JP4255857B2 - 回路基板検査用プロービング装置および回路基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象の回路基板の良否を電気的に検査するための回路基板検査用プロービング装置、および回路基板検査用プロービング装置を使用して回路基板を電気的に検査する回路基板検査装置に関するものである。

この種の回路基板検査用プロービング装置として、出願人は、針状のプローブ本体が固定具に取り付けられて構成されたプローブ（プロービング装置）を特開平１１−３０４８３５号公報に開示している。このプローブでは、プローブ本体を取り付ける（固定する）ための固定部と、プローブ案内機構（以下、「案内機構」ともいう）に取り付けるための取付部とが一対の連結用アームによって連結されて四節回転機構（リンク機構）が形成されている。また、固定部、取付部および両連結用アームの連結箇所（連結用アームの両端部）には、プロービング時に弾性変形してプローブ本体の先端を回路基板に付勢するための円弧切り欠き支点（弾性変形体）が形成されている。このプローブを使用して回路基板を検査する際には、案内機構が固定具の取付部を回路基板に向けて下動させる。この際には、取付部の下動に伴って、両連結用アーム、固定部およびプローブ本体が回路基板に向けて下動させられて、プローブ本体の先端が回路基板に接触させられる。次に、案内機構によって取付部がさらに下動させられた際には、固定具の各円弧切り欠き支点が弾性変形して、固定部（プローブ本体）が取付部に対して相対的に上動させられる。この際に、円弧切り欠き支点の弾性力によってプローブ本体の先端が回路基板に対して所定の接触圧で接触させられる。この後、プローブ本体を介して回路基板に検査用信号を出力することにより、回路基板が電気的に検査される。
特開平１１−３０４８３５号公報

ところが、出願人が開示しているプローブには、以下の改善すべき課題がある。すなわち、このプローブでは、プローブ本体が固定具を介して案内機構に取り付けられて、プロービング時には、プローブ本体および固定具の双方が案内機構によって移動（下動）させられる。この場合、プローブ本体が案内機構によって下動させられて先端が回路基板の表面に接触した際に、回路基板上の先端が接触した部位には、プローブ本体の質量のみならず固定具の質量が加わることとなる。したがって、回路基板の表面に大きな打痕が形成されるおそれがある。この場合、出願人が開示しているプローブでは、樹脂材料によって固定具を成型して質量の低減を図ると共に、案内機構によってプローブを上下動させる速度（プロービング速度）をある程度制限して使用することで、大きな打痕が形成される事態を回避している。しかし、検査時間を一層短縮するためには、高速なプロービングを実施する必要がある。また、プロービング時の弾性変形に起因する破損等を回避するためには、円弧切り欠き支点（弾性変形体）にある程度の強度を持たせる必要があるため、固定具の質量を低減するのが一層困難となる。

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、大きな打痕を形成することなく、高速なプロービングを実現し得る回路基板検査用プロービング装置および回路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記載の回路基板検査用プロービング装置は、検査対象の回路基板に接触させられる検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させるプローブ移動機構と、ローラを備えて前記接離する方向に対して交差する向きで当該ローラを介して前記検査用プローブを前記プローブ移動機構に向けて押圧する押圧手段とを備え、前記プローブ移動機構は、前記押圧手段によって押圧された前記検査用プローブが当接するプローブ当接部を備えて、当該プローブ当接部と前記ローラとで当該検査用プローブを挟持した状態で当該検査用プローブを移動させ、前記押圧手段の押圧力および前記プローブ当接部の摩擦係数は、前記プローブ移動機構による前記検査用プローブの前記回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに当該プローブ当接部が当該検査用プローブに対して滑動するように規定されている。

また、請求項２記載の回路基板検査用プロービング装置は、検査対象の回路基板に接触させられる検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させるプローブ移動機構と、ローラと、前記接離する方向に対して交差する向きで前記プローブ移動機構を前記検査用プローブに向けて押圧する押圧手段とを備え、前記プローブ移動機構は、前記押圧手段によって押圧された状態で前記検査用プローブに当接するプローブ当接部を備えて、当該プローブ当接部と前記ローラとで当該検査用プローブを挟持した状態で当該検査用プローブを移動させ、前記押圧手段の押圧力および前記プローブ当接部の摩擦係数は、前記プローブ移動機構による前記検査用プローブの前記回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに当該プローブ当接部が当該検査用プローブに対して滑動するように規定されている。

