CN103257185B - 工件吸附固定装置以及超声波检查系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供即使在工件具有挠性的情况下、也能在使工件浸渍在水槽的水中的状态下稳定地维持吸附固定状态的工件吸附固定装置以及超声波检查系统。在使工件（WK）浸渍在水槽（17）的水（WT）中的状态下对其进行吸附固定的工件吸附固定装置（11）具备循环水路（21）、送水部（23）、以及具有基部（29）和唇部（31）且吸附工件的多个吸盘（33）。循环水路具有吸入水槽的水的吸入口（21a）和将吸入的水排出的排出口（21b），使水槽的水从吸入口向排出口循环。送水部设于循环水路使水循环。基部在大致中心具有与吸入口连通的贯通孔（41），具有弹性的唇部因水通过贯通孔被吸引而使唇部的内侧空间（S）变窄，从而吸附工件。<pb pnum="1" />

Description

工件吸附固定装置以及超声波检查系统

技术领域

本发明涉及在使半导体材料等工件浸渍在水槽的水中的状态下进行吸附固定的工件吸附固定装置以及超声波检查系统。

背景技术

例如，公知有使用超声波进行半导体材料等工件的检查的技术。本申请申请人提出如下技术，即，对工件发送超声波，另一方面接收其反射波，并基于从发信至接收为止的经过时间，进行工件的空隙、裂缝等缺陷的检查（参照专利文献1）。

根据专利文献1，能够简单地进行工件的缺陷检查。

专利文献1：日本特开2004-212191号公报

专利文献1中，当进行工件的缺陷检查时，在使工件浸渍在水槽的水中的状态下，经由吸附垫吸引水来产生水压差，使用该水压差来将工件吸附固定于吸附垫。若在检查中工件的位置抖动，则其检查结果会含有误差。

然而，专利文献1中，在使具有挠性的工件浸渍在水槽的水中的状态下，在经由吸附垫吸引水槽的水而产生水压差、并欲尝试使用该水压差来将工件吸附固定于吸附垫的情况下，例如，在工件的周边部向远离吸附垫的方向翘曲时，在工件的周边部与吸附垫之间产生间隙。于是，经由吸附垫吸引水槽的水而产生的水压差变小，以该小的水压差程度，有无法将工件的周边部吸引于吸附垫而维持吸附固定状态的担忧。关于这点，专利文献1没有记载当以具有挠性的工件为对象进行检查时产生的担忧的上述问题。

发明内容

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供如下的工件吸附固定装置以及超声波检查系统，即，即使在工件具有挠性的情况下，也能够在使工件浸渍在水槽的水中的状态下稳定地维持吸附固定状态。

为了实现上述目的，本发明的工件吸附固定装置是在使工件浸渍在水槽的水中的状态下对其进行吸附固定的工件吸附固定装置，主要特征在于，具备：循环水路，具有吸入上述水槽的水的吸入口以及将上述吸入的水排出的排出口，使上述水槽的水从上述吸入口向排出口循环；送水部，设于上述循环水路，进行上述水的循环；以及多个吸盘，具有基部以及唇部，且用于吸附上述工件，上述基部在大致中心具有与上述吸入口连通的贯通孔，具有弹性的上述唇部由于上述水通过上述贯通孔被吸引而来使该唇部的内侧空间变窄，从而吸附上述工件，所述循环水路还具有压力调整阀，当所述吸入口侧相对于所述送水部的水压低于规定值时，所述压力调整阀以提高所述吸入口侧的水压的方式进行开度调整。

本发明的效果如下。

根据本发明的工件吸附固定装置，即使在工件具有挠性的情况下，也能够在使工件浸渍在水槽的水中的状态下稳定地维持吸附固定状态。

附图说明

图1是本发明的实施方式的工件吸附固定装置以及超声波检查系统的简要结构图。

图2是表示本发明的实施方式的工件吸附固定装置的概要的图。

图3是表示作为本发明的实施方式的工件吸附固定装置的一个构成要素的吸盘的安装构造的主要部分放大剖视图。

符号的说明：11—工件吸附固定装置，13—超声波检查系统，15—超声波探头，17—水槽，19—保持部件，19a—抵接面，21—循环水路，21a—吸入口，21b—排出口，23—送水泵(送水部)，25—腔室部，27—压力调整阀，29—基部，31—唇部，31a—外周边部(周边部)，33—吸盘，35—收容孔部，37—通孔，37a—螺纹槽，39—插通孔部，41—贯通孔，43—螺栓，43a—螺纹部，WK—工件，WT—水槽的水，S—唇部的内侧空间。

