JP2010048565A - 基板検査装置用の検査用プローブの移動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 配線パターンの表面に傷をつけることなくその表面上に形成されている酸化膜の一部を除いてプローブと配線パターンとの接触抵抗を低減させることを目的とする。
【解決手段】 基板検査用プローブを第１の方向に沿って原位置から第１の位置まで移動して、基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の接触部分に当接させ、さらに、基板検査用プローブを第２の方向に沿って第１の位置から第２の位置まで移動し、その移動の間、基板検査用プローブの端部が、検査基板の配線パターンの所定の接触部分上を擦りながら移動するようにする。
【選択図】 図２Ｂ

Description

本発明は、基板検査用プローブの移動を制御することによってその端部を検査用基板の配線パターンの所定の部分上を移動させる基板検査装置用基板検査用プローブの移動制御装置及びその移動制御装置を備える基板検査装置に関する。

尚、この発明に係る基板検査装置は、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使用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。

従来から、回路基板上の配線パターンによってその回路基板に搭載されるIC等の半導体や抵抗器などの電気・電子部品に電気信号を正確に伝達する必要があるため、電気・電子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、或いは、半導体ウェハ等の基板に形成された配線パターンの所定の接触部分間の抵抗値を測定して、その良否の判定が行われている。

具体的には、その良否の判定は、各接触部分に、電流供給用端子及び／又は電圧測定用端子を当接させ、電流供給用端子から接触部分に測定用電流を供給するとともに接触部分に当接させた電圧測定用端子間に生じた電圧を測定し、供給される電流と測定された電圧とから所定の接触部分間における抵抗値を算出することによって行われている。

そのような検査を効率よくかつ正確に行うために基板検査装置が用いられており、その装置は、検査対象の基板の配線パターン上の所定の接触部分に当接して所定の検査を行うため複数の基板検査用プローブを保持する検査用治具を所定の検査位置まで移動する治具移動手段や検査対象の基板を検査が実施される検査部まで搬送するための搬送機構を備える。

従来の基板検査装置では、検査を行う際には、治具移動手段を下降させて基板検査用治具の検査用のプローブを検査用基板の接触部分に当接させ、それにより所定の検査を行い、検査が終了すると、治具移動手段を上昇して検査治具を検査用基板から遠ざける、というように治具移動手段の動きの制御が行われていた。
特開２００１−４１９７９号 特許文献１には、プローブ駆動機構がニードルピンを押し込み方向に相対的に移動してプリント基板に当接させる構成が開示されている。

しかし、検査用基板の検査対象である配線パターンの表面は、時間経過とともに酸化膜で被われてしまうため、従来の装置のように、配線パターンに検査用プローブを当接させるだけでは、そのプローブと配線パターンとの間の接触抵抗が高くなってしまい正確な検査結果が得られないことがある。

そのため、プローブの先端を鋭利な形状に加工して酸化膜を破って接触部分（たとえば、半田バンプ）の内部へ直接貫入させるようにする方法がある。しかし、その方法によると、半田バンプへの貫入量によっては、電子部品を配置して半田バンプを溶融させた際に、半田バンプの内にボイドが発生してしまうという問題を有していた。

そこで、本発明は、配線パターンの接触部分の表面に、ボイドの原因となるような傷をつけることなく、その表面上に形成されている酸化膜の一部を取り除き、プローブと配線パターンとの接触抵抗を高めることなく導通を良好にする基板検査装置用の検査用プローブの移動装置及びそれを備える基板検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、接触部分の表面上にあるごみ等を取り除くことによって、プローブと配線パターンとの接触抵抗を低減させて導通を良好にする基板検査装置用の検査用プローブの移動装置及びそれを備える基板検査装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、簡易な制御装置を用いて検査用プローブの移動を適切に制御することによって効果的にプローブと配線パターンとの接触抵抗を低減させて導通を良好にする基板検査装置用の検査用プローブの移動装置及びそれを備える基板検査装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明に係る基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置は、複数の検査用プローブを保持する検査治具と、検査治具を検査が実施される検査部まで搬送する移動手段と、移動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、検査治具を第１の方向に沿って検査部まで移動して、検査治具に保持されている複数の検査用プローブの端部を、検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させ、次に、検査治具を第２の方向に沿って所定の位置まで移動し、さらに、検査治具を移動して検査治具が検査部から離れるように移動手段を制御することを特徴とする。

その基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、第２の方向は、第１の方向と直交するようにしてもよい。

制御手段が、検査治具を第２の方向に沿って所定距離だけ移動する間、複数の検査用プローブの端部が、検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触した状態を維持することが望ましい。

制御手段によって、検査治具を第１の方向に沿って検査部まで移動して、検査治具に保持されている複数の検査用プローブの端部を、検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させ、さらに、検査治具を第２の方向に沿って所定の位置まで移動した後に配線パターンの検査が行われることが望ましい。

制御手段によって、検査治具を第１の方向に沿って検査部まで移動して、検査治具に保持されている複数の検査用プローブの端部を、検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させた後に、配線パターンの検査が行われるようにしてもよい。

