WO2017109837A1 - プローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法 - Google Patents

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WO2017109837A1
WO2017109837A1 PCT/JP2015/085715 JP2015085715W WO2017109837A1 WO 2017109837 A1 WO2017109837 A1 WO 2017109837A1 JP 2015085715 W JP2015085715 W JP 2015085715W WO 2017109837 A1 WO2017109837 A1 WO 2017109837A1
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probe
chuck
replacement
electrode
tool
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PCT/JP2015/085715
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正人 内海
精亮 加藤
Original Assignee
Wit株式会社
加藤金属工業株式会社
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes

Definitions

  • the present invention is indispensable to a printed circuit board inspection apparatus (hereinafter, also referred to as "electronic circuit inspection apparatus”, “substrate inspection apparatus”, “inspection apparatus”, “function tester” or “in-circuit tester”) and for use
  • the present invention relates to a probe replacement tool, a probe replacement support system, and a probe replacement method for replacing a probe that is worn out accordingly.
  • a probe replacement tool for replacing a probe of a probe card of an electronic circuit inspection apparatus that electrically inspects many identical LSIs quickly on a wafer in a manufacturing process of semiconductor devices as well as a printed circuit board inspection apparatus, probe replacement
  • the present invention relates to a support system and a probe exchange method.
  • a function tester for inspecting a printed circuit board often used in recent electronic devices is an apparatus capable of operating electrically on a board-by-board basis.
  • in-circuit testers are devices that can reliably detect defects that are difficult to detect by visual inspection by electrically inspecting the characteristics of individual parts with minute power without operating the substrate. It is. As described above, the in-circuit tester is superior in that it can inspect the components without breaking it, because the inspection is performed with a current smaller than the operating current for operating the inspection substrate. This in-circuit tester is applicable to small to large-sized printed circuit boards which are designed so that test probes can be contacted.
  • probes used in contact with micro electrode parts such as test lands arranged on a substrate to be inspected to ensure reliable conduction are planted on the inspection table by an appropriate number. ing. Since this probe is worn out according to the frequency of use, it is necessary to maintain inspection accuracy while replacing it with a new one as appropriate. Further, there is known a method of setting probe exchange position coordinates in a probe automatic exchange unit which makes probe exchange convenient (Patent Document 1).
  • the setting method of the probe exchange position coordinate described in Patent Document 1 enables accurate setting of the position coordinate of the probe stored in the probe holder of the automatic probe exchange unit of the XY in-circuit tester. More specifically, in a probe automatic exchange unit in which a probe holder for housing a contact probe held by a chuck portion is planted and arranged on a probe holder base via a mounting hole, the adjacent separation distances are made equal. At least two reference points based on theoretical coordinate values are set on the probe holder base where each mounting hole is arranged in a horizontal row, and each of these reference points is a position where position correction based on the image recognition method is possible.
  • An actual coordinate value is measured by the correction camera, and a correction reference value is calculated from the positional deviation occurring between the actual coordinate value and the theoretical coordinate value, and the position of each mounting hole is calculated based on the correction reference value.
  • the coordinates are corrected to set the position coordinates required to replace the probe.
  • the method of setting the probe exchange position coordinates in the automatic probe exchange unit described in Patent Document 1 is premised that the automatic probe exchange unit of the XY in-circuit tester is equipped. If this is not the case, for example, a user who uses the extraction tool manually carries out probe replacement with respect to the inspection apparatus in which a large number of probes are precisely implanted. In particular, in an inspection apparatus in which a large number of probes are closely planted, the user specifies a probe to be replaced that has come to a state requiring replacement due to wear or the like, and reliably and promptly removes it without missing or mistaken There was a problem. In addition, there is also a problem that a simple probe replacement tool, a probe replacement support system, and a probe replacement method for the purpose are required.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to be a replaced probe which has come to a state requiring replacement due to wear or the like from an electronic circuit inspection apparatus in which a large number of probes are closely implanted. It is an object of the present invention to provide a simple probe replacement tool, a probe replacement support system, and a probe replacement method for the user to identify and quickly and reliably extract without missing or mistake. Further, in one embodiment, it is another object of the present invention to provide a user-friendly, easy-to-use probe replacement tool which is well adapted to the user's hand in order to enhance the workability.
  • the present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 has a probe implant (70) in which a plurality of replaceable probes (10) are implanted.
  • the invention according to claim 2 is the probe replacement tool (20a, 20b, 20c) according to claim 1, wherein the chuck (21) has an outer shaft (30a, 30b, 30c) as an outer shell.
  • a chuck support bar (23) coaxially installed inside and extending halfway to the rear of the pipe portion (22) in the middle is held forward and backward with respect to the outer shaft (30), and the front is radial Divided into a plurality of vertical divisions, and in the grasping state, when the user's operation force (M) is transmitted, it is deformed so that the front is squeezed from the radial form into an integrally closed form against the elastic force.
  • the previously held probe (1 ) A grippable standby state whether or newly said probe opening (10), and characterized in that it is a structure.
  • the invention according to claim 3 is the probe replacement tool (20a, 20b, 20c) according to claim 2, wherein the chuck (21) holds a chuck support bar (23) held back and forth.
  • a retreating taper sliding part (25) is attached in the middle of the chuck support bar (23), and the retreating taper sliding part (25) is in sliding contact with the outer shaft (30a, 30b, 30c) from the outside.
  • a gripping manipulator (40) capable of finely moving in the diametrical direction is disposed adjacent to one another, and the user presses the gripping manipulator (40) in the axial center direction to retract the tapered sliding part (25) In the holding state.
  • the invention according to claim 4 is the probe replacement tool (20b) according to claim 3, wherein the chuck (21) includes a chuck support extended at the rear of the pipe portion (22).
  • the rod (23) is additionally provided with a forward tapered sliding part (26), and the forward tapered sliding part (26) can be moved slightly in the diameter direction while sliding from the outside of the outer shaft (30b)
  • a child (50) is disposed adjacent to one another, and the user pushes the release operation element (50) in the axial center direction to advance the tapered sliding part for forward movement (26) to the open state. It is characterized in that it is a configuration.
  • the invention according to claim 5 is the probe replacement tool (20a, 20b) according to any one of claims 1 to 4, wherein the inner peripheral surface (24) of the chuck (21) is convex. If the part (27) is provided and the notch (12) is cut in the circumferential direction near the tip (1) of the probe (10), the protrusion (27) is formed in the notch (12) It is characterized in that it can be fitted.
  • the invention according to claim 6 is the probe replacement tool (20b, 20c) according to any one of claims 1 to 4, wherein the longitudinal direction of the probe (10) held in front of the chuck (21)
  • An exclusive cap (43) having a shoulder surface (44) having a horizontal surface facing the front at a right angle to (2) is provided.
  • the invention according to claim 7 is a probe replacement support system for supporting probe replacement in an electronic circuit inspection apparatus (80) having a probe implanting portion (70) having a plurality of replaceable probes (10) implanted therein.
  • a continuity tester circuit (60) having a first electrode (61) and a second electrode (62), which are the system (100), and the conduction states of the mutual continuity state can be determined; and the first of the continuity tester circuit (60)
  • the first electrode (61) is electrically connected to the probe to be replaced (10) to be replaced and the second electrode (62) is electrically connected to the conductive probe replacement tool (20, 20a, 20b, 20c).
  • the probe replacement tool (20, 2) is provided to the probe to be replaced (10).
  • a, 20b, 20c) is characterized in that detects that contact.
  • the invention according to claim 8 is a probe replacement support system for supporting probe replacement in an electronic circuit inspection apparatus (80) having a probe implanting portion (70) having a plurality of replaceable probes (10) implanted therein.
  • a continuity tester circuit (60) having a first electrode (61) and a second electrode (62), which are the system (100), and the conduction states of the mutual continuity state can be determined; and the first of the continuity tester circuit (60)
  • the electrode (61) is electrically connected to the probe to be replaced (10) to be replaced and the second electrode (62) is electrically connected to the probe replacement tool (20) according to any one of claims 1 to 4;
  • the probe replacement tool (20) is connected to the probe to be replaced (10). Contact And detecting that the.
  • the invention according to claim 9 is the probe replacement support system (100) according to claim 8, from the second electrode (62) of the continuity tester circuit (60) to the probe replacement tool (20). Providing a cable (63) for electrical connection and a detachable joint (64, 65) for electrically connecting one end of the cable (63) and a part of the probe replacement tool (20) It features.
  • the invention according to claim 10 is the probe exchange support system (100) according to claim 9, wherein the tip of the second electrode (62) of the continuity tester circuit (60) is a banana plug (64). A banana jack (65) for receiving the banana plug (64) is disposed behind the probe replacement tool (20).
  • the invention according to claim 11 is a probe replacement method in an electronic circuit inspection device (80) having a probe implanting portion (70) in which a plurality of replaceable probes (10) are implanted.
  • the first electrode (61) of the continuity tester circuit (60) is electrically connected and the second electrode (62) of the continuity tester circuit (60) is electrically connected to the conductive probe replacement tool (20, 20a, 20b, 20c)
  • the continuity tester circuit is brought into contact sequentially with the probe replacement tool (20, 20a, 20b, 20c) with respect to a plurality of candidates out of a large number of the replaced probes (10) and a tester circuit connecting step (S11) to be connected.
  • the invention according to claim 12 is the probe replacement method according to claim 11, wherein the probe replacement tool (20a, 20a, 20a, 20b) comprises a chuck (21) after the replacement probe finding step (S13). 20b, 20c) execute an inserting step (S14) of inserting the probe to be replaced (10) from the front, and after the inserting step (S14), the user presses the gripping operation element (40), and the chuck The chuck support bar (23) extended rearward of (21) is retracted to close the chuck (21) in front of the chuck support bar (23), and the chuck support bar (23) is inserted into the chuck (21).
  • the specified probe holding step (S20) for holding the replaced probe (10) in a holding state is performed.
  • the invention according to claim 13 is the probe replacement method according to claim 12, wherein the user inserts the spare probe (10) from the front after the waste product detaching step (S40) to hold the grip operator (40). ), And the chuck (21) is closed by retracting a chuck support bar (23) extended rearward of the chuck (21), and the spare inserted into the chuck (21) The chuck (21) in the socket of the probe implanting portion (70) from which the probe (10) has been pulled out in the spare probe holding step (S50) for holding the probe (10) and the removal step (S30). Spare probe (10) for planting the spare probe (10) gripped by the hand, and the spare probe (10) for Click a spare withdrawal step of releasing from (21) (S52), and having a.