以下，参照附图，对本发明的实施方式的工件吸附固定装置以及超声波检查系统进行详细说明。

具体实施方式

〔本发明的实施方式的工件吸附固定装置以及超声波检查系统的概要〕

首先，对本发明的实施方式的工件吸附固定装置以及超声波检查系统的概要进行说明。

专利文献1的以往技术中，在使具有挠性的工件浸渍在水槽的水中的状态下，在经由吸附垫吸引水槽的水来产生水压差、并欲尝试使用该水压差来将工件吸附固定于吸附垫的情况下，例如，当工件的周边部向远离吸附垫的方向翘曲时，在工件的周边部与吸附垫之间产生缝隙。于是，经由吸附垫吸引水槽的水而产生的水压差变小，以该小的水压差程度，有无法将工件的周边部吸引于吸附垫而维持吸附固定状态的担忧。

因此，本发明的实施方式的工件吸附固定装置以及超声波检查系统中，通过采用如下吸盘，即使在工件具有挠性的情况下，也能够在使工件浸渍在水槽的水中的状态下实现稳定的吸附固定状态的维持，该吸盘具有基部以及唇部且吸附工件，基部在大致中心具有与吸入口连通的贯通孔，具有弹性的唇部经由贯通孔吸引水槽的水，而使该唇部的内侧空间狭窄，从而吸附工件。

〔本发明的实施方式的工件吸附固定装置11以及超声波检查系统13的简要结构〕 

接下来，参照图1~图3，对本发明的实施方式的工件吸附固定装置11以及超声波检查系统13的简要结构进行说明。图1是本发明的实施方式的工件吸附固定装置11以及超声波检查系统13的简要结构图。图2是表示本发明的实施方式的工件吸附固定装置11的概要的图。图3是表示作为本发明的实施方式的工件吸附固定装置11的一个构成要素的吸盘33的安装构造的主要部分放大剖视图。

此外，工件吸附固定装置11与超声波检查系统13的不同点如下述。即，超声波检查系统13在工件吸附固定装置11的构成上追加用于进行工件WK的缺陷检查的超声波探头15的构成。超声波探头15具有通过沿图1中的箭头方向扫描来进行工件WK的缺陷检查的功能。

因此，以下的说明中，通过对本发明的实施方式的工件吸附固定装置11进行说明，来代替超声波检查系统13的说明。

本发明的实施方式的工件吸附固定装置11具有如下功能，即，如图1所示，在使工件WK浸渍在水槽17的水WT中的状态下，维持工件WK相对于保持部件19的吸附固定状态。为了实现该吸附固定状态的维持功能，如图1所示，本发明的实施方式的工件吸附固定装置11具备循环水路21、作为本发  明的送水部而发挥功能的送水泵23、保持部件19、腔室部25、压力调整阀27、以及具有基部29和唇部31（参照图3）且吸附工件WK的多个吸盘33。

工件WK例如是半导体材料、半导体部件等。在本实施方式中，例如，假定为具有挠性的工件WK。

如图1所示，循环水路21具有吸入水槽17的水WT的多个吸入口21a以及将吸入的水排出的排出口21b。循环水路21具有作为水槽17的水WT的循环水路的功能，即，将从多个吸入口21a吸入来的水槽17的水WT从排出口21b排出而返回水槽17。

如图1所示，在循环水路21的中途设有送水泵23。送水泵23具有通过送出水槽17的水WT来使水WT进行循环的功能。另外，循环水路21具有压力调整阀27，当吸入口21a侧相对于送水泵23的水压低于规定值时，该压力调整阀27打开。

对于压力调整阀27而言，当吸入口21a侧相对于送水泵23的水压低于规定值时，认为有如下担忧：进行工件WK的检查时产生的工件WK的吸附固定所引起的变形量超过允许值、或者送水泵23的负荷超过允许值，根据该水压而对压力调整阀27的开度进行调整（例如，当吸入口21a侧的水压稍微低于规定值时，向打开侧对压力调整阀27的开度进行较小调整，当吸入口21a侧的水压低于规定值很多时，向打开侧对压力调整阀27的开度进行较大调整）。

此处，基于工件WK的变形量允许值、或者送水泵23的负荷的允许值，上述的水压的规定值适当地设定为这些允许值中的大的一个即可。由此，压力调整阀27具有如下功能：通过以提高吸入口21a侧相对于送水泵23的水压的方式进行工作，来避免工件WK的过度的变形、送水泵23的过负荷。

