JP2017152885A - 周波数調整用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄する際に磁性体が削れてしまうことを抑え、磁性体の磁力を失うことを低減することができる周波数調整用治具を提供する。【解決手段】周波数調整用治具は、第一貫通穴Ｋ１を有したベース部１１１と、ベース部１１１の内部に収容された磁性体１１６と、ベース部１１１の上面に配置され、第二貫通穴Ｋ２を有した第一マスク部１１２と、第一マスク部１１２の上面に配置され、第三貫通穴Ｋ３を有したスペーサ部１１３と、スペーサ部１１３の上面に配置され、第四貫通穴Ｋ４有した第二マスク部１１４と、第二マスク部１１４の上面に配置され、第五貫通穴Ｋ５を有したカバー部１１５と、を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、薄く形成された水晶素板に励振電極を形成する際に用いられた周波数調整用治具に関するものである。

従来より、水晶素子は、通信機器や電子機器等に搭載される圧電デバイスに用いられている。水晶素子は、水晶素板と、水晶素板の上下面に設けられた励振用電極と、励振用電極から水晶素板の一遍に向かって引き出された引き出し電極と、によって構成されている。この水晶素板の上下面に励振用電極を形成する際には、周波数調整用治具が用いられる（例えば、特許文献１参照）。具体的には周波数調整用治具は、ベース部と、ベース部の上面の凹部に取り付けられた磁性体と、第一マスク部と、スペーサ部と、第二マスク部と、カバー部とから構成されており、磁性体により、ベース部と、第一マスク部と、スペーサ部と、第二マスク部と、カバー部とが接続されている。このような周波数調整用治具は、水晶素板に励振用電極及び引き出し電極を形成する際に用いられる。

特開２００１−１１５９８号公報

しかしながら、従来の周波数調整用治具は、水晶素板に励振用電極を形成する際に、ベース部にも金属が被着してしまう。その被着した金属を除去するために洗浄を行うが、その洗浄時にベース部の周波数調整用治具を固定する際に使用する磁性体が削れてしまうと共に、磁性体の磁力を失ってしまう虞があった。

本発明は前記課題に鑑みてなされたもので、洗浄する際に磁性体が削れてしまうことを抑え、磁性体の磁力を失うことを低減することができる周波数調整用治具を提供する。

本発明の一つの態様による周波数調整用治具は、第一貫通穴を有したベース部と、ベース部の内部に収容された磁性体と、ベース部の上面に配置され、第二貫通穴を有した第一マスク部と、第一マスク部の上面に配置され、第三貫通穴を有したスペーサ部と、スペーサ部の上面に配置され、第四貫通穴を有した第二マスク部と、第二マスク部の上面に配置され、第五貫通穴を有したカバー部と、を備えている。

本発明の一つの態様による周波数調整用治具において、第一貫通穴を有したベース部と、ベース部の内部に収容された磁性体と、ベース部の上面に配置され、第二貫通穴を有した第一マスク部と、第一マスク部の上面に配置され、第三貫通穴を有したスペーサ部と、スペーサ部の上面に配置され、第四貫通穴を有した第二マスク部と、第二マスク部の上面に配置され、第五貫通穴を有したカバー部と、を備えている。このようにすることによって、周波数調整用治具に付着した金属膜を洗浄し除去する際に、
磁性体が削れてしまうことを抑え、磁性体の磁力を失うことを低減することができる。よって、周波数調整用治具は、磁性体を取り換える必要がないため、
生産性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る周波数調整用治具を用いた水晶素子を示す斜視図である。 図１に示された水晶素子のＡ−Ａの断面図である。 本発明の実施形態に係る周波数調整用治具の分解斜視図である。 図３に示された周波数調整用治具をベース部の分解斜視図である。 図３に示された周波数調整用治具に水晶素板が収容された状態を示している部分断面図である。

以下、本発明の実施形態における水晶素板洗浄用治具について添付図面を参照して詳細に説明する。周波数調整用治具は、水晶素板１２１を収容し、水晶素板１２１の上面及び下面に励振用電極１２２及び引き出し電極１２３となる金属膜を形成する際に用いるものである。以下、水晶素子１２０、周波数調整用治具の順に説明する。