  • the present invention it is possible for a user to specify a probe to be replaced that has come to a state requiring replacement due to wear or the like from an electronic circuit inspection device in which a large number of probes are precisely implanted, without missing or mistaken It is possible to provide a simple probe replacement tool, a probe replacement support system and a probe replacement method for reliable and quick removal. Also, according to an embodiment, the present tool similar to a mechanical pencil is well adapted to the user's hand and thus has the effect of enhancing the workability.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a drawing process using a probe replacement tool having a radio pliers structure in the schematic explanatory view of FIG. 1.
  • FIG. 4 is an explanatory view of a drawing process using a probe replacement tool having a mechanical pencil structure, or a spare probe implantation process, in the schematic explanatory view of FIG. 2;
  • FIG. 4A is a schematic explanatory view of the present tool, FIG.
  • FIG. 4A is a whole longitudinal sectional view
  • FIG. 4B is a schematic view explaining an insertion step just before gripping a probe to be replaced by a chuck
  • FIG. 4C is a state of gripping a probe to be exchanged by a chuck
  • FIG. 5A is a whole longitudinal cross-sectional view
  • FIG. 5B is a principal part expanded sectional view
  • FIG. 6A is a whole longitudinal sectional view at the time of no operation
  • FIG. 6B is a sectional view taken along the line AA of FIG. 6A
  • FIG. 6C is a whole longitudinal sectional view at the time of gripping operation. is there. It is a flowchart which shows the procedure of this method.
  • FIG. 6A is a whole longitudinal sectional view
  • FIG. 6B is a schematic view explaining an insertion step just before gripping a probe to be replaced by a chuck
  • FIG. 4C is a state of gripping a probe to be exchanged by a chuck
  • FIG. 9A is a front view showing a modification of the notch in the probe shown in FIG. 8
  • FIG. 9A is a notch of the probe shown in FIG. 4
  • FIG. 9B is a notch having an inclined surface from the small diameter portion to the large diameter portion
  • 9C respectively shows the notch which bored the small diameter part in the notch shown to FIG. 9B toward the head.
  • FIG. 10A is a front view
  • FIG. 10B is an AA line of FIG. 10A.
  • FIG. 1 is a schematic explanatory view for explaining a premise technology of a probe replacement tool, a probe replacement support system, and a probe replacement method according to an embodiment of the present invention, and in particular, an explanatory diagram for a replacement probe searching step.
  • FIG. 2 is an explanatory view of a drawing process particularly using a probe replacement tool of a radio pliers structure in the schematic explanatory view of FIG.
  • FIG. 2 shows the state in which the probe replacement tool 20 is connected to the first electrode 61.
  • FIG. 3 is a schematic explanatory view of FIG. 2 and shows a process of connecting a probe replacement tool 20a of a mechanical pencil structure to the first electrode 61, extracting the probe 10 to be replaced, or implanting the spare probe 10.
  • the procedure of the probe replacement is that the probe 10 is contacted with the probe replacement tool 20 with the help of the continuity tester circuit 60 and a large number of people stand in the forest and are difficult to distinguish. Can be detected electrically and identified accurately and easily.
  • the identified replaced probe 10 is grasped as it is and pulled out by the contacting probe replacement tool 20 without losing sight of it. Further, by obtaining the support of the continuity tester circuit 60, it is easy to identify the loose shell socket without fail even in the step of implanting the spare probe 10.
  • the probe replacement support system 100 shown in FIGS. 1 to 3 includes a printed circuit board inspection apparatus (also referred to as an “electronic circuit inspection apparatus”, a “board inspection apparatus” or simply an “inspection apparatus”) 80, a continuity tester circuit 60, and a probe. It comprises and comprises a search dedicated pointer 29 or probe replacement tools 20, 20a, 20b and 20c described later.
  • the inspection apparatus 80 has a probe implantation unit 70 in which a plurality of replaceable probes 10 are implanted.
  • a grasping tool having a metallic, conductive, tapered grasping portion such as a radio pliers is exemplified, but the invention is not limited thereto, and a metal tweezer etc. I don't care.
  • the inspection device 80 mounts a printed circuit board (not shown) and performs an electrical test.
  • the contact 1 at the tip of the probe 10 contacts a minute electrode portion such as a test land disposed on a printed circuit board (not shown) to be inspected, thereby securing appropriate electrical conduction in the inspection electric circuit.
  • the needle-like mandrel portion 15 whose pressing force is biased in the direction of being pushed out by the elastic force of the spring 9 is fitted in the sheath 14 which incorporates the spring 9. It is configured by an inserted telescopic (a structure in which overlapping cylinders and the like expand and contract).
  • the probe 10 is worn out according to the frequency of use, and therefore, the probe 10 is replaced whenever it is confirmed that the specified wear limit has been reached.
  • the present system 100 allows the user to specify the to-be-replaced probe 10 in a state requiring replacement due to wear and the like from the inspection device 80 in which a large number of probes are precisely implanted by appropriately supporting the probe replacement. The effect of being able to pull out reliably and promptly without missing or mistake is obtained.
  • the present system 100 supports probe exchange in an inspection apparatus 80 having a probe implanter 70 in which a plurality of replaceable probes 10 are implanted. Further, the present system 100 can obtain an original effect by executing a probe replacement method using the probe replacement tools 20, 20a, 20b, and 20c.
  • the conduction tester circuit 60 has a first electrode 61 and a second electrode 62 capable of determining the mutual conduction state. That is, the first electrode 61 of the continuity tester circuit 60 is electrically connected to the to-be-replaced probe 10 to be replaced, and the second electrode 62 is electrically connected to the conductive probe replacement tools 20, 20a, 20b, 20c.
  • the continuity tester circuit 60 determines that the first electrode 61 and the second electrode 62 are in the conductive state, the probe replacement tools 20, 20a, 20b, and 20c are in contact with the probe 10 to be replaced.
  • the continuity tester circuit 60 has the same configuration as the small scale power source (battery or the like) 66 and the current measuring means (ammeter or the like) 67 incorporated in a simple tester that is conventionally and frequently used in various electrical work. It is preferable that a visual and auditory support means be provided for informing the conduction. For example, it is desirable to facilitate notification to the user by the swing angle of an analog meter, depiction on a monitor screen, buzzer sound, and the like.
  • the system 100 includes a cable 63 and joints 64 and 65.
  • the cable 63 electrically connects the second electrode 62 of the continuity tester circuit 60 to the probe replacement tools 20, 20a, 20b and 20c.
  • the joints 64 and 65 may be of any type as long as they can electrically connect one end of the cable 63 and part of the probe replacement tools 20, 20a, 20b and 20c in a detachable manner.
  • the tip of the second electrode 62 of the illustrated continuity tester circuit 60 is a banana plug 64.
  • a banana jack 65 for receiving the banana plug 64 is disposed behind the probe replacement tools 20, 20a, 20b and 20c.
  • a banana jack 65 common to the probe search dedicated pointer 29 and the probe replacement tools 20, 20a, 20b, and 20c is disposed. Therefore, the banana plug 64 disposed at the tip of the second electrode 62 can be easily exchanged with any one of the probe search dedicated pointer 29, the probe replacement tool 20, and the probe replacement tools 20a, 20b and 20c. It is possible.
  • Fig. 4 is a schematic explanatory view of the present tool
  • Fig. 4A is a whole longitudinal sectional view
  • Fig. 4B is a schematic view for explaining an insertion process immediately before gripping a probe to be replaced by a chuck
  • Fig. 4C is a probe to be exchanged by a chuck It is a schematic diagram which shows the state which hold
  • the probe replacement tool 20 a is mainly configured to have a mechanism equivalent to the mechanical pencil chuck 21.
  • the chuck 21 is internally mounted coaxially with the outer shaft 30 forming the outer shell, and the chuck support bar 23 extending to the rear of the pipe portion 22 is movable back and forth with respect to the outer shaft 30 at the pipe portion 22 in the middle.
  • the front of the chuck 21 is vertically divided into a plurality of radial parts.
  • the chuck 21 generally has a structure divided into three, but the structure need not be limited to three, and may be divided into two to eight, for example.
  • the drawings of the corresponding portions are simply illustrated by exemplifying a two-part split structure.
  • Probe replacement tools 20a ( Figures 3 and 4), 20b ( Figure 5) and 20c ( Figure 6) used instead of the probe replacement tool 20 ( Figure 2) of the radio pliers divert the mechanism of the side knock type mechanical pencil Was constructed.
  • the probe replacement tools 20a, 20b, and 20c insert the head 13 (see FIGS. 8 to 10) of the probe 10, which looks like a mechanical pencil lead, from the front to make the gripping and release freely
  • the distal end portion 28 is configured in Further, when the banana plug 64 is inserted at the rear of the probe replacement tools 20a, 20b and 20c, the probe 10 to the banana plug 64 and the second electrode 62 of the continuity tester circuit 60 in a state of holding the probe 10. Conductivity is secured.
  • the chuck support bar 23 retracts in the J direction.
  • the chuck 21 which has been opened by an elastic force in advance is drawn into the shaft hole 31 so as to be deformed so as to be recessed against the elastic force.
  • the chuck 21 holds the head 13 of the probe 10 inserted from the front on the inner circumferential surface 24 by being drawn forward.
  • a chuck support bar 23 held to be movable back and forth is extended to the chuck 21.
  • a taper sliding surface 25 for retraction is attached.
  • the gripping operation element 40 is disposed adjacent to the retreating tapered sliding portion 25 so as to maintain the contact state.
  • the gripping operator 40 can be finely moved in the diametrical direction from the outside of the outer shaft 30 while in sliding contact with the retreating tapered sliding portion 25.
  • the retracting tapered sliding portion 25 can be retracted until the rear surface 54 abuts on the position control surface 35 formed on the front side of the stopper 36. For this reason, by setting the position at which the stopper 36 is fixed in the front and rear direction inside the outer shaft 30, the retraction limit of the retraction taper sliding portion 25 is set. The setting of the retraction limit enables the chuck 21 to bite the head 13 of the probe 10 with an appropriate strength. In the case where it is desired to make the biting stronger, the stopper 36 is fixed further rearward so that the retreating taper sliding portion 25 can be largely retreated. On the other hand, when it is desired to cause a weak biting, the stopper 36 is fixed forward so that the retreating tapered sliding part 25 is position-controlled more forward.
  • the banana jack 65 formed at the rear of the tool 20a is formed in a tubular shape having a defined inner diameter.
  • the inner portion of the banana jack 65 is in communication with the thinner inner cylinder 55 after being reduced in a funnel shape. If the banana jacks 65 of the present tools 20a, 20b, 20c are pulled out of the banana plug 64, it is possible to insert the release knock rod 32 instead.
