(57)【要約】      （修正有）【課題】水晶ブランクの表面の所定の領域に亀裂や割れを発生せずに製品情報を正確・鮮明に印字する。【解決手段】水晶ブランク１ａの表面の所定の領域ＰAに、波長が１０６４ｎｍ以下、であって照射時間が１０から１０００フェムト秒の高出力フェムト秒レーザーを照射して、製品情報を直接水晶ブランク１ａの表面に鮮明に印字する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶ブランクの表面の所定の領域に、波長が１０６４ｎｍ以下、であって照射時間が１０から１０００フェムト秒の高出力フェムト秒レーザーを照射して、製品情報を前記水晶ブランクの表面に直接印字することを特徴とする水晶ブランクへの製品情報の印字方法。
【請求項２】
前記水晶ブランクの厚みが、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項３】
前記水晶ブランクの形状が、平面視丸型であることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項４】
前記水晶ブランクの形状が、平面視短冊型であることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項５】
前記水晶ブランクの印字前の表面が、研磨されていることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項６】
前記水晶ブランクの印字前の表面が、研磨されていないことを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項７】
前記所定の領域が、回路がパターンメッキされていない範囲であることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項８】
前記水晶ブランクが、水晶振動片であることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項９】
前記製品情報が、水晶振動子の製造履歴であることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶振動子等の水晶製品の水晶ブランクの表面に高出力のフェムトレーザーを用いて製品情報を印字する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶製品のうち、例えば、水晶振動子は、周波数及び時間の基準源として知られ、特に通信機器の発振器に用いられている。このようなものの一つに、温度補償型の発振器があり、例えば水晶振動子の表面に印字された周波数温度特性に関する温度情報に基づいて、その温度補償回路の各素子の定数を決定するようになっている。
【０００３】
現在、一般に販売されている水晶発振器のような水晶製品では、当該製品の製造履歴をトレースする目的で、そのパッケージやカバー等に製造履歴を示す製品情報を印字している。そして、これらの製品情報から、当該水晶ブランクが水晶発振器のパッケージに搭載された後の製造条件等の製造履歴をトレースすることができる。
【０００４】
しかしながら、このような従来の印字方法では、製品情報を印字する場所が、水晶発振器のパッケージやカバーであるため、水晶ブランクが、パッケージに搭載される前の製造条件等の製品情報をトレースすることは、不可能である。そのため、水晶製品に何らかの不具合があった時に、その製品履歴をトレースして、その原因を追究することが極めて困難であった。
【０００５】
また、水晶ブランクの表面に製品情報を印字して、前記問題点を解決している実施例もあるが、水晶ブランクの切断等に用いられるダイヤモンドカッター、あるいは炭酸ガス等を用いた一般的なレーザーを印字に使用すると、印字の際に発生する、熱の影響等により水晶ブランクの表面に亀裂や割れが発生したり、あるいは印字しようとする文字が変形するため、鮮明に印字することが、実際には不可能であった。
【特許文献１】実開平５−４８４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、水晶ブランクの表面に亀裂や割れを発生せずに、正確・鮮明に製品情報を印字することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、水晶ブランクの表面の所定の領域に、波長が１０６４ｎｍ以下であって照射時間が１０から１０００フェムト秒の高出力フェムト秒レーザーを照射して、製品情報を水晶ブランクの表面に直接、鮮明に印字することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
水晶ブランクの表面に、損傷を与えることなく、正確に製品情報を鮮明に印字できるので、その製造条件等の製造履歴のトレースができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の水晶ブランクへの製品情報の印字方法を、とくに水晶発振器の水晶振動子の水晶ブランクへの温度情報の印字方法の実施例について詳細に説明する。
【００１０】
印字条件
まず、水晶ブランクへの印字領域について説明すると、図１（ａ）に示す短冊型の水晶ブランク１ａでは、回路がパターンメッキされておらず、かつ、印字が水晶の特性に影響しない、両方の振動腕部及び基部からなる領域ＰA（仮想線の範囲）に、製品（温度）情報を印字Ｐする。
【００１１】
また、図１（ｂ）に示す丸型（弦カット品を含む）の水晶ブランク１ｂでは、同様に回路が形成されておらず、かつ、印字が水晶の特性に影響しない領域ＰA（仮想線の範囲）に製品（温度）情報を印字Ｐする。
【００１２】
本発明の印字方法では、印字対象とする水晶ブランクの厚みは、１０ｍｍ以下（通常、使用されている水晶片の厚さの上限）とし、水晶ブランクの表面は、印字前にポリッシュ（研磨）され、あるいはポリッシュされていなくてもよい。
【００１３】
さらに、印字する文字は、数字、英字（大文字及び小文字）、記号、データコード、ＱＲコード等とする。
【００１４】
