JP2016205912A - プローブユニットおよびプローブユニット製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を実現する。【解決手段】プローブピン２と、プローブピン２を支持する支持部３とを備え、支持部３は、互いに離間して対向する状態で配置された帯状のアーム１１，１２と、各アーム１１，１２の各基端部（２１ａ，２２ａ）を保持する保持部１３と、各アーム１１，１２の各先端部（２１ｂ，２２ｂ）同士を連結する連結部として機能するプローブピン２とを備えて、プローブピン２の直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、各アーム１１，１２は、基端部よりも先端部側の第１部位（Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ）と第１部位よりも先端部側の第２部位（Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ）との間の中間部位（２１ｃ，２２ｃ）にリブ（Ｒ１，Ｒ２）がそれぞれ形成されて、中間部位が四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、各第１部位および各第２部位が四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、プローブピンとプローブピン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、下記特許文献１において出願人が開示したプローブが知られている。このプローブは、プローブ本体および固定具を備えている。固定具は、プローブ本体を固定するプローブ固定部と、プローブ案内機構に取り付けるための取付部と、プローブ固定部および取付部を連結する一対の連結用アームとを備えて構成されている。この場合、各連結用アームにおける取付部との連結箇所およびプローブ固定部との連結箇所には、連結用アームを厚み方向（上下方向）に円弧状に切り欠いた支点がそれぞれ形成されている。このプローブでは、固定具におけるプローブ固定部、取付部、連結用アームおよび各支点により、プロービングの向きとは逆向きへのプローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節回転機構が構成される。このため、このプローブでは、プロービング対象の表面にプローブ本体の先端が接触した状態から取付部がさらに下降したときに、プロービング対象の表面上をプローブ本体の先端が移動することによる接触痕の発生を少なく抑えることが可能となっている。

特許第４７１７１４４号公報（第５−６頁、第１図）

ところが、上記した従来のプローブには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このプローブでは、各連結用アームを厚み方向に切り欠くことによって支点を形成している。この場合、切り欠き部分を支点として機能させるには、切り欠き部分の剛性を他の部分よりも十分に低下させる必要があり、このためには、切り欠き部分と他の部分（切り欠いていない部分）との厚みを明確に異ならせる必要がある。このため、従来のプローブでは、連結用アームの厚み（切り欠いていない部分の厚み）をある程度厚くする必要がある。一方、プロービングの際には、プローブ本体の先端部と接触対象との接触によって接触対象に打痕が生じる。この場合、プローブ全体の質量が大きいほど大きな打痕が生じることとなる。このため、打痕を小さくするためには、プローブ全体の質量を小さくする必要がある。しかしながら、従来のプローブでは、上記したように、連結用アームの厚みをある程度厚くする必要があることから軽量化が困難となっており、この点の改善が望まれている。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、軽量化を実現し得るプローブユニット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、プローブピンと、当該プローブピンを支持する支持部とを備えたプローブユニットであって、前記支持部は、前記プローブピンをプロービングさせる際のプロービングの向きに沿って互いに離間して対向する状態で配置された帯状の第１アームおよび第２アームと、当該各アームの各基端部を保持する保持部と、前記プローブピンを取り付け可能に構成されると共に前記各アームの各先端部同士を連結する連結部とを備えて、前記プロービングの向きとは逆向きへの前記プローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、前記各アームは、前記基端部よりも前記先端部側の第１部位と当該第１部位よりも当該先端部側の第２部位との間の中間部位にリブがそれぞれ形成されて、当該中間部位が前記四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、当該各第１部位および当該各第２部位が前記四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されている。

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、前記プローブピンが前記第１アームの前記先端部および前記第２アームの前記先端部に固定されて当該プローブピンが前記連結部として機能するように構成されている。

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、前記プローブピンを一対備えると共に、前記第１アームおよび前記第２アームをそれぞれ一対備え、前記保持部は、前記一対の第１アームが隣接して延在する状態で当該各第１アームの前記各基端部を保持すると共に、前記一対の第２アームが隣接して延在する状態で当該各第２アームの前記各基端部を保持する。

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、前記各第１アームは、当該各第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第１アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成され、前記各第２アームは、当該各第２アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第２アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成されている。

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、前記各第１アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持され、前記各第２アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持されている。

請求項６記載のプローブユニットは、請求項１から５のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記各アームのうちの前記プロービングの際にプロービング対象側に位置するアームにおける当該プロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えている。

請求項７記載のプローブユニット製造方法は、請求項３記載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であって、前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第１アームを一体に作製した後に、当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第１アームを作製し、前記一対の第２アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第２アームを一体に作製した後に、当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第２アームを作製して前記プローブユニットを製造する。

請求項８記載のプローブユニット製造方法は、請求項７記載のプローブユニット製造方法において、前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で、前記一体に作製した各第１アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ、前記一体に作製した各第２アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ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では、帯状の第１アームおよび第２アームにおける基端部よりも先端部側の第１部位と第１部位よりも先端部側の第２部位との間の中間部位にリブがそれぞれ形成されて、各中間部位が各リンクとして機能すると共に、各第１部位および各第２部位がジョイントとして機能する四節リンク機構が支持部によって構成される。つまり、このプローブユニットでは、帯状の各アームの中間部位にリブを形成して、各第１部位および各第２部位を弾性変形し易くすることで、各第１部位および各第２部位をジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニットによれば、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる（アームにある程度の厚みが必要な）従来の構成と比較して、各アームを十分に薄形化することができるため、各アームを十分に軽量化することができる結果、プローブユニットを十分に軽量化することができる。したがって、このプローブユニットによれば、プロービングの際のプロービング対象に対するプローブピンの接触によってプロービング対象に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。

