(57)【要約】【課題】試験片の強度の試験を簡易化することが可能な試験装置を提供する。【解決手段】試験片の強度を測定する試験装置であって、上方に向かって開口する開口部を備える下部容器と、下方に向かって開口する開口部を備え下部容器の開口部に挿入可能な大きさの上部容器と、下部容器の開口部に配置され試験片を支持する支持ユニットと、試験片を押圧する圧子と、圧子にかかる荷重を計測する荷重計測器と、を備える押圧ユニットと、圧子を支持ユニットに対して相対的に接近及び離隔させる移動機構と、を備え、移動機構で圧子を移動させることにより支持ユニットによって支持された試験片を圧子で押圧する際に、上部容器が試験片を覆うように位置付けられる。【選択図】図１
2020094832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験片の強度を測定する試験装置であって、
上方に向かって開口する開口部を備える下部容器と、
下方に向かって開口する開口部を備え該下部容器の該開口部に挿入可能な大きさの上部容器と、
該下部容器の該開口部に配置され該試験片を支持する支持ユニットと、
該試験片を押圧する圧子と、該圧子にかかる荷重を計測する荷重計測器と、を備える押圧ユニットと、
該圧子を該支持ユニットに対して相対的に接近及び離隔させる移動機構と、を備え、
該移動機構で該圧子を移動させることにより該支持ユニットによって支持された該試験片を該圧子で押圧する際に、該上部容器が該試験片を覆うように位置付けられることを特徴とする試験装置。
【請求項２】
一端側が該下部容器の底部に形成された破片排出口に接続され、他端側が吸引源に接続された破片排出路と、
該破片排出路中に設けられ該試験片の破片を回収する破片回収部と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
該圧子に向かってエアーを噴射するノズルを更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の試験装置。
【請求項４】
該支持ユニットは、互いに離隔された状態で配置され該試験片の下面側を支持する一対の支持部と、一対の該支持部の両側に配置され該試験片と接触して該試験片を支持する接触面を備える一対の接触部材とを備え、
該接触部材は、該接触面が該支持部の上端よりも上方に配置されるように設けられ、
該圧子は、一対の該支持部の上方で一対の該支持部の間の領域と重なるように配置され、
該圧子によって該試験片が押圧されると、該試験片が一対の該支持部によって支持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験片の強度を測定する試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成された半導体ウェーハを分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。このデバイスチップは、携帯電話やパーソナルコンピュータに代表される様々な電子機器に内蔵される。
【０００３】
半導体ウェーハの分割には、例えば、半導体ウェーハを保持するチャックテーブルと、半導体ウェーハを切削する環状の切削ブレードが装着される切削ユニットとを備える切削装置が用いられる。切削ブレードを回転させて半導体ウェーハに切り込ませることにより、半導体ウェーハが切削され、複数のデバイスチップに分割される。
【０００４】
また、近年、電子機器の小型化、薄型化に伴い、デバイスチップにも薄型化が求められている。そこで、分割前の半導体ウェーハを研削して薄化する手法が用いられている。半導体ウェーハの研削には、例えば、半導体ウェーハを保持するチャックテーブルと、半導体ウェーハを研削する研削砥石を備える研削ホイールが装着される研削ユニットとを備える研削装置が用いられる。
【０００５】
上記の切削装置や研削装置を用いて半導体ウェーハを加工すると、半導体ウェーハには加工歪み（切削歪み、研削歪み等）が形成されることがある。この加工歪みが半導体ウェーハの分割によって得られたデバイスチップに残存すると、デバイスチップの強度が低下し、デバイスチップが破損しやすくなる。そのため、半導体ウェーハの加工条件は、デバイスチップの強度が一定以上に維持されるように設定される。
