JP4634170B2 - 圧電振動子の製造方法 - Google Patents
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Description
〔気密端子製造工程〕
以下に、従来の気密端子の製造工程を図19に示す製造フローチャートに基づいて述べる。
充填材は、例えば、ほう珪酸ガラスの粉末を準備する(ステップ540)。次に、前記粉末を型に充填後成形して機械的形状を整える(ステップ542)。続いて、高温で焼結させる(ステップ544)。
〔圧電振動子組立工程〕
次に、上述の気密端子とケースを用いて、シリンダー型パッケージの圧電振動子を製造する従来の振動子組立工程について図20に基づいて述べる。このようなパッケージを用いた圧電振動子の自動化された組立工程が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
〔樹脂成形工程〕
次に、上述の圧電振動子組立工程で製造されたシリンダー型パッケージの振動子40を樹脂によりモールドする従来の工程を説明する。図21に示した製造フローチャートに基づいて述べる。このようなシリンダー型パッケージの振動子40の樹脂成形工程の例が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。
〔気密端子製造工程〕
図1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1(a)は、実施例1に関する基本フローチャートである。
その一端が連結部により前記基部に繋がれたリードの外形を所定の間隔で前記外形形成部に複数形成し、更に、前記リードのそれぞれと対を成すように、その一端を前記基部に繋げた絶縁接続部の外形を前記リードに対向させて前記外形形成部に複数形成する外形形成工程(ステップ10)を実施する。
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板材(以下リードフレームと称し、符号11とする)を準備する(ステップ11)。リードフレーム11の所定の位置に、複数のリードと前記リードに対応した絶縁接続部を形成するための外形形成部と、外形形成部11aに隣接するように基部11bとをそれぞれ配置する。外形形成部11aに、プレス加工、レーザー加工等の機械加工やエッチング等の化学的な加工を施し、リード2の一端が基部11bに接続された状態でリード2の外形を形成する。更に、外形形成部に、同様の加工方法で、絶縁接続部の外形を形成する(ステップ12)。この加工により、リード形成部には、基部に繋がれたままの複数のリードの外形と、前記リードに対応した絶縁接続部の外形が一定の間隔で整列した形態になる。
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11を酸化処理して、後に充填される充填材との密着性を高める(ステップ21)。続いてリード2及び絶縁接続部13にそれぞれ充填材を充填する。充填材材料としては、ソーダライムガラス、ソーダバリウムガラス、ほう珪酸ガラス等が選択される。例えば、ほう珪酸ガラスの粉末を準備し(ステップ70)、前記粉末をリードの所定の位置と絶縁接続部に金型を配置して充填する。図3(b)の上側の気密端子は本工程と次工程(ステップ30)を合わせて示したものである。リードに充填した充填材を符号5、絶縁接続部に充填した充填材を符号6で示した。その後、粉末を加圧成形して所定の形状にする(ステップ22)。続いて、750℃前後の温度雰囲気で前記成形された前記2箇所の充填材5及び6を焼結させる。この段階では、前記2箇所の充填材5及び6はそれぞれリード2や絶縁接続部13を成すアウターリード下端部と突出部13aとは密着しておらず僅かな隙間が存在している(ステップ23)。
次はステム装着工程(ステップ30)である。リードフレーム11に外形を形成する上述の工程とは別工程で製造したステム7を、図3(b)に示す様に、インナーリード連結領域3a側から入れて、焼結された充填材5の外側に装着する。ステム製造のための別工程を述べる(ステップ80)。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等して外環を形成する(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)。このように製造されたステム7をリードの充填材5の外側に装着する。
次工程は、充填材5及び6の焼成工程(ステップ40)である。充填材の溶解する所定の温度パターンに従って実施し、室温まで冷却する。これにより充填材5とリード2間及びステム7間を完全に封着し気密に耐える構造とする。また、充填材6とアウアターリードの開放端部4a間及び突出部13a間を完全に封着する。これにより、リード2は絶縁性を有する充填材6により基部11bに強固に接続された状態となる。
次は、外形形成された領域の一部を切り離す部分切断工程である(ステップ50)。図3(b)の下側の気密端子を参照して述べる。切断は2箇所ある。1箇所はインナーリード3の連結領域3aであり、この切断工程により連結していたインナーリードを切り離なす。図3(b)には、インナーリード3の連結領域3aが切り離された状態が示されている。
