JP2007116056A - 気密端子とその製造方法、圧電振動子とその製造方法、発振器、電子機器及び電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型であってもリードの剛性が強い気密端子及び圧電振動子を提供すると共に、ステム内を貫通するリードを１本にした気密端子や圧電振動子を、歩留り良く製造する方法を提供する。
【解決手段】 充填材１３が充填されたステム１１には、リードフレームから形成した１本のリード１２のみが貫通している。電気的な端子としては、リード１２の他に、ステム１１に接続した導電リード１６を備えた。ステム１１，リード１２，充填材１３，導電リード１６からなる気密端子１０の、前記リード１２と導電リード１６が圧電振動片２０に接続され、更にケース３０にステム１１が圧入されて圧電振動子１が構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、気密端子とその製造方法、圧電振動子とその製造方法、発振器、電子機器及び電波時計に関するものである。

圧電振動子は、電子機器の基準発振源や、発振器の発振子や、マイクロコンピュータのクロック源などとして用いられている。この圧電振動子のパッケージとしては、箱型の形状をしたセラミックパッケージや、リードを備えたシリンダパッケージ型が慣用されている。

［シリンダパッケージ型の圧電振動子の構成］
ここで、従来のシリンダパッケージ型の圧電振動子の構成を説明する。
図２１（ａ），（ｂ）は、シリンダパッケージ型の圧電振動子０１の従来例を示すものであり、図２１（ａ）は全体構成を示す斜視図、図２１（ｂ）はステムの部分をリードの長手方向に沿って切断した状態を示す部分断面図である。

この圧電振動子０１は、気密端子０１０と、圧電振動片０２０と、ケース０３０を主要部材として構成されている。

このうち気密端子０１０は、円筒状のステム０１１と、このステム０１１内を貫通するように配置された２本の平行なリード０１２と、ステム０１１内に充填されて２本のリード０１２をステム０１１内に固定する充填材０１３により構成されている。

ステム０１１は、例えば４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）により形成されており、その表面には、厚さが略１０μｍから１５μｍのメッキ０１４が施されている。メッキ０１４としては、例えば、下地としてＣｕメッキをし、その上に仕上げメッキとして錫鉛合金メッキ（Ｓｎ−Ｐｂメッキ）をしている。なお、図２１（ｂ）では、メッキ０１４のメッキ厚を誇張して図示している。

金属製の中実丸棒からなる２本のリード０１２は、ステム０１１内を貫通した状態、即ちステム０１１内に充填された充填材０１３を貫通した状態で、この充填材０１３を介してステム０１１内で支持されている。
換言すると、２本のリード０１２は、充填材０１３が内部に充填されているステム０１１を間にして、ステム０１１の一方の端面（図２１では上側の端面）から突出すると共に、ステム０１１の他方の端面（図２１では下側の端面）から突出している。一般に、ステム０１１の一方の端面（図２１では上側の端面）から突出する部分を「インナーリード０１２ａ」と称し、ステム０１１の他方の端面（図２１では下側の端面）から突出している部分を「アウターリード０１２ｂ」と称している。

このリード０１２（インナーリード０１２ａもアウターリード０１２ｂも含む）の表面には、厚さが略１０μｍから１５μｍのメッキ０１５が施されている。メッキ０１５としては、例えば、下地としてＣｕメッキをし、その上に仕上げメッキとしてＳｎ−Ｐｂメッキをしている。

充填材０１３は、例えば、ほう珪酸ガラスで形成されたものであり、その熱膨張率が、ステム０１１やリード０１２と略等しくなっている。この充填材０１３は、ステム０１１の内部空間に充填されており、リード０１２を支持している。

圧電振動片０２０は、水晶を音叉形に形成し、その表面に励振電極（図示省略）やマウントパッド０２１を備えたものである。
この圧電振動片０２０のマウントパッド０２１と、気密端子０１０のインナーリード０１２ａは電気的・機械的に接続されている。この接続は、大気中にてインナーリード０１２ａの表面に施したメッキ０１５を局部的に溶融させ、この溶融したメッキにより、マウントパッド０２１とインナーリード０１２ａとを接続することにより行っている。

ケース０３０は、一端面（図２１（ａ）では、下端面）が開口し、他端面（図２１（ａ）では上端面）が閉塞した有底円筒形であり、例えば、洋白（黄銅Ｎｉ合金）の表面にＮｉメッキしたものである。
このケース０３０は、インナーリード０１２ａ及び圧電振動片０２０を覆って内部空間に収納するように、真空中にて、ケース０３０の開口端面側がステム０１１の外周面に緊密に締まり嵌めにより圧入されている。このとき、軟質金属であるメッキ０１４が冷間圧接され気密接合を実現している。
なお、図２１（ａ）では、ケース０３０の内部状態を視認して理解を容易にするため、ケース０３０を透明状態で図示している。

このような圧電振動子を、自動化して製造する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで近年では、電子部品の急速な小型化が要請されており、従来の製造方法では、小型の圧電振動子を歩留まり良く、低コストで且つ信頼性良く製造することが非常に困難になってきた。

その主要な問題は２つある。第１の問題は、気密端子の製造工程でのメッキ歩留まりの低下による気密端子製造単価の上昇である。第２の問題は、気密端子のアウターリードの剛性低下の問題である。
以下にこの２つの問題について簡潔に述べる。

第１の問題である気密端子の小型化に伴うメッキ歩留まりの大幅な低下は、リード間の間隔の狭小化と、リードの線径の減少による剛性の低下に起因している。
シリンダパッケージ型の圧電振動子の直径（封止後のケース外形の最大値であり、図２１において記号Ｄで示した）は、略３ｍｍから２ｍｍへと縮小し、更に１．５ｍｍとなっている。近年、携帯電話に使用されるものは、更に小型化が進み、１．２ｍｍが用いられている。この傾向はさらに進み、１ｍｍを切る寸法の採用も検討されている。
このような小型化の進行で、気密端子の部材である２本のリードの間隔（図２１において記号ｄ１で示した）が極めて狭くなり、かつリード自体の径（図２１において記号ｄ２で示した）が細くなり剛性が低下し、容易に曲がり易くなってきている。

従来のメッキ工程は、大量生産に有利なバレルメッキ方式である。容器の形状は、例えば、直径が数十ｃｍで、略４０ｃｍから８０ｃｍ程度の長さを有する六角柱であり、アクリル等の樹脂製である。この容器の中に、２０万個から５０万個程度の数量の気密端子を入れて、メッキ槽の中で容器をゆっくり回転させて中の気密端子を撹拌させながら、数時間かけて電気メッキをしていた。
この工程で、特にＤ＝１．２ｍｍやそれ以下の小型の気密端子は、リード間隔が狭く、リード自体が容易に曲がりやすいことから、リード間でメッキが繋がる不良や、アウターリードが絡み合う不良が多発していた。これにより、メッキ歩留まりが大きく低下し、気密端子の製造コストは、大幅に上昇するという問題を引き起こしている。

第２の問題は、気密端子のアウターリードの剛性の低下である。アウターリードの剛性の低下は、第１の問題である気密端子の製造でも問題点として指摘したが、ここでは、圧電振動子の組立工程において発生する別の側面を持つ問題点として捉える。それは、圧電振動片の小型化に伴うインナーリードとの関連を持つ。

圧電振動片が今後さらに小型化すると、圧電振動片上のマウントパッドの面積が狭くなると共に、マウントパッド間の隙間が縮小する。このためマウントパッドに接合する気密端子のインナーリードの先端と、マウントパッドの精密な位置関係を如何に出すかが課題となる。同時に、アウターリードは、組立工程においてはパレットに機械的に整列・保持されているから、組立工程中で曲がらないよう剛性が必要である。

従来の気密端子のリードは製造上の容易さからリード全体を一様の径の中実丸棒とした。しかしながら、圧電振動片のマウントパッドの面積の縮小に合わせてインナーリードの径を細くしてマウントパッドとインナーリード先端の位置合わせ精度を改善してきた従来方法を仮に踏襲すると、アウターリードの径も同様に細くなり、剛性が不足する。例えば、マウントパッドの幅が５０μｍの場合にリード径を５０μｍとすると、リードが簡単に曲がってしまい、明らかに剛性不足となる。インナーリードとアウターリードが同一の径を持つ従来構造の気密端子では、小型化に十分対応することができない懸念がある。

