JP2008102070A

JP2008102070A - 電子部品検査プローブ

Info

Publication number: JP2008102070A
Application number: JP2006285988A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Mitsuki; 秀彦満木
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-05-01
Also published as: TW200819755A

Abstract

【課題】被検査物である精細化した電子部品のプリントパターンや回路素子へ確実に接触する簡易な検査プローブを提供する。
【解決手段】検査プローブは、多数の検査ポイント１２を備えた電子部品１１と、多数の入力リード線２６を備えた検査機器との間に、各々が絶縁された多数の金属芯線１８を介在させ、該電子部品１１を押し付けることで各検査ポイント１２と各入力端子との間に各金属芯線１８の両端が接触して電気的に導通させる検査プローブであって、前記金属芯線１８の検査ポイント１２に向かう側の端面が、エッジを構成しており、該エッジが該検査ポイント１２の中心から外れた位置で接触するというものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品の導通確認等の回路検査を検査機器で行うため、電子部品と検査機器との間を連結するのに用いられる検査プローブに関するものである。

電気機器に組み込まれるプリント基板、集積回路、液晶パネル等の電子部品は、そのプリントパターンや回路素子が精細なものである。そのパターンは、数１００〜数１０μｍ程度にまで精細化されている。これら電子部品は、電気機器に組み込まれる前に、プリントパターンや回路、素子等の導通確認、絶縁確認、動作確認のような電気的性能検査が行なわれる。

性能検査の際、検査機器に接続するため電子部品検査のプローブが用いられる。検査プローブは、複数のピンプローブやプローブ線で構成されている。各ピンプローブ等は、電子部品のプリントパターンや回路、素子等の検査ポイントの大きさ・ピッチに合わせた距離だけ離され、絶縁されている。検査プローブを、検査ポイントへ接触させてから、導通確認等の所期の性能検査が行なわれる。

検査プローブは、図１に示すように、絶縁された多数のプローブ線２０が電子部品側の支持板１６と検査機器側の支持板２３とを貫通して支持されている。従来のプローブ線２０は、図９に示すように、電子部品１１の各検査ポイント１２と検査機器（不図示）への各リード線２６の端面２６Ａが、プローブ線２０の金属芯線１８を介して一直線上に並んでいた。この検査プローブで、電子部品１１を支持板１６へ押し付けると、検査ポイント１２が支持板１６から突出している金属芯線１８の先端に当たって押し、金属芯線１８がバネ性で若干撓みながらリード線端面２６Ａに押しつけられて接触する。その結果、検査ポイント１２は金属芯線１８を通ってリード線２６と導通する。

例えば、特許文献１に、尖った先端を有するプローブ線先部が通過する前保持部と、プローブ線後部を固定する後保持部を備え、前保持部から前方にプローブ線先端部を、後保持部から後方に計測機器へ接続可能にするプローブ線後端部を突出させ、先端部が電子部品端子に接触して後部へ向く押圧力が発生し、それに応じ前保持部と後保持部の間のプローブ線が弾性変形して撓み先端部に反力を発生させるプローブ線ユニットが記載されている。

また、特許文献２に、２本の金属芯線の端面に外傾斜面を構成し、その頂部を相隣接するように一体に保持する保持部材を備え、その保持部材を１点の検査ポイントに接触させて各々の金属芯線で電圧測定と電流供給を同時に行い、４端子測定法等を用いて配線パターンの検査を行う基板検査用プローブ及びそれを用いた基板検査装置が記載されている。

しかしながら、特許文献１に記載してあるように、プローブ線の先端が尖っていると、検査ポイントの中心に傷を残し、電子部品の品質を悪化させてしまうことがある。一方、平坦であるプローブ線の先端面を、検査ポイントの中心に接触させると、該検査ポイントに傷がつかず、それの表面の酸化被膜などにより接触不良を起こしやすい。また、２本の尖ったプローブ線を相隣接させたときの先端の間隙距離は、検査ポイントの最大幅よりも大きいから、それらのプローブ線の先端を１点の検査ポイントに同時に接触させることは困難である。

