特許 6233946 多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6233946

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20171113BHJP

   G01R 31/02 20060101ALI20171113BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/28 J

   G01R31/02

【請求項の数】11

【全頁数】28

(21)【出願番号】特願2017-541721(P2017-541721)

(86)(22)【出願日】2017年3月21日

(86)【国際出願番号】JP2017011278

【審査請求日】2017年8月7日

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2016/064033

(32)【優先日】2016年5月11日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】508183782

【氏名又は名称】ＷＩＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100113424

【弁理士】

【氏名又は名称】野口 信博

(74)【代理人】

【識別番号】100067736

【弁理士】

【氏名又は名称】小池 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100096677

【弁理士】

【氏名又は名称】伊賀 誠司

(72)【発明者】

【氏名】内海 正人

【審査官】 荒井 誠

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第４８４１２４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０６４７８４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０１−１８４４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０５０３６８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０９−１３８２５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １／０６−１／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／０２

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査機能の切り替えに応じて選択されたプローブを被検査基板に接触させるようにした多機能型基板検査装置であって、
前記被検査基板の第１面に接触可能で異なる長さの前記プローブを植設された第１プローブ基台と、
前記被検査基板の第２面に接触可能で異なる長さの前記プローブを植設された第２プローブ基台と、
前記第１プローブ基台と前記第２プローブ基台との間に位置して前記被検査基板を載置可能な中間板と、
前記第１プローブ基台と前記第２プローブ基台との離間距離を変化させる駆動力を発生する駆動手段と、
前記第１プローブ基台に植設されており前記駆動力が第１付勢手段を介する付勢力で前記被検査基板の第１面を押圧可能な伸縮自在の第１ポール又はそれと同等の伸縮性支持機構と、
前記被検査基板を前記中間板から遠ざけようとする第２付勢手段と、
前記中間板と前記被検査基板との対面姿勢を平行に維持しながら近付けたり遠ざけたりする動作を所定範囲に規制する第２ポールと、
前記中間板を前記第２プローブ基台から遠ざけようとする第３付勢手段と、
前記中間板と前記第２プローブ基台との対面姿勢を平行に維持しながら近付けたり遠ざけたりする動作を所定範囲に規制する第３ポールと、
前記第２付勢手段および前記第３付勢手段の付勢力に抗し得る多段階の前記駆動力を前記駆動手段に発生させる制御部と、
該制御部により検査機能を切り替え可能な検査回路と、を備え、
前記プローブを長さに応じて選択的に接触させるようにした多機能型基板検査装置。

【請求項2】

第１付勢手段のバネ定数Ｋ１と、第２付勢手段のバネ定数Ｋ２と、第３付勢手段のバネ定数Ｋ３と、の関係は、Ｋ２＜Ｋ１＜Ｋ３である請求項１記載の多機能型基板検査装置。

【請求項3】

前記検査回路の前記検査機能は、バウンダリースキャンテスト、インサーキットテスト、ファンクションテストの何れか２つ以上である請求項２記載の多機能型基板検査装置。

【請求項4】

前記離間距離は、前記第２付勢手段および前記第３付勢手段の前記付勢力と、前記駆動力および前記第１ポール又はそれと同等の伸縮性支持機構の前記付勢力との強弱関係により、最大と、最小と、中程度と、の３段階に区別することが可能であり、
前記離間距離を最大に広げて前記被検査基板の脱着を可能にし、
前記離間距離を最小に狭めて挟持された前記被検査基板に前記プローブの全数を接触させるとインサーキットテストの機能に対応し、
前記離間距離を中程度に保持し、長短で区別された長いプローブのみを前記被検査基板に接触させるとバウンダリースキャンテスト又はファンクションテストの機能に対応する請求項３記載の多機能型基板検査装置。

【請求項5】

前記第１ポールは、鞘状部材と棒状部材との間に前記第１付勢手段を介在させたテレスコピック構造である請求項１〜４の何れかに記載の多機能型基板検査装置。

【請求項6】

前記第１プローブ基台と前記被検査基板との間に位置し、
前記第１ポールと同等機能を有する伸縮性支持機構の先端部に固設され、
前記第１プローブ基台に対して平行を維持した姿勢で離接可能あると共に、
前記第１プローブ基台に植設された前記プローブを貫通させる貫通孔が穿設された押し板をさらに備え、
該押し板により前記被検査基板の表面を弾性的に押圧可能にした請求項１〜４の何れかに記載の多機能型基板検査装置。

【請求項7】

第１プローブ基台に植設されて被検査基板の第１面に接触可能で異なる長さのプローブと、第２プローブ基台に植設されて前記被検査基板の第２面に接触可能で異なる長さのプローブと、を検査工程に応じて前記被検査基板に接触させながら電気的検査を実行する多機能型基板検査方法であって、
制御部が駆動手段を駆動して前記第１プローブ基台と前記第２プローブ基台との離間距離を最大に広げて待機させる待機工程と、
前記第１プローブ基台と前記第２プローブ基台との間に位置する中間板の上に前記被検査基板を載置する基板載置工程と、
前記制御部が前記駆動手段を用い、前記被検査基板を前記中間板から遠ざけようとする第２付勢手段および前記中間板を前記第２プローブ基台から遠ざけようとする第３付勢手段の付勢力に抗する駆動力で、前記離間距離を多段階に近付けたり遠ざけたりしながら検査回路の検査機能を切り替えて順次実行する基板検査工程と、
前記制御部が前記駆動手段で前記離間距離を最大に広げることにより、検査の完了した前記被検査基板を離脱させる基板離脱工程と、を有し、
前記基板検査工程では、前記第１プローブ基台に植設された伸縮自在の第１ポール又はそれと同等の伸縮性支持機構が、前記被検査基板の第１面を、前記駆動力に基づく第１付勢手段の介在する付勢力で押圧することにより、前記被検査基板が前記中間板に接近するとともに、該中間板も前記第２プローブ基台に接近する可逆動作におけるストロークの途中で、前記プローブを長さに応じて選択的に接触させるようにした多機能型基板検査方法。

【請求項8】

前記基板検査工程は、インサーキットテスト工程と、バウンダリースキャンテスト工程と、ファンクションテスト工程の何れか２つ以上を組み合わせた請求項７記載の多機能型基板検査方法。

【請求項9】

前記基板検査工程は、
前記駆動手段の駆動力により前記第１プローブ基台を押し下げるプローブ接近開始工程と、
前記第１ポール又はそれと同等の伸縮性支持機構が前記第２付勢手段に勝る前記第１付勢手段の付勢力で前記被検査基板を押し下げる基板降下工程と、
前記第１プローブ基台上で長短に区別された長いプローブが前記被検査基板に当接する第１プローブ群選択当接工程と、
前記被検査基板の前記第２面が前記中間板のスペーサに当接する降下基板当接工程と、
前記第２プローブ基台で長短に区別された長いプローブが前記被検査基板に当接する第２プローブ群選択当接工程と、
前記第１付勢手段の付勢力に勝る前記駆動手段の前記駆動力により前記第１ポール又は前記伸縮性支持機構が最短まで縮み、前記第１プローブ基台の長短全てのプローブが前記被検査基板に当接する第１プローブ群全当接工程と、
前記第３付勢手段の付勢力に勝る前記駆動手段の前記駆動力により、前記被検査基板が前記中間板とともに、さらに降下して前記第２プローブ基台の長短全てのプローブが前記被検査基板に当接する第２プローブ群全当接工程と、
前記インサーキットテスト工程と、
前記第１プローブ基台で長短に区別された短いプローブが前記被検査基板から離れる第１プローブ群選択解除工程と、
前記第２プローブ基台で長短に区別された短いプローブが前記被検査基板から離れる第２プローブ群選択解除工程と、
前記インサーキットテスト工程に比べて接触数を減らして残された長いプローブのみで実行可能な前記バウンダリースキャンテスト工程又は前記ファンクションテスト工程と、
前記駆動手段により前記第１プローブ基台を引き上げる全プローブ離間工程と、を備えた請求項８記載の多機能型基板検査方法。

【請求項10】

前記離間距離は、最大と、最小と、中程度と、の３段階に区別することが可能であり、
前記待機工程、前記基板載置工程および前記基板離脱工程では、前記離間距離を最大に広げて前記被検査基板の脱着を可能にし、
前記インサーキットテスト工程では、前記離間距離を最小に狭めて挟持された前記被検査基板に前記プローブの全数を接触させ、
前記バウンダリースキャンテスト工程、又は前記ファンクションテスト工程では、前記離間距離を中程度に保持し、長短に区別された長いプローブのみを前記被検査基板に接触させる請求項７〜９の何れかに記載の多機能型基板検査方法。

【請求項11】

前記第１ポールは弾性的に伸縮自在であり、前記離間距離が最大又は中程度のとき、内蔵した第１付勢手段の付勢力によりテレスコピック構造を伸ばし、前記離間距離が最小のとき、前記第１付勢手段の付勢力に抗して前記テレスコピック構造を縮める請求項１０に記載の多機能型基板検査方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法に関し、特に多種類の検査を多段階に分けて実施するようにした多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法に関する。本出願は、２０１６年５月１１日に出願されたＰＣＴ／ＪＰ２０１６／０６４０３３を基礎として優先権を主張するものであり、この出願を参照することにより、本出願に援用される。

【背景技術】

【0002】

一般的なプリント基板検査装置において、基板の配線状態について、開放／短絡のＤＣ検査しか行われておらず、結合度が規定内にあるかは分からなかった。また、ヒステリシス入力回路を有するディジタル半導体素子のＲＺ信号に対する規定値を満たしているかどうかまでは検査できなかった。

