JP2007198931A - Displacement magnifying mechanism for electrode measurement probe, and substrate inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気計測プローブをより安定した状態のもとで迅速に移動させることができる電気計測用プローブ用変位拡大機構および基板検査装置に関する技術である。 The present invention relates to a displacement enlarging mechanism for an electric measurement probe and a substrate inspection apparatus capable of quickly moving the electric measurement probe in a more stable state.
図8は、基板検査装置の概略構成例を示す説明図であり、通常、基板検査装置101は、装置本体102側に位置固定された固定側アーム部103と、該固定側アーム部103の長さ方向に沿わせてX軸方向への移動を自在に配設される可動側アーム部104と、該可動側アーム部104の長さ方向に沿わせてY軸方への移動を自在に配設される移動体105とを少なくとも備えている。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration example of the substrate inspection apparatus. Normally, the
また、該移動体105には、介在片106を介して昇降機構107が配設されており、該昇降機構107側に電気計測プローブ108を取り付けてZ軸方向に移動させることで、装置本体102側に定置されている被検査基板109の所定の検査ポイントに電気計測プローブ108を接触させて必要な電気的な計測を行うことができるようになっている。
Further, the moving
図9および図10は、その際における電気計測プローブのためのZ軸方向への昇降機構の具体例を示す説明図であり、そのうちの図9に示す昇降機構111は、X−Y軸方向への移動を自在に配設されてその適宜位置に電気計測用プローブ(図示せず)が取り付けられるテーブル112と、モータ軸113に固定された一方のプーリー114と、従動回転が自在に軸支された他方のプーリー115と、これらのプーリー114,115相互間に掛け渡されたベルト116とで構成され、該ベルト116の一部を固定部117を介してテーブル112側に固定して該テーブル112を直動ガイド118に案内させながらベルト116の移動方向へと従動させることで、昇降させることができるようになっている。
FIG. 9 and FIG. 10 are explanatory views showing a specific example of a lifting mechanism in the Z-axis direction for the electrical measurement probe at that time, and the
しかし、図9に示す昇降機構111は、その製造時における組み立て作業中にベルト116に好ましいテンションを付与してプーリー114,115相互間に掛け渡すのが難しいほか、次のような問題もあった。
(1)応答特性がよくない。
(2)立ち上がりが遅い。
(3)騒音が発生する。
(4)ベルト116とプーリー114,115との間で摩擦熱が生じる。
(5)1mmの移動に4ms程度の時間を要する。
However, the
(1) The response characteristics are not good.
(2) Rise is slow.
(3) Noise is generated.
(4) Frictional heat is generated between the
(5) It takes about 4 ms to move 1 mm.
また、図10に示す昇降機構121は、X−Y軸方向への移動を自在に配設されたモータ122と、該モータ122のモータ軸123に連結されて従動回転するボールねじ124と、該ボールねじ124の回転により直動ガイド125に沿って進退移動するテーブル126とで構成され、該テーブル126側の適宜位置に電気計測プローブ(図示せず)を取り付けて使用されることになる。
Further, an
しかし、図10に示す昇降機構121には、次のような問題があった。
(1)装置が高価である。
(2)騒音が発生する。
(3)質量が大きいので、平面位置決めX−Y移動部も大きくなってしまう。(4)1mmの移動に4ms程度の時間を要する。
However, the
(1) The device is expensive.
(2) Noise is generated.
(3) Since the mass is large, the planar positioning XY moving part also becomes large. (4) It takes about 4 ms to move 1 mm.
一方、上記した問題点がなく図9や図10に示す昇降機構に代わり得るものとしては、たとえば下記特許文献1に開示されている変位拡大機構がある。
図11は、上記特許文献1に開示されている変位拡大機構の一例を示す説明図である。図11(a)によれば、基端側がヒンジ3を介して固定台1に支持されたアーム5と、一端がアーム5先端側に接続され、かつ、他端が固定台1に接続されたバネ6と、該バネ6の弾力性に抗してアーム5の一部を押圧して、アーム5の先端側を所定の変位方向Yに沿って変位させることができる圧電体2とを備えている。この場合、アーム5は、圧電体2を伸縮動作させていない状態において、バネ6によって変位方向Yの手前側に向けて所定の角度θ1だけ傾けられた状態で維持されている。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a displacement enlarging mechanism disclosed in Patent Document 1. According to FIG. 11A, the base end side is supported by the fixing base 1 via the hinge 3, one end is connected to the distal end side of the arm 5, and the other end is connected to the fixing base 1. A spring 6 and a
また、アーム5は、直交座標X−YのX軸方向に平行な水平軸Hに沿って突出しており、その先端側には、変位拡大機構の出力変位端5aが位置することになる。 The arm 5 protrudes along a horizontal axis H parallel to the X-axis direction of the orthogonal coordinates XY, and the output displacement end 5a of the displacement magnifying mechanism is located on the tip side.
しかも、圧電体2は、直交座標X−YのY軸方向(変位方向Y)に沿って配置されており、その基端が固定台1に固定され、その先端はアーム5に取り付けられたピン4と連結されている。
Moreover, the
このため、図11に示す変位拡大機構によれば、圧電体2を図11(b)に示すようにY軸方向に伸ばすと、その伸張量に応じた押圧力がピン4を介してアーム5側に作用し、その結果、ヒンジ3を支点にしてアーム5の先端側を所定の変位方向Yに沿って変位させることができることになる。なお、圧電体2をY軸方向に縮めると、アーム5は、バネ6の弾性力により元の位置へと自動的に戻ることになる。
Therefore, according to the displacement enlarging mechanism shown in FIG. 11, when the
したがって、図11に示す変位拡大機構による場合には、小型で、かつ、安定した状態のもとで、アーム5の先端側(荷重点)を高速に動作させることができることになる。 Therefore, in the case of the displacement magnifying mechanism shown in FIG. 11, the distal end side (load point) of the arm 5 can be operated at high speed under a small and stable state.
しかし、図11に示す変位拡大機構は、圧電体2の伸張量がアーム5の先端側(荷重点)の移動量に依存していることから、圧電体2の伸張量を小さくするとアーム5の先端側(荷重点)に必要とする移動量を付与することができない不都合があった。
However, in the displacement enlarging mechanism shown in FIG. 11, the extension amount of the
本発明は、従来技術の上記課題に鑑み、荷重点である変位出力端側に応答特性に優れた必要な移動量を付与して電気計測プローブをZ軸方向に移動させることができる電気計測プローブ用変位拡大機構及び基板検査装置を提供することに目的がある。 In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides an electric measurement probe capable of moving the electric measurement probe in the Z-axis direction by applying a necessary movement amount excellent in response characteristics to the displacement output end side which is a load point. There is an object to provide a displacement magnifying mechanism and a substrate inspection apparatus.
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第1の発明(電気計測プローブ用変位拡大機構)は、基台部と、相手材に当接して力点として作用させる当接部をその自由端である変位端に備えて前記基台部側に伸縮制御を自在に配設される伸縮体と、該伸縮体の前記当接部からの押圧力を受けて変位出力端側に対しZ軸方向への変位量を拡大して伝達すべく、前記基台部を含む必要箇所に介在させた各支点部を介して連結される前記相手材としてのアーム体とで少なくとも構成され、電気計測プローブが取り付けられる前記変位出力端側へは、前記アーム体を介してZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在としたことを最も主要な特徴とする。この場合、基台部は、装置本体に移動を自在に配設される移動体に取り付けることができる。また、該移動体は、X−Y軸方向への移動を自在に配設するのが好ましい。 The present invention has been made to achieve the above object, and the first invention (displacement enlargement mechanism for electric measurement probe) of the present invention is a base and a contact that abuts against a mating member and acts as a force point. The elastic body is provided with a displacement end, which is a free end thereof, and an expansion / contraction body that is freely arranged to control expansion / contraction on the base side, and a displacement output end side that receives a pressing force from the abutting portion of the expansion / contraction body In order to transmit the displacement amount in the Z-axis direction in an enlarged manner, at least the arm member as the mating member connected via the fulcrum portions interposed in the necessary locations including the base portion is configured. The most important feature is that an enlarged displacement amount in the Z-axis direction can be freely given to the displacement output end side to which the electric measurement probe is attached via the arm body. In this case, the base unit can be attached to a movable body that is freely arranged in the apparatus main body. Moreover, it is preferable that the moving body is disposed so as to freely move in the XY axis direction.
