JP2010002357A - Vibrator piece characteristic inspection device and vibrator piece characteristic inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、水晶ブランク等の振動子片の所定の特性検査を行う、振動子片特性検査装置及び振動子片特性検査方法に関する。 The present invention relates to a vibrator piece characteristic inspection apparatus and a vibrator piece characteristic inspection method for performing predetermined characteristic inspection of a vibrator piece such as a crystal blank.
従来、電子部品の水晶振動子の振動体としてシート状の水晶ブランク(水晶片)が使用されている。この水晶ブランクは、振動特性が一定でないと最終の部品性能にバラツキが発生してしまうため、水晶ブランクの製造工程や、水晶ブランクを用いた電子部品の組み立て工程の一部に、この水晶ブランクの電気的特性(例えば、周波数応答特性)を確認・検査するための特性検査工程が設けられている。例えば、この特性検査工程において、一般的に用いられている水晶ブランクの検査装置としては、パーツフィーダで水晶ブランクを整列供給した後、検査テーブル上を回転する回転テーブルに対して水晶ブランクを投入し、その回転テーブルを90°回転することによって検査テーブル上の検査位置まで搬送して、水晶ブランクの特性を検査する。検査後の水晶ブランクは、検査の良否の判定結果に基づいて、さらに回転テーブルにより所定の分別位置まで搬送されて検査結果に応じた分類箱に分別される。 Conventionally, a sheet-like crystal blank (crystal piece) is used as a vibrating body of a crystal resonator of an electronic component. If the vibration characteristics of the crystal blank are not constant, the final component performance will vary. Therefore, this crystal blank is part of the crystal blank manufacturing process and the electronic component assembly process using the crystal blank. A characteristic inspection process for confirming / inspecting electrical characteristics (for example, frequency response characteristics) is provided. For example, in this characteristic inspection process, as a crystal blank inspection device generally used, after a crystal blank is aligned and supplied by a parts feeder, the crystal blank is inserted into a rotating table that rotates on the inspection table. Then, by rotating the rotary table by 90 °, it is conveyed to the inspection position on the inspection table, and the characteristics of the crystal blank are inspected. The crystal blank after the inspection is further transported to a predetermined sorting position by the rotary table based on the determination result of the quality of the inspection and sorted into a classification box according to the inspection result.
しかしながら、前述した回転テーブルは、水晶ブランクが落し込まれる貫通穴を有し、貫通孔の底に検査テーブルが臨む構造となっている。したがって、水晶ブランクは、回転テーブルの貫通孔の底部分で、検査テーブル上を引きずられるようにして移動する。近年、水晶振動子の高性能化と共に、水晶ブランクの厚みが極めて薄くなってきており、水晶ブランクが回転テーブルと検査テーブルの隙間に挟まったり、回転テーブルと検査テーブルの隙間に微小なゴミ等が入って回転テーブルの回転が停止したり、またはそのゴミによって水晶ブランクの表面に傷が着いたりしやすいという問題があった。 However, the rotary table described above has a through-hole into which the crystal blank is dropped, and has a structure in which the inspection table faces the bottom of the through-hole. Therefore, the quartz crystal blank is moved so as to be dragged on the inspection table at the bottom portion of the through hole of the rotary table. In recent years, with the improvement in performance of quartz resonators, the thickness of quartz blanks has become extremely thin. Quartz blanks are caught in the gap between the rotary table and the inspection table, or minute dust etc. are found in the gap between the rotary table and the examination table. There is a problem that the rotation of the rotary table stops and the surface of the crystal blank is easily damaged by the dust.
また、高性能化が進んだ水晶ブランクの場合には、水晶ブランクの振動領域の僅かな厚さの差異が、その後の製品性能に大きく影響してしまう。従って、水晶ブランクの複数の個所(例えば、四角形状の水晶ブランクの場合には対象の2か所又は4か所)で検査をすることが望まれるが、回転テーブルでは、水晶ブランクを高精度に位置決めすることが難しいというという問題があった。 Further, in the case of a crystal blank whose performance has been improved, a slight difference in thickness of the vibration region of the crystal blank greatly affects the subsequent product performance. Therefore, it is desirable to inspect at a plurality of locations of the crystal blank (for example, two or four locations in the case of a square crystal blank), but with a rotary table, the crystal blank is highly accurate. There was a problem that it was difficult to position.
更に、水晶ブランクが検査テーブル上を引きずられる構造であるため、水晶ブランクに静電気が帯電してしまい、分別箱へ落とし込む際に、検査テーブルから水晶ブランクが離れ難かったり、予想外の場所に落下してしまったりする問題もあった。 In addition, because the crystal blank is dragged over the inspection table, static electricity is charged on the crystal blank, and when dropping into the sorting box, the crystal blank is difficult to separate from the inspection table or falls to an unexpected location. There was also a problem.
また、特に近年開発されている超小型水晶振動子に搭載されている超小型の水晶ブランクは、発振のエネルギーをその水晶ブランクの中央部に閉じ込めるように(電気的特性向上のため)、保持部となる水晶ブランクの周縁部を振動領域よりも薄くする、ベベル加工(べべリングとも言う)が行われる。したがって、仮に、本出願時では未公知であるが、この水晶ブランクを電極付きのバキュームチャックで保持することを考えると、図11に示されるように、そのバキュームチャック900は、上電極920の周囲に、吸引ノズル940を配設する構造になる。しかし、このバキュームチャック900では、ベベル加工された斜面部分404と吸引ノズル940に隙間980が形成されてしまい、この隙間980から吸引圧力が漏れ、水晶ブランク400を確実に吸引できないという問題がある。また、ベベル加工された水晶ブランク400の斜面部分404の形状に合わせて、吸引ノズル940を配置することも考えられるが、吸引ノズル940の加工が複雑になるだけでなく、ベベル加工された斜面部分404にも加工誤差を有しているため、現実的には実行が困難であるという問題がある。
In particular, the ultra-small crystal blank mounted on the ultra-small crystal resonator that has been developed in recent years is designed to hold the oscillation energy in the center of the crystal blank (to improve electrical characteristics). The bevel processing (also referred to as beveling) is performed to make the peripheral edge of the quartz blank to be thinner than the vibration region. Therefore, although not known at the time of the present application, considering that this crystal blank is held by a vacuum chuck with electrodes, as shown in FIG. Further, the
本発明は、斯かる実情に鑑み、水晶ブランクを検査位置まで高精度に搬送し、そのまま検査を行うことができる振動子片特性検査装置及び振動子片特性検査方法を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention intends to provide a vibrator piece characteristic inspection apparatus and a vibrator piece characteristic inspection method capable of carrying a crystal blank with high precision to an inspection position and performing the inspection as it is. .
本発明者の鋭意研究により、上記目的は以下の手段によって達成される。 The above-mentioned object is achieved by the following means based on the earnest research of the present inventors.
(1)本発明は、水晶ブランク等の振動子片の電気的な特性を検査する振動子片特性検査装置であって、前記振動子片を負圧によって吸着保持するバキュームチャックを備え、前記バキュームチャックは、前記振動子片の中央付近に近接される第1電極領域と、前記第1電極領域の周囲に配設され、前記第1電極領域の外壁を自身の内壁の一部とするバキュームポートと、を有して構成され、更に、前記第1電極領域と対向するように配設される第2電極領域を備えることを特徴とする振動子片特性検査装置である。 (1) The present invention is a vibrator piece characteristic inspection device for inspecting the electrical characteristics of a vibrator piece such as a crystal blank, and includes a vacuum chuck that sucks and holds the vibrator piece with a negative pressure. The chuck is disposed in the vicinity of the first electrode region near the center of the vibrator piece and around the first electrode region, and the vacuum port has the outer wall of the first electrode region as a part of its inner wall. And a second electrode region disposed so as to face the first electrode region.
(2)本発明はまた、前記第1電極領域の位置を決定する第1当接面と、前記第2電極領域の位置を決定する第2当接面と、を備え、前記第1当接面と前記第2当接面を当接させることで、前記第1電極領域と前記第2電極領域の相対距離を決定する位置決め機構と、を備えることを特徴とする、(1)に記載の振動子片特性検査装置である。 (2) The present invention also includes a first contact surface that determines the position of the first electrode region and a second contact surface that determines the position of the second electrode region, and the first contact surface A positioning mechanism that determines a relative distance between the first electrode region and the second electrode region by bringing a surface into contact with the second contact surface, and comprising a positioning mechanism according to (1). This is a vibrator piece characteristic inspection device.
(3)本発明はまた、前記バキュームチャックは、前記第1電極領域が柱形状に形成されると共に、前記第1電極領域を内部に収容する収容孔が形成され、前記第1電極領域の外壁と前記収容孔の内壁の間に、前記バキュームポートとなる隙間が存在することを特徴とする、(1)又は(2)に記載の振動子片特性検査装置である。 (3) In the vacuum chuck according to the present invention, the first electrode region is formed in a column shape, and an accommodation hole for accommodating the first electrode region is formed therein, and an outer wall of the first electrode region is formed. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to (1) or (2), wherein a gap serving as the vacuum port exists between the inner wall of the housing hole.
