JPS63303505A - Cylinder type crystal vibrator - Google Patents
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は真空圧入封止されるシリンダータイプの水晶振
動子に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a cylinder-type crystal resonator that is vacuum press-fit sealed.
近年、水晶振動子は音叉型水晶振動子はもちろん高周波
帯水晶振動子（特にＡＴ板）も、小型化、軽量化の要請
が多くなってきている。小型化、軽量化という点では、
シリンダータイプの水晶振動子が、性能という点も含め
て、最も有利であることは、よく知られている。シリン
ダータイプの水晶振動子の封止方法は、真空圧入封止で
ある。封止管及び気密端子の外周リングとリード端子材
質が洋白あるいはコバールであり、Ｃｕ（銅）あるいは
Ｎｉにッケル）メッキを下地とし、半田メッキで表面処
理をしている。半田メッキの化学成分は、Ｓｎ約８０％
、ｐｂ約２０％が通常である。In recent years, there has been an increasing demand for smaller and lighter crystal resonators, not only tuning fork type crystal resonators but also high frequency band crystal resonators (especially AT plates). In terms of downsizing and weight reduction,
It is well known that cylinder type crystal resonators are the most advantageous, including in terms of performance. The sealing method for cylinder type crystal resonators is vacuum press-fit sealing. The sealing tube, the outer ring of the airtight terminal, and the lead terminal material are made of nickel silver or Kovar, and the base is Cu (copper) or Ni plating, and the surface is treated with solder plating. The chemical composition of solder plating is approximately 80% Sn.
, pb of about 20% is normal.
ｐｂが少なくなりすぎると、ウィスカーと呼ばれるヒゲ
結晶が発生する恐れがあり、ｐｂが多くなると、光沢が
なくなるということもあるが、メッキ液の排水処理が難
しくなり、また、メッキがつきにくくなるため、封止管
のように内面までメッキするものには、高度な技術が必
要となり、振動子部品には適用されていない、真空圧入
封止シリンダータイプの振動子部品に半田メッキするこ
との必要性は、圧入封止部の密封度を保つことと、腐食
防止であり、真空圧入封止シリンダータイプの水晶振動
子の高品質、高信頼性を維持する要因の１つでもある。If PB is too low, whisker crystals called whiskers may occur, and if PB is too high, it may lose its luster, but it will also be difficult to drain the plating solution and make it difficult for plating to adhere. , Items such as sealed tubes that are plated to the inside require advanced technology, and are not applied to vibrator parts.There is a need for solder plating to vacuum press-fit sealed cylinder type vibrator parts. This is to maintain the sealing degree of the press-fit sealing part and to prevent corrosion, which is also one of the factors for maintaining the high quality and high reliability of the vacuum press-fit seal cylinder type crystal resonator.
従来の真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子は、初
期特性、経時変化等の特性においては問題なく、電子業
界分野でも使用されている。しかしながら、真空圧入封
止シリンダータイプ水晶振動子は、封止管及び気密端子
の外周リングとリード端子が半田メッキ（Ｓｎ約８０％
、ｐｂ約２０％）で仕上げられているため、基板実装に
あたり、実装手段として、真空圧入封止シリンダータイ
プ水晶振動子以外の電子部品と同じように、赤外線炉あ
るいは、ベーパーフェイズソルダリングといったりフロ
ー実装方法をとった場合、温度雰囲気が２１５℃から２
６５℃め間で、長い場合は、３分程度持続し、半田メッ
キの融点１８３．３℃をかなり上まわるので、封止管内
面及び気密端子外周リングの半田メッキが融け、水晶片
電極等に付着し、基板実装前後で、周波数のシフトを引
き起こしてしまうという問題点があった。以上の問題点
のために、真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子の
基板実装は、他の電子部品を実装した後で、基板裏側か
ら、真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子のリード
端子部を半田ＤＩＰするかあるいは、手作業により、実
装するといった一枚の基板に対して、二段階の実装をし
なければならず、工数大となっていた０本発明の目的は
、真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子において、
前記問題点を一気に解決し、従来の欠点を除去するもの
である。すなわち、真空圧入封止シリンダータイプ水晶
振動子の耐熱化をはかり赤外線炉あるいはベーパーフェ
イズソルダリング等のりフローによる部品実装方法で考
えられる最悪条件２６５℃×３分を耐えられる゛ように
し、他の電子部品と同時に基板実装ができる真空圧入封
止シリンダータイプの振動子を供するものである。Conventional vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonators have no problems in terms of initial characteristics, changes over time, etc., and are also used in the electronics industry. However, vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonators have solder plated (Sn approx. 80%
, about 20% pb), so when mounting the board, you can use an infrared furnace, vapor phase soldering, or flow soldering method, just like electronic components other than vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonators. If the mounting method is used, the temperature atmosphere will range from 215℃ to 2
