JPS6012808B2 - 圧電振動子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、圧電振動子の製造方法の改良に関する。

従釆圧電振動子の製造は、各工程でハンドワークにより
、１個づつ加工装置に給材、除材し加工するか、または
ハンドワークで複数個ジグに装着し、加工装置にジグを
給材、除村して加工した後再びハンドワークにより圧電
振動子をジグより取りはずすという方法で行なわれてい
た。

以下圧電振動子の王なる製造工程である振動周波数調整
工程と機密パッケージング工程について、水晶振動子を
例にとって説明する。水晶振動子の振動周波数調整工程
は、レーザ加工によるものと、金属蒸着によるものが主
なるものであり、レーザ加工による振動周波数調整工程
は、第１図に示す如く、水晶振動子片支持部品１と前記
水晶振動子片支持部品１に実装された水晶振動子片２か
らなる水晶振動子３を、絶縁材質で作られたジグ４に複
数個装着し、レーザ加工による振動周波数調整装置に給
材する。レーザ加工による振動周波数調整装置は、レー
ザ光発生装置５と加工光学装置６と水晶振動子３の振動
周波数測定装置７とジグ４をピッチ送りするための送り
装置８と全体を制御するための制御装置９からなり、レ
ーザ光発生装置５から出たレーザ光は加工光学装置６に
より水晶振動子３に照射され、水晶振動子３につけられ
た金属被膜を除去する。金属被膜の除去により水晶振動
子３の振動周波数は変化するが、これを振動周波数測定
装置７により測定し、制御装置９を通じレーザ光発生装
置５及び加工光学装置６を制御しつつ金属被膜の除去を
つづけ、所定の振動周波数に達した所で加工を停止し、
送り装置８によりジグを移動し未加工の水晶振動子３を
同様にして振動周波数調整を行う。次に金属蒸着による
振動周波数調整工程は、第２図、第３図、第４図に示す
ような装置及びジグを使用する。

水晶振動子３を複数個、ジグ１０にハンドワークで装着
し装置内に設置する。次に真空容器１１内を排気口１２
を通じて排気し高真空にする。次に電極１３より電流を
流し、ボート１４を加熱しボート１４内の金属１５を溶
融、蒸発させる。初め蒸発した金属は、蒸発物遮蔽装置
１６により遮蔽され水晶振動子３に到達しないが、蒸発
物遮蔽装置１６を作動させ開放させると、蒸発した金属
は水晶振動子３の一部に蒸着し、水晶振動子３の振動周
波数を変えることができる。水晶振動子３の振動周波数
は接点１７及び端子１８を通じ常に測定していることが
でき、所定の振動周波数になった時点で、蒸発物遮蔽装
置１６により再び蒸発した金属を遮蔽することにより振
動周波数の調整ができる。次に、回転軸１９及びインデ
ックス装置２０‘こより１ピッチジグ１０を回転させ、
未加工の水晶振動子３を同様にして振動周波数調整を行
う。

水晶振動子の機密パッケージング工程は、第５図に示し
たようなジグを使用するのが一般的である。ジグ２１に
水晶振動子３をハンドワークで装着し、ジグ２２に機密
円筒容器２３を装着する。ジグ２２を反転しても機密円
筒容器２３が抜け落ちないようにジグ２２内部にバネ等
で軽く固定できるようにしておく。次にジグ２２を上下
反転させ案内孔２４をジグ２１の案内ピン２５に装着さ
せる。次に組合せたジグ２１，２２を真空加圧機に設置
し、真空内でジグ２１，２２を加圧し、ジグ２１，２２
内部の水晶振動子３に機密円筒容器２３を圧入させる。
水晶振動子の機密パッケージング工程で、連続的に行う
方法として、第６図、第７図、第８図に示すような方法
がある。

ジグ２６に水晶振動子３をハンドワークで装着し、ジグ
２７をジグ２６の案内ピン２８を案内に押入する。さら
に機密円筒容器２３をジグ２７の孔２９より押入する。
この状態で第８図に示したような装置に給村する。３０
，３１，３２，３３，３４，３５，３６は真空室でそれ
ぞれ３７，３８，３９，４０，４１，４２，４３の排気
孔より強力に排気される。

