音叉型圧電振動子
【課題】気密端子の品質ばらつきによって、気密端子のリードに接続固定された圧電振動片と気密端子の金属環とがショートし、絶縁不良となり、発振停止などの不具合が発生し、圧電振動子の品質を低下させる。
【解決手段】シリンダータイプの音叉型圧電振動子において、気密端子のリードに音叉型圧電振動片を接続固定した状態で、音叉型圧電振動片の基部に、気密端子の金属環と所定の間隔を形成する面取り部を設ける。
【解決手段】シリンダータイプの音叉型圧電振動子において、気密端子のリードに音叉型圧電振動片を接続固定した状態で、音叉型圧電振動片の基部に、気密端子の金属環と所定の間隔を形成する面取り部を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダータイプの音叉型圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シリンダータイプの音叉型圧電振動子は、円筒状の金属環に２本のリードをハーメチックガラスなどの絶縁性材料を介して固定した気密端子と、接続電極が形成された基部と基部から平行に延びる２本の振動腕を備えた音叉型圧電振動片と、気密端子のリードに電気的に接続固定された音叉型圧電振動片を気密に封止する封止管とから構成されている。
【０００３】
気密端子は、特許文献１や特許文献２にも示されるように、円筒状の金属環とリードとを所定の位置に配置し、金属環内部に絶縁性材料を充填した後に焼成し、金属環とリードとを固定し、所定のリード形状への加工や表面処理が施されている。
【０００４】
シリンダータイプの音叉型圧電振動子の製造工程では、複数の気密端子がトレイなどに整列させた状態で、それぞれの気密端子に音叉型圧電振動片が供給され、半田や導電性接着剤などの導電性部材を介して、気密端子のリードと音叉型圧電振動片の接続電極とを電気的に接続固定する。音叉型圧電振動片が搭載された気密端子に、封止管を圧入または接合することで、音叉型圧電振動片を気密に封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１１４９２号公報
【特許文献２】特開平１１−４１０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器の小型化に伴い、内蔵される圧電振動子も小型化が進み、フォトリソ技術を用いて、より小型の圧電振動片が得られるようになったが、音叉型圧電振動子の製造工程において、より高精度の作業が求められるようになった。
【０００７】
また、気密端子も小型化し、金属環内部に充填した絶縁性部材の充填量や焼成条件のバラつきによって、絶縁性部材が凹状に硬化する場合がある。このような気密端子上に音叉型圧電振動片を配置したときに、絶縁不良が発生し、品質を低下させることがわかった。以下に、図を用いて説明する。図４は、気密端子の断面図である。図５は、音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との接触状態を説明する部分拡大図である。図６は、音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との短絡状態を説明する部分拡大図である。
【０００８】
金属環１０と２本のリード１１とを所定の位置に配置した状態で、金属環１０内に絶縁性部材１２を充填し、焼成することで、気密端子３が完成するが、図４に示すように、焼成した絶縁性部材１２が、凹状に硬化してしまい、気密端子３に接続固定される音叉型圧電振動片２と金属環１０とが、適正な位置に配置されず、図５に示すように、音叉型圧電振動片２と気密端子３の金属環１０とが接触したり、図６に示すように、音叉型圧電振動片２と気密端子３の金属環１０との間隔が狭まり、気密端子３のリード１１と音叉型圧電振動片２の接続電極８とを電気的に接続する導電性部材１３が飛散し、音叉型圧電振動片２と気密端子３の金属環１０とを短絡させ、発振不良などの不具合が発生する問題がある。
【０００９】
本発明は、圧電振動片と気密端子の金属環とが、電気的に短絡することなく、安定した品質のシリンダータイプの音叉型圧電振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
