帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法

2023-05-02 22:36:56 2

專利名稱：帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及帶恆溫槽晶體振蕩器(0CX0 =Oven Controlled Crystal Oscillator)，特別涉及在將金屬引線錫焊在基板上的情況下，在該錫焊中難以發生裂紋， 能夠確保可靠性的帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法。
背景技術：
帶恆溫槽晶體振蕩器為了提高頻率穩定性，通過在恆溫槽中在寬溫度範圍上對溫度影響力大的零件進行控制溫度來謀求頻率的穩定。帶恆溫槽晶體振蕩器中的溫度控制一般是控制恆溫槽的控制電路用採用了熱敏電阻的電橋的差動直流放大器進行溫度控制。當重複恆溫槽的電源通/斷的情況下，使使用零件/材料承受熱循環，在可靠性上存在問題。而且，作為相關聯的以往技術，有特開2010-080945號公報「插入安裝零件的錫焊方法、插入安裝零件的錫焊構造以及電路板」(住友電工系統解決方案株式會社)[專利文獻1]，特開2005-303612號公報「晶體振子」(日本電波工業株式會社)[專利文獻2]，特開 2010-093536號公報「恆溫型的晶體振蕩器」(日本電波工業株式會社)[專利文獻3]。在專利文獻1中示出在電路板中，在零件面的貫通孔盤上塗抹膏狀焊錫並加熱凝固形成預備焊錫，在形成有預備焊錫的基板的貫通孔上插入引線，向貫通孔中提供焊錫使其與預備焊錫形成一體。在專利文獻2中示出在使用鉛釋放焊錫的晶體振蕩器中，為了防止金屬積存， 作為接地用的引線的鉛釋放焊錫層從金屬基底隔開形成，該間隔比一對引線的鉛釋放焊錫層離開金屬基底的底面的間隔還大，在作為接地用的引線導出的金屬基底的底面上設置凹處。在專利文獻3中記載有在恆溫型的晶體振蕩器中，用通過振蕩器用基底(金屬基底)的玻璃進行了氣密密封的引線(第1引線)保持電路板，通過晶體振予與金屬基底的一對引線(第2引線)連接的支架保持從晶體片的激勵電極開始引出電極延伸的兩端部。[專利文獻1]特開2010-080945號公報[專利文獻2]特開2005-303612號公報[專利文獻3]特開2010-093536號公報但是，在以往的晶體振蕩器中，當在電路基板中使用玻璃環氧樹脂的情況下，在錫焊連接電路基板和基底的引線端子、連接其他的電路基板的銷，或者引線端子附帶晶體振子時，因為在玻璃環氧樹脂材料的基板和金屬制端子的線膨脹率中存在差異，所以在熱循環發生的使用環境中在安裝焊錫中應變集中，有在焊錫中發生裂紋的問題。在此，對於玻璃環氧樹脂材料的線膨脹率，一般的CEM (Composite Epoxy Material 複合環氧材料)_3是縱向25ppm/°C，橫向^ppm/°C，厚度方向65ppm/°C，一般的 FR(Flame Retardant 阻燃)_4 是縱向 13ppm/°C，橫向 16ppm/°C，厚度方向 60ppm/°C。特別是在帶恆溫槽晶體振蕩器(0CX0)中，在重複電源的通/斷的使用環境，即，熱循環發生的使用環境中，因為引起從周圍溫度到恆溫槽控制溫度(例如，85°C)的溫度變化，所以當將金屬線錫焊到玻璃環氧樹脂材料的基板上的情況下，在該焊錫中發生裂紋，存在不能提高可靠性的問題。另外，在專利文獻1、2中，未考慮能夠將金屬線穩定地安裝到基板上，即使在焊錫中發生裂紋，也能夠防止可靠性下降的問題。

發明內容
本發明就是鑑於上述情況而提出的，其目的在於提供一種在將金屬引線錫焊在基板上的情況下，即使在該焊錫上發生裂紋，也能夠確保可靠性的帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法。為了解決上述以往例子的問題的本發明在帶恆溫槽晶體振蕩器中，其特徵在於 在形成有讓金屬引線貫通的貫通孔的基板表面和背面上的開口部周邊上形成預備焊錫，在將在表面上形成有焊錫層的金屬引線插入到基板的貫通孔中的狀態下，對基板的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線進行錫焊。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器中，預備焊錫雖然形成在基板的表面和背面的開口部的周邊上，但沒有形成在貫通孔內。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器中，金屬引線的直徑大於等於 0. 