(57)【要約】【課題】洗浄効率が良く、洗浄液等の消耗を低減して、洗浄コストを低く抑えることができる洗浄装置と、この洗浄装置を利用した圧電デバイスの製造方法を提供すること。【解決手段】移動のためのガイド手段２１に沿って洗浄工程順に配置される複数の洗浄槽３１，４１，４２，４３，４４に対応して設けられた複数のアーム２２，２３，２４，２５と、前記各アームに設けられ、各アームが対応した前記洗浄槽の上の位置に移動した際に、この洗浄槽の深さ方向に移動される被洗浄物の保持手段３４と、前記各アームにそれぞれ設けられ、前記保持手段よりも上の位置で前記洗浄槽の開口を塞ぐための開閉自在の蓋体２７とを備える。【選択図】        図１
2004281543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動のためのガイド手段に沿って洗浄工程順に配置される複数の洗浄槽に対応して設けられた複数のアームと、
前記各アームに設けられ、各アームが対応した前記洗浄槽の上の位置に移動した際に、この洗浄槽の深さ方向に移動される被洗浄物の保持手段と、
前記各アームにそれぞれ設けられ、前記保持手段よりも上の位置で前記洗浄槽の開口を塞ぐための開閉自在の蓋体と
を備えることを特徴とする、洗浄装置。
【請求項２】
前記アームが前記洗浄槽に対して深さ方向に移動することで、前記蓋体が前記洗浄槽の開口に着脱されることを特徴とする請求項１の洗浄装置。
【請求項３】
前記アームが、隣合う前記洗浄槽に対応した位置を往復移動するように構成され、かつ前記アームに前記蓋体及び保持手段が着脱可能に形成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記複数の洗浄槽が洗浄工程順に配置され、前記ガイド手段が前記アームを前記洗浄工程に沿った方向に直線的に案内する構成としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記複数の洗浄槽がほぼ円周方向に沿って洗浄工程順に配置され、前記ガイド手段が前記アームを前記洗浄工程に沿った円周方向に案内する構成としたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記洗浄槽には、被洗浄物に対して濡れ性の高い洗浄液が収容され、被洗浄物が前記洗浄液内で超音波を印加されて洗浄される構成としたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記被洗浄物として、圧電振動片を形成するための圧電チップまたは圧電振動片およびこれを収容した構造物を洗浄する構成としたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記複数の洗浄槽のうち、少なくともひとつの洗浄槽には、内部を減圧及び大気圧に復圧する気圧調整手段を設けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項９】
圧電材料のウエハを切断して所定の圧電チップを形成し、この圧電チップに電極を形成して圧電振動片とし、この圧電振動片を所定のパッケージ内に収容する圧電デバイスの製造方法において、
前記圧電チップまたは圧電振動片の洗浄工程が、
前記圧電チップを洗浄装置のアームに設けた保持手段で保持させ、
前記アームを洗浄液を収容した洗浄槽の上に位置させて、前記アームを下降させることで前記洗浄槽の開口から前記保持手段に保持されている圧電チップを前記洗浄槽内に挿入し、同時にアームに設けられた蓋体により前記洗浄槽の開口を塞いだ後で、圧電チップの洗浄を行う
ことを特徴とする、圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスの製造方法の改良と、このような製造方法の特定の工程等で行われる洗浄工程等に利用され、圧電チップ等の被洗浄物を洗浄するための洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は、従来の圧電デバイスの製造工程を簡単に示すフローチャートである。
図において、先ず、圧電材料としての例えば人工水晶の結晶から矩形状の水晶ウエハを切り出す（ＳＴ１）。
次に、この水晶ウエハからブランクと呼ばれる水晶チップを得るようにしている（ＳＴ２）。
【０００３】
次いで、この水晶チップをエッチングして所定の厚みにし（ＳＴ３）、さらに、水晶チップの表面及び裏面に必要な電極を形成するため、例えば蒸着により電極パターン設けて、所定の駆動電極を備えた水晶振動片を得るようにしている（ＳＴ４）。
この圧電振動片を所定のベースにマウントし（ＳＴ５）、圧電振動片の駆動電極に駆動電圧を印加して、振動周波数をモニタしながら、例えば、その表面にレーザービームや電子ビームを照射したり、プラズマエッチングを行う等して、圧電振動片の質量を減少させて、振動周波数を増加させ、所望の周波数に合わせ込むための周波数調整を行う（ＳＴ６）。
【０００４】
最後に、ベースに蓋体等を真空封止して、あるいは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で封止して、圧電振動子を完成する（ＳＴ７）。
ところで、このような製造方法により形成される圧電振動子においては、完成後に所定の電子機器に組み込まれて、駆動電圧が印加された場合に、その駆動電圧の変動により、特に電圧が著しく低下した際に、稀に発振が停止してしまうという不具合がみられた。
【０００５】
そこで、従来では、圧電チップに電極を形成する前に、電極形成に用いる整列治具を用いて圧電チップを洗浄するようにしている（特許文献１参照）。