基部と該基部から延出した複数の振動腕とを有する音叉型圧電振動片と、金属環と前記音叉型圧電振動片に電気的に接続されるリードと該リードを前記金属環と一体に保持する絶縁性部材とで構成される気密端子と、前記金属環と接合し前記音叉型圧電振動片を気密封止する封止管とを有するシリンダータイプの音叉型圧電振動子において、前記気密端子の前記リードに前記音叉型圧電振動片を接続固定した状態で、前記音叉型圧電振動片の基部端部に、前記金属環と所定の間隔を形成する面取り部を有する音叉型圧電振動子とする。
【００１１】
さらに、前記音叉型圧電振動片は、前記基部の前記振動腕の延出する方向と反対の方向に延出する折取部を有し、前記折取部が、前記気密端子を構成する前記絶縁部材と当接し、前記基部と前記気密端子との間隙を形成する音叉型圧電振動子とする。
【発明の効果】
【００１２】
音叉型圧電振動片の基部に面取り部を設けることで、音叉型圧電振動片と金属環との間隔を確保することが可能となり、さらに、基部から延出する折取部を気密端子と当節させることで、音叉型圧電振動子と気密端子との相対的な位置の規制手段とすることが可能となる。
【００１３】
本発明の音叉型圧電振動子によって、焼成した絶縁性部材が凹状に形成され、音叉型圧電振動片と気密端子との間隔が狭まっても、音叉型圧電振動片と気密端子の金属環とが、電気的に短絡することを防止し、安定した品質のシリンダータイプの音叉型圧電振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例における音叉型水晶振動片を説明する図
【図２】本実施例における音叉型水晶振動片を気密端子に接続固定した状態を説明する拡大図
【図３】シリンダータイプの音叉型水晶振動子を説明する斜視図
【図４】気密端子の断面図
【図５】音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との接触状態を説明する部分拡大図
【図６】音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との短絡状態を説明する部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するにあたり、シリンダータイプの音叉型水晶振動子の製造工程を、図を用いて説明する。図１は、本実施例における音叉型水晶振動片を説明する図である。図２は、本実施例における音叉型水晶振動片を気密端子に接続固定した状態を説明する拡大図である。図３は、シリンダータイプの音叉型水晶振動子を説明する斜視図である。
【００１６】
圧電材である水晶基板１４に、フォトリソ技術を用いて、複数の音叉型水晶振動片２が形成される。図１参照。音叉型水晶振動片２は、基部６と基部６から同一方向に延在する２本の振動腕５とを備え、各音叉型水晶振動片２は、折取部７を介して、水晶基板１４と繋がっており、音叉型水晶振動片２が屈曲モードで振動するように、振動腕５には所定の励振電極（不図示）が、基部６には気密端子３のリード１１を接続するための接続電極８が、励振電極と接続電極８とを電気的に接続する引き回し配線（不図示）が、形成され、さらに、振動腕５の自由端部には、比重の重いＡｇやＡｕなどで周波数調整用の金属膜が形成される。
【００１７】
音叉型水晶振動片２の形状を、フォトリソ技術を用いて形成する工程で、基部６に面取り部９を同時に形成することで、面取り部９を形成する工程を簡素化することが出来る。なお、サンドブラストやレーザートリミングなどの２次加工で、面取り部９を形成しても良い。
【００１８】
水晶基板１４に形成された音叉型水晶振動片２が、所定の発振周波数となるよう、レーザーやイオンビームなどで、周波数調整用の金属膜をトリミングし、周波数の粗調整を行う。
【００１９】
周波数調整された音叉型水晶振動片２は、レーザーやダイサーなどの切断装置を用いて、水晶基板１４より、切断分離され、専用のトレイに移される。このとき、基部６に残った折取部７を、所定の長さにすることで、後述する、位置決め手段として用いることが可能となる。
【００２０】
気密端子３は、音叉型水晶振動片２を接続固定するため、専用のトレイに整列され、気密端子３のリード１１の接続部に、半田や導電性接着剤などの、導電性部材１３が供給される。
【００２１】
