JP2021117207A - Method for adjusting testing device, and testing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体チップの強度を測定するための試験装置に関するものである。 The present invention relates to a test apparatus for measuring the strength of a semiconductor chip.
従来、例えば特許文献1に開示されるように、半導体チップの破壊試験を行い、半導体チップの強度を測定する試験装置が知られている。この種の試験装置では、一般的にSEMI規格G86−0303で既定される3点曲げ試験が広く利用されている。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, for example, a test apparatus for performing a fracture test of a semiconductor chip and measuring the strength of the semiconductor chip is known. In this type of test equipment, the three-point bending test generally defined by the SEMI standard G86-0303 is widely used.
半導体チップを形成する過程において、半導体ウェーハの裏面研削に伴ってウェーハ裏面には研削歪みが生成される。更に、裏面研削後の切削ブレードによるダイシングに伴い、半導体チップの側面には切削歪みが生成される。これら研削歪みや切削歪みは、半導体チップの強度に影響するものであり、半導体チップの強度の測定は製品の品質を保証する上で重要であることから、より正確に測定可能とすることが求められている。 In the process of forming a semiconductor chip, grinding strain is generated on the back surface of the wafer as the back surface of the semiconductor wafer is ground. Further, a cutting strain is generated on the side surface of the semiconductor chip due to the dicing by the cutting blade after the back surface grinding. These grinding strains and cutting strains affect the strength of semiconductor chips, and measuring the strength of semiconductor chips is important for guaranteeing the quality of products. Therefore, it is required to be able to measure more accurately. Has been done.
3点曲げ試験では、所定の間隔を有して配置された一対の支持部で試験片を支持し、圧子を一対の支持部の中央に位置付けた状態で、圧子で試験片を押圧し試験片を破壊する。そして、試験片が破壊した時の圧子の荷重を測定し、試験片破損時の荷重と支持部の支点間距離、試験片厚み及び試験片の幅をもとに、以下の計算式にて抗折強度が算出される。
抗折強度σ=3LW/2bh2 (式1)
(L:支点間距離mm、W:圧子荷重値N、b:試験片幅mm、h:試験片厚みmm)
In the three-point bending test, the test piece is supported by a pair of support portions arranged at predetermined intervals, and the test piece is pressed by the indenter with the indenter positioned at the center of the pair of support portions. To destroy. Then, the load of the indenter when the test piece is broken is measured, and the resistance is calculated by the following formula based on the load when the test piece is broken, the distance between the fulcrums of the support portion, the thickness of the test piece, and the width of the test piece. Fold strength is calculated.
Folding strength σ = 3LW / 2bh 2 (Equation 1)
(L: distance between fulcrums mm, W: indenter load value N, b: test piece width mm, h: test piece thickness mm)
上記の測定方法において、圧子を一対の支持部の中央に正確に位置付けられていない状態で測定が行われると、正確な強度の測定ができないことになる。つまり、圧子の位置ズレにより正確な測定ができないことになる。 In the above measuring method, if the indenter is not accurately positioned at the center of the pair of support portions, the measurement cannot be performed accurately. That is, accurate measurement cannot be performed due to the displacement of the indenter.
このため、試験装置の移設や圧子の交換等を行った際には、圧子の精密な位置調整が要求されることになるが、従来は、作業者が支持部上に定規等を載置した状態で圧子を近づけるとともに、目視で定規の目盛りを確認しながら圧子の位置調整を行うこととしていた。 For this reason, when the test device is relocated or the indenter is replaced, precise position adjustment of the indenter is required, but in the past, the operator placed a ruler or the like on the support portion. It was decided to bring the indenter closer in this state and adjust the position of the indenter while visually checking the scale of the ruler.
このような作業者による手作業、及び、目視による圧子の位置調整は、作業者によってばらつきが生じやすく、正確な強度測定を実現するために改善が切望されていた。 Such manual work by the operator and visual adjustment of the position of the indenter are likely to vary depending on the operator, and improvement has been desired in order to realize accurate strength measurement.
以上に鑑み、本願発明は、試験片の支持部に対する圧子の正確な位置調整を実現可能とする新規な技術を提案するものである。 In view of the above, the present invention proposes a novel technique that enables accurate position adjustment of the indenter with respect to the support portion of the test piece.
本発明の一態様によれば、
所定の間隔を有して配設され、試験片の下面を支持する一対の支持部と、
該支持部より上方且つ一対の該支持部の間に配置された圧子と、
一対の該支持部で支持された該試験片に対して該圧子を相対的に近接移動させる圧子移動ユニットと、
該圧子が一対の該支持部で支持された試験片を押圧する荷重を計測する荷重計測器と、
を備えた試験装置において、
一対の該支持部の中央位置に該圧子を位置付ける試験装置の調整方法であって、
該圧子と一対の該支持部を撮像し撮像画像を形成する撮像画像形成ステップと、
該撮像画像から一対の該支持部のそれぞれの位置と、該圧子の位置と、を検出するとともに、一対の該支持部のそれぞれの位置から該支持部の中央位置を算出する算出ステップと、
該算出ステップで検出した該圧子の位置と、該中央位置と、に基づいて、該圧子を一対の該支持部の中央位置に位置付ける調整ステップと、を有する試験装置の調整方法とする。
According to one aspect of the invention
A pair of support portions that are arranged at predetermined intervals and support the lower surface of the test piece,
An indenter placed above the support and between the pair of supports,
An indenter moving unit that moves the indenter relatively close to the test piece supported by the pair of supporting portions, and an indenter moving unit.
