JP2006308380A - 検査装置および検査装置の加熱測定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 低温と高温の温度条件を迅速に作ることができ、検査効率を向上させ、あわせて、加熱温度域における温度特性検査の検査精度を向上させることができる検査装置と、その加熱測定構造を提供すること。
【解決手段】 検査対象であるワークの温度特性を検査する検査装置の加熱測定構造であって、加熱プレート４９と、加熱プレートの上に配置された熱伝導シート７１とを有し、前記ワークが熱伝導性に優れた金属製のキャリア３２に形成したワーク保持部７５に支持された状態で、該キャリアの底部が前記熱伝導シートに当接される構成であり、前記熱伝導シートに前記キャリアが当接された状態にて、前記熱伝導シートの前記ワーク保持部の直下となる位置に空隙７３が形成されている検査装置の加熱測定構造。
【選択図】 図５

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、その検査装置に利用される加熱測定構造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。

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。

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、冷却・加熱手段により、例えばマイナス２０度（摂氏、なお以下の温度表示は全て「摂氏」とする）ないしプラス８０度程度まで温度変化させて、その間に、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している。

しかしながら、この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。
しかも、ワークを変更するたびに、低温から高温までを繰り返し同じ装置で作るので、装置の損傷が早く、耐久性に劣る欠点がある。

また、このような装置において、図９に示すような計測を行うと、別の問題もある。
すなわち、図９の上段のグラフはマイナス３０度から次第に温度上昇させて１００度程度まで温度上昇する過程を示し、図９の下段のグラフは、この間に温度が５度上昇する毎の周波数を測定し、黒点でプロットしたものである。
図示するように、ある測定点と測定点の間に、所謂「Ｆ飛び」と呼ぶ周波数およびインピーダンスが急激に変化している箇所があることが知られており、測定の温度間隔が大きいと、図示のように、このＦ飛びを計測し損なうことがある。このため、圧電デバイスの温度特性評価を損なうおそれがある。

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、ひとつの測定部における加熱、冷却による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。

特開２００２−２１４２７０

しかしながら、図１０のような検査装置１においても、上記「Ｆ飛び」を発見できない危険がある。
すなわち、図１１（ａ）は、電熱プレートなどの加熱測定部を、予め高い温度、例えば１２０度程度まで昇温させた状態で、そこへ圧電デバイスもしくはこれを保持した治具を当接させ、加熱測定部から圧電デバイスへ熱を伝導させて、検査プローブを当てて周波数を測定した場合の圧電デバイスの昇温を記録したものである。

図１１（ａ）において、測定開始当初から、先ず短い時間で、急激に曲線的に温度上昇し、９０度を超えたあたりから、緩やかに温度変化していることが分かる。
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のような温度上昇の過程で、圧電デバイスの周波数測定を行なった様子を示すグラフである。
図示されているように、一定時間毎に周波数測定をした場合においても、測定開始当初は、黒丸で示す測定点が、後半以降と比べると極めて疎の状態となっており、各変化温度に対して、周波数測定が行われる回数が少なくなってしまっている。
このために、特に、測定開始当初においては、急激に表れる上記「Ｆ飛び」の検出を逃す可能性が高い。

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、検査効率を向上させ、あわせて、加熱温度域における温度特性検査の検査精度を向上させることができる検査装置と、その加熱測定構造を提供することを目的とする。

上記目的は、第１の発明にあっては、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、前記加熱による測定を行う測定部が、加熱プレートと、加熱プレートの上に配置された熱伝導シートとを有し、前記ワークが熱伝導性に優れた金属製のキャリアに形成したワーク保持部に支持された状態で、該キャリアの底部が前記熱伝導シートに当接される構成とした検査装置により、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、加熱温度域の測定と、冷却温度域の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、同時に両方の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。
加えて、前記加熱測定部においては、加熱プレートの上に熱伝導プレートが配置されるので、加熱プレートの熱は、直接キャリアに伝達されることなく、先ず、熱伝導シートに伝えられる。このため、加熱プレートからの熱は、比較的時間をかけて前記熱伝導シートを介して、キャリアのワーク保持部に保持されたワークに伝達されることから、ワークの温度変化がほぼ直線変化となるようにされる。これにより、ほぼ直線変化する温度領域において、前記ワークの温度特性を検査する構成としたから、急激にあるいは曲線的に急激に温度上昇する過程における測定検査を回避して、温度変化がほぼ直線変化となる状態で、時間的間隔を一定に測定すれば、急激な周波数変動である「Ｆ飛び」現象を確実に把握することができ、検査精度が向上する。