図２に示すように、気密端子３と音叉型水晶振動片２とを所定の位置に配置した状態で、レーザーやリフロー等の加熱手段を用いて導電性部材１３を溶融し、気密端子３と音叉型水晶振動片２とを接続固定する。このとき、導電性部材１３が、飛散しても、音叉型水晶振動片２と気密端子３の金属環１０とは、音叉型水晶振動片２の基部６に形成した面取り部９によって、一定の間隔を保持しているため、飛散した導電性部材１３によって短絡することはない。また、音叉型水晶振動片２の折取部７を気密端子３に当接させて、位置決め手段として用いることで、より確実に音叉型水晶振動片２と気密端子３の金属環１０との間隔を確保することが可能となる。
【００２２】
気密端子３に音叉型水晶振動片２を接続固定した後、レーザーやイオンビームなどで、周波数の微調整を行う。
【００２３】
周波数の微調整を行った後、真空または不活性ガス雰囲気で、封止管４を気密端子３に圧入または接合することで、音叉型水晶振動片２を気密に封止し、図３に示すような、シリンダータイプの音叉型水晶振動子１が完成する。
【符号の説明】
【００２４】
１ シリンダータイプの音叉型水晶振動子
２ 音叉型水晶振動片（音叉型圧電振動片）
３ 気密端子
４ 封止管
５ 振動腕
６ 基部
７ 折取部
８ 接続電極
９ 面取り部
１０ 金属環
１１ リード
１２ 絶縁性部材
１３ 導電性部材
１４ 水晶基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダータイプの音叉型圧電振動子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、シリンダータイプの音叉型圧電振動子は、円筒状の金属環に２本のリードをハーメチックガラスなどの絶縁性材料を介して固定した気密端子と、接続電極が形成された基部と基部から平行に延びる２本の振動腕を備えた音叉型圧電振動片と、気密端子のリードに電気的に接続固定された音叉型圧電振動片を気密に封止する封止管とから構成されている。
【０００３】
気密端子は、特許文献１や特許文献２にも示されるように、円筒状の金属環とリードとを所定の位置に配置し、金属環内部に絶縁性材料を充填した後に焼成し、金属環とリードとを固定し、所定のリード形状への加工や表面処理が施されている。
【０００４】
シリンダータイプの音叉型圧電振動子の製造工程では、複数の気密端子がトレイなどに整列させた状態で、それぞれの気密端子に音叉型圧電振動片が供給され、半田や導電性接着剤などの導電性部材を介して、気密端子のリードと音叉型圧電振動片の接続電極とを電気的に接続固定する。音叉型圧電振動片が搭載された気密端子に、封止管を圧入または接合することで、音叉型圧電振動片を気密に封止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２１１４９２号公報
【特許文献２】特開平１１−４１０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器の小型化に伴い、内蔵される圧電振動子も小型化が進み、フォトリソ技術を用いて、より小型の圧電振動片が得られるようになったが、音叉型圧電振動子の製造工程において、より高精度の作業が求められるようになった。
【０００７】
また、気密端子も小型化し、金属環内部に充填した絶縁性部材の充填量や焼成条件のバラつきによって、絶縁性部材が凹状に硬化する場合がある。このような気密端子上に音叉型圧電振動片を配置したときに、絶縁不良が発生し、品質を低下させることがわかった。以下に、図を用いて説明する。図４は、気密端子の断面図である。図５は、音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との接触状態を説明する部分拡大図である。図６は、音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との短絡状態を説明する部分拡大図である。
【０００８】
金属環１０と２本のリード１１とを所定の位置に配置した状態で、金属環１０内に絶縁性部材１２を充填し、焼成することで、気密端子３が完成するが、図４に示すように、焼成した絶縁性部材１２が、凹状に硬化してしまい、気密端子３に接続固定される音叉型圧電振動片２と金属環１０とが、適正な位置に配置されず、図５に示すように、音叉型圧電振動片２と気密端子３の金属環１０とが接触したり、図６に示すように、音叉型圧電振動片２と気密端子３の金属環１０との間隔が狭まり、気密端子３のリード１１と音叉型圧電振動片２の接続電極８とを電気的に接続する導電性部材１３が飛散し、音叉型圧電振動片２と気密端子３の金属環１０とを短絡させ、発振不良などの不具合が発生する問題がある。
