具体实施方式
以下,根据实施例详细说明本发明的最佳实施例。
[实施例1]
[采用音叉型水晶压电振动片的压电振子]
图1是本发明实施例1的采用音叉型水晶压电振动片的压电振子1的截面图。这里,压电振动片不仅包含弯曲振动,也包含具有扭转振动或弯曲振动和扭转振动的合成振动等的振动模式的压电振动片。
该压电振子1以气密端子10、音叉型水晶压电振动片即压电振动片20和外壳30作为主要部件而构成。
该气密端子10由以下部件构成:圆筒状的管座11;在该管座11内贯穿地配置的1根引线12;填充到管座11内以将引线12在管座11内固定的填充材料13;与管座11电气·机械连接的导电引线16。
1根引线12由引线框形成。从管座11延伸的导电引线16可以是与管座11一体形成,或是与圆筒状的管座11连接(之后安装)。
该气密端子10的制造方法中,首先,在引线框形成许多的引线12,详细情况将后述。在该许多的各引线12上将填充材料假烧结,形成填充材料13,且将管座11嵌入许多的各填充材料13(该场合,例如管座11与导电引线16一体形成)。
然后,烧结在引线12上具备填充材料13及管座11的状态下的整个引线框。从而,获得将引线12和填充材料13和管座11一体化的气密端子10。
然后,对气密端子10(具体地说是引线12或管座11或导电引线16的表面)镀覆金属膜(电镀)。然后,切断引线12的基端,获得各个气密端子10。
另外,引线16未与管座11一体形成的情况下,可在整个引线框烧结后且金属膜(电镀)形成前,将引线16与管座11连接,或者,切断引线12的基端形成各个气密端子10后,通过引线接合法进行各个气密端子10和压电振动片20的连接时形成引线16。
管座11由例如42合金(Fe-Ni)形成,其表面进行厚约10μm到15μm的电镀。电镀例如以Cu电镀为基础,其上以Sn-Pb电镀作为精电镀。
由引线框形成的1根引线12在贯穿管座11内的状态,即贯穿管座11内填充的填充材料13的状态下,在管座11内由该填充材料13支撑。
换言之,引线12穿过内部填充了填充材料13的管座11,从管座11的一个端面(图1中上侧的端面)突出,并从管座11的另一个端面(图1中下侧的端面)突出。
一般,从管座11的一个端面(图1中上侧的端面)突出的部分(如后述,与压电振动片20连接且被外壳30收纳的部分)称为“内引线12a”,从管座11的另一个端面(图1中下侧的端面)突出的部分(外壳30未收纳的部分)称为“外引线12b”。
另外,引线12中还形成沿与引线12的纵向正交方向延伸的填充材料定位部12c。由于存在该填充材料定位部12c,可在规定位置正确形成填充材料13。
导电引线16与管座11一体形成,或与圆筒状的管座11连接(之后安装)。即,该导电引线16在圆筒状的管座16形成(深拉形成和板金冲压形成)时一体地形成,或者将细导电材料(线材)通过引线接合技术连接,或者将细导电材料通过点焊与管座11电气·机械连接。
而且,导电引线16从管座11的一个端面侧突出。即,与内引线12a突出的方向同向地突出。该导电引线16相对于管座11的中心轴方向倾斜,越靠近前端越接近内引线12a。
图2(a)、(b)、(c)表示气密端子10的引线12、填充材料13和与导电引线16连接的管座11的分解图。
图2(a)的例子表示细导电材料(线材)通过引线接合技术与管座11连接形成导电引线16。该导电引线16是在气密端子10形成后(从引线框切断后),通过连接(引线接合)气密端子10的管座11和压电振动片20的装配焊盘21b而形成。从而,作为气密端子10单体,未与导电引线16连接,因此用想像线表示导电引线16。另外,在管座11与细导电材料(线材)形成的导电引线16的连接部分,若预先进行部分Ag(银)电镀或部分Au(金)电镀等,则可以进行平滑连接。
图2(b)的例子表示圆筒状的管座11形成(深拉形成和板金冲压形成)时,将导电引线16与圆筒状的管座11一体形成。
图2(c)的例子表示将细导电材料通过点焊与管座11连接,作为导电引线16。
