特開 2023-25989 プローブカードの検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023025989

(43)【公開日】2023-02-24

(54)【発明の名称】プローブカードの検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20230216BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20230216BHJP

【ＦＩ】

G01R31/28 K

H01L21/66 B

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021131520

(22)【出願日】2021-08-12

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】521356415

【氏名又は名称】有限会社ケニックシステム

(71)【出願人】

【識別番号】521356426

【氏名又は名称】有限会社Ｔ・Ｉ・Ｍ

(74)【代理人】

【識別番号】110002103

【氏名又は名称】弁理士法人にじいろ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】太田 研一

(72)【発明者】

【氏名】高橋 茂之

【テーマコード（参考）】

2G132

4M106

【Ｆターム（参考）】

2G132AC03

2G132AD15

2G132AF02

2G132AJ05

2G132AK03

2G132AL04

2G132AL09

2G132AL12

4M106DD10

4M106DD18

(57)【要約】

【課題】プリント基板を検査するプローブカードを検査する検査装置において、プローブピンの本数の増大、微細化及び高密度化に対応して、プローブピンの損傷を抑えながら、検査精度の向上及び検査時間の短縮を実現することにある。
【解決手段】検査装置は、配設された複数のプローブピン５１を有するプローブカード５０を検査する。検査装置は、複数のプローブピン５１に接触される均一な抵抗率を有する抵抗箔１１と、抵抗箔に所定方向に沿って電位勾配を発生させる電源回路１４と、複数のプローブピン各々との電位に基づいて複数のプローブピン各々の位置を計算する座標計算部３９とを具備する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電検査対象上の複数箇所に接触するようにプローブプレートに配設される複数のプローブピンが、複数の導線を介してコネクタの複数のコンタクトにそれぞれ接続されてなるプローブカードを検査するための検査装置において、
前記複数のプローブピンに接触される矩形形状の均一な抵抗率を有する抵抗箔がベース板に貼着され、前記抵抗箔の対辺に短冊形の一対の電極がそれぞれ接続されてなるセンサ板と、
前記抵抗箔に前記対辺に垂直な方向に沿って電位勾配を発生させるために前記一対の電極間に電圧を印加する電源部と、
前記コンタクトを介して前記複数のプローブピンのうち一つの基準ピンに繋がるコンタクトと他のプローブピン各々に繋がるコンタクトとの電位差を検出する検出部と、
前記センサ板を前記プローブプレートに対して中心線が前記プローブプレートのＸ軸に平行になるように配置した状態で前記検出部により検出した電位差に基づいて前記基準ピンに対する前記他のプローブピン各々の前記Ｘ軸と平行な方向に関する距離を計算し、前記センサ板を前記プローブプレートに対して前記中心線が前記プローブプレートのＹ軸に平行になるように配置した状態で前記検出部により検出した電位差に基づいて前記基準ピンに対する前記他のプローブピン各々の前記Ｙ軸と平行な方向に関する距離を計算するとともに、前記基準ピンの既知のＸＹ座標を前記Ｘ軸と平行な方向に関する距離と前記Ｙ軸と平行な方向に関する距離とに従って前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とに関してシフトすることにより前記他のプローブピン各々のＸＹ座標を計算する座標計算部と、
前記プローブピン各々に関する前記ＸＹ座標に基づいて、前記プローブピンに対応するピンマークの分布を作成する分布作成部と、
前記作成された分布を、前記複数のプローブピンに関する設計上の分布に重ねて外部のディスプレイに表示させる表示制御部とを具備する、検査装置。

【請求項2】

前記センサ板を板面に垂直な垂直軸周りに回転する回転機構をさらに備える、請求項１記載の検査装置。

【請求項3】

前記センサ板を前記垂直軸に沿って移動する直動機構をさらに備える、請求項２記載の検査装置。

【請求項4】

前記抵抗箔は、温度による抵抗値変化率がゼロ又はそれに近似する値を示す、請求項１記載の検査装置。

【請求項5】

前記検出部は、前記基準ピンに対応する前記コンタクトに対する接続を固定し、前記他のプローブピンに対応する前記コンタクトに対する接続を順番に切り替えるためのスキャナボードと、前記基準ピンに対応する前記コンタクトと前記切り替えられた前記他のプローブピンに対応する前記コンタクトとの間の電位差をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器とを有する、請求項１記載の検査装置。

