(57)【要約】【課題】小型化、低背化を図る場合であっても、蓋体をケースに対し強固に取着させておくことができるとともに、接着剤の流れ込みによる特性不良の発生を有効に防止することができ、しかも接着剤の吐出量を管理する必要のない、高信頼性、高生産性の電子部品を提供する。【解決手段】ケース２と同材質の熱可塑性樹脂からなる柱状凸部８あるいは板状凸部５１を軟化・変形させて蓋体５の上面に圧着させ、その状態で冷却・硬化させることにより蓋体５をケース２に対して強固に固定する。この時、蓋体５はケース２や柱状凸部８よりも熱変形温度の高い樹脂により形成しておく。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に開口するキャビティ部を有した熱可塑性樹脂製のケースと、前記キャビティ部に収容される電子部品素子と、前記ケースを形成する熱可塑性樹脂よりも熱変形温度の高い樹脂から成り、前記ケース上に載置されて前記キャビティ部の開口を塞ぐ蓋体とを備えた電子部品であって、
前記ケースの上面に、該ケースと同材質の熱可塑性樹脂から成り、その一部を前記蓋体の上面よりも上方まで延出させた複数個の凸部を形成するとともに、該凸部を軟化・変形させて前記蓋体の上面に圧着させることにより蓋体をケースに固定せしめたことを特徴とする電子部品。
【請求項２】
前記蓋体は前記凸部と１対１に対応する複数個の孔部を有しており、該各孔部を対応する凸部の基層部が貫通していることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記孔部は、その一部が開放されるようにして蓋体の外周部に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記凸部の近傍に位置する蓋体の端面もしくは前記孔部の内面を、蓋体の上面角部が鈍角となるように傾斜させたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の電子部品。
【請求項５】
上面に開口するキャビティ部と該キャビティ部の周囲に複数個の柱状凸部とを有した熱可塑性樹脂製のケースを準備する工程と、
前記ケースのキャビティ部内に電子部品素子を搭載する工程と、
前記ケース上に蓋体を載置させる工程と、
前記柱状凸部を加熱して軟化させるとともに、圧力を上方より印加してその一部を変形させ、該変形部を蓋体の上面に当接させて冷却・硬化させることによって蓋体をケースに固定する工程と、を含む電子部品の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器や電子機器等に組み込まれて使用される表面実装型の電子部品及びその組立方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通信機器や電子機器にはマイクロコンピュータなどが幅広く用いられており、このようなマイクロコンピュータにはクロック発振回路などの電子部品が使用されている。
【０００３】
このようなクロック発振回路を構成する電子部品としては、容量内蔵型の圧電共振子が知られており、かかる従来の容量内蔵型圧電共振子１００は、例えば図８に示す如く、ケース１０１に設けられたキャビティ１０２の内部に電子部品素子１０３を収納するとともに、キャビティ１０２の開口部を覆うようにして蓋体１０４にて塞ぎ、接着した構造を有している。
【０００４】
上述した容量内蔵型圧電共振子１００のケース１０１は、例えば、エポキシ樹脂などからなり、ケース１０１の底面には、ケースの外側面に沿って立ち上がるリード端子１０５が埋め込まれ、その一端には外部端子１０６が形成されている。
【０００５】
また、前記電子部品素子１０３は、圧電素子１０７とコンデンサ素子１０８とから成る積層体により構成されており、その接続電極１０９をケース１０１の底面に露出しているリード端子１０５に導電性接着剤１１０を介して接続している。
【０００６】
