JPH07507185A - ピエゾ電気共振器製造のための方法およびプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ピエゾ電気共振器製造のための方法およびプラント、一本発明は、請求項１の前 文に規定した種類の共振器の製造方法に関する。

本発明また、主装置クレームの前文に規定した種類の共振器を製造するためのプ ラントに関する。

共振器は、例えば結晶を励起するように機能する多数の金属電極をその主表面上 に取り付けたピエゾ電気結晶プレートを含むことができる。共振器の周波数は、 例えば電極の質量を調節することによって微調整することができる。

宜東及歪 先行技術の問題の一つは、十分に長い期間周波数が安定した共振器を連続生産す ることができず、その電気的特性が十分に良く再現できず、特に共振器が前記連 続生産に含まれる時互いに異なる周波数および／または互いに異なる動的パラメ ータを持つことである。

最近、長期間の周波数安定性は一層厳しくなっており、そして今日では、例えば 剪断モードで発振するＡＴ結晶の場合、結晶の質量として計算して、しばしば原 子層の分数に相当する年間ｌｐｐｍ以下にある。

これまで使用されている技術は、Ｈｙ−Ｑ　Ｈａｎｄｂｏｏｋｏｆ　Ｑｕｒｔｚ 　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｅｖｉｃｅｓ、Ｄａｖｉｄ　５ａｌｔ、Ｖａｎ　Ｎｏ５ｔ ｒａｎｄ　Ｒｅ１ｎｈｏｌｄ（ＵＫ）Ｃｏ、、Ｌｔｄ、、１９８７”に記載され ている。この先行技術は２０あまりの作業ステップを含み、これらは大よそ以下 の６グループに分けることができる。

１、結晶へ適当な形状を付与するため種々の段階における機械加工（研削／研磨 ）、この加工プロセスが終了した時、結晶はその厚み（典型的には０．０５〜０ ．５ｍｍ）が共振周波数を決定する薄いプレートの形を有する。

λ　化学的湿式エツチングおよび洗浄。

３、　結晶の両側に真空中金属の蒸着によって電極の適用。

４、　結晶の空気中への取出し、および結晶のホルダーへのはめ込みおよび電導 性接着剤との電気的接触の確立および接着剤の硬化もしくはキュア。

５、結晶が発振器回路へ接続されている間、所望の周波数へさらに蒸発するよう に結晶の真空への導入。

６、結晶の空気中への取出し。

７、　カプセル化。

５ａｌｔによって記載された技術は、許容できないほど速い率で老化する共振器 、すなわち不満足な長期間周波数安定性を有する共振器を生ずる。この公知技術 はまた、その電気的特性が良く再現できず、そのため動的パラメータＣ，，Ｌ、 およびＲ１の広いひろがり（Ｓａｌｔ、１９８７．Ｆｉｇ、６．１を参照）を生 ずる結晶をもたらす。

”Ｆｉｎａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　ＬＡＢＣＯＭ　Ｒｅ５ｏｎａｔ。

ｒ　Ｐｈａｓｅ　ＩＩＩ″　ｆｒｏｍ　Ｐｌａｎｔ、Ｕ、Ｓ、　Ｄｅｐａｒｔｍ ｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ、ＧＥＰＰ−ＦＲ−１０４６、ＵＣ−７００の論文 には、単一種類および周波数の精密共振器の製造のためのい（つかの製造条件が 述べられている。そこでは、各自複数の結晶を担持するプレートが、約２Ｘ１０ −　ミリバールの圧力において蒸気化することによって電極コーティングチャン バ−内で電極が粗結晶へ適用される、複数の直列に接続した真空チャンバーを含 む生産設備を通って直列に輸送される。コーティングチャンバーの人口および出 口は、閉鎖パルプにより、実質的な真空に維持された前処理チャンバーおよび後 処理チャンバーへ接続され、そこでは電極コーティングチャンバーから隣接する 前処理チャンバーまたは後処理チャンバーへの圧力差は、大気への差よりもかな り低い、結晶周波数は電極コーティングプロセスの間に微調整されるＵＶ−処理 プロセスおよびオゾン処理プロセスが真空条件に維持された前処理チャンバーに おいて実施され、ベーキングプロセスは前記前処理チャンバーへ接続された別の 処理チャンバーにおいて実施される。すなわち、プレートは電極コーティングチ ャンバーへ導入する前に、約２５０℃および２Ｘ１０−”ミリバールの圧力にお いて温度処理にかけられる。結晶およびホルダーは後処理チャンノイーにおいて カプセル内にシールされる。

“Ｆｉｎａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ″によると、公知の生産設備は、コーティングチャ ンバー内の個々の結晶を輸送プレートとそして電極コーティングステーションの 間で移送するための人力作動マニピュレーターを含んでおり、これが製造キャパ シティーを制限する。

主見史ｑ皿丞 本発明の一目的は、これまでの場合よりも一層効果的にそしてより一層融通性あ る態様で共振器を連続的に製造でき、それによって高いエージング安定性を有し そして電気的特性に関して高い再現性がある共振器を製造することができる方法 と、以後プラントと呼ぶ装置の配列を提供することである。

