JP6703159B2 - Probe unit, probe unit manufacturing method and inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、プローブピンとプローブピンを支持する支持部とを備えたプローブユニット、そのプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法、およびそのプローブユニットを用いて基板を検査する検査方法に関するものである。 The present invention relates to a probe unit including a probe pin and a support portion that supports the probe pin, a probe unit manufacturing method for manufacturing the probe unit , and an inspection method for inspecting a substrate using the probe unit .
この種のプローブユニットとして、下記特許文献１において出願人が開示したプローブが知られている。このプローブは、プローブ本体および固定具を備えている。固定具は、プローブ本体を固定するプローブ固定部と、プローブ案内機構に取り付けるための取付部と、プローブ固定部および取付部を連結する一対の連結用アームとを備えて構成されている。この場合、各連結用アームにおける取付部との連結箇所およびプローブ固定部との連結箇所には、連結用アームを厚み方向（上下方向）に円弧状に切り欠いた支点がそれぞれ形成されている。このプローブでは、固定具におけるプローブ固定部、取付部、連結用アームおよび各支点により、プロービングの向きとは逆向きへのプローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節回転機構が構成される。このため、このプローブでは、プロービング対象の表面にプローブ本体の先端が接触した状態から取付部がさらに下降したときに、プロービング対象の表面上をプローブ本体の先端が移動することによる接触痕の発生を少なく抑えることが可能となっている。
As this type of probe unit, the probe disclosed by the applicant in
ところが、上記した従来のプローブには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このプローブでは、各連結用アームを厚み方向に切り欠くことによって支点を形成している。この場合、切り欠き部分を支点として機能させるには、切り欠き部分の剛性を他の部分よりも十分に低下させる必要があり、このためには、切り欠き部分と他の部分（切り欠いていない部分）との厚みを明確に異ならせる必要がある。このため、従来のプローブでは、連結用アームの厚み（切り欠いていない部分の厚み）をある程度厚くする必要がある。一方、プロービングの際には、プローブ本体の先端部と接触対象との接触によって接触対象に打痕が生じる。この場合、プローブ全体の質量が大きいほど大きな打痕が生じることとなる。このため、打痕を小さくするためには、プローブ全体の質量を小さくする必要がある。しかしながら、従来のプローブでは、上記したように、連結用アームの厚みをある程度厚くする必要があることから軽量化が困難となっており、この点の改善が望まれている。 However, the above-mentioned conventional probe has the following problems to be improved. That is, in this probe, the fulcrum is formed by notching each connecting arm in the thickness direction. In this case, in order for the cutout portion to function as a fulcrum, the rigidity of the cutout portion needs to be sufficiently lower than that of the other portions. For this purpose, the cutout portion and the other portion (not cutout) (Part) and the thickness must be clearly different. Therefore, in the conventional probe, it is necessary to make the thickness of the connecting arm (thickness of the portion not cut) thick to some extent. On the other hand, during probing, a dent is formed on the contact target due to the contact between the tip of the probe body and the contact target. In this case, the larger the mass of the entire probe is, the larger the dent is. Therefore, in order to reduce the dent, it is necessary to reduce the mass of the entire probe. However, in the conventional probe, as described above, it is difficult to reduce the weight because it is necessary to increase the thickness of the connecting arm to some extent, and improvement of this point is desired.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、軽量化を実現し得るプローブユニット、プローブユニット製造方法、およびそのプローブユニットが有する効果を実現し得る検査方法を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a probe unit capable of realizing weight reduction , a probe unit manufacturing method , and an inspection method capable of realizing the effect of the probe unit. To do.
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、プローブピンと、当該プローブピン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、前記プローブピンをプロービング対象にプロービングさせる際のプロービングの向きに沿って互いに離間して対向すると共に各々の主面が当該プロービングの向きに対して直交する状態で配置された帯状の第１アームおよび第２アームと、当該各アームの各基端部を保持する保持部と、前記プローブピンを取り付け可能に構成されると共に前記各アームの各先端部同士を連結する連結部とを備えて、前記プロービングの向きとは逆向きへの前記プローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、前記各アームは、前記基端部および前記先端部の間が均一な厚みの薄板状に形成され、かつ当該基端部よりもやや当該先端部側の部位および当該先端部よりもやや当該基端部側の部位に貫通孔がそれぞれ形成されて、当該各貫通孔の間の中間部位が前記四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、当該各貫通孔の形成部位が前記四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されている。
In order to achieve the above object, the probe unit according to
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、前記アームは、当該アームにおける幅方向の端部と前記貫通孔との間の縁部の幅が、当該アームの長さ方向に沿って前記中間部位から離間するに従って広くなるように形成されている。
The probe unit according to
請求項３記載のプローブユニットは、請求項２記載のプローブユニットにおいて、前記アームは、前記貫通孔を挟んで対向する２つの前記縁部が、当該アームにおける前記幅方向の中心を通る前記長さ方向に沿った中心線を対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
The probe unit according to
請求項４記載のプローブユニットは、請求項１から３のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記プローブピンが前記第１アームの前記先端部および前記第２アームの前記先端部に固定されて当該プローブピンが前記連結部として機能するように構成されている。
The probe unit according to claim 4 is the probe unit according to any one of
請求項５記載のプローブユニットは、請求項１から４のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記各アームは、当該アームの長さ方向に沿って前記中間部位に形成されたリブを備えて構成されている。
A probe unit according to
請求項６記載のプローブユニットは、請求項１から５のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記プローブピンを一対備えると共に、前記第１アームおよび前記第２アームをそれぞれ一対備え、前記保持部は、前記一対の第１アームが隣接して延在する状態で当該各第１アームの前記各基端部を保持すると共に、前記一対の第２アームが隣接して延在する状態で当該各第２アームの前記各基端部を保持する。
The probe unit according to claim 6 is the probe unit according to any one of
請求項７記載のプローブユニットは、請求項６記載のプローブユニットにおいて、前記各第１アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で前記保持部によって保持され、前記各第２アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で前記保持部によって保持されている。 The probe unit according to claim 7, the holding in the probe unit according to claim 6, wherein each of the first arm, the front Symbol holder in a state where each other the respective proximal ends has a non-conductive is connected are, each second arm is held by the front Symbol holder in the a non-conductive state in which the respective base end portions are connected.
請求項８記載のプローブユニットは、請求項１から７のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記各アームのうちの前記プロービングの際に前記プロービング対象側に位置するアームにおける当該プロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えている。
The probe unit according to claim 8, wherein, in the probe unit according to any of
請求項９記載のプローブユニット製造方法は、請求項６記載のプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法であって、前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第１アームを一体に作製した後に、当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第１アームを作製し、前記一対の第２アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第２アームを一体に作製した後に、当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第２アームを作製して前記プローブユニットを製造する。 The probe unit manufacturing method according to claim 9 is the probe unit manufacturing method for manufacturing the probe unit according to claim 6, wherein each of the base end portions of the pair of first arms is held by the holding portion. After both the first arms are integrally manufactured in a state of maintaining the positional relationship, the first arms are separated by separating at least the vicinity of the base end portion of each of the first arms from the distal end portion. After manufacturing the two second arms integrally in a state of maintaining the positional relationship when the base end portions of the pair of second arms are held by the holding portion, At least a portion from the vicinity of the proximal end portion to the distal end portion is separated to manufacture each of the second arms to manufacture the probe unit.
請求項１０記載のプローブユニット製造方法は、請求項９記載のプローブユニット製造方法において、前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で、前記一体に作製した各第１アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ、前記一体に作製した各第２アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて前記プローブユニットを製造する。 The probe unit manufacturing method according to claim 10, wherein in the probe unit manufacturing method according to claim 9 , the positional relationship is maintained when the base end portions of the pair of first arms are held by the holding portion. in, allowed to separate until the tip from the vicinity of at least the proximal portion of the respective first arm while being hold the respective base ends of the first arms produced in the integrally with the holding portion , In a state where the base end portions of the integrally manufactured second arms are held by the holding portion, at least the vicinity of the base end portion of each of the second arms and the tip end portion are separated from each other. The probe unit is manufactured.
