JP2007212194A - 基板検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高密度の配線パターンに対してもより効率よく四端子測定を行うことのできる基板検査装置を提供する。
【解決手段】その基板検査装置は、複数の被検査点が設定された複数の配線を有する被検査基板の前記被検査点に接触する複数の検査用プローブを使用する。各検査用プローブは、電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる。その基板検査装置は、さらに、複数の電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続する接続部材と、その接続部材を経由してその群に電流を供給する電流供給手段と、群に属する電流供給用のプローブに対応する電圧測定用のプローブと、その群とは異なる他の群に属する検査用プローブに対応する電圧測定用プローブとの間の電圧を測定する電圧測定手段と、電流供給手段の供給電流値と電圧測定手段の測定電圧値とから前記被検査点の２つの間の配線の抵抗値を算出する算出手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は基板検査装置及び方法に関し、より詳しくは、回路基板上の配線の抵抗値を測定して導通検査を行うために四端子測定方法を用いる基板検査装置及び方法に関する。

この出願書類で使用する用語の「回路基板」は、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に限らず、プリント配線基板、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など種々の配線が施される基板を総称する。即ち、回路基板には、四端子測定の対象となり得る全ての基板が含まれる。

従来、半導体パッケージ基板の導通検査では、配線パターンを形成する配線の両端にそれぞれプローブを接触させて、その配線の導通のみを検出していた。しかし、近年になって、導通のみではなく、配線の抵抗値を正確に測定する必要が生じたため、プローブの接触抵抗の影響を無くしながら、その抵抗値の測定のために四端子測定が一般的に使用されている。

このような四端子測定では、電圧測定用プローブと電流印加用プローブとができるだけ近接して設けられ、同一検査点に確実に接触する必要があり、そのための手段が種々提案されている。
特開２００４−２７９１３３号 この文献１には、保持部材によって電流供給用ニードルピン及び電圧測定用ニードルピンが一体に保持された構成が開示されており、四端子測定で利用されるプローブが示されている。

このような文献１に開示される四端子プローブを利用する場合、各検査点にこのプローブの二つの端子を圧接させ、所定の二箇所の検査点に接触する二本の四端子プローブ間の抵抗を算出することになる。

このような四端子プローブを利用して各配線の導通検査を行う場合、検査対象となる配線上の測定点に圧接された二本の四端子プローブを順次選出して、それらの間の抵抗値を測定していた。

しかしながら、このような導通検査の方法では、各配線に圧接する二本の四端子プローブ同士の全ての組合せに対して抵抗値の測定を実施しなければならず効率の悪い方法であった。

また、このような四端子プローブを、フリップチップ面のような比較的配線ピッチが狭く高密度の配線パターンが形成された検査対象面で用いる場合、単位面積当たりの四端子プローブの本数が増加し、このプローブが有する二つの端子からの電気信号を送受信する電極部の面積が増加することになり、二つの端子からの電気信号を送受信することが難しいという問題を有していた。

さらに、特許文献１で示される如き四端子プローブは、比較的配線ピッチの間隔の広い配線パターンが形成されたボールグリッド面側（基板の裏面側）においては利用しやすいが、比較的配線ピッチが狭く高密度の配線パターンが形成されたフリップチップ面（基板の表面側）においては利用することが難しいため、表面側上で形成される配線（top-to-top配線）と表面側と裏面側にかけて形成される配線（top-to-bottom配線）との両方が存在する基板においては四端子測定を行うことが難しいという問題を有していた。

このため、フリップチップ面のようにより高密度の配線パターンが形成されている面に対してもより効率よく四端子プローブを配置して、四端子測定により抵抗値の測定を行うことが望まれている。

被測定対象が多数であるため、それらの被測定対象に対して効率よく測定を行うことが望まれている。

また、四端子プローブを用いる際に、それらの四端子プローブと計測装置との間の配線の簡略化が望まれている。

さらに、top-to-top配線とtop-to-bottom配線との両方が存在する基板において簡易に四端子測定を行うことが望まれている。

上記課題を解決するために、本発明に係る基板検査装置は、複数の被検査点が設定された複数の配線を有する被検査基板の被検査点に接触する複数の検査用プローブであって、各検査用プローブが、電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブと、複数の検査用プローブの電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続する接続部材と、接続部材を経由して群に電流を供給する電流供給手段と、群に属する電流供給用のプローブに対応する電圧測定用のプローブと、その群とは異なる他の群に属する検査用プローブに対応する電圧測定用プローブとの間の電圧を測定する電圧測定手段と、電流供給手段の供給電流値と電圧測定手段の測定電圧値とから被検査点の２つの間の配線の抵抗値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る基板検査装置は、複数の被検査点が表側及び裏側に設定された複数の配線を有する被検査基板の被検査点に接触する複数の検査用プローブであって、各検査用プローブが、電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブと、複数の検査用プローブの電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続する接続部材と、接続部材を経由して群に電流を供給する電流供給手段と、群に属する電流供給用のプローブに対応する電圧測定用のプローブと、その群とは異なる他の群に属する検査用プローブに対応する電圧測定用プローブとの間の電圧を測定する電圧測定手段と、電流供給手段の供給電流値と電圧測定手段の測定電圧値とから前記被検査点の２つの間の配線の抵抗値を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る接続部材は、複数の被検査点が表側及び裏側に設定された複数の配線を有する被検査基板の各被検査点に接触し、各々が電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブを用いる基板検査装置で使用される接続部材であって、複数の検査用プローブの電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続することを特徴とする。

