(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構成で効率的に圧電素子から異物を除去可能な異物除去装置と製造方法を提供する。また、異物除去時の保持部材を兼用する搬送トレイを提供する。【解決手段】水晶素子４を固定した素子固定側が未封止状態の圧電デバイス１を、複数の外部端子２３Ａ，２３Ｂが上向きで、素子固定側が下向きとなるように保持する保持部材７と、保持部材７に設けられ、水晶素子４の下方で開口する異物落下口７２と、複数の外部端子２３Ａ，２３Ｂに電圧を印加して水晶素子４を振動させるネットワーク・アナライザ９と、異物落下口７２から圧電デバイス１の素子固定側を排気して、水晶素子４に付着した異物を除去する排気手段８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージに圧電素子を固定した未封止状態の圧電デバイスを、
前記圧電素子が固定された前記パッケージの素子固定側の面と反対側を向く面に設けられた複数の外部端子が上向きで、前記パッケージの前記素子固定側の面が下向きとなるように保持する保持部材と、
前記保持部材に設けられ、前記圧電デバイスに対し前記パッケージの前記素子固定側の面の下方で開口する異物落下口と、
複数の前記外部端子に電圧を印加して前記圧電素子を振動させる電圧印加手段と、
前記保持部に保持されている前記圧電デバイスから前記異物落下口に向かう向きに、前記異物落下口から排気して、前記圧電素子に付着した異物を除去する排気手段と、
を備える、圧電デバイスの異物除去装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記パッケージの素子固定側の面と接する面に外気が流入可能な吸気口を有する、
請求項１記載の圧電デバイスの異物除去装置。
【請求項３】
前記保持部材は、前記圧電デバイスを前記素子固定側の面を下向きにして落とし込んだときに、当該圧電デバイスの前記パッケージに対し位置決めする凹状のデバイス受部を有し、
前記凹状のデバイス受部は、その内底部を下方に貫通して前記異物落下口が形成され、当該異物落下口の周囲の枠状内底面で前記圧電デバイスを支える、
請求項１記載の圧電デバイスの異物除去装置。
【請求項４】
前記保持部材の前記異物落下口は、
前記パッケージの素子固定側の面に面し、前記排気手段に連通する排気孔部と、
前記排気孔部から、前記枠状内底面の一部を分断して前記圧電デバイスの外側にまで延在することで、前記素子固定側への外気の流入経路を確保する吸気孔部と、
を有する、請求項３記載の圧電デバイスの異物除去装置。
【請求項５】
前記保持部材は、
複数の前記圧電デバイスを同時に保持し、当該複数の圧電デバイスを保持した状態で前記排気手段に対して着脱可能であり、
前記圧電デバイスの搬送トレイの少なくとも一部を構成する、
請求項１から請求項４の何れか一項記載の圧電デバイスの異物除去装置。
【請求項６】
前記電圧印加手段は、前記圧電デバイスの複数の前記外部端子に交流電圧を印加し、当該交流電圧の周波数を掃引して、最も大きな振動が得られる周波数を圧電デバイスごとに探索可能な周波数掃引機能を有する、
請求項１から請求項５の何れか一項記載の圧電デバイスの異物除去装置。
【請求項７】
パッケージに圧電素子をそれぞれ固定した未封止状態の複数の圧電デバイスを、前記圧電素子が固定された前記パッケージの素子固定側の面が下向きとなるように保持する保持搬送トレイ部と、
前記保持搬送トレイ部に設けられ、前記圧電デバイスに対し前記パッケージの素子固定側の面の下方で開口する少なくとも１つの異物落下口と、
を備える、圧電デバイスの搬送トレイ。
【請求項８】
パッケージに圧電素子を固定する工程と、
前記圧電素子を固定した未封止状態の圧電デバイスを、前記圧電素子が固定された前記パッケージの素子固定側の面と反対側を向く面に設けられた複数の外部端子が上向きで、前記パッケージの素子固定側の面が下向きとなるように保持部材に保持する工程と、
複数の前記外部端子に電圧を印加して前記圧電素子を振動させるとともに、前記保持部材に設けられ前記圧電デバイスに対し前記パッケージの素子固定側の面の下方で開口する異物落下口から、前記保持部に保持されている前記圧電デバイスから前記異物落下口に向かう向きに、排気して、前記圧電素子に付着した異物を除去することが可能な異物除去工程と、
前記異物除去工程後に、前記パッケージの素子固定側の面を封止部材で封止する封止工程と、