A load measuring instrument that measures the load with which the indenter presses the test piece supported by the pair of supports, and
In a test device equipped with
A method of adjusting a test device that positions the indenter at the center position of the pair of supports.
An imaging image forming step of imaging the indenter and the pair of supports to form an imaging image,
A calculation step of detecting each position of the pair of the support portion and the position of the indenter from the captured image and calculating the central position of the support portion from each position of the pair of the support portion.
It is an adjustment method of a test apparatus having an adjustment step of positioning the indenter at the center position of a pair of the support portions based on the position of the indenter detected in the calculation step and the center position.
また、本発明の一態様によれば、
該中央位置と該圧子の位置のズレ量に応じて出力される音声が変調するように音調を設定する音調設定ステップを更に有し、
該調整ステップでは、該圧子の位置が該中央位置に一致した時の音声の検出によって該圧子が一対の該支持部の中央位置に位置付けられたこと判断可能とする、こととする。
Further, according to one aspect of the present invention.
It further has a tone setting step of setting the tone so that the output sound is modulated according to the amount of deviation between the center position and the position of the indenter.
In the adjustment step, it is possible to determine that the indenter is positioned at the center position of the pair of the support portions by detecting the sound when the position of the indenter coincides with the center position.
また、本発明の一態様によれば、
該試験装置は、一対の該支持部を該圧子に対して相対移動させる支持部移動機構を備え、
該調整ステップでは、該算出ステップで検出した該圧子の位置と、該中央位置と、に基づいて、該支持部移動機構で一対の該支持部の中央位置に該圧子を位置付ける、こととする。
Further, according to one aspect of the present invention.
The test device includes a support moving mechanism that moves a pair of the supports relative to the indenter.
In the adjustment step, the indenter is positioned at the center position of the pair of the support portions by the support portion moving mechanism based on the position of the indenter detected in the calculation step and the center position.
また、本発明の一態様によれば、
試験片の強度を測定する試験装置であって、
所定の間隔を有して配設され、試験片の下面を支持する一対の支持部と、
該支持部より上方且つ一対の該支持部の間に配置された圧子と、
一対の該支持部で支持された試験片に対して該圧子を相対的に近接移動させる圧子移動ユニットと、
該圧子が一対の該支持部で支持された試験片を押圧する荷重を計測する荷重計測器と、
一対の該支持部と該圧子を撮像する撮像ユニットと、
該撮像ユニットの撮像画像を表示する表示モニタと、
少なくとも該圧子移動ユニットを制御するコントローラと、を備え、
該コントローラは、該撮像画像から一対の該支持部のそれぞれの位置と、該圧子の位置と、を検出する位置検出部と、該位置検出部で検出した一対の該支持部のそれぞれの位置から該支持部の中央位置を算出する算出部と、を有する、試験装置とする。
Further, according to one aspect of the present invention.
A test device that measures the strength of a test piece.
A pair of support portions that are arranged at predetermined intervals and support the lower surface of the test piece,
An indenter placed above the support and between the pair of supports,
An indenter moving unit that moves the indenter relatively close to a test piece supported by the pair of supporting portions, and an indenter moving unit.
A load measuring instrument that measures the load with which the indenter presses the test piece supported by the pair of supports, and
A pair of supporting portions, an imaging unit for imaging the indenter, and an imaging unit.
A display monitor that displays the captured image of the imaging unit, and
At least a controller for controlling the indenter moving unit is provided.
The controller is from a position detection unit that detects the position of each pair of the support portions and the position of the indenter from the captured image, and from each position of the pair of the support portions detected by the position detection unit. It is a test apparatus having a calculation unit for calculating the central position of the support portion.
また、本発明の一態様によれば、
音声を発するスピーカーを更に備え、
該コントローラは、該中央位置と該圧子の位置のズレ量に応じて音声が変調するように音調を設定する音調設定部を有する、こととする。
Further, according to one aspect of the present invention.
With more speakers to emit sound
It is assumed that the controller has a tone setting unit that sets the tone so that the voice is modulated according to the amount of deviation between the center position and the position of the indenter.
また、本発明の一態様によれば、
一対の該支持部を該圧子に対して該第一方向に相対移動させる支持部移動機構を更に備え、
該コントローラは、該位置検出部で検出した該圧子の位置と、該算出部で算出した該中央位置と、に基づいて、該支持部移動機構を制御して一対の該支持部の中央位置に該圧子を位置付ける、こととする。
Further, according to one aspect of the present invention.
Further provided with a support moving mechanism for moving the pair of supports relative to the indenter in the first direction.
The controller controls the support portion moving mechanism based on the position of the indenter detected by the position detection unit and the center position calculated by the calculation unit to reach the center position of the pair of support portions. The indenter will be positioned.
本発明の一態様によれば、圧子の位置と一対の支持部の中央位置を検出し、検出した位置に基づいて調整が行われるため、目視や手作業による実測で位置合わせをするよりも、より高精度、かつ、容易に位置調整を行うことができる。 According to one aspect of the present invention, the position of the indenter and the central position of the pair of support portions are detected, and adjustment is performed based on the detected positions. The position can be adjusted more accurately and easily.
また、本発明の一態様によれば、作業者は、ズレ量がゼロになり位置調整が完了したことを音声のみで認識することが可能となり、目視による確認が不要となる。 Further, according to one aspect of the present invention, the operator can recognize that the amount of deviation has become zero and the position adjustment has been completed only by voice, and visual confirmation is not required.
また、本発明の一態様によれば、自動で位置調整を完了させることができる。 Further, according to one aspect of the present invention, the position adjustment can be completed automatically.
