JP2008292327A - プローブユニットおよび回路基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブピンの本体部からの脱落を確実に回避し得るプローブユニットを提供する。
【解決手段】第１挿通孔３１ａが形成された板状の第１支持部３１および第１支持部３１に対して対向配置されると共に第２挿通孔３２ａが形成された板状の第２支持部３２を有する本体部１２と、先端部２１および基端部２２が第１挿通孔３１ａおよび第２挿通孔３２ａにそれぞれ挿通された状態で本体部１２によって支持されるプローブピン１１とを備えたプローブユニット２であって、プローブピン１１は、第２挿通孔３２ａよりも大径の大径部２４を基端部２２の一部として有し、大径部２４は、弾性材料で形成されて第２支持部３２における第１支持部３１とは反対側の面から突出している。
【選択図】図３

Description

本発明は、挿通孔が形成された一対の支持部を有する本体部と、先端部側および基端部側が一対の挿通孔にそれぞれ挿通された状態で本体部に支持されるプローブピンとを備えたプローブユニット、およびそのプローブユニットを備えた回路基板検査装置に関するものである。

この種のプローブユニットとして、特開２０００−２９２４３９号公報に開示された垂直作動型プローブガード（以下、単に「プローブガード」ともいう）が知られている。このプローブガードは、中央部に座屈部を有する複数のプローブと、プローブに接触される配線パターンが形成された基板と、複数の貫通孔がそれぞれ形成された上側支持基板および下側支持基板を備えたプローブ支持部材とを備えて構成されている。この場合、このプローブガードでは、各プローブが、上側支持基板の貫通孔および下側支持基板の貫通孔に貫通させられた状態で接着剤によって上側支持基板に固定されている。このため、このプローブガードには、プローブを交換する際のプローブの取り外し作業および取り付け作業が煩雑であるという問題点が存在する。

この問題点を解決すべく、出願人は、図１１に示すように、第１挿通孔１３１ａが形成された第１支持部１３１と、第２挿通孔１３２ａが形成されると共に第１支持部１３１に対して対向配置された第２支持部１３２とを有する本体部１１２によってプローブピン１１１を支持するプローブユニット１０２を開発している。このプローブユニット１０２では、各プローブピン１１１の基端部１２２に例えばフッ素系樹脂を用いたコーティング処理を施して大径部１２４を形成することにより、プローブピン１１１の基端部１２２（大径部１２４）が第２支持部１３２から脱落するのを阻止する構成が採用されている。また、このプローブユニット１０２は、各プローブピン１１１にケーブル１１３ｂを接続するための接続端子１１３ａを支持する電極板（端子支持部）１１３を備え、この電極板１１３が第２支持部１３２に固定されることで各接続端子１１３ａがプローブピン１１１の基端部１２２に接続されている。

この場合、上記の第２挿通孔１３２ａは、第１支持部１３１側の内径よりも電極板１１３側の内径の方が大径となるように形成されて、その中程に段部が形成されている。具体的には、第２挿通孔１３２ａは、第１支持部１３１側の内径がプローブ本体１２０よりも僅かに大径で、かつ大径部１２４よりも僅かに小径となるように形成されると共に、電極板１１３側の内径が大径部１２４よりも僅かに大径となるように形成されている。これにより、同図における矢印Ａの向きにプローブピン１１１が移動しようとした際に第２挿通孔１３２ａ内の段部に大径部１２４が当接してその移動を規制する結果、プローブピン１１１が第２支持部１３２から脱落する事態が回避される。また、プロービング時においては、先端部１２１が検査対象体に接触することで本体部１１２に対して矢印Ｂの向きにプローブピン１１１がスライドする結果、接続端子１１３ａに基端部１２２を接触させることが可能となっている。
特開２０００−２９２４３９号公報（第３頁、第１図）

ところが、出願人が開発した上記のプローブユニット１０２には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このプローブユニット１０２では、プローブピン１１１の基端部１２２に大径部１２４を形成すると共に、第２挿通孔１３２ａにおける第１支持部１３１側の内径を大径部１２４よりも小径で、かつプローブ本体１２０よりも大径となるように形成することで、プローブピン１１１の第２支持部１３２からの脱落を回避しつつ、プロービング時におけるプローブピン１１１の電極板１１３に向けてのスライドを許容する構成が採用されている。この場合、この種のプローブユニットでは、その直径が５０μｍ程度と非常に細いプローブピンが使用される。したがって、上記の第２挿通孔１３２ａを所望の内径（大径部１２４よりも僅かに小径でプローブ本体１２０よりも僅かに大径の内径）に加工するのが困難な作業となっている。このため、第２支持部１３２の製作時（第２挿通孔１３２ａの形成時）において、第２挿通孔１３２ａにおける第１支持部１３１側の内径が、所望の内径よりも僅かに大径となって大径部１２４の直径と同程度の径となったり、所望の内径よりも僅かに小径となってプローブ本体１２０の直径と同程度の径となったりするおそれがある。

