JPWO2004046739A1 - 電気的プローブシステム - Google Patents

Abstract

被検基板（１０）を保持する保持機構（２）と、前記保持機構（２）に対し位置決め可能なプローブユニット（３）とを備え、前記プローブユニット（３）は、前記基板（１０）の第１のパッド群（１１ｋ）に、第１のストローク変域（Ｖ１）内で、所定範囲（２ΔＺ）の接触圧により弾接可能な第１のプローブ群（５ａ）と、前記基板（１０）の第２のパッド群（１１ｋ）に、前記第１のストローク変域（Ｖ１）と異なる第２のストローク変域（Ｖ２）内で、前記所定範囲（２ΔＺ）の接触圧により弾接可能な第２のプローブ群（５ｂ）と、前記第１及び第２のプローブ群（５ａ，５ｂ）が植設されたプローブホルダ（３ｄ）とを備える電気的プローブシステム。

Description

本発明は、電気的プローブシステムに関し、特に、検査対象となる回路基板の電気接点（以下「パッド」と呼ぶ。）へ個別に接触して検査のための導電路を構成する複数のリパルジブコンタクタプローブ（弾発式導電性接触子、以下単に「プローブ」と呼ぶ。）を備えた電気的プローブシステムに関する。

電気的プローブシステムは、通常、被検基板を保持する基板保持機構と、この保持機構に対しロボット等により三次元的に位置決め可能なプローブユニットとを備える。
従来のプローブユニットは、複数のプローブをプローブホルダの片面に同じ条件で植設した構成を有する。
従って、プローブの接触対象となるパッドの頂部を包絡する面がプローブホルダのプローブ植設面と平行であれば、それらのプローブとパッドとの接触圧が等しくなって、好ましい測定精度が得られ、検査を円滑に行える。
反面、被検基板が自重あるいは接触圧により変形して、パッド頂部の包絡面がプローブ植設面に平行でなくなると、プローブとパッドとの接触圧が均一さを欠き、測定精度にその影響がでる。
そこで、従来は、基板保持機構に工夫を施し、被検基板の変形を防止して所望の測定精度を維持するようにしていた。（日本国特開平１１−１５３６４７号公報参照）
しかしながら、基板サイズの拡大化に伴って、変形防止に手間取り、その分、検査の円滑性が損なわれていた。
本発明は、基板サイズが大きくなっても、その変形防止のために検査の円滑性が損なわれることのない電気的プローブシステムを提供することを一つの課題とする。

本発明者等は、プローブをパッドに弾接させる電気的プローブシステムは、プローブの接触性能が良好なため、そのストローク（つまり、プローブの伸縮に伴う先端部の変位）が適宜な幅の中にあれば、所望の測定精度を維持可能な接触圧が得られることを知り、従って、プローブの植設条件を変えても、そのストローク変域を管理することにより、所望の測定精度を維持可能な範囲に接触圧を調整できることが分かって、前記課題を解決する次の発明を行った。
本発明は、被検基板を保持する保持機構と、前記保持機構に対し位置決め可能なプローブユニットとを備え、前記プローブユニットは、前記基板の第１のパッド群に、第１のストローク変域内で、所定範囲の接触圧により弾接可能な第１のプローブ群と、前記基板の第２のパッド群に、前記第１のストローク変域と異なる第２のストローク変域内で、前記所定範囲の接触圧により弾接可能な第２のプローブ群と、前記第１及び第２のプローブ群が植設されたプローブホルダとを備える電気的プローブシステムである。
本発明によれば、第１のプローブ群が所定範囲の接触圧により第１のパッド群に弾接可能な第１のストローク変域と、第２のプローブ群が同じ範囲の接触圧により第２のパッド群に弾接可能な第２のストローク変域とが異なる。
このため、第１のパッド群の頂部包絡面が第１のストローク変域に包含され、且つ、第２のパッド群の頂部包絡面が第２のストローク変域に包含されていれば、各包絡面の起伏或いは第１及び第２ストローク変域の違いに係わりなく、第１及び第２のプローブ群の接触圧が所定の範囲に収まり、所望の測定精度が維持される。
従って、保持機構で保持される被検基板の変形を予測し、それに応じて変位するパッド頂部の包絡面を段階的に分割して、隣り合う分割面の内の一方に対応するパッドを第１のパッド群とし、他方に対応するパッドを第２のパッド群として、それらのパッド群に対処可能なプローブ群を備えるプローブユニットを用意することにより、基板の変形を防止せずとも所望の測定精度で検査を行え、基板サイズが大きくなっても、その変形防止のために検査の円滑性が損なわれずに済む。