【0003】

そこで、方向性結合器を用いたバスを構成するプリント基板、並びに半導体素子を検査するために、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）法を用いて結合度が規定値以内にあるか検査し、有極性ＲＺ信号の電圧、パルス幅時間に対し規定値以内にあるか検査するプリント基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。なお、ＴＤＲ法は、伝送線路をはじめプリント基板等のインピーダンス測定法として一般的であり、インタフェース・ケーブルをはじめとする、クロックパルス等のデータ信号伝送を目的としたケーブルの特性インピーダンスの測定に好適である。

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載のプリント基板検査装置は、基板の両面に対し、それぞれ必要とされるプローブのみを選択的に接触させることにより、多種類の検査を多段階に分けて実施可能にした両面対応型の多機能型基板検査装置ではなかった。

【0005】

また、冶具の保管、収納エリアを省スペース化しながら、被検査回路基板と冶具の相対位置の微修正を行うためのカメラの配置位置、挿入方向の自由度が高い回路基板検査冶具も知られている（例えば、特許文献２を参照）。

【0006】

その回路基板検査冶具は、被検査回路基板の仕様に対応する固有冶具部分と、共通に使用する共通冶具部分を有し、固有冶具部分は、被検査回路基板の各検査接点に対応した位置で接触子を保持し各接触子を各検査接点に接触させる接触子保持基板と、接触子保持基板の各接触子に一端が接触する導体と、各導体の他端が接続された検査接点集約基板、を備え、共通冶具部分は、検査接点集約基板の各導体の他端に接触する接触子を保持している接触子ブロックと、接触子ブロックの接触子が接触するコネクタ結線用基板、を備え、コネクタ結線用基板を経て被検査回路基板の各検査接点の導通状況を知る、というものである。

【0007】

しかしながら、特許文献２に記載の回路基板検査冶具も、基板の両面に対し、それぞれ必要とされるプローブのみを選択的に接触させることにより、多種類の検査を多段階に分けて実施可能にした両面対応型の多機能型基板検査装置ではなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００３−５０２５６号公報

【特許文献2】特開２０１２−１０３１８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、基板の両面に対し、それぞれ必要とされるプローブのみを選択的に接触させることにより、多種類の検査を多段階に分けて実施可能にした両面対応型の多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

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、検査機能の切り替えに応じて選択されたプローブ（１１１〜１１４，２１１〜２１７）を被検査基板（３０）に接触させるようにした多機能型基板検査装置（５００）であって、前記被検査基板（３０）の第１面（１０）に接触可能で異なる長さの前記プローブ（１１１〜１１４）を植設された第１プローブ基台（１００）と、前記被検査基板（３０）の第２面（２０）に接触可能で異なる長さの前記プローブ（２１１〜２１７）を植設された第２プローブ基台（２００）と、前記第１プローブ基台（１００）と前記第２プローブ基台（２００）との間に位置して前記被検査基板（３０）を載置可能な中間板（３００）と、前記第１プローブ基台（１００）と前記第２プローブ基台（２００）との離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を変化させる駆動力（Ｆ）を発生する駆動手段（５０）と、前記第１プローブ基台（１００）に植設されており前記駆動力（Ｆ）が第１付勢手段（６１）を介する付勢力（Ｆ１）で前記被検査基板（３０）の第１面（１０）を押圧可能な伸縮自在の第１ポール（６０，９０）又はそれと同等の伸縮性支持機構（６０）と、前記被検査基板（３０）を前記中間板（３００）から遠ざけようとする第２付勢手段（４２）と、前記中間板（３００）と前記被検査基板（３０）との対面姿勢を平行に維持しながら近付けたり遠ざけたりする動作を所定範囲に規制する第２ポール（４４）と、前記中間板（３００）を前記第２プローブ基台（２００）から遠ざけようとする第３付勢手段（４３）と、前記中間板（３００）と前記第２プローブ基台（２００）との対面姿勢を平行に維持しながら近付けたり遠ざけたりする動作を所定範囲に規制する第３ポール（４１）と、前記第２付勢手段（４２）および前記第３付勢手段（４３）の付勢力（Ｈ）に抗し得る多段階の前記駆動力（Ｆ）を前記駆動手段（５０）に発生させる制御部（７０）と、該制御部（７０）により検査機能を切り替え可能な検査回路（８０）と、を備え、前記プローブ（１１１〜１１４，２１１〜２１７）を長さに応じて選択的に接触させるようにしたものである。

【0011】

また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の多機能型基板検査装置（５００，５０１）において、第１付勢手段（６１）のバネ定数Ｋ１と、第２付勢手段（４２）のバネ定数Ｋ２と、第３付勢手段（４３）のバネ定数Ｋ３と、の関係は、Ｋ２＜Ｋ１＜Ｋ３である。

【0012】

また、請求項３に記載の発明は、請求項２記載の多機能型基板検査装置（５００，５０１）において、前記検査回路（８０）の前記検査機能は、バウンダリースキャンテスト、インサーキットテスト、ファンクションテストの何れか２つ以上である。

【0013】

また、請求項４に記載の発明は、請求項３記載の多機能型基板検査装置（５００，５０１）において、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）は、前記第２付勢手段（４２）および前記第３付勢手段（４３）の前記付勢力（Ｈ）と、前記駆動力（Ｆ）および前記第１ポール（６０，９０）又はそれと同等の伸縮性支持機構（６０）の前記付勢力（Ｆ１）との強弱関係により、最大（Ｌ１）と、最小（Ｌ２）と、中程度（Ｌ３）と、の３段階に区別することが可能であり、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を最大（Ｌ１）に広げて前記被検査基板（３０）の脱着を可能にし、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を最小（Ｌ２）に狭めて挟持された前記被検査基板（３０）に前記プローブ（１１１〜１１４，２１１〜２１７）の全数を接触させるとインサーキットテストの機能に対応し、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を中程度（Ｌ３）に保持し、長短で区別された長いプローブ（１１１，２１１，２１２）のみを前記被検査基板（３０）に接触させるとバウンダリースキャンテスト又はファンクションテストの機能に対応するものである。

【0014】

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の多機能型基板検査装置（５００，５０１）において、前記第１ポール（６０，９０）は、鞘状部材（６２，９２）と棒状部材（６３，９３）との間に第１付勢手段（６１）を介在させたテレスコピック構造である。

【0015】

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の多機能型基板検査装置（５０１）において、前記第１プローブ基台（１００）と前記被検査基板（３０）との間に位置し、前記第１ポール（６０）と同等機能を有する伸縮性支持機構（６０）の先端部に固設され、前記第１プローブ基台（１００）に対して平行を維持した姿勢で離接可能あると共に、前記第１プローブ基台（１００）に植設された前記プローブ（１１１〜１１４）を貫通させる貫通孔（１〜４）が穿設された押し板（４００）をさらに備え、該押し板（４００）により前記被検査基板（３０）の表面を弾性的に押圧可能にしたものである。

【0016】

また、請求項７に記載の発明は、第１プローブ基台（１００）に植設されて被検査基板（３０）の第１面（１０）に接触可能で異なる長さのプローブ（１１１〜１１４）と、第２プローブ基台（２００）に植設されて前記被検査基板（３０）の第２面（２０）に接触可能で異なる長さのプローブ（２１１〜２１７）と、を検査工程（Ｓ３００）に応じて前記被検査基板（３０）に接触させながら電気的検査を実行する多機能型基板検査方法であって、制御部（７０）が駆動手段（５０）を駆動して前記第１プローブ基台（１００）と前記第２プローブ基台（２００）との離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を最大（Ｌ１）に広げて待機させる待機工程（Ｓ１００）と、前記第１プローブ基台（１００）と前記第２プローブ基台（２００）との間に位置する中間板（３００）の上に前記被検査基板（３０）を載置する基板載置工程（Ｓ２００）と、前記制御部（７０）が前記駆動手段（５０）を用い、前記被検査基板（３０）を前記中間板（３００）から遠ざけようとする第２付勢手段（４２）および前記中間板（３００）を前記第２プローブ基台（２００）から遠ざけようとする第３付勢手段（４３）の付勢力（Ｈ）に抗する駆動力（Ｆ）で、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を多段階に近付けたり遠ざけたりしながら検査回路（８０）の検査機能を切り替えて順次実行する基板検査工程（Ｓ３００）と、前記制御部（７０）が前記駆動手段（５０）で前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を最大（Ｌ１）に広げることにより、検査の完了した前記被検査基板（３０）を離脱させる基板離脱工程（Ｓ４００）と、を有し、前記基板検査工程（Ｓ３００）では、前記第１プローブ基台（１００）に植設された伸縮自在の第１ポール（６０，９０）又はそれと同等の伸縮性支持機構（６０）が、前記被検査基板（３０）の第１面（１０）を、前記駆動力（Ｆ）に基づく第１付勢手段（６１）の介在する付勢力（Ｆ１）で押圧することにより、前記被検査基板（３０）が前記中間板（３００）に接近するとともに、該中間板（３００）も前記第２プローブ基台（２００）に接近する可逆動作におけるストロークの途中で、前記プローブ（１１１〜１１４，２１１〜２１７）を長短で区別された長さに応じて選択的に接触させるようにしたものである。

【0017】

また、請求項８に記載の発明は、請求項７記載の多機能型基板検査方法において、前記基板検査工程（Ｓ３００）は、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）の何れか２つ以上を組み合わせたものである。