請求項１１記載の検査方法は、基板を検査する検査方法であって、請求項１から８のいずれかに記載のプローブユニットの前記プローブピンを前記プロービング対象としての前記基板にプロービングさせ、当該プローブピンを介して入出力する電気信号に基づいて当該基板を検査する。
The inspection method according to
請求項１記載のプローブユニットでは、帯状の第１アームおよび第２アームにおける基端部よりもやや先端部側の部位および先端部よりもやや基端部側の部位に貫通孔がそれぞれ形成されて、各貫通孔の間の中間部位が各リンクとして機能すると共に、各貫通孔の形成部位がジョイントとして機能する四節リンク機構が支持部によって構成される。つまり、このプローブユニットでは、帯状の各アームに貫通孔を形成して、その貫通孔の形成部位を弾性変形し易くすることで、形成部位をジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニットによれば、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる（アームにある程度の厚みが必要な）従来の構成と比較して、各アームを十分に薄形化することができるため、各アームを十分に軽量化することができる結果、プローブユニットを十分に軽量化することができる。したがって、このプローブユニットによれば、プロービングの際のプロービング対象に対するプローブピンの接触によってプロービング対象に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
In the probe unit according to
請求項２記載のプローブユニットによれば、アームにおける幅方向の端部と貫通孔との間の縁部の幅が、アームの長さ方向に沿って中間部位から離間するに従って広くなるようにアームを形成したことにより、プロービングの際に各縁部に生じる応力の集中を小さく抑えることができるため、応力の集中による縁部の破損を確実に防止することができる。
According to the probe unit of
請求項３記載のプローブユニットによれば、貫通孔を挟んで対向する２つの縁部が、アームにおける幅方向の中心を通る中心線を対称軸として線対称の形状となるようにアームを形成したことにより、貫通孔を挟んで対向する２つの縁部において生じる応力が中心線を対称軸として線対称となるため、縁部における応力の集中をより小さく抑えることができる結果、各縁部の破損をより確実に防止することができる。 According to the probe unit of the third aspect, the arm is formed so that the two edges facing each other with the through hole interposed therebetween are line-symmetrical with respect to the center line passing through the center of the arm in the width direction as the axis of symmetry. As a result, the stress generated at the two edges facing each other across the through hole becomes line-symmetrical with the center line as the axis of symmetry, so that the stress concentration at the edges can be further suppressed, resulting in damage to each edge. Can be prevented more reliably.
また、請求項４記載のプローブユニットによれば、プローブピンを連結部として機能するようにプローブユニットを構成したことにより、プローブピンとは別部材の連結部を設ける構成と比較して、プローブユニットをさらに軽量化することができる。 Further, according to the probe unit of the fourth aspect, the probe unit is configured so that the probe pin functions as the connecting portion, so that the probe unit is configured to be different from the configuration in which the connecting portion of a member different from the probe pin is provided. The weight can be further reduced.
また、請求項５記載のプローブユニットによれば、アームの長さ方向に沿ってアームの中間部位に形成されたリブを備えてアームを構成したことにより、リブによって中間部位の剛性を他の部分（特に、貫通孔の形成部位）よりも高めることができるため、各貫通孔の形成部位をさらに弾性変形し易くすることができる。したがって、このプローブユニットによれば、プロービングの際にプロービング対象に生じる打痕をさらに小さく抑えることができる。 Further, according to the probe unit of the fifth aspect, since the arm is provided with the rib formed in the middle portion of the arm along the length direction of the arm, the rib can increase the rigidity of the middle portion to other portions. Since it can be made higher than (particularly, the formation part of the through hole), the formation part of each through hole can be more easily elastically deformed. Therefore, according to this probe unit, it is possible to further reduce the dents generated on the probing object during probing.
また、請求項６記載のプローブユニットでは、プローブピンを一対備えると共に、第１アームおよび第２アームをそれぞれ一対備え、保持部が、一対の第１アームの各基端部を保持すると共に、一対の第２アームの各基端部を保持する。つまりこのプローブユニットでは、支持部によって一対のプローブピンが支持されている。このため、このプローブユニットによれば、プロービング対象における１つのプロービング部位に対して２つのプローブピンをプロービングさせて行う四端子法や四端子対法による測定や検査においてこのプローブユニットを好適に使用することができると共に、プロービングの際にプローブピンの打撃によって生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。 Further, in the probe unit according to claim 6, a pair of probe pins are provided, a pair of first arms and a pair of second arms are respectively provided, and the holding portion holds each base end portion of the pair of first arms, and Hold each proximal end of the second arm of. That is, in this probe unit, the support portion supports the pair of probe pins. Therefore, according to this probe unit, this probe unit is preferably used in the measurement or inspection by the four-terminal method or the four-terminal pair method, which is performed by probing two probe pins to one probing site in the probing object. In addition, it is possible to sufficiently reduce the dents caused by the striking of the probe pin during probing.
また、請求項７記載のプローブユニットでは、各第１アームおよび第２アームが、非導電性を有して各基端部同士が連結された状態で保持部によって保持されている。このため、このプローブユニットによれば、各第１アームおよび各第２アームを保持部に一度に保持させることができる結果、組立効率を十分に向上させることができる。 Further, the probe unit according to claim 7, each of the first arm and the second arm is held by the hold unit in a state where the base end portions with a non-conductive is connected. Therefore, according to this probe unit, the first arm and the second arm can be held at once by the holding portion, and as a result, the assembly efficiency can be sufficiently improved.
また、請求項８記載のプローブユニットによれば、プロービングの際にプロービング対象側に位置するアームにおけるプロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えたことにより、アームとプロービング対象との間の浮遊容量を十分に低減させることができるため、浮遊容量による検査精度の低下を確実に防止することができる。 According to the probe unit of claim 8, a conductive shield plate is provided on the surface of the arm located on the probing target side facing the probing target during probing via an insulator. As a result, it is possible to sufficiently reduce the stray capacitance between the arm and the probing target, so that it is possible to reliably prevent a decrease in inspection accuracy due to the stray capacitance.
また、請求項９記載のプローブユニット製造方法によれば、一対の第１アームが保持されるときの位置関係を維持した状態で両第１アームを一体に作製した後に基端部の近傍から先端部までの間を分離させて各第１アームを作製し、一対の第２アームが保持されるときの位置関係を維持した状態で両第２アームを一体に作製した後に基端部の近傍から先端部までの間を分離させて各第２アームを作製することにより、一対の第１アームおよび一対の第２アームを同じ作製条件（同じ材質の材料や同じ材料の同一部分を用いた同じ加工条件）でそれぞれ一度に作製することができる。このため、このプローブユニット製造方法によれば、材質的なばらつきや条件の相異による各アームにおける寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる。また、このプローブユニット製造方法によって製造されたプローブユニットによれば、各第１アームおよび各第２アームを一体に作製したときの位置関係を維持した状態で、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させることができるため、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させる際の各第１アーム同士および各第２アーム同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。したがって、このプローブユニット製造方法によれば、正確なプロービングが可能なプローブユニットを製造することができる。 Further, according to the probe unit manufacturing method of claim 9 , after both the first arms are integrally manufactured in a state in which the positional relationship when the pair of first arms is held is maintained, the tip is moved from the vicinity of the base end to the tip. From the vicinity of the base end after the two arms are integrally manufactured in a state where the positional relationship when the pair of second arms is held is maintained by separating each part up to the parts. By manufacturing the respective second arms by separating the space up to the tip portion, the pair of first arms and the pair of second arms are manufactured under the same manufacturing conditions (the same processing using the same material or the same portion of the same material). Under the conditions), they can be manufactured at once . Therefore, according to this probe unit manufacturing method, it is possible to suppress variations in specifications such as dimensions and elastic modulus of each arm due to variations in materials and differences in conditions . Further, according to the probe unit manufactured by this probe unit manufacturing method, each first arm and each second arm are maintained while maintaining the positional relationship when the first arm and each second arm are integrally manufactured. Since it is possible to hold the first arm and the second arm in the holding portion, it is possible to reliably prevent the occurrence of displacement between the first arms and the second arms when holding the first arm and the second arm in the holding portion. You can Therefore, according to this probe unit manufacturing method, it is possible to manufacture a probe unit capable of accurate probing.