次に、リード2及びステム7の外周面に金属膜を形成する(ステップ60)。ここでは、同一材料の被膜を湿式メッキ法で付ける場合を例に取り述べる。まず、リードフレーム全体を洗浄する(ステップ61)。続いて、リードフレーム11を整列させてメッキ槽に浸漬して、電気メッキの条件を適切に設定して、リード2、ステム7に下地メッキを施す。下地メッキの材料として、CuやNi等を選択し、略2から5μm程度の厚みでメッキする。続いて、下地メッキ表面に仕上げメッキを施す。仕上げメッキ材料として、略8μmから15μmの錫(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メッキを施す等から、いずれかのメッキを選択し実施する(ステップ62)。
〔振動子片製造工程〕
本製造工程は、図6の工程フローチャートに従い説明する。振動子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)。
〔圧電振動子組立工程〕
以下に、図7の圧電振動子組立工程フローチャートに従って組立工程を説明する。また、図5の組立工程の説明図を参照して述べる。組立工程の最初の工程は、部材のベーキングである(ステップ300)。気密端子が絶縁接続部を介して整列された前記リードフレーム11とケース10を真空中で十分高温加熱し、吸着水分や部材材料中に含有されたガス成分を脱離あるいは放出させる。尚、ケースの製造は、前述の様に、洋白板材をプレス後に仕上げメッキを施したものや、予めメッキをした洋白板材をプレス加工で成形したもの等が用いられる。
〔気密端子製造工程〕
実施例2における気密端子の製造工程の概略フローチャートは、図1(b)である。図1(b)によれば、気密端子は次のように製造される。まず、前記リードフレームとして板状または帯状の導電性材料を選択し、該リードフレームに前記気密端子のリードの外形形成部と、外形形成部に隣接して基部を配置し、所定の間隔で前記リードの外形を外形形成部に複数配列し、前記リードのそれぞれの側面から分岐させ該リードに平行に配置し延長して基部に繋げるように外部電極端子の外形を形成し、更に、前記リードのそれぞれに対向し、その一端を前記基部に繋げた絶縁接続部の外形を形成し、そして更に前記外部電極端子に対向させて基部に繋げたダミー端子を外形形成部に形成する外形形成工程(ステップ10)を実施する。
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板材(以下、実施例1と同様にリードフレームと称し、符号11とする)を準備する(ステップ11)。リードフレーム11の所定の位置に、外形形成部11aと、外形形成部11aに隣接するように基部11bとをそれぞれ配置する。外形形成部11aには、次の4種類の外形を複数形成する。即ち、リード2、絶縁接続部13、外部電極端子14、ダミー端子15、である。上記4個の外形は、4個で1組を成して1個の圧電振動子を形成するための構成部品もしくは流動に必要な領域となる。
次は、充填材形成焼結工程である(ステップ20)。本工程は、実施例1と同一内容であるので説明を省略する。
次は、ステム装着工程である(ステップ30)。図10(b)の上側の気密端子が本工程が終了した状態を示す。本工程の内容は実施例1と同一であるので説明を省略する。
次は、焼成工程(ステップ40)である。本工程は実施例1と同じ内容であるので説明を省略する。
次は、部分切断工程である(ステップ50)。図10(b)の下側の気密端子を参照して説明する。切断は2箇所ある。1箇所はインナーリード3の連結領域3aであり、この切断工程により連結していたインナーリード3を切り離なす。図10(b)には、インナーリード3の連結領域3aが切断された状態が示されている。残りの切断箇所は、リード2より分岐して基部11bに繋がる外部電極端子14の一端である。外部電極端子14は樹脂成形工程でクランク状に折り曲げられ樹脂パッケージの底面に露出した構成となるため、所定の長さになるように切断する。符号14bで示す外部電極端子切断線が切断位置を表している。これにより、気密端子の2本のリードを電気的に完全に分離させ、絶縁接続部13のみでリードフレームの基部11bに機械的に固定させた状態になる。
次に、リード2、ステム7、外部電極端子14、ダミー端子15に金属膜を形成する(ステップ60)。ここでは、同一材料の被膜を湿式メッキ法で付ける場合を例に取り述べる。まず、リードフレーム11の全体を洗浄する(ステップ61)。続いて、リードフレーム11を整列させてメッキ槽に浸漬して、電気メッキの条件を適切に設定して、リード2、ステム7、外部電極端子14、ダミー端子15に下地メッキを施す。下地メッキの材料として、CuやNiを選択し、略2から5μm程度の厚みでメッキされる。続いて、下地メッキ表面に仕上メッキを施す。メッキ材料として、略8μmから15μmの錫(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メッキを施す等から、いずれかのメッキを選択し実施する(ステップ62)。