【０００６】
デバイスチップの強度は、例えば、試験片としてデバイスチップを用いた３点曲げ試験によって測定される。３点曲げ試験は、試験片の両端を支持した状態で、試験片の中央部を圧子によって押圧し、その際に圧子にかかる荷重をモニターすることにより、試験片の強度を測定する手法である。例えば特許文献１には、３点曲げ試験によって試験片の強度（曲げ強度）を測定するための試験装置（測定装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２２９８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
試験装置を用いた試験片の強度の測定は、例えば、試験片が破壊されるまで圧子で試験片を押圧し、圧子にかかる荷重の最大値を検出することによって行われる。ここで、試験片が破壊されると試験片の破片が飛散するため、試験装置を操作するオペレータはゴーグル等の保護具を着用した状態で試験を行う。しかしながら、保護具を着用すると視野が狭くなり、試験装置の構成要素（圧子等）や試験片の視認性が低下するため、試験片の強度の試験を実施しにくくなる。
【０００９】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、試験片の強度の試験を簡易化することが可能な試験装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、試験片の強度を測定する試験装置であって、上方に向かって開口する開口部を備える下部容器と、下方に向かって開口する開口部を備え該下部容器の該開口部に挿入可能な大きさの上部容器と、該下部容器の開口部に配置され該試験片を支持する支持ユニットと、該試験片を押圧する圧子と、該圧子にかかる荷重を計測する荷重計測器と、を備える押圧ユニットと、該圧子を該支持ユニットに対して相対的に接近及び離隔させる移動機構と、を備え、該移動機構で該圧子を移動させることにより支持ユニットによって支持された該試験片を該圧子で押圧する際に、該上部容器が該試験片を覆うように位置付けられる試験装置が提供される。
【００１１】
なお、好ましくは、該試験装置は、一端側が該下部容器の底部に形成された破片排出口に接続され、他端側が吸引源に接続された破片排出路と、該破片排出路中に設けられ該試験片の破片を回収する破片回収部と、を更に備える。また、好ましくは、該試験装置は、該圧子に向かってエアーを噴射するノズルを更に備える。また、好ましくは、該支持ユニットは、互いに離隔された状態で配置され該試験片の下面側を支持する一対の支持部と、一対の該支持部の両側に配置され該試験片と接触して該試験片を支持する接触面を備える一対の接触部材とを備え、該接触部材は、該接触面が該支持部の上端よりも上方に配置されるように設けられ、該圧子は、一対の該支持部の上方で一対の該支持部の間の領域と重なるように配置され、該圧子によって該試験片が押圧されると、該試験片が一対の該支持部によって支持される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様に係る試験装置では、一対の支持部によって支持された試験片を圧子で押圧する際に、上部容器が試験片を覆うように位置付けられる。これにより、試験片が圧子で押圧されて破壊される際、試験片の破片が試験装置の外部に飛散することが防止される。
【００１３】
このように、上部容器によって試験片の破片の飛散が防止されるため、試験片の強度の試験を行う際、試験装置のオペレータはゴーグル等の保護具の着用を省略できる。その結果、保護具の着用による試験装置の構成要素（圧子等）や試験片の視認性の低下が防止され、試験片の強度の試験を簡易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】試験装置を示す斜視図である。
【図２】支持ユニットを示す斜視図である。
【図３】押圧ユニットを示す斜視図である。
【図４】試験片が支持ユニットによって支持された状態の試験装置を示す断面図である。