【0018】

また、請求項９に記載の発明は、請求項８記載の多機能型基板検査方法において、前記基板検査工程（Ｓ３００）は、前記駆動手段（５０）の駆動力（Ｆ）により前記第１プローブ基台（１００）を押し下げるプローブ接近開始工程（Ｓ３０１）と、前記第１ポール（６０，９０）又はそれと同等の伸縮性支持機構（６０）が前記第２付勢手段（４２）に勝る前記第１付勢手段（６１）の付勢力（Ｆ１）で前記被検査基板（３０）を押し下げる基板降下工程（Ｓ３０２）と、前記第１プローブ基台（１００）で長短に区別された長いプローブ（１１１，２１１，２１２）が前記被検査基板（３０）に当接する第１（上側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０３）と、前記被検査基板（３０）の前記第２面（２０）（下側）が前記中間板（３００）のスペーサ（３０１）に当接する降下基板当接工程（Ｓ３０４）と、前記第２プローブ基台（２００）で長短に区別された長いプローブ（２１１，２１２）が前記被検査基板（３０）に当接する第２（下側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０５）と、前記第１付勢手段（６１）の付勢力に勝る前記駆動手段（５０）の前記駆動力（Ｆ）により前記第１ポール（６０，９０）又はそれと同等の伸縮性支持機構（６０）が最短まで縮み、前記第１プローブ基台（１００）の長短全てのプローブ（１１１〜１１４）が前記被検査基板（３０）に当接する第１（上側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０６）と、前記第３付勢手段（４３）の付勢力に勝る前記駆動手段（５０）の前記駆動力（Ｆ）により、前記被検査基板（３０）が前記中間板（３００）とともに、さらに降下して前記第２プローブ基台（２００）の長短全てのプローブ（２１１〜２１７）が前記被検査基板（３０）に当接する第２（下側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０７）と、前記インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、前記第１プローブ基台（１００）で長短に区別された短いプローブ（１１３〜１１４）が前記被検査基板（３０）から離れる第１（上側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１１）と、前記第２プローブ基台（２００）で長短に区別された短いプローブ（２１３〜２１７）が前記被検査基板（３０）から離れる第２（下側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１２）と、前記インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）に比べて接触数を減らして残された長いプローブ（１１１，２１１，２１２）のみで実行可能な前記バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）又は前記ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）と、前記駆動手段（５０）により前記第１プローブ基台（１００）を引き上げる全プローブ離間工程（Ｓ３３１）と、を備えた。

【0019】

また、請求項１０に記載の発明は、請求項７〜９の何れかに記載の多機能型基板検査方法において、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）は、最大（Ｌ１）と、最小（Ｌ２）と、中程度（Ｌ３）と、の３段階に区別することが可能であり、前記待機工程（Ｓ１００）、前記基板載置工程（Ｓ２００）および前記基板離脱工程（Ｓ４００）では、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を最大（Ｌ１）に広げて前記被検査基板（３０）の脱着を可能にし、前記インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）では、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を最小（Ｌ２）に狭めて挟持された前記被検査基板（３０）に前記プローブ（１１１〜１１４，２１１〜２１７）の全数を接触させ、前記バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）又は前記ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）では、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）を中程度（Ｌ３）に保持し、長短に区別された長いプローブ（１１１，２１１，２１２）のみを前記被検査基板（３０）に接触させるものである。

【0020】

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の多機能型基板検査方法において、前記第１ポール（６０，９０）は弾性的に伸縮自在であり、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）が最大（Ｌ１）又は中程度（Ｌ３）のとき、内蔵した第１付勢手段（６１）の付勢力（Ｆ１）によりテレスコピック構造を伸ばし、前記離間距離（Ｌ１〜Ｌ３）が最小（Ｌ２）のとき、前記第１付勢手段（６１）の付勢力（Ｆ１）に抗して前記テレスコピック構造を縮めるものである。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、基板の両面に対し、それぞれ必要とされるプローブのみを選択的に接触させるので、多種類の検査を多段階に分けて実施可能にした両面対応型の多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る多機能型基板検査装置（以下、「本装置」ともいう）の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最大に離間し、両者の間に位置する中間板に被検査基板（以下、「実装基板」又は、単に「基板」ともいう）を載置した状態を示す正面図である。

【図2】本装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最接近させて保持し、挟持された基板に長短２種類のプローブを全数接触させた、インサーキットテストモードを示す正面図である。

【図3】本装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台の離間距離を中程度に保持し、挟持された基板に長いプローブのみを接触させ、短いプローブは非接触とする、バウンダリースキャンテストモードを示す正面図である。

【図4】本装置で用いられる長いプローブの詳細を示す一部縦断面図である。

【図5】本装置で用いられる細部の異なる短いプローブを対比して示す一部縦断面図であり、図５Ａは心棒部の進退動作を規制する段部が２箇所ある構造、図５Ｂは心棒部の進退動作を規制する段部を１箇所にした構造を、それぞれ示している。

【図6】本装置がバウンダリースキャンテストモードにおいて、基板に長いプローブのみを選択的に当接させることを説明するための配置図である。

【図7】本発明に係る多機能型基板検査方法（以下、「本方法」ともいう）の手順を示すフローチャートである。

【図8】本装置に具備された各種バネ等を説明するために図３を簡略化した模式説明図である。

【図9】図８に示した各種バネの機能に基づいて本方法の手順を示すフローチャートである。

【図10】本装置に用いる第１ポールの変形例を示す一部断面図である。

【図11】本発明の変形実施例に係る多機能型基板検査装置（以下、「変形装置」ともいう）の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最大に離間し、両者の間に位置する中間板に実装基板を載置した状態を示す正面図である。

【図12】変形装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最接近させて保持し、挟持された基板に長短２種類のプローブを全数接触させた、インサーキットテストモードを示す正面図である。

【図13】変形装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台の離間距離を中程度に保持し、挟持された基板に長いプローブのみを接触させ、短いプローブは非接触とする、バウンダリースキャンテストモードを示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本装置および本方法について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図に亘って、同一効果の部材および工程には、同一符号を付して説明の重複を避ける。また、本装置で採用する多種類の検査機能については必要に応じて様々な組み合わせが可能である。例えば、１種類の基板に対して複合的な検査を行うため、インサーキットテスト、バウンダリースキャンテスト、ファンクションテストの３工程を任意に組み合わせることも可能である。

【0024】

インサーキットテストは、アナログ部品を主な検査対象として不良検出する検査であり、全部のプローブを基板に接触させて行う。一方、バウンダリースキャンテストは、基板に実装されたディジタル部品の単品不良又はユニット不良を検出する検査であり、適宜選択されたプローブを基板に接触させて行う。このバウンダリースキャンテストでは、数ＧＨｚの高周波クロック動作による不要輻射等の悪影響を受けやすい。このように、不要輻射等の悪影響を受けるプローブおよびそれにつながる線材を、基板に対して非接続状態にすることが望まれる。そうすることによって、より正確な検査結果を得ることが可能となる。

【0025】

ファンクションテストは、基板単位の製品機能を検査する検査であり、電源供給のほか、主に入出力信号用のプローブを基板に接触させれば足りる。このファンクションテストでも、適宜選択されたプローブを基板に接触させて行う。このように検査機能の変化に応じて必要なプローブのみを選択して基板に接触させる手段を「多段階動作によるプローブの選択的接離冶具」又は「二段引き冶具」と仮称し、略して「本冶具」ともいう。本冶具を簡易な構造により半自動化して多機能型検査回路と組み合わせた本装置について、以下に説明する。

【0026】

図１は、本装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最大に離間し、両者の間に位置する中間板に基板を載置した状態を示す正面図である。図１に示すように、本装置５００は、両者の間を最大の離間距離Ｌ１に保持した状態（以下、「離間状態」ともいう）の第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００のほか、中間板３００と、第１ポール６０と、第１付勢手段（以下、「コイルバネ」又は単に「バネ」ともいう）６１と、第２ポール４４と、第２付勢手段（以下、「コイルバネ」又は単に「バネ」ともいう）４２と、第３ポール４１と、スペーサ３０１，３０２と、第３付勢手段（以下、「コイルバネ」又は単に「バネ」ともいう）４３と、駆動手段５０と、制御部７０と、多機能型検査回路（以下、「検査回路」ともいう）８０と、を備えて構成されている。

【0027】

第１プローブ基台１００は、基板３０の第１面（以下、「上面」ともいう）１０に接触可能で異なる長さのプローブ１１１〜１１４を植設されている。第２プローブ基台２００は、基板３０の第２面（以下、「下面」ともいう）２０に接触可能で異なる長さのプローブ２１１〜２１７を植設されている。第２プローブ基台２００の上面には複数のスペーサ３０２が概ね均等に配設され、中間板３００が降下して近付いたとき、それに当接して高さを規定するように支持する。

【0028】

中間板３００は、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との間で、互いに平行な関係を維持するように位置し、基板３０を載置可能に構成されている。中間板３００の上面には複数のスペーサ３０１が概ね均等に配設され、基板３０が降下して近付いたとき、それに当接して高さを規定するように支持する。

【0029】

第１ポール６０は、第１プローブ基台１００でプローブ１１１〜１１４と並ぶような同じ方向に植設されている。第１ポール６０は、コイルバネ６１を内蔵したテレスコピック構造である。第１ポール６０は、このバネ６１で鞘状部材６２から棒状部材６３を押し出す方向の付勢力（以下、「弾性力」ともいう）を備えている。図１に示すＹは、第１プローブ基台１００（上側）の短いプローブ１１２〜１１４と、第１ポール６０との長さの差である。この長さの差Ｙについては、図８を用いて後述する。