第２の発明は、第１の発明の構成において、前記熱伝導シートに前記キャリアが当接された状態にて、前記熱伝導シートの前記ワーク保持部の直下となる位置に空隙が形成されていることを特徴とする。
第２の発明の構成によれば、加熱プレートの熱は、直接キャリアに伝達されることなく、先ず、熱伝導プレートに伝えられる。さらに、キャリア底部が当接される熱伝導プレートは、該キャリアのワーク保持部の直下となる位置に、空隙が形成されているので、熱伝導プレートからの熱は、直接ワーク保持部に伝えられるのではなく、キャリアの該ワーク保持部周囲から伝達されることになる。これにより、加熱プレートからの熱は、一層時間をかけてキャリアのワーク保持部に保持されたワークに伝達されるので、検査精度がより向上する。

また、上記目的は、第３の発明にあっては、検査対象であるワークの温度特性を検査する検査装置の加熱測定構造であって、加熱プレートと、加熱プレートの上に配置された熱伝導シートとを有し、前記ワークが熱伝導性に優れた金属製のキャリアに形成したワーク保持部に支持された状態で、該キャリアの底部が前記熱伝導シートに当接される構成であり、前記熱伝導シートに前記キャリアが当接された状態にて、前記熱伝導シートの前記ワーク保持部の直下となる位置に空隙が形成されている検査装置の加熱測定構造により、達成される。

第３の発明の構成によれば、加熱プレートの上に熱伝導プレートが配置されるので、加熱プレートの熱は、直接キャリアに伝達されることなく、先ず、熱伝導プレートに伝えられる。さらに、キャリア底部が当接される熱伝導プレートは、該キャリアのワーク保持部の直下となる位置に、空隙が形成されているので、熱伝導プレートからの熱は、直接ワーク保持部に伝えられるのではなく、キャリアの該ワーク保持部周囲から伝達されることになる。このため、加熱プレートからの熱は、比較的時間をかけてキャリアのワーク保持部に保持されたワークに伝達されることから、ワークの温度変化がほぼ直線変化となるようにされる。これにより、ほぼ直線変化する温度領域において、前記ワークの温度特性を検査する構成としたから、急激に、あるいは曲線的に急激に温度上昇する過程における測定検査を回避して、温度変化がほぼ直線変化となる状態で、時間的間隔を一定に測定すれば、急激な周波数変動である「Ｆ飛び」現象を確実に把握することができ、検査精度が向上する。

第４の発明は、第３の発明の構成において、前記キャリアには、複数の前記ワーク保持部を設けたことを特徴とする。
第４の発明の構成によれば、ひとつのキャリアにて、複数もしくは多数のワークについて、同時に温度特性の検査を行うことができる。

第５の発明は、第３または４のいずれかの発明の構成において、前記キャリアが一方向に長い形状であり、その長手方向に沿って前記複数のワーク保持部が並んで配置されていて、隣接するワーク保持部の間に抜き孔が形成されていることを特徴とする。
第５の発明の構成によれば、第３の発明の構成で説明したように、加熱プレートからの熱は、熱伝導シートを介して、しかもワーク直下の箇所を避けて該熱伝導シートと接触したキャリアの当該接触領域から伝達される。この場合、キャリアに熱が伝達される領域は、ワーク保持部の間の領域であるから、その箇所に抜き孔を設ければ、熱伝導シートへの接触面積が抜き孔を設けた分だけ減少し、単位時間当たりに伝達される熱量は減少する。これによって、ワークに対しては、一層ゆっくりと熱が伝達されるので、急激なワークの温度上昇を確実に防止することができる。

