JP2008309761A - 検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】プローブが簡単で製造容易な構成を有し、電極部との電気接続（接触抵抗等）を低レベルに安定させる検査治具を提供する。
【解決手段】プローブ２は、導電性及び可撓性を有する芯材２１、及びその芯材２１の外周面の少なくとも一部に設けられた絶縁被覆２２を有する。先端側保持部材１１には、プローブ２の芯材２１の先端側における絶縁被覆２２が設けられていない露出部分が挿通され、芯材２１の外径よりも大きく、かつ絶縁被覆２２の外径よりも小さい口径の第１の貫通孔１１ａが設けられる。プローブ２に対し、絶縁被覆２２の先端側の端面に当接する先端側保持部材１１の第１の貫通孔１１ａの外周部と、芯材２１の後端部に当接する電極部１３とによってプローブ２の軸方向に圧縮力が付与される。
【選択図】図２

Description

本発明は、検査対象に設けられた検査点を介し、前記検査対象に設けられた配線パターンの電気的特性を検査するために用いられる検査治具に関する。

なお、本発明は、プリント配線基板、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイ用等の電極板、半導体パッケージ用のパッケージ基板及びフィルムキャリアなど、半導体ウェハ、及び半導体装置（半導体デバイス）における電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の検査対象を総称して「検査対象」と称する。

従来の検査治具としては、例えば特許文献１、２に記載のものがある。このうち、特許文献２に記載の検査治具では、プローブに対し、先端側保持部材と、電極保持部材によって保持された電極部とによってプローブの軸方向に圧縮力が付与されている（図６等参照）。これによって、プローブの後端部が電極部に常に加圧状態で接触されているため、プローブと電極部との電気接続（接触抵抗等）の安定等が図れる。
特許第３５０５４９５号公報 特開２００６−２２６７０２号公報

しかしながら、特許文献２に記載の検査治具では、プローブの外周に絶縁層（６１３ａ）を設けた上に突部（６１４ａ）を設け、その突部（６１４ａ）を先端側保持部材の貫通孔の外周部に係合させている。このため、プローブの外周に設ける突部（６１４ａ）及び絶縁層（６１３ａ）の構成が複雑であり、プローブの製造工程が煩雑となる。

そこで、本発明の解決すべき課題は、プローブが簡単で製造容易な構成を有し、そのプローブを先端側保持部材と電極部との間で圧縮状態で保持可能な検査治具を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、検査対象となる配線パターンに設けられた検査点を介し、前記配線パターンの電気的特性を検査するために用いられる検査治具であって、一端が検査点に導通接触し、他端が前記電気的特性を検査するための検査装置の電極部と導通接触するプローブと、前記プローブの一端を前記検査点へ案内する貫通孔を有する先端側保持部材と、前記プローブの他端を前記電極部へ案内する貫通孔を有する後端側保持部材とを備え、前記プローブを保持する保持部材を有してなり、前記プローブは、前記検査点と導通接触する一端部と前記電極部と導通接触する他端部を有するとともに、導電性及び可撓性を有する針状の芯材と、前記芯材の一端部と他端部を除く、その芯材の外周面に設けられた絶縁被覆を有し、前記先端側保持部材の貫通孔は、前記芯材の直径より大きく、且つ前記絶縁被覆の直径より小さい孔径を有し、前記プローブが前記保持部材に装着され、前記プローブの他端を電極部に接触させた場合に、前記プローブの一端側の絶縁被覆を前記先端側保持部材が押圧し、前記電極部と該先端側保持部材とで挟持されている。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係る検査治具において、前記プローブの前記絶縁被覆は、実質的に均一な厚みを有する。

また、請求項３の発明では、請求項１の発明に係る検査治具において、複数の前記プローブが前記保持部材に夫々装着され、前記複数のプローブが相互干渉しない方向に撓むように挟持されている。

請求項１に記載の発明によれば、プローブの絶縁被覆の先端側の端面を先端側保持部材の貫通孔の外周部に係合させて、プローブを軸方向に圧縮状態で保持する構成であるため、従来技術のように、プローブの外周に絶縁被覆を設けた上に突部を設ける必要がない。その結果、プローブが簡単で製造容易な構成を有し、そのプローブを先端側保持部材と電極部との間で圧縮状態で保持可能な検査治具を提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、プローブの絶縁被覆が実質的に均一な厚みを有しているため、絶縁被覆の材料をプローブの芯材の外周に塗布や電着する等により、絶縁被覆を簡単に形成できる。

請求項３に記載の発明によれば、複数のプローブが検査治具に設けられた場合に、複数のプローブが一定の方向に撓んでいるため、プローブの一端に基板が載置されて、検査が実施される際には、複数のプローブが同じ方向に撓むことになる。このため、近接するプローブ同士が接触することを防止することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る検査治具が用いられた検査装置の全体構成を概略的に示す図であり、図２はその検査装置に備えられる検査治具の一部を拡大して示す断面図であり、図３は図２の検査治具に備えられるプローブの断面図である。

