JP2005321211A - 基板検査用接触子、これを用いた基板検査用治具及び基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細な検査点に二つの端子を容易に当接させることを可能とする。
【解決手段】接触子４４は、弾性を有する棒状（ここでは、円柱状）の導電性材料（例えば、タングステン、ベリリウム銅等）からなるピン４４１と、ピン４４１の両端にピン４４１の外周部に同心配置され、ピン４４１の外周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合された導電性材料（例えば、ステンレス等）からなるプランジャ４４２と、ピン４４１の軸方向位置を変更可能に支持する導電性材料（例えば、ピアノ線ＳＷＰ−Ａ等）からなる螺旋状のスプリング４４３とを備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、被検査基板の配線パターン上に設定された所定の検査点に圧接され、前記被検査基板と前記被検査基板の電気的特性を検査する基板検査装置との間で検査信号を伝送する基板検査用接触子、これを用いた基板検査用治具及び基板検査装置に関する。尚、この発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、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など種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」という。

回路基板上の配線パターンは、その回路基板に搭載されるＩＣ等の半導体や抵抗器等の電気部品に電気信号を正確に伝達する必要があるため、従来、半導体や電気部品を実装す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配線パターンが形成された回路配線基板、あるいは半導体ウェハ等の基板に形成された配線パターンに対して、検査対象となる配線パターンに設けられた検査点間の抵抗値を測定してその良否が検査されている。

ここで、配線パターンの断線及び短絡等の検査は、検査対象となる配線パターンの２箇所に設けられた検査点に、それぞれ一つずつ測定端子を当接させ、その測定端子間に所定レベルの測定用電流を流すことによりその測定端子間に生じる電圧レベルを測定して、測定された電圧レベルと閾値と対比することによって良否の判定が行われている。

しかし、上記のように、配線パターンの２箇所の検査点それぞれに、一つずつ当接させた測定端子を測定用電流の供給と電圧の測定とに共用する場合（この測定方法を、２端子測定法という）には、測定端子と検査点との間の接触抵抗が測定電圧に影響を与え、抵抗値の測定精度が低下し、検査結果の信頼性が低下するという不都合がある。

そこで、各検査点に、それぞれ電流供給用端子と電圧測定用端子とを当接させ、各検査点にそれぞれ当接させた電流供給用端子間に測定用電流を供給すると共に、各検査点にそれぞれ当接させた電圧測定用端子間に生じた電圧を測定することにより、測定端子と検査点との間の接触抵抗の影響を抑制して高精度に抵抗値を測定する方法（いわゆる、４端子測定法あるいはケルビン法）が知られており、この方法を用いて配線パターンの検査を行う基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−６６８３２号公報

上記のように、４端子測定法を用いて配線パターンの検査を行う場合、電流供給用端子及び電圧測定用端子の２つの端子を検査点毎に、移動制御させながら当接させる必要がある。一方、近年、回路基板の微細化が進み、検査点となるランドが狭小化しているため、一つのランドに２つの端子を互いに電気的に導通させることなく確実に当接させることが極めて困難である。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、二つの端子を互いに電気的に導通させることなく微細な検査点に容易に当接させることが可能な基板検査用接触子、これを用いた基板検査用治具及び基板検査装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の基板検査用接触子は、被検査基板の配線パターン上に設定された所定の検査点に圧接され、前記被検査基板と前記被検査基板の電気的特性を検査する基板検査装置との間で検査信号を伝送する基板検査用接触子であって、弾性を有する棒状の導電性材料からなる第１部材と、前記第１部材の外周部に同心配置された導電性材料からなる第２部材とを備え、前記第２部材が、前記第１部材の軸方向に伸縮自在に構成され、軸方向の自然長が前記第１部材と略同一に設定され、前記第１及び第２の部材の少なくとも一方の部材は、接点となる端面を除く表面に絶縁皮膜が形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１部材が弾性を有する棒状の材料からなり、この第１部材の外周部に同心配置された第２部材が、軸方向に伸縮自在に構成されて、且つ、軸方向の自然長が第１部材と略同一に設定されているため、第１部材と第２部材とを備える基板検査用接触子が検査点に圧接された場合に、第１及び第２部材の端面はほぼ同時に検査点に圧接される。例えば、第２部材の軸方向の自然長が第１部材より僅かに小さい場合には、第１部材の端面が先に検査点に圧接され、第１部材が弾性を有するため弾性変形し、第１部材の軸方向長さが第２部材の自然長となった時点で、第２部材の端面が検査点に圧接される。

また、第１及び第２部材が導電性材料からなり、第１及び第２の部材の少なくとも一方の部材は、接点となる端面を除く表面に絶縁皮膜が形成されているため、第１及び第２部材が互いに電気的の導通状態となることはなく、第１及び第２部材の端面は絶縁された二つの端子として機能する。

従って、第１及び第２部材の端面がほぼ同時に検査点に圧接され、且つ、第１及び第２部材の端面が絶縁された二つの端子として機能するため、検査点が微細な領域を有する場合であっても二つの端子を互いに電気的に導通させることなく検査点に容易に当接させることが可能となる。

請求項２に記載の基板検査用接触子は、前記第２部材が、前記検査点との接点となる端面側に配設され、前記第１部材の外周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合された導電性材料からなる筒状部材と、前記筒状部材の軸方向位置を変更可能に支持する導電性材料からなる螺旋状のバネ部材とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、第２部材が、検査点との接点となる端面側に配設され、第１部材の外周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合された導電性材料からなる筒状部材を備えるため、検査点の性状に応じて種々の端面形状を形成することが可能となる。また、第２部材が、筒状部材の軸方向位置を変更可能に支持する導電性材料からなる螺旋状のバネ部材とを備えるため、バネ部材の弾性係数（バネ定数）を適宜選定することにより、第２部材の弾性係数を所望する値に設定することが可能となる。