【図５】試験片が支持台の支持部と接触した状態の試験装置を示す断面図である。
【図６】試験片が破壊された状態の試験装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る試験装置の構成例について説明する。図１は、試験片の強度の試験を行う試験装置２を示す斜視図である。
【００１６】
試験装置２によって、デバイスチップ等の試験片の曲げ強度（抗折強度）が測定される。デバイスチップは、例えば、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ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイスが形成されたシリコンウェーハを、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。
【００１７】
ただし、試験装置２によって強度が測定される試験片の種類、材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば試験片は、表面側にデバイスが形成されておらず、裏面側が所定の条件で研削又は研磨された状態のウェーハを分割することによって得られた試験用のチップであってもよい。このようなチップの強度を試験装置２によって測定した結果は、半導体ウェーハの加工条件の選定等に利用することができる。
【００１８】
また、試験片は、シリコン以外の半導体（ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ等）、サファイア、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる基板を分割して得たチップ等であってもよい。
【００１９】
試験装置２は、直方体状に形成された箱型の下部容器（収容部）４を備える。下部容器４には、下部容器４の上面４ａ側で上方に向かって開口する直方体状の開口部４ｂが形成されている。この開口部４ｂの内部には、試験装置２によって強度が測定される試験片を支持する支持ユニット（支持手段）６が設けられている。
【００２０】
図２は、支持ユニット６を示す斜視図である。支持ユニット６は、試験片を支持する一対の支持台８を備える。一対の支持台８はそれぞれ直方体状に形成され、一対の支持台８の間に隙間１０が設けられるように互いに離隔された状態で配置されている。また、一対の支持台８は、その上面８ａの長手方向が第１水平方向（Ｘ軸方向、前後方向）に沿うように配置されている。この一対の支持台８上に、強度が測定される試験片が配置される。
【００２１】
一対の支持台８の上面８ａ側にはそれぞれ、上面８ａから上方に突出する柱状（棒状）の支持部８ｂが形成されている。支持部８ｂは、例えばステンレス鋼材等の金属でなり、その長さ方向がＸ軸方向に沿うように隙間１０に隣接して配置されている。一対の支持部８ｂは、隙間１０を挟んで互いに離隔した状態で配置されており、試験片の下面側を支持する。なお、図２では、上面が曲面状に形成された支持部８ｂを示している。
【００２２】
また、一対の支持台８の上面８ａ側にはそれぞれ、支持部８ｂよりも柔軟な材質（ゴムスポンジ等）でなる板状の接触部材１２が設けられている。一対の接触部材１２は、平面視で矩形状に形成され、一対の支持部８ｂの両側に設けられている。すなわち、接触部材１２はそれぞれ支持部８ｂの隙間１０とは反対側に配置されており、一対の支持部８ｂは一対の接触部材１２の間に配置されている。
【００２３】
接触部材１２の上面は、試験片と接触して試験片を支持する接触面１２ａを構成する。なお、接触部材１２は、その接触面１２ａが支持部８ｂの上端よりも上方（例えば、支持部８ｂの上端から１ｍｍ程度上方）に配置されるように設けられている。そのため、試験片を一対の支持台８上に配置すると、試験片の下面側は支持部８ｂとは接触せず、接触部材１２の接触面１２ａと接触する。なお、支持部８ｂ及び接触部材１２と試験片との接触の詳細については後述する（図４、図５、図６参照）。
【００２４】