第６の発明は、第３ないし５の発明のいずれかの構成において、前記キャリアがその長さ方向の両端部をアームに保持されることで、移動されるようになっており、前記キャリア両端部に近い領域に当接される前記熱伝導シートの対応部分では、前記空隙を小さくして、前記キャリアに当接する面積が増大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、キャリアは長さ方向の端部をアームに保持される構成であるから、該キャリア両端部においては、キャリアに伝達された熱の一部は、アーム側へ逃げる。このため、キャリア両端部に近接する領域に当接する熱伝導シートの当接箇所においては、前記空隙を小さくして、キャリアに当接する面積を増大させ、アーム側に逃げる熱量を補うことで、キャリアに保持された全ての複数のワークに対して、均一な温度変化を実現することができる。

第７の発明は、第３ないし６のいずれかの発明の構成において、前記キャリアがその長さ方向の両端部をアームに保持されることで、移動されるようになっており、前記キャリア両端部に近い領域では、前記抜き孔の径を、他の抜き孔の径よりも小さくしたことを特徴とする。
第７の発明の構成によれば、キャリアは長さ方向の端部をアームに保持される構成であるから、該キャリア両端部においては、キャリアに伝達された熱の一部は、アーム側へ逃げる。このため、キャリア両端部に近接する領域では、前記抜き孔の径を、他の抜き孔よりも小さくすることで、熱伝導シートのキャリアに当接する面積を増大させ、アーム側に逃げる熱量を補うことで、キャリアに保持された全ての複数のワークに対して、均一な温度変化を実現することができる。

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。

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、ワークを保持するためのワーク保持部を複数有しており、該ワークをアーム３１により複数の測定部間を移動させるための治具である。キャリアの構成は、測定部の構成とともに、後で詳しく説明する。

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、例えば、熱伝導性の良い金属材料、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。各キャリア３２，３３は、例えば、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達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。

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。

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などで、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。

図４はプローブユニットの構成を示し、しかも対応する測定部における測定の様子を示す図である。
図４（ａ）のプローブユニット４４は、各測定部、図示の場合、第１の加熱測定部４２の上に位置していて、プローブユニット４４と第１の加熱測定部４２の間には、上記した動きにより、第１のキャリア３２が搬送されている。検査に際しては、図４（ｂ）に示すように、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ＰＫ１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。

具体的には、図４（ａ）において、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。
第１の加熱測定部４２と第２の加熱測定部４３は同じ構造であるから、第１の加熱測定部４２に代表させてその電気的構成を説明する。

第１の加熱測定部４２には、その上面に平坦な上面をもつ加熱プレート４９が備えられている。加熱プレート４９は、この実施形態では、セラミックヒータが用いられているが、その他にも、例えば、ペルチェ素子などを利用した温度制御可能な加熱プレートとすることができる。加熱プレート４９は、後述する温度コントローラ６９によって制御される。この加熱プレート４９は、後述するように、上記した上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、予め設定された加熱温度域（後述）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。
一方、冷却測定部４１には、図３に示されているように、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、冷却温度域の測定検査を行うようになっている。

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（ａ）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で示す駆動手段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。
このような構成において、温度コントローラ６９は、例えば加熱プレート４９の温度について、所定温度から、直線的に徐々に昇温させる温度制御を行ってもよいし、あるいは、加熱プレート４９を、加熱温度域における測定の最高の温度に昇温させておいて、該加熱プレート４９に測定対象のワークを保持させたキャリアを当接させることにより加熱温度域の測定を行ってもよい。以下、この実施形態では、後者の手法を中心に説明する。

図５および図６は加熱測定部を説明するための図であり、図５はその概略平面図、図６は図５のＡ−Ａ線切断端面図である。
これらの図において、加熱測定部は、図１の第１の加熱測定部４２を示しているが、第２の加熱測定部４３も同じ構成であるから、単に加熱測定部４２として説明する。また、第１のキャリア３２に関しても、第２のキャリア３３と同じ構成であるから、単にキャリア３２と呼称して、説明する。

