(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１グループの複数の端子と、第２グループの複数の端子と、前記第１グループの複数の端子と前記第２グループの複数の端子との間を電気的に接続する複数の導体パターンとを有する電子回路基板について、前記複数の導体パターンの良否を判定する検査装置であって、
前記電子回路基板に接触する第１の接触ピンを１つ有する第１のプローブと、
前記第１のプローブまたは前記電子回路基板のいずれか一方を、前記第１の接触ピンが前記電子回路基板の表面から離れることなく、且つ、略直線状に形成された前記第１グループの複数の端子に沿って移動させる移動手段と、
前記第１のプローブの前記第１の接触ピンに、識別可能な第１の電気信号を供給する供給手段と、
前記第２グループの複数の端子の夫々に現れる第２の電気信号をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記複数の導体パターンの良否を判定する判定手段とを備え、
前記判定手段は、前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記第１グループの複数の端子中の、前記供給手段によって前記第１の電気信号を印加された端子を同定する同定手段を有し、
前記同定手段によって同定された端子に導体パターンを介して接続された前記第２グループ中の１つまたは複数の端子にて前記モニタ手段により検出された第２の電気信号に基づいて、前記導体パターンの良否を判定することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
第１グループの複数の端子と、第２グループの複数の端子と、前記第１グループの複数の端子と前記第２グループの複数の端子との間を電気的に接続する複数の導体パターンとを有する電子回路基板について、前記複数の導体パターンの良否を判定する検査装置であって、
前記電子回路基板に接触する第１の接触ピンを１つ有する第１のプローブと、
前記第１のプローブまたは前記電子回路基板のいずれか一方を、前記第１の接触ピンが前記電子回路基板の表面から離れることなく、且つ、略直線状に形成された前記第１グループの複数の端子に沿って移動させる移動手段と、
前記第１のプローブの前記第１の接触ピンに、識別可能な第１の電気信号を供給する供給手段と、
前記第２グループの複数の端子の夫々に現れる第２の電気信号をモニタするモニタ手段と、
前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記複数の導体パターンの良否を判定する判定手段と、
前記第１グループの複数の端子と前記第２グループの複数の端子との間の前記複数の導体パターンによる接続関係を記憶する第１の記憶手段とを備え、
前記判定手段は、前記移動手段により前記第１のプローブの前記第１の接触ピンが前記第１グループの１つの端子の上に移動してきたときに、前記第２グループ中の、前記１つの端子に接続された特定の端子を前記記憶手段から特定し、特定された端子について前記検出手段を介して検出された第２の電気信号に基づいて、前記１つの端子と前記特定された端子間の導体パターンの良否を判断することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
更に、前記第１のプローブの前記第１の接触ピンに近接した位置に設けられた第２の接触ピンを有する第２のプローブを備え、
前記同定手段は、前記第１のプローブから前記第１の接触ピンを介して前記第１のグループのある端子に印加された前記第１の電気信号を前記第２のプローブの前記第２の接触ピンを介して検出された第３の電気信号に基づいて、前記ある端子を同定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項４】
前記第１プローブと第２のプローブは共通の本体を有し、この本体の下部に前記第１と第２の接触ピンを有することを特徴とする請求項３記載の検査装置。
【請求項５】
前記第１の接触ピンと第２の接触ピンとの離間距離は１つの端子の幅未満に設定されていることを特徴とする請求項３記載の検査装置。
【請求項６】
前記第１プローブの前記第１の接触ピンは、前記電子回路基板の前記面に対して傾けられて前記第１のプローブ上に設けられていることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項７】
前記移動手段は、
前記第１のプローブの移動方向が変更されたときは、前記第１のプローブの本体を前記電子回路基板の前記面に垂直な軸の周りに回転させる手段を備え、
これにより、前記第１のプローブの移動方向が変更される前における前記第１の接触ピンの前記面に対する方位角を、前記第１のプローブの移動方向が変更された後も保つことを特徴とする請求項６記載の検査装置。
【請求項８】
前記判定手段は、
前記移動手段により前記第１のプローブの前記第１の接触ピンが前記第１グループのいずれか１つの端子に接触していることを検出する手段と、
前記第２グループ中の、前記いずれか１つの端子に接続された第１の端子と、前記いずれか１つの端子に接続されていない第２の端子とを、前記記憶手段から読み出した接続関係に基づいて、特定する手段と、
前記第１の端子にて検出された第２の電気信号に基づいて、前記いずれか１つの端子と前記第１の端子との間の導体パターンの断線を判定する手段と、
前記第２の端子にて検出された第２の電気信号に基づいて、前記いずれか１つの端子と前記第２の端子との間の導体パターンの短絡を判定する手段と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
【請求項９】
前記モニタ手段は、前記第２のグループの複数の端子にて検出される電気信号の値が大きく変化した時点から所定の時間後の検出信号を前記第２の電気信号としてサンプリングすることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項１０】
第１グループの複数の端子と、第２グループの複数の端子と、前記第１グループの複数の端子と前記第２グループの複数の端子との間を電気的に接続する複数の導体パターンとを有する電子回路基板に対して、識別可能な第１の電気信号を所定のプローブを介して印加することにより、前記複数の導体パターンの良否を判定する検査方法であって、
前記プローブを、該プローブの先端が前記電子回路基板の表面から離れることなく、且つ、略直線状に形成された前記第１グループの複数の端子に沿って移動させながら、前記プローブに識別可能な第１の電気信号を供給する移動工程と、
前記プローブが前記第１グループの１つの端子に前記電気信号を供給している間に、前記第２グループの複数の端子の夫々に現れる第２の電気信号をモニタするモニタ工程と、
前記モニタ工程で得られた第２の電気信号に基づいて、前記複数の導体パターンの良否を判定する判定工程とを備え、
前記判定工程は、前記モニタ工程によるモニタ結果に基づいて、前記第１グループの複数の端子中の、前記供給手段によって前記第１の電気信号を印加された端子を同定すると共に、
前記同定された端子に導体パターンを介して接続された前記第２グループ中の１つまたは複数の端子にて前記モニタ工程により検出された第２の電気信号に基づいて、前記導体パターンの良否を判定する
ることを特徴とする検査方法。
【請求項１１】
第１グループの複数の端子と、第２グループの複数の端子と、前記第１グループの複数の端子と前記第２グループの複数の端子との間を電気的に接続する複数の導体パターンとを有する電子回路基板を検査し、前記第１グループの複数の端子と前記第２グループの複数の端子との間の前記複数の導体パターンによる接続関係を記憶する第１の記憶手段とを備えて、前記電子回路基板に対して識別可能な第１の電気信号を所定のプローブを介して印加することにより、前記複数の導体パターンの良否を判定する検査方法であって、
前記プローブを、該プローブの先端が前記電子回路基板の表面から離れることなく、且つ、略直線状に形成された前記第１グループの複数の端子に沿って移動させながら、前記プローブに識別可能な第１の電気信号を供給する移動工程と、
前記プローブが前記第１グループの１つの端子に前記電気信号を供給している間に、前記第２グループの複数の端子の夫々に現れる第２の電気信号をモニタするモニタ工程と、
前記モニタ工程で得られた第２の電気信号に基づいて、前記複数の導体パターンの良否を判定する判定工程とを備え、
