JP4233904B2 - 基板検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板上の一面に形成された複数の導体パターンに接触して各導体パターンを互いに電気的に短絡するための検査用短絡シートを備えた基板検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばベアチップを実装可能な回路基板として、図6に示す多層構造の回路基板Pが従来から知られている。この回路基板Pは、同図に示すように、ワイヤボンディングやバンプ接続によってベアチップの接続端子に接続される導体パターン51,51・・がその表面Pa側(同図では下面側)に例えば0.1mm程度のピッチで形成され、導体パターン52,52・・が裏面Pb側(同図では上面側)に例えば1.27mm程度のピッチで形成されて構成されている。この場合、各導体パターン51,52は、スルーホールなどの内部接続パターン53,53・・を介して互いに電気的に接続されている。また、導体パターン51,52の周囲には、絶縁用のレジスト54,54・・が形成されている。
【0003】
一方、この種の回路基板を検査するための基板検査装置として、出願人は、特開2000−193705号公報において、回路基板検査装置(1)を開示している。この回路基板検査装置は、裏面側ユニット(2)、表面側ユニット(3)および制御部(4)などを備え、回路基板Pにおける導体パターン51,51・・および導体パターン52,52・・の間の導通検査(内部接続パターン53,53・・の導通検査)を実行可能に構成されている。この場合、裏面側ユニットは、プローブ(12)が配設されたプローブ保持盤(11)、保持用孔(13a)が形成されて回路基板Pを保持する保持板(13)などを備えて構成されている。一方、表面側ユニットは、導電性ゴム製の板状の電極(27a)が配設された導通検査用治具(27)を回路基板Pに対してX−Y方向および上下方向に移動するX−Y移動機構(25)を備えている。制御部は、X−Y移動機構による導通検査用治具の移動を制御すると共に、回路基板Pについての良否判別処理などを実行する。
【0004】
この回路基板検査装置を用いて回路基板Pにおける内部接続パターン53,53・・の導通検査を行う際には、まず、裏面側ユニットにおける保持板の保持用孔に検査対象の回路基板Pを嵌入する。この際に、回路基板Pの裏面Pbにおける導体パターン52,52・・とプローブとが接触する。次に、制御部6が、X−Y移動機構に対して導通検査用治具を下動させる。この際に、導通検査用治具の電極が回路基板Pの表面Paにおける各導体パターン51,51・・に接触する。これにより、各導体パターン51,51・・が電極を介して互いに電気的に接続される。次いで、電極およびプローブを介して各導体パターン51,52間に検査用の電圧を印加する。この場合、内部接続パターン53が断線しているときには、その導体パターン51,52間に検査用電流が流れないため、その断線が検出される。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−193705号公報(第6−7頁)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この回路基板検査装置には、以下の解決すべき課題がある。すなわち、この回路基板検査装置では、導電性ゴムで形成された板状の電極(27a)を接触させることによって各導体パターン51,51・・を電気的に互いに接続している。この場合、図7に示すように、周囲に形成されたレジスト54の表面に対して導体パターン51の表面が奥まっているときには、電極が導体パターン51に対して接触不良の状態となる可能性がある。したがって、この回路基板検査装置には、電極(27a)と導体パターン51との接触不良に起因して、導体パターン51,52の間に電流が流れない結果、内部接続パターン53が正常であるにも拘わらず断線していると誤って判定されるおそれがあり、この点を改善するのが好ましい。
