JP4820731B2

JP4820731B2 - 基板検査装置及び基板検査方法

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Publication number: JP4820731B2
Application number: JP2006282723A
Authority: JP
Inventors: 清沼田
Original assignee: Nidec Read Corp
Current assignee: Nidec Advance Technology Corp
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2026-10-17
Also published as: JP2008101937A

Description

本発明は、検査対象となる複数の単位基板が複数行複数列のマトリクス状に形成されてなるマザー基板内の前記単位基板に対する電気的特性に関する検査を行う基板検査装置及び基板検査方法に関する。

尚、本発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の基板を総称して「基板」と称する。

従来の基板検査技術として、検査対象となる複数の単位基板が複数行複数列のマトリクス状に形成されてなるマザー基板を作成し、隣接する複数の単位基板の検査点に対応して複数のプローブ群を配置し、そのマザー基板内の複数の単位基板に対して一度に検査を行うようにしたものがある（例えば、特許文献１）。
特開平８−２１８６７号公報

しかしながら、複数の単位基板がマトリクス状に配置されたマザー基板では、複数の単位基板作製時の配線パターンの熱収縮又は熱膨張等の要因により、マザー基板内の各単位基板の検査点に設計上の理想位置からのずれが生じる場合がある。このような検査点の位置ずれがあると、プローブが検査点から外れてしまい、正確な検査ができないため、検査点の位置ずれに如何に対処するかが技術的課題となっている。そして、この課題は、配線パターンの細密化に伴いより深刻化している。

そこで、本発明の解決すべき課題は、マザー基板内の各単位基板の検査点の位置ずれに対応して確実に検査を行うことができる基板検査装置及び基板検査方法を提供することである。

上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、検査対象となる複数の単位基板が複数行複数列のマトリクス状に形成されてなるマザー基板に対する電気的特性に関する検査を行う基板検査装置であって、前記マザー基板内の前記各単位基板の検査点の位置を検出する位置検出部と、前記マザー基板の１列分の前記単位基板の数と同数の一列に配置されたプローブ群を具備する検査治具ユニットを有し、前記位置検出部による検出結果に基づいて前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置合わせを行って、前記検査治具ユニットを前記マザー基板の各列の前記単位基板に直接接触させて前記単位基板に対する電気的特性に関する検査を行う検査部とを備え、前記位置検出部は、前記マザー基板の各列内のいずれかの前記単位基板を基準単位基板としてその基準単位基板の検査点である基準基板検査点の位置を検出するとともに、その列内の他の単位基板の検査点である他基板検査点の位置に関しては、前記基準基板検査点の位置を基準としたときの設計上の理想位置からの位置ずれ幅を検出し、前記検査部は、前記位置検出部により検出された前記マザー基板の各列内の前記基準単位基板の前記基準基板検査点の位置と、前記基準単位基板以外の単位基板の前記他基板検査点の前記理想位置からの位置ずれ幅とに基づいて前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置合わせを行って、前記マザー基板の各列内の前記単位基板に対する検査を行う。

また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係る基板検査装置において、前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記基準単位基板と、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にある単位基板とについては、前記基準単位基板を基準として位置合わせして検査を行い、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、その位置ずれ幅に応じて位置合わせして検査を行う。

また、請求項３の発明では、請求項１又は請求項２の発明に係る基板検査装置において、前記基準単位基板には、前記マザー基板の各列の中央に位置する単位基板が設定される。

また、請求項４の発明では、請求項２の発明に係る基板検査装置において、前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、前記基準単位基板を基準として、その位置ずれ幅に応じて前記マザー基板の列方向及びその列方向に直交する行方向に前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置関係を補正して検査を行う。

また、請求項５の発明では、請求項２の発明に係る基板検査装置において、前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、前記基準単位基板を基準として、その位置ずれ幅に応じて前記マザー基板の列方向に前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置関係を補正して検査を行う。

