JP5311968B2

JP5311968B2 - 気密端子のめっき方法

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Publication number: JP5311968B2
Application number: JP2008283084A
Authority: JP
Inventors: 哲志森川; 明佐々木; 晃奥野; 勇人山内
Original assignee: エヌイーシーショットコンポーネンツ株式会社
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: JP2010114132A

Description

本発明はガラス対金属封着構造（以下ＧＴＭＳとも呼ぶ）の気密端子をステムベースに用い、これに筒状金属キャップのリッド部材を気密封止して水晶片を気密空間に収容したシリンダタイプパッケージ、特に、小形タイプの円筒状気密端子と円筒状金属キャップとを圧入して圧接封止した水晶振動子用パッケージおよびこのパッケージに使用する気密端子の製造方法に関する。

従来、気密端子はその用途に応じて各種の構造のものがあり、金属外環やリードの金属部材の露出部分には用途に応じた材質および厚さのめっき層が形成されている。たとえば、腕時計用水晶振動子に使用する円筒型気密端子は円筒状金属外環の内部にガラス絶縁材を介してリードが気密封着され、金属外環およびリードの露出表面には防錆およびはんだ付け性の良いＮｉ，Ａｕ，はんだ等のめっき層が形成される。この気密端子の製造工程は、金属外環、ガラス微粉末を有機バインダとともに混練し造粒したものを所定形状に成形し仮焼きしたガラスタブレットおよび所定長さ寸法のリードを用意する準備工程、これらの原材料をグラファイト製封着治具の所定の位置に配置する組立工程、全体を中性または弱還元性雰囲気中で９８０〜１０００℃で加熱してガラスタブレットを溶融させ、ガラスを介して金属外環とリードとを絶縁する気密封着する工程、および金属外環とリードの露出部分にめっき層を形成するバレルめっき工程を含む。このようにして製作された気密端子は次に水晶振動子をマウントして金属キャップが金属外環のめっき層を封止材として圧入され圧接封止されて水晶振動子用パッケージが構成される。特許文献１はこの種の電子部品についての改良方法を開示する。

一方、気密封止したパッケージ内に水晶片を実装する水晶振動子用パッケージとして、高い気密性と信頼性を要求される場合に円筒型気密端子と円筒型金属キャップで構成するシリンダタイプが多用されている。そして、円筒型気密端子と円筒型金属キャップははんだめっきの封止材でパッケージに対する気密性を確保している。特許文献２は環境上有害なＳｎ−Ｐｂ共晶はんだに代えてＳｎ−Ａｇ系合金またはＳｎ−Ｂｉ系合金のはんだめっきを使用して円筒型気密端子の金属外環やリードの表面にめっき層を形成して封止材としている。さらに、水晶振動子用パッケージとして高い気密性と信頼性の円筒型気密端子であるガラス対金属封着構造（ＧＴＭＳ）型気密端子と円筒型金属キャップのパッケージが特許文献３で開示される。

特開２００１−２６７１９０号公報特開２００２−１６００８９号公報特開２００３−１５２１２９号公報

ところで、腕時計用水晶振動子の円筒型気密端子を使用したパッケージには、金属外環の外径寸法ｄ１が０．９０〜０．９５ｍｍ程度の通称φ１．２と呼ばれる市販品がある。このような非常に小さい品種は気密端子の金属外環およびリードの露出部分へのめっき層形成の作業能率を高めるために、バレル内に多数の端子部品を収容して一括してめっきする，いわゆるバレルめっき法が行なわれる。しかしながら、前述のように非常に小さい金属外環の場合、それに応じてリードの外径寸法ｄ２も０．１３〜０．１７ｍｍ程度と小さくなり、しかもリード相互の間隔寸法ｇが０．１０〜０．２０ｍｍ程度と、リードの外径寸法ｄ２とほぼ同等程度となるため、バレルめっき法を採用するとあるリードが他のリード間に嵌まり込み、その状態でめっき層が形成されてリード同士がめっき層によってくっ付く、いわゆるアベック不良が多発するという問題点があり、その解消のために複数個のリードに対し導電材や樹脂材でお互いに橋絡することが提案された（特許文献１参照）。また、前述のとおり、リードが細く腰が弱いためにリードが折れ曲り易いほかめっき層の厚さを管理することが難しいという問題点があった。

