(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製リードに酸化膜を形成する工程と、前記リードに形成された前記酸化膜をＹＡＧレーザを用いて選択的に除去する工程と、前記リードに粒径が０．０１〜０．１ｍｍでかつバインダーを含まない粉末ガラスからなる絶縁ガラスを周着する工程と、前記リードに周着した前記絶縁ガラスを焼結してガラス端子を得る工程と、該ガラス端子と金属ベースとをカーボン治具に位置決めさせて加熱炉にて加熱して封着する工程と、を含む事を特徴とする気密端子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス端子とその製造方法ならびにそれを用いた気密端子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品用の気密端子は、水晶振動子や水晶発振器など、様々な電子機器に用いられている。近年、ダイオードやコンデンサなどの電子部品同様に、小型化および薄型化と共に、気密端子に搭載される電子部品の高密度化、高集積化による多端子化が要求されている。これを解決する手段として、特開２０００−９１４６１号公報に記載された方法が提案されている。
【０００３】
図５（ａ）は従来の気密端子の斜視図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＹ−Ｙ′線に沿った断面図であり、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＡ部拡大図である。１０１は鉄−ニッケル−コバルト合金（以下コバールと呼ぶ）や鉄−ニッケル合金などからなる金属板材で成形されたベース、１０２はベース１０１に形成された貫通孔、１０３はコバールや鉄−ニッケル合金などからなる金属リード、１０４はベース１０１と金属リード１０３とを封止するバインダー成分を含んだガラス粉末をプレス加工により、タブレット成形されたガラスタブレットである。
【０００４】
詳細の構成を下記に説明する。ベース１０１に形成された貫通孔１０２に、予めガラスタブレット１０４が仮焼結し形成された金属リード１０３を挿通し、ベース１０１と金属リード１０３とをガラスタブレット１０４を介して封止し気密端子を形成している。この時、金属リード１０３の外径と、タブレット成形されたガラスタブレット１０４の内側面とのクリアランスαを零として、その分、ガラスタブレット１０４の外径を小径化している。また、ガラスタブレット１０４の外径が小径化した事に伴って、ベースの貫通穴の径も小径化する事ができ、小型の気密ガラス端子を形成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記構成では、ガラスタブレット付きリードを作製するのに、プレス成形したガラスタブレットが必要である。ガラスタブレット作製には、プレス加工時に粉末ガラス間の繋ぎ役を果たす、バインダー成分を含んだプレス成形用ガラス顆粒が必要となり、その粒径は０．１ｍｍ程度である。ガラスタブレットの周壁は、現時点ですでに、プレス成形用のガラス顆粒の粒径に近い、０．１〜０．１５ｍｍの極限値まで薄肉化されている。そのため、ガラスタブレットの周壁を、それ以上に薄肉化し、その高さを小さくする事で、小体積化を図る事は不可能であると言う問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、プレス成形したガラスタブレットを用いずに、小径で、小体積の気密ガラス端子を製造する事を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の気密端子の製造方法は、金属製リードに酸化膜を形成する工程と、リードに形成された酸化膜をＹＡＧレーザを用いて選択的に除去する工程と、リードに粒径が０．０１〜０．１ｍｍでかつバインダーを含まない粉末ガラスからなる絶縁ガラスを周着する工程と、リードに周着した絶縁ガラスを焼結してガラス端子を得る工程と、該ガラス端子と金属ベースとをカーボン治具に位置決めさせて加熱炉にて加熱して封着する工程と、を含む事を特徴とする。
これによれば、プレス成形によるガラスタブレットを使用すること無く、気密端子を製造する事ができる。また、酸化膜の在る部分にはガラスが融着し、酸化膜を除去した部分にはガラスが融着せず、選択的にガラスを融着する事ができ、ガラスの融着位置を任意に制御する事ができる。さらに、粉末ガラスにバインダーを含まないので金属製ベースに形成する貫通孔の径を小径にすることができ、気密端子の小型化、薄型化、多端子化が図れるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。 図１（ａ）は本発明に係る気密端子の構成を示した斜視図であって、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ′線に沿った断面図を示したものである。図１（ａ）、図１（ｂ）において、１は気密端子を構成するコバールや鉄−ニッケル合金などからなる板材をプレス成形によって形成された金属ベース、２はベース１に形成された貫通孔、３はコバールや鉄−ニッケル合金を、任意外径になるよう、例えばφ０．２ｍｍになるように円柱状に加工し、酸化膜処理が施された金属リード、４はリード３に、熱膨張係数をコバール等の金属材料に合わせ込んだ粉末ガラスを周着し、焼結させた絶縁ガラスでガラス端子５が構成されている。このとき、ガラス粉末粒径が０．０１〜０．１ｍｍであり、かつ、バインダーが添加されていないガラス粉末を用いて絶縁ガラスが形成されている。これは、バインダー添加でガラス粉末が顆粒状態となり、粒径が０．１５ｍｍ以上になることを防ぐものであり、金属リード３に周着する粉末ガラスの量を抑制し、金属リード３に焼結する絶縁ガラス４の外形および体積を小さくするものである。
