(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に搭載孔が設けられたパレットの各搭載孔にワークとなる水晶振動子を搭載し、該ワークを搭載したパレットをスライドさせてエッチング装置のシャッタ機構上方に送り出すことにより、該送り出されたワークにイオンビームを照射してエッチングをおこなう水晶振動子のエッチング方法であって、
前記パレットは、前記シャッタ機構の上方にワークを一列ずつ送り出し、
前記イオンビームは、偶数行のワークのみをエッチングする第一のワーク列と、奇数行のワークのみをエッチングする第二のワーク列であって、前記パレットで送り出される隣接する二列に対して照射されるようにしたことを特徴とする、水晶振動子のエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエッチング方法により水晶振動子をエッチングするエッチング装置であって、
前記パレットの上部に載置され、前記イオンビームが照射されるワークの電気的特性を計測するためのコンタクトブロックを備え、
前記コンタクトブロックは、前記二列のワークであってイオンビームが照射されるワークの位置に対応する位置それぞれに、一対のコンタクトピンを備えた
ことを特徴とする、エッチング装置。
【請求項３】
前記エッチング装置は、前記第一の列及び第二の列のワークの位置に対応して千鳥状に配置された二列のシャッタと、該シャッタの開閉位置にイオンビームを照射させるための小孔が設けられたアパーチャと、を有するシャッタ機構を備えた
ことを特徴とする、請求項２に記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子のエッチング方法、及び、エッチング装置に関し、特に、周波数制御デバイスとして用いられる水晶振動子をイオンビームによりエッチングするためのエッチング方法、及び、エッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、水晶振動子を周波数調整のためにイオンビームによりエッチングする装置として、例えば特許文献１のエッチング装置が知られている。このエッチング装置は、パレット上に設けられたマトリクス状の搭載孔にワークとなる水晶振動子を搭載し、パレットの下方に設けられたイオンビーム照射装置から水晶振動子の底部にイオンビームを照射してエッチングし、周波数を調整するものである。この際に、各ワークの電極パッドに接続した周波数計測手段により周波数を計測し、周波数が所定の値になると当該ワーク下部のシャッタを閉鎖し、イオンビームを遮断するものである。当該周波数計測手段としては、例えば特許文献２の装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＵＳ６２７３９９１号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水晶振動子のようにきわめて小さな電子部品をエッチングする際には、同時に複数のワークをエッチングすることで製造効率を高めることができる。
【０００５】
図７（ａ）〜（ｄ）は、従来のエッチング方法における加工工程を示した模式図であり、図７（ａ）は加工を行う前の状態、図７（ｂ）〜（ｄ）は順次ワークＷをエッチング加工している状態である。水晶振動子であるワークＷは、パレットＰに設けられた搭載孔に搭載された状態で、パレットＰごと加工領域Ａに送り出される。
【０００６】
図７（ｂ）で示すように、パレットＰはまず先頭側となる２列のワーク列Ｔ１、Ｔ２を加工領域Ａ上に送り出す。加工領域Ａの搭載孔と対応する位置にはシャッタＳの列Ｃ１、Ｃ２が設けられており、ワーク列Ｔ１、Ｔ２が送り出された状態でシャッタＳを開くことで、ワーク列Ｔ１、Ｔ２に搭載されたワークＷに下方からイオンビームを照射してエッチング加工がおこなわれる。なお、ワークＷの内、斜線が引かれたものはエッチング加工が終了したワークであり、白抜きで記載されたものはエッチング加工前のワークである。
【０００７】
パレットＰの先頭２列Ｔ１、Ｔ２のワークＷに対するエッチング加工が終了すると、パレットＰをワークＷ２列分送り出し、図７（ｃ）で示すようにワーク列Ｔ３、Ｔ４のワークＷをエッチング加工する。
