JPS58137316A - 電圧クリスタル組立体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧電分解に関し、さらに詳細にいエバ、ラジ
オ装置、テレビジョン装置およびその他の種々の電子装
置における周波数を制御する目的に使用される一般型式
の圧電クリスタル組立体の改良された構造とその製造方
法とに関するものである。

一般にいえば、圧電クリスタル組立体は石英またはその
他の圧電的活性物質を主両面を有する円形ディスクか長
方形状の板に切ったか成形したクリスタル素子と、クリ
スタル素子の主両面にそれぞれ装着されたかそれに保合
または近接して保持された導電性電極構造体と、ある型
式の保護ノ１ウジングまたはカッミーとクリスタル素子
を（およびクリスタル素子に固着されていないと電極構
造体も）保護ハウジングまたはカバー内にクリスタル素
子の所望の共振振動運動に干渉またはそのような運動を
過度に減衰しないように支持する何らかの手段とを含ん
でいる。

約１９６０年代までは、圧電気は広く実験室用の事象と
して取扱われていて、その当時存在していたクリスタル
組立体は比較的に粗野で典型的罠はクリスタル組立体を
製造する個々の実験者の移り気またはそのような目的に
容易に入手できたと思われる材料が特色であった。

しカルながら、無線通信の商業的、軍事的および海運上
の使用が発達し、普及するに従い、電子的発振器の振動
周波数を一層安定して制御するため圧電クリスタルの共
振特性を利用する利点が無線送信機等の励磁機器に組み
込まれるが、一層信頼でき個性の弱い型式の圧電クリス
タル組立体を商業的に大量に入手する必要を生じた。そ
の当時現在では大抵の目的には好適でないと考えられる
切片（天然の母クリスタルからの）の石英クリスタル素
子が人気があり典型的には約１インチまたはそれ以上の
長さ方向寸法を有する長方形状の板の形状に作られた。

従って、その当時の電極構造体は一般にある型式の金属
ばね手段によりクリスタル素子の主表面と接触するよう
に押圧される導電性金属板として供給され、これら金属
はね手段をかいして金属板は電極とまた電気的に接続で
きた。そのような初期の構造の１つのものではベースと
、は−クライトの如き電気的絶縁性材料で作られたベー
ス上の一体のハウジング・フレームと、クリスタル素子
を収容するためフレームを貫通して延びる長方形状の孔
と、間にはさんだクリスタル素子の主表面にそれぞれ接
触する１対の移動可能な金属電極板と、フレームのそれ
ぞれの側に装着した金属の側壁と、側壁の少なくとも１
つとそれに隣接した電極板との間の金属製圧縮ばねとベ
ースに支持さればね等により電極に適当に結合された１
対の端子ピンとを使用した。

次いで、圧電クリスタル組立体を更に開発したものは個
別の電極構造体の代りにクリスタル素子の主表面に接着
関係にして施した薄い導電性金属被覆を使用することと
、導電性被覆に直接接続されたワイヤによりクリスタル
素子を支持することと、これら型式の石英クリスタル素
子の高い共振周波数特性と高い周波数一温度安定特性と
を利用するためＫいわゆる「厚み剪断」振動石英素子（
一般に、ｒＡＴＪおよびｒＢＴＪカットと呼称されてい
る。）の使用を増やすこととを含む方針にそい進展した
。そのような厚み剪断振動クリスタル素子をほとんど普
遍的顛使用する傾向には初期の頃のクリスタル組立体と
は違いクリスタル素子クリスタル組立体に包むためいく
ぶん異なる考え方の応用を伴っていた。第１に、厚み剪
断モード型石英クリスタル素子が初期の頃使用された型
式のクリスタル素子に必要であった寸法よりかなり小さ
い寸法で作った場合に、効率良く作用することがワカッ
タ。第２に、厚み剪断モード型クリスタル素子が円形デ
ィスクの形にきわめて有利に製造できることがわかった
。第６に、厚み剪断モートゝ振動型クリスタル素子の節
個所が初期の頃に使用された型式のクリスタル素子の節
個所とは異なる（厚み剪断モート８型クリスタル素子で
は１次的利用の圧電作用が素子の主表面の中心個所にあ
る）また、クリスタル素子が最大圧電効率にするには素
子を節または振動の観点から比較的に不活性の個所で支
持する必要がある（ディスク型厚み剪断モード素子の縁
部付近、またもし比較的大きい直径のものであれば、素
子の中心厚み面付近もまた好ましい。）ので、厚み剪断
クリスタル素子を支持する技術は初期の頃のクリスタル
素子に以前使用された技術とは変える必要がある。

従って、実質的には、ディスク型厚み剪断モードクリス
タル素子を広く使用し始めた頃から、この素子と共に使
用される電極構造体は典型的には素子に施した金属被覆
であった。そのようなりリスタル素子を支持するのに当
初使用された技術では一般にクリスタル素子自体も物理
的に支持するため電極被覆に電気的に接続されたワイヤ
を使用し、そのようなワイヤは典型的には非導電性のベ
ースの端子ピンに半田付けされ、金属製の中空のキャッ
プがベースに装着されクリスタル素子の保護的被包を形
成している。電極被覆に直接々続されたワイヤにより厚
み剪断モートゝ型クリスタル素子を支持する初期の頃の
慣習はクリスタル素子の主たる圧電作用個所でワイヤが
物理的に接続されているためクリスタル素子の振動作用
をある稈度減衰するので、その後間もなく電極被覆には
各電極被覆の円形の中心部分からクリスタルディスクの
縁部に向は半径方向に外方に延びるタブ部分を一体に設
けて所要とする電極への電気的接続部とクリスタル素子
の物理的支持部とをクリスタル素子の節の縁部個所に一
層接近して設けた。