すなわち、圧電デバイスによるドライブレベル特性の悪化、特に発振の停止は、特に、ブランクを形成してエッチングにより厚み調整した後で、電極を形成する際に、圧電チップに極めて微細な異物が付着することがある。この異物がついた状態で電極が形成されると、完成後の圧電振動片のドライブ特性に影響を与える。そこで、電極を形成する前に、治具に圧電チップを並べた状態において、この治具を利用して洗浄するようにしたものである。
このような洗浄は、開放型の洗浄槽に、治具に収容した圧電チップを収容し、洗浄槽内の洗浄液に浸漬させることで行っている。
そして、この洗浄装置における洗浄槽は、複数の洗浄槽を工程順に設けて、順次、ワークである圧電チップを各洗浄槽へ移動させる搬送系を備えていることから、連続処理に適した利点がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−５０８０７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の洗浄装置においては、搬送系の設備が、各洗浄槽の上に位置しているために、搬送系から汚染物質が洗浄槽内に落下し、洗浄性能に悪影響を与える。
また、開放型の洗浄槽を洗浄室内に設置する構造であるから、洗浄槽から洗浄室内に常に洗浄液が蒸散してしまい、洗浄槽内の洗浄液等に溶剤を利用すると、洗浄槽が開放型であるため、気化した溶剤が大気放出され、溶剤の使用効率が悪いという不都合がある。
そして、開放型の洗浄槽から洗浄室内に常に洗浄液が蒸散することから、大がかりな排気装置を別途設ける必要があるという欠点がある。
さらに、洗浄液等に疎水性の溶剤を使用すると、洗浄槽が常に開放されていることから、溶剤は常に大気と接触しており、大気中の水分が凝縮されて溶剤内に混入した場合には、水分が表面に浮き、洗浄作業に支障が出る。
これとは反対に、洗浄液等に親水性の溶剤を使用すると、大気中の水分が溶解されていき、洗浄液が水により希釈化されて洗浄性能が低下する。
【０００８】
そこで、図１５に示すような洗浄槽１も考えられる。
この洗浄槽１の開口２は、矢印Ａに示すように蓋体３により開閉されるようになっている。これにより蓋体３を開いて、洗浄槽１に収容された洗浄液４内にワークである被洗浄物５を入れて洗浄し、洗浄終了後に蓋体３を開いてこの洗浄物５を取り出すようにされている。
洗浄槽１には、第１の配管６と第２の配管７が設けられており、それぞれ矢印で示すように洗浄槽１内に洗浄液を送り、あるいは洗浄槽１内の洗浄液を外部へ送ることで、洗浄槽１内の洗浄液４を交換できるようにされている。
【０００９】
このような洗浄槽１は、上述した開放型の欠点を無くすことができるが、しかしながら、一槽式であるために、洗浄液の入替えを行う必要から、洗浄工程に長時間を要する欠点がある。また、少量のワークを洗浄する場合にも多量のワークを洗浄する際と同じ洗浄サイクルを行う必要があり、洗浄液の無駄が多くなる。さらに、一槽式で、洗浄液の入替えを行う必要から、それに対応した貯液タンクを必要とし、洗浄液の種類に応じて貯液タンクを用意すると、それぞれに必要とされる溶剤投入量が膨大で、設備も大がかりなものになってしまう。
したがって、少量のワークを処理する場合には、設備の大きさやコストの割りに洗浄効率が悪いものになってしまうという欠点があった。
【００１０】
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、洗浄効率が良く、洗浄液等の消耗を低減して、洗浄コストを低く抑えることができ、大がかりな排気設備の不要な洗浄装置と、この洗浄装置を利用した圧電デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第１の発明によれば、移動のためのガイド手段に沿って洗浄工程順に配置される複数の洗浄槽に対応して設けられた複数のアームと、前記各アームに設けられ、各アームが対応した前記洗浄槽の上の位置に移動した際に、この洗浄槽の深さ方向に移動される被洗浄物の保持手段と、前記各アームにそれぞれ設けられ、前記保持手段よりも上の位置で前記洗浄槽の開口を塞ぐための開閉自在の蓋体とを備える、洗浄装置により、達成される。
【００１２】
第１の発明の構成によれば、前記ガイド手段はアームを移動させるための案内を行うものであり、アームはガイド手段に沿って送られる。このガイド手段に沿って複数の洗浄槽が設けられており、複数の洗浄槽は、洗浄工程に対応して設けられている。このため、洗浄作業の手順に沿って、次段の洗浄槽に被洗浄物を送れるので、洗浄効率に優れている。また、アームは被洗浄物の保持手段を備えており、被洗浄物を保持した状態で、アームが、洗浄槽の深さ方向に下降することで、被洗浄物を洗浄槽内の洗浄液に浸漬させることができる。さらに、前記アームには、蓋体が設けられているので、前記したアームの下降の際に、蓋体が洗浄槽の開口を塞ぐことになる。これにより、前記ガイド手段等の搬送系から洗浄槽内への汚染物の落下が可能な限り防止される。また、洗浄槽内の洗浄液が大気と接触することが極力回避されるので、洗浄液の表面に水分が浮いたり（疎水性洗浄液の場合）、洗浄液が希釈される  （親水性洗浄液の場合）ことも有効に防止され、洗浄液が無駄にならない。
したがって、この発明の効果として、洗浄効率が良く、洗浄液等の消耗を低減して、洗浄コストを、低く抑えることができる洗浄装置を提供することができる。
【００１３】
第２の発明は第１の発明の構成において、前記アームが前記洗浄槽に対して深さ方向に移動することで、前記蓋体が前記洗浄槽の開口に着脱されることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、蓋体がアームの昇降にしたがって移動することで、被洗浄物の保持手段が、洗浄槽内に挿脱される動きと、蓋体の洗浄槽に対する着脱が同時に行われる。
