JPH0116054B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はケース、ステムともにガラスよりなる
水晶振動子とその製造方法に関する。 本発明の目的は品質のよい水晶振動子と、それ
を得ることのできる製造方法を提供することであ
る。 本発明の他の目的は安価な水晶振動子と、それ
を得ることのできる製造方法を提供することであ
る。 従来の水晶振動子の製造方法の１例を第１図に
より説明する。１はステムであり、コバール等で
形成された２本のリード線２，６をコバール等か
らなる金属環３の中へ位置出しをしてセツトし、
コバール等の金属と熱膨張率が等しいかあるいは
近いガラス４により封着（ハーメチツクシール）
されたものである。５の水晶音叉体は、フオトリ
ソグラフイ法もしくは機械加工により外形々状が
出され、その表面には蒸着もしくはスパツタ等に
よつて形成された電極を有している（図示せず）。
水晶発振片５と内側リード線２′，６′の接合方法
は、ハンダ、金―スズ（Au―Sn）共晶等の比較
的低融点の材料によるろう付け、あるいは、銀ペ
ースト、接着剤等による接着によつて行なわれて
いる。 接合部は音叉体の保持と外部導通を兼ねてい
る。接合後、水晶発振片先端部７，７′に周波数
調整用の薄膜を形成し、該薄膜をレーザートリミ
ングによつて質量を除去する方法、あるいは水晶
発振片先端部７，７′に金，銀のような金属を蒸
着して質量を付加する方法のいづれかによつて周
波数調整が行なわれる。 次に、振動特性向上のためにケース８およびス
テム１と水晶発振片５をそれぞれ真空中で加熱
し、表面に付着しているガス成分を十分除去す
る。 このように脱ガスしたケース８を前述したステ
ムの金属環３に真空中で圧入して真空の保持と振
動子の保護がされる。これは封入と呼ばれる。ケ
ース８は洋白にハンダ等の軟質金属をメツキして
形成されるのが一般的であるが、この軟質金属は
真空保持のシール材として用いられている。ま
た、圧入であるから、ケース内径とステム外径と
の関係は、ケース内径が小さくしめしろを有して
いる。 ここで上記の従来方式の欠点を以下に示す。 １ 部品単価が高い。 ステム及びケースが非常に高く水晶振動子に占
める部品単価の構成割合が大きかつた。これはス
テムは金属外環とリード線にコバールを使用して
いることにより材料費が高いこと、また、ステム
製造時に金属環は後にケースを圧入する関係から
高精度な成形をする必要があり、更にガラスの粉
末を加圧成形し前記３部品を位置出ししてガラス
を溶融して封着し更に金属環ならびにリード線の
金属表面の耐触性を向上させるためにNi等をメ
ツキする工程を有し加工費が非常に高かつた。 一方、ケースも洋白等の金属を加圧成形した後
圧入を容易に行なうためのハンダ等の金属を該ケ
ース表面にメツキするため２工程を有し、加工費
が非常に高かつた。 ２ 品質上、以下の問題点がある。 エージング特性が悪い。 従来法では真空中での加熱による脱ガス工程に
おいて、ケースはハンダ等の軟質金属をメツキし
てあるため融点以上の加熱が行なえないこと、及
びハンダメツキが多孔質であり非常に多くのガス
を吸着しているために脱ガスが不十分となり、封
入後に残留ガスがケース表面から発生し振動子の
発振周波数が変化する、すなわちエージング特性
が悪いという欠点を有する。 封入時の真空漏れがある。 従来の水晶振動子の製造方法では、ケースにハ
ンダ等の軟質金属をメツキし、ステムの金属環に
圧入するという構成から、軟質金属のメツキ厚み
のムラ、および、ゴミ等が付着した際に封入時に
ケースとステムの充分な密着が行なわれず、水晶
振動子内の真空度が保たれないという欠点を有す
る。 封入時の周波数分布の拡大。 従来の水晶振動子の製造方法では、金属ケース
を使用するために、水晶振動子の周波数調整は封
