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公開番号2019135493
公報種別公開特許公報(A)
公開日20190815
出願番号2019057830
出願日20190326
発明の名称プローブユニット、プローブユニット製造方法および検査方法
出願人日置電機株式会社
代理人個人
主分類G01R 1/06 20060101AFI20190719BHJP(測定;試験)
要約【課題】軽量化を実現する。
【解決手段】プローブピン2と、プローブピン2を支持する支持部3とを備え、支持部3は、互いに離間して対向する状態で配置された帯状のアーム11,12と、各アーム11,12の各基端部(21a,22a)を保持する保持部13と、各アーム11,12の各先端部(21b,22b)同士を連結する連結部として機能するプローブピン2とを備えて、プローブピン2の直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、各アーム11,12は、基端部よりもやや先端部側の部位および先端部よりもやや基端部側の部位に貫通孔(H1a,H1b,H2a,H2b)が形成されて、各貫通孔の間の中間部位21c,22cが四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、各貫通孔の形成部位(P1a,P1b,P2a,P2b)が四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲約 2,400 文字を表示【請求項1】
プローブピンと、当該プローブピンを支持する支持部とを備えたプローブユニットであって、
前記支持部は、前記プローブピンをプロービング対象にプロービングさせる際のプロービングの向きに沿って互いに離間して対向する状態で配置された帯状の第1アームおよび第2アームと、当該各アームの各基端部を保持する保持部と、前記プローブピンを取り付け可能に構成されると共に前記各アームの各先端部同士を連結する連結部とを備えて、前記プロービングの向きとは逆向きへの前記プローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、
前記各アームは、前記基端部よりもやや前記先端部側の部位および当該先端部よりもやや当該基端部側の部位に貫通孔がそれぞれ形成されて、当該各貫通孔の間の中間部位が前記四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、当該各貫通孔の形成部位が前記四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されているプローブユニット。
【請求項2】
前記アームは、当該アームにおける幅方向の端部と前記貫通孔との間の縁部の幅が、当該アームの長さ方向に沿って前記中間部位から離間するに従って広くなるように形成されている請求項1記載のプローブユニット。
【請求項3】
前記アームは、前記貫通孔を挟んで対向する2つの前記縁部が、当該アームにおける前記幅方向の中心を通る前記長さ方向に沿った中心線を対称軸として線対称の形状となるように形成されている請求項2記載のプローブユニット。
【請求項4】
前記プローブピンが前記第1アームの前記先端部および前記第2アームの前記先端部に固定されて当該プローブピンが前記連結部として機能するように構成されている請求項1から3のいずれかに記載のプローブユニット。
【請求項5】
前記各アームは、当該アームの長さ方向に沿って前記中間部位に形成されたリブを備えて構成されている請求項1から4のいずれかに記載のプローブユニット。
【請求項6】
前記プローブピンを一対備えると共に、前記第1アームおよび前記第2アームをそれぞれ一対備え、
前記保持部は、前記一対の第1アームが隣接して延在する状態で当該各第1アームの前記各基端部を保持すると共に、前記一対の第2アームが隣接して延在する状態で当該各第2アームの前記各基端部を保持する請求項1から5のいずれかに記載のプローブユニット。
【請求項7】
前記各第1アームは、当該各第1アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第1アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第1アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成され、
前記各第2アームは、当該各第2アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第2アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第2アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成されている請求項6記載のプローブユニット。
【請求項8】
前記各第1アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持され、
前記各第2アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持されている請求項7記載のプローブユニット。
【請求項9】
前記各アームのうちの前記プロービングの際に前記プロービング対象側に位置するアームにおける当該プロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えている請求項1から8のいずれかに記載のプローブユニット。
【請求項10】
請求項6記載のプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法であって、
前記一対の第1アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第1アームを一体に作製した後に、当該各第1アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第1アームを作製し、
前記一対の第2アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第2アームを一体に作製した後に、当該各第2アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第2アームを作製して前記プローブユニットを製造するプローブユニット製造方法。
【請求項11】
前記一対の第1アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で
前記一体に作製した各第1アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第1アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ、
前記一体に作製した各第2アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第2アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて前記プローブユニットを製造する請求項10記載のプローブユニット製造方法。
【請求項12】
基板を検査する検査方法であって、
請求項1から9のいずれかに記載のプローブユニットの前記プローブピンを前記プロービング対象としての前記基板にプロービングさせ、当該プローブピンを介して入出力する電気信号に基づいて当該基板を検査する検査方法。

発明の詳細な説明約 26,000 文字を表示【技術分野】
【0001】
本発明は、プローブピンとプローブピンを支持する支持部とを備えたプローブユニットおよびそのプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
