JP7292794B2

JP7292794B2 - Test method and test equipment

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Publication number: JP7292794B2
Application number: JP2019078400A
Authority: JP
Inventors: 優作伊藤
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2019-04-17
Publication date: 2023-06-19
Anticipated expiration: 2039-04-17
Also published as: JP2020176891A

Description

本発明は、試験片の強度を測定する試験方法及び試験装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a test method and test apparatus for measuring the strength of a test piece.

ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成された半導体デバイスチップ等の試験片の曲げ強度（即ち、抗折強度）を測定する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。曲げ強度の測定方法の一つとして、例えば、ＳＥＭＩ規格Ｇ８６－０３０３で規定される三点曲げ試験が利用されている。 A method for measuring the bending strength (that is, bending strength) of a test piece such as a semiconductor device chip on which devices such as IC (Integrated Circuit) and LSI (Large Scale Integration) are formed is known (for example, Patent Document 1). As one method for measuring the bending strength, for example, a three-point bending test specified in SEMI standard G86-0303 is used.

三点曲げ試験では、試験片の一面側の中央部を挟む二箇所を一面側の反対側に位置する他面側から支持した状態で、一面側の中央部に圧子を押し当てて、試験片の中央部に荷重をかける。そして、圧子から試験片へ加える荷重を徐々に増加させ、最終的に試験片が破壊に至るまでの最大荷重を測定する。この最大荷重に基づいて、所定の計算式から試験片の曲げ強度が算出される。 In the three-point bending test, two points sandwiching the center of one side of the test piece are supported from the other side located on the opposite side of the one side, and an indenter is pressed against the center of the one side to bend the test piece. A load is applied to the center of the Then, the load applied from the indenter to the test piece is gradually increased, and the maximum load until the test piece finally breaks is measured. Based on this maximum load, the bending strength of the test piece is calculated from a predetermined formula.

特開平９－２２９８３８号公報JP-A-9-229838

ところで、一の試験片の三点曲げ試験を行い、次に、他の試験片の三点曲げ試験を行うとき、一の試験片が破壊されることで生じた試験片の破片や屑等の異物が、圧子に付着する場合がある。圧子に異物が付着した状態では、他の試験片の三点曲げ試験を行うときに、正確な荷重を測定できないという問題がある。 By the way, when one test piece is subjected to a three-point bending test and then another test piece is subjected to a three-point bending test, the pieces of the test piece, scraps, etc. generated by the destruction of the one test piece Foreign matter may adhere to the indenter. In the state in which foreign matter adheres to the indenter, there is a problem that an accurate load cannot be measured when performing a three-point bending test on another test piece.

本発明は係る問題点に鑑みてなされたものであり、正確な荷重を測定し、破壊試験の精度を高めることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to measure an accurate load and improve the accuracy of a destructive test.

本発明の一態様によれば、試験片の強度を測定するための試験方法であって、第１方向に所定の間隔で配置された第１支持部と第２支持部とを含む支持ユニットで該試験片の下面を支持する支持ステップと、該支持ユニットより上方且つ該第１支持部と該第２支持部との間に相当する領域に配置された圧子を有する押圧ユニットで、該支持ユニットに支持された該試験片を押圧して破壊し、該試験片が破壊される荷重を測定する試験片破壊ステップと、撮像ユニットで該圧子を撮像する画像取得ステップと、該画像取得ステップで得た画像に基づいて、該圧子に異物が付着しているか否かを検出する検出ステップと、を備える試験方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a test method for measuring the strength of a test piece, comprising: a support unit including a first support and a second support arranged at a predetermined spacing in a first direction; a support step for supporting the lower surface of the test piece; and a pressing unit having an indenter disposed above the support unit and in a region corresponding to between the first support portion and the second support portion, wherein the support unit A test piece destruction step of pressing and breaking the test piece supported by the test piece, measuring the load at which the test piece is broken, an image acquisition step of imaging the indenter with an imaging unit, and the image acquisition step and a detecting step of detecting whether or not foreign matter adheres to the indenter based on the obtained image.

好ましくは、該画像取得ステップでは、水平面において該第１方向と直交する第２方向に所定の焦点距離を持つ該撮像ユニットと該圧子とを該第２方向に相対的に移動させて、該撮像ユニットで該第２方向に所定の幅を有する該圧子を撮像することにより複数の画像を取得し、該検出ステップでは、該複数の画像に基づいて該圧子に異物が付着しているか否かを検出する。 Preferably, in the image acquisition step, the imaging unit having a predetermined focal length in a second direction perpendicular to the first direction in a horizontal plane and the indenter are relatively moved in the second direction to perform the imaging. The unit acquires a plurality of images by imaging the indenter having a predetermined width in the second direction, and in the detecting step, whether or not a foreign substance is attached to the indenter is determined based on the plurality of images. To detect.

また、好ましくは、該試験方法は、該支持ステップの前に、該第２方向で該撮像ユニットを該圧子に対して相対的に移動させて、該撮像ユニットで該圧子を撮像することにより複数の参照画像を取得する、参照画像取得ステップを更に備える。 Also, preferably, the testing method includes moving the imaging unit relative to the indenter in the second direction and imaging the indenter with the imaging unit before the supporting step. further comprising a reference image obtaining step of obtaining a reference image of the .

また、好ましくは、該試験方法は、該参照画像取得ステップの後、該支持ステップの前に、該複数の参照画像に基づいて該圧子の傾きを検出する傾き検出ステップと、該傾き検出ステップで検出された該傾きに基づいて該圧子の向きを修正する傾き修正ステップと、を更に備える。 Further, preferably, the testing method includes, after the reference image obtaining step and before the supporting step, a tilt detection step of detecting a tilt of the indenter based on the plurality of reference images; and a tilt correction step of correcting the orientation of the indenter based on the detected tilt.

また、好ましくは、該検出ステップでは、該参照画像取得ステップで得られた該複数の参照画像と、該画像取得ステップで得られた該複数の画像とを比較することにより、該圧子に異物が付着しているか否かを検出する。 Preferably, in the detecting step, the plurality of reference images obtained in the reference image obtaining step and the plurality of images obtained in the image obtaining step are compared to determine whether foreign matter is present in the indenter. Detect whether or not it is attached.

本発明の他の態様によれば、試験片の強度を測定するための試験装置であって、第１方向に所定の間隔で配置され、水平面において該第１方向と直交する第２方向に各々所定の幅を有し、該試験片の下面を支持する第１支持部と第２支持部とを有する支持ユニットと、該支持ユニットより上方且つ該第１支持部と該第２支持部との間に相当する領域に配置され、且つ、該第２方向に所定の幅を有する圧子を含む、押圧ユニットと、該支持ユニットにより支持された該試験片を該圧子が押圧する様に、該試験片に対して該圧子を相対的に移動させる圧子移動機構と、該支持ユニットで支持された該試験片を該圧子で押圧するときに、該試験片にかかる荷重を計測する荷重計測ユニットと、該第２方向において該圧子から離れて配置された撮像ユニットと、該撮像ユニットと該圧子とを該第２方向に相対的に移動させる撮像ユニット移動機構と、該第２方向で該圧子に対して該撮像ユニットとは反対側に位置する照明ユニットと、を備える試験装置が提供される。 According to another aspect of the invention, there is provided a test device for measuring the strength of a test piece, which is spaced apart in a first direction and each in a second direction perpendicular to the first direction in a horizontal plane. a support unit having a predetermined width and having a first support and a second support for supporting the lower surface of the test piece; and a support unit and the first support and the second support above the support unit a pressing unit including an indenter disposed in a corresponding region between and having a predetermined width in the second direction; and the test piece supported by the support unit so that the indenter presses the an indenter moving mechanism that moves the indenter relative to the piece; a load measurement unit that measures the load applied to the test piece when the indenter presses the test piece supported by the support unit; an imaging unit arranged apart from the indenter in the second direction; an imaging unit moving mechanism for relatively moving the imaging unit and the indenter in the second direction; and an illumination unit located opposite the imaging unit .

また、好ましくは、該照明ユニットは、光源と、該光源と該圧子との間に配置され、該光源から放射された光を平行光にする平行光形成光学系と、を有し、該撮像ユニットは、該第２方向で該圧子に対して該光源とは反対側に位置する撮像素子と、テレセントリック性を有し、該圧子と該撮像素子との間に配置され、該平行光形成光学系から入射する光を該撮像素子へ集光させるレンズユニットと、を有する。 Further, preferably, the illumination unit has a light source and a parallel light forming optical system arranged between the light source and the indenter to convert light emitted from the light source into parallel light, and the imaging a unit having telecentricity and an imaging element located on the opposite side of the light source with respect to the indenter in the second direction, and disposed between the indenter and the imaging element; and a lens unit for condensing light incident from the system onto the imaging element.

本発明の一態様に係る試験方法の検出ステップでは、撮像ユニットで圧子を撮像し、これにより得た画像に基づいて、圧子に異物が付着しているか否かを検出できる。それゆえ、仮に、圧子に付着した異物が検出された場合には、圧子をクリーニングして異物を除去した上で試験を行うことができる。従って、次の破壊試験では、圧子に異物が付着している場合に比べてより正確な試験を行うことができる。 In the detection step of the test method according to one aspect of the present invention, the image of the indenter is imaged by the imaging unit, and based on the image thus obtained, it is possible to detect whether or not a foreign substance adheres to the indenter. Therefore, if foreign matter adhering to the indenter is detected, the indenter can be cleaned to remove the foreign matter before testing. Therefore, in the subsequent destructive test, a more accurate test can be performed than when foreign matter adheres to the indenter.

試験装置の斜視図である。1 is a perspective view of a testing device; FIG. 図２（Ａ）は、試験装置の一部側面図であり、図２（Ｂ）は、圧子、撮像ユニット及び照明ユニットを示す概略図である。FIG. 2(A) is a partial side view of the testing apparatus, and FIG. 2(B) is a schematic diagram showing an indenter, an imaging unit, and an illumination unit. 支持ステップを示す図である。FIG. 11 shows a supporting step; 図４（Ａ）は、圧子の先端部を試験片の一面に接触させた様子を示す図であり、図４（Ｂ）は、徐々に荷重を増加させる様子を示す図であり、図４（Ｃ）は、試験片が破壊される様子を示す図である。FIG. 4(A) is a diagram showing how the tip of the indenter is brought into contact with one surface of the test piece, and FIG. 4(B) is a diagram showing how the load is gradually increased. C) is a diagram showing how the test piece is destroyed. 画像取得ステップを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an image acquisition step; 図６（Ａ）は、圧子に異物が付着していない場合の圧子の先端部の画像であり、図６（Ｂ）は、圧子に異物が付着している場合の圧子の先端部の画像である。FIG. 6A is an image of the tip of the indenter when no foreign matter is attached to the indenter, and FIG. 6B is an image of the tip of the indenter when foreign matter is attached to the indenter. be. 第１実施形態のフロー図である。It is a flow chart of a 1st embodiment. 図８（Ａ）は、先端部に異物が付着していない場合の先端部の二値化画像であり、図８（Ｂ）は、先端部に異物が付着している場合の先端部の二値化画像である。FIG. 8A is a binarized image of the tip when foreign matter is not attached to the tip, and FIG. 8B is a binary image of the tip when foreign matter is attached to the tip. It is a valued image. 図９（Ａ）は、圧子が正常な位置に配置されている場合の先端部の画像であり、図９（Ｂ）は、圧子が正常な位置に配置されていない場合の先端部の画像である。FIG. 9(A) is an image of the tip when the indenter is placed in the normal position, and FIG. 9(B) is an image of the tip when the indenter is not placed in the normal position. be. 第２実施形態のフロー図である。It is a flow diagram of the second embodiment.