【請求項6】

前記分布作成部は、前記ピンマークに前記コンタクトの配列番号を付記する、請求項１記載の検査装置。

【請求項7】

前記分布作成部は、前記ピンマークを前記コンタクトの配列番号の順番に従って連結線により連結する、請求項１記載の検査装置。

【請求項8】

配設された複数のプローブピンを有するプローブカードを検査するための検査装置において、
前記複数のプローブピンに接触される均一な抵抗率を有する抵抗箔と、
前記抵抗箔に所定方向に沿って電位勾配を発生させる電源と、
前記複数のプローブピン各々との電位に基づいて前記複数のプローブピン各々の位置を計算する計算部とを具備する、検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、プリント基板や半導体ウェハー等の通電検査対象の通電検査用のプローブカードを検査する検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プリント基板や半導体ウェハー等の通電検査対象は実装前に必ず全ての製品に対して通電検査を実施する。なおここでは、通電検査対象としてプリント基板を例に説明する。プリント基板にはミクロン単位で数百～数千カ所の配線、ランド、パッドなど多くの要素が形成されており、これら配線、ランド、パッドなどに対して予め指定された検査ポイントにおいて設計通りに通電するか確認する。数百～数千カ所の検査ポイントを1カ所ずつ検査していると、１つのプリント基板の通電検査完了までに長い時間が必要となるため、一度に全ての検査ポイントを検査するための専用の検査治具（プローブカード）が用いられている。プローブカードは、複数の検査ポイントに接触するように、それらのレイアウトに応じてプローブプレートに複数の導電ピン（プローブピン）が配設されてなる。

【0003】

検査ポイントは数千箇所に及ぶことも多く、それに応じて数千本のプローブピンがプローブプレートに装備される。数千本にも及ぶプローブピンに対して、コネクタのコンタクトは予め対応付けられており、プローブピンをそれぞれ対応するコンタクトに導線で個々に接続する作業は手作業にならざるを得ず、配線ミスが誘発されやすい。

【0004】

このような配線ミスの他にも、プローブカードの不具合として、プローブピンの位置が予定位置からずれている、導線とプローブピンとの接続の不適切や断線によりプローブピンがコネクタのコンタクトに接続されていないなど様々な事態が起こり得る。

【0005】

プローブカードはプリント基板の不良を検出する非常に重要な部材であるため、不具合は許されない。そのため、プローブカードに不具合がないかロボットアームで通電検査をしている。

【0006】

しかし最近プリント基板の微細化が進み、１ｍｍに１０本以上の高い密度でプローブピンをレイアウトすることが要求される状況になってきた。それによりロボットでの検査も限界にきている。今後はこれまで以上にプリント基板が微細化することは間違いない状況である。

【0007】

プローブカードに不具合が発生するとプリント基板の通電検査も全て再検査となってしまうため、生産効率の悪化やコスト圧迫に直結してしまう。特にスマートフォンなど一般消費者向けの製品に実装するプリント基板は大量生産されており、一つの不具合で生産体制に影響が大きいことから専用のプローブカードを確実かつ短時間で検査できる装置へのニーズが高まっている。

【0008】

ロボットでプローブカードのプローブピンの先端と、コネクタのコンタクトとの双方に探触子を当てて、通電を検査していた。しかしプローブピン同士の間隔が７０μｍを切ったあたりから、この方法だと隣のプローブピンに触ってしまう事態や、プローブピンを折るなど損傷させてしまう問題が多発している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

