JP2007135131A - Breaking-off device for piezoelectric element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ウエハーに形成された複数の圧電素子の折取り装置に関する。 The present invention relates to a device for breaking a plurality of piezoelectric elements formed on a wafer.
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、圧電素子を利用した圧電デバイスは広く使用されている。
図9は、複数の圧電素子が形成されたウエハーから圧電素子を折り取っている従来の概
念図である(例えば、特許文献1参照)。
Piezoelectric devices using piezoelectric elements are widely used in small information devices such as HDDs (hard disk drives), mobile computers, and IC cards, and mobile communication devices such as mobile phones, car phones, and paging systems. Has been.
FIG. 9 is a conventional conceptual diagram in which a piezoelectric element is broken from a wafer on which a plurality of piezoelectric elements are formed (see, for example, Patent Document 1).
図9に示されるように、従来の圧電素子2は、例えば水晶ウエハー1にフォトリソグラ
フィー技術を用いて複数形成されるようになっている。すなわち、水晶ウエハー1の枠部
4に脆弱な支持部3で支持される複数の圧電素子2,2,・・・の外形をフォトリソグラ
フィーで形成し、次いで、各圧電素子2の表面に電極膜(図示せず)をパターニングして
いる。
As shown in FIG. 9, a plurality of conventional
そして、このように複数の圧電素子2,2,・・・の外形と電極膜が形成された水晶ウ
エハー1を、例えばテーブル治具(図示せず)に載置し、テーブル側を送りながら、吸引
ノズル5を下降させて圧電素子2に押し付け、脆弱な支持部3の部分を折り取って、複数
の圧電素子2,2,・・・を形成していた。
Then, the quartz wafer 1 on which the outer shape and the electrode film of the plurality of
しかし、図9に示すような圧電素子2の製造方法では、一本の吸引ノズル5で、水晶ウ
エハー1から圧電素子2を一つずつ折り取っていたため、複数の圧電素子2,2,・・・
を形成するための作業効率が悪かった。
However, in the manufacturing method of the
The work efficiency for forming was poor.
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、ウエハーに支持された複数の
圧電素子を、ウエハーから同時にかつ正確に折り取ることができる素子折取り装置を提供
することを目的としている。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an element breaker that can simultaneously and accurately break a plurality of piezoelectric elements supported by a wafer from the wafer. Yes.
上述の目的は、第1の発明によれば、ウエハーに支持されている複数の圧電素子の各々
に対向すると共に、前記圧電素子に対して相対的に進退することで、前記ウエハーから前
記圧電素子を折り取るようにした複数の折取りピンを有する折取り手段と、前記ウエハー
の外形に対応した収容部により前記ウエハーを位置決めすると共に、前記収容部の内底に
、少なくとも前記複数の圧電素子の各々に対応した貫通孔を有する素子位置決め治具とを
備える素子折取り装置により達成される。
According to the first aspect of the present invention, the piezoelectric element is opposed to each of the plurality of piezoelectric elements supported by the wafer and advances and retreats relative to the piezoelectric element, so that the piezoelectric element is moved from the wafer. The wafer is positioned by a breaker having a plurality of breaker pins configured to break the wafer, and a housing portion corresponding to the outer shape of the wafer, and at least the plurality of piezoelectric elements are disposed on the inner bottom of the housing portion. This is achieved by an element folding device including an element positioning jig having a through hole corresponding to each.
第1の発明の構成によれば、素子折取り装置は、複数の圧電素子の各々に対向すると共
に、圧電素子に対して相対的に進退することで、ウエハーから圧電素子を折り取るように
した複数の折取りピンを有する折取り手段を備えている。このため、複数の折取りピンを
ウエハーに対して相対的に進退させれば、ウエハーから複数の圧電素子を、同時に折り取
ることができる。
また、素子折取り装置は、ウエハーの外形に対応した収容部によりウエハーを位置決め
する素子位置決め治具を備えている。このため、ウエハーは素子位置決め治具の収容部に
収容されて正確に配置されるので、上述のように、複数の折取りピンをウエハーに対して
相対的に進退させたとしても、折取りピンを正確な位置に当接することができる。
そして、この素子位置決め治具は、収容部の内底に、少なくとも複数の圧電素子の各々
に対応した貫通孔を有するので、上述のように正確な位置に当接させた折取りピンを、そ
のまま押し続けて、圧電素子を支障なくウエハーから折り取ることができる。
したがって、本発明によれば、ウエハーに支持された複数の圧電素子を、ウエハーから
同時にかつ正確に折り取ることができる素子折取り装置を提供することができる。
According to the configuration of the first invention, the element folding device opposes each of the plurality of piezoelectric elements and advances and retreats relative to the piezoelectric elements, thereby folding the piezoelectric elements from the wafer. A folding means having a plurality of breaking pins is provided. For this reason, if a plurality of break-off pins are moved forward and backward relative to the wafer, the plurality of piezoelectric elements can be simultaneously broken off from the wafer.
In addition, the element breaker includes an element positioning jig that positions the wafer by the accommodating portion corresponding to the outer shape of the wafer. For this reason, since the wafer is housed in the housing portion of the element positioning jig and accurately arranged, as described above, even if the plurality of breaker pins are moved forward and backward relative to the wafer, the breaker pins Can be brought into contact with an accurate position.