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、試験装置１０の斜視図である。まず、図１を用いて、三点曲げ試験を行う試験装置１０の構造について説明する。試験装置１０は、半導体デバイスチップ等の試験片１１（図３参照）の曲げ強度を測定するための装置である。 An embodiment according to one aspect of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of the testing device 10. FIG. First, with reference to FIG. 1, the structure of a test apparatus 10 for performing a three-point bending test will be described. A test apparatus 10 is an apparatus for measuring the bending strength of a test piece 11 (see FIG. 3) such as a semiconductor device chip.

試験片１１は、例えば、通常の半導体デバイスチップと同様に、互いに交差するように配列された複数の分割予定ライン（ストリート）によって区画された各領域にそれぞれデバイスが形成された半導体ウェーハを、分割予定ラインに沿って分割することにより製造される。 For example, the test piece 11 is a semiconductor wafer in which a device is formed in each region partitioned by a plurality of dividing lines (streets) arranged so as to cross each other, like a normal semiconductor device chip. Manufactured by dividing along a scheduled line.

なお、試験装置１０によって試験される試験片１１の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。また、半導体ウェーハは、デバイスが形成されていないウェーハであってもよく、この場合、半導体ウェーハを分割して形成された試験片１１には、デバイスが形成されていない。 The type, material, shape, structure, size, etc. of the test piece 11 to be tested by the test device 10 are not limited. The semiconductor wafer may be a wafer on which no devices are formed. In this case, the test piece 11 formed by dividing the semiconductor wafer has no devices formed thereon.

試験装置１０は、基台部１２を有する。基台部１２は、板状に形成されており、各々水平面内に位置する第１方向（図１の横方向）と、第１方向と直交する第２方向（図１の奥行方向）とによって形成される面内で矩形状である。 The test apparatus 10 has a base portion 12 . The base portion 12 is formed in a plate-like shape, and is arranged in a first direction (horizontal direction in FIG. 1) positioned in a horizontal plane and a second direction (depth direction in FIG. 1) orthogonal to the first direction. It has a rectangular shape within the formed plane.

基台部１２の第１方向の両端には、一対の側部（第１側部１４ａ及び第２側部１４ｂ）が設けられている。第１側部１４ａ及び第２側部１４ｂの各々は、板状に形成されており、基台部１２の両端から第３方向（即ち、図１の上下方向）に沿って突出する態様で設けられている。 A pair of side portions (a first side portion 14a and a second side portion 14b) are provided at both ends of the base portion 12 in the first direction. Each of the first side portion 14a and the second side portion 14b is formed in a plate-like shape, and is provided in such a manner as to protrude from both ends of the base portion 12 along the third direction (that is, the vertical direction in FIG. 1). It is

基台部１２の表面１２ａは平坦であり、この表面１２ａ上には、試験片１１を支持するための支持ユニット２０が設けられている。支持ユニット２０は、ステンレス鋼材やセラミクス等で形成された一対の支持台（第１支持台２０ａ及び第２支持台２０ｂ）を備える。第１支持台２０ａ及び第２支持台２０ｂは、各々直方体状に形成されており、第１方向で隙間が設けられるように互いに離れた状態で向き合って配置されている。 A surface 12a of the base portion 12 is flat, and a support unit 20 for supporting the test piece 11 is provided on this surface 12a. The support unit 20 includes a pair of support bases (first support base 20a and second support base 20b) made of stainless steel, ceramics, or the like. The first support base 20a and the second support base 20b are each formed in a rectangular parallelepiped shape, and are arranged facing each other while being separated from each other so that a gap is provided in the first direction.

第１支持台２０ａの第２支持台２０ｂ側の上端部には、その上面から上方に突出する態様で第１支持部２２ａが設けられている。同様に、第２支持台２０ｂの第１支持台２０ａ側の上端部には、その上面から上方に突出する態様で第２支持部２２ｂが設けられている。 A first support portion 22a is provided at the upper end portion of the first support base 20a on the side of the second support base 20b so as to protrude upward from the upper surface thereof. Similarly, a second support portion 22b is provided at the upper end of the second support base 20b on the side of the first support base 20a so as to protrude upward from the upper surface of the second support base 20b.

一対の支持部（第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂ）の各々は、第１支持台２０ａ及び第２支持台２０ｂと同じ材料で板状に形成されており、互いに向き合う様に配置されている。第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの各々は、第２方向に所定の幅の長辺を有し、第３方向に短辺を有し、第１方向に厚さを有する。 Each of the pair of support portions (the first support portion 22a and the second support portion 22b) is made of the same material as the first support base 20a and the second support base 20b and formed into a plate shape, and arranged to face each other. ing. Each of the first support portion 22a and the second support portion 22b has a long side with a predetermined width in the second direction, a short side in the third direction, and a thickness in the first direction.

第１支持部２２ａの長辺及び短辺で形成される一の矩形表面は、第１支持台２０ａの内側（即ち、第２支持台２０ｂと向き合う側）の側面と面一となる様に設けられている。同様に、第２支持部２２ｂの一の矩形表面も、第２支持台２０ｂの内側（即ち、第１支持台２０ａと向き合う側）の面と面一となる様に設けられている。 One rectangular surface formed by the long sides and short sides of the first support portion 22a is provided so as to be flush with the inner side surface of the first support base 20a (that is, the side facing the second support base 20b). It is Similarly, one rectangular surface of the second support portion 22b is also provided so as to be flush with the inner surface of the second support base 20b (that is, the side facing the first support base 20a).

第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの各々の上端部は、第２方向から見て上に凸形状である曲面状に加工されており、第２方向の一端から反対側の他端まで一様な形状である。第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの各々の凸形状の頂点は、試験片１１の下面を支持する支点となる。 The upper end of each of the first support portion 22a and the second support portion 22b is processed into a curved surface that is upwardly convex when viewed from the second direction, and extends from one end in the second direction to the other end on the opposite side. Uniform shape. Each convex vertex of the first support portion 22 a and the second support portion 22 b serves as a fulcrum for supporting the lower surface of the test piece 11 .

第１支持部２２ａの凸形状の頂点と、第２支持部２２ｂの凸形状の頂点とは、第１方向に所定の間隔で配置されている。この凸形状の頂点間の距離は、試験片１１を支持する支点の支点間距離２２ｃとなる。なお、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂは、一対の凸形状の頂点により支点間距離２２ｃが規定できれば、板状部材に限定されず、棒状又は柱状部材であってもよい。 The convex apex of the first support portion 22a and the convex apex of the second support portion 22b are arranged at predetermined intervals in the first direction. The distance between the vertexes of this convex shape is the inter-fulcrum distance 22c of the fulcrum supporting the test piece 11 . Note that the first support portion 22a and the second support portion 22b are not limited to plate-shaped members, and may be rod-shaped or column-shaped members as long as the fulcrum distance 22c can be defined by a pair of convex vertices.

支持ユニット２０の下方には、第１支持台２０ａ及び第２支持台２０ｂを第１方向に沿って移動させるための一対の移動ユニット（第１の移動ユニット２４ａ及び第２の移動ユニット２４ｂ）が設けられている。第１支持台２０ａの下方には、第１の移動ユニット２４ａが設けられている。 A pair of moving units (a first moving unit 24a and a second moving unit 24b) for moving the first supporting table 20a and the second supporting table 20b along the first direction is provided below the supporting unit 20. is provided. A first moving unit 24a is provided below the first support table 20a.

第１の移動ユニット２４ａは、第１方向に沿って設けられた一対の第１のガイドレール２６ａを有する。一対の第１のガイドレール２６ａは、第２方向で所定の間隔だけ離れて表面１２ａに固定されている。一対の第１のガイドレール２６ａの間には、一対の第１のガイドレール２６ａと略平行に配置されたボールネジ（不図示）が設けられている。 The first moving unit 24a has a pair of first guide rails 26a provided along the first direction. A pair of first guide rails 26a are fixed to the surface 12a at predetermined intervals in the second direction. A ball screw (not shown) is provided between the pair of first guide rails 26a and arranged substantially parallel to the pair of first guide rails 26a.

ボールネジには、第１支持台２０ａの下面側に設けられたナット部（不図示）が回転可能な態様で連結されている。また、ボールネジの一端部には、ボールネジを回転させる第１のパルスモーター２８ａが連結されている。第１のパルスモーター２８ａによってボールネジを回転させると、第１支持台２０ａが第１のガイドレール２６ａに沿って第１方向に移動する。 A nut portion (not shown) provided on the lower surface side of the first support base 20a is rotatably connected to the ball screw. A first pulse motor 28a for rotating the ball screw is connected to one end of the ball screw. When the ball screw is rotated by the first pulse motor 28a, the first support 20a moves in the first direction along the first guide rail 26a.

同様に、第２支持台２０ｂの下方には、第２の移動ユニット２４ｂが設けられている。第２の移動ユニット２４ｂは、第１方向に沿って設けられた一対の第２のガイドレール２６ｂを有し、一対の第２のガイドレール２６ｂの間には、ボールネジ（不図示）が設けられている。 Similarly, a second moving unit 24b is provided below the second support 20b. The second moving unit 24b has a pair of second guide rails 26b provided along the first direction, and a ball screw (not shown) is provided between the pair of second guide rails 26b. ing.

ボールネジには、第２支持台２０ｂの下面側に設けられたナット部（不図示）が回転可能な態様で連結されており、ボールネジの一端部には、ボールネジを回転させる第２のパルスモーター２８ｂが連結されている。 A nut portion (not shown) provided on the lower surface side of the second support base 20b is rotatably connected to the ball screw, and a second pulse motor 28b for rotating the ball screw is connected to one end of the ball screw. are connected.

第２のパルスモーター２８ｂによってボールネジを回転させると、第２支持台２０ｂが第１方向に移動する。第１支持台２０ａ及び第２支持台２０ｂを第１方向で互いに近づく又は遠ざかる様に移動させることで、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの支点間距離２２ｃは変更される。 When the ball screw is rotated by the second pulse motor 28b, the second support 20b moves in the first direction. By moving the first support base 20a and the second support base 20b toward or away from each other in the first direction, the inter-fulcrum distance 22c of the first support portion 22a and the second support portion 22b is changed.

第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの第２方向の一側面側には、撮像ユニット３０が設けられる。撮像ユニット３０は、ステンレス鋼材等の金属で形成された直方体状の撮像用基台部３２を有する。撮像用基台部３２上には、第１方向から見た場合に上下が反転したＬ字状のヘッド部３４が設けられている。 An imaging unit 30 is provided on one side surface in the second direction of the first support portion 22a and the second support portion 22b. The imaging unit 30 has a cuboid imaging base 32 made of metal such as stainless steel. An L-shaped head portion 34 that is upside down when viewed from the first direction is provided on the imaging base portion 32 .

