JP5098339B2

JP5098339B2 - 基板検査治具の製造方法

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Publication number: JP5098339B2
Application number: JP2007003277A
Authority: JP
Inventors: 穣加藤
Original assignee: Nidec Read Corp
Current assignee: Nidec Advance Technology Corp
Priority date: 2007-01-11
Filing date: 2007-01-11
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-01-11
Also published as: JP2008170255A

Description

本発明は、基板検査装置、基板検査装置に用いられる基板検査治具、およびその基板検査治具の製造方法に関し、特に、多数のプローブを被検査基板の検査点に接触させ、それらのプローブを介して電気信号を授受し、基板に形成された配線の導通、短絡の有無を検査したり、配線の抵抗値を測定するための所謂、多針式基板検査装置、基板検査治具及びその製造方法に関する。
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、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、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における電気的配線の検査に適用でき、本明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」という。

従来、多針式基板検査装置においては、他数の線状プローブをそれらの各一端が被検査基板の配線の検査点に接触するよう保持体に保持し、前記プローブの他端は、保持体に接合する電極板の電極に接触するようになされ、それらの電極がリード線を介して演算・制御回路に接続され、これらの電極及びプローブを介して、演算・制御回路と基板の配線との間の、基板検査のための信号の授受が行われるようになっていた。しかしながら、従来の装置では、多数の電極と演算・制御回路との間をリード線で接続する必要があり、その接続作業に多くの工数を要していた。

このような問題を解決する手段として、特許文献１に記載される公報には、リード線の一端を電極として利用すべく、電極板に形成した貫通孔にリード線を挿通し、リード線の一端を電極板から突出させると共に、封着材を貫通孔に充填してリード線を電極板に固着させた検査治具を提案している。

特許第３６９０７９６号公報

この特許文献１に開示された検査治具は、線状部材（リード線）の一端を電極として利用することにより、従来のような電極と線状部材との接続作業は回避できるものの、線状部材が電極板に固着されて一体化されているため、電極板が繰り返し使用され、電極として利用されている線状部材が、一つでもその先端が磨耗して機能しなくなった場合、電極板全体を取り替える必要があり、メインテナンスのコストがかかるとの問題を有していた。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、メインテナンスが容易で、しかも電極と線状部材との接続作業が不要な基板検査治具の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、複数のプローブと、前記複数のプローブの一端を被検査基板の検査点に接触させるとともに他端を演算・制御装置に接続された電極に接触させて保持するプローブ保持体と、前記電極を複数備えるとともにプローブ保持体に組み合わせられる電極板とを備えた基板検査治具の製造方法において、線状の導電性芯部と該導電性芯部の周縁に亘って被覆される絶縁被覆部を有する線状部材から、該絶縁被覆部の一部を取り除いて導電性芯部が露出させ、前記露出された導電性芯部の周縁に、前記絶縁被覆部よりも大きな外径を有する導電性の外径部を電気鋳造により形成することによって前記電極を形成し、前記電極板の表面の前記電極が配置される所定位置に、前記プローブとの接触側に前記外径部と嵌合する第一孔部と、該第一孔部と連通連結するとともに前記絶縁被覆部と嵌合する第二孔部を有する段付貫通孔を形成し、前記線状部材を前記段付貫通孔に挿通して、前記第一孔部と前記外径部を嵌合させ、前記電極板の表面と前記線状部材が面一となるように、該表面に沿って該線状部材を切断することを特徴とする基板検査治具の製造方法を提供する。
請求項２記載の発明は、複数のプローブと、前記複数のプローブの一端を被検査基板の検査点に接触させるとともに他端を演算・制御装置に接続された電極に接触させて保持するプローブ保持体と、前記電極を複数備えるとともにプローブ保持体に組み合わせられる電極板とを備えた基板検査治具の製造方法において、線状の導電性芯部と該導電性芯部の周縁に亘って被覆される絶縁被覆部を有する線状部材から、該絶縁被覆部の一部を取り除いて導電性芯部が露出させ、前記露出された導電性芯部の周縁に、前記絶縁被覆部よりも大きな外径を有する導電性の外径部を電気鋳造により形成することによって前記電極を形成し、前記電極板の表面の前記電極が配置される所定位置に、前記プローブとの接触側に前記外径部と嵌合する第一孔部と、該第一孔部と連通連結するとともに前記絶縁被覆部と嵌合する第二孔部を有する段付貫通孔を形成し、前記電極板の表面に、所定厚みを有するとともに前記所定位置に前記第一孔部と同じ径を有する第三貫通孔が設けられるシート部材が載置され、前記線状部材を、前記段付貫通孔と第三貫通孔に挿通して、前記第一孔部及び前記第三貫通孔と前記外径部を嵌合させ、前記シート部材の表面と前記線状部材が面一となるように、該表面に沿って該線状部材を切断することを特徴とする基板検査治具の製造方法を提供する。
これらの発明を提供することによって、上記課題を解決する。

