KR20120010112A

KR20120010112A - 회로 기판 검사 장치

Info

Publication number: KR20120010112A
Application number: KR1020110047883A
Authority: KR
Inventors: 린타로 무라야마; 아키히로 시오이리
Original assignee: 히오끼 덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-05-20
Publication date: 2012-02-02
Also published as: KR101849248B1

Abstract

본 발명은, X-Y형(혹은 플라잉형 등)의 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법에 의한 측정을 가능하게 하는 것이다. 측정 신호원과 전압 검출 수단을 포함하는 측정부(20)와, 측정 신호원과 피측정 시료(DUT) 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 전류 프로브(P1, P2) 및 전압 검출 수단과 피측정 시료(DUT) 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 전압 프로브(P3, P4)와, 프로브를 소정 방향으로 이동시키는 가동 아암(31, 32)과, 측정부(20)로부터의 측정 신호에 기초하여 피측정 시료(DUT)의 파라미터 해석이나 양부 판별을 행하고, 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부(10)를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 프로브(P1?P4)의 전기 배선에 동축 케이블(C1?C4)을 사용하고, 4단자대법에 의해 각 동축 케이블의 외부 도체(S) 전부를 리드선(5)에 의해 접속하고, 이들의 4단자대법에 의한 프로브(P1?P4)를 가동 아암(31, 32) 중 일방의 가동 아암에 지지시킨다.

Description

회로 기판 검사 장치{CIRCUIT BOARD INSPECTION DEVICE}

본 발명은, 회로 기판의 검사에 사용되는 프로브(도전 접촉핀)를 소정 방향으로 이동 가능한 가동 아암에 지지하여 이루어지는 X-Y형(혹은 플라잉형 등)으로 불리는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법(four-terminal pair method)에 의한 측정을 가능하게 하는 기술에 관한 것이다.

회로 기판에 존재하는 도체 패턴, 실장 부품이나 소자 등(이하, 이들을 「피측정 시료」라고 한다)의 임피던스를 측정하는 방법의 하나로서 4단자법이 있다.

4단자법에 있어서는, 도 15의 모식도에 나타내는 바와 같이, 기본적인 구성으로서, 측정 신호를 발생시키는 측정 신호원(1)과, 전압 검출 수단으로서의 전압계(2)와, 전류 검출 수단으로서의 전류계(3)를 구비한다.

프로브로는, 측정 신호원(1)으로부터 피측정 시료(DUT)로 흐르는 측정 전류 경로 내에 포함되는 2개의 전류 프로브(P1, P2)[P1이 고전위(Hc) 측이고, P2가 저전위(Lc) 측]와, 피측정 시료(DUT)의 전압 검출 경로 내에 포함되는 2개의 전압 프로브(P3, P4)[P3이 고전위(Hp) 측이고, P4가 저전위(Lp) 측]의 4개의 프로브가 사용된다.

또한, 이들 각 프로브는 구조적으로는 변하지 않지만, 본 명세서에서는, 설명의 편의상, 전류 계통 측인 것을 전류 프로브라고 하고, 전압 계통 측인 것을 전압 프로브라고 한다.

측정에 있어서는, 측정 신호원(1)으로부터 전류 프로브(P1, P2)를 통해 피측정 시료(DUT)에 예를 들어 정전류를 흐르게 하고, 이에 의해 피측정 시료(DUT)의 양단에 발생하는 전압을 전압 프로브(P3, P4)를 통해 전압계(2)로 측정하고, 전류계(3)에 의한 전류값과 전압계(2)에 의한 전압값에 기초하여, 피측정 시료(DUT)의 임피던스(Z)를 측정한다.

이 4단자법에 의하면, 측정계의 전기 배선(리드선)의 배선 저항이나 피측정 시료와의 접촉 저항의 영향을 거의 배제할 수 있으나, 측정 전류 경로에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자속이 전압 검출 경로를 지나가면, 검출 전압에 오차가 발생하고, 이 오차가 임피던스 측정값에 포함되게 된다.

이 현상은, 특히 높은 주파수의 측정 전류로 측정을 행하는 고주파 측정시에 문제가 된다. 또한, 측정계의 전기 배선에, 동축 케이블(실드 피복선)을 사용하여도, 정전 실드의 효과는 있으나, 상기와 같은 전자 유도에 대해서는 유효하지 않다.

이 전자 유도에 의한 문제는, 4단자대법에 의해 해결할 수 있다. 4단자대법에 관한 문헌으로는 예를 들어 특허문헌 1(일본 특허공개공보 H02-122274호)이 있다. 도 16에, 4단자대법의 접속 상태를 모식적으로 나타낸다.

도 16을 참조하여, 4단자대법의 경우, 전류 프로브(P1, P2)의 전기 배선으로서 동축 케이블(C1, C2)을 사용하고, 마찬가지로, 전압 프로브(P3, P4)의 전기 배선에도 동축 케이블(C3, C4)을 사용한다. 그리고, 각 동축 케이블(C1?C4)의 각 외부 도체(실드 피복선)(S) 전부를 각 프로브의 기단(基端) 부근에서 리드선(5)으로 접속하여 단락시킨다.

동작에 대해, 측정 신호원(1)으로부터 Hc 라인을 통해 피측정 시료(DUT)에 측정 전압(V)을 인가하면(이 인가 전압은 Hp 라인과 동일), 피측정 시료(DUT)에는 V/Z인 측정 전류가 흐른다. 이 측정 전류는 전류계(3)를 지나고, 그대로 반대 방향으로 외부 도체를 흘러 측정 신호원(1)으로 되돌아간다(도 16의 전류의 흐름 방향을 나타내는 화살표 참조).

이때, 피측정 시료(DUT)의 반대 측에서는, Lp가 Lc(=GND)가 되도록 귀환 제어 회로(FC)가 동작한다. 따라서, 피측정 시료(DUT)에는, 전압계(2)의 양단과 동일한 전압이 가해지기 때문에, 전압계(2)가 나타내는 값은, 피측정 시료(DUT)의 양단 전압과 동일해진다.

이와 같이, 4단자대법에 의하면, 측정 전류 경로 내에서, 측정 전류의 왕로(往路)와 복로(復路)가 중첩되기 때문에, 상기 4단자법의 이점을 유지하면서, 측정 전류에 의해 발생하는 자속의 영향(전자 유도)을 경감시킬 수 있다.

또한, 각 동축 케이블(C1?C4)의 각 외부 도체(S) 전부를 리드선(5)으로 접속하고 있는 것은, 상기 전압을 측정할 때에, 그것에 관여하는 Hp, Lp의 각 외부 도체(S)의 전위가 확정되어 있지 않은 상태는 바람직하지 않은 등의 이유에 의한 것이다.

그런데, X-Y형 회로 기판 장치에서는, 예를 들어 특허문헌 2(일본 특허공개공보 제2002-14132호)에 기재되어 있는 바와 같이, 회로 기판 상을 소정 방향(X, Y 및 Z 방향)으로 이동할 수 있는 적어도 2개의 가동 아암을 구비하고, 그 각 가동 아암에 프로브를 지지시키고, 미리 설정되어 있는 검사 프로그램에 따라서, 각 가동 아암을 이동시켜 회로 기판 상의 피측정 시료의 검사를 행하도록 하고 있다.

