JP2001311743A - コンタクトプローブおよび回路基板検査装置 - Google Patents

コンタクトプローブおよび回路基板検査装置

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JP2001311743A JP2000129190A JP2000129190A JP2001311743A JP 2001311743 A JP2001311743 A JP 2001311743A JP 2000129190 A JP2000129190 A JP 2000129190A JP 2000129190 A JP2000129190 A JP 2000129190A JP 2001311743 A JP2001311743 A JP 2001311743A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロービング時の接触痕を可能な限り小さく
しつつ、検査時間の短縮化、および刃先の確実な接触を
図り得るコンタクトプローブを提供する。 【解決手段】 検査対象の回路基板に接触可能な刃部が
下端部13に形成されたブレード形のコンタクトプロー
ブ11において、刃部は、少なくとも、プロービング時
に基板面に対して所定の傾斜角度で接触する刃先14a
を有する第1の刃部14と、第1の刃部14における刃
先14aの最下端部に連なって形成されると共に基板面
に対して第1の刃部14の刃先14aの傾斜角度よりも
大きい傾斜角度で接触する刃先15aを有する第2の刃
部15とを備えて構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象の回路基
板に接触させて所定の電気的検査を実行するためのコン
タクトプローブ、およびそのコンタクトプローブを用い
て所定の電気的検査を実行可能に構成された回路基板検
査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種のコンタクトプローブを用いて所
定の電気的検査を実行可能に構成された回路基板検査装
置として、図5に示す回路基板検査装置31が従来から
知られている。この回路基板検査装置31は、プローブ
固定具2a,2aを介して固定されたコンタクトプロー
ブを検査対象の回路基板Pに接触させるプローブ移動機
構2,2と、プローブ移動機構2,2の動作制御やコン
タクトプローブを用いての電気的検査を実行する制御部
33と、制御部33の演算結果や検査用基準データなど
を記憶するRAM4と、制御部33の動作プログラムを
記憶するROM35とを備えている。この場合、プロー
ブ固定具2aは、その一端がプローブ移動機構2に固定
されると共に、その他端にコンタクトプローブが固定さ
れ、コンタクトプローブを回路基板Pに押圧した際に弾
性変形して、コンタクトプローブ11を回路基板P側に
付勢する。
【0003】一方、この種の回路基板検査装置31で
は、図7に示すコンタクトプローブ41,51が従来か
ら用いられている。コンタクトプローブ41,51は、
ブレード型のコンタクトプローブであって、薄手の金属
板で形成されている。この場合、同図(a)に示すよう
に、コンタクトプローブ41は、図外の上端部がプロー
ブ固定具2aに固定可能に形成されると共に、下端部4
3には、回路基板Pに接触させられる刃部44が形成さ
れている。このコンタクトプローブ41は、プローブ固
定具2aを介してプローブ移動機構2に取り付けられた
状態において、その刃部44の刃先44aと、検査対象
の回路基板Pにおける表面Paとのなす傾斜角度θ11
が、例えば15度となるように形成されている。また、
同図(b)に示すように、コンタクトプローブ51は、
図外の上端部がプローブ固定具2aに固定可能に形成さ
れると共に、下端部53には、回路基板Pに接触可能な
刃部55が形成されている。このコンタクトプローブ5
1は、その刃部55の刃先55aの傾斜角度θ12が、
例えば45度となるように形成されている。
【0004】検査対象の回路基板Pは、図6に示すよう
に、ガラスエポキシ系の基材21に、例えば、直径0.