また、請求項６の発明では、検査対象となる複数の単位基板が複数行複数列のマトリクス状に形成されてなるマザー基板に対する電気的特性に関する検査を行う基板検査装置であって、前記マザー基板内の前記各単位基板の検査点の位置を検出する位置検出部と、前記マザー基板の１列分の前記単位基板の数と同数の一列に配置されたプローブ群を具備する検査治具ユニットを有し、前記位置検出部による検出結果に基づいて前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置合わせを行って、前記検査治具ユニットを前記マザー基板の各列の前記単位基板に直接接触させて前記単位基板に対する電気的特性に関する検査を行う検査部とを備え、前記位置検出部は、前記マザー基板の各列内の各単位基板内に設定されたマークの位置を基準としたときの列内の各単位基板の検査点の設計上の理想位置からの位置ずれ幅を検出し、前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、列内のすべての前記単位基板について前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にある場合は、前記検査治具ユニットと前記マザー基板との１回の位置合わせにより、列内のすべての前記単位基板に対する検査を一度に行う一方、列内の少なくともいずれか１つの前記単位基板について前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない場合は、前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にある前記単位基板が複数あるときはその複数の単位基板について前記検査治具ユニットと前記マザー基板との位置合わせを一度に行って検査を行い、前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない前記単位基板については、前記検査治具ユニットと前記マザー基板との位置合わせを個別に行って検査を行う。

また、請求項７の発明では、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明に係る基板検査装置において、前記マザー基板に対する前記位置検出部による位置検出と、前記検査部による検査とが当該基板検査装置内の異なる場所で行われる。

請求項１に記載の発明によれば、マザー基板の各列に含まれる各単位基板の検査点の位置を検出し、その検出結果に基づいてマザー基板と検査治具ユニットとの位置合わせして検査を行うようになっているため、配線パターンが細密に形成されたマザー基板であっても、そのマザー基板内の各単位基板の検査点の位置ずれに対応して確実に検査を行うことができる。

また、位置検出部により検出されたマザー基板の各列内の基準単位基板の検査点（基準基板検査点）の位置と、基準単位基板以外の単位基板の検査点（他基板検査点）の理想位置からの位置ずれ幅とに基づいてマザー基板と検査治具ユニットとの位置合わせして検査を行うようになっている。それ故、各列の基準単位基板について位置合わせを行えば、列内の他の単位基板についてはその位置ずれ幅に応じて単位基板と検査治具ユニットの位置関係を微調整すればよいため、マザー基板の各列における単位基板と検査治具ユニットの位置調節を迅速かつ効率良く行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、マザー基板の各列内の検査処理において、基準単位基板と、検査点の位置ずれ幅が許容範囲内にある単位基板とについては、基準単位基板を基準として位置合わせして検査を行い、検査点の位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、その位置ずれ幅に応じて位置合わせして検査を行うようになっている。それ故、列内の基準単位基板以外のすべての単位基板の検査点の位置ずれ幅が許容範囲内である場合には、列内のすべての単位基板について検査を一度に行うことができるとともに、列内に基準単位基板の他に検査点の位置ずれ幅が許容範囲内にある単位基板が１つでも存在する場合には、マザー基板と検査治具ユニットとの位置合わせ回数及び押圧回数を減らすことができる。これによって、検査処理に要する時間を短縮できるとともに、検査治具ユニットを押し付けられることによるマザー基板の負担や劣化等を軽減できる。

請求項３に記載の発明によれば、基準単位基板としてマザー基板の各列の中央に位置する単位基板が設定されるため、その基準単位基板の列方向の両側に位置する他の単位基板の検査点の理想位置からの位置ずれ幅を小さく抑えることができる。

請求項４に記載の発明によれば、各列の単位基板の検査点の列方向及び行方向の位置ずれに的確に対応して、検査を行うことができる。

請求項５に記載の発明によれば、位置ずれの問題が生じやすい列方向についてのみマザー基板と検査治具ユニットとの位置調整を行う構成であるため、位置補正及び検査処理の迅速化が図れる。

請求項６に記載の発明によれば、マザー基板の各列に含まれる各単位基板の検査点の位置を検出し、その検出結果に基づいてマザー基板と検査治具ユニットとの位置合わせして検査を行うようになっているため、配線パターンが細密に形成されたマザー基板であっても、そのマザー基板内の各単位基板の検査点の位置ずれに対応して確実に検査を行うことができる。

また、マザー基板の各列内の検査処理において、列内のすべての単位基板について検査点の理想位置からの位置ずれ幅が許容範囲内にあるときは、列内のすべての単位基板について検査を一度に行うことができるとともに、列内に検査点の位置ずれ幅が許容範囲内にある単位基板が複数存在する場合には、マザー基板と検査治具ユニットとの位置合わせ回数及び押圧回数を減らすことができる。これによって、検査処理に要する時間を短縮できるとともに、検査治具ユニットを押し付けられることによるマザー基板の負担や劣化等を軽減できる。

