专利名称：电子元件表面贴装基座的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件的表面贴装基座，用于支撑电子元件(如LED、石英谐振器等)，以便于在电路板上表面贴装。本发明尤其涉及一种易于制造的表面贴装基座。
背景技术：
具有装配在表面贴装基座上的石英谐振器的表面贴装(surface-mount)型封装小且轻便，因此尤其在便携式电子设备中常常用于内置目的。通常情况下，在此种类型的封装中，在石英谐振器被装配到表面贴装基座之后再对其进行密封。例如，JP2003-297453A描述了一种表面贴装基座，其考虑了与其上装配有石英谐振器的电路板的兼容性。
图9是采用JP2003-297453A中描述的表面贴装基座的石英谐振器的封装的横截面图。尽管在图中没有示出，但该封装的平面结构是矩形，并且图9示出了沿其纵向截取的横截面。参考数字21表示表面贴装基座，其包括绝缘支撑件22、一对金属引线端子23以及密封玻璃24。石英谐振器25被装配在表面贴装基座21的上表面上，且在石英谐振器25上放置一个盖子26。
支撑件22由例如陶瓷制成，且在石英谐振器的两个端部具有一对通孔27。每个引线端子23包括元件连接端子23a、引线部分23b和装配端子23c。通过使引线部分23b穿过通孔27，来将引线端子23装配到支撑件22上。所述通孔27用密封玻璃24填充，该密封玻璃24用来将引线端子23密封在通孔27中，由此获得表面贴装基座21的密封性。引线端子23的元件连接端子23a被放置成使得其面对支撑件22的上表面侧，并且通过导电粘合剂等与石英谐振器25的电极相连接。装配端子23c被放置成使其面对支撑件22的下表面侧，并且作为用于装配到电路板的端子使用。元件连接端子23a和装配端子23c沿相对于在垂直方向延伸的引线部分23b彼此相反的方向水平地弯曲。
通孔27中用作为密封玻璃24的固体玻璃填充，然后将固体玻璃与支撑件22和引线端子23烧结形成为一体。因此，固体玻璃被熔化，以与支撑件22和引线端子23形成为一体，从而形成表面贴装基座21。
盖子26由绝缘材料(如陶瓷)制成，通过例如玻璃密封，粘合到表面贴装基座21的外边沿。
在该封装中，使用焊料，例如通过将该封装传送经过高温炉，使引线端子23的装配端子23c与电路板的电路端子部分(图中未示出)连接。在该步骤中，由于金属装配端子23c具有弹性，该元件吸收由陶瓷制成的支撑件22和电路板(环氧玻璃衬底等)之间的膨胀系数差。因此，可以通过热循环等方式，减轻施加到这些元件之间的连接部分上的外力，从而避免在焊料中产生例如裂痕和剥落。
在制造如此配置的表面贴装基座21的过程中，当引线端子23附接到支撑件22时，使引线端子23穿过通孔27，然后，在用夹具等固定引线端子23的情形下，向其中注入固体玻璃。但是，为了使引线端子23方便地穿过通孔27，对通孔27来说，需要具有足够大的尺寸，并且因此引线端子23的引线部分23b能在通孔27中移动，由此造成定位(positioning)不稳定，从而使得在制造过程中很难处理。
发明内容
因此，鉴于前述，本发明的一个目的是提供一种表面贴装基座，其具有一种结构，其中当组装表面贴装基座时，利用稳定的定位将引线端子装配到支撑件上。这样，就可以防止引线端子从支撑件断开或在支撑件中移动，从而使表面贴装基座的制造容易，并且提高引线端子装配定位的准确度。
本发明的电子元件表面贴装基座包括具有通孔的绝缘支撑件；多个引线端子，其中每个具有一个元件连接端子、一个引线部分和一个装配端子，所述引线端子被装配到支撑件上，其引线部分穿过通孔，从而使引线端子的元件连接端子面对支撑件的上表面侧，且装配端子面对支撑件的下表面侧；以及密封玻璃，其被注入到支撑件的通孔中，用于将引线端子密封在通孔中。为了解决上述问题，该支撑件包括一个其外壁定义通孔的支撑框，各引线端子的引线部分和装配端子中至少一个的形状和尺寸会导致对外壁的内表面和外表面中至少一个产生压力，由此将引线端子固定到支撑框上。