さらに、本発明に係る基板検査方法は、各々が電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブを被検査基板の表側及び裏側に設定された複数の配線上の被検査点に接触させる工程と、電流供給用のプローブを群にまとめて電気的に相互に接続し、群に電流を供給する工程と、複数の被検査点に接触する複数の電圧測定用のプローブの２つの組合せの間に発生している電圧値を測定する工程と、供給した電流値と測定した電圧値とから２つの被検査点の組合せの間の抵抗値を算出することにより配線の導通検査を行うことを特徴とする。

本発明によれば、フリップチップ面のようにより高密度の配線パターンに対しても四端子測定を行うことのできる基板検査装置及び方法並びに接続部材を提供することができる。

本発明によれば、より効率よく四端子測定を行うことのできる基板検査装置及び方法並びに接続部材を提供する。

また、本発明によると、高密度の配線パターンに対して四端子測定を行うに当たって検査用プローブと検査装置との間の配線を簡略化できる基板検査装置及び方法並びに接続部材を提供する。

さらに、top-to-top配線とtop-to-bottom配線との両方が存在する基板においても簡易に四端子測定を行うことができる基板検査装置及び方法並びに接続部材を提供することができる。

以下、本発明に係るプローブの望ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ符号を付して、重複した説明を省略している。
［四端子測定装置］
図１は、四端子測定装置の概念を説明するための図である。その装置は、電流発生部１２と電圧測定部１０とを備える。電流発生部１２には電流供給用の第１及び第２電流プローブ１２Ｆ１，１２Ｆ２が接続され、電圧測定部１０には電圧測定用の第１及び第２電圧プローブ１０Ｓ１，１０Ｓ２が接続されている。

図１に示すように、回路基板の配線１６の抵抗１４を測定する場合には、第１及び第２電圧プローブ１０Ｓ１，１０Ｓ２と第１及び第２電流プローブ１２Ｆ１，１２Ｆ２とを、その配線１６の抵抗１４の両端に接触するように配置し、第１及び第２電流プローブ１２Ｆ１，１２Ｆ２を経由して、電流発生部１２から配線１６に測定用の所定の大きさの電流を供給する。それにより配線１６の抵抗１４の両端部には電位が発生するので、第１及び第２電圧プローブ１０Ｓ１，１０Ｓ２を介してその両端部の電位を電圧測定部１０で測定する。それらの電位の差の値、つまり電圧値が求まると、測定用の電流値及びその測定した電圧値から配線１６の抵抗１４の抵抗値を求めることができる。
［基板検査装置の構成］
図２（ａ）は、四端子測定によって基板の配線の検査を行うための本発明に係る基板検査装置２３の望ましい実施形態を示す。被検査基板２４には、top-to-top配線２９とtop-to-bottom配線２８ａ、２８ｂ、・・・２８ｎとの両方が形成されている。この実施形態では、被検査基板２４の表側（図２に向かって上側）に形成された比較的配線ピッチが狭く高密度の配線のランド２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、・・・２１ｎの中の２つの中の所定のランド間のtop-to-top配線２９の抵抗値の測定及び断線の有無の確認を行うとともに、ランド２１ａ、２１ｂ・・・２１ｎの中の所定のランドと、基板２４の裏側（図２に向かって下側）に形成された配線のランド２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｎの中の所定のランドとの間のtop-to-bottom配線２８ａ、２８ｂ、・・・２８ｎの抵抗値の測定及び断線の有無の確認を行うものとする。

基板検査装置２３は、検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎ等を用いて四端子測定を実施する。発明の理解の容易化のために、一部の検査用プローブのみを示し、他の検査用プローブは省略している。検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎは測定対象の両端部に配置されるプローブであり、すべて同じ構造である。このため、代表的に検査用プローブ２０−１について説明する。検査用プローブ２０−１は、電圧測定用の円柱状の電圧プローブ２０Ｓ１と、それを囲むように同軸的に配置された円柱状の電流供給用の電流プローブ２０Ｆとからなる。それらの間には絶縁層（図示せず）が形成されている。

図２（ｂ）は、図２（ａ）において破線Ａで囲んだ検査用プローブ２０−ｎの先端部を拡大した図である。その図に示すように、検査用プローブ２０−ｎの先端部は、中央にある電圧プローブ２０Ｓｎのとがった先端部と、それを囲むように配置された電流プローブ２０Ｆの円環状のとがった先端部とから構成されていて、それらの両方ともがランド２１ｎに当接している。

また、中間板２２は、絶縁性の板状の材料から形成されていて、それには、図２（ａ）に示すように複数の貫通孔３２が形成されている。その貫通孔３２には検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎが貫通して固定されている。後述するように、それらの複数の貫通孔３２は、複数のグループ（群）に分けられており、各郡内の貫通孔３２に挿入された検査用プローブの電流プローブ２０Ｆが電気的に相互に接続されている。

