JPH08181558A - Piezoelectric element, piezoelectric vibrator, their manufacture and machining device unit - Google Patents

Piezoelectric element, piezoelectric vibrator, their manufacture and machining device unit

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JPH08181558A
JPH08181558A JP31892894A JP31892894A JPH08181558A JP H08181558 A JPH08181558 A JP H08181558A JP 31892894 A JP31892894 A JP 31892894A JP 31892894 A JP31892894 A JP 31892894A JP H08181558 A JPH08181558 A JP H08181558A
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frequency
piezoelectric element
electrode
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processing
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武 五味
Yukihiro Endo
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Abstract

PURPOSE: To realize an inexpensive piezoelectric element and a piezoelectric vibrator whose performance is made stable by connecting a measurement means measuring frequency to an electrode of the piezoelectric via a connection means to eliminate a DC or a low frequency component such as a pule wave so as to attain accurate frequency adjustment with plasma processing. CONSTITUTION: A frequency adjustment source 9 is used to measure a resonance frequency of a piezoelectric element 3 with a network analyzer 1 continuously via a fixture 2. Furthermore, a distance between a work 3 and the block frequency adjustment source (ion gun) 9 is adjusted by a drive mechanism 14. Thus, the processing rate of the block is changed. Thus, the a frequency difference between a frequency of the work 3 and a frequency to be matched is controlled by an external arithmetic unit 15 for each block and a control signal is fed to the device 14 so that an optimum processing rate of the block is obtained and the distance between the work 3 and the adjustment source 9 is changed for each block. As a result, the frequency of the work 3 is adjusted stably till the frequency reaches a target frequency.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は水晶振動子等の圧電素子
の製造過程において共振周波数の周波数調整を行う方
法、そのための装置、およびこれらによって製造された
圧電素子、振動子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for adjusting the resonance frequency in the process of manufacturing a piezoelectric element such as a crystal resonator, a device therefor, and a piezoelectric element and a resonator manufactured by these methods.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の水晶振動子に代表される圧電素子
の周波数の調整は質量を付加して所望の周波数を得る蒸
着を用いた周波数調整方法が一般的であった。これに対
し、近年、スパッタエッチングを行ったり、あるいはイ
オンガンを用いてイオンビームを照射して電極の質量を
軽減し、所望の周波数を得る、いわゆるプラズマを用い
た周波数調整方法が提唱されている。
2. Description of the Related Art A conventional frequency adjusting method using vapor deposition to obtain a desired frequency by adding mass is generally used for adjusting the frequency of a piezoelectric element represented by a conventional crystal resonator. On the other hand, in recent years, a frequency adjustment method using so-called plasma has been proposed, in which sputter etching is performed or an ion beam is used to irradiate an ion beam to reduce the mass of an electrode to obtain a desired frequency.

【0003】現状のプラズマを用いた周波数調整方法で
は、まず、圧電母材を所定の切り出し角度と形状に切断
し、その後、研磨して圧電体を仕上げる。そして、この
圧電体の表裏に電極形状を模したマスクを密着させた
後、真空中で銀等の金属膜を蒸着してベース電極を形成
する。この際、従来の蒸着による周波数調整と異なり、
膜厚モニタで蒸着中の周波数を管理し、共振周波数を所
望値に対して500〜2000ppm低く設定する。す
なわち、所望の周波数が得られる電極膜厚に対し、膜厚
が増した状態の素子を製造する。
In the current frequency adjusting method using plasma, first, the piezoelectric base material is cut into a predetermined cutting angle and shape, and then polished to finish the piezoelectric body. Then, a mask imitating the shape of an electrode is brought into close contact with the front and back of the piezoelectric body, and then a metal film of silver or the like is deposited in vacuum to form a base electrode. At this time, unlike the conventional frequency adjustment by vapor deposition,
The frequency during vapor deposition is controlled by the film thickness monitor, and the resonance frequency is set 500 to 2000 ppm lower than the desired value. That is, the element is manufactured in a state where the film thickness is increased with respect to the electrode film thickness at which a desired frequency is obtained.

【0004】このような電極の形成された圧電素子を適
当なホルダーに装着し、スパッタエッチングあるいはイ
オンビームを照射することにより、電極を減厚して周波
数を高め、所望の共振周波数を得る。このような周波数
の調整を行う際は、まず、調整を行おうとする圧電素子
(ワーク)の共振周波数を測定して合わせ込み周波数と
の周波数差を求める。圧電素子の周波数調整を行う加工
レートを、予め測定されたスパッタエッチングあるいは
イオンビームの強度を基に定め、個々のワークの周波数
差とこの加工レートからスパッタエッチングまたはイオ
ンビームを照射する時間を割り出す。
The piezoelectric element having such electrodes is mounted on an appropriate holder and sputter etching or ion beam irradiation is performed to reduce the thickness of the electrodes to increase the frequency and obtain a desired resonance frequency. When performing such frequency adjustment, first, the resonance frequency of the piezoelectric element (workpiece) to be adjusted is measured to obtain the frequency difference from the fitting frequency. The processing rate for adjusting the frequency of the piezoelectric element is determined based on the intensity of the sputter etching or the ion beam measured in advance, and the time for which the sputter etching or the ion beam is irradiated is calculated from the frequency difference between individual works and this processing rate.

【0005】次に、この照射時間を基に照射を開始す
る。照射する際は、ワークに直流電流が流れるので、測
定系を電気的に切り離す。そして、計算された照射時間
に達する前に、照射を中断し、測定系を再び接続し、再
度ワークの共振周波数を測定し、合わせ込み周波数との
差を検出する。これらの作業を数回繰り返えすことによ
り、合わせ込み周波数との差が所定の範囲に(ほぼ零)
になるよう合わせ込みを行なう。
Next, irradiation is started based on this irradiation time. During irradiation, a direct current flows through the work, so the measurement system is electrically disconnected. Then, before reaching the calculated irradiation time, the irradiation is interrupted, the measurement system is reconnected, the resonance frequency of the work is measured again, and the difference from the fitting frequency is detected. By repeating these operations several times, the difference from the tuning frequency is within the specified range (almost zero).
Align so that

【0006】蒸着を用いた周波数調整方法では、周波数
調整を行う際には蒸着速度を極端に遅くする必要があ
り、さらに、蒸着する部分を制限するためのマスクも精
度の高いものが必要となるなど、設備、作業時間などの
面で非常にコスト高であった。また、調整後の周波数精
度もそれほど高い値は望めなかった。これに対し、プラ
ズマを用いた周波数調整方法は、作業時間は短くて済
み、調整後の周波数精度も高くなるという利点を備えて
いる。
In the frequency adjusting method using vapor deposition, the vapor deposition rate must be extremely slowed down when the frequency is adjusted, and a mask for limiting the vapor deposition portion must be highly accurate. In terms of equipment, working time, etc., the cost was very high. Moreover, the frequency accuracy after adjustment could not be so high. On the other hand, the frequency adjusting method using plasma has the advantage that the working time is short and the frequency accuracy after adjustment is high.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、提唱さ
れているプラズマを用いた周波数調整方法も解決すべき
幾つかの問題を含んでいる。まず、蒸着の場合と異な
り、プラズマを印加することによってワークに直流電流
が流れるので周波数調整中の共振周波数をモニターでき
ないことである。このため、加工レートから照射時間を
決定し、この時間を管理することによって周波数調整を
行わざるを得ない。照射時間を決める加工レートは、電
極の大きさ、種類など様々なファクターを考慮して計算
できるが、同じ周波数帯であっても各々の圧電素子で製
造工程上の固体差があり、またはスパッタガンやイオン
ビームガンのソース側の安定性や加工装置の雰囲気な
ど、加工レートに影響を与える要素は様々である。そし
て、これらを一括して管理することは非常に難しい。こ
のように、単に照射時間を管理するだけでは、周波数調
整後の共振周波数が合わせ込み周波数からずれてしまう
ので、照射時間を分割し、調整状況に合わせて照射時間
を調整している。従って、実際には、照射、周波数測
定、照射といったステップを何度も繰り返す必要がある
ために加工時間を短縮できる効果はそれほど得られてい
ない。また、照射時間を管理するだけなので、最終的に
周波数を合わせ込み高い精度を確保するためには高度な
経験が必要となり、自動化することには困難が伴う。
However, the proposed frequency adjusting method using plasma also has some problems to be solved. First, unlike the case of vapor deposition, a direct current flows through the work by applying plasma, so that the resonance frequency during frequency adjustment cannot be monitored. Therefore, the irradiation time must be determined from the processing rate, and the frequency must be adjusted by managing this time. The processing rate that determines the irradiation time can be calculated in consideration of various factors such as the size and type of electrodes, but there are individual differences in the manufacturing process for each piezoelectric element even in the same frequency band, or the sputtering gun There are various factors that affect the processing rate, such as the stability of the source side of the ion beam gun and the atmosphere of the processing equipment. And it is very difficult to manage these all at once. In this way, if the irradiation time is simply managed, the resonance frequency after frequency adjustment will deviate from the adjustment frequency. Therefore, the irradiation time is divided and the irradiation time is adjusted according to the adjustment situation. Therefore, in practice, the steps of irradiation, frequency measurement, and irradiation need to be repeated many times, so that the effect of shortening the processing time has not been obtained so much. In addition, since only the irradiation time is managed, advanced experience is required to finally match the frequency and ensure high accuracy, and automation is difficult.

【0008】次に、加工レートの問題がある。スパッタ
リングやイオンガンに印加されている電圧・電流を一定
に保つと、略一定の安定したエネルギーの照射が得ら
れ、加工レートも略一定に保てる。しかし、ワークの共
振周波数と合わせ込む周波数との差が大きいときは、大
きな加工レートが得られないと加工時間が長くなり製造
効率が悪化する。一方、周波数の微調整を行うときは加
工レートが小さくないと精度の高い調整はできない。加
工レートを大きくしておき、シャッター等の機構によっ
てある程度の精度は確保できるが、加工装置が複雑にな
り、これらの制御および動作の安定性などの考慮すべき
問題がある。また、このような機構を用いても最終的な
周波数の精度の向上はあまり期待できない。
Next, there is a problem of processing rate. If the voltage and current applied to the sputtering or ion gun are kept constant, irradiation with a substantially constant and stable energy can be obtained, and the processing rate can also be kept substantially constant. However, when there is a large difference between the resonance frequency of the workpiece and the combined frequency, the machining time becomes long and the manufacturing efficiency deteriorates unless a large machining rate is obtained. On the other hand, when finely adjusting the frequency, highly precise adjustment cannot be made unless the processing rate is small. Although the machining rate can be increased and a certain degree of accuracy can be ensured by a mechanism such as a shutter, the machining apparatus becomes complicated and there is a problem to be taken into consideration such as stability of control and operation thereof. Further, even if such a mechanism is used, improvement in final frequency accuracy cannot be expected so much.