前記判定工程は、前記移動工程により前記第１のプローブの前記第１の接触ピンが前記第１グループの１つの端子の上に移動してきたときに、前記第２グループ中の、前記１つの端子に接続された特定の端子を前記記憶手段から特定し、特定された端子について前記検出工程を介して検出された第２の電気信号に基づいて、前記１つの端子と前記特定された端子間の導体パターンの良否を判断することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばピングリッドアレイ（ＰＧＡ）構造の電子回路または多層回路基板等のような間隔の狭い導電パターンを有するワーク（電子回路基板と呼ぶ）の検査装置及び検査方法ならびに検査プローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＩＣ等の電子回路の高密度化に伴って、電子回路基板そのものの配線パターンも高集積化され、多層化されてきている。
【０００３】
第１図は、電子回路基板の一例としてのＰＧＡパッケージ１００を示す。
【０００４】
第１図のＰＧＡパッケージ１００は、パッケージ中央にマウントされたＬＳＩチップ１０５をリード線でボンデイングする前の段階にある。ＬＳＩチップ１０５は多層セラミック基板１０４上のボンディングパッド（以下、「ＢＰ」と呼ぶ）１０２に所定のリード線でボンディングされることになる。ＰＧＡパッケージ１００のセラミック基板１０４内では、第２図に示すように、あるＢＰ１０２は、特定のピンパッド（以下、便宜上「ＰＰ」と呼ぶ）１０１との間でリード線１０３により配線される。このリード線１０３は、他のリード線と短絡してはいけないし、自身はオープンしてもいけない。
【０００５】
本発明の検査装置は、例えば第１図，第２図のようなＰＧＡパッケージ等のような電子回路基板の、特に外部からは見えないパターンの断線や短絡をチェックするものである。
【０００６】
特に、ＰＧＡパッケージ（あるいはＬＣＣ(lead-less chip carrier)パッケージ等も）では、ＢＰ１０２は、線間のピッチが極めて狭く、パッドの特定が困難である。
【０００７】
従来の検査方法または検査装置は、検査対象の電極（例えば、対応するボンディングパッドのランドとピンパッドのランド）のそれぞれに給電用と受電用の一対の接続ピンをたて、これらのピンの一方から電気信号の給電をおこない、受電用の電極（１つまたは複数）から所定の信号がでているかどうかを検査していた。この検査を確実に行うためには、ピンをランド上に正確に位置決めする装置が必要である。
【０００８】
ランド上への位置決めは、回路パターンの線間のピッチが広い場合は、容易に正確にできるが、線間のピッチが狭くなればなるほど、試験のための入出力点数（測定件数）が増し、位置決めのために試験に課せられる条件も一層厳しくなるので、検査治具を複雑かつ高精度にする必要があり、高価なものとなる。
【０００９】
一方、一般に、ＰＧＡ等の電子回路基板では、ボンディングパッドのパターンは、固体毎に異なるパターンを有する。
【００１０】
従来では、個々のＰＧＡパッケージ毎に、そのボンディングパッド及びピンパッドのパターンに適合した精密なプローブヘッドを製作し、このようなヘッドを用いて、一括してピンパッドのランド及びボンディングパッドのランドに接触させて、ランド間の導通を測定する方式（例えば、米国特許４，０３５，７２２号、便宜上「多プローブ方式」と呼ぶ）が提案されている。この多プローブ方式は多くのピンの精密な一括試験が可能になるものの、ある基板もしくはパッケージのためのテストヘッドは他の基板もしくはパッケージに用いることはできず、従って、夫々の基板もしくはパッケージに専用のヘッドが必要となるために、結果的には高価なものとなる。
【００１１】
一方、多プローブ方式を改善した方式として、移動プローブ方式（例えば、米国特許５，２５６，９７５号）によるものが知られている。これは、一本のプローブを、検査対象の電極群（即ち、パッド群）に対して、順に１ランド毎にコンタクトするというものでる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例において、上記多プローブ方式と移動プローブ方式とでは、テストスピードを含むスループット性、プローブの接触性、及びコスト等で夫々に得失があるものの、両方式は、共通して高精度な位置決めを必要とする。高精度な位置決めは、一般的に機構的または機械的制約をともなうものである。例えば、狭ピッチのコンタクトピンを有するプローブヘッド（多プローブ方式）を用いると、ワークとの位置合わせが困難となる。また、移動プローブ方式では、多くのランド毎に位置決めをするために、検査に時間がかかるという問題がある。
【００１３】
上記の多プローブ方式でも移動プローブ方式でも、検査対象のパッケージの寸法精度が高ければ、位置決めは比較的に問題とはならない。
【００１４】
しかしながら、特にＰＧＡ構造を有するＩＣパッケージでは、セラミック基板１０４の寸法変化が大きいために、配線密度が高いＢＰ１０２側の仕上がり寸法にばらつきが生じることが避け難く、ワークとしてみた場合、接触式検査を行う際の位置決めが難しい。即ち、多プローブ方式を用いようにもヘッドとの間の誤差が大きくて検査が不可能になる。また、移動プローブ方式でも、上記バラツキのために、プローブピンを立てる位置の正確な位置決めが困難である。
【００１５】
また、移動プローブ方式では、プローブピンをランドもしくはパターン上に立てる必要があるが、このときにできるキズも好ましいものではない。
【００１６】
そこで本発明は、少ないプローブを具備しているにも関わらず、電子回路基板内に或いはその上に形成された複数の導体パターンの、例えば断線や短絡を検査する検査装置及び検査プローブ及び検査方法の提供を目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は以下の構成を特徴とする。
【００１８】
即ち、本発明の検査装置及び検査方法は、少ない本数のプローブ（例えば１本のプローブ）を電子回路基板の表面上を“なぞらせる”ものである。なぞらせることにより、端子が基板上に不均一に並んでいても、プローブが端子に接触しているか否かを正確に認識することができる。電子回路基板の表面を“なぞらせる”には、プローブまたは基板のいずれかを他方に対して相対的に移動させればよい。即ち、プローブまたは前記電子回路基板のいずれか一方を、プローブに設けられた接触ピンが前記電子回路基板の表面から離れることなく、且つ、略直線状に形成された前記電子回路基板に設けられた複数の端子に沿って移動させるようにする。而して、上記目的を達成するための本発明の検査装置及び方法は、請求項１の装置、及び請求項２８の方法である。
【００１９】
更に、プローブで基板表面をなぞることにより、基板上に形成された端子の位置を検出することが出来る。而して、本発明の他の目的は、請求項２の装置及び３３の方法を提供する事により達成される。
【００２０】
基板上に形成された端子位置は、導体パターンの接続関係からも知ることができる。導体パターンは、例えばボンディングパッド（第１グループ端子）とピンパッド（第２グループ端子）とを接続する。第１グループ端子と第２グループ端子との接続関係を記憶すれば、第２グループの端子のうちのどの端子に第２の電気信号が検出されあるいは検出されないのかを選択的に判断することができる。而して、この選択的判断は、請求項３及び請求項３４によって達成される。
【００２１】
第１グループの端子の位置は、互いに近接した２つの接触ピンを備えたプローブを用いることにより、より正確に識別することができる。プローブが端子上にあるときに一方の接触ピンに電気信号を印加すると、その信号は他方の接触ピンに現れるはずである。他方の接触ピンで信号が検出されたことは、プローブが端子上にあることを意味する。而して、本発明の目的は、請求項４及び請求項３５により達成される。
【００２２】
尚、本発明が２つの接触ピンを用いる場合には、その２つのピンの幅は１つの端子の幅未満に設定されていることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の好適な一態様によると、電気信号を印加されている第一グループの端子の同定は検査を開始した時点からの経過時点に基づいて行われることが好ましい。
【００２４】
