WO2023248595A1

WO2023248595A1 - プローブユニットの製造方法、プローブユニット、プローブ実装体及び電気検査装置

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Publication number: WO2023248595A1
Application number: PCT/JP2023/015295
Authority: WO
Inventors: 徹石井; 陸勝又
Original assignee: ヤマハファインテック株式会社
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2023-04-17
Publication date: 2023-12-28
Also published as: TW202401017A

Abstract

本発明の一実施形態に係るプローブユニットの製造方法は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピン１１を備えるプローブユニットの製造方法であって、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座１０を用い、台座１０に対するプローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整し、前記相対位置を保ちつつ台座１０にプローブピン１１を固定する。

Description

プローブユニットの製造方法、プローブユニット、プローブ実装体及び電気検査装置

　本発明は、プローブユニットの製造方法、プローブユニット、プローブ実装体及び電気検査装置に関する。

　プリント基板の電気的な特性を検査するために電気検査装置が用いられている。この電気検査装置として、例えば電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンと、このプローブピンの先端位置付近を拡大して観察可能な顕微鏡とを備えたものが公知である（特開平４－１５８５４１号公報参照）。

　この従来の電気検査装置では、プローブピンを電子回路基板の表面に近づけたのち、プローブピンの先端を顕微鏡で観察しながら、電子回路基板上の所定の電極に適切に接するよう位置合わせが行われる。前記電気検査装置では、この位置合わせを担うポジショナ先端部に、アタッチメントを介して２線式プローブが装着されており、前記アタッチメントが２線式プローブを鉛直線回りに回転させる回転機構を備えている。前記電気検査装置は、この回転機構により正確でかつ高能率なプロ－ビングを可能としている。

特開平４－１５８５４１号公報

　前記従来の電気検査装置では、電気検査装置に実装された実際の電子回路基板に対して直接位置合わせ作業を行うものであるため、基板にプローブピンを押し付ける場合があり基板に不要な損傷を与えるおそれがある。

　また、電気検査装置上で位置合わせを行うため、電気検査装置はその間本来の目的である電気測定を行うことができず装置の稼働率が低下するおそれがある。

　本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、本発明は、プローブピンの先端が高精度に位置合わせ可能であり、かつ電気検査装置上で位置合わせを行う必要がないプローブユニットの製造方法、プローブユニット、プローブ実装体及び電気検査装置の提供を目的とする。

　本発明の一態様に係るプローブユニットの製造方法は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンを備えるプローブユニットの製造方法であって、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座を用い、前記台座に対する前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整し、前記相対位置を保ちつつ前記台座に前記プローブピンを固定する。

　本発明の別の一態様に係るプローブユニットは、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載可能なプローブユニットであって、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンとを備え、前記台座が、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有する。

　本発明のさらに別の一態様に係るプローブ実装体は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に取り付け可能なプローブ実装体であって、プローブユニットと、前記プローブユニットが固定されるプローブ実装ベースとを備え、前記プローブユニットが、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンとを備え、前記プローブ実装ベースが、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備える。

　本発明のさらに別の一態様に係る電気検査装置は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置であって、プローブユニットと、前記プローブユニットが固定される検査ヘッドとを備え、前記プローブユニットが、当該電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンとを備え、前記検査ヘッドが、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備える。

図１は、本発明の一実施形態に係るプローブユニットを示す模式的斜視図である。図２は、図１のプローブピンの先端部分を示す模式的拡大図である。図３は、図１のプローブユニットを搭載したプローブ実装体を示す模式的斜視図である。図４は、本発明の一実施形態に係るプローブユニットの製造方法を示すフロー図である。図５は、図１のプロービングユニットを製造する際に用いられる位置合わせ治具を示す模式的斜視図である。図６は、図５の位置合わせ治具に図１のプロービングユニットをセットした状態を示す模式的斜視図である。図７は、図１とは異なる実施形態に係るプローブユニットを示す模式的斜視図である。図８は、図７のプローブユニットの製造途中の状態を示す模式的部分斜視図である。

　本発明のプローブユニットの製造方法では、台座が電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有しているので、電気検査装置上での台座の位置にずれが生じ難い。そして、当該プローブユニットの製造方法では、この台座に対してプローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整して固定している。このため、当該プローブユニットの製造方法を用いると、台座を電気検査装置に搭載すれば、プローブピンの先端が電子回路基板の表面に接触可能となるように予め位置合わせを行うことが可能であり、電気検査装置上でプローブピンの先端の位置合わせを行う必要がない。