【0009】イオンガンなどの周波数調整源に供給する
電流を制御することによって加工レートを調整すること
も可能である。しかし、加工レートが変動すると加工時
間も変わり、イオン化された粒子のエネルギーの変動を
精度良く把握できないと、精度の高い加工時間を設定で
きない。従って、上述した共振周波数をモニターできな
いこともあって、加工レートを変動させ加工時間が短縮
できても最終的な周波数の精度を確保することは困難で
ある。さらに、周波数調整源を定常状態で維持させるた
めにはある一定以上の電力を供給する必要があり、電力
の変動に起因する周波数調整源の不安定さも解決する必
要がある。
It is also possible to adjust the processing rate by controlling the current supplied to the frequency adjusting source such as the ion gun. However, if the processing rate changes, the processing time also changes, and unless the fluctuation of the energy of the ionized particles can be grasped with high accuracy, the processing time with high accuracy cannot be set. Therefore, since it is not possible to monitor the resonance frequency described above, it is difficult to secure the final frequency accuracy even if the processing rate is changed and the processing time can be shortened. Further, in order to maintain the frequency adjustment source in a steady state, it is necessary to supply electric power above a certain level, and it is also necessary to solve the instability of the frequency adjustment source due to the fluctuation of the electric power.

【0010】このようにプラズマを用いて電極を減厚す
る周波数調整方法は、精度の向上および加工時間の短縮
といった面で非常にメリットがあると予想されるが、安
定した性能の製品を安価に提供するには至っていない。
そこで、本発明においては、上記のような問題を解決
し、プラズマによって周波数の調整された圧電素子を実
際に市場に供給できる製造方法、それに適した加工装置
を提供することを目的としている。さらに、プラズマに
よる周波数調整を製造工程の中にインライン化して、効
率良く周波数調整できる製造方法および加工装置を提供
することも目的としている。そして、このような製造方
法および加工装置を用いてプラズマ加工によって精度良
く周波数調整され、性能の安定した圧電素子、および振
動子を安価に提供することを目的としている。
The frequency adjusting method in which the thickness of the electrode is reduced by using the plasma as described above is expected to be very advantageous in terms of improvement in accuracy and shortening of processing time, but a product having stable performance can be manufactured at low cost. Not yet available.
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a manufacturing method capable of actually supplying a piezoelectric element whose frequency is adjusted by plasma to the market, and a processing apparatus suitable for the manufacturing method. Further, another object of the present invention is to provide a manufacturing method and a processing apparatus in which the frequency adjustment by plasma is made inline in the manufacturing process so that the frequency can be adjusted efficiently. It is an object of the present invention to provide a piezoelectric element and a vibrator, the frequency of which is precisely adjusted by plasma processing using such a manufacturing method and a processing apparatus, and whose performance is stable, at low cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明においては、ま
ず、周波数を合わせ込む精度を向上させるために、周波
数を測定するネットワークアナライザーなどの測定手段
を、直流、脈流などの低周波数成分を除去する接続手段
を介して圧電素子の電極に接続し、照射中の共振周波数
の変化をモニターできるようにしている。低周波数成分
を除去可能な接続手段としては、接地側と繋がったコイ
ルを用いることができ、これによって照射によって流れ
る直流成分などの共振周波数をモニターするのに必要の
ない成分を除去し、測定系のダメージを回避できる。共
振周波数をモニターしながら周波数調整を行うことによ
り、連続的な加工が可能となり、さらに、自動化も容易
となるので、周波数を調整する工程も自動化された製造
工程の中に組入れ、効率的な運用を行える。さらに、コ
イルに加えて負荷容量を接続することによってフィルタ
ー機能に加えて、圧電振動子ユーザーの回路系とのマッ
チングを図ることができ、また、コイルと直列に抵抗を
接続することによって、照射初期の電流を低減すること
ができる。
In the present invention, first, in order to improve the accuracy of frequency matching, measuring means such as a network analyzer for measuring frequency is used to remove low frequency components such as direct current and pulsating current. The piezoelectric element is connected to the electrode of the piezoelectric element via the connecting means so that the change of the resonance frequency during irradiation can be monitored. As a connecting means capable of removing low frequency components, a coil connected to the ground side can be used, whereby components that are unnecessary for monitoring the resonance frequency, such as direct current components flowing by irradiation, are removed, and the measurement system You can avoid damage. By adjusting the frequency while monitoring the resonance frequency, continuous processing is possible and further automation is easy, so the process of adjusting the frequency is also incorporated into the automated manufacturing process for efficient operation. Can be done. Furthermore, by connecting a load capacitance in addition to the coil, in addition to the filter function, matching with the piezoelectric vibrator user's circuit system can be achieved, and by connecting a resistor in series with the coil, the initial irradiation The current can be reduced.

【0012】本発明においては、さらに、イオンガンな
どのイオン化したガスの照射源が安定した状態で照射強
度が制御できるように、照射する手段と照射対象となる
電極との距離を制御する手段を設けてある。照射する手
段と電極との距離を変えることによって照射源の稼働状
態を変動させずに電極に照射されるイオン化されたガス
のエネルギーを制御できる。従って、安定した照射条件
下で精度の高い周波数調整が可能となる。
In the present invention, a means for controlling the distance between the irradiation means and the electrode to be irradiated is provided so that the irradiation intensity of the ionized gas such as an ion gun can be controlled in a stable state. There is. By changing the distance between the irradiation means and the electrode, the energy of the ionized gas with which the electrode is irradiated can be controlled without changing the operating state of the irradiation source. Therefore, it is possible to adjust the frequency with high accuracy under stable irradiation conditions.

【0013】さらに、本発明においては複数のステップ
に分けて照射を行うことにより、加工作業にかかる時間
を短縮し、精度の高い共振周波数を得るようにしてい
る。すなわち、加工レートの比較的大きな工程と、加工
レートの比較的小さな工程を組み合わせることによっ
て、加工時間の短縮と共振周波数の微調整を可能として
いる。また、このように工程を分割することによって1
つの工程におけるターンダウンレシオ(加工レートの最
大値と最小値との比)を小さくできるので、装置の安定
性は増し、装置の簡略化も図れ、信頼性も向上できる。
Further, in the present invention, by performing irradiation in a plurality of steps, the time required for processing work is shortened and a highly accurate resonance frequency is obtained. That is, by combining a process having a relatively high processing rate and a process having a relatively low processing rate, it is possible to shorten the processing time and finely adjust the resonance frequency. In addition, by dividing the process in this way,
Since the turndown ratio (ratio between the maximum value and the minimum value of the processing rate) in one process can be reduced, the stability of the device can be increased, the device can be simplified, and the reliability can be improved.

【0014】[0014]

【実施例】図1に、本発明の実施例に係る圧電素子の周
波数を調整する加工装置の例を示してある。本例の装置
30は、圧電素子を搬送するコンベアーなどの搬送機構
18の移動方向(矢印A)に沿って3つのブロックに主
に分かれている。圧電素子が導入される側の第1のブロ
ック31aは、圧電素子の大まかな周波数調整を行う粗
調用のブロックである。次の第2のブロック31bは、
中間的な周波数調整を行う粗微調用のブロックであり、
これに続いて最終の周波数の合わせ込みを行う第3のブ
ロック31cが配置されている。
FIG. 1 shows an example of a processing apparatus for adjusting the frequency of a piezoelectric element according to an embodiment of the present invention. The device 30 of this example is mainly divided into three blocks along the moving direction (arrow A) of the transfer mechanism 18 such as a conveyor that transfers the piezoelectric element. The first block 31a on the side where the piezoelectric element is introduced is a block for rough adjustment that roughly adjusts the frequency of the piezoelectric element. The next second block 31b is
It is a block for coarse and fine adjustment that performs intermediate frequency adjustment,
Following this, a third block 31c for arranging the final frequency is arranged.

【0015】各々のブロック31a〜31cでは、照射
エネルギーの異なる周波数調整源9a〜9cからイオン
化されたガスが搬送機構18によって運ばれる圧電素子
(ワーク)3に照射されるようになっている。本例で
は、周波数調整源9a〜9cとしてイオンガンを採用し
ており、また、ガスとしてアルゴンガスを採用してい
る。これらイオンガン9a〜9c、ワーク3および搬送
機構18、および後述するこれらの位置を調整する機構
は、真空容器10に格納されている。この真空容器10
の内部はメカニカルブースターポンプ11を介してロー
タリーポンプ12で10-3Torr程度まで真空排気さ
れた後、アルゴンガス供給源8から10-1〜10-2To
rr程度までアルゴンガスが満たされている。さらに、
真空容器10の搬入側および搬出側にはロードロック室
10aおよび10bが設けられており、搬送機構18を
用いてワーク3が連続的に真空容器10の内部に運び込
まれるようになっている。
In each of the blocks 31a to 31c, the ionized gas from the frequency adjusting sources 9a to 9c having different irradiation energy is applied to the piezoelectric element (work) 3 carried by the carrier mechanism 18. In this example, ion guns are used as the frequency adjustment sources 9a to 9c, and argon gas is used as the gas. The ion guns 9 a to 9 c, the work 3 and the transfer mechanism 18, and a mechanism for adjusting their positions described later are housed in the vacuum container 10. This vacuum container 10
After being evacuated to about 10 -3 Torr by a rotary pump 12 via a mechanical booster pump 11, the inside of the argon gas source 8 to 10 -1 to 10 -2 To
The argon gas is filled up to about rr. further,
Load lock chambers 10a and 10b are provided on the carry-in side and carry-out side of the vacuum container 10, and the work 3 is continuously carried into the vacuum container 10 by using the carrying mechanism 18.

【0016】搬送機構18で搬入されたワーク3は、第
1のブロック31aから第2、第3のブロック31bお
よび31cと順番に照射され、周波数の調整が自動的に
行われる。ワーク3は、この加工装置10に搬入される
前に、圧電体の表面に、例えば銀、アルミニウムなどの
金属製の電極が蒸着などによって形成されており、これ
らの電極は所望の共振周波数f0となる電極に対し若干
厚く仕上げてある。従って、搬入されたワーク3の共振
周波数f1は、所望の共振周波数f0に対し2000p
pm程度低い値となっており、このようなワークに対し
イオンガスを照射して電極の厚みを減らし、共振周波数
f1をf0まで上げる加工が本例の装置30で行われ
る。
The work 3 carried in by the carrying mechanism 18 is irradiated in order from the first block 31a to the second and third blocks 31b and 31c, and the frequency is automatically adjusted. Before the work 3 is carried into the processing apparatus 10, metal electrodes such as silver and aluminum are formed on the surface of the piezoelectric body by vapor deposition or the like, and these electrodes have a desired resonance frequency f0. The electrode is made slightly thicker. Therefore, the resonance frequency f1 of the loaded work 3 is 2000 p with respect to the desired resonance frequency f0.
The value is as low as about pm, and the apparatus 30 of this example performs processing for irradiating such a work with ion gas to reduce the thickness of the electrode and increasing the resonance frequency f1 to f0.

