JP2008227655A - 圧電振動素子の搭載方法、吸着ノズル、圧電振動子、及び圧電発振器 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着面が水平な吸着ノズルを用いて水平に保持した圧電振動素子の一端部下面を素子搭載パッド上の導電性接着剤の直上位置に近接させてから圧電振動素子を落下させ導電性接着剤上に接着させる搭載方法において、被接着側端部側を下向きに傾斜させた状態で圧電振動素子を導電性接着剤上に落下させることにより傾斜姿勢にて接着保持させることができる圧電振動子の搭載方法等を提供する。
【解決手段】吸着面３１が水平な吸着ノズル３０の通気孔３２、３３から負圧を供給することにより圧電振動素子２０を水平に保持する工程と、吸着面により上面を保持した圧電振動素子の一端部下面を素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程とを備え、吸着面から圧電振動素子を離脱させて落下させる際、一端部側が他端部側に先行して吸着面から離脱するように、各通気孔からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを適切に制御した。
【選択図】図１

Description

本発明は圧電振動素子を片持ち支持した構造を備えた圧電振動子等の圧電デバイスにおける圧電振動素子搭載方法の改良に関し、特にパッケージ内の素子搭載パッド上に塗布した導電性接着剤上に圧電振動素子端部をマウンターにより自動的に搭載する方法の改良、この搭載方法に使用する吸着ノズル、この搭載方法によって製造される圧電振動子、及び圧電発振器に関する。

水晶振動素子等の圧電振動素子は、圧電振動子、圧電発振器等に組み込まれて使用される。圧電振動子は、目標とする共振周波数を得る為に好適な肉厚の振動部を有した圧電基板に励振電極やリード端子等を構成する金属膜を蒸着等によって形成した構成を備えている。
表面実装型の圧電振動子は、セラミック等の絶縁材料から成るパッケージの凹陥部内に素子搭載パッドを設け、この素子搭載パッド上に塗布した導電性接着剤により圧電振動素子の一端部を片持ち状態で支持してから、凹陥部を金属蓋により気密封止した構成を有している。

圧電振動素子は、通常、各リード端子を含む基板一端部を導電性接着剤によって素子搭載パッド上面に電気的機械的に接続固定された片持ち構造により支持される。圧電振動素子の素子搭載パッド上への搭載は自動マウンターによって行われるのが一般である。自動マウンターは、図４（ａ）に示すように吸着ノズル１００の吸着面１０１に設けた複数の通気孔１０２から同時供給される同圧力値の負圧によって圧電振動素子１１０の片面を吸着しつつ、パッケージの凹陥部１０５の内底面上に設けた素子搭載パッド１０６上に塗布した導電性接着剤１０７の直上位置に圧電振動素子１１０の一端部下面を接近させた状態で、負圧供給を中止すると同時に、各通気孔１０２から同時に同圧力値の正圧を供給開始して圧電振動素子を吸着面から落下させる。圧電振動素子１１０はその一端部下面を導電性接着剤の直上位置に近接させた状態で至近距離から落下するため、導電性接着剤上に着座することにより接着がなされる。

ところで、表面実装型圧電振動子の小型化、低背化が進むに連れてパッケージの凹陥部内における圧電振動素子の収納スペースが減少し、素子搭載パッド上に接続固定された圧電振動素子の一端部とは反対側の自由端部と凹陥部内底面との間のギャップＧが狭小化し易くなっている。
このようにパッケージの小容積化が進む中で、従来のように圧電振動素子面が凹陥部内底面と平行な水平姿勢となるように搭載しようとすると、搭載時の僅かな搭載角度の下降傾斜、導電性接着剤の硬化時の応力による影響等によって圧電振動素子の自由端部が凹陥部内底面に接触し、圧電振動素子の共振周波数が変動するという不具合があった。
このような不具合に対処するために特許文献１には、図４（ｂ）に示すように圧電振動素子１１０の一端部下面を素子搭載パッド１０６上の導電性接着剤１０７に搭載する際の姿勢を、圧電振動素子の自由端部が上向きに傾斜するように吸着搭載ノズル１００の吸着面１０１と搭載基板面（凹陥部内底面）との相対的な傾斜角度を調整するようにした技術が提案されている。

