JP2019211408A - 移動装置、基板検査装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接触対象に対してプローブを適正な押圧力で押圧させる。【解決手段】プローブを支持するプローブ支持部を移動させる第２移動機構１２と、第２移動機構１２によるプローブ支持部の移動を制御してプローブを接触対象にプロービングさせるコントローラ１７とを備え、コントローラ１７は、プローブ支持部が接触対象に接近するようにプローブ支持部を予め規定された規定位置に向けて移動させる位置制御を第２移動機構１２に対して実行すると共に、位置制御の実行後に、プローブ支持部を移動させる駆動力を制御しつつプローブを接触対象にプロービングさせる駆動力制御を第２移動機構１２に対して実行する。【選択図】図３

Description

本発明は、プローブを支持するプローブ支持部を移動させる移動機構と移動機構を制御する制御部とを備えた移動装置、その移動装置を備えた基板検査装置、およびプローブを支持するプローブ支持部を移動させる移動機構を制御する制御方法に関するものである。

この種の基板検査装置として、下記特許文献１において出願人が開示した基板検査装置が知られている。この基板検査装置は、プローブ部、移動機構、測定部および制御部等を備えて基板を検査可能に構成されている。この基板検査装置では、制御部が、移動機構を制御してプローブ部を移動させるプロービング処理を実行して、プローブ部のプローブピンを基板に接触させる。また、制御部が、測定部を制御して基板に接触させたプローブピンを介して入出力する電気信号に基づく測定処理を実行させ、測定部によって測定された被測定量に基づいて基板を検査する。この場合、この基板検査装置では、制御部が、プロービング処理において、プローブピンを導体パターンに接触させるのに必要なプローブ部の移動距離（指定距離）を特定し、移動機構を制御して指定距離だけプローブ部を下向きに移動させることによってプローブピンを基板に接触させる。

特開２０１６−１０２７７２号公報（第５−９頁、第１−４図）

ところが、上記の基板検査装置には、改善すべき以下の課題がある。具体的には、上記の基板検査装置では、制御部が指定距離だけプローブ部を下向きに移動させることによってプローブピンを基板に接触させる。しかしながら、例えば、基板が下向きに湾曲するように変形しているときには、指定距離だけプローブ部を移動させたとしてもプローブピンが基板を押圧する押圧力が不足して、測定用の電気信号を基板に確実に供給することが困難となるおそれがある。また、基板が上向きに湾曲するように変形しているときには、指定距離だけプローブ部を移動させることによって過大な押圧力が基板に加わり、その反力によってプローブが破損するおそれもある。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、接触対象に対してプローブを適正な押圧力で押圧させ得る移動装置、基板検査装置および制御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記載の移動装置は、プローブを支持するプローブ支持部を移動させる移動機構と、当該移動機構による前記プローブ支持部の移動を制御して前記プローブを接触対象にプロービングさせる制御部とを備えた移動装置であって、前記制御部は、前記プローブ支持部が前記接触対象に接近するように当該プローブ支持部を予め規定された規定位置に向けて移動させる位置制御を前記移動機構に対して実行すると共に、当該位置制御の実行後に、当該プローブ支持部を移動させる駆動力を制御しつつ前記プローブを前記接触対象にプロービングさせる駆動力制御を前記移動機構に対して実行する。

また、請求項２記載の移動装置は、請求項１記載の移動装置において、前記接触対象に対する前記プローブの押圧力に応じて変化する第１パラメータを検出する第１検出部を備え、前記制御部は、駆動力制御において、第１パラメータに基づいて前記押圧力が予め規定された規定押圧力となるように前記駆動力を制御する。

また、請求項３記載の移動装置は、請求項１または２記載の移動装置において、前記プローブと前記接触対象との接触によって変化する第２パラメータを検出する第２検出部を備え、前記制御部は、前記位置制御を実行している状態において前記第２パラメータに基づいて前記プローブと前記接触対象とが接触したと判別したときに前記駆動力制御を実行する。

また、請求項４記載の移動装置は、請求項１から３のいずれかに記載の移動装置において、前記移動機構は、回転型のモータと、当該モータの駆動によって前記プローブ支持部を移動させる移動部とを備えて構成され、前記制御部は、前記駆動力としての前記モータのトルクを制御するトルク制御を前記駆動力制御として実行する。

また、請求項５記載の基板検査装置は、請求項１から４のいずれかに記載の移動装置と、当該移動装置の前記移動機構によって移動させられて前記接触対象としての基板に前記先端部が接触した前記プローブを介して入出力する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６記載の制御方法は、プローブを支持するプローブ支持部を移動させる移動機構よる当該プローブ支持部の移動を制御して当該プローブを接触対象にプロービングさせる制御方法であって、前記プローブ支持部が前記接触対象に接近するように当該プローブ支持部を予め規定された規定位置に向けて移動させる位置制御を前記移動機構に対して実行すると共に、当該位置制御の実行後に、当該プローブ支持部を移動させる駆動力を制御しつつ前記プローブを前記接触対象にプロービングさせる駆動力制御を前記移動機構に対して実行する。

