JP2014044104A - プローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストを低減しつつプローブの容易な交換を実現する。
【解決手段】複数のプローブと、複数の基端部側支持孔５１が形成されて各基端部側支持孔５１にそれぞれ挿通された各プローブの基端部を支持する基端部側支持板３１と、複数の先端部側支持孔が形成されて各先端部側支持孔に挿通された各プローブの先端部を支持する先端部側支持板とを備え、基端部側支持板３１には、一方の平面Ａが他方の平面Ｂに対して予め決められた傾斜角度θだけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域Ｆ１，Ｆ２が設けられ、各基端部側支持孔５１は、各基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１が傾斜領域Ｆ１，Ｆ２の平面Ａに対して垂直でかつ平面Ｂにおける垂線Ｌ２に対して傾斜角度θだけ傾斜するようにそれぞれ形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のプローブと各プローブを支持する基端部側支持板および先端部側支持板とを備えたプローブユニット、そのプローブユニットを備えた基板検査装置、並びにそのプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法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２００５−３３８０６５号公報に開示された検査治具が知られている。この検査治具は、検査対象の電気的検査を行う検査装置に搭載されて使用される検査治具であって、プローブと、プローブの先端側を支持する先端側支持体と、プローブの後端側を支持する後端側支持体と、先端側支持体および後端側支持体を連結する支持柱とを備えて構成されている。先端側支持体は、３枚の支持板が積層されて構成されている。また、各支持板には、貫通孔が形成され、各貫通孔によって、プローブの先端側部分が挿通される先端側挿通孔が構成される。また、先端側挿通孔は、支持板に対して垂直な方向に沿って形成されている。

後端側支持体は、３枚の支持板が積層されて構成されている。また、各支持板には、貫通孔が形成され、各貫通孔によって、プローブの後端側部分が挿通される後端側挿通孔が構成される。この場合、後端側挿通孔は、各貫通孔の中心を少しずつずらした状態で支持板が積層されることにより、先端側挿通孔（先端側支持体に直交する方向）に対して傾斜するように形成されている。この場合、後端側挿通孔が先端側挿通孔に対して傾斜しているため、先端側支持体および後端側支持体によって支持されたプローブは、中間部分が傾斜している。このため、検査の際にプローブの先端部位が検査対象に当接して押し込まれたときには、傾斜しているプローブの中間部分を容易に撓ませることが可能となっている。

特開２００５−３３８０６５号公報（第６−９頁、第２−４図）

ところが、従来の検査治具には、以下の問題点がある。すなわち、この検査治具では、後端側支持体を構成する複数の支持板にそれぞれ形成した貫通孔の中心を少しずつずらした状態で各支持板を積層することによって先端側挿通孔に対して傾斜する後端側挿通孔を形成している。この場合、支持板にはプローブの数と同数の数多くの貫通孔を形成する必要があり、数多くの支持板（上記の例では３枚の支持板）に数多くの貫通孔を正確に形成するためには長い加工時間を必要とする。また、後端側挿通孔が予め決められた傾斜方向に傾斜するように各貫通孔の中心を正確に少しずつずらして各支持板を積層する作業にも高度な技術を要する。したがって、この検査治具には、これらの加工や作業に起因して製造コストが上昇するという問題点が存在する。この場合、貫通孔自体を、支持板に直交する方向に対して傾斜するように形成する（つまり、斜めの貫通孔を形成する）構成が考えられる。しかしながら、微細なプローブに対応する微細な貫通孔を穿孔する微細なドリルビットは剛性が低く、このような剛性が低いドリルビットを支持板に対して斜めに押し当てたときにはドリルビットが変形するため、斜めの貫通孔を形成するのは極めて困難である。また、この検査治具では、中心を少しずつずらした複数の貫通孔によって後端側挿通孔を形成しているため、後端側挿通孔に挿通させたプローブの後端側の外周面は、各貫通孔の内周面と面的に接触することなく、各貫通孔における開口部の縁部に点的または線的に接触する。この場合、このような接触形態では、接触位置が僅かにずれただけでプローブの傾斜角度が大きく異なることがある。このため、この検査治具には、例えば、破損したプローブを交換する際に、後端側挿通孔からプローブを挿入させたときに、プローブと各貫通孔（開口部の縁部）との接触位置が僅かにずれただけで、先端側挿通孔に対するプローブの傾斜角度が大きくずれる結果、プローブの先端側を先端側挿通孔に挿通させることが困難となり、プローブの交換自体が困難となるという問題点も存在する。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減しつつプローブの容易な交換を実現し得るプローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法を提供することを主目的とする。

