JP5562608B2

JP5562608B2 - プローブ装置、測定装置および検査装置

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Publication number: JP5562608B2
Application number: JP2009238929A
Authority: JP
Inventors: 義典佐藤
Original assignee: Hioki EE Corp
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Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2029-10-16
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Description

本発明は、プロービング対象体に蓄積されている電荷をプローブピンを介して放電する放電部と、プローブピンを移動させるプローブ移動機構とを備えたプローブ装置、そのプローブ装置を備えた測定装置、およびその測定装置を備えた検査装置に関するものである。

この種のプローブ装置を備えた測定装置として、特開平１０−１４２２７１号公報において出願人が開示したインサーキットテスタ（同公報の図４に開示したインサーキットテスタ）が知られている。このインサーキットテスタは、交流電圧源および交流電流計を有する計測部、被検査回路基板の各パターンにそれぞれ接触させられる複数のプローブピン、並びに各プローブピンと計測部とを接断するスキャナを備えて、各パターンについての静電容量を測定可能に構成されている。このインサーキットテスタを用いて上記の静電容量を測定する際には、共通電極の上に絶縁シートを載置し、その上に被検査回路基板を載置する。次いで、被検査回路基板の各パターンに各プローブピンをそれぞれ接触させる。続いて、スキャナによって各プローブピンの１つと計測部とを接続し、次いで、計測部の交流電圧源から出力される高位電圧をそのプローブピンを介してパターンに印加すると共に共通電極に低位電圧を印加する。続いて、パターンに流れる電流をプローブピンを介して入力し、交流電流計によってその電流値を測定する。次いで、交流電圧源から出力されるの電圧の電圧値と測定された電流値とに基づいてパターンと共通電極との間の静電容量を算出する。

一方、この種の測定装置では、パターンに電圧を印加した際に被検査回路基板のパターンに蓄積された電荷が次のパターンについての静電容量の測定に影響を与えることがある。このため、この種の測定装置には、一般的に、静電容量の測定前または測定後（パターンに対する電圧の印加の前または後）において被検査回路基板のパターンに蓄積された電荷をパターンに接触させたプローブピンを介して放電（ディスチャージ）する放電部が備えられている。この場合、出願人が開示している上記のインサーキットテスタでは、プローブピンとグランド電位とを接断する放電用のスイッチが設けられており、このスイッチを作動させることで上記した電荷を放電可能に構成されている。

特開平１０−１４２２７１号公報（第３−４頁、第４図）

ところが、上記のインサーキットテスタには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、上記のインサーキットテスタでは、放電用のスイッチを動作させることで被検査回路基板のパターンに蓄積された電荷を放電している。しかしながら、このインサーキットテスタでは、静電容量の測定前または測定後にスイッチ動作を行う必要があるため、例えば、数多くのパターンについての静電容量を測定する際には、スイッチ動作の回数も多くなり、その分、測定時間が長くなるという課題が存在する。また、このインサーキットテスタでは、放電用のスイッチを含む放電用の専用の回路が必要なため、その分、回路構成が複雑となるという課題も存在する。さらに、このインサーキットテスタでは、プローブピンとグランド電位とを接続する際（放電用のスイッチのオン動作時）に発生するスパークなどによって放電用のスイッチが動作不良を起こすおそれがあるという課題も存在する。

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、測定時間の短縮、回路構成の簡素化、および動作不良の発生の低減を実現し得るプローブ装置、測定装置および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記載のプローブ装置は、プロービング対象体に接触させられるプローブピンと、前記プロービング対象体に蓄積されている電荷を前記プローブピンを介して放電する放電処理を行う放電部と、前記プローブピンを移動させるプローブ移動機構とを備えたプローブ装置であって、前記放電部は、前記プローブピンの基端部に配設されて当該プローブピンに電気的に接続されると共に当該プローブピンよりも大径に形成された基端部側電極と、前記プローブピンにおける前記基端部および先端部の間の中間部を取り囲んで前記基端部側電極に基端部の端面が対向する状態で当該プローブピンの軸線に沿って移動可能に配設されると共に当該中間部に対して絶縁され、かつ基準電位に接続される導電性を有する筒状体と、初期状態において前記筒状体の前記基端部の前記端面が前記基端部側電極に接触するように当該筒状体を付勢し、かつ当該筒状体、前記プローブピンおよび当該基端部側電極に対して絶縁された付勢部材と、前記初期状態において前記筒状体の先端部から離間して前記筒状体の先端部の端面に対向するように前記プローブピンの前記先端部に配設されて当該プローブピンに電気的に接続される先端部側電極とを備えて構成され、前記プローブ移動機構は、前記初期状態の前記筒状体を前記プロービング対象体に向けて移動させて当該プロービング対象体に前記プローブピンを接触させるプロービング処理と、前記プロービング対象体に前記プローブピンを接触させている状態において前記付勢部材の付勢力に抗して前記筒状体を当該プロービング対象体に向けてさらに移動させて当該筒状体の前記基端部を前記基端部側電極から離反させる離反処理と、当該離反処理に続いて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記筒状体を前記プロービング対象体に向けてさらに移動させて前記先端部側電極に当該筒状体における前記先端部の前記端面を接触させる接触処理とを一挙動で実行可能に構成されている。