（水晶素子）
また、水晶素子１２０は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を被着させた構造を有している。励振用電極１２２は、水晶素板１２１の上面及び下面のそれぞれに金属を所定のパターンで被着・形成したものである。引き出し電極１２３は、励振用電極１２２から水晶素板１２１の一辺に向かってそれぞれ延出されている。引き出し電極１２３は、上面に第一引き出し電極１２３ａと、下面に第二引き出し電極１２３ｂとを備えている。第一引き出し電極１２３ａは、第一励振用電極１２２ａから引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。第二引き出し電極１２３ｂは、第二励振用電極（図示せず）から引き出されており、水晶素板１２１の一辺に向かって延出するように設けられている。つまり、引き出し電極１２３は、水晶素板１２１の長辺又は短辺に沿った形状で設けられている。

水晶素板１２１は、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施された概略平板状で平面形状が例えば四角形となっている。水晶素板１２１の厚みは、例えば、２０μｍ〜５０μｍとなっている。

励振用電極１２２は、水晶素板１２１の表裏両主面に金属膜を積層するようにして被着・形成したものである。励振用電極１２２は、上面に第一励振用電極１２２ａと、下面に第二励振用電極１２２ｂを備えている。励振用電極１２２は、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）からなる第一金属膜が水晶素板１２１の上面に形成され、第一金属膜の上面に金（Ａｕ）からなる第二金属膜が積層するように形成されている。

ここで、水晶素子１２０の動作について説明する。水晶素子１２０は、外部からの交番電圧が引き出し電極１２３から励振用電極１２２を介して水晶素板１２１に印加されると、水晶素板１２１が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。

（周波数調整用治具）
本実施形態に係る周波数調整用治具は、水晶素板１２１に励振用電極１２２及び引き出し電極１２３となる金属膜を蒸着法又はスパッタリング法により形成し、発振周波数を調整するために用いられるものである。本実施形態に係る周波数調整用治具は、図３〜図５に示すように、第一貫通穴Ｋ１を有したベース部１１１と、ベース部１１１の内部に収容された磁性体１１６と、ベース部１１１の上面に配置され、第二貫通穴Ｋ２を有した第一マスク部１１２と、第一マスク部１１２の上面に配置され、第三貫通穴Ｋ３を有したスペーサ部１１３と、スペーサ部１１３の上面に配置され、第四貫通穴Ｋ４を有した第二マスク部１１４と、第二マスク部１１４の上面に配置され、第五貫通穴Ｋ５を有したカバー部１１５とから構成されている。また、スパッタリング法は、真空チャンバー内に金属膜として設ける金属をターゲットとして設置し、高電圧をかけてイオン化させたアルゴンや窒素を衝突させ、ターゲット表面の原子がはじき飛ばされ、水晶素板１２１の表面に到達して金属膜を形成するものである。

ベース部１１１は、後述する第一マスク部１１２を保護し、周波数調整用治具自体の強度を向上させるためのものである。ベース部１１１は、第一ベース部１１１ａと第二ベース部１１１ｂによって構成されている。第一ベース部１１１ａの上面には、溝部１１７が設けられ、その溝部１１７内に磁性体１１６が載置されている。第二ベース部１１１ｂは、第一ベース部１１１ａの上面に設けられ、第一ベース部１１１ａと一体的に形成されている。第一ベース部１１１ａ及び第二ベース部１１１ｂは、例えば、ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ４４０等のステンレス鋼によって構成された一枚板の金属板により構成されている。第一貫通穴Ｋ１及び溝部１１７は、一枚板の金属板をエッチング加工することによって複数設けられる。また、第一ベース部１１１ａの上面に設けられた溝部１１７内に磁性体１１６を載置した後、第一ベース部１１１ａの上面と第二ベース部１１１ｂの下面とをスポット溶接にて接合する。このようにすることによって、周波数調整用治具に付着した金属膜を洗浄し除去する際に、磁性体１１６がベース部１１１の内部に収容されることで、金属膜を洗浄するための液体が磁性体１１６と接触することを防ぎ、磁性体１１６が削れてしまうことを抑え、磁性体１１６の磁力を失うことを低減することができる。よって、周波数調整用治具は、磁性体１１６を取り換える必要がないため、生産性を向上させることができる。また、ベース部１１１の厚みは、第一ベース部１１１ａと第二ベース部１１１ｂの厚みを足して、例えば、７０〜１４０μｍになっている。

