JP6104720B2 - プローブユニットおよび基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、プローブとプローブを支持する支持部とを備えたプローブユニット、およびそのプローブユニットを備えた基板検査装置に関するものである。

この種のプローブユニットとして、特開２００７−１３９５２４号公報に開示された基板検査用冶具が知られている。この基板検査用冶具は、検査用プローブ、保持体および接続電極体を備えて構成されている。この場合、検査用プローブは、線状の導体部と導体部の外周に被覆された絶縁部とで構成されている。また、保持体は、検査用プローブの第一端部（先端部）を案内するための第一案内孔を有する３枚の板状体で構成された第一案内部、検査用プローブの第二端部（基端部）を案内するための第二案内孔を有する３枚の板状体で構成された第二案内部、および第一案内部と第二案内部とを繋ぐ支柱を備えて構成されている。この基板検査用冶具では、検査用プローブの第二端部（基端部）における絶縁部が形成されていない非絶縁部の長さが第二案内孔の長さよりも短く形成されて、絶縁部と非絶縁部との境界が第二案内孔の内部に位置する（つまり、絶縁部が第二案内孔の内部に位置する）ように構成されている。このため、この基板検査用冶具では、導体部よりも大径の絶縁部が第二案内孔の内部に位置するため、第二案内孔の内面と絶縁部との隙間が小さい状態に維持される結果、検査用プローブが撓んだときの電極部の表面に対する第二端部の移動（揺れ動き）が抑制されて、電極部に対して第二端部を安定的に接触させることが可能となっている。

特開２００７−１３９５２４号公報（第５−８頁、第１−３図）

ところが、従来の基板検査用冶具には、以下の問題点がある。すなわち、この基板検査用冶具では、検査用プローブの第二端部における絶縁部の非絶縁部の長さを第二案内孔の長さよりも短く形成することで、絶縁部を第二案内孔の内部に位置させている。ここで、検査用プローブは検査対象の基板の高密度化に対応して繊細化が進んでおり、これに伴って第二案内孔の直径および長さも短縮化が進んでいる。このため、短い第二案内孔の長さに対応する短い長さの非絶縁部を形成するには、高度な加工技術が要求され、これに起因して基板検査用冶具の製造コストが高騰することとなる。この場合、第二案内部を構成する各板状体にそれぞれ形成されている第二案内孔の中心軸を少しずつ位置ずれさせることで、第二案内孔の内部に小径の非絶縁部だけが挿入されている状態においても、第二案内孔の内面と非絶縁部との隙間を小さい状態に維持することができる。このため、このような第二案内部を有する保持体を採用することで、高度な加工技術を用いることなく検査用プローブの非絶縁部を長く形成することができ、基板検査用冶具の製造コストを低減させることが可能となる。しかしながら、この構成では、検査用プローブの交換に際して保持体に対して検査用プローブを抜き差しするときに、絶縁部が第二案内孔に引っかかって検査用プローブの交換が困難となるという課題が生ずる。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、製造コストを低減させつつプローブの容易な交換を実現し得るプローブユニット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記載のプローブユニットは、接触対象に先端部を接触させて電気信号の入出力を行うためのプローブと、当該プローブを支持する支持部とを備えたプローブユニットであって、前記支持部は、前記プローブの前記先端部を支持する先端側支持体と、前記プローブの基端部側を支持する基端部側支持体とを備え、前記基端部側支持体は、支持孔を有して当該支持孔に挿通させた前記プローブの前記基端部を支持する複数の支持板を備えて当該支持孔の中心軸同士が予め決められた第１の位置ずれ量だけ位置ずれした第１姿勢を維持可能に構成されると共に、前記第１姿勢が解除されたときに前記中心軸同士の位置ずれ量が前記第１の位置ずれ量よりも小さい第２姿勢に前記各支持板を変更させる姿勢変更機構を備えて構成され、前記各支持板は、前記第１姿勢の状態において互いに連通する挿通孔がそれぞれ形成されて当該各挿通孔に挿通ピンが挿通されている状態において前記第１姿勢を維持可能に構成され、前記姿勢変更機構は、隣接する２つの前記支持板のうちの一方の支持板に形成されて底部に向かうに従って直径が小さくなる円錐状の内面を有する凹部と、当該各支持板のうちの他方の支持板に支持されると共に前記凹部の前記内面を当該凹部の深さ方向に沿って押圧して前記中心軸同士の位置ずれ量が小さくなる向きに前記一方の支持板を移動させて当該各支持板を前記第１姿勢から前記第２姿勢に変更させる押圧部とを備えて構成されている。

