JP6168384B2 - チャック及び処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、主要には、細長状の処理対象物を掴んで固定するチャックに関する。

従来から、集積回路や回路基板が有する回路パターンが設計通りに完成しているかを検査することが行われる。この検査は、通電検査用の接触子を、集積回路等の表面に沿って移動させたり、表面に設定される複数の検査点にそれぞれ対応する複数の接触子を導通接触させたりすることにより行われる。

この通電検査用の接触子は、高い弾性特性を発揮できるように、スプリング構造を有することが好ましい。特許文献１は、スプリング構造を有する通電検査用の接触子を製造する方法を開示する。

特許文献１では、極細の心材の外周に、金メッキ層、Ｎｉ電鋳層、及びレジスト層を形成する。次に、このレジスト層に螺旋状にレーザを照射して、照射部分のレジスト層を除去する。次に、エッチングを行って、レジスト層が除去された部分のＮｉ電鋳層を除去し、その後に心材を除去する。これにより、Ｎｉ電鋳層から構成され、金メッキ層が内面に形成されたスプリング部材を製造することができる。

特許第４５７２３０３号公報

ところで、特許文献１では、処理対象物を回転させながらレーザ装置を上下に移動させることで螺旋状の溝部を形成する方法が記載されている。しかし、特許文献１では、レーザを照射する間、処理対象物をどのように固定するかまでは記載されていない。

また、処理対象物へのレーザの照射は、通常は１本毎に行う必要がある。従って、処理対象物を固定する処理及びレーザの照射後に固定を解除する処理は、頻繁に行う必要がある。従って、作業効率を向上させるために、これらの処理を簡単に行うことができる露光装置が望まれていた。

なお、これらの課題は、露光装置に限られず、細長状の処理対象物を取り扱う処理装置全般に共通するものである。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、処理対象物の固定及び解除を簡単に行うことができるチャック及び処理装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、細長状の部材を処理対象物とし、当該処理対象物を挟んで固定するチャックにおいて、以下の構成が提供される。即ち、チャックは、第１部材と、第２部材と、弾性体と、を備える。前記第１部材は、前記処理対象物の長手方向で見たときに互いに向かい合うように配置された２つの対向部分を少なくとも有する。前記第２部材は、２つの前記対向部分の間に配置されている。前記弾性体は、前記処理対象物を弾性力により固定する。前記第１部材の一方の前記対向部分と前記第２部材との間に前記処理対象物が挟み込まれるとともに、前記第１部材の他方の前記対向部分と前記第２部材とが前記弾性体で連結されていることで、前記第１部材の一方の前記対向部分と前記第２部材との間に前記処理対象物を弾性力により挟み込んで固定可能である。前記弾性体に力を加えて変形させることで、弾性力により前記処理対象物を固定する状態から、前記処理対象物に弾性力が掛からない状態に切替可能である。前記処理対象物の固定状態と解除状態とを切り替える際に、前記第２部材が位置を変えずに前記第１部材が位置を変える

これにより、弾性体を変形させるだけで処理対象物の固定を解除して処理対象物を取り外すことができるチャックが実現できる。そのため、このチャックが取り付けられた処理装置を用いることで、作業者の手間を減らし、作業効率を向上させることができる。

前記のチャックにおいては、前記第１部材は、２つの前記対向部分の端部同士を連結する部分を有しており、前記処理対象物の長手方向に垂直な平面で切った断面が略Ｕ字状であることが好ましい。

これにより、第１部材を押圧するだけで、処理対象物の固定を解除して処理対象物を取り外すことができる。つまり、簡単かつ素早い動作で作業を行うことができるので、作業効率を一層向上させることができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の処理装置が提供される。即ち、この処理装置は、ベース部と、チャック取付部と、前記のチャックと、を備える。前記チャック取付部は、前記ベース部に取り付けられる。また、前記チャック取付部と前記チャックとが磁力により固定される。

これにより、工具を用いることなくチャックを交換することができる。従って、作業者の手間を減らし、作業効率を一層向上させることができる。

前記の処理装置においては、前記チャック取付部と前記チャックのうち、一方が磁石を備え、他方が磁性を有する固定具を備えることが好ましい。

これにより、固定具に、部材を固定する機能だけでなく、チャックを取り付ける機能を持たせることができるので、部品点数を削減できる。

前記の処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記処理対象物の表面にはレジスト層が形成されている。処理装置は、前記チャックに固定された前記処理対象物に光を照射する露光部を備える。