And this element positioning jig has a through hole corresponding to each of at least a plurality of piezoelectric elements on the inner bottom of the accommodating portion, so that the breaker pin brought into contact with the accurate position as described above can be used as it is. By continuing to push, the piezoelectric element can be folded off from the wafer without hindrance.
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an element breaker that can simultaneously and accurately break a plurality of piezoelectric elements supported by a wafer from the wafer.
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記折取り手段には、前記ウエハーの前記
圧電素子以外の部分に対して前記圧電素子が傾いて折り取られるように、前記折取りピン
が配置されていることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、折取り手段には、ウエハーの圧電素子以外の部分に対して
圧電素子が傾いて折り取られるように、折取りピンが配置されている。そうすると、折取
りピンで圧電素子を折り取る際、圧電素子はウエハーの他の部分、例えば枠部に対して傾
くため、圧電素子を支持する部分に捻り応力が加えられることになる。したがって、ウエ
ハーから圧電素子を容易に折り取ることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the break-off means includes the break-off pin so that the piezoelectric element is inclined with respect to a portion other than the piezoelectric element of the wafer. It is arranged.
According to the configuration of the second aspect of the invention, the folding means is provided with the folding pins so that the piezoelectric element is tilted and broken with respect to the portion other than the piezoelectric element of the wafer. Then, when the piezoelectric element is folded with the breaker pin, the piezoelectric element is inclined with respect to other portions of the wafer, for example, the frame portion, so that a torsional stress is applied to the portion supporting the piezoelectric element. Therefore, the piezoelectric element can be easily folded from the wafer.
第3の発明は、第1または第2の発明の構成において、前記素子位置決め治具の上方に
は、前記収容部の開口部を覆うようにした押えカバーが配置されていることを特徴とする
。
第3の発明の構成によれば、素子位置決め治具の上方には、収容部の開口部を覆うよう
にした押えカバーが配置されている。したがって、この押えカバーが折り取った圧電素子
の飛び跳ねなどを押さえつけて、圧電素子を確実に所定の素子収容トレーのポケットに収
容することができる。
According to a third invention, in the configuration of the first or second invention, a presser cover is provided above the element positioning jig so as to cover the opening of the housing portion. .
According to the configuration of the third aspect of the invention, the presser cover that covers the opening of the housing portion is disposed above the element positioning jig. Therefore, the piezoelectric element can be reliably accommodated in the pocket of the predetermined element accommodation tray by pressing the jumping of the piezoelectric element broken off by the presser cover.
第4の発明は、第3の発明の構成において、前記素子位置決め治具の収容部は、その深
さが前記ウエハーの厚みよりも大きく形成されていることを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、素子位置決め治具の収容部は、その深さがウエハーの厚み
よりも大きく形成されている。したがって、上述のように、素子位置決め治具の収容部の
開口部が押えカバーで覆われていても、ウエハーと押さえカバーとの間に隙間を形成し、
第2の発明のように、圧電素子を傾かせて支持部に捻り応力を加え、ウエハーから圧電素
子を容易に折り取ることができる。
According to a fourth aspect of the invention, in the configuration of the third aspect of the invention, the receiving portion of the element positioning jig has a depth greater than the thickness of the wafer.
According to the configuration of the fourth aspect of the invention, the housing portion of the element positioning jig is formed with a depth larger than the thickness of the wafer. Therefore, as described above, even if the opening of the housing portion of the element positioning jig is covered with the presser cover, a gap is formed between the wafer and the presser cover,
As in the second aspect of the invention, the piezoelectric element can be tilted to apply a twisting stress to the support portion, and the piezoelectric element can be easily folded from the wafer.
第5の発明は、第1ないし第4の発明のいずれかの構成において、前記折取り手段には
、前記圧電素子の折取りによる塵を吸引するための吸引孔が形成されていることを特徴と
する。
第5の発明の構成によれば、折取り手段には、圧電素子の折取りによる塵を吸引するた
めの吸引孔が形成されているので、圧電素子を折り取った際に発生した塵を、吸引孔から
例えば真空吸引して、圧電素子に塵が付着することを防止できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the structure according to any one of the first to fourth aspects, the break-off means is formed with a suction hole for sucking dust due to the break-off of the piezoelectric element. And
According to the configuration of the fifth invention, since the suction means for sucking dust due to the breaking of the piezoelectric element is formed in the folding means, the dust generated when the piezoelectric element is broken, For example, vacuum suction from the suction hole can prevent dust from adhering to the piezoelectric element.
