JP2656744B2 - 開フレーム門形プローブ探査システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路ボードをプロ
ーブ探査するための試験装置に関し、具体的には、微細
ピッチ電子回路基板の両側面を同時にプローブ探査する
ための試験装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マルチチップ・モジュールや多層セラミ
ック基板などの微細ピッチ電子回路基板に適用される試
験手順には、１つまたは複数のプローブを基板上の個々
の回路と物理的に接触させることが含まれる。これは通
常、固定された関係で同時に係合する複数のプローブ接
点を有するクラスタ・プローバを使用するか、マップ・
データを使用してデータ駆動式に１つまたは複数の独立
したプローブを移動する直列プローバを使用することに
よって行われる。クラスタ・プローバは、柔軟性が低
く、製品タイプごとに専用のプローブ・ヘッドのための
大量の投資を必要とする。直列プローバは、さまざまな
製品を簡単に処理するためにプローブを位置決めするこ
とができるが、高密度回路基板にこのような装置を使用
すると、時間がかかる。密な基板では大量の回路を検査
しなければならないので、プローブは試験点の間を高速
に移動しなければならない。製造ラインの出力を扱うの
に必要な試験要員の数を最少にするために、プローブ探
査はできる限り高速に行わなければならない。

【０００３】高速でプローブ探査を行うためには、プロ
ーブ探査システムが特殊な要求を満たさなければならな
い。プローブ探査すべき特徴が非常に小さいので、プロ
ーブ探査システムに非常に高い精度が要求される。プロ
ーバのさまざまなステージを移動するために印加しなけ
ればならない加速力のためにシステム構造が過度に振動
する場合、システムの精度に影響する可能性がある。さ
らに、プローブ・チップが試験中にも振動し続ける場
合、試験される製品が損傷を受ける可能性がある。この
種の試験機器は動作速度と使用頻度が高いので、保守操
作を素早く効率的に行える能力が、試験プロセスの実行
コストを下げ、試験機器の使用可能度を高める上で重要
な要因である。頻繁に行う必要のあるタイプの保守の重
要な例が、プローブ・チップの交換である。

【０００４】従来技術には、高密度回路のプローブ検査
用試験装置に関する例が多数見られる。たとえば、米国
特許第４７８６８６７号明細書、米国特許第４９３４０
６４号明細書および米国特許第５０９１６９２号明細書
に、高密度回路の表面に対して相対的にプローブを位置
決めする方法が記載されている。しかし、これらの方法
は、試験される回路基板の一つの上向きの表面だけに対
して動作するプローブに適用される。回路基板の１面だ
けに対して動作するプローブの場合、一般に、プローブ
と回路基板の下に伸びるテーブルなど、中実構造に関し
て、上からのアクセスだけが必要である。試験される回
路の簡単なローディングを提供し、プローバの正しい機
能を保つのに必要な保守作業を簡単にすると同時に、回
路の両面でプローブが動作できるようにする構造および
機構が必要である。

【０００５】非常に高精度で振動が最少のプローブの移
動を提供し、移動される際のプローブの位置を電子的に
感知する装置は、測定すべき作業面に当てられたプロー
ブの位置を判定するのに使用される座標測定機械に関連
する特許技術に見られる。座標測定機械での門形支持構
造の使用は、たとえば米国特許第４９５８４３７号明細
書に示されている。機械的な測定を行うためのプローブ
が、中実テーブルの表面上で３軸方向に移動するように
取り付けられる。このプローブは、キャリッジから下に
伸びる垂直にスライド可能なＺレールの端に取り付けら
れ、このＺレールは、門形構造に沿って移動するように
スライド可能に取り付けられる。門形構造自体は、エア
・ベアリングの使用を介して、門形構造上のキャリッジ
の移動と垂直な方向に、中実テーブルの側面に沿って伸
びるレール上を移動するように取り付けられる。門形構
造は、構造の１側面に締結された駆動装置によって移動
される。駆動装置が取り付けられる点から離れているこ
とが好ましい振動ダンパに、低いリバウンド抵抗を有す
る高エネルギ吸収パッドによって門形構造から支持され
たかなりの質量が含まれる。

【０００６】この種の座標測定機械は、通常は中実花こ
う岩ブロックであるテーブルの上に載せられるかそれに
クランプされた部品のさまざまな機械的特徴の直角座標
測定を行うのに使用される。測定される部品の下側に到
達する必要はなく、そうするための備えもない。座標測
定機械の応用は、高水準の精度が必要である点では回路
プローバの応用に類似しているが、実用的な回路プロー
バは、座標測定機械よりもはるかに高い速度で動作しな
ければならない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】複雑な回路は、通常微
細ピッチ電子回路基板の両面に沿って延びるので、基板
の両面を素早く正確に同時にプローブ探査する能力が、
ますます重要になりつつある。回路基板の両面をプロー
ブ探査可能なシステムが入手可能になりつつあるが、試
験される回路基板の両面をプローブ探査できると同時
に、直列プローバの柔軟性を備え、試験される回路基板
の取付け取外しが簡単であり、保守機能のためにプロー
ブ探査システムへの物理アクセスを提供するプローブ探
査システムが、特に求められている。本発明の目的はこ
れらの要求を満たしたプローブ探査システムを提供する
ことである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の１態様によれ
ば、支持構造と、第１、第２、第３および第４のレール
構造と、第１および第２の門形構造と、門駆動機構と、
第１および第２の門形構造のそれぞれに取り付けられた
プローブとを含む、試験中の回路基板の対向する側面に
沿ってプローブ探査装置を移動する装置が提供される。
支持構造は、回路基板受けスロットと回路基板保持機構
を有して、回路基板の第１側面が第１方向に露出され、
回路基板の第１側面と対向する第２側面が第２方向に露
出される状態で、回路基板受けスロット内に回路基板を
保持する。第１レール構造は、回路基板受けスロットの
第１側面に沿って延び、支持構造に締結されて、支持構
造から第１方向に延びる。第２レール構造は、回路基板
受けスロットの第１側面と対向する側面に沿って延び、
第１レール構造と平行に延び、支持構造から第１方向に
延びるように締結される。基板受けスロットの第２側面
に沿って延びる第３レール構造が、支持構造から第２方
向に延びるように支持構造に締結される。第３レール構
造と平行に延びる第４レール構造が、支持構造から第２
方向に延びるように支持構造に締結される。第１門形構
造は、第１および第２のレール構造の間で、これらに沿
って移動可能である。第２門形構造は、第３および第４
のレール構造の間で、これらに沿って移動可能である。
門駆動機構が、第１および第２の門形構造を移動する。
各プローブは、回路基板保持機構内に保持された回路カ
ードに向かって前後に移動する。