請求項１記載の移動装置、請求項５記載の基板検査装置、および請求項６記載の制御方法では、プローブ支持部を規定位置に向けて移動させる位置制御を移動機構に対して実行すると共に、位置制御の実行後に、プローブ支持部を移動させる駆動力を制御しつつプローブを接触対象にプロービングさせる駆動力制御を移動機構に対して実行する。このため、制御部が指定距離だけプローブ支持部を下向きに移動させることによってプローブを基板に接触させる従来の構成および方法とは異なり、基板に湾曲が生じているか否かに拘わらず、プローブの先端部と接触対象とが電気的に確実に接触可能な規定押圧力でプローブが接触対象を押圧可能な駆動力を出力させることができるため、接触対象に対してプローブを適正な押圧力である規定押圧力で確実に押圧させることができる。

また、請求項２記載の移動装置、および請求項５記載の基板検査装置によれば、接触対象に対するプローブの押圧力に応じて変化する第１パラメータに基づいて移動機構の駆動力を制御することにより、接触対象に対するプローブの押圧力を規定押圧力により近づけることができるため、接触対象対してプローブを正確な規定押圧力で確実に押圧させることができる。

また、請求項３記載の移動装置、および請求項５記載の基板検査装置では、プローブと接触対象との接触によって変化する第２パラメータを検出し、位置制御を実行している状態において検出した第２パラメータに基づいてプローブと接触対象とが接触したと判別したときに駆動力制御を実行する。このため、この移動装置および基板検査装置によれば、例えば、接触対象が上向きに湾曲するように変形し、被接触点が規定位置よりも上方に位置している場合においても、プローブに過大な押圧力が基板に加わる以前に位置制御から駆動力制御に切り替えて、接触対象対してプローブを規定押圧力で確実に押圧させることができる。

また、請求項４記載の移動装置、および請求項５記載の基板検査装置では、回転型のモータと、モータの駆動によってプローブ支持部を移動させる移動部とを備えて構成された移動機構におけるモータのトルクを制御するトルク制御を駆動力制御として実行する。この場合、回転型のモータに対するトルク制御は、トルクセンサを用いたフィードバック制御を行うことで、例えばリニアサーボモータに対する駆動力制御と比較して、駆動力としてのトルクをより高精度に制御することができる。このため、この移動装置および基板検査装置によれば、接触対象対してプローブをより正確な規定押圧力で確実に押圧させることができる。

基板検査装置１の構成を示す構成図である。 基板保持部２および移動装置３の平面図である。 移動装置３の構成を示す構成図である。 第２移動機構１２の斜視図である。 プロービング処理７０のフローチャートである。

以下、移動装置、基板検査装置および制御方法の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、「基板検査装置」の一例としての図１に示す基板検査装置１の構成について説明する。基板検査装置１は、同図に示すように、基板保持部２、移動装置３、表示部４、操作部５および主制御部６を備えて、基板１００に対する検査を実行可能に構成されている。

基板保持部２は、図２に示すように、基板１００を載置可能な載置台２ａと、載置台２ａに載置された基板１００を固定するクリップ２ｂとを備えて基板１００を保持可能に構成されている。

移動装置３は、検査用のプローブ５１を支持する支持部３２（図４参照）を移動させてプローブ５１の先端部５１ａを接触対象としての基板１００の表面１０１に接触（プロービング）させる「移動装置」の一例であって、図３に示すように、第１移動機構１１、第２移動機構１２、ドライバ１３ａ，１３ｂ、荷重検出部１４、電流検出部１５、記憶部１６およびコントローラ１７を備えて構成されている。なお、移動装置３は、第１移動機構１１および第２移動機構１２をそれぞれ複数備えて、プローブ５１を支持した複数の支持部３２を移動可能に構成されているが、発明の理解を容易とするため、第１移動機構１１および第２移動機構１２をそれぞれ１つだけ図示して以下説明する。

第１移動機構１１は、ドライバ１３ａからの作動用電源Ｐｗ１の供給によって作動し、図２に示すように、基板保持部２における載置台２ａの載置面（基板保持部２によって保持されている基板１００の表面１０１）に平行な方向（同図に示すＸＹ方向）にプローブ５１を支持した支持部３２を移動させる。この場合、第１移動機構１１は、一例として、同図に示すように、アクチュエータ２１、ガイドレール２２、スライダ２３およびアクチュエータ２４を備えて構成されている。

アクチュエータ２１は、図２に示すように、同図におけるＸ方向に沿って配設されている。また、アクチュエータ２１は、ボールねじ２１ａと、ボールねじ２１ａの回転に伴ってボールねじ２１ａの長さ方向（同図におけるＸ方向）に移動するスライダ２１ｂと、ボールねじ２１ａを回転させる回転型のモータ２１ｃ（一例として、回転型のＡＣインバータモータ）とを備えて構成されている。

ガイドレール２２は、図２に示すように、アクチュエータ２１と平行に（同図に示すＸ方向に沿って）配設され、スライダ２３は、ガイドレール２２上を移動可能に構成されている。