　前記プローブピンの固定に接着剤を用いるとよい。

　前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整する際、前記台座を前記位置合わせ機構により位置合わせして固定可能な位置合わせ治具が用いられ、前記位置合わせ治具が、前記台座に対する前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整するための位置調整マークを有しているとよい。

　前記位置調整マークが、既知のインピーダンスを有する電気的パターンであり、前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整する際に、前記プローブピンにより測定されるインピーダンスが前記既知の値に近づくように前記相対位置及び姿勢を調整するとよい。

　前記台座が、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有し、前記位置合わせ治具が、前記位置調整機構を制御する微動機構を有し、前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整する際に、前記微動機構により前記位置調整機構を制御するとよい。

　前記位置合わせ対象が、前記プローブ実装ベースの表面から突出する凸部であり、前記位置合わせ機構が、前記凸部に嵌合する凹部又は貫通孔であるとよい。

　前記台座が、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有するとよい。

　前記プローブユニットが、前記プローブ実装ベースに対して着脱可能に構成されているとよい。

　前記位置合わせ対象が、前記検査ヘッドの表面から突出する凸部であり、前記位置合わせ機構が、前記凸部に嵌合する凹部又は貫通孔であるとよい。

　前記プローブユニットが、前記検査ヘッドに対して着脱可能に構成されているとよい。

　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。なお、本明細書に記載の数値については、記載された上限値と下限値との一方のみを採用すること、あるいは上限値と下限値を任意に組み合わせることが可能である。

［第１実施形態］
　本発明の一実施形態に係るプローブユニットの製造方法は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載されるプローブユニットの製造方法である。まず、当該プローブユニットの製造方法により製造され、それ自体が本発明の別の一実施形態であるプローブユニットについて説明する。

〔プローブユニット〕
　図１に示すプローブユニット１は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載可能なプローブユニットである。当該プローブユニット１は、台座１０と、プローブピン１１とを備える。

　台座１０は、図１に示すように、平面視長方形状でかつ板状のベース１２と、このベース１２に積層される第１ブロック１３と、第１ブロック１３に積層される第２ブロック１４と、第２ブロック１４に積層される第３ブロック１５と、第３ブロック１５に積層される第４ブロック１６とを有する。

　また、プローブピン１１は、台座１０に固定され、電子回路基板の表面に接触可能に構成される。当該プローブユニット１では、プローブピン１１は、台座１０の第４ブロック１６に固定されている。また、プローブピン１１は、図２に示すように、その先端に１本の信号用プローブ１１ａと、この信号用プローブ１１ａを挟むように配置される一対のグランド用プローブ１１ｂとを有する。この合計３つのプローブが電子回路基板の表面に接触して、電気特性を検査することとなる。なお、プローブの数は一例であって、本発明において、プローブ数が３に限定されるものではない。

　当該プローブユニット１では、台座１０は、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構と、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有する。

（位置合わせ機構）
　前記位置合わせ機構は、台座１０のベース１２に構成されており、具体的には、前記位置合わせ機構は、図１に示すように、一対の貫通孔１２ａで構成されている。この貫通孔１２ａは、後述するプローブ実装体２における凸部２１あるいは電気検査装置における凸部に嵌合するように構成されている。なお、前記位置合わせ機構は、貫通孔１２ａに代えて、前記凸部に嵌合する凹部として構成することもできる。

　前記位置合わせ機構は、１つの貫通孔１２ａで実現することもできる。しかし、１つの貫通孔１２ａで実現する場合、台座１０が位置合わせ後も回転し易くなるおそれがある。貫通孔１２ａの平面視形状を多角形（例えば三角形状や四角形状）とすることで回転することを抑止する方法も考えられるが、複数の貫通孔１２ａを設けることが好ましい。複数の貫通孔１２ａを設けることで、より確実に台座１０の回転を抑止できる。中でも前記位置合わせ機構を一対の貫通孔１２ａとすることがより好ましい。３つ以上の貫通孔１２ａで構成すると、台座１０が大きくなり、当該プローブユニット１の取扱性が低下するおそれがある。

　なお、台座１０を前記凸部に嵌合させるのみでは、検査時の不可抗力等により台座１０が外れてしまうおそれがあるため、台座１０は、例えば台座固定ネジ１２ｃにより前記電気検査装置から外れないように固定する機構を有することが好ましい。

（位置調整機構）
　前記位置調整機構は、当該プローブユニット１では、ベース１２と、第１ブロック１３乃至第４ブロック１６との組み合わせで構成されている。以下にその構成を説明する。