また、請求項２記載のプローブユニットは、請求項１記載のプローブユニットにおいて、前記押圧部は、略円筒状の本体部と、当該本体部内の基端部側に収容された付勢部材と、前記本体部内に収容されて前記付勢部材によって当該本体部の先端部に向けて付勢されている球状体とを備えて構成され、前記本体部は、前記他方の支持板に形成された支持孔に挿通させられた状態で当該他方の支持板によって支持されている。

また、請求項３記載の基板検査装置は、請求項１または２記載のプローブユニットと、前記接触対象としての基板の導体部に接触させた前記プローブユニットの前記プローブを介して入力した電気信号に基づいて当該基板を検査する検査部とを備えている。

請求項１記載のプローブユニット、および請求項３記載の基板検査装置では、基端部側支持部が、複数の支持板にそれぞれ形成されている支持孔の中心軸同士が第１の位置ずれ量だけ位置ずれした第１姿勢を維持可能に構成されると共に、第１姿勢が解除されたときに中心軸同士の位置ずれ量が第１の位置ずれ量よりも小さい第２姿勢に変更させる姿勢変更機構を備えて構成されている。この場合、各支持孔の中心軸同士の位置ずれ量が少なくなった第２姿勢の状態では、プローブの基端部および基端部よりも大径の中間部と支持孔の内面との間の隙間が、第１姿勢のときと比較して大きくなるため、プローブの引き抜きおよび挿入をスムーズに行うことができる。したがって、このプローブユニットおよび基板検査装置によれば、プローブを容易に交換することができる。また、支持孔の中心軸同士の位置ずれ量が大きい第１姿勢の状態では、絶縁層を形成することなく小径のままのプローブの基端部と支持孔の内面との間の隙間が小さいため、プロービング対象にプロービングさせたときのプローブの基端部の移動を規制することができる。つまり、このプローブユニットおよび基板検査装置では、絶縁層を形成して基端部よりも大径に形成した中間部を支持孔内に位置させるように基端部（絶縁層の非形成部位）を短い範囲に規定する高度な加工を不要とすることができるため、その分、プローブの加工コストを低減することができる結果、プローブユニットおよび基板検査装置の製造コストを低減することができる。

また、このプローブユニットおよび基板検査装置では、各支持板に形成されている挿通孔に挿通ピンが挿通されている状態において各支持板が第１姿勢に維持され、隣接する２つの支持板の一方に形成された円錐状の内面を有する凹部と、各支持板の他方に支持されると共に凹部の内面を凹部の深さ方向に沿って押圧する押圧部とを備えて姿勢変更機構が構成されている。このため、このプローブユニットおよび基板検査装置によれば、挿通ピンを抜き取るだけの簡易な操作で、第１姿勢から第２姿勢への各支持板の姿勢変更を行うことができる。

また、請求項２記載のプローブユニット、および請求項３記載の基板検査装置によれば、略円筒状の本体部と、本体部内に収容された付勢部材と、本体部内に収容されて付勢部材によって本体部の先端部に向けて付勢されている球状体とを備えて構成えた押圧部を用いることにより、姿勢変更機構を簡易に構成することができるため、プローブユニットおよび基板検査装置の製造コストをさらに低減することができる。

基板検査装置１の構成を示す構成図である。 プローブユニット２の構成を示す構成図である。 プローブ１１の平面図である。 先端部側支持部３１を下向きした状態の支持部１２の分解斜視図である。 基端部側支持部３２を下向きした状態の支持部１２の分解斜視図である。 支持部１２の斜視図である。 プランジャ３４の斜視図である。 図６におけるＸ面断面図である。 プランジャ３４の動作を説明する第１の説明図である。 ショルダーボルト３７の取り付け状態を説明する説明図である。 プランジャ３４の動作を説明する第２の説明図である。 プローブ１１の交換方法を説明する説明図である。

以下、プローブユニットおよび基板検査装置の実施の形態について、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、同図に示すように、プローブユニット２、移動機構３、載置台４、測定部５、検査部６、記憶部７および処理部８を備えて、基板１００を検査可能に構成されている。