しかし、この従来方法は、各通気孔１０２からの負圧によって吸着面に吸着保持していた圧電振動素子を、同径の複数の通気孔からほぼ同圧力の正圧を同時に供給することにより離脱させる構成であるため、必ずしも各圧電振動素子が同一の姿勢を維持したまま落下するとは限らず、圧電振動素子の一端部下面が導電性接着剤上に落下して接着保持された際における圧電振動素子の上向き傾斜角度（自由端部と基板上面との間隔が）が一定化しなくなるという問題がある。その結果、圧電振動素子の他端と凹陥部内底面との間のギャップＧが狭小化して両者が接触し易くなり、圧電振動素子の共振周波数が変動するという不具合が生じる。
これは、圧電振動素子は極めて軽量であるため落下時に空気抵抗による影響を受けやすく、至近距離から落下させたとしても一端部下面が導電性接着剤面に到達するまでの過程中に圧電振動素子の下面全体に加わる空気抵抗のバラツキによって落下姿勢が一定にならないことがあるからである。また、吸着面から圧電振動素子の接触面が離間するタイミングが常に一定になるとは限らない点も上記問題点を起こす原因の一つである。
このような不具合に対処するために本出願人は特願２００６−１５２７０において、図４（ｂ）に示したタイプのノズルを用いた場合に、各通気孔からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御することによって、吸着ノズルから圧電振動素子が離脱して落下する過程で空気抵抗のバラツキの影響を受けることなく一定の姿勢にて落下し、一定姿勢にて導電性接着剤上に接着保持されることができる圧電振動子の搭載方法を提案した。

しかし、セラミックス等から成る吸着面の一端部が鋭角に構成されている吸着ノズルを用いて上面が水平な素子載置手段上に配置された圧電振動素子の上面を吸着する場合、当該鋭角な一端部が常に先行して圧電振動素子上面と強く当接し、次いで吸着孔からの負圧によって圧電振動素子全体が吸着面に吸着されることとなるため、鋭角な一端部が経時的に摩耗して曲面状に変形してくる。吸着面の鋭角な一端部が丸まってくると、吸着完了後の吸着姿勢には問題がないが、全ての吸引孔からの負圧を解除して圧電振動素子を接着剤上に落下させる際に曲面化した一端部の影響によって圧電振動素子の遊端部側が下向きに傾斜し易くなり、パッケージの内底面との間に十分なギャップを形成しにくくなる。このため、吸着ノズルの交換頻度が高くなっており、交換手数の増大による生産性の低下と、コストアップを招いている。
また、同じ自動マウンターを、圧電振動素子を水平に支持させるタイプと、圧電振動素子の遊端部が上向きに傾斜したタイプの圧電振動素子に共用する場合には、吸着ノズルをタイプ別に使い分ける必要があり、吸着ノズル交換のために生産性が低下し、コストアップをもたらす原因となっている。

次に、吸着ノズルの吸着面による圧電振動素子の吸着位置としては、鋭角な一端部を圧電振動素子の被接着側端部に可能な限り近づけて吸着することにより、図４（ｂ）に示した吸着ノズルの最下降位置における圧電振動素子の被接着側端部と接着剤との距離が一定化し易く、圧電振動素子を接着剤上に落下させた際の接着部位にバラツキが発生し難くなり、接着剤上の狙った位置に圧電振動素子の特定部位を常に安定して接着させることができると共に、圧電振動素子の遊端部が所定の角度で上向きに傾斜した姿勢を確保し易くなる。一方、吸着ノズルによる圧電振動素子の接着位置が遊端部側に変位した位置にばらつくことにより、圧電振動子の被接着側端部と接着剤との間の距離がばらつき、落下させた際における接着位置や傾斜角度にバラツキが発生する。

また、吸着ノズルの鋭角な一端部側が圧電振動素子の被接着側端部側に近接するように吸着が行われている場合、特に当該一端部が圧電振動素子の被接着側端部から突出している場合には、接着剤の塗布量のバラツキに起因して接着剤が上方に過剰に突出していることにより、吸着ノズルの当該一端部に接着剤が付着することがある。鋭角な一端部が下方に突出した状態にある吸着ノズルにあっては吸着面が水平な吸着ノズルに比して接着剤が付着する頻度が格段に高くなる。
また、接着剤が付着した吸着ノズルによって次の圧電振動素子を吸着すると、接着剤が圧電振動素子に付着してその共振周波数を変動させる原因となる。また、付着した接着剤が固化すると、接着面先端部の平滑性が失われて圧電振動素子を適切に吸着できなくなる虞も生じる。
特開２００３−７８３７３公報 特願２００６−１５２７０

以上のように従来は、素子搭載パッド上に塗布した導電性接着剤上に圧電振動素子の一端部下面を接着させる際に、導電性接着剤側に圧電振動素子の被接着側端部が下向きに傾斜するように圧電振動素子を吸着ノズルの傾斜した吸着面により吸着した状態で、圧電振動素子の被接着側端部下面を導電性接着剤の直上位置まで近接させてから、吸着面に設けた通気孔から正圧を吐出させることにより、傾斜姿勢にて圧電振動素子を落下させていた。しかし、この従来の搭載方法では、吸着パッドによって圧電振動素子を吸着する作業を繰り返すことにより鋭角状の端部が損耗して交換頻度が高まるばかりでなく、同一の自動マウンターを用いて異なった支持角度となるように圧電振動素子を接着剤上に搭載する際には吸着ノズルを使い分けるために交換する必要があるという問題があった。

