JP4411095B2 - 圧入型シリンダータイプ水晶振動子 - Google Patents

Description

本発明は圧入型シリンダータイプ水晶振動子に関するものである。

図４は圧入型シリンダータイプ水晶振動子の分解斜視図である。１は封止管、２は気密端子、３はリード端子、４は水晶片、５は水晶片に形成された電極膜である。図４に示す圧入型シリンダータイプ水晶振動子は、水晶片４が気密端子２に埋設されたリード端子３のインナーリード３ａに半田若しくは導電性接着剤により固定されている。その後、周波数調整工程、洗浄工程を経、封止管１を前記水晶片４が固定された気密端子２に圧入封止して完成されるシリンダータイプの水晶振動子である。

図５は気密端子２の断面図であり、６は金属環（ヘッダー部）、７は絶縁部材、３はリード端子、６ａはメッキ部である。気密端子２の金属環６には封止管１の圧入時に軟質金属を介在させて気密性を保つためにメッキ部６ａが施されている。従来はＳＭＤ用途のために耐熱性が十分に得られる高温半田メッキ（Ｐｂメッキ Ｐｂ対残部が９対１）が用いられてきたが、高温半田メッキ（Ｐｂメッキ）には地球環境保護問題があり、現在、電子部品や電子部品の取り付けに使用する半田の鉛フリー化が進められている。気密端子に施すメッキとして錫−銅の合金メッキを施し鉛フリー化を実現したものがある。（特許文献１参照。）

図５に示す気密端子は、金属環６及びリード端子３の表面に錫−銅の合金メッキ６ａが施されている。また、図示しないが下地として銅又はニッケルをメッキしその上に錫−銅の合金メッキを施す場合もある。直接錫−銅の合金メッキ６ａを施す場合は、溶融温度が２２０℃以上好ましくは２４０℃以上の錫（９０〜９７％）−銅（１０〜３％）合金を５〜３０μｍの厚みでメッキする。下地として銅又はニッケルメッキをする場合は、下地層として１〜５μｍの銅又はニッケルメッキをした後、溶融温度が２２０℃以上好ましくは２４０℃以上の錫（９０〜９７％）−銅（１０〜３％）合金を５〜２０μｍの厚みでメッキする。圧入する封止管（不図示）は、封止管の材料そのものか、ニッケルメッキを施した構成である。前記構成により高温半田付けに耐えられなおかつ気密性を確保できる圧入型シリンダータイプ水晶振動子を得ている。

特開２００１−２８５００７号公報

前記圧入型シリンダータイプ水晶振動子の組み立てにおいては、洗浄工程が必須となる。
この洗浄工程では、塩素系の洗浄液（例えば、トリクロロエタンやメチレンクロライド）が用いられている。

前記水晶片４を気密端子２に半田で固定する場合は、固定後、半田溶融により発生する半田ボール除去を目的に塩素系洗浄液を用いた洗浄が行われる。また、前記封止管１単体の洗浄にも塩素系洗浄液が用いられ洗浄が行われている。前記洗浄工程を経て、気密端子２と封止管１の圧入封止が行われると、前記封止管１内部に塩素化合物を残してしまう。前記封止管１内に存在する塩素化合物は、気密端子２に施されたメッキ成分の錫と化学反応（正反応）を起こし、塩化錫ガスが生成される。該塩化錫ガスは熱処理工程で一定の温度で加熱されると逆反応を起こし塩化錫が解離して、錫となり水晶片に付着してしまう。これにより周波数を低下させてしまうという問題があった。

塩化錫ガス発生による不具合は、周波数の低下のみであることから、最終的な周波数のねらい値を塩化錫ガス発生による周波数低下分まで見越した上で、周波数調整工程の条件を定め、熱処理工程において、塩化錫ガスを全て発生させてしまえば良いが、この方法では１４０℃で６０時間以上の熱処理を行わなければならず、量産性の悪化を招くものとなってしまう。

また、気密端子に施された合金メッキに含まれる有機系添加剤が熱処理工程においてガス化し、封止管内に放出する。この時、合金メッキの一部を同時に飛散させてしまうことがあり、飛散した合金メッキの一部が水晶片に付着してしまい、これにより周波数を低下させてしまうという問題もあった。

また、前記水晶片４を気密端子２に半田で固定する場合、前述の洗浄工程を経ても、気密端子２上に残ってしまう半田ボールがある。該半田ボールが水晶振動子完成後に封止管内で飛散し、特性を悪化させてしまうという問題もあった。

本発明の目的は、塩化錫ガスの発生を無くし、さらに封止管内に残ってしまった半田ボールの飛散を防止し、特性を悪化させない圧入型シリンダータイプ水晶振動子を提供しようとするものである。

端部に接続用電極膜を形成した水晶片を、金属環と絶縁部材とリード端子で構成された気密端子の２本のインナーリードに配置し、インナーリードと接続用電極膜をそれぞれ接着固定してなる圧入型シリンダータイプ水晶振動子において、少なくとも、前記インナーリードと前記接続電極膜とを半田を用いて接続した接続部と、前記気密端子の金属環上面部とに、非導電性のコーティング部材を塗布した圧入型シリンダータイプ水晶振動子とする。