返回图1继续进行说明,在引线12(包含内引线12a和外引线12b)及导电引线16的表面,进行厚约10μm到15μm的电镀。电镀例如以Cu电镀为基础,其上以Sn-Pb电镀作为精电镀。
填充材料13例如由硼硅玻璃形成,其热膨胀率与管座11和引线12近似相等。该填充材料13在管座11的内部空间填充,以支撑引线12。
压电振动片20将水晶以音叉形形成,其表面具备激励电极和装配焊盘21a、21b。本例中,一个装配焊盘21a形成宽,另一个装配焊盘21b形成窄。
一个装配焊盘21a与内引线12a电气·机械地连接,另一个装配焊盘21b与导电引线16电气·机械地连接。该连接如下进行:在大气中使内引线12a及导电引线16的表面的镀层局部地熔融,通过该熔融的镀层进行装配焊盘21a与内引线12a的连接以及装配焊盘21b与导电引线16的连接。
此时,由于比导电引线16宽的内引线12a与宽装配焊盘21a连接,因此,气密端子10和压电振动片20的机械的固定支撑主要由该内引线12a和装配焊盘21a担当。
外壳30是一个端面(图1中下端面)开口,另一个端面(图1中上端面)闭塞的有底圆筒形状,例如,在洋白(黄铜Ni合金)的表面进行Ni电镀。
该外壳30为了将内引线12a、导电引线16及压电振动片20覆盖并收纳到内部空间,在真空中将外壳30的开口端面侧通过过盈配合紧密压入管座11的外周面。此时,管座11上的软质金属即镀层被冷压接,实现气密接合。
本实施例的压电振子1中,形成仅仅1根引线12贯穿管座11的构成。因而,压电振子1的直径D即使小,也可扩大引线12的宽度W。
假使形成在管座11中贯穿2根引线的构成,则每根引线的宽度变窄,而本实施例中仅仅贯穿1根引线12,因此可扩大引线12的宽度。
这样,由于引线12的宽度扩大,可提高引线12的刚性。另外,由于引线12的刚性提高,因此安装工序中,不会发生引线12弯曲的缺陷。
另外,引线框中形成的引线12在具备填充材料13、管座11及导电引线16的状态下镀覆金属膜(电镀),因此伴随电镀的不良几乎不发生。即,电镀操作中,引线12之间不会相互缠绕。
另外,由于保持邻接引线12的间隔的同时,对一个压电振子,具备1根引线,因此,相对于对一个压电振子具备2根引线的情况,可扩大引线框中形成的邻接的引线12的间隔,引线12间难以发生与电镀有关的不良。
而且,由于在引线框中形成的引线12具备填充材料13、管座11及导电引线16的状态下镀覆金属膜(电镀),即,通过对一个引线框形成的许多引线依次同时进行制作所必要的各工序可从一个引线框一次形成许多的气密端子10,因此,可高效地制造许多的气密端子10。
在压电振子1的直径D变得更小的场合,使引线12中的外引线12b的宽度保持宽,而使内引线12a的宽度变窄。这样,可实现压电振子1的进一步小型化,并在维持外引线12b的宽度宽的状态下确保刚性。
[实施例2]
[采用AT型水晶压电振动片的压电振子]
图3是本发明实施例2的采用AT型水晶压电振动片的压电振子1A的截面图。另外,压电振动片即使是与AT型相同的厚度方向滑动的振动模式的BT型,也同样可以适用。
该压电振子1A中,采用AT型水晶压电振动片即压电振动片20A。其他部分的构成与图1所示实施例1相同。另外,制造顺序也相同。
这样,压电振动片20A以外的部件与图1所示在尺寸·形状上部分不同,但是功能相同。另外,制造顺序也相同。因而,实现同一功能的部件附上同一符号,其详细说明省略。
该压电振子1A也可实现与图1所示压电振子1同样的效果。
[实施例3]
[实施例1的变形例1]
接着,参照抽出其要部进行表示的图4(a)及图4(a)的IV-IV截面即图4(b),说明实施例1所示压电振子1的变形例1。
如图4(a)、(b)所示,该变形例1中,在压电振子20的表面侧(图4中纸面的表侧)形成装配焊盘21b,在背面侧(图4中纸面的背侧)形成装配焊盘21a(图4中不能看见的状态)。然后,内引线12a与背面侧的装配焊盘21a连接,导电引线16与表面侧的装配焊盘21b连接。
