JP7007232B2

JP7007232B2 - 試験用キャリア

Info

Publication number: JP7007232B2
Application number: JP2018091987A
Authority: JP
Inventors: 和成菅; 大介高野; 道郎千葉; 洋司荻野; 聡花村
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2038-05-11
Also published as: JP2019197013A

Description

本発明は、圧力センサを試験するために、当該圧力センサを収容した状態で搬送される試験用キャリアに関するものである。

圧力を調整可能なチャンバ内に圧力センサを収容し、圧力センサの温度を制御しながら当該圧力センサを試験する装置が知られている（例えば非特許文献１参照）。

インタネット＜ＵＲＬ：https://www.advantest.com/ja/products/leading-edge-products/ha7200＞

圧力センサの試験は、複数の温度条件（例えば、高温、低温、常温の３つの温度条件）で行なわれる。そのため、上記の試験装置を用いる場合には、異なる温度条件に設定された複数の試験装置を用意しておき、当該複数の試験装置のチャンバから圧力センサを出し入れする必要があり、試験工程の生産性が劣ってしまう、という問題ある。

本発明が解決しようとする課題は、圧力センサの試験工程の生産性向上を図ることが可能な試験用キャリアを提供することである。

［１］本発明に係る試験用キャリアは、圧力センサを収容した状態で搬送される試験用キャリアであって、前記圧力センサを収容する少なくとも一つのチャンバと、前記チャンバ内に設けられ、前記圧力センサが電気的に接続されるソケットと、配管を介して前記チャンバに連通した外部接続口と、前記ソケットに対向するように前記チャンバ内に配置され、前記圧力センサに接触する接触部を有する熱伝導部材と、を備えた試験用キャリアである。

［２］上記発明において、前記試験用キャリアは、個別に仕切られた複数の前記チャンバを備えており、前記外部接続口は、前記配管を介して、複数の前記チャンバに連通していてもよい。

［３］上記発明において、前記試験用キャリアは、前記ソケットが実装された配線板と、前記配線板に実装され、前記配線板の配線パターンを介して前記ソケットに電気的に接続されたコネクタと、を備えてもよい。

［４］上記発明において、前記熱伝導部材は、外部に露出している露出部を有してもよい。

［５］上記発明において、前記試験用キャリアは、前記圧力センサの温度を測定する温度センサを備えてもよい。

［６］上記発明において、前記試験用キャリアは、相互に重なることで前記チャンバを形成するベース部材とカバー部材を備え、前記ベース部材は、前記ソケットが実装された前記配線板と、前記配線板上に設けられ、前記ソケットを前記チャンバ内に露出させる第１の開口を有する第１のチャンバ形成部材と、を含み、前記カバー部材は、前記熱伝導部材と、前記熱伝導部材の前記接触部を前記チャンバ内に露出させる第２の開口を有し、前記第１のチャンバ形成部材に重ねられた第２のチャンバ形成部材と、を含み、前記ベース部材又は前記カバー部材は、前記チャンバに対応するように前記第１及び前記第２のチャンバ形成部材の間に介装された環状のシール部材を含んでもよい。

［７］上記発明において、前記試験用キャリアは、相互に重ねられた前記ベース部材と前記カバー部材を着脱可能に固定するロック機構を備えてもよい。

本発明によれば、試験用キャリアが、チャンバ、ソケット、外部接続口、及び、熱伝導部材を備えている。このため、試験用キャリアに圧力センサを収容したままの状態で、当該圧力センサに対して複数の試験を実行することができるので、圧力センサの試験工程の生産性向上を図ることができる。

図１は、本発明の実施形態における試験用キャリアを示す斜視図である。図２は、本発明の実施形態における試験用キャリアを開いた状態を示す斜視図である。図３は、本発明の実施形態における試験用キャリアの断面図であり、図１のIII-III線に沿った断面図である。図４は、本発明の実施形態における試験用キャリアの分解断面図である。図５は、本発明の実施形態における試験用キャリアを用いた試験工程を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態における試験用キャリアを示す斜視図、図２は本実施形態における試験用キャリアを開いた状態を示す斜視図、図３は本実施形態における試験用キャリアの断面図、図４は本実施形態における試験用キャリアの分解断面図、図５は本実施形態における試験用キャリアを用いた試験工程を示す概略図である。

