JPH0141050B2

JPH0141050B2 -

Info

Publication number: JPH0141050B2
Application number: JP56055891A
Authority: JP
Inventors: Eiji Togawa; Seiichi Igarashi; Masatoshi Kobayashi; Tatsuo Ikeda
Original assignee: Matsushima Kogyo KK; Seiko Epson Corp
Current assignee: Matsushima Kogyo KK; Seiko Epson Corp
Priority date: 1981-04-14
Filing date: 1981-04-14
Publication date: 1989-09-01
Also published as: JPS57170612A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はガラス封止水晶振動子の、ガラス封着
温度に耐えるマウント方法に関するものである。本発明の目的は品質のより水晶振動子の製造方
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の製造方
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の水晶発振片は、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。接合部は発振片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法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小振動が抑えられ
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、ある挟い周波数
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の
で、それを先行例として提示する。かかる先行例
の番号は特開昭57−115012号である。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、本願の先行例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。先行例の方法は、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。以下に先行例による水晶振動子の製造方法を第
２図ａ，ｂにより説明する。ａはガラスにデユメ
ツト線がとりついた状態図を示し、ｂはそれに水
晶振動片をとりつけた状態図である。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、デユメツト線の金属
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１２，１２′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。以上に述べた先行例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。

【表】 ※ 日本電気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K.K
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１２，１２′
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１
２，１２′をセツトしリード線１２，１２′にレ
ーザー照射を行なつて、リード線１２，１２′
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１２，１２′をセ
ツトし加圧しながらリード線１２，１２′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。ここで先行例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、先行例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。先行例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。先行例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。先行例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。先行例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効果、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、先行例によれば、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
いる微小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
挟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。先行例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。以上のように先行例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。ガラスステムとガラスケースを融着させるには
いずれか一方のガラスの軟化点以上に加熱しなけ
ればならず、この温度は現在の技術では350℃以
上となる。先行例の特許においては、加熱方法を
局部加熱にしたり、リード線を冷却しながら封着
すればマウント部の温度は200℃まで下げること
が可能であると記述してあるが、ガラスの特性と
して局部加熱したり、一部を冷却したりするとマ
イクロクラツクが生じて気密性が低下し、強度も
下がるという欠点がある。このため、実質的に
は、封着部を350℃に加熱すればガラスケース、
ガラスステム、リード線は約300℃以上に加熱さ
れることになり、従来のハンダ（融点180℃前
後）、金スズ非晶合金（融点280℃）、銀ペースト
等をマウント材料として用いることができない。
この対策として、融点300℃以上のろう材による
マウント、熱圧着によるマウントが可能である
が、前者は安価なメツキ方法によつて形成できる
ろう材がないため、外部からろう材を供給してマ
ウントしなければならず、また後者はマウント面
積が大きくとれないので十分なマウント強度が得
られないという欠点があつた。本発明は、かかる上記の欠点を改善して、前述
のガラス封止水晶振動子の利点を十分に引き出す
ことができるマウント方法を提供するものであ
る。より具体的には、水晶発振体のマウント部に
形成した金属被膜とリード線に形成した金属被膜
を重ね合わせ、後者の金属を溶融させてマウント
するものである。水晶は、573℃に非可逆変態点を有するため、
この温度以上に加熱することができない。一方、マウント部には封着時に少なくとも300
℃の熱が加わる。すなわち、マウントの条件は次
のようである。 (1) マウント温度が573℃以下である。 (2) 封着時のマウント部の耐熱性が300℃以上で
ある。単金属でこの条件に合致するものは、カドミウ
ムとタリウムしかない。又、安全な融点を有する
共晶合金で上記の条件に合致するものは銀−アン
チモンをはじめ数多くあるが、ほとんどが合金メ
ツキ被膜としては得られ難く水晶発振体とリード
線をマウントする際に外部から上記の共晶合金ろ
う材を供給しなければならない。本発明は、リード線に低融点金属をメツキ等に
よつて形成し、一方水晶発振体上に高融点（573
℃以上）の金属を溶融して重ねあわせ、前者の低
融点金属を溶融し、後者の金属と拡散させて300
℃より融点の高い合金又は金属間化合物を形成し
てマウントすることを特徴とする。次に、本発明によるマウント方法を詳細に説明
する。１水晶発振体のマウント部に厚み１〜10μ、融
点573℃以上の金属被膜を形成する。この時、
第５図に示すように、レーザーによるＦ調のた
めの重り１５とマウント用金属１６を同時に形
成することができる。この金属被膜としては
金、銀、銅、ニツケルなどで、電解メツキある
いは無電解メツキによつて形成する。２ガラスステムの内側リード線２に厚み１〜
30μ、融点573℃以下の金属被膜を形成する。
この金属被膜としてはスズ、カドミウム、イン
ジウム、亜鉛、鉛およびこれらの合金などで、
電解メツキあるいは無電解メツキによつて形成
する。なお、内側リード線と同時に外側リード
線に上記金属被膜を形成して、水晶振動子を回
路等に固定する軟ろうとしてもよい。３上記１と２で形成した金属被膜を重ね合わ
せ、２の金属被膜の融点以上573℃以下に加熱
する。これによつてリード線の金属被膜が溶融
して水晶発振体の金属被膜の上にぬれて拡散
し、前者の金属被膜の融点より高い融点の合金
又は金属間化合物を形成する。この時の融点が
300℃以上になるように両者の金属を選ぶ。金属の組合わせの例を第２表に示す。言うま
でもなく、本発明は第２表の例に限定するもの
ではない。