一対の支持台８の後方側には、一対の支持台８をそれぞれ第１水平方向と垂直な第２水平方向（Ｙ軸方向、左右方向）に沿って移動させる支持台移動機構（支持台移動手段）１４が設けられている。支持台移動機構１４は、直方体状の支持構造１６を備え、支持構造１６の前面側（表面側）には一対のガイドレール１８がＹ軸方向に沿って所定の間隔で固定されている。
【００２５】
一対のガイドレール１８の間には、一対のガイドレール１８と概ね平行に配置された一対のボールネジ２０が設けられている。一対のボールネジ２０の一端部にはそれぞれ、ボールネジ２０を回転させるパルスモータ２２が連結されている。
【００２６】
さらに、支持台移動機構１４は、一対の支持台８の後面側にそれぞれ固定される一対の移動プレート２４を備える。移動プレート２４はそれぞれ、支持構造１６の前面側に設けられた一対のガイドレール１８にスライド可能に装着されている。
【００２７】
また、一対の移動プレート２４の後面側（裏面側）にはそれぞれ、ナット部（不図示）が設けられている。一対の移動プレート２４の一方に設けられたナット部は一対のボールネジ２０の一方に螺合され、一対の移動プレート２４の他方に設けられたナット部は一対のボールネジ２０の他方に螺合されている。
【００２８】
パルスモータ２２によってボールネジ２０を回転させると、ボールネジ２０に螺合された移動プレート２４がガイドレール１８に沿ってＹ軸方向に移動する。これにより、一対の支持台８それぞれのＹ軸方向における位置と、隙間１０の幅とが制御される。
【００２９】
なお、図１に示す下部容器４及び開口部４ｂの形状、大きさ等に制限はなく、支持ユニット６及び支持台移動機構１４の形状、大きさ等に応じて適宜変更される。
【００３０】
下部容器４の上方には、押圧ユニット２６が設けられている。押圧ユニット２６は、支持ユニット６によって支持された試験片を押圧するとともに、試験片の押圧時に押圧ユニット２６にかかる荷重を測定する。
【００３１】
図３は、押圧ユニット２６を示す斜視図である。押圧ユニット２６は、移動機構（移動手段）４０に接続された移動基台２８を備える。移動基台２８の下面側には、移動基台２８の下面から下方に向かって配置された円筒状の第１支持部材３０が接続されており、第１支持部材３０の下端側には、ロードセル等でなる荷重計測器（荷重計測手段）３２が固定されている。
【００３２】
荷重計測器３２の下側には、円筒状の第２支持部材３４を介して挟持部材３６が接続されている。挟持部材３６は、正面視で略門型形状に形成されており、互いに対向する一対の挟持面３６ａを備える。この一対の挟持面３６ａの間には、支持ユニット６によって支持された試験片を押圧する圧子３８が固定されている。
【００３３】
圧子３８の先端部（下端部）は、下方に向かって幅が狭くなる先細りの形状に形成されている。すなわち、圧子３８の先端部の両側面は鉛直方向に対して傾斜している。また、圧子３８の先端（下端）は丸みを帯びた形状（Ｒ形状）に形成されている（図４参照）。ただし、圧子３８の形状は上記に限定されない。
【００３４】
また、圧子３８は、その下端がＸ軸方向に沿うように挟持部材３６によって支持されている。すなわち、圧子３８の下端と、支持ユニット６が備える一対の支持部８ｂ（図２参照）とは、互いに概ね平行に配置されている。
【００３５】
また、押圧ユニット２６の後方側（裏面側）には、押圧ユニット２６を鉛直方向（Ｚ軸方向、上下方向）に沿って移動させる移動機構４０が設けられている。移動機構４０は、直方体状の支持構造４２を備え、支持構造４２の前面側（表面側）には一対のガイドレール４４がＺ軸方向に沿って所定の間隔で固定されている。
【００３６】
一対のガイドレール４４の間には、一対のガイドレール４４と概ね平行に配置されたボールネジ４６が設けられている。ボールネジ４６の一端部には、ボールネジ４６を回転させるパルスモータ４８が連結されている。
【００３７】
押圧ユニット２６の移動基台２８の後面側（裏面側）は、一対のガイドレール４４にスライド可能に装着される。また、移動基台２８の後面側にはナット部（不図示）が設けられており、このナット部はボールネジ４６に螺合される。
【００３８】