また、接触ピンはプローブの本体に対して傾いていることがなぞり動作を容易にする。ピンが傾けられると、プローブの移動方向の変更に応じてプローブを回転させる必要がある。而して、本発明の好適な一態様によると、移動手段は、第１のプローブをその軸周りに回転させるモータを更に有する。
【００２５】
本発明の好適な一態様によると、第１のプローブは所定の速度で、好ましくは等速度で移動される。第１グループの端子の位置の特定が容易になる。
【００２６】
端子が不均一に並んだワークの電子回路基板において正確に端子位置を認識するには、基準の枠を用いるのが好ましい。而して、本発明は、請求項１５の装置と、請求項４０の方法とを提供する。
【００２７】
ワークの電子回路基板の不良を基準基板と比較しながら検出するためには、基準信号データの中から対応するデータを識別する必要がある。而して、本発明は、請求項１６の装置及び請求項４１の方法を提供する。
【００２８】
導体パターンの不良には、パターン同士の短絡とパターンの断線とがあり、これらは識別して判定する必要がある。このために、第１グループの端子と第２グループの端子との接続関係が記憶されていることを利用する。而して、本発明は、請求項１７の装置及び請求項４２の方法を提供する。
【００２９】
本発明の好適な一態様によると、プローブを介して端子に印加される電気信号は、所定の電圧値または所定の繰り返しパターンを有する。これにより、識別可能になる。
【００３０】
本発明の目的より、電子回路基板を検査する際になぞり動作を行うのに好適な検査プローブを提供する。この目的に合致するために、本発明は、請求項２８のプローブを提供する。
【００３１】
本発明の目的より、電子回路基板を検査する際になぞり動作を行うのに好適な検査プローブであって、認識対象の端子位置を正確に検出することのできるプローブを提供する。この目的に合致するために、本発明は、請求項２５のプローブを提供する。
【００３２】
本発明の好適な一態様によると、接触ピンは前記ピストンの摺動方向に対して傾けられて前記ピストン上に設けられている。
【００３３】
本発明の好適な一態様によると、接触ピンはコイル状に巻かれた導線により懸架される。
【００３４】
本発明の好適な一態様によると、第１の接触ピンと第２の接触ピンとの離間距離は、前記電子回路基板上に設けられた検査対象の導体パターンの幅未満に設定されている。
【００３５】
本発明の好適な一態様によると、前記第１の接触ピンと第２の接触ピンとは、この検査プローブが移動される方向に並べられて配置されている。
【００３６】
本発明の目的より、電子回路基板上に形成された複数の端子の位置を探索する検査方法を提案する。この目的を達成するための本発明の方法は、請求項５１により達成される。
【００３７】
電子回路基板上の端子は略直線状に並んで形成されていることが多い。而して、本発明の好適な一態様によると、その複数の端子中の先頭の端子を特定し、特定された先頭の端子から前記複数の端子の並び方向に略一致する方向に移動方向を決定する。
【００３８】
本発明の好適な一態様によると、電気信号が印加されている端子の同定は、ある時点において第１の端子に印加された電気信号と、その時点で前記第２の端子で検出されたリターン信号とを対比することによりなされる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を３つ挙げて説明する。
【００４０】
これら説明する３つの実施形態に共通するのは、「なぞり」方式のプローブを採用したことである。ここで、なぞり方式とは、プローブの先端に識別可能な電気信号（例えば、所定の直流電圧値を有する信号、所定のパターンの電圧値を有する信号）を供給しながら、プローブの先端が電子回路基板の表面から離れることなくプローブを移動させるというものである。プローブを移動させていく過程でプローブ先端が電子回路基板の表面に設けられたパッド（複数）に接触すると、パッドに接触する毎に接触した１つのパッドに電気信号が伝導される。パッド（複数）に伝導された電気信号をモニタすることにより、プローブ先端がそれらパッドに接触したと判断できる。従って、電子回路基板上のパッド位置を知らずとも、電子回路基板表面をなぞるようにすれば、結果的に、パッド（複数）位置を正確になぞることができるので、「なぞり」方式と呼ぶ。
【００４１】
第１実施形態は、プローブ先端に１つのピンを設けたベーシックな「なぞり方式」の検査装置を提案し、第２実施形態は、プローブ先端に２つのピンを設けた「なぞり方式」の検査装置を提案することにより、第１実施形態の検査装置に比して、プローブ先端がパッドに接触したタイミングを正確に認識できるようにした。第３実施形態は、電子回路上のパターン配線の断線及びパターン配線間の絶縁不良を一回の「なぞり」によって判定する点に特徴がある。
【００４２】
〈第１実施形態〉
第３図は、本発明を適用したところのＰＧＡパッケージの検査を行う検査装置の機構部分の構成を示す。
【００４３】
第３図において１００はＰＧＡパッケージを示す。また、２４０は装置全体の基台である。２２０は上側基台である。上側基台２２０は、下側基台２４０に対して上下動可能である。
【００４４】
下側基台２４０の上には下側ピンボード２４５がおかれ、上側基台２２０には上側ピンボード２３０が取り付けられる。検査対象のパッケージ１００は、上側ピンボード２３０と下側品ボード２４５の間において固定される。即ち、上側ピンボード２３０には下向きに複数の圧接ピン２３１が設けられ、下側ピンボード２４５にも複数の圧接ピン２４１が上向きに設けられている。パッケージ１００は、上下から、圧接ピン２３１と２４１とに挟まれて固定される。上側ピンボード２３０に設けられた圧接ピン２３１は、伸縮自在であるので、パッケージ１００の形状に合わせて伸縮してパッケージ１００を固定する。尚、上側の圧接ピン２３１の個々の位置は、パッケージ１００の個々のＰＰ１０１の位置に一致されているので、特定の複数のピン２３１に信号取り出し線をとりつけることで、ピンパッドの各ランド上の信号を外部に取り出すことができる。
【００４５】
勿論、任意に圧接ピン（例えば、ボード２４５に設けられたピン２４１）を伸縮自在とすることで、ワーク形状に制限されることなくピンパッドに圧接ピンを接触させることができる。
【００４６】
ＸＹステージ２５０は、不図示の保持機構により下側基台２４０に保持されて動作する。更に、ＸＹステージ２５０にＺ軸モータ２０３が固定されている。ＸＹステージ２５０は、ハンド２０１をＸ及びＹ方向、更にＺ方向（上下方向）に移動する。尚、上側基台２２０が上下動しても、ＸＹステージ２５０に位置変化は発生しない。
【００４７】
ハンド２０１の先端にはプローブユニット４００が設けられ、ハンド２０１がθ軸モータ２０２によりベルト２１０を介して回転されることにより、プローブユニット４００がθ軸周りに回転される。
【００４８】
プローブユニット４００の先端には、後述するように、接触ピン４０２が取り付けられ、このピン４０２がセラミック基板に沿ってボンディングパッド部の各ＢＰをなぞっていく。
【００４９】
第４図は、ハンド２０１の先端に設けられたプローブユニット４００と、パッケージ１００上のＰＰ１０１、ＢＰ１０２との位置関係を示す。
【００５０】
第４図において、説明の便宜上、パッケージ１００の２つの辺に夫々に平行にＸ軸、Ｙ軸を設定している。従って、Ｚ軸はパッケージ１００の上面に垂直方向に設定される。また、ＰＰ１０１上の信号は第３図に示している通り圧接ピン２３１により取り出すが、第４図では、説明の便宜上、リード線を介して取り出すように示している。
【００５１】
第４図において、ＢＰ１０２は、Ｘ方向またはＹ方向に延設された複数のパッド群（１０２ａ，１０２ｂ）からなる。パッド群は、パッド群の開始を意味するマーカ（一例として、“Ｌ”字型のマーカ）が付されたパッドを有する。コントローラ５００は、カメラ３００が撮像した画像中から、マーカの位置をパターン認識により検出する。コントローラ５００は、後述するように、カメラ３００、モータ２０２，２０３，２０４，２０５を制御する。カメラ３００は、ＸＹステージに取り付けられ、ＸＹステージの動作に同期して移動することにより、プローブユニット４００とＢＰ１０２との接触部分を常に撮影している。
【００５２】
コントローラ５００は、マーカ位置を検出すると、プローブユニット４００をマーカ位置上空に移動する。そして、Ｚ軸モータ２０３を回転させることによりプローブユニット４００をマーカに向けて下降して、プローブユニット４００をＢＰ１０２に接触させる。そして、“なぞり動作”を開始する。
【００５３】
第５図は、第１実施形態に係るプローブユニット４００の構成を詳細に示す。