アクチュエータ２４は、図２に示すように、同図におけるＹ方向に沿ってアクチュエータ２１のスライダ２１ｂとスライダ２３との間に掛け渡されている。また、アクチュエータ２４は、ボールねじ２４ａと、ボールねじ２４ａの回転に伴ってボールねじ２４ａの長さ方向（同図におけるＹ方向）に移動するスライダ２４ｂと、ボールねじ２４ａを回転させる回転型のモータ２４ｃ（一例として、回転型のＡＣインバータモータ）とを備えて構成されている。

第２移動機構１２は、「移動機構」の一例であって、図４に示すように、アクチュエータ３１および支持部３２（プローブ支持部）を備えて構成され、図３に示すように、ドライバ１３ｂから出力されて電流検出部１５を経由して供給される作動用電源Ｐｗ２によって作動して、基板保持部２における載置台２ａの載置面（基板保持部２によって保持されている基板１００の表面１０１）に直交する方向（図４に示すＺ方向）にプローブ５１を支持した支持部３２を移動させる。

アクチュエータ３１は、図４に示すように、同図におけるＺ方向に沿って配設されている。また、アクチュエータ３１は、ボールねじ３１ａと、ボールねじ３１ａの回転に伴ってボールねじ３１ａの長さ方向（同図におけるＺ方向）に移動するスライダ３１ｂと、ボールねじ３１ａを回転させる回転型のモータ３１ｃ（一例として、回転型のＡＣサーボモータ）と、モータ３１ｃの回転量を検出して検出信号Ｓｄ３（図３参照）を出力するロータリーエンコーダ３１ｄと、モータ３１ｃのトルク（駆動力）を検出して検出信号Ｓｄ４（図３参照）を出力するトルクセンサ３１ｅとを備えて構成されている。なお、ボールねじ３１ａおよびスライダ３１ｂによって移動部が構成される。

支持部３２は、図４に示すように、プローブ５１の基端部５１ｂ側を収容可能な収容部３２ａが形成され、収容部３２ａ内に基端部５１ｂ側を収容した状態でプローブ５１を支持する。この場合、プローブ５１は、同図に示すように、ばね等の弾性部材（緩衝材）を介さずに支持部３２によって支持されている。なお、同図における支持部３２の拡大部分（円で囲んだ部分）は、収容部３２ａ内を透過した状態で図示している。また、支持部３２は、アクチュエータ３１のスライダ３１ｂに取り付けられて、スライダ３１ｂと共に同図におけるＺ方向に移動する。

ドライバ１３ａは、図外のコンバータおよびインバータを備えて構成され、コントローラ１７の制御に従い、図３に示すように、外部から入力した交流電源Ｐ１（例えば、３相２００Ｖの交流電源）を作動用電源Ｐｗ１に変換して第１移動機構１１におけるアクチュエータ２１，２４のモータ２１ｃ，２４ｃに供給する。この場合、ドライバ１３ａは、作動用電源Ｐｗ１のパラメータ（電圧値、電流値、極性および周波数）を規定することにより、第１移動機構１１（モータ２１ｃ，２４ｃ）を制御する。

ドライバ１３ｂは、コントローラ１７の制御に従って第２移動機構１２におけるアクチュエータ３１のモータ３１ｃに供給する作動用電源Ｐｗ２の各パラメータ（電圧値、電流値、極性および周波数）を規定することにより、第２移動機構１２を制御する。具体的には、ドライバ１３ｂは、図３に示すように、コンバータ４１、インバータ４２、位置制御部４３、速度制御部４４および電流制御部４５を備えて構成されている。

コンバータ４１は、外部から入力した交流電源Ｐ１（例えば、３相２００Ｖの交流電源）をＡＣ／ＤＣ変換して、直流電源Ｐ２をインバータ４２に出力する。インバータ４２は、コンバータ４１から出力された直流電源Ｐ２を、各パラメータ（電圧値、電流値、極性および周波数）が電流制御部４５によって規定された規定値となるように変換し、変換した作動用電源Ｐｗ２を、電流検出部１５を経由して第２移動機構１２におけるアクチュエータ３１のモータ３１ｃに出力する。

位置制御部４３は、コントローラ１７から出力される制御信号Ｓｃ１によって示される規定位置（湾曲等の変形のない基板１００にプローブ５１の先端部５１ａが接触する位置として予め規定された位置）に支持部３２を移動させるのに必要な回転量を示す制御信号Ｓｃ２を速度制御部４４に出力する。

速度制御部４４は、位置制御部４３から出力された制御信号Ｓｃ２によって示される回転量だけモータ３１ｃを回転させると共にコントローラ１７から出力される制御信号Ｓｃ１によって示される規定速度で支持部３２を移動させるのに必要な作動用電源Ｐｗ２の各パラメータの規定値を示す制御信号Ｓｃ３を電流制御部４５に出力する。