ここで、図３ａから図３ｃを参照しながら、測定対象とする基板２４’の配線２９’等と、中間板２２’に形成された複数の群に分けられた貫通孔３２と、それらの貫通孔に取り付けられる検査用プローブ２０−１等との関係を説明する。図３ａは、図２ａにおける中間板２２に相当する中間板２２’の平面図であり、図３ｂは、図２ａにおける被検査基板２４に相当する被検査基板２４’の平面図である。また、図３ｃは、図３ｂにおける被検査基板２４’の３Ｃ−３Ｃ線から見た断面側面図である。

図３ｂ及び図３ｃに示すように、被検査基板２４’には、top-to-top配線２９’とtop-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂとの両方が形成されている。測定対象のtop-to-top配線２９’はランド２１’ｃとランド２１’ｎとの間の配線であり、また、測定対象のtop-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂは、それぞれ、ランド２１’ａとランド２５’ａとの間の配線及びランド２１’ｂとランド２５’ｂとの間の配線である。

図３ａに示すように、中間板２２’には、図３ｂに示す被検査基板２４’のランド２１’ａ、２１’ｂ、２１’ｃ・・・２１’ｎ（又は配線上の既定の測定点）に対応する位置に複数の貫通孔３２が形成されており、それらの貫通孔３２は、群３４，３５，３６ａ、３６ｂ、３６ｃにグループ化されている。群３４は、top-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂ・・・のランド２１’ａ、２１’ｂをグループ化したものに対応し、群３５は、３つのtop-to-top配線２９’の一方の側の複数のランド２１’ｃをグループ化したものに対応する。また、群３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ、その３つのtop-to-top配線２９’の他方の個々のランド２１’ｎに対応する。なお、この実施例では、単数の貫通孔からなるものもグループ（群）と称する。

群３４及び群３５のそれぞれの群内では、貫通孔３２の周縁を、例えば、導電性部材３８（図３ａには一部のみをしめす）によって接続することによって、各群内のすべての貫通孔３２を電気的に相互に接続している。群３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、互いに電気的に分離されており、また、群３４及び群３５からも電気的に離隔されている。

また、電流発生部１２が、群３４、群３５、群３６ａ、群３６ｂ及び群３６ｃ内の検査用プローブの電流プローブに電流を供給するように接続されている。その接続は、電流発生部１２を、各群内の１つの検査用プローブの電流プローブに直接に接続するようにしてもよく、または、各群内の導電性部材３８を経由していずれかの電流プローブに接続するようにしてもよい。

図２ａに示すように、図３ａの中間板２２’の貫通孔３２に検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−ｎを挿入すると、それらの検査用プローブの電流プローブ２０Ｆは、その貫通孔３２の周縁に密着して保持される。また、各群３４，３５内では、貫通孔３２に挿入された検査用プローブ２０−１、２０−２、・・・２０−ｎが導電性部材３８によって相互に電気的に接続される。

そのように構成すると、電流発生部１２から、群３４、３５、３６ａ、３６ｂ及び３６ｃの１つの検査用プローブの電流プローブ２０Ｆに電流を供給すると、各群内のすべての電流プローブ２０Ｆに電流を供給することができる。

中間板２２’の複数の貫通孔３２をどのようなグループ（群）にまとめるかは、主として基板の配線パターンに対応して定めることになる。例えば、図３ａに示すように、top-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂ等が存在する場合には、それらの配線の例えば基板２４’の表側の面上にあるランドや被測定点を１つのグループにする。また、top-to-top配線２９’等が存在する場合には、それらの配線の一方のランドや被測定点を１つのグループにまとめ、他方のランドや被測定点は電気的に個々に独立したグループとする。

このように中間板２２’の貫通孔３２をグループ化することによって、被検査基板に、top-to-bottom配線とtop-to-top配線とが混在していても、top-to-top配線に対し四端子測定によって導通検査を行うことができる。

一方、図２に示すように、被検査基板２４の裏側には、top-to-bottom配線２８ａ、２８ｂ、・・・２８ｎの一方のランド２５ａ、２５ｂ、・・・２５ｎが形成されている。その基板の裏側では、その基板の表側で用いた検査用プローブ２０−１、２０−２、・・・２０−ｎとは異なる構造の検査用プローブ２６を用いている。その検査用プローブ２６は、電流供給用の電流プローブ２６Ｆと電圧測定用の電圧プローブ２６Ｓとを備え、それらが一体的に形成されている。ただし、検査用プローブ２６の代わりに検査用プローブ２０−１、等と同じ構造のプローブを用いてもよい。

図２ａに示すように、検査用プローブ２６の電流プローブ２６Ｆと、電圧測定用の電圧プローブ２６Ｓとの先端部（図２に向かって上側の位置にある部位）は、ともにランド２５ａに当接している。また、電流プローブ２６Ｆは、電流発生部１２に接続されており、電圧プローブ２６Ｓは、電圧測定部１０に接続されている。

また、被測定基板２４の表側に配置された検査用プローブの電圧プローブ２０Ｓ１、２０Ｓ２、・・・２０Ｓｎは、電圧測定部１０に接続されている。このように、基板の表面側のすべての電圧測定用の電圧プローブを同じ電圧測定部に接続するようにしてもよいが、個別に又はいくつかのグループごとに別々の電圧測定部に接続するようにしてもよい。同一の電圧測定部にすべての電圧プローブを接続したときには、測定時間をずらしてそれぞれの電圧プローブの電圧測定を行えばよく、別々の電圧測定部を用いた場合には測定を同時に行うこともできる。

