JP5477842B2 - 基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検査基板における検査点との関係でプローブ接触位置の検出機能を備える基板検査装置に関する技術である。

フライングプローブテスタを含む各種の基板検査装置は、定置させた被検査基板に対してコンタクトプローブを移動させて所定の検査点へと電気的に接触させることで、必要とする電気的特性（抵抗、絶縁、導通、静電容量等）の検査を行うことができるようにして形成されている。

ところで、基板検査装置を用いて検査を行う際には、例えばプリントパターンの収縮などにより被検査基板側に反りが生じていることが多く、このため、コンタクトプローブを予め設定されている押し込み量Ｚ分だけ押し込んでも検査点に接触させることができないこともある。

このような不都合を解消させる手法としては、検査点に接触するまで押し込み量Ｚを変えて接触するまでプロービングを繰り返したりすることも行われている。

しかし、このようにプロービングを繰り返す手法による場合には、検査に時間がかかったり、コンタクトプローブを必要以上に押し込んで該コンタクトプローブ自体が破損したり、被検査基板を破損させてしまうという問題があった。

このような問題を解決する従来技術としては、例えば下記特許文献１に開示されているプリント基板検査装置がある。

特許第３３６８１９２号公報

上記特許文献１の図６に開示されている検査手法によれば、反りを有する被検査基板の凸面側への検査は、静止状態にある検査開始前の待機位置から第１の駆動手段を介して検査直前のＺ方向位置へとコンタクトプローブを移動させることで開始される。

検査が開始されると、コンタクトプローブは、検査開始直前の位置から今回の検査点と向き合う位置へとＸ−Ｙ方向に移動させることで、まず、該検査点と対峙させる。

このようにしてコンタクトプローブを今回の検査点に対峙させた後は、該コンタクトプローブを第２の駆動手段を介してＺ方向位置へ進出させて今回の検査点に接触させ、必要な検査が行われる。

今回の検査点に対する検査を終了した後は、第２の駆動手段を介してコンタクトプローブを今回の検査点から離れたＺ方向位置へと後退させる。

しかる後、コンタクトプローブは、次順の検査点との対向位置であるＸ−Ｙ方向へと移動させた上で、第２の駆動手段を介してＺ方向位置へと進出させて検査点に接触させ、必要な検査が行われる。

このようにして全ての検査点に対するコンタクトプローブによる検査を終了した後は、第１の駆動手段を介して検査開始直前のＺ方向位置へとコンタクトプローブを後退させて検査工程の全てを終了する。

このため、上記検査手法によれば、検査開始後の各検査点に対するＺ方向位置でのコンタクトプローブの移動距離は、第１の駆動手段の移動量を含まない第２の駆動手段による移動量のみで足りることになり、それだけ検査時間を短縮することができる。

ところで、上記検査手法による場合は、検査開始後の各検査点に対するコンタクトプローブの接触を、第２の駆動手段の移動量のみで行わせることができる。

しかし、被検査基板が反っている場合には、今回の検査を終えた後に第２の駆動手段を介してコンタクトプローブをＺ方向位置へと後退させた上で、再度、次順の検査点へと第２の駆動手段を介してコンタクトプローブを進出させる際、その移動量を前回の移動量と同一に設定することができないことから、依然としてコンタクトプローブを検査点に十分に接触させることができなかったり、必要以上に押し込みすぎてコンタクトプローブ自体や被検査基板を破損してしまうなどの不都合があった。

本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、被検査基板の今回分の検査点のＺ方向位置情報を検査済みの検査点のＺ方向位置情報との関係で検知しながらコンタクトプローブを確実に接触させ、かつ、検査時間も短縮できる基板検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、Ｚ方向を軸方向とするコンタクトプローブを備えるプロービング装置と、今回検査分として定置される被検査基板との関係でプロービングに必要なＺ方向位置情報を検出するプロービング情報検出手段とを、Ｘ−Ｙ方向への移動が可能な平面位置決め装置に搭載させ、かつ、そのそれぞれをインターフェースを介して、前記被検査基板の検査必要情報を予め保持させてある記憶装置との間で前記検査必要情報の送受を可能に配置される中央処理手段に接続させるとともに、前記平面位置決め装置により前記被検査基板の各検査点との関係で前記コンタクトプローブのＸ−Ｙ方向が位置決めされる前記プロービング装置は、前記被検査基板の基準水平面との関係で予め定められている一定の条件を今回の検査点の位置が満たしていれば前記コンタクトプローブを今回の前記検査点に接触させ、前記一定の条件を今回の検査点の位置が満たしていなければ前記プロービング情報検出手段を介して今回の検査点についてのＺ方向位置情報を検出した上で前記コンタクトプローブを接触させ、
前記一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていれば、今回検査スタート時のＺ位置へと前記コンタクトプローブを移動させ、前記一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていなければ、予め設定されている離間位置へと前記コンタクトプローブを移動させるようにしたことを最も主要な特徴とする。