また、請求項２記載の測定装置は、請求項１記載のプローブ装置と、前記プローブピンを介して入力した電気信号に基づいて前記プロービング対象体についての電気的物理量を測定する測定部とを備え、前記測定部は、前記プローブピンが前記筒状体を介して前記基準電位に接続されていない状態において前記電気的物理量を測定する。

また、請求項３記載の検査装置は、請求項２記載の測定装置と、当該測定装置によって測定された前記電気的物理量に基づいて前記プロービング対象体を検査する検査部とを備えている検査装置。

請求項１記載のプローブ装置、請求項２記載の測定装置、および請求項３記載の検査装置では、プローブ移動機構が、筒状体の基端部と基端部側電極との接触状態において筒状体をプロービング対象体に向けて移動させてプロービング対象体にプローブピンを接触させるプロービング処理と、プロービング対象体にプローブピンを接触させている状態において付勢部材の付勢力に抗して筒状体をプロービング対象体に向けてさらに移動させて筒状体の基端部を基端部側電極から離反させる離反処理とを実行可能に構成されている。このため、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、プロービング処理の実行によってプローブピン、基端部側電極および筒状体を介してプロービング対象体に蓄積されている電荷を確実に放電させることができると共に、それに続いて離反処理を実行させることで、プロービング対象体についての電気的物理量の測定が可能な状態とさせることができる。

したがって、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、放電用のスイッチによって蓄積された電荷を放電する構成とは異なり、電気的物理量の測定前または測定後におけるスイッチ動作が不要なため、数多くのプロービング対象体についての電気的物理量を測定する際においても、スイッチ動作に要する時間分だけ測定時間を十分に短縮することができる。また、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、基端部側電極および筒状体を備えて筒状体を基準電位に接続するだけの簡易な構成で、かつ放電用のスイッチを含む放電用の専用の回路が不要となるため、その分、回路構成を十分に簡素化することができる。

さらに、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、基端部側電極と筒状体の基端部とが面的に接触するように構成することで、両者の接触面積を十分に大きくすることができるため、放電時におけるスパークの発生を低く抑えることができる結果、スパークの発生に起因する動作不良を十分に低減することができる。また、このプローブ装置、測定装置および検査装置では、基準電位に接続された筒状体がプローブピンの中間部を取り囲んで構成されているため、筒状体がシールドとして機能して測定時におけるノイズの影響を低減することができる結果、安定した測定を実現することができる。

また、このプローブ装置、測定装置および検査装置では、プローブ移動機構が、付勢部材の付勢力に抗して筒状体をプロービング対象体に向けてさらに移動させて先端部側電極に筒状体の先端部を接触させる接触処理を離反処理に続いて実行可能に構成されている。このため、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、接触処理の実行によってプローブピン、先端部側電極および筒状体を介して電気的物理量の測定後にプロービング対象体に蓄積されている電荷を確実に放電させることができる。

また、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、プローブ移動機構がプロービング処理の実行後に離反処理および接触処理を続いて実行する。このため、プローブ移動機構による筒状体の移動を途中で停止させることなく、プロービング処理、離反処理および接触処理を一挙動で行うことができ、これによって電気的物理量の測定前における放電処理、電気的物理量の測定、および電気的物理量の測定後における放電処理の３つの処理を連続的に実行させることができる。したがって、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、プロービング処理の実行後に筒状体の移動を停止させたり、離反処理の実行後に筒状体を停止させたりする制御が不要なため、プローブ移動機構に対する制御を容易に行うことができる。

また、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、プローブ移動機構がプロービング処理の実行後に離反処理および接触処理を続いて実行するため、プロービング対象体に対してプローブピンを押し付けた状態を維持しつつ、電気的物理量の測定およびその測定直後の２回目の放電処理を実行させることができる。したがって、このプローブ装置、測定装置および検査装置によれば、プロービング対象体とプローブピンの先端とを確実に接触させることができる結果、電気的物理量の測定を正確に行うことができると共に、測定直後においてプロービング対象体に蓄積されている電荷の放電を確実に行うことができる。