2mm小於等於2. Omm,金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比大於等於0. 5小於等於 0. 9。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器中，金屬引線是從晶體振子延伸出的引線端子，基板是將該引線端子插入到貫通孔中的電路基板，金屬引線的直徑大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm，金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比大於等於0. 4小於等於 0. 7。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器中，金屬引線是從振蕩器的電路基板延伸出的引線端子，基板是將該引線端子插入到貫通孔中的基底，金屬引線的直徑大於等於0. 2mm小於等於1.4mm，金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比大於等於0.6小於等於0.9。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法中，在基板上形成讓金屬引線貫通的貫通孔，在基板的表面和背面上的開口部的周邊上形成預備焊錫，在基板的貫通孔中插入在表面上形成有焊錫層的金屬引線，對基板的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線進行錫焊。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法中，預備焊錫調整成雖然形成在基板的表面和背面的開口部的周邊上，但不形成在貫通孔內。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法中，金屬引線的直徑設置成大於等於0. 2mm小於等於2. Omm,金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比設置成大於等於0.5小於等於0.9。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法中，金屬引線是從晶體振子延伸出的引線端子，基板是將該引線端子插入到貫通孔中的電路基板，將金屬引線的直徑設置在大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm，將金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比設置成大於等於0. 4小於等於0. 7。本發明的特徵在於在上述帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法中，金屬引線是從振蕩器的電路基板延伸出的引線端子，基板是將該引線端子插入到貫通孔中的基底，將金屬引線的直徑設置在大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm，將金屬引線直徑相對於貫通孔的直徑的比設置在大於等於0. 6小於等於0. 9。如果採用本發明，因為設置成這樣的帶恆溫槽晶體振蕩器，即，在形成有讓金屬引線貫通的貫通孔的基板的表面和背面上的開口部周邊上形成預備焊錫，在將在表面上形成有焊錫層的金屬引線插入到基板的貫通孔中的狀態下，對基板的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線進行錫焊，所以當將金屬引線錫焊到基板上的情況下，即使在該焊錫上發生裂紋，也具有能夠確保可靠性的效果。如果採用本發明，因為設置成這樣的帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法，即，在基板上形成讓金屬引線貫通的貫通孔，在基板的表面和背面上的開口部的周邊形成預備焊錫， 在基板的貫通孔中插入在表面形成有焊錫層的金屬引線，對基板的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線進行錫焊，所以當將金屬引線錫焊到基板上的情況下，即使在該焊錫上發生裂紋，也具有能夠確保可靠性的效果。


圖1是在涉及本發明的實施方式的帶恆溫槽晶體振蕩器的基板上形成有預備焊錫的狀態的剖面說明圖。圖2是將金屬引線插入到基板上的狀態下的剖面說明圖。圖3是實施了正式焊錫的狀態的剖面說明圖。符號說明1 基板；2 預備焊錫；3 金屬引線；4 預備焊錫；5 正式焊錫。
