(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角運動検出器のための機械電気式集積型自動検査システムであって、
機械的及び電気的に検査される角運動検出器を保持するための検査用固定装置と；
角運動検出器を前記検査用固定装置に供給するための搬送サブシステムと；
前記検査用固定装置に取付けられて該検査用固定装置と該検査用固定装置に保持された前記角運動検出器とを回転させるための回転シャフトを有するモータと；
前記角運動検出器が回転する際に該角運動検出器を検査するための電気的テスターと；を備えていることを特徴とする検査システム。
【請求項２】
前記検査用固定装置は、該検査用固定装置内の前記角運動検出器を支持するための着座部を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記検査用固定装置は、前記角運動検出器を前記着座部に対して付勢するためのクランプ部を含むことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記検査用固定装置は、検査される角運動検出器の存在を検出する負圧把持部を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記検査用固定装置は、検査される角運動検出器に当接する少なくとも１組の把持用接触端子を有する接触装置を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記クランプ部は、レバーと、該レバーを駆動して該クランプ部を作動させるアクチュエータと、を含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記接触装置は、レバーと、該レバーを駆動して前記把持用接触端子を作動させるアクチュエータと、を含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記モータは、振動モータを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記モータは、前記検査用固定装置にサイン波状運動を与えることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記モータは、ステッパモータを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記モータは、ガルバノメータを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記角運動検出器は、ジャイロスコープであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ジャイロスコープは、集積回路チップ型ジャイロスコープであることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ジャイロスコープは、マイクロマシン式集積回路チップ型ジャイロスコープであることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記角運動検出器は、角加速度計であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、角運動検出器のための機械電気式集積型自動検査システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の集積回路（ＩＣ）デバイス搬送装置は、ＩＣデバイスとテスターとの間の電気的相互接続を実現するための接触装置にＩＣデバイスを自動的に供給する。このＩＣデバイスに対してテスターが一連の検査を行った後、このデバイスは接触装置から外され、搬送装置から取出され、検査の合否に応じて複数の箱に入れられる。異なる欠陥のタイプに応じて分類するために、さらなる箱を用意してもよい。上記システムは高い処理能力を有し、一般的には、作業者のわずかな介在のもとに、あるいは、作業者の介在なしに、１時間に５００〜８０００個のデバイスを処理する。
【０００３】
一方、軍事用・戦術用ジャイロスコープのためのジャイロスコープテスターは、一般的に、ジャイロスコープ検査用の温度チャンバを含む固定装置を備えた検査テーブルを用いている。ジャイロスコープは、検査前に手動で装着され、検査後に手動で取外される。実際の使用条件下においてジャイロスコープの所定性能が保証されるように、ジャイロスコープを回転させながら電気的検査が行われる。ジャイロスコープ１個当たりの一般的な検査時間は、数分ないし、２、３時間である。このようなジャイロスコープは比較的大きく重い。例えば、軍事用ジャイロスコープは直径が２インチ、長さが４インチあり、戦術用ジャイロスコープは直径が１インチ、長さが２インチある。好ましい処理能力を実現するため、一般的に、これらのジャイロスコープは複数同時に検査される。装着されたジャイロスコープに必要な回転速度を所定精度で与えるために、検査テーブルは大きく、またテーブルには大きな駆動力が与えられる。加えて、精密なジャイロスコープに関して信頼性のある検査データを取得するために、テーブルは精密に制御しなければならない。テーブルは、かなりの速度で、かつ、回転速度の変動が極めて僅かな状態で、所定時間回転しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、マイクロマシン技術によって、極めて小さく軽量のマイクロマシン式ジャイロスコープが製造されている。米国特許第６，１２２，９６１号明細書を参照されたい。これらのジャイロスコープも検査されなければならない。しかしながら、一般市場向けであるこれらのジャイロスコープの検査には、精密さと同時に、より高い検査処理能力と、より少ない作業者の介在とが要求される。大型のジャイロスコープに適した検査テーブルは、これらマイクロマシン式ジャイロスコープを検査するためには過剰な大きさを有し、速度も遅い。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、角運動検出器のための改良された機械電気式集積型自動検査システムを提供することである。
