特開 2024-93151 測定装置及び測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093151

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】測定装置及び測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 29/22 20060101AFI20240702BHJP

   H03H 3/02 20060101ALN20240702BHJP

【ＦＩ】

G01R29/22 E

H03H3/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022209345

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000146009

【氏名又は名称】株式会社昭和真空

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100100860

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 陽子

(74)【代理人】

【識別番号】100148149

【弁理士】

【氏名又は名称】渡邉 幸男

(72)【発明者】

【氏名】森 広宣

(72)【発明者】

【氏名】塩野 忠久

(72)【発明者】

【氏名】跡邊 好寿

【テーマコード（参考）】

5J108

【Ｆターム（参考）】

5J108AA02

5J108BB02

5J108KK05

5J108KK07

5J108MM08

(57)【要約】

【課題】電子部品の電気特性を正確に測定できる測定装置及び測定方法を提供する。
【解決手段】測定装置は、第１空間２４を備える第１チャンバ２０と、第１チャンバ２０の第１面に配置され、第１面と対向する第２面に配置された複数の電子部品の電気特性を測定する複数のコンタクトプローブ２１と、第１チャンバ２０の第１面の側に積層された切替板４１と当該切替板４１上に配置された電子基板４２とを備え複数のコンタクトプローブ２１から送信される信号を切り替える切替部４０と、切替板４１を挟んで第１チャンバ２０と対向し、第２空間５１を有する第２チャンバ５０と、第１空間２４の圧力と第２空間５１の圧力が等しくなるように圧力を調整する圧力調整手段６０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１空間を備える第１チャンバと、
前記第１チャンバの第１面に配置され、前記第１面と対向する第２面に配置された複数の電子部品の電気特性を測定する複数のコンタクトプローブと、
前記第１チャンバの前記第１面の側に配置された切替板と当該切替板上に配置された電子基板とを備え、前記複数のコンタクトプローブから送信される信号を切り替える切替部と、
前記切替板を挟んで前記第１チャンバと対向し、第２空間を有する第２チャンバと、
前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力が等しくなるように圧力を調整する圧力調整手段と、を備える
測定装置。

【請求項2】

前記第２空間には、前記複数のコンタクトプローブの配置された前記第１面に、前記切替板を介して、押圧力を付与する押圧手段が設けられた、
請求項１に記載の測定装置。

【請求項3】

前記押圧手段は、前記第１チャンバの少なくとも前記コンタクトプローブが配置された領域を、前記切替板を介して押圧する、
請求項２に記載の測定装置。

【請求項4】

前記切替板には、前記第１空間と前記第２空間を連通させる連通孔が形成された、
請求項１に記載の測定装置。

【請求項5】

前記切替板は、前記第１チャンバ又は前記第２チャンバが配置される第１領域と、当該第１領域の外側で複数の前記電子基板が配置される第２領域を備える、
請求項１に記載の測定装置。

【請求項6】

前記電子部品と前記コンタクトプローブの位置を撮影する撮影手段、を更に備える、
請求項１に記載の測定装置。

【請求項7】

複数のコンタクトプローブが配置される第１チャンバに第１空間を形成し、
前記複数のコンタクトプローブから送信される信号を切替る電子基板が取り付けられた切替板を前記第１チャンバ上に配置し、
前記切替板を挟んで前記第１チャンバと対向させて、第２空間を有する第２チャンバを配置し、
前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力が等しくなるように圧力を変更して電子部品の電気特性を測定する、
測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子部品の電気特性を測定する測定装置及び測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の電子部品の電気特性を測定する装置として、例えば、特許文献１に記載された測定装置がある。当該測定装置を使用すれば、複数の電子部品の電極に測定治具である複数のコンタクトプローブを接触させたまま、電子部品の電気特性を測定することができる。

【0003】

測定時には、切替部により複数のコンタクトプローブの電気的接続を切り替えて出力を測定部に送ることができ、複数の電子部品の電気特性を効率的に測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２２－６５８７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された測定装置を、測定室の圧力を変化させて電気的特性を測定した場合、圧力変化により、測定室内部に配置されたコンタクトプローブのストロークが極わずかに変化することがある。近年の電子部品の微小化及び高密度化により、微小なストローク変化が測定精度に影響を及ぼす場合がある。