【0030】

第１ポール６０は、基部を駆動力Ｆで先端方向に押されることにより、バネ６１の弾性力を伴って伸縮自在の先端部が、基板３０の第１面（上面）１０を押力Ｆ１で柔軟に押圧することが可能である。押力Ｈ（図１、図２、図３および図８）は、バネ４２とバネ４３の弾性力に加えて、第２プローブ基台２００（下側）のプローブ２１１〜２１７の何れかが、基板３０の下面２０に当接して押し上げる力を合計した押力である。後述するように、バネ４３はバネ４２よりも相当に硬いので、バネ４２の伸縮動作の途中では、バネ４３は縮まないものとみなしても良い。制御部７０は、押力Ｈに抗し得る多段階の駆動力Ｆを駆動手段５０に発生させる。駆動手段５０は、エアシリンダ等で構成され、適切に加減された駆動力Ｆを発生することにより、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離Ｌ１〜Ｌ３を変化させる。

【0031】

第２ポール４４は、中間板３００と基板３０との対面姿勢を平行に維持しながら近付けたり遠ざけたりする動作を所定範囲に規制する。また、第２ポール４４の先端は円錐をなす尖塔部を形成し、位置決めボスの機能を有する。一方、この尖塔部の側面に適合して位置決めできるように、ガイド穴（詳細は不図示）が基板３０に穿設されている。コイルバネ４２は、第２ポール４４にコイルを緩く巻回させるように係合し、基板３０を中間板３００から遠ざけようとする弾性力を備えている。これらの構成により、基板３０は中間板３００の上に弾性的に懸架されている。

【0032】

第３ポール４１は、第２プローブ基台２００に植設され、皿ネジに似た頭部を形成し、その頭部より下方で中間板３００を摺動自在に支承している。この第３ポール４１は、中間板３００と第２プローブ基台２００との対面姿勢を平行に維持しながら、両者を近付けたり遠ざけたりする動作を所定範囲に規制する。コイルバネ４３は、第３ポール４１にコイルを緩く巻回させるように係合し、中間板３００を第２プローブ基台２００から遠ざけようとする弾性力を備えている。これらの構成により、中間板３００は、第２プローブ基台２００の上に弾性的に懸架されている。

【0033】

また、制御部７０により、検査回路８０の検査機能が切り替えられる。検査回路８０の検査機能は、バウンダリースキャンテスト、インサーキットテスト、ファンクションテストの何れか２つ以上であることが好ましい。なお、全部のプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７は、図４および図５を用いて後述するように弾性的に伸縮自在であるとともに、検査回路８０と不図示の導線により電気接続されている。この導線は、煩雑になることを避けて、図１、図３および図８から省略している。

【0034】

図２は、本装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最接近させて保持し、挟持された基板に長短２種類のプローブを全数接触させた、インサーキットテストモードを示す正面図である。インサーキットテストは、基板３０に実装されたアナログ部品の単品不良又はユニット不良を検出する検査である。図２に示すように、中間板３００の降下位置は、第２プローブ基台２００の上面に概ね均等に配設された複数のスペーサ３０２により高さが規定される。同様に、基板３０の降下位置は、中間板３００の上面に概ね均等に配設された複数のスペーサ３０１により高さが規定される。図２に示す状態（以下、「接近状態」ともいう）で、全部のプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７を基板３０の上面１０及び下面２０に接触させて、インサーキットテストを行う。

【0035】

図３は、本装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台の離間距離を中程度に保持し、挟持された基板に長いプローブのみを接触させ、短いプローブは非接触とする、バウンダリースキャンテストモードを示す正面図である。図３に示すように、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００とは、中程度の離間距離Ｌ３を保持した状態（以下、「中途状態」ともいう）である。なお、中途状態（図３）は、離間状態（図１）と接近状態（図２）の何れの側から移行する場合でも得られる。したがって、接近状態（図２）と中途状態（図３）の区別を利用して異なる検査を行う場合の順番は、どちらを先にしても構わない。

【0036】

このとき、基板３０の上面１０と第１プローブ基台１００との距離は、長いプローブ１１１のみを接触させ、短いプローブ１１３，１１４は接触させないように設定されている。同様に、基板３０の第２面２０と第２プローブ基台２００との距離は長いプローブ２１１，２１２のみを接触させ、短いプローブ２１３〜２１７は接触させないように設定されている。

【0037】

以下、図４および図５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４は、本装置で用いられる長いプローブの詳細を示す一部縦断面図である。図４に示す長いプローブ１１１（２１１，２１２も同じ）は、スプリング５を内蔵する鞘状部１０１に、スプリング５の弾性力で押し出される方向に押力を付勢された針状の心棒部１０５が伸縮自在に嵌挿され、テレスコピック構成されている。また、このプローブ１１１は、全ストロークＰを縮めると、先端を鞘状部１０１の上端の近くまで低く沈めることになる。

【0038】

心棒部１０５は、鞘状部１０１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１０５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１０６およびストローク規定段部１０８が形成されている。一方、鞘状部１０１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１０７が形成されている。なお、ストローク規定ストッパ１０７の位置は、鞘状部１０１の上端から適宜に１／３を越える下方に形成しても良い。

【0039】

テレスコピック構成のプローブ１１１は、鞘状部１０１に心棒部１０５が進退自在に支承されている。心棒部１０５が進退動作する際、心棒部１０５の待機高さ規定段部１０６およびストローク規定段部１０８が、ストローク規定ストッパ１０７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１１１の心棒部１０５は、ストロークを規定される。

【0040】

図５は、本装置で用いられる細部の異なる短いプローブを対比して示す一部縦断面図であり、図５Ａは心棒部の進退動作を規制する段部が２箇所ある構造、図５Ｂは心棒部の進退動作を規制する段部を１箇所にした構造を、それぞれ示している。図５に示す短いプローブ１１２，２１８（１１３，１１４，２１３〜２１７も同じ）は、スプリング６を内蔵する鞘状部１０２，１０３に、スプリング６の弾性力で押し出される方向に押力を付勢された針状の心棒部１２５，１３５が伸縮自在に嵌挿され、テレスコピック構成されている。

【0041】

図５Ａに示すプローブ１１２には、心棒部１２５の進退動作を規制する段部として、待機高さ規定段部１０６およびストローク規定段部１０８が心棒部１２５の２箇所に形成されている。このように、段部が２箇所ある構造は、図４に沿って説明したプローブ１１１と同様である。図５Ａのプローブ１１２は、図４のプローブ１１１と基本的に同様であり、待機高さ規定段部１０６が、鞘状部１０２の内部に設けられたストローク規定ストッパ１０７に当接することにより、待機高さが規定される。また、ストローク規定段部１０８が、ストローク規定ストッパ１０７に当接することにより、心棒部１２５は、鞘状部１０２の奥部へ沈み込む方向のストロークＰを規定される

【0042】

図５Ｂに示すプローブ２１８には、心棒部１３５の進退動作を規制する段部として、待機高さ規定段部１０６のみが、心棒部１３５の１箇所に形成されている。この構成によれば、心棒部１３５が鞘状部１０３の奥部へ沈み込む方向のストロークは、特に厳格には規制されない。したがって、心棒部１３５は、スプリング６の収縮する限界か、又は接点１が鞘状部１０３の上端開口部と同一高さに沈められるまでの進退動作が可能である。

【0043】

図６は、本装置がバウンダリースキャンテストモードにおいて、基板に長いプローブのみを選択的に当接させることを説明するための配置図である。図６に示すように、基板３０は、入力信号端子３１と、出力信号端子３２と、テストアクセスポート（Test Access Port、以下「ＴＡＰ」ともいう）８６と、を備えて外部との入出力を行う。

【0044】

さらに、基板３０は、入力信号端子３１と、出力信号端子３２と、の間に、バウンダリースキャンレジスタ（以下、「セル」ともいう）３３と、デバイスコアロジック（以下、単に「コアロジック（Core Logic）」ともいう）３４と、を介挿している。

【0045】

ＴＡＰ８６には、ＴＤＩ（Test Data In）８１と、ＴＭＳ（Test Mode Select）８２と、ＴＣＫ（Test Clock）８３と、ＴＤＯ（Test Data Out）８４と、ＴＲＳＴ（Test Reset）８５と、を備えている。また、基板３０は、ＴＡＰ８６のなかの適切な端子に接続されるように、命令レジスタ（Instruction Register）３５と、バイパスレジスタ３６と、テストアクセスポートコントローラ（Test Access Port Controller、以下「ＴＡＰコントローラ」ともいう）３７と、を備えている。

【0046】

命令レジスタ３５は、直列に多段接続されて構成されている。この命令レジスタ３５にバイパスレジスタ３６が並列に接続されている。このように並列接続された命令レジスタ３５およびバイパスレジスタ３６は、ＴＤＩ８１と、ＴＤＯ８４と、の間に介挿されている。ＴＡＰコントローラ３７は、ＴＭＳ８２と、ＴＣＫ８３と、ＴＲＳＴ８５と、に接続されている。

【0047】

コアロジック３４は、不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）を支援し、周辺回路との間で信号の授受を担う半導体チップである。コアロジック３４は、メモリ・コントローラ回路やグラフィックス・インタフェース回路、ストレージ・インタフェース回路、汎用Ｉ／Ｏ回路等を搭載していることが多い。

【0048】

命令レジスタ３５は、ＣＰＵの実行ユニットを部分的に構成するものであり、現在実行中の命令を格納する。単純なプロセッサでは、各命令を実行するときに各命令を命令レジスタ３５に格納し、デコードして実行するまでの間保持し続ける。なお、基板３０に固有の詳細な機能および動作についての説明は省略する。

【0049】

ＴＤＩ８１は、テストデータの入力信号端子である。ＴＭＳ８２は、テスト動作を制御する入力信号端子である。ＴＣＫ８３は、テストクロックの入力信号端子である。ＴＤＯ８４は、結果データの出力信号端子である。ＴＲＳＴ８５は、ＴＡＰコントローラ３７の初期化用入力信号端子である。

