專利名稱：壓電式振動器及其制造方法,壓電式振蕩器,電子裝置和無線電波時計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在引線端子上焊接有壓電式振動片的壓電式振動器及其制造方法，壓電式振蕩器，電子裝置，和無線電波時計。
背景技術(shù)：
壓電式振動器是一種制造諸如時計，振蕩器，電子裝置或類似的工業(yè)產(chǎn)品必不可少的電子元件，并用作時間源，定時源，或信號基準(zhǔn)源。作為壓電式振動器的封裝，通常使用圓柱形的圓柱型封裝。以下將參照附圖，解釋說明圓柱型封裝的壓電式振動器的構(gòu)造。
圖13是示出了圓柱型封裝的壓電式振動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解透視圖，而圖14是示意性地示出了壓電式振動器的制造的制造流程圖。
如圖13所示，圓柱型封裝的壓電式振動器6由這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其中將壓電式振動片4焊接到管座8內(nèi)側(cè)上的內(nèi)部引線2，該管座8構(gòu)成包括兩片金屬引線端子的氣密端子1的金屬環(huán)。該壓電式振動片4包括石英等壓電式材料，并且用光刻技術(shù)形成音叉的形狀。在該音叉型壓電式振動片4的兩片振動臂部分的表面上形成激勵電極4a。該壓電式振動片4的基底端由與激勵電極4a相連通的安裝電極7構(gòu)成。
壓電式振動片4和內(nèi)部引線2由安裝電極7聯(lián)結(jié)。內(nèi)部引線2穿過氣密玻璃進入管座8的內(nèi)部，其安裝在電路板上的一部分稱為外部引線(用標(biāo)記3標(biāo)明)。內(nèi)部引線2和外部引線3通常稱為引線端子。管座8的外緣由用金屬制成的圓柱形圓柱底構(gòu)件的密封管覆蓋(未示出)，以便覆蓋音叉型壓電式振動片4，從而使其真空的氣密密封。
根據(jù)如上所述構(gòu)成的圓柱型封裝的壓電式振動器，當(dāng)將預(yù)定電壓施加給兩根外部引線3作為驅(qū)動電壓時，電流通過安裝電極7從內(nèi)部引線2流到激勵電極4a，從而以預(yù)定的頻率振蕩該壓電式振動片4。
如圖14所示，壓電式振動器6的制造步驟包括焊接內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的步驟，達(dá)到來自壓電式振動片4的預(yù)定頻率的頻率微調(diào)步驟，以及將金屬圓柱底構(gòu)件的密封管密封到氣密端子1的管座8的密封步驟，在這些步驟當(dāng)中，包括加熱步驟和真空中的步驟。在相應(yīng)的制造步驟中，支承托架用作安置壓電式振動器6的裝置，從而制造壓電式振動器6。
圖15是示出了用于背景技術(shù)的壓電式振動器的支承托架和安置在該支承托架中的壓電式振動器的輪廓透視圖。在相應(yīng)的制造步驟中，如圖15右上方的放大視圖所示，根據(jù)包括引線端子的氣密端子1，外部引線3的一端用與壓電式振動器6的支承托架18焊接在一起的固定彈簧19來固定。在執(zhí)行焊接操作、頻率微調(diào)操作、密封操作等加熱步驟、真空中的步驟等步驟中，將固定外部引線3的壓電式振動器6的支承托架18安裝到制造裝置上。在焊接內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的步驟中，將壓電式振動片4對準(zhǔn)構(gòu)成校準(zhǔn)裝置的直線校準(zhǔn)夾具(未舉例說明)，并且將固定外部引線3的支承托架18安置到該直線校準(zhǔn)夾具上。由此，在支承托架18上安置內(nèi)部引線2和壓電式振動片4。
通過施加氮等熱風(fēng)，并且恰當(dāng)?shù)貜谋舜税仓迷谝黄鸬膲弘娛秸駝悠?和內(nèi)部引線2的末端部分的上方加熱，來焊接內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的方法是眾所周知的。為了提升焊料的可濕性，將放電氣體的激勵活性物種(activespecies)添加到諸如氮氣的熱風(fēng)中的方法，也是眾所周知的。
根據(jù)這些方法，用熱風(fēng)熔化內(nèi)部引線2先前電鍍的焊料，從而焊接內(nèi)部引線2和壓電式振動片4。此外，作為帶有焊料的金屬鍍層，通常使用這樣的方法，在氣密端子的制造步驟中，通過電解桶電鍍方法形成成百上千片氣密端子，并且在引線端子的表面和管座的外緣部分形成大約10至15μm厚的焊料。
在軟焊焊接中，助焊劑常常用于這樣的目的，通過除去在基底材料表面上在空氣中自然形成的氧化膜，提升焊料的可濕性。然而，在壓電式構(gòu)件的情形下，存在這樣的情況，其中壓電式構(gòu)件表面的電極受到助焊劑的殘留物或飛濺的腐蝕，從而使其性能惡化，并由此采用不使用助焊劑的無助焊劑方法。
因此，氧化膜或污垢不能完全從基底材料的表面除去，因此取決于該表面的狀態(tài)，焊料的可濕性會發(fā)生顯著的變化，從而存在導(dǎo)致軟焊焊接失敗的情況。內(nèi)部引線2和壓電式振動片4焊接性能的可接受性在各種特性，頻率精確度和壓電式振動器6的可靠性上造成了顯著的影響。
為了避免由于焊料的低可濕性而導(dǎo)致的軟焊焊接失敗，存在粗分為兩類的方法升高加熱溫度等對策的方法和將激勵活性物種摻入熱風(fēng)中的方法。以下將給出關(guān)于這兩種對策方法的相應(yīng)問題的描述。
(升高加熱溫度情況下的問題)根據(jù)通過氮等熱風(fēng)的加熱方法，當(dāng)壓電式振動片包括石英時，熱風(fēng)吹向石英，從而振動片本身的溫度過度地升高。在這種情況下，考慮到在石英晶體中生成的纏繞應(yīng)變等，大大地惡化了諸如晶體阻抗值、溫度系數(shù)等性質(zhì)。特別地，當(dāng)前壓電式振動片和氣密端子的小型化正在迅速進展，需要注意要合成的構(gòu)件的熱容量使其不致于損壞這些步驟中的構(gòu)件。
詳細(xì)地進行描述，首先，從壓電式振動片4和內(nèi)部引線2的末端部分的上方施加加熱的熱風(fēng)，將內(nèi)部引線2的焊料熔化以便與之焊接在一起，然而，存在這種的情形，不能滿足熔化該焊料所必需的熱容量，而且不能通過熔化焊料實現(xiàn)極好的焊接。
也就是說，根據(jù)加熱熱風(fēng)的方法，所加熱部分接收的熱容量與熱風(fēng)的風(fēng)量及加熱部分的面積成比例，從而溫度從具有大面積加熱部分的位置升高。鍍有焊料的內(nèi)部引線2的直徑較小，而加熱面積也較小，因此其溫度上升也較小。
需要大量的熱風(fēng)以便提供熔化內(nèi)部引線2的焊料所必需的熱風(fēng)熱量。必須使熱風(fēng)易于穿過它所加熱的部分的周圍環(huán)境。然而，當(dāng)熱風(fēng)被部分夾具阻塞住時，還可以加熱除焊接部分之外的其他部分以便使其熔化。結(jié)果，如上所述在振動片上造成不利的影響。在用具有高熔化點的焊料安裝時，例如耐熱焊料電鍍時，尤其會引起由此產(chǎn)生的問題。取決于熱風(fēng)所穿過周圍環(huán)境的形狀，也可能帶來相反的情況，其中熱風(fēng)的風(fēng)量受到限制，不能獲得用于熔化內(nèi)部引線2的焊料所必需的熱容量，并因此出現(xiàn)未熔化的焊接。