【0006】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電子部品の電気特性を正確に測定できる測定装置及び測定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の観点に係る測定装置は、
第１空間を備える第１チャンバと、
前記第１チャンバの第１面に配置され、前記第１面と対向する第２面に配置された複数の電子部品の電気特性を測定する複数のコンタクトプローブと、
前記第１チャンバの前記第１面の側に配置された切替板と当該切替板上に配置された電子基板とを備え、前記複数のコンタクトプローブから送信される信号を切り替える切替部と、
前記切替板を挟んで前記第１チャンバと対向し、第２空間を有する第２チャンバと、
前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力が等しくなるように圧力を調整する圧力調整手段と、を備える。

【0008】

前記第２空間には、前記複数のコンタクトプローブの配置された前記第１面に、前記切替板を介して、押圧力を付与する押圧手段が設けられた、
こととしてもよい。

【0009】

前記押圧手段は、前記第１チャンバの少なくとも前記コンタクトプローブが配置された領域を、前記切替板を介して押圧する、
こととしてもよい。

【0010】

前記切替板には、前記第１空間と前記第２空間を連通させる連通孔が形成された、
こととしてもよい。

【0011】

前記切替板は、前記第１チャンバ又は前記第２チャンバが配置される第１領域と、当該第１領域の外側で複数の前記電子基板が配置される第２領域を備える、
こととしてもよい。

【0012】

前記電子部品と前記コンタクトプローブの位置を撮影する撮影手段、を更に備える、
こととしてもよい。

【0013】

本発明の第２の観点に係る測定方法は、
複数のコンタクトプローブが配置される第１チャンバに第１空間を形成し、
前記複数のコンタクトプローブから送信される信号を切替る電子基板が取り付けられた切替板を前記第１チャンバ上に配置し、
前記切替板を挟んで前記第１チャンバと対向させて、第２空間を有する第２チャンバを配置し、
前記第１空間の圧力と前記第２空間の圧力が等しくなるように圧力を変更して電子部品の電気特性を測定する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、コンタクトプローブのストローク変化を最小限にでき、電子部品の電気特性を正確に測定できる測定装置及び測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る測定装置の概念図を示す図である。

【図2】実施の形態に係る測定部の要部断面図である。

【図3】実施の形態に係る測定部の分解斜視図である。

【図4】切替部を上方向から見た平面図である。

【図5】従来の測定部を使用して水晶振動子のインピーダンスを測定した結果を示すグラフを示す図である。

【図6】本実施の形態に係る測定部を使用して水晶振動子のインピーダンスを測定した結果を示すグラフを示す図である。

【図7】（ａ）～（ｃ）は、本実施の形態に係る測定装置を使用して、電子部品の電気特性を測定する方法を示す図である。

【図8】従来の測定部の構造を示す概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（実施の形態）
以下、本発明に係る測定装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下に説明する実施の形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であるが、これらの実施の形態も本発明の範囲に含まれる。

【0017】

（測定装置の構造）
本発明の一実施の形態である測定装置の構造について説明する。図１は測定装置の概念図であり、図２は測定部の要部断面図、図３は測定部の要部分解斜視図である。

【0018】

図１に示すように、測定装置１は、チャンバ本体２と、減圧手段３と、測定器４と、制御部５と、測定部１０と、を備える。図１は、測定装置１の概念図であり、後述する電子基板は省略され、実際の寸法とは相違する。

【0019】

チャンバ本体２は、測定部１０を内部に収納する筐体であり、後述する減圧手段により内部は低真空に維持される。ステンレス鋼、又はアルミニウム合金等により形成されている。

【0020】

減圧手段３は、チャンバ本体２の内部の圧力を減圧する装置であり、例えば、真空ポンプを使用し、チャンバ本体２の内部を１００Ｐａ以下の真空状態とする。

【0021】

測定器４は、測定部１０の内部に配置された電子部品、例えば水晶振動子の電気特性を測定する機器である。具体的には、ネットワークアナライザを用いて水晶振動子のインピーダンス又周波数等の電気特性を測定する。