(4)本発明はまた、前記第1電極領域と前記収容孔の間に介在して、バキュームポートとなる前記隙間を確保する絶縁部材を備えることを特徴とする、(3)に記載の振動子片特性検査装置である。 (4) The vibration according to (3), further comprising an insulating member that is interposed between the first electrode region and the accommodation hole and secures the gap serving as a vacuum port. This is a piece characteristic inspection device.
(5)本発明はまた、前記バキュームチャックは、前記第1電極領域の周囲に、該第1電極領域の外壁を自身の内壁とする溝が形成されており、前記溝に負圧を発生させることで、該溝が前記バキュームポートとして機能することを特徴とする、(1)又は(2)に記載の振動子片特性検査装置である。 (5) In the vacuum chuck according to the present invention, a groove having an outer wall of the first electrode region as an inner wall is formed around the first electrode region, and a negative pressure is generated in the groove. Thus, the vibrator piece characteristic inspection apparatus according to (1) or (2), wherein the groove functions as the vacuum port.
(6)本発明はまた、前記バキュームチャックは、前記バキュームポートの周囲に保持面を有し、前記バキュームチャックが前記振動子片を吸着する際に、前記保持面が前記振動子片に当接して該振動子片を面状態で保持することを特徴とする、(1)乃至(5)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (6) In the present invention, the vacuum chuck has a holding surface around the vacuum port, and the holding surface abuts the vibrator piece when the vacuum chuck adsorbs the vibrator piece. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the vibrator piece is held in a surface state.
(7)本発明はまた、前記第1電極領域は、外周の一部を絶縁部材に包囲されていることを特徴とする、(1)乃至(6)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (7) In the vibrator element characteristic according to any one of (1) to (6), the first electrode region may be partly surrounded by an insulating member. Inspection equipment.
(8)本発明はまた、前記第2電極領域は、外周の全部又は一部を絶縁部材に包囲され、該第2電極領域の外周を保持する保持部材と電気的に絶縁されていることを特徴とする、(1)乃至(7)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (8) The present invention is also characterized in that the second electrode region is surrounded by an insulating member at all or part of the outer periphery and electrically insulated from a holding member that holds the outer periphery of the second electrode region. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of (1) to (7).
(9)本発明はまた、前記保持面は、前記振動子片が振動する振動領域と接触しないように、該振動領域の外側を保持することを特徴とする、(6)に記載の振動子片特性検査装置である。 (9) The vibrator according to (6), wherein the holding surface holds the outside of the vibration region so that the vibration piece does not come into contact with the vibration region. This is a single characteristic inspection device.
(10)本発明はまた、前記第1電極領域は、前記振動子片が振動する振動領域の面積と略同じ面積又は前記振動子片が振動する振動領域の面積よりも狭い面積を有することを特徴とする、(1)乃至(9)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (10) In the present invention, it is preferable that the first electrode region has an area substantially the same as an area of a vibration region where the vibrator piece vibrates or an area smaller than an area of the vibration region where the vibrator piece vibrates. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of (1) to (9).
(11)本発明はまた、前記保持面は、少なくとも前記振動子片と接触する面が平面研摩され、所定の平面度及び表面粗さの範囲内で形成されることを特徴とする、(6)又は(9)に記載の振動子片特性検査装置である。 (11) The present invention is also characterized in that the holding surface is formed within a predetermined flatness and surface roughness by polishing at least a surface in contact with the vibrator piece. ) Or (9).
(12)本発明はまた、前記第1当接面は、少なくとも前記第2当接面と当接する領域が平面研摩され、前記第2当接面は、少なくとも前記第1当接面と当接する領域が平面研摩され、前記第1当接面と前記第2当接面の平面研摩された前記領域が当接した場合に、前記バキュームチャックと前記第2電極領域の隙間が所定の間隔を有するように構成されていることを特徴とする、(2)に記載の振動子片特性検査装置である。 (12) In the present invention, it is also preferable that the first contact surface is polished at least in a region where the first contact surface contacts the second contact surface, and the second contact surface contacts at least the first contact surface. When a region is plane-polished and the region where the first abutment surface and the second abutment surface are plane-polished abuts, a gap between the vacuum chuck and the second electrode region has a predetermined interval. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to (2), which is configured as described above.
(13)本発明はまた、前記第1電極の近傍に、前記第1当接面を提供する第1位置決め部材が配置されると共に、前記第2電極領域の近傍に、前記第2当接面を提供する第2位置決め部材が配置され、前記第1位置決め部材又は前記第2位置決め部材の少なくとも一方が、交換又は変位されることで、前記第1電極領域と前記第2電極領域の相対距離が変更可能であることを特徴とする、(1)乃至(12)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (13) In the present invention, a first positioning member that provides the first contact surface is disposed in the vicinity of the first electrode, and the second contact surface is disposed in the vicinity of the second electrode region. A second positioning member is provided, and at least one of the first positioning member or the second positioning member is replaced or displaced, so that a relative distance between the first electrode region and the second electrode region is increased. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of (1) to (12), wherein the vibrator piece characteristic inspection apparatus is changeable.
(14)本発明はまた、前記位置決め機構は、変位許容部材を備え、前記変位許容部材は、前記第1当接面と前記第2当接面と、が当接する際の傾斜誤差を吸収することを特徴とする、(2)に記載の振動子片特性検査装置である。 (14) In the present invention, the positioning mechanism includes a displacement permission member, and the displacement permission member absorbs an inclination error when the first contact surface and the second contact surface contact each other. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to (2), characterized in that:
(15)本発明はまた、前記バキュームチャックは回転自在に配設されており、前記バキュームチャックによって前記振動子片を回転可能とされることを特徴とする、(1)乃至(14)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (15) In the present invention, any one of (1) to (14) is characterized in that the vacuum chuck is rotatably arranged, and the vibrator piece can be rotated by the vacuum chuck. It is a vibrator piece characteristic test | inspection apparatus.
(16)本発明はまた、前記第2電極領域は、回転自在に配設されていることを特徴とする、(1)乃至(15)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (16) The vibrator element characteristic inspection apparatus according to any one of (1) to (15), wherein the second electrode region is rotatably arranged. .
(17)本発明はまた、前記バキュームポートに印加する負圧を制御する負圧制御装置を更に備え、前記負圧制御装置は、第1負圧及び前記第1負圧よりも絶対圧力が低い第2負圧を切り替え可能とされ、少なくとも前記バキュームポートによって前記振動子片を吸引する際は前記第1負圧を発生するように制御を行い、少なくとも前記振動子片の特性を計測する際は前記第2負圧を発生するように制御を行うことを特徴とする、(1)乃至(16)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (17) The present invention further includes a negative pressure control device that controls a negative pressure applied to the vacuum port, and the negative pressure control device has a lower absolute pressure than the first negative pressure and the first negative pressure. The second negative pressure can be switched, and at least when the vibrator piece is sucked by the vacuum port, control is performed so as to generate the first negative pressure, and at least when the characteristic of the vibrator piece is measured. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of (1) to (16), wherein control is performed so as to generate the second negative pressure.
(18)本発明はまた、前記負圧制御装置は、更に、前記バキュームポートに負圧を供給する負圧供給路に配置される大気開放弁を備え、前記負圧供給路による前記第1負圧を供給中に、前記大気開放弁を開放操作することにより、前記第2負圧を生成することを特徴とする、(17)に記載の振動子片特性検査装置である。 (18) In the present invention, the negative pressure control device further includes an air release valve disposed in a negative pressure supply path that supplies negative pressure to the vacuum port, and the first negative pressure supply path includes the first negative pressure supply path. The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to (17), wherein the second negative pressure is generated by opening the atmosphere release valve while pressure is being supplied.
(19)本発明はまた、前記負圧制御装置は、前記大気開放弁の開放中に、前記負圧の供給を停止することで、前記バキュームチャックから前記振動子片を脱離させることを特徴とする、(17)又は(18)に記載の振動子片特性検査装置である。 (19) The present invention is also characterized in that the negative pressure control device detaches the vibrator piece from the vacuum chuck by stopping the supply of the negative pressure while the atmosphere release valve is open. The vibrator piece characteristic inspection device according to (17) or (18).
(20)本発明はまた、回転するインデックステーブルを備え、前記第1電極領域を有する前記バキュームチャックは、前記インデックステーブルの周方向に複数個配設され、前記振動子片は、前記インデックステーブルの回転によって、前記バキュームチャックに載置された状態で前記検査位置に移送されて、電気的な特性が検査されることを特徴とする、(1)乃至(19)のいずれかに記載の振動子片特性検査装置である。 (20) The present invention also includes a rotating index table, wherein a plurality of the vacuum chucks having the first electrode region are arranged in a circumferential direction of the index table, and the vibrator piece is formed of the index table. The vibrator according to any one of (1) to (19), wherein the transducer is transferred to the inspection position while being mounted on the vacuum chuck by rotation, and the electrical characteristics are inspected. This is a single characteristic inspection device.