此外，在焊接步驟中，為了成功地焊接多個氣密端子，在支承托架18上預(yù)先將多個氣密端子和振動片彼此安置在一起。在熱風(fēng)的噴嘴下以恒定不變的速度在托架的長邊方向上移動支承托架18。由此，相繼地在支承托架上焊接多個內(nèi)部引線2和壓電式振動片4。然而，將熱風(fēng)吹向運動目標(biāo)的方法容易遭受由于噴嘴角度的輕微偏移、空氣波動而產(chǎn)生的風(fēng)量差異，并且存在這樣的情況，由于所提供熱量的不穩(wěn)定性，不能通過熔化焊料實現(xiàn)極好的焊接。
這樣，借助熱風(fēng)的加熱方法在所提供熱量及其要提供對象的控制上產(chǎn)生了問題。
(利用激勵活性物種的方法的問題)在相關(guān)技術(shù)中，通過將激勵活性物種摻入熱風(fēng)來執(zhí)行安裝步驟的方法是眾所周知的。例如，為了生成激勵活性物種，選擇CF4作為放電氣體，并且將在放電管中生成的氟的激勵活性物種與氮的加熱熱風(fēng)混合在一起，并注入要安裝的相應(yīng)部分。由此，在內(nèi)部引線的表面和要在其上安裝的電極表面的焊接鍍層上形成薄的氟化物層，與此同時熔化該焊接鍍層，從而能夠?qū)崿F(xiàn)可濕性極佳的焊接。
然而，所選擇作為放電氣體的CF4氣體是顯示溫室效應(yīng)的一種氣體，并且是最好避免在制造步驟中使用的一種氣體。此外，安裝步驟是經(jīng)常重復(fù)提供和取出與壓電式振動片4和氣密端子1對準(zhǔn)的托架的步驟，并且最好是裝置本身為對空氣開放的裝置。在這點上，激勵活性物種CF4氣體的使用造成對周圍大氣的污染，這不是更可取的。此外，由于上述目的，在其基礎(chǔ)上使用熱風(fēng)，在僅僅向小型化的壓電式振動片4和氣密端子1的必要部分提供必要數(shù)量的熱風(fēng)和激勵活性物種上的可控性是較差的。此外，在長時期操作該裝置的過程中，還向周圍的裝置和夾具提供激勵活性物種，因此必須經(jīng)常地停止這些裝置以便拆卸和清潔這些夾具，從而引起有效生產(chǎn)方面的問題。
接下來，將給出在安裝步驟中其他問題的描述。內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的機械安置準(zhǔn)確度除了焊接性能之外，還在不同性質(zhì)，頻率精確度和壓電式振動器6的可靠性上造成顯著的影響，并且對壓電式振動器6的性能而言列為最重要的等級。
通過將支承托架18安置到壓電式振動片4的直線校準(zhǔn)夾具上，來執(zhí)行內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的安置。然而，外部引線3的一端用安裝到支承托架18上的固定彈簧19來固定，因此存在這樣的情況，不能達(dá)到安置內(nèi)部引線2和壓電式振動片4所必需的定位精確度。正好碰巧振動片4的振動臂的尖端接觸到密封管5的內(nèi)壁。振蕩由于該接觸變得不穩(wěn)定。并且該接觸產(chǎn)生了從密封管5的內(nèi)壁上剝落的，諸如石英或?qū)щ姴牧系奈⒘！．?dāng)這些微粒粘到振動片4上時，會發(fā)生輕微的頻率偏移，從而振蕩變得不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種壓電式振動器及其制造方法，解決上述問題，建立一種以壓電式構(gòu)件表面上的電極和內(nèi)部引線所必需的高精確度和可控性來定位的極好焊接方法，大大提高連接部分的機械和電氣可靠性，并確保頻率精確度，和壓電式振動器的各種性質(zhì)，以及其可靠性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下解決手段。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種制造壓電式振動器的方法，該壓電式振動器包括帶有引線端子的氣密端子，和包括壓電式構(gòu)件的壓電式振動片，并且在其表面上形成有激勵電極和安裝電極，其中焊接了引線端子的內(nèi)部引線和安裝電極，其中當(dāng)焊接該內(nèi)部引線和安裝電極時，等離子弧向氬氣中焊接該內(nèi)部引線和安裝電極的部分放電，以便通過焊料焊接該內(nèi)部引線和安裝電極。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的制造壓電式振動器的方法，本發(fā)明由這樣的方法構(gòu)成，局部地提供熔化鍍層所必需的熱量，該鍍層是通過在短時期內(nèi)對等離子弧進行放電而提供的，該方法本質(zhì)上與現(xiàn)有技術(shù)的方法不同，在現(xiàn)有技術(shù)中通過用熱風(fēng)加熱或添加激勵活性物種來重做表面，從而提升可濕性。通過等離子弧放電提供熱量由這樣的方法構(gòu)成，該方法即使當(dāng)鍍層的表面受到氧化而形成氧化膜時，也能夠提供足以熔化焊料層的熱量，以便流動和潤濕連接表面，同時還具有極好的可控性。此外，通過將焊接部分置于氬保護氣氛中，通過切斷空氣中的氧氣，避免了所連接的表面受到氧化，從而實現(xiàn)了極好的焊接。
此外，盡管根據(jù)熱風(fēng)系統(tǒng)，難以局部地限制要受到風(fēng)吹的對象(要施加熱量的對象)，根據(jù)等離子弧放電，由于其僅僅在最靠近電極的電極前端產(chǎn)生的性質(zhì)，無須屏蔽焊接部分之外的壓電式構(gòu)件電極，用僅在引線焊接部分產(chǎn)生的等離子弧放電的熱量熔化焊料，而不會在除焊接部分之外的壓電式電極部分造成影響，并且總是能夠極好地僅連接該焊接部分。此外，僅需要在氬氣保護氣氛中布置壓電式構(gòu)件和引線部分，并且不需要大規(guī)模真空裝置等專門設(shè)備或裝置。不會產(chǎn)生在使用激勵活性物種產(chǎn)生問題時對周圍環(huán)境污染的問題，無須頻繁地分解和清潔夾具，并且能夠抑制生產(chǎn)效率的降低。
特別地，根據(jù)本發(fā)明的等離子弧放電的利用是這樣的方法，該方法甚至可用于液相線溫度超出400℃的材料，而現(xiàn)有技術(shù)的方法在通過電鍍高熔點耐熱焊料的焊接，或者使用按照無鉛形式研究的無鉛電鍍概論的焊接中是一個難題。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種制造壓電式振動器的方法，該方法通過將引線端子的外部引線部分連接至等離子弧的電源輸出端子，并且在內(nèi)部引線與本發(fā)明第一方面的內(nèi)部引線和安裝電極的焊接部分附近布置的等離子弧電極之間施加電壓，從而通過使用等離子弧放電來執(zhí)行連接步驟。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的制造壓電式振動器的方法，在小型氣密端子中，能夠自由地選擇并聯(lián)布置以便相互靠近的哪一組內(nèi)部引線組成用于產(chǎn)生等離子弧放電的對象。因此，即使當(dāng)氣密端子的小型化構(gòu)成形式進一步進展，以及引線之間的距離進一步縮短時，構(gòu)成等離子弧放電對象的引線也能夠斷然地進行識別。