如图1所示，保持部件19具有与工件WK抵接的平板状的抵接面19a，并具有将该工件WK的姿势保持为水平状态的功能。箱形状的保持部件19经由未图示的支承部件、相对于水槽17而以维持水平状态的方式被固定。保持工件WK的姿势的保持部件19的定位在提高工件WK的空隙、裂缝等缺陷的检查精度方面是重要的要素。

如图1以及图3所示，在保持部件19的抵接面19a开设有多个收容孔部  35。多个收容孔部35分别形成为大致圆筒形状。在多个收容孔部35中分别收容多个吸盘33。

在保持部件19的多个收容孔部35的下方设有作为空腔的腔室部25。在各个多个收容孔部35与腔室部25之间开设有在它们之间进行连通连接的通孔37。腔室部25以构成循环水路21的一部分的方式设于保持部件19。水流路的剖面积比循环水路21的大的腔室部25具有如下功能：如后述，当分别经由多个吸入口21a以及多个贯通孔41吸引水槽17的水WT时，使在多个吸入口21a之间的水槽17的水WT的吸引力大致均等。

由橡胶等弹性体形成的吸盘33如图3所示，具有基部29以及唇部31。在吸盘33的基部29的中心设有圆筒形状的插通孔部39。相对于该插通孔部39插通螺栓43，该螺栓43在中心开设有贯通孔41。吸盘33的基部29通过使形成于螺栓43的轴部的螺纹部43a和形成于通孔37的螺纹槽37a螺纹结合，从而安装于保持部件19的收容孔部35。

如图3所示，吸盘33的唇部31从基部29的周围朝向斜上方延伸。唇部31的圆周形状的外周边部（相当于本发明的“周边部”。）31a与保持部件19的抵接面19a大致位于同一平面。换句话说，唇部31的外周边部31a在工件WK与保持部件19的抵接面19a抵接的状态下与工件WK抵接。

总之，多个吸盘33以唇部31面对工件WK，并且唇部31的外周边部31a与保持部件19的抵接面19a大致成为同一平面的方式分别设于保持部件19的收容孔部35中。由此，具有弹性的唇部31构成为，通过经由开设于螺栓43的贯通孔41吸引水槽17的水WT来使唇部31的内侧空间S变窄，从而吸附工件WK。

多个吸盘33配置成，隔着沿保持部件19的长边方向延伸的中心线而相互邻接的一对吸盘33彼此对置。若将保持部件19的长边方向设为行方向，将与该长边方向正交的方向设为列方向，则在本实施方式中，多个吸盘33相对于保持部件19而以2行7列的方式排列设置。

〔本发明的实施方式的工件吸附固定装置11的动作〕

接下来，对本发明的实施方式的工件吸附固定装置11的动作进行说明。

在本实施方式中，作为工件WK的一个例子，例如假定厚度t是0.5mm  的环氧玻璃基板来进行说明。另外，该工件WK的周边部向远离保持部件19的抵接面19a的方向翘曲。 

首先，操作者接通送水泵23的电源开关（未图示）。送水泵23以预先设定的驱动力送出水槽17的水WT来进行水WT的循环地进行工作。由此，做好用于相对于保持部件19的抵接面19a来吸附固定工件WK的准备。

接下来，操作者相对于与水槽17维持水平状态地固定的保持部件19的抵接面19a，用手动操作（也可以是自动化）轻轻按压工件WK。于是，工件WK的中央部以及周边部因在吸入口21a产生的水槽17的水WT的吸引力而紧贴于保持部件19的抵接面19a地被吸引。

具体而言，具有弹性的唇部31以如下方式进行动作：唇部31的内侧空间S由于水槽17的水WT通过贯通孔41被吸引而变窄，从而吸附工件WK。即使在工件WK的周边部向远离保持部件19的抵接面19a的方向施加力，具有弹性的唇部31也以维持相对于工件WK的吸附固定状态的方式进行动作。

因此，根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置11，即使在具有挠性的工件WK的周边部向远离保持部件19的抵接面19a的方向翘曲的情况下，也能够在使该工件WK浸渍在水槽17的水WT中的状态下稳定地维持吸附固定状态。

假设在大片的工件WK以完全覆盖保持部件19的抵接面19a的方式存在的情况下，吸入口21a侧相对于送水泵23的水压低于规定值。这样，压力调整阀27认为有送水泵23的负荷超过允许值的担忧，而以打开未图示的阀芯的方式动作。

因此，根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置11，即使在大片的工件WK以完全覆盖保持部件19的抵接面19a的方式存在的情况下，压力调整阀27也以提高吸入口21a侧相对于送水泵23的水压的方式动作，从而能够避免送水泵23的过负荷。