また、請求項１０記載のプローブユニット製造方法によれば、各第１アームおよび各第２アームを一体に作製したときの位置関係を維持した状態で、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させることができるため、各第１アームおよび各第２アームを保持部に保持させる際の各第１アーム同士および各第２アーム同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。したがって、このプローブユニット製造方法によれば、より正確なプロービングが可能なプローブユニットを製造することができる。 According to the probe unit manufacturing method of claim 10 , the first arm and the second arm are held while maintaining the positional relationship when the first arm and the second arm are integrally manufactured. Since the first arm and the second arm can be held by the section, it is possible to reliably prevent the occurrence of positional displacement between the first arms and between the second arms when the first arm and the second arm are held by the holding section. . Therefore, according to this probe unit manufacturing method, a probe unit capable of more accurate probing can be manufactured.
また、請求項１１記載の検査方法によれば、上記のプローブユニットのプローブピンをプロービング対象としての基板にプロービングさせ、プローブピンを介して入出力する電気信号に基づいて基板を検査することにより、プロービングの際の基板に対するプローブピンの接触によって基板に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
Further, according to the inspection method of
以下、プローブユニット、プローブユニット製造方法および検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a probe unit , a probe unit manufacturing method, and an inspection method will be described below with reference to the accompanying drawings.
最初に、プローブユニットの一例としての図１に示すプローブユニット１の構成について説明する。プローブユニット１は、同図に示すように、プローブピン２および支持部３を備えて構成されている。
First, the configuration of the
プローブピン２は、図１に示すように、先端部２ａが尖った円柱状に形成されている。このプローブピン２は、移動機構３００（図２参照）によってプローブユニット１が移動させられたときにプロービング対象（例えば、同図に示す基板２００）に先端部２ａがプロービング（接触）させられる。
As shown in FIG. 1, the
支持部３は、プローブピン２を支持可能に構成されている。具体的には、支持部３は、図１，２に示すように、アーム１１（第１アーム）、アーム１２（第２アーム）および保持部１３を備えて構成されている。
The
アーム１１，１２は、図１〜図４に示すように、帯状（長細い板状）にそれぞれ形成されている。この場合、アーム１１，１２は、一例として、金属で形成されて、導電性を有している。また、アーム１１，１２は、プローブピン２をプロービングさせる際のプロービングの向き（図２における下向き）に沿って互いに離間して各面同士が対向する状態で配置されている。また、アーム１１，１２は、保持部１３によって基端部２１ａ，２２ａが保持されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, the
また、図２〜図４に示すように、アーム１１における基端部２１ａよりもやや先端部２１ｂ側の部位には、貫通孔Ｈ１ａが形成され、アーム１１における先端部２１ｂよりもやや基端部２１ａ側の部位には、貫通孔Ｈ１ｂが形成されている。また、アーム１２における基端部２２ａよりもやや先端部２２ｂ側の部位には、貫通孔Ｈ２ａが形成され、アーム１２における先端部２２ｂよりもやや基端部２２ａ側の部位には、貫通孔Ｈ２ｂが形成されている。なお、以下の説明において、各貫通孔Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ２ａ，Ｈ２ｂを区別しないときには、「貫通孔Ｈ」ともいう。
In addition, as shown in FIGS. 2 to 4, a through hole H1a is formed in a portion of the
ここで、アーム１１，１２に貫通孔Ｈを形成したことで、各貫通孔Ｈの形成部位Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ（図１〜図４参照：以下、区別しないときには「形成部位Ｐ」ともいう）の剛性が、アーム１１，１２における他の部位の剛性よりも十分に低下し、これによって各形成部位Ｐにおいて弾性変形がし易くなっている。
Here, since the through holes H are formed in the
また、図２〜図４に示すように、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂには、プローブピン２の基端部２ｂを挿通させて固定するための挿通孔２１ｄ，２２ｄがそれぞれ形成されている。
Further, as shown in FIGS. 2 to 4,
保持部１３は、図１，２に示すように、３つの保持部材３１〜３３で構成されて、各アーム１１，１２の各基端部２１ａ，２２ａを保持する。この場合、保持部１３は、図２に示すように、保持部材３１，３２の間にアーム１１を挟み込み、保持部材３２，３３の間にアーム１２を挟み込んで、固定用ねじ３４を各保持部材３２，３３の挿通孔に挿通させて保持部材３１のねじ穴にねじ込むことによって各アーム１１，１２の各基端部２１ａ，２２ａを保持するように構成されている。また、保持部材３１には、プローブユニット１を移動機構３００に固定するための固定用孔３１ａが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the holding
このプローブユニット１では、図２に示すように、プローブピン２の基端部２ｂ側が各アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂに固定されており、プローブピン２によって各先端部２１ｂ，２２ｂ同士が連結されている。つまり、このプローブユニット１では、プローブピン２が連結部として機能するように構成されている。この場合、プローブピン２の基端部２ｂ側を各アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂに固定する方法としては、導電性接着剤で接着する方法、ろう付けやレーザーを用いて溶接する方法、およびプローブピン２の基端部２ｂをアーム１１，１２の挿通孔２１ｄ，２２ｄに圧入する方法等の各種の方法を採用することができる。
In this
次に、プローブユニット１を構成する各構成要素の寸法の一例について、図面を参照して説明する。プローブピン２は、全長が４ｍｍ、直径が０．２ｍｍに形成されている。また、プローブピン２は、図２に示すように、支持部３におけるアーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂにそれぞれ形成されている挿通孔２１ｄ，２２ｄに基端部２ｂが挿通され、挿通孔２１ｄに挿通されている部分（同図における上側の端部）と、アーム１２の挿通孔２１ｄに挿通されている部分（同図における上下方向の中間部分）との距離が２ｍｍとなる状態で各先端部２１ｂ，２２ｂに固定されている。
Next, an example of the dimensions of the respective constituent elements of the
支持部３のアーム１１は、全長が１２．７ｍｍ、幅が１ｍｍ、厚みが０．０５ｍｍに形成されている。また、アーム１１は、支持部３における保持部材３１の先端部（図１における右側の端部）から張り出している部分の長さが６ｍｍに規定されている。また、アーム１１の貫通孔Ｈ１ａ，Ｈ１ｂは、各辺が０．６ｍｍの略矩形にそれぞれ形成されている。また、貫通孔Ｈ１ａは、保持部材３１の先端部と保持部材３１の先端部側に位置する縁部との間の距離が０．２ｍｍとなる位置に形成されている。また、貫通孔Ｈ１ｂは、アーム１１の先端部２１ｂに形成されているプローブピン２を挿通させる挿通孔２１ｄ（図２参照）と挿通孔２１ｄ側に位置する縁部との間の距離が０．３ｍｍとなる位置に形成されている。
The
支持部３のアーム１２は、全長が１３ｍｍ、幅が１ｍｍ、厚みが０．０５ｍｍに形成されている。また、アーム１２は、支持部３における保持部材３３の先端部（図１における右側の端部）から張り出している部分の長さが１０ｍｍに規定されている。また、アーム１２の貫通孔Ｈ２ａ，Ｈ２ｂは、各辺が０．６ｍｍの略矩形にそれぞれ形成されている。また、貫通孔Ｈ２ａは、保持部材３３の先端部と保持部材３３の先端部側に位置する縁部との間の距離が０．２ｍｍとなる位置に形成されている。また、貫通孔Ｈ２ｂは、アーム１２の先端部２２ｂに形成されているプローブピン２を挿通させる挿通孔２２ｄ（図２参照）と挿通孔２２ｄ側に位置する縁部との間の距離が０．３ｍｍとなる位置に形成されている。なお、上記した各構成要素の寸法は、一例であって、適宜変更することができる。