パルスモータ４８によってボールネジ４６を回転させると、移動基台２８がガイドレール４４に沿ってＺ軸方向に移動する。これにより、押圧ユニット２６のＺ軸方向における位置が制御される。そして、移動機構４０によって押圧ユニット２６をＺ軸方向に沿って移動させることにより、圧子３８が支持ユニット６に対して相対的に接近及び離隔する。
【００３９】
また、図１に示すように、移動基台２８の両側面には、板状に形成された一対の接続部材５０が固定されている。接続部材５０は、移動基台２８の側面から下方に向かって設けられ、接続部材５０の下端は挟持部材３６の下端よりも下方に配置されている。
【００４０】
一対の接続部材５０の下端部には、圧子３８側に向かって突出する一対の上部容器支持部５０ａが形成されている。この一対の上部容器支持部５０ａの間には、圧子３８の先端部を覆う直方体状の上部容器（カバー）５２が固定されている。上部容器５２は、下部容器４の上方に配置されており、両側面が一対の上部容器支持部５０ａによって支持されている。
【００４１】
上部容器５２は、例えば透明な材質（ガラス、プラスチック等）でなり、箱型に形成されている。上部容器５２には、上部容器５２の下面５２ａ側で下方に向かって開口する直方体状の開口部５２ｂ（図４参照）が形成されている。また、上部容器５２の上面５２ｃ側には圧子挿入穴５２ｄが形成されており、この圧子挿入穴５２ｄには圧子３８の先端部が挿入されている。そのため、圧子３８の先端部は上部容器５２によって覆われている。なお、図１では、上部容器５２によって覆われた圧子３８の一部を破線で表している。
【００４２】
上部容器５２は、下部容器４の開口部４ｂに挿入可能な大きさに形成されており、平面視で下部容器４の開口部４ｂの内側に配置されている。また、上部容器５２の開口部５２ｂ（図４参照）は、支持ユニット６を収容可能な大きさに形成されている。そのため、移動機構４０によって押圧ユニット２６を下方に移動させると、上部容器５２が下部容器４の開口部４ｂに挿入され、支持ユニット６の上側が上部容器５２によって覆われる。
【００４３】
また、上部容器５２の側壁５２ｅには、ノズル挿入穴５２ｆが設けられている。このノズル挿入穴５２ｆには、圧子３８の先端部にエアーを吹き付けるエアー供給ユニット５４が接続される。
【００４４】
エアー供給ユニット５４は、圧子３８に向かってエアーを噴射するノズル５６を備える。ノズル５６の一端側はノズル挿入穴５２ｆを介して上部容器５２の内部に挿入され、ノズル５６の他端側はバルブ５８を介してエアー供給源６０に接続されている。また、ノズル５６の一端側の先端５６ａは、圧子３８の先端部の側面に向かって開口している（図４参照）。
【００４５】
エアー供給源６０からバルブ５８及びノズル５６を介して圧子３８の先端部の側面にエアーを吹き付けると、圧子３８の先端部や、一対の支持部８ｂ、接触面１２ａ（図２参照）等に付着した異物が除去される。なお、エアー供給ユニット５４の動作の詳細については後述する。
【００４６】
また、下部容器４の底部には、下部容器４の開口部４ｂの底から下部容器４の下面（底面）４ｃに貫通する破片排出口４ｄが形成されている。この破片排出口４ｄには、下部容器４の内部に存在する試験片の破片を排出する破片排出ユニット６２が接続されている。
【００４７】
破片排出ユニット６２は、試験片の破片を排出するための経路を構成する破片排出路６４を備える。破片排出路６４の一端側は破片排出口４ｄに接続され、破片排出路６４の他端側はバルブ６６を介して吸引源６８に接続されている。
【００４８】
また、破片排出路６４中には、試験片の破片を回収する破片回収部７０が設けられている。破片回収部７０は、フィルター等によって構成されており、破片排出路６４を通過する試験片の破片を捕獲する。バルブ６６を開くと、下部容器４の開口部４ｂの内部に散乱する試験片の破片が破片排出口４ｄから吸引され、破片回収部７０で回収される。なお、破片排出ユニット６２の動作の詳細については後述する。
【００４９】
また、下部容器４の後方側には撮像ユニット（カメラ）７２が設けられており、下部容器４の前方側には撮像ユニット７２に向かって光を照射する光源７４が設けられている。撮像ユニット７２及び光源７４の位置は、支持ユニット６によって支持された試験片や圧子３８の先端部等を撮像ユニット７２によって撮像可能となるように調整される。