【表】特にリード線に形成する金属は例えばハンダの
ような合金でも単金属と同等以上の効果を示すこ
とがある。次に、それぞれの金属被膜の融点と厚みの限定
理由を以下に述べる。水晶発振体上に形成される金属被膜は、作業上
融点が水晶の変態温度573℃以上でなければなら
ない。厚みは1μより少なければマウント強度が
得られず、10μより多ければマウント材が多すぎ
て水晶発振体の特性も大巾に低下する。リード線
に形成される金属被膜はマウントするために水晶
の変態温度573℃以下でなければならない。厚み
は1μより少なければ十分なマウント強度が得ら
れず、30μより多ければ、マウント材が多すぎて
水晶発振体の特性も大巾に低下するとともに、メ
ツキ工数がかかりすぎて実用的でない。マウント部に生成される合金又は金属間化合物
の融点は、ガラス封着時の温度に耐えなければな
らないので、現在の実用低融点ガラスの融点と水
晶振動子の外部ハンダ付性から300℃以上に限定
される。このようにマウントしたのち、第３図に示すよ
うにガラスケースをかぶせ、ガラスステムとガラ
スケースの接合部を真空中で加熱溶融して第４図
に示すように封止するガラスステムとガラスケー
スの材質は同一であることが望ましいが、異種で
あつても熱膨張率の差が±５×10^-7／℃以内でな
ければならない。ガラスは酸化鉛を主成分とした
低融点ガラスを用いる。酸化鉛の他にフツ化鉛、
ホウ酸、酸化亜鉛、二酸化ケイ素、酸化アルミニ
ウム、酸化テルル、酸化タリウム、酸化ナトリウ
ム、酸化カリウム、酸化バナジウム、フツ化亜
鉛、酸化アンチモンなどを配合して、種々の熱膨
張率と軟化点をもつガラスを製造することができ
る。したがつて、熱膨張率はリード線と同一、軟
化点は強度・作業性から350〜650℃のガラスを選
ぶ。ガラスステムとガラスケースを封着する際にマ
ウント部は封着温度近傍まで加熱されるのでマウ
ント材料の耐熱温度は、封着部とマウント部の温
度差を考慮しても少なくとも300℃以上は必要で
ある。本発明では、例えば水晶発振体に銀を、リ
ード線にスズを形成した場合、スズの融点232℃
より少し高い温度でマウントすれば水晶発振体と
リード線の間に熱拡散によつて銀とスズの高融点
（約480℃）合金を形成して耐熱マウント材で固定
されるため、ガラス封着の温度に十分耐えること
ができる。すなわち、マウント時はできるだけ低い温度で
作業し、封着時にはこの温度に耐えるマウント方
法が本発明によつて得られた。マウント・封着後、水晶発振体の先端に形成し
た重りをYAGレーザーなどでトリミングして周
波数を調整する。重りは水晶発振体のマウント部
に金属被膜を形成するときに同時に同一材質の金
属を形成することができる。もちろんマウント部
の金属被膜とレーザートリミング用重りを別々に
形成しても本発明の目的と離れることはない。次に、本発明の実施例を以下に説明する。実施例１水晶発振体のマウント部と周波数調整部に電解
メツキで3μの金メツキを行なつた。一方、ジユ
メツト線でできたリード線に10μの亜鉛メツキを
行なつた。ガラスケースとガラスステムは鉛ガラ
スＬ−29F（日本電気ガラス製、他社同等品も可）
で製造した。ケースの外径は２mmφ、内径は1.6
