(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素板を複数個収納し保持するスペーサ板と、該スペーサ板に収納した該圧電素板単位に形成すべき電極形状に対応するマスク孔を配置した第１と第２のマスク板および、第１と第２の補助枠とで構成され、該第１のマスク板は該スペーサ板と接合し、かつ第１のマスク板の板面外側に第１の補助枠が接合され、該第２のマスク板と第２の補助枠は該スペーサ板上の板面平面で複数個に分割されて配置された構成であることを特徴とする圧電材料の電極形成用蒸着枠。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素板に励振電極を形成する際に用いる圧電素板の電極形成用の蒸着枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、圧電材料を所定の角度に切断して板状に成形し、板面に真空蒸着などにより金属薄膜からなる電極を形成して圧電振動を励振する圧電振動子の電極形成が一般的に知られている。このような圧電振動子は電子回路の多くの分野でクロック信号である周波数などの基準信号として広く用いられている。特に圧電素板に水晶を用いた水晶振動子は、水晶材料が圧電材料で最も優れたクロック信号特性と、昨今では安価なコストで大量に水晶振動子が製造できることなどから広い分野、製品に使われている。
【０００３】
水晶振動子の製造工程では、圧電素板に励振電極を形成する場合に、たとえば真空雰囲気において、アルミ、銀、金などの電極を構成する金属を加熱して金属蒸気（いわゆる真空蒸着法）を発生させ、真空雰囲気内で圧電素板に金属薄膜を蒸着し電極を形成するようにしている。このような真空蒸着によって電極を形成する場合、真空雰囲気内に生産性を高めるために複数個の圧電素板を蒸着枠に挟持して蒸着を行うようにしている。
【０００４】
図３は今日主に使用している蒸着枠の一例を示す斜視図で、補助枠とマスク板とスペーサ板から構成され、スペーサ板には電極を形成すべき圧電素板の外形形状に対応した保持孔を形成し、この保持孔に圧電素板４を配設する。また、マスク板にはそれぞれ圧電素板４の両側板面に形成すべき励振電極の形状に対応したマスク孔を形成している。そしてスペーサ板の保持孔に圧電素板４を配置させてその両側にマスク板と補助枠を配置し、これらすべてをネジ止めにより接合するようにして蒸着枠を構成している。
【０００５】
このような蒸着枠に圧電素板４を挟持する場合には、各圧電素板４に対して均一に締め付け力を作用させ、マスク板を圧電素板４の板面に密着させる必要があることから、蒸着枠全体をネジ止めする上では比較的狭い間隔で多数のネジ接合部を設けて厚み方向（板面同士を張合わせる形）に締め付けて一体化するようにしている。実際の製造工程では日々の蒸着工程の作業量として、蒸着枠をすべてばらばらにし、スペーサ板に圧電素板を配置し、改めてマスク板、補助枠をネジ止め作業により、スペーサ板、マスク板、補助枠が一枚の平板状で一体化することとなり、非常に手間を要する作業工程となっている。また、蒸着装置自身においても一工程の蒸着作業がバッチ処理ということで作業時間を要する要因を持っている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで上記の従来の作業方法を改善するために、蒸着工程を中心に改善を試みることにした。そのひとつとして、従来の真空蒸着方法と他の蒸着方法のスパッター式の蒸着方法である。以下に簡単に蒸着方法の概念を説明する。
【０００７】
真空蒸着法は真空雰囲気中における被蒸着物（例えば水晶材料などの圧電素板）に、電極金属材料（例えばアルミ、銀、金など）を加熱し電極金属材料が飛散する現象を利用して、被蒸着物に電極金属材料を付着されるものである。
【０００８】
従って、一般に言うバッチ処理（被蒸着物を蒸着機に入れ、蒸着作業をしてその終了までの１工程を言う）が基本となる蒸着作業となり、一蒸着作業が終わる度に、次の蒸着作業を行うと言った断続的な作業となる。また、蒸着自体電極金属材料を加熱して飛散させる条件として高い真空雰囲気を必要とすることから、実際の電極金属材料の飛散時間に対し、その条件に達するまでの時間も必要とすることから、蒸着作業の１工程には時間を要してしまう。
【０００９】
これに対し、スパッター式蒸着法は、電極金属材料に例えばアルゴンガスなどの不活性ガスや、酸素との混合ガスの雰囲気中であることから、同じ真空雰囲気ではあるものの、真空蒸着ほどの高い真空雰囲気は必要としない。また、このガス雰囲気中で電極金属材料にイオンビームとしてイオンをぶつけることで、電極金属材料が飛散し、この飛散した電極金属材料を真空蒸着法と同様に被蒸着物に付着させる方法である。
【００１０】
そのため、真空蒸着法に比べて蒸着環境条件を満足するまでに必要とする時間を短縮でき、更にはバッチ処理ではなく連続的な蒸着作業の実現も行うことができることから、蒸着作業自体の効率改善を行うことができる。
【００１１】
しかし、スパッター式蒸着法では、圧電素板とマスク板の僅かな隙間に電極金属材料が飛散してしまう可能性が高いことから、マスク板と圧電素板が今まで以上に密着した構造の蒸着枠を使用する必要がでてくる。
【００１２】
