(57)【要約】【課題】表面実装型電子デバイスのパッケージ底面に設けた略矩形の実装電極を回路基板上のランドと半田接続した場合に、ヒートサイクル、振動、衝撃等に起因して、電子デバイス底面の中心点から遠方に位置する半田接続部に大きな応力が加わって半田に亀裂が発生し易くなるという不具合を解決する。【解決手段】底面形状が略矩形のパッケージ２と、パッケージ底面の少なくとも一端辺に沿って形成された略矩形の実装電極５と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、実装電極の各角隅部のうちパッケージ底面の一端辺と近接する側の２つの角隅部に、角隅部を直角三角形状に切除することにより形成した直線状の面取り部５ａを設けた。【選択図】図１
2007294649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面形状が略矩形のパッケージと、該パッケージ底面の少なくとも一端辺に沿って形成
された略矩形の実装電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、
前記実装電極の各角隅部のうち前記パッケージ底面の一端辺と近接する側の２つの角隅
部に、該角隅部を直角三角形状に切除することにより形成した直線状の面取り部を設けた
ことを特徴とする表面実装型電子デバイス。
【請求項２】
前記パッケージ底面の縦辺の長さをＬ１とし、横辺の長さをＬ２とし、
前記縦辺に沿って配置した前記実装電極の前記直角三角形状の切除部の直交する２つの
辺のうち、前記縦辺に沿った辺の幅をｗ１とし、他の辺の長さをｗ２としたときに、
Ｌ２／Ｌ１＝ｗ１／ｗ２であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型電子デバ
イス。
【請求項３】
前記パッケージ底面の縦辺の長さＬ１、及び横辺の長さＬ２と、前記切除部の各辺の幅
ｗ１、ｗ２との関係を、
Ｌ２／Ｌ１＝ｗ１／ｗ２＝１／１としたことを特徴とする請求項２に記載の表面実装型
電子デバイス。
【請求項４】
前記実装電極を前記パッケージ底面の一つの端辺に沿って２個以上配列したことを特徴
とする請求項１、２又は３に記載の表面実装型電子デバイス。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載の表面実装型電子デバイスが圧電デバイスであるこ
とを特徴とする表面実装型電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面実装型電子デバイスの底面に形成する実装電極の改良に関し、特に回路
基板上に実装電極を半田接続した場合に半田部に加わる応力によって亀裂が形成される不
具合を解決するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型電子デバイスとしては、例えば底部に実装電極を備えた絶縁基板（プリント
基板）の表面に形成した配線パターン上に各種回路部品等を搭載したものが知られている
。このような表面実装型電子デバイスとしては、例えば水晶振動子、水晶フィルタ、水晶
発振器等の圧電デバイスを例示することができる。表面実装型の水晶振動子、或いは水晶
フィルタは、底部に実装電極を備えたパッケージの表面凹所内に水晶振動素子（水晶基板
上に励振電極を形成した素子）を搭載し、且つ水晶振動素子を含む絶縁基板上の凹所を金
属蓋により気密封止した構成を備えている。
表面実装型の圧電デバイスは、略矩形のパッケージ底面に略矩形の実装電極を備え、回
路基板の上面に形成されたランド上に実装電極を半田を用いて接続することによって表面
実装される。
【０００３】
ところで、圧電デバイスを回路基板上に半田接続した状態では、略矩形のパッケージ底
面の中心点から遠方にある半田接続部ほど大きな機械的応力を受ける。このため、圧電デ
バイスの用途、使用環境、設置場所等の使用条件によっては、中心点から遠方にある半田
接続部に亀裂が形成される虞がある。即ち、例えば水晶振動子を車載用の回路基板上に搭
載した場合等のように、過酷な使用環境にて使用した場合には、振動、衝撃に加えて、高
温、低温に曝されるため、ヒートサイクルに起因した半田接続部の耐久性が問題となる。
水晶振動子に求められるスペックの一つとして、ヒートサイクル試験（−４０〜＋１２５
℃、３０００ｃｙｃｌｅ）の要求を満たす必要があるが、パッケージ底面中心点から最も
遠方にある半田接続部には応力が一カ所に集中し易い状態にあるため、この部分にヒート
サイクルによる亀裂が発生し易く、スペックを満たさない不良品が発生することがある。
【０００４】
特許文献１には、水晶振動子の容器本体の矩形の底面積に対する実装電極の占有率を５
０％以上としたり、水晶片と導通する一対の実装電極を幅方向に近接配置することにより
