WO2018198859A1

WO2018198859A1 - 検査治具、及び基板検査装置

Info

Publication number: WO2018198859A1
Application number: PCT/JP2018/015727
Authority: WO
Inventors: 正樹長沼; 高橋　学; 靖典加藤
Original assignee: 日本電産リード株式会社; オルガン針株式会社
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2018-11-01
Also published as: TW201843462A; TWI775836B; CN110573889A; JP7148212B2; CN110573889B; JPWO2018198859A1

Abstract

可動プレート８を備え、検査側支持体５の対向プレート５１には、プローブＰｒの先端部を挿通するためのプローブ挿通孔１６が形成され、電極側支持体６の支持プレート６１には、Ｐｒプローブの後端部を挿通させて支持するプローブ支持孔２３が設けられ、可動プレート８には、プローブＰｒを貫通させるためのプローブ貫通孔１８が設けられ、検査治具４は、可動プレート８を平坦面Ｘと平行な許容方向に沿って移動可能にさせる許容状態と、プローブ支持孔２３の中心に対してプローブ貫通孔１８の中心が許容方向に沿って所定のずれ量Ｌａずれるように可動プレート８を位置させる拘束状態とを切り替え可能な位置決孔１９及び受入孔２０を備えた。

Description

検査治具、及び基板検査装置

　本発明は、検査対象となる基板に設けられる検査点にプローブを接触させるための検査治具、及びこれを備えた基板検査装置に関する。

　検査治具は、プローブ（接触ピン）を経由して、基板からなる検査対象が有する検査対象部（検査点）に、検査装置から電力（電気信号等）を供給するとともに、検査対象からの電気出力信号を検出することによって、検査対象の電気的特性を検出し、あるいは動作試験の実施等をするために用いられる。本明細書では、検査対象の基板に設定される検査対象部を「検査点」と称する。

　例えば、検査対象となる基板にＩＣ等の半導体回路や抵抗器等の電気、電子部品が搭載される場合には、配線や半田バンプ等の電極が検査点となる。その場合には、検査点が、それら搭載部品に電気信号を正確に伝達できることを保証するため、電気、電子部品が実装される前のプリント配線基板、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルに形成された配線上の所定の検査点間の抵抗値等の電気的特性を測定して、その配線の良否を判断している。

　具体的には、その配線の良否の判定は、検査対象の各検査点に、電流供給用のプローブと、電圧測定用のプローブとを当接させて、前記電流供給用のプローブから検査点に測定用電流を供給し、検査点に当接させた電圧測定用のプローブの先端間の配線に生じた電圧を測定し、それらの供給電流と測定した電圧とに基づき、所定の検査点間における配線の抵抗値を算出することによって行われている。

　このようなプローブを検査点に接触させるため、二枚のガイド板を枠体に固定して所定間隔あけて対向配置し、プローブを二枚のガイド板に挿通することで、プローブを保持する構成の検査治具が知られている。そして、このようなプローブを二枚のガイド板で曲げた状態で保持することで、プローブを検査点に弾性接触させ、接触安定性を向上するようにした検査治具が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９－２７４０５４号公報

　ところで、基板検査を繰り返すと検査点に対してプローブの離接が繰り返され、プローブが損傷する場合がある。損傷したプローブは、二枚のガイド板から抜き取って交換する必要がある。しかしながら、曲がった状態で保持されているプローブを、二枚のガイド板からそのまま抜き取ることは困難である。そこで、例えばガイド板を枠体に固定しているネジを外すなどして検査治具を分解し、プローブを交換して再び検査治具を組み立てる必要があり、プローブの交換に手間がかかるという不都合があった。

　本発明の目的は、曲げを生じさせた状態でプローブを保持可能であって、かつプローブの交換が容易な検査治具及び基板検査装置を提供することである。

　本発明の一局面に従う検査治具は、検査対象となる基板に設けられる検査点に対してプローブを接触させるための検査治具であって、前記基板に対向して配置される対向面が設けられた対向プレートを有する検査側支持体と、前記対向プレートの前記対向面とは反対側に対向配置される、支持プレートと平坦面とを有する電極側支持体と、前記検査側支持体と前記電極側支持体とを所定距離隔てて保持する連結部材と、前記平坦面に対して平行にスライド自在に対向配置された可動プレートとを備え、前記対向プレートには、前記プローブの先端部を挿通するためのプローブ挿通孔が形成され、前記支持プレートには、前記プローブの後端部を挿通させて支持するプローブ支持孔が、前記対向プレートのプローブ挿通孔に対応して設けられ、前記可動プレートには、前記プローブを貫通させるためのプローブ貫通孔が、前記支持プレートのプローブ支持孔に対応して設けられ、前記検査治具は、前記可動プレートを前記平坦面と平行な許容方向に沿って移動可能にさせる許容状態と、前記プローブ支持孔の中心に対して前記プローブ貫通孔の中心が前記許容方向に沿って所定のずれ量ずれるように前記可動プレートを位置させる拘束状態とを切り替え可能な切替部をさらに備える。

　また、本発明の一局面に従う基板検査装置は、上述の検査治具と、前記電極側支持体の前記平坦面とは反対側で、前記プローブの後端部と接触する電極と、前記電極を介して前記プローブから得られた電気信号に基づき基板検査を行う検査部とを備える。

　また、本発明の一局面に従う基板検査装置は、上述の検査治具と、前記電極側支持体の前記平坦面とは反対側で前記プローブの後端部と接触する電極が、形成された電極板と、前記電極を介して前記プローブから得られた電気信号に基づき基板検査を行う検査部とを備え、前記ピンは、前記電極板に立設されている。

本発明の一実施形態に係る検査治具を備えた基板検査装置の構成を概略的に示す正面図である。図１に示す検査治具の一例を示す斜視図である。図２に示す検査治具の分解斜視図である。図２、図３に示す検査治具のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図４に示す検査治具が許容状態になったときの断面図である。図４に示す拘束状態の検査治具における一本のプローブ及びピン付近を拡大して示す断面図である。許容状態になった検査治具を説明するための説明図である。