이와 같이, 각 가동 아암이 자유롭게 이동 가능하기 때문에, 종래의 X-Y형 회로 기판 장치에서는, 각 프로브(P1?P4)의 동축 케이블(C1?C4)의 모든 외부 도체(S)를 각 프로브의 기단 부근에서 리드선(5)으로 단락시키는 4단자대법에 의한 측정을 물리적으로 행할 수 없다.

나아가서는, X-Y형 회로 기판 장치에서 4단자대법에 의한 측정을 행하는 경우, 예를 들어, 일방의 가동 아암에 고전위 측의 전류 프로브(P1)와 전압 프로브(P3)가 설치되고, 타방의 가동 아암에 저전위 측의 전류 프로브(P2)와 전압 프로브(P4)가 설치되며, 이들 각 가동 아암 사이에 외부 도체 접속용의 리드선(5)이 걸쳐지게 된다.

이 때문에, 각 가동 아암이 움직일 수 있는 범위가 리드선(5)의 배선 길이로 제한되고, 예를 들어 패턴의 피치가 변화하여, 프로빙 지점 사이의 거리가 리드선(5)의 배선 길이보다 긴 경우에는 대응을 할 수 없는 등의 문제가 있다.

이 문제를 해결하기 위해서는, 각 가동 아암 사이에 걸쳐지는 외부 도체 접속용 리드선의 배선 길이를 길게 하면 되지만, 그렇게 한 경우, 극단적인 예이기는 하나, 가동 아암의 간격이 좁아졌을 때에, 피검사 회로 기판 상에 리드선이 아래로 늘어뜨려져 끌릴 우려가 있어, 바람직한 대책이라고는 할 수 없다.

또한, 각 가동 아암 사이에 걸쳐지는 외부 도체 접속용 리드선의 배선 길이를 길게 하는 것은, 높은 주파수를 취급함에 있어서 바람직하지 않고, 또한, 극단적인 예이기는 하나, 가동 아암의 간격이 좁아졌을 때에, 피검사 회로 기판 상에 리드선이 아래로 늘어뜨려져 끌릴 우려도 있어, 대체로 바람직한 대책이라고는 할 수 없다.

따라서, 본 발명의 목적은, X-Y형(혹은 플라잉형 등)으로 불리는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법에 의한 측정을 가능하게 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은, 동축 케이블의 외부 도체 사이를 접속하는 리드선의 배선 길이에 의한 제한을 받지 않고, 각 가동 아암을 자유롭게 움직일 수 있게 하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 제3 목적은, 4단자대법에 의한 측정을 행함에 있어서, 각 가동 아암의 이간 거리를 보다 넓어지게 하는 것에 있다.

상기 제1 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 2개의 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 2개의 전압 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 한 쌍의 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터 해석 및/또는 양부(良否) 판별을 행함과 함께, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용되고, 4단자대법에 의해 상기 각 동축 케이블의 외부 도체 전부가 상기 프로브의 기단 부근에서 리드선에 의해 접속되어 있고, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브가 모두 상기 한 쌍의 가동 아암 중 적어도 일방의 가동 아암에 지지되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 의하면, 상기 일방의 가동 아암에는, 상기 프로브 사이의 간격을 조정 가능하게 하는 간격 조정 수단이 설치된다.

본 발명에 의하면, 한 쌍의 가동 아암 중 일방의 가동 아암 측에, 2개의 전류 프로브와 2개의 전압 프로브를 지지시키도록 함으로써, 그들 각 프로브의 전기 배선에 동축 케이블을 사용하고, 각 동축 케이블의 외부 도체끼리를 프로브의 기단 부근에서 리드선으로 접속하여 이루어지는 4단자대법에 의한 측정이 가능해진다.

상기 제2 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피검사 회로 기판에 실장되어 있는 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 제1, 제2 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 제1, 제2 전압 프로브의 4개의 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 제1, 제2 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터를 산출하고, 또한, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법에 의한 계측을 행하기 위해, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용됨과 함께, 상기 4개의 프로브와는 별도로 소정의 도체에 접촉하여 서로 도통하는 제5 및 제6 프로브를 더 구비하고, 상기 제1 가동 아암 측에, 상기 제1 전류 프로브, 상기 제1 전압 프로브 및 상기 제5 프로브가 지지되고, 상기 제2 가동 아암 측에, 상기 제2 전류 프로브, 상기 제2 전압 프로브 및 상기 제6 프로브가 지지되고, 상기 제1 가동 아암 측에 있어서는, 상기 제1 전류 프로브와 상기 제1 전압 프로브의 상기 각 동축 케이블의 외부 도체 사이 및 상기 제5 프로브가 리드선을 통해 접속되어 있고, 상기 제2 가동 아암 측에 있어서는, 상기 제2 전류 프로브와 상기 제2 전압 프로브의 상기 각 동축 케이블의 외부 도체 사이 및 상기 제6 프로브가 리드선을 통해 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 가동 아암 측에 지지되는 상기 제1 전류 프로브 및 상기 제1 전압 프로브가 모두 고전위 측이고, 상기 제2 가동 아암 측에 지지되는 상기 제2 전류 프로브 및 상기 제2 전압 프로브가 모두 저전위 측인 것이 4단자대법에 의한 측정을 행함에 있어서 바람직하다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 각 가동 아암은, 상기 전류 프로브 및 상기 전압 프로브가 장착되는 제1 아암부와, 상기 제5, 제6 프로브 중 어느 일방이 장착되는 제2 아암부를 구비하고, 상기 제1 아암부와 상기 제2 아암부가, 상기 피검사 회로 기판의 기판면과 거의 평행한 평면 내에서 다른 방향으로 배향되어 있는 양태가 바람직하게 채용된다.

본 발명에서는, 각 가동 아암 사이에 배선되는 리드선 대신에, 소정의 도체에 접촉하여 서로 도통하는 제5 및 제6 프로브가 사용되는데, 그 도체로서, 상기 피검사 회로 기판에 대해 병치되는 다른 기판 상에 형성된 소정의 도체 패턴이 이용되어도 된다.

또한, 다른 양태로서, 상기 도체에 상기 피검사 회로 기판 상에 형성되어 있는 소정의 도체 패턴이 이용되어도 된다.

또한, 다른 양태로서, 상기 도체에 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브가 접촉하는 상기 피검사 회로 기판의 프로빙 지점을 제외하고 상기 피검사 회로 기판 상에 배치되는 마스크 기판에 형성된 소정의 도체 패턴을 이용할 수도 있다. 어느 경우에 있어서도, 도체 패턴은, 구리박으로 이루어지는 솔리드 패턴(solid pattern)이 바람직하게 채용된다.

본 발명에 의하면, 각 가동 아암 사이에 배선되는 리드선 대신에, 소정의 도체에 접촉하여 서로 도통하는 제5 및 제6 프로브를 채용함으로써, 동축 케이블의 외부 도체 사이를 접속하는 리드선의 배선 길이에 의한 제한을 받지 않고, 각 가동 아암을 자유롭게 움직일 수 있게 할 수 있다.