これにより、チャックに固定された処理対象物を露光して、処理対象物が所望の形状となるようにすることができる。

前記の処理装置においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記チャックは、前記処理対象物の長手方向を回転軸方向として回転可能である。前記チャック又は前記露光部は、前記処理対象物の長手方向に移動可能である。

これにより、処理対象物を回転させながら、かつ、チャック又は露光部を移動させながら光を照射することで、螺旋状の溝を形成することができる。

前記の処理装置においては、前記処理対象物は、スプリング構造を有する通電検査用の接触子を作成するための部材であることが好ましい。

これにより、作業効率の高い方法で、通電検査用の接触子を作成することができる。

前記の処理装置においては、前記チャックは、前記処理対象物の両端に配置されていることが好ましい。

このように処理対象物の両端を固定する場合、処理対象物を固定する作業をより多く行う必要がある。この点、本願の構成は処理対象物を簡単に固定できるので、本願の効果を一層有効に発揮させることができる。

通電検査用の接触子を製造する工程の前半部を示す図。 通電検査用の接触子を製造する工程の後半部を示す図。 露光装置の構成を模式的に説明する斜視図。 チャックの平面図及び正面図。 処理対象物を固定するときのチャックの様子を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに、図１及び図２を参照して、通電検査用の接触子を製造する工程について簡単に説明する。図１及び図２は、通電検査用の接触子を製造する工程を示す図である。なお、以下では、各工程を行う対象を「処理対象物１０」と総称する。また、本願の図面では、視認性を向上させるために処理対象物１０を実際よりも太く描いている。

本処理では、心材１１をベースにして処理を行う。心材１１は、５μｍ以上の極細の金属線や樹脂線を用いることができる。金属線としてはステンレス又はアルミニウム等を用いることができ、樹脂線としてはナイロン樹脂又はポリエチレン樹脂等を用いることができる。

初めに、一般的なメッキ処理により、心材１１に金メッキ層１２を形成する（図１を参照、金メッキ層形成処理）。金メッキ層は、０．２μｍから１μｍ程度の厚さであることが好ましい。

次に、所定の洗浄処理を行った後に電鋳処理を行うことにより、金メッキ層１２を覆うようにＮｉ電鋳層１３を形成する（Ｎｉ電鋳層形成処理）。Ｎｉ電鋳層１３は、５μｍから３５μｍの厚さであることが好ましい。

次に、Ｎｉ電鋳層１３を形成した処理対象物１０をフォトレジスト液に所定時間だけ浸漬させることで、レジスト層１４を形成する（レジスト層形成処理）。今回の説明ではポジ型のフォトレジスト液を用いるが、ネガ型のフォトレジスト液を用いても良い。

次に、処理対象物１０に螺旋状にレーザを照射する。具体的には、処理対象物１０を回転させた状態で、露光装置（又は処理対象物１０）を処理対象物１０の長手方向に沿って移動させることで、螺旋状にレーザが照射される。なお、露光装置の詳細は後述する。

そして、処理対象物１０を現像液に浸漬させることで露光部分（螺旋状の部分）のレジスト層１４を除去する。なお、ポジ型ではなくネガ型のフォトレジスト液を用いた場合、螺旋状以外の部分を露光させれば良い。

次に、処理対象物１０にエッチング処理を行うことにより、レジスト層１４に覆われていない部分のＮｉ電鋳層１３を除去して金メッキ層１２を露出させる（図２を参照）。

次に、処理対象物１０を洗浄した後に、処理対象物１０を所定のレジスト層除去液に浸漬させることで、レジスト層１４を除去する（レジスト層除去処理）。その後、例えば超音波洗浄等を行うことにより、螺旋状の溝部分における金メッキ層１２を除去する（金メッキ層除去処理）。

次に、Ｎｉ電鋳層１３の内側に位置している金メッキ層１２を残したまま心材１１のみを除去する（心材除去処理）。心材１１の除去は、例えば心材１１を変形させた後に引き抜く方法や、所定の溶液に心材１１を浸漬させることで、心材１１を溶解させる方法等を採用することができる。これにより、スプリング構造を有する部材（スプリング部材１５）を製造することができる。

次に、スプリング部材１５の内部に導電性の接触ピン（プランジャ）１６を挿入して溶接等により固定することで、スプリング構造を有する通電検査用の接触子１７が完成する（ピン取付処理）。なお、集積回路等には、このスプリング部材１５の先端の尖った部分を接触させる。

