JPH1174747A - 水晶振動子の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田ボールの発生を極力抑制し、ハーメチッ
クシール後の短絡事故、不発振等の不具合を生じさせる
ことのない、信頼性の高い水晶振動子の製造方法および
製造装置を提供する。 【解決手段】 ベース１の各インナーリード端子の最上
層に半田メッキ層を形成する工程と、当該半田メッキ層
の上層にフラックス１５，１６を塗布する工程と、その
後インナーリード端子間に水晶振動板２を挿入設置する
工程と、水晶振動板とベースとを相対的に軸回転させ、
インナーリード端子と水晶振動板の励振電極とを接触さ
せる工程と、少なくとも当該接触部分を半田メッキの溶
融温度まで加熱し、半田接合する工程とを有する水晶振
動子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子機器の基準クロッ
ク等に用いられる水晶振動子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】水晶振動子の中には、ハーメチック構造
を有するベース上に立設支持される構造が採用されるも
のがある。音叉型水晶振動子はこのような支持形態をと
るものがおおく、具体的な製造方法としては、例えば特
開昭５８−１５０３１６号に示されるような方法が用い
られる。すなわち、２本のリード端子が電気的に独立し
て貫通植設されたベースにおいて、インナーリード端子
間の中央部分にねり半田（ペースト状半田）を供給し、
このインナーリード端子間に水晶振動板をセットし、加
熱により半田接合を行うものである。この方法では製造
工数が簡略化されるという利点を有しているが、水晶振
動板とベース間にねり半田が介在するので、半田接合時
に半田がインナーリード端子から分離し、独立して固化
することがあった。この現象は半田ボールと呼ばれ、キ
ャップ等でハーメチックシールした後に、何らかの要因
でこの半田ボールがキャップ内を転がり、短絡事故、不
発振等の不具合を生じさせることがあった。

【０００３】また、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、
ベース８のインナーリード端子８１，８２の先端部分に
ペースト状半田Ｓ１，Ｓ１をローラー印刷等の手段によ
り塗布し、当該インナーリード端子間に水晶振動板９を
搭載設置する製造方法も用いられている。しかしなが
ら、水晶振動板のベースへの搭載方法によっては、一部
のペースト状半田は水晶振動板の下部により削り落とさ
れることがあり、上述と同じような半田ボールＢを生じ
させていた。

【０００４】特に、水晶振動板の小型化に伴い、あるい
は振動モードによっては高周波数化に伴い、水晶振動板
が薄型化される傾向にある。このような場合は、インナ
ーリード端子と水晶振動板の接触を確実にするために、
図８に示すようにインナーリード端子８１，８２の並び
方向に対して斜めに傾けて、挿入設置する製造方法も一
部採用されているが、このような場合においてもインナ
ーリード端子に形成されたペースト状半田を削り落と
し、半田ボールの発生の機会が多くなっていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、半田ボールの発生を極
力抑制し、ハーメチックシール後の短絡事故、不発振等
の不具合を生じさせることのない、信頼性の高い水晶振
動子の製造方法および製造装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、ベースのイン
ナーリード端子間に水晶振動板を挿入した後、ベースと
水晶振動板を相対的にねじることにより、あるいはイン
ナーリード端子に半田メッキを施しておき、固化した半
田を用いることにより、極力半田ボールの発生を抑制す
るものである。

【０００７】すなわち、請求項１に記載したように、少
なくとも１対の励振電極が形成された水晶振動板を、複
数のリード端子が電気的に独立して貫通植設されたベー
スに接合してなる水晶振動子の製造方法であって、前記
ベースの各インナーリード端子の最上層に半田メッキ層
を形成する工程と、当該半田メッキ層の上層にフラック
スを塗布する工程と、その後インナーリード端子と水晶
振動板の励振電極とを接触させ、当該接触を保った状態
で、少なくとも当該接触部分を前記半田メッキの溶融温
度まで加熱し、半田接合する工程とを有する水晶振動子
の製造方法である。

【０００８】この製造方法は、インナーリード端子間に
水晶振動板を搭載配置する構成の水晶振動子のみなら
ず、特開昭５５−４１７５号に例示されるような、イン
ナーリード端子の一面で水晶振動板を支持する構成にも
適用することができる。なお、ここで示した半田メッキ
層の形成は、ペースト状半田を溶融固化した溶融メッキ
法を用いてもよいし、電気メッキ法を用いてもよい。