本発明における前記一定の条件には、検査順で直前直後の関係にある検査済みの検査点相互間のＸＹ距離が前記被検査基板の反りの程度との関係で定められた一定の距離よりも小さい場合や、検査順に並ぶ検査済みデータの直前直後に位置するそれぞれの検査点相互間のＸＹ距離が前記被検査基板の反りの程度との関係で定められた一定の距離よりも小さいものがあればこれを参照点として予め設定しておく場合や、ある一群の検査点を登録位置群として予め登録しておき、該登録位置群中の最初にプロービングされる検査点を基準点とするなかで、次順の検査点が前記基準点以外である場合や、ある一群の検査点を登録位置群として予め登録した上で、検査順に並ぶ検査データ中の最初に位置する検査点の検査データが基準点とし設定されている場合が含まれる。

本発明によれば、被検査基板の基準水平面との関係で予め定められている一定の条件を今回の検査点の位置が満たす場合にコンタクトプローブを今回の検査点に接触させ、一定の条件を今回の検査点の位置が満たさない場合に今回の検査点についてのＺ方向位置情報を検出した上でコンタクトプローブを接触させることができるので、コンタクトプローブ自体や被検査基板を破損させることなく各検査点に常に確実に接触させることができる。

また、本発明によれば、一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていれば、今回検査スタート時のＺ位置へとコンタクトプローブを移動させ、一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていなければ、予め設定されている離間位置へとコンタクトプローブを移動させるようにしているので、一定の条件を満たす限り各検査点に対しコンタクトプローブを短いストロークのもとで繰り返し接触させて検査時間をそれだけ短縮することができる。

本発明の構成例を示す機能ブロック図。 本発明において設定される一定の条件の第１のパターンを適用した場合のプロービング動作を示すフローチャート図。 本発明において設定される一定の条件の第２のパターンを適用した場合のプロービング動作を示すフローチャート図。 本発明において設定される一定の条件の第３のパターンを適用した場合のプロービング動作を示すフローチャート図。 本発明において設定される一定の条件の第４のパターンを適用した場合のプロービング動作を示すフローチャート図。

図１に示されているように、基板検査装置１１は、Ｚ方向を軸方向とするコンタクトプローブを備えるプロービング装置１６と、今回検査分として定置される被検査基板との関係でプロービングに必要なＺ方向位置情報を検出するプロービング情報検出手段１７とを、Ｘ−Ｙ方向への移動が可能な平面位置決め装置１５に搭載させ、かつ、そのそれぞれをインターフェース１４を介して、被検査基板Ｐの検査必要情報を予め保持させてある記憶装置１３との間で検査必要情報の送受を可能に配置される中央処理手段（ＣＰＵ）１２に接続させることで構成されている。

この場合、プロービング情報検出手段１７としては、基板表面検出センサ（例えば基板表面を測定するレーザ変位計等）や変位検出器（例えばプローブストロークを測定するレーザ変位計等）を好適に用いることができる。

また、記憶装置１３としては、被検査基板の各検査点に対する検査順、検査すべき電気的特性、例えば抵抗、絶縁、導通、静電容量等の検査項目、各検査点のＸ方向での位置であるＸ座標、各検査点のＹ方向での位置であるＹ座標、およびコンタクトプローブのＺ方向での位置であるＺ位置決め位置などを含む検査必要情報が読み出し・書き込みが可能に格納される内部メモリタイプのものや、ハードデスクなどの外部メモリタイプのものが用いられる。

平面位置決め装置１５により被検査基板の各検査点との関係でコンタクトプローブのＸ−Ｙ方向が位置決めされるプロービング装置１６は、被検査基板の基準水平面との関係で予め定められている一定の条件を今回の検査点の位置が満たしていればコンタクトプローブを今回の検査点に接触させ、一定の条件を今回の検査点の位置が満たしていなければプロービング情報検出手段１７を介して今回の検査点についてのＺ方向位置情報を検出した上でコンタクトプローブを接触させることができるように中央処理手段（ＣＰＵ）１２を介して駆動制御されている。

また、プロービング装置１６は、一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていれば、今回検査スタート時のＺ位置へとコンタクトプローブを移動させ、一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていなければ、予め設定されている離間位置（今回検査スタート時のＺ位置よりも検査点から引き離された設定位置）へとコンタクトプローブを移動させることができるように中央処理手段（ＣＰＵ）１２を介して駆動制御されている。