図1は、本発明の素子折取り装置を用いて折り取った後の圧電素子を利用した圧電デバ
イスの概略斜視図であり、圧電デバイスの例示として圧電振動ジャイロセンサ10を示し
ている。
この圧電振動ジャイロセンサ10は、矩形状のパッケージ12内に圧電素子14を収容
して、蓋体13で封止されるようになっている。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a piezoelectric device using a piezoelectric element after being folded using the element folding device of the present invention, and shows a piezoelectric
The piezoelectric
圧電素子14は、中央に平面視で略正方形の基部15を有し、この基部15がパッケー
ジ12から蓋体13側に延びるように形成されたTABテープ19上に接合されることで
、パッケージ12にマウントされている。そして、圧電素子14は、図1において基部1
5から左右両側に延伸する一対の検出用アーム16a,16bを有している。また、圧電
素子14は、基部15から検出用アーム16a,16bと直交する方向に連結部17a,
17bが延伸しており、各連結部17a,17bの先端に、検出用アーム16a,16b
と平行になるように駆動用アーム18a,18bが形成されている。
The
5 has a pair of
17b extends, and
The driving
このような圧電ジャイロセンサ10は、図1のXY平面内で即ちZ軸周りに回転すると
、駆動用アーム18a,18bがコリオリ力の発生により屈曲振動し、この振動が各連結
部17a,17bおよび基部15を介して、検出用アーム16a,16bに伝わって、検
出用アーム16a,16bも屈曲振動することになる。そして、検出用アーム16a,1
6bの屈曲振動による歪みを検出電極(図示せず)が検出して、回転及び角速度が求めら
れるようになっている。
When such a
The detection electrode (not shown) detects the distortion caused by the bending vibration 6b, and the rotation and angular velocity are obtained.
図2は、図1の圧電振動ジャイロセンサ10に利用される圧電素子14を形成するため
のウエハー20の部分拡大図であり、本発明の素子折取り装置は、このウエハー20の格
子状に配列された複数の圧電素子14,14,・・・を同時に折り取る装置となる。
ウエハー20は、例えば水晶で形成されており、複数の上述した圧電素子14,14,
・・・を支持するようになっている。具体的には、ウエハー20は枠部22を有し、この
枠部22に支持部24を介して各圧電素子14が支持されている。
FIG. 2 is a partially enlarged view of a
The
... is now supported. Specifically, the
この支持部24が、圧電素子14を折り取る際に切断される部分であり、本実施形態の
場合、支持部24と基部15との境界できれいに切断できるように、その境界である支持
点24aに溝或いは切り欠きが形成されている。また、支持部24は、複数本で各圧電素
子14を支持するようになっており、具体的には、4本形成されており、それぞれ重心O
から等間隔になるように、基部15の4隅と一体に接続されている。
そして、本実施形態では、重心Oから離れた位置であって、4箇所の支持点24a,2
4a,24a,24aに囲まれた領域以外の箇所、具体的には2本の検出用アーム16a
,16bの内、一本の検出用アーム16bの先端部Pに、後述する折取りピンを押し当て
て、支持点24aを切断するようにしている。
The
Are connected to the four corners of the
In the present embodiment, the four
4a, 24a, a part other than the region surrounded by 24a, specifically, two
16b, a breaker pin, which will be described later, is pressed against the tip portion P of one
次に、このようなウエハー20から複数の圧電素子14を折り取るための素子折取り装
置について説明する。
図3ないし図5は、本実施形態に係る素子折取り装置30であり、図3は素子折取り装
置30の概略全体図、図4は素子折取り装置30の特徴的な部分であり、素子折取り装置
30に取り付けられる折取りユニット40の分解斜視図、図5は図4の折取りユニット4
0を組み合わせて図4のA−A線の位置で切断した場合の部分拡大縦断面図である。
Next, an element folding apparatus for folding a plurality of
3 to 5 show the
FIG. 5 is a partially enlarged vertical cross-sectional view in which 0 is combined and cut along the line AA in FIG. 4.
素子折取り装置30は、図3に示すように、Z軸方向移動手段32と、吸引手段31と
、折取りユニット40とを備えている。
Z軸方向移動手段32は、例えばボールねじやエアスライド等が用いられたアクチュエ
ータにより、アーム33を図3のZ軸方向に移動可能となるようにしている。そして、こ
のアーム33の下側に、折取りユニット40の後述する折取り手段50が接続されて、折
取り手段50はZ軸方向に移動可能となっている。なお、本発明はこのような実施形態に
限られず、例えば、折取り手段50を例えばアームロボット等の装置で移動させるように
しても勿論よい。
As shown in FIG. 3, the
The Z-axis direction moving means 32 can move the arm 33 in the Z-axis direction in FIG. 3 by an actuator using, for example, a ball screw or an air slide. And the below-mentioned arm 33 is connected with a breaker means 50 (to be described later) of the
吸引手段31は、後述する吸引孔54,84を負圧にして圧電素子の折取りによる塵を
吸引するための手段であり、本実施形態の場合、図3に示すように、真空発生器34と圧
縮空気発生源35とを備えている。すなわち、圧縮空気発生源35から送り込まれた圧縮
空気を、真空発生器34に設けられた排気口(図示せず)より吹き出すことで、吸い込み
側(図3の通気路38側)の空気を真空にできるようになっている。なお、吸引手段31
はこのような形態に限られず、例えば真空ポンプで真空を発生させるような手段であって
もよい。
The suction means 31 is a means for sucking dust due to breakage of the piezoelectric element by setting suction holes 54 and 84 to be described later to a negative pressure. In this embodiment, as shown in FIG. And a compressed
Is not limited to such a form, and may be a means for generating a vacuum with a vacuum pump, for example.