此外，無須屏蔽除焊接部分以外的安裝電極。由此，能夠僅選擇其中將外部引線連接至等離子弧電源的引線，并且能夠通過僅在內(nèi)部引線的焊接部分產(chǎn)生的等離子弧放電熱量，總是極好地完成該連接。此外，在氬氣保護氣氛中布置安裝電極和內(nèi)部引線，通過切斷空氣中的氧氣，能夠避免所熔化焊料的表面受到氧化，并且能夠制造用焊料進行連接所必需的，極好地焊接兩個構(gòu)件表面的壓電式振動器，而不會使具有連接表面的焊料的可濕性發(fā)生惡化。此外，通過極好的焊接，能夠制造確保各種性質(zhì)的穩(wěn)定性和可靠性，和壓電式振動器的頻率精確度的壓電式振動器。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種制造壓電式振動器的方法，其中焊接內(nèi)部引線和安裝電極，通過以切口部分形成的定位裝置夾緊引線端子的外部引線，并且將內(nèi)部引線安置到在本發(fā)明的第一或第二方面中用直線校準(zhǔn)裝置對準(zhǔn)的壓電式振動片的安裝電極上。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的制造壓電式振動器的方法，通過用切口部分形成的定位裝置夾緊外部引線，約束和夾持氣密端子以便不會從支承托架上脫離。通過將矩形薄板的至少兩部分配為一對，將切口部分的間隔校準(zhǔn)為大于壓電式振動器的寬度，能夠?qū)⑼獠恳€旋轉(zhuǎn)角的差別約束到很小，并且能夠滿足安置所夾持內(nèi)部引線所必需的定位精確度。
也就是說，鑒于外部引線的位置半徑很小，外部引線受到很小負(fù)載的塑性變形，并且該位置難以受到直接外部力量的約束，在大于該壓電式振動器寬度的切口部分中執(zhí)行約束，能夠通過具有該寬度的位置來約束相對于該壓電式振動器外形的外部引線的旋轉(zhuǎn)角，并且能夠滿足該內(nèi)部引線所必需的定位精確度。要由外部引線插入的矩形薄板的切口部分的定位精確度能夠容易地由達(dá)到若干微米的加工精確度的通用精加工機器形成，例如切丁機，能夠滿足利用該切口部分的定位所必需的定位精確度，并且能夠制造提高旋轉(zhuǎn)角和定位精確度的壓電式振動器。
此外，該矩形薄板能夠輕易地以一種運動定位匯總的內(nèi)部引線，并且適用于處理穩(wěn)定的自動化。此外，通過提供正確定位和改進的焊接表面，能夠制造確保各種性質(zhì)的穩(wěn)定性和可靠性，和壓電式振動器的頻率精確度的壓電式振動器。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種制造壓電式振動器的方法，其中焊接內(nèi)部引線和安裝電極，通過在本發(fā)明第一方面至第三方面中任一方面中，利用引線端子的外部引線的彈力，在將內(nèi)部引線壓制到安裝電極時，焊接內(nèi)部引線和安裝電極。
根據(jù)本發(fā)明第四方面的制造壓電式振動器的方法，通過彎曲外部引線的得到的外部引線的彈力，將內(nèi)部引線壓制到壓電式振動片上，而內(nèi)部引線不彎曲，從而減輕了內(nèi)應(yīng)力，并且在金屬制成的圓柱底圓柱構(gòu)件的密封管的中心方向上，布置壓電式振動片的前端部分。通過在密封管的中心方向上布置壓電式振動片的前端部分，能夠制造避免壓電式振動片的前端部分與密封管的內(nèi)壁相接觸的壓電式振動器。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種通過本發(fā)明第一方面至第四方面中任一方面制造壓電式振動器的方法制造的壓電式振動器。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供壓電式振動器，包括具有引線端子的氣密端子，和包括壓電式構(gòu)件的壓電式振動片，并且在其表面上形成有激勵電極和安裝電極，其中焊接了引線端子的內(nèi)部引線和安裝電極，并且該焊接是以高機械定位精度和通過等離子弧放電來實現(xiàn)的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)充分的緊固互連。因此，該壓電式振動器在抵抗下落碰撞等外部力量的振動的阻抗方面是極佳的，從而顯著地抑制了頻率變化和振蕩不穩(wěn)定性，并由此能夠?qū)⒏呔_度維持很長的一段時期。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種壓電式振蕩器，其中將壓電式振動器連接至作為振蕩片的集成電路。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種壓電式裝置，其中通過將其連接至計數(shù)部分，使用該壓電式振動器。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種無線電波時計，其中通過將其連接至濾波器部分，使用該壓電式振動器。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面至第八方面，所包含壓電式振動器的安裝部分的定位精確度與以上所述的一樣高，并且該壓電式振動片與內(nèi)部引線緊固地相連，從而該壓電式振動器在抵抗振動或下落碰撞等外部力量的阻抗方面是極佳的。從而，能夠顯著地抑制頻率變化和振蕩不穩(wěn)定性。由此，能夠?qū)⒀b置等維持很長的一段時期的高精確度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供一種以壓電式構(gòu)件表面上的電極和內(nèi)部引線所必需的高精確度來定位上，在焊接和控制供應(yīng)對象所必需的熱量供應(yīng)上的極好焊接方法。因此，該壓電式振動器能夠提高所連接部分的機械和電氣可靠性，并確保頻率精確度，和壓電式振動器的各種性質(zhì)及可靠性，以及其制造方法。


圖1是示出了一個實施例的壓電式振動器的輪廓透視圖；圖2是用于解釋說明實現(xiàn)本實施例的壓電式振動器的托架的輪廓透視圖；圖3是用于詳細(xì)地解釋說明實現(xiàn)圖2的壓電式振蕩器的托架的輪廓透視圖；圖4是本實施例的由支承托架的矩形薄片夾持的氣密端子的輪廓放大透視圖；圖5是由本實施例的支承托架夾持的氣密端子的輪廓總體透視圖；圖6是用于解釋說明本實施例的支承托架和壓電式振動片直線校準(zhǔn)夾具的定位的輪廓透視圖；圖7A和7B是通過等離子弧焊接氣密端子的引線和壓電式振動片的說明圖，圖7A是總體輪廓構(gòu)成視圖，而圖7B是示出了焊接部分的輪廓透視圖；圖8A和8B是通過比較以不同焊接方法的差別部分，顯示焊接部分狀態(tài)的顯微鏡放大照片，圖8A是示出了通過在氬氣中對等離子弧放電的方法的焊接狀態(tài)實例的照片，而圖8B是示出了通過使用氮氣的熱風(fēng)系統(tǒng)的焊接狀態(tài)實例的照片；圖9是用于解釋說明根據(jù)本實施例的壓電式振動片和內(nèi)部引線的彈力傾斜焊接的輪廓說明圖；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的音叉型石英晶體振動器的構(gòu)成的輪廓示意圖；圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的便攜式信息終端裝置方框圖的輪廓視圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明第四實施例的無線電波時計的方框圖；圖13是用于解釋說明壓電式振動器的輪廓透視圖；圖14是簡單地示出了制造圖13的壓電式振動器的步驟的流程圖；和圖15是用于支承背景技術(shù)的壓電式振動器的托架的輪廓透視圖。
