JP5323621B2

JP5323621B2 - コンタクトプローブのプロービング方法およびプロービング装置

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Application number: JP2009207867A
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Inventors: 忠司友井
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Description

本発明は、例えばプリント配線基板に形成された配線パターンや半田などのプロービング対象体へのコンタクトプローブのプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置に関するものである。

この種のプロービング方法およびプロービング装置に使用されるコンタクトプローブとして、下記の特許文献１において従来技術として開示されたコンタクトプローブが知られている。このコンタクトプローブは、導電性を有するスリーブ（チューブ）と、このスリーブの端部内に抜け止めされた状態で軸方向に摺動自在に挿入されると共に、先端部がプロービング対象体と接触するコンタクトピン（プランジャ）と、スリーブ内に挿入されてコンタクトピンを外方に常時付勢する付勢部材（コイルスプリング）とを備えて構成されている。このコンタクトプローブは、例えば、下記の特許文献２に開示されているプロービング装置のように、プロービング対象体としての被測定物（ワーク）を載置する下ボードに対向して配された上ボードに、この上ボードにおけるプロービング対象体との対向面から先端部が突出した状態で取り付けられて、使用される。

このプロービング装置において、コンタクトプローブとプロービング対象体とを接触させる際には、コンタクトプローブが取り付けられた上ボードに加える力や、上ボードの操作スピードが作業者によって大きく相違する場合があり、この場合には、コンタクトプローブの破損や劣化を招く虞が高くなる。このため、コンタクトプローブが取り付けられた上ボードに加える力（つまり、コンタクトプローブに加える力、言い換えれば、コンタクトプローブからプロービング対象体に加わる圧力）、および上ボードの操作スピード（つまり、コンタクトプローブの押し付け速度）を一定してプロービングするプロービング方法が好ましいという考え方がプロービング装置の技術分野においては一般化している。

実開昭６１−１１２２７７号公報（第２頁、第３図）特開平８−３３４５４９号公報（第２頁、第１図）

ところが、上記のプロービング方法およびプロービング装置には、以下の問題点が存在している。すなわち、プローブとプロービング対象体との接触状態の改善（接触抵抗を低くすること）を目的として、１つのプロービング対象体に対する測定（または検査）を繰り返す場合（リトライする場合）があるが、先のプロービングのときと同じ圧力、および同じ押し付け速度でコンタクトプローブをプロービング対象体に再プロービングする（接触させる）上記のプロービング方法では、最初のプロービング時におけるプローブとプロービング対象体との接触状態に対して、リトライ時におけるプローブとプロービング対象体との接触状態が殆ど変わらない可能性が高くなる。このため、この上記のプロービング方法には、リトライを行っても、コンタクトプローブとプロービング対象体との接触状態を改善できない可能性が高いという問題点がある。

本発明は、かかる問題点を解決すべくなされたものであり、リトライに際して、コンタクトピンとプロービング対象体とを良好な状態で接触させ得るプロービング方法、およびプロービング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記載のプロービング方法は、スリーブ、当該スリーブ内に摺動自在、かつ先端部が当該スリーブから突出した状態で挿入されたコンタクトピン、および前記コンタクトピンを当該スリーブから突出する方向に常時付勢する付勢部材を有するコンタクトプローブの前記先端部をプロービング対象体に接触させるコンタクトプローブのプロービング方法であって、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度のうちの少なくとも一つを先の接触のときと相違させる。

また、請求項２記載のプロービング方法は、請求項１記載のプロービング方法において、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度を先の接触のときと相違させる。

また、請求項３記載のプロービング方法は、請求項１記載のプロービング方法において、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる。

また、請求項４記載のプロービング方法は、請求項１記載のプロービング方法において、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる。

また、請求項５記載のプロービング方法は、請求項１記載のプロービング方法において、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる。

また、上記目的を達成すべく請求項６記載のプロービング装置は、スリーブ、当該スリーブ内に摺動自在、かつ先端部が当該スリーブから突出した状態で挿入されたコンタクトピン、および前記コンタクトピンを当該スリーブから突出する方向に常時付勢する付勢部材を有するコンタクトプローブと、当該コンタクトプローブとプロービング対象体とを相対的に接離動させる移動機構と、当該移動機構を制御して前記コンタクトプローブの前記先端部をプロービング対象体に接触させる制御部とを備えているプロービング装置であって、前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度のうちの少なくとも一つを先の接触のときと相違させる。

また、請求項７記載のプロービング装置は、請求項６記載のプロービング装置において、前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度を先の接触のときと相違させる。

また、請求項８記載のプロービング装置は、請求項６記載のプロービング装置において、前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる。

また、請求項９記載のプロービング装置は、請求項６記載のプロービング装置において、前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる。