この場合、第２挿通孔１３２ａにおける第１支持部１３１側の内径が所望の内径よりも大径となった状態においては、例えばプロービング時においてプローブピン１１１の先端部１２１がスルーホール等に刺さった状態でプローブユニット１０２が上動させられた際には、本体部１１２に対してプローブピン１１１が図１１に示す矢印Ａの向きに相対的に移動したときに、第２挿通孔１３２ａ内の段部に対する大径部１２４の当接が解除されてプローブピン１１１（基端部１２２）が第２支持部１３２から抜け落ちてしまうおそれがある。一方、第２挿通孔１３２ａにおける第１支持部１３１側の内径が所望の内径よりも小径となった状態においては、プロービング時において第２支持部１３２に対するプローブピン１１１のスライドが妨げられて、接続端子１１３ａに基端部１２２が非接触の状態となるおそれがある。このように、出願人が開発しているプローブユニット１０２には、所望の内径の第２挿通孔１３２ａを正確に形成するのが困難なことに起因して、プローブピン１１１の脱落を招いたり、基端部１２２と接続端子１１３ａとが非接触となったりするおそれがあるという課題が存在する。

また、出願人が開発しているプローブユニット１０２では、プロービング時にプローブピン１１１を第２支持部１３２に対してスライドさせることで基端部１２２を接続端子１１３ａに接触させる構成が採用されている。したがって、プローブピン１１１の基端部１２２および接続端子１１３ａの双方に対してプロービング時に衝撃が加わることとなる。このため、この衝撃に起因して、基端部１２２および接続端子１１３ａがプロービングの都度、僅かながら減耗するという課題が存在する。

本発明は、かかる解決すべき課題に鑑みてなされたものであり、プローブピンの本体部からの脱落を確実に回避し得るプローブユニット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。また、接続端子およびプローブピンの過度の減耗を招くことなく双方を確実に接触させ得るプローブユニットおよび回路基板検査装置を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載のプローブユニットは、第１挿通孔が形成された板状の第１支持部および当該第１支持部に対して対向配置されると共に第２挿通孔が形成された板状の第２支持部を有する本体部と、先端部および基端部が前記第１挿通孔および前記第２挿通孔にそれぞれ挿通された状態で前記本体部によって支持されるプローブピンとを備えたプローブユニットであって、前記プローブピンが、前記第２挿通孔よりも大径の大径部を前記基端部の一部として有し、当該大径部は、弾性材料で形成されて前記第２支持部における前記第１支持部とは反対側の面から突出している。

また、請求項２記載のプローブユニットは、請求項１記載のプローブユニットにおいて、前記基端部の一部にコーティング材料をコーティングすることによって前記大径部が形成されている。

さらに、請求項３記載のプローブユニットは、請求項１または２記載のプローブユニットにおいて、端子挿通孔が形成された板状の端子支持部を備え、前記端子支持部が、弾性材料で形成されて前記端子挿通孔内に配設されると共に当該端子挿通孔内に挿通されている接続端子に密着して当該接続端子をその移動を許容しつつ支持する支持部材を備え、前記第２支持部に対して対向配置されて前記プローブピンの前記基端部に前記接続端子の端面を接触させた状態において前記本体部に固定されている。

また、請求項４記載のプローブユニットは、請求項３記載のプローブユニットにおいて、前記端子挿通孔が、前記接続端子の挿通方向における少なくとも中央部において、前記本体部側から離間するほど徐々に大径となるように形成され、前記支持部材が、前記接続端子の周面と当該端子挿通孔の内壁面との間に前記弾性部材が充填されて形成されている。

さらに、請求項５記載のプローブユニットは、請求項４記載のプローブユニットにおいて、前記端子支持部が、前記端子挿通孔からの前記支持部材の離脱を規制する離脱規制部を備え、前記支持部材が、前記端子挿通孔内における前記接続端子の移動に伴って前記内壁面から剥離可能に構成されている。

また、請求項６記載の回路基板検査装置は、請求項１から５のいずれかに記載のプローブユニットと、当該プローブユニットを移動させる移動機構と、前記プローブユニットを介して入力した電気信号に基づいて検査対象体に対する電気的検査を実行する検査部とを備えている。

請求項１記載のプローブユニットおよび請求項６記載の回路基板検査装置によれば、第２挿通孔よりも大径の大径部を基端部の一部として有してプローブピンを構成すると共に、大径部を弾性材料で形成して第２支持部における第１支持部とは反対側の面から突出させてプローブユニットを構成したことにより、例えば第２挿通孔が所望の内径よりも僅かに大径に形成された状態であっても、本体部（第２支持部）に対してプローブピンが第１支持部側に移動しようとしたときに、第２挿通孔の口縁部に当接している大径部が弾性変形して一層大径化する結果、第２挿通孔の口縁部に対する大径部の当接が維持されて、それ以上のプローブピンの移動が規制される。これにより、このプローブユニットおよび回路基板検査装置によれば、本体部からのプローブピンの脱落を確実に回避することができる。この場合、このプローブユニットおよび回路基板検査装置によれば、大径部が第２支持部における第１支持部側とは反対側の面から突出させられて大径部の周囲に広い空間が形成されているため、大径部の直径を大きく形成することができると共に、本体部等によって阻害されることなく大径部を十分に変形させることができる。したがって、このプローブユニットおよび回路基板検査装置によれば、プローブピンの脱落を確実に阻止することができる。

また、請求項２記載のプローブユニットによれば、プローブピンの基端部の一部にコーティング材料をコーティングして大径部を形成したことにより、例えば、プローブ本体とは別個に形成した大径部をプローブ本体の基端部に接着剤等で固定する構成と比較して、大径部の固定作業（接着作業）を不要にできる分だけ、プローブピンを十分に安価に構成することができる。

