JP4647282B2

JP4647282B2 - 水晶振動子の製造方法、及びその製造装置

Info

Publication number: JP4647282B2
Application number: JP2004317102A
Authority: JP
Inventors: 俊行柳川; 宏和小林
Original assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Current assignee: Kyocera Crystal Device Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP2006129299A

Description

本発明は、非常に少数の水晶振動子でも効率良く製造することが出来る水晶振動子の製造方法と、その製造装置に関する。

近年、圧電振動子は圧電素板を圧電振動子内部において、片持ち支持の状態で圧電素板の支持構造を構成して気密封止したものが、携帯電話などの通信端末を含めて、一般の電子機器に用いられたものが多いが、その一方で、基地局向けの水晶発振器などに使用される非常に高精度な仕様を必要とされる水晶振動子については、前記の振動子の生産と比較して非常に少数でかつ多品種の製造を繰り返し行う必要がある。

従来においては、前記の少量多品種の水晶振動子の製造を行う場合において、たとえ最終的に必要とされる水晶振動子がひとつの水晶振動子といった場合でも、その水晶振動子の水晶振動子素板の主面上への電極形成に用いられる真空蒸着装置やスパッタリング装置をそのひとつの水晶振動子の生産のために占有して稼動させる必要があった。

特開２００３-１２４７６０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。

しかしながら、従来は少量多品種の水晶振動子を製造する場合においても、その水晶振動子の素板上への電極形成に用いられる真空蒸着装置やスパッタリング装置をその少量多品種の水晶振動子の生産のために占有して稼動させる必要があり、非常にその生産ラインの生産効率を悪くするといった問題があった。

また、先述の真空蒸着装置やスパッタリング装置の占有した使用にとどまらず、少量多品種の水晶振動子を製造する場合、従来の水晶振動子の製造方法においては、例えば蒸着用のマスクなどの冶工具をたとえ最終的に必要とされる水晶振動子の数量がひとつの水晶振動子といった場合でも必要とし、その結果、生産コスト的にも非常に効率が悪いといった問題があった。

本発明は、以上のような技術的背景のもとで成されたものであり、従ってその目的は、少量多品種の水晶振動子でも効率良く製造することが出来る水晶振動子の製造方法、及びその製造装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は水晶振動子の製造方法において、
水晶振動子素板を水晶振動子ベースに載置する工程と、該水晶振動子素板について、該水晶振動子の振動シミュレーションデータに基づき算出された該水晶振動子の電極形状データがＣＡＤシステムに自動的に転送され、該ＣＡＤシステムに転送された該水晶振動子の該電極形状データに基づいて、レーザーを該水晶振動子素板の直近に設置した薄片状の電極材料に照射して、該レーザーの照射によりレーザー照射された部分の該電極材料を飛散させ、該電極材料を該水晶振動子素板の主面上に付けて任意形状の電極形成をしながら同時に該水晶振動子素板の周波数調整をする工程と、該水晶振動子に蓋を被せて気密封止する工程と、から成ることを特徴とする。

また、水晶振動子の製造装置において、水晶振動子ベースに水晶振動子素板が搭載される該水晶振動子の素板搭載部と、該水晶振動子ベースに該水晶振動子素板が搭載された後、該水晶振動子素板の主面の位置調整が行われ、更にレーザーが該水晶振動子素板の直近に設置した薄片状の電極材料に照射され、該レーザーの照射によりレーザー照射された部分の該電極材料が飛散させられて、該電極材料が該水晶振動子素板の該主面上に付けられる電極形成部と、該水晶振動子素板の該主面上に形成される電極形状の電極形状データが送り込まれ、ＣＡＤシステムが用いられて該電極形状が投影される電極形状モニター部と、該水晶振動子ベースに蓋を被せて気密封止する封止部と、から成ることを特徴とする。

また、水晶電極振動子の製造方法において、水晶振動子素板上への電極の形成に、レーザーを水晶振動子素板の直近に設置した薄片状の電極材料に照射して、このレーザーの照射によりレーザー照射された部分の電極材料を飛散させてこの電極材料を水晶振動子素板の主面上に付けることを特徴とする。