【００１４】
第３の発明は第１または第２の発明のいずれかの構成において、前記アームが、隣合う前記洗浄槽に対応した位置を往復移動するように構成され、かつ前記アームに前記蓋体及び保持手段が着脱可能に形成されていることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、アームに対して、前記蓋体と前記保持手段とが着脱される構成としたから、アームは、隣合う洗浄槽間を往復しながら、保持手段に保持された被洗浄物を次段の洗浄作業に対応した別のアームとの間で受け渡すことができる。これにより、前記ガイド手段によりアームを移動させる搬送系をコンパクトに形成することができ、搬送系を簡単に構成することができる。
【００１５】
第４の発明は第１ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記複数の洗浄槽が洗浄工程順に配置され、前記ガイド手段が前記アームを前記洗浄工程に沿った方向に直線的に案内する構成としたことを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、洗浄工程に沿って連続処理するための搬送系をリニアガイド手段を用いて容易に構成することができる。
【００１６】
第５の発明は第１ないし第３の発明のいずれかの構成において、前記複数の洗浄槽がほぼ円周方向に沿って洗浄工程順に配置され、前記ガイド手段が前記アームを前記洗浄工程に沿った円周方向に案内する構成としたことを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、洗浄槽がほぼ円周状のガイド手段に沿って配置されているので、洗浄工程の作業手順が増えて工程が増加したり、減少したりした場合においても、円周上の分割数により、洗浄槽の追加や削除が容易となり、作業内容にあわせて変更が容易な洗浄装置を作ることができる。
【００１７】
第６の発明は第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、前記洗浄槽には、被洗浄物に対して濡れ性の高い洗浄液が収容され、被洗浄物が前記洗浄液内で超音波を印加されて洗浄される構成としたことを特徴とする。
第６の発明の構成によれば、洗浄槽内では、従来のようにアームに保持した被洗浄物を揺動させる等の手段をとらず、専ら超音波による微細な振動を利用して被洗浄物の洗浄を行うようにしたので、洗浄液の液流が生じて、超音波の微細な振動を損なうことがなく、高精度な洗浄を行うことができる。
【００１８】
第７の発明は第１ないし第６の発明のいずれかの構成において、前記被洗浄物として、圧電振動片を形成するための圧電チップまたは圧電振動片およびこれを収容した構造物を洗浄する構成としたことを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、圧電チップだけでなく、圧電チップに電極を形成した圧電振動片、あるいは圧電振動片を接合したパッケージ等の構造物を洗浄する場合に特に適している。
【００１９】
第８の発明は第１ないし第７の発明のいずれかの構成において、前記複数の洗浄槽のうち、少なくともひとつの洗浄槽には、内部を減圧及び大気圧に復圧する気圧調整手段を設けられていることを特徴とする。
第８の発明の構成によれば、洗浄液中に空気が混入し、被洗浄物の表面に微細な泡として付着して、洗浄を妨げることがなく、高精度な洗浄が可能となる。
【００２０】
また、上記目的は、第９の発明によれば、圧電材料のウエハを切断して所定の圧電チップを形成し、この圧電チップに電極を形成して圧電振動片とし、この圧電振動片を所定のパッケージ内に収容する圧電デバイスの製造方法において、前記圧電チップや圧電振動片の洗浄工程が、前記圧電チップを洗浄装置のアームに設けた保持手段で保持させ、前記アームを洗浄液を収容した洗浄槽の上に位置させて、前記アームを下降させることで前記洗浄槽の開口から前記保持手段に保持されている圧電チップを前記洗浄槽内に挿入し、同時にアームに設けられた蓋体により前記洗浄槽の開口を塞いだ後で、圧電チップの洗浄を行う、圧電デバイスの製造方法により、達成される。
第９の発明の構成によれば、圧電デバイスの製造工程の一部として、きわめて薄く小さな圧電チップを洗浄するに当り、洗浄作業の手順に沿って、次段の洗浄槽に被洗浄物を送れるので、洗浄効率に優れている。また、アームは被洗浄物の保持手段と蓋体とを備えており、被洗浄物を洗浄槽内の洗浄液に浸漬させることと、蓋体による洗浄槽の開口の閉止が同時に行われる。これにより、前記ガイド手段等の搬送系から洗浄槽内への汚染物の落下が可能な限り防止された状態で、清潔な洗浄液によって洗浄がされることになる。また、洗浄槽内の洗浄液が大気と接触することが極力回避されるので、洗浄液の表面に水分が浮いたり（疎水性洗浄液の場合）、洗浄液が希釈される  （親水性洗浄液の場合）ことが有効に防止され、洗浄液が無駄にならない。
また、前記洗浄は、圧電チップに電極を形成した後の圧電振動片や、圧電振動片をパッケージ内に接合して蓋体により封止する前においても適用することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
この実施形態の圧電デバイスの製造方法では、その製造方法の一部として行われる圧電チップ等の洗浄工程と、洗浄装置に特徴がある。これら製造工程等を説明する前に、理解の便宜のため、図１３を参照して、本実施形態の圧電デバイスの一例である水晶振動子の構成を説明する。
【００２２】