At 65℃, the temperature lasts for about 3 minutes, which is considerably higher than the melting point of solder plating (183.3℃), so the solder plating on the inner surface of the sealing tube and the outer ring of the airtight terminal melts, causing damage to crystal blank electrodes, etc. There was a problem in that it adhered and caused a frequency shift before and after mounting on the board. Due to the above problems, when mounting a vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator on a board, after mounting other electronic components, the lead terminals of the vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator are inserted from the back side of the board. It is necessary to perform two-step mounting on a single board, either by soldering DIP or by manual mounting, resulting in a large amount of man-hours.The purpose of the present invention is to provide a vacuum press-fit sealed cylinder. In the type crystal unit,
This solves the above problems at once and eliminates the conventional drawbacks. In other words, we have made the vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator heat resistant so that it can withstand the worst possible conditions of 265°C for 3 minutes using glue flow component mounting methods such as infrared furnaces or vapor phase soldering. It provides a vacuum press-fit sealed cylinder type vibrator that can be mounted on a board at the same time as components.
通常、赤外線リフロー炉の条件は、２４０℃〜２５０℃
で５０秒程度であるが、ベーパーフェイズソルダリング
のように、フッ素系不活性液体を加熱し、その飽和蒸気
中で電子部品を半田付けする方法では、使用されるフッ
素系不活性液体で最高沸点のく日本モンテジソンの商品
名）ガルデンＨ３／２６０ （沸点２６０±５℃）の場
合を考えると、２６５℃で５０秒程度である。部品実装
については、５０秒程度で終了してしまうが、予熱及び
冷却においても最高温度近くの温度雰囲気になる場合も
考えられるので、予熱時間１分、半田付は時間１分、冷
却時間１分の計３分間、電子部品が最高温度の条件下に
あると考えれば充分であろう０以上より現状の電子部品
基板実装においては、２６５℃×３分で、電子部品を保
障することが大切であると言える。真空圧入封止シリン
ダータイプ水晶振動子においても、２６５℃×３分で、
周波数のシフト化じさせないためには、真空圧入封止シ
リンダータイプ水晶振動子をｈ１成する封止管及び気密
端子の外周リングとリード端子の表面処理において、通
常の半田メッキの化学成分、Ｐｂ２Ｏ％、５ｎ８０％の
含有率を変え、Ｐｂ９０％以上、残部をＳｎというメッ
キの表面処理にすることである。化学成分Ｐｂ９０％以
上、残部Ｓｎのメッキの融点は２６６℃以上となり、前
記表面処理を施した封止管及び気密端子にて完成された
真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子は、２６５℃
×３分という条件においても周波数シフトを生ずること
はなく、圧入部からのリークといったこともまったく問
題はない。Normally, the conditions for an infrared reflow oven are 240°C to 250°C.
However, in methods such as vapor phase soldering, in which a fluorinated inert liquid is heated and electronic components are soldered in its saturated vapor, the highest boiling point of the fluorinated inert liquid used is Considering the case of Galden H3/260 (product name of Noku Nippon Montageson) (boiling point 260±5°C), it takes about 50 seconds at 265°C. As for component mounting, it will be completed in about 50 seconds, but since the temperature atmosphere may be close to the maximum temperature during preheating and cooling, the preheating time is 1 minute, the soldering time is 1 minute, and the cooling time is 1 minute. Considering that electronic components are under the highest temperature conditions for a total of 3 minutes, it is more than 0, which would be sufficient.In current electronic component board mounting, it is important to guarantee electronic components at 265℃ x 3 minutes. I can say that there is. Even for vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonators, at 265℃ x 3 minutes,
In order to prevent the frequency shift from changing, in the surface treatment of the sealing tube, the outer ring of the airtight terminal, and the lead terminal that make up the vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator, the chemical composition of ordinary solder plating, Pb2O%. , 80% of 5n, Pb of 90% or more and the balance of Sn. The melting point of the plating with chemical components of 90% or more Pb and the balance Sn is 266°C or higher, and the vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator completed with the sealed tube and airtight terminal that has been subjected to the above surface treatment has a melting point of 265°C.
