KR102545415B1

KR102545415B1 - 프로브 핀, 프로브 유닛 및 검사 장치

Info

Publication number: KR102545415B1
Application number: KR1020190011921A
Authority: KR
Inventors: 다카히로 오가와라
Original assignee: 히오끼 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2023-06-20
Also published as: TW201935012A; KR20190096810A; TWI821243B; JP2019138766A; CN110133335A; JP7032167B2

Abstract

[과제] 복수의 프로브 핀의 선단부를 근접시킨 상태로 접촉 대상에 접촉시킨다.
[해결 수단] 기둥형상으로 형성되어 기단부(21a)를 지지한 상태로 선단부(21b)에 설치된 접촉부(31)를 접촉 대상에 접촉시켜 접촉 대상과의 사이에서 전기 신호의 입출력을 가능하게 구성되고, 기단부(21a)는, 프로브 핀의 중심축(A)에 직교하는 단면(C)의 단면 형상이 비원형이 되도록 형성되며, 접촉부(31)는, 중심축(A)에 대해 경사지는 평면으로 선단부(21b)의 일부가 잘라내어져 각각 형성된 2개의 절결면(S2)과 선단부(21b)의 2개의 외주면(F1, F4)에 의해 획정되어 중심축(A)을 따라 돌출되는 부위로 구성되어 있다.

Description

프로브 핀, 프로브 유닛 및 검사 장치{PROBE PIN, PROBE UNIT AND INSPECTING APPARATUS}

본 발명은, 접촉 대상과의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 프로브 핀, 그 프로브 핀을 구비한 프로브 유닛, 및 그 프로브 유닛을 구비한 검사 장치에 관한 것이다.

이러한 프로브 유닛으로서, 하기 특허문헌 1에서 출원인이 개시한 프로브 유닛이 알려져 있다. 이 프로브 유닛은, 선단부를 프로빙 대상에 접촉시켜 프로빙 대상과의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 프로브 핀과, 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비하여 구성되어 있다. 이 경우, 프로브 핀은, 선단부가 원뿔형을 이루는(선단부가 날카로워진) 원기둥형으로 형성되어 있다.

일본국 특허공개 2016-170159호 공보(제8페이지, 도 1)

그런데, 상기한 종래의 프로브 핀 및 이 프로브 핀을 구비한 프로브 유닛에는 개선해야 할 이하의 과제가 있다. 구체적으로는, 이 프로브 핀은, 선단부가 원뿔형을 이루는 원기둥형으로 형성되어 있다. 이 경우, 이러한 원뿔형의 선단부는, 선반 등의 회전 가공계의 공작 기계를 이용하여 형성되기 때문에, 가공 특성상 프로브 핀의 중심축 상에 원뿔의 꼭대기부가 위치하게 된다. 이 때문에, 프로브 핀의 중심축 상에 위치하는 원뿔의 꼭대기부가 프로빙 대상에 접촉하게 된다. 한편, 프로빙 대상에 접촉하는 원뿔의 꼭대기부는, 접촉시의 파손을 회피하기 위해 충분한 강도를 확보할 필요가 있고, 이를 위해서는, 원뿔의 꼭대기부에 원형부(SR)를 마련하여 그 부분을 가능한 한 작게 형성하는 것이 바람직하다. 이 때문에, 이러한 프로브 핀에서는, 프로브 핀이 가늘수록 원뿔의 꼭대기부의 각도를 크게 하는(둔각으로 하는) 구성이 채용되어 있다.

이 경우, 예를 들어 도 12, 13에 도시된 바와 같이, 프로빙 대상으로서의 기판(100)의 도체부(101)(피접촉 위치)에 2개의 프로브 핀(521)의 선단부(원뿔의 꼭대기부)를 서로 근접시킨 상태로 접촉시킬 때에는, 원뿔의 꼭대기부의 각도가 클수록 각 프로브 핀(521)의 각 중심축(A)이 이루는 각도가 커지도록(기판(100)에 대한 경사 각도가 작아지도록), 각 프로브 핀(521)을 기판(100)에 대해 크게 경사시킬 필요가 있다. 그러나, 프로브 핀(521)을 이와 같이 크게 경사시킴으로써 프로브 핀(521)의 선단부 이외의 부위도 기판(100)에 근접하기(즉, 프로브 핀(521)이 전체적으로 근접하기) 때문에, 예를 들어 기판(100)에 실장된 전자 부품 등이 도체부(101)(피접촉 위치)의 근방에 실장되어 있을 때에는, 프로브 핀(521)의 선단부 이외의 부위가 전자 부품 등에 접촉하여 도체부(101)에 프로브 핀(521)의 선단부를 접촉시키는 것이 곤란해질 우려가 있다. 이와 같이, 종래의 프로브 핀 및 이 프로브 핀을 구비한 프로브 유닛에는, 복수의 프로브 핀의 선단부를 근접시킨 상태로 프로빙 대상에 접촉시키는 것이 곤란해질 우려가 있고, 이 점의 개선이 요구되고 있다.

본 발명은, 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 복수의 프로브 핀의 선단부를 근접시킨 상태로 접촉 대상에 접촉시킬 수 있는 프로브 핀, 프로브 유닛 및 검사 장치를 제공하는 것을 주목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 프로브 핀은, 기둥형상으로 형성되어 기단부를 지지한 상태로 선단부에 설치된 접촉부를 접촉 대상에 접촉시켜 당해 접촉 대상과의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 프로브 핀으로서, 상기 기단부는, 당해 프로브 핀의 중심축에 직교하는 단면의 단면 형상이 비원형이 되도록 형성되고, 상기 접촉부는, 상기 중심축에 대해 경사지는 평면으로 상기 선단부의 일부가 잘라내어져 각각 형성된 2개의 절결면과 당해 선단부의 2개의 외주면에 의해 획정되어 당해 중심축을 따라 돌출되는 부위로 구성되어 있다.