入前に行なう以外に方法はなかつた。 ところが、従来の製造方法によれば、封入時に
ステムにケースを圧入することによつて、ステム
に生じている微少振動が抑えられる結果、封入後
の周波数は周波数調整直後の周波数と異なる結果
を生じる。また、その変化量は量産における個々
の品物で異なる結果、完成時の同一ロツトの周波
数は大巾に広がつてしまつた。そのため、ある狭
い周波数範囲を選択して作ることが必要な場合は
大きく歩留を低下させる要因となつていた。 そこで本出願人は、以上の欠点を解消するため
に、ガラスステム及びガラスケースを使用した水
晶振動子とその製造方法を先に発明し出願した。
しかしこの製造方法にも後に述べる問題点を有し
ている。本発明は、その問題点を解消するために
成されたものである。なお、本発明の利点の理解
を容易にするために、本願の先願である水晶振動
子とその製造方法についてここで説明する。 先願の方法は、かかる従来法の上記の欠点を克
服し、安価で優れた品質の水晶振動子を提供する
ものである。 以下に先願による水晶振動子の製造方法を第２
図により説明する。 ９はガラスステムであり、デユメツト線等の２
本のリード線１０，１２を、デユメツト等の金属
と熱膨張率の等しいあるいは近いガラス１１によ
り封着して形成する。（従来使用しているステム
とは金属環がないことに大きな違いがある。） ５は水晶発振片で従来法すなわちフオトリソグ
ラフイ法あるいは機械加工法によつて製造された
ものを用いて良い。水晶発振片５の基部と内側リ
ード線１０′，１２′とを200℃以上の耐熱性を有
する接合材料を用いて接合を行なう。 以上に述べた先願の接合は以下の条件を満たす
ように構成されている。すなわち、接合されたも
のが以下に説明するガラス封着時の温度に耐えね
ばならない。そのためマウント材料内融点が200
℃以上であることが必要である。通常の封着方式
ではガラス軟化点より約150℃低い融点以上のマ
ウント材料が必要である。 例えば

【表】 ※ 日本電子硝子 ガラス特性表による。
例えば第１表のLG―16（日本電気ガラス〓製）
をケースならびにステムを構成するガラスを用い
た場合、同ガラスの軟化点575℃から150℃低い
425℃以上でなければならない。ところが封着時
の加熱方法を局部加熱する方法、あるいは、リー
ド線を下方から冷却しながら封着する方法によ
り、マウント材料の融点を200℃まで下げること
が可能であることがわかつた。 接合方法として次の実施方法を挙げることがで
きる。 １ ろう付け 金―スズ合金、金―シリコン合金、銀ろう、ア
ルミニウムろう、マグネシウムろう等融点200℃
以上のろう材によるろう付け。 ２ 圧着 ガラスステム９の内側リード線１０′，１２′に
金メツキ（銀メツキでも可）を施し、水晶発振片
の金属薄膜の上に該リード線を重ね、加熱しなが
ら拡散接合により圧着する。またリード線のメツ
キを施さないものでも、リード線表面の銅が酸化
していないものは圧着が可能である。 ３ 溶接 水晶発振片５にガラスステムのリード線１０′，
１２′をセツトしリード線１０′，１２にレーザー
照射を行なつて、リード線１０′，１２′を加熱溶
融して接合する。もしくは水晶発振片５にガラス
ステムのリード線１０′，１２′をセツトし加圧し
ながらリード線１０′，１２′と水晶発振片５の金
属薄膜間に瞬間的に大電流を流し接触部分を加熱
溶融して接合する。 ４ かしめ リード線の先端部を、水晶振動子の基部を挾持
できる「コ」あるいは「Ｕ」字形に形成し、かし
める。 以上のいづれかの接合方法により、水晶発振片
をリード線に接合した後、該ガラスステムをその
耐熱温度以下で真空中で脱ガス処理を行なう。一
方ガラスケースも真空中で500℃に加熱すること
により脱ガス処理を行なう。 その後、ガラスステム９にガラスケース１３を
装着し、ガラスステム９とガラスケース１３の接
