電子部品の実装方法
【課題】セット基板との熱膨張係数差による半田のクラック発生を防止した表面実装デバイスを提供する。
【解決手段】外底面の少なくとも両端側に実装電極５を有する表面実装用の電子部品を半田９によってセット基板７の回路端子８に接続する電子部品の実装方法において、前記表面実装用電子部品の外底面と対向する前記セット基板７の表面に前記回路端子８よりも厚みの大きい突出部１１を設け、前記実装電極５と前記回路端子８との間の前記半田９の厚みを大きく維持した構成とする。
【解決手段】外底面の少なくとも両端側に実装電極５を有する表面実装用の電子部品を半田９によってセット基板７の回路端子８に接続する電子部品の実装方法において、前記表面実装用電子部品の外底面と対向する前記セット基板７の表面に前記回路端子８よりも厚みの大きい突出部１１を設け、前記実装電極５と前記回路端子８との間の前記半田９の厚みを大きく維持した構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用とした電子部品の実装方法を技術分野とし、特にセット基板との膨張係数差による半田のひび、割れ等のクラック発生を防止した電子部品の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装用の電子部品例えば水晶デバイスは小型・軽量であることから、例えば実装密度の高いセット基板に搭載される。このようなものの一つに、車載等のエンジン制御用とした表面実装振動子があり、これが搭載されるセット基板との間の熱膨張差による半田のクラック発生の問題がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第５図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）は表面実装振動子の外底面図である。
【０００４】
表面実装振動子は密閉容器１内に水晶片２を収容してなる。密閉容器１は例えば積層セラミックからなる凹状とした容器本体３と、セラミックからなる平板状のカバー４とからなる。容器本体３は内底面の例えば一端側に対をなす図示しない水晶保持端子を有し、外底面の両端側中央部に外部端子５を有する。外部端子５は積層面を経て水晶保持端子と電気的に接続する。
【０００５】
水晶片２は両主面に図示しない励振電極を有し、一端部両側となる外周部に引出電極を延出する。そして、引出電極の延出した一端部両側を水晶保持端子に導電性接着剤６によって固着する。カバー４は例えば低融点のガラスを用いて容器本体３の開口端面に接合され、水晶片２を密閉封入する。
【０００６】
そして、表面実装振動子の外部端子５は、セット基板７の回路端子８と高熱路を搬送しての、印刷によるクリーム半田９の溶融によって接続され（所謂半田リフロー）、抵抗、コンデンサ等の他の電子部品とともに表面実装される。セット基板７は一般にガラスエポキシからなる。
【特許文献１】特許第３９０５８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装振動子では、容器本体３（セラミック）とセット基板７（ガラスエポキシ）と膨張係数が異なる。ちなみに、膨張係数はセラミックが７〜８×１０-6／℃、ガラスエポキシは１４×１０-6／℃であり、ガラスエポキシの方がセラミックよりも大きい。
【０００８】
このことから、例えば自動車のエンジンルーム内での駆動時における温度上昇や停止による温度下降のヒートサイクルによって、セット基板７及び表面実装振動子は伸縮を繰り返す（第３図の矢印は伸張時）。この場合、表面実装振動子とセト基板７との膨張係数差によって伸縮量も異なることから、それぞれに歪（機械的変形）を生じる。
【０００９】
これらの歪は、表面実装振動子をセット基板７に接合する半田９に波及し、半田９に応力を生ずる。そして、半田９の柔軟性では応力を吸収しきれず、第６図(第５図のＰ部の拡大図）に示したように半田９にクラック１０を生ずる。その結果、外部端子５と回路端子８との接続不良（電気的導通不良）やセット基板７からの剥離を引き起こす問題があった。
【００１０】
（発明の目的）
本発明は熱膨張係数差による半田のクラック発生を防止した電子部品の実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（着目技術）
本発明は特許文献１で示される実装電極の厚みを大きくすることによって歪が吸収される点に着目した。
【００１２】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、外底面の少なくとも両端側に実装電極を有する表面実装用の電子部品を半田によってセット基板の回路端子に接続する電子部品の実装方法において、前記表面実装用電子部品の外底面と対向する前記セット基板の表面に前記回路端子よりも厚みの大きい突出部を設け、前記実装電極と前記回路端子との間の前記半田の厚みを大きく維持した構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成であれば、回路端子よりも厚みの大きい突出部によって半田の厚みを大きくできる。したがって、熱膨張係数差による応力を半田の高さによって吸収できる。これにより、クラック発生を防止する。