【0007】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、測定対象の回路基板に形成された各導体パターンを確実に短絡し得る検査用短絡シートを備えて信頼性の高い検査を実行可能な基板検査装置を提供することを主目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項1記載の基板検査装置は、導電性および弾性を有する細径の針状部材が導電性を有するシート状のベース部における一面からほぼ垂直方向に突出するように多数配設されて構成されると共に当該ベース部が導電性を有する繊維によって通気性を有する布状に形成されて、回路基板の一面に形成された複数の導体パターンに接触して当該各導体パターンを互いに電気的に短絡可能に形成された検査用短絡シートと、当該検査用短絡シートの一面側に載置された前記回路基板を当該検査用短絡シートを介して吸引することによって保持する基板載置台と、前記検査用短絡シートの前記一面側に載置された前記回路基板の他面に形成されている前記導体パターンに接触可能なプローブとを備え、前記検査用短絡シートおよび前記プローブの間に検査用電圧を印加して前記回路基板に形成されている前記各導体パターンについての電気的検査を実行可能に構成されている。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る基板検査装置の好適な実施の形態について説明する。なお、検査対象の一例である回路基板Pについては、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【0010】
最初に、基板検査装置1の構成について、図面を参照して説明する。
【0011】
基板検査装置1は、図1に示すように、基板載置台2、吸気ポンプ3、短絡シート4、移動機構5、制御部6、RAM7およびROM8を備えて構成されている。基板載置台2は、図2に示すように、全体として箱状に形成されると共に、その上面に短絡シート4および回路基板Pを嵌入可能な凹部2aが形成されている。また、基板載置台2は、複数の吸気口2b,2b・・が凹部2aの底面に形成されて構成されている。さらに、基板載置台2は、吸気口2cがその側面に形成されて構成されている。吸気ポンプ3は、図外の吸気パイプを介して基板載置台2の吸気口2cに連通されて、基板載置台2における内部空間Sの空気を吸入する。
【0012】
短絡シート(検査用短絡シート)4は、図3に示すように、数多くの接触針4b,4b・・がベース部4aにおける一面側からほぼ垂直方向(好ましくは垂直方向)に突出するように配設されて構成されている。この場合、ベース部4aは、直径が20μm程度の導電性を有する繊維(一例として、ステンレス繊維)で通気性および柔軟性を有する布状に形成(織成)されている。また、ベース部4aは、例えば回路基板Pとほぼ同じ大きさに形成されている。接触針4bは、本発明における針状部材に相当し、例えばベース部4aと同種の導電性および弾性を有する繊維(この例では、直径が20μm程度のステンレス繊維)で2mm程度の長さに形成されている。また、各接触針4b,4b・・は、回路基板Pにおける導体パターン51,51・・のピッチ(この場合0.1mm程度)よりも狭ピッチ(例えば50μm程度のピッチ)で配列されている。この場合、ベース部4aおよび接触針4b,4b・・がそれぞれ導電性を有する繊維で形成されているため、各接触針4b,4b・・は、ベース部4aを介して互いに電気的に接続されている。
【0013】
移動機構5は、制御部6の制御下で、図2に示すプローブ保持部5aおよびプローブ5bを基板載置台2に固定された回路基板Pに対してX−Y方向および上下方向(Z方向)に移動させて、回路基板Pの表面Pa(一面)における導体パターン51と接触針4bの先端部とが互いに接触するように短絡シート4上に載置された状態の回路基板Pの裏面Pb(他面)に形成されている導体パターン52にプローブ5bの先端部を接触させる。
【0014】
制御部6は、移動機構5によるプローブ5b(プローブ保持部5a)の移動、および吸気ポンプ3の駆動を制御する。また、制御部6は、短絡シート4およびプローブ5bを介して各導体パターン51,52の間に所定の検査用電圧(直流電圧または交流電圧)を印加して、各導体パターン51,52の間(各内部接続パターン53)に流れる電流の測定やその測定値に基づく回路基板Pの良否判別処理(導体パターン51,52についての電気的検査)などを実行する。RAM7は、制御部6によって測定された測定値を一時的に記憶する。ROM8は、制御部6の動作プログラムを記憶する。
【0015】
次に、基板検査装置1を用いた回路基板Pの検査方法について、図面を参照して説明する。
【0016】
まず、図2に示すように、基板載置台2における凹部2aの底部にベース部4aを下向きにして短絡シート4をセット(載置)する。次に、表面Paを下向きにして回路基板Pを短絡シート4の上に載置する。この際に、図4に示すように、回路基板Pにおけるレジスト54の下方に位置する接触針4b,4b・・は、レジスト54に当接して、その際に、回路基板Pの自重によって弾性変形する。一方、回路基板Pにおける導体パターン51の下方に位置する接触針4b,4b・・は、その先端部が導体パターン51に接触する。この場合、各接触針4b,4b・・がベース部4aを介して互いに電気的に接続されているため、各導体パターン51,51・・は、各接触針4b,4b・・およびベース部4aを介して互いに電気的に接続(短絡)される。