従って、検査点の性状に応じて種々の端面形状を形成することが可能となり、且つ、第２部材の弾性係数を所望する値に設定することが可能となるため、第２部材の端面が、更に確実に、第１部材の端面とほぼ同時に検査点に圧接される。

請求項３に記載の基板検査用接触子は、前記第１部材が、前記検査点との接点となる端面が尖鋭形状を有し、前記第２部材が、前記検査点との接点となる端面が先窄まり形状を有していることを特徴としている。

上記の構成によれば、第１部材の検査点との接点となる端面が尖鋭形状を有し、且つ、第２部材の検査点との接点となる端面が先窄まり形状を有しているため、２つの接点となる第１及び第２部材の端面を更に近接させることが可能となる。

従って、２つの接点となる第１及び第２部材の端面を更に近接させることが可能となるため、検査点が微細な領域を有する場合であっても検査点に二つの端子を更に容易に当接させることが可能となる。

請求項４に記載の基板検査用接触子は、前記第１及び第２の部材が、前記第１部材の軸方向の中点を含み、軸と垂直な平面について面対称な構造を有することを特徴としている。

上記の構成によれば、第１及び第２の部材が、第１部材の軸方向の中点を含み、軸と垂直な平面について面対称な構造を有するため、製造時の部品数が削減され、且つ、使用方向の制約（どちらの端面を検査点側に配置するかという制約）が緩和される。

従って、製造時の部品数が削減されるため、製造コストが削減され、且つ、使用方向の制約が緩和されるため、検査作業（具体的には、基板検査用接触子を被検査基板に対して複数個同時に圧接させる基板検査用治具を製作する作業）の負荷が軽減される。

請求項５に記載の基板検査用治具は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査用接触子を前記被検査基板に対して複数個同時に圧接させる基板検査用治具であって、前記基板検査用接触子の一方端部をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔が形成された第１のプレートと、前記基板検査用接触子の他方端部をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔が形成された第２のプレートと、前記第１及び第２のプレートを所定距離だけ隔てて平行配置する支持部材とを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、基板検査用接触子の一方端部をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔が形成された第１のプレートと、基板検査用接触子の他方端部をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔が形成された第２のプレートと、第１及び第２のプレートを所定距離だけ隔てて平行配置する支持部材とを備えるため、基板検査用接触子を被検査基板に対して複数個同時に圧接させる基板検査用治具が容易に実現される。また、請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査用接触子を使用するため、検査点が微細な領域を有する場合であっても二つの端子を互いに電気的に導通させることなく検査点に容易に当接させることが可能となる。

請求項６に記載の基板検査用治具は、前記支持部材が、前記基板検査用接触子の一方端部をそれぞれ貫通支持する支持孔を通り前記第１のプレートを含む平面に垂直な直線と、当該基板検査用接触子の他方端部を貫通支持する支持孔を通り前記第２のプレートを含む平面に垂直な直線とが所定距離以上離間するべく前記第１及び第２のプレートを固定していることを特徴としている。

上記の構成によれば、支持部材が、基板検査用接触子の一方端部をそれぞれ貫通支持する支持孔を通り第１のプレートを含む平面に垂直な直線と、当該基板検査用接触子の他方端部を貫通支持する支持孔を通り第２のプレートを含む平面に垂直な直線とが所定距離以上離間するべく第１及び第２のプレートを固定しているため、基板検査用接触子の端部が第１のプレートの支持孔及び第２のプレートの支持孔の少なくとも一方において屈曲される。

従って、屈曲された基板検査用接触子の弾性復元力により基板検査用接触子が支持孔の内面に圧接され、各基板検査用接触子が第１及び第２のプレートによって支持されるため、各基板検査用接触子の第１及び第２のプレートからの離脱が確実に防止される。

請求項７に記載の基板検査装置は、前記被検査基板の電気的特性を検査する基板検査装置であって、請求項５または６に記載の基板検査用治具と、一方端の内部導体及び外部導体が、前記基板検査用治具に支持された基板検査用接触子の第１部材及び第２部材の端面に、それぞれ接続され、他方端が前記基板検査装置に接続された複数の同軸ケーブルとを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、請求項５または６に記載の基板検査用治具を備えるため、基板検査用接触子を被検査基板に対して複数個同時に圧接させる基板検査用治具が容易に実現され、且つ、検査点が微細な領域を有する場合であっても二つの端子を互いに電気的に導通させることなく容易に当接させることが可能となる。また、一方端の内部導体及び外部導体が、前記基板検査用治具に支持された基板検査用接触子の第１部材及び第２部材の端面に、それぞれ接続され、他方端が基板検査装置に接続された複数の同軸ケーブルを備えるため、基板検査装置と基板検査用接触子とを容易に接続することが可能となる。

請求項１に記載の発明によれば、第１及び第２部材の端面がほぼ同時に検査点に圧接され、且つ、第１及び第２部材の端面が絶縁された二つの端子として機能するため、検査点が微細な領域を有する場合であっても、二つの端子を互いに電気的に導通させることなく検査点に容易に当接させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、検査点の性状に応じて種々の端面形状を形成することが可能となり、且つ、第２部材の弾性係数を所望する値に設定することが可能となるため、第２部材の端面を、更に確実に、第１部材の端面とほぼ同時に検査点に圧接できる。