【００５４】
本発明のプローブはなぞり動作を行うために、パッケージ１００の表面の形状に忠実に追従してなぞる必要がある。第５図に示された第１実施形態のプローブユニット４００はその忠実ななぞり動作を実現するための構成を有する。
【００５５】
即ち、プローブユニット４００は、樹脂（電気的絶縁性を有する）製のシリンダ４０３（例えば、全長８０mm）と、シリンダ４０３内を摺動自在なステインレス製のピストン４０７（例えば、全長４０mm）と、ピストン４０７の先端に半田付けされた超鋼製のプローブピン４０２（例えば、長さ３mm）と、シリンダ４０３の上端に設けられた端子４０５と、端子４０５とピストン４０７の夫々に固定され、ピストン４０７を弾性的に釣り下げる例えばタングステン製のコイル４０６とからなる。ピン４０２は、シリンダ４０３の下部において傾けられて刻まれて形成された溝（不図示）にさし込まれ半田付けされて固定される。
【００５６】
リード線４１０は所定（後述）の電源に接続されている。ピン４０２，ピストン４０７，スプリング４０６，端子４０５は全て電気的に導電性であり、シリンダ４０３は絶縁性であるので、ピン４０２が、１つのＢＰ１０２に接触しているときに、端子４０５に取り付けられたリード線４１０はそのＢＰ１０２と導通する。
【００５７】
ピン４０２が“なぞる”の面は多少の凹凸があるが、ピストン４０７はコイル４０６により釣り下げられているので、ピストン４０７は自重に応じて自由に上下動するので、ピン４０２は基板の表面を忠実になぞることができる。ピストン４０７と端子４０５とを電気的に接続する導線はコイル４０６を構成する。ピストン４０７が上下動すると、コイル４０６の長さは上下方向で自由に伸縮する。直線状導線が撓められるときに反発力は、コイル状の導線が伸縮されたときに発生する反発力よりも小さいので、コイル４０６自体のバネ力がピン４０２に対する負荷とはならない。これにより、ピン４０２は、ＢＰ１０２に過度の負荷を与えず、しかも良好な電気的導通状態を維持して、ピン４０２を複数のボンディングパッド上をなぞらさせていくことができる。
【００５８】
プローブユニット４００の検査ピン４０２は、第５図に示すように、進行方向に対して傾いている。この傾きにより、チップ４０２の摺動面上での移動はより滑らかになり、しかも、摺動面上の上下方向の凹凸に対する追従性も増加する。
【００５９】
チップ４０２はこのようにプローブユニット４００の移動方向に対して傾いている必要があるために、例えば、第６図に示すように、最初に“なぞる”のがＢＰ群１０２である場合には、群１０２ａのなぞりが終了したならば、θ軸モータ２０２を９０度回転させて、ＢＰ群１０２ｂの延設方向にピン４０２の傾きを合わせる。即ち、プローブ４００をθ軸周りに回転可能とすることにより、任意方向に延設したＢＰ群を、ピン４０２に負担をかけることなく、なぞることができる。
【００６０】
第７図は、本検査装置の信号処理システムの全体を示す。
【００６１】
コントローラ５００は信号処理システムの中核をなし、メモリ５４０内の制御プログラム（例えば、第１３図，第１７図のフローチャートに示された制御手順）により所定の制御動作を実行する。
【００６２】
第７図において、５１３は電流源である。コントローラ５００は、電流源を制御して、プローブユニット４００のピン４０２に電流を供給する。これにより、ピン４０２が接触するＢＰ１０２に所定の電圧が印加されるのは前述したとおりである。
【００６３】
第７図において、ＢＰ１０２とＰＰ１０１とが導線５１５（破線で示されている）によってセラミックパッケージ内で接続されているならば、ＢＰ１０２に印加される電圧はＰＰ１０１に現れる。
【００６４】
第３図に関連して説明したように、個々のＰＰ１０１には夫々の圧接ピン２３１が接触している。圧接ピン２３１の先端にはリード線が接続されているので、圧接ピン２１３において検出された信号は波形成形器（ＰＳ）５１０によって波形成形される。成形された信号はラッチ５１２に取り込まれる。
【００６５】
第７図において５２０はディスクメモリである。ディスクメモリ５２０は、基準のＰＧＡパッケージ上をなぞったときに得られたＰＰ１０１からの信号（以下、基準信号と呼ぶ）を記憶しておくものである。
【００６６】
第８図，第９図を用いて、第１実施形態の検査装置による断線及びショートの検出原理を、７つのＰＰ１０１（ｉ〜vii）と６つのＢＰ（ａ〜ｆ）とを有するパッケージ１００を用いてなぞり検査を行った場合を例にして、説明する。
【００６７】
第８図において、パッケージ１００内において、ＰＰ１０１(ii)〜ＰＰ１０１(vii)は、リード線６０２，６０４，６０５，６０６，６０７，６０８により、夫々ＢＰ１０２（ａ）〜ＢＰ１０２（ｆ）に接続されている。更に、パッドii（更にパッドiii）からのリード線６０２は、セラミック内でリード線６０３によりＢＰｂ（更にＢＰａ）に短絡している。更に、ＰＰiからのリード線６０１はセラミック内で、６１０，６０９においてＰＰiv及びＰＰviに夫々短絡している。このような結線が第８図のパッケージ１００の正常なものとする。
【００６８】
第８図において、パッケージ１００は次のような故障を有するものとする。即ち、リード線６０３が断線し、リード線６０１が位置６１１においてリード線６０６に短絡している。
【００６９】
第９図のタイミングチャートに示された実線は、プローブユニット４００が、７つのＢＰi〜viiを順になぞっていく時刻を横軸に取り、各時刻におけるＰＰ（ａ〜ｆ）上のピンパッド信号（以下、ＰＤ信号と呼ぶ）の変化を示す。特に、実線は、第８図のパッケージ１００が正常である場合における変化を、破線は故障状態における場合の変化を示す。例えば、ＰＰａとＰＰｂとで検出されたＰＤ信号は、パッケージ１００が正常なときは、プローブユニット４００がＢＰiiとiiiとをなぞっている時刻において、ハイの信号が観測されるはずである。しかし、リード線６０３が断線しているために、時点iiでは信号ｂはローとなり、時点iiiでは信号ａがローとなってしまう。
【００７０】
また、パッケージ１００のセラミック内の位置６１１において短絡があるために、信号ｄが時点iと時点ivとでハイとして検出され、時点vにおいて、信号ｃと信号ｅとがハイとして検出されてしまう。
【００７１】
後述するように、ディスクメモリ５２０には、正常時において検出された基準信号ＰＤMが記憶されているために、断線、短絡等の故障は、ピンパッドから実際に検出した測定信号ＰＤLの波形の基準信号ＰＤMに対する変化（異同）として検出されることになる。
【００７２】
第１０図，第１２図を用いて基準データを作成する方法を説明する。
【００７３】
第１０図は、ディスク５２０内における基準データの記憶フォーマットを示す。基準データは、基準となるワーク（断線や短絡がないことが確認され、ボンディングパッドやピンパッドが比較的正確に設けられたパッケージ）を用いて行った「なぞり検査」の結果に得たデータを言う。
【００７４】
同図において、時刻ｔ１，時刻ｔ２，時刻ｔ３，…はサンプリング時刻であり、ＰＤｎはピンパッドの各ランド上において検出された信号である。波形成形器５１０はＰＰで検出された信号を“０”または“１”の信号に変換する。
【００７５】
第１１図は、基準データＰＤMの生成方法を説明する。尚、第１１図では、説明を具体的にするために、パッケージ１００として、ボンディングパッドのランドＢＰ1， ＢＰ2， ＢＰ３と１対１で接続されたピンパッドＰＰ1， ＰＰ2， ＰＰ3を有するあるパッケージ（第１２図参照）を用いて、ピン４０２をＢＰ１０２（ＢＰ1， ＢＰ2， ＢＰ３）上をなぞらせていった場合における、これらピンパッドＰＰ1， ＰＰ2， ＰＰ3において検出された信号ＰＤ-Ｍの変化を示す。ディスク５２０は、このようにして得られた信号データを記憶する。
【００７６】
ピンパッドにおける信号データのサンプリングは、第１１図に示すように、Δｔの一定時間幅の間隔で行う。サンプリングに際して、コントローラ５００は、プローブユニット４００は（従って、ピン４０２も）等速度運動（速度ＶC）を行うようにＸＹステージ２５０を制御する。即ち、Δｔ時間に、プローブユニット４００のピン４０２がＸ方向にΔＸ、Ｙ方向にΔＹだけ移動すると、
ΔＸ↑２＋ΔＹ↑２＝ ＶC・Δｔ            …（１）
が成立する（但し、↑はＮ乗を表わす。以下同様）。プローブ４００はΔｔ時間をかけて所定距離移動するとていしして、全ピンパッドＰＰにおけるサンプリングを行う。
【００７７】
