JP2008076281A - 基板検査治具、基板検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 各プローブの抵抗値を測定して抵抗値の変動を管理することによってメンテナンス効率を向上させること。
【解決手段】 一方の端部が被検査基板の被検査点に接触し、他方の端部が被検査基板の検査を行うための検査手段に電気的に接続されるプローブと、プローブを保持する保持手段と、プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える検査治具である。情報記憶手段に記憶されるプローブに関する情報には、所定の時期に求めるプローブの抵抗値が含まれており、プローブの抵抗値の変化からプローブの交換時期に関する情報を得ることができる。
【選択図】 図1
【解決手段】 一方の端部が被検査基板の被検査点に接触し、他方の端部が被検査基板の検査を行うための検査手段に電気的に接続されるプローブと、プローブを保持する保持手段と、プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える検査治具である。情報記憶手段に記憶されるプローブに関する情報には、所定の時期に求めるプローブの抵抗値が含まれており、プローブの抵抗値の変化からプローブの交換時期に関する情報を得ることができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、被検査基板の配線パターン上に設定される所定の半田バンプに接触し、この半田バンプから被検査対象の前記配線パターンへの電流印加用又は該配線パターンの電圧測定用に用いられるプローブとこの検査治具に関する情報を記憶する手段とを備える検査治具、基板検査装置及び検査方法に関する。
尚、この発明に係る検査治具は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。
従来から、回路基板上の配線パターンによってその回路基板に搭載されるIC等の半導体や抵抗器などの電気・電子部品に電気信号を正確に伝達する必要があるため、電気・電子部品を実装する前のプリント配線基板、液晶パネルやプラズマディスプレイパネルに配線パターンが形成された回路配線基板、或いは、半導体ウェハ等の基板に形成された配線パターンに設けられた所定の検査点間の抵抗値を測定して、その良否の判定が行われている。
具体的には、その良否の判定は、各検査点に、電流供給用端子及び/又は電圧測定用端子(以下、「電流供給用及び/又は電圧測定用プローブ」ともいう)を当接させ、電流供給用端子からは検査点に測定用電流を供給するとともに、検査点に当接させた電圧測定用端子間に生じた電圧を測定することによって行われる。また、測定端子と検査点との間の接触抵抗の影響を抑制して高精度に抵抗値を測定するために、各検査点に一対の電流供給用端子及び電圧測定用端子を当接させ、この当接させた電流供給用端子間に測定用電流を供給するとともに、当接させた電圧測定用端子間に生じた電圧を測定することによって配線パターンの良否の判定を行う方法(いわゆる、4端子測定法あるいはケルビン法)が知られている。
そのような検査方法を実行するための検査治具は、多数の電流供給用及び電圧測定用プローブと、それぞれに接続されたライン(配線)と、そのラインに接続されたスキャナとを備えており、スキャナによって、ラインを経由して多数の電流供給用及び電圧測定用プローブに入出力される所定の検査用信号に基づいて、配線パターンの検査を行っている。
また、検査治具は基板上の多数の検査点に対応するために、数千本の電流供給用及び電圧測定用プローブ及びそれらの各々に接続されたラインを使用している。そのため、有効な検査結果を得るためにそれらのすべての性能を適正な状態に維持する必要がある。
特開2005−172575号公報
特開2003−218176号公報 特許文献1では、ピン交換時期の情報及びコンタクト回数をプローブ治具用タグに書き込み、コンタクト回数が設定値を超えた場合には、プローブピンの交換時期が近づいていることをオペレータに知らせるということが行われている。
また、特許文献2では、プローブカードにカード側無線機構を設け、それにタッチダウン回数等の使用履歴に関する情報を記憶させて、その情報を更新することによって針先クリーニング等のメンテナンスを実行している。