請求項２記載のプローブユニットによれば、プローブピンを連結部として機能するようにプローブユニットを構成したことにより、プローブピンとは別部材の連結部を設ける構成と比較して、プローブユニットをさらに軽量化することができる。

請求項３記載のプローブユニットでは、プローブピンを一対備えると共に、第１アームおよび第２アームをそれぞれ一対備え、保持部が、一対の第１アームの各基端部を保持すると共に、一対の第２アームの各基端部を保持する。つまりこのプローブユニットでは、支持部によって一対のプローブピンが支持されている。このため、このプローブユニットによれば、プロービング対象における１つのプロービング部位に対して２つのプローブピンをプロービングさせて行う四端子法や四端子対法による測定や検査においてこのプローブユニットを好適に使用することができると共に、プロービングの際にプローブピンの打撃によって生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。

また、請求項４記載のプローブユニットでは、一対の第１アームおよび一対の第２アームの各基端部が保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で各第１アームおよび各第２アームを一体に作製した後に、各基端部が保持部によって保持された状態で基端部の近傍から先端部までの間を分離して各第１アームおよび各第２アームが構成されている。このため、このプローブユニットによれば、一対の第１アームおよび一対の第２アームを同じ作製条件（同じ材質の材料や同じ材料の同一部分を用いた同じ加工条件）でそれぞれ一度に作製できるため、材質的なばらつきや条件の相異による各アームにおける寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる。また、このプローブユニットによれば、各第１アームおよび各第２アームを一体に作製したときの位置関係を維持した状態で、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させることができるため、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させる際の各第１アーム同士および各第２アーム同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。したがって、このプローブユニットによれば、正確なプロービングを実現することができる。

また、請求項５記載のプローブユニットでは、各第１アームおよび第２アームが、非導電性を有して各基端部同士が連結された状態でそれぞれ一体に作製されると共に各基端部が連結された状態のまま保持部によって保持されている。このため、このプローブユニットによれば、各第１アームおよび各第２アームを保持部に一度に保持させることができる結果、組立効率を十分に向上させることができる。

また、請求項６記載のプローブユニットによれば、プロービングの際にプロービング対象側に位置するアームにおけるプロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えたことにより、アームとプロービング対象との間の浮遊容量を十分に低減させることができるため、浮遊容量による検査精度の低下を確実に防止することができる。

また、請求項７記載のプローブユニット製造方法によれば、一対の第１アームが保持されるときの位置関係を維持した状態で両第１アームを一体に作製した後に基端部の近傍から先端部までの間を分離させて各第１アームを作製し、一対の第２アームが保持されるときの位置関係を維持した状態で両第２アームを一体に作製した後に基端部の近傍から先端部までの間を分離させて各第２アームを作製することにより、一対の第１アームおよび一対の第２アームを同じ作製条件（同じ材質の材料や同じ材料の同一部分を用いた同じ加工条件）でそれぞれ一度に作製することができる、このため、このプローブユニット製造方法によれば、材質的なばらつきや条件の相異による各アームにおける寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる結果、正確なプロービングが可能なプローブユニットを製造することができる。

また、請求項８記載のプローブユニット製造方法によれば、各第１アームおよび各第２アームを一体に作製したときの位置関係を維持した状態で、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させることができるため、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させる際の各第１アーム同士および各第２アーム同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。したがって、このプローブユニット製造方法によれば、より正確なプロービングが可能なプローブユニットを製造することができる。

プローブユニット１の構成を示す斜視図である。 プローブユニット１の分解斜視図である。 移動機構３００に固定した状態のプローブユニット１の側面図である。 プローブユニット１の平面図である。 プローブユニット１の底面図である。 アーム１１，１２のリブＲ１，Ｒ２の構成を説明する断面図である。 プローブユニット１の動作を説明する第１の説明図である。 プローブユニット１の動作を説明する第２の説明図である。 プローブユニット１０１の構成を示す斜視図である。 プローブユニット１０１の分解斜視図である。 アーム１１１の作製方法を説明する第１の説明図である。 アーム１１１の作製方法を説明する第２の説明図である。 アーム１１２の作製方法を説明する第１の説明図である。 アーム１１２の作製方法を説明する第２の説明図である。 プローブユニット１Ａの側面図である。 プローブユニット６０１の構成を示す斜視図である。 プローブユニット６０１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６０１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６０１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６０１の製造方法を説明する第４の説明図である。 リブＲ１０１，Ｒ１０２の構成を説明する断面図である。 リブＲ２０１，Ｒ２０２の構成を説明する断面図である。

以下、プローブユニット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、添付図面を参照して説明する。

最初に、プローブユニットの一例としての図１に示すプローブユニット１の構成について説明する。プローブユニット１は、同図および図２に示すように、プローブピン２および支持部３を備えて構成されている。