図５に示すように、セラミックヒータなどでなる加熱プレート４９の平坦な上面には、熱伝導シート７１が、接着剤などを利用して貼着するなどして固定されており、その熱伝導シート７１の上に、上述したキャリア３２の底面が当接されるようになっている。
熱伝導シートは、後述する形状への加工性に優れたものが良く、熱の伝達性を有し、しかも後述する加熱プレート４９の加熱温度により溶融などの損傷を受けないもので、容易に破断などしないものが適しており、例えば、シリコーン系の樹脂材料でなるシートが適している。シート厚みを種々選択することにより、加熱測定温度域における熱の伝達性を調整することができるものが好ましい。

キャリア３２の材質としては、アーム３１により保持されて、移動され、各測定用のプレートに繰り返し押し付けられる場合に変形などを生じにくいもので、さらに熱膨張性（線膨張性）が少ないものが適しており、特にキャリアを形成した際にその底面の平面度が損なわれない剛性を備えたものが好ましい。また、キャリア３２は、測定のための熱を伝達するものであることから、熱伝達性に優れたものが好ましい。このような観点から、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム、銅、超超ジュラルミン、ステンレススチールなどを使用できる。このうち、本実施形態では、熱伝導性においてステンレスよりも優れ、熱膨張性が少ないものとして、チタン（Ｔｉ）が、選択されている。チタンは熱伝導性については上記各金属より劣るものの、後述するように、制限的に熱を伝達させる目的には合うものである。

加熱プレート４９に固定される熱伝導シート７１は、例えば、シリコーン系樹脂により形成されたもので、例えば、熱伝導性として、１．３５Ｗ／ｍ・Ｋのもので、厚み１ｍｍ程度のものを採用している。
この熱伝導シートは、好ましくは、図５および図６に示すように、格子状もしくは梯子状に材料を除去し、一方向に並ぶ複数の空隙７３−１、７３−２、７３−３、７３−４を形成し、のこされた部分が熱伝達部７２−１、７２−２、７２−３、７２−４、７２−５となるようにされている。

これに対して、本実施形態で使用されるキャリア３２は、図５に示すように、一方向に長い形状の金属板であり、両端に面積を大きくした幅広部３４，３４を有し、この幅広部３４，３４に支持用のアーム３１，３１が配置されて、該アーム３１，３１上に保持されることで、図３で説明したような移動がされるようになっている。
キャリア３２の幅広部３４，３４の間の領域は帯状に比較的細長く形成されており、この実施形態では、長さ方向に関して、一列に、複数のワーク保持部７５−１、７５−２、７５−３、７５−４が形成されている。各ワーク保持部は、有底の孔もしくは凹部であり、ワーク５０をそれぞれ収容して、底部は塞がれている。

図６に示すように、熱伝導シート７１の上にキャリア３２を載置し、密着させた状態においては、熱伝導シートの熱伝達部７２−１、７２−２、７２−３、７２−４、７２−５は、キャリア３２のワーク保持部７５−１、７５−２、７５−３、７５−４には当接しないように、これら直下位置には、上記複数の空隙７３−１、７３−２、７３−３、７３−４が位置するようにされている。
一方、キャリア３２には、ワーク保持部７５−１、７５−２、７５−３、７５−４が形成されている外側の位置と、各ワーク保持部の間に等間隔で、抜き孔７４−１、７４−２、７４−３、７４−５が形成されている。各抜き孔は貫通孔である。

（検査方法）
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、次に検査装置１０により行われる圧電デバイスの検査方法について、好適な実施形態を説明する。
図１の検査装置１０において、移載手段のヘッド部２１が移動して、給材トレイ１２上の一列目のワーク５０を給材ヘッド２２によりピックアップする。

次に、ヘッド部２１は、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が移載される。冷却測定部４１の図３で示した冷却プレート４５により、ワーク５０は冷却され、予め定めた冷却温度域での温度での周波数が測定される。
続いて、第１のキャリア３２と第２のキャリア３３が図３（ｂ）の矢印Ｓ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が第１のキャリア３２を介して加熱される直前の図４（ａ）の位置に移動される。