具體實施例方式
將參照如下的附圖，解釋說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)圖1是示出了根據(jù)第一實施例的壓電式振動器構(gòu)造的輪廓分解透視圖。
如圖1所示，壓電式振動器6由氣密端子1，包括石英等壓電式材料的壓電式振動片4，和金屬制成的圓柱形圓柱底構(gòu)件的密封管5構(gòu)成。此外，氣密端子1包含包括金屬材料的環(huán)形管座8，以及穿過該管座8的兩根引線端子。將焊接至壓電式振動片4并且包含于密封管5之內(nèi)的兩根引線端子的較短端構(gòu)成內(nèi)部引線2，而將其凸出到外部的較長端構(gòu)成外部引線3。對引線端子的表面和管座8的外緣進行電鍍。
本實施例的壓電式振動片4是音叉型振動片，具有基底部分和從該基底部分突出的一對振動臂。壓電式振動片4的基底部分表面與一對安裝電極7形成在一起。此外，該壓電式振動片4的這對振動臂的相應(yīng)表面和與安裝電極7相連的激勵電極4a形成在一起。通過以這種方式形成電極，當(dāng)向氣密端子1的外部引線3施加預(yù)定的驅(qū)動電壓時，電流經(jīng)由內(nèi)部引線2和安裝電極7在激勵電極4a上流動，從而彎曲壓電式振動片4的振動臂以便以預(yù)定的頻率振動。
在這里，將給出氣密端子1的外形尺寸實例和材料實例的簡單描述。根據(jù)用于諸如便攜式裝置的小型裝置的小型壓電式振動器，其外緣進行電鍍的氣密端子1的管座8的直徑大約是0.95mm。此外，引線端子的基底材料的直徑大約是0.15mm，而在電鍍之后其直徑大約是0.18mm。正常地，在其上形成厚度大約為10μm至15μm的鍍層。作為引線端子基底材料的材料，通常使用科瓦鐵鎳鈷合金(鐵鎳鈷合金)，并且作為電鍍材料，使用耐熱焊接鍍層(錫鉛合金，其重量比為1∶9)，錫銅合金(SnCu)，錫金合金(AnSn)等。此外，提供給管座8外緣的鍍層材料與提供給引線端子的鍍層材料相同。這就構(gòu)成了這樣的結(jié)構(gòu)，其中通過插入其鍍層，使管座8的外緣與密封管5的內(nèi)緣經(jīng)受冷壓焊，從而使密封管5的內(nèi)部受到真空狀態(tài)的氣密密封。
作為焊接至氣密端子1的小型壓電式振動片4的外形尺寸實例，其寬度大約為0.5mm至0.6mm，其總長度大約為2.0mm至3.2mm。壓電式振動片4的安裝電極7由鉻(Cr)和金(Au)的兩層結(jié)構(gòu)膜構(gòu)成，在形成具有附著到作為基體的石英上的極好性能的鉻層之后，在其表面上提供薄薄的一層金。此外，作為安裝電極7的其他結(jié)構(gòu)，鉻和鎳(NiCr)的三層結(jié)構(gòu)膜的表面還可以淀積有薄薄的一層金。同樣在這種情況下，用鉻來構(gòu)成基體。
接下來，將參照附圖來解釋說明制造壓電式振動器的方法的例子。圖2和圖3是用于解釋說明支承根據(jù)本實施例的壓電式振動器的托架的輪廓透視圖，圖4是由根據(jù)本實施例的支承托架的矩形薄板夾持的氣密端子的輪廓放大透視圖，圖5是由根據(jù)本實施例的支承托架夾持的氣密端子的輪廓總透視圖，圖6是用于解釋說明壓電式振動片直線校準(zhǔn)夾具和支承托架的定位的輪廓透視圖，圖7A和7B是通過本實施例的等離子弧，焊接氣密端子的引線端子和壓電式振動片的步驟的說明圖，圖7A是總體輪廓構(gòu)成視圖，而圖7B是示出了焊接部分的局部放大透視圖。
首先，將給出構(gòu)成定位內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的定位裝置的，用于支承根據(jù)本實施例的壓電式振動器的托架的詳細(xì)解釋說明。
如圖2所示，根據(jù)本實施例的支承壓電式振動器的托架10在具有矩形薄板形狀的支承托架10的長邊一側(cè)包括多個切口部分11。如圖3所示，通過將其至少兩部分配成一對，對準(zhǔn)切口部分11。此外，切口部分11的寬度A基本上等于外部引線3的寬度B，并且使該對切口部分11的間隔C大于氣密端子1的外部直徑D。
通過例如達(dá)到若干μm加工精度的，作為通用精加工機器的切丁機，支承托架10在支承托架10的一側(cè)形成有多個切口部分11，外部引線3夾在切口部分11之間，并且制成本實施例的步驟所必需的托架10的外形，以及多個切口部分11和外部引線3的位置，以便以高精確度構(gòu)成。
如圖4所示，夾緊和夾持外部引線3，由此通過使多個切口部分11的寬度略微更小，從而將外部引線3壓入配合到其中，或者使該寬度略微更大，并對外部引線3進行填縫，粘附等等。
根據(jù)本實施例的實例，支承托架10的外形精確度，切口部分11的寬度精確度，切口部分11的累積間距精確度，構(gòu)成在5μm以內(nèi)。圖3所示切口部分11的寬度A尺寸由0.16mm構(gòu)成，它基本上等于外部引線3的直徑B0.18mm。通過使該對切口部分11的間隔C尺寸為1.5mm，氣密端子1的外直徑D尺寸為1.1mm，內(nèi)部引線2的間隔E為0.3mm，使該對切口部分11的間隔C尺寸大于氣密端子1的外直徑D尺寸，并且為0.3mm的內(nèi)部引線間隔E的5倍，從而將內(nèi)部引線2的旋轉(zhuǎn)角精確度限制到外部引線3的旋轉(zhuǎn)角位置的1/5。
由此，在支承托架10的內(nèi)部，以高精確度確保氣密端子1的外部引線3，和氣密端子1內(nèi)側(cè)上的內(nèi)部引線2的定位精確度，從而通過精加工機器的加工精確度，實現(xiàn)高精確度等級。
支承托架10的材料包括陶瓷材料，并且能夠通過保持多個切口部分11的定位精確度，在多個切口部分11之間保持電氣絕緣。因此，支承托架10更適宜用來使根據(jù)本實施例的構(gòu)成焊接對象的內(nèi)部引線2彼此電氣獨立。此外，支承托架10更適宜用來通過在測量步驟中向壓電式振動片4施加驅(qū)動電壓，達(dá)到預(yù)定的頻率。
此外，如圖5所示，支承托架10能夠輕易地以一種運動匯總，實現(xiàn)移動20根所夾持的各個氣密端子1。支承托架10由矩形薄板的簡單外形構(gòu)成，因此能夠容易地實現(xiàn)附著到傳送帶等的傳送裝置上，以及從傳送帶等的傳送裝置上分離，如稍后將要提及的，能夠容易地且穩(wěn)定地實現(xiàn)它與壓電式振動片4的定位，這適用于處理根據(jù)本實施例的焊接管座的自動化。
接下來，如圖6所示，將20片壓電式振動片4對準(zhǔn)構(gòu)成用于對準(zhǔn)壓電式振動片4的裝置的直線校準(zhǔn)夾具12。通過將確保有氣密端子1的內(nèi)部引線2的定位精確度的支承托架10安置到壓電式振動片4的直線校準(zhǔn)夾具12上，實現(xiàn)壓電式振動片4和內(nèi)部引線2的定位。盡管根據(jù)本實施例，將內(nèi)部引線2安置到壓電式振動片4，但是與此相反，也可以將壓電式振動片4安置到內(nèi)部引線2上。
