JP2006307282A

JP2006307282A - 蒸着用マスク

Info

Publication number: JP2006307282A
Application number: JP2005131042A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Iida; 浩章飯田; Atsuya Takahashi; 敦哉高橋
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】従来の蒸着用マスクでは、橋梁部と被加工物表面が接触してしまうことにより、どうしても電極膜の一部に電極膜が形成されない切断部が形成されてしまう。このため、完全に繋がった（電極膜により完全に閉じられた電極膜が形成されていない領域を有する）電極膜による特性に比べ、被加工物がセンサ素子などでは所望の感度を得られない、又圧電材などでは振動特性に不具合が発生する可能性がある。
【解決手段】蒸着用マスクにおいて、マスクパターンの外側輪郭部を構成する第１のマスク部と、該マスクパターンの内側輪郭部を構成する第２のマスク部とが、第１のマスク部及び第２のマスク部の厚みより薄く、且つ被加工物表面にマスクを配置した際に、被加工物表面との間に隙間を形成する形態で繋ぐ少なくとも１つの橋梁部により接続されている蒸着用マスクである。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸着用マスクに関し、特に電極膜の膜面内側に電極膜を形成しない周囲を電極膜で完全に閉鎖された領域を有する電極膜を形成する蒸着マスクに関する。

従来より、ジャイロセンサ、圧力センサやランジュバン型超音波振動子などに用いられるような圧電材等の表裏主面上には、通常この圧電材を励振させたり、或いは振動している圧電材より信号を取り出す電極膜が形成されており、ワイヤボンディングや導電性接合材等で外部の電子回路網に電気的に接続されている。

図７には、従来における電極膜の膜面内側に電極膜を形成しない領域を有する電極膜を作成する際に使用される蒸着用マスク７０の一部分を例示する。通常は、開示したマスクパターンを複数個配列した蒸着用マスク板を用い、一度に複数個の被加工物（圧電材など）の表裏環状主面にマスクパターンの金、銀等の単一金属又は合金などの単層又は積層の電極膜を形成している。

電極膜を形成する方法としては蒸着法を用いる。蒸着装置を構成する真空槽の内部で蒸着材料の金属を加熱蒸発させ、同槽内に配置した前述したような蒸着マスクを装着した被加工物のマスクパターン形状に露出した表面に蒸発した金属が付着することで電極膜を形成する。

尚、このような環状電極膜を形成する方法については、以下のような先行技術文献が公知となっている。

特開２００２−３１５３３号公報特開２００３−２５９４９２号公報

なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。

しかし、前述したような蒸着用マスク７０は、マスクへ電極膜の膜面内側に電極膜を形成しない領域を有する形状のマスクパターンを形成するために、パターンの環状形状の内周輪郭形状を構成する第２のマスク部７２を、同一の厚みの少なくとも１つの橋梁部７３で外形輪郭形状を構成する第１のマスク部７１と接続して固定保持する形態である。

このような形態の蒸着マスク７０を電極膜の蒸着形成工程に用いた場合、橋梁部７３と被加工物表面が接触してしまうことにより、どうしても電極膜の一部に電極膜が形成されない切断部が形成されてしまう。このため、完全に繋がった（電極膜により完全に閉じられた電極膜が形成されていない領域を有する）電極膜による特性に比べ、被加工物がセンサ素子などでは所望の感度を得られない、又圧電材などでは振動特性に不具合が発生する可能性があるなど問題点があった。

又、橋梁部を無くし独立した第２のマスク部により電極膜の形成を試みた場合、例えば第２のマスク部をマグネット等で別途固定した後に電極膜を蒸着する方法が考えられるが、この方法では蒸着に使用する部品及び工具点数が多くなり非常に煩雑である。又、この方法ではマグネット等の第２のマスク部を所望の位置で配置固定する機能を有する物体を挿入する空間が被加工物部分に必要となり、電極膜を形成できる被加工物形状に制約が生じ、更に被加工物の厚みが薄い場合は、被加工物両主面上それぞれに第２のマスクパターン部を配置保持できるようなマグネットを配置することが困難であり、被加工物両主面に同時に電極膜をできない可能性がある。

