JP2005197927A - 圧電デバイスの製造方法および圧電デバイスの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性接着剤を塗布する際に、導電性接着剤の塗布量（塗布径）を適切に設定することができる圧電デバイスの製造方法および圧電デバイスの製造装置を提供すること。
【解決手段】パッケージ３６内に圧電振動片３１が収容されている圧電デバイスの製造方法であって、パッケージ３６内に配置されている電極部３２に対して、圧電振動片３１の接続電極を導電性接着剤８０により接合する接合工程において、導電性接着剤８０の収容部材３６３からパッケージ３６内の電極部３２に対して導電性接着剤８０を塗布する際に導電性接着剤８０の吐出圧力を一定にして、導電性接着剤８０の塗布量は、塗布に要する塗布時間により調整する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、パッケージ内に圧電振動片が収容されている圧電デバイスの製造方法および圧電デバイスの製造装置に関する。

ＨＤＤ（ハード・ディスク・ドライブ）、モバイルコンピュータ、あるいはＩＣカード等の小型の情報機器や、携帯電話、自動車電話、またはページングシステム等の移動体通信機器において、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
従来の圧電デバイスは、パッケージ内に、例えば、圧電材料で形成した圧電振動片を収容している。
圧電振動片は、例えば、水晶のウエハを矩形にエッチングして励振電極を設けることにより形成されている。この圧電振動片は、パッケージ内に収容されている。パッケージ内には電極部が形成されており、この電極部は圧電振動片の励振電極の電極部分に対して導電性接着剤により接合して電気的に接続されている。
導電性接着剤は電極部に対して塗布されるのであるが、このような導電性接着剤の塗布をする製造装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特許第３４３６２３３号（第５頁ないし第７頁、図１）

この特許文献１では、ディスペンサが接着剤を吐出する際の圧力を可変とすることにより、接着剤の塗布量が調整できるようになっている。このように吐出させる際の圧力を可変することによって塗布量を調整することはできるが、ディスペンサのニードルの内径が小さくなると、圧力の細かな調整には限度が生じる。この圧力が高いと、ディスペンサに対して空気を供給する空気供給系の応答レスポンスにも問題が生じてしまう。つまり、圧力の可変により接着剤の塗布量を調整しようとすると、圧力の変化で塗布量の変化が著しくなってしまうので、接着剤の吐出圧力による接着剤の塗布量の調整は難しくなる。
そこで本発明は上記課題を解消し、導電性接着剤を塗布する際に、導電性接着剤の塗布量（塗布径）を適切に設定することができる圧電デバイスの製造方法および圧電デバイスの製造装置を提供することを目的としている。

上記の目的は、第１の発明では、パッケージ内に圧電振動片が収容されている圧電デバイスの製造方法であって、前記パッケージ内に配置されている電極部に対して、前記圧電振動片の接続電極を導電性接着剤により接合する接合工程において、前記導電性接着剤の収容部材から前記パッケージ内の前記電極部に対して前記導電性接着剤を塗布する際に前記導電性接着剤の吐出圧力を一定にして、前記導電性接着剤の塗布量は、塗布に要する塗布時間により調整することを特徴とする圧電デバイスの製造方法により、達成される。

第１の発明によれば、導電性接着剤の収容部材からパッケージ内の電極部に対して導電性接着剤を塗布する際に導電性接着剤の吐出圧力を一定にして、導電性接着剤の塗布量は塗布に要する塗布時間により調整する。
これにより、収容部材に対して与える圧力を一定にしながら、導電性接着剤の塗布量は塗布時間により調整することで、塗布量（塗布径）の変化が少なく、導電性接着剤の塗布量の均一化を測り、塗布状態を適切に設定することができる。
導電性接着剤の吐出圧力は一定であるので、導電性接着剤の塗布量に変化が生じにくくなる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記収容部材はシリンジであり、前記シリンジの先端にはニードルが取り付けられていることを特徴とする。
第２の発明では、収容部材はシリンジであり、シリンジの先端にはニードルが取り付けられている。
これにより、ニードルのような細い部材から導電性接着剤を塗布する場合であっても、収容部材側に与える圧力が一定であり、導電性接着剤の塗布量は塗布時間に応じて調整することにより、導電性接着剤の塗布量（塗布径）を適切に設定することができる。

第３の発明は、第２の発明の構成において、前記ニードルの先端と前記電極部の表面との間で形成される塗布高さＤは、０．０３ｍｍ＜Ｄ＜０．０７ｍｍであることを特徴とする。
第３の発明では、ニードルの先端と電極部の表面との間で形成される塗布高さは、０．０３ｍｍ＜Ｄ＜０．０７ｍｍである。
これにより、塗布高さＤが０．０３ｍｍ以下であると、導電性接着剤の塗布形状が潰れてしまい、塗布形状がドーナツ型のような形状になりやすく、塗布形状の輪郭が不安定になる。ニードルの先端に導電性接着剤の這い上がりによる付着が発生しやすい。
塗布高さＤが０．０７ｍｍ以上であると、ニードルの先端の導電性接着剤が確実に電極部側に転写されないために、転写されていない導電性接着剤の何回かの分が蓄積されてしまい、最終的には電極部に対して円柱状の導電性接着剤の塗布状態が形成されてしまう。また、毎回の塗布量のばらつきが大きくなってしまう。

第４の発明は、第３の発明の構成において、前記導電性接着剤は、Ａｇペーストであることを特徴とする。これにより、導電性接着剤は、例えばＡｇペーストが好ましい。

第５の発明は、第１の発明の構成において、前記電極部に塗布された前記導電性接着剤の塗布径は、塗布された前記導電性接着剤の画像を得て、前記塗布された前記導電性接着剤の濃淡エッジの幅を計測することにより前記塗布された前記導電性接着剤の塗布径を直接測定し、前記塗布された前記導電性接着剤の画像を二値化することで得られた前記導電性接着剤の面積を得ることにより、前記塗布された前記導電性接着剤の塗布径の良否を判定することを特徴とする。