(21)本発明は、水晶ブランク等の振動子片の電気的な特性を検査する振動子片特性検査装置であって、前記振動子片を負圧によって吸着保持するバキュームチャックを備え、前記バキュームチャックは、前記振動子片の中央付近に近接される第1電極領域と、前記第1電極領域の周囲に配設され、前記第1電極領域の外壁を自身の内壁の一部とするバキュームポートと、前記第1電極領域と対向するように配設される第2電極領域と、を有して構成され、前記バキュームポートは、前記第1電極と同一部材で形成されていることを特徴とする、振動子片特性検査装置である。 (21) The present invention is a vibrator piece characteristic inspection device for inspecting the electrical characteristics of a vibrator piece such as a crystal blank, and includes a vacuum chuck that sucks and holds the vibrator piece by negative pressure, and the vacuum piece The chuck is disposed in the vicinity of the first electrode region near the center of the vibrator piece and around the first electrode region, and the vacuum port has the outer wall of the first electrode region as a part of its inner wall. And a second electrode region disposed to face the first electrode region, and the vacuum port is formed of the same member as the first electrode. This is a vibrator piece characteristic inspection device.
(22)本発明は、水晶ブランク等の振動子片の電気的な特性を検査する振動子片特性検査方法であって、供給装置により振動子片を供給する供給工程と、第1電極領域と、前記第1電極領域の周囲に配設され、該第1電極領域の外壁を自身の内壁とするバキュームポートと、を備えるバキュームチャックにより、前記供給装置から供給された前記振動子片を吸着保持して搬送する搬送工程と、前記搬送工程中における検査位置で、前記第1電極領域と対向して設けられる第2電極領域の相対距離を位置決め機構により設定し、前記振動子片の電気的な特性を検査する特性検査工程と、前記特性検査工程の検査結果に基づいて、前記バキュームチャックによって前記振動子片を所定の分別装置まで搬送して分別する分別工程と、を備えることを特徴とする、振動子片特性検査方法である。 (22) The present invention provides a vibrator piece characteristic inspection method for inspecting electrical characteristics of a vibrator piece such as a crystal blank, a supply step of supplying the vibrator piece by a supply device, a first electrode region, And a vacuum chuck provided around the first electrode region and having an outer wall of the first electrode region as an inner wall of the first electrode region, the vibrator piece supplied from the supply device is held by suction The relative distance between the second electrode region provided opposite to the first electrode region is set by a positioning mechanism at the transporting step for transporting and the inspection position during the transporting step, A characteristic inspection step for inspecting characteristics, and a separation step for conveying and separating the vibrator pieces to a predetermined separation device by the vacuum chuck based on the inspection result of the characteristic inspection step. Wherein a vibrator piece characteristic test method.
本発明によれば、水晶ブランクの正確な位置決め制御を行い、所定の検査位置まで高精度に搬送できるという優れた効果を奏し得る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the exact positioning control of a crystal blank can be performed, and the outstanding effect that it can convey to a predetermined | prescribed inspection position with high precision can be show | played.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の例について詳細に説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施形態に係る水晶ブランク(以下、本明細書では、振動子片と言うことがある)の特性検査装置1の全体を表す平面図である。 FIG. 1 is a plan view showing the entirety of a characteristic inspection apparatus 1 for a quartz crystal blank (hereinafter, also referred to as a vibrator piece in the present specification) according to a first embodiment of the present invention.
水晶ブランクの特性検査装置1は、複数の水晶ブランク400を整列供給する供給トレイ20と、移載ロボット40と、上側電極機構50と、カメラ60と、下側電極機構80と、減圧装置100と、収納装置200と、真空ポンプ300を備えて構成されている。
The crystal blank characteristic inspection apparatus 1 includes a
供給トレイ20は、水晶ブランク400を1枚ずつマトリクス状に整列配置して所定の位置に保持するための容器である。
The
移載ロボット40は、X−Y軸方向、Z軸(上下)方向、およびθ(回転)方向に移動可能な直行ロボットである。この移載ロボット40は、X軸アーム42と、X軸アーム42によってX軸方向に移動自在とされるY軸アーム44と、Y軸アーム44によってY軸方向に移動自在とされるZ軸アーム46を備える。このZ軸アーム46は、上側電極機構50を、Z方向に移動自在且つθ方向に回転自在に保持している。この移載ロボット40は、制御部48によって各方向の移動が制御される。
The
カメラ60は、レンズ部62と画像処理装置64を備えている。したがって、カメラ60は、所定の撮影領域に搬送された水晶ブランク400をレンズ部62で撮影し、その撮影した水晶ブランク400の画像データを画像処理装置64で分析することによって、水晶ブランク400のX座標、Y座標及びθ座標等の位置情報を取得することができる。この画像処理装置64は、取得した水晶ブランク400の位置情報を移載ロボット40の制御部48に送信する。制御部48は、この位置情報を利用して、制御信号を生成し、その制御信号を各アームに送信して各アームの移動制御を行う。なお、この移載ロボット40は、ここでは2軸直行ロボットを示したが、本発明はそれに限定されるものではなく、例えば、スカラロボットや垂直多関節ロボット等でも好ましい。また、ターレット状に回転する移動ロボットを用いることも好ましい。
The
ここで、図2の断面図を用いて、上側電極機構50及び下側電極機構80ついて詳細に説明する。
Here, the
上側電極機構50は、水晶ブランク400をエアー圧(負圧)で吸引できるバキュームチャックを兼ねており、上電極固定部材52と、絶縁部材54と、上電極56とを備えて構成されている。なお、上側電極機構50は、Z軸アーム46に連結され、Z軸アーム46に内蔵されたステッピングモータ(図示省略)によって回転可能となっている。また、上電極固定部材52は、Z軸アーム46との連結部位側にゴム板やばね等の変位許容部材52Aを備えている。この変位許容部材52Aは、上側電極機構50のZ軸アーム46に対する傾斜自由度を確保するものである。この結果、上側電極機構50が下側電極機構80と当接する際に、その傾斜誤差を吸収できるように構成されている。
The
上電極固定部材52は、金属または樹脂製の円筒状部材である。この上電極固定部材52の中央には、絶縁部材54を介して、上電極56が配置されている。なお、この上電極56は、銅等の非鉄金属や鉄等の導電性の円柱部材であり、先端側(下側電極機構80側)に電極面56bが形成されている。
The upper
この上電極固定部材52の内周壁と、上電極56の外周壁との間には、隙間が形成されている。この隙間がバキュームポート58となる。バキュームポート58は、水晶ブランク400を吸引するための負圧を上電極56の周囲に接した状態で発生させるための穴である。つまり、このバキュームポート58の内壁の一部は、必ず、上電極56の外周壁によって構成されていることになる。したがって、後述する真空ポンプで発生した負圧は、上電極固定部材52の内壁と上電極56外壁の隙間であるバキュームポート58に導入される。水晶ブランク400は、上電極56に隣接して発生する負圧によって、確実に吸着されるようになっている。
A gap is formed between the inner peripheral wall of the upper
なお、ここでのバキュームポート58は、上電極固定部材52と上電極56の間に設けられた均等な幅を有する隙間として形成したが、上電極56の外周壁を一部として、この上電極56に隣接して水晶ブランク400を吸着保持できるものであれば、その形状等は限定されるものではない。
Here, the