压电振动片20非常小时,若在一个面形成2个装配焊盘,则各装配焊盘的形成面积极小。但是,如该变形例1,通过在压电振动片20的表背面分别形成各装配焊盘,即使是极小型的压电振动片20,也可以形成具有充分宽度的装配焊盘21a、21b。其结果,可以可靠地进行内引线12a和装配焊盘21a的连接及导电引线16和装配焊盘21b的连接。
而且,在内引线12a的宽度方向的两边,形成沿内引线12a的纵向延伸的定位用的台阶12a-1、12a-2。然后,形成将压电振动片20的基部收纳于内引线12a上形成的2根台阶12a-1、12a-2之间的结构。即压电振动片20的宽度方向的两边通过台阶12a-1、12a-2定位,在该定位的状态下,进行压电振动片20和内引线12a的连接。
此时,台阶12a-1、12a-2之间形成的宽度W12比压电振子20的宽度W20稍宽(例如20μm左右)。
这样,由于形成了沿内引线12a的纵向延伸的台阶12a-1、12a-2,即使压电振动片20极小,也可通过自动组装机械将压电振动片20定位到台阶12a-1、12a-2之间的规定位置,安装到内引线12a。
[实施例4]
[实施例1的变形例2]
接着,参照抽出其要部进行表示的图5(a)及图5(a)的V-V截面即图5(b),说明实施例1所示压电振子1的其他变形例即变形例2。图5(c)表示作为比较例的一般配置结构。
如图5(a)、(b)所示,该实施例2是将引线12相对于环状的管座11的中心线S11偏心(偏移)配置的示例。
以前,压电振动片20在内引线12a上装配时,若内引线12a产生弯曲(倾斜),则接合的压电振动片20的振动臂前端可能与金属制的外壳30的内面接触而形成电气短路状态,发生振荡不良的情况。
如图5(b)所示,为了使压电振动片20的厚度方向的中心线S20与管座11的中心线S11近似一致,若将管座11内的引线12(内引线12a)的配置位置预先偏心,可使振动臂的前端和金属性的外壳30的内面的间隔在振动臂的表背面近似相等。从而,即使在内引线12a发生同样的弯曲,也可降低装配的压电振动片20的振动臂前端与金属制外壳10的内面接触的可能性。
图5(c)表示内引线12a和压电振动片20的一般装配状况。内引线12a的板厚方向的中心线S12与环状管座11的中心线S11近似一致。压电振动片20位于图面上比管座11的中心线S11更上方的位置。
图5(b)是使内引线12a偏心的例。偏移量用doff表示。doff的值通过考虑连接的压电振动片20的厚度确定。例如,压电振动片20的厚度为70μm,内引线12a的板厚为100μm的场合,doff=(70/2)+(100/2)=85μm。通过设定这样的偏移量,压电振动片20的厚度方向的中心线S20可以与环状的管座11的中心线S11近似一致。装配的压电振动片20的振动臂前端与金属制外壳30的内面接触的可能性低,可实现降低振荡不良的效果。
[实施例5]
[气密端子的制造方法]
本发明实施例5说明气密端子的制造方法。
成为引线及管座的导电性材料使用低碳素钢(Fe)、铁镍合金(Fe-Ni)、铁镍钴合金(Fe-Ni-Co)等。另外,填充材料采用钠钙玻璃和钠钡玻璃或硼硅玻璃等。
图6是本发明的气密端子的制造工序的一例的概略流程图。
如图6所示,气密端子用如下的概略顺序制造(另外,详细的制造工序将后述)。
(1)首先在板状或带状的导电性材料(引线框LF)上配置基部和引线形成部,将引线的一端保持与基部连接,在引线形成部形成多个引线的外形(引线外形形成工序:步骤10)。
(2)保持引线的一端与基部连接,将填充材料填充到外形形成的多个引线的规定位置,将填充材料成形后烧结(填充材料成形烧结工序:步骤20)。
(3)保持引线的一端与基部连接,在烧结的填充材料的周围安装管座(管座安装工序:步骤30)。
(4)保持引线的一端与基部连接,经由填充材料,烧结并密合固定引线和管座(烧结工序:步骤40)。
