JPH021224B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水晶振動子の真空蒸着装置、特に、複
数個の水晶片に同時に励振電極を設け、次いで、
１つ１つの水晶片に順次周波数調整を可能とした
真空蒸着装置に関する。

一般に水晶振動子１は第１図に示すうに所定の
角度に切り出した水晶片２の両面にクロム、金、
銀、アルミニユーム等の金属物質を真空蒸着によ
り２層、３層等の複数層に蒸着して、励振電極
３，（一方は図示せず）および端子４，４を形成
し、この水晶片２を基台５に植設した導出端子
６，６と接続された保持部材７，７に挾持させた
後、保持部材７，７と端子４，４とを導電性の接
着剤により接着し、水晶片２の振動エネルギーを
端子４，４、保持部材７，７、導出端子６，６を
介して外部へ取出すものである。

ところで、前記した水晶振動子１の振動周波数
は水晶片２の厚み、大きさあるいは励振電極３，
３、端子４，４の質、量により決定するものであ
るが、水晶片２の厚みを正確に切り出すことが困
難なことから単に所定形状の水晶片２に、所定の
物質（クロム、金、銀、アルミニユーム）を所定
量、真空蒸着装置内で蒸着しただけでは予め定め
られた正確な周波数f₀にて振動する水晶振動子を
得ることは困難なことであり、そのため、従来の
水晶振動子１は、一旦水晶片２に真空蒸着装置内
で励振電極３，３を２層ないし３層等に蒸着した
後、真空蒸着装置より取出し、前記したように保
持部材７，７に挾持させ、該水晶振動子１を第２
図あるいは第３図に示すように保管の都合上トレ
ー８，８′にその複数個（10〜15個）を収納し、
その後、以下に説明する方法により、水晶片２の
励振電極３，３上に更に微少量の物質を数回に分
けて蒸着し続け、蒸着により変化していく周波数
f₁があらかじめ定められた周波数f₀と等しくなる
点を求め、その蒸着を停止し、基準周波数f₀を備
えた水晶振動子１を得るものである。

なお、第３図示では水晶振動子１が個々の収納
台９を介してトレー８′に収納されている。

そして、周波数を調整する場合、トレー８，
８′上の水晶振動子１を１つづつ周波数を調整す
るための真空蒸着室（図示せず）内のターンテー
ブル１０，１０′に設けた端子挿入部１１，１１
あるいは収納台９の収納孔１１′に入れ替え、そ
の後、ターンテーブル１０，１０′を間欠的に回
転し、蒸発源１２，１２′よりクロム、金、銀、
アルミニユーム等の物質を微少量、対向する水晶
振動子１の励振電極３上に蒸着し、その水晶振動
子１の周波数f₁が基準周波数f₀になるまで、数回
に分けて蒸着を行うものである。数回に分けて蒸
着を行うのは１度に蒸着を行うと、その途中で基
準周波数f₀を越えてしまうのを防止するためで、
一般には２回目の蒸着は前記第１回目よりさらに
微少量で、また、３回目はさらに微少量の蒸着を
行うもので、この３回目の蒸着中に基準周波数f₀
に到達するものが多いものである。

また、基準周波数f₀に到達したか否かは調整し
ようとする水晶振動子１の導出端子６，６を発振
回路（図示せず）に接続して発振させ、該発振回
路からの信号と別に基準周波数f₀で発振する発振
器からの信号とのゼロビートを検出させればよい
ものである。

そして、調整後、真空蒸着室の真空状態を解除
し、水晶振動子１を再びトレー８，８′に収納し、
再び、他のトレー８，８′から他の水晶振動子１
を取出し、同様の作業を行うものである。

ところで、前記した従来の水晶振動子は、真空
蒸着室内に先ず、水晶片２に励振電極３，３を蒸
着するため収納および取出し、また、周波数調整
のため再び真空蒸着室（同一もしくは他の真空蒸
着室）内に収納し、取出す必要があるため、その
工程が複雑で、また、トレー８，８′に収納され
た水晶振動子を１つづつ取出し、真空蒸着室内の
ターンテーブル１０，１０′に装置し、調整後、
再びトレー８，８′に収納するものであるため、
作業能率が悪く、水晶振動子１の出入が多く、そ
の途中で水晶片２が破損してしまう等の欠点があ
つた。

