(57)【要約】【課題】  リード端子とリードフレームとを簡易かつ正確に位置決めするとともに、適正に密着させた状態で溶接され、接触不良の発生等を抑制する。【解決手段】  一端面２ａから突出する間隔をあけた２本のリード端子３を備え、水晶振動子片を封入した円柱状の振動子本体２と、２本のリード端子３の間に挿入状態に配置され、リード端子３に溶接された、絶縁された２つのリードフレーム部４と、該リードフレーム部４の一部を露出させた状態で、振動子本体２およびリードフレーム部４を絶縁性の樹脂材料により包み込んだ樹脂封止部５とを備え、２つのリードフレーム部４と２本のリード端子３との２箇所の接触位置の距離が、２本のリード端子３の接触子本体２の一端面２ａにおける間隔寸法よりも大きい水晶振動子１を提供する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端面から突出する間隔をあけた２本のリード端子を備え、水晶振動子片を封入した円柱状の振動子本体と、
前記２本のリード端子の間に挿入状態に配置され、リード端子に溶接された、絶縁された２つのリードフレーム部と、
該リードフレーム部の一部を露出させた状態で、振動子本体およびリードフレーム部を絶縁性の樹脂材料により包み込んだ樹脂封止部とを備え、
前記２つのリードフレーム部と２本のリード端子との２箇所の接触位置の距離が、前記２本のリード端子の接触子本体の一端面における間隔寸法よりも大きい水晶振動子。
【請求項２】
前記リードフレーム部の前記リード端子との接触位置に、リードフレーム部の先端における幅寸法よりも若干小さな幅寸法となるように窪む凹部が設けられている請求項１に記載の水晶振動子。
【請求項３】
長手方向の途中位置に凹部を有する２個１対のリードフレーム部を、それらの凹部を相反する方向に向け、相互に間隔をあけて片持ち梁状に配置しておき、
水晶振動子片を封入した円柱状の振動子本体の一端面から突出する間隔をあけた２本のリード端子を、前記リードフレーム部を挟むようにして、該リードフレーム部の先端から長手方向に押し入れて、２本のリード端子の間隔を若干広げた状態で前記凹部に係合させ、
係合された状態のリード端子とリードフレーム部とを溶接し、
リードフレーム部の一部を露出させた状態で、前記振動子本体およびリードフレーム部を包み込むように絶縁性の樹脂材料を成形する水晶振動子の製造方法。
【請求項４】
導電性金属からなる薄板をプレス加工して、同一方向に向けて延びる複数対のリードフレーム部を備えるリードフレーム基板を用意し、
各対のリードフレーム部に水晶振動子片のリード端子を接続する請求項３に記載の水晶振動子の製造方法。
【請求項５】
リード端子とリードフレームとの境界位置近傍にレーザ光を照射して、リード端子およびリードフレームを溶融させて接合する請求項３または請求項４に記載の水晶振動子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、水晶振動子としては、水晶からなる水晶振動子片に形成されたパターン電極にインナーリード線を接続した状態で、水晶振動子片を缶によって真空状態に密封して、一端面から間隔をあけて露出する２本のリード端子を有する円柱状の振動子本体を備えたものが知られている。振動子本体から露出する２本のリード端子にはそれぞれリードフレームが接合された後に、リードフレームの一部を露出させた状態で、これら振動子本体、リード端子およびリードフレームを絶縁性の樹脂材料により包み込むように成形することで、水晶振動子が構成されていた。
【０００３】
この場合において、リード端子のようなワイヤとリードフレームのような板材とを接合する方法として、レーザ溶接、アーク溶接または電気抵抗溶接が用いられていた（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２１４１１３号公報
【特許文献２】特開２００１−１３５３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に示すようにレーザ溶接またはアーク溶接によりリード端子とリードフレームとを接合する場合には以下の困難性がある。
まず、これらの溶接方法による場合には、両者を接触状態に配置する必要があるが、水晶振動子が小型化するとリード端子の線径が小さくなって変形し易く、形状精度を出し難い。このため、複雑な治具を使用しなければ、レーザ溶接時に、リード端子とリードフレームとを接触状態に維持しておくとができないという問題がある。
【０００５】
