JPH1041773A - 周波数調整装置 - Google Patents
周波数調整装置Info
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- JPH1041773A JPH1041773A JP8197650A JP19765096A JPH1041773A JP H1041773 A JPH1041773 A JP H1041773A JP 8197650 A JP8197650 A JP 8197650A JP 19765096 A JP19765096 A JP 19765096A JP H1041773 A JPH1041773 A JP H1041773A
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- electrode
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- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
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- H01J37/32532—Electrodes
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- H01J37/3266—Magnetic control means
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電素子の近傍で補助的なプラズマを発生さ
せ、圧電素子からみたプラズマ・インピーダンスを低下
させ、エッチング電圧を低下させてアーク放電を防止
し、エッチング電流を増加させて調整速度を向上させた
圧電素子の周波数調整装置を提供する。 【構成】 水晶振動子100の表面電極101の近傍に
補助電極201を設け、補助電極201は補助直流電源
202の負の電位に接続される。補助電極201より高
密度のプラズマを発生させ、直流電源2の負の電位に接
続された表面電極101に、このプラズマを供給する。
せ、圧電素子からみたプラズマ・インピーダンスを低下
させ、エッチング電圧を低下させてアーク放電を防止
し、エッチング電流を増加させて調整速度を向上させた
圧電素子の周波数調整装置を提供する。 【構成】 水晶振動子100の表面電極101の近傍に
補助電極201を設け、補助電極201は補助直流電源
202の負の電位に接続される。補助電極201より高
密度のプラズマを発生させ、直流電源2の負の電位に接
続された表面電極101に、このプラズマを供給する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水晶片等の圧電素子の
表面に電極を形成してなる水晶振動子あるいは水晶フィ
ルター等の周波数調整を行う装置に関する。
表面に電極を形成してなる水晶振動子あるいは水晶フィ
ルター等の周波数調整を行う装置に関する。
【0002】
【従来の技術】水晶振動子を一例として説明する。例え
ばATカットの水晶振動子の共振周波数は、水晶片の厚
みと、その表面に蒸着等の方法により形成された表面電
極の質量により決定される。従来、真空排気された容器
内にアルゴン等の放電用ガスを導入し、表面電極に直接
負の電位を与えてグロー放電と呼ばれるプラズマを表面
電極の周囲に発生し、エッチングにより表面電極の厚み
を減らして共振周波数の調整を行う図1に示した装置が
知られている。
ばATカットの水晶振動子の共振周波数は、水晶片の厚
みと、その表面に蒸着等の方法により形成された表面電
極の質量により決定される。従来、真空排気された容器
内にアルゴン等の放電用ガスを導入し、表面電極に直接
負の電位を与えてグロー放電と呼ばれるプラズマを表面
電極の周囲に発生し、エッチングにより表面電極の厚み
を減らして共振周波数の調整を行う図1に示した装置が
知られている。
【0003】この周波数調整装置は、図1に示す如く真
空の調整室1および調整室1内でプラズマを発生させる
ための直流電源2を具備し、調整室1には水晶振動子1
00をセットする。直流電源2のマイナス端子2aは、
高周波を阻止するためのインダクタンス素子4を経由
し、リード線102を介して水晶振動子100の表面電
極101に接続されており、直流電源2のプラス端子2
bはアースに接続されている。
空の調整室1および調整室1内でプラズマを発生させる
ための直流電源2を具備し、調整室1には水晶振動子1
00をセットする。直流電源2のマイナス端子2aは、
高周波を阻止するためのインダクタンス素子4を経由
し、リード線102を介して水晶振動子100の表面電
極101に接続されており、直流電源2のプラス端子2
bはアースに接続されている。
【0004】表面電極101に負の電位が印加される
と、表面電極101の周囲にプラズマが発生し、ガスが
イオン化され、このイオンは表面電極101の負の電位
によって加速されながら表面電極101に衝突し、表面
電極101をエッチングし、周波数が上昇する。周波数