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、複数のプローブと、複数の基端部側支持孔が形成されて当該各基端部側支持孔にそれぞれ挿通された前記各プローブの基端部を支持する基端部側支持板と、複数の先端部側支持孔が形成されて当該各先端部側支持孔に挿通された前記各プローブの先端部を支持する先端部側支持板とを備えたプローブユニットであって、前記基端部側支持板には、一方の平面が他方の平面に対して予め決められた傾斜角度だけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域が設けられ、前記各基端部側支持孔は、当該各基端部側支持孔の中心軸が前記傾斜領域の前記一方の平面に対して垂直でかつ当該傾斜領域の前記他方の平面における垂線に対して前記傾斜角度だけ傾斜するようにそれぞれ形成され、前記各先端部側支持孔は、当該各先端部側支持孔における前記各基端部側支持孔に対向する開口部の中心部が当該各基端部側支持孔の前記中心軸の仮想延長線上に位置するようにそれぞれ形成されている。

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、前記基端部側支持板には、複数の前記傾斜領域が連続するように設けられている。

また、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、互いに対向するように配置された前記基端部側支持板を複数備え、前記各基端部側支持板は、対応する各々の前記基端部側支持孔の中心軸の仮想延長線が互いに同軸となるように配置されている。

また、請求項４記載の基板検査装置は、請求項１から３のいずれかに記載のプローブユニットと、基板の導体部に接触させた前記プローブユニットの前記プローブを介して入力した電気信号に基づいて当該基板を検査する検査部とを備えている。

また、請求項５記載のプローブユニット製造方法は、複数のプローブと、複数の基端部側支持孔が形成されて当該各基端部側支持孔にそれぞれ挿通された前記各プローブの基端部を支持する基端部側支持板と、複数の先端部側支持孔が形成されて当該各先端部側支持孔に挿通された前記各プローブの先端部を支持する先端部側支持板とを備えたプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法であって、一方の平面が他方の平面に対して予め決められた傾斜角度だけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域を前記基端部側支持板に設けて、前記傾斜領域の前記一方の平面に対して穿孔具の中心軸が垂直となる状態で当該穿孔具を当該一方の平面に押し当てて、前記各基端部側支持孔の中心軸が前記一方の平面に対して垂直でかつ当該傾斜領域の前記他方の平面における垂線に対して当該中心軸が前記傾斜角度だけ傾斜するように当該各基端部側支持孔をそれぞれ形成し、前記各先端部側支持孔における前記各基端部側支持孔に対向する開口部の中心部が当該各基端部側支持孔の前記中心軸の仮想延長線上に位置するように前記各先端部側支持孔をそれぞれ形成して前記プローブユニットを製造する。

請求項１記載のプローブユニット、請求項４記載の基板検査装置、および請求項５記載のプローブユニット製造方法では、一方の平面が他方の平面に対して予め決められた傾斜角度だけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域を基端部側支持板に設けて、各基端部側支持孔の中心軸が一方の平面に対して垂直でかつ他方の平面における垂線に対して上記の傾斜角度だけ傾斜するように各基端部側支持孔をそれぞれ形成する。つまり、このプローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法では、傾斜領域の一方の平面に対して穿孔具の中心軸が垂直となる状態で穿孔具を一方の平面に押し当てることで、中心軸が一方の平面に対して垂直で、かつ傾斜領域の他方の平面における垂線に対して上記の傾斜角度だけ傾斜する基端部側支持孔を形成することができる。このため、このプローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法では、剛性が低い小径の穿孔具を用いて小径の基端部側支持孔を形成する場合においても、他方の平面の垂線に対して中心軸が傾斜する基端部側支持孔を確実かつ容易に形成することができる。このため、複数の支持板に形成した各貫通孔をずらしつつ各支持板を積層して１枚の基端部側支持部を形成するような高度な技術を必要としないため、その分、プローブユニットおよび基板検査装置の製造コストを十分に低減することができる。

また、このプローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法では、上記のように傾斜した基端部側支持孔を形成することができるため、プローブの基端部の外周面と基端部側支持孔の内周面とを面的に接触させて基端部を保持することができる結果、プローブにおける基端部の傾斜角度を基端部側支持孔の傾斜角度と一致させることができる。このため、各先端部側支持孔における各基端部側支持孔に対向する開口部の中心部が各基端部側支持孔の中心軸の仮想延長線上に位置するように各先端部側支持孔をそれぞれ形成することで、プローブを交換する際に、基端部側支持孔からプローブを挿入させたときに、プローブの先端部を先端部側支持板の先端部側支持孔に向けて確実に案内させて先端部側支持孔に挿通させることができる。したがって、このプローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法によれば、プローブの容易な交換を実現することができる。