請求項３に記載の発明によれば、２つの接点となる第１及び第２部材の端面を更に近接させることが可能となるため、検査点が微細な領域を有する場合であっても検査点に二つの端子を検査点に更に容易に当接させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、製造時の部品数が削減されるため、製造コストを削減でき、且つ、使用方向の制約が緩和されるため、検査作業の負荷を軽減できる。

請求項５に記載の発明によれば、基板検査用接触子を被検査基板に対して複数個同時に圧接させる基板検査用治具を容易に実現できると共に、検査点が微細な領域を有する場合であっても二つの端子を互いに電気的に導通させることなく検査点に容易に当接させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、屈曲された基板検査用接触子の弾性復元力により基板検査用接触子が支持孔の内面に圧接され、各基板検査用接触子が第１及び第２のプレートによって支持されるため、各基板検査用接触子の第１及び第２のプレートからの離脱を確実に防止できる。

請求項７に記載の発明によれば、基板検査装置と基板検査用接触子とを容易に接続することができる。

図１は、この発明に係る基板検査装置の一実施形態を示す側面断面図であり、図２は図１の基板検査装置の平面図である。後述する各図との方向関係を明確にするために、ＸＹＺ直角座標軸を記載している。

これらの図に示すように、この基板検査装置は、装置前方側（−Ｙ側）に装置本体１に対して開閉扉１１が開閉自在に配設されており、この開閉扉１１を開いた状態で、検査対象である配線パターンが形成されたプリント基板等の基板２（被検査基板に相当する）を、装置前方側中央部に設けられた搬出入部３から装置本体１内に搬入可能とされている。また、この搬出入部３の後方側（＋Ｙ側）には、検査信号を伝送する複数本（例えば、２００本）の接触子４４を備え、基板２の配線パターンのランド（検査点）に接触子４４を当接させるべく後述する検査治具４１を移動させる検査部４が設けられている。

更に、この検査部４に対して接触子４４を検査点に当接させるべく移動させる指示信号及び接触子４４を介して検査点に出力する検査信号等を出力すると共に、検査部４を介して検査信号等が入力され、検査信号を用いて基板の良否判定を行うスキャナ７４が適所（ここでは、装置本体１内の上部）に配設されている。そして、検査部４及びスキャナ７４による検査（すなわち、良否判定）が終了した基板２は、搬出入部３に戻され、開閉扉１１が開状態とされてオペレータによって搬出可能となる。

この基板検査装置では、搬出入部３と検査部４との間で基板２を搬送するために、搬送テーブル５がＹ方向に移動自在に設けられるとともに、搬送テーブル５は搬送テーブル駆動機構６によってＹ方向に移動されて位置決めされるように構成されている。すなわち、搬送テーブル駆動機構６では、Ｙ方向に延びる２本のガイドレール６１が所定間隔だけＸ方向に離間して配置され、これらのガイドレール６１に沿って搬送テーブル５がスライド自在となっている。

また、これらのガイドレール６１と平行にボールネジ６２が配設され、このボールネジ６２の一方（−Ｙ側）端が装置本体１に軸支されるとともに、他方（＋Ｙ側）端が搬送テーブル駆動用のモータ６３の回転軸６４と連結されている。更に、このボールネジ６２には、搬送テーブル５を固定したブラケット６５が螺合され、後述する制御部７１（図３参照）からの指令に応じてモータ６３が回転駆動されると、その回転量に応じて搬送テーブル５がＹ方向に移動して搬出入部３と検査部４との間を往復移動される。

図２を参照して、搬送テーブル５は、基板２を載置するための基板載置部５１を備えている。この基板載置部５１は、載置された基板２が３つの係合ピン５３と係合するとともに、これらの係合ピン５３と対向する方向から基板２を付勢する付勢手段（図示省略）によって、基板２が係合ピン５３側に付勢されて基板載置部５１上で基板２を保持可能となっている。また、このように保持された基板２の下面に形成された配線パターンに後述する下部検査ユニット４Ｄの接触子４４（基板検査用接触子に相当する）を当接させるために、基板載置部５１には貫通開口（図示省略）が形成されている。

検査部４は、搬送テーブル５の移動経路を挟んで上方側（＋Ｚ側）に基板２の上面側に形成された配線パターンを検査するための上部検査ユニット４Ｕと、下方側（−Ｚ側）に基板２の下面側に形成された配線パターンを検査するための下部検査ユニット４Ｄとを備えている。検査ユニット４Ｕ，４Ｄは、略同一の構成を有しており、搬送テーブル５の移動経路を挟んで略対称に配置されている。検査ユニット４Ｕ，４Ｄは、検査治具４１（基板検査用治具に相当する）と検査治具駆動機構４３とを備えている。

図３は、基板検査装置の電気的構成の一例を示す構成図である。基板検査装置は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，モータドライバ等を備えて予めＲＯＭに記憶されているプログラムに従って装置全体を制御する制御部７１と、テスターコントローラ７３と、スキャナ７４と、オペレータからの指令を受け付けたり配線パターンの検査結果を表示したりするための操作パネル７５とを備えている。

テスターコントローラ７３は、制御部７１からの検査開始指令を受け付けて、予め記憶されたプログラムに従って、基板２の配線パターンのランドに当接された複数本の接触子４４の中から検査すべき配線パターンの両端に位置する２つのランドにそれぞれ接触した２つの接触子４４を順次、選択するものである。また、テスターコントローラ７３は、選択した２つの接触子４４間の検査を行わせるべく、スキャナ７４へスキャン指令を出力するものである。