コンタクト回数やタッチダウン回数に基づいて検査治具のメンテナンスを行う場合には、同時にすべてのプローブピンに対してメンテナンスを行うことになるため、メンテナンスの不要なプローブピンに対してもメンテナンスを行うことになってしまう。
また、どのプローブについてメンテナンスをする必要があるのかを特定することができないため、すべてのプローブに対し適正な性能を維持することは困難である。
本発明に係る検査治具は、一方の端部が被検査基板の被検査点に接触し、他方の端部が被検査基板の検査を行うための検査手段に電気的に接続されるプローブと、プローブを保持する保持手段と、プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える。情報記憶手段に記憶されるプローブに関する情報には、所定の時期に求めるプローブの抵抗値が含まれており、プローブの抵抗値の変化からプローブの交換時期に関する情報を得ることができる。
また、本発明に係る検査装置は、一方の端部が被検査基板の被検査点に接触するプローブと、プローブの他方の端部が電気的に接続されていて被検査基板の検査を行うための検査手段と、プローブを保持する保持手段と、プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える。情報記憶手段に記憶されるプローブに関する情報には、所定の時期に求めるプローブの抵抗値が含まれており、プローブの抵抗値の変化からプローブの交換時期に関する情報を得ることができる。
検査手段として被検査基板の検査を行うスキャナを用いてもよい。
検査手段が情報処理装置を備えていて、所定の時期に求めるプローブの抵抗値を算出するとともに、プローブの抵抗値の変化からプローブの交換時期に関する情報を提供することができる。
情報処理装置は、情報記憶手段と無線通信又はケーブルによって接続することができる。
所定の情報には、少なくともプローブの交換の必要性に関する情報を含めることができる。
さらに、本発明に係る検査装置の検査方法は、一方の端部が被検査基板の被検査点に接触するプローブと、プローブの他方の端部が接続されていて被検査基板の検査を行うための検査手段と、プローブを保持する保持手段と、プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える検査装置の検査方法であり、プローブの被検査基板の被検査点に接触する側の端部を短絡する工程と、検査手段によって一対ごとにプローブの抵抗を測定する工程と、検査手段によって、測定した抵抗値からプローブごとの抵抗値を求める工程と、求めた抵抗値を情報記憶手段に記憶する工程と、検査手段によって、新たに求めた抵抗値と求めた抵抗値との差を求める工程と、求めた差を情報記憶手段に記憶する工程と、検査手段によって、求めた差と既定値とを比較し、その結果に基づいて、プローブの交換の必要性を判断する。
本発明によると、コンタクト回数やタッチダウン回数に基づくのではなく、個々のプローブの抵抗値を直接測定しそれに基づいて個々のプローブの性能を判断するため、各プローブの性能の良否を適切に判断することができる。
また、各プローブの抵抗値を測定して、抵抗値の変動を管理することによって、メンテナンス効率を向上させる検査治具、検査装置及び検査治具等の検査方法を提供することができる。
さらに、データを記憶させる情報記憶手段を検査治具ごとに設けたので、各検査治具の識別を確実に行うことができ、また、各検査治具のデータの管理を容易に行うことのできる検査治具及び検査装置を提供することができる。
[検査治具及び検査装置の構造]
(プローブの取付構造)
図1は、本発明の一実施例に係る検査治具10を示す側面図である。検査治具10は、プレート11、ガイドプレート12、ベースプレート14、基台15及び支持棒16を備える。プレート11、ガイドプレート12、ベースプレート14及び基台15は、樹脂材料等の絶縁材料からなる板状の部材である。支持棒16は、ガイドプレート12及びベースプレート14を貫通してそれらをプレート11と基台15との間に保持している。
(プローブの取付構造)
図1は、本発明の一実施例に係る検査治具10を示す側面図である。検査治具10は、プレート11、ガイドプレート12、ベースプレート14、基台15及び支持棒16を備える。プレート11、ガイドプレート12、ベースプレート14及び基台15は、樹脂材料等の絶縁材料からなる板状の部材である。支持棒16は、ガイドプレート12及びベースプレート14を貫通してそれらをプレート11と基台15との間に保持している。