絶縁部材54を保持するために、上電極固定部材52の背面(Z軸アーム46側)には、縁部材固定穴52bが設けられている。この絶縁部材固定穴52bは、バキュームポート58よりも一回り大きな穴であり、その境には、段差52aが形成されている。絶縁部材54は、樹脂、エラストマー等の絶縁素材を用いた円形の筒部材であり、その内周面には、上電極固定穴54bが形成されている。この上電極固定穴54bは、上電極56と嵌合して、その上電極56を同軸状態で保持する。なお、上電極固定穴54bの内壁には上電極位置決め段部54aが形成されており、上電極56側に形成された位置決め用段部56cと当接することで、上電極56の上下方向の位置決めがなされる。
In order to hold the insulating
なお、既に述べたように、この絶縁部材54は、上電極固定部材52と上電極56の間に、隙間を形成して、バキュームポート58を確保する役割も有する。つまり、絶縁部材54は、上電極固定部材52と上電極56の間を電気的に絶縁する機能と、バキュームポート58を形成する機能を合理的に併せ持っている。
As already described, the insulating
なお、絶縁部材固定穴52bに対する絶縁部材54の結合は、しまりばめ等の摩擦力によるものでもよく、また接着材等を用いた接着によるものでもよく、また、絶縁部材固定穴52bと絶縁部材54にネジ溝を形成して、両者を螺合させるようにしてもよい。
The insulating
上電極固定部材52の下端(下側電極機構80側)には、保持面52cと、第1当接面52eが設けられている。
A holding
第1当接面52eは、後で説明する調整リング82に設けられた第2当接面82aと当接するように構成されている。なお、第1当接面52eは、平面フライス加工やラッピング加工等の平面研磨により所定の平面度、表面粗さの範囲で成形されていることが好ましい。
The
また保持面52cは、このバキュームポート52の外周側に配置されており、水晶ブランク400のべベル加工部404の内側で振動領域の外側を支持する。従って、バキュームポート52は、水晶ブランク400の平面部(水晶ブランク400の振動領域とベベル加工部404の間の領域面)を確実に吸着することがでる。
The holding
さらに、上電極固定部材52には、その外周面からバキュームポート58まで貫通する負圧導入穴52dが形成されている。この負圧導入穴52dの外部には真空ポンプ(詳細は後述)が接続されている。したがって、真空ポンプは、この負圧導入穴52dを介してバキュームポート58の下端に負圧状態を作り出し、水晶ブランク400を吸着することができる。
Further, the upper
上電極56は、バキュームポート58によって水晶ブランク400を吸着した際に、水晶ブランク400と密着し、周波数発生装置89により発生させた所定の周波数の信号を水晶ブランク400に印加する。なお、電極面56bは、水晶ブランク400に適切な信号を印加できるものであれば、水晶ブランク400に密着していない場合も考えられる。例えば、上電極56と水晶ブランク400の間に、例えば、10〜30μm程度の隙間を有するようしてもよい。この隙間により、電極面56bが水晶ブランク400に衝突して、水晶ブランク400に傷を付けたり、水晶ブランク400を変形させてしまうことを防止できる。
When the
下側電極機構80は、調整リング82と、下電極固定部材84と、絶縁部材86と、下電極88とから構成されている。なお、この下電極88と上電極56は、周波数発生装置89に接続されている。
The
調整リング82は、鉄等の金属部材によって、中空のリング部材で構成されている。調整リング82の上面には、上電極固定部材54の第1当接面52eと当接する位置に、第2当接面82aが形成されている。
The
なお、この調整リング82は、所定の厚さのリングに交換したり、調整用のシム材を下側に挿入することによって、前述した水晶ブランク400と後述する下電極88の隙間を、例えば、20〜80μmの範囲で調整することができるようになっている。
The
下電極固定部材84は、鉄等の金属またはアルミニウム等の非鉄金属製で、中心に絶縁部材固定穴84aを有する円板部材である。この下電極固定部材84の上面には、調整リング82が配設される。また、この絶縁部材固定穴84aには、周方向に沿って位置決め用の段部84bが形成されている。
The lower
絶縁部材86は円筒形状となっており、下電極固定部材84の絶縁部材固定穴84aに同軸状に固定される。この絶縁部材固定穴84aには、周方向の段部84bが形成されており、絶縁部材86の下端と係合することで、上下方向の相対的な位置決めがなされる。また、絶縁部材86の内周面は下電極固定穴86aとなっており、円柱状の下電極88の外周面(固定面88a)と当接して、この下電極88を同軸状に保持する。
The insulating
なお、下電極の固定面88aには、半径方向に拡張するリング状の位置決め用突起88bが形成されており、絶縁部材86の上面と係合して、上下方向の相対的な位置決めがなされるようになっている。なお、本実施形態では、下電極88は中央に1個配設しているが、下電極88の数は1個に限定されず、水晶ブランク400の厚みのばらつきを考慮して、水晶ブランク400の振動領域に複数個配設することも好ましく、少なくとも長手方向の対称位置に2個配置することで、より厚さの均一な水晶ブランク400を選別することができる。
The fixing
周波数発生装置89は、ここでは、ネットワークアナライザ等の周波数掃引式解析装置である。この周波数発生装置89は、周波数を所定範囲で連続的に変化させることによって、水晶ブランク400の入出力信号の位相差および出力レベルを観測し、周波数特性を解析するものである。
Here, the
なお、ここでは、水晶ブランク400の特性検査機器として、周波数発生装置89を例示したが、本発明はそれに限定されず、他の装置を用いて水晶ブランク400の特性を検査することも勿論可能である。
Here, the
図1に戻って、減圧装置100は、閉ポート102と大気開放ポート104を備えた電磁弁であり、閉ポート102と大気開放ポート104を任意に切換えることができる。この減圧装置100は、負圧導入穴52dと真空ポンプ300の間をつなぐエアー配管300Aの途中に設けられており、真空ポンプ300によって印加されたバキュームポート58の負圧を、その印加状態を保ったまま、大気圧に近い値にまで減圧(絶対値換算)することができる。なお、真空ポンプ300の負圧出力スイッチ302は、真空ポンプ300の負圧のON・OFFを制御するものである。
Returning to FIG. 1, the
収納装置200は、スライドテーブル210と、そのスライドテーブル210上のスライド方向に並列配設される複数の分類トレイ220を備えている。
The
スライドテーブル210は、下部に設けられたステッピングモータ(図示省略)によりスライド可能に構成され、前述した上側及び下側電極機構50、80による水晶ブランク400の検査結果に基づいて、検査結果に対応する分類トレイ220を所定の搬入位置まで直線移動する。
The slide table 210 is configured to be slidable by a stepping motor (not shown) provided in the lower part, and corresponds to the inspection result based on the inspection result of the
次に、図3を用いて、水晶ブランクの特性検査方法について詳細に説明する。同図は、水晶ブランクの特性検査装置1の動きを表す平面図である。 Next, the method for inspecting the characteristics of the crystal blank will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a plan view showing the movement of the crystal blank characteristic inspection apparatus 1.
<搬送工程> <Conveying process>
移載ロボット40は、制御部48からの制御信号に従って、X軸アーム42、Y軸アーム44およびZ軸アーム46を制御し、上側電極機構50を供給トレイ20に配置されている個々の水晶ブランク400の真上まで移動する。更に、Z軸アーム46は、上側電極機構50を下降させて、上電極部材52の保持面52cを水晶ブランク400に接近させる。
The
なお、Z軸アーム46は、水晶ブランク400を吸着する際、保持面52cと水晶ブランク400が接触して水晶ブランク400に傷がつかないように、水晶ブランク400と上電極固定部材52(保持面52c)との間に所定の隙間(例えば、0.1〜0.3mm程度)を有するように制御する。
The Z-
この状態で、真空ポンプ300の負圧出力スイッチ302をオンにして、エアー配管300Aを介してバキュームポート58の下端に負圧を印加する。このときは、減圧装置100を閉ポート102の状態に切り替えておき、真空ポンプ300本来の負圧をバキュームポート58に印加して、水晶ブランク400を確実に吸い上げる。この負圧は、上電極56に隣接して発生するので、極めて小さい水晶ブランク400でも、確実に吸着保持される。
In this state, the negative pressure output switch 302 of the
次に、移載ロボット40は、水晶ブランク400を吸着保持した状態で、X軸アーム42、Y軸アーム44、Z軸アーム46を制御して、カメラ60のレンズ部62の撮影領域まで水晶ブランク400を搬送する。
Next, the
カメラ60は、画像処理装置64により水晶ブランク400の位置情報(X軸、Y軸、θ角度)を取得して、移載ロボット40の制御部48にその位置情報を送信する。制御部48及び移載ロボット40は、上述した水晶ブランク400の位置情報に基づいて、位置補正を行いながら、水晶ブランク400を下側電極機構80の所定の検査位置の上部にまで搬送する。
The
<特性検査工程> <Characteristic inspection process>
移載ロボット40は、上側電極機構50(水晶ブランク400)を、下側電極機構80の所定の検査位置の真上まで移動した後、この上側電極機構50を下降させて、上電極固定部材52の第1当接面52eと調整リング82の第2当接面82aを当接させる。
The
その後、真空ポンプ300の負圧出力スイッチ302をオンにしたまま、減圧装置100を大気開放ポート104に切り替えることで、その吸着圧を、低負圧状態(検査圧力)となるまでに減少させる。これは、水晶ブランク400の吸着圧が高いと、水晶ブランク400が微少変形し、出力特性に誤差を生じる可能性があるからである。従って、特性検査時は、できる限り小さい負圧で保持することで、水晶ブランク400に外力が加わらないようにする。なお、ここでは大気開放ポート104を利用して減圧させたが、真空ポンプ300自体を制御して圧力を制御することも可能である。
Thereafter, the
水晶ブランク400と下側電極機構80に設けられた下電極88との隙間は、第1当接面52eと第2当接面82aにより決定される。なお、この隙間は、調整リング82を所定の厚さのリングに交換することによって調整することができる。なお、この隙間の調整は、調整リング82と下電極固定部材84をネジで締結できるようにし、そのネジの回転により調整リング82の高さを任意に調整できるようにしても良く、同様な締結方法により上電極56と上電極固定部材52の相対位置を調整できるようにしても好ましい。
