(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜形成体を複数個収納する収納孔部が形成されたスペーサと、当該スペーサの下面に密着配置され、前記収納孔部に対応する部分に成膜形成用の下部マスクパターンが形成された下部マスクと、前記スペーサの上面に密着配置され、前記収納孔部に対応する部分に成膜形成用の上部マスクパターンが形成された上部マスクとを少なくとも具備してなる成膜マスク装置であって、前記下部マスクと前記上部マスクには、前記スペーサの収納孔部の形成位置に対応し、かつ、前記被成膜形成体を前記収納孔部の中央に向かって位置決めしてなる凸部が形成されてなることを特徴とする成膜マスク装置。
【請求項２】
前記下部マスク、ならびに前記上部マスクの凸部の一部が、前記スペーサの収納孔部の縁の一部にて接触するように構成されてなることを特徴とする特許請求項１記載の成膜マスク装置。
【請求項３】
前記下部マスク、ならびに前記上部マスクの凸部は、当該マスクの凸部以外の厚みを、ハーフエッチングにより薄く形成することにより構成されてなることを特徴とする特許請求項１，２記載の成膜マスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶片、セラミック片等に電極材料を形成する成膜マスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、水晶振動子の電極形成工程において、電極用の金属材料の物理蒸着を行う場合、機械的マスク装置を用いて真空蒸着法、スパッタリング法により水晶片の必要な部分に電極を形成していた。この機械的マスク装置を用いる蒸着方法は、水晶片を収納するスペーサ、上下のマスク板、その他の補助治具等複数のマスク等の板体を重ねて、ねじ止め、あるいは磁力等により一体化して使用するのが一般的であった。
【０００３】
このように分割可能な状態でマスク板等を使用する理由は、上下のマスク板とスペーサの間に付着した蒸着電極材料（銀、金、アルミニウム等）を剥離除去する作業が必要であるからである。この剥離除去作業は特定の洗浄液に浸漬することにより行う。そして、上記電極形成工程を行う前に、前記スペーサ、上下のマスク板、その他の補助治具等複数のマスク等の板体を重ねて再び一体化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記スペーサ、上マスク、下マスクの３つの要素を組み立てる構成では、マスクとスペーサの間に隙間が形成される。このため、高周波向けの薄型の水晶片を使用した場合、前記隙間に当該水晶片が入り込み、マスクずれを生じることもあった。例えば、ＡＴカットの水晶片を例にすると、基本波発振で４５ＭＨｚ以上の水晶片（周波数（ＫＨｚ）＝１６６０／水晶板の厚み（mm）の計算式より、約０．０３６mm以下の水晶片、基本波で１００ＭＨｚの水晶片では、０．０１６６mm）において、マスクとスペーサの隙間への入り込みといった問題が多数発生していた。
【０００５】
そして、上記マスクずれにより、前記水晶片に蒸着される電極がずれて、前記水晶片の外観不良、絶縁不良や断線不良等の電気的特性不良を引き起こす原因となっていた。
【０００６】
従来では、これらの問題点を解決する構成として、特願平１０−３７６８７７号に開示されるように、ハーフエッチングなどにより収納凹部と下部マスクを形成し、下部マスクとスペーサを一体的に構成したものが提案されている。しかしながら、このような構成でも、以下のような問題点があった。
【０００７】
前記収納凹部に水晶片をピンセットなどにより詰め込む作業時、ハーフエッチングにより構成された収納凹部では、収納凹部の開口部の縁部分の角、ならびに収納凹部の底面部の縁部分の角が、丸みを帯びた状態で形成されることが多く（Ｒ部）、被成膜形成体の収納状態が認識されにくい。つまり、水晶片が前記Ｒ部に深くのっかった状態で収容されても、収納凹部に収容されているように誤認識されることがあった。特に、高周波向けの薄型の水晶片に使用されるマスクの収納凹部では、当該凹部の底が浅く、認識性が極めて低い。従って、収納凹部から水晶片のずれた状態の詰め込みを招きやすく、マスクずれを起こすことがあった。
【０００８】
