特許 7370069 ワーク検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-19

(45)【発行日】2023-10-27

(54)【発明の名称】ワーク検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20231020BHJP

   G01R 1/067 20060101ALI20231020BHJP

【ＦＩ】

G01R31/26 J

G01R31/26 Z

G01R1/067 P

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020146122

(22)【出願日】2020-08-31

(65)【公開番号】P2022041092

(43)【公開日】2022-03-11

【審査請求日】2022-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】591009705

【氏名又は名称】株式会社 東京ウエルズ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100105153

【弁理士】

【氏名又は名称】朝倉 悟

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(72)【発明者】

【氏名】小寺 克義

【審査官】島▲崎▼ 純一

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５０３８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２０６２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－１５５７７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０５－３３３０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０２７９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２３５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２５９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２１７９３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｇ０１Ｒ １／０６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基台と、
前記基台上に回転自在に設けられ、ワークを収納する複数のワーク収納孔が外周部に形成されたインデックステーブルと、
前記インデックステーブルの外周に設けられ、検査位置を有する検査部とを備え、
前記検査部は前記基台に設けられ、前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークに当接してワークに対して電気的検査を行う一対のプローブと、
前記基台内に設けられ、前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークを吸引して前記一対のプローブに当接させる真空路とを有し、
前記ワークはワーク本体と電極とを有し、前記ワーク本体または前記電極は、磁性体からなり、各プローブはプローブ本体と、このプローブ本体の外面に設けられた磁石付補助磁極板とを有し、
前記一対のプローブは半径方向内方に位置する内側プローブと、半径方向外方に位置する外側プローブとからなり、
前記一対のプローブは前記インデックステーブルの接線方向からみて、前記検査部の前記検査位置に向かって上方へ傾斜して八字状に配置され、
前記真空路は前記八字状に配置された一対のプローブによって下方から上方へ延びるよう形成される、ワーク検査装置。

【請求項2】

各プローブはその先端部に対応する前記電極に当接する超硬チップを有し、前記超硬チップは前記ワークに向かって４０°～１１０°のテーパ角をもって先細状に形成され、前記ワークに対して相対的に水平方向に移動する各プローブの前記超硬チップにより前記電極が擦られて、酸化被膜を破り導通し易くなる、請求項１記載のワーク検査装置。

【請求項3】

前記一対のプローブは上下方向に対して固定され、前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークが前記一対のプローブに対して当接する、請求項１または２記載のワーク検査装置。

【請求項4】

各プローブは、前記検査部の前記検査位置を通る垂直線に対して５°～１０°の角度で傾斜する、請求項１乃至３のいずれか記載のワーク検査装置。

【請求項5】

前記検査部は前記検査位置にある前記ワーク収納孔内の前記ワークを覆うとともに、前記ワーク収納孔と連通する連通口を含む検査カバーを有する、請求項１乃至４のいずれか記載のワーク検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はチップ型電子部品（以下、ワークともいう）に対して電気的特性の検査を行うワーク検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来よりチップ型電子部品（以下、ワークともいう）に対して抵抗値、静電容量等の電気的特性の検査を行うワーク検査装置が知られている。

【0003】

このワーク検査装置はワークを収納したワーク収納孔を有するインデックステーブルと、検査部とを備え、この検査部はワーク収納孔内のワークに当接するプローブを含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０００－１０５２５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述したワーク検査装置において、インデックステーブルのワーク収納孔内のワークに対してプローブがワークの下方から上下動して当接し、この際、プローブによりワークの電気的特性が検査される。

【0006】

しかしながら、プローブを上下動させてワークに当接させる場合、ワークが損傷することがあり、かつプローブも摩擦してしまう。とりわけワークとプローブとの当接時に騒音が発生する。

【0007】

本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、ワークの損傷を抑え、プローブの摩耗が比較的少なく、かつ騒音を生じさせることのないワーク検査装置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】

【0008】

本開示は、基台と、前記基台上に回転自在に設けられ、ワークを収納する複数のワーク収納孔が外周部に形成されたインデックステーブルと、前記インデックステーブルの外周に設けられ、検査位置を有する検査部とを備え、前記検査部は前記基台に設けられ、前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークに当接してワークに対して電気的検査を行う一対のプローブと、前記基台内に設けられ、前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークを吸引して前記一対のプローブに当接させる真空路とを有し、前記ワークはワーク本体と電極とを有し、前記ワーク本体または前記電極は、磁性体からなり、各プローブはプローブ本体と、このプローブ本体に設けられた磁石付補助磁極板とを有する、ワーク検査装置である。