プローブユニット２は、図２に示すように、複数のプローブ１１、支持部１２および電極板１３を備えて構成されている。

プローブ１１は、検査の際に基板１００における導体パターン等の導体部に接触させて電気信号の入出力を行うために用いられ、一例として、導電性を有する金属材料（例えば、ベリリウム銅合金、ＳＫＨ（高速度工具鋼）およびタングステン鋼など）によって弾性変形可能な断面円形の棒状に形成されている（図３参照）。また、プローブ１１の中間部２２の周面には、絶縁性を有するコーティング材料（一例として、フッ素系樹脂、ポリウレタン、ポリエステルおよびポリイミドなど）で形成された絶縁層が形成されている。このため、中間部２２は、同図に示すように、その直径Ｌ２が先端部２１の直径Ｌ１および基端部２３の直径Ｌ３よりも大径となっている。つまり、プローブ１１は、先端部２１および基端部２３が中間部２２よりも小径に形成されている。

支持部１２は、図２，４〜６に示すように、先端部側支持部３１、基端部側支持部３２、スペーサ３３を備えて、プローブ１１を支持可能に構成されている。

先端部側支持部３１は、プローブ１１の先端部２１側を支持する部材であって、図２，４〜６に示すように、支持板４１および支持板４２を備えて構成されている。

支持板４１は、一例として、非導電性を有する樹脂材料によって板状に形成されている。また、支持板４１には、図５，８に示すように、平面視円形の複数（プローブ１１の数と同数）の支持孔５１が形成されている。支持孔５１は、図８に示すように、その直径Ｒ１がプローブ１１の先端部２１の直径Ｌ１（図３参照）よりもやや大径で、かつプローブ１１の中間部２２の直径Ｌ２（同図参照）よりもやや小径に形成されて、中間部２２を挿通させずに、先端部２１のみを挿通させることが可能となっている。また、支持板４１には、図５に示すように、スペーサ３３に支持板４１および支持板４２を固定する際に用いるボルト３６を挿通可能な６つの挿通孔６１ｃが形成されている。なお、このプローブユニット２では、ボルト３６、並びに後述するプランジャ３４、挿通ピン３５およびショルダーボルト３７をそれぞれ複数備えているが、図４，５では、これらを１つずつ図示している。

支持板４２は、支持板４１と同じ材料（この例では、非導電性を有する樹脂材料）によって板状に形成されている。また、支持板４２には、図４，８に示すように、平面視円形の複数（プローブ１１の数と同数）の支持孔５２が形成されている。支持孔５２は、図８に示すように、その直径Ｒ２が支持板４１の支持孔５１の直径Ｒ１と同じ直径に形成されて、中間部２２を挿通させずに、先端部２１のみを挿通させることが可能となっている。また、支持板４２には、図４に示すように、上記したボルト３６を挿通可能な６つの挿通孔６２ｃが形成されている。

基端部側支持部３２は、プローブ１１の基端部２３側を支持する部材であって、図２，４〜６に示すように、支持板４３および支持板４４を備えて構成されている。支持板４３は、一例として、非導電性を有する樹脂材料によって板状に形成されている。また、支持板４３には、図５，８に示すように、平面視円形の複数（プローブ１１の数と同数）の支持孔５３が形成されている。支持孔５３は、図８に示すように、その直径Ｒ３がプローブ１１の中間部２２の直径Ｌ２（図３参照）よりもやや大径に形成されて、中間部２２を挿通させることが可能となっている。

また、支持板４３には、図５，９に示すように、プランジャ３４を挿通させて支持するための２つの支持孔６３ａが形成されている。また、支持板４３には、図５，８に示すように、挿通ピン３５を挿通可能な２つの挿通孔６３ｂが形成されている。また、支持板４３には、図５に示すように、スペーサ３３に支持板４３を固定する際に用いるボルト３６を挿通可能な６つの挿通孔６３ｃが形成されている。