なお、前記蓋体１０４は、断面凹状に形成された金属から成り、ケース１０１と接合する内周面には接着剤１１１が塗布されている。この接着剤１１１は、蓋体１０４に塗布された後、希釈剤を蒸発させることによって表面がべとつかない程度の粘度にまで仮硬化され、このような仮硬化状態の接着剤１１１を介して蓋体１０４をケース１０１に被せた後、更に加熱されることによって本硬化される。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２３７５６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の電子部品においては、その全体構造を小型化しようとした際、ケース１０１と蓋体１０４との接着面積が小さくなってしまうことにより、両者間の接着強度が低下するという不都合があった。特に近年、通信機器や電子機器の薄型化に伴い、電子部品においても低背化の要求が強く、ケース１０１と蓋体１０４との本体厚み方向の接着しろが極めて小さくなる傾向にあることから、電子部品にマザーボード実装時のハンダリフローに伴って熱衝撃が印加されたり、あるいは、落下衝撃等の外力が印加されたりすると、ケース１０１−蓋体１０４間の接着剤１１１がケース１０１や蓋体１０４より剥離し、蓋体１０４がケース１０１より分離、脱落してしまう等の問題を生じていた。特に、蓋体１０４は金属材料から成り、ケース１０１は樹脂材料から成っており、両者の熱膨張係数には差があるため、熱衝撃が加えられた時の蓋体１０４とケース１０１の接着面に発生する応力は大きな力となっていた。
【０００９】
また、蓋体１０１に塗布される接着剤１１１は、その本硬化に際して、一時的に低粘度状態となり、ケース１０１と蓋体１０４との接着面になじむように流動して拡がってゆく。この時、接着剤１１１がケース１０１内部にまで流れ込むと、流れ込んだ接着剤１１１が内部の圧電共振素子１０７に付着して特性の劣化を招くことがあり、特に、電子部品の小型化、低背化に伴ない、ケース１０１の内壁と圧電共振素子１０７とのクリアランスが小さくなる場合ほど、上述の問題が顕著になるという欠点を有していた。
【００１０】
更に、上述した従来の電子部品においては、蓋体１０４の接着面に接着剤１１１を塗布する際、ディスペンサより接着剤１１１を吐出して塗布するのが一般的であるが、その場合、接着剤１１１の吐出量を管理するのが困難で、吐出量が少ないと接着強度不足になり、また、吐出量が多すぎるとケース１０１内部への流れ込みが多発するという不都合もあった。
【００１１】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、電子部品の小型化、低背化を図る場合であっても、蓋体をケースに対し強固に取着させておくことができるとともに、接着剤の流れ込みによる特性不良の発生を有効に防止することができ、しかも接着剤の吐出量を管理する必要のない、高信頼性、高生産性の電子部品及びその組立方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品は、上面に開口するキャビティ部を有した熱可塑性樹脂製のケースと、前記キャビティ部に収容される電子部品素子と、前記ケースを形成する熱可塑性樹脂よりも熱変形温度の高い樹脂から成り、前記ケース上に載置されて前記キャビティ部の開口を塞ぐ蓋体とを備えた電子部品であって、前記ケースの上面に、該ケースと同材質の熱可塑性樹脂から成り、その一部を前記蓋体の上面よりも上方まで延出させた複数個の凸部を形成するとともに、該凸部を軟化・変形させて前記蓋体の上面に圧着させることにより蓋体をケースに固定せしめたことを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明の電子部品は、前記蓋体は前記凸部と１対１に対応する複数個の孔部を有しており、該各孔部を対応する凸部の基層部が貫通していることを特徴とするものである。
【００１４】
更に本発明の電子部品は、前記孔部は、その一部が開放されるようにして蓋体の外周部に設けられていることを特徴とするものである。
【００１５】
また更に本発明の電子部品は、前記凸部の近傍に位置する蓋体の端面もしくは前記孔部の内面を、蓋体の上面角部が鈍角となるように傾斜させたことを特徴とするものである。
【００１６】
そして、本発明の電子部品の組立方法は、上面に開口するキャビティ部と該キャビティ部の周囲に複数個の柱状凸部とを有した熱可塑性樹脂製のケースを準備する工程と、前記ケースのキャビティ部内に電子部品素子を搭載する工程と、前記ケース上に蓋体を載置させる工程と、前記柱状凸部を加熱して軟化させるとともに、圧力を上方より印加してその一部を変形させ、該変形部を蓋体の上面に当接させて冷却・硬化させることによって蓋体をケースに固定する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【００１７】
【作用】