【0017】ベースとなる電極が仕上がった状態のワー
ク3は、周波数f1が2000ppm程度のばらつきを
持っているので、まず、粗調を行う第1のブロック31
aでは、所望の共振周波数f0に対し200ppmまで
の合わせ込みを受け持つ。このため、ワーク3と周波数
調整源9aとの距離は5mm程度と他のブロックの周波
数調整源に比べ近い距離に設定されており、これにより
加工レートは約800ppm/秒と速い加工レートが得
られる。
Since the frequency f1 of the work 3 in which the electrode serving as the base is finished has a variation of about 2000 ppm, first, the first block 31 for performing rough adjustment is used.
In a, it takes charge of adjusting up to 200 ppm with respect to the desired resonance frequency f0. Therefore, the distance between the work 3 and the frequency adjusting source 9a is set to about 5 mm, which is closer to the frequency adjusting sources of the other blocks, and thus the processing rate is as fast as about 800 ppm / sec. .

【0018】第2のブロック31bでは粗微調を行い、
粗調上がりのワーク3の周波数f1が共振周波数f0に
対し50ppm程度となるまでの合わせ込みを受け持
つ。このため、ワーク3と周波数調整源9bとの距離は
10mm程度に設定されており、加工レートは約100
ppm/秒が得られるようになっている。
In the second block 31b, coarse and fine adjustments are made,
It takes charge of the adjustment until the frequency f1 of the workpiece 3 in the coarse adjustment is about 50 ppm with respect to the resonance frequency f0. Therefore, the distance between the work 3 and the frequency adjustment source 9b is set to about 10 mm, and the machining rate is about 100.
ppm / sec can be obtained.

【0019】第3のブロック31cは、最終的な調整で
ある微調を行うブロックであり、粗微調上がりのワーク
3の周波数f1が所望の共振周波数f0に対し0ppm
となるまでの合わせ込みを受け持つ。このため、ワーク
3と周波数調整源9cとの距離は20mm程度に設定さ
れており、さらに、加工レートは約20ppm/秒の遅
い加工レートが得られようにして微妙な調整を可能にし
てある。
The third block 31c is a block for performing final adjustment, that is, fine adjustment, and the frequency f1 of the coarse and finely adjusted work 3 is 0 ppm with respect to the desired resonance frequency f0.
It takes charge of the adjustment until it becomes. For this reason, the distance between the work 3 and the frequency adjustment source 9c is set to about 20 mm, and the processing rate can be adjusted slowly so that a slow processing rate of about 20 ppm / sec can be obtained.

【0020】本例の加工装置30は、このような加工レ
ートの異なる3つのステップで周波数調整を行うことに
よって、短時間に2000ppmから0ppmまでの調
整を行え、さらに、最終的な微妙な調整も無理なくでき
るようになっている。そして、これらのブロック31a
〜31cの間をワークは自動的に搬送されるので、ワー
ク3を連続的に処理でき、製造工程の流れの中に周波数
を調整する工程を容易に導入できる。
The processing apparatus 30 of the present example can adjust the frequency from 2000 ppm to 0 ppm in a short time by performing the frequency adjustment in such three steps having different processing rates, and also makes the final fine adjustment. It's easy to do. And these blocks 31a
Since the work is automatically conveyed between the spaces 31c to 31c, the work 3 can be continuously processed, and the step of adjusting the frequency can be easily introduced into the flow of the manufacturing process.

【0021】また、周波数調整源9a〜9cは、個々に
圧電素子3の共振周波数f1をフィクスチャ2を介して
連続的にネットワークアナライザ1で測定できる。さら
に、個々のブロックの周波数調整源(イオンガン)9a
〜9cとワーク3との距離は駆動機構14a〜14cに
よって調整でき、これによって個々のブロックの加工レ
ートを変えることができる。従って、ワークの周波数f
1と合わせ込み周波数f0との周波数差Δfを個々のブ
ロック毎に外部演算装置15で管理し、そのブロックの
最適加工レートとなるよう個々の駆動装置14へ制御信
号を送り、各ブロック毎にワーク3と周波数調整源9a
〜9cとの距離を変えることができる。この結果、各ブ
ロックでは、ワーク3の周波数f1をターゲットとする
周波数に達するまでまで容易に、また確実に安定して調
整できる。さらに、本例の装置30は、加工スピードを
低下させずに過大な照射による周波数の合わせ込みが失
敗するといった事態を未然に防止できる。
The frequency adjusting sources 9a to 9c can individually measure the resonance frequency f1 of the piezoelectric element 3 continuously with the network analyzer 1 via the fixture 2. Further, the frequency adjustment source (ion gun) 9a of each block
The distance between ~ 9c and the work 3 can be adjusted by the drive mechanisms 14a to 14c, whereby the machining rate of each block can be changed. Therefore, the frequency f of the work
The frequency difference Δf between 1 and the combined frequency f0 is managed by the external arithmetic unit 15 for each block, and a control signal is sent to each drive unit 14 so as to obtain the optimum machining rate of that block, and the work is performed for each block. 3 and frequency adjustment source 9a
The distance to ~ 9c can be changed. As a result, in each block, the frequency f1 of the work 3 can be adjusted easily and surely until it reaches the target frequency. Furthermore, the apparatus 30 of the present example can prevent the situation where the frequency adjustment fails due to excessive irradiation without lowering the processing speed.

【0022】図2に、第1〜第3の各ブロックの構成を
示してある。これらのブロック31a〜31cの構成は
ワークとイオンガンとの距離や、イオンガンの照射エネ
ルギーなどを除けば同じであるので、1つのブロックを
代表して示してある。
FIG. 2 shows the configuration of each of the first to third blocks. The configuration of these blocks 31a to 31c is the same except for the distance between the work and the ion gun, the irradiation energy of the ion gun, and the like, so one block is shown as a representative.

【0023】真空容器10の内部に設置されている周波
数調整手段すなわち周波数調整源として本例ではイオン
ガン9を用いている。イオンガン9は、例えば、内部に
直流電源13の接続されたステンレス製のφ10mmの
電極棒を備えており、外周部を構成するφ100mmの
円筒状をしたステンレスとは絶縁され、さらに、外周部
はアースシールドされている。上述したように、真空容
器10を10-3Torrレベルに真空排気された後、ア
ルゴンガスが10-1〜10-2Torr程度流入された状
態であり、イオンガン9の電極棒に直流電源13から直
流電圧を印加すると、アースシールドされた外周部との
間でアルゴンプラズマが発生する。発生したプラズマに
よりアルゴンガスはラジカルおよびイオンとなり、イオ
ン化されたアルゴンガスは、電極棒の先端方向に当たる
イオンガン9のφ3mmの噴き出し口5から飛び出す。
In this example, the ion gun 9 is used as a frequency adjusting means, that is, a frequency adjusting source installed inside the vacuum container 10. The ion gun 9 includes, for example, a stainless steel φ10 mm electrode rod to which a DC power source 13 is connected, is insulated from the φ100 mm cylindrical stainless steel forming the outer peripheral portion, and further the outer peripheral portion is grounded. It is shielded. As described above, the vacuum container 10 is evacuated to the level of 10 -3 Torr, and then argon gas is introduced into the electrode rod of the ion gun 9 from the DC power supply 13 in the state of being supplied with about 10 -1 to 10 -2 Torr. When a DC voltage is applied, argon plasma is generated between the earth shielded outer peripheral portion. The generated plasma turns the argon gas into radicals and ions, and the ionized argon gas is ejected from the φ3 mm ejection port 5 of the ion gun 9 that strikes the tip of the electrode rod.

【0024】この噴き出し口5と対向した位置に搬送機
構18によって搬送されたワーク3が位置しており、水
晶振動子等のワーク3の表面にイオン化されたガス粒子
が衝突する。アルゴンイオンがワーク3に衝突すること
でワーク3の表面に形成された電極膜4(本例では、ワ
ーク3の両面に電極膜4aおよび4bが形成されてお
り、アルゴンイオンは図示された電極膜4aの反対側の
面の電極膜4bに照射される)の銀を弾き飛ばす。この
ため、電極の質量は減少し、その結果ワーク3の周波数
f1は低い周波数から高い周波数へ変化する。
The work 3 transported by the transport mechanism 18 is located at a position opposed to the ejection port 5, and the ionized gas particles collide with the surface of the work 3 such as a crystal oscillator. The electrode film 4 formed on the surface of the work 3 by the collision of the argon ions with the work 3 (in this example, the electrode films 4a and 4b are formed on both surfaces of the work 3, and the argon ion is the electrode film shown in the figure). 4a), which irradiates the electrode film 4b on the surface opposite to 4a), is flipped away. Therefore, the mass of the electrode is reduced, and as a result, the frequency f1 of the work 3 changes from a low frequency to a high frequency.

【0025】イオンガン9とワーク3との間には、シャ
ッター16が設置されており、このシャッター16を駆
動機構17で開閉制御することによってアルゴンイオン
の照射を遮断できる。さらに、シャッター16とワーク
3との間にはマスク25が挿入されており、このマスク
25によってアルゴンイオンの方向性を規定している。
本例の装置に用いられているマスク25は、連続的に搬
送される複数のワーク3に対し、周波数調整が行われて
いるワーク以外にはアルゴンイオンが照射されないよう
にするためのものである。従って、蒸着に用いられるマ
スクのように精度の高いものは不要であり、また、この
マスクに対するワークの位置合わせにもそれほどの精度
は要求されない。
A shutter 16 is installed between the ion gun 9 and the work 3, and the irradiation of argon ions can be blocked by controlling the opening and closing of the shutter 16 by a driving mechanism 17. Further, a mask 25 is inserted between the shutter 16 and the work 3, and the mask 25 defines the directionality of argon ions.
The mask 25 used in the apparatus of this example is intended to prevent the argon ions from being irradiated to the plurality of works 3 that are continuously conveyed, except for the works whose frequency is adjusted. . Therefore, it is not necessary to use a highly accurate mask such as a mask used for vapor deposition, and the positioning of the workpiece with respect to this mask does not require so much accuracy.