また、支持板４３には、図５，１０に示すように、ショルダーボルト（ストリッパボルト）３７の胴部３７ｂおよびねじ部３７ｃを挿通可能な２つの挿通孔６３ｄが形成されている。このショルダーボルト３７は、図１０に示すように、頭部３７ａと、頭部３７ａよりも小径の胴部３７ｂと、胴部３７ｂよりも小径のねじ部３７ｃとで構成されている。また、ショルダーボルト３７は、同図に示すように、ねじ部３７ｃがスペーサ３３のねじ穴６５ｄにねじ込まれ、胴部３７ｂが支持板４３，４４の挿通孔６３ｂ，６４ｂに挿通させられ、頭部３７ａが支持板４４の上方に突出した状態で取り付けられる。この場合、胴部３７ｂの長さが支持板４３，４４の厚みの合計よりもやや長く規定されている。このため、ショルダーボルト３７は、支持板４３からの支持板４４の離反を規制しつつ、支持板４３に対する支持板４４の移動（支持板４３の表面に沿った移動）を許容する機能を有している。

支持板４４は、支持板４３と同じ材料（この例では、非導電性を有する樹脂材料）によって板状に形成されている。また、支持板４４には、図４，８に示すように、平面視円形の複数（プローブ１１の数と同数）の支持孔５４が形成されている。この場合、支持孔５４は、図８に示すように、その直径Ｒ４が支持板４３の支持孔５３の直径Ｒ３と同じ直径に形成されて、プローブ１１の中間部２２を挿通させることが可能となっている。

また、支持板４４には、図４，８に示すように、上記した挿通ピン３５を挿通可能な２つの挿通孔６４ｂが形成されている。また、支持板４４には、図４に示すように、上記したボルト３６を挿通可能な６つの挿通孔６４ｃが形成されている。また、支持板４４には、同図に示すように、上記したショルダーボルト３７の胴部３７ｂおよびねじ部３７ｃを挿通可能な２つの挿通孔６４ｄが形成されているまた、図９に示すように、支持板４４の下面（支持板４３側の面）には、底部（同図における上方）に向かうに従って直径が小さくなる円錐状の内面Ｓを有する凹部６４ａが形成されている。この場合、凹部６４ａは、同図に示すように、支持板４３の支持孔６３ａに対向する位置、つまり支持孔６３ａによって支持されるプランジャ３４の先端部に対向する位置に形成されている。なお、この例では、支持板４４が隣接する２つの支持板のうちの一方の支持板に相当し、支持板４３が隣接する２つの支持板のうちの他方の支持板に相当する。

スペーサ３３は、図４，５に示すように、平面視コ字状に形成されて、図６に示すように、先端部側支持部３１と基端部側支持部３２との間（支持板４２と支持板４３との間）に配設される。このスペーサ３３は、支持板４１および支持板４２によって構成される先端部側支持部３１と、支持板４３および支持板４４によって構成される基端部側支持部３２とを離反させた状態に維持する機能を有している。

また、図４，５に示すように、スペーサ３３の先端部側（先端部側支持部３１側）の端面および基端部側（基端部側支持部３２側）の端面には、上記したボルト３６をねじ込み可能な６つ（合計１２個）のねじ穴６５ｃが形成されている。また、スペーサ３３の基端部側の端面には、図４に示すように、上記したショルダーボルト３７のねじ部３７ｃをねじ込み可能な２つのねじ穴６５ｄが形成されている。また、スペーサ３３の基端部側の端面には、図４，９に示すように、プランジャ３４を嵌合可能な２つの凹部６５ａが形成されている。

プランジャ３４は、押圧部に相当し、一例としてボールプランジャ（スプリングプランジャ）で構成されている。具体的には、プランジャ３４は、図７，９に示すように、本体部７１、コイルスプリング７２（付勢部材）およびボール７３（球状体）を備えて構成されている。本体部７１は、有底円筒状（略円筒状）に形成されている。コイルスプリング７２は、押圧部材の一例であって、本体部７１の内部における基端部７１ａ側に収容されている。ボール７３は、本体部７１の内部に収容されて、コイルスプリング７２の付勢力（弾性力）によって本体部７１の先端部７１ｂに向けて付勢されている。また、本体部７１は、ボール７３の脱落（先端部７１ｂからの抜け）を防止するため、先端部７１ｂが狭められている（先端部７１ｂが小径に形成されている）。なお、プランジャ３４と基端部側支持部３２の支持板４４に形成されている凹部６４ａとにより、支持板４３，４４の姿勢を後述する第１姿勢から第２姿勢に変更する姿勢変更機構が構成される。

また、プランジャ３４は、図９に示すように、本体部７１の先端部７１ｂ側が支持板４３の支持孔６３ａに挿通されると共に、本体部７１の基端部７１ａ側がスペーサ３３に形成されている凹部６５ａに嵌め込まれることによって支持されている。