前記アーム体は、前記伸縮体からの押圧力を受ける変位入力側のアーム部と、最終的にその変位出力端側にZ軸方向への変位量が拡大して伝達される変位出力側のアーム部とを含んで一体に連結される複数のアーム部により構成され、これら各アーム部は、介在させた前記支点部を介して荷重点側への変位量の出力を自在に配設され、変位出力側の前記アーム部の荷重点である前記変位出力端への前記電気計測プローブの連結を自在とすることができる。 The arm body includes a displacement input side arm portion that receives a pressing force from the expansion and contraction body, and a displacement output side arm that finally transmits a displacement amount in the Z-axis direction to the displacement output end side. And each arm part is provided with a displacement amount output to the load point side freely via the intervening fulcrum part. The electrical measurement probe can be freely connected to the displacement output end which is a load point of the arm portion on the output side.
また、前記アーム体は、下方に位置する変位入力側の前記アーム部と、該アーム部の上方に位置させた変位出力側の前記アーム部とで構成され、変位入力側の前記アーム部は、長さ方向での一端部が伸縮体の前記当接部と当接し、該当接部寄りの略中間位置に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、その荷重点である他端部に介在させた支点部を介して変位出力側の前記アーム部の一端部側と連結され、変位出力側の前記アーム部は、その略中間位置に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、荷重点である前記変位出力端としての他端部側への前記電気計測プローブの連結を自在に形成することもできる。 Further, the arm body is configured by the arm portion on the displacement input side positioned below and the arm portion on the displacement output side positioned above the arm portion, and the arm portion on the displacement input side includes: One end portion in the length direction is in contact with the contact portion of the stretchable body, and is connected to the base portion side via a fulcrum portion interposed at a substantially intermediate position near the corresponding contact portion. The arm portion on the displacement output side is connected to one end portion side of the arm portion on the displacement output side via a fulcrum portion interposed on the other end portion, and the arm portion on the displacement output side is connected to the arm portion on the substantially intermediate position via the fulcrum portion. It is also possible to freely connect the electric measurement probe to the other end side as the displacement output end which is connected to the base portion side and is a load point.
さらに、前記アーム体は、下方に位置する変位入力側の前記アーム部と、該アーム部の上方に位置させた変位出力側の前記アーム部とで構成され、変位入力側の前記アーム部は、長さ方向での一端部側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、前記一端部寄りの中間位置が伸縮体の前記当接部と当接し、荷重点である他端部側に介在させた支点部を介して変位出力側の前記アーム部の一端部寄りの中間位置と連結され、変位出力側の前記アーム部は、その前記一端部側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、荷重点である前記変位出力端としての他端部側への前記電気計測プローブの連結を自在に形成するものであってもよい。 Furthermore, the arm body includes the displacement input side arm portion positioned below and the displacement output side arm portion positioned above the arm portion, and the displacement input side arm portion includes: It is connected to the base part side via a fulcrum part interposed on one end part side in the length direction, and an intermediate position near the one end part comes into contact with the contact part of the expansion / contraction body, and is a load point It is connected to an intermediate position near one end of the arm portion on the displacement output side via a fulcrum portion interposed on the end side, and the arm portion on the displacement output side is supported on the one end portion side. The electric measurement probe may be freely connected to the base portion side through the other end side as the displacement output end which is a load point.
また、前記アーム体は、上方に位置する変位入力側の前記アーム部と、該アーム部の下方に位置させてその全体で平行リンクを形成する変位出力側の前記アーム部とで構成され、変位入力側の前記アーム部は、長さ方向での一端部に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、その略中間位置が伸縮体の前記当接部と当接し、荷重点である他端部に介在させた支点部を介して変位出力側のアーム部側に連結され、変位出力側の該アーム部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、他端側に介在させた支点部を介して略直進するZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在とした前記変位出力端側への前記電気計測プローブ側の連結を自在に形成することもできる。 In addition, the arm body is configured by the displacement input side arm portion positioned above and the displacement output side arm portion positioned below the arm portion and forming a parallel link as a whole. The arm part on the input side is connected to the base part side via a fulcrum part interposed at one end part in the length direction, and a substantially intermediate position thereof is in contact with the abutting part of the expansion / contraction body. It is connected to the arm part side on the displacement output side via a fulcrum part interposed at the other end part which is a point, and the arm part on the displacement output side is connected to the base part via the fulcrum part interposed on one end side. The electrical measurement probe side connection to the displacement output end side that can freely apply an enlarged displacement amount in the Z-axis direction that is connected to the side and that moves substantially straight through a fulcrum part interposed on the other end side Can also be formed freely.
さらに、変位出力側の前記アーム部は、前記平行リンクを形成する上側アーム片部と下側アーム片部と縦側アーム片部とで構成され、その一端寄りに介在させた支点部を介して変位入力側の前記アーム部側と連結される前記上側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して前記縦側アーム片部の上端部とそれぞれが連結され、前記下側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して縦側アーム片部の下端部とそれぞれが連結され、該縦側アーム片部の前記下端部をその荷重点である前記変位出力端として前記電気計測プローブ側と連結させるものであってもよい。 Further, the arm portion on the displacement output side is composed of an upper arm piece portion, a lower arm piece portion and a vertical arm piece portion forming the parallel link, and via a fulcrum portion interposed near one end thereof. The upper arm piece portion connected to the arm portion side on the displacement input side includes the base portion via a fulcrum portion interposed on one end side and the vertical portion via a fulcrum portion interposed on the other end side. Each of the upper arm portions is connected to the upper arm portion, and the lower arm piece portion is connected to the base portion via a fulcrum portion interposed on one end side and a fulcrum portion interposed on the other end side. The lower end part of the vertical arm piece part may be connected to each other, and the lower end part of the vertical arm piece part may be connected to the electrical measurement probe side as the displacement output end which is the load point.
また、前記アーム体は、上方に位置する水平片部と、該水平片部の開放端側から前傾させた斜行片部とからなる変位入力側の前記アーム部と、該アーム部の下方に位置させてその全体で平行リンクを形成する変位出力側の前記アーム部とで構成され、変位入力側の前記アーム部は、前記水平片部の長さ方向での一端側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、前記一端寄りの位置が伸縮体の前記当接部と当接し、荷重点である前記斜行片部の開放端側に介在させた支点部を介して変位出力側の前記アーム部の一端寄りと連結され、
変位出力側の前記アーム部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、他端側に介在させた支点部を介して略直進するZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在とした前記変位出力端側への前記電気計測プローブの連結を自在に形成することもできる。
In addition, the arm body includes an arm portion on a displacement input side including a horizontal piece portion positioned above, and a skew piece piece inclined forward from an open end side of the horizontal piece portion, and a lower portion of the arm portion. And the arm part on the displacement output side that forms a parallel link in its entirety, and the arm part on the displacement input side is interposed on one end side in the length direction of the horizontal piece part A fulcrum portion that is connected to the base portion side through a portion, a position near the one end abuts on the abutting portion of the stretchable body, and is interposed on the open end side of the skewed piece portion that is a load point. Connected to one end of the arm portion on the displacement output side,
The arm part on the displacement output side is connected to the base part side via a fulcrum part interposed on one end side, and expands in the Z-axis direction substantially straight forward via the fulcrum part interposed on the other end side. It is also possible to freely form a connection of the electric measurement probe to the displacement output end side that can freely give the displacement amount.