5mmのスルーホール22や、直径2mmのスルーホー
ル23が形成されている。また、回路基板Pには、スル
ーホール22,23のランド22a,23aが露出する
ように、レジスト24,24が表面Paおよび裏面Pb
に塗布されている。
【0005】この回路基板検査装置31では、回路基板
Pの種類に応じてコンタクトプローブ41,51のいず
れかを選択して使用する。例えば、スルーホール23の
ような比較的大径のスルーホールが数多く形成されてい
る回路基板Pに対する検査時には、コンタクトプローブ
41を使用する。この際には、一方のプローブ移動機構
2が、制御部33の制御下で、一方のコンタクトプロー
ブ41を移動させ、下端部43の先端43aをスルーホ
ール23のほぼ中心の真上に配置する。次いで、プロー
ブ移動機構2が、コンタクトプローブ41を回路基板P
に向けて下動させることにより、図8に示すように、刃
部44の刃先44aをランド23aに接触させ、さらに
下方に付勢することにより、コンタクトプローブ41を
ランド23aに確実に接触させる。同時に、他方のプロ
ーブ移動機構2が他方のコンタクトプローブ41を同様
にして他のランドに接触させる。次いで、制御部33
が、両コンタクトプローブ41,41を介して入出力し
た検査用信号に基づいて抵抗値を測定し、その抵抗値と
RAM4から読み出した検査用基準データとに基づいて
両ランド間の導通検査および絶縁検査を実行する。これ
により、回路基板Pの良否が判別される。
【0006】これに対して、スルーホール22のような
比較的小径のスルーホールが数多く形成されている回路
基板Pについては、コンタクトプローブ51を使用す
る。この際には、プローブ移動機構2が、制御部33の
制御下で、コンタクトプローブ51を回路基板Pに向け
て下動させることにより、図9に示すように、刃部55
の刃先55aをランド22aに接触させ、さらに下方に
付勢することにより、コンタクトプローブ51をランド
22aに確実に接触させる。
【0007】一方、プローブ固定具2aを介してプロー
ブ移動機構2に固定可能に形成され、かつコンタクトプ
ローブ41,51とは異なる刃部を備えたコンタクトプ
ローブとして、図10に示すコンタクトプローブ61も
考案されている。このコンタクトプローブ61では、回
路基板Pに接触可能な刃先64a,65aをそれぞれ有
する刃部64,65が下端部63に形成されている。こ
の場合、各刃先64a,65aは、回路基板Pの表面P
aとほぼ平行になるようにそれぞれ形成されている。こ
のコンタクトプローブ61によるプロービングの際に
は、プローブ移動機構2,2が、制御部33の制御下
で、コンタクトプローブ61,61を例えばスルーホー
ル22の上方に移動させる。次に、プローブ移動機構2
が、コンタクトプローブ61を回路基板Pに向けて下動
させ、さらに下方に付勢することにより、図11(a)
に示すように、コンタクトプローブ61をランド22a
に確実に接触させる。また、スルーホール23に対する
プロービングの際には、同図(b)に示すように、プロ
ーブ移動機構2が、ランド23aに刃部64を接触さ
せ、さらに下方に付勢することにより、コンタクトプロ
ーブ61をランド23aに確実に接触させる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のコン
タクトプローブ41,51,61および回路基板検査装
置31には、以下の問題点がある。すなわち、図12に
示すように、回路基板Pの製造時において、レジスト2
4の位置ずれに起因して、ランド22aの一部がレジス
ト24によって覆い隠されてしまうことがある。このよ
うな場合には、従来のコンタクトプローブ41では、刃
部44の刃先44aをスルーホール22のランド22a
に接触させる際に、刃先44aがランド22aに接触す
るよりも先にレジスト24に接触することがある。この
ため、従来のコンタクトプローブ41には、回路基板P
の製造誤差に起因して接触不良が生じるおそれがあると
いう問題点が存在する。
【0009】一方、従来のコンタクトプローブ51で
は、プロービング時において、図13に示すように、刃
部55の刃先55aをランド23aに接触させた際に、
刃先55aの傾斜角度が大きいため、破線で示すコンタ
クトプローブ41と比較して、その先端53aがコンタ
クトプローブ41の先端43aよりも距離L11分だけ
下方に位置する。したがって、刃先55aのランド23
a側への付勢力を一定に維持するためには、その距離L
