特許 7582196 検査治具、及び検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-05

(45)【発行日】2024-11-13

(54)【発明の名称】検査治具、及び検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/073 20060101AFI20241106BHJP

   G01R 1/067 20060101ALI20241106BHJP

   G01R 31/26 20200101ALI20241106BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20241106BHJP

【ＦＩ】

G01R1/073 E

G01R1/073 D

G01R1/067 C

G01R31/26 J

H01L21/66 D

H01L21/66 B

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2021542997

(86)(22)【出願日】2020-08-27

(86)【国際出願番号】 JP2020032338

(87)【国際公開番号】W WO2021039898

(87)【国際公開日】2021-03-04

【審査請求日】2023-07-31

(31)【優先権主張番号】P 2019155225

(32)【優先日】2019-08-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】392019709

【氏名又は名称】ニデックアドバンステクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(72)【発明者】

【氏名】戒田 理夫

【審査官】島田 保

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０９０７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４２０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２６０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３２５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６６４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０６９４８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １／０６－１／０７３

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一方の面に電極が設けられたフィルム状の複数の配線基板と、
前記各配線基板における前記電極が設けられた領域である電極領域を露出させて積層された前記複数の配線基板を支持する台座と、
基端部が前記各電極領域に接触し、前記各電極領域から離れる方向に延びる複数のプローブと、を備え、
前記複数の配線基板は可撓性を有し、
前記台座には、前記各電極領域が取りつけられる段部が形成され、
前記段部の段差が、前記各配線基板の厚さと略等しい検査治具。

【請求項2】

前記段部は、所定の第一方向に沿って、両側から内側に向かって突出するように段が形成されている請求項１に記載の検査治具。

【請求項3】

前記台座には、さらに、前記第一方向と直交する第二方向に沿って、両側から内側に向かって突出するように前記段部が形成されている請求項２に記載の検査治具。

【請求項4】

前記積層された複数の配線基板のうち最下層の配線基板は、前記台座の最上段における頂部に取りつけられる前記電極領域と、その電極領域から四方に放射状に延びる配線領域とを含み、
前記積層された複数の配線基板のうち下から二番目の層の配線基板は、
前記台座の最上段を覆う前記最下層の配線基板の前記電極領域を露出させる開口部と、
前記開口部の周縁部に設けられた前記電極領域と、
その電極領域から四方に放射状に延びる配線領域とを含む請求項３に記載の検査治具。

【請求項5】

前記台座は、
平坦な基材面を有する基材と、
前記段部を形成するべく前記基材面に配設され、前記各配線基板と略同一の厚さを有するシート部材とを備える請求項１～４のいずれか１項に記載の検査治具。

【請求項6】

前記各配線基板は、前記電極と導通する配線層と、前記配線層の両面を覆う絶縁層とを備え、
前記シート部材は、前記配線層と同じ材質の第一層と、前記第一層の両面を覆う、前記絶縁層と同じ材質の第二層とを備える請求項５に記載の検査治具。

【請求項7】

前記各プローブは、
導電性を有し、両端に第一開口部と第二開口部とを有する筒状形状の筒状体と、
導電性を有し、先端部が前記第一開口部から突出するように前記筒状体に挿入される棒状形状の中心導体とを備え、
前記筒状体は、周面に沿う螺旋状のばね部を備え、
前記各電極は、前記第二開口部に挿入される突起部を有する請求項１～６のいずれか１項に記載の検査治具。

【請求項8】

前記第二開口部は、前記筒状体の端部に設けられた軸方向に延びるスリットにより前記筒状体の周方向に分断され、
前記突起部の外径は、前記突起部が挿入されていない状態の前記第二開口部の内径よりも大きい請求項７に記載の検査治具。

【請求項9】

前記台座は、その周囲よりも突出している請求項１～８のいずれか１項に記載の検査治具。

【請求項10】

前記台座を前記突出している方向に付勢する付勢部材をさらに備える請求項９に記載の検査治具。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか１項に記載の検査治具と、
前記プローブを検査対象に設けられた検査点に接触させることにより得られる電気信号に基づき、前記検査対象の検査を行う検査処理部とを備える検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査に用いられる検査治具、及び検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、多針状に配置された複数のプローブを、プリント配線基板や半導体基板等の検査対象物の複数の検査点に接触させて、検査対象物の検査を行う検査装置が知られている。また、このような多針状のプローブを保持する治具へッドを備え、このプローブと検査装置本体とを電気的に接続する検査治具が知られている。

【0003】

ところで、近年、検査点のピッチは非常に微細になっており、かつ、検査点の数も増加している。そのため、プローブの数が、数千本程度となることも珍しくない。一方、検査装置本体側の接続端子は、製造の容易性、接続信頼性、及び耐久性の観点から、ある程度大きな形状にせざるを得ず、検査点の配置間隔よりも広い間隔で配置されている。そのため、これらのプローブと検査装置本体とを直接接続することができない。

【0004】

そこで、検査点に対応して配置されたプローブの後端部と接触するように配置された第一電極と、第一電極よりも間隔を広くして配置され、検査装置本体と接続容易にされた第二電極とを備えた変換ブロックが知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の変換ブロックには、変換ブロック内部を貫通するように、第一電極と第二電極とを接続する配線が形成されている。このような変換ブロックを用いることで、プローブと検査装置本体との接続が容易となる検査治具が知られている。

【0005】

特許文献１には、このような変換ブロックは、例えば基板を貫通するビアと、基板の面方向に延びる配線とを有する接続基板を複数枚積層することによって作製できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１８／０２１２１６号公報

【発明の概要】

【0007】

ところで、上述の特許文献１に記載の変換ブロックは、極めて微細な間隔で配置されている検査点に対応して配置された第一電極の配置間隔を、検査装置本体に接続可能な間隔まで拡げる必要がある。そのため、ビアの間隔を少しずつ拡げた多数の接続基板を精密に積層する必要があり、このような変換ブロックを用いた検査治具の製造には、高度な技術が必要とされる。

