JP2001235497A - 水晶振動子の周波数分類方法及び分類装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】水晶片の欠けや破損及び静電気による弊害を防
止して周波数分類を確実とし、生産性を高めることので
きる水晶振動子の周波数分類方法及び装置を提供する。 【解決手段】ダイシングシートに水晶ウェハを固着して
複数の水晶片に分割し、水晶片を吸着して該水晶片の振
動周波数を測定し、振動周波数領域毎に分類する。多数
の水晶片が並べられたダイシングシートをシート収納具
から取り出すシート取出工程３０と、前記ダイシングシ
ートから前記水晶片を剥離状態にする剥離工程３１と、
前記ダイシングシートから水晶片を吸着して振動周波数
を測定する周波数測定工程３３と、周波数測定工程３３
からの周波数測定信号を受けて前記水晶片を周波数領域
毎に分類する周波数分類工程３４とを備えた構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水晶片を振動周波
数毎に自動的に分類する周波数分類方法及び装置を産業
上の技術分野とし、特に水晶ウェハをダイシングシート
に固着して周波数分類までを自動化した周波数分類方法
及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】（発明の背景）水晶振動子は、例えば発
振回路に組込まれて、周波数及び時間の基準源として通
信機器を含む多くの電子機器に広く用いられている。こ
のような中で、周波数分類装置は、水晶片の振動周波数
の測定から、周波数領域毎に分類するものとして知られ
ている。近年では、水晶ウェハを研磨して個々の水晶片
に分割し、生産性を高めることが行われている。

【０００３】（従来技術の一例）第８図は一従来例を説
明する周波数分類装置の概念図（平面図）である。周波
数分類装置は、概ね、振動型部品供給装置１、吸着移載
装置２、周波数検出機構部３及び分類収容装置４からな
る。振動型部品供給装置１はすり鉢状として、内周に螺
旋状の移動路としての切込みを有する振動体からなる。
吸着移載装置２は、第９図のブロック図に示したよう
に、真空引きとエア送出の切替器５によって、吸着と離
脱を切替えられる吸着ノズル６を有した真空吸着装置を
具える。そして、吸着ノズル６は、制御装置７によっ
て、上下左右に移動する。なお、真空引きは真空ポンプ
８により、エアー送出はコンプレッサ９による。図中の
符号１０は回転アーム、同１１はフレキシブルホースで
ある。

【０００４】周波数検出機構部３は金属からなり落し穴
１２を有する基準板１３と、外周に複数の保持孔１４を
有して基準板１３上を回転する第１回転板１５と、保持
孔１４に出し入れ自在の周波数測定棒１７からなる。基
準板１３の所定の箇所にはセラミック１９ａで分離独立
した電極部１９を有する（第１０図）。分類収容装置４
は、外側に傾斜して内容物を排出する受皿２０の形成さ
れた第２回転板２１を中央に有し、振動周波数に対応し
た複数の分類箱１８を外周に配置する。

【０００５】このようなものでは、振動型部品供給装置
１の底部に多数の水晶片（未図示）を投入する。多数の
水晶片はワイヤソーやダイシングソーによって、例えば
円板状とした水晶ウェハを切断して分割される。なお、
水晶ウェハは規定の周波数領域となる厚みにまで研磨さ
れ、個々の水晶片に分割した後に研磨する場合に比較し
て、生産性を高めることができる。

【０００６】振動型部品供給装置１は、底部の水晶片を
振動によって移動路を這わせ、上面の供給口に一個づつ
整列させる。吸着移載装置２は、水晶片を一個づつ吸着
して周波数検出機構部３（第１回転板１５）の保持孔１
４に移載する。

【０００７】周波数検出機構部３は、第１回転板１５の
回転によって電極部１９に移動した水晶片に周波数測定
棒１７を近接させ、水晶片の振動周波数を測定する。な
お、周波数測定棒１７が一方の、基準板１３が他方の電
極となる。水晶片は回転板１５の移動によって、落し穴
１２から分類収容装置４（第２回転板２１）の受皿２０
に落下する。そして、周波数検出機構部３からの周波数
分類指令に基づき、予め設定された振動周波数帯の分類
箱１８に水晶片を排出する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】（従来技術の問題点）
しかしながら、上記構成の周波数分類装置では、水晶ウ
ェハを切断して分割した後、個々の水晶片を収容して振
動型部品供給装置１に投入する。そして、分類収容装置
４の分類箱１８から水晶片を取出して例えばパレットに
整列させて次工程へ移送する。したがって、水晶片の収
容及び整列に手間が掛り、基本的に生産性の悪い問題が
あった。