は正確に測定される必要があり、水晶振動子100の表
面電極101は、リード線102を介して直流電流を阻
止するためのキャパシタンス素子6を経由して周波数測
定器5に接続されている。
と、表面電極101の周囲にプラズマが発生し、ガスが
イオン化され、このイオンは表面電極101の負の電位
によって加速されながら表面電極101に衝突し、表面
電極101をエッチングし、周波数が上昇する。周波数
は正確に測定される必要があり、水晶振動子100の表
面電極101は、リード線102を介して直流電流を阻
止するためのキャパシタンス素子6を経由して周波数測
定器5に接続されている。
【0005】上記構成により、直流電源2を出力するこ
とにより、表面電極101がエッチングされ、水晶振動
子100の共振周波数を周波数測定器5で測定し、所定
の周波数に至った時点で直流電源2を遮断することによ
り、所定の周波数に調整するものである。
とにより、表面電極101がエッチングされ、水晶振動
子100の共振周波数を周波数測定器5で測定し、所定
の周波数に至った時点で直流電源2を遮断することによ
り、所定の周波数に調整するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の周波数調整装置
にあっては、共振周波数の調整速度を向上させるために
表面電極のエッチング電流を大きくする必要があるが、
このエッチング電流を大きくすると電圧が上昇し、表面
電極の周辺にアーク放電が発生しやすくなり、図2に示
す如く水晶振動子に損傷を与えるため、共振周波数の調
整速度を速くすることができないという問題点があっ
た。
にあっては、共振周波数の調整速度を向上させるために
表面電極のエッチング電流を大きくする必要があるが、
このエッチング電流を大きくすると電圧が上昇し、表面
電極の周辺にアーク放電が発生しやすくなり、図2に示
す如く水晶振動子に損傷を与えるため、共振周波数の調
整速度を速くすることができないという問題点があっ
た。
【0007】本発明は、水晶振動子等の圧電素子の共振
周波数の調整を行う際に、アーク放電による圧電素子の
損傷を与えることなく、高速に周波数の調整を行うこと
ができる周波数調整装置を提供するにある。
周波数の調整を行う際に、アーク放電による圧電素子の
損傷を与えることなく、高速に周波数の調整を行うこと
ができる周波数調整装置を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前述のような問
題点を鑑みてなされたもので、真空排気された容器内
に、アルゴン等のスパッタリング可能なガスを導入し、
水晶振動子の表面電極に直接負の電位を与え、表面電極
を直接エッチングして共振周波数を調整する装置におい
て、少なくとも一方の表面電極の近傍に補助電極を設け
て表面電極の周辺に補助的にプラズマを発生させる手段
を設けたことを特徴とする。
題点を鑑みてなされたもので、真空排気された容器内
に、アルゴン等のスパッタリング可能なガスを導入し、
水晶振動子の表面電極に直接負の電位を与え、表面電極
を直接エッチングして共振周波数を調整する装置におい
て、少なくとも一方の表面電極の近傍に補助電極を設け
て表面電極の周辺に補助的にプラズマを発生させる手段
を設けたことを特徴とする。
【0009】また、より高密度のプラズマを発生させ、
このプラズマを水晶振動子の表面電極に効率良く集中さ
せるため、補助電極近傍に磁界を形成する磁界形成手段
を設けたことを特徴とする。
このプラズマを水晶振動子の表面電極に効率良く集中さ
せるため、補助電極近傍に磁界を形成する磁界形成手段
を設けたことを特徴とする。
【0010】また、より高密度のプラズマを発生させる
ために、補助電極に熱電子を放射することができるフィ
ラメントのような加熱する手段を設けたことを特徴とす
る。
ために、補助電極に熱電子を放射することができるフィ
ラメントのような加熱する手段を設けたことを特徴とす
る。
【0011】さらに、圧電素子の表面電極が表面と裏面
の両面に形成されている場合、この補助電極を両方に配
置することもでき、より高速に周波数調整が可能とな
る。また、一つの補助電極を圧電素子の表面電極に直交
する位置に配置し、両方の表面電極に同時にプラズマを
照射することもでき、より高速に周波数調整が可能とな
る。
の両面に形成されている場合、この補助電極を両方に配
置することもでき、より高速に周波数調整が可能とな
る。また、一つの補助電極を圧電素子の表面電極に直交
する位置に配置し、両方の表面電極に同時にプラズマを
照射することもでき、より高速に周波数調整が可能とな
る。
【0012】
【作用】圧電素子の周波数調整は、イオン化されたアル
ゴンガスが、表面電極の負の電位で加速され、表面電極
材料をスパッタし、エッチングすることにより、電極膜
の質量を減少させ、所定の周波数に調整するものであ
る。この質量の減少速度、つまりエッチング速度は、表
面電極に印加される電力にほぼ比例することが知られて
いる。生産性の面から、この周波数調整速度を向上させ
る場合、表面電極の電圧もしくは電流を増加させなけれ
ばならない。
ゴンガスが、表面電極の負の電位で加速され、表面電極