本発明は、薄型の被成膜形成体のマスクとスペーサの隙間への入り込みを防止するとともに、成膜マスク装置への被成膜形成体の収納状態の認識性を高め、マスクずれによる絶縁不良や断線不良をなくし、しかも正確なマスクの位置合わせが行える、作業性、信頼性の高い成膜マスク装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明による成膜マスク装置は、被成膜形成体を複数個収納する収納孔部が形成されたスペーサと、当該スペーサの下面に密着配置され、前記収納孔部に対応する部分に成膜形成用の下部マスクパターンが形成された下部マスクと、前記スペーサの上面に密着配置され、前記収納孔部に対応する部分に成膜形成用の上部マスクパターンが形成された上部マスクとを少なくとも具備してなる成膜マスク装置であって、前記下部マスクと前記上部マスクには、前記スペーサの収納孔部の形成位置に対応し、かつ、前記被成膜形成体を前記収納孔部の中央に向かって位置決めしてなる凸部が形成されてなることを特徴とする。
【００１０】
上記構成により、各マスクには、前記スペーサの収納孔部の形成位置に対応し、かつ、前記被成膜形成体を前記収納孔部の中央に向かってへ位置決めしてなる凸部が形成されてなることより、被成膜形成体の縁部が、スペーサと各マスクからなる隙間に接触することがなくなる。しかも、上下マスクの凸部により、被成膜形成体を前記収納孔部の中央付近へ位置決めし、被成膜形成体を前記収納孔部の内部にとどめ、前記被成膜形成体がスペーサと各マスクからなる隙間部分に移動することもなくなる。従って、当該被成膜形成体が前記隙間に入り込むこともない。
【００１１】
また、前記スペーサの収納孔部は、底面を具備しない貫通孔部としてを加工するため、収納孔部の開口部の縁部分の角について、丸みを帯びにくい加工が施しやすい。しかも、被成膜形成体の厚みより厚く形成することも可能となった。従って、被成膜形成体のピンセットなどにより詰め込む作業時、収納状態の認識性を飛躍的に向上させる。このため、被成膜形成体の詰め込みずれを防止し、マスクずれをなくすことができる。
【００１２】
以上により、マスクずれが生じず、前記被成膜形成体に蒸着される成膜もずれて形成されることがない。特に、水晶振動子などの電極形成に使用する成膜マスク装置においては、水晶片に形成される電極がずれて、絶縁不良や断線不良を引き起こすことがなくなった。
【００１３】
また、前記下部マスク、ならびに前記上部マスクの凸部の一部が、前記スペーサの収納孔部の縁の一部にて接触するように構成されてなることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、上記作用効果に加え、前記上部マスクの凸部の一部が、前記下部マスクの収納凹部の縁の一部にて接触するように構成されているため、当該凸部と当該収容凹部とが上部マスクと下部マスクとの位置決めとして機能する。
【００１５】
従って、手軽に下部マスクのマスクパターンと上部マスクのマスクパターンとをずれなく重ねることができるため、成膜マスク装置の組立作業を容易にするとともに、上下のマスクパターンがずれることによる、前記被成膜形成体に蒸着される成膜のずれも一切なくなる。特に、水晶振動子などの電極形成に使用する成膜マスク装置においては、水晶片に形成される電極がずれて、絶縁不良や断線不良を引き起こすことがなくなった。
【００１６】
また、前記下部マスク、ならびに前記上部マスクの凸部は、当該マスクの凸部以外の厚みを、ハーフエッチングにより薄く形成することにより構成されてなることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、上記作用効果に加え、安価で、程度の高い精度にて前記凸部を構成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施形態を、水晶振動子の電極形成を例にとり、図面とともに説明する。図１は本発明の第１の実施形態による成膜マスク装置を示す断面図であり、図２は図１を組み立てた状態の一部拡大断面図である。また、図３は図１の上部マスクの一部底面図であり、図４は図１の下部マスクの一部平面図である。
【００１９】
成膜マスク装置は、下部マスク１、スペーサ２、上部マスク３から構成される。下部マスク１は、ＳＵＳ−３０４等の金属板からなり、その下面には、後述する複数の水晶片Ｂの所定の位置に対応する下部マスクパターン１１が水晶片個々に対応して複数個形成されている。前記下部マスクの上面には、後述するスペーサの複数の収容孔部２１の形成位置に対応して、水晶片押さえ込み用の凸部１２，１３が複数にわたって形成されている。
【００２０】
スペーサ２は、ＳＵＳ−４３０等の金属板からなり、前記下部マスクパターンの位置に対応して、水晶片Ｂを所定の間隔で複数個位置決め収納する収容孔部２１が複数個設けられている。
【００２１】
上部マスク３は、ＳＵＳ−３０４等の金属板からなり、その上面には、前述の水晶片Ｂの所定の位置に対応する上部マスクパターン３１が水晶片個々に対応して複数個形成されている。前記上部マスクの下面には、前記スペーサの複数の収容孔部２１の形成位置に対応して、水晶片押さえ込み用の凸部３２，３３が複数にわたって形成されている。