特開２００４−２３９６６７号公報特開２００４−２７９１３３号公報

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、被検査物である精細化した電子部品のプリントパターンや回路素子へ確実に接触する簡易な検査プローブを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項１に記載の検査プローブは、多数の検査ポイントを備えた電子部品と、多数の入力リード線を備えた検査機器との間に、各々が絶縁された多数の金属芯線を介在させ、該電子部品を押し付けることで各検査ポイントと各入力端子との間に各金属芯線の両端が接触して電気的に導通させる検査プローブであって、前記金属芯線の検査ポイントに向かう側の端面が、エッジを構成しており、該エッジが該検査ポイントの中心から外れた位置で接触することを特徴とする。

請求項２に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、前記検査ポイントが半田バンプであることを特徴とする。

請求項３に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、複数の前記金属芯線のエッジが、１つの前記検査ポイントに接触することを特徴とする。

請求項４に記載の検査プローブは、請求項３に記載されたもので、前記複数の金属芯線が１つの前記検査ポイントの中心から対称に接触することを特徴とする。

請求項５に記載の検査プローブは、請求項３に記載されたもので、前記複数の金属芯線が１つの前記検査ポイントの中心から非対称に接触することを特徴とする。

請求項６に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、前記金属芯線の前記端面が軸対称に、前記エッジを構成していることを特徴とする。

請求項７に記載の検査プローブは、請求項３に記載されたもので、配線両端の前記検査ポイントに夫々、２本で一組の前記金属芯線が接触し、該組毎の片方の該金属芯線同士が電源に接続され、該組毎の他方の該金属芯線同士が電圧計に接続されていることを特徴とする。

本発明の検査プローブは、金属芯線の端面のエッジが検査ポイントの中心から外れた位置に接触するので、金属芯線が確実に検査ポイントに接触できる。

また、該エッジによって、検査ポイント表面の酸化被膜等が削れるため、接触性に優れ、正確な測定が可能である。

したがって、本発明の検査プローブによれば、プリント基板、集積回路、液晶パネル等のような電子部品のプリントパターンや回路素子等の導通確認、絶縁確認のような検査を確実かつ正確に行うことができる。とりわけ、検査ポイントの形状が半田バンプのように半球状である場合に有用である。

発明を実施するための形態

以下、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の一態様を示している。
検査プローブは、支柱２７で固定された電子部品側の支持板１６と検査機器側の支持板２３とに、絶縁された多数の対のプローブ線２０が貫通して支持されたものである。検査機器側の支持板２３は、多数の入力リード線２６を備えた検査機器（不図示）に接続される。

プローブ線２０は、図２に示すように、バネ性を有し、絶縁被覆１７で絶縁された金属芯線１８からなる。その両端近傍は、表面が露出されている。
電子部品側の支持板１６に円形の穴１５がドリル加工によりあけられている。プローブ線２０の金属芯線１８が、この穴１５に貫通している。この穴１５と金属芯線１８との間に遊びを有する。プローブ線２０は、絶縁被覆１７の厚みにより、この穴１５の径よりも太くなっている。電子部品側の支持板１６から突き出た金属芯線１８は、その端面にエッジを有している。

一方、検査機器側の支持板２３にも同様に円形の穴２１があけられている。プローブ線２０の金属芯線１８がこの穴２１に挿入されている。この穴２１とプローブ線２０との間にも遊びを有する。プローブ線２０は、その弾性により丁度弛まない程度に緊張しつつ、検査機器側の支持板２３で支持されている。検査機器側で金属芯線１８の端面は、軸心に対し垂直になっている。

検査機器側の支持板２３は、電子部品検査機器から伸びる多数の入力リード線の支持板２５に固定される。各金属芯線１８の検査機器側の端面２４と、各リード線２６とが、互いにずれているが一部で接触できるようになっている。