本発明によれば、ケースの開口上面にケースと同材質の熱可塑性樹脂で形成された複数の凸部を蓋体の上面よりも上方まで延出させた上、これらを軟化・変形させて蓋体の上面に圧着させることにより蓋体をケースに固定するようにしている。即ち、蓋体とケースとが互いに接触する部分において接着するのではなく、凸部を軟化・変形させて蓋体の上面を圧着することで、リベット止めと同様の機能をもたせている。これにより、電子部品の小型化、低背化が一層進んでも、接着面積減少による接着強度の低下に起因する蓋体の分離・脱落等の問題は発生しない。しかもこの場合、接着剤を用いないため、接着剤のケース内部への流れ込みによる特性不良の発生もなく、接着剤塗布時の吐出量の管理も不要となる。加えて、ケースも蓋体も共に樹脂材料にて形成されているため、両者の熱膨張係数は等しいかあるいは同等の値となる。従って、蓋体をケースに圧着後熱ストレスが加わっても、両者の圧着面に応力が発生することはなく、圧着強度が低下することもない。
【００１８】
また、本発明によれば、蓋体は、凸部を形成する樹脂よりも熱変形温度の高い樹脂から成っているため、加熱により凸部を軟化・変形する際、蓋体自体が軟化・変形することはなく凸部の蓋体上面への圧着が確実に行える。
更に、蓋体は凸部と１対１に対応する複数個の孔部を有しており、各孔部を対応する凸部の基層部が貫通するようになっているため、蓋体のケースへの固定がより強固で、確実なものになり、加えて、ケースに対する蓋体の位置合わせも容易になる。
【００１９】
更に本発明によれば、凸部の近傍に位置する蓋体の端面もしくは孔部の内面を、蓋体の上面角部が鈍角となるように傾斜させることにより、蓋体もしくは孔部の内面を上面に向かって拡がるすり鉢状となすことができる。この場合、凸部を蓋体の上面に圧着させる際に軟化し変形した熱可塑性樹脂はすり鉢状の領域内に収まるため、蓋体の上面に大きく盛り上がることはなく、これによって、電子部品の全体構造を小型に維持することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳説する。
図１は本発明の電子部品を容量内蔵型圧電共振子１に適用した第１の実施形態を示す外観斜視図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＣ部拡大図、図３は図１の容量内蔵型圧電共振子１の組立方法を説明するための斜視図である。
【００２１】
容量内蔵型圧電共振子１は、主に、キャビティ部３を有するケース２と、前記キャビティ部３に収容される電子部品素子４と、前記キャビティ部３の開口を塞ぐ蓋体５と、前記ケース２の側面に導出したリード端子６とで構成されている。
【００２２】
前記ケース２は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの熱可塑性樹脂からなり、その内部には、上面に開口するキャビティ部３が形成されている。このキャビティ部３は、その開口が矩形状をなすように形成され、その内部で電子部品素子４を収容するのに充分な形状、寸法となっている。また、ケース２の底面には、後述するリード端子６の一部がキャビティ部３の内面に露出しており、接続パッド７が形成されている。
【００２３】
また、前記ケース２の開口上面には、複数の柱状凸部８が形成されている。この柱状凸部８はケース２と同材質の熱可塑性樹脂より形成されており、柱状凸部８を軟化・変形させて蓋体５の上面に圧着させることにより蓋体５をケース２に固定している。
【００２４】
そして、前記ケース２のキャビティ部３内に収容される電子部品素子４は、圧電共振素子１０とコンデンサ素子１１とを重ねて一体化した構造を有している。
【００２５】
前記圧電共振素子１０は、ＰＴ（チタン酸鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電セラミック材料や水晶、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウムなどの単結晶材料から成る圧電性を有する短冊状の圧電基板に、例えばＡｇ系材料を主成分とする導体膜にて、圧電振動を励振する振動電極１２や接続用の接続電極１３を形成している。
【００２６】
一方、前記コンデンサ素子１１は、ＰＴ（チタン酸鉛）、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢａＴｉＯ３（チタン酸バリウム）などの誘電体セラミック材料から成る短冊状の誘電体基板に、例えばＡｇ系材料を主成分とする導体膜にて、静電容量を形成する容量電極１４や接続用の接続電極１５を形成している。
【００２７】
上述の圧電共振素子１０とコンデンサ素子１１は、その間に介在される導電性接着剤１６によって積層体状をなすように接合され、キャビティ部３の内面に露出している接続パッド７に導電性接着剤１６にて接続・固定される。
【００２８】