상기 제3 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 제1, 제2 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 제1, 제2 전압 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 제1, 제2 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터를 산출하고, 또한, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법에 의한 계측을 행하기 위해, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용되고, 상기 제1 가동 아암 측에, 상기 제1 전류 프로브와 상기 제1 전압 프로브가, 그것들의 각 동축 케이블의 외부 도체 사이가 리드선에 의해 전기적으로 접속된 상태에서 지지되어 있음과 함께, 상기 제2 가동 아암 측에, 상기 제2 전류 프로브와 상기 제2 전압 프로브가, 그것들의 각 동축 케이블의 외부 도체 사이가 리드선에 의해 전기적으로 접속된 상태에서 지지되어 있고, 상기 제1 가동 아암 측 중 일방의 상기 동축 케이블의 외부 도체와, 상기 제2 가동 아암 측 중 일방의 상기 동축 케이블의 외부 도체가, 금속제의 코일 스프링을 통해 서로 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 가동 아암 측에 지지되는 상기 제1 전류 프로브 및 상기 제1 전압 프로브가 모두 고전위 측이고, 상기 제2 가동 아암 측에 지지되는 상기 제2 전류 프로브 및 상기 제2 전압 프로브가 모두 저전위 측이며, 상기 제1 전압 프로브에 있어서의 동축 케이블의 외부 도체와, 상기 제2 전압 프로브에 있어서의 동축 케이블의 외부 도체 사이에 상기 코일 스프링이 장착되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 코일 스프링을 보호함에 있어서, 상기 제1 가동 아암과 상기 제2 가동 아암 사이에는, 상기 코일 스프링의 신장량을 소정 범위 내로 제한하는 상기 코일 스프링보다 강인한 와이어가 걸쳐져 있는 것이 바람직하다.

이에 의하면, 각 동축 케이블의 외부 도체의 서로를 전기적으로 접속하기 위해, 가동 아암 사이에 배선되는 리드선 대신에, 금속제의 코일 스프링을 채용함으로써, 각 가동 아암의 이간 거리를 코일 스프링의 최대 신장량의 범위까지 넓힐 수 있다.

상기 제3 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 제1, 제2 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 제1, 제2 전압 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 제1, 제2 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터를 산출하고, 또한, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법에 의한 계측을 행하기 위해, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용되고, 상기 제1 가동 아암의 프로브 지지부에, 상기 제1 전류 프로브와 상기 제1 전압 프로브가 지지되어 있음과 함께, 상기 제2 가동 아암의 프로브 지지부에, 상기 제2 전류 프로브와 상기 제2 전압 프로브가 지지되어 있고, 어느 일방의 상기 가동 아암은, 상기 프로브 지지부의 상방에 배치되고, 상기 각 동축 케이블의 일단 측이 고정되는 케이블 지지 기판을 갖고, 상기 각 동축 케이블의 일단 측은, 그것들의 외부 도체가 소정의 도통 수단을 통해 서로 접속된 상태에서 상기 케이블 지지 기판에 고정되고, 상기 각 동축 케이블의 내부 도체가, 각각 변형 가능한 전기적 중계 수단을 통해 대응하는 상기 프로브에 접속되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서, 4단자대법에 의한 계측을 행함에 있어서, 상기 제1 가동 아암 측에 지지되는 상기 제1 전류 프로브 및 상기 제1 전압 프로브가 모두 고전위 측이고, 상기 제2 가동 아암 측에 지지되는 상기 제2 전류 프로브 및 상기 제2 전압 프로브가 모두 저전위 측인 것이 바람직하다.

상기 각 동축 케이블의 외부 도체끼리를 도통시키는 도통 수단으로서, 리드선이 사용되어도 되고, 상기 케이블 지지 기판에 형성되어 있는 접속 패턴 중 어느 것이 사용되어도 된다.

또한, 본 발명에서는, 상기 전기적 중계 수단으로서, 상기 케이블 지지 기판과 상기 프로브 지지부의 간격보다 긴 길이를 갖는 만곡부를 포함하는 판 스프링이 바람직하게 채용된다.

이와는 별도로, 상기 전기적 중계 수단으로서, 상기 케이블 지지 기판과 상기 프로브 지지부의 간격보다 긴 길이를 갖는 금속의 리본박이 사용되어도 된다.

본 발명에 의하면, 어느 일방의 가동 아암에, 프로브 지지부의 상방에 배치되어 각 동축 케이블의 일단 측이 고정되는 케이블 지지 기판이 설치되고, 케이블 지지 기판과 가동 아암의 프로브 지지부 사이에서, 각 동축 케이블의 내부 도체와, 이것과 대응하는 프로브를 변형 가능한 전기적 중계 수단을 통해 접속하도록 함으로써, 전기적 중계 수단이 허용할 수 있는 변형 가능한 범위 내에서, 가동 아암의 움직임의 자유도가 높아진다.

또한, 각 동축 케이블의 일단 측이, 그것들의 외부 도체가 소정의 도통 수단을 통해 서로 접속된 상태에서 케이블 지지 기판에 고정되어, 외부 도체 사이의 도통 수단의 길이를 보다 짧게 할 수 있기 때문에, 높은 주파수까지 정확한 측정이 가능해진다.

본 발명에 의하면, X-Y형(혹은 플라잉형 등)으로 불리는 회로 기판 검사 장치에 있어서, 4단자대법에 의한 측정을 가능하게 할 수 있다.

또한, 동축 케이블의 외부 도체 사이를 접속하는 리드선의 배선 길이에 의한 제한을 받지 않고, 각 가동 아암을 자유롭게 움직일 수 있게 할 수 있다.

또한, 4단자대법에 의한 측정을 행함에 있어서, 각 가동 아암의 이간 거리를 보다 넓어지게 할 수 있다.

도 1(a)는, 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 X-Y형 회로 기판 검사 장치의 기본적인 구성을 나타내는 모식도이다.
도 1(b)는, 상기 제1 실시형태의 4단자대법에 의한 프로브의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 3(a)는, 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 X-Y형 회로 기판 검사 장치의 기본적인 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3(b)는, 본 발명의 제2 실시형태에 적용되는 4단자대법에 의한 프로브의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 5는, 상기 제2 실시형태의 각 가동 아암의 주요부를 나타내는 사시도이다.
도 6은, 본 발명의 상기 제2 실시형태의 제1 도체 패턴에 의한 측정예를 나타내는 모식도이다.
도 7은, 본 발명의 상기 제2 실시형태의 제2 도체 패턴에 의한 측정예를 나타내는 모식도이다.
도 8은, 본 발명의 상기 제2 실시형태의 제3 도체 패턴에 의한 측정예를 나타내는 모식도이다.
도 9(a)는, 본 발명의 제3 실시형태에 관련된 X-Y형 회로 기판 검사 장치의 기본적인 구성을 나타내는 모식도이다.
도 9(b)는, 본 발명에 적용되는 4단자대법에 의한 프로브의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 10은, 본 발명의 제3 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 11(a)는, 본 발명의 제4 실시형태에 관련된 X-Y형 회로 기판 검사 장치의 기본적인 구성을 나타내는 모식도이다.
도 11(b)는, 본 발명의 제4 실시형태에 적용되는 4단자대법에 의한 프로브의 구성예를 나타내는 모식도이다.
도 12는, 본 발명의 제4 실시형태를 나타내는 모식도이다.
도 13은, 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 케이블 지지 기판 상에서의 동축 케이블의 배치예를 나타내는 평면도이다.
도 14는, 본 발명의 제4 실시형태에 있어서의 전기적 중계 수단의 바람직한 예를 나타내는 측면도이다.
도 15는, 4단자법의 접속 상태를 나타내는 모식도이다.
도 16은, 4단자대법의 접속 상태를 나타내는 모식도이다.