【０００９】また、振動型部品供給装置１の底部に多数
の水晶片を投入して振動によって螺旋状の移動路を通過
しながら一枚ずつ整列されるので、初期段階では水晶片
がこすれ合い欠けや破損を生ずる問題もあった。

【００１０】さらに、水晶振動子の高周波数化（水晶片
の極薄化）、すなわち水晶片が薄くなればなるほど軽く
なることに起因して、静電気によって水晶片同士がくっ
つき合う現象が生じる。このため、振動型部品供給装置
１の上面の供給口には、複数枚の水晶片が分離されず一
体化して送られ、そのまま吸着されて移載され、作業が
できなくなる問題があった。

【００１１】（発明の目的）本発明は、水晶片の欠けや
破損及び静電気による弊害を防止して周波数分類を確実
とし、生産性を高めることのできる水晶振動子の周波数
分類方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】（着目点）本発明は、半
導体（シリコン板）の切断の際に使用されるダイシング
シートに着目した。

【００１３】（解決手段）本発明は、ダイシングシート
から分割された水晶片を吸着して振動周波数を測定する
とともに周波数分類したことを基本的な解決手段とす
る。

【００１４】

【作用】本発明では、ダイシングシートを使用して水晶
片が個々にばらけることなく一体化したままの状態から
水晶片を吸着して振動周波数の測定及び分類を行うの
で、切断から分類までの一連の工程の中で、水晶片同士
が直接的に触れあうことがない。以下、本発明の一実施
例を説明する。

【００１５】

【実施例】第１図は本発明の一実施例を説明する水晶振
動子の周波数分類装置のブロック工程図である。自動周
波数分類装置は、シート取出工程３０と、剥離工程３１
と、良否判定工程３２と、周波数測定工程３３と、周波
数分類工程３４とからなる。これらの各工程は作業台に
設けられた各装置によって構成される。ダイシングシー
ト３５は第２図に示したように樹脂シート３６の表面に
粘着部３７を設けてなる。そして、水晶ウェハ３８を粘
着部３７に固着し、ダイシングソーによって樹脂シート
３６に達する切込み３９を二次元状に設けて、多数の水
晶片４０に切断分割する（第３図）。ここでは、ダイシ
ングシート３５の外周に金属リング４１を設けて、移動
用の保持部を形成する。

【００１６】なお、ダイシングシート３５からの水晶片
４０の剥離は、加熱又は紫外線の照射によって行われ
る。通常では、前者を加熱型、後者を紫外線（ＵＶ）型
として商品化されている。なお、加熱又は紫外線によっ
て、ダイシングシート３５の粘着部３７内に気泡が発生
し、第４図に示したように粘着部３７が波状になり、水
晶片４０を剥離状態にする。

【００１７】シート取出工程３０はシート収納具４２と
未図示の取出移載装置からなる。シート収納具４２は、
多数の水晶片４０が分割されて縦横に並べられたダイシ
ングシート３５を上下に収納する。ここでのダイシング
シート３５は加熱型とする。取出移載装置はシート収納
具４２から、図示しない掴持部を有するリニアスライダ
によってダイシングシート３５を取り出し、次工程（剥
離工程）に移載する。

【００１８】剥離工程は吸入機構を有する加熱板４３か
らなる。加熱板４３は、第５図に示したようにＡＬ（ア
ルミニウム）からなり、縦横に設けた貫通孔４４を中央
部に有する。そして、貫通孔４４（中央部）の外周に熱
源（ヒータ）４５及び温度センサ４６を埋設する。熱源
４５は温度センサ４６に連動した温度制御装置（未図
示）によって制御され、加熱板４３を一定の温度（約１
２０℃）に維持する。そして、貫通孔４４の下部には、
吸入機構としての真空ポンプからの吸入パイプ４７が取
り付けられる。