なお、リードの剛性を確保するために、リードを１本にした圧電振動子も開発されてきている（例えば、特許文献２参照。）。この場合、圧電振動子には、２つのマウントパッドが形成されているが、一方のマウントパッドは１本のリードに電気的・機械的に接続され、他方のマウンドパッドは、リードとして機能する導電材等を介してステムに電気的・機械的に接続される。
このようにリードを１本にすれば、リード間隔を考慮する必要がなくなるため、その分だけ、小型化を図ることができる。しかし、リードを１本にした気密端子を、歩留りよく製造する方法はまだ確立されていない。

特開平８−３１６７６１号公報 特開２００２−４３８８６号公報

本発明は、上記従来技術に鑑み、小型であってもリードの剛性が強く且つメッキ不良の無い気密端子及び圧電振動子を提供すると共に、ステム内を貫通するリードを１本にした気密端子や圧電振動子を、歩留り良く製造する方法を提供することを目的とする。

前述したように、従来の気密端子や圧電振動子では、一般的に、充填材が充填されたステムの中に、金属製丸棒からなる２本のリードが貫通している。
これに対して本願発明による気密端子や圧電振動子では、充填材が充填されたステム内には、リードフレームにより形成した１本のリードのみが貫通しており、もう１本のリード（導電リード）はステムから延在した構成にする。本願発明では、２端子部品である気密端子や圧電振動子の構成として、このような特殊な構成を採用することにより、小型化や製品信頼性の向上を図るものである。

上記課題を解決する本発明の気密端子の構成は、
筒状のステムと、
前記ステム内を貫通するように配置された、リードフレームから形成された１本のリードと、
前記ステム内に充填されて前記リードを前記ステム内に固定・支持する充填材と、
前記リードにおける前記ステムの一方の端面側から突出している部分であるインナーリードの突出方向と同方向に突出するように、前記ステムに電気的・機械的に接続された導電リードとを有することを特徴とする。

この場合、
前記リードには、前記充填材の形成位置を位置決めするように、リードの長手方向に交差する方向に伸びる、充電材位置決め部が形成されていたり、
前記導電リードは、前記ステムと共に一体に形成されていたり、
前記導電リードは、導電材を前記ステムに接続してなるものであることを特徴とする。

また本発明の圧電振動子の構成は、
前記の気密端子と、
前記インナーリード及び前記導電リードに接続された圧電振動片と、
前記インナーリード，前記導電リード及び前記圧電振動片を覆うように、前記ステムの外周面に圧入された有底筒型のケースとを有することを特徴とする。

この場合、
前記圧電振動片は、音叉型水晶振動片であったり、
前記圧電振動片は、厚みすべり振動モードの水晶振動片であったり、
前記インナーリードは前記圧電振動片の一方の面に接続され、前記導電リードは前記圧電振動片の他方の面に接続されていたり、
前記インナーリードの幅方向の両サイドには、インナーリードの長手方向に伸びて、前記圧電振動片を間に納める段差が形成されていたり、
前記圧電振動片の厚み方向の中心線が、前記ステムの中心線に略一致するように、前記ステム内における前記リードの配置位置が偏心していることを特徴とする。

また本発明の気密端子の製造方法の構成は、
筒状のステムと、前記ステム内を貫通するように配置されたリードフレームから形成された１本のリードと、前記ステム内に充填されて前記リードを前記ステム内に固定・支持する充填材と、前記リードにおける前記ステムの一方の端面側から突出している部分であるインナーリードの突出方向と同方向に突出するように前記ステムに電気的・機械的に接続された導電リードと、を有する気密端子を製造する方法であって、
リードフレームに、基部とリード形成部とを配置し、少なくとも前記リードの一端を前記基部に繋いだまま、前記リードの外形を所定の間隔で前記リード形成部に複数形成するリード外形形成工程と、
外形形成された前記リードの所定の位置に前記充填材を充填し成形した後に焼結する充填材成形焼結工程と、
焼結された充填材の周囲に前記ステムを装着するステム装着工程と、
前記導電リードを形成する導電リード形成工程と、
前記ステム内の前記充填材を加熱溶解後冷却し、前記リードと前記ステムとを前記充填材を介して密着固定する焼成工程と、
前記リード，前記導電リード及び前記ステムの表面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
前記リードの前記基部に繋がった一端を切り離す切断工程とを有することを特徴とする。

この場合、
前記導電リード形成工程は、前記導電リードを前記ステムと共に一体に形成する工程であったり、
前記導電リード形成工程は、導電材を前記ステムに接続して前記導電リードを形成する工程であったり、
前記リード外形形成工程において、さらに前記リードの所定の位置に、前記充填材の位置決めが可能な充填材位置決め部を形成したり、
前記充填材形成焼成工程では、前記ステム内における前記リードの配置位置を偏心させたり、
前記リード外形形成工程において、前記インナーリードに振動片支持用の段差を設けることを特徴とする。

また本発明の圧電振動子の製造方法は、
前記方法により形成された気密端子に対して、
前記インナーリード及び前記導電リードを、圧電振動片に接続するマウント工程と、
電気インナーリード，前記導電リード及び前記圧電振動片を覆うように、有底筒型のケースを前記ステムの外周面に圧入する圧入工程とを有することを特徴とする。

また本発明の発振器の構成は、前記の圧電振動子を発振子として集積回路に接続して用いることを特徴とする。

また本発明の電子機器の構成は、前記の圧電振動子を計時部に接続して用いることを特徴とする。

また本発明の電波時計の構成は、前記の圧電振動子をフィルター部に接続して用いることを特徴とする。

本発明では、ステムを貫通するリードは、リードフレームにより形成されて、しかも１本であるため、気密端子や圧電振動子が小型化されても、リードの幅を広くとることができ、リードの剛性を確保することができる。
このため、メッキ工程や組立工程において、リードの曲がりが発生することを防止できる。

またリードフレームに多数のリードを形成し、各リードに充填材、ステム、導電リードを備えた状態で金属膜形成（メッキ）をするため、リード間がメッキにより繋がるという不具合が発生することがなくなり、製品歩留りが向上する。
また、リードフレームから多数の気密端子を一括して形成できるため、効率的に多数の気密端子を製造することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。

［音叉型水晶圧電振動片を用いた圧電振動子］
図１は本発明の実施例１にかかる、音叉型水晶圧電振動片を用いた圧電振動子１を示す断面図である。ここで、圧電振動片は屈曲振動だけでなく、捩り振動や屈曲振動と捩り振動とを合成した振動などの振動モードを持つものを含む。

この圧電振動子１は、気密端子１０と、音叉型水晶圧電振動片である圧電振動片２０と、ケース３０を主要部材として構成されている。

このうち気密端子１０は、円筒状のステム１１と、このステム１１内を貫通するように配置された１本のリード１２と、ステム１１内に充填されてリード１２をステム１１内に固定する充填材１３と、ステム１１に電気的・機械的に接続された導電リード１６とにより構成されている。

１本のリード１２は、リードフレームから形成したものである。ステム１１から延在している導電リード１６は、ステム１１と共に一体的に形成したものであったり、円筒状のステム１１に接続（後付け）したものであったりする。

詳細は後述するが、この気密端子１０の製造方法は、まず、リードフレームにリード１２を多数形成する。この多数の各リード１２に充填材料を備え仮焼成して充填材１３を形成し、更に多数の各充填材１３にステム１１を嵌入する（この場合、例えばステム１１には導電リード１６が一体的に形成されている）。
そして、リード１２に充填材１３及びステム１１が備えられた状態となっているリードフレーム全体を焼成する。これにより、リード１２と充填材１３とステム１１を一体化した気密端子１０を得る。
その後に気密端子１０（具体的にはリード１２やステム１１や導電リード１６の表面）に金属膜（メッキ）を施す。そして、リード１２の基端を切断して、個々の気密端子１０を得るものである。