プローブ４００の移動速度（ＶC）は平均速度である。即ち、ピンパッドの全てのＰＰから信号をサンプリングするのに要する期間では、プローブ４００を移動させるべきではない。上記期間でプローブ４００を移動させると、ＰＰ群の先頭もしくは最終のＰＰをサンプリングするタイミングが、プローブ４００のピン４０２がＢＰ外を摺動するタイミングと一致するかも知れないからである。従って、ＰＰでの信号サンプリングは、プローブ４００の移動が行われていないときに行うようにする。従って、移動速度ＶCは、プローブ４００を距離Ｌだけ移動させるのに要する時間をΔｔ、プローブ４００を移動させないで全ＰＰをサンプリングするのに要する時間をΔｔsとすると、
Ｌ＝ＶC・（Δｔ＋Δｔs）        …（２）
である。
【００７８】
次に、第１３図のフローチャートを参照して、基準データを記憶する制御手順を説明する。第１３図の制御手順は、ユーザが基準のワークパッケージをピンボード２４５上に載置し、ピンボード２３０を上から降下させて、基準のワークを固定した後に、不図示のスタートスイッチを押すことにより行う。
【００７９】
第１３図のステップＳ２では、カメラ３００を操作して、ＢＰ１０２の画像を取り込み、所定の画像処理を行って、基準マーク（即ち、先頭のボンディングパッドの位置）を検出する。基準マークについては第４図に関連して説明した。
【００８０】
ステップＳ４では、その検出したマークの位置にプローブユニット４００を移動するために、ＸＹステージ２５０のＸ軸モータ及びＹ軸モータを駆動する。ステップＳ６では、Ｚ軸モータを駆動してプローブユニット４００を降下させて、ピン４０２を先頭のボンディングパッドに接触させる。ステップＳ８では タイマｔを初期化し、ステップＳ１０でＸ軸モータ及びＹ軸モータを駆動して速度ＶCによる等速度運動を開始させる。
【００８１】
ステップＳ１４では、一定期間Δｔが経過する毎に、ステップＳ８から現時点までの経過時間ｔ並びに全ＰＰにおいて検出された信号の値を、ディスク５２０に記憶する。
【００８２】
最後のＢＰの位置はステップＳ２において検出されている。ステップＳ１６で、プローブユニット４００が、その最後のＢＰを超えたならば動作を終了する。これにより、ディスク５２０には、第１０図に示されたような基準信号データが記憶されたことになる。
【００８３】
次に、実際のワークに対してなぞり操作を行って、検出された信号（測定信号）ＰＤLとディスク５２０に記憶されている基準信号ＰＤMとを比較することによる、故障状態の検出方法について詳細に説明する。
【００８４】
基準ワークを用いて基準信号ＰＤM６２０を予めディスク５２０に記憶ておいていた場合において、この基準信号ＰＤM６２０に対して、第１４図に示すような、若干遅い信号ＰＤL６２１または若干早い信号ＰＤL６２２とが検出された場合を想定する。
【００８５】
第１実施形態では、２つの信号（基準信号と測定信号）を比較するに際して、より早く“１”が検出された方の信号を基準にして、検出された方の信号の“０”から“１”への変化点からΔτ時間の時刻において、両信号の値が共に同じ値ならば、測定信号は正常であると判断する。第１４図の例において、信号６２１（基準信号ＰＤM６２０に対して遅れている）が検出されたならば、基準信号ＰＤM６２０の“０”から“１”への変化時点からΔτ時間経過後の時刻６２３において、実測信号ＰＤLはＰＤMと同じくハイであるから、測定信号は正常である（即ち、断線は無い）。同じく、信号６２２（基準信号ＰＤM６２０よりも早い）が検出されたならば、実測信号ＰＤL６２２の“０”から“１”への変化時点からΔτ時間経過後の時刻６２４において、実測信号ＰＤLはＰＤMと同じくハイであるから、測定信号は正常である（即ち、断線は無い）。
【００８６】
このように、いずれか早く発生した“０”から“１”への変化点から更にΔτ時間後の時刻における両信号の値同士を比較することにより、ＢＰの設定位置のバラツキを補償しながら、断線・短絡の判定をすることができる。
【００８７】
第１５Ａ図は、第１実施形態にかかる断線の検出の原理を説明する。断線がある場合は、測定信号ＰＤLはハイとならないので、基準信号ＰＤMにおいて“０”から“１”への変化を検出することになる。第１５Ａ図の例において、基準信号ＰＤMの変化点からΔτ時間後における測定信号ＰＤLは“０”である（この時、基準信号ＰＤMは“１”）ので、断線を確実に検出することができる。
【００８８】
一方、短絡がある場合には、第１５Ｂ図に示すように、基準信号ＰＤMは“０”でありながら、測定信号ＰＤLにおいて“０”から“１”に変化を検出する。測定信号ＰＤLの変化点からΔτ時間後における基準信号ＰＤM６２２は“０”である（この時、基準信号ＰＤMは“０”）ので、短絡を確実に検出することができる。
【００８９】
第１実施形態のなぞり方法は、幅が狭いような不良ボンディングパッドでも断線、短絡の判定を可能にする。例えば第１６図において、基準ワーク６２０に比して幅が狭いＢＰは狭い幅のＰＤL１信号６３０を生成する。この場合でも、測定信号６３０Ｌ１のリーディングエッジ６３１が、基準信号ＰＤM６２０のリーディングエッジから時間幅Δτだけ経過した位置６３２よりも前にあるために、このＢＰは断線及び短絡のないボンディングパッドであると確認することができる。
【００９０】
一方、極端に間隔の狭いＢＰは将来的に断線するおそれがあるので好ましくない。第１実施形態では、なぞり方式を採用しているので間接的にＢＰの幅を検出することができる。ＢＰの線幅の検出は、例えば、測定信号ＰＤLのリーディングエッジからトレーリングエッジまでの時間幅を検出することにより達成される。この方法により検出されたＰＤL信号の“１”の時間幅と基準信号ＰＤMの時間幅とを比較し、それらの比率が、例えば、前者が後者の５０％以下ならば不良と判定するようにしても良い。例えば、第１６図において、測定信号ＰＤL２６３２は、信号位置としては正常であるが、信号幅としては不良と判定されるべき信号である。
【００９１】
次に、なぞり検査における、正常不良の判定手順を詳細に説明する。
【００９２】
第１７図は短絡・断線を検出する制御手順を示すフローチャートである。第１７図のステップＳ２０〜ステップＳ２８は、基準信号データを記録するときの制御手順（第１３図）のステップＳ２〜ステップＳ１０と同じである。即ち、先端のＢＰから等速度でなぞり走査を開始する。
【００９３】
ステップＳ３０では、サンプリング間隔時間Δｔの経過を監視する。Δｔ時間が経過すると、ステップＳ３２で、ステップＳ２０からの経過時間ｔＸと、この時刻ｔＸにおける全てのＰＰで検出された測定信号ＰＤLを全て読み取る。時間ｔＸと測定信号ＰＤLとは、ディスク５２０もしくはメモリ５４０に一時的に記憶される。ステップＳ３４では、経過時間ｔＸに対応する基準信号ＰＤMを、時間幅−Δτ〜＋Δτの範囲でディスク５２０から読み出す。即ち、ディスク５２０に記憶されている基準信号ＰＤMのうち、
ｔＸ−Δτ〜 ｔＸ＋Δτ
の範囲の信号が読み出される。尚、ステップＳ３４では、必要性に応じて、ディスク５２０またはメモリ５４０に一時的に記憶されていた測定信号ＰＤLを
ｔＸ−Δτ〜 ｔＸ
の範囲で読み出す。ステップＳ３６では、第１４図〜第１６図で説明した手法により整合性のチェックを行う。チェック結果はディスク５２０に記憶される。
【００９４】
ユーザは、検査後に、ディスク５２０に記憶された検査結果を表示もしくは印刷し、これらを見て、当該テストされたパッケージの良／不良を判断する。
【００９５】
〈第１実施形態の変形〉
▲１▼：第１実施形態では、ボンディングパッドの各ランドに供給する信号は直流信号であった。従って、プローブユニット４００のピン４０２がＢＰに接触する度に、ピンパッド上において直流のハイ／ロー信号が検出された。ここで、ＢＰに供給する信号はパルス信号であっても良い。この場合には、第１８図に示すようなピンパッド信号ＰＤが検出される。
▲２▼：前記第１実施形態では、プローブ４００を、全てのピンパッドＰＰをサンプリングする期間では、移動を停止させていた。本発明はこれに限定されず、 ＰＰのサンプリング期間においてもプローブ４００を移動可能な場合がある。例えば、ＢＰの幅が比較的に大きいか、または、移動速度が比較的に遅いか、全てのＰＰをサンプリングする速度が極めて早い場合には、 ＰＰのサンプリング期間においてプローブ４００を移動させても、プローブピン４０２がＢＰにある時間幅Δｔに対するサンプリング期間ΔＰの比率が相対的に大きくなって、端部にあるＰＰのサンプリングが、ピン４０２が特定のＢＰに接触している時間帯から外れる確率が減るからである。