【０００９】

【実施例】本発明の開フレーム門形プローブ探査システ
ムは、高性能と最少水準の振動に関する必要を満たすと
同時に、動作中および保守中の簡単なアクセスを提供す
るように設計されている。片持ばり支持のたわみに起因
する性能の損失なしに大きなサイズの製品を収容できる
ようにするため、門形構成を選択した。

【００１０】図１を参照すると、開フレーム門形プロー
ブ探査システム（以下、プローバ・システムと呼称す
る）１０に４つの独立の門形構造１２が含まれ、この門
形構造のそれぞれに、ＸＹステージとしての機能が含ま
れる。上側門形構造１２−１および１２−２は、試験さ
れる製品（図示せず）の上面に沿って使用するためのプ
ローブを担持し、下側門形構造１２−３および１２−４
は、試験される製品の下面に沿って使用するためのプロ
ーブを担持する。フレーム１４には、２つの上側花こう
岩けた２０−１および２０−２と、２つの下側花こう岩
けた２０−３および２０−４が含まれる。リニア・ベア
リング・レール（以下、レールと呼称する）２２と、リ
ニア・モーター磁石チャネル２４が、各花こう岩けた２
０に取り付けられる。エンコーダ・スケール２６が、上
側花こう岩けた２０−１と下側花こう岩けた２０−３に
取り付けられる。門形構造１２のそれぞれの両端には、
対応するリニア・モーター磁石チャネル２４内で動作す
るリニア・モーター・コイル２８と、対応するレール２
２と係合する１対の循環式ボール・ベアリング（以下、
ベアリングと呼称する）３０が含まれる。門形構造１２
のそれぞれの１端には、さらに、対応するエンコーダ・
スケール２６と非常に接近して担持されるエンコーダ読
取ヘッド３２が含まれる。

【００１１】プローバ・システム１０の上部と下部のそ
れぞれで、Ｘ軸は、花こう岩けた２０の上を門形構造１
２が移動できるように花こう岩けた２０が延びる方向に
よって定義される。したがって、このシステムの上部の
Ｘ軸は、上側花こう岩けた２０−１および２０−２によ
って、矢印３３によって示される向きにあると定義さ
れ、このシステムの下部のＸ軸は、下側花こう岩けた２
０−３および２０−４によって、矢印３４によって示さ
れる向きにあると定義される。

【００１２】図２を参照すると、門形構造１２のそれぞ
れの上で、Ｙ方向のプローブ移動が、リニア・モーター
磁石チャネル４２（以下、磁石チャネルと呼称する）内
に延びるリニア・モーター・コイル２８の制御下で、キ
ャリッジ・レール３８に沿ったキャリッジ３６の移動を
介して独立に導出される。磁石チャネル４２には、その
両側に、永久磁石４４の列が含まれ、この永久磁石は、
それぞれの端で極性が交替するように配置されている。
キャリッジ３６は、アルミ押出し材の形式であり、ほぼ
正方形の構成で取り付けられる低摩擦循環式ベアリング
を用いてキャリッジ・レール３８上を走る。門形構造１
２上でのキャリッジ３６の位置は、門形構造１２内に取
り付けられたエンコーダ・スケール４５に非常に接近し
て移動するようにキャリッジ３６に取り付けられたエン
コーダ読取ヘッド（図示せず）によって追跡される。

【００１３】門形構造１２のそれぞれの中央部分４３
は、たとえば米国ニューヨーク州HauppageのAnorad Cor
poration社から入手可能なAnorad LW-10ステージを含
め、このステージの両端に修正を加えて、リニア・モー
ター・コイル２８、ベアリング３０およびエンコーダ読
取ヘッド３２など、門形構造１２全体の移動に関連する
さまざまな機構を設けたものとすることができる。した
がって、リニア・モーター・コイル２８および磁石チャ
ネル４２を含むリニア・モーター、ケーブリング・リミ
ットおよび止めは、中央部分４３を形成するステージの
一体化された部分として設けられる。