請求項７に記載の発明によれば、マザー基板に対する位置検出部による位置検出と、検査部による検査とが基板検査装置内の異なる場所で行われるため、位置検出部による位置検出処理と、検査部による検査処理とを同時並行に行うことができ、大量のマザー基板に対する検査処理を迅速に行う行うことができる。

本発明の一実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法について以下に説明する。

図１は本実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法の検査対象であるマザー基板の平面図であり、図２は図１のマザー基板の一部分を拡大した図であり、図３は本発明の一実施形態に係る基板検査装置の位置検出部の構成を模式的に示す図であり、図４は本発明の一実施形態に係る基板検査装置の検査部の構成を模式的に示す図であり、図５は図４の検査部に備えられる検査治具ユニットの基板対向面の構成を示す図である。

まず、基板検査装置及び基板検査方法の検査対象であるマザー基板について説明する。図１に示すように、マザー基板１は検査対象となる複数の単位基板２が複数行複数列のマトリクス状に形成され、検査処理等が行われた後で、単位基板２ごとに分割されるようになっている。各単位基板２は同様な構成を有している。図１に示すマザー基板１では、単位基板２が３行、１２列の構成で形成されている。行数については中央の単位基板２を決定しやすい奇数行（３行、５行等）のものが好ましい。なお、本明細書及び各図では説明の便宜のため、マザー基板１の列方向をｘ方向とし、列方向に直交する行方向をｙ方向とし、マザー基板１に対して垂直方向（法線方向）をｚ方向とすることとする。また、マザー基板１の各列の３つの単位基板２について、中央の単位基板を指すときは符号「２Ｂ」を用い、左側（ｘ方向マイナス側）の単位基板を指すときは符号「２Ａ」を用い、右側（ｘ方向プラス側）の単位基板を指すときは符号「２Ｃ」を用いることとする。

各単位基板２には、図２に示すように、銅等の金属を用いたプリント配線や、薄い金属シートの挟み込み等により、複数の配線パターンが設けられている。そして、配線パターンにおける単位基板２の表面に設けられる端子部が検査点３となっており、この検査点３を介して各配線パターンの電気的特性（抵抗値、短絡、断線の有無等）が検査されるようになっている。このため、各単位基板２上には複数の検査点３が所定の配置形態で位置することとなる。このような各検査点３の配置形態は細密化が進んできており、検査点３の縦横のサイズは例えば数十μｍ（例えば、５０μｍ）程度に設定され、検査点３間の間隔も例えば数十μｍ（例えば、３０μｍ）程度に設定される。

次に、本実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法について説明する。本実施形態に係る基板検査装置は、図３に示される位置検出部１０と、図４に示される検査部２０とを備えている。位置検出部１０では、図３に示されるように、位置検出のための撮像カメラ１１が備えられ、基板保持機構３０に保持されたマザー基板１中の各単位基板２の検査点３の位置が撮像カメラ１１の撮像画像等に基づいて検出される。この位置検出部１０による位置検出処理の詳細な内容については後述する。基板保持機構３０は、その保持部３１によりマザー基板１を保持した状態で、マザー基板１をｘ方向、ｙ方向、ｚ方向に移送するとともにｚ軸回りθ回転させる機能を有している。

検査部２０では、図４に示されるように、位置検出部１０により得られた各単位基板２の検査点３の位置情報に基づき、基板保持機構３０に保持されたマザー基板１の各単位基板２に対し、配線パターンの電気的特性の検査が行われる。この検査部２０には、マザー基板１に対する検査を列ごとに行うことが可能な検査治具ユニット２１が備えられている。検査治具ユニット２１には、図５に示されるように、マザー基板１の１列分の単位基板２の数と同数（例えば３つ）のプローブ群２２が一列に設けられている。各プローブ群２２には、各単位基板２の検査点３の配置形態に対応して複数のプローブ２３が備えられている。検査治具ユニット２１は、図示しなし駆動機構によりマザー基板１の各列に対して近接、離反されるようになっている。

なお、図４の構成ではマザー基板１の上面側にのみ検査治具ユニット２１を設ける構成としているが、マザー基板１の下面側にも検査点３が設けられている場合には、マザー基板１の下面側にも検査治具ユニット２１が設けられる。