材料をスパッタし、エッチングすることにより、電極膜
の質量を減少させ、所定の周波数に調整するものであ
る。この質量の減少速度、つまりエッチング速度は、表
面電極に印加される電力にほぼ比例することが知られて
いる。生産性の面から、この周波数調整速度を向上させ
る場合、表面電極の電圧もしくは電流を増加させなけれ
ばならない。
【0013】図3は水晶振動子の表面電極の電圧電流特
性を示した一例の図である。図3の中で、破線は従来技
術による表面電極の電圧電流特性で、実線は本発明によ
る表面電極の電圧電流特性である。各種条件によって異
なるが、印加電圧がおよそ800Vを越えるとアーク放
電が発生しやすくなる。
性を示した一例の図である。図3の中で、破線は従来技
術による表面電極の電圧電流特性で、実線は本発明によ
る表面電極の電圧電流特性である。各種条件によって異
なるが、印加電圧がおよそ800Vを越えるとアーク放
電が発生しやすくなる。
【0014】従来の装置では、エッチング速度を向上さ
せるために、表面電極の電流を増加させると電圧が著し
く上昇し、表面電極の電界が集中する部分からアーク放
電が発生し易くなる。これは、表面電極のみでプラズマ
を発生させることは、グロー放電によるアルゴンガスの
イオン化率が低く、プラズマ・インピーダンスが高いた
め、電極電流を増加させると電圧が上昇するためであ
る。
せるために、表面電極の電流を増加させると電圧が著し
く上昇し、表面電極の電界が集中する部分からアーク放
電が発生し易くなる。これは、表面電極のみでプラズマ
を発生させることは、グロー放電によるアルゴンガスの
イオン化率が低く、プラズマ・インピーダンスが高いた
め、電極電流を増加させると電圧が上昇するためであ
る。
【0015】本発明の如く、表面電流近傍に補助的にプ
ラズマ発生手段を設けることにより、表面電極近傍がプ
ラズマで覆われるため、表面電極からみたプラズマ・イ
ンピーダンスが低下し、図3の実線で示すように低い電
圧で大きな電流を流すことが可能となり、エッチング速
度が向上し、かつ電圧が低く抑えられるため、アーク放
電が発生せず、エッチングによる周波数調整を高速で、
かつ圧電素子の損傷を生じることなく周波数を調整する
ことが可能となる。印加電圧が800Vの電流を比較す
ると本発明は、従来技術に比べ、20倍以上の電流を流
すことができる。
ラズマ発生手段を設けることにより、表面電極近傍がプ
ラズマで覆われるため、表面電極からみたプラズマ・イ
ンピーダンスが低下し、図3の実線で示すように低い電
圧で大きな電流を流すことが可能となり、エッチング速
度が向上し、かつ電圧が低く抑えられるため、アーク放
電が発生せず、エッチングによる周波数調整を高速で、
かつ圧電素子の損傷を生じることなく周波数を調整する
ことが可能となる。印加電圧が800Vの電流を比較す
ると本発明は、従来技術に比べ、20倍以上の電流を流
すことができる。
【0016】また、磁界を用いると、プラズマの電子を
負の電位の補助電極近傍に閉じ込めておくことが可能
で、高密度のプラズマを発生させることができる。さら
に、プラズマは磁力線に沿って、磁界の小さい方向に移
動する性質があり、この移動する先に圧電素子の電極面
を配置することにより、効果的にプラズマを集中させる
ことが可能となる。
負の電位の補助電極近傍に閉じ込めておくことが可能
で、高密度のプラズマを発生させることができる。さら
に、プラズマは磁力線に沿って、磁界の小さい方向に移
動する性質があり、この移動する先に圧電素子の電極面
を配置することにより、効果的にプラズマを集中させる
ことが可能となる。
【0017】同様に、補助電極近傍にプラズマ発生の核
となる熱電子を供給する手段を用いることにより、高密
度のプラズマを発生させることが可能となり、プラズマ
・インピーダンスを下げることに寄与する。
となる熱電子を供給する手段を用いることにより、高密
度のプラズマを発生させることが可能となり、プラズマ
・インピーダンスを下げることに寄与する。
【0018】
【実施例】以下に本発明に係る周波数調整装置の実施例
を図4から図5を用いて説明する。
を図4から図5を用いて説明する。
【0019】図4は、本発明の補助電極を用いた場合の
第1の実施例の説明図である。水晶振動子100、直流
電源2、周波数測定器5等は既に説明した従来技術であ
る。水晶振動子100の表面電極近傍に補助電極201
を配置し、補助直流電源202のマイナス端子に接続さ
れ、補助直流電源202のプラス端子はアースに接続さ
れている。
第1の実施例の説明図である。水晶振動子100、直流
電源2、周波数測定器5等は既に説明した従来技術であ
る。水晶振動子100の表面電極近傍に補助電極201
を配置し、補助直流電源202のマイナス端子に接続さ
れ、補助直流電源202のプラス端子はアースに接続さ
れている。
【0020】放電用ガスを真空排気後に導入し、補助電
極201に補助直流電源202から負の直流電圧を印加
することにより、補助電極201の周辺にプラズマが発
生する。この状態で、水晶振動子100の表面電極10
1に直流電源2から負の直流電圧を印加することによ
り、補助電極201により発生されたプラズマのイオン