【００１４】もう一度図１を参照すると、４本の花こう
岩けた２０が一緒になって、箱構造の４つの側面として
フレーム１４を形成する。Ｕ字形の金属の支持板４６
が、上側花こう岩けた２０−１および２０−２の対と下
側花こう岩けた２０−３および２０−４の対の間に締結
されて、試験される製品のための支持を提供する。花こ
う岩けた２０と支持板４６は、各頂点で、それらを通っ
て延びて最大の剛性をもたらす圧縮ボルト・アセンブリ
４８によって取り付けられ、さらに、追加の圧縮ボルト
・アセンブリ４９が、中間の位置で花こう岩けた２０を
支持板４６に取り付ける。この配置によって、開口構成
内で全方向での機械的支持がもたらされ、クリティカル
な構成要素のすべてを簡単にアクセスでき、製品を試験
位置で見ることができる。

【００１５】リニア・モーター・コイル２８などの門形
構造駆動機構の個々の構成要素は、リニア・モーター・
コイル４０などの対応するキャリッジ駆動部品と類似の
タイプとすることができるが、門形構造１２の質量と長
さのため、また、駆動部品が、門形構造が移動される方
向に、門形構造の中央から延びることは望ましくないの
で、別々のリニア・モーター・コイル２８を、門形構造
１２の両端で駆動する。しかし、エンコーダ読取ヘッド
３２は、門形構造１２のそれぞれに１つだけあれば十分
である。さらに、上側門形構造１２−１および１２−２
のエンコーダ読取ヘッド３２の両方が、上側花こう岩け
た２０−１上の同一のエンコーダ・スケール２６を使用
し、下側門形構造１２−３および１２−４のエンコーダ
読取ヘッド３２の両方が、下側花こう岩けた２０−３上
の同一のエンコーダ・スケール２６を使用する。

【００１６】図３は、関連するレール２２と共にベアリ
ング３０のうちの１つの立面横断面を示す図である。ベ
アリング３０には、４本の溝４７が含まれ、この溝の中
で、玉４７'がレール上のベアリングの移動に伴って循
環する。レール２２には、玉４７'が転がる４本の縦に
延びる溝５０が含まれる。この種のリニア運動支持シス
テムは、ＬＭシステムとして東京都品川区上大崎３−６
−４のテイエチケー株式会社から入手可能である。

【００１７】図４は、４つのキャリッジ３６（図１およ
び図２に図示）のそれぞれに担持されるプローブ・アセ
ンブリ５６と、それに関連するプローブ・キャリア５８
の分解図である。この図では、下から見た時の、上側門
形構造１２−１または１２−２の上側キャリッジへ取り
付けるための向きの構造の例が具体的に示されている。
プローブ・アセンブリ５６は、矢印５９の方向に移動し
て、プローブ・チップ６０を試験回路上の１点と接触さ
せる。個々の点を調べた後に、プローブ・アセンブリ５
６を、矢印５９と反対の向きに移動して、プローブ・チ
ップ６０を試験回路と接触しない状態にする。この移動
は、プローブ・アセンブリ５６のサファイア・シャフト
６２が、プローブ・キャリア５８のエア・ベアリング６
４内でスライドする際に発生する。プローブ・アセンブ
リ５６の移動は、中央ポスト６８として形成された永久
磁石の上に延びるコイル６６に電流が印加される際に発
生する。プローブ・キャリア５８内でのプローブ・アセ
ンブリ５６の位置は、スライディング・コア７１と共に
動作するＬＶＤＴ変換器７０などの変位変換器によって
感知される。プローブ・チップ６０とコイル６６への電
気接続は、フレキシブル・ケーブル７２を介して行われ
る。

【００１８】図５の前面立面図を参照すると、下側花こ
う岩けた２０−３および２０−４は、床面（図示せず）
から便利な高さにプローバ・システム１０を保持するた
めに４本の角の脚７４が下向きに延びている、基礎構造
７６のテーブル板７３の上に乗っている。テーブル板７
３には、花こう岩けた２０の箱構造によって設けられる
穴と位置合せされた中央アパーチャ（図示せず）が含ま
れることが好ましい。

【００１９】試験回路キャリア（以下、キャリアと呼称
する）７８が、支持板４６の開いたスロット８０内で移
動するようにスライド可能に取り付けられる。案内ロッ
ド８２が、スロット８０の１側面に沿って延びて、キャ
リア７８を手動で移動する時の経路をもたらす。キャリ
ア７８の対応する端には、案内ロッド８２に係合する、
軸方向に位置合せされた１対のベアリング８４が含まれ
る。キャリア７８の反対の端には、シャフト８８上に回
転可能に取り付けられたローラー８６が含まれる。した
がって、キャリア７８が内側または外側へスライドされ
る時、ベアリング８４は案内ロッド８２上をスライド
し、ローラー８６は支持板４６の隣接表面上を転がる。
キャリア７８は、その移動をもたらす案内構造と共に、
Ｕ字形の支持板４６の厚さの中の空間におさまる。この
配置を用いると、花こう岩けた２０を支持板４６の上下
に直接に置けるようになり、門形構造１２およびプロー
ブの妨げられない移動が可能になる。

【００２０】図６の平面図を参照すると、キャリア７８
には、さらに、試験処理を開始するために回路基板９２
がその中に置かれる、中央アパーチャ９０が含まれる。
複数のレッジ９４が、キャリア７８の下側表面に沿って
中央アパーチャ９０内に突き出す。また、クランプ手段
９６を設けて、試験処理中に中央アパーチャ９０内の定
位置に試験回路基板９２をしっかり保持することができ
る。

