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【発明の名称】 表面実装用電子部品及びメイン基板ユニット
【発明者】 【氏名】成瀬 秀人
【住所又は居所】神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目１番１号 東洋通信機株式会社内
【要約】 【課題】モールドベースの構造の複雑化とコストアップを招くことなく、リフロー時における半田のセルフアラインメント効果を活用しつつ、モールドベースに対するプリント基板の位置決め固定を正確化することができる。

【解決手段】上面に凹陥部４を備え、更に外枠５上面に接続パッド６を備えたモールドベース２と、上下両面に夫々回路部品１５を搭載すると共に下面に搭載した少なくとも一つの回路部品１５ａを該モールドベースの凹陥部４内に嵌合させた状態で外枠上面に載置され、更に下面に接続パッド１３を有したプリント基板１０と、を備えた電子部品において、モールドベースの外枠上面には、少なくとも一つの位置決め用凹所７を形成し、プリント基板の下面には、位置決め用凹所内に嵌合する位置決め用部材１６を備え、位置決め用凹所内に位置決め用部材を嵌合させることにより、モールドベースに対するプリント基板の位置決めを行うように構成した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面実装用の外部電極を底部に備えると共に上面に凹陥部を備え、更に外枠上面に接続パッドを備えたモールドベースと、上下両面に夫々回路部品を搭載すると共に下面に搭載した少なくとも一つの回路部品を該モールドベースの凹陥部内に嵌合させた状態で前記外枠上面に載置され、更に下面にモールドベース上面の接続パッドと半田接続される接続パッドを有したプリント基板と、を備えた電子部品において、
モールドベースの外枠上面には、少なくとも一つの位置決め用凹所を形成し、
プリント基板の下面には、前記位置決め用凹所内に嵌合する位置決め用部材を備え、
位置決め用凹所内に位置決め用部材を嵌合させることにより、モールドベースに対するプリント基板の位置決めを行うように構成したことを特徴とする表面実装用電子部品。
【請求項２】
前記位置決め用部材は、前記回路部品の一つであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装用電子部品。
【請求項３】
前記位置決め用凹所を、外枠上面の内側端縁、或いは外側端縁に沿った位置に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の表面実装用電子部品。
【請求項４】
前記凹陥部は貫通穴であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載の表面実装用電子部品。
【請求項５】
前記電子部品は、圧電発振器であることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載の表面実装用電子部品。
【請求項６】
表面実装用の外部電極を底部に備えると共に上面に凹陥部を備え、更に外枠上面に接続パッドを備えたモールドベースと、上下両面に夫々回路部品を備えると共に下面に搭載した少なくとも一つの回路部品を該モールドベースの凹陥部内に嵌合させた状態で前記外枠上面に載置され、更に下面にモールドベース上面の接続パッドと半田接続される接続パッドを有したプリント基板と、を備えた電子部品において、
前記モールドベース外枠上面に設けた接続パッドと凹陥部端縁との間に金属膜を配置したことを特徴とする表面実装用電子部品。
【請求項７】
請求項１乃至５に記載の表面実装用電子部品、又は請求項６に記載の表面実装用電子部品を、メイン基板上に搭載したことを特徴とするメイン基板ユニット。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は回路部品を搭載したプリント基板をモールドベース上に支持した構造の表面実装用電子部品の改良に関し、特にモールドベースに対するプリント基板の位置決めを確実、容易化するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信機器、ＯＡ機器を初めとした各種電子機器の小型化に伴い、電子機器の電装部を構成するメイン基板上に搭載される各種電子部品についても小型化、高密度実装化が強く求められている。このような要請に対応するために水晶発振器等の圧電デバイスにあっては、表裏両面に回路部品を搭載したプリント基板をモールドベース上に固定した表面実装構造を採用することがある。
モールドベース上にプリント基板を固定する際には、モールドベース上面の接続パッドとプリント基板下面の接続パッドとを正確に位置決めした状態で半田付けする必要があり、接続パッド間に許容範囲以上の位置ずれが発生した場合には不良品となるため、組付け作業が繁雑化し、生産性が低下しているのが実情である。