複数の検査用プローブを保持する検査治具は第１の検査治具であり、さらに複数の検査用プローブを保持する第２の検査治具を備え、第２の検査治具は、検査基板に関して、第１の検査治具とは反対側に配置されており、また、移動手段が第２の検査治具も検査が実施される検査部まで移動し、制御手段が、移動手段による第２の検査治具の移動も制御するようにしてもよい。

第１の方向は鉛直方向であり、第２の方向は水平方向であることが望ましい。

また、本発明に係る基板検査用プローブの移動制御方法は、基板検査用プローブを移動して基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の部分に接触させて配線パターンの検査を行う基板検査装置における基板検査用プローブの移動制御方法であり、基板検査用プローブを第１の方向に沿って所定の原位置から第１の位置まで移動して、基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の部分に接触させるステップと、基板検査用プローブを第２の方向に沿って第１の位置から第２の位置まで移動するステップとを含むことを特徴とする。

その基板検査用プローブの移動制御方法において、第１の方向は鉛直方向であり、第２の方向は水平方向であることが望ましい。

基板検査用プローブを第２の方向に沿って第１の位置から第２の位置まで移動するステップにおいて、基板検査用プローブが第２の位置に移動した後に、配線パターンの検査が行われることが望ましい。

基板検査用プローブを第１の方向に沿って所定の原位置から第１の位置まで移動して、基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の部分に接触させるステップにおいて、基板検査用プローブが第１の位置に移動した後に、配線パターンの検査が行われるようにしてもよい。

また、本発明に係る基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置は、複数の検査用プローブを保持する検査治具と、検査治具を移動する第１の移動手段と、検査基板を保持する検査基板保持手段と、検査基板保持手段を移動する第２の移動手段と、第１の移動手段及び前記第２の移動手段を制御する制御手段とを備え、制御手段が、第１の移動手段によって検査治具を第１の方向に移動して、検査治具に保持されている複数の検査用プローブの端部を、所定の検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させた後に、第１の移動手段若しくは第２の移動手段又は第１の移動手段及び第２の移動手段の両方を駆動し、それにより、複数の検査用プローブの端部が、検査基板に関して相対的に、第１の方向と直交する第２の方向に移動して、複数の検査用プローブの端部が、所定の検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分上を接触しながら移動するように制御することを特徴とする。

本発明によると、プローブの先端を配線パターンの検査点の表面と接触させながら移動させるので、配線パターンの接触部分の表面に、ボイドの原因となるような大きな傷をつけることなく、その表面上に形成されている酸化膜やその上にあるごみ等を取り除くことができ、それにより、プローブと配線パターンとの接触抵抗を低減させて導通を良好にすることができる。

また、本発明によると、簡易な装置によって検査用プローブの動きを適切に制御することによって効果的にプローブと配線パターンとの接触抵抗を低減させて導通を良好にすることができる。

つまり、本発明を利用することにより、検査治具のプローブと基板上の検査点とを確実に且つ安定的に接触させることができる。

またさらに、本発明によると、検査終了後に、プローブの先端に付着した酸化膜の破片やはんだ屑等を容易に取り除くことができるようになる。

［基板検査装置の概要］
図１は、本発明の一実施例に係る基板検査装置１を示す側面図である。その図では、後述する第１及び第２の検査治具移動部３０，４０と基板保持部２０との移動方向を明確にする観点からＸＹＺの直交座標系を示す。Ｙ軸は、図１の紙面の表側から裏側に向かう方向を正方向とする。他の図面においても、方向を表す場合には、そのＸＹＺの直交座標系に基づいて説明する。

基板検査装置１は、基板保持部２０をＸ軸方向に沿って移動させるための基板移動部５０と、複数の基板検査用のプローブ３５，４５が取り付けられた治具３２，４２をＸＹＺ面内で移動するための第１及び第２の検査治具移動部３０，４０とを備える。

基板保持部２０は、検査用基板２１を載置するための搬送テーブル２２と、その下面に固定された円筒状のブラケット５３とを備える。円筒状のブラケット５３にはその長手方向にそれを貫通する方向に沿って内ネジ孔が形成されている。

基板移動部５０は、ブラケット５３の内ネジ孔と螺合するボールネジ５２と、そのボールネジ５２を回転する駆動部５１とを備える。駆動部５１によってボールネジ５２が回転すると、その回転量及び回転方向に応じて、ブラケット５３、つまり、基板保持部２０のＸ軸に沿った方向への移動量及び移動方向が決まる。なお、図面では簡略化のためボールネジ５２のねじ山及びねじ溝の図示は省略している。

第１の検査治具移動部３０は検査治具保持部３３を備えており、その検査治具保持部３３は、基板検査用の複数のプローブ３５が取り付けられた検査治具３２を保持するとともに、そのプローブ３５を、基板検査装置１の基板の検査及び測定を行うための制御装置（図示せず）に電気的に接続する。

また、第２の検査治具移動部４０は検査治具保持部４３を備えており、その検査治具保持部４３は、複数のプローブ４５が取り付けられた検査治具４２を保持するとともに、そのプローブ４５を、基板検査装置１の基板の検査及び測定を行うための制御装置（図示せず）に電気的に接続する。

第１及び第２の検査治具移動部３０，４０と基板移動部５０との移動の制御は、図示せぬ基板検査装置１の制御装置によって行われる。その制御装置は、基板検査の検査及び測定を行うための制御装置と同一であってもよく、また、それとは別個に設けられたものであってもよい。