撮像用基台部３２の下方には、撮像用基台部３２を第２方向に沿って移動させるための撮像ユニット移動機構４０が設けられている。撮像ユニット移動機構４０は、第２方向に沿って設けられた一対のガイドレール４２を有する。 An imaging unit moving mechanism 40 for moving the imaging base 32 along the second direction is provided below the imaging base 32 . The imaging unit moving mechanism 40 has a pair of guide rails 42 provided along the second direction.

一対のガイドレール４２は、第１方向で所定の間隔だけ離れた状態で表面１２ａに固定されている。一対のガイドレール４２の間には、一対のガイドレール４２と略平行に配置されたボールネジ４４が設けられている。 A pair of guide rails 42 are fixed to the surface 12a with a predetermined distance therebetween in the first direction. A ball screw 44 is provided between the pair of guide rails 42 and arranged substantially parallel to the pair of guide rails 42 .

ボールネジ４４には、撮像用基台部３２の下面側に設けられたナット部（不図示）が回転可能な態様で連結されている。また、ボールネジ４４の一端部には、ボールネジ４４を回転させるパルスモーター４６が連結されている。パルスモーター４６によってボールネジ４４を回転させると、撮像用基台部３２がガイドレール４２に沿って第２方向に移動する。 A nut portion (not shown) provided on the lower surface side of the imaging base portion 32 is rotatably connected to the ball screw 44 . A pulse motor 46 for rotating the ball screw 44 is connected to one end of the ball screw 44 . When the ball screw 44 is rotated by the pulse motor 46, the imaging base section 32 moves along the guide rail 42 in the second direction.

支持ユニット２０の上方且つ第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの間に相当する領域には、試験片１１を押圧する圧子５２が配置されている。つまり、圧子５２は、試験装置１０を上方から見た場合に、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの間に位置している。 An indenter 52 for pressing the test piece 11 is arranged in a region above the support unit 20 and between the first support portion 22a and the second support portion 22b. That is, the indenter 52 is positioned between the first support portion 22a and the second support portion 22b when the test apparatus 10 is viewed from above.

圧子５２の形状は、第２方向に所定の幅を有する平板形状である。例えば、圧子５２の幅は、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの第２方向の幅と同じである。圧子５２は、下方に向かって幅が狭くなる先細り形状の先端部５２ａ（下端部）を有する。 The shape of the indenter 52 is a flat plate shape having a predetermined width in the second direction. For example, the width of the indenter 52 is the same as the width in the second direction of the first support portion 22a and the second support portion 22b. The indenter 52 has a tapered distal end portion 52a (lower end portion) whose width narrows downward.

先端部５２ａの最先端は、下方に突出する曲面状に加工されている。即ち、先端部５２ａの両側面は、上下方向に対して傾斜しており、先端部５２ａの最先端（最下端）は、丸みを帯びた凸形状である（図６（Ａ）等参照）。 The tip of the tip portion 52a is processed into a curved surface that protrudes downward. That is, both side surfaces of the tip portion 52a are inclined with respect to the vertical direction, and the tip (bottom end) of the tip portion 52a has a rounded convex shape (see FIG. 6A, etc.).

圧子５２の先端部５２ａは、第２方向に沿って一様に同じ形状である。なお、先端部５２ａよりも上方の圧子５２の側面部は、略平坦な平面形状である。また、圧子５２の上端部は、ホルダー５４の下部に固定されている。 The tip portion 52a of the indenter 52 has the same shape uniformly along the second direction. The side surface of the indenter 52 above the tip 52a has a substantially flat planar shape. Also, the upper end of the indenter 52 is fixed to the lower portion of the holder 54 .

ホルダー５４は、例えば、ステンレス鋼材等の金属で形成され第３方向に所定の高さを有する円筒状に形成されている。圧子５２及びホルダー５４は、押圧ユニット５０を構成する。ホルダー５４の上部には、ロードセル５６（荷重計測ユニット）が固定されている。 The holder 54 is made of metal such as stainless steel, and has a cylindrical shape with a predetermined height in the third direction. The indenter 52 and holder 54 constitute a pressing unit 50 . A load cell 56 (load measuring unit) is fixed to the upper portion of the holder 54 .

ロードセル５６は、例えば、第３方向に所定の高さを有する円筒状に形成されている。ロードセル５６は、荷重を電気信号に変換する装置である。例えば、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂで支持された試験片１１を圧子５２で押圧すると、ロードセル５６は、圧子５２から試験片１１に作用する力（即ち、荷重）の反作用の力（即ち、反力）を受ける。ロードセル５６は、この反力を電気信号に変換して不図示の制御部へ出力する。 The load cell 56 is formed, for example, in a cylindrical shape having a predetermined height in the third direction. A load cell 56 is a device that converts a load into an electrical signal. For example, when the test piece 11 supported by the first support portion 22a and the second support portion 22b is pressed by the indenter 52, the load cell 56 detects the reaction force of the force (that is, the load) acting on the test piece 11 from the indenter 52. (ie, reaction force). The load cell 56 converts this reaction force into an electric signal and outputs it to a control unit (not shown).

そして、制御部により電気信号が荷重（Ｎ）に換算される。この様に、ロードセル５６を用いて、圧子５２で試験片１１を押圧するときに試験片１１にかかる荷重が計測される。ロードセル５６の側面は、板状のロードセル固定板５８で固定されている。ロードセル固定板５８は、ステンレス鋼材等の金属で形成され、第１方向に長手部を有する矩形状の鋼板である。 Then, the electric signal is converted into a load (N) by the control unit. Thus, the load cell 56 is used to measure the load applied to the test piece 11 when the test piece 11 is pressed by the indenter 52 . A side surface of the load cell 56 is fixed by a plate-shaped load cell fixing plate 58 . The load cell fixing plate 58 is a rectangular steel plate made of metal such as stainless steel and having a longitudinal portion in the first direction.

ロードセル固定板５８の第１方向の両端には、一対の圧子移動機構６０が連結されている。圧子移動機構６０は、第１側部１４ａ及び第２側部１４ｂの第１方向の内面側（即ち、互いに向き合う側）に各々設けられている。 A pair of indenter moving mechanisms 60 are connected to both ends of the load cell fixing plate 58 in the first direction. The indenter moving mechanism 60 is provided on each of the first side portion 14a and the second side portion 14b on the inner surface side in the first direction (that is, on the side facing each other).

１つの圧子移動機構６０は、第３方向に沿って設けられた一対のガイドレール６２を有する。一対のガイドレール６２は、第２方向に所定の間隔で第１側部１４ａ及び第２側部１４ｂの各々の内面側に固定されている。一対のガイドレール６２の間には、一対のガイドレール６２と略平行に配置されたボールネジ６４が設けられている。 One indenter moving mechanism 60 has a pair of guide rails 62 provided along the third direction. A pair of guide rails 62 are fixed to the inner surface side of each of the first side portion 14a and the second side portion 14b at a predetermined interval in the second direction. A ball screw 64 is provided between the pair of guide rails 62 and arranged substantially parallel to the pair of guide rails 62 .

ボールネジ６４の一端部には、ボールネジ６４を回転させるパルスモーター６６が連結されている。また、ボールネジ６４には、ロードセル固定板５８の第１方向の端部に設けられたナット部６８が、回転可能な態様で連結されている。 A pulse motor 66 that rotates the ball screw 64 is connected to one end of the ball screw 64 . A nut portion 68 provided at the end of the load cell fixing plate 58 in the first direction is rotatably connected to the ball screw 64 .

パルスモーター６６によってボールネジ６４を回転させると、ボールネジ６４に固定されたナット部６８が第３方向に沿って移動する。ナット部６８を第３方向に沿って移動させることで、ロードセル固定板５８は第３方向に沿って移動する。 When the ball screw 64 is rotated by the pulse motor 66, the nut portion 68 fixed to the ball screw 64 moves along the third direction. By moving the nut part 68 along the third direction, the load cell fixing plate 58 moves along the third direction.

つまり、ロードセル固定板５８に対して固定された圧子５２は、圧子移動機構６０により上下に移動する。例えば、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂに載置された試験片１１を圧子５２が押圧する様に、試験片１１に対して圧子５２を相対的に移動させることで、試験片１１に加える荷重を調節できる。より具体的には、圧子５２を下方に動かすことで、試験片１１に加える荷重を大きくでき、圧子５２を上方に動かすことで、試験片１１に加える荷重を小さく又はゼロにできる。 That is, the indenter 52 fixed to the load cell fixing plate 58 is vertically moved by the indenter moving mechanism 60 . For example, by moving the indenter 52 relative to the test piece 11 so that the indenter 52 presses the test piece 11 placed on the first support portion 22a and the second support portion 22b, the test piece 11 is You can adjust the load applied to More specifically, by moving the indenter 52 downward, the load applied to the test piece 11 can be increased, and by moving the indenter 52 upward, the load applied to the test piece 11 can be reduced or zero.

基台部１２の表面１２ａ上には、照明ユニット７０（図２（Ａ）等参照）が更に設けられている。照明ユニット７０は、第２方向で支持ユニット２０及び押圧ユニット５０に対して撮像ユニット３０とは反対側に位置する。 A lighting unit 70 (see FIG. 2A, etc.) is further provided on the surface 12a of the base portion 12 . The illumination unit 70 is located on the opposite side of the imaging unit 30 with respect to the support unit 20 and the pressing unit 50 in the second direction.

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）を用いて、圧子５２、撮像ユニット３０及び照明ユニット７０の位置関係をより詳しく説明する。図２（Ａ）は、試験装置１０の一部側面図であり、図２（Ｂ）は、圧子５２、撮像ユニット３０及び照明ユニット７０を示す概略図である。 The positional relationship among the indenter 52, the imaging unit 30, and the lighting unit 70 will be described in more detail with reference to FIGS. 2(A) and 2(B). 2A is a partial side view of the test apparatus 10, and FIG. 2B is a schematic diagram showing the indenter 52, the imaging unit 30, and the lighting unit 70. FIG.

照明ユニット７０は、下面側が表面１２ａに固定された直方体状の照明用基台７２を有する。照明用基台７２は、圧子５２に対して撮像ユニット３０とは反対側に設けられる。照明用基台７２の上面には、直方体形状の光源用筐体７４が設けられている。光源用筐体７４の内部には、ＬＥＤ等から成る光源７６が設けられている。 The lighting unit 70 has a rectangular parallelepiped lighting base 72 whose bottom side is fixed to the surface 12a. The illumination base 72 is provided on the side opposite to the imaging unit 30 with respect to the indenter 52 . A rectangular parallelepiped light source housing 74 is provided on the upper surface of the lighting base 72 . A light source 76 such as an LED is provided inside the light source housing 74 .