またジグ２６，２７が通過する各真空室の出入口はジグ
２６，２７とのすきまを、きわめて小さくおさえてある
。その結果中心の真空室３３の真空度は、水晶振動子の
機密パッケージ内に必要な真空度に達する。ジグ２６，
２７は連続的にピッチ送りされ真空室３３に配置された
加圧装置４４により、ジグ２７の孔２９上部より加圧さ
れた水晶振動子３に機密円筒容器２３が氏入される。こ
のように、振動周波数調整工程及び機密パッケージング
工程のいづれの方法をとっても、必ずジグに水晶振動子
３を装着し、加工後再び取りはずす作業が必要であるが
この作業は水晶振動子３を汚染させると、振動周波数の
長期安定性に悪影響を及ぼしたり、粗雑に扱かし、水晶
振動子片２を他の物に衝突させたりすると、振動周波数
が変化したりさらには破損したりするのでジグに機械等
で自動的に装着したり、取りはずしたりすることは困難
であり、したがって人によるハンドワークにたよらざる
をえなかった。

振動周波数調整工程と機密パッケージング工程のジグを
共通化すれば、ジグへの装着、取りはずしが、各一回省
略できるわけであるが、振動周波数調整用ジグは振動周
波数を測定するために、水晶振動子３はジグ全体と導通
させてはならず、また機密パッケージング工程では、圧
入するための加圧力に耐えることが必要という特殊条件
があり、共通化は困難である。また無理に共通化しても
、一つのジグへの装着個数が減少し、どちらかのもしく
は両方の工程能力を減ずる結果となってしまう。またジ
グの形状が複雑となりジグが、より高価なものになって
しまう。またいづれの方法でも、装置を有効に稼動させ
るためには、ジグの数は相当量必要であり、ジグへの投
資が大きくなる。

またジグを装置に自動的に供給する機構を製作すると装
置は高価なものとなり、またジグ供給機構を持った装置
にしてもあらかじめジグ供総合機構に入れておけるジグ
の数はあまり多くはなく、補給が必要であり、これは人
に頼らざるを得ない。またジグは相当かさばり、持ちは
こびや保管がいこくかつた。また金属蒸着による振動周
波数調整装置では、１つのジグの加工が終了した時点で
、ボート１４を冷却させた後真空容器１ １内に空気を
導入し、ジグ１０交換後再び真空容器１１内を高真空に
し、ボート１４の加熱をすることが必要で、この作業に
要する時間は省略することができなかった。

本発明はかかる欠点を除去するためになされたものであ
る。

庄電振動子の製造工程以外で使用されている本発明に近
い技術としては、第９図に示したようなトランジスタの
製造工程がある。

この製造方法は長尺の例えばニッケル等によりなる薄板
をプレス等で連続に打ち抜き、互に隔離し平行なりボン
状のりード線４５，４６，４７とそれらのリード線４５
，４６，４７の一端部を連接する連接片４８とよりなる
櫛状のりード線部品４９を形成する。次にリード線の各
自由端部５０，５１，５２にトランジスタ素子５３およ
びその電極接続線５４，５５をそれぞれ固着して絹たて
る。次に例えばェポキシ樹脂等でトランジスタ素子５３
付近を埋設して外因器５６を形成した後、鎖線５７で示
す付近のリード線を切断して個々のトランジスタとする
方法が行われている。しかしながら圧電振動子の支持部
品は第１０図に示すようにリード線５８，５９と円筒部
品６０と絶縁機密シールするためのガラス６１よりなり
、ガラス６１を溶融させてリード線５８，５９と円筒部
品６０を固着させる工程があるため、第１１図に示すよ
うに、連接片６２によりリード線５８，５９の端部で連
接させることは短尺では可能だが長尺にすることは困難
である。また圧電振動子の振動周波数調整工程において
、振動周波数を測定するためには、リード線５８，５９
のどちらか一方を連接片６２から切りはなす必要があり
、強度上の問題を生ずる。その他に長尺テープを用いた
加工で、よく知られたものに、テープキャリヤ方式の半
導体装置の製造方法がある。しかしながら圧電振動子の
場合、振動周波数調整工程や機密パッケージング工程と
いった特殊な工程をとらなければならないため、最尺テ
ープを使用した圧電振動子の製造ラインの考案はなされ
なかった。しかし本発明ではこれを可能とならしめる一
連の装置を開発することにより、新たな圧電振動子の製
造方法を確立するに至った。本発明の一実施例を第１２
図、第１３図、第１４図、第１５図、第１６図、第１７
図、第１８図について説明すると、第１２図に示したよ
うに、テープ送りに使用するスプロケット孔６３及び水
晶振動子案内孔６４を有する、ポリィミドテープ６５に
、水晶振動子片２と水晶振動子片支持部品６６からなる
水晶振動子６７が２０から３の固水晶振動子片支持部品
６６の一部で接続された形状の連結水晶振動子６８を複
数個を粘着テープ６９で装着する。