また、図示していないが、電流発生部１２及び電圧測定部１０には演算処理装置が接続されていて、電流発生部１２から供給される電流の値及び電圧測定部１０によって測定する電圧値に関するデータを受信して、それらの値から抵抗値を算出する処理を行う。また、その演算処理装置に表示装置が接続されていて、その算出した抵抗値等のデータを表示する（図示せず）。
［基板検査装置の動作］
図４は、例えば、図３ｂに示す配線の群３４、３５、３６ａ、３６ｂ及び３６ｃに対応させて、図３ａに示すように、検査用プローブを３４、３５、３６ａ、３６ｂ及び３６ｃにグループ化した中間板２２を用いた基板検査装置２３によって、各配線の抵抗値を測定する場合のその装置の動作の流れを説明する。

ステップＳ４１では、まず、被検査基板２４’に対し中間板２２’に取り付けたプローブの先端の位置決めを行う。つまり、検査用プローブ２０−１，２０−２、２０−３、・・・２０ｎを中間板２２’ともに移動させて、それらの検査用プローブの先端を基板２４’の表側のランド２１’ａ、２１’ｂ、２１’ｃ、・・・２１’ｎの表面に当接させる。この場合、基板２２’の表面と平行な面内に沿ってＸ軸方向及びそれに直交するＹ軸方向と、その面と直交する鉛直方向のＺ軸方向とを規定して、それらの座標に基づいてランドの位置を特定し、図示せぬプローブ移動装置を用いて検査用プローブを移動してその先端をランドに当接させるようにしてもよい。

また、top-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂ、・・・２８’ｎを検査するために、基板２４’の裏側のランド２５’ａ、２５’ｂ、・・・２５’ｎのそれぞれに別々の検査用プローブ２６の先端を当接させる。

ステップＳ４２では、電流発生部１２を、群３４、３５、３６ａ、３６ｂ及び３６ｃと、検査用プローブ２６の電流プローブ２６Ｆとに接続し、それから、top-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂ、・・・２８’ｎの検査を行うために群３４と電流プローブ２６Ｆとの間に電流を供給し、また、top-to-top配線２９’の検査を行うために群３６と群３６ａ、３６ｂ及び３６ｃとの間に電流を供給する。

上記のように、群３４と電流プローブ２６Ｆとの間に電流を供給すると、配線２８’ａ、２８’ｂ、・・・２８’ｎのそれぞれの両端に電位差が生じる。また、群３５と群３６ａ、３６ｂ及び３６ｃとの間に電流を供給すると、群３５と群３６ａとの間の配線２９’の両端、また、群３５と群３６ｂとの間の配線２９’の両端、さらに、群３５と群３６ｃとの間の配線２９’の両端に電位差が生じる。

ステップＳ４３では、top-to-bottom配線２８’ａ、２８’ｂ、・・・２８’ｎの検査の場合には、電圧プローブ２０Ｓ１，２０Ｓ２、２０Ｓ３、・・・２０Ｓｎと電圧プローブ２６Ｓとの間の電位差を電圧測定部１０によって測定する。また、top-to-top配線２９’の検査の場合には、電圧プローブ２０Ｓ１，２０Ｓ２、２０Ｓ３、・・・２０Ｓｎの一対ごとの間の電位差を電圧測定部１０によって測定する。

ステップＳ４４では、演算処理装置によって、電流発生部１２から供給した電流の値とその測定した電圧値とから抵抗値を算出してその値を保存する。

続いて、ステップＳ４５では、その算出した抵抗値を既定の抵抗値のｒオームと比較する。算出した抵抗値が既定の抵抗値より大きい場合には、ステップＳ４６において、その算出した抵抗値を表示装置に表示する。一方、算出した抵抗値がその既定の抵抗値より小さい場合には、ステップＳ４７において、２つのグループに対応する２つの配線が短絡していると判断して、その旨を表示装置に表示する。短絡は、例えば、図３ｂの実施例では、配線２９’同士の間で発生する可能性がある。そのように、群３５と群３６ａとの間の配線２９’と、群３５と群３６ｂとの間の配線２９’又は群３５と群３６ｃとの間の配線２９’との間の導通を調べる場合には、群３５と群３６ｂ又は群３６ｃと間の短絡の検査をおこなえば、配線２９’同士の短絡の有無を検査することができる。必要に応じて、表示装置には、短絡や抵抗値の表示に代えて、配線の導通の良否を示す表示に代えてもよい。

図３ａの実施例のように、電流を郡３４のいずれかの検査用プローブの電流プローブ２６Ｆに供給すると、導電性部材３８を経由してすべての他の電流プローブにも電流が供給されるので、個々の電流プローブに電流を供給する必要がない。
［検査用プローブの他の実施例］
図５は、中間板を用いた基板検査装置に適した検査用プローブ５０の一例を示す。