本発明の他の一目的は、製造シリーズにおいて融通性あるｎ欅において異なる共 振器へ互いに異なる周波数および／または互いに異なる動的パラメータを与える ことを可能にすることである。更なる目的は、製造段階を効果的に自動化するこ とを可能にするか、または共振器エレメントを簡単かつ効率的な態様で異なる処 理ステーションを人力で通過させることを可能にすることである。

本発明のなお他の目的は、製造設備をプログラム制御することを可能にし、そし て特にコンピューター制御を可能にする方法およびプラントを提供することであ る。

多数の前記目的は、独立の方法クレームに述べられている特徴を有する発明方法 によって達成される。該方法の更なる発展は従属方法クレームに述べられている 。

本発明の他の目的は、独立の装置クレームに規定したプラントによって達成され 、該プラントの発展は従属装置クレームに述べられている。

電極処理チャンバーは、好ましくは超音真空（ＵＨＶ）チャンバーであり、その 中は１０−’ミリバールおよび好ましくは１０−”ミリバールより低いベース圧 力が確立される。

電極コーティングチャンバーへ接続するチャンバーは好ましくは高真空（ＨＶ） チャンバーであり、その中は１０−ｓミリバールおよび好ましくは１０４ミリバ ールより低いまたはもっと低いベース圧力が確立される。

ベース圧力とは、当初の排気の後そして共振器の不存在下山める圧力を意味する 。これらのベース圧力に相当する真空を確立した後、プロセスガスを制御された 態様でそれぞれのチャンバーへ導入することができ、その時合成空気を第１およ び第２のチャンバーへ導入することができ、アルゴンをコーティングチャンバー へ導入することができる。チャンバー間のキャリアの移動は常にベース圧力にお いて行われる。ベース圧力は主として再汚染をできるだけ低く保つために確立さ れる。

クリーニング作業は好ましくはコーティングチャンバー内で実施され、そして原 子、イオン、電子、光子またはプラズマの照射によって実行される。このクリー ニング作業は原子レベルにおいて実施され、そしてピエゾ電気プレートはその後 直ちに電極で被覆されることができ、これは非常に高いエージング安定性を結晶 へ付与する。

、電極はＰＶＤプロセス（物理的蒸着）により第２のチャンバー内で形成される 。

本発明によって達成される一利益は、共振器エレメントプレートが両側から同時 に到着できることであり、そして本発明の好ましい一具体例によれば、電極は得 られた共振器周波数が検知されるのと同時にピエゾ電気プレートの二つの互いに 対向する側に同時に蒸着され、そして蒸着もしくはコーティングプロセスは電極 コーティング下の共振器について所望の周波数が得られるように制御される。

電極は好ましくは単一の生産段階において共振器へ適用される。

電極コーティングチャンバーは真空チャンバーを経て大気圧へ接続され、そして 本発明の一興体例においてはキャリアがそれを通って処理チャンバーへ送られる 前処理チャンバーを経てコーティングチャンバーから取出される。一つの前処理 チャンバーを電極コーティングチャンバーの各端へ接続することができ、共振器 エレメントを存するキャリアの一列が一方のチャンバー内で前処理される間に、 他方の前処理チャンバー内においてそれ以前に前処理された共振器エレメントを 有するキャリアは電極蒸着もしくはコーティングのため電極コーティングチャン バー中へ導入され、次に前記前処理チャンバーへ返還することができ、そこから キャリアは第１の前処理チャンバー中で前処理された共振器エレメントが電極蒸 着もしくはコーティングチャンバー中で電極が設けられる時カプセル化のため取 出すことができ、またはその逆も可能である。

今や本発明はその好ましい例示的具体例を参照し、そして添付図面を参照してさ らに詳細に記載されるであろう。

図１は、本発明によって構成したピエゾ電気共振器製造プラントの概略的平面図 である。

図２は、その上で共振器エレメントが前記プラント中で輸送され、処理されるキ ャリアを図示する。

図３は、共振器エレメントの電極コーティングのための構造を概略的に図示する 。

図４は、前記プラント中の電極コーティングもしくは蒸着ステーションの好まし い具体例を概略的に図示する。

図５は、図１の線Ｖ−Ｖに沿って取った概略断面図である。

図６は、図２の線■−■に沿って取った概略図である。

図７は、電極コーティングもしくは蒸発プロセスの量弁振器エレメントへ接続の ための電気的接触スプリングの好ましい具体例を図示する。

図８は、プラントの第１のチャンバー内の貯蔵レール上を運ばれる時のキャリア を概略的に図示する。

図９は、修飾した製造プラントの概略平面図である。

プロセスは図２に関し以下に記載する共振器エレメント９の処理にも関する。

各エレメントは、ホルダー９３上の２本のアーム９２上に搭載されたピエゾ電気 プレート９１．例えば石英結晶プレート９１を含んでいる。これは標準タイプＨ Ｃ−４９／ＵまたはＨＣ−５０／Ｕでよい０図示した場合、アーム９２は、弾性 アーム９２を同時に保持し、そしてアームを互いに電気的に隔離するホルダープ レート９５の支持表面に対して直角に延びる平行な伝導性ピン９４へ接続される 。