電流制御部４５は、後述するプロービング処理７０の位置制御において、速度制御部４４から出力された制御信号Ｓｃ３によって示される各パラメータの規定値（以下、この規定値を「位置制御用の規定値」ともいう）で作動用電源Ｐｗ２を出力するようにインバータ４２を制御する制御信号Ｓｃ４をインバータ４２に出力する。また、電流制御部４５は、後述するプロービング処理７０のトルク制御において、コントローラ１７から出力される制御信号Ｓｃ１によって示される規定押圧力（プローブ５１の先端部５１ａと基板１００とが電気的に確実に接触可能な押圧力）でプローブ５１が基板１００を押圧可能なトルク（以下、このトルクを「規定トルク」ともいう）をモータ３１ｃに発生させるのに必要な各パラメータの規定値（以下、この規定値を「トルク制御用の規定値」ともいう）で作動用電源Ｐｗ２を出力するようにインバータ４２を制御する制御信号Ｓｃ４をインバータ４２に出力する。

荷重検出部１４は、第１検出部および第２検出部に相当し、図４に示すように、支持部３２の収容部３２ａ内に配設されて、プローブ５１に加わる荷重（基板１００に対するプローブ５１の押圧力に応じて変化する第１パラメータ、およびプローブ５１と基板１００との接触によって変化する第２パラメータの一例）を検出して検出値を示す検出信号Ｓｄ１をコントローラ１７に出力する（図３参照）。

電流検出部１５は、ドライバ１３ｂのインバータ４２から第２移動機構１２に供給される作動用電源Ｐｗ２の電流値を検出して検出値を示す検出信号Ｓｄ２をドライバ１３ｂの電流制御部４５に出力する（図３参照）。

記憶部１６は、基板１００における被接触点１０２の位置情報を含む基板１００についての基板データＤｂを記憶する。

コントローラ１７は、ドライバ１３ａ，１３ｂと共に「制御部」を構成し、「制御方法」に従い、ドライバ１３ａ，１３ｂから第１移動機構１１および第２移動機構１２にそれぞれ供給する作動用電源Ｐｗ１，Ｐｗ２のパラメータを規定することによって第１移動機構１１および第２移動機構１２を制御し、基板１００に対してプローブ５１をプロービングさせるプロービング処理７０（図５参照）を実行する。

また、コントローラ１７は、プロービング処理７０において、第１移動機構１１を制御して、図２に示すように、基板保持部２における載置台２ａの載置面（基板保持部２によって保持されている基板１００の表面１０１）に平行な方向（同図に示すＸＹ方向）にプローブ５１を支持した支持部３２を移動させる。

また、コントローラ１７は、プロービング処理７０において、第２移動機構１２を制御して、図４に示すように、基板保持部２における載置台２ａの載置面に直交する方向（同図に示すＺ方向）にプローブ５１を支持した支持部３２を移動させる。また、コントローラ１７は、プロービング処理７０において、プローブ５１の先端部５１ａと基板１００との接触を検出していない状態において、予め規定された規定位置に支持部３２を移動させるように第２移動機構１２を制御する位置制御を実行する。この場合、規定位置は、湾曲等の変形のない基板１００にプローブ５１の先端部５１ａが接触すると考えられる設計上の位置に規定されている。

また、コントローラ１７は、プロービング処理７０において、位置制御を実行している状態で、荷重検出部１４から出力された検出信号Ｓｄ１（荷重センサ１４によって検出された荷重）に基づいてプローブ５１の先端部５１ａと基板１００とが接触したと判別したときに、第２移動機構１２におけるアクチュエータ３１のモータ３１ｃが支持部３２を移動させるトルク（駆動力）を制御しつつプローブ５１を基板１００にプロービングさせるトルク制御（駆動力制御）を実行する。

表示部４は、主制御部６によって実行される検査の結果などの各種の情報や画像を表示する。

操作部５は、検査の実行を指示する操作ボタンなどの各種の操作ボタンを備え、これらの操作ボタンが操作されたときに操作信号を出力する。

主制御部６は、操作部５から出力される操作信号に従って基板検査装置１を構成する各構成要素を制御する。また、主制御部６は、検査部として機能し、基板１００に接触したプローブ５１を介して入出力する電気信号に基づいて基板１００を検査する検査処理を実行する。

次に、基板検査装置１を用いて基板１００を検査する方法、およびその際の基板検査装置１の各部の動作について、図面を参照して説明する。

まず、図２に示すように、基板保持部２の載置台２ａの載置面における予め決められた位置（例えば、中央部）に基板１００を載置する。次いで、基板保持部２のクリップ２ｂで基板１００の縁部を挟み込んで基板１００を載置台２ａに固定する。これにより、基板１００が基板保持部２に保持される。

続いて、操作部５を操作して、検査処理の実行を指示する。この際に、操作部５が、操作信号を出力し、主制御部６が、操作信号に従って検査処理を実行する。この検査処理では、主制御部６は、移動装置３のコントローラ１７に対して基板１００に対するプローブ５１のプロービングを指示し、これに応じて、コントローラ１７が、図５に示すプロービング処理７０を実行する。

このプロービング処理７０では、コントローラ１７は、記憶部１６から基板データＤｂを読み出す（ステップ７１）。次いで、コントローラ１７は、基板データＤｂに基づいて基板１００における被接触点１０２の位置を特定する（ステップ７２）。