本発明の水晶振動子の製造方法、及びその製造装置によれば、少量多品種の水晶振動子を製造する場合においても、非常に生産効率良く水晶振動子を製造することが出来る。

また、本発明の水晶振動子の製造方法、及びその製造装置によれば、少量多品種の水晶振動子を製造する場合においても、水晶振動子の電極形成と周波数調整を一括して同じ製造装置内で行うことが出来、非常に生産効率良く水晶振動子を製造することが出来ると同時に、蒸着マスクといった冶工具の使用を無くし、蒸着装置といった生産設備の占有のみならずその製造に使用する治具の使用を無くして、その生産コストを著しく低減することが出来る。

また、本発明の水晶振動子の製造方法、及びその製造装置によれば、先の蒸着マスクの洗浄のための設備といった、従来の水晶振動子の製造方法で必要とした治工具の保守のための設備を簡略化して、設備環境の負荷を著しく低減することが出来る。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の一形態について説明する。
なお、各図においての同一の符号は同じ対象を示すものとする。

図１は本発明の、水晶振動子１の製造方法を示す工程図である。即ち、水晶振動子１の製造方法において、水晶振動子素板２を水晶振動子ベース３に載置する工程（S101）と、先の水晶振動子素板２について、水晶振動子１の振動シミュレーションデータに基づき水晶振動子１の電極形状データが算出され、この電極形状データが出力されるCADシステム４に自動的に転送され、このCADシステム４のデータを、電極材料を飛散させる装置に送り、この装置により水晶振動子素板の主面８上に任意形状の電極形成をしながら同時に水晶振動子素板２の周波数調整をする工程（S102）と、水晶振動子１に蓋５を被せて気密封止する工程（S103）とにより成る水晶振動子１の製造方法である。

図２は本発明の、水晶振動子の製造装置６の概略の正面模式図である。即ち、図２に示されるように、その水晶振動子１の製造装置は、水晶振動子ベース３に水晶振動子素板２を搭載する水晶振動子１の素板搭載部７と、先の水晶振動子ベース３に水晶振動子素板２を搭載した後、水晶振動子素板２の主面８の位置調整を行い、水晶振動子素板の主面８に常圧において電極形成を行う電極形成部１０と、先の電極形成部１０に電極形状の形状データを送り込むCADシステム４を用いた電極形状モニター部１１と、水晶振動子ベース３に蓋５を被せて気密封止する封止部１２とにより成ることを特徴とする。本発明においては、水晶振動子の電極形状はその最も適当な形状を振動シミュレーションデータにより仕様の異なる水晶振動子の製造の度に出力されて、CADシステムにそのデータが自動転送されて描画され、同時にそのデータを、電極材料を飛散させる装置に送り、該装置電極形成が行なわれるものである。

先の水晶振動子素板２について、水晶振動子１の振動シミュレーションデータに基づき水晶振動子１の電極形状データが算出され、この電極形状データが出力されるCADシステム４に自動的に転送され、このCADシステム４のデータを、電極材料を飛散させる装置に送り、該装置により水晶振動子素板の主面８上に任意形状の電極形成をしながら同時に水晶振動子素板２の周波数調整をする工程（S102）では、水晶振動子１の位置をカメラで位置補正することにより、水晶振動子素板２の表裏の主面上に形成される電極の互いの位置ずれを防ぐことが出来る。

また、従来の水晶振動子１の製造方法に比べて、本発明においては、少量多品種の水晶振動子１を製造する場合においても、それぞれの水晶振動子１の電極形成と周波数調整を一括して同じ製造装置内で行うことが出来、非常に生産効率良く水晶振動子１を製造することが出来ると同時に、蒸着マスクといった冶工具の使用を無くし、生産設備のみならず製造に使用する治具の使用を無くして、その生産コストを著しく低減することが出来るといった効果を奏する。

図４は本発明の、水晶振動子の製造装置６により製造される水晶振動子１のひとつを、その水晶振動子素板２の一主面側からみた概略の正面図である。ここで、この図４の水晶振動子１は封止工程前のものであり蓋（CAP）５は被せられてはいない。

