JP5191056B2

JP5191056B2 - シーム接合ヘッド

Info

Publication number: JP5191056B2
Application number: JP2009042093A
Authority: JP
Inventors: 勝己矢萩
Original assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Current assignee: Nippon Avionics Co Ltd
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: JP2010194577A

Description

本発明は、水晶振動子、弾性表面波フィルタ等の電子部品を収容した容器の開口部に、蓋体であるリッドを接合することで該容器を気密封止する封止作業の際、該リッドの周縁部にローラ電極を転接させつつ電流を流し、接合を行なうシーム接合ヘッドの構造に係るものである。

従来から、水晶振動子、弾性表面波フィルタ等の電子部品を容器に気密封止する方法として、マイクロパラレルシーム接合法が広く用いられている。図２は従来からあるシールリング付き容器の断面図であり、まずセラミック基板５１に金属製シールリング５２をろう接してなる容器５３の内部に水晶振動子等の電子部品５４を収納し、この電子部品５４をワイヤ５５によって外リード５６に電気的に接続したものを準備する。そしてこの容器５３の開口部にはコバール等からなるリッド５７が位置決めされて載置される。

次にリッド５７が位置ずれしないように、スポット接合によって容器開口部に仮固定する。その後図３で示すように、ローラ電極によるシーム接合が行なわれる。図３には、容器５３とこれに仮固定されたリッド５７が斜視図で示されており、これに一対のローラ電極５８が転接している様子が描かれている。ここでは例として上面視長方形の容器５３とリッド５７が示されており、図３（ａ）ではローラ電極５８はリッド５７の対向する一対の長辺に転接しているところが示されている。

このようにローラ電極５８がリッド５７に転接するのと同時に両電極間に電圧が印加されると、リッド５７の対向する一対の長辺は抵抗発熱によりその一端から他端まで容器５３に接合される。この接合が終了するとローラ電極５８を上方に退避させ、容器５３を載置している図示しないステージを水平面上で９０度回転させる。その後再びローラ電極５８を下降させ、図３（ｂ）で示すようにリッド５７の対向する一対の短辺を前記長辺と同様の方法で接合する。

ここで従来のローラ電極の支持機構、所謂シーム接合ヘッドの構造を図４に基づいて説明する。図４はシーム接合ヘッドの正面図であり、一対のローラ電極５８の下方において、リッド５７が仮固定された容器５３が図示しないステージ上に載置された状態を示している。ここで、符号５９は一対のローラ電極５８を回転自在に支持する一対の電極ホルダーであり、給電ケーブル６０から給電を受けローラ電極５８に電流を供給する良導電性の金属ブロックである。

また符号６１は電気絶縁性の一対の絶縁ブロック、６２は左右に並ぶ絶縁ブロック６１の間隔を拡縮自在に保持し、図示しない支持部材に上下動自在に支持されたヘッド本体である。前記ステージが紙面を見て前後左右の方向に移動してローラ電極５８とリッド５７との位置を合わせ、前記ヘッド本体６２が下降することでローラ電極５８がリッド５７に当接し、さらに前記ステージが紙面を見て前後に移動すると共に電極ホルダー５９を介してローラ電極５８に通電が行なわれることでシーム接合が実施される。

次に図５に基づいて電極ホルダー５９がローラ電極５８を回転自在に支持する構成を説明する。図５は図４における電極ホルダー５９とローラ電極５８との関係を断面図で示したものである。図５において符号５９Ａは電極ホルダー５９に穿設された貫通孔、６３は一端にローラ電極５８を固定した導電シャフト、６４は導電シャフト６３の他端に固定したリング状のストッパーである。また符号６３Ａは導電シャフト６３に設けた小径部、６３Ｂは導電シャフト６３に設けた大径のフランジ部である。ここで電極ホルダー５９の貫通孔５９Ａと導電シャフト６３とのあいだには導電性グリースが充填してあり、導電性を保ちながらも導電シャフト６３が滑らかに回転するようにしている。