【００２２】
なお、これらの成膜マスク装置における、上下部マスクのマスクパターンと水晶片押さえ込み用の凸部については、ハーフエッチング、プレスなどの手法により容易に形成することができ、スペーサの収納孔部については、エッチング、プレスなどの手法により容易に形成することができる。
【００２３】
そして、前記下部マスク１の凸部１２，１３を前記スペーサ２の収容孔部２１の縁部分に係止しながら、下部マスク１とスペーサ２を重ね合わせて一体化し、前記スペーサの収容孔部２１の内に被成膜形成体である水晶片Ｂを収容する。続いて、前記上部マスク３の凸部３２，３３を前記収容孔部２１の縁部分に係止しながら、スペーサ２に上部マスクを重ね合わせて一体化させる。これは、各上下マスクの凸部がスペーサの収容孔部の縁部分に接触（係止）されれば、上下のマスクパターンの位置が適正な位置に合うようにあらかじめ設計してあるため、上下のマスクでずれなく重ね合わせることができるものである。
【００２４】
また、前記下部マスクとスペーサと上部マスクとを一体化する方法として、図示しないが、ねじにより締め付けて一体化してもよい。また、あらかじめ、下部マスク、ならびに上部マスクの重ね合わせるスペーサの部分に磁石体が取り付けられたもの、板状マグネットからなるスペーサを用いたものなど磁石により一体化してもよい。なお、磁石を用いる場合、マスク材料として、前記ＳＵＳ−３０４に対して鉄の含有量が多いＳＵＳ−４３０の方が好ましい。
【００２５】
そして、このような成膜マスク装置を真空蒸着法、スパッタリング法等により物理蒸着を行うことにより、所望の成膜パターンの成膜形成体（水晶片）を得ることができる。
【００２６】
本発明による第２の実施形態として、水晶フィルタの電極形成を例にとり、図面とともに説明する。図５は本発明の第２の実施形態による成膜マスク装置を示す断面図であり、図６は図５を組み立てた状態の一部拡大断面図である。また、図７は図５の上部マスクの一部底面図であり、図８は図５の下部マスクの一部平面図である。前記実施例と同様の部分については同番号を付し、説明の一部を割愛した。
【００２７】
本発明の第２の実施形態における成膜マスク装置は、下部マスク１、スペーサ２、上部マスク３、マスク押さえ下板４、マスク押さえ上板５から構成される。本発明の第２の実施形態では、前記実施例で示したような下部マスク、スペーサ、ならびに上部マスクの外側に、機械強度を補強するために、さらにマスク押さえ下板４とマスク押さえ上板５を取り付ける構成としているため、前記実施例に比べて、下部マスク、上部マスクの厚みを薄く形成することができる。
【００２８】
下部マスク１、ならびに上部マスク３は、ＳＵＳ−３０４等の金属板からなり、その下部マスクの下面、ならびに上部マスクの上面には、前述の水晶片Ｂの所定の位置に対応する下部マスクパターン１４、ならびに上部マスクパターン３４，３５が水晶片個々に対応して複数個形成されている。一方、前記下部マスクの上面、ならびに上部マスクの下面には、前記スペーサの複数の収容孔部２１の形成位置に対応するとともに、前記下部マスクパターン１４、ならびに前記上部マスクパターン３４，３５の形成エリアの中央に、水晶片押さえ込み用の凸部１５、ならびに凸部３６が複数にわたって形成されている。
【００２９】
マスク押さえ下板４、マスク押さえ上板５は、ＳＵＳ−３０４等の金属板からなり、上述の下部マスクの下部マスクパターン１４、ならびに上部マスクの上部マスクパターン３４，３５を露出させる開口部４１，５１とが複数個形成されている。
【００３０】
そして、前記下部マスク１の凸部１５を前記スペーサ２の収容孔部２１に挿入しながら、下部マスク１とスペーサ２を重ね合わせて一体化し、前記スペーサの収容孔部２１の内に被成膜形成体である水晶片Ｂを収容する。続いて、前記上部マスク３の凸部３６を前記収容孔部２１に挿入しながら、スペーサ２に上部マスクを重ね合わせて一体化させとともに、さらに、下部マスク１、ならびに上部マスク３の外側にマスク押さえ下板４、ならびにマスク押さえ上板５を各々重ね合わせ同様に一体化させる。なお、前記下部マスクの凸部１５、ならびに上部マスクの凸部３６の形状をスペーサの収容孔部２１の形状に対応させて拡大してもよい。この構成によれば、前記各マスクの凸部を前記スペーサの収容孔部に嵌め合いうことで、手軽に各マスクのマスクパターンとスペーサとをずれなく重ねることができるため、成膜マスク装置の組立作業を容易にするとともに、上下のマスクパターンがずれることによる、前記被成膜形成体に蒸着される成膜のずれも一切なくなる。
【００３１】
