JP6132507B2 - 基板支持装置および基板検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板の下面を支持する支持部材と基板の端面を押圧して基板を固定する固定部材とを備えた基板支持装置、およびその基板支持装置を備えた基板検査装置に関するものである。
この種の基板支持装置として、特開2010−32405号公報において出願人が開示した基板固定機構が知られている。この基板固定機構は、2つのチャックおよびクランプ片を備えて正方形状の基板を固定可能に構成されている。2つのチャックの一方(以下、「第1チャック」ともいう)は、直角V字状の開口部が形成され、その開口部の端面が基板における隣接する2つの辺の各端面に当接するように構成されている。また、第1チャックには、この2つの辺の縁部を下支えする支持爪が形成されている。2つのチャックの他方(以下、「第2チャック」ともいう)には、上記した2つの辺を除く他の2つの辺の縁部を下支えする載置爪が形成されている。クランプ片は、第2チャックの上において進退自在に配置され、駆動手段によって第1チャックに対して接離する方向に移動させられる。また、クランプ片には、直角V字状の開口部が形成され、この開口部の端面が基板における上記した2つの端面を除く他の2つの端面に当接する。この基板固定機構を用いて基板を固定する際には、まず、2つのチャックの間隔を所要の間隔に調整し、次いで、各チャックの間に基板を搬送する。続いて、駆動手段を作動させてクランプ片を基板に向けて移動させることによってクランプ片で基板を押圧する。この際に、第1チャックにおける直角V字状の開口部の端面が基板における隣接する2つの端面に当接し、クランプ片における直角V字状の開口部の端面が基板における他の2つの端面に当接して、各開口部の各端面によって基板が挟持される。これにより、基板が基板固定機構によって固定される。
特開2010−32405号公報(第4−6頁、第1−2図)
ところが、従来の基板固定機構には、以下の改善すべき課題が存在する。すなわち、従来の基板固定機構では、基板の各辺の縁部を下支えする支持爪および載置爪が各チャックにそれぞれ形成されている。この場合、この種の基板固定機構に固定させる基板には、上面だけでなく下面にも導体パターン等の導体部が形成されていることがあり、このような基板を検査する際には、基板の両面に形成されている導体部にプローブを接触させる必要がある。しかしながら、従来の基板固定機構では、支持爪および載置爪によって基板の各辺の縁部を下支えしているため、これらの爪によって基板の下面における各辺の縁部の近傍へのプローブの接触が阻害されるおそれがあり、この点の改善が望まれている。
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、基板の下面の全領域に対するプローブの接触を可能としつつ基板を支持し得る基板支持装置および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記載の基板支持装置は、開口部を有する本体部と、前記本体部に配設されて前記開口部の縁部よりも当該開口部の中心部側の第1位置に位置している状態において基板における下面の外周部を支持する支持部材と、前記基板の端面を押圧して当該基板を固定する固定部材とを備えて当該基板を支持可能に構成されると共に、当該固定部材によって固定されている前記基板の前記下面に対する前記開口部の下方からのプローブの接触が可能に構成された基板支持装置であって、前記支持部材は、前記第1位置よりも前記縁部側の第2位置と当該第1位置との間で前記開口部の開口面に沿って移動可能に構成され、前記第2位置から前記第1位置に向けて前記支持部材を付勢する付勢部を備え、前記支持部材は、前記第1位置に位置している状態において前記開口部の下方から上方に向けて移動する当接部材が当接したときに前記付勢部の付勢力に抗して当該第1位置から前記第2位置に向けて移動可能に構成され、前記プローブを有するプローブユニットが取り付けられて当該プローブユニットと共に移動する台座と、基端部が前記台座に固定されたバネとを備え、前記当接部材は、前記プローブユニットとは別体に構成されて、前記台座から離反する向きに前記バネによって付勢された状態で当該バネによって支持されている。
また、請求項記載の基板検査装置は、請求項1記載の基板支持装置と、当該基板支持装置によって支持されている前記基板に対してプローブを接触させるプロービング装置と、前記基板に接触している前記プローブを介して入出力する電気信号に基づいて当該基板の検査を実行する検査部とを備えている。
請求項1記載の基板支持装置、および請求項記載の基板検査装置によれば、第1位置と第2位置との間で移動可能に支持部材を構成したことにより、第1位置に位置している支持部材の上に基板を載置して固定部材によって基板を固定し、その後に、支持部材を第1位置から第2位置に移動させた状態で、基板にプローブをプロービングさせることで、プロービングの際に、基板の縁部を含む基板の下面の全域を開口部に臨ませることができる。このため、この基板支持装置および基板検査装置によれば、基板の下面の全領域に対してプローブを確実に接触させることができる。