また、請求項２記載のプローブユニット、および請求項４記載の基板検査装置では、基端部側支持板に複数の傾斜領域が連続するように設けられている。この場合、傾斜領域を１つだけ設ける構成では、基端部側支持孔を形成する領域の長さが長いときには、傾斜領域における一端部側の厚みが薄いとしても、他端部側ではその厚みが相当に厚くなることがある。このような構成では、傾斜領域の他端部側に基端部側支持孔を形成する際に、長い穿孔具を用いる必要があるが、穿孔具の長さが長いほど穿孔具が撓み易いため、小径の基端部側支持孔を形成する場合には、小径の穿孔具ほど剛性が低いことから、穿孔具の撓みを抑えるのが困難な結果、穿孔作業が困難となる。また、このような構成では、傾斜領域の他端部側が相当に厚くなることがあるため、これに起因して、プローブユニットが大形化したり重くなったりする問題が生じる。これに対して、このプローブユニットおよび基板検査装置では、複数の傾斜領域を連続するように設けることで、基端部側支持孔を形成する領域の長さが長い場合においても、各傾斜領域における一端部の厚みと他端部の厚みとの差を小さく抑えることができるため、傾斜領域における一部の厚みが厚くなることに起因して基端部側支持孔の穿孔作業が困難となる事態を確実に回避することができる。また、傾斜領域における一部の厚みが厚くなることに起因してプローブユニットが大形化したり重くなったりする事態を確実に回避することができる。

また、請求項３記載のプローブユニット基板検査装置、および請求項４記載の基板検査装置によれば、互いに対向するように配置された基端部側支持板を複数備え、対応する各々の基端部側支持孔の中心軸の仮想延長線が互いに同軸となるように各基端部側支持板を配置したことにより、１枚の基端部側支持板の厚みを薄く形成したとしても厚みが厚い基端部側支持板と同様の効果を実現することができると共に、１枚の基端部側支持板の厚みを薄くすることで、微細な基端部側支持孔を形成する際の穿孔工程を効率的かつ容易に行うことができる。

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１１の平面図である。 プローブユニット２の製造方法を説明する第１の説明図である。 プローブユニット２の製造方法を説明する第２の説明図である。 プローブユニット２の製造方法を説明する第３の説明図である。 プローブユニット２の製造方法を説明する第４の説明図である。 プローブユニット２の製造方法を説明する第５の説明図である。 プローブユニット２の製造方法を説明する第６の説明図である。 プローブユニット２の他の構成を示す構成図である。 プローブユニット２のさらに他の構成を示す構成図である。

以下、本発明に係るプローブユニット、基板検査装置およびプローブユニット製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。

最初に、基板検査装置１の構成について説明する。図１に示す基板検査装置１は、同図に示すように、プローブユニット２、移動機構３、載置台４、測定部５、検査部６、記憶部７および処理部８を備えて、基板１００を検査可能に構成されている。

プローブユニット２は、図２に示すように、複数のプローブ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１１は、検査の際に基板１００における導体パターン等の導体部に接触させて電気信号の入出力を行うために用いられ、一例として、導電性を有する金属材料（例えば、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な断面円形の棒状に形成されている。また、図３に示すように、プローブ１１の基端部２１および先端部２３は、それぞれ鋭利に形成されている。また、プローブ１１の中間部２２の周面には、絶縁性を有するコーティング材料（一例として、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリエステルおよびポリイミドなど）で形成された絶縁層が形成されている。このため、中間部２２は、その直径Ｒｐ２が基端部２１の直径Ｒｐ１および先端部２３の直径Ｒｐ３よりも大径となっている。つまり、プローブ１１は、基端部２１および先端部２３が中間部２２よりも小径に形成されている。

本体部１２は、図２に示すように、基端部側支持板３１、先端部側支持板３２および連結部材３３を備えて、プローブ１１を支持可能に構成されている。

基端部側支持板３１は、プローブ１１の基端部２１側を支持可能に構成されている。この場合、基端部側支持板３１は、一例として、非導電性を有する樹脂材料によって形成されている。また、図４に示すように、基端部側支持板３１には、一方の平面（例えば、図４における上面（図２における下面）であって、以下「平面Ａ」ともいう）が平坦面である他方の平面（図４における下面（図２における上面）であって、以下「平面Ｂ」ともいう）に対して予め決められた傾斜角度θだけ傾斜して徐々に厚みが厚くなるように形成された２つの傾斜領域Ｆ１，Ｆ２（以下、区別しないときには単に「傾斜領域Ｆ」ともいう）が連続するように設けられている。この場合、傾斜領域Ｆ１，Ｆ２は、傾斜領域Ｆ１の肉厚部（厚みが最も厚い端部）と傾斜領域Ｆ２の肉薄部（厚みが最も薄い端部）とが隣接するように、つまり傾斜領域Ｆ１，Ｆ２の境界部分に段差が生じるように設けられている。また、各傾斜領域Ｆには、図５に示すように、複数（プローブ１１の数と同数）の基端部側支持孔５１が形成されている。