또한, 청구항 2에 기재된 프로브 핀은, 청구항 1에 기재된 프로브 핀에 있어서, 상기 접촉부는, 인접하는 상기 각 외주면끼리의 교차 부분의 근방에 형성되어 있다.

또한, 청구항 3에 기재된 프로브 핀은, 청구항 2에 기재된 프로브 핀에 있어서, 상기 선단부는, 인접하는 상기 각 외주면끼리가 직각으로 교차하도록 형성되어 있다.

또한, 청구항 4에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 1에 기재된 프로브 핀과, 당해 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛으로서, 상기 지지부는, 상기 프로브 핀의 상기 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서 당해 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍 및 홈부 중 어느 한쪽으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하고, 당해 끼워 맞춤부에 상기 프로브 핀을 끼워 맞춤시킨 상태로 당해 프로브 핀을 지지 가능하게 구성되어 있다.

또한, 청구항 5에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 2에 기재된 프로브 핀과, 당해 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛으로서, 상기 지지부는, 상기 프로브 핀의 상기 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서 당해 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍 및 홈부 중 어느 한쪽으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하고, 당해 끼워 맞춤부에 상기 프로브 핀을 끼워 맞춤시킨 상태로 당해 프로브 핀을 지지 가능하게 구성되어 있다.

또한, 청구항 6에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 3에 기재된 프로브 핀과, 당해 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛으로서, 상기 지지부는, 상기 프로브 핀의 상기 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서 당해 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍 및 홈부 중 어느 한쪽으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하고, 당해 끼워 맞춤부에 상기 프로브 핀을 끼워 맞춤시킨 상태로 당해 프로브 핀을 지지 가능하게 구성되어 있다.

또한, 청구항 7에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 4에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 프로브 핀은, 상기 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고, 상기 끼워 맞춤부는, 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 삽입통과구멍, 및 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 홈부 중 어느 한쪽으로 형성되어 있다.

또한, 청구항 8에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 5에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 프로브 핀은, 상기 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고, 상기 끼워 맞춤부는, 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 삽입통과구멍, 및 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 홈부 중 어느 한쪽으로 형성되어 있다.

또한, 청구항 9에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 6에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 프로브 핀은, 상기 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고, 상기 끼워 맞춤부는, 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 삽입통과구멍, 및 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 홈부 중 어느 한쪽으로 형성되어 있다.

또한, 청구항 10에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 7에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 지지부는 팔부를 구비하여 구성되고, 상기 끼워 맞춤부는, 상기 직사각형의 각 변이 당해 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 당해 팔부의 일단부 측에 형성되어 있다.

또한, 청구항 11에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 8에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 지지부는 팔부를 구비하여 구성되고, 상기 끼워 맞춤부는, 상기 직사각형의 각 변이 당해 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 당해 팔부의 일단부 측에 형성되어 있다.

또한, 청구항 12에 기재된 프로브 유닛은, 청구항 9에 기재된 프로브 유닛에 있어서, 상기 지지부는 팔부를 구비하여 구성되고, 상기 끼워 맞춤부는, 상기 직사각형의 각 변이 당해 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 당해 팔부의 일단부 측에 형성되어 있다.

또한, 청구항 13에 기재된 검사 장치는, 청구항 4 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 프로브 유닛과, 당해 프로브 유닛을 이동시켜 상기 접촉 대상에 상기 프로브 핀을 접촉시키는 이동 기구와, 상기 프로브 핀을 통해 입출력하는 전기 신호에 의거하여 상기 접촉 대상으로서의 검사 대상의 검사를 실행하는 검사부를 구비하고 있다.

청구항 1에 기재된 프로브 핀, 및 청구항 4에 기재된 프로브 유닛에서는, 기단부의 단면 형상이 비원형이 되도록 프로브 핀이 형성되고, 프로브 핀의 중심축에 대해 경사지는 평면으로 프로브 핀의 선단부의 일부를 잘라낸 2개의 절결면과 선단부의 2개의 외주면에 의해 획정되어 중심축을 따라 돌출되는 부위로 접촉부가 구성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 핀 및 프로브 유닛에 의하면, 기단부의 단면 형상이 원형인 구성과 비교하여, 중심축을 중심으로 한 프로브 핀의 회동을 확실히 방지할 수 있기 때문에, 접촉부의 위치 결정을 확실히 행할 수 있음과 아울러, 프로브 핀의 선단부에서의 중심축으로부터 편심된 위치에 접촉부를 형성할 수 있다. 따라서, 이 프로브 핀 및 프로브 유닛에 의하면, 인접하는 2개의 프로브 유닛에서의 각 프로브 핀의 각 접촉부가 각각 대향하는 위치에 각 접촉부를 위치 결정한 상태로, 각 선단부에서의 접촉부 근방의 외주면끼리를 근접시킴으로써, 각 프로브 핀을 접촉 대상에 대해 크게 경사시키지 않고, 각 접촉부끼리를 충분히 근접시킨 상태로 접촉 대상에 접촉시킬 수 있다. 이 결과, 이 프로브 핀 및 프로브 유닛에 의하면, 프로브 핀에서의 접촉부 이외의 부위나 프로브 핀을 지지하는 지지부가 접촉 대상에 근접하여, 예를 들어 접촉 대상의 근방에 실장되어 있는 전자 부품 등에 프로브 핀에서의 접촉부 이외의 부위나 지지부가 접촉하여 접촉 대상에 접촉부를 접촉시키는 것이 곤란해지는 사태를 회피하고, 접촉부를 접촉 대상에 확실히 접촉시킬 수 있다.

