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発明の名称 水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスク
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−28453(P2007−28453A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−210683(P2005−210683)
出願日 平成17年7月21日(2005.7.21)
代理人
発明者 安斎 文雄 / 佐藤 貴昭
要約 課題
水晶板を洗浄した後のシミを低減し、電極膜の膜ボケを無くした水晶電極成膜用メタルマスクを得る。

解決手段
電極パターン開口部を有する下電極メタルマスクと、水晶板を充填する開口部を有する中板と、電極パターン開口部を有する上電極メタルマスクとを備えた水晶電極成膜用メタルマスクにおいて、洗浄用開口部と成膜用開口部とを対としてこれらの開口部を前記下及び上電極メタルマスクにマトリクス状に形成し、前記中板に形成する開口部の横方向の中心間間隔を前記洗浄用開口部と成膜用開口部との対の横方向の中心間間隔と一致させた水晶電極成膜用メタルマスクを構成する。
特許請求の範囲
【請求項1】
電極パターン開口部を有する下電極メタルマスクと、水晶板を充填する開口部を有する中板と、電極パターン開口部を有する上電極メタルマスクとを備えた水晶電極成膜用メタルマスクにおいて、
洗浄用開口部と成膜用開口部とを対としてこれらの開口部を前記下及び上電極メタルマスクにマトリクス状に形成し、前記中板に形成する開口部の横方向の中心間間隔を前記洗浄用開口部と成膜用開口部との対の横方向の中心間間隔と一致させたことを特徴とする水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスク。
【請求項2】
前記洗浄用開口部の形状が長方形の4つの角に開口部の中央に向けて小さく折り返したような片を設けたことを特徴とする請求項1に記載の水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスク。
【請求項3】
前記洗浄用開口部の形状が楕円形状であることを特徴とする請求項1に記載の水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスク。



発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、水晶板の洗浄及び電極成膜を兼ねるメタルマスクに関し、特に水晶板洗浄後、水晶板上に残る洗浄液の液留まりを大幅に低減し、水晶板上に生じる洗浄シミを改善した水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクに関する。
【背景技術】
【0002】
水晶振動子は小型であること、経年変化が小さいこと、高精度、高安定な周波数が容易に得られること等のため、通信機器から電子機器まで広く用いられている。中でも周波数−温度特性が3次曲線を呈するATカット水晶振動子は、携帯電話等に多量に用いられている。従来、水晶振動子の製造工程における水晶板の洗浄方法としては、例えばガラス容器に洗浄液と水晶板とを入れ、このガラス容器を超音波洗浄槽に浸して水晶板を洗浄する手法が行われていた。水晶板を洗浄し、乾燥した後は、図6(a)に示すように、成膜用メタルマスクに詰め、蒸着装置等の真空中で金属を蒸着して水晶板上に電極を成膜し、パッケージ内に気密封止して水晶振動子を構成する。
【0003】
しかし、多数の水晶板をガラス容器に入れて洗浄する方法では、水晶板同志の重なり合い等により洗浄むらが生じ、乾燥後に水晶板上にシミが残るという問題があった。この解決法の一つとして、洗浄用治具に水晶板を一個づつ詰めて洗浄する方法が、特開平10−145166号公報に開示されている。この場合の水晶振動子の製造フローは図6(b)のようになる。図7は洗浄治具の要部(一個の水晶板を収容する部分)を示す斜視図であって、下部プレート21、上部プレート22及び薄板23とからなり、それらの材質は耐食性のあるステンレス板材等である。下部プレート21と上部プレート22とは、例えば熱圧着して一体化し基板20としてもよい。
【0004】