　ベース１２には、第１ブロック１３を積層する側に、幅方向にわたって延びる第１レール部１２ｂが設けられており、第１ブロック１３には、この第１レール部１２ｂに嵌合する第１切り欠き１３ａが設けられている。両者の嵌合により第１ブロック１３は、ベース１２の幅方向に移動可能であり、ベース１２に対して幅方向の位置調整が可能である。第２ブロック１４乃至第４ブロック１６は、直接に又は間接に第１ブロック１３に積層されているから、第１ブロック１３乃至第４ブロック１６全体がベース１２に対して幅方向の位置調整可能となる。これにより第４ブロック１６に固定されているプローブピン１１もベース１２に対して幅方向の位置調整がなされる。

　第１ブロック１３の第２ブロック１４を積層する側には、ベース１２の長さ方向にわたって延びる第２レール部１３ｂが設けられており、第２ブロック１４には、この第２レール部１３ｂに嵌合する第２切り欠き１４ａが設けられている。両者の嵌合により第２ブロック１４は、ベース１２の長さ方向に移動可能であり、ベース１２に対して長さ方向の位置調整が可能である。第３ブロック１５及び第４ブロック１６は、直接に又は間接に第２ブロック１４に積層されているから、第２ブロック１４乃至第４ブロック１６全体がベース１２に対して長さ方向の位置調整可能となる。これにより第４ブロック１６に固定されているプローブピン１１もベース１２に対して長さ方向の位置調整がなされる。

　第２ブロック１４には、ベース１２の長さ方向に突出する突出部１４ｂが設けられている。この突出部１４ｂに第３ブロック１５が積層されている。第３ブロック１５が積層される突出部１４ｂの積層面は、ベース１２の幅方向に対して中央が盛り上がったアーチ状である。第３ブロック１５は、前記積層面をベース１２の幅方向に対してスライド可能に構成されており、第３ブロック１５をスライドさせるとベース１２の幅方向に対して第３ブロック１５を傾斜させることができる。この傾斜は第４ブロック１６を介してプローブピン１１をその中心軸の回りに回転させ、１本の信号用プローブ１１ａ及び一対のグランド用プローブ１１ｂの電子回路基板の表面（針当て位置）への接触状態を調整することができる。

　上述のアーチの中心軸（前記積層面の仮想中心軸）は、プローブピン１１の先端を通りベース１２の底面と平行な平面上に位置し、かつ第２レール部１３ｂのレールと平行に配置されていることが好ましい。このように前記積層面を構成することで、プローブピン１１先端を中心としてプローブピン１１の接触状態を調整できるので、プローブピン１１先端の座標位置の変化を小さくできる。つまり、プローブピン１１先端の座標位置と接触状態とを独立して調整できるので、プローブピン１１の位置調整を容易に行うことができる。なお、「先端」は正確な先端位置に加えその近傍を含む。また、「平行」は正確な平行に加え、例えば±３度以下の傾斜を伴う場合を含む。

　以上の構成により、プローブピン１１は、ベース１２に対して幅方向及び長さ方向の調整及び電子回路基板の表面への接触状態を調整することができる。さらに、ベース１２に対して高さ方向の調整を要する場合は、例えば第３ブロック１５と第４ブロック１６との間に所望の高さの調整板を挿入することにより調整を行うことができる。

（固定機構）
　前記固定機構は、当該プローブユニット１では、固定ネジにより構成されている。具体的には、前記固定機構は、第１ブロック１３をベース１２に固定する第１固定ネジ１３ｃと、第２ブロック１４を第１ブロック１３に固定する第２固定ネジ１４ｃと、第３ブロック１５を第２ブロック１４に固定する第３固定ネジ１５ｃと、第４ブロック１６を第３ブロック１５に固定する第４固定ネジ１６ｃとから構成される。

　例えば第１固定ネジ１３ｃを緩めると、第１ブロック１３はベース１２に対して位置調整可能となり、第１固定ネジ１３ｃを締めると、第１ブロック１３はベース１２に対して移動不可能に固定される。

　各固定ネジは、固定対象のブロックの大きさ等に応じて複数本設けてもよい。図１に示すプローブユニット１では、第１固定ネジ１３ｃが２本設けられている。

　当該プローブユニット１は、予めプローブピン１１の先端の位置及び姿勢を調整しておくことができるので、電気検査装置に実装した後にプローブピン１１の先端の位置及び姿勢を改めて調整する必要がない。