プローブピン２は、図１，２に示すように、先端部２ａが尖った円柱状に形成されている。このプローブピン２は、移動機構３００（図３参照）によってプローブユニット１が移動させられたときにプロービング対象（例えば、同図に示す基板２００）に先端部２ａがプロービング（接触）させられる。

支持部３は、プローブピン２を支持可能に構成されている。具体的には、支持部３は、図１〜図３に示すように、アーム１１（第１アーム）、アーム１２（第２アーム）および保持部１３を備えて構成されている。

アーム１１，１２は、図１〜図５に示すように、帯状（長細い板状）にそれぞれ形成されている。この場合、アーム１１，１２は、一例として、金属で形成されて、導電性を有している。また、アーム１１，１２は、プローブピン２をプロービングさせる際のプロービングの向き（図３における下向き）に沿って互いに離間して各面同士が対向する状態で配置されている。また、アーム１１，１２は、保持部１３によって基端部２１ａ，２２ａが保持されている。

また、図３〜図５に示すように、アーム１１における基端部２１ａよりもやや先端部２１ｂ側の第１部位Ｐ１ａと先端部２１ｂよりもやや基端部２１ａ側（第１部位Ｐ１ａよりも先端部２１ｂ側）の第２部位Ｐ２ａとの間の長さ方向に沿った中間部位２１ｃには、リブＲ１が形成されている。また、アーム１２における基端部２２ａよりもやや先端部２２ｂ側の第１部位Ｐ１ｂ（以下、アーム１１の第１部位Ｐ１ａと区別しないときには「第１部位Ｐ１」ともいう）と先端部２２ｂよりもやや基端部２２ａ側（第１部位Ｐ１ｂよりも先端部２２ｂ側）の第２部位Ｐ２ｂ（以下、アーム１１の第２部位Ｐ２ａと区別しないときには「第２部位Ｐ２」ともいう）との間の長さ方向に沿った中間部位２２ｃには、リブＲ２（以下、アーム１１のリブＲ１と区別しないときには「リブＲ」ともいう）が形成されている。

この場合、リブＲ１は、図１〜３，６に示すように、アーム１１の厚み方向（各図における上向き：アーム１２から離反する向き）に湾曲して、アーム１１の長さ方向に延在するように形成されている。具体的には、リブＲ１は、上向きに突出し、その突出量がアーム１１の幅方向に沿って連続的に変化する形状（例えば、図６に示すように、断面が半円筒状（または半楕円筒状）の形状）に形成されている。また、リブＲ２は、図１〜３，６に示すように、アーム１２の厚み方向（各図における上向き：アーム１１に近づく向き）に湾曲して、アーム１２の長さ方向に延在するように形成されている。具体的には、リブＲ２は、上向きに突出し、その突出量がアーム１２の幅方向に沿って連続的に変化する形状（例えば、リブＲ１と同様にして、断面が半円筒状（または半楕円筒状）の形状（図６参照））に形成されている。

ここで、アーム１１，１２の中間部位２１ｃ，２２ｃにリブＲを形成したことで、中間部位２１ｃ，２２ｃの断面２次モーメントが、アーム１１，１２における中間部位２１ｃ，２２ｃを除く他の部位（以下、単に「他の部位」ともいう）の断面２次モーメントよりも十分に大きくなる（つまり、中間部位２１ｃ，２２ｃの剛性が他の部位の剛性よりも十分に高められている）。言い換えると、他の部位の断面２次モーメントが、中間部位２１ｃ，２２ｃの断面２次モーメントよりも十分に小さくなる（つまり、他の部位の剛性が、中間部位２１ｃ，２２ｃの剛性よりも十分に低下している）。このため、このプローブユニット１では、アーム１１，１２における他の部位、特にアーム１１，１２における中間部位２１ｃ，２２ｃと他の部位との境界部分（つまりアーム１１，１２における各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２）において弾性変形がし易くなっている。

また、図３〜図５に示すように、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂには、プローブピン２の基端部２ｂを挿通させて固定するための挿通孔２１ｄ，２２ｄがそれぞれ形成されている。また、図２，３に示すように、アーム１１，１２の各基端部２１ａ，２２ａには、アーム１１，１２を保持部１３に固定する（アーム１１，１２と保持部１３とを連結する）際に用いる固定用ねじ１４を挿通させる挿通孔２１ｅ，２２ｅがそれぞれ形成されている。また、アーム１１，１２の各基端部２１ａ，２２ａには、プローブユニット１を移動機構３００に固定する際に用いる固定用ねじ３０１（図３参照）を挿通させる挿通孔２１ｆ，２２ｆがそれぞれ形成されている。

保持部１３は、図１〜図３に示すように、２つの保持部材３１，３２で構成されて、各アーム１１，１２の各基端部２１ａ，２２ａを保持する。この場合、保持部１３は、図３に示すように、保持部材３１，３２の間にアーム１１を挟み込み、保持部材３２の下面にアーム１２を位置させた状態で、固定用ねじ１４を、アーム１２の挿通孔２２ｅ、保持部材３２の挿通孔３２ａ、アーム１１の挿通孔２１ｅに挿通させて、保持部材３１のねじ穴３１ａにねじ込むことによって各アーム１１，１２の各基端部２１ａ，２２ａを保持するように構成されている。また、図２，３に示すように、保持部材３１，３２には、プローブユニット１を移動機構３００に固定するための挿通孔３１ｂ，３２ｂがそれぞれ形成されている。