下部プレート21には切り欠き窓(開口部)24aがあり、その周縁に複数の爪状の支持片25を備えている。上部プレート22も切り欠き窓24bがあり、その周縁に複数の凸湾曲状の間隔保持片26が形成されている。そして、薄板23にも切り欠き窓24cがあり、その周縁に複数の爪状の押さえ片27が形成され、切り欠き窓24a、24b、24cは重ねて組み立てる際に上下対向する。長方形の水晶板28は上部プレート22の切り欠き窓24bに収容される際に、凸湾曲状の間隔保持片26の先端に当接し、下部プレート21の爪状の支持片25と薄板23の爪状の押さえ片27とにより上下より保持される構造となっている。
【0005】
図8は実用に供される洗浄治具の模式的斜視図であり、基板20は下部プレート21と上部プレート22とを熱圧着し一体化したもので、上部プレート22の切り欠き窓24bに水晶板28を収容し、この上に薄板23を重ね、ネジ29等を用いて基板20と薄板23とを固定する。このとき、水晶板28は上下対向する爪状の支持片25と爪状の押さえ片27とによって保持され、切り欠き窓24bの中では凸湾曲状の間隔保持片26に点接触し、水抜きの隙間Sが大きく確保されることになる。
【0006】
図9は、水晶板を洗浄し、乾燥した後、基板20と薄板23とを重ねて固定した洗浄治具30を2つの成膜用プレート31で上下から挟むように装着し、ネジ33にて洗浄治具30と成膜用プレート31、31とを固定する。成膜用プレート31には励振電極生成部32aと、引き出し電極生成部32bとからなる透孔32が形成されている。これを蒸着装置等に入れ、真空中で金属を蒸発させることにより透孔32を介して水晶板に所望の電極が形成される。
【0007】
しかし、上記の洗浄治具を用いて水晶板を洗浄した後、成膜用プレート31を装着する手法では、成膜用プレート31を装着する工数が発生することと、成膜用プレート31をネジ33で取り付ける際に細かなゴミが発生し、このゴミが水晶板28に付着し、この状態で電極が形成されるおそれがあった。細かなゴミが付着した水晶振動子では、エージング特性、ドライブレベル特性等に問題が生じる場合がある。
そこで、図10に示すように水晶板を成膜用メタルマスクに装填した後、成膜用メタルマスク全体を洗浄装置に入れて、洗浄、水切り、乾燥した後、真空中にて成膜する製造フローを用いて水晶振動子を製作する場合がある。
【0008】
図11はこのような水晶電極成膜用メタルマスクの一例の模式的斜視図であり、下枠治具40a、下電極マスク41a、中板42、上電極マスク41b、上枠治具40bとからなる。下枠治具40a、上枠治具40bにはそれぞれ開口部43a、43bがあり、下電極マスク41a、上電極マスク41bにはそれぞれ所望の電極形状パターンの開口部44a、44bが形成されている。そして、開口部43a、43bの形状は、開口部44a、44bの形状より十分に大きくする。中板42には水晶板を収容する開口部45が形成されており、中板42の厚さは水晶板の厚さより若干厚く設定する。下電極マスク41a、上電極マスク41bの厚さは薄い方が望ましいが、マスクの大きさと強度を考慮して適切に設定する。また、材質としては耐蝕性のあるステンレスを用いる場合が多い。
【0009】
図12(a)、(b)、(c)はそれぞれ実用的な下電極マスク41a、中板42、上電極マスク41bの平面図である。図13は、下枠治具40aのガイドピンPに順に下電極マスク41a、中板42のガイドピン孔Hを通して重ね、中板42の開口部45に水晶板Xを充填した後、さらに上電極マスク41b、上枠治具40bのガイドピン孔Hを通して重ね、ネジ孔46にネジ47を挿入回転して固定した成膜用メタルマスクの要部の断面図である。
【特許文献1】特開平10−145166号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特開平10−145166号公報の洗浄治具を用いて水晶板を洗浄した後、成膜用プレートを装着する手法では、図14に示すように成膜用プレート31と水晶板28との間に隙間Gが生じることになり、成膜した電極の輪郭に膜ボケが発生するという問題があった。また、図12、13に示した水晶電極成膜用メタルマスクでは、中板42に水晶板Xを充填し、洗浄装置に浸して洗浄した後、水切り、乾燥させる際に、図15の要部断面図に示すように水晶板Xと下電極マスク41a、中板42、上電極マスク41bとの間に洗浄液の液溜まり48が生じ、水晶板を乾燥すると部分的に洗浄シミが発生するという問題があった。