  • the release knock rod 32 has a shape in which the tip of the piston of the syringe is tapered, and is configured such that the knock portion 33 at the rear end can be pressed by the user's thumb or the like after the insertion.
  • the base end portion of the release knock rod 32, that is, the vicinity of the knock portion 33 has a thick outer diameter and is tightly fitted to the banana jack 65.
  • the tip end 52 of the release knock rod 32 protrudes from the narrow inner cylinder 55 at the back of the banana jack 65 and abuts on the rear end 53 of the chuck support rod 23.
  • the knocking portion 33 at the rear end of the release knocking rod 32 the user can push back the chuck supporting bar 23 forward (in the K direction) together with the retreating tapered sliding portion 25.
  • the chuck support bar 23 is pushed back and advanced in the K direction, the chuck 21 exposes the front from the shaft hole 31. At this time, the chucks 21 are radially opened by the elastic force, maintained, and opened.
  • the release knock rod 32 is used as a countermeasure against a problem when the chuck 21 can not be released only by the elastic force of the spring 34.
  • the chuck support rod 23 advances in the K direction when the operation force M of the user is lost or reversely operated (arrow N in FIG. 5) during normal operation.
  • the chucks 21 are radially opened by the elastic force and maintained to be open.
  • the chuck 21 is in the open state, the already gripped probe 10 is released, and the chuck 21 is in a standby state in which another probe 10 can be newly gripped.
  • FIG. 5 is a view showing a modified example of the present tool
  • FIG. 5A is a whole longitudinal sectional view
  • FIG. 5B is an enlarged sectional view of a main part.
  • the probe replacement tool 20b shown in FIG. 5A is configured such that when the user presses the open operator 50 in the axial center direction with the operation force N, the forward taper sliding part 26 is advanced to be in an open state.
  • the purpose of the exclusive cap 43 is to exclude the surrounding non-replacement probe 10 when selectively gripping only the probe to be replaced 10 with the present tool 20b from among a group of probes that are closely forested by the inspection apparatus 80. is there.
  • an exclusive cap 43 for selectively grasping only a specific probe to be replaced 10 while appropriately excluding the non-replacement probe 10 without applying a bending stress in the lateral direction to the surrounding non-replacement probe 10 is appropriately selected.
  • the exclusive cap 43 has a shoulder surface 44 in which a horizontal surface facing the front at a right angle to the longitudinal direction (axis line) 2 of the probe 10 to be gripped is formed annularly.
  • the shoulder surface 44 presses the tip of the non-replacement probe 10, ie, the contact point 1 in the direction of the axis 2.
  • the shaft portion 15 is pushed down in the direction of the axis 2 by overcoming the elastic force of the spring 9 without applying the overturning stress to the head portion 13 of the non-replacement probe 10.
  • a forward tapered sliding part 26 is attached to a chuck support bar 23 extended to a rear part of the pipe part 22 in the chuck 21.
  • the release operation element 50 is disposed adjacent to the forward movement tapered sliding portion 26 so as to maintain the contact state.
  • the release manipulator 50 can be finely moved in the diametrical direction from the outside of the outer shaft 30 while being in sliding contact with the forward tapered sliding part 26. The user presses the gripping operation element 50 in the axial center direction with the operating force N to advance the advancing tapered sliding portion 26 to an open state.
  • the inner circumferential surface 24 (FIG. 4B) of the chuck 21 is provided with protrusions or protrusions (hereinafter simply referred to as "convex") 27 in the circumferential direction. If the notch 12 is cut in the circumferential direction near the tip 1 of the probe 10, the protrusion 27 can be fitted in the notch 12. Moreover, the effects described above can be obtained in the present tools 20, 20a and 20b, the present system 100, and the present method regardless of the presence or absence of the cutouts 12 and the protrusions 27.
  • FIGS. 1 to 3 More details will be described later along FIG. Although the notches 12 and the protrusions 27 are not shown in FIGS. 1 to 3, better effects can be obtained when they are provided. That is, when the user removes the probe 10 from the inspection apparatus 80, it is possible to more reliably grasp the probe 10 by the extraction tool obtained by the user.
  • FIG. 6 is a view showing another modified example of the present tool
  • FIG. 6A is a whole longitudinal sectional view at the time of no operation
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line AA of FIG. It is a longitudinal cross-sectional view.
  • the probe replacement tool 20c shown in FIG. 6 has a configuration in which a single double-headed manipulator 39 is obtained by dividing the present tool 20b of FIG. 5 into two parts, the grip manipulator 40 and the open manipulator 50.
  • a single double-headed manipulator 39 is obtained by dividing the present tool 20b of FIG. 5 into two parts, the grip manipulator 40 and the open manipulator 50.
  • the projections of each double-head form a seesaw at a position closer to the front than the middle in the longitudinal direction of the tool 20c, and are pivotally supported in a back and forth direction.
  • the double-headed manipulator 39 is formed with a gripping operating unit 41 at its rear and an open operating unit 51 at its front.
  • the chuck 21 is provided with a chuck support bar 23 held so as to be able to move forward and backward, and a taper sliding section 25 for retreating in the middle of the chuck support bar 23.
  • the arrangement of the receding taper sliding portion 25 and the advancing taper sliding portion 26 coupled to the chuck support bar 23 in the present tool 20 c of FIG. 6 is the same as that of the present tool 20 b of FIG. 5.
  • Front and back are opposite. That is, the backward taper sliding surface 25 with the tapered surface exposed to the front surface is disposed rearward, and the forward taper sliding surface 26 with the tapered surface exposed to the rear surface is disposed forward.
  • the bottom end portions 37 and 38 of the double-headed manipulator 39 are disposed adjacent to the tapered surfaces of the backward taper sliding surface 25 and the forward taper sliding surface 26 so as to maintain contact. It is done. Due to the pitching of the double-headed manipulator 39, the bottom end portions 37, 38 come into sliding contact with the retracting taper sliding portion 25 and the forward taper sliding portion 26 from the outside of the outer shaft 30, respectively. Fine movement is possible in the diameter direction.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the procedure of this method. That is, this method is a probe exchange method in the inspection apparatus 80 having the probe implanting portion 70 in which a plurality of replaceable probes 10 are implanted.
  • the replacement probe identification step (S10) among the large number of probes 10 implanted in the probe implantation unit 70, the probe 10 to be replaced which has reached a state requiring replacement due to wear or the like is identified.
  • the head 13 of the probe 10 to be replaced specified in the replacement probe specifying step (S10) is gripped by the probe replacement tool 20.
  • the extraction step (S30) the to-be-replaced probe 10 held in the specific probe holding step (S20) is extracted.
  • the scrap removal step (S40) the to-be-replaced probe 10 removed in the removal step (S30) is easily and reliably removed from the probe replacement tools 20, 20a, 20b, and 20c.
  • the probe is replaced by implanting a spare probe 10 in a not-shown shell socket. Finish.
  • the probe replacement tools 20, 20a, 20b and 20c need not necessarily be used, and other means may be used.
  • the tester circuit connecting step (S11) to the inserting step (S14) executed between the replacement probe specifying step (S10) and the specific probe holding step (S20) will be described in more detail.
  • the first electrode 61 of the continuity tester circuit 60 is electrically connected to the probe 10 identified in the replacement probe identification step (S10), and the second electrode of the continuity tester circuit 60 62 are electrically connected to the conductive probe replacement tool 20, 20a, 20b.
  • the probe replacement tool 20 sequentially contacts a plurality of candidates among the large number of the probes to be replaced 10 to confirm the continuity determination of the continuity tester circuit 60.
  • the exchange probe finding step (S13) the head 13 of the probe to be exchanged 10 is contacted and found, and the probe to be exchanged 10 is discovered according to the result of the conduction determination.
  • the mechanical pencil is made by the probe exchange tools 20a, 20b, and 20c which are mainly configured to have a chuck mechanism equivalent to the mechanical pencil chuck.
  • the to-be-exchanged probe 10 assumed to be a core is inserted from the front.
  • the present tools 20a, 20b, and 20c (FIGS. 3 to 6) used here have shapes and configurations similar to mechanical pencils, so they are well adapted to the user's hands and have good usability, and the effect of improving the workability There is also.
  • the chuck 21 in front of the rod 23 is closed to put the exchanged probe 10 inserted in the chuck 21 into a gripping state.
  • the removal step (S30) for removing the probe 10 to be replaced is performed by gripping the probe 10 to be replaced by the probe replacement tools 20a, 20b and 20c.
  • the notch 12 is configured in a relationship of unevenness such that the projections 28 of the tools 20, 20a, 20b can be fitted more reliably when the probe 10 is removed from the inspection device 80.
  • the probe 10 can not be easily removed from the present tools 20, 20 a, 20 b and 20 c. Therefore, it becomes possible to pull out the probe 10 from the inspection device 80 reliably and easily.
  • the present tools 20, 20a, 20b, and 20c can be used when implanting the spare probe 10 in a socket (not shown) which has become a shell after drawing out the probe 10 to be replaced.
  • a new spare probe 10 prepared in advance is held by the present tools 20, 20a, 20b and 20c.
  • the spare probe 10 is implanted in the socket (not shown) removed in the previous removal step (S30) in the spare probe placement step (S51) (see FIG. 3).
  • a spare removing step (S52) for removing the present tools 20, 20a, 20b and 20c from the implanted spare probe 10 is performed, the operation of replacing one probe is completed.
  • FIG. 8 is a partial longitudinal sectional view showing the details of the present tool, the present system and the probe to which the present method is applicable.
  • the needle-like mandrel portion 15 whose pressing force is biased in the direction of being pushed out by the elastic force of the spring 9 is inserted into the sheath 14 which incorporates the spring 9. It is configured by telescopic.
  • the stem portion 15 is composed of a base portion 15 capable of advancing and retracting according to telescopic expansion and contraction along a straight axis 2 relative to the sheath portion 14 and a head portion 13 extended from the base portion 15.
  • the maximum movable distance of the stem 15 relative to the sheath 14 of the probe 10 is referred to as a total stroke 3.
  • the contact point 1 can be lowered until the boundary 4 between the base 17 and the head 13 is as high as the upper end of the sheath 14
  • a narrow diameter portion with a reduced diameter is formed in the lower half of the stem portion 15, which is always accommodated in the sheath 14, a narrow diameter portion with a reduced diameter is formed. That is, except for the both ends of the mandrel portion 15, the small diameter portion and the large diameter portion are constituted by approximately two types of diameters. At the boundary between the small diameter portion and the large diameter portion, a standby height defining step 6 and a stroke defining step 8 are formed. On the other hand, a stroke defining stopper 7 is formed on the sheath portion 14 by providing a constricted portion whose inner diameter located about 1/3 lower than the upper end thereof is smaller than the other inner diameters.