【０００９】
本発明は、圧電振動片と気密端子の金属環とが、電気的に短絡することなく、安定した品質のシリンダータイプの音叉型圧電振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
基部と該基部から延出した複数の振動腕とを有する音叉型圧電振動片と、金属環と前記音叉型圧電振動片に電気的に接続されるリードと該リードを前記金属環と一体に保持する絶縁性部材とで構成される気密端子と、前記金属環と接合し前記音叉型圧電振動片を気密封止する封止管とを有するシリンダータイプの音叉型圧電振動子において、前記気密端子の前記リードに前記音叉型圧電振動片を接続固定した状態で、前記音叉型圧電振動片の基部端部に、前記金属環と所定の間隔を形成する面取り部を有する音叉型圧電振動子とする。
【００１１】
さらに、前記音叉型圧電振動片は、前記基部の前記振動腕の延出する方向と反対の方向に延出する折取部を有し、前記折取部が、前記気密端子を構成する前記絶縁部材と当接し、前記基部と前記気密端子との間隙を形成する音叉型圧電振動子とする。
【発明の効果】
【００１２】
音叉型圧電振動片の基部に面取り部を設けることで、音叉型圧電振動片と金属環との間隔を確保することが可能となり、さらに、基部から延出する折取部を気密端子と当節させることで、音叉型圧電振動子と気密端子との相対的な位置の規制手段とすることが可能となる。
【００１３】
本発明の音叉型圧電振動子によって、焼成した絶縁性部材が凹状に形成され、音叉型圧電振動片と気密端子との間隔が狭まっても、音叉型圧電振動片と気密端子の金属環とが、電気的に短絡することを防止し、安定した品質のシリンダータイプの音叉型圧電振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例における音叉型水晶振動片を説明する図
【図２】本実施例における音叉型水晶振動片を気密端子に接続固定した状態を説明する拡大図
【図３】シリンダータイプの音叉型水晶振動子を説明する斜視図
【図４】気密端子の断面図
【図５】音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との接触状態を説明する部分拡大図
【図６】音叉型圧電振動片と気密端子の金属環との短絡状態を説明する部分拡大図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明を実施するにあたり、シリンダータイプの音叉型水晶振動子の製造工程を、図を用いて説明する。図１は、本実施例における音叉型水晶振動片を説明する図である。図２は、本実施例における音叉型水晶振動片を気密端子に接続固定した状態を説明する拡大図である。図３は、シリンダータイプの音叉型水晶振動子を説明する斜視図である。
【００１６】
圧電材である水晶基板１４に、フォトリソ技術を用いて、複数の音叉型水晶振動片２が形成される。図１参照。音叉型水晶振動片２は、基部６と基部６から同一方向に延在する２本の振動腕５とを備え、各音叉型水晶振動片２は、折取部７を介して、水晶基板１４と繋がっており、音叉型水晶振動片２が屈曲モードで振動するように、振動腕５には所定の励振電極（不図示）が、基部６には気密端子３のリード１１を接続するための接続電極８が、励振電極と接続電極８とを電気的に接続する引き回し配線（不図示）が、形成され、さらに、振動腕５の自由端部には、比重の重いＡｇやＡｕなどで周波数調整用の金属膜が形成される。
【００１７】
音叉型水晶振動片２の形状を、フォトリソ技術を用いて形成する工程で、基部６に面取り部９を同時に形成することで、面取り部９を形成する工程を簡素化することが出来る。なお、サンドブラストやレーザートリミングなどの２次加工で、面取り部９を形成しても良い。
【００１８】
水晶基板１４に形成された音叉型水晶振動片２が、所定の発振周波数となるよう、レーザーやイオンビームなどで、周波数調整用の金属膜をトリミングし、周波数の粗調整を行う。
【００１９】
周波数調整された音叉型水晶振動片２は、レーザーやダイサーなどの切断装置を用いて、水晶基板１４より、切断分離され、専用のトレイに移される。このとき、基部６に残った折取部７を、所定の長さにすることで、後述する、位置決め手段として用いることが可能となる。