図１３において、水晶振動子１０は、板状の水晶振動片１１を収納する空間部１２ａが形成された箱状のベース１２と、空間部１２ａを密封するようにベース１２に接合された板状の蓋体１３を備えている。水晶振動片１１は、一端部１１ａが空間部１２ａ内に一体に設けた段部に配設されている電極１４上に導電性接着剤１４ａ，１４ａを介して接続固定され、他端部１１ｂが自由端とされている。ベース１２と蓋体１３は、封止材（ロウ材）１５を介して接合されている。
ここで、圧電振動片は本実施形態では、水晶が使用された水晶振動片１１とされているが、これに限らず、例えば、ＬｉＴａＯ３  ，ＬｉＮｂＯ３  等の圧電材料を使用して圧電振動片を構成してもよい。
ベース１２の材料としては、アルミナ等のセラミックが用いられ、蓋体１３の材料としては、コバール等の金属あるいはアルミナ等のセラミックが用いられる。また、封止材１５の材料としては、低融点ガラスまたは銀ロウや半田等が用いられる。
【００２３】
この水晶振動子１０は、先ず、アルミナ等のセラミック材料により、ベース１２が形成され、水晶振動片１１に対応するように、電極部が例えばメッキ等により形成される。
このベース１２の電極部に、後述するように励振電極や接続電極等の駆動に必要な電極が形成された水晶振動片１１が、導電性接着剤１４ａ，１４ａを介してマウントされる。次に、水晶振動片１１の表面に電子ビームやプラズマを照射して、重さ調整することにより、後述するように周波数調整を行う。
次いで、上記ベース１２上に蓋体１３を載せて、蓋体１３の上方から例えば、レーザ光等の光ビームを照射することにより、封止を行うことで完成する。
【００２４】
図９は、上述の水晶振動子１０の製造工程において、水晶振動片１１を形成する工程を含めた製造工程を簡単に示すフローチャートである。
この製造工程において、ＳＴ１０からＳＴ１２までは、図１４で説明した従来の製造工程と同じであり、先ず、圧電材料としての例えば人工水晶の結晶から矩形状の水晶ウエハを切り出す（ＳＴ１０）。
切り出した水晶ウエハより、ブランクと呼ばれる水晶チップを得るようにしている（ＳＴ１１）。
【００２５】
次いで、この水晶チップをエッチングして所定の厚み（周波数）に整える（ＳＴ１２）。ここで、従来は、この水晶チップの表面及び裏面に電極を形成しているが、本実施形態では、ここで、整列洗浄を行う（ＳＴ１３）。この実施形態では、ＳＴ１３の洗浄は、例えば、図１の洗浄装置を使用して行われるので、その詳しい説明は後述する。
次いで、水晶チップの表面及び裏面に必要な電極を形成するため、蒸着やスパッタリングにより電極パターン設けて、所定の駆動電極を備えた水晶振動片１１を得るようにしている（ＳＴ１４）。すなわち、水晶チップにこの工程で電極を形成したものが、図１３で説明した水晶振動片１１である。
【００２６】
この水晶振動片１１を、上述したように、所定のパッケージであるベース１２にマウントし（ＳＴ１５）、水晶振動片の駆動電極に駆動電圧を印加して、振動周波数をモニタしながら、例えば、その表面にレーザービーム等を照射したり、プラズマエッチングを行う等して、水晶振動片１１の質量を減少させて、振動周波数を増加させ、所望の周波数に合わせ込みを行う周波数調整を行う（ＳＴ１６）。この周波数調整後に、本実施形態では、整列洗浄を行うようにしており（ＳＴ１７）、この整列洗浄は、例えば図１の洗浄装置を用いて行われるので、詳しい説明は後述する。
最後に、パッケージに蓋体１３を真空封止して、あるいは窒素ガス等の不活性ガス雰囲気中で封止して、水晶振動子１０を完成する（ＳＴ１８）。
図１は、本発明の第１の実施形態による洗浄装置の構成を示し、この場合、図９のＳＴ１３や、ＳＴ１７に利用される洗浄装置の概略構成図である。
【００２７】
図において、洗浄装置２０は、複数の洗浄工程に対応して配置された複数の洗浄槽に沿って、ガイド手段２１と、このガイド手段２１により案内され、各洗浄槽に対応して設けられた複数のアーム２２，２３，２４，２５を備えている。
複数の洗浄槽は、洗浄工程の工程数に対応して複数個配置されるもので、この洗浄装置２０では、例えば、第１の洗浄槽３１、第２の洗浄槽４１、第３の洗浄槽４２、第４の洗浄槽４３、第５の洗浄槽４４が設けられている。
【００２８】
各洗浄槽は、後述するように洗浄液が収容される複数の洗浄槽として使用してもよいし、その一部を洗浄槽と乾燥用の置換剤の収容槽というように使い分けてもよいし、さらにその一部を洗浄作業の予備作業に使用するセット槽や洗浄後の取り出し槽として適宜使用してもよい。
この洗浄装置２０の場合、第１の洗浄槽３１と第５の洗浄槽４４は、それぞれ上述したセット槽と取り出し槽に利用している。
【００２９】
ガイド手段２１に設けられた複数のアームは、好ましくは、上述した５つの洗浄槽に対応して、洗浄槽の数よりもひとつ少ない４本のアームで構成されている。
各アームは全てほぼ同じ構成であり、それぞれ移動される範囲が異なっている。すなわち、第１のアーム２２は、第１の洗浄槽３１と第２の洗浄槽４１の配置された位置の間の領域である図１のＡ１の範囲で往復移動される。
すなわち、例えば、各アーム２２，２３，２４，２５は、それそれガイド手段２１に沿って駆動される送りモータ等により移動されるようになっており、この場合にはアーム駆動手段２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂにより駆動されるようになっている。
【００３０】
さらに、アーム駆動手段２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂは、例えばそれぞれ、電動、もしくは油圧シリンダ等を内蔵することで各アーム２２，２３，２４，２５を、アームの送り方向と直交する方向、すなわち、各洗浄槽の深さ方向に沿って、昇降させることができるようになっている。