本実施形態における試験用キャリア１は、圧力センサ９０の性能を試験する際に、当該圧力センサ９０を収容したままの状態で搬送されるキャリアであり、後述するように、この試験用キャリア１に圧力センサ９０を収容したままの状態で、当該圧力センサ９０の試験が実行される。試験対象である圧力センサ９０の具体例としては、例えば、ダイアフラム上にピエゾ抵抗を形成した半導体圧力センサ等を例示することができる。

試験用キャリア１は、図１～図４に示すように、ベース部材１０とカバー部材５０を備えている。この試験用キャリア１は、ベース部材１０とカバー部材５０とを相互に重ね合わせることで、圧力センサ９０をそれぞれ収容可能な複数のチャンバ５を形成するように構成されている。なお、本実施形態では、試験用キャリア１が４つのチャンバ５を有しているが（図２参照）、試験用キャリアが有するチャンバの数は特にこれに限定されず、例えば、試験用キャリアがチャンバを１つだけ有していてもよい。

ベース部材１０は、圧力センサ９０を保持する部材である。このベース部材１０は、支持部材２０と、配線板３０と、下側チャンバ形成部材４０と、を備えている。本実施形態における下側チャンバ形成部材４０が、本発明における第１のチャンバ形成部材の一例に相当する。

支持部材２０は、配線板３０を支持する板状の部材である。この支持部材２０の２箇所の角部に位置決めピン２１がそれぞれ設けられている。この位置決めピン２１がカバー部材５０の位置決め孔６１（後述）と嵌合することで、カバー部材５０がベース部材１０に対して位置決めされるように構成されている。

また、この支持部材２０の端部（図中左側の端部）からレバー２２が突出していると共に、当該支持部材２０の上面からロック爪２３が突出している。全てのロック爪２３は、支持部材２０の内部でレバー２２に連結されており、レバー２２を引くことでロック爪２３が図中左方向にスライドするように構成されている。このロック爪２３は、スライド動作に伴ってカバー部材５０のロック溝６２（後述）に係止するように構成されている。ベース部材１０は合計８つのロック爪２３を有しており、一つの下側チャンバ形成部材４０に対して２つのロック爪２３が割り当てられている。これにより、チャンバ５内に圧力を印加した際に支持部材２０やカバー部材５０に生じる応力を分散することができる。

配線板３０は、４つのチャンバ５にそれぞれ対応するように配置された４つのソケット３１を有している。なお、ソケット３１の数は、特にこれに限定されず、試験用キャリア１が有するチャンバ５の数に応じて設定される。それぞれのソケット３１は、圧力センサ９０の端子に電気的に接触する接触子３２を有している。こうした接触子３２の具体例としては、例えば、ポゴピンや異方導電性ゴム等を例示することができる。また、このソケット３１の中央には、圧力センサ９０の温度を測定するための温度センサ３３が配置されている。ソケット３１を別のソケットに交換することで、圧力センサ９０とは異なる品種の圧力センサの試験に対して、同一の試験用キャリアを用いることができる。

配線板３０の端部（図中右側の端部）にはコネクタ３４が実装されている。ソケット３１の接触子３２及び温度センサ３３は、配線板３０が有する配線パターン３５を介して、コネクタ３４に電気的に接続されている。後述するように、このコネクタ３４には、圧力センサ９０を試験するための試験装置１００が、相手方コネクタ１１１を介して接続される（図５参照）。