請求項１に記載の発明によれば、線状部材の一端が電極として利用されているので、従来のような電極と線状部材との接続作業がなくなることに加え、線状部材は、電極板の貫通孔に挿通されているだけなので、個別に電極板から抜き出すことができる。
このため、いずれかの線状部材の外径部の表面が磨耗した場合には、その磨耗した線状部材のみを抜き取って取り替えることができるようになり、メインテナンスが容易になる。
請求項２に記載の発明によれば、所定厚みのシート部材を用いて、電極板の表面から所定厚み分だけ突出するように線状部材を形成することができる。このため、このシート部材の厚みを調整することによって、所望する任意の突出量を調整することができる。

図１は、本発明に係る基板検査装置の概略構成図である。図１において、被検査基板１０は、図示しない位置において支持体１２に載置されて、図１で示される検査位置へと搬送される。搬送された被検査基板１０は、図１で示す如く、被検査基板１０の表面と裏面に配置されている検査治具で検査を行うことができるように、配置されることになる。
符号２０は、被検査基板１０の図において上面の検査点にプローブ２２を接触させるべく、多数の線状プローブ２０を保持している上側プローブ保持体である。
符号４０は、被検査基板１０の図において下面の検査点にプローブ４２を接触させるべく、多数の線状プローブ４２を保持している下側プローブ保持体である。

上側プローブ保持体２０は、スペーサを兼ねた支柱２４，２６に固定され、支持されている案内板２８、支持板３２を備え、それらの板にはそれぞれ所定位置に貫通孔が形成されている。プローブ２２はそれらの貫通孔に挿通され、貫通孔内壁とプローブ２２との摩擦、あるいは案内板の貫通孔が出口で縮径されてプローブ２２の先端部の裸線部のみを通すなどの手段により、案内板２８、支持板３２および支柱から成る保持体に保持されている。

符号３４は、電極板であり、プローブを介して基板の検査点にテスト信号を送り、検査点から検出信号を受けて、配線の断線や短絡の有無を判定し、あるいは、配線の抵抗値を算出する演算制御回路３６に接続される線状部材３８の一端を保持し、それら線状部材３８の先端をプローブ２２の多端に接触させるよう、支持板３２に接合されている。
この図１では、プローブ２２が電極板３４の電極と導通接触するように接続されている。また、実際の被検査基板１０の検査が行われる場合には、プローブ２２が被検査基板１０上に設定される検査点と導通接触するように接続されている。
この図１では、電極板３４と演算・制御回路３６を電気的に接続するための導電性の線状部材３８が示されている。この線状部材３８は一の電極毎に設けられており、電極の数と同数の線状部材３８が配設されている。