【0022】

制御部５は、測定器４から送信された結果に基づき、測定装置１の運転制御を行う。本実施の形態では、水晶振動子のリークを判断して運転制御を実行する。制御部５は、ＣＰＵ、記憶装置等を備え、ＣＰＵが記憶装置に記憶されたプログラムを実行して、記憶装置に記憶されたデータに基づいて、測定装置１の全体動作を制御する。

【0023】

測定部１０は、図１～３に示すように、第１チャンバ２０と、ステージ３０と、切替部４０と、第２チャンバ５０と、圧力調整手段６０と、上部フレーム７０と、撮影手段８０と、を備える。第２チャンバ５０が配置される側を上、第１チャンバ２０が配置される側を下、として説明するが、この方向は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、本発明の実施の形態が実際に使用されるときの方向を限定するものではない。また、これらの用語によって特許請求の範囲に記載された技術的範囲を限定的に解釈させるべきでない。

【0024】

第１チャンバ２０は、複数の一対のコンタクトプローブ２１を保持し、その先端を下方に向けて配置するコンタクトブロック２２と、後述する電子部品を受け入れる開口２３を備える。第１チャンバ２０は、第１チャンバ２０内の一面を形成する第１面２０ａ、具体的には、コンタクトブロック２２の一面を有し、この第１面２０ａに複数のコンタクトプローブ２１が設置されている。開口２３が後述する中間ステージ３２により閉鎖されることにより、第１チャンバ２０内に密閉された第１空間２４が形成される。

【0025】

ステージ３０は、第１チャンバ２０の下方に配置され、ステージ本体３１と、ステージ本体３１の上部に配置される中間ステージ３２と、を備える。中間ステージ３２の上面には、電子部品である水晶振動子３３が複数個搭載されたトレイ３４が載置される。ステージ本体３１は、図示しない駆動手段により上下に相対移動し、中間ステージ３２上のトレイ３４を上下移動させる。中間ステージ３２が上昇されると、中間ステージ３２上のトレイ３４は、第１チャンバ２０の開口２３から第１空間２４に挿入される。トレイ３４の板面（第２面３４ａ）は、コンタクトプローブ２１が設置された第１面２０ａと対向し、トレイ３４がさらに上昇することにより、複数の水晶振動子３３と、第１チャンバ２０の複数のコンタクトプローブ２１が接触する。

【0026】

水晶振動子３３は、図１に示すように、水晶片を封入したパッケージ３３ａと、パッケージ３３ａに形成された金属膜である一対の外部電極３３ｂを備える。水晶振動子３３は、トレイ３４にマトリクス状に配列される。コンタクトプローブ２１は、マトリクス状に配列された水晶振動子３３の数と同数であり、中間ステージ３２が上昇することで、全ての水晶振動子３３とコンタクトプローブ２１が接触する。

【0027】

切替部４０は、図２、３に示すように、切替板４１と複数の電子基板４２を備える。切替板４１は、第１チャンバ２０の上面、すなわち第１チャンバ２０の第１面２０ａの側に積層される。複数の電子基板４２は、その基板面を切替板４１の上面と垂直にして、切替板４１に取り付けられる。複数の電子基板４２は、複数のコンタクトプローブ２１から発信される信号を、適宜切り換えて、測定器４に送信する。切替部４０として、例えば、同軸リレーやリードリレー等のスイッチを用いる。１つの電子基板４２は、例えば、トレイ３４上にマトリクス状に配置された水晶振動子３３の２列分の水晶振動子３３からの信号を受け取り、測定器４に送信する。

【0028】

第２チャンバ５０は、切替板４１に積層されるチャンバであり、内部に第２空間５１が形成されている。第２チャンバ５０は、第１チャンバ２０と切替板４１を挟んで対向して配置されている。また、第２空間５１には、切替板４１を、第１チャンバ２０に向けて押圧する押圧手段５２が配置されている。本実施の形態において、押圧手段５２は、切替板４１と第２チャンバ５０の間に挿入される、例えば、押圧板５２ａである。押圧手段５２が押圧板５２ａの場合、押圧板５２ａは、その上面が第２チャンバ５０の天井面に接触し、その下面が切替板４１の上面に接触し、第２チャンバ５０の天井面と切替板４１の上面との間で挟まれるように配置される。