この配線板３０上には、４つのソケット３１に対応するように、４つの下側チャンバ形成部材４０が設けられている。この下側チャンバ形成部材４０は、カバー部材５０の上側チャンバ形成部材７０（後述）と合わさることで、チャンバ５を形成する部材である。それぞれの下側チャンバ形成部材４０の中央部には開口４１が形成されており、この開口４１を介してソケット３１がチャンバ５内に露出している。本実施形態における下側チャンバ形成部材４０の開口４１が、本発明における第１の開口の一例に相当する。

また、上側チャンバ形成部材７０のＯリング７７の十分な気密性を確保するために、下側チャンバ形成部材４０の上面に環状の平滑面４２が形成されている。なお、チャンバ５の気密性を維持するために、下側チャンバ形成部材４０と配線板３０との間にもＯリング４３が介装されている。

カバー部材５０は、圧力センサ９０を介在させた状態でベース部材１０に被せられる部材である。このカバー部材５０は、支持枠６０と、上側チャンバ形成部材７０と、熱伝導部材８０と、を備えている。

支持枠６０は、上側チャンバ形成部材７０を支持する枠状の部材である。この支持枠６０の２箇所の角部に位置決め孔６１が形成されている。上述のように、この位置決め孔６１に支持部材２０の位置決めピン２１が嵌合することで、カバー部材５０がベース部材に対して位置決めされる。また、この支持枠６０には、ベース部材１０のロック爪２３に対応するように、ロック溝６２が形成されている。このロック溝６２にロック爪２３が係止することで、ベース部材１０とカバー部材５０が着脱可能に固定される。なお、ベース部材１０とカバー部材５０を固定する機構は、特に上記に限定されず、例えば、螺子締め等によりベース部材１０とカバー部材５０を固定してもよい。

上側チャンバ形成部材７０は、４つのチャンバ５にそれぞれ対応するように配置された４つの凸部７１を有している。なお、凸部７１の数は、特にこれに限定されず、試験キャリア１が有するチャンバ５の数に応じて設定される。この凸部７１には、円形状の凹部７２と、環状の溝７３とが形成されている。この溝７３は下側チャンバ形成部材４０の環状の平滑面４２に対向するように配置されており、当該溝７３にはＯリング７４が圧入されている。そして、上側チャンバ形成部材７０と下側チャンバ形成部材４０が合わさることで試験用キャリア１のチャンバ５が形成されると共に、Ｏリング７４によって上側チャンバ形成部材７０と下側チャンバ形成部材４０の間が気密的にシールされる。なお、Ｏリング７４を下側チャンバ形成部材４０に設けて、上側チャンバ形成部材７０に平滑面４２を形成してもよい。

また、上側チャンバ形成部材７０には貫通孔７６が形成されている。この貫通孔７６は、凹部７２の底面に形成された開口７６でチャンバ５に連通していると共に、上側チャンバ部材７０の外側面７８に形成された開口７７で外部に連通している。開口７６は、ソケット３１に対向するようにチャンバ５内に開口している。本実施形態における上側チャンバ形成部材７０の開口７６が、本発明における第２の開口の一例に相当する。

熱伝導部材８０は、上側チャンバ形成部材７０の貫通孔７５に挿入されている。この熱伝導部材８１は、４つの接触部８１と、１つの露出部８２を有している。接触部８１は、熱伝導部材８０の先端に位置しており、開口７６からチャンバ５内に突出してソケット３１に対向している。４つの接触部８１は、試験用キャリア１が有する４つのチャンバ５にそれぞれ対応している。

露出部８２は、熱伝導部材８０の後端に位置しており、開口７７を介して上側チャンバ形成部材７０の外部に露出している。本実施形態では、１つの露出部８２から４つの接触部８１が分岐しており、この１つの露出部８２が全てのチャンバ５に対応している。

熱伝導部材８０は、支持枠６０や上側チャンバ形成部材７０よりも高い熱伝導率を有している。後述するように、圧力センサ９０の試験の際には、露出部８２に試験装置１００の熱印加ブロック１３１が接触することで熱伝導部材８０に熱が印加される（図５参照）。そして、接触部８１が、チャンバ５内で圧力センサ９０と接触しており、当該圧力センサ９０と熱交換を行う。