検査装置１の構成を示す構成図である。プローブピン２１、基端部側電極２２ａ、先端部側電極２２ｂ、筒状体２３、およびスプリング２４の構成を示す構成図である。検査装置１の動作を説明する第１の説明図である。検査装置１の動作を説明する第２の説明図である。

以下、プローブ装置、測定装置および検査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、検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す検査装置１は、同図に示す回路基板１００における複数の導体パターン１０１（プロービング対象体の一例であって、同図では２つの導体パターン１０１のみを図示している）のうちの任意の２つの導体パターン１０１の間の静電容量Ｃｍ（電気的物理量の一例）を測定すると共に、その静電容量Ｃｍに基づいて回路基板１００の良否を検査可能に構成されている。具体的には、検査装置１は、図１に示すように、基板保持部１１、プローブ装置１２ａ、プローブ装置１２ｂ（以下、プローブ装置１２ａ，１２ｂを区別しないときには「プローブ装置１２」ともいう）、測定用信号生成部１３、測定部１４および制御部１５を備えて構成されている。なお、検査装置１を構成する各構成要素のうちの、検査機能を除く各機能を有する構成要素によって測定装置が構成される。具体的には、測定装置は、基板保持部１１、プローブ装置１２、測定用信号生成部１３、測定部１４、並びに制御部１５のうちのプローブ装置１２、測定用信号生成部１３および測定部１４を制御する機能を有する部分によって構成される。

基板保持部１１は、保持板と、保持板に取り付けられて回路基板１００の端部を挟み込んで固定するクランプ機構（いずれも図示せず）とを備えて、回路基板１００を保持可能に構成されている。

プローブ装置１２ａ，１２ｂは、図２に示すように、プローブピン２１、基端部側電極２２ａ、先端部側電極２２ｂ（以下、基端部側電極２２ａおよび先端部側電極２２ｂを区別しないときには、「電極２２」ともいう）、筒状体２３、スプリング２４およびプローブ移動機構２５（図１参照）をそれぞれ備えて構成されている。なお、電極２２、筒状体２３、およびスプリング２４によって放電部が構成される。

プローブピン２１は、図２に示すように、導電性を有する材料（例えば金属）によって断面が円形で先端が鋭利に形成されている。また、プローブピン２１は、基端部３１と先端部３２との間の中間部３３の表面に非導電性を有する絶縁層（図示せず）が形成されることにより、中間部３３の表面が非導電性を有して構成されている。また、プローブピン２１は、図外の導線を介して測定用信号生成部１３および測定部１４に接続されている。また、プローブピン２１は、図２に示すように、検査処理の実行時において導体パターン１０１にプロービング（接触）させられる。

基端部側電極２２ａは、図２に示すように、導電性を有する材料によってプローブピン２１よりも大径の円板状に形成されている。また、基端部側電極２２ａは、プローブピン２１の基端部３１に配設されてプローブピン２１に電気的に接続されている。

先端部側電極２２ｂは、図２に示すように、導電性を有する材料によってプローブピン２１よりも大径（この例では、基端部側電極２２ａと同じ直径）の円板状に形成されている。また、先端部側電極２２ｂは、プローブピン２１の先端部３２に配設されてプローブピン２１に電気的に接続されている。また、先端部側電極２２ｂには、スプリング２４の先端部を嵌め込ませる凹部４１が形成されている。

筒状体２３は、図２に示すように、導電性を有する材料によって外形が電極２２よりも小径の円筒状（筒状の一例）に形成されている。また、筒状体２３の基端部５１は、後述するプロービング処理の際に基端部側電極２２ａに対して面的に接触するようにその端面が平面的に形成され、筒状体２３の先端部５２は、後述する接触処理の際に先端部側電極２２ｂに対して面的に接触するようにその端面が平面的に形成されている。また、筒状体２３の内側には、プローブピン２１の中間部３３を挿通させる小径の挿通孔５３、およびスプリング２４の基端部側を収容し挿通孔５３よりも大径に形成されたスプリング収容部５４が形成されている。この場合、挿通孔５３の内径およびスプリング収容部５４の内径は、いずれも電極２２の外形よりも小径に規定されている。また、筒状体２３は、プローブピン２１の中間部３３を取り囲んだ状態（中間部３３を挿通孔５３およびスプリング収容部５４に挿通させた状態）でプローブピン２１の軸線に沿って移動可能に配設されている。また、筒状体２３は、プローブピン２１の中間部３３の表面に形成されている絶縁層によってプローブピン２１に対して絶縁されている。さらに、筒状体２３は、図外の導線を介してグランド電位（基準電位）に接続されている。