また、吸着ノズルが圧電振動素子を吸着する位置は被接着側端部に近い方が好ましいが、被接着側端部に吸着ノズルの鋭角状に下方へ突出した一端部が接近し過ぎると、接着剤が吸着ノズルに付着するという不具合をもたらす一方で、圧電振動素子の被接着側端部よりも遊端部寄り位置を吸着した場合には接着剤と圧電振動素子端部との位置関係や圧電振動素子の姿勢（パッケージ内底面或いは天井面との間のギャップ）にバラツキが発生し易くなるという問題があった。
このため、吸着面が水平な吸着ノズルを用いながらも圧電振動素子の被接着側端部を下向きに傾斜させた姿勢でのマウントを可能とする搭載方法の開発が望まれていた。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、吸着面が水平（パッケージ内底面と平行）な吸着ノズルを用いて圧電振動素子を水平に吸着保持しつつ、圧電振動素子の被接着側端部下面を素子搭載パッド上の導電性接着剤の直上位置に近接させてから圧電振動素子を落下させて該被接着側端部下面を導電性接着剤上に接着させる搭載方法において、被接着側端部側を下向きに傾斜させた状態で圧電振動素子を導電性接着剤上に落下させることにより傾斜姿勢にて接着保持させることができる圧電振動子の搭載方法、それに使用する吸着ノズル、この搭載方法によって製造した圧電振動子、及び圧電発振器を提供するものである。

吸着面がパッケージ内底面と平行な吸着ノズルを用いることにより圧電振動素子を吸着保持する際に片当たりする突出部が存在しなくなるため、吸着ノズルが部分的に損耗することがなくなり、その耐久性を高めて交換頻度を低減することができる。また、吸着面が水平な吸着ノズルを用いることにより、圧電振動素子を導電性接着剤上に水平に搭載する場合は勿論、遊端部を上向きに傾斜させた状態での搭載においても、同一の吸着ノズルの使用が可能となり、吸着ノズルの交換作業に伴う生産性の低下、コストアップを防止できる。
また、下方に突出した鋭角な端部を有しない吸着ノズルにあっては、塗布量のバラツキによって導電性接着剤の最上面の位置が通常よりも高い場合であっても、接着剤が吸着面に付着することを防止できる。このため、吸着面に付着した接着剤が次に吸着保持する新たな圧電振動素子に再付着してその共振周波数を変動させたり、吸着面に接着剤が固着することによって圧電振動素子を密着保持できなくなる不具合を防止できる。

本発明の圧電振動素子の搭載方法は、絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の上方位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、少なくとも一つの前記通気孔から正圧を吐出させるか、或いは負圧の供給を中止することにより、該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、前記吸着ノズルの吸着面により上面を保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、前記吸着面から圧電振動素子を離脱させて落下させる際に、前記一端部側が他端部側に先行して前記吸着面から離脱するように、前記各通気孔からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御したことを特徴とする。
これによれば、吸着面が水平な吸着ノズルを用いながらも遊端側を上向きに傾斜させた状態での搭載が可能となるため、吸着ノズルを交換することなく圧電振動素子の搭載角度を種々変更し、パッケージ本体の上下面との間のギャップを十分に確保することができる。また、吸着面が傾斜した吸着ノズルは鋭角状の端縁が摩耗によって損耗し、交換頻度が高くなるが、本発明によればそのような不具合を解消できる。また、接着剤側端部が鋭角となった吸着ノズルは絶縁基板上の接着剤と近接し易いために接着剤が付着し易いが、本発明の吸着ノズルによればそのような欠点がない。

また、本発明の圧電振動素子の搭載方法は、絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の上方位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、少なくとも一つの前記通気孔から正圧を吐出させるか、或いは負圧の供給を中止することにより、該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、前記吸着ノズルの吸着面により上面を保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、前記吸着ノズルの吸着面から前記圧電振動素子を離脱させて落下させる際に、接着剤側から離間した通気孔から負圧を供給する一方で、前記接着剤側に位置する他の通気孔からは正圧を吐出させるか、前記一方の通気孔からの負圧よりも弱い負圧を供給するか、或いは正圧、負圧の何れも供給しないことを特徴とする。

