JP2006292590A - 検査方法および検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 低温と高温の温度条件を迅速に作ることができ、検査効率が向上とするとともに、設置スペースを可能な限り小さくすることができるコンパクトな検査装置と検査方法を提供すること。
【解決手段】 検査対象であるワークの温度特性を検査する装置であって、検査のために前記ワークを供給するためのワーク供給部12と、前記ワーク供給部から供給されるワーク50に対して加熱測定及び冷却測定を行う検査部40と、前記ワーク供給部と前記検査部との間で、前記ワークを移載する移載手段20とを有しており、前記検査部は、加熱または冷却のうち一方の測定を行う測定部41を挟んで、両側に他方の測定を行う測定部42,43を有しており、かつ前記一方の測定を行う測定部41と、これと隣接する前記他方の各測定部42,43間で、前記ワークをそれぞれ搬送する搬送手段30を備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 検査対象であるワークの温度特性を検査する装置であって、検査のために前記ワークを供給するためのワーク供給部12と、前記ワーク供給部から供給されるワーク50に対して加熱測定及び冷却測定を行う検査部40と、前記ワーク供給部と前記検査部との間で、前記ワークを移載する移載手段20とを有しており、前記検査部は、加熱または冷却のうち一方の測定を行う測定部41を挟んで、両側に他方の測定を行う測定部42,43を有しており、かつ前記一方の測定を行う測定部41と、これと隣接する前記他方の各測定部42,43間で、前記ワークをそれぞれ搬送する搬送手段30を備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、圧電振動子や圧電発振器等の圧電デバイスをはじめとする電子部品に関して、その温度特性を検査するのに好適な検査装置と、検査方法に関するものである。
現在、使用されている電子部品の種類は様々であるが、その中で、例えば、多くの電子機器の基準信号源として、圧電振動子および圧電発振器等の圧電デバイスが広く使用されている。
このような電子機器の中には、様々な環境で使用されるものがあり、例えば、携帯電話等の無線システムに使用される電子機器は寒冷地方から熱帯地方まで広い温度範囲で使用されている。このため、このような電子機器に搭載される圧電デバイスは、広い温度範囲で安定した特性、例えば、周波数特性が良好であることが求められる。
このような電子機器の中には、様々な環境で使用されるものがあり、例えば、携帯電話等の無線システムに使用される電子機器は寒冷地方から熱帯地方まで広い温度範囲で使用されている。このため、このような電子機器に搭載される圧電デバイスは、広い温度範囲で安定した特性、例えば、周波数特性が良好であることが求められる。
例えば、水晶を円形または矩形にカットして形成した所謂ATカット型水晶振動子や、これを用いた発振器等は、水晶振動子の加工精度に起因する周波数温度特性の変動や、スプリアス振動等、周波数温度特性を悪化させる特性がある。このため、周波数温度特性が重要である電子機器等に組み込む圧電デバイスでは、製造時に、要求に適合した周波数温度特性となっているかどうかの検査が必要となる。
特に、携帯電話等の基準信号源として利用される温度補償水晶発振器(TCXO)などにおいては、上述したATカット型水晶振動子を利用した発振器と比較し、1/5以下の周波数精度が求められることから、精密な検査が必要とされる。
特に、携帯電話等の基準信号源として利用される温度補償水晶発振器(TCXO)などにおいては、上述したATカット型水晶振動子を利用した発振器と比較し、1/5以下の周波数精度が求められることから、精密な検査が必要とされる。
従来、この種の検査装置では、電子部品としての圧電デバイスを載置するプレート状の載置部と、その温度を変化させるヒータなどの温度変化手段と、圧電デバイスの上方に配置され、上下に昇降される検査プローブなどを備えている(図示せず)。
このような検査装置では、温度センサにより載置部の温度を検出し、温度変化手段を駆動して、載置部の温度を目的の温度に調整する。そして、検査する温度になったことを温度センサで確認した後、検査プローブを圧電デバイスのリード端子などに当接させ、検査プローブの一部を介して圧電デバイスに駆動電圧を印加する。圧電デバイスの出力は、駆動電圧の印加されない他の検査プローブを介して、外部に接続された周波数カウンタ等の周波数検出器(図示せず)に入力され、所定の温度条件における圧電デバイスの周波数を検出するようになっている。
このような検査装置では、温度センサにより載置部の温度を検出し、温度変化手段を駆動して、載置部の温度を目的の温度に調整する。そして、検査する温度になったことを温度センサで確認した後、検査プローブを圧電デバイスのリード端子などに当接させ、検査プローブの一部を介して圧電デバイスに駆動電圧を印加する。圧電デバイスの出力は、駆動電圧の印加されない他の検査プローブを介して、外部に接続された周波数カウンタ等の周波数検出器(図示せず)に入力され、所定の温度条件における圧電デバイスの周波数を検出するようになっている。
しかしながら、このうような構成の検査装置では、ひとつの温度変化手段により低温と高温の検査条件を繰り返しつくるため、必要とされる一連の温度条件を得るためには、長い検査時間がかかり、効率が悪い。
そこで、図10に示すような検査装置も提案されている(特許文献1参照)。
図において、この検査装置は、5つの電熱プレート2を横方向に一列に配置しており、各電熱プレートでは、それぞれ5種類の温度条件を作っておき、搬送手段3によって、検査対象である圧電デバイスなどを順次送るようになっている。