スプリング２４は、付勢部材の一例であって、図２に示すように、先端部が先端部側電極２２ｂの凹部４１に嵌め込まれると共に、基端部側が筒状体２３のスプリング収容部５４に収容されて、筒状体２３の基端部５１が基端部側電極２２ａに接触するように（同図における上方向に向けて）筒状体２３を付勢する。また、スプリング２４は、表面に非導電性を有する絶縁層（図示せず）が形成されており、筒状体２３、プローブピン２１および先端部側電極２２ｂに対して絶縁されている。なお、以下の説明において、プローブピン２１、基端部側電極２２ａ、先端部側電極２２ｂ、筒状体２３およびスプリング２４で構成される構成部品を「コンタクトプローブ７１」ともいう。

プローブ移動機構２５は、プローブピン２１をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動可能に構成されて、制御部１５の制御に従って回路基板１００の導体パターン１０１にプローブピン２１の先端を接触（プロービング）させるプロービング処理を実行する。具体的には、プローブ移動機構２５は、図１に示すように、スプリング２４の付勢力によって筒状体２３の基端部５１が基端部側電極２２ａに接触している状態（以下、この状態を「初期状態」ともいう）のコンタクトプローブ７１における筒状体２３をアーム６１で保持し、回路基板１００の表面に沿った方向（Ｘ−Ｙ方向）、および回路基板１００に対して近接する向き（Ｚ方向）にコンタクトプローブ７１を移動させてプロービング処理を実行する。

また、プローブ移動機構２５は、回路基板１００の導体パターン１０１にプローブピン２１の先端を接触させている状態において、スプリング２４による付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１（プローブピン２１の先端部３２）に向けて（図２における矢印Ａの向きに）移動させ、これによって筒状体２３の基端部５１を基端部側電極２２ａから離反させる離反処理を実行する。さらに、プローブ移動機構２５は、離反処理に連続して（続いて）、スプリング２４による付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１（プローブピン２１の先端部３２）に向けてさらに移動させて先端部側電極２２ｂに筒状体２３の先端部５２を接触させる接触処理を実行する。

この場合、上記したように、筒状体２３がグランド電位に接続されている。また、初期状態では、基端部側電極２２ａと筒状体２３の基端部５１とが接触している。したがって、初期状態では、基端部側電極２２ａに電気的に接続されているプローブピン２１が基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介してグランド電位に接続されている。このため、このプローブ装置１２では、プローブ移動機構２５がプロービング処理を実行することで、回路基板１００の導体パターン１０１に電荷が蓄積されているときには、プローブピン２１、基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介してその電荷が放電（ディスチャージ）される放電処理が静電容量Ｃｍの測定前に行われる。

また、このプローブ装置１２では、プローブ移動機構２５が静電容量Ｃｍの測定前の放電処理を行った後にプローブ移動機構２５が離反処理を実行することで、筒状体２３の基端部５１が基端部側電極２２ａから離反させられて、静電容量Ｃｍの測定が可能な状態となる。さらに、このプローブ装置１２では、静電容量Ｃｍの測定後に接触処理を実行することで、筒状体２３の基端部５１が基端部側電極２２ａから離反させられた状態から、筒状体２３の先端部５２が先端部側電極２２ｂに接触させられた状態に移行する。このため、先端部側電極２２ｂに電気的に接続されているプローブピン２１が先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を介してグランド電位に接続され、測定直後の時点で回路基板１００の導体パターン１０１に電荷が蓄積されているときには、プローブピン２１、先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を介してその電荷が放電される放電処理が静電容量Ｃｍの測定直後に行われる。

測定用信号生成部１３は、制御部１５の制御に従って測定用電流Ｉｔ（一例として、交流定電流）を出力する。測定部１４は、制御部１５の制御に従い、各プローブピン２１を介して測定用電流Ｉｔが供給されている２つの導体パターン１０１の間の電圧Ｖｍ（電気信号の一例）を入力して、その電圧値、測定用電流Ｉｔの電流値、並びにその電圧および電流の位相差に基づいて２つの導体パターン１０１の間の静電容量Ｃｍを測定する。