共振器エレメント９は、各プレート９１がホルダープレート９５およびその伝導 性ピン９４に関し、そしてまた以下記載するようにキャリア１０およびそのマー キング１０４に関して良く規定された位置を持つように注意深（検査され、そし て調節される。

多数の共振器エレメント９、例えば２５個の共振器エレメントが図２および図６ に図示するようなキャリア１０上に搭載される。キャリア１０はレールの形を有 し、それぞれのエレメント上の一対のピン９４を受け入れるための互いに平行な 孔ｌＯを各エレメント９のために備えている。レール１０はまた、孔１０１に直 角に延び、前記エレメント９のプレート９５を支持する支持表面１０２を備えて いる。ピン９４はプレートもしくはディスク９１の平面内に横たわり、そしてす べての孔はエレメント９をレール上に搭載した時すべてのエレメント９のディス ク９１が直線上位置するそれらのそれぞれの中心に関して共通平面内に横たわる ように共通平面内に横たわる。孔１０１はレール１０に設けた孔にはめ込まれそ してレール１０から導体ピン９１を絶縁するように機能するセラミックチューブ によって形成される。

図１は、各自レールによって支持された共振器エレメントの同時処理のため多数 のレール１０を収容するマガジンチャンバー１および４を示している０図１はま た、チャンバー１．４間に直列に接続され、そしてそれを通ってそれぞれのレー ルｌＯがそれらの縦方向に単独で進められるチャンバー２および３を図示する０ 図１はまた、処理された共振器エレメントが例えば乾式クリーン保護ガス雰囲気 もしくは真空中で抵抗溶接によってカプセル化される、チャンバー４へ接続され たチャンバー５を図示する。

チャンバー１〜５は直列に配置され、そして高真空フィード弁５２〜５５によっ て互いに分離され、そして最初のチャンバー１と最後のチャンバー５はそれぞれ 対応する高真空フィード弁５１および５６を有し、レール１０はそれらを通って 導入および取出すことができる。

チャンバー１〜５の各自は真空ポンプおよびガス供給システムへ接続することが できる。

真空ポンプは、チャンバーへＨＶ状態またはＵＨＶ状態を、例えばチャンバーへ 以下のベース圧力を与えることができることを意図する。すなわち初期ダウンボ ンピング後そしてエレメント９を持ったレール１０の不存在下、チャンバー１． ２および４へ１０−＆ミリバール以下、チャンバー３へ１０−ｑミリバール以下 の真空を与えるチャンバーへ前記ベース圧力を通用した後、不純物を制御した適 当なガスをそれぞれのチャンバーへ導入することができ、そしてプロセスをベー ス圧力よりかなり高いプロセス圧力において実施することができる。

図１に示すように、チャンバー１および４は回転対称スタンド７０を含み、この スタンドはその対称軸のまわりを回転することができ、そしてそれぞれのレール １０のための多数の放射方向へ延びるガイド７１を持っている。マガジンチャン バー１および４には、レール１０をガイド７１の内外へ動かす直線駆動機構６１ ．６２が装備される。この機構６１．６２は別のステッピングモータによって駆 動されるボールスクリューの形を持つことができる。スタンドもしくはラック７ ０は、ガイド７１がそれぞれのフィード弁５１．５２．５４．５５へ指向する特 定の角度位置へ回転することができる円形カル−セルプレートもしくはターンテ ーブルの形を持つことができる。

レール１０とそれによって支持されたエレメント９は、レールおよびエレメント の表面に沈着することがある水蒸気および他の揮発性物質を追い出すため、チャ ンバー１内において真空中比較的長期間熱処理（２００°Ｃ以上の温度において ）へかけられる、チャンバー１内の圧力はプロセスチェックによって測定され、 この圧力は結晶９１からのガスの排気に依存する。熱処理プロセスはチャンバー １内で正しい圧力がその内を支配するまで継続される。レールｌＯとそれに支持 されたエレメント９は次に冷却され、その後一時に一個のレール１０がチャンバ ー２へ導入され、そこでエレメントはオゾンおよびＵＶ光による酸化処理プロセ スへかけられる。チャンバー１におけるそれらの処理の後エレメント９上に残っ ている炭化水素のような有機不純物は二酸化炭素および水蒸気に分解され、外へ 吸い出されるであろう。結晶純度の積極的評価は、レールからレールへ結晶の均 一な純度を得るように、チャンバー２中の例えば二酸化炭素の分圧を測定するこ とによって得ることできる。この残存ガス分析は、サンプルを採取する時を除い てチャンバー２から平常閉じられている別のシステム内で実施される。

本発明設備またはプラントの代替具体例においては、チャンバー２は省略または チャンバー１と処理チャンバー３間のフィード弁として使用することができ、そ してＵＶオゾン処理プロセスはチャンバー１内で真空処理プロセスと同時に実施 することができる。