この検査部２０による検査では、図示しない駆動機構により検査治具ユニット２１がマザー基板１の各列の一列分の単位基板２に近接され、各プローブ２３が各単位基板２の検査点３に直接又は間接的に電気接触され、各プローブ２３を介して取り出された各検査点３からの信号に基づいて、図示しない所定の検査回路部によって各配線パターンの電気的特性が検査されるようになっている。

ところで、マザー基板１の各単位基板２に設けられる検査点３（配線パターン）は、製造過程の配線パターンの熱収縮又は熱膨張等による誤差により、設計上の理想位置からの位置ずれが生じることがある。検査点３の位置ずれが生じると、検査治具ユニット２１をマザー基板１の各列に近接させた際に、プローブ２３が検査点３から外れてしまい、正確な検査が行えない場合がある。

図６は検査点の位置ずれがない場合における１列分の単位基板に検査治具ユニットを対向させたときの状態を示す図であり、図７は検査点の位置ずれがある場合における１列分の単位基板に中央の単位基板を基準として検査治具ユニットを対向させたときの状態を示す図である。図６に示されるように、列内の各単位基板２の検査点３に実質的に位置ずれがない場合には、その列に検査治具ユニット２１を近接させた際にその列内のすべての単位基板２のすべての検査点３にプローブ２３が一度に整合（例えば、当接）可能となっている。これに対し、図７に示されるように、列内の各単位基板２の検査点３に位置ずれが生じている場合には、中央の単位基板２Ｂを基準として検査治具ユニット２１をその列に位置合わせして近接させると、中央の単位基板２Ｂでは各プローブ２３が対応する検査点３に整合可能となっているが、左右の単位基板２Ａ，２Ｃにおいてプローブ２３が検査点３が外れてしまっている。

そこで、本実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法では、位置検出部１０により、マザー基板１の各列に含まれる各単位基板２の検査点３の位置を単位基板２ごとに検出するようにしている。より詳細には、マザー基板１の各列内の中央の単位基板２Ｂを基準単位基板２Ｂとしてその基準単位基板２Ｂの検査点３の位置を検出するとともに、その列内の左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の位置に関しては、基準単位基板２Ｂの検査点３の位置を基準としたときの設計上の理想位置からの位置ずれ幅を検出するようにしている。

検査点３の位置検出のための具体的手段としては、本実施形態では、撮像カメラ１１により撮像したマザー基板１の撮像画像上における各単位基板２内に設定された１つ又は２つのマークの位置情報と、基板保持機構３０により保持されているマザー基板１の座標情報（ｘ、ｙ、θ等）とに基づいて、検査点３の位置が検出されるようになっている。各単位基板２内に設定されるマークとしては、配線パターンに位置ずれが生じた場合にはそれと同様な態様で位置ずれが生じるようなものを採用するのが望ましく、例えば配線パターンの一部やいずれかの検査点３が採用される。本実施形態では、各単位基板２の隅部に設けられる配線パターンの一部がマーク４０として設定されている。本実施形態では、各単位基板２の図２上における左上隅部にマーク４０が１つずつ設けられている。各単位基板２内におけるマーク４０と検査点３との位置関係はほぼ一定に保たれているため、マーク４０の位置が検出できれば、それに基づいて、各単位基板２内の検査点３の位置が把握できるようになっている。なお、マザー基板１の各列のｚ軸回りのθ座標の検出は、列内のいずれか２つのマーク４０の位置を検出するこにより行うことができる。

具体的な位置検出手順では、マザー基板１の各列内における２つのマーク４０に基づいて各列の基準方向に対するθ角度（傾き角度）が検出されるとともに、各列の中央の基準単位基板２Ｂ内のマーク４０の位置が検出される。なお、ここではθ角度の検出は各列ごとに行うようにしているが、各列間でθ角度の相違が無視できる程度である場合にはいずれかの列（又はマザー基板１全体）について１回だけ検出するようにしてもよい。

続いて、各列ごとに中央の基準単位基板２Ｂのマーク４０（例えば、図２の基板２Ｂ上の左上隅のマーク４０）の位置が検出され、続いて、その基準単位基板２Ｂのマーク４０を基準として左右の単位基板２Ａ，２Ｃの配線パターンが設計通りに形成されたと仮定した場合における左右の単位基板２Ａ，２Ｃのマーク４０（例えば、図２の基板２Ａ,２Ｃ上の左上隅のマーク４０）の理想位置（図８の鎖線で示す位置）からのｘ方向及びｙ方向に沿った位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが検出される。なお、この位置ずれ幅の検出において、ｙ方向（行方向）の位置ずれ幅ｄｙについては不要な場合は検出を省略してもよい。