如圖7A所示，如上所述安置由支承托架10夾持的氣密端子1的內(nèi)部引線2，并且使內(nèi)部引線2與壓電式振動片4相接觸。將一對輸出端子中用于等離子弧電源16的一個端子(在該圖中用粗線表示的端子從等離子弧電源16的上部出來)連接至等離子弧電極13。將輸出端子的另一個連接至產(chǎn)生等離子弧的引線端子的外部引線3的一端。稍后將詳細(xì)描述該連接。將等離子弧電極13的周圍環(huán)境保持在氬氣14保護氣氛中，并且使等離子弧電極13靠近內(nèi)部引線2和壓電式振動片4的安裝電極7的焊接部分。
為了產(chǎn)生等離子弧15，通過等離子弧電源16在等離子弧13和外部引線3之間施加電壓，并且在與外部引線3導(dǎo)通的內(nèi)部引線2和等離子弧電極13之間產(chǎn)生等離子弧放電。
鎢或鎢合金的金屬導(dǎo)線用于等離子弧電極13。鎢合金可以包括，例如氧化鑭，或者可以包括氧化釔，氧化鈰等。此外，等離子弧電極13并非必須由金屬導(dǎo)線構(gòu)成，而是可以由代替金屬導(dǎo)線的具有尖銳前端的金屬電極構(gòu)成。
此外，將在圖7B中詳細(xì)解釋說明焊接步驟。盡管在圖7B中，彼此分離地畫出了內(nèi)部引線2和安裝電極7，這是為了便利地表示合成焊接部分的構(gòu)造。如上所述，在實際焊接情況下，使該對內(nèi)部引線2之一的內(nèi)部引線2a與該對安裝電極7的一個安裝電極7a相接觸，并且使另一根內(nèi)部引線2b與另一個安裝電極7b相接觸，從而使它們彼此分別對應(yīng)以便由此定位。
為兩根內(nèi)部引線2的相應(yīng)一端產(chǎn)生等離子弧放電。首先，舉例來說，當(dāng)由一根內(nèi)部引線2a構(gòu)成對象時，將對應(yīng)于該內(nèi)部引線2a的外部引線3的一部分(未示出)連接至等離子弧電源16的輸出端子上。接下來，使等離子弧電極13(未示出)靠近該內(nèi)部引線2a，如稍后要提及的，從等離子弧電源16向等離子弧電極13和內(nèi)部引線2a之間施加預(yù)定的電壓。與此同時，使氬氣14流到等離子弧電極13和內(nèi)部引線2a附近的周圍環(huán)境中。在等離子弧電極13和內(nèi)部引線2a之間，在極短的時期內(nèi)產(chǎn)生伴隨有放電熱量的放電。通過該放電熱量，吸附到內(nèi)部引線2a鍍層表面和壓電式振動片4的安裝電極7a表面的水等，在瞬間蒸發(fā)。相繼地，通過施加足夠的放電熱量，即使當(dāng)氧化層等出現(xiàn)在其表面上時，也可以為內(nèi)部引線2a表面上形成的焊接鍍層17提供足以使氧化層破裂的熱量。因此，焊接鍍層17在很短的時期內(nèi)全部熔化。也就是說，按照相關(guān)技術(shù)的熱風(fēng)方法其中溫度上升是不足的，由內(nèi)部引線2a的陰影構(gòu)成的部分也可以充分地熔化。此外，內(nèi)部引線2a的焊接鍍層17流到其表面由薄Au層等形成的安裝電極7a上，以便實現(xiàn)緊固焊接。焊接部分的周圍環(huán)境出現(xiàn)在氬氣14的保護氣氛中，因此該周圍環(huán)境由這樣的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，通過阻塞來自空氣中的氧氣，避免焊接表面受到氧化。
在這種場合下，使與之鄰接和并聯(lián)的內(nèi)部引線2b達(dá)到浮動電位，這是因為與之相對應(yīng)的外部引線3部分未連接至等離子弧電源16。因此，在內(nèi)部引線2b和等離子弧電極13之間不產(chǎn)生放電。此外，在壓電式振動片4上布置為與之間隔開幾十μm距離的其他安裝電極7b也達(dá)到浮動電位，并因此在內(nèi)部引線2b和等離子弧電極13之間不產(chǎn)生放電。此外，氣密端子1的管座8和這對內(nèi)部引線2彼此相互絕緣。這樣，所有靠近內(nèi)部引線2a的導(dǎo)電材料都保持在浮動電位上。因此，即使當(dāng)產(chǎn)生等離子弧放電時，通過僅將內(nèi)部引線2a連接至等離子弧電源16來構(gòu)成對象，也能夠產(chǎn)生放電。這樣，即使在空間上靠近它來布置導(dǎo)電材料的結(jié)構(gòu)中，也能夠指定放電對象，并因此能夠穩(wěn)定地控制提供熱量的對象。
在內(nèi)部引線2a和安裝電極7a的焊接完成之后，拆開連接至外部引線3與內(nèi)部引線2a相對應(yīng)部分的導(dǎo)線，以便切換到外部導(dǎo)線3與另一內(nèi)部引線2b相對應(yīng)的部分。其后，如上所述，當(dāng)對內(nèi)部引線2a和安裝電極7a重復(fù)操作時，能夠連接內(nèi)部引線2b和安裝電極7b。在這種場合下，后來的放電不會在先前焊接的內(nèi)部引線2a和安裝電極7a之間造成影響。也就是說，即使當(dāng)在鄰近位置產(chǎn)生伴隨有放電熱量的放電時，在空間上極端地限制了放電熱量的影響。
此外，根據(jù)與外部引線3的部分相連的導(dǎo)線，通過使用繼電器等電子開關(guān)機制，能夠容易地自動化導(dǎo)線的變換。
相繼地，將給出熱量控制的描述。在本實施例中使用的氣密端子1(其鍍層由耐熱焊接鍍層完成)和等離子弧電源16的組合的情況下，最好是使在內(nèi)部引線2和等離子弧電極13之間流動的電弧電流值處于這樣的數(shù)值范圍，等于或高于0.2A(安培)，并且等于或低于1.0A。也就是說，通過等于或高于0.2A，且等于或低于1.0A的電弧電流值，能夠提供熔化焊接鍍層17所必需的熱量，而不會破壞壓電式振動片4，并且處于這樣的狀態(tài)，能夠避免焊接鍍層17的熔化表面受到氧化。
當(dāng)電弧電流值小于0.2A時，熱量將變得不足，從而不能充分地熔化焊接鍍層17，以致不能實現(xiàn)極好的焊接。此外，當(dāng)超過1.0A時，人們發(fā)現(xiàn)壓電式振動片4的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，或者壓電式振動片4開始破裂以致自毀。此外，在電弧電流值等于或高于0.2A且等于或低于1.0A的中間范圍內(nèi)，能夠以極好的再現(xiàn)性充分熔化內(nèi)部引線的焊接鍍層17，從而實現(xiàn)緊固的連接。此外，由于優(yōu)選電流值的控制范圍足夠?qū)?，因此在大多?shù)實際生產(chǎn)過程中，能夠以極好的再現(xiàn)性穩(wěn)定地實現(xiàn)該步驟條件。