この場合、変位出力側の前記アーム部は、前記平行リンクを形成する上側アーム片部と下側アーム片部と縦側アーム片部とで構成され、前記斜行片部の開放端側に介在させた支点部を介して連結される前記上側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して前記縦側アーム片部の上端部とそれぞれが連結され、前記下側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して縦側アーム片部の下端部とそれぞれが連結され、該縦側アーム片部の前記下端部をその荷重点である前記変位出力端として前記電気計測プローブ側と連結させるのが望ましい。 In this case, the arm portion on the displacement output side is composed of an upper arm piece portion, a lower arm piece portion and a vertical arm piece portion forming the parallel link, and is interposed on the open end side of the skew piece portion. The upper arm piece connected via the fulcrum part is connected to the base part via the fulcrum part interposed at one end side and the vertical arm via the fulcrum part interposed at the other end side. The lower arm piece part is connected to the base part via a fulcrum part interposed at one end side and the fulcrum part interposed at the other end side, respectively. It is desirable that the lower end portion of the arm piece portion is connected to each other, and the lower end portion of the vertical arm piece portion is connected to the electric measurement probe side as the displacement output end which is the load point.
また、この例においては、前記水平片部の長さ方向での一端側に介在させた支点部と前記斜行片部の開放端側に介在させた支点部とを、略同一の水平方向に位置させるのが望ましい。また、変位出力側の前記アーム部は、変位入力側の前記アーム部とは逆向きに配置することもできる。 Further, in this example, the fulcrum part interposed on one end side in the length direction of the horizontal piece part and the fulcrum part interposed on the open end side of the skew piece part are arranged in substantially the same horizontal direction. It is desirable to position it. Further, the arm portion on the displacement output side can be arranged in the opposite direction to the arm portion on the displacement input side.
さらに、前記アーム体は、上端部側を開放端とする縦辺としての変位入力側の前記アーム部と、該アーム部の荷重点となる下端部にその一端部が連結される横辺としての変位出力側の前記アーム部とで略L字形を呈して構成され、これら各アーム部が相互に連結されたコーナー部に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、前記伸縮体は、変位入力側のアーム部の前記上端部の一方の側にその当接部を当接させた一側伸縮体と、前記上端部の他方の側にその当接部を当接させた他側伸縮体とで構成され、これら一側伸縮体と他側伸縮体とから変位入力側のアーム部の前記上端部に対し各別に付与される押圧力の程度に応じて、変位させられる前記下端部の変位量を拡大して出力する変位出力側の前記アーム部の他端部を、その荷重点である前記変位出力端として前記電気計測プローブ側と連結させるようにすることもできる。 Further, the arm body has a displacement input side arm portion as a vertical side having an upper end side as an open end, and a horizontal side whose one end portion is connected to a lower end portion serving as a load point of the arm portion. The arm portion on the displacement output side is formed in a substantially L shape, and each arm portion is connected to the base portion side via a fulcrum portion interposed in a corner portion connected to each other, and the expansion and contraction is performed. The body has a one-side elastic body in which the abutting portion is brought into contact with one side of the upper end portion of the arm portion on the displacement input side, and the abutting portion is brought into contact with the other side of the upper end portion. The other side stretchable body is configured to be displaced according to the degree of pressing force separately applied from the one side stretchable body and the other side stretchable body to the upper end portion of the arm portion on the displacement input side. The other end portion of the arm portion on the displacement output side that outputs the displacement amount of the lower end portion enlarged is applied to the load. Wherein it is also possible to so as to connected to the electrical measuring probe side as the displacement output end is.
一方、第2の発明(基板検査装置)は、移動を自在に装置本体に配設される前記移動体に対し、請求項1ないし13のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構を具備させことを最も主要な特徴とする。 On the other hand, a second invention (substrate inspection apparatus) comprises the displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 13 with respect to the movable body that is freely movable. The most important feature is that.
本発明のうち、第1の発明によれば、伸縮体の当接部からの押圧力を受けてアーム体の電気計測プローブが取り付けられる荷重点としての変位出力端側に対し、Z軸方向での拡大された変位量を付与することができるので、該変位出力端側に連結される電気計測プローブに対し、好ましい応答特性のもとでZ軸方向へと移動させることができる。また、第1の発明によれば、機構の全体をコンパクト化することができるので、コストの低減を図ることができるばかりでなく、その重量を軽量化して所定方向への移動を高速化することで測定速度をより速くすることができる。 Of the present invention, according to the first invention, in the Z-axis direction with respect to the displacement output end side as a load point to which the electric measurement probe of the arm body is attached by receiving the pressing force from the contact portion of the expansion / contraction body. Therefore, the electrical measurement probe connected to the displacement output end side can be moved in the Z-axis direction with preferable response characteristics. Further, according to the first invention, since the whole mechanism can be made compact, not only can the cost be reduced, but also the weight can be reduced and the movement in a predetermined direction can be accelerated. Can increase the measurement speed.
特に、アーム体を構成している変位出力側のアーム部を平行リンクにより形成している場合には、Z軸方向への直進性をより高めて電気計測プローブを移動させることができる。 Particularly, when the arm portion on the displacement output side constituting the arm body is formed by a parallel link, the electric measurement probe can be moved while further improving the straightness in the Z-axis direction.
一方、第2の発明によれば、装置本体が備える前記移動体に対し、請求項1ないし13のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構を具備させてあるので、その質量が小さいこともあって所定方向での平面位置決めを正確で安定したものとすることができる。また、電磁ノイズをなくすることで測定作業の高速化と安定化とを実現することができるほか、Z軸方向を位置決めした後に電気計測プローブ用変位拡大機構の変位出力端側に予圧をかけておくことができるので、Z軸側の整定性を高めて応答特性を向上させることもできる。 On the other hand, according to the second invention, since the movable body provided in the apparatus main body is provided with the displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 13, its mass is small. Therefore, the planar positioning in a predetermined direction can be made accurate and stable. In addition to eliminating electromagnetic noise, the measurement operation can be speeded up and stabilized, and after positioning in the Z-axis direction, a preload is applied to the displacement output end of the displacement expansion mechanism for electrical measurement probes. Therefore, the settling on the Z-axis side can be improved to improve the response characteristics.
本発明は、被検査基板を電気的に検査するために用いられる電気計測プローブを備える変位出力端側に対し、力点側から付与された変位量を拡大してZ軸方向に向けて出力することができる電気計測プローブ用変位拡大機構(第1の発明)と、該電気計測プローブ用変位拡大機構を備える基板検査装置(第2の発明)とに適用して実施することができる。 According to the present invention, the displacement applied from the power point side is enlarged and outputted in the Z-axis direction with respect to the displacement output end side provided with the electric measurement probe used for electrically inspecting the substrate to be inspected. The present invention can be applied to a displacement enlarging mechanism for an electric measurement probe (first invention) and a substrate inspection apparatus (second invention) provided with the displacement enlarging mechanism for an electric measurement probe.