これに対して、特開２００３−３７４４０公報には、モールドベース側に設けた弾性係止部材によりプリント基板を位置決め固定した状態で、両者の接続パッド間を半田付けすることにより位置決め精度を高めるようにした構成が開示されている。しかし、この従来例は、モールドベース側に弾性係止部材を設けるための加工手数が増えて、モールドベースの全体形状が複雑化し、モールドベースの製造コストが増大するという欠点を有している。
なお、モールドベース上にプリント基板を半田固定する際に、両者が大きくずれた状態で半田を溶融させる（リフローする）のでない限り、半田によるセルフアラインメント効果によって適正な位置に補正されつつ固定されるため、係止部材がなくても問題が少ないが、係止部材を用いない場合には、リフロー工程実施前の位置決め作業において両者の位置が大きくずれないように正確な位置決めが必要となり、これが生産性を低下させる大きな原因となる。
【特許文献１】特開２００３−３７４４０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、モールドベースの構造の複雑化とコストアップを招くことなく、しかもモールドベース側に係止部材を用いることなく、リフロー時における半田のセルフアラインメント効果を活用しつつ、モールドベースに対するプリント基板の位置決め固定を正確化することができる表面実装用電子部品及びメイン基板ユニット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】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、表面実装用の外部電極を底部に備えると共に上面に凹陥部を備え、更に外枠上面に接続パッドを備えたモールドベースと、上下両面に夫々回路部品を搭載すると共に下面に搭載した少なくとも一つの回路部品を該モールドベースの凹陥部内に嵌合させた状態で前記外枠上面に載置され、更に下面にモールドベース上面の接続パッドと半田接続される接続パッドを有したプリント基板と、を備えた電子部品において、モールドベースの外枠上面には、少なくとも一つの位置決め用凹所を形成し、プリント基板の下面には、前記位置決め用凹所内に嵌合する位置決め用部材を備え、位置決め用凹所内に位置決め用部材を嵌合させることにより、モールドベースに対するプリント基板の位置決めを行うように構成したことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記位置決め用部材は、前記回路部品の一つであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記位置決め用凹所を、外枠上面の内側端縁、或いは外側端縁に沿った位置に形成したことを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１、２又は３において、前記凹陥部は貫通穴であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４において、前記電子部品は、圧電発振器であることを特徴とする。
請求項６の発明は、表面実装用の外部電極を底部に備えると共に上面に凹陥部を備え、更に外枠上面に接続パッドを備えたモールドベースと、上下両面に夫々回路部品を備えると共に下面に搭載した少なくとも一つの回路部品を該モールドベースの凹陥部内に嵌合させた状態で前記外枠上面に載置され、更に下面にモールドベース上面の接続パッドと半田接続される接続パッドを有したプリント基板と、を備えた電子部品において、前記モールドベース外枠上面に設けた接続パッドと凹陥部端縁との間に金属膜を配置したことを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１乃至５、又は請求項６に記載の表面実装用電子部品をメイン基板上に搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
請求項１の発明は、位置決め用凹所内に位置決め用部材を嵌合させることにより、モールドベースに対するプリント基板の位置決めを行うように構成したので、モールドベースの構造の複雑化とコストアップを招くことなく、リフロー時における半田のセルフアラインメント効果を活用しつつ、モールドベースに対するプリント基板の位置決め固定を正確化することができる。
請求項２の発明は、位置決め用部材として回路部品の一つを用いたので、位置決め専用の格別な部材を設ける必要がなくなり、構成をシンプル化することができる。
請求項３の発明では、位置決め用凹所を、外枠上面の内側端縁、或いは外側端縁に沿った位置に形成したので、レイアウト自由度を拡大することができる。
請求項４の発明では、凹陥部は貫通穴であるので、モールドベースの製造が容易となり、リフロー時に発生する半田ボール等の異物を除去し易くなる。