この種のプローブユニットとして、下記特許文献1において出願人が開示したプローブが知られている。このプローブは、プローブ本体および固定具を備えている。固定具は、プローブ本体を固定するプローブ固定部と、プローブ案内機構に取り付けるための取付部と、プローブ固定部および取付部を連結する一対の連結用アームとを備えて構成されている。この場合、各連結用アームにおける取付部との連結箇所およびプローブ固定部との連結箇所には、連結用アームを厚み方向(上下方向)に円弧状に切り欠いた支点がそれぞれ形成されている。このプローブでは、固定具におけるプローブ固定部、取付部、連結用アームおよび各支点により、プロービングの向きとは逆向きへのプローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節回転機構が構成される。このため、このプローブでは、プロービング対象の表面にプローブ本体の先端が接触した状態から取付部がさらに下降したときに、プロービング対象の表面上をプローブ本体の先端が移動することによる接触痕の発生を少なく抑えることが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特許第4717144号公報(第5−6頁、第1図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、上記した従来のプローブには、改善すべき以下の課題がある。すなわち、このプローブでは、各連結用アームを厚み方向に切り欠くことによって支点を形成している。この場合、切り欠き部分を支点として機能させるには、切り欠き部分の剛性を他の部分よりも十分に低下させる必要があり、このためには、切り欠き部分と他の部分(切り欠いていない部分)との厚みを明確に異ならせる必要がある。このため、従来のプローブでは、連結用アームの厚み(切り欠いていない部分の厚み)をある程度厚くする必要がある。一方、プロービングの際には、プローブ本体の先端部と接触対象との接触によって接触対象に打痕が生じる。この場合、プローブ全体の質量が大きいほど大きな打痕が生じることとなる。このため、打痕を小さくするためには、プローブ全体の質量を小さくする必要がある。しかしながら、従来のプローブでは、上記したように、連結用アームの厚みをある程度厚くする必要があることから軽量化が困難となっており、この点の改善が望まれている。
【0005】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、軽量化を実現し得るプローブユニットおよびプローブユニット製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成すべく請求項1記載のプローブユニットは、プローブピンと、当該プローブピンを支持する支持部とを備えたプローブユニットであって、前記支持部は、前記プローブピンをプロービングさせる際のプロービングの向きに沿って互いに離間して対向する状態で配置された帯状の第1アームおよび第2アームと、当該各アームの各基端部を保持する保持部と、前記プローブピンを取り付け可能に構成されると共に前記各アームの各先端部同士を連結する連結部とを備えて、前記プロービングの向きとは逆向きへの前記プローブピンの直動または近似的な直動を許容する四節リンク機構を構成し、前記各アームは、前記基端部よりもやや前記先端部側の部位および当該先端部よりもやや当該基端部側の部位に貫通孔がそれぞれ形成されて、当該各貫通孔の間の中間部位が前記四節リンク機構を構成する各リンクとして機能すると共に、当該各貫通孔の形成部位が前記四節リンク機構を構成するジョイントとして機能するように構成されている。
【0007】
請求項2記載のプローブユニットは、請求項1記載のプローブユニットにおいて、前記アームは、当該アームにおける幅方向の端部と前記貫通孔との間の縁部の幅が、当該アームの長さ方向に沿って前記中間部位から離間するに従って広くなるように形成されている。
【0008】
請求項3記載のプローブユニットは、請求項2記載のプローブユニットにおいて、前記アームは、前記貫通孔を挟んで対向する2つの前記縁部が、当該アームにおける前記幅方向の中心を通る前記長さ方向に沿った中心線を対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
【0009】
請求項4記載のプローブユニットは、請求項1から3のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記プローブピンが前記第1アームの前記先端部および前記第2アームの前記先端部に固定されて当該プローブピンが前記連結部として機能するように構成されている。
【0010】
請求項5記載のプローブユニットは、請求項1から4のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記各アームは、当該アームの長さ方向に沿って前記中間部位に形成されたリブを備えて構成されている。
【0011】
請求項6記載のプローブユニットは、請求項1から5のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記プローブピンを一対備えると共に、前記第1アームおよび前記第2アームをそれぞれ一対備え、前記保持部は、前記一対の第1アームが隣接して延在する状態で当該各第1アームの前記各基端部を保持すると共に、前記一対の第2アームが隣接して延在する状態で当該各第2アームの前記各基端部を保持する。
【0012】
請求項7記載のプローブユニットは、請求項6記載のプローブユニットにおいて、前記各第1アームは、当該各第1アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第1アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第1アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成され、前記各第2アームは、当該各第2アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該各第2アームを一体に作製した後に、前記各基端部が前記保持部によって保持された状態で当該各第2アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離して構成されている。
【0013】
請求項8記載のプローブユニットは、請求項7記載のプローブユニットにおいて、前記各第1アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持され、前記各第2アームは、非導電性を有して前記各基端部同士が連結された状態で一体に作製されると共に当該各基端部が連結された状態のまま前記保持部によって保持されている。
【0014】
請求項9記載のプローブユニットは、請求項1から8のいずれかに記載のプローブユニットにおいて、前記各アームのうちの前記プロービングの際にプロービング対象側に位置するアームにおける当該プロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えている。
【0015】
請求項10記載のプローブユニット製造方法は、請求項6記載のプローブユニットを製造するプローブユニット製造方法であって、前記一対の第1アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第1アームを一体に作製した後に、当該各第1アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第1アームを作製し、前記一対の第2アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で当該両第2アームを一体に作製した後に、当該各第2アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて当該各第2アームを作製して前記プローブユニットを製造する。
【0016】
請求項11記載のプローブユニット製造方法は、請求項10記載のプローブユニット製造方法において、前記一対の第1アームの前記各基端部が前記保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で前記一体に作製した各第1アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第1アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させ、前記一体に作製した各第2アームの前記各基端部を前記保持部に保持させた状態で当該各第2アームにおける少なくとも前記基端部の近傍から前記先端部までの間を分離させて前記プローブユニットを製造する。
【0017】
請求項12記載の検査方法は、基板を検査する検査方法であって、請求項1から9のいずれかに記載のプローブユニットの前記プローブピンを前記プロービング対象としての前記基板にプロービングさせ、当該プローブピンを介して入出力する電気信号に基づいて当該基板を検査する。