图1A是根据实施例1的表面贴装基座的平面图，图1B是侧视图，图1C是沿着图1A中线A-A截取的横截面图，图1D是后视图，图1E是沿着图1A中线B-B截取的横截面图；图2示出了其中在实施例1的表面贴装基座上装配石英谐振器的封装；图3是实施例1的表面贴装基座的修改实例的横截面图；图4A是根据实施例2的表面贴装基座的平面图，图4B是侧视图，图4C是沿着图4A中线C-C截取的横截面图，图4D是后视图，图4E是沿着图4A中线D-D截取的横截面图；图5A是根据实施例3的表面贴装基座的平面图，图5B是沿着图5A中线E-E截取的横截面图，图5C是正视图，图5D是后视图；图6A是根据实施例4的表面贴装基座的平面图，图6B是沿着图6A中线F-F截取的横截面图；图7A是根据实施例5用于装配LED的表面贴装基座的平面图，图7B是沿着图7A中线G-G截取的横截面图；图8A是用于装配LED的表面贴装基座的修改实例的平面图，图8B是沿着图8A中线H-H截取的横截面图，图8C是另一修改实例的平面图；图9是其中将石英谐振器装配到传统表面贴装基座上的封装的横截面图。
具体实施例方式
根据本发明的表面贴装基座的结构，支撑件是以框架形式形成的支撑框，各引线端子的引线部分和装配端子中至少一个的形状和尺寸会导致对支撑框架的内表面和外表面中至少一个产生压力，由此将引线端子固定在支撑框上。利用这种结构，在组装期间，进行定位，同时排除引线端子从支撑件中断开或在支撑件中移动，并且在这种情形下注入密封玻璃，然后烧结。因此，可以很容易地制造该表面贴装基座，此外，还可以提高引线端子装配定位的准确度。
作为一个实例，在本发明的表面贴装基座中，各引线端子的装配端子跨过支撑框的下表面，沿着外表面延伸，从而形成一个外部衬片部分(externally facing portion)，并且各引线端子的引线部分被放置成使其面对支撑框的内表面，且可以在引线部分和外部衬片部分之间冲压(press)该支撑框。
作为另一个实例，各引线端子的元件连接端子贯穿支撑框，在内表面的两个部分之间延伸，一对引线部分被形成为使其从元件连接端子的两端延伸，一对装配端子被形成为使其分别从该对引线部分延伸，可以在支撑框架的内表面之间的该对引线部分上冲压该引线端子。
作为再一个实例，各引线端子的元件连接端子贯穿支撑框，在内表面的两个部分之间延伸，一对引线部分被形成为使其从元件连接端子的两端延伸，一对装配端子被形成为使其分别从该对引线部分延伸，装配端子穿过支撑框的下表面，沿着外表面延伸，从而形成一对外部衬片部分，可以在该对外部衬片部分之间冲压支撑框的外表面。
在上述结构中，优选在引线端子的引线部分提供一个与支撑框内表面接触的凸起。利用这种结构，在支撑框的内表面和引线部分之间产生一个空隙，该空隙便于熔化玻璃的注入，由此更容易实现密封性。
此外，引线端子的引线部分优选比元件连接端子窄。此外，优选将引线端子的引线部分进行分支，从而形成至少一对分支引线部分，在这些分支引线部分之间形成一个孔隙(aperture)。利用这些结构，便于实现熔化玻璃进入支撑框的内表面和引线部分之间的效果。
此外，元件连接端子的上表面和密封玻璃被优选形成为从支撑框的上端面向内凹陷，从而形成一个上表面凹槽。在这种结构中，支撑框的内表面优选在支撑框的垂直方向为一个平面形状。
在上述结构中，可以设置一个元件装配件，其安置在多个引线端子之间的区域的密封玻璃中，并且该元件装配件在其上部有一个元件装配凹槽。元件装配件有一个支撑臂，可以通过该支撑臂与支撑框架接合。此外，元件装配件可以由与支撑框相同的材料制作，且与支撑框形成为一体。元件装配件的底部优选从密封玻璃的下表面暴露出来。
