JP5372679B2 - 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 - Google Patents

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には、操作レバーを操作して、下ボードを上昇させる。これにより、下ボードに載置されている被測定物が、コンタクトプローブの取り付けられている上ボード方向に移動して、コンタクトプローブと接触する。

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、この種のプロービング装置では、コンタクトプローブをプロービング対象体にプロービングする際のコンタクトプローブとプロービング対象体との相対的な移動距離は装置の機械的構成によって一定の距離に予め規定されている。このため、このプロービング装置、およびこのプロービング装置が実行するプロービング方法では、１回目のプロービングのときのコンタクトピンとプロービング対象体との接触状態をより改善すべく、同じプロービング対象体に対するプロービングを繰り返す場合（リトライする場合）において、先のプロービングのときとリトライのときとで、スリーブ内へのコンタクトピンの押し込み量、すなわち、コンタクトピンからプロービング対象体に加わる圧力が同じになる。したがって、このプロービング装置、およびこのプロービング装置が実行するプロービング方法によれば、たとえリトライを実行したとしても、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できる可能性、つまり接触抵抗をより低くできる可能性が低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を前記プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の当該測定処理の前に、当該プロービング対象体と前記コンタクトピンの前記先端部との接触を維持した状態で、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとを当該コンタクトプローブの軸線方向に沿って相対的に離反させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を少なくする。

また、上記目的を達成すべく請求項２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における前記コンタクトピンの前記先端部を前記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を前記プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の当該測定処理の前に、当該プロービング対象体と当該コンタクトピンの前記先端部との接触を維持させた状態で、前記移動機構を制御して、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとを当該コンタクトプローブの軸線方向に沿って相対的に離反させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を少なくする。

また、請求項３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における前記コンタクトピンの前記先端部を前記プロービング対象体に接触させる制御部とを備え、前記移動機構は、前記コンタクトプローブが複数取り付けられると共にスライド自在に構成された移動ヘッドと、当該移動ヘッドをスライドさせる第１エアシリンダと、前記移動ヘッドおよび前記第１エアシリンダを同時にスライドさせる第２エアシリンダとを備え、前記制御部は、前記第１エアシリンダおよび前記第２エアシリンダのうちの一方のエアシリンダに対する制御を実行して、前記移動ヘッドを前記プロービング対象体に接近させて当該移動ヘッドに取り付けられた前記各コンタクトプローブにおける前記コンタクトピンの前記先端部を当該プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の前記測定処理の前に、当該第１エアシリンダおよび当該第２エアシリンダのうちの他方のエアシリンダに対する制御を実行して、当該プロービング対象体と当該コンタクトピンの当該先端部との接触を維持させた状態で、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとをさらに接近させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を増加させる。

また、請求項４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における前記コンタクトピンの前記先端部を前記プロービング対象体に接触させる制御部とを備え、前記移動機構は、前記コンタクトプローブが複数取り付けられると共にスライド自在に構成された移動ヘッドと、当該移動ヘッドをスライドさせる第１エアシリンダと、前記移動ヘッドおよび前記第１エアシリンダを同時にスライドさせる第２エアシリンダとを備え、前記制御部は、前記第１エアシリンダおよび前記第２エアシリンダのうちの一方のエアシリンダに対する制御を実行して、前記移動ヘッドを前記プロービング対象体に接近させて当該移動ヘッドに取り付けられた前記各コンタクトプローブにおける前記コンタクトピンの前記先端部を当該プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の前記測定処理の前に、当該第１エアシリンダおよび当該第２エアシリンダのうちの他方のエアシリンダに対する制御を実行して、当該プロービング対象体と当該コンタクトピンの当該先端部との接触を維持させた状態で、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとを離反させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を減少させる。

請求項１記載のプロービング方法および請求項２記載のプロービング装置では、コンタクトピンをプロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再プロービングの際に、プロービング対象体とコンタクトピンの先端部との接触を維持した状態で、プロービング対象体とコンタクトプローブとをコンタクトプローブの軸線方向に沿って相対的に離反させて、コンタクトピンのスリーブ内への押し込み量を少なくする。