このような検査装置1では、予め複数の温度条件を形成できるため、加熱、冷却によって、高温と低温の温度条件を作る必要がないから、検査時間が短くなり、検査効率が良好となる。
そこで、図10に示すような検査装置も提案されている(特許文献1参照)。
図において、この検査装置は、5つの電熱プレート2を横方向に一列に配置しており、各電熱プレートでは、それぞれ5種類の温度条件を作っておき、搬送手段3によって、検査対象である圧電デバイスなどを順次送るようになっている。
このような検査装置1では、予め複数の温度条件を形成できるため、加熱、冷却によって、高温と低温の温度条件を作る必要がないから、検査時間が短くなり、検査効率が良好となる。
しかしながら、図10のような検査装置1は、複数の電熱プレートを一列に配置したため、長さ方向の寸法が大きくなり、設置スペースを要するという別の問題を生じる。
この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、低温と高温の温度条件を迅速に作ることができ、検査効率が向上するとともに、設置スペースを可能な限り小さくすることができるコンパクトな検査装置と検査方法を提供することを目的とする。
上記目的は、第1の発明によれば、検査対象であるワークの温度特性を検査する装置であって、検査のために前記ワークを供給するためのワーク供給部と、前記ワーク供給部から供給されるワークに対して加熱測定及び冷却測定を行う検査部と、前記ワーク供給部と前記検査部との間で、前記ワークを移載する移載手段とを有しており、前記検査部は、加熱または冷却のうち一方の測定を行う測定部を挟んで、両側に他方の測定を行う測定部を有しており、かつ前記一方の測定を行う測定部と、これと隣接する前記他方の各測定部間で、前記ワークをそれぞれ搬送する搬送手段を備える検査装置により、達成される。
第1の発明の構成によれば、前記検査部には、加熱または冷却のうち一方の測定を行う測定部を挟んで、両側に他方の測定を行う測定部を有しているので、加熱測定と、冷却測定のそれぞれに必要な温度条件を各別に作るようにしたので、ひとつの測定部により、例えば冷却測定をした後、温度上昇させて、加熱測定に適した温度を作るのに要する長い時間を必要とせずに、同時に両方を温度条件を作ることができる。
また、移載手段は、ワークの供給トレイなどでなる供給部と、前記検査部との間の往復を行うだけで、検査部の各測定部間を移動することがないので、効率良く移載することができる。
すなわち、中央に位置する一方の測定部を中心として、その両側の他方の測定部に対しては、前記一方の測定を終了したワークを、前記移載手段とは別の前記搬送手段が振り分けて搬送するようにしたので、異なる温度条件が作られている各測定部に対して、ワーク側を効率的に搬送して検査を行うことができ、検査効率が高い。
しかも、測定部は加熱と冷却の条件で分けて、3つ設けるだけでよいので、装置全体をコンパクトに形成することができ、省スペースの点でも優れている。
かくして、低温と高温の温度条件を迅速に作ることができ、検査効率が向上とするとともに、設置スペースを可能な限り小さくすることができるコンパクトな検査装置を提供することができる。
また、移載手段は、ワークの供給トレイなどでなる供給部と、前記検査部との間の往復を行うだけで、検査部の各測定部間を移動することがないので、効率良く移載することができる。
すなわち、中央に位置する一方の測定部を中心として、その両側の他方の測定部に対しては、前記一方の測定を終了したワークを、前記移載手段とは別の前記搬送手段が振り分けて搬送するようにしたので、異なる温度条件が作られている各測定部に対して、ワーク側を効率的に搬送して検査を行うことができ、検査効率が高い。
しかも、測定部は加熱と冷却の条件で分けて、3つ設けるだけでよいので、装置全体をコンパクトに形成することができ、省スペースの点でも優れている。
かくして、低温と高温の温度条件を迅速に作ることができ、検査効率が向上とするとともに、設置スペースを可能な限り小さくすることができるコンパクトな検査装置を提供することができる。
第2の発明は、第1の発明の構成において、前記各測定部は、複数の前記ワークを一度の測定で測定する構成であり、この一度の測定における測定単位である複数のワークについて、前記搬送手段が一度に搬送する構成とされるとともに、前記移載手段が前記測定単位に関して、各測定単位に対応した給材ヘッドと除材ヘッドとを備えることを特徴とする。
第2の発明の構成によれば、複数のワークを一度に検査することができるので、より検査効率が向上する。しかも、移載手段のヘッド部が給材ヘッドと除材ヘッドを有することにより往復動作で検査部に対するワークの供給と、除材とを行うことができ、移載効率も良い。
第2の発明の構成によれば、複数のワークを一度に検査することができるので、より検査効率が向上する。しかも、移載手段のヘッド部が給材ヘッドと除材ヘッドを有することにより往復動作で検査部に対するワークの供給と、除材とを行うことができ、移載効率も良い。
第3の発明は、第1または2のいずれかの発明の構成において、前記一方の測定部として冷却測定部を、該冷却測定部を挟んで両側に前記他方の測定部として、加熱測定部を備えることを特徴とする。
第3の発明の構成によれば、先に冷却測定部で、ワークを冷却して一方の測定をした後で、両側の加熱測定部に交互に振り分けて、加熱による前記他方の測定を行うことができる。このため、それぞれの加熱測定部で温度上昇させる構成としたので、温度上昇に要するタクトタイムをより短縮できる。しかも加熱測定を終了したワークを中央の冷却測定部に戻せば、除材を待つ待機時間中に冷却することができる。