【００２１】もう一度図５を参照すると、上側門形構造
１２−１および１２−２のプローブ・キャリア５８を垂
直のＺ方向に移動するために、マクロＺ駆動機能が設け
られている。この機能は、プローバ・システム１０で試
験される回路基板９２の間の相違を補償するために使用
される。回路基板９２は、すべてが中央アパーチャ９０
内でレッジ９４に下側表面を乗せた状態で据え付けられ
るので、下側門形構造１２−３および１２−４のプロー
ブ・キャリア５８に関してはこの種の補償は必要ない。
したがって、上側門形構造１２−１および１２−２のそ
れぞれの上で、プローブ・キャリア５８がマクロＺステ
ージ１００に取り付けられ、マクロＺステージは、キャ
リッジ３６から下向きに延びる４本のポスト１０２上で
スライドする。キャリッジ３６に取り付けられたＺ駆動
モーター１０４が、マクロＺステージ１００の隣接する
下側表面１０７に係合するカム１０６を回して、マクロ
Ｚステージ１００の垂直位置を決定する。

【００２２】図５および図６を参照すると、テレビジョ
ン・カメラ・アセンブリ１１０も、キャリッジ３６上に
置かれ、たとえば回路基板９２の特徴やキャリア７８の
特徴を眺める手段を提供する。キャリア７８のテレビジ
ョン・カメラ・アセンブリ１１０と同一側面上で動作す
る両方のプローブ・チップ６０によって、キャリア７８
の基準面１１２に置かれる基準マークを使用して、他の
特徴に関するそれらのプローブ・チップのそれぞれの位
置を決定することができる。このようなカメラ・アセン
ブリを２台設けて、この較正処理のためにキャリア７８
の上側と下側を眺めることが好ましい。

【００２３】回路試験処理は、操作員がキャリア７８を
外側に引き出して、試験しようとする回路基板９２を中
央アパーチャ９０内に挿入する時に始まる。キャリア７
８を引き出せる距離は、ベアリング８４が案内ロッド８
２上でスライドすることのできる距離によって制限され
る。キャリア７８がこうして完全に外に引き出された時
に、中央アパーチャ９０が、プローバ・システム１０の
他の構造に遮られない位置に移動される。キャリア７８
は、内側に戻された時に、停止面に当たって保持され、
回路試験処理中にそれ以上移動しなくなる。その後、４
つの門形構造１２を、それぞれに関連するリニア・モー
ター・コイル２８に電流を印加することによって移動
し、４つのプローブ・キャリア５８も、それぞれのリニ
ア・モーター・コイル４０に電流を印加することによっ
て移動して、さまざまな手順を実行する。これらの移動
中に、門形構造１２の位置が、対応するエンコーダ・ス
ケール２６に非常に接近して移動するエンコーダ読取ヘ
ッド３２からの出力信号によって追跡され、キャリッジ
３６の位置が、対応するエンコーダ・スケール２６に非
常に接近して移動する、キャリッジに取り付けられたエ
ンコーダ読取ヘッド（図示せず）からの出力によって追
跡される。これらの手順の最初は、回路基板９２の上面
および下面に対するプローバ・システム１０の較正とす
ることができる。その後に４つのプローブ・チップ６０
と回路基板９２上の特定の位置との間で物理的な接触が
確立される際に、プローブ・チップ６０に電気的に接続
されたさまざまな回路を使用して、この回路基板９２上
のトレースまたは回路のさまざまな電気特性を判定す
る。各コイル６６によってもたらされる移動を使用し
て、各プローブ・チップ６０と回路基板９２の間の物理
的な接触を確立し、接触を絶つ。これらの手順が完了し
た時、操作員は、キャリア７８を外に引き出して、回路
基板９２を取り外す。

【００２４】花こう岩けた２０の箱形構造は、それを介
してプローバ・システム１０のさまざまな構成要素を眺
め、サービスすることのできる開かれた中心を提供す
る。門形構造１２をこの中心の中に移動して、その構成
要素のサービスを簡単にすることができる。特に重要な
のは、上側門形構造１２−１または１２−２に取り付け
られたプローブ・アセンブリ５６の下の区域もしくは下
側門形構造１２−３または１２−４に取り付けられたプ
ローブ・アセンブリ５６の上の区域に触れることが可能
であることである。これらのプローブ・アセンブリ５６
は、そのプローブ・チップ６０が摩耗したり損傷を受け
た時に、交換または修理のために取り外さなければなら
ない。さらに、回路基板９２は、その試験位置で完全に
可視である。