また、この場合における一定の条件については、４つのパターンを設定することができる。まず、一定の条件についての第１のパターンについて説明すれば、「検査順で直前直後の関係にある検査済みの検査点相互間のＸＹ距離が被検査基板の反りの程度との関係で定められた一定の距離Ｒよりも小さい」というのがその具体的な内容である。なお、本明細書におけるＸＹ距離＜一定の距離Ｒの関係式は、プリントパターンの収縮などにより被検査基板側に生ずる反りの程度がさほど大きなものではないとする経験則に基づいて設定される一定の距離ＲよりもＸＹ距離の方が小さければ、ほぼ基準水平面と同等と見なせることを前提としている。

図２は、一定の条件についての第１のパターンを適用した場合のコンタクトプローブのＺ方向での移動手順を示すものであり、検査が開始されると、まず、これまでの検査済みの検査点の中にＸＹ距離＜Ｒ（基準点）となるものがあるか否かがリアルタイムで判別される。

その際に、あると判別された場合には、そのときの基準点（Ａ点）と同じＺ方向位置まで、コンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行い、ないと判別された場合には、プロービング情報検出手段１７によりＺ方向位置情報を検出しながらコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行う。

このようにしてコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作をした後は、基準点（Ａ点）と次の検査点はＸＹ距離＜Ｒであるか否かが判別され、その際に、あると判別された場合には、検査開始時のＺ位置まで上昇して検査を終了し、ないと判別された場合には、設定高さまで上昇して検査を終了する。

また、一定の条件についての第２のパターンを説明すれば、「検査順に並ぶ検査済みデータの直前直後に位置するそれぞれの検査点相互間のＸＹ距離が被検査基板の反りの程度との関係で定められた一定の距離Ｒよりも小さいものがあればこれを参照点（Ａ点）として予め設定しておく」というのがその具体的な内容である。

図３は、一定の条件についての第２のパターンを適用した場合のコンタクトプローブのＺ方向での移動手順を示すものであり、まず、検査する順番に並んでいる予め取り込んでおいた検査データのうちで、これまでの検査が先の検査点の中に、ＸＹ距離＜Ｒとなるものがあれば予めその参照点（Ａ点）を決めておく。

検査が開始されると、参照点（Ａ点）が設定されているか否かが判別され、設定されていれば、そのときの参照点（Ａ点）と同じＺ方向位置まで、コンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行う。参照点（Ａ点）が設定されていなければ、被検査基板のＺ方向位置情報をプロービング情報検出手段１７で検出してからコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行うか、Ｚ方向位置情報を検出しながらコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行う。

このようにしてＺ軸でプローブ接触動作を行った後は、参照点（Ａ点）と次の検査点はＸＹ距離＜Ｒであるか否かが判別され、その際に、あると判別された場合には、検査開始時のＺ位置まで上昇して検査を終了し、ないと判別された場合には、設定高さまで上昇して検査を終了する。

さらに、一定の条件についての第３のパターンを説明すれば、「ある一群の検査点を登録位置群として予め登録しておき、該登録位置群中の最初にプロービングされる検査点を基準点（Ａ点）とするなかで、最初のプロービングではないこと、つまり次順の検査点が非基準点（非Ａ点）であること」というのがその具体的な内容である。

図４は、一定の条件についての第３のパターンを適用した場合のコンタクトプローブのＺ方向での移動手順を示すものであり、リアルタイムで登録される登録位置群は、例えば検査点のＸやＹの座標で格子状に検査群として登録するなど、ある群として登録される。

検査が開始されると、登録位置群で最初のプロービングでないか否かが判別され、最初のプロービングでないと判別された場合は、そのときの基準点（Ａ点）と同じＺ方向位置まで、コンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行い、最初のプロービングであると判別された場合は、被検査基板のＺ方向位置情報をプロービング情報検出手段１７で検出してからコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行うか、Ｚ方向位置情報をプロービング情報検出手段１７で検出しながらコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行う。

このようにしてＺ軸でプローブ接触動作を行った後は、基準点（Ａ点）と次の検査点はＸＹ距離＜Ｒであるか否かが判別され、その際に、あると判別された場合には、検査開始時のＺ位置まで上昇して検査を終了し、ないと判別された場合には、設定高さまで上昇して検査を終了する。

さらにまた、一定の条件についての第４のパターンを説明すれば、「ある一群の検査点を登録位置群として予め登録した上で、検査順に並ぶ検査データ中の最初に位置する検査点の検査データが参照点（Ａ点）とし設定されていること」というのがその具体的な内容である。