【発明の効果】
【0018】
請求項1記載のプローブユニットでは、帯状の第1アームおよび第2アームにおける基端部よりもやや先端部側の部位および先端部よりもやや基端部側の部位に貫通孔がそれぞれ形成されて、各貫通孔の間の中間部位が各リンクとして機能すると共に、各貫通孔の形成部位がジョイントとして機能する四節リンク機構が支持部によって構成される。つまり、このプローブユニットでは、帯状の各アームに貫通孔を形成して、その貫通孔の形成部位を弾性変形し易くすることで、形成部位をジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニットによれば、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる(アームにある程度の厚みが必要な)従来の構成と比較して、各アームを十分に薄形化することができるため、各アームを十分に軽量化することができる結果、プローブユニットを十分に軽量化することができる。したがって、このプローブユニットによれば、プロービングの際のプロービング対象に対するプローブピンの接触によってプロービング対象に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
【0019】
請求項2記載のプローブユニットによれば、アームにおける幅方向の端部と貫通孔との間の縁部の幅が、アームの長さ方向に沿って中間部位から離間するに従って広くなるようにアームを形成したことにより、プロービングの際に各縁部に生じる応力の集中を小さく抑えることができるため、応力の集中による縁部の破損を確実に防止することができる。
【0020】
請求項3記載のプローブユニットによれば、貫通孔を挟んで対向する2つの縁部が、アームにおける幅方向の中心を通る中心線を対称軸として線対称の形状となるようにアームを形成したことにより、貫通孔を挟んで対向する2つの縁部において生じる応力が中心線を対称軸として線対称となるため、縁部における応力の集中をより小さく抑えることができる結果、各縁部の破損をより確実に防止することができる。
【0021】
また、請求項4記載のプローブユニットによれば、プローブピンを連結部として機能するようにプローブユニットを構成したことにより、プローブピンとは別部材の連結部を設ける構成と比較して、プローブユニットをさらに軽量化することができる。
【0022】
また、請求項5記載のプローブユニットによれば、アームの長さ方向に沿ってアームの中間部位に形成されたリブを備えてアームを構成したことにより、リブによって中間部位の剛性を他の部分(特に、貫通孔の形成部位)よりも高めることができるため、各貫通孔の形成部位をさらに弾性変形し易くすることができる。したがって、このプローブユニットによれば、プロービングの際にプロービング対象に生じる打痕をさらに小さく抑えることができる。
【0023】
また、請求項6記載のプローブユニットでは、プローブピンを一対備えると共に、第1アームおよび第2アームをそれぞれ一対備え、保持部が、一対の第1アームの各基端部を保持すると共に、一対の第2アームの各基端部を保持する。つまりこのプローブユニットでは、支持部によって一対のプローブピンが支持されている。このため、このプローブユニットによれば、プロービング対象における1つのプロービング部位に対して2つのプローブピンをプロービングさせて行う四端子法や四端子対法による測定や検査においてこのプローブユニットを好適に使用することができると共に、プロービングの際にプローブピンの打撃によって生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
【0024】
また、請求項7載のプローブユニットでは、一対の第1アームおよび一対の第2アームの各基端部が保持部によって保持されるときの位置関係を維持した状態で各第1アームおよび各第2アームを一体に作製した後に、各基端部が保持部によって保持された状態で基端部の近傍から先端部までの間を分離して各第1アームおよび各第2アームが構成されている。このため、このプローブユニットによれば、一対の第1アームおよび一対の第2アームを同じ作製条件(同じ材質の材料や同じ材料の同一部分を用いた同じ加工条件)でそれぞれ一度に作製できるため、材質的なばらつきや条件の相異による各アームにおける寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる。また、このプローブユニットによれば、各第1アームおよび各第2アームを一体に作製したときの位置関係を維持した状態で、各第1アームおよび各第2アームを保持部に保持させることができるため、各第1アームおよび各第2アームを保持部に保持させる際の各第1アーム同士および各第2アーム同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。したがって、このプローブユニットによれば、正確なプロービングを実現することができる。
【0025】
また、請求項8記載のプローブユニットでは、各第1アームおよび第2アームが、非導電性を有して各基端部同士が連結された状態でそれぞれ一体に作製されると共に各基端部が連結された状態のまま保持部によって保持されている。このため、このプローブユニットによれば、各第1アームおよび各第2アームを保持部に一度に保持させることができる結果、組立効率を十分に向上させることができる。
【0026】
また、請求項9記載のプローブユニットによれば、プロービングの際にプロービング対象側に位置するアームにおけるプロービング対象に対向する面側に絶縁体を介して配設された導電性を有するシールド板を備えたことにより、アームとプロービング対象との間の浮遊容量を十分に低減させることができるため、浮遊容量による検査精度の低下を確実に防止することができる。
【0027】
また、請求項10記載のプローブユニット製造方法によれば、一対の第1アームが保持されるときの位置関係を維持した状態で両第1アームを一体に作製した後に基端部の近傍から先端部までの間を分離させて各第1アームを作製し、一対の第2アームが保持されるときの位置関係を維持した状態で両第2アームを一体に作製した後に基端部の近傍から先端部までの間を分離させて各第2アームを作製することにより、一対の第1アームおよび一対の第2アームを同じ作製条件(同じ材質の材料や同じ材料の同一部分を用いた同じ加工条件)でそれぞれ一度に作製することができる、このため、このプローブユニット製造方法によれば、材質的なばらつきや条件の相異による各アームにおける寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる結果、正確なプロービングが可能なプローブユニットを製造することができる。
【0028】
また、請求項11記載のプローブユニット製造方法によれば、各第1アームおよび各第2アームを一体に作製したときの位置関係を維持した状態で、各第1アームおよび各第2アームを保持部に保持させることができるため、各第1アームおよび各第2アームを保持部に保持させる際の各第1アーム同士および各第2アーム同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。したがって、このプローブユニット製造方法によれば、より正確なプロービングが可能なプローブユニットを製造することができる。
【0029】
また、請求項12記載の検査方法によれば、上記のプローブユニットのプローブピンをプロービング対象としての基板にプロービングさせ、プローブピンを介して入出力する電気信号に基づいて基板を検査することにより、プロービングの際の基板に対するプローブピンの接触によって基板に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
プローブユニット1の構成を示す斜視図である。
移動機構300に固定した状態のプローブユニット1の側面図である。
プローブユニット1の平面図である。
プローブユニット1の底面図である。
プローブユニット1の動作を説明する第1の説明図である。
プローブユニット1の動作を説明する第2の説明図である。
プローブユニット101の構成を示す斜視図である。
アーム111の作製方法を説明する第1の説明図である。
アーム111の作製方法を説明する第2の説明図である。
アーム112の作製方法を説明する第1の説明図である。
アーム112の作製方法を説明する第2の説明図である。
アーム501の構成を示す平面図である。
図12におけるX−X線断面図である。