制御部１５は、図外の操作部から出力される操作信号に従って検査装置１を構成する各構成要素を制御する。具体的には、制御部１５は、プローブ装置１２のプローブ移動機構２５によるプロービング処理、離反処理および接触処理を制御する。また、制御部１５は、測定用信号生成部１３による測定用電流Ｉｔの出力を制御する。

さらに、制御部１５は、測定部１４による静電容量Ｃｍの測定を制御すると共に、測定部１４によって測定された静電容量Ｃｍに基づいて導体パターン１０１の良否を検査する。この場合、制御部１５は、両電極２２と筒状体２３との離反状態において、つまりプローブピン２１が筒状体２３を介してグランド電位（基準電位）に接続されていない状態において静電容量Ｃｍを測定するように測定部１４を制御する。

次に、検査装置１を用いて回路基板１００における各導体パターン１０１の間の静電容量Ｃｍを測定すると共に、測定した静電容量Ｃｍに基づいて導体パターン１０１の良否検査を行う際の検査装置１の動作について、図面を参照して説明する。

まず、検査対象の回路基板１００を基板保持部１１における保持板（図示せず）に載置し、次いで、基板保持部１１のクランプ機構（図示せず）で回路基板１００の端部を挟み込んで固定することにより、回路基板１００を基板保持部１１に保持させる。続いて、図外の操作部を用いて検査開始操作を行う。この際に、制御部１５が、操作部から出力された操作信号に従い、検査処理を実行する。この検査処理では、制御部１５は、回路基板１００に形成されている各導体パターン１０１の中から２つの導体パターン１０１を選択する。次いで、制御部１５は、プローブ装置１２ａ，１２ｂの各プローブ移動機構２５を制御して、導体パターン１０１に対するプロービング処理を実行させる。

このプロービング処理では、プローブ移動機構２５は、図１に示すように、初期状態のコンタクトプローブ７１における筒状体２３をアーム６１で保持し、導体パターン１０１の上方に筒状体２３を移動させる。次いで、プローブ移動機構２５は、図２に示すように、筒状体２３（コンタクトプローブ７１）を導体パターン１０１に向けて移動（降下）させて、プローブピン２１の先端を導体パターン１０１に接触（プロービング）させる。

この状態では、図２に示すように、基端部側電極２２ａと筒状体２３の基端部５１とが接触（両者が面的に接触）しているため、基端部側電極２２ａに電気的に接続されているプローブピン２１が基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介して、筒状体２３に接続されているグランド電位に接続されている。このため、回路基板１００の導体パターン１０１に電荷が蓄積されているときには、プローブピン２１、基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介してその電荷が放電される放電処理が、プローブピン２１の先端が導体パターン１０１に接触した時点で（つまり、静電容量Ｃｍの測定前に）行われる。

次いで、制御部１５は、上記したプロービング処理に連続して（導体パターン１０１に向けての筒状体２３の移動を停止させることなく）、各プローブ移動機構２５に対して離反処理を実行させる。この離反処理では、プローブ移動機構２５は、図２に示すように、導体パターン１０１にプローブピン２１の先端を接触させている状態を維持しつつ、スプリング２４による付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１（プローブピン２１の先端部３２）に向けて（同図における矢印Ａの向きに）移動させる。

次いで、筒状体２３の移動に伴って筒状体２３の基端部５１が基端部側電極２２ａから離反したときには、図３に示すように、基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介してのプローブピン２１とグランド電位との接続が解除される。続いて、制御部１５は、測定用信号生成部１３を制御して測定用電流Ｉｔを出力させる。この際に、測定用信号生成部１３から出力された測定用電流Ｉｔが、各プローブピン２１，２１を介して各導体パターン１０１，１０１に供給される。

次いで、制御部１５は、測定部１４を制御して、静電容量Ｃｍの測定を実行させる。この際に、測定部１４は、測定用電流Ｉｔの供給によって生じる導体パターン１０１，１０１の間の電圧Ｖｍをプローブピン２１，２１を介して入力して、その電圧値、測定用電流Ｉｔの電流値、並びにその電圧および電流の位相差に基づいて導体パターン１０１，１０１の間の静電容量Ｃｍを測定する。

次いで、制御部１５は、測定用信号生成部１３を制御して測定用電流Ｉｔの出力を停止させると共に、測定部１４によって測定された静電容量Ｃｍの値と基準値とを比較することによって導体パターン１０１，１０１の良否を検査する。

続いて、制御部１５は、離反処理に連続して（導体パターン１０１に向けての筒状体２３の移動を停止させることなく）、プローブ移動機構２５に対して接触処理を実行させる。この接触処理では、プローブ移動機構２５は、スプリング２４による付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１（プローブピン２１の先端部３２）に向けて（同図における矢印Ａの向きに）さらに移動させる。