【００２５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００２６】（１）回路基板受けスロットを有する支持
構造と、回路基板の第１側面を第１方向に露出し、前記
第１側面と対向する前記回路基板の第２側面を第２方向
に露出した状態で、前記回路基板受けスロット内に前記
回路基板を保持するための回路基板保持手段と、前記支
持構造に締結されてそこから前記第１方向に延びる、前
記回路基板受けスロットの第１側面に沿って延びる第１
レール構造と、前記第１レール構造と平行に延び、前記
支持構造に締結されてそこから前記第１方向に延びる、
前記回路基板受けスロットの前記第１側面と対向する側
面に沿って延びる第２レール構造と、前記支持構造に締
結されてそこから前記第２方向に延びる、前記基板受け
スロットの第２側面に沿って延びる第３レール構造と、
前記支持構造に締結されてそこから前記第２方向に延び
る、前記第３レール構造と平行に延びる第４レール構造
と、前記第１および第２のレール構造の間でこれらに沿
って移動可能な第１門形構造と、前記第３および第４の
レール構造の間でこれらに沿って移動可能な第２門形構
造と、前記第１および第２の門形構造を移動するための
門駆動手段と、前記回路基板保持手段内に保持された前
記回路基板に向かって前後に移動するため、前記第１お
よび第２の門形構造のそれぞれに取り付けられたプロー
ブとを含む、試験中の前記回路基板の対向する側面に沿
ってプローブ探査装置を移動する装置。 （２）前記装置がさらに、前記門形構造のそれぞれに沿
って移動可能なキャリッジと、前記門形構造に沿って前
記キャリッジを移動するためのキャリッジ駆動手段とを
含み、前記プローブのそれぞれが、前記キャリッジ上で
移動可能に取り付けられることを特徴とする、上記
（１）の装置。 （３）前記第３レール構造が、前記第１レール構造に対
して垂直の方向に延び、前記レール構造が、互いに締結
されて中央開口を囲む長方形フレームを形成することを
特徴とする、上記（１）の装置。 （４）前記レール構造のそれぞれが、花こう岩構造部分
と鋼鉄レール部分とを含み、前記門形構造のそれぞれ
が、各端部に、隣接する前記レール部分と係合するベア
リングを含むことを特徴とする、上記（３）の装置。 （５）前記門駆動手段が、前記鋼鉄レール部分に平行
に、前記レール構造のそれぞれに沿って延びるリニア・
モーター磁石チャネルと、前記第１および第２のレール
構造に沿って延びる隣接するリニア・モーター磁石チャ
ネル内を移動する、前記第１門形構造の各端部から延び
るリニア・モーター・コイルと、前記第３および第４の
レール構造に沿って延びる隣接するリニア・モーター磁
石チャネル内を移動する、前記第２門形構造の各端部か
ら延びるリニア・モーター・コイルと、前記第１レール
構造上の前記鋼鉄レール部分に平行に、前記第１レール
構造に沿って延びる第１エンコーダ・スケールと、前記
第３レール構造上の前記鋼鉄レール部分に平行に、前記
第３レール構造に沿って延びる第２エンコーダ・スケー
ルと、前記第１エンコーダ・スケールに近接して移動す
るため前記第１門形構造に取り付けられた第１エンコー
ダ読取ヘッドと、前記第２エンコーダ・スケールに近接
して移動するため前記第２門形構造に取り付けられた第
２エンコーダ読取ヘッドとを含むことを特徴とする、上
記（４）の装置。 （６）前記第１および第２のレール構造の間でこれらに
沿って移動可能な第３門形構造と、前記第３および第４
のレール構造の間でこれらに沿って移動可能な第４門形
構造と、前記回路基板保持手段内に保持された回路基板
に向かって前後に移動するため、前記第３および第４の
門形構造のそれぞれに取り付けられたプローブと、前記
第１および第２のレール構造に沿って延びる隣接するリ
ニア・モーター磁石チャネル内で移動する、前記第３門
形構造の各端部から延びるリニア・モーター・コイル
と、前記第３および第４のレール構造に沿って延びる隣
接するリニア・モーター磁石チャネル内で移動する、前
記第４門形構造の各端部から延びるリニア・モーター・
コイルと、前記第１エンコーダ・スケールに近接して移
動するため前記第３門形構造に取り付けられた第３エン
コーダ読取ヘッドと、前記第２エンコーダ・スケールに
近接して移動するため前記第４門形構造に取り付けられ
た第４エンコーダ読取ヘッドとをさらに含む、上記
（５）の装置。 （７）前記装置がさらに、前記門形構造のそれぞれに沿
って移動可能なキャリッジと、前記門形構造に沿って前
記キャリッジを移動するためのキャリッジ駆動手段とを
含み、前記プローブのそれぞれが、前記キャリッジ上で
移動可能に取り付けられることを特徴とする、上記
（６）の装置。 （８）前記回路基板保持手段が、前記回路基板を前記長
方形フレームの外側で回路基板キャリアにロードするこ
とのできる第１位置と、前記回路基板が前記中央開口内
で保持される第２位置との間で、前記回路基板受けスロ
ット内でスライドするように取り付けられた前記回路基
板キャリアを含むことを特徴とする、上記（３）の装
置。 （９）回路基板の第１側面を第１方向に露出し、その第
２側面を第２方向に露出した状態で前記回路基板を試験
位置に保持する回路基板ホルダと、試験位置にある前記
回路基板を超えて前記第１方向に延びる第１および第２
のレール構造を含み、さらに、試験位置にある前記回路
基板を超えて前記第２方向に延びる第３および第４のレ
ール構造を含み、前記第２レール構造が前記第１レール
構造と平行であり、前記第４レール構造が前記第３レー
ル構造と平行である、前記試験位置にある前記回路基板
の回りに延びる開フレームと、前記第１および第２のレ
ール構造の間でこれらに沿って移動可能な第１門形構造
と、前記第３および第４のレール構造の間でこれらに沿
って移動可能な第２門形構造と、前記回路基板ホルダ内
に保持された前記回路基板の前記第１側面に沿って前記