マザー基板１のすべての列について位置検出が終了すると、検査部２０による検査処理が行われる。

検査部２０では、マザー基板１の各列ごとに単位基板２に対する検査が行われる（例えば、先頭の列から順に１列ずつ検査が行われる）。より詳細には、位置検出部１０によって検出されたマザー基板１の各列の単位基板２０に関する位置情報に基づき、まず図６及び図７に示すように、各列の中央の基準検査基板２Ｂに検査治具ユニット２１の中央のプローブ群２２Ｂが整合するようにして、マザー基板１と検査治具ユニット２１との位置合わせが行われる。この位置合わせは、例えば検査治具ユニット２１は固定された状態で、基板保持機構３０によりマザー基板１の座標位置（ｘ、ｙ、θ等）が調節されることにより行われる。より具体的には、まずマザー基板１の各列の向きが検査治具ユニット２１の向きに一致するようにマザー基板１のｚ軸回りのθ角度が調節されてから、マザー基板１のｘ方向及びｙ方向の位置が検査治具ユニット２１の位置に応じて調節される。

中央の基準検査基板２Ｂを基準としてマザー基板１と検査治具ユニット２１との位置合わせが完了すると、図示しない駆動機構により検査治具ユニット２１がマザー基板１の検査対象の列に近接され、検査治具ユニット２１の各プローブ群２２が対応する各単位基板２の検査点３に直接又は間接的に電気接触されて検査が行われる。

このとき、列内の左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の理想位置からの位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが所定の許容範囲内にあり、図６に示すように、中央の単位基板２Ｂだけでなく左右の単位基板２Ａ，２Ｃについてもプローブ群２２が対応する検査点３に整合している場合には、検査治具ユニット２１の１回の近接動作で列内のすべての単位基板２に対する検査が一度に行われるようになっている。

一方、列内の左右の少なくともいずれか一方の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の理想位置からの位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが所定の許容範囲内になく、例えば図７に示すように、左右の単位基板２Ａ，２Ｃについてプローブ群２２が対応する検査点３に整合していない場合には、まず検査治具ユニット２１の１回目の近接動作で中央の基準基板２Ｂに対する検査と、位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが許容範囲内にある他の単位基板２に対する検査が行われる。

その後、検査治具ユニット２１がマザー基板１から離反され、検出されている位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙに基づき、図９及び図１０に示されるように、列内の未検査の単位基板２Ａ又は２Ｃに対応するプローブ群２２Ａ又は２２Ｃが整合するように、基板保持機構３０によりマザー基板１の位置がｘ方向及びｙ方向に微調整され、図示しない駆動機構により検査治具ユニット２１がマザー基板１の検査対象の列に近接され、対応するプローブ群２２Ａ又は２２Ｃがその残りの単位基板２Ａ又は２Ｃの検査点３に直接又は間接的に電気接触され、その残りの単位基板２Ａ又は２Ｃに対する検査が行われる。

このような列内でのマザー基板１と検査治具ユニット２１との再位置合わせ動作は、位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが許容範囲内にない単位基板２Ａ，２Ｃが左右いずれか一方の場合には１回、左右両方の場合は左右の各単位基板２Ａ，２Ｃに対して２回行われる。なお、図９は左の単位基板２Ａに検査治具ユニット２１を整合された状態を示し、図１０は右の単位基板２Ｃに検査治具ユニット２１を整合させた状態を示している。

なお、本実施形態では列内でのマザー基板１と検査治具ユニット２１との再位置合わせの際、マザー基板１の位置をｘ方向及びｙ方向に微調整するようにしたが、ｙ方向については微調整を行わずに、ｘ方向（列方向）についてのみ微調整を行うようにしてもよい。この場合、左右の単位基板３の位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙの検出についても、ｘ方向の位置ずれ幅ｄｘのみを検出するようにしてもよい。また、本実施形態では基板保持機構３０によりマザー基板１の位置調節を行うなうようにしているが、マザー基板１と検査治具ユニット２１との位置合わせが行えれば、検査治具ユニット２１の方を移動させて位置調節するようにしてもよいし、マザー基板１及び検査治具ユニット２１の両方を移動して位置調節するようにしてもよい。