また、請求項３記載の回路基板検査用プロービング装置は、検査対象の回路基板に接触させられる検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させるプローブ移動機構と、一端部がフレームに固定された弾性変形体を備えて当該弾性変形体によって前記検査用プローブを保持するプローブ保持部と、前記接離する方向に対して交差する向きで前記プローブ移動機構を前記検査用プローブに向けて押圧する押圧手段とを備え、前記プローブ移動機構は、前記押圧手段によって押圧された状態で前記検査用プローブに当接するプローブ当接部を備えて、当該プローブ当接部を前記検査用プローブに押圧した状態で当該検査用プローブを移動させ、前記押圧手段の押圧力および前記プローブ当接部の摩擦係数は、前記プローブ移動機構による前記検査用プローブの前記回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに当該プローブ当接部が当該検査用プローブに対して滑動するように規定されている。

さらに、請求項４記載の回路基板検査用プロービング装置は、請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査用プロービング装置において、前記プローブ移動機構は、振動子を超音波振動させて前記検査用プローブをスライダとして前記接離する方向に移動させる超音波モータを備えて構成されている。

また、請求項５記載の回路基板検査装置は、請求項１から４のいずれかに記載の回路基板検査用プロービング装置と、当該各回路基板検査用プロービング装置の前記検査用プローブを介して前記回路基板に検査用信号を出力して当該回路基板を電気的に検査する検査部とを備えている。

請求項１または２記載の回路基板検査用プロービング装置およびその回路基板検査用プロービング装置を備えた回路基板検査装置によれば、回路基板に対する検査用プローブの接触圧が基準接触圧を超えたときにプローブ当接部が検査用プローブに対して滑動するように押圧手段の押圧力およびプローブ当接部の摩擦係数を規定して構成したことにより、プローブ移動機構によって検査用プローブを回路基板に接近する向きに移動させた際に、検査用プローブの先端の回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときにプローブ当接部が検査用プローブに対して滑動して検査用プローブの移動が停止すると共に、プローブ移動機構による検査用プローブの移動処理が継続されたときにプローブ当接部が検査用プローブに対して滑動し続けるため、回路基板に対する接触圧を基準接触圧に維持することができる。また、検査用プローブのみを回路基板に向けて移動させるだけでプロービングすることができるため、検査用プローブの先端が回路基板に接触した際に回路基板に加わる質量を十分に低減することができる。この結果、回路基板に大きな打痕が形成される事態を回避することができる。また、プローブ案内機構によって検査用プローブだけを移動させればよいため、比較的小さな力で検査用プローブの移動を開始および停止させることができる結果、プロービング速度を十分に高速化することができる。

また、請求項３記載の回路基板検査用プロービング装置およびその回路基板検査用プロービング装置を備えた回路基板検査装置によれば、回路基板に対する検査用プローブの接触圧が基準接触圧を超えたときにプローブ当接部が検査用プローブに対して滑動するように押圧手段の押圧力およびプローブ当接部の摩擦係数を規定して構成したことにより、プローブ移動機構によって検査用プローブを回路基板に接近する向きに移動させた際に、検査用プローブの先端の回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときにプローブ当接部が検査用プローブに対して滑動して検査用プローブの移動が停止すると共に、プローブ移動機構による検査用プローブの移動処理が継続されたときにプローブ当接部が検査用プローブに対して滑動し続けるため、回路基板に対する接触圧を基準接触圧に維持することができる。また、検査用プローブおよびプローブ保持部の双方を移動させる必要があるもののプローブ保持部の一端部がフレームに固定されているため、検査用プローブの先端を介して回路基板に加わる質量をプローブ保持部の質量の１／２程度と、検査用プローブの質量とを合計した質量とすることができる。このため、検査用プローブの先端が回路基板に接触した際に回路基板に加わる質量を十分に低減することができる。この結果、回路基板に大きな打痕が形成される事態を回避することができる。また、比較的小さな力で検査用プローブの移動を開始および停止させることができる結果、プロービング速度を十分に高速化することができる。