図５に示すように、検査用プローブ５０は、電圧測定用の円柱状の電圧プローブ５０Ｓと、それを囲むように同軸的に配置された円筒状の電流プローブ５０Ｆとを備える。電圧プローブ５０Ｓの表面には絶縁膜（図示せず）が形成されており、電圧プローブ５０Ｓは電流プローブ５０Ｆの内部で移動することができる。図５から明らかなように、電流プローブ５０Ｆは、電圧プローブ５０Ｓよりも短く、電圧プローブ５０Ｓの先端部の接触部５３は、電圧プローブ５０Ｆから突出している。また、電流プローブ５０Ｆ及び電圧プローブ５０Ｓは、可撓性及び弾性を有する材料から形成されている。それにより、後述するように、電流プローブ５０Ｆ及び電圧プローブ５０Ｓは、ベースプレートと測定対象の回路基板との間で撓んで湾曲するとともにそれらの先端部を回路基板に適切に当接させることができるようになる。
［他の実施例に係る検査用プローブを用いた検査装置の一例］
図６は、図５に示すプローブ５０と同じ構造の検査用プローブ５０−１，５０−２，５０−３を備えた検査装置６０の一例を示す。その検査装置６０においては、各々の検査用プローブ５０−１，５０−２，５０−３の電流プローブ５０Ｆの上端部分が、中間板６４に固定されているが、その下端近くは、ガイドプレート６２に形成された孔に移動自在に挿入されている。

中間板６４は絶縁性の材料から形成されていて電流プローブ５０Ｆを保持する。中間板６４に固定された検査用プローブ５０−１，５０−２，５０−３は、例えば、図２及び図３に示す実施例のように、top-to-bottom配線やtop-to-top配線のような基板の配線パターンに対応させてグループ化されていて、それらのグループ内では、検査用プローブ同士が導電性部材６８によって電気的に相互に接続されている。

図示していないが、各グループ内の１つの電流プローブ５０Ｆが、電流発生部１２に接続されていて、導電性部材６８を経由してグループ内の他のすべての電流プローブ５０Ｆに電流が供給される。

図６は、電圧プローブ５０Ｓ及び電流プローブ５０Ｆの先端部が測定対象にしっかりと押し付けられていて、それらが適切に撓んでいる状態を示す。

図６は、その電圧プローブ５０Ｓ及び電流プローブ５０Ｆの代表的な撓みの例を示す。破線で示す部分５０Ｓ’、５０Ｆ’は、各プローブが測定対象に押し付けられていない状態である。検査用プローブ５０−１では、ベースプレート５２に近い側の電圧プローブ５０Ｓが撓んでいる。検査用プローブ５０−２では、ベースプレート５２に近い側では電圧プローブ５０Ｓが撓むとともに、さらに基板５８側では電流プローブ５０Ｆ及びその内部に位置する電圧プローブ５０Ｓの両方が撓んでいる。また、検査用プローブ５０−３も検査用プローブ５０−２と同様に撓むが、ベースプレート５２に近い側での電圧プローブ５０Ｓの撓みの方向は検査用プローブ５０−２とは逆である。

次に、図６に基づいて、検査用プローブ５０−１，５０−２，５０−３の先端部を測定対象の配線回路パターン５６に当接させる際の検査装置６０の動作を説明する。

まず、電圧プローブ５０Ｓの上端部が固定されたベースプレート５２と、電流プローブ５０Ｆの上端部が固定された中間板６４とをそれらの距離を一定に保持したまま同時に下降させて、電圧プローブ５０Ｓの接触部５３を回路基板５８上の配線回路パターン５６に当接させる。このときは、電流プローブ５０Ｆ及び電圧プローブ５０Ｓはまっすぐである。破線で示す部分５０Ｓ’、５０Ｆ’は、各プローブが撓んでいない状態を示す。

次に、接触部５３を配線回路パターン５６に当接させた状態で、さらにベースプレート５２及び中間板６４を下降させて接触部５３を配線回路パターン５６に押し続ける。そうすると、ベースプレート５２と配線回路パターン５６との間の距離が、電圧プローブ５０Ｓの長さより小さくなるので、弾性を有する電圧プローブ５０Ｓが撓み始める。ベースプレート５２及び中間板６４の下降が続くと、電流プローブ５０Ｆの先端部が配線回路パターン５６に当接するようになる。その状態が図６における検査用プローブ５０−１の状態に対応しており、電流プローブ５０Ｆはまっすぐのままである。

一方、基板５８又は配線回路パターン５６の表面に凹凸があることがある。このため、検査用プローブ５０−１の先端が、配線回路パターン５６の表面に当接する前に、既に、他の検査用プローブの先端が、対応する配線回路パターン５６の表面に当接している場合がある。その場合に、ベースプレート５２及び中間板６４の下降を続けると、既に先端が当接している検査用プローブは、可撓性を有するため撓んで湾曲し始める。その後、全ての検査用のプローブの電圧プローブ５０Ｓ及び電流プローブ５０Ｆの先端が、対応する配線回路パターン５６の表面に当接すると、ベースプレート５２及び中間板６４の下降が止められる。そのときは、図６に示すように、先に配線回路パターン５６に当接していた検査用プローブ５０−２及び５０−３の電流プローブ５０Ｆは、撓んで湾曲している。このように電流プローブ５０Ｆが撓むのは、電流プローブ５０Ｆが取り付けられた中間板６４と、それに対応する配線回路パターン５６の表面との間隔が、複数の検査用プローブの間で相違することがあるため、その相違を吸収するためである。