11分だけ余分にコンタクトプローブ51を下動させる
必要がある。このため、従来のコンタクトプローブ51
には、数多くのスルーホール23が形成された回路基板
Pを検査する際に、距離L11分の上下動に要する時間
だけ検査時間が長時間化するという問題点がある。
【0010】さらに、従来のコンタクトプローブ61で
は、図11に示すように、大径のスルーホールについて
は刃部64の刃先64aを接触させ、小径のスルーホー
ルについては、刃部65の刃先65aを接触させること
により、検査時間のそれ程の長時間化を招くことなく、
接触不良の回避が可能となっている。しかし、コンタク
トプローブ41,51では、その刃先44a,55aが
ランド22a,23aの角部に点的接触しているのに対
し、コンタクトプローブ61では、その刃先64a,6
5aがランド22a,23aの表面に線的に接触する。
このため、コンタクトプローブ61には、ランド22
a,23aの表面に線状の大きな接触痕が形成されてし
まうという問題点がある。また、プロービング位置をス
ルーホールの径に応じて変更する必要があるため、CA
Dデータをプロービング用位置決めデータにそのまま用
いることができない結果、プロービング用位置決めデー
タの作成作業が煩雑であるという問題点も存在する。
【0011】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、プロービング時の接触痕を可能な限り小さ
くしつつ、検査時間の短縮化、および刃先の確実な接触
を図り得るコンタクトプローブおよび回路基板検査装置
を提供することを主目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項1記載のコンタクトプローブは、検査対象の回路基
板に接触可能な刃部が下端部に形成されたブレード形の
コンタクトプローブにおいて、刃部は、少なくとも、プ
ロービング時に基板面に対して所定の傾斜角度で接触す
る刃先を有する第1の刃部と、第1の刃部における刃先
の最下端部に連なって形成されると共に基板面に対して
第1の刃部における刃先の傾斜角度よりも大きい傾斜角
度で接触する刃先を有する第2の刃部とを備えて構成さ
れていることを特徴とする。この場合、本発明における
刃部は、第1の刃部〜第N(Nは自然数)の刃部を備え
て構成することもできる。その場合には、基板面に非接
触で対向した状態において、その基板面に接近する刃部
ほど基板面に対する傾斜角度が大きくなるように形成さ
れる。ただし、その傾斜角度の最大角度が、基板面に対
して90度、つまり基板面に対して垂直であることが好
ましい。また、Nの値をより大きくすることで、刃部を
円弧状に構成することもできる。
【0013】請求項2記載のコンタクトプローブは、請
求項1記載のコンタクトプローブにおいて、第1の刃部
は、その刃先の傾斜角度が5度以上25度以下の角度範
囲内で形成され、第2の刃部は、その刃先の傾斜角度が
25度以上65度以下の範囲内で形成されていることを
特徴とする。
【0014】請求項3記載のコンタクトプローブは、請
求項1または2記載のコンタクトプローブにおいて、第
2の刃部は、基板面に沿った方向の側面視における幅が
0.1mm以上0.5mm以下の範囲内で形成されてい
ることを特徴とする。
【0015】請求項4記載の回路基板検査装置は、請求
項1から3のいずれかに記載のコンタクトプローブと、
コンタクトプローブを移動させて回路基板に接触させる
プローブ移動機構と、コンタクトプローブにおける第2
の刃部の先端部が回路基板における接触対象スルーホー
ルの中心部分に位置するようにプローブ移動機構を制御
する制御部とを備えていることを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係るコンタクトプローブを備えた回路基板検査装置
の好適な発明の実施の形態について説明する。なお、従
来の回路基板検査装置31と同一の構成要素、および検
査対象の回路基板Pについては、同一の符号を付して重
複した説明を省略する。
【0017】最初に、回路基板検査装置1の構成につい
て、図面を参照して説明する。
【0018】図5に示すように、回路基板検査装置1
は、プローブ移動機構2,2、プローブ固定具2a,2
a、コンタクトプローブ11,11、制御部3、RAM
4およびROM5を備えている。コンタクトプローブ1
1は、全体が薄手の金属板で形成され、図1に示すよう
に、上端部12および下端部13に孔が形成されて軽量