また、請求項１０記載のプロービング装置は、請求項６記載のプロービング装置において、前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる。

請求項１記載のプロービング方法および請求項６記載のプロービング装置では、コンタクトピンのプロービング対象体への再度の接触の際（プロービングのリトライの際）に、コンタクトピンのスリーブ内への押し込み量、コンタクトピンのプロービング対象体への押し付け角度、およびコンタクトピンのプロービング対象体への押し付け速度のうちの少なくとも一つを先の接触のときと相違させる。

したがって、このプロービング方法およびプロービング装置によれば、コンタクトプローブの押し込み量、押し付け角度および押し付け速度を全て同じにしてリトライさせるプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、押し込み量、押し付け角度および押し付け速度のうちの少なくとも１つを変えることによってリトライ時のコンタクトピンの先端部とプロービング対象体との接触状態を変化（相違）させることができ、これにより、最初のプロービングのときのコンタクトピンとの接触に起因した打痕がプロービング対象体に発生していて、仮にこの打痕上にコンタクトピンを再プロービングしたとしても、リトライ時におけるコンタクトピンとプロービング対象体との接触状態を改善することができる結果、コンタクトピンをプロービング対象体に良好な状態で再プロービングすることができる。具体的には、押し込み量または押し付け速度を変えた場合には、接触状態として、コンタクトピンの先端部からプロービング対象体に加わる圧力を、最初のプロービングのときとリトライのときとで変化させることができ、これによってコンタクトピンの先端部をプロービング対象体に良好な接触状態で接触させることができる。また、押し付け角度を変えた場合には、コンタクトピンの先端部やプロービング対象体に異物が付着していたとしても、最初のプロービング時に発生した打痕上に再プロービングされるか否かに拘わらず、この異物を避けてコンタクトピンの先端部をプロービング対象体に再プロービングすることができ、リトライ時におけるコンタクトピンとプロービング対象体との接触状態を改善することができる。

また、請求項２，３，４記載のプロービング方法および請求項７，８，９記載のプロービング装置では、コンタクトピンのプロービング対象体への再度の接触の際（リトライの際）に、コンタクトプローブの押し込み量、押し付け角度および押し付け速度のうちの任意の２つ（押し込み量および押し付け角度、または押し込み量および押し付け速度、または押し付け角度および押し付け速度）を変化させる。

したがって、このプロービング方法およびプロービング装置によれば、押し込み量、押し付け角度および押し付け速度のうちのいずれか１つのみの変更ではリトライの際のコンタクトピンとプロービング対象体との接触状態が十分に改善されない場合においても、コンタクトプローブの押し込み量、押し付け角度および押し付け速度のうちの他の１つをさらに変更すること（変更した残りの１つ）によって、接触状態を十分に改善することができる結果、リトライ時の接触状態をより確実に改善することができる。

また、請求項５記載のプロービング方法および請求項１０記載のプロービング装置によれば、コンタクトプローブの押し込み量、押し付け角度および押し付け速度の３つ全てを変化させるため、押し込み量、押し付け角度および押し付け速度のうちのいずれか２つの変更によっても、リトライの際のコンタクトピンとプロービング対象体との接触状態が十分に改善されないときにおいても、残りの１つで接触状態が改善されることがあるため、リトライ時の接触状態を一層確実に改善することができる。

プロービング装置１の構成を示す構成図である。コンタクトプローブ２の構成を示す断面図である。コンタクトプローブ２の最初のプロービング状態を説明するための説明図である。コンタクトプローブ２のリトライ時のプロービング状態を説明するための説明図である。コンタクトプローブ２のリトライ時のプロービング状態を説明するための説明図である。コンタクトプローブ２のリトライ時のプロービング状態を説明するための説明図である。

以下、プロービング方法およびプロービング装置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、プロービング装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示すプロービング装置１は、一例として、一対のコンタクトプローブ２，２、一対の移動機構３，３、制御部４および記憶部５を備えて、いわゆるフライングプローブ方式のプロービング装置に構成されて、プロービング対象体としての一対の半田部位６，６に対して、各コンタクトプローブ２を個別に移動させてプロービング可能に構成されている。本例では、プロービング対象体の一例として、電子部品（例えば抵抗）７のリード７ａを基板８のランド（不図示）に接続する半田部位６を例に挙げて説明するが、例えば基板８の表面に形成された導体パターン（不図示）や、基板８に実装された電子部品のリード（不図示）をプロービング対象体とすることもできる。

コンタクトプローブ２は、図１，２に示すように、スリーブ１１、ばね１２およびコンタクトピン１３を備えている。スリーブ１１は、導電性を有する金属材料を用いて円筒体に形成されると共に、一端側に挿通孔１１ａ（後述する中間部２３の外径よりも大径で、かつ後述する後端部２２の外径よりも小径）が形成され、かつ他端側が閉塞されている。ばね１２は、一例として導電性を有する金属製のコイルばねで構成されて、スリーブ１１内に収容されている。