【0029】

押圧板５２ａは、一枚の板を、切替板４１と第２チャンバ５０の底部との間に挟んでもよいし、第２チャンバ５０と一体成形してもよい。また、押圧手段５２は板でなくてもよく、弾性部材により切替板４１を押すようにしてもよい。また、押圧板５２ａと弾性部材を併用してもよい。

【0030】

押圧板５２ａは、図２、４に示すように、切替板４１の上面で、少なくともコンタクトプローブ２１が配置された領域を含むように配置される。この範囲に押圧板５２ａを配置することにより、中間ステージ３２が上昇して、複数の水晶振動子３３の外部電極３３ｂと複数のコンタクトプローブが接触したときに、複数のコンタクトプローブ２１の全てに上下方向に均等な押圧力が加わり、コンタクトプローブの部分的な歪みを防止する。

【0031】

本実施の形態の測定部１０は、第１チャンバ２０又は第２チャンバ５０と、電子基板４２の配置に特徴がある。すなわち、切替板４１は、切替部４０を上方から見た図４に示すように、第１チャンバ２０又は第２チャンバ５０が搭載される第１領域４１ａと、第１領域４１ａの外側で、電子基板４２が搭載される第２領域４１ｂを備える。電子基板４２は、第１領域４１ａの外側の第２領域４１ｂに配置されることにより、第１チャンバ２０の第１空間２４内又は第２チャンバ５０の第２空間５１内の圧力変化の影響を回避できる。例えば、第１領域４１ａに電子基板４２を取り付けると、第１空間２４又は第２空間５１の圧力変化により切替板４１が変形したときに、電子基板４２は切替板４１から脱落することがある。しかしながら、本実施の形態のように電子基板４２を、第１チャンバ２０又は第２チャンバ５０の配置されていない第２領域４１ｂに取り付けることで、電子基板４２を切替板４１に安定して固定できる。

【0032】

また、電子基板４２を第２領域４１ｂに配置し、第２チャンバ５０の上面に電子基板４２を配置しないことで、第１チャンバ２０内のコンタクトプローブ２１と水晶振動子３３の外部電極３３ｂとの位置合わせをする撮影手段（後述）を配置するスペースを確保することができる。

【0033】

圧力調整手段６０は、第１空間２４と第２空間５１の圧力を調整して、同一圧力とするための手段である。圧力調整手段６０は、第１空間２４と第２空間５１の内部を減圧又は加圧する手段であり、図示はしないが、減圧手段として例えばチャンバ内を減圧する真空ポンプが使用され、加圧手段として例えば窒素を圧縮してチャンバに送る加圧装置が使用される。

【0034】

第１空間２４と第２空間５１の圧力を同一とするために、本実施の形態では、第１空間２４と第２空間５１を連通させて圧力を調整する。具体的には、切替板４１に、第１空間２４と第２空間５１を連通させる連通孔４３を形成する。例えば、圧力調整手段６０を第２チャンバ５０に接続し、圧力調整手段６０により、第２空間５１の内部の圧力を所望する圧力に変更すると、第１空間２４と第２空間５１は連通孔４３により連通されているので、第２空間５１は、第１空間２４と同一の圧力に保持される。

【0035】

一般に、圧力（Ｐ）は、面積Ｓ［ｍ^２］の面に対してＦ［Ｎ］の力が加わっているとすると、Ｐ＝Ｆ／Ｓで表すことができる。したがって、第１空間２４の切替板４１と対向する面の面積と、第２空間５１の切替板４１と対向する面の面積が等しければ、同じ力が加わっていれば、第１空間２４と第２空間５１の圧力は等しくなる。よって、第１空間２４の面積と第２空間５１の面積が等しくなるように、第１チャンバ２０と第２チャンバ５０の形状及び第２チャンバ５０内に挿入する押圧板５２ａの大きさを決定する。