　以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。なお、説明の便宜上、図面に適宜前後左右の方向を付し、この方向に基づき説明している場合があるが、本発明はこの方向に限定されるものではない。
（第１実施形態）

　図１は、本発明の一実施形態に係る検査治具を備えた基板検査装置１の構成を概略的に示す正面図である。図１に示す基板検査装置１は、検査対象の基板１００に形成された回路パターンを検査するための装置である。

　図１に示す基板検査装置１は、筐体１１を有している。筐体１１の内部空間には、基板固定装置１２と、第一検査部１３（検査部）と、第二検査部１４（検査部）とが主に設けられている。基板固定装置１２は、検査対象となる基板１００を所定の位置に固定するように構成されている。

　基板１００は、例えば、プリント配線基板、ガラスエポキシ基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等のディスプレイ用の電極板、タッチパネル用等の透明導電板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリア、半導体ウェハや半導体チップやCSP(Chip　size　package)等の半導体基板等々種々の基板であってもよい。基板１００には、配線パターンや半田バンプ等の検査点が形成されている。

　第一検査部１３は、基板固定装置１２に固定された基板１００の上方に位置する。第二検査部１４は、基板固定装置１２に固定された基板１００の下方に位置する。第一検査部１３及び第二検査部１４は、プローブＰｒに対して電気的に接続されるための電極９１が形成された電極板９を備えている。第一検査部１３及び第二検査部１４の各電極板９には、基板１００に形成された回路パターンを検査するための検査治具４Ｕ，４Ｌが取り付けられている。検査治具４Ｕ，４Ｌには、複数のプローブＰｒが取り付けられている。また、第一検査部１３及び第二検査部１４は、後述する図略のスキャナ回路と、筐体１１内で適宜移動するための検査部移動機構１５とを備えている。

　基板検査装置１は、基板固定装置１２、第一検査部１３、及び第二検査部１４等の動作を制御する制御部２を備えている。制御部２は、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されている。制御部２は、第一検査部１３及び第二検査部１４を適宜移動させ、基板固定装置１２に固定された基板１００に検査治具４Ｕ，４ＬのプローブＰｒを接触させることにより、基板１００に形成された回路パターンを検査治具４Ｕ，４Ｌを用いて検査するように構成されている。検査治具４Ｕ，４Ｌは、互いに同様に構成されている。以下、検査治具４Ｕ，４Ｌを総称して検査治具４と称する。

　図２は、図１に示す検査治具４の一例を示す斜視図である。図３は、図２に示す検査治具４の分解斜視図である。図４は、図２、図３に示す検査治具４のＩＶ－ＩＶ線断面図である。図５は、図４に示す検査治具４が許容状態になったときの断面図である。図２及び図４は、拘束状態の検査治具４を示し、図３及び図５は、許容状態の検査治具４を示している。図２及び図３では、プローブＰｒの記載を省略している。

　検査治具４を示す図については、下側の第二検査部１４に取り付けられる検査治具４Ｌの向きを示しており、上側の検査治具４Ｕは、図示の上下左右とは逆向きに第一検査部１３に取り付けられることになる。

　図２～図５に示す検査治具４は、基板１００と対向して配置される検査側支持体５と、この検査側支持体５の基板１００側とは反対側に対向配置される電極側支持体６と、これらの検査側支持体５および電極側支持体６を所定距離隔てて互いに平行に保持する連結部材７と、可動プレート８とを備えている。

　検査側支持体５は、対向プレート５１、案内プレート５２がこの順に、基板１００が配置される上方から積層されることにより構成されている。対向プレート５１は、基板１００と対向して配置される対向面Ｆを有している。対向プレート５１は、案内プレート５２に対して、ボルト等の脱着可能な固定手段によって一体に固定されている。

　対向プレート５１には、プローブＰｒの先端部が挿通される後述の複数のプローブ挿通孔１６が形成されている（図６参照）。各プローブ挿通孔１６は、基板１００に設けられた複数の検査点に対してそれぞれプローブＰｒの先端を案内する。案内プレート５２には、複数のプローブ挿通孔１６と連通する後述の複数のプローブ案内孔２１が形成されている。

　電極側支持体６は、支持プレート６１、スペーサフィルム６３、及びスペーサプレート６２がこの順に、対向面Ｆとは反対側から積層されて構成されている。支持プレート６１の下面は、後述する電極９１が形成された電極板９に当接される背面Ｂとされている。支持プレート６１には、複数のプローブ挿通孔１６と対応する後述の複数のプローブ支持孔２３（図６）が形成されている。

　スペーサプレート６２、スペーサフィルム６３の略中央部には、上下方向に貫通する開口部６２１、６３１が形成されている。対向プレート５１上に、開口部６２１、６３１が形成されたスペーサプレート６２と、スペーサフィルム６３とを積層することによって、開口部６２１、６３１が凹没した凹部６４が形成されている。そして、開口部６２１、６３１内に露出する支持プレート６１の上面、すなわち凹部６４の底面が、対向面Ｆと略平行に平坦な平坦面Ｘとされている。また、支持プレート６１における凹部６４の底面に対応する位置には、図４，図５に示すように、支持プレート６１を貫通する位置決孔１９が形成されている。

　可動プレート８は、凹部６４内に収容されている。可動プレート８には、プローブＰｒを貫通させるための後述する複数のプローブ貫通孔１８（図６）が、複数のプローブ支持孔２３に対応して設けられている。可動プレート８の許容方向である左右方向の幅Ｗ１は、図３に示すように、凹部６４の左右方向の幅Ｗ２よりも小さくされている。

　これにより、可動プレート８は、プローブＰｒが挿通されていないときは、凹部６４内でスライド自在にされており、左右方向（許容方向）に幅Ｗ１と幅Ｗ２との差ｄの範囲で移動可能にされている。差ｄは、例えば２ｍｍ程度とされており、凹部６４の中央に可動プレート８が位置したとき、可動プレート８は、左右両側に対して１ｍｍずつ移動可能にされている。

　可動プレート８には、拘束状態のときに支持プレート６１を貫通して位置決孔１９から突出するピンＰを受け入れ可能に受入孔２０が形成されている（図４）。受入孔２０は、例えば可動プレート８の対角線上の二箇所に設けられている（図３）。