第１及び第２の検査治具移動部３０，４０と基板移動部５０との移動の制御内容は、それぞれの移動部をどの座標位置からどの座標位置まで移動させるのか、移動の際の速度、移動経路、移動のタイミング等であり、その際に、基板検査用のプローブ３５，４５と検査基板との接触の際の電流値等を考慮してもよい。

［治具の移動経路］
図２Ａ及び図２Ｂは、図１の基板検査装置１から基板移動部５０のみを抽出した基板移動部５０の概略側面図であり、基板移動部５０によって基板保持部２０が移動経路２０ｐに沿ってどのように動かされるかを示す。

なお、それらの図において破線で示す第１の検査治具移動部３０は、基板保持部２０がＸ軸に沿って移動した際の位置的な関連性の理解を容易にするために参考として示したものであり、第１の検査治具移動部３０の動きは示していない。

図２Ａに示すように、概略、基板移動部５０は、基板保持部２０を第１の原位置２ａから第１の接触位置２ｂ（検査部）に到るまで移動経路２０ｐに沿って移動する。それらの位置は、この実施例では、便宜上、ブラケット５３のＸ軸のプラス側の端部（図面に向かって右側端部）の位置を基準として特定しているが、その特定は、その端部以外のどの部分を基準にしてもよい。

第１の原位置２ａは、基板の検査を行う際に、検査対象の基板２１を基板保持部２０の搬送テーブル２２に載置したり、検査終了後に、検査済みの基板２１を搬送テーブル２２から取り除いたりするための位置である。基板の搬出及び搬入はＸ軸のマイナス側（図面に向かって左側）から行われる。

第１の接触位置２ｂは、詳しくは後述するように、その位置に基板２１を移動すると、検査用のプローブ３５の端部３５ａ（図３Ａ等）と、基板２１の検査対象の配線パターンの所定の部分２１ａとが接触する位置である（図３Ｂ等）。

上記の基板保持部２０の移動経路２０ｐは、第１の原位置２ａ及び第１の接触位置２ｂの位置関係を説明するために便宜上概念的に簡略化したものであり、それぞれの位置は上記の説明の例に限定されるものではない。

［第１及び第２の検査治具移動部の移動経路］
図３Ａ及び図３Ｂは、第１の検査治具移動部３０の第１の方向ＦＤへの移動経路３０ｐと第２の方向ＳＤへの移動経路３０ｑとを概念的に説明するための側面図である。

第１の検査治具移動部３０の第１の方向ＦＤへの移動は、上記のように、基板移動部５０によって基板保持部２０の搬送テーブル２２を第１の原位置２ａから第１の接触位置２ｂに到るまで移動経路２０ｐに沿って移動して、その搬送テーブル２２に載置されている基板２１が所定の位置に到達した後に行われる。

最初に、図３Ａに示すように、概略、第１の検査治具移動部３０を矢印で示す第１の方向ＦＤであるＺ軸のマイナス側（図に向かって下側）に向かって移動させて、治具３２に保持されているプローブの端部３５ａを移動経路３０ｐだけ移動させる。その移動経路３０ｐは、第２の原位置３ａから第２の接触位置３ｂ（第１の位置）に到る経路である。それらの位置は、この実施例では、便宜上、検査治具３２のＺ軸のマイナス側に位置する端面（図に向かって下側端面）の位置を基準にして特定しているが、その特定は、その端面以外のどの部分の位置を基準にしてもよい。

第２の原位置３ａは、基板の検査を行う際に、検査対象の基板２１を基板保持部２０の搬送テーブル２２に載置したり、検査終了後に、検査済みの基板２１を搬送テーブル２２から取り出したりする間、第１の検査治具移動部３０が待機する位置である。

次に、図３Ｂに示すように、第１の検査治具移動部３０が第２の接触位置３ｂ（第１の位置）に到達すると、検査用のプローブ３５の端部３５ａが、基板２１の検査対象の配線パターンの所定の部分（例えばハンダバンプ）２１ａの面２１ｓと接触する。この場合、検査用のプローブ３５の端部３５ａを部分２１ａの面２１ｓに単に触れさせるだけではなく、その端部の先端部を面２１ｓ内に少し貫入させることによって、その端部と部分２１ａとの電気的接触が確実になるようにしてもよい。

第１の位置は、第１の検査治具移動部３０が第２の接触位置３ｂにあるときの位置を示すためのものであるため、その時に基準となる位置を変えたとしても、その変更した位置は第１の位置にあるということができる。つまり、図３Ｂに示すように第１の検査治具移動部３０が第２の接触位置３ｂにあるときには、Ｘ軸線方向に関して、検査用のプローブ３５の端部３５ａが第３の接触位置３ｃ（第１の位置）にあるということもできる。

なお、プローブの種類や検査方法によっては、Ｚ軸線方向に関する第２の接触位置３ｂ（第１の位置）では、検査用のプローブ３５の端部３５ａが基板２１の検査対象の配線パターンの所定の部分２１ａの面２１ｓと接触するだけでなく、さらに第１の検査治具移動部３０をＺ軸に沿ってマイナス側に少し移動して、検査用のプローブ３５が少し撓むようにしてもよい。