化が図られている。また、下端部13には、本発明にお
ける第1の刃部に相当する刃部14と、本発明における
第2の刃部に相当する刃部15とが形成されている。こ
の場合、刃部14の刃先14aは、図2に示すように、
プローブ移動機構2にコンタクトプローブ11を取り付
けた状態において、検査位置に載置した回路基板Pの表
面Paに対する傾斜角度θ1が例えば15度となるよう
に形成されている。
【0019】一方、刃部15の刃先15aは、刃先14
aの最下端部に連なって形成されている。この場合、刃
先15aは、回路基板Pの表面Paに対する傾斜角度θ
2が、例えば45度であって、刃先14aの傾斜角度θ
1よりも大きくなるように形成されている。また、刃部
15は、回路基板Pの表面Paに沿った方向の横幅Wお
よび高さHが、それぞれ0.3mm程度に形成されてい
る。したがって、例えば直径0.5mm程度の小径のス
ルーホールにプロービングする際には、その横幅Wがそ
のスルーホールの半径よりもやや幅広に形成されている
ため、スルーホールの中心に向けてプロービングするこ
とにより、刃先15aがスルーホールに確実に接触す
る。また、大径のスルーホールにプロービングする際に
は、そのスルーホールの中心に向けてプロービングする
ことにより、刃先14aが確実に接触する。
【0020】制御部3は、プローブ移動機構2,2の動
作制御やコンタクトプローブ11,11を用いての電気
的検査を実行する。RAM4は、制御部3の演算結果を
一時的に記憶すると共に、プロービングの際の位置決め
データや良品基板から吸収した検査用基準データなどを
記憶する。なお、位置決めデータについては、CADデ
ータの孔位置決めデータがほぼそのまま用いられてい
る。ROM5は、制御部3の動作プログラムを記憶す
る。
【0021】次に、回路基板検査装置1による回路基板
Pの検査方法について、各図を参照して説明する。
【0022】まず、スルーホール22にプロービングす
る際には、制御部3は、RAM4から読み出した位置決
めデータに基づいてプローブ移動機構2の駆動を制御す
ることにより、コンタクトプローブ11の先端13aが
スルーホール22のほぼ中心の真上に位置するようにコ
ンタクトプローブ11を移動させる。次に、プローブ移
動機構2が、コンタクトプローブ11を回路基板Pに向
けて下動させて、図3に示すように、刃部15の刃先1
5aをランド22aに接触させる。この場合、コンタク
トプローブ11では、その刃先15aが、刃先14aよ
りも大きな傾斜角度で形成され、しかも刃先14aの最
下端部に連なっている。したがって、同図に示すよう
に、位置ずれしたレジスト24によってランド22aの
一部が覆い隠されている場合であっても、刃先14aが
レジスト24に接触するよりも先に、刃先15aがラン
ド22aに確実に接触する。
【0023】次いで、プローブ移動機構2が、コンタク
トプローブ11をさらに下方に付勢することにより、コ
ンタクトプローブ11がランド22aに確実に接触す
る。同様にして、他のコンタクトプローブ11を他のラ
ンドに接触させた状態で、制御部3が、両コンタクトプ
ローブ11,11を介して入出力した検査用信号に基づ
いて抵抗値を測定し、その測定値とRAM4から読み出
した検査用基準データとに基づいて両ランド間の導通検
査および絶縁検査を実行する。これにより、回路基板P
の良否が判別される。
【0024】一方、スルーホール23にプロービングす
る際には、制御部3は、RAM4から読み出した位置決
めデータに基づいてプローブ移動機構2の駆動を制御す
ることにより、コンタクトプローブ11の先端13aが
スルーホール23のほぼ中心の真上に位置するようにコ
ンタクトプローブ11を移動させる。次に、プローブ移
動機構2が、コンタクトプローブ11を回路基板Pに向
けて下動させて、図4に示すように、刃部14の刃先1
4aをランド23aに接触させる。この場合、刃先15
aをランド22aに接触させたときの下動量と、刃先1
4aをランド23aに接触させたときの下動量との差
が、従来のコンタクトプローブ51における下動量L1
1よりも十分に短い距離L1分だけとなる。したがっ
て、コンタクトプローブ11の上下動に要する時間が短
縮される結果、検査時間も十分に短縮される。次いで、
プローブ移動機構2が、コンタクトプローブ11をさら
に下方に付勢することにより、プローブ固定具2aが十
分に弾性変形し、これにより、刃先14aがランド23
aに確実に接触する。
【0025】このように、この回路基板検査装置1によ