次に第１３図にしめしたようにスべ−サーテープ７０と
共にリール７１に巻きとる。このように長尺のポリィミ
ドテープ６５に装着した水晶振動子を順送りしながら、
振動周波数調整工程及び機密パッケージング工程を行う
。振動周波数調整工程は、第１４図、第１５図に示した
ような装置を用いる。

真空容器７２内に水晶振動子６７を装着したポリィミド
テーブ６５とスベーサーテープ７０を巻きとったりール
７１を配置し、ポリィミドテープ６５はテープ順送り機
構７３，７４及び蒸着による振動周波数調整部７５を通
して、もう一つの巻き取りリール７６にテープ端部を固
定する。スベーサーテープ７川まバイパスローラー７７
，７８を通して、巻き取りリール７６にテープ端部を固
定する。振動周波数調整部７５は、蒸着金属７９を溶融
させるボート８０と、ボートに電流を流す電極８１と蒸
発源カバー８２と蒸発物遮蔽装置８３と水晶振動子案内
部８４及び振動周波数測定装置８５からなる。第１４図
のようにテープ、リールを配置した後真空容器７２内を
排気し、１０‐５０ｒｒ程度の高真空にする。次にボー
ト８０１こ電流を通しボート８０内部の蒸着金属７９を
溶融させ蒸発させる。次にポリィミドテープ６５を順送
りして、水晶振動子６７を振動周波数調整部７５に位置
させる。次に振動周波数測定装置８５により振動周波数
を測定０しながら、蒸発物遮蔽装置８３を開放させ蒸発
した金属を水晶振動子６７の一部に蒸着させる。所定の
振動周波数になった所で、蒸発物遮蔽装置８３を作動さ
せ蒸発した金属が水晶振動子６７に達しないように遮蔽
する。タ 次にポリィミドテープ６５をテープ順送り機
構７３，７４により１ピッチテープ送りし、次の水晶振
動子６７を振動周波数調整部７５に位置させ、同じよう
にして振動周波数を所定の値に調整する。

０ 機密パッケージング工程は、第１６図、第１７図、
第１８図に示したような装置を用いる。

真空容器８６内に水晶振動子６７を装着したポリィミド
テープ６５とスベーサーテープ７０を巻きとったりール
７１を配置し、ポリイミドテープ７川まテープ順送り機
構８７，８８とテープ折り曲げ機構８９，９０及び機密
円筒容器圧入機構９１を通して、もう一つの巻き取りリ
ール９２にテープ端部を固定する。スべ−サーテープ７
川まバイパスローラー９３，９４を通して、巻き取りリ
ール９２にテープ織部を固定する。機密円筒容器圧入機
構９１は、第１７図、第１８図に示すように、機密円筒
容器９５を詰めたカセット９６と、機密円筒容器供給ス
ライド機構９７と加圧機構９８と圧入案内機構９９，１
００と水晶振動子支持部品受け部１０１，１０２からな
る。以上の構成で、まず真空容器８６内を排気し１０‐
５ｔｏｒｒ程度の高真空にする。