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、上記移載手段のヘッド部２１の動きにより移載された後続のワーク５０が該第２のキャリア３３を介して冷却温度域の測定が可能な位置に移動される。したがって、先のワーク５０と後続のワーク５０は、それぞれ加熱と冷却の測定が同時に行われる。
尚、この実施形態では、冷却温度域の測定（冷却測定部における測定温度域）は、例えば、冷却測定部４１自体の温度として、マイナス３０度ないしマイナス５０度、ワークの温度としてマイナス２０度ないしマイナス４０度である。

ここで、第１の加熱測定部４２における（第２の加熱測定部４３における場合も同じ）加熱温度域の測定について、詳しく説明する。
この実施形態では、例えば、ワーク５０について上記冷却温度域に対応して設定される加熱温度域として、１２０度ないし９０度（ワーク温度）とする場合に、図７の次のように制御を行う。
すなわち、図４（ａ）において、計測コントローラ６１は、温度コントローラ６９、定電流回路６７を介して、第１の加熱測定部４２の加熱プレート４９の温度を予め１２０度としておく（図７のＡ１）。
次に、第１のキャリア３２がワーク５０を保持した状態で、加熱プレート４９の上で、プローブユニット４４の直下に移動される。
続いて、図４（ｂ）に示すように、第１のキャリア３２が下降して、加熱プレート４９に当接する。続いて、プローブユニット４４が下降し、プローブ４６，４７をワーク５０に当接させ、測定が開始される。

加熱プレート４９の熱は、直接キャリア３２に伝達されることなく、先ず、熱伝導シート７１に伝えられる。ここで、キャリア３２底部が当接される熱伝導シート７１は、該キャリア３２のワーク保持部７５−１、７５−２、７５−３、７５−４の直下となる位置に、空隙７３−１、７３−２、７３−３、７３−４がそれぞれ形成されているので、熱伝導シート７１からの熱は、直接ワーク保持部に伝えられるのではなく、キャリアの熱伝達部７２−１、７２−２、７２−３、７２−４、７２−５を経て各ワーク保持部周囲から各ワーク５０に伝達されることになる。これにより、加熱プレート４９の熱は、時間をかけてキャリア３２の各ワーク保持部に保持されたワーク５０に伝達される。

図７（ａ）において、Ｂに示されているのは、ワーク５０の温度である。ワーク５０は冷却温度域の測定を終えた状態で移載されるため、マイナス３０度程度で、加熱プレート４９に当接され、この温度から、上記したように、加熱プレート４９から徐々に熱が伝達されるために、その温度が徐々に上昇され、ほぼ直線状に、例えば９０度程度まで昇温する。
周波数の測定は、この昇温の間に図７（ｂ）に示すように、一定時間間隔毎に行われる。例えば、測定ポイントを３０ポイントとし、０．８秒間隔で、２４秒間測定すると、図８に示すような結果が得られる。図８は同じ条件にて、４回施行した結果をグラフ化したものである。円で囲んだ急激な周波数変動である所謂「Ｆ飛び」部分が確実に把握されている。
すなわち、この実施形態で検査対象としたワークでは、１３．２度ないし１９．８度付近の温度範囲で、「Ｆ飛び」の生じる可能性があることが判明しており、当該温度域については、上記のような条件で、ワーク５０の昇温をゆるやかな直線状に制御することで、「Ｆ飛び」が生じる場合には、確実にこれを捕捉することができる。

上記の測定が終了したら、図１の搬送手段３０の機能により、第１および第２のキャリア３２，３３は上昇して、図３（ｂ）の矢印Ｓと反対の方向に搬送され、図３（ａ）に示された位置に戻る。
これにより、第２のキャリア３３に保持されて、冷却測定部４１で冷却温度域の測定を終えたワークは、第２の加熱測定部４３において、加熱温度域の測定がされる。一方、第１のキャリア３２に保持されて、上述の測定を終えた最初のワークは、図１の移載手段２０のヘッド部２１の除材ヘッド２３によりピックアップされて、除材トレイ１３へ搬送される。この際、ヘッド部２１は、その給材ヘッド２２に未測定のワークを保持していて、上記除材ヘッド２３による測定済みワークのピックアップと交換に、未測定のワークを第１のキャリア３２上に給材する。
かくして、上述の工程を繰り返すことにより、図１の給材トレイ１２上のワークの検査を順次進行させることができる。