一方、本発明者等は円筒型気密端子に円筒型金属キャップを圧入して封止する水晶振動子用パッケージでは気密端子の金属外環とリードのめっき層の膜厚選定の重要性に着目してそれぞれのめっき層の厚さに関する適正かつ適合する厚さを調査した。実験的知見によれば、リードに水晶片をはんだ付けする場合の適正なめっき層の厚さは、圧接封止するに適合する金属外環のめっき層の厚さとは異なること、およびバレルめっき法によるそれぞれの表面のめっき層の厚さは相互に異なることを見出した。その結果、円筒型気密端子に円筒型金属キャップを装着するパッケージにおいては、気密端子の金属外環およびリードのそれぞれの表面に施すめっき層の膜厚比率をある範囲内に選定することが望ましく、リード側を外環側より厚いめっき層とすべきであることが判明した。さらに、バレルめっき法によるめっき層の形成においては、リード材の長さを事前に所定長より長くすることで、めっき層の厚さを調製でき、それにより所定長の貫通リードのめっき膜厚が得られることを見出した。

したがって、本発明の目的は上述するように気密端子の金属外環および貫通リードのそれぞれの表面めっき層を所望する比率範囲内に選定し、特に、小サイズの円筒型気密端子と、これを使用した水晶振動子用パッケージを提供するものである。好ましくは、バレルめっき法の利用による金属外環とリードとのめっき層の膜厚に関し、貫通リード側のめっき厚を金属外環側のめっき厚に比べて所定比率内で厚く調製することを提示するものである。

さらに別の目的は、金属外環のめっき層の厚さとリードのめっき層の厚さとの比率を所定の範囲内に調製するバレルめっき方法を利用した気密端子の製造方法を提案する。同時に、多数の端子部品をバレルめっき法によりその外環およびリードのそれぞれの表面にろう材層を形成する際、ある端子部品のリードに他の端子部品のリードが嵌まり込んでアベック不良を発生させたり、リードが折れ曲ったりせずに、所望するめっき層の厚さに調製することを特徴とする気密端子の製造方法の提案を目的とする。また、このような気密端子を用いて水晶振動子用パッケージを提供するものである。

本発明によれば、円筒状金属外環に気密封着されたガラス絶縁体に貫通リードを配置して貫通リードおよび金属外環を絶縁すると共にそれぞれの表面にめっき層を異なる厚さで形成した気密端子を提供する。また、この気密端子と、貫通リードの一端側でリードめっき層によりろう付けされる水晶片と、金属外環にそのめっき層を介在して圧入により封止した円筒状金属キャップとを具備し、この金属キャップが形成する空間を水晶片の収容空間とする水晶振動子において、貫通リードのめっき層の厚さを金属外環の表面めっき層の厚さに比べて１．６〜２．５倍の範囲内で厚くしたことを特徴とする水晶振動子用パッケージを提供する。ここで、めっき層ははんだ付け良好なろう材層であること、特に、金属外環はその外径寸法が０．９０±０．０５ｍｍ（通称φ１．２）であり、金属外環のめっき厚を４〜１５μｍの範囲内で設定することを特徴とする。

本発明の別の観点によれば、円筒状金属外環にガラス絶縁材を介し相互に離隔し気密封着して貫通させた所定長のリードを具備し、金属外環およびリードのそれぞれの表面にめっき層を形成する気密端子の製造方法において、所定サイズの金属外環、ガラスタブレットおよび前記所定長より長いリード材を封着治具に組み込む工程、前記ガラスタブレットを溶融し金属外環内にガラス絶縁材の介在により前記リード材を貫通配置させる端子部品の気密封着工程、多数の端子部品をバレルに収容して前記金属外環および前記リード材の表面にめっき層を一括して形成するバレルめっき工程、およびめっき層が形成された前記端子部品の前記リード材を所定長に切断する工程を含み、前記バレルめっきの際、前記リード材の長さに依存するめっき厚さを利用して、前記リードのめっき厚さ（ｔ１）に対する前記金属外環のめっき厚さ（ｔ２）の比率（ｔ１／ｔ２）を１．６〜２．５の範囲内に調製することを特徴とする気密端子の製造方法が提案される。さらに、前記バレルめっき工程の前後に前記端子部品のリード材の下端部同士を固着材により橋絡する工程および前記固着材を除去する工程を付加したことを特徴とする気密端子の製造方法が提案される。好ましくは、前記金属外環は外径寸法が０．９０±０．０５ｍｍの低炭素鋼、Ｆｅ―Ｎｉ合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなり、前記リードは外径寸法が０．１５±０．０２ｍｍのＦｅ―Ｎｉ合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなる。