続いて、コントローラ１７は、第１移動機構１１を制御して（ステップ７３）、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００の被接触点１０２の上方に位置するように、図２に示すＸＹ方向にプローブ５１を支持した支持部３２を移動させる。具体的には、コントローラ１７は、被接触点１０２の位置を示す制御信号Ｓｃ１をドライバ１３ａに出力し、ドライバ１３ａが、制御信号Ｓｃ１によって示される被接触点１０２の位置の上方の位置にプローブ５１の先端部５１ａを移動させるのに必要な作動用電源Ｐｗ１の各パラメータ（電圧値、電流値、極性および周波数）を規定して、第１移動機構１１におけるアクチュエータ２１，２４のモータ２１ｃ，２４ｃに作動用電源Ｐｗ１を供給する。これにより、第１移動機構１１によるプローブ５１の移動の向き、移動量および移動速度が制御される。

次いで、コントローラ１７は、第２移動機構１２を制御して、図４に示すＺ１の向きのプローブ５１の移動を開始させる。具体的には、コントローラ１７は、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触する設計上の位置に規定された規定位置に向けて支持部３２を移動させるように第２移動機構１２を制御する位置制御を実行する（ステップ７４）。

この位置制御では、コントローラ１７は、上記した規定位置、および支持部３２を移動させる速度として予め規定された規定速度を示す制御信号Ｓｃ１を位置制御部４３および速度制御部４４に出力する。

一方、ドライバ１３ｂでは、図３に示すように、コンバータ４１が、外部から入力した交流電源Ｐ１をＡＣ／ＤＣ変換して直流電源Ｐ２をインバータ４２に出力する。また、位置制御部４３が、コントローラ１７から出力される制御信号Ｓｃ１によって示される規定位置に支持部３２を移動させるのに必要な回転量を示す制御信号Ｓｃ２を速度制御部４４に出力する。

続いて、図３に示すように、速度制御部４４が、位置制御部４３から出力された制御信号Ｓｃ２によって示される回転量だけモータ３１ｃを回転させると共にコントローラ１７から出力された制御信号Ｓｃ１によって示される規定速度でプローブ５１を支持した支持部３２を移動させるのに必要な作動用電源Ｐｗ２の各パラメータ規定値（位置制御用の規定値）を示す制御信号Ｓｃ３を電流制御部４５に出力する。

次いで、図３に示すように、電流制御部４５が、速度制御部４４から出力された制御信号Ｓｃ３によって示される各パラメータの位置制御用の規定値で作動用電源Ｐｗ２を出力するようにインバータ４２を制御する制御信号Ｓｃ４をインバータ４２に出力する。

続いて、図３に示すように、インバータ４２が、制御信号Ｓｃ４に従い、コンバータ４１から出力された直流電源Ｐ２を、各パラメータ（電圧値、電流値、極性および周波数）が位置制御用の規定値となるように変換し、変換した作動用電源Ｐｗ２を、電流検出部１５を経由して第２移動機構１２におけるアクチュエータ３１のモータ３１ｃに出力する。これにより、モータ３１ｃがボールねじ３１ａを回転させ、ボールねじ３１ａの回転に伴ってスライダ３１ｂ、スライダ３１ｂに取り付けられている支持部３２、および支持部３２に支持されているプローブ５１が図４に示すＺ１の向きに移動する。

また、アクチュエータ３１のロータリーエンコーダ３１ｄ（図４参照）が、モータ３１ｃの回転量および回転速度を検出して検出信号Ｓｄ３を位置制御部４３および速度制御部４４に出力する（図３参照）。この際に、位置制御部４３は、検出信号Ｓｄ３によって示されるモータ３１ｃの回転量に基づいて制御信号Ｓｃ２に含ませる回転量を調整するフィードバック制御を実行する。また、速度制御部４４は、検出信号Ｓｄ３によって示されるモータ３１ｃの回転速度と規定速度との差分値が０となるように制御信号Ｓｃ３に含ませる位置制御用の規定値を調整するフィードバック制御を実行する。

一方、プロービング処理７０の開始に連動して、荷重検出部１４が、プローブ５１が受ける荷重を検出して検出値を示す検出信号Ｓｄ１をコントローラ１７に出力する。

また、第２移動機構１２に対するドライバ１３ｂのインバータ４２からの作動用電源Ｐｗ２の供給開始（上記したステップ７４の実行）に伴い、電流検出部１５が、インバータ４２から第２移動機構１２に供給している作動用電源Ｐｗ２の電流値を検出して検出値を示す検出信号Ｓｄ２をドライバ１３ｂの電流制御部４５に出力する。この際に、電流制御部４５は、検出信号Ｓｄ２によって示される検出値と位置制御用の電流の規定値との差分との差分値が０となるように制御信号Ｓｃ４で示す電流値を調整するフィードバック制御を実行する。

次いで、コントローラ１７は、荷重検出部１４から出力される検出信号Ｓｄ１によって示される荷重（第２パラメータ）の検出値に基づいてプローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触したか否かを判別する（ステップ７５）。