【０００８】
上記の工程を繰り返し、図７（ｄ）で示すように最終ワーク列Ｔｎ及びその一つ手前の列Ｔｎ−１におけるワークＷのエッチング加工が終了すると、パレットＰに搭載されたすべてのワークＷに対するエッチング加工は終了する。
【０００９】
エッチング加工をする際は、ワークの下方からイオンビームを照射してエッチング加工するとともに、搬送ボードのパレット上方にコンタクトブロックを載置して各ワークの電気的特性を計測する。計測した値が所定の値を示したワークについては、シャッタを閉じることによりイオンビームの照射が遮断される。
【００１０】
このイオンビームの照射・遮断を制御するシャッタは、例えば図８（ａ）（ｂ）で示すような部品であり、シャッタ羽根１６ａが取付けられたシャッタ軸１６をアクチュエータ１６ｃで回転させることにより、イオンビームの照射・遮断を制御するものである。
【００１１】
ここで、前述のように製造効率を高めるためには同時に加工するワークの数を増やすことが肝要であり、従来のエッチング装置では、一のパレットに例えば１８列×１６行のマトリクス状にワークを搭載したパレットを前述の工程によりエッチング加工する。しかし、一のパレットにおけるワークの搭載量を増やすためには、ワークが水晶振動子のような超小型の電子部品である場合にはシャッタ、特にアクチュエータの大きさがボトルネックとなる。水晶振動子は小さいものでは１．０ｍｍ×１．２ｍｍ程度の大きさであり、シャッタのアクチュエータは水晶振動子と比較して非常に大きい。そのため、パレット上に搭載するワーク同士の間隔はシャッタの大きさによって制限を受けてしまい、製造効率を十分に高めることができないという問題があった。
【００１２】
また、ワーク同士の間隔を狭めると、隣接するワークに照射されるイオンビームの影響によりエッチングの精度を高められないという問題があった。
【００１３】
本発明は前述の課題を鑑み、一のパレットに搭載するワークの数を増やすことができる水晶振動子のエッチング方法、及びエッチング装置の提供を、その目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の課題を解決するためになされた本発明の構成は、マトリクス状に搭載孔が設けられたパレットの各搭載孔にワークとなる水晶振動子を搭載し、該ワークを搭載したパレットをスライドさせてエッチング装置のシャッタ機構上方に送り出すことにより、該送り出されたワークにイオンビームを照射してエッチングをおこなう水晶振動子のエッチング方法であって、前記パレットは、前記シャッタ機構の上方にワークを一列ずつ送り出し、前記イオンビームは、偶数行のワークのみをエッチングする第一のワーク列と、奇数行のワークのみをエッチングする第二のワーク列であって、前記パレットで送り出される隣接する二列に対して照射されるようにしたことを特徴としている。
【００１５】
本発明に係る水晶振動子のエッチング方法は、第一のワーク列及び第二のワーク列を、前記パレットの隣接する二列とすると好適である。
【００１６】
また、前述の課題を解決するためになされた本発明に係るエッチング装置の構成は、上記段落００１４に記載したエッチング方法により水晶振動子をエッチングするエッチング装置であって、前記パレットの上部に載置され、前記イオンビームが照射されるワークの電気的特性を計測するためのコンタクトブロックを備え、前記コンタクトブロックは、前記二列のワークであってイオンビームが照射されるワークの位置に対応する位置それぞれに、一対のコンタクトピンを備えたことを特徴としている。
【００１７】
本発明に係るエッチング装置は、前記シャッタ機構が、第一の列及び第二の列のワークの位置に対応して千鳥状に配置された二列のシャッタと、該シャッタの開閉位置にイオンビームを照射させるための小孔が設けられたアパーチャと、を備えていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、イオンビームは、第一のワーク列における奇数行のワークと、第二のワーク列における偶数行のワークに対して照射されるとともに、ワークはパレットにマトリクス状に搭載されて一列ずつシャッタ機構上に送り出される。