【００１４】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記電子部品はセラミックからなる容器本体に少なくとも水晶片を収容し、カバーを被せて密閉封入した表面実装水晶デバイスであって、前記セット基板はガラスエポキシからなる。これにより、電子部品を特定するとともに、容器本体（セラミック）とセット基板（ガラスエポキシ）との膨張係数差による歪の吸収を明確にする。
【００１５】
同請求項３では、請求項１において、前記実装電極は前記容器本体の外底面における長辺方向の両端側に設けられる。これは例えば水晶片のみを容器本体に収容し、外底面の実装電極が水晶片の一対の引出電極と電気的に接続した表面実装振動子の場合である。
【００１６】
同請求項４では、請求項１において、前記実装電極は前記容器本体の外底面における４角部に設けられる。これは、例えば水晶片のみを容器本体に収容して金属カバーを被せ、外底面の実装電極が水晶片の一対の引出電極及び金属カバーと電気的に接続した表面実装振動子の場合である。あるいは、発振回路を構成するＩＣチップとを水晶片とを容器本体に収容し、外底面の実装電極がＩＣチップと電気的に接続した表面実装発振器の場合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）はセット基板の表面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１８】
表面実装振動子は、前述したように積層セラミックからなる容器本体３とカバー４とをガラスによって封止した密閉容器１内に水晶片２を収容してなる。密閉容器１（容器本体３）における外底面の両端側中央部には、水晶片２の引出電極と電気的に接続した外部端子５を有する。
【００１９】
ここでは、セット基板７（ガラスエポキシ）の両側の回路端子８の間となる中央領域に、幅方向の中心線を横断する二列の突出部１１を設ける。各回路端子８は容器本体３における外底面の両端側の実装電極５に対応する。二列の突出部１１は中央から両側の領域に形成されて、突出部１１は回路端子８の厚みよりも高さを大きくする。
【００２０】
この場合、表面実装振動子は突出部１１によって傾斜することなく自立する。そして、これら二列の突出部１１は、樹脂やガラス等の絶縁材による例えばコーティングによって形成される。
【００２１】
このようなものでは、セット基板７の回路端子８に印刷によって塗付されたクリーム半田９上に表面実装振動子の実装電極５を当接する。クリーム半田は突出部１１の高さよりも厚く塗付される。そして、高熱路を搬送してのクリーム半田９の溶融によって、回路端子８と実装電極５とが接続される。
【００２２】
この場合、クリーム半田９はフラックスの飛散や半田フィレットの形成及び自重によって半田９の高さが低くなるが、突出部１１によって、クリーム半田９の高さは大きく維持される。これに対し、突出部１１のない従来の場合では、半田９の高さが突出部１１の高さよりも低くなる。
【００２３】
これらのことから、半田９の高さを従来例の場合よりも高さを大きく維持できる。したがって、表面実装振動子のセット基板７への実装後、熱衝撃（ヒートサイクル）によって生じる回路基板７と表面実装振動子との歪を半田９の高さによって吸収する。
【００２４】
すなわち、半田９の高さを大きくしたことによって、第２図に示したようにセット基板７の伸張とともにセット基板側の半田９が外側に引っ張られる。これにより、セット基板７と表面実装振動子とに生ずる歪を吸収できて、半田クラックの発生を防止する。
【００２５】
（他の事項）
上記実施形態で突出部１１は中央から両側の二列としたが、例えば一列としてその幅を大きくしてもよい「第３図（ａ）」。また、突出部１１は中央部と外周４角部の計５箇所に点的に設けてもよい「第３図（ｂ）」。要は、表面実装振動子が回路端子８よりも高さの大きい突出部１１によって傾斜することなく自立できればよい。
【００２６】
また、表面実装振動子は２端子としたが、例えばシーム溶接等による金属カバーとして封止し、金属カバーをアース端子に電気的に接続した４端子の場合であっても、セット基板７に例えば十字状とした突出部１１を設けて同様に適用できる（第４図）。この場合、例えば一組の対角部の実装電極５を水晶端子として他組の対角部の実装電極５をアース端子とする。
【００２７】
また、表面実装デバイスは表面実装振動子として説明したが、例えば図示しない発振回路を集積化したＩＣチップと水晶片とを密閉封入した表面実装発振器の場合でも同様に適用できる。この場合、実装電極は出力、電源、アース及びその他の端子からなる４端子となり、回路基板７の回路端子８もこれに対応して４角部に形成される。この場合でも第４図と同様に突出部１１が形成される。