また更に、前記キャビティ部３の開口を塞ぐ蓋体５は柱状凸部８より熱変形温度が高い樹脂材料より成り、ケース２の柱状凸部８と１対１に対応する複数の孔部１７を有している。この孔部１７では、対応する柱状凸部８の基層部８ａが貫通している。
【００２９】
そして、孔部１７を貫通し、蓋体５の上面に延出している柱状凸部８を、軟化・変形させて蓋体５の上面に圧着させることで、蓋体５がケース２に固定される。
【００３０】
この時、孔部１７は、その一部が開放されるようにして蓋体５の外周部に設けられても良いし、その内面を、図４（ａ）、（ｂ）に示す如く、蓋体５の上面角部が鈍角となるように傾斜させ、孔部１７の内面を上面に向かって拡がるすり鉢状となしても良い。この場合、柱状凸部８を軟化・変形させて蓋体５の上面に圧着させたとき、軟化し変形した熱可塑性樹脂はすり鉢状の領域内に収まり、蓋体５の上面に大きく盛り上がることはないため、電子部品の全体構造を小型に維持することができる。
【００３１】
ここで、蓋体５はケース２や柱状凸部８よりも熱変形温度の高い樹脂材料より成っている。即ち、例えば柱状凸部８が熱変形温度２９３℃のポリエーテルエーテルケトン（ビクトレックス・エムシー株式会社製４５０ＦＣ３０：同社カタログＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＧＵＩＤＥより）から成る場合、蓋体５は熱変形温度３１５℃のポリエーテルエーテルケトン（ビクトレックス・エムシー株式会社製４５０ＧＬ３０：同社カタログＰＲＯＰＥＲＴＩＥＳ  ＧＵＩＤＥより）等によって形成される。
【００３２】
また、前記リード端子６は、リン青銅や洋白などの金属材料から成り、キャビティ部３の内面に露出する接続パッド７からケース２の両側面方向に広がるように延出しており、ケース２の底面と側面との成す角度で屈曲加工が施され、それぞれの端部がケース２の側面まで延びている。
【００３３】
以上のような容量内蔵型圧電共振子１は、以下に示す工程を経て組み立てられる。
まず、上面に開口しているキャビティ部３と、キャビティ部３の周囲に複数の柱状凸部８を有している熱可塑性樹脂製のケース２を用意し、このケース２のキャビティ部３内に電子部品素子４を搭載し、導電性接着剤１６にて接続電極１３，１５と接続パッド７との電気的及び機械的な接続・固定を行う。
【００３４】
次に、蓋体５をキャビティ部３の開口を塞ぐように載置し、その後、例えば３００℃程度の加熱したヒータブロック等を蓋体５の上面よりも上方に延出している柱状凸部８に押し当てて軟化させるとともに、上方より加圧することにより柱状凸部８の一部を変形させて蓋体５の上面に圧着させる。
【００３５】
これによって、変形した柱状凸部８が孔部１７と柱状凸部８との隙間を埋めるともに、蓋体５の孔部１７周辺上面に広がることになる。この時、ヒータブロック等による加熱温度を、柱状凸部８の熱変形温度と蓋体５の熱変形温度の間に設定することで、柱状凸部８のみが軟化・変形するので、柱状凸部８の蓋体５の上面への圧着が確実に行える。その後、ヒータブロック等を柱状凸部８から離し柱状凸部８を冷却することで、柱状凸部８は蓋体５の上面に変形・圧着したまま硬化し、あたかもリベット止めが行われたかのように蓋体５はケース２に固定されることとなる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図５は本発明の電子部品を容量内蔵型圧電共振子５０に適用した第２の実施形態を示す外観斜視図であり、図６（ａ）は図５の凸部の軟化・変形前の状態を示す断面図、図６（ｂ）は凸部の軟化・変形後で蓋体上面に圧着した後の状態を示す断面図、図７は図６の容量内蔵型圧電共振子５０の組立方法を説明するための斜視図である。
【００３７】
先に述べた第１の実施形態では、ケース２の開口周囲に形成されている凸部として柱状凸部８を例にとって説明したが、第２の実施形態では、板状凸部５１をケース２の開口部に沿って形成し、この板状凸部５１を軟化・変形させて蓋体５の上面に圧着させるようにしている。なお、本実施形態においては、板状凸部５１が矩形状をなすように形成されているキャビティ部３の開口の対向する２辺に沿って１個ずつ立設されている。
【００３８】
また、このようなキャビティ部３の内壁には段差部５２が形成され、この段差部５２に蓋体５を載置することにより、安定した固定が可能となる。
【００３９】
上述したような板状凸部５１を用いて蓋体５を固定を封止するようにすれば、第１の実施形態に係る電子部品の柱状凸部８を用いて蓋体５を固定する場合と比べて、蓋体５を圧着する部分の面積を大きくとることができるため、蓋体５とケース２との固着強度は更に増大し、より一層の信頼性を確保することができる。なお、この板状凸部５１は、開口部の辺に沿って連続的に形成されたものでなくても良く、櫛歯状に形成された板状凸部であってもかまわない。