A gap between the
この状態で、周波数発生装置89により、上側電極機構50の上電極56と、下側電極機構80の下電極88の間に掃引信号を印加する。これにより、所定範囲で連続的に変化する周波数(例えば、100MHz〜200MHz)を有する掃引信号が水晶ブランク400に印加される。
In this state, the
周波数発生装置89は、掃引信号を水晶ブランク400と共振させることで、水晶ブランク400の周波数特性を検査する。
The
<分別工程> <Separation process>
下側電極機構80を介して行われた検査結果に基づいて、移載ロボット40は、X軸アーム42、Y軸アーム44、Z軸アーム46を制御して、上側電極機構50に保持されている水晶ブランク400を所定の場所に搬送する。例えば、水晶ブランク400が不良品の場合は、特に図示しない廃棄ボックスに水晶ブランク400を搬送するようにしてもよい。それ以外の場合は、水晶ブランク400を収納装置200側に搬送する。なお、この搬送時においても、真空ポンプ300の負圧出力スイッチ302をオンにしたままで、且つ、減圧装置100を大気開放ポート104の状態にしておく。
The
収納装置200は、水晶ブランク400の特性検査の結果に基づいてスライドテーブル210をスライドさせ、所定の分類トレイ220を移載ロボット40の移動位置まで移動させる。この分類トレイ220は、水晶ブランク400の品質レベルによってグループ分けされていたり、水晶ブランク400の信号特性によってグループ分けされていたりする。また、このスライドテール210には、負圧発生装置が設けられており、分類トレイ220の各底面に負圧が印加されるようになっている。
The
移載ロボット40による水晶ブランク400の搬送が完了したら、真空ポンプ300の負圧出力スイッチ302をオフにして、負圧の供給を停止する。すでに、減圧装置100は大気開放側(大気開放ポート104)に切り替えられていることから、滑らかに負圧が減少して、保持面56cに印加される圧力がゼロ(大気圧)となる。これにより、水晶ブランク400は、自重及び分類トレイ220の負圧により、保持面52cから脱離して分類トレイ220の所定の位置に収容される。
When the transfer of the
以上、本第1実施形態の特性検査装置1によれば、上電極56に隣接するバキュームポート58によって、周縁がベベル加工されている非常に小型化された水晶ブランク400等の振動子片を確実に吸着保持して搬送する。特に、上電極56(第1電極)の外壁は、バキュームポート58を兼ねているので、上電極56とバキュームポート58を別々に配設するのに比べて上電極56とバキュームポート58が集積されることから、非常に小型のバキュームチャックとなるので、周縁がベベル加工された超小型の水晶ブランクの内側の平面部を確実に吸着することができる。また、この特性検査装置1によれば、上電極56と下電極88(第2電極)とにより、水晶ブランク400を吸着保持したまま、その特性検査を行うことができる。
As described above, according to the characteristic inspection apparatus 1 of the first embodiment, the resonator piece such as the very miniaturized crystal blank 400 whose peripheral edge is beveled by the
更に、上電極56は、外周の全部又は一部を絶縁部材54に包囲され、筺体となる上電極固定部材52と電気的に絶縁されているので、上電極52の絶縁性を確実に確保できると共に、上電極固定部材52と上電極56の間にバキュームポート58となる所定の隙間を確保できる。
Furthermore, since the
また、バキュームチャックにおけるバキュームポート58の外周には、保持面52cが配置されているので、この保持面52cと電極面56bによって、バキュームポート58の内外領域を支持することができる。したがって、バキュームチャックは、水晶ブランク400の平面姿勢(平面度)を確保した状態で、水晶ブランク400に不要な外力を加えることなく、安定した状態で保持できるので、出力特性の誤差が低減し、正確に特性検査できる。
Further, since the holding
また更に、本実施形態では、バキュームチャックに印加する負圧を制御する負圧制御装置によって、水晶ブランク400を吸い上げて保持する際に要求される第1負圧(例えば、吸着圧)と、この第1負圧よりも絶対圧力が低い第2負圧(例えば、検査圧)を切替可能とされ、少なくともバキュームチャックによって水晶ブランク400を吸引する際は第1負圧を発生するように制御を行い、少なくとも水晶ブランク400の特性を計測する際は第2負圧を発生するように制御を行う。この結果、確実に水晶ブランク400を吸引できると共に、検査時には、水晶ブランク400を変形させないようにして検査精度を高めることが可能となる。とりわけ、負圧供給路となるエアー配管300Aには、減圧装置100による大気開放弁が設けられているので、この大気開放状態を維持しながら第2負圧(検査圧)を生成することができる。この結果、水晶ブランク400を収納装置200に放出する際に、真空ポンプ300側で真空破壊(スイッチをオフにすると同時に正圧を供給する行為)を行う際、その真空破壊量(正圧の供給量)を低減することができると共に、破壊時に水晶ブランク400が放出される勢いを、大気開放弁が吸収することが可能となり、自然落下に近い滑らかな放出動作が実現される。
Furthermore, in this embodiment, the negative pressure control device that controls the negative pressure applied to the vacuum chuck, a first negative pressure (for example, an adsorption pressure) required when sucking and holding the
次に、図4を用いて、本発明の第2実施形態に係る特性検査装置101について詳細に説明する。なお、上側電極機構500の構造を除いては、第1実施形態の特性検査装置1と略同じ構造であるため、同一又は類似する部材については同一符号を用いることで全体の図示及び説明を省略し、上側電極機構500の特徴的な構造を中心に説明する。この第2実施形態は、メサブランク420を吸着して電気的な特性の検査をできるところに特徴がある。
Next, the
上側電極機構500は、上電極固定部材52と、絶縁部材54と、上電極520から構成されている。上電極520の保持面522には、メサブランク420の振動領域422に対応する部分に逃がし部524が形成されている。この逃がし部524は、凹形状となっており、上電極520の保持面522でメサブランク420を面状態で吸着保持する際に、保持面522がメサブランク420の振動領域422(最薄部)と接触してメサブランク420の振動特性に影響を及ぼすのを防止し、さらにメサブランク420を傷付けるのを防止する。更に、逃がし部524の中には、電極用凸部524Aが形成されており、振動領域422の振動面に近接するようになっている。これにより、振動領域422の輪郭(外縁)と保持面522との干渉を回避しつつ、振動面に対して電極を極めて接近させることが可能となっている。なお、絶縁部材54は、上電極固定部材52と上電極520の間に、バキュームポート526として機能する所定の隙間を設ける役割を有している。つまり、バキュームポート526の内壁の一部は、上電極520の外周壁によって構成されている。
The
本第2実施形態の特性検査装置101によれば、バキュームポート526が、メサブランク420の振動領域422に負圧が印加されないようにしつつも、その周囲を確実に保持するようになっている。これにより、振動領域422を自然な状態に維持したまま、電気的特性を検査することが可能となる。また、逃がし部524によって、保持面522と振動領域422の干渉を防ぎ、保持面522は振動領域422の外側を保持するようになっている。振動領域422の輪郭部分には、ばり等の凹凸が形成されやすいが、凹部となる逃がし部524により、メサブランク420の振動領域422に傷を付けたり、メサブランク420に不要な外力を付与したりしないようになっている。
According to the
次に、図5を用いて、本発明の第3実施形態に係る特性検査装置201ついて詳細に説明する。なお、上側電極機構600の構造を除いては、第1実施形態の特性検査装置1と略同じ構造であるため、同一又は類似する部材については同一符号を用いることで全体の図示及び説明を省略し、上側電極機構600の特徴的な構造を中心に説明する。第3実施形態は、上電極の周囲、または、上電極自体に負圧を発生する溝が設けられているところに特徴がある。
Next, a
上側電極機構600は、上電極固定部材610と、絶縁部材620と、上電極630から構成されている。
The
バキュームポート614は、上電極固定部材610の内壁と上電極630の外壁との隙間により形成された環状の溝であり、その深さは、第1実施形態のバキュームポートと比較して極めて浅くなっている。つまり、このバキュームポート614の内壁の一部は、上電極630の外周壁によって構成されている。バキュームポート614は負圧導入穴615を介して真空ポンプに接続されている。したがって、真空ポンプで発生した負圧は、このバキュームポート614によって水晶ブランク400に印加され、この水晶ブランク400が吸着保持される。
The
なお、上電極630は当接部632を有しており、この当接部632が絶縁部材620の下端に当接して上電極630の上下方向の位置が決定される。
The
この第3実施形態の特性検査装置201によれば、第1電極630の周囲に第1電極630の外壁を自身の内壁とする溝状のバキュームポート614が形成されているので、バキュームチャックを軸方向に更に小型化、軽量化できる。
According to the
また、バキュームポート614に隣接する保持面616は、水晶ブランク400の振動領域402の外側の平面部を確実に支持することができる。
Further, the holding
また、本実施形態では、溝状のバキュームポート614を上電極630の周囲を囲むように環状に形成しているが、水晶ブランク400をバランスよく均等に吸着できる構造であればよく、例えば、図6に示されている様に、上電極630の周囲で、均等の角度で3か所又は4か所など、複数箇所に分散して設けるようにしても好ましい。また、バキュームポートは環状又は円弧状の溝や隙間に限定されず、水晶ブランク400をバランスよく均等に吸着できる形状であれば、その他の形状でも好ましい。
Further, in this embodiment, the groove-
次に、図7を用いて、本発明の第4実施形態に係る特性検査装置301について詳細に説明する。なお、上側電極機構650の構造を除いては、第1実施形態の特性検査装置1と略同じ構造であるため、同一又は類似する部材については同一符号を用いることで全体の図示及び説明を省略し、上側電極機構650の特徴的な構造を中心に説明する。この特性検査装置301は、上電極とバキュームポートが同一部材で、且つ一体成型されているところに特徴がある。
Next, a
上電極機構650は、上電極660と、負圧導入穴670と、から構成されている。