一方、検査治具駆動機構４３は、図３に示すように、装置本体１に対してＸ方向に検査治具４１を移動させるＸ治具駆動部４３Ｘと、Ｘ治具駆動部４３Ｘに連結されて検査治具４１をＹ方向に移動させるＹ治具駆動部４３Ｙと、Ｙ治具駆動部４３Ｙに連結されて検査治具４１をＺ軸回りに回転移動させるθ治具駆動部４３θと、θ治具駆動部４３θに連結されて検査治具４１をＺ方向に移動させるＺ治具駆動部４３Ｚとで構成されており、制御部７１により検査治具４１を搬送テーブル５に対して相対的に位置決めしたり、検査治具４１を上下方向（Ｚ方向）に昇降させて接触子４４を基板２に形成された配線パターンに対して当接させたり、離間させたりすることができるように構成されている。

図４は、スキャナ７４の構成の一例を説明するための概念図である。スキャナ７４は、所定レベルの測定用電流を出力する定電流源からなる電流生成部１２５と、所定レベルの測定用電流での電圧を測定する電圧測定部１２６と、検査治具４１が備える複数本の接触子４４の中からテスターコントローラ７３（図３参照）によって選択された２つの接触子４４の間に、電流生成部１２５及び電圧測定部１２６を接続するスイッチアレー等からなる切替スイッチ１２８とを備えている。

検査処理部１２７は、テスターコントローラ７３からのスキャン指令に応じて検査対象となる２つの接触子４４間に電流生成部１２５と電圧測定部１２６とを接続させるべく、切替スイッチ１２８へ制御信号を出力するものである。また、検査処理部１２７は、電圧測定部１２６で測定された電圧値を所定の基準電圧と比較することにより、検査対象となる配線パターンの導通状態の良否を判定し、その判定結果をテスターコントローラ７３へ送信するものである。

図５は、本発明の検査治具４１の構成の一例を示す側面断面図である。ただし、ここでは、検査治具４１が上部検査ユニット４Ｕに配設されている場合の向きの構成図を示している。検査治具４１は、基板２に形成された配線パターンを検査するために、接触子４４を基板２に対して複数個同時に圧接させるものである。検査治具４１は、接触子４４の一方端部（ここでは、下端部）をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔４１１ａが形成されたガイドプレート４１１（第１のプレートに相当する）と、接触子４４の他方端部（ここでは、上端部）をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔４１２ａが形成された（第２のプレートに相当する）と、同軸ケーブル１２４の一方端部を貫通支持するガイドプレート４１３と、ガイドプレート４１１，４１２を所定距離だけ隔てて平行配置する棒状のステンレス等からなる支持部材４１４とを備えている。

また、接触子４４の下端部位は、ガイドプレート４１１の支持孔４１１ａから突出し、基板２上に形成されたランド２１（検査点）に先端部位の頂部が接触可能にされている（図７（ｂ）参照）。また、接触子４４の上端部位は、ガイドプレート４１３に貫通支持された同軸ケーブル１２４の端面と接触可能（図８（ｂ）参照）にされている。なお、ガイドプレート４１１，４１２，４１３は、ガラスエポキシ、ベーク、その他の樹脂材料等の絶縁材料から板状に構成されている。

なお、支持部材４１４は、接触子４４の一方端部（ここでは、下端部）をそれぞれ貫通支持する支持孔４１１ａを通りガイドプレート４１１を含む平面に垂直な直線Ｌ１と、この接触子４４の他方端部（ここでは上端部）を貫通支持する支持孔４１２ａを通りガイドプレート４１２を含む平面に垂直な直線Ｌ２とが所定距離以上離間するように（図中の距離Δｄが所定距離以上となるように）ガイドプレート４１１，４１２を固定している。

後述するように、接触子４４は弾性を有する材料からなる棒状の形状を有するため、接触子４４の上端部及び下端部がそれぞれガイドプレート４１１，４１２の支持孔４１１ａ，４１２ａにおいて屈曲される。従って、屈曲された接触子４４の弾性復元力によって接触子４４が支持孔４１１ａ，４１２ａの内面に圧接され、各接触子４４がガイドプレート４１１，４１２によって支持されるため、各接触子４４のガイドプレート４１１，４１２からの離脱が防止される。

再び図３に戻って、上記のように構成された基板検査装置の動作について説明する。まず、制御部７１が搬送テーブル駆動機構６や検査治具駆動機構４３を駆動制御して搬送テーブル５上の基板２に形成された回路パターンに複数本の接触子４４をほぼ同時に当接させる。これにより、検査治具４１が備える複数本の接触子４４が一体的に基板２の配線パターンのランドに当接される。なお、ここでは、１つの配線パターン２３内に設定された２箇所のランド２１，２２間の導通検査（断線有無の検査）を行う場合について説明する。また、接触子４４は、図６を用いて後述するように、基板２の配線パターンのランドに当接する際に、１本当り２つの接点で通電可能に接する（つまり、２点の端子４４ａ，４４ｂとして機能する）ものである。

上記のようにして配線パターンへの接触子４４の接触が完了すると、制御部７１からテスターコントローラ７３へ検査開始指令が送信される。そして、テスターコントローラ７３によって、例えば検査対象として配線パターン２３が選択される。次いで、配線パターン２３の一端位置のランド２１に当接する接触子４４が接続されている切替スイッチ１２８のポートＰ１と、配線パターン２３の他端位置のランド２２に当接する接触子４４が接続されている切替スイッチ１２８のポートＰ２とを指定して検査を行わせるスキャン指令が、テスターコントローラ７３からスキャナ７４へ出力される。