アーム501におけるリブ511の他の構成例を示す断面図である。
アーム502の構成を示す平面図である。
図15におけるY−Y線断面図である。
アーム502におけるリブ512の他の構成例を示す断面図である。
プローブユニット1Aの平面図である。
アーム11Aにおける貫通孔H1Aa近傍の構成を示す平面図である。
アーム11Aにおける貫通孔H1Ab近傍の構成を示す平面図である。
プローブユニット1Aの底面図である。
アーム12Aにおける貫通孔H2Aa近傍の構成を示す平面図である。
アーム12Aにおける貫通孔H2Ab近傍の構成を示す平面図である。
プローブユニット1Bの側面図である。
プローブユニット601の構成を示す斜視図である。
プローブユニット601の製造方法を説明する第1の説明図である。
プローブユニット601の製造方法を説明する第2の説明図である。
プローブユニット601の製造方法を説明する第3の説明図である。
プローブユニット601の製造方法を説明する第4の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、プローブユニットおよびプローブユニット製造方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【0032】
最初に、プローブユニットの一例としての図1に示すプローブユニット1の構成について説明する。プローブユニット1は、同図に示すように、プローブピン2および支持部3を備えて構成されている。
【0033】
プローブピン2は、図1に示すように、先端部2aが尖った円柱状に形成されている。このプローブピン2は、移動機構300(図2参照)によってプローブユニット1が移動させられたときにプロービング対象(例えば、同図に示す基板200)に先端部2aがプロービング(接触)させられる。
【0034】
支持部3は、プローブピン2を支持可能に構成されている。具体的には、支持部3は、図1,2に示すように、アーム11(第1アーム)、アーム12(第2アーム)および保持部13を備えて構成されている。
【0035】
アーム11,12は、図1〜図4に示すように、帯状(長細い板状)にそれぞれ形成されている。この場合、アーム11,12は、一例として、金属で形成されて、導電性を有している。また、アーム11,12は、プローブピン2をプロービングさせる際のプロービングの向き(図2における下向き)に沿って互いに離間して各面同士が対向する状態で配置されている。また、アーム11,12は、保持部13によって基端部21a,22aが保持されている。
【0036】
また、図2〜図4に示すように、アーム11における基端部21aよりもやや先端部21b側の部位には、貫通孔H1aが形成され、アーム11における先端部21bよりもやや基端部21a側の部位には、貫通孔H1bが形成されている。また、アーム12における基端部22aよりもやや先端部22b側の部位には、貫通孔H2aが形成され、アーム11における先端部22bよりもやや基端部22a側の部位には、貫通孔H2bが形成されている。なお、以下の説明において、各貫通孔H1a,H1b,H2a,H2bを区別しないときには、「貫通孔H」ともいう。
【0037】
ここで、アーム11,12に貫通孔Hを形成したことで、各貫通孔Hの形成部位P1a,P1b,P2a,P2b(図1〜図4参照:以下、区別しないときには「形成部位P」ともいう)の剛性が、アーム11,12における他の部位の剛性よりも十分に低下し、これによって各形成部位Pにおいて弾性変形がし易くなっている。
【0038】
また、図2〜図4に示すように、アーム11,12の各先端部21b,22bには、プローブピン2の基端部2bを挿通させて固定するための挿通孔21d,22dがそれぞれ形成されている。
【0039】
保持部13は、図1,2に示すように、3つの保持部材31〜33で構成されて、各アーム11,12の各基端部21a,22aを保持する。この場合、保持部13は、図2に示すように、保持部材31,32の間にアーム11を挟み込み、保持部材32,33の間にアーム12を挟み込んで、固定用ねじ34を各保持部材32,33の挿通孔に挿通させて保持部材31のねじ穴にねじ込むことによって各アーム11,12の各基端部21a,22aを保持するように構成されている。また、保持部材31には、プローブユニット1を移動機構300に固定するための固定用孔31aが形成されている。
【0040】
このプローブユニット1では、図2に示すように、プローブピン2の基端部2b側が各アーム11,12の各先端部21b,22bに固定されており、プローブピン2によって各先端部21b,22b同士が連結されている。つまり、このプローブユニット1では、プローブピン2が連結部として機能するように構成されている。この場合、プローブピン2の基端部2b側を各アーム11,12の各先端部21b,22bに固定する方法としては、導電性接着剤で接着する方法、ろう付けやレーザーを用いて溶接する方法、およびプローブピン2の基端部2bをアーム11,12の挿通孔21d,22dに圧入する方法等の各種の方法を採用することができる。
【0041】
次に、プローブユニット1を構成する各構成要素の寸法の一例について、図面を参照して説明する。プローブピン2は、全長が4mm、直径が0.2mmに形成されている。また、プローブピン2は、図2に示すように、支持部3におけるアーム11,12の各先端部21b,22bにそれぞれ形成されている挿通孔21d,22dに基端部2bが挿通され、挿通孔21dに挿通されている部分(同図における上側の端部)と、アーム12の挿通孔21dに挿通されている部分(同図における上下方向の中間部分)との距離が2mmとなる状態で各先端部21b,22bに固定されている。
【0042】
支持部3のアーム11は、全長が12.7mm、幅が1mm、厚みが0.05mmに形成されている。また、アーム11は、支持部3における保持部材31の先端部(図1における右側の端部)から張り出している部分の長さが6mmに規定されている。また、アーム11の貫通孔H1a,H1bは、各辺が0.6mmの略矩形にそれぞれ形成されている。また、貫通孔H1aは、保持部材31の先端部と保持部材31の先端部側に位置する縁部との間の距離が0.2mmとなる位置に形成されている。また、貫通孔H1bは、アーム11の先端部21bに形成されているプローブピン2を挿通させる挿通孔21d(図2参照)と挿通孔21d側に位置する縁部との間の距離が0.3mmとなる位置に形成されている。
【0043】
支持部3のアーム12は、全長が13mm、幅が1mm、厚みが0.05mmに形成されている。また、アーム12は、支持部3における保持部材33の先端部(図1における右側の端部)から張り出している部分の長さが10mmに規定されている。また、アーム12の貫通孔H2a,H2bは、各辺が0.6mmの略矩形にそれぞれ形成されている。また、貫通孔H2aは、保持部材33の先端部と保持部材33の先端部側に位置する縁部との間の距離が0.2mmとなる位置に形成されている。また、貫通孔H2bは、アーム12の先端部22bに形成されているプローブピン2を挿通させる挿通孔22d(図2参照)と挿通孔22d側に位置する縁部との間の距離が0.3mmとなる位置に形成されている。なお、上記した各構成要素の寸法は、一例であって、適宜変更することができる。
【0044】
ここで、このプローブユニット1では、上記したように、アーム11,12が、各貫通孔Hの各形成部位Pにおいて弾性変形がし易くなっている。このため、プローブユニット1では、図5に示すように、保持部13が移動機構300に固定された状態で、プローブピン2の先端部2aに対してプロービングの向きとは逆向き(同図における上向き)に力が加わったときには、各形成部位Pを支点として、アーム11の中間部位21c、アーム12の中間部位22c、アーム11,12の各先端部21b,22bおよびプローブピン2が回動(移動)する。このようなプローブユニット1の各構成要素の回動動作は、図6に示すように、中間部位21c,22cがリンク(節)として機能すると共に、各形成部位Pがジョイント(関節または支点)として機能する四節リンク機構(四節回転機構)の回動動作と同様である。つまり、このプローブユニット1では、アーム11,12、保持部13および連結部として機能するプローブピン2によって四節リンク機構が構成される。また、このプローブユニット1では、プローブピン2に対してプロービングの向きとは逆向き(同図における上向き)に力が加わったときに、同図に示すように、プローブピン2の先端部2aが直動または近似的直動を許容するように、アーム11,12(中間部位21c,22c)の長さや、アーム11,12の間隔が規定されている。