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る試験装置2は、直方体状に形成された箱型の下部容器(収容部)4を備える。下部容器4には、下部容器4の上面4a側で上方に向かって開口する直方体状の開口部4bが形成されている。この開口部4bの内部には、試験装置2によって強度が測定される試験片を支持する支持ユニット(支持手段)6が設けられている。
Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the test apparatus 2 according to the embodiment of the present invention includes a box-shaped lower container (accommodation portion) 4 formed in a rectangular parallelepiped shape. The
図2は、支持ユニット6を示す斜視図である。支持ユニット6は、試験片を支持する一対の支持台8を備える。一対の支持台8はそれぞれ直方体状に形成され、一対の支持台8の間に隙間10が設けられるように互いに離隔された状態で配置されている。また、一対の支持台8は、その上面8aの長手方向が第1水平方向(Y軸方向、前後方向)に沿うように配置されている。この一対の支持台8上に、強度が測定される試験片(チップ)が配置される。
FIG. 2 is a perspective view showing the
一対の支持台8の上面8a側には、それぞれ、上面8aから上方に突出する凸条を成す支持部8bが形成されている。支持部8bは、例えばステンレス鋼材等の金属でなり、その長さ方向がY軸方向に沿うように隙間10に隣接して配置されている。一対の支持部8bは、隙間10を挟んで互いに離隔した状態で配置されており、試験片の下面側を支持する。なお、図2では、上面が曲面状に形成された支持部8bを示している。
On the
また、一対の支持台8の上面8a側にはそれぞれ、支持部8bよりも柔軟な材質(ゴムスポンジ等)でなる板状の接触部材12が設けられている。一対の接触部材12は、平面視で矩形状に形成され、一対の支持部8bの両側に設けられている。すなわち、接触部材12はそれぞれ支持部8bの隙間10とは反対側に配置されており、一対の支持部8bは一対の接触部材12の間に配置されている。
Further, on the
接触部材12の上面は、試験片と接触して試験片を支持する接触面12aを構成する。なお、接触部材12は、その接触面12aが支持部8bの上端よりも上方(例えば、支持部8bの上端から1mm程度上方)に配置されるように設けられている。そのため、試験片を一対の支持台8上に配置すると、試験片の下面側は支持部8bとは接触せず、接触部材12の接触面12aと接触する。
The upper surface of the
一対の支持台8の後方側には、一対の支持台8をそれぞれ第1水平方向と垂直な第2水平方向(X軸方向、左右方向)に沿って移動させる支持部移動機構(支持台移動手段)14が設けられている。支持部移動機構14は、直方体状の支持構造16を備え、支持構造16の前面側(表面側)には一対のガイドレール18がX軸方向に沿って所定の間隔で固定されている。
On the rear side of the pair of
一対のガイドレール18の間には、一対のガイドレール18と概ね平行に配置された一対のボールネジ20が設けられている。一対のボールネジ20の一端部にはそれぞれ、ボールネジ20を回転させるパルスモータ22が連結されている。
A pair of ball screws 20 arranged substantially parallel to the pair of
さらに、支持部移動機構14は、一対の支持台8の後面側にそれぞれ固定される一対の移動プレート24を備える。移動プレート24はそれぞれ、支持構造16の前面側に設けられた一対のガイドレール18にスライド可能に装着されている。
Further, the support
また、一対の移動プレート24の後面側(裏面側)にはそれぞれ、ナット部(不図示)が設けられている。一対の移動プレート24の一方に設けられたナット部は一対のボールネジ20の一方に螺合され、一対の移動プレート24の他方に設けられたナット部は一対のボールネジ20の他方に螺合されている。
Further, nut portions (not shown) are provided on the rear surface side (rear surface side) of the pair of moving
パルスモータ22によってボールネジ20を回転させると、ボールネジ20に螺合された移動プレート24がガイドレール18に沿ってX軸方向に移動する。これにより、一対の支持台8それぞれのX軸方向における位置と、隙間10の幅とが制御される。
When the
図1に示すように、下部容器4の上方には、押圧ユニット26が設けられている。押圧ユニット26は、支持ユニット6によって支持された試験片を押圧するとともに、試験片の押圧時に押圧ユニット26にかかる荷重を測定する。
As shown in FIG. 1, a
図3は、押圧ユニット26を示す斜視図である。押圧ユニット26は、移動手段(移動機構)40に接続された移動ユニット28を備える。移動ユニット28の下面側には、移動ユニット28の下面から下方に向かって配置された円筒状の第1支持部材30が接続されており、第1支持部材30の下端側には、ロードセル等でなる荷重計測ユニット(荷重計測器)32が固定されている。
FIG. 3 is a perspective view showing the
荷重計測ユニット32の下側には、円筒状の第2支持部材34を介して挟持部材36が接続されている。挟持部材36は、正面視で略門型形状に形成されており、互いに対向する一対の挟持面36aを備える。この一対の挟持面36aの間には、支持ユニット6によって支持された試験片を押圧する圧子38が固定されている。
A holding
