JP2001350100A - 顕微鏡装置 - Google Patents

顕微鏡装置

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JP2001350100A
JP2001350100A JP2000167871A JP2000167871A JP2001350100A JP 2001350100 A JP2001350100 A JP 2001350100A JP 2000167871 A JP2000167871 A JP 2000167871A JP 2000167871 A JP2000167871 A JP 2000167871A JP 2001350100 A JP2001350100 A JP 2001350100A
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lens
auxiliary lens
distance
tip
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Shinobu Sakamoto
忍 阪本
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Nikon Corp
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Nikon Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0016Technical microscopes, e.g. for inspection or measuring in industrial production processes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 新たにアタッチメントレンズを作製する等の
手間や費用をかけることなく多数の作動距離を選択可能
な顕微鏡装置を提供する。 【解決手段】 観察物体50と顕微鏡10の先端部との
距離をアタッチメントレンズ30によって調節可能な顕
微鏡装置1において、光軸方向の寸法が異なる複数のア
ダプタ20を備え、アダプタ20の雄ねじ21aを顕微
鏡10の先端部の雌ねじ11aに螺号させるとともに、
雌ねじ22aをアタッチメントレンズ30に羅号させ
る。その結果、アダプタ20を取り換えるだけで新たな
アタッチメントレンズ30を作成したり顕微鏡の取り付
け位置を変更したりする等の手間や費用をかけることな
く、少数のアタッチメントレンズ30で多数の作動距離
を選択することができ、設計の自由度を増やすことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は顕微鏡装置に関し、
特に検査装置、組立装置に組み込まれ、製品の監視に使
用される顕微鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】顕微鏡装置は試料台に載置された物体を
観察するために使用されるだけでなく、検査装置や組立
装置に組み込まれ、製品の監視に使用されることが多
い。
【0003】次に、顕微鏡装置をIC等の半導体の組立
装置であるワイヤボンダーに組み込んだ場合を説明す
る。
【0004】図4は顕微鏡装置と半導体チップとの関係
を説明する図である。
【0005】半導体チップ250はリードフレーム(不
図示)上のダイパッドに合金(金とシリコン)等によっ
て接合される(ダイボンディング)。
【0006】更に、リードフレームの端子から、ボンデ
ィングヘッド240により25μm程度の細いワイヤ等
を接続する。
【0007】このワイヤ等の接続は顕微鏡装置200で
観察しながら行われる。
【0008】しかし、顕微鏡210の先端と半導体チッ
プ250との間にボンディングヘッド240や図示しな
いワイヤ供給装置等の障害物がある。
【0009】そのため、顕微鏡装置200は障害物を避
けて光軸Lが半導体チップ250に対して斜めになるよ
うに不図示の組立装置から延びたアーム215につり下
げられたマウント214によって保持される。
【0010】この構成によってボンディングヘッド24
0等によって遮られることなく半導体チップ250の観
察を行うことができる。
【0011】ところで、ワイヤボンダーには通常実体顕
微鏡が組み込まれ、ワイヤの張り具合やボンディングを