【0036】

本実施の形態に係る発明は、第１チャンバ２０と第２チャンバ５０を、切替部４０を挟んで配置し、第１空間２４と第２空間５１の圧力を同一とすることで、切替板４１の歪みを抑え、コンタクトプローブ２１のストロークの変化を防止することを特徴とするものである。

【0037】

上部フレーム７０は、第２チャンバ５０の上部に配置され、下面に取り付けられた伝達部材７２を介して、第２チャンバ５０に押圧力を加える部材である。ステージ３０が上昇することで、ステージ３０と上部フレーム７０との間には、上下方向の押圧力が発生する。第２チャンバ５０には、下向きの押圧力が加えられ、この押圧力が押圧板５２ａを押して、複数のコンタクトプローブ２１に均等な力を付与する。

【0038】

ステージ本体３１と中間ステージ３２の間、中間ステージ３２と第１チャンバ２０との間、第１チャンバ２０と切替板４１との間、及び切替板４１と第２チャンバ５０との間には、Ｏリング９０が挿入されている。Ｏリング９０は、メタルタッチで接触している。すなわち、Ｏリング９０は潰しきられており、対向する板同士は、互いに密着する。このようなＯリング９０を使用することで、第１チャンバ２０と第２チャンバ５０の密閉度を向上させることができる。その結果、ステージ３０、トレイ３４、第１チャンバ２０、切替板４１、及び第２チャンバ５０が、全てメタルタッチで面接触され、あたかも一体となったような剛構造となり、圧力変化に対してプローブストロークが変化しない構造とすることができる。

【0039】

撮影手段８０は、コンタクトプローブ２１の位置と水晶振動子３３の外部電極３３ｂの位置を合わせるための撮影する手段であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）カメラを使用する。撮影手段８０は、上部フレーム７０の上方に配置される。上部フレーム７０、第２チャンバ５０、及び押圧板５２ａには、撮影手段８０がトレイ３４上の水晶振動子３３及びコンタクトプローブ２１が撮影できるように、それぞれに覗き窓７１、５３、５４が形成されている。覗き窓７１、５３、５４があることにより、撮影手段８０の光軸８０ａは、トレイ３４まで達する。

【0040】

コンタクトプローブ２１の位置と水晶振動子３３の外部電極３３ｂの位置を合わせは、水晶振動子３３の搭載されたトレイ３４と、コンタクトプローブ２１が取り付けられたコンタクトブロック２２に、それぞれマーカを付け、このマーカを撮影手段８０で撮影することにより実行される。制御部５は、撮影画像から、コンタクトプローブ２１の位置と水晶振動子３３の外部電極３３ｂの位置が合っているか否かを判断する。位置合わせが不適切な場合には、手動あるいは自動でコンタクトプローブ２１の位置又は水晶振動子３３の位置を変更させる。

【0041】

（従来の測定部との対比）
従来の測定装置の測定部の概要を図８に示す。図８に示すように、測定部１００は、第１チャンバ２００と、上下移動するステージ３００と、第１チャンバ２００の上に搭載される切替部４００と、を備える。

【0042】

第１チャンバ２００は、第１空間２４０を備え、第１空間２４０内にコンタクトブロック２２０と、コンタクトブロック２２０から下方に先端が伸びるコンタクトプローブ２１０が収容される。切替部４００は、切替板４１０と切替板４１０上に取り付けられた複数の電子基板４２０とを備える。

【0043】

従来の測定部１００は、本実施の形態の測定部１０と相違して、第２チャンバ５０を有していない。したがって、第１チャンバ２００の第１空間２４０の圧力が変更されると、切替板４１０は、圧力の変化により変形することがあり、切替板４１０が変形することにより、コンタクトプローブ２１０のストロークにバラツキが生じ、コンタクトプローブ２１０によって測定される測定値に誤差が生じる。切替板４１０の変形を抑えるには、切替板４１０を厚くしたり、電子基板４２の間に支柱を追加する対応策がある。しかし、切替板４１０には配線パターンがあり、電子部品やコネクタ等が実装されているため自由度が無い。また、電子基板４２の間に支柱を追加する場合には、電子基板４２の間の隙間が狭いので構造上限界があり、採用しがたい。