次いで、図４に示すように、筒状体２３の移動に伴って筒状体２３の先端部５２が先端部側電極２２ｂに接触（両者が面的に接触）したときには、制御部１５は、プローブ移動機構２５を制御して、筒状体２３の移動を停止させる。この際に、先端部側電極２２ｂに電気的に接続されているプローブピン２１が先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を介して、筒状体２３に接続されているグランド電位に接続される。このため、この時点で回路基板１００の導体パターン１０１に電荷が蓄積されているときには、プローブピン２１、先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を介してその電荷が放電される放電処理が、先端部側電極２２ｂと筒状体２３の先端部５２との接触時点で（つまり、静電容量Ｃｍの測定後に）行われる。

このプローブ装置１２では、上記したように、プローブ移動機構２５が筒状体２３の基端部５１と基端部側電極２２ａとの接触状態において筒状体２３を回路基板１００の導体パターン１０１に向けて移動させて導体パターン１０１にプローブピン２１を接触させるプロービング処理と、導体パターン１０１にプローブピン２１を接触させている状態においてスプリング２４の付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１に向けてさらに移動させて筒状体２３の基端部５１を基端部側電極２２ａから離反させる離反処理とを実行する。

このため、プローブ装置１２では、プロービング処理の実行によってプローブピン２１、基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介して導体パターン１０１に蓄積されている電荷が放電されると共に、それに続いて離反処理を実行させることで、導体パターン１０１についての静電容量Ｃｍの測定が可能な状態となる。したがって、このプローブ装置１２では、放電用のスイッチによって蓄積された電荷を放電する構成とは異なり、静電容量Ｃｍの測定前または測定後におけるスイッチ動作が不要なため、数多くの導体パターン１０１についての静電容量Ｃｍを測定する際においても、スイッチ動作に要する時間分だけ測定時間を十分に短縮することが可能となる。また、このプローブ装置１２では、電極２２および筒状体２３を備えて筒状体２３をグランド電位に接続するだけの簡易な構成であり、かつ放電用のスイッチを含む放電用の専用の回路が不要となるため、その分、回路構成を簡素化することが可能となっている。

さらに、このプローブ装置１２では、基端部側電極２２ａと筒状体２３の基端部５１とが面的に接触するように構成することで、両者の接触面積を十分に大きくすることができ、また、先端部側電極２２ｂと筒状体２３の先端部５２とが面的に接触するように構成することで、両者の接触面積を十分に大きくすることができるため、放電時におけるスパークの発生を低く抑えることができる結果、スパークの発生に起因する動作不良を十分に低減することが可能となっている。

また、このプローブ装置１２では、プローブ移動機構２５が、スプリング２４の付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１に向けてさらに移動させて先端部側電極２２ｂに筒状体２３の先端部５２を接触させる接触処理を離反処理に連続して実行する。このため、このプローブ装置１２では、接触処理の実行によってプローブピン２１、先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を介して静電容量Ｃｍの測定後に導体パターン１０１に蓄積されている電荷が放電される。

また、このプローブ装置１２では、プローブ移動機構２５がプロービング処理の実行後に離反処理および接触処理を連続して実行するため、プローブ移動機構２５による筒状体２３の移動を途中で停止させることなく、プロービング処理、離反処理および接触処理を一挙動で行うことができ、これによって静電容量Ｃｍの測定前における放電処理、静電容量Ｃｍの測定、および静電容量Ｃｍの測定後における放電処理の３つの処理が連続的に実行される。

このため、このプローブ装置１２では、プロービング処理の実行後に筒状体２３の移動を停止させたり、離反処理の実行後に筒状体２３を停止させたりする制御が不要なため、プローブ移動機構２５に対する制御が容易となっている。また、このプローブ装置１２では、プローブ移動機構２５がプロービング処理の実行後に離反処理および接触処理を連続して実行するため、導体パターン１０１に対してプローブピン２１を押し付けた状態を維持しつつ、静電容量Ｃｍの測定およびその測定直後の２回目の放電処理が実行される。このため、導体パターン１０１とプローブピン２１の先端とが確実に接触される結果、静電容量Ｃｍの測定が正確に行われる共に、測定直後において導体パターン１０１に蓄積されている電荷が確実に放電される。

次いで、制御部１５は、新たに２つの導体パターン１０１を選択して、プローブ移動機構２５、測定用信号生成部１３および測定部１４を制御して上記した各処理を実行させる。続いて、制御部１５は、測定部１４によって測定された静電容量Ｃｍに基づき、新たに選択した導体パターン１０１，１０１の良否を検査する。以後、制御部１５は、同様の制御および処理を実行する。