特に、レーザ溶接に用いるレーザはスポット径が非常に小さいため、リード端子を精度よくレーザ照射位置に配置する必要があるが、上述したようにリード端子の形状精度が低いため、これを正確に位置決めすることが困難であった。
【０００６】
また、電気抵抗溶接によりリード端子とリードフレームとを接合する場合には、以下の困難性がある。
すなわち、電気抵抗溶接による場合には、リード端子とリードフレームとを電極により挟み込む必要があるが、電極の劣化や摩耗が発生するため、定期的にまたは必要に応じて電極を交換しなければならないという問題がある。
また、電気抵抗溶接により接合できる金属の組合せには制限があり、リード線およびリードフレームに使用できる材料が限定されてしまう不都合がある。
【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、リード端子とリードフレームとを簡易かつ正確に位置決めするとともに、適正に密着させた状態で溶接することができ、その結果、良好な接合状態で、接触不良の発生等を抑制できる水晶振動子とその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、一端面から所定の間隔をあけて突出する２本のリード端子を備え、水晶振動子片を封入した円柱状の振動子本体と、前記２本のリード端子の間に挿入状態に配置され、リード端子に溶接された、絶縁された２つのリードフレーム部と、該リードフレーム部の一部を露出させた状態で、振動子本体およびリードフレーム部を絶縁性の樹脂材料により包み込んだ樹脂封止部とを備え、前記２つのリードフレーム部と２本のリード端子との２箇所の接触位置の距離が、前記２本のリード端子の接触子本体の一端面における間隔寸法よりも大きい水晶振動子を提供する。
【０００９】
本発明は、一端面から所定の間隔をあけて突出する２本のリード端子を利用して、リードフレーム部とリード端子との良好な接合状態を達成した実装型の水晶振動子を提供するものである。
２本のリード端子の間に２つのリードフレーム部を挿入しているので、２本のリード端子によって２つのリードフレーム部の両外側を挟んだ形態となっている。このとき、２本のリード端子と２つのリードフレーム部との２箇所の接触位置の距離を、２本のリード端子の接触子本体の一端面における間隔寸法より大きくしているので、接触子本体の一端面から突出したリード端子は、若干その間隔を広げられるようにしてリードフレーム部外側に接触させられている。
【００１０】
すなわち、リード端子は、間隔を広げるように弾性変形させられた状態でリードフレーム部に接触し、その状態で溶接により接合されている。したがって、溶接時には、各リード端子と各リードフレーム部とが適正な接触圧力で接触状態とされており、溶接により良好な接合状態が達成されている。その結果、リード端子とリードフレーム部との間の接触不良の少ない水晶振動子を実現することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記リードフレーム部の前記リード端子との接触位置に、リードフレーム部の先端における幅寸法よりも若干小さな幅寸法となるように窪む凹部が設けられていることが好ましい。
このように構成することで、リード端子を凹部に係合させて、リードフレーム部の長さ方向に位置決めすることができる。リード端子とリードフレームとが正確に位置決めされるので、レーザ溶接のように、非常に小さいスポット径のレーザ光によっても、適正な位置のリード端子およびリードフレーム部を溶融させて、より適正な接合状態を達成することができる。
【００１２】
また、本発明は、長手方向の途中位置に凹部を有する２個１対のリードフレーム部を、それらの凹部を相反する方向に向け、相互に間隔をあけて片持ち梁状に配置しておき、水晶振動子片を封入した円柱状の振動子本体の一端面から突出する間隔をあけた２本のリード端子を、前記リードフレーム部を挟むようにして、該リードフレーム部の先端から長手方向に押し入れて、２本のリード端子の間隔を若干広げた状態で前記凹部に係合させ、係合された状態のリード端子とリードフレーム部とを溶接し、リードフレーム部の一部を露出させた状態で、前記振動子本体およびリードフレーム部を包み込むように絶縁性の樹脂材料を成形する水晶振動子の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、２個のリードフレーム部を挟むようにして、間隔を空けた２本のリード端子をリードフレーム部の先端から長手方向に押し入れることにより、リード端子はリードフレーム部によって若干間隔を広げられた状態とされ、その弾性復元力に基づく接触圧力をもってリードフレーム部を挟み込む。これにより、リード端子は、その間隔方向に対してリードフレーム部に位置決めされる。また、リードフレーム部の長手方向の途中位置には凹部が設けられているので、さらに押し入れることで、リード端子は凹部に係合する。これにより、リード端子はリードフレーム部の長手方向に対してもリードフレーム部に位置決めされることになる。