進一步進行詳細(xì)的描述，施加電弧電流的類型最好是以脈沖形狀重復(fù)導(dǎo)電性和非導(dǎo)電性的波形類型。以脈沖形狀重復(fù)導(dǎo)電性和非導(dǎo)電性的波形類型的施加系統(tǒng)能夠提升焊料可濕性，而不會破壞要焊接的處理表面。當(dāng)使用脈沖形狀的波形的電流時，存在導(dǎo)電的由等離子弧造成的溫度上升時期，和非導(dǎo)電的冷卻時期，從而提供導(dǎo)熱時期，同時抑制要焊接的處理表面的快速溫度升高，因此能夠逐漸地升高焊接部分的溫度。例如，通過將電流值的上限設(shè)置為1A，通過構(gòu)成0.5ms的導(dǎo)電時期，和設(shè)置0.5ms的非導(dǎo)電時期，重復(fù)導(dǎo)電性和非導(dǎo)電性。在超過其10次的情況下，由于在壓電式振動片4處產(chǎn)生2次重復(fù)和裂隙，以致不能實現(xiàn)熔化焊接。因此，在將電弧電流的上限設(shè)置為1A的條件下，最好是選用0.5ms的導(dǎo)電時期，0.5ms的非導(dǎo)電時期，和從3次至10次的導(dǎo)電次數(shù)范圍。
盡管描述了與向引線端子和氣密端子1的管套8涂敷的焊接鍍層17是耐熱焊接鍍層有關(guān)的情況下實驗的導(dǎo)電性，但是通過根據(jù)氣密端子1的內(nèi)部引線2和焊接鍍層17材料的熱容量進行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，能夠應(yīng)用電弧電流值范圍的相應(yīng)設(shè)置條件和導(dǎo)電系統(tǒng)。以下將給出無鉛電鍍情況的解釋說明，其中作為例子，焊接鍍層17的材料是錫銅(SnCu)合金。
在焊接鍍層17的材料為SnCu的情況下，由于其含量中并不包含鉛，研究該合金作為無鉛電鍍的潛在替代品。當(dāng)將含銅量設(shè)置為10％左右以便提高耐熱性時，在一般SnCu合金的相圖中，液相線得以上升，并且極其難以熔化該鍍層。例如，當(dāng)銅的濃度為5％時，液相線溫度大約為360℃，當(dāng)銅的濃度為10％時，液相線溫度變得非常高，高達(dá)大約433℃。與此相反，在耐熱焊接鍍層的情況下，當(dāng)鉛為90％時液相線的溫度大約為313℃，而當(dāng)鉛為95％時大約為322℃。因此，與耐熱焊接鍍層相比，更加難以熔化SuCu的鍍層。此外，SuCu焊接鍍層中銅的濃度取決于鍍層的生產(chǎn)批量，有最大值為大約±2％的變化，因此對于相應(yīng)的生產(chǎn)批量，要考慮到熔化溫度從大約50℃至60℃有所差異。
為了在這種情形下通過充分地熔化焊接鍍層17來實現(xiàn)穩(wěn)定的焊接，必須恰當(dāng)?shù)剡x擇電弧電流值，并采用導(dǎo)電系統(tǒng)。
現(xiàn)在，與現(xiàn)有技術(shù)相比，描述根據(jù)本發(fā)明的焊接過程的實施例。圖8A和8B是通過比較以不同焊接方法的區(qū)別部分，顯示焊接部分狀態(tài)的顯微鏡放大照片。圖8A是示出了通過在氬氣中對等離子弧放電的方法的焊接狀態(tài)實例的照片，而圖8B是示出了通過使用氮氣的熱風(fēng)系統(tǒng)的焊接狀態(tài)實例的照片。在圖8A和圖8B中，都將具有9％的銅濃度的SnCu鍍層用于氣密端子的內(nèi)部引線2和管座8的焊接鍍層17。此外，在這兩種情況下，在電鍍之后內(nèi)部引線2的尺寸都是180μm，壓電式振動片4都是音叉型石英晶體振動器，基座部分的寬度都為大約0.55mm，包含音叉臂在內(nèi)的總長度都為大約3.2mm。安裝電極7是通過用鉻(Cr)層作基體，涂敷有金(Au)層的兩層結(jié)構(gòu)的膜。
如圖8A所示，盡管當(dāng)銅濃度為9％時液相線的溫度大約為421℃，然而當(dāng)通過在氬氣中對等離子弧放電的方法進行焊接時，內(nèi)部引線2的一部分的鍍層得以充分的熔化，并且良好地在安裝電極7上潤濕，從而焊接鍍層17在安裝電極7的整個表面上擴展開。內(nèi)部引線2上的焊接鍍層17具有光澤，其表面得以固化，而不會在熔化狀態(tài)受到氧化。此外，僅僅由內(nèi)部引線2構(gòu)成加熱部分，而管座8的其他部分等根本不會受到電弧的任何影響。
與此相反，如圖8B所示，當(dāng)通過現(xiàn)有技術(shù)的熱風(fēng)系統(tǒng)進行焊接時，內(nèi)部引線2的一部分的鍍層僅僅輕微地熔化，并且潤濕到安裝電極7上的面積很小，從而能夠按照原樣看到安裝電極7的幾乎所有表面。
當(dāng)壓電式振動器分別蓋到密封管5上，并且在拍照之后執(zhí)行下落碰撞測試時，盡管根據(jù)圖8A所示的具有極好焊接狀態(tài)的壓電式振蕩器，振動特性一點也不異常，但是圖8B所示焊接狀態(tài)不佳的壓電式振動器根本不振蕩。當(dāng)分解不振蕩的壓電式振動器時，剝落內(nèi)部引線2和安裝電極7的焊接部分。
這樣，盡管根據(jù)使用具有9％的銅濃度的SuCu鍍層作為焊接鍍層17材料的氣密端子，通過熱風(fēng)系統(tǒng)的焊接方法，不能實現(xiàn)高質(zhì)量的焊接，如上所述，依照根據(jù)本發(fā)明的在氬氣中對等離子弧放電的焊接方法，能夠達(dá)到足夠的焊接強度。
焊接鍍層17的材料并不限于SnCu鍍層，而且還適用于錫鉍(SnBi)鍍層或錫銀(SnAg)鍍層。特別地，在SuAg鍍層的情況下，通過增加Ag的濃度來升高液相線，與SnCu鍍層類似，在相關(guān)技術(shù)中熔化是困難的。同樣在這種情況下，與SnCu鍍層類似，通過恰當(dāng)?shù)剡x擇電弧放電條件，能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量的焊接。
圖9是用于解釋說明根據(jù)本實施例的壓電式振動片4和內(nèi)部引線2的彈力傾斜焊接的輪廓說明圖。在傾斜外部引線3的焊接狀態(tài)下，最好是使內(nèi)部引線2與壓電式振動片4相接觸。通過彎曲外部引線3而產(chǎn)生的外部引線3的彈力，將內(nèi)部引線2壓制到壓電式振動片4上，而內(nèi)部引線2不彎曲，從而減輕了內(nèi)應(yīng)力。此外，在金屬制成的圓柱底圓柱構(gòu)件的密封管5的中心，布置壓電式振動片4的前端部分。通過在密封管5的中心布置壓電式振動片4的前端部分，能夠避免壓電式振動片4的前端部分以容差與密封管5的內(nèi)壁相接觸。
通過將該圖中用標(biāo)記θ標(biāo)明的外部引線3的角度傾斜1度或1度以上，4度或4度以下，將內(nèi)部引線2布置于金屬制成的圓柱形圓柱底密封管5的中心部分，從而能夠制造壓電式振動器6，而不會使壓電式振動片4的前端部分與密封管5的內(nèi)壁相接觸。能夠避免振蕩變得不穩(wěn)定，而且能夠避免由于接觸而在密封官5的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生如上所述的微粒。
如上所述，根據(jù)依照本實施例的內(nèi)部引線和安裝電極的焊接方法，為了確保各種性質(zhì)，頻率精確度和壓電式振動器的可靠性，可以提供這樣的壓電式振動器及其制造方法，能夠達(dá)到在該壓電式振動片所必需的焊料可濕性上實現(xiàn)極好焊接的定位精確度，并且能夠?qū)?yīng)于小型壓電式振動器來布置壓電式振動片。
此外，盡管在上述解釋說明中，用于放出電弧的氣體由單獨一種元素氬構(gòu)成，但是也可以將脫氧氣體加入到氬氣中。