다음으로, 도 1 및 도 2에 의해, 본 발명의 제1 실시형태에 대해 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

먼저, 도 1(a)를 참조하여, 본 발명의 제1 실시형태에 관련된 회로 기판 검사 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. 이 회로 기판 검사 장치는, X-Y형 혹은 플라잉형으로 불리는 검사 장치로, 기본적인 구성으로서, 제어부(10)와, 측정부(20)와, 한 쌍의 가동 아암(31, 32)과, 가동 아암의 이동 기구(41, 42)를 구비한다. 검사 프로브에는, 도 1(b)에 나타내는 4단자대법에 의한 4개의 프로브(P1?P4)가 사용된다.

제어부(10)에는, 예를 들어 마이크로 컴퓨터가 사용되고, 그 기억부에는, 회로 기판(A) 상에 존재하는 피측정 시료(DUT)에 대한 검사 프로그램이나, 양부 판정용의 기준 데이터 등이 설정된다. 또한, 제어부(10)는, 측정부(20)로부터의 측정 신호에 기초하여, 피측정 시료(DUT)의 파라미터(예를 들어, 임피던스)를 연산하고, 그 양부 판정 등을 행한다.

측정부(20)는, 앞의 도 16에서 설명한 바와 같이, 4단자대법에 의한 측정을 행하기 위한 측정 신호원(1), 전압 검출 수단으로서의 전압계(2), 전류 검출 수단으로서의 전류계(3) 및 귀환 제어 회로(FC) 등을 구비한다.

가동 아암(31, 32)은, 그것들의 이동 기구(41, 42)에 의해 X,Y 및 Z 방향으로 구동된다. 가동 아암(31, 32)의 이동 제어 신호는, 제어부(10)로부터 이동 기구(41, 42)로 주어진다. 도시하지 않았으나, 가동 아암(31, 32) 외에, 다른 가동 아암(예를 들어, 가드 프로브용의 가동 아암 등)이 설치되어도 된다.

도 1(b)에 나타내는 검사 프로브 중, 앞의 도 16에서 설명한 것과 동일하게, P1, P2가 피측정 시료(DUT)에 대한 측정 전류 경로에 포함되는 전류 프로브이고, P3, P4가 피측정 시료(DUT)의 전압 검출 경로에 포함되는 전압 프로브이다.

전류 프로브와 전압 프로브에는, 동일한 구조의 프로브가 사용되어도 된다. 또한, 설명함에 있어서, 전류 프로브, 전압 프로브의 구별을 필요로 하지 않는 경우에는, 간단히 프로브라고 한다.

프로브(P1, P2, P3, P4)는, 각각 동축 케이블(C1, C2, C3, C4)의 각 내부 도체(IL)를 통해 측정부(20)에 접속된다.

도 16을 참조하여, 전류 프로브(P1, P2) 중, 전류 프로브(P1)가 고전위(Hi) 측에서 측정 신호원의 Hc 단자에 접속되고, 전류 프로브(P2)는 저전위(Low) 측으로서 전류계의 Lc 단자 측에 접속된다.

마찬가지로, 전압 프로브(P3, P4) 중, 전압 프로브(P3)가 고전위 측에서 전압계(2)의 Hp 단자에 접속되고, 전압 프로브(P3)는 저전위 측으로서 전압 검출계의 Lp 단자 측에 접속된다.

동축 케이블(C1?C4)의 각 내부 도체(IL)는, 그 각 일단(一端)이 측정부(20)에 접속되고, 각 타단(他端)이 프로브(P1?P4)의 기단(b) 측에 접속되는데, 동축 케이블(C1?C4)의 각 외부 도체(실드 피복선)(S)끼리는, 각 프로브(P1?P4)의 기단(b) 측 부근에 있어서 리드선(5)에 의해 접속되어, 서로 단락되어 있다.

본 발명에서는, 이 4단자대법에 의한 검사 프로브(P1?P4)를 소정 방향으로 이동 가능한 가동 아암에 지지시켜, X-Y형의 회로 기판 검사 장치에서 피측정 시료(DUT)의 임피던스 측정을 가능하게 한다.

그 때문에, 도 2에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 가동 아암(31, 32) 중 어느 일방, 이 제1 실시형태에서는 가동 아암(31) 측에 4단자대법에 의한 검사 프로브(P1?P4)를 지지시킨다.

그 일례로서, 각 프로브(P1?P4)를 일방의 가동 아암(31)에 장착하고, 각 프로브(P1?P4)를 동축 케이블(C1?C4)을 통해 측정부(20)에 접속한다. 그리고, 동축 케이블(C1?C4)의 프로브 측의 단부의 외피를 벗겨내어 각 외부 도체(S)를 노출시키고, 그 각 외부 도체(S)끼리를, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 프로브의 기단(b) 측 부근에서 리드선(5)에 의해 접속한다.

이와 같이, 이 제1 실시형태에 의하면, 각 프로브(P1?P4)를 일방의 가동 아암(31)에 장착함으로써, 동축 케이블(C1?C4)의 각 외부 도체(S)끼리를 리드선(5)으로 접속하는 것이 가능해지기 때문에, X-Y형의 회로 기판 검사 장치에 있어서도, 4단자대법에 의한 고정밀도의 측정을 행할 수 있다.

이 제1 실시형태에 있어서, 제어부(10)는, 일방의 가동 아암(31)만을 이동 제어하고, 타방의 가동 아암(32)에 대해서는, 예를 들어 초기 어드레스 위치에 대피시켜 두는데, 이와는 별도로, 타방의 가동 아암(32)에도, 가동 아암(31)과 동일하게, 4단자대법에 의한 검사 프로브(P1?P4)를 설치하여, 2개의 가동 아암(31, 32)에서 다른 피측정 시료(DUT)의 측정을 동시적으로 행하게 할 수도 있다.

또한, 도시하지 않았으나, 가동 아암(31)의 프로브 장착 부위에 예를 들어 프로브를 삽입 가능한 슬릿(긴 구멍)을 형성하고, 그 장축의 범위 내에서 프로브 전부 혹은 소정의 프로브만을 이동 가능하게 하여, 프로브 사이의 간격을 조정 가능하게 할 수도 있다.

다음으로, 도 3 내지 도 8에 의해, 본 발명의 제2 실시형태에 대해 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 서술한 제1 실시형태와 동일하거나 혹은, 동일하다고 간주되는 지점에는 동일한 참조 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.