本発明は叙上の点に鑑み、同一の真空蒸着室内
に複数個の水晶片を収納し、各水晶片に同時に励
振電極用の基礎蒸着を施すと共に、次いで、その
真空状態を保つたまま順次１つ１つの周波数調整
を行うことにより前記欠点を解消し、作業能率の
向上および水晶片の破損がないものを提供するこ
とを目的とする。

以下、本発明の１実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。第７図は水晶片２を基台５に取付け
た状態を示す正面図である。図から明らかなよう
に、この状態では水晶片２の両面には励振電極
３，３および端子４，４は設けてなく、単に保持
部材７，７に仮止めされた状態である。同図にお
いて２０はマスクで、該マスクは基台５に嵌合さ
れており、また、その正面および裏面には蒸着を
許容するための孔２１，２１が設けてある。な
お、６，６は導出端子である。なお、この状態を
試料と称す。第８図は真空蒸着室２２の部分断側
面図である。２３は真空蒸着室２２の定盤で、該
定盤２３上には複数本の支持柱２４…が設けてあ
る。支持柱２４…には後述する上板および下板の
位置決め用の段部２４ａ……，２４ｂ…が設けて
ある。２６は上板で、前記支持柱２４…の段部２
４ｂ…に位置し、ナツト２５…により支持柱２４
に取付けられている。２７は上板２６の中心下部
に保持されたモータ、２８はモータ２７の回転
軸、２９は回転軸２８に取付けられた伝達軸で、
該伝達軸２９は太径部２９ａと細径部２９ｂとを
備え、細径部２９ｂの先端はナツト３０と噛合で
きるようにネジ部が設けてある。３１は前記伝達
軸２９の細径部２９ｂに取付けられた第１の蒸着
物遮蔽板で、該蒸着物遮蔽板３１は特に第９図示
の平面図から明らかなようにその中心部に取付孔
３１ａが設けてあり、該取付孔３１ａから等距離
に且つ、等間隔に蒸着を許容するための孔３２ａ
〜３２ｆが複数個（実施例では６個）が設けてあ
り、さらに、孔３２ａと孔３２ｆとの中間には周
波数調整用の調整孔３３が設けてある。なお、調
整孔３３も取付孔３１ａから等距離の位置に設け
てある。３４は蒸着物遮蔽板３１に設けた係止片
である。３５は第２の蒸着物遮蔽板で、該蒸着物
遮蔽板３５は特に第１０図示の平面図から明らか
なように、伝達軸２９の細径部２９ｂに強嵌合に
より取付けられるべき取付孔３５ａが設けてあ
り、前記第１の蒸着物遮蔽板３１に設けた孔３２
ａ〜３２ｆに対応する位置に孔３６ａ〜３６ｆが
設けてあるも、調整孔３３と対応する孔は設けて
ない。そして、前記第１の蒸着物遮蔽板３１は伝
達軸２９に対し回転可能に、また、第２の蒸着物
遮蔽板３５は伝達軸２９に対し、回転不能に取付
けられるものであるが、その取付けについて、第
８図で説明すると、先ず、細径部２９ｂにコイル
バネ３７を挿入し、次に、第１の蒸着物遮蔽板３
１を挿入する。この時、取付孔３１ａは細径部２
９ｂより大径としてあるため遊嵌された状態とな
つている。次に、フエルト等より成る摩擦板３８
を挿入し、その後、第２の蒸着物遮蔽板３５を細
径部２９ｂに強嵌合し、ナツト３０を噛合すれ
ば、第１の蒸着物遮蔽板３１はコイルバネ３７の
弾力により摩擦板３８を介して適度に第２の蒸着
物遮蔽板３５に弾圧されているため、第１の蒸着
物遮蔽板３１は一定以上のトルクが加わらない限
り空転することなく伝達軸２９の回転に伴なつて
回転することができるものである。３９は上板２
６の下部に設けた試料（水晶片２等）取付部材
で、該試料取付部材３９は特に第１１図示の平面
図より明らかなように円筒形を成し、前記第２の
蒸着物遮蔽板３５に設けた孔３６ａ〜３６ｆと同
等数の取付部４０ａ〜４０ｆか等間隔に且つ先端
部が下方に傾斜して設けてある。そして、取付部
４０ａ〜４０ｆに前記第７図に示した試料を取付
けるものである。その詳細を第１２図を用いて説
明すると、同図に示すように取付部４０ａには導
出端子挿入孔４１ａが設けてあり、該挿入孔４１
ａに試料の導出端子６，６を挿入すると、導出端
子６，６に取付部４０ａに設けた孔４２ａより挿
入孔４１ａ内に進出する検知片４３が導出端子
６，６と接触するものである。４４は下板で、該
下板４４は支持柱２４の段部２４ａ…上に位置決
め固定されている。４５は定盤２３上に設けたモ
ータで、モータ４５の回転軸４５ａは前記下板４
４の孔４４ａより上方へ突出し、その先端には回
転式テーブル４６が取付けてある。また、回転式
テーブル４６の回転中心は前記伝達軸２９の回転
中心より偏心した位置になるようにしてある。そ
して、回転式テーブル４６上には第８図、第１３
図に示すように蒸発源となるべき複数個の受皿４
７，４８（実施例では２種類）が積置してあり、
回転式テーブル４６を回転させ、受皿４７あるい
は４８を所定位置に定位した時、その定位位置が
第８図に示すように伝達軸２９の真下に定位する
ようにしてある。従つて、第８図に１点鎖線に示
したように各試料（水晶片２）に対する入射角α
は伝達軸より等角度、すなわち、蒸着すべき金属
を収納した受皿は各試料に対して等位置に定位す
ることになるものである。受皿４７，４８はタン
グステン、モリブデン等より成り、一方の受皿４
７は金属物質としてクロム４９が、また、他方の
受皿４８には金５０が収納してある。従つて、本
実施例における水晶片２の表面にはクロム４９と
金５０の２層蒸着となるようにセツトされてい
る。５１は電極で、該電極５１は上下動可能に設
けられ、回転式テーブル４６が回転し、所定位置
に定位した時、上昇し、所定の受皿を通電させ、
受皿内の金属例えばクロム４９を蒸発させるもの
である。５２は電極５１を上昇あるいは下降する
ためのソレノイドプランジヤーで、該ソレノイド
プランジヤー５２に設けたプランジヤー５３の往
復運動により電極５１を上下動させる。すなわ
ち、プランジヤー５３の先端にはカム面５３ａが
設けてあり、該カム面５３ａが電極５１に設けた
ピン５１ａを押圧するためである。５４は第１の
蒸着物遮蔽板３１に設けた係止片３４と係合して
第１の蒸着物遮蔽板３１をコイルバネ３７の弾力
に抗して回転させるための可動部材で、該可動部
材５４は下板４４の下面に設けたソレノイドプラ
ンジヤー５５により可動するものである。なお、
５６…は検知片４３…と接続したリード線であ
る。５７は取外しが可能なカバーである。