このように、本実施形態の検査装置１０によれば、冷却測定部と加熱測定部を用意し、それぞれ冷却温度域と加熱温度域での測定を行うようにしたので、ひとつの測定部における加熱、冷却による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、装置の耐久性も向上する。
さらに、第１または第２の加熱測定部においては、ワークを加熱測定部に当接させた状態で、ワーク５０の温度変化がゆるやかなほぼ直線状の上昇による温度変化となるようにされて、その温度特性を検査するようにしたから、急激に曲線的に温度上昇する過程における測定検査を回避して、温度変化がほぼ直線変化となる状態で、時間的間隔を一定に測定すれば、急激な周波数変動である「Ｆ飛び」現象を確実に把握することができ、検査精度が向上する。

また、移載手段２０により検査対象となるワーク５０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、冷却温度域の測定から、加熱温度域の測定まで、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。

次に、図５の加熱測定部のさらに好ましい構成について説明する。
図示されているように、キャリア３２においては、熱伝導シート７１から伝えられる熱が、キャリア３２の両端部に接するアーム３１を介して逃げると、キャリア３２に一列に配置されたワーク保持部７５−１、７５−２、７５−３、７５−４の位置によっては、他のワーク５０と異なる熱伝達がされる場合がある。
つまり、中央に位置するワーク保持部７５−２，７５−３に比べて、キャリア３２の両端に隣接したワーク保持部７５−１，７５−４では、それぞれ保持されたワーク５０の温度が低くなるおそれがある。

そこで、例えば、熱伝導シート７１の両端の熱伝達部７２−１と７２−５の幅を他の熱伝達部よりも大きくすることで、キャリア３２への接触面積を増大させ、熱の伝達量をその分増加させるようにすれば、複数のワーク５０について、均一の熱伝達を行うことができる。
また、これに替え、あるいはこれに加えて、熱伝達部７２−３と７２−４の帯状部分の中央部を中心よりに変形させるなどの手段により、目的とワーク保持部（図５の場合、ワーク保持部７５−３）に対して、距離を近接させることで、当該ワーク保持部に保持されたワーク５０への熱伝達量を多くするようにすることもできる。

また、上記に替え、あるいは上記に加えて、キャリア３２の抜き孔７４−１、７４−２、７４−３、７４−４、７４−５について、キャリア３２の両端部に隣接した抜き孔７４−１と７４−５の径を、他の抜き孔よりも小さくすることにより、当該領域において、熱伝導シート７１の接触面積を増大させ、同様の効果を得ることもできる。
なお、上記した抜き孔７４−１、７４−２、７４−３、７４−４、７４−５は、完全な貫通孔でなくてもよく、いわば有底の凹部もしくは孔でもよい。この場合、その各底部を加熱プレート４９側に設ければ、キャリア３２のワーク保持部へ熱伝導シートが直接接触することが回避され、ワーク５０への熱伝導がその分制限される。これとは逆に、その底部をキャリア３２表面側に設ければ、キャリア３２のワーク保持部の直下には空隙が形成されるが、熱伝導シート７１の当該領域は加熱プレート４９に当接していることになる。このような構成においても、ある程度ワーク５０への熱伝導が制限される。
さらには、抜き孔を貫通孔として、表裏で径を変えてもよい。この場合、小径とした方を加熱プレート４９側とするか、キャリア３２表面側とするかで、上記と類似の作用を得ることができる。

また、上述の例では、加熱プレート４９を最初から高温になるように制御しているが、例えば、次のように制御してもよい。
すなわち、図４（ａ）において、計測コントローラ６１は、温度コントローラ６９、定電流回路６７を介して、第１の加熱測定部４２の加熱プレート４９の温度を予め９０度に下げておく。
次に、第１のキャリア３２がワーク５０を保持した状態で、加熱プレート４９の上で、プローブユニット４４の直下に移動される。
続いて、図４（ｂ）に示すように、第１のキャリア３２が下降して、加熱プレート４９に当接する。続いて、プローブユニット４４が下降し、プローブ４６，４７をワーク５０に当接させ、測定が開始される。