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、最初のプロービングのときと再プロービングのときとでコンタクトプローブの付勢部材の付勢力が相違し、これによっ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も相違するため、再プロービング時におけるコンタクトピンの先端部のプロービング対象体との接触条件を、最初のプロービング処理のときと再プロービングのときとで変化させることができる。このように、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、再プロービング時におけるコンタクトピンの先端部のプロービング対象体との接触条件を変化させることができる結果、コンタクトプローブをプロービング対象体から離反させた後に、同じ接触条件でリトライさせる一般的なプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、再プロービング時において、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できる可能性を高めることができる。また、コンタクトプローブをプロービング対象体から一旦離反させた後にリトライ（再プロービング）する従来のプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、コンタクトプローブの移動量を大幅に少なくすることができるため、コンタクトプローブを再プロービングするまでの時間を大幅に短縮することができる。

また、請求項３，４記載のプロービング装置によれば、コンタクトプローブが複数取り付けられると共にスライド自在に構成された移動ヘッドと、この移動ヘッドをスライドさせる第１エアシリンダと、移動ヘッドおよび第１エアシリンダを同時にスライドさせる第２エアシリンダとを備えて移動機構を構成したことにより、各々のロッドの突出長が予め規定された第１エアシリンダおよび第２エアシリンダに対する制御を実行するだけで、再プロービング時における各コンタクトピンの先端部のプロービング対象体との接触条件を、最初のプロービング処理のときと再プロービングのときとで確実かつ容易に変化させることができる。したがって、再プロービング時において、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できる可能性についても、確実かつ容易に高めることができる。

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。 プロービング装置１におけるコンタクトプローブ２について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。 図３のコンタクトプローブ２について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。 プロービング装置１における他の構成のコンタクトプローブ２について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。 図５のコンタクトプローブ２について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。 プロービング装置１Ａの構成を示す構成図である。

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、測定対象体としての電子部品（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および移動ヘッド３２を備えている。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。本例では、各移動ヘッド３２に１つのコンタクトプローブ２が、その軸線ＡがＺ軸と平行となる状態で取り付けられている。

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）から動作指示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、その指示内容に応じた動作（例えば、プロービング処理や再プロービング処理など）を実行する。記憶部５には、制御部４の動作プログラム、および各半田部位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、一例として、プロービング装置１が、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（不図示）と組み合わされて作動する例を挙げて説明する。

プロービング装置１の作動状態において、制御部４は、コンタクトプローブ２がプロービングされていない状態で測定装置からプロービング処理を実行すべき動作指示Ｓ１を入力したときには、抵抗７の各半田部位６に対する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。

この最初のプロービング処理では、制御部４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。この最初の各コンタクトプローブ２におけるコンタクトピン１３の各半田部位６へのプロービングが完了した後に、測定装置によって抵抗７に対する抵抗値の測定処理（コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６に接触させて行う測定処理）が実行される。測定装置は、この測定処理において測定された抵抗値が予め規定された基準範囲内のときには、測定された抵抗値を抵抗７の測定値として記憶し、プロービング装置１に対してプロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１を出力して測定処理を終了させる。なお、この基準範囲は、良品の抵抗７の抵抗値を基準として予め決められた抵抗値の範囲であり、良品の抵抗７の抵抗値のみが含まれる抵抗値の範囲をいうものとする。

一方、測定された抵抗値が基準範囲から外れているときには、抵抗７の抵抗値自体が基準範囲を超えている状態、およびコンタクトプローブ２と半田部位６との間に接触不良が発生している状態のうちの少なくとも一方が発生している状態にあり、抵抗７の抵抗値自体が基準範囲を超えているか否かの判別が困難である。このため、測定装置は、コンタクトプローブ２と半田部位６との間の接触不良を改善する目的で、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すべき旨の動作指示Ｓ１を出力し、コンタクトプローブ２が再プロービングされた後に測定処理を再実行する。この場合、測定装置は、コンタクトプローブ２の再プロービングにより、コンタクトプローブ２と半田部位６との間に接触不良が改善されたものとみなして、再実行された測定処理において測定された抵抗値を抵抗７の測定値として記憶し、プロービング装置１に対してプロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１を出力して測定処理を終了させる。