【０００９】請求項１によれば、インナーリード端子に
固化した半田メッキを形成しているので、水晶振動板を
搭載設置する際に半田が削り落とされることがなく、ま
た半田メッキによる接合時においてはフラックスによ
り、接合部分が活性化されるので、強固な半田接合が促
進される。

【００１０】また、請求項２に示すように、少なくとも
１対の励振電極が形成された水晶振動板を、複数のリー
ド端子が電気的に独立して貫通植設されたベースに接合
してなる水晶振動子の製造方法であって、前記ベースの
各インナーリード端子上部にペースト状半田を形成する
工程と、前記インナーリード端子間のほぼ中央部分で、
インナーリード端子の並び方向に対しほぼ直角に前記水
晶振動板を挿入設置する工程と、前記リード端子の伸長
方向を軸として、水晶振動板とベースとを相対的に軸回
転させ、インナーリード端子と水晶振動板の励振電極と
を接触させる工程と、当該接触を保った状態で、少なく
とも当該接触部分を前記ペースト状半田の溶融温度まで
加熱し、半田接合する工程とを有する水晶振動子の製造
方法としてもよい。

【００１１】請求項２においてはペースト状半田を用い
ているが、水晶振動板とベースとを相対的にねじるよう
に軸回転させることにより、インナーリード端子と水晶
振動板の励振電極とが確実に接触するとともに、半田の
削り落としが生じにくい。

【００１２】さらに、請求項３に示すように、少なくと
も１対の励振電極が形成された水晶振動板を、複数のリ
ード端子が電気的に独立して貫通植設されたベースに接
合してなる水晶振動子の製造方法であって、前記ベース
の各インナーリード端子の最上層に半田メッキ層を形成
する工程と、当該半田メッキ層の上層にフラックスを塗
布する工程と、その後インナーリード端子間に前記水晶
振動板を挿入設置する工程と、前記リード端子の伸長方
向を軸として、水晶振動板とベースとを相対的に軸回転
させ、インナーリード端子と水晶振動板の励振電極とを
接触させる工程と、当該接触を保った状態で、少なくと
も当該接触部分を前記半田メッキの溶融温度まで加熱
し、半田接合する工程とを有する水晶振動子の製造方法
としてもよい。

【００１３】請求項３の製造方法により、請求項１に示
した作用の他に、水晶振動板とベースとを相対的にねじ
るように軸回転させることにより、インナーリード端子
と水晶振動板の励振電極とが確実に接触する。

【００１４】さらに、請求項４に示すように、少なくと
も１対の励振電極が形成された水晶振動板を、ベースに
電気的に独立して植設された２本のリード端子間に配置
し、導電接合してなる水晶振動子の製造装置であって、
各インナーリード端子の最上層に半田メッキ層が形成さ
れたベースを用意し、当該半田メッキ層の上層にフラッ
クスを塗布する手段と、その後インナーリード端子間に
前記水晶振動板を挿入設置する手段と、ベースをリード
端子の伸長方向を軸として自転させることにより、イン
ナーリード端子と水晶振動板の励振電極とを接触させる
手段と、この接触を保った状態で、少なくとも当該接触
部分を前記半田メッキの溶融温度まで加熱し、半田接合
する手段とを有する水晶振動子の製造装置であってもよ
い。

【００１５】ベースをリード端子の伸長方向を軸として
自転させる装置としては、請求項５に示すように、平面
的に所定角度屈曲した貫通孔を有するスライド板を用
い、当該貫通孔にアウターリード端子が貫通するように
ベースを配置し、当該スライド板をベースに対して相対
的に所定距離移動させることにより、ベースのアウター
リード端子が貫通孔の形状に倣って動き、貫通孔の屈曲
角度分ねじられ、ベースが自転するような装置を用いて
もよい。

【００１６】請求項４，５に示した製造装置により、イ
ンナーリード端子の固化した半田メッキ部分が水晶振動
板に密着させることができるので、半田接合を確実に行
うことができる。

【００１７】さらに、請求項６、７に示すように、イン
ナーリード端子と水晶振動板の励振電極を接触させる手
段あるいは工程において、少なくとも前記ベースに振動
を与える手段を付加してもよい。