この検査プローブは、以下のように動作する。
図２（ａ）のように、電子部品１１を、図示外の治具を使い検査プローブに向け垂直降下させる。すると同図（ｂ）のようにプローブ線２０の金属芯線１８が、検査ポイント側のエッジで検査ポイント１２に接触し強く押し付けられ、検査機器側の支持板２３の方向へ押される。それに伴い、プローブ線２０がバネ性により撓んで座屈する。その結果、プローブ線２０の金属芯線１８が検査機器側の端面２４で、入力リード線２６に強く接触する。検査ポイント１２は金属芯線１８を通ってリード線２６と導通する。

検査機器から電流を流して、検査ポイント１２の導通確認、絶縁確認、動作確認、抵抗値測定のような性能検査を行う。

プローブ線２０の金属芯線１８の軸と検査ポイント１２の中心とは、ずれた位置関係にある。したがって、図３に示すように、金属芯線１８のエッジと検査ポイント１２とが検査ポイント１２の中心から外れた位置で接触する。このとき、該エッジは該検査ポイント１２の中心以外の表面を若干削るため、接触性に優れ、しかも該検査ポイント１２の中心に傷を残さない。

集積回路の性能検査する検査プローブは、図１に示すように、数ｃｍ四方に数千本、例えば２５００〜４０００本のプローブ線２０を有している。各プローブ線２０が集積回路のパターン、各素子、または半田バンプに対応する。

プローブ線２０のバネ性が、金属芯線の弾性に起因する例を図示したが、金属芯線の中程に付設されたスプリングによって発現するものであってもよい。

図４は、別な実施態様での先端面近傍の形状例を示している。
本発明を適用する金属芯線は、図４（ａ）〜（ｄ）のように端面が若干の凹凸のある軸対称の形状であっても、端面にエッジを有していればよい。

図５は、別な実施態様での先端面近傍の形状例を示している。
２本の金属芯線１８はその先端面が平坦で、端面にエッジを有しており、相隣接している。それら２本の金属芯線１８の先端の間隙距離は、検査ポイント１２の最大幅よりも小さい。したがって、２本の金属芯線１８を１点の検査ポイント１２に同時に接触させることが可能である。それらは検査ポイント１２の中心から外れた位置で接触するため、図３のような１本の金属芯線の場合と同様、中心に傷を残さず、該検査ポイント１２との接触不良を起こさない。その上、２本の金属芯線１８を接触させるので、１本の金属芯線１８を１点の検査ポイント１２に接触させるよりも高い接触精度が得られる。

図３〜５のような先端の形状を有する金属芯線は、尖ったものに比べ、加工が容易で、それにかかるコストも安い。

次に、検査プローブと検査ポイントとの接触時の位置関係を示す。
図６（ａ）では、２本の金属芯線１８が検査ポイント１２の中心Ｏから対称に該検査ポイント１２に接触している。一方、同図（ｂ）では、２本の金属芯線１８が検査ポイント１２の中心Ｏから非対称に該検査ポイント１２に接触している。どちらの場合も、２本の金属芯線１８と検査ポイント１２とが接触していることに変わりなく、高い接触精度を得ることができる。

また、図７に示すように、検査プローブは回転して検査ポイントと接触してもよい。
図７（ａ）では、２本の金属芯線１８が検査ポイント１２の中心Ｏから対称に位置し、該検査ポイント１２の中心Ｏを回転して接触している。一方、同図（ｂ）では、２本の金属芯線１８が検査ポイント１２の中心Ｏから非対称に位置し、該検査ポイント１２の中心Ｏを回転して接触している。どちらの場合も、２本の金属芯線１８と検査ポイント１２とが接触していることに変わりなく、回転させることで検査ポイント１２に形成されている表面の酸化被膜などが削れ、より高い接触精度を得ることができる。