  • the mandrel 15 supported by the sheath 14 so as to be movable back and forth moves forward and backward.
  • the standby height defining step portion 6 and the stroke defining step portion 8 of the mandrel portion 15 respectively abut the stroke defining stopper 7 during the advancing and retracting operation, the movement from there is prohibited.
  • the stem 15 of the probe 10 is defined in stroke.
  • FIG. 9 is a front view showing a modification of the notch in the probe shown in FIG. 8.
  • FIG. 9A has the notch of the probe shown in FIG. 4 and FIG. 9B has an inclined surface from the small diameter portion to the large diameter portion.
  • the notch part, FIG. 9C has each shown the notch part which indented the small diameter part in the notch part shown to FIG. 9B toward the head.
  • FIG. 9B it is a notch part which has the conical-shaped inclined surface 12e formed from the small diameter part 12f to the large diameter part 12g.
  • FIG. 9C is a cutout in which the small diameter portion 12h in the cutout having the conical inclined surface 12e shown in FIG. 9B is indented toward the head 13.
  • FIG. 10 is a view showing a further modification of the notch in the probe shown in FIGS. 8 and 9, wherein the notch is composed of a plurality of recesses
  • FIG. 10A is a front view
  • FIG. 10B is A of FIG. It is a sectional view by the -A line.
  • the plurality of notches 12 are constituted by a plurality of recesses 12c provided along an annular locus 16 whose central axis is the axis 2.
  • FIG. 10B the plurality of notches 12 are constituted by a plurality of recesses 12c provided along an annular locus 16 whose central axis is the axis 2.
  • a user specifies a probe to be replaced which has come to a state requiring replacement due to wear or the like from an inspection apparatus in which a large number of probes are precisely implanted, without missing or mistaken It is possible to provide a simple probe replacement tool, a probe replacement support system, and a probe replacement method for reliably and quickly extracting. Further, since the present tools 20a, 20b, and 20c shown in FIGS. 3 to 6 have shapes and configurations similar to mechanical pencils, they are well adapted to the user's hands and are easy to use, and also have the effect of improving workability. is there.
  • the probe replacement tool, the probe replacement support system, and the probe replacement method according to the present invention can also be applied to a probe card (also sometimes translated as a "probe-attached substrate").
  • This probe card is one in which the above-described function tester and in-circuit tester probe are further miniaturized and densified and applied to a semiconductor test device of a semiconductor integrated circuit (LSI). That is, the probe card is a connecting jig (probe) of the semiconductor test apparatus used in the manufacturing process of the LSI.
  • the probe card is subjected to 100% functional inspection (wafer test / wafer inspection) before the wafer is separated into individual LSI chips. Used.
  • wafer inspection a probe card is used to electrically connect an LSI tester, which is a main inspection apparatus, to an LSI chip to be inspected.
  • Wafer inspection is carried out for the purpose of removing defective LSI chips in advance before LSI chips having a possibility of including manufacturing defects are assembled into a package. If, after being assembled into the final product LSI package, inspection and elimination of defective products, all the cost of the discarded package is wasted. In order to eliminate this waste, wafer inspection is performed at an early stage of the process. Generally, several hundreds to several thousand LSI chips are formed (wafer process) on a single silicon wafer, depending on the size of the wafer and the circuit size of the LSI. A wafer inspection process for exhaustively inspecting these is automated in a mass production factory. The probe card constitutes a part of the inspection apparatus (test cell).
  • the probe replacement tool, the probe replacement support system, and the probe replacement method according to the present invention may be used in a printed circuit board inspection apparatus (function tester or in-circuit tester) that performs an electrical performance inspection on a printed circuit board basis. More specifically, in various electronic circuit inspection devices having a probe implantation section in which a plurality of replaceable probes are implanted, it is adopted as a probe replacement tool, probe replacement support system and probe replacement method when replacing probes. There is a possibility of Furthermore, in the process of manufacturing a semiconductor device, the present invention may be similarly applied to a probe card attached to an inspection apparatus used.
  • Probe 12 notches, multiple recesses provided along 12c locus 16, 12f small diameter, 12g large diameter, 12e inclined surface, 12h small diameter, 13 head of probe 10, 14 sheath, 15 mandrel

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Abstract

検査装置から特定の被交換プローブをユーザが間違えなく抜き取ることを可能にしたプローブ交換工具、プローブ交換支援システムを提供する。 交換可能な複数のプローブ10を植設されたプローブ植設部70を有する電子回路検査装置80のプローブ交換に用いるプローブ交換工具20aは、シャープペンシルのチャックを流用し、シャープペンシルの芯に見立てたプローブ10の頭部を前方から挿入して把持と開放を自在にするように先端部が構成され、把持状態ではプローブ10との導電性が確保される。プローブ交換支援システム100は、導通テスタ回路60の第1電極61を被交換プローブ10に電気接続するとともに第2電極62を導電性のプローブ交換工具20aに電気接続し、これらが導通状態であることを導通テスタ回路60で判別し、被交換プローブ10をプローブ交換工具20aで探知する。

Description

プローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法
