(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向すると共にそれぞれ金属極が形成される第一面と第二面を有する圧電素子基板を準備する圧電素子基板準備工程と、
表面に紫外線で硬化する第一粘着層を有する第一テープを準備する第一テープ準備工程と、
前記圧電素子基板の前記第一面に前記第一テープを貼り付ける第一貼付工程と、
前記第二面側から前記圧電素子基板を切断すると共に、前記第一粘着層側から前記第一テープの一部を除去する圧電素子基板切断工程と、
表面に紫外線で硬化する第二粘着層を有する第二テープを準備する第二テープ準備工程と、
前記圧電素子基板の前記第二面に前記第二テープを貼り付ける第二貼付工程と、
前記第一テープ側から、紫外線を照射する照射工程と、
前記第一テープを前記圧電素子基板から剥離する第一剥離工程と、
前記圧電素子基板切断工程による切溝に樹脂を充填する樹脂充填工程と、
前記第一面側から前記樹脂を切断する樹脂切断工程と、
前記第二テープを前記圧電素子基板から剥離する第二剥離工程と、を備えることを特徴とする圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、両面に金属極が形成されており、圧電セラミックスの露出している側面が樹脂で被覆された圧電素子が知られている。このような圧電素子の製造方法として、例えば、特許文献１のような製造方法が知られている。この製造方法では、ダイシングのために圧電素子基板を台に接着している。一回目のダイシングによって圧電素子基板を切断した後、切溝に樹脂を充填して硬化させる。その後、一回目よりも狭い切断幅にて二回目のダイシングを行うことで、圧電素子基板を個品化する。これによって側面が樹脂で被覆された圧電素子を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，３９３，６８１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の製造方法では、切溝に充填した樹脂と台とが強固に接着されてしまい、圧電素子を破壊すること無しに剥離させることが困難であるという問題がある。すなわち、切溝に樹脂を充填したときに、樹脂が台に接着され、このような状態で台から圧電素子を剥離しようとすると、圧電素子にクラックが発生してしまうという問題が生じる。そこで、従来より、圧電素子のクラックの発生を防止することのできる製造方法が求められていた。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、クラックの発生を防止することのできる圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、対向する第一面と第二面を有する圧電素子基板を準備する圧電素子基板準備工程と、表面に紫外線で硬化する第一粘着層を有する第一テープを準備する第一テープ準備工程と、圧電素子基板の第一面に第一テープを貼り付ける第一貼付工程と、第二面側から圧電素子基板を切断すると共に、第一粘着層側から第一テープの一部を除去する圧電素子基板切断工程と、表面に紫外線で硬化する第二粘着層を有する第二テープを準備する第二テープ準備工程と、圧電素子基板の第二面に第二テープを貼り付ける第二貼付工程と、第一テープ側から、紫外線を照射する照射工程と、第一テープを圧電素子基板から剥離する第一剥離工程と、圧電素子基板切断工程による切溝に樹脂を充填する樹脂充填工程と、第一面側から樹脂を切断する樹脂切断工程と、第二テープを圧電素子基板から剥離する第二剥離工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る製造方法では、圧電素子基板切断工程で圧電素子基板及び第一テープに切溝を形成し、第二貼付工程で圧電素子基板の第二面に第二テープを貼り付けている。従って、照射工程で第一テープ側から紫外線を照射したとき、紫外線は圧電素子基板で遮蔽されることなく切溝を通過して第二テープの第二粘着層に照射される。第二粘着層のうち紫外線が照射された部分は、粘着力が低下した粘着力低下部となる。樹脂充填工程において切溝に樹脂を充填する際、樹脂は圧電素子基板の側面と、粘着力低下部と接触する。粘着力低下部の表面（すなわち樹脂との界面）は、圧電素子基板切断工程において加工される部分ではないため、粗くなっておらず滑らかであり、更に、粘着力も低下している。従って、第二剥離工程において、樹脂は容易に第二テープから剥離することができる。