次に、第１の検査治具移動部３０をＸ軸線方向に沿って第２の方向ＳＤであるプラス側の方向に少し離れた位置の第３の検査位置３ｄ（第２の位置）まで移動する。第２の方向ＳＤは第１の方向ＦＤと交差する方向であり、この実施例では、両方向ともにＸ−Ｚ平面上あり、第２の方向ＳＤは第１の方向ＦＤと約９０度で交差する。

その第１の検査治具移動部３０が第２の方向ＳＤに移動する際には、検査用のプローブ３５の端部３５ａは、基板２１の検査対象の配線パターンの所定の部分２１ａの面２１ｓ上を擦って移動する。そのとき、検査用のプローブ３５の端部３５ａは、その面２１ｓを覆っている酸化膜を引き掻くようにして剥ぐことができる。そのため、検査用のプローブ３５の端部３５ａが、配線パターンの所定の部分２１ａと直接に接するようになり、それらの間の接触抵抗は小さくなる。

第１の位置から第２の位置までの移動は、例えば、最初に第１の検査治具移動部３０が第１の方向ＦＤに移動したときに、検査用のプローブ３５の端部３５ａが、配線パターンの所定の部分２１ａ、例えば、バンプの中央より外れた位置の第１の位置に接触したときには、その位置から中央の第２の位置までの移動となる。

その検査用のプローブ３５の移動の間、端部３５ａの移動によりその面２１ｓ上の酸化膜の破片や半田くずのようなゴミが取り除かれて、その端部がその部分２１ａに直接に接触できるようになる。また、検査用のプローブ３５が第１の位置から第２の位置に移動する際に、端部３５ａが部分２１ａの面２１ｓを擦りながら移動するため、検査用のプローブ３５の端部３５ａに付着した半田くずや酸化膜の破片等が取れたり、取れやすくなったりする。

検査用のプローブ３５は、この実施例で示すように、Ｘ軸線に沿ってプラス側に移動するが、マイナス側に向かって移動してもよく、また、Ｙ軸線に沿ってプラス側又はマイナス側に移動してもよい。さらに、それらの方向の間の任意の角度で移動してもよく、往復的に移動してもよい。

［基板保持部の移動経路と第１及び第２の検査治具移動部の移動経路との関係］
図４は、基板保持部２０のＸ軸線に沿った移動経路２０ｐと、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の移動経路３０ｐ，４０ｐと、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の移動経路３０ｑ，４０ｑとの関係を説明するための図である。特に、移動経路３０ｑ，４０ｑの距離は短いため、理解を容易にするため、それらの長さや間隔は誇張して描いている。また、第２の検査治具移動部４０の移動経路４０ｐは、図４に示すように、基板保持部２０のＸ軸に沿った移動経路２０ｐに関して、第１の検査治具移動部３０の移動経路３０ｐと線対称となる。すなわち、移動経路４０ｐは、Ｚ軸のマイナス側からプラス側に向かって、第２の原位置４ａから第２の接触位置４ｂに到る経路である。

図４に示すように、基板保持部２０の任意の既定の部分の移動経路２０ｐはＸ軸に沿っており、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の任意の既定の部分の移動経路３０ｐ，４０ｐはＺ軸に沿っている。基板保持部２０の任意の既定の部分としては、上記の実施例のように、ブラケット５３のＸ軸のプラス側の端部（図面に向かって右側端部）の端面を利用することができ、また、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の任意の既定の部分としては、上記の実施例のように、それぞれ、治具３２，４２のＺ軸のマイナス側又はプラス側に位置する端面を利用することができる。なお、図４の説明においては、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の任意の既定の部分は、移動経路２０ｐに関して鏡像の部分となる。

図４に示すように、移動経路２０ｐは移動経路３０ｐ，４０ｐとは交差せず、基板保持部２０の移動経路２０ｐに沿った移動方向が、実線で示す第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の移動経路３０ｐ，４０ｐに沿ったそれぞれの移動方向と交差する。その交差した位置には、移動経路２０ｐの第１の接触位置２ｂと、検査用のプローブ３５の端部３５ａの第３の接触位置３ｃ（第１の位置）とが存在する。

また、一点鎖線で示すライン３０ｓは、実線で示すその移動経路を平行にＸ軸に沿ってプラス側に移動したもので、そのライン３０ｓと、移動経路２０ｐを延長した線との交差した位置には、第３の検査位置３ｄ（第２の位置）が存在する。

図４に基づいて説明すると、最初に基板保持部２０が移動経路２０ｐを移動して第１の接触位置２ｂに到達する。次に第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が、それぞれ実線で示す移動経路３０ｐ，４０ｐに沿って移動し、それとともに検査用のプローブ３５の端部３５ａが移動して第３の接触位置３ｃ（第１の位置）に到達する。その位置では、プローブ３５の端部３５ａが配線パターンの所定の部分２１ａと接触している。次に、その状態で、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が、Ｘ軸線に沿ってプラス側に移動して、一点鎖線のライン３０ｓのある第３の検査位置３ｄ（第２の位置）で止まる。その位置において、基板の検査が行われる。