が加速されて表面電極101をエッチングする。
極201に補助直流電源202から負の直流電圧を印加
することにより、補助電極201の周辺にプラズマが発
生する。この状態で、水晶振動子100の表面電極10
1に直流電源2から負の直流電圧を印加することによ
り、補助電極201により発生されたプラズマのイオン
が加速されて表面電極101をエッチングする。
【0021】このエッチング電圧と電流は、直流電源2
により制御されるが、ガス圧力、補助直流電源202の
電圧と電流、補助電極201と表面電極101との距離
によっても制御することができる。
により制御されるが、ガス圧力、補助直流電源202の
電圧と電流、補助電極201と表面電極101との距離
によっても制御することができる。
【0022】図5に補助電極部分の第2の実施例を示
す。補助電極201に円柱または筒型の形状を用い、周
囲に磁石203を配置した例である。補助電極201は
板状であってもよい。補助電極201に負の電圧を印加
すると、プラズマが発生する。このプラズマは、磁力線
204が補助電極201と平行になっている部分、つま
り電界と磁界が直交している電磁界直交部分205で電
子がトラップされ、高密度プラズマが発生する。
す。補助電極201に円柱または筒型の形状を用い、周
囲に磁石203を配置した例である。補助電極201は
板状であってもよい。補助電極201に負の電圧を印加
すると、プラズマが発生する。このプラズマは、磁力線
204が補助電極201と平行になっている部分、つま
り電界と磁界が直交している電磁界直交部分205で電
子がトラップされ、高密度プラズマが発生する。
【0023】さらに、このプラズマは、磁力線204の
広がりに沿う形状でプラズマ流206となって移送さ
れ、高い密度のプラズマが水晶振動子100の表面電極
101に到達し、エッチング電流をさらに増加させるこ
とができる。
広がりに沿う形状でプラズマ流206となって移送さ
れ、高い密度のプラズマが水晶振動子100の表面電極
101に到達し、エッチング電流をさらに増加させるこ
とができる。
【0024】また、磁界を用いることは、低いガス圧力
に於いても、高密度プラズマを発生させることができる
ため、補助電極201と水晶振動子100の距離が長く
なっても、プラズマ流206を表面電極まで移送するこ
とができる。
に於いても、高密度プラズマを発生させることができる
ため、補助電極201と水晶振動子100の距離が長く
なっても、プラズマ流206を表面電極まで移送するこ
とができる。
【0025】図6に補助電極部分の第3の実施例を示
す。補助電極としてフィラメント210を設置し、この
両端を加熱電源211に接続する。フィラメント210
の片端は、補助直流電源202の導入線と共用してい
る。フィラメント210に加熱電源211より電力を供
給し、発熱させることにより、熱電子が放射される。こ
の放射された熱電子はアースへ向かって加速され、高密
度のプラズマが発生する。放電空間はアルゴン等の不活
性ガスのため、フィラメント材質は酸化反応等の劣化は
ない。
す。補助電極としてフィラメント210を設置し、この
両端を加熱電源211に接続する。フィラメント210
の片端は、補助直流電源202の導入線と共用してい
る。フィラメント210に加熱電源211より電力を供
給し、発熱させることにより、熱電子が放射される。こ
の放射された熱電子はアースへ向かって加速され、高密
度のプラズマが発生する。放電空間はアルゴン等の不活
性ガスのため、フィラメント材質は酸化反応等の劣化は
ない。
【0026】本発明の補助電極は、表面電極に対向した
配置に限定されるものではなく、両面対向、直交及び覆
う形で配置してもよい。また、補助電極の材質は、一般
にステンレスやアルミニウムが多く用いられるが、特に
限定されるものではなく、表面電極と同一の材質でもよ
い。アーク放電は、表面電極のみではなく、水晶振動子
の保持リードからも発生することがあり、そのアーク放
電防止には、従来から蒸着方式の周波数調整装置で用い
られているマスクを用いてもよい。
配置に限定されるものではなく、両面対向、直交及び覆
う形で配置してもよい。また、補助電極の材質は、一般
にステンレスやアルミニウムが多く用いられるが、特に
限定されるものではなく、表面電極と同一の材質でもよ
い。アーク放電は、表面電極のみではなく、水晶振動子
の保持リードからも発生することがあり、そのアーク放
電防止には、従来から蒸着方式の周波数調整装置で用い
られているマスクを用いてもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明に係る周波数調整装置にあって
は、上記の如く圧電素子の表面電極の近傍に補助的なプ
ラズマを発生することにより、プラズマ・インピーダン
スを低くすることができ、以下に記載されるような効果
のあるエッチングによる周波数調整装置を提供すること
ができる。
は、上記の如く圧電素子の表面電極の近傍に補助的なプ
ラズマを発生することにより、プラズマ・インピーダン
スを低くすることができ、以下に記載されるような効果
のあるエッチングによる周波数調整装置を提供すること
ができる。