各コンタクトピン１３は、図２に示すように、導電性を有する金属材料を用いて、先端部（同図中の左端部）２１、後端部（同図中の右端部）２２、および先端部２１と後端部２２とを連結する中間部２３とを備えている。また、一例として、先端部２１は、半田部位６と接触する一端側部位（同図中の左端側部位）が尖塔状（本例では円錐体）に形成され、他端側部位が円柱体に形成されている。後端部２２および中間部２３は、それぞれ円柱体に形成されている。また、先端部２１の他端側部位および後端部２２は、中間部２３よりも大径に形成されている。また、先端部２１、後端部２２および中間部２３は、互いの軸線Ａが一致した状態（つまり、軸線Ａはコンタクトプローブ２の軸線）で連結されている。また、コンタクトピン１３は、中間部２３が挿通孔１１ａに挿通され、かつ後端部２２がスリーブ１１内に収容された状態でスリーブ１１に装着されている。また、コンタクトピン１３では、後端部２２の外径がスリーブ１１の内径よりも若干小径で、かつ挿通孔１１ａの内径よりも大径に形成されている。以上の構成により、各コンタクトピン１３は、先端部２１がスリーブ１１から突出すると共に、後端側（本例では後端部２２）がスリーブ１１内で抜脱不能、かつ摺動自在な状態（後端部２２がスリーブ１１の内周面と電気的に接触した状態で、スリーブ１１内を摺動自在な状態）で、スリーブ１１内に挿入されている。なお、このスリーブ１１には、測定用信号入出力用の図示しないケーブルが電気的に接続されて、このスリーブ１１を介してコンタクトピン１３から測定用信号の入出力が行われる。

各移動機構３は、図１に示すように、三次元移動機構３１、移動ヘッド３２および回転駆動機構３３を備え、移動ヘッド３２に回転駆動機構３３が取り付けられ、かつこの回転駆動機構３３に１つのコンタクトプローブ２が取り付けられている。この場合、三次元移動機構３１は、例えば三次元アーム機構で構成されて、制御部４によって制御されることにより、一例として、Ｘ−Ｙ平面内に配設された基板８の一面側（同図中の上面側）において、移動ヘッド３２を三次元方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向）に沿って任意の位置へ移動可能に構成されている。また、回転駆動機構３３は、例えばステッピングモータを含んで構成されて、制御部４によって制御されることで、その回転軸Ｏを中心としてコンタクトプローブ２を回転させて、移動ヘッド３２に対するコンタクトプローブ２の角度（Ｘ−Ｙ平面に対する角度）を任意に設定可能に構成されている。

制御部４は、ＣＰＵなどで構成されて、外部（例えば、プロービング装置１と組み合わされて抵抗７の電気的パラメータ（一例として抵抗値）を自動測定する測定装置）からプロービング指示Ｓ１を入力したときには、記憶部５に記憶されている動作プログラムに従って各移動機構３を制御して、各コンタクトプローブ２を、目的とする各半田部位６にプロービング（接触）させるプロービング処理を実行する。記憶部５には、制御部４のための上記の動作プログラムと共に、各半田部位６の位置情報が予め記憶されている。

次に、プロービング装置１の動作について、図面を参照して説明する。なお、基板８は、予めＸ−Ｙ平面内における所定位置（検査位置）に配設されているものとする。また、本例では一例として、各コンタクトプローブ２は、初期状態において、図１に示すように、その軸線ＡがＺ軸と平行となるように移動ヘッド３２の回転駆動機構３３に取り付けられて、三次元移動機構３１によって軸線Ａに沿って移動させられてプロービングされるものとする。

プロービング装置１の作動状態において、制御部４は、測定装置からプロービング指示Ｓ１を入力したときには、最初のプロービング処理を実行する。このプロービング処理では、制御部４は、まず、各コンタクトプローブ２を接触させるべき各半田部位６の位置情報を記憶部５から読み出す。次いで、制御部４は、この位置情報に基づいて、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を、対応する半田部位６の上方に移動させる。続いて、制御部４は、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、コンタクトプローブ２の軸線Ａと基板８とが直角となる状態（軸線ＡとＺ軸とが平行な状態）で、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って（Ｚ軸に沿って）基板８方向に直線的に移動させて、コンタクトプローブ２のコンタクトピン１３における先端部２１を、対応する半田部位６に接触させる（プロービングさせる）。この場合、制御部４は、この最初のプロービング処理では、図３に示すように、コンタクトプローブ２を、そのコンタクトピン１３の先端部２１が半田部位６に最初に当接してから、距離Ｌ１だけさらに基板８方向に移動させる。つまり、プロービング時のコンタクトプローブ２のストローク量（コンタクトピン１３のスリーブ１１への押し込み量）を距離Ｌ１として、コンタクトプローブ２をプロービングさせる。これにより、各コンタクトプローブ２の半田部位６へのプロービングが完了する。なお、同図中のＰ１は、コンタクトピン１３の先端部２１が半田部位６に最初に当接した時点でのスリーブ１１の下端部（基板８側の端部）の位置を示したものであり、同図中のＰ２は、この状態からコンタクトピン１３をさらにスリーブ１１内にストローク量だけ押し込んだ状態でのスリーブ１１の下端部の位置を示したものである。以下の各図においても同様である。

