圧電振動デバイスの接着剤塗布方法および圧電振動デバイスの接着剤塗布装置
【課題】 安定した特性を得ることができる圧電振動子の接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を提供する。
【解決手段】 接着剤塗布装置は後述するパッケージのベース６１に対して液状接着剤を塗布するディスペンサ１と、ディスペンサ１に対して移動動作を行う移動部２と、ビームセンサ３と、ビームセンサに対して移動動作を行うセンサ移動部４と、各構成部の動作を統合的に制御する制御部５とからなる。センサビーム３から照射されるビームＢを電極パッドに照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これを受光することにより液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触したことを検出する。
【解決手段】 接着剤塗布装置は後述するパッケージのベース６１に対して液状接着剤を塗布するディスペンサ１と、ディスペンサ１に対して移動動作を行う移動部２と、ビームセンサ３と、ビームセンサに対して移動動作を行うセンサ移動部４と、各構成部の動作を統合的に制御する制御部５とからなる。センサビーム３から照射されるビームＢを電極パッドに照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これを受光することにより液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触したことを検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子等の圧電振動デバイスにおいて、接着剤塗布方法および接着剤塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子等の圧電振動デバイスは、適用される機器のモバイル化等により小型化が進んでおり、例えば圧電振動素子を電子部品用のパッケージに搭載する際は、微細な位置決めが必要なため、画像処理技術およびレーザー等を用いた測定技術を用いた製造方法が普及している。
【０００３】
例えば、圧電振動子は励振電極の形成された圧電振動素子をパッケージに気密封止する必要があるが、圧電振動素子をパッケージの電極パッドに導電性の液状接着剤を用いて接合する際に、画像処理技術を用いることがある。具体的には、ベースの上面から撮影を行い、撮影した画像データに基づき電極パッドの位置を特定するとともに、特定された電極パッドの高さをレーザー変位計で測定していた。これにより電極パッドの３次元的な位置を特定し、特定された電極パッドの位置に対して導電性の液状接着剤を塗布し、圧電振動素子の搭載等の後工程を進めていた。
【０００４】
しかしながら前記導電性の液状接着剤は、通常ディスペンサのニードルから所定量の接着剤を吐出して電極パッドに塗布するが、温度、湿度等の周囲環境の変動または接着剤供給装置の変動、または水頭差等によって吐出される接着剤の量が変動することがある。このような変動が生じた場合、前記ニードルの位置が一定でも吐出される接着剤の量が異なるため、電極パッドに塗布される接着剤の供給後の形状および状態が大きく変動することがあった。このような場合、圧電振動素子の電極パッドへの接着状態が大きく変わり、圧電振動子の特性を大きく変動させてしまう場合があった。
【特許文献１】特開２００１−２９２０４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、安定した特性を得ることができる圧電振動子の接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、接着剤と接着剤塗布領域の接触を検出することにより、接着剤のパッケージへの塗布状況を安定化させ、安定した特性を得ることができる圧電振動デバイスの接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を得るもので、以下の構成により実現することができる。
【０００７】
本発明による圧電振動デバイスの接着剤塗布方法は、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法であって、ディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤を吐出保持する吐出工程と、前記ディスペンサに吐出保持された液状接着剤を前記塗布領域に向かって移動させる移動工程と、前記液状接着剤が前記塗布領域に接触したことを検出する検出工程と、前記検出工程の検出に基づいて前記移動工程の動作を制御する制御工程と、を有する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法である。
【０００８】
前記液状接着剤は粘性の低いものであっても、高いものであってもよく、ディスペンサの接着剤吐出口から吐出した液状接着剤が表面張力により接着剤吐出口に滞留（吐出保持）する特性のものが用いられる。
【０００９】
また前記吐出工程と移動工程は前後して実施してもよいし、同時に並行して行ってもよい。例えば、ディスペンサを移動させている間にディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤を吐出保持させてもよい。
【００１０】
上記方法によれば、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤が接触したことを検出し、この検出に基づいて前記移動工程の動作を制御するので、接着剤吐出口から吐出される液状接着剤の量が変動したとしても、前記塗布領域に対する塗布を安定的に行うことができる。
【００１１】
前記構成において、前記検出工程はビームセンサを用い、前記塗布領域にセンサのビームを照射し、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出する工程を有してもよい。
【００１２】
ビームセンサとして、変位センサや光電センサ等をあげることができる。いずれのセンサも塗布領域にレーザー等のビームを照射するとともに、前記塗布領域から反射したビームを受光して、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出（センシング）する。なお、ビームセンサはビームの照射と受光をほぼ同一軸方向で行う一体構成であってもよいし、ビームの照射と受光を分離して行う分離構成であってもよい。
【００１３】
ビームセンサは非接触で前記接触の有無の検出を行うことができ、かつ高速な処理に適しているので、高精度な検出を行うことができ、接着剤の塗布を安定的に行うことができる。
【００１４】
さらに前記構成において、前記ビームセンサのビームは移動可能であり、かつ前記接着剤吐出口から前記塗布領域に向う方向の仮想線上を照射することにより、前記塗布領域を特定する工程を有してもよい。
【００１５】
前記ビームの移動照射はビームセンサを固定してビームの焦点を変えることにより行ってもよいし、ビームの焦点を固定してビームセンサを移動させることにより行ってもよい。またビームセンサを可動状態とし、かつビームの焦点も可変させてもよい。なお、前記ビームの移動はディスペンサの移動動作に同期して行ってもよいし、独立した動作を行ってもよい。
【００１６】
ビームセンサを固定してビームの焦点を変えることによりビームの移動照射する場合、前記接着剤吐出口から前記塗布領域に向う方向の仮想線上に焦点を合わせてビーム照射し、この焦点を仮想線上に移動させることにより行ってもよい。なお、ビーム照射は前記仮想線上を走査するような照射であってもよい。
【００１７】
上記方法によれば、塗布領域の高さを予め特定していなくてもビームセンサのビーム照射により高さを特定することができるので、塗布工程を簡素化するとともに、安定した接着剤塗布を行うことができる。
【００１８】
本発明による圧電振動デバイスの接着剤塗布装置は、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布装置であって、液状接着剤を前記塗布領域に塗布する接着剤吐出口を有するディスペンサと、前記ディスペンサを前記塗布領域に向かって移動させる移動部と、前記ディスペンサの接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤が前記塗布領域への接触した状態を検出する検出部と、前記検出部の検出部の検出に基づいて前記移動部の動作を制御する制御部とからなる圧電振動デバイスの接着剤塗布装置である。
【００１９】
上記方法によれば、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤が接触したことを検出し、この検出に基づいて前記移動工程の動作を制御するので、接着剤吐出口から吐出される液状接着剤の量が変動したとしても、前記塗布領域に対する塗布を安定的に行うことができる。
【００２０】
上記圧電振動デバイスの接着剤塗布装置の構成において、前記検出部は、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出するビームセンサを有する構成であってもよい。