このプローブユニット２では、図８に示すように、支持板４１，４２の支持孔５１，５２の中心軸５１ａ，５２ａが同軸の状態（支持孔５１，５２の開口面の中心が支持板４１，４２に対して垂直な仮想直線Ａ１上に位置する状態）で支持板４１，４２が重ねられた姿勢で配置されている。また、このプローブユニット２では、支持板４３，４４における支持孔５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａ同士が予め決められた第１の位置ずれ量だけ位置ずれした状態（支持孔５３，５４の開口面の中心が支持板４３，４４に対して傾斜する仮想直線Ａ２上に位置する状態）で支持板４３，４４が重ねられた姿勢（第１姿勢）で配置されている。さらに、このプローブユニット２では、同図に示すように、支持板４３，４４が第１姿勢のときに支持板４３，４４の挿通孔６３ｂ，６４ｂにおける各々の中心軸が同軸状態となり、この状態の挿通孔６３ｂ，６４ｂに挿通ピン３５が挿通されることで、支持板４３，４４が第１姿勢に維持される。

また、このプローブユニット２では、図８に示すように、先端部側支持部３１を構成する支持板４１，４２の支持孔５１，５２にプローブ１１の先端部２１が挿通され、基端部側支持部３２を構成する支持板４３，４４の支持孔５３，５４にプローブ１１の基端部２３が挿通された状態で、プローブ１１が支持部１２によって支持されている。また、プローブ１１は、同図に示すように、先端部２１側が垂直方向に沿って延在し、先端部２１側を除く部分が傾斜方向に沿って延在するようにして支持部１２によって支持されている。この場合、プローブ１１は、先端部２１側を除く部分が傾斜しているため、基板１００に近接する向きにプローブユニット２が全体として移動させられたときに、基板１００の導体部に先端部２１が接触し、この際に加わる導体部からの押圧力（反力）に応じて傾斜部分が湾曲し、これによって支持部１２（先端部側支持部３１）からの突出量が変化（増減）する。

また、このプローブユニット２では、図９に示すように、スペーサ３３の凹部６５ａに本体部７１の基端部７１ａが嵌合され、支持板４３の支持孔６３ａに本体部７１の先端部７１ｂが挿通されることで、スペーサ３３および支持板４３によってプランジャ３４が支持されている。また、プランジャ３４のボール７３が、コイルスプリング７２の弾性力によって先端部７１ｂに向けて（対向する支持板４４の凹部６４ａの底部に向けて）付勢されている。また、コイルスプリング７２によって付勢されているボール７３は、支持板４４の凹部６４ａの内面Ｓを凹部６４ａの深さ方向（凹部６４ａの中心軸）に沿って押圧している。この場合、内面Ｓが円錐状のため、内面Ｓには、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａ同士の位置ずれ量が少なくなる向き（同図における左向き）にボール７３の押圧力（押圧力の分力）が作用している。

また、このプローブユニット２では、支持板４３，４４が第１姿勢に維持されている状態（図９に示す状態）において、支持板４３，４４の挿通孔６３ｂ，６４ｂから挿通ピン３５が引き抜かれることによって支持板４３，４４の第１姿勢が解除されたときには、支持板４４の凹部６４ａの内面Ｓに対して作用するプランジャ３４のボール７３の押圧力（支持板４３の表面に沿う方向の分力）により、支持板４４が支持板４３の表面に沿って（同図における左向きに）移動する。この結果、図１１に示すように、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａの位置ずれ量が上記した第１の位置ずれ量よりも小さい第２の位置ずれ量となった状態で支持板４３，４４が重ねられた姿勢（第２姿勢）に姿勢変更させられる。

電極板１３は、非導電性を有する樹脂材料等によって板状に形成されて、図２に示すように、支持部１２における基端部側支持部３２の上部に着脱可能に配設されている。また、電極板１３における各プローブ１１の各基端部２３との接触部位には、図外の電極が嵌め込まれており、各電極には、プローブ１１と測定部５とを電気的に接続するためのケーブル１４（図２参照）がそれぞれ接続されている。また、電極板１３には、図外の固定具によって移動機構３に取り付け可能に構成されている。