【0044】

本実施の形態の測定部１０は、第２チャンバ５０を、切替板４１を挟んで第１チャンバ２０と対応して配置して、第１チャンバ２０と第２チャンバ５０の内部圧力を同一とすることにより、切替板４１に加わる圧力を、切替板４１の板面に渡って均等とすることにより、切替板４１の変形を防止し、コンタクトプローブ２１のストロークにバラツキを生じさせない効果がある。

【0045】

また、従来の測定部１００では、図８に示すように、電子基板４２０は、切替板４１０上のコンタクトプローブ２１０が配置された領域に取り付けられる。コンタクトプローブ２１０が配置された領域は、第１空間２４０が形成された領域に対応する。したがって、第１空間２４０において圧力変化があると、その変化の影響で切替板４１が変形し、切替板４１上に取付られた電子基板４２０は、脱落しやすくなる。本実施の形態の測定部１０では、電子基板４２は、コンタクトプローブ２１が配置される第１領域４１ａの外側の第２領域４１ｂに、取り付けられる。したがって、電子基板４２は、第１空間２４の圧力変化による切替板４１の変形の影響を受けず、切替板４１から脱落しにくい。

【0046】

また、本実施の形態の測定部１０では、第１領域４２ａの上方には、何も積層されていないので、撮影手段８０を配置することができる。

【0047】

図５、図６は、従来の測定部１００と本実施の形態の測定部１０を使用して測定した水晶振動子３３のインピーダンスの変化を示すグラフである。図５は従来の測定部１００により測定されたインピーダンスの変化、図６は本実施の形態に係る測定部１０により測定されたインピーダンスの変化を示す。図５、６に示す線は、トレイに配列された各水晶振動子のインピーダンスの変化に対応する。グラフに示すように、図６の本実施の形態の測定部１０で測定したほうが、図５の従来の測定部１００により測定した全体のインピーダンスのバラツキが少ないことが確認できる。したがって、本実施の形態の測定部１０では、コンタクトプローブ２１の変形が少ないことがわかる。

【0048】

（測定方法）
次に、測定装置１を使用して、水晶振動子３３のインピーダンスを測定する方法について、図１、図７を参照して説明する。本実施の形態では、水晶振動子３３のインピーダンスを測定して、水晶振動子３３のリークの有無を判別する検査を実行する。水晶振動子３３のインピーダンスは、圧力変化に伴い変化するので、インピーダンスの変化を測定することにより、水晶振動子３３の圧力変化を検出して、リークの有無を判別する。

【0049】

まず、複数の水晶振動子３３をトレイ３４上に載置して、トレイ３４を中間ステージ３２に置く。中間ステージ３２上に置かれたトレイ３４は、図７（ａ）に示すように、ステージ本体３１が上昇されることにより上昇し、第１チャンバ２０の開口２３から第１チャンバ２０の内部に挿入される。

【0050】

図７（ｂ）に示すように、中間ステージ３２の上面と第１チャンバ２０の下面が当たり接触することにより、開口２３は閉鎖されて、第１チャンバ２０内に第１空間２４が形成される。また、第２チャンバ５０には、第２空間５１が形成され、第２空間５１内には、押圧板５２ａが挿入されている。

【0051】

ステージ本体３１が上昇して中間ステージ３２が第１チャンバ２０に接触した後、さらに、ステージ本体３１が上昇すると、中間ステージ３２と第１チャンバ２０との間及び第１チャンバ２０と切替板４１との間には、上方向の押圧力がかかり、中間ステージ３２と第１チャンバ２０との間及び第１チャンバ２０と切替板４１との間は、密閉される。また、中間ステージ３２と第１チャンバ２０との間及び第１チャンバ２０と切替板４１との間には、それぞれ、Ｏリング９０が潰しきって挿入されているので、面どうしの密着をさらに強くすることができる。

【0052】

一方、第２チャンバ５０は、伝達部材７２を介して上部フレーム７０に接続されている。したがって、ステージ本体３１が上昇することにより、上方向に働く押圧力の反力である下方向に働く押圧力が生じ、第２チャンバ５０には、下方向の押圧力が加わる。第２チャンバ５０に下方向の押圧力が加わることにより、第２チャンバ５０と切替板４１とは密閉される。また、第２チャンバ５０と切替板４１との間には、Ｏリング９０が潰しきって挿入されているので、面どうしの密着をさらに強くすることができる。