また、請求項４記載の回路基板検査用プロービング装置およびその回路基板検査用プロービング装置を備えた回路基板検査装置によれば、振動子を超音波振動させて検査用プローブをスライダとして移動させる超音波モータを備えてプローブ移動機構を構成したことにより、直流モータ等を動力源とするプローブ移動機構と比較して、検査用プローブを移動させるための機構を全体としてコンパクトに構成することができる。したがって、例えば２つの回路基板検査用プロービング装置の各検査用プローブを回路基板上における極く近距離の２点にプロービングさせることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査用プロービング装置および回路基板検査装置の最良の形態について説明する。

図１に示す回路基板検査装置１は、プリント基板、ＩＣパッケージ、ハイブリッド用基板およびＭＣＭ（Multi Chip Module ）などの回路基板５における回路パターンや搭載された回路部品の良否を検査するための装置であって、プロービングユニット２、検査部３および制御部４を備えている。プロービングユニット２は、本発明における回路基板検査用プロービング装置に相当し、図２に示すように、検査用プローブ１１、押圧部１２、超音波モータ１３および移動量検出部１４を備えている。検査用プローブ１１は、一例として金属材料で針状に形成されて押圧部１２および超音波モータ１３によって挟持されるようにして保持されている。この検査用プローブ１１は、図１に示すように、その基端部に接続されたリード線を介して検査部３に接続されている。また、検査用プローブ１１は、後述するように超音波モータ１３によって回路基板５に対して接離する方向（図２に示す矢印Ａ１，Ａ２の向き）に移動させられる。なお、このプロービングユニット２では、例えば針状の検査用プローブ１１を押圧部１２および超音波モータ１３によって直接挟持して保持する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されず、検査用プローブ１１をプローブ保持具によって保持すると共に、そのプローブ保持具を押圧部１２および超音波モータ１３によって挟持して保持する構成（図示せず）を採用することもできる。

押圧部１２は、本発明における押圧手段の一例であって、検査用プローブ１１の矢印Ａ１，Ａ２の向きへの移動を許容しつつ、検査用プローブ１１を超音波モータ１３に向けて押圧する。この押圧部１２は、図２に示すように、レール２１，２１、ベース部２２、ローラ２３，２３およびコイルスプリング２４を備えて構成されている。レール２１，２１は、プロービングユニット２のフレーム１０に固定されて、矢印Ｂ１，Ｂ２の向き（本発明における「接離する方向に対して交差する向き」の一例：この例では、本発明における接離する方向に対して直交する向き）へのベース部２２のスライドを許容しつつベース部２２を保持する。ローラ２３，２３は、ベース部２２に固定されると共に、検査用プローブ１１の矢印Ａ１，Ａ２の向きへの移動を許容する。コイルスプリング２４は、フレーム１０とベース部２２との間に配設されて、フレーム１０に対してベース部２２を矢印Ｂ１の向きに押圧力Ｐで押圧することによってローラ２３，２３を介して検査用プローブ１１を超音波モータ１３に向けて押圧する。

超音波モータ１３は、本発明におけるプローブ移動機構に相当し、図３に示すように、フレーム１０に固定された平板状の圧電セラミック３１（振動子）と、圧電セラミック３１の表裏両面にそれぞれ配設された電極３２，３２・・と、検査用プローブ１１が当接させられるプローブ当接部３３とを備えている。この超音波モータ１３は、各電極３２，３２・・を介して高周波電圧が印加された際に圧電セラミック３１が電歪する（超音波振動する）現象を利用して、検査用プローブ１１をスライダとして移動させる。具体的には、各電極３２，３２・・に印加する電圧の位相を適宜異ならせて伸張する部位と縮小する部位を圧電セラミック３１内に生じさせることにより、図４に示すように、圧電セラミック３１を矢印Ｃ１〜Ｃ４・・または矢印Ｄ１〜Ｄ４・・で示すように順次変形させる。この際に、図５に示すように、圧電セラミック３１の変形に伴ってプローブ当接部３３が矢印Ｅ１〜Ｅ４・・または矢印Ｆ１〜Ｆ４・・で示すように楕円運動させられる。なお、図４，５では、本発明についての理解を容易とするために、圧電セラミック３１の変形量を誇張して大きく変形させて図示している。