このように電極ホルダー５９と導電シャフト６３は滑り軸受けの関係にあるが、特許文献１あるいは特許文献２ではこの滑り摩擦部にベアリングを介在させ図６（ａ）や図６（ｂ）のように軸方向から給電を行なう方法が提案されている。しかしながら、この軸方向の接触部にも摩擦部分が存在し、しかもその接触面積が小さいことから、図５で示した従来の滑り軸受けよりも磨耗が早いという欠点があるため、未だに図５の滑り軸受けを採用するのが一般的である。また、ベアリングを介して給電を行なう試みもなされたが、接触面積が小さく電気抵抗が高い、あるいは電流が不安定になるため採用し難いのが現状である。

特開平６−３３５７７９号公報（第３頁、図１）特開平１０−２１６９５２号公報（第３頁、図１）

しかしながら、近年のモバイル機器等の部品として要求される部品サイズは、依然小型化の傾向が止まらず、例えば容器の外形寸法が上面視で１．６ｍｍ×０．８ｍｍであるような１ｍｍよりも小さな幅のリッドをシーム接合する要求がある。この状況を図７に基づいて説明すると、リッド５７の幅Ｌが０．８ｍｍであるとすると、一対のローラ電極５８の間隙Ｍは０．２ｍｍ程度にまで小さくなってしまう。つまりこの状態で軸方向にガタがありローラ電極５８が軸方向に移動した場合はすぐさま電極同士のショートにつながる。

図５で示した寸法Ｎは前記ガタの存在を示しており、通常この構成の電極ホルダー５９と導電シャフト６３との組立てにおいては、この寸法Ｎとして０．１ｍｍ程度の間隔を空けておかないと滑らかな回転が得られない。つまりこの図５で示した従来の構成では、前述したローラ電極５８の間隙寸法Ｍが０．２ｍｍの場合は使用に耐えないことになる。また、図５の寸法Ｎが存在すると、フランジ６３Ｂが符号アの部分で電極ホルダー５９に接触したり離隔したりすることになり、接合電流の流路に変化が生じるため、接合電流が不安定になるという問題を発生させる。

したがって発明者は、図５で示したような滑り軸受け方式のローラ電極の支持構造を採用しつつも、ローラ電極が軸方向にガタつくことなく、接合電流の伝達も安定したシーム接合ヘッドを提供するものである。

本発明は第１の態様として、電子部品を収容する容器の開口部にリッドを載置し、このリッドの周縁を前記開口部に接合して気密封止するシーム接合装置において、一端にローラ電極を設けた導電シャフトと、この導電シャフトを回転自在に貫通孔で支持しつつ、接合電流を前記導電シャフトに通電する導電性の電極ホルダーと、前記導電シャフトの他端に固定されたストッパーと、このストッパーと前記電極ホルダーとに介在する圧縮コイルばねとを有し、この圧縮コイルばねが前記ローラ電極を前記電極ホルダーの方向に付勢することを特徴とするシーム接合ヘッドを提供するものである。

また本発明は第２の態様として、前記導電シャフトに前記貫通孔よりも大径のフランジ部を有し、前記圧縮コイルばねの付勢力により前記フランジ部の一面は、前記電極ホルダーに常時接触してこの電極ホルダーを付勢することを特徴とする第１の態様として記載のシーム接合ヘッドを提供するものである。

さらに本発明は第３の態様として、前記電極ホルダーと前記圧縮コイルばねとに介在するスリップホルダーを有し、このスリップホルダーは、前記導電シャフトが回転するのに伴い、前記ストッパーおよび前記圧縮コイルばねと共に回転することを特徴とする第１又は第２のいずれかの態様として記載のシーム接合ヘッドを提供するものである。

本発明の第１の態様によれば、ローラ電極が常時電極ホルダーの方向に付勢された状態になるので、一対のローラ電極の間隙を至近距離に設定した場合でも、ローラ電極が軸方向にずれることがないので、互いの干渉やショートの心配がない。

また本発明の第２の態様によれば、電極ホルダーの貫通孔よりも大径のフランジが、常時電極ホルダーに付勢された状態となるので、電極ホルダーからフランジを介してローラ電極に流れる電流が安定し、その結果接合品質も安定する。

さらに本発明の第３の態様によれば、電極ホルダーと圧縮コイルばねとにスリップホルダーが介在することで、回転するスリップホルダーと電極ホルダーとの摩擦抵抗を小さく保つことができ、より滑らかなローラ電極の回転を得ることで、シーム接合の品質が向上する。

