JP2007135132A - 圧電素子の折取り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハーに形成された複数の圧電素子をウエハーから同時に折り取ると共に、折
り取った複数の圧電素子を以降の作業工程に利用し易いようにして、作業効率を向上でき
る素子折取り装置を提供すること。
【解決手段】ウエハー２０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、圧
電素子に対して相対的に進退することで、ウエハー２０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と、折り取られて落下した複数
の圧電素子を個片毎に収容し、この個片毎の圧電素子の外形にそれぞれ対応するようにし
た複数のポケット８２，・・・を有すると共に、着脱可能とされた素子収容トレー８０と
を備える。
【選択図】図３

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。

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）。

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。

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。また、折り取った個々の圧電素子２は吸引ノ
ズル５で一つずつ吸引しながら移載トレー（図示せず）に移して、以降の組み立て工程、
例えばパッケージに圧電素子２を接合するマウント工程に搬送していた。

特開２００３−１９８３０３公報

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、枠部４
から圧電素子２を一つずつ折り取って、吸引しながら一つずつ移載トレーに移していたた
め、複数の圧電素子２，２，・・・を形成する作業効率が悪かった。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、ウエハーに形成された複数の
圧電素子をウエハーから同時に折り取ると共に、折り取った複数の圧電素子を以降の作業
工程に利用し易いようにして、作業効率を向上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。

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、前記折り取ら
れて落下した複数の圧電素子を個片毎に収容し、この個片毎の圧電素子の外形にそれぞれ
対応するようにした複数のポケットを有すると共に、着脱可能とされた素子収容トレーと
を備える素子折取り装置により達成される。

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、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ポケットを有するため
、折り取られた複数の圧電素子は落下して、一つずつ素子収容トレーのポケットに収容さ
れることになる。
そして、素子収容トレーは、ポケットが個片毎の圧電素子の外形にそれぞれ対応すると
共に、着脱可能となっている。このため、ポケットに収容された圧電素子は位置決めされ
た状態の移載トレーとして次の作業工程の場所に搬送することができる。
したがって、本発明によれば、ウエハーに形成された複数の圧電素子をウエハーから同
時に折り取ると共に、折り取った複数の圧電素子を以降の作業工程に利用し易いようにし
て、作業効率を向上できる素子折取り装置を提供することができる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記素子収容トレーの上方には、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素子位置決め治具が配置
されており、この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２の発明の構成によれば、素子収容トレーの上方には、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が配置されている。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、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押
し当てて、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。
そして、この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ため、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。

第３の発明は、第２の発明の構成において、前記素子収容トレーを着脱可能に収容する
ための凹所が形成されたトレーセット治具を有しており、このトレーセット治具と前記押
えカバーとが磁力により吸着されるようになっていることを特徴とする。
第３の発明の構成によれば、素子収容トレーを着脱可能に収容するための凹所が形成さ
れたトレーセット治具と押えカバーとが磁力により吸着されるようになっている。このた
め、トレーセット治具と押えカバーとを吸着させることで、この両者の間に挟まれた素子
位置決め治具および素子収容トレーの位置を保持できる。
そして、トレーセット治具と押えカバーとは磁力により吸着されているだけなので、押
えカバーをトレーセット治具から容易に取り外すことができ、これにより、素子収容トレ
ーも、トレーセット治具の凹所から容易に取り外して、次の作業工程に容易に移行するこ
とができる。

第４の発明は、第３の発明の構成において、前記押えカバーの前記トレーセット治具に
対する吸着力に比べて、前記素子位置決め治具の前記トレーセット治具に対する吸着力が
弱くなっていることを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、押えカバーのトレーセット治具に対する吸着力に比べて、
素子位置決め治具のトレーセット治具に対する吸着力が弱くなっている。したがって、素
子位置決め治具が押えカバーとトレーセット治具との吸着力を弱めてしまう事態を防止す
る。

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、前記素子収容トレー
のポケットは、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いることを特徴
とする。
第５の発明の構成によれば、素子収容トレーのポケットは、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いる。したがって、エッチング加工でポケットの形状を精
密に形成することができるため、ポケット内の圧電素子の位置決めを正確にすることがで
きる。

第６の発明は、第１ないし第５の発明のいずれかの構成において、前記素子収容トレー
のポケットの内底には、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６の発明の構成によれば、素子収容トレーのポケットの内底には、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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と押さえカ
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。

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。

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。

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。

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、正確な方向付けをもって圧電素子を取り出すことが
できる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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、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、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ポケット８２，・・・
を有する素子収容トレー８０を備えている。このため、折り取られた複数の圧電素子は落
下して、一つずつ素子収容トレー８０のポケット８２に収容されることになる。
そして、素子収容トレー８０は、ポケット８２が個片毎の圧電素子の外形にそれぞれ対
応すると共に、着脱可能となっている。このため、ポケット８２に収容された圧電素子は
位置決めされた状態の移載トレーとして次の作業工程で使用することができる。

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。

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。 図１の圧電振動ジャイロセンサに利用される圧電素子を複数形成するためのウエハーの部分拡大図。 本発明の実施形態に係る素子折取り装置の概略全体図。 本発明の実施形態に係る素子折取り装置の特徴的な部分であり、素子折取り装置に取り付けられる折取りユニットの分解斜視図。 図４の折取りユニットを組み合わせて図４のＡ−Ａ線の位置で切断した場合の部分拡大縦断面図。 振動ジャイロセンサの製造工程。 素子折取り装置を動作させる際の概念図であって、図６のステップ２〜ステップ４までの工程に対応した図。 素子折取り装置を動作させる際の概念図であって、図６のステップ５〜ステップ６までの工程に対応した図。 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。

符号の説明

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

Claims (6)

1. 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、
   前記折り取られて落下した複数の圧電素子を個片毎に収容し、この個片毎の圧電素子の
   外形にそれぞれ対応するようにした複数のポケットを有すると共に、着脱可能とされた素
   子収容トレーと
   を備えることを特徴とする素子折取り装置。
2. 前記素子収容トレーの上方には、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素子位置決め治具が配置されており、
   この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
   ことを特徴とする請求項１に記載の素子折取り装置。
3. 前記素子収容トレーを着脱可能に収容するための凹所が形成されたトレーセット治具を
   有しており、このトレーセット治具と前記押えカバーとが磁力により吸着されるようにな
   っている
   ことを特徴とする請求項２に記載の素子折取り装置。
4. 前記押えカバーの前記トレーセット治具に対する吸着力に比べて、前記素子位置決め治
   具の前記トレーセット治具に対する吸着力が弱くなっている
   ことを特徴とする請求項３に記載の素子折取り装置。
5. 前記素子収容トレーのポケットは、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。
6. 前記素子収容トレーのポケットの内底には、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
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の素子折取り装置。

Images