この際に、検査用プローブ１１が押圧部１２によって超音波モータ１３（プローブ当接部３３）に向けて押圧されているため、プローブ当接部３３が矢印Ｅ１〜Ｅ４・・で示すように楕円運動させられたときには、検査用プローブ１１が矢印Ａ１の向きで移動させられ、プローブ当接部３３が矢印Ｆ１〜Ｆ４・・で示すように楕円運動させられたときには、検査用プローブ１１が矢印Ａ２の向きで移動させられる。この場合、このプロービングユニット２では、押圧部１２による検査用プローブ１１に対する押圧力Ｐと、超音波モータ１３におけるプローブ当接部３３の摩擦係数とが、検査用プローブ１１を回路基板５に接触させるべき基準接触圧（一例として、４０ｍＮ）に対応させられて予め規定されている。具体的には、後述するように超音波モータ１３によって検査用プローブ１１を回路基板５に向けて移動させた際に、検査用プローブ１１における先端の回路基板５に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに、プローブ当接部３３が検査用プローブ１１に対して滑動することによって検査用プローブ１１の移動が停止されるように、上記の押圧力Ｐおよびプローブ当接部３３の摩擦係数（すなわち、超音波モータ１３の作動状態におけるプローブ当接部３３の検査用プローブ１１に対する摩擦力）が規定されている。一例として、押圧力Ｐが１５０ｍＮで、摩擦係数が０．２７（４０ｍＮ／１５０ｍＮ）に規定されている。

移動量検出部１４は、一例として光学式センサで構成されて検査用プローブ１１の基端部の位置を検出することによって、超音波モータ１３による検査用プローブ１１の移動量を検出して制御部４に報知する。検査部３は、検査用プローブ１１を介して検査対象の回路基板５に検査用信号を出力することによって回路基板５を電気的に検査する。制御部４は、超音波モータ１３を制御して検査用プローブ１１を移動させる（回路基板５に対してプロービングさせる）と共に、検査部３を制御して回路基板５についての電気的検査を実行させる。一方、検査対象の回路基板５は、一例として、回路基板５をその基板面に沿って移動可能なＸ−Ｙステージ（図示せず）の上に載置されて、検査時には、制御部４の制御下でＸ−Ｙステージが移動することによって検査用プローブ１１が任意の検査ポイント上に位置するように配置される。なお、本発明についての理解を容易とするために、以下の説明においては、Ｘ−Ｙステージについての説明を省略する。

次に、回路基板検査装置１による回路基板５に対する検査方法を図面を参照して説明する。

この回路基板検査装置１では、検査用プローブ１１が回路基板５上のいずれかの検査ポイント上に位置させられた状態において、制御部４が超音波モータ１３を制御して検査用プローブ１１を回路基板５に対して接近する向き（図２に矢印Ａ１で示す向き）に移動させる。この際には、各電極３２，３２・・を介して圧電セラミック３１に高周波電圧が印加されることにより、圧電セラミック３１が図４に矢印Ｃ１〜Ｃ４・・で示すように順次変形する。これに伴って、プローブ当接部３３が図５に矢印Ｅ１〜Ｅ４・・で示すように楕円運動させられる。この結果、検査用プローブ１１は、押圧部１２によってプローブ当接部３３に向けて押圧力Ｐで押圧されつつ、図２に矢印Ａ１で示す向き（回路基板５の表面に接近する向き）に移動させられる。次いで、超音波モータ１３によって回路基板５に向けてさらに移動させられることにより、検査用プローブ１１の先端が回路基板５の表面に当接する。続いて、先端の接触圧が基準接触圧を超えたときには、プローブ当接部３３が検査用プローブ１１に対して滑動して、検査用プローブ１１の移動が停止する。つまり、検査用プローブ１１のそれ以上の移動が規制される。

この場合、前述したように、例えば出願人が開示している従来のプローブでは、案内機構によって固定具およびプローブ本体の双方を移動させている（案内機構によって移動させている部位の質量がある程度大きくなっている）。したがって、図６に破線で示すように、移動開始時点ｔ０から時間ｔ１が経過してプローブ本体の先端が回路基板５の表面に接触した際に、慣性の法則に従って移動し続けようとする固定具およびプローブ本体の質量がプローブ本体の先端を介して回路基板５に加わる。この結果、回路基板５に対するプローブ本体の接触圧が一気に高まって、基準接触圧に対して規定された接触圧範囲の上限値近くまで上昇する。これに対して、このプロービングユニット２では、超音波モータ１３によって検査用プローブ１１のみを移動させる構成のため（移動させる部位の質量が比較的小さいため）、同図に実線で示すように、移動開始時点ｔ０から時間ｔ１が経過して検査用プローブ１１の先端が回路基板５の表面に接触した際に、回路基板５に対する接触圧が僅かに高まる程度となっている。したがって、従来のプローブによるプロービング時に形成される打痕と比較して、プロービングユニット２を用いてプロービングした際に形成される打痕が十分に小さく抑えられる。