各基端部側支持孔５１は、その直径がプローブ１１の中間部２２の直径Ｒｐ２よりもやや大径に形成されて、中間部２２を挿通させることが可能となっている（図９参照）。また、各基端部側支持孔５１は、後述するプローブユニット製造方法において実行される穿孔工程で形成される。この場合、図４に示すように、各基端部側支持孔５１は、各々の中心軸Ｌ１が傾斜領域Ｆの平面Ａ（一方の平面）に対して垂直で、かつ中心軸Ｌ１が傾斜領域Ｆの平面Ｂ（他方の平面）における垂線Ｌ２に対して上記した傾斜角度θだけ傾斜するようにそれぞれ形成されている。

また、この基板検査装置１では、図８に示すように、上記した基端部側支持板３１の平面Ｂと後述する先端部側支持板３２の平面Ｃ，Ｄとが平行となるようにプローブユニット２が構成されている。また、この基板検査装置１では、検査の際に、平面Ｂに対して直角をなす方向（上記した平面Ｂにおける垂線Ｌ２に沿った方向）にプローブユニット２を基板１００に対して移動させる（以下、この方向を「プロービング方向」ともいう）。このため、この基板検査装置１では、図８に示すように、プローブユニット２における基端部側支持板３１の基端部側支持孔５１（基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１）がプロービング方向（垂線Ｌ２に沿った方向）に対して傾斜角度θだけ傾斜している。

先端部側支持板３２は、プローブ１１の先端部２３側を支持可能に構成されている。この場合、先端部側支持板３２は、図６，８に示すように、一例として、非導電性を有して厚みが均一の（つまり、両平面Ｃ，Ｄが平行な）板状に形成されている。また、先端部側支持板３２には、図８に示すように、複数（プローブ１１の数と同数）の先端部側支持孔５２が形成されている。

先端部側支持孔５２は、その直径がプローブ１１の先端部２３の直径Ｒｐ３よりもやや大径で、かつプローブ１１の中間部２２の直径Ｒｐ２よりもやや小径に形成されて、中間部２２を挿通させずに、先端部２３のみを挿通させることが可能となっている。また、各先端部側支持孔５２は、図９に示すように、各基端部側支持孔５１に対向する開口部（上向きの開口部）の中心部が各基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１の仮想延長線Ｌ３上に位置するようにそれぞれ形成されている。

また、各先端部側支持孔５２は、後述するプローブユニット製造方法において実行される穿孔工程で形成される。この場合、各先端部側支持孔５２は、各々の中心軸Ｌ４が先端部側支持板３２（先端部側支持板３２の平面Ｃ，Ｄ）に対して垂直となるようにそれぞれ形成されている。この先端部側支持板３２では、先端部側支持孔５２に挿通されたプローブ１１の先端部２３の外周面と先端部側支持孔５２の内周面とが当接することで、先端部２３を支持することが可能となっている。

連結部材３３は、基端部側支持板３１および先端部側支持板３２を、互いに対向しかつ離間した状態で連結する。

このプローブユニット２では、図９に示すように、先端部側支持板３２の先端部側支持孔５２にプローブ１１の先端部２３が挿通され、基端部側支持板３１の基端部側支持孔５１にプローブ１１の基端部２１が挿通された状態で支持されている。このため、プローブ１１は、同図に示すように、先端部２３側がプロービング方向と平行な方向に沿って延在し、先端部２３側を除く部分がプロービング方向に対して傾斜角度θ（図８参照）だけ傾斜する方向に沿って延在している。このように、プローブ１１における先端部２３側を除く部分が傾斜しているため、基板１００に近接する向きにプローブユニット２が全体として移動させられたときに、基板１００の導体部に先端部２３が接触し、この際に加わる導体部からの押圧力（反力）に応じて傾斜部分が湾曲し、これによって本体部１２（先端部側支持板３２）からの突出量が変化（増減）する。

電極板１３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、図２に示すように、本体部１２における基端部側支持板３１の上部に配設されている。また、電極板１３における各プローブ１１の各基端部２１との接触部位には、導電性を有する端子が嵌め込まれており、この各端子には、プローブ１１と測定部５とを電気的に接続するためのケーブルがそれぞれ接続されている。