接合強度を高め、熱衝撃性を解消した表面実装用の水晶振動子が開示されている。これに
よれば、半田による接合面積が大きくなるため致命的な接続不良が発生しにくくなる一方
で、接合面積が大きいことにより熱膨張係数の違いに起因した応力歪みが大きくなり、半
田接続部にクラックが発生し易くなるという不具合をもたらす。更に、パッケージ底面に
おける実装電極の占有面積の過大な増大によってパッケージ底面の実装電極のレイアウト
自由度が低下するという不具合がある。また、パッケージの端子間容量が増大するため、
周波数可変感度特性等の特性面で不利となる。
【０００５】
このような不具合に対処するため、特許文献２には、矩形のパッケージ底面の角隅部や
端辺に沿って形成する矩形の実装電極の外側端縁の形状を、パッケージ底面の中心点から
半径ｒにて形成される円弧に沿った円弧形状とすることにより、ヒートサイクル、振動、
衝撃等によって最も亀裂が発生し易いパッケージ底面の特定部位に半田が存在しないよう
に構成した技術が開示されている。
しかし、実装電極の一部を円弧状に面取りした形状にすると、電子デバイスを搭載する
対象物としての回路基板側のランドの形状をも実装電極の形状に合わせて部分的に円弧状
に設計する必要性が増してくる。回路基板上のランドを含む配線パターンを円弧状、曲線
状に設計することは難しく、回路基板製造手数の増大、配線パターン設計の自由度の低下
をもたらす。
【０００６】
一方、円弧形状部を備えた実装電極を、実装電極形状に見合った円弧形状部を備えない
矩形のランド上に半田接続した場合のように、実装電極の形状と回路基板上のランドの形
状との間に、面積や形状についての差異がありすぎると、余剰半田が生成されて半田ボー
ルが形成され易くなったり、半田の固化形状として理想的なフィレット形状を安定して形
成できなくなるという問題が生じる。
【特許文献１】特開２００４−０６４７０１公報
【特許文献２】特開２００６−５０２７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように表面実装型デバイスのパッケージ底面に設けた実装電極の形状、面積を回
路基板上のランドの形状と著しく異ならせた場合には、回路基板側の配線パターンの設計
手数が増大したり、ランド上の余剰半田によって形成された半田ボールがランド外へ移動
して短絡、その他の不具合をもたらす原因となったり、或いは半田固化時にフィレット形
状が安定して形成されなくなる、という問題があった。
【０００８】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、表面実装型電子デバイスのパッケージ底面
に設けた略矩形の実装電極を回路基板上のランドと半田接続した場合に、ヒートサイクル
、振動、衝撃等に起因して、電子デバイス底面の中心点から遠方に位置する半田接続部に
大きな応力が加わって半田に亀裂が発生し易くなるという不具合を解決するために実装電
極の一部に直線状の面取り部を形成すると共に、回路基板上のランドパターンの形状に対
する変更を最小限に抑えることによりランドパターン設計変更の煩雑化を防止することが
できる実装電極形状を備えた表面実装型電子デバイスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る表面実装型電子デバイスは、底面形状が略矩形
のパッケージと、該パッケージ底面の少なくとも一端辺に沿って形成された略矩形の実装
電極と、を備えた表面実装型電子デバイスにおいて、前記実装電極の各角隅部のうち前記
パッケージ底面の一端辺と近接する側の２つの角隅部に、該角隅部を直角三角形状に切除
することにより形成した直線状の面取り部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
実装電極と回路基板のランドとの間を半田によって接続する場合に、パッケージ底面中
心部から遠方に位置する半田部分ほどヒートサイクルや衝撃に起因した応力の集中によっ
てダメージを受けて亀裂が発生し易くなる。応力の歪みが多い箇所にある実装電極の一部
を円弧状に切除することによって当該切除部分に半田を配置した場合に発生し易い半田の
亀裂を未然に防止する試みもなされているが、円弧状の実装電極部分に対応させて回路基
板側のランド側も円弧状に加工する必要が生じる。ランドパターンを円弧状、曲線状に加
工することは技術的に困難であるため、回路基板を製造する際の生産性、コストの点で問
題があった。
【００１１】
本発明では、略矩形の実装電極の４つの角隅部のうち、パッケージ底面の一端縁に沿っ
た２つの角隅部（パッケージ中心点から遠方にある部分）に、斜め直線状に延びる面取り
部を形成したので、応力の集中による半田接続部の亀裂発生を防止しつつ、回路基板側の