なお、ステム１１にリード１６が一体的に形成されていないものでは、リードフレーム全体の焼成後で且つ金属膜（メッキ）の形成前に、リード１６をステム１１に接続したり、または、リード１２の基端を切断して個々の気密端子１０が形成された後に、個々の気密端子１０と圧電振動片２０との接続をワイヤボンディングにより行う際にリード１６を形成したりする。

ステム１１は、例えば４２アロイ（Ｆｅ−Ｎｉ）により形成されており、その表面には、厚さが略１０μｍから１５μｍのメッキが施されている。メッキとしては、例えば、下地としてＣｕメッキをし、その上に仕上げメッキとしてＳｎ−Ｐｂメッキをしている。

リードフレームから形成された１本のリード１２は、ステム１１内を貫通した状態、即ちステム１１内に充填された充填材１３を貫通した状態で、この充填材１３を介してステム１１内で支持されている。
換言すると、リード１２は、充填材１３が内部に充填されているステム１１を間にして、ステム１１の一方の端面（図１では上側の端面）から突出すると共に、ステム１１の他方の端面（図１では下側の端面）から突出している。

一般に、ステム１１の一方の端面（図１では上側の端面）から突出する部分（後述するように、圧電振動片２０に接続され、且つ、ケース３０に収納される部分）を「インナーリード１２ａ」と称し、ステム１１の他方の端面（図１では下側の端面）から突出している部分（ケース３０に収納されない部分）を「アウターリード１２ｂ」と称している。

またリード１２には、リード１２の長手方向に直交する方向に伸びる、充填材位置決め部１２ｃが形成されている。この充填材位置決め部１２ｃがあるため、充填材１３を規定位置に正確に形成することができる。

導電リード１６は、ステム１１と共に一体的に形成したものであったり、円筒状のステム１１に接続（後付け）したものであったりする。即ち、この導電リード１６は、円筒状のステム１６を形成（深絞り形成や、板金打ち抜き形成）するときに一体的に形成したり、細い導電材（ワイヤ材）をワイヤボンディング技術により接続したり、細い導電材をスポット溶接して、ステム１１に電気的・機械的に接続されている。
しかも導電リード１６は、ステム１１の一方の端面側から突出している。つまり、インナーリード１２ａが突出している方向と同方向に突出している。この導電リード１６は、ステム１１の中心軸方向に対し傾いており、先端になるにつれてインナーリード１２ａに近づいている。

図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、気密端子１０のリード１２と、充填材１３と、導電リード１６が接続されたステム１１と、を分解して示すものである。
図２（ａ）の例は、ステム１１に、細い導電材（ワイヤ材）をワイヤボンディング技術により接続して導電リード１６としたものである。この導電リード１６は、気密端子１０が形成された後（リードフレームから切り離された後）に、気密端子１０のステム１１と圧電振動片２０のマウントパッド２１ｂとを接続（ワイヤボンディング）することにより形成されるものである。従って、気密端子１０単体としては導電リード１６が接続されていないため、導電リード１６を想像線で示してある。なお、ステム１１の細い導電材（ワイヤ材）による導電リード１６との接続部には、予め部分Ａｇ（銀）メッキや部分Ａｕ（金）メッキ等を施しておくと、接続を円滑に行うことができる。
図２（ｂ）の例は、円筒状のステム１１を形成（深絞り形成や、板金打ち抜き形成）するときに、導電リード１６を円筒状のステム１１と共に一体的に形成したものである。
図２（ｃ）の例は、ステム１１に、細い導電材をスポット溶接して導電リード１６としたものである。

図１に戻り説明を続けると、リード１２（インナーリード１２ａもアウターリード１２ｂも含む）及び導電リード１６の表面には、厚さが略１０μｍから１５μｍのメッキが施されている。このメッキとしては、例えば、下地としてＣｕメッキをし、その上に仕上げメッキとしてＳｎ−Ｐｂメッキをしている。

充填材１３は、例えば、ほう珪酸ガラスで形成されたものであり、その熱膨張率が、ステム１１やリード１２と略等しくなっている。この充填材１３は、ステム１１の内部空間に充填されており、リード１２を支持している。

圧電振動片２０は、水晶を音叉形に形成し、その表面に励振電極やマウントパッド２１ａ、２１ｂを備えたものである。本例では、一方のマウントパッド２１ａを広く形成し、他方のマウントパッド２１ｂを狭く形成している。

一方のマウントパッド２１ａには、インナーリード１２ａが電気的・機械的に接続されており、他方のマウンドパッド２１ｂには、導電リード１６が電気的・機械的に接続されている。この接続は、大気中にてインナーリード１２ａ及び導電リード１６の表面に施したメッキを局部的に溶融させ、この溶融したメッキにより、マウントパッド２１ａとインナーリード１２ａを接続すること、及び、マウンドパッド２１ｂと導電リード１６を接続することにより行っている。

このとき、導電リード１６よりも幅広のインナーリード１２ａが、広いマウントパッド２１ａに接続されているため、気密端子１０と圧電振動片２０との機械的な固定支持は、このインナーリード１２ａとマウントパッド２１ａが主に担っている。

ケース３０は、一端面（図１では、下端面）が開口し、他端面（図１では上端面）が閉塞した有底円筒形であり、例えば、洋白（黄銅Ｎｉ合金）の表面にＮｉメッキしたものである。
このケース３０は、インナーリード１２ａ，導電リード１６及び圧電振動片２０を覆って内部空間に収納するように、真空中にて、ケース３０の開口端面側がステム１１の外周面に緊密に締まり嵌めにより圧入されている。このとき、ステム１１に施した軟質金属であるメッキが冷間圧接され気密接合を実現している。

本実施例の圧電振動子１では、１本のリード１２のみがステム１１を貫通している構成となっている。このため、圧電振動子１の直径Ｄが小さくなっても、リード１２の幅Ｗを広くすることができる。
仮に、ステム１１に２本のリードが貫通する構成であるとすると、リード１本当たりの幅は狭くなるが、本実施例では１本のリード１２のみが貫通しているので、リード１２の幅を広く採ることができるのである。
このようにリード１２の幅が広くなるため、リード１２の剛性を向上させることができる。また、リード１２の剛性が向上するため、組立工程において、リード１２が曲がるという不具合が発生することもなくなる。

またリードフレームに形成したリード１２に、充填材１３，ステム１１及び導電リード１６を備えた状態で、金属膜（メッキ）を施すため、メッキに伴う不良発生は殆ど発生しない。つまり、メッキ作業において、リード１２同士が絡み合うことはない。
また、隣接するリード１２の間隔が保持されると共に、１つの圧電振動子に対して１本のリードを備えるようにしたため、１つの圧電振動子に対して２本のリードを備えるものに対して、リードフレームに形成した隣接するリード１２の間隔が広くなり、リード１２間でメッキが繋がる不良が発生しにくくなる。

更にリードフレームに形成したリード１２に、充填材１３，ステム１１及び導電リード１６を備え、この状態で金属膜（メッキ）を施すため、即ち、１つのリードフレームに形成した多数のリードに対して順次、製作に必要な各工程を同時に行っていくことにより、１つのリードフレームから多数の気密端子１０を一括して形成できるため、効率的に多数の気密端子１０を製造することができる。

圧電振動子１の直径Ｄが更に小さくなった場合には、リード１２のうちアウターリード１２ｂの幅は広いままにしておき、インナーリード１２ａの幅を狭くする。このようにすることにより、圧電振動子１の更なる小型化を図ることができると共に、アウターリード１２ｂの幅広状態を維持してその剛性を確保することができる。

［ＡＴ型水晶圧電振動片を用いた圧電振動子］
図３は本発明の実施例２にかかる、ＡＴ型水晶圧電振動片を用いた圧電振動子１Ａを示す断面図である。なお、圧電振動片は、ＡＴ型と同じ厚みすべり振動モードのＢＴ型であっても同じように適用できる。

この圧電振動子１Ａでは、ＡＴ型水晶圧電振動片である圧電振動片２０Ａを用いている。他の部分の構成は、図１に示す実施例１と同様である。また製造手順も同じである。
このように、圧電振動片２０Ａ以外の部材は、図１に示すものと、寸法・形状は一部異なっているが、その機能は同じである。また、製造手順も同じである。このため、同一機能を果たす部材には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