図５に示すように、レールＩＯは輸送構造８０によってその縦軸の方向にチャン バー２および３を通って動かされる。レール１０の上表面にはレールｌＯの縦方 向に延びそして好ましくは■字形断面（図６を見よ）のみぞ１０６が設けられる 。レール１０の下面にはみぞ１０６と平行に延びる対応するみぞ１０７が設けら れる。輸送構造８０はレール１０上のみぞ１０６，１０７と係合する車輪外周を 有する多数の車輪８１．８２を含んでいる０図５に示すように一方の車輪８２は 他方の車輪８１の方向へばね付勢することができ、そして車輪の一方例えば８１ はレール１０の軸方向連動のため駆動されることができる。

ガイド／レール７１（図１を見よ）は、レール１０を機構へおよび機構から直線 的に移すことができるように輸送機構と整列させることができる０図２から見ら れるように、取出し方向から見てそれぞれのレール１０の少なくとも先端はレー ルＩＯを関係する直線駆動機構６１．６２へ連結できるように磁石ねじ１０日で ある。

チャンバー３は超高真空（ＵＨＶ）　、すなわちその中にｌｏ−９ミリバールの 真空を確立することを可能とするようにつくられる。チャンバー３内にそのよう な低い圧力を維持できるために満たされなければならない一条件は、多数の材料 の通過にもかかわらず、主としてチャンバーへ導入されるレール１０およびエレ メント９がそれらからチャンバー３中へガスが放出されないことを確実にするよ うに十分にクリーンであることである。また、チャンバー３をフィード弁５３． ５４が開かれた時明白な低圧に維持されたチャンバー（それぞれチャンバー２お よび４）で囲み、それによりチャンバー３へ多分移行し得る汚染物質の量を最小 化することが必要である。

図示したチャンバー３は二つの処理位置３ａ、３ｂを有し、それらはチャンバー の縦方向に互いに分離されている。

図２に示すように、レールｌＯはマーキング１０４を有し、これは図示した例で はめいめいの共振器エレメントのレール１０に沿った位置に対応するノツチの形 を持っている。レール１０がその縦軸の方向に動かされる時、レールが関係する 結晶エレメントの９の位１を不一致なく規定する位置に係止されるのを可能とす るように各マーキングの位置が検知される。ノツチ１０４は対応する孔、ビンま たは他の同定手段で置き換えることができ、そしてそれぞれのマーキングの位置 は機械的、電気機械的に誘導的に、静電的に、または光学的に検知できることが 理解されるであろう０図２に示したのは、その自由端に回転自在に軸支されたロ ーラーまたは代わりにとがったラッチング装置！１１１が取付けられた回動自在 に取付けられたアーム１１０である。ばね１１２がアーム１１０をレールｌＯの 下面の方向に付勢し、装Ｗｉｌｌをくぼみ１０４中に駆動し、エレメント９を与 えられた位置に配置する。検知装置１１４は駆動機構８０を制御するため、また は結晶９が与えられた位置を取っている・ことを指示するための目的で、とがっ た装置１１０のくぼみ１０４中への保合を検知するために設けられる。

個々のエレメント９が一時的に保持されるーステーシランに相当する位置３ａ（ 図１）において、結晶ディスク９１の位置の両側に原子、イオン、光子または電 子のエネルギーリッチビームにより残存汚染物を乾式エッチ除去する照射装置が 位置する。このエッチプロセスはディスク９１の主表面が原子的にクリーンにな るまで継続されるか、またはディスク９１の厚みが減らされ、それによりこの処 理ステップが与えられた厚みの石英ディスクもしくはプレートを確立するのに役 立つまで継続されることができる０代わりに、このステーシラン３ａにおけるエ ツチングプロセスは、エレメント９の周波数を増加させるため電極材料を後で除 去する（スパッターオフ）ために使用することができる。このエツチング方法は また、それらの主表面に電極を欠く“潜在場共振器”の周波数を調節するために 使用することができる。エネルギーリッチな原子、イオンまたは電子は原子銃、 イオンビーム源、または例えばアルゴンのような適当なプロセスガス上の高周波 放電によって発生される。

レール１０はその縦軸の方向に進められ、そのためめいめいのクリーンエレメン ト９は位置３ｂ（図１）に一時的に保持され、そこでエレメント９は例えば所定 位置の結晶のそれぞれの側に配置された二つのコーティング装置から蒸発または 好ましくは蒸発またはスパッタリング（電極原子化）により、ＰＶＤプロセス（ 物理的蒸着）により、適当な電極金属、例えば金で被覆され、この場合好ましく は二つのスバフターマグネトロンは結晶ディスク９１の運動通路の両側に静止的 に取付けられる。

スパッターまたは蒸発させた金属のビームは、図３の結晶上の所望の電極の形を 決めるアパーチャー１９２を備えたマスク１９１によって区画される。

図２の左側には各自それぞれのホルダーアーム９２へ接続された電極９８が適用 されたエレメント９が示されている。

図４に示されているように、スパッタリングマグネトロン８６はディスク９１が それに沿って動く通路から等距離に互いに相手へ向かって指向され、そしてマス ク１９１は前記通路の両側に配置され、その中心面が鎖線１１７によって指示さ れている。