【0026】さらに、イオンガン9をワーク3に対し前
後方向に移動させる駆動機構14が設けられており、イ
オンガン9とワーク3との間の距離を変えることによっ
て、ワークに照射されるアルゴンイオンのエネルギーお
よび量を制御できるようになっている。このように距離
を変えることによってアルゴンイオンのエネルギーや量
を制御すれば、イオンガン9は所定の電力を印加したま
まの安定した状態で保持できるので、安定した性能およ
び加工レートがえられる。このため、加工レートの制御
は容易であり、大きな電力を印加したまま高いレートで
の制御もでき、また、微調を行うような低いレートでの
良好な応答性も得られる。
Further, a driving mechanism 14 for moving the ion gun 9 in the front-back direction with respect to the work 3 is provided, and by changing the distance between the ion gun 9 and the work 3, the energy of the argon ions irradiated on the work. And the amount can be controlled. By controlling the energy and amount of argon ions by changing the distance in this way, the ion gun 9 can be held in a stable state with a predetermined electric power applied, so that stable performance and processing rate can be obtained. Therefore, the processing rate can be easily controlled, the high rate can be controlled while a large amount of electric power is applied, and the good responsiveness can be obtained at the low rate for performing fine adjustment.

【0027】アルゴンイオンが衝突することにより変化
するワーク3の周波数f1は、フィクスチャ2を介し
て、周波数測定手段すなわちネットワークアナライザ1
を用いて連続的に測定している。ネットワークアナライ
ザ1とフィクスチャ2の接続は、50Ω系の同軸ケーブ
ルが用いられる。フィクスチャ2とワークとの接続は、
ワーク3に接続されたリードに対し、駆動機構24によ
って着脱可能なプローブ23を介して行われ、連続的に
搬送されたワーク3の照射中の周波数を測定するように
なっている。
The frequency f1 of the work 3 which changes due to the collision of argon ions is passed through the fixture 2 to the frequency measuring means, that is, the network analyzer 1.
Are continuously measured. For connection between the network analyzer 1 and the fixture 2, a 50Ω coaxial cable is used. The connection between fixture 2 and the work is
The frequency of the lead connected to the work 3 is measured by the drive mechanism 24 via the detachable probe 23, and the frequency of the continuously conveyed work 3 during irradiation is measured.

【0028】図3に、本例の装置に採用されている測定
系の構成を示してある。本例の測定系で採用しているフ
ィクスチャ2の回路構成(インピーダンス整合回路)で
は、ワーク3に設けられた2つの電極4aおよび4bの
それぞれに、抵抗19,20,21がπ型に配置された
標準的なπ回路が接続され、さらに、これらのπ回路の
上流(ワーク3の側)にコイル22が抵抗21と並列に
なるように接続されている。これらのコイル22はワー
ク3の電極4aおよび4bと、アースを短絡するように
回路に接続されている。このため、照射によって電極4
aおよび4bに帯電したプラス電荷は直流成分、あるい
は低周波数成分として、プローブ23とこれらのコイル
22を介してアースに流れ、ネットワークアナライザー
側には流れない。従って、ネットワークアナライザ1に
は共振周波数に起因する交流分だけが流れ込む。このた
め、照射によってワーク3に大きな低周波数成分の電流
が流れても、故障の原因となるこの低周波数成分はネッ
トワークアナライザ側には流れ込まず、照射中であって
も継続して周波数のモニターが可能となる。
FIG. 3 shows the configuration of the measurement system used in the apparatus of this example. In the circuit configuration (impedance matching circuit) of the fixture 2 used in the measurement system of this example, the resistors 19, 20, and 21 are arranged in a π type on each of the two electrodes 4a and 4b provided on the work 3. The standard π circuits described above are connected, and further, the coil 22 is connected upstream of these π circuits (on the side of the work 3) in parallel with the resistor 21. These coils 22 are connected to the circuit so as to short-circuit the electrodes 4a and 4b of the work 3 and the ground. For this reason, the electrodes 4
The positive charges charged on a and 4b flow to the ground through the probe 23 and these coils 22 as a DC component or a low frequency component, and do not flow to the network analyzer side. Therefore, only the AC component due to the resonance frequency flows into the network analyzer 1. Therefore, even if a large low-frequency component current flows through the work 3 due to irradiation, this low-frequency component that causes a failure does not flow into the network analyzer side, and the frequency can be continuously monitored even during irradiation. It will be possible.

【0029】図4ないし図6に、フィクスチャの異なっ
た回路例を示してある。図4に示した例は、簡易型の整
合回路を用いたものであり、低周波数成分をバイパスさ
せるコイル22と、これと並列に接続されたインピーダ
ンス整合用の抵抗21とから構成されている。抵抗21
は、コイル22のインピーダンスより高い値のものが選
定されており、低周波数成分がコイル22に流れ、高周
波成分のみがネットワークアナライザー側に供給される
ようになっている。
4 to 6 show examples of circuits having different fixtures. The example shown in FIG. 4 uses a simple matching circuit, and includes a coil 22 that bypasses a low frequency component, and an impedance matching resistor 21 that is connected in parallel with the coil 22. Resistance 21
Is selected to have a value higher than the impedance of the coil 22, so that the low frequency component flows into the coil 22 and only the high frequency component is supplied to the network analyzer side.

【0030】図5に示した例は、標準的なπ回路にコイ
ル22に加え負荷容量26を追加した回路である。この
負荷容量26の値としてユーザー側が発振回路に実際に
組み込む値を採用することができ、供給先で計測される
のと同じ条件で共振周波数を測定することができる。さ
らに、この負荷容量26は高周波成分のみをネットワー
クアナライザー側に通過させるフィルターとしての機能
も果たすので、コイル22と共にネットワークアナライ
ザー側に直流などの低周波数成分を流さずにアース側に
落とす機能を持っている。図4に示した簡易型の整合回
路に負荷容量を追加することも可能である。
The example shown in FIG. 5 is a circuit in which a load capacitance 26 is added to the coil 22 in addition to the standard π circuit. As the value of the load capacitance 26, a value actually incorporated in the oscillation circuit by the user can be adopted, and the resonance frequency can be measured under the same conditions as those measured at the supply destination. Furthermore, since the load capacitance 26 also functions as a filter that passes only high-frequency components to the network analyzer side, it has a function of dropping low-frequency components such as direct current to the ground side without passing the coil 22 and the network analyzer side to the ground side. There is. It is also possible to add load capacitance to the simplified matching circuit shown in FIG.

【0031】図6に示した例は、図4に示した簡易型の
整合回路に負荷容量26に加え、さらにコイル22と直
列に抵抗27を接続してある。コイル22と直列に抵抗
27を接続することによってコイル22を流れる電流を
制限することができる。照射開始時には急激に大きな直
流電流が電極を介して流れるが、抵抗27を挿入するこ
とによってこの突入電流の値を制限し、圧電素子を介し
て流れる電流を調整することが可能となる。フィクスチ
ャ2を構成する回路として、これらのいずれの回路も採
用でき、圧電素子の形状、種類、および照射状況などの
要素を考慮して適当な回路を選択すれば良い。
In the example shown in FIG. 6, a resistor 27 is connected in series with the coil 22 in addition to the load capacitance 26 in the simplified matching circuit shown in FIG. The current flowing through the coil 22 can be limited by connecting the resistor 27 in series with the coil 22. A large DC current suddenly flows through the electrodes at the start of irradiation, but by inserting the resistor 27, it is possible to limit the value of this inrush current and adjust the current flowing through the piezoelectric element. Any of these circuits can be adopted as a circuit forming the fixture 2, and an appropriate circuit may be selected in consideration of factors such as the shape and type of the piezoelectric element and the irradiation state.

【0032】図3に戻って、本例において共振周波数を
モニターするために採用しているネットワークアナライ
ザー1の概略を説明する。ネットワークアナライザー1
は、高周波の発生源41を備えており、発生された高周
波信号が信号分離部42で2つに分離され、その一方が
フィクスチャ2の入力側を介してワーク3の電極の一方
に印加される。ワーク3の電極の他方の側はフィクスチ
ャ2の出力側を介してネットワークアナライザー1の受
信部43に入力され、この受信部43には信号分離部4
2で分離された残りの信号も同時に入力される。そし
て、受信部43でこれらの高周波信号の位相と振幅比が
求められ、表示部44に表示され周波数を調整している
途上のワーク3の共振周波数がモニターされる。同時
に、これらの情報が外部演算装置15に供給され、モニ
ターされた共振周波数f1と、予め設定された合わせ込
む周波数f0あるいは第1あるいは第2のブロックにお
いてターゲットとされる周波数f0''、f0’とが比較
される。
Returning to FIG. 3, an outline of the network analyzer 1 used for monitoring the resonance frequency in this example will be described. Network analyzer 1
Is provided with a high-frequency generation source 41, and the generated high-frequency signal is separated into two by a signal separation unit 42, one of which is applied to one of the electrodes of the work 3 via the input side of the fixture 2. It The other side of the electrode of the work 3 is input to the receiving unit 43 of the network analyzer 1 via the output side of the fixture 2, and the signal separating unit 4 is input to the receiving unit 43.
The remaining signals separated by 2 are also input at the same time. Then, the phase and amplitude ratio of these high frequency signals are obtained by the receiving unit 43, and the resonance frequency of the work 3 displayed on the display unit 44 and being adjusted in frequency is monitored. At the same time, these pieces of information are supplied to the external arithmetic unit 15, and the resonance frequency f1 monitored and the preset matching frequency f0 or the frequencies f0 ″, f0 ′ targeted in the first or second block are set. And are compared.

【0033】外部演算処理装置15では、これらの比較
に基づき各ブロックにおいてそのワークを加工するため
に最適な加工レートを算出する。さらに、この算出され
た加工レートを得るためにワーク3とイオンガン9の噴
き出し口5の距離を割り出して、駆動装置14へ信号を
送る。この結果、周波数調整源9が前後に移動し、噴き
出し口5とワーク3との距離が適当に調整される。
The external arithmetic processing unit 15 calculates the optimum machining rate for machining the workpiece in each block based on these comparisons. Further, in order to obtain the calculated machining rate, the distance between the work 3 and the ejection port 5 of the ion gun 9 is calculated, and a signal is sent to the drive unit 14. As a result, the frequency adjustment source 9 moves back and forth, and the distance between the ejection port 5 and the work 3 is adjusted appropriately.

【0034】このようなネットワークアナライザーに替
わり、図7に示す発振器45と周波数カウンター46を
用いても照射中のワーク3の共振周波数f1をモニター
できる。そして、周波数カウンター45の出力を外部演
算処理装置15に供給することによって、上記と同様に
加工レートの制御が可能である。
The resonance frequency f1 of the workpiece 3 during irradiation can be monitored by using an oscillator 45 and a frequency counter 46 shown in FIG. 7 instead of such a network analyzer. Then, by supplying the output of the frequency counter 45 to the external arithmetic processing unit 15, the processing rate can be controlled in the same manner as described above.