れば、傾斜角度θ1,θ2が互いに異なる2つの刃部1
4,15を有するコンタクトプローブ11の先端13a
をスルーホールの中心を目がけてプロービングするだけ
で、レジスト24に接触させることなく、小径のスルー
ホール22に対しては、刃先15aを接触させることが
でき、大径のスルーホール23に対しては、刃先14a
を接触させることができる。したがって、大小様々な直
径のスルーホールにコンタクトプローブ11を確実にプ
ロービングすることができる。また、このコンタクトプ
ローブ11によれば、径が大きいスルーホール23にプ
ロービングする際にも、上下動の際のストロークがそれ
程長くならないため、従来のコンタクトプローブ51と
比較して、その上下動に要する時間を短縮することがで
き、これにより、回路基板Pについての検査時間を短縮
することができる。
【0026】さらに、このコンタクトプローブ11で
は、例えば、スルーホールの中心から偏心した位置にプ
ロービングした場合であっても、刃先14a,15aの
いずれかがランドに必ず接触する。このため、プロービ
ングの位置決め誤差が生じているときや、スルーホール
の形成位置に製造誤差が生じているときであっても、コ
ンタクトプローブ11を確実にプロービングさせること
ができる。また、このコンタクトプローブ11では、刃
先15a,14aをランド22a,23aの角部に点的
接触させているため、その接触痕を極力小さくすること
ができる。
【0027】なお、本発明は、上記した本発明の実施の
形態に示した構成に限定されない。例えば、刃先14
a,15aの傾斜角度θ1,θ2、並びに刃部15の横
幅Wおよび高さHは、本発明の実施の形態で示した数値
に限定されず、適宜変更が可能である。この場合、望ま
しくは、第1の刃部における刃先の傾斜角度を5度以上
25度以下の角度範囲内で形成すると共に、第2の刃部
における刃先の傾斜角度を25度以上65度以下の角度
範内に規定することにより、レジストに接触させること
なく、各種径のスルーホールに対して両刃部のいずれか
の刃先を確実にプロービングさせることができる。ま
た、刃部を第1の刃部〜第Nの刃部で形成し、かつ第M
(MはN以下の自然数)の刃部の傾斜角度を第(M−
1)の刃部の傾斜角度よりも大きく形成した場合、スル
ーホールの径の大小を問わず、そのスルーホールに第M
の刃部を点的かつ確実にプロービングさせることができ
ると共に、径が異なるスルーホールに対するコンタクト
プローブのストローク量の差を小さくすることができ
る。さらに、Nの値を無限大に近づけることで、刃部の
形状を円弧状に形成することもでき、この場合にも、刃
部のいずれかの箇所をスルーホールに確実に接触させる
ことができる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明におけるコンタク
トプローブによれば、傾斜角度が異なる第1および第2
の刃部を備えたことにより、大小様々な径のスルーホー
ルに対して第1および第2の刃部のいずれかを確実に接
触させることができる。また、スルーホールの径が異な
ってもコンタクトプローブのストローク量の差が小さい
ため、プロービング時のコンタクトプローブに対する付
勢力をほぼ均一にすることができる結果、接触不良の発
生を防止することができる。同時に、大径のスルーホー
ルに対してプロービングする際の上下動に要する時間を
短縮でき、これにより、回路基板全体についての検査時
間を短縮することができる。さらに、このコンタクトプ
ローブによれば、刃先をランドの角部に点的接触させて
いるため、その接触痕を極力小さくすることができる。
【0029】また、請求項2記載のコンタクトプローブ
によれば、第1の刃部における刃先の傾斜角度を5度以
上25度以下の角度範囲内に規定し、第2の刃部におけ
る刃先の傾斜角度を25度以上65度以下の範囲内で規
定したことにより、各種径のスルーホールに対してコン
タクトプローブを確実に接触させることができると共
に、そのストローク量の差を小さくすることができる。
【0030】さらに、請求項3記載のコンタクトプロー
ブによれば、側面視における幅を0.1mm以上0.5
mm以下の範囲内で第2の刃部を形成したことにより、
多用される0.5mm〜0.6mm程度のスルーホール
に確実に接触させることができる。
【0031】また、本発明における回路基板検査装置に
よれば、制御部がコンタクトプローブにおける第2の刃
部の先端部を接触対象スルーホールの中心部分にプロー