 本発明は、プリント基板検査装置(以下、「電子回路検査装置」、「基板検査装置」、「検査装置」、「ファンクションテスタ」又は「インサーキットテスタ」ともいう)に不可欠であり、かつ使用に応じて損耗するプローブを交換するためのプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法に関する。また、プリント基板検査装置に限らず、半導体デバイスの製造工程におけるウェーハ上で多数の同一LSIを迅速に電気的検査する電子回路検査装置のプローブカードのプローブを交換するためのプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法に関する。
 近年の電子機器に多く用いられているプリント基板を検査するファンクションテスタは、基板単位で動作させて、電気的に検査を行うことが可能な装置である。一方、インサーキットテスタは、基板を動作させることなく、個々の部品の特性を微小電力で電気的に検査を行うことにより、目視検査で発見が困難な不良を確実に発見することが可能な装置である。このように、インサーキットテスタは、被検査基板を実働させる動作電流よりも小さな電流で検査するため、部品を壊さず検査できる点で優れている。この、インサーキットテスタは、テスト用プローブを接触可能に基板設計されている小~大規模のプリント基板を適用範囲とする。また、インサーキットテスタの検出可能な不良例として、はんだによるショート・オープン不良、抵抗・コンデンサ・コイル等の定数間違いによる不良、抵抗・コンデンサ・コイル・ダイオード・トランジスタ等の部品欠品不良、SOP(Small Outline Package)・QFP(Quad Flat Package)ほか各種ICのリード浮き不良等があげられる。
 このインサーキットテスタは、検査対象の基板に配設されたテストランド等の微小電極部に対し、確実な導通を確保するように接触して用いられるプローブを、適宜数量だけ検査台に植設されている。このプローブは、使用頻度に応じて損耗するため、新品と適宜交換しながら検査精度を維持することが必要である。また、プローブ交換を便利にしたプローブ自動交換ユニットにおけるプローブ交換位置座標の設定方法が知られている(特許文献1)。
 特許文献1に記載のプローブ交換位置座標の設定方法は、X-Y式インサーキットテスタのプローブ自動交換ユニットのプローブホルダに収納されるプローブの位置座標を正確に設定できるようにしたものである。より具体的には、チャック部に保持されるコンタクトプローブを収納するプローブホルダを取付孔を介してプローブホルダ台に植設配置してなるプローブ自動交換ユニットにおいて、隣り合う相互の離間距離を一致させた各取付孔を横一列に配設したプローブホルダ台には、理論座標値に基づく基準ポイントを少なくとも2か所に設定し、これら各基準ポイントは、画像認識手法に基づく位置補正が自在な位置補正用カメラにより実座標値が計測され、その際の実座標値と前記理論座標値との間に生ずる位置ズレから補正用基準値を算出し、この補正用基準値に基づき各取付孔の位置座標を補正してプローブを交換するために必要な位置座標を設定する、というものである。
特開平7-113820号公報
 しかしながら、特許文献1に記載のプローブ自動交換ユニットにおけるプローブ交換位置座標の設定方法は、X-Y式インサーキットテスタのプローブ自動交換ユニットが装備されていることが前提である。そうでない場合、例えば、多数のプローブを緻密に植設された検査装置に対し、抜取工具を用いたユーザが、手作業によって、プローブ交換を行うことになる。特に、多数のプローブを緻密に植設された検査装置において、損耗等により交換を要する状態に至った被交換プローブを、ユーザが特定し、見逃したり間違えたりすることなく、確実かつ速やかに抜き取るという課題があった。また、そのための簡素なプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法が要望されているという課題もあった。
 本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、多数のプローブを緻密に植設された電子回路検査装置から、損耗等により交換を要する状態に至った被交換プローブを、ユーザが特定し、見逃したり間違えたりすることなく、確実かつ速やかに抜き取るための簡素なプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法を提供することにある。また、ある実施形態においては、作業性を高めるため、ユーザの手に良く馴染むような使い勝手の良いプローブ交換工具を提供することも目的としている。
 本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、交換可能な複数のプローブ(10)を植設されたプローブ植設部(70)を有する電子回路検査装置(80)におけるプローブ交換用のプローブ交換工具(20a,20b,20c)であって、チャック(21)を有し、前記プローブ(10)の頭部(13)を前方から挿入して把持と開放を自在にするように先端部(28)が構成され、前記プローブ(10)が挿入された把持状態では、該プローブ(10)との導電性が確保されることを特徴とする。
 また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のプローブ交換工具(20a,20b,20c)において、前記チャック(21)は、外殻をなす外軸(30a,30b,30c)と同軸に内装され、途中が管部(22)で該管部(22)の後方に延設されたチャック支持棒(23)が前記外軸(30)に対して進退自在に保持され前方は放射状の複数に縦割りで分割されており、前記把持状態では、ユーザの操作力(M)が伝達されると弾性力に抗して前方が放射状から一体的な閉塞形態へとすぼめられるように変形し前方から挿入された前記プローブ(10)を内周面(24)に把持し、前記開放状態では、ユーザの操作力(M)が喪失又は逆操作されることにより、弾性力で放射状に開いて維持され、既に把持した前記プローブ(10)を開放するか又は新たに前記プローブ(10)を把持可能な待機状態となる、構成であることを特徴とする。
 また、請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のプローブ交換工具(20a,20b,20c)において、前記チャック(21)には、進退自在に保持されたチャック支持棒(23)と該チャック支持棒(23)の途中に後退用テーパ摺滑部(25)が付設され、該後退用テーパ摺滑部(25)には、外軸(30a,30b,30c)の外部から摺接しつつ直径方向に微動可能な把持操作子(40)が隣接して配設され、該把持操作子(40)をユーザが軸中心方向へ押圧することにより前記テーパ摺滑部(25)を後退させて前記把持状態となる、構成であることを特徴とする。
 また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のプローブ交換工具(20b)であって、前記チャック(21)には、前記管部(22)の後部に延設されたチャック支持棒(23)に前進用テーパ摺滑部(26)が付設され、該前進用テーパ摺滑部(26)には、外軸(30b)の外部から摺接しつつ直径方向に微動可能な開放操作子(50)が隣接して配設され、該開放操作子(50)をユーザが軸中心方向へ押圧することにより前記前進用テーパ摺滑部(26)を前進させて前記開放状態となる、構成であることを特徴とする。
 また、請求項5に記載の発明は、請求項1~4のいずれかに記載のプローブ交換工具(20a,20b)であって、前記チャック(21)の内周面(24)には、凸部(27)が設けられ、前記プローブ(10)の先端(1)近傍の周方向に切欠部(12)が刻設されていれば、該切欠部(12)に前記凸部(27)が嵌合可能であることを特徴とする。
 また、請求項6に記載の発明は、請求項1~4のいずれかに記載のプローブ交換工具(20b,20c)において、前記チャック(21)の前方に、把持するプローブ(10)の長手方向(2)に対して直角で前方に対面する水平面が形成された肩面(44)を有する排他キャップ(43)を付設したことを特徴とする。
 また、請求項7に記載の発明は、交換可能な複数のプローブ(10)を植設されたプローブ植設部(70)を有する電子回路検査装置(80)におけるプローブ交換を支援するプローブ交換支援システム(100)であって、相互の導通状態が判別可能な第1電極(61)及び第2電極(62)を有する導通テスタ回路(60)と、該導通テスタ回路(60)の前記第1電極(61)を交換対象の被交換プローブ(10)に電気接続するとともに前記第2電極(62)を導電性のプローブ交換工具(20,20a,20b,20c)に電気接続し、前記第1電極(61)と前記第2電極(62)が導通状態であることを前記導通テスタ回路(60)が判別することによって、前記被交換プローブ(10)に前記プローブ交換工具(20,20a,20b,20c)が接触したことを検知することを特徴とする。
 また、請求項8に記載の発明は、交換可能な複数のプローブ(10)を植設されたプローブ植設部(70)を有する電子回路検査装置(80)におけるプローブ交換を支援するプローブ交換支援システム(100)であって、相互の導通状態が判別可能な第1電極(61)及び第2電極(62)を有する導通テスタ回路(60)と、該導通テスタ回路(60)の前記第1電極(61)を交換対象の被交換プローブ(10)に電気接続するとともに前記第2電極(62)を請求項1~4のいずれかに記載のプローブ交換工具(20)に電気接続し、前記第1電極(61)と前記第2電極(62)が導通状態であることを前記導通テスタ回路(60)が判別することによって、前記被交換プローブ(10)に前記プローブ交換工具(20)が接触したことを検知することを特徴とする。
 また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載のプローブ交換支援システム(100)において、前記導通テスタ回路(60)の第2電極(62)から前記プローブ交換工具(20)までを電気接続するケーブル(63)と、該ケーブル(63)の一端と前記プローブ交換工具(20)の一部とを電気接続するための着脱自在の継ぎ手(64,65)と、を備えたことを特徴とする。
 また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載のプローブ交換支援システム(100)において、前記導通テスタ回路(60)の第2電極(62)の先端はバナナプラグ(64)であり、該バナナプラグ(64)を受容するバナナジャック(65)を前記プローブ交換工具(20)の後方に配設したことを特徴とする。
 また、請求項11に記載の発明は、交換可能な複数のプローブ(10)を植設されたプローブ植設部(70)を有する電子回路検査装置(80)におけるプローブ交換方法であって、交換を要する被交換プローブ(10)を特定する交換プローブ特定工程(S10)と、その交換プローブ特定工程(S10)により特定された被交換プローブ(10)の頭部(13)をプローブ交換工具(20,20a,20b,20c)で把持する特定プローブ把持工程(S20)と、その特定プローブ把持工程(S20)により把持された被交換プローブ(10)を抜き取る抜取工程(S30)と、その抜取工程(S30)により抜き取られた被交換プローブ(10)をプローブ交換工具(20,20a,20b,20c)から離脱させる廃品離脱工程(S40)と、を備え、前記交換プローブ特定工程(S10)により特定された被交換プローブ(10)に、相互の導通状態が判別可能な第1電極(61)及び第2電極(62)を有する導通テスタ回路(60)の第1電極(61)を電気接続するとともに前記導通テスタ回路(60)の第2電極(62)を導電性のプローブ交換工具(20,20a,20b,20c)に電気接続するテスタ回路接続工程(S11)と、多数の前記被交換プローブ(10)のうち複数の候補に対し、前記プローブ交換工具(20,20a,20b,20c)で順次接触して前記導通テスタ回路(60)の導通判定を確認する交換プローブ探索工程(S12)と、前記導通判定の結果に応じて前記被交換プローブ(10)を発見する交換プローブ発見工程(S13)と、をさらに有し、その交換プローブ発見工程(S13)で発見された前記被交換プローブ(10)の頭部(13)を、接触して探し当てた前記プローブ交換工具(20,20a,20b,20c)で把持して抜き取る抜取工程(S30)を実行することを特徴とする。
 また、請求項12に記載の発明は、請求項11に記載のプローブ交換方法において、前記交換プローブ発見工程(S13)の後に、チャック(21)を有して構成されたプローブ交換工具(20a,20b,20c)により、前記被交換プローブ(10)を前方から挿入する挿入工程(S14)を実行し、その挿入工程(S14)の後に、ユーザが把持操作子(40)を押圧し、前記チャック(21)の後方に延設されたチャック支持棒(23)を後退させることにより、該チャック支持棒(23)の前方の前記チャック(21)を閉じて、該チャック(21)に挿入されている前記被交換プローブ(10)を把持状態にする前記特定プローブ把持工程(S20)が実行されることを特徴とする。