また、圧電振動素子の搭載方法は、絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の上方位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、前記通気孔から正圧を吐出させるか、或いは負圧の供給を中止することにより該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、前記吸着ノズルの吸着面により上面を保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、前記吸着ノズルの複数の通気孔から正圧を吐出させて吸着面から圧電振動素子を離脱させて落下させる際に、前記接着剤側に位置する一方の通気孔からの正圧の吐出力を、接着剤側から離間した他の通気孔からの正圧の吐出力よりも強く設定したことを特徴とする。

また、本発明の圧電振動素子の搭載方法は、絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の直上位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、少なくとも一つの前記通気孔から正圧を吐出させることにより該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、前記吸着ノズルの吸着面により保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、前記吸着ノズルの吸着面から圧電振動素子を落下させる際に、前記接着剤側に位置する通気孔から正圧を吐出する一方で、接着剤側から離間した通気孔からは前記吸着保持工程での負圧よりも弱い負圧を供給するか、或いは正圧、負圧の何れも供給しないことを特徴とする。

また、本発明の吸着ノズルは、前記何れかの圧電振動素子の搭載方法に使用する前記吸着ノズルであって、前記接着剤側に位置する通気孔を前記吸着面の全長の中心部よりも接着剤側端部寄りであって、且つ吸着面の全長の１／３の位置よりも接着剤側端部寄りに配置したことを特徴とする。
吸着面に吸着した水晶振動素子を落下させるために通気孔から正圧を吐出する際に、通気孔が吸着面の中心線に沿った位置、或いは中心線よりも他端側位置に配置されていると、通気孔から吐出される正圧が水晶振動素子の長手方向中央部寄り位置を押圧するために水晶振動素子の被接着側端部側からスムーズに離脱させることが困難となるが、中心線よりも接着剤側端部に寄った位置に配置した通気孔から正圧を吐出した場合には水晶振動素子の被接着側端部側を押圧することになるので、所定の傾斜姿勢での落下を実現し易くなる。

また、本発明に係る圧電振動子は、上記何れかの搭載方法によって前記絶縁基板上の素子搭載パッド上に接続固定された圧電振動素子を含む前記絶縁基板上の空間を封止する蓋部材と、前記絶縁基板と、前記絶縁基板の底部に配置された実装端子と、前記素子搭載パッドと前記実装端子とを導通させる接続導体と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明に係る圧電発振器は、前記圧電振動子に発振回路を構成するＩＣ部品を一体化したことを特徴とする。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）は本発明方法によって圧電振動素子を搭載した圧電振動子の一例としての水晶振動子の全体縦断面図であり、（ｂ）は圧電振動素子の一例としての水晶振動素子の構成説明図（下面側から見た斜視図）である。
水晶振動子（圧電振動子）１は、セラミック等の絶縁材料から成るパッケージ本体（絶縁基板）２と、パッケージ本体２の外周壁５の上面に固定されて凹陥部３内を気密封止する金属蓋（蓋部材）１５と、凹陥部３内に配置される水晶振動素子（圧電振動素子）２０と、を有する。このパッケージ本体２は、セラミック製の底板４と、底板４の上面周縁に沿って所要幅にて積層されたセラミック製の環状の外壁（外周壁）５と、外壁５の上面に沿って固定された環状のシールリング（コバール）６と、凹陥部３の内底面上に離間して露出配置された２つの素子搭載パッド７と、底板４の外底面に露出配置された実装電極８と、実装電極８と素子搭載パッド７等との間を接続する内部導体９と、を備えている。

水晶振動素子２０は、図１（ｂ）に示すように水晶基板２１の両主面上に励振電極２２を夫々形成した構成を備え、励振電極２２に所要の交番電流を通電したときに表裏の励振電極２２により挟まれた水晶基板部分（主振動部）が厚み滑りを起こすと共にエネルギー閉じ込め現象を起こして、励振電極付着部分に主振動が励起される。水晶振動素子２０は、各励振電極２２から基板の一端縁に延びるリード端子２２ａを備え、各リード端子を含む基板端部下面は各素子搭載パッド７上の導電性接着剤２５によって電気的機械的に接続固定される。この例では、各リード端子２２ａの内の上面側のリード端子は基板端縁を超えて下面側に先端を導出させており、基板下面に離間配置された各リード端子の端部は、夫々各素子搭載パッド７上の導電性接着剤２５と一対一にて接続される。