〔プローブ実装体〕
　当該プローブユニット１は、図３に示すように、プローブ実装体２を介して電気検査装置に取り付けることができる。プローブ実装体２は、本発明の別の一実施形態である。

　当該プローブ実装体２は、電子回路基板Ｙの電気特性を検査する電気検査装置に取り付け可能なプローブ実装体である。当該プローブ実装体２は、例えば図３に示すように、電気検査装置のプローブ実装体取付部Ｘに取り付け、電子回路基板Ｙの電気特性を検査することができる。

　当該プローブ実装体２は、プローブユニット１と、プローブユニット１が固定されるプローブ実装ベース２０とを備える。

＜プローブユニット＞
　プローブユニット１は、上述のように図１に示す本発明のプローブユニットである。すなわち、プローブユニット１は、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座１０と、台座１０に固定され、電子回路基板Ｙの表面に接触可能なプローブピン１１とを備える。また、台座１０は、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有する。前記位置合わせ機構、前記位置調整機構及び前記固定機構は、図１に示すプローブユニット１と同様に構成できるので、詳細説明を省略する。

　プローブユニット１は、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢の微調整が容易であることから、当該プローブ実装体２における、ひいては電気検査装置における相対位置及び姿勢の調整を高精度かつ効率的に実施することができる。

　プローブユニット１は、プローブ実装ベース２０に対して着脱可能に構成されていることが好ましい。例えば図３に示すプローブ実装体２では、最大１２個のプローブユニット１が搭載可能であり、図３ではそのうち６個のプローブユニット１が搭載されている。プローブユニット１が着脱可能であれば、電子回路基板Ｙの構成に応じて、同じプローブ実装ベース２０を用いながら、プローブユニット１の搭載位置や数を変更することが可能である。従って、複数種の電子回路基板Ｙに対して１つのプローブ実装体２で対応することができる。

＜プローブ実装ベース＞
　プローブ実装ベース２０は、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備えている。図１に示すプローブユニット１の位置合わせ機構が、貫通孔１２ａであるところ、前記位置合わせ対象は、図３に示すように、プローブ実装ベース２０の表面から突出する凸部２１であり、貫通孔１２ａはこの凸部２１に嵌合する。このように位置合わせ機構及び位置合わせ対象を構成することで、容易に位置合わせ可能であり、かつプローブユニット１をプローブ実装ベース２０に精度よく実装することができる。

　また、プローブ実装ベース２０は、プローブユニット１を固定するためのネジ穴２２を有している。このネジ穴２２に台座固定ネジ１２ｃを締め付けることで、プローブユニット１の台座１０がプローブ実装ベース２０に固定され、検査時の不可抗力等によりプローブ実装ベース２０からプローブユニット１が外れてしまうことを抑止可能である。

　図３に示すように、当該プローブ実装体２では、プローブユニット１が搭載されるプローブ実装ベース２０の面とは反対の面側に電子回路基板Ｙが位置している。このため、プローブ実装ベース２０は、アクセス孔２３を有し、このアクセス孔２３にプローブピン１１を貫通させて、電子回路基板Ｙの表面に接触するように構成されている。なお、図３に示す当該プローブ実装体２では、個々のプローブユニット１に対して１つのアクセス孔２３が用意されているが、複数のプローブユニット１に対して１つのアクセス孔２３を用意することも可能である。この場合アクセス孔２３は、複数のプローブユニット１に跨がって用意され、複数のプローブピン１１が並列して１つのアクセス孔２３を貫通することになる。

　本発明のプローブユニット１を電気検査装置に取り付ける場合、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備えている必要があるが、当該プローブ実装体２を介して電気検査装置に取り付けることで、位置合わせ対象を備えていない既存の電気検査装置へ本発明のプローブユニット１を搭載することが可能となる。

〔プローブユニットの製造方法〕
　当該プローブユニットの製造方法は、電子回路基板の表面に接触可能なプローブピン１１を備えるプローブユニットの製造方法であって、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座１０を用いる。

　当該プローブユニットの製造方法は、図４に示すように、台座１０に対するプローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整し（Ｓ１）、前記相対位置を保ちつつ台座１０にプローブピン１１を固定する（Ｓ２）。

＜Ｓ１＞
　当該プローブユニットの製造方法では、図５及び図６に示すように、プローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整する際、台座１０を前記位置合わせ機構により位置合わせして固定可能な位置合わせ治具３が用いられる。