触部分を真空中で加熱して封着する。このガラス
ケース１３の内径はガラスステム９の外径よりわ
ずかに大きく作られる。以上の封着方法はマウン
ト材料により異なるが、一般的には第３図に示す
ようにグラフアイトの治具１４に水晶発振片５を
マウントしたステム９とガラスケース１３をセツ
トし真空中でグラフアイト治具に通電して600〜
850℃に加熱することによりガラスを溶融し、ガ
ラスステム９とガラスケース１３を封止する。他
の封着方法としては、ガラスを加熱することがで
きる炭酸ガスレーザーをガラスステム９とガラス
ケース１３の接触部に照射しガラスステム９とガ
ラスケース１３のガラスを溶融し封着することも
できる。封着温度はガラスステム及びガラスケー
スの軟化点のいづれか低い方の温度以上にする。
少なくとも一方が軟化すれば、相互拡散が急速に
進み、容易に封着する。封着温度は高すぎるとガ
ラスステム及びガラスケースの変形や水晶発振片
の変態を生じるため好ましくない。 封着後、ガラスステムとガラスケースに残留す
る熱歪みを除去するために、全体をマウント材料
の融点、ガラスの軟化点、水晶の変態点のうち最
も低い温度以下に保有することが望ましい。これ
によつて水晶振動子完成品の強度が増大する。 周波数調整は封着前の重りつけ方式、封着後の
重り取り方式のいづれでも可能である。 ここで先願に使用するガラスステムとガラスケ
ースのガラスに必要な条件を示す。第１の条件と
しては軟化点が850℃以下でなければならない。
これは２つの理由があり、第１の理由は、ガラス
の封着時に水晶発振片の変態点である573℃以上
に温度上昇をさせないためである。 水晶には573℃に変態点があり、これ以上の温
度に加熱されると双晶を発生し、温度を下げても
そのまま残留する。これによつて周波数の温度特
性及びＱ値に決定的な劣化要因を与えることにな
る。そのため水晶発振片が573℃以上に加熱され
ることを避けねばならない。第２の理由はマウン
ト部に余分な熱をかけて、ハクリ等の障害を避け
るためである。したがつて軟化点850℃以下とい
う設定は、ガラスの封着時に水晶発振片が573℃
の変態点以上に上昇しないための限界温度である
ことがわかる。ガラス封着の際、水晶音叉体とガ
ラス封着温度とは約150℃以上の温度差を生ずる
ため、許されるガラスの軟化点は850℃以下であ
る。しかし、先願を実施する際にはできるだけ軟
化点の低いものを使用することが望ましい。 また、該ガラスに要求される第２の条件は、封
着時の熱歪みを緩和するためにリード線の熱膨張
率と等しい同一材質もしくは、熱膨張率の差が±
10×10^-7／℃以内望ましくは±５×10^-7／℃以下
でなければならない。このような条件を満足する
ガラス材質の例を第１表に示す。 先願による水晶振動子の製造方法は次のような
利点を有しており、従来例と比較しながら説明す
る。 １ 安価になる。 従来の水晶振動子を構成するステム及びケース
は非常に高く水晶振動子に占める部品単価の構成
割合が大きかつた。これは、ステムは金属外環と
リード線にコバールを使用していることにより材
料費が高いこと、またステム製造時に金属環は後
にケースを圧入する関係から高精度な成形をする
必要があり、更にガラスの粉末を加圧成形し、３
部品を位置出しして、ガラスを封着し、更に金属
環ならびにリード線の金属表面の耐触性を向上さ
せるためにNi等をメツキする工程を有ししたが
つて加工費が非常に高かつた。 一方、ケースも洋白等の金属を加圧成形した
後、圧入を容易に行なうためのハンダ等の金属を
該ケース表面にメツキする２工程を有し加工費が
非常に高かつた。 先願に使用するガラスステム及びガラスケース
は、ガラスステムにおいては、２本のデユメツト
線をガラスで固定するという単純な構成であるか
ら、デユメツト線自体コバールより安価であり更