このため、プロービング装置１では、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状態において、測定装置からプロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１を入力したときには、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、この抵抗７の各半田部位６に対する最初のプロービング処理が完了する。また、再プロービング処理を実行する旨の動作指示Ｓ１のない状態で、プロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１が入力されたため、最初のプロービング処理の完了をもって、この抵抗７の各半田部位６に対するすべてのプロービング処理が完了する。

また、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状態において、再プロービング処理を実行すべき旨の動作指示Ｓ１を入力したときには、再プロービング処理を実行する。この再プロービング処理では、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、半田部位６とコンタクトピン１３の先端部２１との接触を維持した状態で（つまり、コンタクトピン１３の先端部２１を半田部位６から離すことなく）、半田部位６とコンタクトプローブ２とをコンタクトプローブ２の軸線Ａ方向に沿って相対的に接離動させて、コンタクトピン１３のスリーブ１１内への押し込み量を変更する。本例では、移動ヘッド３２に取り付けられたコンタクトプローブ２が移動する構成のため、制御部４は、各移動機構３を制御して、図３に示される状態から移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って基板８方向に接近させることで、図４に示すように、コンタクトプローブ２のストローク量を距離Ｌ２（＞Ｌ１）に増加させる。これにより、各コンタクトプローブ２の半田部位６への再プロービングが完了する。

この再プロービングでは、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、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ため、コンタクトプローブ２を半田部位６から離反させた後に、同じ接触条件でリトライさせるプロービング方法とは異なり、再プロービング処理によってコンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との接触状態が改善されて、良好な状態（接触抵抗のより低い状態）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。また、コンタクトプローブ２を半田部位６から一旦離反させた後にリトライ（再プロービング）する構成とは異なり、コンタクトプローブ２の移動量が少なくて済むため、コンタクトプローブ２が再プロービングされるまでの時間が短縮される。

この再プロービングの後、制御部４は、プロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１を入力したときには、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、この抵抗７の各半田部位６に対するすべてのプロービング処理が完了する。

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、再プロービングの際に、半田部位６とコンタクトピン１３の先端部２１との接触を維持した状態で、半田部位６とコンタクトプローブ２とをコンタクトプローブ２の軸線Ａ方向に沿って相対的に接離動させて、コンタクトピン１３のスリーブ１１内へのストローク量（押し込み量）を変更する。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１によれば、最初のプロービングのときと再プロービングのときとでコンタクトプローブ２のばね１２の縮み量が相違し、これによってコンタクトピン１３の先端部２１から半田部位６に加わる圧力も相違するため、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）を、最初のプロービング処理のときと再プロービングのときとで変化（相違）させることができる。このように、このプロービング方法およびプロービング装置１によれば、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との接触条件を変化させることができる結果、コンタクトプローブ２を半田部位６から離反させた後に、同じ接触条件でリトライさせる一般的なプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、再プロービング時において、コンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善できる可能性（接触状態が変化することによって両者間の接触抵抗をより低減できる可能性）を高めることができる。また、コンタクトプローブ２を半田部位６から一旦離反させた後にリトライ（再プロービング）する従来のプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、コンタクトプローブ２の移動量を大幅に少なくすることができるため、コンタクトプローブ２を再プロービングするまでの時間を大幅に短縮することができる。

また、このプロービング方法およびプロービング装置１では、再プロービングのときに、半田部位６とコンタクトプローブ２とをコンタクトプローブ２の軸線Ａ方向に沿って相対的に接近させて（上記の例では、コンタクトプローブ２をその軸線Ａ方向に沿って半田部位６に接近させて）、コンタクトピン１３のスリーブ１１内への押し込み量（ストローク量）を増加させる。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１によれば、再プロービングのときに、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、コンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を一層確実に改善（両者間の接触抵抗を一層確実に低減）することができる。なお、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との接触状態を、最初のプロービングのときと変化（相違）させることができる限り、再プロービングのときのコンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との接触状態を改善（両者間の接触抵抗を低減）できる可能性が高められるため、再プロービングのときのコンタクトピン１３の押し込み量（ストローク量）を、最初のプロービングのときよりも少なくする構成を採用することもできる。