具体的には、コントローラ１７は、ステップ７５において、検出信号Ｓｄ１によって示される荷重の検出値が０から変動したか否かを判別する。この場合、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触することなく、プローブ５１に荷重が加わっていない状態では、検出値が０（または、ほぼ０）で変動しない。このため、コントローラ１７は、検出値が０（または、ほぼ０）から変動しない状態では、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触していないと判別し、予め決められた時間間隔でステップ７５を繰り返して実行する。

続いて、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触したときには、プローブ５１に荷重が加わり、検出信号Ｓｄ１によって示される荷重の検出値が０（または、ほぼ０）から変動（増加）する。この際には、コントローラ１７は、ステップ７５において、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触したと判別し、次いで、モータ３１ｃのトルク（ボールねじ３１ａを回転させてスライダ３１ｂおよびスライダ３１ｂに取り付けられた支持部３２を移動させる駆動力）を制御しつつプローブ５１を基板１００にプロービングさせるトルク制御（第２移動機構１２に対するトルク制御：駆動力制御）を実行する（ステップ７６）。

この場合、例えば、基板１００が下向きに湾曲していて、支持部３２が規定位置まで移動しても、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触しないとき、つまり、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触したと判別する以前に支持部３２が規定位置まで移動したときには、コントローラ１７は、支持部３２が規定位置に移動したときにトルク制御を実行する。

トルク制御では、コントローラ１７は、上記した規定押圧力を示す制御信号Ｓｃ１を電流制御部４５に出力する。続いて、電流制御部４５が、制御信号Ｓｃ１によって示される規定押圧力でプローブ５１の先端部５１ａが基板１００を押圧可能な規定トルク（規定駆動力）をモータ３１ｃに発生させるのに必要な各パラメータの規定値であるトルク制御用の規定値で作動用電源Ｐｗ２を出力するようにインバータ４２を制御する制御信号Ｓｃ４をインバータ４２に出力する。

次いで、インバータ４２が、制御信号Ｓｃ４に従い、コンバータ４１から出力された直流電源Ｐ２を、各パラメータ（電圧値、電流値、極性および周波数）がトルク制御用の規定値となるように変換し、変換した作動用電源Ｐｗ２を電流検出部１５を経由してモータ３１ｃに出力する。また、アクチュエータ３１のトルクセンサ３１ｅ（図４参照）が、モータ３１ｃのトルクを検出して検出信号Ｓｄ４を出力し（図３参照）、電流制御部４５が、検出信号Ｓｄ４によって示されるモータ３１ｃのトルクの検出値と規定トルクとの差分値が０となるように制御信号Ｓｃ４に含ませるトルク制御用の規定値を調整するフィードバック制御を実行する。

これにより、モータ３１ｃが規定トルク（または、規定トルクに近いトルク）を発生し、プローブ５１の先端部５１ａがモータ３１ｃのトルクに応じた圧力（規定押圧力、または規定押圧力に近い圧力）で基板１００を押圧する状態が維持される。

また、コントローラ１７は、荷重検出部１４から出力される検出信号Ｓｄ１によって示される荷重（第１パラメータ）の検出値と規定押圧力との差分値が０となるように制御信号Ｓｃ１に含ませる規定押圧力を調整するフィードバック制御を実行する。具体的には、荷重の検出値、つまりプローブ５１が基板１００を押圧する実際の押圧力が目標とする規定押圧力よりも小さいときには、制御信号Ｓｃ１に含ませる規定押圧力を目標とする規定押圧力よりも大きく規定し、実際の押圧力が目標とする規定押圧力よりも大きいときには、制御信号Ｓｃ１に含ませる規定押圧力を目標とする規定押圧力よりも小さく規定する。このようなフィードバック制御を実行することで、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００を押圧する押圧力を目標とする規定押圧力に一致させる（または十分に近づける）ことが可能となっている。この場合、この移動装置３では、ばね等の弾性部材（緩衝材）を介さずにプローブ５１が支持部３２に支持されている。このため、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触したときの弾性部材等の弾性力の変動によるフィードバック制御への影響を低減することが可能となっている。

続いて、コントローラ１７は、検出信号Ｓｄ１よって示される荷重の検出値が規定押圧力となったと判別したときには、そのことを示す信号を主制御部６に出力し、次いで、主制御部６による検査が終了したか否かを判別する（ステップ７７）。

一方、荷重の検出値が規定押圧力となったことを示す信号を入力した主制御部６は、図外の検査用信号供給部を制御して検査用信号を出力させてプローブ５１を介して基板１００の被接触点１０２に供給させ、その際にプローブ５１を介して入力した被検出信号を検出する。

この場合、この基板検査装置１では、上記したように、移動装置３によってプローブ５１の先端部５１ａを基板１００の被接触点１０２に規定押圧力で確実に押圧させることができる。このため、この基板検査装置１では、プローブ５１の先端部５１ａが被接触点１０２に確実に電気的に接続されて、検査用信号の供給および被検出信号の入力が確実に行われる。

次いで、主制御部６は、検査用信号の物理量（例えば、電流値）と入力した被検出信号の物理量（例えば、電圧値）とに基づいて抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいて、基板１００の良否（例えば、基板１００における各導体パターンの絶縁状態の良否や導通状態の良否）を検査する。続いて、主制御部６は、検査結果を表示部４に表示させると共に、検査が終了したことを示す信号をコントローラ１７に出力する。