▲３▼：ディスク５２０に記憶されるデータは、所定長の“１”データ（ボンディングパッドの幅による）と所定長の“０”データ（ＢＰ群の長さによる）とを多く含むので、これらのランが最も効率よく符号化されるコードを有するランレングス符号化により符号化するとデータ量が効率的に圧縮される。
▲４▼：上記実施形態では、基準のワークを用いて基準データを作成していた。しかしながら、検査対象のワークにおけるＢＰやＰＰの位置が既知である場合には、必ずしも、基準ワークを用いた基準データの作成は必要ではない。 ＢＰやＰＰの位置の他に、プローブの移動速度が既知であれば、信号の発生パターンを予測することが可能であるから、従って、検査が可能となる。
▲５▼：第１実施形態では、信号ＰＤの“０”から“１”への変化を検出したことをもって、プローブ４００がボンディングパッドＢＰ上に接触したことを検出したと見なした。本発明はこれに限定されない。第１実施形態では、等速移動するプローブ４００を用いて基準ワークから基準データを前もって作成することを前提としていた。換言すれば、基準データにおける経過時間と各ＢＰの位置とは不可分の関係にある。即ち、各ＢＰについて、前もって信号ＰＤをサンプリングする時刻を決めておくことができる。そこで、変形例として、第１４図に示した“０”から“１”への変化を検出することの代わりに、各ＢＰについての信号ＰＤのサンプリング時刻をファイルとして前もって作成しておくという手法を提案する。
〈第２実施形態〉
上記第１実施形態の検査装置は、基準のワークを“なぞる”時のプローブ４００の移動速度と、実際のワークを“なぞる”時の速度との間で大きな差があってはならないという条件を必要とするか、あるいは、ＢＰやＰＰの位置及びプローブ４００の移動速度が既知であることを前提としていた。これは、第１実施形態では、各々のピンパッドＰＰで信号を検出してはじめて、対応するボンディングパッドＢＰ及び導電経路が特定されるので、検査対象のＢＰの位置は、上述したプローブ操作から推定されるものであった。そのために、回路のオープンがあり得る場合には、現在どの位置で信号を供給しているのかを知ることが必須不可欠になる。
【００９６】
第２実施形態は、現在どのＢＰに信号を供給しているのかを、簡単に検出することを可能にした検査装置を提供する。
【００９７】
第１９図は、第２実施形態の検査装置に用いられるプローブ４００Ｗの構成を示す。このプローブ４００Ｗは、第１実施形態のプローブ４００を２つ連装したもので、タングステン製のコイル４０６ａ，４０６ｂを、これらコイル４０６ａ，４０６ｂにそれぞれ支えられたピストン４０７ａ，４０７ｂと、これらのピストン４０７ａ，４０７ｂのそれぞれの下部に設けられたプローブピン４０２ａ，４０２ｂとを有する。
【００９８】
ピン４０２ｂにはワイヤ４１０ｂ，端子４０５ｂ，コイル４０６ｂ，ピストン４０７ｂを介して信号ＴＭINが入力される。ピン４０２ｂ がＢＰ１０２に接触することにより、ピン４０２ａにおいて検出された信号ＴＭDETは、ピストン４０７ａ，コイル４０６ａ，端子４０５ａ，ワイヤ４１０ａを介して出力される。
【００９９】
ワイヤ４１０ａ，４１０ｂは共に第２実施形態のコントローラに接続されている。即ち、ピン４０２ａ，４０２ｂが共にＢＰ１０２上にあるときに、第２実施形態のコントローラがワイヤ４１０ｂに信号ＴＭINを送ると、その信号はワイヤ４１０ａにおいてＴＭDETとして検出される。このために、ピン４０２ａと４０２ｂとの間の距離はＢＰ１０２の幅よりも長くあってはならない。
【０１００】
第２０図は、第２実施形態の検査システムの構成を示す。同図において、第７図のシステムの構成要素と同じものは同じ番号を有する。第７図のシステムに比して、プローブが変更され、新たに波形成形器５１６及びラッチ５１７が追加されている。
【０１０１】
第２１図，第２２図は、第２実施形態による検査の原理を説明する。
【０１０２】
第２１図は、プローブ４００Ｗが、あるＢＰ１０２に近づき、その後そのＢＰ１０２を「なぞり」、その後に遠ざかるという過程を、横軸を基準マークからの移動距離に取って描いたものである。時刻ｔ１ではプローブがＢＰに接触していないので、信号ＴＭDETは検出されない。時刻ｔ２では、プローブ４００Ｗのピン４０２ａはＢＰに接触しているものの、ピン４０２ｂがＢＰに接触していないので、信号ＴＭDETは検出されない。時刻ｔ３〜ｔ４ではプローブ４００Ｗの両ピン４０２ａ，４０２ｂがＢＰに接触しているので、信号ＴＭDETが検出される。時刻ｔ５〜ｔ７ではプローブ４００Ｗのピン４０２ａ，４０２ｂの双方もしくは一方がＢＰに接触していないで、信号ＴＭDETは検出されない。
【０１０３】
即ち、第２実施形態では、信号ＴＭDETが検出されるということは、それは必ずプローブ４００Ｗの両ピン４０２ａ，４０２ｂが共にパッドＢＰに接触しているということである。両ピン４０２ａ，４０２ｂとの間には断線の可能性があるような配線は存在しないからである。従って、プローブ４００Ｗの移動と共に第２１図に図示の信号ＴＭDETが得られ、信号ＴＭDETの“１”の各位置はパッドＢＰの各々の位置に対応する。
【０１０４】
第２２図は、同じ信号ＴＭDETを時間軸を横軸にとって説明したものである。第２実施形態では、信号ＴＭDETの“０”から“１”への変化が検出されてから、Ｔ／２時間後に、全てのＰＰにおいて信号ＰＤをサンプリングするものとする。ここで、Ｔは典型的な幅Ｗを有する１つのパッドＢＰをなぞるのに要する時間幅を表す。即ち、プローブ４００Ｗの移動速度をＶCとすると、
Ｗ＝ ＶC ・Ｔ
であり、従って、信号ＴＭDETが検出されてから約Ｔ／２時間後には、プローブ４００Ｗのピン４０２ａ，４０２ｂは共に、ＢＰの中央近傍に位置していることになる。このようにサンプリング時間を設定することにより、ワーク基板上に形成されたＢＰの位置を厳密に知らないでも、プローブ４００がＢＰ上に位置するタイミングを正確に検出することができる。
【０１０５】
第２３図は第２実施形態にかかるコントローラ５００の制御手順を示す。
【０１０６】
第２３図のステップＳ５０〜ステップＳ５５は、第１実施形態のステップＳ２０〜ステップＳ２８と同じである。
【０１０７】
ステップＳ５６で、電源５１３を介してピン４０２ｂに信号ＴＭINを印加する。この信号は、直流信号でも、第１８図のようなパルス状の信号であっても良い。
【０１０８】
ステップＳ５８では信号ＴＭDETの検出を待つ。信号ＴＭDETが検出されたならば、ステップＳ６０において、時間Ｔ／２の経過を待つ。ステップＳ６２では、信号ＰＤ並びに経過時間ｔを読み取る。ステップＳ６４では、ディスク５２０から、ステップＳ５４からの経過時間ｔに近い時刻の基準データＰＤMを読み取る。ステップＳ６６ではＰＰで読み取った信号ＰＤと、基準データＰＤMとを比較することにより不整合を検出する。
【０１０９】
このようにして、第２実施形態の検査装置によれば、 プローブがＢＰに実際に接触しているタイミングを正確に知ることができるので、 ＢＰの正確な位置を知る必要もなく、配線の短絡や断線を検査することができる。
【０１１０】
尚、第２実施形態の検査装置でも、異なるＢＰの検査を行うときは、プローブ４００を回転させる。
【０１１１】
〈第２実施形態の変形〉
上述の第２実施形態では、短絡を検査するために基準データＰＤMを用いた。しかしながら、第２実施形態では、プローブ部４００Ｗに２つのピン４０２ａ，４０２ｂを設けることにより、プローブがＢＰに実際に接触しているタイミングを正確に知ることができる。従って、短絡を検査する必要がなく、断線のみを検査することで十分な検査装置に第２実施形態の手法を適用すれば、基準データの生成および記憶、更にはその基準データとの照合（ステップＳ６６）は不要になる。
【０１１２】
〈第３実施形態〉
第１実施形態，第２実施形態の検査装置は、パターン間のソリッドな短絡や断線を検査するのに適する。ソリッドな短絡や断線とは修復しない限り、そのまま短絡或いは断線状態が保たれることをいう。ソリッドな短絡や断線を検査のために、第１，第２実施形態では、電源からプローブ４００を介してＢＰに供給される信号の電圧レベルは５Ｖで十分であった。しかしながら、実際には、ソリッドな短絡や開放に比して、パターン間で、例えば、１０Ω〜１００ＭΩの範囲で、いわば、半分短絡し半分オープンしているような状態（以下、「半短絡状態」と呼ぶ）にあることも比較的に多い。このような状態を看過された電子回路では間欠的な故障が発生する。第３実施形態は、この半短絡状態の検査を、第１実施形態や第２実施形態の方式に従ったソリッドな短絡や開放の検査と同時に行ってしまおうというものである