製品情報印字システム
本発明の製品情報の印字に用いる印字システムを、水晶振動子の温度情報印字システムについて説明する。
【００１５】
図２に示すように、温度情報印字システムは、周波数温度測定機構１０と印字機構１８からなる。周波数温度測定機構１０は、複数個、本実施例では５個、の温度槽１７からなる。各温度層１７ａ〜１７ｅは、例えば、槽内温度をそれぞれ２０、−３０、０、５０、７５℃の５温度点として一定に維持されている。温度槽１７ａの上流には、水晶振動子の供給部１６が、温度槽１７ｅの下流には、印字機構１８が設けられている。供給部１６、各温度槽１７ａ〜１７ｅ及び印字機構１８の間は、シャッタ機構１９によって開閉される。そして、供給部１６から印字機構１８まで搬送機構（図示なし）によって水晶振動子を搬送するようになっている。
【００１６】
ここで、本実施例の温度情報印字システムでは、複数の水晶振動子が収容された搬送キャリア（図示なし）が供給部１６から恒温槽１７ａに搬入される際、先ず、コード読取器１４によって搬送キャリアのバーコードが読み取られ、該バーコードがホストコンピュータ１１に記憶される。
【００１７】
次に、搬送キャリアは、開放されたシャッタ機構１９を経て、温度槽１７ａ内に順次に搬入され、槽内温度に達すると、その搬出口側に設けた周波数測定装置１３によって水晶振動子の振動周波数を測定する。そして、周波数測定装置１３に連動したコンピュータ１２を経て、例えば、槽内温度２０℃時における振動周波数が温度情報としてホストコンピュータ１１に記憶される。
【００１８】
次に、搬送キャリアは、別のシャッタ機構１９を経て恒温槽１７ｂに搬入されて、槽内温度−３０℃の振動周波数が測定されて、その温度情報がホストコンピュータ１１に記録される。以下同様に、温度槽１７ｃ，１７ｄ，７５ｅの温度０、５０、７５℃における水晶振動子の温度情報をホストコンピュータ１１に記憶させる。
【００１９】
次に、最後の温度槽１７ｅで振動周波数を測定された搬送キャリアは、別のシャッタ機構１９を経て印字機構１８に搬送される。そして、コード読取器１５によって搬送キャリアのバーコードを読み取り、ホストコンピュータ１１に記憶（格納）された同じバーコードに対応する水晶振動子の温度情報が読み出される。そして、当該温度情報が印字装置によって水晶振動子の表面の所定の領域に印字される。これらの印字作業は、順次、搬送される搬送キャリアの水晶振動子に対して連続的に行われる（例えば、特開２００３−６０４６０号公報参照）。
【００２０】
印字装置
次に、図３に基づいて、本発明の印字方法に用いる高出力のフェムト秒レーザーを用いた印字装置について説明する。
【００２１】
図３に示すように、本発明に用いる印字装置１８は、フェムト秒レーザー装置２０と、対物レンズ２１と、水晶ブランクＷを位置決めして保持するＸＹステージ２２とからなり、フェムト秒レーザー装置２０からのフェムト秒レーザーＬは、対物レンズ２１を介して集光され、水晶ブランクＷの印字領域に、先の印字システムのホストコンピュータ１１に記憶した水晶振動子の温度情報を鮮明に印字するようになっている。
【００２２】
本発明の実施例の印字装置では、高出力のフェムト秒レーザー（１０から１０００フェムト秒：１フェムト（femto）秒は、１０００兆分の１秒（１０-15秒））であって、その波長が、１０６４ｎｍ以下（市販のこの種のレーザー照射装置では、波長の下限は５００ｎｍ）の近赤外光レーザーを使用する。
【００２３】
とくに、フェムト秒レーザーでは、例えば平均強度（パワー）が１ｍＷの近赤外光を１０ｎ秒溜めてから１００フェムト秒に圧縮して発振すると、１ｋＷ程度のピーク強度（パワー）の光を生成することができる。
【００２４】
それ故、このフェムト秒レーザー光を水晶ブランクの表面の所定領域に照射すると、アブレーション加工により、例えば、深さ０．１ｍｍ、線巾０．１ｍｍ程度の印字が正確・鮮明にできるようになる。ただし、実際の印字では、このように微細な１本の印字巾では、光学装置による読み取りが困難であるので、数本ずらして印字して所定の１印字を行う。
【００２５】
このように本発明のフェムト秒レーザーを用いて水晶ブランクへの印字方法によれば、レーザーの照射が極めて短時間（１０-15秒単位）のため化学反応や熱伝導を抑制できる。その結果、（ｉ）水晶ブランクの印字個所以外には傷を付けずに、かつ（ii）印字個所の周辺の水晶ブランクへの影響を小さくし、傷及び亀裂の発生を防ぐとともに、（iii）水晶の特性に影響を与えないようにする、（iv）水晶ブランクに直接製品情報を鮮明に直接印字できるので、切断され個片になった後でも水晶製品の全製造履歴（例えば温度情報）を完全にトレースする、ことができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のフェムト秒レーザーを用いた印字方法は、水晶振動子に限らず、広く水晶製品への印字に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の水晶ブランク素板への製品情報の印字方法によって印字される水晶ブランクの平面図を示し、図１（ａ）は、短冊型の水晶ブランク、また、図１（ｂ）は、丸型の水晶ブランクの印字位置の実施例を示す平面図である。
【図２】本発明の製品情報の印字方法に用いる印字システムの概略図である。
【図３】本発明の製品情報の印字方法に用いるフェムト秒レーザー装置の概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１ａ，１ｂ  水晶ブランク
１０  周波数温度特性測定機構
１１  ホストコンピュータ
１２  コンピュータ
１３  周波数測定装置
１４，１５  読取器
１６  水晶ブランク供給部
１７ａ〜１７ｅ  温度槽
１８  印字装置
１９  シャッタ機構
２０  フェムト秒レーザー装置
２１  対物レンズ
２２  ＸＹステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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