折り取りユニット40は、図3ないし図5に示すように、上から順に、ウエハーから圧
電素子を折り取るための折取り手段50、折り取った圧電素子の動きを規制するための押
えカバー60、ウエハー20を位置決めするための素子位置決め治具70、折り取った圧
電素子を収容するための素子収容トレー80、及び素子収容トレー80をセットするため
のトレーセット治具90から構成されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
すなわち、図3に示すように、テーブル36上に固定されたトレーセット治具90は、
図4および図5に示すように、素子収容トレー80を着脱可能に収容するための凹所92
を有しており、この凹所92の開口部端面(トレーセット治具90の周縁)90aには複
数の凸部94,94が設けられている。そして、この周縁90aの上に、素子位置決め治
具70および押えカバー60が順に載置され、素子位置決め治具70および押えカバー6
0の周縁に形成された貫通孔71,71,61,61に、上述の凸部94,94が挿入し
て、素子位置決め治具70および押えカバー60は、トレーセット治具90に対して位置
決めされるようになっている。
That is, as shown in FIG. 3, the
As shown in FIGS. 4 and 5, a
A plurality of
The
そして、折取り手段50は、これらの接続された押えカバー60、素子位置決め治具7
0、素子収容トレー80、及びトレーセット治具90に対して接近離間し、接近する場合
は、図4に示すように、複数のガイドピン57,57が押えカバー60と素子位置決め治
具70の周縁に形成された貫通孔からなる案内部67,67,77,77に挿入されるこ
とで、押えカバー60および素子位置決め治具70に対して位置決めされるようになって
いる。
The breaker means 50 includes the
0, the
以下、これらの折取り手段50、押えカバー60、素子位置決め治具70、素子収容ト
レー80、及びトレーセット治具90について、詳細に説明する。
まず、折取り手段50について説明する。
折取り手段50は、図3および図5に示すように、ウエハー20に対して相対的に進退
することで(本実施形態の場合、図3のZ軸方向移動手段32が駆動することで)、ウエ
ハー20から圧電素子14を折り取るようにした折取りピン52を備えている。この折取
りピン52は、複数の圧電素子14(図2参照)の各々に対向するように格子状に配置さ
れ、複数の圧電素子14をウエハー20から同時に折り取れるようにしている。
Hereinafter, the folding means 50, the
First, the folding means 50 will be described.
As shown in FIGS. 3 and 5, the folding means 50 moves forward and backward relative to the wafer 20 (in the case of this embodiment, the Z-axis direction moving means 32 in FIG. 3 is driven). A
具体的には、折取りピン52は、図5に示すように、圧電素子に押し当てるために十分
な長さL1を必要とし、本実施形態では0.9mm程度の寸法である。また、折取りピン
52の幅W2は、0.36mm程度であり、全体が微細な針状となっている。このため、
折取りピン52は、形状や位置の精度を向上させるためSUS(Steel Use S
tainless:ステンレス鋼)を削りだして形成されており、また、図5に示すよう
に、圧電素子を傷つけないように先端が曲面処理され、強度を上げるため根元に角部を形
成しないようにしている。
Specifically, as shown in FIG. 5, the
The break-off
As shown in FIG. 5, the tip is curved so as not to damage the piezoelectric element, and the corner is not formed at the base to increase the strength. Yes.
また、図2に示す各圧電素子14を押すための折取りピン52は一本である。そして、
この折取りピン52は、図2で説明した検出用アーム16bの先端部Pに対向するように
配置され、折取りピン52で先端部Pを押した場合、図2に示すウエハー20の圧電素子
14以外の部分(本実施形態の場合は支持部24および枠部22)に対して圧電素子14
が傾いて折り取られるように配置されている。これにより、折り取りの際、圧電素子14
は支持部24に対して傾くため、支持部24に捻り応力が加えられて、ウエハー20から
圧電素子14を容易に折り取ることができる。
Further, there is only one
The
Is arranged so that it can be tilted and broken. Thereby, at the time of folding, the
Is inclined with respect to the
また、折取り手段50には、図3ないし図5に示すように、圧電素子の折取りによる塵
を吸引するための複数の吸引孔54,54,・・・が形成されている。本実施形態の場合
、この複数の吸引孔54,54,・・・は、図5に示すように、折取りピン52の近傍に
設けられた貫通孔であり、図3に示すように、折取り手段50の上部に設けられた凹状の
空間56、及びこの凹状の空間56と連通した通気路38を介して、図3に示す真空発生
器34と接続されている。なお、通気路38と真空発生器34の間にはフィルター37が
設けられており、吸引された塵を濾過するようになっている。
Further, as shown in FIGS. 3 to 5, the breaker means 50 is formed with a plurality of suction holes 54, 54,... For sucking dust due to the breakage of the piezoelectric elements. In the present embodiment, the plurality of suction holes 54, 54,... Are through holes provided in the vicinity of the
次に、押えカバー60について説明する。
押えカバー60は、上述のように折り取った圧電素子の動きを規制するためのカバーで
あり、後述する素子位置決め治具70の収容部72の開口部を覆うようになっている。す
なわち、折り取られた圧電素子が飛び跳ねて、後述する素子収容トレー80の所定の位置
に収まらない恐れがあるため、この飛び跳ねを防止するものである。
Next, the
The
そして、押えカバー60は、折取り手段50と素子位置決め手段70との間に介在する
ことになるため、少なくとも折取りピン52,52,・・・が挿入される複数の貫通した