このプローブユニット１では、図３に示すように、プローブピン２の基端部２ｂ側が各アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂに固定されており、プローブピン２によって各先端部２１ｂ，２２ｂ同士が連結されている。つまり、このプローブユニット１では、プローブピン２が連結部として機能するように構成されている。

ここで、このプローブユニット１では、上記したように、アーム１１，１２が、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２において弾性変形がし易くなっている。このため、プローブユニット１では、図７に示すように、保持部１３が移動機構３００に固定された状態で、プローブピン２の先端部２ａに対してプロービングの向きとは逆向き（同図における上向き）に力が加わったときには、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２を支点として、アーム１１の中間部位２１ｃ（リブＲ１の形成部位）、アーム１２の中間部位２２ｃ（リブＲ２の形成部位）、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が回動（移動）する。このようなプローブユニット１の各構成要素の回動動作は、図８に示すように、中間部位２１ｃ，２２ｃがリンク（節）として機能すると共に、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２がジョイント（関節または支点）として機能する四節リンク機構（四節回転機構）の回動動作と同様である。つまり、このプローブユニット１では、アーム１１，１２、保持部１３および連結部として機能するプローブピン２によって四節リンク機構が構成される。また、このプローブユニット１では、プローブピン２に対してプロービングの向きとは逆向き（同図における上向き）に力が加わったときに、同図に示すように、プローブピン２の先端部２ａが直動または近似的直動を許容するように、アーム１１，１２（中間部位２１ｃ，２２ｃ）の長さや、アーム１１，１２の間隔が規定されている。

また、このプローブユニット１では、帯状に形成されたアーム１１，１２にリブＲを形成して、アーム１１，１２における他の部位とリブＲとの境界部位である各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２を弾性変形し易くすることで、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２をジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニット１では、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる従来の構成、つまり、アームにある程度の厚みが必要な構成と比較して、アーム１１，１２を十分に薄形化することができるため、アーム１１，１２を軽量化することができる結果、その分、プローブユニット１を軽量化することが可能となっている。

次に、プロービングの際のプローブユニット１の動作について、図面を参照して詳細に説明する。一例として、プローブユニット１のプローブピン２をプロービング対象としての基板２００にプロービングさせて、図外の基板検査装置によって基板２００を検査する際の動作について説明する。

このプローブユニット１は、図３に示すように、アーム１２に形成されている挿通孔２２ｆ、保持部１３の保持部材３２に形成されている挿通孔３２ｂ、アーム１１に形成されている挿通孔２１ｆ、および保持部１３の保持部材３１に形成されている挿通孔３１ｂに固定用ねじ３０１を挿通させて、移動機構３００のねじ穴３００ａに固定用ねじ３０１をねじ込むことによって移動機構３００に固定される。

移動機構３００に対してプロービングの指示がされたときには、移動機構３００が、プローブユニット１をプロービング対象としての基板２００の上方に移動させる。次いで、移動機構３００は、プローブユニット１を下降（下向きに移動）させる。続いて、プローブユニット１の下降に伴い、図３に示すように、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１に接触させられる。

次いで、移動機構３００は、図７に示すように、プローブユニット１をさらに下降させる。これに伴い、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１を下向き押圧する。また、プローブピン２の先端部２ａに対して押圧力の反力が上向きに加わる。この際に、同図に示すように、アーム１１，１２の各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２を支点として、アーム１１の中間部位２１ｃ、アーム１２の中間部位２２ｃ、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が、四節リンク機構と同様の動作で回動する。具体的には、中間部位２１ｃが第１部位Ｐ１ａを支点として、同図における左回り（反時計回り）に回動し、中間部位２２ｃが第１部位Ｐ１ｂを支点として、同図における左回りに回動する。また、プローブピン２によって連結された先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が各第２部位Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを支点として、同図における右回り（時計回り）に回動する。

続いて、移動機構３００は、予め決められた距離だけプローブユニット１を下降させた時点で下降を停止する。

この場合、このプローブユニット１では、上記したように、プローブピン２の先端部２ａが直動または近似的直動を許容するように（図８参照）、アーム１１，１２の長さや、アーム１１，１２の間隔が規定されている。このため、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１に接触してからプローブユニット１の下降が停止するまでの間では、最初の接触位置に位置した状態が維持される。したがって、このプローブユニット１では、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１上を移動することによる傷の発生を確実に防止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１では、上記したように、アーム１１，１２を薄形化して十分に軽量化することで、プローブユニット１を軽量化することが可能となっている。このため、プロービングの際の基板２００（プロービング対象）に対するプローブピン２の先端部２ａの接触によって基板２００の表面２０１に生じる打痕を十分に小さく抑えることが可能となっている。

次いで、図外の基板検査装置が、プローブピン２を介して入出力する電気信号に基づいて、基板２００の検査を実行する。

続いて、検査が終了して、移動機構３００に対してプロービングの終了指示がされたときには、移動機構３００が、プローブユニット１（保持部１３）を上昇させる。これに伴い、プローブピン２による基板２００の表面２０１に対する押圧が解除され、プローブピン２の先端部２ａに対して上向きに加わる押圧力の反力が解除される。この際に、アーム１１，１２の各中間部位２１ｃ，２２ｃ、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が、四節リンク機構として動作して、つまり上記したプロービングの際の向きとは逆向きにそれぞれ回動して、図７に示す状態から図３に示す初期状態に復帰する。