【0035】これらの装置によってモニターされた共振
周波数f1を用いて各ブロックのワーク3と噴き出し口
5の距離が調整される。本例の装置では、各ブロック毎
にこの距離が5〜20mmまで可変できる機構になって
おり、周波数調整加工を開始する前は5mmの距離にプ
リセットされる。加工が始まるとイオンガン9は、測定
された周波数の差、プログラムされた周波数の差、およ
び加工レートの設定値に基づき制御される。そしてイオ
ンガン9はイオンを照射して周波数の調整加工しながら
徐々に後方へ移動させられ、加工レートは速い状態から
徐々に遅い状態になるように制御される。この間、イオ
ンガン9に供給されている電力は一定に保たれ、安定し
た照射能力が確保できる。従って、加工レートの計算お
よび調整は簡単であり、精度の高い周波数調整が行え
る。さらに、照射が中断してしまったり、過大に照射し
て周波数が合わせ込み周波数f0以上となって調整が出
来なくなったりするトラブルも排除できる。そして、ワ
ーク3のモニターされた共振周波数f0が各ブロックの
ターゲットの周波数に達するとプラズマを遮断し、ワー
ク3を搬送機構18によって次のブロックに移行させ
る。
The distance between the work 3 and the ejection port 5 of each block is adjusted using the resonance frequency f1 monitored by these devices. The apparatus of this example has a mechanism in which this distance can be varied from 5 to 20 mm for each block, and is preset to a distance of 5 mm before starting frequency adjustment processing. When the processing is started, the ion gun 9 is controlled based on the measured frequency difference, the programmed frequency difference, and the processing rate set value. Then, the ion gun 9 is gradually moved backward while irradiating ions to adjust the frequency, and the processing rate is controlled so as to gradually change from a fast state to a slow state. During this time, the electric power supplied to the ion gun 9 is kept constant, and stable irradiation capability can be secured. Therefore, the calculation and adjustment of the processing rate are simple, and the frequency can be adjusted with high accuracy. Further, it is possible to eliminate the trouble that the irradiation is interrupted, or the irradiation becomes excessive and the frequency becomes equal to or higher than the frequency f0 and the adjustment cannot be performed. When the monitored resonance frequency f0 of the work 3 reaches the target frequency of each block, the plasma is shut off and the work 3 is moved to the next block by the transfer mechanism 18.

【0036】アルゴンイオンの照射開始および遮断は直
流電源13を直接オン、オフすることによって制御して
も良い。あるいはプラズマを連続発生させた状態でシャ
ッタ16をシャッタ駆動機構17で制御して開閉しても
良い。イオンガンによって安定した照射を行うには、イ
オンガンを定常状態で稼働させることが望ましく、その
面ではシャッター16を用いてオン・オフすることが有
効である。シャッター16を用いてオフする場合は、本
例の加工装置においては、イオンガン9とワーク3との
距離は十分に確保されており、加工レートは低下した状
態である。従って、シャッタースピードや制御に対する
応答性にはそれほど高い値が要求されず、公知の信頼性
の確立された機構を用いることができる。本例の装置で
は、さらに、3つのブロックを用いて最終的に合わせ込
む際の加工スピードを低くできるようにしてあるので、
この点でもシャッターおよびその制御機構に過大な要求
は必要とされない。
The start and cutoff of irradiation of argon ions may be controlled by directly turning the DC power supply 13 on and off. Alternatively, the shutter 16 may be controlled by the shutter drive mechanism 17 to open and close while plasma is continuously generated. In order to perform stable irradiation with the ion gun, it is desirable to operate the ion gun in a steady state, and in that respect, it is effective to use the shutter 16 to turn it on and off. When the shutter 16 is turned off, the distance between the ion gun 9 and the work 3 is sufficiently secured in the processing apparatus of this example, and the processing rate is lowered. Therefore, a very high value is not required for the shutter speed and the responsiveness to control, and a known mechanism with established reliability can be used. In the apparatus of this example, the processing speed at the time of final matching is further reduced by using three blocks.
In this respect as well, no excessive demands are made on the shutter and its control mechanism.

【0037】図8に、本例の装置を用いて周波数調整を
行う過程の圧電素子の周波数変化の状態を示してある。
時刻t1に照射を開始するとワーク3の近傍に位置する
噴き出し口5からアルゴンイオンが電極に照射され、急
激に周波数は上昇する。その後、上記の過程に従って、
噴き出し口5とワーク3との距離は徐々に広げられ、ワ
ークの周波数変化量は抑制され、合わせ込み周波数へ徐
々に近づく。そして、ブロック毎の合わせ込み周波数近
傍になったところでイオンガン9をワーク3からさらに
遠ざけることによって、調整に適した加工レートを得て
いる。時刻t2に周波数f1が合わせ込み周波数f0等
と略一致すると照射を中止する。照射を中止するタイミ
ングは、上流の加工工程では、ターゲットの周波数に対
しある程度の幅を持たしておいてももちろん良い。
FIG. 8 shows the state of frequency change of the piezoelectric element in the process of frequency adjustment using the apparatus of this example.
When irradiation is started at time t1, argon ions are irradiated to the electrode from the ejection port 5 located in the vicinity of the work 3, and the frequency sharply rises. Then, following the above process,
The distance between the ejection port 5 and the work 3 is gradually widened, the frequency change amount of the work is suppressed, and the fitting frequency gradually approaches. Then, by moving the ion gun 9 further away from the work 3 when it comes close to the matching frequency for each block, a processing rate suitable for adjustment is obtained. When the frequency f1 substantially matches the adjusted frequency f0 and the like at time t2, the irradiation is stopped. The timing of stopping the irradiation may of course have a certain range with respect to the target frequency in the upstream processing step.

【0038】図9に、本例の装置を用いた圧電素子の製
造過程の概略フローチャートを示してある。先ず、ステ
ップ51で圧電素子の表面に金属製の電極を蒸着等で形
成する。次に、ステップ52で本例の加工装置に電極の
形成された圧電素子(ワーク)をセットする。そして、
ステップ53で第1のブロックに入り、粗調用の照射が
行われる。この過程でのワークの周波数f1をステップ
54でモニターし、第1のブロックのターゲットとする
周波数f0''に達するまで照射を継続する。この際、ス
テップ55でモニターされた周波数に基づき、適当な加
工レートが得られるようにワークとイオンガンとの距離
を調整する。
FIG. 9 shows a schematic flow chart of the manufacturing process of the piezoelectric element using the apparatus of this example. First, in step 51, a metal electrode is formed on the surface of the piezoelectric element by vapor deposition or the like. Next, in step 52, the piezoelectric element (work) having electrodes is set in the processing apparatus of this example. And
In step 53, the first block is entered, and irradiation for rough adjustment is performed. The frequency f1 of the workpiece in this process is monitored in step 54, and irradiation is continued until the target frequency f0 ″ of the first block is reached. At this time, the distance between the work and the ion gun is adjusted based on the frequency monitored in step 55 so that an appropriate processing rate can be obtained.

【0039】ステップ54でモニターされた周波数f1
がターゲットの周波数f0''に達すると、ワーク3は搬
送機構によって次の第2のブロックに移動し、ステップ
56において粗微調用の照射が行われる。このブロック
においてもステップ57で周波数f1がモニターされ、
ターゲットの周波数f0’と比較される。ターゲット周
波数f0’に達するまでステップ58において加工レー
トを調整しながら照射が継続される。
Frequency f1 monitored in step 54
Reaches the target frequency f0 ″, the work 3 moves to the next second block by the transport mechanism, and irradiation for coarse / fine adjustment is performed in step 56. Also in this block, the frequency f1 is monitored in step 57,
It is compared with the target frequency f0 '. Irradiation is continued while adjusting the processing rate in step 58 until the target frequency f0 ′ is reached.

【0040】ステップ57においてターゲットの周波数
f0’に達したと判断されると、ワーク3はさらに第3
のブロックに搬送され、微調用の照射がステップ60で
行われる。ステップ61で周波数f1がモニターされ、
合わせ込み用の周波数f0と一致するまで加工レートを
ステップ62で調整しながら照射が継続して行われる。
合わせ込み周波数とモニターされた周波数が一致する
と、加工装置が搬出される。そして、共振周波数が精度
良く調整された圧電素子は、この素子を表面実装デバイ
スなどの市販される状態に加工する下流の工程に供給さ
れる。
When it is determined in step 57 that the target frequency f0 'has been reached, the work 3 is further moved to the third position.
And the fine adjustment irradiation is performed in step 60. The frequency f1 is monitored in step 61,
Irradiation is continued while adjusting the processing rate in step 62 until it matches the matching frequency f0.
When the matching frequency and the monitored frequency match, the processing device is unloaded. Then, the piezoelectric element whose resonance frequency is accurately adjusted is supplied to a downstream step of processing the element into a commercially available state such as a surface mount device.

【0041】このような加工工程を採用すると、個々の
ワークに対し、そのワークの持つ固有の条件に対応して
共振周波数をモニターしながら調整できる。従って、こ
れらの工程によって得られたワーク、すなわち圧電素子
の周波数は非常に精度が高く、得られた圧電素子の共振
周波数のばらつきも非常に小さい。さらに、周波数の合
わせ込みが失敗する恐れも殆どなく、無駄を省いて効率
的な製造が可能となる。このように、本発明に係る製造
方法および加工装置を採用することによって、プラズマ
を用いた周波数調整方法を実際に適用して、安価に、ま
た短時間に高性能の圧電素子を製造し、提供できる。
By adopting such a processing step, it is possible to adjust the individual work while monitoring the resonance frequency corresponding to the unique condition of the work. Therefore, the frequency of the work obtained by these steps, that is, the frequency of the piezoelectric element is very high, and the variation of the resonance frequency of the obtained piezoelectric element is also very small. Furthermore, there is almost no risk of frequency matching failure, and efficient manufacturing is possible without waste. As described above, by adopting the manufacturing method and the processing apparatus according to the present invention, the frequency adjusting method using plasma is actually applied to manufacture and provide a high-performance piezoelectric element at low cost in a short time. it can.