挿入孔62,62を有している。本実施形態の場合、図5に示すように、挿入孔62の幅
W1は、折取りピン52の幅W2よりも大きく形成されており、これにより、圧電素子の
折取りによる塵を吸引孔54に導けるようになっている。
なお、この押えカバー60は、トレーセット治具90の周縁90aに設けられた複数の
マグネット93,93,・・・に、強く磁力で吸着されるようになっており、本実施形態
ではSUS430製が用いられている。
Since the
The
次に、素子位置決め治具70について説明する。
素子位置決め治具70は、ウエハー20の外形に対応した収容部72により、ウエハー
20を位置決めするようになっている。すなわち、図4および図5に示すように、収容部
72は凹状となっており、その内底76にウエハー20が載置され、また、図4に示すよ
うにウエハー20の外側の側面に対向する内壁によりウエハー20の水平方向の位置を規
制するようになっている。
Next, the
The
本実施形態の場合、収容部72は、ウエハー20の出し入れが容易となるように、水平
方向について、ウエハー20の四隅20a,・・・の側面の形状にのみ対応した形状とな
っており、それ以外の箇所はウエハー20より大きく形成されている。
また、収容部72は、図5に示すように、形状精度を高めるために、エッチング加工し
た複数のSUS304製の薄板70a,70b,70cを重ねて拡散接合して形成されて
いる。なお、拡散接合は、母材を密着させ、母材の融点以下の温度条件で、塑性変形が極
力生じないように加圧して、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合する方法であり
、例えば溶接接合のように形状が変化してしまうようなことを有効に防止できる。
In the present embodiment, the
Further, as shown in FIG. 5, the
具体的には、図3に示すように、収容部72は、その深さD1がウエハー20の厚みD
2よりも大きく形成されている。本実施形態の収容部72の深さD1は、図5に示す2枚
の薄板70a,70bの厚みであり、ウエハー20の厚み(0.1mm)の2倍程度(0
.2mm)となるように設定されている。これにより、上述のように、素子位置決め治具
70の収容部72の開口部が押えカバー60で覆われていても、ウエハー20と押えカバ
ー60との間に空間S1が形成されるようになっている。したがって、この空間S1を利
用して、上述のように、折り取りの際に圧電素子14を支持部24(図2参照)に対して
傾かせることができるため、支持部24に捻り応力が加えられ、ウエハー20から圧電素
子14を容易に折り取ることができる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the
It is formed larger than 2. The depth D1 of the
. 2 mm). Thereby, as described above, even if the opening of the
そして、図4および図5に示すように、収容部72の内底76には、ウエハーが載置さ
れる領域を残すようにして、少なくとも複数の圧電素子14,・・・(図2参照)の各々
に対応した貫通孔74,・・・が形成されている。この貫通孔74は、折取りピン52が
圧電素子を押し続ける(特に、傾けるように押し続ける)ために必要な孔であり、さらに
、後述する素子収容トレー80のポケット82に折り取った圧電素子14を導くための案
内手段である。本実施形態の場合、貫通孔74は、図3および図5に示すように、ポケッ
ト82と直接つながって空間的に一体となっており、水平方向についてポケット82の外
形と同様の外形となっている。なお、本実施形態では、図2のウエハー20の枠部22の
部分のみが図4の収容部72の内底76に載置され、ウエハー20の枠部22以外の領域
は貫通孔74となっている。
4 and 5, at least a plurality of
また、素子位置決め治具70は、トレーセット治具90に設けられたマグネット93(
図4参照)に対する吸着力が、押えカバー60のトレーセット治具90に設けられたマグ
ネット93に対する吸着力に比べて弱くされており、具体的にはSUS304製が利用さ
れている。さらに、素子位置決め治具70は、図4に示すように、トレーセット治具90
のマグネット93に対応した位置に貫通孔75が形成されている。これにより、素子位置
決め治具70が押えカバー60とトレーセット治具90との吸着力を弱めてしまう事態を
防止している。
In addition, the
4) is weaker than that of the
A through
次に、素子収容トレー80について説明する。
素子収容トレー80は、折り取られて落下した複数の圧電素子を個片毎に収容するため
のトレーである。具体的には、素子収容トレー80は、素子位置決め治具70の下方に配
置され、複数の圧電素子を個片毎に収容するポケット82,82,・・・が格子状に配列
されている。すなわち、複数のポケット82,82,・・・は、図3及び図5に示すよう
に、上述した複数の圧電素子の各々に対応した複数の貫通孔74,74,・・・とそれぞ
れ空間的に連結され、複数のポケット82,82,・・・および貫通孔74,74,・・
・のそれぞれを間仕切る部分がガイドとなって、折り取られた複数の圧電素子の各々が所
定のポケット82に落下するようになっている。
Next, the
The
Each of the plurality of piezoelectric elements that have been broken down falls into a
また、ポケット82は、個片毎の圧電素子の外形のそれぞれに対応して形成されている
。具体的には、ポケット82は凹状であり、その水平方向の形状は、圧電素子の最大外形
を結ぶ四角形よりも僅かに大きくした四角形であり、その内壁82aが収容されている圧
電素子の動きを規制して、圧電素子をポケット82内で位置決めするようになっている。
このため、水平方向について、ポケット82は、折り取った後の圧電素子を位置決めして
、以降の、例えば圧電素子をパッケージにマウント接合するために素子収容トレーに収容
された圧電素子を取り出す作業の際、正確な位置精度をもって圧電素子を取り出すことが
できる。
Moreover, the
For this reason, in the horizontal direction, the
さらに、このポケット82は、エッチング加工した複数の薄板を重ねることで形成され
ており、形状精度を高めるようにしている。特に、内壁82aの部分は折り取った後の圧
電素子を位置決めする重要な部分であるため、理解の便宜のため図示してはいないが、6
枚もの薄板状のSUS(ステンレス鋼)の各々をエッチング加工し、これらを拡散接合し
て形成するようにしている。
Further, the
Each thin sheet of SUS (stainless steel) is etched and formed by diffusion bonding.