そのような厚み一剪断モードクリスタル素子を内部Ｋま
とめたハウジングを次いで実質的に２つの線に沿い旋回
した。１つの技術では１対の接続および支持ワイヤをそ
れぞれ締め付ける１対の端子ピンを支持している電気的
絶縁１件のベースを使用し続け、次いで、ワイヤを半田
付けまたはその他の方法でクリスタル素子の縁部付近で
電極被覆の延長タブに取り付け、クリスタル素子を保護
的に包囲するため金属のタブ等をば一層に装着し、時に
はベースに錬金術で密封する。究極的には一層使用され
るようになった別の技術は内部にクリスタル素子が収容
されスリーブの両側に装着され別個のばねが弾性の指片
の如きある手段を有する金属キャップにより支持されて
いる電気的絶縁性の中心の環状スリープを必須的に使用
し、ばねまたは弾性の指片が電極被覆の半径方向タブ部
分が電気的に接続するよう延びて来ているへり部分も含
むクリスタル素子の主表面の縁部付近でクリスタル素子
に両側から係合する。最後に述べた型式のクリスタル素
子組立体を防湿にするため、クリスタル素子用ハウジン
グを端部キャップに固着した電気的接続導線のみしか突
出していない硬化したエポキシ材の層で包むことが慣習
として容認されるようになった。

米国特許第３，６２２，８１６号には最後に述べた型式
のクリスタル組立体が記載され、このクリスタル組立体
は本発明以前には現存し商業的慣習の問題として広く用
いられているクリスタル組立体の当該技術の構造の好ま
しい態様を実質的に代表するものとして高く評価できる
。

この米国特許の原理に基く圧電クリスタル組立体は作用
上の見地から非常に満足であるという事実にもかかわら
ず、この特許明細書の記載から、この特許の組立体の構
造はいくつかの別々の構造的部品を作り組み立てる必要
があることが観察される。従って、使用した石英クリス
タル素子がこわれ易くまた含まれている構造的構成要素
のすべてが小型であるため、そのような装置の製造およ
び組立は製造される各ユニットに対し熟練者が個々に相
当する必要があるとこれまで考えられた多くの作業が含
まれるので依然として比較的に時間を消費し比較的に高
価であることが認められる。

また、構造部品の数と性質とまたそのような部品の製造
方法とそれら部品を使用して各ユニツ）Ｋ組み立てる方
法とにより特にテレビジョン受債機およびその他多くの
型式の装置に使用するためそのような組立体の需要を満
たすのに現在必要である大量の圧電組立体に照して適当
な品質管理と均一性とを保持することが重要な任務忙な
る。

これらは本発明が解決しようとしている従来技術の現状
を特徴づけると同時にまた作用および信頼性の見地から
改善を要する主たる実用上の問題である。

本発明の圧電クリスタル組立体の構造と詳細に関連して
、偶然ある関心事である他の公知の従来技術が米国特許
第３，６５６，２１７号および第３．８４９，６８１号
に記載され、これら特許にはクリスタル素子に電気的に
接続され、またそれを物理的に支持するためフォーク状
すなわち２又に分かれた端部を有するワイヤまたは稈を
使用することが示してあり、また米国特許第５．７４７
．　［７６号および第４，０１７，７５２号にはクリス
タル素子を最初熱分散性材でおおい、次いでカプセルに
入れ次いで加熱して熱分散性材を分散させるかカプセル
本体内のクリスタル素子のポケットにおいて気体状に還
元させるようにしたカプセルに包んだクリスタル素子を
取巻き、空気またはガスのポケットを形成する技術が示
してあり、更にまた１９７５年１０月１６日付で出願し
た日本国特願昭５０−１２４９８１号（特公昭５２−４
８４８９号）は明かに電極が被覆され片面の端部で電極
に接触する導電性パッドが設けである絶縁材の大きい長
方形状ば−スに支持された長さ方向または屈折モードの
長方形状「陶器製」クリスタル素子を使用するクリスタ
ル組立体に係り、このクリスタル組立体では素子とベー
スとの組立体全体のまわりにこの組立体をはさみ込んだ
１対の熱可塑性シートの縁部を熱溶接することにより空
気を入れた袋を形成し、次いで、この袋を硬化した外側
のカプセル層でおおう。

しかしながら、これまで知る限り、従来の慣習も従来技
術の刊行物も本発明の圧電、クリスタル組立体もその方
法も教示も暗示もしてない。

本発明は圧電クリスタル組立体の構造の面とそれを大量
生産するに必要な工程の面について簡素化により好適に
することにより従来技術を改善するものである。使用す
る部品の数は極減され、部品は製造および組立を容易に
する材料と形状とで作られている。同様に、製造方法を
高能率で従ってバッチ式で複数のユニットを処理できる
性質の最少作業に減少しである。この改良された方法は
また容易に機械化され高度の熟練者を必要とする稈度を
減少することが認められる。