このうち、第1の発明の基本構成につき、図1および図8を参酌しながらその概要を説明すれば、電気計測プローブ用変位拡大機構(以下、「変位拡大機構」と略称する。)11は、例えば図8に示されている装置本体2にX−Y軸方向への移動を自在に配設される移動体105への取付けが自在な基台部12と、相手材に当接して力点として作用させる当接部25をその自由端である変位端24に備えて基台部12側にその基端部23側を介して伸縮制御を自在に配設される例えば圧電素子などからなる伸縮体22と、該伸縮体22の当接部25からの押圧力を受けて変位出力端57側に対しZ軸方向への変位量を拡大して伝達すべく、基台部12を含む必要箇所に介在させた各支点部15(15a〜15c)を介して連結される相手材としてのアーム体32とで少なくとも構成されている。
Among these, the basic configuration of the first invention will be briefly described with reference to FIG. 1 and FIG. 8. A displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe (hereinafter abbreviated as “displacement magnifying mechanism”) 11 will be described. For example, a base 12 that can be mounted on a moving
この場合、アーム体32は、伸縮体22からの押圧力を受ける変位入力側のアーム部34と、最終的にその変位出力端57側にZ軸方向への変位量が拡大して伝達される変位出力側のアーム体35とを含んで一体に連結される少なくとも2以上のアーム部33により構成されている。そして、このような構成を具備させることにより、電気計測プローブPが取り付けられる荷重点としての変位出力端側へは、アーム体32を介してZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在とすることができるようになっている。
In this case, the
すなわち、図1に示す第1の例によれば、アーム体32は、下方に位置する変位入力側のアーム部34と、該アーム部34の上方に段違い状に位置させた変位出力側のアーム部35とで構成されている。
That is, according to the first example shown in FIG. 1, the
このうち、変位入力側のアーム部34は、長さ方向での一端部34aが伸縮体22の当接部25と当接し、該当接部25寄りの略中間位置に介在させた支点部15aを介して基台部12側と連結され、その荷重点である他端部34bに介在させた支点部15bを介して変位出力側のアーム部35の力点である一端部35a側と連結されている。このため、変位入力側のアーム部34は、支点部15aを介してその長さ方向でのシーソ状の揺動が可能となっている。
Of these, the
また、変位出力側のアーム部35は、その略中間位置に介在させた支点部15cを介して基台部12側と連結され、荷重点である変位出力端57としての他端部35b側が電気計測プローブP側と連結されている。このため、変位出力側のアーム部35は、支点部15cを介してその長さ方向でのシーソ状の揺動が可能となっている。さらに、変位出力側のアーム部35の他端部35bには、直動レール61に沿って昇降する直動ブロック62が支軸部63を介して回動自在に軸支され、該直動ブロッ62のZ軸方向への動きに従動する昇降体64(直動システム)に電気計測プローブPを取り付けることができるようになっている。
Further, the
図2は、第1の発明の第2の例を示す概念図であり、この例においてもアーム体33は、基台部12の下方に位置して該基台部12側に支持される変位入力側のアーム部34と、該変位入力側のアーム部34の上方に段違い状に位置して基台部12側に支持される変位出力側のアーム部35とで構成されている。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a second example of the first invention. In this example as well, the
この場合、変位入力側のアーム部34は、長さ方向での一端部34a側に介在させた支点部15aを介して基台部12側と連結され、一端部34a寄りの略中間位置が伸縮体22の当接部25と当接し、荷重点である他端部34b側に介在させた支点部15bを介して変位出力側のアーム部35の一端部35a寄りの略中間位置と連結されている。このため、変位入力側のアーム部34は、支点部15aを介してその長さ方向でのシーソ状の揺動が可能となっている。
In this case, the
変位出力側のアーム部35は、その一端部35a側に介在させた支点部15cを介して基台部12側と連結され、荷重点である変位出力端57としての他端部35b側が図1に示すと同様な構成の直動システムを介して電気計測プローブP側と連結されている。この場合は、変位出力側のアーム部35は、支点部15cを介してその長さ方向でのシーソ状の揺動が可能となっている。
The
図3は、第1の発明の第3の例を示す概念図であり、この例におけるアーム体32は、上方に位置する変位入力側のアーム部34と、該アーム部34の下方に位置させてその全体で平行リンクを形成する変位出力側のアーム部35とで構成されている。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a third example of the first invention. The
このうち、変位入力側のアーム部34は、長さ方向での一端部34aに介在させた支点部15aを介して基台部12側と連結され、その略中間位置が伸縮体22の当接部25と当接する力点となり、荷重点である他端部34bに介在させた支点部15bを介して変位出力側のアーム部35と連結されている。このため、変位入力側のアーム部34は、支点部15aを介してその長さ方向でのシーソ状の揺動が可能となっている。
Among these, the displacement input
この場合、変位出力側のアーム部35は、平行リンクを形成する上側アーム片部36と下側アーム片部37と縦側アーム片部38とで構成されており、変位入力側のアーム部34と上側アーム片部36との間に支点部15bが形成されることになる。
In this case, the
すなわち、その一端36a寄りに介在させた支点部15bを介して変位入力側のアーム部34側からの力点として連結される上側アーム片部36は、一端36a側に介在させた支点部15cを介して基台部12と、他端36b側に介在させた支点部15dを介して縦側アーム片部38の上端部38aとそれぞれが連結されている。
That is, the upper
また、上側アーム片部36と略平行に配置される下側アーム片部37は、一端37aに介在させた支点部15eを介して基台部12側と、他端37b側に介在させた支点部15fを介して縦側アーム片部38の下端部38bとそれぞれが連結されている。
Further, the lower
この例においては、変位出力端57である縦側アーム片部38の下端部38bに、縦側アーム片部38のZ軸方向への動きに従動させるべく電気計測プローブPが直付けされている。このため、該電気計測プローブPには、変位出力側のアーム部35が形成している平行リンクを介してZ軸方向への直進性が付与されることになる。
In this example, the electric measurement probe P is directly attached to the lower end portion 38b of the vertical
図4は、第1の発明の第4の例を示す概念図であり、この例におけるアーム体32は、上方に位置する水平片部45と、該水平片部45の開放端45a側から前傾させた斜行片部46とからなる変位入力側のアーム部44と、該アーム部44の下方に位置させてその全体で平行リンクを形成する変位出力側のアーム部47とで構成されている。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a fourth example of the first invention. The
このうち、変位入力側のアーム部44は、水平片部45の基端45b側に介在させた支点部15aを介して基台部12側と連結され、基端45b寄りの位置が伸縮体22の当接部25と当接し、荷重点である斜行片部46の開放端46a側に介在させた支点部15bを介して変位出力側のアーム部47側と連結されている。このため、変位入力側のアーム部44は、支点部15aを介してその長さ方向でのシーソ状の揺動が可能となっている。
Among these, the displacement-input-
この場合、変位出力側のアーム部47は、平行リンクを形成する上側アーム片部48と下側アーム片部49と縦側アーム片部50とで構成されており、変位入力側のアーム部44における荷重点である斜行片部46の開放端46aと上側アーム片部48の基端48a寄りの位置との間に支点部15bが形成されることになる。
In this case, the
すなわち、基端48a寄りに介在させた支点部15bを介して変位入力側のアーム部44側からの力点として連結される上側アーム片部48は、基端48aに介在させた支点部15cを介して基台部12側と、先端48bに介在させた支点部15dを介して縦側アーム片部50の上端部50a側とそれぞれが連結されている。
That is, the upper
また、上側アーム片部48と略平行に配置される下側アーム片部49は、基端49aに介在させた支点部15eを介して基台部12側と、先端49bに介在させた支点部15fを介して縦側アーム片部50の下端部50b側とそれぞれが連結されている。
The
この例においては、変位出力端57である縦側アーム片部50の下端部50bに、縦側アーム片部50のZ軸方向への動きに従動させるべく電気計測プローブPが直付けされている。このため、該電気計測プローブPには、図3に示す例と同様に変位出力側のアーム部47が形成している平行リンクを介してZ軸方向への直進性が付与されることになる。
In this example, the electric measurement probe P is directly attached to the
図5は、図4に示す第4の例の第1変形例を示す概念図であり、水平片部45の長さ方向での基端45b側に介在させた支点部15aと斜行片部46の開放端46a側に介在させた支点部15bとの位置を、図4に示す例とは異なり略同一の水平方向に位置させてあり、他の構成は図4に示す例と同様であり、その説明は省略する。
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a first modification of the fourth example shown in FIG. 4, and a
図6は、図4に示す第4の例の第2変形例を示す概念図であり、この例におけるアーム体32は、変位出力側のアーム部47が変位入力側のアーム部44とは逆向きとなるように配置することで形成されている点で相違するのみで、他の基本構成は図4に示す例と同様であり、その説明は省略する。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a second modification of the fourth example shown in FIG. 4. In the