を含む、圧電デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記異物除去工程では、前記パッケージの素子固定側の面と接する面に外気が流入可能な吸気口を確保した状態で前記排気を行う、
請求項８記載の圧電デバイスの製造方法。
【請求項１０】
複数の圧電デバイスを保持させた前記保持部材を、前記異物除去工程から前記封止工程に前記複数の圧電デバイスを運搬するときの搬送トレイの少なくとも一部として用いる、
請求項８または請求項９記載の圧電デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等に用いられる圧電デバイスの異物除去装置、その搬送トレイ、および圧電デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
表面実装型の圧電デバイスは、パッケージ内に圧電素子、例えば水晶素子を固定した後、板状またはキャップ状の部材で、パッケージを封止することで製造される。
【０００３】
この製造過程で、圧電素子に異物が付着したまままパッケージを封止すると、異物により所望の振動特性が得られない、あるいは異物の脱落、再付着等によって振動特性が変化するなどの不具合が発生する。このため、圧電デバイスの製造では、周波数調整工程の前後、または封止前に異物除去を行う必要がある（例えば、下記引用文献１，２参照）。
【０００４】
引用文献１，２のうち、引用文献２は、パッケージ封止前に除塵する具体的な除塵装置を開示する。
引用文献２に記載の除塵装置は、ターンテーブルの上に周回状に複数の圧電共振子（圧電デバイス）を配置して保持し、ターンテーブルを回して所定の洗浄位置に臨む圧電デバイスを圧電駆動するとともに、当該圧電デバイスにイオン流を吹き付けて、遊離した塵をイオン流の下流に設けた集塵装置で吸着する構成を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４９０６３号公報
【特許文献２】特開平０６−２０４７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記集塵装置では、ターンテーブルとその駆動装置、イオン放出装置、集塵装置が必要であり、除塵装置の構成が複雑である。また、ターンテーブルを回しながら所定の洗浄位置に来た圧電デバイスを個々に除塵するため、作業性が悪い。作業性を改善して生産性を上げるには、ターンテーブルの別の場所にイオン放出装置と除塵装置をさらに数組、追加する必要があるが、この場合は、装置構成がさらに複雑化する。
【０００７】
また、上記除塵装置では、除塵後に装置から圧電デバイスを取り出すとき、又は、取り出してから次工程に移すまでの間に、重力等で落下してきた異物（塵等）が水晶片（圧電素子）に付着する虞がある。
次工程に搬送するために、除塵後の圧電デバイスを治具等に収納することで、次工程に移すまでの間で異物付着を防止することも可能である。
しかしながら、圧電デバイスを治具に収納する際の異物付着は防止できないうえ、治具に収納するための手間と時間を要し、さらに作業性低下し、これが生産性低下の原因となる。
【０００８】
本発明の目的は、装置構成が簡素であり、圧電デバイスから異物除去を効率的に行うことが可能な構成の異物除去装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、上記異物除去装置の保持手段として兼用でき、次工程に搬送するまでに圧電デバイスの移し替えを不要として異物の付着を防止する圧電デバイスの搬送トレイを提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、簡単かつ効率的に圧電デバイスから異物除去を行うことが可能な構成の異物除去工程を含む圧電デバイスの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る圧電デバイスの異物除去装置は、パッケージに圧電素子を固定した未封止状態の圧電デバイスを、前記圧電素子が固定されたパッケージの素子固定側の面と反対側を向く面に設けられた複数の外部端子が上向きで、パッケージの素子固定側の面が下向きとなるように保持する保持部材と、前記保持部材に設けられ、前記圧電デバイスに対しパッケージの素子固定側の面の下方で開口する異物落下口と、複数の外部端子に電圧を印加して前記圧電素子を振動させる電圧印加手段と、前記保持部材に保持されている前記圧電デバイスから前記異物落下口に向かう向きに、前記異物落下口から排気して、前記圧電素子に付着した異物を除去する排気手段と、を備える。
【００１０】
好適に、前記保持部材は、前記パッケージの素子固定側の面と接する面に外気が流入可能な吸気口を有する。