この状態から、温度コントローラ６９は、加熱プレート４９の温度を徐々に上昇させることで、図７（ａ）のＡ２に示すように、加熱プレート４９の温度をほぼ直線状に、例えば１２０度程度まで昇温させる（図７（ａ）参照）。
加熱プレート４９の温度制御をこのように行うとともに、合わせて、図５および図６で説明した構造によって、冷却温度域の測定を終えた状態で移載されるワーク５０がマイナス３０度程度で、該加熱プレート４９に当接され、この温度から、上記したように、加熱プレート４９から徐々に熱が伝達されることと相俟って、その温度が徐々に上昇され、ほぼ直線状に、例えば１２０度程度まで昇温するというように、ゆっくりとした直線状の昇温をより確実に実現してもよい。

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。
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。
さらに、本発明の上述した実施形態における検査方法は、圧電デバイスの製造工程の一環として実施されるものであるから、この検査方法に対応する発明は、「物の製造方法」に準じて解釈されるべきである。
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。

本発明の実施形態に係る検査装置の全体構成を示す概略構成図。 図１の検査装置の移載手段の図。 図１の検査装置の搬送手段の動きを示す図。 図１の検査装置のプローブユニットならびに電気的構成を示す図。 図１の検査装置の加熱測定部の概略平面図。 図５のＡ−Ａ線切断端面図。 図１の検査装置の加熱温度制御の様子を示す図。 図１の検査装置による実際の測定例を示す図。 従来の検査装置における温度特性検査の様子を示す図。 従来の検査装置の一例を示す部分平面図。 従来の検査装置における検査上の欠点を説明するための図。

符号の説明

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、７１・・・熱伝導シート、７２・・・熱伝達部、７３・・・空隙

Claims (7)

1. 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、
   前記加熱による測定を行う測定部が、
   加熱プレートと、
   加熱プレートの上に配置された熱伝導シートと
   を有し、
   前記ワークが熱伝導性に優れた金属製のキャリアに形成したワーク保持部に支持された状態で、該キャリアの底部が前記熱伝導シートに当接される構成とした
   ことを特徴とする検査装置。
2. 前記熱伝導シートに前記キャリアが当接された状態にて、前記熱伝導シートの前記ワーク保持部の直下となる位置に空隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 検査対象であるワークの温度特性を検査する検査装置の加熱測定構造であって、
   加熱プレートと、
   加熱プレートの上に配置された熱伝導シートと
   を有し、
   前記ワークが熱伝導性に優れた金属製のキャリアに形成したワーク保持部に支持された状態で、該キャリアの底部が前記熱伝導シートに当接される構成であり、
   前記熱伝導シートに前記キャリアが当接された状態にて、前記熱伝導シートの前記ワーク保持部の直下となる位置に空隙が形成されている
   ことを特徴とする検査装置の加熱測定構造。
4. 前記キャリアには、複数の前記ワーク保持部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の検査装置の加熱測定構造。
5. 前記キャリアが一方向に長い形状であり、その長手方向に沿って前記複数のワーク保持部が並んで配置されていて、隣接するワーク保持部の間に抜き孔が形成されていることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の検査装置の加熱測定構造。
6. 前記キャリアがその長さ方向の両端部をアームに保持されることで、移動されるようになっており、前記キャリア両端部に近い領域に当接される前記熱伝導シートの対応部分では、前記空隙を小さくして、前記キャリアに当接する面積が増大されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の検査装置の加熱測定構造。
7. 前記キャリアがその長さ方向の両端部をアームに保持されることで、移動されるようになっており、前記キャリア両端部に近い領域では、前記抜き孔の径を、他の抜き孔の径よりも小さくしたことを特徴とする請求項３ないし６のいずれかに記載の検査装置の加熱測定構造。

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