図５及び図６の実施例に係る検査用プローブ５０−１等を用いて、基板上の配線の検査を行う場合には、電流発生部１２を、中間板６４に取り付けられた検査用プローブの各グループに接続するとともに、電圧測定部１０を検査用プローブ５０−１，５０−２，５０−３等に接続して、図２に示す検査装置と同様に、図４に示す手順に基づいて配線の抵抗値の測定を行う。つまり、検査用プローブ５０−１等を配線（ランド）に接触させて、電流供給部１２から中間板６４の導電性部材３８を経由して各群内の１つの電流プローブ５０Ｆに電流を供給する。同じ群内の電流プローブ５０Ｆは導電性部材６８によって電気的に相互に接続されているので、１つの電流プローブ５０Ｆに電流を供給することによって、他の電流プローブ５０Ｆにも電流が供給される。さらにその電流はそれらの電流プローブから配線に供給される。その電流の供給によって、検査対象の配線の２つの被接触点の間には電位差が発生する。それらの被接触点には電圧プローブ５０Ｓが接触しているので、電圧測定部１０を用いてそれらの一対の電圧プローブ５０Ｓの間に発生した電位差を測定する。次に測定した電圧値及び供給電流の値から配線の抵抗値を算出して配線の状態を検査する。

図５及び図６の実施例によると、電流プローブ５０Ｆを測定対象に押し付けるだけで、電圧プローブ５０Ｓ及び電流プローブ５０Ｆの両方の先端部を測定対象にしっかりと接触させることができる。

上記の測定装置６０の動作の説明においては、ベースプレート５２と中間板６４との間を一定に保持して、電圧プローブ５０Sの先端を最初に配線回路パターン５６の表面に当接させ、次に、電流プローブ５０Fの先端を配線回路パターン５６に当接させた。それに代えて、次のように測定装置６０を動作させるようにしてもよい。

つまり、測定装置６０において、まず、中間板６４とそれに上端部が固定された電流プローブ５０Fを下降させて、電流プローブ５０Fの先端部を配線回路パターン５６の表面に当接させる。その際、基板５８又は配線回路パターン５６の表面に凹凸があることがあるため、すべての電流プローブ５０Fの先端部が、配線回路パターン５６の表面に同時に当接しない場合がある。そのため、すべての電流プローブ５０Fの先端部が、配線回路パターン５６の表面に当接するまで中間板６４の下降が続けられる。その下降に伴い、先に配線回路パターン５６の表面に当接した電流プローブ５０Fは、中間板６４の下降に伴って湾曲することになる。すべての電流プローブ５０Fの先端部が配線回路パターン５６の表面に当接した段階で、中間板６４の下降は止められる。

次に、電圧プローブ５０Ｓとともにベースプレート５２を下降させる。それにより、電圧プローブ５０Ｓの先端部が、配線回路パターン５６の表面に当接するようになる。その際、基板５８又は配線回路パターン５６の表面の凹凸のために、電流プローブ５０Fの場合と同様に、複数の電圧プローブ５０Ｓの先端部が同時に配線回路パターン５６の表面に当接しないことがあるので、すべての電圧プローブ５０Ｓの先端部が、配線回路パターン５６の表面に当接するまでベースプレート５２の下降が続けられる。その下降に伴い、先に配線回路パターン５６の表面に当接した電圧プローブ５０Ｓは湾曲することになる。すべての電圧プローブ５０Ｓの先端部が配線回路パターン５６の表面に当接した段階で、ベースプレート５２の下降が止められる。

上述のように、測定装置６０を動作させると、電流プローブ５０Ｆ及び電圧プローブ５０Ｓの撓みによって、測定対象の面の凹凸による高さの相違やプローブの長さの相違等が吸収されてすべてのプローブの先端が適切に測定対象の面に接することができるとともに、それらの先端が適切な力でその面に押し付けられて良好な電気的接触を形成することができる。

この実施例によると、グループ化された複数の電流プローブ５０Ｆが中間板６４に固定されていて、各グループ内においてそれらの固定された端部が導電性部材６８によって電気的に相互に接続されているので、電流発生部１２からは、それらの電流プローブ５０Ｆの中の１つだけに電流を供給すればよい。そのため、電流プローブから電流発生部までの配線を簡略化することができる。
［代替例等］
以上、本発明の係る基板検査装置、基板検査方法、接続部材及び検査用プローブについていくつかの実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に拘束されるものではない。当業者が容易になしえる追加、削除、改変等は、本発明に含まれることを承知されたい。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められる。

例えば、図２及び図３の実施例では、中間板２２を絶縁性材料で形成したが、導電性材料、例えば、導電性ゴムによって形成し、さらに、貫通孔３２のグループ同士を電気的に分離するために、それらの境界に絶縁材の分離帯を形成するようにしてもよい。又は、中間板を貫通孔の群ごとに別々に独立させてもよい。

また、中間板として、板状に一体的に形成して検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎを支持するとともに、電流発生部１２と電流プローブ２０Ｆとを電気的に接続する実施例を説明したが、中間板によって検査用プローブの支持は行わずに、その支持は別部材によって行い、中間板は、例えば、導電性のあるフィルム状のもので形成して、電流発生部１２と所定のグループ化した電流プローブ２０Ｆとを電気的に接続することのみを行わせてもよい。