【００１１】
好適に、前記保持部材は、前記圧電デバイスを前記素子固定側の面を下向きにして落とし込んだときに、当該圧電デバイスの前記パッケージに対し位置決めする凹状のデバイス受部を有し、前記凹状のデバイス受部は、その内底部を下方に貫通して前記異物落下口が形成され、当該異物落下口の周囲の枠状内底面で前記圧電デバイスを支える。
さらに好適に、前記保持部材の前記異物落下口は、前記パッケージの素子固定側の面に面し、前記排気手段に連通する排気孔部と、前記排気孔部から、前記枠状内底面の一部を分断して前記圧電デバイスの外側にまで延在することで、前記素子固定側への外気の流入経路を確保する吸気孔部と、を有する。
【００１２】
好適に、前記保持部材は、複数の前記圧電デバイスを同時に保持し、当該複数の圧電デバイスを保持した状態で前記排気手段に対して着脱可能であり、前記圧電デバイスの搬送トレイの少なくとも一部を構成する。
【００１３】
好適に、前記電圧印加手段は、前記圧電デバイスの複数の前記外部端子に交流電圧を印加し、当該交流電圧の周波数を掃引して、最も大きな振動が得られる周波数を圧電デバイスごとに探索可能な周波数掃引機能を有する。
【００１４】
本発明の一態様に係る圧電デバイスの搬送トレイは、パッケージに圧電素子をそれぞれ固定した未封止状態の複数の圧電デバイスを、前記圧電素子が固定されたパッケージの素子固定側の面が下向きとなるように保持する保持搬送トレイ部と、前記保持搬送トレイ部に設けられ、前記圧電デバイスに対しパッケージの素子固定側の面の下方で開口する少なくとも１つの異物落下口と、を備える。
【００１５】
本発明の一態様に係る圧電デバイスの製造方法は、パッケージに圧電素子を固定する工程と、前記圧電素子を固定した未封止状態の圧電デバイスを、前記圧電素子が固定された前記パッケージの素子固定側の面と反対側を向く面に設けられた複数の外部端子が上向きで、前記パッケージの素子固定側の面が下向きとなるように保持部材に保持する工程と、複数の前記外部端子に電圧を印加して前記圧電素子を振動させるとともに、前記保持部材に設けられ前記圧電デバイスに対し前記パッケージの素子固定側の面の下方で開口する異物落下口から、前記保持具部に保持されている前記圧電デバイスから前記異物落下口に向かう向きに、排気して、前記圧電素子に付着した異物を除去することが可能な異物除去工程と、前記異物除去工程後に、前記パッケージの素子固定側の面を封止部材で封止する封止工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
上記の構成によれば、装置構成が簡素であり、圧電デバイスから異物除去を効率的に行うことが可能な構成の異物除去装置が提供される。
また、上記異物除去装置の保持手段として兼用でき、次工程に搬送するまでに圧電デバイスの移し替えを不要として異物の付着を防止する圧電デバイスの搬送トレイが提供される。
さらに、簡単かつ効率的に圧電デバイスから異物除去を行うことが可能な構成の異物除去工程を含む圧電デバイスの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態に係る圧電デバイスの異物除去装置の概略的な構成図（一部は断面図）（Ａ）と、異物除去装置の保持部材に圧電デバイスが保持された状態を示す、電圧印加手段側から見た概略的な上面図（Ｂ）。
【図２】パッケージ蓋部を外した内部の概略構成を例示する圧電デバイスの上面図（Ａ）と裏面図（Ｂ）。
【図３】４端子の圧電デバイスの裏面図。
【図４】第２の実施形態に係る圧電デバイスの異物除去装置の概略的な構成図（一部は断面図）（Ａ）と、異物除去装置の保持部材に圧電デバイスが保持された状態を示す、電圧印加手段側から見た概略的な上面図（Ｂ）。
【図５】第３の実施形態に係る圧電デバイスの異物除去装置の搬送トレイに３つの保持部材と３つの圧電デバイスが保持された状態を示す、電圧印加手段側から見た概略的な上面図。
【図６】図５のＡ−Ａ線に沿った概略的な断面図（Ａ）と、図５のＢ−Ｂ線に沿った概略的な断面図（Ｂ）。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の各種実施形態と変形例を、圧電デバイスの圧電素子が水晶素子からなる場合を例として、図面を参照して説明する。従って本発明の各種実施形態と変形例では、水晶素子を、圧電素子の一例として説明する。
第２の実施形態以降において、既に説明した構成と同一又は類似する構成については、互いに同一の符号を付して説明することがある。
【００１９】
以下、次の順で説明を行う。