図7は、本発明の第5の例を示す概念図であり、この例における伸縮体22は、一側圧伸縮体22aと他側伸縮体22bとを組み合わせることで配設されている。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a fifth example of the present invention, and the
また、アーム体32は、上端54a側を開放端とする縦辺としての変位入力側のアーム部54と、該アーム部54の荷重点となる下端54b側にその基端55a側が連結される横辺としての変位出力側のアーム部55とで略L字形を呈して構成されている。
Further, the
この場合、アーム体32は、変位入力側のアーム部54と変位出力側のアーム部55との連結部位であって、該アーム部55の延長方向に位置するコーナー部56側に介在させた支点部15aを介して基台部12と連結されており、変位出力側のアーム部55は、これにより支点部15aを介してその長さ方向でのシーソ状の動作が可能となっている。
In this case, the
しかも、変位入力側のアーム部54の上端54a側に対しては、その一方の側に一側伸縮体22aの当接部25aが、他方の側に他側伸縮体22bの当接部25bがそれぞれ当接する配置関係となっている。したがって、変位入力側のアーム部54の荷重点側に位置する下端54b側に対しては、一側伸縮体22aと他側伸縮体22bとの押し出し方向とは逆向きの動きを付与することができることになり、この動きに応じてその変位出力端57である変位出力側のアーム部55の他端部55b側に対し上下方向に振れるような動作をさせることができることになる。なお、この例においても、変位出力側のアーム部55の他端55b側には、直動レール61に沿って昇降する直動ブロック62が支軸部63を介して回動自在に軸支され、該直動ブロッ62のZ軸方向への動きに従動する昇降体64(直動システム)に電気計測用プローブPが取り付けられている。
Moreover, with respect to the
次に、第2の発明に係る基板検査装置につき、上記構成からなる第1の発明の作用・効果とともに以下に説明すれば、図示しない基板検査装置は、例えば図8に示されているようにX−Y軸方向への移動を自在に装置本体102に配設される移動体105に対し、既述の変位拡大機構11を具備させることで、その全体が形成されている。
Next, the substrate inspection apparatus according to the second aspect of the present invention will be described below together with the operation and effect of the first aspect of the invention described above. As shown in FIG. The entire body is formed by providing the above-described
すなわち、変位拡大機構11は、図8に示す装置本体102が備える移動体105に対し基台部12を介して取り付けた上で、移動体5を被検査基板9の検査ポイントの位置へとX−Y軸方向に移動させることで、所定の検査ポイントの位置に向けて位置決めさせることができる。
That is, the
この場合、変位拡大機構11は、その全体を軽量・コンパクト化することでその質量も小さなものとなっていることもあって、X−Y軸方向での平面位置決めを行う際に、移動体5自体を正確で安定した状態のもとで高速に移動させることができる。また、変位拡大機構11を搭載した基板検査装置は、モータを使用することなくZ軸方向へ駆動させることができる。このため、モータを使用する場合に発生する電磁ノイズからの影響をなくする処理(アナログ回路でのフィルタ処理やソフトでのフィルタ処理)を不要とすることで、測定作業の高速化と安定化とを実現することができるほか、Z軸方向を位置決めした後に電気計測プローブ用変位拡大機構11の変位出力端側に予圧をかけておくことができるので、Z軸側の整定性を高めて応答特性を向上させることもできる。
In this case, the
この場合における変位拡大機構11の作用・効果をより詳しく説明すれば、変位拡大機構11は、その全体をコンパクト化してコストの低減を図ることができるばかりでなく、その重量を軽量化してX−Y軸方向への移動を高速化することで測定速度をより速くすることができる。
If the action and effect of the
また、アーム体32は、例えば圧電素子からなる伸縮体22に電圧を印加することで、その先端側に位置している変位端24を伸張させ、該変位端24が備える当接部25からの押圧力を受けて電気計測プローブPが取り付けられる荷重点としての変位出力端57側に対し、Z軸方向での拡大された変位量を付与することができる。
Further, the
これを図1に示す第1の例に基づいてさらに詳しく説明すれば、変位拡大機構11を構成している圧電素子からなる伸縮体22に電圧を印加することで、その先端側に位置している変位端24が伸張し、該変位端24が備える当接部25がアーム体32における変位入力側のアーム部34の一端部34aを押し下げる。
This will be described in more detail based on the first example shown in FIG. 1. By applying a voltage to the
当接部25寄りの略中間位置に介在させた支点部13aを介して基台部12側と連結されている変位入力側のアーム部34は、その一端部34aが押し下げられることで、荷重点である他端部34bが上昇する方向へと変位する。
The
変位出力側のアーム部35は、その一端部35aが支点部15bを介して変位入力側のアーム部34の他端部34bと、略中間位置に介在させた支点部15cを介して基台部12側とそれぞれ連結されているので、押し上げられる一端部35aが力点となって、荷重点である他端部35b側をその変位量を拡大して降下させる。
The
変位出力側のアーム部35の他端部35bには、直動レール61に沿って昇降する直動ブロック62が支軸部63を介して回動自在に軸支されており、該直動ブロッ62のZ軸方向への動きに従動する昇降体64には、電気計測プローブPが取り付けられている。したがって、変位入力側のアーム部34の一端部34aに与えられた非線形の変位量は、変位出力側のアーム部35の他端部35b側に取り付けられている電気計測プローブPに対しZ軸方向への拡大された線形の変位量に変換されて付与されることになる。
A
このため、電気計測プローブPは、非線形要素が少なく、かつ、機械的な駆動源ではなく例えば電磁歪などの非機械的な動きをその駆動源としてZ軸方向に移動させることができることになる。つまり、電気計測プローブPの移動は、高い応答性のもとで例えば1mmの移動を1ms程度の時間で行うことができるので、図9および図10に示す従来機構に比較してその移動時間を1/4程度にまで短縮することができる。なお、電気計測プローブPの上昇は、伸縮体22の当接部25に付与される押圧力を逆に弱めてやる(その変位端24の位置を初期位置方向へと復帰させる)ことにより行うことができる。
For this reason, the electrical measurement probe P has few non-linear elements and can be moved in the Z-axis direction using not a mechanical drive source but a non-mechanical movement such as electromagnetic distortion as the drive source. That is, the movement of the electrical measurement probe P can be performed, for example, by moving 1 mm in a time of about 1 ms with high responsiveness. Therefore, compared with the conventional mechanism shown in FIG. 9 and FIG. It can be shortened to about 1/4. The electrical measurement probe P is raised by weakening the pressing force applied to the
次に、図2に示す第2の例につき、その作用・効果を説明すれば、図1に示す例と同様に同様に圧電素子からなる伸縮体22に電圧を印加して変位端24を伸張方向に変位させ、その当接部25を介して変位入力側のアーム部34の一端部34a寄りの中間位置を押し下げる。
Next, the operation and effect of the second example shown in FIG. 2 will be described. Similarly to the example shown in FIG. 1, a voltage is applied to the
変位入力側のアーム部34は、一端部34aが支点部15aを介して基台部12と連結されているので、荷重点である他端部34bが下降する方向へと変位する。該他端部34bは、支点部15bを介して変位出力側のアーム部35の一端部35a寄りの中間位置と連結されており、該位置が変位出力側のアーム部35に対する引き下げる方向での力点となる。
Since the
変位出力側のアーム部35は、その一端部35aが支点部15cを介して基台部12側と連結されているので、荷重点である他端部35b側をその変位量を拡大して降下させることになる。
Since the
変位出力側のアーム部35の他端部35bには、直動レール61に沿って昇降する直動ブロック62が支軸部63を介して回動自在に軸支されている。該直動ブロッ62のZ軸方向への動きに従動する昇降体64には、電気計測プローブPが取り付けられているので、変位入力側のアーム部34の一端部34aに与えられた非線形の変位量が変位出力側のアーム部35の他端部35b側に取り付けられている電気計測プローブPに対しZ軸方向への拡大された線形の変位量となって付与されることになる。
A
したがって、電気計測プローブPは、非線形要素が少なく、かつ、機械的な駆動源ではなく例えば電磁歪などの非機械的な動きをその駆動源としてZ軸方向に移動させることができることになる。つまり、電気計測プローブPの移動は、高い応答性のもとで応答性のもとで例えば1mmの移動を1ms程度の時間で行うことができるので、図9および図10に示す従来機構に比較してその移動時間を1/4程度短縮することができる。なお、この例においても、電気計測プローブPの上昇は、伸縮体22の当接部25に付与される押圧力を逆に弱めてやる(その変位端24の位置を初期位置方向へと復帰させる)ことにより行うことができる。