そして、この素子収容トレー80は素子折取り装置30に対して着脱可能となっている
。具体的には、後述するトレーセット治具90の凹所92に着脱可能に収容されるように
なっているが、この点については、トレーセット治具90のところで詳細に説明すること
とする。
The
また、ポケット82の内底82bには、図3ないし図5に示すように、圧電素子が載置
される領域を残すようにして、折取りの際に発生する塵を吸引するための吸引孔84が形
成されており、吸引孔84から塵を吸引して、圧電素子に塵が付着することを防止してい
る。なお、この吸引孔84から塵を吸引する方法は、本実施形態では真空吸引であり、上
述の折取り手段50に設けられた吸引孔54を負圧にする手段と同様に、通気路38、真
空発生器34、及び圧縮空気発生源35が利用されている。
なお、素子収容トレー80は、トレーセット治具90の間違った位置にセットされない
ようにするため、図4に示すように、1箇所の角部86の面取りを大きくしている。
Further, as shown in FIG. 3 to FIG. 5, a suction hole for sucking dust generated at the time of folding is left on the inner bottom 82 b of the
In order to prevent the
次に、トレーセット治具90について説明する。
トレーセット治具90は、図3に示すテーブルに接続固定されており、上述のように、
素子収容トレー80を着脱可能に収容するための凹所92を有している。この凹所92は
、水平方向について、その外形を素子収容トレー80の外形に略合わせることで、素子収
容トレー80を位置決めするようにしている。また、図5に示すように、この凹所92の
深さD3は、素子収容トレー80の高さ方向(Z軸方向)の寸法と略同じであり、これに
より、凹所92に素子収容トレー80を収容し、素子位置決め治具70をトレーセット治
具90の周縁部90aに載置した際、素子収容トレー80と素子位置決め治具70との間
に隙間ができることを防止している。
Next, the
The
A
また、トレーセット治具90には、凹所92に対して素子収容トレー80を着脱し易い
ように、図4に示すように、側面90bおよび凹所92の内側底面92aに切り欠き部9
6が形成されている。具体的には、切り欠き部96は、中心軸CLに対して対称となるよ
うに2箇所に形成されている。また、切り欠き部96は、トレーセット治具90の側面9
0bに、凹所92の内側底面92aよりも深くなるように切り欠かれ、かつ、素子収容ト
レー80を載置した場合に素子収容トレー80の側面よりも中央部付近に向かって切り欠
かれている。これにより、手などを切り欠き部96から挿入して、素子収容トレー80の
底面を持ち上げるようにして取り外すことができる。
Further, as shown in FIG. 4, the
6 is formed. Specifically, the
It is cut out at 0b so as to be deeper than the
また、トレーセット治具90は、図4および図5に示すように、凹所92の底面92a
に、素子収容トレー80を載置する領域を残すようにして窪んだ窪み部97を有している
。この窪み部97は、図3ないし図5に示すように、圧電素子を折り取った際の塵を吸引
するための空間であり、素子収容トレー80の複数の吸引孔84,84,・・・につなが
っている。そして、この窪み部97は、その内側底面に形成された複数の貫通路98,9
8,・・・を介して、図3に示すトレーセット治具90の下側に開口した凹状の空間99
と連通し、この凹状の空間99が上述した通気路38につながっている。
Further, the
In addition, a recessed
A
The
本発明の素子折取り装置30は以上のように構成されており、次に、その動作等につい
て、圧電振動ジャイロセンサの製造工程を参照しながら説明する。
図6は振動ジャイロセンサの製造工程を示しており、図7および図8は素子折取り装置
30を使用する際の概念図であって、図6のステップ2〜ステップ6までの工程に対応し
ている。なお、図7(c)、図8(d)、図8(e)は、図2のウエハー20のB−B線
の位置で切断した場合の断面となっている。
The
FIG. 6 shows a manufacturing process of the vibration gyro sensor, and FIGS. 7 and 8 are conceptual diagrams when using the
図6に示されるように、圧電振動ジャイロセンサを製造するに際しては、まず、ウエハ
ーを例えばウエットエッチングで加工して、ウエハーに支持された複数の圧電素子を形成
する(ステップ1:ウエハーの用意)。すなわち、図2に示すように、枠部22に複数の
支持部24,24を介して各圧電素子14の基部15が支持されるようにして、複数の圧
電素子14,・・・の外形を形成し、また、各電極膜を蒸着するなどして形成する。
As shown in FIG. 6, when manufacturing a piezoelectric vibration gyro sensor, first, a wafer is processed by, for example, wet etching to form a plurality of piezoelectric elements supported by the wafer (step 1: preparation of wafer). . That is, as shown in FIG. 2, the
そして、このウエハーの形成とは別に、素子折取り装置を動作させる準備段階として、
図6のステップ2ないしステップ5の工程を行なう。
すなわち、図7(a)に示すように、素子収容トレー80をトレーセット治具90の凹
所92の内壁92bや底面92aの周縁部に密着するように収容する(図6のステップ2
)。
次いで、図7(b)に示すように、トレーセット治具90の周縁90aに設けられた凸
部94が、素子位置決め治具70の周縁に形成された貫通孔71(薄板70a,70b,
70cに連続して形成された貫通孔により形成されている)に挿入するようにして、素子
位置決め治具70をセッティングし(図6のステップ3)、ウエハー(圧電素子)を位置
決めすると共に、素子位置決め治具70の貫通孔74と素子収容トレー80のポケット8
2とを空間的に一体にする。
次いで、図7(c)に示すように、ウエハー20を素子位置決め治具70の収容部72
に収めて位置決めする(図6のステップ4)。すなわち、収容部72の内底76にウエハ
ー20が載置され、また、ウエハー20の外側の側面と収容部72の内壁とを対向させて
ウエハー20の水平方向の位置を規制する。
In addition to the formation of the wafer, as a preparation stage for operating the element breaker,
That is, as shown in FIG. 7A, the
).