또한, 청구항 2에 기재된 프로브 핀, 및 청구항 5에 기재된 프로브 유닛에 의하면, 선단부에서의 인접하는 각 외주면끼리의 교차 부분의 근방에 접촉부를 형성함으로써, 인접하는 2개의 프로브 유닛의 각 프로브 핀의 각 선단부에서의 외주면끼리의 교차 부분을 근접시킴으로써, 각 접촉부끼리를 더욱 근접시킨 상태로 접촉 대상에 접촉시킬 수 있다.

또한, 청구항 3에 기재된 프로브 핀, 및 청구항 6에 기재된 프로브 유닛에 의하면, 인접하는 각 외주면끼리가 직각으로 교차하도록 선단부를 형성함으로써, 선단부를 잘라내는 가공을 행할 때에 선단부를 정확하게 위치 결정하여 유지할 수 있기 때문에, 접촉부를 규정한 대로의 형상으로 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 청구항 4 내지 6에 기재된 프로브 유닛, 및 청구항 13에 기재된 검사 장치에 의하면, 프로브 핀의 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 끼워 맞춤부를 구비하여 지지부를 구성함으로써, 끼워 맞춤부에 프로브 핀의 기단부를 끼워 맞춤시킴으로써, 접촉부를 미리 정해진 위치에 확실히 위치 결정할 수 있다.

또한, 청구항 7 내지 9에 기재된 프로브 유닛, 및 청구항 13에 기재된 검사 장치에 의하면, 단면 형상이 직사각형이 되도록 프로브 핀을 형성하고, 프로브 핀의 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 삽입통과구멍, 및 프로브 핀의 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 홈부 중 어느 한쪽으로 끼워 맞춤부를 형성함으로써, 예를 들어 프로브 핀의 단면 형상 및 삽입통과구멍 또는 홈부의 단면 형상이 5각 이상의 다각형으로 형성된 구성과 비교하여, 중심축으로부터 편심되어 있는 접촉부의 위치를 파악하기 쉽기 때문에, 끼워 맞춤부에 프로브 핀을 끼워 맞춤시켜 접촉부의 위치 결정을 하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 청구항 10 내지 12에 기재된 프로브 유닛, 및 청구항 13에 기재된 검사 장치에 의하면, 끼워 맞춤부의 단면 형상인 직사각형의 각 변이 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 끼워 맞춤부를 팔부의 일단부 측에 형성함으로써, 직사각형의 각 변이 팔부의 길이 방향과 평행한 구성과 비교하여, 접촉부를 팔부의 폭방향의 중심으로부터 보다 이간된 위치에 위치 결정할 수 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛 및 검사 장치에 의하면, 인접하는 2개의 프로브 유닛의 각 삽입통과구멍의 대응하는 각 변끼리가 서로 반대방향으로 경사지도록 각 삽입통과구멍을 형성함으로써, 직사각형의 각 변이 팔부의 길이 방향과 평행한 구성과 비교하여, 각 프로브 유닛의 각 프로브 핀의 각 접촉부끼리를 보다 근접시킨 상태로 접촉 대상에 접촉시킬 수 있다.

도 1은, 기판 검사 장치(1)의 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는, 프로브 유닛(2)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 프로브 핀(21)을 외주면(F1) 측에서 본 사시도이다.
도 4는, 프로브 핀(21)을 외주면(F1) 측에서 본 정면도이다.
도 5는, 프로브 핀(21)을 외주면(F3) 측에서 본 측면도이다.
도 6은, 프로브 핀(21)을 외주면(F3) 측에서 본 사시도이다.
도 7은, 프로브 핀(21)을 선단부(21b) 측에서 본 사시도이다.
도 8은, 지지부(22)에서의 아암(41, 42)의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 9는, 검사 방법을 설명하는 설명도이다.
도 10은, 프로브 핀(121)의 구성을 설명하는 설명도이다.
도 11은, 프로브 유닛(102)의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 12는, 종래의 구성을 설명하는 제1 설명도이다.
도 13은, 종래의 구성을 설명하는 제2 설명도이다.

이하, 프로브 핀, 프로브 유닛 및 검사 장치의 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

처음에, 도 1에 도시된 기판 검사 장치(1)의 구성에 대해 설명한다. 기판 검사 장치(1)는, 검사 장치의 일례로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 프로브 유닛(2, 2), 2개의 이동 기구(3, 3), 조작부(4), 기억부(5), 표시부(6) 및 처리부(7)를 구비하고, 검사 대상(접촉 대상이기도 함)의 일례로서의 도 9에 도시된 기판(100)의 검사를 실행 가능하게 구성되어 있다.

프로브 유닛(2)은, 프로브 유닛의 일례로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(21) 및 지지부(22)를 구비하여 구성되어 있다.