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、各コンタクトプローブ２の軸線ＡをＺ軸と平行な状態で移動ヘッド３２に取り付けて、コンタクトプローブ２をその軸線Ａ、つまりＺ軸に沿って移動させることにより、半田部位６に対して相対的に接離動させる構成を採用したが、図５，６に示すように、Ｚ軸に対して斜めになるようにコンタクトプローブ２を移動ヘッド３２に取り付けて、コンタクトプローブ２をその軸線Ａに沿って半田部位６の斜め方向から半田部位６にプロービングする構成を採用することもできる。この構成においても、再プロービングの際には、図５に示す最初のプロービングの状態（ストローク量が距離Ｌ１の状態）から、半田部位６とコンタクトピン１３の先端部２１との接触を維持した状態で、移動ヘッド３２をコンタクトプローブ２の軸線Ａに沿って半田部位６方向に接近させて、図６の状態（ストローク量が距離Ｌ２（＞Ｌ１）の状態）に移行させることにより、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と半田部位６との接触状態の改善（両者間の接触抵抗の低減）を図ることができる。

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、リトライの際に、半田部位６とコンタクトピン１３の先端部２１との接触を維持した状態で、半田部位６とコンタクトプローブ２とをコンタクトプローブ２の軸線Ａ方向に沿って相対的に接離動させて、コンタクトピン１３のスリーブ１１内への押し込み量（ストローク量）を変更する構成（コンタクトピン１３の先端部２１から半田部位６に加わる圧力を増減させる構成）については、プロービング対象体（抵抗７の各半田部位６）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。以下、この構成のプロービング装置１Ａについて図７を参照して説明する。

最初に、プロービング装置１Ａの構成について、図面を参照して説明する。なお、プロービング装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図７に示すプロービング装置１Ａは、一例として、複数のコンタクトプローブ２、移動機構３Ａ、制御部４および記憶部５を備えて、一例として基板８に実装された複数の抵抗７の各半田部位６，６をプロービング対象体として、各半田部位６に対して、対応するコンタクトプローブ２をプロービング可能に構成されている。

移動機構３Ａは、一例として、図７に示すように、載置台４１、基台４２、移動ヘッド４３、スライドガイド４４、スライド台４５、第１エアシリンダ４６、第２エアシリンダ４７、シリンダ連結板４８およびシリンダ固定板４９を備えている。載置台４１は、基台４２の上面における中央部分に配設されている。基板８は、この載置台４１上に載置されて、Ｘ−Ｙ平面内に保持される。移動ヘッド４３は、一例として板体（例えば平面視方形の板体）で構成されて、基板８に取り付けられた複数の抵抗７の各半田部位６に対応する各位置に、コンタクトプローブ２がそれぞれ取り付けられている。スライドガイド４４は、基台４２の各隅部にＺ軸方向に沿って立設されて、スライド台４５をＺ軸方向に沿ってスライド自在に保持する。スライド台４５における基台４２側の面には、連結材４５ａを介して移動ヘッド４３がＸ−Ｙ平面と平行となるように取り付けられている。

第１エアシリンダ４６は、一例として２つ設けられて、各ロッド４６ａの突出入方向がＺ軸と平行となるようにそれぞれのボディ部がシリンダ連結板４８に取り付けられている。また、各ロッド４６ａは、スライド台４５に連結されている。この構成により、各第１エアシリンダ４６は、スライド台４５、および連結材４５ａを介してスライド台４５に取り付けられた移動ヘッド４３をスライドさせる。第２エアシリンダ４７は、一例として、スライドガイド４４の上端に取り付けられたシリンダ固定板４９に固定されている。具体的には、第２エアシリンダ４７は、ロッド４７ａの突出入方向がＺ軸と平行となるように、そのボディ部がシリンダ固定板４９に固定されている。また、ロッド４７ａは、シリンダ連結板４８に連結されている。この構成により、第２エアシリンダ４７は、シリンダ連結板４８を介して各第１エアシリンダ４６、および各第１エアシリンダ４６によってスライドさせられる移動ヘッド４３を同時にスライドさせる。また、各エアシリンダ４６，４７には、不図示のエア供給源から作動流体としてのエアが供給されており、制御部４によって制御されて、各ロッド４６ａ，４７ａを突出入させる。