この圧電振動子１Ａにおいても、図１に示す圧電振動子１と同様な効果を奏することができる。

［実施例１の変形例１］
次に、実施例１に示す圧電振動子１の変形例１を、その要部を抽出して示す図４（ａ）及び、図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ断面である図４（ｂ）を参照して説明する。

図４（ａ），（ｂ）に示すように、この変形例１では、圧電振動子２０の表面側（図４では紙面の表側）にマウントパッド２１ｂが形成され、裏面側（図４では紙面の裏側）にマウントパッド２１ａ（図４では視認できない状態となっている）が形成されている。そして、インナーリード１２ａが裏面側のマウントパッド２１ａに接続され、導電リード１６が表面側のマウントパッド２１ｂに接続されている。

圧電振動片２０が極めて小型になった場合には、一方の面に２つのマウントパッドを形成しようとすると各マウントパッドの形成面積が極めて縮小する。しかし、この変形例１のように、圧電振動片２０の表裏面に分けて各マウントパッドを形成することにより、極めて小型の圧電振動片２０であっても、十分な広さを持ったマウントパッド２１ａ、２１ｂとすることができる。この結果、インナーリード１２ａとマウントパッド２１ａとの接続、及び、導電リード１６とマウントパッド２１ｂとの接続を、確実に行うことができる。

更にインナーリード１２ａの幅方向の両サイドには、インナーリード１２ａの長手方向に伸びる位置決め用の段差１２ａ−１，１２ａ−２を形成した。そして、圧電振動片２０の基部を、インナーリード１２ａに形成した２本の段差１２ａ−１，１２ａ−２の間に収める構成とした。つまり圧電振動片２０の幅方向の両サイドは、段差１２ａ−１，１２ａ−２により位置決めされ、この位置決めされた状態で、圧電振動片２０とインナーリード１２ａとの接続が行われている。
このとき、段差１２ａ−１，１２ａ−２の間に形成された幅Ｗ１２は、圧電振動子２０の幅Ｗ２０に対して僅かに（例えば２０μｍ程度）広くしている。

このように、インナーリード１２ａの長手方向に伸びる段差１２ａ−１，１２ａ−２を形成したため、圧電振動片２０が極めて小型になっても、自動組付機械により、圧電振動片２０を、段差１２ａ−１，１２ａ−２の間の規定位置に位置決めして、インナーリード１２ａに取り付けることが可能となる。

［実施例１の変形例２］
次に、実施例１に示す圧電振動子１の他の変形例である変形例２を、その要部を抽出して示す図５（ａ）及び、図５（ａ）のＶ−Ｖ断面である図５（ｂ）を参照して説明する。なお図５（ｃ）は、比較例として示す一般的な配置構成を示している。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、この実施例２では、リード１２を、環状のステム１１の中心線Ｓ１１に対して偏心（オフセット）させて配置した例である。
従来では、圧電振動片２０をインナーリード１２ａにマウントする際に、仮にインナーリード１２ａに曲がり（傾き）が生ずると、接合された圧電振動片２０の振動腕先端が金属製のケース３０の内面に接触して電気的に短絡状態になって、発振不良が発生する場合があることが知られていた。

図５（ｂ）に示すように、圧電振動片２０の厚み方向の中心線Ｓ２０が、ステム１１の中心線Ｓ１１に略一致するように、ステム１１内におけるリード１２（インナーリード１２ａ）の配置位置を予め偏心させておくと、振動腕の先端と金属性のケース３０の内面の間隔が振動腕の表裏で略等しくなる。したがって、インナーリード１２ａに同様の曲がりが発生しても、マウントされた圧電振動片２０の振動腕先端が金属製ケース１０の内面に接触する可能性を低くすることができる。

図５（ｃ）は、インナーリード１２ａと圧電振動片２０の一般的なマウントの状況を示したものである。インナーリード１２ａの板厚方向の中心線Ｓ１２が、環状のステム１１の中心線Ｓ１１と略一致している。圧電振動片２０は、ステム１１の中心線Ｓ１１より図面上で上方に位置している。

図５（ｂ）は、インナーリード１２ａを偏心させた例である。オフセット量をｄｏｆｆで示した。ｄｏｆｆの値は、接続する圧電振動片２０の厚みを勘案して決める。例えば、圧電振動片２０の厚みが７０μｍで、インナーリード１２ａの板厚が１００μｍの場合は、ｄｏｆｆ＝（７０／２）＋（１００／２）＝８５μｍとなる。このようなオフセット量を設定することで、圧電振動片２０の厚み方向の中心線Ｓ２０を、環状のステム１１の中心線Ｓ１１に略一致させることができる。マウントされた圧電振動片２０の振動腕先端が金属製ケース３０の内面に接触する可能性が低くなり、発振不良を低減する効果を奏する。

［気密端子の製造方法］
本発明の実施例５として、気密端子の製造方法について説明する。

リード及びステムとなる導電性材料は、低炭素鋼（Ｆｅ）、鉄ニッケル合金（Ｆｅ−Ｎｉ）、鉄ニッケルコバルト合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ）等が使用される。また、充填材は、ソーダライムガラスやソーダバリウムガラス、あるいは、ほう珪酸ガラスなどが用いられる。

図６は、本発明に係る、気密端子の製造工程の一例の概略を示すフローチャートである。
図６に示すように、気密端子は概略、次のような手順で製造される（なお、詳細な製造工程は後述する）。
（１） まず板状または帯状の導電性材料（リードフレームＬＦ）に基部とリード形成部とを配置し、リードの一端を基部に繋いだまま、リードの外形をリード形成部に複数形成する（リード外形形成工程：ステップ１０）。
（２） リードの一端を基部に繋いだまま、外形形成された複数のリードの所定の位置に充填材を充填し、充填材を成形した後に焼結する（充填材成形焼結工程：ステップ２０）。
（３） リードの一端を基部に繋いだまま、焼結された充填材の周囲にステムを装着する（ステム装着工程：ステップ３０）。
（４） リードの一端を基部に繋いだまま、リードとステムとを充填材を介して焼成し密着固定させる（焼成工程：ステップ４０）。
（５） ステムに導電リードを接続する工程（導電リード接続工程：ステップ４５）。つまり、図２（ｃ）に示すように、ステムにスポット溶接により導電リードを接続する工程である。なお図２（ａ）に示すような、ワイヤボンディングにより導電リードを形成する場合には、切断工程後の完成した気密端子と圧電振動片とをワイヤボンディングする際に、導電リードが形成される。また、図２（ｂ）に示すような、ステムと一体に導電リードが形成されている場合には、このステップ４５の接続工程は不要である。
（６） リードの一端を基部に繋いだまま、リードの表面に金属膜を形成させる（金属膜形成工程：ステップ５０）。
（７） 最後にリードの基部に繋がった一端を切り離す（切断工程：ステップ６０）。

以下に、上記各製造工程を、図７乃至図１５に基づいて詳細に説明する。図７は、図６に示した気密端子の概略製造工程をさらに細分化して詳細を示すフローチャートである。図８乃至図１５は、それらの各工程を説明するための説明図である。

〔リード外形形成工程（ステップ１０）〕
リード外形形成工程（ステップ１０）では、まず、上述の材料で適切な厚さを有するリードフレームＬＦ（ステップ１１）を準備する。このリードフレームを、短冊状またはフープ状または板状の形態で流動する。
図８（ａ）は標準型（短冊状）のリードフレームＬＦであり、図９はフープ状のリードフレームＬＦであり、図１０は標準型のリードフレームを縦方向に複数形成した板状のリードフレームＬＦであり、生産性の向上を意図して設計されている。

次に、リードフレームＬＦの所定の位置に、複数のリードを形成させるためのリード形成部α（図８〜図１０において、αの範囲を横方向に伸ばした長方形の部分）と、リード形成部αに隣接するように基部β（図８〜図１０において、βの範囲を横方向に伸ばした長方形の部分）とをそれぞれ配置する。

なお図８（ｂ），（ｃ）は、図８（ａ）に示す標準型のリードフレームＬＦの要部を抽出して示したものである。
今後の説明は、この標準型のリードフレームＬＦを用いた場合を例に、説明を続けるが、図９や図１０に示すフープ状や板状のリードフレームＬＦであっても、作業手順は同じである。