に金属環を使用しない、及びメツキを必要としな
いため材料費が非常に安価となり、また加工々程
においても、工程が少ないことから加工費が大幅
に安価となる。 他方ガラスケースにおいてもガラス管を成形す
るのみであり材料費が安価であり、半田メツキ等
が不必要なため加工費も安価となる。 このため従来のステム、ケースの価格に対し、
先願のガラスステムとガラスケースの価格は、ほ
ぼ４：１となる。 ２ 品質が向上する。 先願によれば以下の品質向上がある。 エージング特性の向上 従来の製造方法では真空中での加熱による脱ガ
ス工程において、ケースはハンダ等の軟質金属を
メツキしてあるため融点以上の加熱が行なえない
こと、及びハンダメツキが多孔質であり非常に多
くのガスを吸着しているために脱ガスが不十分と
なり、封入後に残留ガスがケース表面から発生
し、真空ケース内の真空度が変化し、振動子の発
振周波数が変化する、すなわちエージング特性が
劣化した。 先願による製造方法では、ケースはガラスであ
ることから真空中でより高温のガス出しが可能と
なり、更にガラス自体は本質的にガスの発生が少
ないため、封着後の残留ガスによる真空度変化が
少なくなり、エージング特性が大巾に良くなる。 更に水晶発振片を接合したガラスステムは従来
より高い温度に耐える接合方法を採用しているた
め、脱ガス時の温度を高くすることができ、より
脱ガス効果が得られる結果、エージング特性は更
に向上する。 封入時の真空もれが減少する。 従来の水晶振動子の製造方法では、ケースにハ
ンダ等の軟質金属をメツキし、ステムの金属環に
圧入するという構成から、軟質金属のメツキ厚み
のムラおよびゴミ等が付着した際に封入時にケー
スとステムが充分な密着が行なわれず、水晶振動
子内の真空度が保たれないという欠点を有してい
た。 しかし、先願によれば、ステムとガラスケース
は加熱融着により完全に融着されるため真空もれ
は発生せず、封入時の歩留および信頼性が大巾に
向上する。 完成時、周波数分布の縮少 従来の製造方法では金属ケースを使用するため
に、水晶振動子の周波数調整は封入前に行なう以
外に方法がなかつた。ところが従来の製造方法に
よれば封入時に、ステムにケースを圧入すること
によつて、ステムに生じている微少振動が抑えら
れる結果、封入後の周波数は周波数調整直後の周
波数と異なる結果を生じる。 またその変化量は量産における個々の品物で異
なる結果、完成時の同一ロツトの周波数は大巾に
広がつてしまつた。そのため、ある狭い周波数範
囲を選択して作ることが必要な場合は大きく歩留
を低下させる要因となつていた。 先願の水晶振動子の製造方法においては、ケー
スがガラスのため透明であり、YAGレーザーの
ようなガラスを透過するレーザー光によつて封入
後に水晶音叉先端部の電極膜をトリミングし周波
数調整をすることが可能となる。そのため封入に
よる周波数変化した後に周波数調整することがで
き、非常に狭い周波数範囲に歩留良く調整するこ
とが行なえる。 またこれによつて、出荷直前に周波数調整を行
なつて在庫中のエージングシフトを吸収したり、
時計体に組込まれてから周波数調整を行なつて組
込みによる周波数のシフトを吸収し、トリマーコ
ンデンサー等の周波数調整部品なしに、正確な調
整が行なえる。 以上のように先願による水晶振動子とその製造
方法は、従来法と比較してはるかに優れている
が、更に低価格で高品質のガラス封止振動子を得
るためには以下の問題点を有している。 １ 位置出しの問題 先願のガラス封止水晶振動子とその製造方法に
おいて一般的にはガラスステムの形状として球形
状のものを用いるが、同ステムを用いたガラス封
止水晶振動子はガラスステム形状が球形状である
ことから、ガラスケース内の中央部に水晶発振片
を位置出しすることが容易でない。ガラスケース
内の中央部に水晶発振片が位置出しできない場合