(5)将管座与导电引线连接的工序(导电引线连接工序:步骤45)。即,如图2(c)所示,将管座通过点焊与导电引线连接的工序。如图2(a)所示,通过引线接合形成导电引线的场合,在引线接合切断工序后完成的气密端子和压电振动片时形成导电引线。另外,如图2(b)所示,管座和导电引线一体形成时,该步骤45的连接工序不需要。
(6)保持引线的一端与基部连接,在引线的表面形成金属膜(金属膜形成工序:步骤50)。
(7)最后,切断与引线的基部连接的一端(切断工序:步骤60)。
以下,根据图7至图15详细说明上述各制造工序。图7是将图6所示的气密端子的概略制造工序进一步细分化后详细表示的流程图。图8至图15是说明这些工序的说明图。
[引线外形形成工序(步骤10)]
引线外形形成工序(步骤10)中,首先,用上述的材料准备具有适当厚度的引线框LF(步骤11)。该引线框以长条状或带状或板状的形态流动。
图8(a)是标准型(长条状)的引线框LF,图9是带状的引线框LF,图10是纵向形成了多个标准型的引线框的板状引线框LF,为提高生产性而设计。
接着,在引线框LF的规定位置,分别配置用于形成多个引线的引线形成部α(图8~图10中,α的范围是横向延伸的长方形部分)和与引线形成部α邻接的基部β(图8~图10中,β的范围是横向延伸的长方形部分)。
图8(b)、(c)抽出图8(a)所示标准型的引线框LF的要部进行表示。
今后的说明,以采用该标准型的引线框LF的场合为例继续进行说明,但是图9和图10所示带状和板状的引线框LF的操作顺序也相同。
对引线框LF的引线形成部α进行冲压加工、激光加工或刻蚀等的化学加工,在将引线12的一端与基部β连接的状态下,形成引线12的外形(步骤12)。
通过该加工,在引线框LF的引线形成部α,形成将保持与基部β连接的多个引线12以一定间隔排列的形态。
而且,在外引线12b设置用于定位后工序中填充成形的填充材料的填充材料定位部12c。该填充材料定位部12c可用冲压加工、激光加工或刻蚀等的化学加工以外的方法形成。例如,在外引线12b的外侧,与外引线12b独立地设置细的部件,在其前端设置填充材料定位部12c。另外,外引线12b比内引线12a宽,从而可具备强度,防止在气密端子的制造工序中弯曲。
上述实施例中,形成引线12,使外引线12b的一端为与引线框LF的基部β连接的状态,但是也可以形成引线12,使内引线12a的一端为与基部β连接的状态。但是,由于内引线12a的大小有限制,因此重要的是注意与基部β的连接部的强度。
[填充材料成形烧结工序(步骤20)]
填充材料成形烧结工序(步骤20)中,首先,将进行了上述加工的引线框LF进行氧化处理,提高与后工序形成的填充材料的密合性(步骤21)。
接着,进行填充材料的填充和成形。
首先,准备填充材料的原料(例如,硼硅玻璃粉末)(步骤70)。
接着,准备模具,将填充材料的原料填充到多个引线12的规定位置。然后,加压使填充材料13成形(步骤22)。
接着,在750度左右的温度氛围进行假烧结,使填充材料13烧结(步骤23)。该阶段中,填充材料仍然与引线12之间保持间隙。
图11(a)、(b)表示烧结后的状态。填充材料13如前述,通过填充材料定位部12c配置在引线12上的规定位置。
[管座安装工序(步骤30)]
下一工序是管座安装工序。将用与上述的引线框LF的加工工序不同的工序制造的管座11从内引线12a的开放端侧***,安装到烧结的填充材料13的外侧(步骤30)。
这里,说明管座制造用的其他工序(步骤80)。
首先准备管座用的板材(步骤81)。材质与前述同样,使用低碳素钢、铁镍合金、铁镍钴合金等。
对这些板材多个同时进行冲压(步骤82)。接着,实施酸洗净和还原处理等的前处理(步骤83)。接着,为了提高与填充材料13的密合性,进行氧化处理(步骤84)。
将这样的工序制造的管座11安装到填充材料13的外侧。图12(a)、(b)表示了管座11安装的状态。
[烧结工序(步骤40)]