ビングすることにより、大小様々なスルーホールに対し
て第1および第2の刃部のいずれかを確実に接触させる
ことができ、これにより、接触不良に起因する誤判別を
防止することができる。また、本発明におけるコンタク
トプローブを用いることにより、大径のスルーホールが
数多く形成されている回路基板については、プロービン
グ時の上下動に要する時間を短縮することができ、これ
により、回路基板全体としての検査時間を短縮すること
ができる。さらに、CADデータをプロービング用位置
決めデータにそのまま用いることができる結果、プロー
ビング用位置決めデータの作成作業が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るコンタクトプローブ
11の側面図である。
【図2】コンタクトプローブ11の刃部14,15の形
状を説明するための説明図である。
【図3】コンタクトプローブ11における刃部14の刃
先14aをランド22aに接触させた状態の側面図であ
る。
【図4】コンタクトプローブ11における刃部15の刃
先15aをランド23aに接触させた状態の側面図であ
る。
【図5】本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置
1、および従来の回路基板検査装置31の構成を示すブ
ロック図である。
【図6】検査対象の一例である回路基板Pの断面図であ
る。
【図7】(a)は従来のコンタクトプローブ41の側面
図、(b)は従来のコンタクトプローブ51の側面図で
ある。
【図8】コンタクトプローブ41における刃部44の刃
先44aをランド23aに接触させた状態の側面図であ
る。
【図9】コンタクトプローブ51における刃部55の刃
先55aをランド22aに接触させた状態の側面図であ
る。
【図10】従来のコンタクトプローブ61の側面図であ
る。
【図11】(a)はコンタクトプローブ61の刃部65
をランド22aに接触させた状態の側面図、(b)は刃
部64をランド23aに接触させた状態の側面図であ
る。
【図12】スルーホール22に対するプロービング時の
コンタクトプローブ41の側面図である。
【図13】スルーホール23に対するプロービング時の
コンタクトプローブ51の側面図である。
【符号の説明】
1 回路基板検査装置 2 プローブ移動機構 3 制御部 11 コンタクトプローブ 13 下端部 13a 先端 14,15 刃部 14a,15a 刃先 22,23 スルーホール H 高さ P 回路基板 Pa 表面 W 横幅 θ1,θ2 傾斜角度

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 検査対象の回路基板に接触可能な刃部が
    下端部に形成されたブレード形のコンタクトプローブに
    おいて、 前記刃部は、少なくとも、プロービング時に基板面に対
    して所定の傾斜角度で接触する刃先を有する第1の刃部
    と、当該第1の刃部における刃先の最下端部に連なって
    形成されると共に前記基板面に対して前記所定の傾斜角
    度よりも大きい傾斜角度で接触する刃先を有する第2の
    刃部とを備えて構成されていることを特徴とするコンタ
    クトプローブ。
  2. 【請求項2】 前記第1の刃部は、その刃先の前記傾斜
    角度が5度以上25度以下の角度範囲内で形成され、前
    記第2の刃部は、その刃先の前記傾斜角度が25度以上
    65度以下の範囲内で形成されていることを特徴とする
    請求項1記載のコンタクトプローブ。
  3. 【請求項3】 前記第2の刃部は、前記基板面に沿った
    方向の側面視における幅が0.1mm以上0.5mm以
    下の範囲内で形成されていることを特徴とする請求項1
    または2記載のコンタクトプローブ。
  4. 【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載のコン
    タクトプローブと、当該コンタクトプローブを移動させ
    て前記回路基板に接触させるプローブ移動機構と、前記
    コンタクトプローブにおける前記第2の刃部の先端部が
    前記回路基板における接触対象スルーホールの中心部分
    に位置するように前記プローブ移動機構を制御する制御
    部とを備えていることを特徴とする回路基板検査装置。
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