先述のように、本発明の水晶振動子の製造装置６により製造される水晶振動子１は、図４に示されるような水晶振動子１を鑑みて考え出されたものであるが、こういった水晶振動子ベース３や蓋（CAP）５を用いる種類の水晶振動子では無く、セラミックと言った絶縁容器の基板上に圧電振動子が搭載され、蓋体により先のセラミックから成る容器を気密封止する構成の表面実装型の水晶振動子１でも構わず、この場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。

図３は本発明の水晶振動子１の素板主面８に、レーザー１３を用いて電極材料１４を飛散させて付ける様子を表した概略の模式図である。水晶振動子の素板２の直近に電極材料１４を配置して、この電極材料１４にレーザー１３を照射して電極材料１４を溶解させ飛散させると水晶振動子の素板２の主面８上に所望の電極形状の電極９が形成される。所望の電極形状は本発明の製造装置６の一部を構成する４と振動シミュレーションデータに基づき算出される水晶振動子１の電極形状データより任意の形状の電極を形成させることが出来る。ここでCADシステム４と連動して電極形成に使用されるビームはレーザー１３に限らず電子ビーム（EB）でも構わず、この場合においても本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでも無い。

図５は従来の水晶振動子１の製造工程を示す工程フローチャートである。従来は少量多品種の水晶振動子１を製造する場合においても、その水晶振動子１の素板２上への電極形成に用いられる真空蒸着装置やスパッタリング装置をその少量多品種の水晶振動子１のそれぞれの生産のために占有して稼動させる必要があり、非常にその生産効率を悪くするといった問題があった。

本発明の水晶振動子の製造方法を示す工程フローチャートである。本発明の水晶振動子の製造装置の概略の正面模式図である。本発明の水晶振動子の素板主面にレーザーを用いて電極材料を付ける様子を表した概略の模式図である。本発明の水晶振動子の製造装置により製造される水晶振動子を、その水晶振動子素板の一主面側からみた概略の正面図である。この図は封止工程前のもので蓋（CAP）は被せられていない。従来の水晶振動子の製造工程を示す工程フローチャートである。

符号の説明

１水晶振動子
２水晶振動子素板
３水晶振動子ベース
４ CADシステム
５蓋
６水晶振動子の製造装置
７素板搭載部
８水晶振動子素板の主面
９電極
１０電極形成部
１１電極形状モニター部
１２封止部
１３レーザー
１４電極材料

Claims

水晶振動子の製造方法において、
水晶振動子素板を水晶振動子ベースに載置する工程と、
該水晶振動子素板について、該水晶振動子の振動シミュレーションデータに基づき算出された該水晶振動子の電極形状データがＣＡＤシステムに自動的に転送され、該ＣＡＤシステムに転送された該水晶振動子の該電極形状データに基づいて、レーザーを該水晶振動子素板の直近に設置した薄片状の電極材料に照射して、該レーザーの照射によりレーザー照射された部分の該電極材料を飛散させ、該電極材料を該水晶振動子素板の主面上に付けて任意形状の電極形成をしながら同時に該水晶振動子素板の周波数調整をする工程と、
該水晶振動子に蓋を被せて気密封止する工程と、
から成る水晶振動子の製造方法。
水晶振動子の製造装置において、
水晶振動子ベースに水晶振動子素板が搭載される該水晶振動子の素板搭載部と、
該水晶振動子ベースに該水晶振動子素板が搭載された後、該水晶振動子素板の主面の位置調整が行われ、更にレーザーが該水晶振動子素板の直近に設置した薄片状の電極材料に照射され、該レーザーの照射によりレーザー照射された部分の該電極材料が飛散させられて、該電極材料が該水晶振動子素板の該主面上に付けられる電極形成部と、
該水晶振動子素板の該主面上に形成される電極形状の電極形状データが送り込まれ、
ＣＡＤシステムが用いられて該電極形状が投影される電極形状モニター部と、
該水晶振動子ベースに蓋を被せて気密封止する封止部と、
から成ることを特徴とする水晶振動子の製造装置。
水晶電極振動子の製造方法において、
水晶振動子素板上への電極の形成に、レーザーを該水晶振動子素板の直近に設置した薄片状の電極材料に照射して、該レーザーの照射によりレーザー照射された部分の該電極材料を飛散させて該電極材料を水晶振動子素板の主面上に付けることを特徴とする請求項１に記載の水晶振動子の製造方法。