Even under the condition of ×3 minutes, no frequency shift occurred, and there was no problem with leakage from the press-fitted portion.
以下、本発明を図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the drawings.
第１図は、本発明の真空圧入封止シリンダータイプ水晶
振動子の断面図上ある。封止管は、材質をコバールある
いは洋白とし、表面処理を化学成分Ｐｂ９０％以上、残
部Ｓｎのメッキとしている。FIG. 1 is a cross-sectional view of a vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator of the present invention. The material of the sealing tube is Kovar or German silver, and the surface treatment is plating with a chemical component of 90% or more of Pb and the balance of Sn.
下地メッキとして、ＣｕあるいはＮｉメッキを施しであ
る。外周リング、端子リード、絶縁ガラスからなる気密
端子は、外周リング、端子リードの材質をコバールとし
、表面処理を、化学成分ｐｂ９０％以上、残部Ｓｎのメ
ッキとしている。下地メッキとして、ＣｕあるいはＮｉ
メッキを施しである。電極を形成した水晶片（図中の水
晶片は、矩形板状水晶振動片である。）は、外周リング
と絶縁ガラスからなる基台を貫通する２本のリード端子
の間にセットされ、高融点導電性接着剤（融点２６６℃
以上）によって、電気的接続と機械的支持の２つを確保
している。水晶片については通常矩形板状水晶振動片、
音叉型水晶振動片が真空圧入封止シリンダータイプ水晶
振動子に使用されている。Cu or Ni plating is applied as the base plating. The airtight terminal is made of an outer ring, a terminal lead, and an insulating glass.The outer ring and the terminal lead are made of Kovar, and the surface treatment is plating with a chemical composition of PB of 90% or more and the balance of Sn. Cu or Ni as base plating
It is plated. The crystal piece that formed the electrode (the crystal piece in the figure is a rectangular plate-shaped crystal vibrating piece) is set between two lead terminals that pass through the outer ring and the base made of insulating glass. Melting point conductive adhesive (melting point 266℃
The above) ensures two things: electrical connection and mechanical support. The crystal piece is usually a rectangular plate-shaped crystal vibrating piece,
A tuning fork type crystal vibrating piece is used in a vacuum press-fit sealed cylinder type crystal vibrator.
第２図は真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子を構
成する封止管及び気密端子の外周リングとリード端子に
おける表面処理メッキのｐｂとＳｎの含有量をパラメー
ターにし、試料を矩形ＡＴ板２０ＭＨ２真空圧入封止シ
リンダータイプ水晶振動子として、２６５℃×３分で高
温試験をしたときの試験前後での周波数変化を示した図
である。Figure 2 shows a rectangular AT plate 20MH2 vacuum using the parameters of the PB and Sn contents of the surface treatment plating on the sealed tube, the outer ring of the airtight terminal, and the lead terminal that constitute a vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator. FIG. 3 is a diagram showing frequency changes before and after a high temperature test at 265° C. for 3 minutes as a press-fit sealed cylinder type crystal resonator.
図から読み取れるようにｐｂの含有量が９０％以上の試
料では、２６５℃×３分の試験に対して、周波数変化は
、±ｓｐｐｍ以内である。つまり、従来の部品実装方法
において、熱に関して問題なく使用できる真空圧入封止
シリンダータイプ水晶振動子は、封止管及び気密端子の
外周リングとリード端子の表面処理において、化学成分
Ｐｂ９０％以上、残部Ｓｎからなるメッキで処理されて
いる物といえる。As can be seen from the figure, in a sample with a PB content of 90% or more, the frequency change was within ±sppm for a test at 265° C. for 3 minutes. In other words, the vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator, which can be used without any heat problems in conventional component mounting methods, has a chemical composition of Pb of 90% or more and the remainder It can be said that it is treated with plating made of Sn.
第３図は、本発明の一実施例の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of one embodiment of the present invention.