第3の発明の構成によれば、先に冷却測定部で、ワークを冷却して一方の測定をした後で、両側の加熱測定部に交互に振り分けて、加熱による前記他方の測定を行うことができる。このため、それぞれの加熱測定部で温度上昇させる構成としたので、温度上昇に要するタクトタイムをより短縮できる。しかも加熱測定を終了したワークを中央の冷却測定部に戻せば、除材を待つ待機時間中に冷却することができる。
第4の発明は、第2または3のいずれかの発明の構成において、前記搬送手段は、前記測定単位に対応したワークを保持するキャリアと、このキャリアを隣接する測定部間で移動させるアームとを含んでおり、該アームは2つキャリアを前記各測定部の並び方向に移動させる構成としたことを特徴とする。
第4の発明の構成によれば、ワークをキャリアに複数保持した状態で、キャリア単位で搬送することにより、きわめて小さな電子部品であるワークの搬送が確実で容易となる。
また、前記アームは2つキャリアを前記各測定部の並び方向に移動させる構成としたから、これを左右に交互に移動させることで、冷却と加熱における測定をしながら、中央の前記冷却プレートの位置を、加熱測定後の除材待機位置として、効率良く検査を行うことができる。
第4の発明の構成によれば、ワークをキャリアに複数保持した状態で、キャリア単位で搬送することにより、きわめて小さな電子部品であるワークの搬送が確実で容易となる。
また、前記アームは2つキャリアを前記各測定部の並び方向に移動させる構成としたから、これを左右に交互に移動させることで、冷却と加熱における測定をしながら、中央の前記冷却プレートの位置を、加熱測定後の除材待機位置として、効率良く検査を行うことができる。
第5の発明は、第4の発明の構成において、前記加熱測定部および前記冷却測定部には、それぞれ当接面を備えた加熱プレートと冷却プレートとが設けられており、前記キャリアを前記加熱プレートまたは冷却プレートの当接面に密着させることにより、該キャリアに保持されたワークに対して熱を伝導させる構成としたことを特徴とする。
第5の発明の構成によれば、きわめて小さな電子部品であるワークを個別に直接前記当接面に当てることは困難であり、ワークごとに温度上昇もしくは下降が不確実となるが、複数のワークをキャリアに確実に保持して、キャリア自体を前記当接面に当てて、キャリアを介してワークに熱伝導を行うようにすることで、確実かつ迅速な検査を実現できる。
第5の発明の構成によれば、きわめて小さな電子部品であるワークを個別に直接前記当接面に当てることは困難であり、ワークごとに温度上昇もしくは下降が不確実となるが、複数のワークをキャリアに確実に保持して、キャリア自体を前記当接面に当てて、キャリアを介してワークに熱伝導を行うようにすることで、確実かつ迅速な検査を実現できる。
第6の発明は、第4または5のいずれかの発明の構成において、前記冷却測定部の冷却プレートがクライオ冷却器により構成されていることを特徴とする。
第6の発明の構成によれば、密閉型のクライオ冷却器を選択することにより、メンテナンスが不要になり、素子断絶といった恐れがあるペルチェ素子のようなトラブルがほとんどないという利点がある。
第6の発明の構成によれば、密閉型のクライオ冷却器を選択することにより、メンテナンスが不要になり、素子断絶といった恐れがあるペルチェ素子のようなトラブルがほとんどないという利点がある。
第7の発明は、第4ないし6のいずれかの発明の構成において、前記冷却測定部の冷却プレートおよび/または前記加熱測定部の加熱プレートがペルチェ素子であることを特徴とする。
第7の発明の構成によれば、前記冷却測定部の冷却プレートおよび/または前記加熱測定部の加熱プレートにペルチェ素子を用いると、半導体を利用したコンパクトな構成で、電気エネルギーと熱を相互変換し、加熱も冷却も自在に行うことができる。
第7の発明の構成によれば、前記冷却測定部の冷却プレートおよび/または前記加熱測定部の加熱プレートにペルチェ素子を用いると、半導体を利用したコンパクトな構成で、電気エネルギーと熱を相互変換し、加熱も冷却も自在に行うことができる。
また、上記目的は、第8の発明にあっては、加熱または冷却のうち一方の測定を行う第1の測定部を挟んで、両側に他方の測定を行う第2および第3の測定部と、前記第1の測定部に対して、検査対象となるワークの供給部から該ワークを移載する移載手段と、前記第1の測定部と第2の測定部間、および第1の測定部と第3の測定部間でワークを搬送する搬送手段を有する検査装置により、ワークの温度特性検査を行う検査方法であって、前記移載手段により検査対象となるワークを第1の測定部まで順次移載し、第1の測定部において、該ワークについて前記第1の測定を行い、第1の測定を終了したワークについて順次前記搬送手段で第2または第3の測定部に振り分けて搬送して、前記第2の測定を行う検査方法により、達成される。
第8の発明の構成によれば、前記移載手段により検査対象となるワークを第1の測定部まで順次移載し、第1の測定部において、該ワークについて前記第1の測定を行い、第1の測定を終了したワークについて順次前記搬送手段で第2または第3の測定部に振り分けて搬送して、前記第2の測定を行うようにしているので、例えば、低温で行われる第の測定から、高温で行われる第2の測定まで、きわめて効率良く実施することができる。
第8の発明の構成によれば、前記移載手段により検査対象となるワークを第1の測定部まで順次移載し、第1の測定部において、該ワークについて前記第1の測定を行い、第1の測定を終了したワークについて順次前記搬送手段で第2または第3の測定部に振り分けて搬送して、前記第2の測定を行うようにしているので、例えば、低温で行われる第の測定から、高温で行われる第2の測定まで、きわめて効率良く実施することができる。
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の検査装置の実施形態を示す概略構成図である。