図２はこの水晶振動素子２０を素子搭載パッド７上の導電性接着剤２５上に搭載するための装置構成、及び搭載手順を示す図である。
この吸着ノズル３０は、パッケージ本体内底面と平行な吸着面３１に複数の通気孔３２、３３を備えており、各通気孔３２、３３はポンプ４０との間を管体４１（正圧用管体４１ａ、負圧用管体４１ｂ、正負共用管体４１ｃ）によって連通接続されている。ポンプ４０は正圧、及び負圧を切り換えて出力可能な構成を有する。各通気孔３２、３３に対してポンプ４０から供給される正圧、及び負圧の圧力値は、バルブ４２、４３を個別に調整することによって個別に変化させることが可能である。また、吸着ノズル３０は図示しない駆動機構によって矢印方向へ進退自在に構成されている。
通気孔３２、３３は、素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けた所定の配列にて少なくとも２つ配列することにより、水晶振動素子の長手方向に沿った異なった上面位置を吸着するように構成する。
なお、本例では説明の便宜上から吸着面３１の長手方向（左右方向）に沿って２つの通気孔３２、３３を配置した例を示したが、これは勿論一例に過ぎず、長手方向、及び奥行き方向に配置する通気孔の個数、開口径、配置レイアウト等に制限はない。

吸着ノズル３０によって水晶振動素子２０を吸着する際には、図示しない素子載置手段（例えば、電極蒸着を終了した後のメタルマスク）上に水平な姿勢で配置された水晶振動素子上に下降して吸着面を素子上面に密着させた状態で各通気孔３２、３３から負圧を供給することにより、吸着面３１に水晶振動素子２０の上面側を吸着保持する。水晶振動素子を吸着した状態で吸着ノズル３０をパッケージ本体上に移動させて図示の下限位置まで下降させる。この状態で吸着面３１から水晶振動素子２０を離脱させて落下させる際に、接着剤２５に近い側の一端部（被接着側端部）２０ａ側が他端部（遊端部）２０ｂ側に先行して吸着面から離脱するように、各通気孔からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御する。これらの作業は制御部からの制御により実施される。
吸着面３１は、パッケージ本体内底面（水平面）と平行な面であるため、この吸着面に保持される水晶振動素子２０もパッケージ内底面と平行な面となっている。このため、各通気孔３２、３３からの負圧を同時に遮断したり、同時に同等の正圧を供給することにより、水晶振動素子２０を水平な姿勢で接着剤２５上に保持させることができる。

一方、同じ吸着ノズル３０により保持した水晶振動素子２０を吸着面３１から離脱させて落下させる際に、両通気孔３２、３３からの負圧の供給を一斉に停止するのではなく、接着剤側から離間した位置にある通気孔３３からは継続して負圧（或いは弱めた負圧）を供給し続ける一方で、接着剤側に位置する通気孔３２からの負圧供給を中止して正圧吐出に切り替えることにより、導電性接着剤２５に近い側の一端部２０ａ側を他端部２０ｂ側に先行して吸着面から離脱開始させ、一端部２０ａ側の離脱開始後に所定のタイミングにて通気孔３３からの負圧の供給を停止するか、或いは通気孔３３から正圧を供給開始することにより、水晶振動素子を傾斜させつつ落下させることができる。このように通気口３３からの負圧の値と通気孔３２からの正圧の値、及び切替タイミングを適宜調整することにより、水晶振動素子を所定の傾斜姿勢にて落下させることが可能となる。
或いは、通気孔３３からは継続して負圧を供給し続ける（或いは負圧を弱める）一方で、通気孔３２からは正圧、負圧の何れも供給しないことにより、導電性接着剤２５に近い側の一端部２０ａ側を他端部２０ｂ側に先行して吸着面から離脱開始させることができる。そして、一端部２０ａ側の離脱開始後に所定のタイミングにて通気孔３３からの負圧の供給を停止するか、或いは通気孔３３から正圧を供給開始することにより、水晶振動素子を傾斜させつつ落下させることができる。
この結果、図示のように他端部２０ｂ側を上向きに傾斜させた姿勢にて水晶振動素子の一端部２０ａを接着保持することができる。

なお、水晶振動素子２０を離脱させる際に通気孔３３から供給する負圧を、水晶振動素子を吸着保持する際の負圧よりも弱くすることにより傾斜姿勢での離脱、落下がよりスムーズとなる。
或いは、吸着ノズル３０の複数の通気孔３２、３３から夫々異なった強さの正圧を吐出させて吸着面３１から水晶振動素子２０を傾斜姿勢で離脱させることも可能であり、具体的には接着剤側に位置する通気孔３２からの正圧の吐出力を、接着剤側から離間した他の通気孔３３からの正圧の吐出力よりも強く設定することによっても一端部２０ａ側を下向きに傾斜させた状態での落下が可能となる。
或いは、両通気孔３２、３３から負圧を供給することにより吸着面３１に吸着保持した水晶振動素子を離脱させるために、両通気孔からの負圧の供給を停止すると同時に、一端２０ａ寄りの通気孔３２からのみ正圧を供給開始するようにしても、上記と同様に水晶振動素子２０の落下時の傾斜角度を吸着面３１の傾斜角度を超えた急傾斜に保持しつつ落下させることができる。
以上のように各通気孔３２、３３からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御することにより、一端部２０ａ側から先行して落下を開始し、他端部２０ｂ側は遅れて落下することとなり、一端部２０ａ側を導電性接着剤２５に接着保持した際の姿勢を遊端部側が上向きに傾斜した姿勢とすることができ、パッケージ本体内底面と水晶振動素子の遊端部との間のギャップを適正値に確保することが可能となる。