The
ここで、このプローブユニット１では、上記したように、アーム１１，１２が、各貫通孔Ｈの各形成部位Ｐにおいて弾性変形がし易くなっている。このため、プローブユニット１では、図５に示すように、保持部１３が移動機構３００に固定された状態で、プローブピン２の先端部２ａに対してプロービングの向きとは逆向き（同図における上向き）に力が加わったときには、各形成部位Ｐを支点として、アーム１１の中間部位２１ｃ、アーム１２の中間部位２２ｃ、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が回動（移動）する。このようなプローブユニット１の各構成要素の回動動作は、図６に示すように、中間部位２１ｃ，２２ｃがリンク（節）として機能すると共に、各形成部位Ｐがジョイント（関節または支点）として機能する四節リンク機構（四節回転機構）の回動動作と同様である。つまり、このプローブユニット１では、アーム１１，１２、保持部１３および連結部として機能するプローブピン２によって四節リンク機構が構成される。また、このプローブユニット１では、プローブピン２に対してプロービングの向きとは逆向き（同図における上向き）に力が加わったときに、同図に示すように、プローブピン２の先端部２ａが直動または近似的直動を許容するように、アーム１１，１２（中間部位２１ｃ，２２ｃ）の長さや、アーム１１，１２の間隔が規定されている。
Here, in the
また、このプローブユニット１では、帯状に形成されたアーム１１，１２に貫通孔Ｈを形成して、その貫通孔Ｈの形成部位Ｐを弾性変形し易くすることで、形成部位Ｐをジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニット１では、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる従来の構成、つまり、アームにある程度の厚みが必要な構成と比較して、アーム１１，１２を十分に薄形化することができるため、アーム１１，１２を軽量化することができる結果、その分、プローブユニット１を軽量化することが可能となっている。
Further, in the
次に、プローブユニット１を用いて、プロービング対象の一例としての基板２００を検査する検査方法、およびプロービングの際のプローブユニット１の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
Next, an inspection method for inspecting the
このプローブユニット１は、図２に示すように、保持部１３の保持部材３１に形成されている固定用孔３１ａに固定用ねじ３０１を挿通させて、移動機構３００のねじ穴に固定用ねじ３０１をねじ込むことによって移動機構３００に固定される。
In this
移動機構３００に対してプロービングの指示がされたときには、移動機構３００が、プローブユニット１をプロービング対象としての基板２００の上方に移動させる。次いで、移動機構３００は、プローブユニット１を下降（下向きに移動）させる。続いて、プローブユニット１の下降に伴い、図２に示すように、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１に接触させられる。
When the moving
次いで、移動機構３００は、図５に示すように、プローブユニット１をさらに下降させる。これに伴い、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１を下向き押圧する。また、プローブピン２の先端部２ａに対して押圧力の反力が上向きに加わる。この際に、同図に示すように、アーム１１，１２の各形成部位Ｐを支点として、アーム１１の中間部位２１ｃ、アーム１２の中間部位２２ｃ、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が、四節リンク機構と同様の動作で回動する。具体的には、中間部位２１ｃが形成部位Ｐ１ａを支点として、同図における左回り（反時計回り）に回動し、中間部位２２ｃが形成部位Ｐ２ａを支点として、同図における左回りに回動する。また、プローブピン２によって連結された先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が形成部位Ｐ１ｂ，Ｐ２ｂを支点として、同図における右回り（時計回り）に回動する。
Next, the moving
続いて、移動機構３００は、予め決められた距離だけプローブユニット１を下降させた時点で下降を停止する。
Subsequently, the moving
この場合、このプローブユニット１では、上記したように、プローブピン２の先端部２ａが直動または近似的直動を許容するように（図６参照）、アーム１１，１２の長さや、アーム１１，１２の間隔が規定されている。このため、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１に接触してからプローブユニット１の下降が停止するまでの間では、最初の接触位置に位置した状態が維持される。このため、このプローブユニット１では、プローブピン２の先端部２ａが基板２００の表面２０１上を移動することによる傷の発生を確実に防止することが可能となっている。
In this case, in the
また、このプローブユニット１では、上記したように、アーム１１，１２を薄形化して十分に軽量化することで、プローブユニット１を軽量化することが可能となっている。このため、プロービングの際の基板２００（プロービング対象）に対するプローブピン２の先端部２ａの接触によって基板２００の表面２０１に生じる打痕を十分に小さく抑えることが可能となっている。
Further, in the
次いで、図外の基板検査装置が、プローブピン２を介して入出力する電気信号に基づいて、基板２００の検査を実行する。
Next, a substrate inspection device (not shown) inspects the
続いて、検査が終了して、移動機構３００に対してプロービングの終了指示がされたときには、移動機構３００が、プローブユニット１（保持部１３）を上昇させる。これに伴い、プローブピン２による基板２００の表面２０１に対する押圧が解除され、プローブピン２の先端部２ａに対して上向きに加わる押圧力の反力が解除される。この際に、アーム１１，１２の各中間部位２１ｃ，２２ｃ、アーム１１，１２の各先端部２１ｂ，２２ｂおよびプローブピン２が、四節リンク機構として動作して、つまり上記したプロービングの際の向きとは逆向きにそれぞれ回動して、図５に示す状態から図２に示す初期状態に復帰する。
Subsequently, when the inspection is completed and the probing ending instruction is given to the moving
以上により、基板２００に対するプローブユニット１のプローブピン２のプロービングおよびプロービング解除が終了する。
As described above, the probing of the
このように、このプローブユニット１では、帯状のアーム１１，１２における基端部２１ａよりもやや先端部２１ｂ側の部位および先端部２１ｂよりもやや基端部２１ａ側の部位に貫通孔Ｈがそれぞれ形成されて、各貫通孔Ｈの間の中間部位２１ｃ，２２ｃが各リンクとして機能すると共に、各貫通孔Ｈの各形成部位Ｐがジョイントとして機能する四節リンク機構が支持部３によって構成される。つまり、このプローブユニット１では、帯状のアーム１１，１２に貫通孔Ｈを形成して、その貫通孔Ｈの形成部位Ｐを弾性変形し易くすることで、形成部位Ｐをジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニット１によれば、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる（アームにある程度の厚みが必要な）従来の構成と比較して、アーム１１，１２を十分に薄形化することができるため、アーム１１，１２を十分に軽量化することができる結果、プローブユニット１を十分に軽量化することができる。したがって、このプローブユニット１によれば、プロービングの際のプロービング対象（基板２００）に対するプローブピン２の接触によってプロービング対象に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
As described above, in the
また、このプローブユニット１によれば、プローブピン２を連結部として機能するようにプローブユニット１を構成したことにより、プローブピン２とは別部材の連結部を設ける構成と比較して、プローブユニット１をさらに軽量化することができる。このため、このプローブユニット１によれば、プロービングの際のプロービング対象（基板２００）に対するプローブピン２の接触によってプロービング対象に生じる打痕をさらに小さく抑えることができる。
Further, according to the
また、この検査方法では、上記したプローブユニット１を用いてプロービング対象としての基板２００を検査することにより、プローブユニット１が有する上記各効果、すなわち、プロービングの際に基板２００に生じる打痕を十分に小さく抑えることができるという効果を実現することができる。
In addition, in this inspection method, by inspecting the
次に、プローブユニットの他の一例としての図７に示すプローブユニット１０１の構成について説明する。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット１と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
Next, the configuration of the
プローブユニット１０１は、図７に示すように、一対のプローブピン２および支持部１０３を備えて構成されている。支持部１０３は、一対のアーム１１１（第１アーム）、一対のアーム１１２（第２アーム）および保持部１１３を備えて構成されている。各アーム１１１，１１２は、プローブユニット１のアーム１１，１２と同様にして、金属によって帯状にそれぞれ形成されている。また、各アーム１１１，１１２には、アーム１１，１２と同様にして、貫通孔Ｈが形成されている。