【0053】

第１チャンバ２０と第２チャンバ５０が密閉されたら、図７（ｃ）に示すように、圧力調整手段６０により、第２チャンバ５０の第２空間５１を減圧又は加圧した第１圧力とする。切替板４１には、連通孔４３が形成されているので、第１空間２４と第２空間５１は連通している。切替板４１に対向する第１空間２４の面積と第２空間５１の面積は、同一となるように形成されているので、第１チャンバ２０の第１空間２４と第２チャンバ５０の第２空間５１とは、同一の第１圧力となる。また、第２チャンバ５０に挿入された押圧板５２ａは、切替板４１のコンタクトプローブ２１が配置された領域に配置されているので、複数のコンタクトプローブ２１には、均等な力が加わる。

【0054】

この状態で、水晶振動子３３のインピーダンスを測定する。測定器４であるネットワークアナライザの電源部（図示せず）から、コンタクトプローブ２１、切替部４０を介して、水晶振動子３３に所定の電圧を付与して水晶振動子３３を発振させ、水晶振動子３３から出力された信号がネットワークアナライザに戻り、インピーダンスが測定される。インピーダンスの測定は、１つの電子基板４２で、例えば、マトリクス状に配列された水晶振動子３３の２列のインピーダンスを測定して、測定器４に送信する。１つの電子基板４２による測定が終了すると、切替部４０は、次の電子基板４２により、次の２列の水晶振動子３３のインピーダンスを測定する。複数の電子基板４２により測定された測定値を、順次切り替えながら、信号を測定器４に送り、全ての水晶振動子３３のインピーダンスを測定する。

【0055】

インピーダンスを測定する前に、上部フレーム７０の上方に配置した撮影手段８０により、覗き窓５３、５４、１７を介して、コンタクトプローブ２１と外部電極３３ｂの位置を合わせて測定する。本実施の形態では、コンタクトプローブ２１と水晶振動子３３とが接触する直前でステージ３０を停止し、位置合わせを実施する。図７（ａ）に示すステージ本体３１の上昇前に位置合わせを実施してもよい。

【0056】

第１圧力で、インピーダンスを測定した後、圧力調整手段６０により、第２チャンバ５０の第２空間５１を、第１圧力とは相違する第２圧力とする。切替板４１の連通孔４３により、第１チャンバ２０の第１空間２４と第２チャンバ５０の第２空間５１とは、同一の第２圧力となる。

【0057】

この状態で、水晶振動子３３のインピーダンスを測定する。インピーダンスの測定は、切替部４０により、複数の水晶振動子３３からの信号を切り替えて測定器４に送ることで実行される。

【0058】

制御部７は、第１圧力と第２圧力における測定器４の測定結果に基づいて、水晶振動子３３のリークの有無を判断する。

【0059】

本実施の形態によれば、第１チャンバ２０と第２チャンバ５０を、切替板４１を挟んで配置し、第１空間２４と第２空間５１の圧力を等しくすることにより、切替板４１の変形を防止し、コンタクトプローブ２１のストロークの変化を軽減することができる。

【0060】

本実施の形態によれば、第２空間５１に、切替板４１のコンタクトプローブ２１が配置された領域に押圧力を付与する押圧手段５２を配置したので、コンタクトプローブ２１に均等な力がかかり、コンタクトプローブのストローク変化を軽減することができる。

【0061】

本実施の形態によれば、圧力調整手段６０により第１空間２４と第２空間５１の内部圧力を同一に保持し、押圧板５２ａがコンタクトプローブ２１の配置された領域を押すので、圧力調整手段６０と押圧板５２ａの相乗効果で、コンタクトプローブ２１のストロークの変化を軽減することができる。

【0062】

本実施の形態によれば、第１空間２４と第２空間５１を連通させる連通孔４３を切替板４１に形成したので、シンプルな構造で、第１空間２４と第２空間５１の内部圧力を同一とすることができる。