 また、請求項13に記載の発明は、請求項12に記載のプローブ交換方法において、前記廃品離脱工程(S40)の後に、ユーザがスペアプローブ(10)を前方から挿入して把持操作子(40)を押圧し、前記チャック(21)の後方に延設されたチャック支持棒(23)を後退させることにより、前記チャック(21)を閉じて、該チャック(21)に挿入されている前記スペアプローブ(10)を把持するスペアプローブ把持工程(S50)と、前記抜取工程(S30)により被交換プローブ(10)が抜き取られた前記プローブ植設部(70)のソケットに、前記チャック(21)に把持されている前記スペアプローブ(10)を植設するスペアプローブ植設工程(S51)と、植設された前記スペアプローブ(10)を前記チャック(21)から開放するスペア離脱工程(S52)と、を有することを特徴とする。
 本発明によれば、多数のプローブを緻密に植設された電子回路検査装置から、損耗等により交換を要する状態に至った被交換プローブを、ユーザが特定し、見逃したり間違えたりすることなく、確実かつ速やかに抜き取るための簡素なプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法を提供することができる。また、ある実施形態によれば、シャープペンシルに似た本工具は、ユーザの手に良く馴染むので、作業性を高める効果もある。
本発明の実施形態に係るプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法(以下、「本工具」、「本システム」及び「本方法」ともいう)の前提技術を説明するための概略説明図であり、特に交換プローブ探索工程の説明図である。 図1の概略説明図において、特にラジオペンチ構造のプローブ交換工具を用いた抜取工程の説明図である。 図2の概略説明図において、特にシャープペンシル構造のプローブ交換工具を用いた抜取工程、又はスペアプローブ植設工程の説明図である。 本工具の概略説明図であり、図4Aは全体縦断面図、図4Bはチャックにより被交換プローブを把持する直前の挿入工程を説明する模式図、図4Cはチャックにより被交換プローブを把持した状態を示す模式図である。 本工具の変形例を示す図であり、図5Aは全体縦断面図、図5Bは要部拡大断面図である。 本工具の他の変形例を示す図であり、図6Aは無操作時の全体縦断面図、図6Bは図6AのA-A線断面図、図6Cは把持操作時の全体縦断面図である。 本方法の手順を示すフローチャートである。 本工具、本システム及び本方法に採用可能なプローブの詳細を示す一部縦断面図である。 図8に示したプローブにおける切欠部の変形例を示す正面図であり、図9Aは図4に示したプローブの切欠部、図9Bは小径部から大径部にかけて傾斜面を有する切欠部、図9Cは図9Bに示した切欠部における小径部を頭部に向かってえぐり込んだ切欠部を、それぞれ示している。 図8及び図9に示したプローブにおける切欠部の更なる変形例を示す図であり、該切欠部は複数の凹部により構成され、図10Aは正面図、図10Bは図10AのA-A線による断面図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一機能を有する部材には同一符号を付して説明を省略する。図1は、本発明の実施形態に係るプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法の前提技術を説明するための概略説明図であり、特に交換プローブ探索工程の説明図である。
 図2は、図1の概略説明図において、特にラジオペンチ構造のプローブ交換工具を用いた抜取工程の説明図である。図1で示した第1電極61にプローブサーチ専用ポインタ29を電気的に接続して用いる状態に対し、図2は第1電極61にプローブ交換工具20を接続した状態を示している。
 図3は、図2の概略説明図において、第1電極61にシャープペンシル構造のプローブ交換工具20aを接続し、被交換プローブ10の抜取工程、又はスペアプローブ10を植設する工程を示している。プローブ交換の手順は、図7を用いて後述するように、導通テスタ回路60の支援を得て、多数が林立して見分け難いなかから、被交換プローブ10を、プローブ交換工具20で接触したことを電気的に検知して確実かつ容易に特定する。その特定された被交換プローブ10を、見失わないうちに、接触したプローブ交換工具20で、そのままつかんで引き抜く。また、導通テスタ回路60の支援を得ることにより、スペアプローブ10を植設する工程でも、抜け殻ソケットを間違いなく特定しやすい。
 図1~図3に示すプローブ交換支援システム100は、プリント基板検査装置(「電子回路検査装置」、「基板検査装置」又は単に「検査装置」ともいう)80と、導通テスタ回路60と、プローブサーチ専用ポインタ29又は、後述するプローブ交換工具20,20a,20b,20cと、を備えて構成されている。検査装置80は、交換可能な複数のプローブ10を植設されたプローブ植設部70を有している。なお、図2に示すプローブ交換工具20として、ラジオペンチのように金属性で導電性を有し先細り形状の把持部を備えた把持具を例示しているが、それに限らず金属製のピンセット等でも構わない。
 この検査装置80は、不図示のプリント基板を載置して電気的試験を行う。プローブ10は、その先端の接点1が、検査対象となる不図示のプリント基板に配設されたテストランド等の微小電極部に接触することにより、検査用電気回路に適切な導通を確保する。プローブ10は、図8を用いて後述するように、スプリング9を内蔵する鞘状部14に、スプリング9の弾性力で押し出される方向に押圧力を付勢された針状の心棒部15が嵌挿されたテレスコピック(telescopic:重なり合った筒等が伸び縮みする構造)により構成されている。
 プローブ10は、先端の接点1が使用頻度に応じて損耗するので、規定の損耗限度に達したことが確認される都度に新品交換される。本システム100は、プローブ交換を適切に支援することにより、多数のプローブを緻密に植設された検査装置80から、損耗等により交換を要する状態に至った被交換プローブ10を、ユーザが特定し、見逃したり間違えたりすることなく、確実かつ速やかに抜き取ることを可能にする効果が得られる。
 本システム100は、交換可能な複数のプローブ10が植設されたプローブ植設部70を有する検査装置80におけるプローブ交換を支援する。また、本システム100は、プローブ交換工具20,20a,20b,20cを用いたプローブ交換方法を実行することにより、本来の効果を得ることが可能である。
 導通テスタ回路60は、相互の導通状態が判別可能な第1電極61及び第2電極62を有する。すなわち、導通テスタ回路60の第1電極61を交換対象の被交換プローブ10に電気接続するとともに、第2電極62を導電性のプローブ交換工具20,20a,20b,20cに電気接続した状態で用いられる。
 本システム100は、第1電極61と第2電極62が導通状態であることを導通テスタ回路60が判別することによって、被交換プローブ10にプローブ交換工具20,20a,20b,20cが接触したことを検知する。導通テスタ回路60は、各種電気作業において従来から多用されている簡易なテスタに内蔵された小規模電源(電池等)66及び電流計測手段(電流計等)67と同様な構成である。導通を報知するための視覚的・聴覚的な支援手段が付設されていることが好ましい。例えば、アナログ式メータの振れ角度、モニター画面への描写、ブザー音等によりユーザへ報知の便宜を図ることが望ましい。
 本システム100は、ケーブル63と、継ぎ手64,65と、を備えている。ケーブル63は、導通テスタ回路60の第2電極62からプローブ交換工具20,20a,20b,20cまでを電気接続する。継ぎ手64,65は、ケーブル63の一端とプローブ交換工具20,20a,20b,20cの一部とを着脱自在に電気接続するものであれば、どのような種類のものでも構わない。
 本システム100において、例示する導通テスタ回路60の第2電極62の先端はバナナプラグ64である。そのバナナプラグ64を受容するバナナジャック65をプローブ交換工具20,20a,20b,20cの後方に配設している。バナナプラグ64と、バナナジャック65とは、適切な規格品を用いることにより、接続する相手を取り替えても互換関係を確保して適切に受容し、抜き差し自在に電気接続することが可能である。
 また、プローブサーチ専用ポインタ29と、プローブ交換工具20,20a,20b,20cと、にそれぞれ共通のバナナジャック65が配設されている。したがって、第2電極62の先端に配設されているバナナプラグ64は、プローブサーチ専用ポインタ29、プローブ交換工具20、プローブ交換工具20a,20b,20cの何れかと、容易に接続を交換することが可能である。
 図4は、本工具の概略説明図であり、図4Aは全体縦断面図、図4Bはチャックにより被交換プローブを把持する直前の挿入工程を説明する模式図、図4Cはチャックにより被交換プローブを把持した状態を示す模式図である。図4に示すように、プローブ交換工具20a,は、シャープペンシルのチャック21と同等の機構を有して主要構成されている。チャック21は、外殻をなす外軸30と同軸に内装され、途中が管部22で、その管部22の後方に延設されたチャック支持棒23が、外軸30に対して進退自在に保持されている。チャック21の前方は、放射状の複数に縦割りで分割されている。なお、チャック21は、3分割される構造が一般的であるが、3分割に限定する必要はなく、例えば2~8分割される構造でも構わない。また、該当箇所の図面は2分割構造を例示して簡略に描写している。
 ラジオペンチ構造のプローブ交換工具20(図2)に代えて用いるプローブ交換工具20a(図3、図4),20b(図5),20c(図6)は、サイドノック式シャープペンシルの機構を流用して構成されたものである。プローブ交換工具20a,20b,20cは、シャープペンシルの芯(mechanical pencil lead)に見立てたプローブ10の頭部13(図8~図10参照)を前方から挿入して把持と開放を自在にするように先端部28が構成されている。また、プローブ交換工具20a,20b,20cは、これらの後部にバナナプラグ64を挿入すれば、プローブ10を把持した状態で、プローブ10からバナナプラグ64および導通テスタ回路60の第2電極62までの導電性が確保される。
 チャック21は、ユーザの操作力Mが伝達され、開放状態から把持状態へと移行する際、チャック支持棒23がJ方向へ後退する。チャック支持棒23がJ方向へ後退すると、予め弾性力で開いていたチャック21が、軸孔31に引き込まれることにより、弾性力に抗してすぼめられるように変形する。チャック21は、前方をすぼめられることにより、前方から挿入されていたプローブ10の頭部13を、内周面24に把持する。
 プローブ交換工具20aにおいて、チャック21には、進退自在に保持されたチャック支持棒23が延設されている。そのチャック支持棒23の途中に後退用テーパ摺滑部25が付設されている。また、把持操作子40が、後退用テーパ摺滑部25に隣接して接触状態を維持するように配設されている。この把持操作子40は、外軸30の外部から後退用テーパ摺滑部25に摺接しながら直径方向に微動可能である。ユーザが、把持操作子40を軸中心方向へ操作力Mで押圧することにより、後退用テーパ摺滑部25を後退させて把持状態となる。
 後退用テーパ摺滑部25は、その後面54がストッパ36の前方に形成された位置規制面35に当接するまで後退させることが可能である。このため、外軸30の内部において、ストッパ36が固定される位置を、前後方向に設定されることにより、後退用テーパ摺滑部25の後退限度が設定される。この後退限度の設定により、チャック21がプローブ10の頭部13を適切な強度で噛むことが可能となる。強く噛ませたい場合は、後退用テーパ摺滑部25が大きく後退できるように、ストッパ36をより後方に固定する。逆に、弱く噛ませたい場合は、後退用テーパ摺滑部25が、より前方で位置規制されるように、ストッパ36を前方に固定する。
 本工具20aの後方に形成されたバナナジャック65は、規定された内径の筒状に形成されている。バナナジャック65の奥部は、内径が漏斗状に縮径した後に一段と細い内筒55へと連通している。本工具20a,20b,20cのバナナジャック65は、バナナプラグ64を抜き取れば、その代わりに解除ノック棒32を嵌入することが可能である。この解除ノック棒32は、注射器のピストンの先を細くしたような形状で、挿入後に後端のノック部33をユーザの親指等で押圧できる構成である。なお、解除ノック棒32の基端部、すなわちノック部33の近傍を太めの外径にして、バナナジャック65に密嵌させることが好ましい。