【００２８】
さらに、密閉容器１は凹状の容器本体３と平板状のカバー４からなるとしたが、例えば容器本体１を平板状としてカバー４を凹状として接合してもよく、ここでの容器本体１は外底面に実装電極５を有するものを指す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）はセット基板の表面図である。
【図２】本発明の作用効果を説明する表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の他の例を説明するセット基板の表面図である。
【図４】本発明の一実施形態のさらに他の例を説明するセット基板の表面図である。
【図５】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）は外底面の図である。
【図６】従来例の問題点を説明する表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図の一部拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 密閉、２ 水晶片、３ 容器本体、４ カバー、５ 実装電極、６ 導電性接着剤、７ セット基板、８ 回路端子、９ 半田、１０ クラック、１１ 突出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は表面実装用とした電子部品の実装方法を技術分野とし、特にセット基板との膨張係数差による半田のひび、割れ等のクラック発生を防止した電子部品の実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
表面実装用の電子部品例えば水晶デバイスは小型・軽量であることから、例えば実装密度の高いセット基板に搭載される。このようなものの一つに、車載等のエンジン制御用とした表面実装振動子があり、これが搭載されるセット基板との間の熱膨張差による半田のクラック発生の問題がある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第５図は一従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）は表面実装振動子の外底面図である。
【０００４】
表面実装振動子は密閉容器１内に水晶片２を収容してなる。密閉容器１は例えば積層セラミックからなる凹状とした容器本体３と、セラミックからなる平板状のカバー４とからなる。容器本体３は内底面の例えば一端側に対をなす図示しない水晶保持端子を有し、外底面の両端側中央部に外部端子５を有する。外部端子５は積層面を経て水晶保持端子と電気的に接続する。
【０００５】
水晶片２は両主面に図示しない励振電極を有し、一端部両側となる外周部に引出電極を延出する。そして、引出電極の延出した一端部両側を水晶保持端子に導電性接着剤６によって固着する。カバー４は例えば低融点のガラスを用いて容器本体３の開口端面に接合され、水晶片２を密閉封入する。
【０００６】
そして、表面実装振動子の外部端子５は、セット基板７の回路端子８と高熱路を搬送しての、印刷によるクリーム半田９の溶融によって接続され（所謂半田リフロー）、抵抗、コンデンサ等の他の電子部品とともに表面実装される。セット基板７は一般にガラスエポキシからなる。
【特許文献１】特許第３９０５８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の表面実装振動子では、容器本体３（セラミック）とセット基板７（ガラスエポキシ）と膨張係数が異なる。ちなみに、膨張係数はセラミックが７〜８×１０-6／℃、ガラスエポキシは１４×１０-6／℃であり、ガラスエポキシの方がセラミックよりも大きい。
【０００８】
このことから、例えば自動車のエンジンルーム内での駆動時における温度上昇や停止による温度下降のヒートサイクルによって、セット基板７及び表面実装振動子は伸縮を繰り返す（第３図の矢印は伸張時）。この場合、表面実装振動子とセト基板７との膨張係数差によって伸縮量も異なることから、それぞれに歪（機械的変形）を生じる。
【０００９】
これらの歪は、表面実装振動子をセット基板７に接合する半田９に波及し、半田９に応力を生ずる。そして、半田９の柔軟性では応力を吸収しきれず、第６図(第５図のＰ部の拡大図）に示したように半田９にクラック１０を生ずる。その結果、外部端子５と回路端子８との接続不良（電気的導通不良）やセット基板７からの剥離を引き起こす問題があった。
【００１０】
（発明の目的）
本発明は熱膨張係数差による半田のクラック発生を防止した電子部品の実装方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（着目技術）