【0009】

本開示は、前記一対のプローブは上下方向に対して固定され、前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークが前記一対のプローブに対して当接し、前記ワークに対して相対的に横方向に移動する前記一対のプローブにより前記電極が擦られて、酸化被膜を破り導通し易くなる、ワーク検査装置である。

【0010】

本開示は、前記一対のプローブは半径方向内方に位置する内側プローブと、半径方向外方に位置する外側プローブとからなる、ワーク検査装置である。

【0011】

本開示は、各プローブは前記検査部の前記検査位置に向かって傾斜し、側面からみて八字状に配置されている、ワーク検査装置である。

【0012】

本開示は、前記検査部は前記検査位置にある前記ワーク収納孔内のワークを覆うとともに、前記ワーク収納孔と連通する連通口を含む検査部カバーを有する、ワーク検査装置である。

【0013】

本開示は、前記真空路は前記一対のプローブ間に形成されている、ワーク検査装置である。

【発明の効果】

【0014】

以上のように、本開示によれば、ワークに対して電気的検査を行う際、ワークの損傷を抑え、プローブの摩耗が比較的少なく、かつ騒音の発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は本実施の形態によるワーク検査装置の検査部の拡大側断面図。

【図2】図２はワーク検査装置が組み込まれたワーク処理システム全体を示す側面図。

【図3】図３はワーク検査装置が組み込まれたワーク処理システム全体を示す概略図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

まず、図２および図３によりワーク検査装置３０Ａが組み込まれたワーク処理システム全体について説明する。

【0017】

図２および図３に示すように、ワーク処理システム１Ａは、供給されたワークＷ（図１参照）の向きを揃えて整列させるパーツフィーダ１と、パーツフィーダ１から整列したワークを受け取り一列状態で搬送する機能を有するリニアフィーダ２と、円形で水平に設置されるとともにリニアフィーダ２からのワークＷを受け取り、図示されない動力源の作用により、鉛直方向の回転軸５を中心として図２の矢印の方向に間歇回転するインデックステーブル３とを備えている。またインデックステーブル３はその外周部に、外側向きに開孔して設けられたワーク収納孔３ａを有し、リニアフィーダ２により搬送されたワークＷはこのワーク収納孔３ａに個別に収容される（図１参照）。またリニアフィーダ２とインデックステーブル３との間に、リニアフィーダ２からのワークＷをインデックステーブル３のワーク収納孔３ａに移載する機能を有する分離供給部４が設けられている。

【0018】

またインデックステーブル３の外周に、インデックステーブル３のワーク収納孔３ａ内のワークＷに対して電気的検査を行う検査部３０と、インデックステーブル３のワーク収納孔３ａ内のワークＷをキャリアテープ７に移載するワーク挿入部６が設けられている。

【0019】

キャリアテープ７は全体として紙製となっており、紙製のキャリアテープ７にパンチングを施すことにより、キャリアテープ７上に図示しないキャビティ１３が形成される。

【0020】

このような構成からなるキャリアテープ７は供給リール８から供給されてワーク挿入部６に達する。そしてワーク挿入部６において、上述のようにキャリアテープ７のキャビティ内にワークＷが移載されて収納される。ワークＷがキャビティ内に収納されたキャリアテープ７はその後下流側へ搬送される（図２および図３）。

【0021】

次にキャビティ内にワークＷが収納されたキャリアテープ７に対してトップテープ供給部１７Ａから案内ローラ１７Ｂを介して合成樹脂製のトップテープ１７が供給され、キャビティ内にワークＷが収納されたキャリアテープ７に対し、トップテープ１７がキャリアテープの熱圧着装置２０により、熱圧着される。

【0022】

次にキャリアテープの熱圧着装置２０によりトップテープ１７が熱圧着されたキャリアテープ７は、その後、ＡＲＣ（オートリールチェンジャ）１０に送られる。

【0023】

なお、図２および図３において、ワーク挿入部６の直下には、キャリアテープ７を案内するテープ送り歯車９が設けられている。

【0024】

上述のように図２および図３において、外周部にワークＷを収納するワーク収納孔３ａを有するインデックステーブル３が回転可能に設けられている。この場合、インデックステーブル３は基台３Ａ上に回転可能に配置されている。