図２は、本発明実施例の、電極板３４と線状部材３８を示す部分断面図である。尚、図２では２本の線状部材３８のみを示しているが実際には、プローブの数に対応する数だけ線状部材３８が設けられる。また、図２においては、図１とは上下関係が逆になっており、図２における電極板３４の上面が図１の電極板３４の下面に対応し、これらの面が、プローブ保持体に対向することになる。
本発明にかかる線状部材３８は、円柱の導電性の芯部３８ａが配置され、この芯部３８ａの同軸周縁を絶縁性の素材により形成される絶縁層３８ｂにより被覆されている。この線状部材３８としては、たとえば、エナメルを絶縁層３８ｂとして有するリード線を用いることができる。
図２で示される２つの電極３９は、導電性の芯部３８ａとこの芯部３８ａの周縁に同心に配置される導電性の外径部３８ｃにより形成されている。この電極３９は、この図２で示す如く、芯部３８ａと外径部３８ｃで形成される円柱を横断面に切断し、電極板３４と面一となるように配置されている。この外径部３８ｃが設けられる芯部３８ａの箇所は、絶縁層３８ｂが剥ぎ取られており、芯部３８ａと外径部３８ｃとは電気的に接続されている。このため、電極３９は、平面視において、同心円となるように芯部３８ａと外径部３８ｃが形成されることになる。この外径部３８ｃは、絶縁層３８ｂよりも大きい外径を有するように形成されている。このため、図２で示される如く、線状部材３８は、外径部３８ｃと絶縁層３８ｂの相違する外径を有することになる。

電極板３４は、プローブ側板部３４ａと装置側板部３４ｂを有してなる。
電極板３４のプローブ側板部３４ａには、段付き貫通孔３４１が形成されている。この段付き貫通孔３４１は、図２で示す如く、プローブに近傍する側の孔が大径に形成される大径孔３４ｃ、プローブから遠い側の孔が小径に形成される小径孔３４ｄを有している。
大径孔３４ｃは、外径部３８ｃの外径と略同じ又は僅かに大きい径（内径）を有しており、この外径部３８ｃと嵌合するように形成されている。
小径孔３４ｄは、線状部材３８の絶縁層３８ｂの外径と略同じ又は僅かに大きい径（内径）を有しており、この絶縁層３８ｂと嵌合するように形成されている。
この大径孔３４ｃと小径孔３４ｄは連通連結され、プローブ側板部３４ａを貫通するように形成されている。

装置側板部３４ｂは、プローブ側板部３４ａと当接させて配置される。この装置側板部３４ｂは、線状部材３８の絶縁層３８ｂと略同じ径又は僅かに大きい径（内径）を有する貫通孔３４ｅが形成されている。この貫通孔３４ｅは、図２で示す如く、線状部材３８を内部に収容して、この線状部材３８の絶縁層３８ｂと嵌合する。
線状部材３８の他端（図示せず）は、従来の装置と同様にして、適当なコネクタを介して演算・制御装置に接続されている。
尚、プローブ側板部３４ａの段付き貫通孔３４１と装置側板部３４ｂの貫通孔３４ｅは、連通連結されており、段付き貫通孔３４１の小径孔３４ｄと貫通孔３４ｅとは略同じ径を有するように形成される。

次に、上記実施例の線状部材３８および電極板３４の製造、組立について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、線状部材３８の絶縁層３８ｂを一部剥離して、芯部３８ａを露出させる。この露出させる距離は、特に限定されないが、少なくとも大径孔３４ｃの深さよりも長く形成される。
次いで、図３（ｂ）に示すように、露出された芯部３８ａに導電性の素材を筒状に固着させるとともに、線状部材３８の絶縁層３８ｂの外径ｄ２よりも大きな外径ｄ１を有するように形成される。
この導電性の素材は、電気鋳造によって、露出された芯部３８ａに固着させることができることが好ましい。このように、電気鋳造により外径部３８ｃを形成することによって、外径部３８ｃの大きさを精度よく調整することができるからである。この素材には、例えばニッケル等の導電材料をメッキにより筒状に固着させることができる。
また、この外径部３８ｃは、筒状の導電性の部材を形成し、この筒状内部に露出した芯部３８ａと当接する位置に配置する。
このとき、外径部３８ｃは、後述するプローブ側板部３４ａの段付き貫通孔３４１の大径孔３４ｃと嵌合するように形成される。