次にポリィミドテープ６５を順送りして、水晶振動子６
７を機密円筒容器圧入機構９１に位置させる。この時テ
ープ折り曲げ機構８９，９０を通るため、ポリィミドテ
ープ６５は第１７図に示すように、機密円筒容器圧入機
構９１部では約半分は曲げられている。また圧入案内機
構９９，１００はそれぞれ矢印１０３，１０４方向にス
ライドしており、水晶振動子６７がテープ移動にともな
って移動できるようにしておく。次に機密円筒容器供給
スライド機構９７が矢印１０５，１０６方向に１往復し
、カセット９６から１個の機密円筒容器９５を受け取っ
てくる。

次に圧入案内機構９９，１００が矢印１０７，１０８方
向にスライドし第１７図、第１８図に示したように位置
する。次に加圧機構９８が矢印１０９方向に移動し、機
密円筒容器９５と水晶振動子の支持部品６６に圧入し元
の位置にもどる。次に圧入案内機構９９，１００が矢印
１０３，１０４方向にスライドした後テープ順送り機構
８７，８８により１ピッチポリイミドテープ６５が送ら
れ、次の水晶振動子６７が機密円筒容器圧入機構９１に
位置され同じようにして、機密円筒容器９５が圧入され
る。以上の説明においては、振動周波数調整工程は金属
蒸着による方法で説明したが、レーザ加工による方法を
用いてもよい。

また、振動周波数調整の前または後または機密円筒容器
圧入工程後に長尺テープに装着したままテ−プを順送り
して各水晶振動子の検査を行う工程を含んでもよい。ま
たポリィミドテープで説明したが、他の絶縁性フレキシ
ブルテ−プを用いてもよい。また、圧蟹振動子片支持部
品の一部で接続され２０〜３の固が連続された水晶振動
子で説明したが、１個ずつ独立した形状の水晶振動子で
もよい。また円筒容器機密パッケージング型の水晶振動
子で説明したが、他の形状の水晶振動子でもよい。また
、水晶振動子で説明したが、他の圧電材料を用いた振動
子でもよい。本実施例によれば、振動周波数調整工程前
に長尺テープに圧電振動子を１度装着すれば、最終工程
まで、そのままの状態で工程を通すことができ、中間の
ジグへの装着は取りはずしの作業を行なわなくてすむ。

また長尺テープには３０００本から７０００本程度装着
することができるので、装着本数を加工する間まったく
無人で装置を稼動することが可能である。また圧電振動
子の給材機構はテープ順送り及びテープ巻きとり機構だ
けでよいので、ジグを自動的に供給する装置にくらべ安
価で、安定稼動が可能である。またテープは破損するま
でくり返して使用できるので、ジグ製作への投資に〈ら
べ非常に安価ですむ。またリールに巻きとるため、かさ
ばらず持ちはこびや保管が楽になった。また金属蒸着に
よる振動周波数調整工程や機密パッケージング工程のよ
うに真空容器内で加工を行うものは、テープへの装着本
数全てを加工するまで、真空容器を開放する必要がなく
、ジグを交換するごとに真空解除、真空排気を行う従釆
の方法に〈らべ大中に真空解除、真空排気の回数を減ず
ることが可能となった。このように、初期に圧電振動子
を長尺テープに装着すれば、その後はリールを装置にセ
ットするだけで、連続加工が可能であり、また１回の供
給量が３０００本から７０００本と大量なので、長時間
の無人稼動ができ、またジグへの投資も減ずることがで
き、安価な圧電振動子を得ることができる。

