JP2015049078A - プローブユニットおよび基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を向上させる。【解決手段】プローブ１１、支持部１２および電極板１４を有する本体部１と、本体部１を保持する保持体２と、本体部１と保持体２とを連結する連結部３とを備え、本体部１は、プローブ１１の先端部１１ａを支持する先端部側支持板（２１ａ，２１ｂ）と、プローブ１１の基端部１１ｃを支持すると共に電極板１４に当接した状態で固定された基端部側支持板（２２ａ，２２ｂ）と、先端部側支持板と基端部側支持板とを離間させた状態に維持するスペーサ１３とを備え、連結部３は、保持体２と電極板１４との間に隙間Ｇ１が生じる状態で本体部１と保持体２とを連結すると共に、プローブ１１の先端部１１ａが基板Ｃｂに接触していない状態において弾性力を生じさせず、プローブ１１の先端部１１ａが基板Ｃｂに接触してプローブユニット２００が押圧されるときに隙間Ｇ１の縮小を規制する向きに弾性力を生じさせるように構成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、複数のプローブと各プローブを支持する支持部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２０１２−１８１１８６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、治具本体部、規制部材および電極体等を備えて構成されている。治具本体部は、接触子（プローブ）の先端を被検査物に案内する検査案内孔を有する検査側支持体、および接触子の後端を電極に案内する電極案内孔を有する電極側支持体を備えて構成されている。規制部材は、前方への治具本体部の移動を規制する。電極体は、接触子の後端に接触する複数の電極を有して構成されて、電極側支持体の後方に取り付けられている。また、電極体には、電極側支持体を先方に向かって付勢する付勢手段が取り付けられている。

ここで、接触子は、導電体で構成される導体部と、導体部の外周面を覆う絶縁部とで構成されている。この場合、接触子の先端には、絶縁部が形成されていない第一端部が設けられ、接触子の後端には絶縁部が形成されていない第二端部が設けられている。接触子の第一端部は、非検査時において、検査側支持体の検査案内孔内に位置し、検査時においても、検査側支持体の検査案内孔内に位置した状態でその先端が被検査物に接触する。また、電極側支持体の後方表面と電極体の前方表面との間には、非検査時において隙間が形成され、検査時においてこの隙間が減少（または消失）する。また、接触子における第二端部の後端は、非検査時および検査時のいずれのときにも電極の接触面に接触している。

この検査治具では、被検査物に向けて移動させられたときに、検査側支持体の対向面が被検査物に当接し、接触子の先端が被検査物に接触する。また、この際に、付勢手段の付勢力に抗して、検査側支持体および電極側支持体が電極体に向かって相対的に移動し、接触子の後端が電極によって押されて、接触子の中間部分が撓まされる。また、この撓みによって接触子の先端が被検査物に対して所定の接触圧で接触する。また、この検査治具では、接触子の後端側の絶縁部が電極案内孔内に位置している。このため、電極案内孔の内周面と絶縁部との隙間が少ない結果、接触子の中間部分の撓みに伴って接触子の後端側の電極側支持体からの突出量が変化したとしても（電極側支持体に対して接触子の後端側が相対的に移動したとしても）後端側の振れ（横方向の振れ）の量を少なく抑えることが可能となっている。

特開２０１２−１８１１８６号公報（第６−１３頁、第１−４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、電極案内孔の内周面と絶縁部との隙間を少なくするために、接触子の後端側の絶縁部を電極案内孔内に位置させている。また、この検査治具では、電極側支持体の後方表面と電極体の前方表面との間の隙間の増減に伴って電極側支持体から突出する接触子の後端側の突出量が増減する。つまり接触子の後端側が電極側支持体に対して相対的に移動する。このため、この検査治具には、接触子の後端側が移動する際に電極案内孔の縁部に対して相対的に摺動し、これによって強度の低い絶縁部が摩耗する結果、耐久性が低いという問題点が存在する。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、耐久性を向上させ得るプローブユニットおよび基板検査装置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、接触対象に先端部を接触させて電気信号の入出力を行うための複数のプローブ、当該各プローブを支持する支持部、および前記各プローブの各基端部にそれぞれ接触して外部装置との間における前記電気信号の入出力を行うための複数の電極が配設された電極板を有する本体部と、当該本体部を保持する保持体と、前記本体部と前記保持体とを連結する連結部とを備え、前記本体部は、第１の支持孔を有して当該第１の支持孔に挿通させた前記プローブの前記先端部を支持する前記支持部としての第１の支持板と、第２の支持孔を有して当該第２の支持孔に挿通させた前記プローブの前記基端部を支持すると共に前記電極板に当接した状態で当該電極板に固定された前記支持部としての第２の支持板と、前記第１の支持板と第２の支持板との間に配設されると共に予め決められた距離だけ当該各支持板を離間させた状態に維持するスペーサとを備え、前記連結部は、前記電極板に対して対向するように配置された前記保持体と当該電極板との間に隙間が生じる状態で前記本体部と当該保持体とを連結すると共に、前記プローブの先端部が前記接触対象に接触していない状態において弾性力を生じさせず、かつ前記プローブの先端部が前記接触対象に接触している状態において前記本体部と前記保持体とが近接する向きに当該プローブユニットが押圧されるときに前記隙間の縮小を規制する向きに弾性力を生じさせるように構成されている。