達成される結果には生産速度をかなり増大するばかりで
なく製造費を節減ることと、クリスタル組立体製品の均
一性を増すことと、品質を一層均一にすることと、作業
の信頼性を向上することとがある。改良された構造の更
に詳細な利点には、基本的製造手順を変えずに種々の寸
法のクリスタル素子に応用できることと、完成した組立
体の体積すなわちスペース要件を使用したクリスタル素
子の特定の寸法に対して事実上屋小成にまでかなり減少
することと、クリスタル素を支持するばね等を使用する
従来技術の組立体に比較して外部の衝撃または振動に対
する抵抗を意外な程向上することとがある。そのような
種々の特徴は互いに非常に相関関係を有している。たと
えば、クリスタル素子用に弾性の支持体を使用する従来
技術のクリスタルホルダーが外部衝撃または振動の作用
でホルダー内でクリスタル素子が運動できるようにする
必要がある場合には、本発明の改良された構造のクリス
タル素子はそれを包囲する構造体に相対的に一層確実に
固定位置に保持され、従って、従来技術のクリスタル組
立体がクリスタル素子とこの素子に係合し、外部要因に
より減衰されることのある隣接した壁構造体との間に余
分な間隙を形成する必要のある場合には本発明の構造で
はクーリスタル素子の主表面と隣接した壁構造体との間
の間隙をクリスタル素子自体の圧電振動運動を許容する
のに必要なわずかな最少限（１００万分の１和度）に減
少でき、それにより改良された構造の体積またはスは−
ス要件を従来技術の構造に必要な要件のほんの一部分に
できる。このようにスは−ス要件の局限は圧電クリスタ
ル組立体が印刷回路盤型そ一層で広く使用されるに従い
次第九重要になっている。

圧電クリスタル組立体の構造とこの組立体の改良された
製造方法との詳細は、もちろん、現在のところ好ましい
具体例を参照して以下に更に説明する。しかしながら、
まず簡単に要約すると、改良されたクリスタル組立体は
厚み剪断モードで作用するようにした石英材の小型のデ
ィスク状でその主表面の中心の圧電的に活性部分に被覆
されそれと電気的に接続するためにこの部分から半径方
向外方に延びている金属ミソ構造体を有する圧電素子と
、一端部に２又に分かれた締付は部分が形成されタブ部
分がクリスタル素子の周辺付近に接続され、共働する頂
部と底部との皿状カバ一部材がクリスタル素子の外辺帯
域に沿い間にクリスタル素子を保持して互いにはまり合
っている１対の導電性導線と、任意ではあるが設けるこ
とが好ましい電気的接続＋１−ドな突出させて組立体作
用の外側密封および保護カプセルを形成する硬化したエ
ポキシ材の層とを含んでいる。

改良された方法は要約するのがいくぶん困難であるが、
複数の対の接続リードワイヤを仮に支持することと、リ
ート９ワイヤを支持体に支持したまま各対のリードワイ
ヤにクリスタル素子を固着することと、□そのように支
持したままクリスタル素子に種々の作業を行うことと、
ストリップ材に頂部と底部との皿状カバ一部材を部分成
形するがストリップにカバ一部材を仮りに取り付けたま
まにし、頂部カバ一部材と底部カバ一部材とを各クリス
タル素子と複数の対の頂部および底部カバ一部材間のク
リスタル素子とに並べるようにしてスト＋７ツプを支持
体と並置することと、頂部カバ一部材と底部カバ一部材
との接続を完成し、スト＋７ツプからこれらカバ一部材
を取り除くことと、）１ぼ完成した組合体を浸漬および
硬化してエポキシのカプセルを組立体のまわりに形成し
た後、最終的に完成した組立体を組立作業中それを支持
していた支持体から取除くこととを含んでいる。組立方
。

法の全工稈にわたり複数の組立体を共通の支持体に組み
合わせると、支持体に支持されたすべての組立体に対し
てクリスタル素子が組立体に順次にきわめて望ましく作
用する加工段階に相対的１Ｃ支持体を割り出すことによ
り、仙の作業を効率的に行えるようにする。

本発明の組立体を例示するため選択した現在のところ好
ましい圧電クリスタル組立体が本発明の改良された方法
を利用しないか、更に効率的な大量生産に関して方法の
利点を十分に実現しない更に便利な方法で明かに製造お
よび組立ができることは理解する必要がある。反対に、
好ましい型式のクリスタル組立体の製造に応用した例示
的の現在のところ好ましい具体例に関連して説明した改
良された方法の少なくともいくつかの重要な面がまた構
造の細部の点が相違している圧電クリスタル組立体の製
造に有利に応用できるということも理解する必要がある
。従って、本発明の方法は本発明の改良されたクリスタ
ル組立体を大量生産をするのに現在では最善である。本
発明のクリスタル組立体をまず説明する。

第１図、第２図および第６１を参照すると、改良された
圧電クリスタル組立体の現在のところ好ましい具体例が
総体的に符号６０で示しである。

第１図と第６図とに示しであるように、り１１スタル組
立体６０は外部に外側のカプセルカバー６２とそれから
突出している１対の電気的接続リートろ４．６６とのみ
を現わしていて、組立体全体は小型のセラミック・コン
デンサとほぼ同じ寸法と一般的外観とを有している。