As shown in FIG. 7, the
保持部１１３は、図７に示すように、３つの保持部材１３１〜１３３で構成されて、各アーム１１１が隣接して平行に延在する状態（１つの仮想平面上に隣接して配置された配置状態）で各アーム１１１の各基端部１２１ａを保持すると共に、各アーム１１２が隣接して平行に延在する状態（１つの仮想平面上に隣接して配置された配置状態）で各アーム１１２の各基端部１２２ａを保持する。また、保持部材１３１には、プローブユニット１０１を移動機構３００に固定するための固定用孔１３１ａが形成されている。
As shown in FIG. 7, the holding
このプローブユニット１０１では、支持部１０３によって一対のプローブピン２が支持されている。このため、プロービング対象における１つのプロービング部位に対して２つのプローブピン２をプロービングさせて行う四端子法や四端子対法による測定や検査においてこのプローブユニット１０１を好適に使用することができる。また、このプローブユニット１０１においても、上記したプローブユニット１と同様の効果、すなわち、プロービングの際のプローブピン２の移動による傷の発生の防止、およびプロービングの際にプローブピン２の打撃によって生じる打痕の抑制を実現することができる。また、このプローブユニット１０１を用いた検査方法においても、上記したプローブユニット１を用いた検査方法と同様の効果を実現することができる。
In this
次に、上記したプローブユニット１０１を製造するプローブユニット製造方法について、アーム１１１，１１２の作製方法を中心に説明する。このプローブユニット１０１に用いるアーム１１１を作製する際には、図８に示すように、まず、一対のアーム１１１を一体にした中間体４０１を作製する。この中間体４０１は、同図に示すように、一対のアーム１１１の各基端部１２１ａが保持部１１３によって保持されるときの位置関係（図７参照）を維持した状態で、各アーム１１１が連結部４１１によって連結された形状をなしている。この場合、中間体４０１の作製方法としては、電鋳による作製方法、プレスによる方法、および削り出しによる作製方法などを採用することができる。
Next, a probe unit manufacturing method for manufacturing the above-described
次いで、中間体４０１（一体にした各アーム１１１）の連結部４１１を図８に破線で示す箇所で切断して切り離し、次いで、図９に示すように、各アーム１１１を分離させる。これにより、一対のアーム１１１が作製される。
Next, the connecting
また、アーム１１２を作製する際には、図１０に示すように、一対のアーム１１２を一体にした中間体４０２を、中間体４０１の作製方法と同様の作製方法で作製する。この中間体４０２は、同図に示すように、一対のアーム１１２の各基端部１２２ａが保持部１１３によって保持されるときの位置関係（図７参照）を維持した状態で、各アーム１１２が連結部４１２によって連結された形状をなしている。
Further, when manufacturing the
続いて、中間体４０２（一体にした各アーム１１２）の連結部４１２を図１０に示す破線の箇所で切断して切り離し、次いで、図１１に示すように、各アーム１１２を分離させる。これにより、一対のアーム１１２が作製される。
Subsequently, the connecting
次いで、各アーム１１１，１１２の基端部１２１ａ，１２２ａを保持部１１３で保持する。続いて、各アーム１１１，１１２の先端部１２１ｂ，１２２ｂにプローブピン２を固定する。以上によりプローブユニット１０１が製造される。
Next, the
この製造方法によれば、上記の作製方法でアーム１１１，１１２を作製することにより、一対のアーム１１１を同じ作製条件で作製し、一対のアーム１１２を同じ作製条件で作製することができる。具体的には、例えば、電鋳によってアーム１１１，１１２を作製するときには、同じ電鋳材料を用いて同じ電鋳条件で各アーム１１１および各アーム１１２をそれぞれ一度に作製することができ、例えば、プレスや削り出しによってアーム１１１，１１２を作製するときには、加工する材料（金属板や金属ブロック）における同一部分を用いて同じプレス条件や同じ切削条件で各アーム１１１および各アーム１１２をそれぞれ一度に作製することができる。このため、この製造方法によれば、材質的なばらつきや条件の相異による各アーム１１１，１１２における寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる結果、正確なプロービングが可能なプローブユニット１０１を製造することができる。また、このプローブユニット１０１を用いた検査方法によれば、正確なプロービングを行うことができる。
According to this manufacturing method, by manufacturing the
なお、上記の例では、中間体４０１，４０２（一体にした各アーム１１１，１１２）を切断して一対のアーム１１１および一対のアーム１１２に分離した後に、各アーム１１１，１１２の各基端部１２１ａ，１２２ａを保持部１１３に保持させてプローブユニット１０１を製造しているが、次のようにしてプローブユニット１０１を製造することもできる。まず、中間体４０１，４０２を作製した後に、中間体４０１，４０２における各アーム１１１，１１２の各基端部１２１ａ，１２２ａ側の部分だけを分離する。次いで、その状態（各基端部１２１ａ，１２２ａ側以外の部分が接続されて、各アーム１１１，１１２がそれぞれ一体となっている状態）のまま、各基端部１２１ａ，１２２ａを保持部１１３に保持させる。次いで、その状態で中間体４０１，４０２における各基端部１２１ａ，１２２ａの近傍から各先端部１２１ｂ，１２２ｂまでの間を分離する。つまり、この時点で、各アーム１１１，１１２が各基端部１２１ａ，１２２ａから各先端部１２１ｂ，１２２ｂまで分離される。このようにして製造したプローブユニット１０１では、中間体４０１，４０２を形成したときの各アーム１１１および各アーム１１２の位置関係を維持した状態で、各アーム１１１および各アーム１１２を保持部１１３に保持させることができるため、各アーム１１１および各アーム１１２を保持部１１３に保持させる際の各アーム１１１同士および各アーム１１２同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。このため、この製造方法によれば、一層正確なプロービングが可能なプローブユニット１０１を製造することができる。また、このプローブユニット１０１を用いた検査方法によれば、一層正確なプロービングを行うことができる。
In the above example, the
なお、プローブユニット、プローブユニット製造方法および検査方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、アーム１１，１２（アーム１１１，１１２）に代えて、図１２，１５にそれぞれ示すアーム５０１，５０２を用いる構成および方法を採用することもできる。アーム５０１（第１アーム）は、図１２に示すように、各貫通孔Ｈの間の中間部位５２１ｃにアーム５０１の長さ方向に沿って形成されたリブ５１１を備えて構成されている。この場合、リブ５１１は、一例として、図１３に示すように、断面形状が上方に突出する直径が０．３ｍｍの半円筒形（半楕円筒形）に形成されている。また、アーム５０１は、一例として、幅が１ｍｍに形成されており、図１２に示すように、リブ５１１は、アーム５０１の幅方向の中央部に形成されている。したがって、リブ５１１の幅方向の両端部からアーム５０１の幅方向の両縁部までの各々の長さが０．３５ｍｍとなっている。なお、図１４に示すように、リブ５１１を、半円柱形（半楕円柱形）の断面形状に形成することもできる。
The probe unit, the probe unit manufacturing method, and the inspection method are not limited to the above configurations and methods. For example, instead of the
また、アーム５０２（第２アーム）は、図１５に示すように、各貫通孔Ｈの間の中間部位５２２ｃにアーム５０２の長さ方向に沿って形成されたリブ５１２を備えて構成されている。この場合、リブ５１２は、一例として、図１６に示すように、アーム５０１のリブ５１１と同様に、断面形状が上方に突出する直径が０．３ｍｍの半円筒形（半楕円筒形）に形成されている。また、アーム５０２は、一例として、幅が１ｍｍに形成されており、図１５に示すように、リブ５１２は、アーム５０２の幅方向の中央部に形成されている。したがって、リブ５１２の幅方向の両端部からアーム５０２の幅方向の両縁部までの各々の長さが０．３５ｍｍとなっている。なお、図１７に示すように、リブ５１２を、半円柱形（半楕円柱形）の断面形状に形成することもできる。この構成によれば、中間部位５２１ｃ，５２２ｃに形成したリブ５１１，５１２によって中間部位５２１ｃ，５２２ｃの剛性を他の部分（特に、貫通孔Ｈの形成部位Ｐ）よりも高めることができるため、各貫通孔Ｈが形成された各形成部位Ｐをさらに弾性変形し易くすることができる。したがって、この構成によれば、プロービングの際にプロービング対象に生じる打痕をさらに小さく抑えることができる。
As shown in FIG. 15, the arm 502 (second arm) is configured to include a
また、アーム１１，１２（アーム１１１，１１２）の先端部２１ｂ，２２ｂ（先端部１２１ｂ，１２２ｂ）にプローブピン２を直接固定する構成、つまり、プローブピン２の基端部２ｂ側を連結部として機能させる構成例について上記したが、プローブピン２とは別体に形成されて、プローブピン２を取り付け（着脱）可能に形成されて先端部２１ｂ，２２ｂ（先端部１２１ｂ，１２２ｂ）を連結する連結部を備えた構成を採用することもできる。
Further, the