観察している。
【0012】この実体顕微鏡は、観察作業を妨げない程
度の作動距離(物体と顕微鏡先端部との間の距離)D1
が設けられているが、図4に示すように障害物がある場
合には障害物を避けるために作動距離D1を変える必要
がある。
【0013】そのため、従来は予め用意された図5に示
すようなアタッチメントレンズを用いて顕微鏡観察に都
合のよい作動距離となるように調整していた。
【0014】図5はアタッチメントレンズを付加したと
きの顕微鏡装置と半導体チップとの関係を説明する図で
あり、図4と同一部分には同一符合を付してその説明を
省略する。
【0015】顕微鏡210の先端部のレンズ取付部(図
示せず)にはアタッチメントレンズ230が取り付けら
れている。
【0016】アタッチメントレンズ230には通常凹レ
ンズ231が用いられるので、アタッチメントレンズ2
30を取り付けたとき、半導体チップ250を位置P2
に位置させることができる。なお、アタッチメントレン
ズ230を取り付けないときの半導体チップ250を位
置はP1で示されている。
【0017】そのため、作動距離はD1からD2へと長
くなり、半導体チップ250と顕微鏡の先端部の間隔が
広くなる。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】ところが、使用する組
立装置によって必要とされる作動距離は異なる。
【0019】これに対し、従来は作動距離の異なる(焦
点距離の異なる)複数のアタッチメントレンズを用意し
ていた。
【0020】例えば、アタッチメントレンズのない状態
の作動距離が100mmの顕微鏡装置に対して、作動距
離が130mm、180mm、230mm、280mm
等のアタッチメントレンズがアクセサリとして用意され
ている。
【0021】しかし、用意されているアタッチメントレ
ンズ以外の作動距離が必要な場合には、新たにアタッチ
メントレンズを作製したり、組立装置のマウント等の顕
微鏡の取り付け位置を変更する必要があり、多くの手間
と費用とがかかってしまうという問題がある。
【0022】この発明はこのような事情に鑑みてなされ
たもので、その課題は新たにアタッチメントレンズを作
製する等の手間や費用をかけることなく多数の作動距離
を選択可能な顕微鏡装置を提供することである。
【0023】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1に記載の発明は、観察物体(50)と顕微鏡
(10)の先端部との距離を補助レンズによって調節可
能な顕微鏡装置において、前記顕微鏡の先端部と前記補
助レンズとの間に装着可能であって、光軸方向の寸法を
有する中間部材を備え、前記中間部材には前記顕微鏡の
先端部のレンズ取付部に着脱可能な第1の結合部と前記
補助レンズに着脱可能な第2の結合部とが形成されてい
ることを特徴とする。
【0024】中間部材の第1の結合部を顕微鏡の先端部
のレンズ取付部に取り付け、第2の結合部を補助レンズ
に取り付けることによって、所望の作動距離とすること
ができる。
【0025】請求項2に記載の発明は、観察物体(5
0)と顕微鏡(10)の先端部との距離を補助レンズ
(アタッチメントレンズ30)によって調節可能な顕微
鏡装置において、前記顕微鏡の先端部と前記補助レンズ
との間に装着可能であって、光軸方向の寸法が異なる複
数の中間部材のうちから選択された1つの中間部材(ア
ダプタ20)を備え、前記中間部材には前記顕微鏡の先
端部のレンズ取付部(雌ねじ11a)に着脱可能な第1
の結合部(雄ねじ21a)と前記補助レンズに着脱可能
な第2の結合部(雌ねじ22a)とが形成されているこ
とを特徴とする。
【0026】選択された中間部材の第1の結合部を顕微
鏡の先端部のレンズ取付部に取り付け、第2の結合部を
補助レンズに取り付けることによって、所望の作動距離
を選択することができる。
【0027】請求項3に記載の発明は、観察物体(5
0)と顕微鏡(10)の先端部との距離を補助レンズに
よって調節可能な顕微鏡装置において、前記顕微鏡の先
端部と前記補助レンズ(アタッチメントレンズ30)と
の間に装着可能であって、光軸方向の寸法が異なる複数
の環状部材が連結してなる中間部材(120)を備え、
前記中間部材の環状部材には、前記顕微鏡の先端部のレ
ンズ取付部(雌ねじ11a)に着脱可能な第1の結合部
(雄ねじ127a)を備える顕微鏡取付部(126)