圧子38の先端部(下端部)は、下方に向かって幅が狭くなる先細りの略V字形状に形成されている。すなわち、圧子38の先端部の両側面は鉛直方向に対して傾斜している。また、圧子38の先端(下端)は丸みを帯びた形状(R形状)に形成されている(図4参照)。ただし、圧子38の形状は上記に限定されない。
The tip (lower end) of the
また、圧子38は、その下端がY軸方向に沿うように挟持部材36によって支持されている。これにより、圧子38の下端と、支持ユニット6が備える一対の支持部8b(図2参照)とは、互いに概ね平行に配置されるようにしている。この圧子38の下端が伸びる方向、即ち、図3におけるY軸方向が圧子38の奥行き方向として定義される。
Further, the
図3に示すように、押圧ユニット26の後方側(裏面側)には、押圧ユニット26を鉛直方向(Z軸方向、上下方向)に沿って移動させる圧子移動ユニット40が設けられている。圧子移動ユニット40は、直方体状の支持構造42を備え、支持構造42の前面側(表面側)には一対のガイドレール44がZ軸方向に沿って所定の間隔で固定されている。
As shown in FIG. 3, an
一対のガイドレール44の間には、一対のガイドレール44と概ね平行に配置されたボールネジ46が設けられている。ボールネジ46の一端部には、ボールネジ46を回転させるパルスモータ48が連結されている。
A
押圧ユニット26の移動ユニット28の後面側(裏面側)は、一対のガイドレール44にスライド可能に装着される。また、移動ユニット28の後面側にはナット部(不図示)が設けられており、このナット部はボールネジ46に螺合される。
The rear surface side (back surface side) of the moving
パルスモータ48によってボールネジ46を回転させると、移動ユニット28がガイドレール44に沿ってZ軸方向に移動する。これにより、押圧ユニット26のZ軸方向における位置が制御される。そして、圧子移動ユニット40によって押圧ユニット26をZ軸方向に沿って移動させることにより、圧子38が支持ユニット6に対して相対的に接近及び離隔する。
When the
また、図1に示すように、移動ユニット28の両側面には、板状に形成された一対の接続部材50が固定されている。接続部材50は、移動ユニット28の側面から下方に向かって設けられ、接続部材50の下端は挟持部材36の下端よりも下方に配置されている。
Further, as shown in FIG. 1, a pair of plate-shaped connecting
一対の接続部材50の下端部には、圧子38側に向かって突出する一対の上部容器支持部50aが形成されている。この一対の上部容器支持部50aの間には、圧子38の先端部を覆う直方体状の上部容器52(カバー)が固定されている。上部容器52は、下部容器4の上方に配置されており、両側面が一対の上部容器支持部50aによって支持されている。
A pair of upper
図4に示すように、上部容器52は、例えば透明な材質(ガラス、プラスチック等)でなり、箱型に形成されている。上部容器52には、上部容器52の下面52a(図1)側で下方に向かって開口する直方体状の開口部52bが形成されている。また、上部容器52の上面52c側には圧子挿入穴52dが形成されており、この圧子挿入穴52dには圧子38の先端部が挿入され、圧子38の先端部は上部容器52内に配置される。なお、図1では、上部容器52内に挿入された圧子38の一部を破線で表している。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、上部容器52は、下部容器4の開口部4bに挿入可能な大きさに形成されており、平面視で下部容器4の開口部4bの内側に配置されている。また、上部容器52の開口部52b(図4)は、支持ユニット6を収容可能な大きさに形成されている。そのため、圧子移動ユニット40によって押圧ユニット26を下方に移動させると、上部容器52が下部容器4の開口部4bに挿入され、支持ユニット6の上側が上部容器52によって覆われる。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、上部容器52の側壁52eには、気体供給管挿入穴52fが設けられている。図4に示すように、この気体供給管挿入穴52fには、圧子38の側面、及び、周囲に気体噴射してエアブローを行うための供給するための気体供給管56が挿通される。気体供給管56は可撓性のある樹脂製のチューブにて構成することができ、気体供給ユニット54のバルブ58を介して気体供給源60と接続される。
As shown in FIG. 1, a gas supply
図1に示すように、下部容器4の底部には、下部容器4の開口部4bの底から下部容器4の下面(底面)4cに貫通する破片排出口4dが形成されている。この破片排出口4dには、下部容器4の内部に存在する試験片の破片を排出する破片排出ユニット62が接続されている。
As shown in FIG. 1, a
図1に示すように、破片排出ユニット62は、試験片の破片を排出するための経路を構成する破片排出路64を備える。破片排出路64の一端側は破片排出口4dに接続され、破片排出路64の他端側はバルブ66を介して吸引源68に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、破片排出路64中には、試験片の破片を回収する破片回収部70が設けられている。破片回収部70は、フィルター等によって構成されており、破片排出路64を通過する試験片の破片を捕獲する。バルブ66を開くと、下部容器4の開口部4bの内部に散乱する試験片の破片が破片排出口4dから吸引され、破片回収部70で回収される。
As shown in FIG. 1, a
図1に示すように、下部容器4の後方側には撮像ユニット(カメラ)72が設けられており、下部容器4の前方側には撮像ユニット72に向かって光を照射する光源74が設けられている。撮像ユニット72及び光源74の位置は、支持ユニット6によって支持された試験片や圧子38の先端部等を撮像ユニット72によって撮像可能となるように調整される。