また、図１８に示すプローブユニット１Ａを採用することができる。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット１，１０１と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
Moreover, the
このプローブユニット１Ａでは、図１８〜図２０に示すように、支持部３Ａを構成するアーム１１Ａの側端部２１Ａｅ，２１Ａｆ（幅方向の端部）と、アーム１１Ａにおける基端部２１Ａａよりもやや先端部２１Ａｂ側の部位に形成されている貫通孔Ｈ１Ａａとの間の縁部Ｅ１ａ，Ｅ１ｂの幅Ｗが、アーム１１Ａの長さ方向（各図における左右方向）に沿って中間部位２１Ａｃから離間するに従って（基端部２１Ａａに近づくに従って）広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット１Ａでは、一例として、縁部Ｅ１ａ，Ｅ１ｂにおける中間部位２１Ａｃに最も近い部位における幅Ｗが０．１ｍｍで、縁部Ｅ１ａ，Ｅ１ｂにおける中間部位２１Ａｃから最も離間する部位における幅Ｗが０．１５ｍｍとなるように形成されている。この場合、縁部Ｅ１ａ，Ｅ１ｂ（貫通孔Ｈ１Ａａを挟んで対向する２つの縁部）は、アーム１１Ａにおける幅方向の中心を通る長さ方向に沿った中心線２１Ａｇを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
In this
また、このプローブユニット１Ａでは、図１８〜図２０に示すように、アーム１１Ａの側端部２１Ａｅ，２１Ａｆと、アーム１１Ａにおける先端部２１Ａｂよりもやや基端部２１Ａａ側の部位に形成されている貫通孔Ｈ１Ａｂとの間の縁部Ｅ１ｃ，Ｅ１ｄの幅Ｗが、アーム１１Ａの長さ方向に沿って中間部位２１Ａｃから離間するに従って（先端部２１Ａｂに近づくに従って）広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット１Ａでは、一例として、縁部Ｅ１ｃ，Ｅ１ｄにおける中間部位２１Ａｃに最も近い部位における幅Ｗが０．１ｍｍで、縁部Ｅ１ｃ，Ｅ１ｄにおける中間部位２１Ａｃから最も離間する部位における幅Ｗが０．１５ｍｍとなるように形成されている。この場合、縁部Ｅ１ｃ，Ｅ１ｄ（貫通孔Ｈ１Ａｂを挟んで対向する２つの縁部）は、アーム１１Ａの中心線２１Ａｇを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
Further, in this
同様にして、このプローブユニット１Ａでは、図２１〜図２３に示すように、支持部３Ａを構成するアーム１２Ａの側端部２２Ａｅ，２２Ａｆ（幅方向の端部）と、アーム１２Ａにおける基端部２２Ａａよりもやや先端部２２Ａｂ側の部位に形成されている貫通孔Ｈ２Ａａとの間の縁部Ｅ２ａ，Ｅ２ｂの幅Ｗが、アーム１２Ａの長さ方向（各図における左右方向）に沿って中間部位２２Ａｃから離間するに従って（基端部２２Ａａに近づくに従って）広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット１Ａでは、一例として、縁部Ｅ２ａ，Ｅ２ｂにおける中間部位２２Ａｃに最も近い部位における幅Ｗが０．１ｍｍで、縁部Ｅ２ａ，Ｅ２ｂにおける中間部位２２Ａｃから最も離間する部位における幅Ｗが０．１５ｍｍとなるように形成されている。この場合、縁部Ｅ２ａ，Ｅ２ｂ（貫通孔Ｈ２Ａａを挟んで対向する２つの縁部）は、アーム１２Ａにおける幅方向の中心を通る長さ方向に沿った中心線２２Ａｇを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
Similarly, in this
また、このプローブユニット１Ａでは、図２１〜図２３に示すように、アーム１２Ａの側端部２２Ａｅ，２２Ａｆと、アーム１２Ａにおける先端部２２Ａｂよりもやや基端部２２Ａａ側の部位に形成されている貫通孔Ｈ２Ａｂ（以下、貫通孔Ｈ１Ａａ，Ｈ１Ａｂ，Ｈ２Ａａ，Ｈ２Ａｂを区別しないときには「貫通孔Ｈ」ともいう）との間の縁部Ｅ２ｃ，Ｅ２ｄ（以下、縁部Ｅ１ａ〜Ｅ１ｄ，Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄを区別しないときには「縁部Ｅ」ともいう）の幅Ｗが、アーム１２Ａの長さ方向に沿って中間部位２２Ａｃから離間するに従って（先端部２２Ａｂに近づくに従って）広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット１Ａでは、一例として、縁部Ｅ２ｃ，Ｅ２ｄにおける中間部位２２Ａｃに最も近い部位における幅Ｗが０．１ｍｍで、縁部Ｅ２ｃ，Ｅ２ｄにおける中間部位２２Ａｃから最も離間する部位における幅Ｗが０．１５ｍｍとなるように形成されている。この場合、縁部Ｅ２ｃ，Ｅ２ｄ（貫通孔Ｈ２Ａｂを挟んで対向する２つの縁部）は、アーム１２Ａの中心線２２Ａｇを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
Further, in this
このプローブユニット１Ａでは、図１８〜図２３に示すように、各貫通孔Ｈの形状を略台形とすることで、各縁部Ｅの幅Ｗや形状が上記した条件を満たすようにアーム１１Ａ，１２Ａが形成されている。
In this
このプローブユニット１Ａでは、各縁部Ｅの幅Ｗが中間部位２１Ａｃ，２２Ａｃから離間するに従って広くなるようにアーム１１Ａ，１２Ａを形成したことで、プロービングの際に各縁部Ｅに生じる応力の集中を小さく抑えることができる。具体的には、アーム１１Ａ，１２Ａのような梁状の部材では、横断面の形状および面積がアーム１１Ａ，１２Ａの長さ方向におけるどの位置においても一定のときには、プロービングの際に生じる応力が、中間部位２１Ａｃ，２２Ａｃから離間するに従って（基端部２１Ａａ，２２Ａａ側においては基端部２１Ａａ，２２Ａａに近いほど、先端部２１Ａｂ，２２Ａｂ側においては先端部２１Ａｂ，２２Ａｂに近いほど）大きくなる。このため、各縁部Ｅの幅Ｗが一定の構成では、各縁部Ｅに生じる応力が、中間部位２１Ａｃ，２２Ａｃから離間するほど大きくなって、中間部位２１Ａｃ，２２Ａｃから最も離間する部位に応力が集中する。これに対して、このプローブユニット１Ａでは、各縁部Ｅの幅Ｗが中間部位２１Ａｃ，２２Ａｃから離間するに従って広くなるようにアーム１１Ａ，１２Ａが形成されているため、各縁部Ｅにおける応力の集中を小さく抑えることができる。このため、このプローブユニット１Ａ、およびこのプローブユニット１Ａを用いた検査方法によれば、応力の集中による各縁部Ｅの破損を確実に防止することができる。
In this
また、このプローブユニット１Ａでは、各貫通孔Ｈを挟んで対向する２つの縁部Ｅが、アーム１１Ａ，１２Ａの中心線２１Ａｇ，２２Ａｇを対称軸として線対称の形状となるようにアーム１１Ａ，１２Ａが形成されているため、各貫通孔Ｈを挟んで対向する２つの縁部Ｅにおいて生じる応力分布が中心線２１Ａｇ，２２Ａｇを対称軸として線対称となる。つまり、各貫通孔Ｈを挟んで対向する２つの縁部Ｅにおいて生じる応力分布が図１８〜図２３における上下方向において均等となる。このため、このプローブユニット１Ａ、およびこのプローブユニット１Ａを用いた検査方法によれば、各縁部Ｅにおける応力の集中をより小さく抑えることができる結果、各縁部Ｅの破損をより確実に防止することができる。
Further, in this
また、図２４に示すプローブユニット１Ｂを採用することもできる。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット１，１０１，１Ａと同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
Moreover, the
このプローブユニット１Ｂは、図２４に示すように、上記したプローブユニット１が備えている各構成素に加えて、絶縁シート４１およびシールド板４２を備えて構成されている。絶縁シート４１は、絶縁体の一例であって、樹脂等の非導電性（絶縁性）を有する材料でシート状に形成されている。シールド板４２は、例えば銅やアルミニウム等の導電性を有する金属によって薄板状に形成されている。このシールド板４２は、同図に示すように、アーム１１，１２のうちの、プロービングの際にプロービング対象としての基板２００側に位置するアーム１２における基板２００に対向する面（同図における下面：以下、「対向面」ともいう）側に絶縁シート４１を介して（アーム１２に対して絶縁された状態で）配設されて、固定用ねじ３５によって保持部１３（保持部材３１，３２）に固定されている。また、シールド板４２は、図外の配線を介して、例えば接地電位（基準電位）に接続される。
As shown in FIG. 24, the
この場合、シールド板４２を備えていない構成では、アーム１２が金属で形成されているため、アーム１２とプロービング対象との間の浮遊容量が大きくなることがあり、この浮遊容量によって検査精度が低下するおそれがある。これに対して、このプローブユニット１Ｂによれば、アーム１２の対向面側にシールド板４２を配設したことにより、アーム１２とプロービング対象との間の浮遊容量を十分に低減させることができる。このため、このプローブユニット１Ｂ、およびこのプローブユニット１Ｂを用いた検査方法によれば、浮遊容量による検査精度の低下を確実に防止することができる。なお、シールド板４２の固定に用いている固定用ねじ３５が金属製であったとしても、シールド板４２と固定用ねじ３５とが導通するため、固定用ねじ３５によって生じる浮遊容量もキャンセルすることができる。また、シールド板４２が薄板状に形成されているため、プロービングの際のアーム１２とプロービング対象との間における十分なクリアランスを確保できる結果、プロービングに支障を来す事態を回避することができる。
In this case, in the configuration without the