好ましい一興体例によれば、マスク１９１は二つの互いに平行なディスクの形を 有し、それらの外周に異なるマスクアパーチャーまたは開口の対を備え、そして 位置３ｂに一時的に静止保持される結晶ディスクの両側の所定位置にマスクアパ ーチャーをインデックスするように回転することができる。異なるマスクアパー チャーは共振エレメントの異なるタイプに適応させることができ、そして図４に 示すように、外部から駆動される機構によって作業位置へ前方へ回転される。

図４にはまた、処理位置３ｂに配置されたエレメント９上のピン９４と接触を確 立する一対の接触ばね１７０が概略的に図示されている。ばねの好ましい具体例 １７１は図７に示されている。

図３に示されているように、スパッタリングマグネトロン８６は、金属蒸気を実 質上位置３ｂにあるエレメント９上のみに指向させるように機能する開口８８を 有するハウジング８７によって仕切られる。

共振器周波数は温度にも依存するので、コーティングプロセスの間結晶温度を正 確に制御することが重要である。ディスクもしくはプレート９１はそれが金属フ ィルムを形成する金属原子で射撃されるとき（平均エネルギー約１ｅＶ）不可避 的に加熱される。さらに熱電子（平均エネルギー約２〜５ｅＶ、すなわち電子温 度２０，０００〜５０，０ＯＯＫ）がマグネトロン中のガス放電プラズマから発 生する。もしこれらの熱電子がディスク９１へ当たれば、ディスクは周波数の正 確な調節を不可能にするほど強力に加熱されるであろう、それ故マグネトロン８ ６は例えばハウジング８７のオリフィス８８において横方向または軸方向磁場（ 磁場）を発生する手段の形か、または阻止電子場の形の電子トラップ８９を備え る。チャンバー３はまた、チャンバー壁の温度を規制するために、例えばチャン バー３の外部と接触にあり、そして冷水がそれを通って流れる導管の形の熱交換 器を備える。これはコーティングプロセスの間エレメント９に関して適当な温度 （例えば＋２５または＋８５℃）が維持されることを可能にする。

図４に間して指示したように、エレメント９４上のピン９４は電気的接触子ばね １７０を介して適当な高周波回路（活性発振器または受動的伝送回路または反射 回路）へ接続され、該回路は発生したピエゾ電気効果を通じて結晶の機械的発振 （図示した具体例では剪断発振）を励起し、それと同時に電極コーティングプロ セスの量弁振周波数が下降（減少）する、この周波数はエレメント９へ所望周波 数を与えることを可能とするためモニターされる。

高周波測定回路は、例えば標準的ＩＲＶ−４４４に従って構成することができる 。しかしながらコネクターエレメントは図示した具体例の場合好ましくは弾性で あり、そしてこのためコネクターばねは好ましくは図７に示した態様に、すなわ ち脚の間に小さい隙間と広い幅を有し、そしてばねエレメントの自由端部１７１ がホルダープレート９５の下のくぼみ１０３内に受け入れられそしてエレメント ９が位置３ｂにある時それぞれのピン９４と電気的接触を確立することを意図し た折り曲げたばね条片として構成される。コネクターばねの他端は、同軸ケーブ ルにより最初パイネットワークへそしてその後回路の測定装置へ接続される。こ のばねコネクターの構造は最小のインダクタンスを提供する。

レール上の各エレメント９へ電極をコーティングしそして各エレメントの周波数 を調節した後、レール１０はマガジンチャンバー４中へ動かされる。チャンバー ４がレール１０のバッチで満たされた時、エレメント９は真空中適当な時間アニ ーリングプロセスにかけられ、それと共に電極フィルム９８に形成された機械的 応力を緩和しそしてマグネトロン放電からの残存量ガスを除去する。

レールは次にチャンバー５へ動かされ、そこでエレメント９はカプセル化される 。

図９は、本発明に従って処理すべき共振器エレメントを有するキャリヤーＩＯの 導入のためのフィード弁５１を有する、前に述べた構造を有するチャンバー１お よび４を含んでいるプラントを図示する。

チャンバー１および４は、弁５２および５４を介して共通の電極コーティングも しくは蒸着チャンバー３へも接続される。さらに、チャンバー１および４は弁５ ５を介して関連するカプセル化チャンエレメントと共にフィード弁５６を通って 取出される。

共振器エレメントが電極コーティングチャンバーへ導入される前にクリーニング される最初のステップは、通常例えば６時間も長くかかる時間消費作業である。

チャンバー３の作業キャパシティは、チャンバー１および４を多数のキャリヤー および共振器エレメントを収容し得るような態様に寸法法めすることによって２ 倍に増加することができる０例えば、共振器エレメントがチャンバー１内でクリ ーニングされる時、チャンバー４内で既にクリーニングされたエレメントを電極 コーティングおよび周波数調節のためそれぞれのキャリヤー１０に支持させてチ ャンバー３中へ導入することができ、一時に一つにキャリヤーをチャンバー３へ 導入し、そしてチャンバー４内のそのレールへ返還することができる。処理した キャリヤーは共振器エレメントと共に弁５５を経由して取出し、チャンバー５中 でカプセル化することができ、その後でクリーニングすべき他のキャリヤーとエ レメントがチャンバー４中へ導入され、その間チャンバー１内でクリーニングさ れリエレメントはチャンバー３内で電極コーティングされる。