本発明の上記その他の課題、特徴及び効果は、以下に添付図面を参照してなされる本発明を実施するための最良の形態の説明を読むことにより明らかとなる。添付図面中：
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電気的プローブシステムの斜視図；
図２は、図１の電気的プローブシステムのプローブの断面図；
図３は、図２のプローブの変更例を示す断面図；
図４は、図２のプローブの別の変更例を示す断面図；
図５は、図１の電気的プローブシステムの検査対象となる基板の平面図；
図６は、図５の基板を保持する基板保持機構の平面図；
図７は、図６の基板保持機構の変更例を示す平面図；
図８は、図６の基板保持機構に従来の変形防止方式を適用した比較例の説明図；
図９は、図６の基板保持機構で保持された基板の変形を予測する説明図；
図１０は、本発明の原理説明図；
図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る電気的プローブシステムの側面図；
図１２は、図１１の電気的プローブシステムのプローブユニットの底面図；
図１３は、図１２のプローブユニットのＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図；
図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る電気的プローブシステムのプローブユニットの底面図；
図１５は、図１４のプローブユニットのＸＶ−ＸＶ線断面；
図１６は、本発明の第４の実施の形態に係る電気的プローブシステムの側面図；
図１７は、図１６の電気的プローブシステムの下側プローブユニットの斜視図；
図１８は、本発明の第５の実施の形態に係る電気的プローブシステムの要部断面図；
図１９は、本発明の第６の実施の形態に係る電気的プローブシステムの要部断面図；そして
図２０は、本発明の第７の実施の形態に係る電気的プローブシステムの要部断面図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面に基づき説明する。図中、同じ要素は同じ符号で表す。
（第１の実施の形態）
先ず、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施の形態及びその変更例を説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ１の斜視図、図２は同プローブシステムＰＳ１の任意なプローブ５_ｎ，ｍ（１≦ｎ≦Ｎ，１≦ｍ≦Ｍ；Ｎ，Ｍ＝自然数、以下総称的には５で示す。）の断面図、図３及び図４はそれぞれプローブ５_ｎ，ｍの変更例を示す断面図、図５はプローブシステムＰＳ１の検査対象となる半導体基板１０の平面図、図６は基板１０を保持する基板保持機構２の平面図、図７は基板保持機構２の変更例１２を示す平面図である。
第１の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ１は、図１に示す様に、基板１０を水平に保持する基板保持機構２と、この保持機構２に対しロボットアームＲＡにより三次元的に位置決め可能なプローブユニット３とを備える。
プローブユニット３は、「テスター」と呼ばれるコンピュータ支援多軸位置決めロボットのアームＲＡにより支持されたプローブモジュールとして構成され、略々平らな絶縁性のハウジングＭＨと、検査対象となる基板１０専用に配置された中央及び左右のプローブブロック５ａ，５ｂ，５ａとから成る。各プローブブロック５ａ，５ｂ，５ａは、数百または数千のプローブ５_ｎ，ｍをモジュールハウジングＭＨの底面（３ａ，３ｂ，３ａ）の中央領域３ｂに植設し、それぞれの接触下端部を所定の設計距離で露出させたマトリックスとして構成される。
モジュールハウジングＭＨの底面（３ａ，３ｂ，３ａ）の左右の領域３ａは、段差３ｃを介して持ち上げ、基板１０の変形による当たりを回避する。図中、６，８は取付けねじ、７は位置決めピンの挿入孔である。
モジュールハウジングＭＨは、図２に示すように、板状の下側プローブホルダ３ｄと、この下側プローブホルダ３ｄの上に積層された板状の中間プローブホルダ３ｅと、この中間プローブホルダ３ｅの上に積層された板状の上側プローブホルダ３ｆと、この上側プローブホルダ３ｆの上に積層されリード導体Ｗ１が形成された絶縁性基板としての配線プレート３ｇとを含む。
