(57)【要約】【課題】  圧電振素子の周波数測定を正確に行うことを目的としたギャップ方式の非接触式の周波数測定ジグのヘッド構造を得るものである。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、整列トレーに収納される圧電振動素子を前記圧電振動素子の上方に位置する移動台から非接触のギャップ方式で周波数を測定する周波数測定装置において、前記周波数測定装置の測定ヘッドの上方から、画像認識装置により被測定物の位置認識がなされ、前記測定ヘッドと前記移動台とは異なる位置上（軸上）に配置された測定ヘッドにより測定することにより課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
整列トレーに収納される圧電振動素子を前記圧電振動素子の上方に位置する移動台から非接触のギャップ方式で周波数を測定する周波数測定装置において、
前記周波数測定装置の測定ヘッドの上方から、画像認識装置により被測定物の位置認識がなされ、前記測定ヘッドと前記移動台とは異なる位置上（軸上）に配置されたことを特徴とする周波数測定装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電振素子の周波数測定を正確に行うことを目的としたギャップ方式の非接触式の周波数測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型ＳＭＤ振動子のパッケージはセラミック、ガラス、金属、樹脂などが用いられ、精度を要求されるものは耐湿度性、気密性の良いセラミック、金属、ガラスが用いられている。樹脂パッケージは吸湿性と気密性から比較的安定性に余裕がある一般民生製品に使用されている。
【０００３】
昨今携帯端末の用途はＩＣタグ、テレビモジュール、ＧＰＳ受信機、ハードディスク（ＨＤＤ）モジュールなど拡大を続け、そのアプリケーションは増加し続け、機能を満たすためにＧＰＳモジュール、ＨＤＤモジュール、チューナモジュールなど端末に搭載される機能部品は増加する傾向にある。その一方で端末機器自体の大きさは制限があるため、精度、気密性、耐湿性はそのままで部品に対する小型低背化要求は更に強くなってきている。
【０００４】
製品単価についても厳しい要求がなされ、いかに材料費投資を抑え生産性を上げるかが課題となっている。しかしながら精度、信頼性を確保しつつ超小型低背化を達成するためには、底面、および蓋の肉厚を薄くする必要がある。セラミック材料のパッケージの主流は、蓋を金属製のものを使用することから、セラミック容器、蓋の熱膨張係数の違いにより、溶接、封止時には熱ストレスが加わり歪みが残留し、パッケージ強度が保てないことから、材料、封止方法も限定されてきており、現在では外形寸法で２．５ｍｍ×２．０ｍｍ以下の小型製品や高周波製品の要求も強まっている現状にある。
【０００５】
そして現在では、水晶ウエハからフォトリソグラフィーにより一括で振動子を形成し、基本発振周波数が高周波帯の圧電振動子の要求も高まるなど、古来から馴染みのある圧電振動素子に単純に励振電極を形成した形態に対して、圧電基板の一部分を薄くした、いわゆる、逆メサ圧電振動子も主流になっている。
【０００６】
逆メサ圧電振動子とは特許文献１に一例を示すが、圧電基板の一部の厚みを薄くすることで、圧電振動板の全体の厚み強度を確保しながら、圧電振動板の一部の厚みを薄くすることにより、高い発振周波数を得ることのできる構造を持ったもので、特に通信インフラの基幹部品として現在では幅広く用いられている。
【特許文献１】特開２００３−０４６３６７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２４５６号公報  なお、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的な圧電振動子の製造工程の中には、圧電振動素子の発振周波数を測定（特許文献２）し、実際に圧電振動素子に励振電極を形成した圧電振動板の形態にしたときとの周波数差を事前に確認しておき、その数値をオフセットとした上で、圧電振動素子に励振電極材料を蒸着法やスパッタ法により励振電極を形成する。
【０００８】
このように、励振電極を形成する前の圧電振動素子単体での振動周波数を知ることで、励振電極を形成するときのプレートバック量の設計値を決定したり、あるいは圧電振動素子の状態で正確な発振周波数を知ることにより、圧電振動素子の厚み加工を進める上で大きく役立っているのが現状である。
【０００９】
特に上述する、逆メサ圧電振動子の形態の場合には、圧電基板の一部の厚みを薄くした形態であることから、実際の振動領域すなわち、励振電極を形成する圧電基板面の面積は非常に小さい範囲になっている。現在の参考値としては、逆メサ圧電振動子の外形寸法が１．６ｍｍ×１．２ｍｍに対して、この中心部分に位置する場所の圧電基板を厚みを薄くし、この薄くなった箇所の中心部分に励振電極を形成することから、逆メサ圧電振動子の圧電振動素子の形態で発振周波数を測定するには、測定位置に高い精度が要求されている。
【００１０】
一方、圧電振動素子すなわち励振電極を形成する前の状態での発振周波数を測定する手法には、Ｘ−Ｙの２平面の移動ステージとＺ方向の高さ調節ができる測定ジグを用いて、圧電振動素子の周波数測定を行っている。その一例としては、図３に示す概念図のように、Ｘ−Ｙの２平面の移動ステージ上に被測定物を例えば整列トレーの上に配置された状態でセットし、ステージがＸ−Ｙ平面で２方向に移動しながら、対象となる測定物をインデックスで割り振り、各々の測定物に対して、ギャップ方式の非接触式の周波数測定ジグが測定箇所でＺ（高さ）方向から圧電振動素子の振動領域を捉えて圧電振動素子の周波数を測定するものである。
【００１１】