ランドパターンの形状についても円弧状、曲線状の加工が不要となり、生産性を高めるこ
とができる。
【００１２】
また、本発明に係る表面実装型電子デバイスは、前記パッケージ底面の縦辺の長さをＬ
１とし、横辺の長さをＬ２とし、前記縦辺に沿って配置した前記実装電極の前記直角三角
形状の切除部の直交する２つの辺のうち、前記縦辺に沿った辺の幅をｗ１とし、他の辺の
長さをｗ２としたときに、Ｌ２／Ｌ１＝ｗ１／ｗ２であることを特徴とする。
実装電極を直角三角形状に切除する場合の切除部の形状に制限はないが、例えば上記の
関係を満たすようにすれば、応力集中部に相当する実装電極部分だけを効果的に切除する
ことができる。
【００１３】
また、本発明に係る表面実装型電子デバイスは、前記パッケージ底面の縦辺の長さＬ１
、及び横辺の長さＬ２と、前記切除部の各辺の幅ｗ１、ｗ２との関係を、Ｌ２／Ｌ１＝ｗ
１／ｗ２＝１／１としたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る表面実装型電子デバイスは、前記実装電極を前記パッケージ底面の
一つの端辺に沿って２個以上配列したことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記表面実装型電子デバイスが圧電デバイスであることを特徴とする
。
本発明の表面実装型電子デバイスは、例えば圧電振動子、圧電発振器、ＳＡＷデバイス
等の圧電デバイスのパッケージにおける実装電極構造として広く適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を添付図面に示した実施の形態にもとづいて詳細に説明する。
なお、以下の実施形態では表面実装型電子デバイスの一例として表面実装型圧電デバイ
ス、特に水晶振動子（圧電振動子）を用いて説明する。
図１（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型水晶振動子の構
成を示す正面図、底面図、及び実装電極の拡大図である。
【００１７】
この水晶振動子１は、セラミックシート等、シート状の絶縁材料を積層することにより
形成した絶縁容器２の上面凹所３内に水晶振動素子（水晶基板上に励振電極を形成した素
子）１０を収容すると共に、絶縁容器２の凹所３を金属蓋４により封止した構成を備えて
いる。
絶縁容器（パッケージ）２の略矩形の底面（パッケージ底面）を構成する２つの縦辺２
ａと２つの横辺２ｂのうちの対向する２つの端辺、この例では各縦辺２ａの中央部に沿っ
た位置に夫々実装電極５を備えると共に、凹所３内部には水晶振動素子１０と電気的に接
続される２つの内部パッド６を備え、各内部パッド６は夫々対応する実装電極５と導通し
ている。各実装電極５の外側辺は、図示のように対応する各縦辺２ａと接していてもよい
し、離間していてもよい。
【００１８】
この水晶振動子１を、回路基板、その他のプリント基板１５上に表面実装する際には、
プリント基板（回路基板）１５のランド１６上に実装電極５を一対一の関係で対応させた
上で半田１７によって接続する。
この際、絶縁容器２の底面の中心点Ｃから最も離間した位置にある半田接続部がヒート
サイクル等に起因した応力によって破損することを防止するために、本発明では、各実装
電極５の外側の角隅部を直線状に面取りしている。
【００１９】
即ち、図１（ｂ）（ｃ）に示すように略矩形の各実装電極５の各角隅部のうちパッケー
ジ底面の縦辺２ａと近接する側の２つの角隅部に、各角隅部を直角三角形状（二等辺三角
形）に切除することにより直線状の面取り部（面取り辺）５ａを設けている。このように
面取り部５ａを斜辺とする直角三角形状の切除部２０を形成することにより実装電極５の
２つの角隅部に夫々設けた各面取り部５ａと、対応する縦辺２ａとのなす角度θは同等に
なるように設定する。
【００２０】
切除部２０の形状、或いは上記角度θの値は如何なる範囲であっても差し支えないが、
例えば、パッケージ底面の縦辺２ａの長さをＬ１とし、横辺２ｂの長さ幅をＬ２とし、更
に縦辺に沿って配置した実装電極の直角三角形状の切除部２０の直交する２つの辺のうち
、縦辺２ａに沿った辺（第１の辺）の幅をｗ１とし、横辺２ｂに沿った辺（第２の辺）の
幅をｗ２としたときに、「Ｌ２／Ｌ１＝ｗ１／ｗ２」という関係を満たしていることが好
ましい。
【００２１】
図１の実装電極における切除部２０における各辺の形状は、Ｌ２／Ｌ１＝ｗ１／ｗ２＝
１／１となっている。
例えばパッケージ底面の縦辺２ａの長さＬ１が２．５ｍｍであり、横辺２ｂの長さＬ２
が３．２ｍｍである場合には、切除部２０の第１の辺の幅ｗ１及び第２の辺の幅ｗ２は、
共に０．３ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００２２】
また、図２の他の実施形態に示すように、Ｌ２／Ｌ１＝ｗ１／ｗ２＝１／１でない場合