光源用筐体７４の撮像ユニット３０側の側面の一部には開口７４ａが設けられており、光源７６から放射された光は、開口７４ａを通じて照明用基台７２上に設けられたピンホールマスク７８ｃに向かう。 An opening 74a is provided in a part of the side surface of the light source housing 74 on the imaging unit 30 side, and the light emitted from the light source 76 passes through the opening 74a and passes through the pinhole mask provided on the illumination base 72. Head to 78c.

ピンホールマスク７８ｃは、照明用基台７２の上面に設けられたマスク用ホルダー７８ａの上部に固定されている。ピンホールマスク７８ｃの表面の略中央には、ピンホール７８ｂが形成されている。ピンホール７８ｂの直径は、例えば、０．５ｍｍから１．０ｍｍである。 The pinhole mask 78c is fixed to the top of a mask holder 78a provided on the upper surface of the illumination base 72 . A pinhole 78b is formed substantially in the center of the surface of the pinhole mask 78c. The diameter of the pinhole 78b is, for example, 0.5mm to 1.0mm.

ピンホール７８ｂを通過した光は、コリメートレンズ７８ｅに向かう。コリメートレンズ７８ｅは、照明用基台７２の上面に設けられたレンズホルダー７８ｄの上部に固定されている。コリメートレンズ７８ｅは、例えば、ピンホールマスク７８ｃ側の焦点距離ｆが１２．５ｍｍであり、略円盤状の非球面レンズである。 The light passing through the pinhole 78b goes to the collimating lens 78e. The collimating lens 78e is fixed to the top of a lens holder 78d provided on the upper surface of the illumination base 72. As shown in FIG. The collimator lens 78e is, for example, a substantially disk-shaped aspheric lens having a focal length f of 12.5 mm on the pinhole mask 78c side.

コリメートレンズ７８ｅを通過した光は、光軸と略平行な平行光となり、圧子５２側へ出射される。この様に、ピンホールマスク７８ｃ及びコリメートレンズ７８ｅは、光源７６と圧子５２との間に配置された平行光形成光学系７８を構成する。 The light passing through the collimator lens 78e becomes parallel light substantially parallel to the optical axis and is emitted toward the indenter 52 side. In this manner, the pinhole mask 78c and the collimator lens 78e constitute a parallel light forming optical system 78 arranged between the light source 76 and the indenter 52. As shown in FIG.

照明ユニット７０から照射される平行光は、圧子５２を撮像ユニット３０で撮像するためのバックライト部として機能する。照明ユニット７０を用いて圧子５２の先端部５２ａに平行光を当てた上で先端部５２ａを撮像することで、自然光のみで先端部５２ａを撮像する場合に比べて、より鮮明に先端部５２ａを撮像できる。 The parallel light emitted from the lighting unit 70 functions as a backlight section for imaging the indenter 52 with the imaging unit 30 . By using the illumination unit 70 to irradiate the distal end portion 52a of the indenter 52 with parallel light and then image the distal end portion 52a, the distal end portion 52a can be imaged more clearly than when the distal end portion 52a is imaged using only natural light. I can take an image.

第２方向において圧子５２に対して照明ユニット７０とは反対側の圧子５２から離れた位置には、撮像ユニット３０が配置されている。撮像ユニット３０は、ヘッド部３４を有し、このヘッド部３４には、凸レンズ３６ａ（図２（Ｂ）参照）が設けられている。 The imaging unit 30 is arranged at a position away from the indenter 52 on the side opposite to the illumination unit 70 with respect to the indenter 52 in the second direction. The imaging unit 30 has a head portion 34, and the head portion 34 is provided with a convex lens 36a (see FIG. 2B).

凸レンズ３６ａは、その光軸がコリメートレンズ７８ｅの光軸と一致する様に配置されている。コリメートレンズ７８ｅから出射された平行光は、圧子５２の先端部５２ａにより部分的に遮蔽、散乱等されながら、その一部がヘッド部３４の凸レンズ３６ａに入射する。 The convex lens 36a is arranged such that its optical axis coincides with the optical axis of the collimator lens 78e. The collimated light emitted from the collimator lens 78 e is partially blocked or scattered by the tip 52 a of the indenter 52 while part of it enters the convex lens 36 a of the head section 34 .

凸レンズ３６ａから出射される光は、絞り３６ｂに入射する。絞り３６ｂは、圧子５２とは反対側の凸レンズ３６ａの焦点位置に配置されている。このような凸レンズ３６ａ及び絞り３６ｂの配置により、凸レンズ３６ａ及び絞り３６ｂから成るレンズユニット３６は、物体側テレセントリック光学系を構成する。 Light emitted from the convex lens 36a enters the diaphragm 36b. The diaphragm 36b is arranged at the focal position of the convex lens 36a on the side opposite to the indenter 52. As shown in FIG. With such arrangement of the convex lens 36a and the diaphragm 36b, the lens unit 36 comprising the convex lens 36a and the diaphragm 36b constitutes an object-side telecentric optical system.

絞り３６ｂを通過した光は、ＣＭＯＳ又はＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子３６ｃに入射する。つまり、平行光形成光学系７８から入射する光は、最終的に撮像素子３６ｃへ集光される。 Light passing through the diaphragm 36b is incident on an imaging element 36c such as a CMOS or CCD image sensor. That is, the incident light from the parallel light forming optical system 78 is finally condensed on the imaging element 36c.

撮像素子３６ｃで受光された光は光電変換され電気信号となり、上述の制御部へ出力される。そして、制御部により画像に変換され、例えば、上述の表示装置に画像として表示される。この画像は、例えば、圧子５２の先端部５２ａが５０倍程度に拡大された画像である。 The light received by the imaging element 36c is photoelectrically converted into an electric signal, which is output to the control section described above. Then, it is converted into an image by the control unit and displayed as an image on the display device described above, for example. This image is, for example, an image in which the tip portion 52a of the indenter 52 is magnified about 50 times.

試験装置１０では、テレセントリック性を有するレンズユニット３６を圧子５２と撮像素子３６ｃの間に配置して、物体側テレセントリック光学系を構成する。それゆえ、物体側及び像側（即ち、撮像素子３６ｃ側）の両側でテレセントリック光学系とする場合に比べて、光学系を小型化できる。なお、試験装置１０の小型化が要求されない場合は、レンズユニット３６で、物体側及び像側でテレセントリックである両側テレセントリック光学系を構成してもよい。 In the test apparatus 10, the lens unit 36 having telecentricity is arranged between the indenter 52 and the imaging device 36c to configure an object-side telecentric optical system. Therefore, the size of the optical system can be reduced compared to the case where both the object side and the image side (that is, the image sensor 36c side) are telecentric. If miniaturization of the test apparatus 10 is not required, the lens unit 36 may constitute a double-telecentric optical system that is telecentric on both the object side and the image side.

撮像ユニット３０は、凸レンズ３６ａに固有の焦点距離に応じて、第２方向に所定の焦点距離を持つ。そこで、撮像ユニット３０で圧子５２の第２方向の異なる領域を撮像するべく、撮像ユニット移動機構４０を用いて撮像ユニット３０と圧子５２とを第２方向に沿って相対的に移動させる。 The imaging unit 30 has a predetermined focal length in the second direction according to the inherent focal length of the convex lens 36a. Therefore, the imaging unit moving mechanism 40 is used to relatively move the imaging unit 30 and the indenter 52 along the second direction so that the imaging unit 30 can image different regions of the indenter 52 in the second direction.

撮像ユニット移動機構４０は、撮像ユニット３０が圧子５２から最も離れた遠隔位置Ｐ１（図５参照）から、撮像ユニット３０が圧子５２に最も近づいた近接位置Ｐ２（図５参照）まで、撮像ユニット３０を、例えば、２５０μｍ単位で移動させる。 The imaging unit moving mechanism 40 moves the imaging unit 30 from a remote position P1 (see FIG. 5) where the imaging unit 30 is farthest from the indenter 52 to a close position P2 (see FIG. 5) where the imaging unit 30 is closest to the indenter 52. is moved in units of 250 μm, for example.

撮像ユニット３０は、第２方向の異なる複数の位置で圧子５２の先端部５２ａを撮像する。凸レンズ３６ａの焦点は、第２方向に所定の焦点距離を持つ。例えば、凸レンズ３６ａの焦点は、遠隔位置Ｐ１（図５参照）に位置するときに撮像ユニット３０側の圧子５２の端部に一致し、近接位置Ｐ２（図５参照）に位置するときに照明ユニット７０側の圧子５２の端部に一致する。 The imaging unit 30 images the tip 52a of the indenter 52 at a plurality of different positions in the second direction. The focal point of the convex lens 36a has a predetermined focal length in the second direction. For example, the focal point of the convex lens 36a coincides with the end of the indenter 52 on the imaging unit 30 side when positioned at the remote position P1 (see FIG. 5), and when positioned at the close position P2 (see FIG. 5), the illumination unit It matches the end of the indenter 52 on the 70 side.

また、撮像ユニット３０は、被写界深度が、例えば、５００μｍとなる様に構成されている。遠隔位置Ｐ１から近接位置Ｐ２までの間の複数の位置の各々で圧子５２の先端部５２ａを撮像することで、第２方向の任意の位置の先端部５２ａに付着している異物を検出できる。 Further, the imaging unit 30 is configured such that the depth of field is, for example, 500 μm. By capturing an image of the tip 52a of the indenter 52 at each of a plurality of positions between the remote position P1 and the close position P2, it is possible to detect a foreign object adhering to the tip 52a at any position in the second direction.

更に、試験装置１０では、物体側テレセントリック光学系を用いて圧子５２の先端部５２ａの画像を取得できる。それゆえ、撮像ユニット３０を第２方向で圧子５２に近づけて（例えば、遠隔位置Ｐ１で）撮像しても、圧子５２から遠ざけて（例えば、近接位置Ｐ２で）撮像しても、被写界深度の範囲では像の寸法変動が生じない。それゆえ、圧子５２に付着した異物の大きさを正確に測定することができる。 Furthermore, in the test apparatus 10, an image of the tip portion 52a of the indenter 52 can be acquired using the object-side telecentric optical system. Therefore, whether the imaging unit 30 is brought closer to the indenter 52 in the second direction (for example, at the remote position P1) or is taken away from the indenter 52 (for example, at the close position P2), the object field There is no dimensional variation of the image over a range of depths. Therefore, the size of the foreign matter adhering to the indenter 52 can be accurately measured.

加えて、撮像ユニット３０により、先端部５２ａの状態（例えば、先端部５２ａが摩耗しているか否か）を確認することもできる。ＳＥＭＩ規格Ｇ８６－０３０３で規定される三点曲げ試験では、圧子５２の形状等が定まっているので、圧子５２の形状が規格の条件を満たさなくなったか否かを確認できる。 In addition, the imaging unit 30 can also be used to check the state of the distal end portion 52a (for example, whether the distal end portion 52a is worn or not). In the three-point bending test specified by SEMI standard G86-0303, since the shape of the indenter 52 is fixed, it can be confirmed whether the shape of the indenter 52 no longer satisfies the conditions of the standard.