【００１４】
したがって、本発明によれば、複雑な治具を用いることなく、リード端子をリードフレーム部の長さ方向に押し入れるだけで、両者を精度よく位置決めした状態に保持し、しかも、その状態で、両者を適正な接触圧力で押し付けた状態に保持することができる。その結果、微小スポット径のレーザ光を使用しても、正確に位置決めされたリード端子およびリードフレーム部の適正な位置にレーザ光を照射してこれらを溶融させ、適切に接合させることが可能となる。
【００１５】
上記発明においては、導電性金属からなる薄板をプレス加工して、同一方向に向けて延びる複数対のリードフレーム部を備えるリードフレーム基板を用意し、各対のリードフレーム部に水晶振動子片のリード端子を接続することが好ましい。
このように構成することで、プレス加工によりリードフレーム部を簡易に製造できる。また、同一方向に向けて延びる複数対のリードフレーム部の先端から振動子本体のリード端子を次々と押し入れることにより、効率的にリード端子とリードフレーム部とを位置決め状態に配置することができ、また、自動化も容易である。
【００１６】
上記発明においては、リード端子とリードフレーム部との境界位置近傍にレーザ光を照射して、リード端子およびリードフレーム部を溶融させて接合することとしてもよい。
レーザ光の使用により、電気抵抗溶接の場合のように電極の摩耗の問題がなく、リード端子のみならずリードフレーム部をも溶融させることで、リード端子とリードフレーム部とを、より確実に接合することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、リード端子とリードフレームとを簡易かつ正確に位置決めするとともに、適正に密着させた状態で溶接することができ、その結果、良好な接合状態で、接触不良の発生等を抑制できる水晶振動子を提供することができる。また、複雑な治具等を用いることなく、簡易かつ効率的に上記水晶振動子を製造することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る水晶振動子１について図１〜図６を参照して、以下に説明する。
本実施形態に係る水晶振動子１は、図１に示されるように、円柱状の振動子本体２と、該振動子本体２の一端面２ａから突出する間隔をあけた２本のリード端子３に接合された２個１対のリードフレーム部４と、これら振動子本体２、リード端子３およびリードフレーム部４を取り囲むように成形された樹脂封止部５とを備えている。図中、符号６は、以下に述べる保持プレートである。
【００１９】
前記振動子本体２は、図２に示されるように、水晶振動子片７と、前記リード端子３と、該リード端子３を保持するプラグ８と、プラグ８に嵌合される缶部材９とを備えている。水晶振動子片７の表面には、該水晶振動子片７に電圧を加えるパターン電極１０が設けられている。前記リード端子３の一端部３ａはこの水晶振動子片７のパターン電極１０に接合されている。
【００２０】
前記プラグ８は円筒状の金属製の外筒８ａと、該外筒８ａ内に充填されたガラス部８ｂとを備え、ガラス部８ｂによって２本のリード端子３の長さ方向の途中位置を所定の間隔を空けて固定した状態に支持している。前記缶部材９は、前記プラグ８の外筒８ａの外面に嵌合する円筒状に形成され、前記水晶振動子片７を微小隙間を空けて収容することができるようになっている。缶部材９は、真空雰囲気内においてプラグ８に嵌合された状態でプラグ８と接着され、内部を真空状態に維持することができるようになっている。
【００２１】
前記２個のリードフレーム部４は、それぞれ金属製の薄板をＬ字状に湾曲させたもので、相互に線対称形状に形成され、所定の間隔をあけて配置されている。各リードフレーム部４は、樹脂封止部５の一面に露出する端子部４ａと、該端子部４ａの一端から立ち上がる接合端部４ｂとを備えている。
【００２２】