本発明の実施形態を示すシーム接合ヘッドの要部断面図従来の技術を示す容器の断面図従来の技術を示すローラ電極の斜視図従来の技術を示すシーム接合ヘッドの正面図従来の技術を示すシーム接合ヘッドの要部断面図従来の他の技術を示すシーム接合ヘッドの要部断面図従来の技術を示すローラ電極の斜視図

次に、添付図面を参照して本発明に係るシーム接合ヘッドの実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明に係るリッドのシーム接合ヘッドの要部断面図であり、符号１は図示しない絶縁ブロックに支持された電極ホルダーである。この電極ホルダー１には貫通孔１Ａが穿設されており、この貫通孔１Ａに導電シャフト２が貫挿されている。また貫通孔１Ａと導電シャフト２とのあいだには導電性グリースが充填されており、滑らかな回転動作と共に接合電流の通電が行なわれるようになっている。また符号２Ａは貫通孔１Ａよりも大径に成形したフランジであり、紙面を見てこの左側、つまり導電シャフト２の一端にはローラ電極３がセットスクリュー４により固定されている。

そして導電シャフト２の他端にはストッパー５がセットスクリュー６により固定されており、このストッパー５の電極ホルダー１側に圧縮コイルばね７が、導電シャフト２に通すように設けてある。さらに略円筒型のスリップホルダー８がストッパー５と圧縮コイルばね７とを覆うように設けられている。ここでスリップホルダー８はその内径が電極ホルダー１側で小さく成形されており、その外面は電極ホルダー１に当接し、内面は圧縮コイルばね７に当接している。このような構成とすることで、所望の付勢力になるように圧縮した圧縮コイルばねは、導電シャフト２を紙面を見て右側の方向に付勢する。

その結果フランジ２Ａは所望の付勢力で常時電極ホルダー１に接することになり、ローラ電極の軸方向のガタは消滅する。また、フランジ２Ａと電極ホルダー１とが一定の付勢力で常時接触しているので、接合電流の流路も安定する。ここで、本実施形態ではスリップホルダー８は低摩擦係数のテフロン（登録商標）を素材として使用しており、このスリップホルダー８はストッパー５および圧縮コイルばね７と共に導電シャフト２の回転に伴って回転するが、電極ホルダー１との摩擦面が摩擦力の低いテフロン（登録商標）であるため、滑らかに回転するものである。

ここで、フランジ２Ａを設けずに直接ローラ電極３が電極ホルダー１に接触するようにしてもよいが、接触面の面精度を高くして接合電流の流路を安定させようとした場合、フランジ２Ａを設けるのがより有利である。また、スリップホルダー８を設けなくともローラ電極３の軸方向のガタは除去できるが、導電シャフト２の回転を滑らかにするには、圧縮コイルばね７と電極ホルダー１とにスリップホルダー８を介在させるのがより有利となる。

１電極ホルダー
１Ａ貫通孔
２導電シャフト
２Ａフランジ
３ローラ電極
４、６セットスクリュー
５ストッパー
７圧縮コイルばね
８スリップホルダー

Claims

電子部品を収容する容器の開口部にリッドを載置し、このリッドの周縁を前記開口部に接合して気密封止するシーム接合装置において、一端にローラ電極を設けた導電シャフトと、この導電シャフトを回転自在に貫通孔で支持しつつ、接合電流を前記導電シャフトに通電する導電性の電極ホルダーと、前記導電シャフトの他端に固定されたストッパーと、このストッパーと前記電極ホルダーとに介在する圧縮コイルばねとを有し、この圧縮コイルばねが前記ローラ電極を前記電極ホルダーの方向に付勢することを特徴とするシーム接合ヘッド。
前記導電シャフトに前記貫通孔よりも大径のフランジ部を有し、前記圧縮コイルばねの付勢力により前記フランジ部の一面は、前記電極ホルダーに常時接触してこの電極ホルダーを付勢することを特徴とする請求項１に記載のシーム接合ヘッド。
前記電極ホルダーと前記圧縮コイルばねとに介在するスリップホルダーを有し、このスリップホルダーは、前記導電シャフトが回転するのに伴い、前記ストッパーおよび前記圧縮コイルばねと共に回転することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のシーム接合ヘッド。