以上により、基板２００に対するプローブユニット１のプローブピン２のプロービングおよびプロービング解除が終了する。

このように、このプローブユニット１では、帯状のアーム１１，１２における基端部２１ａ，２２ａよりもやや先端部２１ｂ，２２ｂ側の第１部位Ｐ１と先端部２１ｂ，２２ｂよりもやや基端部２１ａ，２２ａ側（第１部位Ｐ１よりも先端部２１ｂ，２２ｂ側）の第２部位Ｐ２との間の中間部位２１ｃ，２２ｃにリブＲがそれぞれ形成されて、各中間部位２１ｃ，２２ｃが各リンクとして機能すると共に、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２がジョイントとして機能する四節リンク機構が支持部３によって構成される。つまり、このプローブユニット１では、帯状のアーム１１，１２の中間部位２１ｃ，２２ｃにリブＲを形成して、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２を弾性変形し易くすることで、各第１部位Ｐ１および各第２部位Ｐ２をジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニット１によれば、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる（アームにある程度の厚みが必要な）従来の構成と比較して、アーム１１，１２を十分に薄形化することができるため、アーム１１，１２を十分に軽量化することができる結果、プローブユニット１を十分に軽量化することができる。したがって、このプローブユニット１によれば、プロービングの際のプロービング対象（基板２００）に対するプローブピン２の接触によってプロービング対象に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。

また、このプローブユニット１によれば、プローブピン２を連結部として機能するようにプローブユニット１を構成したことにより、プローブピン２とは別部材の連結部を設ける構成と比較して、プローブユニット１をさらに軽量化することができる。

次に、プローブユニットの他の一例としての図９に示すプローブユニット１０１の構成について説明する。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット１と同じ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。

プローブユニット１０１は、図９，１０に示すように、一対のプローブピン２および支持部１０３を備えて構成されている。支持部１０３は、一対のアーム１１１（第１アーム）、一対のアーム１１２（第２アーム）および保持部１１３を備えて構成されている。各アーム１１１，１１２は、プローブユニット１のアーム１１，１２と同様にして、金属によって帯状にそれぞれ形成されている。また、アーム１１１，１１２の中間部位１２１ｃ，１２２ｃには、アーム１１，１２と同様にして、リブＲ１，Ｒ２がそれぞれ形成されている。

保持部１１３は、図９，１０に示すように、保持部材１３１および保持部材１３２を備えて構成され、各アーム１１１が隣接して平行に延在する状態（１つの仮想平面上に隣接して配置された配置状態）で各アーム１１１の各基端部１２１ａを保持する。また、保持部１１３は、各アーム１１２が隣接して平行に延在する状態（１つの仮想平面上に隣接して配置された配置状態）で各アーム１１２の各基端部１２２ａを保持する。この場合、アーム１１１，１１２の基端部１２１ａ，１２２ａは、固定用ねじ１４（図１０参照）によって保持部１１３に固定される。また、同図に示すように、保持部１１３の保持部材１３１および保持部材１３２には、アーム１１１の挿通孔１２１ｆおよびアーム１１２の挿通孔１２２ｆに連通して、プローブユニット１を移動機構３００（図３参照）に固定する際に用いる固定用ねじ３０１（同図参照）を挿通させる挿通孔３１ｂ，３２ｂが形成されている。

このプローブユニット１０１では、支持部１０３によって一対のプローブピン２が支持されている。このため、プロービング対象における１つのプロービング部位に対して２つのプローブピン２をプロービングさせて行う四端子法や四端子対法による測定や検査においてこのプローブユニット１０１を好適に使用することができる。また、このプローブユニット１０１においても、上記したプローブユニット１と同様の効果、すなわち、プロービングの際のプローブピン２の移動による傷の発生の防止、およびプロービングの際にプローブピン２の打撃によって生じる打痕の抑制を実現することができる。

次に、上記したプローブユニット１０１を製造するプローブユニット製造方法について、アーム１１１，１１２の作製方法を中心に説明する。このプローブユニット１０１に用いるアーム１１１を作製する際には、図１１に示すように、まず、一対のアーム１１１を一体にした中間体４０１を作製する。この中間体４０１は、同図に示すように、一対のアーム１１１の各基端部１２１ａが保持部１１３によって保持されるときの位置関係（図９参照）を維持した状態で、各アーム１１１が連結部４１１によって連結された形状をなしている。この場合、中間体４０１の作製方法としては、電鋳による作製方法、プレスによる方法、および削り出しによる作製方法などを採用することができる。

次いで、中間体４０１（一体にした各アーム１１１）の連結部４１１を図１１に破線で示す箇所で切断して切り離し、次いで、図１２に示すように、各アーム１１１を分離させる。これにより、一対のアーム１１１が作製される。

また、アーム１１２を作製する際には、図１３に示すように、一対のアーム１１２を一体にした中間体４０２を、中間体４０１の作製方法と同様の作製方法で作製する。この中間体４０２は、同図に示すように、一対のアーム１１２の各基端部１２２ａが保持部１１３によって保持されるときの位置関係（図９参照）を維持した状態で、各アーム１１２が連結部４１２によって連結された形状をなしている。