本発明は上記の如き問題を解決するためになされたものであり、水晶板上に洗浄シミが発生することを防止した水晶電極成膜用メタルマスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、洗浄後の水晶板上のシミを低減するため、請求項1の発明は、電極パターン開口部を有する下電極メタルマスクと、水晶板を充填する開口部を有する中板と、電極パターン開口部を有する上電極メタルマスクとを備えた水晶電極成膜用メタルマスクにおいて、洗浄用開口部と成膜用開口部とを対としてこれらの開口部を前記下及び上電極メタルマスクにマトリクス状に形成し、前記中板に形成する開口部の横方向の中心間間隔を前記洗浄用開口部と成膜用開口部との対の横方向の中心間間隔と一致させて水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクを構成することを特徴とする。
請求項2の発明は、前記洗浄用開口部の形状が長方形の4つの角に開口部の中央に向けて小さく折り返したような片を設けたことを特徴とする請求項1に記載の水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクである。
請求項3の発明は、前記洗浄用開口部の形状が楕円形状であることを特徴とする請求項1に記載の水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクの請求項1の発明では、上及び下洗浄及び電極マスクに洗浄用開口部と成膜用開口部とを対として形成したため、中板をスライドすることにより、水晶板の洗浄の場合は水晶板上に洗浄用開口部が、成膜の場合は水晶板上に成膜用開口部が、位置するようにできるので、洗浄後のシミを大幅に低減できると共に成膜時に電極の境に成膜ボケが生じないという利点がある。
請求項2、3の発明では中板の形状を具体的に示したので、水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクを実現するのが容易であるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図1は本発明に係る水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクの実施の形態を示す模式的斜視図であって、下枠治具1a、下洗浄及び電極マスク2a、中板3、上洗浄及び電極マスク2b、上枠治具1bとを備えている。下枠治具1a、上枠治具1bはそれぞれ開口部4a、4bを有し、下枠治具1aの端にはガイドピンPとネジ孔7とを設け、上枠治具1bにはガイドピン孔Hとネジ孔7とを設ける。下洗浄及び電極マスク(以下、下マスクと称する)2a、上洗浄及び電極マスク(以下、上マスクと称する)2bにはそれぞれ洗浄用開口部及び成膜用開口部5a、5’a及び5b、5’bを形成し、その端にはガイドピン孔Hとネジ孔7とを設ける。そして、中板3には水晶板を充填するための開口部6を形成し、その端にはガイドピン孔H’とネジ孔7’とを設ける。このガイドピン孔H’とネジ孔7’は、ガイドピン孔H及びネジ孔7よりも大きくする。そして、中板3の厚さは水晶板の厚さより若干厚く設定し、下マスク2a、上マスク2bの厚さは薄い方が望ましいが、マスクの大きさとその強度を考慮して適切に設定する。また、これらの材質としては耐蝕性のあるステンレスを用いる場合が多い。
【0014】
水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクの使い方の一例は、下枠治具1aのガイドピンPに下マスク2a、中板3のそれぞれのガイドピン孔H、H’を通して重ね、中板3の開口部6に水晶板Xを充填した後、上マスク2b、上枠治具1bのそれぞれのガイドピン孔Hを通して重ね、ネジ孔7にネジ8を挿入回転して固定する。固定された水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクを洗浄装置に入れ、水晶板を洗浄すると共に上、下枠治具1a、1b等に付着する細かいゴミも同時に取り除く。これは蒸着装置の中で水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクを回転させる際に、上、下枠治具1a、1b上にあるゴミが水晶板に付着することを避けるためでもある。なお、下枠治具1a及び上枠治具1bは、下マスク2a、中板3、上マスク2bを保持、固定する機能を有し、開口部4a、4bの大きさは水晶板洗浄と電極成膜とに支障のないように大きく空ける必要がある。
【0015】
図2(a)、(b)、(c)はそれぞれ下マスク2a、中板3、上マスク2bの構成を示す平面図である。下マスク2aには洗浄用開口部5aと成膜用開口部5’aとが縦横に配列され、上マスク2bにも洗浄用開口部5bと成膜用開口部5’bとが縦横に配列されている。そして、中板3は水晶板を充填するための開口部6がマトリクス状に形成されている。