【００５０】
光源７４から光を照射しつつ撮像ユニット７２で圧子３８の先端部を撮影することにより、試験片が圧子３８で押圧されている様子や、圧子３８の先端部の状態（異物の付着の有無、欠けの有無等）を観察できる。ただし、撮像ユニット７２による撮像が十分に明るい環境下で行われる場合には、光源７４を省略してもよい。
【００５１】
また、試験装置２を構成する各構成要素は、試験装置２の動作を制御する制御部（不図示）と接続されている。例えば、支持台移動機構１４、荷重計測器３２、移動機構４０、エアー供給ユニット５４、破片排出ユニット６２、撮像ユニット７２、光源７４等の動作は、制御部によって制御される。
【００５２】
上記の試験装置２を用いることにより、試験片の３点曲げ試験を行うことができる。この３点曲げ試験により、試験片の曲げ強度（抗折強度）が測定される。以下、試験片の強度を測定する際の試験装置２の動作例について説明する。
【００５３】
図４は、試験片１１が支持ユニット６によって支持された状態の試験装置２を示す断面図である。図４に示すように、圧子３８は、一対の支持部８ｂの上方で一対の支持部８ｂの間の領域（隙間１０）と重なるように配置されている。また、圧子３８はその先端（下端）が支持部８ｂの長さ方向（Ｘ軸方向）に沿うように配置されている。
【００５４】
試験片１１の強度を測定する際は、まず、支持台移動機構１４（図２参照）によって一対の支持台８のＹ軸方向における位置を調整する。一対の支持台８の位置は、試験片１１の寸法等に応じて、適切な幅の隙間１０が形成されるように調整される。その後、一対の支持台８上に試験片１１を配置する。このとき試験片１１は、両端部が一対の支持台８によって支持され、中央部が隙間１０と重畳するように配置される。
【００５５】
なお、試験片１１を一対の支持台８上に配置する際に試験片１１の下面側が支持部８ｂと接触すると、配置の際の衝撃によって試験片１１の下面側が傷つくことがある。この場合、試験片１１の強度が変化してしまい、複数の試験片１１の強度を同一の条件で測定することが困難になることがある。
【００５６】
ここで、本実施形態では、支持台８の上面８ａ側に柔軟な材料でなる接触部材１２が設けられており、接触部材１２の接触面１２ａは支持部８ｂの上端よりも上方に位置する。そのため、試験片１１を一対の支持台８上に配置すると、試験片１１は支持部８ｂに接触することなく接触部材１２の接触面１２ａと接触し、接触面１２ａで支持される。これにより、試験片を配置する際に試験片１１の下面側が支持部８ｂと接触して傷つくことを防止でき、試験片１１の強度の変化が抑制される。
【００５７】
次に、移動機構４０（図３参照）によって押圧ユニット２６を下降させる。押圧ユニット２６を下降させていくと、圧子３８の先端が試験片１１の上面側に接触し、試験片１１が圧子３８によって押圧される。また、試験片１１の押圧によって圧子３８にかかる荷重（Ｚ軸方向の力）が、荷重計測器３２（図３参照）によって測定される。
【００５８】
押圧ユニット２６を更に下降させると、試験片１１が圧子３８によって更に押圧され、試験片１１を支持する接触部材１２が変形するとともに試験片１１が撓む。その結果、試験片１１の下面側が支持台８の支持部８ｂと接触する。なお、このとき、接触部材１２の柔軟性によっては、接触部材１２の変形のみが生じ試験片１１の撓みが生じない場合もある。
【００５９】
図５は、試験片１１が支持台８の支持部８ｂと接触した状態の試験装置２を示す断面図である。試験片１１が一対の支持部８ｂと接触すると、試験片１１が一対の支持部８ｂによって支持され、試験片１１を押圧する圧子３８にかかる荷重が増大する。
【００６０】
押圧ユニット２６を更に下降させると、試験片１１は一対の支持部８ｂで支持された状態で圧子３８によって更に押圧され、試験片１１に撓みが生じる。そして、圧子３８から試験片１１に付与される押圧力が所定の値を超えると、試験片１１が破壊される。
【００６１】