【0045】
また、このプローブユニット1では、帯状に形成されたアーム11,12に貫通孔Hを形成して、その貫通孔Hの形成部位Pを弾性変形し易くすることで、形成部位Pをジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニット1では、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる従来の構成、つまり、アームにある程度の厚みが必要な構成と比較して、アーム11,12を十分に薄形化することができるため、アーム11,12を軽量化することができる結果、その分、プローブユニット1を軽量化することが可能となっている。
【0046】
次に、プローブユニット1を用いて、プロービング対象の一例としての基板200を検査する検査方法、およびプロービングの際のプローブユニット1の動作について、図面を参照して詳細に説明する。
【0047】
このプローブユニット1は、図2に示すように、保持部13の保持部材31に形成されている固定用孔31aに固定用ねじ301を挿通させて、移動機構300のねじ穴に固定用ねじ301をねじ込むことによって移動機構300に固定される。
【0048】
移動機構300に対してプロービングの指示がされたときには、移動機構300が、プローブユニット1をプロービング対象としての基板200の上方に移動させる。次いで、移動機構300は、プローブユニット1を下降(下向きに移動)させる。続いて、プローブユニット1の下降に伴い、図2に示すように、プローブピン2の先端部2aが基板200の表面201に接触させられる。
【0049】
次いで、移動機構300は、図5に示すように、プローブユニット1をさらに下降させる。これに伴い、プローブピン2の先端部2aが基板200の表面201を下向き押圧する。また、プローブピン2の先端部2aに対して押圧力の反力が上向きに加わる。この際に、同図に示すように、アーム11,12の各形成部位Pを支点として、アーム11の中間部位21c、アーム12の中間部位22c、アーム11,12の各先端部21b,22bおよびプローブピン2が、四節リンク機構と同様の動作で回動する。具体的には、中間部位21cが形成部位P1aを支点として、同図における左回り(反時計回り)に回動し、中間部位22cが形成部位P2aを支点として、同図における左回りに回動する。また、プローブピン2によって連結された先端部21b,22bおよびプローブピン2が形成部位P1b,P2bを支点として、同図における右回り(時計回り)に回動する。
【0050】
続いて、移動機構300は、予め決められた距離だけプローブユニット1を下降させた時点で下降を停止する。
【0051】
この場合、このプローブユニット1では、上記したように、プローブピン2の先端部2aが直動または近似的直動を許容するように(図6参照)、アーム11,12の長さや、アーム11,12の間隔が規定されている。このため、プローブピン2の先端部2aが基板200の表面201に接触してからプローブユニット1の下降が停止するまでの間では、最初の接触位置に位置した状態が維持される。このため、このプローブユニット1では、プローブピン2の先端部2aが基板200の表面201上を移動することによる傷の発生を確実に防止することが可能となっている。
【0052】
また、このプローブユニット1では、上記したように、アーム11,12を薄形化して十分に軽量化することで、プローブユニット1を軽量化することが可能となっている。このため、プロービングの際の基板200(プロービング対象)に対するプローブピン2の先端部2aの接触によって基板200の表面201に生じる打痕を十分に小さく抑えることが可能となっている。
【0053】
次いで、図外の基板検査装置が、プローブピン2を介して入出力する電気信号に基づいて、基板200の検査を実行する。
【0054】
続いて、検査が終了して、移動機構300に対してプロービングの終了指示がされたときには、移動機構300が、プローブユニット1(保持部13)を上昇させる。これに伴い、プローブピン2による基板200の表面201に対する押圧が解除され、プローブピン2の先端部2aに対して上向きに加わる押圧力の反力が解除される。この際に、アーム11,12の各中間部位21c,22c、アーム11,12の各先端部21b,22bおよびプローブピン2が、四節リンク機構として動作して、つまり上記したプロービングの際の向きとは逆向きにそれぞれ回動して、図5に示す状態から図2に示す初期状態に復帰する。
【0055】
以上により、基板200に対するプローブユニット1のプローブピン2のプロービングおよびプロービング解除が終了する。
【0056】
このように、このプローブユニット1では、帯状のアーム11,12における基端部21aよりもやや先端部21b側の部位および先端部21bよりもやや基端部21a側の部位に貫通孔Hがそれぞれ形成されて、各貫通孔Hの間の中間部位21c,22cが各リンクとして機能すると共に、各貫通孔Hの各形成部位Pがジョイントとして機能する四節リンク機構が支持部3によって構成される。つまり、このプローブユニット1では、帯状のアーム11,12に貫通孔Hを形成して、その貫通孔Hの形成部位Pを弾性変形し易くすることで、形成部位Pをジョイントとして機能させている。このため、このプローブユニット1によれば、アームを厚み方向に切り欠いてその部分をジョイントとして機能させる(アームにある程度の厚みが必要な)従来の構成と比較して、アーム11,12を十分に薄形化することができるため、アーム11,12を十分に軽量化することができる結果、プローブユニット1を十分に軽量化することができる。したがって、このプローブユニット1によれば、プロービングの際のプロービング対象(基板200)に対するプローブピン2の接触によってプロービング対象に生じる打痕を十分に小さく抑えることができる。
【0057】
また、このプローブユニット1によれば、プローブピン2を連結部として機能するようにプローブユニット1を構成したことにより、プローブピン2とは別部材の連結部を設ける構成と比較して、プローブユニット1をさらに軽量化することができる。このため、このプローブユニット1によれば、プロービングの際のプロービング対象(基板200)に対するプローブピン2の接触によってプロービング対象に生じる打痕をさらに小さく抑えることができる。
【0058】
また、この検査方法では、上記したプローブユニット1を用いてプロービング対象としての基板200を検査することにより、プローブユニット1が有する上記各効果、すなわち、プロービングの際に基板200に生じる打痕を十分に小さく抑えることができるという効果を実現することができる。
【0059】
次に、プローブユニットの他の一例としての図7に示すプローブユニット101の構成について説明する。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット1と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0060】
プローブユニット101は、図7に示すように、一対のプローブピン2および支持部103を備えて構成されている。支持部103は、一対のアーム111(第1アーム)、一対のアーム112(第2アーム)および保持部113を備えて構成されている。各アーム111,112は、プローブユニット1のアーム11,12と同様にして、金属によって帯状にそれぞれ形成されている。また、各アーム111,112には、アーム11,12と同様にして、貫通孔Hが形成されている。
【0061】
保持部113は、図7に示すように、3つの保持部材131〜133で構成されて、各アーム111が隣接して平行に延在する状態(1つの仮想平面上に隣接して配置された配置状態)で各アーム111の各基端部121aを保持すると共に、各アーム112が隣接して平行に延在する状態(1つの仮想平面上に隣接して配置された配置状態)で各アーム112の各基端部122aを保持する。また、保持部材131には、プローブユニット101を移動機構300に固定するための固定用孔131aが形成されている。
【0062】
このプローブユニット101では、支持部103によって一対のプローブピン2が支持されている。このため、プロービング対象における1つのプロービング部位に対して2つのプローブピン2をプロービングさせて行う四端子法や四端子対法による測定や検査においてこのプローブユニット101を好適に使用することができる。また、このプローブユニット101においても、上記したプローブユニット1と同様の効果、すなわち、プロービングの際のプローブピン2の移動による傷の発生の防止、およびプロービングの際にプローブピン2の打撃によって生じる打痕の抑制を実現することができる。また、このプローブユニット101を用いた検査方法においても、上記したプローブユニット1を用いた検査方法と同様の効果を実現することができる。