移動機構３は、処理部８の制御に従い、載置台４（載置台４に載置されている基板１００）に対して近接する向きおよび離反する向きにプローブユニット２を移動させる。載置台４は、基板１００を載置可能に構成されると共に、載置された基板１００を固定可能に構成されている。測定部５は、プローブ１１を介して入出力する電気信号に基づき、物理量（例えば、抵抗値）を測定する測定処理を実行する。

検査部６は、処理部８の制御に従い、測定部５によって測定された物理量としての抵抗値に基づいて基板１００の良否（導体部の断線や短絡の有無）を検査する検査処理を実行する。記憶部７は、処理部８の制御に従い、測定部５によって測定された抵抗値や検査部６によって行われた検査の結果などを一時的に記憶する。処理部８は、基板検査装置１を構成する各部を制御する。

次に、プローブユニット２の製造方法について、図面を参照して説明する。

まず、基端部側支持板３１を作製する。この基端部側支持板３１の作製工程では、図４に示すように、２つの傾斜領域Ｆ１，Ｆ２を連続するように設けた板体３１ａを作製する。この場合、板体３１ａの作製方法としては、厚手の板体を切削して同図に示す形状に形成する方法を採用することもできるし、射出成形によって同図に示す形状に形成する方法を採用することもできる。

次いで、板体３１ａに対して基端部側支持孔５１を形成する穿孔工程を実行する。この穿孔工程では、図４に示すように、傾斜領域Ｆの平面Ｂを下向きにし、平面Ａを上向きにして、平面Ａが水平となる状態で板体３１ａを図外の作業台に固定する。続いて、図外の穿孔機を用いて、ドリルビット（穿孔具）３０１の中心軸Ｌ５が平面Ａに対して垂直となるようにして、ドリルビット３０１を回転させつつその先端部を平面Ａに押し当てて基端部側支持孔５１を形成する。

この場合、平面Ａに対してドリルビット３０１の中心軸Ｌ５が垂直のため、ドリルビット３０１の剛性が低い場合においても、平面Ａに押し当てたときのドリルビット３０１の変形が小さく抑えられる結果、基端部側支持孔５１を真っ直ぐに形成することが可能となっている。次いで、図５に示すように、各基端部側支持孔５１を順次形成して、基端部側支持板３１の作製を終了する。

続いて、先端部側支持板３２を作製する。この先端部側支持板３２の作製工程では、図６に示すように、厚みが均一の（両平面Ｃ，Ｄが平行な）板体３２ａに対して先端部側支持孔５２を形成する穿孔工程を実行する。この穿孔工程では、板体３２ａを図外の作業台に固定する。次いで、図外の穿孔機を用いて、同図に示すように、ドリルビット３０２の中心軸Ｌ６が板体３２ａに対して垂直となるようにして、ドリルビット３０２を回転させつつその先端部を上向きの平面（この例では、平面Ｃ）に押し当てて先端部側支持孔５２を形成する。続いて、各先端部側支持孔５２を順次形成して、先端部側支持孔５２の作製を終了する。

次いで、図７に示すように、基端部側支持板３１の平面Ａと平面Ｂとを反転させる（平面Ａを下向きにする）。続いて、図８に示すように、平面Ｂと先端部側支持板３２の平面Ｃ，Ｄとを平行に対向させて基端部側支持板３１と先端部側支持板３２とを離間させ、その状態の両支持板３１，３２を連結部材３３によって連結する。これにより、本体部１２が完成する。この場合、図８に示すように、基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１が平面Ｂにおける垂線Ｌ２に対して傾斜角度θだけ傾斜している。このため、平面Ｂに対して直角をなすプロービング方向（同図に示す上下方向）に対して基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１が傾斜角度θだけ傾斜している。

次いで、本体部１２にプローブ１１を取り付ける（本体部１２によってプローブ１１を保持させる）。具体的には、図９に示すように、基端部側支持板３１の平面Ｂ側から基端部側支持孔５１にプローブ１１の先端部２３を挿入させて、プローブ１１を基端部側支持孔５１に挿通させる。続いて、先端部側支持板３２における上向きの開口部（基端部側支持孔５１に対向する開口部）にプローブ１１の先端部２３を挿入させる。この場合、先端部側支持孔５２における上向きの開口部が基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１の仮想延長線Ｌ３上に位置しているため、基端部側支持孔５１によってプローブ１１が案内されて先端部２３が先端部側支持孔５２における上向きの開口部に正確に到達して、先端部側支持孔５２に挿入される。