【0025】

そして基台３Ａと、基台３Ａ上に配置されたインデックステーブル３と、インデックステーブル３の外周に配置された検査部３０とにより、本実施の形態によるワーク検査装置３０Ａが構成される。

【0026】

次に図１により本実施の形態によるワーク検査装置３０Ａについて詳述する。

【0027】

上述のように、ワーク検査装置３０Ａは基台３Ａと、基台３Ａ上に回転可能に配置され、外周部にワークＷを収納する複数のワーク収納孔３ａが形成されたインデックステーブル３と、インデックステーブル３の外周に設けられ、ワーク収納孔３ａ内のワークＷに対して電気的検査を行う検査部３０とを備える。

【0028】

また図１に示すように、インデックステーブル３の外周には、インデックステーブル３を囲んでインデックスガイド３Ｄが配置され、このインデックスガイド３Ｄは基台３Ａにより支持されている。

【0029】

またインデックステーブル３とインデックスガイド３Ｄの上方には、これらインデックステーブル３とインデックスガイド３Ｄを上方から覆うようにインデックスカバー３Ｂが配置されている。

【0030】

図１はインデックステーブル３の外周に設けられた検査部３０をインデックステーブル３の接線方向からみた拡大側断面図である。図１において、左側がインデックステーブル３の半径方向内方となり、右側がインデックステーブル３の半径方向外方となる。

【0031】

図１に示すインデックスガイド３Ｄは、リング状をなし、インデックステーブル３を外周から囲んで配置されている。

【0032】

またインデックステーブル３およびインデックスガイド３Ｄを覆うインデックスカバー３Ｂは、全体として円盤状をなす。

【0033】

図１に示すインデックスガイド３Ｄおよびインデックスカバー３Ｂは、図２および図３において便宜上取り除かれている。

【0034】

また図１に示すように、インデックスカバー３Ｂは、検査部３０において一部除去されて空間３Ｅが形成され、インデックスカバー３Ｂの空間３Ｅ内にサファイアガラス製の検査部カバー４０が嵌め込まれている。

【0035】

検査部３０はその中心が検査位置３０ａとなっており、インデックステーブル３は間歇回転する。そしてインデックステーブル３のワーク収納孔３ａがこの検査部３０の検査位置３０ａに達したとき、インデックステーブル３の回転が停止するようになっている。

【0036】

また検査部３０に配置された検査部カバー４０には、検査位置３０ａにあるワーク収納孔３ａと外部とを連通する連通口４１が形成されている。

【0037】

次にワーク検査装置３０Ａの検査部３０について、図１により更に述べる。検査部３０は上述のように検査位置３０ａを有している。また検査部３０は基台３Ａに設けられ検査位置３０ａにくるワーク収納孔３ａ内のワークＷに当接して、ワークＷに対して抵抗値検査等の電気的検査を行う一対のプローブ３１、３２と、基台３Ａに設けられワーク収納孔３ａ内のワークを吸引して一対のプローブ３１、３２に当接させる真空路３５とを有する。

【0038】

ここでワークＷは磁性体からなるワーク本体Ｗ０と、一対の電極Ｗ１、Ｗ２を含み、全体として磁性体の特性をもつチップ型の電子部品となっている。また一対のプローブ３１、３２は半径方向内方に位置するとともに一方の電極Ｗ１に当接する内側プローブ３１と、半径方向外方に位置するとともに他方の電極Ｗ２に当接する外側プローブ３２とからなる。またワークＷの電極Ｗ１、Ｗ２はニッケル及びスズメッキ製となっている。

【0039】

このうち内側プローブ３１は、プローブ先端のワークＷにより生じる摩擦と通電による温度上昇に耐えるよう、ハイスピード鋼製または耐摩耗性をもつ超硬製のプローブ本体３１ａと、プローブ本体３１ａの外面に設けられたネオジウム磁石付補助磁極板３１ｂを有する。また、プローブ本体３１ａは全体として磁性体からなる。さらにまた、内側プローブ３１は電極Ｗ１に当接する先端部に超硬チップ３３を有する。

【0040】

同時に外側プローブ３２はプローブ先端のワークＷにより生じる摩擦と通電による温度上昇に耐えるよう、ハイスピード鋼製または耐摩耗性をもつ超硬製のプローブ本体３２ａと、プローブ本体３２ａの外面に設けられたネオジウム磁石付補助磁極板３２ｂを有する。また、プローブ本体３２ａは全体として磁性体からなる。さらにまた、外側プローブ３２は電極Ｗ２に当接する先端部に超硬チップ３４を有する。