第２４Ａ図は、半短絡状態にある２本のリード線を示す。半短絡状態は、通常大きな電流を流すと、その部分が高抵抗状態に変化して、所謂「良品化」することが知られている。従来では、第２４Ａ図に示す絶縁検査工程で、ＢＰ若しくはＰＰに１００Ｖ程度の電圧を印加していた。１００Ｖを印加してワークを「良品化」した後に、第２４Ａ図の絶縁検査のステージとは別のステージで、第２４Ｂ図に示すように、５Ｖの信号を印加して、パターン或いはパターン間のソリッドな短絡やオープンの検査を行っていた。絶縁検査とソリッドな断線の検査とを別のステージで行うのは、夫々の検査で印加する信号の電圧値が異なるからである。
【０１１３】
第３実施形態は、１つのステージで、「半短絡状態」（絶縁不良）の検査とソリッドな短絡／オープンの検査とを行うというものである。
【０１１４】
第３実施形態の検査装置の構成は、第１実施形態，第２実施形態の検査装置と基本的には異なるところはない。従って、一本ピンのプローブ４００を用いるのであれば第７図のシステム構成を、２本ピンのプローブ４００Ｗを用いるのであれば、第２０図のシステム構成を流用できる。
【０１１５】
第２５図は、第３実施形態の検査装置を、第７図もしくは第２０図のシステムを流用する場合に、第７図もしくは第２０図の波形成形器５１０に替えて差し替えるべき波形成形器の構成を示す。第２５図において、７００-1〜７００-nはｎ個の増幅器を示し、各増幅器は夫々の圧接ピン２３１に接続されている。即ち、圧接ピン２３１が検出した各ＰＰにおける信号は増幅器７００が増幅する。増幅器７００-1〜７００-nの各々には、負荷抵抗ＲO１〜ＲOｎが夫々接続されている。増幅器７００-1〜７００-nの各々の出力はコンパレータ７１０-1〜７１０-n夫々の一方の端子に接続されている。各コンパレータの他の端子には、所定の閾値電圧ＶTHが印加される。従って、ＰＰで検出された信号の増幅値が閾値ＶTHよりも高いならば、ラッチ５１２には“１”が記憶される。
【０１１６】
尚、後述する理由によって、第３実施形態では、プローブ４００を介してＢＰに印加される信号の尖頭値は１００Ｖとする。
【０１１７】
第２６図は、説明の簡略化上、２組のＢＰとＰＰとが夫々接続されているワークを第３実施形態の検査装置が検査する原理を示す。即ち、同ワーク内では、ＢＰ1とＰＰ1、 ＢＰ2とＰＰ2がセラミックパッケージ内でパターン（７５０，７５１）により接続されている。パターン７５０と７５１とは、抵抗値１００ＭΩ以上で絶縁されていなくてはならない。
【０１１８】
第１実施形態あるいは第２実施形態の「なぞり方式」のプローブ４００（あるいは４００Ｗ）を第３実施形態の検査装置に適用すると、第２６図に示すようにプローブ４００が例えばＢＰ1上にあるときには、 ＰＰ2の増幅器７００-2の出力端子に出力される信号の電圧値ＶX2は、
ＶX2＝Ｇ×Ｖ0／（ＲX／Ｒ02＋１）      …（３）
となる。但し、Ｇは増幅器７００の増幅率、ＲXはパターン７５０，７５１間の絶縁抵抗値、ＲO2はＰＰ2の負荷抵抗（終端抵抗）である。絶縁が十分であれば、 ＲX＞＞ＲO2であるから、（３）式は、
ＶX2＝Ｇ×（Ｖ0×Ｒ02）／ＲX    …（４）
となる。
【０１１９】
本実施形態では、ＲXが１００ＭΩ以上であればパターン間の絶縁が十分であるとする。従って、ＲX＝１００ＭΩとする。また、前述したように、半短絡状態（例えば抵抗値１００ＫΩ）を“良品化”するには１ｍＡの電流を流す必要があるので、Ｖ0は約１００Ｖ（＝１０↑−３×１００×１０↑３）に設定する必要がある。また、本実施形態の対象とするＰＧＡワークではノイズレベルが数十ｍＶに達する。このようなノイズに対して十分なＳＮ比を得るためにはＶX2は１Ｖ程度が好ましい。すると、終端抵抗ＲO2は１０ＫΩ（＝１００×１０↑６÷１００÷１００）が適当である。
【０１２０】
本実施形態が対象とするワークの絶縁抵抗の公称値が１００ＭΩであるとすると、第３実施形態では、パターン間の抵抗値が１００ＭΩよりも下がれば、ＶX2は１Ｖ未満に変化する。反対に、パターン間の抵抗値が１００ＭΩよりも上がれば、ＶX2は１Ｖ以上に変化する。従って、コンパレータ７１０に入力される閾値ＶTHは、Ｇ＝１００，ＲX＝１００ＭΩ，ＲO＝１０ＫΩの条件の下では約１Ｖが適当である。
【０１２１】
第２６図を用いて、第３実施形態に従ったところの、パターンの断線及びパターンの半短絡を検出する手法の原理を説明する。第２５図の検査システムにおいて、ＶTH＝１ｖ、Ｇ＝１００， ＲO＝１０ＫΩに設定されているとする。また、増幅器７００の入力ダイナミックレンジは０〜１００ｖであるとする。
【０１２２】
先ず、第２６図において、ＢＰ1とＰＰ1との間において断線がなく、パターン７５０と７５１の間に半短絡（及び短絡）がない場合を説明する。
【０１２３】
この場合には、プローブ４００がＢＰ1上にあるときには、 ＢＰ1に対応する増幅器７００-1には約１００Ｖの信号が入力され、従って、ＶX1＞１ｖとなってコンパレータ７１０-1の出力はハイとなる。即ち、ＰＤ1信号はハイと検出されて、 ＢＰ1とＰＰ1との間において断線がないことが確認される。また、ＢＰ2にはプローブ４００から信号が印加されていないから、パターン７５０と７５１の間に半短絡（或いは短絡）がない限り、ＶX2＜１ｖが検出されてコンパレータ７１０-2の出力はローとなる。即ち、パターン７５０と７５１の間に半短絡がないことが確認される。
【０１２４】
他方、 ＢＰ1とＰＰ1との間において断線がないものの、パターン７５０と７５１の間に半短絡がある場合には、コンパレータ７１０-1の出力はハイであるものの、ＰＰ2において、プローブ４００からの１００ｖの信号からのリークが現れて、ＶX2＞１ｖとなり、コンパレータ７１０-2の出力はハイとなる。これにより、パターン７５０と７５１の間に半短絡があることが確認される。
【０１２５】
即ち、第３実施形態の手法は、
▲１▼：互いに配線パターンによって接続された１つのＢＰと１つまたは複数のＰＰの間において断線の有無を調べるときは、検査対象のＢＰ側に信号を印加し、対応するその１つまたは複数のＰＰで信号ＰＤを検出する。この信号ＰＤがハイの時は断線がないと判断され、ローの時は断線があると判断される。
▲２▼：２つのパターン間で短絡の有無を検査するときは、一方のパターンに接続されたＢＰにプローブ４００から信号を印加し、他方のパターンに接続されたＰＰにおいて信号ＰＤを検出する。この信号がローの時はその２つのパターン間に短絡がないと判断され、ハイの時は短絡（半短絡）があると判断される。
【０１２６】
第３実施形態では、検査対象のワークにおけるパターンの配線情報が必要である。このファイルを配線情報と呼ぶ。例えば、第２７図のようなパターンを有するワークを例に取ると、その配線情報ファイルは第２８図のような構成を有する。即ち、配線情報ファイルは、各々ＢＰ毎に１つのレコードを有し、各レコードは、そのＢＰについて、パターン間の短絡（半短絡を含む）をチェックするためにサンプルすべきＰＰを特定するフィールド８００と、パターンの断線をチェックするためにサンプルするＰＰを特定するフィールド８０１とを有する。例えば、第２７図の例では、ＢＰ1はＰＰ1，ＰＰ2にのみ接続されているので、ＢＰ1についてのフィールド８００は、短絡をチェックすべきＰＰとしてデータ“ＰＰ3，ＰＰ4”を含み、フィールド８０１は断線をチェックすべきＰＰとしてデータ“ＰＰ1，ＰＰ2”を含む。即ち、ＢＰ1についての短絡をチェックすべき時は、パッドＰＰ3，ＰＰ4での信号ＰＤ3，ＰＤ4をサンプルして、 ＰＤ3，ＰＤ4の一方若しくは両方がハイと検出されたならば、ＢＰ1と、ＰＤ3，ＰＤ4の一方若しくは両方とのあいだにおいて短絡があることが分かる。また、 ＢＰ1についての断線をチェックすべき時は、パッドＰＰ1，ＰＰ2での信号ＰＤ1，ＰＤ2をサンプルして、 ＰＤ1，ＰＤ2の一方若しくは両方がローと検出されたならば、ＢＰ1と、ＰＤ1，ＰＤ2の一方若しくは両方との間において断線があることが分かる。
【０１２７】
第２９図は第３実施形態の制御手順のフローチャートを示す。
【０１２８】
ステップＳ８０では検査を開始すべきパッドを示す基準マークを画像処理技術で検出する。ステップＳ８２では基準マークの付された開始パッドの位置にプローブ４００（第３実施形態におけるプローブは、第１実施形態のプローブ４００及び第２実施形態のプローブ４００Ｗを含む）を移動し、ステップＳ８４でプローブを開始パッド上に降下させて、ステップＳ８６で経過時間レジスタｔをクリアして、ステップＳ８８では等速度でプローブを移動する。ステップＳ８８では、プローブ４００に検査信号（尖頭値１００ｖ）を印加する。