まず図１等を参照して検査装置の全体的な構成等について説明する。この検査装置１は、図１に示すように、複数のプローブ２が設けられた検査治具３と、検査対象である被検査基板４を所定位置に保持する基板保持部５と、基板保持部５に保持された被検査基板４に対して検査治具３を矢印Ａで示すように近接、離反させる駆動機構６と、プローブ２を介して被検査基板４に設けられた図示しない配線パターンの電気的特性を検査する検査処理部７とを備えている。

検査治具３は、図１及び図２に示すように、複数のプローブ２と、プローブ２を保持する先端側保持部材１１及び後端側保持部材１２を有する保持部材１０と、プローブ２との検査信号授受のために設けられる電極部１３と、電極部１３を保持する電極保持部材１４とを備えて構成されている。保持部材１１，１２，１４は、１又は積層された複数（本実施形態では、複数）の板材により構成されており、図示しないボルト等の固定手段により互いに固定されている。また、先端側保持部材１１と後端側保持部材１２とは、所定の間隔をあけて連結部材１５により連結されている。

尚、電極部１３は、検査処理部７と電気的に接続されてなり、プローブを介して配線パターンの検査点から電気信号を取り出したり、この検査点へ検査のための電力を供給したりすることになる。

駆動機構６は、検査治具３を支持するとともに、検査治具３を基板保持部５により保持された被検査基板４と略直角に交わる方向に沿って、矢印Ａで示すように近接、離反させる。

検査処理部７は、プローブ２を介して、被検査基板４の検査対象となる複数の検査点１６間に所定の電位差を付与しつつ、検査点１６間に流れる電流等を計測することにより、各配線パターンの電気的特性を検査する。その検査内容には、各配線パターンの導通状態、抵抗値等を検査する導通検査、各配線パターン間の絶縁性を検査する絶縁検査等が含まれている。プローブ２と検査処理部７との電気接続は、電極部１３及びリード線１７等を介して行われる。

プローブ２は、図３に示すように、導電性及び可撓性を有する芯材２１と、その芯材２１の外周面の少なくとも一部に設けられた絶縁被覆２２とを有している。

この芯材２１は、タングステンＷやベリリウム銅ＣｕＢｅなどの素材を用いることができ、円柱形状を有している。この芯材２１の両先端は、先細りのテーパ形状に形成されていてもよい。この芯材２１の長さや太さ（直径）は、特に限定されず使用状態や検査点の大きさなどに応じて適宜設定される。例えば、この芯材２１の長さは、２０〜４０ｍｍに設定することができ、また、その直径は、５０〜１５０μｍに設定することができる。

芯材２１の一端部は、検査点に導通接触するための部位として機能し、芯材２１の他端部は、電極部に導通接触するための部位として機能する。

この芯材２１の一端部の長さは、特に限定されないが、後述する先端側保持部材１１の厚みよりも長い長さを有している必要がある。この一端部の長さは、例えば、２〜５ｍｍに設定することができる。

芯材２１の他端部の長さも、確実に電極部と導通接触することのできる長さであれば、１００〜２００μｍのような僅かの長さでもよいし、１〜３ｍｍ程度の長さを有するように形成されてもよい。

絶縁被覆２２は、芯材２１の一端部と他端部以外の芯材２１の周縁を被覆する。この絶縁被覆２２は、芯材２１の直径よりも大きく形成される。この絶縁被覆２２自体の厚みは、１０〜２０μｍの厚みを有し、その直径は、７０〜１９０μｍに形成される。

本実施形態では、絶縁被覆２２は、実質的に均一な厚みを有し、芯材２１の先端から所定区間及び後端から所定区間を除いて芯材２１の外周を覆うように設けられている。このような絶縁被覆２２は、樹脂（例えば、ポリウレタンやテフロン（登録商標））等の絶縁材料が芯材２１の外周全体を覆うように付与（例えば、塗布や電着された後、所定の処理により付与された絶縁材料の不要部分が選択的に除去されることにより形成される。

次にプローブ２の保持構造について説明する。先端側保持部材１１には、プローブ２の芯材２１の先端側における絶縁被覆２２が設けられていない露出部分が挿通される第１の貫通孔１１ａが設けられる。この第１の貫通孔１１ａの口径Ｄ１は、芯材２１の外径Ｄ２よりも大きく、かつ絶縁被覆２２の外径（プローブ２の絶縁被覆２２が設けられる部分の外径）Ｄ３よりも小さく設定される。このため、プローブ２の芯材２１の先端側の露出部分が先端側保持部材１１の第１の貫通孔１１ａに被検査基板４と反対側から挿通されると、絶縁被覆２２の先端側の端面２２ａが先端側保持部材１１の貫通孔１１ａの外周部に当接（係合）し、これによって抜け止めされる。

後端側保持部材１２には、プローブ２の後端側の部分（例えば、芯材２１の後端側における絶縁被覆２２が設けられていない露出部分）が挿通される第２の貫通孔１２ａが設けられる。この第２の貫通孔１２ａは、被検査基板４の表面と直角に交わる縦方向に対して第１の貫通孔１１ａと対向する位置から横方向（前記縦方向と直角に交わる方向）に所定寸法Ｌ１だけシフトされている。これによって、複数のプローブ２がこのシフト方向に対応した方向に湾曲された状態で保持され、プローブ２同士の干渉等が回避される。また、このようにプローブ２が湾曲して、保持部材１０に保持されることによって、先端側保持部材１１と電極部１３とでプローブ２が挟持されることになる。このため、被検査基板にプローブ２が圧接される前から、既にプローブ２は押圧状態で湾曲していることになる。