この場合、圧電振動素子と周波数測定ジグとの隙間は所望となる一定間隔の隙間が形成されており、この間隔については測定中に変化することは無い。また、整列トレー上に配置される個々の圧電振動素子はトレーに形成されるマトリックス状のへこみに圧電振動素子を収納した格好となっており、Ｘ−Ｙステージの移動については、予めプログラムに着込まれた位置インデックス情報により２方向平面を移動するものである。但し、原点位置は毎測定時に一度修正することで、Ｘ−Ｙステージの割り出し位置の精度を維持する形態が採られているのが一般的な測定系のシステムである。
【００１２】
なお、個々のインデックス位置の精度を上げるために、必要によってはＣＣＤのイメージ画像信号による位置検出も行われるが、Ｚ方向のギャップ方式で圧電振動素子の発振周波数を測定に対して、周波数測定装置の測定ヘッドの位置関係からＸ−Ｙの２方向斜めからの画像信号を得ることしかできないことから、検出位置の微小な位置変化（ズレ）を正確に捉えることが難しいのが現状にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで上述する課題を解決するために本発明は、整列トレーに収納される圧電振動素子を前記圧電振動素子の上方に位置する移動台から非接触のギャップ方式で周波数を測定する周波数測定装置において、前記周波数測定装置の測定ヘッドの上方から、画像認識装置により被測定物の位置認識がなされ、前記測定ヘッドと前記移動台とは異なる位置上（軸上）に配置された周波数測定装置である。
【００１４】
要するに本発明は、従来から用いている圧電振動素子の測定系よりも被測定物の位置検出の位置精度を高めるために、実際の測定箇所すなわち被測定物に対して高さ（Ｚ）方向から測定ジグの位置を認識できるようにＺ方向にＣＣＤのイメージ画像認識装置を配置する構造と相まって、画像認識装置が測定ヘッドに邪魔されないように、移動台から斜めに伸びるアームに取り付けられており、被測定物との測定ヘッドとの隙間を確実に確保できるように、例えば斜めに伸びる測定ヘッドを備えることで、被測定物とのギャップを安定して確保することができる。
【００１５】
以上により従来で挙げる課題を解決し、小型した逆メサ圧電振動子の振動領域を確実に捉えることにより、圧電振動素子の状態でも正確な発振振動周波数を知ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、測定ジグの中の被測定物に対する測定位置を正確に捉えることができることから、周波数測定工程を簡略化しまた、そこに費やす時間を短縮できることから、測定時間全体の短縮と測定品質を向上することにより製品単価を低減することができる。また、画像認識装置の利用も被測定物の上方から認識できるようになり、１台の認識装置で実現できることから設備自体も安価に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。
図１は本発明の測定系の概念を示した図である。主な構成については、Ｘ−Ｙの２平面で移動するステージ３と、そのステージ３に搭載する整列トレー１があり、トレー１にはマトリックス状に被測定物４を配置できるようなくぼみが形成されている。Ｘ−Ｙステージ３はプログラムされた制御信号により動作し、被測定物４である対象となる場所ではＺ方向、すなわち圧電振動素子の主面上方から一定のギャップで、測定ヘッドにより圧電振動素子の発振周波数を測定することができる。測定はひとつの整列トレー１に収納される被測定物を連続的に測定することができる。
【００１８】
一方図２周波数測定装置の測定ヘッド２の詳細を示しているが、被測定物４に対してギャップ間隔を調整する（Ｚ方向に上下する）移動台５から斜めに伸びるアーム６に取り付けられており、前記測定ヘッド２は被測定物方向に略１ｍｍの垂直に伸びる部位７を備えている。これは、測定ヘッド２が被測定物４に対して斜めに測定することから、図２に示すような、無駄な測定信号も検出してしまうおそれがあることから、正確な発振周波数だけを得るために、測定ヘッド２被測定物４と対面する位置関係が正確になるように、被測定物４方向に略１ｍｍの垂直に伸びる部位７を設けたものである。
【００１９】
図２に示すように、移動台５の軸（仮にAとする）と測定ヘッド２（仮にBとする）は異なる位置上（軸上）に配置された構成となり、更には測定ヘッド２の軸上に画像認識装置を配置し測定ヘッド２と被測定物４との位置認識を正確に捉えることができる。なお、ここでは移動台５からアーム６が斜めに配置されているが、斜め配置に拘るものでは無い。
【００２０】
また、上述する測定ヘッド２を斜めに配置した理由には、測定箇所での位置検出精度を向上させるために、画像認識装置による被測定物の位置検出を測定ヘッド２の上方からも確認できることにより、測定ヘッド２と被測定物４との位置認識精度を上げることにより、特に逆メサ圧電振動子のように、圧電基板の外形寸法が１．６ｍｍ×１．２ｍｍに対して、この中心部分に位置する場所の圧電基板を厚みを薄くし、この薄くなった箇所の中心部分にあたる振動領域が非常に狭い面積であることから、本発明の周波数測定装置の測定ヘッド２と、ヘッド上方に位置する画像認識装置との関係が大きな効果を奏することができる。
【００２１】
以上により、狭い振動領域を持った圧電振動素子の発振周波数測定であっても、確実に位置検出を実現することができるようになり、そしてまた測定系全体が簡略化した構成にすることができることから、測定系全体を安価にしながら測定効率と測定品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の測定系の概念示す図である。
【図２】本発明の周波数測定装置の測定ヘッドに注目した図である。
【図３】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
【００２３】
１      整列トレー
２      測定ヘッド
３      ステージ
４      被測定物
５      移動台
６      アーム
７      部位
【図１】
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【図２】
2008008872.tif 000004
【図３】
2008008872.tif 000005