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、前記連結部は、弾性高分子材料で形成されて前記弾性力を生じさせる弾性部材を備えて構成されている。

また、請求項３記載のプローブユニットは、請求項２記載のプローブユニットにおいて、前記連結部は、前記弾性高分子材料で有底筒状に形成されて前記本体部および前記保持体のいずれか一方に保持された前記弾性部材としてのスリーブと、基端部が前記スリーブの内部に挿入されると共に先端部が前記本体部および前記保持体の他方に保持されたプランジャとを備えて構成されている。

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、前記接触対象としての基板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。

請求項１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、プローブの先端部を支持する第１の支持板と、プローブの基端部を支持すると共に電極板に当接した状態で電極板に固定された第２の支持板と、各支持板の間に配設されて予め決められた距離だけ各支持板を離間させた状態に維持するスペーサとを備えて本体部が構成されている。つまり、このプローブユニットおよび基板検査装置では、プローブが支持部によって支持され、支持部の第２の支持板と電極板とが接触した状態で第１の支持板、第２の支持板、スペーサおよび電極板がそれぞれ離反しない状態に維持されている。このため、このプローブユニットおよび基板検査装置によれば、プローブの基端部と電極板の電極とを常に接触した状態に維持し、かつ第２の支持板に対して基端部を移動させない状態に維持することができる。したがって、このプローブユニットおよび基板検査装置によれば、第２の支持板における第２の支持孔の縁部とプローブの基端部との摺動を確実に回避することができる結果、耐久性を十分に向上させることができる。また、このプローブユニットおよび基板検査装置では、第２の支持板における第２の支持孔の縁部とプローブの基端部との摺動が回避されるため、この摺動によってプローブが湾曲した状態から初期状態に戻らない現象（スタック）の発生を確実に防止することができる。

また、このプローブユニットおよび基板検査装置では、本体部と保持体とが連結部によって連結され、本体部と保持体とが近接する向きにプローブユニットが押圧されるときに本体部と保持体との間の隙間の縮小を規制する向きに弾性力を生じさせるように連結部が構成されている。このため、連結部の弾性率がプローブの弾性率よりも大きくなるように連結部を構成することで、プローブユニットが押圧されるときに隙間が消失する以前に、プローブの先端部が第１の支持板から突出しない状態となるまでプローブを湾曲させ、これによって第１の支持板を接触対象としての基板に当接させて、第１の支持板で基板を押圧することができる。したがって、このプローブユニットおよび基板検査装置によれば、基板に反りやゆがみが生じているときには、その反りやゆがみを確実に矯正することができる結果、基板に対するプローブの先端部の接触を確実に行うことができる。また、連結部を本体部と保持体との間の緩衝材として機能させることができるため、本体部や保持体に衝撃力が加わったときのこれらの破損を確実に防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、および請求項４記載の基板検査装置によれば、弾性高分子材料で形成された弾性部材を備えて連結部を構成したことにより、弾性高分子材料の材質を選択することで、適切な大きさの弾性力を生じさせる弾性部材を容易に構成することができる。また、弾性高分子材料で形成された弾性部材を備えたことで、本体部と保持体とが接離する方向だけでなく、その方向に直交する方向（横方向）にも弾性力を生じさせることができるため、プローブユニットをプロービングさせる（接触対象としての基板に向けて移動させる）際にその移動方向に直交する方向（横方向）への力が本体部に対して加わったとしても、保持体に対する本体部の横方向への相対的な移動を少なく抑えることができる結果、予め決められた位置にプローブの先端部を正確に接触させることができる。

また、請求項３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によれば、弾性高分子材料で有底筒状に形成されたスリーブと、基端部がスリーブの内部に挿入されるプランジャとを備えて連結部を構成したことにより、プローブユニットのプロービングにおいて本体部が保持体に近接するときにその近接方向に沿って本体部を案内することができるため、プローブユニットの移動方向に直交する方向（横方向）への保持体に対する本体部の相対的な移動をより少なく抑えることができる。