As shown in FIG. 1, an imaging unit (camera) 72 is provided on the rear side of the
光源74から光を照射しつつ撮像ユニット72で圧子38の先端部を撮影することにより、試験片が圧子38で押圧されている様子や、圧子38の先端部の状態(異物の付着の有無、欠けの有無等)を観察できる。ただし、撮像ユニット72による撮像が十分に明るい環境下で行われる場合には、光源74を省略してもよい。
By photographing the tip of the
図1に示すように、また、試験装置2を構成する各構成要素は、試験装置2の動作を制御するコントローラ200と接続されている。図5はコントローラ200の構成例を示すものであり、このコントローラ200により、支持部移動機構14、荷重計測ユニット32、圧子移動ユニット40、気体供給ユニット54、破片排出ユニット62、撮像ユニット72、光源74等の動作が制御される。
As shown in FIG. 1, each component constituting the test device 2 is connected to a
図5に示すように、特に本発明に係るコントローラ200の構成として、図1に示される圧子38及び一対の支持部8bの位置を検出するための位置検出部201、一対の支持部8bの間の中央位置を算出する算出部202、スピーカー301から発生させる音声の調子を設定する音調設定部203、スピーカー301の音量等を制御するスピーカー制御部204、を有する。
As shown in FIG. 5, particularly as a configuration of the
更に、特に本発明に係るコントローラ200の構成として、圧子38(図1)を上下に移動させる圧子移動ユニット40(図1)の動作制御をする圧子移動制御部205、一対の支持部8b(図3)を左右に移動させる支持部移動機構14(図2)の移動制御をする支持部移動制御部206、撮像ユニット72による圧子と支持部の撮像を制御する撮像制御部207、を有する。
Further, as a configuration of the
図5に示すように、コントローラ200には、音声を作業者に聞かせるためのスピーカー301と、各種情報が表示されとともに作業者に入力操作を可能とする表示モニタ302と、が接続される。表示モニタ302は、例えば、図1に示すように、タッチパネルにより構成することすることができる。なお、入力操作を行うための操作部が表示モニタとどく独立して設けられ、表示モニタには表示のみが行われることとしてもよい。
As shown in FIG. 5, the
次に、以上の構成による強度の測定について説明する。
図6(A)に示すように、圧子38を下降させ、先端部38aにて試験片11の上面を押圧する。この際に圧子38にかかる荷重(Z軸方向の力)が、荷重計測器32(図3)によって測定される。
Next, the strength measurement based on the above configuration will be described.
As shown in FIG. 6A, the
図6(B)に示すように、圧子38が更に下降すると、試験片11が圧子38によって更に押圧され、試験片11を支持する接触部材12が変形するとともに試験片11が撓む。その結果、試験片11の下面側が支持台8の支持部8bと接触する。試験片11が支持部8bと接触すると、試験片11が一対の支持部8bによって支持され、試験片11を押圧する圧子38にかかる荷重が増大する。
As shown in FIG. 6B, when the
図6(C)に示すように、圧子38が更に下降すると、試験片11がさらに撓んで試験片11が破壊される。試験片11が破壊されると、荷重計測器32(図3)によって測定される荷重が最大値からゼロに減少する。そのため、荷重計測器32によって測定された荷重の値の変化から、試験片11が破壊されたタイミングを検出できる。また、荷重計測器32によって測定された荷重の最大値が、試験片11の強度に対応する。
As shown in FIG. 6C, when the
具体的には、圧子38にかかる荷重の最大値、一対の支持部8bの上端間の距離、試験片11の寸法に基づき、試験片11の抗折強度(曲げ応力値)が算出される。試験片11を押圧する圧子38にかかる荷重の最大値をW[N]、一対の支持部8bの上端間の距離をL[mm]、試験片11の幅(一対の支持部8bを結ぶ直線と垂直な方向(Y軸方向)における試験片11の長さ)をb[mm]、試験片11の厚さをh[mm]とすると、試験片11の抗折強度(曲げ応力値)σは、以下の式で表される。
抗折強度σ=3LW/2bh2 (式1)
(L:支点間距離mm、W:圧子荷重値N、b:試験片幅mm、h:試験片厚みmm)
Specifically, the bending strength (bending stress value) of the
Folding strength σ = 3LW / 2bh 2 (Equation 1)
(L: distance between fulcrums mm, W: indenter load value N, b: test piece width mm, h: test piece thickness mm)
次に、図8に示すフローチャートに示されるように、圧子の正確な位置調整を行う方法について、説明する。
以下の実施例では、図7に示される構成において、圧子38を移動させて圧子38の位置調整をするのではなく、一対の支持台8(支持部8b)を移動させることよって、圧子と支持台8(支持部8b)の相対位置を調整するものである。なお、この逆に、圧子38を移動させて圧子38の位置調整をすることとしてもよい。
Next, as shown in the flowchart shown in FIG. 8, a method for accurately adjusting the position of the indenter will be described.