また、出願人が開示している従来のプローブでは、円弧切り欠き支点の弾性変形力によってプローブ本体の先端が回路基板５の表面に押し付けられている。したがって、プローブ本体の先端が回路基板５の表面に接触した直後には、円弧切り欠き支点が十分に弾性変形していないため、プローブ本体の回路基板５に対する接触圧が接触圧範囲の下限値を下回る。また、円弧切り欠き支点が十分に弾性変形するまでにある程度の時間を要するため、プローブ本体の先端が回路基板５の表面に接触した時点から、回路基板５に対する接触圧が接触圧範囲の下限値に達するまでに長時間を要する（この例では、時間ｔ１から時間ｔ２までの時間）。これに対して、このプロービングユニット２では、回路基板５に対する検査用プローブ１１の接触圧が基準接触圧となるように押圧部１２による押圧力Ｐおよびプローブ当接部３３の摩擦係数が規定されて、検査用プローブ１１が回路基板５に接触した際にプローブ当接部３３が滑動するように構成されている。したがって、このプロービングユニット２では、検査用プローブ１１の先端が回路基板５に接触してから極く短時間の間に回路基板５に対する検査用プローブ１１の接触圧が基準接触圧まで上昇する。

さらに、出願人が開示している従来のプローブでは、案内機構によるプローブの移動が継続された際に、円弧切り欠き支点の弾性変形量に応じて（すなわち、移動開始からの経過時間に応じて）、回路基板５に対する接触圧が徐々に高まり、移動開始から時間ｔ３が経過した時点において接触圧範囲を超えることとなる。この際には、回路基板５に対する傷付きや、プローブの破損を招くおそれがあるため、かかる状態の発生を回避すべく、プローブの移動量（すなわち、移動機構によるプローブ移動処理の継続時間）を規制する必要がある。これに対して、このプロービングユニット２では、超音波モータ１３による検査用プローブ１１の移動処理が継続されたとしても、プローブ当接部３３が検査用プローブ１１に対して滑動し続ける結果、回路基板５に対する接触圧が基準接触圧に維持される。

次に、検査部３がプロービングユニット２の検査用プローブ１１を介して回路基板５に所定の検査用信号を出力して、回路基板５を電気的に検査する。この際に、このプロービングユニット２では、検査用プローブ１１が基準接触圧で回路基板５に接触させられているため、検査用プローブ１１の接触不良に起因する誤測定が回避される。次いで、回路基板５についての検査が完了した際に、制御部４は、超音波モータ１３を制御して検査用プローブ１１を回路基板５から離間する向き（図２に矢印Ａ２で示す向き）に移動させる。この際には、圧電セラミック３１が図４に矢印Ｄ１〜Ｄ４・・で示すように順次変形させられて、プローブ当接部３３が図５に矢印Ｆ１〜Ｆ４・・で示すように楕円運動させられる。この結果、検査用プローブ１１が図２に矢印Ａ２で示す向きに移動する。また、検査用プローブ１１が所定の待避位置（プロービング開始前に位置させられていた高さ）まで移動させられた際には、移動量検出部１４が検査用プローブ１１の基端部を検出して制御部４に報知する。これに応じて、制御部４が超音波モータ１３を停止させる。以上により、回路基板５の検査が完了する。

このように、このプロービングユニット２および回路基板検査装置１によれば、回路基板５に対する検査用プローブ１１の接触圧が基準接触圧を超えたときにプローブ当接部３３が検査用プローブ１１に対して滑動して検査用プローブ１１の移動が停止するようにプロービングユニット２を構成したことにより、出願人が開示している従来のプローブにおける円弧切り欠き支点のような弾性変形体を配設することなく、検査用プローブ１１の先端を回路基板５に基準接触圧で接触させることができる。したがって、検査用プローブ１１のみを回路基板５に向けて移動させるだけでプロービングすることができるため、検査用プローブ１１の先端が回路基板５に接触した際に回路基板５に加わる質量を十分に低減することができる。この結果、回路基板５に大きな打痕が形成される事態を回避することができる。また、案内機構によってプローブ本体および固定具の双方を移動させる従来のプローブとは異なり、検査用プローブ１１だけを移動させればよいため、比較的小さな力で検査用プローブ１１の移動を開始および停止させることができる結果、プロービング速度を十分に高速化することができる。