【００１８】このような振動付与手段により、ベースと
水晶振動板とのねじれ回転が促進され、インナーリード
端子と水晶振動板との密着がより確実となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施例について、
音叉型水晶振動子の製造を例にとり、図面を参照して説
明する。図１は本発明の第１の実施例を示す製造順序を
示す図、図２は製造装置の一部を示す斜視図、図３，図
４は製造装置の一部を示す側断面図、図５は製造治具を
示す平面図、図６は図５で示された治具を用いた場合の
ベースの動作状況を示す図である。

【００２０】なお、本実施例において、２個の水晶振動
子がセットとなって製造されるよう例示しているが、実
際の製造においては数１０個程度が１つの製造装置にセ
ットされ、一括処理される。

【００２１】ハーメチック構造を有するベース１には、
２本のリード端子１１，１２が互いに電気的に独立して
貫通植設されており、インナーリード端子１１ａ，１２
ａ並びにアウターリード端子１１ｂ、１２ｂが形成され
ている。図１（ｂ）に示すように、インナーリード端子
の上部にペースト状半田Ｓ、Ｓを塗布する。そしてこの
ペースト状半田部分を加熱して溶融させ、その後冷却す
る。これにより図１（ｃ）に示すように、インナーリー
ド端子上部に半田が被覆された状態で固化し、半田メッ
キ層１３，１４が形成される。その後洗浄を行う。

【００２２】水晶振動板を搭載する際には、図１（ｄ）
に示すように、インナーリード端子上部の半田メッキ層
１３，１４にフラックス１５，１６を塗布し、その後、
水晶振動板２をインナーリード端子間のベース上に挿入
設置する。

【００２３】そして図１（ｅ）に示すように、矢印Ｂで
示すように、前記リード端子の伸長方向を軸として、ベ
ースを軸回転させる。この回転により水晶振動板に形成
された励振電極とインナーリード端子とが密着し、この
状態で加熱することにより、図１（ｆ）に示すように、
半田メッキ層１３，１４を溶融し、半田接合が行われ
る。なお、上記半田部分の加熱方法としては、光ビーム
加熱あるいはレーザ、遠赤外線を用いた加熱方法等の局
所加熱方法を用いるとよい。

【００２４】図２は、上述のベース１と水晶振動板２と
を半田接合する際の搭載装置例である。ベースホルダ３
は基体３３と、この基体３３上部に搭載される座り板３
２と、座り板３２の上部に搭載される支持板３１とから
なるとともに、基体の下部にはスライド板３４が摺動可
能に取り付けられている。

【００２５】これらベースフォルダの各構成部分の材料
は金属、あるいは耐熱性の樹脂等を用いている。前記座
り板３２はベースの下面を支持するとともに、リード端
子を貫通させる貫通孔３２ａ、３２ｂを有している。前
記支持板３１は、ベースの位置決めを行うとともに、リ
ード端子を貫通させる貫通孔３１ａ、３１ｂを有してい
る。スライド板３４は、図５に示すような屈曲形状の貫
通孔３４ａ，３４ｂが形成されており、これら各貫通孔
３４ａ，３４ｂにアウターリード端子の下部が貫通する
ように配置されている。

【００２６】このスライド板３４は図２，図４等で示さ
れた矢印Ａ方向に摺動可能に取り付けられている。な
お、このスライド板３４は摺動状態になっていなくて
も、基体３３に対して相対的に移動可能になっていれば
よい。

【００２７】図３に示すように、ベースホルダ３にベー
スが搭載されるとともに、その上ににはブランクホルダ
４が配置される。ブランクホルダ４には挿入口４１，４
２が設けられ、この挿入口から所定の励振電極が形成さ
れた水晶振動板１が挿入される。これによりインナーリ
ード端子間に水晶振動板が位置決めされ、搭載される。

【００２８】その後、図４に示すように、スライド板３
４を矢印方向に所定量摺動させることにより、ベースを
矢印Ｂ方向に回転させる。すなわち、図６（ａ）に示す
ように、最初、スライド板を摺動させる前においてはア
ウターリード端子１１ｂ、１２ｂは、貫通孔３４ａの平
行部分３４ａ１に位置しているが、スライド板を摺動さ
せることにより、図６（ｂ）に示すように、アウターリ
ード端子１１ｂ、１２ｂは、貫通孔の屈曲部分３４ａ２
の方向に倣って移動し、ねじられる。ねじれに従ってベ
ースが軸回転し、インナーリード端子（半田メッキ層）
が水晶振動板２に密着する。