さらに、請求項３記載のプローブユニットによれば、弾性材料で形成されると共に接続端子に密着して接続端子をその移動を許容しつつ支持する支持部材を備えた端子支持部を第２支持部に対して対向配置してプローブピンの基端部に接続端子の端面を接触させた状態において本体部に固定したことにより、プロービングの都度、本体部１１２に対してプローブピン１１１をスライドさせてその基端部１２２を接続端子１１３ａに接触させる構成の従来のプローブユニット１０２とは異なり、その製造時においてプローブピンの基端部と接続端子とが接触させられて、プロービング時において本体部に対してプローブピンをスライドさせる必要がないため、第２挿通孔が所望の内径よりも僅かに小径に形成された状態であっても、プローブピン（基端部）と接続端子とが非接触の状態となる事態を回避することができる。また、このプローブユニットによれば、プローブピンの基端部と接続端子との接触部位に大きな衝撃が加わることがないため、プローブピンおよび接続端子の減耗量を十分に軽減する（過度の減耗を回避する）ことができる。

また、請求項４記載のプローブユニットによれば、接続端子の挿通方向における少なくとも中央部において本体部側から離間するほど徐々に大径となるように端子挿通孔を形成すると共に、接続端子の周面と端子挿通孔の内壁面との間に弾性部材を充填して支持部材を形成したことにより、本体部からの基端部の突出量が大きいプローブピンが存在したとしても、支持部材が十分に弾性変形して接続端子の移動が許容される結果、基端部および接続端子の接触部位に過剰に大きな力が加わることなく、基端部と接続端子とを接触させた状態を維持することができる。また、このプローブユニットによれば、プロービング時においてプローブピンの変形による吸収が困難な大きな力がプローブピンに加わったとしても、支持部材の弾性変形によって接続端子の移動が許容されることで、プローブピン（基端部）および接続端子の接触部位に過剰に大きな力が加わる事態を回避することができる。

さらに、請求項５記載のプローブユニットによれば、端子支持部が、端子挿通孔からの支持部材の離脱を規制する離脱規制部を備えると共に、支持部材が、端子挿通孔内における接続端子の移動に伴って端子挿通孔の内壁面から剥離されるように構成したことにより、例えば支持部材と端子挿通孔の内壁面とが相互に固着されている構成と比較して、支持部材を容易に弾性変形させることができる。したがって、このプローブユニットによれば、プローブピンの基端部および接続端子の接触部位に過剰に大きな力が加わる事態を確実に回避することができる。

以下、本発明に係るプローブユニットおよび回路基板検査装置の最良の形態について、図面を参照して説明する。

最初に、回路基板検査装置１の構成について説明する。図１に示す回路基板検査装置１は、本発明に係る回路基板検査装置の一例であって、例えば、回路基板１００（本発明における検査対象体の一例）に対して所定の電気的検査を実行可能に構成されている。具体的には、回路基板検査装置１は、同図に示すように、プローブユニット（ピンブロック）２、移動機構３、基板支持部４、検査部５および制御部６を備えて構成されている。

プローブユニット２は、図２，３に示すように、複数のプローブピン１１、本体部１２および電極板１３を備えて構成されている。プローブピン１１は、本発明におけるプローブピンの一例であって、図３に示すように、全体として針状（円柱状）に構成されると共に、先端部２１および基端部２２の先端がそれぞれ鋭利に形成されている。また、プローブピン１１は、プローブ本体２０が導電性を有する金属材料（一例として、ベリリウム銅合金、ＳＫＨ（高速度工具鋼）およびタングステン鋼など）によって弾性変形可能に構成されている。また、プローブピン１１の中央部２３には、絶縁性を有するコーティング材料（一例として、テフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂を用いたコーティング処理が施されている。このため、中央部２３は、プローブ本体２０（先端部２１や、後述する大径部２４を除く基端部２２）よりもやや大径に形成されている。また、基端部２２には、絶縁性を有する弾性材料で構成されたコーティング材料（一例として、シリコーン樹脂）を用いたコーティング処理が施されることにより、中央部２３よりもやや大径の大径部２４が形成されている。

本体部１２は、図２に示すように、第１支持部３１、第２支持部３２および連結部３３を備えて構成されている。第１支持部３１は、非導電性を有する樹脂材料等によって板状に形成されている。また、第１支持部３１には、図３に示すように、プローブピン１１の先端部２１を挿通させるための複数の第１挿通孔３１ａがその一面から他面に連通するようにして形成されている。この場合、本発明におけるプローブユニット２では、後述するように、大径部２４がプローブピン１１の先端部２１側への移動を規制する。このため、このプローブユニット２では、第１挿通孔３１ａの内径を中央部２３よりもやや大径に規定することで、必要に応じて、先端部２１および中央部２３の両者を第１挿通孔３１ａに挿通させて第１支持部３１から先端部２１を大きく突出させることが可能となっている。