１．第１の実施形態：圧電デバイスの水晶素子の下方に異物落下口が貫通孔のみで形状されている保持部材を含む、圧電デバイスの異物除去装置の実施形態である。この実施形態には、当該構成の保持部材を用いた異物除去工程を含む、圧電デバイスの実装方法の実施形態を含む。
２．第２の実施形態：圧電デバイスの水晶素子の下方には異物落下口が貫通孔のみで排気手段に連通する排気孔部と、当該排気孔部から前記圧電デバイスの外側にまで延在する吸気孔部とを有する保持部材を含む、圧電デバイスの異物除去装置の実施形態である。この実施形態には、当該構成の保持部材を用いた異物除去工程を含む、圧電デバイスの実装方法の実施形態を含む。
３．第３の実施形態：複数の圧電デバイスを同時に保持可能な搬送トレイの実施形態である。
４．変形例
【００２０】
＜１．第１の実施形態＞
図１（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る圧電デバイスの異物除去装置の概略的な構成図（一部は断面図）である。図１（Ｂ）は、異物除去装置の保持部材に圧電デバイスが保持された状態を示す、電圧印加手段側から見た概略的な上面図である。また、図２（Ａ）と図２（Ｂ）は、圧電デバイスの上面図と裏面図である。なお、図２（Ａ）の上面図では、最上部のパッケージ蓋部５を外した内部の概略構成を例示している。図３は、４端子の圧電デバイスの裏面図である。
最初に、図１に符号１で示す圧電デバイスの構造と、圧電素子固定工程からパッケージの封止工程までの概略的な製法を、主に図２を用いて説明する。
【００２１】
［圧電デバイスの構造と製法］
図２に示す圧電デバイス１は２端子デバイスであり、主な構成として、パッケージ２と、パッケージ２の凹部２Ａの内部に実装された水晶素子４とを有している。なお、図３に示す４端子デバイスの場合、電子部品、具体的には、水晶素子４の環境温度を検知する感温素子の一例としてのサーミスタ素子、または、水晶素子４を発振させる発振回路機能を有した集積回路素子がパッケージの凹部２Ａ内に設けられることもあるが、図２の２端子デバイスでは、感温素子または集積回路素子を有さない。
【００２２】
パッケージ２は、主に、例えばアルミナセラミックス、ガラス−セラミックス等のセラミック材料からなる絶縁層を１層または複数層積層し、焼成して形成することができる。
【００２３】
パッケージ２は、上方側がパッケージ蓋体５で封止されたときに内部空間を形成するための凹部２Ａを有する。凹部２Ａを形成するための好適な構成として、パッケージ２が基板部と枠体部とを有し、基板部の上面に枠体部を貼り付けたときに、基板部の上面に枠体部で囲まれた凹部２Ａが形成される構成を採用できる。この構成では、基板部及び枠体部を、上記したセラミック材料から形成してもよいし、基板部を上記したセラミック材料から形成し、枠体部を例えばＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金などの金属によって環状をなすように形成してもよい。
【００２４】
パッケージ蓋体５は、矩形平板状のセラミック材料から形成してもよいし、矩形状平板状のＦｅ−Ｎｉ合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金から形成したものでもよい。パッケージ蓋体５は、真空に近い状態または窒素ガスなどが充填された凹部２Ａを気密的に封止するための封止部として機能する。
【００２５】
図２（Ａ）に示すように、パッケージ２の凹部２Ａの底面には、水晶素子４を接合するために金属材料からなる接続パッド２２Ａ，２２Ｂが配置されている。
一方、図２（Ｂ）に示すように、パッケージ２の裏面には、例えば水晶素子４の各端子に電気的に接続され、金属材料からなる２つの外部端子２３Ａ，２３Ｂが配置されている。
接続パッド２２Ａと外部端子２３Ａの接続は、特に図示しないが、凹部２Ａの内底面に形成された配線（またはセラミック材料内部に埋め込まれた配線）と、その下のビアにより達成される。また、接続パッド２２Ｂと外部端子２３Ｂの接続はビアにより達成される。
【００２６】