下面结合附图，对本发明实施例进行更详细的描述。
实施例1图1A至1E示出了根据实施例1的表面贴装基座。图1A是平面图，图1B是侧视图，图1 C是沿着图1A中线A-A截取的横截面图，图1D是后视图，图1E是沿着图1A中线B-B截取的横截面图。该表面贴装基座包括绝缘支撑框1、一对金属引线端子2和密封玻璃3。
支撑框1由例如陶瓷制成，框的形状基本为矩形。支撑框1的内表面1a定义了一个内腔。于是，该框的形状意味着具有一个外壁，该外壁定义了一个通孔。引线端子2中的每个包括元件连接端子2a、引线部分2b和装配端子2c。引线端子2被装配在支撑框1上，其引线部分2b穿过支撑框1的内腔。支撑框1中的内腔用密封玻璃3填充，用来在支撑框1中密封引线端子2，由此获得表面贴装基座的表面和后表面之间的密封性。
引线端子2的元件连接端子2a被放置成使得其面对支撑框1的上表面侧，而且在装配电子元件时，元件连接端子2a通过导电粘合剂等连接电子元件的电极。装配端子2c被放置成使其面对支撑框1的下表面侧，作为装配到电路板的端子使用。
引线端子2的装配端子2c跨过支撑框1的下表面，沿着外表面1b延伸，从而形成一个外部衬片部分2d。引线端子2的引线部分2b被放置成使其面对支撑框1的内表面1a。外部衬片部分2d和引线部分2b被配置为使其夹住其中的支撑框1。也就是说，外部衬片部分2d和引线部分2b在放松状态下的最小距离被形成为小于支撑框1的内表面1a和外表面1b的厚度。因此，在将支撑框1插入外部衬片部分2d和引线部分2b之间时，引线端子2有弹性地弯曲，从而产生压力，夹住支撑框1，由此将引线端子2与支撑框架1接合到一起。更准确地说，外部衬片部分2d和引线部分2b之间的最小距离被定义为外部衬片部分2d的弯曲形顶点和引线部分2b中形成的凸起24之间的距离，外部衬片部分2d的弯曲形顶点和引线部分2b中形成的凸起24之间的距离被形成为小于支撑框1的厚度。
在利用上述夹入操作，用支撑框1弹性支撑引线端子2之后，向支撑框1的内腔中注入作为密封玻璃3的固体玻璃，然后烧结。由此，密封玻璃3使得引线端子2和支撑框架1形成为一体，由此形成一个密封结构。
如上所述，根据本实施例的结构，在支撑框1牢固地固定引线端子2的情形下，进行密封步骤。因此，可以防止引线端子2的断开和移动而不使用任何夹具。所以，该结构便于制造，并提高了引线端子装配定位的准确性。
这里需要注意的是，尽管提供凸起4对引线部分2b来说并不是必须的，但可以通过凸起4达到以下效果。也就是说，提供凸起4的结果是，在支撑框1的内表面1a和引线部分2b之间产生一个空隙，该空隙便于熔化玻璃的进入，从而更容易获得该部分处的密封性。此外，在本实施例中，为了便于熔化玻璃进入内表面1a和引线部分2b之间，引线端子2的引线部分2b被形成为比元件连接端子2a要窄。
外部衬片部分2d的弯曲形状也不是必需的。换言之，只要能满足便于将引线端子2装配到支撑框1以及在装配后通过弹性变形产生压力的条件，可以采取任何形状。例如，可以采用凸起、在弯曲部分形成弯曲面的U字形等。作为替换，如果在引线部分2b形成凸起4，外部衬片部分2d可以为平面形状。
在本实施例中，元件连接端子2a的上表面和密封玻璃3被形成为从支撑框1的上端面向内凹陷，从而在支撑框1的上端面形成一个腔5。该腔5使元件连接端子2a包含在支撑框1内，不会向外凸起，从而避免在装配元件之前受损等。此外，可以在腔5中装配电子元件。在这种情况下，不必提供传统实例中使用的盒状帽子，通过使用扁平帽子可以简化结构，从而降低成本，这还将在后面进行描述。
在本实施例中，可以用具有简单平面形状的支撑框1形成此种腔5。也就是说，不会在支撑框1的内表面1a中形成梯状部分(steppedportion)，所以支撑框1在垂直方向具有平面形状。因此，可以很方便地制造支撑框1，并且，在组装表面贴装基座时，不必确定支撑框1的上表面和后表面，从而简化制造过程。
