(57)【要約】【課題】試料の切断予定線とカッタの刃先の方向の位置決めを精度よく簡単に行う切断装置を提供する。【解決手段】顕微鏡４０により試料の拡大像を観察し、試料の切断予定線が視野内の切断線マークに重さなるようにステージ装置２０をＸＹ方向に２次元位置調整するとともに、回転ステージ２４により回転位置も調整する。対物レンズ４２ａまたは４２ｂに代えて、カッタ装置５０のカッタ５２を顕微鏡４０の光軸ＡＸ上に配置する。カッタ５２に切断荷重を加えることにより試料を切断する。【選択図】図２
2004245737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の拡大像と切断線マークの像を重ねて形成する顕微鏡と、
前記顕微鏡の対物レンズが配置される位置に交換して配置されるカッタと、
前記試料を保持し、前記顕微鏡により拡大された試料の切断予定線と前記カッタによる試料の切断予定線との位置関係を調整するととともに、前記顕微鏡により拡大された試料の切断予定線を前記切断線マークと重ね合わせるように位置調整するステージ装置と、
前記カッタに切断荷重を与えて前記試料を切断する荷重負荷手段とを備えることを特徴とする切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の切断装置において、
前記ステージ装置は、
前記対物レンズの光軸と直交するＸＹ平面内で前記試料をＸＹ方向に移動するＸＹステージと、
前記ＸＹステージによりＸＹ方向に移動するとともに、前記試料を前記対物レンズの光軸廻りに回転させる試料用回転ステージと、
前記対物レンズの光軸廻りに前記ＸＹステージを回転させるＸＹステージ用回転ステージとを含むことを特徴とする切断装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の切断装置において、
前記カッタは、前記試料の切断予定線に沿って切断する平刃であり、
前記荷重負荷手段は、前記試料に垂直な方向から前記カッタを押圧して試料を切断することを特徴とする切断装置。
【請求項４】
請求項３記載の切断装置において、
前記ステージ装置は、
前記ＸＹステージと前記試料用回転ステージとの間に設けられ、前記試料の傾斜角を調整する傾斜ステージをさらに含むことを特徴とする切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カッタにより試料である被切断部材の切断予定線を切断する切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カッタで被切断部材を切断する場合、顕微鏡で切断箇所を拡大観察しながら、カッタによる試料の切断予定線が被切断部材上の切断予定線と一致するように被切断部材を位置決めし、その後、カッタを揺動させて被切断部材を切断している（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−２２８９００号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の切断装置には次のような問題がある。
（１）顕微鏡で観察しながら被切断部材を位置決めするものの、試料そのものを作業者が動かし、カッタによる試料の切断予定線が被切断部材上の切断予定線と一致するように位置決めする方式であり、位置決めが難しい。
【０００５】
本発明は、カッタによる試料の切断予定線を被切断部材上の切断予定線と一致させる作業を精度よくかつ簡単に行うことができる切断装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１による切断装置は、試料の拡大像と切断線マークの像を重ねて形成する顕微鏡と、顕微鏡の対物レンズが配置される位置に交換して配置されるカッタと、試料を保持し、顕微鏡により拡大された試料の切断予定線とカッタによる試料の切断予定線との位置関係を調整するととともに、顕微鏡により拡大された試料の切断予定線を切断線マークと重ね合わせるように位置調整するステージ装置と、カッタに切断荷重を与えて試料を切断する荷重負荷手段とを備えることを特徴とする。
（２）ステージ装置は、対物レンズの光軸と直交するＸＹ平面内で試料をＸＹ方向に移動するＸＹステージと、ＸＹステージによりＸＹ方向に移動するとともに、試料を対物レンズの光軸廻りに回転させる試料用回転ステージと、対物レンズの光軸廻りにＸＹステージを回転させるＸＹステージ用回転ステージとを含む。
（３）カッタを、試料の切断予定線に沿って切断する平刃とした場合、荷重負荷手段は、試料に垂直な方向からカッタを押圧して試料を切断する。この場合、ＸＹステージと試料用回転ステージとの間に、試料の傾斜角を調整する傾斜ステージを設けることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る切断装置の側面図、図２はその正面図、図３はステージ装置の拡大図である。