本発明による水晶振動子用パッケージは、ガラス対金属封着構造の円筒型気密端子を用いるので機械的強度の強化に加え気密性と信頼性が確保され、金属外環およびリードのめっき層がバレルめっきであるのでその利点が得られる。すなわち、マウント部とシール部がそれぞれ所定の比率関係の膜厚のめっき層を設けることで品質向上と性能アップに寄与する。なお、バレルめっきのめっき層にＰｂフリーのめっき材を使用することで環境問題がなく気密確保と安全性に役立つなどの実用的効果を発揮できる。また、はんだ付け性の良好なＳｎ合金のめっき層を比較的厚めにリード側に設けることで水晶片とのはんだ付けを確実にするほか、金属外環側のめっき厚を薄目に規制することで厚入時のめっき材のはみだしを防ぐことができる。なお、バレルめっきは比較的少量の液の中で大量の加工品の処理が可能であるほかに労力が省けめっき加工の機械化・自動化が容易であり、前処理からめっき・後処理・洗浄・乾燥など一貫加工が容易である。また、加工品の形状・寸法、まためっきの種類に拘らず広い範囲のめっき加工ができ、小物などひっかけではめっきの難しいものの加工ができる。特に、大量生産に適し、加工費、特に労務費の低減が期待でき、加工品相互は厚さの比較的均一なめっきができるなどの利点がある。さらに、絶えずめっき液が撹拌され、めっき液の条件を均一に保つことができ、緊密に積層され、薄くても耐食性に富んだめっき皮膜が得られる。したがって、作業上のトラブルや不具合の発生が減少でき、量産化と低コスト化に寄与する。

本発明による実施の形態は、円筒状外環内にガラスを貫通する一対のリードを配置してこの貫通リードと金属外環が絶縁される気密端子と、貫通リードの一端側ではんだ付けされる水晶片と、この水晶片を収容する空間を形成するように気密端子の金属外環に圧入封止により気密封着する円筒状金属キャップとを具備した水晶振動子用パッケージである。このパッケージにおいて、気密端子は、従来と同様な方法で金属外環およびリードの金属部材の全表面に、全体を電解液中に浸漬して電解Ｃｕもしくは電解Ｎｉめっき層が形成さる。次いでリードのめっき層上にはんだ材のめっき層として、Ｓｎ合金めっき層が浸漬法により形成される。あるいは、リード金属部材上に直接Ｓｎ合金めっき層を形成してもよい。この後、このはんだ材のめっき層に水晶片がはんだ付けされる。一方、金属製のキャップはその全表面に電気Ｎｉめっき層が形成される。各めっき層の使用材料はその機能に合わせて選択される。ここで、金属キャップはその内周面にＮｉめっき層が形成され、気密端子の金属外環の表面に形成したＳｎ系めっき層とで効果的なシール性が得られる。

次に、気密端子の金属外環のコバール材の外表面に施すＳｎ合金めっき層として４〜１５μｍめっき層を形成することができる。また、リードのめっき層としてのろう材はＳｎ合金めっき層が使用され、はんだ付け性確保のために１４〜２４μｍの範囲で比較的厚く形成してはんだ付性を確保する。これらのめっき層の下限は圧接封止材またははんだ材としての機能確保であり、上限は作業性からの制限である。かくして、円筒型気密端子を使用し、それぞれの機能を発揮するめっき層により金属キャップが密着性の確保、シール性の向上、リフロー工程に対する耐熱性の向上、および難酸化性等の耐化学変化対応性のある金属パッケージが提供できる。