具體實施例方式參照

本發明的實施方式。涉及本發明的實施方式的帶恆溫槽晶體振蕩器在形成有讓金屬引線貫通的貫通孔的基板表面和背面的開口部的周邊上形成預備焊錫，在將在表面上形成有焊錫層的金屬引線插入到基板的貫通孔中的狀態下，對基板的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線進行錫焊，當將金屬引線錫焊到基板上的情況下，即使在該焊錫上發生裂紋， 也能夠確保可靠性。參照圖1 3說明本發明的實施方式的帶恆溫槽晶體振蕩器(本振蕩器)。圖1 是在涉及本發明的實施方式的帶恆溫槽晶體振蕩器的基板上形成有預備焊錫的狀態的剖面說明圖，圖2是將金屬引線插入到基板上的狀態的剖面說明圖，圖3是實施了本焊錫的狀態的剖面說明圖。[預備焊錫實施圖1]如圖1所示，在玻璃環氧樹脂等的基板1上形成讓金屬引線3貫通的貫通孔，在基板1的表面以及背面上的貫通孔的周邊(周圍)上實施預備焊錫2。在此，說明金屬引線(引線)，基底引線和晶體引線。
基底引線是連接電路基板和基底的引線端子，例如，將在振蕩器的電路基板上形成(延伸出)的引線端子插入接合到基底的貫通孔中。另外，晶體引線是連接晶體零件和電路基板的引線端子，例如，將從收容晶體片的晶體振子延伸出的引線端子插入接合在電路基板的貫通孔中。在基底引線中，貫通孔直徑例如是1. 0mm，基底引線的直徑例如是0. 8mm。另外，在晶體引線中，貫通孔的直徑例如是0.8mm，晶體引線的直徑例如是 0. 43mm。而且，預備焊錫2在基底引線以及晶體引線的雙方厚度約為Ιμπι。因為圖1是剖面說明圖，所以預備焊錫2的形狀雖然未圖示，但在基板1的表面和背面上，相對於圓形的開口部形成近似於環的形狀。進而，貫通孔因為與金屬引線3的形狀一致地調整直徑，所以進行調整以使預備焊錫2不進入貫通孔的內壁來實施預備焊錫。預備焊錫2是將錫作為主要成分的焊錫，也可以使用在其中混合銀、銅、鉍、銦等的焊錫。[金屬引線插入圖2]以下，說明在基板1的貫通孔中插入了金屬引線3的狀態。金屬引線3就是在科瓦鐵鎳鈷合金上鍍鎳的引線，進而在本實施方式中，是在表面上實施了預備焊錫4的引線。實施了預備焊錫4的金屬引線的直徑是0. 2mm 2. 0mm。金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比為0. 5 0. 9，在貫通孔和金屬引線之間能夠有間隙。具體地說，包含晶體引線以及基底引線的金屬引線的直徑是0.2 1.4mm左右，引線和貫通孔的直徑的比的最佳值在晶體引線的情況下是0. 4 0. 7，在基底引線的情況下是0. 6 0. 9左右。而後，如圖2所示，在基板1的貫通孔中插入金屬引線3，進行定位。[正式焊錫實施圖3]進而，錫焊從基板1的貫通孔的開口部延伸的金屬引線3的根基部分和預備錫焊 2部分。該錫焊也可以用手工錫焊來進行。另外，將該焊錫相對於預備焊錫2稱為「正式焊錫」。用正式焊錫形成的焊錫部分(正式焊錫5)不僅在基板1的表面，而且在背面也同樣形成。進而，形成為填滿貫通孔和金屬引線的間隙。由此，即使在正式錫焊中產生裂紋也不會造成導通不良，具有能夠提高長期的可靠性的效果。正式焊錫5是以錫為主要成分的焊錫，也可以在其中混合銀、銅、鉍、銦等，使用該材料，如圖3所示，實施錫焊以在基板1的水平方向上覆蓋預備焊錫2。而後，正式焊錫5將形成在基板1的貫通孔的開口部周邊上的預備焊錫2和在金屬引線3的表面上實施的預備焊錫4熔合成為一體。進而，正式焊錫5因為在基板1的表面和背面的兩面上形成在貫通孔的開口部上， 所以與只在單側上錫焊的情況相比能夠牢固地附著。
因而，即使在因熱循環產生的應力下，在正式焊錫5上發生了裂紋，因為預備焊錫 2、4 一體化，形成在基板1的兩面上，所以導通不良的現象少，能夠提高長期的可靠性。[實施方式的效果]如果採用本振蕩器，則在形成有讓金屬引線3貫通的貫通孔的基板1的表面和背面上的開口部的周邊上形成預備焊錫2，在將在表面上形成有焊錫層(預備焊錫)4的金屬引線3插入到基板1的貫通孔中的狀態下，錫焊基板1的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線3，當將金屬引線3錫焊在基板1上的情況下，即使在該焊錫(正式焊錫幻上產生裂紋，導通不良的現象也少，具有能夠提高長期的可靠性的效果。本發明適合於當在基板上錫焊了金屬引線的情況下，即使在該焊錫上產生裂紋， 也能夠確保可靠性的帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法。
權利要求