基板検査装置１００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２００の構成を示す斜視図である。 プローブユニット２００の分解斜視図である。 図３におけるＸ面断面図である。 プローブユニット２００の動作を説明する説明図である。 プローブユニット２０１の断面図である。

以下、プローブユニットおよび基板検査装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

最初に、基板検査装置の一例としての基板検査装置１００の構成について説明する。図１に示す基板検査装置１００は、同図に示すように、プローブユニット２００ａ，２００ｂ（以下、区別しないときには「プローブユニット２００」ともいう）、移動機構３００ａ，３００ｂ（以下、区別しないときには「移動機構３００」ともいう）、基板支持部４００、測定部５００、検査部６００、記憶部７００および処理部８００を備えて、基板Ｃｂを検査可能に構成されている。

プローブユニット２００は、図３〜図５に示すように、本体部１、保持体２および複数（例えば、４つ）の連結部３（図５，６参照）を備えて構成されている。なお、図５，６では、２つの連結部３のみを図示している。また、プローブユニット２００ａ，２００ｂは同一に構成されている。このため、図３〜５では、プローブユニット２００ａ，２００ｂを代表してプローブユニット２００ａを図示している。

本体部１は、図３〜図６に示すように、複数のプローブ１１（図２参照）、支持部１２、スペーサ１３および電極板１４を備えて構成されている。なお、図５，６では、一部のプローブ１１のみを図示している。

プローブ１１は、検査の際に接触対象としての基板Ｃｂの導体パターン等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、プローブ１１は、図５に示すように、支持部１２によって支持されている。この場合、プローブ１１の長さ（全長）は、支持部１２およびスペーサ１３のそれぞれの厚みの合計よりもやや長く規定されている。このため、図５に示すように、プローブ１１の先端部１１ａ（同図における下端部）が基板Ｃｂに接触していない状態（以下、「非接触状態」ともいう）では、先端部１１ａが支持部１２における後述する先端部側支持板２１ａからやや突出している。

また、プローブ１１の中間部１１ｂ（図２参照）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１１ｂは、同図に示すように、その直径Ｌ２が先端部１１ａの直径Ｌ１および基端部１１ｃの直径Ｌ３よりも大径となっている。つまり、プローブ１１は、先端部１１ａおよび基端部１１ｃが中間部１１ｂよりも小径に形成されている。

また、プローブ１１は、図６に示すように、支持部１２によって支持されている状態で先端部１１ａが接触対象に接触して基端部１１ｃ側からの押圧力が軸線方向に加わったときに、中間部１１ｂが湾曲（座屈）する。

支持部１２は、図３〜図６に示すように、先端部側支持板２１ａ，２１ｂ（第１の支持板に相当し、以下、区別しないときには「先端部側支持板２１」ともいう）、および基端部側支持板２２ａ，２２ｂ（第２の支持板に相当し、以下、区別しないときには「基端部側支持板２２」ともいい、先端部側支持板２１ａ，２１ｂおよび基端部側支持板２２ａ，２２ｂを区別しないときには「支持板２１，２２」ともいう）を備えて、プローブ１１を支持可能に構成されている。

先端部側支持板２１ａ，２１ｂは、プローブ１１の先端部１１ａ側を支持する部材であって、図３〜図６に示すように、例えば非導電性を有する樹脂材料によって板状にそれぞれ形成されている。また、先端部側支持板２１ａ，２１ｂには、図５に示すように、平面視円形の複数（プローブ１１の数と同数）の支持孔３１ａ，３１ｂ（第１の支持孔に相当し、以下、区別しないときには「支持孔３１」ともいう）がそれぞれ形成されている。支持孔３１ａ，３１ｂは、プローブ１１の先端部１１ａを挿通させて先端部１１ａを支持するための孔であって、その直径Ｒ１，Ｒ２（同図参照）が、プローブ１１の先端部１１ａの直径Ｌ１（図２参照）よりもやや大径でかつプローブ１１の中間部１１ｂの直径Ｌ２（同図参照）よりもやや小径に形成されて、中間部１１ｂを挿通させずに、先端部１１ａのみを挿通させることが可能となっている。

基端部側支持板２２ａ，２２ｂは、プローブ１１の基端部１１ｃ側を支持する部材であって、図３〜図６に示すように、例えば非導電性を有する樹脂材料によって板状にそれぞれ形成されている。また、基端部側支持板２２ａ，２２ｂには、図５に示すように、平面視円形の複数（プローブ１１の数と同数）の支持孔３２ａ，３２ｂ（第２の支持孔に相当し、以下、区別しないときには「支持孔３２」ともいい、支持孔３１ａ，３１ｂと支持孔３２ａ，３２ｂとを区別しないときには「支持孔３１，３２」ともいう）がそれぞれ形成されている。支持孔３２ａ，３２ｂは、プローブ１１の基端部１１ｃを挿通させて基端部１１ｃを支持するための孔であって、その直径Ｒ３，Ｒ４（同図参照）がプローブ１１の中間部１１ｂの直径Ｌ２（図２参照）よりもやや大径に形成されて、中間部１１ｂを挿通させることが可能となっている。