この場合、図９に示すように、先端部側支持孔５２が垂直方向に沿って形成されているため、先端部２３と中間部２２との境界部分が弾性変形させられて、先端部２３が垂直方向に沿って延在し、先端部２３を除く部分（中間部２２および基端部２１）が傾斜方向に沿って延在する。次いで、プローブ１１をさらに押し込むことによって先端部２３を先端部側支持板３２から突出させる。この場合、先端部側支持孔５２の直径がプローブ１１における中間部２２の直径Ｒｐ２よりも小径のため、プローブ１１の先端部２３のみが先端部側支持孔５２に挿通される。以下、同様にして、各プローブ１１を各基端部側支持孔５１および各先端部側支持孔５２に挿通させる。

続いて、基端部側支持板３１の外側に電極板１３を固定する。これにより、図２に示すように、プローブユニット２の製造が完了する。

このプローブユニット２およびプローブユニット製造方法では、１枚の基端部側支持板３１および１枚の先端部側支持板３２だけで構成された本体部１２を用いている。このため、数多くの支持板を有する本体部１２を用いる構成および方法と比較してプローブユニット２の製造コストを低く抑えることが可能となっている。また、このプローブユニット２およびプローブユニット製造方法では、基端部側支持孔５１自体がプロービング方向に対して傾斜するように形成されている。このため、このプローブユニット２およびプローブユニット製造方法では、各貫通孔の中心を少しずつずらしつつ各支持板を積層して１枚に形成するような高度な技術を用いることなくプローブユニット２を構成することができるため、プローブユニット２の製造コストをさらに低く抑えることが可能となっている。

次に、基板検査装置１を用いて基板１００の検査を行う基板検査方法について、図面を参照して説明する。

まず、先端部側支持板３２を下向きにした状態のプローブユニット２を移動機構３に固定する（図１参照）。次いで、載置台４の載置面に基板１００を載置して、続いて、図外の固定具によって基板１００を載置台４に固定する。次いで、基板検査装置１を作動させる。この際に、処理部８が、移動機構３を制御して、基板１００（載置台４の載置面）に対して近接する向き（図１における下向き）にプローブユニット２を移動（降下）させる。

続いて、処理部８は、移動機構３を制御して、予め決められた移動量だけプローブユニット２を移動させた時点で、その移動を停止させる。次いで、処理部８は、測定部５を制御して測定処理を実行させる。この測定処理では、測定部５は、各プローブ１１を介して入出力する電気信号に基づいて物理量としての抵抗値を測定する。

続いて、処理部８は、検査部６を制御して検査処理を実行させる。この検査処理では、検査部６は、測定部５によって測定された抵抗値に基づいて導体部の断線および短絡の有無を検査する。次いで、処理部８は、検査結果を図外の表示部に表示させる。以上により、基板１００の検査が終了する。続いて、新たな基板１００を検査するときには、新たな基板１００を載置台４に載置して固定し、次いで、基板検査装置１を作動させる。この際に、処理部８が、上記した各処理を実行する。

一方、プローブユニット２に配設されているプローブ１１の一部が破損したときには、次のような手順でプローブ１１を交換する。まず、プローブユニット２を移動機構３から取り外す。続いて、電極板１３を本体部１２（基端部側支持板３１）から取り外す。次いで、破損したプローブ１１の先端部２３を基端部側支持板３１側に押し込む。この際に、プローブ１１の基端部２１が基端部側支持板３１からやや突出する。続いて、突出した基端部２１を摘んでプローブ１１を本体部１２から引き抜く。

次いで、新たなプローブ１１を基端部側支持板３１の平面Ｂ側から基端部側支持孔５１にプローブ１１の先端部２３を挿入させて基端部側支持孔５１に挿通させる。続いて、プローブ１１を押し込む。この際に、基端部側支持孔５１によってプローブ１１が中心軸Ｌ１および仮想延長線Ｌ３に沿った傾斜方向に案内されて、プローブ１１の先端部２３が先端部側支持板３２の開口部に到達する。次いで、プローブ１１をさらに押し込むことにより、先端部２３を先端部側支持孔５２に挿通させて先端部側支持板３２から突出させる。これにより、プローブ１１の交換が終了する。続いて、電極板１３を本体部１２に取り付け、次いで、プローブユニット２を移動機構３に取り付ける。

このように、このプローブユニット２、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法では、平面Ａが平面Ｂに対して傾斜角度θだけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域Ｆを基端部側支持板３１に設け、各基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１が傾斜領域Ｆの平面Ａに対して垂直でかつ傾斜領域Ｆの平面Ｂにおける垂線Ｌ２に対して傾斜角度θだけ傾斜するように各基端部側支持孔５１をそれぞれ形成する。つまり、このプローブユニット２、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法では、傾斜領域Ｆの平面Ａに対してドリルビット３０１の中心軸Ｌ５が垂直の状態でドリルビット３０１を平面Ａに押し当てることで、中心軸Ｌ１が平面Ａに対して垂直で、かつ傾斜領域Ｆの平面Ｂにおける垂線Ｌ２に対して傾斜角度θだけ傾斜する基端部側支持孔５１を形成することができる。このため、このプローブユニット２、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法では、剛性が低い小径のドリルビット３０１を用いて小径の基端部側支持孔５１を形成する場合においても、平面Ｂの垂線Ｌ２に対して中心軸Ｌ１が傾斜する基端部側支持孔５１を確実かつ容易に形成することができる。このため、複数の支持板に形成した各貫通孔をずらしつつ各支持板を積層して１枚の基端部側支持部を形成するような高度な技術を必要としないため、その分、プローブユニット２および基板検査装置１の製造コストを十分に低減することができる。