本発明は特許文献１で示される実装電極の厚みを大きくすることによって歪が吸収される点に着目した。
【００１２】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、外底面の少なくとも両端側に実装電極を有する表面実装用の電子部品を半田によってセット基板の回路端子に接続する電子部品の実装方法において、前記表面実装用電子部品の外底面と対向する前記セット基板の表面に前記回路端子よりも厚みの大きい突出部を設け、前記実装電極と前記回路端子との間の前記半田の厚みを大きく維持した構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
このような構成であれば、回路端子よりも厚みの大きい突出部によって半田の厚みを大きくできる。したがって、熱膨張係数差による応力を半田の高さによって吸収できる。これにより、クラック発生を防止する。
【００１４】
（実施態様項）
本発明の請求項２では、請求項１において、前記電子部品はセラミックからなる容器本体に少なくとも水晶片を収容し、カバーを被せて密閉封入した表面実装水晶デバイスであって、前記セット基板はガラスエポキシからなる。これにより、電子部品を特定するとともに、容器本体（セラミック）とセット基板（ガラスエポキシ）との膨張係数差による歪の吸収を明確にする。
【００１５】
同請求項３では、請求項１において、前記実装電極は前記容器本体の外底面における長辺方向の両端側に設けられる。これは例えば水晶片のみを容器本体に収容し、外底面の実装電極が水晶片の一対の引出電極と電気的に接続した表面実装振動子の場合である。
【００１６】
同請求項４では、請求項１において、前記実装電極は前記容器本体の外底面における４角部に設けられる。これは、例えば水晶片のみを容器本体に収容して金属カバーを被せ、外底面の実装電極が水晶片の一対の引出電極及び金属カバーと電気的に接続した表面実装振動子の場合である。あるいは、発振回路を構成するＩＣチップとを水晶片とを容器本体に収容し、外底面の実装電極がＩＣチップと電気的に接続した表面実装発振器の場合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）はセット基板の表面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
【００１８】
表面実装振動子は、前述したように積層セラミックからなる容器本体３とカバー４とをガラスによって封止した密閉容器１内に水晶片２を収容してなる。密閉容器１（容器本体３）における外底面の両端側中央部には、水晶片２の引出電極と電気的に接続した外部端子５を有する。
【００１９】
ここでは、セット基板７（ガラスエポキシ）の両側の回路端子８の間となる中央領域に、幅方向の中心線を横断する二列の突出部１１を設ける。各回路端子８は容器本体３における外底面の両端側の実装電極５に対応する。二列の突出部１１は中央から両側の領域に形成されて、突出部１１は回路端子８の厚みよりも高さを大きくする。
【００２０】
この場合、表面実装振動子は突出部１１によって傾斜することなく自立する。そして、これら二列の突出部１１は、樹脂やガラス等の絶縁材による例えばコーティングによって形成される。
【００２１】
このようなものでは、セット基板７の回路端子８に印刷によって塗付されたクリーム半田９上に表面実装振動子の実装電極５を当接する。クリーム半田は突出部１１の高さよりも厚く塗付される。そして、高熱路を搬送してのクリーム半田９の溶融によって、回路端子８と実装電極５とが接続される。
【００２２】
この場合、クリーム半田９はフラックスの飛散や半田フィレットの形成及び自重によって半田９の高さが低くなるが、突出部１１によって、クリーム半田９の高さは大きく維持される。これに対し、突出部１１のない従来の場合では、半田９の高さが突出部１１の高さよりも低くなる。
【００２３】
これらのことから、半田９の高さを従来例の場合よりも高さを大きく維持できる。したがって、表面実装振動子のセット基板７への実装後、熱衝撃（ヒートサイクル）によって生じる回路基板７と表面実装振動子との歪を半田９の高さによって吸収する。
【００２４】
すなわち、半田９の高さを大きくしたことによって、第２図に示したようにセット基板７の伸張とともにセット基板側の半田９が外側に引っ張られる。これにより、セット基板７と表面実装振動子とに生ずる歪を吸収できて、半田クラックの発生を防止する。
【００２５】
（他の事項）
上記実施形態で突出部１１は中央から両側の二列としたが、例えば一列としてその幅を大きくしてもよい「第３図（ａ）」。また、突出部１１は中央部と外周４角部の計５箇所に点的に設けてもよい「第３図（ｂ）」。要は、表面実装振動子が回路端子８よりも高さの大きい突出部１１によって傾斜することなく自立できればよい。
【００２６】