【０００８】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る切断装置１０は、装置本体１５と、装置本体１５に昇降可能に設けられているステージ装置２０と、ステージ装置２０の上面に設置される試料（被切断部材）を観察する顕微鏡４０と、ステージ装置２０の上面に設置されている試料を切断するカッタ装置５０と、カッタ装置５０のカッタ５２（図４）に切断荷重を与える荷重負荷装置６０とを備えている。ステージ装置２０は昇降ハンドル１６で昇降する。
【０００９】
ステージ装置２０は、図３に示すように、ＸＹステージ用回転ステージ２１、ＸＹステージ２２、傾斜ステージ２３、試料用回転ステージ２４を積層して構成され、試料用回転ステージ２４の上面に試料バイス２５が設置されている。試料バイス２５は、試料が接着される試料ホルダ２６を挟持する。ＸＹステージ用回転ステージ２１はマイクロメータヘッド２１ａにより顕微鏡の光軸ＡＸ廻りに回転し、ＸＹステージ用回転ステージ２１上に積層されているＸＹステージ２２を光軸ＡＸ廻りに回転させる。これにより、後述するように、視野内の切断線マークの延在方向と、カッタ５２（図４参照）の延在方向と、ＸＹステージ２２のＸ軸移動方向とを一致させることができる。ＸＹステージ２２はマイクロメータヘッド２２ａ，２２ｂにより図１における前後左右に移動し、試料のＸＹ位置を調整する。なお、光軸ＡＸと直交する平面がＸＹ平面である。
【００１０】
傾斜ステージ２３はマイクロメータヘッド２３ａ、２３ｂにより、光軸ＡＸを支点として３６０度全周で傾斜する。試料とカッタ５２（図４参照）との平行度は傾斜ステージ２３で調整される。試料用回転ステージ２４はマイクロメータヘッド２４ａにより顕微鏡の光軸ＡＸ廻りに回転し、試料の光軸ＡＸ廻りの回転位置を調整する。
【００１１】
顕微鏡４０は、接眼レンズ４１と倍率の異なる対物レンズ４２ａ，４２ｂを有し、装置本体１５のヘッド部に設けられる。対物レンズ４２ａ，４２ｂはレボルバ４３に装着され、いずれかの対物レンズを選択して観察光学系の光軸ＡＸ上に介装する。接眼レンズ４１には、切断線マークとなる横線が設けられている。接眼レンズ４１は光軸廻りに回転して横線の方向を任意に調整可能であり、後述するように試料の切断線を横線と合致させる調整作業終了後に、接眼レンズ４１は回転しないようにクランプされる。
【００１２】
カッタ装置５０は、図４に示すように、レボルバ４３に装着されるアダプタ５１と、このアダプタ５１にねじ５３で固定されるカッタ５２とを有する。カッタ装置５０はアダプタ５１をレボルバ４３に挿入し、側方から止めネジで固定される。このとき、カッタ５２の刃先の延在方向を略Ｘ軸方向になるようにする。
【００１３】
カッタ装置５０は、装置本体１５内に設けた荷重負荷装置６０により光軸ＡＸに沿って昇降することができる。荷重負荷装置６０は、たとえば、複数の重りと、設定された試験力（切断荷重）に応じて重りを選択する選択機構と、重りの重量をカッタ５２に作用させるか、作用させないかを制御する偏心カムなどを備える。
【００１４】
以上のように構成した切断装置で被切断部材である試料を切断する手順について詳細に説明する。
まず、次のような切断準備作業により、カッタ５２の刃先の方向をＸＹステージ２２のＸ移動方向に合致させるとともに、顕微鏡４０の切断線マークとカッタ５２による切断線とを一致させる。
（１）試料バイス２５上に試料ホルダ２６を固定する。
（２）カッタ装置５０が試料と対向する位置となるようにレボルバ４３を回転させて試料を切断する。
（３）対物レンズ４２が試料と対向する位置となるようにレボルバ４３を回転させて試料を拡大観察する。
（４）切断線が視野内中央に位置するように、対物レンズ４２の光軸ＡＸをＸＹ平面内で調整し、２本のレンズ位置調整ねじで固定する。
（５）ＸＹステージ２２をＸ軸方向に移動させ、試料の切断線が視野内中央から外れていくか確認する。外れる場合は、Ｘ方向に試料を移動してもその切断線が外れなくなるように、ＸＹステージ用回転ステージ２１を回転してＸＹステージ２２の回転位置を調整する。
【００１５】
（６）Ｘ方向に試料を移動しても切断線が視野内中央から外れないことが確認されるまで、上記（１）〜（５）を繰り返し行う。
（７）試料の切断線と視野内の横線が平行となるように接眼レンズ４１を回転させる。
【００１６】
以上の前準備終了後、次のようにして被切断部材をその切断予定線で切断する。
（１）試料ホルダ２６に試料を接着し、このホルダ２６を試料バイス２５で挟持する。
（２）カッタ装置５０が光軸ＡＸ上に位置するようにレボルバ４３を回転させる。このとき、カッタ５２の刃先の延在方向がＸ方向を向く。
（３）昇降ハンドル１６により試料ホルダ２６を上昇させて試料とカッタ５２とを近づけ、両者の平行度を確認する。
（４）平行度がずれているときは、傾斜ステージ用マイクロメータ２３ａにより傾斜ステージ２３を傾動させ、カッタ５２の刃先と試料の切断面とが平行になるように調整する。
（５）対物レンズ４１が光軸ＡＸ上に位置するようにレボルバ４３を回転させ、その後、顕微鏡４０の焦点を試料の切断箇所に合わせる。
（６）ＸＹステージ２２と試料用回転ステージ２４を操作して、試料の切断予定線（切断予定箇所）が視野内の切断線マークと一致するように、試料ホルダ２６の位置を調整する。
【００１７】