【００２１】
ビームセンサとして、変位センサや光電センサ等をあげることができる。いずれのセンサも塗布領域にレーザー等のビームを照射するとともに、前記塗布領域から反射したビームを受光して、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出（センシング）する。なお、ビームセンサはビームの照射と受光をほぼ同一軸方向で行う一体構成であってもよいし、ビームの照射と受光を分離して行う分離構成であってもよい。
【００２２】
ビームセンサは非接触で前記接触の有無の検出を行うことができ、かつ高速な処理に適しているので、高精度な検出（センシング）を行うことができ、接着剤の塗布を安定的に行うことができる。
【００２３】
上記圧電振動デバイスの接着剤塗布装置の構成において、前記センサビームは、前記接着剤吐出口から前記塗布領域に向う方向の仮想線上に照射可能な照射移動機能を有するか、または当該ビームセンサを移動させる移動部を有する構成であってもよい。またビームセンサを可動状態とし、かつビームの焦点も可変させてもよい。
【００２４】
前記ビームの移動はディスペンサの移動動作に同期して行ってもよいし、独立した動作を行ってもよい。
【００２５】
上記構成によれば、塗布領域の高さを予め特定していなくてもビームセンサのビーム照射により高さを特定することができるので、塗布工程を簡素化するとともに、安定した接着剤塗布を行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、安定した特性を得ることができる圧電振動子の接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による接着剤塗布装置の模式図
【図２】圧電振動デバイスの内部構成を示す断面図
【図３】本発明による製造工程を示す図
【図４】本発明による製造工程を示す図
【図５】本発明による製造工程を示す図
【図６】本発明による製造工程を示す図
【図７】本発明による製造工程を示す図
【図８】本発明による製造工程を示す図
【図９】本発明による製造工程を示す図
【図１０】本発明による他の製造例を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明による好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態について、圧電振動デバイスとしてＡＴカット水晶振動板を用いた水晶振動子を用い、当該水晶振動子の製造を例にとり図面とともに説明する。
【００２９】
＜接着剤塗布装置の構成説明＞
図１は本実施の形態に係る接着剤塗布装置の構成を示す模式図であり、図２は水晶振動子の構成を示す模式的断面図である。
【００３０】
図１に示す接着剤塗布装置は後述するパッケージのベース６１に対して液状接着剤を塗布するディスペンサ１と、ディスペンサ１に対して移動動作を行う移動部２と、ビームセンサ３と、ビームセンサに対して移動動作を行うセンサ移動部４と、ディスペンサ１，移動部２，ビームセンサ３，センサ移動部４の各動作を統合的に制御する制御部５とからなる。
ディスペンサ１は図示しないシリンジと、シリンジとつながるニードル１１を有するとともに、ディスペンサ１に対して押圧エアを供給するエアコントローラ１０と、エアコントローラ１０とディスペンサ１を接続するチューブ１１を有している。
【００３１】
シリンジは液状接着剤Ｓが貯留されたタンク状であり、ガラス材あるいは樹脂材からなる。またエアコントローラ１０は押圧エアを発生させるとともに、ディスペンサへの押圧エアの供給圧を制御する機能を有している。エアコントローラ１０は例えばコンプレッサを有し、コンプレッサにより圧縮したエア（空気）を押圧エアとして外部に供給する構成であり、押圧エアの供給は例えば圧力制御可能な状態で連続あるいは断続して行う。このような動作は例えば外部からの制御命令に従って任意の押圧エア送出（供給）が可能となっている。
【００３２】
エアコントローラ１０とディスペンサ１はチューブ１１により、押圧エアが流通可能な状態で接続されている。当該チューブ１１は柔軟な材料で構成され、後述のディスペンサの上下動作等に追従できる構成となっている。
【００３３】
またニードル１１は金属材または樹脂材からなり、微小な中空管が設けられるとともに、ベース６１側には接着剤吐出口１２が設けられている。これはディスペンサの接着剤吐出口に相当する。なお前記微小な中空管のサイズおよび形状は、用いる接着剤の材料構成、粘度等の特性、そして電極パッドへの塗布状態に応じて選択される。
【００３４】
移動部２は移動部本体と移動部２のディスペンサ側につながったアーム２１とからなる。移動部本体はアーム２１を上下動作させるアクチュエータを有し、またアーム２１はディスペンサを着脱自在に保持できる保持部を有している。
【００３５】
ビームセンサ３はレーザー変位センサであり、センサから被測定物に対してレーザーのビームを照射するとともに、被測定物から反射したビームを受光して、前記被測定物に対する状態を検出する。具体的には被測定物は後述の電極パッド６１１であり、これが液状接着剤の塗布領域となる。当該電極パッドに前記液状接着剤が接触した際、ビームの照射状態が変化するので、この変化を受光し液状接着剤が接触したことを検出する。本実施の形態においてはビームセンサ３は同一軸方向にビームを照射しかつ受光する構成（同一構成）であり、当該ビームの照射時と受光時の変化に基づいて検出を行う。当該ビームセンサ３の動作の制御は前記制御部５で制御され、またビームセンサ３で検出した情報については制御部５に送信される。
【００３６】
なお、ビームセンサ３は一方向からビームを照射し、他方向にビームを反射させこれを受光する分離構成であってもよい。なおこのような分離構成であるとビームの照射角度を小さくすることができ、具体的には照射角度を水平方向から４５度以下の角度で照射することができる。このような場合、本願の検出工程において、液状接着剤の塗布領域への接触をより低い位置で検出することができるので、検出能を向上させることができる。
【００３７】
センサ移動部４は移動部本体とセンサ移動部４のビームセンサ側につながったアーム４１とからなる。移動部本体はアーム４１を上下動作させるアクチュエータを有し、またアーム４１はビームセンサを着脱自在に保持できる保持部を有している。
【００３８】
制御部５はマイクロコンピュータを有し、かつディスペンサ１，移動部２，ビームセンサ３，センサ移動部４と各々電気的に接続されており、各部の動作を統合的に制御している。
【００３９】
図２に示すように、水晶振動子６はベース６１とリッド６３からなるパッケージとパッケージ内に収納される水晶振動素子６２とからなり、ベース６１に水晶振動素子６２を収納し、リッド６３によりベースを気密封止した構成である。
【００４０】
ベース１は上部が開口した直方体箱形状の構成であり、外周の堤部６１２とその内側にある収納部６１０を有している。平面で見て収納部６１０の長辺方向の一端には一対の電極パッド６１１（一部図示せず）が形成されている。ベースの材料はアルミナ等のセラミックからなり、一部の表面と内部にはメタライズ配線パターンが形成されている。当該電極パッド６１１は積層の金属層からなる構成で、その上面は平坦な構成である。具体的には下地層のタングステンのメタライズ層の上面にニッケル、金の順番でメッキした構成である。
【００４１】
電極パッド６１１の表面には液状接着剤Ｓ，Ｓが塗布される。当該液状接着剤Ｓ，Ｓは金属粉等の導電フィラーが分散された液状の樹脂接着剤であり、導電性樹脂液状接着剤を構成している。本実施の形態においてはシリコーン系樹脂に銀やパラジウム等の金属粉からなる金属フィラーを添加した液状の接着剤を用いている。
【００４２】
水晶振動素子６２はＡＴカット水晶振動板からなり、矩形形状を有している。図示していないが表裏中央部分には表裏１対の励振電極が形成され、各々の励振電極は長辺の一端側に引き出され、液状接着剤Ｓにより前記電極パッド６１１と接合される引出電極が形成されている。
【００４３】
リッド６３は金属またはセラミック材からなる。前記水晶振動素子６２は前記液状接着剤部分でベースと電気的かつ機械的に接合され、しかる後リッド６３をベース６１の堤部上面に接合し気密封止を行う。接合は金属ろう材やガラスろう材による全体加熱接合であったり、シーム溶接等の局所加熱接合により接合される。なお、パッケージを構成するベースやリッドをホウケイ酸ガラス等のガラス材やセラミックガラス材を用いてもよい。
【００４４】
＜接着剤塗布方法の説明＞
次に本発明による接着剤塗布方法について、水晶振動子の接着剤塗布について図面を参照して説明する。図３乃至図９は本発明による製造工程を示す図である。
【００４５】
まず図３に示すように、電極パッド６１１の形成されたベース６１を平面部を有する作業台Ｄ上に配置する。このとき機械的な手段により位置決めを行っていてもよい。
【００４６】
次に図４に示すように、ベースに対して上部から電子カメラＣにより撮影を行い、撮影した画像データからベースの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）を特定する。具体的には、電子カメラＣによりベースに対する電極パッド６１１の位置が特定可能な状態で撮影することにより画像データを得て、これを座標化する。そして特定の基準点を参照して、電極パッド６１１の２次元位置（座標領域）を特定する。
