JP2004301538A

JP2004301538A - 基板検査装置

Info

Publication number: JP2004301538A
Application number: JP2003091825A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Shiozaki; 和彦塩崎
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP4240207B2

Abstract

【課題】測定結果の信頼性と作業性との確保はもとより、プローブや装置自体の破損を確実に防止する。
【解決手段】被検査基板Ｐを載置する基板載置部１３と、被検査基板Ｐの上面周縁部と当接する基板当接部１４との間で、相対的な圧接力を生成して被検査基板Ｐを位置固定する基板固定機構１２と、被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側への接触が自在な複数本のプローブ２５を有する昇降台２３を配設してなる一側検査機構２２とを備え、基板載置部１３と昇降台３３とは、プローブ３５が所定の接触圧で下面Ｐ_１と接触した際に相互に当接する対向当接面４２，５２を各別に有し、これら対向当接面４２，５２相互が当接した際に閉成される通電回路４３を介してその閉成時における昇降台２３の停止制御を自在とした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置本体内に定置させた被検査基板に対しプローブを用いて必要な電気的検査を行う際に、プローブの過剰な接触圧で該プローブ自体や被検査基板が破損するのを確実に防止することができる基板検査装置に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
基板検査装置には、被検査基板の一方の面の電気的検査のみを行うことができる片面検査タイプのものと、双方の面に対して同時に電気的検査を行うことができる両面検査タイプのものとがある。
【０００３】
この場合、両面検査タイプの基板検査装置については、通常、下方からプローブを上昇させて被検査基板に接触させた際に、該被検査基板が過剰な接触圧で押し上げられるのを阻止するための上昇規制手段が付設されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４４５３９号公報（段落番号「０００２」〜「０００５」，図１６）
【０００５】
図４は、特許文献１を含む従来装置に採用されている上昇規制手段の一例を示す説明図であり、基板検査装置１１１は、図４（ａ）に示されているように、被検査基板Ｐをその下面周縁部側から下支えする基板載置部１１３と、該基板載置部１１３上に載置された被検査基板Ｐをその上面周縁部側から押し下げて基板載置部１１３との間に位置固定する基板押下げ部１１４とからなる基板固定機構１１２と、位置固定された被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側へのクッション性を伴っての接触が自在な複数本のプローブ１２５と、下面Ｐ_１側に当接してプローブ１２５の接触高さを位置規制する上昇規制部１２６とを昇降台１２３の基台部１２４上に設置して制御された昇降を自在に配設される一側検査機構１２２とを少なくとも備えてその全体が構成されている。なお、被検査基板Ｐの上面Ｐ_２は、Ｘ−Ｙ軸方向とＺ軸方向への移動が自在なプローブを有して別途配置される図示しない他側検査機構を介して検査できるようになっている。
【０００６】
このうち、基板固定機構１１２の基板載置部１１３は、被検査基板Ｐの被検査面領域である下面Ｐ_１側を表出させた状態でその下面周縁部側を下支えできるように略方形の囲枠状となって形成されている。
【０００７】
また、基板押下げ部１１４は、基板載置部１１３上に載置された被検査基板Ｐの被検査面領域である上面Ｐ_２側を表出させた状態で、適宜の昇降手段を介して上面周縁部側から押し下げて基板載置部１１３との間に位置固定することができるように略方形の囲枠状となって形成されている。
【０００８】
このため、被検査基板Ｐを検査するに際しては、まず、被検査基板Ｐを基板載置部１１３上の所定位置に位置決めして載置させた上で、基板押下げ部１１４を下降させて被検査基板Ｐに押し当てることで基板固定機構１１２の側に位置固定する。
【０００９】