프로브 핀(21)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 선단부(21b)에 설치된 접촉부(31)를 접촉 대상(검사 대상이기도 함)으로서의 기판(100)의 도체부(101)에 접촉시켜 도체부(101)와의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 프로브 핀의 일례로서, 도 3~도 7에 도시된 바와 같이 기둥형상으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 프로브 유닛(2)은, 후술하는 절결면(S1~S3)의 형성 부위를 제외한 기단부(21a)로부터 선단부(21b)까지의 각 부위에서, 중심축(A)에 직교하는 단면(C)(도 7 참조)의 단면 형상이 직사각형(기단부(21a)의 단면 형상이 비원형이고 또한 다각형인 일례)이 되는 형상(사각기둥형)으로 형성되어 있다. 이 경우, 기단부(21a)의 단면 형상이 직사각형(비원형)이 되도록 프로브 핀(21)을 형성함으로써, 기단부(21a)의 단면 형상이 원형인 구성과 비교하여, 지지부(22)에 의해 지지된 상태에서의 중심축(A)을 중심으로 한 프로브 핀(21)의 회동을 확실히 방지할 수 있기 때문에, 접촉부(31)의 위치 결정을 확실히 행하는 것이 가능해진다.

또한, 이 프로브 핀(21)에서는, 도 3~도 7에 도시된 바와 같이, 중심축(A)에 대해 경사지는 평면으로 선단부(21b)의 일부(각 도면에서 점선으로 나타내는 부분)를 잘라냄으로써 형성된 절결면(S1~S3)(이하, 구별하지 않을 때에는 「절결면(S)」이라고도 함) 중 2개의 절결면(S2, S3)과, 선단부(21b)에서의 평면으로 각각 구성된 4개의 외주면(F1~F4)(이하, 구별하지 않을 때에는 「외주면(F)」이라고도 함) 중 2개의 외주면(F1, F4)에 의해 획정되어 중심축(A)을 따라 돌출되는 부위로 접촉부(31)가 구성되어 있다. 또한, 이 프로브 핀(21)에서는, 인접하는 각 외주면(F)끼리가 직각으로 교차하도록, 즉 도 7에 점선으로 나타내는 바와 같이, 평면으로 잘라내어지기 이전의 선단부(21b)의 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고, 인접하는 외주면(F)끼리(이 예에서는, 외주면(F1, F4)끼리)의 교차 부분의 근방에 접촉부(31)가 형성되어 있다. 따라서, 이 프로브 핀(21)에서는, 중심축(A) 상에 접촉부(31)(원뿔의 정점)가 형성되어 있는 종래의 프로브 핀과는 달리, 중심축(A)으로부터 편심된 위치(이 예에서는, 외주면(F1, F4)끼리의 교차 부분의 근방 위치)에 접촉부(31)가 형성되어 있다.

또한, 이 프로브 핀(21)에서는, 선단부(21b)의 일부를 평면으로 잘라냄으로써 접촉부(31)가 형성되어 있다. 즉, 이 프로브 핀(21)에서는, 평면 연삭반, 프레이즈반 및 와이어 방전 가공기 등의 평면 가공계의 공작 기계를 이용하여 접촉부(31)가 형성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 핀(21)에서는, 회전 가공계의 공작 기계를 이용하는 것에 기인하여 중심축(A) 상에 접촉부(31)가 형성되는 종래의 프로브 핀과는 달리, 상기한 바와 같이 중심축(A)으로부터 편심된 위치(이 예에서는, 외주면(F1, F4)끼리의 교차 부분의 근방 위치)에 접촉부(31)를 형성하는 것이 가능해진다.

지지부(22)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 아암(41, 42) 및 연결부(43, 44)를 구비하여 프로브 핀(21)을 지지 가능하게 구성되어 있다.

아암(41, 42)은 팔부에 상당하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 각기둥형으로 각각 형성되고, 두께 방향(도 2에서의 상하 방향)을 따라 서로 이간되는 상태로 배치되어, 각각의 기단부(41a, 42a)가 연결부(43)에 의해 연결됨과 아울러, 각각의 선단부(41b, 42b)가 연결부(44)에 의해 연결되어 있다. 이 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 기단부(41a, 42a)와 연결부(43)의 연결 부분 및 선단부(41b, 42b)와 연결부(44)의 연결 부분은, 프로브 핀(21)의 접촉부(31)를 기판(100)의 도체부(101)에 접촉시켰을 때의 지지부(22) 전체의 탄성 변형을 하기 쉽게 하기 위해 얇은 두께로 형성되어 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결부(44)(아암(41, 42)의 각 선단부(41b, 42b) 측(일단부 측))에는, 프로브 핀(21)을 삽입통과 가능하게 삽입통과구멍(H)(끼워 맞춤부의 일례)이 각각 형성되고, 이 삽입통과구멍(H)에 삽입통과된 프로브 핀(21)의 기단부(21a) 측이 아암(41, 42)에 고정되어 있다.

이 경우, 삽입통과구멍(H)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(21)의 기단부(21a)의 단면 형상인 직사각형과 상보적인 직사각형의 단면 형상을 가지며, 기단부(21a)의 끼워 맞춤이 가능해진다. 이 때문에, 프로브 핀(21)은, 삽입통과구멍(H)에 기단부(21a)가 삽입통과되어 양자가 끼워 맞춤된 상태에서, 중심축(A) 둘레의 회동이 규제되어 있다.