また、図２において、電流プローブ２０Ｆと電圧プローブ２０Ｓ１，２０Ｓ２，２０−３、・・・２０ｎとを入れ替えて、電流プローブ２０Ｆを中心に配置し、それを囲むように電圧プローブ２０Ｓ１，２０Ｓ２，２０ｎを形成するように構成してもよい。そのような検査用プローブを用いる場合には、各検査用プローブの内側に位置する電流プローブ２０Ｆに電流発生部１２を接続し、各電流プローブ２０Ｆを囲むように形成された電圧プローブ２０Ｓ１，２０Ｓ２，２０ｎに、中間板２２の導電性部材３８を経由して電圧測定部１０を接続する。この状態で、電流を各電流プローブ２０Ｆに流して、電圧プローブ２６Ｓと電圧プローブ２０Ｓ１，２０Ｓ２，２０ｎとの間に発生した電圧を中間板２２の導電性部材３８を経由して電圧測定部１０で測定する。この後の処理装置での計算処理は図４で説明したものと同じである。
[中間板の他の例]
図７は、他の例の中間板７２を示す平面図である。中間板７２には、top-to-top配線が形成された被検査基板のランドの位置に対応する位置に貫通孔３２’’が形成されている。各々の貫通孔の直径は検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎ又は５０−１、５０−２、５０−３、・・・５０−ｎの外径に相当する。また、複数の貫通孔３２’’の一部が、例えば、図７に示すように、２つのグループ（群）３４’’及び３５’’にグループ化されており、各グループ３４’’，３５’’内では、貫通孔３２’’の周縁が導電性部材３８によって相互に電気的に接続されている。図７では、図面を簡略化するために、導電性部材３８は一部のみを示す。

所定の貫通孔３２’’に、例えば検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎを挿入すると、それらの検査用プローブの電流プローブ２０Ｆが、その貫通孔３２’’の周縁に密着して保持される。また、貫通孔３２’’の各グループ３４’’，３５’’内では、貫通孔３２’’に挿入された検査用プローブ２０−１、２０−２、２０−３、・・・２０−ｎが導電性部材３８によって相互に電気的に接続される。このため、グループ３４’’内の貫通孔３４’’ａに挿入された検査用プローブの１つの電流プローブ２０Ｆに電流発生部１２から電流を供給すると、そのグループ内の全ての電流プローブに電流を供給できることになる。同様に、グループ３５’’の貫通孔３５’’ａに挿入された検査用プローブの１つの電流プローブに電流発生部１２から電流を供給すると、そのグループ内の全ての電流プローブに電流を供給できる。

次に、図２ａに示す基板検査装置２３を用いて、例えば、図７に示すように、グループ３４’’とグループ３５’’とにそれぞれ対応する基板のtop-to-top配線の中の２つの配線の間の抵抗値を測定する場合のその装置の動作の流れを説明する。

まず中間板７２に取り付けた検査用プローブの位置決めを行う。つまり、図６に示すような検査用プローブ５０−１，５０−２、５０−３、・・・５０ｎを中間板７２ともに移動して、それらの検査用プローブの先端をランド５６の表面に当接させる。この場合、基板の表面と平行な面内に沿ってＸ軸方向及びそれに直交するＹ軸方向と、その面と直交する鉛直方向のＺ軸方向とを規定して、それらの座標によってランドの位置を特定し、図示せぬプローブ移動装置を用いて検査用プローブを移動してその先端をランドに当接させるようにしてもよい。

次に、各グループ３４’’，３５’’間に電流を供給する。つまり、それぞれのグループ内の任意の１つの電流プローブ５０Ｆに電流発生部１２から電流を供給する。それにより、電流は、各グループ３４’’，３５’’内の導電性部材３８を経由してすべての電流プローブ５０Ｆに供給される。

その電流の供給によって、グループ３４’’内の電圧プローブ２０Ｓと、グループ３５’’内の電圧プローブ２０Ｓとの間に電位差が発生するので、それを電圧測定部１０によって測定する。その電位差はそれらのグループの配線間に生じたものである。

次に、演算処理装置によって、電流発生部１２から供給した電流の値とその測定した電圧値とから抵抗値を算出してその値を保存する。

このように測定すると、検査用プローブをグループ化しないでtop-to-top配線間の絶縁の良否を測定する場合と比べると、検査用プローブをグループ化することによって２つの配線間の絶縁の良否の判断のための測定を１度で済ませることができる。

図１は、四端子測定法の概念を説明するための図である。 図２（ａ）は、本発明に係る基板検査装置の一実施形態の概略側面図である。図２（ｂ）は、その基板検査装置に用いる検査用プローブの先端部の拡大図である。 図３（ａ）は、本発明に係る基板検査装置に用いる中間板の平面図である。図３（ｂ）は、その中間板を用いて検査を行う被検査基板の平面図である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）の被検査基板の３Ｃ−３Ｃ線からみた断面側面図である。 図４は、本発明に係る基板検査装置を用いて基板を検査する際の装置の動作の流れ図である。 図５は、本発明に係る検査用プローブの他の実施例を説明するための図である。 図６は、図５の検査用プローブを用いる他の実施例に係る基板検査装置を説明するための図である。 図７は、他の例に係る中間板の平面図である。