この検査装置10は、検査対象となる電子部品(ワーク)の温度特性検査を行うもので、特に、この実施形態では、圧電デバイスを対象として、その周波数−温度特性を検査するものである。
すなわち、検査装置10は、ワークである電子部品の周波数温度特性を検査するためのもので、特に、電子部品のうち圧電発振器等の圧電デバイスの検査を行うように構成されている。しかしながら、図1とほぼ共通した構成により、圧電デバイスだけでなく、広く種々の電子部品の検査を行うことができるものである。
図1は、本発明の検査装置の実施形態を示す概略構成図である。
この検査装置10は、検査対象となる電子部品(ワーク)の温度特性検査を行うもので、特に、この実施形態では、圧電デバイスを対象として、その周波数−温度特性を検査するものである。
すなわち、検査装置10は、ワークである電子部品の周波数温度特性を検査するためのもので、特に、電子部品のうち圧電発振器等の圧電デバイスの検査を行うように構成されている。しかしながら、図1とほぼ共通した構成により、圧電デバイスだけでなく、広く種々の電子部品の検査を行うことができるものである。
図1において、検査装置10は、検査対象となる圧電デバイスであるワーク50について、未検査ワークを供給し、あるいは検査後のワークを除材するためのワーク供給・除材部11を有している。ワーク供給・除材部11は例えば載置台を有し、給材トレイ12と除材トレイ13と、検査の結果判明した不良品を収容する不良品トレイ14を載せている。好ましくは、ワーク供給・除材部11の載置台は、X方向に沿った矢印Aに示すように移動可能とされている。
検査装置10において、ワークの検査を行う検査部40には、ワークを冷却し、あるいは加熱するための複数の測定部を有しており、この実施形態では3つの測定部を含んでいる。
すなわち、検査部40は、冷却してワークの温度特性を検査する第1の測定部もしくは一方の測定部としての冷却測定部41と、該冷却測定部41のX方向に沿った両側に配置され、それぞれ、ワークに対して加熱による温度特性を検査する第2の測定部もしくは他方の測定部を有している。これら第2の測定部もしくは他方の測定部は、本実施形態では、図示された第1の加熱測定部42、第2の加熱測定部43が相当する。
検査装置10の搬送手段30は、図示しないX方向に沿ったガイドを備え、このガイドに沿って移動するとともにZ方向に昇降可能なアーム31を有している。該アーム31は、プレート状のキャリアを保持して、X方向に搬送するようになっており、この実施形態では、第1のキャリア32と第2のキャリア33の2つのキャリアが備えられている。
すなわち、検査部40は、冷却してワークの温度特性を検査する第1の測定部もしくは一方の測定部としての冷却測定部41と、該冷却測定部41のX方向に沿った両側に配置され、それぞれ、ワークに対して加熱による温度特性を検査する第2の測定部もしくは他方の測定部を有している。これら第2の測定部もしくは他方の測定部は、本実施形態では、図示された第1の加熱測定部42、第2の加熱測定部43が相当する。
検査装置10の搬送手段30は、図示しないX方向に沿ったガイドを備え、このガイドに沿って移動するとともにZ方向に昇降可能なアーム31を有している。該アーム31は、プレート状のキャリアを保持して、X方向に搬送するようになっており、この実施形態では、第1のキャリア32と第2のキャリア33の2つのキャリアが備えられている。
第1および第2の各キャリア32,33は、同じ構造であり、同時に同じ方向に同じ距離移動される。各キャリア32,33は、X方向に長いプレート状のもので、その上面には、X方向に沿って複数のワーク保持部を備えている。すなわち、このキャリアに一度に保持できる数のワークが、検査対象の温度条件における周波数測定を同時にできる測定単位となる。キャリアのワーク保持部はワークを収容して、その上端は露出させる有底の孔であり、露出したワークの上面には、後述する検査用プローブが直接当接されるようになっている。またキャリア底面は冷却測定部41などの測定部に当接される当接面とされ、該キャリアを介して、保持されているワークに熱が伝導されるようになっている。このため、キャリアは熱伝導性に優れ、耐熱性能を有する軽量な金属などで形成するのが好ましい。この実施形態では、各キャリア32,33は、例えば、ステンレススチールやチタンなどにより形成されている。
移載手段20は、通常の部品実装機などで使用されるものと同様に、図示しないアーム先端に部品を吸着もしくはチャッキングするためのヘッド部21を有するものである。ヘッド部21は、例えば図2(a)に示されているように、それぞれ昇降駆動される給材ヘッド22と、除材ヘッド23とを有している。
上記構成について、図2ないし図4を参照してさらに詳しく説明する。図2は移載手段20の動きと構成について示す説明図、図3はキャリアの動きと構成について示す説明図、図4はプローブユニットの動きと構成について示す説明図である。
図2において、移載手段20のヘッド部21には、上述した給材ヘッド22と、除材ヘッド23がそれぞれ個別に昇降可能に取付けられている。給材ヘッド22と、除材ヘッド23は、真空吸着もしくは機械的なチャッキングにより、ワーク50を保持することができるようになっている。移載手段が図示しないアームなどの動きにより、図1のワーク供給・除材部11の位置にある際に、該ワーク供給・除材部11の矢印A方向の動きによって、その下に給材トレイ12が位置決めされると、図2(a)に示すように、給材ヘッド22が矢印HKのように下降して、給材トレイ12上のワーク50を吸着するようになっている。