另外，根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置1，由于保持部件19具有分别与多个吸入口21a以及多个贯通孔41连通连接、且构成循环水路21的一部分的腔室部25，所以当分别通过多个吸入口21a以及多个贯通孔41吸引水槽17的水WT时，与覆盖保持部件19的抵接面19a的工件WK的大小  无关地都能够使在多个吸入口21a之间的水槽17的水WT的吸引力大致均等。

然而，当具体化本发明的实施方式的工件吸附固定装置11时，如何求出单一的吸盘33的所需吸附力P成为问题。这是因为，若能够把握单一的吸盘33的所需吸附力P，则能够基于得到的信息，设定送水泵23的驱动力。因此，以下说明求出单一的吸盘33的所需吸附力P时的考虑方法。

此时，将能够把工件WK的周边部的弯曲保持为平坦的单一的吸盘33的吸附力（水槽17的水WT的吸引力）设为P₀。另外，将能够相对于保持部件19的抵接面19a抑制工件WK的动作的单一的吸盘33的吸附力设为P₁。而且，将在工件WK的缺陷检查时可以施加于工件WK的、单一的吸盘33平均的最小的吸附力（水压）设为P₂。

这样，单一的吸盘33的所需吸附力P能够由下述的式（1）表示。

P₀＋P₁≤P≤P₂   式（1）

此外，上述的单一的吸盘33的吸附力P₀、P₁、P₂根据工件WK以及吸盘33的样式等变动。因此，通过实验、模拟或者它们的组合，来分别求出单一的吸盘33的吸附力P₀、P₁、P₂即可。通过将像这样求出的单一的吸盘33的吸附力P₀、P₁、P₂代入式（1），能够求出单一的吸盘33的所需吸附力P。

〔本发明的实施方式的工件吸附固定装置11的作用效果〕 

根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置11，具备具有基部29以及唇部31且吸附工件WK的多个吸盘33，基部29在大致中心具有与吸入口21a连通的贯通孔41，具有弹性的唇部31因通过贯通孔41来吸引水槽17的水WT而使唇部31的内侧空间S变窄，从而吸附工件WK，因而即使在工件WK具有挠性、并且工件WK的周边部向远离保持部件19的抵接面19a的方向翘曲的情况下，也能够在使该工件WK浸渍在水槽17的水WT中的状态下稳定地维持吸附固定状态。

另外，根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置11，还具备具有与工件WK抵接的平板状的抵接面31a、且用于保持工件WK的姿势的保持部件19，多个吸盘33以唇部31面对工件WK、并且唇部31的工件WK侧的外周边部31a与保持部件19的抵接面19a大致成为同一平面的方式分别设于保持部件19，从而除了上述的作用效果，能够准确将工件WK维持为水平的吸附  固定状态。

另外，根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置11，循环水路21具有腔室部25，与多个吸盘33各自具有的基部29的吸入口21a连通的贯通孔41构成为与腔室部25连通，从而当分别经由多个吸入口21a以及多个贯通孔41吸引水槽17的水WT时，不论覆盖保持部件19的抵接面19a的工件WK的大小如何都能够使在多个吸入口21a之间的水槽17的水WT的吸引力大致均等。

另外，根据本发明的实施方式的工件吸附固定装置11，循环水路21具有压力调整阀27，当吸入口21a侧相对于送水泵23的水压低于规定值时，该压力调整阀27打开，因而即使在大片的工件WK以全部覆盖保持部件19的抵接面19a的方式存在的情况下，压力调整阀27动作从而提高吸入口21a侧相对于送水泵23的水压，进而能够避免送水泵23的过负荷。

而且，本发明的实施方式的超声波检查系统13以具备超声波探头15为前提，该超声波探头15将浸渍在水槽17的水WT中的状态下吸附固定的工件WK作为对象，用于进行使用超声波的缺陷检查。本发明的实施方式的超声波检查系统13中，具备具有基部29以及唇部31、且吸附工件WK的多个吸盘33，基部29在大致中心具有与吸入口21a连通的贯通孔41，具有弹性的唇部31由于槽17的水WT通过贯通孔41被吸引而使唇部31的内侧空间S变窄，从而吸附工件WK。另外，具备具有与工件WK抵接的平板状的抵接面31a、且用于保持工件WK的姿势的保持部件19。多个吸盘33以唇部31面对工件WK、并且唇部31的工件WK侧的外周边部31a与保持部件19的抵接面19a大致位于同一平面的方式分别设于保持部件19。

根据本发明的实施方式的超声波检查系统13，即使在具有挠性的工件WK的周边部向远离保持部件19的抵接面19a的方向翘曲的情况下，也能够在使工件WK浸渍在水槽17的水WT中的状态下，准确将工件WK维持为水平并且稳定的吸附固定状态。