또한, 삽입통과구멍(H)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 삽입통과구멍(H)의 단면 형상인 직사각형의 중심이 지지부의 폭방향의 중심(도 8에 도시된 일점쇄선(B) 상)에 위치함과 아울러, 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향(도 8에 도시된 일점쇄선(B)의 방향)에 대해 경사지도록 형성되어 있다. 이 경우, 이 기판 검사 장치(1)에서는, 도 8에 도시된 바와 같이, 2개의 프로브 유닛(2)의 각 삽입통과구멍(H)의 단면 형상인 각 직사각형에서의 대응하는 각 변끼리가 서로 반대방향으로 경사지도록 각 삽입통과구멍(H)이 형성되어 있다. 이와 같이 삽입통과구멍(H)을 형성함으로써, 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 프로브 유닛(2)에서의 각 지지부(22)의 각 연결부(44)끼리를 근접시키고, 각 지지부(22)의 각 연결부(43)끼리를 이간시킨 상태(각 프로브 유닛(2)의 아암(41, 42)이 평면으로 보아 V자 형상이 되는 상태)로 프로브 유닛(2)의 각 프로브 핀(21)의 각 선단부(21b)끼리를 근접시켰을 때에, 프로브 핀(21)의 중심축(A)으로부터 편심된 위치에 형성되어 있는 각 접촉부(31)끼리를 충분히 근접시키는 것이 가능해진다.

이동 기구(3)는, 처리부(7)의 제어에 따라 프로브 유닛(2)을 이동시킨다. 조작부(4)는, 각종 지시 조작이 가능하게 구성되고, 지시 조작이 되었을 때에 조작 신호를 출력한다. 기억부(5)는, 기판(100)에서의 피접촉 위치(프로브 핀(21)의 접촉부(31)를 접촉시키는 위치)로서의 도체부(101)(도 9 참조)의 좌표를 나타내는 정보 등을 포함한 기판 데이터(Db)를 기억한다. 표시부(6)는, 처리부(7)의 제어에 따라 검사 결과 등을 표시한다.

처리부(7)는, 조작부(4)로부터 출력되는 조작 신호에 따라, 기판 검사 장치(1)를 구성하는 각 부를 제어한다. 또한, 처리부(7)는, 검사부로서 기능하여, 기판(100)의 피접촉부에 접촉되어 있는 프로브 핀(21)을 통해 입출력하는 전기 신호에 의거하여 기판(100)의 검사를 실행한다.

다음에, 기판 검사 장치(1)를 이용하여 기판(100)을 검사하는 방법, 및 그 때의 기판 검사 장치(1)의 각 부의 동작에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 기판(100)을 도면 밖의 고정대에 고정하고, 다음으로 조작부(4)를 조작하여 검사의 개시를 지시한다. 이 때에, 조작부(4)가 조작 신호를 출력하고, 처리부(7)가 조작 신호에 따라 검사 처리를 개시한다.

이 검사 처리에서는, 처리부(7)는, 기억부(5)로부터 기판 데이터(Db)를 독출한다. 이어서, 처리부(7)는, 기판 데이터(Db)에 포함되는 피접촉 위치로서의 기판(100)에서의 도체부(101)의 좌표를 나타내는 정보에 의거하여, 프로브 유닛(2)을 이동시켜야 할 이동 거리를 특정한다.

다음에, 처리부(7)는, 각 이동 기구(3)를 제어하여, 각 프로브 유닛(2)의 프로브 핀(21)의 접촉부(31)가 도체부(101)의 상방에 위치하도록 각 프로브 유닛(2)을 이동시킨다. 이어서, 처리부(7)는, 각 이동 기구(3)를 제어하여, 기판(100)으로 향하여 프로브 유닛(2)을 이동(하강)시킨다. 이 때에, 각 프로브 유닛(2)의 하강에 따라, 도 9에 도시된 바와 같이 각 프로브 핀(21)의 접촉부(31)가 기판(100)의 도체부(101)에 접촉한다.

이 경우, 도 13에 도시된 바와 같이, 중심축(A) 상에 접촉부로서의 원뿔의 정점이 형성되어 있는 종래의 프로브 핀(521)에서는, 2개의 프로브 핀(521)의 접촉부를 서로 근접시킨 상태로 기판(100)의 도체부(101)에 접촉시킬 때에, 기판(100)에 대해 각 프로브 핀(521)을 크게 경사시킬 필요가 있다. 이 때문에, 프로브 핀(521)에서의 접촉부 이외의 부위나 프로브 핀(521)을 지지하는 지지부가 기판(100)에 근접하여, 도체부(101)의 근방에 실장되어 있는 전자 부품 등에 프로브 핀(521)에서의 접촉부 이외의 부위나 지지부가 접촉하여 도체부(101)에 프로브 핀(521)의 접촉부(31)를 접촉시키는 것이 곤란해질 우려가 있다.

이에 반해, 이 프로브 핀(21)에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 프로브 핀(21)의 선단부(21b)에서의 중심축(A)으로부터 편심된 위치(외주면(F1, F4)끼리의 교차 부분의 근방 위치)에 접촉부(31)가 형성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 핀(21)에서는, 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 프로브 유닛(2)에서의 각 프로브 핀(21)의 각 접촉부(31)끼리를 근접시킬 때에, 각 프로브 핀(21)의 선단부(21b)에서의 접촉부(31)가 형성되어 있는 외주면(F)끼리(외주면(F1, F4)끼리의 교차 부분)를 근접시킴으로써, 각 프로브 핀(21)을 기판(100)에 대해 크게 경사시키지 않고(작은 경사로), 각 프로브 핀(21)의 각 접촉부(31)끼리를 충분히 근접시킨 상태로 기판(100)의 도체부(101)에 접촉시키는 것이 가능해진다. 따라서, 이 프로브 핀(21)에서는, 프로브 핀(21)에서의 접촉부(31) 이외의 부위나 프로브 핀(21)을 지지하는 지지부(22)가 기판(100)에 근접하여, 도체부(101)의 근방에 실장되어 있는 전자 부품 등에 프로브 핀(21)에서의 접촉부 이외의 부위나 지지부(22)가 접촉하여 도체부(101)에 프로브 핀(21)의 접촉부(31)를 접촉시키는 것이 곤란해지는 사태를 확실히 회피하는 것이 가능해진다.