mmφ、高さ６mmであり、ガラスステムのリード線
は0.2mmφ、ステムの外径は1.5mmφであつた。水晶発振体のマウント部にガラスステムの内側
リード線を重ねてセツトし、430℃の不活性ガス
雰囲気のベルト炉へ通炉してマウントを完了し
た。次に、第１図に示すように加熱治具７にガラ
スステムとガラスケースをセツトし、１×10^-5以
上の真空に保つてガラスケースとガラスステムの
接合部を630℃に10分間加熱して封着した。この
時、マウント部は約550℃に加熱されたが、マウ
ント部は溶融することなく水晶発振体はリード線
に保持された。次に、ガラスを透過するYAGレーザーによつ
て水晶発振体先端部の重りをトリミングして周波
数を調整した。このようにして製造した水晶振動子の品質をチ
エツクしたところ従来の金属封止水晶振動子と同
等以上の特性が得られた。特に、80℃×240時間
の高温放置特性は周波数シフトが従来品の約±
0.7ppmの半分以下の±0.3ppmと極めて優れた結
果が得られた。これは、ガラス封着時に、従来の
ベーキング温度百数十度より高い温度になつて、
ベーキング効果が十分得られたのと、ガスを吸着
しやすい物質が少ないためと考えられる。実施例２実施例１と同様に水晶発振体とガラスステムの
リード線に、それぞれ銀5μ、スズ10μをメツキし
た。ステムとケースのガラス材質は酸化鉛77.5
％、酸化亜鉛10％、ホウ酸10％、二酸化ケイ素
2.5％、軟化点366℃のものを用いた。300℃の不
活性雰囲気炉でマウントしたのち、430℃でガラ
スステムとガラスケースを封着した。水晶振動子
としての特性は実施例１とほぼ同等の結果が得ら
れた。実施例３実施例１と同一のガラスケース、ガラスステム
を用い、水晶発振体には5μの銀メツキ、リード
線には8μのカドミウムメツキをそれぞれ施し、
350℃でマウントし、630℃で封着した。水晶振動
子としての特性は実施例１とほぼ同等であつた。次に、実施例１を解析することによつて本発明
の作用効果を説明する。リード線に形成された亜鉛被膜はマウント時の
加熱によつて溶融して水晶発振体に形成された金
被膜の上に流れる。適当時間加熱されると亜鉛と
金は相互に拡散してゆき、水晶発振体とリード線
の間には、亜鉛より高融点の合金が形成されてゆ
く。これを、Ｘ線マイクロアナライザとＸ線回折
によつて解析したところ、AuZn₃という金属間化
合物が生成されていることがわかつた。また、水晶発振体とリード線の間に形成された
合金は、示差熱分析により、融点が約610℃であ
つた。ガラスステムとガラスケースを封着した
後、同様に水晶発振体とリード線の間の合金につ
いて解析したところ、AuZn₃の他にAuZnなどの
金属間化合物が生成していることがわかり、マウ
ント部の強度がさらに上がつていることが確認さ
れた。第１表に代表される金属被膜の組合わせは、金
属学上、上記と同様の効果が期待される。次に、本発明によつて得られる効果を述べる。 (1) マウント材料の管理が容易である。従来の水晶振動子は、管理がめんどうなろう
材の合金メツキ等を用いてマウント材料を形成
していたが、本発明によれば水晶発振体および
リード線には、メツキの容易な金属を形成して