【0017】
次いで、制御部6が、吸気ポンプ3を作動させる。この際に、吸気ポンプ3によって基板載置台2における内部空間Sの空気が吸い出されて内部空間Sが負圧となるため、基板載置台2の外部の空気が吸気口2bから吸入される。この場合、ベース部4aが通気性を有する布状に形成されているため、回路基板Pとベース部4aとの間の空気が吸入される。このため、回路基板Pは、凹部2aの底部に吸引されて基板載置台2によって保持される。したがって、図5に示すように、短絡シート4の各接触針4b,4b・・は、回路基板Pの吸引によってさらに弾性変形する。この結果、導体パターン51の下側に位置する接触針4b,4b・・は、その先端部が導体パターン51によって押圧されてその導体パターン51に確実に接触する。
【0018】
続いて、制御部6は、移動機構5に対してプローブ保持部5aを移動させて、回路基板Pにおける1の導体パターン52にプローブ5bの先端部を接触させる。次に、制御部6は、短絡シート4およびプローブ5bを介して導体パターン51,52間に検査用電圧を印加すると共に、内部接続パターン53を流れる電流を測定してその測定値をRAM7に記憶させる。次に、制御部6は、移動機構5に対して、1の導体パターン52に隣接する他の導体パターン52にプローブ5bの先端部を接触させると共に、この導体パターン52に対応する内部接続パターン53を流れる電流値を測定して、その測定値をRAM7に記憶させる。以下、同様にして、制御部6は、各内部接続パターン53,53・・についての電流測定およびRAM7に対する測定値の記憶を実行する。次いで、全ての内部接続パターン53についての電流測定を終了した時点で、制御部6は、RAM7に記憶されている各測定値に基づいて回路基板Pの良否を判別する。この場合、いずれかの電流値が基準値(例えば10mA)以下(0Aまたはほぼ0A)のときには、その電流値に対応する内部接続パターン53が断線しているため、制御部6は、検査対象の回路基板Pを不良と判別する。一方、全ての測定値が基準値を超えるときには、制御部6は、回路基板Pを良好と判別する。
【0019】
続いて、検査が終了した際には、基板載置台2の凹部2aから回路基板Pを取り出す。この際に、回路基板Pによる加重が解除されるため、短絡シート4の接触針4bは、弾性変形した状態から、加重される以前の直立した状態に復帰する。したがって、短絡シート4を回路基板Pの検査に繰り返して使用したとしても、接触針4bは、変形することなく、その先端部が導体パターン51に確実に接触する。
【0020】
このように、この短絡シート4および基板検査装置1によれば、導電性および弾性を有する細径の接触針4bを導電性を有するシート状のベース部4aにおける一面からほぼ垂直方向に突出するように数多く配設したことにより、短絡シート4の上に回路基板Pを載置した際に、回路基板Pの自重によって接触針4bが弾性変形して導体パターン51と接触針4bの先端部とが接触するため、導体パターン51の表面がレジスト54の表面に対して奥まっていたとしても、各導体パターン51同士を確実に短絡させることができる。したがって、導体パターン51と短絡シート4との間の接触不良に起因して内部接続パターン53が正常であるにも拘わらず断線していると誤って判別される事態を確実に回避することができる結果、信頼性の高い基板検査を行うことができる。
【0021】
また、短絡シート4のベース部4aを導電性繊維で通気性を有する布状に形成したことにより、基板載置台2における凹部2aの底面から空気を吸入することによってベース部4aを介して凹部2aの底部側に回路基板Pを吸引して吸着することができるため、回路基板Pの各導体パターン51,51・・と接触針4b,4b・・の各先端部とを確実に接触させることができる結果、各導体パターン51,51・・を一層確実に短絡させることができる。
【0022】
なお、本発明は、上記した発明の実施の形態に限定されない。例えば、ベース部4aおよび接触針4bの材質はステンレス材に限定されず、銅や真鍮などの各種金属を採用することができる。また、カーボンなどの非金属の導電性材料を採用することもできる。さらに、金属メッキを施した樹脂繊維等でベース部4aおよび接触針4bを形成することもできる。また、非導電性の材質で短絡シート4全体を形成した後にその表面全体に金属メッキを施すこともできる。さらに、接触針4bの長さや太さは上記のサイズに限定されず、回路基板Pの重量に応じて任意のサイズに規定することができる。また、接触針4bの配列ピッチも、回路基板Pにおける導体パターン51のピッチに応じて任意のピッチに規定することができる。