因此，根据本发明的实施方式的超声波检查系统13，能够进行高精度的工件WK的缺陷检查。

［其它的实施方式］

以上说明的实施方式表示了本发明的具体化的一个例子。因此，不应由这些实施方式限定地解释本发明的技术的范围。本发明在不脱离其要旨或者主要的特征的范围内，能够以各种方式实施。

例如，本实施方式中，作为工件WK，假定其周边部向远离保持部件19的抵接面19a的方向翘曲的工件WK进行了说明，但本发明不限定于该例。作为能够适用本发明的工件WK，例如，也可以是中央部分相对于保持部件19的抵接面19a而具有凸形状或者凹形状等所有形状的工件WK。

另外，本实施方式中，列举了相对于保持部件19将吸盘33配置成沿保持部件19的长边方向延伸的中心线而相互邻接的一对吸盘33彼此对置的例子进行了说明，但本发明不限定于该例。还可以是相对于保持部件19而将吸盘33采用如下方式：使隔着沿保持部件19的长边方向延伸的中心线而相互邻接的一对吸盘33彼此交错式地配置。

另外，本实施方式中，列举了相对于保持部件19将多个吸盘33排列设置为2行7列的例子进行了说明，但本发明不限定于该例。设于保持部件19的吸盘33的行方向或者列方向的数量、吸盘33的总数能够根据作为对象的工件WK的大小、保持部件19的大小而适当设定。

另外，本实施方式中，作为工件WK的一个例子，例如以厚度t是0.5mm的环氧玻璃基板为例进行了说明，但本发明不限定于该例。作为本发明中能够使用的工件WK，例如，除了具有挠性的工件之外，能够适当地使用在吸附面具有凹凸的工件、相互大小不同的多个工件的组合等。

Claims (5)

1.一种工件吸附固定装置，在使工件浸渍在水槽的水中的状态下对其进行吸附固定，其特征在于，具备：

循环水路，具有吸入所述水槽的水的吸入口以及将所述吸入的水排出的排出口，使所述水槽的水从所述吸入口向排出口循环；

送水部，设于所述循环水路，进行所述水的循环；以及

多个吸盘，具有基部以及唇部，且用于吸附所述工件，

所述基部在中心具有与所述吸入口连通的贯通孔，

具有弹性的所述唇部由于所述水通过所述贯通孔被吸引所述水而使该唇部的内侧空间变窄，从而吸附所述工件，

所述循环水路还具有压力调整阀，当所述吸入口侧相对于所述送水部的水压低于规定值时，所述压力调整阀以提高所述吸入口侧的水压的方式进行开度调整。

2.根据权利要求1所述的工件吸附固定装置，其特征在于，

所述规定值基于所述工件的变形量允许值、或者所述送水部的负荷的允许值来设定。

3.根据权利要求1或2所述的工件吸附固定装置，其特征在于，

还具备保持部件，具有与所述工件抵接的平板状的抵接面，且用于保持该工件的姿势，

所述多个吸盘以所述唇部面对所述工件、并且所述唇部的所述工件侧的周边部与所述保持部件的所述抵接面成为同一平面的方式分别设于所述保持部件。

4.根据权利要求1或2所述的工件吸附固定装置，其特征在于，

所述循环水路具有腔室部，

所述多个吸盘各自具有的与所述基部的所述吸入口连通的所述贯通孔构成为，与所述腔室部连通。

5.一种超声波检查系统，将在浸渍在水槽的水中的状态下吸附固定的工件作为对象，进行使用超声波的缺陷检查，其特征在于，具备：

循环水路，具有吸入所述水槽的水的吸入口以及将所述吸入的水排出的排出口，使所述水槽的水从所述吸入口向排出口循环；

送水部，设于所述循环水路，进行所述水的循环；

保持部件，具有与所述工件抵接的平板状的抵接面，且用于保持该工件的姿势；以及

多个吸盘，具有基部以及唇部，且用于吸附所述工件，

所述基部在中心具有与所述吸入口连通的贯通孔，

具有弹性的所述唇部由于所述水通过所述贯通孔被吸引而使该唇部的内侧空间变窄，从而吸附所述工件，

多个所述吸盘以所述唇部面对所述工件、并且所述唇部的所述工件侧的周边部与所述保持部件的所述抵接面成为同一平面的方式分别设于所述保持部件，

所述循环水路还具有压力调整阀，当所述吸入口侧相对于所述送水部的水压低于规定值时，所述压力调整阀以提高所述吸入口侧的水压的方式进行开度调整。