【0050】

基板３０は、バウンダリースキャンテストを実行する機能を内部に構成している。このバウンダリースキャンテスト機能は、入出力信号端子３１，３２とコアロジック３４との間に設定されたバンダリースキャンレジスタ（セル）３３と、ＴＡＰコントローラ３７と、によって構成されている。

【0051】

なお、バウンダリースキャンテストは、全てのデバイスに対して実行できるとは限らない。図６に示した基板３０において、ＴＡＰコントローラ３７は制御機能を有している。この制御機能により、セル３３と協働してバウンダリースキャンテストを実行することが可能となる。したがって、本装置５００を用いた本方法において、図６に一例を示した機能に類するテダバイスを備えた基板３０を検査対象とした場合に、バウンダリースキャンテストを実行する。

【0052】

図７および図９を用いて後述するように、本装置５００を用いた本方法において、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）を順次実行する。まず、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）では、本装置５００を接近状態（図２）とし、長短にかかわらず全てのプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７（ほか不図示）を基板３０の各テストランド等（不図示）に対して接触させる。

【0053】

バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）およびファンクションテスト工程（Ｓ３３０）では、本装置５００を中途状態（図３）とし、必要に応じて選択されたプローブのみを、基板３０の指定されたテストランド等に接触させる。その一方で、不要なプローブは、基板３０から離間させて接触を解除する。なお、中途状態（図３）は、離間状態（図１）と接近状態（図２）の何れの側から移行する場合でも得られる。したがって、接近状態（図２）で行うインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、中途状態（図３）で行うバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）やファンクションテスト工程（Ｓ３３０）の順番は、どちらを先にしても構わない。

【0054】

バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）は、図６に示すＴＡＰ８６の５端子のみ、すなわち、ＴＤＩ８１、ＴＭＳ８２、ＴＣＫ８３、ＴＤＯ８４、およびＴＲＳＴ８５のみに、図３に示す長いプローブ１１１，２１１，２１２（ほか不図示）を接触させて実行する。このとき、図３に示す短いプローブ１１２〜１１４，２１３〜２１７（ほか不図示）は、バウンダリースキャンテストの障害となるので、基板３０の各テストランド等（不図示）から離間して接触を解除される。このため、バウンダリースキャンテストを良好に実行することが可能となる。

【0055】

最後に、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）では、基板３０の入力信号端子３１と、出力信号端子３２と、にそれぞれ選択された適切なプローブ（不図示）を接触させる。これにより、加えた入力信号に対する出力信号が、期待どおりであれば合格である。

【0056】

なお、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）における各プローブの選択的接離動作については、後述するように、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）で実行した各プローブの選択的接離動作を、より多段化することにより実現可能である。このとき、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）と、の順番を入れ替えても構わない。

【0057】

本装置５００は、検査機能の切り替えに応じて、基板３０に接触させるプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７を選択することが可能である。選択基準は、プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７の長さであり、長さの違いに応じて選択的に接触可能である。全部のプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７は、不図示の導線により検査回路８０と常時電気接続されている。これらプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７と基板３０との接続形態は、検査回路８０の検査機能が、バウンダリースキャンテストと、インサーキットテストと、ファンクションテストとに変化する都度、適切に対応して変化する。

【0058】

また、図１、図２、図３および図８に示すように、押力Ｈは、バネ４２、バネ４３、あるいは接触中のプローブがあればそれも含めて、基板３０の下面２０を上向きに押し上げる力の総和である。一方、押力Ｇは、駆動力Ｆに基づく第１ポール６０、および接触中のプローブがあればそれも含めて、基板３０の上面１０を下向きに押し下げる力の総和である。制御部７０は、駆動力Ｆを加減することにより、押力Ｈと押力Ｇとの強弱関係を調整することができる。その結果、本装置５００は、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を、最大Ｌ１と、最小Ｌ２と、中程度Ｌ３と、の３段階、あるいはより多段階に区別することが可能である。

【0059】

離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最大Ｌ１に広げて基板３０の脱着を可能な状態にする。離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最小Ｌ２に狭めて挟持された基板３０にプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７の全数を接触させることにより、インサーキットテストを実行可能に状態にする。離間距離Ｌ１〜Ｌ３を中程度Ｌ３に保持し、長いプローブ１１１のみを基板３０に接触させることにより、バウンダリースキャンテストを実行可能に状態にする。

【0060】

また、第１プローブ基台１００には、異なる長さのプローブ１１１〜１１４が植設されている。これらは、基板３０の上面１０に接触可能である。同様に、第２プローブ基台２００には、異なる長さのプローブ２１１〜２１７が植設されている。これらは、基板３０の第２面２０に接触可能である。

【0061】

第１プローブ基台１００と、第２プローブ基台２００は、基板３０を挟むように近付いたり遠ざかったりするように動作する。このため、異なる長さの全プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７を、検査工程に応じて選択的に基板３０に接触させながら電気的検査を実行する。

【0062】

図７は、本方法の手順を示すフローチャートである。図７に示すように、本方法は、待機工程（Ｓ１００）と、基板載置工程（Ｓ２００）と、基板検査工程（Ｓ３００）と、基板離脱工程（Ｓ４００）と、を有している。まず、待機工程（Ｓ１００）では、制御部７０が駆動手段５０を駆動して、第２プローブ基台２００と、第１プローブ基台１００と、の離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最大Ｌ１に広げて待機させる。なお、中途状態（図３）は、離間状態（図１）と接近状態（図２）の何れの側から移行する場合でも得られる。

【0063】

つぎに、基板載置工程（Ｓ２００）では、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との間に位置する中間板３００の上に基板３０を載置する。つぎに、基板検査工程（Ｓ３００）では、制御部７０が駆動手段５０に駆動力Ｆを発生させる。この駆動力Ｆによって、バネ４２，６１，４３の弾性力に対抗しながら、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との間の離間距離Ｌ１〜Ｌ３を多段階に近付けたり遠ざけたりさせる。このように、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を変化させる動作に応じて、検査回路８０は検査機能を切り替えながら、異なる検査を順次実行する。

【0064】

基板離脱工程（Ｓ４００）は、制御部７０が駆動手段５０で離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最大Ｌ１に広げた状態となっている。ここで、作業者又は検査員等は、検査の完了した基板３０を本装置５００から離脱させるとともに、それを不図示の組み立て工程又は基板３０の出荷工程へと移動する。

【0065】

基板検査工程（Ｓ３００）は、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）の何れか２つ以上を組み合わせたものである。

【0066】

第１ポール６０は、第１プローブ基台１００に植設されて伸縮自在である。この第１ポール６０が、基板３０の第１面（上面）１０を、駆動力Ｆに基づいた押力Ｆ１で押圧すると、基板３０が中間板３００に接近する。それと同時に、中間板３００も第２プローブ基台２００に接近する。この可逆動作におけるストロークの途中で、プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７は、長さの違いに応じて選択的に基板３０に接触することが可能である。

【0067】

離間距離Ｌ１〜Ｌ３は、最大Ｌ１と、最小Ｌ２と、中程度Ｌ３と、の３段階に区別することが可能である。また、待機工程（Ｓ１００）、基板載置工程（Ｓ２００）および基板離脱工程（Ｓ４００）では、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最大Ｌ１に広げて基板３０の脱着を可能にする。

【0068】

基板検査工程（Ｓ３００）の第１段階は、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）である。このインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）では、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最小Ｌ２に狭めて挟持された基板３０にプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７の全数を接触させる。

【0069】

基板検査工程（Ｓ３００）の第２段階は、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）である。このバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）では、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を中程度Ｌ３に保持し、長いプローブ（１１１，２１１，２１２）のみを基板３０に接触させる。バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）又はファンクションテスト工程（Ｓ３３０）は、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）に比べて接触数を減らして残された長いプローブ１１１，２１１，２１２（ほか不図示）のみで実行される。

【0070】

また、第１ポール６０は、最長から最短の長さの間を弾性的に伸縮自在なものを例示している。この第１ポール６０は、内蔵した第１付勢手段（バネ）６１の押力Ｆ１によりテレスコピック構造を伸縮させながら、基板３０の面１０を柔軟に押圧する。このように、基板３０を柔軟に押圧する機能については、後述するように、基板３０上の繊細な構造に対し、急激な曲げ応力等の負担を与えることが少ないので、検査することによる故障発生を防ぐとともに、より高精度な検査結果を得ることが可能となる。

【0071】

ここで、駆動力Ｆが、図１〜図３における下向きに強められ、第２付勢手段（バネ）４２の弾性力、第３付勢手段（バネ）４３およびその他の弾性力を合計した上向きの押力Ｈとのバランスを考慮する。下向きの駆動力Ｆと上向きの押力Ｈとにより、バネ６１、バネ４２、バネ４３およびその他の弾性力に抗してこれらを縮めることにより、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最小Ｌ２の状態にする。

【0072】

本装置５００を用いた本方法では、各プローブの選択的接離動作について、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を、最小Ｌ２の状態と中程度Ｌ３の状態とに区別することで、プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７の全数を接触させるインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、長いプローブ１１１，２１１，２１２のみを基板３０に接触させるバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、の２つの異なる状態を得ている。

【0073】

ここで得られた２つの異なる状態を、３つの異なる状態に多段化することも可能である。これについて、実態的な図面の記載は省略するが、第１ポール６０の長さをより多段階に変化できるように構成し、それに応じて制御部７０による多段階の制御とあいまって、より多種類の検査を行えるように構成しても良い。例えば、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）から、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）、およびファンクションテスト工程（Ｓ３３０）への変化をつけるために、基板３０に接触させるプローブを、より多段階に区別することが考えられる。