しかる後、一側検査機構１２２の側は、プローブ１２５が下面Ｐ_１側に接触してもさらに上昇させ、図４（ｂ）に示されているように上昇規制部１２６の上面が被検査基板Ｐの下面Ｐ_１に当接するに至ったとき、その上昇を自動停止させる。
【００１０】
かくして、被検査基板Ｐは、その下面Ｐ_１側が一側検査機構１２２により、上面Ｐ_２側が図示しない他側検査機構により、それぞれの電気的検査が行われることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図４に示す基板検査装置１１１による場合、一側検査機構１２２の側の初期高さ位置が不適切な場合には、基板載置部１１３に昇降台１２３が接触しても停止せずにさらに上昇しようとするので、基板固定機構１１２の側に押し上げ方向での過大な圧力が加えられる結果、図５に示すように被検査基板Ｐも反ってしまう。このような状態のもとで被検査基板Ｐの上面Ｐ_２側に図示しない他側検査機構が備えるプローブを接触させようとしても、その周縁部近傍領域に対してはプローブを接触させることができないだけでなく、中央部領域に対してはプローブを衝接させてしまう結果、測定結果の信頼性を損なったり、他側検査機構が備えるプローブの破損を招いてしまう不都合があった。
【００１２】
さらに、一側検査機構１２２の側の初期高さ位置の設定が不適切である場合には、該一側検査機構１２２自体や図示しない他側検査機構の側を破損させてしまうおそれもあり、これを回避するための調整作業に時間をとられて作業性を阻害する問題もあった。
【００１３】
本発明は、従来例にみられた上記課題に鑑み、電気的検査を実施する際に、被検査基板を位置固定している基板固定機構との関係で一側検査機構の側の高さ位置を正確に規制することができるようにすることで、測定作業の効率化や測定結果の信頼性の確保はもとより、プローブや装置自体の破損を確実に防止することもできる回路基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、被検査基板をその下面周縁部を介して載置する基板載置部と、該基板載置部上に載置された前記被検査基板の上面周縁部と当接する基板当接部との間で、相対的な圧接力を生成して前記被検査基板を位置固定する基板固定機構と、位置固定された前記被検査基板の下面側へのクッション性を伴っての接触が自在な複数本のプローブを有する昇降台を制御された昇降を自在に配設してなる一側検査機構とを少なくとも備え、
前記基板載置部と前記昇降台とは、前記プローブが所定の接触圧で前記下面と接触する位置に至った際に相互に当接する対向当接面を各別に有し、これら対向当接面相互が当接した際に閉成される通電回路を介してその閉成時における前記昇降台の停止制御を自在としたことに特徴がある。
【００１５】
この場合、一方の前記対向当接面には、その一部に絶縁部を介在させた導電部からなる通電回路を形成し、他方の前記対向当接面には、前記絶縁部の両隣に位置する前記導電部相互をその当接時に短絡させて前記通電回路を閉成する導通部を形成することができる。また、前記対向当接面のそれぞれは、略方形の平面形状を呈して形成され、一方の対向当接面の前記通電回路は、各コーナー部の別に前記絶縁部を介在させて形成し、他方の対向当接面の前記導通部は、前記絶縁部のそれぞれと対応させた配置関係とすることで前記通電回路の閉成を自在に形成することもできる。さらに、一方の前記対向当接面に設けた電極部と、他方の前記対向当接面の対応位置に設けた電極部とが相互に接触した際の閉成を自在にして前記通電回路を形成するものであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る基板検査装置の一例を示す概略説明図であり、そのうちの（ａ）は非検査時の状態を、（ｂ）は検査実施時の状態をそれぞれ示す。
【００１７】
すなわち、基板検査装置１１は、被検査基板Ｐをその下面周縁部を介して載置する基板載置部１３と、該基板載置部１３上に載置された被検査基板Ｐの上面周縁部と当接する基板当接部１４との間で、相対的な圧接力を生成して被検査基板Ｐを位置固定する基板固定機構１２と、位置固定された被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側へのクッション性を伴っての接触が自在な複数本のプローブ２５を有する昇降台２３を制御された昇降を自在に配設してなる一側検査機構３２とを少なくとも備えてその全体が構成されている。なお、被検査基板Ｐの上面Ｐ_２は、前述の従来装置と同様に、Ｘ−Ｙ軸方向とＺ軸方向への移動が自在なプローブを有して別途配置される図示しない他側検査機構を介して検査できるようになっている。