〔圧電振動子組立工程〕
この実施例2の圧電振動子組立工程が実施例1の圧電振動子組立工程と異なる点は、組立工程の最後のステップ370を実施せず、振動子をリードフレーム11に接続させた状態で終了し、この形態のまま、次の樹脂成形工程に投入することである。それ以外は、実施例1と同じであるので説明を省略する。
〔樹脂成形工程〕
図13に示す樹脂成形工程の製造フローチャートに従って本工程を説明する。従来要していたモールド工程専用の新たなリードフレームを準備する必要はなく、前組立工程を流動したリードフレーム11をそのまま流動させることが可能である。このようにして、気密端子製造工程と圧電振動子組立工程と樹脂成形工程の3工程を、同一のリードフレームに気密端子を整列・保持させて流動させることができる。
2 リード
3 インナーリード
3a インナーリード連結領域
4 アウターリード
4a アウターリード開放端部
4b アウターリード切断線
5 充填材(リード部)
6 充填材(絶縁接続部)
7 ステム
8 振動子片
9 マウントパッド
10 ケース
11 リードフレーム(本発明)
11a 外形形成部
11b 基部
11c セクションバー
12 連結部
12a 分岐点
13 絶縁接続部
13a 突出部
14 外部電極端子
14a 屈曲部
14b 外部電極端子切断線
15 ダミー端子
15a 起立部
15b ダミー端子切断線
16 金属膜
16a メッキ膜
17 加熱手段
18 電気炉
19 搬送手段
20 進行方向
30 樹脂
31 リードフレーム(従来)
32 金型部(樹脂成形用)
33 溶接領域
34 外部電極端子
34a 屈曲部
35 ダミー端子
35a 起立部
38 パレット(従来)
39 金属端子
40 シリンダー型パッケージ振動子
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
104a 無線部
104b 音声処理部
104c 増幅部
104d 音声入出力部
104e 着信音発生部
104f 切替部
104g 呼制御メモリ部
104h 電話番号入力部
105 電圧検出部
106 電源遮断部
107 表示部
Claims (4)
- 環状のステムと、前記ステム内を貫通するように配置された導電性材料からなるリードと、前記リードを前記ステム内に固定するための第一の充填材からなる気密端子と、
前記リードの一端に接続された振動子片と、
前記振動子片を覆うように前記気密端子に接合されたケースと、
前記リードの他端が露出するように前記ケース及び前記気密端子の表面にモールド樹脂を有する圧電振動子の製造方法であって、
前記気密端子を製造する気密端子製造工程と、前記気密端子を用いて前記圧電振動子を組み立てる圧電振動子組立工程と、前記モールド樹脂を成形する樹脂成形工程とに、同一のリードフレームに気密端子を整列・保持させて一貫して流動させることを特徴とする圧電振動子の製造方法。 - 前記気密端子製造工程は、前記リードフレームとして板状または帯状の導電性材料を選択し、該リードフレームに前記気密端子のリードの外形を形成する外形形成部と基部とを配置し、
その一端が連結部により前記基部に繋がれた前記気密端子のリードの外形を所定の間隔で前記外形形成部に複数形成し、更に、前記リードのそれぞれと対を成すように、その一端を前記基部に繋げた絶縁接続部の外形を前記リードに対向させて前記外形形成部に複数形成する外形形成工程と、
外形形成された前記リードの所定の位置に前記第一の充填材を充填し成形し、更に前記リードの一端と外形形成された前記絶縁接続部の非基部側を連結するように第二の充填材を充填し成形した後に、成形された2箇所の充填材を焼結する充填材成形焼結工程と、
焼結された前記リードに位置する前記第一の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、
前記ステム内の前記第一の充填材及び前記絶縁接続部の前記第二の充填材を加熱溶解後冷却する焼成工程と、
前記リードの前記基部に繋げた部分を切断する部分切断工程と、
前記リードの表面及びステム表面に金属膜を形成する金属膜形成工程と、
を行うことを特徴とする請求項1に記載の圧電振動子の製造方法。 - 前記外形形成工程において、所定の間隔で前記リードの外形を外形形成部に複数配列し、前記リードのそれぞれの側面から分岐させ該リードに平行に配置し延長して基部に繋げるように外部電極端子の外形を形成し、更に、前記リードのそれぞれに対向し、その一端を前記基部に繋げた絶縁接続部の外形を形成し、そして更に、前記外部電極端子に対向させて基部に繋げたダミー端子を外形形成部に形成することを特徴とする請求項2に記載の圧電振動子の製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電振動子の製造方法であって、圧電振動子組
立工程において、前記絶縁接続部に接続する前記リードの一部を所定の角度折り曲げてケースを圧入した後に、再び前記リードを元の角度に戻すことを特徴とする圧電振動子の製造方法。
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