【００１１】
次に、ガラス端子の製造方法を図２の断面図を用いて説明する。６は凹形状に溝が形成された位置決め用カーボン治具、７はカーボン製マスク、８はカーボン製マスクに形成されたマスク貫通孔、９は絶縁ガラスを形成する粉末ガラス、５はガラス端子である。位置決め用カーボン治具６の凹形状に形成された所定の位置にコバールからなる金属リード３を載置する（図２（ａ））。このとき、リード位置決め用のカーボン治具６には、金属リード３を載置する溝と、金属リード３に周着する粉末ガラスを一定量装填するように溝が形成されている。また、設置する金属リードには、予め酸化処理を行い、酸化膜を形成している。ガラス周着における位置制御のための、酸化膜除去方法については後述する。次に、位置決めカーボン治具６の上面部に、粉末ガラス装填用の、カーボン製マスク７を設置する（図２（ｂ））。このとき、粉末ガラス装填用カーボン製マスク７に形成された貫通孔８は、周着する粉末ガラス量に合わせた孔径としている。次に、必要箇所にカーボン製マスク７を介して熱膨張係数をコバールに合わせ込んだ、粉末径が０．０１〜０．０２mm程度の粉末ガラス９を位置決め用カーボン治具６の溝に装填する（図２（ｃ））。次に、通炉加熱し周着したガラス粉末９を球状に焼結する（図示せず）。位置決め用カーボン治具６から取り出しガラス端子となる（図２（ｄ））。ガラス端子５の形成に用いられる粉末ガラス９は、プレス成形用ガラス顆粒に含まれるバインダー成分を含んでいないため、プレス成形用ガラス顆粒の粒径に束縛されることなく、小径化を図ることができる。
【００１２】
次に、上記で説明したガラス周着における位置制御のための、酸化膜除去について図３で詳細に説明する。図３は、酸化処理を施された金属リード３の、任意の部分の酸化膜を除去した状態を示しており、１０は酸化膜を除去した部分である。金属リード３に形成された酸化膜に、ＹＡＧレーザ照射等を用いて除去する。これは、金属リード３に形成された酸化膜は、金属リード３とガラスとの濡れ性や密着性が良好であることから、金属リード３と絶縁ガラス封着に高信頼性を得ることができる。さらに、金属リード３に形成された酸化膜の任意の箇所にＹＡＧレーザを照射し、酸化膜を取り除くことで、絶縁ガラスの濡れ性を制御する事ができるものである。これは、酸化膜の形成されていない部分よりも、酸化膜が形成された部分にはガラスの濡れ性や溶融ガラスを吸着する作用が有り、金属リード３の任意の箇所に必要に応じた絶縁ガラスを形成することができる。このため、プレス成形によるガラスタブレットを形成しなくても、封着に必要なガラス量を制御し、高信頼度のガラス端子を製造することができる。
【００１３】
図４は、ガラス端子を用いた、気密端子を示したものであり、図４（ａ）は、金属ベース１とリード３との封着工程の断面図、図４（ｂ）にはガラス端子を用いた気密端子を示す。金属ベース１に形成した貫通孔２に、絶縁ガラス４が焼結された金属リード３が挿通し、絶縁ガラス４で金属ベース１とリード３は、貫通孔２部で気密的、絶縁的に封着している。封止用カーボン治具１１には、ガラス端子５の位置決め用溝１２と、金属ベース位置決め用溝１３が設けられている。金属ベース１を金属ベース位置決め用溝１３に載置し、金属ベース１の貫通孔にガラス端子５を挿通し、絶縁ガラス付きリードの位置決め用溝１２に挿入するように載置し、９５０℃で窒素雰囲気の加熱炉にて加熱する。このとき、絶縁ガラス４の外径を小さくしたガラス端子５を用いることで、金属ベース１の貫通孔２の径も小さくすることができる。また、貫通孔２を小径にすることで、金属ベース１に貫通孔２を多数個形成することができ、気密端子の多端子化が実現できるものである。
【００１４】
なお、以上の説明では金属リード３の形状を、図１に示すような、ストレートの形状で構成したものを示したが、ストレート形状に限定したものではなく、リベットタイプのリードや折り曲げ加工されたリードなどについても同様に実施可能である。
【００１５】
以上、本発明によるガラス端子とその製造方法ならびにそれを用いた気密端子の一実施形態について説明したが、本発明の思想に逸脱しない限り適宜変更可能である。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ガラスタブレットを用いずに、ガラス端子を形成することができ、絶縁ガラス部を小径化したガラス端子を提供することができる。また、本発明の気密端子によれば、絶縁ガラスの外形を小径化したガラス端子を用いることで、小型化、薄型化、多端子化した気密端子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の気密ガラス端子製造方法における気密ガラス端子の断面図
【図２】本発明の融着用ガラス付きリードの製造工程図
【図３】本発明の部分的に酸化膜を除去したリードの図
【図４】本発明の気密ガラス端子の断面図
【図５】従来の気密ガラス端子の製造工程図
【符号の説明】
１  金属ベース
２  貫通孔
３  金属リード
４  絶縁ガラス
５  ガラス端子
６  位置決め用カーボン治具
７  カーボン製マスク
８  マスク貫通孔
９  粉末ガラス
１０  酸化膜除去部分
１１  封止用カーボン治具
１２  絶縁ガラス付きリード位置決め用溝
１３  金属ベース位置決め用溝
１０１  金属ベース
１０２  貫通孔
１０３  金属リード
１０４  ガラスタブレット
１０５  封止用カーボン治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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