【００４０】
かくして以上のような本発明の構成によれば、ケース２と同材質の熱可塑性樹脂からなる柱状凸部８あるいは板状凸部５１を軟化・変形させ蓋体５の上面に圧着させ、その状態で冷却・硬化させることにより、蓋体５をケース２に強固に固定することができる。
【００４１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。
【００４２】
例えば、上述した第２の実施形態においては、板状凸部５１をキャビティ部開口の対向する２辺に沿って１個ずつ立設するようにしたが、これに代えて、板状凸部がキャビティ部を取り囲むようにキャビティ部開口の４辺に沿って立設するようにしても構わない。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、ケースの開口上面にケースと同材質の熱可塑性樹脂で形成された複数の凸部を蓋体の上面よりも上方まで延出させた上、これらを軟化・変形させて蓋体の上面に圧着させることにより蓋体をケースに固定するようにしている。即ち、蓋体とケースとが互いに接触する部分において接着するのではなく、凸部を軟化・変形させて蓋体の上面を圧着することで、リベット止めと同様の機能をもたせている。これにより、電子部品の小型化、低背化が一層進んでも、接着面積減少による接着強度の低下に起因する蓋体の分離・脱落等の問題は発生しない。しかもこの場合、接着剤を用いないため、接着剤のケース内部への流れ込みによる特性不良の発生もなく、接着剤塗布時の吐出量の管理も不要となる。加えて、ケースも蓋体も共に樹脂材料にて形成されているため、両者の熱膨張係数は等しいかあるいは同等の値となる。従って、蓋体をケースに圧着後熱ストレスが加わっても、両者の圧着面に応力が発生することはなく、圧着強度が低下することもない。
【００４４】
また本発明によれば、蓋体は、凸部を形成する樹脂よりも熱変形温度の高い樹脂から成っているため、加熱により凸部を軟化・変形する際、蓋体自体が軟化・変形することはなく凸部の蓋体上面への圧着が確実に行える。
更に、蓋体は凸部と１対１に対応する複数個の孔部を有しており、各孔部を対応する凸部の基層部が貫通するようになっているため、蓋体のケースへの固定がより強固で、確実なものになり、加えて、ケースに対する蓋体の位置合わせも容易になる。
【００４５】
更に本発明によれば、凸部の近傍に位置する蓋体の端面もしくは孔部の内面を、蓋体の上面角部が鈍角となるように傾斜させることにより、蓋体もしくは孔部の内面を上面に向かって拡がるすり鉢状となすことができる。この場合、凸部を蓋体の上面に圧着させる際に軟化し変形した熱可塑性樹脂はすり鉢状の領域内に収まるため、蓋体の上面に大きく盛り上がることはなく、これによって、電子部品の全体構造を小型に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の電子部品を容量内蔵型圧電共振子に適用した第１の実施形態を示す外観斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【図３】図１の容量内蔵型圧電共振子の組立方法を説明するための斜視図である。
【図４】（ａ）は柱状凸部の軟化・変形前の断面図、（ｂ）は柱状凸部の軟化・変形後、蓋体上面に圧着した後の断面図である。
【図５】本発明の電子部品を容量内蔵型圧電共振子に適用した第２の実施形態を示す外観斜視図である。
【図６】（ａ）は図６の凸部の軟化・変形前の状態を示す断面図、（ｂ）は凸部の軟化・変形後で蓋体上面に圧着した後の状態を示す断面図である。
【図７】図６の容量内蔵型圧電共振子の組立方法を説明するための斜視図である。
【図８】従来の容量内蔵型圧電共振子を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・容量内蔵型圧電共振子（電子部品）
２・・・ケース
３・・・キャビティ部
４・・・電子部品素子
５・・・蓋体
６ａ・・・リード端子（グランド端子部）
６ｂ、６ｃ・・・リード端子
７・・・接続バンプ
８・・・柱状凸部
８ａ・・・柱状凸部基層部
１７・・・孔部
５０・・・容量内蔵型圧電共振子
５１・・・板状凸部
５２・・・段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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