図１は本発明に係る実施例を示す水晶振動子用パッケージを示し、（ａ）はその分解斜視図および（ｂ）は部分切欠き斜視図を示している。水晶振動子用パッケージ１０は、直径略１．２ｍｍの円筒体からなり、φ１．２円筒型気密端子２０と、円筒型金属キャップ３０と、気密端子２０上で貫通リード２３の上端であるパッケージ内部側２３ａにはんだ付けされた水晶片４０とを具備して構成される。気密端子２０と金属キャップ３０は圧接封止材の介在により気密封着される。気密端子２０のめっき層は材料コストの安いＳｎ−Ｐｂ合金の高温はんだを使用する場合の実施例であり、はんだ用めっき層は気密端子の貫通リードには膜厚の厚いめっき層が形成され、金属キャップには少なくとも内面シール部位にＮｉめっき層３１が比較的薄く形成される。拡大部分断面図に示すように、気密端子２０は、金属外環２１、この金属外環２１の内側に貫通配置した一対の貫通リード２３、および貫通リード２３を金属外環２１から絶縁して気密封着する絶縁ガラス２２からなるガラス対金属封着構造である。

気密端子２０は周知の方法で予め加熱用組立治具に外環と貫通リードと共にガラスタブレットのガラス材を組み込み、加熱炉を通炉することによりガラス材を軟化・溶融して気密封着される。金属外環２１および一対の貫通リード２３は互いに絶縁ガラス２２と熱膨張率が近似する材料が選択されて使用される。気密端子２０の金属外環２１と貫通リード２３および金属キャップ３０の金属表面部分にはそれぞれめっき層２４，２５，３１が設けられている。金属外環２１および一対の貫通リード２３の金属表面部分は下地めっき層としての電解Ｃｕめっき層およびはんだめっき層２４，２５が電解液に浸漬して形成される。一方、金属キャップ３０にはＮｉめっき層が電気めっきにより形成される。この金属キャップ３０は、水晶片４０が気密端子２０の貫通リード２３の内側端子部にはんだめっき層２５ではんだ付けされた後、金属外環２１のＮｉめっき層２４上に圧入され、圧接封止用めっき層と圧接して気密封止される。後述するように、それぞれのめっき層はめっき用金属材料とめっき層の膜厚が特定され、所望する作用効果を満足させるように選定される。すなわち、図に示す気密端子２０の貫通リード２３に水晶片４０を３５０℃〜４００℃のはんだ付け工程で接合するに好都合な高温はんだめっき層２５が設けられている。この気密端子２０はパッケージ１０の金属ベースとなって、これにパッケージ１０の水晶片４０がはんだ付けにより装着される。そして、水晶片４０が装着された気密端子２０には金属キャップ３０が被せられて金属外環２１のめっき層２４と金属キャップ３０の内面側のＮｉめっき層３１にて圧着により気密封止される。なお、金属キャップ３０は洋白材から成り、その内周面に電気Ｎｉめっき層が形成され、金属外環２１のめっき層２４と効果的なシール性を発揮し、圧入結合の作業性を容易にするなど実用的効果を奏する。

次に、本発明に係るパッケージに使用する気密端子の構造について図面を参照しつつ詳述する。腕時計向け水晶振動子に使用する円筒型気密端子は直径略１．２ｍｍ、通称φ１．２と呼ばれる品種が多用されており、以下この品種Ａについて説明する。図２において、金属外環２１の内部にガラス２２を介して、２本の貫通リード２３が気密に封着されている。金属外環２１は、例えば、低炭素鋼、Ｆｅ−Ｎｉ合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金からなり、外径寸法ｄ１が０．９０〜０．９５ｍｍ、高さ寸法が０．７５〜０．８５ｍｍである。ガラス２２は、ソーダライムガラスやソーダバリウムガラスやホウケイ酸ガラス等よりなる。貫通リード２３は、Ｆｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等よりなり、外径寸法ｄ３が０．１３〜０．１７ｍｍ、長さｌが７．０〜８．０ｍｍのもので、２本の貫通リード３の間隔寸法ｇは０．１０〜０．２０ｍｍのものである。金属外環２１および貫通リード２３の露出部分には、めっき層２４および２５が形成されている。金属外環２１および貫通リード２３の露出部分には、例えばろう材めっき層２４および２５としてＳｎ−９０ｗｔ％Ｐｂ層を形成している。一方金属外環２１の露出部分のろう材めっき層２４は、後述するように金属キャップの圧入封止時に、金属外環２１と金属キャップ間の封止材として作用して気密封止に役立つ。また、貫通リード２３に関しては、リード上方部分のろう材めっき層２５が水晶片の電子部品素子のろう付け用に役立ち、貫通リード２３の下方部分のろう材めっき層２５が貫通リード２３をプリント基板等へろう付けするときのろう付け性を確保するのに役立つ。ここで、貫通リード２３の下方部分のろう材めっき層２５は、貫通リード２３の周面部のみに形成されており、後述する理由でその下端面２３ｂには形成されない。また、このように貫通リード２３の下端面２３ｂにめっき層２５がなくても、一般に気密端子２０の貫通リード２３の下端部は、プリント基板等の透孔に挿入されてろう付けされた後に切断除去されるので、何ら問題になることはない。