第５の発明では、電極部に塗布された導電性接着剤の塗布径は、塗布された導電性接着剤の画像を得て、塗布された導電性接着剤の濃淡エッジの幅を計測することにより塗布された導電性接着剤の塗布径を直接測定する。しかも、塗布された導電性接着剤の画像を二値化することで得られた導電性接着剤の面積を得る。この両者により、塗布された導電性接着剤の塗布径の良否を判定する。
これによって、２つの手法により導電性接着剤の塗布径の良否を確実に判定して、導電性接着剤の塗布作業における良品と不良品が区別できる。

第６の発明は、第５の発明の構成において、前記塗布された前記導電性接着剤の塗布径の大きさにより、前記塗布時間を調整することを特徴とする。
これにより、塗布された導電性接着剤の塗布径の大きさが、フィードバックされることにより、導電性接着剤の塗布時間を調整できるので、導電性接着剤の塗布量の最適化が図れる。

上記目的は、第７の発明では、パッケージ内に圧電振動片が収容されている圧電デバイスの製造装置であって、前記パッケージ内に配置されている電極部に対して、前記圧電振動片の接続電極を導電性接着剤により接合する接合工程において、前記導電性接着剤の収容部材から前記パッケージ内の前記電極部に対して前記導電性接着剤を塗布する際に前記導電性接着剤の吐出圧力を一定にして、前記導電性接着剤の塗布量は、塗布に要する塗布時間により調整することを特徴とする圧電デバイスの製造装置により、達成される。

第７の発明では、導電性接着剤の収容部材からパッケージ内の電極部に対して導電性接着剤を塗布する際に導電性接着剤の吐出圧力を一定にして、導電性接着剤の塗布量は塗布に要する塗布時間により調整する。
これにより、導電性接着剤の吐出圧力を一定にしながら、導電性接着剤の塗布量は塗布時間により調整することで、塗布量（塗布径）の変化が少なく、導電性接着剤の塗布量の均一化を測り、塗布状態を適切に設定することができる。
収容部材に与える圧力は一定であるので、導電性接着剤の塗布量に変化が生じにくくなる。

第８の発明は、第７の発明の構成において、前記収容部材はシリンジであり、前記シリンジの先端にはニードルが取り付けられていることを特徴とする。
第８の発明では、収容部材はシリンジであり、シリンジの先端にはニードルが取り付けられている。
これにより、ニードルのような細い部材から導電性接着剤を塗布する場合であっても、導電性接着剤の吐出圧力が一定であり、導電性接着剤の塗布量は塗布時間に応じて調整することにより、導電性接着剤の塗布量（塗布径）を適切に設定することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面を参照して説明する。
図１と図２は、本発明の実施形態の圧電デバイスの製造方法により製造される圧電デバイスの好ましい形状例を示している。
図１は、圧電デバイスの一部分を省略した斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面構造例を示している。

まず、圧電デバイス３０の構造例について説明する。
図１と図２に示す圧電デバイス３０は、圧電振動子を構成した例を示している。圧電デバイス３０はパッケージ３６内に圧電振動片３１を収容した構造である。このパッケージ３６はケースとも呼んでいる。
圧電デバイス３０は、パッケージ３６と、シームリング（シーム部材の一例）３５と、蓋体３７と、圧電振動片３１を有している。パッケージ３６は、電気絶縁体であり、例えば複数枚のセラミック板を積層した構造である。パッケージ３６の内部には、空間３０Ｓが形成されている。パッケージ３６の内底面３６Ｍには、電極部３２，３２ともう１つの電極部３３が形成されている。電極部３２，３２は、図１に示すように幅方向の両端部側に離して設けられている。もう１つの電極部３３は、内底面３６Ｍにおいて電極部３２，３２とは反対側に設けられている。

パッケージ３６は、好ましい材料としては、圧電振動片３１や蓋体３７の熱膨張係数と一致するかもしくは極めて近い熱膨張係数を備えたものが選択できる。
シームリング３５は、例えばコバール等の金属で作られている。蓋体３７は、シームリング３５に対して接合されることにより、パッケージ３５の空間３０Ｓは気密に封止される。

次に、圧電振動片３１について説明する。
圧電振動片３１は、図２に示すように、例えば圧電材料により形成されたウエハを厚みの薄い矩形に加工した、所謂、ＡＴカット振動片により、圧電チップである振動片個片が形成されている。圧電材料として、例えば、この実施形態では水晶が使用されており、水晶以外にもタンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム等の圧電材料を利用することができる。また、圧電チップの形態も、ＡＴカット振動片に限らず、コンベックスタイプや、逆メサ型の振動片を用いることができるし、さらに、水晶Ｚ板でなるウエハを、例えば、フッ酸溶液を用いてウェットエッチングしたり、あるいはドライエッチングすることで、所謂音叉型とした振動片等を使用してもよい。

図１と図２の圧電振動片３１は、表面側と裏面側に励振電極５１，５１を有している。表側の励振電極５１の引出し電極５１Ａは、一方の電極部３２に対して導電性接着剤８０により接合して電気的に接続されている。裏側の励振電極５１の引出し電極５１Ｂは、導電性接着剤８０を介して接合して電気的に接続されている。
一方の励振電極５１と他方の励振電極５１は、圧電振動片３１の一方の面と他方の面にそれぞれ形成されているが、一方の励振電極５１と他方の励振電極５１は、互いに逆極性になるように、裏面側の実装端子４１，４１を介して駆動電圧源側に接続されている。外部の駆動電圧源が、実装端子４１と電極部３２を介して一方の励振電極５１と他方の励振電極５１に駆動電圧を印加することで、圧電振動片３１はその内部に効率良く電界を生じさせて励振することができる。

導電性接着剤８０，８０は、例えば所定の合成樹脂でなるバインダ成分に銀粒子（Ａｇ）等の導電粒子を添加したものを使用することができる。この導電性接着剤８０，８０は、好ましくはＡｇペーストを使用することができる。

