JP3802225B2 - Crystal oscillator - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、抵抗溶接による金属容器を用いた水晶振動子を利用分野とし、特に抵抗溶接時に発生する金属屑の容器内への飛散（侵入）を防止した金属容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）水晶振動子は、周波数安定度に優れることから、周波数及び時間の基準源として種々の通信機器及びデジタル制御機器（コンピュータ等）に利用される。近年では、通信及び情報の高精度等から、一段と信頼性の高い水晶振動子が求められている。このようなものを阻害するものとして、抵抗溶接によって金属容器内に水晶片を封入する際、抵抗溶接時の金属屑が金属容器内に侵入して水晶片に付着し、振動特性を劣化させる問題があった。
【０００３】
（従来技術の一例）第４図はこの種の一従来例を説明する水晶振動子の図である。
水晶振動子は金属容器１内に水晶片２を封入してなる。金属容器１はフランジ３、４を有する金属ベース５と金属カバー６とからなる。金属ベース５のフランジ３には環状突起７を有する。そして、金属カバー６のフランジ４と抵抗溶接により、すなわち矢印で示すように両者を押圧して通電することにより、環状突起７が溶融して接合される。水晶片２は両主面に励振電極８、９を有し、引出電極１０、１１が両端外周部に延出する。そして、金属ベース５を貫通した一対のリード端子１２（ａｂ）に設けられた板サポータ１３（ａｂ）の図示しないスリットに、水晶片２の両端外周部が挿入されて保持される。
【０００４】
【発明が解決しようとする解決課題】
（従来技術の問題点）上記構成の水晶振動子では、金属ベース５と金属カバー６との抵抗溶接によって水晶片２が封止されるので、密封を確実にして経済性に優れる特長を有する。しかしながら、抵抗溶接時には、押圧及び通電により環状突起７が溶融する際、火花が発生して金属屑となり、これが周囲に飛散する。そして、金属屑が金属ベース５と金属カバー６との間隙から金属容器１内に侵入し、水晶片２に直接的に付着する。この場合、金属屑は負荷質量として水晶片２に作用し、水晶振動子のクリスタルインピーダンス特性等の振動特性を劣化させる。特に、水晶片２が小型化すると、金属屑は相対的に大きくなってこの傾向は強まり、発振停止をも引き起こす。また、抵抗溶接時に水晶片に強固に付着した場合は、電気的特性の測定によりその場で不良品として除去できるが、水晶板に軽度に付着した場合は、例えば出荷後に付着状態が変化して特性不良となることがあり、特に問題は大きい。
（従来技術への対抗）なお、これを防止するため、環状突起７の内側となる例えば金属カバー６の開口端に突起１４を設けて金属屑の侵入を防止するものもある（特開平２−２５７６５６号公報等、第５図参照）。しかし、このようなものでは、金型も複雑になって特注品としてコストも嵩み、経済的ではなかった。
【０００５】
（発明の目的）本発明は、抵抗溶接時に生ずる金属屑の侵入を防止して、振動特性を良好に維持し、信頼性の高い水晶振動子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】
（発明の着目点）本発明は、金属ベース５の環状突起７と金属カバー６のフランジ４とが接触して溶融するとほぼ同時に、金属容器１内への通路を遮断すればよい点に着目した。
【０００７】
（解決手段）本発明は、金属ベースの外周を傾斜面として、金属カバーにおける開口面側の内周先端部を金属ベースの外周面に密着させたことを基本的な解決手段とする。
【０００８】
【実施形態】
第１図は本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の図である。なお、前従来例図と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略する。
【０００９】
水晶振動子は、環状突起７の形成されたフランジ３及び板サポータ１３（ａｂ）を形成された一対のリード端子１２（ａｂ）を有する金属ベース５と、抵抗溶接により接合されるフランジ４を有して金属容器１を形成する金属カバー６と、金属ベース５の板サポータに両端外周部が保持されて金属容器１内に封入される水晶片２とからなる。
【００１０】
そして、この実施形態では、金属ベース５は外周を傾斜面とし、断面形状を台形状とする。そして、金属ベース５（台形）における底辺の長さＬを、金属カバー６の開口端長より大きくし、環状突起７と金属カバー６のフランジ４を当接させ、金属ベース５の外周と金属カバー６の開口面側における内周先端部とは離間する状態とする。
【００１１】
このようなものでは、抵抗溶接時に金属カバー６のフランジ４が環状突起７に当接して通電開始状態になると、ほぼ同時に、金属カバー６の内周先端部が、金属ベース５の外周面即ち傾斜面に当接する。そして、環状突起７は押圧により押し潰されて通電時のジュール熱により溶融するとともに、金属屑を発生する。
【００１２】
そして、環状突起７が溶融して金属屑が発生しても、金属カバー６の内周先端部と金属ベース５の外周面（傾斜面）とがほぼ同時に当接して密着するので、着目点にて記載したように、金属容器１内への金属屑の通路を遮断する。したがって、金属容器１内へは金属屑は侵入することなく水晶片２に直接にも間接にも付着することがない。
【００１３】
このことから、水晶振動子のクリスタルインピーダンス特性等の振動特性を良好に維持して信頼性を高めることができる。また、付随的に複雑な金型を要することがないので、経済的にも貢献できる。
【００１４】
【他の事項】
上記実施形態では、金属ベース５は台形状としたが、例えば第３図に示したように金属カバー６の当接する部分のみを傾斜面としてもよい。また、環状突起７は金属ベース５のフランジに設けたが、金属カバー６のフランジであったとしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、金属ベースの外周を傾斜面として、金属カバーの内周先端部を金属ベースの外周面に密着させたので、抵抗溶接時に生ずる金属屑の侵入を防止して、振動特性を良好に維持し、信頼性の高い水晶振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を説明する水晶振動子の断面図である。
【図２】 本発明の作用を説明する水晶振動子の一部断面図である。
【図３】 本発明の他の実施形態を説明する水晶振動子の一部断面図である。
【図４】 従来例を説明する水晶振動子の断面図である。
【図５】 従来例を説明する水晶振動子の一部断面図である。
【符号の説明】
１ 金属容器、２ 水晶片、３、４ フランジ、５ 金属ベース、６ 金属カバー、７ 環状突起、８、９ 励振電極、１０、１１引出電極、１２（ａｂ） リード端子、１３（ａｂ） サポータ、１４ 突起．[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a crystal unit using a resistance-welded metal container, and more particularly to a metal container that prevents scattering (intrusion) of metal scrap generated during resistance welding into the container.
[0002]
[Prior art]
(Background of the Invention) Since a crystal resonator is excellent in frequency stability, it is used in various communication devices and digital control devices (computers, etc.) as a reference source of frequency and time. In recent years, there has been a demand for crystal resonators with higher reliability because of high accuracy of communication and information. As a barrier to this, when sealing a quartz piece into a metal container by resistance welding, metal debris during resistance welding penetrates into the metal container and adheres to the quartz piece, which degrades vibration characteristics. was there.