また、この基板支持装置おび基板検査装置では、開口部の下方から上方に向けて移動する当接部材が第1位置に位置している支持部材に当接したときに付勢部材の付勢力に抗して第1位置から第2位置に向けて支持部材が移動させられる。このため、この基板支持装置および基板検査装置によれば、支持部材を移動させるための専用の移動機構を設けることなく、例えば、プロービング装置がプローブユニットを移動させる際の駆動力によって支持部材を第1位置から第2位置に移動させることができる。したがって、この基板支持装置および基板検査装置によれば、支持部材を移動させるための専用の移動機構が不要な分、構成を簡略化することができる。
基板検査装置1の構成を示す構成図である。 基板支持装置2の構成を示す平面図である。 基板支持装置2の構成を示す分解斜視図である。 基板支持装置2の構成を示す斜視図である。 基板支持装置2の構成を示す断面図である。 基板支持装置2に基板100を載置した状態の斜視図である。 基板支持装置2に基板100を載置した状態の断面図である。 基板支持装置2の動作を説明する第1の説明図である。 基板支持装置2の動作を説明する第2の説明図である。 基板支持装置2の動作を説明する第3の説明図である。 補助部材110を用いた検査における基板支持装置2の動作を説明する第1の説明図である。 補助部材110を用いた検査における基板支持装置2の動作を説明する第2の説明図である。 補助部材110を用いた検査における基板支持装置2の動作を説明する第3の説明図である。 基板支持装置202の構成を示す断面図である。 基板支持装置202の動作を説明する第1の説明図である。 基板支持装置202の動作を説明する第2の説明図である。
以下、基板支持装置および基板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、基板検査装置の一例としての基板検査装置1の構成について説明する。図1に示す基板検査装置1は、基板支持装置2、プロービング装置3および処理部4を備えて、基板100を検査可能に構成されている。この場合、基板100は、一例として、電子部品が実装されていないベアボードであって、矩形の薄板状に形成されている。
基板支持装置2は、図2に示すように、本体部21、支持部材22a,22b(以下、区別しないときには「支持部材22」ともいう)、複数(例えば4つ)の付勢部材23(図3参照)、固定部材24a,24b(以下、区別しないときには「固定部材24」ともいう)およびエアシリンダ25を備えて基板100(図6,7参照)を支持可能に構成されている。
本体部21は、図3に示すように、一例として、矩形の板状に形成されている。また、本体部21の中央部には、支持した状態の基板100の下面に対する本体部21の下面側からのプローブユニット31(図1参照)のプロービングを可能とするための開口部21aが形成されている。
支持部材22a,22bは、図3に示すように、柱状にそれぞれ形成されている。この場合、図2に示すように、支持部材22aは、本体部21における開口部21aの縁部41a近傍に配設されている。また、支持部材22aは、開口部21aの縁部41aから開口部21aの中心部21bに向けて突出する(つまり、縁部41aよりも中心部21b側の)第1位置P1a(図5参照)と、縁部41aから中心部21bに向けての突出量が第1位置P1aにおける突出量よりも少ない(つまり、第1位置P1aよりも縁部41a側の)第2位置P2a(図10参照)との間で開口部21aの開口面(この例では、水平面)に沿って移動可能に構成されている。
また、支持部材22bは、本体部21における開口部21aの縁部41b近傍に配設されている。また、支持部材22bは、開口部21aの縁部41bから開口部21aの中心部21bに向けて突出する(つまり、縁部41bよりも中心部21b側の)第1位置P1b(図5参照)と、縁部41bから中心部21bに向けての突出量が第1位置P1bにおける突出量よりも少ない(つまり、第1位置P1bよりも縁部41b側の)第2位置P2b(図10参照)との間で開口部21aの開口面(この例では、水平面)に沿って移動可能に構成されている。なお、以下の説明において、第1位置P1a,P1bを区別しないときには「第1位置P1」ともいい、第2位置P2a,P2bを区別しないときには「第2位置P2」ともいう。
また、支持部材22a,22bは、図3,5に示すように、開口部21aの中心部21b側に位置する先端部51の下部が垂直方向に対して下部側ほど狭幅となるように例えば、45°程度傾斜する傾斜面52を有してそれぞれ構成されている。この支持部材22a,22bは、図7に示すように、上記した第1位置P1に位置している状態において基板100における下面の外周部を支持する。
付勢部材23は、図5に示すように、本体部21における開口部21aの縁部41a,41bの各端面42と支持部材22a,22bの各基端部53との間に配設されて、第2位置P2aから第1位置P1aに向かう向き(開口部21aの中心部21bに向かう向き)に支持部材22a,22bを付勢する。この場合、付勢部材23は、縁部41a,41bの各端面42に形成されている固定穴43(図3参照)に基端部側が嵌め込まれた状態で固定されている。