上記プローブホルダ３ｄ，３ｅ，３ｆ及び配線プレート３ｇは互いに密に接合され、プローブ５を個別に収容する支持孔ＳＨが形成される。各支持孔ＳＨは、下側ホルダ３ｄを縦通する下側支持孔ＳＨ１と、中間ホルダ３ｅを縦通する中間支持孔ＳＨ２と、上側ホルダ３ｆを縦通する上側支持孔ＳＨ３とからなる。下側支持孔ＳＨ１は、内方への段差を設けて下部ＳＨ４を縮径し、上側支持孔ＳＨ３も、内方への段差を設けて上端部ＳＨ５を縮径する。上側支持孔ＳＨ３の上端では、対応するリード導体Ｗ１の下端部が内方に露出する。
各プローブ５_ｎ，ｍは、導電性の針状部材である上下のプランジャＰＬ１，ＰＬ２とその間に介装された導電性のコイルばねＳＰ１とを有する弾発式の導電性接触子ＣＰ１として構成される。
上側のプランジャＰＬ１は、中間支持孔ＳＨ２から上側支持孔ＳＨ３へかけて延在する比較的長寸の軸部ＰＬ１１と、上側支持孔ＳＨ３の縮径部へ摺動可能に嵌合する比較的短寸の針頭部ＰＬ１２と、上側支持孔ＳＨ３の大径部へ摺動可能に嵌合する中間鍔部ＰＬ１３とを有する。
下側のプランジャＰＬ２は、下側支持孔ＳＨ１の大径部中に延在する比較的短寸の軸部ＰＬ２１と、下側支持孔ＳＨ１の縮径部へ摺動可能に嵌合して底面３ｂより突出する比較的長寸の針頭部ＰＬ２２と、下側支持孔ＳＨ１の大径部へ摺動可能に嵌合する中間鍔部ＰＬ２３とを有する。
コイルばねＳＰ１は、上側プランジャＰＬ１の鍔部ＰＬ１３下側のボス部から軸部ＰＬ１１に沿って延在するピッチ巻螺旋部ＳＰ１１と、同軸部ＰＬ１１の下端から下側プランジャＰＬ２の鍔部ＰＬ２３上側のボス部にかけて延在する密着巻螺旋部ＳＰ１２とからなる。コイルばねＳＰ１は、上側プランジャＰＬ１の針頭部ＰＬ１２がリード線Ｗ１下端に当接し且つ下側プランジャＰＬ２の鍔部ＰＬ２３が下側支持孔ＳＨ１の段差に係合する伸延状態（以下、しばしば「フリー状態」と呼ぶ。）と、上側プランジャＰＬ１の針頭部ＰＬ１２がリード線Ｗ１下端に当接し且つ下側プランジャＰＬ２の針頭部ＰＬ２２尖端がホルダ下面３ｂと略々面一になる縮退状態（以下、しばしば「コンプレッション状態」と呼ぶ。）との間で伸縮する。
上下のプランジャＰＬ１，ＰＬ２は、ばねＳＰ１により常時逆方向に付勢され、下側プランジャＰＬ２は、鍔部ＰＬ２３で下側支持孔ＳＨ１の段差に押し当てられ、これにより脱落阻止されて、針頭部ＰＬ２２の尖端が外方へ突出し、基板１０の対応領域１１_ｉ，ｊ（１≦ｉ≦Ｉ，１≦ｊ≦Ｊ；Ｉ，Ｊ＝自然数）にあるパッド１１ｋの頂部に弾接する。上側プランジャＰＬ１は、針頭部ＰＬ１２の尖端がリード導体Ｗ１の下端に押し当てられる。これにより、導電性接触子ＣＰ１（＝５_ｎ，ｍ）が、パッド１１ｋとリード導体Ｗ１とを結ぶ導電路として機能する。
各プローブ５_ｎ，ｍの下側プランジャＰＬ２の針頭部ＰＬ２２は、コイルばねＳＰ１の伸縮に応じて支持孔ＳＨから出没し、その尖端が、コイルばねＳＰ１のフリー状態に対応するフリーストローク位置ＰＳ１から、コイルばねＳＰ１のコンプレッション状態に対応するコンプレッションストローク位置ＰＳ２までの（以下「フルストローク」と呼ぶ。）距離ｈ内で変位する。
従って、基板１０の検査領域１１_ｉ，ｊ内でプローブ５_ｎ，ｍに対応するパッド１１ｋの頂部（より正確にはその上面）をホルダ仮面３ｂから距離ｄの位置におき、この距離ｄをフルストロークｈより短くすれば、プローブ５_ｎ，ｍの下端（つまり下側プランジャ針頭部ＰＬ２２の尖端）が、フリーストローク位置ＰＳ１からの圧縮量（ｈ−ｄ）に応じた接触圧Ｐ_ｎ，ｍで、パッド１１ｋの頂部に弾接する。この接触圧Ｐ_ｎ，ｍは、フリーストローク位置ＰＳ１でほぼ零となり、コンプレッションストローク位置ＰＳ２で最大Ｐｍａｘとなる。
個別のプローブ５_ｎ，ｍによる測定の精度（即ち有効桁数）は、固有の上下限値（０＜下限圧＜上限圧＜Ｐｍａｘ）により定義される圧閾幅（上限圧−下限圧）内で接触圧Ｐ_ｎ，ｍに連続的に依存し、従って、プローブユニット３による測定の精度は、（良質なコイルばねの採用により）全プローブ５の圧閾幅に重なりを持たせれば、その重なり内で、接触圧Ｐ_ｎ，ｍの絶対値に連続的に依存させることができ、個別プローブ５_ｎ，ｍの植設条件（部材仕様及び取付仕様を含む）に左右されずに済む。
これは、理論的な測定精度に対応する接触圧の基準値（即ち理論的な等圧値）を上記圧閾幅の重なり内に定め、この基準値の上下に（全プローブ５に関し）共通な微分領域を設定して、その領域内の接触圧で測定を行えば、その測定の精度が上記理論的精度の数学的近傍（つまり所望な精度の範囲）に包含されることを意味する。