また、このプロービングユニット２および回路基板検査装置１によれば、圧電セラミック３１を超音波振動させて検査用プローブ１１をスライダとして移動させる超音波モータ１３を採用してプローブ移動機構を構成したことにより、直流モータ等を動力源とするプローブ移動機構と比較して、検査用プローブ１１を移動させるための機構を全体としてコンパクトに構成することができる。したがって、例えば２つのプロービングユニット２，２の各検査用プローブ１１，１１を回路基板５上における極く近距離の２点にプロービングさせることができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、上記のプロービングユニット２では、フレーム１０に固定した超音波モータ１３（プローブ当接部３３）に向けて検査用プローブ１１を押圧部１２によって押圧する構成を採用しているが、本発明は、検査用プローブをプローブ当接部に向けて押圧する構成に限定されない。例えば図７に示すプロービングユニット２Ａは、レール２１，２１、ベース部２２、ローラ２３，２３およびコイルスプリング２４を備えて構成された押圧部１２Ａを備えている。なお、図７および後に参照する図８〜１１において上記のプロービングユニット２と共通する構成要素については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。この場合、押圧部１２Ａは、本発明における押圧手段の他の一例であって、検査用プローブ１１の矢印Ａ１，Ａ２の向きへの移動を許容しつつ、超音波モータ１３を検査用プローブ１１に向けて押圧する。

このプロービングユニット２Ａでは、上記のプロービングユニット２と同様にして、超音波モータ１３によって矢印Ａ１の向きに移動させられた検査用プローブ１１の先端が回路基板５に接触した際にプローブ当接部３３が検査用プローブ１１に対して滑動して検査用プローブ１１の移動が停止する。したがって、このプロービングユニット２Ａによれば、プロービングユニット２と同様にして、検査用プローブ１１のみを回路基板５に向けて移動させるだけでプロービングすることができるため、検査用プローブ１１の先端が回路基板５に接触した際に回路基板５に加わる質量を十分に低減することができる結果、回路基板５に大きな打痕が形成される事態を回避することができる。また、比較的小さな力で検査用プローブ１１の移動を開始および停止させることができるため、プロービング速度を十分に高速化することができる。

また、上記のプロービングユニット２，２Ａでは、２つのローラ２３，２３と１つの超音波モータ１３（プローブ当接部３３）とで検査用プローブ１１を挟持するようにして保持する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示すプロービングユニット２Ｂや、図９に示すプロービングユニット２Ｃでは、押圧部１２Ｂ，１２Ｃに配設するローラ２３の数を１つとし、この１つのローラ２３と２つの超音波モータ１３，１３とで検査用プローブ１１を挟持するようにして保持する構成が採用されている。また、２つ以上のローラ２３，２３・・と２つ以上の超音波モータ１３，１３・・とで検査用プローブ１１を挟持するようにして保持する構成（図示せず）を採用することもできる。さらに、超音波モータ１３におけるプローブ当接部３３の検査用プローブ１１との当接面を十分に広くすることによって、１つの超音波モータ１３と１つのローラ２３とで検査用プローブ１１を挟持するようにして保持する構成（図示せず）を採用することもできる。

また、本発明におけるプローブ移動機構は、上記のプロービングユニット２，２Ａ〜２Ｃにおける超音波モータ１３に限定されない。例えば、図１０に示すプロービングユニット２Ｄでは、プロービングユニット２における超音波モータ１３に代えて、直流モータ５４を動力源とするプローブ移動機構４３を備えて構成されている。このプローブ移動機構４３は、フレーム１０に対して回動自在に固定されて検査用プローブ１１を矢印Ａ１，Ａ２の向きに移動させるローラ５１（本発明におけるプローブ当接部）と、ローラ５１のプーリ５１ａと直流モータ５４のシャフトに固定されたプーリ５２の間に掛け渡されたタイミングベルト５３とを備えている。このプローブ移動機構４３では、直流モータ５４が制御部４の制御下でプーリ５２を回転させることにより、タイミングベルト５３を介してローラ５１が矢印Ｇ１，Ｇ２の向きに回転させられる。この際に、ローラ５１が矢印Ｇ１の向きに回転させられることによって検査用プローブ１１が矢印Ａ１の向き（回路基板５に対して接近する向き）に移動し、ローラ５１が矢印Ｇ２の向きに回転させられることによって検査用プローブ１１が矢印Ａ２の向き（回路基板５に対して離間する向き）に移動する。