第２図と第６図とに示しであるように、組立体３０は内
部にディスク状の圧電クリスタル素子４０と、クリスタ
ル素子の主両面に取り付けた電極構造体４２．４４と、
間に支持された関係のクリスタル素子４０を包囲してい
る１対の周辺で互いに接続されたカバ一部材４６．４８
とを含んでいる。

これら部品はり−ド６４．６６および外部カバー６２と
共に細部を後記する改良された組立体６０の主たる構成
要素を構成している。

クリスタル素子４０は円形で好ましいのは石英で、高周
波厚み剪断モードで圧電的に振動するようにした「ＡＣ
−カット」、ｒＢＴ−カット」、「ＳＣ−カット」また
は同様な型式であるのが好ましく、典型的には約４イン
チ直径０．０１５インチ穆度の厚みで良い（所望の共振
周波数に応じて）。

もし組立体６０を高電力回路の用途に使用するよ　゛う
にすることが望ましい場合には、素子４０とその他の部
品との直径を適当に増大し、その場合には、円周付近に
おける素子の両生表面のヘリ部分は従来方法で面取りし
て素子４０には部材４６．４８が素子の圧電的振動のｂ
［望のモードにあまり干渉すなわちそれをあまり減衰し
ないようにするのに十分な節のある個所でのみ係合する
ようにする。

電極構造体４２．４４は素子４０両主表面に真空被覆か
その他の公知の方法により形成され、それに取り付けら
れ、そのような目的に一般に使用される銀またはその他
の導電性材料で良い。電極構造体４２．４４はそれぞれ
素子４０の圧電的に活性の中心個所をおおう円形の中心
部分５０と中心部分から素子４００表面の外側環状帯謔
の小さい扇形帯域に今では一般慣習となっていて第２図
に詳細に示した如く外方に延びている接触タブ部分５２
とを含んでいる。電極構造体４２．４４のタブ部分５２
が互いに角度的に変位していて、詳細に後記するが、リ
ード６６．６４をタブ部分に接続しやすいよう圧しであ
る。電極構造体４２．４４はもちろん典型的には０．０
０１インチ以下程度の非常に薄い厚みを有している。

リー）”３４，３６は２６ゲージの銅の母線ワイヤの如
き導電性ワイヤで形成され、端部には向かい合った締付
は指片を有する２又に分かれたクランプが設けてあり、
クランプはリードの端部部分を符号５８で示した個所で
扁平にし、打ち抜き次いで折り曲げて指片５４．５６を
形成することにより作ることができる。第２図に詳細に
示しであるように、各り−＋”５４．５６の締付は指片
５４．５６は素子４０の縁部から素子４０の両生表面の
外側帯域の部分と係合する位置Ｋまで延び、更に詳細に
いえば、各リード６４．６６の締付は指片は対応する電
極構造体４２または４４のタブ５２によりおおわれる帯
域の小さい扇形部分に係合して電極構造体に電気的にま
た素子４０に物理的に接続する。Ｉｌ−ドロ４．６６と
素子４０との接続部にそれぞれ導電性は−ストを塗布し
次いで熱でイーストを硬化して接続を確実に恒久的にす
る。

カバ一部材４６．４８は共に約０．００２５インチ厚み
のアルミニウム箔で作ることが好ましく成形後に従来技
術で陽極酸化される。そのような材料が陽極酸化される
と、その露出面はすべて酸化アルミニウムの層で被覆さ
れそれに触れる組合わせ体６００作用に通常関連した種
類と大きさとの電気的信号を搬送する導体、に対し非常
に有効な電気的絶縁特性を示す。カバ一部材４６．４８
の形成はダイス型打抜きにより便利に行われ、本発明方
法に関連して後”記するが、そのようなカメ一部材の複
数を前記したアルミニウム箔のストリップから効率的に
打ち抜ける。

「頂部」力、ａ一部材と考えられる力、６一部材４６は
一般に／！！イ皿状形状で平たい円形の中心部分６０と
、横方向に角度を付けた環状の中間部分６２と、平らな
外方に延びている環状部分６４とを含み、この環状部分
６４の内方の環状部は電極構造体を支持している素子４
０の面の最も外方部に係合している。

「底部」カッζ一部材と考えられるカバ一部材４８は一
般にカバ一部材４６に似ていて、平たい円形の中心部分
６６と、横方向に角度を付けた環状の中間部分６８と、
平坦な外方に延びている環状部分７０とのほかＫまた横
方向に延びている環状のフランジ部分７２とを含みこの
部分７２の末端縁部７４は頂部カバ一部材４６の外方に
延びている部分６４の一部分上に巻縮またはその他の方
法で折り曲げられてカバ一部材４６．４８をそれらの間
にある素子４０に接続している。カバ一部材４６．４８
がこのように組み合わされる妃、素子４０がその主表面
のそれぞれのものの最も外側の環状部がこの素子を間に
はさんで保持しているカッ２一部材４６の部分４６の環
状の内方部とカバ一部材４８の部分７ｏとに係合するこ
とにより確実に保持されることがわかる。