一方、個別プローブ５_ｎ，ｍの接触圧は、その圧縮量ｈ−ｄ（＝プローブ下端のストローク変位）に比例する。
従って、所望の精度を得る上で理想的なストローク変位の基準値を「局所的に」定め、この基準値の上下で（全プローブ５に関し）幅が共通な差分領域ΔＺを設定して、その設定変域（２ΔＺ）内のストロークで測定を行えば、所望の測定精度を維持することができる。
この点、個別プローブ５_ｎ，ｍのストローク（ｈ−ｄ）は、測定対象となる基板領域１１_ｉ，ｊの対応部位におけるホルダ下面３ｂ側への変形に対応するので、この局所的変形を包含するストローク変域を上記設定変域（２ΔＺ）として選定すれば、基板１０が変形した状態で測定しても所望の測定精度が得られる。
なお、プローブシステムＰＳ１は、保持機構２で基板１０を裏表逆に保持することにより、基板１０裏面のパッド列を検査することができる。
この点、基板１０を裏表逆に保持する代わりに、プローブユニット３をロボットアームＲＡにより基板１０の裏側に移動させてもよく、その場合、前記プローブ５_ｎ，ｍとして、図３に示す上向き検査用導電性接触子ＣＰ２又は図４に示す総ばね形導電性接触子ＣＰ３を用いることができる。
図３の導電性接触子ＣＰ２は、中央のコイルばね部材ＳＰ２と、このばね部材ＳＰ２の両端部に連結される上側導電性針状体ＰＬ３及び下側導電性針状体ＰＬ４とを有する。上側の針状体ＰＬ３は、大径の胴部ＰＬ３１と、先端に爪部ＰＬ３２が形成された小径の軸部ＰＬ３３とを備え、その間に抜け止め段差ＰＬ３４が画成される。爪部ＰＬ３２は検査対象となる基板領域１１_ｉ，ｊの裏面に設けられたパッド要素としてのハンダボールＨＢに弾接する。針状体ＰＬ３の段差ＰＬ３４の位置を上げて、接触子ＣＰ２を可動部材と共に上方へ抜き取り可能な構成にしても良い。下側の針状体ＰＬ４は、小径の軸部ＰＬ４１と、配線プレートの導体に弾接する錐状基部ＰＬ４２との間に鍔部ＰＬ４３を設ける。ばね部材ＳＰ２は、上側の針状体ＰＬ３の胴部ＰＬ３１下側のボス部に嵌合する密着巻螺旋部ＳＰ２１と、下側の針状体ＰＬ４の鍔部ＰＬ４３上側のボス部に嵌合するピッチ巻螺旋部ＳＰ２２とを有する。
図４の導電性接触子ＣＰ３は、その全体がコイルばね部材からなり、所要の剛性を与える上下の密着巻螺旋部ＳＰ３，ＳＰ５とその間を連結しばね力を与えるピッチ巻螺旋部ＳＰ４とを有する。上下の密着巻螺旋部ＳＰ３，ＳＰ５は、いずれも、その大径コイル部ＳＰ３１，ＳＰ５１と小径コイル部ＳＰ３２，ＳＰ５２との境界部に段部ＳＰ３３，ＳＰ５３が形成され、これにより抜け止めされる。
以上において、被検基板１０は、プローブシステムＰＳ１による検査の後工程で切断分離される総数ＩｘＪ個の半導体基板１１_ｉ，ｊ（以下、総称的には１１で表す。）を図５に示すようにマトリックス状にパッケージ化した主部１０ａと、それを囲繞する四辺の縁部１０ｂとで構成される。
各半導体基板１１は、長さＬ／３ｘ幅Ｗの寸法を有し、その表裏には多数のパッド１１ｋが所定位置に形成されている。
プローブユニット３は、連続する３個の半導体基板１１_ｉ，ｊ，１１_{ｉ＋１，ｊ}，１１_{ｉ＋２，ｊ}（例えば、図中に射影をつけて示した長さＬｘ幅Ｗの領域）を同時に検査する。
被検基板１０を保持する基板保持機構２は、図６に示すように、一隅が欠けた矩形状の外枠２ａと、その３つの角隅２ｄ，２ｅ，２ｆ及び四辺部２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ沿いに延在する内縁２ｂと、外枠２ａの欠隅部２ｃに摺動自在に嵌合する押当部材２ｍと、この押当部材２ｍを外枠２ａの内方に付勢する押ばね２ｋと、図１に示すように、外枠２ａを外方より支承し、必要に応じ搬送、位置決めする保持枠ＦＲとを有する。
被検基板１０は、若干の押し代を残して内縁２ｂに落し掛け、押当部材２ｍの切欠部２ｎを基板１０の一角に当てがい、押ばね２ｋで押して、他の三つの角を内縁２ｂの三隅２ｐ，２ｑ，２ｒに押し込むことにより、外枠２ａに対する位置決めを行う。
被検基板１０は、図６の基板保持機構２に代え、図７に示す基板保持機構１２で保持しても良い。この保持機構１２は、一対のコーナー部材１２ａ，１２ｆと、これを保持する不図示の保持枠とで構成され、各コーナー部材１２ａ，１２ｆは、直角な角１２ｂ，１２ｇ画成する小寸外辺枠１２ｃ，１２ｄ及び１２ｈ，１２ｉと、それに対応する内縁１２ｅ，１２ｊとを備え、基板１０は、その対角部を内縁１２ｅ，１２ｊの角隅１２ｐ，１２ｑにあてがって位置決めする。