目的は、プリント基板を検査するプローブカードを検査する検査装置において、プローブピンの本数の増大、微細化及び高密度化に対応して、プローブピンの損傷を抑えながら、検査精度の向上及び検査時間の短縮を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本実施形態に係る検査装置は、プリント基板や半導体ウェハー等の通電検査対象上の複数箇所に接触するようにプローブプレートに配設される複数のプローブピンが、複数の導線を介してコネクタの複数のコンタクトにそれぞれ接続されてなるプローブカードのプローブピンを検査する。通電検査対象としてここではプリント基板を例に説明する。検査装置は、複数のプローブピンに接触される矩形形状の均一な抵抗率を有する抵抗箔がベース板に貼着され、抵抗箔の対辺に短冊形の一対の電極がそれぞれ接続されてなるセンサ板を有する。電源部は、抵抗箔に対辺に垂直な方向に沿って電位勾配を発生させるために一対の電極間に電圧を印加する。検出部は、コンタクトを介して複数のプローブピンのうち一つの基準ピンに繋がるコンタクトと他のプローブピン各々に繋がるコンタクトとの電位差を検出する。座標計算部は、センサ板をプローブプレートに対して中心線がプローブプレートのＸ軸に平行になるように配置した状態で検出部により検出した電位差に基づいて基準ピンに対する他のプローブピン各々のＸ軸と平行な方向に関する距離を計算し、センサ板をプローブプレートに対して中心線がプローブプレートのＹ軸に平行になるように配置した状態で検出部により検出した電位差に基づいて基準ピンに対する他のプローブピン各々のＹ軸と平行な方向に関する距離を計算するとともに、基準ピンの既知のＸＹ座標をＸ軸と平行な方向に関する距離と前記Ｙ軸と平行な方向に関する距離とに従ってＸ軸とＹ軸とに関してシフトすることにより他のプローブピン各々のＸＹ座標を計算する。分布作成部はプローブピン各々に関するＸＹ座標に基づいて、プローブピンに対応するピンマークの分布を作成する。表示制御部は、作成された分布を、複数のプローブピンに関する設計上の分布に重ねてディスプレイに表示させる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は本実施形態に係る検査装置の構成を示す図である。

【図2】図２は図１の検査装置による検査手順を示す流れ図である。

【図3】図３は図２の工程Ｓ０４，Ｓ１２で記憶された電位差データを示す図である。

【図4】図４は図２の工程Ｓ１６による基準ピンに対する他のプローブピンのＸ軸方向の距離計算に関する補足図である。

【図5】図５は図２の工程Ｓ１７による基準ピンに対する他のプローブピンのＹ軸方向の距離計算に関する補足図である。

【図6】図６は図２の工程Ｓ１８で生成されたプローブピンの分布図を設計上の分布図に重ねて表示する表示例を示す図である。

【図7】図７は図１の検査装置の変形例を示す図である。

【図8】図８は図１の検査装置の他の変形例を示す図である。

【図9】図９はプローブカードをプリント基板とともに示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る検査装置を説明する。本実施形態に係る検査装置が検査する対象は、プリント基板の通電を検査する専用の検査治具としてのプローブカードである。ここで本実施形態に係る検査装置の説明に先立って、プローブカードについて説明する。図９（ａ）に示すように、プリント基板６０にはミクロン単位で数百～数千もの配線、ランド、パッドなどが形成されている。プリント基板６０の配線等上の数千箇所に通電検査のための検査ポイント６１が指定されている。図９（ｂ）に示すように、プローブカード５０は、プリント基板６０の複数の検査ポイント６１に個々に接触させるための複数の導電ピン（プローブピン）５１を有しており、これらプローブピン５１はプリント基板６０上での検査ポイント６１のレイアウトと同じレイアウトでプローブプレート５２に配設される。プローブピン５１は導線５３を介して、予め対応付けられているコネクタ５４のソケット又はプラグのコンタクト５５に個々に接続される。なお、プローブカード５０には横方向にＸ軸が設定され、縦方向にＹ軸が設定されるものとする。

【0013】

図１には本実施形態に係る検査装置の構成を示している。センサ板１０は、複数のプローブピン５１に接触される矩形形状の抵抗箔１１がベース板（図示せず）に貼着され、抵抗箔１１の対辺に、その辺長と同じ長さを長辺とする短冊形の一対の電極１２，１３がそれぞれ接続されてなる。なお、抵抗箔１１の中心Ｃを通り抵抗箔１１の対辺に垂直な線を中心線ＣＬとする。抵抗箔１１は、均一な抵抗率を有し、温度係数(温度による抵抗値変化率)がゼロ又は近似値を示す精密電気計器類の標準抵抗線として用いられる金属の箔である。