　位置合わせ治具３は、治具ベース台３０と、プローブユニット１の位置合わせ機構の位置合わせ対象（凸部３１）と、プローブユニット１の位置調整機構を制御する微動機構（第１マイクロメータ３３、第２マイクロメータ３４及び第３マイクロメータ３５）と、台座１０（台座１０の位置合わせ機構）に対するプローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整するための位置調整マーク３６とを有する。

（位置合わせ対象）
　前記位置合わせ対象は、プローブユニット１が電気検査装置に搭載される際に用いられる位置合わせ対象を模している。例えば当該プローブユニットの製造方法により製造されるプローブユニット１が、図３に示すプローブ実装体２に搭載される場合、位置合わせ治具３に設けられる位置合わせ対象は、プローブ実装体２に設けられている位置合わせ対象と同じ構成である。すなわち、位置合わせ治具３に設けられる位置合わせ対象は、治具ベース台３０の表面から突出する凸部３１であり、貫通孔１２ａはこの凸部３１に嵌合する。また、プローブ実装ベース２０はプローブユニット１を固定するためのネジ穴２２を有しているので、治具ベース台３０にはプローブユニット１を固定するためのネジ穴３２も同様に設けられる。

（微動機構）
　前記微動機構は、図５及び図６に示す位置合わせ治具３では、第１マイクロメータ３３、第２マイクロメータ３４及び第３マイクロメータ３５で構成されている。当該プローブユニットの製造方法では、プローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整する際に、前記微動機構により前記位置調整機構を制御する。このように微動機構を用いることで、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢の微調整が容易であることから、その相対位置及び姿勢の調整が高精度かつ効率的に実施できる。

　第１マイクロメータ３３は、その先端がプローブユニット１の台座１０の第１ブロック１３の側面に接しており、第１ブロック１３をベース１２の幅方向に押すことができる。これによってプローブピン１１の先端をベース１２の幅方向に微動させることができる。

　第２マイクロメータ３４は、その先端がプローブユニット１の台座１０の第２ブロック１４の後面に接しており、第２ブロック１４をベース１２の長さ方向に押すことができる。これによってプローブピン１１の先端をベース１２の長さ方向に微動させることができる。

　第３マイクロメータ３５は、その先端がプローブユニット１の台座１０の第３ブロック１５の側面に接しており、第３ブロック１５をベース１２の幅方向に押すことができる。第３ブロック１５は、上述のように第３ブロック１５が積層される突出部１４ｂの積層面がベース１２の幅方向に対して中央が盛り上がったアーチ状であるので、第３マイクロメータ３５によって第３ブロック１５を押すと、プローブピン１１をその中心軸の回りに回転させることができる。

　以上のように、前記微動機構を用いることで、第１マイクロメータ３３及び第２マイクロメータ３４を用いてプローブピン１１の先端の相対位置を調整することができ、第３マイクロメータ３５を用いることでプローブピン１１の先端の姿勢を調整することができる。なお、図１に示す実施形態では、各マイクロメータは各ブロックを押すことで調整するように構成されているが、各マイクロメータは押し引き可能な構造を採用することもできる。押し引き可能な構造を採用することで、位置調整をさらに容易なものとすることができる。

（位置調整マーク）
　位置調整マーク３６は、前記位置合わせ対象から見た相対位置が、電気検査装置における位置合わせ対象から見た電子回路基板の表面の針当て位置と同じ相対位置となるように配置されている。このように配置することで、位置合わせ治具３上でプローブピン１１が適切に位置調整マーク３６に接触するようプローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整されたプローブユニット１を前記電気検査装置に搭載すれば、再度の位置や姿勢の調整を行うことなく電子回路基板の表面に適切に接触することになる。従って、位置合わせ治具３を用いることで、電気検査装置にプローブユニット１を搭載する前に高精度にプローブピン１１の先端の位置合わせをしておくことができる。

　位置調整マーク３６は、図２に示すように、プローブごとに用意される。位置調整マーク３６の大きさは、小さいほど調整精度が高められるが、一方小さいと調整そのものが困難となる。このため、位置調整マーク３６は、調整可能な最小の大きさが採用され、例えば位置調整マーク３６は、幅０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、長さ０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の長方形状とすることができる。

　Ｓ１では、位置調整マーク３６へプローブピン１１の先端が適切に接触するように、プローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢の調整が行われるが、この調整は例えば顕微鏡でプローブピン１１の先端を目視しながら行うことができる。