には、水晶発振片とガラスケースが近すぎるため
に、水晶振動子が落下し、衝撃が加わつた際に水
晶発振片がガラスケースに衝突し、そのために水
晶発振片が折れて、発振体としての機能をなくす
る、あるいは、水晶発振片の一部に欠損が生じる
ため発振周波数が変化し、正確な発振周波数を維
持するという水晶振動子に要求される基本機能を
なくする問題の大きな要因となる。 ２ 製造能力が低下する。 ガラス部品製造上、ガラスステム外径およびガ
ラスケース内径の寸法精度を安定させることは困
難であり、とりわけ「真空容器」を要求される本
発明の水晶振動子の場合は至難であつた。ガラス
ケース内部にガラスステムが入る先願の構造であ
るが、製造能力（精度面）上ガラスステムの外径
とガラスケース内径とにバラツキがありこのすき
間の大小によつて完全に融着されるまでの時間に
バラツキが生じる。 このためロツトにおいて融着不良をなくすため
には、ガラスステム外径の最少のものとガラスケ
ース内径の最大のものが完全に融着されるために
要する最長の封着時間に合わせる必要があり、そ
の結果単位時間に処理できる個数が少なくなり、
製造能力が低下するという問題点を有する。 ３ 部品単価の高騰 ガラスステムとガラスケースの封着時の製造時
間の短縮、及び融着不良をなくす目的のために、
ガラスステムとガラスケースの製造時に、ガラス
ステム外径とガラスケース内径のバラツキを押さ
えようとすると、部品製造時の規格外品を取り除
く選別作業が必要となり、部品製造時の歩留りが
悪くなる結果、ガラスステムとガラスケースの部
品単価が高くなる。（従来のものほど高価になら
ないが） ４ 水晶振動子長さの増加 先願のガラス封止水晶振動子とその製造方法に
おいて一般的にはガラスステムの形状として球形
状のものを用いるが、同ステムを用いたガラス封
止水晶振動子は長さが長くなるという問題点を有
する。 理解を容易にするために長さ６〔mm〕、径が２
〔mm〕のガラス封止水晶振動子を例に説明する。 ガラスケースの外径が２mmと設定されると、該
ガラスケースの内径は1.6〔mm〕となる。その結果
ガラスステムのガラス径は1.5〔mm〕となるが、リ
ード線方向のガラス高さは、ガラスステム製造時
のガラス溶融時にリード線の表面張力でガラスが
伸ばされる結果、約1.9〔mm〕となる。このガラス
ステムを使用して水晶振動子を完成させると、水
晶発振片4.2〔mm〕、ガラスケースの肉厚と水晶発
振片が振動するための空間を0.6〔mm〕を合計する
と、約6.7〔mm〕となり、希望寸法6.0〔mm〕を0.7
〔mm〕ほど超過してしまう。従来は金属環を有す
るステムの使用により、ステム高さが1.0〔mm〕で
あり十分6.0〔mm〕以下とすることが可能であつ
た。 以上のように球形状のガラスを有するガラスス
テムを使用する場合は、ガラスステムのガラスの
高さが大きく、その結果、水晶振動子の完成体の
長さが大きくなり、腕時計への実装上、不利とな
る。なお、この問題は更に小型化がされた振動子
にも同様に考えることができる。 ５ 単品処理による製造コストのUP ガラスケース内部に１本１本のガラスステムを
セツトする構造であるため量産加工が困難であ
り、封入時のセツト等に時間がかかわ、作業性の
面から製造コストが高くなる。 かかる問題点１つの解決策を先行例として第５
図に示す。かかる先行例に使用するガラスのステ
ム１５は、デユメツト線等の２本のリード線１
６，１７を、軟化点が850℃以下で、熱膨張率が
リード線と等しい、あるいはリード線と後述のガ
ラスのケース１９のガラスとの相互の熱膨張率の
差が±10×10^-7／℃以内望ましくは±５×10^-7／
℃以内のガラスにより以下の形状に成形される。 形状が円柱状であり、２本のリード線と円柱
の上・下各端面は直角に構成されていること。 円柱の上・下各端面は平行であり、特に上面