また、金属で形成したアーム１１，１２（アーム１１１，１１２）を用いる例について上記したが、射出成形等によって形成した樹脂製のアーム（第１アームおよび第２アーム）を用いる構成を採用することもできる。この場合、樹脂製のアームを用いるときには、アームの表面の全体または一部に導電膜（導電層）を形成することで、プローブピン２と保持部１３（保持部１１３）との間をその導電膜を介して電気的に接続する構成を採用することもできる。また、上記したプローブユニット１０１のように、一対のプローブピン２を備えたプローブユニットにおいて樹脂製のアームを用いるときには、一体に作製した一対のアーム（プローブユニット１０１における一対のアーム１１１、および一対のアーム１１２）を切り離す際に、各アームにおける基端部の近傍から先端部までの間だけを切り離して、各基端部同士を連結させたままの状態で保持部によって保持する構成（各アームにおける少なくとも基端部の近傍から先端部までの間を分離させる構成の一例）を採用することもできる。この構成を採用した具体例として、図２５に示すプローブユニット６０１について以下説明する。なお上記したプローブユニット１，１０１，１Ａ，１Ｂと同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
Further, the example using the
このプローブユニット６０１は、図２５に示すように、一対のプローブピン２および支持部６０３を備えて構成されている。支持部６０３は、一対のアーム６１１（第１アーム）、一対のアーム６１２（第２アーム）および保持部６１３を備えて構成されている。図２７に示すように、各アーム６１１は、非導電性（絶縁性）を有する材料によって各基端部６２１ａ同士が連結された状態で一体に作製されると共に（各アーム６１１を一体化したものを「中間体７０１」ともいう）、図２５に示すように、各基端部６２１ａが連結された状態のまま保持部６１３によって保持されている。また、各アーム６１１は、各基端部６２１ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係を維持した状態で両アーム６１１を一体に作製した後に（中間体７０１を作製した後に）、各基端部６２１ａが保持部によって保持された状態で基端部６２１ａの近傍から先端部６２１ｂまでの間が分離されて構成されている。この場合、このプローブユニット６０１では、同図に示すように、保持部６１３によって保持されるときの各アーム６１１の位置関係は、各アーム６１１が１つの仮想平面上に隣接しかつ各アーム６１１が基端部６２１ａから先端部６２１ｂに向かうに従って互いに近接する位置関係となっている。また、図２７に示すように、アーム６１１には、プローブピン２を図外の基板検査装置等に電気的に接続するための導体パターン６４１が形成されている。
As shown in FIG. 25, the
各アーム６１２は、図２９に示すように、非導電性を有する材料によって各基端部６２２ａ同士が連結された状態で一体に作製されると共に（各アーム６１２を一体化したものを「中間体７０２」ともいう）、図２５に示すように、各基端部６２２ａが連結された状態のまま保持部６１３によって保持されている。また、各アーム６１２は、各アーム６１１と同様にして、各基端部６２２ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係を維持した状態で両アーム６１２を一体に作製した後に（中間体７０２を作製した後に）、各基端部６２２ａが保持部によって保持された状態で基端部６２２ａの近傍から先端部６２２ｂまでの間が分離されて構成されている。この場合、同図に示すように、保持部６１３によって保持されるときの各アーム６１２の位置関係は、各アーム６１２が１つの仮想平面上に隣接しかつ各アーム６１２が基端部６２２ａから先端部６２２ｂに向かうに従って互いに近接する位置関係となっている。また、図２９に示すように、アーム６１２には、プローブピン２を図外の基板検査装置等に電気的に接続するための導体パターン６４２が形成されている。
As shown in FIG. 29, each
次に、プローブユニット６０１の製造方法について説明する。まず、図２６に示すように、樹脂等の非導電性（絶縁性）を有する材料を用いて中間体７０１を作製する。中間体７０１は、一対のアーム６１１の各基端部６２１ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係（図２５参照）を維持した状態で、各アーム６１１が連結部６３１ａ，６３１ｂによって連結されている。中間体７０１の作製方法としては、射出成形による作製方法、削り出しによる作製方法、および３Ｄプリンタを用いた作製方法などを採用することができる。次いで、図２７に示すように、中間体７０１における各アーム６１１の基端部６２１ａから先端部６２１ｂにかけて導体パターン６４１を形成する。
Next, a method for manufacturing the
続いて、図２８に示すように、樹脂等の非導電性を有する材料を用いて、中間体７０１の作製方法と同じ作製方法で中間体７０２を作製する。中間体７０２は、一対のアーム６１２の各基端部６２２ａが保持部６１３によって保持されるときの位置関係（図２５参照）を維持した状態で、各アーム６１１が連結部６３２ａ，６３２ｂによって連結されている。次いで、図２９に示すように、中間体７０２における各アーム６１２の基端部６２２ａから先端部６２２ｂにかけて導体パターン６４２を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 28, an
次いで、中間体７０１，７０２の基端部側（連結部６３１ａ，６３２ａ）を保持部６１３で保持する。続いて、中間体７０１，７０２の先端部側、つまり、各アーム６１１，６１２の先端部６２１ｂ，６２２ｂ側の連結部６３１ｂ，６３２ｂを図２７，２９に示す破線の箇所で切断して切り離して、各アーム６１１，６１２における基端部６２１ａ，６２２ａの近傍から先端部６２１ｂ，６２２ｂまでの間を分離させる。以上によりプローブユニット６０１が製造される。
Next, the holding
このプローブユニット６０１では、上記したように、各アーム６１１および各アーム６１２が各基端部６２１ａ同士および各基端部６２２ａ同士を連結した状態でそれぞれ一体に作製されると共に、各基端部６２１ａ同士および各基端部６２２ａ同士を連結した状態のまま保持部６１３によって保持されている。このため、このプローブユニット６０１によれば、保持部６１３によって保持させるときの各アーム６１１および各アーム６１２の位置関係を維持した状態で各アーム６１１および各アーム６１２を作製することができ、かつ作製したときの位置関係を確実に維持した状態で保持部６１３に保持させる（取り付ける）ことができる。このため、このプローブユニット６０１によれば、各アーム６１１および各アーム６１２を作製する際の、材質的なばらつきや作製条件の相異による各アーム６１１同士および各アーム６１２同士の寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができると共に、各アーム６１１および各アーム６１２を保持部６１３に保持させる際の各アーム６１１同士および各アーム６１２同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。この結果、このプローブユニット６０１、およびこのプローブユニット６０１を用いた検査方法によれば、より正確なプロービングを行うことができる。また、このプローブユニット６０１によれば、一対のアーム６１１および一対のアーム６１２を保持部６１３に一度に保持させることができるため、プローブユニット６０１の組立効率を十分に向上させることができる。
In the
１，１Ａ，１Ｂ，１０１，６０１ プローブユニット
２ プローブピン
３，３Ａ，１０３，６０３ 支持部
１１，１１Ａ，１１１，５０１，６１１ アーム
１２，１２Ａ，１１２，５０２，６１２ アーム
１３，１１３，６１３ 保持部
２１ａ，２１Ａａ，１２１ａ，６２１ａ 基端部
２２ａ，２２Ａａ，１２２ａ，６２２ａ 基端部
２１ｂ，２１Ａｂ，１２１ｂ，６２１ｂ 先端部
２２ｂ，２２Ａｂ，１２２ｂ，６２２ｂ 先端部
２１ｃ，２２ｃ，２１Ａｃ，２２Ａｃ，５２１ｃ，５２２ｃ 中間部位
２１Ａｅ，２１Ａｆ，２２Ａｅ，２２Ａｆ 側端部
２１Ａｇ，２２Ａｇ 中心線
４１ 絶縁シート
４２ シールド板
４０１，４０２，７０１，７０２ 中間体
４１１，６３１ａ，６３１ｂ，７１１ 連結部
４１２，６３２ａ，６３２ｂ，７１２ 連結部
５１１，５１２ リブ
Ｅ１ａ〜Ｅ１ｄ，Ｅ２ａ〜Ｅ２ｄ 縁部
Ｈ１ａ，Ｈ１ｂ，Ｈ１Ａａ，Ｈ１Ａｂ 貫通孔
Ｈ２ａ，Ｈ２ｂ，Ｈ２Ａａ，Ｈ２Ａｂ 貫通孔
Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ 形成部位
Ｗ 幅
1, 1A, 1B, 101, 601
Claims (11)
前記支持部は、前記プローブピンをプロービング対象にプロービングさせる際のプロービングの向きに沿って互いに離間して対向すると共に各々の主面が当該プロービングの向きに対して直交する状態で配置された帯状の第１アームおよび第２アームと、当該各アームの各基端部を保持する保持部と、前記プローブピンを取り付け可能に構成されると共に前記各アームの各先端部同士を連結する連結部とを備えて、前記プロービングの向きとは逆向きへの前記プローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、
前記各アームは、前記基端部および前記先端部の間が均一な厚みの薄板状に形成され、かつ当該基端部よりもやや当該先端部側の部位および当該先端部よりもやや当該基端部側の部位に貫通孔がそれぞれ形成されて、当該各貫通孔の間の中間部位が前記四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、当該各貫通孔の形成部位が前記四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されているプローブユニット。 A probe unit comprising a probe pin and a support portion that supports the probe pin,