第２支持部３２は、上記の第１支持部３１と同様にして、非導電性を有する樹脂材料等によって板状に形成されている。また、第２支持部３２は、第１支持部３１に対して平行（ほぼ平行）となるようにして対向配置されて、図２に示すように、連結部３３によって第１支持部３１に連結されている。さらに、第２支持部３２には、図３に示すように、複数の第２挿通孔３２ａがその一面から他面に連通するようにして形成されている。この場合、第２挿通孔３２ａは、プローブピン１１の中央部２３（コーティングされている部位）よりもやや大径でかつプローブピン１１の大径部２４よりもやや小径に、つまりプローブピン１１の中央部２３が挿通可能でかつ大径部２４が挿通不能な大きさにその内径が規定されている。

ここで、上記したプローブピン１１におけるプローブ本体２０、中央部２３（コーティングされている部位）および大径部２４の各々の外径、並びに各挿通孔３１ａ，３２ａの各々の内径の大小関係は、次の関係式で表される。
Ｅ１＜Ｅ２＜Ｉ１≦Ｉ２＜Ｅ３・・・式（１）
Ｅ１：プローブ本体２０の外径
Ｅ２：中央部２３の外径
Ｅ３：基端部２２における大径部２４の外径
Ｉ１：第１挿通孔３１ａの内径
Ｉ２：第２挿通孔３２ａの内径

電極板１３は、本発明における端子支持部に相当し、図３に示すように、非導電性を有する樹脂材料等によって板状に形成された支持部４１と、支持部４１に固定された押さえ板４２（本発明における「離脱規制部」の一例）とを備えて、本体部１２の第２支持部３２に対して対向配置された状態で、連結部１４（図２参照）を介して本体部１２に固定されている。また、電極板１３は、各プローブピン１１の基端部２２にケーブル１３ｂを接続するための（各プローブピン１１を検査部５に接続するための）接続端子１３ａを備えている。この場合、支持部４１には、上記の各接続端子１３ａを挿通させるための端子挿通孔４１ａがその一面から他面に連通するようにして形成されている。また、押さえ板４２には、上記の各接続端子１３ａを挿通させるための端子挿通孔４２ａがその一面から他面に連通し、かつ、支持部４１の端子挿通孔４１ａに連通するようにして形成されている。

この場合、図４に示すように、端子挿通孔４１ａは、接続端子１３ａの挿通方向（同図における上下方向）における第２支持部３２側の端部（同図における下端部）が接続端子１３ａよりも大径で、かつ、一例として、前述した第２挿通孔３２ａと同径またはほぼ同径となるように形成されている。また、端子挿通孔４１ａは、挿通方向における少なくとも中央部（少なくとも第２支持部３２側の端部を除く部位：この例では、第１支持部３１側の端部以外のすべての部位）において、本体部１２側から離間するほど徐々に大径となるように形成されている。また、端子挿通孔４２ａは、接続端子１３ａよりも大径で、かつ、一例として、上記の端子挿通孔４１ａにおける第２支持部３２側の端部と同径またはほぼ同径となるように形成されている。

ここで、上記したプローブピン１１における大径部２４および接続端子１３ａの各々の外径、並びに各端子挿通孔４１ａ，４２ａの各々の内径の大小関係は、次の関係式で表される。
Ｅ４＜Ｉ３ａ≦Ｉ４＜Ｅ３＜Ｉ３ｂ・・・式（２）
Ｅ３：基端部２２における大径部２４の外径
Ｅ４：接続端子１３ａの外径
Ｉ３ａ：端子挿通孔４１ａにおける第２支持部３２側の内径
Ｉ３ｂ：端子挿通孔４１ａにおける押さえ板４２側の内径
Ｉ４：端子挿通孔４２ａの内径

さらに、端子挿通孔４１ａ，４２ａ内には、接続端子１３ａの周面と端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面との間に絶縁性を有する弾性材料（一例として、シリコーン樹脂）を充填して形成した支持部材４３が配設されている。この場合、支持部材４３は、弾性材料を充填して形成されているため、その外径が端子挿通孔４１ａ，４２ａの内径と同径となっている。また、このプローブユニット２では、支持部材４３が端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面に対して固着しないように（端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面からの剥離が可能に）形成されている。したがって、支持部材４３は、後述するように支持部４１および押さえ板４２に対して接続端子１３ａが移動した際に、図８に示すように、端子挿通孔４１ａの内壁面からの剥離が許容される。さらに、このプローブユニット２では、支持部４１に固定された押さえ板４２によって端子挿通孔４１ａ，４２ａからの支持部材４３の離脱が規制されている。

移動機構３は、プローブユニット２を固定可能に構成されて、制御部６の制御に従い、基板支持部４に対して接離する方向にプローブユニット２を移動させる。基板支持部４は、回路基板１００を保持可能に構成されている。検査部５は、制御部６の制御に従い、プローブユニット２のプローブピン１１を介して入力した電気信号に基づいて回路基板１００に対して断線検査や短絡検査などの所定の電気的検査を実行する。制御部６は、移動機構３を制御することにより、移動機構３に固定されたプローブユニット２を移動させる。また、制御部６は、検査部５を制御して、回路基板１００に対する所定の電気的検査を実行させる。