これによって、圧電素子のクラックの発生が防止される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、圧電素子のクラックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る製造方法によって製造される圧電素子を示す斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る製造方法のフロー図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る製造方法の内容を示す概略図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る製造方法の内容を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１１】
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る製造方法によって製造される圧電素子１を示す斜視図である。この圧電素子１は、例えば、磁気ディスクを備えたディスク装置などに適用される。すなわち、デュアル・アクチュエータ方式のディスク装置において、ボイスコイルモータ以外の第二のアクチュエータとして、圧電素子１が用いられる。
【００１２】
図１に示すように、圧電素子１は、対向する第一面２ａと第二面２ｂを有する圧電素子基板２を備えている。圧電素子基板２は、圧電セラミックス３の両面に金属極４を設けることによって構成されている。圧電セラミックス３の材料として、ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］，ＰＴ（ＰｂＴｉＯ３），ＰＬＺＴ［（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］，チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などが挙げられる。
【００１３】
圧電素子基板２の第一面２ａ及び第二面２ｂは金属極４に覆われている。圧電素子基板２の四方の側面２ｃは金属極４に覆われず、圧電セラミックス３が露出する。この側面２ｃは、樹脂５によって覆われている。樹脂５の材料として、エポキシ樹脂が用いられる。また、エポキシ樹脂の他に、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を使用することができる。また、エポキシアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂などの紫外線硬化樹脂を使用することもできる。また、ポリ酢酸ビニルなどのホットメルト樹脂を用いてもよい。
【００１４】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の第一実施形態に係る圧電素子１の製造方法について説明する。
【００１５】
図２に示すように、切断前の圧電素子基板２を準備する圧電素子基板準備工程（ステップＳ１）から工程が開始される。圧電素子基板準備工程Ｓ１における圧電素子基板２は、個品化された状態の圧電素子基板２が複数繋がった状態であり、板状に形成されている。この圧電素子基板２の第一面２ａ及び第二面２ｂには、スパッタなどによって金属極４が形成される。次に、紫外線硬化型ダイシングテープからなる第一テープ１１を準備する第一テープ準備工程（ステップＳ２）が実行される。第一テープ１１は、表面に紫外線で硬化する第一粘着層１１ａを有している。
【００１６】
次に、圧電素子基板２の第一面２ａに第一テープ１１を貼り付ける第一貼付工程（ステップＳ３）が実行される。第一貼付工程Ｓ３では、第一テープ１１の第一粘着層１１ａに、圧電素子基板２の第一面２ａが貼り付けられる（図３（ａ）参照）。
【００１７】
次に、圧電素子基板２を切断する圧電素子基板切断工程（ステップＳ４）が実行される。圧電素子基板切断工程Ｓ４では、圧電素子基板２の第二面２ｂ側から、ブレードＷ１によってダイシングが行われ、切溝ＣＨ１が形成される（図３（ｂ）参照）。このダイシングにより、圧電素子基板２は切断されるとともに、第一テープ１１もハーフカットされ、第一粘着層１１ａ側から第一テープ１１の一部が除去される。圧電素子基板２には、側面２ｃが形成される。ブレードＷ１の厚み（すなわち切溝ＣＨ１の幅）は、例えば、４０〜２００μｍに設定される。第一テープ１１のハーフカットの深さは、特に限定されず、後の紫外線照射工程Ｓ７において、紫外線が第一テープ１１を透過して第二テープ１２の第二粘着層１２ａを硬化させることができる深さであればよい。切溝ＣＨ１の部分において第一粘着層１１ａが完全に除去される深さであることがより好ましい。