【００１８】
これを図示例に即してより詳しく説明すれば、基板固定機構１２は、被検査基板Ｐをその下面周縁部側から下支えする基板載置部１３と、該基板載置部１３上に載置された被検査基板Ｐをその上面周縁部側から適宜の昇降手段（図示せず）を介して押し下げて基板載置部１３との間で圧接力を生成して位置固定する基板当接部１４とで形成されている。なお、基板固定機構１２は、基板載置部１３の側を上昇させて基板当接部１４との間で圧接力を生成して被検査基板を位置固定するようにしてもよい。
【００１９】
このうち、基板載置部１３は、被検査基板Ｐを取り囲むように配置される囲枠本体部１５と、該囲枠本体部１５の内周面１６側から水平方向に庇状に延設された支台部２３とで形成されている。この場合、支台部２３は、その内側に区画形成される開口部２４から被検査基板Ｐの被検査面領域である下面Ｐ_１側を表出させた状態でその下面周縁部側を載置させるためのものであり、被検査基板Ｐを載置させた際の上面Ｐ_２が囲枠本体部１５の頂面１７と略面一となるようにして配設されている。
【００２０】
また、基板当接部１４は、基板載置部１３側に載置された被検査基板Ｐの被検査面領域である上面Ｐ_２側に対し、上方に位置する図示しない他側検査機構が必要な検査を行うことができるように、平面形状が略方形の開口部２５を設けて形成されている。
【００２１】
一方、基板固定機構１２の下方に配置される一側検査機構３２は、位置固定された被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側への接触ピン３５ａの同時接触を可能に配列された複数本のプローブ３５と、下面Ｐ_１側に当接してプローブ３５の接触高さを位置規制する上昇規制部３６とを昇降台３３の基台部３４上に設置した上で、昇降台３３側に付設されたモータやエアシリンダなどの適宜の昇降手段を介して制御された昇降が自在となって配設されている。なお、プローブ３５は、プローブ本体部３５ｂと、該プローブ本体部３５ｂに進退自在に保持される接触ピン３５ａとで形成されており、該接触ピン３５ａは、プローブ本体部３５ｂに内蔵させたコイルスプリングなどの弾性部材（図示せず）を介してクッション性が付与されている。
【００２２】
しかも、基板載置部１３と昇降台３３とは、上昇規制部２６に位置規制された状態のもとでプローブ２５の接触ピン３５ａを下面Ｐ_１に接触させた際に、相互に当接する囲枠面状の対向当接面４２，５２を各別に備えて形成されている。
【００２３】
図２は、一方の側である上方に位置する基板載置部１３の対向当接面４２の配置関係を底面側から示した説明図であり、この例における基板載置部１３の対向当接面４２は、囲枠本体部１５の底面１８の面方向に沿わせた略方形の平面形状を呈して形成されている。
【００２４】
この場合、基板載置部１３の側の対向当接面４２には、計４カ所の各コーナー部４４にゴム板材などからなる略同じ厚さの絶縁部４５を介在させるとともに、これら各絶縁部４５の間は、＋電極部４８と−電極部４９とを確保するために設けた非導通部４６を除く全領域に、絶縁部４５と略同じ厚さの銅板材などからなる導電部４７を配設して通電回路４３が形成されている。
【００２５】
一方、図３は、他方の側である下方に位置する昇降台３３の対向当接面５２の配置関係を上面側から示した説明図である。この例において昇降台３３の頂面３７の面方向に沿わせて設けられる対向当接面５２は、基板載置部１３の側の対向当接面４２と対面する位置関係のもとで、略方形の平面形状を呈して形成されている。
【００２６】
この場合、昇降台３３の側の対向当接面５２には、計４カ所の各コーナー部５３に略同じ厚さの銅板材などからなる導通部５４を設けるとともに、これら各導通部５４の間は、導通部５４と略同じ厚さゴム板材などからなる絶縁部５６が配設されている。しかも、各導通部５４は、基板載置部１３の側の対向当接面４２の絶縁部４５の表面積よりも大きな表面積が付与されて形成されているので、対向当接面４２，５２相互が当接した際に、絶縁部４５に隣接している導電部４７，４７相互を短絡させて通電回路４３を閉成させることができることになる。なお、通電回路４３が閉成された場合には、＋電極部４８の側から給電された電流は、導電部４７と導通部５４とのそれぞれを経ながら、非導通部４６を介して隣り合う−電極部４９の側へと流れるので、これを制御信号として取り込むことにより、図示しない制御部のＩ／Ｏポートやリレー回路をＯＮとして昇降台３３の上昇を停止させることができる。