また、図５，６に示すように、基端部側支持板２２ａには、連結部３を構成する後述するプランジャ６２の先端部が係合可能な有底の４つの係合穴３３が形成されている。また、基端部側支持板２２ｂには、プランジャ６２が挿通可能な４つの挿通孔３４が形成されている。なお、図５，６では、係合穴３３および挿通孔３４をそれぞれ２つだけ図示している。

スペーサ１３は、図４に示すように、平面視コ字状に形成されて、図３，５，６に示すように、先端部側支持板２１と基端部側支持板２２との間に配設されて、図外の固定用ねじによって各支持板２１，２２に固定されている。このスペーサ１３は、先端部側支持板２１と基端部側支持板２２とを離間させた状態に維持する機能を有している。

電極板１４は、図４〜図６に示すように、例えば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、電極板１４には、図５に示すように、各プローブ１１の各基端部１１ｃにそれぞれ接触される複数（プローブ１１の数と同数）の電極４１が配設されている。この電極４１は、保持体２に配設されている後述するケーブル５２を介して測定部５００（外部装置の一例）に接続されて、プローブ１１と測定部５００との間において電気信号を入出力させる機能を有している。また、図５，６に示すように、電極板１４には、連結部３のスリーブ６１が挿通可能な４つ（両図では、２つのみを図示している）の挿通孔４２が形成されている。

保持体２は、図４〜図６に示すように、例えば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、保持体２は、図５，６に示すように、電極板１４との間に隙間Ｇ１が生じる状態で電極板１４に対向するように配置されて、連結部３によって連結された本体部１を保持する。また、保持体２は、移動機構３００ａ，３００ｂにおける図外の取付け部に取り付け可能に構成されている。また、保持体２には、電極板１４の電極４１に接続される複数のケーブル５２を挿通させる複数（ケーブル５２と同数）の挿通孔５１が形成されている。さらに、保持体２には、連結部３のスリーブ６１が係合可能な有底の４つ（両図では、２つのみを図示している）の係合穴５３が形成されている。

連結部３は、本体部１と保持体２とを連結する機能を有している。また、連結部３は、プローブ１１の先端部１１ａが接触対象としての基板Ｃｂに接触していない状態（非接触状態）において弾性力を生じさせず（電極板１４と保持体２との間の隙間Ｇ１を維持し）、プローブ１１の先端部１１ａが接触対象としての基板Ｃｂに接触してる状態において、本体部１が保持体２に近接する向きに押圧されるときに（以下、このときの状態を「押圧状態」ともいう）隙間Ｇ１の縮小を規制する向きに弾性力を生じさせるように構成されている。具体的には、連結部３は、図５，６に示すように、スリーブ６１およびプランジャ６２を備えて構成されている。

スリーブ６１は、図５，６に示すように、弾性高分子材料の一例としてのシリコンゴムで有底筒状（有底円筒状）に形成されている。また、スリーブ６１は、底部（両図における上部）が保持体２に形成されている係合穴５３に係合することによって保持体２（本体部１および保持体２のいずれか一方の一例）に保持されている。

プランジャ６２は、図５，６に示すように、一例として金属で円柱状に形成されている。また、プランジャ６２は、基端部（両図における上部）がスリーブ６１の内部に挿入されてスリーブ６１に係合している。また、プランジャ６２は、先端部（両図における下部）が支持部１２における基端部側支持板２２ｂの挿通孔３４に挿通されて基端部側支持板２２ａの係合穴３３に係合することによって本体部１（本体部１および保持体２の他方）に保持されている。なお、スリーブ６１を本体部１に保持させ、プランジャ６２を保持体２に保持させる構成を採用することもできる。

この場合、押圧状態において生じるスリーブ６１の弾性力が（保持体２から本体部１に向かう向きの弾性力）が、プローブ１１が湾曲（座屈）するときの弾性力よりも大きくなるようにスリーブ６１の形状やスリーブ６１を構成する弾性高分子材料（シリコンゴム）の材質が規定されている。つまり、このプローブユニット２００では、スリーブ６１の弾性率がプローブ１１の弾性率よりも大きく規定されている。