このように、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１では、プローブ移動機構２５が、筒状体２３の基端部５１と基端部側電極２２ａとの接触状態において筒状体２３を回路基板１００の導体パターン１０１に向けて移動させて導体パターン１０１にプローブピン２１を接触させるプロービング処理と、導体パターン１０１にプローブピン２１を接触させている状態においてスプリング２４の付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１に向けてさらに移動させて筒状体２３の基端部５１を基端部側電極２２ａから離反させる離反処理とを実行可能に構成されている。このため、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、プロービング処理の実行によってプローブピン２１、基端部側電極２２ａおよび筒状体２３を介して導体パターン１０１に蓄積されている電荷を確実に放電させることができると共に、それに続いて離反処理を実行させることで、導体パターン１０１についての静電容量Ｃｍの測定が可能な状態とさせることができる。

したがって、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、放電用のスイッチによって蓄積された電荷を放電する構成とは異なり、静電容量Ｃｍの測定前または測定後におけるスイッチ動作が不要なため、数多くの導体パターン１０１についての静電容量Ｃｍを測定する際においても、スイッチ動作に要する時間分だけ測定時間を十分に短縮することができる。また、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、基端部側電極２２ａ、先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を備えて筒状体２３をグランド電位に接続するだけの簡易な構成で、かつ放電用のスイッチを含む放電用の専用の回路が不要となるため、その分、回路構成を十分に簡素化することができる。

さらに、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、基端部側電極２２ａと筒状体２３の基端部５１とが面的に接触するように構成することで、両者の接触面積を十分に大きくすることができ、また、先端部側電極２２ｂと筒状体２３の先端部５２とが面的に接触するように構成することで、両者の接触面積を十分に大きくすることができるため、放電時におけるスパークの発生を低く抑えることができる結果、スパークの発生に起因する動作不良を十分に低減することができる。また、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１では、グランド電位に接続された筒状体２３がプローブピン２１の中間部３３を取り囲んで構成されているため、筒状体２３がシールドとして機能して測定時におけるノイズの影響を低減することができる結果、安定した測定を実現することができる。

また、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１では、プローブ移動機構２５が、スプリング２４の付勢力に抗して筒状体２３を導体パターン１０１に向けてさらに移動させて先端部側電極２２ｂに筒状体２３の先端部５２を接触させる接触処理を離反処理に連続して実行可能に構成されている。このため、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、接触処理の実行によってプローブピン２１、先端部側電極２２ｂおよび筒状体２３を介して静電容量Ｃｍの測定後に導体パターン１０１に蓄積されている電荷を確実に放電させることができる。

また、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、プローブ移動機構２５がプロービング処理の実行後に離反処理および接触処理を連続して実行する。このため、プローブ移動機構２５による筒状体２３の移動を途中で停止させることなく、プロービング処理、離反処理および接触処理を一挙動で行うことができ、これによって静電容量Ｃｍの測定前における放電処理、静電容量Ｃｍの測定、および静電容量Ｃｍの測定後における放電処理の３つの処理を連続的に実行させることができる。したがって、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、プロービング処理の実行後に筒状体２３の移動を停止させたり、離反処理の実行後に筒状体２３を停止させたりする制御が不要なため、プローブ移動機構２５に対する制御を容易に行うことができる。

また、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、プローブ移動機構２５がプロービング処理の実行後に離反処理および接触処理を続いて実行するため、導体パターン１０１に対してプローブピン２１を押し付けた状態を維持しつつ、静電容量Ｃｍの測定およびその測定直後の２回目の放電処理を実行させることができる。したがって、このプローブ装置１２、測定装置および検査装置１によれば、導体パターン１０１とプローブピン２１の先端とを確実に接触させることができる結果、静電容量Ｃｍの測定を正確に行うことができると共に、測定直後において導体パターン１０１に蓄積されている電荷の放電を確実に行うことができる。

なお、プローブ移動機構２５に対して、筒状体２３の移動を途中で停止することなく、プロービング処理、離反処理および接触処理を連続して実行させる構成例について上記したが、プロービング処理と離反処理との間や、離反処理と接触処理との間で筒状体２３の移動を一時的に停止させる構成を採用することもできる。この場合、離反処理と接触処理との間で筒状体２３の移動を一時的に停止させて、停止させている状態において、静電容量Ｃｍを測定する測定処理を実行する構成を採用することもできる。