この基板支持装置2では、図9,10に示すように、支持部材22a,22bが位置P1に位置している状態において、本体部21の開口部21aの下方から上方に向けて移動するプローブユニット31の本体部31a(当接部材に相当する)が支持部材22a,22bの先端部51の傾斜面52に当接したときに、付勢部材23の付勢力に抗して支持部材22a,22bが第1位置P1から第2位置P2に向けて移動させられる。
固定部材24a,24bは、図3に示すように、板状にそれぞれ形成されている。この場合、固定部材24aは、本体部21の開口部21aの中心部21bに対して接離する方向に沿って移動可能に、本体部21の上面における開口部21aの縁部41a近傍に配設されている。また、固定部材24bは、本体部21の開口部21aの縁部41bから開口部21aの中心部21bに向けて先端部が突出する状態で本体部21の上面に固定されている。
エアシリンダ25は、図2に示すように、本体部21の上に配設されて、ロッドの突き出しおよび引き込みによって固定部材24aを開口部21aの中心部21bに対して接離する方向に沿って移動させる。この場合、エアシリンダ25は、処理部4によって制御されるエアの供給によって作動する。なお、エアシリンダ25にエアを供給する配管の図示を省略する。この基板支持装置2では、エアシリンダ25の押圧力によって固定部材24aで基板100の端面を押圧させることにより、固定部材24a,24bによって基板100を挟み込んで固定することが可能となっている。
プロービング装置3は、処理部4の制御に従い、基板支持装置2によって支持されている基板100に対してプローブユニット31をプロービングさせる。この場合、プローブユニット31は、図9に示すように、本体部31aと、本体部31aに配設された複数のプローブとを備えて治具型に構成されている。処理部4は、基板支持装置2のエアシリンダ25に対するエアの供給を制御する。また、処理部4は、プロービング装置3によるプロービング処理を制御する。また、処理部4は、検査部として機能して、プローブユニット31の各プローブを介して入出力する電気信号に基づいて基板100の検査を実行する。
次に、基板検査装置1を用いて基板100を検査する方法について、添付図面を参照して説明する。
この基板検査装置1では、基板支持装置2の支持部材22a,22bが付勢部材23の付勢力によって第2位置P2から第1位置P1に向けて付勢されている。このため、初期状態においては、支持部材22a,22bは、図5に示すように、開口部21aの縁部41a,41bから本体部21の中心部21bに向けて突出する第1位置P1に位置している。
最初に、この状態(初期状態)の基板支持装置2の本体部21に基板100を載置する。具体的には、図6,7に示すように、第1位置P1に位置している支持部材22a,22bの間に基板100を架け渡すようにして、基板100における対向する2つの縁部(2辺)を支持部材22a,22bの上面に載置する。
次いで、図外の操作部を操作して検査の開始を指示する。これに応じて、処理部4が、基板支持装置2のエアシリンダ25に対するエアの供給を制御して、ロッドを突き出すようにエアシリンダ25を作動させる。これに伴い、図8に示すように、固定部材24aが本体部21の開口部21aの中心部21bに近接する向きに移動させられ、次いで、固定部材24aの先端部が基板100の端面に当接する。続いて、エアシリンダ25の押圧力によって固定部材24aが基板100の端面を押圧する。これにより、固定部材24a,24bによって基板100が挟み込まれて固定される。
次いで、処理部4は、プロービング装置3を制御して、基板100にプローブユニット31をプロービングさせる。この場合、プロービング装置3は、基板支持装置2の本体部21における開口部21aの下方から上方に向けてプローブユニット31を移動させて(つまり、プローブユニット31を上昇させて)、基板支持装置2によって支持されている基板100にプローブユニット31をプロービングさせる。
ここで、図9に示すように、位置P1に位置している状態の支持部材22a,22bの傾斜面52に対して、上向きに移動させられているプローブユニット31の本体部31aが当接したときには、図10に示すように、付勢部材23の付勢力に抗して支持部材22a,22bが第1位置P1から第2位置P2に向けてそれぞれ移動させられる。次いで、プローブユニット31の各プローブが基板100に接触する。
この場合、この状態では、図10に示すように、基板100の下面が支持部材22a,22bの上面に対向することなく、基板100の下面全域が開口部21aに対向している(開口部21aを臨む状態となっている)。このため、プローブユニット31のプロービングが支持部材22a,22bによって阻害されることなく、基板100の縁部を含む基板100の下面の全域に対してプローブユニット31のプローブを接触させることが可能となっている。