は平滑な面であること。（但し鏡面の必要はな
い） 円柱の外径は、後述するガラスケースの外径
とほぼ等しい径を有すること。 以上の特徴を有するガラスのステム１５の内側
リード線１６′，１７′に、水晶発振片５を融点
200℃以上の接合材料により、ガラスのステムの
中心軸上に位置出しを十分行なつて接合し、次に
該水晶発振片を接合したガラスのステム１５を、
真空中にて該接合部が劣化しない温度まで加熱し
て脱ガスを行ない、一方500℃の真空中で脱ガス
したガラスのケース１９をセツトする。なおガラ
スのケース１９は一端を閉じた円筒形であり、切
断部はガラス円筒の中心軸に対し直角に切断され
た平滑面に仕上げる。（鏡面の必要はない。）また
ガラスのケース１９のガラス材質はガラスのステ
ム１５に使用したものに準ずる。セツトの際、ガ
ラスのステム１５の中心上にガラスのケース１９
をセツトするには、ガラスのステム外径及びガラ
スのケース外径に接する案内穴を有するグラフア
イト等の治具２０により位置出しを行なうことが
有用である。その後、治具２０に通電してガラス
ステム１５とガラスケース１９の接合部を真空中
で加熱し、ガラスを溶融して封着する。その後、
水晶発振片先端部に蒸着等により設けられた金属
薄膜の電極７，７′をレーザーにより除去してＦ
調する。 かかる先行例は前記の１）、２）、４）について
は改良されたものの３）についてはいまだ充分な
改良がされていない。本発明は１）乃至４）のい
ずれの問題も解決する水晶振動子の製造方法を提
供する。尚、ケース、ステム、リード線の材質に
ついては先行例と同様である。以下第６図乃至第
１０図を用いて本発明を説明する。 本発明の製造方法の実施例を第６図に示す。２
１は平行な２本のリード線をｎ組、薄い板状のガ
ラスで該２本のリード線に対して直角に交わるガ
ラス面を平坦面に仕上げて封着した構造の連結ガ
ラスステムである。個々の内側リード線２２，２
３、水晶発振片５を融点200℃以上の接合材料に
より、各リード線の中心軸上に位置出しを十分行
なつて接続し、次に該水晶発振片を接合した連結
ガラスのステム２１を真空中にて該接合部が劣化
しない温度まで加熱して脱ガスを行なう。一方、
プレス等によつて薄板から連結ステムと同一ピツ
チにｎ個のケース状に成形した連結ガラスケース
２４を準備し、500℃程度の真空中で脱ガスを行
なつておく。 次に、真空中で連結ガラスのステムと連結ガラ
スのケースを各々ステムの中心位置とケースの中
心位置を合わせて、セツトを行ない、各ステムと
ケースの接触部全周に炭酸ガスレーザー等のガラ
スを溶融するレーザー光２９を照射し、加熱溶融
して各ステムとケースを封着する。その後、ケー
ス外径寸法にてケースの中心線と平行に炭酸ガス
等のレーザー光３０を照射して接続部分を切断し
て水晶振動子２５を完成する。 なお、接続部分の切断時のガラスの溶融を利用
して、先に述べたガラスのステムとガラスのケー
スの封着処理を同時に行ない、単独の封着工程を
省略することも可能である。 以上の連結ガラスのステムと連結ガラスのケー
スの封着及び補強部の切断方法としては、他に、
加熱したプレス型により同時に行なうことも実施
できる。第７図により説明すると、２６は加熱ヒ
ーターを組込んだ下型であり、やはり加熱ヒータ
ーを組込んだ上型２７とにより連結ガラスのステ
ム２１と連結ガラスのケース２４とを位置出しし
て、上・下にはさみ込み、ステムとケースを真空
中で加熱しガラスを軟化溶融する。その後、可動
ポンチ２８を押し上げ、接続部から水晶振動子を
切断分離する。 第８図はガラスのステムとガラスのケースを更
に多数個同時処理する目的で、Ｘ方面，Ｙ方面に
形成した例である。製造方法については、前記の
１列に形成された連結ガラスのステムと連結ガラ
スのケースによる製造方法に準ずる。第８図Ａは