Therefore, the electrical measurement probe P has few non-linear elements and can be moved in the Z-axis direction using not a mechanical drive source but a non-mechanical movement such as electromagnetic distortion as its drive source. That is, the movement of the electric measurement probe P can be performed, for example, by 1 mm in a time of about 1 ms with high responsiveness, and compared with the conventional mechanism shown in FIGS. 9 and 10. Thus, the travel time can be shortened by about 1/4. In this example as well, the rise of the electric measurement probe P weakens the pressing force applied to the
しかも、図2に示す例においては、変位入力側のアーム部34に対する力点と変位出力側のアーム部35に対する力点とを、それぞれの一端部34a,35a寄りの中間位置に定めてあるので、図1に示す例に比較して小さなスペースのもとで効率よく変位量を拡大させることができることになる。
In addition, in the example shown in FIG. 2, the force point for the displacement input
次に、図3に示す第3の例につき、その作用・効果を説明すれば、変位入力側のアーム部34は、一端部34aが支点部15aを介して基台部12と連結され、その略中間位置が圧電素子などからなる伸縮体22の当接部25と当接する力点となり、荷重点である他端部34baの下面側が支点部15bを介して変位出力側のアーム部35に連結されている。
Next, the operation and effect of the third example shown in FIG. 3 will be described. One
このため、伸縮体22に電圧を印加するなどして変位端24を伸張方向に変位させ、その当接部25を介して変位入力側のアーム部34の略中間位置を押し下げることにより、その他端部33b側を拡大された変位量のもとで押し下げる方向への荷重点とすることで、変位出力側のアーム部35の力点として作用させることができる。
For this reason, the
変位出力側のアーム部35は、その全体で平行リンクを形成している上側アーム片部36と下側アーム片部37と縦側アーム片部38とで構成されており、変位入力側のアーム部34の他端部33bとは上側アーム片部36の一端部36a寄りに介在させた支点部15bを介して連結されて、その力点となっている。
The
したがって、変位出力側のアーム部35の上側アーム片部36が押し下げられることにより、上側アーム片部36の他端部36bと下側アーム片部37の他端部37bとに連結されている縦側アーム片部38は、その平行リンク構造により降下する方向での線形の変位量が拡大された荷重点として機能することになる。
Accordingly, when the upper
このため、縦側アーム片部38の下端部38bに直付けされる電気計測プローブPに対しては、Z軸方向での拡大された線形の変位量を付与することができることになる。なお、図3に示す第3の例においては、平行リンクを形成している変位出力側のアーム部35が直動システムを構成しているので、図1や図2に示す例とは異なり、直動レール61,支軸部63を介して縦側アーム片部38の下端部38bに軸支される直動ブロック62,昇降体64を用いることなく縦側アーム片部38の下端部38bに電気計測用プローブPを直付けでき、実質的な等価質量を小さくして応答性の低下をより確実に防ぐすることができることになる。
For this reason, an enlarged linear displacement amount in the Z-axis direction can be applied to the electric measurement probe P directly attached to the lower end portion 38b of the vertical
次に、図4に示す第4の例につき、その作用・効果を説明すれば、変位入力側のアーム部44は、水平片部45の基端45b側に介在させた支点部15aを介して基台部12側と連結され、水平片部45の基端45b寄りの位置が圧電素子などからなる伸縮体22の当接部25と当接する力点となり、荷重点である斜行片部46の開放端46a側に介在させた支点部15bを介して変位出力側のアーム部47側に連結されている。
Next, the operation and effect of the fourth example shown in FIG. 4 will be described. The
このため、伸縮体22に電圧を印加するなどして変位端24を伸張方向に変位させ、その当接部25を介して変位入力側のアーム部44の側を押し下げることにより、斜行片部46の開放端46a側は、拡大された変位量のもとで押し下げる方向での荷重点とすることで、変位出力側のアーム部47の力点として作用させることができる。
For this reason, the
すなわち、変位出力側のアーム部47は、平行リンクを形成する上側アーム片部48と下側アーム片部49と縦側アーム片部50とで構成されており、変位入力側のアーム部44の斜行片部46の開放端46aとは上側アーム片部48の基端48a寄りに介在させた支点部15bを介して連結されて、その力点となっている。
That is, the
したがって、変位出力側のアーム部44側が伸縮体22により押し下げられることにより、上側アーム片部48の先端348bと下側アーム片部49の先端49bとに連結されている縦側アーム片部50は、その平行リンク構造により降下する方向での線形の変位量が拡大された荷重点として機能することになる。
Accordingly, when the
このため、縦側アーム片部50の下端部50bに直付けされる電気計測プローブPに対しては、Z軸方向での拡大された線形の変位量を付与することができることになる。なお、図4に示す第4の例においては、平行リンクを形成している変位出力側のアーム部47が直動システムを構成しているので、図3に示す例と同様に縦側アーム片部50の下端部50bに電気計測プローブPを直付けでき、実質的な等価質量を小さくして応答性の低下をより確実に防ぐすることができることになる。
For this reason, an enlarged linear displacement amount in the Z-axis direction can be applied to the electric measurement probe P directly attached to the
しかも、第4の例においては、変位入力側のアーム部44の斜行片部46の開放端46a側を介して変位出力側のアーム部44側を押圧し続けることで、電気計測プローブP側に反力を生じさせることができる。電気計測プローブPは、この状態のもとで伸縮体22の当接部25をさらに伸張させて変位入力側のアーム部44の側が押し込まれることで、その接触圧が高められて剛性を強化させることにより、そのプロービング動作を安定させることができることになる。
Moreover, in the fourth example, the electric measurement probe P side is maintained by continuously pressing the
次に、図5に示す第5の例につき、その作用・効果を説明すれば、図5に示す第5の例は、図4に示す第4の例の第1変形例であり、水平片部45の長さ方向での基端45b側に介在させた支点部15aと斜行片部46の開放端46a側に介在させた支点部15bとは、図4に示す例とは異なり略同一の水平方向に位置(高さが略一致)するように配置されている。
Next, the operation and effect of the fifth example shown in FIG. 5 will be described. The fifth example shown in FIG. 5 is a first modification of the fourth example shown in FIG. Unlike the example shown in FIG. 4, the
このため、伸縮体22に電圧を印加するなどして変位端24を伸張方向に変位させ、その当接部25を介して変位入力側のアーム部44における水平片部45側を押し下げた際には、その荷重点である斜行片部46の開放端46a側の移動量(図4では左右方向)を少なくして、上下方向への移動量をそれだけ増大させることにより、変位出力端57に付与する変位量をそれだけ拡大させることができる。また、図4の第4の例と同様に、電気計測プローブPのプロービング動作を安定させることもできる。
For this reason, when the
次に、図6に示す第6の例につき、その作用・効果を説明すれば、図6に示す第6の例は、図4に示す第4の例の第2変形例であり、この例におけるアーム体32は、変位出力側のアーム部47が第4の例とは異なり変位入力側のアーム部44とは逆向きとなるように配置されている。このため、変位入力側のアーム部44における水平片部45側を押し下げた際には、その荷重点である斜行片部46の開放端46a側の移動量と、変位出力側のアーム部44側が変位する際の移動量とを相殺して、変位出力端57に付与する変位量をより多く拡大させることができる。また、図4の第4の例と同様に、電気計測プローブPのプロービング動作を安定させることもできる。
Next, the operation and effect of the sixth example shown in FIG. 6 will be described. The sixth example shown in FIG. 6 is a second modification of the fourth example shown in FIG. The
最後に、図7に示す第7の例につき、その作用・効果を説明すれば、縦辺である変位入力側のアーム部54の上端54a側には、その一方の側に一側伸縮体22aの当接部25aが、他方の側に他側伸縮体22bの当接部25bがそれぞれ当接配置されているので、変位入力側のアーム部54の荷重点側に位置する下端54b側に対し一側伸縮体22aと他側伸縮体22bとの押し出し方向とは逆向きの動きを付与することができることになる。
Finally, the operation and effect of the seventh example shown in FIG. 7 will be described. On the
つまり、図7において右側に位置している他側伸縮体22bの当接部25bの押圧力を左側の一側伸縮体22aの当接部25aの押圧力よりも強くすることで、変位入力側のアーム部54の荷重点である下端54b側を右方向へと変位させることができる。
That is, by making the pressing force of the
変位入力側のアーム部54の下端54b側を右方向に変位させると、これと連結されている変位出力側のアーム部55の先端55bは、Z軸方向である非