次に、本発明の動作について説明すると、先
ず、カバー５７を取外し、試料取付部材３９の取
付部４０ａ〜４０ｆに試料を取付けると共に、回
転式テーブル４６上の受皿４７，４８に蒸着用金
属であるクロム４９と金５０とをそれぞれの受皿
４７，４８に収納すると共に可動部材５４を可動
させて第１の蒸着物遮蔽板３１に設けた孔３２ａ
〜３２ｆが第１４図に示すように第２の蒸着物遮
蔽板３５に設けた孔３６ａ〜３６ｆと対応するよ
うに操作すると共にモータ２７を若干回転させ、
各孔３２ａ〜３２ｆが取付部４０ａ〜４０ｆに取
付けられた試料と対応する位置に定位させる。ま
た、回転式テーブル４６も回転させてクロム４９
を収納した受皿４７が伝達軸２９の真下に定位す
るようにセツトし、その後、カバー５７を被せ
て、真空蒸着室内部を真空状態にする。そして、
ソレノイドプランジヤー５２を操作して、電極５
１を上昇させ、受皿４７を通電すると、クロム４
９が蒸発し、孔３２ａ〜３２ｆ（３６ａ〜３６ｆ）
および各試料に設けたマスク２０の孔２１より各
試料（各水晶片２）が同時に金属蒸着（クロム蒸
着）される。所定量のクロム蒸着が終了すると、
再びソレノイドプランジヤー５２を操作して、電
極５１を降下させる。そして、モータ４５を回転
させ、回転式テーブル４６を半回転し、今度は金
５０を収納した受皿４８が伝達軸２９の真下に定
位するようにセツトし、再び、電極５１を上昇さ
せて、受皿４８を通電すると、受皿４８内の金５
０が蒸発し、各試料の前記クロム蒸着上にさらに
金が蒸着する。そして、この全蒸着が終了した
後、特に図示してないが取付部４０ａ〜４０ｆを
半回転させるか、一旦、真空状態を解除して、カ
バー５７を取外し、試料を半回転して取付け、再
びカバー５７を被せ、真空状態と成し、また、回
転式テーブル４６を再び半回転し、クロム４９を
収納した受皿４７を再び伝達軸２９の真下に定位
するようにセツトし、前記同様先ずクロム蒸着
を、次いで、回転式テーブル４６を半回転して金
蒸着を行うことにより、収納された各試料は同時
に励振電極３，３となるべく基礎蒸着が終了す
る。蒸着すべき金属を収納した受皿４７，４８を
常に伝達軸２９の真下に定位するようにセツトし
たのは蒸着源（受皿）と各試料とが等位置になる
ようにしたもので、これにより複数層に金属を蒸
着する際の蒸着ムラが防止できるものである。