次に、プローブユニット２の組立て方法について、図面を参照して説明する。

まず、各プローブピン１１の先端部２１を第２支持部３２の各第２挿通孔３２ａに挿入し、第１支持部３１に向けて各プローブピン１１を押し込むことで、各プローブピン１１の先端部２１を第１支持部３１の第１挿通孔３１ａに挿通させる。この場合、このプローブユニット２では、プローブピン１１における先端部２１（プローブ本体２０）、中央部２３および大径部２４の各々の外径、並びに各挿通孔３１ａ，３２ａの各々の内径が上記の式（１）の大小関係に規定されている。したがって、先端部２１が第２挿通孔３２ａおよび第１挿通孔３１ａをこの順序で挿通されて第１支持部３１の外側（図２，３おける下側）に突出すると共に、中央部２３が第２挿通孔３２ａを挿通されて第１支持部３１と第２支持部３２との間に位置する。

また、上記したように、第２挿通孔３２ａの内径が大径部２４の外径よりも小径のため、大径部２４における先端部２１側の端部（詳しくはコーティング材料の下端面）が第２挿通孔３２ａの縁部に当接して、それ以上のプローブピン１１の挿入（突出側への移動）が阻止される。これにより、図２，３に示すように、プローブピン１１の先端部２１が所定の長さだけ本体部１２（第１支持部３１）の外側（同図における下側）に突出する（つまり、先端部２１の本体部１２からの突出長が所定の長さに調整される）。また、プローブピン１１の基端部２２（大径部２４、および大径部２４よりも端部側のプローブ本体２０）が本体部１２（第２支持部３２）の外側（同図における上側）に突出した状態となる。

次いで、図４に示すように、第２支持部３２の外側（同図における上側）に電極板１３を対向配置した状態で、連結部１４を介して本体部１２に電極板１３を固定する。この場合、本体部１２によって支持されている各プローブピン１１における大径部２４の先端部２１側の端部からプローブ本体２０の基端部２２側の端部までの距離（すなわち、上記の第２支持部３２からのプローブピン１１の突出長）は、プローブピン１１の製造時に生じる極く小さな製造誤差に起因して各プローブピン１１毎に極く僅かながら相違している。したがって、本体部１２に電極板１３を固定する際には、各プローブピン１１の基端部２２（プローブ本体２０）が電極板１３の各接続端子１３ａにそれぞれ接触するように本体部１２に対する電極板１３の距離を適宜調節する。

具体的には、上記のプローブピン１１の突出長の相違に起因して、図４に示すように、各プローブピン１１のうちのいずれかが接続端子１３ａに当接している状態であっても、図５に示すように、接続端子１３ａに対して基端部２２（プローブ本体２０）が非接触の状態となっているプローブピン１１（突出長が短いプローブピン１１）が存在することがある。この際には、図５に矢印Ａで示すように本体部１２に対して電極板１３を接近させることで、図６に示すように、そのプローブピン１１の基端部２２（プローブ本体２０）に接続端子１３ａを接触させる。この際に、上記のように本体部１２に対して電極板１３を接近させる以前から基端部２２（プローブ本体２０）が接続端子１３ａに接触していたプローブピン１１（例えば図４に示すプローブピン１１）は、本体部１２に対して電極板１３が接近させられることで、図４に矢印Ａで示すように本体部１２に押し込まれることとなる。

この際に、このプローブユニット２では、出願人が開発しているプローブユニット１０２のように大径部１２４の周囲に第２支持部１３２が存在する構成とは異なり、プローブピン１１の基端部２２を本体部１２（第２支持部３２）から突出させることで大径部２４の周囲に十分に広い空間が形成されている。また、このプローブユニット２では、前述したように、大径部２４が弾性材料（この例では、シリコーン樹脂）で形成されて弾性変形が可能に構成されている。したがって、図７に示すように、本体部１２に対して電極板１３が移動（接近）させられたときに、大径部２４が十分に弾性変形する結果、本体部１２に対するプローブピン１１の押し込みが許容される。また、この際に、第２挿通孔３２ａの縁部に対して大径部２４がたとえ僅かでも当接している限り、大径部２４の弾性変形に伴って大径部２４の外径が変形前よりも大径化する結果、第２挿通孔３２ａの縁部に対する大径部２４の当接状態が維持される。したがって、それ以上のプローブピン１１の挿入（突出側への移動）が確実に阻止される。

一方、各プローブピン１１のなかには、図４に示すプローブピン１１よりも本体部１２（第２支持部３２）からの突出長が長いプローブピン１１（図示せず）が存在することもある。このようなプローブピン１１が存在したときには、図７に示すように大径部２４が変形することで本体部１２に対してプローブピン１１が押し込まれるだけでなく、図８に示すように、プローブピン１１に当接させられている接続端子１３ａが端子挿通孔４１ａ，４２ａ内を支持部４１および押さえ板４２に対して矢印Ｂの向きに相対的に移動することで本体部１２に対するプローブピン１１の過剰な押し込みが回避される。

この場合、このプローブユニット２では、前述したように、本体部１２側から離間するほど徐々に大径となるように端子挿通孔４１ａが形成され、この端子挿通孔４１ａおよび端子挿通孔４２ａと接続端子１３ａとの間に弾性材料を充填することで支持部材４３が形成されている。このため、図４〜７に示すように、支持部材４３は、接続端子１３ａの上記の移動方向（図８に示す矢印Ｂの向き：支持部４１および押さえ板４２に対する挿通方向）における中央部（端子挿通孔４１ａにおける第２支持部３２側の端部に接している部位と、端子挿通孔４２ａに接している部位とを除く部位）において、その外径が本体部１２側から離間するほど徐々に大径となっている。したがって、例えば支持部材４３の外径がいずれの部位においても同径となるように端子挿通孔４１ａ，４２ａを形成した構成と比較して、図８に示すように、接続端子１３ａの移動に伴って支持部材４３に矢印Ｂの向きの力が加わったときに、支持部材４３において大径となっている部位が十分に圧縮されるようにして弾性変形する。これにより、接続端子１３ａのスムーズな移動が許容される。