此外，盡管上述解釋說明示出了這樣的情況，熔化在內(nèi)部引線2的表面上形成的焊接鍍層17以便連接至壓電式振動片4，但是本發(fā)明并不限于此，而是焊接鍍層17可以在壓電式振動片4的安裝電極7上形成。也就是說，通過焊料達(dá)到安裝電極7和內(nèi)部引線2的極好焊接的壓電式振動器，可以通過熔化先前鍍在安裝電極7和內(nèi)部引線2連接表面的至少任意一面上的焊料來構(gòu)成。此外，代替焊接鍍層，布置在安裝電極7上的焊球也適用于等離子弧方法。
此外，盡管根據(jù)該焊接方法，通常將安裝電極7電氣連接至壓電式振動片4的激勵電極4a，但是本發(fā)明并不限于該使用，本發(fā)明可以用于簡單地機械連接引線端子和壓電式振動片4。
此外，盡管根據(jù)該實施例，已經(jīng)給出了這種情況的解釋說明，其中存在2片安裝電極并且氣密端子包括2根引線，但是本發(fā)明并不限于此，本發(fā)明同樣適用于這種情況下的焊接，其中在壓電式振動片上布置3片或更多安裝電極，并且與之相對應(yīng)，在氣密端子上存在3根或更多引線端子。
(實施例2)圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的音叉型石英晶體振蕩器的構(gòu)成的輪廓示意圖，并且是利用具有通過實施例1中所解釋的焊接方法焊接的內(nèi)部引線和安裝電極的音叉型石英晶體振動器的，表面安裝型壓電振蕩器的平面圖。
在圖10中，將音叉型石英晶體振動器51設(shè)置到電路板52的預(yù)定位置，并且在鄰近石英晶體振動器處安裝用標(biāo)記53標(biāo)明的振蕩器集成電路。此外，還安裝諸如電容器的電子部件54。各個部件通過布線圖電氣連接，未示出。通過石英中提供的壓電特性，將音叉型石英晶體振動器51的壓電式振動片的機械振動轉(zhuǎn)換為電信號，以便輸入給集成電路53。在集成電路53的內(nèi)部，執(zhí)行起振蕩器作用的信號處理，以便輸出頻率信號。相應(yīng)的構(gòu)成零件通過樹脂來鑄模，未示出。通過恰當(dāng)?shù)剡x擇集成電路53，提供一種控制該裝置或外部裝置的操作日子和時間的功能，以便除了振蕩器作為時計的單一功能之外，向用戶提供時間或日歷信息。
通過使用由本發(fā)明的制造方法制造的壓電式振動器，即使當(dāng)壓電式振動片變成小型的，振動片也可以緊固地連接至氣密端子，從而抑制了相對振動或下落碰撞的外部力量的頻率變化，并且從焊接表面剝落振動片以停止振蕩的故障等等也得以最小化。由此，即使當(dāng)振蕩器是小型的，也能夠?qū)⒎€(wěn)定的振蕩維持很長的一段時期。此外，能夠穩(wěn)定的小型化具有大量構(gòu)成振蕩器的零件的振動器，同時還具有極好的生產(chǎn)率，因此，能夠進一步小型化包含振動器的振蕩器的外形尺寸。
(實施例3)接下來，將給出使用通過本發(fā)明的制造方法制造的壓電式振動器的電子裝置的例子的解釋說明。此處將給出由便攜式電話代表的便攜式信息裝置的優(yōu)選實施例的詳細(xì)解釋說明。
首先，作為前提，根據(jù)本實施例的便攜式信息裝置通過發(fā)展和改進相關(guān)技術(shù)的手表而構(gòu)成。其外觀與手表的外觀類似，在其對應(yīng)于刻度盤的部分上布置液晶顯示器，從而能夠在其屏幕上顯示當(dāng)前時間等。當(dāng)用作通信裝置時，從手腕上摘下該裝置，通過包含于皮帶部分內(nèi)部的揚聲器和麥克風(fēng)，能夠進行類似于相關(guān)技術(shù)的便攜式電話的通信。然而，與相關(guān)技術(shù)的便攜式電話相比，該裝置顯著地是小型且重量輕的。
接下來，將參照附圖，給出根據(jù)本發(fā)明實施例的便攜式信息裝置的功能構(gòu)成的解釋說明。圖11是在功能上示出了根據(jù)本實施例的便攜式信息裝置的構(gòu)成的方框圖。
在圖11中，標(biāo)記101標(biāo)明了用于向相應(yīng)的功能部提供電源的電源部，稍后將要提及，它具體地通過鋰離子蓄電池來實現(xiàn)。電源部101與稍后將要提及的控制部102，定時部103，通信部104，電壓檢測部105和顯示部107并聯(lián)，并且從電源部101向相應(yīng)的功能部提供電源。
控制部102通過控制稍后將要提及的相應(yīng)功能塊，控制整個系統(tǒng)的操作，例如音頻數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，當(dāng)前時間的測量和顯示等?？刂撇?02具體地通過預(yù)先寫入到ROM，CPU讀取和執(zhí)行程序，和RAM等用作CPU工作區(qū)域中的程序來實現(xiàn)。
定時部103由包括振蕩電路，寄存器電路，計數(shù)器電路，接口電路等在內(nèi)的集成電路，和圖1所示的音叉型石英晶體振動器構(gòu)成。通過在石英中提供的壓電特性，將音叉型石英晶體振動器的機械振動轉(zhuǎn)換為電信號，并輸入給由晶體管和電容器形成的振蕩電路。二進制化振蕩電路的輸出，并通過寄存器電路和計數(shù)器電路進行計數(shù)。通過接口電路由控制部執(zhí)行信號的發(fā)送和接收，并且在顯示部107上顯示當(dāng)前時間或當(dāng)前日期或日歷信息。
通信部104配備有類似于相關(guān)技術(shù)的便攜式電話的功能，并且由無線電發(fā)送部104a，音頻處理部104b，放大部104c，音頻輸入/輸出部104d，振鈴音生成部104e，切換部104f，呼叫控制存儲部104g和電話號碼輸入部104h構(gòu)成。
無線電傳輸部104a借助于天線，向/從基站發(fā)送和接收音頻數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)。音頻處理部104b編碼/解碼從稍后將要提及的無線電傳輸部104a或放大部104c輸入的音頻信號。放大部104c將從稍后將要提及的音頻處理部104b或音頻輸入/輸出部104d輸入的信號放大到預(yù)定等級。音頻輸入/輸出部104d具體地是揚聲器和麥克風(fēng)，用于產(chǎn)生振鈴音或所接收的話音聲，或采集揚聲器的聲音。
此外，振鈴音生成部104e根據(jù)來自基站的呼叫產(chǎn)生振鈴音。僅當(dāng)接收到信號時，切換部104f將連接至音頻處理部104b的放大部104c切換至振鈴音生成部104e，從而通過放大部104c將所生成的振鈴音輸出至音頻輸入/輸出部104d。
此外，呼叫控制存儲部104g存儲與發(fā)送和接收通信呼叫的控制有關(guān)的程序。此外，電話號碼輸入部104h具體由從0至9的數(shù)字按鍵和用于輸入對方的電話號碼等的其他按鍵構(gòu)成。
當(dāng)電源部101向從控制部102啟動的各個功能部施加的電壓變得比一個預(yù)定值低時，電壓檢測部105檢測電壓降，以便通知控制部102。預(yù)定電壓值是預(yù)先設(shè)置為穩(wěn)定地操作通信部104所必需的最小電壓值，例如大約3V的電壓。從電壓檢測部105向其通知了電壓降的控制部102禁止無線電傳輸部104a，音頻處理部104b，切換部104f，和振鈴音生成部104e的操作。特別地，停止操作具有大功率消耗的無線電傳輸部104a是必不可少的。與此同時，顯示部107顯示由于電池的剩余電量不足，通信部104不能使用。