　さらに高精度に調整するため、位置調整マーク３６として既知のインピーダンスを有する電気的パターンを用いることができる。この場合、プローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整する際に、プローブピン１１により測定されるインピーダンスが前記既知の値に近づくように前記相対位置及び姿勢を調整するとよい。

　正しく相対位置及び姿勢が調整されたプローブユニット１により既知のインピーダンスを測定すると、その測定結果は既知の値となるべきである。この原則を利用してインピーダンスが前記既知の値に近づくように前記相対位置及び姿勢を調整すると、高精度に調整されていることを補償することができると考えられる。

　前記電気的パターンは、１種類とすることもできるが、複数種を用意し、これら複数種の電気的パターンを順次差し替えてプローブピン１１により測定されるインピーダンスを確認することで、さらに高精度な調整を行うことができる。複数種の電気的パターンを用いる場合、最初の電気的パターンで前記相対位置及び姿勢の調整を行い、２つめ以降の電気的パターンは、台座１０にプローブピン１１を固定した（Ｓ２）後のプローブユニット１の検証として行ってもよい。

　なお、台座１０に対するプローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整する際は、プローブユニット１の固定機構である第１固定ネジ１３ｃ乃至第４固定ネジ１６ｃは緩めた状態で行われる。

＜Ｓ２＞
　台座１０へのプローブピン１１の固定は、プローブユニット１の固定機構である第１固定ネジ１３ｃ乃至第４固定ネジ１６ｃを締めることで行える。プローブユニット１を台座１０に固定することで、プローブユニット１を位置合わせ治具３から取り外しても、プローブピン１１の相対位置や姿勢の変動が抑止できる。従って、プローブユニット１を電気検査装置に搭載した際に、再度の位置や姿勢の調整を行うことなく電子回路基板の表面に適切に接触させることができる。

　以上のようにして、プローブピン１１の相対位置や姿勢が調整されたプローブユニット１を製造することができる。

［第２実施形態］
　本発明の別の実施形態に係るプローブユニットの製造方法は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピン１１を備えるプローブユニットの製造方法であって、図７及び図８に示すように、前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座１７を用い、図４に示すように、台座１７に対するプローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整し（Ｓ１）、前記相対位置を保ちつつ台座１７にプローブピン１１を固定する（Ｓ２）。

＜プローブユニット＞
　当該プローブユニットの製造方法により、図７に示すプローブユニット４が製造される。プローブユニット４は、第１実施形態のプローブユニット１と同様に、プローブ実装体を介して、あるいは直接に電気検査装置に取り付けることができる。

　図７に示すプローブユニット４では、台座１７は一体的に形成されている。なお、プローブユニット４の台座１７が複数のブロックで構成されることを妨げるものではないが、複数のブロック間の相対位置は固定されている。

　台座１７の位置合わせ機構は、図７に示すように、一対の貫通孔１２ａで構成されている。また、台座１７は、台座固定ネジ１２ｃにより前記電気検査装置から外れないように固定する機構を有している。貫通孔１２ａ及び台座固定ネジ１２ｃの構成は、第１実施形態のプローブユニット１と同様に構成できるので、詳細説明は省略する。

　当該プローブユニット４は、図７に示すように、複数のプローブピン１１を備えており（図７では３本）、接着剤層１８により台座１７に固定されている。

＜Ｓ１＞
　当該プローブユニットの製造方法では、例えばマニピュレータ等を用いて、前記位置合わせ機構に対するプローブピン１１の先端の相対位置が、電気検査装置における位置合わせ対象から見た電子回路基板の表面の針当て位置と同じ相対位置となるように、複数のプローブピン１１を位置させる。

　この位置合わせには、第１実施形態と同様に位置合わせ治具を用いることができる。前記位置合わせ治具は、治具ベース台と、プローブユニット４の位置合わせ機構の位置合わせ対象と、プローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整するための位置調整マークとを有する。なお、前記位置合わせ治具には、微動機構は不要である。その他の構成は、第１実施形態の位置合わせ治具３と同様に構成できるので、詳細説明を省略する。

　マニピュレータを用いる場合は、前記位置合わせ機構の座標、例えば貫通孔１２ａの中心の座標を認識させ、この座標を起点として、プローブピン１１の先端が所望の位置及び角度となるように制御する方法も取り得る。この場合は、位置合わせ治具は不要である。

　図８に示すように、台座１７のプローブピン１１が固定される部分には、プローブピン１１をガイドするスライドレール１７ａが設けられているとよい。スライドレール１７ａは、プローブピン１１と同数設けられる。すなわち１本のプローブピン１１に対して１つのスライドレール１７ａが設けられる。このようにスライドレール１７ａを設けることで、複数のプローブピン１１の先端に対して同時に、かつ精度良く相対位置及び姿勢を調整することができる。