続いて、中間体４０２（一体にした各アーム１１２）の連結部４１２を図１３に示す破線の箇所で切断して切り離し、次いで、図１４に示すように、各アーム１１２を分離させる。これにより、一対のアーム１１２が作製される。

次いで、図９に示すように、各アーム１１１，１１２の基端部１２１ａ，１２２ａを固定用ねじ１４（図１０参照）を用いて保持部１１３に固定する。続いて、各アーム１１１，１１２の先端部１２１ｂ，１２２ｂにプローブピン２を固定する。以上によりプローブユニット１０１が製造される。

この製造方法によれば、上記の作製方法でアーム１１１，１１２を作製することにより、一対のアーム１１１を同じ作製条件で作製し、一対のアーム１１２を同じ作製条件で作製することができる。具体的には、例えば、電鋳によってアーム１１１，１１２を作製するときには、同じ電鋳材料を用いて同じ電鋳条件で各アーム１１１および各アーム１１２をそれぞれ一度に作製することができ、例えば、プレスや削り出しによってアーム１１１，１１２を作製するときには、加工する材料（金属板や金属ブロック）における同一部分を用いて同じプレス条件や同じ切削条件で各アーム１１１および各アーム１１２をそれぞれ一度に作製することができる。このため、材質的なばらつきや条件の相異による各アーム１１１，１１２における寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる結果、正確なプロービングが可能なプローブユニット１０１を製造することができる。

なお、上記の例では、中間体４０１，４０２（一体にした各アーム１１１，１１２）を切断して一対のアーム１１１および一対のアーム１１２に分離した後に、各アーム１１１，１１２の各基端部１２１ａ，１２２ａを保持部１１３に保持させてプローブユニット１０１を製造しているが、次のようにしてプローブユニット１０１を製造することもできる。まず、中間体４０１，４０２を作製した後に、中間体４０１，４０２における各アーム１１１，１１２の各基端部１２１ａ，１２２ａ側の部分だけを分離する。次いで、その状態（各基端部１２１ａ，１２２ａ側以外の部分が接続されて、各アーム１１１，１１２がそれぞれ一体となっている状態）のまま、各基端部１２１ａ，１２２ａを保持部１１３に保持させる。次いで、その状態で中間体４０１，４０２における各基端部１２１ａ，１２２ａの近傍から各先端部１２１ｂ，１２２ｂまでの間を分離する。つまり、この時点で、各アーム１１１，１１２が各基端部１２１ａ，１２２ａから各先端部１２１ｂ，１２２ｂまで分離される。このようにして製造したプローブユニット１０１では、中間体４０１，４０２を形成したときの各アーム１１１および各アーム１１２の位置関係を維持した状態で、各アーム１１１および各アーム１１２を保持部１１３に保持させることができるため、各アーム１１１および各アーム１１２を保持部１１３に保持させる際の各アーム１１１同士および各アーム１１２同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる結果、一層正確なプロービングが可能なプローブユニット１０１を製造することができる。

なお、プローブユニットおよびプローブユニット製造方法は上記の構成および方法に限定されない。例えば、アーム１１，１２（アーム１１１，１１２）の先端部２１ｂ，２２ｂ（先端部１２１ｂ，１２２ｂ）にプローブピン２を直接固定する構成、つまり、プローブピン２の基端部２ｂ側を連結部として機能させる構成例について上記したが、プローブピン２とは別体に形成されて、プローブピン２を取り付け（着脱）可能に形成されて先端部２１ｂ，２２ｂ（先端部１２１ｂ，１２２ｂ）を連結する連結部を備えた構成を採用することもできる。

また、図１５に示すプローブユニット１Ａ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１，１０１と同じ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１Ａは、図１５に示すように、上記したプローブユニット１が備えている各構成素に加えて、絶縁シート４１およびシールド板４２を備えて構成されている。絶縁シート４１は、絶縁体の一例であって、樹脂等の非導電性（絶縁性）を有する材料でシート状に形成されている。また、絶縁シート４１には、固定用ねじ１４を挿通させる挿通孔４１ａおよび固定用ねじ３０１（図３参照）を挿通させる挿通孔４１ｂが形成されている。シールド板４２は、例えば銅やアルミニウム等の導電性を有する金属によって薄板状に形成されている。また、シールド板４２には、固定用ねじ１４を挿通させる挿通孔４２ａおよび固定用ねじ３０１を挿通させる挿通孔４２ｂが形成されている。このシールド板４２は、図１５に示すように、アーム１１，１２のうちの、プロービングの際にプロービング対象としての基板２００側に位置するアーム１２における基板２００に対向する面（同図における下面：以下、「対向面」ともいう）側に絶縁シート４１を介して（アーム１２に対して絶縁された状態で）配設されて、固定用ねじ１４によって保持部１３に固定されている。また、シールド板４２は、図外の配線を介して、例えば接地電位（基準電位）に接続される。