また、このプローブユニット２では、前述したように、支持部材４３が端子挿通孔４１ａの内壁面から剥離可能に構成されている。このため、上記したように、接続端子１３ａを矢印Ｂの向きで移動させようとする力に起因して、大径となっている部位が圧縮されるようにして支持部材４３が弾性変形した際に、支持部材４３において変形前に端子挿通孔４１ａの内壁面に接していた部位が内壁面から剥離して接続端子１３ａと共に押さえ板４２に向けて端子挿通孔４１ａ内を移動する。したがって、このプローブユニット２では、支持部材４３の外周面が端子挿通孔４１ａの内壁面に接した状態を維持しようとする力（すなわち、接続端子１３ａを矢印Ｂの向きとは反対の向きに引き戻そうとする力）が十分に小さくなっている。これにより、このプローブユニット２では、例えば、支持部材４３の外周面と端子挿通孔４１ａの内壁面とが相互に固着している構成と比較して、支持部材４３の弾性変形に要する力が十分に小さくなっており、接続端子１３ａの一層スムーズな移動が許容される。このため、プローブピン１１または接続端子１３ａの破壊を招くことなく、プローブピン１１（基端部２２）と接続端子１３ａとが接続された状態が維持される。以上によりプローブユニット２の組立てが完了する。この後、プローブユニット２を移動機構３の取り付け板（図示せず）にねじ止めする。これにより、回路基板検査装置１に対するプローブユニット２の取り付けが完了する。

次に、回路基板検査装置１を用いて回路基板１００に対する電気的検査を行う方法について、図面を参照して説明する。

まず、基板支持部４に回路基板１００を固定する。次いで、回路基板検査装置１を作動させる。この際に、制御部６が、移動機構３を制御することにより、回路基板１００に対して近接する方向にプローブユニット２を移動させる。続いて、制御部６は、プローブユニット２の各プローブピン１１における先端部２１が回路基板１００の端子に接触した位置から所定距離だけプローブユニット２を更に移動させる。この場合、このプローブユニット２では、プローブピン１１の中央部２３が事前にやや湾曲させられている。このため、プローブユニット２の移動に伴ってプローブピン１１の先端部２１が第２支持部３２側に移動させられたときに、中央部２３の湾曲量が変化（増大）すると共に、湾曲量の変化に起因する弾性力によって基端部２２の先端が電極板１３の接続端子１３ａに確実に接触する。

次いで、検査部５が、制御部６の制御に従い、プローブピン１１を介して入力した電気信号に基づいて回路基板１００対する電気的検査を実行する。続いて、回路基板１００に対する検査を終了したときには、制御部６は、移動機構３を制御して、回路基板１００から離間する方向にプローブユニット２を移動させる。次いで、他の回路基板１００に対する電気的検査を行う際には、上記の工程を繰り返して実行する。この場合、出願人が開発しているプローブユニット１０２では、プロービングの都度、各プローブピン１１１が本体部１１２に対してスライドすることで電極板１１３の接続端子１１３ａに基端部１２２が接触する構成が採用されている。これに対して、本発明におけるプローブユニット２では、前述したように、その組み立て時において電極板１３の接続端子１３ａに基端部２２が接触した状態にセットされ、プロービング時においては、各プローブピン１１の基端部２２が本体部１２の第２支持部３２に対して静止した状態が維持される。

また、例えば、回路基板１００と各プローブピン１１の先端部２１との間に異物が挟み込まれるなどして本体部１２に対してプローブピン１１を上動させようとする向きで過剰に大きな力が加わったときには、上記のようにプローブピン１１の中央部２３が湾曲するのと同時に、図９に示すように、本体部１２に対するプローブピン１１のスライド（矢印Ｂの向きへの移動）に伴い、支持部材４３が弾性変形して接続端子１３ａが矢印Ｂの向きにスライドする。これにより、プローブピン１１の基端部２２および接続端子１３ａの接触部位に過剰に強い力が加わった状態となるのが回避される。さらに、例えばプロービング時においてプローブピン１１の先端部２１が回路基板１００のスルーホール等に刺さった状態でプローブユニット２が上動させられた際には、プローブピン１１における中央部２３の湾曲量が減少する（湾曲の度合いが小さくなる）のと同時に、図１０に示すように、本体部１２に対するプローブピン１１の矢印Ａの向きへの移動に伴い、大径部２４が弾性変形して変形前よりも大径化する。これにより、第２挿通孔３２ａの縁部に対する大径部２４の当接状態が維持されて、プローブピン１１（基端部２２）が第２支持部３２から抜け落ちる事態が回避される。