また、このプローブユニット２、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法では、上記のように傾斜した基端部側支持孔５１を形成することができるため、プローブ１１の基端部２１の外周面と基端部側支持孔５１の内周面とを面的に接触させて基端部２１を保持することができる結果、プローブ１１における基端部２１の傾斜角度を基端部側支持孔５１の傾斜角度と一致させることができる。このため、各先端部側支持孔５２における各基端部側支持孔５１に対向する開口部の中心部が各基端部側支持孔５１の中心軸Ｌ１の仮想延長線Ｌ３上に位置するように各先端部側支持孔５２をそれぞれ形成することで、プローブ１１を交換する際に、基端部側支持孔５１からプローブ１１を挿入させたときに、プローブ１１の先端部２３を先端部側支持板３２の先端部側支持孔５２に向けて確実に案内させて先端部側支持孔５２に挿通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、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法によれば、プローブ１１の容易な交換を実現することができる。

また、このプローブユニット２、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法では、基端部側支持板３１に複数の傾斜領域Ｆを連続するように設けている。この場合、傾斜領域Ｆを１つだけ設ける構成では、基端部側支持孔５１を形成する領域の長さが長いときには、傾斜領域Ｆにおける一端部側の厚みが薄いとしても、他端部側ではその厚みが相当に厚くなることがある。このような構成では、傾斜領域Ｆの他端部側に基端部側支持孔５１を形成する際に、長いドリルビット３０１を用いる必要があるが、ドリルビット３０１の長さが長いほどドリルビット３０１が撓み易いため、小径の基端部側支持孔５１を形成する場合には、小径のドリルビット３０１ほど剛性が低いことから、ドリルビット３０１の撓みを抑えるのが困難な結果、穿孔作業が困難となる。また、このような構成では、傾斜領域Ｆの他端部側が相当に厚くなることがあるため、これに起因して、プローブユニット２が大形化したり重くなったりする問題が生じる。これに対して、このプローブユニット２、基板検査装置１およびプローブユニット製造方法では、複数の傾斜領域Ｆを連続するように設けることで、基端部側支持孔５１を形成する領域の長さが長い場合においても、各傾斜領域Ｆにおける一端部の厚みと他端部の厚みとの差を小さく抑えることができるため、傾斜領域Ｆにおける一部の厚みが厚くなることに起因して基端部側支持孔５１の穿孔作業が困難となる事態を確実に回避することができる。また、傾斜領域Ｆにおける一部の厚みが厚くなることに起因してプローブユニット２が大形化したり重くなったりする事態を確実に回避することができる。

なお、基板検査装置および基板検査方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、基端部側支持板３１を１枚だけ用いる構成および方法について上記したが、複数の基端部側支持板を用いる構成および方法を採用することもできる。一例として、図１０に示すように、２枚の基端部側支持板１３１を用いる構成および方法を採用することができる。この場合、この構成および方法では、各基端部側支持板１３１が、上記した基端部側支持板３１の半分程度の厚みに形成されている。また、この構成および方法では、同図に示すように、各基端部側支持板１３１における基端部側支持孔１５１の中心軸Ｌ１０１と対向する他の基端部側支持板１３１における基端部側支持孔１５１の中心軸Ｌ１０１の仮想延長線Ｌ１０３とが互いに同軸となるように各基端部側支持板１３１が積み重ねられている。この場合、この例では、各基端部側支持板１３１における各傾斜領域Ｆの肉薄部（厚みが最も薄い端部）同士が対向し、各傾斜領域Ｆの肉厚部（厚みが最も厚い端部）同士が対向するように各基端部側支持板１３１が積み重ねられている。