먼저, 도 3(a)를 참조하여, 본 발명의 제2 실시형태에 관련된 회로 기판 검사 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. 이 회로 기판 검사 장치는, X-Y형 혹은 플라잉형으로 불리는 검사 장치로, 기본적인 구성으로서, 제어부(10)와, 측정부(20)와, 한 쌍의 가동 아암(31, 32)과, 가동 아암의 이동 기구(41, 42)를 구비한다.

검사 프로브에는, 도 3(b)에 나타내는 4단자대법에 의한 4개의 프로브(P1?P4)가 사용되는데, 본 발명에서는, 2개의 프로브(P5, P6)를 더 구비한다. 따라서, 사용하는 프로브는, P1?P6의 합계 6개이다.

도 3(b)에 나타내는 검사 프로브 중, 앞의 도 16에서 설명한 것과 동일하게, P1, P2가 피측정 시료(DUT)에 대한 측정 전류 경로에 포함되는 전류 프로브이고, P3, P4가 피측정 시료(DUT)의 전압 검출 경로에 포함되는 전압 프로브이다. 또한, P5, P6은，함께 동일한 도체(100)에 접촉하여 서로 도통하는 도통용의 프로브이다.

전류 프로브(P1, P2), 전압 프로브(P3, P4) 및 도통용의 프로브(P5, P6)에는, 동일한 구조의 프로브가 사용되어도 된다.

제2 실시형태에 있어서, 일방의 도통용의 프로브(P5)는, 리드선(5)을 통해 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 타방의 도통용의 프로브(P6)는, 리드선(5)을 통해 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)에 접속되어 있다.

따라서, 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)와, 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)는, 도통용의 프로브(P5, P6)가 도체(100)에 접촉함으로써, 이들 프로브(P5, P6) 및 도체(100)를 통해 서로 접속되게 된다.

본 발명에서는, 이 4단자대법에 의한 측정용의 프로브(P1?P4)와 도통용의 프로브(P5, P6)를 소정 방향으로 이동 가능한 가동 아암에 지지시켜, X-Y형의 회로 기판 검사 장치에서 피측정 시료(DUT)의 임피던스 측정을 가능하게 한다.

그 때문에, 이 제2 실시형태에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 6개의 프로브(P1?P6)를 2개로 나누어, 고전위 측의 전류 프로브(P1) 및 고전위 측의 전압 프로브(P3)와, 일방의 도통용의 프로브(P5)를 일방의 가동 아암(32) 측에 장착하고, 저전위 측의 전류 프로브(P2) 및 저전위 측의 전압 프로브(P4)와, 타방의 도통용의 프로브(P6)를 타방의 가동 아암(31) 측에 장착한다.

그리고, 각 프로브(P1?P4)를 동축 케이블(C1?C4)을 통해 측정부(20)에 접속한 후, 동축 케이블(C1?C4)의 프로브 측의 단부의 외피를 벗겨내어 노출된 각 외부 도체(S) 중, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S) 사이 및 도통용의 프로브(P5)를 리드선(5)에 의해 접속하고, 또한, 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S) 사이 및 도통용의 프로브(P6)를 리드선(5)에 의해 접속한다.

이 경우, 측정용의 프로브(P1?P4)는, 피측정 시료(DUT)(예를 들어, 커패시터 소자)의 각 단자 부분에 접촉하고, 도통용의 프로브(P5, 6)는, 이와는 다른 장소에 배치되는 도체(100)에 접촉하기 때문에, 각 가동 아암(31, 32)을 도 5에 예시하는 구성으로 하면 된다.

즉, 각 가동 아암(31, 32)은, 피검사 회로 기판(A)의 기판면과 거의 평행한 평면 내에서, 각 가동 아암(31, 32)의 기단 측으로부터 X축 방향을 따라 서로 가까워지는 방향으로 연장되는 제1 아암부(31a, 32a)와, 제1 아암부(31a, 32a)의 단부로부터 Y축 방향을 따라 함께 동일 방향으로 연장되는 제2 아암부(31b, 32b)를 구비하는 구성으로 하여, 가동 아암(31) 측의 제1 아암부(31a)에 측정용의 프로브(P2, P4)를 장착하고, 제2 아암부(31b)에 도통용의 프로브(P6)를 장착한다. 마찬가지로, 가동 아암(32) 측의 제1 아암부(32a)에 측정용의 프로브(P1, P3)를 장착하고, 제2 아암부(32b)에 도통용의 프로브(P5)를 장착한다.

또한, 제2 아암부(31b, 32b)는, 반드시 제1 아암부(31a, 32a)에 대해 직교하는 방향으로 할 필요는 없고, 제1 아암부(31a, 32a)에 대한 각도는 임의로 선택되어도 된다.

또한, 제2 아암부(31b, 32b)는, 제1 아암부(31a, 32a)의 도중부터 돌출 설치되어도 된다. 즉, 제1 아암부(31a, 32a)와 제2 아암부(31b, 32b)는, T자 형상으로 교차되어도 된다.

또한, 측정용의 프로브(P1?P4)가 접촉하는 피측정 시료(DUT)의 단자 부분과, 도통용의 프로브(P5, P6)가 접촉하는 도체(100)가 다른 높이에 존재하는 경우가 있는 것을 고려하여, 제2 아암부(31b, 32b)에, 약간 하방향(피검사 회로 기판(A) 측에 가까워지는 방향)의 구배(勾配)를 갖게 함과 함께, 적당한 탄성을 갖게 하는 것이 바람직하다.

제2 실시형태에 의하면, 가동 아암(31, 32) 사이에, 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)와, 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)를 접속하는 리드선의 배선이 불필요하기 때문에, 가동 아암(31, 32)의 X-Y 방향으로의 이동의 자유도가 높아진다.

다음으로, 도 6에 의해, 이 제2 실시형태의 회로 기판 검사 장치의 제1 측정예에 대해 설명한다. 이 제1 측정예에서는, 도통용의 프로브(P5, P6) 사이를 도통시키는 도체(100)로서, 피검사 회로 기판(A)에 병치되는 다른 기판(110)에 형성되어 있는 도체 패턴(111)이 이용된다. 도체 패턴(111)은, 다른 기판(110)의 편면 측의 전체면에 형성된 이른바 구리박의 솔리드 패턴인 것이 바람직하다.

피검사 회로 기판(A)에 피측정 시료(DUT)의 단자부(51, 52)가 형성되어 있다고 하고, 이 제1 측정예에 의하면, 고전위 측의 측정용의 프로브(P1, P3)를 일방의 단자부(51)에 접촉시키고, 측정용의 프로브(P2, P4)를 타방의 단자부(52)에 접촉시킴에 수반하여, 도통용의 프로브(P5, P6)가 다른 기판(110)의 도체 패턴(111)에 접촉한다.

이에 의해, 프로브(P5, P6) 및 도체 패턴(111)을 통해 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)와 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)가 전기적으로 접속되기 때문에, 피측정 시료(DUT)의 파라미터를 4단자대법에 의해 측정할 수 있다.

상기 제1 측정예와는 달리, 도 7에 나타내는 제2 측정예와 같이, 도통용의 프로브(P5, P6) 사이를 도통시키는 도체(100)로서, 피검사 회로 기판(A)에 형성되어 있는 소정의 도체 패턴(121)이 이용되어도 된다.