下一工序是填充材料的烧结工序(步骤40)。烧结按照填充材料13熔化的规定温度模式实施,并冷却到室温。从而,填充材料13和引线12之间及填充材料13和管座11之间完全密封,形成耐气密的构造。
图13是说明烧结工序的模式图。采用加热部件101,在温度设定在1000度左右的具有长距离的电气炉100中,通过传输部件102将安装有管座11的引线框LF以规定的微速度沿箭头103的方向移动,进行烧结。
[导电引线连接工序(步骤45)]
接着是导电引线连接工序(步骤45)。该工序中,如图2(c)所示,将管座11通过点焊与导电引线16连接。
如图2(a)所示,通过引线接合形成导电引线16的场合,在引线接合切断工序后完成的气密端子和压电振动片时,形成导电引线16。
另外,如图2(b)所示,管座11和导电引线16一体形成时,该步骤45的连接工序不需要。
[金属膜形成工序(步骤50)]
接着是金属膜形成工序(步骤50)。金属膜形成工序是在引线12的表面、管座11的外周面及导电引线16的表面形成金属被膜的工序。
金属膜形成工序在这里说明了在引线12的表面、管座11的外周及导电引线16的表面用湿式电镀法镀覆同一材料的被膜的情况。
在电镀工序之前,实施前处理。即,将填充材料13表面洗净后,用碱溶液进行全体的脱脂,接着用盐酸及硫酸的溶液进行酸洗净。
接着,成为基础镀层的Cu电镀或Ni电镀以约2μm到5μm的厚度镀覆(步骤51)。
接着,作为精电镀,可选择任一电镀材料和方法,例如在锡(Sn)和银(Ag)等的单一材料以及锡铅合金(Sn-Pb)、锡铋合金(Sn-Bi)、锡锑合金(Sn-Sb)、锡铜合金(Sn-Cu)、锡铜合金电镀后进一步进行Ag电镀等,以约8μm到15μm的膜厚镀覆(步骤52)。
这些电镀材料的被膜在引线12的表面、管座11的外周面及导电引线16的表面形成。从而,可通过内引线12a和压电振于20的镀层进行连接,以及,通过导电引线16和压电振子20的镀层进行连接,另外,通过管座11的外周面的金属膜(镀层)的柔韧的弹性变形特性,管座11和外壳30的冷压接成为可能,可进行气密接合。
以图8的长条状和图10的板状的引线框LF的形态流动的场合,将引线框LF以一定间隔悬吊的篮框送入电镀槽并通电,在电镀槽中移动并进行电镀。
另一方面,以图9的带状的引线框LF的形态流动的场合,以规定速度在电镀槽中移动带状的引线框LF而形成电镀膜。带形式的场合,可贯穿前处理和整个电镀工序,都以带的状态流动,自动化变得容易。
本发明中,如图8~图10所示,外引线12b在引线框LF的基部β以一定间隔连接,构成为相邻的气密端子之间无接触。从而,不会发生引线纠缠的不良。
接着,为了实现电镀膜的稳定化,在真空氛围的炉中退火(步骤53)。退火的条件的一例是,电镀材料为锡铜合金(Sn-Cu)的场合,加热温度为170度,加热时间为约1小时。
图14(a)、(b)是金属膜形成工序的说明图。在内引线12a的表面、管座11的外周面、外引线12b及导电引线16的表面形成规定的金属膜(电镀膜)。图14(a)、(b)中,电镀膜的部分用斜线表示。
这里说明了采用湿式电镀的金属膜形成。本发明中,虽然可解决伴随小型化发生的气密端子的电镀成品率的降低,但是金属膜的形成方法不限于湿式电镀。也可选择其他金属膜的形成方法,例如,蒸镀法等的物理膜形成法和化学气相法。另外,而且,也可在管座的外周面和引线、导电引线的表面形成不同的金属膜。
切断工序(步骤60)
以下工序是切断工序。本工序是切断气密端子的外引线12b和引线框LF的基部β的连接部分,分离成单个气密端子的工序。
图15是切断工序的说明图,沿A-A表示的想像线进行切断·分离,成为各个气密端子10(参照图1及图3)。另外,虽然未图示,为了便于切断,也可预先在上述切断处设置槽和沟等。
[实施例6]
[压电振子的制造工序]
接着,参照图16和图17所示制造流程图,说明本发明实施例6的小型压电振子的制造工序。