【０００６】
本発明のさらなる目的は、小さく、軽量で、簡単な構成の角運動検出器用検査システムを提供することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、処理能力の高い角運動検出器用検査システムを提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、より速く、より効率的で、より高精度で、より信頼性の高い角運動検出器用検査システムを提供することである。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、ジャイロスコープを回転させながら、ジャイロスコープの電気的パラメータを測定して種々の条件下における性能データを取得する角運動検出器用検査システムを提供することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、ＩＣ型ジャイロスコープの機械的・電気的検査を可能にする角運動検出器用検査システムを提供することである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、サイン波駆動により検査中のジャイロスコープに回転を与える角運動検出器用検査システムを提供することである。
【００１２】
本発明は、より小さく、より簡単、軽量で、自動化され、処理能力の高い角運動検出器用検査システムが、検査されるデバイスを保持するための検査用固定装置と、検査されるデバイスを検査用固定装置に供給するための搬送装置とを用い、検査用固定装置を検査されるデバイスと共に回転させ、デバイスの回転中にデバイスを電気的に検査することにより実現可能であるという認識に基づき、さらに、一般的なＩＣと同様にマイクロマシン式角運動検出器を搬送して検査用固定装置に供給し、ガルバノメータを用いてステップ状に回転させ、あるいは振動させ、デバイスの回転中にデバイスの電気回路から性能データを取得することができるという認識に基づいてなされた。
【００１３】
本発明は、角運動検出器のための機械電気式集積型自動検査システムを構成した。このシステムは、機械的及び電気的に検査される角運動検出器を保持するための検査用固定装置と、角運動検出器を検査用固定装置に供給するための搬送サブシステムとを含む。本システムのモータは、検査用固定装置に取付けられて検査用固定装置と検査用固定装置に保持された角運動検出器とを回転させるための回転シャフトを有し、電気的テスターは、角運動検出器の回転中に角運動検出器を検査する。
【００１４】
好ましい実施形態では、検査用固定装置は、検査用固定装置内の角運動検出器を支持するための着座部を含む。検査用固定装置は、角運動検出器を着座部に対して付勢するためのクランプ部を備えていてもよい。検査用固定装置は、検査される角運動検出器の存在を検出する負圧把持部を備えていてもよい。また、検査用固定装置は、検査される角運動検出器に当接する少なくとも１組の把持用接触端子を有する接触装置を備えていてもよい。クランプ部は、レバーと、該レバーを駆動してクランプ部を作動させるアクチュエータとを備えていてもよい。接触装置は、レバーと、該レバーを駆動して把持用接触端子を作動させるアクチュエータとを備えていてもよい。モータは、振動モータを含んでもよい。またモータは、検査用固定装置にサイン波状運動を与えてもよい。モータは、ステッパモータ、またはガルバノメータを含んでいてもよい。角運動検出器は、角加速度計、またはジャイロスコープであってもよい。ジャイロスコープは、集積回路チップであってもよく、また、マイクロマシン式であってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
その他の目的、特徴、及び利点は、添付図面を参照しながら行う好ましい実施形態に関する以下の説明を読むことにより、当業者には明らかになる。
【００１６】
図１には、本発明による角運動検出器検査システム１０を示している。この検査システム１０は、断熱ハウジング１４内に収容されモータ１６を有する検査用固定装置を備えている。検査ヘッド１８は、ケーブル２０を介して被検査デバイス（ＤＵＴ）に相互接続され、また、検査ヘッド１８は、ケーブル２４を介して電気的テスター２２に接続されている。検査ヘッド１８を位置決めしてシステム内で使用される種々の搬送装置２８を収容するために、例えばＩｎｔｅｓｔ社製のマニピュレータ２６を使用してもよい。本実施形態における搬送装置は、ＡＳＥＣＯ社製モデルＳ１３０搬送装置である。搬送装置２８は、チューブ３６に収容されたマイクロマシン式角運動検出用集積回路チップ３０，３２，３６を受け取る。システム全体を制御するために、また、ローカルネットワークあるいは広域ネットワークと接続するためにコンピュータ３８を用いることができる。
【００１７】