また、第一ベース部１１１ａの上面に設けられた溝部１１７内に磁性体１１６を載置した後、第一ベース部１１１ａの上面と第二ベース部１１１ｂの下面とを金属間接合にて接合する。金属間接合は、第一ベース部１１１ａ及び第二ベース部１１１ｂの金属表面の酸化物や汚れを除去し、接合部界面の活性を高めた状態で材料を密着させることによって接合するものである。このように溝部１１７内に載置された磁性体１１６をベース部１１１の内部に水密封止することによって、周波数調整用治具に付着した金属膜を洗浄し除去する際に、磁性体１１６が削れてしまうことをさらに抑え、磁性体１１６の磁力を失うことをさらに低減することができる。よって、周波数調整用治具は、磁性体１１６を取り換える必要がないため、さらに生産性を向上させることができる。

また、磁性体１１６は、後述する第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４、カバー部１１５を固定するためのものである。磁性体１１６は、例えばフェライト又はサマリウムコバルト系希土類磁石から形成され、ベース部１１１の第一ベース部１１１ａの主面の溝部１１７内に設けられている。また、磁性体１１６が、サマリウムコバルト系希土類磁石から形成される場合には、挟み込むようにして磁界を発生させて、着磁させることができる。

磁性体１１６は、後述する第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４、カバー部１１５を固定されているため、後述する第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４及びカバー部１１５が浮くことが抑え、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４に隙間を生じることを低減することができる。よって、
第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４との間に水晶素板１２１が入り込むことを低減する。

また、磁性体１１６は、ベース部１１１の外周縁に沿って設けられている。このようにすることにより、後述する第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４及びカバー部１１５が浮くことがさらに抑え、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４に隙間を生じることをさらに低減することができる。

第一マスク部１１２は、水晶素板１２１の下面に励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を形成するために用いるものである。第一マスク部１１２は、ベース部１１１の上面に配置されている。第一マスク部１１２は、複数の第二貫通穴Ｋ２が設けられている。第二貫通穴Ｋ２は、金属板にエッチング加工等をすることにより設けられている。第二貫通穴Ｋ２は、水晶素板１２１の下面に設けられる励振用電極１２２及び引き出し電極１２３の形状を成している。第一マスク部１１２は、図３に示すように、例えば、ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ４４０等のステンレス鋼によって構成された一枚板の金属板により構成されている。

スペーサ部１１３は、第三貫通孔Ｋ３と、第一マスク部１１２及び第二マスク部１１４とで囲まれる空間に水晶素板１２１を収容するためのものである。スペーサ部１１３は、第一マスク部１１２の上面に配置されている。スペーサ部１１３は、複数の第三貫通穴Ｋ３が設けられている。第三貫通穴Ｋ３は、
金属板にエッチング加工等をすることにより設けられている。第三貫通穴Ｋ３は、水晶素板１２１を収容できる形状を成している。スペーサ部１１３は、図３に示すように、例えば、ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ４４０等のステンレス鋼によって構成された一枚板の金属板により構成されている。

第二マスク部１１４は、水晶素板１２１の上面に励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を形成するために用いるものである。第二マスク部１１４は、ベース部１１１の上面に配置されている。第二マスク部１１４は、複数の第四貫通穴Ｋ４が設けられている。第四貫通穴Ｋ４は、金属板にエッチング加工等をすることにより設けられている。第四貫通穴Ｋ４は、水晶素板１２１の上面に設けられる励振用電極１２２及び引き出し電極１２３の形状を成している。第二マスク部１１４は、図３に示すように、例えば、ＳＵＳ４３０及びＳＵＳ４４０等のステンレス鋼によって構成された一枚板の金属板により構成されている。