　連結部材７は、前後方向に延び、案内プレート５２に立設される壁部７１と、壁部７１と略平行に間隔を空けて対向配置される壁部７２と、壁部７１，７２の後端部を連結する壁部７３とを備えている。壁部７１，７２，７３には、窓状に貫通して開口された開口部７１１，７２１，７３１が形成されている。

　連結部材７は、連結部材７の下面が凹部６４の縁部を跨ぐ領域Ａとなるように、案内プレート５２に取り付けられている。これにより、連結部材７の下端部が、凹部６４の内側に突出し、凹部６４内に収容された可動プレート８の縁部に覆い被さるようになっている。その結果、可動プレート８の、平坦面Ｘに垂直な方向の移動が連結部材７の下端部によって規制される。連結部材７は、離間規制部材の一例に相当し、連結部材と離間規制部材とを兼ねている。

　可動プレート８とスペーサプレート６２とは、同一の厚さを有する板材から構成されている。支持プレート６１上にスペーサプレート６２とスペーサフィルム６３とが積層されていることによって、凹部６４の深さが、可動プレート８の厚さよりもスペーサフィルム６３の厚さ分、深くなっている。その結果、連結部材７の下端部と可動プレート８の上面との間に間隔が生じ、可動プレート８が連結部材７と平坦面Ｘとに挟まれることがないので、可動プレート８が左右方向（許容方向）に移動する際の摩擦抵抗が低減され、可動プレート８がスライド自在にされている。

　連結部材７は、可動プレート８が、平坦面Ｘに垂直な方向に、スペーサフィルム６３の厚さによって予め設定された垂直移動許容距離を超えて移動することを規制するようになっている。上側の検査治具４Ｕでは、図２～図５とは上下反転し、可動プレート８が連結部材７（離間規制部材）によって支持され、可動プレート８と平坦面Ｘとの間に垂直移動許容距離の間隔が生じることになる。

　なお、必ずしもスペーサフィルム６３を積層する必要はなく、スペーサプレート６２の板厚を可動プレート８の板厚よりも垂直移動許容距離だけ厚くしてもよい。また、電極側支持体６は、スペーサプレート６２と支持プレート６１とを備える例に限られず、電極側支持体６が一枚の支持プレート６１からなり、支持プレート６１の上面に凹部６４が形成されていてもよい。

　また、電極側支持体６には、凹部６４が形成されている例に限らない。電極側支持体６の上面が平坦面Ｘとされていてもよく、電極側支持体６が一枚の支持プレート６１からなり、支持プレート６１の上面が平坦面Ｘとされていてもよい。

　また、連結部材７が離間規制部材を兼ねる例に限らない。連結部材７は凹部６４内に突出しない構成とし、連結部材７とは別に離間規制部材を設けてもよい。また、下側の検査治具４Ｌでは、可動プレート８が自重で平坦面Ｘに接するので、必ずしも離間規制部材を設けなくてもよい。しかしながら、ピンＰの挿入時や、プローブＰｒを屈曲させる際等に可動プレート８が平坦面Ｘから浮き上がることを防止する観点から、検査治具４Ｌにおいても離間規制部材が設けられることが好ましい。

　図６は、図４に示す拘束状態の検査治具４における一本のプローブＰｒ及びピンＰ付近を拡大して示す断面図である。図６は、検査治具４が第二検査部１４の電極板９に取り付けられた状態を示している。

　対向プレート５１には、対向プレート５１を垂直に貫通してプローブＰｒを挿通するためのプローブ挿通孔１６が形成されている。プローブ挿通孔１６は、基板１００に設けられた検査点と対応して複数形成されている。プローブ挿通孔１６には、大径部１６ａと、大径部１６ａと同心であって大径部１６ａより小径の小径部１６ｂとが設けられている。

　案内プレート５２には、案内プレート５２を垂直に貫通してプローブＰｒを案内するためのプローブ案内孔２１が形成されている。プローブ案内孔２１は、プローブ挿通孔１６と対応してプローブ挿通孔１６と同心に複数形成されている。プローブ案内孔２１には、大径部２１ａ，２１ｂと、大径部２１ａ，２１ｂと同心であって大径部２１ａ，２１ｂより小径の小径部２１ｃとが設けられている。

　プローブＰｒは、例えば直径１００μｍ程度の棒状の導体部３１と、この導体部３１の外周面を覆う絶縁部３２とを備えている。導体部３１としては、例えば、弾性を有し、かつハンダが付きにくいパラジウム合金を好適に用いることができる。絶縁部３２は、合成樹脂等の絶縁体で形成されている。絶縁部３２としては、導体部３１の表面に絶縁塗装を施すことによって形成される絶縁被膜を用いることができる。

　プローブＰｒの先端部及び後端部には、絶縁部３２が形成されておらず、導体部３１が露出した露出部が設けられている。プローブＰｒの先端部の露出部がプローブ挿通孔１６の小径部１６ｂから突出して基板１００の検査点に当接されるようになっている。

　小径部１６ｂ及び小径部２１ｃの内径は導体部３１の外径よりも若干大きくされ、小径部２１ｃの内径は絶縁部３２の外径よりも若干小さくされている。これにより、小径の小径部１６ｂによって導体部３１を精度よく検査点へ案内しつつ、絶縁部３２が小径部２１ｃと干渉することによって、プローブＰｒが対向面Ｆ側から抜け落ちることがないようにされている。

　電極板９には、電極側支持体６への取り付け面とは反対側の裏面からワイヤーケーブル９２の一端が、電極板９の厚み方向に貫通するように貫入されている。電極板９の電極側支持体６への取り付け面は平坦に研磨されて、複数のワイヤーケーブル９２の端面が露出するようにされている。これらのワイヤーケーブル９２の露出した端面が、電極９１とされている。各ワイヤーケーブル９２はスキャナ回路に接続されている。