ここで、図８〜図１０を参照して、プローブシステムＰＳ１による基板１０の検査方法につき説明を行う。
図８は基板保持機構２に従来の変形防止方式を適用した比較例の説明図、図９は基板保持機構２で保持された基板１０の変形を予測する説明図、図１０は本発明の原理説明図である。
従来は、図８に示すように、ＮｘＭ個のプローブ５による接触圧ＰｏｘＮｘＭ（及び基板１０の自重）を打ち消す反力Ｐｃを加えて、基板１０の撓みを補正し、検査対象領域１１_ｉ，ｊ，１１_{ｉ＋１，ｊ}，１１_{ｉ＋２，ｊ}のパッド１１ｋの頂部を包絡する面をホルダ下面３ｂと平行にしていた。つまり、所望の検査精度を得るためにプローブ５の等接触圧（Ｐｏ）面（以下「検査基準面」と呼ぶ。）を平らな検査基準面ＲＳ０に変えて検査していた。この基準面ＲＳ０は、全プローブ５に対して単一設定され、パッド１１ｋ頂部の包絡面に一致する。
本発明では、上記反力Ｐｃによる撓み補正を行わずに検査を行い、撓み補正の手間を省く。このため、従来方式に合わせて考えれば、図９に示すように、プローブ５の等接触圧（Ｐ１）面が下方に撓んだ検査基準面ＲＳ１になり、容易に実現し難い。この基準面ＲＳ１もパッド１１ｋ頂部の包絡面に一致する。
この点、本発明は、図１０に示すように、上記検査基準面ＲＳ１を、次の表１に示す有限個（この場合３つ）の空間領域Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３で覆われる基準面ＲＳ−１１，ＲＳ−１２，ＲＳ−１３に分け、それぞれのストローク変位の基準値（つまり、対応するストローク変域２ΔＺの中点）に対応する平らな基準面ＲＳ−２１，ＲＳ−２２，ＲＳ−２３で置換え、これらの基準面を合成した新たな検査基準面ＲＳ２に基づき検査しており、円滑な検査が可能である。

ところで、被検基板１０は、そのパッド１１ｋのピッチが年々微小化し、現在ではピッチ０．２ｍｍ程度のものが通常化している。これに伴いプローブ５のピッチが微小化し、そのストロークも０．５ｍｍ程度のものが常用され、しかも基板１０が１．０ｍｍ以下に薄化する傾向にある。
また基板１０のサイズが大きくなり（例えば、一辺３０ｍｍ以上）、プローブユニット３の荷重による反りも大きくなっている。
この点、プローブユニット３の荷重を小さくして基板１０を保護する試みもあるが、それには、プローブ５のストロークを大きくして安定接触を図る必要がある。
しかしながら、基板１０への接触安定性を図ろうとすると、プローブのストロークが約０．５ｍｍと短くなった分、更に近づくので、上部プローブユニットの下部の外周エッジ部と基板１０の被検査面との干渉を防止する必要がある。
本発明は、検査時に、基板に対するプローブの接触安定性を容易に図れるようにすることも目的としている。
この目的を達成するため、本実施例では、被検基板１０に対向するプローブユニット３の面に、プローブ５のパッド１１ｋへの当接による負荷で生じる基板１０の反りを許容する段差３ｃを設けている。
（第２及び第３の実施の形態）
次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態およびその変更例に相当する第３の実施の形態を説明する。なお、以下の実施の態様において、第１の実施の態様と同様な要素は、その参照番号の前に実施態様の番号を付して示す。
図１１は第２の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ２の側面図、図１２はプローブシステムＰＳ２のプローブユニット２３の底面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線断面図、図１４は第３の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ３のプローブユニット３３の底面図、図１５は図１４のＸＶ−ＸＶ線断面である。
プローブユニット２３は、被検基板１０のパッド１１ｋに対応する複数のプローブ２５を備え、その基板１０への対向面Ｂに、プローブ５のパッドへの当接による負荷で生じる基板１０の反りを許容する段差部２３ｃを有する。
プローブユニット２３は、片面検査の場合、基板１０の上側に位置する。