このように、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、第２挿通孔３２ａよりも大径の大径部２４を基端部２２の一部として有してプローブピン１１を構成すると共に、大径部２４を弾性材料（この例では、シリコーン樹脂）で形成して第２支持部３２における第１支持部３１とは反対側の面から突出させたことにより、例えば第２挿通孔３２ａが所望の内径よりも僅かに大径に形成された状態であっても、本体部１２（第２支持部３２）に対してプローブピン１１が第１支持部３１側に移動しようとしたときに、第２挿通孔３２ａの口縁部に当接している大径部２４が弾性変形して一層大径化する結果、第２挿通孔３２ａの口縁部に対する大径部２４の当接が維持されて、それ以上のプローブピン１１の移動が規制される。これにより、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、本体部１２からのプローブピン１１の脱落を確実に回避することができる。この場合、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、大径部２４が第２支持部３２における第１支持部３１側とは反対側の面から突出させられて大径部２４の周囲に広い空間が形成されているため、大径部２４の直径を大きく形成することができると共に、本体部１２等によって阻害されることなく大径部２４を十分に変形させることができる。したがって、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、プローブピン１１の脱落を確実に阻止することができる。

また、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、プローブピン１１の基端部２２の一部にコーティング材料をコーティングして大径部２４を形成したことにより、例えば、プローブ本体２０とは別個に形成した大径部２４をプローブ本体２０の基端部２２に接着剤等で固定する構成と比較して、大径部２４の固定作業（接着作業）を不要にできる分だけ、プローブピン１１を十分に安価に構成することができる。

さらに、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、弾性材料（この例では、シリコーン樹脂）で形成されると共に接続端子１３ａに密着して接続端子１３ａをその移動を許容しつつ支持する支持部材４３を備えた電極板１３（端子支持部）を第２支持部３２に対して対向配置してプローブピン１１の基端部２２に接続端子１３ａの端面を接触させた状態において本体部１２に固定したことにより、プロービングの都度、本体部１１２に対してプローブピン１１１をスライドさせてその基端部１２２を接続端子１１３ａに接触させる構成の従来のプローブユニット１０２とは異なり、その製造時においてプローブピン１１の基端部２２と接続端子１３ａとが接触させられて、プロービング時において本体部１２に対してプローブピン１１をスライドさせる必要がないため、第２挿通孔３２ａが所望の内径よりも僅かに小径に形成された状態であっても、プローブピン１１（基端部２２）と接続端子１３ａとが非接触の状態となる事態を回避することができる。また、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、プローブピン１１の基端部２２と接続端子１３ａとの接触部位に大きな衝撃が加わることがないため、プローブピン１１および接続端子１３ａの減耗量を十分に軽減する（過度の減耗を回避する）ことができる。

また、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、接続端子１３ａの挿通方向における少なくとも中央部において、本体部１２側から離間するほど徐々に大径となるように端子挿通孔４１ａ，４２ａを形成すると共に、接続端子１３ａの周面と端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面との間に弾性部材（この例では、シリコーン樹脂）を充填して支持部材４３を形成したことにより、本体部１２からの基端部２２の突出量が大きいプローブピン１１が存在したとしても、支持部材４３が十分に弾性変形して接続端子１３ａの移動が許容される結果、基端部２２および接続端子１３ａの接触部位に過剰に大きな力が加わることなく、基端部２２と接続端子１３ａとを接触させた状態を維持することができる。また、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、プロービング時においてプローブピン１１の変形による吸収が困難な大きな力がプローブピン１１に加わったとしても、支持部材４３の弾性変形によって接続端子１３ａの移動が許容されることで、プローブピン１１（基端部２２）および接続端子１３ａの接触部位に過剰に大きな力が加わる事態を回避することができる。

さらに、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、電極板１３が、端子挿通孔４１ａ，４２ａからの支持部材４３の離脱を規制する押さえ板４２（離脱規制部）を備えると共に、端子挿通孔４１ａ，４２ａ内における接続端子１３ａの移動に伴って端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面から支持部材４３が剥離するように構成したことにより、例えば支持部材４３と端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面とが相互に固着されている構成と比較して、支持部材４３を容易に弾性変形させることができる。したがって、このプローブユニット２および回路基板検査装置１によれば、プローブピン１１の基端部２２および接続端子１３ａの接触部位に過剰に大きな力が加わる事態を確実に回避することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、プローブピン１１の基端部２２にコーティング材料（この例では、シリコーン樹脂）をコーティングして大径部２４を形成した構成例について上記したが、プローブ本体２０とは別体に構成した大径部２４をプローブ本体２０の基端部２２に固定する（一例として接着する）ことで基端部２２に大径部２４を設ける構成を採用することができる。また、プローブピン１１の先端部２１にコーティング材料がコーティングされていない構成例について上記したが、検査対象体に接触する部分を除く先端部２１にもコーティング材料をコーティングしたプローブピン１１を採用することもできる。この構成によれば、摩擦係数の小さなコーティング材料を用いることで、第１挿通孔３１ａを構成する内周壁と先端部２１との摩擦力を小さく抑えることができる。このため、検査時におけるプローブユニット２の移動に伴ってプローブピン１１の先端部２１が第２支持部３２側へ移動させられる際の動作を滑らかにすることができる。