請求項５の発明では、電子部品は、圧電発振器である。電子部品はどのような部品であってもよいが、発振回路等の圧電デバイスには各請求項記載の構造が適している。
請求項６の発明では、モールドベース外枠上面に設けた接続パッドと凹陥部端縁との間に金属膜を配置したので、接続パッド間に挟まれたクリーム半田がはみ出した場合であっても、これを金属膜によって捕捉し、半田ボールとなることを防止できる。
請求項７の発明では、上記各請求項記載の表面実装用電子部品をメイン基板上に搭載したので、このメイン基板を備えた電子機器の小型化、組立工数の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装用電子部品の全体構成を示す縦断面図、及び分解斜視図である。
この電子部品１は例えば水晶発振器であり、表面実装用の外部電極３を底部に備えると共に上面に凹陥部４を備えたモールドベース２と、上下両面に夫々回路部品１５を搭載すると共に下面に搭載した回路部品の内の少なくとも一つの回路部品１５ａをモールドベースの凹陥部４内に嵌合させた状態でモールドベースの外枠５の上面に固定されるプリント基板１０と、を備えている。
この電子部品１は、メイン基板３０上に搭載されることにより、メイン基板ユニットを構成する。
モールドベース２は、モールド樹脂材料、ガラスエポキシ材料、セラミック材料等の絶縁材料から構成され、環状の外枠５の上面には外部電極３等と導通した複数の接続パッド６と、位置決め用の凹所７が形成されている。
凹陥部４は、貫通構造であってもよい。
プリント基板１０は、絶縁基板１１と、絶縁基板１１の表裏両面に形成された回路部品搭載用の配線パターン１２と、絶縁基板１１の下面に形成された接続パッド１３と、プリント基板をモールドベース２上に載置したときに位置決め用凹所７と対応する下面に搭載した位置決め用部材１６と、を備えている。各接続パッド１３は、モールドベース側の接続パッド６と一対一にて対応する位置関係を有し、両接続パッド間を半田接続することにより、プリント基板１０はモールドベース２上に固定される。
【０００７】
本発明では、モールドベース２の外枠上面に形成した少なくとも一つの位置決め用の凹所７内に、プリント基板の対応する下面位置に突出させた位置決め用部材（位置決め突部材）１６を嵌合させることにより、半田接合前の仮位置決めを高い精度で行うことが可能となり、この状態で接合パッド６、１３間をクリーム半田を用いたリフローにより接合する際に、半田によるセルフアラインメント効果を最大限に有効利用して最終的な位置決め、固定を行うことが可能となる。
位置決め用部材１６は、例えば回路部品１５の一つとしてのチップ部品であっても良いし、電気的な機能を有しない単なる部材（ダミー部品）であってもよい。位置決め用部材１６をチップ部品とする場合には、プリント基板下面の配線パターンとの接続端子を片面にのみ有するタイプことにより、半田接続時に形成される半田フィレットによる影響を回避して、凹所７をより小さく構成できる。位置決め用部材１６が電気的な機能を有しないダミー部品である場合には、プリント基板下面に半田、或いは接着剤により固定する。
なお、凹所７のサイズ、形状は、位置決め用部材１６が所定の余裕をもって嵌合し得るように設定する。
【０００８】
次に、上記実施形態では、位置決め用凹所７をモールドベース２の外枠上面の中央部に形成したが、図２（ａ）（ｂ）のように外枠上面の内側端縁、或いは外側端縁に沿った位置に凹所７を形成してもよい。
即ち、図２（ａ）の例では、モールドベースの外枠上面の内側端縁に沿った位置に凹所７を形成することにより凹所７を凹陥部４と連通した切欠き状に構成している。また、図２（ｂ）の例では、モールドベース２の外枠上面の外側端縁に沿った位置に凹所７を形成することにより凹所７を外側面に露出した切欠き状に構成している。
図２（ａ）（ｂ）の何れの場合にも、各凹所７と対応するプリント基板下面に位置決め用部材１６を固定することにより、プリント基板１０をモールドベース２上に載置したときに、凹所７内に位置決め用部材１６が嵌合するように設定する。
このように本発明の実施形態によれば、モールドベース２をシンプルな構造にしてコストアップを抑えながら、位置決め用凹所７内に位置決め用部材１６が嵌合することにより、モールドベース上面に対するプリント基板の仮の位置ずれを最小限に抑えることが可能となり、リフロー時のセルフアラインメントを有効利用して最終的な位置決め精度を高くすることができる。
なお、位置決め用部材１６は、プリント基板１０を組み立てる際に、通常の作業によって他の回路部品と一緒に組み付けることができるので、プリント基板の組立手数の増大と、それに伴うコスト増は全くない。