【0042】図10に、本例の加工装置によって周波数
調整された圧電素子の例を示してある。図示した圧電素
子3は、矩形状のATカット水晶片を圧電体3aとして
用い、その両面に銀を蒸着させて2枚の電極4aおよび
4bが形成されている。そして、それらの一方の電極4
bにアルゴンイオンを照射して一点鎖線4cで図示して
ある厚みから減厚している。減厚時の加工レートは、照
射されたイオンが電極に衝突するときのエネルギーによ
って変化する。従って、上記の加工装置のように3段階
のブロックのそれぞれにおいて、予めワークとイオンガ
ンとの距離を粗調、粗微調、微調を行うのに適したエネ
ルギーが得られる距離に設定しておき、その距離を前後
させることで微細なチューニングを行うことが望まし
い。これに替わり1台のイオンガンを粗調、粗微調、微
調に用いることも可能である。この場合は、それぞれの
工程に適したエネルギーの距離に荒く調整する駆動機構
と、それらの距離の前後で微細に距離を調整する駆動機
構の2つを用いると、上記と同様の工程でもって周波数
調整を行うことができる。なお、距離の調整は本例のよ
うにイオンガン側に限らず、ワーク側を動かしてももち
ろん良く、両方を動かすことも可能である。
FIG. 10 shows an example of a piezoelectric element whose frequency is adjusted by the processing apparatus of this example. In the illustrated piezoelectric element 3, a rectangular AT-cut crystal piece is used as the piezoelectric body 3a, and silver is vapor-deposited on both surfaces thereof to form two electrodes 4a and 4b. And one of the electrodes 4
The thickness of b is irradiated with argon ions to reduce the thickness from the one indicated by the alternate long and short dash line 4c. The processing rate at the time of thickness reduction changes depending on the energy when the irradiated ions collide with the electrode. Therefore, in each of the three-stage blocks like the above-described processing apparatus, the distance between the work and the ion gun is set in advance to a distance at which energy suitable for performing the coarse adjustment, the coarse fine adjustment, and the fine adjustment is obtained. It is desirable to perform fine tuning by moving the distance back and forth. Alternatively, it is possible to use one ion gun for rough adjustment, coarse adjustment, and fine adjustment. In this case, if two drive mechanisms, which roughly adjust the distances of energy suitable for each process and a drive mechanism which finely adjusts the distances before and after those distances, are used, the frequency can be adjusted in the same process as above. Adjustments can be made. The adjustment of the distance is not limited to the ion gun side as in this example, but the work side may be moved, or both may be moved.

【0043】また、ワークとイオンガンとの距離と同様
に、イオンガンからワークに流れるイオン電流、イオン
ガンに印加されるフローティング電位、あるいはその両
方を調整してワークに衝突するエネルギーを調整するこ
とも可能である。この他に、イオン化するガスの種類を
変えたり、磁場などを用いて距離を等価的に変動させる
ことも可能である。さらに、マスクの面積を変えて電極
への照射量を制御するなど、電極を減厚する能力を調整
するためには種々の手段を用いることが可能であり、こ
れらのいずれの手段を用いても本発明を構成できること
はもちろんである。
Similarly to the distance between the work and the ion gun, the ion current flowing from the ion gun to the work, the floating potential applied to the ion gun, or both can be adjusted to adjust the energy of collision with the work. is there. In addition to this, it is possible to change the type of gas to be ionized or change the distance equivalently by using a magnetic field or the like. Further, various means can be used to adjust the ability to reduce the thickness of the electrode, such as changing the area of the mask to control the irradiation amount to the electrode, and any of these means can be used. Of course, the present invention can be configured.

【0044】さらに、上述した加工装置では、2枚の電
極4aおよび4bのうち、一方の電極のみを減厚してあ
る。これに替わり、対向するイオンガンを設けて両方の
電極を減厚してもよいことはもちろんである。また、ワ
ークとしても図示したようなATカットされた水晶振動
片に限らず、音叉形の振動片や、圧電体としてセラミッ
クを用いた素子など、電極の厚みを調整することによっ
て周波数を調整できる素子であれば本発明を適用できる
ことはもちろんである。
Furthermore, in the above-described processing apparatus, only one of the two electrodes 4a and 4b is reduced in thickness. Alternatively, of course, opposing electrodes may be provided to reduce the thickness of both electrodes. Further, the work is not limited to the AT-cut quartz crystal vibrating piece as shown in the figure, but a tuning fork type vibrating piece, an element using ceramic as a piezoelectric body, or the like, which can adjust the frequency by adjusting the electrode thickness. Of course, the present invention can be applied.

【0045】さらに、上述した加工装置では、複数のワ
ークを、並列に配置された3つのブロックに順々に搬送
しているが、これらのブロックを放射状に配置し、ワー
クを各々のブロックに対し旋回させて粗調、粗微調、微
調の各ステップを行ってももちろん良い。周波数調整を
行う複数のブロックの配置は、このように製造工程のレ
イアウトや、製造する素子の特性などを考慮して様々に
アレンジできる。さらに、上記の加工装置では粗調、粗
微調、微調の3段階に分けて周波数調整を行っている
が、これらの区分けも1段階から4段階以上の多段階ま
で、イオンガンの能力や、ワークの特性などを考慮して
自由に設定できる。また、スパッタエッチングのように
ワークをプラズマを形成する一方の電極として照射を行
っても同様の効果を得られる。
Further, in the above-mentioned processing apparatus, a plurality of works are conveyed in sequence to the three blocks arranged in parallel. However, these blocks are arranged radially and the works are provided for each block. Of course, the steps of coarse adjustment, coarse adjustment, and fine adjustment may be performed by turning. As described above, the arrangement of the plurality of blocks for frequency adjustment can be variously arranged in consideration of the layout of the manufacturing process and the characteristics of the manufactured element. Further, in the above-mentioned processing apparatus, the frequency is adjusted in three stages of coarse adjustment, coarse fine adjustment, and fine adjustment. These divisions are also possible from one stage to multiple stages of 4 stages or more, the ability of the ion gun and the work It can be set freely considering the characteristics. Also, similar effects can be obtained by performing irradiation with the work as one electrode for forming plasma, as in sputter etching.

【0046】図11に、本例のプラズマを用いた加工方
法で周波数調整された26MHzの基本波のATカット
水晶振動子の85°Cにおけるエージング特性(図11
(a))と、従来の蒸着によって周波数調整された同種
のATカット水晶振動子のエージング特性(図11
(b))を示してある。本図にて判るように、蒸着によ
り周波数調整を行った振動子では100時間程度で周波
数変化が表れ、1000時間を経過すると2ppm以上
の周波数変動が見られる。これに対し、本発明にかかる
プラズマを用いて周波数調整を行ったATカット水晶振
動子では、100時間程度では周波数変化は見られず、
1000時間を経過した段階でも、蒸着による振動子の
1/3程度の周波数変化が見られるだけである。また、
図11には所定時間経過したのちの周波数のばらつき
(3σ)を示してある。本図から判るように本発明の加
工方法で周波数調整されたATカット水晶振動子は、1
000時間後における周波数のばらつきも小さい。この
ように、本発明に係る電極を減厚して周波数調整を行っ
た振動子では、電極上にさらに金属を蒸着して周波数調
整を行った従来の振動子と比較し、非常に性能が安定し
ており、耐久能力の高い振動子が得られる。
FIG. 11 shows an aging characteristic at 85 ° C. of an AT-cut crystal unit having a fundamental wave of 26 MHz whose frequency was adjusted by the processing method using plasma of this example (FIG. 11).
(A)) and the aging characteristics of the same type of AT-cut crystal unit whose frequency is adjusted by conventional vapor deposition (Fig. 11).
(B)) is shown. As can be seen from the figure, in the vibrator whose frequency is adjusted by vapor deposition, a frequency change appears in about 100 hours, and a frequency fluctuation of 2 ppm or more is observed after 1000 hours. On the other hand, in the AT-cut crystal unit whose frequency is adjusted by using the plasma according to the present invention, no frequency change is observed in about 100 hours,
Even after 1000 hours, the frequency change of about 1/3 of the vibrator due to vapor deposition is only seen. Also,
FIG. 11 shows the frequency variation (3σ) after a predetermined time has elapsed. As can be seen from the figure, the AT-cut crystal unit whose frequency is adjusted by the processing method of the present invention has one
The variation in frequency after 000 hours is also small. As described above, the vibrator according to the present invention in which the frequency is adjusted by reducing the thickness of the electrode has extremely stable performance as compared with the conventional vibrator in which the frequency is adjusted by further depositing metal on the electrode. Therefore, a vibrator with high durability can be obtained.

【0047】このように本発明に係る製造方法および加
工装置によって量産が容易となったプラズマを用いて周
波数調整された圧電素子は、共振周波数の精度が高く、
共振周波数のばらつきも小さく、さらに、エージング特
性も非常に良いことが判明した。
As described above, the piezoelectric element whose frequency is adjusted by using the plasma, which is easily mass-produced by the manufacturing method and the processing apparatus according to the present invention, has a high resonance frequency accuracy,
It was found that the variation in resonance frequency was small and the aging characteristics were also very good.

【0048】図12に、水晶を用いて周波数調整された
水晶振動体を封止した水晶振動子の概要を示し、図13
および図14に、この水晶振動子の断面を示してある。
本例の水晶振動子70は、シリンダー状のケース79を
備えており、その直径は2.0±0.2mm、長さは
6.0±0.5mm程度である。このケース79の内部
に水晶振動体3が封止されており、各電極4の各々にリ
ード72が接続されている。リード72は、ベース71
を介してケース79の外側に導かれており、リード72
を介して水晶振動体3に電力を供給し発振できるように
なっている。
FIG. 12 shows an outline of a crystal resonator in which a crystal vibrating body whose frequency is adjusted using crystal is sealed.
And FIG. 14 shows a cross section of the crystal unit.
The crystal unit 70 of the present example includes a cylindrical case 79 having a diameter of 2.0 ± 0.2 mm and a length of 6.0 ± 0.5 mm. The crystal resonator 3 is sealed inside the case 79, and the leads 72 are connected to the respective electrodes 4. The lead 72 is the base 71
Is led to the outside of the case 79 via the lead 72
The crystal vibrating body 3 can be supplied with electric power to oscillate.

【0049】図15に、本例の水晶振動子70を樹脂に
よってモールドし、表面実装化した水晶振動子80を示
してある。この水晶振動子80は、水晶振動子70のシ
リンダー状のケース79から突出したリード72を金属
リード81に溶接し樹脂82にてモールドしたものであ
る。本例の水晶振動子80は、ケース79を樹脂82に
よってモールドしてあるので、このままの状態で基板の
表面に実装できる素子である。
FIG. 15 shows a crystal resonator 80 in which the crystal resonator 70 of the present example is molded with resin and surface-mounted. In this crystal oscillator 80, a lead 72 protruding from a cylindrical case 79 of the crystal oscillator 70 is welded to a metal lead 81 and molded with a resin 82. Since the case 79 is molded with the resin 82, the crystal unit 80 of this example is an element that can be mounted on the surface of the substrate as it is.