この際に、コントローラ１７は、上記したステップ７７において、検査が終了したと判別して、プローブ５１を支持した支持部３２を初期位置に移動させることを示す制御信号Ｓｃ１をドライバ１３ａ，１３ｂに出力する。次いで、ドライバ１３ａ，１３ｂがプローブ５１を支持した支持部３２を初期位置に移動させるためのパラメータの値を規定した作動用電源Ｐｗ１，Ｐｗ２を第１移動機構１１および第２移動機構１２に供給し、これにより、プローブ５１が初期位置に移動する。以上により、プロービング処理７０および検査処理が終了する。

このように、この移動装置３、基板検査装置１および制御方法では、支持部３２を規定位置に向けて移動させる位置制御を第２移動機構１２に対して実行すると共に、位置制御の実行後に、支持部３２を移動させる駆動力を制御しつつプローブ５１を基板１００にプロービングさせる駆動力制御を第２移動機構１２に対して実行する。このため、制御部が指定距離だけ支持部３２（プローブ部）を下向きに移動させることによってプローブ５１（プローブピン）を基板１００に接触させる従来の構成および方法とは異なり、基板に湾曲が生じているか否かに拘わらず、プローブ５１の先端部５１ａと基板１００とが電気的に確実に接触可能な規定押圧力でプローブ５１が基板１００を押圧可能な駆動力を出力させることができるため、基板１００に対してプローブ５１を適正な押圧力である規定押圧力で確実に押圧させることができる。

また、この移動装置３、基板検査装置１および制御方法によれば、基板１００に対するプローブ５１の押圧力に応じて変化する荷重（第１パラメータ）に基づいて第２移動機構１２の駆動力を制御することにより、基板１００に対するプローブ５１の押圧力を規定押圧力により近づけることができるため、基板１００対してプローブ５１を正確な規定押圧力で確実に押圧させることができる。

また、この移動装置３、基板検査装置１および制御方法では、プローブ５１と基板１００との接触によって変化する荷重（第２パラメータ）を検出し、位置制御を実行している状態において検出した荷重に基づいてプローブ５１と基板１００とが接触したと判別したときに駆動力制御を実行する。このため、この移動装置３、基板検査装置１および制御方法によれば、例えば、基板１００が上向きに湾曲するように変形し、被接触点１０２が規定位置よりも上方に位置している場合においても、プローブ５１に過大な押圧力が基板に加わる以前に位置制御から駆動力制御に切り替えて、基板１００対してプローブ５１を規定押圧力で確実に押圧させることができる。

また、この移動装置３、基板検査装置１および制御方法では、回転型のモータ３１ｃと、モータ３１ｃの駆動によって支持部３２を移動させるボールねじ３１ａおよびスライダ３１ｂとを備えて構成された第２移動機構１２におけるモータ３１ｃのトルクを制御するトルク制御を駆動力制御として実行する。この場合、回転型のモータ３１ｃに対するトルク制御は、トルクセンサ３１ｅを用いたフィードバック制御を行うことで、例えばリニアサーボモータに対する駆動力制御と比較して、駆動力としてのトルクをより高精度に制御することができる。このため、この移動装置３、基板検査装置１および制御方法によれば、基板１００対してプローブ５１をより正確な規定押圧力で確実に押圧させることができる。

なお、移動装置、基板検査装置および制御方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、検査用信号を供給するためのプローブ５１を接触対象としての基板１００に接触させる移動装置３、およびその移動装置３を備えた基板検査装置１に適用した例について上記したが、他の接触対象に接触させるプローブを移動させる移動装置や、その移動装置を備えた各種の装置に適用することができる。具体的には、接触対象としての物品の寸法を測定したり、接触対象としての物品の形状を特定したりするために、プローブを移動させて物品の表面にプローブの先端部を接触させる移動装置、およびその移動装置を備えた形状特定装置や３次元測定装置に適用することができる。

また、位置制御の実行後に駆動力制御としてのトルク制御を実行する構成および方法として、位置制御に引き続いてトルク制御を実行する例について上記したが、例えば、位置制御における規定位置を、プローブ５１の先端部５１ａが基板１００に接触する設計上の位置よりも上方の位置に規定し、位置制御とトルク制御との間に支持部３２の移動速度を十分に減速する制御を行い、その後にトルク制御を実行する制御（いわゆる「押当て制御」）を採用することもできる。この押当て制御を採用することで、位置制御からトルク制御への切り替え時の瞬間的な速度上昇によるプローブ５１と基板１００との接触時の衝撃を十分に低減することができる。

また、位置制御の実行後に、規定位置から下方に向かって支持部３２をさらに移動させる移動距離を規定し、その移動距離を複数に分割した各分割距離毎に段階的に増加させたトルクの上限値を設け、各上限値以下となるようにトルク制限を行いつつ各分割距離を移動させる制御（押し付け制御）を駆動力制御として実行する構成および方法を採用することもできる。