[0003]
(Example of Prior Art) FIG. 4 is a diagram of a crystal resonator illustrating one example of this type of prior art.
The crystal resonator is formed by enclosing a crystal piece 2 in a metal container 1. The metal container 1 includes a metal base 5 having flanges 3 and 4 and a metal cover 6. The flange 3 of the metal base 5 has an annular protrusion 7. Then, the annular protrusion 7 is melted and joined by resistance welding with the flange 4 of the metal cover 6, that is, by pressing both of them and energizing them as shown by arrows. The crystal piece 2 has excitation electrodes 8 and 9 on both main surfaces, and extraction electrodes 10 and 11 extend to outer peripheral portions at both ends. The outer peripheral portions of both ends of the crystal piece 2 are inserted and held in slits (not shown) of the plate supporter 13 (ab) provided in the pair of lead terminals 12 (ab) penetrating the metal base 5.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
(Problems of the prior art) In the crystal resonator having the above-described structure, since the crystal piece 2 is sealed by resistance welding between the metal base 5 and the metal cover 6, the crystal resonator 2 has a feature that ensures sealing and is excellent in economy. However, at the time of resistance welding, when the annular protrusion 7 is melted by pressing and energization, a spark is generated and becomes metal scrap, which is scattered around. Then, the metal scrap enters the metal container 1 through the gap between the metal base 5 and the metal cover 6 and directly adheres to the crystal piece 2. In this case, the metal scrap acts on the crystal piece 2 as a load mass, and deteriorates vibration characteristics such as crystal impedance characteristics of the crystal resonator. In particular, when the quartz piece 2 is downsized, the metal scrap becomes relatively large and this tendency is strengthened, which also causes oscillation to stop. Also, if it adheres firmly to the quartz piece during resistance welding, it can be removed as a defective product on the spot by measuring the electrical characteristics, but if it adheres slightly to the quartz plate, for example, the attached state changes after shipment. There are cases where the characteristics are poor, and the problem is particularly serious.
(Countermeasures against the prior art) In order to prevent this, there is also a type in which, for example, a protrusion 14 is provided at the opening end of the metal cover 6 inside the annular protrusion 7 to prevent intrusion of metal scraps (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 2- No. 257656, etc., see FIG. 5). However, in such a thing, a metal mold | die became complicated and the cost increased as a custom-made product, and it was not economical.
[0005]
(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a crystal resonator having high reliability by preventing invasion of metal debris generated during resistance welding and maintaining good vibration characteristics.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
(Remarks of the invention) The present invention focuses on the point that the passage to the metal container 1 should be blocked almost simultaneously with the annular protrusion 7 of the metal base 5 and the flange 4 of the metal cover 6 contacting and melting. .