The
上電極660は底を有する円筒状の電極部材であり、この底部分が電極面662を構成する。更に上電極710は、電極面662に形成されるバキュームポート664と、その周囲に配置される保持面666と、上下方向の位置決めを行う第1当接面668を備えている。
The
電極面662は、上電極660の略中央に設けられ、上電極機構650が下電極機構80と当接した際に、水晶ブランク400の略中央に近接するようになっている。また、電極面662の周囲には、バキュームポート664が部分的な環状に配置されている。つまり、このバキュームポート664によって、水晶ブランク400を計測するための内側の電極領域と、水晶ブランク400を保持するための外側の保持面666が区画されている。
The
具体的にバキュームポート664は、電極面662の周囲に円弧状環状に形成された穴又は溝であり、電極面662の外壁を自身の内壁として形成されている。つまり、バキュームポート664は、電極面662に隣接して配置されている。また、バキュームポート664は、上電極660の背面側(Z軸アーム46側)に設けられた負圧導入穴670と連通している。これにより、バキュームポート664は、負圧導入穴670に接続された真空ポンプ(図示省略)から発生した負圧により、電極面662の周囲において水晶ブランク400を吸着することができる。
Specifically, the
保持面666は、バキュームポート664の周囲に設けられた平面であり、バキュームポート664が水晶ブランク400を吸着した際、その水晶ブランク400の外周を支持する。
The holding
なお、保持面666は、検査の際に水晶ブランク400の振動特性に影響のない部分を主に保持する。したがって、保持面666は、水晶ブランク400の姿勢を面状態で支えることができ、水晶ブランク400の吸着状態での変形を抑えることができる。
The holding
第1当接面668は、調整リング82に設けられた第2当接面82aと当接し、上電極機構650の上下方向の位置を決定する。なお、第1当接面は、調整リング82と電気的にショートしないように、少なくとも第2当接面82aと当接する範囲を絶縁被膜で覆い、または絶縁塗装をするなどの絶縁処理をしておくことが好ましい。
The
負圧導入穴670は、上電極660の背面(Z軸アーム46側)に設けられた穴であり、真空ポンプ(図示省略)に接続され、真空ポンプで発生した負圧を導入する。また、負圧導入穴670の先端側(下電極機構80側)は、バキュームポート664と連通し、真空ポンプで発生した負圧を先端に導入し、バキュームチャックに水昌ブランク400を吸着させる。
The negative
したがって、本実施形態によれば、上電極機構650は、上電極とバキュームチャックを同一部材、且つ一体形成にしている、つまり、上電極をバキュームチャックに固定するための上電極固定部材及び絶縁部材を設ける必要がなく、製造、組立てコストの低減を図ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the
また、電極面662の周囲に電極面662の外壁を自身の内壁とするバキュームポート664を設けているので、より水晶ブランク400の中心近傍を吸着できる。
Further, since the
なお、バキュームポート664の形状は、電極領域となる中央を回避して、その周囲で水昌ブランク400をバランスよく吸着できる形状であればよく、例えば、図8(a)〜(c)に示されるように、電極面662の周囲で、上下、左右対称に配設されていることが好ましい。いずれにしろ、電極面662は、複数の支持片669によりに支持される必要がある。
The
次に、図9を用いて、本発明の第5実施形態に係る特性検査装置401ついて詳細に説明する。この特性検査装置401は、インデックステーブル750上の円周方向に一定の間隔で設けられた第1電極機構760と、そのインデックステーブル750の回転経路に設けた第2電極機構800により、水晶ブランク400の電気的特性を検査するところに特徴がある。
Next, a
この水晶ブランクの特性検査装置401は、複数の水晶ブランク400が整列配置される供給トレイ20と、供給ロボット700と、位置補正カメラ720と、第1電極機構760を備えたインデックステーブル750と、第2電極機構800と、収納ロボット900と、分類トレイ920を備えて構成されている。
The crystal blank
供給トレイ20は、水晶ブランク400をマトリックス状に整列配置するトレイであり、第1実施形態で説明した供給トレイ20と略同じ構成、機能であるので、同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。
The
供給ロボット700は、第1実施形態で説明した移載ロボット40と同様に、X−Y軸方向に移動可能な直行ロボットである。この供給ロボット700は、X軸方向に移動するX軸アーム702と、Y軸方向に移動するY軸アーム704と、供給トレイ20の水晶ブランク400を画像で認識するための画像認識カメラ706と、制御信号に基づいて各アームを制御する制御部709と、水晶ブランク400を吸着保持するためのZ軸アーム710から構成されている。詳細な図示は省略するが、Z軸アーム710は、真空ポンプの負圧による吸着装置を備えており、吸着装置により水晶ブランク400を保持する。Z軸アーム710は、この吸着装置を回転可能に構成されている。
The
画像認識カメラ706は、Z軸アーム710に隣接設置され、供給トレイ20上に設けられている水晶ブランク400や所定マーキング情報を画像で認識する。それらの情報は制御部709に入力され、Z軸アーム710を所定の水晶ブランク400の真上まで移動させて、吸着保持できる。
The
第1実施形態で説明した上側電極機構50と同様に、Z軸アーム710は、水晶ブランク400を吸い上げるようにして吸着する圧力(吸着圧)と、インデックステーブル750まで運搬して開放するまでの吸着保持の圧力(保持圧)を制御可能に構成されている。つまり、Z軸アーム710は、供給トレイ20から水晶ブランク400を吸い上げる際の吸着圧よりも保持圧を低圧に制御し、また、第1電極機構760(詳細は後述)に水晶ブランク400を搭載するまでの減圧制御が可能となっている。
Similar to the
なお、本実施形態において、供給ロボット700は、X軸アーム702及びY軸アーム704がX軸方向又はY軸方向に移動可能な直行ロボットとしているが、このような直行ロボットに限定されるものではなく、例えば、スカラロボットや垂直多関節ロボット等でも好ましい。
In this embodiment, the
位置補正カメラ720は、レンズ部722と画像処理装置724を備えている。この位置補正カメラ720は、供給ロボット700のZ軸アーム710の保持されている水晶ブランク400を撮影し、その画像情報を画像処理装置724により分析することによって、撮影領域にある水晶ブランク400の位置座標(X、Y,θ)を取得することができる。画像処理装置724は、この位置座標(X、Y,θ)を供給ロボット700の制御部709に送信する。
The
供給ロボット700及びその制御部709は、水晶ブランク400の保持姿勢に関する位置情報(X、Y、θ)に基づいて、インデックステーブル750上に配設された所定の第1電極機構760まで水晶ブランク400を搬送する。
The
Z軸アーム710は、水晶ブランク400を第1電極機構760の真上まで搬送した後、所定の高さまで下降して、吸着圧を大気圧まで減圧して水晶ブランク400を開放し、第1電極機構760の所定の位置に載置する。その受渡しは、第1電極機構760側のバキュームチャックが、Z軸アーム710から水晶ブランク400を吸い取るようにして行われる。
The Z-
なお、本実施形態において、第1電極機構760は、インデックステーブル750の円周上に90°間隔で4台配設されている。このインデックステーブル750は、90°毎に時計回転(右回転)し、第1電極機構760上に載置された水晶ブランク400を第2電極機構800がある検査位置752まで搬送する。なお、第1電極機構760は本実施例のように4台に限定されず、例えば、45°間隔で8台、30°間隔で12台配設されていてもよく、その台数に特に制限はない。
In the present embodiment, four
第2電極機構800(詳細は後述)は、掃引信号を電極から出力し、その検査信号に応じた水晶ブランク400の振動特性を検出する。検査終了後は、インデックステーブル750がさらに90°時計方向に回転(右回転)することによって、第1電極機構760が水晶ブランク400を分別位置754まで搬送する。
The second electrode mechanism 800 (details will be described later) outputs a sweep signal from the electrode and detects the vibration characteristic of the crystal blank 400 according to the inspection signal. After the inspection is completed, the index table 750 is further rotated 90 ° clockwise (right rotation), so that the
収容ロボット900は、前述した分別位置754まで移動した水晶ブランク400を、自身の先端に設けられたバキュームポートにより吸着し、水晶ブランク400の特性検査結果に応じた分類トレイ920にその水晶ブランク400を分別する。
The
なお、収容ロボット900は、前述した供給ロボット700と同様にX軸アーム902と、Y軸アーム904と、Z軸アーム906を備える直行ロボットであり、形状や構造、動き等の詳細な説明は省略する。収容ロボット900は、X軸アーム902及びY軸アーム904がX軸方向又はY軸方向に移動可能な直行ロボットとしているが、このような直行ロボットに限定されるものではなく、例えば、スカラロボットや垂直多関節ロボット等でも好ましい。
The
図10には、第1電極機構760および第2電極機構800の拡大断面図が示されている。
FIG. 10 shows an enlarged cross-sectional view of the
第1電極機構760は、固定台761と、下電極固定部材762と、絶縁部材764と、下電極766とから構成されている。固定台761は、インデックステーブル750と下電極固定部材762を連結して固定するための固定治具であり、内部には、負圧導入穴762cと接続される吸引ポート761a等が収容されている。
The
また、下側電極固定部材762は、バキュームポート762bと、保持面762cと、負圧導入穴762dと、段部762eが設けられている。
The lower
バキュームポート762bは、下電極固定部材762の内壁と、下電極766の外壁との隙間によって形成される環状の穴である。このバキュームポート762bには、負圧導入穴762dが設けられ、この負圧導入穴762dは、固定台761の吸引ポート761aと連通して真空ポンプに接続される。この結果、真空ポンプによってバキュームポート762bの上端(第2電極機構800側)に負圧を発生させることができる。このバキュームポート762bも、第1実施形態等と同様に、下電極766の外周面を利用して設けられているため、下電極766とバキュームポート762bを集積させることができる。これにより、第1電極機構760全体を極めて小型化することができるので、周縁がベベル加工された超小型の水晶ブランクの内側の平面部を確実に吸着することができる。