プレート11には、被検査基板(図示せず)の配線パターン上の被検査点に対応する位置に複数の貫通孔11aが設けられていて、それぞれの貫通孔11aには、プローブ17が挿通され、そのプローブ17の先端部17aがプレート11から突出している。各貫通孔11aに対応して、ガイドプレート12、ベースプレート14及び基台15のそれぞれに、貫通孔12aから15aが形成されていて、プローブ17がそれらに挿通される。
プローブ17としては、例えば、ステンレス鋼からなる弾性を有するピアノ線等を用いることができる。
ガイドプレート12は、貫通孔12aに挿通したプローブ17を保持するとともに、測定時の際のすべてのプローブのたわみ方向を揃えるように機能する。
基台15には、ベースプレート14に設けられた貫通孔14aに対応する位置に貫通孔15aが形成されていて、そこには電極15bが埋め込まれている。その電極15bにはプローブ17の先端部17aの反対側の端部17bが固定されている。その電極15bにはライン18が接続されており、そのラインは、基台15の中を配線されて電極部20aに電気的に接続されている。
基板検査装置として機能する場合には、電極部20aにはスキャナ20が電気的に接続される。
スキャナ20は検査手段として機能して、被測定基板の配線パターン上の検査点に検査用の信号を順次選択的に供給するとともに、検査対象の検査点から検査用の信号を受信し、必要に応じて、その受信信号に基づいて、検査点間の抵抗値を算出したり、導通の有無を判断したりする。
(情報記憶システム)
図1に示すように、基台15には情報記憶装置21が設けられている。その情報記憶装置には、治具に関する情報である治具固有の識別情報、例えば、治具のシリアル番号、製造時期、プローブのピン径や、取付時期、使用回数、交換時期及び抵抗値等の使用履歴情報が記憶される。
(情報記憶システム)
図1に示すように、基台15には情報記憶装置21が設けられている。その情報記憶装置には、治具に関する情報である治具固有の識別情報、例えば、治具のシリアル番号、製造時期、プローブのピン径や、取付時期、使用回数、交換時期及び抵抗値等の使用履歴情報が記憶される。
図2は、情報記憶装置21と、測定装置22または情報処理装置30との間での信号の送受信の関係を説明するための図である。測定装置22は、例えば、検査治具10を製造した段階に、プローブ17及びライン18の抵抗を測定するために用いたり、また、治具固有の識別情報である、例えば治具のシリアル番号、製造時期、プローブのピン径や、抵抗値、取付時期等の使用履歴情報を情報記憶装置21に書き込んだりするための装置であり、その書込みのための信号の送受信は、無線通信24aやケーブル24bを経由して行うことができる。また、情報処理装置30は、詳細は後述するが、治具に関する情報を更新するために、プローブの使用回数、使用時期、交換時期及び測定抵抗値等の使用履歴情報を書き込んだり、その使用履歴情報を読み出したりするための装置であり、そのための通信は、無線通信26aやケーブル26bを経由して行うことができる。
図3は、情報記憶装置21と情報処理装置30との関係を説明するための図である。その図に示すように、情報処理装置30は、情報記憶装置21との間で信号の送受信を行うための信号送受信装置32、データ記憶装置34、演算処理装置36及び表示装置38を備える。情報処理装置30の構成要素の全部又は一部をスキャナ20に組み込むことができる。
演算処理装置36は、例えば、プローブ17及びライン18の定期点検の際にそれらの抵抗値を測定した場合に、その測定抵抗値と、情報記憶装置21に保存されている使用履歴の中の抵抗値とを比較し、その差及び使用履歴に保存されている差の変動を求め、その結果に基づいて交換の要否を判断するように機能する。
表示装置38は、測定した抵抗値、使用履歴の情報、演算処理装置36の判断結果を表示してオペレータが状況を把握しやすいようにする。
[情報処理装置の機能]
(製造時の抵抗の測定)
図4は、新規な検査治具10のプローブ17及びライン18の抵抗を測定する際の構成を示しており、図5は、その際の抵抗測定の手順を説明するための図である。まず、測定装置22を新規な検査治具10の電極部20aに取り付ける(ステップS50)。次に、図4に示すように、金メッキのプレート1をプレート11の上に載せて、金メッキのプレート1が貫通孔11aから突出するプローブ17の先端部に接するようにする(ステップS52)。すなわち、金メッキのプレート1によってすべてのプローブ17を電気的に短絡するようにする。