第１門形構造を移動するための第１門駆動手段と、前記
回路基板ホルダ内に保持された前記回路基板の前記第２
側面に沿って前記第２門形構造を移動するための第２門
駆動手段と、前記回路基板ホルダ内に保持された前記回
路基板に向かって前後に移動するため前記第１および第
２の門形構造のそれぞれに取り付けられたプローブとを
含む、試験中の前記回路基板の対向する側面に沿ってプ
ローブ探査装置を移動する装置。 （１０）前記第３レール構造が、前記第１レール構造に
対して垂直に横たわることを特徴とする、上記（９）の
装置。 （１１）前記レール構造のそれぞれが、花こう岩構造部
分とレール部分とを含み、前記第１および第２の門形構
造のそれぞれが、各端部に、隣接する前記レール部分上
で移動するベアリングを含み、前記第１および第２のレ
ール構造内の前記花こう岩構造部分が、その角で、前記
第３および第４のレール構造内の前記花こう岩構造部分
に取り付けられることを特徴とする、上記（１０）の装
置。 （１２）前記第１および第２のレール構造内の前記花こ
う岩構造部分が、圧縮ボルト・アセンブリによって前記
第３および第４のレール構造内の前記花こう岩構造部分
に取り付けられることを特徴とする、上記（１１）の装
置。 （１３）前記第１門駆動手段が、前記第１および第２の
レール構造に沿って延びる第１リニア・モーター磁石チ
ャネルと、前記第１リニア・モーター磁石チャネル内で
移動するため前記第１門形構造から延びる第１リニア・
モーター磁石コイルとを含み、前記第２門駆動手段が、
前記第３および第４のレール構造に沿って延びる第２リ
ニア・モーター磁石チャネルと、前記第２モーター磁石
チャネル内で移動するため前記第２門形構造から延びる
第２リニア・モーター磁石コイルとを含むことを特徴と
する、上記（１０）の装置。 （１４）前記第１および第２のレール構造の間でこれら
に沿って移動可能な第３門形構造と、前記第３および第
４のレール構造の間でこれらに沿って移動可能な第４門
形構造と、前記第１リニア・モーター磁石チャネル内で
移動するため前記第３門形構造から延びる第３リニア・
モーター磁石コイルを含む、前記回路基板ホルダ内に保
持された前記回路基板の前記第１側面に沿って前記第３
門形構造を移動するための第３門駆動手段と前記第２リ
ニア・モーター磁石チャネル内で移動するため前記第４
門形構造から延びる第４リニア・モーター磁石コイルを
含む、前記回路基板ホルダ内に保持された前記回路基板
の前記第２側面に沿って前記第４門形構造を移動するた
めの第４門駆動手段と前記回路基板保持手段内に保持さ
れた回路基板に向かって前後に移動するため、前記第３
および第４の門形構造のそれぞれに取り付けられたプロ
ーブと、をさらに含む、上記（１３）の装置。 （１５）前記門形構造のそれぞれが、その上で移動する
ように取り付けられたキャリッジを含み、前記プローブ
のそれぞれが、隣接する前記キャリッジ上に取り付けら
れることを特徴とする、上記（１４）の装置。 （１６）前記回路基板ホルダが、キャリア・スロットを
含み、その第１側面上の前記第１および第２のレール構
造と、その第２側面上の前記第３および前記第４のレー
ル構造との間で延びる、支持板と、回路基板アパーチャ
を含み、前記回路基板を前記開フレームの外側で前記回
路基板アパーチャに挿入またはそこから取り除くことの
できる第１位置と、前記回路基板が前記開フレーム内で
保持される第２位置との間でスライドするように、前記
キャリア・スロット内に取り付けられた、回路基板キャ
リアとを含むことを特徴とする、上記（１０）の装置。 （１７）回路基板を試験位置に保持するための回路基板
保持手段と、前記試験位置にある前記回路基板を囲み、
前記回路基板の第１側面に隣接する第１アパーチャと、
前記回路基板の第２側面に隣接する第２アパーチャとを
含み、さらに、前記第１アパーチャの外側に延びる第１
レールと、前記第２アパーチャの外側に延びる第２レー
ルとを含む、フレームと、前記第１レールの間に延び、
前記第１レールと係合し、前記第１レールに沿って駆動
される、第１門形構造と、前記第２レールの間に延び、
前記第２レールと係合し、前記第２レールに沿って駆動
される、第２門形構造と、前記第１門形構造が駆動され
る方向と垂直の方向に、前記第１門形構造に沿って駆動
される第１キャリッジと、前記第２門形構造が駆動され
る方向と垂直の方向に、前記第２門形構造に沿って駆動
される第２キャリッジと、前記第１キャリッジに取り付
けられた第１試験プローブと、前記第２キャリッジに取
り付けられた第２試験プローブとを含む、試験中の前記
回路基板の両側面に沿ってプローブ探査装置を移動する
ための装置。 （１８）前記第２レールが、前記第１レールに対して垂
直に延びることを特徴とする、上記（１７）の装置。 （１９）前記第１レールの間に延び、前記第１レールと
係合し、前記第１レールに沿って駆動される、第３門形
構造と、前記第２レールの間に延び、前記第２レールと
係合し、前記第２レールに沿って駆動される、第４門形
構造と、前記第１門形構造が駆動される方向と垂直の方
向に、前記第３門形構造に沿って駆動される第３キャリ
ッジと、前記第２門形構造が駆動される方向と垂直の方
向に、前記第４門形構造に沿って駆動される第４キャリ
ッジと、前記第３キャリッジに取り付けられた第３試験
プローブと、前記第４キャリッジに取り付けられた第４
試験プローブとをさらに含む、上記（１８）の装置。 （２０）前記回路基板保持手段内に保持された前記回路
基板の隣接する表面と係合するように前記試験プローブ
のそれぞれを駆動するためのプローブ係合手段と、前記
回路基板保持手段内のレッジに対して前記回路基板の前
記第２側面を保持するための手段と、前記第１試験プロ
ーブと前記回路基板の前記第１側面との間のオフセット
距離および前記第３試験プローブと前記回路基板の前記
第１側面との間のオフセット距離を調節するためのマク
ロ駆動手段とをさらに含む、上記（１９）の装置。