次いで、制御部４は、コンタクトプローブ２をプロービングさせた後、予め規定された時間（例えば、測定装置による抵抗７の抵抗値測定処理に要する時間）が経過した時点で、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８から離反する方向に直線的に移動させて、コンタクトプローブ２におけるコンタクトピン１３の先端部２１を、対応する半田部位６から離反させる。これにより、最初のプロービング処理が完了する。

続いて、測定装置において、最初のプロービングにおいて測定した抵抗７の抵抗値が規定範囲を超えており、コンタクトプローブ２と半田部位６との間に接触不良の発生している可能性があるため、再プロービングが必要であると判別されたときには、測定装置からプロービング装置１に対して再プロービング処理を実行させるためのプロービング指示Ｓ１が出力される。プロービング装置１では、制御部４が、このプロービング指示Ｓ１を入力したときには、２回目のプロービング処理（再プロービング処理。プロービングのリトライ処理）を実行する。このプロービング処理では、制御部４は、最初のプロービング処理のときと同様にして、各コンタクトプローブ２を接触させるべき各半田部位６の位置情報を記憶部５から読み出し、この位置情報に基づいて各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を、対応する半田部位６の上方に移動させる。次いで、制御部４は、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、コンタクトプローブ２の軸線Ａと基板８とが直角となる状態（先のプロービングのときと同じ状態）で、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って（Ｚ軸に沿って）、かつ先のプロービングのときと同じ速度で基板８方向に直線的に移動させて、コンタクトプローブ２のコンタクトピン１３における先端部２１を、対応する半田部位６における最初のプロービングのときと同じ位置に再度接触させる（再プロービングさせる）。つまり、制御部４は、先のプロービングのときと同じ押し付け方向、同じ押し付け速度で、コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６における同じ位置に接触させる。

一方、制御部４は、この２回目のプロービング処理では、図４に示すように、コンタクトプローブ２を、そのコンタクトピン１３の先端部２１が半田部位６に最初に当接してから、距離Ｌ２（＞Ｌ１）だけさらに基板８方向に移動させる。つまり、再プロービング時のコンタクトプローブ２のストローク量（コンタクトピン１３の押し込み量）を最初のプロービングのときの距離Ｌ１よりも長くして、コンタクトプローブ２をプロービングさせる。これにより、コンタクトプローブ２の再プロービングが完了する。この場合、スリーブ１１内のばね１２の縮み量が最初のプロービング処理のときとは相違するため、コンタクトピン１３の先端部２１から半田部位６に加わる圧力が変化（相違）する。本例では、ストローク量が増加するため、圧力は増加する。

したがって、同じ接触条件で再プロービングさせるプロービング方法とは異なり、再プロービング時におけるコンタクトピン１３の先端部２１の半田部位６との接触条件（本例では圧力）が、最初のプロービングのときと変わる。このため、最初のプロービングのときに、例えば半田部位６の表面に形成されている酸化膜や、半田部位６または先端部２１の表面に付着している異物などに阻害されて、コンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６とが良好な接触状態（接触抵抗の低い状態）ではなかった場合であっても、再プロービングのときには、コンタクトプローブ２がより高い圧力でプロービングされるため、コンタクトピン１３の先端部２１が、上記の酸化膜や異物を排除して、半田部位６と良好な接触状態で接触する。つまり、コンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との接触状態が改善される。また、最初のプロービングのときのコンタクトピン１３との接触に起因した打痕（不図示）が各半田部位６に発生している場合には、再プロービングのときにコンタクトピン１３の先端部２１はこの打痕上にプロービングされる可能性が高いが、より高い圧力でプロービングされるため、打痕上に再プロービングされたとしても、上記のようにして、２回目のプロービング処理でのコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態が改善されて、良好な状態でコンタクトピン１３が半田部位６にプロービングされる。