図2において、移載手段20のヘッド部21には、上述した給材ヘッド22と、除材ヘッド23がそれぞれ個別に昇降可能に取付けられている。給材ヘッド22と、除材ヘッド23は、真空吸着もしくは機械的なチャッキングにより、ワーク50を保持することができるようになっている。移載手段が図示しないアームなどの動きにより、図1のワーク供給・除材部11の位置にある際に、該ワーク供給・除材部11の矢印A方向の動きによって、その下に給材トレイ12が位置決めされると、図2(a)に示すように、給材ヘッド22が矢印HKのように下降して、給材トレイ12上のワーク50を吸着するようになっている。
給材ヘッド22が上昇して、移載手段20が図1の冷却測定部41の上に位置したら、給材ヘッド22が矢印HKのように下降して、第2のキャリア33の保持部にワーク50を移載する。この場合図2(b)に示されているように、給材ヘッド22の吸着手段は、第2のキャリア33の延びる方向に沿って複数個連設されており、同時に昇降されるようになっている。
図2(c)は、ヘッド部21の除材ヘッド23の動きを示しており、この除材ヘッド23は、上記した給材ヘッド22の構成と同じであり、後述する工程において、測定検査が終了したワーク50を吸着して、検査部40の位置から除材トレイ13の真上まで待避し、矢印HKのように下降して、除材トレイ13上にワーク50を載せるようになっている。
図2(c)は、ヘッド部21の除材ヘッド23の動きを示しており、この除材ヘッド23は、上記した給材ヘッド22の構成と同じであり、後述する工程において、測定検査が終了したワーク50を吸着して、検査部40の位置から除材トレイ13の真上まで待避し、矢印HKのように下降して、除材トレイ13上にワーク50を載せるようになっている。
図3の第1のキャリア32と第2のキャリア33は、冷却測定部41の上面に露出した冷却プレート45などにて、測定検査を行うと、図3(a)に示すように矢印U方向に上昇する。この時第2のキャリア33も第1のキャリア32と同期して、図1で説明したアーム31により上昇されるようになっている。次いで、図3(b)に示すように、第1のキャリア32と第2のキャリア33は矢印S方向にアームによって移動されるようになっており、第1のキャリア32は、冷却測定部41の上に、第2のキャリア33は、冷却測定部41と隣接する第1の加熱測定部42の上に位置する。
続いて、図3(c)に示すように、第1のキャリア32と第2のキャリア33はアームの動きにより矢印D方向に下降し、対応する測定部に当接されるようになっている。
続いて、図3(c)に示すように、第1のキャリア32と第2のキャリア33はアームの動きにより矢印D方向に下降し、対応する測定部に当接されるようになっている。
図4のプローブユニット44は、図4(a)に示すように、各測定部、図示の場合、冷却測定部41の上に位置していて、プローブユニット44と冷却測定部41の間には、上記した動きにより、第1のキャリア32が搬送されており、該第1のキャリア32が矢印PK2の方向に下降されるようになっている。これに対応して、プローブユニット44のプローブ保持部48も矢印PK2に示すように下降されて測定検査を行うようになっている。図4(b)は上述の状態を側面から見た図である。
具体的には、プローブユニット44のプローブ保持部48には、一度に検査するワークの数(測定単位)に対応した数のプローブ46,47が各先端を下方に向けて保持されており、各プローブ46,47はプローブ保持部48の内部で、ワーク50である圧電デバイスへ駆動電圧を供給し、さらに各圧電デバイスからの周波数を測定する周波数カウンタなどを含む測定回路と接続されている。
冷却測定部41には、その上面に平坦な当接面をもつ冷却プレート45が備えられている。冷却プレート45は、例えばクライオ冷却器などにより冷却機能を発揮するようにされており、後述する温度コントローラ69によって制御される。この冷却プレート45は、上記当接面に押し付けられた第1のキャリア32を介して、該第1のキャリア32に保持されているワーク50に熱を伝達するようになっている。これにより、予め設定された冷却温度の条件下で、ワーク50である圧電デバイスが励振され、その周波数がプローブユニット44側において検出されることで、温度特性検査が行われるようになっている。
ここで、クライオ冷却器とは、Heなど不活性ガスの蒸気圧が10−8Pa以下になることを利用するもので、気体分子を凝縮・収着させることにより、低温を得る装置である。
冷却プレート45にクライオ冷却器を用いる利点としては、ペルチェ素子のような素子断絶といったトラブルがほとんどなくなり、また、密閉型のクライオ冷却器を選択することにより、ガス入れ換えなどのメンテナンスが必要なくなるなどの点である。
冷却測定部41には、その上面に平坦な当接面をもつ冷却プレート45が備えられている。冷却プレート45は、例えばクライオ冷却器などにより冷却機能を発揮するようにされており、後述する温度コントローラ69によって制御される。この冷却プレート45は、上記当接面に押し付けられた第1のキャリア32を介して、該第1のキャリア32に保持されているワーク50に熱を伝達するようになっている。これにより、予め設定された冷却温度の条件下で、ワーク50である圧電デバイスが励振され、その周波数がプローブユニット44側において検出されることで、温度特性検査が行われるようになっている。
ここで、クライオ冷却器とは、Heなど不活性ガスの蒸気圧が10−8Pa以下になることを利用するもので、気体分子を凝縮・収着させることにより、低温を得る装置である。
冷却プレート45にクライオ冷却器を用いる利点としては、ペルチェ素子のような素子断絶といったトラブルがほとんどなくなり、また、密閉型のクライオ冷却器を選択することにより、ガス入れ換えなどのメンテナンスが必要なくなるなどの点である。