　また、電極板９には、支持プレート６１に取り付けられる面から垂直に突出するピンＰが取り付けられている。ピンＰの電極板９からの突出長さは、支持プレート６１の厚みよりも長くされている。ピンＰの先端部には、ピンＰの外周に連なって軸心へ向かって傾斜する傾斜面Ｐ１が形成されている。ピンＰの先端部の形状としては、傾斜面Ｐ１を有する種々の形状を採用することができ、例えば円錐状や半球面状等の形状とすることが出来る。

　支持プレート６１には、電極９１にプローブＰｒの後端部を案内するプローブ支持孔２３が形成されている。プローブ支持孔２３は、支持プレート６１を垂直に貫通してプローブＰｒの後端部を挿通させて支持する。プローブ支持孔２３は、プローブ挿通孔１６及び電極９１と対応して複数形成されている。

　プローブ支持孔２３には、支持プレート６１の可動プレート８側の面に開口する支持側大径部２３ａと、支持側大径部２３ａよりも可動プレート８から遠ざかる側に形成された支持側小径部２３ｂとが設けられている。支持側小径部２３ｂは、支持側大径部２３ａと同心であって、かつ支持側大径部２３ａよりも小径である。プローブ支持孔２３に挿通されたプローブＰｒの後端部は、支持側小径部２３ｂから突出して電極９１と当接されるようになっている。

　さらに、支持プレート６１には、支持プレート６１を貫通する位置決孔１９が形成されている。位置決孔１９は、可動プレート８の位置を拘束するためのピンＰを、挿通可能にされている。

　可動プレート８には、プローブＰｒを貫通させるためのプローブ貫通孔１８が、支持プレート６１のプローブ支持孔２３に対応して複数設けられている。プローブ貫通孔１８には、可動プレート８の支持プレート６１側の面に開口する可動側大径部１８ａが形成されている。また、プローブ貫通孔１８には、可動側大径部１８ａよりも支持プレート６１から遠ざかる側に形成された可動側小径部１８ｂが形成されている。可動側小径部１８ｂは、可動側大径部１８ａと同心であって、かつ可動側大径部１８ａよりも小径である。

　さらに、可動プレート８には、支持プレート６１を貫通して位置決孔１９から突出するピンＰを受け入れ可能に形成された受入孔２０が形成されている。ピンＰを位置決孔１９及び受入孔２０に挿入することによって、位置決孔１９の中心線と受入孔２０の中心線が一致し、可動プレート８が支持プレート６１に対して相対的に位置決めされて、拘束状態となる。

　拘束状態では、プローブ支持孔２３の中心に対してプローブ貫通孔１８の中心が、許容方向（図の左右方向）に沿って所定のずれ量Ｌａずれた位置に可動プレート８が位置するように、位置決孔１９及び受入孔２０が配置されている。拘束状態におけるずれ量Ｌａは、支持側大径部２３ａの半径と可動側大径部１８ａの半径との合計値と、プローブＰｒの外径との差より小さい。これにより、拘束状態においても、プローブ支持孔２３とプローブ貫通孔１８とをプローブＰｒが貫通可能にされている。

　位置決孔１９及び受入孔２０は、可動プレート８を平坦面Ｘと平行な許容方向に移動可能にさせる許容状態と、プローブ支持孔２３の中心に対してプローブ貫通孔１８の中心が許容方向に沿って所定のずれ量Ｌａずれるように可動プレート８を位置させる拘束状態とを切り替える切替部の一例に相当している。

　なお、受入孔２０は、必ずしも可動プレート８を貫通する例に限られず、有底の孔（凹部）であってもよい。また、切替部は、位置決孔１９及び受入孔２０に限らない。切替部は、可動プレート８を平坦面Ｘと平行な許容方向に移動可能にさせる許容状態と、プローブ支持孔２３の中心に対してプローブ貫通孔１８の中心が許容方向に沿って所定のずれ量Ｌａずれるように可動プレート８を位置させる拘束状態とを切り替え可能な金具等であってもよい。

　ピンＰは、電極板９に立設されているので、電極板９に検査治具４を取り付けることによってピンＰが位置決孔１９及び受入孔２０に挿入されて可動プレート８が拘束状態に位置決めされ、電極板９から検査治具４を取り外すことによって位置決孔１９及び受入孔２０からピンＰが抜き取られて許容状態に切り替わる。

　図６に示すように、拘束状態では、プローブ貫通孔１８の中心１８ｃが、プローブ支持孔２３の中心２３ｃに対して許容方向（左右方向）に沿ってずれ量Ｌａずれている。このため、位置決孔１９に挿入され、支持側小径部２３ｂによって先端部を保持されたプローブＰｒが、プローブ貫通孔１８の可動側小径部１８ｂによって許容方向に沿って、図６では左方向へずれ量Ｌａ曲げられる。その結果、プローブＰｒは、略Ｓ字状に湾曲する。

　プローブ貫通孔１８は可動側大径部１８ａと可動側小径部１８ｂとを備え、プローブ支持孔２３は支持側大径部２３ａと支持側小径部２３ｂとを備えている。従って、プローブＰｒは、可動側小径部１８ｂと支持側小径部２３ｂとで支持され、かつ可動側大径部１８ａと支持側大径部２３ａとの内部で傾斜することができる。その結果、プローブＰｒをスムーズに湾曲させることが可能となる。

　なお、プローブ貫通孔１８を可動側大径部１８ａのみで構成し、プローブ支持孔２３を支持側大径部２３ａのみで構成してもよい。しかしながら、プローブ貫通孔１８を可動側大径部１８ａのみで構成し、プローブ支持孔２３を支持側大径部２３ａのみで構成した場合、拘束状態のとき、プローブ貫通孔１８及びプローブ支持孔２３の内部でプローブＰｒが傾斜せずにずれ方向（図６では左方向）に平行移動する可能性がある。プローブ貫通孔１８及びプローブ支持孔２３の内部でプローブＰｒが傾斜せずに平行移動すると、プローブＰｒが略Ｓ字状に湾曲しにくくなる。従って、プローブ貫通孔１８は可動側大径部１８ａと可動側小径部１８ｂとを備え、プローブ支持孔２３は支持側大径部２３ａと支持側小径部２３ｂとを備えることが好ましい。