【0041】

図１に示すように、一対のプローブ３１、３２は、各々検査部３０の検査位置３０ａを通る垂直線に対して、およそ５～１０°の角度で傾斜しており、このことにより、インデックステーブル３の接線方向からみて、一対のプローブ３１、３２は八字状に配置されている。

【0042】

また一対のプローブ３１、３２の先端に設けられた超硬チップ３３、３４はワークＷに向かって４０°～１１０°のテーパ角をもって先細状に形成されている。

【0043】

また基台３Ａに設けられた真空路３５は一対のプローブ３１、３２間に形成され、この真空路３５は接続ライン３６を介して真空ポンプ３７に接続されている。ワーク収納孔３ａが検査位置３０ａに到着した際、ワーク収納孔３ａ内のワークＷは、まず一対のプローブ３１，３２からの磁力作用により引き寄せられ、プローブ３１，３２の先端部にワークＷの電極Ｗ１，Ｗ２が接触する。次にプローブ３１，３２からの磁力作用に加え、真空路３５による吸引力によりワークＷを一対のプローブ３１，３２側へ押圧させて、ワークＷと一対のプローブ３１，３２との接触圧を増加させることができる。

【0044】

なお図１において、一対のプローブ３１、３２のうち、内側プローブ３１はＮ極プローブとなっており、外側プローブ３２はＳ極プローブとなる。

【0045】

次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

【0046】

図２および図３に示すように、パーツフィーダ１に供給されたワークＷは、パーツフィーダ１の作用により向きを揃えて整列し、リニアフィーダ２に移載される。そして、リニアフィーダ２の作用により一列となって搬送され、インデックステーブル３に到達する。さらにワークＷは、分離供給部４の作用により、インデックステーブル３に設けられたワーク収納孔３ａに個別に収容される。

【0047】

ワーク収納孔３ａに収容されたワークＷは、インデックステーブル３が図３の矢印の方向に間歇回転することにより、検査部３０に送られ、ワーク収納孔３ａが検査部３０の検査位置３０ａに到ると、ワーク収納孔３ａ内のワークＷがプローブ３１、３２に当接して、ワークＷの電気的検査が行われる。電気的検査の結果、不良と判断されたワークＷは、図示されない排出機能によりワーク収納孔３ａから排出される。電気的検査の結果、良品と判断されたワークＷは、ワーク収納孔３ａに収容されたまま、インデックステーブル３の間歇回転によりワーク挿入部６に到達する。

【0048】

この間、供給リール８に巻かれたキャリアテープ７は、ワーク挿入部６の直下に設置されたテープ送り歯車９からＡＲＣ１０側へ送られる。

【0049】

テープ送り歯車９の間歇回転により、キャリアテープ７がワーク挿入部６に到達して停止し、ワークを移載できる状態になると、インデックステーブル３のワーク収納孔３ａ内のワークＷがキャリアテープ７の図示しないキャビティに移載される。

【0050】

次にキャリアテープ７に対してトップテープ１７が供給され、トップテープ１７はキャリアテープの熱圧着装置２０によりキャリアテープ７に熱圧着される。トップテープ１７が熱圧着されたキャリアテープ７はその後、ＡＲＣ１０側へ送られる。

【0051】

この間行われる、検査部３０におけるワークＷに対する電気的検査方法について、以下詳述する。

【0052】

基台３Ａに設けられた一対のプローブ３１、３２は各々ネオジウム磁石付補助磁極板３１ｂ、３２ｂを有し、内側プローブ３１がＮ極プローブとなり、外側プローブ３２がＳ極プローブとなっている。またワークＷは全体として磁性体からなっている。図１に示すように、インデックステーブル３の外周部に設けられたワーク収納孔３ａ内のワークＷが検査部３０の検査位置３０ａに達すると、一対のプローブ３１、３２とワークＷとにより磁気回路を構成することができる。そしてワークＷは一対のプローブ３１、３２による磁力作用によって、一対のプローブ３１、３２に吸引され、一対のプローブ３１，３２の先端部にワークＷの電極Ｗ１，Ｗ２が接触する。