【0028】プラズマ・インピーダンスを低くすること
により、圧電素子の損傷につながるアーク放電を防止
し、品質を向上させることができる。
により、圧電素子の損傷につながるアーク放電を防止
し、品質を向上させることができる。
【0029】プラズマ・インピーダンスを低くすること
により、圧電素子の表面電極により多くのイオンを流入
させることができ、高速に調整が行えるため、生産性を
向上させることができる。
により、圧電素子の表面電極により多くのイオンを流入
させることができ、高速に調整が行えるため、生産性を
向上させることができる。
【図1】従来技術のエッチングによる周波数調整装置の
説明図である
説明図である
【図2】水晶振動子の表面電極のアーク放電による損傷
を示す図である。
を示す図である。
【図3】従来技術と本実施例を比較するための水晶振動
子の電圧電流特性を示す図である。
子の電圧電流特性を示す図である。
【図4】本発明の周波数調整装置の第1の実施例の説明
図である。
図である。
【図5】本発明の周波数調整装置の第2の実施例の補助
電極部分の説明図である。
電極部分の説明図である。
【図6】本発明の周波数調整装置の第3の実施例の補助
電極部分の説明図である。
電極部分の説明図である。
201 補助電極 (補助プラズマ発生手段) 202 補助直流電源 203 磁石 (磁界形成手段) 204 磁力線 205 電磁界直交部分 206 プラズマ流 210 フィラメント (加熱手段) 212 加熱電源
Claims (3)
- 【請求項1】 水晶振動子等の圧電素子の表面電極に直
接電位を与えて、エッチングすることにより電極膜の質
量を減らして周波数を調整する装置において、少なくと
も一方の表面電極の近傍に、負の電位に設定する補助電
極を設け、補助的なプラズマを発生させる手段を備えた
ことを特徴とする周波数調整装置。 - 【請求項2】 補助的なプラズマを発生させる手段とし
て、補助電極近傍に磁界を形成する手段を備えた請求項
1の周波数調整装置。 - 【請求項3】 補助的なプラズマを発生させる手段とし
て、補助電極に加熱する手段を備えた請求項1の周波数
調整装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8197650A JPH1041773A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 周波数調整装置 |
| KR1019960050555A KR980012460A (ko) | 1996-07-26 | 1996-10-31 | 주파수 조정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8197650A JPH1041773A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 周波数調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041773A true JPH1041773A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16378034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8197650A Pending JPH1041773A (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 周波数調整装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1041773A (ja) |
| KR (1) | KR980012460A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003204236A (ja) * | 2002-11-14 | 2003-07-18 | Showa Shinku:Kk | 圧電素子の周波数調整装置 |
| JP2005204287A (ja) * | 2003-12-19 | 2005-07-28 | Showa Shinku:Kk | 圧電デバイスの周波数調整装置及び方法、並びに圧電デバイス |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP8197650A patent/JPH1041773A/ja active Pending
- 1996-10-31 KR KR1019960050555A patent/KR980012460A/ko not_active Ceased
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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|---|---|
| KR980012460A (ko) | 1998-04-30 |
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