水晶素子４は、矩形板状の水晶素板４１と、当該水晶素板４１の両面に形成された１対の電極を有する。各電極は、図２（Ａ）に示すように、水晶素板４１の主面に広く配置された矩形状の励振電極４２と、水晶素板４１の一方の角部を覆って水晶素板４１の両面に配置された接続電極４３Ａと、接続電極４３Ａを励振電極４２に接続する引出電極４４と、を有する。これらの電極（４２，４３Ａ，４４）は、一体の導電層（例えば金属膜）から形成したものである。図２（Ａ）では、水晶素板４１の短辺のもう片側の角部に他の電極の接続電極４３Ｂが図示してある。この他の電極は、接続電極４３Ｂと、不図示の水晶素板４１の他の面に配置された励振電極および引出電極とを一体の導電層から形成したものである。水晶素子４は、外部からの交流電圧が接続電極４３から引出電極４４を介して励振電極４２印加されると、圧電効果および逆圧電効果により、励振電極４２に挟まれた水晶素板４１の一部が所定の振動モード及び周波数で励振を起こすようになっている。
【００２７】
水晶素子４とパッケージ２の接合に関し、接続電極４３Ａと接続パッド２２Ａ、接続電極４３Ｂと接続パッド２２Ｂの各接合に、導電接着剤ＤＳが用いられている。但し、この接合にハンダを用いることも可能である。
導電接着剤ＤＳとして、例えば、シリコーン樹脂等のバインダーの中に導電フィラーとして導電性粉末が含有されているものであり、導電性粉末としては、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、のうちのいずれかまたはこれらの組み合わせを含むものを、好適に用いることができる。
【００２８】
圧電デバイス１の製造では、セラミック材料からなるパッケージ２と、水晶素子４と、パッケージ蓋体５をそれぞれ形成する。
水晶素子４の形成では、まず、人工水晶体から所定のカットアングルで切断し外形加工を施すことによって水晶素板４１を得る。その後、例えば、水晶素板４１の両主面にスパッタリング等によって金属膜を被着させて加工する、あるいは印刷等により、励振電極４２、接続電極４３Ａ（４３Ｂ）、引出電極４４を有する１対の電極を一体として形成する。
【００２９】
素子固定工程において、水晶素子４をパッケージ２の凹部２Ａの底面に形成された接続パッド２２Ａ，２２Ｂに対し、片持構造となるように導電接着剤ＤＳで接合する。
また、封止工程において、パッケージ蓋体５を凹部２Ａが塞がれるようにパッケージ２に被せ、パッケージ蓋体５とパッケージ２を加熱等で密封されるように強固に接合する。パッケージ蓋体５は、上記合金製の場合に、例えば、所定雰囲気中でパッケージ２上にシーム溶接等で接合される。
本実施形態の製法では、素子固定工程と封止工程の間に、詳細を後述する異物除去工程を有する。
【００３０】
図３は、４端子の圧電デバイスのパッケージ２の裏面図である。
この圧電デバイスは、パッケージ２の裏面に、水晶素子４の励振電極４２に交流電圧を印加することができる２つの外部端子２３Ａ，２３Ｂが一方の対角側に配置されている。また、２つの外部端子２３Ｃ，２３Ｄが他方の対角側に配置されている。この２つの外部端子２３Ｃ，２３Ｄは、グランド端子としてよいし、圧電デバイス１内に感温素子が設けられている場合に、その感温素子の外部端子としてもよい。また、圧電デバイス１内に発振回路の機能を有した集積回路素子が設けられている場合には、電圧信号を出力するための外部端子およびこの電圧信号を調整するための調整用電圧を入力するための外部端子としてもよい。
【００３１】
［異物除去装置］
図１に示す圧電デバイスの異物除去装置１００は、上記した製法において、素子固定工程後で封止工程前の製造途中の圧電デバイス１から異物を除去する異物除去工程に用いる装置である。
異物除去装置１００は、大別すると、保持部材７、排気手段８、および電圧印加手段（例えば、ネットワーク・アナライザ９）を有する。
【００３２】
保持部材７は、パッケージ蓋体５が未だ取り付けられていない圧電デバイス１を、複数の外部端子２３Ａ，２３Ｂが上向きで水晶振動子４が固定されたパッケージ２の素子固定側の面（凹部２Ａの開放側の面）が下向きになるように、保持するものである。
保持部材７の素材に限定はなく、金属系、樹脂系素材のうち、剛性が高いものであれば何でもよい。素材によっては経時変化で保持部材自身が異物発生源となる可能性があるのであれば、保持部材７は、それ自体からの異物発生を防止するために表面がコーティングされていてもよい。
【００３３】
保持部材７は、圧電デバイス１のパッケージ２をパッケージ２の素子固定側の面を下向きにして落とし込んだときに、当該パッケージ２に対し位置決めする凹状のデバイス受部７１を有する。
凹状のデバイス受部７１には、その内底部を下方に貫通する貫通孔が形成されている。本実施形態では、この貫通孔を、異物落下口７２と表記する。
【００３４】
異物落下口７２は、固定された水晶振動子４の下方で対面している。水晶振動子４に付着した異物が自重で落下し、あるいは振動で剥がれて落下するときに、異物が確実にパッケージ２の内部から下方へ排泄されるように、異物落下口７２の位置と大きさが、水晶振動子４の位置と大きさに対応して決められていることが望ましい。例えば、異物落下口７２は、その中心が水晶素子４の中心とおおよそ合致し、かつ、その形状が水晶素子４の主面より一回り以上大きい矩形状であることが望ましい。