[情報処理装置の機能]
(製造時の抵抗の測定)
図4は、新規な検査治具10のプローブ17及びライン18の抵抗を測定する際の構成を示しており、図5は、その際の抵抗測定の手順を説明するための図である。まず、測定装置22を新規な検査治具10の電極部20aに取り付ける(ステップS50)。次に、図4に示すように、金メッキのプレート1をプレート11の上に載せて、金メッキのプレート1が貫通孔11aから突出するプローブ17の先端部に接するようにする(ステップS52)。すなわち、金メッキのプレート1によってすべてのプローブ17を電気的に短絡するようにする。
次に、測定装置22を用いて、順に、一対のプローブ17及びライン18を選択して、その一対のプローブ17及びライン18ごとにそれらの抵抗値を測定し、さらに、その測定した抵抗値から各プローブ17及びライン18の抵抗値を算出する(ステップS54)。その算出した抵抗値を、図2に示すように、無線通信24a又はケーブル24bを経由して情報記憶装置21に保存する。また、その際に、又はそれよりも前に、情報記憶装置21に、検査治具を識別する情報、例えば、ユニット識別番号、プローブ情報、それの出荷時期、治具のシリアル番号、製造時期及びプローブのピン径等の情報を保存する(ステップS56)。
上記の場合は、測定装置22を用いてプローブ17及びライン18の抵抗値を測定したが、それに代えて、スキャナ20に測定装置と同様の測定及び書込み機能を持たせるようにしてもよい。
(定期点検時の測定)
図6は、検査治具10の使用を開始した後の定期検時にプローブ及びラインの抵抗値を測定する際の手順を説明するための図である。また、図7は、情報記憶装置21に保存した各プローブ及びライン(#nで示すもの)の抵抗値の例示であり、Rτ0は、製造時又は取付時の各プローブ及びラインの抵抗値の例示を示しており、Rτ50は、50回目の定期点検時に測定及び算出した各プローブ及びラインの抵抗値の例示を示しており、また、Rτ100は、100回目の定期点検時に測定及び算出した各プローブ及びラインの抵抗値の例示を示す。
(定期点検時の測定)
図6は、検査治具10の使用を開始した後の定期検時にプローブ及びラインの抵抗値を測定する際の手順を説明するための図である。また、図7は、情報記憶装置21に保存した各プローブ及びライン(#nで示すもの)の抵抗値の例示であり、Rτ0は、製造時又は取付時の各プローブ及びラインの抵抗値の例示を示しており、Rτ50は、50回目の定期点検時に測定及び算出した各プローブ及びラインの抵抗値の例示を示しており、また、Rτ100は、100回目の定期点検時に測定及び算出した各プローブ及びラインの抵抗値の例示を示す。
検査装置は、図1のように構成されていて、スキャナ20が検査治具10の電極部20aに接続されている。スキャナ20には情報処理装置30が設けられている。まず、製造時の抵抗測定の場合と同様に、金メッキのプレート1を図4と同様にプレート11の上に載せて、金メッキのプレート1が貫通孔11aから突出するプローブ17の先端部に接するようにする(ステップS60)。すなわち、金メッキのプレート1によってすべてのプローブ17を電気的に短絡するようにする。
次に、スキャナ20を用いて、順に、一対のプローブ17及びライン18を選択して、その一対のプローブ17及びライン18ごとにそれらの抵抗値を測定し、演算処理装置36によってその測定した抵抗値から各プローブ17及びライン18の抵抗値を算出し、その値を情報記憶装置21に保存する(ステップS61)。また、情報記憶装置21から無線通信26a又はケーブル26bを経由して、保存されている抵抗値を読み出す(ステップS62)。第1回目の定期点検時の際に読み出す抵抗値は、製造時又は取付時に測定及び算出した抵抗値、つまり、図7において、Rτ0の#1、#2、・・・#nとして示す値である。
その読み出した抵抗値と今回求めた抵抗値とから、次に、各プローブ17及びライン18ごとに、それらの抵抗値の差を求め、それを情報記憶装置21に保存する(ステップS63)。
次に、演算処理装置36によって、各プローブ17及びライン18ごとに求めた差と既定値とを比較して、それより大であるか否かの判断を行う(ステップS64)。既定値は、例えば、各プローブ17及びライン18の抵抗値が使用するごとに減少する場合に、一定の抵抗値の減少があるとそのプローブ17及びライン18を使用して検査した結果の信頼性が低下している可能性があるか否かを基準に決定する。