次に、試料（水晶片２）の両面に基礎メツキ後
の周波数調整について説明する。先ず、基礎メツ
キが終了したら、ソレノイドプランジヤー５５に
より可動部材５４を可動させ、第１の蒸着物遮蔽
板３１をコイルバネ３７の弾力に抗して若干回転
させ、第１の蒸着物遮蔽板３１に設けた調整孔３
３が第１５図に示すように第２の蒸着物遮蔽板３
５に設けた孔の１つ例えば３６ｆと対応させる。
従つて、第２の蒸着物遮蔽板３５に設けた他の孔
３６ａ〜３６ｅは第１の蒸着物遮蔽板３１により
閉鎖状態となり、また、第１の蒸着物遮蔽板３１
に設けた孔３２ａ〜３２ｆは第２の蒸着物遮蔽板
３５により閉鎖状態となる。従つて、両蒸着物遮
蔽板３１，３５には調整孔３３（３６ｆ）の部分
のみが開孔した状態となり、この調整孔３３を順
次１つ１つの試料に対応させ周波数調整を行うも
のである。

すなわち、調整孔３３を先ず取付部４０ｆに取
付けられた試料と対応させ、回転式テーブル４６
の金５０に収納した受皿４８を通電させ、金５０
を微少量蒸発させると、金は調整孔３３、マスク
２０の孔２１を通過して、前記基礎メツキ（励振
電極）上に蒸着する。この時、水晶片２の励振電
極は保持部材７，７、導出端子６，６より検知片
４３を介してリード線５６に導出され、該リード
線５６を発振回路（図示せず）に接続して発振さ
せ、該発振回路からの信号と別に基準周波数f₀を
発振する発振器からの信号とにより、従来例と同
様、数回の微調整を行い、ゼロビートを検出させ
１つの試料の調整を終了させる。１つの試料の調
整が終了したら、モータ２７を所定量回転し、２
つの蒸着物遮蔽板３１，３５を同時に回転させ、
調整孔３３が次の試料と対応するようにし、前記
同様の調整を行う。そして、モータ２７を略１回
転させることにより全部の試料の周波数調整が終
了する。終了後、真空状態を解除し、カバー５７
を取外し、各試料を取外せば、水晶片２には励振
電極３，３と周波数調整が終了したものが誕生す
ることになる。

なお、前記両蒸着物遮蔽板３１，３５には６つ
の孔３２ａ〜３２ｆ、３６ａ〜３６ｆを、また、
試料取付部材３９には６つの取付部４０ａ〜４０
ｆを設けたが、必ずしも６つに限定されることな
く、個数については設計上の任意のことである。

また、回転式テーブル４６上には２つの受皿４
７，４８を積置したが必ずしも２つに限定される
ことなく、３，４〜10種類と積置することにより
２〜10層あるいはそれ以上に蒸着することができ
るものである。