Next, as shown in FIG. 7 (b), a
The
2 are integrated into space.
Next, as shown in FIG. 7C, the
(
次いで、図8(d)に示すように、トレーセット治具90の凸部94を、押えカバー6
0の周縁に形成された貫通孔61に挿入させて、水平方向について押えカバー60を位置
決めするようにしてセッティングし(図6のステップ5)、複数の挿入孔62,62,・
・・の位置と圧電素子の検出用アーム16bの先端部の位置とを一致させる。
この際、押えカバー60は例えばSUS430製で形成され、トレーセット治具90は
マグネット93,・・・を有するので、押えカバー60とトレーセット治具90とは吸着
し、トレーセット治具90と押えカバー60との間に挟まれた素子位置決め治具70およ
び素子収容トレー80の高さ方向(Z軸方向)の動きが規制される。
Next, as shown in FIG. 8D, the
Is inserted into a through-
.. And the position of the tip of the
At this time, the
このようにして、素子折取り装置30を動作させる準備をし、次いで、図8(e)に示
すように、折取り手段50を下降させて、折取りピン52,・・・を挿入孔62,・・・
を挿通させながら、圧電素子14の検出用アーム16bの先端部に押し当てて、圧電素子
14をウエハー20から折り取る(図6のステップ6)。
この際、図8(e)に示すように、素子位置決め治具70の収容部72の開口部は押え
カバー60で覆われているので、折り取った圧電素子14の飛び跳ねを防止して、圧電素
子14を素子収容トレー80のポケット82の所定位置に確実に収めることができる。
In this way, preparation is made to operate the
Is pressed against the tip of the
At this time, as shown in FIG. 8 (e), the opening of the
さらに、図8(d)に示すように、収容部72の深さD1はウエハー20の厚みD1よ
りも大きく形成されているので、素子位置決め治具70の収容部72の開口部が押えカバ
ー60で覆われていても、図8(e)に示すように、折り取りの際、圧電素子14を支持
部に対して傾かせることができる。したがって、支持部24(図2参照)に捻り応力を加
えて、ウエハー20から圧電素子14を容易に折り取ることができる。そして、折り取ら
れた圧電素子14は個片となって、素子位置決め治具70の貫通孔74を通り、素子収容
トレー80のポケット82に収容される。
また、この圧電素子14をウエハー20から折り取る際には、図3に示す真空発生器3
4および圧縮空気発生源35を駆動させて、図8(e)に示される各吸引孔54,84か
ら、折取りの際に発生した塵を吸引している。
Further, as shown in FIG. 8D, since the depth D1 of the
Further, when the
4 and the compressed
次いで、個片化した圧電素子が素子収容トレー80のポケット82に収容されたら、折
取り手段50を上昇させて、押えカバー60をトレーセット治具90から取り外す。この
際、押えカバー60をトレーセット治具90は磁力により吸着していただけなので、押え
カバー60をトレーセット治具90から容易に取り外すことができる。そして、トレーセ
ット治具90から素子位置決め手段70を取り外し、その後、素子収容トレー80をトレ
ーセット治具90の凹所92から取りはずして、圧電素子が位置決めされた状態の素子収
容トレー80を以降の工程で使用する移載トレーとする(図6のステップ7)。
Next, when the separated piezoelectric elements are accommodated in the
次いで、図8(e)の素子収容トレー80のポケット82から、個片化した圧電素子を
例えばコレット(図示せず)で吸着して取り出して、予め形成しておいた矩形状のパッケ
ージのTABテープ19(図1参照)上に接合する(図6のステップ8)。この際、個片
化した圧電素子が取り出される素子収容トレーのポケットについては、上述のように、エ
ッチング加工した複数の薄板を重ねることで形成して形状精度を高めており、そして、そ
のポケットの内壁で収容した圧電素子の動きを規制しているので、圧電素子は、ポケット
内で精密に位置決めできている。したがって、圧電素子をパッケージのTABテープ19
(図1参照)に接続するためにコレットで圧電素子を取り出す際、正確な位置精度をもっ
て圧電素子を取り出すことができる。
Next, from the
When the piezoelectric element is taken out with a collet for connection to (see FIG. 1), the piezoelectric element can be taken out with accurate positional accuracy.