リード線側の金属を溶融して接合するため、マ
ウント材料の管理が極めて容易である。 (2) 水晶発振体上の周波数調整用重りつけとマウ
ント部の金属被膜形成を同時にできる。水晶発振体のマウント部にはメツキ法によつ
て１〜10μの金属被膜を形成する。一方、水晶
発振体の先端に重りの金属を形成してこれをレ
ーザーによつてトリミングして周波数調整を行
なう。周波数調整用の重りの金属は一般に金、
銀を用いるため、マウント部の金属と同一材質
にすることができる。すなわち、フオトエツチ
ング法によつてマウント部と重り部の形状をつ
くり、その上に金あるいは銀などをメツキして
重りの金属被膜とマウント部金属被膜を同時に
形成することができる。 (3) Ｑ値が改善される。マウント部に形成される合金は融点が高くな
り、強度の大きい相を有しているため、マウン
ト部の機械的強度が大きくなる。これによつて
水晶発振体がより強固に固定されるのでＱ値が
向上する。 (4) エージング性が良くなる。ガラス封止水晶振動子は前述のようにガスの
発生が少ないためエージング特性が良い。本発
明によるマウント方法は、リード線側の金属を
溶融して水晶発振体側の金属と合金化するが、
リード線の水晶発振体の反対側はマウント後も
ほとんどメツキ時の金属組成をもつている。すなわち、融点は比較的低い。このため、マ
ウント後、ガラスケースとガラスステムを封着
する時の熱によつてマウント部の反対側のリー
ド線上の金属被膜の一部は再び溶融する。この
溶融金属がガラスケース内に残存するガスを吸
着し真空度を向上させるゲツター材として作用
する。これによつて、本発明による水晶振動子
のエージング性はさらに向上する。以上に述べたように、本発明は顕著な諸効果を
示し、実用上極めて有用な発明である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水晶振動子の構造図。第２図
ａ，ｂ、第３図、第４図、第５図は本発明による
ガラス封止水晶振動子の製造方法を示す状態図。１……ステム、２，２′……リード線、３……
金属環、４……シール用ガラス、５……水晶発振
片、６，６′……内側リード線、７，７′……周波
数調整用薄膜電極、８……金属ケース、１０，１
０′……リード線、１１……ガラス、１２，１
２′……内側リード線、１３……ガラスケース、
１４……グラフアイト治具、１５……周波数調整
用金属被膜、１６……マウント用金属被膜。

Claims

【特許請求の範囲】

１１端が閉じたガラスケースにガラスにより封
止され２本のリード線からなるステムをガラス封
止してなるガラス封止水晶振動子のマウント方法
において、水晶振動片のマウント部に融点573℃
以上厚み１〜10μの第１金属被膜を形成し、前記
ガラスにより封着され２本のリード線からなるス
テムの少なくとも内側リード線に融点573℃以下
厚み１〜30μの第２金属被膜を形成し、前記第１
金属被膜と第２金属被膜を前記第２金属被膜の融
点と573℃の間の温度で加熱溶着せしめ、マウン
ト部とリード線との溶融凝固部の融点がマウント
後に実施されるガラス封止最低温度300℃より高
い温度となることを特徴とするガラス封止水晶振
動子のマウント方法。