首先,根据图16说明压电振动片的制造工序,接着根据图17说明采用本发明的气密端子的组装工序。这里,以音叉型水晶振子为例进行说明,但是通过适当变更工序,在水晶的其他振动模式即AT振子和BT振子的场合也可适用。另外,也适用于采用LiNbO3和LiTaO3等其他压电材料的振子的场合。
压电振动片的制造工序中,首先,采用X射线衍射法设定工作台,使水晶的兰伯特原石成为规定的切断角度(步骤100)。
接着,例如用线状锯等的切断装置切割水晶原石,以约200μm的厚度切断。切断常用通常的游离磨粒,另外,切断用的线采用线径例如160μm左右的高碳素钢线(步骤110)。
接着,将晶片研磨到一定的厚度。研磨通常用粒径粗的游离磨粒进行粗研磨,接着用粒径细的游离磨粒进行精研磨。然后,将表面刻蚀,除去加工变质层后,进行抛光加工,加工成具有规定的厚度和规定的平面度的镜面(步骤120)。晶片的厚度在压电振动片小型化的同时变薄,如前述在压电振动片的全长为约1600μm的场合,成为约50μm。
接着,用纯水或超纯水洗净晶片(步骤130),干燥后,通过溅射等的成膜方式,以规定的膜厚淀积掩模用的金属薄膜(常用铬和金的积层膜)(步骤140)。该薄膜在晶片的两面淀积。
接着,用光刻技术形成音叉型水晶振子的外形(步骤150)。具体地说,涂敷光刻胶后,用外形用掩模使两面曝光进行显影,获得外形的光刻胶图案。然后,用刻蚀液除去不需要的金属图案,获得金属的掩模图案。光刻胶除去后,用氟酸系的水溶液刻蚀水晶,在晶片上形成多个外形。通常,伴随振子的小型化,振动臂的宽度和振动臂的厚度的比成为小的数值。特别地,该比若成为小于1.0,则对于音叉型水晶振子的振动臂的电解效率降低,振子的共振电阻值增加,例如成为超过100kΩ的值,这是作为振子不希望的。作为对策,为了提高电解效率并降低共振电阻值的目的,在振动臂上形成沟。
这样,在外形和沟形成后,将用作掩模的金属膜一次全部剥离(步骤160)。
剥离后,再次在晶片的两面通过溅射等以规定的膜厚淀积成为电极膜的金属薄膜(步骤170)。
形成有前述沟的场合,在沟的内面也成膜。膜淀积后,与前述的外形形成工序同样采用光刻技术,形成电极膜的图案(步骤180)。
接着,在形成电极膜图案的晶片的振动臂的前端区域,加重用的膜以数微米的厚度形成(步骤190)。作为加重用的材料,常用铬和银或金的积层膜。
以下是频率调节工序(粗调)。在大气中,对加重部照射激光等,在计测振荡频率的同时,使前工序淀积的加重膜的一部分蒸发,调节加重的重量。从而使音叉型水晶振子的振荡频率符合规定的范围(步骤200)。
频率调节后,实施晶片的超声波洗净,除去因频率调节等产生的膜的残留和附着异物(步骤210)。通过上述的工序,完成有多个压电振动片的晶片。
接着,按照图17所示的组装工序的制造流程图进行说明。前述的方法制造的气密端子10用规定的温度焙烧,使保管中表面吸附的水分等脱离(步骤300)。
另一方面,外壳30也在真空中进行焙烧处理,使表面吸附的水分脱离(步骤400)。接着,用治具类将多个气密端子排列在托盘上(步骤310)。
以下是装配工序(步骤320)。将按照图16的制造流程图制造的压电振动片20和气密端子10的内引线12a以及导电引线16接合。
装配工序中,首先,将内引线12a及导电引线16和压电振动片20的装配焊盘21a、21b的位置对齐。
接着,从外部加热内引线12a及导电引线16的金属膜使其熔融,与装配焊盘21a、21b接合。使金属膜熔融的方式可以是利用加热的氮气、激光照射甚至光源加热和电弧放电热等的各种方式。
另外,也可以不使内引线12a及导电引线16的金属膜熔融,而用导电性粘接剂、焊接块、焊接球等的方式进行装配。
装配工序后,在真空装置中以规定的温度加热进行烧结,除去装配工序产生的压电振动片的翘曲(步骤330)。采用导电性粘接剂的场合,粘接剂的固化工序后,保持高温,放出粘接剂的气体分量。
以下是频率调节工序(微调)。每个托盘在真空装置内传输,例如探测管座11和外引线12b,在计测振荡频率的同时,对压电振动片20的臂照射激光,使调节用的金属膜蒸发来调节频率(步骤340)。频率调节也可以是用惰性气体的离子照射频率调节用的金属薄膜,使薄膜的表面溅射进行调节的方式。