【0008】

本発明の目的は、プローブに接続される電極の間隔よりも、検査装置本体に接続される配線の間隔を拡げることが容易な検査治具、及びこれを用いた検査装置を提供することである。

【0009】

本発明に係る検査治具は、一方の面に電極が設けられたフィルム状の複数の配線基板と、前記各配線基板における前記電極が設けられた領域である電極領域を露出させて積層された前記複数の配線基板を支持する台座と、基端部が前記各電極領域に接触し、前記各電極領域から離れる方向に延びる複数のプローブとを備える。

【0010】

また、本発明に係る検査装置は、上述の検査治具と、前記プローブを検査対象に設けられた検査点に接触させることにより得られる電気信号に基づき、前記検査対象の検査を行う検査処理部とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る検査治具を備えた検査装置の構成を概略的に示す概念図である。

【図2】図１に示す検査装置の検査治具と試料台とをＩＩ－ＩＩ線断面で示した概念的な断面図である。

【図3】検査治具から治具ヘッドを取り外した状態を示す分解斜視図である。

【図4】台座の頂部付近を示す部分拡大図（断面図）である。

【図5】図３に示す台座と配線基板の分解斜視図である。

【図6】配線基板と治具ヘッドとが接続された状態を拡大して示すＶＩ－ＶＩ線部分断面図である。

【図7】プローブの具体的構成の一例を示す平面図である。

【図8】後端側筒部８６に連設された抱持部Ｐｄの、平面図と正面図を示している。

【図9】図３に示す台座及び配線基板の変形例を示す斜視図である。

【図10】図９に示す台座及び配線基板の分解斜視図である。

【図11】図４に示す台座７，７ａの変形例を示す断面図である。

【図12】図２に示す基部の内部構造の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１に示す検査装置１は、検査対象物１００の一例である半導体ウェハに形成された回路を検査するための検査装置である。図２では、試料台６の記載を簡略化している。

【0013】

検査対象物１００には、例えばシリコンなどの半導体基板に、複数の半導体チップに対応する回路が形成されている。なお、検査対象物は、半導体チップ、CSP(Chip size package)、半導体素子（ＩＣ：Integrated Circuit）等の電子部品であってもよく、その他電気的な検査を行う対象となるものであればよい。

【0014】

また、検査装置は半導体検査装置に限られず、例えば基板を検査する基板検査装置であってもよい。検査対象物１００となる基板は、例えばプリント配線基板、ガラスエポキシ基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、半導体パッケージ用のパッケージ基板、インターポーザ基板、フィルムキャリア等の基板であってもよく、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、タッチパネルディスプレイ等のディスプレイ用の電極板や、タッチパネル用等の電極板であってもよく、種々の基板であってよい。

【0015】

図１、図２に示す検査装置１は、検査治具２と、試料台６と、検査装置本体１０とを備えている。試料台６の上面には、検査対象物１００が載置される載置部６ａが設けられている。試料台６は、検査対象の検査対象物１００を所定の位置に固定するように構成されている。検査装置本体１０は、検査処理部１１を含む。また、検査装置本体１０は、図略のスキャナ部や駆動機構等、検査に必要な構成要素を含んでいる。

【0016】

スキャナ部は、例えばトランジスタやリレースイッチ等のスイッチング素子を用いて構成された切り替え回路である。スキャナ部は、検査処理部１１と、後述するプローブＰｒとの接続関係を切り換える。駆動機構は、検査治具２を移動させ、プローブＰｒを検査点に接触させたり離間させたりする。

【0017】

載置部６ａは、例えば昇降可能であり、試料台６内に収容された検査対象物１００を検査位置に上昇させたり、検査済の検査対象物１００を試料台６内に格納したりすることが可能である。また、載置部６ａは、例えば検査対象物１００を回転させて、オリエンテーション・フラットを所定の方向に向けることが可能である。また、検査装置１は、図略のロボットアーム等の搬送機構を備え、その搬送機構によって、検査対象物１００を載置部６ａに載置したり、検査済の検査対象物１００を載置部６ａから搬出したりする。

【0018】

検査治具２は、略円板状の基部３と、基部３の一方の面を覆うように基部３に取りつけられたカバー部材４と、カバー部材４の略中央部から突出するように取りつけられた治具ヘッド５とを備えている。治具ヘッド５は、複数のプローブＰｒを多針状に保持している。検査治具２は、検査対象物１００に複数のプローブＰｒを接触させて検査するための治具であり、例えば、いわゆるプローブカードとして構成されている。

【0019】

検査対象物１００には、複数のチップが形成されている。各チップには、複数のパッドやバンプ等の検査点が形成されている。検査治具２は、検査対象物１００に形成された複数のチップのうち一部の領域（例えば図１にハッチングで示す領域、以下、検査領域と称する）に対応して、検査領域内の各検査点に対応するように、複数のプローブＰｒを保持している。

【0020】

検査領域内の各検査点にプローブＰｒを接触させて当該検査領域内の検査が終了すると、載置部６ａが検査対象物１００を下降させ、試料台６が平行移動して検査領域を移動させ、載置部６ａが検査対象物１００を上昇させて新たな検査領域にプローブＰｒを接触させて検査を行う。このように、検査領域を順次移動させつつ検査を行うことによって、検査対象物１００全体の検査が実行されるようになっている。

【0021】

なお、図１、図２は、検査装置１の構成の一例を、発明の理解を容易にする観点から簡略的及び概念的に示した説明図であり、プローブＰｒの本数、密度、配置や、検査治具２及び試料台６の各部の形状、大きさの比率、等についても、簡略化、概念化して記載している。例えば、プローブＰｒの配置の理解を容易にする観点で、一般的な半導体検査装置よりも検査領域を大きく強調して記載しており、検査領域はもっと小さくてもよく、もっと大きくてもよい。