図６は、試験片１１が破壊された状態の試験装置２を示す断面図である。試験片１１が破壊されると、荷重計測器３２によって測定される荷重が最大値からゼロに減少する。そのため、荷重計測器３２によって測定された荷重の値の変化から、試験片１１が破壊されたタイミングを検出できる。また、荷重計測器３２によって測定された荷重の最大値が、試験片１１の強度に対応する。
【００６２】
具体的には、圧子３８にかかる荷重の最大値、一対の支持部８ｂの上端間の距離、試験片１１の寸法に基づき、試験片１１の曲げ応力値が算出される。試験片１１を押圧する圧子３８にかかる荷重の最大値をＷ［Ｎ］、一対の支持部８ｂの上端間の距離をＬ［ｍｍ］、試験片１１の幅（一対の支持部８ｂを結ぶ直線と垂直な方向（Ｘ軸方向）における試験片１１の長さ）をｂ［ｍｍ］、試験片１１の厚さをｈ［ｍｍ］とすると、試験片１１の曲げ応力値σは、σ＝３ＷＬ／２ｂｈ２で表される。
【００６３】
試験片１１が破壊されると、試験片１１の破片１１ａが飛散する。ここで、試験片１１が圧子３８によって押圧される際には、図６に示すように、上部容器５２が試験片１１及び支持ユニット６の上側を覆うように位置付けられる。その結果、試験片１１の破片１１ａが試験装置２の外部に飛散することが防止される。
【００６４】
上記のように、上部容器５２によって破片１１ａの飛散が防止されるため、試験片１１の強度の試験を行う際、試験装置２のオペレータはゴーグル等の保護具の着用を省略できる。これにより、保護具の着用による試験装置２の構成要素（圧子３８等）や試験片１１の視認性の低下が防止される。
【００６５】
なお、圧子３８によって試験片１１を押圧すると、圧子３８に異物（試験片１１の破片１１ａ等）が付着することがある。この異物は試験の精度に影響を与えることがあるため、除去されることが好ましい。そこで、試験片１１の試験を行った後には、エアー供給ユニット５４によって圧子３８にエアーを吹き付け、圧子３８に付着した異物を除去することが好ましい。
【００６６】
具体的には、エアー供給ユニット５４のバルブ５８を開き、エアー供給源６０から供給されたエアーをノズル５６の先端５６ａから圧子３８の先端部の側面に向かって噴射する。これにより、圧子３８の先端部に付着した異物が吹き飛ばされ、除去される。なお、エアー供給ユニット５４を用いて異物を除去するタイミングに制限はない。例えば、異物の除去は、一の試験片１１の試験が完了した後、次の試験片１１の試験が行われるまでの間に、必要に応じて実施される。
【００６７】
また、圧子３８の先端部に向かって噴射されたエアーは、上部容器５２の内部を流動し、一対の支持台８上にも吹き付けられる。その結果、支持部８ｂや接触部材１２の接触面１２ａに付着した異物（試験片１１の破片１１ａ等）がエアーによって吹き飛ばされて除去される。これにより、次の試験を行う際、試験片１１の下面側に異物が接触して試験片１１が傷つくことを防止できる。
【００６８】
なお、ノズル５６の先端５６ａが支持台８の上面８ａに向かって配置されていると、ノズル５６から噴射されたエアーが支持台８の上面８ａ側に強く吹き付けられる。この場合、支持部８ｂや接触部材１２に付着した異物が、エアーによって吹き飛ばされて上部容器５２の内部で舞い上がった後、再度支持部８ｂや接触部材１２に付着することがある。よって、異物が支持台８の上面８ａ側から適切に除去されにくい。
【００６９】
一方、本実施形態に係る試験装置２では、ノズル５６の先端５６ａが圧子３８の先端部の側面に向かって開口しているため、支持台８の上面８ａに吹き付けられるエアーの勢いが適度に弱められる。これにより、異物が支持台８の上面８ａ側から適切に除去される。
【００７０】
試験片１１の試験やエアー供給ユニット５４による異物の除去を繰り返すと、下部容器４の内部には試験片１１の破片１１ａが蓄積される。そこで、本実施形態では、破片排出ユニット６２（図１参照）を用いて下部容器４の内部に蓄積された破片１１ａを回収する。
【００７１】
具体的には、破片排出ユニット６２のバルブ６６を開き、下部容器４の開口部４ｂの底に設けられた破片排出口４ｄから開口部４ｂの内部に蓄積された破片１１ａを吸引する。吸引された破片１１ａは、破片排出路６４を通過し、破片回収部７０で回収される。このように、破片排出ユニット６２を用いると、下部容器４の開口部４ｂの内部を手作業で清掃することなく、破片１１ａを素早く除去できる。