次いで、制御部４は、コンタクトプローブ２をプロービングさせた後、予め規定された時間（測定装置での上記の抵抗値測定処理に要する時間）が経過した時点で、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８から離反する方向に直線的に移動させて、コンタクトプローブ２におけるコンタクトピン１３の先端部２１を、対応する半田部位６から離反させる。これにより、２回目のプロービング処理（プロービングのリトライ処理）が完了する。

このように、このプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１では、コンタクトピン１３の半田部位６への再度の接触の際（プロービングのリトライの際）に、先の接触（プロービング）のときと押し付け角度および押し付け速度については同じに維持しつつ、コンタクトピン１３のストローク量（スリーブ１１内への押し込み量）についてのみ相違させる。

したがって、このプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１によれば、押し付け角度、押し付け速度およびストローク量を全て同じにしてリトライさせるプロービング方法とは異なり、ストローク量を変えることによってリトライ時のコンタクトピン１３の先端部２１から半田部位６に加わる圧力を変化（相違）させることができ、これにより、コンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との接触状態を最初のプロービングのときよりも改善することができる。また、最初のプロービングのときのコンタクトピン１３との接触に起因した打痕が各半田部位６に発生していて、仮にこの打痕上にコンタクトピン１３を再プロービングしたとしても、リトライ時におけるコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善することができる結果、コンタクトピン１３を半田部位６に良好な状態でプロービングすることができる。

また、上記のプロービング方法、およびプロービング装置１のように、リトライ時のストローク量を増加させる構成を採用することによって、再プロービングされたコンタクトピン１３の先端部２１から半田部位６に加わる圧力を増加させることができるため、最初のプロービング時に発生した打痕上に再プロービングされるか否かに拘わらず、最初のプロービングのときにコンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との良好な接触状態を阻害していた酸化膜や異物を排除して、コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６に良好な接触状態で接触させることができる。

なお、上記のプロービング方法、およびプロービング装置１では、リトライ時のストローク量を増加させる構成を採用しているが、ストローク量を減少させる構成を採用することもできる。この構成においても、ストローク量が変化するため、リトライ時のコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を先のプロービングのときの接触状態に対して変化させることができる結果、コンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善してプロービングすることができる。

例えば、コンタクトピン１３の先端部２１が最初のプロ−ビングのときに発生した打痕上に再プロービングされる場合、再プロービングのときの圧力と最初のプロービングのときの圧力とが等しいときには、両プロービング時における打痕の内面と、この打痕内に進入した先端部２１の外面との当たり方が同じになる確率が高いため、再プロービングによってコンタクトピン１３と半田部位６との間の接触抵抗が改善される可能性は低いが、再プロービングのときの圧力が最初のプロービングのときの圧力と比較して弱いときには、打痕の内面形状は先端部２１の進入によっては変化しない一方で、コンタクトピン１３の変形（例えば撓み量）の程度は変化するため、両プロービング時における打痕の内面と、この打痕内に進入した先端部２１の外面との当たり方が変わる確率が高くなる。このため、再プロービングによってコンタクトピン１３と半田部位６との接触抵抗が改善される可能性を高めることができる。

なお、コンタクトプローブ２の半田部位６への押し付け角度を基板８と直角に規定した例について上記したが、コンタクトプローブ２の半田部位６への押し付け角度は任意の角度とすることができる。

また、上記の例では、リトライの際に、コンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちのストローク量のみを変化させる構成を採用しているが、プロービング装置１では、制御部４が各回転駆動機構３３を制御することにより、各移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２の角度を変更することができるため、コンタクトプローブ２の押し付け角度のみを先の接触のときと相違させて、プロービングをリトライすることもできる。以下、この押し付け角度のみを先の接触のときと相違させるプロービング方法について説明する。なお、以下では、最初のプロービングの際には、基板８に対して各コンタクトプローブ２を直角にした状態で、コンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って半田部位６へ接触させ、リトライの際には、基板８に対する各コンタクトプローブ２の角度を変えて、この状態からコンタクトプローブ２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って半田部位６へ移動させて半田部位６に接触させることで、リトライ時のコンタクトプローブ２の押し付け角度を先の接触のときと相違させる例を挙げて説明するが、これは一例であり、リトライ時のコンタクトプローブ２の押し付け角度が先の接触のときと相違する構成である限り、先の接触のときのコンタクトプローブ２の押し付け角度、およびリトライ時のコンタクトプローブ２の押し付け角度は共に任意の角度とすることができる。

まず、プロービング装置１の作動状態において、制御部４は、測定装置からプロービング指示Ｓ１を入力したときには、最初のプロービング処理を実行する。このプロービング処理では、制御部４は、上記したプロービング処理の実行時と同様にして、各コンタクトプローブ２を接触させるべき各半田部位６の位置情報を記憶部５から読み出す。次いで、制御部４は、この位置情報に基づいて、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を、対応する半田部位６の上方に移動させる。続いて、制御部４は、各移動機構３の回転駆動機構３３を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を回転させて、基板８に対するコンタクトプローブ２の角度を予め規定された角度に設定する。本例では一例として、図３に示すように、コンタクトプローブ２の基板８に対する角度を直角に設定する。