なお、上述の第１の移動ユニット２４ａ、第２の移動ユニット２４ｂ、撮像素子３６ｃ、撮像ユニット移動機構４０及び圧子移動機構６０等の各要素の動作は、不図示の制御部により制御される。制御部は、例えばコンピュータであり、ホスト・コントローラを介して相互に接続されるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクドライブ、入出力装置等を有する。 The operation of each element such as the first moving unit 24a, the second moving unit 24b, the imaging element 36c, the imaging unit moving mechanism 40, and the indenter moving mechanism 60 is controlled by a control section (not shown). The control unit is, for example, a computer, and has a CPU, ROM, RAM, hard disk drive, input/output device, etc., which are interconnected via a host controller.

ＣＰＵは、ＲＯＭ，ＲＡＭ、ハードディスクドライブ等の記憶部分に格納されたプログラム、データ等に基づいて演算処理等を行う。ＣＰＵが記憶部分に格納されたプログラムを読み込むことにより、制御部は、ソフトウェアと上述のハードウェア資源とが協働した具体的手段として機能できる。 The CPU performs arithmetic processing and the like based on programs, data, and the like stored in storage portions such as ROM, RAM, and hard disk drives. By reading the program stored in the storage section by the CPU, the control section can function as concrete means in which the software and the above-described hardware resources cooperate.

次に、試験装置１０を用いて試験片１１の強度を測定する三点曲げ試験について説明する。図３、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図５、図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図７を用いて、第１実施形態の試験方法を説明する。 Next, a three-point bending test for measuring the strength of the test piece 11 using the test device 10 will be described. 3, FIG. 4(A), FIG. 4(B), FIG. 4(C), FIG. 5, FIG. 6(A), FIG. 6(B) and FIG. 7, the test method of the first embodiment explain.

図７は、第１実施形態のフロー図である。図７に示す全ステップ又は一部のステップは、制御部が試験装置１０の構成要素の動作を制御することで実行される。以下では、図７のフロー図を引用しつつ説明する。 FIG. 7 is a flow diagram of the first embodiment. All or part of the steps shown in FIG. 7 are executed by the control section controlling the operation of the components of the test apparatus 10 . Below, it demonstrates, citing the flowchart of FIG.

第１実施形態の試験方法では、まず、支持ステップ（Ｓ１０）が行われる。図３は、支持ステップ（Ｓ１０）を示す図である。支持ステップ（Ｓ１０）では、試験片１１の下面が第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂで支持される。 In the test method of the first embodiment, first, a supporting step (S10) is performed. FIG. 3 is a diagram showing the supporting step (S10). In the supporting step (S10), the lower surface of the test piece 11 is supported by the first supporting portion 22a and the second supporting portion 22b.

なお、試験片１１の一面には、ＤＡＦ（die attach film）が貼り付けられていてもよい。ＤＡＦが貼り付けられた試験片１１の一面は、試験片１１の下面（第１支持部２２ａ及び第２支持部２２側）であっても、上面（圧子５２側）であってもよい。 A DAF (die attach film) may be attached to one surface of the test piece 11 . The one surface of the test piece 11 to which the DAF is attached may be the lower surface (first support portion 22a and second support portion 22 side) or the upper surface (indenter 52 side) of the test piece 11 .

支持ステップ（Ｓ１０）では、例えば、半導体ウェーハを分割する装置で半導体ウェーハを複数のチップに分割した後、コレット等で一のチップ（即ち、試験片１１）を吸着して、試験片１１を第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂ上に搬送する。 In the supporting step (S10), for example, after the semiconductor wafer is divided into a plurality of chips by a device for dividing a semiconductor wafer, one chip (that is, the test piece 11) is sucked by a collet or the like to separate the test piece 11 into a second chip. It is transported onto the first support portion 22a and the second support portion 22b.

支持ステップ（Ｓ１０）後、試験片破壊ステップ（Ｓ２０）を行う。試験片破壊ステップ（Ｓ２０）では、制御部が圧子移動機構６０を動作させ、圧子５２を移動させる。第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂに支持された試験片１１は圧子５２により押圧される。制御部は、ロードセル５６で測定される荷重を逐次モニタリングし、試験片１１に加えられる荷重を測定する。 After the supporting step (S10), the test piece breaking step (S20) is performed. In the test piece destruction step ( S<b>20 ), the controller operates the indenter moving mechanism 60 to move the indenter 52 . The test piece 11 supported by the first support portion 22 a and the second support portion 22 b is pressed by the indenter 52 . The controller sequentially monitors the load measured by the load cell 56 and measures the load applied to the test piece 11 .

まず、圧子移動機構６０を用いて圧子５２を徐々に下方に移動させて、試験片１１に接触させる。図４（Ａ）は、圧子５２の先端部５２ａを試験片１１の一面に接触させた様子を示す図である。図４（Ａ）の右側に示すグラフは、試験時間（横軸）と、圧子５２が試験片１１に加える荷重（縦軸）とを示す。 First, the indenter moving mechanism 60 is used to gradually move the indenter 52 downward to bring it into contact with the test piece 11 . FIG. 4A is a diagram showing a state in which the tip 52a of the indenter 52 is brought into contact with one surface of the test piece 11. FIG. The graph shown on the right side of FIG. 4A shows the test time (horizontal axis) and the load applied to the test piece 11 by the indenter 52 (vertical axis).

圧子５２を更に下方に移動させることで、試験片１１には更に大きな荷重が加わり、試験片１１は押圧されて下に凸の形状となる様に湾曲し始める（図４（Ｂ）参照）。図４（Ｂ）は、荷重を増加させる途中を示す図である。 By moving the indenter 52 further downward, a larger load is applied to the test piece 11, and the test piece 11 is pressed and begins to bend into a downward convex shape (see FIG. 4(B)). FIG. 4(B) is a diagram showing the process of increasing the load.

その後、更に荷重を増加させていくと、ある値の荷重（即ち、最大荷重）が加えられた時点で、試験片１１は破壊される。図４（Ｃ）は、試験片１１が破壊される様子を示す図である。試験片１１が破壊された後、試験片１１が圧子５２から離れるので、圧子５２が試験片１１に加える荷重は、試験片１１が破壊された直後にゼロとなる。 After that, when the load is further increased, the test piece 11 breaks when a certain value of load (that is, the maximum load) is applied. FIG. 4(C) is a diagram showing how the test piece 11 is destroyed. Since the test piece 11 is separated from the indenter 52 after the test piece 11 is broken, the load applied by the indenter 52 to the test piece 11 becomes zero immediately after the test piece 11 is broken.

試験片破壊ステップ（Ｓ２０）で、試験片１１が破壊されるまでに圧子５２から試験片１１に加えられた最大荷重（即ち、試験片１１が破壊される荷重）をＷとする。また、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂの支点間距離２２ｃをＬとし、第２方向の試験片１１の幅をｂとし、試験片１１の第３方向の厚さをｈとする。この場合、試験片１１の曲げ強度σは、σ＝（３ＬＷ）／（２ｂｈ^２）で算出される。 In the test piece breaking step (S20), let W be the maximum load applied from the indenter 52 to the test piece 11 until the test piece 11 breaks (that is, the load at which the test piece 11 breaks). Let L be the distance 22c between the fulcrums of the first support portion 22a and the second support portion 22b, b be the width of the test piece 11 in the second direction, and h be the thickness of the test piece 11 in the third direction. In this case, the bending strength σ of the test piece 11 is calculated by σ=(3LW)/(2bh ² ).

試験片破壊ステップ（Ｓ２０）の後、画像取得ステップ（Ｓ３０）が行われる。画像取得ステップ（Ｓ３０）では、まず、制御部が、撮像ユニット移動機構４０の動きを制御して、第２方向に沿って撮像ユニット３０を圧子５２に対して相対的に移動させる。 After the test piece destruction step (S20), an image acquisition step (S30) is performed. In the image acquisition step (S30), first, the control section controls the movement of the imaging unit moving mechanism 40 to move the imaging unit 30 relative to the indenter 52 along the second direction.

本実施形態では、圧子５２の位置を固定し、撮像ユニット移動機構４０により撮像ユニット３０を第２方向に所定の移動量で移動させて、移動させた各位置で圧子５２の先端部５２ａを撮像ユニット３０で撮像する。図５は、画像取得ステップ（Ｓ３０）を示す図である。 In the present embodiment, the position of the indenter 52 is fixed, the imaging unit moving mechanism 40 moves the imaging unit 30 by a predetermined amount in the second direction, and the tip 52a of the indenter 52 is imaged at each moved position. An image is taken by the unit 30 . FIG. 5 is a diagram showing the image acquisition step (S30).

具体的には、第２方向に沿って遠隔位置Ｐ１から圧子５２へ所定の移動量で撮像ユニット３０を移動させる。そして、制御部が、移動後に静止した状態の撮像ユニット３０に圧子５２を撮像させる。この様に、移動と撮像とが、撮像ユニット３０が近接位置Ｐ２に至るまで複数回繰り返される。なお、所定の移動量は、例えば、２５０μｍである。 Specifically, the imaging unit 30 is moved by a predetermined amount of movement from the remote position P1 to the indenter 52 along the second direction. Then, the control section causes the image pickup unit 30 in a stationary state after the movement to pick up an image of the indenter 52 . In this manner, the movement and imaging are repeated multiple times until the imaging unit 30 reaches the proximity position P2. Note that the predetermined amount of movement is, for example, 250 μm.

なお、撮像ユニット３０の移動は、この例に限定されず、圧子５２から遠ざかる様に（即ち、近接位置Ｐ２から遠隔位置Ｐ１へ）撮像ユニット３０を移動させてもよい。画像取得ステップ（Ｓ３０）の後、画像取得ステップ（Ｓ３０）で取得した複数の画像に基づいて、制御部が、圧子５２に異物が付着しているか否かを検出する（検出ステップ（Ｓ４０））。図６（Ａ）は、圧子５２に異物が付着していない場合の圧子５２の先端部５２ａの画像である。 The movement of the imaging unit 30 is not limited to this example, and the imaging unit 30 may be moved away from the indenter 52 (that is, from the close position P2 to the remote position P1). After the image acquisition step (S30), based on the plurality of images acquired in the image acquisition step (S30), the control unit detects whether or not foreign matter adheres to the indenter 52 (detection step (S40)). . FIG. 6A is an image of the tip portion 52a of the indenter 52 when no foreign matter adheres to the indenter 52. FIG.

図６（Ａ）の（ａ１）は、撮像ユニット３０が遠隔位置Ｐ１に位置するときの先端部５２ａの画像である。（ａ２）は、撮像ユニット３０が遠隔位置Ｐ１よりも近接位置Ｐ２に近い位置Ｐ_Ｍ２に位置するときの先端部５２ａの画像であり、（ａ３）は、撮像ユニット３０が位置Ｐ_Ｍ２よりも近接位置Ｐ２に近い位置Ｐ_Ｍ３に位置するときの先端部５２ａの画像である。更に、（ａ４）は、撮像ユニット３０が近接位置Ｐ２に位置するときの先端部５２ａの画像である。 (a1) of FIG. 6A is an image of the tip portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the remote position P1. (a2) is an image of the distal end portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at a position P _M2 closer to the close position _P2 than the remote position P1; It is an image of the tip portion 52a when it is located at a position _PM3 close to the position P2. Further, (a4) is an image of the tip portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the close position P2.