このプローブユニット２３は、周縁部が基板押えチャック２２で支持された基板１０の上方から、シリンダ等の駆動により、各プローブ５を対応するパッド１１ｋに弾接させて検査を行う。このとき、基板１０は、プローブユニット２３の負荷により、プローブユニット２３の対向面Ｂの中央部に対応する部位が谷となる方向に反る。
この検査時、プローブユニット２３は、図１２に示すように、基板１０の反りを、上記対向面Ｂに形成された段差部２３ａで逃がし、プローブユニット３の基板１０の被検査面Ｃに対するエッジ部Ａの当接を回避し、反りに起因する対向面Ｂと被検査面Ｃの谷部との隙間ｄを小さくする。
プローブユニット２３は、基板１０の反りを矯正せず、そのまま受け入れる。例えば、チャック２２による支持部でも応力集中がおきない。
エッジ部Ａの被検査面Ｃへの当接を避けるので、エッジ部Ａによる基板１０の損傷がない。このエッジ部の不具合については、段差部２３ａの境界となる段部２３ｃの中央エッジ部Ｅも、チャック２２からの離間距離Ｄがエッジ部Ａの同様な離間距離に比べて充分長いので、中央エッジ部Ｅの接触荷重はエッジ部Ａのそれと比べて充分小さくなる。
基板１０の反りに起因する隙間ｄを小さくでき、その分プローブ２５のストロークを稼げ、プローブの接触荷重の増大による接触安定性を図れる。
図１２，図１３および図１４，図１５に示すように、段差部は、対向面Ｂの中央部に形成された高位部２３ｂ，３３ｂの側部に形成され対向面Ｂの他の部分を高位部２３ｂ，３３ｂより低位に形成する低位部２３ａ，３３ａとして構成される。
図１２，図１３のプローブユニット２３では、対向面Ｂの中央部に幅方向に横断するようにして高位部２３ｂが形成され、低位部２３ａは高位部２３ｂの両側部分に段部２３ｃを境界として形成される。
図１４，図１５のプローブユニット３３では、対向面Ｂの中央部に矩形平面の高位部３３ｂが形成され、低位部３３ａは高位部３３ｂを取巻き、高位部３３ｂの周囲に形成された段部３３ｃを境界とする。
基板１０の反りを、プローブユニット２３，３３の対向面Ｂに低位部２３ａ，３３ａとして形成した段差部で逃がし、プローブユニット２３，３３の外周エッジ部が基板１０の被検査面Ｃに干渉するのを回避でき、また対向面Ｂの中央部を高位部２３ｂ，３３ｂにしたので、対向面Ｂと被検査面Ｃの谷部との隙間ｄを小さくでき、プローブ２５，３５の接触安定性を確実に図れ、被検査面Ｃが損傷しない。
低位部２３ａ，３３ａは、高位部２３ｂ，３３ｂとの高低差がプローブ２５，３５のフルストロークｈの１５％以上になる。この高低差は段部２３ｃ，３３ｃの高さＨ１に相当する。
基板１０の反りを、プローブユニット２３，３３の対向面Ｂに形成した低位部２３ａ，３３ａで逃がす際、反り部が低位部２３ａ，３３ａに漸近し、そこのプローブ２５ａ，３５ａは、高位部２３ｂ，３３ｂのプローブ２５ｂ，３５ｂより大きいストロークを確保でき、低位部２３ａ，３３ａにあるプローブ２５ａ，３５ａの被検査面Ｃに対する接触荷重を増大させ、プローブの接触安定性を図れる。
低位部２３ａ，３３ａと高位部２３ｂ，３３ｂとの高低差をプローブ２５，３５のフルストロークｈの１５％以上としたのは、プローブの被検査面Ｃに対する接触安定性を得、プローブユニット２３，３３の外周エッジ部を干渉させないためである。
図中、２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ及び３３ｄ，３３ｅ，３３ｆはプローブの下側ホルダ、中間ホルダ、上側ホルダ、２３ｇ及び３３ｇは配線プレート、Ｌ２，Ｌ２１，Ｌ３，Ｌ３１，Ｌ３２は長さ寸法、Ｗ２，Ｗ２１，Ｗ３，Ｗ３１，Ｗ３２は幅寸法、２６，３６，２７，３７はねじ、２８ａ，２９ａ，３８ａ，３９ａは位置決めピン２８ｂ，２９ｂ，３８ｂ，３９ｂの挿入孔である。
（第４の実施の形態）
次に、図１６〜図１７を参照して、本発明の第４の実施の形態を説明する。
図１６は第４の実施の形態に係る両面同時検査用電気的プローブシステムＰＳ４の側面図、図１７はプローブシステムＰＳ４の下側プローブユニット４４斜視図である。
プローブシステムＰＳ４は、基板１０を上下から挟持する上部および下部プローブユニット４３，４４を、シリンダ等で駆動し、それぞれのプローブ４５ａ，４５ｂおよび４５ｃ，４５ｄを対応するパッドに弾接させて検査を行う。