此外，外槽6形成于支撑框1的外表面1b上。引线端子2的外部衬片部分2d置于外槽6中。也就是说，由外槽6形成的梯状部分限制(regulate)外部衬片部分2d相对支撑框1的外表面1b的水平移动。因此，可以获得相对支撑框1对引线端子2进行定位的效果。
图2示出了在本实施例的表面贴装基座上装配石英谐振器的封装实例。石英谐振器7包含在表面贴装基座中形成的腔5中，并且引线端子2的元件连接端子2a连接石英谐振器7。盖子8由例如陶瓷的绝缘材料制成，通过低熔点玻璃等粘合到支撑框1的上端面，以覆盖腔5，并将石英谐振器7密封在腔5中。
图3是本实施例的表面贴装基座的改进实例。与上述表面贴装基座结构不同的是，本实例中支撑框1的上部没有形成腔。也就是说，元件连接端子2a的上表面和密封玻璃3所处的位置与支撑框1的上端面相同。可以为特定的应用选择此种结构。
实施例2图4A至4E是根据实施例2的表面贴装基座的示意图，图4A是平面图，图4B是侧视图，图4C是沿着图4A的线C-C截取的横截面图，图4D是后视图，图4E是沿着图4A的线D-D截取的横截面图。该表面贴装基座与实施例1的区别在于引线端子9的结构，其他结构与实施例1相同，其中，相同的元件用相同的符号表示，以避免重复解释。
引线端子9包括元件连接端子9a、引线部分9b、装配端子9c和外部衬片部分9d。除引线部分9b之外，其他部分与实施例1的引线端子2相同。引线部分9b形成一对分支引线部分9b1和9b2，且在该对分支引线部分9b1和9b2之间形成一个孔隙。在分支引线部分9b1和9b2上各形成一个凸起4。
根据本实施例，分支引线部分9b1和9b2之间孔隙的存在便于熔化玻璃进入支撑框1的内表面1a和引线部分9b之间，因此在该部分容易地确保密封性。引线部分9b的孔隙数量不限于1个，可以设置更多的分支，从而设置多个孔隙。为便于熔化玻璃的进入，可以采用其他不同的结构。在这里需要注意的是，如果凸起4能使熔化玻璃进入足够多，就不必在引线部分中设置孔隙，可以按需(as-needed)进行选择。
实施例3图5A至5D示出了根据实施例3的表面贴装基座，图5A是平面图，图5B是沿着图5A的线E-E截取的横截面图，图5C是正视图，图5D是后视图。该表面贴装基座与实施例1的区别在于引线端子10的形状。也需要根据此区别，对支撑框1进行修改，其他结构与实施例1相同。
引线端子10的元件连接端子10a贯穿支撑框1，并在内表面1a的两个部分之间延伸。一对引线部分10b被形成为使其从元件连接电子10a的两端延伸，引线部分10b中的每个面对支撑框1的内表面1a。一对装配端子10c被形成为使其分别从该引线部分10b延伸。该对装配端子10c中每个跨过支撑框1的下表面，沿着外表面1b延伸，由此形成一对外部衬片部分10d。
各个引线部分10b的外表面之间的距离，更准确地说，形成于引线部分10b上的各个凸起4的外表面之间的距离大于支撑框1面对各个引线部分10b的内表面1a部分之间的距离。因此，在将引线端子10装配到支撑框1时，引线部分10b有弹性地弯曲。因此，引线端子10被支撑框1的内表面1a之间的一对引线部分10b夹住，并被固定在其中。
在本实施例中，外部衬片部分10d不必接触支撑框架1的外表面1b，这与实施例1是不同的。此外，也可以省略外部衬片部分10d。
实施例4图6A和图6B示出了根据实施例4的表面贴装基座，图6A是平面图，图6B是沿着图6A的线F-F截取的横截面图。该表面贴装基座的结构与实施例3基本相同。但是，引线端子11的形状与实施例3的引线端子10稍有不同。