 解除ノック棒32の先端52は、バナナジャック65の奥部の細い内筒55からはみ出してチャック支持棒23の後端53に当接する。ユーザが、解除ノック棒32の後端のノック部33を押圧することにより、チャック支持棒23を、後退用テーパ摺滑部25とともに前方(K方向)へ押し戻すことが可能である。チャック支持棒23が押し戻されてK方向へ前進すると、チャック21は軸孔31から前方を露出する。このとき、チャック21は弾性力で放射状に開いて維持され開放状態となる。このように、解除ノック棒32は、スプリング34の弾性力だけでは、チャック21が開放できない場合のトラブル対策に用いる。
 上述のトラブル時でなく、正常動作時において、チャック21は、ユーザの操作力Mが喪失、又は逆操作(図5の矢印N)されることにより、チャック支持棒23がK方向へ前進する。チャック支持棒23がK方向へ前進すると、チャック21は弾性力で放射状に開いて維持され開放状態となる。チャック21は、開放状態となることにより、既に把持したプローブ10を開放し、新たに別のプローブ10を把持可能な待機状態となる。
 図5は、本工具の変形例を示す図であり、図5Aは全体縦断面図、図5Bは要部拡大断面図である。図5Aに示すプローブ交換工具20bは、開放操作子50をユーザが軸中心方向へ操作力Nで押圧することにより前進用テーパ摺滑部26を前進させて開放状態とする構成である。なお、プローブ交換工具20bの先端部28には排他キャップ43を適宜に被せることが可能である。排他キャップ43の目的は、検査装置80で緻密に林立するプローブ群のなかから、本工具20bにより、被交換プローブ10のみを選択的に把持するとき、周囲の非交換プローブ10を排他することにある。
 しかしながら、非交換プローブ10は交換時期が未到来であるため、使用可能に保存されることを要する。そこで、周囲の非交換プローブ10に横向きの曲げ応力を及ぼすことなく、非交換プローブ10を排他しながら、特定の被交換プローブ10のみを選択的に把持できるようにするための排他キャップ43を適宜に被せる。
 図5Bに示すように、排他キャップ43は、把持するプローブ10の長手方向(軸線)2に対して直角で前方に対面する水平面が環状に形成された肩面44を有する。この肩面44は、非交換プローブ10の先端、すなわち接点1を軸線2の方向に押圧する。このとき、非交換プローブ10の頭部13に横倒しの応力が加わることなく、スプリング9の弾性力に打ち勝って、心棒部15が軸線2の方向に押下げられる。このとき、非交換プローブ10を傷めることなく排他しながら、特定の被交換プローブ10のみを選択的に把持できる。
 プローブ交換工具20bにおいて、チャック21には、管部22の後部に延設されたチャック支持棒23に前進用テーパ摺滑部26が付設されている。また、開放操作子50が、前進用テーパ摺滑部26に隣接して接触状態を維持するように配設されている。この開放操作子50は、外軸30の外部から前進用テーパ摺滑部26に摺接しながら直径方向に微動可能である。ユーザが、把持操作子50を軸中心方向へ操作力Nで押圧することにより、前進用テーパ摺滑部26を前進させて開放状態にする。
 プローブ交換工具20a,20bにおいて、チャック21の内周面24(図4B)には、周方向に凸条又は凸部(以下、単に「凸部」という)27が設けられている。プローブ10の先端1近傍の周方向に切欠部12が刻設されていれば、その切欠部12に凸部27が嵌合可能である。また、これら切欠部12及び凸部27の有無にかかわらず、本工具20,20a,20b、本システム100及び本方法において、上述した効果が得られる。
 より詳しくは、図7に沿って後述する。なお、図1~図3には切欠部12及び凸部27が記載されていないが、これらが付設されている場合、より良い効果が得られる。すなわち、ユーザが検査装置80からプローブ10を取り外す際、ユーザが手にした引き抜き工具によって、プローブ10をより確実につかみ易くすることが可能となる。
 図6は、本工具の他の変形例を示す図であり、図6Aは無操作時の全体縦断面図、図6Bは図6AのA-A線断面図、図6Cは把持操作時の全体縦断面図である。図6に示すプローブ交換工具20cは、図5の本工具20bが把持操作子40および開放操作子50の2個に分かれていたところを、1個の双頭操作子39にまとめた構成である。以下、図6の本工具20cと、図5の本工具20bとの相違点のみについて説明する。
 双頭操作子39は、本工具20cの長手方向の中程より前方寄りの位置で、双頭部それぞれの突起がシーソーを形成し、前後方向に対して揺動(pitching)自在に軸支されている。双頭操作子39には、その後方に把持操作部41、前方に開放操作部51が形成されている。チャック21には、進退自在に保持されたチャック支持棒23と、そのチャック支持棒23の途中に後退用テーパ摺滑部25が付設されている。
 ただし、図6の本工具20cにおけるチャック支持棒23に結合された後退用テーパ摺滑部25と前進用テーパ摺滑部26との配置は、図5の本工具20bにおけるそれらの配置に対して前後が逆である。すなわち、テーパ面を前面に露出した後退用テーパ摺滑部25が後方に配置され、テーパ面を後面に露出した前進用テーパ摺滑部26が前方に配置されている。
 また、双頭操作子39の底側端部37,38が、後退用テーパ摺滑部25および前進用テーパ摺滑部26の、それぞれのテーパ面に隣接して接触状態を維持するように配設されている。この双頭操作子39の揺動(pitching)によって、その底側端部37,38は、外軸30の外部から後退用テーパ摺滑部25および前進用テーパ摺滑部26に、それぞれ摺接しながら直径方向に微動可能である。
 ユーザが、双頭操作子39の後方寄りの把持操作部41を、軸中心方向へ操作力M(図6の矢印)で押圧することにより、底側端部37が後退用テーパ摺滑部25を後退させて把持状態となる。逆に、ユーザが、双頭操作子39の前方寄りの開放操作部51を、軸中心方向へ操作力N(図6Aの矢印)で押圧することにより、底側端部38が前進用テーパ摺滑部26を前進させて開放状態となる。
 図7は、本方法の手順を示すフローチャートである。すなわち、本方法は、交換可能な複数のプローブ10を植設されたプローブ植設部70を有する検査装置80におけるプローブ交換方法である。まず、交換プローブ特定工程(S10)では、プローブ植設部70に植設された多数のプローブ10のなかから、損耗等により交換を要する状態に至った被交換プローブ10を特定する。
 つぎに、特定プローブ把持工程(S20)では、交換プローブ特定工程(S10)により特定された被交換プローブ10の頭部13をプローブ交換工具20で把持する。つぎに、抜取工程(S30)では、特定プローブ把持工程(S20)により把持された被交換プローブ10を抜き取る。つぎに、廃品離脱工程(S40)では、抜取工程(S30)により抜き取られた被交換プローブ10をプローブ交換工具20,20a,20b,20cから容易かつ確実に離脱させる。
 最後に、スペアプローブ植設工程(S51)では、場合に応じた適切な方法で、被交換プローブ10を抜き取った後、不図示の抜け殻ソケットにスペアのプローブ10を植設することにより、プローブ交換を終了する。このとき、プローブ交換工具20,20a,20b,20cを必ずしも用いる必要はなく、他の手段を用いても構わない。
 以下、交換プローブ特定工程(S10)から特定プローブ把持工程(S20)までの間に実行されるテスタ回路接続工程(S11)乃至挿入工程(S14)を、より詳細に説明する。
 まず、テスタ回路接続工程(S11)では、交換プローブ特定工程(S10)により特定された被交換プローブ10に、導通テスタ回路60の第1電極61を電気接続するとともに導通テスタ回路60の第2電極62を導電性のプローブ交換工具20,20a,20bに電気接続する。
 つぎに、交換プローブ探索工程(S12)では、多数の被交換プローブ10のうち複数の候補に対し、プローブ交換工具20で順次接触して導通テスタ回路60の導通判定を確認する。つぎに、交換プローブ発見工程(S13)では、被交換プローブ10の頭部13を、接触して探し当て導通判定の結果に応じて被交換プローブ10を発見する。つぎに、挿入工程(S14)では、交換プローブ発見工程(S13)の後に、シャープペンシルのチャックと同等のチャック機構を有して主要構成されたプローブ交換工具20a,20b,20cにより、シャープペンシルの芯に見立てた被交換プローブ10を前方から挿入する。ここで用いた本工具20a,20b,20c(図3~図6)は、シャープペンシルに似た形状および構成であるため、ユーザの手に良く馴染んで使い勝手が良好であり、作業性を高める効果もある。
 すなわち、特定プローブ把持工程(S20)は、挿入工程(S14)の後に、ユーザが把持操作子40を押圧し、チャック21の後方に延設されたチャック支持棒23を後退させることにより、チャック支持棒23の前方のチャック21を閉じて、チャック21に挿入されている被交換プローブ10を把持状態にする。その後、被交換プローブ10を抜き取る抜取工程(S30)は、プローブ交換工具20a,20b,20cにより被交換プローブ10を把持して実行する。
 切欠部12は、検査装置80からプローブ10を取り外す際、本工具20,20a,20bの凸部28を、より確実に適合させるような凹凸の関係に構成されている。その効果として、チャック21でプローブ10の頭部13をつかんだ後、プローブ10を軸線7の方向に引っ張っても、本工具20,20a,20b,20cからプローブ10が外れ難い。したがって、検査装置80からプローブ10を確実かつ容易に引き抜くことが可能となる。
 また、被交換プローブ10を引き抜いた後、抜け殻になった不図示のソケットに、スペアプローブ10を植設する際にも、本工具20,20a,20b,20cを用いることが可能である。まず、スペアプローブ把持工程(S50)により、予め用意された新品のスペアプローブ10を本工具20,20a,20b,20cで把持する。それから、前の抜取工程(S30)で抜け殻になった不図示のソケットに、スペアプローブ植設工程(S51)により、スペアプローブ10を植設する(図3参照)。最後に、植設されたスペアプローブ10から、本工具20,20a,20b,20cを離脱するスペア離脱工程(S52)を実行すれば、1本のプローブを交換する作業が一通り完了する。
 以下、図8を用い、本装置に採用可能なプローブについてより詳細な説明をする。図8は、本工具、本システム及び本方法を適用可能なプローブの詳細を示す一部縦断面図である。図8に示すように、プローブ10は、スプリング9を内蔵する鞘状部14に、スプリング9の弾性力で押し出される方向に押圧力を付勢された針状の心棒部15が嵌挿されたテレスコピックにより構成されている。
 心棒部15は、鞘状部14に対する一直線上の軸線2に沿いながらテレスコピックの伸縮に応じて進退可能な基部15と、その基部15から延設された頭部13と、より構成されている。このプローブ10の鞘状部14に対する心棒部15の進退動作可能な最大距離を、全ストローク3と呼ぶ。このプローブ10において、全ストローク3を縮めると、基部17と頭部13との境界4が、鞘状部14の上端と同じくらいの高さになるまで接点1を低くすることができる
 心棒部15は、鞘状部14に常時収容されている下半分に、直径を細くした細径部が形成されている。すなわち、心棒部15の両端以外は、細径部と太径部と概ね2種類の直径により構成されている。これら細径部と太径部との境界には、待機高さ規定段部6およびストローク規定段部8が形成されている。一方、鞘状部14には、その上端から1/3程度下方に位置する内径を、他の大部分の内径よりも細くしたくびれ部を設け、ストローク規定ストッパ7が形成されている。
 テレスコピック構成のプローブ10は、鞘状部14で進退自在に支持された心棒部15が進退動作する。その進退動作する際、心棒部15の待機高さ規定段部6およびストローク規定段部8が、ストローク規定ストッパ7にそれぞれ当接したとき、そこから先への移動を禁止される。このようにして、プローブ10の心棒部15は、ストロークを規定される。
 図9は、図8に示したプローブにおける切欠部の変形例を示す正面図であり、図9Aは図4に示したプローブの切欠部、図9Bは小径部から大径部にかけて傾斜面を有する切欠部、図9Cは図9Bに示した切欠部における小径部を頭部に向かってえぐり込んだ切欠部を、それぞれ示している。図9Bに示すように、小径部12fから大径部12gにかけて形成された円錐形の傾斜面12eを有する切欠部である。図9Cは図9Bに示した円錐形の傾斜面12eを有する切欠部における小径部12hを頭部13に向かってえぐり込んだ切欠部である。