【0022】

また、検査対象物１００の上方に検査治具２が配置される例を示したが、検査治具２は、検査対象物１００の下方に配置されてもよく、検査対象物１００の上方と下方の両側に配置されてもよく、検査対象物１００と検査治具２とが水平方向に対向配置されてもよい。便宜状、各図において、検査治具２からみて、検査対象物１００が配置される方向を「下方」、検査対象物１００とは反対方向を「上方」と記載し、この上下方向を基準に上下左右の向きを記載する。

【0023】

図３を参照して、カバー部材４の略中央部には、略矩形の開口部４１が形成されている。基部３の略中央部には、略台形状に突出する台座７が設けられている。台座７は、開口部４１から下方に突出している。台座７の下面には、可撓性を有するフィルム状の配線基板２１，２２，２３が積層されている。台座７は、例えば樹脂材料等により構成されている。

【0024】

治具ヘッド５は、複数のプローブＰｒと、複数のプローブＰｒを多針状に配線基板２１，２２，２３から延びるように支持する支持部材５１と、支持部材５１をカバー部材４に連結する例えば四本の支柱５２とを備えている。

【0025】

図４、図５を参照して、台座７の頂部付近には、階段状の段部７１，７２，７３が形成されている。段部７１は、台座７の最上段の頂部に相当する。段部７２，７３は、段部７１の両側に形成されている。段部７１，７２，７３は、下方に面して略平坦である。

【0026】

段部７２は、段部７１の次の段であり、段部７１とは斜面７１１で連なっている。段部７３は、段部７２の次の段であり、段部７２とは斜面７２１で連なっている。段部７３の段部７２と反対側は、台座７の基部から延びる斜面７３１に連なっている。

【0027】

配線基板２１，２２，２３は、例えばいわゆるフレキシブル基板である。配線基板２１，２２，２３は、段部７１，７２，７３の段差方向（第一方向、図４における左右方向）に延びる略帯状形状を有している。配線基板２１，２２，２３は、厚さが略同一である。

【0028】

配線基板２１は、配線層２１２と、その配線層の両面を覆う絶縁層２１１，２１１と、複数の電極Ｅとを備えている。複数の電極Ｅのそれぞれは、配線層２１２に含まれる複数の配線Ｗのそれぞれと導通接続されている。

【0029】

配線基板２１は、台座７の下面全体を覆うように斜面７３１、段部７３、斜面７２１、段部７２、斜面７１１、及び段部７１に貼付されている。配線基板２１は、例えば接着剤を用いて台座７に貼付されており、配線基板２１と台座７の下面との間には、接着剤による図略の接着層が形成されている。

【0030】

配線基板２１の略中央部の電極領域Ａ１における下面には、図４における右側から中央付近に延びる配線Ｗに接続された電極Ｅと、図４における左側から中央付近に延びる配線Ｗに接続された電極Ｅとが設けられている。電極領域Ａ１の上面は、段部７１すなわち台座７の頂部に貼付されている。電極領域Ａ１の電極Ｅは、図４における紙面奥行き方向に列をなして、例えば千鳥配列で三列形成されている。

【0031】

なお、一枚の（一連の）配線基板２１で台座７を覆う例を示したが、配線基板２１を例えば電極領域Ａ１の中央付近で分離して、二枚の配線基板２１で台座７を覆うようにしてもよい。また、電極領域Ａ１に形成される電極Ｅは、三列を超えていてもよく、一列又は二列であってもよい。また、千鳥配列でなくてもよい。

【0032】

配線基板２２は、配線層２２２と、その配線層の両面を覆う絶縁層２２１，２２１と、複数の電極Ｅとを備えている。複数の電極Ｅのそれぞれは、配線層２２２に含まれる複数の配線Ｗのそれぞれと導通接続されている。台座７を図４の右側から覆う配線基板２２と、台座７を図４の左側から覆う配線基板２２とが設けられている。

【0033】

配線基板２２は、配線基板２１が斜面７３１、段部７３、斜面７２１、及び段部７２に貼付された部分に積層して貼付されている。配線基板２２は、例えば接着剤を用いて配線基板２１に貼付されており、配線基板２１と配線基板２２との間には、接着剤による図略の接着層が形成されている。

【0034】

配線基板２２の一端部付近に設けられた電極領域Ａ２における下面には、配線基板２２の他端部から延びる配線に接続された電極Ｅが設けられている。電極領域Ａ２の上面は、段部７２に貼付された配線基板２１に貼付されている。このようにして、段部７２に電極領域Ａ２が取りつけられている。

【0035】

電極領域Ａ２の電極Ｅは、図４における紙面奥行き方向に列をなして、例えば千鳥配列で二列形成されている。

【0036】

配線基板２３は、配線層２３２と、その配線層の両面を覆う絶縁層２３１，２３１と、配線層２３２に含まれる複数の配線Ｗとそれぞれ導通接続された複数の電極Ｅとを備えている。台座７を図４の右側から覆う配線基板２３と、台座７を図４の左側から覆う配線基板２３とが設けられている。

【0037】

配線基板２３は、配線基板２２が斜面７３１、及び段部７３に貼付された部分に積層して貼付されている。配線基板２３は、例えば接着剤を用いて配線基板２２に貼付されており、配線基板２２と配線基板２３との間には、接着剤による図略の接着層が形成されている。

【0038】

配線基板２３の一端部付近に設けられた電極領域Ａ３における下面には、配線基板２３の他端部から延びる配線に接続された電極Ｅが設けられている。電極領域Ａ３の上面は、段部７３に貼付された配線基板２２に貼付されている。このようにして、段部７３に電極領域Ａ３が取りつけられている。