図３（Ａ）は、図１に示す圧電デバイス３０のＦ方向から見た側面図であり、図３（Ｂ）は、圧電デバイス３０の底面図である。実装端子４１は、パッケージ３６の底面３６Ｔの四隅に配置されている。
図４は、パッケージ３６の内底面３６Ｍ側の平面形状を示している。図４（Ａ）は、パッケージ３６内の２つの電極部３２ともう１つの電極部３３を示している。

図４（Ｂ）は、２つの電極部３２，３２ともう１つの電極部３３のいずれに対しても、導電性接着剤８０が塗布された例を示している。導電性接着剤８０は、平面的に見てほぼ円形状になるように電極部３２，３２および電極部３３上にそれぞれ形成されている。
図４（Ｃ）は、圧電振動片３１がパッケージ３６の空間３０Ｓ内に収容された例を示している。この例では、圧電振動片３１は、電極部３２，３２と電極部３３の合計３つの導電性接着剤の上に三点支持により接合して固定されている。
この場合に電極部３２，３２側の導電性接着剤８０が、圧電振動片３１の一方の面の励振電極５１と他方の面の励振電極５１に対して電気的に接続されている。電極部３２，３２の導電性接着剤８０は、圧電振動片３１の基端部３１Ｋ側を二点で支持している。これに対して、もう１つの電極部３３側の導電性接着剤８０は、圧電振動片３１の他方の端部側を機械的に支持しているだけである。これによって、圧電振動片３１は、三点支持により空間３０Ｓ内で支持されている。

図４（Ｄ）は、図４（Ｂ）の場合と異なり、導電性接着剤８０は、２つの電極部３２，３２の上にのみに形成されている。もう１つの電極部３３の上には導電性接着剤８０は形成されていない。
このことから、図４（Ｄ）の空間３０Ｓ内に圧電振動片３１を装着する場合には、圧電振動片３１は、電極部３２，３２が導電性接着剤８０により所謂二点支持により片持ち式に機械的かつ電気的に接合される。

図５は、図４におけるパッケージ３６の断面構造例を示している。図５（Ａ）は、図４（Ａ）におけるＢ−Ｂ線における断面を示し、図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）におけるＣ−Ｃ線における断面を示し、そして図５（Ｃ）は図４（Ｃ）のＤ−Ｄ線における断面構造例を示している。
図５（Ａ）では、パッケージ３６の内底面３６Ｍの上に、２つの電極部３２，３２が形成された状態を示している。図５（Ｂ）では、２つの電極部３２，３２の上にそれぞれ導電性接着剤８０が形成されている。図５（Ｃ）では、導電性接着剤８０，８０の上に対して、圧電振動片３１が接合されている。一方の導電性接着剤８０は、一方の引出し電極５１Ａに電気的かつ機械的に接合されている。もう１つの導電性接着剤８０は、他方の引出し電極５１Ａに対して電気的かつ機械的に接合されている。シームリング３５は、シーム部材の一例である。

次に、本発明の圧電デバイスの製造方法を実施するための圧電デバイスの製造装置の好ましい実施形態について説明する。
図６は、本発明の圧電デバイスの製造装置を示す平面図である。
圧電デバイスの製造装置１００は、図１に示すような圧電デバイス３０のパッケージ３６内の電極部３２に対して、図４（Ｂ）に示すように導電性接着剤８０を塗布し、しかも導電性接着剤８０を用いてパッケージ３６内に圧電振動片３１を接合するための装置である。
図６に示す圧電デバイスの製造装置１００は、ベース４００と、このベース４００に設けられた各種構成要素を有している。圧電デバイスの製造装置１００は、図１３と図１４に示す製造時に準備工程Ｔ１、接合工程Ｔ２および後処理工程Ｔ３を行うものである。図６において、Ｘ方向とＹ方向とＺ方向は互いに直交している。Ｚ方向は図６の紙面において垂直方向である。θ方向はＺ方向に関する回転方向である。

図６のベース４００は、その略中央にインデックステーブル２００を有している。このインデックステーブル２００は、自転方向Ｒに回転して角度割出し位置に位置決めすることで、準備工程Ｔ１、接合工程Ｔ２および後処理工程Ｔ３にわたって、図４（Ａ）のパッケージ３６を搬送するものである。

準備工程Ｔ１は、工程Ｓ１と工程Ｓ２を有している。
図６の工程Ｓ１は、パッケージ供給部３０１を有している。工程Ｓ２は、パッケージ塗布位置計測部３５０を有している。
パッケージ供給部３０１は、供給ヘッド３０３とガイド部３０４とガイド部３０５を有している。パッケージトレー３０６は、その上に複数の図４（Ａ）に示すようなパッケージ３６を並べて着脱可能に搭載している。パッケージトレー３０６に搭載されているパッケージ３６内には、電極部３２，３３が形成されているが、導電性接着剤８０と圧電振動片３１はまだ設けられていない。

供給ヘッド３０３は、例えば吸着ノズルを有している。供給ヘッド３０３は、パッケージトレー３０６の上のパッケージ３６を着脱可能に保持する。供給ヘッド３０３は、ガイド部３０５に沿ってＸ方向に移動して位置決め可能である。同様にして、ガイド部３０５はガイド部３０４に沿ってＹ方向に移動して位置決め可能である。ガイド部３０４，３０５はＸ・Ｙロボットである。供給ヘッド３０３の吸着ノズルはＸ方向とＹ方向およびＺ方向に移動することにより、パッケージトレー３０６の上のパッケージ３６を吸着して上昇することができる。

これによって、供給ヘッド３０３は、パッケージトレー３０６の上のパッケージ３６を、インデックステーブル２００のポジションＰ１における搭載部２０１に移動して移すことができる。
このインデックステーブル２００には、この搭載部２０１が、例えば角度４５度ごとに８つ設けられている。複数の搭載部２０１は、ポジションＰ１からポジションＰ８にそれぞれ順次位置決めすることができる。