もし必要ならば、チャンバー３はいくつかの作業位置を備えるか、または別々の チャンバーの列に分割することができる。これは以下のような新しいまたは代替 プロセスステップの可能性を達成するａ、共振器エレメント代替金属、例えばア ルミニウムまたは銀でのコーティング ｂ、電極フィルムの接着力を改良する材料による共振器エレメントのプレコーテ ィング Ｃ１機械的ストレスを最小化する材料による共振器エレメントのプレコーティン グ ｄ、電極表面がガス吸収等に対して不動化する保護層による共振器エレメントの コーティング ｅ、　＠極表面（特にアルミニウム電極の場合）の酸化ｒ、−次プレーティング の適用および周波数調節目的のための補助コーティングのための別々のコーティ ング位置ｇ、−次コーティングを通用した電極材料のスパッターリング除去によ る周波数調節 り、側基共振器製造において石英表面のエツチングによる周波数調節 スパッターマグネトロンは陰極（標的電極）へ印加された負直流電圧のみで、ま たは重複させた高周波電圧（例えば１３．５６ＭＨ２）と合した直流電圧で作動 させることができる。ＨＦ放電はエネルギーリッチアルゴンイオンを発生し、そ れは進行するブレーティングプロセスの開基板を射撃し、そして電極フィルムへ 弱く結合した原子を引き離しもしくは動かす、これは固体金属と同じ電気伝導度 を有する密な金属フィルムを生じさせる。

代わりに、イオンビームスパッタリングを使用することができる、この場合は、 標的電極は一端がイオン源からの高エネルギーイオンビームでスパッターされる ロンドまたはストリップの形を有する、ロンドはそれが消費されるにつれ次第に 進められる。