上記において、第３の接触位置３ｃ（第１の位置）においては、プローブ３５の端部３５ａが配線パターンの所定の部分２１ａと接触し、第３の検査位置３ｄ（第２の位置）において基板の検査が行われる場合の例を説明した。それに代えて、第１の位置において、プローブ３５の端部３５ａを配線パターンの所定の部分２１ａに貫入させて基板の検査を行い、その検査が終了した後に、プローブ３５を第２の位置まで移動し、それから、プローブを検査基板から離れる方向に移動するようにしてもよい。その場合には、プローブ３５を第１の位置から第２の位置まで移動する際に、プローブ３５の端部３５ａの先端は配線パターンの所定の部分２１ａを擦りながら移動するため、プローブ３５の端部３５ａに付着している酸化膜の破片や半田くず等のゴミが取れたり、外れやすくなる。

［基板保持部と第１及び第２の検査治具移動部との移動制御］
図５は、基板を検査するために、基板保持部２０と第１及び第２の検査治具移動部３０，４０との移動を制御するためのフローチャートである。

なお、基板保持部２０の第１の原位置２ａ及び第１の接触位置２ｂと、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の第２の原位置３ａ，４ａ及び第２の接触位置３ｂ，４ｂと、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の第２の原位置３ａ，４ａ及び第２の接触位置３ｂ，４ｂと、検査用のプローブ３５の端部３５ａの第３の接触位置３ｃ（第１の位置）及び第３の検査位置３ｄ（第２の位置）とのそれぞれの位置の特定は、ＸＹＺ座標系における座標値によって行う。また、プローブ３５と検査点との接触による電流の流れを検出することにより位置の特定を行うようにしてもよい。

事前に、基板保持部２０を第１の原位置２ａに移動するとともに、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０をそれぞれ第２の原位置３ａ，４ａに移動して、検査対象の基板２１を基板保持部２０の搬送テーブル２２に載置する。

それから、図５に示すように検査基板の所定の部分に検査用プローブを接触させるまでのステップが実行される。

まず、図５のステップＳ５１において、基板保持部２０が、基板移動部５０によってＸ軸に沿って第１の原位置２ａから第１の接触位置２ｂに向けて移動される。

ステップＳ５２において、基板保持部２０が第１の接触位置２ｂに到達したか否かが判断され、まだ到達していない場合にはその移動が継続される。

基板保持部２０が第１の接触位置２ｂに到達したか否かの判断は、基板保持部２０の座標値が、第１の接触位置２ｂの所定の座標値に到達したかよって行われるが、他の手段を用いてその判断を行うようにしてもよい。

基板保持部２０が第１の接触位置２ｂに到達すると、基板保持部２０の移動が止められる。

次に、ステップＳ５３において、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が第１の方向へ移動される。その移動は、Ｚ軸に沿った第２の原位置３ａ，４ａから第２の検査位置３ｂ，４ｂ（第１の位置）への移動である。

ステップＳ５４において、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が、第２の接触位置３ｂ，４ｂ（第１の位置）に到達したか否かが判断され、まだ到達していない場合にはその移動が継続される。第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が、第２の接触位置３ｂ，４ｂ（第１の位置）に到達すると、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０移動が止められる。第２の接触位置３ｂ，４ｂ（第１の位置）では、プローブ３５の端部３５ａが検査用基板２１の配線パターンの所定の部分２１ａの面２１ｓと接触する（図３Ｂ）。

続いて、ステップＳ５５において、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が第２の方向へ移動される。この第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の移動は、Ｘ軸に沿った第３の接触位置３ｃ（第１の位置）から第３の検査位置３ｄ（第２の位置）への移動である。この際、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の検査用プローブの端部３５ａは、配線パターンの所定の部分２１ａの面２１ｓを擦りながら移動する。

ステップＳ５６において、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０が第３の検査位置３ｄ（第２の位置）に到達したか否かが判断され、まだ到達していない場合にはその移動が継続され、到達した場合には、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０の移動が止められる。これにより移動制御は終了し、次に、基板検査に移行する。

［プローブの移動の例］
図６Ａ，図６Ｂ及び図６Ｃは、基板の検査を行う前に、具体的に、第１の検査治具移動部３０を移動するときのプローブ３５の端部３５ａと検査用基板２１との関係を説明するための側面図である。図面の説明の便宜上、第２の検査治具移動部４０は省略してある。また、図６Ａの状態になる前に、基板保持部２０を駆動して、検査用基板２１を第１の接触位置２ｂに移動しているものとする。

図６Ａは、プローブ３５が、第２の原位置３ａから第１の方向ＦＤ（Ｚ軸方向のマイナス側）に沿って第２の接触位置３ｂ（第１の位置）に向けて移動されている状態を示す。その移動は、図５のステップＳ５３において、第１の検査治具移動部３０をＺ軸に沿って第１の方向に沿って第２の原位置３ａから第２の接触位置３ｂ（第１の位置）に向けて動かすことによって達成される。

図６Ｂは、第１の検査治具移動部３０が、第２の接触位置３ｂ（第１の位置）に到達したプローブ３５の状態を示す図であり、その状態では、プローブ３５の端部３５ａの先端部が検査用基板２１の部分２１ａ（ハンダバンプ）の表面に接触している。この場合、部分２１ａの表面には酸化膜２１ｂが形成されているので、プローブ３５の端部３５ａの先端部は、その酸化膜２１ｂを突き抜けて部分２１ａの表面と接触している。