リードフレームＬＦのリード形成部αに、プレス加工、レーザー加工、あるいはエッチング等の化学的な加工を施し、リード１２の一端が基部βに接続された状態でリード１２の外形を形成する（ステップ１２）。
この加工により、リードフレームＬＦのリード形成部αには、基部βに繋がれたままの複数のリード１２が一定の間隔を持って整列した形態になる。

さらに、後工程で充填され成形される充填材を位置決めするための充填材位置決め部１２ｃがアウターリード１２ｂに設けられている。この充填材位置決め部１２ｃは、プレス加工、レーザー加工、あるいはエッチング等の化学的な加工以外の方法でも形成可能である。例えば、アウターリード１２ｂの外側に、アウターリード１２ｂとは別の細い部材を設けてその先端に充填材位置決め部１２ｃを設けることもできる。さらにまた、アウターリード１２ｂは、インナーリード１２ａに比較して幅を広くとることで強度を持たせて気密端子の製造工程中で曲がることを防ぐことができる。

上記実施例では、リードフレームＬＦの基部βにアウターリード１２ｂの一端が繋がれた状態となるようにリード１２を形成したが、基部βにインナーリード１２ａの一端が繋がれた状態となるようにリード１２を形成するようにしても良い。但し、インナーリード１２ａの大きさには制限があるため、基部βとの接続部の強度に注意することが重要である。

〔充填材成形焼結工程（ステップ２０）〕
充填材成形焼結工程（ステップ２０）においては、まず、上述の加工を施したリードフレームＬＦを酸化処理して、後工程で形成される充填材との密着性を高める（ステップ２１）。

続いて、充填材の充填と成形を行う。
まず充填材原料（例えば、ほう珪酸ガラス粉末）を準備する（ステップ７０）。
次に、型を準備して、充填材原料を、複数のリード１２の所定の位置に充填する。この後、加圧して充填材１３を成形する（ステップ２２）。
続いて、７５０℃前後の温度雰囲気で仮焼成を行い、充填材１３を焼結させる（ステップ２３）。この段階では、充填材は、まだリード１２との間に隙間をもったままである。 図１１（ａ），（ｂ）は、焼結後の状態を示す。充填材１３は、前述のように充填材位置決め部１２ｃによってリード１２上の所定の位置に配置される。

〔ステム装着工程（ステップ３０）〕
次の工程は、ステム装着工程である。上述したリードフレームＬＦの加工工程とは別工程で製造したステム１１を、インナーリード１２ａの開放端側から入れて、焼結された充填材１３の外側に装着する（ステップ３０）。

ここで、ステム製造のための別工程（ステップ８０）を述べる。
まずステム用の板材を準備する（ステップ８１）。材質は前述の様に、低炭素鋼、鉄ニッケル合金、鉄ニッケルコバルト合金等が使用される。
これらの板材をプレスで多数個同時に打ち抜く（ステップ８２）。続いて、酸洗浄や還元処理等の前処理を実施する（ステップ８３）。次に、充填材１３との密着性を高めるために酸化処理を行う（ステップ８４）。

このような工程により製造されたステム１１を充填材１３の外側に装着する。図１２（ａ），（ｂ）は、ステム１１が装着された状態を示す。

〔焼成工程（ステップ４０）〕
次工程は、充填材の焼成工程（ステップ４０）である。焼成は充填材１３の溶解する所定の温度パターンに従って実施され、室温まで冷却される。これにより充填材１３とリード１２間、及び、充填材１３とステム１１間が完全に封着されて、気密に耐えられる構造となる。

図１３は、焼成工程を説明する模式図である。加熱手段１０１を用いて１０００℃前後に温度設定された長い距離を有する電気炉１００の中を、搬送手段１０２により、ステム１１が装着されたリードフレームＬＦを所定の微速度で矢印１０３の方向に移動させ焼成させる。

［導電リード接続工程（ステップ４５）］
次は、導電リード接続工程（ステップ４５）である。この工程では、図２（ｃ）に示すように、ステム１１にスポット溶接により導電リード１６を接続する。
なお図２（ａ）に示すような、ワイヤボンディングにより導電リード１６を形成する場合には、切断工程後の完成した気密端子と圧電振動片とをワイヤボンディングする際に、導電リード１６が形成される。
また、図２（ｂ）に示すような、ステム１１と一体に導電リード１６が形成されている場合には、このステップ４５の接続工程は不要である。

〔金属膜形成工程（ステップ５０）〕
次は、金属膜形成工程（ステップ５０）である。金属膜形成工程は、リード１２の表面，ステム１１の外周面，及び導電リード１６の表面に、金属被膜を成膜する工程である。

金属膜形成工程は、ここでは、リード１２の表面，ステム１１の外周，及び導電リード１６の表面に同一材料の被膜を湿式メッキ法で付ける場合を述べる。

メッキ工程に先立ち、前処理を実施する。即ち、充填材１３表面を洗浄後、アルカリ溶液で全体の脱脂を行い、次に塩酸及び硫酸の溶液にて酸洗浄を行う。
次に、下地のメッキとなるＣｕメッキあるいはＮｉメッキを略２μｍから５μｍの厚みで付ける（ステップ５１）。
続いて、仕上げメッキとして、錫（Ｓｎ）や銀（Ag）等の単一材料の他、錫鉛合金（Ｓｎ−Ｐｂ）、錫ビスマス合金（Ｓｎ−Ｂｉ）、錫アンチモン合金（Ｓｎ−Ｓｂ）、錫銅合金（Ｓｎ−Ｃｕ）、錫銅合金メッキ後に更にＡｇメッキを施す等のいずれかのメッキ材料と方法を選択し、略８μｍから１５μｍの膜厚で付ける（ステップ５２）。

これらのメッキ材料による被膜が、リード１２の表面，ステム１１の外周面、及び導電リード１６の表面に形成される。これにより、インナーリード１２ａと圧電振動子２０とのメッキによる接続、並びに、導電リード１６と圧電振動子２０とのメッキによる接続が可能になり、また、ステム１１の外周面の金属膜（メッキ層）の柔らかく弾性変形する特性により、ステム１１とケース３０との冷間圧接が可能となり気密接合ができる。

図８の短冊状や、図１０の板状のリードフレームＬＦの形態で流動する場合は、リードフレームＬＦを一定間隔で吊るしたバスケットをメッキ槽に入れて通電し、メッキ槽中を移動させてメッキを付ける。
一方、図９のフープ状のリードフレームＬＦの形態で流動する場合は、メッキ槽中を所定のスピードでフープ状のリードフレームＬＦを移動させてメッキ膜を形成する。フープ形式の場合は、前処理とメッキ工程の全体に渡って、一貫してフープの状態で流動でき、自動化が容易となる。

本発明では、既に図８〜図１０に示したように、アウターリード１２ｂがリードフレームＬＦの基部βに一定間隔で接続されており、相隣る気密端子同士の接触がない構成とした。従って、リードが絡み合う不良の発生は皆無である。

続いて、メッキ膜の安定化を図るために、真空雰囲気の炉中でアニールする（ステップ５３）。アニールの条件の一例を示せば、メッキ材料が錫銅合金（Ｓｎ−Ｃｕ）の場合は、加熱温度は１７０℃で、加熱時間は約１時間である。

図１４（ａ），（ｂ）は、金属膜形成工程を説明する図である。インナーリード１２ａの表面、ステム１１の外周面、アウターリード１２ｂ、及び導電リード１６の表面に所定の金属膜（メッキ膜）が形成されている。図１４（ａ），（ｂ）では、メッキ膜の部分に、斜線を施して示している。

ここでは、湿式メッキを用いた金属膜形成を述べた。本発明では、小型化に伴い発生する気密端子のメッキ歩留の低下を解決できることを示したが、金属膜の形成方法は、湿式メッキのみに限定されるわけでない。その他の金属膜の形成方法でも良く、例えば、蒸着法のような物理的な膜形成法や、化学気相法も選択できる。また、さらに、ステムの外周面と、リードや導電リードの表面で異なる金属膜を形成しても良い。