なお、この後端側保持部材１２の貫通孔１２ａは、プローブ２が抜き差しすることができる程度の大きさ（径）を有していることが好ましい。

電極保持部材１４は、複数のプローブ２に対応して設けられる電極部１３を保持している。各電極部１３は、後端側保持部材１２の第２の貫通孔１２ａに対応する位置にそれぞれ配置されおり、第２の貫通孔１２ａに挿通されたプローブ２の芯材２１の後端部が当接されて導通される。

電極保持部材１４によって保持された電極部１３と先端側保持部材１１の第１の貫通孔１１ａの外周部の内側表面（被検査基板４と反対側の面）との間隔Ｌ２は、プローブ２の芯材２１の後端部と絶縁被覆２２の先端側の端面２２ａとの距離Ｌ３よりも小さく設定されている。このため、プローブ２が保持された状態において、プローブ２に対し、先端側保持部材１１の第１の貫通孔１１ａの外周部と、電極部１３とによってプローブ２の軸方向に圧縮力が付与される。このとき、プローブ２はその圧縮力により上述の第２の貫通孔１２ａのシフト方向に対応した方向に撓む。

また、各プローブ２はその先端部が先端側保持部材１１の前面から出没変位可能に突出された状態で保持されている。このため、図４に示すように、プローブ２の先端が検査点１６に押し当てられた際に、検査点１６から受ける押圧力（反作用力）により、プローブ２が撓みつつ、その先端部が後端側に押し込まれる。検査点１６との当接状態が解除されると、プローブ２は元の状態に自律的に復帰する。

以上のように本実施形態では、プローブ２の後端部が電極部１３に常に加圧状態で接触されているため、プローブ２と電極部１３との電気接続（接触抵抗等）を低レベルに安定させることができる等の効果が得られる。

また、プローブ２の絶縁被覆２２の先端側の端面２２ａを先端側保持部材１１の第１の貫通孔１１ａの外周部に係合させて、プローブ２を軸方向に圧縮状態で保持する構成であるため、従来技術のように、プローブ２の外周に絶縁被覆を設けた上に突部を設ける必要がない。その結果、プローブ２が簡単で製造容易な構成を有し、そのプローブ２を先端側保持部材１１と電極部１３との間で圧縮状態で保持可能な検査治具３及び検査装置１を提供できる。

また、プローブ２の絶縁被覆２が実質的に均一な厚みを有しているため、樹脂等の絶縁材料の塗布及びエッチング等の簡単な工程で絶縁被覆２２を形成できる。

本発明の一実施形態に係る検査治具が用いられた検査装置の全体構成を概略的に示す図である。 図１の検査装置に備えられる検査治具の一部を拡大して示す断面図である。 図２の検査治具に備えられるプローブの断面図である。 図２の検査治具のプローブが検査点に接触された状態を示す図である。

符号の説明

１ 検査装置、２ プローブ、３ 検査治具、４ 被検査基板、１１ 先端側保持部材、１１ａ 第１の貫通孔、１２ 後端側保持部材、１２ａ 第２の貫通孔、１３ 電極部、１４ 電極保持部材、１６ 検査点、２１ 芯材、２２ 絶縁被覆。

Claims (3)

1. 検査対象となる配線パターンに設けられた検査点を介し、前記配線パターンの電気的特性を検査するために用いられる検査治具であって、
   一端が検査点に導通接触し、他端が前記電気的特性を検査するための検査装置の電極部と導通接触するプローブと、
   前記プローブの一端を前記検査点へ案内する貫通孔を有する先端側保持部材と、前記プローブの他端を前記電極部へ案内する貫通孔を有する後端側保持部材とを備え、前記プローブを保持する保持部材を有してなり、
   前記プローブは、
   前記検査点と導通接触する一端部と前記電極部と導通接触する他端部を有するとともに、導電性及び可撓性を有する針状の芯材と、
   前記芯材の一端部と他端部を除く、その芯材の外周面に設けられた絶縁被覆を有し、
   前記先端側保持部材の貫通孔は、前記芯材の直径より大きく、且つ前記絶縁被覆の直径より小さい孔径を有し、
   前記プローブが前記保持部材に装着され、前記プローブの他端を電極部に接触させた場合に、
   前記プローブの一端側の絶縁被覆を前記先端側保持部材が押圧し、前記電極部と該先端側保持部材とで挟持されていることを特徴とする検査治具。
2. 請求項１に記載の検査治具において、
   前記プローブの前記絶縁被覆は、実質的に均一な厚みを有することを特徴とする検査治具。
3. 請求項１に記載の検査治具において、
   複数の前記プローブが前記保持部材に夫々装着され、
   前記複数のプローブが相互干渉しない方向に撓むように挟持されていることを特徴とする検査治具。

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