次いで、パッケージを蓋体13(図1参照)で封止して(図6のステップ9)、圧電振
動ジャイロセンサを完成させる。
Next, the package is sealed with a lid 13 (see FIG. 1) (step 9 in FIG. 6), and the piezoelectric vibration gyro sensor is completed.
本発明の実施形態は以上のように構成されており、素子折取り装置30は、複数の圧電
素子の各々に対向すると共に、ウエハーに対して相対的に進退することで、ウエハーから
圧電素子を折り取るようにした複数の折取りピン52,・・・を有する折取り手段50を
備えている。このため、複数の折取りピン52,・・・をウエハーに対して相対的に進退
させれば、ウエハーから複数の圧電素子を、同時に折り取ることができる。
また、素子折取り装置30は、ウエハーの外形に対応した収容部72によりウエハーを
位置決めする素子位置決め治具70を備えている。このため、ウエハーは素子位置決め治
具70の収容部72に収容されて正確に配置されるので、上述のように、複数の折取りピ
ン52,・・・をウエハーに対して相対的に進退させたとしても、複数の折取りピン52
,・・・を正確な位置に当接することができる。
そして、この素子位置決め治具70は、収容部72の内底76に、少なくとも複数の圧
電素子の各々に対応した複数の貫通孔74,・・・を有するので、上述のように正確な位
置に当接させた折取りピン52,・・・を、そのまま押し続けて、圧電素子を支障なくウ
エハーから折り取ることができる。
The embodiment of the present invention is configured as described above, and the
The
Can be brought into contact with each other at an accurate position.
And this
本発明は上述の実施形態に限定されない。各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わ
せ、または省略し、図示しない他の構成と組み合わせることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. Each configuration of each embodiment can be combined or omitted as appropriate, and can be combined with other configurations not shown.
10・・・圧電振動ジャイロセンサ、14・・・圧電素子、20・・・ウエハー、30
・・・素子折取り装置、50・・・折取り手段、52・・・折取りピン、54,84・・
・吸引孔、60・・・押えカバー、62・・・挿入孔、70・・・素子位置決め治具、7
2・・・収容部、74・・・貫通孔、80・・・素子収容トレー、82・・・ポケット、
90・・・トレーセット治具
DESCRIPTION OF
... Element breaker, 50 ... breaking means, 52 ... breaking pins, 54, 84,.
-Suction hole, 60 ... presser cover, 62 ... insertion hole, 70 ... element positioning jig, 7
2 ... accommodating part, 74 ... through hole, 80 ... element accommodating tray, 82 ... pocket,
90 ... Tray set jig
Claims (5)
して相対的に進退することで、前記ウエハーから前記圧電素子を折り取るようにした複数
の折取りピンを有する折取り手段と、
前記ウエハーの外形に対応した収容部により前記ウエハーを位置決めすると共に、前記
収容部の内底に、少なくとも前記複数の圧電素子の各々に対応した貫通孔を有する素子位
置決め治具と
を備えることを特徴とする素子折取り装置。 A plurality of breaker pins that are opposed to each of the plurality of piezoelectric elements supported by the wafer and that are moved back and forth relative to the piezoelectric elements to break the piezoelectric elements from the wafer. With a means of collecting,
The wafer is positioned by a housing portion corresponding to the outer shape of the wafer, and an element positioning jig having a through hole corresponding to at least each of the plurality of piezoelectric elements is provided on the inner bottom of the housing portion. An element breaker.
傾いて折り取られるように、前記折取りピンが配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の素子折取り装置。 2. The break-up pin is arranged in the break-off means so that the piezoelectric element is inclined and folded with respect to a portion other than the piezoelectric element of the wafer. Element breaker.
配置されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の素子折取り装置。 The element breaker according to claim 1 or 2, wherein a presser cover is provided above the element positioning jig so as to cover the opening of the housing portion.
れていることを特徴とする請求項3に記載の素子折取り装置。 4. The element breaker according to claim 3, wherein the receiving portion of the element positioning jig has a depth larger than a thickness of the wafer.
れていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の素子折取り装置。 5. The element breaker according to claim 1, wherein a suction hole for sucking dust due to breakage of the piezoelectric element is formed in the breaker.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005328484A JP2007135131A (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Breaking-off device for piezoelectric element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005328484A JP2007135131A (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Breaking-off device for piezoelectric element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007135131A true JP2007135131A (en) | 2007-05-31 |
Family
ID=38156403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005328484A Withdrawn JP2007135131A (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Breaking-off device for piezoelectric element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007135131A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008306543A (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-18 | Pioneer Electronic Corp | Apparatus and method for dividing and taking out component |
JP2009194745A (en) * | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Seiko Instruments Inc | Method of fabricating piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrating piece, piezoelectric vibrator, oscillator, electronic apparatus, radiowave timepiece, wafer and jig for wafer |
JP2010258790A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Goto Seiko:Kk | Crystal piece breaking off/transferring apparatus |
JP2016051993A (en) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Piezoelectric piece bend-off device and manufacturing method for piezoelectric piece |
-
2005
- 2005-11-14 JP JP2005328484A patent/JP2007135131A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2010258790A (en) * | 2009-04-24 | 2010-11-11 | Goto Seiko:Kk | Crystal piece breaking off/transferring apparatus |
JP2016051993A (en) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 京セラクリスタルデバイス株式会社 | Piezoelectric piece bend-off device and manufacturing method for piezoelectric piece |
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