移動機構３は、処理部８の制御に従い、載置台４（載置台４に載置されている基板１００）に対して近接する向きおよび離反する向きにプローブユニット２を移動させる。載置台４は、基板１００を載置可能に構成されると共に、載置された基板１００を固定可能に構成されている。測定部５は、プローブ１１を介して入出力する電気信号に基づき、物理量（例えば、抵抗値）を測定する測定処理を実行する。

検査部６は、処理部８の制御に従い、測定部５によって測定された物理量としての抵抗値に基づいて基板１００の良否（導体部の断線や短絡の有無）を検査する検査処理を実行する。記憶部７は、処理部８の制御に従い、測定部５によって測定された抵抗値や検査部６によって行われた検査の結果などを一時的に記憶する。処理部８は、基板検査装置１を構成する各部を制御する。

次に、基板検査装置１を用いて基板１００の検査を行う基板検査方法について、図面を参照して説明する。

まず、先端部側支持部３１を下向きにした状態のプローブユニット２を移動機構３に取り付ける（図１参照）。次いで、載置台４の載置面に基板１００を載置して、続いて、図外の固定具によって基板１００を載置台４に固定する。次いで、基板検査装置１を作動させる。この際に、処理部８が、移動機構３を制御して、基板１００（載置台４の載置面）に対して近接する向き（図１における下向き）にプローブユニット２を移動（降下）させる。

続いて、処理部８は、移動機構３を制御して、予め決められた移動量だけプローブユニット２を移動させた時点で、その移動を停止させる。次いで、処理部８は、測定部５を制御して測定処理を実行させる。この測定処理では、測定部５は、各プローブ１１を介して入出力する電気信号に基づいて物理量としての抵抗値を測定する。

続いて、処理部８は、検査部６を制御して検査処理を実行させる。この検査処理では、検査部６は、測定部５によって測定された抵抗値に基づいて導体部の断線および短絡の有無を検査する。次いで、処理部８は、検査結果を図外の表示部に表示させる。以上により、基板１００の検査が終了する。続いて、新たな基板１００を検査するときには、新たな基板１００を載置台４に載置して固定し、次いで、基板検査装置１を作動させる。この際に、処理部８が、上記した各処理を実行する。

一方、プローブユニット２に配設されているプローブ１１が破損したときには、次のような手順で破損したプローブ１１を交換する。まず、プローブユニット２を移動機構３から取り外す。続いて、電極板１３を支持部１２（基端部側支持部３２）から取り外す。

この状態では、図８に示すように、支持板４３，４４の挿通孔６３ｂ，６４ｂに挿通ピン３５が挿通されており、支持板４３，４４が第１姿勢に維持されている。また、この状態では、図９に示すように、支持板４４に形成されている凹部６４ａの内面Ｓをプランジャ３４のボール７３が押圧して、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａ同士の位置ずれ量が少なくなる向き（この例では、左向き）にボール７３の押圧力が作用している。

次いで、支持板４３，４４の挿通孔６３ｂ，６４ｂから挿通ピン３５を抜き取る。この際に、支持板４３，４４の第１姿勢が解除され、支持板４４の凹部６４ａの内面Ｓに対して作用しているプランジャ３４のボール７３の押圧力により、支持板４４が支持板４３の表面に沿って図９における左向きに移動する。この結果、図１１に示すように、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａの位置ずれ量が上記した第１の位置ずれ量よりも小さい第２の位置ずれ量となった第２姿勢に支持板４３，４４が姿勢変更させられる。つまり、挿通ピン３５を抜き取るだけの簡易な操作で、支持板４４に形成された凹部６４ａとプランジャ３４とで構成される姿勢変更機構によって第１姿勢から第２姿勢への姿勢変更が行われる。

続いて、破損したプローブ１１の先端部２１を基端部側支持部３２側に押し込む。この際に、プローブ１１の基端部２３が支持板４４からやや突出する。次いで、突出した基端部２３を摘んで支持部１２から引き抜く。この場合、図１１，１２に示すように、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａの位置ずれ量が少なくなった第２姿勢の状態では、プローブ１１の基端部２３および中間部２２と支持孔５３，５４の内面との間の隙間が、第１姿勢のときと比較して大きくなっている。このため、プローブ１１の引き抜きをスムーズに行うことが可能となっている。