〔切断工程（ステップ６０）〕
次工程は、切断工程である。本工程は、気密端子のアウターリード１２ｂとリードフレームＬＦの基部βとの接続部分を切断して、個々の気密端子に分離する工程である。

図１５は、切断工程を説明する図であり、Ａ−Ａで示される想像線に沿って切断・分離され個々の気密端子１０（図１及び図３参照）となる。尚、図示しないが、前記切断箇所には、切断しやすいように、予めノッチや溝などを設ける工夫をしておいても良い。

［圧電振動子の製造工程］
次に、本発明の実施例６として、小型の圧電振動子の製造工程を、図１６と図１７に示す製造フローチャートに従って説明する。

まず、圧電振動片の製造工程を図１６に従って説明し、次に本発明の気密端子を用いた組立工程を図１７に従って説明する。ここでは、音叉型水晶振動子を例にとって説明するが、工程を適宜変更することで、水晶の他の振動モードであるＡＴ振動子やＢＴ振動子の場合も適用できる。また、ＬｉＮｂＯ３やＬｉＴａＯ３のような他の圧電材料を用いた振動子の場合も適用可能である。

圧電振動片の製造工程においては、まず、水晶のランバード原石を所定の切断角度になるように、Ｘ線回折法を援用してワークテーブルに設定する（ステップ１００）。
次に、例えばワイヤソー等の切断装置により、水晶原石をスライスして、略２００μｍの厚みに切断する。切断には、通常遊離砥粒が慣用され、また、切断用のワイヤーは線径が例えば１６０μｍ程度の高炭素鋼線が用いられる（ステップ１１０）。

次に、一定の厚みになるまでウエハの研磨を行う。研磨は通常、粒径の粗い遊離砥粒で粗ラッピングを行い、次に粒径の細かい遊離砥粒を用いて仕上げのラッピングを実施する。この後、表面をエッチングして、加工変質層を除去した後に、ポリッシュ加工を行い、所定の厚さと所定の平面度を持つ鏡面に仕上げる（ステップ１２０）。ウエハの厚さは、圧電振動片の小型化とともに薄くなり、前述の様に圧電振動片の全長が略１６００μｍの場合は、略５０μｍになる。

続いて、ウエハを純水または超純水で洗浄し（ステップ１３０）、乾燥した後、スパッタリングなどの成膜手段によりマスク用の金属薄膜（クロムと金の積層膜が慣用される）を所定の膜厚に堆積させる（ステップ１４０）。該薄膜は、ウエハの両面に堆積させる。

次に、リソグラフィ技術で、音叉型水晶振動子の外形を形成する（ステップ１５０）。具体的には、レジストを塗布後に、外形用マスクで両面を露光し、現像を行い、外形のレジストパターンを得る。この後、エッチング液で不要な金属パターンを除去して金属のマスクパターンを得る。レジストを除去後、フッ酸系の水溶液で水晶をエッチングして、ウエハ上に複数の外形を形成する。通常、振動子の小型化に伴い、振動腕の幅と振動腕の厚みの比は、小さな数値になってくる。特に、この比が、１．０より小さくなると、音叉型水晶振動子の振動腕に対する電界効率が低下して振動子の共振抵抗値が増加し、例えば１００ｋΩを越す値になり振動子として望ましくない。この対策として、電解効率を高めて共振抵抗値を下げる目的で、振動腕に溝を形成する。

このように、外形と溝を形成した後、マスクとして用いた金属膜を一旦すべて剥離する（ステップ１６０）。
剥離後に、もう一度、ウエハの両面に、電極膜となる金属薄膜をスパッタリング等で所定の膜厚に堆積させる（ステップ１７０）。
前述した溝が形成されている場合は、溝の内面にも成膜される。膜を堆積後、前述の外形形成工程と同様にリソグラフィ技術を用いて、電極膜のパターンを形成する（ステップ１８０）。

次に、電極膜のパターンを形成したウエハの振動腕の先端領域に、重り用の膜を数ミクロンの厚さに形成する（ステップ１９０）。重り用の材料としては、クロムや銀あるいは金の積層膜が慣用される。

次は、周波数調整工程（粗調）である。大気中で重り部にレーザーなどを照射して、発振周波数を計測しながら、前工程で堆積させた重り膜の一部を蒸発させて重りの重量を調整する。これにより音叉型水晶振動子の発振周波数を所定の範囲に合せこむ（ステップ２００）。

周波数調整後、ウエハの超音波洗浄を実施し、周波数調整などで発生した膜の残滓や付着異物を除去する（ステップ２１０）。上述の工程により、圧電振動片を複数有するウエハが完成する。

続いて、図１７に示された組立工程の製造フローチャートに従って説明する。前述の方法により製造された気密端子１０は、所定の温度でベーキングを実施し、保管中に表面に吸着した水分などを脱離させる（ステップ３００）。
一方、ケース３０も真空中でベーキング処理を行い、表面吸着水分を脱離させる（ステップ４００）。続いて、パレットに治具類を用いて気密端子を複数個整列させる（ステップ３１０）。

次は、マウント工程である（ステップ３２０）。図１６の製造フローチャートに従って製造された圧電振動片２０と、気密端子１０のインナーリード１２ａ並びに導電リード１６を接合する。
マウント工程では、まず、インナーリード１２ａ及び導電リード１６と、圧電振動片２０のマウントパッド２１ａ，２１ｂの位置を合わせる。
次に、インナーリード１２ａ及び導電リード１６の金属膜を外部から熱を加えて溶融させ、マウントパッド２１ａ，２１ｂと接合する。金属膜を溶融させる手段は、加熱した窒素ガス、レーザー照射、さらに光源加熱やアーク放電熱の利用など様々な手段が可能である。
また、インナーリード１２ａ及び導電リード１６の金属膜を溶融させず、導電性接着剤、ハンダバンプ、ハンダボール等の手段でマウントすることも可能である。

マウント工程後、真空装置の中で、所定の温度に加熱してベーキングを実施し、マウント工程で発生する圧電振動片の歪を除去する（ステップ３３０）。導電性接着剤を用いた場合は、接着剤のキュア工程後、高温に保持して接着剤のガス成分を放出させる。

次は、周波数調整工程（微調）である。パレット毎に真空装置内に搬送し、例えばステムと１１とアウターリード１２ｂをプロービングし、発振周波数を計測しながら、圧電振動片２０の腕にレーザーを照射し、調整用の金属膜を蒸発させ、周波数を調整する（ステップ３４０）。周波数調整は、不活性ガスのイオンを周波数調整用の金属薄膜に照射して薄膜の表面をスパッタリングさせて調整する方式も可能である。

この後、金型の中に周波数調整済の振動子を備えたパレットを複数個並べ、かつ封止用のケース３０を対向して整列させる（ステップ４１０）。ここで、ケース３０を整列して保持する治具の材料は、金属等の低放出ガス特性を有するものを選定する。封止前までの工程で吸着した水分やガス成分を脱離させるために、封止装置内で、十分な真空加熱を実施する。加熱後、ケース３０を圧入し、真空気密封止ができる（ステップ３５０）。

この後、発振周波数の安定化を目的に、所定の温度でスクリーニングを行う（ステップ３６０）。
スクリーニング後、電気特性検査装置において、発振周波数、共振抵抗値その他の電気特性を測定する（ステップ３７０）。電気特性検査では、振動子のステム１１叉はケース３０とアウターリード１２ｂをプロービングする。測定終了後、圧電振動子１をパレットから外す（ステップ３８０）。以上の工程で、圧電振動子１（図１参照）が完成する。

［音叉形水晶発振器への適用例］
次に、本発明の実施例７について述べる。図１８は、本発明に係る音叉型水晶発振器の構成を示す概略模式図であり、上述した圧電振動子１を利用した表面実装型圧電発振器の平面図を示している。