さらに、調整孔３３は第１の蒸着物遮蔽板３１
に設けたが、反対に第２の蒸着物遮蔽板３５に設
けてもよいものである。

以上、詳細に説明したように、本発明によれ
ば、真空蒸着室２２内に２枚の蒸着物遮蔽板３
１，３５を水晶片２と蒸発源（受皿４７，４８）
との間に回転可能に設け、該２枚の蒸着物遮蔽板
には各々対応する位置に複数個の孔３２ａ〜３２
ｆおよび３６ａ〜３６ｆを設けると共に、２枚の
蒸着物遮蔽板のうちどちらか一方には前記孔より
１つ余分に調整孔３３を設け、基礎メツキ時には
調整孔を除く各孔を対応させて、各水晶片に同時
に金属蒸着を可能と成すも、周波数調整時には前
記各孔の対向を解除し、調整孔と他方の蒸着物遮
蔽板に設けた孔の１つと対応し、順次周波数調整
の金属蒸着を可能としたので、同一の真空蒸着室
内で、水晶片への基礎蒸着（励振電極）を行なう
工程と、周波数調整の工程とを連続的に行えるの
で、作業能率がよく、しかも水晶片の出入が少な
くてすむので、水晶片を破損させることがなく、
また、試料の取付部４０ａ〜４０ｆを自動半転可
能にすれば、基礎蒸着の工程と周波数調整の工程
において、真空状態を破壊することなく、作業が
単純化され安価に水晶振動子を提供できる等の効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は水晶振動子１の正面図、第２図〜第６
図は周波数調整の従来例を示し、第２図は第１の
トレー８を示し、イ図は正面図、ロ図は側面図、
第３図は第２のトレー８′を示し、イ図は正面図、
ロ図は側面図、第４図は調整装置の正面図、第５
図は同平面図、第６図は他形状の調整装置の平面
図、第７図〜第１５図は本発明の実施例を示し、
第７図は試料の正面図、第８図は真空蒸着室２２
の部分断側面図、第９図は第１の蒸着物遮蔽板３
１の平面図、第１０図は第２の蒸着物遮蔽板３５
の平面図、第１１図は試料取付部材３９の平面
図、第１２図は取付部４０ａに試料を取付けた状
態を示す部分断側面図、第１３図は回転式テーブ
ル４６の平面図、第１４図は基礎蒸着状態を示す
蒸着物遮蔽板３１，３５の平面図、第１５図は周
波数調整状態を示す蒸着物遮蔽板３１，３５の平
面図である。 １…水晶振動子、２…水晶片、３，３…励振電
極、２２…真空蒸着室、３１…蒸着物遮蔽板、３
２ａ〜３２ｆ…孔、３３…調整孔、３５…蒸着物
遮蔽板、３６ａ〜３６ｆ…孔、３９…試料取付部
材、４０ａ〜４０ｆ…取付部、４６…回転式テー
ブル、４７，４８…受皿（蒸発源）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 真空蒸着室内に複数個の水晶片を収納し、該
   複数個の水晶片に同時に励振電極となるべき金属
   の基礎蒸着を施こし、次いで、１つ１つの水晶片
   に順次周波数の調整を行い得るようにした水晶振
   動子の真空蒸着装置において、真空蒸着室内に２
   枚の蒸着物遮蔽板を前記水晶片と蒸発源との間に
   回転可能に設け、該２枚の蒸着物遮蔽板には各々
   対応する位置に複数個の孔を設けると共に、該２
   枚の蒸着物遮蔽板のうちどちらか一方には前記孔
   より１つ余分に調整孔を設け、基礎蒸着時には前
   記調整孔を除く各孔を対応させて、各水晶片に同
   時に金属蒸着を可能と成すも、周波数調整時には
   前記各孔の対向を解除し、調整孔と他方の蒸着物
   遮蔽板に設けた孔の１つと対応し、順次周波数調
   整の金属蒸着を可能としたことを特徴とする水晶
   振動子の真空蒸着装置。 ２ 基礎蒸着時には２枚の蒸着物遮蔽板は回転す
   ることなく、周波数調整時のみ回転し得るように
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の水晶振動子の真空蒸着装置。 ３ ２枚の蒸着物遮蔽板は摩擦結合していること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の水晶振
   動子の真空蒸着装置。