これに対して、図６（Ｂ）は、圧子５２に異物１１ａが付着している場合の圧子５２の先端部５２ａの画像である。なお、図６では、先端部５２ａが模式的に示されているが、実際の画像では、撮像ユニット３０の位置に応じて先端部５２ａの輪郭がぼやける場合がある。 On the other hand, FIG. 6B is an image of the tip portion 52a of the indenter 52 when the foreign matter 11a adheres to the indenter 52. As shown in FIG. Although FIG. 6 schematically shows the tip portion 52a, in an actual image, the contour of the tip portion 52a may be blurred depending on the position of the imaging unit 30. As shown in FIG.

異物１１ａは、例えば、１ｍｍ以下の有効径又は相当径を有する、粒子又は粉体である。なお、図６（Ｂ）では、圧子５２の第２方向の異なる複数の位置に付着した異物１１ａではなく、第２方向の一箇所に付着した一つの異物１１ａが撮像されている。 The foreign matter 11a is, for example, particles or powder having an effective diameter or equivalent diameter of 1 mm or less. Note that in FIG. 6B, an image of a single foreign substance 11a that adheres to one location in the second direction is captured instead of the foreign substances 11a that adhere to a plurality of different positions of the indenter 52 in the second direction.

図６（Ｂ）の（ｂ１）は、撮像ユニット３０が遠隔位置Ｐ１に位置するときの先端部５２ａの画像である。（ｂ２）は、撮像ユニット３０が上述の位置Ｐ_Ｍ２に位置するときの先端部５２ａの画像であり、（ｂ３）は、撮像ユニット３０が上述の位置Ｐ_Ｍ３に位置するときの先端部５２ａの画像である。更に、（ｂ４）は、撮像ユニット３０が近接位置Ｐ２に位置するときの先端部５２ａの画像である。 (b1) in FIG. 6B is an image of the tip portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the remote position P1. (b2) is an image of the distal end portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the above-described position _PM2 , and (b3) is an image of the distal end portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the above-described position _PM3 . It is an image. Further, (b4) is an image of the tip portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the close position P2.

位置Ｐ_Ｍ２から遠隔位置Ｐ１までの距離は、例えば、撮像ユニット３０の移動量に基づいて、制御部により算出される。この場合、制御部は、圧子５２の撮像ユニット３０側の端部からこの算出された距離だけ照明ユニット７０側に進んだ位置に異物１１ａが存在すると特定できる。このように、圧子５２の第２方向の異なる位置を撮像した複数の画像を用いると、圧子５２に付着した異物１１ａの有無及び位置を容易に検出できる。 The distance from the position _PM2 to the remote position P1 is calculated by the controller based on the amount of movement of the imaging unit 30, for example. In this case, the control unit can identify that the foreign object 11a exists at a position advanced toward the lighting unit 70 by the calculated distance from the end of the indenter 52 on the imaging unit 30 side. By using a plurality of images obtained by capturing different positions of the indenter 52 in the second direction in this manner, the presence and position of the foreign matter 11a adhering to the indenter 52 can be easily detected.

図６（Ａ）の様に、検出ステップ（Ｓ４０）で異物１１ａが検出されなかった場合（Ｓ５０でＮＯ）、試験は終了する。これに対して、図６（Ｂ）の様に、検出ステップ（Ｓ４０）で異物１１ａが検出された場合（Ｓ５０でＹＥＳ）、制御部（不図示）は、上述の表示装置に警告情報を発する。 As shown in FIG. 6A, if the foreign matter 11a is not detected in the detection step (S40) (NO in S50), the test ends. On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the foreign matter 11a is detected in the detection step (S40) (YES in S50), the control unit (not shown) issues warning information to the display device. .

オペレーターは、警告情報を受けて、エタノール等の洗浄剤を含んだ布又は紙等で圧子５２を洗浄し、異物１１ａを除去する（圧子クリーニングステップ（Ｓ６０））。圧子５２の洗浄は、エアブローにより行ってよく、エアブローとイオナイザーを用いた除電とを組み合わせて行ってもよい。 Upon receiving the warning information, the operator cleans the indenter 52 with cloth or paper containing a cleaning agent such as ethanol to remove the foreign matter 11a (indenter cleaning step (S60)). Cleaning of the indenter 52 may be performed by air blowing, or may be performed by combining air blowing and static elimination using an ionizer.

なお、エアブロー用のノズルとイオナイザーとを圧子５２の近傍に配置することにより、異物１１ａが検出された場合（Ｓ５０でＹＥＳ）に、オペレーターではなく試験装置１０が圧子クリーニングステップ（Ｓ６０）を行ってもよい。 By arranging the air blow nozzle and the ionizer near the indenter 52, when the foreign matter 11a is detected (YES in S50), the testing apparatus 10, not the operator, performs the indenter cleaning step (S60). good too.

本実施形態では、撮像ユニット３０で圧子５２を撮像して得た画像に基づいて、制御部が、圧子５２に異物１１ａが付着しているか否かを検出する。それゆえ、異物１１ａが付着しているか否かを試験装置１０で自動的に検出できる。 In this embodiment, based on an image obtained by imaging the indenter 52 with the imaging unit 30, the control unit detects whether or not the foreign matter 11a is attached to the indenter 52. FIG. Therefore, the test apparatus 10 can automatically detect whether or not the foreign matter 11a adheres.

また、圧子５２に異物１１ａが付着している場合には、圧子５２をクリーニングして異物１１ａを除去できる。それゆえ、次に試験片１１の破壊試験を行うときに、圧子５２に異物１１ａが付着している場合に比べて、より正確な試験を行うことができる。 Further, when the foreign matter 11a adheres to the indenter 52, the indenter 52 can be cleaned to remove the foreign matter 11a. Therefore, when performing the next destructive test of the test piece 11, the test can be performed more accurately than when the foreign matter 11a adheres to the indenter 52. FIG.

特に、試験片１１にＤＡＦ等の粘着剤が設けられている場合、試験片１１の破片や屑等の異物１１ａが、圧子５２の先端部５２ａに付着しやすい。それゆえ、ＤＡＦ付きの試験片１１の曲げ強度σを測定する場合に、本実施形態の試験方法は効果的である。 In particular, when the test piece 11 is provided with an adhesive such as DAF, foreign matter 11 a such as fragments and scraps of the test piece 11 tends to adhere to the tip portion 52 a of the indenter 52 . Therefore, the test method of this embodiment is effective when measuring the bending strength σ of the test piece 11 with a DAF.

検出ステップ（Ｓ４０）の第１変形例として、撮像ユニット３０が撮像した画像を二値化加工することにより、圧子５２の先端部５２ａに異物１１ａが付着しているか否かや、付着している異物１１ａのサイズを検出してもよい。 As a first modification of the detection step (S40), the image captured by the imaging unit 30 is binarized to determine whether or not the foreign matter 11a is attached to the tip portion 52a of the indenter 52, and whether or not it is attached. The size of the foreign matter 11a may be detected.

図８（Ａ）は、先端部５２ａに異物１１ａが付着していない場合の先端部５２ａの二値化画像であり、図８（Ｂ）は、先端部５２ａに異物１１ａが付着している場合の先端部５２ａの二値化画像である。なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）の各々は、第２方向の同じ位置に位置付けた撮像ユニット３０で圧子５２の先端部５２ａを撮像して得られた画像である。 FIG. 8A is a binarized image of the tip portion 52a when no foreign matter 11a is attached to the tip portion 52a, and FIG. is a binarized image of the tip portion 52a of the . 8A and 8B are images obtained by imaging the tip portion 52a of the indenter 52 with the imaging unit 30 positioned at the same position in the second direction.

例えば、図８（Ｂ）に示す様に、先端部５２ａの形状とは異なる領域で所定の数以上の画素が黒である場合に、制御部は、先端部５２ａに異物１１ａが付着していると判断する。これに代えて、図８（Ａ）に示す画像が制御部の記憶部等に既に記憶されている場合は、制御部が、図８（Ａ）に示す黒色の画素領域と、図８（Ｂ）に示す黒色の画素領域とを比較してよい。そして、画素数の差分が生じた場合に、制御部は、先端部５２ａに異物１１ａが付着していると判断してもよい。 For example, as shown in FIG. 8B, when a predetermined number or more of pixels are black in a region different in shape from the tip portion 52a, the control unit determines that the foreign matter 11a is attached to the tip portion 52a. I judge. Alternatively, if the image shown in FIG. 8A is already stored in the storage unit or the like of the control unit, the control unit stores the black pixel area shown in FIG. 8A and the black pixel area shown in FIG. ) may be compared with the black pixel area shown in FIG. Then, when there is a difference in the number of pixels, the control unit may determine that the foreign matter 11a is attached to the tip portion 52a.

次に、第２実施形態について説明する。圧子５２の先端部５２ａの幅方向（即ち、長手方向）は、基本的には第２方向と平行である。しかし、試験片破壊ステップ（Ｓ２０）の実行や圧子５２の取り外し等により、圧子５２が正常な位置からずれる場合がある。 Next, a second embodiment will be described. The width direction (that is, the longitudinal direction) of the tip portion 52a of the indenter 52 is basically parallel to the second direction. However, there are cases where the indenter 52 shifts from its normal position due to execution of the test piece breaking step (S20), removal of the indenter 52, or the like.

そこで、第２実施形態では、支持ステップ（Ｓ１０）の前に、参照画像取得ステップ（Ｓ４）を行う。係る点で、第１実施形態と異なる。図１０は、第２実施形態のフロー図である。 Therefore, in the second embodiment, the reference image acquisition step (S4) is performed before the support step (S10). This point is different from the first embodiment. FIG. 10 is a flow diagram of the second embodiment.

参照画像取得ステップ（Ｓ４）では、画像取得ステップ（Ｓ３０）と同様に、第２方向で撮像ユニット３０を複数の位置に移動させて、移動させた各位置で撮像ユニット３０が圧子５２の先端部５２ａを撮像する。これにより、先端部５２ａの複数の参照画像を取得する。 In the reference image acquisition step (S4), similarly to the image acquisition step (S30), the imaging unit 30 is moved to a plurality of positions in the second direction, and the imaging unit 30 moves to the tip of the indenter 52 at each of the moved positions. 52a is imaged. Thereby, a plurality of reference images of the distal end portion 52a are acquired.

図９（Ａ）は、圧子５２が正常な位置に配置されている場合の先端部５２ａの画像であり、図９（Ｂ）は、圧子５２が正常な位置に配置されていない場合の先端部５２ａの画像である。 FIG. 9A is an image of the tip portion 52a when the indenter 52 is placed at the normal position, and FIG. 9B is an image of the tip portion when the indenter 52 is not placed at the normal position. 52a.