図６Ｃは、プローブ３５を、第２の方向ＳＤに沿って、第３の接触位置３ｃ（第１の位置）から第３の検査位置３ｄ（第２の位置）まで移動した状態を示す。その移動の前、図６Ｂに示すように、第２の接触位置３ｂ（第１の位置）において、プローブ３５の端部３５ａの先端部は酸化膜２１ｂを突き抜けて部分２１ａの表面と接触しているので、第１の検査治具移動部３０が、第２の接触位置３ｂに対応する第３の接触位置３ｃから第３の検査位置３ｄまで移動することにより、プローブ３５の端部３５ａの先端部が、酸化膜２１ｂの一部分２１ｄを引き掻いてはぎ取る。その酸化膜２１ｂの一部分２１ｄが除かれると、酸化膜２１ｂのない部分２１ｃが露出するため、プローブ３５の端部３５ａの先端部が、部分２１ａの表面に直接接触できるようになる。それにより、プローブ３５と部分２１ａとの間の接触抵抗を低減することができる。続いて、その検査位置において、検査用基板２１上の所定の配線パターンの検査が行われる。

検査終了後にプローブ３５を部分２１ａから離す際には、図６Ａから図６Ｃまでを逆にたどるように、プローブ３５を図６Ｃ、図６Ｂ、図６Ａの順に移動するようにしてもよい。それは、例えば、検査終了時に、プローブ３５の端部３５ａに酸化膜の一部分２１ｄ等のごみが付着している場合があり、その場合に、プローブ３５の端部３５ａを部分２１ａの表面と接触させながら移動させるため、その移動の際に、そのごみをその表面にこすり付けることによって、プローブ３５のクリーニングを行うことができるからである。

［基板検査装置での検査の概要］
図７Ａは、基板検査装置１を用いて基板２１の配線パターンの検査を行うための具体的な一実施例を示す図である。また、図７Ｂは、図７Ａの実施例に示す破線の円の部分Ａの一部拡大断面図である。この実施例では、検査用基板２１の表側（図７Ａ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パターン部の複数のランドの中の所定のランド２５ｈ、２５ｎと、その基板の裏側（図７Ａに向かって下側）に形成された配線パターン部の複数のランドの中の所定のランド２６ｈ、２６ｎとの間又は同じ側にあるランド間の抵抗値を測定することによって、それらの間の短絡や断線の有無を測定するものとする。

この実施例では、図１の基板検査装置１の検査治具３２に、検査用プローブ３５−１及び３５−２が取り付けられ、検査治具４２に検査用プローブ４５−１及び４５−２が取り付けられている。それらの検査用プローブ３５−１、３５−２、４５−１及び４５−２は、基板検査装置１の図示せぬ制御装置に接続されており、その制御装置は、それらの検査用プローブに測定用の電流を供給するとともにそれらの検査用プローブの所定の一対の検査用プローブの間の電圧を測定する。また、その制御装置は、検査用基板２１の移動装置及び検査治具３２、４２の移動装置の制御も行うことができる。

検査を行うにあたっては、上記の図５に示すフローチャートに示すように、最初に、ステップＳ５１において、基板保持部２０、すなわち、検査基板２１が、Ｘ軸に沿って第１の原位置２ａから第１の接触位置２ｂに向けて移動され、ステップＳ５２において、検査基板２１が第１の接触位置２ｂに到達したと判断されると、検査基板２１の移動が止められる。

次に、ステップＳ５３において、第１及び第２の検査治具移動部３０，４０、すなわち、検査用プローブ３５−１，３５−２及び検査用プローブ４５−１，４５−２が第１の方向に沿って動かされ、ステップＳ５４において、それらの検査用プローブが、第２の接触位置３ｂ，４ｂ（第１の位置）に到達したと判断されると、それらの検査用プローブの移動が止められる。その第２の接触位置３ｂ，４ｂ（第１の位置）では、それらの検査用のプローブの端部が検査用基板２１の配線パターンのランド２５ｎ等の面に直接接触している（図３Ｂ）。

さらに、ステップＳ５５において、検査用プローブ３５−１，３５−２及び検査用プローブ４５−１，４５−２を第２の方向へ移動する。これらの検査用プローブの移動は、Ｘ軸に沿った第３の接触位置３ｃ（第１の位置）から第３の検査位置３ｄ（第２の位置）への移動である。この際、それらの検査用プローブの端部３５ａは、配線パターンのランド２５ｎ，２６ｎ等の面を擦りながら移動する。

ステップＳ５６において、検査用プローブ３５−１，３５−２及び検査用プローブ４５−１，４５−２が第３の検査位置３ｄ（第２の位置）に到達したと判断されると、それらの検査用プローブの移動が止められる。この状態を図７Ａ及び図７Ｂに示す。図７Ｂに示すように、検査用プローブ３５−１の端部３５ａが配線パターンのランド２５ｎの面を擦りながら移動したため、その面上の酸化膜２１ｂの一部分２１ｄがその端部３５ａの先端部によってはぎ取られ、端部３５ａがランド２５ｎの面に直接に接触している。これにより移動制御は終了し、次に、基板検査に移行する。