線形の上昇方向へとその変位量を拡大させて変位することになる。
When the
このため、変位入力側のアーム部54の上端54a側に与えられた非線形の変位量は、変位出力側のアーム部55の先端55b側に昇降体64を含む直動システムのもとで取り付けられている電気計測プローブPに対し、高い剛性のもとでZ軸方向への拡大された線形の変位量として付与することができることになる。
For this reason, the nonlinear displacement amount given to the
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な内容はこれに限定されるものではない。例えば、基台部12は、位置固定タイプのものであってもよい。また、移動体5は、X−Y軸方向を含む所定方向への移動を自在に配設するものであればよい。また、図1に示す例においては、支点部15bと支点部15cとのそれぞれを軸支構造としたり、支軸部63を支点部とすることで相互を連結することもできる。また、アーム体32を構成するアーム部33は、変位入力側のアーム部と変位出力側のアーム部との間にさらに1以上のアーム部を介在させるものであってもよい。
The above is the description of the present invention based on the illustrated example, and the specific content is not limited to this. For example, the
また、図3に示す例においては、支点部15bを軸支構造により連結したり、平行リンクを上側アーム片部36と下側アーム片部37との2本構成ではなく、さらに1本以上を加えた3本以上の構成とすることもできる。このような平行リンクについては、図4〜図6に示す平行リンクについても適用することができる。
Moreover, in the example shown in FIG. 3, the
さらに、図7に示す例においては、一側伸縮体22aと他側伸縮体22bとのそれぞれの基端部23a,23bの底面側に左側のものは右側方向へと、右側のものは左側方向へと押し出すことができる予圧を加えておくことにより、計測時における電気計測用プローブPに対しより好ましい剛性を付与することができるようにしておくこともできる。
Further, in the example shown in FIG. 7, the left one is on the right side and the right one is on the left side of the bottom surface side of each of the
本発明に用いられる伸縮体22としては、圧電素子を好適に用いることができるものの、例えば磁歪素子や電動機を利用して伸縮制御できる構造を備えているものであってもよい。
As the
11 電気計測プローブ用変位拡大機構
12 基台部
13(13a〜13f)支点部
22 伸縮体
22a 一側伸縮体
22b 他側伸縮体
23,23a,23b 基端部
24,24a,24b 変位端
25,25a,25b 当接部
32 アーム体
33 アーム部
34 変位入力側のアーム部
34a 一端部
34b 他端部
35 変位出力側のアーム部
35a 一端部
35b 他端部
36 上側アーム片部
36a 一端部
36b 他端部
37 下側アーム片部
37a 一端部
37b 他端部
38 縦側アーム片部
38a 上端部
38b 下端部
44 変位入力側のアーム部
45 水平片部
45a 開放端
46 斜行片部
46a 開放端
47 変位出力側のアーム部
48 上側アーム片部
48a 基端
48b 先端
49 下側アーム片部
49a 基端
49b 先端
50 縦側アーム片部
50a 上端部
50b 下端部
54 変位入力側のアーム部
54a 上端
54b 下端
55 変位出力側のアーム部
55a 基端
55b 先端
56 コーナー部
57 変位出力端
61 直動レール
62 直動ブロック
63 支軸部
64 昇降体
P 電気計測プローブ
DESCRIPTION OF
Claims (14)
電気計測プローブが取り付けられる前記変位出力端側へは、前記アーム体を介してZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在としたことを特徴とする電気計測プローブ用変位拡大機構。 A base portion, a telescopic body that is provided with a contact portion that abuts against a mating member and acts as a force point at a displacement end that is a free end thereof, and the base portion side is freely arranged to control expansion and contraction, and the expansion and contraction In response to a pressing force from the abutting portion of the body, each fulcrum portion interposed at a necessary location including the base portion is transmitted to the displacement output end side in order to enlarge and transmit the displacement amount in the Z-axis direction. It is comprised at least with the arm body as the counterpart material connected through
A displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe, characterized in that an enlarged displacement amount in the Z-axis direction can be freely given to the displacement output end side to which the electric measurement probe is attached via the arm body.
これら各アーム部は、介在させた前記支点部を介して荷重点側への変位量の出力を自在に配設され、
変位出力側の前記アーム部の荷重点である前記変位出力端への前記電気計測プローブの連結を自在とした請求項1ないし3にいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm body includes a displacement input side arm portion that receives a pressing force from the expansion and contraction body, and a displacement output side arm that finally transmits a displacement amount in the Z-axis direction to the displacement output end side. And a plurality of arm portions that are integrally connected to each other,
Each of these arm portions is freely arranged to output a displacement amount to the load point side through the interposed fulcrum portion,
The displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the electric measurement probe can be freely connected to the displacement output end which is a load point of the arm portion on the displacement output side.
変位入力側の前記アーム部は、長さ方向での一端部が伸縮体の前記当接部と当接し、該当接部寄りの略中間位置に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、その荷重点である他端部に介在させた支点部を介して変位出力側の前記アーム部の一端部側と連結され、
変位出力側の前記アーム部は、その略中間位置に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、荷重点である前記変位出力端としての他端部側への前記電気計測プローブの連結を自在に形成した請求項1ないし4のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm body includes the displacement input side arm portion positioned below, and the displacement output side arm portion positioned above the arm portion,
The arm portion on the displacement input side has one end portion in the length direction in contact with the contact portion of the expansion / contraction body, and the base portion side via a fulcrum portion interposed at a substantially intermediate position near the contact portion. And is connected to one end side of the arm part on the displacement output side through a fulcrum part interposed at the other end which is the load point,
The arm part on the displacement output side is connected to the base part side via a fulcrum part interposed at a substantially intermediate position, and the electric measurement to the other end part side as the displacement output end which is a load point. The displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the probe is freely connected.