上部プローブユニット４３は、高位部４３ｂ及び基板１０の反りを許容する段差部（低位部）４３ａを有し、下部プローブユニット４４にも、段差部（低位部）４４ａ及び高位部４４ｂが形成され、基板１０の反りが干渉しない。
下部プローブユニット４４の低位部４４ａのプローブ４５ｃは、高位部４４ｂのプローブ４５ｄよりも検査時のストロークが小さい。この点、下部プローブユニット４４による被検査面はマザーボード取付側となり、マザーボード取付側のパッドの配置はチップ搭載側に比べてピッチが相対的に広く、また下部プローブユニット４４のプローブ４５ｃ，４５ｄは、上部プローブユニット４３のプローブ４５ａ，４５ｂに比ベストロークを大きくでき、しかもマザーボード取付側はパッド数がチップ搭載側よりかなり少なく、プローブの接触が安定する。
図中、４４ｄ，４４ｅ，４４ｆはプローブの上側ホルダ、中間ホルダ、下側ホルダ、４４ｇは配線プレートである。
（第５及び第６の実施の形態）
次に、図１８〜図１９を参照して、本発明の第５の実施の形態およびその変更例に相当する第６の実施の形態を説明する。
図１８は第５の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ５の要部断面図、図１９は第６の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ６の要部断面図である。
プローブシステムＰＳ５、ＰＳ６のプローブユニット５４，６４は、基板１０のパッドに対応したプローブ５５，６５を備え、基板１０の被検査面Ｃと、それＣに対向するプローブユニット５４，６４の面Ｂとの離間距離が、プローブ５５，６５の弾接負荷で生じる基板１０の反りに沿い相違する。
プローブ５５，６５は、基板１０の反りに沿ってグループ化（５５ｃ，５５ｄ，５５ｃ；６５ｃ，６５ｄ，６５ｃ）され、グループ毎に上記離間距離に応じた突出量が設定される。
プローブユニット５５は、基板１０の反りの凹面側の被検査面Ｃにプローブ部が弾接し、基板１０の凹面の谷部に対応するプローブ５５ｄが最大突出量グループＧ１となり、基板１０の凹面谷部の両側の斜面に対応するプローブ５５ｃが最小突出量グループＧ２となる。
プローブユニット６５は、基板１０の反りの凸面側の被検査面Ｃにプローブが弾接し、基板１０の凸面の頂部に対応するプローブ６５ｄが最小突出量グループＧ２となり、基板１０の凸面頂部両側の斜面に対応するプローブ６５ｃが最大突出量グループＧ１となる。
プローブユニット５５は片面検査時の上部プローブユニットとして使用でき、またプローブユニット５５，６５は、それぞれ両面同時検査時の上部プローブユニット、下部プローブユニットとして使用できる。
プローブユニット５５，６５のプローブ５５，６５は、基板１０の反りに沿ってグループ化され、グループ毎に基板１０の被検査面Ｃとプローブユニットの対向面Ｂとの離間距離に応じた突出量を持つので、前記離間距離の相違にも拘わらず、被検査面Ｃ全体に安定接触する。
この接触安定性は、基板１０の反りを矯正せず、大略残したまま得られので、接触時の応力集中がない。
好ましくは、最大突出量グループＧ１と最小突出量グループＧ２との突出量差ｇを最大突出量の２０％以上に設定する。
例えば、グループＧ１の突出量２ｍｍ、グループＧ２の突出量１．５ｍｍとする。
検査時は、先ず、最大突出量グループＧ１のプローブが被検査面Ｃに当接して基板１０に反りを生じさせ、プローブユニット５４，６４内に後退する。最大突出量グループＧ１のプローブがその突出量の少なくとも２０％を越えて後退した後に、最小突出量グループＧ２のプローブが被検査面Ｃに当接し、その後さらに最大および最小突出量グループＧ１，Ｇ２のプローブが共に後退する。これにより、各グループＧ１，Ｇ２のプローブに必要な接触荷重が得られる。
プローブユニット５４，６４は、最大突出量グループＧ１と最小突出量グループＧ２との中間の突出量を有するグループを備えても良い。
最大突出量グループＧ１と最小突出量グループＧ２との突出量差ｇが最大突出量の２０％未満の場合には、プローブの被検査面Ｃに対する接触が安定しない。
（第７の実施の形態）
次に、図２０を参照して、本発明の第５及び第６の実施の形態の変更例である第７の実施の形態を説明する。
図２０は第７の実施の形態に係る電気的プローブシステムＰＳ７の要部断面図である。
プローブシステムＰＳ７は、最大突出量グループＧ１が、プローブユニット７４の被検査面に対向する対向面の内で高位部分７４ｂに設けられたプローブ７５ｄによって構成され、最小突出量グループＧ２が、上記対向面の内で低位部分７４ａに設けられたプローブ７５ｃよって構成される。