図５は、一定の条件についての第４のパターンを適用した場合のコンタクトプローブのＺ方向での移動手順を示すものであり、検査点をある群として登録してある登録位置群は、検査する順番に並んでいる検査データの検査群中で最初のものを参照点（Ａ点）として設定しておく。

検査が開始されると、参照点（Ａ点）が設定されているか否かが判別され、設定されていると判別された場合には、そのときの参照点（Ａ点）と同じＺ方向位置まで、コンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行い、設定されていないと判別された場合は、被検査基板のＺ方向位置情報をプロービング情報検出手段１７で検出してからコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行うか、Ｚ方向位置情報をプロービング情報検出手段１７で検出しながらコンタクトプローブ（Ｚ軸）でプローブ接触動作を行う。

このようにしてＺ軸でプローブ接触動作を行った後は、参照点（Ａ点）と次の検査点はＸＹ距離＜Ｒであるか否かが判別され、その際に、あると判別された場合には、検査開始時のＺ位置まで上昇して検査を終了し、ないと判別された場合には、設定高さまで上昇して検査を終了する。

このため、本発明によれば、予め定められている一定の条件を今回の検査点の位置が満たす場合にコンタクトプローブを今回の検査点に接触させ、一定の条件を満たさない場合に今回の検査点についてのＺ方向位置情報を検出した上でコンタクトプローブを接触させることができるので、コンタクトプローブ自体や被検査基板を破損させることなく各検査点に常に確実に接触させることができる。

また、本発明によれば、一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていれば、今回検査スタート時のＺ位置へとコンタクトプローブを移動させ、一定の条件を満たしていなければ、予め設定されている離間位置へとコンタクトプローブを移動させるようにしているので、一定の条件を満たす限り各検査点に対しコンタクトプローブを短いストロークのもとで繰り返し接触させて検査時間をそれだけ短縮することができることになる。

１１ 基板検査装置
１２ 中央処理手段（ＣＰＵ）
１３ 記憶装置
１４ インターフェース
１５ 平面位置決め装置
１６ プロービング装置
１７ プロービング情報検出手段

Claims (5)

1. Ｚ方向を軸方向とするコンタクトプローブを備えるプロービング装置と、今回検査分として定置される被検査基板との関係でプロービングに必要なＺ方向位置情報を検出するプロービング情報検出手段とを、Ｘ−Ｙ方向への移動が可能な平面位置決め装置に搭載させ、かつ、そのそれぞれをインターフェースを介して、前記被検査基板の検査必要情報を予め保持させてある記憶装置との間で前記検査必要情報の送受を可能に配置される中央処理手段に接続させるとともに、
   前記平面位置決め装置により前記被検査基板の各検査点との関係で前記コンタクトプローブのＸ−Ｙ方向が位置決めされる前記プロービング装置は、
   前記被検査基板の基準水平面との関係で予め定められている一定の条件を今回の検査点の位置が満たしていれば前記コンタクトプローブを今回の前記検査点に接触させ、前記一定の条件を今回の検査点の位置が満たしていなければ前記プロービング情報検出手段を介して今回の検査点についてのＺ方向位置情報を検出した上で前記コンタクトプローブを接触させ、
   前記一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていれば、今回検査スタート時のＺ位置へと前記コンタクトプローブを移動させ、前記一定の条件を次順の検査点の位置が満たしていなければ、予め設定されている離間位置へと前記コンタクトプローブを移動させるようにしたことを特徴とする基板検査装置。
2. 前記一定の条件は、検査順で直前直後の関係にある検査済みの検査点相互間のＸＹ距離が前記被検査基板の反りの程度との関係で定められた一定の距離よりも小さい場合である請求項１に記載の基板検査装置。
3. 前記一定の条件は、検査順に並ぶ検査済みデータの直前直後に位置するそれぞれの検査点相互間のＸＹ距離が前記被検査基板の反りの程度との関係で定められた一定の距離よりも小さいものがあればこれを参照点として予め設定しておく場合である請求項１に記載の基板検査装置。
4. 前記一定の条件は、ある一群の検査点を登録位置群として予め登録しておき、該登録位置群中の最初にプロービングされる検査点を基準点とするなかで、次順の検査点が前記基準点以外である場合である請求項１に記載の基板検査装置。
5. 前記一定の条件は、ある一群の検査点を登録位置群として予め登録した上で、検査順に並ぶ検査データ中の最初に位置する検査点の検査データが基準点とし設定されている場合である請求項１に記載の基板検査装置。

Images