このプローブユニット２００では、図５に示すように、各支持板２１，２２の支持孔３１，３２における各開口面の中心が支持板２１，２２に対して傾斜する仮想直線Ａ上に位置している。このため、支持孔３１，３２に挿通されたプローブ１１は、同図に示す非接触状態においては、仮想直線Ａに沿って延在して支持板２１，２２に対して傾斜する姿勢に維持される。

また、このプローブユニット２００では、図６に示すように、本体部１が保持体２に近接する向きに押圧される押圧状態では、プローブ１１の先端部１１ａが基端部１１ｃ側に押し込まれて中間部１１ｂが湾曲（座屈）し、その際に生じるプローブ１１の弾性力によって先端部１１ａが基板Ｃｂに対して確実に接触する。

また、このプローブユニット２００では、図５，６に示すように、プローブ１１が支持部１２によって支持され、支持部１２の基端部側支持板２２と電極板１４とが接触した状態で先端部側支持板２１、基端部側支持板２２、スペーサ１３および電極板１４が固定されている。このため、プローブ１１の基端部１１ｃと電極板１４の電極４１とが常に接触した状態に維持され、かつ基端部側支持板２２に対して基端部１１ｃが移動しない状態に維持されている。したがって、このプローブユニット２００では、基端部側支持板２２における支持孔３２の縁部とプローブ１１の基端部１１ｃとの摺動が確実に回避される。

また、プローブ１１の基端部１１ｃと電極４１とが常に接触して支持孔３２の縁部と基端部１１ｃとの摺動が回避されるため、横方向の振れを抑えるために、基端部１１ｃまで絶縁層を形成した高コストのプローブ１１を用いる必要がなく、基端部１１ｃに絶縁層が形成されていない通常（低コスト）のプローブ１１を用いることができる。この結果、このプローブユニット２００では、製造コストを低減させることが可能となっている。

移動機構３００は、処理部８００の制御に従い、基板支持部４００（基板支持部４００に載置されている基板Ｃｂ）に対して近接する向きおよび離間する向きにプローブユニット２００を移動させるプロービングを実行する。

基板支持部４００は、基板Ｃｂを支持する。この場合、この基板検査装置１００では、基板Ｃｂの上面および下面の双方に２つのプローブユニット２００ａ，２００ｂをそれぞれプロービングさせて検査が行われる。このため、基板支持部４００は、中央部に開口部が設けられ、基板Ｃｂの外周部を支持して、基板Ｃｂの上面および下面の双方に対するプローブユニット２００ａ，２００ｂのプロービングが可能に構成されている。

測定部５００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６００は、処理部８００の制御に従い、測定部５００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Ｃｂ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７００は、処理部８００の制御に従い、測定部５００によって測定された抵抗値や検査部６００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８００は、基板検査装置１００を構成する各部を制御する。

次に、基板検査装置１００を用いて基板Ｃｂの検査を行う基板検査方法、およびその際の各部の動作について、図面を参照して説明する。

最初に、検査に先立ち、図１に示すように、プローブユニット２００ａ，２００ｂを移動機構３００ａ，３００ｂに取り付ける。この場合、先端部側支持板２１を下向きにした状態のプローブユニット２００ａの保持体２を移動機構３００ａの取付け部（図示せず）に取り付け、先端部側支持板２１を上向きにした状態のプローブユニット２００ｂの保持体２を移動機構３００ｂの取付け部に取り付ける。次いで、基板支持部４００に基板Ｃｂを支持させる。続いて、基板検査装置１００を作動させる。この際に、処理部８００が、移動機構３００を制御して、基板Ｃｂに対して近接する向き（移動機構３００ａについては下向き、移動機構３００ｂについては上向き）に各プローブユニット２００ａ，２００ｂを移動させてプロービングを実行させる。

この場合、この状態（非接触状態）のプローブユニット２００では、図５に示すように、連結部３が、弾性力を生じさせずに電極板１４と保持体２との間の隙間Ｇ１を維持（初期状態に維持）している。また、この状態では、プローブ１１の基端部１１ｃが電極板１４の電極４１に接触すると共に先端部１１ａが先端部側支持板２１ａからやや突出した状態に維持されている。

次いで、予め決められた移動量だけプローブユニット２００が移動（基板Ｃｂに近接）させられたときに、プローブ１１の先端部１１ａが基板Ｃｂに接触する。続いて、移動機構３００によってプローブユニット２００がさらに移動させられたときには、移動機構３００が基板Ｃｂに対して近接する向きに保持体２を押圧し（押圧状態となり）、その押圧力が連結部３に作用する。この場合、弾性高分子材料で形成されている連結部３のスリーブ６１が変形することで、その弾性力が本体部１の支持部１２（先端部側支持板２１）に作用する。