【0039】

電極領域Ａ３の電極Ｅは、図４における紙面奥行き方向に列をなして、例えば千鳥配列で二列形成されている。

【0040】

なお、電極領域Ａ２，Ａ３に形成される電極Ｅは、二列を超えていてもよく、一列であってもよい。また、千鳥配列でなくてもよい。また、台座７に、三枚の配線基板２１，２２，２３が積層される例を示したが、積層される配線基板は二枚であってもよく、三枚を超えていてもよい。

【0041】

電極Ｅは、配線基板２１，２２，２３の各配線Ｗに導通接続される電極基部Ｅｂと、電極基部Ｅｂから下方へ突出する略円柱形状の突起部Ｅａを備えている。電極Ｅの形成方法としては、例えば特開２００６－３８４５７号公報に記載の方法、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)技術による方法等、種々の方法を用いることができる。

【0042】

図４に示すように、段部７１には配線基板２１すなわち一枚の配線基板が貼付され、段部７２には配線基板２１，２２すなわち二枚の配線基板が積層され、段部７３には配線基板２１，２２，２３すなわち三枚の配線基板が積層される。ここで、段部７１，７２の段差Ｆ、及び段部７２，７３の段差Ｇは、配線基板２１，２２，２３の厚さと略等しく、すなわち一枚配線基板の厚さに対応している。

【0043】

その結果、段部７１，７２，７３に対応する電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３において、最外面の配線基板の表面が同一平面内に位置し、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の各電極Ｅもまた、同一平面内に位置することとなる。

【0044】

また、図３に示すように、台座７は、その最も低い段部７３であっても、その周囲のカバー部材４よりも下方に突出している。これにより、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の各電極Ｅが、その周囲のカバー部材４よりも突出する。従って、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に治具ヘッド５を取り付ける際に、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の周囲のカバー部材４等が治具ヘッド５と干渉することが無いので、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に治具ヘッド５を取り付けることが容易となる。

【0045】

図５を参照して、配線基板２１，２２，２３の各電極Ｅに接続された配線Ｗは、その間隔が各電極Ｅの間隔よりも拡げられて、検査装置本体１０に接続される。配線基板２１，２２，２３は、フィルム状の、いわゆるフレキシブル基板であるため、配線間隔を拡げることが容易である。

【0046】

配線基板２１，２２，２３によって間隔が拡げられた配線Ｗは、検査装置本体１０において、例えば上述のスキャナ部を介して、あるいは直接検査処理部１１に接続される。各電極Ｅの隣接間隔はプローブＰｒの隣接間隔と等しく、プローブＰｒの隣接間隔は検査点１０１の微小な隣接間隔に等しい。

【0047】

これに対し、配線基板２１，２２，２３によれば、各電極Ｅの隣接間隔よりも配線Ｗの隣接間隔を容易に拡げることができる。そして、隣接間隔が拡げられた配線Ｗは、コネクタ等の接続手段を用いて検査装置本体１０に接続することが容易である。

【0048】

すなわち、検査治具２は、多針状のプローブＰｒに接続される電極Ｅの間隔を、検査装置本体１０に接続可能な間隔に拡げることが容易である。

【0049】

また、フレキシブル基板は、配線Ｗを多層配線することが困難である。そのため、電極Ｅの隣接間隔が小さく、かつ電極Ｅの列数が増加すると、配線Ｗを形成することが困難になる。しかしながら、検査治具２によれば、複数の配線基板２１，２２，２３を積層して配線Ｗを多層配線することができるので、電極Ｅの隣接間隔を微細化させることと、電極Ｅの数を増加させることとを両立させることが容易である。

【0050】

図３を参照して、支持部材５１は、上下方向に扁平な略直方体形状を有している。図６の部分断面図に示す支持部材５１は、例えば板状の支持プレート５１ａ，５１ｂ，５１ｃが積層されることにより構成されている。図６の下方側に位置する支持プレート５１ａが支持部材５１の前端側となり、図６の上方側に位置する支持プレート５１ｃが支持部材５１の後端側となるように配設されている。そして、支持プレート５１ａ，５１ｂ，５１ｃを貫通するように、複数の貫通孔Ｈが形成されている。

【0051】

支持プレート５１ｂ，５１ｃには、所定径の開口孔からなる挿通孔部Ｈａがそれぞれ形成されている。支持プレート５１ａには、挿通孔部Ｈａよりも細径の細径部Ｈｂからなる貫通孔が形成されている。そして、支持プレート５１ｃの挿通孔部Ｈａと、支持プレート５１ｂの挿通孔部Ｈａと、支持プレート５１ａの細径部Ｈｂとが連通されることにより、貫通孔Ｈが形成されている。

【0052】

なお、支持部材５１は、板状の支持プレート５１ａ，５１ｂ，５１ｃが積層されて構成される例に限らず、例えば一体の部材に、挿通孔部Ｈａ及び細径部Ｈｂからなる貫通孔が設けられた構成としてもよい。また、細径の細径部Ｈｂを省略し、貫通孔の全体が所定径を有する挿通孔部Ｈａとされた構造としてもよい。さらに、支持部材５１の支持プレート５１ｂ，５１ｂを互いに積層した例に代え、支持プレート５１ｂと支持プレート５１ｃとを互いに離間させた状態で、例えば支柱等により連結した構成としてもよい。

【0053】

このようにして構成された貫通孔Ｈに、プローブＰｒの少なくとも一部が収容されている。図７に示すプローブＰｒは、導電性を有する素材により筒状に形成された筒状体８１と、導電性を有する素材により棒状に形成された中心導体９１とを備えている。

【0054】

筒状体８１としては、例えば約２５～３００μｍの外径と、約１０～２５０μｍの内径とを有するニッケルあるいはニッケル合金のチューブを用いることができる。例えば、筒状体８１の外径を約１２０μｍ、内径を約１００μｍ、全長を約１７００μｍとすることができる。また、筒状体８１の内周には、金メッキ等のメッキ層を施し、かつ筒状体８１の周面を、必要に応じて絶縁被覆した構造としてもよい。

