JPH07131275A - 水晶発振器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水晶振動子のリード線と回路基板との接続のた
めの金属リード片との接合を、接合信頼性の高いスポッ
ト溶接で行うとともに、かつその接合工程が非常に簡略
化できる水晶発振器の製造方法を提供する。 【構成】 水晶振動子３、回路基板４を、一端に水晶振
動子３と接続する接続電極２５ａ、２６ａを有する２つ
の金属リード片２５、２６を内装した樹脂体１及び金属
製蓋体５内に収納して成る水晶発振器の製造方法におい
て、前記２つのリード線３２、３３と２つの接続電極２
５ａ、２６ａとの接合が、接続電極２５ａ、２６ａを互
いに短絡する導体片２８を用いて、前記接続電極２５
ａ、２６ａ上に載置された水晶振動子３のリード線３
２、３３の間に所定電流を流し、接続電極２５ａ、２６
ａとリード線３２、３３を一括的にスポット溶接を行
い、前記接続電極２５ａ、２６ａから前記短絡導体片２
８を分離することによって行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シリンダー型水晶振動
子が配置された水晶発振器の製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特に表面実装型に適した水晶
発振器は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂製基
体（単に樹脂体１という）と金属製蓋体５とから成る容
器の内部に、発振回路を構成した回路基板４及びシリン
ダー型水晶振動子３を収納していた。（特開平５−３７
２９７９号参照）。

【０００３】樹脂体１は、液晶ポリマーなどの耐熱性樹
脂からなり、樹脂のインサートモールド成型時、図３に
示すように、各種リード端子２１ａ〜２４ａ及び該リー
ド端子２１ａ〜２４ａから回路基板４、水晶振動子３に
電気的に接続する金属リード片２１〜２７が一体的に取
着される。特に、樹脂体１に取着した金属リード片２１
〜２７の端部は立設されており、回路基板４や金属製蓋
体５に電気的に接続し、且つ固定するように形成されて
いる。

【０００４】回路基板４は、例えばガラス−エポキシ基
板やセラミック基板などからなり、その表面に所定配線
パターンが形成され、また、発振回路を構成する各種電
子部品４１、例えばＩＣチップ、コンデンサ部品、抵抗
部品などが搭載されている。

【０００５】回路基板４と金属リード片２１〜２４の端
部とは、回路基板４の端部に形成した導通スルーホール
や基板縁部の接続パッドによって接続されている。

【０００６】水晶振動子３は、シリンダー形状の金属ケ
ース（以下、単にシリンダーケース３１という）の内部
に水晶振動片（図には現れない）が配置され、この水晶
振動片と接続するリード線３２、３３が、シリンダーケ
ース３１の一方端面より外部に延出している。

【０００７】回路基板４と水晶振動子３は、樹脂体１に
取着形成した金属リード片２５、２６を介して、該リー
ド線３２、３３に接続されている。具体的には、上述の
特開平５−３７２９７９号には開示されていなが、水晶
振動子３のリード線３２、３３を屈曲加工する必要がな
いように、水晶振動子３のリード線３２、３３の高さま
で、樹脂体１の側壁の一部を突出させて、この突出部
（リード線接続体１５）の表面に金属リード片２５、２
６を露出して、露出した金属リード片２５、２６と水晶
振動子３のリード線３２、３３とを高温半田またはスポ
ット的な抵抗溶接（以下、スポット溶接という）により
接続していた。

【０００８】例えば、高温半田を用いる場合には、リー
ド線接続体１５の表面に露出した金属リード片２５、２
６の一端である接続電極２５ａ、２６ａ上に、リード線
３２、３３を載置して、高温半田を用いて、半田ゴテで
半田接合していた。

【０００９】また、スポット溶接する場合には、例えば
水晶振動子３のリード線３２側では、リード線３２を金
属片２５の接続電極２５ａ上に接触載置し、リード線３
２と金属片２５の他端部との間で所定電流を流して、そ
のジュール熱によを露出して、リード線３２と接続電極
２５ａとを溶接していた。尚、リード線３３側でも続い
て同様の手法で溶接していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、水晶振動子３
のリード線３２、３３と金属片２５の一部である接続電
極２５ａと２６ａと接合において、高温半田を用いてし
まうと、回路基板４と金属リード片２１〜２４の端部と
の半田接合時の熱により、その接合状態が変化してしま
い、接合信頼性が低下してしまう。