以下、前述した本発明の気密端子２０の製造方法について、図面を参照して説明する。図３は、本発明の製造方法の第１実施態様の製造工程ブロック図を示す。まず、所定厚さの鉄・ニッケル合金等の金属板を押し出しプレス後に打ち抜いて金属外環２１を製作する。また、ホウケイ酸ガラス等のガラス微粉末と有機バインダとを混練し、所定の粒度に造粒した後に、所定形状にプレス成形し、仮焼きしてガラス粒同士を結着させるとともに有機バインダを焼き飛ばしてガラスタブレット２２ａを製作する。さらに、所定の外径寸法のＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等の金属線を端子部品Ａのリード材２３の長さｌよりも長い適宜の長さ寸法ｌｃ（＝ｌ＋Δｌ）に切断して、リード材２３ｃを製作する（ａ工程）。そして、これら金属外環１，ガラスタブレット２２ａおよびリード２３ｃを、グラファイト製の封着治具（図示省略）を用いて所定の関係位置に組み立て（ｂ工程）、中性ないし弱還元性の雰囲気中で約９８０〜１０００℃で加熱して、前記ガラスタブレット２２ａを溶融させて、ガラスによりリード材２３ｃを気密に封着する（ｃ工程）。図３の（ａ）ないし（ｃ）工程によって、気密端子２０の原形となる端子部品Ａが製造される。

バレルめっきする場合、好ましくは、図４に示すように、この端子部品Ａのリード材２３ｃの外方端を、リード間隔寸法ｇを保持したまま固着材５０で橋絡する（ｄ工程）。この端子部品Ａのリード材２３ｃの下端部を固着材で橋絡する工程は必ずしも必要でなく省略することもできる。しかし、バレルめっき処理にはリードの絡み防止のために固着材による橋絡が好ましい。次に、リード材２３ｃの下端部を固着した多数の端子部品Ａをバレル（図示省略）に収容し、このバレルをめっき浴中に浸漬して回転させる，いわゆるバレルめっき法によって、金属外環２１およびリード材２３ｃの露出部分にろう材のめっき層２４および２５を形成する（ｅ工程）。次に、このめっき層２４、２５が形成された端子部品Ａのリード２３ｃの下方部分を、その上端側の所定位置６０で切断して固着材５０を除去する（ｆ工程）。その結果、図２に示すような所定長ｌの寸法としてのリード２３を有する気密端子２０が製作完了する。このようにして得られた気密端子２０の金属外環２１およびリード２３の露出表面にはめっき層２４、２５が形成されているが、先に説明したように、貫通リード２３の下端面２３ｂにはめっき層２５がない。

この種の水晶振動子用気密端子２０は、貫通リード２３の上端部に水晶振動片（図示省略）を固着するが、このとき貫通リード２３の上方部分のろう材めっき層２５は、水晶片のろう付け性を高くして、確実にろう付けするのに役立つ。また、図１に示すように、水晶片４０を固着した後、金属キャップ３０を圧入により封止して水晶振動子用パッケージとするが、このとき金属外環２１のろう材めっき層２４は、金属外環２１と金属キャップ３０との間に圧着状態で満たされ、気密封止を確実にするのに役立つ。また、気密端子２０を用いた水晶振動子パッケージ１０は、その下方側に伸びたリードをプリント基板の透孔に挿通し、噴流式めっき装置によりろう付けするなどして組み付けられる。このとき、リードの周面部のろう材めっき層は、ろう材によるろう付け性の確保に役立つ。なお、気密端子２０のリード２３の下端面には、めっき層がないが、ほとんどの場合何ら問題はない。すなわち、この水晶振動子用パッケージ１０の接続用のリード２３をプリント基板にろう付けした後、余分なリード部分としてろう付け部分から切断される。依って、リード下端面には、ろう材めっき層がなくても、実用上何ら問題は生じない。ただし、リード下端面にもろう材層が必要な場合は、リードの切断（ｆ工程）後に、リード下端面へのめっき工程を付加してもよい。

次に、上記のように、リード材２３ｃが固着材５０で橋絡された多数の端子部品Ａをバレル（図示省略）に収容し、このバレルをめっき浴中に浸漬して回転させる，いわゆるバレルめっき法によって、金属外環２１およびリード材２３ｃの露出部分にろう材めっき層２４、２５を形成する。このとき、前述のとおり、固着材５０の外径寸法が、リードの間隔寸法ｇよりも大きいと、めっき工程中にリードの絡みが防止できる。したがって、リード同士がめっき層によってくっ付いてしまう，いわゆるアベック不良が発生しにくくなる。また、固着材５０によってリード２３ｃが固着されていると、各リード単独の場合に比較して、見かけ上リードの強度が増大してリードの折れ曲り不良も発生しにくくなる。なお、固着材には低融点金属材や合成樹脂材が使用され、処理方法に応じては紫外線硬化樹脂や熱効果樹脂が使用される。

ここで、品種名φ１．２として呼称の気密端子の具体例について本発明の特徴事項について詳述する。この場合、先ず図４に示す端子部品Ａの構成部品材料とその寸法を挙げる。金属外環１は、材質：Ｆｅ−Ｎｉ合金、寸法：外径０．９２ｍｍ×高さ０．８ｍｍ×厚さ０．１ｍｍであり、ガラス２２は、材質：ホウケイ酸ガラスであり、リード材２３ｃは、材質：Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、寸法：外径０．１５ｍｍ×長さ７．２０＋αｍｍ（所定長の７．２０ｍｍより長尺の長さである）、リード間隔：０．１５ｍｍである。この端子部品Ａのリード材の下端部には、たとえば、直径：０．５ｍｍ、材質：Ｓｎ−６０ｗｔ％Ｐｂ合金のボール状固着材を橋絡した。次に、多数の端子部品Ａを、バレルに収容し、めっき浴中に浸漬するバレルめっき法によりめっきして、ろう材めっき層２４、２５を、材質：Ｓｎ−９０ｗｔ％Ｐｂ合金でリードの表面に厚さ１８μｍのめっき層を形成した。同時に、金属外環の表面には９μｍのめっき層２４が形成された。この結果、ろう材めっき層２４をバレルめっき法により形成する工程でリード対金属外環（ハトメ）のめっき厚さの比率は２．０となった。気密端子の製造工程の最後にリードは所定長に切断され同時に橋絡用固着材が取り除かれた。製作された気密端子はそのリードの上端側に水晶片がはんだ付けされ、また、気密端子の金属外環に金属キャップが圧入して圧接封止されて水晶振動子用パッケージを完成した。ここで、金属外環とリードの相互間のろう材めっき層の厚さは組立て作業性を考慮してめっき層の厚さの比率は１．６〜２．５の範囲が実用的であることを確認した。その場合に金属外環の適正めっき厚は４〜１５μｍであり、リードの適正めっき厚は１４〜２５μｍであることが判明した。なお、上記めっき層の膜厚適正値は通称φ１．２の気密端子によるものであるが、別の品種たとえばφ３、φ２およびφ１．５についても確認実験され、結果的にめっき層の厚さ比率はリード対金属外環が１．６〜２．５の範囲が適用できる。

比較例

これに対して、上記のめっき層の膜厚比が前記所定の比率以外である場合に次のような欠点が生ずることが判明した。たとえば、金属外環のめっき厚が適正めっき厚の上限を超える場合、圧入時のはんだのはみだしが生ずる。また、リードのめっき厚が適正めっき厚の上限を超えるとはんだの流れ過ぎが起こり、余分のはんだろう材によるショートの危険を伴う。一方、それぞれのめっき厚が適正値の範囲の下限以下では接合不足により気密性や接続性の欠陥となり気密不良や接触不良となり実用性を欠くことが判明した。