【0063】
次に、上記したプローブユニット101を製造するプローブユニット製造方法について、アーム111,112の作製方法を中心に説明する。このプローブユニット101に用いるアーム111を作製する際には、図8に示すように、まず、一対のアーム111を一体にした中間体401を作製する。この中間体401は、同図に示すように、一対のアーム111の各基端部121aが保持部113によって保持されるときの位置関係(図7参照)を維持した状態で、各アーム111が連結部411によって連結された形状をなしている。この場合、中間体401の作製方法としては、電鋳による作製方法、プレスによる方法、および削り出しによる作製方法などを採用することができる。
【0064】
次いで、中間体401(一体にした各アーム111)の連結部411を図8に破線で示す箇所で切断して切り離し、次いで、図9に示すように、各アーム111を分離させる。これにより、一対のアーム111が作製される。
【0065】
また、アーム112を作製する際には、図10に示すように、一対のアーム112を一体にした中間体402を、中間体401の作製方法と同様の作製方法で作製する。この中間体402は、同図に示すように、一対のアーム112の各基端部122aが保持部113によって保持されるときの位置関係(図7参照)を維持した状態で、各アーム112が連結部412によって連結された形状をなしている。
【0066】
続いて、中間体402(一体にした各アーム112)の連結部412を図10に示す破線の箇所で切断して切り離し、次いで、図11に示すように、各アーム112を分離させる。これにより、一対のアーム112が作製される。
【0067】
次いで、各アーム111,112の基端部121a,122aを保持部113で保持する。続いて、各アーム111,112の先端部121b,122bにプローブピン2を固定する。以上によりプローブユニット101が製造される。
【0068】
この製造方法によれば、上記の作製方法でアーム111,112を作製することにより、一対のアーム111を同じ作製条件で作製し、一対のアーム112を同じ作製条件で作製することができる。具体的には、例えば、電鋳によってアーム111,112を作製するときには、同じ電鋳材料を用いて同じ電鋳条件で各アーム111および各アーム112をそれぞれ一度に作製することができ、例えば、プレスや削り出しによってアーム111,112を作製するときには、加工する材料(金属板や金属ブロック)における同一部分を用いて同じプレス条件や同じ切削条件で各アーム111および各アーム112をそれぞれ一度に作製することができる。このため、この製造方法によれば、材質的なばらつきや条件の相異による各アーム111,112における寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができる結果、正確なプロービングが可能なプローブユニット101を製造することができる。また、このプローブユニット101を用いた検査方法によれば、正確なプロービングを行うことができる。
【0069】
なお、上記の例では、中間体401,402(一体にした各アーム111,112)を切断して一対のアーム111および一対のアーム112に分離した後に、各アーム111,112の各基端部121a,122aを保持部113に保持させてプローブユニット101を製造しているが、次のようにしてプローブユニット101を製造することもできる。まず、中間体401,402を作製した後に、中間体401,402における各アーム111,112の各基端部121a,122a側の部分だけを分離する。次いで、その状態(各基端部121a,122a側以外の部分が接続されて、各アーム111,112がそれぞれ一体となっている状態)のまま、各基端部121a,122aを保持部113に保持させる。次いで、その状態で中間体401,402における各基端部121a,122aの近傍から各先端部121b,122bまでの間を分離する。つまり、この時点で、各アーム111,112が各基端部121a,122aから各先端部121b,122bまで分離される。このようにして製造したプローブユニット101では、中間体401,402を形成したときの各アーム111および各アーム112の位置関係を維持した状態で、各アーム111および各アーム112を保持部113に保持させることができるため、各アーム111および各アーム112を保持部113に保持させる際の各アーム111同士および各アーム112同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。このため、この製造方法によれば、一層正確なプロービングが可能なプローブユニット101を製造することができる。また、このプローブユニット101を用いた検査方法によれば、一層正確なプロービングを行うことができる。
【0070】
なお、プローブユニット、プローブユニット製造方法および検査方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、アーム11,12(アーム111,112)に代えて、図12,15にそれぞれ示すアーム501,502を用いる構成および方法を採用することもできる。アーム501(第1アーム)は、図12に示すように、各貫通孔Hの間の中間部位521cにアーム501の長さ方向に沿って形成されたリブ511を備えて構成されている。この場合、リブ511は、一例として、図13に示すように、断面形状が上方に突出する直径が0.3mmの半円筒形(半楕円筒形)に形成されている。また、アーム501は、一例として、幅が1mmに形成されており、図12に示すように、リブ511は、アーム501の幅方向の中央部に形成されている。したがって、リブ511の幅方向の両端部からアーム501の幅方向の両縁部までの各々の長さが0.35mmとなっている。なお、図14に示すように、リブ511を、半円柱形(半楕円柱形)の断面形状に形成することもできる。
【0071】
また、アーム502(第2アーム)は、図15に示すように、各貫通孔Hの間の中間部位522cにアーム502の長さ方向に沿って形成されたリブ512を備えて構成されている。この場合、リブ512は、一例として、図16に示すように、アーム501のリブ511と同様に、断面形状が上方に突出する直径が0.3mmの半円筒形(半楕円筒形)に形成されている。また、アーム502は、一例として、幅が1mmに形成されており、図15に示すように、リブ512は、アーム502の幅方向の中央部に形成されている。したがって、リブ512の幅方向の両端部からアーム502の幅方向の両縁部までの各々の長さが0.35mmとなっている。なお、図17に示すように、リブ512を、半円柱形(半楕円柱形)の断面形状に形成することもできる。この構成によれば、中間部位521c,522cに形成したリブ511,512によって中間部位521c,522cの剛性を他の部分(特に、貫通孔Hの形成部位P)よりも高めることができるため、各貫通孔Hが形成された各形成部位Pをさらに弾性変形し易くすることができる。したがって、この構成によれば、プロービングの際にプロービング対象に生じる打痕をさらに小さく抑えることができる。
【0072】
また、アーム11,12(アーム111,112)の先端部21b,22b(先端部121b,122b)にプローブピン2を直接固定する構成、つまり、プローブピン2の基端部2b側を連結部として機能させる構成例について上記したが、プローブピン2とは別体に形成されて、プローブピン2を取り付け(着脱)可能に形成されて先端部21b,22b(先端部121b,122b)を連結する連結部を備えた構成を採用することもできる。
【0073】
また、図18に示すプローブユニット1Aを採用することができる。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット1,101と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0074】