そして、テスターコントローラ７３からのスキャン指令に応じてポートＰ１とポートＰ２との間に電流生成部１２５と電圧測定部１２６とを接続させるべく、スキャナ７４から切替スイッチ１２８へ制御信号が出力され、切替スイッチ１２８によって、ポートＰ１とポートＰ２との間に電流生成部１２５と電圧測定部１２６とが接続される。

次に、電流生成部１２５によって、測定用の電流Ｉが出力され、切替スイッチ１２８のポートＰ１から、同軸ケーブル１２４（外部導体１２４ｂ）及び接触子４４（電流供給用端子４４ａという）を介してランド２１に電流Ｉが供給される。さらに、電流Ｉがランド２１から配線パターン２３、ランド２２へ流れ、ランド２２に当接された電流供給用端子４４ａ、外部導体１２４ｂ及び切替スイッチ１２８のポートＰ２を介して電流生成部１２５に達する電流ループが形成される。これにより、例えば配線パターン２３の抵抗値をＲとすると、ランド２１とランド２２との間に生じる電圧Ｖは、Ｖ＝Ｒ×Ｉとなる。

次いで、ランド２１の電位が、ランド２１に当接された接触子４４（電圧測定用端子４４ｂ）、ケーブル１２４（内部導体１２４ａ）及び切替スイッチ１２８のポートＰ１を介して電圧測定部１２６に導かれる。また、ランド２２の電位が、ランド２２に当接された内部導体１２４ａ及び切替スイッチ１２８のポートＰ２を介して電圧測定部１２６に導かれる。そして、電圧測定部１２６によって、ランド２１とランド２２との間の電圧Ｖが測定される。

そして、検査処理部１２７によって、電圧測定部１２６で測定された電圧Ｖが所定の基準電圧と比較され、その結果、電圧Ｖが基準電圧を越えたとき、配線パターン２３の導通状態が不良である（途中に断線がある）と判定される一方、電圧Ｖが基準電圧以下のとき、配線パターン２３の導通が良好であると判定される。ただし、２つの配線パターンにそれぞれ設定された２箇所のランド間の短絡検査（短絡有無の検査）を行う場合には、電圧Ｖが基準電圧以上のとき、配線パターン間の絶縁が良好であると判定される。そして、検査処理部１２７によって、その判定結果を示す信号がテスターコントローラ７３へ送信される。このようにして、配線パターン２３の導通状態が、４端子測定法を用いて検査される。

なお、検査処理部１２７は、電圧測定部１２６で測定された電圧Ｖから、Ｒ＝Ｖ／Ｉの演算処理を実行することにより配線パターン２３の抵抗値Ｒを算出し、抵抗値Ｒと所定の基準抵抗値とを比較することにより、配線パターン２３の導通状態の良否を判定する構成であっても良い。

次に、テスターコントローラ７３によって、配線パターン２３の導通が良好であることを示す信号が受信されたとき、テスターコントローラ７３から新たな配線パターンの検査を行わせるべく、スキャナ７４へスキャン指令が出力される。一方、テスターコントローラ７３によって、配線パターン２３の導通が不良であることを示す信号が受信されたとき、テスターコントローラ７３から制御部７１へ検査対象の基板２が不良であることを示す信号が出力され、制御部７１によって、操作パネル７５に基板２が不良である旨の表示が行われる。このようにして、回路基板の配線パターンを４端子測定法により検査することができる。

図６は、本発明に係る接触子４４の構造の一例を示す一部切り欠き正面図である。接触子４４は、上下方向に対称な構造を有しており（ａ）は、接触子４４全体の一部切り欠き正面図であり、（ｂ）は、接触子４４が基板２又は同軸ケーブル１２４の端面に圧接された状態を示す断面図である。

接触子４４は、弾性を有する棒状（ここでは、円柱状）の導電性材料（例えば、タングステン、ベリリウム銅等）からなるピン４４１（第１部材に相当する）と、ピン４４１の両端にピン４４１の外周部に同心配置され、ピン４４１の外周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合された導電性材料（例えば、ステンレス等）からなるプランジャ４４２（第２部材の一部及び筒状部材に相当する）と、プランジャ４４２の軸方向位置を変更可能に支持する導電性材料（例えば、ピアノ線ＳＷＰ−Ａ等）からなる螺旋状のスプリング４４３（第２部材の一部及びバネ部材に相当する）とを備えている。

ピン４４１は、上端部及び下端部が尖鋭形状（ここでは、円錐状）を有しており、端子４４ａとして機能する上端部及び下端部の先端部４４１ａを除く表面に絶縁皮膜（例えば、テフロン（登録商標）等の皮膜）が形成されている。ピン４４１の直径ｄ０は、例えば、５０〜１２０μｍである。

プランジャ４４２は、ピン４４１の外周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合され、内径がピン４４１の直径ｄ０より僅かに大きい略円筒形を有するものである。また、プランジャ４４２は、ピン４４１の上端部及び下端部に位置する一方の端面（先端部４４２ａ）が先窄まり形状（ここでは、円錐台形状）を有しており、端子４４ｂとして機能する先窄まり形状側の先端部４４２ａを除く表面に絶縁皮膜（例えば、テフロン（登録商標）等の皮膜）が形成されている。プランジャ４４２の他方の先端部は、スプリング４４３の一端と通電可能に接続されると共に、図５に示すガイドプレート４１１に形成された支持孔４１１ａからの接触子４４の脱落を防止する鍔４４２ａが形成されている（図７（ｂ）参照）。