【0050】図16は、本例の水晶振動子70とIC集
積回路91とを組み合わせて樹脂によってモールドした
水晶発振器90を示してある。この水晶発振器90にお
いては、水晶振動子70、および水晶振動子70を発振
させる発振回路が少なくとも内蔵されたIC集積回路9
1が金属フレーム92の上に樹脂82によってモールド
された状態で搭載されている。そして、本装置90を基
板に実装することによって基板上に搭載された各回路の
動作を規定する基準周波数を供給することができる。本
例の水晶振動子10の直径は2〜3mm程度と小型にで
きるので、発振器の厚みも2.5〜3.7mm程度にで
き、非常に小型、軽量化できる。さらに、本例の水晶振
動子を用いることにより、精度の高い高周波を安定して
供給できるので、動作の高速化した電子装置に適した発
振器である。
FIG. 16 shows a crystal oscillator 90 in which the crystal resonator 70 of this example and an IC integrated circuit 91 are combined and molded with resin. In this crystal oscillator 90, an IC integrated circuit 9 including at least a crystal resonator 70 and an oscillation circuit for oscillating the crystal resonator 70.
1 is mounted on a metal frame 92 in a state of being molded with resin 82. Then, by mounting the device 90 on the substrate, it is possible to supply a reference frequency that defines the operation of each circuit mounted on the substrate. Since the diameter of the crystal resonator 10 of this example can be made small, about 2 to 3 mm, the thickness of the oscillator can also be set to about 2.5 to 3.7 mm, and the size and weight can be made extremely small. Furthermore, by using the crystal oscillator of the present example, it is possible to stably supply a high-precision high frequency wave, so that the oscillator is suitable for an electronic device operating at high speed.

【0051】このように、本発明の製造方法、加工装置
を用いて水晶振動子などの圧電素子の周波数調整を行う
ことによって、IC等と同様にSMD(サーフィス・マ
ウント・ディバイス)として採用できる程度に小型化、
軽量化され、さらに、精度の高い高周波を安定して発振
可能な振動子および発振器を提供することが可能とな
る。さらに、このような優れた特性を持つ圧電素子を歩
留り良く提供できるので、本発明によって、今後、軽量
化、小型化、さらに、高速化が進む通信機器、情報処理
装置をはじめ様々な電子機器分野に好適な圧電素子、こ
れを用いた振動子、および、発振器を提供することがで
きる。
As described above, by adjusting the frequency of a piezoelectric element such as a crystal oscillator by using the manufacturing method and processing apparatus of the present invention, it can be used as an SMD (surface mount device) like an IC. Downsized,
It is possible to provide a vibrator and an oscillator that are light in weight and can stably oscillate a high-precision high frequency wave. Furthermore, since a piezoelectric element having such excellent characteristics can be provided at a high yield, the present invention will reduce the weight and size of the device, and further increase the speed of communication devices, information processing devices, and various electronic device fields. It is possible to provide a piezoelectric element suitable for the above, a vibrator using the same, and an oscillator.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係る製
造方法、加工装置を用いることによって、従来から提唱
されていたプラズマを用いた周波数調整方法を実際に用
いて精度の高い圧電素子を効率良く製造し、提供するこ
とが可能となる。そのために、本発明においては、周波
数調整中の共振周波数をモニター可能とし、照射源が安
定した状態で加工レートを自由に設定できるようにして
ある。従って、圧電素子各々の固有の状態にも柔軟に対
応でき、共振周波数のばらつきの少ない圧電素子を提供
することが可能である。そして、本発明によって製造さ
れた圧電素子はエージング特性も良好であり、非常に安
定した性能が得られる。
As described above, by using the manufacturing method and the processing apparatus according to the present invention, it is possible to realize a highly accurate piezoelectric element by actually using the frequency adjusting method using plasma which has been conventionally proposed. It is possible to efficiently manufacture and provide it. Therefore, in the present invention, the resonance frequency during frequency adjustment can be monitored, and the processing rate can be freely set while the irradiation source is stable. Therefore, it is possible to flexibly deal with the unique state of each piezoelectric element, and it is possible to provide a piezoelectric element with a small variation in resonance frequency. The piezoelectric element manufactured according to the present invention has good aging characteristics, and very stable performance can be obtained.

【0053】さらに、共振周波数をモニターしながら周
波数調整を行うことができるので、経験やカンといった
ファクターを加えなくても精度の高い調整が可能であ
り、さらに、過大に周波数を調整しすぎると言った問題
もない。従って、本発明に係る製造方法、加工装置は自
動化の進んだ圧電素子の製造工程に適したものであり、
圧電素子を効率的に製造できる。さらに、複数の段階に
分割した周波数調整も行っており、これらによって周波
数調整のスピードアップとファインチューニングという
2つの要求を同時に満足させ、プラズマを用いた周波数
調整方法を実際に採用できるようにしている。
Furthermore, since the frequency can be adjusted while monitoring the resonance frequency, it is possible to perform highly accurate adjustment without adding factors such as experience and cans. Furthermore, it is said that the frequency is excessively adjusted. There is no problem. Therefore, the manufacturing method and the processing apparatus according to the present invention are suitable for the manufacturing process of the piezoelectric element which is advanced in automation.
The piezoelectric element can be efficiently manufactured. Furthermore, frequency adjustment is performed in multiple stages, and these two requirements are met at the same time, namely speedup of frequency adjustment and fine tuning, so that the frequency adjustment method using plasma can be actually adopted. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の周波数調整を行う加工装置の概略を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a processing apparatus for performing frequency adjustment according to the present invention.

【図2】図1に示した加工装置のブロックの1つの概略
構成を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing one schematic configuration of a block of the processing apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示した加工装置の周波数測定系の構成を
示すブロック図である。
3 is a block diagram showing a configuration of a frequency measurement system of the processing apparatus shown in FIG.

【図4】図3に示したフィクスチャーを構成する異なっ
た回路構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a different circuit configuration of the fixture shown in FIG.

【図5】図3に示したフィクスチャーを構成する異なっ
た回路構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a different circuit configuration that constitutes the fixture shown in FIG.

【図6】図3に示したフィクスチャーを構成する異なっ
た回路構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a different circuit configuration of the fixture shown in FIG.

【図7】図3に示す測定系の異なった構成を示すブロッ
ク図である。
7 is a block diagram showing a different configuration of the measurement system shown in FIG.

【図8】周波数を調整する工程において加工レートが変
化している様子を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing how the processing rate changes in the frequency adjusting step.

【図9】本発明の製造工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 9 is a flowchart showing a manufacturing process of the present invention.

【図10】図1に示した加工装置によって周波数調整さ
れた圧電素子を示す正面図(a)および側面図(b)で
ある。
10 is a front view (a) and a side view (b) showing a piezoelectric element whose frequency is adjusted by the processing apparatus shown in FIG.

【図11】図10に示す圧電素子のエージング特性を、
従来の圧電素子と比較して示す図である。
FIG. 11 shows the aging characteristics of the piezoelectric element shown in FIG.
It is a figure shown in comparison with the conventional piezoelectric element.

【図12】図10に示した圧電素子を封止した振動子の
概要を示す斜視図である。
12 is a perspective view showing an outline of a vibrator in which the piezoelectric element shown in FIG. 10 is sealed.

【図13】図12に示した振動子の構成を示す断面図で
あり、圧電素子の正面で切断した状態を示す図である。
13 is a cross-sectional view showing the configuration of the vibrator shown in FIG. 12, showing a state of the piezoelectric element cut in front.

【図14】図12に示した振動子の構成を示す断面図で
あり、圧電素子の側面で切断した状態を示す図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of the vibrator shown in FIG. 12, showing a state of the piezoelectric element cut along the side surface.

【図15】図12に示した振動子をモールドしたSMD
タイプの振動子の構成を一部切り欠いて示す図である。
FIG. 15 is an SMD obtained by molding the vibrator shown in FIG.
It is a figure which partially cuts and shows the structure of the vibrator of a type.

【図16】図12に示した振動子と発振用のICをパッ
ケージングした発振器の構成を示す断面図である。
16 is a cross-sectional view showing a configuration of an oscillator in which the resonator shown in FIG. 12 and an IC for oscillation are packaged.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・ネットワークアナライザ 2・・フィクスチャ 3・・圧電素子 4・・電極膜 5・・噴き出し口 8・・ガスボンベ 9・・周波数調整源(イオンガン) 10・・真空容器 11・・メカニカルブースタポンプ 12・・ロータリポンプ 13・・直流電源 14・・駆動装置 15・・外部演算装置 16・・シャッタ 17・・シャッタ駆動機構 20・・圧電素子搬送機構 19・・抵抗 20・・抵抗 21・・抵抗 22・・コイル 1. ・ Network analyzer 2 ・ ・ Fixture 3 ・ ・ Piezoelectric element 4 ・ ・ Electrode film 5 ・ ・ Spout 8 ・ ・ Gas cylinder 9 ・ ・ Frequency adjustment source (ion gun) 10 ・ ・ Vacuum container 11 ・ ・ Mechanical booster pump 12・ ・ Rotary pump 13 ・ ・ DC power supply 14 ・ ・ Drive device 15 ・ ・ External operation device 16 ・ ・ Shutter 17 ・ ・ Shutter drive mechanism 20 ・ ・ Piezoelectric element transfer mechanism 19 ・ ・ Resistance 20 ・ ・ Resistance 21 ・ ・ Resistance 22 ··coil