また、第２移動機構１２におけるアクチュエータ３１のモータ３１ｃとして回転型のＡＣサーボモータを用いる例について上記したが、モータ３１ｃとして回転型のＤＣサーボモータを用いる構成および方法を採用することもできる。また、リニアサーボモータを用いる構成および方法を採用することもできる。この場合、リニアサーボモータを用いる構成および方法では、モータ３１ｃに対するトルク制御に代えて、予め決められた圧力で基板１００に対してプローブ５１を押圧するように駆動力を制御する駆動力制御をリニアサーボモータに対して行うことで、上記した効果と同様の効果を実現することができる。

また、第１移動機構１１におけるアクチュエータ２１，２４のモータ２１ｃ，２４ｃとして回転型のＡＣインバータモータを用いる例について上記したが、モータ２１ｃ，２４ｃとして回転型のＡＣサーボモータや回転型のＤＣサーボモータを用いると共に、ドライバ１３ａとしてサーボドライバを用いる構成および方法を採用することもできる。また、モータ２１ｃ，２４ｃとしてリニアサーボモータを用いる構成および方法を採用することもできる。

また、基板１００に対するプローブ５１の押圧力に応じて変化する荷重（第１パラメータ）に基づいて押圧力が規定押圧力となるようにトルク（駆動力）を制御する（フィードバック制御を行う）例について上記したが、他の第１パラメータに基づいてフィードバック制御を行う構成および方法を採用することもできる。一例として、基板１００に対するプローブ５１の押圧力に応じたモータ３１ｃに加わる負荷の変化に伴って変化する第１パラメータとしての作動用電源Ｐｗ２の電流値や電圧値等に基づいてフィードバック制御を行う構成および方法を採用することもがきる。

また、プローブ５１に加わる荷重（第２パラメータ）が変化（増加）したときにプローブ５１と基板１００とが接触したことを判別する例について上記したが、他の第２パラメータに基づいてプローブ５１と基板１００との接触を判別する構成および方法を採用することもできる。一例として、プローブ５１と基板１００とが接触したときにモータ３１ｃに加わる負荷の変化に伴って変化する第２パラメータとしての作動用電源Ｐｗ２の電流値や電圧値等に基づいてプローブ５１と基板１００との接触を判別する構成および方法を採用することができる。

また、複数の第２パラメータを検出し、各第２パラメータのいずれかが変化したときにプローブ５１と基板１００とが接触したことを検出する構成および方法を採用することもできる。

また、弾性部材（緩衝材）を用いることなくプローブ５１を支持部３２に支持させる構成および方法について上記したが弾性部材を用いてプローブ５１を支持部３２に支持させ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
３ 移動装置
６ 主制御部
１２ 第２移動機構
１３ｂ ドライバ
１４ 荷重検出部
１８ コントローラ
３１ａ ボールねじ
３１ｂ スライダ
３１ｃ モータ
５１ プローブ
５１ａ 先端部
１００ 基板
Ｓｄ１ 検出信号

Claims (6)

1. プローブを支持するプローブ支持部を移動させる移動機構と、当該移動機構による前記プローブ支持部の移動を制御して前記プローブを接触対象にプロービングさせる制御部とを備えた移動装置であって、
   前記制御部は、前記プローブ支持部が前記接触対象に接近するように当該プローブ支持部を予め規定された規定位置に向けて移動させる位置制御を前記移動機構に対して実行すると共に、当該位置制御の実行後に、当該プローブ支持部を移動させる駆動力を制御しつつ前記プローブを前記接触対象にプロービングさせる駆動力制御を前記移動機構に対して実行する移動装置。
2. 前記接触対象に対する前記プローブの押圧力に応じて変化する第１パラメータを検出する第１検出部を備え、
   前記制御部は、駆動力制御において、第１パラメータに基づいて前記押圧力が予め規定された規定押圧力となるように前記駆動力を制御する請求項１記載の移動装置。
3. 前記プローブと前記接触対象との接触によって変化する第２パラメータを検出する第２検出部を備え、
   前記制御部は、前記位置制御を実行している状態において前記第２パラメータに基づいて前記プローブと前記接触対象とが接触したと判別したときに前記駆動力制御を実行する請求項１または２記載の移動装置。
4. 前記移動機構は、回転型のモータと、当該モータの駆動によって前記プローブ支持部を移動させる移動部とを備えて構成され、
   前記制御部は、前記駆動力としての前記モータのトルクを制御するトルク制御を前記駆動力制御として実行する請求項１から３のいずれかに記載の移動装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の移動装置と、当該移動装置の前記移動機構によって移動させられて前記接触対象としての基板に前記先端部が接触した前記プローブを介して入出力する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。
6. プローブを支持するプローブ支持部を移動させる移動機構よる当該プローブ支持部の移動を制御して当該プローブを接触対象にプロービングさせる制御方法であって、
   前記プローブ支持部が前記接触対象に接近するように当該プローブ支持部を予め規定された規定位置に向けて移動させる位置制御を前記移動機構に対して実行すると共に、当該位置制御の実行後に、当該プローブ支持部を移動させる駆動力を制御しつつ前記プローブを前記接触対象にプロービングさせる駆動力制御を前記移動機構に対して実行する制御方法。

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