【0014】

電源回路（ＰＳＣ）１４により電極１２，１３間に電圧が印加されると、中心線ＣＬに沿って一定の電位勾配が発生する。それにより抵抗箔１１は、電極１２，１３の間の位置に応じた電位を有する。この電位により抵抗箔１１に接触するプローブピン５１に関する抵抗箔１１の枠内における中心線ＣＬ方向の位置を特定することができる。本実施形態では、位置計算精度の向上のために、特定のプローブピン（基準ピン）５１を予め基準ピンとして設定し、当該基準ピン５１と他のプローブピン５１との間の電位差を検出し、検出した電位差に基づいて、基準ピン５１に対する他のプローブピン５１の「抵抗箔１１の中心線ＣＬ方向に関する距離」を計算する。基準ピン５１のプローブカード５０内における既定の座標から、計算された距離だけ中心線ＣＬ方向に平行移動（シフト）した座標が、他のプローブピン５１の座標として特定される。検査に際しては、抵抗箔１１の中心線ＣＬをプローブカード５０のＸ軸と平行になるようにセンサ板１０をプローブカード５０に対して配置することにより、他のプローブピン５１に関するＸ軸上の座標を特定することができ、抵抗箔１１の中心線ＣＬをプローブカード５０のＹ軸と平行になるようにセンサ板１０をプローブカード５０に対して配置することにより、他のプローブピン５１に関するＹ軸上の座標を特定することができる。

【0015】

センサ板１０は、回転機構１５により板面に垂直であって中心Ｃを通る垂直軸周りに回転自在に支持され、且つ直動機構１６によりセンサ板１０に垂直な方向に沿って往復動自在に支持される。検査過程において、抵抗箔１１の中心線ＣＬがプローブカード５０のＸ軸と平行になるようにセンサ板１０がプローブカード５０に対して配置され、また抵抗箔１１の中心線ＣＬがプローブカード５０のＹ軸と平行になるようにセンサ板１０がプローブカード５０に対して配置される。直動機構１６はセンサ板１０をプローブカード５０に接近させ、抵抗箔１１をプローブピン５１に接触させ、またセンサ板１０をプローブカード５０から離れる方向に移動させて、抵抗箔１１をプローブピン５１から離脱させることができる。

【0016】

コネクタ２０は複数のコンタクト１９を有する。コネクタ２０をコネクタ５４に結合したとき、複数のコンタクト１９は、コネクタ５４の複数のコンタクト５５にそれぞれ接続される。典型的には、コンタクト１９は同じ配列番号のコンタクト５５に接続される。

【0017】

スキャナボード２２は、コネクタ５４のコンタクト５５を介して入力した信号（電圧）から、後述の制御部３１の制御信号により指示された２つを選択して出力する。検査に際しては、制御部３１は、基準ピン５１に繋がるコンタクト１９を固定した状態で、他のプローブピン５１に繋がるコンタクト１９を一定周期で切り替える。スキャナボード２２としては電子的に接続を切り替えるマルチプレクサ、機械的に接続を切り替えるリレーのいずれであってもよい。

【0018】

スキャナボード２２にはインタフェース回路（ＩＦ）２３を介してアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）２４が接続される。アナログデジタル変換器２４は、スキャナボード２２から出力された２つの信号をその電位差に応じたデジタル信号に一定周期で変換する。なお、アナログデジタル変換器２４はスキャナボード２２とともに、コンタクト１９を介して複数のプローブピン５１のうち一つの基準ピン５１に繋がるコンタクト１９と他のプローブピン５１各々に繋がるコンタクト１９との電位差を検出する検出部を構成する。

【0019】

パーソナルコンピュータ等により実現される情報処理装置３０は、機能構成上、システム全体を制御する制御部３１に対して、データ・制御バス３２を介して記憶部３８、座標計算部３９、プローブピン５１の空間分布を作成する分布図作成部４０、ディスプレイ４２に表示すべき画面を構成する表示制御部４１、各部１４，１５，１６，２４に対するインタフェース（ＩＦ）３３－３７とが接続されてなる。記憶部３８には、検査対象のプローブカード５０に装備される複数のプローブピン５１各々に関する設計上のＸＹ座標に関するデータと、プローブピン５１とコネクタ２０のコンタクト５５との設計上の対応関係に関するデータとが記憶される。また記憶部３８には、検査過程で発生する基準ピン５１と他のプローブピン５１各々との間の電位差に関するデータが記憶される。