In the following embodiment, in the configuration shown in FIG. 7, the indenter and the support are supported by moving the pair of support bases 8 (
<撮像画像形成ステップS1>
図9に示すように、圧子38と一対の支持部8bが映される撮像画像80を形成するステップである。
<Captured image formation step S1>
As shown in FIG. 9, it is a step of forming an image captured
より具体的には、撮像制御部207(図5)が撮像ユニット72(図1)を起動し、圧子38と一対の支持部8b,8bを含む領域を撮像して撮像画像80を取得する。この撮像画像80は、表示モニタ302に表示されるものであり、静止画像とするほか、撮像エリアがリアルタイムで更新される動画などであってもよい。
More specifically, the imaging control unit 207 (FIG. 5) activates the imaging unit 72 (FIG. 1) to image a region including the
また、撮像画像80においては、圧子38の中央位置38cを示す補助線38hと、一対の支持部8b,8bの中央位置8cを示す補助線8h、が表示されることが好ましい。この補助線38h,8hが表示されることにより、作業者は各中央位置38h,8hを容易に認識することができる。
Further, in the captured
<算出ステップS2>
図9に示すように、撮像画像80から一対の支持部8b,8bのそれぞれの位置と、圧子38の中央位置38cと、を検出するとともに、一対の支持部8b,8bの中央位置8cを算出する算出ステップである。
<Calculation step S2>
As shown in FIG. 9, the positions of the pair of
より具体的には、まず、位置検出部201(図5)が撮像画像80に基づき、圧子38及び一対の支持部8b,8bの位置を検出する。ここで、圧子38の位置は、例えば圧子38の最も低い箇所を検出することで規定できる。また、各支持部8b,8bの位置は、例えば支持部8b,8bの最も高い箇所を検出することで規定できる。
More specifically, first, the position detection unit 201 (FIG. 5) detects the positions of the
次いで、算出部202(図5)が、各支持部8b,8bの位置に基づいて、支持部8b,8bの中央位置8cを算出する。なお、支持部8b,8bの中央位置8cや、圧子38の中央位置38cは、X軸方向の座標によって定義することができる。
Next, the calculation unit 202 (FIG. 5) calculates the
<調整ステップS3>
図9に示すように、算出ステップS2で検出した圧子38の位置と、両支持部8b,8bの中央位置8cと、に基づいて、圧子38を一対の支持部8b,8bの中央に位置付けるステップである。
<Adjustment step S3>
As shown in FIG. 9, a step of positioning the
より具体的には、支持部移動制御部206(図5)は、図7に示すように、支持部移動機構14(パルスモータ22)を駆動して支持台8,8を移動させ、両支持部8b,8bの中央位置8cを圧子38の中央位置38cに一致させる位置調整を実行する。
More specifically, as shown in FIG. 7, the support unit movement control unit 206 (FIG. 5) drives the support unit movement mechanism 14 (pulse motor 22) to move the
図7及び、図9の例では、両支持部8b,8bの中央位置8cと、圧子38の中央位置38cの間において、ズレ量Dが存在しており、このズレ量Dがゼロになるように、支持台8,8が移動されるものである。
In the examples of FIGS. 7 and 9, a deviation amount D exists between the
なお、図7及び図9に示すように、各支持部8b,8bの間の距離である支点間距離Lは、試験片の種別によって予め規定されるものであり、この支点間距離Lを維持したままで両支持台8,8がX軸方向に移動される。
As shown in FIGS. 7 and 9, the distance L between the fulcrums, which is the distance between the
この調整ステップS3は、作業者が表示モニタ302の操作に基づき、支持部移動制御部206が支持部移動機構14の駆動と停止を行うことで、自動で位置調整を完了させることができる。この場合、表示モニタ302には、調整実行ボタン310を表示させる形態などが考えられる。
In this adjustment step S3, the position adjustment can be automatically completed by the operator driving and stopping the support
この他、作業者が表示モニタ302の撮像画像80を見ながらマニュアル操作によって支持部移動機構14に指令を送り、位置調整が実行されることとしてもよい。この場合、表示モニタ302には、例えば、支持部移動機構14を左右(X軸方向)に移動させるための移動操作ボタン311を表示させる形態などが考えられる。
In addition, the operator may manually operate the support
<音声ガイドステップS4>
図9において、両支持部8b,8bの中央位置8cと、圧子38の中央位置38cが一致した際に、音声を出力するステップである。
<Voice guide step S4>
In FIG. 9, it is a step of outputting sound when the
より具体的には、図5に示すように、スピーカー制御部204は、調整ステップS3が完了した際に、音源記憶部に予め記憶された音声をスピーカー301から出力させる。これにより、音声によって位置調整が完了したことを作業者は認識することができる。
More specifically, as shown in FIG. 5, the
また、上述したように、作業者によるマニュアル操作による場合は、両支持部8b,8bの中央位置8cと、圧子38の中央位置38cが一致したことを、目視でなく音で確認することができるようになり、位置調整の作業性を向上することができる。
Further, as described above, in the case of manual operation by an operator, it is possible to confirm by sound rather than visually that the
<音調設定ステップS5>
さらに、音声ガイドステップS4において、図9に示すように、両支持部8b,8bの中央位置8cが、圧子38の中央位置38cに近づくに連れて音調が変化する、音調設定ステップを実施するととしてもよい。即ち、ズレ量Dに応じて音調を変更するものである。
<Tone setting step S5>
Further, in the voice guide step S4, as shown in FIG. 9, it is assumed that the tone setting step is performed in which the tone changes as the
より具体的には、図5に示すように、音調設定部203により、例えば、ズレ量Dが少なくなるにつれて音を高くする、リズムを変更することや、ズレ量Dがゼロになったときに音調の異なる音声を出力するものである。
More specifically, as shown in FIG. 5, the
これによれば、作業者に対し、位置調整の進行の度合いをより解りやすく認識させることが可能となる。また、ズレ量Dがゼロになったことを音声のみで認識することが可能となり、目視による確認が不要となる。 According to this, it becomes possible for the operator to recognize the degree of progress of the position adjustment in an easy-to-understand manner. Further, it becomes possible to recognize that the deviation amount D has become zero only by voice, and visual confirmation becomes unnecessary.
以上のようにして本発明を実施することができる。
即ち、図1、図7,及び図9に示すように、
所定の間隔を有して配設され、試験片11の下面を支持する一対の支持部8bと、
支持部8bより上方且つ一対の支持部8bの間に配置された圧子38と、
一対の支持部8bで支持された試験片11に対して圧子38を相対的に近接移動させる圧子移動ユニット40と、
圧子38が一対の支持部8bで支持された試験片11を押圧する荷重を計測する荷重計測器32と、
を備えた試験装置2において、
一対の支持部8bの中央位置8cに圧子38を位置付ける試験装置2の調整方法であって、
圧子38と一対の支持部8bを撮像し撮像画像80を形成する撮像画像形成ステップと、
撮像画像80から一対の支持部8bのそれぞれの位置と、圧子38の位置と、を検出するとともに、一対の支持部8bのそれぞれの位置から支持部8bの中央位置8cを算出する算出ステップと、
算出ステップで検出した圧子38の位置と、中央位置8cと、に基づいて、圧子38を一対の支持部8bの中央位置8cに位置付ける調整ステップと、を有する試験装置2の調整方法とするものである。
The present invention can be carried out as described above.