【００１９】
一の行においてイオンビームが照射されるのは二以上の列の内の一つに限られるので、一の列のワークをエッチング加工するために必要なシャッタの数は、当該列における行数の半分となる。ワークの行数よりも一の列におけるシャッタの数を大幅に削減することができるので、一のパレットにおけるワークの搭載量を大幅に増やして製造効率を高めることができる。
【００２０】
また、イオンビームが照射されるワークは、列方向及び行方向に隣接するワークにイオンビームが照射されることがない。従って、一のワークがエッチング加工中に隣接するワークへのイオンビーム照射が影響を与えることを防止することができ、エッチング加工の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態における加工工程を示す模式図。
【図２】同実施形態におけるワークとシャッタの位置関係を示す模式図。
【図３】同実施形態におけるエッチング装置の主要部を示す斜視図。
【図４】同実施形態におけるシャッタ機構の分解斜視図。
【図５】同実施形態におけるパレットの断面図。
【図６】同実施形態におけるコンタクトブロックの斜視図。
【図７】従来のエッチング方法における加工工程を示す模式図。
【図８】従来のエッチング方法に用いられるシャッタの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。
図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態に係るエッチング方法の加工工程を示す模式図である。図１（ａ）は、加工を行う前の状態を示しており、複数のシャッタＳが千鳥状に設けられた加工領域Ａ上に、ワークＷをマトリクス状に搭載したパレットＰが送り出される状態である。
【００２３】
加工領域Ａには、パレットＰに搭載したワークＷに対応する箇所にシャッタＳの列Ｃ１、Ｃ２が設けられているが、第一シャッタ列Ｃ１においてはワークＷの奇数行に対応する箇所にのみシャッタＳが設けられており、第二シャッタ列Ｃ２においてはワークＷの偶数行に対応する箇所にのみシャッタＳが設けられている。
【００２４】
次いで、図１（ｂ）で示すように、パレットＰを、その最前列となるワーク列Ｔ１を第一シャッタ列Ｃ１と重なる位置まで送りだし、Ｔ１上のワークＷをエッチング加工する。このとき、第一シャッタ列Ｃ１には奇数行のワークＷに対応する箇所にのみシャッタＳが設けられているので、ワーク列Ｔ１では奇数行のワークＷのみがエッチング加工され、偶数行のワークＷは加工されない。
【００２５】
そして、図１（ｃ）で示すように、パレットＰをワークＷの一列分送り出し、ワーク列Ｔ１を第二シャッタ列Ｃ２上に、ワーク列Ｔ２を第一シャッタ列Ｃ１上に位置させて、エッチング加工を行う。
【００２６】
このとき、ワーク列Ｔ１上のワークＷは、第二シャッタ列Ｃ２が偶数行のワークＷに対応する箇所にのみシャッタＳが設けられているため偶数行のワークＷのみが加工され、図１（ｂ）で示した先の工程と合わせてワーク列Ｔ１のすべてのワークＷがエッチング加工される。一方で、新たに作業領域Ａに送り出されたワーク列Ｔ２は、この工程では第一シャッタ列Ｃ１上に位置しており、奇数行のワークＷのみがエッチング加工される。
【００２７】
これを順次繰り返し、図１（ｄ）で示すように、最後列であるワーク列Ｔｎが第二シャッタ列Ｃ２上に送り出されて偶数行のワークＷがエッチング加工されると、一のパレット上のワークＷすべてについてのエッチング加工が終了する。なお、本実施形態では領域Ａにおける右側の列を奇数行のワークのみをエッチング加工する第一シャッタ列、左側の列を偶数行のワークのみをエッチング加工する第二シャッタ列としたが、左右どちらの列で奇数又は偶数行のワークＷを加工するかは任意に変更してよい。
【００２８】
図２は、本実施形態に係るエッチング方法における、ワークＷとシャッタ機構の位置関係を示す図である。図２で示すように、本実施形態では二つのシャッタ列Ｃ１、Ｃ２におけるシャッタＳを千鳥状に配置しているので、一の列におけるシャッタはワークＷの行数の半分となる。パレットに設けた搭載孔の行数よりも必要なシャッタの数が少なくなるので、シャッタ機構全体のサイズを増加させることなく、一のパレットにおけるワークＷの搭載量を増加させることができるので、製造効率を向上させることができる。