一方、電極板３４には、図４（ａ）に示すように、段付き貫通孔３４１と貫通孔３４ｅを形成する。
この段付き貫通孔３４１は、上記の如く、図４（ａ）において上側、即ちプローブに対向する側が大径（大径孔３４ｃ）になっていて、下側、即ち、プローブと反対側、換言すれば、演算・制御装置に通じる側は小径（小径孔３４ｄ）になっている。
また、貫通孔の数及び位置は、プローブの数および他端部の位置に対応している。
また、電極板３４は、段付き貫通孔３４１が形成されたプローブ側板部３４ａに、段付き貫通孔３４１の小径孔３４ｅと同じ内径の貫通孔３４ｅが形成された基部板３４ｂが、対応する貫通孔同士が整合するようにして張り合わせている。
本実施形態では、電極板３４を２枚の板で構成し、その一方に段付き貫通孔３４１を形成し、他方に段付き貫通孔３４１の小径孔と同じ内径の貫通孔３４ｅを形成して、両貫通孔を整合させることにより、段付き貫通孔３４１の小径孔３４ｄを比較的に長く形成している。
このように段付き貫通孔３４１の小径孔３４ｅを長くすることにより、線状部材３８が電極板３４により確実に保持される。

このように形成された貫通孔（段付き貫通孔３４１と貫通孔３４ｅ）に、上記のように外径部３８ｃが形成された線状部材３８を挿通し、図４(ｂ)に示すごとく、その外径部３８ｃを段付き貫通孔３４１の大径孔３４ｃに嵌合させる。
このとき、大径孔３４ｃの厚みは、外径部３８ｃの長さよりも短く形成されているので、外径部３８ｃはこの電極板３４から突出して配置されることになる。

次いで、図４（ｃ）に示すごとく、外径部３８ｃの上面が、電極板３４の上面と同一面（面一）となるように、外径部３８ｃ及び線状部材３８の芯部３８ａの上方部分を切除する。このように切断することによって、電極板３４と電極３９が面一となるように形成されることになる。
なお、図４（ｃ）には、符号６で示される切断手段が示されている。

ここで、夫々の貫通孔の内径と線状部材３８及び外径部３８ｃの寸法関係は、線状部材３８及び外径部３８ｃが夫々の貫通孔に円滑に挿入できると共に、挿入後、貫通孔の内壁との摩擦力により貫通孔内に保持されるように設定されている。
このため、線状部材３８を所定の貫通孔に挿入して配置した場合には、この貫通孔から線状部材３８が抜け出ることがない。
例えば、線状部材３８の絶縁被覆の外径が約200μｍに形成され、外径部３８ｃの外径が、約100μｍに形成されるのに対して、段付き貫通孔３４１の小径孔３４ｄの内径は約100μｍに形成され、大径孔３４ｃの内径は約200μｍに形成される。
なお、大径孔３４ｃと小径孔３４ｄは、上記寸法よりも僅かに小さく形成することもできる。また、貫通孔３４ｅは、小径孔３４ｄと略同じ内径を有するように形成される。
貫通孔に挿通した線状部材３８の他端は、夫々演算・制御回路に接続する。

下側のプローブ保持体４０及び電極板５４、演算・制御回路５６は、上記上側のプローブ保持体２０及び電極板３４、演算・制御回路３６と同じ構造である。
図１において、プローブ保持体４０は支柱４６に支持された案内板４８、支持板５２により線状のプローブ４２を保持し、これに電極板５４が接合されている。下側電極板５４の上側電極板３４の部品に対応する部品は、説明の都合上省略する。

尚、上述の如く、プローブ保持体及び電極板からなる検査治具を上下で同じにする替わりに、一方を、例えば一対の移動式プローブを順次検査点に接触させるような検査治具にしてもよい。

次に、電極を製造するための他の方法について説明する。図５は、電極を製造する他の製造工程を示す概略説明図である。
この他の製造方法における電極の製造方法では、プローブ側板部３４ａと装置側板部３４ｂを重ね、プローブ側板部３４ａの表面に、シート部材５を積層する。
このシート部材５は、大径孔３４ｃと同じ内径を有する第三貫通孔５１が形成されており、夫々対応する大径孔３４ｃと整合する位置に配置されている。このため、シート部材５の厚みｄ３の長さ分だけ、外径部３８ｃが長く形成される。