図１８において、音叉型水晶振動子９１は、圧電振動子（図１参照）を利用した表面実装型振動子である。この音叉型水晶振動子９１は、基板９２の所定の位置に設定され、発振器用の集積回路９３が音叉型水晶振動子９１に隣接されて設置されている。またコンデンサなどの電子部品９４も実装される。これらの各部品は、図示しない配線パターンで電気的に接続されている。音叉型水晶振動子９１の圧電振動片の機械的振動は、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換されて集積回路９３に入力される。集積回路９３内では、信号処理が行われ、周波数信号が出力され発振器として機能する。これらの各構成部品は図示しない樹脂でモールドされている。集積回路９３としてＲＴＣ（リアルタイムクロック）モジュール等を適切に選択することにより、時計用単機能発振器の他、当該機器や外部機器の動作日や時刻を制御したり、使用者に時刻やカレンダー情報を提供したりする機能を有する。

本発明の製造方法で製造した圧電振動子を用いたことで、発振器を構成する部品の中で最大の容積を持つ振動子を小型化することが可能である。従って、その発振器の外形寸法をより小型化することが可能になった。また、圧電振動片と接続するリードの剛性が増しているため、本発振器を内蔵する機器が、落下などの機械的な衝撃を受けた場合でも圧電振動片が傾いてケースに接触して短絡する等の故障を抑制でき、製品信頼性を向上させている。従って、小型化を実現し、かつ長期に渡り発信機能を維持できる。

［携帯情報機器への適用例］
次に、本発明の実施例８について述べる。ここでは、本発明の製造方法により製造された圧電振動子１を計時部に接続している電子機器の例について説明する。電子機器の例として、携帯電話に代表される携帯情報機器での好適な実施の形態を詳細に説明する。

まず前提として、本実施の形態にかかる携帯情報機器は、従来技術における腕時計を発展・改良したものである。外観は腕時計に類似し、文字盤に相当する部分に液晶ディスプレイを配し、この画面上に現在時刻等を表示させることができる。通信機として使用する時は、手首から外し、バンド部内側に内蔵されたスピーカおよびマイクロフォンによって、従来技術の携帯電話と同様の通信をおこなうことができる。しかし、従来の携帯電話と比較して、格段に小型化・軽量化されている。

次に、本発明の実施の形態にかかる携帯情報機器の機能的構成について図面を参照して説明する。図１９は、本実施の形態にかかる携帯情報機器の構成を機能的に示すブロック図である。

図１９において、１０１は後述する各機能部に対して電力を供給する電源部であり、具体的にはリチウムイオン二次電池によって実現される。電源部１０１には後述する制御部１０２、計時部１０３、通信部１０４、電圧検出部１０５および表示部１０７が並列に接続され、各々の機能部に対して電源部１０１から電力が供給される。

制御部１０２は、後述する各機能部を制御して、音声データの送信や受信、現在時刻の計測や表示等、システム全体の動作制御をおこなう。制御部１０２は、具体的にはＲＯＭにあらかじめ書き込まれたプログラムと、当該プログラムを読み出して実行するＣＰＵ、および当該ＣＰＵのワークエリアとして使用されるＲＡＭ等によって実現される。

計時部１０３は、発振回路、レジスタ回路、カウンタ回路、インターフェイス回路等を内蔵する集積回路及び図１示したような圧電振動子１を用いて構成した音叉型水晶振動子により構成される。音叉形水晶振動子の機械的な振動は、水晶の持つ圧電特性により電気信号に変換され、トランジスタとコンデンサで形成される発振回路に入力される。発振回路の出力は２値化され、レジスタ回路とカウンタ回路により計数される。インターフェイス回路を介して制御部と信号の送受信が行われ、表示部１０７に、現在時刻や現在日付あるいはカレンダー情報が表示される。

通信部１０４は、従来技術の携帯電話と同様の機能を有し、無線部１０４ａ、音声処理部１０４ｂ、増幅部１０４ｃ、音声入出力部１０４ｄ、着信音発生部１０４ｅ、切替部１０４ｆ、呼制御メモリ部１０４ｇおよび電話番号入力部１０４ｈから構成される。

無線部１０４ａは、アンテナを介して基地局と音声データ等の各種データを送受信する。音声処理部１０４ｂは無線部１０４ａまたは後述する増幅部１０４ｃから入力した音声信号を符号化／復号化する。増幅部１０４ｃは音声処理部１０４ｂまたは後述する音声入出力部１０４ｄから入力した信号を所定のレベルまで増幅する。音声入出力部１０４ｄは具体的にはスピーカおよびマイクロフォンであり、着信音や受話音声を拡声したり、話者音声を集音したりする。

また、着信音発生部１０４ｅは、基地局からの呼び出しに応じて着信音を生成する。切替部１０４ｆは着信時に限って、音声処理部１０４ｂに接続されている増幅部１０４ｃを着信音発生部１０４ｅにつなぎかえることで、生成された着信音が増幅部１０４ｃを介して音声入出力部１０４ｄに出力されるようにする。

なお呼制御メモリ１０４ｇは、通信の発着呼制御にかかわるプログラムを格納する。また、電話番号入力部１０４ｈは、具体的には０から９の番号キーおよびその他の若干のキーからなり、通話先の電話番号等を入力する。

電圧検出部１０５は、電源部１０１により制御部１０２をはじめとする各機能部に対して加えられている電圧が、所定の値を下回った場合に当該電圧降下を検出して制御部１０２に通知する。この所定の電圧値は、通信部１０４を安定して動作させるために必要な最低限の電圧としてあらかじめ設定されている値であり、例えば３Ｖ程度の電圧である。電圧検出部１０５から電圧降下の通知を受けた制御部１０２は、無線部１０４ａ、音声処理部１０４ｂ、切替部１０４ｆ、着信音発生部１０４ｅの動作を禁止する。特に、消費電力の大きな無線部１０４ａの動作停止は必須である。と同時に表示部１０７には、通信部１０４が電池残量の不足により使用不能になった旨が表示される。

電圧検出部１０５と制御部１０２の働きにより通信部１０４の動作を禁止し、更にその旨を表示部１０７へ表示する事が可能である。

本実施の形態として、通信部の機能に係る部分の電源を選択的に遮断可能な電源遮断部１０６を設ける事で、より完全な形で通信部の機能を停止させる事ができる。

なお、通信部１０４が使用不能になった旨の表示は、文字メッセージによりおこなってもよいが、より直感的に、表示部１０７上の電話アイコンに×（バツ）印を付ける等の方法によってもよい。

本発明の製造方法にて製造した小型の圧電振動子を携帯情報機器に使用することにより、携帯電子機器の一層の小型化が可能になった。また、圧電振動片と接続するリードの剛性が増しているため、携帯情報機器が落下などの機械的な衝撃を受けた場合でも圧電振動片が傾いてケースに接触して短絡する等の故障を抑制でき、製品信頼性を向上させている。従って、小型化を実現し、かつ長期に渡り堅牢に携帯電子機器を使用できる。

［電波時計への適用例］
図２０は、本発明の第９の実施例に係る電子機器としての電波時計の回路ブロックを示す概略図である。前記の圧電振動子１で構成した音叉型水晶振動子を電波時計のフィルター部に接続して用いた例である。

電波時計は、時刻情報を含む標準の電波を受信して、正確な時刻に自動修正して表示する機能を備えた時計である。日本国内には、福島県（４０ＫＨz）と佐賀県（６０ＫＨz）に標準の電波を送信する送信所（送信局）があり、それぞれ標準電波を送信している。４０ＫＨzもしくは６０ＫＨzのような長波は、地表を伝播する性質と、電離層と地表を反射しながら伝播する性質を併せ持つため、伝播範囲が広く、上記の２つの送信所で日本国内を全て網羅している。

図２０において、アンテナ２０１は、前記４０ＫＨzもしくは６０ＫＨzの長波の標準電波を受信する。長波の標準電波は、タイムコードと呼ばれる時刻情報を、前記４０ＫＨz
もしくは６０ＫＨzの搬送波にＡＭ変調をかけたものである。

受信された長波の標準電波は、アンプ２０２によって増幅され、続いて搬送周波数と同一の共振周波数を有する水晶振動子２０３、２０４を含むフィルター部２０５によって濾波、同調される。濾波された所定周波数の信号は、検波、整流回路２０６により検波復調される。続いて、波形成形回路２０７を介してタイムコードが取り出され、ＣＰＵ２０８でカウントされる。ＣＰＵ２０８では、現在の年、積算日、曜日、時刻等の情報を読み取る。読み取られた情報は、ＲＴＣ２０９に反映され、正確な時刻情報が表示される。