スプリング４４３も表面に絶縁皮膜（例えば、テフロン（登録商標）等の皮膜）が形成されている。また、スプリング４４３の自然長は、外力が作用していない状態での２つのプランジャ４４２の先端部４４２ａ間の長さＬＰ２が、外力が作用していない状態でのピン４４１の長さＬＰ１と略一致するように設定されている。図６においては、ピン４４１の長さＬＰ１がプランジャ４４２の先端部４４２ａ間の長さＬＰ２より僅かに（微小長さΔｅの２倍だけ）長い場合を示している。

（ｂ）に示すように、接触子４４の両端がそれぞれ基板２のランド（検査点）の表面及び同軸ケーブル１２４の端面ＳＰに圧接された場合（図５参照）には、まず、ピン４４１が軸方向に撓み、ピン４４１の長さが、プランジャ４４２の先端部４４２ａ間の長さＬＰ２とほぼ一致すると、プランジャ４４２の先端部４４２ａが端面ＳＰに当接する。

つまり、接触子４４は、ピン４４１の両端が基板２のランドの表面及び同軸ケーブル１２４の端面に接した状態から、微小長さΔｅ×２以上だけ圧縮方向に移動されると、プランジャ４４２の先端部４４２ａが端面ＳＰに当接する。そこで、ピン４４１の先端部４４１ａ及びプランジャ４４２の先端部４４２ａがほぼ同時に検査点に圧接され、且つ、先端部４４１ａ，４４２ａが絶縁された二つの端子４４ａ，４４ｂとして機能するため、検査点が微細な領域を有する場合であっても二つの端子４４ａ，４４ｂをランドに容易に当接させることが可能となる。

また、上述のようにピン４４１の検査点との端子４４ａとなる先端部４４１ａが尖鋭形状（ここでは、円錐形状）を有し、且つ、プランジャ４４２の検査点との端子４４ｂとなる先端部４４１ｂが先窄まり形状を有しているため、２つの端子４４ａ，４４ｂを近接させることが可能となる。

更に、接触子４４は、プランジャ４４２の軸方向位置を変更可能に支持する螺旋状のスプリング４４３を備えるため、スプリング４４３の弾性係数（バネ定数）を適宜選定することにより、スプリング４４３に接続されたプランジャ４４２の軸方向の摺動のし易さ（摺動性）を所望する程度に設定することが可能となる。つまり、スプリング４４３の弾性係数が小さい程、プランジャ４４２の軸方向の摺動がし易くなる。

また、接触子４４を構成するピン４４１、プランジャ４４２及びスプリング４４３の表面に絶縁皮膜が形成されているため、端子４４ａ，４４ｂ間が確実に絶縁され、接触子４４が２つの独立な導電路を形成する（基板２の配線パターンの１のランドに当接される２つの接点として機能する）と共に、接触子４４が基板２に圧接された際等に撓んだ場合にも、隣接する他の接触子４４との間が確実に絶縁される。

加えて、接触子４４が上下対象の構造を有しているため、接触子４４の製造時の部品数が削減されるため、製造コストが削減され、且つ、接触子４４の使用方向（上下自在に配設可能）の制約が緩和されるため、接触子４４を検査治具４１に組み込む作業の負荷が軽減される。

図７は、検査治具４１に組み込まれた接触子４４が基板２のランド（検査点）に圧接される前後の状態の一例を示す側面概念図である。（ａ）は、接触子４４が基板２のランド（検査点）に圧接される前の検査治具４１全体の概念図であり、（ｂ）は、接触子４４が基板２のランド（検査点）に圧接された後の検査治具４１全体の概念図であり、（ｃ）は、（ｂ）の場合におけるガイドプレート４１１の支持孔４１１ａ近傍領域ａ２の拡大断面図である。

ここで、図６に示す接触子４４のプランジャ４４２の外径ｄ１、プランジャ４４２に形成された鍔４４２ａの外径ｄ２及びスプリング４４３の外径ｄ３と、ガイドプレート４１１に形成された支持孔４１１ａの内径φ１及びガイドプレート４１２に形成された支持孔４１２ａの内径φ２との大小関係について説明する。まず、プランジャ４４２の外径ｄ１、鍔４４２ａの外径ｄ２及びスプリング４４３の外径ｄ３の大小関係は、次式が成立するように設定されている。
ｄ１＜ｄ３＜ｄ２

つぎに、支持孔４１２ａの内径φ２は、プランジャ４４２の外径ｄ１、鍔４４２ａの外径ｄ２及びスプリング４４３の外径ｄ３のいずれよりも大きく設定されている。つまり、支持孔４１２ａを接触子４４が貫通可能なように支持孔４１２ａの内径φ２が設定されている。なお、上述のように、プランジャ４４２の外径ｄ１、鍔４４２ａの外径ｄ２及びスプリング４４３の外径ｄ３の内で最大のものは、鍔４４２ａの外径ｄ２であって、ここでは、支持孔４１２ａの内径φ２は鍔４４２ａの外径ｄ２よりも僅かに大きく設定されている。そこで、支持孔４１２ａの内面によって、接触子４４は、Ｚ軸方向には貫通可能であるが、Ｘ軸及びＹ軸方向には移動量が小さく制限された状態で支持される。