また、支持部１２が押圧されることによってプローブ１１の基端部１１ｃが基板Ｃｂに対して近接する向きに押圧される。この場合、スリーブ６１の弾性率がプローブ１１の弾性率よりも大きいため、プローブ１１の長さ方向の変形量（プローブ１１における中間部１１ｂの湾曲量）がスリーブ６１の変形量よりも大きいことになる。このため、図６に示すように、隙間Ｇ１が消失する以前に、プローブ１１の先端部１１ａが先端部側支持板２１ａから突出しない状態（先端部１１ａと先端部側支持板２１ａが面一の状態）となるまで中間部１１ｂが湾曲させられる。この際に、湾曲によって生じるプローブ１１の弾性力によって先端部１１ａが基板Ｃｂに確実に接触する。

また、プローブ１１の先端部１１ａと面一の状態となった先端部側支持板２１ａは、基板Ｃｂに当接する。この状態において、移動機構３００がさらに保持体２を押圧した（プローブユニット２００を移動させた）ときには、連結部３のスリーブ６１の底部がその押圧力によって圧縮（弾性変形）させられるため、隙間Ｇ１が縮小する（狭められる）。

また、スリーブ６１の底部が圧縮させられることにより、その弾性力が連結部３のプランジャ６２を介して本体部１に作用して、先端部側支持板２１ａが基板Ｃｂを押圧する。このため、基板Ｃｂに反りやゆがみが生じているときには、２つのプローブユニット２００ａ，２００ｂの各先端部側支持板２１ａによって基板Ｃｂが挟み込まれ、その押圧力によって基板Ｃｂの反りやゆがみが矯正される。この結果、基板Ｃｂに対するプローブ１１の先端部１１ａの接触（プロービング）がより確実に行われる。また、スリーブ６１が本体部１と保持体２との間の緩衝材として機能するため、本体部１や保持体２に衝撃力が加わったときのこれらの破損を防止することが可能となっている。

一方、このプローブユニット２００では、プローブ１１の基端部１１ｃと電極４１とが常に接触した状態に維持され、かつ基端部側支持板２２における支持孔３２の縁部とプローブ１１の基端部１１ｃとの摺動が回避されている。このため、このプローブユニット２００では、プロービングの際に、プローブ１１の基端部１１ｃの基端部側支持板２２ｂからの突出量が増減して基端部側支持板２２における支持孔３２の縁部とプローブ１１の基端部１１ｃとが摺動する構成とは異なり、摺動による基端部１１ｃの摩耗を確実に回避することが可能となっている。また、このプローブユニット２００では、プローブ１１の基端部１１ｃと電極４１とが常に接触した状態に維持されているため、基端部１１ｃと電極４１との位置ずれの発生を確実に回避することが可能となっている。

次いで、処理部８００は、各移動機構３００を制御して、各プローブユニット２００の移動を停止させ、続いて、測定部５００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５００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。

次いで、処理部８００は、検査部６００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６００は、測定部５００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。続いて、処理部８００は、検査結果を図外の表示部に表示させる。

次いで、処理部８００は、各移動機構３００を制御して、プローブユニット２００の保持体２に対する押圧を解除させ、続いて、各プローブユニット２００が基板Ｃｂから離反する向きに各プローブユニット２００をそれぞれ移動させる。この際に、連結部３におけるスリーブ６１の弾性力によってプランジャ６２が基端部側支持板２２を押圧する。これにより、本体部１と保持体２とが離反して隙間Ｇ１が初期状態に復帰する。また、隙間Ｇ１の復帰に伴ってスリーブ６１の底部の弾性変形（圧縮）が解除される。

次いで、移動機構３００の移動（基板Ｃｂからの離反）に伴い、プローブ１１の中間部１１ｂの湾曲（座屈）が解除されて、プローブ１１の先端部１１ａが先端部側支持板２１ａから突出する初期状態に復帰する。

続いて、処理部８００は、各プローブユニット２００が初期位置まで移動したときには、移動機構３００を制御して、プローブユニット２００の移動を停止させる。以上により、基板Ｃｂの検査が終了する。次いで、新たな基板Ｃｂを検査するときには、新たな基板Ｃｂを基板支持部４００に支持させ、続いて、基板検査装置１００を作動させる。この際に、処理部８００が、上記した各処理を実行する。