一方、図3に示した第1の加熱測定部42,第2の加熱測定部43も、上記冷却測定部41とほぼ同じ構成であり、各加熱プレート49,49は、例えば、ペルチェ素子を利用した加熱プレートとされている。これにより、半導体を利用したコンパクトな構成により、精密な温度条件を作成することができる。
なお、冷却プレートと加熱プレートの双方をペルチェ素子により形成してもよい。ペルチェ素子は、例えば、平板状としたシリコン半導体に電流を印加することにより、温度を可変する素子であり、電流を印加すると、その一端が高温に、他端が低温になるゼーベック効果を利用した素子である。このペルチェ素子は、電流を印加する方向により、高温部と低温部を逆転させることができることから、加熱・冷却の双方に使用することができる。ペルチェ素子を使用すると、冷媒を循環させて温度を制御する温度可変装置に比べてコンパクトに構成することができる。
なお、冷却プレートと加熱プレートの双方をペルチェ素子により形成してもよい。ペルチェ素子は、例えば、平板状としたシリコン半導体に電流を印加することにより、温度を可変する素子であり、電流を印加すると、その一端が高温に、他端が低温になるゼーベック効果を利用した素子である。このペルチェ素子は、電流を印加する方向により、高温部と低温部を逆転させることができることから、加熱・冷却の双方に使用することができる。ペルチェ素子を使用すると、冷媒を循環させて温度を制御する温度可変装置に比べてコンパクトに構成することができる。
図4を参照して、検査装置10の電気的構成の概略を説明する。
第1の制御部60の計測コントローラ61は、その制御対象である符号63の駆動手段1、符号64の駆動手段2、第2の制御部65の温度コントローラ69などと接続されている。符号63の駆動手段1は、プローブユニット44の昇降手段であるエア・シリンダや、コンタクトプローブの昇降手段、ワーク50を駆動するための電源回路などにより構成されている。また、計測コントローラ61は、図1で説明したキャリアを搬送するための搬送手段のアームを駆動するための符号64で示す駆動手段2と接続されている。また、図示は省略するが、第1または第2の駆動手段により、図1の移載手段20やワーク供給・除材部11が駆動制御されるようになっている。
さらに計測コントローラ61は、検出回路としての周波数カウンタ62と接続されている。この周波数カウンタ62は、プローブ46,47と接続されている。つまり、周波数カウンタ62は、プローブ46,47を介し、ワーク50から出力される信号の周波数を測定する機能を有しており、この周波数測定結果は計測コントローラ61に記録されるようになっている。
第1の制御部60の計測コントローラ61は、その制御対象である符号63の駆動手段1、符号64の駆動手段2、第2の制御部65の温度コントローラ69などと接続されている。符号63の駆動手段1は、プローブユニット44の昇降手段であるエア・シリンダや、コンタクトプローブの昇降手段、ワーク50を駆動するための電源回路などにより構成されている。また、計測コントローラ61は、図1で説明したキャリアを搬送するための搬送手段のアームを駆動するための符号64で示す駆動手段2と接続されている。また、図示は省略するが、第1または第2の駆動手段により、図1の移載手段20やワーク供給・除材部11が駆動制御されるようになっている。
さらに計測コントローラ61は、検出回路としての周波数カウンタ62と接続されている。この周波数カウンタ62は、プローブ46,47と接続されている。つまり、周波数カウンタ62は、プローブ46,47を介し、ワーク50から出力される信号の周波数を測定する機能を有しており、この周波数測定結果は計測コントローラ61に記録されるようになっている。
第2の制御部65は、第1の制御部60の計測コントローラ61に接続された温度制御手段としての温度コントローラ69と、この温度コントローラ69により制御される手段を含んでいる。
冷却測定部41には、温度センサなどが設けられており、冷却プレート45の温度を検出することができるようになっている。この温度センサは、例えば、熱電対や半導体を利用した温度サーミスタ等が利用されており、その抵抗・電圧変換部66は、温度に対応して変化する抵抗値を電圧に変換し、A/D変換部68によりアナログ−デジタル変換して温度コントローラ69に送るようになっている。
冷却測定部41には、温度センサなどが設けられており、冷却プレート45の温度を検出することができるようになっている。この温度センサは、例えば、熱電対や半導体を利用した温度サーミスタ等が利用されており、その抵抗・電圧変換部66は、温度に対応して変化する抵抗値を電圧に変換し、A/D変換部68によりアナログ−デジタル変換して温度コントローラ69に送るようになっている。
本実施形態の検査装置10は以上のように構成されており、次にその動作例を説明する。図5ないし図9は検査装置10の動作例であり、これらの図においては、理解の便宜のため、測定単位ごとにワークの形状を変えて示しているが、実際にはワークは全て同じ形状である。
図5(a)は図2(a)で説明した状態である。
すなわち、移載手段のヘッド部21が矢印I1方向に移動して、給材トレイ12上の一列目のワーク50−1を給材ヘッド22によりピックアップする。ここでは、理解の便宜のため、測定単位となるワークは給材トレイ12の一つの列ごとであることとし、該一列に属するワーク全てが同時に同じ処理がされる。
図5(a)は図2(a)で説明した状態である。
すなわち、移載手段のヘッド部21が矢印I1方向に移動して、給材トレイ12上の一列目のワーク50−1を給材ヘッド22によりピックアップする。ここでは、理解の便宜のため、測定単位となるワークは給材トレイ12の一つの列ごとであることとし、該一列に属するワーク全てが同時に同じ処理がされる。