上記のように基板の配線パターンの測定を行った際に、５０回の測定ごとに、測定開始時と比べて、検査終了時に、検査用プローブの抵抗値の変化がプラス２オーム以内であるもの（安定ピン）がどの程度残っているかを調べた。その際、各測定ごとに、その検査用プローブを、測定部分に接触した状態でＸ軸に沿ってプラス側（第２の方向）に向かって３０μｍ移動した。

その結果、ある検査用プローブの場合には、５０回及び１００回の検査を終了した時点では、すべて（１００パーセント）が安定ピンであり、不良品と判断されるものがない状態であり、また、１５０回の検査を終了した時点でも、安定ピンが約８０パーセント残っているという良好な結果を得ることができた。

以上、本発明に係る検査用プローブを移動する装置について説明したが、本発明はこれらの実施形態に拘束されるものではなく、当業者が容易になしえる追加、削除、改変等は、本発明に含まれるものであり、また、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ことを承知されたい。

［他の実施形態］
上記の実施例では２つの測定点の検査のために２つの検査用プローブを用いたが、本発明は２つの測定点の検査のために４つの検査用プローブを用いる測定装置にも適用することができる。

また、検査用プローブに関して、先端部が尖った形状のものを用いて説明を行ったが、どのような形状のもの、例えば、先端を約１０μｍ程度フラット加工したものを用いてもよい。

上記の実施例では、検査用プローブが第１の位置に移動した時に、検査用プローブの端部が検査点の面に接触する場合を説明したが、検査用プローブが第１の位置に移動した時に、ボイドの発生の原因にならない程度に、その端部の先端部を少し検査点に貫入させてから、その検査用プローブを、その端部によって検査点上を擦りながら第２の位置まで移動するようにしてもよい。

また、上記の実施例では、基本的に、検査用プローブを第１の位置に移動した時に検査対象と接触させ、次に、検査用プローブを第２の位置に移動した後に検査対象の検査を行う場合について説明を行った。しかし、検査用プローブを第１の位置に移動した時に、検査用プローブの先端を検査対象に少し貫入させてその検査対象の検査を行い、検査が終了した後に、検査用プローブをその先端によって検査対象の面上を擦りながら第２の位置まで移動し、第２の位置に到達すると、検査用プローブを検査対象から離すように移動してもよい。この場合には、検査用プローブを第１の位置から第２の位置まで移動する際に、検査用プローブの先端から酸化膜の破片や半田くずを取り除いたり、それらを取れやすくするという自己クリーニング作用を発揮できる。

また、上記の実施例では、検査治具を第２の方向に移動した例を説明した。しかし、検査治具を移動することなく、検査用プローブの端部を検査基板上の接触部分の表面に接触させた状態で、検査基板を第２の方向と逆の方向に移動することによって、その接触部分に対し相対的に検査用プローブが第２の方向に移動するようにしてもよい。

また、上記の実施例では、第２の方向は、Ｘ軸線方向のプラス側への方向として説明したが、マイナス側への方向でもよく、それ以外にも、Ｙ軸線方向プラス側、Ｙ軸線方向のマイナス側、それらの間の任意の方向、任意の方向の組み合わせ、例えば、検査治具をＸ軸線方向のプラス側に移動した後に続けてマイナスに移動させたり、または、検査治具をＸ軸線方向のプラス側に移動した後に続けてＹ軸線方向のプラス側に移動したりしてもよい。

さらに、上記実施例では、検査治具が第２の方向に移動する際、検査用プローブの軸線方向、すなわち、Ｚ軸線方向への動きには言及しなかったが、例えば、検査用プローブの先端部の接触する部分の形状が球面状になっていて、検査用プローブの先端が接触する第１の位置と、検査用プローブが第２の方向に移動したときにその先端部が接触する第２の位置とにおけるそれぞれの接触位置の高低差（Ｚ軸線に沿った距離）が大きいときには、検査用プローブを第２の方向に移動する際に、その検査用プローブをＺ軸線に沿って移動するように制御して、検査用プローブの先端が均等な圧力で検査点の表面に接触しながら移動するようにしてもよい。

図１は、本発明の一実施例に係る基板検査装置を示す側面図である。 図２Ａは、図１の基板検査装置の基板移動部を示す拡大側面図である。 図２Ｂは、図１の基板検査装置の基板移動部を示す拡大側面図である。 図３Ａは、第１の検査治具移動部を第１の方向に移動する際の移動経路を概念的に説明するための側面図である。 図３Ｂは、第１の検査治具移動部を第２の方向に移動する際の移動経路を概念的に説明するための側面図である。 図４は、基板保持部の移動経路と、第１及び第２の検査治具移動部の移動経路との関係を説明するための図である。 図５は、基板の検査時における基板保持部と第１及び第２の検査治具移動部との移動制御のフローチャートである。 図６Ａは、基板の検査を行う際に、基板保持部と第１の検査治具移動部とを移動するときのプローブの端部と検査用基板との動きを説明するための側面図である。 図６Ｂは、基板の検査を行う際に、基板保持部と第１の検査治具移動部とを移動するときのプローブの端部と検査用基板との動きを説明するための側面図である。 図６Ｃは、基板の検査を行う際に、基板保持部と第１の検査治具移動部とを移動するときのプローブの端部と検査用基板との動きを説明するための側面図である。 図７Ａは、基板の配線パターンの検査を行うための一実施例を示す図である。 図７Ｂは、基板の配線パターンの検査を行うための図７Ａの一実施例の一部拡大断面図である。