【0055】

筒状体８１の先端部には第一開口部８３が設けられ、筒状体８１の後端部には第二開口部８４が設けられている。筒状体８１の後端部には、電極Ｅの突起部Ｅａを包み込むように把持する抱持部Ｐｄが形成されている。また、筒状体８１の中央部付近には、筒状体８１の軸方向に伸縮するばね部Ｐｅが所定長さに亘って形成されている。

【0056】

例えば、図示を省略したレーザ加工機から、筒状体８１の周壁にレーザ光を照射して、螺旋溝Ｐｇ１を形成することにより、筒状体８１の周面に沿って螺旋状に延びる螺旋状体からなるばね部Ｐｅが構成される。そして、ばね部Ｐｅを圧縮変形させることにより、筒状体８１を、その軸方向に伸縮させ得るようになっている。

【0057】

なお、筒状体８１の周壁を例えばエッチングして螺旋溝Ｐｇ１を形成することにより、螺旋状体からなるばね部Ｐｅを設けてもよい。また、例えば電鋳により筒状体８１の周壁に螺旋溝Ｐｇ１を形成することによっても、ばね部Ｐｅを設けることができる。ばね部Ｐｅの両側には、ばね（螺旋溝）が形成されていない、先端側筒部８５と、後端側筒部８６とが設けられ、抱持部Ｐｄが後端側筒部８６に連接されている。

【0058】

図８を参照して、抱持部Ｐｄは、筒状体８１の後端部から軸方向と略平行に延びる所定長さのスリットＰｈによって、その一部が分断された筒状体８１の周壁により構成されている。

【0059】

スリットＰｈは、螺旋溝Ｐｇ２と連通されている。螺旋溝Ｐｇ２は、螺旋溝Ｐｇ１と同様に形成することが出来る。螺旋溝Ｐｇ２は、例えば筒状体８１の略半周分、形成されている。なお、螺旋溝Ｐｇ２の代わりに軸方向と略直交方向に略半周分、形成された溝を用いてもよく、螺旋溝Ｐｇ２を備えず、スリットＰｈのみが形成されていてもよい。あるいは、筒状体８１にはスリットＰｈが形成されていなくてもよい。

【0060】

抱持部Ｐｄの展開形状は、図８に破線で示すように、スリットＰｈの一側辺に対応した先端面Ｐｄ１と、螺旋溝Ｐｇ２の一側辺に対応した傾斜面Ｐｄ２とを備えた台形状を有している。この台形状体を、円弧状に湾曲させた構造とすることにより、一部に所定幅の分断部を有するＣ形止め輪状の抱持部Ｐｄが筒状体８１の周壁により構成されている。

【0061】

電極Ｅの突起部Ｅａは、抱持部Ｐｄ（筒状体８１）内に挿入されていない状態では、その外径が抱持部Ｐｄの内径、すなわち第二開口部８４の内径よりも大きく設定されている。この結果、突起部Ｅａを抱持部Ｐｄ（筒状体８１）内に挿入して基部３及びカバー部材４に治具ヘッド５を組み付ける際に、突起部Ｅａが、抱持部Ｐｄの内周を外側へ押し広げる。これにより、突起部Ｅａが抱持部Ｐｄ内に圧入される。

【0062】

そして、突起部Ｅａの周面に抱持部Ｐｄが圧着された状態で、抱持部Ｐｄにより突起部Ｅａが包み込むように把持されるため、電極ＥにプローブＰｒが組み付けられた状態が維持される。

【0063】

ここで、段部７１，７２，７３の段差Ｆ，Ｇが、配線基板２１，２２，２３の厚さと略等しくされていることによって、上述したように、最外面の配線基板の表面が同一平面内に位置し、且つ電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３の各電極Ｅもまた、同一平面内に位置している。その結果、全ての電極Ｅを、各プローブＰｒに接続することが容易となる。

【0064】

また、各電極Ｅが同一平面内に位置することによって、電極Ｅを各プローブＰｒに接続した際の、各プローブＰｒにおけるばね部Ｐｅの圧縮量が均一化される。その結果、検査のためにプローブＰｒの先端部９２を検査点１０１に接触させたとき、各プローブＰｒと検査点１０１との間の接触圧力を均一化することができる。その結果、検査の安定性が向上し、検査結果の信頼性が向上する。

【0065】

図６を参照して、中心導体９１は、その外径が筒状体８１の内径よりもやや小さく設定されることにより筒状体８１内に挿入可能に構成されている。中心導体９１は、その全長が筒状体８１のばね部Ｐｅの形成範囲よりも長く設定され、中心導体９１の先端部が後端側筒部８６内に挿入された状態となるように構成されている。

【0066】

また、筒状体８１の内径と中心導体９１の外径との差は微小に設定されている。これにより、中心導体９１を筒状体８１に組み付けた状態で後述の検査を行う際には、筒状体８１の後端側筒部８６と中心導体９１とが互いに摺動可能に接触して、電気的に導通するようになっている。

【0067】

中心導体９１の先端部９２には、先窄まりのテーパ部が形成され、後述する検査対象物１００等の検査時に、先端部９２が検査対象のパッドやバンプ等の検査点１０１に接触するようになっている。

【0068】

中心導体９１は、その外径が細径部Ｈｂの内径よりも小さく形成されることより、細径部Ｈｂ内に挿入されるようになっている。また、プローブＰｒを支持部材５１に支持させた状態で、先端部９２が細径部Ｈｂから支持部材５１の外方に突出した状態となるように、先端側筒部８５と中心導体９１とが、例えば溶着、カシメ等の固着手段により固着されている。

【0069】

細径部Ｈｂの内径は、筒状体８１の外径よりも小さくされている。これにより、先端側筒部８５の端部が支持プレート５１ａに接触し、ばね部Ｐｅの付勢力が支持プレート５１ａで受け止められるようになっている。