The
なお保持面762cは、下電極固定部材762の上面であって、バキュームポート762bの外縁に隣接して形成される。この結果、バキュームポート762bが水晶ブランク400を吸引した際に、その水晶ブランク400の外周近傍に当接して支持する。したがって、前述したように、周縁がベベル加工されたような超小型の水晶ブランク400であっても、斜面404の内側を保持面762cが支持できる。
The holding
なお、下電極固定部材762の内壁に形成される段部762eは、下側(固定台761側)から嵌め込まれた絶縁部材764の上端と当接して、絶縁部材764の上下方向を決定する。この絶縁部材764の上端は、上電極固定部材の段部762eと当接して、絶縁部材764の上下方向の位置が決定される。
なお、絶縁部材764は、下電極保持穴764aを備えており、下電極766を保持する。
The
The insulating
下電極766の上端面には電極面766aが形成されており、この電極面766aの周囲がバキュームポート762bによって囲われている。この結果、バキュームポート762bによって、電極面766aの周囲に隣接した状態で負圧が生成され、この負圧によって水晶ブランク400が吸着保持される。この結果水晶ブランク400は、バキュームポート762bの外周側が保持面762cにより支持され、内周側が電極面766aにより支持される。この結果、第1電極機構760は、水晶ブランク400に不要な外力を加えることなく面状態で保持できるので、出力特性の誤差が低減し、正確に特性検査できる
An
なお、吸引ポート761aには、大気開放ポート(図示省略)が設けられている。従って、大気開放ポートを閉じた状態で真空ポンプをオンにする高負圧状態と、大気開放ポートを開いた状態で真空ポンプがオンにする低負圧状態と、真空ポンプをオフにして大気開放ポートを開いた大気圧状態の3種類の状態を切り替えることが可能となっている。例えば、Z軸アーム710が、水晶ブランク400を第1電極機構760に供給する場合は、第1電極機構760側を高負圧状態にして水晶ブランク400を吸い取るようにする。また、インデックステーブル750による搬送中も高負圧状態にして、搬送中の水晶ブランク400の姿勢を安定させる。一方、水晶ブランク400の特性検査中は、真空ポンプをオンにしたまま、大気開放ポートを開放することによって低負圧状態とし、バキュームポート762bの負圧を水晶ブランク400が変形しない程度まで減圧することができる。検査が完了したら、再び高負圧状態にして、90度回転する。
The
第1電極機構760が、水晶ブランク400を収容ロボット900に供給する場合は、一旦、大気開放ポートを開いて低負圧状態にしてから、更に、真空ポンプによって真空状態を破壊することで、滑らかに大気圧にすることができる。これにより、水晶ブランク400は、保持面762c、766aから脱離し易いようになり、収容ロボット900が滑らかに吸い上げることができる。
When the
第2電極機構800は、上電極固定部材810と、調整リング820と、上電極830と、プローブヘッド840を備えて構成されている。
The
上電極固定部材810は、樹脂製又はエラストマー等の絶縁部材であり、中空の円板形状となる。この上電極固定部材810の中空部は、上電極830を保持する。更に、上電極固定部材810には、プローブ固定穴810Aが形成されており、このプローブ固定穴810Aにプローブヘッド840が保持されている。このプローブヘッド840は、第2電極機構800と共に下降して、水晶ブランク400の特性を検査するときのみ、相手側の下電極766と接触して、電気的な導通状態を確保する。これにより、第2電極機構800側にネットワークアナライザ(周波数発生装置89)を配設しておくだけで、下電極766と上電極830の間に電圧を印加することができる。
The upper
調整リング820は、円筒部材であり、下電極固定部材762の第1当接面762aと当接する位置に第2当接面822を備えている。この調整リング820を所定の板厚のリングに交換することによって、前述した水晶ブランク400と上電極830の隙間を所定の値(例えば、20〜80μm)に調整することができる。
The
この第4実施形態の特性検査装置301においても、電極面766aの周囲に隣接して配置されたバキュームポート762bによって、水晶ブランク400が保持されるので、極めて小さい水晶ブランク400であっても、水晶ブランク400を傷付けずに確実に搬送することができる。
Also in the
また、水晶ブランク400は、補正カメラ720の画像認識により補正されて第1電極機構760の所定の位置に正確に載置されるので、第1電極機構760側で位置制御を行うことなく、水晶ブランク400の特性検査を正確に実行できる。更に、インデックステーブル750のような回転搬送装置の上に第1電極機構が複数台配置されており、その搬送工程中に特性検査を同時並行で進めていくことが出来るので、検査効率を極めて高めることができる。
Further, since the
なお、上記各種実施形態側では、バキュームチャックを備えた電極機構側を、Z軸周りに回転させる場合に限って示したが、本発明はそれに限定されない。例えば、第5実施形態の特性検査装置401において、第2電極機構800側を回転させることで、水晶ブランク400における計測部位を正確に位置決めすることも可能である。
In the various embodiments described above, the electrode mechanism side including the vacuum chuck is shown only when it is rotated around the Z axis, but the present invention is not limited thereto. For example, in the
以上、本発明の実施形態を例示したが、測定対象は水晶ブランク400に限定されるものではなく、他他素材の振動片でも良いことは言うまでもない。
また、上記各種実施形態では、上電極固定部材と上電極が別部材の場合に限って示していたが、本発明はそれに限定されない。例えば、本発明は、上電極固定部材と上電極が一体的な構造であって、水晶ブランクの被測定部と近接する部分を上電極領域とするような場合を含む。
As mentioned above, although embodiment of this invention was illustrated, it cannot be overemphasized that a measuring object is not limited to the
In the above-described various embodiments, the upper electrode fixing member and the upper electrode are shown as separate members, but the present invention is not limited thereto. For example, the present invention includes a case in which the upper electrode fixing member and the upper electrode have an integral structure, and a portion close to the measured portion of the crystal blank is used as the upper electrode region.
本発明は、水晶ブランク等の振動子片の特性検査装置の分野において幅広く利用することができる。 The present invention can be widely used in the field of characteristic inspection devices for vibrator pieces such as crystal blanks.
1、101、201、301 特性検査装置
20 供給トレイ
40 移載ロボット
50 上側電極機構
60 カメラ
80 下側電極機構
100 減圧装置
200 収納装置
300 真空ポンプ
400 水晶ブランク
1, 101, 201, 301
Claims (22)
前記振動子片を負圧によって吸着保持するバキュームチャックを備え、
前記バキュームチャックは、
前記振動子片の中央付近に近接される第1電極領域と、
前記第1電極領域の周囲に配設され、前記第1電極領域の外壁を自身の内壁の一部とするバキュームポートと、を有して構成され、更に、
前記第1電極領域と対向するように配設される第2電極領域を備えることを特徴とする振動子片特性検査装置。 A vibrator piece characteristic inspection device for inspecting electrical characteristics of a vibrator piece such as a crystal blank,
A vacuum chuck for holding the vibrator piece by negative pressure;
The vacuum chuck is
A first electrode region close to the vicinity of the center of the vibrator piece;
A vacuum port disposed around the first electrode region and having the outer wall of the first electrode region as a part of its inner wall; and
A vibrator piece characteristic inspection apparatus comprising a second electrode region disposed so as to face the first electrode region.
前記第2電極領域の位置を決定する第2当接面と、
を備え、
前記第1当接面と前記第2当接面を当接させることで、前記第1電極領域と前記第2電極領域の相対距離を決定する位置決め機構と、
を備えることを特徴とする、
請求項1に記載の振動子片特性検査装置。 A first contact surface for determining a position of the first electrode region;
A second contact surface for determining the position of the second electrode region;
With
A positioning mechanism for determining a relative distance between the first electrode region and the second electrode region by contacting the first contact surface and the second contact surface;
Characterized by comprising,
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 1.
