(57)【要約】【課題】水晶振動片と気密端子上に設けられたインナーリードをぺースト半田または半田メッキまたはろう材を用いて接合する工程において、安定した接合を得ることのできる水晶振動子製造方法を提供する。【解決手段】水晶振動片と気密端子に設けられたインナーリードとの接合において、接合部材として用いられるぺースト半田または半田メッキまたはろう材の溶融にＬＤレーザーを用いることで極小面積の高温加熱を行うことができ、さらに接合部に水晶振動片あるいはインナーリードを押さえつけ、不活性ガスを放出するノズルを設けることにより外部雰囲気の影響を受けない接合を行うことができる。さらに接合部をカバーで覆うことにより、不活性ガスの効果を高めることができる水晶振動子製造方法とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密端子のインナーリード上に施されたぺースト半田または半田メッキあるいはＡｕ／Ｓｎ等のろう材をＬＤレーザー光を用いて溶融し、水晶振動片表面に形成された薄膜電極の一部と気密端子のインナリードとを接合することを特徴とする水晶振動子製造方法。
【請求項２】
先端をテーパー状にしたノズルで不活性ガスを接合部に放出することを特徴とする請求項１記載の水晶振動子製造方法。
【請求項３】
前記ノズル先端で水晶振動片と気密端子のインナーリードを押さえつけながら接合することを特徴とする請求項２記載の水晶振動子製造方法。
【請求項４】
押さえつけ圧力を４０〜７０ｇとすることを特徴とする請求項３記載の水晶振動子製造方法。
【請求項５】
接合を不活性ガス雰囲気中で行うことをを特徴とする請求項１記載の水晶振動子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶振動子製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水晶振動子は、水晶振動片を気密端子に設けられたインナーリードへ接合固定し、円筒型の気密保持容器に圧入する構造のものが多く用いられている。
【０００３】
前記気密端子のインナーリード上には、水晶振動片に形成された薄膜電極と接合するための接合部材が設けられるが、接合部材としては様々なものが用いられている。例えば、スクリーン印刷により塗布されるぺースト半田、インナーリード上に形成する半田メッキ、あるいはインナーリード上に形成するＡｕ／Ｓｎ等のろう材等が一般的である。
【０００４】
水晶振動片とインナーリードを接合する方法即ち接合部材を溶融する方法として、水晶振動片とインナーリードを接触させ、熱風炉内に設けられたヒーター部から放出する熱風によって接合部材を溶融させる方法、水素燃焼ガスを用いインナーリード部に局所的な熱を加え接合部材を溶融する方法、レンズを通して集光された光を用い、かつ加温された不活性ガス雰囲気中で接合部材を溶融する方法等が用いられてきた。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−３１４２０８号公報
【特許文献２】
特開平１０−３２４５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、水晶振動片を気密端子に設けられたインナーリードに接合する方法としては様々な方法が用いられている。しかし、水晶振動片の表面には電気的な導通をとるために用いる金属薄膜が蒸着法あるいはスパッタ法によって形成されているため、前記接合部材を溶融するために用いる熱が悪影響を及ぼすことがある。
【０００７】
熱風炉を用いる方法では、熱風炉内の雰囲気温度バラツキが非常に大きく、また熱風を放出するノズル近傍においても雰囲気温度バラツキがある。そのため、該接合部材のみを溶融するという目的に反して、熱により水晶振動片の金属薄膜の酸化、消失または気密端子あるいはアウターリードの熱変形、メッキの消失といった悪影響を及ぼすことがある。
【０００８】
光ビームによる方法では、水晶振動片表面が非常に鏡面に近い状態であるための光の乱反射、また該光ビームが周辺雰囲気の温度バラツキ、放出ガスの温度に影響を受けやすいため、該接合部材の溶融状態が安定しない問題がある。さらに、熱風炉、光ビームによる方法では水晶振動片とインナーリードを密着させる構造が必要となるため、装置構成、治具構成が複雑になるという問題点がある。
【０００９】
水素燃焼ガスを用いた方法では、高温の水素を用いるため、雰囲気中の酸素と反応し、水が発生する。発生した水は水晶振動片表面に付着してしまうため、工場内雰囲気中のチリを呼び込み、水晶振動片表面に汚れを発生させる。あるいは、水が十分に乾燥されない場合、水晶振動片を水晶振動子に完成させた後で水の影響により周波数が変動してしまうといったエージング特性に対する問題を起こすことがある。
【００１０】
前述の方法から水晶振動片をインナーリードに接合する際の条件として、水晶振動片及び気密端子に影響を及ぼさない接合部材の溶融方法に求められるものは極小面積加熱、短時間での接合部材の溶融が可能であるような高温加熱が必要とされる。
【００１１】