That is, as shown in FIGS. 1, 7, and 9.
A pair of
An
An
A
In the test apparatus 2 provided with
It is an adjustment method of the test apparatus 2 that positions the
An imaging image forming step of imaging an
A calculation step of detecting each position of the pair of
It is an adjustment method of the test apparatus 2 having an adjustment step of positioning the
これにより、圧子38の位置と一対の支持部8bの中央位置8cを検出し、検出した位置に基づいて調整が行われるため、目視や手作業による実測で位置合わせをするよりも、より高精度、かつ、容易に位置調整を行うことができる。
As a result, the position of the
また、図7及び図9に示すように、中央位置8cと圧子38の位置のズレ量Dに応じて出力される音声が変調するように音調を設定する音調設定ステップを更に有し、
調整ステップでは、圧子38の位置が中央位置8cに一致した時の音声の検出によって圧子38が一対の支持部8bの中央位置8cに位置付けられたこと判断可能とする、こととする。
Further, as shown in FIGS. 7 and 9, the tone setting step further includes a tone setting step for setting the tone so that the output sound is modulated according to the deviation amount D between the
In the adjustment step, it is possible to determine that the
これにより、作業者は、ズレ量Dがゼロになり位置調整が完了したことを音声のみで認識することが可能となり、目視による確認が不要となる。 As a result, the operator can recognize that the deviation amount D becomes zero and the position adjustment is completed only by voice, and visual confirmation becomes unnecessary.
また、図5に示すように、試験装置2は、一対の支持部8bを圧子38に対して相対移動させる支持部移動機構14を備え、調整ステップでは、算出ステップで検出した圧子38の位置と、中央位置8cと、に基づいて、支持部移動機構14で一対の支持部8bの中央位置8cに圧子38を位置付ける、こととするものである。
Further, as shown in FIG. 5, the test device 2 includes a support
この方法によれば、自動で位置調整を完了させることができる。 According to this method, the position adjustment can be completed automatically.
また、図1、図5、図7、及び図9に示すように、
試験片11の強度を測定する試験装置2であって、
所定の間隔を有して配設され、試験片11の下面を支持する一対の支持部8bと、
支持部8bより上方且つ一対の支持部8bの間に配置された圧子38と、
一対の支持部8bで支持された試験片11に対して圧子38を相対的に近接移動させる圧子移動ユニット40と、
圧子38が一対の支持部8bで支持された試験片11を押圧する荷重を計測する荷重計測器32と、
一対の支持部8bと圧子38を撮像する撮像ユニット72と、
撮像ユニット72の撮像画像80を表示する表示モニタ302と、
少なくとも圧子移動ユニット40を制御するコントローラ200と、を備え、
コントローラ200は、撮像画像80から一対の支持部8bのそれぞれの位置と、圧子38の位置と、を検出する位置検出部201と、位置検出部201で検出した一対の支持部8bのそれぞれの位置から支持部8bの中央位置8cを算出する算出部202と、を有する、試験装置2とするものである。
Further, as shown in FIGS. 1, 5, 7, and 9.
A test device 2 for measuring the strength of the
A pair of
An
An
A
An
A
A
The
これにより、圧子38の位置と一対の支持部8bの中央位置8cを検出し、検出した位置に基づいて調整が行われるため、目視や手作業による実測で位置合わせをするよりも、より高精度、かつ、容易に位置調整を行うことができる。
As a result, the position of the
また、図1、図5、図7、及び図9に示すように、
音声を発するスピーカー301を更に備え、
コントローラ200は、中央位置8cと圧子38の位置のズレ量Dに応じて中央位置8c圧子38音声が変調するように音調を設定する音調設定部203を有する、こととするものである。
Further, as shown in FIGS. 1, 5, 7, and 9.
Further equipped with a
The
これにより、作業者は、ズレ量Dがゼロになり位置調整が完了したことを音声のみで認識することが可能となり、目視による確認が不要となる。 As a result, the operator can recognize that the deviation amount D becomes zero and the position adjustment is completed only by voice, and visual confirmation becomes unnecessary.
また、図1、図5、図7、及び図9に示すように、
一対の支持部8bを圧子38に対して第一方向に相対移動させる支持部移動機構14を更に備え、
コントローラ200は、位置検出部201で検出した圧子38の位置と、算出部202で算出した中央位置8cと、に基づいて、支持部移動機構14を制御して一対の支持部8bの中央位置8cに圧子38を位置付ける、構成とするものである。
Further, as shown in FIGS. 1, 5, 7, and 9.
Further, a support
The
この構成によれば、自動で位置調整を完了させることができる。 According to this configuration, the position adjustment can be completed automatically.