【００４７】
そして図５に示すようにビームセンサ３のビーム照射により、電極パッド６１１すなわち塗布領域の表面を検出する。具体的には、前工程で得た前記電極パッドの２次元位置に対してその上方から下方（鉛直方向Ｌ）に焦点を合わせてビームＢを移動照射して、電極パッド６１１に照射したことを検出して電極パッド６１１の表面位置（３次元位置）を特定する。前記ビームＢの移動照射はビームセンサ３を固定してビームＢの焦点を変えることにより行ってもよいし、ビームＢの焦点を固定してビームセンサ３を移動させることにより行ってもよい。
【００４８】
なお、図４において電子カメラＣにより２次元位置を取得するとともに、当該２次元位置を参照して例えば図示しないレーザー変位計によりその高さを測定し、電極パッドの３次元位置を特定してもよい。この場合、特定された３次元位置（電極パッド表面に相当）に対して図５に示すビームＢを照射すればよい。
【００４９】
次に図６に示すように、ディスペンサにより電極パッド６１１に対して液状接着剤Ｓを塗布する。ここで電極パッドの表面は本発明の塗布領域に相当する。具体的には前工程で取得した２次元位置の情報または３次元位置の情報より、ディスペンサの２次元の位置を電極パッド６１１に合致するよう前記移動部２の駆動により調整移動する。これによりディスペンサの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）が特定される。そしてディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッド６１１に向かって降下させる。
【００５０】
電極パッド６１１への液状接着剤の塗布は、ニードルの接着剤吐出口（ディスペンサの接着剤吐出口）からは液状接着剤が吐出され表面張力により当該接着剤吐出口に保持された状態（以下、吐出保持という）とし、この状態で液状接着剤を電極パッドに接触させることにより行う。この吐出保持は、ディスペンサを降下させる前に行い、吐出保持した状態で降下をさせてもよいし、ディスペンサを降下させている段階で液状接着剤を吐出し、吐出保持状態としてもよいし、ディスペンサを降下した後吐出保持をしてもよい。
【００５１】
図６に示すように、センサビーム３から照射されるビームＢを電極パッドに照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これを受光することにより液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触したことを検出する。当該検出情報は制御部５に送信され、この情報に基づき制御部５から移動部２に対してディスペンサの下降を停止する指令信号を送信し、ディスペンサの下降を停止させる。その後、ディスペンサ１を上昇させる。これにより液状接着剤Ｓは電極パッド６１１に塗布され、表面張力により表面が曲面を有する状態となる。
【００５２】
上記例示では液状接着剤Ｓが電極パッド（塗布領域）に接触したことを検出した後、ディスペンサの降下を停止させその後上昇させていたが、これとは異なるディスペンサの動作をさせてもよい。例えば、液状接着剤の電極パッドへの塗布状態を良好にするために、ディスペンサの上昇を可変動作としてもよい。具体的には上昇動作において微少距離上昇後、上昇を一旦停止させその後上昇動作を行ったり、あるいは微少距離上昇後、上下動を行いその後上昇動作を行ってもよい。
【００５３】
そして図７に示すように、液状接着剤塗布後ディスペンサ１を上昇させ、またビームセンサ３のビーム照射を停止して、必要に応じてビームセンサ３も上昇させる。以上で液状接着剤Ｓの電極パッド６１１への塗布が完了する。
【００５４】
次に図８に示すように、塗布した前記液状接着剤上に水晶振動素子６２を搭載する。具体的には、水晶振動素子６２を吸引した保治具Ｍを、水晶振動素子の端部６２１が前記塗布した液状接着剤Ｓに接触するように搭載する。その後保治具の吸引を解除するとともに、保持具を上昇させ、水晶振動素子６２がベース１の電極パッド６１１上に搭載される。
【００５５】
そして図９に示すように、液状接着剤を乾燥硬化させることにより、水晶振動素子６２とベース６１が電気的かつ機械的に接合される。以上で液状接着剤の電極パッド（塗布領域）への塗布と圧電振動素子の液状接着剤への接着が完了する。
【００５６】
なお、本発明は上述のような構成の電極パッドへの液状接着剤の塗布以外に、他の塗布領域への適用もできる。例えば、圧電発振器を構成するＩＣやＬＣＲ部品等のベースへの搭載にも適用することができる。
【００５７】
＜インデックステーブルを用いた製造例＞
ところで上述の接着剤塗布から水晶振動素子の搭載をインデックステーブルを用いた製造装置により製造してもよい。以下インデックステーブルを用いた製造方法について詳細に説明する。
【００５８】
図１０はインデックステーブルを用いた製造装置を示す模式図であり、供給移載装置７と当該供給移載装置７からベースの供給を受けるインデックステーブルＩとインデックステーブル上の所定の位置に対応して配置された製造ステーションＳ０〜Ｓ１１と、インデックステーブルからベースの排出をする排出移載装置８とからなる。また、本製造装置は、ベースに対して液状接着剤を２回塗布する製造ステーションを有しており、また画像撮影と高さ測定の製造ステーションを有している。
【００５９】
供給移載装置７は移載アクチュエータ７１とパレット７２を固定するパレット配置部からなる。移載アクチュエータ７１はＸ−Ｙの２軸方向に動作可能なアクチュエータである。アクチュエータの先端部には吸引孔７３が配置されており、当該吸引孔７３にてベースを吸引する。パレット配置部に配置されたパレット７２は、マトリクス状にベース収納孔が設けられ、各収納孔にベース６１が格納されている。
【００６０】
インデックステーブルＩは全体として円板構成であり、その表面外周近傍にインデックスステージＩ０〜Ｉ１１が周状に均等配置されている。ところでインデックステーブルＩは平面的に回転駆動可能となっており、当該回転は例えばサーボモータで駆動される。サーボモータはインデックステーブル駆動制御部（図示せず）からのパルス信号で駆動し、回転速度、回転量等を制御するが、これによりインデックステーブルＩを任意の設定で動作させることができる。本実施の形態においては、各インデックスステージを均等な間隔を持って１２カ所設けているので、例えば製造実行時に矢印Ｙ方向には３０度づつ間欠的に回転を行う。この回転量等は必要な製造工数に応じて任意に設定することができ、サーボモータへの制御信号により調整することができる。
【００６１】
前記インデックスステージに対して製造作業が行えるよう、製造ステーションＳ０〜Ｓ１１が配置されている。ベース供給ステーションＳ０は供給移載装置７から供給されたベースをインデックスステージに配置する。なお、本実施の形態では説明していないが、ベース供給ステーションＳ０の隣（次工程）にはベース位置決めステーションを設けてもよい。ベース位置決めステーションを設けた場合、ベースをインデックスステージの所定位置に配置するよう、平面的に位置補正を行うことのできるＸ−Ｙアクチュエータにより設置位置の微調整を行うことができる。これによりベースはインデックスステージの中央部分あるいは所定の位置に正確に位置決めされる。
【００６２】
ベース供給ステーションＳ０の隣（次工程）にはベース画像取得ステーションＳ１が設けられている。これは図４で示す電子カメラにより撮影を行い、ベースの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）を特定する工程に相当する。当該ベース画像取得ステーションＳ１の上部には電子カメラが設けられ、ベースを上面から撮影し、ベースの平面画像を取得する。なお、当該画像データは一時的にメモリ（図示せず）に格納される。
【００６３】
ベース画像取得ステーションの隣には電極パッド高さ測定ステーションＳ２が設けられている。当該電極パッド高さ測定ステーションＳ３の上部にはレーザー変位計が設けられ、ベースの電極パッドに対してレーザーを照射し、反射光を受光することにより電極パッドの高さを測定する。なお、レーザー照射領域は前記画像データに基づき決定してもよい。ここで取得した高さデータも一時的にメモリ（図示せず）に格納される。
【００６４】
前記メモリに格納されたベースの画像データおよび電極パッドの高さデータに基づき、判定部（図示せず）が液状接着剤の塗布位置と塗布量そして塗布時のディスペンサの高さ等の下塗布用パラメータを決定する。当該下塗布は２回塗布のうちの最初の塗布に相当する。 なお、電極パッド高さ測定ステーションＳ２を設けない構成としてもよい。
【００６５】
電極パッド高さ測定ステーションの隣には液状接着剤下塗布ステーションＳ３が設けられている。当該液状接着剤下塗布ステーションＳ３では、液状接着剤供給装置とビームセンサが配置されている。当該供給装置はディスペンサを有するとともに、当該ディスペンサを移動させる移動部を有している。ビームセンサはレーザー等のビームを照射し受光する構成で、また当該ビームセンサを移動させるセンサ移動部を有している。ディスペンサの電極パッド（塗布領域）への近接動作と同時にディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤が吐出保持され、これにより電極パッドに液状接着剤が塗布される。