例えば、図7において、#3で示すプローブ17及びライン18の組合せの抵抗値の変化に注目すると、製造時又は取付時のRτ0の抵抗値は、5.0オームであるが、51回目の定期点検時のRτ51の抵抗値は、4.2オームであり、0.8オームの低下があったことがわかる。この場合、0.7オームを判断の基準値としての第1の既定値とすると、Rτ51の抵抗値の低下の0.8オームはその既定値よりも大であり、検査治具として検査の信頼性を低下させていると判断できる。ただし、ラインはプローブに比べると一般的に抵抗値の変動がほとんどないと考えられるので、その抵抗値の変動はプローブの抵抗値の変動によるものと判断することができる。そのため、この場合には、#3のプローブのみの交換を行うようにする(ステップS66)。
プローブの交換を行った場合には、その交換したプローブ及びラインの組合せの抵抗値の測定を行う。必要に応じて、他の交換していないプローブ及びラインの組合せの抵抗値の再測定を行う(ステップS67)。
ステップS63で求めた差が既定値よりも小さい場合には、その差を情報記憶装置21に保存してそのプローブ及びラインの組合せを次の定期点検時まで使用する(ステップS65)。
また、情報記憶装置21に記憶してある各プローブ及びラインの抵抗値の差の値の測定ごとの変動を調べ(ステップS64)、その変動が、第2の既定値よりも大である場合には、その大きな変動は検査治具としての測定値の信頼性を低下させると考えられるため、たとえ求めた抵抗値の差と記憶されている抵抗値との差が第1の既定値よりも小さくても、そのプローブの交換を行う(ステップS66)。
情報記憶装置21に記憶されている抵抗値、差の値、良否の判断の結果は、情報処理装置30の表示装置38に表示することができる。これにより、検査治具の使用者は、記憶されている値の確認や、良否の判断の結果、つまり、プローブの交換の必要性を容易に知ることができる。
[他の実施例]
図8に、ガイドプレート12とベースプレート14との間に、スライドプレート13を備える検査治具10’の側面図を示す。図1の検査治具10の構成要素と同一のものには同一の符号を付してある。
[他の実施例]
図8に、ガイドプレート12とベースプレート14との間に、スライドプレート13を備える検査治具10’の側面図を示す。図1の検査治具10の構成要素と同一のものには同一の符号を付してある。
図8において、スライドプレート13は、長手方向(図8に向かって左右方向)に沿って移動し、図8において、貫通孔13aを、他の貫通孔11a,12a,14a及び15aの縦方向の並びと整列させたり、またはそれらからずらしたりすることができる。貫通孔13aを、他の貫通孔11a,12a,14a及び15aと整列させると、プローブ17をそれらの貫通孔に挿入したりそれらから取り外しをしたりすることできるようになる。プローブ17を挿入した後にスライドプレート13を移動させて貫通孔13aの位置を他の貫通孔11aの整列位置からずらすと、図1に示すように、プローブ17を、スライドプレート13と、ガイドプレート12及びベースプレート14との間で挟んで固定することができる。この実施例においても、図1の実施例と同様に、基台15には情報記憶装置21を設けていて、その情報記憶装置には、治具に関する情報である治具固有の識別情報、例えば、治具のシリアル番号、製造時期、プローブのピン径や、取付時期、使用回数、交換時期及び抵抗値等の使用履歴情報が記憶される。
また、図1及び図8には、情報処理装置をスキャナに組み込んだ場合の実施例を示したが、情報処理装置は独立した他の機器であってもよい。また、測定装置22もスキャナ20に組み込んでもよくまたは独立した他の機器であってもよい。
さらに、上記の実施例では、プローブのみを交換した例を説明したが、必要性やメンテナンスの効率等を考慮して、プローブ及びラインの組ごとに又はラインのみを交換ようにしてもよい。
1・・・・・金メッキプレート
10・・・・検査治具
11・・・・プレート
12・・・・ガイドプレート
13・・・・スライドプレート
14・・・・ベースプレート
15・・・・基台
11a,12a,13a,14a,15a・・・貫通孔
17・・・・プローブ
18・・・・ライン
20・・・・スキャナ
20a・・・電極部
21・・・・情報記憶装置
22・・・・測定装置
30・・・・情報処理装置
32・・・・信号送受信装置
34・・・・データ記憶装置
36・・・・演算処理装置
38・・・・表示装置
10・・・・検査治具