이 도체 패턴(121)은, 도통용의 프로브(P5, P6) 사이를 도통시키는 전용 패턴이어도 되고, 피검사 회로 기판(A)에 형성되어 있는 다른 회로의 예를 들어 회선 배선 부분 등이 이용되어도 된다.

또한, 도통용의 프로브(P5, P6) 사이를 도통시키는 도체(100)로서, 도 8에 나타내는 제3 측정예와 같이, 피검사 회로 기판(A) 상에 배치되는 마스크 기판(130)을 사용할 수도 있다.

이 제3 측정예는, 상기 제1 측정예에서의 다른 기판(110)을 피검사 회로 기판(A) 상에 배치한 변형예로서 위치되고, 마스크 기판(130)은, 피측정 시료(DUT)의 단자부(51, 52)를 노출시키는 창(132, 133)을 갖고, 그 편면 측의 전체면에는, 도통용의 프로브(P5, P6) 사이를 도통시키는 도체(100)로서, 바람직하게는, 구리박의 솔리드 패턴(131)이 형성되어 있다.

상기 제2 측정예 및 제3 측정예에 있어서도, 상기 제1 측정예와 동일하게, 프로브(P5, P6) 및 도체 패턴(100)(111, 121, 131)을 통해 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)와 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)가 전기적으로 접속되기 때문에, 피측정 시료(DUT)의 파라미터를 4단자대법에 의해 측정할 수 있다.

다음으로, 도 9 및 도 10에 의해, 본 발명의 제3 실시형태에 대해 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 서술한 제1 및 제2 실시형태와 동일하거나 혹은, 동일하다고 간주되는 지점에는 동일한 참조 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.

먼저, 도 9(a)를 참조하여, 이 제3 실시형태의 회로 기판 검사 정치는, X-Y형 혹은 플라잉형으로 불리는 검사 장치이다. 그 기본적인 구성으로서, 제어부(10)와, 측정부(20)와, 한 쌍의 가동 아암(31, 32)과, 가동 아암의 이동 기구(41, 42)를 구비한다.

검사 프로브에는, 도 9(b)에 나타내는 4단자대법에 의한 4개의 프로브(P1?P4)가 사용된다. 이 중, 앞의 도 16에서 설명한 것과 동일하게, P1, P2가 피측정 시료(DUT)에 대한 측정 전류 경로에 포함되는 전류 프로브이고, P3, P4가 피측정 시료(DUT)의 전압 검출 경로에 포함되는 전압 프로브이다.

이 제3 실시형태에서는, 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)와, 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)를 서로 전기적으로 접속하기 위해, 리드선이 아니라 금속제의 코일 스프링(5a)을 사용한다.

이 제3 실시형태에서는, 고전위 측의 전압 프로브(P3)에 있어서의 동축 케이블(C3)의 외부 도체(S)와, 저전위 측의 전압 프로브(P4)에 있어서의 동축 케이블(C4)의 외부 도체(S) 사이에 코일 스프링(5a)이 장착되어 있다. 이에 의해, 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S)와, 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)가 코일 스프링(5a)을 통해 서로 전기적으로 접속된다.

본 발명에서는, 이 4단자대법에 의한 측정용의 프로브(P1?P4)를 소정 방향으로 이동 가능한 가동 아암(31, 32)에 지지시켜, X-Y형의 회로 기판 검사 장치에서 피측정 시료(DUT)의 임피던스 측정을 행한다.

그 때문에, 이 실시형태에서는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 고전위 측의 전류 프로브(P1) 및 고전위 측의 전압 프로브(P3)를 일방의 가동 아암(32) 측에 장착하고, 저전위 측의 전류 프로브(P2) 및 저전위 측의 전압 프로브(P4)를 타방의 가동 아암(31) 측에 장착한다.

그리고, 각 프로브(P1?P4)를 동축 케이블(C1?C4)을 통해 측정부(20)에 접속한 후, 동축 케이블(C1?C4)의 프로브 측의 단부의 외피를 벗겨내어 노출된 각 외부 도체(S) 중, 도 9(b)에 나타내는 바와 같이, 동축 케이블(C1, C3)의 각 외부 도체(S) 사이를 리드선(5)에 의해 접속하고, 또한, 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S) 사이를 리드선(5)에 의해 접속함과 함께, 동축 케이블(C3)의 외부 도체(S)와 동축 케이블(C4)의 외부 도체(S) 사이를 코일 스프링(5a)에 의해 접속한다.

이에 의하면, 가동 아암(31, 32)의 이간 거리가, 코일 스프링(5a)의 최대 신장량의 범위까지 넓어지기 때문에, 그 범위 내에서, 피측정 시료(DUT)의 프로빙 지점인 단자부 사이의 피치의 변화에 대응할 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 코일 스프링(5a)의 최대 신장량이란, 그 스프링 탄성이 손상되는 일 없이(스프링 탄성이 이른바 「약해지는」일 없이) 신장시킬 수 있는 가장 큰 신장량이다.

또한, 코일 스프링(5a)은, 그 축선 방향 길이가, 부하가 없는 상태(자연 상태)로부터 축소되었을 때에는 압축 스프링(누름 스프링)으로서 작용하고, 부하가 없는 상태로부터 신장되었을 때에는 인장 스프링(당김 스프링)으로서 작용하는 코일 스프링인 것이 바람직하지만, 압축 스프링 혹은 인장 스프링이 사용되어도 된다.

또한, 코일 스프링(5a)을 보호하기(신장시켰을 때에 상기의 「약해짐」이 발생하지 않도록 하기) 위해, 가동 아암(31, 32)과의 사이에, 도시하지 않았으나, 코일 스프링(5a)의 신장량을 소정 범위 내로 제한하는 코일 스프링(5a)보다 강인한 와이어를 걸치는 것이 바람직하다.

또한, 일방의 가동 아암과 타방의 가동 아암에, 각각 전류 프로브와 전압 프로브를 지지시키는 것을 전제로 하여, 경우에 따라서는, 그것들의 고전위 측과 저전위 측을 교체해도 되고, 이와 같은 양태도 본 발명에 포함된다.

다음으로, 도 11 내지 도 14에 의해, 본 발명의 제4 실시형태에 대해 설명하는데, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 서술한 각 제1?3 실시형태와 동일하거나 혹은, 동일하다고 간주되는 지점에는 동일한 참조 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.

먼저, 도 11(a)를 참조하여, 제4 실시형태의 회로 기판 검사 장치는, X-Y형 혹은 플라잉형으로 불리는 검사 장치이다. 기본적인 구성으로서, 제어부(10)와, 측정부(20)와, 한 쌍의 가동 아암(31, 32)과, 가동 아암의 이동 기구(41, 42)를 구비한다.

검사 프로브에는, 도 11(b)에 나타내는 4단자대법에 의한 4개의 프로브(P1?P4)가 사용된다. 이 중, 앞의 도 16에서 설명한 것과 동일하게, P1, P2가 피측정 시료(DUT)에 대한 측정 전류 경로에 포함되는 전류 프로브이고, P3, P4가 피측정 시료(DUT)의 전압 검출 경로에 포함되는 전압 프로브이다.