各アーム２２，２３，２４，２５は、その先端付近に着脱部２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ，２５ｃを介して第１の蓋体２７を備えており、それよりも先端側に、取付け部２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａにより、（被洗浄物の）保持手段３４を保持している。
【００３１】
このような各アーム２２，２３，２４，２５と複数の洗浄槽としての第１の洗浄槽３１、第２の洗浄槽４１、第３の洗浄槽４２、第４の洗浄槽４３、第５の洗浄槽４４との関係を図３及び図４を参照して説明する。
図３及び図４は、これらの洗浄槽の共通する構成を説明するために、第２の洗浄槽４１と、これに対応したアーム２３の主要な構成を示した図である。
図３に示されているように、アーム２３は着脱部２３ｃにより、先端側を着脱できるようにされている。着脱部２３ｃは、蓋体と取付け部をアームに対して結合したり分離したりするものである。着脱部２３ｃは、例えば、機械式のフック形式等で形成してもよいし、通電のオンオフにより電磁的に先端側の構成を着脱する等適宜の手段を用いることができる。
【００３２】
第１の蓋体２７は、図３及び図４に示されているように、例えば、パッキン等のシール手段２７ａを備えており、図４に示すように、アーム２３が矢印Ｂ３方向の下向きに下降されることによって、洗浄槽４１の開口４１ｃを完全に密閉するように塞ぐ構成とされている。ここで、図１の第１の洗浄槽３１、第２の洗浄槽４１、第３の洗浄槽４２、第４の洗浄槽４３、第５の洗浄槽４４の各開口の内径は同一であり、同じひとつの蓋体（第１の蓋体）２７で密閉できるようにされている。
そして、アーム２３の蓋体２７よりも先端側には、取付け部２３ａにより、被洗浄物としての水晶チップの保持手段３４が取付けあるいは取り外しできるようにされている。図示の場合、保持手段３４は例えば、カゴ状の収容体であり、複数もしくは多数の水晶チップを収容できるようにされている。
【００３３】
洗浄槽４１は、全体が丈夫で、洗浄液に侵されない容器状の構造であり、例えば、ステンレス等で形成されている。洗浄槽４１は、第１の蓋体２７により閉止されることで内部を気密に密閉できるようになっており、さらに、洗浄槽４１には、手動もしくは電動等の自動手段で開閉されるヒンジ等の開閉手段を介して、第２の蓋体３２が設けられている。
これにより、必要に応じて、第２の蓋体３２を図３に示すように開いて洗浄槽４１の密閉状態を開放し、次いで洗浄槽４１の開いた開口４１ｃに対して、アーム２３が下降して第１の蓋体２７により閉止されて、内部が密閉されるようになっている。
【００３４】
複数の洗浄槽のうち、必要な洗浄槽については、図４に示されているように、符号Ｌで示す液面まで洗浄槽４１に収容された液体４６（後述）に超音波を印加するための超音波発生手段４１ｂが設けられている。さらに複数の洗浄槽のうち、必要な洗浄槽については、図４に示されているように、洗浄槽４１の気圧調整手段４１ａが設けられている。この気圧調整手段４１ａは、各矢印に示されているように、洗浄槽４１の内部の液体や気体を外部に排出し、あるいは外部から気体や必要とされる液体を送り込むことができるように、所定の弁装置と真空排気手段等が接続されている。また、好ましくは、必要に応じて配管４１ｅを設けて洗浄槽４１内の液体を交換するようにしてもよい。さらに、蒸気槽である第４の洗浄槽４３の下部、好ましくは底部付近には、制御可能な電気ヒータ等の加熱手段４３ｂが設けられており、収容された液体を加熱して蒸気を生成することができるようになっている。
【００３５】
図１に示されているように、第１の洗浄槽３１は、洗浄作業の予備作業であるセット槽として利用されるため、内部に洗浄液等の液体を収容されないので、気圧調整手段は設けられていない。また、第１の洗浄槽３１の内部には、必要に応じて、被洗浄物の保持手段３４をセットして配置するための支持台３３等が設けられている。
【００３６】
第３の洗浄槽４２は、第２の洗浄槽４１とほぼ同じ構造で、後述するように内部に収容される液体が異なる。第４の洗浄槽４３は、他の洗浄槽よりも特に垂直方向、すなわちアーム２５の昇降の方向に大きな形態を備えており、その内部には、昇降する基台４５とその駆動手段４５ａが設けられている点が第２の洗浄槽４１と相違する。さらに、第５の洗浄槽４４は、洗浄に関与せず、洗浄が終了した被洗浄物の取り出し槽として利用されるので、内部には第１の洗浄槽３１と同様に支持台３３が設けられていて、気圧調整手段は設けられていない。尚、図１においては、第２の洗浄槽４１ないし第５の洗浄槽４４の第２の蓋体３２は図示が省略されている。
【００３７】
図２は、図１の洗浄装置２０を自動制御する場合の制御装置の構成例を示すブロック図である。
図１の洗浄装置２０には、図示しない操作パネル等と接続された図２の制御手段３５が接続されている。制御手段３５は、例えばコンピュータを利用したコントローラである。この制御手段３５は、後述する洗浄工程を実行するためのソフトウエアにしたがって、洗浄装置２０（図１参照）の各駆動部を制御する。
【００３８】
このため、制御手段３５には、各アーム２２，２３，２４，２５のアーム駆動手段２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ、各アーム２２，２３，２４，２５の着脱部２２ｃ，２３ｃ，２４ｃ，２５ｃ、全ての洗浄槽の蓋体（第２の蓋体）の開閉手段３２ａが接続されている。また、制御手段３５には、第２の洗浄槽４１の気圧調整手段４１ａと第３の洗浄槽４２の気圧調整手段４２ａが接続されている。さらに、制御手段３５には、第２の洗浄槽４１の超音波発生手段４１ｂ，第３の洗浄槽４２の超音波発生手段４２ｂ，第４の洗浄槽４３の加熱手段４３ｂ及び基台駆動手段４５ａ等が接続されている。尚、制御手段３５はコンピュータを利用せず、同等の機能を有するシーケンス回路等により構成してもよい。