次に、プロービング装置１Ａの動作について、図面を参照して説明する。なお、上記したプロービング装置１と同様にして、プロービング装置１Ａについても、一例として、上記の測定装置（不図示）と組み合わされて作動する例を挙げて説明する。なお、プロービング装置１と同じ動作については、プロービング装置１の動作説明に使用した図面を参照して説明する。また、各エアシリンダ４６，４７については、初期状態において各ロッド４６ａ，４７ａが非突出状態にあり、移動ヘッド４３に取り付けられたすべてのコンタクトプローブ２が、図７に示すように、基板８の各半田部位６から離反した状態にあるものとする。

プロービング装置１Ａの作動状態において、制御部４は、コンタクトプローブ２がプロービングされていない状態で測定装置からプロービング処理を実行すべき動作指示Ｓ１を入力したときには、複数の抵抗７の各半田部位６に対する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、第２エアシリンダ４７（第１エアシリンダ４６および第２エアシリンダ４７の一方）に対する制御を実行して、ロッド４７ａを突出させる。これにより、シリンダ連結板４８および各第１エアシリンダ４６を介してスライド台４５が、各スライドガイド４４に沿って基台４２側に移動させられて、スライド台４５に連結材４５ａを介して連結された移動ヘッド４３も基台４２側、すなわち基板８側に同時に移動して、各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が半田部位６にプロービングされる。この最初のプロービング処理では、各コンタクトプローブ２は、図３に示す状態のように、ストローク量が距離Ｌ１に規定された状態で、半田部位６にプロービングされる。これにより、最初のプロービングが完了する。測定装置は、この状態で、各コンタクトプローブ２を介して、各抵抗７の抵抗値を測定する測定処理を実行する。また、測定装置は、この測定処理において測定された抵抗７の抵抗値が基準範囲内か否かを判別して、プロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１、および再プロービング処理を実行すべき旨の動作指示Ｓ１のいずれかをプロービング装置１Ａに対して出力する。

プロービング装置１では、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状態において、測定装置からプロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１を入力したときには、第２エアシリンダ４７を制御して、そのロッド４７ａをボディ部内に引き込ませる（ロッド４７ａを縮長させる）。これにより、移動ヘッド４３はＺ軸に沿って基板８から離反する方向に移動して、各コンタクトプローブ２の先端部２１と、基板８に形成された各半田部位６との接触状態が解除される。この場合、再プロービング処理を実行する旨の動作指示Ｓ１のない状態で、プロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１が入力されたため、最初のプロービング処理の完了をもって、この抵抗７の各半田部位６に対するすべてのプロービング処理が完了する。

一方、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状態において、再プロービング処理を実行すべき旨の動作指示Ｓ１を入力したときには、再プロービング処理を実行する。この再プロービング処理では、制御部４は、第２エアシリンダ４７のロッド４７ａを突出させた状態で、各第１エアシリンダ４６（第１エアシリンダ４６および第２エアシリンダ４７の他方）に対する制御を実行して、各ロッド４６ａを突出させる。これにより、スライド台４５が各スライドガイド４４に沿って基台４２側にロッド４６ａの突出長分だけ移動させられ、これに伴い、スライド台４５に連結された移動ヘッド４３も基台４２側、すなわち基板８側に同じ長さだけ移動する結果、各コンタクトプローブ２のストローク長が距離Ｌ１から距離Ｌ２に増加させられる（図４参照）。これにより、各コンタクトプローブ２の半田部位６への再プロービングが完了する。

この再プロービングの後、制御部４は、プロービング処理を完了（終了）させるべき旨の動作指示Ｓ１を入力したときには、各第１エアシリンダ４６および第２エアシリンダ４７を制御して、それぞれのロッド４６ａ，４７ａを各々のボディ部内に引き込ませる（ロッド４６ａ，４７ａを縮長させる）。これにより、移動ヘッド４３はＺ軸に沿って基板８から離反する方向に移動して、各コンタクトプローブ２の先端部２１と、基板８に形成された各半田部位６との接触状態が解除される。これにより、この抵抗７の各半田部位６に対するすべてのプロービング処理が完了する。