【００６６】
具体的には前工程で取得した３次元位置の情報より、ディスペンサの２次元の位置を電極パッド６１１に合致するよう前記移動部２の駆動により調整移動する。これによりディスペンサの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）が特定される。そしてディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッド６１１に向かって降下させる。
【００６７】
電極パッド６１１への液状接着剤の塗布は、ニードルの接着剤吐出口（ディスペンサの接着剤吐出口）からは液状接着剤が吐出され表面張力により当該接着剤吐出口に保持された状態（以下、吐出保持という）とし、この状態で液状接着剤を電極パッドに接触させることにより行う。この吐出保持は、ディスペンサを降下させる前に行い、吐出保持した状態で降下をさせてもよいし、ディスペンサを降下させている段階で液状接着剤を吐出し、吐出保持状態としてもよいし、ディスペンサを降下した後吐出保持をしてもよい。
【００６８】
前述したとおり（図６参照）、ディスペンサを電極パッドに向かって移動させる場合は、センサビーム３から照射されるビームＢを電極パッドに照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これにより液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触したことを検出する。当該検出情報は制御部５に送信され、この情報に基づき制御部５から移動部２に対してディスペンサの下降を停止する指令信号を送信し、ディスペンサの下降を停止させる。その後、ディスペンサ１を上昇させる。これにより液状接着剤Ｓは電極パッド６１１に塗布され、表面張力により表面が曲面を有する状態となる。
【００６９】
上記例示では液状接着剤Ｓが電極パッド（塗布領域）に接触したことを検出した後、ディスペンサの降下を停止させそして上昇させていたが、これとは異なるディスペンサの動作をさせてもよい。例えば、液状接着剤の電極パッドへの塗布状態を良好にするために、ディスペンサの上昇を可変動作としてもよい。具体的には上昇動作において微少距離上昇後、上昇を一旦停止させその後上昇動作を行ったり、あるいは微少距離上昇後、上下動を行いその後上昇動作を行ってもよい。
【００７０】
この塗布条件は前述の下塗布用パラメータによって設定され、液状接着剤の供給位置、供給量、供給時のシリンジの高さが制御され、塗布が実行される。なお、液状接着剤の吐出量はシリンジ内に供給されるエアにより制御される。
【００７１】
なお、下塗布実施後、電子カメラによる下塗布画像を取得するステーションとレーザー変位計による下塗布の高さを測定するステーションとこれら塗布に係る情報に基づき良否判定を行う判定部を設けてもよい。
【００７２】
液状接着剤下塗布ステーションＳ３の隣には圧電振動板搭載ステーションＳ４が設けられている。圧電振動板搭載ステーションＳ４では、励振電極が形成された水晶振動板をベース内に搭載し、液状接着剤を介して電極パッドと水晶振動板の電極とが導電接合される。水晶振動板は平行平面研磨により薄板に加工された矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、パーツフィーダ（図示せず）により個別に供給され、パーツフィーダから移載装置（図示せず）を介してベースに搭載される。なお、前記下塗布の高さ情報等の各データを参照して、搭載時の位置決めを調整してもよい。
【００７３】
パーツフィーダについては図示していないが、投入された多数個の水晶振動板を整列して排出口へ供給する装置であり、すり鉢状の容器にらせん状の流路を形成し、容器に微小振動を与えることにより、ランダムに投入された水晶振動板が排出口に順次押し出される構成である。なお、パーツフィーダに代えて例えばマトリクス状の水晶振動板収納室を有するパレットからインデックステーブルに供給する方式であってもよい。
【００７４】
圧電振動板搭載ステーションの隣には液状接着剤上塗布ステーションＳ５が設けられている。当該液状接着剤上塗布ステーションＳ５では、液状接着剤供給装置が配置され、液状接着剤の充填されたシリンジから所定量の液状接着剤を水晶振動板の上面であって前記液状接着剤の上面に対して吐出し、塗布される。この場合水晶振動板の上面および下塗布接着剤の表面が塗布領域となる。なお、液状接着剤の吐出量はシリンジ内に供給されるエアにより制御される。
【００７５】
当該液状接着剤上塗布ステーションにおいても本発明によるセンサビームを用いて液状接着剤の塗布領域への接触の検出を行ってもよい。具体的には、センサビーム３から照射されるビームＢを水晶振動板の上面および下塗布接着剤の表面に照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが水晶振動板の上面または下塗布接着剤の表面に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これにより液状接着剤Ｓが塗布領域に接触したことを検出する。当該検出情報は制御部５に送信され、この情報に基づき制御部５から移動部２に対してディスペンサの下降を停止する指令信号を送信し、ディスペンサの下降を停止させる。その後、ディスペンサ１を上昇させる。これにより液状接着剤Ｓは電極パッド６１１に塗布され、表面張力により表面が曲面を有する状態となる。
【００７６】
なお、上塗布実施後、電子カメラによる上塗布画像を取得するステーションとレーザー変位計による上塗布の高さを測定するステーションとこれら塗布に係る情報に基づき良否判定を行う判定部を設けてもよい。
【００７７】
圧電振動板搭載ステーションの隣にはベース排出ステーションＳ１１が設けられている。ここでは排出移載装置８により、インデックスステージのベースをパレット８２に移載する。供給移載装置８は移載アクチュエータ８１とパレット８２を固定するパレット配置部からなる。移載アクチュエータ８１はＸ−Ｙの２軸方向に動作可能なアクチュエータである。アクチュエータの先端部には吸引孔８３が配置されており、当該吸引孔８３にてベースを吸引する。パレット配置部に配置されたパレット８２は、マトリクス状にベース収納孔が設けられ、各収納孔にベースが格納されている。
【００７８】
なお、前述の判定部を設定した場合、ベース排出においては、良品用パレット、不良品用パレットそれぞれを用意し、判定部の判定結果に基づき、それぞれ分類して格納してもよい。
【００７９】
上記実施の形態において、ベースおよび電極パッドの画像および高さ情報を得る構成としているが、この工程を用いなくてもよい。また液状接着剤は下塗布と上塗布を行っているが、下塗布と下塗布に係る画像データ取得および高さデータ取得の各工程のみで実施してもよい。
【００８０】
また前記各データに基づいて、必要に応じて液状接着剤の塗布量、塗布位置、あるいは液状接着剤の特性を変更して、後のベースに対してより適切な塗布が行えるようフィードバック制御を行ってもよい。
【００８１】
また本実施の形態においては、ＡＴカット水晶振動板の製造例について説明したが、屈曲振動を用いた音叉型振動子等他の振動モードの圧電振動子の製造に適用してもよい。また、他の水晶振動板とＩＣ素子をベースに格納した水晶発振器等にも適用可能である。
【００８２】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
水晶振動子、水晶発振器等の圧電振動デバイスあるいは他の電子部品の量産に適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１ ディスペンサ
２ 移動部
３ ビームセンサ
４ センサ移動部
５ 制御部
６１ ベース
６２ 水晶振動素子
６３ リッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は水晶振動子等の圧電振動デバイスにおいて、接着剤塗布方法および接着剤塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子等の圧電振動デバイスは、適用される機器のモバイル化等により小型化が進んでおり、例えば圧電振動素子を電子部品用のパッケージに搭載する際は、微細な位置決めが必要なため、画像処理技術およびレーザー等を用いた測定技術を用いた製造方法が普及している。
【０００３】
例えば、圧電振動子は励振電極の形成された圧電振動素子をパッケージに気密封止する必要があるが、圧電振動素子をパッケージの電極パッドに導電性の液状接着剤を用いて接合する際に、画像処理技術を用いることがある。具体的には、ベースの上面から撮影を行い、撮影した画像データに基づき電極パッドの位置を特定するとともに、特定された電極パッドの高さをレーザー変位計で測定していた。これにより電極パッドの３次元的な位置を特定し、特定された電極パッドの位置に対して導電性の液状接着剤を塗布し、圧電振動素子の搭載等の後工程を進めていた。
【０００４】