【0074】

まず、長いプローブ１１１，２１１，２１２と、短いプローブ１１２〜１１４，２１３〜２１７との中間に位置付ける長さのものとして、中位の長さのブローブ（不図示）を設定する。また、制御部７０は、検査工程の変化に応じて多段階の制御を行う。すなわち、第１段階として長いもの、中位のもの、および短いプローブの全部を接触させる。第２段階として長いもの、および中位の長さのプローブを接触させる。第３段階として長いプローブだけを接触させる、という要領でプローブの接触を区別することも可能である。

【0075】

最後の基板離脱工程（Ｓ４００）では、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との間の離間距離Ｌ１〜Ｌ３を、最大Ｌ１に広げて基板３０を離脱させる。これにより本方法による基板検査を終了する。

【0076】

図８は、本装置に具備された各種バネ等を説明するために図３を簡略化した模式説明図（以下、「簡略モデル」ともいう）である。なお、駆動手段５０、制御部７０および検査回路８０は、煩雑になることを避けて図８から省略している。以下の説明は、図３および図８で示したように、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）を実行可能にするために、以下の第１、第２の条件を明確にして、再現性を高めるための説明である。

【0077】

第１条件は、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離Ｌ１〜Ｌ３を中程度Ｌ３に維持することである。
第２条件は、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）のとき、短いプローブ１１２〜１１４を基板３０の上面１０に接触させないことである。同様に、下側の短いプローブ２１３〜２１７を基板３０の下面２０に接触させないことである。

【0078】

図８の簡略モデルにおける諸元を以下に示す。なお、本件でいう「付勢」は、以下の「弾性」と略同じ意味である。
Ｋ１：バネ６１（第１ポールに内蔵された第１付勢手段）のバネ定数
Ｆ１０：バネ６１の初期弾性力
Ｆ１：第１ポール６０が基板３０を押す力（単に「押力」ともいう）
バネ６１の縮み量Ｘに対するＦ１は下式（１）のとおりである。ただし、図２の状態では、下式（１）の右辺に加えて、さらに大きな力が付与される。

【0079】

Ｆ１＝Ｆ１０＋Ｋ１・Ｘ・・・（１）
Ｋ２：バネ４２（中間板３００と基板３０との間に介在する第２付勢手段）のバネ定数
Ｆ２０：バネ４２の初期弾性力
Ｋ３：バネ４３（第２プローブ基台２００と中間板３００との間に介在する第３付勢手段）のバネ定数
ただし、バネ６１，４２，４３の何れも、同一面を複数のバネで懸架している場合、それら複数のバネの合力（バネ定数も並列合成）で作用する。

【0080】

Ｆ：第１プローブ基台１００（上側）を上下動作させる駆動力
Ｇ：基板３０の上面１０に作用する下向きの押力の総和（単に「押力」ともいう）
Ｈ：基板３０の下面２０に作用する上向きの押力の総和（単に「押力」ともいう）
Ｎ：基板３０が中間板３００のスペーサ３０１に接しているときに、そのスペーサ３０１から受ける垂直抗力
Ｙ：第１プローブ基台１００（上側）の短いプローブ１１２〜１１４と、第１ポール６０との長さの差

【0081】

ＦＵＬ：第１プローブ基台１００（上側）の長いプローブ１１１が基板３０の上面１０に作用する下向きの押力（一定と仮定）
ＦＵＳ：第１プローブ基台１００（上側）の短いプローブ１１２〜１１４が基板３０の上面１０に作用する下向きの押力（一定と仮定）
ＦＢＬ：第２プローブ基台２００（下側）の長いプローブ２１１，２１２が基板３０の下面２０に作用する上向きの押力（一定と仮定）
ＦＢＳ：第２プローブ基台２００（下側）の短いプローブ２１３〜２１７が基板３０の下面２０に作用する上向きの押力（一定と仮定）
ただし、同じ基板面を複数のプローブが圧接している場合はその合力

【0082】

ここで、上述した簡略モデルの諸元に示したバネ定数は、下式（２）の条件が設定されている。
Ｋ２＜Ｋ１＜Ｋ３・・・（２）
上式（２）の条件により、上述の第１条件が満足され、かつ、駆動力Ｆを適切に加減することにより、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離Ｌ１〜Ｌ３を中程度Ｌ３に維持することが可能になる。

【0083】

上式（２）の条件に基づく第１条件が満足された状態において、図１の基板載置工程（Ｓ２００）から、図２のインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）へと進む過程において、最初にバネ４２が完全に縮んでから、バネ６１が縮み始める（図３）。つぎに、バネ６１が完全に縮んだ後、最後にバネ４３が縮み始める（図２）。

【0084】

このような動作条件に加えて、上述の第２条件も満足させることにより、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離Ｌ１〜Ｌ３を中程度Ｌ３に維持した状態において、長いプローブ１１１，２１１，２１２のみを基板３０に接触させるバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）を実行することが可能となる。

【0085】

上述したように、各プローブの選択的接離動作について、離間距離Ｌ１〜Ｌ３を、最小Ｌ２の状態と中程度Ｌ３の状態とに区別することで、プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７の全数を接触させるインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、長いプローブ１１１，２１１，２１２のみを基板３０に接触させるバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、の２つの異なる状態を得ている。

【0086】

駆動手段５０の駆動力Ｆにより、第１プローブ基台１００を徐々に降下させると、基板載置工程（Ｓ２００）からインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）へと進む。この過程において、各プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７は、以下に示す順番どおりに、基板３０と接触する。

【0087】

図３に示すバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）におけるバネ６１の縮み量をＸとする。このとき、バネ４２を最も縮ませた状態にする。
また、上式（２） Ｋ２＜Ｋ１＜Ｋ３ より、この段階でのバネ４３の縮み量は無視する。
基板３０の両面１０，２０それぞれに作用する押力Ｇ，Ｈは、均衡を保つ状態において、下式（３）の両辺に示すとおりである。

【0088】

すなわち、下式（３）の左辺が下向きの押力Ｇであり、右辺が上向きの押力Ｈである。
Ｋ１・Ｘ＋Ｆ１０＋ＦＵＬ＝Ｆ２０＋Ｋ２・Ｘ＋Ｎ＋ＦＢＬ・・・（３）
ただし、上式（２） Ｋ２＜Ｋ１＜Ｋ３ より、Ｋ２・Ｘも無視する。
Ｋ１・Ｘ＋Ｆ１０＋ＦＵＬ＝Ｆ２０＋Ｎ＋ＦＢＬ・・・（４）

【0089】

スペーサ３０１から受ける垂直抗力Ｎは、上式（４）を整理した下式（５）に示すように正である。
Ｎ＝Ｋ１・Ｘ＋Ｆ１０−Ｆ２０＋ＦＵＬ−ＦＢＬ＞０・・・（５）

【0090】

バネ６１の縮み量Ｘを求めるように上式（５）を下式（６），（７）へと順次変換する。
Ｋ１・Ｘ＞Ｆ２０−Ｆ１０＋ＦＢＬ−ＦＵＬ・・・（６）
∴ Ｘ＞（Ｆ２０−Ｆ１０＋ＦＢＬ−ＦＵＬ）／Ｋ１・・・（７）

【0091】

第２条件は、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）のとき、上側の短いプローブ１１２〜１１４を基板３０の上面１０に接触させないことである。この第２条件を満足させるために、上側の短いプローブ１１２〜１１４と、第１ポール６０と、の長さの差Ｙ（図１、図８）は、上式（７）のＸより大きく設定して、下式（８）を満足させることが必要である。
Ｙ＞Ｘ＞（Ｆ２０−Ｆ１０＋ＦＢＬ−ＦＵＬ）／Ｋ１・・・（８）
なお、第２条件には、下側の短いプローブ２１３〜２１７を基板３０の下面２０に接触させない条件も含まれているが、その詳細な説明は省略する。

【0092】

図９は、図８に示した各種バネの機能に基づいて本方法の手順を示すフローチャートである。この図９は図７のフローチャートに基づいて、基板検査工程（Ｓ３００）をより詳細に説明するものである。図９に示すように、本方法による基板検査工程（Ｓ３００）は、プローブ接近開始工程（Ｓ３０１）と、基板降下工程（Ｓ３０２）と、第１（上側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０３）と、降下基板当接工程（Ｓ３０４）と、第２（下側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０５）と、第１（上側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０６）と、第２（下側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０７）と、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、第１（上側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１１）と、第２（下側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１２）と、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）と、全プローブ離間工程（Ｓ３３１）と、を有する。

【0093】

プローブ接近開始工程（Ｓ３０１）では、駆動手段５０の駆動力Ｆにより第１プローブ基台１００を押し下げる。基板降下工程（Ｓ３０２）では、第１ポール６０がバネ４２に勝るバネ６１の弾性力により基板３０を押力Ｆ１で押し下げる。なお、図８を用いて説明したとおり、基板３０の上面１０に作用する下向きの押力の総和Ｇには、第１プローブ基台１００（上側）の長いプローブ１１１の押力ＦＵＬや短いプローブ１１２〜１１４の押力ＦＵＳまで含まれる。

【0094】

第１（上側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０３）では、第１プローブ基台１００の長いプローブ１１１が基板３０に当接する。降下基板当接工程（Ｓ３０４）では、基板３０の下面２０が中間板３００のスペーサ３０１に当接する。

【0095】

第２（下側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０５）では、第２プローブ基台２００の長いプローブ２１１，２１２が基板３０の下面２０に当接する。第１（上側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０６）では、バネ４２，６１の弾性力その他に勝る駆動手段５０の駆動力Ｆが、主として第１ポール６０に作用する。その駆動力Ｆにより、棒状部６３がある程度まで鞘状部６２に収容されるので中位の長さ、すなわち鞘状部６２より少し長い程度の長さにまで縮む。その結果、第１プローブ基台１００の長短全てのプローブ１１１〜１１４が基板３０の上面１０に当接する。