このように、このプローブユニット２００および基板検査装置１００では、プローブ１１の先端部１１ａを支持する先端部側支持板２１と、プローブ１１の基端部１１ｃを支持すると共に電極板１４に当接した状態で電極板１４に固定された基端部側支持板２２と、各支持板２１，２２の間に配設されて各支持板２１，２２に固定されたスペーサ１３とを備えて本体部１が構成されている。つまり、このプローブユニット２００および基板検査装置１００では、プローブ１１が支持部１２によって支持され、支持部１２の基端部側支持板２２と電極板１４とが接触した状態で先端部側支持板２１、基端部側支持板２２、スペーサ１３および電極板１４がそれぞれ離反しない状態に維持されている。このため、このプローブユニット２００および基板検査装置１００によれば、プローブ１１の基端部１１ｃと電極板１４の電極４１とを常に接触した状態に維持し、かつ基端部側支持板２２に対して基端部１１ｃを移動させない状態に維持することができる。したがって、このプローブユニット２００および基板検査装置１００によれば、基端部側支持板２２における支持孔３２の縁部とプローブ１１の基端部１１ｃとの摺動を確実に回避することができる結果、耐久性を十分に向上させることができる。また、このプローブユニット２００および基板検査装置１００では、基端部側支持板２２における支持孔３２の縁部とプローブ１１の基端部１１ｃとの摺動が回避されるため、この摺動によってプローブ１１が湾曲した状態から初期状態に戻らない現象（スタック）の発生を確実に防止することができる。

また、このプローブユニット２００および基板検査装置１００では、本体部１と保持体２とが連結部３によって連結され、本体部１と保持体２とが近接する向きにプローブユニット２００が押圧されるときに本体部１と保持体２との間の隙間Ｇ１の縮小を規制する向きに弾性力を生じさせるように連結部３が構成されている。このため、連結部３の弾性率がプローブ１１の弾性率よりも大きくなるように連結部３を構成することで、プローブユニット２００が押圧されるときに隙間Ｇ１が消失する以前に、プローブ１１の先端部１１ａが先端部側支持板２１ａから突出しない状態となるまで中間部１１ｂを湾曲させ、これによって先端部側支持板２１ａを基板Ｃｂに当接させて、先端部側支持板２１ａで基板Ｃｂを押圧することができる。したがって、このプローブユニット２００および基板検査装置１００によれば、基板Ｃｂに反りやゆがみが生じているときには、その反りやゆがみを確実に矯正することができる結果、基板Ｃｂに対するプローブ１１の先端部１１ａの接触を確実に行うことができる。また、連結部３を本体部１と保持体２との間の緩衝材として機能させることができるため、本体部１や保持体２に衝撃力が加わったときのこれらの破損を確実に防止することができる。

また、このプローブユニット２００および基板検査装置１００によれば、弾性高分子材料で形成された弾性部材を備えて連結部３を構成したことにより、弾性高分子材料の材質を選択することで、適切な大きさの弾性力を生じさせる弾性部材を容易に構成することができる。また、弾性高分子材料で形成された弾性部材を備えたことで、本体部１と保持体２とが接離する方向だけでなく、その方向に直交する方向（横方向）にも弾性力を生じさせることができるため、プローブユニット２００をプロービングさせる（基板Ｃｂに向けて移動させる）際にその移動方向に直交する方向（横方向）への力が本体部１に対して加わったとしても、保持体２に対する本体部１の横方向への相対的な移動を少なく抑えることができる結果、予め決められた位置にプローブ１１の先端部１１ａを正確に接触させることができる。

また、このプローブユニット２００および基板検査装置１００によれば、弾性高分子材料で有底筒状に形成されたスリーブ６１と、基端部がスリーブ６１の内部に挿入されるプランジャ６２とを備えて連結部３を構成したことにより、プローブユニット２００のプロービングにおいて本体部１が保持体２に近接するときにその近接方向に沿って本体部１を案内することができるため、プローブユニット２００の移動方向に直交する方向（横方向）への保持体２に対する本体部１の相対的な移動をより少なく抑えることができる。

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、図７に示すプローブユニット２０１を採用することもできる。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット２００と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。このプローブユニット２０１は、両図に示すように、上記した連結部３に代えて、連結部１０３を備えて構成されている。この場合、連結部１０３は、弾性高分子材料で一例として板状に形成された弾性部材１６１を備えて構成されている。なお、弾性部材１６１は板状に限定されず、柱状やブロック状などの各種の形状に形成することができる。

また、弾性部材１６１は、電極板１４と保持体２との間に配設され、一方の面（図７における上面）が保持体２に固定され、他方の面（同図における下面）が電極板１４に固定されている。このプローブユニット２０１およびこのプローブユニット２０１を備えた基板検査装置においても、支持部１２の基端部側支持板２２と電極板１４とが接触した状態で先端部側支持板２１、基端部側支持板２２、スペーサ１３および電極板１４がそれぞれ離反しない状態に維持され、本体部１と保持体２とが弾性部材１６１を備えた連結部１０３によって連結されているため、上記したプローブユニット２００および基板検査装置１００が有する各効果と同様の各効果を実現することができる。