【００１８】
次に、紫外線硬化型ダイシングテープからなる第二テープ１２を準備する第二テープ準備工程（ステップＳ５）が実行される。第二テープ１２は、表面に紫外線で硬化する第二粘着層１２ａを有している。次に、圧電素子基板２の第二面２ｂに第二テープ１２を貼り付ける第二貼付工程（ステップＳ６）が実行される。第二貼付工程Ｓ６では、第二テープ１２の第二粘着層１２ａに、圧電素子基板２の第二面２ｂが貼り付けられる（図３（ｃ）参照）。
【００１９】
次に、第一テープ１１側から、テープ１１，１２が貼り付けられた圧電素子基板２に対して、紫外線が照射される紫外線照射工程（ステップＳ７）が実行される。紫外線照射工程Ｓ７では、第一テープ１１の裏面側から紫外線が照射される（図３（ｃ）参照）。これによって、第一テープ１１の第一粘着層１１ａは粘着力が低下して剥離可能となる。また、切溝ＣＨ１の位置では圧電素子基板２によって紫外線が遮蔽されないため、紫外線が第二テープ１２の第二粘着層１２ａまで及ぶ。切溝ＣＨ１に対応する位置には、紫外線照射によって第二粘着層１２ａの粘着力が低下した粘着力低下部１２ｂが形成される。紫外線照射工程Ｓ７の後、第一テープ１１を圧電素子基板２から剥離する第一剥離工程（ステップＳ８）が実行される。
【００２０】
次に、切溝ＣＨ１に樹脂５を充填する樹脂充填工程（ステップＳ９）が実行される。充填方法としては、印刷やディスペンサーによる方法が採用される。切溝ＣＨ１全域に樹脂５を充填することで圧電素子基板２の側面２ｃを覆った後、樹脂５を硬化させる（図３（ｄ）参照）。樹脂５は、第二テープ１２の粘着力低下部１２ｂにも接触する。
【００２１】
次に、第一面２ａ側から樹脂５を切断する樹脂切断工程（ステップＳ１０）が実行される。樹脂切断工程Ｓ１０では、圧電素子基板２の第一面２ａ側から、ブレードＷ２によってダイシングが行われ、切溝ＣＨ２が形成される（図３（ｅ）参照）。このダイシングにより、樹脂５は切断されるとともに、圧電素子基板２は側面２ｃが樹脂５に被覆された状態にて個品化される。このとき、第二テープ１２もハーフカットされる。ブレードＷ２の厚み（すなわち切溝ＣＨ２の幅）は、ブレードＷ１よりも小さく、例えば、２０〜１００μｍに設定される。これによって、圧電素子基板２の側面２ｃを被覆する樹脂５の厚みは、１０〜５０μｍとなる。
【００２２】
次に、第二テープ１２を圧電素子基板２から剥離する第二剥離工程（ステップＳ１１）が実行される。このとき、第二テープ１２のうち、樹脂５と接触する部分である粘着力低下部１２ｂの表面は平坦であり、紫外線照射によって粘着力も低下している。従って、個品化された圧電素子基板２を第二テープ１２から容易に剥離することができる。第二テープ１２を剥離することによって、個品化された圧電素子１が完成し（図３（ｆ）参照）、図２に示す工程が終了する。
【００２３】
以上によって、第一実施形態に係る製造方法では、圧電素子基板切断工程Ｓ４で圧電素子基板２及び第一テープ１１に切溝ＣＨ１を形成し、第二貼付工程Ｓ６で圧電素子基板２の第二面２ｂに第二テープ１２を貼り付けている。従って、紫外線照射工程Ｓ７で第一テープ１１側から紫外線を照射したとき、紫外線は圧電素子基板２で遮蔽されることなく切溝ＣＨ１を通過して第二テープ１２の第二粘着層１２ａに照射される。第二粘着層１２ａのうち紫外線が照射された部分は、粘着力が低下した粘着力低下部１２ｂとなる。樹脂充填工程Ｓ９において切溝ＣＨ１に樹脂５を充填する際、樹脂５は圧電素子基板２の側面２ｃと、粘着力低下部１２ｂと接触する。粘着力低下部１２ｂの表面（すなわち樹脂５との界面）は、圧電素子基板切断工程Ｓ４において加工される部分ではないため、粗くなっておらず滑らかであり、更に、粘着力も低下している。従って、第二剥離工程Ｓ１１において、樹脂５は容易に第二テープ１２から剥離することができる。これによって、圧電素子１のクラックの発生が防止される。
【００２４】
［第二実施形態］
次に、図４を参照して、本発明の第二実施形態に係る製造方法について説明する。第二実施形態に係る製造方法では、圧電素子基板２の第一面２ａに離型剤２０が塗布されている点で、第一実施形態と主に相違する。
【００２５】
圧電素子基板準備工程Ｓ１において、圧電素子基板２の第一面２ａに離型剤２０が塗布される。離型剤２０としては、フッ素系のものやシリコーン系のものが利用できるが、シリコーン系離型剤は低分子量シロキサンの揮発によるディスクの汚染の可能性があるため、フッ素系離型剤の使用が好ましい。離型剤の溶剤は有機系あるいは水系どちらも利用できる。また、離型剤２０の塗布は、スプレーやはけ塗りなどの方法によってなされる。圧電素子基板準備工程Ｓ１より後の工程では、図４に示すように、圧電素子基板２の第一面２ａに離型剤２０が存在する状態にて、第一実施形態と同様の工程が実行される。