クリスタル素子４０が前記した寸法を有していると、カ
バ一部材４６はその部分６０，６４の平面間を約０．０
１２インチ横方向に片寄せ部分６４０半径方向幅を約０
．４０インチにして約０．４５５インチの外径を有し、
またカバ一部材４８はその部分６６．７０をカラミ一部
材４６の部分６０，６４の平面間の横方向片寄りと同程
度横方向に片寄せ、その部分７０をカバ一部材４６０部
分６４と同じ半径方向幅にし、またフランジ７２．７４
０幅を約０．６０インチにして約０．４６０インチの外
径を有する。フランジ７２．７４はり−）”３４．６６
用の間隙を形成するため、符号７６．７８で示した個所
にノツチを設けることが好ましい。

素子４０とカバ一部材４６．４８の中心部分６０゜６６
のそれぞれとの間のスイースは狭い室８０゜８２を形成
し、この室にはカバ一部材４６．４８を適当な雰囲気内
で組み合わせることにより窒素の如き非常に不活性のガ
スを（もし所望ならば空気と共に）満たすことが好まし
い。

組立体６０のまわりの外側カプセルカバー６２はある用
途では任意と考えられるが利用することが好ましく組立
体！１０の外側部分を約３００Ｆに予熱し組立体をザ・
モートン・カンパニイ（ＴｈｅＭｏｒｔｏｎ　Ｃｏｍｐ
ａｎｙ）販売して、いるＴｙｐｅ　ＥＰＵ−４２の如き
エポキシ粉末に浸漬し、次いで組立体を約１時間約２５
０Ｆで硬化させることにより形成する。

このようにし又組み立てると、圧電クリスタル組立体６
０は同じ目的のためにこれまで入手できたどのものより
もいちじるしい改良であると信じられる。今では明かに
なったが、この圧電りＩＪメタル組立体の利点はそれに
使用される部品の性質と配置とＫよるばかりでなくまた
それでも向上した結果を達成しつつ省略できる部品にも
よるものである。

前記したが、これに限定されるものではない本発明の圧
電クリスタル組□立体を製造する改良された方法をｉ！
４図から第２２図を参照して説明する。

第４図には、もはや必要でなくなった時に切り落とすこ
とのできる接続中間部分１６５を有する一体のループと
してクリスタル組合体用の複数の対の接続＋７−）”１
３４．１３６を部分的に成形する改良された方法が示し
である。ユニット糾合体１６４．１６５．１６６として
の対のＩ＋−ト８のそのような当初の構造はり−トゝの
取扱い、クリスタル素子に接続中リードを互いに所望の
関係に保持し、それらに共；１＃・の支持体１０１に第
５図に示した如くこのリードの複数を支持するのな容易
にする。

第５図から第８図、第１１図から第１４図および第２０
図から第２２図には６対のリードしか示してないがその
ような対のリードユニットはもっと数多く処理されるこ
とが好ましい。従つ又、第５図に示した支持体は典型的
には図示したよりも多いリート９ユニツト１６４．１６
５．１６６と支持する寸法にしである。支持体１０１は
同様な材料のベースス）　ＩＪツブ１０７　（第９図）
の上にねじ１０５により真空で着脱自在に装着されて「
ガスが漏出」しないプラスチック材の上方ストリップ１
０３で作ることができ、リート８ユニツト１６４１６５
．１６６のリード１６４．１６６を収容するため上面に
横方向の溝（図示せず）を設けることが好ましい。上方
ストリップ１０６には製造方法のその後の段階中に、リ
−ｒ１３４．１６６に電気的に接続するのを容易にする
ため、ベースストリップ１０７に設けた溝のそれぞれの
上方に孔１０９を設けることが好ましい。ベースストリ
ップ１０７にはまた種々の作業が行われる部所に相対的
に支持体１０１を正確に位置決めすなわち割り出すため
に使用する一連の孔（図示せず）を設けることができる
。支持体１０１が図示した如く配列された複数のリード
ユニット１６４．１６５．１６６に組み合わされると、
そのようなり一ト９ユニットは支持体１０１がリート９
ユニツトを解放するため組み外されるまでそれらを所定
の関係にして確実に保持されたままになる。

第６図には複数のリードユニット１，４，１３５．１６
６を支持する支持体１０１を導電性接合イースト１１６
を収容する容器１１６と並置する段階を示し、この接合
ペーストは熱硬化エポキシ材に混合された銀粉の如きも
のでありこのエポキシ材にり−）”１３４．１５６の末
端の締付は指片を浸漬シイ−スト１１６で被覆する。

第７図には、上に電極構造体１４６が形成された複数の
クリスタル素子１４０をその両側を１対のマスキングス
トリップ１１５（手前徊１１のものしか示してない）で
支持しこのマスキングストリップに素子１４０を所定の
間隔で接着剤で取り付ける方法と、素子１４０が素子１
４０のそれぞれとそれに形成された電極構造体１４６と
を導電性は一スト１１６を被覆された締付は指片１５５
と並置するため、グループとして移動する方法とが示し
である。実際には、第７図はまた電極構造体１４６、特
にそのタブ部分１５１が部分成形中に素子４０に正確に
如何に位置決めできるかを暗示し１．この部分成形にお
いてマスキングストリップ１１５には一連の正確に位置
決めされ適当な形状にしたノツチ１１７が設けられ、こ
のノツチを通し複数の素子の面に電極材が被覆される。

あるいはまたもしそれに既に電極構造体１４６が形成さ
れている素子１４０が入手できれば、そのような素子１
４０が適当な所定の位置に仮に接着できる唯一の支持ス
トリップ１１５を使用できる。