上記課題を解決するために本発明は成されたものであり、個片化した被加工物の主面上に電極膜を蒸着法により形成する際に使用する、この電極膜のマスクパターンを形成した蒸着用マスクにおいて、このマスクパターンのうち、マスクパターンの外側輪郭部を構成する第１のマスク部と、該マスクパターンの内側輪郭部を構成する第２のマスク部とが、第１のマスク部及び第２のマスク部の厚みより薄く、且つ被加工物表面にマスクを配置した際に、被加工物表面との間に隙間を形成する形態で繋ぐ少なくとも１つの橋梁部により接続されていることを特徴とする蒸着用マスクである。

又、この橋梁部が弾性力を有する形態で形成されていることを特徴とする上記記載の蒸着用マスクでもある。

更に、個片化した被加工物の主面上に電極膜を蒸着法により形成する際に使用する、電極膜のマスクパターンを形成した蒸着用マスクにおいて、このマスクパターンのうち、マスクパターンの外側輪郭部を構成する第１のマスク部と、マスクパターンの内側輪郭部を構成する第２のマスク部とが、第１のマスク部及び第２のマスク部の厚みより薄く、且つ被加工物表面にマスクを配置した際に、被加工物表面との間に隙間を形成する形態で繋ぐ該マスクの厚み方向に貫通孔を複数個有するメッシュパターン部により接続されていることを特徴とする蒸着用マスクである。

上記記載の本発明の蒸着用マスクによれば、マスクを被加工物表面に配置した際に、橋梁部又はメッシュパターン部と被加工物表面との間に隙間が形成されるので、蒸着法を用いて電極膜を被加工物表面に形成した場合、蒸発した金属粒子は、橋梁部以外の開口空間又はメッシュパターン部の貫通孔よりこの隙間へ入り込み、橋梁部下又はメッシュパターン部の貫通孔以外の部分の下の被加工物表面にも均一に付着するので、個片化した被加工物の表裏両主面上に、電極膜で完全閉鎖された電極膜を形成しない領域を有するパターンの電極膜を、複数個同時に非常に精密且つ精確な形状に形成することが可能となる。

又、本発明のマスクを使用することにより、電極蒸着時に使用する治具としては、被加工物の表裏主面に配置する２枚の蒸着用マスクと、個片の被加工物を複数個所定の位置に固定配置するスペーサのみであり治具点数が少なくてすむ。又、この蒸着用マスクを用いることにより、内部に第２のマスク部を所望の位置で配置固定する機能を有する物体を挿入する空間ない被加工物でも、更に、被加工物の厚み寸法に関係なく、その表面に電極膜で完全閉鎖された電極膜を形成しない領域を有するパターンの電極膜を、複数個同時に非常に精密且つ精確な形状に形成することが可能となる。

因って、本発明により形成した電極膜をセンサ部品に用いた場合では、所望の感度でセンシング信号を得ることができ、又圧電材の励振用電極膜に用いた場合では、正常な振動特性を得ることができるので、信頼性が高く且つ高精度な圧電製品を各種提供できる効果を奏する。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１において、（ａ）は本発明における一形態の蒸着用マスクの一部分を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に図示した仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合を示した部分断面図である。図２は図１に開示した蒸着用マスクの一部分を一方の主面上方より示した斜視図である。図３は図１又は図２に開示した蒸着用マスクを使用する形態を示した部分分解断面図である。図４は本発明における他の形態の蒸着用マスクの一部分を示した断面図である。図５は本発明における他の形態の蒸着用マスクの一部分を示した平面図である。図６は、図１乃至５に開示の蒸着用マスクを用いて電極膜を形成した被加工物の外観を示した斜視図である。尚、各図において、本説明に必ずしも必要としない部品又は構造体は図示していない。又、各図を明確にするために一部部品又は構造体を誇張して図示してあり、特に厚み方向の寸法は、他の方向の寸法に比べ著しく誇張している。