、例えばパッケージ底面の縦辺２ａの長さＬ１が２．５ｍｍであり、横辺２ｂの長さＬ２
が３．２ｍｍである場合には、切除部２０の第１の辺の幅ｗ１及び第２の辺の幅ｗ２は、
１〜０．３ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２３】
次に、図３は本発明の変形実施形態に係る実装電極の構造を示すパッケージ底面図であ
り、この実施形態における実装電極は、対向する各縦辺２ａに沿って実装電極５を２個ず
つ並置した構成が特徴的である。各縦辺２ａに沿って実装電極を３個以上配置してもよい
し、一方の端辺に２個、他方の端辺に１個配置した構成であってもよい。
【００２４】
このように４個以上の実装電極数から成る端子構造を実現できることにより、この実装
電極を備えたパッケージを水晶発振器などの圧電発振器に対しても適用することが可能と
なる。
即ち、表面実装型の圧電発振器は、圧電振動子のパッケージの内部、或いは外部に発振
回路部品を搭載することにより実現されるが、圧電発振器にあっては４個以上の実装電極
が必要となる。そこで、図３の如き実装電極の配列を実現することによって圧電発振器の
表面実装用のパッケージを構築することが可能となる。
【００２５】
図４は図１（ｂ）の実施形態に係る実装電極において切除部２０の面取り寸法ｗ１、ｗ
２の値と、実装電極上の半田接合部に発生する応力の歪み振幅との関係を示したグラフ図
である。このグラフによれば、面取り寸法ｗ１、ｗ３が共に０．３ｍｍである時には、切
除部２０が存在しない矩形の実装電極の場合に比して歪み振幅が２／３となることが明か
であり、その分だけ半田接合部にクラックが発生しにくくなる。
【００２６】
以上のように本発明では、略矩形の各実装電極の角隅部のうちパッケージ底面の端辺に
沿った２つの角隅部を直角三角形状に切除することによって直線状の面取り部（直角三角
形状の切除部の斜辺に相当する）５ａを設けた。この切除部２０は、パッケージ底面の中
心点Ｃから最も遠い位置であり、且つ各種応力が集中し易い箇所に相当する。この応力が
集中し易い箇所に相当する実装基板の角隅部を予め切除した構成とすることにより、図１
（ａ）のように各実装電極５をプリント基板１５のランド１６上に半田接続した場合に、
従来一カ所（切除部２０に相当する部分）に集中し易かった応力を分散することが可能と
なり、容器底面中心点Ｃから最も遠方にある接続部がヒートサイクル、衝撃等によって発
生する応力によりダメージを受けて亀裂が発生することがなくなる。
【００２７】
また、直線状の面取り部５ａを有した実装電極５を接合するための回路基板側のランド
の形状としては従来通りの矩形であってもよいし、面取り部５ａの形状に見合った直線状
の面取り部を備えた構成としてもよい。いずれにしても、回路基板側のランドの形状とし
て湾曲部、円弧状部を備えた構成を採用する必要がなくなるため、回路基板側の配線パタ
ーン形成手数の増大防止、設計の自由度の拡大を図ることができる。
【００２８】
更に、パッケージ底面に設けた実装電極５の形状、面積が回路基板１５上のランド１６
の形状と著しく異なることにより、ランド上の余剰半田によって形成された半田ボールが
ランド外へ移動して離間したパターン間を短絡させたり、その他の不具合をもたらすとい
う不具合を無くすることができる。更に、半田固化時にフィレット形状が安定して形成さ
れ易くなる。
【００２９】
なお、本発明の実装電極構造は、水晶振動子、水晶フィルタ、水晶発振器等の表面実装
型圧電デバイスに限らず、あらゆるタイプの表面実装型電子デバイスの実装電極に適用す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は本発明の一実施形態に係る表面実装型水晶振動子の構成を示す正面図、底面図、及び実装電極の拡大図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る実装電極構造を示す底面図である。
【図３】本発明の変形実施形態に係る実装電極の構造を示すパッケージ底面図である。
【図４】図１の実施形態に係る実装電極において切除部の面取り寸法の値と、実装電極上の半田接合部に発生する応力の歪み振幅との関係を示したグラフ図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…表面実装型電子デバイス（圧電振動子）、２…パッケージ、２ａ…縦辺、２ｂ…横
辺、３…凹所、４…蓋部材、５…実装電極、５ａ…面取り部、１５…回路基板、１６…ラ
ンド、１７…半田、２０…切除部。
【図１】
2007294649.tif 000003
【図２】
2007294649.tif 000004
【図３】
2007294649.tif 000005
【図４】
2007294649.tif 000006