【0020】

座標計算部３９は、センサ板１０をプローブカード５０に対して、抵抗箔１１の中心線ＣＬがＸ軸に平行になるように配置した状態でアナログデジタル変換器２４により検出された基準ピン５１と他のプローブピン５１各々との電位差、実際には基準ピン５１に接続されたコンタクト１９と他のプローブピン５１に接続されたコンタクト１９各々との電位差に基づいて、基準ピン５１に対する他のプローブピン５１各々のＸ軸と平行な方向に関する距離（Ｘ軸距離）を計算する。またセンサ板１０を９０°回動させ、プローブカード５０に対して、抵抗箔１１の中心線ＣＬがＹ軸に平行になるように配置した状態でアナログデジタル変換器２４により検出された基準ピン５１と他のプローブピン５１各々との電位差に基づいて基準ピン５１に対する他のプローブピン５１各々のＹ軸と平行な方向に関する距離（Ｙ軸距離）を計算する。座標計算部３９は、基準ピン５１の既定のＸＹ座標とＸ軸距離とＹ軸距離とに基づいて他のプローブピン５１のＸＹ座標を計算する。具体的には基準ピン５１の既定のＸＹ座標を、Ｘ軸距離に従ってＸ軸方向に平行移動（シフト）し、Ｙ軸距離に従ってＹ軸方向にシフトすることにより、他のプローブピン５１のＸＹ座標を計算する。

【0021】

分布図作成部４０は、基準ピン５１のＸＹ座標と他のプローブピン５１のＸＹ座標とに基づいて、プローブピン５１の分布図を作成する。表示制御部４１は、作成された分布図を、複数のプローブピン５１各々に関する設計上のＸＹ座標に関するデータに基づいて作成した設計上の分布図に重ねて、ディスプレイ４２に表示する。

【0022】

図２には本実施形態に係る検査装置による検査手順を示している。事前に、検査対象のプローブカード５０に装備される複数のプローブピン５１のうち、基準とすべき特定のプローブピン（基準ピン）５１が選択される。

【0023】

制御部３１の制御に従って回転機構１５は抵抗箔１１の中心線ＣＬがプローブカード５０のＸ軸と平行になるようにセンサ板１０を回転する。そして直動機構１６はセンサ板１０をプローブカード５０に接近させる。それにより抵抗箔１１はプローブピン５１に接触する（工程Ｓ０１）。制御部３１の制御に従って電源回路１４により電極１２，１３の間に所定の電圧が印加される（工程Ｓ０２）。それによりＸ軸に沿って一定の電位勾配が抵抗箔１１に発生する。制御部３１の制御に従ってスキャナボード２２により、基準ピン５１に繋がるコンタクト１９が出力に対して固定され、他のプローブピン５１に繋がるコンタクト１９が一定周期で切り替えられる（工程Ｓ０３）。コンタクト１９の切り替えに同期して、アナログデジタル変換器２４により、コンタクト１９間の電位差が一定周期で繰り返し検出される（工程Ｓ０４）。検出された電位差は、基準ピン５１と他のプローブピン５１との間のＸ軸方向に関する電位差（Ｘ）を示している。各電位差（Ｘ）に関するデータは、図３に示すようにコンタクト１９の配列番号を付帯されて記憶部３８に順次記憶される（工程Ｓ０５）。電源回路１４による電圧の印加が停止される（工程Ｓ０６）。

【0024】

制御部３１の制御により直動機構１６はセンサ板１０をプローブカード５０から離れる方向に移動する。それにより抵抗箔１１はプローブピン５１から離脱する（工程Ｓ０７）。制御部３１の制御により回転機構１５はセンサ板１０を９０°回転する（工程Ｓ０８）。それにより抵抗箔１１の中心線ＣＬはプローブカード５０のＹ軸と平行になる。制御部３１の制御により直動機構１６はセンサ板１０をプローブカード５０に接近する方向に移動する。それにより抵抗箔１１はプローブピン５１に接触する（工程Ｓ０９）。