このように第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４を配置することによって、水晶素板１２１を、第三貫通穴Ｋ３と、第一マスク部１１２及び第二マスク部１１４とで形成された収容部内に配置することができる。水晶素板１２１を第三貫通穴Ｋ３内に収容することで、水晶素板１２１と対向する面には、第二貫通孔Ｋ２、第四貫通孔Ｋ４が設けられている。尚、収容部の開口サイズは、内部に収容する水晶素板１２１の主面サイズより大きくなっている。また、スペーサ部１１３の厚みは、例えば、７０〜１４０μｍになっている。

また、このような周波数調整用治具は、水晶素子１２０を洗浄する際にも使用することができる。周波数調整用治具は、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４により形成された収容部内に水晶素子１２０を収容した状態で使用される。水晶素子１２０が収容された周波数調整用治具を洗浄槽に浸け、水晶素子１２０が収容された周波数調整用治具の第一貫通穴Ｋ１、第五貫通穴Ｋ５の開口に向けて水流を噴射させる。ベース部１１１に設けられた第一貫通穴Ｋ１とカバー部１１５に設けられた第五貫通穴Ｋ５を通し、第一マスク部１１２に設けられた第二貫通穴Ｋ２と第二マスク部１１４に設けられた第四貫通穴Ｋ４を通して、第三貫通穴Ｋ３内に収容された水晶素子１２０に水流があたることによって、水晶素板１２１に付着している付着物が落とされ、水晶素子１２０の洗浄を行なっている。

本実施形態における周波数調整用治具は、第一貫通穴Ｋ１を有したベース部１１１と、ベース部１１１の内部に収容された磁性体１１６と、ベース部１１１の上面に配置され、第二貫通穴Ｋ２を有した第一マスク部１１２と、第一マスク部１１２の上面に配置され、第三貫通穴Ｋ３を有したスペーサ部１１３と、スペーサ部１１３の上面に配置され、第四貫通穴Ｋ４有した第二マスク部１１４と、第二マスク部１１４の上面に配置され、第五貫通穴Ｋ５を有したカバー部１１５と、を備えている。このようにすることによって、周波数調整用治具に付着した金属膜を洗浄し除去する際に、磁性体１１６が削れてしまうことを抑え、磁性体１１６の磁力を失うことを低減することができる。よって、周波数調整用治具は、磁性体を取り換える必要がないため、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態における周波数調整用治具によれば、磁性体１１６により、ベース部１１１、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４及びカバー部１１５が固定されているため、洗浄時に第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４で形成された収容部内に入った水流の水圧によって、ベース部１１１側から水流を噴射している場合、ベース部１１１側と反対側のカバー部１１５側が浮くことがなくなり、第一ベース部１１１と第一マスク部１１２との間、第一マスク部１１２とスペーサ部１１３との間、スペーサ部１１３と第二マスク部１１４との間、第二マスク部１１４とカバー部１１５との間に隙間が生じることがなくなるため、水晶素子１２０が入り込むことを低減することができる。よって、水晶素子１２０が第一ベース部１１１と第一マスク部１１２との間、第一マスク部１１２とスペーサ部１１３との間、スペーサ部１１３と第二マスク部１１４との間、第二マスク部１１４とカバー部１１５との間に挟まれることがなくなるため、水晶素子１２０が破損することを低減することができる。

また、水晶素板１２１が第一ベース部１１１と第一マスク部１１２との間、第一マスク部１１２とスペーサ部１１３との間、スペーサ部１１３と第二マスク部１１４との間、第二マスク部１１４とカバー部１１５との間に入り込むことがなくなるため、水晶素板１２１を第三貫通穴Ｋ３内の収容部内に再整理する工程が必要ないので、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態における周波数調整用治具は、平面視した際に、第一貫通穴Ｋ１、第二貫通穴Ｋ２、第三貫通穴Ｋ３、第四貫通穴Ｋ４及び第五貫通穴Ｋ５が重なる位置になるように設けられている。このようにすることにより、第一貫通穴Ｋ１、第二貫通穴Ｋ２、第三貫通穴Ｋ３、第四貫通穴Ｋ４及び第五貫通穴Ｋ５の穴の位置を目印にして、水晶素板１２１に励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を形成することができるため、水晶素板１２１に対する励振用電極１２２及び引き出し電極１２３の位置ずれを低減することできるため、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態における周波数調整用治具は、第一貫通穴Ｋ１、第二貫通穴Ｋ２、第三貫通穴Ｋ３、第四貫通穴Ｋ４及び第五貫通穴Ｋ５が複数設けられている。このようにすることよって、水晶素板１２１に励振用電極１２２及び引き出し電極１２３を形成する際に、水晶素子１２０を多数個同時に形成することができるため、生産性を向上させることができる。