【００３５】
異物落下口７２の周囲に位置する、デバイス受部７１の内底面は枠状となっており、以下、この内底面を枠状内底面７１Ａと表記する。
主として、枠状内底面７１Ａで圧電デバイス１が保持される。圧電デバイス１のパッケージ２は、凹部２Ａの周囲の先端面が矩形枠状になっており、その矩形枠状の先端面が上記枠状内底面７１Ａに当接することで、圧電デバイス１が保持部材７に保持されている。
また、枠状内底面７１Ａ周囲のデバイス受部７１の内周壁で囲む領域は、パッケージ２の側面で囲む領域よりサイズが若干大きく形成されており、これにより圧電デバイス１が横にずれないように位置決めされている。
【００３６】
排気手段８は、真空ポンプ等の異物除去のための専用装置を用いてもよいし、例えば圧電デバイス１の他の製造工程で用いる真空ポンプから分岐した真空ダクトを接続する構成の兼用装置でもよい。
いずれにしても、特に詳細は図示しないが、排気手段８は、保持部材７の底面において、その異物落下口７２の開口面を囲み、その周囲で閉環状に吸着する吸着部を備えている。そして、排気手段８は、異物落下口７２に対し吸着部を介して気密に連通した配管またはダクト内を真空ポンプ等で十分に低圧にすることで、パッケージ２内から除去した異物が再びパッケージ２内に戻らないよう速やかに排除する。
【００３７】
電圧印加手段は、少なくとも、水晶素子４が振動可能な交流電圧を印加する機能を有していればよい。但し、異物除去のため十分に振動可能な交流電圧の周波数範囲がデバイスごとに異なり、同一の周波数では生産するデバイス中、十分に異物除去が行えないものが発生する場合には、周波数掃引機能を有する電圧印加手段として、本実施形態のように、ネットワーク・アナライザ９を用いることが望ましい。
【００３８】
ネットワーク・アナライザ９は、電圧印加端子として２本のプローブＰａ，Ｐｂを有し、２本のプローブＰａ，Ｐｂを、パッケージ２の裏面（図１では上面）に設けられた２つの外部端子２３Ａ，２３Ｂに押し当てている。圧電デバイス１自体は軽いものであるが、このときの押圧力により、圧電デバイス１が保持部材７に十分な力で固定される。
【００３９】
［異物除去工程］
このような構成の異物除去装置１００を用いる異物除去工程では、圧電デバイス１を保持部材７に保持させ、２本のプローブＰａ，Ｐｂを外部端子２３Ａ，２３Ｂに押し当てて電気的接触を行った後、排気手段８を動作させる。そして、ネットワーク・アナライザ９によって２本のプローブＰａ，Ｐｂに交流電圧を印加し、当該交流電圧の周波数を、ある決められた範囲で掃引して、最も大きな振動が得られる最適な周波数を圧電デバイスごとに探索する。周波数の掃引範囲を限定したほうが、タクトタイム短縮のために望ましい。周波数の掃引範囲は、例えば、生産する全ての圧電デバイスの発振周波数がばらつく周波数範囲に基づいて予め決めるとよい。
この探索で得られた最適な周波数で所定時間だけ、圧電デバイス１の水晶素子４を振動させて、異物を剥がし落とす。異物は異物落下口７２を通って排気手段８によりパッケージ外部に強制的に排出される。このとき、排気手段８の排気圧により、水晶素子４以外のパッケージ内部位に付着していた異物も同時に除去される。
【００４０】
本実施形態によれば、上記装置構成および製法に基づく、以下の効果が得られる。
本実施形態に関わる異物除去装置１００に特有な構成としての保持部材７が、圧電デバイス１を保持する部分と、圧電デバス内の圧電素子（水晶素子４）の下方に開口する異物落下口７２を備えるだけの簡素なものである。また、異物落下口７２に連通する排気手段８は、他の製造工程で用いるものを流用可能である。このため、異物除去装置１００の全体構成が極めて簡素で、メンテナンスも容易で、コスト面でも有利である。
【００４１】
また、異物の自重による落下と、排気手段８の排気圧による異物排除の双方を利用するため、異物排除効率が高い。交流電圧の印加時の圧電素子の振動により付着物を剥ぎ落とすことができる。圧電素子以外のパッケージ２の凹部２Ａ内の部位に付着した異物も、排気手段８の排気圧で強制的に排出できる。また、気体を吹き付ける異物剥離とは異なり、気流による異物の舞い上がりがなく、異物が圧電素子に再付着する虞がない。さらに、異物除去後のパッケージ２の素子を固定している面が下向きであるため、そのままの状態で次工程に移動させると異物が搬送時に付着し難い。なお、搬送時に素子を固定している面を下向きとする搬送方法を採用しても、異物除去工程で素子を固定している面が上向きだと、デバイスを上下反転する作業で異物が付着する虞があり、本実施形態の製法では、そのような異物付着の虞がある作業を不要にできる。