符号の説明

１・・・・基板検査装置
２０・・・基板保持部
３０・・・第１の検査治具移動部
３２・・・検査治具
３５，４５・・・プローブ
３５ａ・・・端部
４０・・・第２の検査治具移動部
４２・・・検査治具
５０・・・基板移動部
２０ｐ，３０ｐ，４０ｐ・・・移動経路
２ａ・・・第１の原位置
２ｂ・・・第１の接触位置
３ａ・・・第２の原位置
３ｂ，４ｂ，３ｃ・・・第１の位置
３ｄ・・・第２の位置
ＦＤ・・・第１の方向
ＳＤ・・・第２の方向

Claims (12)

1. 複数の検査用プローブを保持する検査治具と、
   該検査治具を検査が実施される検査部まで搬送する移動手段と、
   該移動手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段が、前記検査治具を第１の方向に沿って前記検査部まで移動して、該検査治具に保持されている前記複数の検査用プローブの端部を、前記検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させ、次に、該検査治具を第２の方向に沿って所定の位置まで移動し、さらに、該検査治具を移動して該検査治具が前記検査部から離れるように前記移動手段を制御する、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
2. 請求項１の基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、前記第２の方向は、前記第１の方向と直交する、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
3. 請求項１の基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、前記制御手段が、前記検査治具を第２の方向に沿って所定距離だけ移動する間、前記複数の検査用プローブの端部が、前記検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触した状態を維持する、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
4. 請求項１の基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、前記制御手段によって、前記検査治具を第１の方向に沿って前記検査部まで移動して、該検査治具に保持されている前記複数の検査用プローブの端部を、前記検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させ、さらに、該検査治具を前記第２の方向に沿って所定の位置まで移動した後に前記配線パターンの検査が行われる、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
5. 請求項１の基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、前記制御手段によって、前記検査治具を第１の方向に沿って前記検査部まで移動して、該検査治具に保持されている前記複数の検査用プローブの端部を、前記検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させた後に、前記配線パターンの検査が行われる、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
6. 請求項１の基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、前記複数の検査用プローブを保持する検査治具は第１の検査治具であり、さらに複数の検査用プローブを保持する第２の検査治具を備え、該第２の検査治具は、前記検査基板に関して、前記第１の検査治具とは反対側に配置されており、また、前記移動手段が該第２の検査治具も前記検査が実施される検査部まで移動し、前記制御手段が、該移動手段による第２の検査治具の移動も制御する、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
7. 請求項1の基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置において、前記第１の方向は鉛直方向であり、前記第２の方向は水平方向である、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。
8. 基板検査用プローブを移動して該基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の部分に接触させて該配線パターンの検査を行う基板検査装置における基板検査用プローブの移動制御方法であって、
   前記基板検査用プローブを第１の方向に沿って所定の原位置から第１の位置まで移動して、該基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の部分に接触させるステップと、
   前記基板検査用プローブを第２の方向に沿って前記第１の位置から第２の位置まで移動するステップとを含む、基板検査用プローブの移動制御方法。
9. 請求項８の基板検査用プローブの移動制御方法において、前記第１の方向は鉛直方向であり、前記第２の方向は、水平方向である、基板検査用プローブの移動制御方法。
10. 請求項８の基板検査用プローブの移動制御方法において、前記基板検査用プローブを第２の方向に沿って前記第１の位置から第２の位置まで移動するステップにおいて、前記基板検査用プローブが第２の位置に移動した後に、前記配線パターンの検査が行われる、基板検査用プローブの移動制御方法。
11. 請求項８の基板検査用プローブの移動制御方法において、前記基板検査用プローブを第１の方向に沿って所定の原位置から第１の位置まで移動して、該基板検査用プローブの端部を検査基板の配線パターンの所定の部分に接触させるステップにおいて、前記基板検査用プローブが第１の位置に移動した後に、前記配線パターンの検査が行われる、基板検査用プローブの移動制御方法。
12. 複数の検査用プローブを保持する検査治具と、
    該検査治具を移動する第１の移動手段と、
    検査基板を保持する検査基板保持手段と、
    該検査基板保持手段を移動する第２の移動手段と、
    前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段を制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段が、前記第１の移動手段によって前記検査治具を第１の方向に移動して、該検査治具に保持されている前記複数の検査用プローブの端部を、所定の検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分に接触させた後に、前記第１の移動手段若しくは前記第２の移動手段又は前記第１の移動手段及び前記第２の移動手段の両方を駆動し、それにより、前記複数の検査用プローブの端部が、前記検査基板に関して相対的に、前記第１の方向と直交する第２の方向に移動して、前記複数の検査用プローブの端部が、前記所定の検査部に置かれた検査基板上の被検査対象の配線パターンの所定の部分上を接触しながら移動するように制御する、基板検査装置用の検査用プローブ移動制御装置。

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