図１及び図２に示す蒸着用マスク１０において、外形形状が矩形状の平板状の金属板の複数の所定の箇所に、所望の電極膜パターン（本実施例ではリング状の電極膜）をリング状の表裏主面を要する円筒形状の被加工物の主面に形成するためのマスクパターンが形成されている。

この蒸着マスク１０の構成は、このマスクパターンの外側輪郭部を構成する第１のマスク部１１と、マスクパターンの内側輪郭部を構成する複数個の第２のマスク部１２と、第１のマスク部１１及び第２のマスク部１２の厚みより薄く、且つ後述する被加工物３１表面にマスクを配置した際に、被加工物３１表面との間に隙間を形成する形態で繋ぐ３つの橋梁部１３により一体で構成されており、蒸着用マスク１０の材質としては様々なものが当てはまるが、本実施例では金属を使用している。尚、図１及び図２では蒸着マスク１０の一部分のみを開示しているが、実際は作業性や生産効率を考慮し、複数個のマスクパターンをマトリクス状に形成した蒸着用マスクを使用している。

図３には、図１及び図２に開示した蒸着用マスク１０を使用した電極膜形成形態を示している。即ち、圧電材である水晶により成るリング状の被加工物３１を複数個用意し（図３では一つの被加工物部分を図示）、その各被加工物３１を、被加工物３１の厚みと概略同寸法の厚み寸法であるスペーサ３２に形成されている被加工物３１の外形形状と概略同形状の複数個の貫通穴部分にそれぞれ配置する。各貫通穴に被加工物３１が配置されたスペーサ３２の表裏両主面上に、蒸着マスク１０を各々密着配置し、これら各蒸着マスク１０とスペーサ３２を一群として固定する。尚、蒸着マスク１０に形成されている複数個のマスクパターンは、蒸着マスク１０をスペーサ３２の表裏両主面上に配置したときに、各被加工物３１上の所定の箇所に位置するように形成されている。

このような形態に組み込んだ被加工物３１、スペーサ３２及び蒸着マスク１０を蒸着炉内に設置し、金又は銀等の電極膜を構成する金属や、被加工物３１と電極膜を構成する金属との密着性を向上させるためのＮｉＣｒからなる下地金属等を加熱蒸発させ、蒸着マスク１０に形成されたマスクパターン上より被加工物３１表面に、それら金属を蒸着させ電極膜３３を形成する。

このとき蒸着用マスク１０のマスクパターン開口部分より被加工物３１の表面部分に進入してきた金属粒子は、マスクパターン開口部下の被加工物３１表面に付着すると同時に、橋梁部１３下の被加工物３１表面にも、橋梁部１３と被加工物３１との間に形成された隙間から進入し付着する。このようにして、図６のような、被加工物３１表面に電極膜３３で完全閉鎖された電極膜を形成しない領域（第２のマスク部１２で被覆された領域）を有するパターンの電極膜３３を形成した被加工物３１を複数個同時に得る。

図４には、本発明における蒸着用マスクの他の形態として、図１又は図２に開示した蒸着用マスク１０の橋梁部１３の形態を、第２のマスク部１２に厚み方向に力が加わった際に変形し弾性を生じるような形態の橋梁部４１にした蒸着マスク４０を開示する。即ち、第２のマスク部１２は、第２のマスク部１２の被加工物接触側主面１２ａを、第１のマスク部１１のスペーサ接触側主面１１ａより、僅かながらスペーサ及び被加工物側に突出した位置で、弾性力を有する４つの橋梁部により保持されている。

このような蒸着マスク４０をスペーサに挿入した被加工物上に配置固定した場合、被加工物の表面により第２のマスク部１２の被加工物接触側主面１２ａが第１のマスク部１１のスペーサ接触側主面１１ａの位置まで押し上げられる。このとき各橋梁部４１には、その弾性力により被加工物接触側主面１２ａに被加工物３１側へ向かう力が発生する。この力により第２のマスク部１２の被加工物接触側主面１２ａと被加工物３１表面との密着性が向上し、より精密な電極膜３３を得ることができる。