図5(b)では、ヘッド部21は、矢印I2方向に沿って、冷却測定部41上に移動し、該冷却測定部41上に位置している第1のキャリア32に対して、給材ヘッド22からワーク50−1が移載される。これにより、図4で説明したように、ワーク50−1は冷却され、予め定めた温度での周波数が測定される。
次に図6(c)において、ヘッド部21は、矢印I3方向に移動し、給材トレイ12上に移動し、給材ヘッド22により、次の列に並んでいるワーク50−2をピックアップする。この間に、冷却測定部41ではワーク50−1が第1のキャリア32を介して、その冷却が継続されている。
次に図6(c)において、ヘッド部21は、矢印I3方向に移動し、給材トレイ12上に移動し、給材ヘッド22により、次の列に並んでいるワーク50−2をピックアップする。この間に、冷却測定部41ではワーク50−1が第1のキャリア32を介して、その冷却が継続されている。
続いて、図6(d)において、ヘッド部21は矢印I4方向に移動して、冷却測定部41の上に位置する。ここでは、第1のキャリア32と第2のキャリア33が矢印M1方向に搬送されることで、第1のキャリアは第1の加熱測定部42に移動され、ワーク50−1が第1のキャリア32を介して加熱される。同時に、冷却測定部41上には、第2のキャリア33が搬送されているので、ワーク50−2が該第2のキャリア33を介して冷却され、これらワーク50−1とワーク50−2は、それぞれ加熱と冷却の測定が同時に行われる。
図7(e)では、ヘッド部21は矢印I5方向に移動し、給材トレイ12上に位置して、その給材ヘッド22がワーク50−3をピックアップする。この時、ワーク50−1は加熱測定部42において、ワーク50−2は冷却測定部41において、それぞれ加熱と冷却による測定が継続しており、加熱測定が終了すると、加熱も終了する。
次いで、図7(f)においては、第1のキャリア32と第2のキャリア33が矢印M2の方向に搬送され、ワーク50−2は第2の加熱測定部43により加熱測定され、ワーク50−1は第1のキャリア32により保持されたまま、冷却測定部41上に位置して、退避状態にある。そして、ワーク50−2は矢印I6方向に移動してきたヘッド部21の除材ヘッド23によりピックアップされる。
次いで、図7(f)においては、第1のキャリア32と第2のキャリア33が矢印M2の方向に搬送され、ワーク50−2は第2の加熱測定部43により加熱測定され、ワーク50−1は第1のキャリア32により保持されたまま、冷却測定部41上に位置して、退避状態にある。そして、ワーク50−2は矢印I6方向に移動してきたヘッド部21の除材ヘッド23によりピックアップされる。
続いて、図8(g)において、ヘッド部21は矢印I7の方向に僅かに移動し、給材ヘッド22から第1のキャリア32上にワーク50−3を給材する。これにより、ワーク50−3について冷却測定部41により第1のキャリア32を介して、冷却・測定が開始される。また、ワーク50−2は第2のキャリア33を介して第2の加熱測定部43により加熱・測定されている。
図8(h)では、ヘッド部21は、矢印I8に沿って、除材トレイ13上に移動しており、除材ヘッド13から測定が終了したワーク50−1を除材トレイ13上に除材する。なお、測定結果により該ワーク50−1の一部または全てが不良と判断された時には、図1の不良トレイ14上に廃棄される。また、ワーク50−2は第2のキャリア33を介して第2の加熱測定部43による測定が終了すると、加熱も終了される。ワーク50−3の冷却・測定は継続されている。
図8(h)では、ヘッド部21は、矢印I8に沿って、除材トレイ13上に移動しており、除材ヘッド13から測定が終了したワーク50−1を除材トレイ13上に除材する。なお、測定結果により該ワーク50−1の一部または全てが不良と判断された時には、図1の不良トレイ14上に廃棄される。また、ワーク50−2は第2のキャリア33を介して第2の加熱測定部43による測定が終了すると、加熱も終了される。ワーク50−3の冷却・測定は継続されている。
図9(i)において、ヘッド部21は矢印I9に沿って給材トレイ12上に移動し、給材ヘッド22により、ワーク50−4をピックアップする。この時、第1のキャリア32と第2のキャリア33は矢印M3方向に搬送される。このため、ワーク50−2は冷却測定部41上で除材のための待機となり、ワーク50−3については第1の加熱測定部42によって、第1のキャリア32を介して、加熱・測定が開始される。
かくして、本実施形態の検査装置10によれば、移載手段20により検査対象となるワーク50−1ないし50−4などを、中央の冷却測定部41まで順次移載し、冷却測定部41において、これらワークについて加熱・測定を行うことができる。この加熱・測定を終了したワークについて、順次搬送手段30で第1または第2の加熱測定部42,43に振り分けて搬送して、加熱・測定を行うようにしているので、例えば、低温で行われる測定から、高温で行われる測定まで、きわめて効率良く実施することができる。
しかも、途中、冷却による測定と、加熱による測定を同時に進行させるにあたり、各測定部を直線上に多数個配置しないで、上記振り分け構成としたので、装置全体がコンパクトになり、設置スペースを小さくすることが可能となるものである。
しかも、途中、冷却による測定と、加熱による測定を同時に進行させるにあたり、各測定部を直線上に多数個配置しないで、上記振り分け構成としたので、装置全体がコンパクトになり、設置スペースを小さくすることが可能となるものである。
本発明は上述の実施形態に限定されない。
本発明の検査対象となる電子部品は圧電デバイスに限らず、温度特性が問題とされるあらゆる電気,電子部品を検査することができる。
また、本発明の検査装置の検査部は、中央に加熱測定部、該加熱測定部の両側にそれぞれ冷却測定部を設けてもよい。
上述の実施形態の各条件や各構成は適宜その一部を省略し、あるいは言及しない他の構成と組み合わせることが可能である。