支持枠６０及び上側チャンバ形成部材７０には配管５１が形成されている。一方、上側チャンバ形成部材７０の凹部７２の底面には連通口７９がそれぞれ形成されている。そして、配管５１は、連通口７９を介してチャンバ５内に連通している。また、カバー部材５０の端部（図中右側の端部）に外部接続口５２が取り付けられており、配管５１はこの外部接続口５２に連通している。この外部接続口５２には、試験装置１００の配管１２１が接続される（図５参照）。

次に、以上に説明した試験用キャリア１を用いて圧力センサ９０を試験する方法について説明する。

図２及び図４に示すように、先ず、圧力センサ９０の端子をソケット３１の接触子３２に対して位置決めしながら、ベース部材１０のソケット３１上に圧力センサ９０を載置する。本実施形態では、ベース部材１０が有する４つのソケット３１に圧力センサ９０をそれぞれ載置する。

次いで、位置決めピン２１を位置決め孔６１に嵌合させて、カバー部材５０をベース部材１０に被せる。そして、レバー２２を引いてロック爪２３をロック溝６２に係止させることで、ベース部材１０とカバー部材５０を固定する。

これにより、熱伝導部材８０の接触部８１が圧力センサ９０に接触すると共に、圧力センサ９０がソケット３１に向かって押圧される。また、下側チャンバ形成部材４０と上側チャンバ形成部材７０の凸部７１の間にチャンバ５が形成される。本実施形態では、ベース部材１０が４つの下側チャンバ形成部材４０を有していると共に、カバー部材５０の上側チャンバ形成部材７０が４つの凸部７１を有しているので、個別に仕切られた４つのチャンバ５が形成される。

圧力センサ９０が試験用キャリア１に収容されたら、当該試験用キャリア１を試験装置１００の近傍まで搬送する。そして、図５に示すように、試験装置１００のコネクタ１１１を試験用キャリア１のコネクタ３４に接続すると共に、試験装置１００の配管１２１を試験用キャリア１の外部接続口５２に接続する。

次いで、熱印加ブロック１３１を試験用キャリア１の熱伝導部材８０の露出部８２に接触させる。そして、圧力センサ９０の温度が所定値となるように、試験装置１００の温度調整部１３０が熱印加ブロック１３１を介して温度センサ３３の温度を調整する。この際、ベース部材１０に設けられた温度センサ３３を用いて圧力センサ９０の温度を監視する。特に限定されないが、圧力センサ９０の温度の所定値としては、―４０℃～＋１５０℃を例示することができる。

圧力センサ９０の温度が所定値となったら、温度調整部１３０によってその温度を維持すると共に、配管１２１を介して圧力調整部１２０がチャンバ５内の圧力を変化させながら、コネクタ１１１を介して試験実行部１１０が圧力センサ９０の試験を実行する。特に限定されないが、チャンバ５内の圧力値としては、―６０ｋＰａ～８００ｋＰａを例示することができる。

試験が完了した試験用キャリア１は、コネクタ１１１及び配管１２１が取り外された後に次の試験装置に搬送され、上記と同様の要領で、異なる温度条件下で圧力センサ９０の試験が実行される。そして、全ての試験が完了したら、試験用キャリア１が分解され、試験済みの圧力センサ９０が試験用キャリア１から取り出される。圧力センサ９０が取り出された試験用キャリア１は、別の圧力センサ９０の試験に使用される。

以上のように、本実施形態では、試験用キャリア１が、チャンバ５、ソケット３１、外部接続口５２、及び、熱伝導部材８０を備えている。このため、同一の圧力センサ９０に対して複数の試験を行う場合に、試験の度にチャンバから圧力センサ９０を取り出す必要がなく、圧力センサ９０を試験用キャリア１に収容したままの状態で当該圧力センサに対して複数の試験を実行することができる。このため、圧力センサ９０の試験工程の生産性向上を図ることができる。