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１Ａにおいても、上記したプロービング方法、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と同様にして、再プロービングの際に、半田部位６とコンタクトピン１３の先端部２１との接触を維持した状態で、半田部位６とコンタクトプローブ２とをコンタクトプローブ２の軸線Ａ方向に沿って相対的に接離動（上記の例では接近）させて、コンタクトピン１３のスリーブ１１内へのストローク量（押し込み量）を変更する（増加させる）。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１Ａによっても、最初のプロービングのときと再プロービングのときとでコンタクトプローブ２のばね１２の縮み量が相違し、これによってコンタクトピン１３の先端部２１から半田部位６に加わる圧力も相違するため、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）を、最初のプロービング処理のときと再プロービングのときとで変化（相違）させることができる。このため、このプロービング方法およびプロービング装置１Ａによれば、再プロービング時における各コンタクトピン１３の先端部２１の半田部位６との接触条件を変化させることができる結果、複数のコンタクトプローブ２を半田部位６から離反させた後に、同じ接触条件でリトライさせる一般的なプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、再プロービング時において、コンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善できる（両者間の接触抵抗を低減できる）可能性を高めることができる。また、各コンタクトプローブ２を半田部位６から一旦離反させた後にリトライ（再プロービング）する従来のプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、コンタクトプローブ２の移動量を大幅に少なくすることができるため、コンタクトプローブ２を再プロービングするまでの時間を大幅に短縮することができる。

なお、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との接触状態を、最初のプロービングのときと変化（相違）させることができる限り、再プロービングのときの各コンタクトピン１３の先端部２１と半田部位６との接触状態を改善できる（両者間の接触抵抗を低減できる）可能性が高められるため、再プロービングのときのコンタクトピン１３の押し込み量（ストローク量）を、最初のプロービングのときよりも少なくする構成を採用することもできる。この構成は、例えば、ロッド４６ａの突出長が長さ（距離Ｌ２−距離Ｌ１）に規定された第１エアシリンダ４６をプロービング装置１Ａに使用することで、実現することができる。

具体的には、この構成のプロービング装置１Ａでは、各エアシリンダ４６，４７は、初期状態において、ロッド４６ａは突出状態にあり、かつロッド４７ａは非突出状態にあって、この状態において、移動ヘッド４３に取り付けられたすべてのコンタクトプローブ２が、図７に示すように、基板８の各半田部位６から離反した状態にあるものとする。

このプロービング装置１Ａでは、制御部４が、最初のプロービング処理を実行したときには、第２エアシリンダ４７（第１エアシリンダ４６および第２エアシリンダ４７の一方）が作動してロッド４７ａを突出させる。これにより、シリンダ連結板４８および各第２エアシリンダ４７を介してスライド台４５が、各スライドガイド４４に沿って基台４２側に移動させられて、スライド台４５に連結材４５ａを介して連結された移動ヘッド４３も基台４２側、すなわち基板８側に移動して、各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が半田部位６にプロービングされる。この場合、各コンタクトプローブ２は、図４に示す状態のように、ストローク量が距離Ｌ２に規定された状態で、半田部位６にプロービングされる。これにより、最初のプロービングが完了する。

次いで、制御部４が再プロービング処理を実行したときには、各第１エアシリンダ４６（第１エアシリンダ４６および第２エアシリンダ４７の他方）が作動して各ロッド４６ａを引き込ませる。これにより、スライド台４５が各スライドガイド４４に沿って基台４２から離反する方向に、各ロッド４６ａの引き込み量（距離Ｌ２−距離Ｌ１）だけ移動させられ、これに伴い、スライド台４５に連結された移動ヘッド４３も同じ方向に、同じ長さ（距離）だけ移動する結果、各コンタクトプローブ２のストローク長が距離Ｌ２から距離Ｌ１に減少させられる（図３参照）。これにより、各コンタクトプローブ２の半田部位６への再プロービングが完了する。このプロービング装置１Ａにおいても、上記したように、プロービング装置１と同様にして、再プロービング時における各コンタクトピン１３の先端部２１の半田部位６との接触条件（本例では圧力）を、最初のプロービング処理のときと再プロービングのときとで変化（相違）させることができ、このため、再プロービング時において、コンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善できる（両者間の接触抵抗を低減できる）可能性を高めることができる。また、各コンタクトプローブ２を半田部位６から一旦離反させた後にリトライ（再プロービング）する従来のプロービング方法およびプロービング装置とは異なり、コンタクトプローブ２の移動量を大幅に少なくすることができるため、コンタクトプローブ２を再プロービングするまでの時間を大幅に短縮することができる。