　プローブＰｒの先端部は、検査治具４の対向面Ｆが基板１００に当接されていないときは、対向面Ｆから突出している。そして、基板１００を検査するべく検査治具４の対向面Ｆが基板１００に当接されると、プローブＰｒの先端部は、検査点に当接してその突出部分がプローブ挿通孔１６内に押し込まれる。

　このときプローブＰｒが略Ｓ字状に湾曲していることによって、先端部の押し込みに応じてプローブＰｒがスムーズに湾曲し、その押し込み量を吸収する。さらに、略Ｓ字状に湾曲したプローブＰｒは、その弾性復元力によってプローブＰｒの先端を検査点に付勢するので、プローブＰｒの先端を検査点に弾性的に接触させることができる。その結果、検査点とプローブＰｒとの接触安定性を向上させることができる。

　このように、検査治具４を電極板９に取り付けると、電極板９に立設されたピンＰが位置決孔１９と受入孔２０とに挿通されて可動プレート８が拘束状態とされ、プローブＰｒが略Ｓ字状に湾曲されて、基板１００の検査に適した状態にされる。

　また、プローブ挿通孔１６の中心１６ｃに対してプローブ支持孔２３の中心２３ｃが平坦面と平行な方向にずれ量Ｌｂだけずれている。中心１６ｃは、プローブ案内孔２１の中心でもある。さらに、プローブ挿通孔１６の中心１６ｃに対するプローブ支持孔２３の中心２３ｃのずれ方向（図６では左方向）と、拘束状態におけるプローブ支持孔２３の中心２３ｃに対するプローブ貫通孔１８の中心１８ｃのずれ方向（図６では左方向）とが同一である。

　これにより、拘束状態のとき、プローブＰｒの可動側小径部１８ｂで保持されている部分は、プローブ挿通孔１６の中心１６ｃに対して、ずれ量Ｌａとずれ量Ｌｂとが加算された長さ分、ずれ方向（図６では左方向）にずらされることになる結果、プローブＰｒの湾曲量を増大することができる。

　なお、必ずしもプローブ挿通孔１６の中心１６ｃに対するプローブ支持孔２３の中心２３ｃのずれ方向と、拘束状態におけるプローブ支持孔２３の中心２３ｃに対するプローブ貫通孔１８の中心１８ｃのずれ方向とは、同一でなくてもよい。

　プローブＰｒは、検査点の数に対応して、検査治具４Ｕ，４Ｌにぞれぞれ例えば数千本程度備えられている。そして、そのうちの１本が劣化又は損傷等するなどして交換が必要になった場合、損傷等したプローブＰｒを検査治具４から抜き取って、新たなプローブＰｒを再び検査治具４に挿入する必要がある。

　曲がった状態で保持されているプローブを交換する場合、曲がったままのプローブを抜き差しすることはできない。そのため従来は、プレートを固定しているネジを外すなどして検査治具を分解し、プローブを交換して再び検査治具を組み立てる必要があった。

　一方、基板検査装置１の場合、下記のようにしてプローブＰｒを交換することができる。すなわち、プローブＰｒを交換する場合、ユーザは、まず電極板９から検査治具４を取り外す。電極板９から検査治具４を取り外すと、電極板９に立設されたピンＰが受入孔２０及び位置決孔１９から抜き取られ、可動プレート８が許容方向に沿って移動可能な許容状態に切り替わる。

　図７は、許容状態になった検査治具４を説明するための説明図である。許容状態になると、撓んでいたプローブＰｒが直線状に戻ろうとする弾性復元力によって、可動プレート８がずれ方向（図７では左方向）とは逆方向（図７では右方向）に移動する。この場合、プローブ挿通孔１６及びプローブ案内孔２１の中心１６ｃと、プローブ支持孔２３の中心２３ｃとは、許容方向に沿ってずれ量Ｌｂずれているので、プローブＰｒは、プローブ支持孔２３と案内プレート５２とを結ぶ直線状に復元しようとする。その結果、プローブＰｒは、平坦面Ｘと垂直な方向に対して、傾斜角Ｒで傾斜する。

　傾斜角Ｒは、例えば０．５度～２度、より好ましくは略１度である。許容状態においてプローブＰｒがこのような僅かな傾斜角で傾斜することによって、プローブ挿通孔１６、プローブ案内孔２１、プローブ貫通孔１８、及びプローブ支持孔２３と、プローブＰｒとが干渉し、僅かな摩擦力が生じる。この摩擦力によって、電極板９から検査治具４が取り外されたときに、背面Ｂが下向きにされた場合であっても、検査治具４からプローブＰｒが抜け落ち難くされている。これにより、交換する必要のないプローブＰｒが検査治具４から抜け落ちるおそれが低減されている。

　なお、プローブ挿通孔１６及びプローブ案内孔２１の中心１６ｃと、プローブ支持孔２３の中心２３ｃとは、必ずしもずれていなくてもよく、対向面Ｆに対して垂直な一直線上に各孔が設けられていてもよい。この場合であっても、プローブＰｒの交換は容易である。

　さらに、許容状態では、プローブＰｒが直線状に戻ろうとする弾性復元力によって可動プレート８が移動するので、プローブＰｒが略直線状となる。そのため、許容状態では、検査治具４がプローブＰｒを保持する力は僅かな傾斜角Ｒによって生じる僅かな摩擦力だけとなる。この摩擦力は、プローブＰｒの落下を防止する程度の僅かな抵抗力である。従って、ユーザが、この摩擦力に抗して検査治具４からプローブＰｒを引き抜き、新たなプローブＰｒを検査治具４に挿入することが容易である。

　連結部材７の壁部７１，７２，７３に、開口部７１１，７２１，７３１が形成されているので、ユーザがプローブＰｒを交換する際、ユーザは検査側支持体５と電極側支持体６との間の空間で開口部７１１，７２１，７３１からプローブＰｒを目視しながらプローブＰｒを交換することが出来る。その結果、プローブＰｒの交換作業が容易になる。

　基板検査装置１によれば、プローブＰｒを交換する際に、検査治具４を基板検査装置１から取り外すだけで、検査治具４が、プローブＰｒが湾曲した拘束状態からプローブＰｒが略直線状になる許容状態に切り替わるので、プローブＰｒに曲げを生じさせた状態でプローブＰｒを保持可能であって、かつプローブＰｒの交換が容易となる。

　また、許容状態になってプローブＰｒの復元力で可動プレート８が移動した後に位置決孔１９の内壁面に対して受入孔２０の下端（支持プレート６１側の端部）の開口部周縁の開口縁部２０ａが突出する突出長さＬｃが、ピンＰの傾斜面Ｐ１の、軸心と直交する方向に沿う幅Ｗｐより小さくされている。

　そのため、許容状態で位置決孔１９にピンＰを挿入し、さらにピンＰを押し込むと、受入孔２０の開口縁部２０ａがピンＰの傾斜面Ｐ１に当接する。ここからさらにピンＰを押し込むと、傾斜面Ｐ１と開口縁部２０ａとが摺動し、ピンＰの進行に伴い位置決孔１９と受入孔２０の中心を一致させる方向（左方向）に可動プレート８が移動され、ピンＰが受入孔２０に挿入されて可動プレート８が拘束状態にされる。

　従って、ユーザがプローブＰｒを交換した後、基板検査装置１に検査治具４を取り付けるだけで、ピンＰが位置決孔１９及び受入孔２０に挿入されて可動プレート８が拘束状態にされ、プローブＰｒが略Ｓ字状に湾曲し、検査に適した状態とされる。これにより、ユーザは、プローブＰｒを交換した後、基板検査装置１に検査治具４を取り付けるだけで、可動プレート８が拘束状態にされて検査に適した状態となるので、プローブＰｒの交換後に検査治具４を検査可能な状態にするのが容易である。

　なお、ピンＰは、必ずしも電極板９に立設されていなくてもよい。ピンＰが電極板９に立設されていなくても、検査治具４は、ピンＰを位置決孔１９及び受入孔２０に挿入することによって拘束状態となり、ピンＰを受入孔２０から抜き取ることによって許容状態となってプローブＰｒの交換が容易になる。従って、検査治具４は、ピンＰが電極板９に立設されていなくても、曲げを生じさせた状態でプローブＰｒを保持しつつ、プローブＰｒの交換が容易である。

　また、プローブＰｒには、傾斜面Ｐ１が形成されていなくてもよい。傾斜面Ｐ１が形成されていなくても、位置決孔１９及び受入孔２０の位置を合わせてプローブＰｒを挿入することによって検査治具４は拘束状態となり、ピンＰを受入孔２０から抜き取ることによって検査治具４は許容状態となる。

　次に、図１に示す第一検査部１３、第二検査部１４、及び制御部２について説明する。第一検査部１３及び第二検査部１４には、例えば電流計、電圧計、電流源、マルチプレクサ、スイッチ回路等を含む図略のスキャナ回路が収容されている。スキャナ回路には、図６に示すワイヤーケーブル９２が接続されている。これにより、電極板９に検査治具４が取り付けられると、各プローブＰｒの後端部が電極９１に当接し、各プローブＰｒがスキャナ回路に電気的に接続される。

　この状態で、対向プレート５１に基板１００が圧接されると、プローブＰｒの先端部が基板１００によって押圧され、プローブＰｒの弾力性に応じた付勢力によって、プローブＰｒの先端部が基板１００の検査点に圧接されるようになっている。

　スキャナ回路は、例えば制御部２からの制御信号に応じて、検査箇所に対応した一対のプローブＰｒ間に所定の電流を供給し、その検査箇所に対応した一対のプローブＰｒ間の電圧を測定し、その測定結果を制御部２へ送信する。

　制御部２は、スキャナ回路から得られた測定結果に基づいて基板検査を実行する。具体的には、例えば、制御部２は、検査治具４の検査側支持体５を基板１００に圧接させ、各検査点に対してプローブＰｒを接触させる。そして、制御部２は、検査対象の二つの検査点間で、一方の検査点に接触されたプローブＰｒと他方の検査点に接触されたプローブＰｒとの間にスキャナ回路により予め設定された検査用電流を流させ、その一方の検査点に接触されたプローブＰｒと他方の検査点に接触されたプローブＰｒとの間の電圧を検出電圧としてスキャナ回路により測定させる。制御部２は、例えばその検出電圧等の電気信号や、その検出電圧から求められた検査点間の抵抗値等を予め設定された基準値と比較することにより、基板１００の良否判定を実行する。このようにして、基板検査装置１は、検査治具４を用いて基板１００の検査を実行可能にされている。

　すなわち、本発明の一局面に従う検査治具は、検査対象となる基板に設けられる検査点に対してプローブを接触させるための検査治具であって、前記基板に対向して配置される対向面が設けられた対向プレートを有する検査側支持体と、前記対向プレートの前記対向面とは反対側に対向配置される、支持プレートと平坦面とを有する電極側支持体と、前記検査側支持体と前記電極側支持体とを所定距離隔てて保持する連結部材と、前記平坦面に対して平行にスライド自在に対向配置された可動プレートとを備え、前記対向プレートには、前記プローブの先端部を挿通するためのプローブ挿通孔が形成され、前記支持プレートには、前記プローブの後端部を挿通させて支持するプローブ支持孔が、前記対向プレートのプローブ挿通孔に対応して設けられ、前記可動プレートには、前記プローブを貫通させるためのプローブ貫通孔が、前記支持プレートのプローブ支持孔に対応して設けられ、前記検査治具は、前記可動プレートを前記平坦面と平行な許容方向に沿って移動可能にさせる許容状態と、前記プローブ支持孔の中心に対して前記プローブ貫通孔の中心が前記許容方向に沿って所定のずれ量ずれるように前記可動プレートを位置させる拘束状態とを切り替え可能な切替部をさらに備える。

　この構成によれば、切替部によって、拘束状態と許容状態とを切り替え可能にされている。拘束状態では、プローブの後端部を支持するプローブ支持孔の中心に対して、プローブが貫通するプローブ貫通孔の中心が許容方向に沿って所定のずれ量ずらされる。そのずれによって、プローブが曲げられた状態で保持される。一方、許容状態では、プローブが貫通する可動プレートが、平坦面と平行な許容方向に沿って移動可能となる。そうすると、許容状態では、曲げられたプローブの弾性復元力によって可動プレートが移動され、プローブが略直線状となる。略直線状となったプローブは、検査側支持体及び電極側支持体に対して抜き差しすることが容易となる。従って、曲げを生じさせた状態でプローブを保持可能であって、かつプローブの交換が容易となる。

　また、前記切替部は、前記支持プレートを貫通すると共に前記可動プレートの位置を拘束するためのピンを挿通可能な位置決孔と、前記支持プレートを貫通して前記位置決孔から突出する前記ピンを受け入れ可能に前記可動プレートに形成された受入孔とを含むことが好ましい。

　この構成によれば、支持プレートの位置決孔にピンを貫通挿通し、受入孔にそのピンを挿入することによって、支持プレートに対して可動プレート位置を拘束する拘束状態に切り替えることが容易となる。

　また、前記ピンの先端部には、当該ピンの外周から軸心へ向かって傾斜する傾斜面が形成されていることが好ましい。

　この構成によれば、位置決孔に挿入したピンをさらに押し込むことによって傾斜面を受入孔の開口縁部に当接させることが可能になる。さらにピンを押し込むことによって、傾斜面と開口縁部とが摺動し、ピンの進行に伴い位置決孔と受入孔の中心を一致させる方向に可動プレートが移動され、ピンが受入孔に受け入れられて可動プレートが拘束状態にされる。この場合、ピンを位置決孔及び受入孔に挿入するだけで可動プレートを拘束状態に位置決めすることができるので、拘束状態に切り替えることが容易となる。

　また、前記拘束状態における前記ずれ量は、前記プローブ支持孔の半径と前記プローブ貫通孔の半径との合計値と前記プローブの直径との差より小さいことが好ましい。

　この構成によれば、拘束状態においても、プローブをプローブ支持孔とプローブ貫通孔とに貫通させることが可能となる。

　また、前記プローブ支持孔は、前記支持プレートの前記可動プレート側の面に開口する支持側大径部と、前記支持側大径部よりも前記可動プレートから遠ざかる側に形成され、かつ前記支持側大径部よりも小径の支持側小径部とを含み、前記プローブ貫通孔は、前記可動プレートの前記支持プレート側の面に開口する可動側大径部と、前記可動側大径部よりも前記支持プレートから遠ざかる側に形成され、かつ前記可動側大径部よりも小径の可動側小径部とを含み、前記拘束状態における前記ずれ量は、前記支持側大径部の半径と前記可動側大径部の半径との合計値と前記プローブの直径との差より小さいことが好ましい。

　この構成によれば、プローブは可動側小径部と支持側小径部とで支持され、拘束状態において可動側大径部と支持側大径部との内部でプローブを傾斜させることができる。その結果、拘束状態において、プローブをスムーズに湾曲させることが可能となる。

　また、前記可動プレートの、前記平坦面に垂直な方向の移動を規制する離間規制部材をさらに備えることが好ましい。

　この構成によれば、可動プレートが支持プレートから離脱することが防止される。

　また、前記電極側支持体は、前記可動プレートを収容する凹部を備え、前記凹部の底面が前記平坦面とされ、前記凹部における前記ずれの方向に対向する側壁間の距離は、前記可動プレートの前記ずれの方向の長さよりも、前記ずれ量以上大きいことが好ましい。

　この構成によれば、凹部内に収容された可動プレートを、許容状態と拘束状態とをとり得るように保持しつつ、可動プレートが平坦面と平行な方向の過度の移動を防止することが可能となる。

　また、前記プローブ挿通孔の中心に対して前記プローブ支持孔の中心が前記平坦面と平行な方向にずれていることが好ましい。

　この構成によれば、許容状態になると、撓んでいたプローブが直線状に戻ろうとする弾性復元力によって可動プレートが移動し、プローブが略直線状になる。この場合、プローブ挿通孔の中心と、プローブ支持孔の中心とがずれているので、プローブは、プローブ挿通孔とプローブ支持孔とを結ぶ直線状に復元しようとする。その結果、プローブは、平坦面と垂直な方向に対して傾斜する。プローブが傾斜することによって、プローブ挿通孔及びプローブ支持孔とプローブとが干渉し、僅かな摩擦力が生じる。この摩擦力によって、交換する必要のないプローブが検査治具から抜け落ちるおそれが低減される。

　また、前記プローブ挿通孔の中心に対する前記プローブ支持孔の中心のずれ方向と、前記拘束状態における前記プローブ支持孔に対する前記プローブ貫通孔のずれ方向とが同一であることが好ましい。

　この構成によれば、拘束状態のとき、プローブがプローブ貫通孔で保持されている部分のプローブ挿通孔に対するずれ量は、プローブ挿通孔に対するプローブ支持孔のずれ量と、プローブ支持孔に対するプローブ貫通孔のずれ量とが加算されたずれ量となる。その結果、拘束状態におけるプローブの湾曲量を増大することができる。

　また、前記プローブをさらに備え、前記可動プレートは、前記許容状態において、前記プローブの弾性復元力に基づき位置決めされることが好ましい。

　この構成によれば、許容状態では、プローブが略直線状になろうとする弾性復元力によって可動プレートが移動され、位置決めされる。従って、許容状態に切り替えることによって、プローブを略直線状にできる位置に自動的に可動プレートを位置させることが可能になる。

　この構成によれば、曲げを生じさせた状態でプローブを保持可能であって、かつプローブの交換が容易な基板検査装置を提供することができる。

　この構成によれば、プローブを交換する際に、検査治具を基板検査装置の電極板から取り外すことによって、検査治具からピンが抜き取られ、プローブが湾曲した拘束状態からプローブが略直線状になる許容状態に切り替わるので、プローブに曲げを生じさせた状態でプローブＰｒを保持可能であって、かつプローブの交換が容易となる。

　このような構成の検査治具、及び基板検査装置は、プローブに曲げを生じさせた状態でプローブＰｒを保持可能であって、かつプローブの交換が容易となる。

　この出願は、２０１７年４月２７日に出願された日本国特許出願特願２０１７－０８８５３９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。

１    基板検査装置
２    制御部
４，４Ｕ，４Ｌ    検査治具
５    検査側支持体
６    電極側支持体
７    連結部材（離間規制部材）
８    可動プレート
９    電極板
１１  筐体
１２  基板固定装置
１３  第一検査部（検査部）
１４  第二検査部（検査部）
１５  検査部移動機構
１６  プローブ挿通孔
１６ａ      大径部
１６ｂ      小径部
１６ｃ，１８ｃ，２３ｃ  中心
１８  プローブ貫通孔
１８ａ      可動側大径部
１８ｂ      可動側小径部
１９  位置決孔（切替部）
２０  受入孔（切替部）
２０ａ      開口縁部
２１  プローブ案内孔
２１ａ，２１ｂ    大径部
２１ｃ      小径部
２３  プローブ支持孔
２３ａ      支持側大径部
２３ｂ      支持側小径部
３１  導体部
３２  絶縁部
５１  対向プレート
５２  案内プレート
６１  支持プレート
６２  スペーサプレート
６３  スペーサフィルム
６４  凹部
７１，７２，７３  壁部
９１  電極
９２  ワイヤーケーブル
１００      基板
６２１、６３１，７１１，７２１，７３１    開口部
Ａ    領域
Ｂ    背面
ｄ    差
Ｆ    対向面
Ｌａ，Ｌｂ  ずれ量
Ｐ    ピン
Ｐ１  傾斜面
Ｐｒ  プローブ
Ｒ    傾斜角
Ｗ１，Ｗ２，Ｗｐ  幅
Ｘ    平坦面

Claims

　検査対象となる基板に設けられる検査点に対してプローブを接触させるための検査治具であって、
　前記基板に対向して配置される対向面が設けられた対向プレートを有する検査側支持体と、
　前記対向プレートの前記対向面とは反対側に対向配置される、支持プレートと平坦面とを有する電極側支持体と、
　前記検査側支持体と前記電極側支持体とを所定距離隔てて保持する連結部材と、
　前記平坦面に対して平行にスライド自在に対向配置された可動プレートとを備え、
　前記対向プレートには、前記プローブの先端部を挿通するためのプローブ挿通孔が形成され、
　前記支持プレートには、前記プローブの後端部を挿通させて支持するプローブ支持孔が、前記対向プレートのプローブ挿通孔に対応して設けられ、
　前記可動プレートには、前記プローブを貫通させるためのプローブ貫通孔が、前記支持プレートのプローブ支持孔に対応して設けられ、
　前記検査治具は、前記可動プレートを前記平坦面と平行な許容方向に沿って移動可能にさせる許容状態と、前記プローブ支持孔の中心に対して前記プローブ貫通孔の中心が前記許容方向に沿って所定のずれ量ずれるように前記可動プレートを位置させる拘束状態とを切り替え可能な切替部をさらに備える検査治具。
　前記切替部は、
　前記支持プレートを貫通すると共に前記可動プレートの位置を拘束するためのピンを挿通可能な位置決孔と、
　前記支持プレートを貫通して前記位置決孔から突出する前記ピンを受け入れ可能に前記可動プレートに形成された受入孔とを含む請求項１記載の検査治具。
　前記ピンの先端部には、当該ピンの外周から軸心へ向かって傾斜する傾斜面が形成されている請求項２記載の検査治具。
　前記拘束状態における前記ずれ量は、前記プローブ支持孔の半径と前記プローブ貫通孔の半径との合計値と前記プローブの直径との差より小さい請求項１～３のいずれか１項に記載の検査治具。
　前記プローブ支持孔は、
　前記支持プレートの前記可動プレート側の面に開口する支持側大径部と、
　前記支持側大径部よりも前記可動プレートから遠ざかる側に形成され、かつ前記支持側大径部よりも小径の支持側小径部とを含み、
　前記プローブ貫通孔は、
　前記可動プレートの前記支持プレート側の面に開口する可動側大径部と、
　前記可動側大径部よりも前記支持プレートから遠ざかる側に形成され、かつ前記可動側大径部よりも小径の可動側小径部とを含み、
　前記拘束状態における前記ずれ量は、前記支持側大径部の半径と前記可動側大径部の半径との合計値と前記プローブの直径との差より小さい請求項１～３のいずれか１項に記載の検査治具。
　前記可動プレートの、前記平坦面に垂直な方向の移動を規制する離間規制部材をさらに備える請求項１～５のいずれか１項に記載の検査治具。
　前記電極側支持体は、前記可動プレートを収容する凹部を備え、
　前記凹部の底面が前記平坦面とされ、
　前記凹部における前記ずれの方向に対向する側壁間の距離は、前記可動プレートの前記ずれの方向の長さよりも、前記ずれ量以上大きい請求項１～６のいずれか１項に記載の検査治具。
　前記プローブ挿通孔の中心に対して前記プローブ支持孔の中心が前記平坦面と平行な方向にずれている請求項１～７のいずれか１項に記載の検査治具。
　前記プローブ挿通孔の中心に対する前記プローブ支持孔の中心のずれ方向と、前記拘束状態における前記プローブ支持孔に対する前記プローブ貫通孔のずれ方向とが同一である請求項８記載の検査治具。
　前記プローブをさらに備え、
　前記可動プレートは、前記許容状態において、前記プローブの弾性復元力に基づき位置決めされる請求項１～９のいずれか１項に記載の検査治具。
　請求項１～１０のいずれか１項に記載の検査治具と、
　前記電極側支持体の前記平坦面とは反対側で、前記プローブの後端部と接触する電極と、
　前記電極を介して前記プローブから得られた電気信号に基づき基板検査を行う検査部とを備える基板検査装置。
　請求項２又は３に記載の検査治具と、
　前記電極側支持体の前記平坦面とは反対側で前記プローブの後端部と接触する電極が、形成された電極板と、
　前記電極を介して前記プローブから得られた電気信号に基づき基板検査を行う検査部とを備え、
　前記ピンは、前記電極板に立設されている基板検査装置。