【0070】

図６に示すプローブＰｒは、検査時に先端部９２が検査点１０１に接触されると、その押圧力により、ばね部Ｐｅの付勢力に抗して先端部９２が細径部Ｈｂに押し込まれる。その結果、ばね部Ｐｅの付勢力による適切な押圧力で、プローブＰｒを検査点１０１に弾性接触させることができる。その結果、プローブＰｒと検査点１０１との接触安定性を向上させることができる。

【0071】

なお、プローブＰｒは、必ずしも螺旋状のばね部Ｐｅを備えたものに限らない。例えば、略棒状形状を有したプローブＰｒが撓むことによって、弾性押圧力を生じる構成であってもよい。また、プローブＰｒは、必ずしも弾性押圧力を生じなくてもよい。

【0072】

図１２に示す基部３は、底板３２と、底板３２の外縁から延びる壁部３３とを備える容器状の形態を有し、開口部がカバー部材４によって閉塞されている。基部３の内部空間には、底板３２に一端が固着されたばね３１，３１（付勢部材）と、ばね３１，３１によって支持されたプレート３４とが収容されている。

【0073】

プレート３４の下面には、台座７又は台座７ａが固着され、その下面に配線基板２１～２３又は配線基板２１ａ～２３ａが貼付されている。

【0074】

このように、台座７，７ａが、ばね３１，３１によって支持されることによって、検査のために治具ヘッド５を検査対象物１００に押圧する際に、弾性的に押圧することができ、且つばね３１，３１によってその押圧力を適宜調整することができる。

【0075】

なお、検査治具２は、ばね３１，３１を備えていなくてもよく、台座７，７ａが、固定的に底板３２に固着されていてもよい。

【0076】

検査処理部１１は、例えば電源回路、電圧計、電流計、及びマイクロコンピュータ等を備えている。検査処理部１１は、図略の駆動機構を制御して検査治具２を移動、位置決めし、検査対象物１００の各検査点１０１に、各プローブＰｒを接触させる。

【0077】

検査処理部１１は、配線基板２１～２３又は配線基板２１ａ～２３ａを介して各プローブＰｒと導通接続される。これにより、各プローブＰｒに接触した各検査点１０１と、検査処理部１１とが電気的に接続される。

【0078】

検査処理部１１は、検査治具２の各プローブＰｒを介して検査対象物１００の各検査点１０１に検査用の電流又は電圧を供給し、各プローブＰｒから得られた電圧信号又は電流信号に基づき、例えば回路パターンの断線、短絡、抵抗測定等の検査対象物１００の検査を実行する。あるいは、検査処理部１１は、交流の電流又は電圧を各検査点１０１に供給することによって各プローブＰｒから得られた電圧信号又は電流信号に基づき、検査対象のインピーダンスを測定するものであってもよい。
＜変形例１＞

【0079】

図９は、図３に示す台座及び配線基板の変形例を示す斜視図である。また図１０は、図９に示す台座及び配線基板の分解斜視図である。図９、図１０を参照して、台座７ａは、いわゆるピラミッド状に段部７１ａ，７２ａ，７３ａが形成されている。

【0080】

すなわち、台座７ａには、Ｘ軸方向（第一方向）と、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向（第二方向）の両方向に沿って、両側から内側に向かって突出するように段部７１ａ，７２ａ，７３ａが形成されている。このような台座７ａの下面に、配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａが積層されている。配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａは、配線基板２１，２２，２３と同様の絶縁層と配線層とが積層された、可撓性を有するフィルム状の、いわゆるフレキシブル基板である。

【0081】

配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａのうち最下層の配線基板２１ａは、台座７ａの最上段における頂部の段部７１ａに取りつけられる電極領域Ａ１と、その電極領域Ａ１から四方に放射状に延びる配線領域Ｂ１とを含む。

【0082】

配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａのうち下から二番目の層の配線基板２２ａは、台座７ａの最上段に位置する配線基板２１ａの電極領域Ａ１を露出させる開口部２２３と、開口部２２３の周縁部に設けられた電極領域Ａ２と、電極領域Ａ２から四方に放射状に延びる配線領域Ｂ２とを含む。

【0083】

配線基板２３ａは、台座７ａの段部７２ａに位置する配線基板２２ａの電極領域Ａ２を、露出させる開口部２３３と、開口部２３３の周縁部に設けられた電極領域Ａ３と、電極領域Ａ３から四方に放射状に延びる配線領域Ｂ３とを含む。

【0084】

配線領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３には、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に形成された各電極Ｅにつながる配線Ｗが形成されている。配線領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の各配線Ｗは、放射状に拡がるように形成されている。配線領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の端部は、検査装置本体１０に接続されている。なお、図９、図１０では、電極Ｅが格子状に配置される例を示したが、電極Ｅの配置は千鳥配列であってもよく、他の配列であってもよい。

【0085】

配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａの各電極Ｅに接続された配線Ｗは、その間隔が各電極Ｅの間隔よりも拡げられて、検査装置本体１０に接続される。配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａは、フィルム状の、いわゆるフレキシブル基板であるため、配線基板２１，２２，２３と同様、配線間隔を拡げることが容易である。

【0086】

また、配線領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、四方に放射状に延びるため、配線基板２１，２２，２３よりも基板面積を大きくすることが容易である。その結果、配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａは、配線間隔を拡げることが、配線基板２１，２２，２３よりも容易である。

【0087】

また、台座７ａと配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａとを用いることによって、台座７と配線基板２１，２２，２３とを用いた場合と同様、電極Ｅの隣接間隔を微細化させることと、電極Ｅの数を増加させることとを両立させることが容易である。

【0088】

このような台座７ａ及び配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａを、図１～４、及び図６に示す台座７及び配線基板２１，２２，２３の代わりに用いてもよい。
＜変形例２＞