圧子５２の正常な位置からのずれには、圧子５２のφ方向（即ち、第１方向及び第２方向で規定される平面内で原点の周りに回転する方向）の傾きや、圧子５２のθ方向（即ち、第２方向及び第３方向で規定される平面内で原点の周りに回転する方向）の傾きがある。なお、圧子５２の正常な位置からのずれには、圧子５２の付け根と先端部５２ａとが第３方向と平行とならない場合、即ち、先端部５２ａの第１方向への傾きもある。 The displacement of the indenter 52 from the normal position includes the inclination of the indenter 52 in the φ direction (that is, the direction of rotation about the origin within the plane defined by the first direction and the second direction), and the θ There is a tilt in the direction (ie, the direction of rotation about the origin in the plane defined by the second and third directions). The displacement of the indenter 52 from the normal position includes the case where the root of the indenter 52 and the tip 52a are not parallel to the third direction, that is, the tip 52a is tilted in the first direction.

図９（Ａ）の（ａ１）及び図９（Ｂ）の（ｂ１）は、撮像ユニット３０が遠隔位置Ｐ１に位置するときの先端部５２ａの画像である。（ａ２）及び（ｂ２）は、上述の位置Ｐ_Ｍ２に位置するときの先端部５２ａの画像である。 (a1) of FIG. 9(A) and (b1) of FIG. 9(B) are images of the tip portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the remote position P1. (a2) and (b2) are images of the tip portion 52a when positioned at the position _PM2 described above.

また、（ａ３）及び（ｂ３）は、上述の位置Ｐ_Ｍ３に位置するときの先端部５２ａの画像である。更に、（ａ４）及び（ｂ４）は、撮像ユニット３０が近接位置Ｐ２に位置するときの先端部５２ａの画像である。 (a3) and (b3) are images of the tip portion 52a when positioned at the position _PM3 described above. Further, (a4) and (b4) are images of the tip portion 52a when the imaging unit 30 is positioned at the close position P2.

参照画像取得ステップ（Ｓ４）では、圧子５２を固定して第２方向で撮像ユニット３０を複数の位置に移動させて、移動させた各位置の撮像ユニット３０で１回ずつ圧子５２を撮像し、複数の参照画像を取得する。参照画像取得ステップ（Ｓ４）の後、支持ステップ（Ｓ１０）の前に、傾き検出ステップ（Ｓ６）が行われる。 In the reference image acquisition step (S4), the indenter 52 is fixed and the imaging unit 30 is moved to a plurality of positions in the second direction, and the imaging unit 30 at each position images the indenter 52 once. Get multiple reference images. After the reference image acquisition step (S4) and before the support step (S10), a tilt detection step (S6) is performed.

傾き検出ステップ（Ｓ６）では、制御部が、取得した複数の参照画像（例えば、（ａ１）から（ａ４）又は（ｂ１）から（ｂ４））を比較することにより、複数の参照画像に基づいて圧子５２の正常な位置からのずれを検出する（傾き検出ステップ（Ｓ６））。 In the tilt detection step (S6), the control unit compares a plurality of acquired reference images (for example, (a1) to (a4) or (b1) to (b4)), thereby A deviation from the normal position of the indenter 52 is detected (inclination detection step (S6)).

以下では、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を用いて、圧子５２のφ方向及び／又はθ方向の傾きを検出する場合について説明する。傾き検出ステップ（Ｓ６）で、制御部が図９（Ａ）の（ａ１）から（ａ４）を比較した場合、（ａ１）から（ａ４）に差異が無いので、制御部は、傾きが無いことを検出する。これに対して、制御部が図９（Ｂ）の（ｂ１）から（ｂ４）を比較した場合、制御部は、傾きがあることを検出する。 A case of detecting the inclination of the indenter 52 in the φ direction and/or the θ direction will be described below with reference to FIGS. 9A and 9B. In the tilt detection step (S6), when the control unit compares (a1) to (a4) in FIG. to detect On the other hand, when the control unit compares (b1) to (b4) in FIG. 9B, the control unit detects that there is a tilt.

例えば、（ｂ１）での先端部５２ａのエッジのうち画像左側上端に位置する一点の座標と、（ｂ４）での先端部５２ａのエッジのうち画像左側上端に位置する他の一点の座標とを比較する。座標に差異があるので、制御部は、圧子５２にφ方向の傾きがあると検出できる。 For example, the coordinates of one point of the edge of the tip 52a in (b1) located at the upper left edge of the image and the coordinates of another point of the edge of the tip 52a in (b4) located at the upper left edge of the image are compare. Since there is a difference in the coordinates, the controller can detect that the indenter 52 is tilted in the φ direction.

なお、制御部は、一点の座標と、他の一点の座標との第１方向の差ΔＬを算出し、このΔＬと圧子５２の第２方向の幅とから圧子５２のφ方向の傾きΔφを算出してもよい。傾き検出ステップ（Ｓ６）で制御部が算出した傾きΔφは、例えば、上述の表示装置に表示される。 The control unit calculates the difference ΔL in the first direction between the coordinates of one point and the coordinates of another point, and calculates the inclination Δφ of the indenter 52 in the φ direction from this ΔL and the width of the indenter 52 in the second direction. can be calculated. The tilt Δφ calculated by the controller in the tilt detection step (S6) is displayed, for example, on the display device described above.

傾き検出ステップ（Ｓ６）の後、検出された傾きに基づいて圧子５２の向きを修正する傾き修正ステップ（Ｓ８）が行われる。傾き修正ステップ（Ｓ８）では、例えば、制御部により算出された傾きΔφだけ、オペレーターが圧子５２を回転させる。 After the tilt detection step (S6), a tilt correction step (S8) is performed to correct the orientation of the indenter 52 based on the detected tilt. In the tilt correction step (S8), for example, the operator rotates the indenter 52 by the tilt Δφ calculated by the control unit.

また、傾き修正ステップ（Ｓ８）では、表示装置に表示された先端部５２ａの画像に基づいて、オペレーターが圧子５２の固定位置を修正してもよい。例えば、先端部５２ａの画像を表示装置に表示させておき、遠隔位置Ｐ１から近接位置Ｐ２まで先端部５２ａを撮像することと、所定角度だけ圧子５２を回転させることとを複数回繰り返すことで、圧子５２の傾きΔφを修正できる。 Further, in the inclination correction step (S8), the operator may correct the fixing position of the indenter 52 based on the image of the tip portion 52a displayed on the display device. For example, an image of the distal end portion 52a is displayed on a display device, and by repeating imaging the distal end portion 52a from the remote position P1 to the close position P2 and rotating the indenter 52 by a predetermined angle a plurality of times, The inclination Δφ of the indenter 52 can be corrected.

なお、図９（Ａ）に示す複数の参照画像が既に得られており、制御部の記憶部等に記憶されている場合がある。この場合には、参照画像取得ステップ（Ｓ４）で図９（Ｂ）に示す複数の参照画像を新たに得た後に、傾き検出ステップ（Ｓ６）で、制御部が図９（Ａ）及び図９（Ｂ）の参照画像どうしを比較する。 In some cases, a plurality of reference images shown in FIG. 9A have already been obtained and stored in a storage unit or the like of the control unit. In this case, after newly obtaining a plurality of reference images shown in FIG. 9B in the reference image acquisition step (S4), in the tilt detection step (S6), the control unit Compare the reference images in (B).

図９（Ａ）と図９（Ｂ）とを比較した場合に、遠隔位置Ｐ１（（ａ１）及び（ｂ１）参照）では先端部５２ａの下端が一致しているが、近接位置Ｐ２に進むにつれて先端部５２ａの下端のずれが大きくなっている。 9(A) and 9(B), the lower end of the distal end portion 52a coincides with the remote position P1 (see (a1) and (b1)), but as it progresses to the closer position P2, The deviation of the lower end of the tip portion 52a is large.

つまり、圧子５２は、照明ユニット７０側が高くなるように、傾いている（図９（Ｂ）において、Δｈ１＜Δｈ２＜Δｈ３）。この場合、制御部は、θ方向に傾きがあると検出できる。なお、制御部は、近接位置Ｐ２で検出されたΔｈ３を基に圧子５２のθ方向の傾きΔθを算出してもよい。 That is, the indenter 52 is inclined so that the lighting unit 70 side is higher (Δh1<Δh2<Δh3 in FIG. 9B). In this case, the controller can detect that there is a tilt in the θ direction. The control unit may calculate the inclination Δθ of the indenter 52 in the θ direction based on Δh3 detected at the proximity position P2.

傾きΔθは、例えば、上述の表示装置に表示される。オペレーターは、傾き検出ステップ（Ｓ６）で検出された傾きに基づいて、圧子５２の傾きΔθを修正してもよい（傾き修正ステップ（Ｓ８））。 The inclination Δθ is displayed, for example, on the display device described above. The operator may correct the inclination Δθ of the indenter 52 based on the inclination detected in the inclination detection step (S6) (inclination correction step (S8)).

傾き修正ステップ（Ｓ８）では、例えば、オペレーターが圧子５２の向きを傾きΔθだけ修正する。また、例えば、先端部５２ａの画像を表示装置に表示させておき、遠隔位置Ｐ１から近接位置Ｐ２まで先端部５２ａを撮像することと、所定角度だけ圧子５２の向きを修正することとを複数回繰り返すことで、圧子５２の向きを修正できる。 In the tilt correction step (S8), for example, the operator corrects the orientation of the indenter 52 by the tilt Δθ. Further, for example, an image of the distal end portion 52a is displayed on the display device, and the imaging of the distal end portion 52a from the remote position P1 to the close position P2 and the correction of the orientation of the indenter 52 by a predetermined angle are repeated multiple times. By repeating this, the orientation of the indenter 52 can be corrected.

なお、上述の説明では、説明を簡単にするために、圧子５２の先端部５２ａに異物１１ａが付着いていない状況（図９（Ａ）及び図９（Ｂ））を説明した。しかしながら、先端部５２ａに異物１１ａが付着していても、参照画像取得ステップ（Ｓ４）の実行は差し支えない。また、参照画像取得ステップ（Ｓ４）で異物１１ａの付着が検出された場合には、異物１１ａを除去したうえで、再び参照画像を取得してもよい。 In the above description, for the sake of simplicity, the state where the foreign matter 11a is not attached to the tip 52a of the indenter 52 (FIGS. 9A and 9B) has been described. However, even if the foreign matter 11a adheres to the tip portion 52a, the execution of the reference image acquisition step (S4) does not interfere. Further, when adhesion of the foreign matter 11a is detected in the reference image acquisition step (S4), the reference image may be acquired again after removing the foreign matter 11a.

次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態の検出ステップ（Ｓ４０）では、参照画像取得ステップ（Ｓ４）で得られた先端部５２ａに異物１１ａが付着していない複数の参照画像（図９（Ａ）参照）と、画像取得ステップ（Ｓ３０）で得られた複数の画像（図６（Ｂ）参照）とを制御部が比較する。これにより、圧子５２の先端部５２ａに異物１１ａが付着しているか否かを検出する。 Next, a third embodiment will be described. In the detection step (S40) of the third embodiment, a plurality of reference images (see FIG. 9A) in which the foreign matter 11a is not adhered to the distal end portion 52a obtained in the reference image acquisition step (S4), and image acquisition The control unit compares the plurality of images (see FIG. 6B) obtained in step (S30). Thereby, it is detected whether or not the foreign matter 11a is attached to the tip portion 52a of the indenter 52 or not.