【００１１】また、スポット溶接する場合においては、
高温半田などをもいる場合に比較して、接続信頼性の向
上が得られるものの、まず、水晶振動子３のリード線３
２側で溶接を行い、続いてリード線３３側でも溶接を行
うため、同じ工程を２回施す必要があり、特に、スポッ
ト溶接用の電極プローブを例えばプラス側をリード線３
２、３３と樹脂体１の側面から露出する金属片２５、２
６の他端に接触させなければならないが、金属片２５、
２６の他端側での接触では、その接触位置合わせが難し
く、工程全体が複雑化してしまう。

【００１２】本発明は上述の問題点に鑑みて案出された
ものであり、水晶振動子のリード線と回路基板との接続
のための金属片との接合を、接合信頼性の高いスポット
溶接で行うとともに、かつその接合工程が非常に簡略化
できる水晶発振器の製造方法を提供するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、水晶振
動子と回路基板を樹脂体と金属製蓋体とからなる容器内
部に収納するとともに、水晶振動子の２本のリード線を
樹脂体に取着させた２つの金属リード片の一方側先端の
接続電極部に接合して、前記２つの金属リード片を介し
て水晶振動子と回路基板とを接続して成る水晶発振器の
製造方法であって、 前記水晶振動子の２つのリード線
と樹脂体に取着させる２つの金属リード片とを （１）前記樹脂体に取着した２つの金属リード片の一方
側先端の接続電極部に分離可能な短絡導体片を接続させ
る工程 （２）前記接続電極部上に水晶振動子の２本のリード線
を接触・載置させる工程 （３）前記水晶振動子の２本のリード線間に、所定電流
を流して、水晶振動子の２つのリード線を金属リード片
の接続電極部に一括的にスポット溶接を行う工程、 （４）前記短絡導体片を金属リード片の接続電極部から
切断分離する工程。

【００１４】により接合させる水晶発振器の製造方法で
ある。

【００１５】

【作用】以上の本発明によれば、水晶振動子のリード線
が接合する２つの金属リード片の接続電極部に短絡導体
片を設けているので、この両接続電極部が電気的に導通
している。このため、スポット溶接は、両リード線を各
々の接続電極上に載置し、一方極性側の溶接用電極プロ
ーブを一方のリード部に、他方極性側の溶接用電極プロ
ーブを、他方のリード部に接触させて、その間で所定電
流を流すことにより、その電流が一方の溶接用電極プロ
ーブ−一方のリード部−一方接続電極−短絡導体片−他
方接続電極−他方のリード部−他方の溶接用電極プロー
ブと流れ、１回のスポット溶接により、２つのリード線
及び接続電極の接合が行える。その後、両接続電極から
短絡導体片を分離することにより、接続電極は電気的に
分離され、正常の回路構成を構築できるような状態とな
る。

【００１６】また、この１回のスポット溶接により接続
される部分が近接し、且つプローブを接触する部位が樹
脂体の表面側に位置するためには、その接触の位置合わ
せが極めて容易になり、接合作業が極めて容易となる。

【００１７】従って、高温半田などによる接合に比較し
て、その後の熱処理工程を考慮した接合信頼性が向上
し、且つその接合作業が極めて簡単となる水晶発振器の
製造方法となる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の水晶発振器の製造方法を図面
に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は本発明にか
かる主要工程の平面図であり、図２（ａ）は典型的な水
晶発振器の金属製蓋体を透視した状態の斜視図であり、
図２（ｂ）は水晶振動子を省略した状態を示し、図３は
樹脂体と金属リード片の位置関係を説明するための概略
図である。

【００１９】水晶発振器は、樹脂製基体（樹脂体）１
と、複数の金属リード片２１〜２７と、水晶振動子３、
回路基板４、金属製蓋体５とから主に構成されている。

【００２０】樹脂体１は、液晶ポリマーなどの耐熱性樹
脂からなり、樹脂インサートモールド成型によって所定
形状に形成されている。このモールド成型の際に、図２
に示すうよに筺体形状を成し、回路基板４を載置収納す
る部分、水晶振動子３を収納する部分とが並設されてい
る。この水晶振動子３が収納される部位の先端には、水
晶振動子３のリード線３２、３３の延出部分と表面が略
同一となるように突出したリード線接続体１５が形成さ
れている。

【００２１】また、樹脂体１の底面の肉厚い部分には、
複数の金属リード片２１〜２７が埋設されている。

【００２２】金属リード片２１はアース電位のリード片
であり、その一方端が樹脂体１の外方に延出してアース
端子２１ａとなっている。また、金属リード片２１の他
方端側には３つの立設した突片２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ
を有している。ここで、突片２１ｂは金属製蓋体５と接
続して、金属製蓋体５にシールド効果を与えるものであ
り、突片２１ｃは水晶振動子３のシリンダーケース３１
を挾持し、且つ水晶振動子３のシリンダーケース３１に
シールド効果を与えるものであり、突片２１ｄは回路基
板４のアース電極パッドに接続するものである。

【００２３】金属リード片２２は例えば出力リード片で
あり、その一方端部が樹脂体１の外方に延出して出力端
子２２ａとなっている。また、金属リード片２２の他方
端部には１つの立設した突片２２ｂが形成されている。
ここで、突片２２ｂは回路基板４の出力電極パッド接続
するものである。

【００２４】金属リード片２３は例えば電源供給リード
片であり、その一方端部が樹脂体１の外方に延出して電
源端子２３ａとなっている。また、金属リード片２３の
他端側には１つの立設した突片２３ｂが形成されてい
る。ここで、突片２３ｂは回路基板４の電源供給の電極
パッドに接続するものである。

【００２５】金属リード片２４は例えば制御信号リード
片であり、その一方端部が樹脂体１の外方に延出して制
御信号入力端子２４ａとなっている。また、金属リード
片２４の一部には１つの立設した突片２４ｂが形成され
ている。ここで、突片２４ｂは回路基板４の制御信号電
極パッドに接続するものである。

【００２６】金属リード片２５、２６は例えば水晶振動
子接続リード片となり、その一方端部がリード線接続体
１５の表面に露出して接続電極２５ａ、２６ａとなって
いる。また、金属リード片２５、２６の一部には夫々１
つの立設した突片２５ｂ、２６ｂが形成されている。こ
こで、突片２５ｂ、２６ｂは回路基板４の水晶振動子の
信号の入力電極パッドに接続するものである。尚、金属
リード片２５、２６の他端は、側壁１３まで延出してい
る。これは、金属リード片である２５、２６を、樹脂体
１内で内装される部位を多くして、金属リード片２５、
２６の固定強度を高めるためである。

【００２７】金属リード片２７は例えばダミーリード片
であり、その一方端部が立設した突片２７ａとなってい
る。ここで、突片２７ａは、金属製蓋体５の被覆を確実
に行うものである。

【００２８】尚、図３においては、各端子２１ａ〜２４
ａは、平面方向に延出されているが、最終的に樹脂体１
の側壁に沿うように屈曲加工が施される。

【００２９】水晶振動子３は、金属製シリンダーケース
（実際には円筒状のキャップ体とステム基板とから成
る）３１と、シリンダーケース３１に収納された所定発
振周波数の水晶振動片（図には現れない。実際には水晶
板と振動電極とから成る）と、水晶振動片の振動電極と
接続し、且つシリンダーケース３１の一方端面、実際に
はステム基板から延出するリード線３２、３３とから構
成されている。

【００３０】この水晶振動子３のリード線３２、３３と
接続電極２５ａ、２６ａとは、スポット溶接によって電
気的、機械的に接合されている。

【００３１】尚、リード線３２、３３と接続電極２５
ａ、２６ａとの機械的な強度を向上させるために、シリ
ンダーケース３１の両端面を金属リード片２１の突出片
２１ｃとリード線接続体１５の内側面によって挾持した
り、また、必要に応じて、シリンダー３１と樹脂体１と
を接着剤でもって接着しても構わない。

【００３２】回路基板４は、ガラス−エポキシ基板、セ
ラミック基板などからなり、その表面には図には示して
いないが、水晶振動子３を除く発振回路が構成されるよ
うに、所定電極パターンが形成されている。この電極パ
ターンは、各金属リード片２１〜２７の夫々の突片２１
ｄ、２２ｂ〜２６ｂ、２７ａに半田などによって接続で
きるように上述の各種電極パッドを含むものである。
尚、突片２３ｂ、２４ｂと接続する電極パッドは、回路
基板４の厚みを貫く導通スルーホールや回路基板４の縁
よりも凹んだ端面導通スルーホールや、縁に近接して幅
の広い電極パターンなどである。

【００３３】このような、回路基板４は、樹脂体１の収
納搭載部分に載置され、この半田接合により固定され
る。

【００３４】また、回路基板４上には、発振回路を構成
するための各種電子部品４１、例えばＩＣチップ、トリ
マーコンデンサなどのコンデンサ部品、抵抗部品、コン
デンサ部品が、所定回路パターン上に半田接合されてい
る。

【００３５】尚、好ましくはこの水晶発振器がプリント
配線基板上にリフロー半田接合される可能性があること
を考慮して、上述の両半田に高温半田を用いることが望
ましい。

【００３６】金属製蓋体５は、ＳＵＳ又は鉄ニッケルな
どから成り、上述の水晶振動子３、回路基板４を被覆す
るように配置され、樹脂体１の側壁から突出する突片２
１ｂ、２１ｄ、２７ａに導電性接続手段、例えば半田な
どで接合することにより固定される。特に、突片２１
ｄ、２１ｄはアース電位であるため、金属製蓋体５がア
ース電位となりシールド効果を奏することになる。尚、
金属製蓋体５の表面には、例えばトリマーコンデンサな
どを回動調整するための開口を設けても構わない。

【００３７】本発明は、水晶振動子３と、水晶振動子３
と回路基板４とを接続するための金属リード片２５、２
６との間の接合、具体的には水晶振動子３のリード線３
２、３３と金属リード２５、２６の接続電極２５ａ、２
６ａとの間の接合がスポット的な溶接によって行われて
おり、このスポット的な溶接を簡単に且つ確実に行うた
め、図１（ａ）〜（ｄ）で示す各工程を施したものであ
る。尚、図１はリード線接続体１５部分の平面図であ
る。

【００３８】まず、図１（ａ）に示すように、樹脂体１
を用意する。

【００３９】ここで、特徴的なことは、リード線接続体
１５の表面に金属リード片２５、２６の一端である接続
電極２５ａ、２６ａが露出するとともに、リード線接続
体１５の外部に突出し、且つ接続電極２５ａ、２６ａと
を短絡させる概略Ｕ字状の短絡導体片２８が形成されて
いることである。尚、接続電極２５ａ、２６ａと短絡導
体片２８とは一体的な部材で形成されており、その境界
線には断続的な切断穴２８ａが形成されている。即ち、
図２、図３に示して金属リード片２５、２６の一端は、
夫々電気的には非導通状態であるが、当初は、短絡導体
片２８によって電気的には一体のリード片である。

【００４０】次に、図１（ｂ）に示すように、樹脂体１
の水晶振動子３の収納配置部分に水晶振動子３を配置す
る。これにより、水晶振動子３のリード線３２、３３
は、夫々接続電極２５ａ、２６ａに接触載置されること
になる。

【００４１】次に、図１（ｃ）に示すように、水晶振動
子３のリード線３２に、スポット溶接用の電極プローブ
の陽極を接触させ、水晶振動子３のリード線３３に、ス
ポット溶接用の電極プローブの陰極を接触させる。尚、
図では、プローブを省略して、間に「＋」「−」で表記
した。

【００４２】この状態で、溶接のための電流を流す。こ
れにより、電流は、スポット溶接用の電極プローブ
「＋」−一方側のリード線３２−一方側の接続電極２５
ａ−短絡導体片２８−他方側の接続電極２５ａ−他方側
のリード線３３−スポット溶接用の電極プローブ「−」
に流れることになる。これに、ジュール熱によるスポッ
ト的な溶接が、リード線３２と接続電極２５ａとの間、
リード線３３と接続電極２６ａとの間で行われる。

【００４３】次に、図１（ｄ）に示すように、樹脂体１
の外部に突出した概略Ｕ字状の短絡導体片２８を切断穴
２８ａに沿って分離する。これにより、接続電極２５ａ
と接続電極２６ａとは電気的に非導通状態となり、図
２、図３に示す樹脂体１となる。