【００７２】
なお、試験装置２では、上部容器５２が下部容器４の開口部４ｂよりも小さく形成されており、また、上部容器５２には圧子３８が挿入される圧子挿入穴５２ｄ等が形成されている。そのため、上部容器５２を下部容器４に向かって下降させても、下部容器４の開口部４ｂは上部容器５２によって密閉されない。これにより、破片排出口４ｄから試験片１１の破片１１ａを吸引する際、開口部４ｂに外気が容易に取り込まれ、試験片１１の破片１１ａの吸引を円滑に行うことができる。
【００７３】
以上の通り、本実施形態に係る試験装置２では、一対の支持部８ｂによって支持された試験片１１を圧子３８で押圧する際に、上部容器５２が試験片１１を覆うように位置付けられる。これにより、試験片１１が圧子３８で押圧されて破壊される際、試験片１１の破片１１ａが試験装置２の外部に飛散することが防止される。
【００７４】
上記のように、上部容器５２によって破片１１ａの飛散が防止されるため、試験片１１の強度の試験を行う際、試験装置２のオペレータはゴーグル等の保護具の着用を省略できる。その結果、保護具の着用による試験装置２の構成要素（圧子３８等）や試験片１１の視認性の低下が防止され、試験片１１の強度の試験を簡易に行うことが可能となる。
【００７５】
なお、上記では試験装置２が３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２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２は、球抗折試験や４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。
【００７６】
試験装置２によって球抗折試験を行う場合、試験装置２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２によって４点曲げ試験を行う場合、試験装置２は、一対の支持部８ｂ（図２参照）に沿うように配置された一対の圧子を備える。この一対の圧子を試験片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。
【００７７】
上記の球抗折試験や４点曲げ試験を行う場合にも、試験装置２の上部容器５２は、圧子が試験片１１を押圧する際に試験片１１を覆うように位置付けられる。そのため、試験片１１が破壊される際に生じる破片１１ａの飛散が防止される。
【００７８】
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。
【符号の説明】
【００７９】
１１  試験片
１１ａ  破片
２  試験装置
４  下部容器（収容部）
４ａ  上面
４ｂ  開口部
４ｃ  下面（底面）
４ｄ  破片排出口
６  支持ユニット（支持手段）
８  支持台
８ａ  上面
８ｂ  支持部
１０  隙間
１２  接触部材
１２ａ  接触面
１４  支持台移動機構（支持台移動手段）
１６  支持構造
１８  ガイドレール
２０  ボールネジ
２２  パルスモータ
２４  移動プレート
２６  押圧ユニット
２８  移動基台
３０  第１支持部材
３２  荷重計測器（荷重計測手段）
３４  第２支持部材
３６  挟持部材
３６ａ  挟持面
３８  圧子
４０  移動機構（移動手段）
４２  支持構造
４４  ガイドレール
４６  ボールネジ
４８  パルスモータ
５０  接続部材
５０ａ  上部容器支持部
５２  上部容器（カバー）
５２ａ  下面
５２ｂ  開口部
５２ｃ  上面
５２ｄ  圧子挿入穴
５２ｅ  側壁
５２ｆ  ノズル挿入穴
５４  エアー供給ユニット
５６  ノズル
５６ａ  先端
５８  バルブ
６０  エアー供給源
６２  破片排出ユニット
６４  破片排出路
６６  バルブ
６８  吸引源
７０  破片回収部
７２  撮像ユニット（カメラ）
７４  光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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