また、本実施形態では、試験の度にチャンバから圧力センサ９０を取り出す必要がないので、チャンバからの出し入れに伴う圧力センサ９０へのダメージを抑制することもできる。

また、本実施形態では、試験用キャリア１に収容されている間は圧力センサ９０がソケット３１に常時接続されており、試験の度に圧力センサ９０をソケット３１に対して着脱する必要がないので、試験工程における接続信頼性も向上する。

さらに、本実施形態では、１つの試験用キャリア１に複数の圧力センサ９０を収容可能であり、当該複数の圧力センサ９０をまとめてハンドリングすることができるので、圧力センサ９０の試験工程の生産性が一層向上する。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

１…試験用キャリア
５…チャンバ
１０…ベース部材
２０…支持部材
２１…位置決めピン
２２…レバー
２３…ロック爪
３０…配線板
３１…ソケット
３２…接触子
３３…温度センサ
３４…コネクタ
３５…配線パターン
４０…下側チャンバ形成部材
４１…開口
４２…平滑面
４３…Ｏリング
５０…カバー部材
５１…配管
５２…外部接続口
６０…支持枠
６１…位置決め孔
６２…ロック溝
７０…上側チャンバ形成部材
７１…凸部
７２…凹部
７３…溝
７４…Ｏリング
７５…貫通孔
７６…開口
７７…開口
７８…外側面
７９…連通口
８０…熱伝導部材
８１…接触部
８２…露出部
９０…圧力センサ
１００…試験装置
１１０…試験実行部
１１１…相手方コネクタ
１２０…圧力調整装置
１２１…配管
１３０…温度調整装置
１３１…熱印加ブロック

Claims

圧力センサを収容した状態で搬送される試験用キャリアであって、
前記圧力センサを収容する少なくとも一つのチャンバと、
前記チャンバ内に設けられ、前記圧力センサが電気的に接続されるソケットと、
配管を介して前記チャンバに連通した外部接続口と、
前記ソケットに対向するように前記チャンバ内に配置され、前記圧力センサに接触する接触部を有する熱伝導部材と、を備えた試験用キャリア。
請求項１に記載の試験用キャリアであって、
前記試験用キャリアは、個別に仕切られた複数の前記チャンバを備えており、
前記外部接続口は、前記配管を介して、複数の前記チャンバに連通している試験用キャリア。
請求項１又は２に記載の試験用キャリアであって、
前記試験用キャリアは、
前記ソケットが実装された配線板と、
前記配線板に実装され、前記配線板の配線パターンを介して前記ソケットに電気的に接続されたコネクタと、を備えた試験用キャリア。
請求項１～３のいずれか一項に記載の試験用キャリアであって、
前記熱伝導部材は、外部に露出している露出部を有する試験用キャリア。
請求項１～４のいずれか一項に記載の試験用キャリアであって、
前記試験用キャリアは、前記圧力センサの温度を測定する温度センサを備えた試験用キャリア。
請求項１～５のいずれか一項に記載の試験用キャリアであって、
前記試験用キャリアは、相互に重なることで前記チャンバを形成するベース部材とカバー部材を備え、
前記ベース部材は、
前記ソケットが実装された前記配線板と、
前記配線板上に設けられ、前記ソケットを前記チャンバ内に露出させる第１の開口を有する第１のチャンバ形成部材と、を含み、
前記カバー部材は、
前記熱伝導部材と、
前記熱伝導部材の前記接触部を前記チャンバ内に露出させる第２の開口を有し、前記第１のチャンバ形成部材に重ねられた第２のチャンバ形成部材と、を含み、
前記ベース部材又は前記カバー部材は、前記チャンバに対応するように前記第１及び前記第２のチャンバ形成部材の間に介装された環状のシール部材を含む試験用キャリア。
請求項６に記載の試験用キャリアであって、
前記試験用キャリアは、相互に重ねられた前記ベース部材と前記カバー部材を着脱可能に固定するロック機構を備えた試験用キャリア。