次いで、処理部4は、プローブユニット31を介して入出力する電気信号に基づいて基板100の検査を実行する。この後、基板100についての検査を終了したときには、処理部4は、プロービング装置3を制御して、開口部21aの上方から下方に向けてプローブユニット31を移動させて(つまり、下降させて)、プロービングを終了させる。この際に、図9に示すように、プローブユニット31の下降に伴い、支持部材22a,22bが付勢部材23の付勢力によって第2位置P2から第1位置P1に向けてそれぞれ移動させられる。
続いて、処理部4は、エアシリンダ25に対するエアの供給を制御して、ロッドを引き込むようにエアシリンダ25を作動させる。これに伴って固定部材24aが開口部21aの中心部21bから離反する向きに移動させられる結果、固定部材24aによる基板100の端面に対する押圧が解除され、次いで、固定部材24aの先端部が基板100の端面から離反して、基板支持装置2が初期状態に復帰する。以上により、基板100の検査が終了する。次いで、他の基板100を検査するときには、他の基板100を本体部21に載置して、上記した処理を実行させる。
このように、この基板支持装置2および基板検査装置1によれば、第1位置P1と第2位置P2との間で移動可能に支持部材22a,22bを構成したことにより、第1位置P1に位置している支持部材22a,22bの上に基板100を載置して固定部材24a,24bによって基板100を固定し、その後に、支持部材22a,22bを第1位置P1から第2位置P2に移動させた状態で、基板100にプローブユニット31をプロービングさせることで、プロービングの際に、基板100の縁部を含む基板100の下面の全域を開口部21aに臨ませることができる。このため、この基板支持装置2および基板検査装置1によれば、基板100の下面の全領域に対してプローブユニット31のプローブを確実に接触させることができる。
また、この基板支持装置2および基板検査装置1では、上方に向けて移動するプローブユニット31の本体部31aが第1位置P1に位置している支持部材22a,22bに当接したときに付勢部材23の付勢力に抗して第1位置P1から第2位置P2に向けて支持部材22a,22bが移動させられる。このため、この基板支持装置2および基板検査装置1によれば、支持部材22a,22bを移動させるための専用の移動機構を設けることなく、プロービング装置3がプローブユニット31を移動させる際の駆動力によって支持部材22a,22bを第1位置P1から第2位置P2に移動させることができる。したがって、この基板支持装置2および基板検査装置1によれば、支持部材22a,22bを移動させるための専用の移動機構が不要な分、構成を簡略化することができる。
なお、基板支持装置および基板検査装置の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、当接部材としてのプローブユニット31の本体部31aを支持部材22a,22bに当接させて支持部材22a,22bを第1位置P1から第2位置P2に移動させる例について上記したが、図11に示すように、補助部材110を用いて支持部材22a,22bを第1位置P1から第2位置P2に移動させる構成を採用することもできる。なお、上記した基板支持装置2の構成要素と同じ機能を有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。この補助部材110は、同図に示すように、プローブユニット31が取り付けられる台座111と、プローブユニット31を挿通可能な開口部を有する枠状の当接部材112と、台座111に配設されると共に台座111から離反する向きに当接部材112を付勢するバネ113とを備えて構成されている。また、この構成では、プロービング装置3が、台座111に取り付けられた状態のプローブユニット31をプロービングさせる。
この補助部材110を用いる構成では、図12に示すように、位置P1に位置している状態の支持部材22a,22bの傾斜面52に対して、上向きに移動させられている補助部材110の当接部材112が当接したときに、付勢部材23の付勢力に抗して支持部材22a,22bが第1位置P1から第2位置P2に向けてそれぞれ移動させられる。
次いで、プローブユニット31および補助部材110がさらに上向きに移動させられたときには、図13に示すように、補助部材110の台座111に取り付けられているプローブユニット31が、バネ113の付勢力に抗して、当接部材112の開口部を挿通して上方に移動させられる。この状態では、同図に示すように、基板100の下面が支持部材22a,22bに対向することなく、基板100の下面全域が開口部21aに対向している(開口部21aを臨む状態となっている)。このため、プローブユニット31のプロービングが支持部材22a,22bによって阻害されることなく、基板100の下面における縁部を含む全領域に対してプローブユニット31のプローブを確実に接触させることができる。
また、図14に示す基板支持装置202を採用することもできる。なお、以下の説明において、上記した基板支持装置2と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。この基板支持装置202は、同図に示すように、付勢部材23に代えて、第1位置P1と第2位置P2との間で支持部材22a,22bを移動させるエアシリンダ225(移動機構の一例)を備えて構成されている。この場合、この基板支持装置202では、処理部4が、制御部として機能して、エアシリンダ225に対するエアの供給を制御することによって移動機構としてのエアシリンダ225の動作を制御する。なお、エアシリンダ225にエアを供給する配管の図示を省略する。