しかしながら前記導電性の液状接着剤は、通常ディスペンサのニードルから所定量の接着剤を吐出して電極パッドに塗布するが、温度、湿度等の周囲環境の変動または接着剤供給装置の変動、または水頭差等によって吐出される接着剤の量が変動することがある。このような変動が生じた場合、前記ニードルの位置が一定でも吐出される接着剤の量が異なるため、電極パッドに塗布される接着剤の供給後の形状および状態が大きく変動することがあった。このような場合、圧電振動素子の電極パッドへの接着状態が大きく変わり、圧電振動子の特性を大きく変動させてしまう場合があった。
【特許文献１】特開２００１−２９２０４５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、安定した特性を得ることができる圧電振動子の接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、接着剤と接着剤塗布領域の接触を検出することにより、接着剤のパッケージへの塗布状況を安定化させ、安定した特性を得ることができる圧電振動デバイスの接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を得るもので、以下の構成により実現することができる。
【０００７】
本発明による圧電振動デバイスの接着剤塗布方法は、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法であって、ディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤を吐出保持する吐出工程と、前記ディスペンサに吐出保持された液状接着剤を前記塗布領域に向かって移動させる移動工程と、前記液状接着剤が前記塗布領域に接触したことを検出する検出工程と、前記検出工程の検出に基づいて前記移動工程の動作を制御する制御工程と、を有する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法である。
【０００８】
前記液状接着剤は粘性の低いものであっても、高いものであってもよく、ディスペンサの接着剤吐出口から吐出した液状接着剤が表面張力により接着剤吐出口に滞留（吐出保持）する特性のものが用いられる。
【０００９】
また前記吐出工程と移動工程は前後して実施してもよいし、同時に並行して行ってもよい。例えば、ディスペンサを移動させている間にディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤を吐出保持させてもよい。
【００１０】
上記方法によれば、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤が接触したことを検出し、この検出に基づいて前記移動工程の動作を制御するので、接着剤吐出口から吐出される液状接着剤の量が変動したとしても、前記塗布領域に対する塗布を安定的に行うことができる。
【００１１】
前記構成において、前記検出工程はビームセンサを用い、前記塗布領域にセンサのビームを照射し、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出する工程を有してもよい。
【００１２】
ビームセンサとして、変位センサや光電センサ等をあげることができる。いずれのセンサも塗布領域にレーザー等のビームを照射するとともに、前記塗布領域から反射したビームを受光して、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出（センシング）する。なお、ビームセンサはビームの照射と受光をほぼ同一軸方向で行う一体構成であってもよいし、ビームの照射と受光を分離して行う分離構成であってもよい。
【００１３】
ビームセンサは非接触で前記接触の有無の検出を行うことができ、かつ高速な処理に適しているので、高精度な検出を行うことができ、接着剤の塗布を安定的に行うことができる。
【００１４】
さらに前記構成において、前記ビームセンサのビームは移動可能であり、かつ前記接着剤吐出口から前記塗布領域に向う方向の仮想線上を照射することにより、前記塗布領域を特定する工程を有してもよい。
【００１５】
前記ビームの移動照射はビームセンサを固定してビームの焦点を変えることにより行ってもよいし、ビームの焦点を固定してビームセンサを移動させることにより行ってもよい。またビームセンサを可動状態とし、かつビームの焦点も可変させてもよい。なお、前記ビームの移動はディスペンサの移動動作に同期して行ってもよいし、独立した動作を行ってもよい。
【００１６】
ビームセンサを固定してビームの焦点を変えることによりビームの移動照射する場合、前記接着剤吐出口から前記塗布領域に向う方向の仮想線上に焦点を合わせてビーム照射し、この焦点を仮想線上に移動させることにより行ってもよい。なお、ビーム照射は前記仮想線上を走査するような照射であってもよい。
【００１７】
上記方法によれば、塗布領域の高さを予め特定していなくてもビームセンサのビーム照射により高さを特定することができるので、塗布工程を簡素化するとともに、安定した接着剤塗布を行うことができる。
【００１８】
本発明による圧電振動デバイスの接着剤塗布装置は、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布装置であって、液状接着剤を前記塗布領域に塗布する接着剤吐出口を有するディスペンサと、前記ディスペンサを前記塗布領域に向かって移動させる移動部と、前記ディスペンサの接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤が前記塗布領域への接触した状態を検出する検出部と、前記検出部の検出部の検出に基づいて前記移動部の動作を制御する制御部とからなる圧電振動デバイスの接着剤塗布装置である。
【００１９】
上記方法によれば、パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤が接触したことを検出し、この検出に基づいて前記移動工程の動作を制御するので、接着剤吐出口から吐出される液状接着剤の量が変動したとしても、前記塗布領域に対する塗布を安定的に行うことができる。
【００２０】
上記圧電振動デバイスの接着剤塗布装置の構成において、前記検出部は、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出するビームセンサを有する構成であってもよい。
【００２１】
ビームセンサとして、変位センサや光電センサ等をあげることができる。いずれのセンサも塗布領域にレーザー等のビームを照射するとともに、前記塗布領域から反射したビームを受光して、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出（センシング）する。なお、ビームセンサはビームの照射と受光をほぼ同一軸方向で行う一体構成であってもよいし、ビームの照射と受光を分離して行う分離構成であってもよい。
【００２２】
ビームセンサは非接触で前記接触の有無の検出を行うことができ、かつ高速な処理に適しているので、高精度な検出（センシング）を行うことができ、接着剤の塗布を安定的に行うことができる。
【００２３】
上記圧電振動デバイスの接着剤塗布装置の構成において、前記センサビームは、前記接着剤吐出口から前記塗布領域に向う方向の仮想線上に照射可能な照射移動機能を有するか、または当該ビームセンサを移動させる移動部を有する構成であってもよい。またビームセンサを可動状態とし、かつビームの焦点も可変させてもよい。
【００２４】
前記ビームの移動はディスペンサの移動動作に同期して行ってもよいし、独立した動作を行ってもよい。
【００２５】
上記構成によれば、塗布領域の高さを予め特定していなくてもビームセンサのビーム照射により高さを特定することができるので、塗布工程を簡素化するとともに、安定した接着剤塗布を行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、安定した特性を得ることができる圧電振動子の接着剤塗布方法および圧電振動子の接着剤塗布装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による接着剤塗布装置の模式図
【図２】圧電振動デバイスの内部構成を示す断面図
【図３】本発明による製造工程を示す図
【図４】本発明による製造工程を示す図
【図５】本発明による製造工程を示す図
【図６】本発明による製造工程を示す図
【図７】本発明による製造工程を示す図
【図８】本発明による製造工程を示す図
【図９】本発明による製造工程を示す図
【図１０】本発明による他の製造例を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明による好ましい実施の形態について図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態について、圧電振動デバイスとしてＡＴカット水晶振動板を用いた水晶振動子を用い、当該水晶振動子の製造を例にとり図面とともに説明する。
【００２９】
＜接着剤塗布装置の構成説明＞
図１は本実施の形態に係る接着剤塗布装置の構成を示す模式図であり、図２は水晶振動子の構成を示す模式的断面図である。