図６に示すパッケージ塗布位置計測部３５０は、ポジションＰ２に位置決めされた搭載部２０１に搭載されているパッケージ３６の画像を取り込むようになっている。これによって、パッケージ塗布位置計測部３５０は、パッケージ３６内における図１に示す電極部３２，３２の位置に相当する導電性接着剤の塗布位置の画像認識を行う。これによって、導電性接着剤の塗布位置を正確に予めデータとして得ることができる。
また、このパッケージ塗布位置計測部３５０は、画像を認識することにより、パッケージ３６とシームリング３５の相互位置の関係も認識することができる。

次に、図１３と図１４の接合工程Ｔ２には、工程Ｓ３、工程Ｓ４および工程Ｓ５を有している。図６に示す工程Ｓ３は、導電性接着剤の塗布部３６０を有している。工程Ｓ４はパッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０を有している。工程Ｓ５は、圧電振動片の計測と搭載部４３０を有している。
図６に示す導電性接着剤の塗布部３６０は、塗布ヘッド３６１とガイド部３６２，３６４を有している。塗布ヘッド３６１は、シリンジ３６３を有している。

ガイド部３６２は、塗布ヘッド３６１を、Ｙ方向に移動して位置決め可能である。ガイド部３６３は、ガイド部３６２をＸ方向に移動して位置決め可能である。ガイド部３６２，３６４は、塗布用のＸ・Ｙロボットである。
この塗布ヘッド３６１のシリンジ３６３には、導電性接着剤、例えばＡｇペーストが収容されている。このシリンジ３６３は、図４（Ｂ）に示すようにポジションＰ３に位置決めされた搭載部２０１の上に載っているパッケージ３６内の電極部３２，３２に対して導電性接着剤８０を塗布することができる。
この導電性接着剤の塗布部３６０については、後でより詳しく説明する。

次に、図６に示すパッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０は、ポジションＰ４に位置決めされた搭載部２０１の上のパッケージ３６についての位置の計測と、導電性接着剤８０の塗布状態の判定を行う部分である。
このパッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０については後で説明する。
図６に示す圧電振動片の計測と搭載部４３０は、吸着ヘッド４３１、スライダ４３４、ガイド部４３２，４３５を有している。ガイド部４３２，４３５はＸ・Ｙロボットである。

スライダ４３４は吸着ヘッド４３１を有しており、スライダ４３４と吸着ヘッド４３１の位置は、ガイド部４３２によりＹ方向に移動して位置決め可能である。ガイド部４３５は、ガイド部４３２をＸ方向に移動して位置決め可能である。
これによって、吸着ヘッド４３１は、Ｘ，Ｙ方向に移動して位置決め可能である。吸着ヘッド４３１は、図１に示す圧電振動片３１を吸着して保持して、ポジションＰ５にある搭載部２０１のパッケージ３６内にこの圧電振動片３１を装着して接合するためのものである。複数の圧電振動片３１はトレー４５０の上に並べて搭載されている。
したがって吸着ヘッド４３１は、トレー４５０の上の圧電振動片３１を搭載部２０１側に移動してパッケージ３６内に装着して、導電性接着剤８０により圧電振動片３１の引出し電極を電極部３２，３２に対して電気的に接続する。
吸着ヘッド４３１は、圧電振動片３１を吸着して保持し、かつパッケージ３６内に装着するために、Ｚ方向に移動して位置決めが可能である。しかもこの吸着ヘッド４３１は、θ方向に回転することで圧電振動片３１の回転方向の向きを調整することができる。

次に、図１４に示す後処理工程Ｔ３は、工程Ｓ６、工程Ｓ７および工程Ｓ８を有している。
図６の工程Ｓ６は、圧電振動片の搭載後のマウント状態検査部５００を有している。工程Ｓ７は、完成製品の収納部５４０を有している。工程Ｓ８は、製品残り検出部６００を有している。
圧電振動片の搭載後のマウント状態検査部５００は、図１のようにパッケージ３６内に搭載された圧電振動片３１のマウント状態を画像認識により検査する。つまり、マウント状態検査部５００は、ポジションＰ６の搭載部２０１においてパッケージ３６に対する圧電振動片３１のマウントの姿勢をチェックするのである。

図６の完成製品の収納部５４０は、ガイド部５４１，５４２、吸着ヘッド５４３を有している。
吸着ヘッド５４３は、Ｚ方向に移動して位置決めすることができる。吸着ヘッド５４３はガイド部５４２によりＹ方向に移動して位置決め可能である。ガイド部５４２は、ガイド部５４１によりＹ方向に移動して位置決め可能である。
ガイド部５４１には、完成品収納位置ＰＰ１と待機位置ＰＰ２を有している。完成品収納位置ＰＰ１と待機位置ＰＰ２の間では、製品トレー５７０がＸ方向に移動可能になっている。完成品収納位置ＰＰ１では、吸着ヘッド５４３により吸着された完成品のパッケージ３６を製品トレー５７０の上に移すようになっている。待機位置ＰＰ２では、次に用いる空の製品トレー５７０を待機させている。不良品排出部５７８は、パッケージ３６の不良品を外部に排出するための部分である。
この吸着ヘッド５４３は、ポジションＰ７に位置決めされた搭載部２０１上のパッケージ３６の吸着を行って、搭載部２０１から製品トレー５７０まで運ぶようになっている。
図６に示す製品残り検出部６００は、ポジションＰ８に位置決めされた搭載部２０１の上に製品であるパッケージ３６が残っていないか画像処理により検出する部分である。

図７は、図６の圧電デバイスの製造装置１００の電気的な接続構成例を示している。
図７に示すように、制御部７００は、プログラマブルコントローラ７０１を有している。この制御部７００は、インデックステーブル駆動部７０３、パッケージ供給部の駆動部７０４、パッケージ塗布位置計測部３５０、導電性接着剤の塗布部の駆動部７０５、導電性接着剤の空気圧力供給部７０６、パッケージ位置計測と塗布状態判定部３８０、圧電振動片の計測と搭載部４３０、圧電振動片の搭載後のマウント状態検査部５００、完成製品の収納部５４０、そして製品残り検出部６００に対して電気的に接続されている。
制御部１００は、インデックステーブル駆動部７０３、パッケージ供給部の駆動部７０４、導電性接着剤の塗布部の駆動部７０５、導電性接着剤の空気圧力供給部７０６、圧電振動片の計測と搭載部４３０、完成品の収納部５４０の駆動指令を行う。
また制御部７００は、パッケージ塗布位置計測部３５０、パッケージ位置計測と塗布状態判定部３８０、圧電振動片の計測と搭載部４３０、圧電振動片の搭載後のマウント状態検査部５００、製品残り検出部６００からの信号を受け取ることができる。