又、図５には、図１乃至４に開示の第２のマスク部１２を保持する橋梁部に換えて、第１のマスク部１１と第２のマスク部１２との間を、第１のマスク部１１と第２のマスク部１２と一体構造であり、第１のマスク部１１及び第２のマスク部１２の厚みより薄く、且つ被加工物３１表面にこの蒸着用マスクを配置した際に、被加工物３１表面との間に隙間を形成し、更にこの蒸着用マスクの厚み方向に貫通孔を複数個有するメッシュパターン部５１により接続し第２のマスク部を保持している蒸着用マスク５０を開示した。このような蒸着マスク５０を使用しても、蒸着工程における電極膜を構成する金属を蒸発させた金属粒子は、メッシュパターン部５１に形成されている複数個の貫通孔より被加工物３１表面上に進入でき、第１のマスク部及び第２のマスク部で被覆されていない貫通孔下の被加工物３１表面だけではなく、貫通孔下以外の被加工物３１表面にも金属粒子は付着し、図６に開示のような電極膜３３を被加工物３１表面に形成できる。

尚、上記実施例３では、メッシュパターン部５１における貫通孔の開口形状は矩形状であるものを開示したが、本発明はメッシュパターン部５１の貫通孔開口形状を限定するものではなく、他に円形や多角形状の開口形状を有する貫通孔を形成したメッシュパターン部５１でも構わない。

図１において、（ａ）は本発明における一形態の蒸着用マスクの一部分を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に図示した仮想切断線Ａ１−Ａ２で切断した場合を示した部分断面図である。図２は、図１に開示した蒸着用マスクの一部分を、一方の主面上方より示した斜視図である。図３は、図１又は図２に開示した蒸着用マスクを、蒸着工程で使用する形態を示した部分分解断面図である。図４は、本発明における他の形態の蒸着用マスクの一部分を示した断面図である。図５は、本発明における他の形態の蒸着用マスクの一部分を示した平面図である。図６は、図１乃至５に開示の蒸着用マスクを用いて電極膜を形成した被加工物の外観を示した斜視図である。図７は、従来の蒸着用マスクの一部分の外観を一方の主面上方より示した斜視図である。

符号の説明

１０，４０，５０・・・蒸着用マスク
１１・・・第１のマスク部
１２・・・第２のマスク部
１３，４１・・・橋梁部
３１・・・被加工物
３３・・・電極膜
５１・・・メッシュパターン部

Claims

個片化した被加工物の主面上に電極膜を蒸着法により形成する際に使用する、該電極膜のマスクパターンを形成した蒸着用マスクにおいて、
該マスクパターンのうち、該マスクパターンの外側輪郭部を構成する第１のマスク部と、該マスクパターンの内側輪郭部を構成する第２のマスク部とが、該第１のマスク部及び該第２のマスク部の厚みより薄く、且つ該被加工物表面に該マスクを配置した際に、該被加工物表面との間に隙間を形成する形態で繋ぐ少なくとも１つの橋梁部により接続されていることを特徴とする蒸着用マスク。
該橋梁部が弾性力を有する形態で形成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸着用マスク。
個片化した被加工物の主面上に電極膜を蒸着法により形成する際に使用する、該電極膜のマスクパターンを形成した蒸着用マスクにおいて、
該マスクパターンのうち、該マスクパターンの外側輪郭部を構成する第１のマスク部と、該マスクパターンの内側輪郭部を構成する第２のマスク部とが、該第１のマスク部及び該第２のマスク部の厚みより薄く、且つ該被加工物表面に該マスクを配置した際に、該被加工物表面との間に隙間を形成する形態で繋ぐ該マスクの厚み方向に貫通孔を複数個有するメッシュパターン部により接続されていることを特徴とする蒸着用マスク。