Ｘ方向、，Ｙ方向に形成された連結ガラスステム
３１の斜視図であり、平行な２本のリード線３
２，３３をＸ，Ｙ方向にそれぞれn_x，n_y組、薄い
ガラスで封着した構造である。内側リード線３
２，３３に水晶発振片５を前記記載の接合方法に
より、各リード線３２，３３の中心軸上に位置出
しを十分行なつて接続しその後脱ガスを行なう。
一方プレス等により薄板から連結ステムとＸ，Ｙ
方向に同一ピツチで同数成形したＢ図に示す連結
ガラスのケース３４を準備し脱ガスを行なう。 次に、真空中で連結ガラスのステム３１と連結
ガラスのケース３４をＣ図のように各々、ステム
とケースの中心位置を合わせてセツトし、ステム
とケースの接触部全周に炭酸ガスレーザー光を照
射し加熱溶融して各ステムとケースを封着する。
その後炭酸ガスレーザー光で接続部分を切断して
水晶振動子を完成する。 以上に述べた本発明の利点を以下に示す。 １ 水晶発振片がガラスのケース中心部に保持さ
れる。ガラスのステム形状が平面の基準面を持
ち、ガラスのケースの下端面と密着するために
水晶発振片がガラスケースの中心部に位置出し
される。なお、セツト時のガラスケースとガラ
スのステムの曲がり、及びガラスのステムのつ
け根からのリードの曲がりについても若干の曲
がりについては、封着時にガラスのケースをガ
ラスのステム側に加圧して融着することで、完
成体の中心位置出しが行なわれる。 この結果、先願の方法の位置出し不十分によ
るガラスケースと水晶発振片の接近によつて耐
衝撃時に水晶発振片が折れる、もしくは水晶発
振片の欠損による発振周波数変化を防ぐことが
できる。 ２ 生産数の増加 本発明のガラスのステムとガラスのケース端
部は融着時に、当初から接触しており、ガラス
のステム外径のバラツキ及びガラスのケース内
径のバラツキには全く左右されず、ガラスのケ
ースの端部の平坦性及び、直角が出ていて接触
が保たれてさえいれば、容易に融着が完壁に成
される。なお直角性及び平坦性は、単純な切断
作業により得られるため比較的容易に確保でき
る。 このため部品に起因する融着時間のバラツキ
はなく、融着前から接触しているために最少の
融着時間にて全数を処理することができ、製造
能力が大幅に向上する。 ３ 部品単価の低減 本発明により、ガラスのステム外径のバラツ
キ及びガラスのケース内径のバラツキについ
て、管理をしなくて良くなることから、従来の
規格からはずれていた品物を分類する作業の廃
止、および、その規格外品が使用できるための
歩留向上により、部品製造が容易になる利点が
あり、その結果として部品単価がさらに低減で
きる。 ４ 振動子長さの規格内化 ガラスのステムのガラスの厚みを、先願の一
般的な球形状のガラスのステムと比較して薄く
することが可能であり、その結果完成振動子の
長さを充分短かくすることが可能となる。 先に説明した長さ６〔mm〕、径が２〔mm〕の水
晶振動子の例では、ガラスのステムのリード線
方向の高さ（厚み）を1.0〔mm〕とすると、完成
体は約5.8〔mm〕となり十分6.0〔mm〕以下とする
ことが可能である。 ５ 多数個同時（バツチ）加工による製造コスト
の低減。 さらに、ｎ個のガラスステムを、ガラスで連
結して一体形とした連結ガラスのステムと、該
ステムと同一ピツチから成る連結ガラスのケー
スとを用いた、ｎ個同時処理の水晶振動子の他
の製造方法においては、水晶発振片接合時のガ
ラスステムの供給時間の短縮、及び封着時のガ
ラスステムとガラスケースの供給時間が、大幅
に短縮することが可能となり、同一時間中の水
晶振動子の製造個数を、極端に増加することが
でき、製造コストが、そのセツト作業の簡略化
された分だけ低減される。また、本発明の目的
とする水晶発振片のガラスケースの中央へ位置
出しすることをさらに容易にする応用例とし
て、ガラスのステムのガラス形状を第９，１０