続いて、新たなプローブ１１を支持板４４の支持孔５４から挿入して、支持板４３の支持孔５３に挿通させ、次いで、支持板４２の支持孔５２に先端部２１を挿入させる。続いて、プローブ１１をさらに押し込むことによって先端部２１を支持板４１の支持孔５１に挿入させる。この際にも、上記したように、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａの位置ずれ量が少なく、プローブ１１の基端部２３および中間部２２と支持孔５３，５４の内面との間の隙間が大きいため、プローブ１１の挿入や押し込みをスムーズに行うことが可能となっている。

次いで、プローブ１１をさらに押し込むことによって先端部２１を支持板４１から突出させる。続いて、支持板４３，４４の支持孔５３，５４における中心軸５３ａ，５４ａの位置ずれ量が大きくなる（第１の位置ずれ量となる）向きに支持板４４を移動させる。次いで、挿通孔６３ｂ，６４ｂの中心軸が同軸となったとき（支持板４３，４４が第１姿勢に姿勢変更させられたとき）に挿通孔６３ｂ，６４ｂに挿通ピン３５を挿通させる。これにより、支持板４３，４４が第１姿勢に維持される。この状態では、図９に示すように、プローブ１１の基端部２３と支持孔５３，５４の内面との間の隙間が、第２姿勢のときと比較して小さくなっている。このため、プローブ１１をプロービング対象（基板１００）にプロービングさせたときのプローブ１１の基端部２３の移動が規制されて、電極板１３の電極に対してプローブ１１の基端部２３を安定的に接触させることが可能となっている。

続いて、電極板１３を支持部１２に取り付け、次いで、プローブユニット２を移動機構３に取り付ける。以上により、プローブ１１の交換作業が終了する。

このように、このプローブユニット２および基板検査装置１では、基端部側支持部３２が、支持板４３，４４に形成されている支持孔５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａ同士が第１の位置ずれ量だけ位置ずれした第１姿勢を維持可能に構成されると共に、第１姿勢が解除されたときに中心軸５３ａ，５４ａ同士の位置ずれ量が第１の位置ずれ量よりも小さい第２姿勢に変更させる姿勢変更機構を備えて構成されている。この場合、支持孔５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａ同士の位置ずれ量が少なくなった第２姿勢の状態では、プローブ１１の基端部２３および中間部２２と支持孔５３，５４の内面との間の隙間が、第１姿勢のときと比較して大きくなるため、プローブ１１の引き抜きおよび挿入をスムーズに行うことができる。したがって、このプローブユニット２および基板検査装置１によれば、プローブ１１を容易に交換することができる。また、支持孔５３，５４の中心軸５３ａ，５４ａ同士の位置ずれ量が大きい第１姿勢の状態では、絶縁層を形成することなく小径のままのプローブ１１の基端部２３と支持孔５３，５４の内面との間の隙間が小さいため、プロービング対象にプロービングさせたときのプローブ１１の基端部２３の移動を規制することができる。つまり、このプローブユニット２および基板検査装置１では、絶縁層を形成して基端部２３よりも大径に形成した中間部２２を支持孔５３，５４内に位置させるように基端部２３（絶縁層の非形成部位）を短い範囲に規定する高度な加工を不要とすることができるため、その分、プローブ１１の加工コストを低減することができる結果、プローブユニット２および基板検査装置１の製造コストを低減することができる。

また、このプローブユニット２および基板検査装置１では、挿通孔６３ｂ，６４ｂに挿通ピン３５が挿通されている状態において各支持板４３，４４が第１姿勢に維持され、各支持板４３，４４の一方（この例では、支持板４４）に形成された円錐状の内面Ｓを有する凹部６４ａと、各支持板４３，４４の他方（この例では支持板４３）に支持されると共に凹部６４ａの内面Ｓを凹部６４ａの深さ方向に沿って押圧するプランジャ３４とを備えて姿勢変更機構が構成されている。このため、このプローブユニット２および基板検査装置１によれば、挿通ピン３５を抜き取るだけの簡易な操作で、第１姿勢から第２姿勢への支持板４３，４４の姿勢変更を行うことができる。

また、このプローブユニット２および基板検査装置１によれば、略円筒状の本体部７１と、本体部７１内に収容されたコイルスプリング７２と、本体部７１内に収容されてコイルスプリング７２によって先端部７１ｂに向けて付勢されているボール７３とを備えたプランジャ３４を用いることにより、姿勢変更機構を簡易に構成することができるため、プローブユニット２および基板検査装置１の製造コストをさらに低減することができる。