【００２７】
次に、本発明の作用について説明すれば、被検査基板Ｐは、基板当接部１４の側を上昇させた状態のもとで、基板載置部１３の支台部２３上にその下面周縁部を載置することにより、図１（ａ）に示すように被検査領域としての下面Ｐ_１側を開口部２４から表出させた状態で配置することができる。
【００２８】
このようにして被検査基板Ｐを基板載置部１３側に載置した後は、基板当接部１４を基板載置部１３側に下降させ、その下面側を基板載置部１３における囲枠本体部１５の頂面１７に密着させる。このとき、被検査基板Ｐの上面Ｐ_２は、囲枠本体部１５の頂面１７と略面一となる位置にあるので、被検査基板Ｐも基板当接部１４が基板載置部１３との間で生成する圧接力により、被検査領域としての上面Ｐ_２を開口部２５から表出させた状態で位置固定されるに至る。
【００２９】
このようにして基板固定機構１２の側に被検査基板Ｐを位置固定させた後は、昇降台３３を上昇させることにより、開口部２４から表出されている被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側にプローブ３５の接触ピン３５ａを接触させることができる。
【００３０】
下面Ｐ_１側に接触した接触ピン３５ａは、これを保持するプローブ本体部３５ｂに内蔵させてある弾性部材によりクッション性が付与されているので、昇降台３３が上昇するにつれその接触状態を維持しながらプローブ本体部３５側に退行し、やがて上昇規制部３６が図１（ｂ）に示すように被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側に当接するに至る。
【００３１】
このように上昇規制部３６が被検査基板Ｐの下面Ｐ_１側に当接した際には、昇降台３３がその頂面３７に備える対向当接面５２も、基板載置部１３における囲枠本体部１５の底面１８に備える対向当接面４２に当接する。
【００３２】
この場合、昇降台３３の側の対向当接面５２には、図３に示すように計４カ所の各コーナー部５３に導通部５４が設けられているので、これらの導通部５４が基板載置部１３の側の対向当接面４２が備える各絶縁部４５に当接すると、これら絶縁部４５と隣接する各導電部４７，４７にも対応する導通部５４が同時に接触する。
【００３３】
このとき、基板載置部１３の側の対向当接面４２が備える通電回路４３は、絶縁部４５を間に挟んだ導電部４７，４７相互が導通部５４を介してそれぞれ短絡されることにより閉成される。したがって、＋電極部４８の側から給電された電流は、導電部４７と導通部５４とを経ながら通電回路４３を流れて−電極部４９の側へと至るので、これを制御信号として図示しない制御部のＩ／Ｏポートやリレー回路を作動させることにより、昇降台３３の上昇を自動停止させることができる。
【００３４】
したがって、一側検査機構３２の側の初期高さ位置やプローブ３５の接触圧（クッション性を伴った押込み量）が仮に不適切であったとしても、プローブ３５が過剰な接触圧で圧接して被検査基板Ｐを図５に示す従来例のように反らせてしまうといったような不具合の発生を未然に阻止することができる。
【００３５】
このため、被検査基板Ｐの上面Ｐ_２側に対しては、上方に位置する図示しない他側検査機構が備える各プローブを適正な接触圧のもとで均等に接触させることができることになり、測定作業の効率化や測定結果の信頼性の確保はもとより、プローブや装置自体の破損を確実に防止することもできることになる。
【００３６】
以上は、本発明を図示例に即して説明したものであり、その具体的な実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、相互に当接する対向当接面４２，５２を設けてあるので、場合によっては上昇規制部３６の配設を省略することもできる。また、対向当接面４２，５２は、相互に対面する配置関係にさえあれば、その具体的な平面形状は所望に応じ適宜採用することができる。さらに、昇降台３３の対向当接面５２が備える導通部５４は、プローブ３５の接触ピン３５ａのストローク量が大きければそれに応じてその厚みを厚くすることができ、ストローク量が小さければそれに応じてその厚みも薄くすることができる。