加速度計の並進運動のための類似する搬送システム及び検査装置は、加速度計用集積型検査システム（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ  Ｔｅｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ）という名称でＭａｌｏｎｅ等によって出願され同出願人に対し１９９９年４月２０日に付与された米国特許第５，８９５，８５８号に開示されている。本明細書は、この文献を参照し、これを含むものとする。
【００１８】
検査時、各集積回路チップ３０，３２，３４…は、搬送装置２８によって検査用固定装置４２（図５）に搬送され、ガルバノメータ型モータ１６によって断熱ハウジング１４内で回転させられ、同時に、ケーブル２０を介して検査ヘッド１８によって電気的に検査される。ガルバノメータ型モータ１６には、Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製のモデル６９００スキャナモータを用いてもよい。搬送装置２８は、個々の集積回路チップ４４を把持し、検査用固定装置１２（図３）上に、より詳しく言えば接触装置４２上に置く。
【００１９】
本発明による角運動検出器用検査システム１０は、角加速度計及びジャイロスコープのような角運動検出器を検査するために使用される。説明の便宜上、以下ではジャイロスコープのみについて記述する。角加速度計の検査もジャイロスコープと同様に行われる。
【００２０】
図２に示すように、ガルバノメータ型モータ１６は、ガルバノメータ１６ａと、ガルバノメータ制御回路１６ｂとを含む。ガルバノメータ１６ａは、被検査デバイス（ＤＵＴ）４４を保持している接触装置４２を回転させるシャフト４０を有している。図２においては、マニピュレータ２６及びコンピュータ３８は省略している。検査ヘッド１８に組込まれている性能ボード５０及び被検査デバイスボード５２は、図２においては分離して示している。
【００２１】
図２，図５に示すように、ガルバノメータシャフト４０は、カップラ６０、シャフト６２、及び軸受６４を介して接触装置４２に接続されている。接触装置４２は、装着部７０及び負圧把持部７２を備えている。ホース７４を通じて把持部７２にかけられる負圧は、集積回路型ジャイロスコープチップが正しい位置にセットされ検査できる状態にあることを示す。装着部７０は、集積回路型ジャイロスコープチップの底縁部を受容する着座部７６と、クランプレバー８０によって操作され集積回路型ジャイロスコープチップの上縁部を着座部７６に向けて押付けるクランプ部７８とを備えている。図３に示す側方レバー８２及び図４に示す側方レバー８４はスプリング付勢され、図３，図４に示すそれぞれの接触端子８６，８８は、マイクロマシン式集積回路型ジャイロスコープチップ４４が装着部７０に取付けられた際に、図４に示すように集積回路型ジャイロスコープチップ４４の接点に押圧されて、これを保持する。電気的検査は、インターフェースボード９０を通じて行われる。インターフェースボード９０は接触端子８６，８８に相互接続され、図１，２に示すようにケーブル２０を構成する配線９２内で終端している。
【００２２】
インターフェースボード９０に接触している接触端子８６の端部９４は、図５に、より詳細に示している。この図では、明瞭化のために側方レバー８２，８４、及びクランプレバーを省略している。他側における接触端子８８（図示せず）も同様の端部を有しておりインターフェースボード９０に相互接続されている。また図５には、駆動シャフト６２を一部切除状態で示している。駆動シャフト６２は中心ボア９６を有し、この中心ボア９６を通じて図３に示す負圧把持部７２に負圧がかけられる。図５に示すように、負圧は、負圧源９８に接続された負圧配管７４を通じてかけられる。負圧がかけられた際に集積回路型ジャイロスコープチップ４４が接触装置４２上に正しく配置されていることを示すためにインジケータ１００を用いてもよい。図５は、軸受６４を一部切除状態で示し、その内部ベアリングアッセンブリ１０２，１０４を示している。カップリング６０も断面で示され、駆動シャフト６２とガルバノメータシャフト４０との接続状態が示されている。
【００２３】
レバー８２，８４はスプリング付勢され、通常、それぞれの接触端子８６，８８を内方に向けて、すなわち、装着部７０に装着された集積回路型ジャイロスコープチップ４４の端子に向けて付勢している。この付勢は、図６に示すようにスプロングブロック１０９内に配置された各スプリング１１０，１１２，１１４，１１６が、レバー８２，８４の後端部１１８，１２０を外方に向けて付勢することにより実現される。図６には、スプリング１２２がクランプレバーの後端部１２４を上方に向けて付勢し、こうしてクランプレバーの前端部が、通常、下方に向けて付勢され、所定位置に配置された集積回路型ジャイロスコープチップ４４が着座部７６に向けて押圧されて保持される様子も示している。図６には、インターフェースボード９０に接続された端子８８の端部９４′も示している。
【００２４】
各レバー８０，８２，８４は、図７に示す空気圧アクチュエータ１３０等の空気圧式アクチュエータによって、スプリング力に抗して操作される。空気圧アクチュエータ１３０は、クランプレバー８０をスプリング１２２の力に抗して動かしてクランプ７８を開口させ、集積回路型ジャイロスコープチップの装着を可能にする。同様に、空気圧アクチュエータ１３２，１３４は、それぞれ、側方レバー８２，８４をスプリング１１０，１１２，１１４，１１６の力に抗して動かしてそれぞれの接触端子８６，８８を広げるように開口させ、集積回路型ジャイロスコープチップ４４の装着部７０における位置決めを可能にする。図７には、配線９２及び配線９２から構成されるケーブル２０の配置も示している。