次に、処理対象物１０にレーザを照射する露光装置（処理装置）２０について説明する。初めに、図３を参照して、露光装置２０の概要について説明する。図３は、露光装置２０の構成を模式的に説明する斜視図である。

図３に示すように、露光装置２０は、ベース部２１と、チャック取付部２２と、チャック２３と、露光部２４と、を備える。なお、本実施形態では処理対象物の両端を固定するため、ベース部２１、チャック取付部２２、及びチャック２３を上下１組ずつ備える。

ベース部２１は、露光装置２０の上端及び下端に配置される。それぞれのベース部２１には、チャック取付部２２が取り付けられている。具体的には、上端に配置されるベース部２１には、下面にチャック取付部２２が取り付けられており、下端に配置されるベース部２１には、上面にチャック取付部２２が取り付けられている。

チャック取付部２２は、チャック２３を取り付けるための部材である。チャック取付部２２は、取り付けたチャック２３を鉛直方向（処理対象物１０の長手方向）を回転軸として回転させることができる。

チャック２３は、チャック取付部２２に着脱可能に取り付けられている。チャック２３は、処理対象物１０を保持可能に構成されている。なお、チャック２３の詳細な形状については後述する。

以上の構成により、チャック取付部２２がチャック２３を回転させることで、処理対象物１０を、鉛直方向を回転軸方向として、回転させることができる。

露光部２４は、レーザ（光）を発生させて処理対象物１０に照射することができる。処理対象物１０のレジスト層を露光させることができればレーザの種類は任意であり、例えば半導体レーザやエキシマレーザを用いることができる。

また、露光部２４は、第１筐体２４ａと、第１支持部２４ｂと、第２筐体２４ｃと、第２支持部２４ｄと、を備えている。

第１筐体２４ａはレーザを発生させて照射することができる。また、第１筐体２４ａは、第１支持部２４ｂに支持されており、図略の制御部の制御により、鉛直方向（処理対象物１０の長手方向）に移動することができる。

第２筐体２４ｃは、第１筐体２４ａが照射したレーザを受け止める。また、第２筐体２４ｃは、第２支持部２４ｄに支持されており、制御部の制御により、第１筐体２４ａと一体的に鉛直方向に移動することができる。

以上の構成により、チャック取付部２２がチャック２３を回転させて処理対象物１０を回転させた状態で、第１筐体２４ａ及び第１支持部２４ｂが鉛直方向に移動しながらレーザを照射することで、処理対象物１０に螺旋状の溝部を形成することができる。なお、ポジ型ではなくネガ型のフォトレジスト液を用いた場合、同様にして、螺旋状の溝部以外の部分を露光させれば良い。

次に、チャック２３の詳細な形状について図４及び図５を参照して説明する。図４は、チャック２３の平面図及び正面図である。図５は、処理対象物１０を固定するときのチャック２３の様子を示す図である。なお、以下の説明では、チャック２３のうちチャック取付部２２側を基端側と称し、その反対側を先端側と称する。

図４に示すように、チャック２３は、基端部４０と、先端部５０と、から構成されている。基端部４０は、基端側に位置する部分である。基端部４０は、筒状部材４１と、固定具４２と、を備えている。

筒状部材４１は、円筒状の部材である。固定具４２は、筒状部材４１に挿入して固定される。また、固定具４２の少なくとも頭部は磁性を有している。

チャック２３は、この固定具４２の頭部を用いてチャック取付部２２に取り付けられる。具体的には、チャック取付部２２は、基端部４０を挿入可能に構成されており、固定具４２の頭部と接触する位置に磁石２２ａを備えている。この構成により、チャック取付部２２は、磁力によりチャック２３を保持することができる。

なお、本実施形態では、チャック取付部２２側が磁石を備える構成であるが、チャック２３側が磁石を備えていても良いし、両方が磁石を備えていても良い。また、チャック２３は、磁石２２ａと接触する位置に、磁性を有する部材が配置されていれば良いので、固定具４２以外の部材によりチャック取付部２２に取り付けられる構成であっても良い。

このように、磁石を用いてチャック２３を取り付ける本実施形態の構成は、ネジ溝等を利用してチャックを回して固定する構成と比較して、素早くかつ簡単にチャック２３を取外しできる。従って、チャック２３を交換する際に掛かる時間及び手間を大幅に低減することができる。

先端部５０は、基端部４０よりも先端側に位置し、チャック取付部２２に取り付けたときに当該チャック取付部２２の外部に露出する部分である。先端部５０は、挿入孔５１と、キャピラリ５２と、小径部（第２部材）５３と、Ｕ字部材（第１部材）５４と、バネ（弾性体）５５と、を備える。

挿入孔５１は、先端部５０の先端側から基端側に向けて形成された孔である。この挿入孔５１には、キャピラリ５２が挿入されている。キャピラリ５２は、例えばセラミック製の筒状の部材であり、処理対象物１０を挿入可能に構成されている。キャピラリ５２は、例えば処理対象物１０の直径に応じて交換可能である。

小径部５３は、先端部５０の中央より基端側の部分であり、図５の断面図に示すように、断面が矩形状である。小径部５３は、先端部５０の他の部分よりも断面積が小さく、図４（ｂ）における上側の面（接触面５３ａ）を、チャック２３の中心軸が通るようになっている。小径部５３には、小径部５３を覆うようにＵ字部材５４が取り付けられている（図５の断面図を参照）。

Ｕ字部材５４は、断面がＵ字状の部材である。言い換えれば、Ｕ字部材５４は、向かい合うように配置された２つの部分と、これらの部分の端部同士を連結する部分と、から構成される。Ｕ字部材５４は、この向かい合うように配置された２つの部分で小径部５３を挟むように配置されている。

バネ５５は、小径部５３とＵ字部材５４とを接続するように取り付けられている。具体的にバネ５５は、Ｕ字部材５４が小径部５３の接触面５３ａに接触するように、Ｕ字部材５４を付勢する。従って、外力が掛かっていない場合、Ｕ字部材５４は、接触面５３ａと接触する（図５（ａ）を参照）。この状態から図５（ａ）の矢印の方向に力を加えることで、バネ５５が縮んで、接触面５３ａの反対側の面とＵ字部材５４とが接触する（図５（ｂ）を参照）。なお、外力及びバネの弾性力により位置を変えるのはＵ字部材５４だけであり、小径部５３の位置は変わらない。

次に、チャック２３に処理対象物１０を固定する方法及び固定を解除する方法を説明する。

初めに、作業者は、Ｕ字部材５４に力を加えることで、接触面５３ａからＵ字部材５４を離す。そして、挿入孔５１（キャピラリ５２）に処理対象物１０を挿入する。その後、作業者は、Ｕ字部材５４から手を離す。これにより、接触面５３ａとＵ字部材５４とで処理対象物１０を固定することができる。

なお、本実施形態では、処理対象物１０の両端を固定する構成なので、処理対象物１０の両端に対して上記の処理を行う。なお、処理対象物１０の両端を固定する構成は必須ではなく、処理対象物１０の大きさ等により一方のチャックを省略することができる。

一方、作業者は、処理対象物１０の固定を解除する場合、Ｕ字部材５４に力を加えることで、接触面５３ａからＵ字部材５４を離す。その後、作業者は、処理対象物１０を抜き取った後に、Ｕ字部材５４から手を離す。

このように、本実施形態では、作業者が片手でＵ字部材５４に力を加えるだけで、処理対象物１０の固定及び解除を行うことができる。特に、Ｕ字部材５４はチャック２３の表面に配置されているので、作業性も良好である。

以上に説明したように、本実施形態では、チャック２３は、細長状の部材を処理対象物１０とし、当該処理対象物１０を挟んで固定する。また、チャック２３は、バネ５５を有し、バネ５５に力を加えて変形させることで、弾性力により処理対象物１０を固定可能な状態（図５（ａ））から、処理対象物１０に弾性力が掛からない状態（図５（ｂ））に切替可能である。

これにより、バネ５５を変形させるだけで処理対象物１０の固定を解除して処理対象物を取り外すことができる露光装置２０が実現できる。そのため、作業者の手間を減らし、作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態のチャック２３は、Ｕ字部材５４と、小径部５３と、を備える。Ｕ字部材５４は、断面が略Ｕ字状である。小径部５３は、Ｕ字部材５４の向かい合う２つの部材の間に配置される。バネ５５の弾性力によりＵ字部材５４と小径部５３との間に処理対象物１０を固定する。

これにより、Ｕ字部材５４を押圧するだけで、処理対象物１０の固定を解除して処理対象物１０を取り外すことができる。つまり、簡単かつ素早い動作で作業を行うことができるので、作業効率を一層向上させることができる。

また、本実施形態の露光装置２０においては、チャック取付部２２とチャック２３とが磁力により固定される。

これにより、工具を用いることなくチャック２３を交換することができる。従って、作業者の手間を減らし、作業効率を一層向上させることができる。

また、本実施形態の露光装置２０においては、チャック取付部２２とチャック２３のうち、一方（チャック取付部２２）が磁石を備え、他方（チャック２３）が磁性を有する固定具４２を備える。

これにより、固定具４２に、部材を固定する機能だけでなく、チャック２３を取り付ける機能を持たせることができるので、部品点数を削減できる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態で説明した露光装置２０は、例示であり、部材の形状等を適宜変更することができる。例えば、バネ５５を弾性変形させることで処理対象物１０を固定できる構成であれば、Ｕ字以外の部材を用いることができる。また、バネ５５の位置を、接触面５３ａとＵ字部材５４の間に配置することもできる。

上記実施形態では、弾性体としてバネを利用した構成を説明したが、弾性力により処理対象物１０を固定できればバネに限られず、例えばゴムを用いることができる。

上記実施形態では、通電検査用の接触子を処理対象物１０としたが、細長状の部材であれば、他の処理対象物にも本発明を適用することができる。

上記実施形態では、スプリング部材１５の両端をチャック２３により固定する構成であるが、スプリング部材１５の片側（例えば鉛直方向上側）のみをチャック２３により固定することもできる。

上記実施形態では、チャック２３を備える処理装置として、露光装置２０を例に挙げて説明したが、露光装置２０以外にも本願のチャック２３を適用することができる。例えば、図１及び図２で示す各処理（例えばエッチング処理）において、処理対象物１０を掴んで移動させる装置にチャック２３を採用することができる。

１０ 処理対象物
２０ 露光装置（処理装置）
２１ ベース部
２２ チャック取付部
２３ チャック
２４ 露光部
４１ 筒状部材
４２ 固定具
５１ 挿入孔
５２ キャピラリ
５３ 小径部（第２部材）
５４ Ｕ字部材（第１部材）
５５ バネ（弾性体）

Claims (8)

1. 細長状の部材を処理対象物とし、当該処理対象物を挟んで固定するチャックにおいて、
   前記処理対象物の長手方向で見たときに互いに向かい合うように配置された２つの対向部分を少なくとも有する第１部材と、
   ２つの前記対向部分の間に配置されている第２部材と、
   前記処理対象物を弾性力により固定する弾性体と、
   を備え、
   前記第１部材の一方の前記対向部分と前記第２部材との間に前記処理対象物が挟み込まれるとともに、前記第１部材の他方の前記対向部分と前記第２部材とが前記弾性体で連結されていることで、前記第１部材の一方の前記対向部分と前記第２部材との間に前記処理対象物を弾性力により挟み込んで固定可能であり、
   前記弾性体に力を加えて変形させることで、弾性力により前記処理対象物を固定する固定状態から、前記処理対象物に弾性力が掛からない解除状態に切替可能であり、
   前記処理対象物の固定状態と解除状態とを切り替える際に、前記第２部材が位置を変えずに前記第１部材が位置を変えることを特徴とするチャック。
2. 請求項１に記載のチャックであって、
   前記第１部材は、２つの前記対向部分の端部同士を連結する部分を有しており、前記処理対象物の長手方向に垂直な平面で切った断面が略Ｕ字状であることを特徴とするチャック。
3. ベース部と、
   前記ベース部に取り付けられるチャック取付部と、
   前記チャック取付部に取り付けられる請求項１又は２に記載のチャックと、
   を備える処理装置であって、
   前記チャック取付部と前記チャックとが磁力により固定されることを特徴とする処理装置。
4. 請求項３に記載の処理装置であって、
   前記チャック取付部と前記チャックのうち、一方が磁石を備え、他方が磁性を有する固定具を備えることを特徴とする処理装置。
5. 請求項３又は４に記載の処理装置であって、
   前記処理対象物の表面にはレジスト層が形成されており、
   前記チャックに固定された前記処理対象物に光を照射する露光部を備えることを特徴とする処理装置。
6. 請求項５に記載の処理装置であって、
   前記チャックは、前記処理対象物の長手方向を回転軸方向として回転可能であり、
   前記チャック又は前記露光部は、前記処理対象物の長手方向に移動可能であることを特徴とする処理装置。
7. 請求項３から６までの何れか一項に記載の処理装置であって、
   前記処理対象物は、スプリング構造を有する通電検査用の接触子を作成するための部材であることを特徴とする処理装置。
8. 請求項３から７までの何れか一項に記載の処理装置であって、
   前記チャックは、前記処理対象物の両端に配置されていることを特徴とする処理装置。

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