【００２７】

【発明の効果】したがって、花こう岩けた２０と支持板
４６と圧縮ボルト・アセンブリ４８および４９によって
形成されるフレーム１４は、開構造であり、門形構造１
２が支持され駆動される側面に沿って特定の剛性を提供
する。回路基板９２の対向する側面での門形キャリッジ
の移動方向が垂直になるように選択したので、花こう岩
けた２０のそれぞれが門形支持のレールとしても、フレ
ーム１４の構造部材としても機能することができるとい
う点で、構成上の利益がもたらされる。

【００２８】回路基板９２の各側面で２つの門形構造１
２を使用する構成を説明したが、その代わりに、単一の
門形構造や３つ以上の門形構造をこの形で使用できるこ
とが理解される。垂直方向の門移動を選択したことで、
上述の構成上の利益がもたらされるが、回路基板９２の
１側面上でレール機能を提供する２つの追加の花こう岩
けたを有する、本発明に従って製造されたプローバ・シ
ステムによって、回路基板９２の各側面で平行な向きの
移動を実現することも可能であることが理解される。し
たがって、ある程度具体的に本発明の好ましい形態また
は実施例において本発明を説明してきたが、この説明
は、例としてのみ与えられたものであり、本発明の主旨
および範囲から逸脱せずに、部品の組合せおよび配置を
含めて、構成、製造および使用の詳細に多数の変更を行
えることが理解される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って作られた開フレーム門形プロー
ブ探査システムの主要構成要素を示す、分解図である。

【図２】上から眺めた下側門を詳しく示す、図１のプロ
ーブ探査システムの門形構造の１つを示す図である。

【図３】図２の門形構造のベアリングのうちの１つの立
体横断面図である。

【図４】下から眺めた上側プローブを示す、図１のプロ
ーブ探査システムのプローブ・アセンブリと関連キャリ
アの分解等角図である。

【図５】図１のプローブ探査システムの正面立面図であ
る。

【図６】図１のプローブ探査システムの平面図である。

【符号の説明】

１０ 開フレーム門形プローブ探査システム（プローバ
・システム） １２ 門形構造 １４ フレーム ２２ リニア・ベアリング・レール（レール） ２４ リニア・モーター磁石チャネル ２６ エンコーダ・スケール ２８ リニア・モーター・コイル ３０ 循環式ボール・ベアリング（ベアリング） ３２ エンコーダ読取ヘッド ３６ キャリッジ ３８ キャリッジ・レール ４２ リニア・モーター磁石チャネル（磁石チャネル） ４６ 支持板 ５６ プローブ・アセンブリ ５８ プローブ・キャリア ６０ プローブ・チップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジアン＝チャン・ロー アメリカ合衆国33462 フロリダ州ラン タナ パックスフォード・レーン 28 (72)発明者 ミカエル・セルベディオ アメリカ合衆国33428 フロリダ州ボ カ・ラトン リトル・ベア・レーン 21682