동축 케이블(C1?C4)의 각 내부 도체(IL)는, 그 각 일단이 프로브(P1?P4)의 기단(b) 측에 접속되고, 각 타단이 측정부(20)에 접속되는데, 각 동축 케이블(C1?C4)의 외부 도체(실드 피복선)(S)끼리는, 프로브(P1?P4)의 기단(b) 측 부근에 있어서 예를 들어 리드선(5)에 의해 서로 접속된다.

마찬가지로, 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)의 각 외부 도체(S)끼리도, 프로브(P2, P4)의 기단(b) 측 부근에 있어서 리드선(5)에 의해 서로 접속되어 있다.

제4 실시형태에서는, 이 4단자대법에 의한 측정용의 프로브(P1?P4)를 소정 방향으로 이동 가능한 가동 아암(31, 32)에 지지시켜, X-Y형의 회로 기판 검사 장치에서 피측정 시료(DUT)의 임피던스 측정을 행한다.

그 때문에, 이 제4 실시형태에서는, 도 12에 나타내는 바와 같이, 고전위 측의 전류 프로브(P1) 및 고전위 측의 전압 프로브(P3)를 일방의 가동 아암(32) 측의 프로브 유지부(32a)에 장착하고, 저전위 측의 전류 프로브(P2) 및 저전위 측의 전압 프로브(P4)를 타방의 가동 아암(31) 측의 프로브 유지부(31a)에 장착한다.

또한, 이 제4 실시형태에 있어서, 프로브 유지부(31a, 32a)란, 도 11에 나타내는 바와 같이, 피검사 회로 기판(A)의 기판면과 거의 평행하게 배향된 각 가동 아암(31, 32)에 포함되는 아암 부분이다.

본 발명에서는, 가동 아암(31, 32) 중 어느 일방에 동축 케이블(C1?C4)의 각 일단이 고정되는 케이블 지지 기판(33)을 구비한다. 이 실시형태에서는, 가동 아암(32) 측에 케이블 지지 기판(33)이 설치되어 있다. 케이블 지지 기판(33)에는, 경질의 회로 기판이 바람직하게 채용된다.

케이블 지지 기판(33)은, 도 12에 나타내는 바와 같이, 프로브 유지부(32a)의 상방의 위치에 배치되어, 그 일단이 가동 아암(32)의 주(主)아암(32b)에 고정되고, 타단이 프로브 유지부(31a)의 상방에까지 연장되는 길이를 갖고 있다.

케이블 지지 기판(33)에는, 각 동축 케이블(C1?C4)의 각 일단이 끼워지는 구멍이 천공되어 설치되어 있고, 각 동축 케이블(C1?C4)의 각 일단은, 그것들의 외부 도체(S)를 벗겨낸 상태로, 또한, 그것들의 내부 도체(IL)가 구멍의 바닥부로부터 돌출되도록 하여, 케이블 지지 기판(33)의 구멍 내에 고정된다.

도 12의 실시형태에 의하면, 도 13(a)의 평면도에 나타내는 바와 같이, 케이블 지지 기판(33)에 대해 각 동축 케이블(C1?C4)이 우측에서 좌측에 걸쳐 C1, C3, C4, C2의 순으로 1열 상태로 고정되는데, 도 13(b)의 평면도에 나타내는 바와 같이, 고전위 측의 동축 케이블(C1, C3)을 예를 들어 우측에 세로 배열로 하고, 저전위 측의 동축 케이블(C2, C4)을 그 좌측에 세로 배열로 하여, 동축 케이블(C1?C4)을 사각형의 각 정점 부분에 배치할 수도 있다.

어느 경우에도, 케이블 지지 기판(33)의 고정 부분에서, 동축 케이블(C1?C4)의 각 외부 도체(S)끼리가 서로 전기적으로 접속된다.

그 접속 수법으로는, 리드선(5)에 의한 것이어도 되지만, 케이블 지지 기판(33)이 동장(銅張) 적층 기판으로 이루어지는 경우에는, 케이블 지지 기판(33)에 각 외부 도체(S)를 전기적으로 접속하는 접속 패턴(33a)을 형성하고, 이 접속 패턴(33a)을 통해 각 외부 도체(S)를 전기적으로 접속하는 것이 바람직하고, 이에 의하면, 리드선(5)이 불필요하기 때문에, 용이하게 각 외부 도체(S)를 최단 거리로 전기적으로 접속할 수 있게 된다.

다음으로, 케이블 지지 기판(33)에 고정되어 있는 동축 케이블(C1?C4)의 각 내부 도체(IL)와, 가동 프로브(31, 32)의 프로브 유지부(31a, 32a)에 장착되어 있는 각 프로브(P1?P4)와의 전기적 접속 수법에 대해 설명한다.

본 발명에서는, 동축 케이블(C1?C4)의 각 내부 도체(IL)와 프로브(P1?P4)는, 가동 프로브(31, 32)의 X-Y 방향으로의 이동에 추종하여 변형 가능한 전기적 중계 수단(50)을 사용한다. 여기에서, 변형 가능이란, 유연성을 갖고 있는 것은 물론, 탄성 복원력(이른바 스프링 탄성)을 갖고 있는 것의 쌍방이 포함된다.

이 실시형태에서는, 상기 전기적 중계 수단(50)으로서, 예를 들어 인청동으로 이루어지는 판 스프링(51)을 사용한다. 판 스프링(51)은, 도 14(a), 14(b)에 나타내는 바와 같이, 적어도 일부에 만곡부(51a)를 포함하고, 케이블 지지 기판(33)과 프로브 지지부(31a, 32a)의 간격보다 긴 길이를 갖는다.

이에 의해, 판 스프링(51)의 변형 가능한 범위 내에서, 가동 아암(31, 32)의 이간 거리가 넓어져, 피측정 시료(DUT)의 양 단자간 피치의 변화에 대응할 수 있다. 또한, 판 스프링(51)의 동축 케이블(C)의 내부 도체(IL) 및 프로브(P)에 대한 접속에는, 납땜, 용접, 코킹 등이 적용되어도 된다.

판 스프링(51) 대신에, 예를 들어 알루미늄 등의 금속재로 이루어지는 리본박이 사용되어도 된다. 또한, 전기 배선으로서 일반적으로 사용되고 있는 통상적인 리드선도 사용 가능하다.

또한, 전기적 중계 수단(50)의 단선이나 접속부의 어긋남 등을 방지함에 있어서, 가동 아암(31, 32)과의 사이에, 도시하지 않았으나, 그것들의 이간 거리를 소정 범위 내로 제한하는 강인한 와이어 등을 걸치는 것이 바람직하다.