また、支持孔４１１ａの内径φ１は、鍔４４２ａの外径ｄ２より小さく、且つ、プランジャ４４２の外径ｄ１より僅かに大きく設定されている。そこで、（ａ）に示すように、ガイドプレート４１３によって下方に押圧された接触子４４は、プランジャ４４２が支持孔４１１ａを貫通した状態でプランジャ４４２の鍔４４２ａが支持孔４１１ａの上面によってＺ軸方向（ここでは、上方向）に支持された状態で、ガイドプレート４１１，４１３間で検査治具４１内に保持される。そして、ガイドプレート４１１の支持孔４１１ａの内面によってプランジャ４４２は、Ｘ軸及びＹ軸方向には移動量が小さく制限された状態で支持される。

（ｂ）及び（ｃ）に示すように、接触子４４が基板２のランド（検査点）に圧接された場合（図６参照）には、まず、ピン４４１が軸方向に撓み、ピン４４１の長さが、プランジャ４４２の先端部４４２ａ間の長さＬＰ２とほぼ一致すると、プランジャ４４２の先端部４４２ａがランドの表面に当接する。更に、接触子４４（検査治具４１）が基板２側に移動された場合には、ピン４４１が更に軸方向に撓むと共に、スプリング４４３が収縮（弾性圧縮）されピン４４１の先端部４４１ａとプランジャ４４２の先端部４４２ａとが共にランドの表面に接触した状態が保持される。ただし、接触子４４（検査治具４１）が基板２側に移動される程、ピン４４１の先端部４４１ａ及びプランジャ４４２の先端部４４２ａとランドの表面との間にかかる圧力が増加すると共に、プランジャ４４２の鍔４４２ａと支持孔４１１ａの上面との間にかかる圧力も増加する。

図８は、図７に示す同軸ケーブル１２４の端面と接触子４４との接続部の近傍領域ａ１の一例を示す断面図である。（ａ）は、同軸ケーブル１２４の断面図であり、（ｂ）は、同軸ケーブル１２４の端面と接触子４４との接続部の近傍領域ａ１の断面図である。（ａ）に示すように、同軸ケーブル１２４は、中心から順に、銅等の導電性材料からなる内部導体１２４ａ、フッ素系樹脂等の絶縁材料からなる内部絶縁体１２４ｃ、銅等の導電性材料からなる外部導体１２４ｂ、及び、テフロン（登録商標）等の絶縁材料からなる絶縁皮膜１２４ｄの４層から構成されている。

（ｂ）に示すように、同軸ケーブル１２４の内部導体１２４ａの端面は、接触子４４のピン４４１の先端部４４１ａに圧接され、同軸ケーブル１２４の外部導体１２４ｂの端面は、接触子４４のプランジャ４４２の先端部４４２ａに圧接されている。言い換えれば、同軸ケーブル１２４の内部導体１２４ａの端面が、接触子４４のピン４４１の先端部４４１ａに圧接され、同軸ケーブル１２４の外部導体１２４ｂの端面が、接触子４４のプランジャ４４２の先端部４４２ａに圧接されるように、支持孔４１２ａが位置設定されてガイドプレート４１２に形成されている。

このように、一方端の内部導体１２４ａ及び外部導体１２４ｂが、検査治具４１に支持された接触子４４のピン４４１及びプランジャ４４２の先端部４４１ａ，４４２ａにそれぞれ接続され、他方端がスキャナ７４に接続された複数の同軸ケーブル１２４を備えるため、スキャナ７４と接触子４４とを容易に接続することが可能となる。

なお、本発明は以下の形態をとることができる。

（Ａ）本実施形態においては、接触子４４がピン４４１の外周部に同心配置されたプランジャ４４２及びスプリング４４３を備える場合について説明したが、プランジャ４４２及びスプリング４４３に替えて、軸方向の自然長がピン４４１と略同一に設定された螺旋状のスプリング等からなる伸縮自在な１つの部材を備える形態でもよい。この場合には、接触子４４を構成する部品点数が削減されるため、接触子４４を更に安価に製造することが可能となる。

（Ｂ）本実施形態においては、接触子４４を構成するピン４４１、プランジャ４４２及びスプリング４４３の表面に絶縁皮膜が形成されている場合について説明したが、ピン４４１と、プランジャ４４２及びスプリング４４３との少なくともいずれか一方の表面に絶縁皮膜が形成されている形態であればよい。例えば、プランジャ４４２及びスプリング４４３の表面に絶縁皮膜が形成されている場合には、本実施形態と同様に、ピン４１１との間が絶縁状態となると共に、隣接する接触子４４との間も絶縁状態となる。一方、この場合には、ピン４４１の表面に絶縁皮膜を形成する必要がなく、接触子４４の製造コストが更に削減される。

（Ｃ）本実施形態においては、接触子４４を構成するピン４４１が棒状の導電性材料かたなる場合について説明したが、ピン４４１の両端が通電可能に構成されていればよい。例えば、ピン４４１が棒状の樹脂等の絶縁性材料の表面（又は、表面の一部）に導電性皮膜が形成されている形態でもよい。

（Ｄ）本実施形態においては、接触子４４を構成するピン４４１が円柱状の形状である場合について説明したが、ピン４４１が長円柱状、四角柱状等のその他の形状である形態でもよい。また、本実施形態においては、ピン４４１の端面が円錐状の形状である場合について説明したが、円錐台状、円柱状等のその他の形状である形態でもよい。

同様に、本実施形態においては、接触子４４を構成するプランジャ４４２が円筒状の形状である場合について説明したが、プランジャ４４２がその他の形状（例えば、断面が多角形の筒状の形状等）である形態でもよい。また、本実施形態においては、プランジャ４４２の端面が略円錐台状である場合について説明したが、その他の形状（例えば、断面が多角形の筒状の先窄まり形状等）である形態でもよい。