第８図には支持体１０１と、この支持体に支持されたマ
スキングストリップ１１５′、リート９１絨１６６およ
び素子１４０がペースト１１６を硬化するためトンネル
炉１１９内で前記した如くに並置した状態で処理されて
いる状態が示してあり、ペースト１１６を硬化させるこ
とにより各素子１４０を対応するり一ト９ユニット１６
４．１６５．１６６に恒久的に物理物に接続しまたリー
ド１３４１ろ６のそれぞれを対応する電極構造体１４６
のタブ部分１５１に電気的に接続し、この処理徒にマス
キングストリップ１１５゛は素子１４０（その際に支持
体１０１により支持されている）から取り除かれる。

素子１４０に対し周波数試験および調節を行う以前に、
中間部分１６５が存在していることＫよりそれまで固有
なり−）’１５４，１５６間の電気的結合を除去する必
要がある。このことは第９図入 に示しであるように、支持体１０１に支持されている素
子４０に関係したり−ト９ユニットの中間部１６５を同
時に切り取るシャー１２１とそれに共働するシャープロ
ック１２６とを使用して行う。

第１０図には真空箱１２５内で周波数試験および調節方
法が示してあり、図示した如く、試験されるリート″’
１３４，１３６をこの目的のため上方の支持ストリップ
１０６に設けた孔１ｏ９（第５図）を通してり−）’１
５４．１６６に試験リードプローブ１２７，１２８に結
合し、従来技術の加熱手段１６１と素子１４０の共振周
波数を公知の技術により所望の値に調節するため素子１
４０の電極構造体の１つ１４６上に十分な追加の物質を
被覆するため置かれた金属（ヨード）源物質１６６とに
接続する。

第１１図には、アルミニウム箔１６１が立面で示してあ
り、このアルミニウム箔１６１にはダイス型打抜きによ
り複数の頂部カバ一部材１４７が形成され、またこの図
にはまた複数の底部カバ一部材１４９が同様に形成され
ている同様なストリップ１６３も示しである。ストリッ
プ１６６はまた第１２図にも平面で示してあり、第１２
図から、形成されたカバ一部材１４９がストリップ１６
６からほぼ切り離されているが、カバ一部材１４９をス
トリップ１６６に仮に保持するため取付はブリッジが符
号１６５で示した如く残され、またカバ一部材１４７が
同様にス）　１１ツブ１６１に保持されている。

第１６図にはストリップ１６１，１６３がカバ一部材１
４７，１４９を陽＠酸化する溶液１６７を入れたタンク
１６５に浸漬されて示し又ある。

第１４図と第１５図と妊は共通の支持体１０１に支持さ
れストリップ１６１，１６６にそれぞれ支持された対応
する対のカバ一部材１４７．１４９間にそれぞれ並置さ
れた複数の素子１４０が示してあり、これら素子、支持
体、カバ一部材１４７゜１４９、ストリップ１６１．１
６６はすべてその後の成形および組立作業に使用される
複数のキャビティを有する上方のダイス型１８１と複数
のキャビティを有する下方のダイス型１８６との間にそ
れらを並べて並置されている。ダイス型１８６にはダイ
ス型１８１，１８６が閉じられるとカバ一部材１４７，
１４９をストリップ１６１．１６３から完全圧切り離す
ためにシャー１８５が設ケである。

第１６図にはダイス型１８１．１８６がそのキャビティ
１８７．１８９にカバ一部材１４７゜１４９を正確に並
べるために閉じられまたシャー１８５がカバ一部材１４
７，１４９をストリップ１６１．１６６から完全に分離
するよう作動せしめられている。

第１７図と第１８図とにはカバ一部材１４９のフランジ
部分１７２をカッζ一部材１４７の環状の外方部分１６
４に重なり係合させるよう順次に折り曲げ、しつかり巻
縮しそれによりカバ一部材１４７．１４９の各対をそれ
らの間に支持および保持されている対応する素子４０に
その節鍬で接続するため上方の巻縮ダイス型１９１，１
９５を１順次に使用する状態が示しである。第１９図に
はダイス型１９６を後退させてこれら作業を終了する状
態が示してあり、この時点までに組み立てた関係する素
子１４０とカバ一部材１４７，１４９との複数の組がま
だ共通の支持体１０１に支持され、それぞれ関係した対
のり−１５４，１５６が支持体１０１（繁雑を避けるた
め第１６図から第１９図の背景には示してない）の方向
に図面を見る者から遠ざかり延びていることが理解でき
よう。

第２０図にはこの時点までの組立体１９２の複数を第２
１図に示した如く容器１９７のエポキシカプセル材に浸
漬する以前に支持体１０１に支持されて炉１９４内で予
熱されている状態が示しである。第２２図には支持体１
０１とそれに支持されエポキシ材１９７が接着している
組立体１９２とがエポキシ材１９７を組立体１９２体全
体上それから延びているリード１６４．１６６を除いて
おおう硬化したカプセルに硬化するため硬化炉１９９内
に配置して示しである。

これまでに終った処理で、完成した製品は好ましい型式
の圧電クリスタル組立体３０に関連して前記した性質の
ものである。すなわち、本発明の方法を応用して製造お
よび組み立てたクリスタル組立体の構造に使用者が行っ
た変化による異なる性質のものである。