前記コーティング部材を前記気密端子のインナーリードを含む上部全面に塗布した圧入型シリンダータイプ水晶振動子とする。

前記インナーリードと前記接続用電極膜の接続部と、前記気密端子の金属環上面部にコーティング部材を塗布したので、封止管内で露出するメッキ部を覆うことができ、メッキ部に含まれる錫が封止管内に放出せず、洗浄時に残る塩素と化学反応を起こすことがなくなる。よって、圧入型シリンダータイプ水晶振動子の周波数特性を低下させることがなくなった。また、合金メッキに含まれる有機系添加剤のガス化による封止管内への放出と、この放出に伴う合金メッキの一部の飛散も防止できる。

コーティング部材を前記気密端子のインナーリードを含む上部全面に塗布したので、水晶片マウントの補強材としても機能させることができる。また、水晶片の半田マウントの場合、洗浄で落としきれずに残った気密端子上の半田ボールもコーティングされてしまうので、完成後半田ボールが封止管内で飛散することも無くなる。

インナーリードと、水晶片の接続用電極膜との接続部と、気密端子の金属環上面部にコーティング部材を塗布して圧入型シリンダータイプ水晶振動子を構成する。

以下、図に基づいて本発明の具体的な実施形態について説明する。
図１は本発明の第一実施例の圧入型シリンダータイプ水晶振動子を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図である。図４に示す圧入型シリンダータイプ水晶振動子と同一部材については同一の符号を用いて説明する。尚、図１において封止管は省略してある。

気密端子２は金属管６、絶縁部材７、リード端子３で構成されており、金属管６とリード端子３の表面には背景技術において説明した錫−銅の合金メッキ（不図示）が施されている。さらに、該気密端子２の金属管６の上面部、及びインナーリード３ａにはコーティング部材８を塗布している。コーティング部材８の塗布は、図示しない封止管を気密端子２に圧入封止したときに封止管内で前記錫−銅の合金メッキ部が露出してしまう部分に対して行われる。コーティング部材８の塗布後、電極膜５の形成された水晶片４を気密端子２のインナーリード３ａと水晶片４の接続用電極５ａを対応させて配置し、接着材９により固定している。インナーリード３ａと接続用電極５ａは機械的な接続と同時に電気的な接続も行うので、コーティング部材８は導電性の部材である。また、コーティング部材８として導電性接着剤を用いれば、マウント時に用いる接着剤９を省略することが可能である。水晶片４の気密端子２へのマウント後は、従来通りの洗浄工程を経、封止管（不図示）が圧入封止されて圧入型シリンダータイプ水晶振動子が構成される。

図２は本発明の圧入型シリンダータイプ水晶振動子で封止管圧入部の拡大図である。金属環６の上面部（封止管１が気密端子２に圧入封止された際に封止管内に露出する部分）にはコーティング部材８が塗布されているので、封止管内部で露出する錫−銅の合金メッキ部を完全に被覆している。

前記構成によれば、完成後の圧入型シリンダータイプ水晶振動子において、封止管内で、気密端子２に施された錫−銅の合金メッキ部がコーティング部材８により覆われて露出しないので、塩素系洗浄液を用いた洗浄工程、熱処理工程を経ても前述の化学反応を起こす心配が無く、錫の水晶片への付着が防止でき、周波数の低下という問題を解消できる。

図３は本発明の第二実施例の圧入型シリンダータイプ水晶振動子を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図である。第一実施例同様封止管は省略してある。

第二実施例においては、水晶片４の気密端子２へのマウントには半田１０が用いられ、該半田を溶融することにより固定される。この場合、コーティング部材１１は気密端子２の上部全面（インナーリード３ａ及び半田１０を含む）に塗布した構成である。コーティング部材１１は接続電極５ａとインナーリード３ａとの電気的な接続を考慮し非導電性接着剤とする。

前記構成によれば、完成後の圧入型シリンダータイプ水晶振動子において、封止管内で、気密端子２に施された錫−銅の合金メッキ部がコーティング部材１１により覆われて露出せず、さらに半田１０もコーティング部材１１で覆われて露出しないので、塩素系洗浄液を用いた洗浄工程、熱処理工程を経ても錫の水晶片への付着が防止でき、周波数の低下という問題を解消できる。また、半田１０の溶融の際に発生した半田ボールが、気密端子２上に残っていたとしてもコーティング部材１１で覆ってしまうので、封止管内での飛散を防止でき、特性に悪影響を与えることがない。

本発明の圧入型シリンダータイプ水晶振動子を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図。（実施例１） 本発明の圧入型シリンダータイプ水晶振動子で封止管圧入部の拡大図。（実施例１） 本発明の圧入型シリンダータイプ水晶振動子を示す図で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は上面図。（実施例２） 圧入型シリンダータイプ水晶振動子の分解斜視図。 気密端子の断面図。

符号の説明

１ 封止管
２ 気密端子
３ リード端子
３ａ インナーリード
４ 水晶片
５ 電極膜
５ａ 接続電極
６ 金属管
６ａ メッキ部
７ 絶縁部材
８ コーティング部材
９ 接着剤
１０ 半田
１１ コーティング部材

Claims (2)

1. 端部に接続用電極膜を形成した水晶片を、金属環と絶縁部材とリード端子で構成された気密端子の２本のインナーリードに配置し、
   インナーリードと接続用電極膜をそれぞれ接着固定してなる圧入型シリンダータイプ水晶振動子において、
   少なくとも、前記インナーリードと前記接続用電極膜とを半田を用いて接続した接続部と、前記気密端子の金属環上面部とに、非導電性のコーティング部材を塗布したことを特徴とする圧入型シリンダータイプ水晶振動子。
2. 前記コーティング部材を前記気密端子のインナーリードを含む上部全面に塗布したことを特徴とする請求項１記載の圧入型シリンダータイプ水晶振動子。
   

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