図８は、図６に示す導電性接着剤の塗布部３６０の構造例を示している。
図８では、塗布ヘッド３６１およびインデックステーブル２００のポジションＰ３の付近を示している。インデックステーブル２００のポジションＰ３には、搭載部２０１が位置している。この搭載部２０１の上には、パッケージ３６が搭載されている。
シリンジ３６３は、導電性接着剤の収容部材の一種類である。シリンジ３６３の先端にはニードル（針とも言う）８５０が着脱可能に取り付けられている。シリンジ３６３は、図８と図９に示すようにねじ８５１によりサポート８５２に対して着脱可能に挿入して取り付けることができる。

シリンジ３６３の下側には、テーブル８５４が位置している。図９に示すテーブル８５４の高さ位置Ｊは、図８に示す搭載部２０１に搭載されたパッケージ３６の電極部３２の表面の高さＵに合わせてある。テーブル８５４には、ニードルの先端高さ調整面部８５６が設けられている。このニードルの先端高さ調整面部８５６とテーブル８５４の表面８５５との差は、塗布高さＤを設定することができる。つまりニードル８５０の先端高さは、ニードル８５０の先端を調整面部８５６に当てることでテーブル８５４の表面８５５からの塗布高さＤに設定することができる。
マイクロヘッド８５７を上がる方向ｒ１に回すと、図１のパッケージ３６の電極部３２の表面に対してニードル８５０の先端が上がる方向にテーブル８５４を上昇させることができる。逆にマイクロヘッド８５７は、近付く方向ｒ２に回すと、パッケージの電極部３２の表面部に対してニードルの先端が近付く。
塗布高さＤは、例えば０．０５ｍｍである。マイクロヘッド８５７をｒ１もしくは方向ｒ２に回すことにより、０．０５ｍｍに対して例えば±０．０２ｍｍだけ基準の塗布高さＤを変更することができる。

図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）は、シリンジ３６３とニードル８５０の形状例を示している。図１０（Ａ）では導電性接着剤８０がシリンジ３６３内に収容されている初期の状態を示している。導電性接着剤８０がニードル８５０から吐出されて電極部側に塗布されると、図１０（Ｂ）の状態まで導電性接着剤８０が減少する。
図１０（Ｃ）は、シリンジ３６３の接続部３６３Ａとニードル８５０の断面形状例を示している。ニードル８５０の挿入部８５０Ａは、シリンジ３６３の接続部３６３Ａに対して着脱可能に接続することができる。
導電性接着剤８０は、例えばシリコン系のＡｇペーストを使用することができ、その粘度は、例えば２２０±３０ｄｐａ・ｓであり、この粘度はＡｇペーストの標準粘度の一例である。

図１０（Ｄ）は、シリンジ３６３内に吐出用空気を送った場合に、導電性接着剤のニードルからの吐出圧力が０．１Ｍｐａであって一定の時における塗布時間（吐出時間とも言う）と塗布径の相関例を示している。使用しているニードルは、３０Ｇである。この３０Ｇとは、外径φ０．３ｍｍ、内径φ０．１５ｍｍであるニードルを言う。
図１０（Ｄ）では、時間が６０ｍｓでは、導電性接着剤８０の塗布径が０．２２ｍｍであり、８０ｍｓの場合には０．２６ｍｍであり、１００ｍｓの時には０．３０ｍｍであり、１２０ｍｓの場合には０．３４ｍｍであり、１４０ｍｓの場合には０．３８ｍｍである。このようにして、ニードル８５０から塗布される導電性接着剤の塗布時間が長くなればなるほど導電性接着剤の塗布径が増加していき、塗布時間と塗布径の間には直線的な相関関係がある。

図１１は、シリンジ３６３の一部とニードル８５０および電極部３２に代えた試打板１０００を示している。この試打板１０００は電極部３２の代わりの部材である。この試打板１０００の正面に対してニードル８５０の先端９１０から導電性接着剤８０を吐出圧力を一定にしながら吐出して塗布する。
図１１（Ａ）では、最も好ましい塗布高さＤを示している。この塗布高さＤは、０．０５ｍｍ±０．０２ｍｍである。この場合には、ニードル８５０の先端９１０から吐出される導電性接着剤８０Ａが、試打板１０００の表面においてその塗布形状が略断面山型になり、しかも毎回その塗布形状は同じ大きさの山型となって塗布状態は安定している。

これに対して、図１１（Ｂ）に示すように、塗布高さＤ１が０．０３ｍｍ以下である場合には、先端９１０が試打板１０００の表面に近付きすぎているために、導電性接着剤８０Ａの塗布形状が潰れてしまい、ほぼドーナツ型になってしまうように、塗布形状の輪郭が不安定になる。しかも先端９１０に対して導電性接着剤の這い上がり現象が発生してしまい、ニードルの先端に導電性接着剤が付着しやすい。このためにニードル８５０の先端９１０からはスムーズに導電性接着剤８０Ａを吐出して塗布することができなくなってしまう。

図１１（Ｃ）は、塗布高さＤ２を示しており、この塗布高さＤ２は０．０７ｍｍ以上である。この場合には、先端９１０の高さが試打板１０００の表面から高くなりすぎてしまうので導電性接着剤８０Ａが確実に噴射されない。したがって、導電性接着剤８０Ａは、何回か分先端９１０に蓄積されるので、この蓄積された導電性接着剤８０Ａが試打板１０００の表面に対して円柱状に尖った山型状に塗布してしまう。そして毎回の導電性接着剤８０Ａの塗布量（塗布径）に大きなばらつきが生じてしまうという大きな欠点がある。
このために、ニードル８５０の先端９１０と、試打板１０００の表面すなわち図１に示す電極部３２の表面との塗布高さＤは、０．０３ｍｍ＜Ｄ＜０．０７ｍｍであることが望ましい。