本発明の改良された方法が圧電クリスタル組立体を製造
する従来技術と比較して効率および経済ならびに製品の
均一性という見地から多くの利点を示すものであること
は理解できよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により現在のところ好ましい構造
に作られた圧電クリスタル組立体の側面図。第２図は第
１図の組立体のクリスタル素子、接続リード稈、頂部お
よび底部カバ一部材を分解し最終的にカプセルに包む以
前の状態で示す分解斜視図。第６図は第１図の６−６線
に沿い切断して示した拡大中心断面図。第４図から第２
１図までは第１図の組立体を製造する現在のところ好ま
しい方法により部品を製造および組立の種々の段階を示
し、特に第４図は１対の接続リート８が当初ユニットと
して作られる方法を示す側面図。第５図は複数の接続リ
ードユニットを共通の支持体に支持する方法を示す側面
図。第６図は接続リードのクランプ端部を導電性接合は
−ストに浸漬するよう支持体を位置決めして示す側面図
。第７図は電極構造体が表面に被覆され仮に接着する支
持ストリップに沿い互いに所定の関係にして支持された
複数のクリスタル素子をそれを接続リードユニットに取
り付けるため対応する複数の対のり一部のクランプ端部
に同時に並置する方法を示す側面図。第８図はクリスタ
ル素子をリードに取り付ける作業を終了するためリード
のクランプ部分に被覆した導電性被−ストを硬化する硬
化炉内に配置された第７図の部品の部分側面部分断面図
。第９図は各接続リートユニットの不用の中間部分を切
り落としを示す側面図。第１０′図はクリスタル素、子
の作用周波数を最終的に調節および試験する方法を示す
一端側面一部断面。第１１図は共通の支持体に支持され
たクリスタル素子の位置と並ぶように位置決めされたそ
れぞれのス）　ＩＪツブを打ち抜くようにより頂部およ
び底部カバ一部材を形成する方法を示す側面図。第１２
図は底部カバーを形成するス）　ＩＪツブを示す平面図
。第１６図は頂部カバ一部材と底部カバ一部材とを形成
するアルミニウム箔ストリップを陽極酸化浴に浸漬して
示す一部側面一部断面図。第１４図は複数の対応するク
リスタル素子に頂部および底部カバ一部材を適当に位置
決めする方法を示す断面図。第１５図は第１４図の１５
−１５線に沿い切断して示した断面図。第１６図は形成
された頂部カバーをストリップから分離する方法と頂部
カバ一部材を底部カバ一部材との間にクリスタル素子を
はさんで対応する底部カバ一部材内に位置決めする方法
とを示す断面図。第１７図は頂部カバ一部材を底部カバ
一部材の７ランジ上に当初の巻縮位置にして示す断面図
。第１８図はカバ一部材を最終的巻縮位置で示す断面図
。第１９図はクリスタル素子を対応する１対の十分に巻
縮されたカバ一部材内の泄終的配置で示す断面図。第２
０図は最終的にカプセルに包む以前に炉内で予熱されて
いるそれぞれ巻縮された対のカバ一部材内で共通の支持
体に支持されたいくつかのクリスタル素子を示す部分断
面部分立面図。第２１図はカプセルに包むため接着する
粉状エポキシ材中に浸漬されている予熱された組立体を
示す一部断面一部側面図。第２２図は第２１図に示した
組立体をその表面のカプセルおおいを硬化するため加熱
炉内で硬化中の組立体を示す一部断面一部側面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）１対の両生表面を有するほぼ円形のディスク状圧
   電素子であり、各主表面がほぼ円形の中心部分およびほ
   ぼ環状の外側帯域を含み、各外側帯域が大きい扇形部分
   および小さい扇形部分を含み、小さい扇形部分が素子の
   まわりで一方向に互いに角度的圧変位している圧電素子
   と、１つの主表面の中心部分と小さい扇形部分とに係合
   してそれにほぼ重なり合う関係にして該主表面に固着さ
   れた第１の導電性電極構造体と、他の主表面の中心部分
   と外側帯域の小さい扇形部分とに係合してそれにほぼお
   おいかぶさる関係にして該主表面に固着した第２の導電
   性電極構造体と、素子の１つの主表面の中心部分と間隔
   をあけた関係にした中心部分、該中心部分から素子の１
   つの主表面の外側部分に向は横方向に延びている中間部
   分および中間部分から外方に素子の１つの主表面の外側
   帯域のほぼ環状のへり部と保合関係に延びているほぼ環
   状の部分を有する第１のほぼ円形のカバ一部材と、 素子の他の主表面の中心部分に間隔をあけた関係の中心
   部分、該中心部分から素子の仙の主表面の外側帯域に向
   は横方向に延びている中間部分および該中間部分から外
   方に素子の他の主表面の外側帯域のほぼ環状のへり部と
   保合関係にして延びているほぼ環状の部分を有している
   第２のはぼ円形のカバ一部材と、 カバ一部材を素子にそれを間に支持する関係に保持する
   手段と、 カバ一部材の外側から素子の対応する主表面の外側帯域
   の小さい扇形部分に配置された電極構造体の１つのもの
   の部分にまでそれぞれ電気的に接続する手段とを備えて
   成ることを特徴とする圧電クリスタル組立体。 （２）　　カバ一部材をおおう関係にした密封手段が設
   けである特許請求の範囲第（１１項の組立体。 （３）保持手段が第１のカバ一部材の環状部分りへり部