前記第1電極領域が柱形状に形成されると共に、前記第1電極領域を内部に収容する収容孔が形成され、
前記第1電極領域の外壁と前記収容孔の内壁の間に、前記バキュームポートとなる隙間が存在することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の振動子片特性検査装置。 The vacuum chuck is
The first electrode region is formed in a columnar shape, and an accommodation hole for accommodating the first electrode region is formed therein,
A gap serving as the vacuum port exists between the outer wall of the first electrode region and the inner wall of the accommodation hole,
The vibrator piece characteristic inspection device according to claim 1.
請求項3に記載の振動子片特性検査装置。 An insulating member is provided between the first electrode region and the accommodation hole to secure the gap serving as a vacuum port.
The vibrator piece characteristic inspection device according to claim 3.
前記第1電極領域の周囲に、該第1電極領域の外壁を自身の内壁とする溝が形成されており、前記溝に負圧を発生させることで、該溝が前記バキュームポートとして機能することを特徴とする、
請求項1又は2に記載の振動子片特性検査装置。 The vacuum chuck is
A groove having the outer wall of the first electrode region as its inner wall is formed around the first electrode region, and the groove functions as the vacuum port by generating a negative pressure in the groove. Characterized by the
The vibrator piece characteristic inspection device according to claim 1.
前記バキュームチャックが前記振動子片を吸着する際に、前記保持面が前記振動子片に当接して該振動子片を面状態で保持することを特徴とする、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 The vacuum chuck has a holding surface around the vacuum port;
When the vacuum chuck adsorbs the vibrator piece, the holding surface abuts on the vibrator piece and holds the vibrator piece in a surface state.
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 1.
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 The first electrode region is characterized in that a part of the outer periphery is surrounded by an insulating member,
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 6.
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 The second electrode region is surrounded by an insulating member in whole or in part, and is electrically insulated from a holding member that holds the outer periphery of the second electrode region.
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 7.
請求項6に記載の振動子片特性検査装置。 The holding surface holds the outside of the vibration region so as not to contact the vibration region where the vibrator piece vibrates,
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 6.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 The first electrode region has an area substantially the same as an area of a vibration region where the vibrator piece vibrates or an area narrower than an area of a vibration region where the vibrator piece vibrates,
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to any one of claims 1 to 9.
請求項6又は9に記載の振動子片特性検査装置。 The holding surface is characterized in that at least a surface in contact with the vibrator piece is subjected to plane polishing and is formed within a predetermined flatness and surface roughness range.
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 6 or 9.
前記第2当接面は、少なくとも前記第1当接面と当接する領域が平面研摩され、
前記第1当接面と前記第2当接面の平面研摩された前記領域が当接した場合に、前記バキュームチャックと前記第2電極領域の隙間が所定の間隔を有するように構成されていることを特徴とする、
請求項2に記載の振動子片特性検査装置。 The first abutment surface is at least a region that abuts on the second abutment surface and is plane polished.
The second abutment surface is at least a region that abuts on the first abutment surface and is plane polished.
When the region where the first contact surface and the second contact surface are polished is contacted, a gap between the vacuum chuck and the second electrode region has a predetermined interval. It is characterized by
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 2.
前記第1位置決め部材又は前記第2位置決め部材の少なくとも一方が、交換又は変位されることで、前記第1電極領域と前記第2電極領域の相対距離が変更可能であることを特徴とする、
請求項1乃至12のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 A first positioning member that provides the first contact surface is disposed in the vicinity of the first electrode, and a second positioning member that provides the second contact surface in the vicinity of the second electrode region. Arranged,
The relative distance between the first electrode region and the second electrode region can be changed by replacing or displacing at least one of the first positioning member or the second positioning member.
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 1.
前記変位許容部材は、前記第1当接面と前記第2当接面と、が当接する際の傾斜誤差を吸収することを特徴とする、
請求項2に記載の振動子片特性検査装置。 The positioning mechanism includes a displacement allowing member,
The displacement allowing member absorbs an inclination error when the first contact surface and the second contact surface contact each other,
The vibrator piece characteristic inspection apparatus according to claim 2.
請求項1乃至14のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 The vacuum chuck is rotatably arranged, and the vibrator piece can be rotated by the vacuum chuck.
The vibrator piece characteristic inspection device according to claim 1.
請求項1乃至15のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 The second electrode region is rotatably arranged,
The vibrator piece characteristic inspection device according to any one of claims 1 to 15.
前記負圧制御装置は、第1負圧及び前記第1負圧よりも絶対圧力が低い第2負圧を切り替え可能とされ、少なくとも前記バキュームポートによって前記振動子片を吸引する際は前記第1負圧を発生するように制御を行い、少なくとも前記振動子片の特性を計測する際は前記第2負圧を発生するように制御を行うことを特徴とする、
請求項1乃至16のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 A negative pressure control device for controlling the negative pressure applied to the vacuum port;
The negative pressure control device can switch between a first negative pressure and a second negative pressure whose absolute pressure is lower than the first negative pressure, and at least when the vibrator piece is sucked by the vacuum port, Control is performed so as to generate a negative pressure, and control is performed so as to generate the second negative pressure at least when measuring characteristics of the vibrator piece.
The vibrator piece characteristic inspection device according to any one of claims 1 to 16.
前記負圧供給路による前記第1負圧を供給中に、前記大気開放弁を開放操作することにより、前記第2負圧を生成することを特徴とする、
請求項17に記載の振動子片特性検査装置。 The negative pressure control device further includes an air release valve arranged in a negative pressure supply path for supplying a negative pressure to the vacuum port,
The second negative pressure is generated by opening the atmosphere release valve while the first negative pressure is being supplied by the negative pressure supply path.
The vibrator piece characteristic inspection device according to claim 17.
請求項17又は18に記載の振動子片特性検査装置。 The negative pressure control device detaches the vibrator piece from the vacuum chuck by stopping the supply of the negative pressure while the atmosphere release valve is open.
The vibrator piece characteristic inspection device according to claim 17 or 18.
前記第1電極領域を有する前記バキュームチャックは、前記インデックステーブルの周方向に複数個配設され、
前記振動子片は、前記インデックステーブルの回転によって、前記バキュームチャックに載置された状態で前記検査位置に移送されて、電気的な特性が検査されることを特徴とする、
請求項1乃至19のいずれか1項に記載の振動子片特性検査装置。 With a rotating index table,
A plurality of vacuum chucks having the first electrode region are disposed in a circumferential direction of the index table;
The vibrator piece is transferred to the inspection position while being mounted on the vacuum chuck by the rotation of the index table, and the electrical characteristics are inspected.
The vibrator piece characteristic inspection device according to any one of claims 1 to 19.
前記振動子片を負圧によって吸着保持するバキュームチャックを備え、
前記バキュームチャックは、
前記振動子片の中央付近に近接される第1電極領域と、
前記第1電極領域の周囲に配設され、前記第1電極領域の外壁を自身の内壁の一部とするバキュームポートと、
前記第1電極領域と対向するように配設される第2電極領域と、
を有して構成され、
前記バキュームポートは、前記第1電極と同一部材で形成されていることを特徴とする、振動子片特性検査装置。 A vibrator piece characteristic inspection device for inspecting electrical characteristics of a vibrator piece such as a crystal blank,
A vacuum chuck for holding and holding the vibrator piece by negative pressure;
The vacuum chuck is
A first electrode region close to the vicinity of the center of the vibrator piece;
A vacuum port disposed around the first electrode region, wherein the outer wall of the first electrode region is a part of its inner wall;
A second electrode region disposed to face the first electrode region;
Comprising
The vibrator piece characteristic inspection apparatus, wherein the vacuum port is formed of the same member as the first electrode.
供給装置により振動子片を供給する供給工程と、
第1電極領域と、前記第1電極領域の周囲に配設され、該第1電極領域の外壁を自身の内壁とするバキュームポートと、を備えるバキュームチャックにより、前記供給装置から供給された前記振動子片を吸着保持して搬送する搬送工程と、
前記搬送工程中における検査位置で、前記第1電極領域と対向して設けられる第2電極領域の相対距離を位置決め機構により設定し、前記振動子片の電気的な特性を検査する特性検査工程と、
前記特性検査工程の検査結果に基づいて、前記バキュームチャックによって前記振動子片を所定の分別装置まで搬送して分別する分別工程と、
を備えることを特徴とする、
振動子片特性検査方法。 A vibrator piece characteristic inspection method for inspecting electrical characteristics of a vibrator piece such as a crystal blank,
A supply step of supplying the vibrator element by a supply device;
The vibration supplied from the supply device by a vacuum chuck provided with a first electrode region and a vacuum port disposed around the first electrode region and having an outer wall of the first electrode region as its inner wall A transporting process for sucking and holding the child pieces;
A characteristic inspection step of inspecting an electrical characteristic of the vibrator piece by setting a relative distance of a second electrode region provided facing the first electrode region by a positioning mechanism at an inspection position in the conveying step; ,
Based on the inspection result of the characteristic inspection step, a separation step of conveying and separating the vibrator piece to a predetermined separation device by the vacuum chuck;
Characterized by comprising,
Vibrator piece characteristic inspection method.
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