また、２枚の基端部側支持板１３１を用いる場合において、図１１に示すように、一方の基端部側支持板１３１を他方の基端部側支持板１３１に対して表裏反転させると共に、一方の基端部側支持板１３１における傾斜領域Ｆの肉薄部と他方の基端部側支持板１３１における傾斜領域Ｆの肉厚部とを対向させ、一方の基端部側支持板１３１における傾斜領域Ｆの肉厚部と他方の基端部側支持板１３１における傾斜領域Ｆの肉薄部とを対向させるように各基端部側支持板１３１を積み重ねる構成および方法を採用することもできる。この場合、この構成および方法においても、基端部側支持孔１５１の中心軸Ｌ１０１と対向する他の基端部側支持板１３１における基端部側支持孔１５１の中心軸Ｌ１０１の仮想延長線Ｌ１０３とが互いに同軸となるように各基端部側支持板１３１を積み重ねる。なお、上記した基端部側支持板１３１を複数用いる構成および方法において、各基端部側支持板１３１同士を離間させて対向させた状態で用いることもできる。

上記のように複数互いに対向するように配置した複数の基端部側支持板１３１を用いる構成および方法によれば、１枚の基端部側支持板１３１の厚みを薄く形成したとしても厚みが厚い基端部側支持板３１と同様の効果を実現することができると共に、１枚の基端部側支持板１３１の厚みを薄くすることで、微細な基端部側支持孔１５１を形成する際の穿孔工程を効率的かつ容易に行うことができる。

また、上記の例では、２つの傾斜領域Ｆを連続するように設けているが、１つの傾斜領域Ｆだけを設ける構成および方法や、３つ以上の傾斜領域Ｆを設ける構成および方法を採用することもできる。

１ 基板検査装置
１ 基板検査装置
２ プローブユニット
６ 検査部
１１ プローブ
２１ 基端部
２３ 先端部
３１ 基端部側支持板
３２ 先端部側支持板
５１ 基端部側支持孔
５２ 先端部側支持孔
１００ 基板
３０１，３０２ドリルビット
Ａ 平面
Ｂ 平面
Ｆ１，Ｆ２ 傾斜領域
Ｌ１，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６ 中心軸
Ｌ２ 垂線
Ｌ３ 仮想延長線
θ 傾斜角度

Claims (5)

1. 複数のプローブと、複数の基端部側支持孔が形成されて当該各基端部側支持孔にそれぞれ挿通された前記各プローブの基端部を支持する基端部側支持板と、複数の先端部側支持孔が形成されて当該各先端部側支持孔に挿通された前記各プローブの先端部を支持する先端部側支持板とを備えたプローブユニットであって、
   前記基端部側支持板には、一方の平面が他方の平面に対して予め決められた傾斜角度だけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域が設けられ、
   前記各基端部側支持孔は、当該各基端部側支持孔の中心軸が前記傾斜領域の前記一方の平面に対して垂直でかつ当該傾斜領域の前記他方の平面における垂線に対して前記傾斜角度だけ傾斜するようにそれぞれ形成され、
   前記各先端部側支持孔は、当該各先端部側支持孔における前記各基端部側支持孔に対向する開口部の中心部が当該各基端部側支持孔の前記中心軸の仮想延長線上に位置するようにそれぞれ形成されているプローブユニット。
2. 前記基端部側支持板には、複数の前記傾斜領域が連続するように設けられている請求項１記載のプローブユニット。
3. 互いに対向するように配置された前記基端部側支持板を複数備え、
   前記各基端部側支持板は、対応する各々の前記基端部側支持孔の中心軸の仮想延長線が互いに同軸となるように配置されている請求項１または２記載のプローブユニット。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のプローブユニットと、基板の導体部に接触させた前記プローブユニットの前記プローブを介して入力した電気信号に基づいて当該基板を検査する検査部とを備えている基板検査装置。
5. 複数のプローブと、複数の基端部側支持孔が形成されて当該各基端部側支持孔にそれぞれ挿通された前記各プローブの基端部を支持する基端部側支持板と、複数の先端部側支持孔が形成されて当該各先端部側支持孔に挿通された前記各プローブの先端部を支持する先端部側支持板とを備えたプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法であって、
   一方の平面が他方の平面に対して予め決められた傾斜角度だけ傾斜して徐々に厚みが厚くなる傾斜領域を前記基端部側支持板に設けて、前記傾斜領域の前記一方の平面に対して穿孔具の中心軸が垂直となる状態で当該穿孔具を当該一方の平面に押し当てて、前記各基端部側支持孔の中心軸が前記一方の平面に対して垂直でかつ当該傾斜領域の前記他方の平面における垂線に対して当該中心軸が前記傾斜角度だけ傾斜するように当該各基端部側支持孔をそれぞれ形成し、
   前記各先端部側支持孔における前記各基端部側支持孔に対向する開口部の中心部が当該各基端部側支持孔の前記中心軸の仮想延長線上に位置するように前記各先端部側支持孔をそれぞれ形成して前記プローブユニットを製造するプローブユニット製造方法。

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