符号の説明

１０：電圧測定部、 １２：電流発生部、 ２０−１，２０−２，２０−ｎ，２６：検査用プローブ、 ２０Ｓ１，２０Ｓ２，２０Ｓｎ：電圧プローブ、 ２０Ｆ，２６Ｆ：電流プローブ、 ２２，６４：中間板、 ３２：貫通孔、 ３８，６８：導電性部材、 ５０：検査用プローブ、 ６０：基板検査装置

Claims (17)

1. 複数の被検査点が設定された複数の配線を有する被検査基板の前記被検査点に接触する複数の検査用プローブであって、各検査用プローブが、電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブと、
   前記複数の検査用プローブの前記電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続する接続部材と、
   前記接続部材を経由して前記群に電流を供給する電流供給手段と、
   前記群に属する電流供給用のプローブに対応する電圧測定用のプローブと、該群とは異なる他の群に属する検査用プローブに対応する電圧測定用プローブとの間の電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電流供給手段の供給電流値と前記電圧測定手段の測定電圧値とから前記被検査点の２つの間の配線の抵抗値を算出する算出手段とを備える基板検査装置。
2. 複数の被検査点が表側及び裏側に設定された複数の配線を有する被検査基板の前記被検査点に接触する複数の検査用プローブであって、各検査用プローブが、電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブと、
   前記複数の検査用プローブの前記電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続する接続部材と、
   前記接続部材を経由して前記群に電流を供給する電流供給手段と、
   前記群に属する電流供給用のプローブに対応する電圧測定用のプローブと、該群とは異なる他の群に属する検査用プローブに対応する電圧測定用プローブとの間の電圧を測定する電圧測定手段と、
   前記電流供給手段の供給電流値と前記電圧測定手段の測定電圧値とから前記被検査点の２つの間の配線の抵抗値を算出する算出手段とを備える基板検査装置。
3. 前記算出手段によって算出された抵抗値を既定の値と比較することによって前記配線の導通検査を行う請求項１又は２の基板検査装置。
4. 前記接続部材が、前記被検査基板の表側又は裏側に配置され、各接続部材が、前記複数の前記電流供給用プローブを電気的に相互に接続する請求項１又は２の基板検査装置。
5. 前記電流供給用のプローブが絶縁層を介して前記電圧測定用のプローブを囲み、該電流供給用のプローブと該電圧測定用のプローブとが同心状に形成されている請求項１又は２の基板検査装置。
6. 前記接続部材が絶縁性材料から形成された板状部材であり、該板状部材に複数の貫通孔が形成されていて、該貫通孔が前記群ごとに導電性部材によって電気的に相互に接続されている請求項１又は２の基板検査装置。
7. 前記被検査基板の前記表側に配置されていて前記複数の検査用プローブの前記電流供給用のプローブが取り付けられた接続部材と、前記被検査基板の前記裏側に配置された前記検査用プローブの前記電流供給用のプローブとの間に前記電流供給手段が電流を供給し、前記被検査基板の前記表側に配置された前記接続部材に取り付けられた前記複数の検査用プローブの前記電圧測定用のプローブと、前記被検査基板の前記裏側に配置された前記検査用プローブの前記電圧測定用のプローブとによって、前記被検査基板を表側から裏側に貫通する配線の抵抗値を測定する請求項１又は２の基板検査装置。
8. 前記接続部材が、前記群内の電流供給用のプローブ同士を電気的に相互に接続する導電性材料から形成された部分と、該群同士を電気的に離隔する絶縁性材料から形成された部分とからなる請求項１又は２の基板検査装置。
9. 前記群が前記被検査基板の配線に応じて決定される請求項１又は２の基板検査装置。
10. 前記群が、少なくとも、前記被検査基板の表面と裏面とを接続する配線パターンに接触する群と、該被検査基板の表面のみからなる配線パターンに接触するプローブの群を有する請求項１又は２の基板検査装置。
11. 複数の被検査点が表側及び裏側に設定された複数の配線を有する被検査基板の各被検査点に接触し、各々が電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブを用いる基板検査装置で使用される接続部材であって、
    前記複数の検査用プローブの前記電流供給用のプローブを群ごとに電気的に相互に接続する接続部材。
12. 前記接続部材が板状部材からなり、前記複数の検査用プローブの前記電流供給用のプローブを保持する請求項１１の接続部材。
13. 前記接続部材が導電性の薄膜状部材からなる請求項１１の接続部材。
14. 前記群が前記被検査基板の配線に応じて決定される請求項１１の接続部材。
15. 前記群が、少なくとも、前記被検査基板の表面と裏面とを接続する配線パターンに接触する群と、該被検査基板の表面のみからなる配線パターンに接触するプローブの群を有する請求項１１の接続部材。
16. 各々が電圧測定用のプローブと電流供給用のプローブとからなる複数の検査用プローブを被検査基板の表側及び裏側に設定された複数の配線上の被検査点に接触させる工程と、
    前記電流供給用のプローブを群にまとめて電気的に相互に接続し、該群に電流を供給する工程と、
    前記複数の被検査点に接触する前記複数の電圧測定用のプローブの２つの組合せの間に発生している電圧値を測定する工程と、
    前記供給した電流値と前記測定した電圧値とから前記２つの被検査点の組合せの間の抵抗値を算出することにより配線の導通検査を行う基板検査方法。
17. 前記群が前記被検査基板の配線に応じて決定される請求項１６の基板検査方法。
    
    

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