然后,在模具中排列多个具有频率调节完成的振子的托盘,且将密封用的外壳30对向排列(步骤410)。这里,排列并保持外壳30的治具材料选择金属等具有低放出气体特性的材料。为了使到密封前为止的工序吸附的水分和气体分量脱离,在密封装置内进行充分的真空加热。加热后,压入外壳30,可实现真空气密密封(步骤350)。
然后,为了振荡频率的稳定化,以规定的温度进行屏蔽(步骤360)。
屏蔽后,电气特性检查装置中,测定振荡频率、共振电阻值及其他电气特性(步骤370)。电气特性检查中,探测振子的管座11或外壳30和外引线12b。测定结束后,从托盘取出压电振子1(步骤380)。通过以上的工序,完成压电振子1(参照图1)。
[实施例7]
[对音叉形水晶振荡器的适用例]
接着,说明本发明的实施例7。图18是本发明的音叉型水晶振荡器的构成的概略模式图,表示了利用上述压电振子1的表面安装型压电振荡器的平面图。
图18中,音叉型水晶振子91是利用压电振子(参照图1)的表面安装型振子。该音叉型水晶振子91设定在基板92的规定的位置,振荡器用的集成电路93与音叉型水晶振子91邻接设置。另外还安装有电容等的电子部件94。这些部件通过未图示的配线图案电气连接。音叉型水晶振子91的压电振动片的机械的振动通过水晶具有的压电特性变换成电气信号,输入集成电路93。在集成电路93内,起进行信号处理并输出频率信号的振荡器的作用。这些构成部件用未图示树脂模塑形成。作为集成电路93,通过适当选择RTC(实时时钟)模块等,除了钟表用单功能振荡器外,还具有控制该设备和外部设备的动作日和时刻,向使用者提供时刻和日历信息的功能。
通过采用本发明的制造方法制造的压电振子,可小型化构成振荡器的部件中具有最大容积的振子。从而,可进一步小型化该振荡器的外形尺寸。另外,由于与压电振动片连接的引线的刚性增强,内置本振荡器的设备即使受到跌落等的机械冲击,也可抑制压电振动片倾斜并与外壳接触而短路等的故障,可提高制品可靠性。从而,可实现小型化且长期维持发信功能。
[实施例8]
[对便携信息设备的适用例]
接着,说明本发明实施例8。这里,以本发明的制造方法制造的压电振子1与计时部连接的电子设备为例进行说明。作为电子设备的例子,详细说明以便携电话为代表的便携信息设备中的优选实施例。
首先作为前提,本实施例的便携信息设备发展·改良了传统技术中的手表。外观与手表类似,与文字键盘相当的部分配置在液晶显示器,可在该画面上显示现在时刻等。作为通信设备使用时,从手腕取下,通过手持部内侧内置的扬声器及麦克风,可进行与传统技术的便携电话同样的通信。但是,与传统的便携电话比较,显著小型化·轻量化。
接着,参照图面说明本发明实施例的便携信息设备的功能构成。
图19是本实施例的便携信息设备的构成的功能方框图。
图19中,101是对后述的各功能部供给电力的电源部,具体由锂离子二次电池实现。电源部101与后述的控制部102、计时部103、通信部104、电压检出部105及显示部107并联,从电源部101对各功能部供给电力。
控制部102控制后述的各功能部,执行声音数据的发送和接收、现在时刻的计测和显示等整个***的动作控制。控制部102具体由预先写入ROM的程序、读出该程序并执行的CPU以及用作该CPU的工作区的RAM等实现。
计时部103由内置振荡电路、寄存器电路、计数电路、接口电路等的集成电路及用图1所示的压电振子1构成的音叉型水晶振子构成。音叉形水晶振子的机械振动通过水晶的压电特性变换成电气信号,输入由晶体管和电容形成的振荡电路。振荡电路的输出2值化,由寄存器电路和计数电路进行计数。经由接口电路与控制部进行信号的收发,在显示部107显示现在时刻和现在日期或日历信息。
通信部104具有与传统技术的便携电话同样的功能,由无线部104a、声音处理部104b、放大部104c、声音输入输出部104d、来电音发生部104e、切换部104f、呼叫控制存储器部104g及电话号码输入部104h构成。