（Ｅ）本実施形態においては、接触子４４が軸と垂直な平面について面対称な構造を有する場合について説明したが、接触子４４が軸と垂直な平面について面対称ではない構造を有する形態でもよい。例えば、接触子４４の同軸ケーブル１２４に接続される端面が、同軸ケーブル１２４の内部導体１２４ａ及び外部導体１２４ｂの断面形状と略同一の形状を有する形態でもよい。この場合には、接触子４４と同軸ケーブル１２４との接点部が面接触するため、接点部の電気的な抵抗（接触抵抗）値が減少し、更に正確な検査が可能になる。

（Ｆ）本実施形態においては、基板検査装置が同軸ケーブル１２４を介して接触子４４に接続される場合について説明したが、接触子４４を支持する検査治具４１のガイドプレート４１３が基板検査装置と通電可能に構成された複数の電極を備え、各接触子４４がガイドプレート４１３の各電極を介して基板検査装置に接続される形態でもよい。

（Ｇ）本実施形態においては、基板検査装置が上部検査ユニット４Ｕ及び下部検査ユニット４Ｄを備える形態について説明したが、基板検査装置が上部検査ユニット４Ｕ及び下部検査ユニット４Ｄの少なくとも一方を備える形態でもよい。

（Ｈ）本実施形態においては、多数の接触子４４を支持し、Ｚ軸方向に移動されることにより基板２の各検査点にそれぞれ接触子４４の先端を圧接させる検査治具（いわゆる多針状検査治具）に配設される各接触子４４に対して、本発明が適用される場合について説明したが、１対の接触子４４（又は、プローブ）をそれぞれ互いに独立してＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動可能に支持し、予め設定されたプログラムに従って順次基板２の検査点に接触子４４の先端を圧接させる検査治具（いわゆる、移動プロープ式検査治具）に配設される各接触子に対して、本発明が適用される形態でもよい。

この発明に係る基板検査装置の一実施形態を示す側面断面図である。 図１に示す基板検査装置の平面図である。 基板検査装置の電気的構成の一例を示す構成図である。 スキャナの構成の一例を説明するための概念図である。 本発明の検査治具の構成の一例を示す側面断面図である。 本発明に係る接触子の構造の一例を示す正面図である。 接基板検査用治具に組み込まれた接触子が基板のランドに圧接される前後の状態の一例を示す側面概念図である。 図７に示す同軸ケーブルの端面と接触子との接続部の近傍領域の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 装置本体
２ 基板
３ 搬出入部
４ 検査部
４１ 検査治具（基板検査用治具に相当）
４１１ ガイドプレート（第１のプレートに相当）
４１１ａ 支持孔
４１２ ガイドプレート（第２のプレートに相当）
４１２ａ 支持孔
４１３ ガイドプレート
４１４ 支持部材
４４ 接触子（基板検査用接触子に相当）
４４１ ピン（第１部材に相当）
４４２ プランジャ（第２部材の一部及び筒状部材に相当）
４４２ａ 鍔
４４３ スプリング（第２部材の一部及びバネ部材に相当）

Claims (7)

1. 被検査基板の配線パターン上に設定された所定の検査点に圧接され、前記被検査基板と前記被検査基板の電気的特性を検査する基板検査装置との間で検査信号を伝送する基板検査用接触子であって、
   弾性を有する棒状の導電性材料からなる第１部材と、
   前記第１部材の外周部に同心配置された導電性材料からなる第２部材とを備え、
   前記第２部材は、前記第１部材の軸方向に伸縮自在に構成され、軸方向の自然長が前記第１部材と略同一に設定され、
   前記第１及び第２の部材の少なくとも一方の部材は、接点となる端面を除く表面に絶縁皮膜が形成されていることを特徴とする基板検査用接触子。
2. 前記第２部材は、
   前記検査点との接点となる端面側に配設され、前記第１部材の外周面に沿って軸方向に摺動可能に嵌合された導電性材料からなる筒状部材と、
   前記筒状部材の軸方向位置を変更可能に支持する導電性材料からなる螺旋状のバネ部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の基板検査用接触子。
3. 前記第１部材は、前記検査点との接点となる端面が尖鋭形状を有し、
   前記第２部材は、前記検査点との接点となる端面が先窄まり形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の基板検査用接触子。
4. 前記第１及び第２の部材は、前記第１部材の軸方向の中点を含み、軸と垂直な平面について面対称な構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基板検査用接触子。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査用接触子を前記被検査基板に対して複数個同時に圧接させる基板検査用治具であって、
   前記基板検査用接触子の一方端部をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔が形成された第１のプレートと、
   前記基板検査用接触子の他方端部をそれぞれ貫通支持する複数の支持孔が形成された第２のプレートと、
   前記第１及び第２のプレートを所定距離だけ隔てて平行配置する支持部材とを備えることを特徴とする基板検査用治具。
6. 前記支持部材は、前記基板検査用接触子の一方端部をそれぞれ貫通支持する支持孔を通り前記第１のプレートを含む平面に垂直な直線と、当該基板検査用接触子の他方端部を貫通支持する支持孔を通り前記第２のプレートを含む平面に垂直な直線とが所定距離以上離間するべく前記第１及び第２のプレートを固定していることを特徴とする基板検査用治具。
7. 前記被検査基板の電気的特性を検査する基板検査装置であって、
   請求項５または６に記載の基板検査用治具と、
   一方端の内部導体及び外部導体が、前記基板検査用治具に支持された基板検査用接触子の第１部材及び第２部材の端面に、それぞれ接続され、他方端が前記基板検査装置に接続された複数の同軸ケーブルとを備えることを特徴とする基板検査装置。

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