【0096】

第２（下側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０７）では、バネ６１，４２，４３の弾性力およびその他に勝る駆動手段５０の駆動力Ｆが、主として第１ポール６０に作用する。その駆動力Ｆにより、棒状部６３の全部が鞘状部６２に収容されるので最短の長さ、すなわち鞘状部６２だけの長さにまで縮む。このとき、限界まで縮んで弾力性を失った状態の第１ポール６０は、最も強力なバネ４３の弾性力に抗しながら、中間板工程３００とともに基板３０を押し下げる。その結果、第２プローブ基台２００の長短全てのプローブ２１１〜２１７が基板３０に当接する。

【0097】

インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）は、上述の第１（上側）、第２（下側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０６，Ｓ３０７）において、第１、第２プローブ基台１００，２００の長短全てのプローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７が基板３０に当接した状態で実行される。

【0098】

第１（上側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１１）では、第１プローブ基台１００の短いプローブ１１２〜１１４が基板３０から離れる。同様に、第２（下側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１２）では、第２プローブ基台２００の短いプローブ２１３〜２１７が基板３０から離れる。その結果、長いプローブ１１１，２１１，２１２のみが基板３０に接触を維持した状態で残される。

【0099】

バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）又はファンクションテスト工程（Ｓ３３０）は、インサーキットテスト工程（Ｓ３１０）に比べて接触数を減らして残された長いプローブ１１１，２１１，２１２のみで実行される。なお、これら３本の長いプローブ１１１，２１１，２１２以外にも、実際の検査では長いプローブが用いられているとしても説明から省略する。

【0100】

上述のように、中途状態（図３）は、離間状態（図１）と接近状態（図２）の何れの側から移行する場合でも得られる。したがって、接近状態（図２）で行うインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、中途状態（図３）で行うバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）やファンクションテスト工程（Ｓ３３０）の順番は、どちらを先にしても構わない。これを図９で説明すると、第２（下側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０５）と第１（上側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０６）の間に、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）又はファンクションテスト工程（Ｓ３３０）を実行するようにしても構わない。

【0101】

また、図面の記載は省略するが、長短の中間の長さも含めて異なる３段階の長さのプローブ、すなわち長プローブ、中プローブ、短プローブ、を用いて、３種のテスト工程も実現可能である。すなわち、全プローブ接触による第１テスト工程、中・長プローブ接触による第２テスト工程、長プローブのみ接触による第３テスト工程とする３種のテスト工程である。

【0102】

より具体的には、第１テスト工程はインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）、第２テスト工程はバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）、第３テスト工程はファンクションテスト工程（Ｓ３３０）とする。なお、３種のテスト工程は一例に過ぎず、第１、第２、第３テスト工程は、必ずしもインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）、ファンクションテスト工程（Ｓ３３０）である必要は無い。

【0103】

全プローブ離間工程（Ｓ３３１）では、制御部７０が駆動手段５０により第１プローブ基台１００を引き上げて、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離Ｌ１〜Ｌ３を最大Ｌ１に広げた状態にする。つぎに、基板離脱工程（Ｓ４００）では、本装置５００から基板３０を離脱させて本方法による基板検査を終了する。なお、第１（上側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０３）と、第２（下側）プローブ群選択当接工程（Ｓ３０５）の順番は逆でも構わない。同様に、第１（上側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０６）と、第２（下側）プローブ群全当接工程（Ｓ３０７）の順番も逆で構わない。同様に、第１（上側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１１）と、第２（下側）プローブ群選択解除工程（Ｓ３１２）の順番も逆で構わない。

【0104】

以下、本装置および本方法の効果について、より具体的に説明する。従来の冶具で高速なディジタル検査、例えば、バウンダリースキャンテストを実行する場合、上述のように、数ＧＨｚの高周波クロック動作による不要輻射等の悪影響を避けて、正確な検査結果を得るために障害となるプローブを、基板３０に接触させないことが重要である。このバウンダリースキャンテストで、不具合がある場合、プローブ基台（図１〜図３参照）の裏面（プローブの基部側）において、以下のような対応を余儀なくされていた。

【0105】

１）不具合が想定される配線箇所のプローブを切断するためのリレー（不図示）を介挿し、適宜切断する。
２）想定していなかった箇所で不具合が発生した場合、その都度新たに配線を切断して同様のリレーを取り付ける必要がある。
３）リレーで切り離された条件でも、問題の箇所に接続されるプローブからリレーまでの配線が有するインピーダンスの影響が原因で検査ができない場合がある。その原因を究明してから、その問題の箇所に接続されるプローブを取り外す必要があり検査の稼働率が低下する。

【0106】

上述の不具合に対応するため、本冶具を簡易な構造により半自動化して多機能型検査回路と組み合わせた本装置、および本装置を用いた本方法の効果は大きい。すなわち、本発明によれば、被検査基板の両面に対し、それぞれ必要とされるプローブのみを選択的に接触させることにより、多種類の検査を多段階に分けて実施可能にした両面対応型の多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法を提供できる。

【0107】

以下、第１ポール６０の効果について、補足説明する。上述のように、第１ポール６０は、基部を駆動力Ｆで押されることにより、バネ６１の弾性力を伴って伸縮自在の先端部が、基板３０の第１面（上面）１０を押力Ｆ１で柔軟に押圧することが可能である。このように、第１ポール６０は、鞘状部材６２と棒状部材６３との間に介在するバネ６１の弾性力により、基板３０の上面１０を柔軟に押力Ｆ１で押圧する。

【0108】

ここで、第１ポール６０にバネ６１の弾性力が無かった場合を想定する。その場合であっても、第１ポール６０の長さは、長いプローブ１１１と、短いプローブ１１２〜１１４の中間の長さに固定されていれば、上述の第１条件、および第２条件が実現する。まず第１条件、すなわち、第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離Ｌ１〜Ｌ３を中程度Ｌ３に維持する。この第１条件に連動して、第２条件も実現する。すなわち、バウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）のとき、短いプローブ１１２〜１１４，２１３〜２１７が、基板３０の上下面１０，２０に接触していたところを離間させるという第２条件も実現する。

【0109】

つまり、プローブ１１１〜１１４，２１１〜２１７の全数を接触させるインサーキットテスト工程（Ｓ３１０）と、長いプローブ１１１，２１１，２１２のみを基板３０に接触させるバウンダリースキャンテスト工程（Ｓ３２０）と、の２つの異なる状態が得られる。すなわち、本装置５００の基本動作は実現する。しかし、第１ポール６０が、基本動作を可能とする適正な長さであったとしても、長さ方向の柔軟性に欠けていた場合、平面形体の基板３０が、幾何学的に正しい平面から狂いを生じていた場合の対応が不十分になる。

【0110】

ほとんどの実装基板は、半田付け工程、つまり、半田槽を用いるフロー工程のほか、微細に印刷されたクリーム半田等を用いるリフロー工程において、熱変形のため、ある程度の波打ちが生じて完全な平面から狂いを生じる。特にフレキシブル基板では、平面度が狂うという問題が顕著になる。

【0111】

具体的には、基板３０のパタン上の指定位置に半田を溶着させたテストパッド（Test Pat）等の被接触部に、プロービング（Probing）すなわちプローブを接触させる（以下、「探針接触」ともいう）場合、波打った基板ではコンタクトポイント（Contact point）の精度が狂う。さらに、半球状の被接触部から横滑りするなど、接触不良の問題を抱える。

【0112】

そこで、外形ザグリ（Outline counterbore）と呼ばれる個別専用のカバーを実装基板に装着することで、実装基板の平面度を矯正してから、プローブを接触させることもあるが、平面度の矯正にも限度がある。

【0113】

また、外形ザグリを装着しても、基板検査工程が高速で連続実行される場合、実装基板を一瞬に押さえて、探針接触し、検査終了時にも一瞬に解放する為、部品・半田接合部に大きな歪・応力が発生して、基板破壊を起こす懸念もある。

【0114】

第１ポール６０が、長さ方向の柔軟性に欠けていた場合に生じる不具合は、以下のとおりである。
１）コンタクトポイント上のプローブが、横滑り等を生じてずれる。
２）ベアボード（bare board）の平面度を無理に矯正しようとするとき、表面実装タイプのＩＣチップ等の場合、BGA（ball grid array）の半田ボールにクラック（crack）が生じる。
３）ベアボードが平らになる際、チップ部品が割れる。

【0115】

上述の不具合に対応するため、上述のように、本装置５００に複数が具備された第１ポール６０は、鞘状部材６２と棒状部材６３との間に介在するバネ６１の弾性力により、基板３０の上面１０を、より均一かつ柔軟に押圧する。その動作は、探針接触する前に、基板３０を均一かつ緩慢に押さえる作用があるので、基板が平面度を維持して保持され易い。

【0116】

このように、第１ポール６０は、波打った基板３０に対し、一定の時間を掛けて無理なく平面度を矯正する。すなわち、基板３０の反りを無くす効果がある。したがって、平面度の矯正に際して、基板３０の品質保証に有害な撓みや曲げ応力の発生が抑制されるという効果を奏する。探針接触の解放時も同様であり、徐々に基板３０を元の状態戻す。その結果、検査を高速化しても、検査することによる故障の発生を防ぐとともに、探針接触（Probing）が、高精度かつ安定的になるので、一連の検査精度を高める効果がある。

【0117】

図１０は、本装置に用いる第１ポールの変形例を示す一部断面図である。図１０に示す第１ポール９０は、基部を形成する支柱９３が第１プローブ基台１００に植設されるようにネジ９７で固定されており、図１、図２、図３、および図８に示した第１ポール６０と同様の機能を有する。すなわち、第１ポール９０は、基部を駆動力Ｆで先端方向に押されることにより、バネ６１の弾性力を伴って伸縮自在の先端部９４が、基板３０の第１面（上面）１０を押力Ｆ１で柔軟に押圧することが可能である。