また、本実施形態では、上述の如く、１回目の近接動作で検査治具ユニット２１をマザー基板１の各列に位置合わせするときには、各列の中央の基準単位基板２Ｂのマーク４０を基準にして、すなわち、検査治具ユニット２１の中央のプローブ群２２Ｂと基準単位基板２Ｂの検査点３とが最も整合するように位置合わせを行うようにしている。この場合、列内の左右の単位基板２Ａ,２Ｃのマーク４０の理想位置からの位置ずれ幅ｄｘ,ｄｙが許容範囲外である場合には、左右の単位基板２Ａ，２Ｃについては位置ずれ幅ｄｘ,ｄｙに応じて再位置合わせを行って検査を行うようになっている。

ここで、この点に関する変形例として、以下のような構成が採用可能である。すなわち、各列の左右の少なくともいずれか一方の単位基板２Ａ,２Ｃのマーク４０の理想位置からの位置ずれ幅ｄｘ,ｄｙが許容範囲内にない場合には、１回目の近接動作で検査治具ユニット２１を各列に位置合わせするときの位置を、左右の単位基板２Ａ,２Ｃのマーク４０の位置ずれ幅ｄｘ,ｄｙに基づいて、中央の基準単位基板２Ｂのマーク４０を基準とした位置から位置補正することにより、１回の近接動作で列内のより多くの単位基板２に対する検査を行えるようにしてもよい。そして、１回の近接動作で列内のすべての単位基板２に対する検査を行うことができなかった場合には、検出している各単位基板２のマーク４０の位置に関する情報に基づいて、再位置合わせを行って未検査の単位基板２に対する検査を行うようにすればよい。なお、このように各列に対する１回目の近接動作の位置合わせ位置の調整を行っても、１回の近接動作で検査が行える単位基板２の数が増えない場合には、通常通り、中央の基準単位基板２Ｂのマーク４０を基準に１回目の位置合わせが行われる。

ここで、各列の左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の理想位置からの位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが所定の許容範囲内にあるか否かの判定手段としては、例えば以下の手段が考えられる。一つの手段としては、位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙに関する基準となる判定閾値を装置に予め記憶させておき、位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙがその判定閾値を超えたか否かに基づいて判定させるようにしてもよい。

あるいは他の手段として、中央の基準単位基板２Ｂを基準にマザー基板１と検査治具ユニット２１とを位置合わせして、取りあえず列内の各単位基板２について検査を行ってみて、左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査結果が所定レベル以上に悪い場合（例えば、断線と判断された配線パターンの割合が所定レベル以上など）には、その検査結果が所定レベル以上に悪い単位基板２Ａ，２Ｃは検査点３に位置ずれが生じているものとして、再位置合わせの対象としてもよい。

さらに他の手段として、検査治具ユニット２１の各プローブ群２２に検査点３との電気接触の有無を検出可能なタイプのプローブ２３が含まれている場合には、そのプローブ２３が検査点２３に電気接触しているか否かを判断することにより、左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の位置ずれの有無（再位置合わせの要否）を判断させるようにしてもよい。

以上に説明したように、本実施形態によれば、マザー基板１の各列に含まれる各単位基板２の検査点３の位置を検出し、その検出結果に基づいてマザー基板１と検査治具ユニット２１との位置合わせして検査を行うようになっているため、配線パターンが細密に形成されたマザー基板１であっても、そのマザー基板１内の各単位基板２の検査点３の位置ずれに対応して確実に検査を行うことができる。

また、本実施形態によれば、位置検出部１０により検出されたマザー基板１の各列内の基準単位基板２Ｂの検査点３の位置と、基準単位基板２Ｂ以外の左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の理想位置からの位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙとに基づいてマザー基板１と検査治具ユニット２１との位置合わせして検査を行うようになっている。それ故、各列の基準単位基板２Ｂについて位置合わせを行えば、列内の左右の単位基板２Ａ，２Ｃについてはその位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙに応じて単位基板２と検査治具ユニット２１の位置関係を微調整すればよいため、マザー基板１の各列における単位基板２と検査治具ユニット２１の位置調節を迅速かつ効率良く行うことができる。