【００１９】良否判定工程は、ＣＣＤ等のテレビカメラ
を備えた画像処理装置（未図示）からなる。

【００２０】周波数測定工程３３は、第６図に示したよ
うにアーム先端が上下前後左右に移動する多軸ロボット
４８からなる。アーム先端には吸着ノズル５４を有す
る。吸着ノズル５４は金属からなり、中央部を第１電極
４９として複数の吸着孔５０を外周部に有する（第７
図）。そして、作業台には第２電極５１が埋設され、第
１電極５０とともに図示しない周波数測定器に電気的に
接続する。

【００２１】周波数分類工程は、前述の多軸ロボット４
８と回転テーブル５２及び収納用のパレット５３からな
る。回転テーブル５２は、周波数帯に応じた例えば２０
分割のパレット搭載部を有する。そして、周波数測定工
程からの周波数測定信号に応答して回転する。収納用の
パレット５３は、前述同様に水晶片４０を隔離して収容
する縦横の溝を有し、パレット搭載部に配置される。

【００２２】このようなものでは、先ず、シート取出工
程３０にて、シート収納具４２からダイシングシート３
５を取り出して剥離工程３１の加熱板４３上に載せる。
次に、真空ポンプを動作させてダイシングシート３５を
吸着する。そして、加熱板４３を一定時間（約１０秒）
加熱した後、真空ポンプの動作を停止する。

【００２３】次に、良否判定工程３２は、剥離工程３１
から搬送されたダイシングシート３５上の水晶片４０を
画像処理する。すなわち、画像処理装置のテレビカメラ
によってダイシングシート３５上の多数の水晶片４０を
まとめて撮影し、各水晶片４０におけるヒビや欠け等の
外観検査を行う。そして、多軸ロボット４８の制御部に
各水晶片４０の良否の判定情報を送出する。

【００２４】次に、周波数測定工程３３は、判定情報に
基づく良と判定された水晶片４０を多軸ロボット４８の
アーム先端に設けた吸着ノズル５４によって吸着し、ダ
イシングシート３５から剥離する。そして、作業台に埋
設した第２電極５１上に近接させ、水晶片４０の振動周
波数を測定する。さらに、周波数測定信号を周波数分類
工程３４の制御部に送出する。

【００２５】周波数分類工程３４は周波数測定信号を受
け、図示しない駆動源によって回転テーブル５２を回転
し、周波数測定信号に基づく周波数領域のパレット５３
を多軸ロボット４８のアーム先端に移動する。最後に、
アーム先端の吸着ノズル５４に保持された水晶片４０を
収納用のパレットに配列する。そして、良と判定された
水晶片４０について、これらの作業を繰り返し、不良の
水晶片４０とともに空となったパレットを排出して、新
たにシート収納具４２からダイシングシート３５を取り
出し、前述した作業を開始する。

【００２６】このような構成であれば、ダイシングシー
ト３５を加熱板４３によって吸着して加熱するので、ダ
イシングシート３５と加熱板４３とが密着して両者間に
空隙を生ずることがない。したがって、空隙による熱の
遮断もなくダイシングシート３５の温度を均一にして、
吸着ノズルによる全ての水晶片４０の剥離を確実にす
る。

【００２７】また、画像処理によって水晶片４０の外観
検査を行うので、水晶ウェハ３８の分割時における欠け
やヒビ等を認識して、これらを排除できる。また、振動
周波数の測定後、ダイシングシート３５から回転テーブ
ル５２のパレット５３に直接に水晶片４０を移載する。
したがって、水晶片４０の剥離から分類に至る作業の
間、水晶片同士が直接的に触れあうことがないので、静
電気による結合や接触による破損等を防止する。そし
て、ダイシングシート３５からの水晶片４０の剥離から
パレット５３への水晶片４０の周波数領域毎の分類まで
を自動化したので、基本的に生産性を高めることができ
る。