次に、このような構成を備えた吸着ノズル３０を用いた水晶振動素子の搭載手順の一例について説明する。
吸着ノズル３０による水晶振動素子の吸着時には、複数の通気孔３２、３３から負圧を供給することにより水晶振動素子２０を水平な姿勢で吸着面３１に保持する。この状態で吸着ノズル３０をワーク支持台５０上のパッケージ母材２Ａ上に移動する。即ち、ワーク支持台５０上には複数のパッケージ本体２をシート状に連結したパッケージ母材２Ａが支持されている。
吸着ノズル３０は、吸着面３１によって水晶振動素子２０の上面を吸着保持した状態で矢印方向へ進退し、パッケージ母材２Ａを構成するパッケージ本体個片上に近接する。
次いで、吸着ノズルの吸着面３１により保持した水晶振動素子の一端部側下面を素子搭載パッド７上の導電性接着剤２５の直上位置に接近（下降）させて停止させる。次いで、吸着ノズルの複数の通気孔３２、３３からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御することにより、水晶振動素子を任意の姿勢（水平姿勢、傾斜姿勢）にて落下させ、所定の姿勢にて先端部２０ａを導電性接着剤２５によって保持させることが可能となる。

水晶振動素子２０を水平姿勢に接着する場合には全ての通気孔３２、３３からの負圧供給を同時に停止するか、或いは同時に同圧の正圧を供給することとなる。
一方、水晶振動素子２０の一端部２０ａ側を下向き傾斜させて接着する場合には上記の如き各パターンにて正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御することとなる。
なお、傾斜した状態で一端部２０ａの下面を接着剤により接着した後で、水晶振動素子の自重及び接着剤硬化時の応力によって他端部２０ｂ側が下降するため、この下降量を見込んだ上で水晶振動素子の落下時の傾斜角度を適切に設定すればよい。
従って、本実施形態によれば各通気孔３２、３３からの正圧の吐出力を個別に最適に調整することにより、接着剤２５が硬化した段階で、水晶振動素子の他端部２０ｂと凹陥部３の内底面との間のギャップが（他端部２０ｂと金属蓋１２下面とのギャップも）適切な値となるように微調整することが可能となる。従って、パッケージ本体２の凹陥部３内の高さ寸法が小型化したとしても、導電性接着剤により保持された水晶振動素子の姿勢を最適な姿勢とすることができる。

次に、図３は本発明の他の実施形態に係る吸着ノズルの構成を示す縦断面図であり、複数の通気孔３２、３３のうちの接着剤側の通気孔３２を、吸着面３１の中心線Ｌ１よりも接着剤側端部３１ａ寄りであって、且つ吸着面３１の全長Ｌの１／３の位置Ｌ２よりも接着剤側端部３１ａ寄りに配置した構成が特徴的である。
吸着面３１に吸着した水晶振動素子２０を落下させるために通気孔３２から正圧を吐出する際に、通気孔３２が吸着面３１の中心線Ｌ１に沿った位置、或いは中心線Ｌ１よりも他端側位置に配置されていると、通気孔３２から吐出される正圧が水晶振動素子の長手方向中央部寄り位置を押圧するために水晶振動素子２０の被接着側端部である一端部２０ａ側からスムーズに離脱させることが困難となる。一方、中心線Ｌ１よりも接着剤側端部３１ａに寄った位置に配置した通気孔３２から正圧を吐出した場合には水晶振動素子２０の被接着側端部２０ａ側を押圧することになるので、所定の傾斜姿勢での落下を実現し易くなるからである。
他方の通気孔３３の位置は、吸着面の中心線Ｌ１に沿った位置であっても良いし、中心線Ｌ１よりも他端（図面右側）寄り位置であってもよい。