【００２９】なお、この軸回転の回転角度は前記貫通孔
３４ａ等の屈曲部分の角度に依存するが、図６（ｂ）に
示した必要な回転角θよりも若干大きな回転を得るよう
に設定すると、インナーリード端子と水晶振動板の密着
性を確実にすることができる。

【００３０】また、図示していないが、水晶振動板が搭
載されたベースにキャップを圧入することにより、ハー
メチックシール（気密封止）が行われ、水晶振動子の完
成となる。

【００３１】本発明は上記実施の形態に限定されるもの
ではなく、例えば、請求項２に示すように、固化した半
田メッキを用いずに、ペースト状半田を用いることも可
能である。

【００３２】また、上記実施の形態ではアウターリード
端子をねじることにより、ベースを回転させる例を示し
たが、ベースの側面をローラー等で回転させてもよい
し、水晶振動板を所定角度軸回転させてもよい。

【００３３】また、水晶振動板の例として音叉型水晶振
動板を例示しているが、矩形状のＡＴカット水晶振動板
等他の振動モードを用いた水晶振動板であってもよい。

【００３４】さらに、前記リード端子の伸長方向を軸と
して、水晶振動板とベースとを相対的に軸回転させ、イ
ンナーリード端子と水晶振動板の励振電極とを接触させ
る工程並びに手段において、請求項６，７に示すよう
に、少なくとも前記ベースに振動を与える手段を付加し
てもよい。製造の効率性を考慮すると、ベースを多数個
搭載したべースフォルダに対し振動を与えたり、このベ
ースフォルダを設置する機械装置に振動機構を組み込ん
でもよい。なお、この振動の周波数は例えば５０〜６０
Ｈｚ程度である。この振動は電磁気による振動や、エア
ーバイブレータのように空気圧を用いた振動を用いると
よい。このような振動付与手段により、ベースと水晶振
動板とのねじれ回転が促進され、インナーリード端子と
水晶振動板との接触性がより確実となる。

【００３５】

【発明の効果】請求項１によれば、インナーリード端子
に固化した半田メッキを形成しているので、水晶振動板
を搭載設置する際に半田が削り落とされることがなく、
また半田メッキによる接合時においてはフラックスによ
り、接合部分が活性化されるので、強固な半田接合が促
進される。従って、半田ボールの発生を極力抑制し、ハ
ーメチックシール後の短絡事故、不発振等の不具合を生
じさせることのない、信頼性の高い水晶振動子を得るこ
とができる。

【００３６】また、請求項２によればペースト状半田を
用いているが、水晶振動板とベースとを相対的にねじる
ように軸回転させることにより、インナーリード端子と
水晶振動板の励振電極とが確実に接触するとともに、半
田の削り落としが生じにくい。従って、半田ボールの発
生を極力抑制し、ハーメチックシール後の短絡事故、不
発振等の不具合を生じさせることのない、信頼性の高い
水晶振動子を得ることができる。

【００３７】また、請求項３によれば、請求項１に示し
た効果の他に、水晶振動板とベースとを相対的にねじる
ように軸回転させることにより、インナーリード端子と
水晶振動板の励振電極とが確実に接触しする。従ってよ
り電気的接合を確実に行うことができ、信頼性の高い水
晶振動子を得ることができる。

【００３８】請求項４，５に示した製造装置により、イ
ンナーリード端子の固化した半田メッキ部分が水晶振動
板に密着させることができるので、半田接合による電気
的機械的接合を確実に行うことができ、信頼性の高い水
晶振動子を得ることができる。

【００３９】請求項６，７に示すような振動機構を付与
することにより、ベースと水晶振動板とのねじれ回転が
促進され、インナーリード端子と水晶振動板との密着が
より確実となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す製造順序を示す図

【図２】製造装置の一部を示す斜視図

【図３】製造装置の一部を示す側断面図

【図４】製造装置の一部を示す側断面図

【図５】製造治具を示す平面図

【図６】図５で示された治具を用いた場合のベースの動
作状況を示す図

【図７】従来例を示す図

【図８】従来例を示す図

【符号の説明】

１ ベース １１，１２ リード端子 １１ａ．１２ａ インナーリード端子 １１ｂ、１２ｂ アウターリード端子 ２ 水晶振動板 ３ ベースフォルダ ３１ 支持板 ３２ 座り板 ３３ 基体 ３４ スライド板 ４ ブランクフォルダ ４１、４２ 挿入口

