JPH021225B2 - - 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、同
時に多数の水晶片に複数層の金属を蒸着できるよ
うにした水晶振動子の真空蒸着装置に関する。

一般に水晶振動子１は第１図に示すように所定
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適当に選
択して、２層、３層等の複数層に蒸着して、励振
電極３，３（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４４、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、前記した水晶片２に設ける励振電極
３，３は通常２〜３層等複数層に設けることが一
般であり、しかも、多数の水晶片２を同一の真空
蒸着室内に収納し、同時に励振電極となるべき基
礎メツキを設けるものである。

このため、従来の基礎蒸着工程、例えば２層の
基礎蒸着の場合、真空蒸着室内に２つの蒸着源、
例えばクロム蒸着源と金蒸着源とを設け、先ず、
クロム蒸着源を蒸発させて、多数の水晶片２の面
にクロム蒸着を、次に、金蒸着源を蒸発させて、
各水晶片２のクロム蒸着上に金蒸着を行うもので
あつた。

しかし、前記基礎蒸着工程において、複数の蒸
着源を真空蒸着室内に設けることは、各蒸着源か
ら各水晶片２への距離が等位置になることがない
ので、水晶片２に対する基礎蒸着にムラが生じ、
特性の良い水晶振動子を得ることが、困難であつ
た。

また、前記した水晶振動子１の周波数は水晶片
２の形状、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を発振する発振
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′に装着し、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、真空蒸着室内に回転
式テーブルを設け、該回転式テーブル上に複数個
の蒸発源を積置し、該蒸発源の内、使用する蒸発
源は常時各水晶片に対して等位置と成るようにす
ることにより水晶片に対する蒸着ムラを防止し、
高性能の水晶振動子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２４
ｂ…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
るようにジ部が設けてある。３１は前記伝達軸２
９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３１
ａ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〜３
２ｆ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３２ａ〜３
２ｆ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２
９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３
７を挿入し、次に、第１の蒸着物遮蔽板３１を挿
入する。この時、取付孔３１ａは細径部２９ｂ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２
９ｂ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２６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が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〜４
０ｆ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４１ａ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４４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４７，４８（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４７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５
２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４
３…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、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５０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）の両面に基礎蒸着後の
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３３
が第１５図に示すように第２の蒸着物遮蔽板３５
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３
６ａ〜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３
５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を収納した受皿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、前記基礎蒸着層（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つの限定され
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に設けた回転式テーブル４６
上に所定の間隔をおいて、複数種類の金属を積置
し、該回転式テーブルを回転させることにより蒸
着すべき金属の蒸着源（受皿４７，４８）は常時
各水晶片に対し、等位置に定位し得るようにした
ので、水晶片２に蒸着される基礎蒸着は蒸着ムラ
を起すことがなく、特性の良い水晶振動子を得る
ことが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図は基礎メツキ状態を示
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)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の水晶片の表面に同時に複数種類の金
   属を順次真空蒸着して水晶片の表面に励振電極と
   なる基礎蒸着層を形成させるようにした水晶振動
   子の真空蒸着装置において、前記複数種類の金属
   を回転式テーブル上に所定の間隔をおいて積置
   し、該回転式テーブルを回転させることにより蒸
   着すべき金属は常時各水晶片に対し等位置に定位
   し得るようにしたことを特徴とする水晶振動子の
   真空蒸着装置。