また、マザー基板１の各列内の検査処理において、基準単位基板２Ｂと、検査点３の位置ずれ幅が許容範囲内にある単位基板２Ａ，２Ｃとについては、基準単位基板２Ｂを基準として位置合わせして検査を行い、検査点３の位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板２Ａ，２Ｃについては、その位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙに応じた位置合わせして検査を行うようになっている。それ故、列内の基準単位基板２Ｂ以外のすべての単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが許容範囲内である場合には、列内のすべての単位基板２Ａ〜２Ｃについて検査治具ユニット２１の１回の近接動作で検査を一度に行うことができるとともに、列内に基準単位基板２Ｂの他に検査点３の位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙが許容範囲内にある単位基板２Ａ，２Ｃが１つでも存在する場合には、マザー基板１と検査治具ユニット２１との位置合わせ回数及び押圧回数を減らすことができる。これによって、検査処理に要する時間を短縮できるとともに、検査治具ユニット２１を押し付けられることによるマザー基板１の負担や劣化等を軽減できる。

また、基準単位基板としてマザー基板１の各列の中央に位置する単位基板２Ｂが設定されるため、その基準単位基板２Ｂの列方向の両側に位置する左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の理想位置からの位置ずれ幅を小さく抑えることができる。

また、本実施形態のように、マザー基板１の各列の左右の単位基板２Ａ，２Ｃについてｘ方向及びｙ方向の位置ずれ幅ｄｘ，ｄｙについて位置調節を行うようにした場合、各列の左右の単位基板２Ａ，２Ｃの検査点３の列方向及び行方向の位置ずれに的確に対応して、検査を行うことができるという利点がある。

一方、マザー基板１の各列の左右の単位基板２Ａ，２Ｃについてｘ方向の位置ずれ幅ｄｘのみについて位置調節を行うようにした場合には、位置ずれの問題が生じやすい列方向についてのみマザー基板１と検査治具ユニット２１との位置補正を行う構成であるため、位置補正及び検査処理の迅速化が図れる。

なお、本実施形態に係る構成の変形例として、マザー基板１の反り等の影響により、各列内において各単位基板２の検査点３のｚ方向の位置に違いがある場合には、中央の基準単位基板２の検査点３のｚ方向の高さ位置を基準に、左右の単位基板２の検査点３の高さ位置の理想位置からの位置ずれ幅ｄｚを検出し、基板保持機構３により各単位基板２ごとに高さ調節を行うようにしてもよい。

図１１は、本発明の一実施形態に係る基板検査装置の全体的な構成例を示す図である。この基端検査装置５０では、図１１に示すように、位置検出部１０と検査部２０とが装置５０内の離れた場所に設けられている。これに伴って、マザー基板１を保持して搬送する基板保持機構３０も複数（図１１の構成では２つ）設けられている。経路５１Ａは、第１の基板保持機構３０Ａによってマザー基板１が搬送される経路を示し、経路５１Ｂは第２の基板保持機構３０Ｂによってマザー基板１が搬送される経路を示している。

そして、これらの基板保持機構３０Ａ，３０Ｂが順番に交互にマザー基板１を、位置検出部１０、検査部２０の順に導入するようになっており、これによって位置検出部１０による位置検出処理と、検査部２０による検査処理とが同時並行に行うことができるようなっている。その結果、大量のマザー基板１に対する検査処理を迅速に行えるよういなっている。

なお、図１１中の符号５２は検査前のマザー基板１がストックされたストック部を示し、符号５３は検査後のマザー基板１がストックされるストック部を示している。複数のストック部５３は、検査結果に応じたマザー基板１の仕分け等に用いられる。

本発明の一実施形態に係る基板検査装置及び基板検査方法の検査対象であるマザー基板の平面図である。図１のマザー基板の一部分を拡大した図である。本発明の一実施形態に係る基板検査装置の位置検出部の構成を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る基板検査装置の検査部の構成を模式的に示す図である。図４の検査部に備えられる検査治具ユニットの基板対向面の構成を示す図である。検査点の位置ずれがない場合における１列分の単位基板に検査治具ユニットを対向させたときの状態を示す図である。検査点の位置ずれがある場合における１列分の単位基板に中央の単位基板を基準として検査治具ユニットを対向させたときの状態を示す図である。検査点の位置ずれの検出方法についての説明図である。図７の構成において１列分の単位基板に左の単位基板を基準として検査治具ユニットを対向させたときの状態を示す図である。図７の構成において１列分の単位基板に右の単位基板を基準として検査治具ユニットを対向させたときの状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る基板検査装置の全体的な構成例を示す図である。