次いで、制御部４は、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って（Ｚ軸に沿って）基板８方向に直線的に移動させて、コンタクトピン１３の先端部２１を、対応する半田部位６に接触させる（プロービングさせる）。これにより、各コンタクトプローブ２の半田部位６へのプロービングが完了する。この場合、制御部４は、この最初のプロービング処理では、図３に示すように、コンタクトプローブ２のストローク量が距離Ｌ１となるようにプロービングする。続いて、制御部４は、コンタクトプローブ２をプロービングさせた後、予め規定された時間（測定装置での上記の抵抗値測定処理に要する時間）が経過した時点で、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８から離反する方向に直線的に移動させて、各コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６から離反させる。これにより、最初のプロービング処理が完了する。

続いて、測定装置から再プロービング処理を実行すべき旨のプロービング指示Ｓ１を入力したときには、制御部４は、２回目のプロービング処理（再プロービング処理。プロービングのリトライ処理）を実行する。このプロービング処理では、制御部４は、最初のプロービング処理のときと同様にして、各コンタクトプローブ２を接触させるべき各半田部位６の位置情報を記憶部５から読み出し、この位置情報に基づいて、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を、対応する半田部位６の上方に移動させる。続いて、制御部４は、各移動機構３の回転駆動機構３３を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を回転させて、図５に示すように、基板８に対するコンタクトプローブ２の角度を予め規定された角度（先のプロービングのときと異なる角度）に設定する。

次いで、制御部４は、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って、かつ先のプロービングのときと同じ速度で基板８方向に直線的に移動させて、コンタクトピン１３の先端部２１を、対応する半田部位６における最初のプロービングのときと同じ位置に接触させる（プロービングさせる）。この場合、制御部４は、コンタクトプローブ２のストローク量が先のプロービングのときと同じ距離Ｌ１となるようにプロービングする。これにより、コンタクトプローブ２の再プロービングが完了する。続いて、制御部４は、コンタクトプローブ２をプロービングさせた後、予め規定された時間が経過した時点で、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８から離反する方向に直線的に移動させて、各コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６から離反させる。これにより、２回目のプロービング処理（プロービングのリトライ）が完了する。

このように、このプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１では、コンタクトピン１３の半田部位６への再度の接触の際（プロービングのリトライの際）に、先の接触（プロービング）のときとストローク量および押し付け速度については同じに維持しつつ、コンタクトピン１３の押し付け角度についてのみ相違させる。したがって、このプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１によれば、押し付け角度、押し付け速度およびストローク量を全て同じにしてリトライさせるプロービング方法とは異なり、押し付け角度を変えることによってリトライ時のコンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との当接角度を変化（相違）させることができるため、コンタクトピン１３の先端部２１や半田部位６に異物が付着していたとしても、最初のプロービング時に発生した打痕上に再プロービングされるか否かに拘わらず、この異物を避けてコンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６に再プロービングすることができる。つまり、プロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１によれば、リトライ時におけるコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善することができる結果、コンタクトピン１３を半田部位６に良好な状態でプロービングすることができる。

また、上記の例では、リトライの際に、コンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちのストローク量のみ、または押し付け角度のみを変化させる構成を採用しているが、プロービング装置１では、制御部４が各三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２の移動速度を変更することができるため、各コンタクトプローブ２の押し付け速度のみを先の接触のときと相違させて、プロービングをリトライすることもできる。このプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１においても、リトライ時のコンタクトプローブ２の押し付け速度を先のプロービングのときよりも速めたり、遅くしたりすることにより、コンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との接触時に、コンタクトピン１３から半田部位６に印加される衝突加重を変化（相違）させることができ、これにより、上記したコンタクトプローブ２のストローク量を変化させる構成と同様にして、最初のプロービングのときに発生した打痕上にコンタクトピン１３を再プロービングしたとしても、リトライ時におけるコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善することができる結果、コンタクトピン１３を半田部位６に良好な状態でプロービングすることができる。

また、上記の例では、リトライの際に、コンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちのいずれか１つのみを変化させる構成を採用しているが、任意の２つを変化させる構成、すなわち、ストローク量および押し付け角度、またはストローク量および押し付け速度、または押し付け角度および押し付け速度を、リトライ時のときに先の接触のときと相違させる構成や、３つ全てを変化させる構成を採用することもできる。

以下、一例として、リトライ時のときのストローク量および押し付け角度を先の接触のときと相違させるプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１について図面を参照して説明する。