この基板支持装置202に基板100を支持させる際には、図15に示すように、第1位置P1に位置している状態(初期状態)の支持部材22a,22bの上面に基板100における対向する2つの縁部を載置する。次いで、図外の操作部を操作する。この際に、処理部4が、基板支持装置202のエアシリンダ25に対するエアの供給を制御してエアシリンダ25を作動させることにより、固定部材24aによって基板100の端面を押圧させる。これにより、同図に示すように、固定部材24a,24bによって基板100が挟み込まれて固定される。
次いで、処理部4は、基板支持装置202の各エアシリンダ225に対するエアの供給を制御して各エアシリンダ225を作動させることにより、支持部材22a,22bを第1位置P1から第2位置P2に向けてそれぞれ移動させる。次いで、処理部4は、プロービング装置3を制御して、基板100にプローブユニット31をプロービングさせる。この場合、この状態では、図16に示すように、基板100の下面が支持部材22a,22bに対向することなく、基板100の下面全域が開口部21aに対向している(開口部21aを臨む状態となっている)。このため、この基板支持装置202においても、プローブユニット31のプロービングが支持部材22a,22bによって阻害されることなく、基板100の下面における縁部を含む全領域に対してプローブユニット31のプローブを確実に接触させることができる。
また、この基板支持装置202では、エアシリンダ225を用いて支持部材22a,22bを移動させる。このため、例えば、プロービング装置3によるプロービングの際にプローブユニット31を支持部材22a,22bに当接させて支持部材22a,22bを移動させる構成とは異なり、プロービング装置3の駆動力に頼ることなく支持部材22a,22bを確実に移動させることができる結果、支持部材22a,22bによってプロービングが阻害される事態を確実に防止することができる。
さらに、この基板支持装置202では、上記したように、処理部4が、エアシリンダ225の動作を制御して、固定部材24a,24bによって基板100が固定されていない非固定状態において支持部材22a,22bを第1位置P1に位置させ、固定部材24a,24bによって基板100が固定されている固定状態において支持部材22a,22bを第2位置P2に位置させる。このため、この構成によれば、基板100が固定されていない状態で支持部材22a,22bが第2位置P2に位置させられることで基板100が落下する事態を確実に防止することができる。
1 基板検査装置
2 基板支持装置
3 プロービング装置
4 処理部
21 本体部
21a 開口部
21b 中心部
22a,22b 支持部材
23 付勢部材
24a,24b 固定部材
31 プローブユニット
31a 本体部
100 基板
202 基板支持装置
225 エアシリンダ
P1a,P1b 第1位置
P2a,P2b 第2位置

Claims (2)

  1. 開口部を有する本体部と、前記本体部に配設されて前記開口部の縁部よりも当該開口部の中心部側の第1位置に位置している状態において基板における下面の外周部を支持する支持部材と、前記基板の端面を押圧して当該基板を固定する固定部材とを備えて当該基板を支持可能に構成されると共に、当該固定部材によって固定されている前記基板の前記下面に対する前記開口部の下方からのプローブの接触が可能に構成された基板支持装置であって、
    前記支持部材は、前記第1位置よりも前記縁部側の第2位置と当該第1位置との間で前記開口部の開口面に沿って移動可能に構成され、
    前記第2位置から前記第1位置に向けて前記支持部材を付勢する付勢部を備え、
    前記支持部材は、前記第1位置に位置している状態において前記開口部の下方から上方に向けて移動する当接部材が当接したときに前記付勢部の付勢力に抗して当該第1位置から前記第2位置に向けて移動可能に構成され、
    前記プローブを有するプローブユニットが取り付けられて当該プローブユニットと共に移動する台座と、基端部が前記台座に固定されたバネとを備え、
    前記当接部材は、前記プローブユニットとは別体に構成されて、前記台座から離反する向きに前記バネによって付勢された状態で当該バネによって支持されている基板支持装置。
  2. 請求項1記載の基板支持装置と、当該基板支持装置によって支持されている前記基板に対してプローブを接触させるプロービング装置と、前記基板に接触している前記プローブを介して入出力する電気信号に基づいて当該基板の検査を実行する検査部とを備えている基板検査装置。
JP2012225873A 2012-10-11 2012-10-11 基板支持装置および基板検査装置 Expired - Fee Related JP6132507B2 (ja)

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