また、表面実装振動子は２端子としたが、例えばシーム溶接等による金属カバーとして封止し、金属カバーをアース端子に電気的に接続した４端子の場合であっても、セット基板７に例えば十字状とした突出部１１を設けて同様に適用できる（第４図）。この場合、例えば一組の対角部の実装電極５を水晶端子として他組の対角部の実装電極５をアース端子とする。
【００２７】
また、表面実装デバイスは表面実装振動子として説明したが、例えば図示しない発振回路を集積化したＩＣチップと水晶片とを密閉封入した表面実装発振器の場合でも同様に適用できる。この場合、実装電極は出力、電源、アース及びその他の端子からなる４端子となり、回路基板７の回路端子８もこれに対応して４角部に形成される。この場合でも第４図と同様に突出部１１が形成される。
【００２８】
さらに、密閉容器１は凹状の容器本体３と平板状のカバー４からなるとしたが、例えば容器本体１を平板状としてカバー４を凹状として接合してもよく、ここでの容器本体１は外底面に実装電極５を有するものを指す。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）はセット基板の表面図である。
【図２】本発明の作用効果を説明する表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図である。
【図３】本発明の一実施形態の他の例を説明するセット基板の表面図である。
【図４】本発明の一実施形態のさらに他の例を説明するセット基板の表面図である。
【図５】従来例を説明する図で、同図（ａ）は表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図、同図（ｂ）は外底面の図である。
【図６】従来例の問題点を説明する表面実装振動子のセット基板に対する装着断面図の一部拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 密閉、２ 水晶片、３ 容器本体、４ カバー、５ 実装電極、６ 導電性接着剤、７ セット基板、８ 回路端子、９ 半田、１０ クラック、１１ 突出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外底面の少なくとも両端側に実装電極を有する表面実装用の電子部品を半田によってセット基板の回路端子に接続する電子部品の実装方法において、前記表面実装用電子部品の外底面と対向する前記セット基板の表面に前記回路端子よりも厚みの大きい突出部を設け、前記実装電極と前記回路端子との間の前記半田の厚みを大きく維持したことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
請求項１において、前記電子部品はセラミックからなる容器本体に少なくとも水晶片を収容し、カバーを被せて密閉封入した表面実装水晶デバイスであって、前記セット基板はガラスエポキシからなる電子部品の実装方法。
【請求項３】
請求項２において、前記容器本体は外底面における長辺方向の両端側に実装電極を有する電子部品の実装方法。
【請求項４】
請求項２において、前記容器本体は外底面における４角部に実装電極を有する電子部品の実装方法。
【請求項１】
外底面の少なくとも両端側に実装電極を有する表面実装用の電子部品を半田によってセット基板の回路端子に接続する電子部品の実装方法において、前記表面実装用電子部品の外底面と対向する前記セット基板の表面に前記回路端子よりも厚みの大きい突出部を設け、前記実装電極と前記回路端子との間の前記半田の厚みを大きく維持したことを特徴とする電子部品の実装方法。
【請求項２】
請求項１において、前記電子部品はセラミックからなる容器本体に少なくとも水晶片を収容し、カバーを被せて密閉封入した表面実装水晶デバイスであって、前記セット基板はガラスエポキシからなる電子部品の実装方法。
【請求項３】
請求項２において、前記容器本体は外底面における長辺方向の両端側に実装電極を有する電子部品の実装方法。
【請求項４】
請求項２において、前記容器本体は外底面における４角部に実装電極を有する電子部品の実装方法。
【図３】
【図４】
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【図４】
【図１】
【図２】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−４９２５８（Ｐ２００９−４９２５８Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１５５３５（Ｐ２００７−２１５５３５）
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２２日（２００７．８．２２）
【出願人】（０００２３２４８３）日本電波工業株式会社 (1,148)
【Ｆターム（参考）】
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