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１対の励振電極が形成された
   水晶振動板を、複数のリード端子が電気的に独立して貫
   通植設されたベースに接合してなる水晶振動子の製造方
   法であって、 前記ベースの各インナーリード端子の最上層に半田メッ
   キ層を形成する工程と、当該半田メッキ層の上層にフラ
   ックスを塗布する工程と、その後インナーリード端子と
   水晶振動板の励振電極とを接触させ、当該接触を保った
   状態で、少なくとも当該接触部分を前記半田メッキの溶
   融温度まで加熱し、半田接合する工程とを有する水晶振
   動子の製造方法。
2. 【請求項２】 少なくとも１対の励振電極が形成された
   水晶振動板を、複数のリード端子が電気的に独立して貫
   通植設されたベースに接合してなる水晶振動子の製造方
   法であって、 前記ベースの各インナーリード端子上部にペースト状半
   田を形成する工程と、前記インナーリード端子間のほぼ
   中央部分で、インナーリード端子の並び方向に対しほぼ
   直角に前記水晶振動板を挿入設置する工程と、前記リー
   ド端子の伸長方向を軸として、水晶振動板とベースとを
   相対的に軸回転させ、インナーリード端子と水晶振動板
   の励振電極とを接触させる工程と、当該接触を保った状
   態で、少なくとも当該接触部分を前記ペースト状半田の
   溶融温度まで加熱し、半田接合する工程とを有する水晶
   振動子の製造方法。
3. 【請求項３】 少なくとも１対の励振電極が形成された
   水晶振動板を、複数のリード端子が電気的に独立して貫
   通植設されたベースに接合してなる水晶振動子の製造方
   法であって、 前記ベースの各インナーリード端子の最上層に半田メッ
   キ層を形成する工程と、当該半田メッキ層の上層にフラ
   ックスを塗布する工程と、その後インナーリード端子間
   に前記水晶振動板を挿入設置する工程と、前記リード端
   子の伸長方向を軸として、水晶振動板とベースとを相対
   的に軸回転させ、インナーリード端子と水晶振動板の励
   振電極とを接触させる工程と、当該接触を保った状態
   で、少なくとも当該接触部分を前記半田メッキの溶融温
   度まで加熱し、半田接合する工程とを有する水晶振動子
   の製造方法。
4. 【請求項４】 少なくとも１対の励振電極が形成された
   水晶振動板を、ベースに電気的に独立して植設された２
   本のリード端子間に配置し、導電接合してなる水晶振動
   子の製造装置であって、 各インナーリード端子の最上層に半田メッキ層が形成さ
   れたベースを用意し、当該半田メッキ層の上層にフラッ
   クスを塗布する手段と、 その後インナーリード端子間に前記水晶振動板を挿入設
   置する手段と、 ベースをリード端子の伸長方向を軸として自転させるこ
   とにより、インナーリード端子と水晶振動板の励振電極
   とを接触させる手段と、 この接触を保った状態で、少なくとも当該接触部分を前
   記半田メッキの溶融温度まで加熱し、半田接合する手段
   とを有する水晶振動子の製造装置。
5. 【請求項５】 ベースをリード端子の伸長方向を軸とし
   て自転させる手段について、平面的に所定角度屈曲した
   貫通孔を有するスライド板を用い、当該貫通孔にアウタ
   ーリード端子が貫通するようにベースを配置し、当該ス
   ライド板をベースに対して相対的に所定距離移動させる
   ことにより、ベースのアウターリード端子が前記貫通孔
   の屈曲角度分ねじられ、ベースが自転することを特徴と
   する請求項４記載の水晶振動子の製造装置。
6. 【請求項６】 インナーリード端子と水晶振動板の励振
   電極を接触させる工程において、少なくとも前記ベース
   に振動を与える手段を付加していることを特徴とする請
   求項１，２，３記載の水晶振動子の製造方法。
7. 【請求項７】 インナーリード端子と水晶振動板の励振
   電極を接触させる手段において、少なくとも前記ベース
   に振動を与える手段を付加していることを特徴とする請
   求項４、５記載の水晶振動子の製造装置。