【0063】

本実施の形態によれば、切替板４１のコンタクトプローブ２１が配置される第１領域４１ａの外側の第２領域４１ｂに複数の電子基板４２を配置したので、電子基板４２が切替板４１から脱落することを防止することができる。

【0064】

本実施の形態によれば、水晶振動子３３とコンタクトプローブ２１の位置を撮影する撮影手段８０を備えるので、水晶振動子３３とコンタクトプローブ２１の正確な位置決めをすることができる。

【0065】

本実施の形態では、押圧手段５２を第２チャンバ５０の第２空間５１に配置したが、押圧手段５２は、なくてもよい。

【0066】

本実施の形態では、切替板４１に連通孔４３を形成し、１つの圧力調整手段６０により、第１空間２４と第２空間５１の圧力を同一としていた。しかしながら、第１空間２４と第２空間５１の圧力を同一にするための手段は、これに限定されない。例えば、第１空間２４と第２空間５１の圧力を個別に調整してもよい。その場合には、第１空間２４の圧力を変更する圧力調整手段と、第２空間５１の圧力を変更する圧力調整手段を、第１チャンバ２０と第２チャンバ５０のそれぞれに取り付けて、第１空間２４と第２空間５１の圧力を同一にする方法もある。また、第１空間２４と第２空間５１を、ホース等の連結手段で繋いでもよい。

【0067】

本実施の形態では、第２チャンバ５０に圧力調整手段６０を接続しているが、第１チャンバ２０に接続してもよい。

【0068】

本実施の形態では、中間ステージ３２を用いた例を説明したが、中間ステージ３２を使用せずに、ステージ本体３１のみを使用して、トレイ３４の昇降を行ってもよい。

【0069】

本実施の形態では、圧力調整手段６０として、減圧手段と加圧手段を使用することを説明したが、どちらか一方を使用してもよい。

【0070】

本実施の形態では、撮影手段８０は、上部フレーム７０の上方に配置したが、上部フレーム７０と第２チャンバ５０との間に配置してもよい。また、撮影手段８０の配置位置により、覗き窓の位置を適宜選択してもよい。

【0071】

本実施の形態では、水晶片を封入したパッケージ３３ａと、パッケージ３３ａに形成された金属膜である外部電極３３ｂを備える水晶振動子３３をトレイ３４にマトリクス状に配列した電子部品を用いたが、電子部品は、この形態に限定されない。複数の水晶片及び電極を形成した水晶ウエハを電子部品とし、水晶ウエハ上の複数の電極の電気特性を測定してもよい。または、電子部品は、半導体、コネクタ、コンデンサ、又は電池などであってもよい。

【0072】

本実施の形態では、切替板４１の変形を防止するために、第１空間２４と第２空間５１の圧力を同一とする方法を提供したが、それに加えて、第１チャンバ２０又は第２チャンバ５０の厚さを厚くすることによって、第１チャンバ２０又は第２チャンバ５０の剛性を高め、変形しないようにすることも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0073】

本発明は、電子部品の電気特性を測定する測定装置及び測定方法に利用することができる。

【符号の説明】

【0074】

１ 測定装置
２ チャンバ本体
３ 減圧手段
４ 測定器
５ 制御部
１０ 測定部
２０ 第１チャンバ
２０ａ 第１面
２１ コンタクトプローブ
２２ コンタクトブロック
２３ 開口
２４ 第１空間
３０ ステージ
３１ ステージ本体
３２ 中間ステージ
３３ 水晶振動子
３３ａ パッケージ
３３ｂ 外部電極
３４ トレイ
３４ａ 第２面
４０ 切替部
４１ 切替板
４２ 電子基板
４３ 連通孔
５０ 第２チャンバ
５１ 第２空間
５２ 押圧手段
５２ａ 押圧板
５３ 覗き窓
５４ 覗き窓
６０ 圧力調整手段
７０ 上部フレーム
７１ 覗き窓
７２ 伝達部材
８０ 撮影手段
８０ａ 光軸
９０ Ｏリング
１００ 測定部
２００ 第１チャンバ
２１０ コンタクトプローブ
２２０ コンタクトブロック
３００ ステージ
４００ 切替部
４１０ 切替板
４２０ 電子基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】