まず、プロービング装置１の作動状態において、制御部４は、測定装置からプロービング指示Ｓ１を入力したときには、最初のプロービング処理を実行する。このプロービング処理では、制御部４は、上記した各プロービング処理の実行時と同様にして、各コンタクトプローブ２を接触させるべき各半田部位６の位置情報を記憶部５から読み出す。次いで、制御部４は、この位置情報に基づいて、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を、対応する半田部位６の上方に移動させる。続いて、制御部４は、各移動機構３の回転駆動機構３３を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を回転させて、基板８に対するコンタクトプローブ２の角度を予め規定された角度に設定する。本例では一例として、図３に示すように、コンタクトプローブ２の基板８に対する角度を直角に設定する。

次いで、制御部４は、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って（Ｚ軸に沿って）基板８方向に直線的に移動させて、コンタクトピン１３の先端部２１を、対応する半田部位６に接触させる（プロービングさせる）。この場合、制御部４は、この最初のプロービング処理では、図３に示すように、コンタクトプローブ２のストローク量が距離Ｌ１となるようにプロービングする。続いて、制御部４は、コンタクトプローブ２をプロービングさせた後、予め規定された時間（測定装置での上記の抵抗値測定処理に要する時間）が経過した時点で、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８から離反する方向に直線的に移動させて、各コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６から離反させる。これにより、最初のプロービング処理が完了する。

続いて、測定装置から再プロービング処理を実行させるためのプロービング指示Ｓ１を入力したときには、制御部４は、２回目のプロービング処理（再プロービング処理。プロービングのリトライ処理）を実行する。このプロービング処理では、制御部４は、最初のプロービング処理のときと同様にして、各コンタクトプローブ２を接触させるべき各半田部位６の位置情報を記憶部５から読み出し、この位置情報に基づいて、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を、対応する半田部位６の上方に移動させる。続いて、制御部４は、各移動機構３の回転駆動機構３３を制御することにより、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２を回転させて、図６に示すように、基板８に対するコンタクトプローブ２の角度を予め規定された角度（先のプロービングのときと異なる角度）に設定する。

次いで、制御部４は、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って、かつ先のプロービングのときと同じ速度で基板８方向に直線的に移動させて、コンタクトピン１３の先端部２１を、対応する半田部位６における最初のプロービングのときと同じ位置に再度接触させる（再プロービングさせる）。この場合、制御部４は、コンタクトプローブ２のストローク量が先のプロービングのときと異なる距離Ｌ２となるようにプロービングする。これにより、コンタクトプローブ２の再プロービングが完了する。続いて、制御部４は、コンタクトプローブ２をプロービングさせた後、予め規定された時間（測定装置での上記の抵抗値測定処理に要する時間）が経過した時点で、各移動機構３の三次元移動機構３１を制御することにより、各移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８から離反する方向に直線的に移動させて、各コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６から離反させる。これにより、２回目のプロービング処理（プロービングのリトライ処理）が完了する。

このように、このプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１では、リトライの際に、コンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちの任意の２つ（ストローク量および押し付け角度、またはストローク量および押し付け速度、または押し付け角度および押し付け速度）を変化させる。このため、ストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちのいずれか１つのみの変更ではリトライの際のコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態が十分に改善されない場合においても、コンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちの任意の２つを変化させるプロービング方法およびプロービング装置１によれば、他の１つをさらに変更すること（変更した残りの１つ）によって、接触状態を十分に改善することができる結果、リトライ時の接触状態をより確実に改善することができる。

さらに、上記したリトライ時のときのストローク量および押し付け角度を先の接触のときと相違させるプロービング方法、およびこのプロービング方法を実行するプロービング装置１において、さらにリトライ時におけるコンタクトプローブ２の半田部位６への移動速度を先の接触のときと相違させることによって押し付け速度についても変更することで、コンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度の３つ全てを変化させる構成とすることもできる。このコンタクトプローブ２のストローク量、押し付け角度および押し付け速度の３つ全てを変化させるプロービング方法およびプロービング装置１によれば、ストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちのいずれか２つの変更によっても、リトライの際のコンタクトピン１３と半田部位６との接触状態が十分に改善されないときにおいても、残りの１つで接触状態が改善されることがあるため、リトライ時の接触状態を一層確実に改善することができる。