다음에, 처리부(7)는, 각 이동 기구(3)를 제어하여, 미리 정해진 거리만큼 각 프로브 유닛(2)을 하강시킨 시점에서 하강을 정지시킨다. 이어서, 처리부(7)는, 각 프로브 핀(21)을 통해 검사용 전기 신호를 출력하고, 그 때에 각 프로브 핀(21)을 통해 입력하는 전기 신호에 의거하여 기판(100)의 검사(예를 들어 피접촉 위치의 도통 상태)를 실행한다. 다음에, 처리부(7)는, 표시부(6)를 제어하여 검사 결과를 표시시킨다.

이어서, 처리부(7)는, 각 이동 기구(3)를 제어하여, 기판(100)으로부터 이간되는 방향으로 각 프로브 유닛(2)을 이동(상승)시키고, 기판(100)에 대한 각 접촉부(31)의 접촉을 해제시킨다. 다음에, 처리부(7)는, 각 프로브 유닛(2)을 초기 위치로 이동시키고, 검사 처리를 종료한다.

이와 같이, 이 프로브 핀(21), 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에서는, 기단부(21a)의 단면 형상이 비원형이 되도록 프로브 핀(21)이 형성되고, 중심축(A)에 대해 경사지는 평면으로 프로브 핀(21)의 선단부(21b)의 일부를 잘라낸 2개의 절결면(S)과 선단부(21b)의 2개의 외주면(F)에 의해 획정되어 중심축(A)을 따라 돌출되는 부위로 접촉부(31)가 구성되어 있다. 이 때문에, 이 프로브 핀(21), 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 기단부(21a)의 단면 형상이 원형인 구성과 비교하여, 중심축(A)을 중심으로 한 프로브 핀(21)의 회동을 확실히 방지할 수 있기 때문에, 접촉부(31)의 위치 결정을 확실히 행할 수 있음과 아울러, 프로브 핀(21)의 선단부(21b)에서의 중심축(A)으로부터 편심된 위치에 접촉부(31)를 형성할 수 있다. 따라서, 이 프로브 핀(21), 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 인접하는 2개의 프로브 유닛(2)에서의 각 프로브 핀(21)의 각 접촉부(31)가 각각 대향하는 위치에 각 접촉부(31)를 위치 결정한 상태로, 각 선단부(21b)에서의 접촉부(31)가 형성되어 있는 외주면(F)끼리를 근접시킴으로써, 각 프로브 핀(21)을 기판(100)에 대해 크게 경사시키지 않고, 각 접촉부(31)끼리를 충분히 근접시킨 상태로 기판(100)의 도체부(101)에 접촉시킬 수 있다. 이 결과, 이 프로브 핀(21), 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 프로브 핀(21)에서의 접촉부(31) 이외의 부위나 프로브 핀(21)을 지지하는 지지부(22)가 기판(100)에 근접하여, 도체부(101)의 근방에 실장되어 있는 전자 부품 등에 프로브 핀(21)에서의 접촉부 이외의 부위나 지지부(22)가 접촉하여 도체부(101)에 접촉부(31)를 접촉시키는 것이 곤란해지는 사태를 회피하고, 접촉부(31)를 기판(100)의 도체부(101)에 확실히 접촉시킬 수 있다.

또한, 이 프로브 핀(21), 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 선단부(21b)에서의 인접하는 외주면(F1, F4)끼리의 교차 부분의 근방에 접촉부(31)를 형성함으로써, 인접하는 2개의 프로브 유닛(2)의 각 프로브 핀(21)의 각 선단부(21b)에서의 외주면(F1, F4)끼리의 교차 부분을 근접시킴으로써, 각 접촉부(31)끼리를 더욱 근접시킨 상태로 도체부(101)에 접촉시킬 수 있다.

또한, 이 프로브 핀(21), 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 인접하는 각 외주면(F)끼리가 직각으로 교차하도록 선단부(21b)를 형성함으로써, 선단부(21b)를 잘라내는 가공을 행할 때에 선단부(21b)를 정확하게 위치 결정하여 유지할 수 있기 때문에, 접촉부(31)를 규정한 대로의 형상으로 정확하게 형성할 수 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 프로브 핀(21)의 중심축(A) 둘레의 회동을 규제한 상태에서 프로브 핀(21)의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍(H)으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하여 지지부를 구성함으로써, 삽입통과구멍(H)에 프로브 핀을 삽입통과시켜 끼워 맞춤시킴으로써, 접촉부(31)를 미리 정해진 위치에 확실히 위치 결정할 수 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 기단부(21a)의 단면 형상이 직사각형이 되도록 프로브 핀(21)의 기단부(21a)를 형성하고, 기단부(21a)의 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 삽입통과구멍(H)으로 끼워 맞춤부를 형성함으로써, 예를 들어 기단부(21a)의 단면 형상 및 삽입통과구멍(H)의 단면 형상이 5각 이상의 다각형으로 형성된 구성과 비교하여, 중심축(A)으로부터 편심되어 있는 접촉부(31)의 위치를 파악하기 쉽기 때문에, 삽입통과구멍(H)에 프로브 핀(21)의 기단부(21a)를 삽입통과시켜 접촉부(31)의 위치 결정을 하는 작업을 용이하게 행할 수 있다.

