KR100341687B1 - 수정디스크 공진기 홀더 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하나의 기판에 장치된 수정디스크 공진기 홀더(holder)에 관한 것이다. 전류리드선 관통핀에 용접되어, 그 용접부위의 작은 단면 때문에 높은 접촉저항을 나타내는 단점을 가지고 있는 수정 홀더와, 2개의 전류리드선 관통핀을 기판에 통과시킨 다음, 그 자유단부를 핀칭(pinching) 및 굴곡시켜 형성되는 수정디스크 공진기의 결합장치를 갖는 탄력성 탭(tabs)으로 이루어지는 이른바 통합결합장치 사이를 뚜렷하게 구별할 수 있다. 그러나, 이와 같은 종류의 공지된 통합결합장치는 수정 공진기를 14 MHz이상의 고주파수에 사용될 수 있을 만큼 충분한 기계적 유연성이 결여되어 있다.

본 발명에 따라서, 탭(8a, 8b)들은 굴곡부위로부터 결합부(9a, 9b) 까지 절개부(12a, 12b)를 형성하여 2개의 웨브(10a, 10b)를 형성하고, 그 웨브들은 추가적으로 굴곡연부(屈曲緣部)에 노치(11a, 11b)들을 갖도록 하는 방법으로 통합수정공진기홀더를 설계한다.

그렇게 함으로써 향상된 진동과 충격 성능과 함께 고도의 기계적 유연성을 제공한다.

Description

수정디스크 공진기 홀더 및 그 제조방법{Holder for quartz disc resonators and process for producing this holder}

본 발명은 2개의 전류리드선 관통핀들이 부착된 기판을 갖는 수정(水晶) 디스크(disc) 공진기(共振器)의 홀더(holder)에 관한 것으로서, 상기 전류리드선 관통핀들은 지지측(支持側)에서 바깥쪽으로 구부려 평탄하게 형성되고, 그 자유단부에 상기 수정디스크 공진기가 결합될 결합부가 형성된 탭(tabs)으로서 설계된다.

본 발명은 또한 상기 홀더의 제조방법에 관한 것이다.

수정공진기는 통신공학, 메시지전달기술, 및 컴퓨터공학 분야 등 수많은 응용분야에 이용되고 있다. 이 수정공진기들은 전압을 가할 때 진동하도록 만들어지며, 그 특성진동은 기술적 필요에 따라 몇 KHz로부터 100 MHz 이상이다.

수정공진기들은 극도로 민감한 구성소자이기 때문에, 이들은 밀봉캡슐화되어, 고도로 유연한 홀더(holder)를 이용하여 제자리에 고정시켜야한다. 이른바 올글라스(all-glass) 또는 금속 하우징이 통상 밀봉캡슐화용으로 사용된다. 상기 홀더들은 유리 속에 절연되어 기판으로 안내되는 전류리드선 관통부에 용접된 2개의 유연한 스프링을 포함하고 있다.

근사식(近似式) 1600/f(MHz)=d(㎛)을 약 0.8 내지 20MHz 까지의 넓은 주파수 범위를 위한 주파수(f)의 함수로서 수정디스크의 두께(d)에 적용한다.

상기 방정식에서 주파수가 증가하면 수정디스크의 두께가 감소한다는 것을 알 수 있다. 따라서, 저항용접에 의한 밀봉작업시 주파수 드리프트(drift)와 충격시험시(예를 들어, 수정디스크의 파쇄) 기계부하(機械負荷)가 최소화 되도록 동작주파수가 증가함에 따라 수정홀더의 유연성이 증가하여야 한다. 그러므로, 14MHz 이상의 주파수에서는 다만 용접된 수정홀더를 사용하는 것만이 현재 가능한 것이다. 용접된 수정홀더들이 충분한 유연성을 가지고 있지만, 이와 같은 홀더의 특성(스프링 왕복운동의 증가 및 작은 단면의 용접이음)은 비교적 큰 접촉저항을 가지고 있다는 것을 의미한다.

전류리드선 관통부를 갖는 단일 부품으로서 형성되고, 수정을 결합하기 위하여 상기 전류리드선 관통핀을 상단부에서 핀치(pinch)시키고, 수정을 결합하기 위하여 특별히 형성된 수정홀더들과 같은 통합결합장치들이 공지되어 있다. 그러나, 이와 같은 통합결합장치들은 설사 DE 42 16 035 CI에 따라 두 번 구부려서 하나의 웨브(web)로 축소시킨 홀더부분을 가지고 있다 하더라도, 충분한 유연성을 갖지 못하기 때문에 14MHz이상의 주파수에서는 일반적으로 사용될 수 없다.