   から当初横力向に延び次いで素子から離して第１のカフ
   ２一部材の環状部分の表面と係合する関係に折り曲げて
   第２の部材に設けたフランジ手段から成る特許請求の範
   囲第（１）項の組立体。 （４）素子が厚み剪断モードで圧電的に振動するように
   した型式のものである特許請求の範囲第（１）項の組立
   体。 （５）カバ一部材の中心部分がほぼ円形で、カバ一部材
   の中間部分がほぼ環状である特許請求の範囲第（１）項
   の組立体。 （６）カバ一部材がアルミニウム箔で形成されている特
   許請求の範囲第（１１項の組立体。 （７）アルミニウム箔が陽極酸化されてカッミ一部材を
   ほぼ不電導性にする特許請求の範囲第（６）項の組立体
   。 （８）素子の主表面のそれぞれのものの中心部分をおお
   う部分とカバ一部材の対応するものの中心および中間部
   分間に素子よりも薄い室がある特許請求の範囲第（１１
   項の組立体。 （９）室がほぼ不活性の気体を収容している特許請求の
   範囲第（１）項の組立体。 Ｑｌ　　電気的接続手段がカバ一部材の外側からカバ一
   部材の環状部分間に延びている１対の導電性リードから
   成る特許請求の範囲第（１１項の組立体。 ａυ　リードの最内端にはそれぞれ素子の主表面にそれ
   ぞれ密接に係合する指片を有する２又状の締付は手段が
   設けである特許請求の範囲第０１項の組立体。 ０２　　カバ一部材をおおう関係にして密封手段が設け
   てあり、 密封手段が硬化したエポキシ材の被覆から成り、 保持手段が第１のカバ一部材の周縁の外側で第２のカバ
   一部材の環状部分から当初横方向に延び次いで素子から
   離して第１のカバ一部材の環状部分の表面と係合する関
   係に折り曲げて第２のカバ一部材に設けたフランジ手段
   から成り、素子が石英で形成され、 カバ一部材の中心部分がほぼ円形で、カバ一部材の中間
   部分がほぼ環状で、 カバ一部材の中心部分がほぼ平坦で且つ互いに平行で、 カバ一部材がアルミニウム箔で形成され、　　　　（ア
   ルミニウム箔が陽極酸化されてカバ一部材をほぼ不導電
   性にし、 素材の各主表面の中心部分属おける電極構造体の部分と
   カッミ一部材の対応するものの中心および中間部分との
   間に素子より薄い厚みの室があり、 該室がほぼ不活性の気体を収容し、 電気的接続手段がカバ一部材の外側からカバ一部材の環
   状部分間に延びている１対の導電性リードから成り、 各リードの最内端には素子の主表面にそれぞれ係合する
   指片を有する２又状の締付は手段が設けてあり、 各リートの締付は手段の指片の１つが素子の主表面の外
   側帯域に係合し、各リードの締付は手段の別のものが素
   子の他のものの外側帯域の小さい扇形部分に被覆した電
   極構造体の対応するものの部分に係合している特許請求
   の範囲第（１１項の組立体。 １３　　それぞれが両面に１対の電極構造体が装着され
   たディスク状圧電素子と、素子を包囲し間に素子を保持
   している第１および第２のほぼ凹凸のカバ一部材と、カ
   バ一部材の外側から電極構造体のそれぞれに電気的に接
   続する１対のり一ビとを有する型式の圧電クリスタル素
   子組立体を製造する方法において、 複数のＩＪ　−）”を共通の支持体に所定の位置にして
   仮に装着することと、 電極を支持する複数の素子を共通の支持体に仮に装着す
   ることと、 両方の支持体を互いに相対的に並置し素子のそれぞれと
   その電極構造体のそれぞれを対応する１対のリードに所
   定の保合関係に配置することと、 各、素子の電極構造体と対応する対のＩＪ　−１−”と
   の間を電気的に接続することと、 素子を支持体から分離して素子を支持体により仮に支持
   されたままにすることとから成ることを特徴とする圧電
   クリスタル組立体を製造する方法。 α（イ）支持体を周波数試験および調節部所に置くこと
   と、 支持体が試験および調節部所にある間に各素子の圧電振
   動周波数を試験および調節することを含む特許請求の範
   囲第α（８）項の方法。 （１５１第１のス）　ＩＪツブに第１の部材を所定の位
   置にして形成し第１のストリップに該部材を仮に取り付
   けたまま圧することと、 第２のス）　ＩＪツブに第２の部材を所定の位置に形成
   し第２のストリップに仮に取り付けたままにすることと
   、 支持体第１のストリップおよび第２のス）　ＩＪツブを
   互いに相対的に位置させて各素子を対応する第１の部材
   と対応する第２の部材との間に配置することと、 各第１の部材を対応する第２の部材に接続して間に各素
   子を包囲することと、 第１の部材を第１のストリップから分離し第２の部材を
   第２のストリップから分離し、素子とそれを包囲してい
   る部材とを支持体により仮に支持した状態のままにする
   ことを含む特許請求の範囲第０９項の方法。 （１６）　　支持体を密封部所に置くことと、支持体が
   密封部所にある間に互いに接続された複数の第１および
   Ｗ、２０部材に密封おおいをかけることと、 リードを支持体から分離して組立体を支持体から解放す
   ることを含んでいる特許請求の範囲第（ｎ項の方法。