符号の説明

１マザー基板、２，２Ａ〜２Ｃ単位基板、３検査点、１０位置検出部、１１撮像カメラ、２０検査部、２１検査治具ユニット、２２，２２Ａ〜２２Ｃプローブ群、２３プローブ、３０，３０Ａ，３０Ｂ基板保持機構、４０マーク、ｄｘ，ｄｙ位置ずれ幅、５０基板検査装置。

Claims

検査対象となる複数の単位基板が複数行複数列のマトリクス状に形成されてなるマザー基板に対する電気的特性に関する検査を行う基板検査装置であって、
前記マザー基板内の前記各単位基板の検査点の位置を検出する位置検出部と、
前記マザー基板の１列分の前記単位基板の数と同数の一列に配置されたプローブ群を具備する検査治具ユニットを有し、前記位置検出部による検出結果に基づいて前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置合わせを行って、前記検査治具ユニットを前記マザー基板の各列の前記単位基板に直接接触させて前記単位基板に対する電気的特性に関する検査を行う検査部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記マザー基板の各列内のいずれかの前記単位基板を基準単位基板としてその基準単位基板の検査点である基準基板検査点の位置を検出するとともに、その列内の他の単位基板の検査点である他基板検査点の位置に関しては、前記基準基板検査点の位置を基準としたときの設計上の理想位置からの位置ずれ幅を検出し、
前記検査部は、前記位置検出部により検出された前記マザー基板の各列内の前記基準単位基板の前記基準基板検査点の位置と、前記基準単位基板以外の単位基板の前記他基板検査点の前記理想位置からの位置ずれ幅とに基づいて前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置合わせを行って、前記マザー基板の各列内の前記単位基板に対する検査を行うことを特徴とする基板検査装置。
請求項１に記載の基板検査装置において、
前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記基準単位基板と、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にある単位基板とについては、前記基準単位基板を基準として位置合わせして検査を行い、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、その位置ずれ幅に応じて位置合わせして検査を行うことを特徴とする基板検査装置。
請求項１又は請求項２に記載の基板検査装置において、
前記基準単位基板には、前記マザー基板の各列の中央に位置する単位基板が設定されることを特徴とする基板検査装置。
請求項２に記載の基板検査装置において、
前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、前記基準単位基板を基準として、その位置ずれ幅に応じて前記マザー基板の列方向及びその列方向に直交する行方向に前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置関係を補正して検査を行うことを特徴とする基板検査装置。
請求項２に記載の基板検査装置において、
前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、前記他基板検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない単位基板については、前記基準単位基板を基準として、その位置ずれ幅に応じて前記マザー基板の列方向に前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置関係を補正して検査を行うことを特徴とする基板検査装置。
検査対象となる複数の単位基板が複数行複数列のマトリクス状に形成されてなるマザー基板に対する電気的特性に関する検査を行う基板検査装置であって、
前記マザー基板内の前記各単位基板の検査点の位置を検出する位置検出部と、
前記マザー基板の１列分の前記単位基板の数と同数の一列に配置されたプローブ群を具備する検査治具ユニットを有し、前記位置検出部による検出結果に基づいて前記マザー基板と前記検査治具ユニットとの位置合わせを行って、前記検査治具ユニットを前記マザー基板の各列の前記単位基板に直接接触させて前記単位基板に対する電気的特性に関する検査を行う検査部と、
を備え、
前記位置検出部は、前記マザー基板の各列内の各単位基板内に設定されたマークの位置を基準としたときの列内の各単位基板の検査点の設計上の理想位置からの位置ずれ幅を検出し、
前記検査部は、前記マザー基板の各列内の検査処理において、前記位置検出部の検出結果に基づき、列内のすべての前記単位基板について前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にある場合は、前記検査治具ユニットと前記マザー基板との１回の位置合わせにより、列内のすべての前記単位基板に対する検査を一度に行う一方、列内の少なくともいずれか１つの前記単位基板について前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない場合は、前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にある前記単位基板が複数あるときはその複数の単位基板について前記検査治具ユニットと前記マザー基板との位置合わせを一度に行って検査を行い、前記検査点の前記位置ずれ幅が許容範囲内にない前記単位基板については、前記検査治具ユニットと前記マザー基板との位置合わせを個別に行って検査を行うことを特徴とする基板検査装置。
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の基板検査装置において、
前記マザー基板に対する前記位置検出部による位置検出と、前記検査部による検査とが当該基板検査装置内の異なる場所で行われることを特徴とする基板検査装置。