이와 같은 공지의 통합결합장치들의 단점은 이들이 미리 만곡된 형태로 서로 융합되고, 따라서 계속 가공시(전기도금, 패키지화) 밴딩위험 때문에 비교적 튼튼한 구조로 되어야 하기 때문에 제조공정에서 통합결합장치들의 높은 기계적 강도가 요구된다는 것이다. 쇼크 또는 충격부하가 가해지는 경우, 수정디스크 공진기는 또한 국부적인 응력부하와 기계적 손상을 받게 될 것이다.

반면에, 상기 통합수정결합장치들은 전류리드선 관통부에 결합되는 지점이 빈틈없는 치수공차로 한정될 수 있고, 구조적으로 작은 크기로 제작될 수 있다는 장점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 모두에 기술한 바와 같이 비교적 높은 주파수(14 MHz 이상)에서도 사용될 수 있는 한편, 또한 추가적인 기계적 부하를 가할 경우 수정디스크 공진기의 손상을 방지할 수 있도록 통합수정결합장치와 함께 수정디스크 공진기를 위한 홀더를 설계하는 것이다.

모두에서 언급한 홀더로부터 시작하여, 상기 목적은 본 발명에 따라 탭(tabs)들이 적어도 1개 이상의 굴곡부 상에 노치(notch)를 형성함으로써 달성된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 수정결합장치를 위한 고도의 기계적 유연성을 제공한다.

본 발명의 고안 방법에 따라 상기 탭들은 2개의 웨브를 형성하도록 하나의절개부를 갖고 있다.

상기 수정결합장치의 질량도 또한 탭 속에 절개부에 의하여 감소되기에, 이 방법 또한 진동 및 충격성능을 향상시킨다. 본 발명의 고안 방법에 따라, 만약 상기 절개부를 탭의 전체 길이에 걸쳐 결합부까지 연장하면 특히 유리하다.

따라서 상기 홀더의 새로운 설계는 고주파수에서 저감쇠(低減衰)용도를 가능케하며, 동시에 최적한 전기적 특성을 제공한다.

상기 수정 결합장치를 가능한 한 유연하게 하기 위하여, 상기 탭들의 두께를 가능한 한 얇게 하여야 한다. 그러므로, 특히 상기 전류리드선 관통핀들을 전류리드선 관통구멍 직경에 상응하게 평탄하게 핀치(pinch)시켜 탭들을 형성시키는 부위는 가능한 한 얇아야 한다.

본 발명의 고안 방법에 따라 상기 탭들의 두께를 0.08mm 내지 0.18mm 범위, 바람직하게는 0.1mm 내지 0.12mm 범위로 한다.

본 발명의 다른 구조에 따라, 탭의 절개부를 스탬핑(stamping) 형성함으로써, 결합장치의 제작을 용이하게 한다.

상기 수정공진기홀더 제조방법은 다음 단계들에 의하여 이루어진다 :

- 2개의 전류리드선 관통핀을 기판의 적절한 구멍 속으로 융합시킨 다음 그 핀들을 홀딩부분에서 가능한 한 융합된 부위에 가까운 곳에서부터 각각 핀칭하여 평탄한 탭으로 형성시키는 단계와,

- 상기 탭들을 바깥쪽으로 구부려서 최소 1개 이상의 굴곡부에 노치를 형성하는 수정디스크 공진기의 결합부를 갖는 탄력성 홀더를 형성시키는 단계를 포함한다.

상기 탭 또는 결합부가 최종 제조단계에서 형성된다는 사실은 탭의 강도가 그 다음의 제조단계를 고려할 필요가 없다는 것을 의미한다. 따라서, 수정 홀더에 요구되는 고품질요건을 충족시키기 위하여 수정 결합탭을 위한 양호한 탄성특성의 달성이 가능하다.

도 1은 본 발명에 따른 수정 공진기 홀더의 정면도로서 부분적으로 단면이 도시되는데, 수평위치에서 취해진 수정 공진기의 낮은 측면도 설계를 도시.

도 2는 도 1에 도시된 수정공진기홀더의 전류리드선 관통핀의 단면도.