この場合、このプロービングユニット２Ｄでは、押圧部１２が検査用プローブ１１をプローブ移動機構４３のローラ５１に向けて押圧する押圧力Ｐと、プローブ移動機構４３におけるローラ５１の検査用プローブ１１との当接部位の摩擦係数とが、検査用プローブ１１を回路基板５に接触させるべき基準接触圧に対応させて規定されている。具体的には、プローブ移動機構４３によって検査用プローブ１１を回路基板５に向けて移動させた際に、検査用プローブ１１の先端の回路基板５に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに、ローラ５１が検査用プローブ１１に対して滑動することによって検査用プローブ１１の移動が停止されるように、上記の押圧力Ｐおよびローラ５１の摩擦係数（すなわち、ローラ５１の検査用プローブ１１に対する摩擦力）が規定されている。したがって、上記のプロービングユニット２，２Ａ〜２Ｃと同様にして、検査用プローブ１１を回路基板５に向けて付勢するための弾性変形体を移動させることなく、検査用プローブ１１のみを回路基板５に向けて移動させるだけでプロービングすることができる。このため、検査用プローブ１１の先端が回路基板５に接触した際に回路基板５に加わる質量を十分に低減することができる結果、回路基板５に大きな打痕が形成される事態を回避することができる。また、比較的小さな力で検査用プローブ１１の移動を開始および停止させることができるため、プロービング速度を十分に高速化することができる。

さらに、上記のプロービングユニット２，２Ａ〜２Ｄでは、ローラ２３と超音波モータ１３（またはプローブ移動機構４３）とによって検査用プローブ１１を挟持して保持する構成を採用しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１１に示すプロービングユニット２Ｅでは、その一端部がフレーム１０に固定された板ばね６３，６３（弾性変形体：本発明におけるプローブ保持部）によって検査用プローブ１１を保持すると共に、板ばね６３，６３によって保持された検査用プローブ１１に向けて超音波モータ１３を押圧する押圧部１２Ｅを備えて構成されている。この場合、このプロービングユニット２Ｅでは、プロービング時に超音波モータ１３によって検査用プローブ１１および板ばね６３，６３の双方を移動させる必要があるものの、板ばね６３，６３がフレーム１０に固定されているため、検査用プローブ１１の先端を介して回路基板５に加わる質量が、板ばね６３，６３の質量の１／２程度と、検査用プローブ１１の質量とを合計した質量となっている。したがって、出願人が開示している従来のプローブと比較して、板ばね６３，６３に十分な強度を持たせつつ、プロービング時に回路基板５に加わる質量を十分に低減することができる結果、回路基板５に大きな打痕が形成される事態を回避することができる。また、比較的小さな力で検査用プローブ１１の移動を開始および停止させることができるため、プロービング速度を十分に高速化することができる。

また、上記のプロービングユニット２，２Ａ〜２Ｄでは、本発明における押圧手段によって、各図における矢印Ｂ１，Ｂ２の向き（本発明における「接離する方向」に対して直交する向き）に検査用プローブ１１および超音波モータ１３（または、プローブ移動機構４３）の一方を他方に向けて押圧する構成が採用されているが、押圧手段によって一方を押圧する向きは、「接離する方向」に対して直交する向きに限定されず、任意の角度での向きに規定することができる。さらに、上記のプロービングユニット２，２Ａ〜２Ｃでは、圧電セラミック３１を電歪させてプローブ当接部３３を楕円運動させる超音波モータ１３を採用しているが、本発明における超音波モータはこれに限定されず、圧電セラミック３１に代えて各種の電歪素子や磁歪素子を有する超音波モータを採用することができる。また、本発明における押圧手段で押圧力を生じさせる要素は、コイルスプリング２４に限定されず、板ばね等の各種ばね部材や、エアシリンダおよび油圧シリンダ等の押圧機構を採用して本発明における検査用プローブおよびプローブ移動機構のいずれか一方をいずれか他方に向けて押圧する構成を採用することができる。