Claims

측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 2개의 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 2개의 전압 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 한 쌍의 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터 해석 및/또는 양부(良否) 판별을 행함과 함께, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서,
상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용되고, 4단자대법에 의해 상기 각 동축 케이블의 외부 도체 전부가 상기 프로브의 기단(基端) 부근에서 리드선에 의해 접속되어 있고, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브가 모두 상기 한 쌍의 가동 아암 중 적어도 일방의 가동 아암에 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제1항에 있어서,
상기 일방의 가동 아암에는, 상기 프로브 사이의 간격을 조정 가능하게 하는 간격 조정 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피검사 회로 기판에 실장되어 있는 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 제1, 제2 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 제1, 제2 전압 프로브의 4개의 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 제1, 제2 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터를 산출하고, 또한, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서,
4단자대법에 의한 계측을 행하기 위해, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용됨과 함께, 상기 4개의 프로브와는 별도로 소정의 도체에 접촉하여 서로 도통하는 제5 및 제6 프로브를 더 구비하고,
상기 제1 가동 아암 측에, 상기 제1 전류 프로브, 상기 제1 전압 프로브 및 상기 제5 프로브가 지지되고,
상기 제2 가동 아암 측에, 상기 제2 전류 프로브, 상기 제2 전압 프로브 및 상기 제6 프로브가 지지되고,
상기 제1 가동 아암 측에 있어서는, 상기 제1 전류 프로브와 상기 제1 전압 프로브의 상기 각 동축 케이블의 외부 도체 사이 및 상기 제5 프로브가 리드선을 통해 접속되어 있고,
상기 제2 가동 아암 측에 있어서는, 상기 제2 전류 프로브와 상기 제2 전압 프로브의 상기 각 동축 케이블의 외부 도체 사이 및 상기 제6 프로브가 리드선을 통해 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 가동 아암 측에 지지되는 상기 제1 전류 프로브 및 상기 제1 전압 프로브가 모두 고전위 측이고, 상기 제2 가동 아암 측에 지지되는 상기 제2 전류 프로브 및 상기 제2 전압 프로브가 모두 저전위 측인 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 각 가동 아암은, 상기 전류 프로브 및 상기 전압 프로브가 장착되는 제1 아암부와, 상기 제5, 제6 프로브 중 어느 일방이 장착되는 제2 아암부를 구비하고, 상기 제1 아암부와 상기 제2 아암부가, 상기 피검사 회로 기판의 기판면과 거의 평행한 평면 내에서 다른 방향으로 배향되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 도체로서, 상기 피검사 회로 기판에 대해 병치되는 다른 기판 상에 형성된 소정의 도체 패턴이 이용되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 도체로서, 상기 피검사 회로 기판 상에 형성되어 있는 소정의 도체 패턴이 이용되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제3항에 있어서,
상기 도체로서, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브가 접촉하는 상기 피검사 회로 기판의 프로빙 지점을 제외하고 상기 피검사 회로 기판 상에 배치되는 마스크 기판에 형성된 소정의 도체 패턴이 이용되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제6항에 있어서,
상기 도체 패턴은, 구리박으로 이루어지는 솔리드 패턴으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 제1, 제2 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 제1, 제2 전압 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 제1, 제2 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터를 산출하고, 또한, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서,
4단자대법에 의한 계측을 행하기 위해, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용되고,
상기 제1 가동 아암 측에, 상기 제1 전류 프로브와 상기 제1 전압 프로브가, 그것들의 각 동축 케이블의 외부 도체 사이가 리드선에 의해 전기적으로 접속된 상태에서 지지되어 있음과 함께,
상기 제2 가동 아암 측에, 상기 제2 전류 프로브와 상기 제2 전압 프로브가, 그것들의 각 동축 케이블의 외부 도체 사이가 리드선에 의해 전기적으로 접속된 상태에서 지지되어 있고,
상기 제1 가동 아암 측 중 일방의 상기 동축 케이블의 외부 도체와, 상기 제2 가동 아암 측 중 일방의 상기 동축 케이블의 외부 도체가, 금속제의 코일 스프링을 통해 서로 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 가동 아암 측에 지지되는 상기 제1 전류 프로브 및 상기 제1 전압 프로브가 모두 고전위 측이고, 상기 제2 가동 아암 측에 지지되는 상기 제2 전류 프로브 및 상기 제2 전압 프로브가 모두 저전위 측이며, 상기 제1 전압 프로브에 있어서의 동축 케이블의 외부 도체와, 상기 제2 전압 프로브에 있어서의 동축 케이블의 외부 도체 사이에 상기 코일 스프링이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 가동 아암과 상기 제2 가동 아암 사이에는, 상기 코일 스프링의 신장량을 소정 범위 내로 제한하는 상기 코일 스프링보다 강인한 와이어가 걸쳐져 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
측정 신호원 및 전압 검출 수단을 포함하는 측정부와, 상기 측정 신호원과 피측정 시료 사이의 측정 전류 경로에 포함되는 제1, 제2 전류 프로브 및 상기 전압 검출 수단과 상기 피측정 시료 사이의 전압 검출 경로에 포함되는 제1, 제2 전압 프로브와, 소정의 상기 프로브가 장착되고, 이동 기구에 의해 임의 방향으로 구동되는 제1, 제2 가동 아암과, 상기 측정부로부터의 측정 신호에 기초하여 상기 피측정 시료의 파라미터를 산출하고, 또한, 상기 이동 기구를 통해 상기 각 가동 아암의 움직임을 제어하는 제어부를 구비하고 있는 회로 기판 검사 장치에 있어서,
4단자대법에 의한 계측을 행하기 위해, 상기 각 전류 프로브 및 상기 각 전압 프로브의 상기 측정부에 이르는 전기 배선에 동축 케이블이 사용되고,
상기 제1 가동 아암의 프로브 지지부에, 상기 제1 전류 프로브와 상기 제1 전압 프로브가 지지되어 있음과 함께, 상기 제2 가동 아암의 프로브 지지부에, 상기 제2 전류 프로브와 상기 제2 전압 프로브가 지지되어 있고,
어느 일방의 상기 가동 아암은, 상기 프로브 지지부의 상방에 배치되고, 상기 각 동축 케이블의 일단 측이 고정되는 케이블 지지 기판을 갖고,
상기 각 동축 케이블의 일단 측은, 그것들의 외부 도체가 소정의 도통 수단을 통해 서로 접속된 상태에서 상기 케이블 지지 기판에 고정되고, 상기 각 동축 케이블의 내부 도체가, 각각 변형 가능한 전기적 중계 수단을 통해 대응하는 상기 프로브에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1 가동 아암 측에 지지되는 상기 제1 전류 프로브 및 상기 제1 전압 프로브가 모두 고전위 측이고, 상기 제2 가동 아암 측에 지지되는 상기 제2 전류 프로브 및 상기 제2 전압 프로브가 모두 저전위 측인 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제13항에 있어서,
상기 도통 수단으로서, 리드선이 사용되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제13항에 있어서,
상기 케이블 지지 기판에는, 상기 도통 수단으로서의 접속 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제13항에 있어서,
상기 전기적 중계 수단으로서, 상기 케이블 지지 기판과 상기 프로브 지지부의 간격보다 긴 길이를 갖는 만곡부를 포함하는 판 스프링이 사용되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.
제13항에 있어서,
상기 전기적 중계 수단으로서, 상기 케이블 지지 기판과 상기 프로브 지지부의 간격보다 긴 길이를 갖는 금속의 리본박이 사용되는 것을 특징으로 하는 회로 기판 검사 장치.