本発明によれば、プラグを貫通するりード線の端部に水
晶振動子片を固着した状態の水晶振動子の複数個を、搬
送テープに並置させるとともに、水晶振動子はプラグと
水晶振動子片の部分を搬送テ−プの案内孔に対向させ、
リード線の部分を搬送テープ上に戦直し粘着テープによ
って搬送テープに固定する第１の工程と、搬送テープに
よって個々の水晶振動子を真空容器内に搬入しレーザ加
工もしくは蒸着により振動周波数を調整する第２の工程
と、その後搬送テープの水晶振動子側の部分を曲げて、
水晶振動子片とプラグとを搬送テープから隔離させ、機
密容器をプラグに圧入する第３の工程とを有するもので
あり、次のような効果をもたらす。ａ プラグを貫通す
るりード線の端部に水晶振動子片を固着した状態の水晶
振動子を搬送テープ上に並置するに当り、水晶振動子片
とプラグとを搬送テープに設けた案内孔に対向挿入し、
リード線部を搬送テープ上に載層し、リード線部を粘着
テープによって搬送テープに固着するものなので、水晶
振動子片と搬送テープの平行度が保たれ、後工程のレー
ザ加工もしくは黍着による振動周波数調整作業を容易に
する利点を持ちまた更にその後工程において搬送テープ
の振動子片側の部分を曲げ、気密容器をプラグに氏入す
るとき、搬送テープの案内穴が搬送テープの剛性を少な
くしてテープの曲げを容易にするので、気密容器の圧入
作業が簡単にできる利点をもつものである。ｂ 水晶振
動子のりード線部を搬送テープ上に翁遣し、その部分の
みを粘着テープで搬送テープに固着する方法なので、搬
送テープの水晶振動子片側を曲げて、水晶振動子とプラ
グとを搬送テープから離し、気密容器を圧入させるとい
う全く新たな絹込方法を可能にしたものであり、振動周
波数調整工程と気密容器の圧入工程を一貫ラインで行え
るようにしたものであり、生産効率上にメリットは甚大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーザ加工による振動周波数調整方法を
説明するための概略図。 第２図、第３図、第４図は従釆の金属蒸着による振動周
波数調整方法を説明するための、装置平面図、装置正面
図、要部側面図。第５図は従来の方法で用いる機密パッ
ケージング用ジグ。第６図、第７図は従来の連続的に機
密パッケージングを行う方法のジグ正面断面図、ジグ側
面断面図。第８図は従来の連続的に機密パッケージング
を行う方法の装置概略図。第９図はトランジスタの製造
方法を説明するための概略図。第１０図は、圧電振動子
の支持部品を示す図。第１１図は蓮嬢片により連結した
圧電振動子の支持部品。第１２図は本発明の圧電振動子
を装着した長尺テープ説明図。第１３図は本発明の最尺
テープ巻き取り方法説明図。第１４図、第１５図は本発
明の金属蒸着による振動周波数調整方法を説明するため
の装置概略図及び要部側面図。第１６図、第１７図、第
１８図は本発明の機密パッケージング方法を説明するた
めの装置概略図、装置要笥■概略図、装置要部断面図。
６５……ポリイミドテープ、６８……２０〜３Ｎ固が連
結された形状の水晶振動子、７０・・・・・・スベーサ
ーテープ、７１……リール、７２，８６……真空容器、
７３，７４，８７，８８…・・・テープ打頂送り機構、
７５・・・・・・振動周波数調整部、９１・・・・・・
機密円筒容器圧入機構。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第フ図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 ．第’２ 図 鉾Ｂ図 第１４図 第１５図 第１６図 ．鍵’７図 第ー８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両端部にテープ送りに使用するスプロケツト孔を有
   し、中央部に振動子が入る案内孔がテープ長手方向に対
   して直交する向きに設けられた搬送用テープと、プラグ
   を貫通したリード線端部に水晶振動子を固着した水晶振
   動子とを用い、前記搬送テープの案内孔に前記振動子の
   プラグと水晶振動子片を対向させ、リード線部をテープ
   上に載置して複数個の水晶振動子を並置するとともに、
   すべてのリード線を粘着テープで前記搬送テープに一括
   固定する第１の工程と、前記水晶振動子が前記搬送テー
   プに固着された状態で真空容器内に搬送され、レーザ加
   工もしくは蒸着によって振動周波数を調整する第２の工
   程、その後搬送テープの水晶振動子片側の部分を曲げて
   、前記水晶振動子片と前記プラグとを前記搬送テープか
   ら隔離させ機密容器を前記プラグに圧入する第３の工程
   とを有し、前記第２と第３の工程は前記搬送テープのス
   フロケツト孔による搬送によって連続して繰返して行な
   われることを特徴とする圧電振動子の製造方法。