変位入力側の前記アーム部は、長さ方向での一端部側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、前記一端部寄りの中間位置が伸縮体の前記当接部と当接し、荷重点である他端部側に介在させた支点部を介して変位出力側の前記アーム部の一端部寄りの中間位置と連結され、
変位出力側の前記アーム部は、その前記一端部側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、荷重点である前記変位出力端としての他端部側への前記電気計測プローブの連結を自在に形成した請求項1ないし4のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm body includes the displacement input side arm portion positioned below, and the displacement output side arm portion positioned above the arm portion,
The arm portion on the displacement input side is connected to the base portion side via a fulcrum portion interposed on one end portion side in the length direction, and an intermediate position near the one end portion is the contact portion of the expansion / contraction body Is connected to an intermediate position near one end portion of the arm portion on the displacement output side via a fulcrum portion interposed on the other end side which is a load point,
The arm portion on the displacement output side is connected to the base portion side via a fulcrum portion interposed on the one end portion side, and the electric power to the other end portion side as the displacement output end which is a load point. 5. A displacement enlarging mechanism for an electric measurement probe according to claim 1, wherein the measurement probe is freely connected.
変位入力側の前記アーム部は、長さ方向での一端部に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、その略中間位置が伸縮体の前記当接部と当接し、荷重点である他端部に介在させた支点部を介して変位出力側のアーム部側に連結され、
変位出力側の該アーム部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、他端側に介在させた支点部を介して略直進するZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在とした前記変位出力端側への前記電気計測プローブ側の連結を自在に形成した請求項1ないし4のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm body is composed of the arm portion on the displacement input side positioned above, and the arm portion on the displacement output side which is positioned below the arm portion and forms a parallel link as a whole.
The arm part on the displacement input side is connected to the base part side via a fulcrum part interposed at one end part in the length direction, and its substantially intermediate position abuts against the abutting part of the telescopic body, It is connected to the arm part side on the displacement output side through a fulcrum part interposed at the other end part which is a load point,
The arm portion on the displacement output side is connected to the base portion side via a fulcrum portion interposed on one end side, and expands in the Z-axis direction substantially straight forward via a fulcrum portion interposed on the other end side. The displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 4, wherein a connection on the electric measurement probe side to the displacement output end side that can freely give the displacement amount is formed freely.
その一端寄りに介在させた支点部を介して変位入力側の前記アーム部側と連結される前記上側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して前記縦側アーム片部の上端部とそれぞれが連結され、前記下側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して縦側アーム片部の下端部とそれぞれが連結され、
該縦側アーム片部の前記下端部をその荷重点である前記変位出力端として前記電気計測プローブ側と連結させる請求項7に記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm part on the displacement output side is composed of an upper arm piece part, a lower arm piece part and a vertical arm piece part forming the parallel link,
The upper arm piece connected to the arm side on the displacement input side via a fulcrum part interposed near one end is connected to the base part and the other end via a fulcrum part interposed on one end side. The upper arm part of the vertical arm piece part is connected to each other via a fulcrum part interposed on the side, and the lower arm piece part is connected to the base part via a fulcrum part interposed on one end side, The lower end of the longitudinal arm piece is connected to each other through a fulcrum part interposed on the other end side,
The displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to claim 7, wherein the lower end portion of the vertical arm piece is connected to the electric measurement probe side as the displacement output end that is a load point.
変位入力側の前記アーム部は、前記水平片部の長さ方向での一端側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、前記一端寄りの位置が伸縮体の前記当接部と当接し、荷重点である前記斜行片部の開放端側に介在させた支点部を介して変位出力側の前記アーム部の一端寄りと連結され、
変位出力側の前記アーム部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、他端側に介在させた支点部を介して略直進するZ軸方向での拡大された変位量の付与を自在とした前記変位出力端側への前記電気計測プローブの連結を自在に形成した請求項1ないし4のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm body includes a horizontal piece portion located above, an arm portion on a displacement input side composed of a skew piece piece forwardly inclined from the open end side of the horizontal piece portion, and a position below the arm portion. It is composed of the arm part on the displacement output side that forms a parallel link in its entirety,
The arm portion on the displacement input side is connected to the base portion side via a fulcrum portion interposed at one end side in the length direction of the horizontal piece portion, and the position near the one end is the contact of the telescopic body. Abutting against the contact portion, and connected to one end of the arm portion on the displacement output side through a fulcrum portion interposed on the open end side of the skew piece as a load point;
The arm part on the displacement output side is connected to the base part side via a fulcrum part interposed on one end side, and expands in the Z-axis direction substantially straight forward via the fulcrum part interposed on the other end side. The displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 4, wherein the electric measurement probe is freely connected to the displacement output end side to which the displacement amount can be applied.
前記斜行片部の開放端側に介在させた支点部を介して連結される前記上側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して前記縦側アーム片部の上端部とそれぞれが連結され、前記下側アーム片部は、一端側に介在させた支点部を介して前記基台部と、他端側に介在させた支点部を介して縦側アーム片部の下端部とそれぞれが連結され、
該縦側アーム片部の前記下端部をその荷重点である前記変位出力端として前記電気計測プローブ側と連結させる請求項9に記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm part on the displacement output side is composed of an upper arm piece part, a lower arm piece part and a vertical arm piece part forming the parallel link,
The upper arm piece connected via a fulcrum part interposed on the open end side of the skewing piece part is interposed on the base part and the other end side via a fulcrum part interposed on one end side. The upper arm portion is connected to the upper end portion of the vertical arm piece portion via the fulcrum portion, and the lower arm piece portion is connected to the base portion and the other end side via the fulcrum portion interposed on one end side. The lower end of the vertical arm piece is connected to each other through a fulcrum part interposed between
The displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to claim 9, wherein the lower end portion of the vertical arm piece portion is connected to the electric measurement probe side as the displacement output end which is a load point.
これら各アーム部が相互に連結されたコーナー部に介在させた支点部を介して前記基台部側と連結され、
前記伸縮体は、変位入力側のアーム部の前記上端部の一方の側にその当接部を当接させた一側伸縮体と、前記上端部の他方の側にその当接部を当接させた他側伸縮体とで構成され、
これら一側伸縮体と他側伸縮体とから変位入力側のアーム部の前記上端部に対し各別に付与される押圧力の程度に応じて、変位させられる前記下端部の変位量を拡大して出力する変位出力側の前記アーム部の他端部を、その荷重点である前記変位出力端として前記電気計測プローブ側と連結させる請求項1ないし3のいずれかに記載の電気計測プローブ用変位拡大機構。 The arm body is a displacement output as a lateral side in which one end portion is connected to the lower end portion serving as a load point of the arm portion, and the arm portion on the displacement input side as a vertical side having an upper end portion as an open end. The arm part on the side is configured to have a substantially L shape,
These arm parts are connected to the base part side via a fulcrum part interposed in the corner part connected to each other,
The expansion / contraction body has a one-side expansion / contraction body in which the contact portion is in contact with one side of the upper end portion of the arm portion on the displacement input side, and the contact portion is in contact with the other side of the upper end portion. It is composed of the other side stretchable body,
The displacement amount of the lower end portion to be displaced is increased according to the degree of pressing force separately applied to the upper end portion of the arm portion on the displacement input side from the one side elastic body and the other side elastic body. The displacement expansion for the electric measurement probe according to any one of claims 1 to 3, wherein the other end portion of the arm portion on the displacement output side to be output is connected to the electric measurement probe side as the displacement output end which is the load point. mechanism.
14. A substrate inspection apparatus, comprising the displacement magnifying mechanism for an electric measurement probe according to any one of claims 1 to 13 with respect to the movable body arranged in the apparatus main body.
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