【００３７】
また、通電回路は、一方の対向当接面に設けた電極部と、他方の対向当接面の対応位置に設けた電極部とが相互に接触した際に閉成されるようにして配設することもできる。
【００３８】
さらに、図示しない他側検査機構は、一側検査機構３２と同様の構造を有するもののほか、いわゆるフライイングプローブと称される可動プローブを備えるものであってもよい。さらに、基板検査装置１１は、必要に応じ基板固定機構１２と一側検査機構３２とをその上下を逆にして配置することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、基板固定機構の側に位置固定されている被検査基板の下面側に、上昇させた一側検査機構が備えるプローブと上昇規制部とを接触させると同時に、基板載置部の対向当接面に昇降台の対向当接面を当接させてその通電回路を閉成することにより通電できるので、これを制御信号とすることで一側検査機構の上昇を自動停止させることができる。
【００４０】
したがって、一側検査機構の側の初期高さ位置やプローブの接触圧が仮に不適切であったとしても、プローブを過剰な接触圧で圧接させて被検査基板を変形させるといった不具合の発生を未然に阻止することができる。
【００４１】
このため、被検査基板の上面側に対しては、上方に位置する他側検査機構が備える各プローブを適正な接触圧のもとで均等に接触させることができることになり、測定作業の効率化や測定結果の信頼性の確保はもとより、プローブや装置自体の破損をも確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基板検査装置の一例を示す概略説明図であり、そのうちの（ａ）は非検査時の状態を、（ｂ）は検査実施時の状態をそれぞれ示す。
【図２】図１において基板固定機構を構成している基板載置部の対向当接面の配置関係を底面側から示した説明図。
【図３】図１において一側検査機構を構成している昇降台の対向当接面の配置関係を上面側から示した説明図。
【図４】基板検査装置の従来例を示す概略説明図であり、そのうちの（ａ）は非検査時の状態を、（ｂ）は検査実施時の状態をそれぞれ示す。
【図５】図４に示す基板検査装置を用いて被検査基板を不適正な接触圧でプロービングした際の状態例を示す説明図。
【符号の説明】
１１基板検査装置
１２基板固定機構
１３基板載置部
１４基板当接部
１５囲枠本体部
１６内周面
１７頂面
１８底面
２３支台部
２４，２５開口部
３２一側検査機構
３３昇降台
３４基台部
３５プローブ
３５ａ接触ピン
３５ｂプローブ本体部
３６上昇規制部
３７頂面
４２対向当接面
４３通電回路
４４コーナー部
４５絶縁部
４６非導通部
４７導電部
４８＋電極部
４９ −電極部
５２対向当接面
５３コーナー部
５４導電部
５６絶縁部
Ｐ被検査基板
Ｐ_１下面
Ｐ_２上面

Claims

被検査基板をその下面周縁部を介して載置する基板載置部と、該基板載置部上に載置された前記被検査基板の上面周縁部と当接する基板当接部との間で、相対的な圧接力を生成して前記被検査基板を位置固定する基板固定機構と、
位置固定された前記被検査基板の下面側へのクッション性を伴っての接触が自在な複数本のプローブを有する昇降台を制御された昇降を自在に配設してなる一側検査機構とを少なくとも備え、
前記基板載置部と前記昇降台とは、前記プローブが所定の接触圧で前記下面と接触する位置に至った際に相互に当接する対向当接面を各別に有し、
これら対向当接面相互が当接した際に閉成される通電回路を介してその閉成時における前記昇降台の停止制御を自在としたことを特徴とする基板検査装置。
一方の前記対向当接面には、その一部に絶縁部を介在させた導電部からなる通電回路を形成し、他方の前記対向当接面には、前記絶縁部の両隣に位置する前記導電部相互をその当接時に短絡させて前記通電回路を閉成する導通部を形成した請求項１に記載の基板検査装置。
前記対向当接面のそれぞれは、略方形の平面形状を呈して形成され、一方の対向周接面の前記通電回路は、各コーナー部の別に前記絶縁部を介在させて形成し、他方の対向当接面の前記導通部は、前記絶縁部のそれぞれと対応させた配置関係とすることで前記通電回路の閉成を自在に形成した請求項１に記載の基板検査装置。
一方の前記対向当接面に設けた電極部と、他方の前記対向当接面の対応位置に設けた電極部とが相互に接触した際の閉成を自在にして前記通電回路を形成した請求項１に記載の基板検査装置。