このプローブユニット1Aでは、図18〜図20に示すように、支持部3Aを構成するアーム11Aの側端部21Ae,21Af(幅方向の端部)と、アーム11Aにおける基端部21Aaよりもやや先端部21Ab側の部位に形成されている貫通孔H1Aaとの間の縁部E1a,E1bの幅Wが、アーム11Aの長さ方向(各図における左右方向)に沿って中間部位21Acから離間するに従って(基端部21Aaに近づくに従って)広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット1Aでは、一例として、縁部E1a,E1bにおける中間部位21Acに最も近い部位における幅Wが0.1mmで、縁部E1a,E1bにおける中間部位21Acから最も離間する部位における幅Wが0.15mmとなるように形成されている。この場合、縁部E1a,E1b(貫通孔H1Aaを挟んで対向する2つの縁部)は、アーム11Aにおける幅方向の中心を通る長さ方向に沿った中心線21Agを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
【0075】
また、このプローブユニット1Aでは、図18〜図20に示すように、アーム11Aの側端部21Ae,21Afと、アーム11Aにおける先端部21Abよりもやや基端部21Aa側の部位に形成されている貫通孔H1Abとの間の縁部E1c,E1dの幅Wが、アーム11Aの長さ方向に沿って中間部位21Acから離間するに従って(先端部21Abに近づくに従って)広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット1Aでは、一例として、縁部E1c,E1dにおける中間部位21Acに最も近い部位における幅Wが0.1mmで、縁部E1c,E1dにおける中間部位21Acから最も離間する部位における幅Wが0.15mmとなるように形成されている。この場合、縁部E1c,E1d(貫通孔H1Abを挟んで対向する2つの縁部)は、アーム11Aの中心線21Agを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
【0076】
同様にして、このプローブユニット1Aでは、図21〜図23に示すように、支持部3Aを構成するアーム12Aの側端部22Ae,22Af(幅方向の端部)と、アーム12Aにおける基端部22Aaよりもやや先端部22Ab側の部位に形成されている貫通孔H2Aaとの間の縁部E2a,E2bの幅Wが、アーム12Aの長さ方向(各図における左右方向)に沿って中間部位22Acから離間するに従って(基端部22Aaに近づくに従って)広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット1Aでは、一例として、縁部E2a,E2bにおける中間部位22Acに最も近い部位における幅Wが0.1mmで、縁部E2a,E2bにおける中間部位22Acから最も離間する部位における幅Wが0.15mmとなるように形成されている。この場合、縁部E2a,E2b(貫通孔H2Aaを挟んで対向する2つの縁部)は、アーム12Aにおける幅方向の中心を通る長さ方向に沿った中心線22Agを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
【0077】
また、このプローブユニット1Aでは、図21〜図23に示すように、アーム12Aの側端部22Ae,22Afと、アーム12Aにおける先端部22Abよりもやや基端部22Aa側の部位に形成されている貫通孔H2Ab(以下、貫通孔H1Aa,H1Ab,H2Aa,H2Abを区別しないときには「貫通孔H」ともいう)との間の縁部E2c,E2d(以下、縁部E1a〜E1d,E2a〜E2dを区別しないときには「縁部E」ともいう)の幅Wが、アーム12Aの長さ方向に沿って中間部位22Acから離間するに従って(先端部22Abに近づくに従って)広くなるように形成されている。具体的には、このプローブユニット1Aでは、一例として、縁部E2c,E2dにおける中間部位22Acに最も近い部位における幅Wが0.1mmで、縁部E2c,E2dにおける中間部位22Acから最も離間する部位における幅Wが0.15mmとなるように形成されている。この場合、縁部E2c,E2d(貫通孔H2Abを挟んで対向する2つの縁部)は、アーム12Aの中心線22Agを対称軸として線対称の形状となるように形成されている。
【0078】
このプローブユニット1Aでは、図18〜図23に示すように、各貫通孔Hの形状を略台形とすることで、各縁部Eの幅Wや形状が上記した条件を満たすようにアーム11A,12Aが形成されている。
【0079】
このプローブユニット1Aでは、各縁部Eの幅Wが中間部位21Ac,22Acから離間するに従って広くなるようにアーム11A,12Aを形成したことで、プロービングの際に各縁部Eに生じる応力の集中を小さく抑えることができる。具体的には、アーム11A,12Aのような梁状の部材では、横断面の形状および面積がアーム11A,12Aの長さ方向におけるどの位置においても一定のときには、プロービングの際に生じる応力が、中間部位21Ac,22Acから離間するに従って(基端部21Aa,22Aa側においては基端部21Aa,22Aaに近いほど、先端部21Ab,22Ab側においては先端部21Ab,22Abに近いほど)大きくなる。このため、各縁部Eの幅Wが一定の構成では、各縁部Eに生じる応力が、中間部位21Ac,22Acから離間するほど大きくなって、中間部位21Ac,22Acから最も離間する部位に応力が集中する。これに対して、このプローブユニット1Aでは、各縁部Eの幅Wが中間部位21Ac,22Acから離間するに従って広くなるようにアーム11A,12Aが形成されているため、各縁部Eにおける応力の集中を小さく抑えることができる。このため、このプローブユニット1A、およびこのプローブユニット1Aを用いた検査方法によれば、応力の集中による各縁部Eの破損を確実に防止することができる。
【0080】
また、このプローブユニット1Aでは、各貫通孔Hを挟んで対向する2つの縁部Eが、アーム11A,12Aの中心線21Ag,22Agを対称軸として線対称の形状となるようにアーム11A,12Aが形成されているため、各貫通孔Hを挟んで対向する2つの縁部Eにおいて生じる応力分布が中心線21Ag,22Agを対称軸として線対称となる。つまり、各貫通孔Hを挟んで対向する2つの縁部Eにおいて生じる応力分布が図18〜図23における上下方向において均等となる。このため、このプローブユニット1A、およびこのプローブユニット1Aを用いた検査方法によれば、各縁部Eにおける応力の集中をより小さく抑えることができる結果、各縁部Eの破損をより確実に防止することができる
【0081】
また、図24に示すプローブユニット1Bを採用することもできる。なお、以下の説明において、上記したプローブユニット1,101,1Aと同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0082】
このプローブユニット1Bは、図24に示すように、上記したプローブユニット1が備えている各構成素に加えて、絶縁シート41およびシールド板42を備えて構成されている。絶縁シート41は、絶縁体の一例であって、樹脂等の非導電性(絶縁性)を有する材料でシート状に形成されている。シールド板42は、例えば銅やアルミニウム等の導電性を有する金属によって薄板状に形成されている。このシールド板42は、同図に示すように、アーム11,12のうちの、プロービングの際にプロービング対象としての基板200側に位置するアーム12における基板200に対向する面(同図における下面:以下、「対向面」ともいう)側に絶縁シート41を介して(アーム12に対して絶縁された状態で)配設されて、固定用ねじ35によって保持部13(保持部材31,32)に固定されている。また、シールド板42は、図外の配線を介して、例えば接地電位(基準電位)に接続される。
【0083】
この場合、シールド板42を備えていない構成では、アーム12が金属で形成されているため、アーム12とプロービング対象との間の浮遊容量が大きくなることがあり、この浮遊容量によって検査精度が低下するおそれがある。これに対して、このプローブユニット1Bによれば、アーム12の対向面側にシールド板42を配設したことにより、アーム12とプロービング対象との間の浮遊容量を十分に低減させることができる。このため、このプローブユニット1B、およびこのプローブユニット1Bを用いた検査方法によれば、浮遊容量による検査精度の低下を確実に防止することができる。なお、シールド板42の固定に用いている固定用ねじ35が金属製であったとしても、シールド板42と固定用ねじ35とが導通するため、固定用ねじ35によって生じる浮遊容量もキャンセルすることができる。また、シールド板42が薄板状に形成されているため、プロービングの際のアーム12とプロービング対象との間における十分なクリアランスを確保できる結果、プロービングに支障を来す事態を回避することができる。