【００２８】

【他の事項】上記実施例ではダイシングシート３５は加
熱型としたが、紫外線型としても構成できる。また、周
波数測定及び分類工程は、多軸ロボット４８を用いて構
成したが、先端に設けた吸着ノズルが上下左右前後に移
動できる機構であれば、基本的に適用できる。また、周
波数分類工程では、水晶片４０をパレット５３に収容し
たが、例えば次工程を洗浄とする場合は、パレット５３
に代えて収納箱としてもよい。また、良否判定工程３２
は例えばダイシングソーによる水晶片の欠損を判定する
ために設けたが、不良が少ない場合には必ずしも必要と
しなくてよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、ダイシングシートから分割さ
れた水晶片を吸着して振動周波数を測定するとともに周
波数分類したので、水晶片の欠けや破損及び静電気によ
る弊害を防止して、生産性を高めることのできる水晶振
動子の周波数分類方法及び装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する周波数分類装置の
ブロック工程図である。

【図２】本発明の一実施例を説明する水晶ウェハを固着
したダイシングシートの断面図である。

【図３】本発明の一実施例を説明する水晶ウェハを固着
したダイシングシートの平面図である。

【図４】本発明の一実施例を説明する水晶片が剥離する
ダイシングシートの断面図である。

【図５】本発明の一実施例を説明する加熱板の断面図で
ある。

【図６】本発明の一実施例を説明する周波数測定及び分
類装置の平面図である。

【図７】本発明の一実施例を説明する吸着ノズルの正面
図である。

【図８】従来例を説明する周波数分類装置の平面図であ
る。

【図９】従来例を説明する吸着装置のブロック図であ
る。

【図１０】従来例を説明する基準板の平面図である。

【符号の説明】

１ 振動型部品供給装置、２ 移載装置、３ 周波数検
出機構、４ 分類収容装置、５ 切替器、６、５４ 吸
着ノズル、７ 制御装置、８ 真空ポンプ、９コンプレ
ッサ、１０ 回転アーム、１１ フレキシブルホ−ス、
１２ 落し穴、１３ 基準台、１４ 保持穴、１５、２
１ 回転板、１７ 電極検出棒、１８分類箱、１９ 電
極部、２０ 受皿、３０ シート取出工程、３１ 剥離
工程、３２ 良否判定工程、３３ 周波数測定工程、３
４ 周波数分類工程、３５ダイシングシート、３６ 樹
脂板、３７ 粘着部、３８ 水晶ウェハ、３９ 切れ
目、４０ 水晶片、４１ 金属リング、４２ シート収
納具、４３ 加熱板、４４ 貫通孔、４５ ヒータ、４
６ 温度センサ、４７ 吸入パイプ、４８ 多軸ロボッ
ト、４９ 第１電極、５０ 吸着孔、５１ 第２電極、
５２ 回転テーブル、５３ パレット．

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイシングシートに水晶ウェハを固着して
   該ダイシングシートに到達する切れ込みを設けて複数の
   水晶片に分割し、前記ダイシングシートから水晶片を吸
   着して該水晶片の振動周波数を測定し、前記水晶片を振
   動周波数領域毎に分類したことを特徴とする水晶振動子
   の周波数分類方法。
2. 【請求項２】多数の水晶片が並べられたダイシングシー
   トをシート収納具から取り出すシート取出工程と、前記
   ダイシングシートから前記水晶片を剥離状態にする剥離
   工程と、前記ダイシングシートから水晶片を吸着して振
   動周波数を測定する周波数測定工程と、前記周波数測定
   工程からの周波数測定信号を受けて前記水晶片を周波数
   領域毎に分類する周波数分類工程とを備えた水晶振動子
   の周波数分類装置。
3. 【請求項３】多数の水晶片が並べられたダイシングシー
   トをシート収納具から取り出すシート取出工程と、前記
   ダイシングシートから前記水晶片を剥離状態にする剥離
   工程と、前記水晶片を画像処理装置によって外観検査し
   て良否を判定する良否判定工程と、前記ダイシングシー
   トから前記良と判定された水晶片を吸着して振動周波数
   を測定する周波数測定工程と、前記周波数測定工程から
   の周波数測定信号を受けて前記水晶片を周波数領域毎に
   区分されたパレットに収容する周波数分類工程とを備え
   た水晶振動子の周波数分類装置。