【００２９】
ここで、水晶振動子のエッチングでは、ワークＷの大きさが小さいものでは１．０ｍｍ×１．２ｍｍ程度になる場合があり、ワークＷ同士の間隔は列方向に６ｍｍ、行方向に５ｍｍ程度とされるが、一のパレットにおけるワークＷの搭載数を増やすためにはこの間隔を狭める必要がある。しかし、この間隔が狭まると、一のワークＷが、隣接するワークＷに照射されたイオンビームの影響を受けることにより、高精度のエッチング加工ができないという問題がある。しかし、本実施形態のエッチング方法では、加工領域Ａにおいて一のシャッタＳ上のワークＷがエッチング加工される工程では、隣接するワークＷにエッチング加工が行われないので、隣接するワークへのエッチング加工による影響を排除することができ、高精度なエッチング加工と、製造効率の向上を両立することができる。
【００３０】
次に、本実施形態のエッチング方法によって水晶振動子をエッチングするためのエッチング装置について説明する。
図３及び４は、本実施形態のエッチング方法によって水晶振動子をエッチング加工するためのエッチング装置１の主要部、すなわちワークを搭載するパレットユニット２と、パレットユニット２を載置するシャッタ機構３を示した斜視図であり、図５は、エッチング加工中の当該主要部の断面図である。
【００３１】
図３及び図５で示すように、パレットユニット２は搬送ボート６と、この搬送ボート６上に装着されたパレット７を有している。搬送ボード６は多数の入射孔８ａが形成された第一アパーチャ８と、第一アパーチャ８の外縁部分に設けられた側板９と、第一アパーチャ８の上方に載置されるパレット７から構成されている。
第一アパーチャ８の周囲４辺には突縁８ｂが形成されており、突縁８ｂによって第一アパーチャ８の入射孔８ａの上方には凹部８ｃが形成されている。当該凹部８ｃの内寸は、パレット７の外寸と略同一に形成されており、パレット７を凹部８ｃに嵌め込むことができる。
【００３２】
側板９は、第一アパーチャ８の突縁８ｂと上面を面一とする部材である。側板９の外側側面には複数の垂直ガイドローラ１０が設けられており、上面には複数の水平ガイドローラ１１が設けられている。この垂直ガイドローラ１０及び水平ガイドローラ１１は、ガイドレール４に沿って転動することにより、エッチング装置上１に搬送される。
【００３３】
パレット７は、外寸を上記凹部８ｃの内寸と略同一とした板状部材であり、第一アパーチャ８の入射孔８ａに略同一箇所に多数の搭載孔７ａが形成されている。
搭載孔７ａは、本実施形態におけるワークである水晶振動子をパレット７に搭載するための角形の孔である。この搭載孔７ａは、パレット７上面側からワークを搭載するために、パレット７上面側開口部の内寸はワークの外寸よりも大きく形成されており、一方で下面側開口部の内寸はワークの下方への脱落を防止するためにワーク外寸よりもその内寸が小さくなるように形成されている。
【００３４】
搭載孔７ａは、パレット７に複数のワークを搭載可能とするため、パレット７を凹部８ｃに嵌め込んだ際に入射孔７ａと同位置となる位置に複数設けられている。これにより、ワークはパレット７上にマトリクス状、すなわち縦横に格子状に搭載される。本実施形態では横方向に１８、縦方向に３２の搭載孔７ａが設けられており、１８列×３２行のマトリクスを形成している。
【００３５】
図４は、図３で示したパレットユニット２を載置するシャッタ機構３の分解斜視図である。図４及び図５で示すように、シャッタ機構３は、下部に脚部１２ａを有するシャッタベース１２を備えている。このシャッタベース１２上に開口部１３ａを有するシャッタプレート１３を備え、このシャッタプレート１３上に、開口部１３ａを覆うように２列の小孔１４ａが形成された第二アパーチャ１４が取付けられている。シャッタベース１２には水冷用の水供給のためのコネクタ１２ｂが設けられており、また、シャッタプレート１３及び第二アパーチャ１４の上方には、一対のシャッタユニット１５が設けられている。シャッタベース１２には、前述のガイドレール４が取付けられることにより、前述のパレットユニット２をスライド可能に支持することができる。