このように蒸着手法を改善することで従来の蒸着工程を改善することはできたものの、前述の蒸着枠を用いることで電極金属材料の蒸着面以外への飛散防止という課題が残ってしまう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、圧電素板を複数個収納し保持するスペーサ板と、該スペーサ板に収納した該圧電素板単位に形成すべき電極形状に対応するマスク孔を配置した第１と第２のマスク板および、第１と第２の補助枠とで構成され、該第１のマスク板は該スペーサ板と接合し、かつ第１のマスク板の板面外側に第１の補助枠が接合され、該第２のマスク板と第２の補助枠は該スペーサ板上の板面平面で複数個に分割されて配置された構成であることを特徴とする圧電材料の電極形成用蒸着枠である。
【００１５】
この場合、スペーサ板を中心にスペーサ板の両側にマスク板と補助枠とを配置する上で、片方のマスク板と補助枠とを予め溶接または接着などで張合わせ一体的な構造にしておくことで、作業性が改善され、補助枠の使用により蒸着枠全体の剛性が増すことから、マスク板の変形を防ぎ均一な張合わせが可能となる。また、マスク板および補助枠を分割することにより１枚あたりのマスク板と圧電素板の密着性が増すことから、蒸着面以外への電極金属材料の飛散を防止できる。
【００１６】
以上のように、個別の補助枠とマスク板とスペーサ板をネジ止めなどにより一体化するような接合方法から、スペーサ板と片側のマスク板、補助枠を接合し一枚の平板にすることで、圧電素板を蒸着枠に入れる作業工程を改善するものである。また、マスク板、補助枠を分割することで、マスク板と圧電素板との間の僅かな隙間から電極金属材料が蒸着面以外にも付着するというおそれを改善した圧電材料の電極形成用蒸着枠である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。
図１は本発明の基本構成となる蒸着枠８を示すものである。金属薄板（例えばステンレス材）からなるスペーサ板３で、エッチング加工などによって電極を形成すべき圧電素板１の外形形状に対応した保持孔１０を穿設している。４、５は第１、第２のマスク板でスペーサ板３の両側板面に添設するようにしている。そして第１、第２のマスク板４、５もスペーサ板３と同様の金属薄板からなり、スペーサ板３に形成した各保持孔１０に対応して、それぞれ圧電素板１に形成すべき電極形状に対応したマスク板に孔１１（電極パターンとなるマスク孔１１）を穿設している。このように組み立てられる蒸着枠８に例えば水晶振動子など（図中には丸板状の圧電素板１として描画）を狭設して実際の蒸着作業を行う。なお、図示していないが、スペーサ板３、第１、第２のマスク板４、５はネジにて保持するものである。
【００１８】
そして図２に示すように本発明の特徴は、上記の蒸着枠８の該スペーサ板３の少なくとも一方片側に添設する該マスク板（５１、５２、５３、５４）および、補助枠（７１、７２、７３、７４）が板面平面で複数個に分割された構成にすることにより、圧電素板１を挟持する板面面積を小さくすることで、よりスペーサ板３とマスク板とに生じる隙間を解消し、必要とする電極部以外への蒸着時の電極金属材料の飛散を減らすことを実現できる。また、分割する構成により、蒸着作業時に万一蒸着枠８の一部で圧電素板１がスペーサ板３からズレてしまった場合でも、分割構造によることから他の部分への相乗効果を遮断することもできる。
【００１９】
ここで分割構造は、スペーサ板３の少なくとも一方片側に添設するマスク板および、補助枠が板面平面で複数個に分割された構成であれば、本発明の蒸着枠８の効果を向上することができるが、スペーサ板３を中心に見て両方に添設するマスク板（４、５）および、補助枠（６、７）も分割しても良い。なお、図２では４分割として表現しているが、分割数についての制限は無い。
なお、図２についても図示していないが、スペーサ板３、第１、第２のマスク板４、５、第１、第２の補助枠６、７はネジにて保持するものである。
【００２０】
なお、上述するスペーサ板３、マクス板、補助枠はステンレス材の金属薄板をエッチングにより加工したものを用いているが、スペーサ板３、マクス板、補助枠についてはステンレス材でもＳＵＳ３０４の非磁性体材質を用いても、ＳＵＳ４３０の磁性体材質を用いても影響するものではない。
【００２１】
そして、本実施例では、被蒸着物の形状が丸板状の圧電素板１を用いた水晶振動子を用いた例について説明したが、短冊型の圧電素板１に電極を形成する場合にも適用できる。なお、水晶振動子以外の圧電材料による振動子の形態であっても同様の効果を奏することは言うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、個別の補助枠とマスク板とスペーサ板をネジ止めにより一体化するような接合方法から、スペーサ板および一方のマスク板と補助枠とを接合する形態の蒸着枠のものを使用することにより、圧電素板を蒸着枠に入れる作業工程を改善するものであり、マスク板と圧電素板との間の僅かな隙間から電極金属材料が本来電極として付着すべき圧電素板の表面以外にも付着するというおそれが考えられるが、これらの改善として、蒸着枠のマスク板と補助枠を分割する形態にすることでより密着性のある圧電材料の電極形成用蒸着枠を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の特徴を説明する斜視図である。
【図３】従来の補助枠を示す斜視図である。
【符号の説明】
１        圧電素板
２        電極
３        スペーサ板
４        第１のマスク板
５        第２のマスク板
６        第１の補助枠
７        第２の補助枠
８        蒸着枠
【図１】
0004083435.tif 000002
【図２】
0004083435.tif 000003
【図３】
0004083435.tif 000004