図８に示すようにシリンジ３６３内には、空気圧力を供給する空気圧力供給部１０１０が接続されている。
この空気圧力供給部１０１０は、シリンジ３６３内に空気を供給して、シリンジ３６３内の導電性接着剤がニードルの先端から吐出される際の吐出圧力を一定値に保つ。この吐出圧力は、上述したような塗布高さＤの範囲であり、導電性接着剤の粘度が標準値である場合には、例えば０．０５Ｍｐａから０．１Ｍｐａであるのが望ましい。

図１２は、図６に示すパッケージ計測と塗布状態の判定部３８０の動作例を示している。
図１２のパッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０は、図１２（Ａ）に示すように塗布した導電性接着剤８０Ａの塗布状態の判定と、図１２（Ｂ）に示すパッケージ位置の計測を画像認識により行うことができる。
図１２（Ａ）において、導電性接着剤の吐出圧力を一定にした状態で、導電性接着剤がニードルから吐出して電極部３２（３３）に塗布される塗布時間を調整することにより、導電性接着剤の塗布量の調整を行う。このような塗布量の調整は、図６の導電性接着剤の塗布部３６０が行っている。

パッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０は、このようにして塗布された導電性接着剤８０Ａの塗布径を画像により確認する。その確認には、画像を二値化して、導電性接着剤８０Ａの塗布面積を測定する。もう１つは、導電性接着剤８０Ａのほぼ円形状の周囲における濃淡のエッジを用いて、導電性接着剤８０Ａの濃淡位置の幅Ｌを測定することにより塗布径の確認を行う。
このように導電性接着剤８０Ａの二値化面積のみの判定を行うだけではなく、濃淡エッジの幅による塗布径を直接測定して確認し、二値化面積の判定または塗布径の直接測定のいずれかが基準に合格することにより、導電性接着剤８０Ａの塗布状態の良否の判定を行う。

例えば図４（Ｂ）に示すパッケージ３６は、複数のセラミックス板を積層して形成されているが、セラミックス板の積層ずれが大きいと、導電性接着剤８０（８０Ａ）の位置がかなり変動する場合がある。特に最近の小型のパッケージ３６では、導電性接着剤８０（８０Ａ）の寸法がかなり小さくなり、二値化面積のみでは良品でありながらも不良と誤判定されてしまう場合がある。このために、二値化による導電性接着剤の面積の測定だけではなく、濃淡エッジの幅により導電性接着剤の塗布径の確認を直接行う。
この面積の判定または塗布径の直接測定のいずれかが基準に合格すれば、良品であるパッケージを不良品と判定されてしまうのを防ぐのである。

また、図１２（Ｂ）に例示するように、図６の導電性接着剤の塗布部３６０において、ニードル８５０が誤ってシームリング３５に接触してしまった場合には、導電性接着剤８０（８０Ａ）の塗布位置とパッケージ３６の相対的な位置ずれが生じることがある。このような導電性接着剤８０（８０Ａ）の塗布位置とパッケージ３６の位置ずれが生じているかどうかを、図６の工程Ｓ４においてパッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０が画像認識により判定する。もしシームリング３５がパッケージ３６に対して所定値以上にずれている場合にはこのパッケージ３６はこの時点で不良品と判定する。

図１２（Ａ）のように、導電性接着剤８０Ａの塗布径が直接確認できれば、その数値をフィードバックすることにより、図６に示す導電性接着剤の塗布部３６０は塗布時間を調整することができる。例えば塗布径が所定の値よりも大きければ、塗布時間を短くする。塗布径が所定の値よりも小さければ、塗布時間を長くするのである。
これにより、導電性接着剤の塗布を繰り返しても、適切な塗布径の導電性接着剤が順次送られてくるパッケージの電極部に対して形成することができる。

次に、図１３と図１４のフロー図を参照しながら、図６に示す圧電デバイスの製造装置１００の動作例について説明する。
図１３の工程Ｓ１では、図６のパッケージ供給部３０１のトレー３０６の上には、ステップＳＴ１のように、図４（Ａ）のように例えば４２０個のパッケージ３６が配列してセットされている。
ステップＳＴ２では、供給ヘッド３０３の吸着ノズルが任意のパッケージ３６を吸着する。この場合には供給ヘッド３０３がトレー３０６側に移動してパッケージ３６を吸着する。供給ヘッド３０３は、ガイド部３０４，３０５によりＸ，Ｙ方向にセンタリングを行い（ステップＳＴ３）、供給ヘッド３０３の吸着ヘッドはポジションＰ１の搭載部２０１の上にパッケージ３６を搭載する（ステップＳＴ４）。

ステップＳＴ５では、インデックステーブル２００が回転方向Ｒに回転することで、パッケージ３６の搭載された搭載部２０１はポジションＰ１からポジションＰ２に進む。パッケージトレー３０６に搭載されているパッケージ３６は、図４（Ａ）に示すような状態でありパッケージ３６の上には図２に示すシームリング３５が設けられているが蓋体３７、圧電振動片３１および導電性接着剤８０はまだ設けられていない。

次に、図１３の工程Ｓ２に移る。
ステップＳＴ６では、図６に示すパッケージ塗布位置計測部３５０が画像認識により予め導電性接着剤の塗布位置を計測する。つまり図４（Ａ）に示す電極部３２，３３の位置を画像認識により計測する。この場合にパッケージに対する電極部３２，３３の相対的位置の不良や、パッケージ３６に対すシームリング３５の相対的な位置の不良がある場合には、パッケージはこの時点で不良と判定される。
ステップＳＴ７では、塗布位置のＸ，Ｙ，θ方向のデータが図７に示すパッケージ塗布位置計測部３５０からプラグラマブルコントローラ７０１に転送される。
ステップＳＴ８では、図６に示すインデックステーブル２００がさらに回転方向Ｒに沿って４５度回転する。