また、プローブピン２１の基端部３１に基端部側電極２２ａを配設すると共に、プローブピン２１の先端部３２に先端部側電極２２ｂを配設した例について上記したが、プローブピン２１の基端部３１にのみ基端部側電極２２ａを配設した構成を採用することもできる。この構成では、先端部側電極２２ｂに代えて、例えば先端部側電極２２ｂと同様の形状に形成した非導電性を有する絶縁板をプローブピン２１の先端部３２に配設する。このように構成したコンタクトプローブ７１を用いたときには、離反処理を実行して静電容量Ｃｍを測定した後に、スプリング２４の付勢力によって筒状体２３を上方に移動させて筒状体２３の基端部５１を基端部側電極２２ａに接触させることで、静電容量Ｃｍの測定後における放電処理を行うことができる。

また、電気的物理量としての静電容量Ｃｍを測定する構成について上記したが、電圧や電流などの他の電気的物理量を測定する際に用いるプローブ装置１２や測定装置に適用することもできる。また、２つのコンタクトプローブ７１を備えて、２つのプローブ移動機構２５が各コンタクトプローブ７１に対して個別にプロービング処理および移動処理を実行する構成例について上記したが、回路基板１００の各導体パターン１０１の形状や配設位置などに応じた配列パターンで複数のコンタクトプローブ７１を配列した治具型の構成部品と、１つのプローブ移動機構２５とを備え、検査処理の実行時において各コンタクトプローブ７１のプローブピン２１を各導体パターン１０１に一度に接触（プロービング）させるプロービング処理を実行すると共に、１つのプローブ移動機構２５がその治具型の構成部品における各コンタクトプローブ７１の筒状体２３を一度に移動させる離反処理や接触処理を実行する構成を採用することもできる。

１検査装置
１２プローブ装置
１２ａ，１２ｂプローブ装置
１４測定部
２１プローブピン
２２電極
２２ａ基端部側電極
２２ｂ先端部側電極
２３筒状体
２４スプリング
２５プローブ移動機構
３１基端部
３２先端部
３３中間部
５１基端部
５２先端部
１００回路基板
１０１導体パターン
Ｃｍ静電容量
Ｉｔ測定用電流
Ｖｍ電圧

Claims

プロービング対象体に接触させられるプローブピンと、前記プロービング対象体に蓄積されている電荷を前記プローブピンを介して放電する放電処理を行う放電部と、前記プローブピンを移動させるプローブ移動機構とを備えたプローブ装置であって、
前記放電部は、前記プローブピンの基端部に配設されて当該プローブピンに電気的に接続されると共に当該プローブピンよりも大径に形成された基端部側電極と、前記プローブピンにおける前記基端部および先端部の間の中間部を取り囲んで前記基端部側電極に基端部の端面が対向する状態で当該プローブピンの軸線に沿って移動可能に配設されると共に当該中間部に対して絶縁され、かつ基準電位に接続される導電性を有する筒状体と、初期状態において前記筒状体の前記基端部の前記端面が前記基端部側電極に接触するように当該筒状体を付勢し、かつ当該筒状体、前記プローブピンおよび当該基端部側電極に対して絶縁された付勢部材と、前記初期状態において前記筒状体の先端部から離間して前記筒状体の先端部の端面に対向するように前記プローブピンの前記先端部に配設されて当該プローブピンに電気的に接続される先端部側電極とを備えて構成され、
前記プローブ移動機構は、前記初期状態の前記筒状体を前記プロービング対象体に向けて移動させて当該プロービング対象体に前記プローブピンを接触させるプロービング処理と、前記プロービング対象体に前記プローブピンを接触させている状態において前記付勢部材の付勢力に抗して前記筒状体を当該プロービング対象体に向けてさらに移動させて当該筒状体の前記基端部を前記基端部側電極から離反させる離反処理と、当該離反処理に続いて、前記付勢部材の付勢力に抗して前記筒状体を前記プロービング対象体に向けてさらに移動させて前記先端部側電極に当該筒状体における前記先端部の前記端面を接触させる接触処理とを一挙動で実行可能に構成されているプローブ装置。
請求項１記載のプローブ装置と、前記プローブピンを介して入力した電気信号に基づいて前記プロービング対象体についての電気的物理量を測定する測定部とを備え、
前記測定部は、前記プローブピンが前記筒状体を介して前記基準電位に接続されていない状態において前記電気的物理量を測定する測定装置。
請求項２記載の測定装置と、当該測定装置によって測定された前記電気的物理量に基づいて前記プロービング対象体を検査する検査部とを備えている検査装置。