引线端子11的元件连接端子11a贯穿支撑框1，并且在内表面1a的两个部分之间延伸。一对引线部分11b从元件连接端子11a的两端延伸，且各个引线部分11b面对支撑框1的内表面1a。一对装配端子11c被形成为分别从该对引线部分11b延伸。该对装配端子11c中每个跨过支撑框1的下表面，沿着外表面1b延伸，从而形成一对外部衬片部分11d。
外部衬片部分11d的内表面之间的距离，更准确地说，外部衬片部分11d形成的弯曲形顶点之间的距离小于支撑框1面对各个外部衬片部分11d的外表面1b部分之间的距离。因此，在将引线端子11装配到支撑框架1时，外部衬片部分11d有弹性地弯曲。由此，引线端子11将支撑框1的外表面1b夹在该对外部衬片部分11d之间，由此通过支撑框1固定引线端子11。
在本实施例中，引线部分11b不必接触支撑框1的内表面1a，这与实施例1不同。
实施例5图7A和7B示出了根据实施例5的装配LED的表面贴装基座密封LED的封装，图7A为平面图，图7B是沿着图7A的线G-G截取的横截面图。该表面贴装基座有一个元件装配件13，用于装配LED12，其他结构与实施例1相同。
元件装配件13用铁镍钴合金制成，并且被放置在多个引线端子2之间区域的密封玻璃3中。在元件装配件13的中心部分，形成一个元件装配凹槽13a，在其中安装LED 12。元件装配凹槽13a起反射器的作用。
元件装配件13有一对支撑臂14，并且通过支撑臂14与支撑框1接合。元件装配件13的下表面从密封玻璃3的下表面暴露出来。尽管这种结构不是必须的，却有利于热辐射。用一个带窗的帽子15密封支撑框1上部的腔5。在帽子15中心部分正对LED 12的位置设置一个玻璃窗16。LED 12和元件连接端子2a经由布线17相连。
支撑臂14通过类似引线端子2的结构，与支持框1接合。也就是说，各支撑臂14具有对应于元件连接端子2a的上表面部分14a；对应于引线部分2b的穿透部分；对应于装配端子2c的下表面部分；对应于外部衬片部分2d的外部衬片部分14d。支撑框架1夹在穿透部分和外部衬片部分14d之间，因此，可以通过支撑框1支持支撑臂14。用于与支撑框1接合的支撑臂14的结构与其他实施例的引线端子的结构相同。
在这种简单的结构下，本实施例的表面贴装基座也适用于精密元件(如LED)的密封。
如图8A至8C所示，也可以使用没有支撑臂的元件装配件18。图8A至8C示出了采用另一种结构的用于装配LED的表面贴装基座密封LED的封装。图8A是平面图，图8B是沿着图8A的线H-H截取的横截面图。元件装配件18用陶瓷制成，被置于密封玻璃3中，与密封玻璃3耦合集成为一体，从而由支撑框1支撑。如图8C所示，支撑框1和元件装配件19也可以用相同的陶瓷制成，形成为一体。
这里，需要注意的是，尽管上述实施例的支撑框1具有平面形状，但它们也可以具有例如形成于其中的凹面部分形状。
可以在不脱离本发明的精神或实质特征的基础上，做出其他形式的修改。应该明白，本应用中揭示的实施例只用于说明目的，并不受限于此。本发明的保护范围由所附权利要求书、而非前面的说明书所限定，在所附权利要求书的对等体的意义和范围内的所有修改都受欢迎。
权利要求
1.一种电子元件表面贴装基座，包括一个具有通孔的绝缘支撑件；多个引线端子，其中每个具有一个元件连接端子、一个引线部分和一个装配端子，所述引线端子被装配到所述支撑件上，该引线端子的引线部分穿过所述通孔，从而使得所述引线端子的元件连接端子面对所述支撑件的上表面侧、所述装配端子面对支撑件的下表面侧；以及一个密封玻璃，其被注入到所述支撑件的通孔中，用于将所述引线端子密封在所述通孔中；其中，所述支撑件包括一个具有一个定义所述通孔的外壁的支撑框，并且每个引线端子的引线部分和装配端子中至少一个的形状和尺寸会导致对所述外壁的内表面和外表面中至少一个产生压力，由此将所述引线端子固定在所述支撑框上。