【0118】

この第１ポール９０が、第１ポール６０と異なる点は、以下の２点である。まず、第１プローブ基台１００に植設された支柱９３の側に基部が形成され、それに被さる鞘状部材９２の側に伸縮自在の先端部９４が形成されている点が異なる。さらに、先端部９４には交換自在のキャップ９５がオス・メス関係のネジ部９６により固定されており、基板３０の第１面１０に、キャップ９５の当接面９８を介して当接する点も異なる。また、キャップ９５は、摩耗交換のほか、基板３０の形態や検査内容に材質を適合させるため交換自在にしている。なお、キャップ９５を構成する材料は、基板３０への静電気の害を避けるための絶縁性と、本冶具の多段階動作に伴う衝撃を軽減するためクッション性を有するゴム又は樹脂材料であることが好ましい。

【0119】

［変形実施例］
以下、図１１〜図１３を用いて変形実施例について説明する。これら、図１１〜図１３は、上述の本装置５００の構成及び動作を説明する際に用いた図１〜図３にそれぞれ対応する。また、図１１〜図１３は、図１〜図３に示した本装置５００に対し、より安全かつ良好な機能を得るために追加した部材を含めた構成及び動作を説明するための図である。なお、変形装置の動作原理は本装置５００と同等であるため、重複する説明は省略する。

【0120】

図１１は、変形装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最大に離間し、両者の間に位置する中間板に実装基板を載置した状態を示す正面図である。
図１２は、変形装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台を最接近させて保持し、挟持された基板に長短２種類のプローブを全数接触させた、インサーキットテストモードを示す正面図である。
図１３は、変形装置の第１プローブ基台と第２プローブ基台の離間距離を中程度に保持し、挟持された基板に長いプローブのみを接触させ、短いプローブは非接触とする、バウンダリースキャンテストモードを示す正面図である。

【0121】

変形装置５０１は、本装置５００に残された課題に対応したものである。その課題とは、基板３０が、中間板３００の上面に配設されたスペーサ３０１その他不図示の支持部材と、第１ポール６０，９０（図１０）の先端で押圧された箇所と、押圧されない箇所と、のそれぞれの間で不均一な曲げ応力を受けることにより、平坦面が撓むだけでなく、甚だしい場合は、損傷する危険性もあった点である。

【0122】

この課題を解決するために、本装置５００が第１ポール６０によって基板３０を押圧していたところ、変形装置５０１は、第１ポール６０と同等機能を有する伸縮性支持機構６０で支持された押し板４００によって基板３０を押圧するようにした。なお、第１ポール６０と、伸縮性支持機構６０とは、同等機能を有するため同一符号を付しているが、同等機能であれば別の構成でも構わない。

【0123】

図１１〜図１３に示すように、多機能型基板検査装置（変形装置）５０１は、図１〜図３に示した本装置５００に対し、被検査基板３０の表面を弾性的かつ均一に押圧可能にした押し板４００をさらに備えて構成される。この押し板４００は、第１プローブ基台１００と被検査基板３０との間に位置する。

【0124】

また、この押し板４００は、第１ポール６０と同等機能を有する伸縮性支持機構６０の先端部に接着剤６４で固設されると共に、第１プローブ基台１００に対して平行を維持した姿勢で離接可能ある。なお、この押し板４００は、第１プローブ基台１００に植設されたプローブ１１１〜１１４を貫通させる貫通孔１〜４が穿設されている。

【0125】

また、ほとんどの基板３０には、高さ方向に突出する不図示の部品が実装されている。これらの実装部品は、基板３０の種類別に配置も高さも異なる。したがって、基板３０に対面する押し板４００には、高さ方向に突出する実装部品を嵌入して高さを吸収するザグリ孔、もしくは貫通孔などが穿設される。このように、押し板４００には、基板３０の種類別に相当の加工が必要である。これらの加工により、プローブ１１１〜１１４を貫通させる貫通孔１〜４と同様に、基板３０の種類別に異なる形状に適応させた専用の押し板４００が形成される。押し板４００は、このような構成であるため、被検査基板３０の表面を弾性的かつ均一に押圧可能である。

【0126】

なお、図１１〜図１３示した変形装置５０１における伸縮性支持機構６０は、図１〜図３に示した本装置５００における第１ポール６０と、ほぼ同様に構成されているが、これに限定するものではない。すなわち、全部のバネ６１を合計した強度や、バネ６１に係合する板材どうしの平行を維持する機能が同等であればそれで良い。

【0127】

したがって、鞘状部材６２の形状や、伸縮性支持機構６０と押し板４００とを固定する固定手段６４は、別の構成でも構わない。特に、固定手段６４は、例示した接着剤による固定でなくとも一般的なネジ止め等であっても構わない。なお、貫通孔１〜４に対応するように、中間板３００にも第２プローブ基台２００に植設されたプローブ２１１〜２１７を貫通させる貫通孔が穿設されていることは言うまでもない。

【0128】

上述のように、変形装置５０１は、押し板４００で基板３０の表面を弾性的に押圧可能である。また、押し板４００は、第１プローブ基台１００と基板３０との間に位置しており、これらは平行を維持した姿勢で離接可能ある。したがって、押し板４００は、被検査基板３０の表面に対して平行を維持した姿勢で押圧することが可能ある。

【0129】

したがって、基板３０が、中間板３００の上面に配設されたスペーサ３０１その他不図示の支持部材と、第１ポール６０，９０の先端で押圧された箇所と、押圧されない箇所と、のそれぞれの間で不均一な曲げ応力を受けることが少なくて済む。このような作用により、変形装置５０１は、基板３０の平坦面が撓むことや損傷する危険性も軽減できるという効果を奏する。その結果、本装置５００に残された課題を解決できた。

【産業上の利用可能性】

【0130】

本発明に係る多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法は、被検査基板に実装されたアナログ部品の単品不良又はユニット不良を検出するインサーキットテストと、被検査基板に実装されたディジタル部品の単品不良又はユニット不良を検出するバウンダリースキャンテストと、基板単位の製品機能を検査するファンクションテスト、あるいはその他のテストのうち、何れか２種類以上のテスト（検査）機能を切り換えながら、連続的に行う多機能型基板検査装置および多機能型基板検査方法として採用される可能性がある。

【符号の説明】

【0131】

１〜４ 孔、５，６ スプリング、１０ （基板３０の上面）第１面、２０ 第２面、３０ 被検査基板、３１ 入力信号端子、３２ 出力信号端子、４１ 第３ポール、４２ 第２付勢手段（バネ）、４３ 第３付勢手段（バネ）、４４ 第２ポール、５０ 駆動手段、６０，９０ 第１ポール、６０ （第１ポール６０と同等の）伸縮性支持機構、６１ 第１付勢手段（バネ）、６２，９２ 鞘状部材、６３ 棒状部材、６４ 固定手段（接着剤）、９３ 支柱、９４ 先端部、９５ キャップ、９６ ネジ部、９７ ネジ、９８ 当接面、７０ 制御部、８０ 多機能型検査回路（検査回路）、１００ 第１プローブ基台、１１１〜１１４，２１１〜２１８ プローブ、２００ 第２プローブ基台、３００ 中間板、３０１，３０２ スペーサ、４００ 押し板、５００ 多機能型基板検査装置、５０１ 変形装置、Ｆ （駆動手段５０の）駆動力、Ｆ１ （第１ポール６０の）押力、Ｇ （基板３０の上面１０に作用する下向きの）押力、Ｈ （バネ６１およびバネ４２の）弾性力、Ｌ１〜Ｌ３ （第１プローブ基台１００と第２プローブ基台２００との離間距離、 長いプローブ（１１１，２１１，２１２）、Ｎ （スペーサ３０１から受ける）垂直抗力、Ｓ１００ 待機工程、Ｓ２００ 基板載置工程、Ｓ３００ 基板検査工程、Ｓ３０１ プローブ接近開始工程、Ｓ３０２ 基板降下工程、Ｓ３０３ 第１（上側）プローブ群選択当接工程、Ｓ３０４ 降下基板当接工程、Ｓ３０５ 第２（下側）プローブ群選択当接工程、Ｓ３０６ 第１（上側）プローブ群全当接工程、Ｓ３０７ 第２（下側）プローブ群全当接工程、Ｓ３１０ インサーキットテスト工程、Ｓ３１１ 第１（上側）プローブ群選択解除工程、Ｓ３１２ 第２（下側）プローブ群選択解除工程、Ｓ３２０ バウンダリースキャンテスト工程、Ｓ３３０ ファンクションテスト工程、 Ｓ４００ 基板離脱工程

【要約】

プローブを選択的に接触させられる多機能型基板検査装置を提供する。
基板３０の面１０，２０別に接触可能で異なる長さのプローブ１１１〜２１７が植設された第１，第２プローブ基台１００，２００と、これらの間隔を近付けたり遠ざけたりする駆動手段５０と、これらの間で基板３０を載置可能な中間板３００と、第１プローブ基台１００に植設され、駆動手段５０の駆動力Ｆに基づいて第１付勢手段６１を介する付勢力Ｆ１で基板３０を押圧可能な伸縮自在の第１ポール６０又はそれと同等の伸縮性支持機構６０と、基板３０を中間板３００から遠ざけようとする第２付勢手段４２と、中間板３００を第２プローブ基台２００から遠ざけようとする第３付勢手段４３と、を備え、プローブ１１１〜２１７を長さの違いに応じて基板３０に選択的に接触させる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】