【００３９】
図５は、保持手段の他の構成としての専用治具５０を簡単に示す分解斜視図である。
図において、専用治具５０は、図９のＳＴ１３の洗浄とＳＴ１４の電極形成に共通して用いられる治具である。
専用治具５０は、上板５１と下板５４との間に、外形板５３により位置決めされた多数の水晶チップ１６を挟み込むようになっている。
図６は、専用治具５０に水晶チップ１６を挟んで保持した状態を示している。図６の外形板５３は、縦横に水晶チップ１６の外形よりも僅かに大きな内径の同形の孔５３ａ（図７参照）を有していて、この孔５３ａ内に水晶チップ１６がひとつずつ水平に、互いに重ならないように、図５の状態に並んで位置決めされるようになっている。
【００４０】
また、上板５１及び下板５４は、電極形成時のマスクであり、図７に示すように、例えば上板５１には、水晶チップ１６の表面に形成すべき電極１１ｃの形状に対応した貫通孔５１ａが形成されている。同様にして、下板５４も電極形成時のマスクであり、水晶チップ１６の裏面に、図６と同様の電極を形成するための貫通孔５４ａを有している。
そして、図７に表れているカバープレート５６と図７のベースプレート５５とは、貫通孔５１ａや貫通孔５４ａよりも大きめの孔をもつ部材であり、上板５１と下板５４の両外側から、これらを抑える機能を有している。
これにより、複数もしくは多数の水晶チップ１６が図５のように並んで、個々の水晶チップ１６の電極が形成されるべき面が外部に露出した状態で、専用治具５０に保持されるようになっている。
【００４１】
図８は、上記したように多数の水晶チップ１６を保持した専用治具５０を治具保持手段３４−１にセットする様子を示している。
保持手段３４−１の先端（図８においては下端）には、保持手段４８が形成されている。保持手段４８には、断面がコ字状となった溝４８ａが開口部を対向させて一対形成されている。
これにより、図８の矢印に示すように、専用治具５０を一対の溝４８ａに挿入することで、保持手段３４−１の保持手段４８に収容保持されるようになっている。かくして、保持手段３４−１は、複数もしくは多数の水晶チップ１６が互いに重ならないように、並列に並んで、しかも並ぶ方向を縦方向に揃えて保持されるようになっており、各水晶チップ１６は、その電極が形成されるべき面（図６の電極１１ｃの形状に対応）が外部に露出された状態で保持されることになる。
【００４２】
洗浄装置２０は以上のように構成されており、次に、図１０を参照して、洗浄装置２０による洗浄工程の実行例について説明する。
この洗浄工程では、第２の洗浄槽４１を水晶チップ１６の汚れを落とすための洗浄槽として使用し、第３の洗浄槽４２をすすぎ・置換槽として使用し、第４の洗浄槽４３をベイパー（蒸気）槽として使用する例について説明する。このため、第２の洗浄槽４１には、洗浄液として、水晶チップ１６に対して濡れ性のよい液体として、例えば有機溶剤，例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）もしくは、３Ｍ社のハイドロフロロエーテル（ＨＦＥ）が収容されている。そして、第３の洗浄槽４２には、置換剤としてＨＦＥが収容され、第４の洗浄槽４３の下部にも、蒸気源となるＨＦＥが収容されている。
【００４３】
先ず、第１の洗浄槽３１であるセット槽の蓋体（第２の蓋体）３２を開き、取付け部２２ａを利用して水晶チップ１６を多数投入した保持手段３４を取付ける。これにより、第１のアーム２２の先端側に着脱部２２ｃを介して蓋体（第１の蓋体）２７と保持手段３４とが結合された状態とされる（ＳＴ３１）。
【００４４】
次いで、図２の制御手段３５の指示により、アーム駆動手段２２ｂが第１のアーム２２の蓋体（第１の蓋体）２７と保持手段３４とを図１の矢印Ｂ１方向の上向きに上昇させ、水晶チップの収容された保持手段３４と蓋体２７との搬送を開始する（ＳＴ３２）。すなわち、制御手段３５が蓋開閉手段３２ａに指示を出して、図１の第２の洗浄槽４１の図３で説明した蓋体３２を開く（ＳＴ３３）。これにより、洗浄直前まで第２の洗浄槽４１は密閉されているので、その中に収容されているＩＰＡ等の液体が蒸発することが防止され、液体の無駄な消費が抑制される。また、搬送系であるガイド手段２１等の第２の洗浄槽４１の上方の構造物からの落下物の混入が防止されるので、液体を清潔に保つことができ、洗浄性能を劣化させることがない。
【００４５】
この間に第１のアーム２２は、図２の制御手段３５の指示によって、アーム駆動手段２２ｂが駆動され、図１のガイド手段２１に沿って矢印Ａ１方向に送られる。次に、第１のアーム２２の先端側の保持手段３４と蓋体２７を共に矢印Ｂ２方向下向きに下降させ、図示するように第２の洗浄槽４１内の液体に保持手段３４を浸漬させるとともに、蓋体（第１の蓋体）２７により、第２の洗浄槽４１を密閉する（ＳＴ３４）。
これにより、第２の洗浄槽４１は、洗浄中も密閉されるので、その中に収容されているＩＰＡ等の液体が蒸発することが防止され、液体の無駄な消費が抑制される。また、搬送系であるガイド手段２１等の第２の洗浄槽４１の上方の構造物からの落下物の混入が防止されるので、液体を清潔に保つことができ、洗浄性能を劣化させることがない。しかも、次の工程で説明するように内部が減圧されて効果的な洗浄を行うことができる。
【００４６】