回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。 プロービングユニット２の構成を示す側面図である。 プロービングユニット２における超音波モータ１３の外観斜視図である。 超音波モータ１３の動作原理を説明するための側面図である。 圧電セラミック３１の電歪の状態とプローブ当接部３３の楕円運動との関係を説明するための概念図である。 検査用プローブ１１の移動量（移動開始からの経過時間）と、回路基板５に対する検査用プローブ１１の接触圧との関係を説明するための説明図である。 プロービングユニット２Ａの構成を示す側面図である。 プロービングユニット２Ｂの構成を示す側面図である。 プロービングユニット２Ｃの構成を示す側面図である。 プロービングユニット２Ｄの構成を示す側面図である。 プロービングユニット２Ｅの構成を示す側面図である。

符号の説明

１ 回路基板検査装置
２，２Ａ〜２Ｅ プロービングユニット
３ 検査部
４ 制御部
５ 回路基板
１０ フレーム
１１ 検査用プローブ
１２，１２Ａ〜１２Ｃ，１２Ｅ 押圧部
１３ 超音波モータ
１４ 移動量検出部
２１ レール
２２ ベース部
２３，５１ ローラ
２４ コイルスプリング
３１ 圧電セラミック
３２ 電極
３３ プローブ当接部
４３ プローブ移動機構
５１ａ，５２ プーリ
５３ タイミングベルト
５４ 直流モータ
６３ 板ばね（プローブ保持部）
Ｐ 押圧力

Claims (5)

1. 検査対象の回路基板に接触させられる検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させるプローブ移動機構と、ローラを備えて前記接離する方向に対して交差する向きで当該ローラを介して前記検査用プローブを前記プローブ移動機構に向けて押圧する押圧手段とを備え、
   前記プローブ移動機構は、前記押圧手段によって押圧された前記検査用プローブが当接するプローブ当接部を備えて、当該プローブ当接部と前記ローラとで当該検査用プローブを挟持した状態で当該検査用プローブを移動させ、
   前記押圧手段の押圧力および前記プローブ当接部の摩擦係数は、前記プローブ移動機構による前記検査用プローブの前記回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに当該プローブ当接部が当該検査用プローブに対して滑動するように規定されている回路基板検査用プロービング装置。
2. 検査対象の回路基板に接触させられる検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させるプローブ移動機構と、ローラと、前記接離する方向に対して交差する向きで前記プローブ移動機構を前記検査用プローブに向けて押圧する押圧手段とを備え、
   前記プローブ移動機構は、前記押圧手段によって押圧された状態で前記検査用プローブに当接するプローブ当接部を備えて、当該プローブ当接部と前記ローラとで当該検査用プローブを挟持した状態で当該検査用プローブを移動させ、
   前記押圧手段の押圧力および前記プローブ当接部の摩擦係数は、前記プローブ移動機構による前記検査用プローブの前記回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに当該プローブ当接部が当該検査用プローブに対して滑動するように規定されている回路基板検査用プロービング装置。
3. 検査対象の回路基板に接触させられる検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させるプローブ移動機構と、一端部がフレームに固定された弾性変形体を備えて当該弾性変形体によって前記検査用プローブを保持するプローブ保持部と、前記接離する方向に対して交差する向きで前記プローブ移動機構を前記検査用プローブに向けて押圧する押圧手段とを備え、
   前記プローブ移動機構は、前記押圧手段によって押圧された状態で前記検査用プローブに当接するプローブ当接部を備えて、当該プローブ当接部を前記検査用プローブに押圧した状態で当該検査用プローブを移動させ、
   前記押圧手段の押圧力および前記プローブ当接部の摩擦係数は、前記プローブ移動機構による前記検査用プローブの前記回路基板に対する接触圧が基準接触圧を超えたときに当該プローブ当接部が当該検査用プローブに対して滑動するように規定されている回路基板検査用プロービング装置。
4. 前記プローブ移動機構は、振動子を超音波振動させて前記検査用プローブをスライダとして前記接離する方向に移動させる超音波モータを備えて構成されている請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査用プロービング装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の回路基板検査用プロービング装置と、当該各回路基板検査用プロービング装置の前記検査用プローブを介して前記回路基板に検査用信号を出力して当該回路基板を電気的に検査する検査部とを備えている回路基板検査装置。

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