【００３０】
図１に示す接着剤塗布装置は後述するパッケージのベース６１に対して液状接着剤を塗布するディスペンサ１と、ディスペンサ１に対して移動動作を行う移動部２と、ビームセンサ３と、ビームセンサに対して移動動作を行うセンサ移動部４と、ディスペンサ１，移動部２，ビームセンサ３，センサ移動部４の各動作を統合的に制御する制御部５とからなる。
ディスペンサ１は図示しないシリンジと、シリンジとつながるニードル１１を有するとともに、ディスペンサ１に対して押圧エアを供給するエアコントローラ１０と、エアコントローラ１０とディスペンサ１を接続するチューブ１１を有している。
【００３１】
シリンジは液状接着剤Ｓが貯留されたタンク状であり、ガラス材あるいは樹脂材からなる。またエアコントローラ１０は押圧エアを発生させるとともに、ディスペンサへの押圧エアの供給圧を制御する機能を有している。エアコントローラ１０は例えばコンプレッサを有し、コンプレッサにより圧縮したエア（空気）を押圧エアとして外部に供給する構成であり、押圧エアの供給は例えば圧力制御可能な状態で連続あるいは断続して行う。このような動作は例えば外部からの制御命令に従って任意の押圧エア送出（供給）が可能となっている。
【００３２】
エアコントローラ１０とディスペンサ１はチューブ１１により、押圧エアが流通可能な状態で接続されている。当該チューブ１１は柔軟な材料で構成され、後述のディスペンサの上下動作等に追従できる構成となっている。
【００３３】
またニードル１１は金属材または樹脂材からなり、微小な中空管が設けられるとともに、ベース６１側には接着剤吐出口１２が設けられている。これはディスペンサの接着剤吐出口に相当する。なお前記微小な中空管のサイズおよび形状は、用いる接着剤の材料構成、粘度等の特性、そして電極パッドへの塗布状態に応じて選択される。
【００３４】
移動部２は移動部本体と移動部２のディスペンサ側につながったアーム２１とからなる。移動部本体はアーム２１を上下動作させるアクチュエータを有し、またアーム２１はディスペンサを着脱自在に保持できる保持部を有している。
【００３５】
ビームセンサ３はレーザー変位センサであり、センサから被測定物に対してレーザーのビームを照射するとともに、被測定物から反射したビームを受光して、前記被測定物に対する状態を検出する。具体的には被測定物は後述の電極パッド６１１であり、これが液状接着剤の塗布領域となる。当該電極パッドに前記液状接着剤が接触した際、ビームの照射状態が変化するので、この変化を受光し液状接着剤が接触したことを検出する。本実施の形態においてはビームセンサ３は同一軸方向にビームを照射しかつ受光する構成（同一構成）であり、当該ビームの照射時と受光時の変化に基づいて検出を行う。当該ビームセンサ３の動作の制御は前記制御部５で制御され、またビームセンサ３で検出した情報については制御部５に送信される。
【００３６】
なお、ビームセンサ３は一方向からビームを照射し、他方向にビームを反射させこれを受光する分離構成であってもよい。なおこのような分離構成であるとビームの照射角度を小さくすることができ、具体的には照射角度を水平方向から４５度以下の角度で照射することができる。このような場合、本願の検出工程において、液状接着剤の塗布領域への接触をより低い位置で検出することができるので、検出能を向上させることができる。
【００３７】
センサ移動部４は移動部本体とセンサ移動部４のビームセンサ側につながったアーム４１とからなる。移動部本体はアーム４１を上下動作させるアクチュエータを有し、またアーム４１はビームセンサを着脱自在に保持できる保持部を有している。
【００３８】
制御部５はマイクロコンピュータを有し、かつディスペンサ１，移動部２，ビームセンサ３，センサ移動部４と各々電気的に接続されており、各部の動作を統合的に制御している。
【００３９】
図２に示すように、水晶振動子６はベース６１とリッド６３からなるパッケージとパッケージ内に収納される水晶振動素子６２とからなり、ベース６１に水晶振動素子６２を収納し、リッド６３によりベースを気密封止した構成である。
【００４０】
ベース１は上部が開口した直方体箱形状の構成であり、外周の堤部６１２とその内側にある収納部６１０を有している。平面で見て収納部６１０の長辺方向の一端には一対の電極パッド６１１（一部図示せず）が形成されている。ベースの材料はアルミナ等のセラミックからなり、一部の表面と内部にはメタライズ配線パターンが形成されている。当該電極パッド６１１は積層の金属層からなる構成で、その上面は平坦な構成である。具体的には下地層のタングステンのメタライズ層の上面にニッケル、金の順番でメッキした構成である。
【００４１】
電極パッド６１１の表面には液状接着剤Ｓ，Ｓが塗布される。当該液状接着剤Ｓ，Ｓは金属粉等の導電フィラーが分散された液状の樹脂接着剤であり、導電性樹脂液状接着剤を構成している。本実施の形態においてはシリコーン系樹脂に銀やパラジウム等の金属粉からなる金属フィラーを添加した液状の接着剤を用いている。
【００４２】
水晶振動素子６２はＡＴカット水晶振動板からなり、矩形形状を有している。図示していないが表裏中央部分には表裏１対の励振電極が形成され、各々の励振電極は長辺の一端側に引き出され、液状接着剤Ｓにより前記電極パッド６１１と接合される引出電極が形成されている。
【００４３】
リッド６３は金属またはセラミック材からなる。前記水晶振動素子６２は前記液状接着剤部分でベースと電気的かつ機械的に接合され、しかる後リッド６３をベース６１の堤部上面に接合し気密封止を行う。接合は金属ろう材やガラスろう材による全体加熱接合であったり、シーム溶接等の局所加熱接合により接合される。なお、パッケージを構成するベースやリッドをホウケイ酸ガラス等のガラス材やセラミックガラス材を用いてもよい。
【００４４】
＜接着剤塗布方法の説明＞
次に本発明による接着剤塗布方法について、水晶振動子の接着剤塗布について図面を参照して説明する。図３乃至図９は本発明による製造工程を示す図である。
【００４５】
まず図３に示すように、電極パッド６１１の形成されたベース６１を平面部を有する作業台Ｄ上に配置する。このとき機械的な手段により位置決めを行っていてもよい。
【００４６】
次に図４に示すように、ベースに対して上部から電子カメラＣにより撮影を行い、撮影した画像データからベースの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）を特定する。具体的には、電子カメラＣによりベースに対する電極パッド６１１の位置が特定可能な状態で撮影することにより画像データを得て、これを座標化する。そして特定の基準点を参照して、電極パッド６１１の２次元位置（座標領域）を特定する。
【００４７】
そして図５に示すようにビームセンサ３のビーム照射により、電極パッド６１１すなわち塗布領域の表面を検出する。具体的には、前工程で得た前記電極パッドの２次元位置に対してその上方から下方（鉛直方向Ｌ）に焦点を合わせてビームＢを移動照射して、電極パッド６１１に照射したことを検出して電極パッド６１１の表面位置（３次元位置）を特定する。前記ビームＢの移動照射はビームセンサ３を固定してビームＢの焦点を変えることにより行ってもよいし、ビームＢの焦点を固定してビームセンサ３を移動させることにより行ってもよい。
【００４８】
なお、図４において電子カメラＣにより２次元位置を取得するとともに、当該２次元位置を参照して例えば図示しないレーザー変位計によりその高さを測定し、電極パッドの３次元位置を特定してもよい。この場合、特定された３次元位置（電極パッド表面に相当）に対して図５に示すビームＢを照射すればよい。
【００４９】
次に図６に示すように、ディスペンサにより電極パッド６１１に対して液状接着剤Ｓを塗布する。ここで電極パッドの表面は本発明の塗布領域に相当する。具体的には前工程で取得した２次元位置の情報または３次元位置の情報より、ディスペンサの２次元の位置を電極パッド６１１に合致するよう前記移動部２の駆動により調整移動する。これによりディスペンサの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）が特定される。そしてディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッド６１１に向かって降下させる。
【００５０】
電極パッド６１１への液状接着剤の塗布は、ニードルの接着剤吐出口（ディスペンサの接着剤吐出口）からは液状接着剤が吐出され表面張力により当該接着剤吐出口に保持された状態（以下、吐出保持という）とし、この状態で液状接着剤を電極パッドに接触させることにより行う。この吐出保持は、ディスペンサを降下させる前に行い、吐出保持した状態で降下をさせてもよいし、ディスペンサを降下させている段階で液状接着剤を吐出し、吐出保持状態としてもよいし、ディスペンサを降下した後吐出保持をしてもよい。
【００５１】
図６に示すように、センサビーム３から照射されるビームＢを電極パッドに照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これを受光することにより液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触したことを検出する。当該検出情報は制御部５に送信され、この情報に基づき制御部５から移動部２に対してディスペンサの下降を停止する指令信号を送信し、ディスペンサの下降を停止させる。その後、ディスペンサ１を上昇させる。これにより液状接着剤Ｓは電極パッド６１１に塗布され、表面張力により表面が曲面を有する状態となる。