以上のように本発明によれば、特殊な吸着ノズルを用いることなく任意の傾斜姿勢に水晶振動素子を接着保持することができる。即ち、吸着面が水平（パッケージ内底面と平行）な吸着ノズルを用いて水晶振動素子を水平に吸着保持しつつ、水晶振動素子の被接着側端部下面を素子搭載パッド上の導電性接着剤の直上位置に近接させてから水晶振動素子を落下させて該被接着側端部下面を導電性接着剤上に接着させる搭載方法を採用しながらも、任意の姿勢、即ち水平姿勢、或いは傾斜姿勢にて水晶振動素子を導電性接着剤上に片持ち支持することができる。
また、吸着面がパッケージ内底面と平行な吸着ノズルを用いるため、水晶振動素子を吸着保持する際に片当たりする突出部が存在しなくなるため、吸着ノズルが部分的に損耗することがなくなり、その耐久性を高めて交換頻度を低減することができる。また、吸着面が水平な吸着ノズルを用いることにより、水晶振動素子を導電性接着剤上に水平に搭載する場合は勿論、遊端部を上向きに傾斜させた状態での搭載においても、同一の吸着ノズルの使用が可能となり、吸着ノズルの交換作業に伴う生産性の低下、コストアップを防止できる。

また、吸着ノズルの接着側端部３１ａが図４（ｂ）の如く下方へ突出した鋭角な端部である場合には、水晶振動素子を吸着する位置のバラツキに起因して当該端部３１ａが水晶振動素子の接着側端部２０ａと同等位置にあったり、或いは該端部２０ａから突出していると、導電性接着剤２５が吸着ノズル端部に付着することがあるが、本発明においては吸着面が水平であるため、塗布量のバラツキに起因して導電性接着剤の最上面の位置が通常よりも高くなっていても、接着剤が吸着面に付着し難くなる。このため、吸着面に付着した接着剤が次に吸着保持する新たな水晶振動素子に再付着してその共振周波数を変動させたり、吸着面に接着剤が固着することによって水晶振動素子を密着保持できなくなる不具合を防止できる。
また、吸着ノズルの接着側端部が図４（ｂ）の如く下方へ突出した鋭角な端部である場合には、吸着ノズルの吸着面が水晶振動素子のどの位置を吸着するかによって水晶振動素子の接着側端部と接着剤との間の距離がばらつき易いが、本発明のように吸着面３１が水平な場合には吸着ノズルの最下降位置における水晶振動素子の被接着側端部２０ａと接着剤２５の最上面との距離が一定化し易く、水晶振動素子を接着剤上に落下させた際の接着部位にばらつきが発生し難くなり、接着剤上の狙った位置に水晶振動素子の特定部位を常に安定して接着させることができると共に、水晶振動素子の遊端部が上向きに傾斜した姿勢を確保し易くなる。
本発明の吸着ノズルが水晶振動素子を吸着する位置を、吸着面３１の接着剤側端部３１ａが水晶振動素子の被接着側端部２０ａを越えない程度に近接した位置とすることにより、水晶振動素子端部を接着剤上に接着させる位置のばらつきをなくすることができる。

なお、図１の例では、凹陥部３を有したパッケージ本体（絶縁基板）２の凹陥部３内に水晶振動素子２０を収容する構成例を示したが、平坦な絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に導電性接着剤により水晶振動素子を搭載した上で、この水晶振動素子を含む基板上の空間を逆椀形の金属蓋（蓋部材）によって気密封止するようにした水晶振動子も本発明の範囲内に含まれるものである。
また、本発明において使用可能な水晶基板２１は、カットアングル、形状と関係なくあらゆるタイプの水晶基板を含むものである。具体的には、図示の如き所謂短冊形状のＡＴカット水晶基板のみならず、音叉型、その他種々の水晶基板を使用することができる。
更に、図１の例では本発明の水晶振動素子の搭載方法を適用し得る圧電デバイスの一例として水晶振動子を示したが、この水晶振動子に対して、発振回路、温度補償回路等を構成するＩＣ部品を組み付けた水晶発振器も本発明の範囲に属するものである。
なお、上記実施形態では、圧電材料として水晶を使用した水晶振動子、水晶発振器を中心として説明してきたが、本発明は水晶以外の圧電材料を使用した各種圧電デバイスにおける圧電振動素子の接着構造に適用することができる。

（ａ）は本発明方法によって圧電振動素子を搭載した圧電振動子の一例としての水晶振動子の全体縦断面図、（ｂ）は圧電振動素子の一例としての水晶振動素子の構成説明図。 圧電振動素子を素子搭載パッド上の導電性接着剤上に搭載するための装置構成、及び搭載手順を示す図。 本発明の他の実施形態に係るノズルの構成を示す説明図。 （ａ）及び（ｂ）は従来例に係る吸着ノズルの構成と、搭載手順の説明図。