2 試験装置
6 支持ユニット
8 支持台
8b 支持部
8c 中央位置
11 試験片
14 支持部移動機構
20 ボールネジ
22 パルスモータ
30 支持部材
32 荷重計測ユニット
32 荷重計測器
38 圧子
38a 先端部
38c 中央位置
38h 補助線
72 撮像ユニット
80 撮像画像
200 コントローラ
201 位置検出部
202 算出部
203 音調設定部
204 スピーカー制御部
205 圧子移動制御部
206 支持部移動制御部
207 撮像制御部
301 スピーカー
302 表示モニタ
D ズレ量
L 支点間距離
2
Claims (6)
該支持部より上方且つ一対の該支持部の間に配置された圧子と、
一対の該支持部で支持された該試験片に対して該圧子を相対的に近接移動させる圧子移動ユニットと、
該圧子が一対の該支持部で支持された試験片を押圧する荷重を計測する荷重計測器と、
を備えた試験装置において、
一対の該支持部の中央位置に該圧子を位置付ける試験装置の調整方法であって、
該圧子と一対の該支持部を撮像し撮像画像を形成する撮像画像形成ステップと、
該撮像画像から一対の該支持部のそれぞれの位置と、該圧子の位置と、を検出するとともに、一対の該支持部のそれぞれの位置から該支持部の中央位置を算出する算出ステップと、
該算出ステップで検出した該圧子の位置と、該中央位置と、に基づいて、該圧子を一対の該支持部の中央位置に位置付ける調整ステップと、を有する試験装置の調整方法。 A pair of support portions that are arranged at predetermined intervals and support the lower surface of the test piece,
An indenter placed above the support and between the pair of supports,
An indenter moving unit that moves the indenter relatively close to the test piece supported by the pair of supporting portions, and an indenter moving unit.
A load measuring instrument that measures the load with which the indenter presses the test piece supported by the pair of supports, and
In a test device equipped with
A method of adjusting a test device that positions the indenter at the center position of the pair of supports.
An imaging image forming step of imaging the indenter and the pair of supports to form an imaging image,
A calculation step of detecting each position of the pair of the support portion and the position of the indenter from the captured image and calculating the central position of the support portion from each position of the pair of the support portion.
A method of adjusting a test apparatus having an adjusting step of positioning the indenter at the center position of a pair of the support portions based on the position of the indenter detected in the calculation step and the center position.
該調整ステップでは、該圧子の位置が該中央位置に一致した時の音声の検出によって該圧子が一対の該支持部の中央位置に位置付けられたこと判断可能とする、
ことを特徴とする請求項1に記載の試験装置の調整方法。 It further has a tone setting step of setting the tone so that the output sound is modulated according to the amount of deviation between the center position and the position of the indenter.
In the adjustment step, it is possible to determine that the indenter is positioned at the center position of the pair of the support portions by detecting the sound when the position of the indenter coincides with the center position.
The method for adjusting a test apparatus according to claim 1, wherein the test apparatus is adjusted.
該調整ステップでは、該算出ステップで検出した該圧子の位置と、該中央位置と、に基づいて、該支持部移動機構で一対の該支持部の中央位置に該圧子を位置付ける、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の試験装置の調整方法。 The test device includes a support moving mechanism that moves a pair of the supports relative to the indenter.
In the adjustment step, the indenter is positioned at the center position of the pair of the support portions by the support portion moving mechanism based on the position of the indenter detected in the calculation step and the center position.
The method for adjusting a test apparatus according to claim 1 or 2, wherein the test apparatus is adjusted.
所定の間隔を有して配設され、試験片の下面を支持する一対の支持部と、
該支持部より上方且つ一対の該支持部の間に配置された圧子と、
一対の該支持部で支持された試験片に対して該圧子を相対的に近接移動させる圧子移動ユニットと、
該圧子が一対の該支持部で支持された試験片を押圧する荷重を計測する荷重計測器と、
一対の該支持部と該圧子を撮像する撮像ユニットと、
該撮像ユニットの撮像画像を表示する表示モニタと、
少なくとも該圧子移動ユニットを制御するコントローラと、を備え、
該コントローラは、該撮像画像から一対の該支持部のそれぞれの位置と、該圧子の位置と、を検出する位置検出部と、該位置検出部で検出した一対の該支持部のそれぞれの位置から該支持部の中央位置を算出する算出部と、を有する、試験装置。 A test device that measures the strength of a test piece.
A pair of support portions that are arranged at predetermined intervals and support the lower surface of the test piece,
An indenter placed above the support and between the pair of supports,
An indenter moving unit that moves the indenter relatively close to a test piece supported by the pair of supporting portions, and an indenter moving unit.
A load measuring instrument that measures the load with which the indenter presses the test piece supported by the pair of supports, and
A pair of supporting portions, an imaging unit for imaging the indenter, and an imaging unit.
A display monitor that displays the captured image of the imaging unit, and
At least a controller for controlling the indenter moving unit is provided.
The controller is from a position detection unit that detects the position of each pair of the support portions and the position of the indenter from the captured image, and from each position of the pair of the support portions detected by the position detection unit. A test apparatus having a calculation unit for calculating the central position of the support portion.
該コントローラは、該中央位置と該圧子の位置のズレ量に応じて音声が変調するように音調を設定する音調設定部を有する、
ことを特徴とする請求項4に記載の試験装置。 With more speakers to emit sound
The controller has a tone setting unit that sets the tone so that the voice is modulated according to the amount of deviation between the center position and the position of the indenter.
The test apparatus according to claim 4.
該コントローラは、該位置検出部で検出した該圧子の位置と、該算出部で算出した該中央位置と、に基づいて、該支持部移動機構を制御して一対の該支持部の中央位置に該圧子を位置付ける、
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の試験装置。
Further provided with a support moving mechanism for moving the pair of supports relative to the indenter in the first direction.
The controller controls the support portion moving mechanism based on the position of the indenter detected by the position detection unit and the center position calculated by the calculation unit to reach the center position of the pair of support portions. Position the indenter,
The test apparatus according to claim 4 or 5.
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