匂 い　９ フロントページの続き （７２）発明者　カセモ、ベングト スウェーデン国ニス４６４００メレルド、トジエルキル１４００ （７２）発明者　クリスチャンソン、ボースウェーデン国ニス１６２４５フェリ ングビ、ブジェルンボダフェーゲン５３ （７２）発明者　ボルトノフ、グイ スウェーデン国ニス１７５４８シェルフエラ、ドラグスペルスフェーゲン１０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．各自がそれぞれの接続導体（９４）へ接続された少なくともニつの互いに別 体のホルダーエレメント（９２）を有するホルダー（９３）と、その互いに対向 する主表面間に中心面を有しそして共振器エレメントを形成するようにホルダー エレメント（９２）へ取付けられそして導電的に固着されたピエゾ電気ディスク （９１）を含んでおり、電極がディスク（９１）の主表面のそれぞれへ適用され そしてそれぞれのホルダーエレメント（９２）へ電気的に接続されている共振器 の製造方法であつて、あらかじめ製造した共振器エレメント（９）の複数をキャ リヤー装置上に設置し、キヤリヤー装置（１０）を第１の真空レベルにおいてク リーニングするため第１の真空チャンバー（１）へ導入し、キャリヤー（１０） をエレメント（９）と共に第１の真空チヤンバー（１）から第１の真空チャンバ ーへ接続されそして第２の真空レベルが支配する第２の真空チャンバー（３）へ 直接移換し、第２の真空チヤンバー（３）中で共振器エレメントへ電極材料を適 用し、前記第２のチヤンバー中で電極が適用された共振器エレメントの共振器周 波数を所望の値へ微調節し、そしてキヤリヤー（１０）を電極コーティングされ そして周波数調節された共振器エレメントと共に第２のチヤンバー（３）から第 ２のチヤンバーへ接続された、キャリヤー取出しゲート弁を形成する第３のチヤ ンバー（４）へ移換するステツプを含む前記共振器の製造方法において、複数の 共振器エレメント（９）を各ディスク（９１）の中心面が列の縦方向に配向する ように列としてキャリヤー（１０）上に搭載し、キャリヤー（１０）を前記第２ のチヤンバー内において与えられ通路に沿つて列の縱方向に動かし、各エレメン ト（９）のディスク（９１）を、少なくとも一つの静止して取付けたコーティン グ装置（８６）がディスク（９１）の一方の関連する主表面に対して向い合い、 そして前記コーティング装置が前記エレメントが与えられた位置に保持されてい る間に共振器エレメントへ電極材料を適用する与えられた位置（３ｂ）に一時的 に配置するため、キヤリヤーの前記縦方向運動を停止する更なるステップを特徴 とする前記方法。 ２．第１および第３のチャンバー（１，４）は高真空チヤンバーであり、第２の チャンバー（３）は超高真空チャンバーであり、排気した後所望のプロセス圧力 に達するまで制御された態様で少なくとも一つのチヤンバーへガスが導入される ことを特徴とする請求項１の方法。 ３．第２のチャンバー（３）へ接続するチヤンバー（１，４）の少なくとも一つ において真空下またはプロセスガス環境において熟処理プロセスが実施されるこ とを特徴とする請求項１または２の方法。 ４．共振器エレメント（９）は原子、イオン、電子、光子またはプラズマ、好ま しくは原子で前記エレメントを照射することによつて第２のチヤンバー（３）中 でクリーンにエッチングされ、そして照射装置（８５）はエレメントがエッチン グプロセスの間一時的に静止保持されそして照射装置に対して中心決めされるエ レメント（９）のための縦方向位置にエレメントディスク（９１）の運動通路の 両側において相互に対向する固定位置に好ましくは取り付けられていることを特 徴とする請求項１または２の方法。 ５．エレメントを第２のチャンバー（３）へ導入する前に、共振器エレメントを ＵＶ光およびオゾンで処理することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの 方法。 ６．ＵＶおよびオゾン処理プロセスを、第１のチャンバー（１）と第２のチヤン バー（３）の間に接続され、そしてフィード弁（５２，５３）によつて第１およ び第２のチヤンバーから分離することができる別の前処理チャンバー（２）中で 実施することを特徴とする請求項５の方法。 ７．二つの相互に対向するコーティング装置（８６）により、ディスク（９１） の両方の主表面を第２のチャンバー（３）において同時に電極コーティングする ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの方法。 ８．電極コーティングプロセスの間、サーモスタットによつて共振器エレメント の温度をモニターすることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの方法。 ９．電極コーティングプロセスはスパッターリングプロセスによつて実施され、 そしてコーティングにおいて発生した電子がディスク（９１）に衝突することを 防止することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかの方法。 １０．スパッターリング源へディスク（９１）に関し正の直流電圧および／また は高周波電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし９のいずれかの方法。 １１．電極コーティング位置において共振器周波数を検知し、そして好ましくは エレメントを単一の電極コーティング段階において電極コーティングすることを 特徴とする請求項１ないし１０のいずれかの方法。 １２．各自複数の共振器エレメント（９）を担持するキヤリヤー（１０）の複数 を第１のチヤンバー（１）において同時に処理し、そして該キャリヤー（１０） を好ましくは単独でそしてそれらの縱方向に第２のチヤンバーへ移送することを 特徴とする請求項１ないし１１のいずれかの方法。 １３．関連する電極マスキング孔の多数対を備えたニつのマスキングプレート（ １９１）が、一対に関連した選択したマスキング孔をディスク（９１）のそれぞ れの主表面と対応するコーティング装置（８６）の間に位置決めするように可動 的に配置されている請求項１ないし１２のいずれかの方法。 １４．ＵＶ−オゾン処理プロセスを第１のチャンバー（１）または第３のチャン バー（４）のいずれかにおいて実施することを特徴とする請求項１ないし１３の いずれかの方法。 １５．第１のチヤンバー（１）および第３のチヤンバー（４）は単一の同じチャ ンバーであり、そしてキャリヤーはそれを通つてそれが前記コーティングチャン バーに導入された同じ前処理チヤンバーを通つて処理チヤンバーから取出される ことを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかの方法。 １６．電極コーティングの後キャリヤー（１０）を第１のチヤンバーへ返還する ことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかの方法。 １７．キヤリヤ−（１０）の列を共振器エレメントと共に第３のチヤンバ−（４ ）内において高真空プロセスにかけ、その間第１のチヤンバー（１）において処 理された共振器エレメントと共にキヤリヤー（１０）の列を第２のチヤンバー（ ３）において電極コーティングすることを特徴とする請求項１６の方法。 １８．各自がそれぞれの接続導体（９４）へ接続された少なくともニつの互いに 別体のホルダーエレメント（９２）を有するホルダー（９３）と、その互いに対 向する主表面間に中心面を有しそして共振器エレメントを形成するようにホルダ ーエレメント（９２）へ取付けられそして導電的に固着されたピエゾ電気ディス ク（９１）を含んでおり、電極がディスク（９１）の主表面のそれぞれへ取付け られそしてそれぞれのホルダーエレメント（９２）へ電気的に接続されている共 振器の製造のための製造プラントであつて、共振器がそれぞれのキャリヤー（１ ０）に担持されてその中を輸送される真空チャンバー（１，３，４）を含み、該 チヤンバー（１，３，４）は共振器エレメントがクリーニングされる第１の処理 チヤンバー（１）と、その中で共振器エレメントへ電極コーティング（９８）が 適用される第２の処理チヤンバー（３）と、第２の処理チャンバーを第１の処理 チヤンバーへ接続する閉鎖弁（５２）と、閉鎖弁（５４）を介して第２の処理チ ヤンバーへ接続され、そしてキヤリヤーを処理チヤンバーから取出すためのゲー ト弁を形成する、第３すなわち後処理チャンバー（４）を含む前記プラントにお いて、 前記キャリヤー（１０）は複数の共振器エレメント（９）を、列にして、そして それぞれの結晶ディスク（９１）の対称面を前記列の縦方向に配向して支持する ための手段（１０１）を備え、輸送手負（８０〜８２）はキャリヤー（１０）を 電極コーチィングチヤンバー中で与えられた通路に沿つてキヤリヤー（１０）上 のディスクの列の方向に駆動するように配置され、前記第２のチヤンバー（３） 中の通路に沿つた与えられた位置に共振器エレメント（９）を一時的に保持する 手段（１１，１０４）が配置され、そして電極コーティング手段がディスク移動 通路の少なくとも一方の側に配置され、そして前記与えられた位置に配置された ディスクの関連する主表面に向けられていることを特徴とする前記プラント。 １９．コーチィングチヤンバー（３）内に配置され、そしてマスキング孔（１９ ２）の多数の対を備えたニつのマスキングプレート（１９１）を含んでいる外部 から制御可能なマスキング装置を備え、共振器エレメントは前記コーティング位 置においてマスキング孔を各共振器エレメントディスクと整列させる目的のため マスキングプレート間を通過するようになつていることを特徴とする請求項１８ のプラント。 ２０．第１のチヤソバー（１）および／または第３のチヤンバー（４）は、各自 複数の共振器エレメントを担持する複数のキヤリャー（１０）とエレメントとを 同時にクリーニングするために収容することを意図しており、それぞれの第１お よび第３のチヤンバー（１，４）中でキヤリヤーを個々に整列させるための手段 が備えられ、キヤリヤーの直線移送のための輸送装置（８０）が備えられている ことを特徴とする請求項１８または１９のプラント。 ２１．キヤリヤー（１０）は金属製であることを特徴とする請求項１８ないし２ ０のいずれかのプラント。 ２２．キヤリヤー（１０）はセラミックまたはガラス材料のような絶縁材料製で ある請求項１８ないし２０のいずれかのプラント。 ２３．前記電極コーティング位置（３ｂ）において共振器エレメント（９）の導 体（９４）を周波数検知回路へ接続するばね装置（１７０）を備えていることを 特徴とする請求項１８ないし２２項のいずれかのプラント。 ２４ 輸送装置（８０）はキャリヤー（１０）中のそれぞれの対向すする縦に延びる溝 （１０６，１０７）と係合する対応するローラー（８１，８２）を含み、該みぞ （１０６，１０７）は共振器エレメント（９）の列の方向に平行に延び、ローラ ーの少なくとも一方（８１）は駆動され、ローラーの少なくとも一方（８２）は バー（１０）を固定ガイドローラーに対して弾性的にクランプするように可動的 に取付けられていることを特徴とする請求項１８ないし２３項のいずれかのプラ ント。 ２５．第１のチャンバー（１）および／または第３のチャンバー（４）は個々の キャリヤー（１０）を支持するように機能する複数の一般に放射方向に延びるガ イド（７１）をｖ備えた回転自在のラック（７０）を含み、ガイド（７１）はそ れぞれのキヤリヤー（１０）を共振器エレメントの列の方向に運動のためガイド することを意図し、ラック（７０）は個々のガイド（７１）がキヤリヤー（１０ ）を輸送装置（８０）へ向かってガイドし、そしてキャリヤー（１０）をそのガ イド（７１）に沿つて押すための押し出し装置（６１，６２）を備えていること を特徴とする請求項１８ないし２４のいずれかのプラント。 ２６．乾式エッチング装置（８５）が共振器ディスク（９１）が移動する通路の 少なくとも一方の側に第２のチヤンバー（３）内に静止的に設置され、各共振器 エレメント（９）の共振器ディスク（９１）を前記エッチング装置の作業ステー シヨンの位置に一時的に保持するための手段（１１，１０４）を備えていること を特徴とする請求項１８ないし２５のいずれかのプラント。 ２７．電極コーティング装置は、電子を妨げるため磁石（８９）が取付けられた 出口閉口（８８）を有する、好ましくは冷却したハウジング（８７）によって囲 まれた少なくとも一つのスパッターマグネトロン源を含んでいることを特徴とす る請求項１８ないし２６のいずれかのプラント。 ２８．電極ユーティング装置は、高周波のための直流電圧をそれへ印加すること ができる別体の陽極を備えたスパッターマグネトロン源を含んでいることを特徴 とする請求項１８ないし２７のいずれかのプラント。 ２９．電極コーチィングチヤンバー（３）は、電極コーティングプロセスの間共 振器エレメントの温度を調節するための熱交換器を備えていることを特徴とする 請求項１８ないし２８のいずれかのプラント。 ３０．電極コーチィングチヤンバ−（３）へ接続された少なくとも一方のチャン バー（１，４）は、共振器エレメントを高真空下またはプロセスガス環境におい て熱処理するための手段を備えていることを特徴とする請求項１８ないし２９の いずれかのプラント。 ３１．酸化処理を実施するための手段が電極コーチィングチヤンバー（３）へ接 続された少なくとも一つのチヤンバー（１，４）中に配置され、前記酸化手段は 好ましくは第１のチヤンバー（１）と第２のチヤンバー（３）の間に接続された 別の追加のチヤンバー（２）に酸置されていることを特徴とする請求項１８ない し３０のいずれかのプラント。 ３２．第１のチャンバー（１）および第３のチヤンバー（４）は一つの同じチヤ ンバーであることを特徴とする請求項１９ないし３１のいずれかのプラント。