【００５２】
上記例示では液状接着剤Ｓが電極パッド（塗布領域）に接触したことを検出した後、ディスペンサの降下を停止させその後上昇させていたが、これとは異なるディスペンサの動作をさせてもよい。例えば、液状接着剤の電極パッドへの塗布状態を良好にするために、ディスペンサの上昇を可変動作としてもよい。具体的には上昇動作において微少距離上昇後、上昇を一旦停止させその後上昇動作を行ったり、あるいは微少距離上昇後、上下動を行いその後上昇動作を行ってもよい。
【００５３】
そして図７に示すように、液状接着剤塗布後ディスペンサ１を上昇させ、またビームセンサ３のビーム照射を停止して、必要に応じてビームセンサ３も上昇させる。以上で液状接着剤Ｓの電極パッド６１１への塗布が完了する。
【００５４】
次に図８に示すように、塗布した前記液状接着剤上に水晶振動素子６２を搭載する。具体的には、水晶振動素子６２を吸引した保治具Ｍを、水晶振動素子の端部６２１が前記塗布した液状接着剤Ｓに接触するように搭載する。その後保治具の吸引を解除するとともに、保持具を上昇させ、水晶振動素子６２がベース１の電極パッド６１１上に搭載される。
【００５５】
そして図９に示すように、液状接着剤を乾燥硬化させることにより、水晶振動素子６２とベース６１が電気的かつ機械的に接合される。以上で液状接着剤の電極パッド（塗布領域）への塗布と圧電振動素子の液状接着剤への接着が完了する。
【００５６】
なお、本発明は上述のような構成の電極パッドへの液状接着剤の塗布以外に、他の塗布領域への適用もできる。例えば、圧電発振器を構成するＩＣやＬＣＲ部品等のベースへの搭載にも適用することができる。
【００５７】
＜インデックステーブルを用いた製造例＞
ところで上述の接着剤塗布から水晶振動素子の搭載をインデックステーブルを用いた製造装置により製造してもよい。以下インデックステーブルを用いた製造方法について詳細に説明する。
【００５８】
図１０はインデックステーブルを用いた製造装置を示す模式図であり、供給移載装置７と当該供給移載装置７からベースの供給を受けるインデックステーブルＩとインデックステーブル上の所定の位置に対応して配置された製造ステーションＳ０〜Ｓ１１と、インデックステーブルからベースの排出をする排出移載装置８とからなる。また、本製造装置は、ベースに対して液状接着剤を２回塗布する製造ステーションを有しており、また画像撮影と高さ測定の製造ステーションを有している。
【００５９】
供給移載装置７は移載アクチュエータ７１とパレット７２を固定するパレット配置部からなる。移載アクチュエータ７１はＸ−Ｙの２軸方向に動作可能なアクチュエータである。アクチュエータの先端部には吸引孔７３が配置されており、当該吸引孔７３にてベースを吸引する。パレット配置部に配置されたパレット７２は、マトリクス状にベース収納孔が設けられ、各収納孔にベース６１が格納されている。
【００６０】
インデックステーブルＩは全体として円板構成であり、その表面外周近傍にインデックスステージＩ０〜Ｉ１１が周状に均等配置されている。ところでインデックステーブルＩは平面的に回転駆動可能となっており、当該回転は例えばサーボモータで駆動される。サーボモータはインデックステーブル駆動制御部（図示せず）からのパルス信号で駆動し、回転速度、回転量等を制御するが、これによりインデックステーブルＩを任意の設定で動作させることができる。本実施の形態においては、各インデックスステージを均等な間隔を持って１２カ所設けているので、例えば製造実行時に矢印Ｙ方向には３０度づつ間欠的に回転を行う。この回転量等は必要な製造工数に応じて任意に設定することができ、サーボモータへの制御信号により調整することができる。
【００６１】
前記インデックスステージに対して製造作業が行えるよう、製造ステーションＳ０〜Ｓ１１が配置されている。ベース供給ステーションＳ０は供給移載装置７から供給されたベースをインデックスステージに配置する。なお、本実施の形態では説明していないが、ベース供給ステーションＳ０の隣（次工程）にはベース位置決めステーションを設けてもよい。ベース位置決めステーションを設けた場合、ベースをインデックスステージの所定位置に配置するよう、平面的に位置補正を行うことのできるＸ−Ｙアクチュエータにより設置位置の微調整を行うことができる。これによりベースはインデックスステージの中央部分あるいは所定の位置に正確に位置決めされる。
【００６２】
ベース供給ステーションＳ０の隣（次工程）にはベース画像取得ステーションＳ１が設けられている。これは図４で示す電子カメラにより撮影を行い、ベースの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）を特定する工程に相当する。当該ベース画像取得ステーションＳ１の上部には電子カメラが設けられ、ベースを上面から撮影し、ベースの平面画像を取得する。なお、当該画像データは一時的にメモリ（図示せず）に格納される。
【００６３】
ベース画像取得ステーションの隣には電極パッド高さ測定ステーションＳ２が設けられている。当該電極パッド高さ測定ステーションＳ３の上部にはレーザー変位計が設けられ、ベースの電極パッドに対してレーザーを照射し、反射光を受光することにより電極パッドの高さを測定する。なお、レーザー照射領域は前記画像データに基づき決定してもよい。ここで取得した高さデータも一時的にメモリ（図示せず）に格納される。
【００６４】
前記メモリに格納されたベースの画像データおよび電極パッドの高さデータに基づき、判定部（図示せず）が液状接着剤の塗布位置と塗布量そして塗布時のディスペンサの高さ等の下塗布用パラメータを決定する。当該下塗布は２回塗布のうちの最初の塗布に相当する。 なお、電極パッド高さ測定ステーションＳ２を設けない構成としてもよい。
【００６５】
電極パッド高さ測定ステーションの隣には液状接着剤下塗布ステーションＳ３が設けられている。当該液状接着剤下塗布ステーションＳ３では、液状接着剤供給装置とビームセンサが配置されている。当該供給装置はディスペンサを有するとともに、当該ディスペンサを移動させる移動部を有している。ビームセンサはレーザー等のビームを照射し受光する構成で、また当該ビームセンサを移動させるセンサ移動部を有している。ディスペンサの電極パッド（塗布領域）への近接動作と同時にディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤が吐出保持され、これにより電極パッドに液状接着剤が塗布される。
【００６６】
具体的には前工程で取得した３次元位置の情報より、ディスペンサの２次元の位置を電極パッド６１１に合致するよう前記移動部２の駆動により調整移動する。これによりディスペンサの２次元位置（Ｘ−Ｙ面）が特定される。そしてディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッド６１１に向かって降下させる。
【００６７】
電極パッド６１１への液状接着剤の塗布は、ニードルの接着剤吐出口（ディスペンサの接着剤吐出口）からは液状接着剤が吐出され表面張力により当該接着剤吐出口に保持された状態（以下、吐出保持という）とし、この状態で液状接着剤を電極パッドに接触させることにより行う。この吐出保持は、ディスペンサを降下させる前に行い、吐出保持した状態で降下をさせてもよいし、ディスペンサを降下させている段階で液状接着剤を吐出し、吐出保持状態としてもよいし、ディスペンサを降下した後吐出保持をしてもよい。
【００６８】
前述したとおり（図６参照）、ディスペンサを電極パッドに向かって移動させる場合は、センサビーム３から照射されるビームＢを電極パッドに照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これにより液状接着剤Ｓが電極パッド６１１に接触したことを検出する。当該検出情報は制御部５に送信され、この情報に基づき制御部５から移動部２に対してディスペンサの下降を停止する指令信号を送信し、ディスペンサの下降を停止させる。その後、ディスペンサ１を上昇させる。これにより液状接着剤Ｓは電極パッド６１１に塗布され、表面張力により表面が曲面を有する状態となる。
【００６９】
上記例示では液状接着剤Ｓが電極パッド（塗布領域）に接触したことを検出した後、ディスペンサの降下を停止させそして上昇させていたが、これとは異なるディスペンサの動作をさせてもよい。例えば、液状接着剤の電極パッドへの塗布状態を良好にするために、ディスペンサの上昇を可変動作としてもよい。具体的には上昇動作において微少距離上昇後、上昇を一旦停止させその後上昇動作を行ったり、あるいは微少距離上昇後、上下動を行いその後上昇動作を行ってもよい。
【００７０】
この塗布条件は前述の下塗布用パラメータによって設定され、液状接着剤の供給位置、供給量、供給時のシリンジの高さが制御され、塗布が実行される。なお、液状接着剤の吐出量はシリンジ内に供給されるエアにより制御される。
【００７１】