通過電壓檢測部105和控制部102的操作，禁止通信部104的操作，并且在顯示部107上顯示該禁止是有可能的。
根據(jù)本實施例，通過配備電源切斷部106，該電源切斷部106能夠選擇性地切斷與通信部功能有關(guān)的部分的電源，能夠以更徹底的方式停止通信部的功能。
此外，盡管可以通過字符消息來實現(xiàn)不能使用通信部104的顯示，也可以通過更直觀地在顯示部分107上的電話圖標(biāo)上加上×號(失敗)的方法，實現(xiàn)該顯示。
通過在便攜式信息裝置中使用由本發(fā)明的制造方法制造的小型壓電式振動器，能夠進一步小型化便攜式電子裝置。根據(jù)該振動器，即使當(dāng)振動片小型化時，由于緊固地實現(xiàn)與氣密端子的焊接，因此提高了對振動或下落碰撞的外部力量的阻抗，從而能夠?qū)⒎€(wěn)定的振動持續(xù)很長的一段時期。因此，能夠在很長的一段時期內(nèi)使包含該振動器的便攜式電子裝置保持穩(wěn)定。
(實施例4)接下來，作為本發(fā)明的第四實施例，將參照圖12，給出將本實施例所述石英晶體振動器電氣連接至濾波部的無線電時計200的解釋說明。
圖12是示出了無線電時計200的功能構(gòu)成的方框圖。
無線電時計200是這樣的時計，具有接收包括時間信息的標(biāo)準(zhǔn)無線電波，并將該時計的時間自動校正為準(zhǔn)確時間的功能。在日本，有用于在福島(Fukushima)縣(40KHz)和佐賀(Saga)縣(60KHz)發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)無線電波的發(fā)送位置(發(fā)送臺)，以便分別發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)無線電波。諸如40KHz或60KHz的長波不僅具有在地面上傳播的性質(zhì)，還具有同時在地面和電離層上反射的傳播性質(zhì)，因此傳播范圍很寬，用兩個發(fā)送位置就覆蓋了整個日本。
以下將參照圖12，解釋說明無線電波時計200的功能構(gòu)成。
天線201接收40KHz或60KHz長波的標(biāo)準(zhǔn)無線電波。該長波的標(biāo)準(zhǔn)無線電波通過將稱為時間代碼的時間信息的40KHz或60KHz載波進行AM調(diào)制而形成。
所接收的長波的標(biāo)準(zhǔn)無線電波由放大器202進行放大，并且由具有石英晶體振動器的濾波電路(濾波部)203進行濾波和調(diào)諧。根據(jù)本實施例的石英晶體振動器包括石英晶體振動部分204，205，具有與載波頻率相同的振蕩頻率40KHz和60KHz。
此外，檢測和整流電路206對預(yù)定頻率的濾波信號進行檢測和解碼。相繼地，借助于波形整形電路207輸出時間代碼，并且用CPU208進行計數(shù)。CPU208讀取當(dāng)前年，所計算的日期，周幾，時間等等。將讀取信息反射給RTC(實時時鐘)209，并顯示精確的時間信息。
載波由40KHz或60KHz構(gòu)成，因此具有上述音叉型結(jié)構(gòu)的振動器更適宜用于石英晶體振動部分204，205。采用60KHz的例子，作為音叉型振動片的尺寸實例，有可能以這樣的尺寸構(gòu)成該音叉型振動片，大約2.8mm的總長度，大約0.5mm的基底部分的寬度尺寸。
盡管借助于日本的例子示出了上述解釋說明，但是長波的標(biāo)準(zhǔn)無線電波的頻率在國外有所不同。例如，在德國，使用77.5KHz的標(biāo)準(zhǔn)無線電波。因此，當(dāng)把也能夠在國外進行處理的無線電波時計嵌入到便攜式裝置中時，需要具有與日本不同頻率的石英晶體振動器。
通過在無線電波時計中使用由本發(fā)明的制造方法制造的小型壓電式振動器，無線電波時計能夠具有對振動或下落碰撞等外部力量的極好阻抗，并且能夠在很長的一段時期內(nèi)穩(wěn)定地保持精確度。
權(quán)利要求
1.一種制造壓電式振動器的方法，該壓電式振動器包括帶有引線端子的氣密端子和壓電式振動片，包括壓電式構(gòu)件，并且在其表面上形成有激勵電極和安裝電極，其中焊接了引線端子的內(nèi)部引線和安裝電極，其中當(dāng)焊接該內(nèi)部引線和安裝電極時，等離子弧向氬氣中焊接該內(nèi)部引線和安裝電極的部分放電，以便通過焊料焊接該內(nèi)部引線和安裝電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造壓電式振動器的方法，其中通過將引線端子的外部引線部分連接至等離子弧的電源輸出端子，并且在內(nèi)部引線與在內(nèi)部引線和安裝電極的焊接部分附近布置的等離子弧電極之間施加電壓，從而產(chǎn)生等離子弧放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2的制造壓電式振動器的方法，其中焊接內(nèi)部引線和安裝電極，通過用切口部分形成的定位裝置夾緊引線端子的外部引線，并且將內(nèi)部引線安置到用直線校準(zhǔn)裝置對準(zhǔn)的壓電式振動片的安裝電極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3中任意一項的制造壓電式振動器的方法，其中焊接內(nèi)部引線和安裝電極，通過利用引線端子的外部引線的彈力，在將內(nèi)部引線壓制到安裝電極時，焊接內(nèi)部引線和安裝電極。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任意一項的制造壓電式振動器的方法制造的壓電式振動器。
6.一種壓電式振動器，其中通過將其連接至作為振蕩片的集成電路，使用根據(jù)權(quán)利要求5的壓電式振動器。
7.一種電子裝置，其中通過將其連接至計數(shù)部分，使用根據(jù)權(quán)利要求5的壓電式振動器。
8.一種無線電波時計，其中通過將其連接至濾波部分，使用根據(jù)權(quán)利要求5的壓電式振動器。
全文摘要
為了提供一種制造壓電式振動器的方法，不論其小型性，都能夠極好地焊接引線端子和壓電式振動片，以便確保頻率精確度和各種性質(zhì)，以及壓電式振動器的可靠性，提供一種制造壓電式振動器的方法，該壓電式振動器包括帶有引線端子的氣密端子，和包括壓電式構(gòu)件的壓電式振動片，并且在其表面上形成有激勵電極和安裝電極，其中焊接了引線端子的內(nèi)部引線和安裝電極，其中當(dāng)焊接該內(nèi)部引線和安裝電極時，等離子弧向氬氣中焊接該內(nèi)部引線和安裝電極的部分放電，以便通過焊料焊接該內(nèi)部引線和安裝電極，由此，可以局部地提供可控的熱量，從而能夠?qū)崿F(xiàn)緊固焊接，并能夠提供具有高可靠性的壓電式振動器。
文檔編號H03H3/00GK1866737SQ20061009164
公開日2006年11月22日 申請日期2006年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月25日
發(fā)明者佐藤正行, 福地盛吾, 富崎淳 申請人:精工電子有限公司