すなわち、図２の制御手段３５は、気圧調整手段４１ａに指示を出し、第２の洗浄槽４１内を真空排気する（ＳＴ３５）。次いで、超音波駆動手段４１ｂを駆動して保持手段３４内の水晶チップに超音波を印加して洗浄を行う（ＳＴ３６）。ここで、洗浄液が特に水晶チップに対して濡れ性が高いものが使用されることで、洗浄効果が高められる。また、洗浄液中には、超音波が印加されることで、付着した極めて微細な異物が効果的に洗浄されることになる。しかも、第２の洗浄槽４１内が減圧されていることで、洗浄中に水晶チップに微細な気泡を形成することがなく、細部まで洗浄することが可能となる。また、洗浄中は第１のアーム２２の駆動を止めて、揺動等させないことで、超音波による定在波を安定して印加させることができ、洗浄効率を向上させることができる。ここで、ＩＰＡ等の液体の温度は、例えば摂氏２０度以上の常温で使用し、超音波の影響により有害な温度上昇がある場合には、図示しない冷却手段を設けて第２の洗浄槽４１を冷却することで液温管理をしてもよい。
【００４７】
洗浄が済んだら、図２の制御手段３５は、気圧調整手段４１ａに指示を出し、第２の洗浄槽４１内を大気圧にする（ＳＴ３７）。次いで、水晶チップを収容した保持手段３４のすすぎ槽である第３の洗浄槽４２への搬送を開始する（ＳＴ３８）。
ここでは、制御手段３５が着脱部２２ｃに指示を出して、第１のアーム２２から蓋体２７より先端側を分離し、アーム駆動手段２２ｂに指示を出して第１のアーム２２を図１の矢印Ｂ２方向の上向きに上昇させて退避させるとともに、第２のアーム２３の駆動手段２３ｂを駆動して、第２のアーム２３を矢印Ｂ３方向の下向きに下降させて、その着脱部２３ｃにより、蓋体２７及び保持手段３４を第２のアーム２３に対して結合させる。
このように、第１のアーム２２に対して、蓋体２７と保持手段３４とが着脱される構成としたので、第１のアーム２２は、隣合う洗浄槽間を往復しながら、保持手段３４に保持された水晶チップを次段の洗浄作業に対応した第２のアーム２３との間でに受け渡すことができる（他のアームも同じ）。これにより、ガイド手段２１により複数のアームを移動させる搬送系をコンパクトに形成することができ、搬送系を簡単に構成することができる。
【００４８】
次に、制御手段３５が蓋開閉手段３２ａに指示を出して、図１の第２の洗浄槽４２の蓋体３２を閉じ、すすぎ槽である第３の洗浄槽４２の蓋体（第２の蓋体）３２を開く（ＳＴ３９）。ここでも、洗浄直前まで第３の洗浄槽４２は密閉され、洗浄の終わった第２の洗浄槽４１の密閉がされるので、これらの中に収容されている液体が蒸発することが防止され、液体の無駄な消費が抑制される。また、第２の洗浄槽４１および第３の洗浄槽４２の上方の構造物からの落下物の混入が防止されるので、液体を清潔に保つことができ、洗浄性能を劣化させることがない。
【００４９】
この間に制御手段３５の指示により、アーム駆動手段２３ｂが駆動されて第２のアーム２３が、ガイド手段２１に沿って図１の矢印Ａ２方向に送られる。次いで、第２のアーム２３の先端側の保持手段３４と蓋体２７を共に矢印Ｂ４方向下向きに下降させ、図示するように第３の洗浄槽４２内の液体に保持手段３４を浸漬させるとともに、蓋体（第１の蓋体）２７により、第３の洗浄槽４２を密閉する（ＳＴ４０）。
そして、図２の制御手段３５は、気圧調整手段４２ａに指示を出し、第３の洗浄槽４２内を真空排気する（ＳＴ４１）。次いで、超音波駆動手段４２ｂを駆動して保持手段３４内の水晶チップに超音波を印加して洗浄を行う（ＳＴ４２）。これにより、第３の洗浄槽４２内には、置換剤が収容されていることから、適切に水切り置換処理がなされる。
【００５０】
次に、図２の制御手段３５が、気圧調整手段４２ａに指示を出し、第３の洗浄槽４２内を大気圧にする（ＳＴ４３）。次いで、水晶チップを収容した保持手段３４を蒸気槽である第４の洗浄槽４３への搬送を開始する（ＳＴ４４）。すなわち、制御手段３５が着脱部２３ｃに指示を出して、第２のアーム２３から蓋体２７より先端側を分離し、アーム駆動手段２３ｂに指示を出して第２のアーム２３を図１の矢印Ｂ４方向の上向きに上昇させて退避させるとともに、第３のアーム２４の駆動手段２４ｂを駆動して、第３のアーム２４を矢印Ｂ５方向の下向きに下降させて、その着脱部２４ｃにより、蓋体２７及び保持手段３４を第３のアーム２４に対して結合させる。
次に、制御手段３５が蓋開閉手段３２ａに指示を出して、図１の第３の洗浄槽４２の蓋体３２を閉じ、蒸気槽（ベイパー槽）である第４の洗浄槽４３の蓋体（第２の蓋体）３２を開く（ＳＴ４５）。
【００５１】
この間に制御手段３５の指示により、アーム駆動手段２４ｂが駆動されて第３のアーム２４が、ガイド手段２１に沿って図１の矢印Ａ３方向に送られる。次いで、第３のアーム２４の先端側の保持手段３４と蓋体２７を共に矢印Ｂ６方向下向きに下降させ、図示するように第４の洗浄槽４３内に挿入し、基台４５の上に載置する。そして、蓋体（第１の蓋体）２７により、第４の洗浄槽４３を密閉する（ＳＴ４６）。次いで、ベイパー洗浄を行う（ＳＴ４７）。具体的には、制御手段３５の指示により、基台駆動手段４５ａを駆動して、置換剤としての例えばＨＦＥの液面Ｌ以下まで、基台４５を下降させることにより、保持手段３４を処理液に浸漬させ、次いで、基台４５を液面Ｌより上方まで上昇させる。ここで、加熱手段４３ｂの駆動により加熱されたＨＦＥから上昇する蒸気に晒して、水切りを行い、基台４５をさらに上方まで移動させて、蒸気が達しない位置で乾燥させる。
【００５２】
次に、図２の制御手段３５が、水晶チップを収容した保持手段３４を取り出し槽である第５の洗浄槽４４への搬送を開始する。すなわち、制御手段３５が着脱部２４ｃに指示を出して、第３のアーム２４から蓋体２７より先端側を分離し、アーム駆動手段２４ｂに指示を出して第３のアーム２４を図１の矢印Ｂ６方向の上向きに上昇させて退避させるとともに、第４のアーム２５の駆動手段２５ｂを駆動して、第４のアーム２５を矢印Ｂ７方向の下向きに下降させて、その着脱部２５ｃにより、蓋体２７及び保持手段３４を第４のアーム２５に対して結合させる。