また、弾性高分子材料としてのシリコンゴムを用いる例について上記したが、弾性高分子材料はシリコンゴムに限定されず、ウレタンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴムおよびアクリルゴム等の各種の合成ゴムや、天然ゴムを用いることができる。また、弾性高分子材料で形成された弾性部材に代えて、ばね（コイルばね）を用いて弾性力を生じさせる連結部を採用することもできる。

また、第１の支持板としての２枚の先端部側支持板２１ａ，２１ｂを備えた構成例について上記したが、第１の支持板を１枚だけ、または３枚以上備えた構成を採用することもできる。また、第２の支持板としての２枚の基端部側支持板２２ａ，２２ｂを備えた構成例について上記したが、第２の支持板を１枚だけ、または３枚以上備えた構成を採用することもできる。

また、各支持板２１，２２の支持孔３１，３２（第１の支持孔および第２の支持孔）における各開口面の中心が支持板２１，２２に対して傾斜する仮想直線Ａ上に位置するように構成した例について上記したが、各支持孔３１，３２の開口面の中心が各先端部側支持板２１，２２に対して垂直な直線上に位置するように構成することもできる。また、プローブ１１の先端部１１ａを支持する第１の支持孔の開口面の中心が各先端部側支持板２１に対して垂直な直線上に位置するように構成すると共に、プローブ１１の基端部１１ｃを支持する第２の支持孔の開口面の中心が各先端部側支持板２１に対して傾斜する仮想直線Ａ上に位置するように構成することもできる。この場合、第１の支持板を１枚だけ備えた構成や、第２の支持板を１枚だけ備えた構成を採用するときには、第１の支持板に対して傾斜するように第１の支持孔を形成したり、第２の支持板に対して傾斜するように第２の支持孔を形成したりすることができる。

また、平面視コ字状のスペーサ１３に代えて、直方体状や円柱状などの任意の形状のスペーサを用いる構成を採用することができる。

１ 本体部
２ 保持体
３ 連結部
１１ プローブ
１１ａ 先端部
１１ｃ 基端部
１２ 支持部
１３ スペーサ
１４ 電極板
２１ａ，２１ｂ 先端部側支持板
２２ａ，２２ｂ 基端部側支持板
３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ 支持孔
４１ 電極
６１ スリーブ
６２ プランジャ
１００ 基板検査装置
１０３ 連結部
１６１ 弾性部材
６００ 検査部
８００ 処理部
２００ａ，２００ｂ，２０１ プローブユニット
プローブユニット
Ｃｂ 基板
Ｇ１ 隙間

Claims (4)

1. 接触対象に先端部を接触させて電気信号の入出力を行うための複数のプローブ、当該各プローブを支持する支持部、および前記各プローブの各基端部にそれぞれ接触して外部装置との間における前記電気信号の入出力を行うための複数の電極が配設された電極板を有する本体部と、当該本体部を保持する保持体と、前記本体部と前記保持体とを連結する連結部とを備え、
   前記本体部は、第１の支持孔を有して当該第１の支持孔に挿通させた前記プローブの前記先端部を支持する前記支持部としての第１の支持板と、第２の支持孔を有して当該第２の支持孔に挿通させた前記プローブの前記基端部を支持すると共に前記電極板に当接した状態で当該電極板に固定された前記支持部としての第２の支持板と、前記第１の支持板と第２の支持板との間に配設されると共に予め決められた距離だけ当該各支持板を離間させた状態に維持するスペーサとを備え、
   前記連結部は、前記電極板に対して対向するように配置された前記保持体と当該電極板との間に隙間が生じる状態で前記本体部と当該保持体とを連結すると共に、前記プローブの先端部が前記接触対象に接触していない状態において弾性力を生じさせず、かつ前記プローブの先端部が前記接触対象に接触している状態において前記本体部と前記保持体とが近接する向きに当該プローブユニットが押圧されるときに前記隙間の縮小を規制する向きに弾性力を生じさせるように構成されているプローブユニット。
2. 前記連結部は、弾性高分子材料で形成されて前記弾性力を生じさせる弾性部材を備えて構成されている請求項１記載のプローブユニット。
3. 前記連結部は、前記弾性高分子材料で有底筒状に形成されて前記本体部および前記保持体のいずれか一方に保持された前記弾性部材としてのスリーブと、基端部が前記スリーブの内部に挿入されると共に先端部が前記本体部および前記保持体の他方に保持されたプランジャとを備えて構成されている請求項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、前記接触対象としての基板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。

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