또한, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 삽입통과구멍(H)의 단면 형상인 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향에 대해 경사지도록 삽입통과구멍(H)을 아암(41, 42)의 선단부(41b, 42b) 측에 형성함으로써, 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향과 평행한 구성과 비교하여, 접촉부(31)를 아암(41, 42)의 폭방향의 중심으로부터 보다 이간된 위치에 위치 결정할 수 있다. 이 때문에, 이 프로브 유닛(2) 및 기판 검사 장치(1)에 의하면, 인접하는 2개의 프로브 유닛(2)의 각 삽입통과구멍(H)의 대응하는 각 변끼리가 서로 반대방향으로 경사지도록 각 삽입통과구멍(H)을 형성함으로써, 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향과 평행한 구성과 비교하여, 각 프로브 유닛(2)의 각 프로브 핀(21)의 각 접촉부(31)끼리를 보다 근접시킨 상태로 도체부(101)에 접촉시킬 수 있다.

또, 프로브 핀 및 프로브 유닛은, 상기의 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기단부(21a)의 단면 형상이 직사각형이 되고, 잘라내어지기 이전의 선단부(21b)의 단면 형상이 직사각형이 되도록(선단부(21b)의 외주면(F)이 평면이고 또한 인접하는 외주면(F)끼리가 직각으로 교차하도록) 프로브 핀(21)을 형성한 예에 대해 상기하였지만, 기단부(21a)의 단면 형상 및 잘라내어지기 이전의 선단부(21b)의 단면 형상이 직사각형 이외의 다각형(3각형 및 5각 이상의 다각형)이 되도록 형성한 프로브 핀을 채용할 수도 있다. 일례로서, 도 10에 도시된 프로브 핀(121)을 채용할 수 있다. 또, 이하의 설명에 있어서, 상기한 프로브 유닛(2) 및 프로브 핀(21)과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 중복되는 설명을 생략한다.

이 경우, 프로브 핀(121)은, 도 10에 도시된 바와 같이, 기단부(121a)의 단면 형상 및 잘라내어지기 이전의 선단부(121b)의 단면 형상이 3각형(직사각형 이외의 다각형의 일례)이 되도록 형성되어 있다. 또한, 이 프로브 핀(121)에서는, 중심축(A)에 대해 경사지는 평면으로 선단부(121b)의 일부(도 10에서 점선으로 나타내는 부분)를 잘라냄으로써 형성된 2개의 절결면(S4, S5)(이하, 구별하지 않을 때에는 「절결면(S)」이라고도 함)과, 평면으로 구성된 선단부(121b)의 외주면(F5~F7)(이하, 구별하지 않을 때에는 「외주면(F)」이라고도 함) 중 2개의 외주면(F5, F6)으로 획정되어 중심축(A)을 따라 돌출되는 부위로 접촉부(131)가 구성되어 있다. 또한, 이 프로브 핀(121)에서는, 인접하는 외주면(F5, F6)끼리의 교차 부분의 근방에 접촉부(131)가 형성되어 있다.

또한, 선단부(21b)의 외주면(F)이 평면으로 각각 구성되어 있는 예에 대해 상기하였지만, 외주면(F) 중 하나 또는 복수가 곡면으로 구성되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 기단부(21a) 측의 단면 형상(제1 단면 형상)과, 선단부(21b) 측의 단면 형상(제2 단면 형상)이 동일한 형상(비원형의 형상)이 되도록 프로브 핀(21, 121)을 형성한 예에 대해 상기하였지만, 제1 단면 형상과 제2 단면 형상이 다른 형상(비원형의 형상)이 되도록 형성한 프로브 핀을 채용할 수도 있다. 일례로서, 제1 단면 형상을 타원형으로 하고 제2 단면 형상을 다각형(일례로서 직사각형)으로 하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 삽입통과구멍(H)의 단면 형상인 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향에 대해 경사지도록 삽입통과구멍(H)을 형성한 예에 대해 상기하였지만, 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향과 평행 또는 직교하도록 삽입통과구멍(H)을 형성한 구성을 채용할 수도 있다.

또한, 단면 형상이 직사각형인 삽입통과구멍(H)을 아암(41, 42)에 형성한 예에 대해 상기하였지만, 프로브 핀에서의 삽입통과구멍(H)에 끼워 맞춤하는 부분의 단면 형상이 직사각형 이외의 형상일 때에는, 그 단면 형상과 상보적인 형상의 삽입통과구멍(H)을 아암(41, 42)에 형성하는 구성을 채용할 수 있다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 삽입통과구멍(H) 대신에 홈부(G)(끼워 맞춤부의 다른 일례)가 연결부(144)의 측면(144a)에 형성된 지지부(122)를 구비한 프로브 유닛(102)을 채용할 수도 있다. 이 경우, 홈부(G)는, 프로브 핀(21)의 기단부(21a)의 단면 형상인 직사각형과 상보적인 직사각형의 단면 형상을 가지며, 기단부(21a)의 끼워 맞춤이 가능해진다. 이 때문에, 프로브 유닛(102)에서도, 홈부(G)에 기단부(21a)를 끼워넣어 양자를 끼워 맞춤시킴으로써, 중심축(A) 둘레의 프로브 핀(21)의 회동을 확실히 규제하는 것이 가능해진다.