The support portion is a strip-shaped member arranged in a state in which the probe pins are spaced apart from each other along a probing direction when probing an object to be probed, and each main surface is orthogonal to the probing direction. A first arm and a second arm, a holding portion that holds each base end portion of each arm, and a connecting portion that is configured to attach the probe pin and that connects each tip end portion of each arm. In order to provide a four-node link mechanism that allows linear movement or approximate linear movement of the probe pin in a direction opposite to the direction of the probing,
Wherein each arm, between the proximal portion and the distal portion is formed of a thin plate of uniform thickness, and somewhat the base end than a little site and the distal portion of the distal end side than the base end portion Through-holes are formed in the respective parts, and the intermediate parts between the respective through-holes function as the links constituting the four-node link mechanism, and the through-hole forming parts are the four-node links. A probe unit configured to function as a joint that constitutes a mechanism.
前記保持部は、前記一対の第１アームが隣接して延在する状態で当該各第１アームの前記各基端部を保持すると共に、前記一対の第２アームが隣接して延在する状態で当該各第２アームの前記各基端部を保持する請求項１から５のいずれかに記載のプローブユニット。 A pair of the probe pins is provided, and a pair of the first arm and the second arm is provided.
The holding portion holds the base end portions of the first arms in a state in which the pair of first arms extend adjacent to each other, and also the state in which the pair of second arms extend adjacent to each other. The probe unit according to any one of claims 1 to 5, which holds the base end portions of the second arms.
前記各第２アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で前記保持部によって保持されている請求項６記載のプローブユニット。 Each of the first arms is non-conductive and is held by the holding portion in a state where the base end portions are connected to each other,
The probe unit according to claim 6, wherein each of the second arms is non-conductive and is held by the holding portion in a state in which the base end portions are connected to each other.
前記一対の第１アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第１アームを一体に作製した後に、当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第１アームを作製し、
前記一対の第２アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第２アームを一体に作製した後に、当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第２アームを作製して前記プローブユニットを製造するプローブユニット製造方法。 A probe unit manufacturing method for manufacturing the probe unit according to claim 6,
After both the first arms are integrally manufactured in a state in which the positional relationship when the base ends of the pair of first arms are held by the holding portion is maintained, at least the base of each of the first arms is produced. Each of the first arms is manufactured by separating the portion from the vicinity of the end to the tip.
After the two second arms are integrally manufactured in a state in which the positional relationship when the base ends of the pair of second arms are held by the holding portion is maintained, at least the base of each of the second arms is produced. A probe unit manufacturing method for manufacturing the probe unit by separating each of the second arms from the vicinity of the end to the tip.
前記一体に作製した各第１アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第１アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ、
前記一体に作製した各第２アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第２アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて前記プローブユニットを製造する請求項９記載のプローブユニット製造方法。 In a state in which the positional relationship when each of the base end portions of the pair of first arms is held by the holding portion is maintained,
In a state where the base end portions of the first arms that are integrally manufactured are held by the holding portion, at least the vicinity of the base end portion of each of the first arms and the tip end portion are separated from each other,
In a state in which the base end portions of the second arms integrally formed are held by the holding portion, at least a portion from the vicinity of the base end portion of each of the second arms to the tip end portion is separated from each other. The method for manufacturing a probe unit according to claim 9, wherein the probe unit is manufactured.
請求項１から８のいずれかに記載のプローブユニットの前記プローブピンを前記プロービング対象としての前記基板にプロービングさせ、当該プローブピンを介して入出力する電気信号に基づいて当該基板を検査する検査方法。 An inspection method for inspecting a board,
An inspection method for probing the probe pins of the probe unit according to any one of claims 1 to 8 to the substrate as the probing target, and inspecting the substrate based on an electric signal input/output through the probe pin. .
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