また、このプロービング装置１Ａでは、コンタクトプローブ２が複数取り付けられると共にスライド自在に構成された移動ヘッド４３と、この移動ヘッド４３をスライドさせる第１エアシリンダ４６と、移動ヘッド４３および第１エアシリンダ４６を同時にスライドさせる第２エアシリンダ４７とを備えて移動機構３Ａを構成したことにより、各ロッド４６ａ，４７ａの突出長が予め規定された第１エアシリンダ４６および第２エアシリンダ４７に対する制御を実行するだけで、再プロービング時における各コンタクトピン１３の先端部２１の半田部位６との接触条件（本例では圧力）を、最初のプロービング処理のときと再プロービングのときとで確実かつ容易に変化（相違）させることができる。したがって、再プロービング時において、コンタクトピン１３と半田部位６との接触状態を改善できる（両者間の接触抵抗を低減できる）可能性についても、確実かつ容易に高めることができる。

また、上記のプロービング方法およびプロービング装置１，１Ａ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。

１，１Ａ プロービング装置
２ コンタクトプローブ
３，３Ａ 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
４３ 移動ヘッド
４４ スライドガイド
４５ スライド台
４６ 第１エアシリンダ
４７ 第２エアシリンダ

Claims (4)

1. 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を前記プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の当該測定処理の前に、当該プロービング対象体と前記コンタクトピンの前記先端部との接触を維持した状態で、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとを当該コンタクトプローブの軸線方向に沿って相対的に離反させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を少なくするコンタクトプローブのプロービング方法。
2. 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における前記コンタクトピンの前記先端部を前記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を前記プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の当該測定処理の前に、当該プロービング対象体と当該コンタクトピンの前記先端部との接触を維持させた状態で、前記移動機構を制御して、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとを当該コンタクトプローブの軸線方向に沿って相対的に離反させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を少なくするプロービング装置。
3. 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における前記コンタクトピンの前記先端部を前記プロービング対象体に接触させる制御部とを備え、
   前記移動機構は、
   前記コンタクトプローブが複数取り付けられると共にスライド自在に構成された移動ヘッドと、
   当該移動ヘッドをスライドさせる第１エアシリンダと、
   前記移動ヘッドおよび前記第１エアシリンダを同時にスライドさせる第２エアシリンダとを備え、
   前記制御部は、前記第１エアシリンダおよび前記第２エアシリンダのうちの一方のエアシリンダに対する制御を実行して、前記移動ヘッドを前記プロービング対象体に接近させて当該移動ヘッドに取り付けられた前記各コンタクトプローブにおける前記コンタクトピンの前記先端部を当該プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の前記測定処理の前に、当該第１エアシリンダおよび当該第２エアシリンダのうちの他方のエアシリンダに対する制御を実行して、当該プロービング対象体と当該コンタクトピンの当該先端部との接触を維持させた状態で、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとをさらに接近させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を増加させるプロービング装置。
4. 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における前記コンタクトピンの前記先端部を前記プロービング対象体に接触させる制御部とを備え、
   前記移動機構は、
   前記コンタクトプローブが複数取り付けられると共にスライド自在に構成された移動ヘッドと、
   当該移動ヘッドをスライドさせる第１エアシリンダと、
   前記移動ヘッドおよび前記第１エアシリンダを同時にスライドさせる第２エアシリンダとを備え、
   前記制御部は、前記第１エアシリンダおよび前記第２エアシリンダのうちの一方のエアシリンダに対する制御を実行して、前記移動ヘッドを前記プロービング対象体に接近させて当該移動ヘッドに取り付けられた前記各コンタクトプローブにおける前記コンタクトピンの前記先端部を当該プロービング対象体に接触させて行う測定処理の後、再度の前記測定処理の前に、当該第１エアシリンダおよび当該第２エアシリンダのうちの他方のエアシリンダに対する制御を実行して、当該プロービング対象体と当該コンタクトピンの当該先端部との接触を維持させた状態で、当該プロービング対象体と当該コンタクトプローブとを離反させて、当該コンタクトピンの前記スリーブ内への押し込み量を減少させるプロービング装置。

Images