【0089】

図１１に示す台座７ｂは、図４に示す台座７，７ａとは、段部７１，７２又は段部７１ａ，７２ａが、段差基板７１２，７２２によって構成されている点が異なる。具体的には、台座７ｂは、下面の基材面７０１が平坦な基材７０と、電極領域Ａ１と略等しい大きさの段差基板７１２と、電極領域Ａ１に電極領域Ａ２の二倍を加えた大きさよりも僅かに大きい段差基板７２２とを備えている。

【0090】

段差基板７１２，７２２の厚さは、配線基板２１，２２，２３又は配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａの厚さと略等しい。すなわち、段差基板７１２，７２２は、各配線基板２１ａ，２２ａ，２３ａと略同一の厚さを有するシート部材として設けられている。また、段差基板７１２，７２２は、配線基板２１～２３，２１ａ～２３ａと同じ材質、厚さの配線層（第一層）と絶縁層（第二層）とが、配線基板２１～２３，２１ａ～２３ａと同様に積層された構造を有している。そして、基材面７０１に、接着剤によって段差基板７２２が貼付され、段差基板７２２の下面略中央部に、接着剤によって段差基板７１２が貼付されている。

【0091】

そして、段差基板７１２の下面が段部７１又は段部７１ａ、段差基板７２２の下面における段差基板７１２が貼付されていない部分が段部７２又は段部７２ａとなり、基材面７０１における段差基板７２２の両側が段部７３又は段部７３ａとなる。

【0092】

検査治具２は、台座７，７ａの段差を、図１１に示す台座７ｂのように段差基板７１２，７２２を用いて構成してもよい。台座７ｂによれば、電極領域Ａ１では、平坦な基材面７０１に、接着層、段差基板７２２、接着層、段差基板７１２、接着層、及び配線基板２１が積層される。

【0093】

電極領域Ａ２では、平坦な基材面７０１に、接着層、段差基板７２２、接着層、配線基板２１（２１ａ）、接着層、及び配線基板２２（２２ａ）が積層される。電極領域Ａ３では、平坦な基材面７０１（段部７３）に、接着層、配線基板２１（２１ａ）、接着層、配線基板２２（２２ａ）、接着層、及び配線基板２３（２３ａ）が積層される。

【0094】

この場合、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれであっても、厚さ及び材質が同じ三枚の基板、及び三層の接着層が積層される。その結果、電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３のいずれであっても、電極Ｅと基材面７０１との間に介在する基板及び接着層の数が等しくなり、電極Ｅと基材面７０１との間の層の弾力性が均一化される。

【0095】

電極Ｅに接続されたプローブＰｒからの押圧力は、電極Ｅと基材面７０１との間の層によって受け止められるので、この層の弾力性が均一化されることによって、各プローブＰｒが検査点１０１に接触される弾性押圧力が均一化される。その結果、プローブＰｒと検査点１０１との接触安定性を向上させることが容易になる。

【0096】

また、台座７ｂは、台座７，７ａのように段部７１～７３，７１ａ～７３ａを形成するための加工が不要となり、下面が平坦な基材７０に段差基板７１２，７２２を貼付するだけで作製することができる。また、配線基板２１～２３，２１ａ～２３ａと同じ厚さの段差基板７１２，７２２の厚みによって段差が形成されるので、段部７１～７３，７１ａ～７３ａの段差の精度を向上することが容易である。

【0097】

従って、台座７ｂのように段差基板７１２，７２２を用いることによって、台座７，７ａの作製が、より容易になる。

【0098】

なお、段差基板７１２，７２２を用いず、平坦な基材面７０１に直接配線基板２１～２３，２１ａ～２３ａを積層してもよい。この場合、基板の厚さにより電極領域Ａ１，Ａ２，Ａ３に段差が生じる。従って、段差を吸収するべくプローブＰｒの長さを変えてもよい。

【0099】

すなわち、本発明に係る検査治具は、一方の面に電極が設けられたフィルム状の複数の配線基板と、前記各配線基板における前記電極が設けられた領域である電極領域を露出させて積層された前記複数の配線基板を支持する台座と、基端部が前記各電極領域に接触し、前記各電極領域から離れる方向に延びる複数のプローブとを備える。

【0100】

また、本発明に係る検査装置は、上述の検査治具と、前記プローブを、検査対象に設けられた検査点に接触させることにより得られる電気信号に基づき、前記検査対象の検査を行う検査処理部とを備える。

【0101】

これらの構成によれば、プローブに接触する電極からの配線が、フィルム状の配線基板によって引き出される。このとき、フィルム状の配線基板は、各電極の間隔よりも配線間隔を拡げることが容易である。そのため、プローブに接続される電極の間隔を検査装置本体に接続可能な間隔に拡げることが容易となる。

【0102】

また、前記複数の配線基板は可撓性を有し、前記台座には、前記各電極領域が取りつけられる段部が形成され、前記段部の段差が、前記各配線基板の厚さに対応することが好ましい。

【0103】

この構成によれば、積層された複数の配線基板を支持する台座には、各配線基板の厚さに対応する段差の段部が形成されている。その段部に、可撓性を有するフィルム状の各配線基板の電極領域が取りつけられるので、各電極領域の表面が略平坦になる。その結果、各電極を同一平面内に位置させることが容易となる。

【0104】

また、前記段部は、所定の第一方向に沿って、両側から内側に向かって突出するように段が形成されていることが好ましい。

【0105】

この構成によれば、各配線基板を、外側に向かうほど積層枚数を増加させた状態で、各電極領域を略平坦にすることができる。従って、各配線基板の電極領域をずらしながら露出させるように、複数の配線基板を積層することが容易である。