上記本発明の実施例および比較例の結果から、本発明に係る気密端子の製造方法は、特に、小さな円筒型気密端子をベースに用い、これに金属キャップを圧入して圧接封止する水晶振動子用パッケージを構成する場合、気密端子のハトメおよびリードのめっき厚を適正化するものとして、それぞれの膜厚に関し、両者の関係を規制するものとしてリード対ハトメ膜厚の比率を見出したものである。また、この特定された比率の範囲内で選定するためのバレルめっき方法を利用した新規かつ改良された調製法を気密端子の製造方法として提案するものである。本発明の気密端子の製造方法によれば、第１に端子部品Ａのリードと金属外環（いわゆるハトメ）の露出表面をバレルめっきするに際し、リード材の長さを完成後の気密端子の所定の貫通リード長より長めにして用意しておき、それによりバレルめっき特有のめっき処理で部位により異なる比率でめっき層の厚みを調製する方法が提案される。同時に固着材によってリード端を橋絡することによって、リード間の絡まり防止とそれによるめっき不良を回避するものである。すなわち、パッケージの気密性とはんだ付け性を良好にする。また、第２に気密端子のリード間のアベック不良の防止やリードが単独の場合に比べて見かけ上の強度を増大して、リード曲がり不良が発生しにくくすること、第３にガラスによって絶縁されている貫通リードのめっき条件を調製することでパッケージ組立ての作業性を向上する等の効果を得る。

本発明に係る実施例の水晶振動子用パッケージの概要図であり、図１（ａ）は分解斜視図、図１（ｂ）は組立後の主要部を示す部分切欠き斜視図である。図１のパッケージに使用する気密端子の要部断面図を示す拡大断面図である。同じく図２の気密端子の製造方法を説明するブロックダイヤグラムである。同じく図３の気密端子の製造過程における端子部品状態の要部拡大断面図である。

符号の説明

１０…水晶振動子用パッケージ、２０…気密端子、２１ …金属外環、
２２…絶縁ガラス、２２ａ…ガラスタブレット（溶融前絶縁ガラス）、
２３…貫通リード、２３ａ…リード（パッケージ内部）、
２３ｂ …リード（下端面）、２３ｃ…リード（切断前）、
２４…電解Ｃｕめっき層及びはんだめっき層（外環部）、
２５…電解Ｃｕめっき層及びはんだめっき層（リード部）、３０…金属キャップ、
３１…電解Ｎｉめっき層（金属キャップ部）、４０…水晶片、５０…固着材、
６０…リード切断位置、

Claims

円筒状金属外環にガラス絶縁材を介し相互に離隔配置した一対の所定長の貫通リードを気密封着し、前記金属外環および前記貫通リードのそれぞれの露呈する表面にはんだ付け良好なろう材めっき層を設けた気密端子の製造方法において、所定サイズの金属外環にガラスタブレットおよび所定長より長いリード材を封着治具に組み込み、前記ガラスタブレットを加熱溶融して前記金属外環にガラス絶縁材を介してリード材を貫通させた端子部品とする気密封着工程、多数の前記端子部品をバレルに収容して前記金属外環および前記リード材の表面にめっき層を形成するバレルめっき工程、および前記端子部品の前記リード材を所定長の貫通リードに切断する工程を備え、気密封着後のバレルめっきにより前記金属外環および前記リード材の表面に同時にめっき層を形成し、前記貫通リードのめっき厚さ（ｔ１）と前記金属外環のめっき厚さ（ｔ２）との比率（ｔ１／ｔ２）を１．６〜２．５の範囲内に選定するよう、前記リード材の長さを調製したことを特徴とする気密端子の製造方法。
前記バレルめっき工程は端子部品のリード材の下端部同士を橋絡するめっき処理前の固着結合工程および橋絡を切離するめっき処理後の固着解除工程を備えることを特徴とする請求項１に記載の気密端子の製造方法。
前記金属外環は外径寸法が０．９０±０．０５ｍｍに成形加工された低炭素鋼、Ｆｅ―Ｎｉ合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のいずれかの材質からなり、前記リードは外径寸法が０．１５±０．０２ｍｍのＦｅ―Ｎｉ合金またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金のいづれかからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気密端子の製造方法。