真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子の外形寸法と
して
直径（Ｗ） Ｘ 高さく１）
３ｍ Ｘ １０ｍ ・旧・・３１０タイプ３ｍＸ
９閣 ・・・・・・３０９タイプ３ｍＸ８ｍ ・・・
・・・３０８タイプ２１１１１１Ｘ６閣 ・・・・・・
２０６タイプ１ｍｉ Ｘ ４，５ｍ −−１４５タ
イプＩＭＸ４１１１１ ・・・・・・１０４タイプ以
上６種が一般的な寸法であり、本発明は前記６種のタイ
プにおいても実施可能である。External dimensions of the vacuum press-fit sealed cylinder type crystal unit: Diameter (W) x Height 1) 3m x 10m ・Old...310 type 3mX
9 cabinets...309 type 3mX8m...
・・・308 type 211111X6 cabinet ・・・・・・
206 type 1mi x 4.5m --145 type IMX41111 . . . 104 types or more six types are common dimensions, and the present invention can also be implemented in the above six types.
（発明の効果〕
以上の説明で明らかなように本発明によれば、真空圧入
封止シリンダータイプ水晶振動子の基板への実装におい
て、他の電子部品と同時に赤外線炉あるいは、ベーパー
フェイスソルダリングといった最高温度２６５℃にもな
るリフローによる部品実装手段で基板への実装が可能に
なり、工数の削減になる。また、従来、一枚の基板に対
して部品実装が二段階であったところを本発明により、
一度で済ますことが可能となるため、部品実装ミスが減
り歩留も良くなる１以上より、コストの低減に関して大
きな効果があると言える。(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, when mounting a vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator on a board, an infrared furnace or vapor face soldering can be used simultaneously with other electronic components. The reflow component mounting method, which can reach a maximum temperature of 265°C, makes it possible to mount the components on the board, reducing man-hours.In addition, the conventional method of mounting components on a single board was done in two stages. With the invention,
Since it can be done only once, it can be said that it has a greater effect in terms of cost reduction than 1 or above, which reduces component mounting errors and improves yield.
第１図は、本発明の水晶振動子の断面図である。
第２図は真空圧入封止シリンダータイプ水晶振動子にお
いて封止管及び気密端子の外周リングとリード端子にお
ける表面処理メッキの、ｐｂとＳｎの含有量をパラメー
ターとし、２６５℃×３分で高温試験をしたときの試験
前後での周波数変化を示した図である。第３図は、本発
明の一実施例である。
１ｌ
Ｓａ！！ｉ！FIG. 1 is a sectional view of a crystal resonator of the present invention. Figure 2 shows a high-temperature test at 265°C for 3 minutes using the PB and Sn contents of the surface treatment plating on the sealing tube, the outer ring of the airtight terminal, and the lead terminal in a vacuum press-fit sealed cylinder type crystal resonator. FIG. 3 is a diagram showing frequency changes before and after the test. FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 1l Sa! ! i!
Claims (1)
該水晶振動子を構成する封止管及び気密端子の外周リン
グとリード端子の表面処理が、化学成分Ｐｂ９０％以上
、残部Ｓｎのメッキであることを特徴とする真空圧入封
止シリンダータイプの水晶振動子。In vacuum press-fit sealed cylinder type crystal units,
A vacuum press-fit sealed cylinder type crystal oscillator characterized in that the surface treatment of the sealed tube, the outer ring of the airtight terminal, and the lead terminal constituting the crystal oscillator is plating with a chemical component of 90% or more of Pb and the balance of Sn. Child.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13935987A JPS63303505A (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Cylinder type crystal vibrator |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP13935987A JPS63303505A (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Cylinder type crystal vibrator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63303505A true JPS63303505A (en) | 1988-12-12 |
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ID=15243492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13935987A Pending JPS63303505A (en) | 1987-06-03 | 1987-06-03 | Cylinder type crystal vibrator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63303505A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6468007A (en) * | 1987-09-08 | 1989-03-14 | Matsushima Kogyo Kk | Piezoelectric vibrator |
| US5504460A (en) * | 1987-02-27 | 1996-04-02 | Seiko Epson Corporation | Pressure seal type piezoelectric resonator |
| US5592130A (en) * | 1987-02-27 | 1997-01-07 | Seiko Epson Corporation | Piezoelectric oscillator including a piezoelectric resonator with outer lead |
| US5607236A (en) * | 1987-02-27 | 1997-03-04 | Seiko Epson Corporation | Quartz oscillator temperature sensor |
-
1987
- 1987-06-03 JP JP13935987A patent/JPS63303505A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5504460A (en) * | 1987-02-27 | 1996-04-02 | Seiko Epson Corporation | Pressure seal type piezoelectric resonator |
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