【0106】

また、前記台座には、さらに、前記第一方向と直交する第二方向に沿って、両側から内側に向かって突出するように前記段部が形成されていることが好ましい。

【0107】

この構成によれば、中央部から四方に向かって外側に向かうほど積層枚数を増加させた状態で、各電極領域を略平坦にすることができる。従って、各配線基板の電極領域をずらしながら露出させるように、複数の配線基板を積層することが容易である。さらに、配線可能な面積が増大するので、配線の間隔を拡げることが容易となる。

【0108】

また、前記積層された複数の配線基板のうち最下層の配線基板は、前記台座の最上段における頂部に取りつけられる前記電極領域と、その電極領域から四方に放射状に延びる配線領域とを含み、前記積層された複数の配線基板のうち下から二番目の層の配線基板は、前記台座の最上段を覆う前記最下層の配線基板の前記電極領域を露出させる開口部と、前記開口部の周縁部に設けられた前記電極領域と、その電極領域から四方に放射状に延びる配線領域とを含むことが好ましい。

【0109】

この構成によれば、各配線基板は、四方に放射状に延びる配線領域を有しているので、各配線領域において、配線間隔を拡げることが容易である。

【0110】

また、前記台座は、平坦な基材面を有する基材と、前記段部を形成するべく前記基材面に配設され、前記各配線基板と略同一の厚さを有するシート部材とを備えることが好ましい。

【0111】

この構成によれば、各配線基板の厚さに対応する段差を有する段部を、平坦な基材面にシート部材を貼付することによって形成することができるので、台座を作製することが容易である。

【0112】

また、前記各配線基板は、前記電極と導通する配線層と、前記配線層の両面を覆う絶縁層とを備え、前記シート部材は、前記配線層と同じ材質の第一層と、前記第一層の両面を覆う、前記絶縁層と同じ材質の第二層とを備えることが好ましい。

【0113】

この構成によれば、各電極領域相互間において、電極と、基材面との間に介在する層構造が略同一となるため、各電極が保持される保持状態の弾力性が均一化される。

【0114】

また、前記各プローブは、導電性を有し、両端に第一開口部と第二開口部とを有する筒状形状の筒状体と、導電性を有し、先端部が前記第一開口部から突出するように前記筒状体に挿入される棒状形状の中心導体とを備え、前記筒状体は、周面に沿う螺旋状のばね部を備え、前記各電極は、前記第二開口部に挿入される突起部を有することが好ましい。

【0115】

この構成によれば、各プローブは、ばね部の付勢力によって、弾性的に検査対象物に接触することができる。その結果、プローブの接触安定性が向上する。また、各配線基板の電極の突起部が、プローブを構成する筒状体の第二開口部に挿入されるので、プローブと電極との接続の確実性が向上する。

【0116】

また、前記第二開口部は、前記筒状体の端部に設けられた軸方向に延びるスリットにより前記筒状体の周方向に分断され、前記突起部の外径は、前記突起部が挿入されていない状態の前記第二開口部の内径よりも大きいことが好ましい。

【0117】

この構成によれば、第二開口部に突起部を挿入する際に、スリットにより筒状体が拡径するので、突起部を第二開口部にスムーズに挿入することができる。さらに、突起部の外径は、突起部が挿入されていない状態の第二開口部の内径よりも大きいので、筒状体が元の形状に戻ろうとする復元力によって、突起部が保持される。その結果、プローブと電極とを接続することが容易である。

【0118】

また、前記台座は、その周囲よりも突出していることが好ましい。

【0119】

この構成によれば、電極領域の各電極が、その周囲よりも突出する。そのため、電極領域の周囲に干渉するものがないので、各配線基板の電極領域から離れる方向に延びる各プローブを設けることが容易である。

【0120】

また、前記台座を前記突出している方向に付勢する付勢部材をさらに備えることが好ましい。

【0121】

この構成によれば、台座に取りつけられた配線基板から離れる方向に延びるプローブが、最外面側に付勢される。その結果、プローブを検査対象物に接触させる際に、弾性的に押圧することができるので、プローブの接触安定性を向上させることが容易となる。

【0122】

このような構成の検査治具、及び検査装置は、プローブに接続される電極の間隔よりも、検査装置本体に接続される配線の間隔を拡げることが容易となる。

【0123】

この出願は、２０１９年８月２８日に出願された日本国特許出願特願２０１９－１５５２２５を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

【0124】

なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。

【符号の説明】

【0125】

１ 検査装置
２ 検査治具
３ 基部
４ カバー部材
５ 治具ヘッド
６ 試料台
６ａ 載置部
７，７ａ，７ｂ 台座
１０ 検査装置本体
１１ 検査処理部
２１～２３，２１ａ～２３ａ 配線基板
３１ ばね（付勢部材）
３２ 底板
３３ 壁部
３４ プレート
４１ 開口部
５１ 支持部材
５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 支持プレート
５２ 支柱
７０ 基材
７１～７３，７１ａ～７３ａ 段部
８１ 筒状体
８３ 第一開口部
８４ 第二開口部
８５ 先端側筒部
８６ 後端側筒部
９１ 中心導体
９２ 先端部
１００ 検査対象物
１０１ 検査点
２１１，２２１，２３１ 絶縁層
２１２，２２２，２３２ 配線層
２２３，２３３ 開口部
７０１ 基材面
７１１，７２１，７３１ 斜面
７１２，７２２ 段差基板
Ａ１，Ａ２，Ａ３ 電極領域
Ｆ，Ｇ 段差
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 配線領域
Ｅ 電極
Ｅａ 突起部
Ｅｂ 電極基部
Ｈ 貫通孔
Ｈａ 挿通孔部
Ｈｂ 細径部
Ｐｄ 抱持部
Ｐｄ１ 先端面
Ｐｄ２ 傾斜面
Ｐｅ ばね部
Ｐｇ１ 螺旋溝
Ｐｇ２ 螺旋溝
Ｐｈ スリット
Ｐｒ プローブ
Ｗ 配線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】