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子の表面の少なくとも1部に形成
された電極の少なくとも1部にイオン化された粒子を照
射する手段と、 前記圧電素子の周波数を測定可能な測定手段と、 前記圧電素子の電極に対し低周波数成分を除去して前記
測定手段を接続する接続手段とを有すること特徴とする
圧電素子の加工装置。
1. A means for irradiating at least a part of an electrode formed on at least a part of the surface of a piezoelectric element with ionized particles, a measuring means for measuring the frequency of the piezoelectric element, and A processing device for a piezoelectric element, comprising: connecting means for removing the low frequency component from the electrode and connecting the measuring means.
【請求項2】 請求項1において、前記接続手段は、一
方が前記電極側に接続され、他方が接地側に接続された
コイルを備えていることを特徴とする圧電素子の加工装
置。
2. The processing device for a piezoelectric element according to claim 1, wherein the connecting means includes a coil, one of which is connected to the electrode side and the other of which is connected to a ground side.
【請求項3】 請求項2において、前記接続手段は、前
記の一方の側と前記周波数を測定可能な手段との間に挿
入された容量を備えていることを特徴とする圧電素子の
加工装置。
3. The apparatus for processing a piezoelectric element according to claim 2, wherein the connecting means includes a capacitance inserted between the one side and the means capable of measuring the frequency. .
【請求項4】 請求項2において、前記接続手段は、前
記コイルの一方の側と直列に繋がった抵抗を備えている
ことを特徴とする圧電素子の加工装置。
4. The processing device for a piezoelectric element according to claim 2, wherein the connecting means includes a resistor connected in series with one side of the coil.
【請求項5】 圧電素子の表面の少なくとも1部に形成
された電極の少なくとも1部にイオン化された粒子を照
射する手段と、 これらイオン化された粒子を照射する手段と前記電極と
の距離を制御する手段とを有することを特徴とする圧電
素子の加工装置。
5. A means for irradiating at least a part of an electrode formed on at least a part of a surface of a piezoelectric element with ionized particles, and a distance between the means for irradiating these ionized particles and the electrode. A device for processing a piezoelectric element, comprising:
【請求項6】 圧電素子の表面の少なくとも1部に形成
された電極の少なくとも1部にイオン化された粒子を照
射する第1の照射手段と、 前記電極の少なくとも1部に、前記第1の照射手段より
前記電極を減厚する能力の低いイオン化された粒子を照
射する第2の照射手段と、 前記電極の少なくとも1部に対し前記第1および第2の
照射手段をこの順番に適用する手段とを有することを特
徴とする圧電素子の加工装置。
6. A first irradiation means for irradiating at least a part of an electrode formed on at least a part of a surface of a piezoelectric element with ionized particles, and at least a part of the electrode for the first irradiation. Second irradiation means for irradiating ionized particles having a lower ability to reduce the thickness of the electrode than means, and means for applying the first and second irradiation means to at least part of the electrode in this order. A device for processing a piezoelectric element, comprising:
【請求項7】 請求項6において、前記第2の照射手段
は、前記第1の照射手段よりエネルギーの低いイオン化
された粒子を照射する手段であることを特徴とする圧電
素子の加工装置。
7. The processing device for a piezoelectric element according to claim 6, wherein the second irradiation unit is a unit that emits ionized particles having lower energy than the first irradiation unit.
【請求項8】 請求項6において、前記第1の照射手段
およびこの第1の照射手段と対峙した前記電極との距離
を制御可能な第1の制御手段と、前記第2の照射手段お
よびこの第2の照射手段と対峙した前記電極との距離を
制御可能な第2の制御手段とを有することを特徴とする
圧電素子の加工装置。
8. The method according to claim 6, wherein the first irradiation means and the first control means capable of controlling the distance between the first irradiation means and the electrode facing the first irradiation means, the second irradiation means, and the second control means. A processing device for a piezoelectric element, comprising: a second irradiation means and a second control means capable of controlling a distance between the facing electrode and the electrode.
【請求項9】 請求項8において、前記圧電素子の周波
数を測定可能な測定手段と、前記電極に対し低周波数成
分を除去して前記測定手段を接続する接続手段とを有す
ること特徴とする圧電素子の加工装置。
9. The piezoelectric device according to claim 8, further comprising: a measuring unit capable of measuring the frequency of the piezoelectric element; and a connecting unit for removing the low frequency component from the electrode and connecting the measuring unit. Device processing device.
【請求項10】 請求項9において、前記第1および第
2の制御手段は、前記測定手段の測定結果に基づいて前
記距離を制御することを特徴とする圧電素子の加工装
置。
10. The processing device for a piezoelectric element according to claim 9, wherein the first and second control means control the distance based on a measurement result of the measuring means.
【請求項11】 圧電素子の表面の少なくとも1部に金
属製の電極を形成する工程と、 これらの電極の少なくとも1部に対しイオン化された粒
子を照射し周波数を調整する加工工程とを有し、 前記加工工程において、前記圧電素子の電極に流れる電
流の低周波数成分を除去しながら前記圧電素子の周波数
をモニターすることを特徴とする圧電素子の製造方法。
11. A step of forming a metal electrode on at least a part of the surface of the piezoelectric element, and a step of irradiating at least a part of these electrodes with ionized particles to adjust the frequency. In the processing step, the frequency of the piezoelectric element is monitored while the low frequency component of the current flowing through the electrode of the piezoelectric element is removed, and the method for manufacturing the piezoelectric element.
【請求項12】 圧電素子の表面の少なくとも1部に金
属製の電極を形成する工程と、 これらの電極の少なくとも1部に対しイオン化された粒
子を照射し周波数を調整する加工工程とを有し、 前記加工工程において、前記粒子の照射源とこの照射源
と対峙する前記電極との距離を制御することを特徴とす
る圧電素子の製造方法。
12. A step of forming a metal electrode on at least a part of the surface of the piezoelectric element, and a step of irradiating at least a part of these electrodes with ionized particles to adjust the frequency. A method for manufacturing a piezoelectric element, wherein in the processing step, a distance between the particle irradiation source and the electrode facing the irradiation source is controlled.
【請求項13】 圧電素子の表面の少なくとも1部に金
属製の電極を形成する工程と、 これらの電極の少なくとも1部に対しイオン化された粒
子を照射し周波数を調整する加工工程とを有し、 前記加工工程において、前記圧電素子の電極に流れる電
流の低周波数成分を除去しながら前記圧電素子の周波数
をモニターし、この周波数に基づき前記粒子の照射源と
この照射源と対峙した前記電極との距離を制御すること
を特徴とする圧電素子の製造方法。
13. A step of forming a metal electrode on at least a part of the surface of the piezoelectric element, and a step of irradiating at least a part of these electrodes with ionized particles to adjust the frequency. In the processing step, the frequency of the piezoelectric element is monitored while removing the low frequency component of the current flowing through the electrode of the piezoelectric element, and the irradiation source of the particles based on this frequency and the electrode facing the irradiation source, A method for manufacturing a piezoelectric element, comprising controlling the distance between the two.
【請求項14】 圧電素子の表面の少なくとも1部に金
属製の電極を形成する工程と、 前記電極の少なくとも1部に対しイオン化された粒子を
照射し周波数を調整する第1の加工工程と、 前記電極の少なくとも1部に対し前記第1の加工工程よ
り前記電極を減厚する能力の低いイオン化された粒子を
照射し周波数を調整する第2の加工工程とを有すること
を特徴とする圧電素子の製造方法。
14. A step of forming a metal electrode on at least a part of the surface of the piezoelectric element, and a first processing step of irradiating at least a part of the electrode with ionized particles to adjust the frequency. A second processing step of irradiating at least a part of the electrode with ionized particles having a lower ability to reduce the thickness of the electrode than in the first processing step and adjusting the frequency. Manufacturing method.
【請求項15】 請求項14において、前記第2の加工
工程において、前記第1の加工工程よりエネルギーの低
いイオン化された粒子を照射することを特徴とする圧電
素子の製造方法。
15. The method of manufacturing a piezoelectric element according to claim 14, wherein in the second processing step, ionized particles having a lower energy than in the first processing step are irradiated.
【請求項16】 請求項14において、前記第1の加工
工程において、前記電極に流れる電流の低周波数成分を
除去しながら前記圧電素子の周波数をモニターし、この
モニターされた周波数に基づき前記粒子の照射源と前記
電極との距離を制御し、前記モニターされた周波数がタ
ーゲットとする周波数に達すると前記第2の加工工程に
移行することを特徴とする圧電素子の製造方法。
16. The method according to claim 14, wherein in the first processing step, the frequency of the piezoelectric element is monitored while removing the low frequency component of the current flowing through the electrode, and the frequency of the particles is monitored based on the monitored frequency. A method of manufacturing a piezoelectric element, comprising controlling a distance between an irradiation source and the electrode, and transitioning to the second processing step when the monitored frequency reaches a target frequency.
【請求項17】 圧電体と、この圧電体の表面の少なく
とも1部に形成された電極とを有し、イオン化された粒
子により前記電極の少なくとも1部が減厚されているこ
とを特徴とする圧電素子。
17. A piezoelectric body and an electrode formed on at least a part of a surface of the piezoelectric body, wherein at least a part of the electrode is reduced by ionized particles. Piezoelectric element.
【請求項18】 請求項17において、前記電極の少な
くとも1部は、前記電極を減厚する能力の異なる前記イ
オン化された粒子によって、連続的に、あるいは段階的
に減厚されていることを特徴とする圧電素子。
18. The method according to claim 17, wherein at least a part of the electrode is continuously or stepwise reduced in thickness by the ionized particles having different ability to reduce the thickness of the electrode. And a piezoelectric element.
【請求項19】 圧電体の表面の少なくとも1部に形成
された少なくとも1枚の電極の少なくとも1部が、これ
らの電極を減厚する能力の異なるイオン化された粒子に
よって連続的に、あるいは段階的に減厚された圧電素子
と、 この圧電素子を保護する中空のハウジングとを有するこ
とを特徴とする振動子。
19. At least a part of at least one electrode formed on at least a part of the surface of the piezoelectric body is continuously or stepwise by ionized particles having different ability to reduce the thickness of these electrodes. A vibrator having a piezoelectric element reduced in thickness and a hollow housing that protects the piezoelectric element.
【請求項20】 請求項19において、前記ハウジング
はモールド部材によってモールドされていることを特徴
とする振動子。
20. The vibrator according to claim 19, wherein the housing is molded by a molding member.
【請求項21】 請求項19に記載の振動子と、前記圧
電素子の発振回路を備えた集積回路装置とを有し、前記
ハウジングおよび集積回路装置がモールド部材によって
共にモールドされていることを特徴とする振動子。
21. The vibrator according to claim 19, and an integrated circuit device including an oscillation circuit of the piezoelectric element, wherein the housing and the integrated circuit device are molded together by a molding member. Oscillator.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001177363A (en) * 1999-12-15 2001-06-29 Seiko Epson Corp Frequency adjustment method for piezoelectric vibrator and piezoelectric vibration chip and processing unit for frequency adjustment
JP2003204236A (en) * 2002-11-14 2003-07-18 Showa Shinku:Kk Frequency controller for piezoelectric element
US6707228B2 (en) 2000-03-31 2004-03-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for adjusting frequency of electronic component
JP2006238241A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp Method for adjusting frequency of piezoelectric device
JP2007201690A (en) * 2006-01-25 2007-08-09 Showa Shinku:Kk Frequency adjustment apparatus for piezoelectric element and vacuum vessel using the same
JP2008205764A (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Seiko Instruments Inc Frequency adjustment apparatus of quartz vibrator, and frequency adjustment method thereof

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001177363A (en) * 1999-12-15 2001-06-29 Seiko Epson Corp Frequency adjustment method for piezoelectric vibrator and piezoelectric vibration chip and processing unit for frequency adjustment
US6707228B2 (en) 2000-03-31 2004-03-16 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for adjusting frequency of electronic component
JP2003204236A (en) * 2002-11-14 2003-07-18 Showa Shinku:Kk Frequency controller for piezoelectric element
JP2006238241A (en) * 2005-02-28 2006-09-07 Kyocera Kinseki Corp Method for adjusting frequency of piezoelectric device
JP4567488B2 (en) * 2005-02-28 2010-10-20 京セラキンセキ株式会社 Method for adjusting frequency of piezoelectric device
JP2007201690A (en) * 2006-01-25 2007-08-09 Showa Shinku:Kk Frequency adjustment apparatus for piezoelectric element and vacuum vessel using the same
JP2008205764A (en) * 2007-02-20 2008-09-04 Seiko Instruments Inc Frequency adjustment apparatus of quartz vibrator, and frequency adjustment method thereof

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