制御部が、図９（Ａ）に示す（ａ１）から（ａ４）の参照画像と、図６（Ｂ）に示す（ｂ１）から（ｂ４）の画像とを比較することにより、先端部５２ａに付着した異物１１ａを画像比較により検出できる。それゆえ、オペレーターが上述の表示装置で異物１１ａを検出する場合に比べて、迅速かつ正確に異物１１ａを検出できる。 The control unit compares the reference images (a1) to (a4) shown in FIG. 9A with the images (b1) to (b4) shown in FIG. Adhered foreign matter 11a can be detected by image comparison. Therefore, the foreign object 11a can be detected more quickly and accurately than when the operator detects the foreign object 11a with the display device described above.

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせてもよい。また、参照画像取得ステップ（Ｓ４）、傾き検出ステップ（Ｓ６）及び傾き修正ステップ（Ｓ８）、並びに／又は、画像取得ステップ（Ｓ３０）及び検出ステップ（Ｓ４０）は、１枚の試験片１１を破壊する度に行ってもよく、所定の枚数（例えば、１０枚）の試験片１１を破壊する度に行ってもよい。 In addition, the structures, methods, and the like according to the above-described embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention. For example, the second embodiment and the third embodiment may be combined. Further, the reference image acquisition step (S4), the tilt detection step (S6) and the tilt correction step (S8), and/or the image acquisition step (S30) and the detection step (S40) destroy one test piece 11. It may be performed each time a predetermined number (for example, 10) of test pieces 11 are destroyed.

ところで、先端部５２ａに加えて、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂを含む画像を撮像してもよい。これにより、検出ステップ（Ｓ４０）では、圧子５２の先端部５２ａだけでなく、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂに異物１１ａが付着しているかいないかを検出できる。 By the way, an image including the first support portion 22a and the second support portion 22b in addition to the tip portion 52a may be captured. As a result, in the detection step (S40), it is possible to detect whether or not the foreign matter 11a is attached not only to the tip 52a of the indenter 52 but also to the first support portion 22a and the second support portion 22b.

第１支持部２２ａ等を撮像するべく、圧子５２の先端部５２ａを撮像する撮像ユニット３０のヘッド部３４に加えて、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂを撮像する他のヘッド部が、ヘッド部３４の下方においてヘッド部３４と一体的に設けられてもよい。 In addition to the head portion 34 of the imaging unit 30 that images the tip portion 52a of the indenter 52, another head portion that images the first support portion 22a and the second support portion 22b is used to image the first support portion 22a and the like. , may be provided integrally with the head portion 34 below the head portion 34 .

また、追加の他のヘッド部を、ヘッド部３４の第１方向の一方側又は両側にヘッド部３４と一体的に設けて、圧子５２の先端部５２ａの側面を撮像してもよい。これにより、圧子５２を多角的な方向から撮像して、異物１１ａを検出できる。 Further, another additional head portion may be provided integrally with the head portion 34 on one side or both sides of the head portion 34 in the first direction, and the side surface of the tip portion 52a of the indenter 52 may be imaged. Thereby, the foreign matter 11a can be detected by imaging the indenter 52 from multiple directions.

なお、上記では、試験装置１０が三点曲げ試験によって試験片１１の強度を測定する例について説明したが、試験装置１０によって行われる試験の内容は適宜変更できる。例えば試験装置１０は、球抗折試験や四点曲げ試験によって試験片１１の強度の試験を行ってもよい。 In the above description, an example in which the test device 10 measures the strength of the test piece 11 by the three-point bending test has been described, but the content of the test performed by the test device 10 can be changed as appropriate. For example, the test device 10 may test the strength of the test piece 11 by a ball bending test or a four-point bending test.

試験装置１０によって球抗折試験を行う場合、試験装置１０は、試験片１１を押圧する球状の圧子を備える。この圧子を試験片１１の所定の点に接触させることにより、試験片１１が押圧される。また、試験装置１０によって四点曲げ試験を行う場合、試験装置１０は、第１支持部２２ａ及び第２支持部２２ｂに沿うように配置された２つの圧子を備える。この一対の圧子を試験片１１の所定の領域に接触させることにより、試験片１１が押圧される。 When performing a ball bending test using the test device 10 , the test device 10 is provided with a spherical indenter that presses the test piece 11 . By bringing this indenter into contact with a predetermined point on the test piece 11, the test piece 11 is pressed. Moreover, when the four-point bending test is performed by the test device 10, the test device 10 is provided with two indenters arranged along the first support portion 22a and the second support portion 22b. By bringing the pair of indenters into contact with a predetermined region of the test piece 11, the test piece 11 is pressed.

上記の球抗折試験や四点曲げ試験を行う場合にも、撮像ユニット３０で圧子を撮像して得た画像に基づいて、圧子に異物１１ａが付着しているか否かを検出する。それゆえ、異物１１ａが付着しているか否かを試験装置１０で自動的に検出できる。また、圧子に異物１１ａが付着している場合には、圧子をクリーニングして異物１１ａを除去できる。それゆえ、圧子に異物１１ａが付着している場合に比べて、より正確な試験を行うことができる。 Also when performing the ball bending test and the four-point bending test, based on the image obtained by imaging the indenter with the imaging unit 30, it is detected whether or not the foreign matter 11a adheres to the indenter. Therefore, the test apparatus 10 can automatically detect whether or not the foreign matter 11a adheres. Further, when the foreign matter 11a adheres to the indenter, the foreign matter 11a can be removed by cleaning the indenter. Therefore, a more accurate test can be performed than when the foreign matter 11a adheres to the indenter.

１０試験装置
１１試験片
１１ａ異物
１２基台部
１２ａ表面
１４ａ第１側部
１４ｂ第２側部
２０支持ユニット
２０ａ第１支持台
２０ｂ第２支持台
２２ａ第１支持部
２２ｂ第２支持部
２２ｃ支点間距離
２４ａ第１の移動ユニット
２４ｂ第２の移動ユニット
２６ａ第１のガイドレール
２６ｂ第２のガイドレール
２８ａ第１のパルスモーター
２８ｂ第２のパルスモーター
３０撮像ユニット
３２撮像用基台部
３４ヘッド部
３６レンズユニット
３６ａ凸レンズ
３６ｂ絞り
３６ｃ撮像素子
４０撮像ユニット移動機構
４２ガイドレール
４４ボールネジ
４６パルスモーター
５０押圧ユニット
５２圧子（押圧手段）
５２ａ先端部
５４ホルダー
５６ロードセル（荷重計測ユニット）
５８ロードセル固定板
６０圧子移動機構
６２ガイドレール
６４ボールネジ
６６パルスモーター
６８ナット部
７０照明ユニット
７２照明用基台
７４光源用筐体
７４ａ開口
７６光源
７８平行光形成光学系
７８ａマスク用ホルダー
７８ｂピンホール
７８ｃピンホールマスク
７８ｄレンズホルダー
７８ｅコリメートレンズ
Ｐ１遠隔位置
Ｐ２近接位置 REFERENCE SIGNS LIST 10 test apparatus 11 test piece 11a foreign object 12 base 12a surface 14a first side 14b second side 20 support unit 20a first support 20b second support 22a first support 22b second support 22c between fulcrums Distance 24a First moving unit 24b Second moving unit 26a First guide rail 26b Second guide rail 28a First pulse motor 28b Second pulse motor 30 Imaging unit 32 Imaging base 34 Head 36 Lens unit 36a Convex lens 36b Diaphragm 36c Imaging element 40 Imaging unit moving mechanism 42 Guide rail 44 Ball screw 46 Pulse motor 50 Pressing unit 52 Indenter (pressing means)
52a tip 54 holder 56 load cell (load measuring unit)
58 Load cell fixing plate 60 Indenter moving mechanism 62 Guide rail 64 Ball screw 66 Pulse motor 68 Nut part 70 Lighting unit 72 Lighting base 74 Light source housing 74a Opening 76 Light source 78 Parallel light forming optical system 78a Mask holder 78b Pinhole 78c Pinhole mask 78d Lens holder 78e Collimating lens P1 Remote position P2 Close position

Claims

A test method for measuring the strength of a test piece,
a supporting step of supporting the lower surface of the test piece with a supporting unit including a first supporting portion and a second supporting portion arranged at a predetermined interval in a first direction;
A pressing unit having an indenter disposed in a region above the supporting unit and between the first supporting portion and the second supporting portion presses and destroys the test piece supported by the supporting unit. and a test piece destruction step of measuring the load at which the test piece is destroyed;
an image acquisition step of imaging the indenter with an imaging unit;
and a detection step of detecting whether or not foreign matter adheres to the indenter based on the image obtained in the image acquisition step.

In the image acquisition step, the imaging unit having a predetermined focal length in a second direction orthogonal to the first direction on a horizontal plane and the indenter are relatively moved in the second direction, so that the imaging unit acquiring a plurality of images by imaging the indenter having a predetermined width in the second direction, and in the detecting step, detecting whether or not a foreign substance adheres to the indenter based on the plurality of images; The test method according to claim 1, characterized by:

obtaining a plurality of reference images by moving the imaging unit relative to the indenter in the second direction and imaging the indenter with the imaging unit before the supporting step; 3. The testing method of claim 2, further comprising steps.

an inclination detection step of detecting an inclination of the indenter based on the plurality of reference images after the reference image acquisition step and before the support step;
a tilt correction step of correcting the orientation of the indenter based on the tilt detected in the tilt detection step;
4. The testing method of claim 3, further comprising:

In the detection step, by comparing the plurality of reference images obtained in the reference image obtaining step and the plurality of images obtained in the image obtaining step, it is possible to determine whether foreign matter is adhered to the indenter. 5. The test method according to claim 3 or 4, characterized by detecting whether or not.

A test device for measuring the strength of a test piece,
A first supporting portion and a second supporting portion arranged at predetermined intervals in a first direction, each having a predetermined width in a second direction orthogonal to the first direction in the horizontal plane, and supporting the lower surface of the test piece; a support unit having
a pressing unit disposed in a region above the supporting unit and between the first supporting portion and the second supporting portion and including an indenter having a predetermined width in the second direction;
an indenter moving mechanism for moving the indenter relative to the test piece so that the indenter presses the test piece supported by the support unit;
a load measuring unit for measuring the load applied to the test piece when the test piece supported by the support unit is pressed by the indenter;
an imaging unit spaced apart from the indenter in the second direction;
an imaging unit moving mechanism that relatively moves the imaging unit and the indenter in the second direction;
an illumination unit positioned opposite the imaging unit with respect to the indenter in the second direction .

The lighting unit is
a light source;
a parallel light forming optical system disposed between the light source and the indenter to convert the light emitted from the light source into parallel light;
has
The imaging unit is
an imaging element located on the opposite side of the light source with respect to the indenter in the second direction;
a lens unit having telecentricity, disposed between the indenter and the imaging device, and condensing light incident from the parallel light forming optical system onto the imaging device;
7. The testing device according to claim 6 , characterized in that it comprises: