配線検査治具及び配線検査装置
【課題】複数のプローブをそれぞれ一定以上の力で付勢する汎用的な構成を備えておりながら、プローブの撓みによる短絡を防止でき、かつ、プローブと検査対象の基板との接触圧が過度に大きくなることを防止できる配線検査治具及び配線検査装置を提供する。
【解決手段】プローブ２を検査対象の基板１０に向かって一定以上の力で付勢する複数の第１付勢部３１１を保持した汎用の検査ヘッド部３０と、複数のプローブ２の尖端を基板１０の表面に案内する専用のプローブ案内部２０を備える。撓みが生じ易いプローブ２（２Ａ）と第１付勢部３１１との間には、第１付勢部３１１の強い付勢力をプローブ案内部２０へ伝えつつプローブ２（２Ａ）を第１付勢部３１１より弱い付勢力で付勢する中間導電部材２３０を設ける。
【解決手段】プローブ２を検査対象の基板１０に向かって一定以上の力で付勢する複数の第１付勢部３１１を保持した汎用の検査ヘッド部３０と、複数のプローブ２の尖端を基板１０の表面に案内する専用のプローブ案内部２０を備える。撓みが生じ易いプローブ２（２Ａ）と第１付勢部３１１との間には、第１付勢部３１１の強い付勢力をプローブ案内部２０へ伝えつつプローブ２（２Ａ）を第１付勢部３１１より弱い付勢力で付勢する中間導電部材２３０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された配線の検査に用いられる配線検査治具に係り、特に、基板の電極にプローブピンを接触させて配線の導通や短絡、絶縁等の電気的検査を行うために用いられる配線検査治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を実装する前のプリント基板（ベアボード）の配線に生じた断線や短絡等の欠陥を検査する基板配線検査装置が知られている（下記特許文献を参照）。基板配線検査装置は、基板の配線上のパッドにプローブを接触させて電気信号を供給し、パッド間の電気抵抗や静電容量を測定することにより配線の不良を検査する。
【０００３】
基板配線検査装置において基板にプローブを接触させる方式には、大きく分けて２つの方式がある。１つはフライングプローブ方式、もう１つは治具方式と呼ばれる。フライングプローブ方式は、プローブを機械的に移動させて基板の任意の位置に接触させる方式である。治具方式は、特定の基板用に作られた治具によって多数のプローブを保持し、それらを一度に基板の配線に接触させる方式である。治具方式は、特定の基板に合うように作られた専用の治具を用いるため、フライングプローブ方式のように任意の基板の検査を行うことはできないが、プローブの移動時間が存在しないので、一般にフライングプローブ方式よりも高速に検査を行うことができる。
【０００４】
この治具方式には、更に、専用治具を使用する方式とユニバーサル治具を使用する方式とがある。
【０００５】
専用治具を使用する方式の場合、専用治具が複数のプローブを保持するとともに、これらのプローブを接触させるための複数の電極部を保持する。専用治具は、各プローブの一方の尖端を基板表面の所定位置に案内し、他方の尖端を所定の電極部に案内する。電極部は、プローブの尖端を受けて伸縮するバネを含んでおり、そのバネの端にケーブルが固定されている。各電極部に固定されたケーブルは、検査信号を供給する所定のポートに接続される。
【０００６】
他方、ユニバーサル治具を使用する方式では、複数のプローブをユニバーサル治具が保持し、これらのプローブを接触させるための複数の電極部を汎用の検査ヘッド部が保持する。ユニバーサル治具は検査対象の基板に合わせて専用に作製されるが、汎用の検査ヘッド部は各種の基板の検査において共通に使用できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−０５８９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４は、検査ヘッド部５０２にユニバーサル治具５０１を装着した状態を表す図であり、検査対象の基板に対して垂直な断面を示す。
検査ヘッド部５０２は、通常の検査で必要とされる数よりも余裕を持たせた多数の電極部５１０を保持する。電極部５１０は、検査ヘッド部５０２におけるユニバーサル治具５０１の装着面に一定の間隔で規則的に配置されている。ユニバーサル治具５０１は、各プローブ（２Ａ，２Ｂ）の一方の尖端を基板１０の表面の所定位置に案内し、他方の尖端を検査ヘッド部５０２の所定の電極部５１０に案内する。検査ヘッド部５０２の各電極部５１０は、プローブ（２Ａ，２Ｂ）の尖端を受けて伸縮するバネを含んでおり、バネの端が検査信号を供給する不図示のポートに接続される。検査ヘッド部５０２にユニバーサル治具５０１を装着し、ユニバーサル治具５０１から突き出たプローブ（２Ａ，２Ｂ）の尖端を基板１０の表面に押し当てることにより、基板１０の配線がプローブ（２Ａ，２Ｂ）を介して電極部５０２と電気的に接続される。
【０００９】
ところで、治具方式において基板との接触に用いられるプローブには様々な種類のものがあり、図４の例では比較的太いプローブ２Ｂと細いプローブ２Ａの２種類が使用されている。電極部５１０のバネは、プローブ両端の接触点において安定的な導通が得られるようにするため、これらのプローブ（２Ａ，２Ｂ）を基板１０の側へ一定の力で押し返す。
【００１０】
ところが、ユニバーサル治具を用いる方式の場合、このバネの力がプローブの種類と関係なく一律に一定以上の大きさになる。すなわち、検査ヘッド部５０２は、特定の基板の検査に限定されず汎用的に用いられるため、電極部５１０のバネは、比較的太いプローブが使用された場合でも適度な接触圧が得られるように、全て一定以上のバネ圧を有している。
従って、どんなに細いプローブを使用する場合でも、電極部５１０のバネは太いプローブと同じ力でプローブを押し返すことになる。そのため、径が細いプローブほど図４に示すように撓み易くなる。プローブが大きく撓むと、隣接するプローブ同士で短絡を生じる可能性がある。
【００１１】
プローブの短絡を防ぐため、表面に絶縁のコーティングを施すことが考えられるが、その場合、大きな撓みで金属疲労が生じることによりプローブの耐久性が低下するという不利益や、プローブの製作コストが高くなるという不利益が生じる。
【００１２】
プローブの撓みが抑えられるように、ユニバーサル治具においてプローブを案内する中間板（５０５〜５０９：図４）を増やすことも考えられるが、その場合、撓みによって減少していたプローブの接触圧が撓みを減らすことによって増大するので、特に小径のピンの場合、接触点で基板に傷を付け易くなるという不利益が生じる。また、中間板を追加することによって部品コストが上昇するという不利益も生じる。
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のプローブをそれぞれ一定以上の力で付勢する汎用的な構成を備えておりながら、プローブの撓みによる短絡を防止でき、かつ、プローブと検査対象の基板との接触圧が過度に大きくなることを防止できる配線検査治具と、これを用いた配線検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点に係る配線検査治具は、導電性を有した複数の針状のプローブと、検査用の電気信号を供給するポートにそれぞれ接続され、前記複数のプローブの一端が前記基板の表面を押すように前記複数のプローブの他端をそれぞれ付勢する、導電性を有した複数の第１付勢部と、前記複数のプローブの前記一端を前記基板の表面に案内し、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の第１付勢部に案内する案内部と、前記プローブの前記他端の替わりに前記第１付勢部と接触し、当該第１付勢部の付勢力を当該プローブの替わりに前記案内部へ伝える少なくとも１つの導電部と、前記導電部と前記プローブの前記他端との間に介在し、前記第１付勢部より弱い力で前記プローブの前記他端を付勢する、導電性を有した少なくとも１つの第２付勢部とを有する。前記複数のプローブは、前記第１付勢部によって付勢される少なくとも１つの第１プローブと、前記第１プローブより撓み易く、前記第２付勢部によって付勢される少なくとも１つの第２プローブとを含む。
【００１５】
好適に、前記第２付勢部は、一方向に伸縮する弾性部材を含んでよい。前記導電部は、前記弾性部材を収容する空間が内部に形成されてよく、一方の端部に前記空間の開口部が形成されてよく、また、他方の端部において前記第１付勢部と接触ししてよい。前記第２プローブの前記他端は、前記導電部の前記開口部を通って前記弾性部材と接触してよい。
【００１６】
好適に、前記案内部は、前記第１プローブ及び前記第２プローブの前記一端が貫通する複数の孔を備え、前記基板と対面して配置される第１板状部材と、前記第１プローブ及び前記第２プローブが貫通する複数の孔を備え、前記第２プローブが貫通する前記孔の周囲に前記導電部の前記開口部の縁部が当接する第２板状部材と、前記第１プローブの前記他端が貫通する少なくとも１つの孔、及び、前記導電部の前記他方の端部が貫通する少なくとも１つの孔を備えた第３板状部材とを含んでよい。
前記第１付勢部は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記前記第１プローブの前記他端、又は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記導電部の前記他方の端部を当該孔へ押し戻す方向に付勢してよい。
【００１７】
好適に、上記配線検査治具は、長さが等しい複数の前記第２プローブを有してよく、前記第１板状部材と前記第２板状部材とが平行に配置されてよい。
前記第１板状部材及び前記第２板状部材において前記複数の前記第２プローブが挿通される複数の前記孔は、前記複数の第２プローブの少なくとも一部を前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対して互いに異なる角度をなすように案内してよい。
前記第２板状部材は、任意の一の第２プローブを付勢する一の弾性部材が収容された一の導電部の前記開口部の縁部と当接する部分に凹部を有してよい。前記凹部は、前記第１板状部材の表面から前記基板に向かって突出する長さが全ての前記第２プローブにおいて等しい所定の長さとなるように、前記一の第２プローブが前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対してなす前記角度に応じた深さで表面から凹んでよい。
【００１８】
好適に、前記第３板状部材において前記導電部の前記他方の端部が挿通される前記孔は、当該導電部に収容される前記弾性部材の伸縮方向と、当該弾性部材に接触する前記第２プローブの長手方向とが一致するように当該導電部を案内してよい。
【００１９】
本発明の第２の観点に係る配線検査装置は、上記第１の観点に係る配線検査治具と、前記複数の第１付勢部にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する回路と、前記複数の第１付勢部のそれぞれから入力される電気信号を測定する回路とを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数のプローブをそれぞれ一定以上の力で付勢する汎用的な構成を備えておりながら、比較的撓み易いプローブについては比較的弱い力で付勢することができるため、プローブの撓みによる短絡を防止でき、かつ、プローブと検査対象の基板との接触圧が過度に大きくなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板配線検査装置の構成の一例を示す図である。
【図２】プローブ案内部と検査ヘッド部の構成の一例を示す図である。
【図３】図２における点線の枠内を拡大した図である。
【図４】検査ヘッド部にユニバーサル治具を装着した状態を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る基板配線検査装置の構成の一例を示す図である。
基板配線検査装置は、検査対象の基板１０に接触する複数の針状のプローブ２と、プローブ案内部２０と、検査ヘッド部３０と、検査部４０を有する。
【００２３】
複数のプローブ２とプローブ案内部２０と検査ヘッド部３０は、検査対象の基板１０に検査用の電気信号を供給するための信号経路を形成するブロックである。図１の例において、基板配線検査装置は、このブロック（複数のプローブ２、プローブ案内部２０、検査ヘッド部３０）を２系統備えており、２系統の信号経路によって基板１０の両面（上側と下側）の検査を同時に行う。
【００２４】
検査部４０は、検査ヘッド部３０の複数の第１付勢部３１１を介して複数のプローブ２に検査信号を供給する複数のポートを備える。検査部４０は、任意のポートから検査用の電気信号を供給し、２つのプローブ２に生じる電圧や電流、プローブ２の抵抗、プローブ２と基準電位との間の静電容量などを測定する。
【００２５】
例えば検査部４０は、図１に示すように、信号発生回路４１と、測定回路４２と、スキャナ回路４３と、制御装置４４を有する。
信号発生回路４１は、検査ヘッド部３０の第１付勢部３１１にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する。
測定回路４２は、検査ヘッド部３０の第１付勢部３１１からそれぞれ入力した電気信号を測定する。例えば、測定回路４２は、２つの第１付勢部３１１に接続された２つのポートの電圧値や電流値、交流信号の振幅等を測定する。
スキャナ回路４３は、信号発生回路４１及び測定回路４２につながる信号ラインと、検査ヘッド部３０の複数の第１付勢部３１１につながる複数のポートとの接続を切り替える。
制御装置４４は、検査部４０の上述した各回路の動作を制御する装置であり、例えばコンピュータを含んで構成される。
【００２６】
図２は、プローブ案内部２０と検査ヘッド部３０の構成の一例を示す図であり、検査対象の基板１０が装着される平面（基板装着面）に対して垂直な断面を表す。
プローブ案内部２０は、検査対象の基板１０に応じて専用に製作される治具であり、異なる基板の検査を行う場合には別の専用のプローブ案内部２０が使用される。他方、検査ヘッド部３０は、種々の基板の検査において共通に使用可能な汎用の治具である。
【００２７】
プローブ案内部２０は、複数のプローブ２（２Ａ，２Ｂ）の一端を基板１０の表面に案内し、複数のプローブ２の他端を検査ヘッド部３０の後述する第１付勢部３１１に案内する。
【００２８】
プローブ案内部２０の上側の面（基板１０が装着される面）において突き出したプローブ２の尖端は、基板１０の表面に形成された配線と接触する。図２の例では、尖端の太さが異なる２種類のプローブ２Ａ，２Ｂが示されている。比較的細いプローブ２Ａは、ピッチの細かい微小な配線に使用され、比較的太いプローブ２Ｂは、プローブ２Ａに比べて面積の広い配線に使用される。
【００２９】
プローブ案内部２０の下側の面（検査ヘッド部３０に装着される面）において突き出したプローブ２の尖端は、検査ヘッド部３０に保持された第１付勢部３１１と接触する。
【００３０】
また、プローブ案内部２０は、図２に示すように、一部のプローブ２を基板装着面に対して斜めに傾けて案内している。これは、基板１０の微細でピッチが狭い配線領域において密集したプローブ同士の間隔が検査ヘッド部３０の第１付勢部３１１に向かって広がるようにするためである。
【００３１】
プローブ案内部２０は、例えば図２に示すように、各プローブ２を案内する貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）がそれぞれ形成された複数枚の板状部材（２１１〜２１９）を有する。板状部材２１１が基板１０と最も近い側に配置され、板状部材２１１から検査ヘッド部３０に向かって順に板状部材２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２１９が配置されている。板状部材（２１１〜２１９）は、少なくとも貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）において絶縁性を有しており、プローブ２同士の短絡を防止する。
なお、板状部材２１１は、本発明における第１板状部材の一例である。
板状部材２１７は、本発明における第２板状部材の一例である。
板状部材２１９は、本発明における第３板状部材の一例である。
【００３２】
板状部材２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２１９には、プローブ２をそれぞれ１本ずつ通す貫通孔Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４，Ｈ１５，Ｈ１６，Ｈ１７，Ｈ１８，Ｈ１９が形成される。各プローブ２は、９枚の板状部材（２１２〜２１９）の所定位置に形成された９つの貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）によって案内されることにより、プローブ案内部２０の両面の所定位置に尖端が突き出す。
【００３３】
板状部材２１１と２１２は直接重ねて固定される。板状部材２１２と２１３の間には支柱２２１、板状部材２１３と２１４の間には支柱２２２、板状部材２１４と２１５の間には支柱２２３、板状部材２１５と２１６の間には支柱２２４、板状部材２１６と２１７の間には支柱２２５、板状部材２１７と２１８の間には支柱２２６、板状部材２１８と２１９の間には支柱２２７がそれぞれ設けられており、各板状部材がこれらの支柱により間隙を隔てて固定される。
【００３４】
図２の例において、板状部材２１６と２１７の間には、伸縮性のあるシート部材２２０（例えばゴムシート）が介挿されており、これを各プローブ２が突き通っている。プローブ案内部２０に各プローブ２を取り付ける際には、例えば上側の貫通孔Ｈ１１から貫通孔Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４…の順にプローブ２を挿入し、その途中でシート部材２２０にプローブ２を突き通す。これにより、個々のプローブ２がシート部材２２０に固定された状態となり、貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）から容易に抜け落ちなくなるため、プローブ２がプローブ案内部２０から外れて落下することを防止できる。例えば図２の上下を逆さまにしてプローブ案内部２０を使用しても、プローブ２が下に落ちることはない。
【００３５】
検査ヘッド部３０は、複数のプローブ２の一端が基板１０の表面を押すように複数のプローブ２の他端をそれぞれ付勢する複数の第１付勢部３１１を保持する。検査ヘッド部３０は、種々の基板の検査で使用できるように、通常の検査において使用されるよりも余裕を持たせた多数の第１付勢部３１１を保持する。そのため、図２に示すように、多数の第１付勢部３１１の中にはプローブ２の付勢に使用されないものが存在する。
【００３６】
第１付勢部３１１は、導電性の材料で形成された弾性部材であり、例えば図２に示すように棒状の金属製のバネを用いて構成される。図２の例において、第１付勢部３１１のバネの先端には、プローブ２（若しくは後述の第２付勢部２３０）と接触する電極が固定される。電極の表面には、例えば、断面山形の突起が複数形成される。第１付勢部３１１は、それぞれ図示しない配線によって検査部４０の検査用のポートに接続される。
【００３７】
図２に示す検査ヘッド部３０は、第１付勢部３１１を収容する複数の孔が一定間隔で均一に形成された２枚の板状部材３０１，３０２を有する。板状部材３０１，３０２は、面を重ねるように配置されており、両者の間には複数のバネ３１２が設けられている。板状部材３０１の上側の面にプローブ案内部２０を押し付けると、バネ３１２の反発力によってプローブ案内部２０が押し返されるため、プローブ案内部２０と板状部材３０１とが適度な接触圧で密着する。
【００３８】
この検査ヘッド部３０は、上述したように種々の基板の検査において汎用的に使用されることから、各々の第１付勢部３１１がどの種類のプローブを付勢するかは決まっていない。従って、各々の第１付勢部３１１は、最も太いプローブ２を付勢する場合でも尖端部において適切な接触圧が得られるように、全てが一定以上の付勢力（バネ圧）を有している。そのため、もし図２におけるプローブ２Ａのように径の細いプローブが第１付勢部３１１によってそのまま付勢されると、プローブ２Ａに大きな撓みが生じてしまい、これが隣接する別のプローブと短絡する可能性がある。
そこで、本実施形態に係る基板配線検査装置は、図２において示すように、比較的径が細く撓み易いプローブ２Ａと第１付勢部３１１との間に、プローブ２Ａの付勢力を小さくする中間導電部材２３０を設けている。
【００３９】
図３は、図２における点線枠Ａの枠内の部分を拡大して示した図である。
中間導電部材２３０は、例えば図３に示すように、導電部２３１と第２付勢部２３２を含む。
導電部２３１は、径の細いプローブ２Ａの替わりに第１付勢部３１１と接触し、この第１付勢部３１１の付勢力をプローブ２Ａの替わりにプローブ案内部２０へ伝える。
第２付勢部２３２は、導電部２３１とプローブ２Ａとの間に介在し、第１付勢部３１１より弱い力でプローブ２Ａを付勢する。
【００４０】
第２付勢部２３２は、一方向に伸縮する導電性を有した弾性部材であり、例えば図３に示すように棒状の金属製のバネを用いて構成される。
導電部２３１の内部には、第２付勢部２３２のバネを収容するための筒状の空間が形成される。導電部２３１の一方の端部には、上記のバネ収容空間の開口部が形成され、他方の端部には、バネ収容空間を塞ぐ棒状の導体が長手方向に延びて固定される。この棒状導体の尖端が、第１付勢部３１１のバネに当接する。
【００４１】
第２付勢部２３２のバネの一端は、プローブ２の尖端が適切に受け止められるように加工される。図３の例では、バネの尖端近くに細く巻かれた小径の部分があり、小径部分から尖端に向かって巻き径が徐々に広がっている。このお椀状の尖端部にプローブ２の尖端が当たると、第２付勢部２３２のバネはプローブ２を基板１０に向かって押し返す方向に付勢する。
【００４２】
導電部２３１の一方の端部に形成された開口部の縁は、板状部材２１７の貫通孔Ｈ１７の周囲に当接する。貫通部Ｈ１７が導電部２３１の開口部の縁によって囲まれているため、貫通孔Ｈ１７を貫通したプローブ２Ａの尖端は、導電部２３１の開口部を通って第２付勢部２３２のバネと確実に接触する。導電部２３１は、第２付勢部２３２のバネに接触するこのプローブ２Ａの替わりに、板状部材２１８，２１９の貫通孔Ｈ１８，Ｈ１９を貫通する。板状部材２１９の貫通孔Ｈ１９を貫通した導電部２３１の一端（棒状導体の尖端）は、第１付勢部３１１のバネと接触する。
【００４３】
第１付勢部３１１のバネは、貫通孔Ｈ１９を貫通して接触するプローブ２Ｂの尖端や導電部２３１の一端（棒状導体の尖端）を、貫通孔Ｈ１９へ押し戻す方向に付勢する。第１付勢部３１１から付勢力を受けると、プローブ２Ｂは、貫通孔Ｈ１１〜Ｈ１９を貫通して基板１０に到達しているため基板１０を押すが、導電部２３１は、貫通孔Ｈ１７を貫通せずに板状部材２１７と当接しているため、板状部材２１７を押す。すなわち、導電部２３１は、第１付勢部３１１のバネから受けた付勢力を基板１０へ伝えず、替わりに板状部材２１７へ伝える。これにより、導電部２３１は、プローブ案内部２０と固定された状態になる。プローブ２Ａは、プローブ案内部２０と固定された状態の導電部２３１に収容される第２付勢部２３２により、第１付勢部３１１に比べて弱い力で付勢される。
【００４４】
なお、導電部２３１を介して複数の第１付勢部３１１からの付勢力を受ける板状部材２１７は、付勢力に抗する相応の強度を有するように、例えば図２，図３において示すように他の板状部材に比べて厚めに形成される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る基板配線検査装置は、プローブ２を検査対象の基板１０に向かって一定以上の力で付勢する複数の第１付勢部３１１を保持した汎用の検査ヘッド部３０と、複数のプローブ２の尖端を基板１０の表面に案内する専用のプローブ案内部２０を備えており、撓みが生じ易いプローブ２（２Ａ）と第１付勢部３１１との間には、第１付勢部３１１の強い付勢力をプローブ案内部２０へ伝えつつプローブ２（２Ａ）を第１付勢部３１１より弱い付勢力で付勢する中間導電部材２３０を備えている。
従って、様々な基板の検査に使用できる汎用的な検査ヘッド部３０を備えておりながら、複数のプローブ２の中で撓み易いプローブ２（２Ａ）については、汎用の第１付勢部３１１よりも弱い力で付勢することができる。そのため、撓み易さが異なる複数種類のプローブを使用する場合でも、プローブの撓みによる信号経路の短絡を効果的に防止することができる。また、プローブの撓みによる短絡を防止するため、絶縁コートを施したプローブを使用したり、プローブ案内用の板状部材の数を増やしたりする場合に比べて、全体のコストを抑えることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、各々のプローブに対してその種類に応じた適切な付勢力を与えることができるため、特に径の細いプローブに過度の付勢力を与えて基板の配線パッドに深い傷を付けてしまうことを防止できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、検査ヘッド部３０に装着されるプローブ案内部２０の下側の面に強度の弱いプローブ２（２Ａ）が突出しておらず、その替わりに、プローブ２（２Ａ）より太くて強度の高い導電部２３１が突出している。そのため、プローブ案内部２０を検査ヘッド部３０へ装着する際、強度の弱いプローブ２（２Ａ）が曲がったり折れたりしてしまうことを防止できる。
【００４８】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、径の細いプローブ２（２Ａ）の替わりに比較的径の太い導電部２３１が第１付勢部３１１のバネと接触する。プローブ２（２Ａ）の径が非常に細い場合、プローブ案内部２０と検査ヘッド部３０との位置関係の微小なずれや、プローブ２（２Ａ）の微小な曲がり具合によって、第１付勢部３１１のバネとその収容孔との隙間（クリアランス）にプローブ２（２Ａ）の尖端が挟まってしまうことがあるが、導電部２３１の尖端はこの隙間より十分大きい適度な太さにすることができるため、そのような問題の発生を有効に防止できる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る基板配線検査装置の他の特徴について説明する。
【００５０】
（１）凹部２４０
図２，図３において示すように、基板１０付近で密集するプローブ２の間隔が検査ヘッド部３０に向かって広がるようにするため、プローブ案内部２０は、少なくとも一部のプローブ２を基板１０に対して異なる角度に傾けて案内する。言い換えると、基板１０に対して平行に配置された板状部材２１１〜２１９の貫通孔Ｈ１１〜Ｈ１９は、少なくとも一部のプローブ２を板状部材２１１〜２１９に対して互いに異なる角度をなすように案内する。
【００５１】
一方、検査に使用されるプローブ２の長さは、少なくとも同じ種類のものについては、同じであることが望ましい。異なる長さのプローブ２を使用すると、プローブ２のコストが高くなるという問題や、プローブ案内部２０へのプローブ２の取り付け作業が煩雑になるという問題が生じるからである。
【００５２】
ところが、同一の長さのプローブ２を基板１０に対して異なる角度で傾けると、その傾斜角度に応じて、プローブ案内部２０の基板装着面に突出するプローブ２の長さが異なってしまう。すなわち、基板の垂直方向に対する傾斜角度が大きいほど、プローブ２の尖端の突出長が短くなる。基板１０に接触するプローブ２の尖端の突出長が不揃いになると、基板１０の表面におけるプローブ２の接触圧が不均一になり、一部のプローブにおいて基板表面の傷が大きくなるという問題や、十分な接触圧が得られなくなるといった問題が生じる。
【００５３】
そこで、本実施形態に係る基板配線検査装置では、中間導電部材２３０によって付勢される全てのプローブ２（２Ａ）が板状部材２１１の表面から基板１０に向かってほぼ同一の長さで突出するように、中間導電部材２３０の導電部２３１と板状部材２１７とが当接する部分に、板状部材２１７の表面から凹んだ凹部２４０（図３）を形成する。凹部２４０の表面からの深さは、この凹部２４０に当接する導電部２３１に収容された第２付勢部２３２のバネによって付勢されるプローブ２（２Ａ）と、基板１０に平行な板状部材２１１〜２１９とのなす傾斜角度に応じて設定される。すなわち、基板の垂直方向に対するプローブ２（２Ａ）の傾斜角度が大きくなるほど、板状部材２１７の表面に対して凹部２４０が深くなるように設定される。
【００５４】
このように、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、中間導電部材２３０によって付勢される同一長の全てのプローブ２（２Ａ）がプローブ案内部２０の基板装着面に等しい長さで突出するため、プローブ２（２Ａ）が種々の角度で基板１０に対して傾いている場合でも、基板１０の表面におけるプローブ２（２Ａ）の接触圧を均一にすることができる。
【００５５】
（２）第２付勢部２３２のバネ（弾性部材）の伸縮方向
図２，図３に示す基板配線検査装置では、第２付勢部２３２のバネ（弾性部材）の伸縮方向と、このバネに接触するプローブ２（２Ａ）の長手方向とが一致するように、このバネを収容する導電部２３１が板状部材２１８，２１９の孔Ｈ１８，Ｈ１９によって案内されている。これにより、各プローブ２（２Ａ）を付勢する第２付勢部２３２のバネの力が同じであれば、基板１０に対する各プローブ２（２Ａ）の傾斜角度が様々に異なっていても第２付勢部２３２のバネによるプローブ２（２Ａ）の付勢力がほぼ等しくなり、基板１０の表面におけるプローブ２（２Ａ）の接触圧を均一にすることができる。
【００５６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００５７】
上述した実施形態では径が異なる２種類のプローブを使用する例が挙げられているが、本発明の他の実施径形態では、３種類以上のプローブを使用してもよい。
【００５８】
また、導電部２３１に収容される第２付勢部２３２には、付勢するプローブの種類に応じた適切な付勢力を持つものを使用してよい。従って、中間導電部材２３０によって付勢力を弱める必要のあるプローブが複数種類ある場合には、その種類に応じて付勢力が異なった第２付勢部２３２を用いてもよい。
【００５９】
図２に示すプローブ案内部２０，検査ヘッド部３０の構成（板状部材の枚数、シート状部材有無や挿入する位置、導電部の数や形状など）は一例であり、本発明はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００６０】
２，２Ａ，２Ｂ…プローブ、１０…検査対象の基板、２０…プローブ案内部、３０…検査ヘッド部、４０…検査部、４１…信号発生回路、４２…測定回路、４３…スキャナ回路、４４…制御装置、２１１〜２１９，３０１，３０２…板状部材、２２０…シート部材、２２１〜２２７…支柱、２３０…中間導電部材、２３１…導電部、２３２…第２付勢部、２４０…凹部、３１１…第１付勢部、Ｈ１１〜Ｈ１９…貫通孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された配線の検査に用いられる配線検査治具に係り、特に、基板の電極にプローブピンを接触させて配線の導通や短絡、絶縁等の電気的検査を行うために用いられる配線検査治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を実装する前のプリント基板（ベアボード）の配線に生じた断線や短絡等の欠陥を検査する基板配線検査装置が知られている（下記特許文献を参照）。基板配線検査装置は、基板の配線上のパッドにプローブを接触させて電気信号を供給し、パッド間の電気抵抗や静電容量を測定することにより配線の不良を検査する。
【０００３】
基板配線検査装置において基板にプローブを接触させる方式には、大きく分けて２つの方式がある。１つはフライングプローブ方式、もう１つは治具方式と呼ばれる。フライングプローブ方式は、プローブを機械的に移動させて基板の任意の位置に接触させる方式である。治具方式は、特定の基板用に作られた治具によって多数のプローブを保持し、それらを一度に基板の配線に接触させる方式である。治具方式は、特定の基板に合うように作られた専用の治具を用いるため、フライングプローブ方式のように任意の基板の検査を行うことはできないが、プローブの移動時間が存在しないので、一般にフライングプローブ方式よりも高速に検査を行うことができる。
【０００４】
この治具方式には、更に、専用治具を使用する方式とユニバーサル治具を使用する方式とがある。
【０００５】
専用治具を使用する方式の場合、専用治具が複数のプローブを保持するとともに、これらのプローブを接触させるための複数の電極部を保持する。専用治具は、各プローブの一方の尖端を基板表面の所定位置に案内し、他方の尖端を所定の電極部に案内する。電極部は、プローブの尖端を受けて伸縮するバネを含んでおり、そのバネの端にケーブルが固定されている。各電極部に固定されたケーブルは、検査信号を供給する所定のポートに接続される。
【０００６】
他方、ユニバーサル治具を使用する方式では、複数のプローブをユニバーサル治具が保持し、これらのプローブを接触させるための複数の電極部を汎用の検査ヘッド部が保持する。ユニバーサル治具は検査対象の基板に合わせて専用に作製されるが、汎用の検査ヘッド部は各種の基板の検査において共通に使用できるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−０５８９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４は、検査ヘッド部５０２にユニバーサル治具５０１を装着した状態を表す図であり、検査対象の基板に対して垂直な断面を示す。
検査ヘッド部５０２は、通常の検査で必要とされる数よりも余裕を持たせた多数の電極部５１０を保持する。電極部５１０は、検査ヘッド部５０２におけるユニバーサル治具５０１の装着面に一定の間隔で規則的に配置されている。ユニバーサル治具５０１は、各プローブ（２Ａ，２Ｂ）の一方の尖端を基板１０の表面の所定位置に案内し、他方の尖端を検査ヘッド部５０２の所定の電極部５１０に案内する。検査ヘッド部５０２の各電極部５１０は、プローブ（２Ａ，２Ｂ）の尖端を受けて伸縮するバネを含んでおり、バネの端が検査信号を供給する不図示のポートに接続される。検査ヘッド部５０２にユニバーサル治具５０１を装着し、ユニバーサル治具５０１から突き出たプローブ（２Ａ，２Ｂ）の尖端を基板１０の表面に押し当てることにより、基板１０の配線がプローブ（２Ａ，２Ｂ）を介して電極部５０２と電気的に接続される。
【０００９】
ところで、治具方式において基板との接触に用いられるプローブには様々な種類のものがあり、図４の例では比較的太いプローブ２Ｂと細いプローブ２Ａの２種類が使用されている。電極部５１０のバネは、プローブ両端の接触点において安定的な導通が得られるようにするため、これらのプローブ（２Ａ，２Ｂ）を基板１０の側へ一定の力で押し返す。
【００１０】
ところが、ユニバーサル治具を用いる方式の場合、このバネの力がプローブの種類と関係なく一律に一定以上の大きさになる。すなわち、検査ヘッド部５０２は、特定の基板の検査に限定されず汎用的に用いられるため、電極部５１０のバネは、比較的太いプローブが使用された場合でも適度な接触圧が得られるように、全て一定以上のバネ圧を有している。
従って、どんなに細いプローブを使用する場合でも、電極部５１０のバネは太いプローブと同じ力でプローブを押し返すことになる。そのため、径が細いプローブほど図４に示すように撓み易くなる。プローブが大きく撓むと、隣接するプローブ同士で短絡を生じる可能性がある。
【００１１】
プローブの短絡を防ぐため、表面に絶縁のコーティングを施すことが考えられるが、その場合、大きな撓みで金属疲労が生じることによりプローブの耐久性が低下するという不利益や、プローブの製作コストが高くなるという不利益が生じる。
【００１２】
プローブの撓みが抑えられるように、ユニバーサル治具においてプローブを案内する中間板（５０５〜５０９：図４）を増やすことも考えられるが、その場合、撓みによって減少していたプローブの接触圧が撓みを減らすことによって増大するので、特に小径のピンの場合、接触点で基板に傷を付け易くなるという不利益が生じる。また、中間板を追加することによって部品コストが上昇するという不利益も生じる。
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のプローブをそれぞれ一定以上の力で付勢する汎用的な構成を備えておりながら、プローブの撓みによる短絡を防止でき、かつ、プローブと検査対象の基板との接触圧が過度に大きくなることを防止できる配線検査治具と、これを用いた配線検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点に係る配線検査治具は、導電性を有した複数の針状のプローブと、検査用の電気信号を供給するポートにそれぞれ接続され、前記複数のプローブの一端が前記基板の表面を押すように前記複数のプローブの他端をそれぞれ付勢する、導電性を有した複数の第１付勢部と、前記複数のプローブの前記一端を前記基板の表面に案内し、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の第１付勢部に案内する案内部と、前記プローブの前記他端の替わりに前記第１付勢部と接触し、当該第１付勢部の付勢力を当該プローブの替わりに前記案内部へ伝える少なくとも１つの導電部と、前記導電部と前記プローブの前記他端との間に介在し、前記第１付勢部より弱い力で前記プローブの前記他端を付勢する、導電性を有した少なくとも１つの第２付勢部とを有する。前記複数のプローブは、前記第１付勢部によって付勢される少なくとも１つの第１プローブと、前記第１プローブより撓み易く、前記第２付勢部によって付勢される少なくとも１つの第２プローブとを含む。
【００１５】
好適に、前記第２付勢部は、一方向に伸縮する弾性部材を含んでよい。前記導電部は、前記弾性部材を収容する空間が内部に形成されてよく、一方の端部に前記空間の開口部が形成されてよく、また、他方の端部において前記第１付勢部と接触ししてよい。前記第２プローブの前記他端は、前記導電部の前記開口部を通って前記弾性部材と接触してよい。
【００１６】
好適に、前記案内部は、前記第１プローブ及び前記第２プローブの前記一端が貫通する複数の孔を備え、前記基板と対面して配置される第１板状部材と、前記第１プローブ及び前記第２プローブが貫通する複数の孔を備え、前記第２プローブが貫通する前記孔の周囲に前記導電部の前記開口部の縁部が当接する第２板状部材と、前記第１プローブの前記他端が貫通する少なくとも１つの孔、及び、前記導電部の前記他方の端部が貫通する少なくとも１つの孔を備えた第３板状部材とを含んでよい。
前記第１付勢部は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記前記第１プローブの前記他端、又は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記導電部の前記他方の端部を当該孔へ押し戻す方向に付勢してよい。
【００１７】
好適に、上記配線検査治具は、長さが等しい複数の前記第２プローブを有してよく、前記第１板状部材と前記第２板状部材とが平行に配置されてよい。
前記第１板状部材及び前記第２板状部材において前記複数の前記第２プローブが挿通される複数の前記孔は、前記複数の第２プローブの少なくとも一部を前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対して互いに異なる角度をなすように案内してよい。
前記第２板状部材は、任意の一の第２プローブを付勢する一の弾性部材が収容された一の導電部の前記開口部の縁部と当接する部分に凹部を有してよい。前記凹部は、前記第１板状部材の表面から前記基板に向かって突出する長さが全ての前記第２プローブにおいて等しい所定の長さとなるように、前記一の第２プローブが前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対してなす前記角度に応じた深さで表面から凹んでよい。
【００１８】
好適に、前記第３板状部材において前記導電部の前記他方の端部が挿通される前記孔は、当該導電部に収容される前記弾性部材の伸縮方向と、当該弾性部材に接触する前記第２プローブの長手方向とが一致するように当該導電部を案内してよい。
【００１９】
本発明の第２の観点に係る配線検査装置は、上記第１の観点に係る配線検査治具と、前記複数の第１付勢部にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する回路と、前記複数の第１付勢部のそれぞれから入力される電気信号を測定する回路とを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、複数のプローブをそれぞれ一定以上の力で付勢する汎用的な構成を備えておりながら、比較的撓み易いプローブについては比較的弱い力で付勢することができるため、プローブの撓みによる短絡を防止でき、かつ、プローブと検査対象の基板との接触圧が過度に大きくなることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る基板配線検査装置の構成の一例を示す図である。
【図２】プローブ案内部と検査ヘッド部の構成の一例を示す図である。
【図３】図２における点線の枠内を拡大した図である。
【図４】検査ヘッド部にユニバーサル治具を装着した状態を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に係る基板配線検査装置の構成の一例を示す図である。
基板配線検査装置は、検査対象の基板１０に接触する複数の針状のプローブ２と、プローブ案内部２０と、検査ヘッド部３０と、検査部４０を有する。
【００２３】
複数のプローブ２とプローブ案内部２０と検査ヘッド部３０は、検査対象の基板１０に検査用の電気信号を供給するための信号経路を形成するブロックである。図１の例において、基板配線検査装置は、このブロック（複数のプローブ２、プローブ案内部２０、検査ヘッド部３０）を２系統備えており、２系統の信号経路によって基板１０の両面（上側と下側）の検査を同時に行う。
【００２４】
検査部４０は、検査ヘッド部３０の複数の第１付勢部３１１を介して複数のプローブ２に検査信号を供給する複数のポートを備える。検査部４０は、任意のポートから検査用の電気信号を供給し、２つのプローブ２に生じる電圧や電流、プローブ２の抵抗、プローブ２と基準電位との間の静電容量などを測定する。
【００２５】
例えば検査部４０は、図１に示すように、信号発生回路４１と、測定回路４２と、スキャナ回路４３と、制御装置４４を有する。
信号発生回路４１は、検査ヘッド部３０の第１付勢部３１１にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する。
測定回路４２は、検査ヘッド部３０の第１付勢部３１１からそれぞれ入力した電気信号を測定する。例えば、測定回路４２は、２つの第１付勢部３１１に接続された２つのポートの電圧値や電流値、交流信号の振幅等を測定する。
スキャナ回路４３は、信号発生回路４１及び測定回路４２につながる信号ラインと、検査ヘッド部３０の複数の第１付勢部３１１につながる複数のポートとの接続を切り替える。
制御装置４４は、検査部４０の上述した各回路の動作を制御する装置であり、例えばコンピュータを含んで構成される。
【００２６】
図２は、プローブ案内部２０と検査ヘッド部３０の構成の一例を示す図であり、検査対象の基板１０が装着される平面（基板装着面）に対して垂直な断面を表す。
プローブ案内部２０は、検査対象の基板１０に応じて専用に製作される治具であり、異なる基板の検査を行う場合には別の専用のプローブ案内部２０が使用される。他方、検査ヘッド部３０は、種々の基板の検査において共通に使用可能な汎用の治具である。
【００２７】
プローブ案内部２０は、複数のプローブ２（２Ａ，２Ｂ）の一端を基板１０の表面に案内し、複数のプローブ２の他端を検査ヘッド部３０の後述する第１付勢部３１１に案内する。
【００２８】
プローブ案内部２０の上側の面（基板１０が装着される面）において突き出したプローブ２の尖端は、基板１０の表面に形成された配線と接触する。図２の例では、尖端の太さが異なる２種類のプローブ２Ａ，２Ｂが示されている。比較的細いプローブ２Ａは、ピッチの細かい微小な配線に使用され、比較的太いプローブ２Ｂは、プローブ２Ａに比べて面積の広い配線に使用される。
【００２９】
プローブ案内部２０の下側の面（検査ヘッド部３０に装着される面）において突き出したプローブ２の尖端は、検査ヘッド部３０に保持された第１付勢部３１１と接触する。
【００３０】
また、プローブ案内部２０は、図２に示すように、一部のプローブ２を基板装着面に対して斜めに傾けて案内している。これは、基板１０の微細でピッチが狭い配線領域において密集したプローブ同士の間隔が検査ヘッド部３０の第１付勢部３１１に向かって広がるようにするためである。
【００３１】
プローブ案内部２０は、例えば図２に示すように、各プローブ２を案内する貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）がそれぞれ形成された複数枚の板状部材（２１１〜２１９）を有する。板状部材２１１が基板１０と最も近い側に配置され、板状部材２１１から検査ヘッド部３０に向かって順に板状部材２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２１９が配置されている。板状部材（２１１〜２１９）は、少なくとも貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）において絶縁性を有しており、プローブ２同士の短絡を防止する。
なお、板状部材２１１は、本発明における第１板状部材の一例である。
板状部材２１７は、本発明における第２板状部材の一例である。
板状部材２１９は、本発明における第３板状部材の一例である。
【００３２】
板状部材２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２１６，２１７，２１８，２１９には、プローブ２をそれぞれ１本ずつ通す貫通孔Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４，Ｈ１５，Ｈ１６，Ｈ１７，Ｈ１８，Ｈ１９が形成される。各プローブ２は、９枚の板状部材（２１２〜２１９）の所定位置に形成された９つの貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）によって案内されることにより、プローブ案内部２０の両面の所定位置に尖端が突き出す。
【００３３】
板状部材２１１と２１２は直接重ねて固定される。板状部材２１２と２１３の間には支柱２２１、板状部材２１３と２１４の間には支柱２２２、板状部材２１４と２１５の間には支柱２２３、板状部材２１５と２１６の間には支柱２２４、板状部材２１６と２１７の間には支柱２２５、板状部材２１７と２１８の間には支柱２２６、板状部材２１８と２１９の間には支柱２２７がそれぞれ設けられており、各板状部材がこれらの支柱により間隙を隔てて固定される。
【００３４】
図２の例において、板状部材２１６と２１７の間には、伸縮性のあるシート部材２２０（例えばゴムシート）が介挿されており、これを各プローブ２が突き通っている。プローブ案内部２０に各プローブ２を取り付ける際には、例えば上側の貫通孔Ｈ１１から貫通孔Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４…の順にプローブ２を挿入し、その途中でシート部材２２０にプローブ２を突き通す。これにより、個々のプローブ２がシート部材２２０に固定された状態となり、貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１９）から容易に抜け落ちなくなるため、プローブ２がプローブ案内部２０から外れて落下することを防止できる。例えば図２の上下を逆さまにしてプローブ案内部２０を使用しても、プローブ２が下に落ちることはない。
【００３５】
検査ヘッド部３０は、複数のプローブ２の一端が基板１０の表面を押すように複数のプローブ２の他端をそれぞれ付勢する複数の第１付勢部３１１を保持する。検査ヘッド部３０は、種々の基板の検査で使用できるように、通常の検査において使用されるよりも余裕を持たせた多数の第１付勢部３１１を保持する。そのため、図２に示すように、多数の第１付勢部３１１の中にはプローブ２の付勢に使用されないものが存在する。
【００３６】
第１付勢部３１１は、導電性の材料で形成された弾性部材であり、例えば図２に示すように棒状の金属製のバネを用いて構成される。図２の例において、第１付勢部３１１のバネの先端には、プローブ２（若しくは後述の第２付勢部２３０）と接触する電極が固定される。電極の表面には、例えば、断面山形の突起が複数形成される。第１付勢部３１１は、それぞれ図示しない配線によって検査部４０の検査用のポートに接続される。
【００３７】
図２に示す検査ヘッド部３０は、第１付勢部３１１を収容する複数の孔が一定間隔で均一に形成された２枚の板状部材３０１，３０２を有する。板状部材３０１，３０２は、面を重ねるように配置されており、両者の間には複数のバネ３１２が設けられている。板状部材３０１の上側の面にプローブ案内部２０を押し付けると、バネ３１２の反発力によってプローブ案内部２０が押し返されるため、プローブ案内部２０と板状部材３０１とが適度な接触圧で密着する。
【００３８】
この検査ヘッド部３０は、上述したように種々の基板の検査において汎用的に使用されることから、各々の第１付勢部３１１がどの種類のプローブを付勢するかは決まっていない。従って、各々の第１付勢部３１１は、最も太いプローブ２を付勢する場合でも尖端部において適切な接触圧が得られるように、全てが一定以上の付勢力（バネ圧）を有している。そのため、もし図２におけるプローブ２Ａのように径の細いプローブが第１付勢部３１１によってそのまま付勢されると、プローブ２Ａに大きな撓みが生じてしまい、これが隣接する別のプローブと短絡する可能性がある。
そこで、本実施形態に係る基板配線検査装置は、図２において示すように、比較的径が細く撓み易いプローブ２Ａと第１付勢部３１１との間に、プローブ２Ａの付勢力を小さくする中間導電部材２３０を設けている。
【００３９】
図３は、図２における点線枠Ａの枠内の部分を拡大して示した図である。
中間導電部材２３０は、例えば図３に示すように、導電部２３１と第２付勢部２３２を含む。
導電部２３１は、径の細いプローブ２Ａの替わりに第１付勢部３１１と接触し、この第１付勢部３１１の付勢力をプローブ２Ａの替わりにプローブ案内部２０へ伝える。
第２付勢部２３２は、導電部２３１とプローブ２Ａとの間に介在し、第１付勢部３１１より弱い力でプローブ２Ａを付勢する。
【００４０】
第２付勢部２３２は、一方向に伸縮する導電性を有した弾性部材であり、例えば図３に示すように棒状の金属製のバネを用いて構成される。
導電部２３１の内部には、第２付勢部２３２のバネを収容するための筒状の空間が形成される。導電部２３１の一方の端部には、上記のバネ収容空間の開口部が形成され、他方の端部には、バネ収容空間を塞ぐ棒状の導体が長手方向に延びて固定される。この棒状導体の尖端が、第１付勢部３１１のバネに当接する。
【００４１】
第２付勢部２３２のバネの一端は、プローブ２の尖端が適切に受け止められるように加工される。図３の例では、バネの尖端近くに細く巻かれた小径の部分があり、小径部分から尖端に向かって巻き径が徐々に広がっている。このお椀状の尖端部にプローブ２の尖端が当たると、第２付勢部２３２のバネはプローブ２を基板１０に向かって押し返す方向に付勢する。
【００４２】
導電部２３１の一方の端部に形成された開口部の縁は、板状部材２１７の貫通孔Ｈ１７の周囲に当接する。貫通部Ｈ１７が導電部２３１の開口部の縁によって囲まれているため、貫通孔Ｈ１７を貫通したプローブ２Ａの尖端は、導電部２３１の開口部を通って第２付勢部２３２のバネと確実に接触する。導電部２３１は、第２付勢部２３２のバネに接触するこのプローブ２Ａの替わりに、板状部材２１８，２１９の貫通孔Ｈ１８，Ｈ１９を貫通する。板状部材２１９の貫通孔Ｈ１９を貫通した導電部２３１の一端（棒状導体の尖端）は、第１付勢部３１１のバネと接触する。
【００４３】
第１付勢部３１１のバネは、貫通孔Ｈ１９を貫通して接触するプローブ２Ｂの尖端や導電部２３１の一端（棒状導体の尖端）を、貫通孔Ｈ１９へ押し戻す方向に付勢する。第１付勢部３１１から付勢力を受けると、プローブ２Ｂは、貫通孔Ｈ１１〜Ｈ１９を貫通して基板１０に到達しているため基板１０を押すが、導電部２３１は、貫通孔Ｈ１７を貫通せずに板状部材２１７と当接しているため、板状部材２１７を押す。すなわち、導電部２３１は、第１付勢部３１１のバネから受けた付勢力を基板１０へ伝えず、替わりに板状部材２１７へ伝える。これにより、導電部２３１は、プローブ案内部２０と固定された状態になる。プローブ２Ａは、プローブ案内部２０と固定された状態の導電部２３１に収容される第２付勢部２３２により、第１付勢部３１１に比べて弱い力で付勢される。
【００４４】
なお、導電部２３１を介して複数の第１付勢部３１１からの付勢力を受ける板状部材２１７は、付勢力に抗する相応の強度を有するように、例えば図２，図３において示すように他の板状部材に比べて厚めに形成される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る基板配線検査装置は、プローブ２を検査対象の基板１０に向かって一定以上の力で付勢する複数の第１付勢部３１１を保持した汎用の検査ヘッド部３０と、複数のプローブ２の尖端を基板１０の表面に案内する専用のプローブ案内部２０を備えており、撓みが生じ易いプローブ２（２Ａ）と第１付勢部３１１との間には、第１付勢部３１１の強い付勢力をプローブ案内部２０へ伝えつつプローブ２（２Ａ）を第１付勢部３１１より弱い付勢力で付勢する中間導電部材２３０を備えている。
従って、様々な基板の検査に使用できる汎用的な検査ヘッド部３０を備えておりながら、複数のプローブ２の中で撓み易いプローブ２（２Ａ）については、汎用の第１付勢部３１１よりも弱い力で付勢することができる。そのため、撓み易さが異なる複数種類のプローブを使用する場合でも、プローブの撓みによる信号経路の短絡を効果的に防止することができる。また、プローブの撓みによる短絡を防止するため、絶縁コートを施したプローブを使用したり、プローブ案内用の板状部材の数を増やしたりする場合に比べて、全体のコストを抑えることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、各々のプローブに対してその種類に応じた適切な付勢力を与えることができるため、特に径の細いプローブに過度の付勢力を与えて基板の配線パッドに深い傷を付けてしまうことを防止できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、検査ヘッド部３０に装着されるプローブ案内部２０の下側の面に強度の弱いプローブ２（２Ａ）が突出しておらず、その替わりに、プローブ２（２Ａ）より太くて強度の高い導電部２３１が突出している。そのため、プローブ案内部２０を検査ヘッド部３０へ装着する際、強度の弱いプローブ２（２Ａ）が曲がったり折れたりしてしまうことを防止できる。
【００４８】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、径の細いプローブ２（２Ａ）の替わりに比較的径の太い導電部２３１が第１付勢部３１１のバネと接触する。プローブ２（２Ａ）の径が非常に細い場合、プローブ案内部２０と検査ヘッド部３０との位置関係の微小なずれや、プローブ２（２Ａ）の微小な曲がり具合によって、第１付勢部３１１のバネとその収容孔との隙間（クリアランス）にプローブ２（２Ａ）の尖端が挟まってしまうことがあるが、導電部２３１の尖端はこの隙間より十分大きい適度な太さにすることができるため、そのような問題の発生を有効に防止できる。
【００４９】
次に、本実施形態に係る基板配線検査装置の他の特徴について説明する。
【００５０】
（１）凹部２４０
図２，図３において示すように、基板１０付近で密集するプローブ２の間隔が検査ヘッド部３０に向かって広がるようにするため、プローブ案内部２０は、少なくとも一部のプローブ２を基板１０に対して異なる角度に傾けて案内する。言い換えると、基板１０に対して平行に配置された板状部材２１１〜２１９の貫通孔Ｈ１１〜Ｈ１９は、少なくとも一部のプローブ２を板状部材２１１〜２１９に対して互いに異なる角度をなすように案内する。
【００５１】
一方、検査に使用されるプローブ２の長さは、少なくとも同じ種類のものについては、同じであることが望ましい。異なる長さのプローブ２を使用すると、プローブ２のコストが高くなるという問題や、プローブ案内部２０へのプローブ２の取り付け作業が煩雑になるという問題が生じるからである。
【００５２】
ところが、同一の長さのプローブ２を基板１０に対して異なる角度で傾けると、その傾斜角度に応じて、プローブ案内部２０の基板装着面に突出するプローブ２の長さが異なってしまう。すなわち、基板の垂直方向に対する傾斜角度が大きいほど、プローブ２の尖端の突出長が短くなる。基板１０に接触するプローブ２の尖端の突出長が不揃いになると、基板１０の表面におけるプローブ２の接触圧が不均一になり、一部のプローブにおいて基板表面の傷が大きくなるという問題や、十分な接触圧が得られなくなるといった問題が生じる。
【００５３】
そこで、本実施形態に係る基板配線検査装置では、中間導電部材２３０によって付勢される全てのプローブ２（２Ａ）が板状部材２１１の表面から基板１０に向かってほぼ同一の長さで突出するように、中間導電部材２３０の導電部２３１と板状部材２１７とが当接する部分に、板状部材２１７の表面から凹んだ凹部２４０（図３）を形成する。凹部２４０の表面からの深さは、この凹部２４０に当接する導電部２３１に収容された第２付勢部２３２のバネによって付勢されるプローブ２（２Ａ）と、基板１０に平行な板状部材２１１〜２１９とのなす傾斜角度に応じて設定される。すなわち、基板の垂直方向に対するプローブ２（２Ａ）の傾斜角度が大きくなるほど、板状部材２１７の表面に対して凹部２４０が深くなるように設定される。
【００５４】
このように、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、中間導電部材２３０によって付勢される同一長の全てのプローブ２（２Ａ）がプローブ案内部２０の基板装着面に等しい長さで突出するため、プローブ２（２Ａ）が種々の角度で基板１０に対して傾いている場合でも、基板１０の表面におけるプローブ２（２Ａ）の接触圧を均一にすることができる。
【００５５】
（２）第２付勢部２３２のバネ（弾性部材）の伸縮方向
図２，図３に示す基板配線検査装置では、第２付勢部２３２のバネ（弾性部材）の伸縮方向と、このバネに接触するプローブ２（２Ａ）の長手方向とが一致するように、このバネを収容する導電部２３１が板状部材２１８，２１９の孔Ｈ１８，Ｈ１９によって案内されている。これにより、各プローブ２（２Ａ）を付勢する第２付勢部２３２のバネの力が同じであれば、基板１０に対する各プローブ２（２Ａ）の傾斜角度が様々に異なっていても第２付勢部２３２のバネによるプローブ２（２Ａ）の付勢力がほぼ等しくなり、基板１０の表面におけるプローブ２（２Ａ）の接触圧を均一にすることができる。
【００５６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００５７】
上述した実施形態では径が異なる２種類のプローブを使用する例が挙げられているが、本発明の他の実施径形態では、３種類以上のプローブを使用してもよい。
【００５８】
また、導電部２３１に収容される第２付勢部２３２には、付勢するプローブの種類に応じた適切な付勢力を持つものを使用してよい。従って、中間導電部材２３０によって付勢力を弱める必要のあるプローブが複数種類ある場合には、その種類に応じて付勢力が異なった第２付勢部２３２を用いてもよい。
【００５９】
図２に示すプローブ案内部２０，検査ヘッド部３０の構成（板状部材の枚数、シート状部材有無や挿入する位置、導電部の数や形状など）は一例であり、本発明はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００６０】
２，２Ａ，２Ｂ…プローブ、１０…検査対象の基板、２０…プローブ案内部、３０…検査ヘッド部、４０…検査部、４１…信号発生回路、４２…測定回路、４３…スキャナ回路、４４…制御装置、２１１〜２１９，３０１，３０２…板状部材、２２０…シート部材、２２１〜２２７…支柱、２３０…中間導電部材、２３１…導電部、２３２…第２付勢部、２４０…凹部、３１１…第１付勢部、Ｈ１１〜Ｈ１９…貫通孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有した複数の針状のプローブと、
検査用の電気信号を供給するポートにそれぞれ接続され、前記複数のプローブの一端が前記基板の表面を押すように前記複数のプローブの他端をそれぞれ付勢する、導電性を有した複数の第１付勢部と、