【0023】
さらに、短絡シート4のベース部4aは布状に限定されず、例えば気密性を有するシート状部材に通気穴を形成して構成することもできる。この場合、通気性は必ずしも必要とされず、通気穴を形成しない構成を採用することもできる。また、上記した実施の形態では、プローブ5bを1本だけ備えた基板検査装置1を例に挙げて説明したが、2本以上備えた構成を採用することもできるし、導体パターン52,52・・のピッチと同ピッチで同数のプローブ5b,5b・・を植設して構成したフィクスチャ型のプローブを採用することもできる。これらの構成によれば、各プローブ5b,5b・・を上下方向に同時に移動するだけで各導体パターン52,52・・に各プローブ5b,5b・・を一時に接触させることができるため、回路基板Pの検査時間を十分に短縮することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載の基板検査装置によれば、導電性および弾性を有する細径の針状部材を導電性を有するシート状のベース部における一面からほぼ垂直方向に突出するように多数配設して検査用短絡シートを形成したことにより、その一面を下向きにして検査対象の回路基板を検査用短絡シート上に載置した際に、回路基板の自重によって針状部材が弾性変形して、その先端部と回路基板の一面における各導体パターンとが互いに接触するため、導体パターンの表面が例えば周囲のレジストの表面に対して奥まっていたとしても、各導体パターン同士を確実に短絡させることができる。したがって、回路基板の一面に形成された導体パターンと検査用短絡シートとの間の接触不良に起因して回路基板の両面にそれぞれ形成された導体パターン間の接続が正常であるにも拘わらず断線していると誤って判別する事態を確実に回避することができる結果、信頼性の高い基板検査を行うことができる。
【0025】
また、この基板検査装置によれば、検査用短絡シートのベース部を導電性繊維によって通気性を有する布状に形成したことにより、例えば基板載置台における載置面側の空気を吸入することによってベース部を介して回路基板を基板載置台に吸引することができるため、回路基板の一面に形成された導体パターンと針状部材の先端部とを確実に接触させることができる結果、各導体パターンを一層確実に短絡させることができる。したがって、回路基板の一面に形成された導体パターンと検査用短絡シートとの間の接触不良に起因して回路基板の両面にそれぞれ形成された導体パターン間の接続が正常であるにも拘わらず断線していると誤って判別する事態を確実に回避することができる結果、一層信頼性の高い基板検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態に係る基板検査装置1の構成を示すブロック図である。
【図2】 基板検査装置1における基板載置台2の構成を示す断面図である。
【図3】 短絡シート4の構成を示す斜視図である。
【図4】 短絡シート4の上に回路基板Pを載置した状態の短絡シート4および回路基板Pの断面図である。
【図5】 回路基板Pを基板載置台2側に吸着した状態の短絡シート4および回路基板Pの断面図である。
【図6】 回路基板Pの構成を示す断面図である。
【図7】 回路基板Pの表面Paに形成された導体パターン51およびレジスト54の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
1 基板検査装置
2 基板載置台
4 短絡シート4
4a ベース部
4b 接触針
5 移動機構
5b プローブ
51,52 導体パターン
53 内部接続パターン
P 回路基板
Pa 表面
Pb 裏面
Claims (1)
- 導電性および弾性を有する細径の針状部材が導電性を有するシート状のベース部における一面からほぼ垂直方向に突出するように多数配設されて構成されると共に当該ベース部が導電性を有する繊維によって通気性を有する布状に形成されて、回路基板の一面に形成された複数の導体パターンに接触して当該各導体パターンを互いに電気的に短絡可能に形成された検査用短絡シートと、
当該検査用短絡シートの一面側に載置された前記回路基板を当該検査用短絡シートを介して吸引することによって保持する基板載置台と、
前記検査用短絡シートの前記一面側に載置された前記回路基板の他面に形成されている前記導体パターンに接触可能なプローブとを備え、
前記検査用短絡シートおよび前記プローブの間に検査用電圧を印加して前記回路基板に形成されている前記各導体パターンについての電気的検査を実行可能に構成されている基板検査装置。
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