【０１２９】
第３実施形態でも、時間レジスタｔの値（第１実施形態と同じ）または信号ＢＰのリターン信号ＴＭDET（第２実施形態）によって、コントローラ５００は現在どの位置のＢＰ上にプローブがあるかを知ることができる。そこで、ステップＳ９２で、プローブ４００がパッドＢＰ上にあるか否かを、ＢＰ状にあるならばどのパッドＢＰｎ上にあるかを経過時間ｔによって判断する。そして、ステップＳ９４において、ＢＰｎに対応する配線情報ファイルのレコード８００，８０１を読み取る。ステップＳ９６では、レコード８０１の内容から断線チェックするための１つまたは複数のピンパッドＰＰを特定し、そのパッドＰＰにおける信号ＰＤを検出して断線チェックを行う。ステップＳ９８では、レコード８００の内容から短絡チェックするための１つまたは複数のピンパッドＰＰを特定し、そのパッドＰＰにおける信号ＰＤを検出して短絡チェックを行う。
【０１３０】
以上説明したように、第３実施形態の検査装置では、パターンの断線の検出及びパターン間の短絡状態の検出が一回のなぞり操作によって一度に達成される。しかも、パッドＢＰに印加する信号の電圧値を１００Ｖと高く設定することにより、ＳＮ比の向上と、所謂良品化を同時に達成することができる。
【０１３１】
〈第３実施形態の変形〉
上記第３実施形態では、使用されるコンパレータ７１０は、入力信号のダイナミックレンジが広いものが必要であった。このようなコンパレータは高価である。そこで、第３０図のような変形例を提案する。
【０１３２】
第３０図に示された変形例は、断線チェックを専用に行うためのコンパレータ（ＩＣ1）と絶縁不良チェック用のコンパレータ（ＩＣ3）とを別々に設ける点に特徴がある。コンパレータ（ＩＣ1）の出力とコンパレータ（ＩＣ3）の出力とは夫々付勢端子付きのドライバゲート９００ａ，９００ｂに入力される。付勢端子に入力される信号がハイの時（付勢されないとき）は、コンパレータの出力はハイインピーダンスダンス状態になるものとする。即ち、コントローラ５００は、付勢信号の値を制御することにより、コンパレータの出力を選ぶ、即ち、断線チェックを行うべきか短絡チェックを行うべきかを制御する。
【０１３３】
先ず断線チェックを行う回路について説明する。断線がない場合には、プローブ４００を介して電圧１００Ｖが印加されると、ピンパッド１０１，圧接ピン２３１を介して、抵抗Ｒ4（１００ｋΩ）に最大１００Ｖの電圧が検出される。この電圧値は抵抗Ｒ3（１８ｋΩ）により分圧され、さらに、ツエナーダイオードＤ1によりクランプされ、コンパレータＩＣ1の入力端子において、約５．６Ｖにまで下げられる。コンパレータＩＣ1の閾値電圧Ｔｈ1は、このコンパレータの＋端子に約５．６Ｖの電圧が検出されたときにハイの信号を出力するように設定される。
【０１３４】
パターンに断線もしくは抵抗があった場合には、抵抗Ｒ3，Ｒ4により、コンパレータＩＣ1の＋入力には５．６Ｖ未満の電圧が印加されるので、コンパレータＩＣ1の出力はローとなり、断線（または半断線状態）が検出される。
【０１３５】
次ぎに、絶縁不良チェック（短絡チェック）を行う回路について説明する。抵抗Ｒ1，Ｒ2は分圧回路を構成し、ＩＣ2は増幅器として機能する。絶縁テストにおいてプローブ４００を介して１００Ｖという高電圧が印加されても、そのパターンが絶縁良好（絶縁抵抗が１００ＭΩ）の場合には、抵抗Ｒ1において検出される電圧値はかなり小さくなる。増幅器ＩＣ2はこの微弱な電圧を増幅する。
【０１３６】
この変形例では、第２９図の制御手順を用いた場合には、ステップＳ９６でコンパレータ９００ａを消勢しながらコンパレータ９００ｂを付勢して断線テストの結果を信号ＰＤとして収集し、ステップＳ９８でコンパレータ９００ａを付勢しながらコンパレータ９００ｂを消勢して絶縁テストの結果を信号ＰＤとして収集する
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少ないプローブを具備しているにも関わらず、電子回路基板内に或いはその上に形成された複数の導体パターンの、例えば断線や短絡を検査する検査装置及び検査プローブ及び検査方法の提供が実現する。
【０１３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が対象とする電子回路基板の一例であるＰＧＡパッケージの斜視図である。
【図２】図１のパッケージの一部拡大図である。
【図３】本発明を適用した第１実施形態の検査装置システムの全体構成を示す図である。
【図４】第１実施形態の検査装置システムの一部を拡大して表した模式図である。
【図５】第１実施形態の検査装置に用いられる検査用プローブの構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態〜第３実施形態の検査装置が検査動作を行うときのプローブの軌跡を示す図である。
【図７】第１実施形態の検査装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図８】第１実施形態の装置と、その検査対象であるＰＧＡパッケージとの接続関係を示す図である。
【図９】図８のパッケージを検査したときに第１実施形態の検査装置が検出した信号を示すタイミングチャートである。
【図１０】第１実施形態において、検出した信号ＰＤの記憶形態を説明する図である。
【図１１】第１実施形態の信号検出動作の原理を説明する図である。
【図１２】第１実施形態の信号検出動作の原理を説明する図である。
【図１３】第１実施形態の検査装置において、基準信号データを収集する制御手順を示すフローチャートである。
【図１４】第１実施形態の検査装置の不良個所検出の原理を説明する図である。
【図１５Ａ】第１実施形態の検査装置の不良個所検出の原理を説明する図である。
【図１５Ｂ】第１実施形態の検査装置の不良個所検出の原理を説明する図である。
【図１６】第１実施形態の検査装置の不良個所検出の原理を説明する図である。
【図１７】第１実施形態の検査装置のワークの基板を検査するときの制御手順を示すフローチャートである。
【図１８】第１実施形態〜第３実施形態の検査装置において用いられる電気信号の他の例を示すタイミングチャートである。
【図１９】第２実施形態の検査装置に用いられる検査用プローブの構成を示す断面図である。
【図２０】第２実施形態の検査装置の制御系のシステム構成を示すブロック図である。
【図２１】第２実施形態の検査プローブの動作を示すタイミングチャートである。
【図２２】第２実施形態の検査プローブの動作を示すタイミングチャートである。
【図２３】第２実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図２４Ａ】第３実施形態の検査装置が対象とする不良を説明する図である。
【図２４Ｂ】第３実施形態の検査装置が対象とする不良を説明する図である。
【図２５】第３実施形態の検査装置の第１実施形態装置に対する変更分を示すブロック図である。
【図２６】第３実施形態の原理を説明する図である。
【図２７】第３実施形態の検査対象のＰＧＡパッケージの配線パターンを説明する図である。
【図２８】第３実施形態に用いられるパッケージの配線関係を記憶する１形態を示す図である。
【図２９】第３実施形態の制御手順を示すフローチャートである。
【図３０】第３実施形態の変形例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１００  ＰＧＡパッケージ
１０１  ピンパッド（ＰＰ）
１０２  ボンディングパッド（ＢＰ）
１０３  リード線
１０４  多層セラミック基板
１０５  ＬＳＩチップ
２０１  ハンド
２０２，２０３，２０４，２０５  モータ
２１０  ベルト
２２０  上側基台
２３０  上側ピンボード
２３１，２４１  圧接ピン
２４０  下側基台
２４５  下側ピンボード
２５０  ＸＹステージ
３００  カメラ
４００  プローブユニット
４０２  接触ピン（プローブピン）
４０３  シリンダ
４０５  端子
４０６  コイル
４０７  ピストン
４１０  リード線
５００  コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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