＜Ｓ２＞
　当該プローブユニットの製造方法では、プローブピン１１の固定に接着剤を用いる。図７に示すプローブユニット４のように、１つのプローブユニット４が複数のプローブピン１１を備えている場合、プローブピン１１同士の間隔は狭くなり易い。隣接するプローブピン１１の間隔が狭い場合、例えばネジ止めを行おうとすると、個々のプローブピン１１を強固に固定することが困難となるおそれがある。これに対して接着剤を用いることで、隣接するプローブピン１１の間隔が狭い場合であっても、プローブピン１１を容易に固定することができる。

　前記接着剤としては、瞬間接着剤が好ましい。前記接着剤を瞬間接着剤とすることで、前記相対位置を保つ時間を短くすることができ、プローブピン１１の位置ずれの発生を抑止できる。中でも、前記接着剤としては、ＵＶ硬化型の瞬間接着剤がより好ましい。ＵＶ硬化型の瞬間接着剤は、硬化開始をＵＶ照射で制御できるので、プローブピン１１の先端の相対位置及び姿勢を調整完了後に速やかにプローブピン１１を固定することができる。

［その他の実施形態］
　前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらは全て本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

　前記第１実施形態では、台座が、平面視長方形状でかつ板状のベースと第１ブロック乃至第４ブロックとから構成される場合を説明したが、この構成及び各部品の形状は上述の構成に限定されるものではない。台座が、電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構と、プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有する限り、他の構成を採用することもできる。

　前記実施形態では、位置合わせ対象が、プローブ実装ベース又は電気検査装置の表面から突出する凸部であり、プローブユニットの位置合わせ機構が、前記凸部に嵌合する凹部又は貫通孔である場合を説明したが、これらは他の構成を採用することもできる。例えばプローブユニットの位置合わせ機構を凸部とし、プローブ実装ベース又は電気検査装置の位置合わせ対象を凹部としてもよい。

　前記実施形態では、固定機構が固定ネジにより構成されている場合を説明したが、固定機構はこれに限定されるものではない。他の固定機構として、例えば偏芯カムによる押し付け固定機構、爪等のラッチとこのラッチへのバネによる押し当てとを組み合わせたものなどを挙げることができる。

　前記実施形態では、本発明のプローブユニットを、プローブ実装体を介して電気検査装置に取り付ける場合を説明したが、本発明のプローブユニットを電気検査装置に直接取り付けることもできる。本発明のプローブユニットを直接取り付けた電気検査装置も、本発明の別の一実施形態である。すなわち、本発明の別の一実施形態に係る電気検査装置は、電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置であって、プローブユニットと、前記プローブユニットが固定される検査ヘッドとを備え、前記プローブユニットが、当該電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンとを備え、前記検査ヘッドが、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備える。

　当該電気検査装置では、プローブ実装ベース等を介さずにプローブユニットを直接電気検査装置に搭載することで、例えばプローブ実装ベース等の製造公差の影響を排除できるので、プローブピンの調整後の相対位置及び姿勢に誤差が生じ難い。

　前記位置合わせ対象が、前記検査ヘッドの表面から突出する凸部であり、前記位置合わせ機構が、前記凸部に嵌合する凹部又は貫通孔であることが好ましい。このように位置合わせ機構及び位置合わせ対象を構成することで、容易に位置合わせ可能であり、かつプローブユニットを当該電気検査装置に精度よく実装することができる。

　前記台座が、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有することが好ましい。すなわち、前記台座の構成が、図１に示すプローブユニット１と同様の構成であることが好ましい。図１に示すプローブユニット１は、プローブピン１１の先端の位置及び姿勢の微調整が容易であることから、当該電気検査装置における相対位置及び姿勢の調整を高精度かつ効率的に実施することができる。

　前記プローブユニットが、前記検査ヘッドに対して着脱可能に構成されていることが好ましい。前記プローブユニットが着脱可能であれば、電子回路基板の構成に応じて、同じ電気検査装置を用いながら、前記プローブユニットの搭載位置や数を変更することが可能である。従って、複数種の電子回路基板に対して１つの電気検査装置で対応することができる。

　以上説明したように、本発明の一実施形態に係るプローブユニットの製造方法、プローブユニット、プローブ実装体及び電気検査装置は、プローブピンの先端が高精度に位置合わせ可能であり、かつ電気検査装置上で位置合わせを行う必要がない。