【００３６】
本実施形態における第二アパーチャ１４に１列ごとに１６、全体で３２の小孔１４ａが千鳥状に配されており、また、第二アパーチャ１４の上方には、３２個のシャッタ１６が千鳥状に配置されたシャッタユニット１５が設けられている。
【００３７】
シャッタユニット１５を構成するシャッタ１６は、例えば図８（ａ）（ｂ）で示すような従来のシャッタ１６を用いることができる。シャッタ１６は、シャッタ羽根１６ａが連結された回転軸１６ｂと、この回転軸を所定の方向に回転させるためのアクチュエータ１６ｃから構成されている。
【００３８】
図３に示すように、シャッタユニット１５の両側に位置して、断面Ｌ字形のガイドレール４が平行に設けられ、このガイドレール４に前述のパレットユニット２が移動自在に装着されている。
【００３９】
図３及び４で示すように、本実施形態におけるエッチング装置１におけるパレットユニット２では、パレット７の搭載孔７ａ及び第一アパーチャ８の入射孔８ａが１８列×３２行のマトリクスを形成しているのに対して、シャッタユニット１５では合計３２個のシャッタ１６が、それぞれ１６個ずつ２列に配置され、第二アパーチャ１４にも一列に１６、合計３２の小孔１４ａが設けられている。この状態において、前述の方法によりパレット２を一列ずつシャッタ機構３上に送り出すことにより、１８列×３２行のマトリクスを形成するワークをエッチング加工することができる。
【００４０】
また、本実施形態におけるエッチング加工を行う際には、図３で示したパレットユニット２の上方に、図６で示すようなコンタクトブロック５を載置する。
【００４１】
図６はコンタクトブロック５の斜視図であり、コンタクトブロック５は平面を略Ｉ字状に形成したブロック本体５ａと、ブロック本体５ａの底面側に突出するコンタクトピン５ｂから構成されている。コンタクトピン５ｂは、一のワークに対して一対のコンタクトピン５ｂが設けられており、本実施形態のブロック本体５ａには、第二アパーチャ１４の小孔１４ａに対応して合計３２対のコンタクトピン５ｂが千鳥状に配置されている。
【００４２】
ワークＷをエッチングする際には、ワークＷをパレット７の搭載孔７ａの搭載した状態でシャッタ機構３の上方に送り出し、パレット２の上方にコンタクトブロック５を載置する。この状態でシャッタ機構３の下方からイオンビームをワークＷに照射するとともに、コンタクトブロック５に設けた一対のコンタクトピン５ｂによってワークＷの電気的特性を計測する。ワークＷの電気的特性が所定の値を示すと、シャッタ１６を閉じることによりイオンビームを遮断し、エッチング加工が終了する。
【００４３】
以上が本発明に係る実施形態の説明であるが、本発明の実施の形態は前述に限られない。例えば、パレット７に設ける搭載孔７ａは１８列×３２行のマトリクス状に形成されているが、搭載孔７ａの数は任意であり、シャッタ機構３やエッチング装置１全体のサイズと、ワークＷのサイズによって変更してもよい。その他の構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１        エッチング装置
２        パレットユニット
３        シャッタ機構
４        ガイドレール
５        コンタクトブロック
６        搬送ボード
７        パレット
８        第一アパーチャ
１２        シャッタベース
１３        シャッタプレート
１４        第二アパーチャ
１５        シャッタユニット
１６        シャッタ
Ｗ        ワーク
Ｃ１      第一シャッタ列
Ｃ２      第二シャッタ列
【図１】
0005944353.tif 000002
【図２】
0005944353.tif 000003
【図３】
0005944353.tif 000004
【図４】
0005944353.tif 000005
【図５】
0005944353.tif 000006
【図６】
0005944353.tif 000007
【図７】
0005944353.tif 000008
【図８】
0005944353.tif 000009