【００４２】
＜２．第２の実施形態＞
図４（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る圧電デバイスの異物除去装置の概略的な構成図（一部は断面図）である。図４（Ｂ）は、異物除去装置の保持部材に圧電デバイスが保持された状態を示す、電圧印加手段側から見た概略的な上面図である。
図４に示す圧電デバイスの異物除去装置１００Ａは、保持部材、排気手段およびネットワーク・アナライザを有すること自体は、図１に示す第１の実施形態の場合と同様である。
第２の実施形態では、保持部材の形状が異なる。他の構成は、既に説明した構成と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４３】
本実施形態に係る保持部材７Ａは、異物落下口７２Ａの形状が、第１の実施形態における異物落下口７２の形状と異なる。
異物落下口７２Ａは、第１の実施形態における異物落下口７２と同様な位置および大きさの排気孔部７２Ｂと、排気孔部７２Ｂから四方の外側に連通する４つの吸気孔部とを有する。
【００４４】
ここで、４つの吸気孔部とは、パッケージ受部７１の２つの短辺側に形成された１対の吸気孔部７２Ｃ，７２Ｃと、パッケージ受部７１の２つの長辺側に形成された１対の吸気孔部７２Ｄ，７２Ｄとからなる。４つの吸気孔部７２Ｃ，７２Ｃ，７２Ｄ，７２Ｄ（以下、吸気孔部７２Ｃ／Ｄと表記する場合がある）は、排気孔部７２Ｂと一体に形成されている。
ここで、排気孔部７２Ｂが保持部材７Ａを厚さ方向（上下方向）に貫く貫通孔であるのに対し、４つの吸気孔部７２Ｃ／Ｄは、排気孔部７２Ｂの側壁上部側からパッケージ受部７１の外側に延在し、保持部材７Ａの表面で開口する孔部である。
この構成により、４つの吸気孔部７２Ｃ／Ｄは、排気手段８で排気される空気の吸気口として作用する。
【００４５】
図４（Ｂ）における各吸気孔部の幅、つまり各吸気孔部のパッケージ受部７１の各辺に沿った長さは、長辺側で比較的大きく、短辺側で比較的小さくなっている。但し、このような幅設定に限定されない。また、吸気孔部の位置や個数も任意である。但し、異物が取れやすい気流の方向は、個々の異物によって異なると考えられため、図示のように四方のそれぞれに、少なくとも１つの吸気孔部を設ける構成が望ましい。但し、排気圧が弱いのに余り大きな吸気開口面積にすると、素子固定面付近で必要な気流速度が得られない。そのため、排気圧の大きさに応じて、各吸気孔部の幅や個数を任意に最適化できる。図４（Ｂ）に示す構成は、ある排気圧をもつ排気手段８にとって好ましい吸気孔部の配置例にすぎず、異なる排気圧を前提とすると最適な吸気孔部の配置であるとは限らないことに注意を要する。
【００４６】
第１の実施形態は、排気手段８による排気空間（ダクト、異物落下口およびパケージ内部）を可能な限り気密にすることで、排気による異物除去効果を高めるねらいがある。但し、圧電デバイスを交換するごとに、排気空間を大気圧に戻す必要があり、交換後の圧電デバイスに対する異物除去処理では大気圧からある程度低い気圧にするのに時間を要する。また、排気空間を大気圧に戻すベンディング時に、排気手段側に残った異物が舞い上がることも懸念される。
【００４７】
これに対し、本第２の実施形態では、排気空間は密閉されていないため、意図的に気流を形成し、その気流による異物除去促進を行う。このため、圧電デバイスを交換するときは排気手段８を一時的に停止し、または配管またはダクトの途中に設けられた開閉機構を一時的に閉じればよい。また、交換後の圧電デバイスに対する異物処理では、排気手段８を再起動させ、または上記開閉機構を再度開ければ、比較的短い時間で必要な気流速度が得られる。したがって、圧電デバイスごとの処理に要するタクトタイムは、第１の実施形態より短縮可能という効果が得られる。また、ベンディングをしないため排気手段側に残った異物の舞い上がりは起きない。
その他、第１の実施形態で述べた効果は、本第２の実施形態でも同様である。
【００４８】
＜３．第３の実施形態＞
図５は、第３の実施形態に係る圧電デバイスの異物除去装置の搬送トレイに３つの保持部材と３つの圧電デバイスが保持された状態を示す、電圧印加手段側から見た概略的な上面図である。図６（Ａ）は、図５のＡ−Ａ線に沿った概略的な断面図、図６（Ｂ）は、図５のＢ−Ｂ線に沿った概略的な断面図である。