さらに、接続端子１３ａの周面と端子挿通孔４１ａ，４２ａの内壁面との間に弾性材料（この例では、シリコーン樹脂）を充填して支持部材４３を形成した構成例について上記したが、支持部４１および押さえ板４２や接続端子１３ａとは別体に構成した支持部材４３を接続端子１３ａに固着させ（一例として接着させ）、その状態で、端子挿通孔４１ａ内に接続端子１３ａおよび支持部材４３を挿通させて支持部４１に押さえ板４２を固定する構成を採用することができる。この構成を採用することにより、接続端子１３ａに対して支持部材４３を確実に固着させると共に、接続端子１３ａの移動に伴って端子挿通孔４１ａの内壁面から支持部材４３を確実に剥離させることが可能に電極板１３を構成することができる。

また、１０本以上の複数のプローブピン１１を有するプローブユニット２を例に挙げて説明したが、本発明に係るプローブユニットの構成（プローブピンの本数）はこれに限定されず、一例として、四端子法測定時に使用する一対のプローブピン１１，１１を本体部１２によって支持した構成のプローブユニット（図示せず）に本発明の上記の構成を適用することもできる。このように構成したプローブユニットにおいても、上記のプローブユニット２と同様の効果を奏することができる。さらに、本体部１２によって支持した各プローブピン１１の基端部２２に接続端子１３ａを直接接続した構成について説明したが、例えば、基端部２２と接続端子１３ａとの間に異方性導電ゴム等を挟み込んで構成することもできる。この構成によれば、異方性導電ゴムが有する弾性力によって、上記のプローブユニット２における支持部材４３の変形時と同様の効果を奏することができる。

回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。 プローブユニット２の構成を示す構成図である。 プローブユニット２の断面図である。 基端部２２が接続端子１３ａに対して接触している状態のプローブピン１１の部位を示すプローブユニット２の断面図である。 基端部２２が接続端子１３ａに対して非接触の状態のプローブピン１１の部位を示すプローブユニット２の断面図である。 図５に示す状態の電極板１３を本体部１２に接近させて基端部２２を接続端子１３ａに対して接触させた状態のプローブユニット２の断面図である。 図６に示すように電極板１３を本体部１２に接近させた際の図４に示すプローブピン１１の部位を示すプローブユニット２の断面図である。 支持部材４３の弾性変形によって接続端子１３ａの移動が許容された状態のプローブユニット２の断面図である。 本体部１２に対するプローブピン１１の移動に伴って支持部材４３が弾性変形して接続端子１３ａが移動した状態のプローブユニット２の断面図である。 先端部２１がスルーホール等に突き刺さった状態で本体部１２が上動させられた状態のプローブユニット２の断面図である。 出願人が開発している従来のプローブユニット１０２の構成図である。

符号の説明

１ 回路基板検査装置
２ プローブユニット
３ 移動機構
４ 基板支持部
５ 検査部
６ 制御部
１１ プローブピン
１２ 本体部
１３ 電極板
１３ａ 接続端子
１３ｂ ケーブル
１４，３３ 連結部
２０ プローブ本体
２１ 先端部
２２ 基端部
２３ 中央部
２４ 大径部
３１ 第１支持部
３１ａ 第１挿通孔
３２ 第２支持部
３２ａ 第２挿通孔
４１ 支持部
４１ａ，４２ａ 端子挿通孔
４２ 押さえ板
４３ 支持部材
１００ 回路基板

Claims (6)

1. 第１挿通孔が形成された板状の第１支持部および当該第１支持部に対して対向配置されると共に第２挿通孔が形成された板状の第２支持部を有する本体部と、先端部および基端部が前記第１挿通孔および前記第２挿通孔にそれぞれ挿通された状態で前記本体部によって支持されるプローブピンとを備えたプローブユニットであって、
   前記プローブピンは、前記第２挿通孔よりも大径の大径部を前記基端部の一部として有し、当該大径部は、弾性材料で形成されて前記第２支持部における前記第１支持部とは反対側の面から突出しているプローブユニット。
2. 前記大径部は、前記基端部の一部にコーティング材料をコーティングすることによって形成されている請求項１記載のプローブユニット。
3. 端子挿通孔が形成された板状の端子支持部を備え、
   前記端子支持部は、弾性材料で形成されて前記端子挿通孔内に配設されると共に当該端子挿通孔内に挿通されている接続端子に密着して当該接続端子をその移動を許容しつつ支持する支持部材を備え、前記第２支持部に対して対向配置されて前記プローブピンの前記基端部に前記接続端子の端面を接触させた状態において前記本体部に固定されている請求項１または２記載のプローブユニット。
4. 前記端子挿通孔は、前記接続端子の挿通方向における少なくとも中央部において、前記本体部側から離間するほど徐々に大径となるように形成され、
   前記支持部材は、前記接続端子の周面と当該端子挿通孔の内壁面との間に前記弾性部材が充填されて形成されている請求項３記載のプローブユニット。
5. 前記端子支持部は、前記端子挿通孔からの前記支持部材の離脱を規制する離脱規制部を備え、
   前記支持部材は、前記端子挿通孔内における前記接続端子の移動に伴って前記内壁面から剥離可能に構成されている請求項４記載のプローブユニット。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のプローブユニットと、当該プローブユニットを移動させる移動機構と、前記プローブユニットを介して入力した電気信号に基づいて検査対象体に対する電気的検査を実行する検査部とを備えている回路基板検査装置。

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