この場合、シールド板４２を備えていない構成では、アーム１２が金属で形成されているため、アーム１２とプロービング対象との間の浮遊容量が大きくなることがあり、この浮遊容量によって検査精度が低下するおそれがある。これに対して、このプローブユニット１Ａによれば、アーム１２の対向面側にシールド板４２を配設したことにより、アーム１２とプロービング対象との間の浮遊容量を十分に低減させることができるため、浮遊容量による検査精度の低下を確実に防止することができる。なお、シールド板４２の固定に用いている固定用ねじ１４が金属製であったとしても、シールド板４２と固定用ねじ１４とが導通するため、固定用ねじ１４によって生じる浮遊容量もキャンセルすることができる。また、シールド板４２が薄板状に形成されているため、プロービングの際のアーム１２とプロービング対象との間における十分なクリアランスを確保できる結果、プロービングに支障を来す事態を回避することができる。

また、金属で形成したアーム１１，１２（アーム１１１，１１２）を用いる例について上記したが、射出成形等によって形成した樹脂製のアーム（第１アームおよび第２アーム）を用いる構成を採用することもできる。この場合、樹脂製のアームを用いるときには、アームの表面の全体または一部に導電膜（導電層）を形成することで、プローブピン２と保持部１３（保持部１１３）との間をその導電膜を介して電気的に接続する構成を採用することもできる。また、上記したプローブユニット１０１のように、一対のプローブピン２を備えたプローブユニットにおいて樹脂製のアームを用いるときには、一体に作製した一対のアーム（プローブユニット１０１における一対のアーム１１１、および一対のアーム１１２）を切り離す際に、各アームにおける基端部の近傍から先端部までの間だけを切り離して、各基端部同士を連結させたままの状態で保持部によって保持する構成（各アームにおける少なくとも基端部の近傍から先端部までの間を分離させる構成の一例）を採用することもできる。この構成を採用した具体例として、図１６に示すプローブユニット６０１について以下説明する。なお上記したプローブユニット１，１０１，１Ａと同じ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６０１は、図１６に示すように、一対のプローブピン２および支持部６０３を備えて構成されている。支持部６０３は、一対のアーム６１１（第１アーム）、一対のアーム６１２（第２アーム）および保持部６１３を備えて構成されている。図１８に示すように、各アーム６１１は、非導電性（絶縁性）を有する材料によって各基端部６２１ａ同士が連結された状態で一体に作製されると共に（各アーム６１１を一体化したものを「中間体７０１」ともいう）、図１６に示すように、各基端部６２１ａが連結された状態のまま保持部６１３によって保持されている。また、各アーム６１１は、各基端部６２１ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係を維持した状態で両アーム６１１を一体に作製した後に（中間体７０１を作製した後に）、各基端部６２１ａが保持部によって保持された状態で、各々の基端部６２１ａの近傍から各々の先端部６２１ｂまでの間が互いに分離されて構成されている。この場合、このプローブユニット６０１では、同図に示すように、保持部６１３によって保持されるときの各アーム６１１の位置関係は、各アーム６１１が１つの仮想平面上に隣接しかつ各アーム６１１が基端部６２１ａから先端部６２１ｂに向かうに従って互いに近接する位置関係となっている。また、アーム６１１には、プローブピン２を図外の基板検査装置等に電気的に接続するための図外の導体パターンが形成されている。

各アーム６１２は、図２０に示すように、非導電性を有する材料によって各基端部６２２ａ同士が連結された状態で一体に作製されると共に（各アーム６１２を一体化したものを「中間体７０２」ともいう）、図１６に示すように、各基端部６２２ａが連結された状態のまま保持部６１３によって保持されている。また、各アーム６１２は、各アーム６１１と同様にして、各基端部６２２ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係を維持した状態で両アーム６１２を一体に作製した後に（中間体７０２を作製した後に）、各基端部６２２ａが保持部によって保持された状態で、各々の基端部６２２ａの近傍から各々の先端部６２２ｂまでの間が互いに分離されて構成されている。この場合、同図に示すように、保持部６１３によって保持されるときの各アーム６１２の位置関係は、各アーム６１２が１つの仮想平面上に隣接しかつ各アーム６１２が基端部６２２ａから先端部６２２ｂに向かうに従って互いに近接する位置関係となっている。また、アーム６１２には、プローブピン２を図外の基板検査装置等に電気的に接続するための図外の導体パターンが形成されている。

次に、プローブユニット６０１の製造方法について説明する。まず、図１７に示すように、樹脂等の非導電性（絶縁性）を有する材料を用いて中間体７０１を作製する。中間体７０１は、一対のアーム６１１の各基端部６２１ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係（図１６参照）を維持した状態で、各アーム６１１が連結部６３１ａ，６３１ｂによって連結されている。中間体７０１の作製方法としては、射出成形による作製方法、削り出しによる作製方法、および３Ｄプリンタを用いた作製方法などを採用することができる。次いで、中間体７０１における各アーム６１１の基端部６２１ａから先端部６２１ｂにかけて導体パターン（図示を省略する）を形成する。

続いて、図１９に示すように、樹脂等の非導電性を有する材料を用いて、中間体７０１の作製方法と同じ作製方法で中間体７０２を作製する。中間体７０２は、一対のアーム６１２の各基端部６２２ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係（図１６参照）を維持した状態で、各アーム６１１が連結部６３２ａ，６３２ｂによって連結されている。次いで、中間体７０２における各アーム６１２の基端部６２２ａから先端部６２２ｂにかけて導体パターン（図示を省略する）を形成する。