次に、図１３の工程Ｓ３に移る。
ステップＳＴ９では、導電性接着剤の塗布部３６０の塗布ヘッド３６１が、ポジションＰ３に位置決めされた図４（Ａ）に示すパッケージ３６の電極部３２，３３に対して導電性接着剤８０を図４（Ｂ）に示すように塗布する。
この場合には図６に示す塗布ヘッド３６１は、ガイド部３６３，３６２を用いてＸ，Ｙ方向に移動して位置決めされると共に、ディスペンサーとも呼ぶ塗布ヘッド３６１により導電性接着剤８０が電極部３２，３３の上に図４（Ｂ）に示すように塗布される。この場合には、図１１（Ａ）に示すように、ニードル８５０の先端９１０と電極部３２，３３の表面との間の塗布高さはＤに設定されていることにより、理想的な山型の断面形状を有する塗布形状が得られる。しかも導電性接着剤８０が塗布されるごとに同じような塗布状態が得られる。
導電性接着剤８０がニードル８５０から塗布される場合には、空気がシリンジ３６３に与えられることで、導電性接着剤８０の吐出圧力は一定になっている。塗布径を変える場合には、塗布時間の長さを変更すれば良い。

次に、図１３のステップＳＴ１０では、インデックステーブル２００がさらに４５度回転方向Ｒに回転される。これにより図４（Ｂ）に示すように導電性接着剤８０が塗布されたパッケージ３６は、ポジションＰ３からポジションＰ４に移る。
図１３の工程Ｓ４に移ると、ステップＳＴ１１では、パッケージ位置計測と塗布状態の判定部３８０が、塗布された導電性接着剤の塗布状態と、パッケージの位置の画像認識を行う。

図１２（Ａ）に示すように、ステップＳＴ１２では電極部３２，３３の上の導電性接着剤８０の塗布形状が、二値化による面積の塗布判定と、あらかじめ定めた濃淡エッジ幅による塗布径の直接確認による判定のいずれかが良好であればこの導電性接着剤を有するパッケージ３６は良品であると判定する。もしも両方とも塗布判定で良好でなければ塗布状態は不良であると判定して、パッケージ３６は不良品と判断される。
得られた導電性接着剤の塗布径は、図７に示すプログラマブルコントローラ７０１側にフィードバックされる。またパッケージ３６とシームリング３５の位置を画像認識して、シームリング３５の位置がパッケージ３６に対してずれていないかを確認する。

フィードバックされた導電性接着剤の塗布径の値に応じて、図６の導電性接着剤の塗布部３６０の塗布ヘッド３６１は、塗布時間を調整する。塗布径が所定の値より大きい場合には塗布時間を短くし、塗布径が所定の値よりも小さければ塗布時間を大きくする。
これによって、最適な導電性接着剤の塗布径を常時得ることができ、導電性接着剤の塗布径の適正化が図れる。
図１３のステップＳＴ１３では、さらにインデックステーブル２００が回転方向Ｒに４５度回転される。塗布状態が良好であると判断されたパッケージ３６は、図６のポジションＰ４からポジションＰ５に移る。

次に、図１４の工程Ｓ５のステップＳＴ１４では、良品とされたパッケージ３６の中に図４（Ｃ）に示すように圧電振動片３１を搭載する。
この圧電振動片３１は、図１４のステップＳＴ１００に示すように、予め図６に示すトレー４５０の上に並べて配置されている。ステップＳＴ１０１では、圧電振動片の計測と搭載部４３０の吸着ヘッド４３１が、１つの圧電振動片３１を吸着して、そして画像認識部４５９によりステップＳＴ１０２において圧電振動片３１の形状を画像認識する。この圧電振動片３１はブランクとも呼んでいる。

ステップＳＴ１０３では、圧電振動片３１が吸着ヘッド４３１により吸着された位置についてＸ，Ｙ，そしてθ方向のデータを図７のプログラマブルコントローラ７０１に転送する。これによってブランクの吸着位置およびブランクの形状の良否の判定を行い、ブランクが不良品である場合にはステップＳＴ１０５において排出する。
ステップＳＴ１０４において図７のプラグラマブルコントローラがパッケージ３６の位置とブランクの位置を演算して圧電振動片の計測と搭載部４３０のＸ・Ｙロボットに対してデータを転送する。

これによって、図４（Ｃ）に示すように、圧電振動片３１は、ポジションＰ５の搭載部２０１の上に搭載されているパッケージ３６の内部空間に配置されて、励振電極５１の電極部分が導電性接着剤８０を介して対応する電極部３２に対して接合して電気的かつ機械的に接続される。そしてもう１つの電極部３３に対しては、やはり導電性接着剤８０を用いて圧電振動片３１のパターンの部分が機械的に接続される。
このようにして圧電振動片３１がパッケージ３６に装着して搭載される。
図１４のステップＳＴ１５では、さらにインデックステーブル２００が４５度回転することにより、図４（Ｃ）の状態のパッケージ３６が図６に示すポジションＰ５からポジションＰ６に移る。

次に図１４の工程Ｓ６に移る。図１４のステップＳＴ１６では、圧電振動片３１の搭載位置は、図６の圧電振動片の搭載後のマウント状態検査部５００により画像認識して、ステップＳＴ１７ではパッケージ３６に対する圧電振動片３１の位置の良否を判定する。ステップＳＴ１８では、インデックステーブル２００が回転方向Ｒに回転して、パッケージ３６はポジションＰ６からポジションＰ７に移る。ここで図６に示す完成製品の収納部５４０の吸着ヘッド５４３がパッケージ３６をステップＳＴ１９において取り出す。
そしてステップＳＴ１９−１では、導電性接着剤による圧電振動片の接合および搭載不良品は、その専用のトレー５７０に整列させる。またステップＳＴ１９−２では、パッケージ３６の不良品は、別の図示しないボックスへ排出する。