本発明の検査対象となる電子部品は圧電デバイスに限らず、温度特性が問題とされるあらゆる電気,電子部品を検査することができる。
また、本発明の検査装置の検査部は、中央に加熱測定部、該加熱測定部の両側にそれぞれ冷却測定部を設けてもよい。
上述の実施形態の各条件や各構成は適宜その一部を省略し、あるいは言及しない他の構成と組み合わせることが可能である。
10・・・検査装置、11・・・ワーク供給・除材部、12・・・給材トレイ、20・・・移載手段、21・・・ヘッド部、22・・・給材ヘッド、23・・・除材ヘッド、30・・・搬送手段、31・・・アーム、32・・・第1のキャリア、33・・・第2のキャリア、40・・・検査部、41・・・冷却測定部、42・・・第1の加熱測定部、43・・・第2の加熱測定部
Claims (8)
- 検査対象であるワークの温度特性を検査する装置であって、
検査のために前記ワークを供給するためのワーク供給部と、
前記ワーク供給部から供給されるワークに対して加熱測定及び冷却測定を行う検査部と、
前記ワーク供給部と前記検査部との間で、前記ワークを移載する移載手段と
を有しており、
前記検査部は、
加熱または冷却のうち一方の測定を行う測定部を挟んで、両側に他方の測定を行う測定部を有しており、
かつ前記一方の測定を行う測定部と、これと隣接する前記他方の各測定部間で、前記ワークをそれぞれ搬送する搬送手段を備える
ことを特徴とする検査装置。 - 前記各測定部は、複数の前記ワークを一度の測定で測定する構成であり、この一度の測定における測定単位である複数のワークについて、前記搬送手段が一度に搬送する構成とされるとともに、前記移載手段が前記測定単位に関して、各測定単位に対応した給材ヘッドと除材ヘッドとを備えることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
- 前記一方の測定部として冷却測定部を、該冷却測定部を挟んで両側に前記他方の測定部として、加熱測定部を備えることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の検査装置。
- 前記搬送手段は、前記測定単位に対応したワークを保持するキャリアと、このキャリアを隣接する測定部間で移動させるアームとを含んでおり、該アームは2つキャリアを前記各測定部の並び方向に移動させる構成としたことを特徴とする請求項2または3のいずれかに記載の検査装置。
- 前記加熱測定部および前記冷却測定部には、それぞれ当接面を備えた加熱プレートと冷却プレートとが設けられており、前記キャリアを前記加熱プレートまたは冷却プレートの当接面に密着させることにより、該キャリアに保持されたワークに対して熱を伝導させる構成としたことを特徴とする請求項4に記載の検査装置。
- 前記冷却測定部の冷却プレートがクライオ冷却器により構成されていることを特徴とする請求項4または5のいずれかに記載の検査装置。
- 前記冷却測定部の冷却プレートおよび/または前記加熱測定部の加熱プレートがペルチェ素子であることを特徴とする請求項4ないし6のいずれかに記載の検査装置。
- 加熱または冷却のうち一方の測定を行う第1の測定部を挟んで、両側に他方の測定を行う第2および第3の測定部と、前記第1の測定部に対して、検査対象となるワークの供給部から該ワークを移載する移載手段と、前記第1の測定部と第2の測定部間、および第1の測定部と第3の測定部間でワークを搬送する搬送手段を有する検査装置により、ワークの温度特性検査を行う検査方法であって、
前記移載手段により検査対象となるワークを第1の測定部まで順次移載し、
第1の測定部において、該ワークについて前記第1の測定を行い、
第1の測定を終了したワークについて順次前記搬送手段で第2または第3の測定部に振り分けて搬送して、前記第2の測定を行う
ことを特徴とする検査方法。
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---|---|---|---|
JP2005114927A JP2006292590A (ja) | 2005-04-12 | 2005-04-12 | 検査方法および検査装置 |
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---|---|---|---|---|
CN105182120A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-12-23 | 武汉博富通试验设备有限公司 | 一种新型电子在线检测设备 |
CN105905600A (zh) * | 2015-02-25 | 2016-08-31 | 精工爱普生株式会社 | 电子部件输送装置以及电子部件检查装置 |
WO2017056607A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 株式会社村田製作所 | 電子部品の検査装置及び検査方法 |
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2005
- 2005-04-12 JP JP2005114927A patent/JP2006292590A/ja active Pending
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JPWO2017056607A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2018-04-05 | 株式会社村田製作所 | 電子部品の検査装置及び検査方法 |
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