2.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中每个引线端子的所述装配端子跨过所述支撑框的下表面，并且沿着外表面延伸，从而形成一个外部衬片部分，且每个引线端子的所述引线部分被放置成使其面对所述支撑框的内表面；以及在所述引线部分和所述外部衬片部分之间冲压所述支撑框。
3.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中每个引线端子的所述元件连接端子贯穿所述支撑框，并在所述内表面的两个部分之间延伸；一对所述引线部分被形成为使其从所述元件连接端子的两端延伸；一对所述装配端子被形成为使其分别从所述一对引线部分延伸；以及在所述支撑框的内表面之间的所述一对引线部分上冲压所述引线端子。
4.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中每个引线端子的所述元件连接端子贯穿所述支撑框，并在所述内表面的两个部分之间延伸；一对所述引线部分被形成为使其从所述元件连接端子的两端延伸；一对所述装配端子被形成为使其分别从所述一对引线部分延伸；所述装配端子跨过所述支撑框的下表面，并且沿着所述外表面延伸，由此形成一对外部衬片部分；以及在所述一对外部衬片部分之间冲压所述支撑框的外表面。
5.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中，在所述引线端子的所述引线部分上设置一个与所述支撑框内表面接触的凸起。
6.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中，所述引线端子的所述引线部分被形成为窄于所述元件连接端子。
7.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中将所述引线端子的所述引线部分分支，从而形成至少一对分支引线部分；以及在所述分支引线部分之间形成一个孔隙。
8.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，其中，所述元件连接端子的上表面和所述密封玻璃被形成为从所述支撑框的上端面向内凹陷，从而形成一个上表面凹槽。
9.如权利要求8所述的电子元件表面贴装基座，其中，所述支撑框的内表面在所述支撑框的垂直方向中具有一个平面形状。
10.如权利要求1所述的电子元件表面贴装基座，还包括一个元件装配件，其被置于多个所述引线端子之间区域的所述密封玻璃中；以及该元件装配件在其上部具有一个元件装配凹槽。
11.如权利要求10所述的电子元件表面贴装基座，其中，所述元件装配件具有一个支撑臂，并且通过该支撑臂与所述支撑框接合。
12.如权利要求10所述的电子元件表面贴装基座，其中，所述元件装配件由与所述支撑框的制作材料相同的材料制成，且与所述支撑框形成为一体。
13.如权利要求10所述的电子元件表面贴装基座，其中，所述元件装配件的底部从所述密封玻璃的下表面暴露出来。
全文摘要
一种电子元件表面贴装基座，包括具有通孔的绝缘支撑件；多个引线端子，其中每个具有一个元件连接端子、一个引线部分和一个装配端子，所述引线端子被装配到支撑件，其引线部分穿过通孔，从而使得引线端子的元件连接端子面对支撑件的上表面侧、装配端子面对支撑件的下表面侧；密封玻璃，其被装入到支撑件的通孔中，用于密封通孔中的引线端子。该支撑件包括一个具有一个定义通孔的外壁的支撑框，每个引线端子的引线部分和装配端子中至少一个的形状和尺寸会导致对外壁的内表面和外表面中至少一个产生压力，从而将引线端子固定到支撑框上。在可以防止断开或移动的同时，将引线端子定位在支撑件上。
文档编号H05K1/14GK1649472SQ20051000586
公开日2005年8月3日 申请日期2005年1月27日 优先权日2004年1月27日
发明者中井博 申请人:松下电器产业株式会社