（７）ＸＹステージ２２をＸ方向に移動させ、試料の切断予定線が視野内の切断線マークから外れないか確認する。外れる場合は、Ｘ方向に試料を移動してもその切断予定線が切断線マークといつも一致するように、試料用回転ステージ２４を回転させるとともに、ＸＹステージ２２をＹ方向に移動させて試料の位置を調整する。
（８）切断力（試験力）を切断装置の入力装置で設定する。これにより、荷重負荷装置６０の所定数の重りが選択され、設定された試験力での切断が可能となる。
（９）カッタ装置５０が光軸ＡＸ上に位置するようにレバルバ４３を回転させる。
（１０）図示しない切断開始スイッチを操作すると、荷重負荷装置６０の偏心カムが回転して重り重量がカッタ装置５０に与えられる。これにより、カッタ５２が試料に押圧され、予定切断線に沿ってカッタ５２が試料を切断する。
【００１８】
以上のような切断装置により試料を切断することにより、次のような作用効果を得ることができる。
（１）顕微鏡で観察しながらステージ装置２０を操作することにより、視野内に表示されている切断線マーク（横線）に試料の予定切断線が一致するようにしたので、位置決め精度が向上すると共に、作業性も向上する。
（２）重りの重量を利用した所定の切断荷重によりカッタ５２で試料を切断するようにしたので、切断面が荒れることがない。また、試料を同一条件で切断することができる。
（３）傾斜ステージ２３を操作することにより、試料の切断面とカッタ５２の刃先を平行にした後に切断するようにしたので、試料を確実に切断できる。なお、試料の切断面とカッタ５２の刃先が平行でない場合、カッタ５２による切断深さがカッタ刃の長手位置によって変化し、確実に切断できない場合がある。
（４）ＸＹステージ用回転ステージ２１を設け、カッタ５２の刃先の方向をＸＹステージ２２のＸ移動方向に合致させるとともに、顕微鏡の切断線マークとカッタ５２による切断線とを一致させるようにした。その結果、切断線マークがカッタ５２の延在方向とずれている場合、あるいは、ＸＹステージ２２のＸ軸移動方向がカッタ５２の延在方向とずれている場合でも、切断前に事前調整ができるので、所望の位置決め精度が維持される。
【００１９】
以上の切断装置により切断する対象部材として、たとえばインクジェットノズルが上げられる。インクジェットノズルは、基板上に多数のノズルが配列され、多数のノズルが均一のピッチ、均一の径で形成されていることが不可欠である。そこで、上述した切断装置を用いて複数のノズル中心を結ぶ線に沿ってノズルを切断し、その切断断面を観察することにより、ノズルの良否を確実に検査することができる。切断線がノズル配列方向からずれると、そのずれによって切断面のノズル径やピッチが異なってしまい、正確にノズルの評価ができない。その点、上述した切断装置１０を用いれば、複数のノズル中心を結ぶ線に沿ってカッタで切断することができ、精度の高い検査を簡単に行うことができる。
【００２０】
以上の実施の形態はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明による切断装置は上記の構成に限定されることはない。一例として次のような変形例を示す。
（１）平刃であるカッタ５２を試料に垂直に押し当てて試料を切断するようにしたが、特許文献１のようにダイヤモンドチップを先端に設置したレバーを手動で揺動させて切断する方式でも良い。
（２）傾斜ステージ２３は必須ではない。
【００２１】
（３）荷重負荷装置６０も重り式以外の方式、たとえば、電磁力方式でもよい。
（４）ステージ装置を手動で操作せずに電動式としてもよい。
（５）顕微鏡の接眼レンズ４１に代えて電子カメラを取付け、拡大像をモニタで観察ようにしてもよい。この場合、撮像した画像を処理して切断処理を全自動化することもできる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、顕微鏡による拡大像を観察しながらステージ装置を動かして被切断部材を位置決めするようにしたので、切断位置の位置決め精度と位置決めの作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る切断装置の正面図
【図２】図１の切断装置の側面図
【図３】図１および２のステージ装置２０の拡大図
【図４】カッタ装置を説明する図
【符号の説明】
１０：切断装置                      ２０：ステージ装置
２１：ＸＹステージ用回転ステージ    ２２：ＸＹステージ
２３：傾斜ステージ                  ２４：試料用回転ステージ
４０：顕微鏡                        ４１：接眼レンズ
４２：対物レンズ                    ４３：レボルバ
５０：カッタ装置                    ５１：アダプタ
５２：カッタ                        ６０：荷重負荷装置
【図１】
2004245737.tif 000003
【図２】
2004245737.tif 000004
【図３】
2004245737.tif 000005
【図４】
2004245737.tif 000006