これらマスク押さえ下板、下部マスク、スペーサ、上部マスク、マスク押さえ上板を一体化する方法として、図示しないが、ねじにより締め付けて一体化してもよいし、あらかじめ、下部マスク、ならびに上部マスクの重ね合わせる部分に磁石体が取り付けられたもの、板状マグネットからなるスペーサを用いたものなどを用い磁石により一体化してもよい。さらに、マスク押さえ下板と下部マスク、上部マスクとマスク押さえ上板については、溶接などによりあらかじめ一体化した構成としてもよい。
【００３２】
そして、このような成膜マスク装置を真空蒸着法、スパッタリング法等により物理蒸着を行うことにより、所望の成膜パターンの成膜形成体（水晶片）を得ることができる。
【００３３】
なお、上記実施例におけるスペーサの収納孔部の深さ寸法が、前記水晶片（被成膜形成体）の厚み寸法と前記各マスクの凸部の高さ寸法の和にほぼ等しいか、当該寸法の和より若干小さいことが、水晶片の厚み方向におけるずれ込みを防止する点で好ましい。また、上記各実施例では、被成膜形成体を水晶片とし、水晶振動子、水晶フィルタを例にとって説明したが、セラミック等を用いたの圧電振動子であってもよく、電子部品の電極形成等、様々な成膜形成体にも適用できるものである。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１により、各マスクには、前記スペーサの収納孔部の形成位置に対応し、かつ、前記被成膜形成体を前記収納孔部の中央に向かってへ位置決めしてなる凸部が形成されてなることより、被成膜形成体の縁部が、スペーサと各マスクからなる隙間に接触することがなくなる。しかも、上下マスクの凸部により、被成膜形成体を前記収納孔部の中央付近へ位置決めし、被成膜形成体を前記収納孔部の内部にとどめ、前記被成膜形成体がスペーサと各マスクからなる隙間部分に移動することもなくなる。従って、当該被成膜形成体が前記隙間に入り込むこともない。
【００３５】
また、前記スペーサの収納孔部は、底面を具備しない貫通孔部としてを加工するため、収納孔部の開口部の縁部分の角について、丸みを帯びにくい加工が施しやすい。しかも、被成膜形成体の厚みより厚く形成することも可能となった。従って、被成膜形成体のピンセットなどにより詰め込む作業時、収納状態の認識性を飛躍的に向上させる。このため、被成膜形成体の詰め込みずれを防止し、マスクずれをなくすことができる。
【００３６】
以上により、マスクずれが生じず、前記被成膜形成体に蒸着される成膜もずれて形成されることがない。特に、水晶振動子などの電極形成に使用する成膜マスク装置においては、水晶片に形成される電極がずれて、絶縁不良や断線不良を引き起こすことがなくなった。
【００３７】
請求項２により、上記作用効果に加え、前記上部マスクの凸部の一部が、前記下部マスクの収納凹部の縁の一部にて接触するように構成されているため、当該凸部と当該収容凹部とが上部マスクと下部マスクとの位置決めとして機能する。
【００３８】
従って、手軽に下部マスクのマスクパターンと上部マスクのマスクパターンとをずれなく重ねることができるため、成膜マスク装置の組立作業を容易にするとともに、上下のマスクパターンがずれることによる、前記被成膜形成体に蒸着される成膜のずれも一切なくなる。特に、水晶振動子などの電極形成に使用する成膜マスク装置においては、水晶片に形成される電極がずれて、絶縁不良や断線不良を引き起こすことがなくなった。
【００３９】
請求項３により、上記作用効果に加え、安価で、程度の高い精度にて前記凸部を構成することができる。
【００４０】
このように、本発明により、薄型の被成膜形成体のマスクとスペーサの隙間への入り込みを防止するとともに、成膜マスク装置への被成膜形成体の収納状態の認識性を高め、マスクずれによる前記水晶片の外観不良、絶縁不良や断線不良等の電気的特性不良をなくし、しかも正確なマスクの位置合わせが行える、作業性、信頼性の高い成膜マスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による成膜マスク装置を示す断面図。
【図２】図１を組み立てた状態の一部拡大断面図。
【図３】図１の上部マスクの一部平面図。
【図４】図１の下部マスクの一部平面図。
【図５】本発明の第２の実施形態による成膜マスク装置を示す断面図。
【図６】図５を組み立てた状態の一部拡大断面図。
【図７】図５の上部マスクの一部平面図。
【図８】図５の下部マスクの一部平面図。
【符号の説明】
１  下部マスク
２  スペーサ
３  上部マスク
４  マスク押さえ下板
５  マスク押さえ上板
Ｂ  水晶片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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