なお、下塗布実施後、電子カメラによる下塗布画像を取得するステーションとレーザー変位計による下塗布の高さを測定するステーションとこれら塗布に係る情報に基づき良否判定を行う判定部を設けてもよい。
【００７２】
液状接着剤下塗布ステーションＳ３の隣には圧電振動板搭載ステーションＳ４が設けられている。圧電振動板搭載ステーションＳ４では、励振電極が形成された水晶振動板をベース内に搭載し、液状接着剤を介して電極パッドと水晶振動板の電極とが導電接合される。水晶振動板は平行平面研磨により薄板に加工された矩形状のＡＴカット水晶振動板であり、パーツフィーダ（図示せず）により個別に供給され、パーツフィーダから移載装置（図示せず）を介してベースに搭載される。なお、前記下塗布の高さ情報等の各データを参照して、搭載時の位置決めを調整してもよい。
【００７３】
パーツフィーダについては図示していないが、投入された多数個の水晶振動板を整列して排出口へ供給する装置であり、すり鉢状の容器にらせん状の流路を形成し、容器に微小振動を与えることにより、ランダムに投入された水晶振動板が排出口に順次押し出される構成である。なお、パーツフィーダに代えて例えばマトリクス状の水晶振動板収納室を有するパレットからインデックステーブルに供給する方式であってもよい。
【００７４】
圧電振動板搭載ステーションの隣には液状接着剤上塗布ステーションＳ５が設けられている。当該液状接着剤上塗布ステーションＳ５では、液状接着剤供給装置が配置され、液状接着剤の充填されたシリンジから所定量の液状接着剤を水晶振動板の上面であって前記液状接着剤の上面に対して吐出し、塗布される。この場合水晶振動板の上面および下塗布接着剤の表面が塗布領域となる。なお、液状接着剤の吐出量はシリンジ内に供給されるエアにより制御される。
【００７５】
当該液状接着剤上塗布ステーションにおいても本発明によるセンサビームを用いて液状接着剤の塗布領域への接触の検出を行ってもよい。具体的には、センサビーム３から照射されるビームＢを水晶振動板の上面および下塗布接着剤の表面に照射し、この状態でディスペンサ１を移動部の駆動により電極パッドに向かって降下させる。そしてディスペンサ１の接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤Ｓが水晶振動板の上面または下塗布接着剤の表面に接触すると、ビームＢの反射情報が変化し、これにより液状接着剤Ｓが塗布領域に接触したことを検出する。当該検出情報は制御部５に送信され、この情報に基づき制御部５から移動部２に対してディスペンサの下降を停止する指令信号を送信し、ディスペンサの下降を停止させる。その後、ディスペンサ１を上昇させる。これにより液状接着剤Ｓは電極パッド６１１に塗布され、表面張力により表面が曲面を有する状態となる。
【００７６】
なお、上塗布実施後、電子カメラによる上塗布画像を取得するステーションとレーザー変位計による上塗布の高さを測定するステーションとこれら塗布に係る情報に基づき良否判定を行う判定部を設けてもよい。
【００７７】
圧電振動板搭載ステーションの隣にはベース排出ステーションＳ１１が設けられている。ここでは排出移載装置８により、インデックスステージのベースをパレット８２に移載する。供給移載装置８は移載アクチュエータ８１とパレット８２を固定するパレット配置部からなる。移載アクチュエータ８１はＸ−Ｙの２軸方向に動作可能なアクチュエータである。アクチュエータの先端部には吸引孔８３が配置されており、当該吸引孔８３にてベースを吸引する。パレット配置部に配置されたパレット８２は、マトリクス状にベース収納孔が設けられ、各収納孔にベースが格納されている。
【００７８】
なお、前述の判定部を設定した場合、ベース排出においては、良品用パレット、不良品用パレットそれぞれを用意し、判定部の判定結果に基づき、それぞれ分類して格納してもよい。
【００７９】
上記実施の形態において、ベースおよび電極パッドの画像および高さ情報を得る構成としているが、この工程を用いなくてもよい。また液状接着剤は下塗布と上塗布を行っているが、下塗布と下塗布に係る画像データ取得および高さデータ取得の各工程のみで実施してもよい。
【００８０】
また前記各データに基づいて、必要に応じて液状接着剤の塗布量、塗布位置、あるいは液状接着剤の特性を変更して、後のベースに対してより適切な塗布が行えるようフィードバック制御を行ってもよい。
【００８１】
また本実施の形態においては、ＡＴカット水晶振動板の製造例について説明したが、屈曲振動を用いた音叉型振動子等他の振動モードの圧電振動子の製造に適用してもよい。また、他の水晶振動板とＩＣ素子をベースに格納した水晶発振器等にも適用可能である。
【００８２】
なお、本発明は、その精神や主旨または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
水晶振動子、水晶発振器等の圧電振動デバイスあるいは他の電子部品の量産に適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１ ディスペンサ
２ 移動部
３ ビームセンサ
４ センサ移動部
５ 制御部
６１ ベース
６２ 水晶振動素子
６３ リッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法であって、
ディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤を吐出保持する吐出工程と、
前記ディスペンサを前記塗布領域に向かって移動させる移動工程と、
前記液状接着剤が前記塗布領域に接触したことを検出する検出工程と、
前記検出工程の検出に基づいて前記移動工程の動作を制御する制御工程と、
を有する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法。
【請求項２】
前記検出工程はビームセンサを用い、前記塗布領域にセンサのビームを照射し、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出する工程を有することを特徴とする請求項１記載の圧電振動デバイスの接着剤塗布方法。
【請求項３】
パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布装置であって、
液状接着剤を前記塗布領域に塗布する接着剤吐出口を有するディスペンサと、
前記ディスペンサを前記塗布領域に向かって移動させる移動部と、
前記ディスペンサの接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤が前記塗布領域への接触した状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出に基づいて前記移動部の動作を制御する制御部とからなる圧電振動デバイスの接着剤塗布装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出するビームセンサを有することを特徴とする請求項４記載の圧電振動デバイスの接着剤塗布装置。
【請求項１】
パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法であって、
ディスペンサの接着剤吐出口に液状接着剤を吐出保持する吐出工程と、
前記ディスペンサを前記塗布領域に向かって移動させる移動工程と、
前記液状接着剤が前記塗布領域に接触したことを検出する検出工程と、
前記検出工程の検出に基づいて前記移動工程の動作を制御する制御工程と、
を有する圧電振動デバイスの接着剤塗布方法。
【請求項２】
前記検出工程はビームセンサを用い、前記塗布領域にセンサのビームを照射し、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出する工程を有することを特徴とする請求項１記載の圧電振動デバイスの接着剤塗布方法。
【請求項３】
パッケージに設定された塗布領域に液状接着剤を塗布する圧電振動デバイスの接着剤塗布装置であって、
液状接着剤を前記塗布領域に塗布する接着剤吐出口を有するディスペンサと、
前記ディスペンサを前記塗布領域に向かって移動させる移動部と、
前記ディスペンサの接着剤吐出口に吐出保持された液状接着剤が前記塗布領域への接触した状態を検出する検出部と、
前記検出部の検出に基づいて前記移動部の動作を制御する制御部とからなる圧電振動デバイスの接着剤塗布装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記塗布領域に対する前記液状接着剤の接触を検出するビームセンサを有することを特徴とする請求項４記載の圧電振動デバイスの接着剤塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３８７２８（Ｐ２０１３−３８７２８Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７５４８２（Ｐ２０１１−１７５４８２）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１４９７３４）株式会社大真空 (312)
【Ｆターム（参考）】
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