【0025】

制御部３１の制御に従って電源回路１４により電極１２，１３の間に所定の電圧が印加される（工程Ｓ１０）。それによりＹ軸に沿って一定の電位勾配が抵抗箔１１に発生する。工程Ｓ０３と同様にスキャナボード２２により、基準ピン５１に繋がるコンタクト１９が出力に対して固定され、他のプローブピン５１に繋がるコンタクト１９が一定周期で切り替えられる（工程Ｓ１１）。そしてコンタクト１９の切り替えに同期して、アナログデジタル変換器２４によりコンタクト１９間の電位差が一定周期で繰り返し検出される（工程Ｓ１２）。検出された電位差は、基準ピン５１と他のプローブピン５１との間のＹ軸方向に関する電位差（Ｙ）を示している。各電位差（Ｙ）に関するデータは、図３に示すようにコンタクト１９の配列番号を付帯されて記憶部３８に順次記憶される（工程Ｓ１３）。電圧の印加が停止される（工程Ｓ１４）。

【0026】

図４に示すように、座標計算部３９により、電極１２，１３の間に印加された電圧に対する電位差（Ｘ）各々の割合を、電極１２，１３の間の距離を乗算することにより、基準ピン５１に対する他のプローブピン５１各々のＸ軸と平行な方向に関する距離（Ｘ軸距離）ｄＸが計算される（工程Ｓ１５）。例えば配列番号（１）のコンタクト１９に基準ピン５１が接続されているとして、配列番号（１）のコンタクト１９と配列番号（ｎ１）のコンタクト１９との間に０．６０Ｖの電位差が検出されたとき、基準ピン５１に対して配列番号（ｎ１）のコンタクト１９に接続されているプローブピン５１はＸ軸方向に沿って距離ｄＸ（ｎ１）だけ離れている。また配列番号（１）のコンタクト１９と配列番号（ｎ２）のコンタクト１９との間に０．６５Ｖの電位差が検出されたとき、基準ピン５１に対して配列番号（ｎ２）のコンタクト１９に接続されているプローブピン５１はＸ軸方向に沿って距離ｄＸ（ｎ２）だけ離れている。

【0027】

同様に、図５に示すように、座標計算部３９により電位差（Ｙ）各々に基づいて、基準ピン５１に対する他のプローブピン５１各々のＹ軸と平行な方向に関する距離（Ｙ軸距離）ｄＹが計算される（工程Ｓ１６）。配列番号（１）のコンタクト１９と配列番号（ｎ１）のコンタクト１９との間に０．２５Ｖの電位差が検出されたとき、基準ピン５１に対して配列番号（ｎ１）のコンタクト１９に接続されているプローブピン５１はＹ軸方向に沿って距離ｄＹ（ｎ１）だけ離れている。また配列番号（１）のコンタクト１９と配列番号（ｎ２）のコンタクト１９との間に０．６０Ｖの電位差が検出されたとき、基準ピン５１に対して配列番号（ｎ２）のコンタクト１９に接続されているプローブピン５１はＹ軸方向に沿って距離ｄＹ（ｎ２）だけ離れている。

【0028】

座標計算部３９により、基準ピン５１の既定のＸＹ座標を、Ｘ軸距離ｄＸに従ってＸ軸方向に沿って平行移動（シフト）し、Ｙ軸距離ｄＹに従ってＹ軸方向にシフトすることにより、他のプローブピン５１各々のＸＹ座標が計算される（工程Ｓ１７）。

【0029】

図６（ａ）に示すように、分布図作成部４０は、計算されたＸＹ座標に従ってピンマーク７１をＸＹ座標面にプロットすることにより、検査により特定されたプローブピン５１の分布図が作成される（工程Ｓ１８）。各ピンマーク７１には、それぞれ対応するコンタクト１９の配列番号が付記される。また分布図作成部４０は、記憶部３８に記憶されたプローブピン５１各々に関する設計上のＸＹ座標に関するデータに基づいて設計上のピンマーク７２をＸＹ座標面にプロットして、設計上のプローブピン５１の分布図が作成される。設計上の各ピンマーク７２にも、記憶部３８に記憶されたプローブピン５１とコネクタ２０のコンタクト５５との設計上の対応関係に関するデータに基づいて配列番号が付記される。

【0030】

表示制御部４１により、検査により作成されたプローブピン５１の分布図は、設計上の分布図に重ねられ、ディスプレイ４２に表示される。検査により作成されたプローブピン５１の分布図を設計上の分布図と比較することにより、設計上のピンマーク７２に対するピンマーク７１の位置ずれによりプローブピン５１が設計位置からずれている不具合、ピンマーク７１の欠落によりプローブピン５１からコンタクト５５に至る導線５３が断線している不具合、さらにプローブピン５１に対してコンタクト５５が設計とは異なる配線がなされた誤配線の不具合などを視認し、容易に発見することができる。