検査プローブは、図８に示すように、基板１１上で繋がっている配線３２のパターン両端の対の検査ポイント１２ａ・１２ｂに夫々、２本で一組の金属芯線１８ａ_１・１８ａ_２と１８ｂ_１・１８ｂ_２とが接触し、組毎の片方の金属芯線１８ａ_１及び１８ｂ_１が各々電流供給用として、支持板２５内の入力リード線２６ａ_１及び２６ｂ_１を介し検査機器３１内の変圧器である電源２８に接続され、組毎の他方の金属芯線１８ａ_２及び１８ｂ_２が各々電圧測定用として、支持板２５内の入力リード線２６ａ_２及び２６ｂ_２を介し検査機器３１内の電圧計２９に接続されたものであってもよい。これを用いて配線３２のパターンの抵抗を測定することができる。具体的には、金属芯線１８ａ_１及び１８ａ_２の一組と１８ｂ_１及び１８ｂ_２の一組とを夫々、各金属芯線端面のエッジで対の検査ポイントに接触させ、電源２８から電流を流し、電圧計２９で電圧を測定するという４端子測定法で得られた電圧と、電流とから、配線３２のパターンの抵抗を算出する。

なお、図８で、配線パターンの両端の検査ポイントが半田バンプである例を示したが、配線パターンの一方が半田バンプであり他方がスルーホールやパッドであってもよい。

本発明の検査プローブは、プリント基板、集積回路（ＩＣ）ソケット、液晶パネル、半導体のような各種電子部品について、導通確認、絶縁確認、動作確認、４端子測定法による抵抗値測定のような性能検査をするのに、用いられる。

本発明を適用する検査プローブの実施の一態様での使用途中を示す全体図である。本発明を適用する検査プローブの実施の一態様での使用途中を示す部分図である。本発明を適用する検査プローブの金属芯線の先端面近傍を示す部分図である。本発明を適用する検査プローブの別な金属芯線の先端面近傍を示す部分図である。本発明を適用する検査プローブの別な金属芯線の先端面近傍を示す部分図である。本発明を適用する検査プローブと検査ポイントとの接触時の位置関係を示す部分図である。本発明を適用する別な検査プローブと検査ポイントとの接触時の位置関係を示す部分図である。本発明を適用する検査プローブを４端子測定法に用いた実施の一態様での使用途中を示す部分図である。本発明を適用外の従来の検査プローブの使用途中を示す部分図である。

符号の説明

１１は電子部品、１２・１２ａ・１２ｂは検査ポイント、１３は電子部品側の先端面、１５は穴、１６は電子部品側の支持板、１７は絶縁被覆、１８・１８ａ_１・１８ａ_２・１８ｂ_１・１８ｂ_２は金属芯線、２０はプローブ線、２１は穴、２３は検査機器側の支持板、２４は検査機器側の端面、２５は入力リード線の支持板、２６は入力リード線、２６Ａは入力リード線の端面、２７は支柱、２８は変圧器、２９は電圧計、３０はプローブ線の先端、３１は検査機器、３２は配線、Ｏは検査ポイントの中心である。

Claims

多数の検査ポイントを備えた電子部品と、多数の入力リード線を備えた検査機器との間に、各々が絶縁された多数の金属芯線を介在させ、該電子部品を押し付けることで各検査ポイントと各入力端子との間に各金属芯線の両端が接触して電気的に導通させる検査プローブであって、前記金属芯線の検査ポイントに向かう側の端面が、エッジを構成しており、該エッジが該検査ポイントの中心から外れた位置で接触することを特徴とする検査プローブ。
前記検査ポイントが半田バンプであることを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
複数の前記金属芯線のエッジが、１つの前記検査ポイントに接触することを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
前記複数の金属芯線が１つの前記検査ポイントの中心から対称に接触することを特徴とする請求項３に記載の検査プローブ。
前記複数の金属芯線が１つの前記検査ポイントの中心から非対称に接触することを特徴とする請求項３に記載の検査プローブ。
前記金属芯線の前記端面が軸対称に、前記エッジを構成していることを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
配線両端の前記検査ポイントに夫々、２本で一組の前記金属芯線が接触し、該組毎の片方の該金属芯線同士が電源に接続され、該組毎の他方の該金属芯線同士が電圧計に接続されていることを特徴とする請求項３に記載の検査プローブ。