도 3은 도 1에 도시된 수정공진기홀더의 평면도.

도 4는 도 1에서 2개의 홀더탭(holder tab)중 하나를 상세히 예시하는 부분확대단면도.

도 5는 도 4에서 수정디스크 공진기가 없는 홀더탭을 보여주는 부분사시도.

도 6은 도 5와 유사한 도면으로서 제1실시예에 따라 수직 수정공진기 홀더를 위하여 수직으로 연장된 탭을 보여주는 사시도.

도 7은 도 6에서 수직홀더를 위한 탭의 제2실시예를 보여주는 사시도.

도 8은 도 6에서 수직홀더를 위한 탭의 제3실시예의 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명*

1 : 수정공진기홀더(quartz resonator holder)

2 : 기판(base plate)

3 : 수정디스크공진기(quartz disc resonator)

4 : 융합물질(fused material)

5 : 도전성 은(銀)접착제(conductive silver adhesive)

6 : 전류리드선 관통핀(current lead-through pin)

7 : 핀 단면(pin section)

8 : 탭(tabs)

9 : 결합부(receiving seat)

10 : 웨브(web)

11 : 노치(notch)

12 : 절개부(切開部)(stamped-out portion)

본 발명의 설계특징과 장점들을 첨부도면에 예시된 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면들은 본 발명에 따라 설계된 수정 공진기용 홀더부분(1)을 보여준다. 상기 홀더(1)는 2개의 구멍들이 형성된 기판(2)을 가지고 있으며, 2개의 전류리드선 관통핀(6a, 6b)들이 각각 상기 구멍들 속에 융합물질(融合物質)(4)을 이용하여 고정되어 있다. 상기 전류리드선 관통핀들은 둥근 단면(7a, 7b)을 가지고 있으며, 이 핀들이 융합물질(도 4 참조) 속으로 가능한 한 깊숙이 삽입된 다음, 핀칭(pinching)공정에 의하여 외측으로 구부려 젖혀진 평탄한 탭(tabs)(8a, 8b)으로 융합된다. 상기 전류리드선 관통핀(6a, 6b)들은 탭(8a, 8b)으로 성형되는바, 즉, 특히 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 전류리드선 관통핀(6a, 6b)들은 융합물질에서 가능한 한 맨 앞의 시작부분으로부터 핀치가공이 시작된다.

모든 실시예에서, 상기 탭(8a, 8b)들은 각각 최소 1개 이상의 노치(11a, 11b)를 가지고 있으며, 그 노치는 모두에서 언급한 높은 주파수(14 MHz이상)에 있어서도 수정공진기를 사용할 수 있도록 탭(8a, 8b)들을 충분히 유연하게 만든다.상기 노치(11a, 11b)들은 탭(8a, 8b)의 두께를 약 50% 감소시킴으로써, 유연성을 크게 향상시킨다.

도 1 내지 도 5는 수정디스크 공진기(3)용 수평홀더의 실시예를 예시하고 있다. 외측으로 구부려 젖힌 상기 탭(8a, 8b)들은 단부에 평탄한 결합부(9a, 9b)가 형성되어 있다. 도전성 은(銀) 접착제(5)를 사용하여 직사각형 수정디스크 공진기(3)(수정조각)를 기계장치에 의하여 상기 도전성 결합부(9a, 9b)에 접착한다.

상기 결합부(9a, 9b)들과 탭(8a, 8b)들이 융합물질(4)로부터 솟아 나온 지점 사이의 핀치부분의 폭, 즉, 스프링 부분에 절개부(12a, 12b)가 상기 융합물질(4) 까지 연장하여 형성되어 있다. 상기 절개부 부분은 웨브(10a, 10b)들을 형성하여, 그 웨브(10a, 10b)들은 상기 융합물질(4) 위쪽의 첫 번째 굴곡부 안쪽에 노치(11a, 11b)들이 형성되어 있다. 상기 웨브(10a, 10b) 부분들과 상기 제1굴곡부 부분에 노치(11a, 11b)를 형성하여 재료를 감소시키는 결과로 유연성이 크게 향상된다.

도 6 내지 도 8은 수정디스크 공진기용 수직홀더의 실시예를 보여준다. 바깥쪽으로 구부려진 상기 탭(8a, 8b)들은 각각 길다란 수직부(8c)로 합쳐지고, 이 탭부분(8c)에는 각각 예를 들어 인용된 DE 42 16 035 C1의 도 1에서 볼 수 있는 바와 같은 세로홈(9b)이 수정디스크 공진기의 결합장치로서 형성된다.