【0031】

図６（ｂ）に示すように、検査で作成された分布図において、コンタクト配列番号順にピンマーク７１を連結線８１により連結し、同様に設計上の分布図においても、設計上のコンタクト配列番号順にピンマーク７２を連結線８２により連結するようにしてもよく、この場合、上記様々な不具合をさらに容易に発見することができる。

【0032】

上述したように従来のようにプローブピン５１に個別に接続させる必要が無く、抵抗箔１１にプローブピン５１を一括して接触させるので、プローブピン５１の本数の増大、微細化及び高密度化に対応して、プローブピン５１の損傷を抑えながら、検査を実行することができる。また抵抗箔１１にプローブピン５１を一括して接触させた上で、プローブピン５１の電位をコンタクト１９を電気的に切り替えながら順次検出するので、検査時間の大幅な短縮を図ることができる。

【0033】

また抵抗箔１１に一方向に電位勾配を発生させ、コンタクト１９を介して基準ピン５１と他のプローブピン５１との電位差を検出し、電位差に基づいてプローブピン５１の位置（座標）を計算することができるので、プローブピン５１の位置ずれ、断線、誤配線などの様々な不具合を発見することが可能になる。特に基準ピン５１と他のプローブピン５１との電位差に基づいて基準ピン５１に対する他のプローブピン５１の距離を計算し、この距離に従って基準ピン５１の既知の位置から平行移動させて他のプローブピン５１の位置を計算するので、プローブピン５１の電位からその位置を特定するよりも位置計算の精度を向上させることができる。

【0034】

さらに、抵抗箔１１に２方向（中心線ＣＬの方向とそれに垂直な方向）に電位勾配を発生させてＸ軸とＹ軸の２方向の電位差を一時に検出するのでは無く、抵抗箔１１に一方向のみに電位勾配を発生させ、機械的にセンサ板１０を９０°回転させてＸ軸とＹ軸の２方向の電位差を２回に分けて検出するので、電位勾配の線形性を高め、ゆらぎを抑えて、高精度に位置を特定することができる。

【0035】

なお、図７に示すように、抵抗箔１１の中心線ＣＬに直交する垂直線ＯＬに沿う対辺に一対の電極１７，１８をそれぞれ接続し、抵抗箔１１に中心線ＣＬの方向と垂直線ＯＬの方向との２方向それぞれに電位勾配を発生させて、Ｘ軸とＹ軸の２方向の電位差を一時に検出することを否定するものではない。

【0036】

また図８に示すように、センサ板１０に対して電位勾配の方向が直交する他のセンサ板１１０を設け、センサ板１０と他のセンサ板１１０とをプローブカード５０に対して差し替えながら検査ポイント６１のＸ軸上の座標とＹ軸上の座標とを取得するようにしてもよい。他のセンサ板１１０は、センサ板１０と同様の構成を有しており、複数のプローブピン５１に接触される矩形形状の抵抗箔１１１がベース板（図示せず）に貼着され、抵抗箔１１１の中心線ＣＬ２に沿って対峙する対辺に、短冊形の一対の電極１１２，１１３がそれぞれ接続されてなる。電源回路（ＰＳＣ）１１４により電極１１２，１１３間に電圧が印加されると、中心線ＣＬ２に沿って一定の電位勾配が発生する。

【0037】

センサ板１０と他のセンサ板１１０とをプローブカード５０に対して差し替えるために、平行移動機構１１６は、センサ板１０，１１０を互いに逆向きにプローブカード５０の直上位置とプローブカード５０から離れた待機位置との間で往復移動自在に支持する。センサ板１０は検査ポイント６１のＸ軸上の座標を取得するために、センサ板１０の中心線ＣＬ１がプローブカード５０のＸ軸に平行に配置される。他のセンサ板１１０は検査ポイント６１のＹ軸上の座標を取得するために、センサ板１１０の中心線ＣＬ２がプローブカード５０のＹ軸に平行に配置される。