【００５３】
この間に制御手段３５の指示により、アーム駆動手段２５ｂが駆動されて第４のアーム２５が、ガイド手段２１に沿って図１の矢印Ａ４方向に送られる。次いで、第４のアーム２５の先端側の保持手段３４と蓋体２７を共に矢印Ｂ８方向下向きに下降させ、図示するように取り出し槽である第５の洗浄槽４４内に挿入し、支持台３３の上に載置する。そして、着脱部２５ｃを操作して、保持手段３４を取り外し、水晶チップの洗浄を終了する（ＳＴ４９）。
尚、以上の洗浄は、カゴ状の保持手段３４を用いて行う例を説明したが、保持手段として、図５ないし図８で説明した保持手段３４−１を用いると、図５の水晶チップ１６を多数個、整列した状態でより精密に洗浄することが可能である。
【００５４】
図１１及び図１２は、本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置を模式的に示した概略図であり、図１１は洗浄装置７０の概略斜視図、図１２は洗浄装置７０の概略平面図である。これらの図で第１の実施形態と同一の符号を付した箇所は共通する構成であるから重複する説明は省略し、以下相違点を中心に説明する。
図１１及び図１２において、第１の実施形態と異なっているのは、ガイド手段７１の構成であり、その他は第１の実施形態とほぼ同じである。
【００５５】
図１１に示されているように、ガイド手段７１は、アーム２２，２３，２４（アーム２４が、図１２において洗浄槽４２に対応する位置に配置されている）２５を、円周状のインデックス方向Ｉに沿って、所定角度ずつ送るループ状のエンドレスな構成となっている。
図１２に示されているように、洗浄槽４１，４２，４３は、ガイド手段７０の中心Ｏに関して、等距離の円周上に配置されている。各洗浄槽の構成は第１の実施形態と同じであり、例えば、それぞれ洗浄槽、置換槽、蒸気槽として使用することができる。この実施形態では、セット槽と取り出し槽は不要であるため設けられておらず、符号７２で示す位置が、セット位置と取り出し位置を兼ねる準備ステージとされている。
【００５６】
本実施形態は以上のように構成されており、例えば、図１０で説明した洗浄工程をそのまま実行することができる。しかしながら、各洗浄槽を円周状に配置したことから、第１の実施形態と比べると、セット槽及び取り出し槽を別々に設ける必要がなく、設備コストを低減することができる。
しかも、洗浄工程に、上述した工程以外の工程を付加するために洗浄槽を追加しようとする場合においては、ガイド手段７０のインデックス角度を変えるだけで、容易に洗浄槽を追加することができ、設計変更への対応性にも優れている。
その他、洗浄処理に伴う種々の条件は第１の実施形態の洗浄装置２０の場合と同じであるから、上述した図２の場合と共通した作用効果を発揮することができる。
尚、ガイド手段７１のエンドレスな送り構造は、円周に限らず、楕円等の他の形態の構造を採用してもよい。
【００５７】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
本発明は、圧電振動子に限らず、圧電チップを利用した圧電発振器等種々の圧電デバイスに適用することができる。
また、例えば、洗浄液や洗浄時間等は種々の条件を適宜採用することができるし、上述の洗浄装置の各構成は適宜変更することが可能である。
さらにまた、上述の実施形態の各条件や各構成は適宜その一部を省略することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る洗浄装置を示す概略構成図。
【図２】図１の洗浄装置の制御装置の構成を示すブロック図。
【図３】図１の洗浄装置の制御槽の構造を示す概略正面図。
【図４】図１の洗浄装置の制御槽の内部構造を示す概略断面図。
【図５】図１の洗浄装置に用いる専用治具の構成例を示す分解斜視図。
【図６】図５の専用治具の作用を説明するための説明図。
【図７】図５の専用治具に水晶チップを保持した状態の概略断面図。
【図８】図５の保持手段の構成例を示す概略斜視図。
【図９】水晶チップの洗浄工程を含んだ水晶デバイスの製造方法を簡単に示すフローチャート。
【図１０】図１の洗浄装置による水晶チップの洗浄工程を示すフローチャート。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置を示す概略斜視図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る洗浄装置を示す概略平面図。
【図１３】本発明の圧電デバイスの一例である水晶振動子を示す一部切断斜視図。
【図１４】従来の圧電デバイスの製造方法の一例を簡単に示すフローチャート。
【図１５】圧電デバイスに使用される圧電チップの洗浄槽の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
２０，７０・・・洗浄装置、２１，７１・・・ガイド手段、２２，２３，２４，２５・・・アーム、２７・・・蓋体（第１の蓋体）、３２・・・蓋体（第２の蓋体）、３１，４１，４２，４３，４４・・・洗浄槽、３４，３４−１・・・保持手段。
【図１】
2004281543.tif 000003
【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】
2004281543.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004281543.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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