また、本実施形態における周波数調整用治具は、磁性体１１６が、ベース部１１１の外周縁に沿って設けられている。このようにすることにより、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４及びカバー部１１５の外周縁が磁性体１１６によって固定されることになるため、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３、第二マスク部１１４及びカバー部１１５の外周縁の部分が浮くことがさらに抑えられ、第一マスク部１１２、スペーサ部１１３及び第二マスク部１１４に隙間を生じることをさらに低減することができる。

本実施形態における周波数調整用治具は、磁性体１１６が、ベース部１１１内に水密封止されている。このように溝部１１７内に載置された磁性体１１６をベース部１１１の内部に水密封止することによって、水晶素子１２０に付着した異物及び周波数調整用治具に付着した金属膜を洗浄し除去する際に、洗浄する水と磁性体１１６が触れることがないため、磁性体１１６が削れてしまうことをさらに抑え、磁性体１１６の磁力を失うことをさらに低減することができる。よって、このような周波数調整用治具は、磁力を失った磁性体１１６と新しい磁性体１１６とを取り換える必要がないため、取り換える時間を削減することができ、さらに生産性を向上させることが可能となる。

尚、本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。また、実施形態においては、第一貫通穴Ｋ１及び第五貫通穴Ｋ５は、平面形状は四角形で記載されていたが、円形でも構わない。また、水晶素板１２１も平面形状は四角形で記載されていたが、円形の板であっても構わない。

１１１・・・ベース部
１１１ａ・・・第一ベース部
１１１ｂ・・・第二ベース部
１１２・・・第一マスク部
１１３・・・スペーサ部
１１４・・・第二マスク部
１１５・・・カバー部
１１６・・・磁性体
１１７・・・溝部
１２０・・・水晶素子
１２１・・・水晶素板
１２２・・・励振用電極
１２３・・・引き出し電極
Ｋ１・・・第一貫通穴
Ｋ２・・・第二貫通穴
Ｋ３・・・第三貫通穴
Ｋ４・・・第四貫通穴
Ｋ５・・・第五貫通穴

Claims (5)

1. 第一貫通穴を有したベース部と、
   前記ベース部の内部に収容された磁性体と、
   前記ベース部の上面に配置され、第二貫通穴を有した第一マスク部と、
   前記第一マスク部の上面に配置され、第三貫通穴を有したスペーサ部と、
   前記スペーサ部の上面に配置され、第四貫通穴を有した第二マスク部と、
   前記第二マスク部の上面に配置され、第五貫通穴を有したカバー部と、を備えた周波数調整用治具。
2. 請求項１記載の周波数調整用治具であって、
   平面視した際に、第一貫通穴、第二貫通穴、第三貫通穴、第四貫通穴及び第五貫通穴が重なる位置になるように設けられていることを特徴とする周波数調整用治具。
3. 請求項１又は請求項２記載の周波数調整用治具であって、
   前記第一貫通穴、前記第二貫通穴、前記第三貫通穴、前記第四貫通穴及び前記第五貫通穴が複数設けられていることを特徴とする周波数調整用治具
4. 請求項１乃至請求項３記載の周波数調整用治具であって、
   前記磁性体が、前記ベース部の外周縁に沿って設けられていることを特徴とする周波数調整用治具
5. 請求項１乃至請求項４記載の周波数調整用治具であって、
   前記磁性体が、前記ベース部内に水密封止されていることを特徴とする周波数調整用治具

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