【００２０】
気密端子３は、音叉型水晶振動片２を接続固定するため、専用のトレイに整列され、気密端子３のリード１１の接続部に、半田や導電性接着剤などの、導電性部材１３が供給される。
【００２１】
図２に示すように、気密端子３と音叉型水晶振動片２とを所定の位置に配置した状態で、レーザーやリフロー等の加熱手段を用いて導電性部材１３を溶融し、気密端子３と音叉型水晶振動片２とを接続固定する。このとき、導電性部材１３が、飛散しても、音叉型水晶振動片２と気密端子３の金属環１０とは、音叉型水晶振動片２の基部６に形成した面取り部９によって、一定の間隔を保持しているため、飛散した導電性部材１３によって短絡することはない。また、音叉型水晶振動片２の折取部７を気密端子３に当接させて、位置決め手段として用いることで、より確実に音叉型水晶振動片２と気密端子３の金属環１０との間隔を確保することが可能となる。
【００２２】
気密端子３に音叉型水晶振動片２を接続固定した後、レーザーやイオンビームなどで、周波数の微調整を行う。
【００２３】
周波数の微調整を行った後、真空または不活性ガス雰囲気で、封止管４を気密端子３に圧入または接合することで、音叉型水晶振動片２を気密に封止し、図３に示すような、シリンダータイプの音叉型水晶振動子１が完成する。
【符号の説明】
【００２４】
１ シリンダータイプの音叉型水晶振動子
２ 音叉型水晶振動片（音叉型圧電振動片）
３ 気密端子
４ 封止管
５ 振動腕
６ 基部
７ 折取部
８ 接続電極
９ 面取り部
１０ 金属環
１１ リード
１２ 絶縁性部材
１３ 導電性部材
１４ 水晶基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と該基部から延出した複数の振動腕とを有する音叉型圧電振動片と、
金属環と前記音叉型圧電振動片に電気的に接続されるリードと該リードを前記金属環と一体に保持する絶縁性部材とで構成される気密端子と、
前記金属環と接合し前記音叉型圧電振動片を気密封止する封止管とを有するシリンダータイプの音叉型圧電振動子において、
前記気密端子の前記リードに前記音叉型圧電振動片を接続固定した状態で、
前記音叉型圧電振動片の基部に、前記金属環と所定の間隔を形成する面取り部を有することを特徴とする音叉型圧電振動子。
【請求項２】
前記音叉型圧電振動片は、前記基部の前記振動腕の延出する方向と反対の方向に延出する折取部を有し、
前記折取部が、前記気密端子を構成する前記絶縁部材と当接し、前記基部と前記気密端子との間隙を形成することを特徴とする請求項１記載の音叉型圧電振動子。
【請求項１】
基部と該基部から延出した複数の振動腕とを有する音叉型圧電振動片と、
金属環と前記音叉型圧電振動片に電気的に接続されるリードと該リードを前記金属環と一体に保持する絶縁性部材とで構成される気密端子と、
前記金属環と接合し前記音叉型圧電振動片を気密封止する封止管とを有するシリンダータイプの音叉型圧電振動子において、
前記気密端子の前記リードに前記音叉型圧電振動片を接続固定した状態で、
前記音叉型圧電振動片の基部に、前記金属環と所定の間隔を形成する面取り部を有することを特徴とする音叉型圧電振動子。
【請求項２】
前記音叉型圧電振動片は、前記基部の前記振動腕の延出する方向と反対の方向に延出する折取部を有し、
前記折取部が、前記気密端子を構成する前記絶縁部材と当接し、前記基部と前記気密端子との間隙を形成することを特徴とする請求項１記載の音叉型圧電振動子。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【公開番号】特開２０１２−７４９４８（Ｐ２０１２−７４９４８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８７３５（Ｐ２０１０−２１８７３５）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００１６６９４８）シチズンファインテックミヨタ株式会社 (438)
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（０００１６６９４８）シチズンファインテックミヨタ株式会社 (438)
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]