【0053】

この間、ワーク収納孔３ａ内のワークＷが真空ポンプ３７により真空状態を保つ真空路３５により基台３Ａに設けられた一対のプローブ３１、３２側へ吸引される。この場合、真空路３５は真空ポンプ３７により常時真空状態に維持されている。また検査部３０に設けられた検査部カバー４０は、検査位置３０ａにあるワーク収納孔３ａと外部とを連通する連通口４１を有するため、検査位置にあるワーク収納孔３ａのワークＷを真空路３５により確実に吸引して一対のプローブ３１、３２側へ吸引することができる。このため、プローブ３１，３２からの磁力作用による吸引に加え、真空路３５による真空吸引力により、ワークＷを一対のプローブ３１，３２側へ押圧させて、ワークＷと一対のプローブ３１，３２との接触圧を増加させることができる。

【0054】

この場合、内側プローブ３１はワークＷの電極Ｗ１に当接し、外側プローブ３２はワークＷの電極Ｗ２に当接し、一対のプローブ３１、３２によりワークＷの電気的特性、例えば抵抗値、静電容量等の電気的特性が測定される（検査される）。

【0055】

また、検査部３０の一対のプローブ３１、３２は固定されており、上下方向に移動することなく、ワークＷのみが、一対のプローブ３１、３２による磁力作用と、真空路３５による真空吸引作用とにより一対のプローブ３１、３２側へ吸引されて下方へ移動することになる。この場合、一対のプローブ３１，３２は各々ワークＷの各電極Ｗ１，Ｗ２に当接する。そして、ワーク収納孔３ａ内のワークＷに対して相対的に横方向に（水平方向に）移動する一対のプローブ３１，３２の先端部により、各電極Ｗ１，Ｗ２の酸化被膜が破られて導通し易くなり、一対のプローブ３１，３２は各電極Ｗ１，Ｗ２と正常に接触する。

【0056】

このような検査部３０における電気的検査が終了すると、インデックステーブル３が回転し、インデックステーブル３のワーク収納孔３ａ内に収納されたワークＷは次工程のワーク挿入部６まで送られ、上述のようにワーク挿入部６においてキャリアテープ７のキャビティ内に移載される。

【0057】

以上のように本実施の形態によれば、検査部３０において、一対のプローブ３１、３２は固定され上下方向に移動することなく、ワークＷのみが一対のプローブ３１、３２へ吸引されて当接する。

【0058】

このためプローブ３１、３２が上下動してワークＷに当接する場合に比べて、プローブ３１、３２とワークＷとの接触圧力を小さくすることができる。このためワークＷが損傷することはなく、プローブの摩耗が比較的少なく、かつ騒音が生じることもない。このことによりプローブのメンテナンス間隔を延ばすことができる。

【0059】

またプローブ３１、３２が上下動してワークＷに当接する場合、プローブ３１、３２の上方向の動作時間に加えて、プローブ３１、３２がワークＷに当接してワークＷが暴れるため、ワークＷの電気的特性を検査するまで、ワークＷの安定化させる時間が必要となるが、本実施の形態によれば、プローブ３１、３２が上下動することはなく、検査時間を短縮化させることができる。

【0060】

さらにまた本実施の形態によれば、プローブ３１、３２を上下動させる機構を設ける必要がなく、さらにプローブ３１、３２に可撓性をもつ伝送ラインを接続する必要がないため、特性インピーダンスを考慮した高周波部品の測定も行うことができる。

【0061】

さらにまた、プローブ３１、３２上下動させる必要がないため、プローブ３１、３２からワークＷに加わる接触力を小さくすることができ、ワークＷの電極Ｗ１、Ｗ２に形成される測定痕を小さくすることができる。このためワークＷの電極Ｗ１、Ｗ２に測定痕が生じて、電極Ｗ１、Ｗ２内部のニッケルまで酸化することはなく、後工程でワークＷに対して半田付けを施す際、この半田付け作用に支障が生じることもない。

【符号の説明】

【0062】

１Ａ ワーク処理システム
３ インデックステーブル
３ａ ワーク収納孔
３Ａ 基台
３Ｂ インデックスカバー
３Ｄ インデックスガイド
３０ 検査部
３０Ａ ワーク検査装置
３０ａ 検査位置
３１ 内側プローブ
３１ａ プローブ本体
３１ｂ ネオジウム磁石付補助磁極板
３２ 外側プローブ
３２ａ プローブ本体
３２ｂ ネオジウム磁石付補助磁極板
３５ 真空路
３６ 接続ライン
３７ 真空ポンプ
４０ 検査部カバー
４１ 連通口
Ｗ ワーク
Ｗ０ ワーク本体
Ｗ１ 電極
Ｗ２ 電極

【図1】

【図2】

【図3】