１、４　プローブユニット
１０　台座
１１　プローブピン
１１ａ　信号用プローブ
１１ｂ　グランド用プローブ
１２　ベース
１２ａ　貫通孔
１２ｂ　第１レール部
１２ｃ　台座固定ネジ
１３　第１ブロック
１３ａ　第１切り欠き
１３ｂ　第２レール部
１３ｃ　第１固定ネジ
１４　第２ブロック
１４ａ　第２切り欠き
１４ｂ　突出部
１４ｃ　第２固定ネジ
１５　第３ブロック
１５ｃ　第３固定ネジ
１６　第４ブロック
１６ｃ　第４固定ネジ
１７　台座
１７ａ　スライドレール
１８　接着剤層
２　プローブ実装体
２０　プローブ実装ベース
２１　凸部
２２　ネジ穴
２３　アクセス孔
３　位置合わせ治具
３０　治具ベース台
３１　凸部
３２　ネジ穴
３３　第１マイクロメータ
３４　第２マイクロメータ
３５　第３マイクロメータ
３６　位置調整マーク
Ｘ　プローブ実装体取付部
Ｙ　電子回路基板

Claims

　電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンを備えるプローブユニットの製造方法であって、
　前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座を用い、
　前記台座に対する前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整し、
　前記相対位置を保ちつつ前記台座に前記プローブピンを固定するプローブユニットの製造方法。
　前記プローブピンの固定に接着剤を用いる請求項１に記載のプローブユニットの製造方法。
　前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整する際、前記台座を前記位置合わせ機構により位置合わせして固定可能な位置合わせ治具が用いられ、
　前記位置合わせ治具が、前記台座に対する前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整するための位置調整マークを有している請求項１又は請求項２に記載のプローブユニットの製造方法。
　前記位置調整マークが、既知のインピーダンスを有する電気的パターンであり、
　前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整する際に、前記プローブピンにより測定されるインピーダンスが前記既知の値に近づくように前記相対位置及び姿勢を調整する請求項３に記載のプローブユニットの製造方法。
　前記台座が、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構とを有し、
　前記位置合わせ治具が、前記位置調整機構を制御する微動機構を有し、
　前記プローブピンの先端の相対位置及び姿勢を調整する際に、前記微動機構により前記位置調整機構を制御する請求項３に記載のプローブユニットの製造方法。
　電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に搭載可能なプローブユニットであって、
　前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、
　前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンと
　を備え、
　前記台座が、
　前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、
　前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構と
　を有するプローブユニット。
　電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置に取り付け可能なプローブ実装体であって、
　プローブユニットと、
　前記プローブユニットが固定されるプローブ実装ベースと
　を備え、
　前記プローブユニットが、
　前記電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、
　前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンと
　を備え、
　前記プローブ実装ベースが、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備えるプローブ実装体。
　前記位置合わせ対象が、前記プローブ実装ベースの表面から突出する凸部であり、
　前記位置合わせ機構が、前記凸部に嵌合する凹部又は貫通孔である請求項７に記載のプローブ実装体。
　前記台座が、
　前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、
　前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構と
　を有する請求項７又は請求項８に記載のプローブ実装体。
　前記プローブユニットが、前記プローブ実装ベースに対して着脱可能に構成されている請求項７又は請求項８に記載のプローブ実装体。
　電子回路基板の電気特性を検査する電気検査装置であって、
　プローブユニットと、
　前記プローブユニットが固定される検査ヘッドと
　を備え、
　前記プローブユニットが、
　当該電気検査装置における位置を定める位置合わせ機構を有する台座と、
　前記台座に固定され、前記電子回路基板の表面に接触可能なプローブピンと
　を備え、
　前記検査ヘッドが、前記位置合わせ機構の位置合わせ対象を備える電気検査装置。
　前記位置合わせ対象が、前記検査ヘッドの表面から突出する凸部であり、
　前記位置合わせ機構が、前記凸部に嵌合する凹部又は貫通孔である請求項１１に記載の電気検査装置。
　前記台座が、
　前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を調整可能な位置調整機構と、
　前記プローブピンの先端の位置及び姿勢を所望の位置で固定可能な固定機構と
　を有する請求項１１又は請求項１２に記載の電気検査装置。
　前記プローブユニットが、前記検査ヘッドに対して着脱可能に構成されている請求項１１又は請求項１２に記載の電気検査装置。