符号の説明

１…圧電振動子、２…パッケージ本体（絶縁基板）、２Ａ…パッケージ母材、３…凹陥部、４…底板、５…外壁、７…素子搭載パッド、８…実装電極、９…内部導体、１２…金属蓋、２０…水晶振動素子、２０ａ…一端部（被接着側端部）、２０ｂ…他端部、２１…水晶基板、２２…励振電極、２２ａ…リード端子、２５…導電性接着剤、３０…吸着ノズル、３１…吸着面、３１ａ…接着剤側端部、３２、３３…通気孔、４０…ポンプ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ…管体、４２、４３…バルブ、５０…ワーク支持台。

Claims (7)

1. 絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の上方位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、少なくとも一つの前記通気孔から正圧を吐出させるか、或いは負圧の供給を中止することにより、該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、
   前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、
   前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、
   前記吸着ノズルの吸着面により上面を保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、
   前記吸着面から圧電振動素子を離脱させて落下させる際に、前記一端部側が他端部側に先行して前記吸着面から離脱するように、前記各通気孔からの正圧、負圧の供給の有無、圧力値、供給タイミングを夫々適切に制御したことを特徴とする圧電振動素子の搭載方法。
2. 絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の上方位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、少なくとも一つの前記通気孔から正圧を吐出させるか、或いは負圧の供給を中止することにより、該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、
   前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、
   前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、
   前記吸着ノズルの吸着面により上面を保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、
   前記吸着ノズルの吸着面から前記圧電振動素子を離脱させて落下させる際に、接着剤側から離間した位置にある一方の通気孔から負圧を供給する一方で、前記接着剤側に位置する他の通気孔からは正圧を吐出させるか、前記一方の通気孔からの負圧よりも弱い負圧を供給するか、或いは正圧、負圧の何れも供給しないことを特徴とする圧電振動素子の搭載方法。
3. 絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の上方位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、前記通気孔から正圧を吐出させるか、或いは負圧の供給を中止することにより該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、
   前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、
   前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、
   前記吸着ノズルの吸着面により上面を保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、
   前記吸着ノズルの複数の通気孔から正圧を吐出させて吸着面から前記圧電振動素子を離脱させて落下させる際に、前記接着剤側に位置する一方の通気孔からの正圧の吐出力を、接着剤側から離間した他の通気孔からの正圧の吐出力よりも強く設定したことを特徴とする圧電振動素子の搭載方法。
4. 絶縁基板上に設けた素子搭載パッド上に塗布した接着剤の直上位置に、吸着ノズルの吸着面に設けた複数の通気孔からの負圧により上面を吸着保持した圧電振動素子の一端部下面を近接させた状態で、少なくとも一つの前記通気孔から正圧を吐出させることにより該吸着面から該圧電振動素子を離脱させて該圧電振動素子の一端部下面を前記接着剤上に接着させる圧電振動素子の搭載方法であって、
   前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて前記絶縁基板上面と平行な前記吸着面を有し、且つ該吸着面には前記素子搭載パッド側の一端部から対向する他端部に向けて配列された少なくとも２つの前記通気孔を有した前記吸着ノズルを用意する工程と、
   前記吸着ノズルの複数の通気孔から負圧を供給することにより前記圧電振動素子を前記絶縁基板上面と平行な状態で前記吸着面に保持する工程と、
   前記吸着ノズルの吸着面により保持した前記圧電振動素子の前記一端部下面を前記素子搭載パッド上の接着剤の直上位置に接近させる工程と、を備え、
   前記吸着ノズルの吸着面から前記圧電振動素子を落下させる際に、前記接着剤側に位置する通気孔から正圧を吐出する一方で、接着剤側から離間した位置にある通気孔からは前記吸着保持工程での負圧よりも弱い負圧を供給するか、或いは正圧、負圧の何れも供給しないことを特徴とする圧電振動素子の搭載方法。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の圧電振動素子の搭載方法に使用する前記吸着ノズルであって、
   前記接着剤側に位置する通気孔を前記吸着面の全長の中心部よりも接着剤側端部寄りであって、且つ吸着面の全長の１／３の位置よりも接着剤側端部寄りに配置したことを特徴とする吸着ノズル。
6. 前記絶縁基板と、請求項１乃至４の何れか一項に記載の搭載方法によって前記接着剤上に接続固定された圧電振動素子と、該圧電振動素子を含む前記絶縁基板上の空間を封止する蓋部材と、前記絶縁基板の底部に配置された実装端子と、前記素子搭載パッドと前記実装端子とを導通させる接続導体と、を備えたことを特徴とする圧電振動子。
7. 請求項６に記載の圧電振動子に発振回路を構成するＩＣ部品を一体化したことを特徴とする圧電発振器。

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