接合端部４ｂは、図３（ａ）に示されるように、各端子部４ａから同一方向に向かって片持ち梁状に延びている。接合端部４ｂは、図３（ａ）のように並べたときに、紙面に向かって、左右の外側に配される輪郭形状に特徴がある。すなわち、各接合端部４ｂの輪郭形状は、該接合端部４ｂの先端から長手方向に沿って滑らかな曲線（導入曲線）によって外側に膨らんで凸部１１を形成した後に、長手方向の途中位置において内側に窪む凹部１２が形成され、その後、外側に張り出す段部１３を形成した後に真っ直ぐ端子部４ａに接続している。
【００２３】
前記凹部１２は、振動子本体２のリード端子３の外周面よりも若干大きな曲率半径を有し、図３（ｂ）に示されるように、リード端子３を抵抗なく受け入れてほぼ位置決め状態に係合するようになっている。また、前記段部１３は凹部１２に受け入れたリード端子３がそれ以上長手方向に移動しないように支持する機能を有している。
そして、このようにして凹部１２に受け入れられた状態のリード端子３とリードフレーム部４とは、図３（ｂ）に示されるようにレーザ光Ｌを照射されることにより溶融させられて、図３（ｃ）に示されるように一体的に接合されている。
【００２４】
ここで、リード端子３とリードフレーム部４の接合端部４ｂの形状との寸法関係を図４に示す。
図４には、振動子本体２とリード端子３とが模式的に示されている。リード端子３の位置は、振動子本体２の一端面２ａにおける位置、すなわち、振動子本体２の一端面２ａから突出するリード端子３の根本における位置を示している。リード端子３は、例えば、直径０．１ｍｍ程度と極めて細い場合には、その形状精度は低いが、振動子本体２の一端面２ａにおける突出位置は、ほぼ精度よく製造することができる。この位置におけるリード端子３の間隔寸法をＷ、中心間距離をＷＯとする。
【００２５】
前記リードフレーム部４の２個の接合端部４ｂの輪郭における凸部１１どうしの幅寸法Ｗ１および凹部１２どうしの幅寸法Ｗ２は、いずれも、リード端子３間の間隔寸法Ｗよりも大きく形成されている。また、接合端部４ｂの先端において凸部１１を形成する導入曲面の開始する点Ｐどうしの距離Ｗ３は、２つのリード端子３の中心間距離ＷＯよりも小さく設定されている。
【００２６】
次に、本実施形態に係る水晶振動子１の製造方法について、以下に説明する。
まず、Ｌ字状に湾曲させたリードフレーム部４を所定の間隔をあけて上向きに配置する。何らかの治具によって配置することにしてもよいが、図５に示されるように、金属製の薄板をプレス加工して、複数対のリードフレーム部４を同一方向に向けて突出させた帯板状のリードフレーム基板１４を用意しておくことが好ましい。
【００２７】
リードフレーム基板１４には、リードフレーム部４に対向して保持プレート６が設けられている。保持プレート６は、リードフレーム部４と振動子本体２とが接合されたときに、振動子本体２の端面２ｂが配置される位置を概略的に決定する機能を有している。
【００２８】
そして、図５に示されるように、リードフレーム基板１４を略水平に配置し、リードフレーム部４の先端を鉛直上向きに配置した状態で、鉛直上方から振動子本体２をリードフレーム部４に近接させ、リードフレーム部４と保持プレート６との間に押し入れる。
このとき、振動子本体２の一端面２ａから突出する２本のリード端子３をリードフレーム部４の先端にあてがい、そのまま鉛直下方に力を加えて押し入れる。
【００２９】
このようにすることにより、リード端子３はリードフレーム部４に対して図６に示されるように変位しながら挿入される。
すなわち、リードフレーム部４の先端において凸部１１を形成する導入曲面が開始する位置Ｐの幅Ｗ３はリード端子３の中心間距離ＷＯよりも小さく設定されているので、リードフレーム部４の先端に当接したリード端子３は、スムーズに導入曲面に沿って移動させられるようになる。そして、リード端子３の下降とともに、リード端子３間に挿入されるリードフレーム部４の接合端部４ｂの幅寸法が増大していくので、リード端子３はその間隔を若干広げられるように弾性変形させられながら、リードフレーム部４の長手方向に移動させられることになる。
【００３０】
これにより、リード端子３は、その弾性復元力によってリードフレーム部４の外側面に押し付けられることになる。そして、リード端子３がリードフレーム部４の凸部１１を乗り越える位置まで移動させられると、リード端子３は弾性復元力によってその下方に配置されている凹部１２に向かって移動するように推進される。そして、リード端子３が凹部１２に収容されると、その下方の段部１３および上方の凸部１１によって上下方向への移動が制限され、リード端子３は凹部１２に係合した状態で安定して保持されることになる。