搬送波は、４０ＫＨzもしくは６０ＫＨzであるから、フィルター部を構成する水晶振動子２０３、２０４は、前述した音叉型の構造を持つ振動子が好適である。６０ＫＨzを例
にとれば、音叉型振動片の寸法例として全長が約２．８ｍｍ、基部の幅寸法が約０．５ｍｍの寸法で構成することが可能である。

本発明による製造方法で製造された圧電振動子を電子機器、中でも特に電波時計のフィルター部に接続して用いる構成としたので、その電波時計を一層小型化することが可能になった。電波時計用の振動子は、今後、複数の周波数に対応するために、１つの電波時計に２ないし３個必要とされると考えられる。従って、振動子の小型化は極めて有用である。

本発明の実施例１にかかる圧電振動子を示す断面図である。 実施例１に用いる、リードと充填材とステムを分解して示す斜視図である。 本発明の実施例２にかかる圧電振動子を示す断面図である。 本発明の実施例１の変形例を示し、図４（ａ）は要部抽出図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＶＩ−ＶＩ断面図である。 本発明の実施例１の別の変形例を示し、図５（ａ）は要部抽出図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ断面図、図５（ｃ）は比較例を示す断面図である。 気密端子の製造方法を示すフローチャートである。 気密端子の製造方法の詳細を示すフローチャートである。 短冊型のリードフレームを示し、図８（ａ）は平面図、図８（ｂ），（ｃ）はその要部を抽出して示す平面図である。 フープ状のリードフレームを示す平面図である。 板状のリードフレームを示す平面図である。 焼成後のリードフレーム及び充填材を示し、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）はその要部を抽出して示す断面図である。 ステムが装着されたリードフレームを示し、図１２（ａ）は平面図、図１２（ｂ）はその要部を抽出して示す断面図である。 焼成工程を説明する模式図である。 金属膜形成工程を説明する図であり、図１４（ａ）は平面図、図１４（ｂ）はその要部を抽出して示す平面図である。 切断工程を説明する平面図である。 圧電振動片の製造工程を示すフローチャートである。 圧電振動子の製造工程を示すフローチャートである。 発振器の構成を示す概略構成図である。 情報携帯機器の構成を示す概略構成図である。 電波時計の回路を示すブロック図である。 従来のシリンダパッケージ型の圧電振動子を示し、図１０（ａ）は全体斜視図、図１０（ｂ）はステム部分をリードの長手方向に沿って切断した状態を示す部分断面図である。

符号の説明

１，１Ａ 圧電振動子
１０ 気密端子
１１ ステム
１２ リード
１２ａ インナーリード
１２ｂ アウターリード
１２ｃ 充填材位置決め部
１３ 充填材
１６ 導電リード
２０，２０Ａ 圧電振動片
２１ａ，２１ｂ マウントパッド
３０ ケース
９１ 音叉型水晶振動子
９２ 基板
９３ 集積回路
９４ 電子部品
１０１ 電源部
１０２ 制御部
１０３ 計時部
１０４ 通信部
１０５ 電圧検出部
１０６ 電源遮断部
１０７ 表示部
２０１ アンテナ
２０２ アンプ
２０３，２０４ 水晶振動子（圧電振動子）
２０５ フィルター部
２０６ 検波、整流回路
２０７ 波形成形回路
２０８ ＣＰＵ
２０９ ＲＴＣ
ＬＦ リードフレーム

Claims (20)

1. 筒状のステムと、
   前記ステム内を貫通するように配置された、リードフレームから形成された１本のリードと、
   前記ステム内に充填されて前記リードを前記ステム内に固定・支持する充填材と、
   前記リードにおける前記ステムの一方の端面側から突出している部分であるインナーリードの突出方向と同方向に突出するように、前記ステムに電気的・機械的に接続された導電リードと、
   を有することを特徴とする気密端子。
2. 前記リードには、前記充填材の形成位置を位置決めするように、リードの長手方向に交差する方向に伸びる、充電材位置決め部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気密端子。
3. 前記導電リードは、前記ステムと共に一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気密端子。
4. 前記導電リードは、導電材を前記ステムに接続してなるものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気密端子。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載された気密端子と、
   前記インナーリード及び前記導電リードに接続された圧電振動片と、
   前記インナーリード，前記導電リード及び前記圧電振動片を覆うように、前記ステムの外周面に圧入された有底筒型のケースと、
   を有することを特徴とする圧電振動子。
6. 前記圧電振動片は、音叉型水晶振動片であることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動子。
7. 前記圧電振動片は、厚みすべり振動モードの水晶振動片であることを特徴とする請求項５に記載の圧電振動子。
8. 前記インナーリードは前記圧電振動片の一方の面に接続され、前記導電リードは前記圧電振動片の他方の面に接続されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７の何れか一項に記載の圧電振動子。
9. 前記インナーリードの幅方向の両サイドには、インナーリードの長手方向に伸びて、前記圧電振動片を間に納める段差が形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか一項に記載の圧電振動子。
10. 前記圧電振動片の厚み方向の中心線が、前記ステムの中心線に略一致するように、前記ステム内における前記リードの配置位置が偏心していることを特徴とする請求項５乃至請
11. 筒状のステムと、前記ステム内を貫通するように配置されたリードフレームから形成された１本のリードと、前記ステム内に充填されて前記リードを前記ステム内に固定・支持する充填材と、前記リードにおける前記ステムの一方の端面側から突出している部分であるインナーリードの突出方向と同方向に突出するように前記ステムに電気的・機械的に接続された導電リードと、を有する気密端子を製造する方法であって、
    リードフレームに、基部とリード形成部とを配置し、少なくとも前記リードの一端を前記基部に繋いだまま、前記リードの外形を所定の間隔で前記リード形成部に複数形成するリード外形形成工程と、
    外形形成された前記リードの所定の位置に前記充填材を充填し成形した後に焼結する充填材成形焼結工程と、
    焼結された充填材の周囲に前記ステムを装着するステム装着工程と、
    前記導電リードを形成する導電リード形成工程と、
    前記ステム内の前記充填材を加熱溶解後冷却し、前記リードと前記ステムとを前記充填材を介して密着固定する焼成工程と、
    前記リード，前記導電リード及び前記ステムの表面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
    前記リードの前記基部に繋がった一端を切り離す切断工程とを有することを特徴とする気密端子の製造方法。
12. 前記導電リード形成工程は、
    前記導電リードを前記ステムと共に一体に形成する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の気密端子の製造方法。
13. 前記導電リード形成工程は、
    導電材を前記ステムに接続して前記導電リードを形成する工程であることを特徴とする請求項１１に記載の気密端子の製造方法。
14. 前記リード外形形成工程において、さらに前記リードの所定の位置に、前記充填材の位置決めが可能な充填材位置決め部を形成することを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか一項に記載の気密端子の製造方法。
15. 前記充填材形成焼成工程では、前記ステム内における前記リードの配置位置を偏心させることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか一項に記載の気密端子の製造方法。
16. 前記リード外形形成工程において、前記インナーリードに振動片支持用の段差を設けることを特徴とする請求項１１乃至請求項１５の何れか一項に記載の気密端子の製造方法。
17. 請求項１１乃至請求項１５の何れか一項に記載した方法により形成された気密端子に対して、
    前記インナーリード及び前記導電リードを、圧電振動片に接続するマウント工程と、
    電気インナーリード，前記導電リード及び前記圧電振動片を覆うように、有底筒型のケースを前記ステムの外周面に圧入する圧入工程と、を有することを特徴とする圧電振動子の製造方法。
18. 請求項５乃至請求項１０の何れか一項に記載の圧電振動子を発振子として集積回路に接続して用いることを特徴とする発振器。
19. 請求項５乃至請求項１０の何れか一項に記載の圧電振動子を計時部に接続して用いることを特徴とする電子機器。
20. 請求項５乃至請求項１０の何れか一項に記載の圧電振動子をフィルター部に接続して用いることを特徴とする電波時計。

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