 図10は、図8及び図9に示したプローブにおける切欠部の更なる変形例を示す図であり、切欠部は複数の凹部により構成され、図10Aは正面図、図10Bは図10AのA-A線による断面図である。図10Bに示すように、複数の切欠部12は、軸線2を中心軸とする環状の軌跡16に沿って設けられた複数の凹部12cにより構成される。
 以上、本発明によれば、多数のプローブを緻密に植設された検査装置から、損耗等により交換を要する状態に至った被交換プローブを、ユーザが特定し、見逃したり間違えたりすることなく、確実かつ速やかに抜き取るための簡素なプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法を提供できる。また、図3~図6に示した本工具20a,20b,20cは、シャープペンシルに似た形状および構成であるため、ユーザの手に良く馴染んで使い勝手が良好であり、作業性を高める効果もある。
 本発明に係るプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法は、プローブカード(probe card;「探針付き基板」と和訳されることもある)にも適用できる。このプローブカードは、上述したファンクションテスタやインサーキットテスタのプローブを、より微細化・緻密化して半導体集積回路(LSI)の半導体試験装置に適用したものである。すなわち、プローブカードは、LSIの製造工程で用いられる半導体試験装置の接続治具(探針)である。つまり、プローブカードは、円形のシリコン基板(ウェーハ)上に多数個のLSIの形成が完成した段階で、ウェーハを個々のLSIチップに切り離す前に、全数行う機能検査(ウェーハテスト/ウェーハ検査)に用いられる。ウェーハ検査において、プローブカードは、主検査装置であるLSIテスタと、被検査LSIチップとを電気的につなぐ目的で用いられる。
 ウェーハ検査は、製造上の不良を含む可能性を持つLSIチップが、パッケージに組み立てられる前に、あらかじめ不良LSIチップを排除しておく目的で実施されている。もし、最終製品であるLSIのパッケージに組み立てられた後に、検査してから不良品を排除したのでは、捨てるパッケージのコスト分が全て無駄となる。この無駄を無くすために、工程の早い段階でウェーハ検査が行われる。1枚のシリコンウェーハ上には、そのウェーハのサイズやLSIの回路規模にも依るが、一般的に数百~数千個のLSIチップが形成(ウェーハプロセス)される。これらを全数検査するウェーハ検査工程は、量産工場において自動化されている。プローブカードは、その検査装置(テストセル)の一部を構成するものである。
 本発明に係るプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法は、プリント基板単位での電気性能検査を行うプリント基板検査装置(ファンクションテスタ又はインサーキットテスタ)において、利用可能性がある。より詳しくは、交換可能な複数のプローブを植設されたプローブ植設部を有する各種の電子回路検査装置において、プローブを交換する際のプローブ交換工具、プローブ交換支援システム及びプローブ交換方法として採用される可能性がある。さらに、半導体デバイスの製造工程において、用いられる検査装置に付属するプローブカードにも、同様に適用される可能性がある。
1 接点(プローブ10の先端)、2 軸線(プローブ10の長手方向)、3 ストローク、4 境界、6 待機高さ規定段部、7 ストローク規定ストッパ、8 ストローク規定段部、9,34 スプリング、10 プローブ、12 切欠部、12c 軌跡16に沿って設けられた複数の凹部、12f 小径部、12g 大径部、12e 傾斜面、12h 小径部、13 プローブ10の頭部、14 鞘状部、15 心棒部、16 軸線2を中心軸とする環状の軌跡、17 基部、18 、19 、20,20a,20b,20c プローブ交換工具(本工具)、21 チャック、22 管部、23 チャック支持棒、24 チャック21の内周面、25 後退用テーパ摺滑部、 26 前進用テーパ摺滑部、27 凸部、28 先端部、29 プローブサーチ専用ポインタ、30 外軸、31 軸孔、32 解除ノック棒、33 ノック部、35 位置規制面、36 ストッパ、37,38 底側端部、39 双頭操作子、40 把持操作子、41 把持操作部、43 排他キャップ、44 肩面、50 開放操作子、51 開放操作部、52 解除ノック棒32の先端、53 チャック支持棒23の後端、54 後退用テーパ摺滑部25の後面、55 内筒、60 導通テスタ回路、61 第1電極、62 第2電極、63 ケーブル、64 バナナプラグ(継ぎ手)、65 バナナジャック(継ぎ手)、66 小規模電源(電池等)、67 電流計測手段(電流計等)、70 プローブ植設部、80 プリント基板検査装置(電子回路検査装置、基板検査装置、検査装置、ファンクションテスタ、インサーキットテスタ)、100 プローブ交換支援システム(本システム)、J 移動方向、M,N ユーザの操作力、(S10) 交換プローブ特定工程、(S11) テスタ回路接続工程、(S12) 交換プローブ探索工程、(S13) 交換プローブ発見工程、(S14) 挿入工程、(S20) 特定プローブ把持工程、(S30) 抜取工程、(S40) 廃品離脱工程、(S50) スペアプローブ把持工程、(S51) スペアプローブ植設工程、(S52) スペア離脱工程

Claims (13)

  1.  交換可能な複数のプローブを植設されたプローブ植設部を有する電子回路検査装置におけるプローブ交換用のプローブ交換工具であって、
     チャックを有し、前記プローブの頭部を前方から挿入して把持と開放を自在にするように先端部が構成され、
     前記プローブが挿入された把持状態では、該プローブとの導電性が確保されることを特徴とするプローブ交換工具。
  2.  前記チャックは、外殻をなす外軸と同軸に内装され、途中が管部で該管部の後方に延設されたチャック支持棒が前記外軸に対して進退自在に保持され前方は放射状の複数に縦割りで分割されており、
     前記把持状態では、ユーザの操作力が伝達されると弾性力に抗して前方が放射状から一体的な閉塞形態へとすぼめられるように変形し前方から挿入された前記プローブを内周面に把持し、
     前記開放状態では、ユーザの操作力が喪失又は逆操作されることにより、弾性力で放射状に開いて維持され、既に把持した前記プローブを開放するか又は新たに前記プローブを把持可能な待機状態となる、
     構成であることを特徴とする請求項1に記載のプローブ交換工具。
  3.  前記チャックには、進退自在に保持されたチャック支持棒と該チャック支持棒の途中に後退用テーパ摺滑部が付設され、
     該後退用テーパ摺滑部には、外軸の外部から摺接しつつ直径方向に微動可能な把持操作子が隣接して配設され、
     該把持操作子をユーザが軸中心方向へ押圧することにより前記テーパ摺滑部を後退させて前記把持状態となる、
     構成であることを特徴とする請求項2に記載のプローブ交換工具。
  4.  前記チャックには、前記管部の後部に延設されたチャック支持棒に前進用テーパ摺滑部が付設され、
     該前進用テーパ摺滑部には、外軸の外部から摺接しつつ直径方向に微動可能な開放操作子が隣接して配設され、
     該開放操作子をユーザが軸中心方向へ押圧することにより前記前進用テーパ摺滑部を前進させて前記開放状態となる、
     構成であることを特徴とする請求項3に記載のプローブ交換工具。
  5.  前記チャックの内周面には、凸部が設けられ、
     前記プローブの先端近傍の周方向に切欠部が刻設されていれば、
     該切欠部に前記凸部が嵌合可能であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のプローブ交換工具。
  6.  前記チャックの前方に、把持するプローブの長手方向に対して直角で前方に対面する水平面が形成された肩面を有する排他キャップを付設したことを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のプローブ交換工具。
  7.  交換可能な複数のプローブを植設されたプローブ植設部を有する電子回路検査装置におけるプローブ交換を支援するプローブ交換支援システムであって、
     相互の導通状態が判別可能な第1電極及び第2電極を有する導通テスタ回路と、
     該導通テスタ回路の前記第1電極を交換対象の被交換プローブに電気接続するとともに前記第2電極を導電性のプローブ交換工具に電気接続し、
     前記第1電極と前記第2電極が導通状態であることを前記導通テスタ回路が判別することによって、前記被交換プローブに前記プローブ交換工具が接触したことを検知することを特徴とするプローブ交換支援システム。
  8.  交換可能な複数のプローブを植設されたプローブ植設部を有する電子回路検査装置におけるプローブ交換を支援するプローブ交換支援システムであって、
     相互の導通状態が判別可能な第1電極及び第2電極を有する導通テスタ回路と、
     該導通テスタ回路の前記第1電極を交換対象の被交換プローブに電気接続するとともに前記第2電極を請求項1~4のいずれかに記載のプローブ交換工具に電気接続し、
     前記第1電極と前記第2電極が導通状態であることを前記導通テスタ回路が判別することによって、前記被交換プローブに前記プローブ交換工具が接触したことを検知することを特徴とするプローブ交換支援システム。
  9.  前記導通テスタ回路の第2電極から前記プローブ交換工具までを電気接続するケーブルと、
     該ケーブルの一端と前記プローブ交換工具の一部とを電気接続するための着脱自在の継ぎ手と、を備えたことを特徴とする請求項8に記載のプローブ交換支援システム。
  10.  前記導通テスタ回路の第2電極の先端はバナナプラグであり、該バナナプラグを受容するバナナジャックを前記プローブ交換工具の後方に配設したことを特徴とする請求項9に記載のプローブ交換支援システム。
  11.  交換可能な複数のプローブを植設されたプローブ植設部を有する電子回路検査装置におけるプローブ交換方法であって、
     交換を要する被交換プローブを特定する交換プローブ特定工程と、
     その交換プローブ特定工程により特定された被交換プローブの頭部をプローブ交換工具で把持する特定プローブ把持工程と、
     その特定プローブ把持工程により把持された被交換プローブを抜き取る抜取工程と、
     その抜取工程により抜き取られた被交換プローブをプローブ交換工具から離脱させる廃品離脱工程と、を備え、
     前記交換プローブ特定工程により特定された被交換プローブに、相互の導通状態が判別可能な第1電極及び第2電極を有する導通テスタ回路の第1電極を電気接続するとともに前記導通テスタ回路の第2電極を導電性のプローブ交換工具に電気接続するテスタ回路接続工程と、
     多数の前記被交換プローブのうち複数の候補に対し、前記プローブ交換工具で順次接触して前記導通テスタ回路の導通判定を確認する交換プローブ探索工程と、
     前記導通判定の結果に応じて前記被交換プローブを発見する交換プローブ発見工程と、
     をさらに有し、
     その交換プローブ発見工程で発見された前記被交換プローブの頭部を、接触して探し当てた前記プローブ交換工具で把持して抜き取る抜取工程を実行することを特徴とするプローブ交換方法。
  12.  前記交換プローブ発見工程の後に、
     チャックを有して構成されたプローブ交換工具により、前記被交換プローブを前方から挿入する挿入工程を実行し、
     その挿入工程の後に、ユーザが把持操作子を押圧し、前記チャックの後方に延設されたチャック支持棒を後退させることにより、該チャック支持棒の前方の前記チャックを閉じて、該チャックに挿入されている前記被交換プローブを把持状態にする前記特定プローブ把持工程が実行されることを特徴とする請求項11に記載のプローブ交換方法。
  13.  前記廃品離脱工程の後に、
     ユーザがスペアプローブを前方から挿入して把持操作子を押圧し、前記チャックの後方に延設されたチャック支持棒を後退させることにより、前記チャックを閉じて、該チャックに挿入されている前記スペアプローブを把持するスペアプローブ把持工程と、
     前記抜取工程により被交換プローブが抜き取られた前記プローブ植設部のソケットに、前記チャックに把持されている前記スペアプローブを植設するスペアプローブ植設工程と、
     植設された前記スペアプローブを前記チャックから開放するスペア離脱工程と、
     を有することを特徴とする請求項12に記載のプローブ交換方法。
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