도 6의 구조에 있어서는, 2개의 노치(11a, 11b)들이 각각 수직부분으로 이행하는 지점에 형성된다.

도 7의 구조에 있어서는, 유연한 웨브(10a, 10b)를 형성하는 절개부(12a, 12b)가 추가적으로 상기 수직부(8c)에 형성된다.

도 8의 구조에 있어서는, 또한 절개부(12b)가 형성되며, 이 절개부(12b)는 도 5에 따른 수평홀더와 유사한 방법으로 결합부(9b)로부터 길다란 웨브(10b)를 형성하면서 융합물질(4) 까지 연장된다.

이 경우에 있어서도 역시, 노치(11b, 11c)들은 절개부(12b)의 도움으로 필요한 유연성을 제공한다.

상기 탭(8a, 8b)들의 짧은 레버암(lever arm)은 시스템이 때때로 과도히 견고하게 되는 것을 의미하기 때문에 상기 절개부(12a, 12b)들은 특히 수평 실시예(도 1-5)를 위하여 매우 유리하다. 수직 구조 (도 6-8)에 있어서는, 수직으로 길게 연장된 탭들의 긴 레버암은 시스템이 이미 비교적 큰 고유의 유연성을 갖고 있다는 것을 의미하기 때문에 상기 절개부(12a, 12b)들은 그다지 중요한 의미를 갖지 않는다.

본 발명에 따른 수정디스크공진기홀더는 탭(8a, 8b)들이 굴곡부위로부터 결합부(9a, 9b) 까지 절개부(12a, 12b)를 형성하여 2개의 웨브(10a, 10b)를 형성하고, 그 웨브들이 추가적으로 굴곡연부(屈曲緣部)에 노치(11a, 11b)들을 갖도록 설계함으로써 향상된 진동과 충격 성능과 함께 고도의 기계적 유연성을 제공한다.

Claims (7)

1. 하나의 기판(2)에 2개의 전류리드선 관통핀(6a, 6b)들이 부착되고, 그 관통핀(6a, 6b)들은 지지측면에서 바깥쪽으로 구부려 평탄하게 형성되고, 그 자유단부에 수정디스크공진기(3)를 결합하기 위한 결합부(9a, 9b)를 갖는 탭(8a, 8b)으로 구성되는 수정디스크공진기(3)를 위한 홀더에 있어서, 상기 탭(8a, 8b)들은 최소 1개 이상의 굴곡부에 노치(11a, 11b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 수정디스크 공진기(3) 홀더.
2. 제1항에 있어서, 상기 탭(8a, 8b)들에는 각각 절개부(12a, 12b)가 형성됨으로써, 2개의 웨브(10a, 10b)를 형성하는 것을 특징으로 하는 홀더.
3. 제2항에 있어서, 상기 절개부(12a, 12b)는 탭(8a, 8b)의 전체 길이에 걸쳐 결합부(9a, 9b) 까지 연장되는 것을 특징으로 하는 홀더.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 절개부(12a, 12b)는 스탬핑 절개부분에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 홀더.
5. 제1항에 있어서, 상기 전류리드선 관통핀(6a, 6b)을 평탄하게 핀칭하여 형성되는 탭(8a, 8b)들을 갖는 홀더에서, 상기 전류리드선 관통핀(6a, 6b)의 두께는 0.8mm 내지 0.18mm의 범위내에, 바람직하게는 0.1mm 내지 0.12mm의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 홀더.
6. 2개의 전류리드선 관통핀을 기판의 적절한 구멍 속으로 융합시킨 다음 그 핀들을 홀딩부분에서 가능한 한 융합된 부위에 가까운 곳에서부터 각각 핀칭하여 평탄한 탭으로 형성시키는 단계와,

   상기 탭들을 바깥쪽으로 구부려서 최소 1개 이상의 굴곡부에 노치를 형성하는 수정디스크 공진기의 결합부를 갖는 탄력성 홀더를 형성시키는 단계를 포함하는 수정디스크 공진기 홀더 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 추가적으로 최소 1개 이상의 굴곡부분에 절개부를 타출(打出) 형성하는 것을 특징으로 하는 제조방법.