下マスク2a、上マスク2bの端部にはそれぞれ対向する位置にネジ孔7及ガイドピン孔Hを複数個形成し、中板3の端部には下マスク2a、上マスク2bのネジ孔7及ガイドピン孔Hと対向する位置にネジ孔7’及ガイドピン孔H’を形成するが、ネジ孔7’及ガイドピン孔H’はネジ孔7及ガイドピン孔Hより大きく、例えば長方形状に形成し、ネジ8を緩めることにより中板3をスライドできるようにしてある。
【0016】
図3は本発明を分かりやすくするため、上枠治具1bを除いた水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクの要部の平面図である。図3(a)は水晶板を洗浄するための中板3の位置であり、上マスク2bの洗浄用開口部5bが中板3の開口部6に充填された水晶板Xの上に位置する状態を示す平面図で、この状態で水晶板Xの洗浄が行われる。水晶板Xは洗浄用開口部5bの四隅に設けた角部Cで保持される。図3(b)は、中板3を矢印方向に距離Lだけ移動させた場合で、成膜を行うための中板3の位置である。中板3の開口部6に充填された水晶板Xが、成膜用開口部5’bの下に位置することになり、真空装置の中で電極の成膜を行うことができる状態となる。このように、本発明の特徴は下マスク2a、上マスク2b及び中板3にあり、下マスク2a(上マスク2b)には洗浄用開口部5a(5b)及び成膜用開口部5’a(5’b)が対として形成され、中板3の開口部6は下マスク2aの洗浄用開口部5a及び成膜用開口部5’aの対に対して1つ形成する。そして、ネジ8を緩めることにより、中板3をスライドできるように、中板3のネジ孔7’とガイドピン孔H’は例えば長細く形成する。
【0017】
図4(a)は、図3(a)に示す洗浄用の中板3位置のQ−Qにおける断面図であり、この状態で洗浄することにより水晶板Xの大部分が洗浄液に浸り、水切り、乾燥する際に液溜まりを極めて少なくすることができる。図4(b)は、図3(b)に示す成膜用の中板3位置のQ’−Q’における断面図であり、この状態で真空中において成膜することにより、水晶板Xは上マスク2b、下マスク2aと密着するので、電極の境の膜ボケが生ずることは無い。
【0018】
図5は上、下マスク2b、2aの洗浄用開口部5b、5aを楕円形状とした場合であり、水晶板を洗浄した後、成膜用の位置に中板3をスライドさせる際にスライドが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明に係る水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクの構成を示す模式的斜視図である。
【図2】下マスク、中板3、上マスクの構成を示す平面図である。
【図3】水晶洗浄及び電極成膜用メタルマスクの要部の平面図で、(a)は洗浄用の中板位置、(b)は成膜用の中板位置を示す図である。
【図4】(a)、(b)はそれぞれ図3(a)、(b)の断面図である。
【図5】本発明係る他の実施例における洗浄用の中板位置を示す要部平面図である。
【図6】(a)は従来の製造フローの一部を示す図、(b)は改良を施した従来の製造フローの一部を示す図である。
【図7】従来の洗浄治具の要部の構成を示した斜視図である。
【図8】従来の洗浄治具の構成を示した斜視図である。
【図9】洗浄治具の上下から成膜用プレートを装着する様子を示す斜視図である。
【図10】従来の製造フローの一部を示す図である。
【図11】従来の水晶成膜用メタルマスクの構成を示す概略斜視図である。
【図12】実用的な下電極マスク、中板、上電極マスクの構成を示す平面図である。
【図13】水晶電極成膜用メタルマスクの要部の断面図である。
【図14】洗浄治具に成膜用プレートを装着したものの要部の断面図である。
【図15】水晶電極成膜用メタルマスクを用いて洗浄した後の要部の断面図である。
【符号の説明】
【0020】
1a 下枠治具
1b 上枠治具
2a 下洗浄及び電極マスク(下マスク)
2b 上洗浄及び電極マスク(上マスク)
3 中板
4a、4b 開口部(下、上枠治具の)
5a、5b 洗浄用開口部(下、上洗浄及び電極マスクの)
5’a、5’b 成膜用開口部(下、上洗浄及び電極マスクの)
6 開口部(中板の)
7、7’ ネジ孔
8 ネジ
H ガイドピン孔
P ガイドピン
X 水晶板
C 洗浄用開口部の角







 

 


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