次に、図１（ｂ）に示すようにモールドベースの外枠上面に設けた接続パッド６と、プリント基板下面の接続パッド１３との間を半田接合する場合には、モールドベース側接続パッド６上に塗布したクリーム半田上にプリント基板側の接続パッド１３が重なるようにプリント基板を載置してから、リフローを行う。この際、クリーム半田の一部が両接続パッド間からはみ出して半田ボールとなって凹陥部４内や、プリント基板下面に移動することがあり、この半田ボールは回路部品間のショートの原因となる。凹陥部４が貫通構造である場合には、貫通穴の他端開口側から半田ボールを除去できることもあるが、その場合にも取り除く手間がかかる。従って、半田ボールの発生を防止するための対策が望まれている。
【０００９】
図３（ａ）及び（ｂ）は、半田ボールの発生を防止するための構造を備えたモールドベースの構成を示す斜視図、及び要部拡大図である。なお、図１などに示したモールドベースと同一個所には同一符号を付して説明する。
このモールドベース２は、表面実装用の外部電極３を底部に備えると共に上面に凹陥部４を備え、更に外枠５の上面に接続パッド６を備えている。本発明の特徴的な構成は、接続パッド６の内側、即ち接続パッド６と凹陥部４の端縁との間に電気的にフロートな状態にある他の電極（金属膜）２０を分離して配置した点にある。この電極２０は、細幅の直線状のメタライズ膜から構成し、接続パッド６との間と、凹陥部端縁との間に、夫々所定のギャップを備えている。従って、図３（ｂ）に示すように接続パッド６上に塗布されたクリーム半田２１を、図示しないプリント基板側の接続パッド１３によって加圧することによってクリーム半田２１の一部が内側にはみ出した場合にはみ出したクリーム半田は電極２０によって捕捉されるため、半田ボールとなる余地がなくなる。電極２０が存在しない場合には、両パッド間からはみ出したクリーム半田は絶縁材料から成るモールドベース上面に移動してその表面張力によってボール状に変形し、他の個所に移動し易い状態となるが、接続パッド６の直近位置に電極２０を設けることにより、はみ出した半田は電極２０に付着するため、ボール状になることができない。
なお、各接続パッド６と各電極２０を接続してもよい。つまり、電極２０は、常にフロートである必要はない。
【００１０】
次に、図４は半田ボール対策用の電極の変形例であり、この例では、接続パッド６の三方を包囲するようにコ字状に電極２０を形成しているので、接続パッド６の内側方向のみならず、その他の二方向へはみ出ようとする半田２１を捕捉してボール状に変形することを防止することができる。
次に、図５は半田ボール対策用の電極の変形例であり、この例では、隣接する複数の接続パッド６に対応して夫々配置する半田ボール対策用の電極（金属膜）２０を連続した一本の長尺電極としている。このように連続した長尺電極２０とすることにより、図３のように電極２０間に形成される隙間から半田２１が漏れ出て半田ボールが形成されることを防止できる。
図３乃至図５に示した実施形態に係る電極２０の構成は、図１等に示したモールドベースとプリント基板との位置決め構造と組み合わせてもよいし、組み合わせない構成も可能である。
なお、上記の各実施形態に示した表面実装用電子部品をメイン基板３０上に搭載したメイン基板ユニットは、本発明の技術的範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係る表面実装用電子部品の全体構成を示す縦断面図、及び分解斜視図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の他の実施形態の説明図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、半田ボールの発生を防止するための構造を備えたモールドベースの構成を示す斜視図、及び要部拡大図。
【図４】半田ボール対策用の電極の変形例を示す図。
【図５】半田ボール対策用の電極の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００１２】
１ 電子部品、２ モールドベース、３ 外部電極、４ 凹陥部、５ 外枠、６ 接続パッド、７ 位置決め用凹所、１０ プリント基板、１１ 絶縁基板、１２ 配線パターン、１３ 接続パッド、１５、１５ａ 回路部品、１６ 位置決め用部材、２０ 金属膜（電極）、３０ メイン基板
【出願人】 【識別番号】０００００３１０４
【氏名又は名称】エプソントヨコム株式会社
【住所又は居所】神奈川県川崎市幸区塚越三丁目４８４番地
【出願日】 平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【代理人】 【識別番号】１０００８５６６０
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 均
【公開番号】 特開２００６−２０２４３（Ｐ２００６−２０２４３Ａ）
【公開日】 平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【出願番号】 特願２００４−１９８４０６（Ｐ２００４−１９８４０６）