(57)【要約】 【課題】  水晶板を洗浄した後のシミを低減する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、前記中板の両面と、下電極メタルマスク及び上電極メタルマスクの少なくとも中板に接する面とをサンドブラスト等を用いて微細に粗仕上げし、水切りを改良した水晶電極成膜用メタルマスクを構成する。【選択図】  図２
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【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、
前記中板の両面と、下電極メタルマスク及び上電極メタルマスクの少なくとも中板に接する面とを微細に粗仕上げすることを特徴とする水晶電極成膜用メタルマスク。
【請求項２】
上記微細粗仕上げにサンドブラストを用いることを特徴とする請求項１に記載の水晶電極成膜用メタルマスク。
【請求項３】
上記微細粗仕上げに化学剤を用いることを特徴とする請求項１に記載の水晶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３（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３（ｂ）のようになる。図４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５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６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７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８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】
水晶電極成膜用メタルマスクの使用法は、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４６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４６を通して重ね、ネジ孔４７にネジ４８を挿入回転して固定する。この水晶電極成膜用メタルマスクを洗浄装置に浸して水晶板を洗浄する。
【００１０】
図９（ａ）は一例として実用的な中板４２の構成を示す平面図であり、水晶板Ｘを充填する開口部４５が縦横に多数空けられている。中板４２の開口部の一部αを拡大した図を図９（ｂ）に示す。
【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】
【００１１】
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１０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、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８、９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９（ｂ）の開口部４５間βの拡大図を同図（ｃ）に示すように、洗浄液の水滴４９が中板４２の開口部４５間の面に残り、完全に除去することが難しい。この状態を水晶電極成膜用メタルマスクの要部断面図で示すと図１１のようになり、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５０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の発生を防止する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】
【００１２】
本発明の水晶電極成膜用メタルマスクは、洗浄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、前記中板の両面と、下電極メタルマスク及び上電極メタルマスクの少なくとも中板に接する面とを微細に粗仕上げして水晶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、上記微細粗仕上げにサンドブラストを用いることを特徴とする請求項１に記載の水晶電極成膜用メタルマスクである。
請求項３の発明は、上記微細粗仕上げに化学剤を用いることを特徴とする請求項１に記載の水晶電極成膜用メタルマスクである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の水晶電極成膜用メタルマスクにおける請求項１の発明は、中板の両面と、下電極マスク及び上電極マスクの少なくとも中板に接する面を微細に粗仕上げしたので、洗浄後の水滴が重力により粗仕上げした面に沿って滴り落ち、容易に除去できるので、水晶板の洗浄シミを大幅に改善できるという利点がある。
請求項２あるいは３の発明は、中板の両面、下電極マスク及び上電極マスクの面を微細に粗仕上げする手段を具体的に示したので、本発明の実用を容易とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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、下電極マスク２ａ、中板３、上電極マスク２ｂ、上枠治具１ｂとを備えている。下枠治具１ａ、上枠治具１ｂにはそれぞれ開口部４ａ、４ｂを有し、下枠治具１ａの端にはガイドピンＰとネジ孔８とを設け、上枠治具１ｂにはガイドピン孔７とネジ孔８とを設ける。また、下電極マスク２ａ、上電極マスク２ｂにはそれぞれ成膜用開口部５ａ、５ｂを形成し、それぞれの端にはガイドピン孔７とネジ孔８とを設ける。また、中板３には水晶板を充填するための開口部６を形成し、端にはガイドピン孔７とネジ孔８とを設ける。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、下電極マスク２ａ、上電極マスク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。
【００１５】
水晶電極成膜用メタルマスクの使い方は、下枠治具１ａのガイドピンＰに下電極マスク２ａ、中板３のそれぞれのガイドピン孔７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、上電極マスク２ｂ、上枠治具１ｂのそれぞれのガイドピン孔７を通して重ね、ネジ孔８にネジ９を挿入回転して固定する。固定した水晶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の開口部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。
【００１６】
図２は実用的な中板３の構成を示す平面図であり、同図（ａ）は全体図、同図（ｂ）は（ａ）の開口部６の一部αの拡大図、同図（ｃ）は（ｂ）の開口部６間βの拡大図である。図３（ｃ）の拡大図に示すように中板３の開口部６間の面１０を、サンドブラストを用いて微細に粗し、水滴１１が重力により中板３の粗仕上げした面１０に沿って矢印方向（重力方向）に落下し易くするように加工する。中板３の両面１０を、サンドブラストを用いて微細に加工すると共に、下電極マスク２ａ、上電極マスク２ｂの面の少なくとも中板３に接する面を中板３と同様に加工する。このように、中板３、下電極マスク２ａ、上電極マスク２ｂの表面を微細に荒らすことにより、水滴の水切れが良くなり、図１１に示した液溜まりが減り、乾燥後の洗浄シミが大幅に低減された。また、水切りには遠心力を用いるとより有効である。
【００１７】
以上説明したサンドブラストの代わりに中板３、下電極マスク２ａ、上電極マスク２ｂの表面を化学液で微細にエッチングすると、サンドブラストと同様に水滴の水切りが良くなる効果があることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る水晶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】中板の構成を示す平面図で、（ａ）は全体図、（ｂ）、（ｃ）は拡大図である。
【図３】（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４】従来の洗浄治具の要部の構成を示した斜視図である。
【図５】従来の洗浄治具の構成を示した斜視図である。
【図６】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７】従来の製造フローの一部を示す図である。
【図８】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９】従来の中板の構成を示す平面図で、（ａ）は全体図、（ｂ）、（ｃ）は拡大図である。
【図１０】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１１】従来の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】
【００１９】
１ａ  下枠治具
１ｂ  上枠治具
２ａ  下電極マスク
２ｂ  上電極マスク
３  中板
４ａ、４ｂ  開口部（下、上枠治具の）
５ａ、５ｂ  開口部（下、上電極マスクの）
６  開口部（中板の）
７  ガイドピン孔
８  ネジ孔
Ｐ  ガイドピン
９  ネジ
１０  中板の粗仕上げした表面
１１  水滴
【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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【図９】
2007028452.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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