[0007]
(Solution) The present invention is based on the fact that the outer periphery of the metal base is an inclined surface, and the inner peripheral tip on the opening surface side of the metal cover is in close contact with the outer peripheral surface of the metal base.
[0008]
Embodiment
FIG. 1 is a diagram of a crystal resonator illustrating one embodiment of the present invention. In addition, the same number is attached | subjected to the part same as a prior art example figure, and the description is simplified.
[0009]
The quartz resonator has a flange 3 formed with an annular protrusion 7 and a metal base 5 having a pair of lead terminals 12 (ab) formed with a plate supporter 13 (ab), and a flange 4 joined by resistance welding. The metal cover 6 that forms the metal container 1, and the crystal piece 2 that is enclosed in the metal container 1 with the outer peripheral ends held by the plate supporter of the metal base 5.
[0010]
In this embodiment, the metal base 5 has an inclined outer periphery and a trapezoidal cross section. Then, the base L of the metal base 5 (trapezoid) is made longer than the opening end length of the metal cover 6, the annular protrusion 7 and the flange 4 of the metal cover 6 are brought into contact with each other, and the outer periphery of the metal base 5 and the metal cover 6 is in a state of being separated from the inner peripheral tip on the opening surface side.
[0011]
In such a case, when the flange 4 of the metal cover 6 comes into contact with the annular protrusion 7 and starts energization at the time of resistance welding, the inner peripheral front end portion of the metal cover 6 is almost the same as the outer peripheral surface of the metal base 5, that is, the inclined surface. Contact the surface. The annular protrusion 7 is crushed by pressing and melted by Joule heat during energization, and generates metal scraps.
[0012]
Even if the annular protrusion 7 is melted and metal scrap is generated, the inner peripheral tip of the metal cover 6 and the outer peripheral surface (inclined surface) of the metal base 5 are in contact with each other at the same time and are in close contact with each other. As described above, the metal waste passage into the metal container 1 is blocked. Therefore, the metal scrap does not enter the metal container 1 and does not directly or indirectly adhere to the crystal piece 2.
[0013]
Therefore, it is possible to improve the reliability by maintaining good vibration characteristics such as crystal impedance characteristics of the crystal resonator. In addition, there is no need for an accompanying complicated mold, which can contribute economically.
[0014]
[Other matters]
In the above embodiment, the metal base 5 has a trapezoidal shape. However, for example, as shown in FIG. 3, only the contact portion of the metal cover 6 may be an inclined surface. Further, although the annular protrusion 7 is provided on the flange of the metal base 5, it may be the flange of the metal cover 6.
[0015]
【The invention's effect】
In the present invention, since the outer periphery of the metal base is an inclined surface and the inner peripheral tip of the metal cover is brought into close contact with the outer peripheral surface of the metal base, the invasion of metal debris generated during resistance welding is prevented, and the vibration characteristics are improved. Maintain and provide a highly reliable crystal unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a crystal resonator illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a crystal resonator for explaining the operation of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a crystal resonator illustrating another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a crystal resonator for explaining a conventional example.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a crystal resonator for explaining a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Metal container, 2 Crystal piece, 3, 4 Flange, 5 Metal base, 6 Metal cover, 7 Annular projection, 8, 9 Excitation electrode, 10, 11 Lead electrode, 12 (ab) Lead terminal, 13 (ab) Supporter, 14 Protrusions.

Claims (1)

金属ベース又は金属カバーにおけるいずれか一方のフランジに環状突起を有し、前記金属ベースと前記金属カバーとのフランジを押圧して両者間を通電し、前記環状突起を溶融して前記金属ベースと前記金属カバーとが抵抗溶接によって接合された金属容器と、前記金属容器内に封入された水晶片と有する水晶振動子において、前記金属ベースの外周を傾斜面として、前記金属カバーにおける開口面側の内周先端部が前記抵抗溶接時に前記金属ベースの外周面に密着され、前記環状突起からの金属屑が前記金属容器内へ侵入する通路を遮断したことを特徴とする水晶振動子。 Has an annular projection on one of the flanges in the metal base or a metal cover, a therebetween energized to press the flange of the metal base and the metal cover, the said metal base by melting said annular projection a metal container and the metal cover is thus joined to the resistance welding, the crystal oscillator that Yusuke a crystal piece sealed in the metal container, as an inclined surface periphery of the metal base, the opening surface of said metal cover The quartz resonator according to claim 1, wherein an inner peripheral front end portion is brought into close contact with an outer peripheral surface of the metal base during the resistance welding , and a passage through which metal scrap from the annular protrusion enters the metal container is blocked .

Images