【００４４】以上のような水晶振動子３のリード線３
２、３３と接続電極２５ａ、２６ａの接合方法におい
て、１回の溶接処理により、２つの接続部分でのスポッ
ト溶接が達成される。従って、従来の溶接処理の回数が
減少して、その作業が簡単となる。

【００４５】また、溶接用の電極プローブ「＋」、電極
プローブ「−」が、互いに近接した水晶振動子３のリー
ド部３２、３３で行え、さらに、その部位がリード線接
続体１５の表面での溶接処理によって行われる。従っ
て、従来のように、プローブを接触させる位置が離れた
り、表面と樹脂体の側面など異なる面での接触をおこな
ったりすることがないため、これによっても、接合作業
が簡単となる。

【００４６】さらに、水晶振動子３のリード線３２、３
３と接続電極２５ａ、２６ａの接合がスポット溶接であ
るため、それ以降の熱処理工程、例えば回路基板４上に
電子部品４１を半田接合したり、回路基板４を樹脂体１
から突出する突片に半田接合したり、金属製蓋体５を回
路基板４を樹脂体１から突出する突片に半田接合した
り、また、この水晶発振器をプリント配線基板上に半田
リフローでもって表面実装しても、安定な接合状態を維
持することができ、接合信頼性を大きく向上させること
ができる。

【００４７】上述の実施例では、短絡導体片２８には、
短絡導体片２８と接続用電極２５ａ、２６ａとを分離す
るために、断続した切断穴２８ａが形成されているが、
切断穴２８に変えて、短絡導体片２８の厚みが薄くなる
ように切断溝を形成しても構わない。

【００４８】また、短絡導体片２８は、予め金属リード
片２５、２６と一体的に形成せず、例えば、スポット溶
接を施す前に、金属リード片２５、２６の接続用電極２
５ａ、２６ａ間を短絡させる概略Ｕ字状の導体片でもっ
て、両者を短絡させて、スポット溶接を終了した後、該
導体片を接続用電極２５ａ、２６ａから分離しても構わ
ない。

【００４９】さらに、樹脂体１、回路基板４、金属製蓋
体５の形状、金属リード片２１〜２７の形状、立設する
突片の位置、形状、個数などを夫々適宜変更を行うこと
ができる。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明では、水晶振動子
のリード線と、水晶振動子のリード線と回路基板とを接
続するための金属リード片の一端である接続電極との接
合が、安定して、且つ簡単に行うことができる水晶発振
器の製造方法となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は、夫々本発明の水晶発振器の
製造方法を説明するための部分平面図である。

【図２】（ａ）は典型的な水晶発振器の蓋体を透視した
状態の斜視図であり、（ｂ）はさらに水晶振動子を省略
した状態の平面図である。

【図３】図２に示す樹脂体の構造を説明する概略平面図
である。

【付号の説明】

１・・・・樹脂体 １５・・・リード線接続体 ２１〜２７・・・金属リード片 ２１ａ〜２４ａ・・・端子 ２５ａ、２６ａ・・・接続電極 ３・・・・水晶振動子 ３２、３３・・・リード線 ４・・・・回路基板 ５・・・・金属製蓋体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水晶振動子と回路基板を樹脂体と金属製
   蓋体とからなる容器内部に収納するとともに、水晶振動
   子の２本のリード線を樹脂体に取着させた２つの金属リ
   ード片の一方側先端の接続電極部に接合して、前記２つ
   の金属リード片を介して水晶振動子と回路基板とを接続
   して成る水晶発振器の製造方法であって、 前記水晶振動子の２つのリード線と樹脂体に取着させる
   ２つの金属リード片とを以下の（１）〜（４）の工程に
   より接合させることを特徴とする水晶発振器の製造方
   法。 （１）前記樹脂体に取着した２つの金属リード片の一方
   側先端の接続電極部に分離可能な短絡導体片を接続させ
   る工程 （２）前記接続電極部上に水晶振動子の２本のリード線
   を接触・載置させる工程 （３）前記水晶振動子の２本のリード線間に、所定電流
   を流して、水晶振動子の２つのリード線を金属リード片
   の接続電極部に一括的にスポット溶接を行う工程、 （４）前記短絡導体片を金属リード片の接続電極部から
   切断分離する工程。