前記複数のプローブの前記一端を前記基板の表面に案内し、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の第１付勢部に案内する案内部と、
前記プローブの前記他端の替わりに前記第１付勢部と接触し、当該第１付勢部の付勢力を当該プローブの替わりに前記案内部へ伝える少なくとも１つの導電部と、
前記導電部と前記プローブの前記他端との間に介在し、前記第１付勢部より弱い力で前記プローブの前記他端を付勢する、導電性を有した少なくとも１つの第２付勢部と、
を有し、
前記複数のプローブは、
前記第１付勢部によって付勢される少なくとも１つの第１プローブと、
前記第１プローブより撓み易く、前記第２付勢部によって付勢される少なくとも１つの第２プローブと、
を含む、
配線検査治具。
【請求項２】
前記第２付勢部は、一方向に伸縮する弾性部材を含み、
前記導電部は、前記弾性部材を収容する空間が内部に形成され、一方の端部に前記空間の開口部が形成され、他方の端部において前記第１付勢部と接触し、
前記第２プローブの前記他端が前記導電部の前記開口部を通って前記弾性部材と接触する、
請求項１に記載の配線検査治具。
【請求項３】
前記案内部は、
前記第１プローブ及び前記第２プローブの前記一端が貫通する複数の孔を備え、前記基板と対面して配置される第１板状部材と、
前記第１プローブ及び前記第２プローブが貫通する複数の孔を備え、前記第２プローブが貫通する前記孔の周囲に前記導電部の前記開口部の縁部が当接する第２板状部材と、
前記第１プローブの前記他端が貫通する少なくとも１つの孔、及び、前記導電部の前記他方の端部が貫通する少なくとも１つの孔を備えた第３板状部材と、
を含み、
前記第１付勢部は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記前記第１プローブの前記他端、又は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記導電部の前記他方の端部を当該孔へ押し戻す方向に付勢する、
請求項２に記載の配線検査治具。
【請求項４】
長さが等しい複数の前記第２プローブを有し、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とが平行に配置されており、
前記第１板状部材及び前記第２板状部材において前記複数の前記第２プローブが挿通される複数の前記孔は、前記複数の第２プローブの少なくとも一部を前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対して互いに異なる角度をなすように案内し、
前記第２板状部材は、前記第１板状部材の表面から前記基板に向かって突出する長さが全ての前記第２プローブにおいて等しい所定の長さとなるように、任意の一の第２プローブを付勢する一の弾性部材が収容された一の導電部の前記開口部の縁部と当接する部分に、前記一の第２プローブが前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対してなす前記角度に応じた深さで表面から凹んだ凹部を有する、
請求項３に記載の配線検査治具。
【請求項５】
前記第３板状部材において前記導電部の前記他方の端部が挿通される前記孔は、当該導電部に収容される前記弾性部材の伸縮方向と、当該弾性部材に接触する前記第２プローブの長手方向とが一致するように当該導電部を案内する、
請求項４に記載の配線検査治具。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の配線検査治具と、
前記複数の第１付勢部にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する回路と、
前記複数の第１付勢部のそれぞれから入力される電気信号を測定する回路と、
を備える配線検査装置。
【請求項１】
導電性を有した複数の針状のプローブと、
検査用の電気信号を供給するポートにそれぞれ接続され、前記複数のプローブの一端が前記基板の表面を押すように前記複数のプローブの他端をそれぞれ付勢する、導電性を有した複数の第１付勢部と、
前記複数のプローブの前記一端を前記基板の表面に案内し、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の第１付勢部に案内する案内部と、
前記プローブの前記他端の替わりに前記第１付勢部と接触し、当該第１付勢部の付勢力を当該プローブの替わりに前記案内部へ伝える少なくとも１つの導電部と、
前記導電部と前記プローブの前記他端との間に介在し、前記第１付勢部より弱い力で前記プローブの前記他端を付勢する、導電性を有した少なくとも１つの第２付勢部と、
を有し、
前記複数のプローブは、
前記第１付勢部によって付勢される少なくとも１つの第１プローブと、
前記第１プローブより撓み易く、前記第２付勢部によって付勢される少なくとも１つの第２プローブと、
を含む、
配線検査治具。
【請求項２】
前記第２付勢部は、一方向に伸縮する弾性部材を含み、
前記導電部は、前記弾性部材を収容する空間が内部に形成され、一方の端部に前記空間の開口部が形成され、他方の端部において前記第１付勢部と接触し、
前記第２プローブの前記他端が前記導電部の前記開口部を通って前記弾性部材と接触する、
請求項１に記載の配線検査治具。
【請求項３】
前記案内部は、
前記第１プローブ及び前記第２プローブの前記一端が貫通する複数の孔を備え、前記基板と対面して配置される第１板状部材と、
前記第１プローブ及び前記第２プローブが貫通する複数の孔を備え、前記第２プローブが貫通する前記孔の周囲に前記導電部の前記開口部の縁部が当接する第２板状部材と、
前記第１プローブの前記他端が貫通する少なくとも１つの孔、及び、前記導電部の前記他方の端部が貫通する少なくとも１つの孔を備えた第３板状部材と、
を含み、
前記第１付勢部は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記前記第１プローブの前記他端、又は、前記第３板状部材の前記孔を貫通した前記導電部の前記他方の端部を当該孔へ押し戻す方向に付勢する、
請求項２に記載の配線検査治具。
【請求項４】
長さが等しい複数の前記第２プローブを有し、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とが平行に配置されており、
前記第１板状部材及び前記第２板状部材において前記複数の前記第２プローブが挿通される複数の前記孔は、前記複数の第２プローブの少なくとも一部を前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対して互いに異なる角度をなすように案内し、
前記第２板状部材は、前記第１板状部材の表面から前記基板に向かって突出する長さが全ての前記第２プローブにおいて等しい所定の長さとなるように、任意の一の第２プローブを付勢する一の弾性部材が収容された一の導電部の前記開口部の縁部と当接する部分に、前記一の第２プローブが前記第１板状部材及び前記第２板状部材に対してなす前記角度に応じた深さで表面から凹んだ凹部を有する、
請求項３に記載の配線検査治具。
【請求項５】
前記第３板状部材において前記導電部の前記他方の端部が挿通される前記孔は、当該導電部に収容される前記弾性部材の伸縮方向と、当該弾性部材に接触する前記第２プローブの長手方向とが一致するように当該導電部を案内する、
請求項４に記載の配線検査治具。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の配線検査治具と、
前記複数の第１付勢部にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する回路と、
前記複数の第１付勢部のそれぞれから入力される電気信号を測定する回路と、
を備える配線検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１５４２２（Ｐ２０１３−１５４２２Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８７２８（Ｐ２０１１−１４８７２８）
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（３０９０４３２１８）ガーディアンジャパン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月４日（２０１１．７．４）
【出願人】（３０９０４３２１８）ガーディアンジャパン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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