1.一種帶恆溫槽晶體振蕩器，其特徵在於在帶恆溫槽晶體振蕩器中，在形成有讓金屬引線貫通的貫通孔的基板表面和背面的開口部的周邊形成預備焊錫，在將在表面上形成有焊錫層的金屬引線插入到上述基板的貫通孔中的狀態下，對上述基板的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線進行錫焊。
2.根據權利要求1所述的帶恆溫槽晶體振蕩器，其特徵在於預備焊錫雖然形成在基板的表面和背面的開口部的周邊上，但沒有形成在貫通孔內。
3.根據權利要求1或者2所述的帶恆溫槽晶體振蕩器，其特徵在於金屬引線的直徑大於等於0. 2mm小於等於2. 0mm，金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比大於等於0. 5小於等於0. 9。
4.根據權利要求1或者2所述的帶恆溫槽晶體振蕩器，其特徵在於金屬引線是從晶體振子延伸出的引線端子，基板是將該引線端子插入到貫通孔中的電路基板，上述金屬引線的直徑大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm,上述金屬引線的直徑相對於上述貫通孔的直徑的比大於等於0. 4小於等於0. 7。
5.根據權利要求1或者2所述的帶恆溫槽晶體振蕩器，其特徵在於金屬引線是從振蕩器的電路基板延伸出的引線端子，基板是將上述引線端子插入到貫通孔中的基底，上述金屬引線的直徑大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm,上述金屬引線的直徑相對於上述貫通孔的直徑的比大於等於0. 6小於等於0. 9。
6.一種帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法，其特徵在於在帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法中，在基板上形成讓金屬引線貫通的貫通孔，在上述基板的表面和背面上的開口部的周邊形成預備焊錫，在上述基板的貫通孔中插入在表面上形成有焊錫層的金屬引線，對上述基板的表面以及背面上的上述開口部和從該開口部延伸的上述金屬引線進行錫焊。
7.根據權利要求6所述的帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法，其特徵在於預備焊錫調整成雖然形成在基板的表面和背面的開口部的周邊上，但不形成在貫通孔內。
8.根據權利要求6或者7所述的帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法，其特徵在於金屬引線的直徑設置成大於等於0. 2mm小於等於2. 0mm，金屬引線的直徑相對於貫通孔的直徑的比設置成大於等於0. 5小於等於0. 9。
9.根據權利要求6或者7所述的帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法，其特徵在於金屬引線是從晶體振子延伸出的引線端子，基板是將上述引線端子插入到貫通孔中的電路基板，將上述金屬引線的直徑設置在大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm，將上述金屬引線的直徑相對於上述貫通孔的直徑的比設置成大於等於0. 4小於等於0. 7。
10.根據權利要求6或者7所述的帶恆溫槽晶體振蕩器的製造方法，其特徵在於金屬引線是從振蕩器的電路基板延伸出的引線端子，基板是將上述引線端子插入到貫通孔中的基底，將上述金屬引線的直徑設置在大於等於0. 2mm小於等於1. 4mm，將上述金屬引線的直徑相對於上述貫通孔的直徑的比設置在大於等於0. 6小於等於0. 9。
全文摘要
提供一種當在基板上錫焊了金屬引線的情況下，即使在該焊錫上產生裂紋，也不會降低可靠性的帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法。是在形成有讓金屬引線(3)貫通的貫通孔的基板(1)的表面和背面上的開口部的周邊形成預備焊錫(2)，在將在表面上形成有焊錫層(預備焊錫)(4)的金屬引線(3)插入到基板(1)的貫通孔中的狀態下，對基板(1)的表面以及背面上的開口部和從該開口部延伸的金屬引線(3)進行錫焊形成正式焊錫(5)的帶恆溫槽晶體振蕩器及其製造方法。
文檔編號H05K3/34GK102447453SQ20111030507
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月30日 優先權日2010年10月8日
發明者村越裕之, 笠原憲司, 西山大輔 申請人:日本電波工業株式會社