또, 홈부(G)의 단면 형상을 상방에서 보았을 때에, 단면 형상인 직사각형의 각 변이 아암(41, 42)의 길이 방향에 대해 경사지도록 홈부(G)를 형성할 수도 있다. 이 경우, 2개의 프로브 유닛(102)의 각 홈부(G)의 단면 형상인 각 직사각형에서의 대응하는 각 변끼리가 서로 반대방향으로 경사지도록 각 홈부(G)를 형성함으로써, 상기한 각 프로브 유닛(2)을 이용할 때와 마찬가지로 하여, 프로브 핀(21)의 중심축(A)으로부터 편심된 위치에 형성되어 있는 각 접촉부(31)끼리를 충분히 근접시킬 수 있다.

또한, 2개의 프로브 유닛(2)을 구비한 기판 검사 장치(1)를 예로 들어 설명하였지만, 3개 이상의 프로브 유닛(2)을 구비한 기판 검사 장치에서도 상기한 각 효과를 실현할 수 있다.

1: 기판 검사 장치 2: 프로브 유닛
3: 이동 기구 7: 처리부
21, 121: 프로브 핀 21a, 121a: 기단부
21b, 121b: 선단부 22: 지지부
31, 131: 접촉부 41, 42: 아암
41b, 42b: 선단부 100: 기판
101: 도체 A: 중심축
C: 단면 F1~F12: 외주면
G: 홈부 H: 삽입통과구멍
S1~S11: 절결면

Claims

기둥형상으로 형성되어 기단부를 지지한 상태로 선단부에 설치된 접촉부를 접촉 대상에 접촉시켜 당해 접촉 대상과의 사이에서 전기 신호의 입출력을 행하기 위한 프로브 핀으로서,
상기 기단부는, 당해 프로브 핀의 중심축에 직교하는 단면의 단면 형상이 비원형이 되도록 형성되고,
상기 접촉부는, 상기 중심축에 대해 경사지는 평면으로 상기 선단부의 일부가 잘라내어져 각각 형성된 2개의 절결면과 당해 선단부의 2개의 외주면에 의해 획정되어 당해 중심축을 따라 돌출되는 부위로 구성되어 있는, 프로브 핀.
청구항 1에 있어서,
상기 접촉부는, 인접하는 상기 각 외주면끼리의 교차 부분의 근방에 형성되어 있는, 프로브 핀.
청구항 2에 있어서,
상기 선단부는, 인접하는 상기 각 외주면끼리가 직각으로 교차하도록 형성되어 있는, 프로브 핀.
청구항 1에 기재된 프로브 핀과, 당해 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛으로서,
상기 지지부는, 상기 프로브 핀의 상기 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서의 당해 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍 및 홈부 중 어느 한쪽으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하고, 당해 끼워 맞춤부에 상기 프로브 핀을 끼워 맞춤시킨 상태로 당해 프로브 핀을 지지 가능하게 구성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 2에 기재된 프로브 핀과, 당해 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛으로서,
상기 지지부는, 상기 프로브 핀의 상기 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서의 당해 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍 및 홈부 중 어느 한쪽으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하고, 당해 끼워 맞춤부에 상기 프로브 핀을 끼워 맞춤시킨 상태로 당해 프로브 핀을 지지 가능하게 구성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 3에 기재된 프로브 핀과, 당해 프로브 핀을 지지하는 지지부를 구비한 프로브 유닛으로서,
상기 지지부는, 상기 프로브 핀의 상기 중심축 둘레의 회동을 규제한 상태에서의 당해 프로브 핀의 끼워 맞춤이 가능한 삽입통과구멍 및 홈부 중 어느 한쪽으로 형성된 끼워 맞춤부를 구비하고, 당해 끼워 맞춤부에 상기 프로브 핀을 끼워 맞춤시킨 상태로 당해 프로브 핀을 지지 가능하게 구성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 4에 있어서,
상기 프로브 핀은, 상기 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고,
상기 끼워 맞춤부는, 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 삽입통과구멍, 및 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 홈부 중 어느 한쪽으로 형성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 5에 있어서,
상기 프로브 핀은, 상기 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고,
상기 끼워 맞춤부는, 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 삽입통과구멍, 및 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 홈부 중 어느 한쪽으로 형성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 6에 있어서,
상기 프로브 핀은, 상기 단면 형상이 직사각형이 되도록 형성되고,
상기 끼워 맞춤부는, 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 삽입통과구멍, 및 상기 프로브 핀의 상기 단면 형상과 상보적인 형상을 갖는 상기 홈부 중 어느 한쪽으로 형성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 7에 있어서,
상기 지지부는, 팔부를 구비하여 구성되고,
상기 끼워 맞춤부는, 상기 직사각형의 각 변이 당해 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 당해 팔부의 일단부 측에 형성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 8에 있어서,
상기 지지부는, 팔부를 구비하여 구성되고,
상기 끼워 맞춤부는, 상기 직사각형의 각 변이 당해 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 당해 팔부의 일단부 측에 형성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 9에 있어서,
상기 지지부는, 팔부를 구비하여 구성되고,
상기 끼워 맞춤부는, 상기 직사각형의 각 변이 당해 팔부의 길이 방향에 대해 경사지도록 당해 팔부의 일단부 측에 형성되어 있는, 프로브 유닛.
청구항 4 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 기재된 프로브 유닛과, 당해 프로브 유닛을 이동시켜 상기 접촉 대상에 상기 프로브 핀을 접촉시키는 이동 기구와, 상기 프로브 핀을 통해 입출력하는 전기 신호에 의거하여 상기 접촉 대상으로서의 검사 대상의 검사를 실행하는 검사부를 구비하고 있는 검사 장치.