また、リトライ時におけるストローク量、押し付け角度および押し付け速度を予め規定して、リトライを１回実行する例について上記したが、図示はしないが、プロービング装置１に、各コンタクトプローブ２と半田部位６との接触状態の良否を判別する判別部（例えば、コンタクトプローブ２と半田部位６との接触抵抗を測定し、かつ基準値と比較することにより、接触状態の良否を判別する判別部）を設け、１つの抵抗７の各半田部位６に対して、リトライ毎に、ストローク量、押し付け角度および押し付け速度のうちのいずれか１つ、または任意の２つ、または全てを変化させつつリトライを複数回実行して、その中から最も接触状態が良好となるものを特定して、記憶部５に記憶させる構成を採用することもできる。この構成によれば、別の基板８に実装された抵抗７の半田部位６に対して、コンタクトプローブ２をプロービングする際に、先の基板８において最も接触状態が良好となるストローク量、押し付け角度および押し付け速度を適用することができる。

また、上記のプロービング装置１では、リトライ時における押し付け角度を変更可能とするため、移動ヘッド３２に回転駆動機構３３を設け、この回転駆動機構３３にコンタクトプローブ２を取り付ける構成を採用しているが、リトライ時における押し付け角度を変更しない構成においては、回転駆動機構３３の配設を省いて、コンタクトプローブ２を移動ヘッド３２に直接取り付ける構成を採用することもできる。また、上記のプロービング装置１と、コンタクトプローブ２を介して抵抗７などの電子部品の電気的パラメータを測定可能な測定装置とを組み合わせることで、基板８に対する基板検査装置を構成することもできる。また、フライングプローブ式のプロービング装置１について上記したが、リトライ時におけるストローク量および押し付け速度を変更するプロービング方法は、プロービング対象体の位置に合わせて予めコンタクトプローブ２が固定して配設されたジグ式のプロービング装置にも適用できるのは勿論である。また、このジグ式のプロービング装置、およびこの装置で実行されるプロービング方法では、各コンタクトプローブ２と基板８とを相対的に接離動させればよいため、上記のプロービング装置１のようにコンタクトプローブ２を移動させる構成に代えて、基板８側をコンタクトプローブ２に対して接離動させる構成を採用することもできる。

また、上記のプロービング方法およびプロービング装置１では、一例として、コンタクトピン１３の後端部２２がスリーブ１１内に抜脱不能、かつ摺動自在な状態で挿入され、またコンタクトピン１３を付勢するばね１２もスリーブ１１内に収容されたコンタクトプローブ２を使用する例を挙げて説明したが、この構成以外のコンタクトプローブ、例えば、図示はしないが、後端側が先端部と同様にしてスリーブ１１から突出した状態でスリーブ１１に挿入され、スリーブ１１内に位置する中央部分が上記のコンタクトピン１３の後端部２２と同様（外径がスリーブ１１の内径よりも若干小径）に構成されることにより、スリーブ１１内で摺動する構成のコンタクトプローブや、コンタクトピンの先端部をスリーブから突出する方向に付勢する付勢部材（ばね）がスリーブの外部に配設されたコンタクトプローブなど、様々な構成のコンタクトプローブを使用することができる。

１プロービング装置
２コンタクトプローブ
３移動機構
４制御部
６半田部位
１１スリーブ
１２ばね
１３コンタクトピン
２１先端部

Claims

スリーブ、当該スリーブ内に摺動自在、かつ先端部が当該スリーブから突出した状態で挿入されたコンタクトピン、および前記コンタクトピンを当該スリーブから突出する方向に常時付勢する付勢部材を有するコンタクトプローブにおける当該コンタクトピンの前記先端部をプロービング対象体に接触させるコンタクトプローブのプロービング方法であって、
前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度のうちの少なくとも一つを先の接触のときと相違させるコンタクトプローブのプロービング方法。
前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度を先の接触のときと相違させる請求項１記載のコンタクトプローブのプロービング方法。
前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる請求項１記載のコンタクトプローブのプロービング方法。
前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる請求項１記載のコンタクトプローブのプロービング方法。
前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる請求項１記載のコンタクトプローブのプロービング方法。
スリーブ、当該スリーブ内に摺動自在、かつ先端部が当該スリーブから突出した状態で挿入されたコンタクトピン、および前記コンタクトピンを当該スリーブから突出する方向に常時付勢する付勢部材を有するコンタクトプローブと、
当該コンタクトプローブとプロービング対象体とを相対的に接離動させる移動機構と、
当該移動機構を制御して前記コンタクトプローブの前記先端部をプロービング対象体に接触させる制御部とを備えているプロービング装置であって、
前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度のうちの少なくとも一つを先の接触のときと相違させるプロービング装置。
前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度を先の接触のときと相違させる請求項６記載のプロービング装置。
前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる請求項６記載のプロービング装置。
前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる請求項６記載のプロービング装置。
前記制御部は、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への再度の接触の際に、前記移動機構を制御して、前記コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量、前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け角度、および前記コンタクトピンの前記プロービング対象体への押し付け速度を先の接触のときと相違させる請求項６記載のプロービング装置。