无线部104a,经由天线与基站进行声音数据等的各种数据的收发。声音处理部104b将无线部104a或后述的放大部104c输入的声音信号进行编码/解码。放大部104c将声音处理部104b或后述的声音输入输出部104d输入的信号放大到规定的电平。声音输入输出部104d具体为扬声器及麦克风,将来电音和受话声音扩音并将通话声音集中。
另外,来电音发生部104e响应来自基站的呼叫生成来电音。切换部104f只有在来电时,通过将与声音处理部104b连接的放大部104c连接到来电音发生部104e,将生成的来电音经由放大部104c向声音输入输出部104d输出。
呼叫控制存储器104g存储通信的呼叫收发控制相关的程序。另外,电话号码输入部104h具体由从0到9的号码键及其他若干键组成,输入通话方的电话号码等。
电压检出部105在由电源部101对以控制部102为首的各功能部施加的电压低于规定值时检出该电压降并通知控制部102。该规定的电压值是作为通信部104稳定动作所必要的最低限的电压而预先设定的值,例如3V左右的电压。从电压检出部105收到电压降的通知的控制部102禁止无线部104a、声音处理部104b、切换部104f、来电音发生部104e的动作。特别地,消耗功率大的无线部104a的动作必须停止。同时,在显示部107显示通信部104因电池余量不足而不能使用的信息。
通过电压检出部105和控制部102的动作禁止通信部104的动作,且可将该情况在显示部107显示。
作为本实施例,通过设置可选择性地切断通信部的功能相关部分的电源的电源切断部106,可以更完全的形态停止通信部的功能。
另外,通信部104成为不能使用的情况的显示可用文字信息表示,也可采用更直观地在显示部107上的电话图标上附加×等的方法。
通过在便携信息设备中采用本发明的制造方法制造的小型压电振子,可进一步实现便携电子设备的小型化。另外,由于与压电振动片连接的引线的刚性增强,便携信息设备即使受到跌落等的机械冲击,也可抑制压电振动片倾斜并与外壳接触而短路等的故障,可提高制品可靠性。从而,可实现小型化且长期牢靠地使用便携电子设备。
[实施例9]
[对电波钟表的适用例]
图20是本发明第9实施例的作为电子设备的电波钟表的电路模块的概略图。是将上述的压电振子1构成的音叉型水晶振子与电波钟表的滤波器部连接的示例。
电波钟表是具备接收包含时刻信息的标准电波并自动修正为正确时刻后显示的功能的钟表。在日本国内的福岛县(40KHz)和佐贺县(60KHz)有发送标准的电波的发送所(发送台),分别发送标准电波。40KHz或60KHz这样的长波兼备在地表传播的性质和在电离层和地表之间反射并传播的性质,因此传播范围广,用上述的2个发送所完全覆盖日本国内。
图20中,天线201接收上述40KHz或60KHz的长波标准电波。长波标准电波将称为时间代码的时刻信息在上述40KHz或60KHz的载波上进行AM调制。
接收的长波标准电波由放大器202放大,接着,由包含具备与传输频率相同共振频率的水晶振子203、204的滤波器部205进行滤波,使其同步。滤波的规定频率的信号通过检波、整流电路206进行检波解调。接着,经由波形整形电路207取出时间代码,用CPU208计数。CPU208中,读取现在的年、累计日、星期、时刻等的信息。读取的信息反映到RTC209,显示正确时刻信息。
载波是40KHz或60KHz,因此,构成滤波器部的水晶振子203、204最好采用前述的音叉型构造的振子。以60KHz为例,作为音叉型振动片的尺寸例,可构成全长为约2.8mm,基部的宽度尺寸为约0.5mm的尺寸。
由于采用了将本发明的制造方法制造的压电振子与电子设备,其中尤其是电波钟表的滤波器部连接的构成,因此可进一步小型化该电波钟表。电波钟表用的振子为了在今后与多个频率对应,有必要考虑在一个电波钟表中设置2到3个。从而,振子的小型化非常有用。