と、前記補助レンズに着脱可能な第2の結合部(雌ねじ
123a)を備え、前記顕微鏡取付部(126)に対し
て前記顕微鏡の光軸方向へ移動可能に取り付けられた補
助レンズ取付部(121)とが含まれていることを特徴
とする。
【0028】顕微鏡取付部の第1の結合部を顕微鏡の先
端部のレンズ取付部に取り付け、補助レンズ取付部の第
2の結合部を補助レンズに取り付け、補助レンズ取付部
を顕微鏡取付部に対して顕微鏡の光軸方向へ移動させて
所望の作動距離を選択する。
【0029】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1実施形態に
係る顕微鏡装置の一部を破断して示した側面図である。
【0030】顕微鏡装置1は顕微鏡10とアダプタ(中
間部材)20とアタッチメントレンズ(補助レンズ)3
0とを備えている。
【0031】顕微鏡10は顕微鏡本体部11と鏡筒12
とを備える。鏡筒12には対物レンズ(図示せず)によ
って生じた物体50の像を肉眼で観察できるように拡大
する接眼レンズ13が設けられている。
【0032】アダプタ20は小径部21と大径部22と
を有し、厚さ(光軸方向の寸法)dを異にするものが複
数用意されている。
【0033】小径部21の外周面には雄ねじ(第1の結
合部)21aが形成され、この雄ねじ21aは顕微鏡本
体部11(顕微鏡10)の先端部に形成された雌ねじ
(レンズ取付部)11aに螺合している。
【0034】大径部22の内周面には雌ねじ(第2の結
合部)22aが形成され、この雌ねじ22aはアタッチ
メントレンズ30の雄ねじ30aに螺合している。
【0035】アタッチメントレンズ30には凹レンズ3
1が内蔵され、この凹レンズ31によってアタッチメン
トレンズ30作動距離(焦点距離)Dを変えている。
【0036】アタッチメントレンズ30には作動距離を
例えば130mm、180mm、230mm、280m
m等としたものが複数用意されている。
【0037】作動距離は次の方法によって求められる。
【0038】図2は凹レンズ31が薄肉レンズの場合の
物体とアタッチメントレンズと像との関係を説明する図
である。
【0039】図2において実線はアダプタ20の装着前
を示し、点線はアダプタ20の装着後を示す。
【0040】物体50から凹レンズ31までの距離を
a、像面51から凹レンズ31までの距離をbとしたと
き、アタッチメントレンズ30の倍率βは β=b/a (1) 物体50と凹レンズ31との間の距離の変化Δaは Δa=Δb/β2 (2) で求めることができる。
【0041】ここで、Δbは像面51から凹レンズ31
までの距離の変化量である。
【0042】例えば、a=245mm,b=100mm
としたとき、(1)式からβ=0.4となる。
【0043】また、アダプタ20の厚さdをd=3.5
mmとしたとき、変化量ΔbはΔb=−3.5mmであ
るので、(2)式からΔa≒−20mmとなる。
【0044】すなわち、作動距離(図3のa′)は(D
−20)mmとなる。
【0045】この実施形態によれば、アダプタ20を取
り換えるだけで新たなアタッチメントレンズ30を作成
したり顕微鏡の取り付け位置を変更したりする等の手間
や費用をかけることなく、少数のアタッチメントレンズ
30で多数の作動距離を選択することができる。また、
組立装置を設計するとき、顕微鏡10の取り付け位置に
制限を受けず、設計の自由度が増す。
【0046】図3はこの発明の第2実施形態に係る顕微
鏡装置の一部を破断して示した側面図であり、第1実施
形態と同一部分には同一符合を付してその説明を省略す
る。
【0047】アダプタ(中間部材)120は顕微鏡取付
部126と補助レンズ取付部121とを有する。
【0048】顕微鏡取付部126は環状であり、小径部
127と大径部128とを有する。
【0049】小径部127の外周面には雄ねじ(第1の
結合部)127aが形成され、この雄ねじ127aは顕
微鏡本体部11(顕微鏡10)の先端部に形成された雌
ねじ(レンズ取付部)11aに螺合している。
【0050】大径部128の内周面には雌ねじ124a
が形成されている。
【0051】補助レンズ取付部121は環状であり、小
径部122と大径部123とを有する。
【0052】大径部123の内周面には雌ねじ(第2の
結合部)123aが形成され、この雌ねじ123aはア
タッチメントレンズ30の雄ねじ30aに螺合してい