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試験中の回路基板の対向する側面に沿って
   プローブ探査装置を移動するための装置であって、 回路基板を受けるための開口（８０）を有する支持構造
   （４６）と、 回路基板を、第１方向（３３）に略平行な該基板の第１
   側面と、第２方向（３４）に略平行な該基板の第２側面
   とで、前記開口内に保持するための回路基板保持手段
   （７８）と、 前記支持構造に締結されてそこから前記第１方向に延
   び、さらに前記回路基板の第１側面に沿って延びる第１
   レール構造（２０−１）と、 前記回路基板の第１側面に平行しかつ対向する側面に沿
   って延び、前記第１レール構造と平行であり、さらに前
   記支持構造に締結されてそこから前記第１方向に延びる
   第２レール構造（２０−２）と、 前記支持構造に締結されてそこから前記第２方向に延
   び、さらに前記回路基板の第２側面に沿って延びる第３
   レール構造（２０−３）と、 前記回路基板の第２側面に平行しかつ対向する側面に沿
   って延び、前記第３レール構造と平行であり、さらに前
   記支持構造に締結されてそこから前記第２方向に延びる
   第４レール構造（２０−４）と、 前記第１レール構造に沿って移動可能な第１ベアリング
   構造（３０）と、前記第２レール構造に沿って移動可能
   な第２ベアリング構造（３０）とを有し、前記第１およ
   び第２のベアリング構造の間が連結され、さらに前記開
   口近傍において該開口を横切るように配置されている、
   前記第１および第２のレール構造に沿って移動可能な第
   １門形構造（１２−１）と、 前記第３レール構造に沿って移動可能な第３ベアリング
   構造（３０）と、前記第４レール構造に沿って移動可能
   な第４ベアリング構造（３０）とを有し、前記第３およ
   び第４のベアリング構造の間が連結され、さらに前記開
   口近傍において該開口を横切るように配置されている、
   前記第３および第４のレール構造に沿って移動可能な第
   ２門形構造（１２−３）と、 前記第１および第２の門形構造を移動させるための門駆
   動手段（２８）と、 前記第１および第２の門形構造のそれぞれに取り付けら
   れ、前記回路基板保持手段内に保持された回路基板に向
   かって前後方向に移動可能なプローブ（５６、５８）
   と、 を含む装置。
2. 【請求項２】さらに、前記門形構造のそれぞれに沿って
   移動可能なキャリッジ（３６）と、前記門形構造に沿っ
   て前記キャリッジを移動するためのキャリッジ駆動手段
   （２８、４２）とを含み、 前記プローブのそれぞれが、前記キャリッジ上で移動可
   能に取り付けられることを特徴とする、請求項１の装
   置。
3. 【請求項３】前記第３レール構造が、前記第１レール構
   造に対して垂直の方向に延び、 さらに、前記第１と第２のレール構造が互いに締結され
   て中央開口を囲む長方形フレームを形成し、前記第３と
   第４のレール構造が互いに締結されて中央開口を囲む長
   方形フレームを形成することを特徴とする、請求項１の
   装置。
4. 【請求項４】前記レール構造のそれぞれが、支持構造上
   に設けられた花こう岩構造部分（２０）と鋼鉄レール部
   分（２２）とを含み、 前記門形構造のベアリング構造のそれぞれが、隣接する
   前記鋼鉄レール部分と係合することを特徴とする、請求
   項３の装置。
5. 【請求項５】前記門駆動手段が、 前記鋼鉄レール部分に平行に、前記レール構造のそれぞ
   れに沿って延びるリニア・モーター磁石チャネル（２
   ４）と、 前記第１および第２のレール構造に沿って延びる隣接す
   るリニア・モーター磁石チャネル内を移動する、前記第
   １門形構造の各端部から延びるリニア・モーター・コイ
   ル（２８）と、 前記第３および第４のレール構造に沿って延びる隣接す
   るリニア・モーター磁石チャネル内を移動する、前記第
   ２門形構造の各端部から延びるリニア・モーター・コイ
   ルと、 前記第１レール構造上の前記鋼鉄レール部分に平行に、
   前記第１レール構造に沿って延びる第１エンコーダ・ス
   ケール（２６）と、 前記第３レール構造上の前記鋼鉄レール部分に平行に、
   前記第３レール構造に沿って延びる第２エンコーダ・ス
   ケールと、 前記第１門形構造に取り付けられ、前記第１エンコーダ
   ・スケールに近接して移動可能な第１エンコーダ読取ヘ
   ッド（３２）と、 前記第２門形構造に取り付けられ、前記第２エンコーダ
   ・スケールに近接して移動可能な第２エンコーダ読取ヘ
   ッドとを含むことを特徴とする、請求項４の装置。
6. 【請求項６】前記第１および第２のレール構造の間でこ
   れらに沿って移動可能な第３門形構造（１２−２）と、 前記第３および第４のレール構造の間でこれらに沿って
   移動可能な第４門形構造（１２−４）と、 前記回路基板保持手段内に保持された回路基板に向かっ
   て前後に移動するため、前記第３および第４の門形構造
   のそれぞれに取り付けられたプローブと、 前記第１および第２のレール構造に沿って延びる隣接す
   るリニア・モーター磁石チャネル内で移動する、前記第
   ３門形構造の各端部から延びるリニア・モーター・コイ
   ルと、 前記第３および第４のレール構造に沿って延びる隣接す
   るリニア・モーター磁石チャネル内で移動する、前記第
   ４門形構造の各端部から延びるリニア・モーター・コイ
   ルと、 前記第３門形構造に取り付けられ、前記第１エンコーダ
   ・スケールに近接して移動可能な第３エンコーダ読取ヘ
   ッドと、 前記第４門形構造に取り付けられ、前記第２エンコーダ
   ・スケールに近接して移動可能な第４エンコーダ読取ヘ
   ッドとをさらに含む、請求項５の装置。
7. 【請求項７】前記装置がさらに、前記門形構造のそれぞ
   れに沿って移動可能なキャリッジ（３６）と、前記門形
   構造に沿って前記キャリッジを移動するためのキャリッ
   ジ駆動手段（２８、４２）とを含み、 前記プローブのそれぞれが、前記キャリッジ上で移動可
   能に取り付けられることを特徴とする、請求項６の装
   置。
8. 【請求項８】前記回路基板保持手段が、前記回路基板を
   前記長方形フレームの外側で回路基板キャリアにロード
   することのできる第１位置と、前記回路基板が前記中央
   開口内で保持される第２位置との間で、前記回路基板受
   けスロット内でスライドするように取り付けられた前記
   回路基板キャリアを含むことを特徴とする、請求項３の
   装置。
9. 【請求項９】試験中の回路基板の上面及び下面に沿って
   プローブ探査装置を移動するための装置であって、 回路基板を試験位置に保持するための回路基板保持手段
   （７８）と、 前記試験位置にある前記回路基板を囲み、前記回路基板
   の上面に隣接する第１アパーチャ（９０）と、前記回路
   基板の下面に隣接する第２アパーチャ（９０）とを含
   み、さらに、前記第１アパーチャの外側に延びる２つの
   対向した第１及び第２のレール（２０−１、２０−２）
   と、前記第２アパーチャの外側に延びる２つの対向した
   第３及び第４のレール（２０−３、２０−４）とを含
   む、フレーム（４６）と、 前記第１及び第２のレールの間に延び、前記第１及び第
   ２のレールと係合し、前記第１及び第２のレールに沿っ
   て駆動される、第１門形構造（１２−１）と、 前記第３及び第４のレールの間に延び、前記第３及び第
   ４のレールと係合し、前記第３及び第４のレールに沿っ
   て駆動される、第２門形構造（１２−３）と、 前記第１門形構造が駆動される方向と垂直の方向に、前
   記第１門形構造に沿って駆動される第１キャリッジ（３
   ６）と、 前記第２門形構造が駆動される方向と垂直の方向に、前
   記第２門形構造に沿って駆動される第２キャリッジ（３
   ６）と、 前記第１キャリッジに取り付けられた第１試験プローブ
   （５６、５８）と、 前記第２キャリッジに取り付けられた第２試験プローブ
   （５６、５８）とを含む、装置。