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22・・・・測定装置
30・・・・情報処理装置
32・・・・信号送受信装置
34・・・・データ記憶装置
36・・・・演算処理装置
38・・・・表示装置
Claims (7)
- 一方の端部が被検査基板の被検査点に接触し、他方の端部が前記被検査基板の検査を行うための検査手段に電気的に接続されるプローブと、該プローブを保持する保持手段と、前記プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える検査治具であって、
前記情報記憶手段に記憶される前記プローブに関する情報には、所定の時期に求める前記プローブの抵抗値が含まれており、該プローブの抵抗値の変化から該プローブの交換時期に関する情報を得ることができる検査治具。 - 一方の端部が被検査基板の被検査点に接触するプローブと、該プローブの他方の端部が電気的に接続されていて前記被検査基板の検査を行うための検査手段と、前記プローブを保持する保持手段と、前記プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える検査装置であって、
前記情報記憶手段に記憶される前記プローブに関する情報には、所定の時期に求める前記プローブの抵抗値が含まれており、該プローブの抵抗値の変化から該プローブの交換時期に関する情報を得ることができる検査装置。 - 請求項2の検査装置において、前記検査手段は、被検査基板の検査を行うスキャナである検査装置。
- 請求項2の検査装置において、前記検査手段は情報処理装置を備えていて、前記所定の時期に求める前記プローブの抵抗値を算出するとともに、該プローブの抵抗値の変化から該プローブの交換時期に関する情報を提供する検査装置。
- 請求項4の検査装置において、前記情報処理装置は、前記情報記憶手段と無線通信又はケーブルによって接続されている検査装置。
- 請求項2の検査装置において、前記所定の情報には、少なくとも前記プローブの交換の必要性に関する情報が含まれている検査装置。
- 一方の端部が被検査基板の被検査点に接触するプローブと、該プローブの他方の端部が接続されていて前記被検査基板の検査を行うための検査手段と、前記プローブを保持する保持手段と、前記プローブに関する情報を記憶する情報記憶手段とを備える検査装置の検査方法であって、
前記プローブの被検査基板の被検査点に接触する側の端部を短絡する工程と、
前記検査手段によって一対ごとにプローブの抵抗を測定する工程と、
前記検査手段によって、前記測定した抵抗値からプローブごとの抵抗値を求める工程と、
該求めた抵抗値を前記情報記憶手段に記憶する工程と、
前記検査手段によって、前記新たに求めた抵抗値と前回求めた抵抗値との差を求める工程と、
該求めた差を前記情報記憶手段に記憶する工程と、
前記検査手段によって、前記求めた差と既定値とを比較し、その結果に基づいて、前記プローブの交換の必要性を判断する検査装置の検査方法。
Priority Applications (1)
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JP2006257102A JP2008076281A (ja) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | 基板検査治具、基板検査装置及び検査方法 |
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JP2013083523A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Hitachi Kokusai Denki Engineering:Kk | 4探針抵抗率測定装置 |
JP2014235714A (ja) * | 2013-06-05 | 2014-12-15 | 日本電信電話株式会社 | 装置取替作業効率化システムおよび装置取替作業効率化方法 |
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2006
- 2006-09-22 JP JP2006257102A patent/JP2008076281A/ja active Pending
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