本発明の目的は前述の水晶振動片及び気密端子に影響を及ぼす雰囲気温度の上昇、熱によって発生する生成物の影響を極力少なくし、接合部材を素早くかつ効率良く溶融するために、極小面積加熱、高温加熱を行い、水晶振動片と気密端子に設けられたインナーリードとの確実な接合を行うことである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、気密端子のインナーリード上に施されたぺースト半田または半田メッキあるいはＡｕ／Ｓｎ等のろう材をＬＤレーザー光を用いて溶融し、水晶振動片表面に形成された薄膜電極の一部と気密端子のインナリードとを接合する水晶振動子製造方法とする。ＬＤレーザー光の集光性及び加熱性能の良さを利用し、極小面積、高温加熱により極短時間で気密端子に設けられたインナーリード上に施されたぺースト半田または半田メッキまたはＡｕ／Ｓｎ等のろう材の溶融を行い、水晶振動片と気密端子との接合を行う水晶振動子製造方法とする。
【００１３】
さらに本発明は、先端をテーパー状にしたノズルで不活性ガスを接合部に放出する水晶振動子製造方法とする。前記接合部材の溶融を行う場所において、水晶振動片表面に施された金属薄膜の熱による酸化防止及び工場内雰囲気の影響を軽減する目的で、ＬＤレーザー光の照射を阻害しない傾きを形成した、不活性ガスを放出するノズルを設けた水晶振動子製造方法とする。
【００１４】
さらに本発明は、水晶振動片と気密端子上に設けたインナーリード部との確実な接合を行うために、前記ノズル先端をインナーリード上あるいは水晶振動片の接合部へ押し付け、その圧力を４０〜７０ｇとした水晶振動子製造方法とする。４０ｇ以下の圧力では接合性にばらつきが出ることが確認され、７０ｇ以上の圧力ではインナーリードのバネ性を破壊、あるいは水晶振動片を破壊するといった不具合が発生する。
【００１５】
さらに本発明は、接合を不活性ガス雰囲気中で行う水晶振動子製造方法とする。不活性ガスの効果を高めるために、ＬＤレーザー光を用いた前記接合部材の溶融を行う場所において、全体にカバーをかけた構造の水晶振動子製造方法とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は音叉型水晶振動子の水晶振動片と気密端子４を組合せ接合した際の正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。図２は本発明による水晶振動子製造方法を説明するための側面図であり、図３は気密端子押しつけ荷重機構図である。固定台１０上に置かれた水晶振動片１にカバー９を掛け水晶振動片１を固定する。水晶振動片１上の金属薄膜２に密着するように気密端子４に設けられたインナーリード３を乗せる。さらに、不活性ガス導入の可能なノズル７の先端を気密端子４に設けられたインナーリード３に押し当て水晶振動片１へ密着させる。ノズル７は、図３に示すように上下可動部１１及び荷重調整バネ１２に取り付けられたガス導入口１３を設けたブロックに取り付けられている。荷重調整は荷重調整バネ１２により調整できるものである。
【００１７】
ノズル７より放出される不活性ガス（例えば窒素ガス）により接合部雰囲気が満たされるとノズル先端角度の方向からＬＤレーザーレンズ５を通してＬＤレーザー光を接合部に当てる。ＬＤレーザー光によりインナーリード３に施された接合部材８が溶融し、水晶振動片１と気密端子（インナーリード）４が接合される。
【００１８】
図４は気密端子を水晶振動片へ押しつけるノズルの詳細図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面断面図である。ノズル７は接合部を不活性ガスで満たせるようガス導入口１３より導入されるガスを先端より放出できる構造になっている。先端はＬＤレーザー光の照射を阻害しない様に角度θの斜面が形成されている。ノズル材質は熱伝導が悪く、堅い材質たとえばＳＵＳ３０４が望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によると、水晶振動片と気密端子を接合する工程において、極小面積加熱及び高温加熱により、水晶振動子表面に形成された金属薄膜へ影響が軽減される。
【００２０】
さらに不活性ガスによって接合部材の加熱時の雰囲気を満たすことによって金属薄膜の酸化を防止し、工場内雰囲気による水晶振動片表面への影響をなくすことができる。
【００２１】
さらに不活性ガスを放出するノズル先端を水晶振動片あるいはインナーリードに４０〜７０ｇの圧力で押さえることにより、水晶振動片とインナーリードとの確実な接合を行うことができる。
【００２２】
さらに、接合工程を行う場所全体をカバーで覆うことにより、接合部材の溶融バラツキが工場内雰囲気に影響を受けることがなくなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】水晶振動片と気密端子の接合図
【図２】本発明による水晶振動子製造方法を説明するための側面図
【図３】気密端子押しつけ荷重機構図
【図４】ノズル詳細図
【符号の説明】
１  水晶振動片
２  金属薄膜
３  インナーリード
４  気密端子
５  ＬＤレーザーレンズ
６  不活性ガス
７  ノズル
８  接合部材
９  カバー
１０  固定台
１１  上下可動部
１２  荷重調整バネ
１３  ガス導入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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