【００４９】
第３の実施形態は、複数の圧電デバイスを異物除去工程から次の封止工程に運搬する搬送トレイに関する。圧電デバイス１、保持部材７Ａの構成は、第２の実施形態と同じとしている。但し、第１の実施形態と同じ保持部材７を用いてもよい。
【００５０】
図５および図６に示す搬送トレイ１０は、凹状の部材収容部内に３つの保持部材７Ａを、着脱可能に一列に載置している。部材収容部の内周壁により３つの保持部材７Ａは、搬送トレイ１０を大きく傾けない限りは横から滑り落ちることがない。
部材収容部の内定部には、３つの保持部材の各排気孔部７２Ｂに適合した大きさと位置で、貫通孔１０Ａが３つ形成されている。貫通孔１０Ａは、当該搬送トレイ１０の異物脱落口として設けられている。
【００５１】
搬送トレイは、第１の実施形態と同様な排気手段８に着脱可能に接続される。
このような構成の搬送トレイ１０では、排気手段８に接続された状態で、３つの圧電デバイス１に対して異物除去工程がバッチ処理され得る。搬送自体は手動でも自動でもよい。自動化されている場合は、３つの圧電デバイス１の単位で異物除去がなされ、この単位で次工程に自動搬送される。
【００５２】
このような構成の搬送トレイ１０は、第１および第２の実施形態に記載した諸効果に加え、複数の圧電デバイスに対する処理が容易である。この搬送トレイ１０を利用すると、排気手段８は共通に利用できるため、複数の圧電デバイスを連続して処理することができる。この場合、ネットワーク・アナライザ９によって、各圧電デバイスにプローブ対を接触させる。そして、交流電圧を印加するプローブ対を切り替える、あるいは、最適な周波数が同じならば同時に交流電圧の印加も可能である。
【００５３】
なお、図示の都合上、一度に搬送できるデバイス数は３としているが、２または４以上としてもよい。また、搬送トレイ上に行列状、つまり縦と横でそれぞれ複数列に圧電デバイス１を並べる構成でもよい。
【００５４】
＜４．変形例＞
以上の第１〜第３の実施形態は、上記説明に限定されず、例えば以下に例示する種々の変形が可能である。
【００５５】
第３の実施形態では、３つの保持部材７Ａを一体化して、搬送トレイ１０の一部として利用してもよい。
また、３つの保持部材７Ａを一体化したものを、搬送トレイとしても十分な剛性を持たせる厚さ、大きさおよび材質で形成してもよい。この場合、図５および図６に示す搬送トレイ１０は不要で、一体化した複数の保持部材自身が、本願発明の搬送トレイに該当する。
【００５６】
第１の実施形態における異物落下口７２は、例えば図１で符号７１Ａにより指示する箇所に存在する段差がない構成としてもよい。例えば、異物落下口７２の大きさを図１のものよりひと回り大きくして、異物が溜まりやすい段差をなくすようにしてもよい。なお、第２の実施形態では、気流があるので排気孔部７２Ｂと吸気孔部７２Ｃ，７２Ｄとの間に段差があっても異物が堪り難いことから、段差の有無は第１の実施形態ほど重要ではない。
また、第１の実施形態における異物落下口７２、第２および第３の実施形態における排気孔部７２Ｂは、パッケージ２側から、段差なく斜めに順テーパで傾斜する壁面を備える構成でもよい。この場合は、異物が傾斜壁面を滑り落ち、スムーズに排気手段８側に導かれる。
【００５７】
本願発明は、圧電効果を利用して振動する圧電素子を有する圧電デバイスに広く適用できる。上記のように水晶素子を有する圧電デバイス以外に、例えば、表面弾性波デバイス、あるいは加速度センサ等の他の物理現象を利用した圧電素子を有するデバイスに対しても、上記異物除去装置、上記製造方法および上記搬送トレイが利用できる。
【００５８】
その他、本発明は、種々の態様で実施されてよい。
【符号の説明】
【００５９】
１…圧電デバイス、２…パッケージ、２Ａ…凹部、２２Ａ，２２Ｂ…接続パッド、４…水晶素子、５…パッケージ蓋体、７，７Ａ…保持部材、８…排気手段、９…ネットワーク・アナライザ（電圧印加手段）、１０…搬送トレイ、２２Ａ，２２Ｂ…接続パッド、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ…外部端子、４１…水晶素板、４２…励振電極、４３Ａ，４３Ｂ…接続電極、４４…引出電極、７１…デバイス受部、７１Ａ…枠状内底面、７２，７２Ａ…異物落下口、７２Ｂ…排気孔部、７２Ｃ，７２Ｄ…吸気孔部、１００…異物除去装置、ＤＳ…導電接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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