【0038】

制御部３１は、インタフェース１３７を介して平行移動機構１１６に制御信号を送信して、検査ポイント６１のＸ軸上の座標を取得する際には、センサ板１０をプローブカード５０の直上位置に配置させ、センサ板１１０を待機位置に配置させるとともに、インタフェース３５を介して電源回路１４に制御信号を送信して、電極１２，１３間に電圧を印加させる。また検査ポイント６１のＹ軸上の座標を取得する際には、センサ板１１０をプローブカード５０の直上位置に配置させ、センサ板１０を待機位置に配置させるとともに、インタフェース１３５を介して電源回路１１４に制御信号を送信して、電極１１２，１１３間に電圧を印加させる。

【0039】

このように２系統のセンサ板１０、１１０を交互に適用して検査ポイント６１のＸ軸上の座標及びＹ軸上の座標を高精度に取得することができる。

【0040】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0041】

１０…センサ板、１１…抵抗箔、１２，１３…電極、１４…電源回路（ＰＳＣ）、１５…回転機構、１６…直動機構、１９…コンタクト１９、２０…コネクタ、２１…導線、２２…スキャナボード、２４…アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、３０…情報処理装置、３１…制御部、３２…データ・制御バス、３８…記憶部、３９…座標計算部、４０…分布図作成部、４１…表示制御部、４２…ディスプレイ、３３－３７…インタフェース（ＩＦ）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2022-09-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通電検査対象上の複数箇所に接触するようにプローブプレートに配設される複数のプローブピンが、複数の導線を介してコネクタの複数のコンタクトにそれぞれ接続されてなるプローブカードを検査するための検査装置において、
前記複数のプローブピンに接触される矩形形状の均一な抵抗率を有する抵抗箔がベース板に貼着され、前記抵抗箔の対辺に短冊形の一対の電極がそれぞれ接続されてなるセンサ板と、
前記抵抗箔に前記対辺に垂直な方向に沿って電位勾配を発生させるために前記一対の電極間に電圧を印加する電源部と、
前記コンタクトを介して前記複数のプローブピンのうち一つの基準ピンに繋がるコンタクトと他のプローブピン各々に繋がるコンタクトとの電位差を検出する検出部と、
前記センサ板を前記プローブプレートに対して前記抵抗箔の中心を通る線であって前記一対の電極が接続される対辺に垂直な中心線が前記プローブプレートのＸ軸に平行になるように配置した状態で前記検出部により検出した電位差に基づいて前記基準ピンに対する前記他のプローブピン各々の前記Ｘ軸と平行な方向に関する距離を計算し、前記センサ板を前記プローブプレートに対して前記中心線が前記プローブプレートのＹ軸に平行になるように配置した状態で前記検出部により検出した電位差に基づいて前記基準ピンに対する前記他のプローブピン各々の前記Ｙ軸と平行な方向に関する距離を計算するとともに、前記基準ピンの既知のＸＹ座標を前記Ｘ軸と平行な方向に関する距離と前記Ｙ軸と平行な方向に関する距離とに従って前記Ｘ軸と前記Ｙ軸とに関してシフトすることにより前記他のプローブピン各々のＸＹ座標を計算する座標計算部と、
前記プローブピン各々に関する前記ＸＹ座標に基づいて、前記プローブピンに対応するピンマークの分布を作成する分布作成部と、
前記作成された分布を、前記複数のプローブピンに関する設計上の分布に重ねて外部のディスプレイに表示させる表示制御部とを具備する、検査装置。

【請求項2】

前記センサ板を板面に垂直な垂直軸周りに回転する回転機構をさらに備える、請求項１記載の検査装置。

【請求項3】

前記センサ板を前記垂直軸に沿って移動する直動機構をさらに備える、請求項２記載の検査装置。

【請求項4】

前記検出部は、前記基準ピンに対応する前記コンタクトに対する接続を固定し、前記他のプローブピンに対応する前記コンタクトに対する接続を順番に切り替えるためのスキャナボードと、前記基準ピンに対応する前記コンタクトと前記切り替えられた前記他のプローブピンに対応する前記コンタクトとの間の電位差をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器とを有する、請求項１記載の検査装置。

【請求項5】

前記分布作成部は、前記ピンマークに前記コンタクトの配列番号を付記する、請求項１記載の検査装置。

【請求項6】

前記分布作成部は、前記ピンマークを前記コンタクトの配列番号の順番に従って連結線により連結する、請求項１記載の検査装置。