【００２６】
第一実施形態においては、図３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、樹脂５を切溝ＣＨ１に充填する際、樹脂５の一部が圧電素子基板２の第一面２ａに這い上がり、第一面２ａの金属極の一部が樹脂５で覆われる構成となっていた。一方、第二実施形態では、図４（ｄ）に示すように、第一面２ａに離型剤２０が存在するため、樹脂５が第一面２ａに付着することが出来ない。従って、図４（ｄ）〜（ｆ）に示すように、樹脂５は、第一面２ａの金属極を覆うことなく、側面２ｃのみを被覆することが可能となる。
【００２７】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の製造方法によって製造される圧電素子の形状は、図１に示すものに限定されず、圧電素子を適用する箇所にあわせて適宜変更することができる。
【実施例】
【００２８】
［第一実施例］
厚さ０．１ｍｍ、１０ｃｍ角の圧電素子基板（ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］を用いる）の両面に金電極をスパッタで形成する。圧電素子基板の第一面に紫外線硬化型ダイシングテープからなる第一テープを貼り付ける。厚み１００μｍのブレードで、圧電素子基板を１．１ｍｍ×１．４ｍｍの大きさにダイシングする。紫外線硬化型ダイシングテープからなる第二テープを圧電素子基板の第二面に貼り付け、第一面側から紫外線を照射する。第一テープを剥がし、ダイシングによって形成された切溝に印刷によって一液性エポキシ樹脂を充填する。１００℃、１時間の硬化条件で硬化する。その後、厚み５０μｍのブレードで再度ダイシングし、個品化する。第一実施例に係る製造方法で作成した圧電素子を第二テープから剥がそうとしたところ、エポキシ樹脂と第二テープとが強固に接着されておらず、圧電素子にクラックが発生することなく、容易に剥がせた。
【００２９】
［第二実施例］
厚さ０．１ｍｍ、１０ｃｍ角の圧電素子基板（ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］を用いる）の両面に金電極をスパッタで形成する。圧電素子基板の第一面にフッ素系離型剤をスプレーで塗布乾燥する。圧電素子基板の第一面に紫外線硬化型ダイシングテープからなる第一テープを貼り付ける。厚み１００μｍのブレードで、圧電素子基板を１．１ｍｍ×１．４ｍｍの大きさにダイシングする。紫外線硬化型ダイシングテープからなる第二テープを圧電素子基板の第二面に貼り付け、第一面側から紫外線を照射する。第一テープを剥がし、ダイシングによって形成された切溝にディスペンサーで一液性エポキシ樹脂を充填する。１００℃、１時間の硬化条件で硬化する。有機溶剤で圧電素子基板の第一面を洗浄することで、離型剤を落とす。その後、厚み５０μｍのブレードで再度ダイシングし、個品化する。第二実施例に係る製造方法で作成した圧電素子を第二テープから剥がそうとしたところ、エポキシ樹脂と第二テープとが強固に接着されておらず、圧電素子にクラックが発生することなく、容易に剥がせた。
【００３０】
［比較例］
両面に金電極が形成された厚さ１００μｍの圧電素子基板（ＰＺＴ［Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３］を用いる）をダイシングテープに貼り付ける。厚み１００μｍのブレードで、圧電素子基板を１．１ｍｍ×１．４ｍｍの大きさにダイシングする。一液性エポキシ樹脂を、ダイシングによって形成された切溝を覆うように印刷し、一液性エポキシ樹脂を充填する。１００℃、１時間の硬化条件で硬化する。厚み５０μｍのブレードでダイシングし個品化する。比較例に係る製造方法で作成した圧電素子をダイシングテープから剥がそうとしたところ、エポキシ樹脂とダイシングテープが強固に接着しているため、圧電素子にクラックが発生し、破壊された。
【符号の説明】
【００３１】
１…圧電素子、２…圧電素子基板、２ａ…第一面、２ｂ…第二面、２ｃ…側面、５…樹脂、１１…第一テープ、１１ａ…第一粘着層、１２…第二テープ、１２ａ…第二粘着層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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