【００３１】
この場合において、凹部１２間の幅寸法Ｗ２もリード端子３間の間隔寸法Ｗより大きく設定されているので、凹部１２内にリード端子３が係合された状態においてもリード端子３は弾性変形されていて、弾性復元力によってリードフレーム部４に押圧状態とされている。したがって、リード端子３は、リードフレーム部４によって左右方向への移動も制限されることになり、リードフレーム部４に対して精度よく位置決め状態に配されることになる。
【００３２】
その後、図３（ｂ）に示されるように、相互に位置決め状態とされたリード端子３とリードフレーム部４の両方にまたがるようにレーザ光Ｌを照射する。これにより、図３（ｃ）に示されるように、リード端子３およびリードフレーム部４の両方が溶融して両者が一体的に接合される。
【００３３】
この状態で、図５に示されるリードフレーム部４を、その上下方向から図示しない成形型で挟むようにして、振動子本体２およびリードフレーム部４の周囲にキャビティを形成し、そのキャビティ内に電気絶縁性の樹脂材料を射出することにより、樹脂封止部５を成形する。
そして、最後に、リードフレーム部４および保持プレート６をリードフレーム基板１４から切り離すことにより、図１に示された、本実施形態に係る水晶振動子１が構成されることになる。なお、リードフレーム基板１４の長さ方向に送りをかけながら、上記工程を繰り返すことにより、効率的に水晶振動子１を製造することができる。
【００３４】
このように本実施形態に係る水晶振動子１の製造方法によれば、リードフレーム部４に対して振動子本体２を押し入れるだけで、複雑な治具を用いることなく、リード端子３とリードフレーム部４とを適正な位置に位置決めし、かつ、相互に適正な接触圧力で接触状態に配することができる。したがって、そのような状態で溶接を行うことにより、良好な接合状態を達成することができる。
【００３５】
また、リード端子３とリードフレーム部４とが精度よく位置決めされているので、スポット径の小さいレーザ光Ｌを用いたレーザ溶接を行っても、リード端子３およびリードフレーム部４の所望の溶接位置を正確に溶融させて接合することができる。したがって、特別な治具を用いることなく簡易に水晶振動子１を製造することができるとともに、複雑な制御を不要として簡易に自動化を図ることができる。
【００３６】
また、リード端子３のみならず、リードフレーム部４をも溶融させて接合するので、図３（ｃ）に示されるように、溶融したリードフレーム部４がリード端子３の外周を取り囲むようにして一体的に接合されることになり、高い接合強度を確保することができる。その結果、溶接部における接触不良の発生等を抑制することができる水晶振動子１が提供されることになる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、帯板状のリードフレーム基板１４に複数対のリードフレーム部４を設けることとしたが、これに限定されるものではなく、シート状のリードフレーム基板を用いてもよい。
また、レーザ溶接によりリード端子３とリードフレーム部４の接合端部４ｂとを接合することとしたが、これに代えて、アーク溶接を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る水晶振動子の構造を説明する斜視図である。
【図２】図１の水晶振動子を構成する振動子本体の内部構造を説明する斜視図である。
【図３】図１の水晶振動子を構成するリードフレーム部の形状を説明する図である。
【図４】図１の水晶振動子の振動子本体におけるリード端子とリードフレーム部との寸法関係を説明する図である。
【図５】図１の水晶振動子の製造方法を説明する帯板状のリードフレーム基板を用いる場合の斜視図である。
【図６】図５の製造方法において、リード端子をリードフレーム部に挿入する場合の作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  水晶振動子
２  振動子本体
２ａ  一端面
３  リード端子
４  リードフレーム部
５  樹脂封止部
７  水晶振動子片
１２  凹部
１４  リードフレーム基板
Ｗ  間隔寸法
Ｗ２  接触位置の距離
【図１】
2006140737.tif 000003
【図２】
2006140737.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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