図に示すように、その円柱の中心線上に同心
で、外径がガラスケースの内径よりわずかに小
さい半球、及びガラスのケースの挿入側に面取
りを施した円柱等を重ねたものが考えられる。
第９図Ａは半球を重ねたガラスのステム３５、
第９図Ｂと第９図Ｃはガラスのケースの挿入側
に面取りを施した円柱を重ねたガラスのステム
３６，３７を示す。この場合にはガラスのステ
ムとガラスのケースとの中心出しが部品段階で
行なわれるために、レーザー光により封着等の
封着部全周を溶融するために封着時にガラスの
ケースとガラスのステムをセツトした状態で回
転することが必要とされ、治具等による同方向
での位置出しの難しい加工方法を採用する際に
も、位置ズレが発生しないために、製造時の実
用性が向上する。第１０図に第９図Ｃに示すガ
ラスのステム３７を用いた水晶振動子のセツト
例を示すが、ガラスのケース１９の内側面にガ
ラスのステム３７の新たに重ねられた円柱部が
接し、ガラスのケース１９とガラスのステム３
７の中心が出され水晶発振片が中央部に位置出
しされており、封着時に回転させても位置ズレ
が全く生じない状態となる。 以上に示した本発明のガラス封止水晶振動子と
その製造方法により、品質の良いガラス封止水晶
振動子を歩留り良く極めて低コストに作ることが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水晶振動子の製造方法、第２図
は先願による水晶振動子の接合図、第３図は先願
のグラフアイト治具による製造方法、第４図は先
願の水晶振動子の封着後の構造、第５Ａ〜Ｄ図は
本発明の先行例を示すガラスステムの製造方法、
第６Ａ〜Ｇ図は本発明の連結ガラスステム（１
列）による製造方法、第７図はプレスによる封着
及び切断方法、第８Ａ〜Ｃ図はＸ方向，Ｙ方向に
形成された連結ガラスステムによる製造方法、第
９Ａ〜Ｃ図、第１０図は本発明の応用例である。 １……ステム、２，６……リード線、３……金
属環、４……シール用ガラス、５……水晶発振
片、２′，６′……内側リード線、７，７′……周
波数調整用薄膜電極、８……金属ケース、９……
ガラスステム、１０，１２……リード線、１１…
…ガラス、１０′，１２′……内側リード線、１３
……ガラスケース、１４……グラフアイト治具、
１５……ガラスステム、１６，１７……リード
線、１８……ガラス、１６′，１７′……内側リー
ド線、１９……ガラスケース、２０……グラフア
イト治具、２１……連結ガラスステム、２２，２
３……内側リード線、２４……連結ガラスケー
ス、２５……完成体、２６……下型、２７……上
型、２８……ポンチ、２９……レーザー光、３０
……レーザー光、３１……連結ガラスステム、３
２，３３……内側リード線、３４……連結ガラス
ケース、３５，３６，３７……本発明のガラスス
テムの応用例。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水晶発振片を接合する２本のリード線の複数
   組を１枚の板状ガラス部材に封着してなる連結ス
   テムと、前記水晶振動子を収納する一端の閉じた
   円筒状のケースの複数個を１枚の板状ガラス部材
   から１方向に突出させて連結して形成した連結ケ
   ースとを備え、 前記複数組のリード線の各々に前記水晶発振片
   を固着する工程と、 前記水晶振動子を前記連結ケースに収納させ、
   前記連結ステムの端面部と前記連結ケースの端面
   部とが対向するよう前記各々の板状ガラス部材を
   重ねる工程と、 前記連結ステムの端面部と前記連結ケースの端
   面部の対向するガラス部分を溶融し真空封止する
   工程と、 前記真空封止された連結ステムと連結ケースの
   周囲を溶融し水晶振動子を前記板状ガラス部材か
   ら取り出す工程とからなることを特徴とするガラ
   ス封止水晶振動子の製造方法。