る。
【0053】小径部122の外周面には雄ねじ(第1の
結合部)122aが形成され、この雄ねじ122aは顕
微鏡取付部126の大径部128の内周面に形成された
雌ねじ124aと螺合している。
【0054】補助レンズ取付部121を回転させること
によってアダプタ120の厚さd(アダプタ120の光
軸方向の寸法)が変化する。作動距離の変化量は第1実
施例と同様である。
【0055】この実施形態によれば、第1実施形態より
も多くの作動距離を選択することができる。また、作動
距離が可変であることから物体50(図1参照)と顕微
鏡10の間隔を連続的に可変することができるので、ア
ダプタ120によってピント合わせができることにもな
り、顕微鏡装置1の操作性が向上する。
【0056】
【発明の効果】以上に説明したように請求項1又は2に
記載の発明の顕微鏡装置によれば、新たな補助レンズを
作成したり顕微鏡の取り付け位置を変更したりする等の
手間や費用をかけることなく、少数の補助レンズで多数
の作動距離を選択することができる。また、組立装置を
設計するとき、顕微鏡の取り付け位置に制限を受けず、
設計の自由度が増す。
【0057】請求項3に記載の発明の顕微鏡装置によれ
ば、請求項1よりも多くの作動距離を選択することがで
きる。また、作動距離が可変であることから物体と顕微
鏡の間隔を連続的に可変することができるので、中間部
材によってピント合わせができることにもなり、顕微鏡
の操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の第1実施形態に係る顕微鏡装
置の一部を破断して示した側面図である。
【図2】図2は凹レンズ31が薄肉レンズの場合の物体
とアタッチメントレンズと像との関係を説明する図であ
る。
【図3】図3はこの発明の第2実施形態に係る顕微鏡装
置の一部を破断して示した側面図である。
【図4】図4は顕微鏡装置と半導体チップとの関係を説
明する図である。
【図5】図5はアタッチメントレンズを付加したときの
顕微鏡装置と半導体チップとの関係を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1 顕微鏡装置 10 顕微鏡 11a 雌ねじ(レンズ取付部) 2,120 アダプタ(中間部材) 21a,127a 雄ねじ(第1の結合部) 22a,123a 雌ねじ(第2の結合部) 30 アタッチメントレンズ(補助レンズ) 50 物体 121 補助レンズ取付部 126 顕微鏡取付部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察物体と顕微鏡の先端部との距離を補
    助レンズによって調節可能な顕微鏡装置において、 前記顕微鏡の先端部と前記補助レンズとの間に装着可能
    であって、光軸方向の寸法を有する中間部材を備え、 前記中間部材には前記顕微鏡の先端部のレンズ取付部に
    着脱可能な第1の結合部と前記補助レンズに着脱可能な
    第2の結合部とが形成されていることを特徴とする顕微
    鏡装置。
  2. 【請求項2】 観察物体と顕微鏡の先端部との距離を補
    助レンズによって調節可能な顕微鏡装置において、 前記顕微鏡の先端部と前記補助レンズとの間に装着可能
    であって、光軸方向の寸法が異なる複数の中間部材のう
    ちから選択された1つの中間部材を備え、 前記中間部材には前記顕微鏡の先端部のレンズ取付部に
    着脱可能な第1の結合部と前記補助レンズに着脱可能な
    第2の結合部とが形成されていることを特徴とする顕微
    鏡装置。
  3. 【請求項3】 観察物体と顕微鏡の先端部との距離を補
    助レンズによって調節可能な顕微鏡装置において、 前記顕微鏡の先端部と前記補助レンズとの間に装着可能
    であって、光軸方向の寸法が異なる複数の環状部材が連
    結してなる中間部材を備え、 前記中間部材の環状部材には、前記顕微鏡の先端部のレ
    ンズ取付部に着脱可能な第1の結合部を備える顕微鏡取
    付部と、前記補助レンズに着脱可能な第2の結合部を備
    え、前記顕微鏡取付部に対して前記顕微鏡の光軸方向へ
    移動可能に取り付けられた補助レンズ取付部とが含まれ
    ていることを特徴とする顕微鏡装置。
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