【0084】
また、金属で形成したアーム11,12(アーム111,112)を用いる例について上記したが、射出成形等によって形成した樹脂製のアーム(第1アームおよび第2アーム)を用いる構成を採用することもできる。この場合、樹脂製のアームを用いるときには、アームの表面の全体または一部に導電膜(導電層)を形成することで、プローブピン2と保持部13(保持部113)との間をその導電膜を介して電気的に接続する構成を採用することもできる。また、上記したプローブユニット101のように、一対のプローブピン2を備えたプローブユニットにおいて樹脂製のアームを用いるときには、一体に作製した一対のアーム(プローブユニット101における一対のアーム111、および一対のアーム112)を切り離す際に、各アームにおける基端部の近傍から先端部までの間だけを切り離して、各基端部同士を連結させたままの状態で保持部によって保持する構成(各アームにおける少なくとも基端部の近傍から先端部までの間を分離させる構成の一例)を採用することもできる。この構成を採用した具体例として、図25に示すプローブユニット601について以下説明する。なお上記したプローブユニット1,101,1A,1Bと同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【0085】
このプローブユニット601は、図25に示すように、一対のプローブピン2および支持部603を備えて構成されている。支持部603は、一対のアーム611(第1アーム)、一対のアーム612(第2アーム)および保持部613を備えて構成されている。図27に示すように、各アーム611は、非導電性(絶縁性)を有する材料によって各基端部621a同士が連結された状態で一体に作製されると共に(各アーム611を一体化したものを「中間体701」ともいう)、図25に示すように、各基端部621aが連結された状態のまま保持部613によって保持されている。また、各アーム611は、各基端部621aが保持部613によって保持されるときの位置関係を維持した状態で両アーム611を一体に作製した後に(中間体701を作製した後に)、各基端部621aが保持部によって保持された状態で基端部621aの近傍から先端部621bまでの間が分離されて構成されている。この場合、このプローブユニット601では、同図に示すように、保持部613によって保持されるときの各アーム611の位置関係は、各アーム611が1つの仮想平面上に隣接しかつ各アーム611が基端部621aから先端部621bに向かうに従って互いに近接する位置関係となっている。また、図27に示すように、アーム611には、プローブピン2を図外の基板検査装置等に電気的に接続するための導体パターン641が形成されている。
【0086】
各アーム612は、図29に示すように、非導電性を有する材料によって各基端部622a同士が連結された状態で一体に作製されると共に(各アーム612を一体化したものを「中間体702」ともいう)、図25に示すように、各基端部621aが連結された状態のまま保持部613によって保持されている。また、各アーム612は、各アーム611と同様にして、各基端部622aが保持部613によって保持されるときの位置関係を維持した状態で両アーム612を一体に作製した後に(中間体702を作製した後に)、各基端部622aが保持部によって保持された状態で基端部622aの近傍から先端部622bまでの間が分離されて構成されている。この場合、同図に示すように、保持部613によって保持されるときの各アーム612の位置関係は、各アーム612が1つの仮想平面上に隣接しかつ各アーム612が基端部622aから先端部622bに向かうに従って互いに近接する位置関係となっている。また、図29に示すように、アーム612には、プローブピン2を図外の基板検査装置等に電気的に接続するための導体パターン642が形成されている。
【0087】
次に、プローブユニット601の製造方法について説明する。まず、図26に示すように、樹脂等の非導電性(絶縁性)を有する材料を用いて中間体701を作製する。中間体701は、一対のアーム611の各基端部621aが保持部613によって保持されるときの位置関係(図25参照)を維持した状態で、各アーム611が連結部631a,631bによって連結されている。中間体701の作製方法としては、射出成形による作製方法、削り出しによる作製方法、および3Dプリンタを用いた作製方法などを採用することができる。次いで、図27に示すように、中間体701における各アーム611の基端部621aから先端部621bにかけて導体パターン641を形成する。
【0088】
続いて、図28に示すように、樹脂等の非導電性を有する材料を用いて、中間体701の作製方法と同じ作製方法で中間体702を作製する。中間体702は、一対のアーム612の各基端部622aが保持部613によって保持されるときの位置関係(図25参照)を維持した状態で、各アーム611が連結部632a,632bによって連結されている。次いで、図29に示すように、中間体702における各アーム612の基端部622aから先端部622bにかけて導体パターン642を形成する。
【0089】
次いで、中間体701,702の基端部側(連結部631a,632a)を保持部613で保持する。続いて、中間体701,702の先端部側、つまり、各アーム611,612の先端部621b,622b側の連結部631b,632bを図27,29に示す破線の箇所で切断して切り離して、各アーム611,612における基端部621a,622aの近傍から先端部621b,622bまでの間を分離させる。以上によりプローブユニット601が製造される。
【0090】
このプローブユニット601では、上記したように、各アーム611および各アーム612が各基端部621a同士および各基端部622a同士を連結した状態でそれぞれ一体に作製されると共に、各基端部621a同士および各基端部622a同士を連結した状態のまま保持部613によって保持されている。このため、このプローブユニット601によれば、保持部613によって保持させるときの各アーム611および各アーム612の位置関係を維持した状態で各アーム611および各アーム612を作製することができ、かつ作製したときの位置関係を確実に維持した状態で保持部613に保持させる(取り付ける)ことができる。このため、このプローブユニット601によれば、各アーム611および各アーム612を作製する際の、材質的なばらつきや作製条件の相異による各アーム611同士および各アーム612同士の寸法や弾性率などの諸元のばらつきを少なく抑えることができると共に、各アーム611および各アーム612を保持部613に保持させる際の各アーム611同士および各アーム612同士の位置ずれの発生を確実に防止することができる。この結果、このプローブユニット601、およびこのプローブユニット601を用いた検査方法によれば、より正確なプロービングを行うことができる。また、このプローブユニット601によれば、一対のアーム611および一対のアーム612を保持部613に一度に保持させることができるため、プローブユニット601の組立効率を十分に向上させることができる。
【符号の説明】
【0091】
1,1A,1B,101,601 プローブユニット
2 プローブピン
3,3A,103,603 支持部
11,11A,111,501,611 アーム
12,12A,112,502,612 アーム
13,113,613 保持部
21a,21Aa,121a,621a 基端部
22a,22Aa,122a,622a 基端部
21b,21Ab,121b,621b 先端部
22b,22Ab,122b,622b 先端部
21c,22c,21Ac,22Ac,521c,522c 中間部位
21Ae,21Af,22Ae,22Af 側端部
21Ag,22Ag 中心線
41 絶縁シート
42 シールド板
401,402,701,702 中間体
411,631a,631b,711 連結部
412,632a,632b,712 連結部
511,512 リブ
E1a〜E1d,E2a〜E2d 縁部
H1a,H1b,H1Aa,H1Ab 貫通孔
H2a,H2b,H2Aa,H2Ab 貫通孔
P1a,P1b,P2a,P2b 形成部位
W 幅

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