良品のパッケージ３６は、ステップＳＴ２０のようにして図６に示す製品トレー５７０の上に整列させる。ステップＳＴ２１では、インデックステーブル２００が回転方向Ｒに回転して、搭載部２０１はポジションＰ７からポジションＰ８に移る。図１４の工程Ｓ８のステップＳＴ２２では、ポジションＰ８における搭載部２０１の上に、パッケージ３６が残っているかどうかを検出する。
このようにして、圧電デバイスの製造装置１００は、図４（Ａ）に示すパッケージ３６の状態から図４（Ｂ）に示すパッケージ３６の電極部３２，３３に対して導電性接着剤８０を適正な塗布量（塗布径）により塗布することができる。
その後、図４（Ｃ）に示すように圧電振動片３１の電極部分が電極部３２，３３に対して導電性接着剤８０を用いて電気的かつ機械的に接合されると共に、圧電振動片３１の他端部は、導電性接着剤８０により電極部３３に対して機械的に接続される。

本発明の実施形態では、塗布針とも言うニードルの先端高さを電極部の表面に対して変更して制御しようとすると、塗布径にはばらつきが生じてしまう。シリンジ内に対する空気の圧力が高い場合には、塗布時間を短くすれば塗布径は小さくできるかもしれないが、塗布時間が短くなれば空気供給系の応答が間に合わなくなることがある。

このような空気の圧力の可変によって塗布径（塗布量）を調整しようとする場合に、例えばニードルの内径が小さくなると圧力の細かな調整に限度が生じてしまう。このようなことからむしろ吐出圧力は導電性接着剤をニードルの先端から吐出させるに必要な一定値にした方が良い。圧力で塗布量（塗布径）を調整しようとすると圧力の変化で塗布量の変化が著しくなってしまうからである。
そこで、本発明の実施形態では、塗布量（塗布径）を塗布するたびに適切化するために、吐出圧力は一定値にして、コントロール精度の高い塗布時間を調整している。これによって塗布時間が短ければ塗布径は小さくなり、塗布時間が長ければ塗布径が大きくなるという直線性を利用することができる。

ところで本発明は上記実施形態に限定されない。
本発明は、圧電振動片がパッケージに覆われるようにして収容されるものであり、導電性接着剤が圧電振動片を接合する構成であれば、圧電振動子、圧電発振器等の名称に関わらず、本発明はすべての圧電振動片の製造に適用することができる。
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。

本発明の圧電デバイスの製造方法により得られる圧電デバイスの構造例を示す斜視図。 図１の圧電デバイスのＡ−Ａにおける断面構造例を示す図。 圧電デバイスの側面および底面を示す図。 圧電デバイスのパッケージ、電極部、導電性接着剤および圧電振動片の形状例を示す図。 図４のパッケージ等の形状例を示す断面図。 本発明の圧電デバイスの製造方法を実施するための圧電デバイスの製造装置の一例を示す平面図。 圧電デバイスの製造装置の電気的な接続例を示す図。 導電性接着剤の塗布部の構造例を示す斜視図。 導電性接着剤の塗布部の構造例を示す側面図。 シリンジ、ニードルおよび塗布時間と塗布径の相関例を示す図。 ニードルの先端と塗布対象である電極部との表面の塗布高さを説明する図。 パッケージ位置計測と塗布状態の判定部の動作例を示す図。 図６の圧電デバイスの製造装置の動作例を示すフロー図。 図６の圧電デバイスの製造装置の動作例を示すフロー図。

符号の説明

３０・・・圧電デバイス、３６・・・パッケージ、３１・・・圧電振動片（ブランク）、３２・・・電極部、８０・・・導電性接着剤、３６３・・・シリンジ（収容部材の一例）、８５０・・・ニードル（針）、２００・・・インデックステーブル、Ｄ・・・塗布高さ

Claims (8)

1. パッケージ内に圧電振動片が収容されている圧電デバイスの製造方法であって、
   前記パッケージ内に配置されている電極部に対して、前記圧電振動片の接続電極を導電性接着剤により接合する接合工程において、
   前記導電性接着剤の収容部材から前記パッケージ内の前記電極部に対して前記導電性接着剤を塗布する際に前記導電性接着剤の吐出圧力を一定にして、前記導電性接着剤の塗布量は、塗布に要する塗布時間により調整することを特徴とする圧電デバイスの製造方法。
2. 前記収容部材はシリンジであり、前記シリンジの先端にはニードルが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
3. 前記ニードルの先端と前記電極部の表面との間で形成される塗布高さＤは、０．０３ｍｍ＜Ｄ＜０．０７ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載の圧電デバイスの製造方法。
4. 前記導電性接着剤は、Ａｇペーストであることを特徴とする請求項３に記載の圧電デバイスの製造方法。
5. 前記電極部に塗布された前記導電性接着剤の塗布径は、塗布された前記導電性接着剤の画像を得て、前記塗布された前記導電性接着剤の濃淡エッジの幅を計測することにより前記塗布された前記導電性接着剤の塗布径を直接測定し、前記塗布された前記導電性接着剤の画像を二値化することで得られた前記導電性接着剤の面積を得ることにより、前記塗布された前記導電性接着剤の塗布径の良否を判定することを特徴とする請求項１に記載の圧電デバイスの製造方法。
6. 前記塗布された前記導電性接着剤の塗布径の大きさにより、前記塗布時間を調整することを特徴とする請求項５に記載の圧電デバイスの製造方法。
7. パッケージ内に圧電振動片が収容されている圧電デバイスの製造装置であって、
   前記パッケージ内に配置されている電極部に対して、前記圧電振動片の接続電極を導電性接着剤により接合する接合工程において、前記導電性接着剤の収容部材から前記パッケージ内の前記電極部に対して前記導電性接着剤を塗布する際に前記導電性接着剤の吐出圧力を一定にして、前記導電性接着剤の塗布量は、塗布に要する塗布時間により調整することを特徴とする圧電デバイスの製造装置。
8. 前記収容部材はシリンジであり、前記シリンジの先端にはニードルが取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載の圧電デバイスの製造装置。

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