JP4959933B2 - 環状物への環状電極膜の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、環状の被加工物の表裏主面に該加工物と同心の環状電極膜を形成する方法に関し、特に途中に切れ目がない連続した環状電極膜を形成する方法に関する。

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環状形状の円板圧電材等の環状表面上には、通常この圧電材と同心の環状電極膜が形成されており、ワイヤボンディング等で外部より電極膜に電荷を印加する。

図２には、従来における環状電極膜を作成する際に使用される成膜用マスク２０の一部を例示する。通常は、開示したマスクパターン部２１を複数個配列した成膜用マスク板を用い、一度に複数個の環状被加工物（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。

電極膜を形成する成膜方法としては例えば蒸着法を用いる。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、前述したような従来の環状電極膜を形成する方法及びその際に使用する成膜用マスク２０では、マスクへ環状形状のマスクパターンを形成する際に、パターン中央の環状形状の内周形状を外形形状とする第１の成膜遮断パターン部２０ａを保持するために、環状パターンの外周形状を内形形状とする第２の成膜遮断パターン部２０ｂと第１の成膜遮断パターン２０ａとの間に、少なくとも１つの橋梁部２２を設けなくてはならない。

この橋梁部２２があることにより、成膜の際に環状電極膜の一部に切断部分が形成されてしまう。このため、完全に繋がった環状電極膜による特性に比べ、環状の被加工物がセンサなどでは所望の感度を得られない、又圧電材などではその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。

上記課題を解決するために本発明の環状物への環状電極膜の形成方法では、環状の被加工物の円筒状内空部内にマグネットを配置する工程と、この被加工物の筒状内空部の開口部形状に嵌め合う突起部を一方の主面に有し、且つ被加工物の表裏主面上に形成する環状電極膜の内径形状を外周形状とする磁性体により形成された２個の第１のマスクを、突起部を被加工物の筒状内空部の開口部に嵌め合う形態で被加工物の表主面及び裏主面それぞれに配置する工程と、被加工物の表裏主面上に形成する環状電極膜の外径形状を内周形状とする空間を形成した２個の第２のマスクを、この空間の中心と第１のマスクの中心とが同心となるように被加工物の表主面及び裏主面上のそれぞれに配置し、第１のマスク及び第２のマスク上より成膜法により第１のマスクと第２のマスクとの間で形成したマスクパターンに露出した被加工物の表主面及び裏主面に金属膜を形成する工程と、被加工物より、第１のマスク、第２のマスク及びマグネットと取り外す工程とを具備する環状物への環状電極膜の形成方法とする。

上記記載の本発明の環状電極膜の形成方法によれば、第１のマスクをマグネットにより所望の位置で固定でき、更に第２のマスクを電極膜形成とは無関係な箇所で固定することができるので、第１のマスクと第２のマスクにより形成される環状のマスクパターン部分には、そのマスクパターン部分に露出する被加工物表面に電極膜材料が付着することを妨げるものがなにもなく、完全に一本に繋がった環状電極膜を形成することができる。

因って、本発明により形成した環状電極膜を環状の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、又環状の圧電材に用いた場合では、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は、本発明の環状電極膜の形成方法の工程を、各対象物を斜視した状態で示した工程図である。尚、図１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、図１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る。

図１に示す環状電極膜の形成方法において、まず図１（ａ）に、外形形状が円筒形であり、その中心部分が所望の内径でくり抜かれ円筒状内空部１１により形成された環状の被加工物１０が開示されている。被加工物１０には様々なものが当てはまるが、例えばセンサや振動子などに使用する水晶等の圧電材がある。尚、通常は複数個の被加工物をスペーサ（図示せず）など用いて一定の間隔で固定配列している。

次に図１（ｂ）において、環状の被加工物１０の円筒状内空部１１内にマグネット１２を配置する。マグネット１２の外形形状寸法は大略円筒状内空部１１と同寸法の円筒形であるが、その厚み寸法は円筒状内空部１１の高さ寸法より薄くなっている。