次いで、中間体７０１，７０２の基端部側（連結部６３１ａ，６３２ａ）を保持部６１３に固定する。続いて、図１８，２０に示すように、中間体７０１，７０２の先端部側、つまり、各アーム６１１，６１２の先端部６２１ｂ，６２２ｂ側の連結部６３１ｂ，６３２ｂを図１７，１９に示す破線の箇所で切断して切り離して、各アーム６１１，６１２における各々の基端部６２１ａ，６２２ａの近傍から各々の先端部６２１ｂ，６２２ｂまでの間を互いに分離させる。以上によりプローブユニット６０１が製造される。

このプローブユニット６０１では、上記したように、各アーム６１１および各アーム６１２が各基端部６２１ａ同士および各基端部６２２ａ同士を連結した状態でそれぞれ一体に作製されると共に、各基端部６２１ａ同士および各基端部６２２ａ同士を連結した状態のまま保持部６１３によって保持されている。このため、このプローブユニット６０１によれば、保持部６１３によって保持させるときの各アーム６１１および各アーム６１２の位置関係を維持した状態で各アーム６１１および各アーム６１２を作製することができ、かつ作製したときの位置関係を確実に維持した状態で保持部６１３に保持させる（取り付ける）ことができる。したがっって、このプローブユニット６０１によれば、各アーム６１１および各アーム６１２を作製する際の、材質的なばらつきや作製条件の相異による各アーム６１１同士および各アーム６１２同士の寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができると共に、各アーム６１１および各アーム６１２を保持部６１３に保持させる際の各アーム６１１同士および各アーム６１２同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる結果、より正確なプロービングを行うことができる。また、このプローブユニット６０１によれば、一対のアーム６１１および一対のアーム６１２を保持部６１３に一度に保持させることができるため、プローブユニット６０１の組立効率を十分に向上させることができる。

また、リブ（リブＲ１，Ｒ２）を上向きに突出する半円筒形（図３参照）に形成した例について上記したが、下向きに突出する半円筒形にリブを形成することもできる。この場合、第１アームおよび第２アームのいずれか一方におけるリブを上向きに突出するように形成し、第１アームおよび第２アームの他方におけるリブを下向きに突出するように形成する構成を採用することもできる。また、半円筒形以外の形状に形成したリブを採用することもできる。一例として、図２１に示すように、半円筒形体の下部に底板を接合して管状（中空構造）に形成したリブＲ１０１，Ｒ１０２や、図２２に示すように半円柱状に形成したリブＲ２０１，Ｒ２０２を採用することができる。

１，１Ａ，６０１ プローブユニット
２ プローブピン
３ 支持部
１１，１２，１１１，１１２，６１１，６１２ アーム
１３，１１３，６１３ 保持部
２１ａ，２２ａ，１２１ａ，１２２ａ，６２１ａ，６２２ａ 基端部
２１ｂ，２２ｂ，１２１ｂ，１２２ｂ，６２１ｂ，６２２ｂ 先端部
２１ｃ，２２ｃ，１２１ｃ，１２２ｃ 中間部位
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ１０１，Ｒ１０２ リブ
４０１，４０２，７０１，７０２ 中間体

Claims (8)

1. プローブピンと、当該プローブピンを支持する支持部とを備えたプローブユニットであって、
   前記支持部は、前記プローブピンをプロービングさせる際のプロービングの向きに沿って互いに離間して対向する状態で配置された帯状の第１アームおよび第２アームと、当該各アームの各基端部を保持する保持部と、前記プローブピンを取り付け可能に構成されると共に前記各アームの各先端部同士を連結する連結部とを備えて、前記プロービングの向きとは逆向きへの前記プローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、
   前記各アームは、前記基端部よりも前記先端部側の第１部位と当該第１部位よりも当該先端部側の第２部位との間の中間部位にリブがそれぞれ形成されて、当該中間部位が前記四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、当該各第１部位および当該各第２部位が前記四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されているプローブユニット。
2. 前記プローブピンが前記第１アームの前記先端部および前記第２アームの前記先端部に固定されて当該プローブピンが前記連結部として機能するように構成されている請求項１記載のプローブユニット。
3. 前記プローブピンを一対備えると共に、前記第１アームおよび前記第２アームをそれぞれ一対備え、
   前記保持部は、前記一対の第１アームが隣接して延在する状態で当該各第１アームの前記各基端部を保持すると共に、前記一対の第２アームが隣接して延在する状態で当該各第２アームの前記各基端部を保持する請求項１または２記載のプローブユニット。
4. 前記各第１アームは、当該各第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第１アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成され、
   前記各第２アームは、当該各第２アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第２アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成されている請求項３記載のプローブユニット。
5. 前記各第１アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持され、
   前記各第２アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持されている請求項４記載のプローブユニット。
6. 前記各アームのうちの前記プロービングの際にプロービング対象側に位置するアームにおける当該プロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えている請求項１から５のいずれかに記載のプローブユニット。
7. 請求項３記載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であって、
   前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第１アームを一体に作製した後に、当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第１アームを作製し、
   前記一対の第２アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第２アームを一体に作製した後に、当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第２アームを作製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。
8. 前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で、
   前記一体に作製した各第１アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ、
   前記一体に作製した各第２アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて前記プローブユニットを製造する請求項７記載のプローブユニット製造方法。

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