【００２５】
図８に示すテスター２２は、汎用インターフェースバス（ＧＰＩＢ）制御ブロック１５０と、視認システム１５２とを含む。視認システムは、各集積回路型ジャイロスコープチップの検査の際にこれを視認・識別し、特定のデバイスと検査結果とが照合できるようにするために、搬送装置２８の内部またはその近傍に配置されたＴＶカメラ１５４を備えている。視認システム１５２はまた、現在進行中の状況、及び、どのチップが検査されているかをオペレータが視認できるようにするために、モニター１５６を備えている。波形生成器１５８は、ガルバノメータ制御用パワーアンプ１６ｂにサイン波を供給し、こうして、ガルバノメータ型モータ１６ａは滑らかなサイン波状の運動を行う。基準センサー１６２には基準センサー用電源１６０から電力が供給され、波形デジタル化装置１６４が、スイッチ回路１６６を通じて検査中のデバイス４４から信号を受信する。スイッチ回路１６６としては、搬送装置２８が単一型である場合には簡単なスイッチ回路が用いられ、搬送装置２８がｎ箇所のサイトを有する多重型である場合には多重スイッチシステム（マルチプレクサ）が用いられる。被検査デバイス、すなわち集積回路型ジャイロスコープチップ４４に検査信号を供給し、集積回路型ジャイロスコープチップ４４がサイン波状に滑らかに回転させられた際にシステムから発せられる出力を受信するために、デジタル／アナログ励振・測定回路１６８が用いられる。電気信号と回転位置との対応が随時とれるようにするために、テスター２２はさらに、集積回路型ジャイロスコープチップ４４に電力を供給する被検査デバイス（ＤＵＴ）用電源１７０と、位置センサー１７２，１７４から出力を受信し、それをデジタル／アナログ励振・測定回路１６８に送信する位置制御回路１７１とを備えている。
【００２６】
図９に示すように、本発明におけるガルバノメータ型モータ１６ａは、サイン波入力信号１８３に応じて滑らかなサイン波状に運動するが、他の装置の場合はそのようにならない。例えば図１０に示すステッパモータ１８４の場合、サイン波入力信号１８６に対し、ステップ状出力運動１８８が実現される。この場合、ステップの垂直側の急峻なスロープがアンプに過負荷を与え、信号にエラーが発生する。図１１に示すように、一般的な捩り振動機１９０を用いた場合でも、同様に好ましくない状況が発生する。この場合、サイン波入力１９２に対し、大きな高調波ひずみを有する運動１９４が生じ、検査に重大なエラーが発生する。
【００２７】
本発明に係る特定の特徴点を添付図面に示しているが、これは単に説明の便宜上のためであって、各特徴点は、本発明に係る他の特徴点と、あるいは他の全ての特徴点と組合せることが可能である。本明細書において用いている「含む」、「備える」、「有する」という用語は、広く解釈されるべきであり、物理的相互関係に限定解釈されるべきではない。さらに、可能な実施形態は、本願に開示する実施形態に限定されるわけではない。
【００２８】
当業者であれば、本願特許請求の範囲内において、他の実施形態を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転運動検出器検査システムを概略的に示す３次元ブロック図である。
【図２】図１に示すシステムの各部ブロック図である。
【図３】図１，図２に示す本発明による検査用固定装置を右上方から部分的に切除して見た３次元斜視図である。
【図４】図３に類似するが、左下方から見た図である。
【図５】図３の検査用固定装置をより拡大して３次元的に詳細に示す右上方から見た図である。
【図６】図３，４，５の検査用固定装置をより拡大して右後方から見た図である。
【図７】図６に類似し、アクチュエータ構成要素を示す図である。
【図８】本発明によるシステムの機能ブロック図である。
【図９】ガルバノメータ型モータ及びその波形を示す図である。
【図１０】ステッパモータ及びその波形を示す図である。
【図１１】捩り振動子及びその波形を示す図である。
【符号の説明】
１０  機械電気式集積型自動検査システム
１２，４２  検査用固定装置
１６  ガルバノメータ型モータ
１６ａ  ガルバノメータ
１６ｂ  ガルバノメータ制御回路
２２  電気的テスター
２８  搬送装置（搬送サブシステム）
３０，３２，３６，４４  マイクロマシン式角運動検出用集積回路チップ（角運動検出器）
４０  回転シャフト
４２  接触装置（検査用固定装置）
７２  負圧把持部
７６  着座部
７８  クランプ部
８０  クランプレバー
８２，８４  側方レバー
８６，８８  接触端子（把持用接触端子）
１３０，１３２，１３４  空気圧アクチュエータ
１８４  ステッパモータ
【図１】
0003574437.tif 000002
【図２】
0003574437.tif 000003
【図３】
0003574437.tif 000004
【図４】
0003574437.tif 000005
【図５】
0003574437.tif 000006
【図６】
0003574437.tif 000007
【図７】
0003574437.tif 000008
【図８】
0003574437.tif 000009
【図９】
0003574437.tif 000010
【図１０】
0003574437.tif 000011
【図１１】
0003574437.tif 000012