上記各部７４ａ，７４ｂからのプローブの突出量ａは同一で、高位部分７４ｂと低位部分７４ａとの段差により、最大突出量の２０％以上となる突出量差ｇを確保する。
本発明によれば、被検基板の反りをプローブユニットの対向面に形成した段差部で逃がすことにより、プローブユニットの外周エッジ部が被検基板の被検査面に干渉するのを回避でき、反りに起因するプローブユニットの対向面と被検基板の被検査面の谷部との隙間を小さくできるので、基板に対するプローブの接触安定性を容易に図れる。
被検基板の反りをプローブユニットの対向面に低位部として形成した段差部で逃がすことにより、プローブユニットの外周エッジ部が被検基板の被検査面に干渉するのを回避でき、対向面の中央部を高位部に形成すれば、反りに起因するプローブユニットの対向面と被検基板の被検査面の谷部との隙間を一層小さくできる。
段差部としての低位部と、高位部との高低差を、プローブのフルストロークの１５％以上として接触安定性が得られる。
プローブを被検基板の反りに沿ってグループ化し、グループ毎に被検基板の被検査面とプローブユニットの対向面との離間距離に応じた突出量を付与したので、離間距離の相違に拘わらず被検査面全体で接触安定性が得られる。
この接触安定性は、被検基板の反りを矯正するのではなく、反り状態を大略残したまま得られるので、その接触状態での応力集中を避けることができる。
最大突出量グループと最小突出量グループとの突出量差を最大突出量の２０％以上として、接触安定性を向上できる。

本発明によれば、基板サイズが大きくなっても、その変形防止のために検査の円滑性が損なわれることのない電気的プローブシステムが提供される。

Claims (6)

1. 被検基板（１０）を保持する保持機構（２）と、前記保持機構（２）に対し位置決め可能なプローブユニット（３）とを備え、前記プローブユニット（３）は、前記基板（１０）の第１のパッド群（１１ｋ）に、第１のストローク変域（Ｖ１）内で、所定範囲（２ΔＺ）の接触圧により弾接可能な第１のプローブ群（５ａ）と、前記基板（１０）の第２のパッド群（１１ｋ）に、前記第１のストローク変域（Ｖ１）と異なる第２のストローク変域（Ｖ２）内で、前記所定範囲（２ΔＺ）の接触圧により弾接可能な第２のプローブ群（５ｂ）と、前記第１及び第２のプローブ群（５ａ，５ｂ）が植設されたプローブホルダ（３ｄ）とを備える電気的プローブシステム。
2. 被検基板のパッドに対応して複数のプローブを備えた基板検査用プローブユニットであって、
   前記被検基板に対向する前記プローブユニットの対向面に、前記プローブの前記パッドへの当接による負荷で生じる前記被検基板の反りを許容する段差部が設けられていることを特徴とする基板検査用プローブユニット。
3. 請求項２に記載の基板検査用プローブユニットであって、
   前記段差部は、前記対向面の中央部に形成された高位部の側部に形成され前記対向面の他の部分を前記高位部より低位に形成する低位部として構成されていることを特徴とする基板検査用プローブユニット。
4. 請求項３に記載の基板検査用プローブユニットであって、
   前記低位部は、前記高位部との高低差が前記プローブのフルストロークの１５％以上になるように形成されていることを特徴とする基板検査用プローブユニット。
5. 被検基板のパッドに対応して複数のプローブを備えた基板検査用プローブユニットであって、
   前記被検基板の被検査面と、該被検査面に対向する前記プローブユニットの対向面との離間距離は、前記プローブの前記パッドへの当接による負荷で生じる前記被検基板の反りに沿って相違しており、
   前記複数のプローブは、前記被検基板の反りに沿って適宜グループ化されると共に、各グループ毎に前記離間距離に応じた突出量を有して取り付けられている
   ことを特徴とする基板検査用プローブユニット。
6. 請求項５に記載の基板検査用プローブユニットであって、
   前記複数のプローブは、最大突出量グループと最小突出量グループを少なくとも有してグループ化されており、かつ
   前記最大突出量グループと最小突出量グループとの突出量差が最大突出量の２０％以上となるように設定されていることを特徴とする基板検査用プローブユニット。

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