次に図１（ｃ）において、被加工物１０の筒状内空部１１の開口部形状に嵌め合う円形の突起部１３を一方の主面に有し、且つ後述する工程で被加工物１０の表裏主面上に形成する円形の環状電極膜１４の内周形状を外形形状とする磁性体により形成された円形の第１のマスク１５を、第１のマスク１５の一方の主面に形成した突起部１３を、マグネット１２が配置された被加工物１０の円筒状内空部１１の表裏開口部に嵌め合う。このとき突起部１３が円筒状内空部内１１で突起部１３を含む第１のマスク１５全体が磁化される距離にまでマグネット１２に接近又は接触することにより、その磁力により第１のマスク１５が被加工物１０の円環状表裏主面に固定される。

次に図１（ｄ）において、被加工物１０の円環状表裏主面上に形成する環状電極膜１４の外周形状を内周形状とする円形空間１６を形成した第２のマスク１７を、この円形空間１６の中心と第１のマスク１５の中心とが同心となる所望の円環状マスクパターン部１８を構成するように、被加工物１０の円環状表裏主面上に配置する。この第２のマスク１７は、第１のマスク１５との間に所望の形状の円環状のマスクパターン部を形成するように、後述する蒸着工程の際に電極膜形成に影響がない箇所で被加工物１０を固定配列しているスペーサ（図示せず）などに固定されているので、被加工物１０の表裏主面上の所望の位置に正確に円環状マスクパターン部を配置できる。

第２のマスク１７を配置固定した後に、第１のマスク１５及び第２のマスク１７の上から、蒸着法により第１のマスク１５と第２のマスク１７とで形成したマスクパターン部１８に露出した被加工物１０表面に円環状電極膜１４を形成する。この円環状電極膜１４は、途中に切れ目などがない連続した一本の円環状電極膜である。

次に図１（ｅ）において、蒸着工程が終了後、被加工物１０より、第１のマスク１５、第２のマスク１７及びマグネット１２と取り外し、切れ目がない円環状の電極膜１４を表裏主面に形成した円環状の被加工物１０を得る。

尚、本実施例では円環状の被加工物へ円環状の電極膜を形成する工程を開示したが、本発明は、環状形態を円のみに限定するものではなく、矩形や多角形の環状形態とした被加工物や電極膜においても、その作用効果を奏するものである。

更に、本実施例では、環状電極膜の成膜方法として蒸着法を用いた例を開示したが、本発明は成膜方法を蒸着法のみに限定するものではなく、スパッタリング法等他の成膜方法においても本発明開示の作用効果を奏することができるのであれば、本実施例開示以外の成膜方法を用いても構わない。

図１は、本発明における環状電極膜の形成方法の工程を、対象物を斜視で表した工程図である。 図２は、従来の成膜に使用する成膜用マスクを図示した斜視図である。

符号の説明

１０・・・被加工物
１１・・・円筒状中空部
１２・・・マグネット
１３・・・突起部
１４・・・環状電極膜
１５・・・第１のマスク
１６・・・円形空間
１７・・・第２のマスク
１８・・・マスクパターン部

Claims (1)

1. 環状の被加工物の表裏主面に該被加工物と同心の環状電極膜を形成する方法において、
   環状の該被加工物の筒状内空部内にマグネットを配置する工程と、
   該被加工物の該筒状内空部の開口部形状に嵌め合う突起部を一方の主面に有し、且つ被加工物の表裏主面上に形成する環状電極膜の内周形状を外形形状とする磁性体により形成された２個の第１のマスクを、該突起部を該被加工物の該筒状内空部の開口部に嵌め合う形態で該被加工物の表主面及び裏主面のそれぞれに配置する工程と、
   該被加工物の表裏主面上に形成する環状電極膜の外周形状を内形形状とする空間を形成した２個の第２のマスクを、該空間の中心と該第１のマスクの中心とが同心となるように該被加工物の表主面及び裏主面上のそれぞれに配置し、該第１のマスク及び該第２のマスクの上より、成膜法により該第１のマスクと該第２のマスクとにより形成したマスクパターン部に露出した該被加工物の表主面及び裏主面に金属膜を形成する工程と、
   該被加工物より、該第１のマスク、該第２のマスク及び該マグネットと取り外す工程と
   を具備することを特徴とする環状物への環状電極膜の形成方法。

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