なお、プローブユニットおよび基板検査装置は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、隣接する２つの支持板４３，４４の一方としての支持板４４に凹部６４ａを形成し、支持板４３，４４の他方としての支持板４３にプランジャ３４を支持させる例について上記したが、これとは逆に、支持板４３，４４の一方としての支持板４３に凹部６４ａと同様の凹部を形成し、支持板４３，４４の他方としての支持板４４にプランジャ３４を支持させる構成を採用することもできる。

また、２枚の支持板４３，４４で基端部側支持部３２を構成した例について上記したが、３枚以上の支持板で基端部側支持部３２を構成することができる。この場合、隣接する各支持板同士の間に姿勢変更機構を設けて、基端部側支持部３２の第１姿勢が解除されたときに第２姿勢に変更させることで、上記の効果を実現することができる。

また、プランジャ３４を押圧部として用いる例について上記したが、押圧部の構成はこれに限定されない。例えば、支持板４３に凹部を形成して、先端部に球状体を取り付けたコイルスプリングをその凹部内に配設した構造の押圧部を採用することができる。また、プランジャ３４に代えて、エアシリンダやモータの駆動力によって凹部６４ａの内面Ｓを押圧する押圧部を採用することもできる。

また、２枚の支持板４１，４２で先端部側支持部３１を構成した例について上記したが、１枚の支持板で先端部側支持部を構成することもできるし、３枚以上の支持板で先端部側支持部を構成することもできる。

１ 基板検査装置
２ プローブユニット
６ 検査部
１１ プローブ
２１ 先端部
３１ 先端部側支持部
３２ 基端部側支持部
３４ プランジャ
３５ 挿通ピン
４３，４４支持板
５３，５４支持孔
５３ａ，５４ａ中心軸
６３ａ 支持孔
６３ｂ，６４ｂ挿通孔
６４ａ 凹部
７１ 本体部
７１ａ 基端部
７１ｂ 先端部
７２ コイルスプリング
７３ ボール
１００ 基板
Ｓ 内面

Claims (3)

1. 接触対象に先端部を接触させて電気信号の入出力を行うためのプローブと、当該プローブを支持する支持部とを備えたプローブユニットであって、
   前記支持部は、前記プローブの前記先端部を支持する先端側支持体と、前記プローブの基端部側を支持する基端部側支持体とを備え、
   前記基端部側支持体は、支持孔を有して当該支持孔に挿通させた前記プローブの前記基端部を支持する複数の支持板を備えて当該支持孔の中心軸同士が予め決められた第１の位置ずれ量だけ位置ずれした第１姿勢を維持可能に構成されると共に、前記第１姿勢が解除されたときに前記中心軸同士の位置ずれ量が前記第１の位置ずれ量よりも小さい第２姿勢に前記各支持板を変更させる姿勢変更機構を備えて構成され、
   前記各支持板は、前記第１姿勢の状態において互いに連通する挿通孔がそれぞれ形成されて当該各挿通孔に挿通ピンが挿通されている状態において前記第１姿勢を維持可能に構成され、
   前記姿勢変更機構は、隣接する２つの前記支持板のうちの一方の支持板に形成されて底部に向かうに従って直径が小さくなる円錐状の内面を有する凹部と、当該各支持板のうちの他方の支持板に支持されると共に前記凹部の前記内面を当該凹部の深さ方向に沿って押圧して前記中心軸同士の位置ずれ量が小さくなる向きに前記一方の支持板を移動させて当該各支持板を前記第１姿勢から前記第２姿勢に変更させる押圧部とを備えて構成されているプローブユニット。
2. 前記押圧部は、略円筒状の本体部と、当該本体部内の基端部側に収容された付勢部材と、前記本体部内に収容されて前記付勢部材によって当該本体部の先端部に向けて付勢されている球状体とを備えて構成され、
   前記本体部は、前記他方の支持板に形成された支持孔に挿通させられた状態で当該他方の支持板によって支持されている請求項１記載のプローブユニット。
3. 請求項１または２記載のプローブユニットと、前記接触対象としての基板の導体部に接触させた前記プローブユニットの前記プローブを介して入力した電気信号に基づいて当該基板を検査する検査部とを備えている基板検査装置。

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