図５（ａ）では、シート部材５が載置される電極板３４の貫通孔に線状部材３８が挿通される状態を示す。
まず、電極板３４の貫通孔とシート部材５の第三貫通孔５１が整合するように載置する。次いで、図５（ａ）で示される如く、夫々の貫通孔に線状部材３８が挿通される。
次に、図５（ｂ）に示される如く、切断手段６により線状部材３８がシート部材５の表面と面一となるように切断される。

線状部材３８が切断されると、次に、シート部材５を電極板３４から取り除く（図５（ｃ）参照）。このとき、電極は、シート部材５の厚み分だけ突出して形成されることになる。
このため、このシート部材５の厚みを調整することによって、電極の突出量を調整することができる。

次に、本発明に係る絶縁検査装置１の動作の説明を行う。不図示の駆動装置により、支持体１２に支持された被検査基板１０が図示の検査位置に搬送され位置決めされる。そうすると、夫々プローブ保持体と電極板からなる上下の検査治具が被検査基板に向かって駆動され、プローブ２２および４２の先端が被検査基板１０の各検査点に当接し、プローブは撓んでそれ自身の弾力により、検査点に所定圧力で接触する。プローブ２２および４２の反対側はそれぞれ電極板３４，５４の貫通孔に挿通されている線状部材３８の外径部３８ｃ及び／又は芯部３８ａの先端に弾接する（図６参照）。

この状態で、演算制御回路３６，５６から検査用入力信号が、線状部材３８及びプローブを介して被検査基板の検査点に入力され、同じ経路の逆向きに検査用出力信号が演算制御回路に送られて、検査結果の判定や測定値の検出が行われる。

本発明に係る絶縁検査装置の一実施形態を示す概略構成図である。図1中の符号Aの拡大図であり、電極と線状部材の断面図を示す。線状部材の製造工程を示す概略図である。電極の製造工程を示す概略図である。電極を製造する他の製造工程を示す概略説明図である。なお、線状部材は説明の都合上断面を示していない。本発明にかかる電極構造を実施した場合の概略断面図を示す。

符号の説明

２０・・・・プローブ保持体
２２・・・・プローブ
３４・・・・電極板
３４ｃ・・・大径孔
３４ｄ・・・小径孔
３４ｅ・・・貫通孔
３８・・・・線状部材
３８ａ・・・芯部
３８ｂ・・・絶縁層
３８ｃ・・・外径部
３９・・・・電極
５・・・・・シート部材
５１・・・・第三貫通孔

Claims

複数のプローブと、前記複数のプローブの一端を被検査基板の検査点に接触させるとともに他端を演算・制御装置に接続された電極に接触させて保持するプローブ保持体と、前記電極を複数備えるとともにプローブ保持体に組み合わせられる電極板とを備えた基板検査治具の製造方法において、
線状の導電性芯部と該導電性芯部の周縁に亘って被覆される絶縁被覆部を有する線状部材から、該絶縁被覆部の一部を取り除いて導電性芯部が露出させ、
前記露出された導電性芯部の周縁に、前記絶縁被覆部よりも大きな外径を有する導電性の外径部を電気鋳造により形成することによって前記電極を形成し、
前記電極板の表面の前記電極が配置される所定位置に、前記プローブとの接触側に前記外径部と嵌合する第一孔部と、該第一孔部と連通連結するとともに前記絶縁被覆部と嵌合する第二孔部を有する段付貫通孔を形成し、
前記線状部材を前記段付貫通孔に挿通して、前記第一孔部と前記外径部を嵌合させ、
前記電極板の表面と前記線状部材が面一となるように、該表面に沿って該線状部材を切断することを特徴とする基板検査治具の製造方法。
複数のプローブと、前記複数のプローブの一端を被検査基板の検査点に接触させるとともに他端を演算・制御装置に接続された電極に接触させて保持するプローブ保持体と、前記電極を複数備えるとともにプローブ保持体に組み合わせられる電極板とを備えた基板検査治具の製造方法において、
線状の導電性芯部と該導電性芯部の周縁に亘って被覆される絶縁被覆部を有する線状部材から、該絶縁被覆部の一部を取り除いて導電性芯部を露出させ、
前記露出された導電性芯部の周縁に、前記絶縁被覆部よりも大きな外径を有する導電性の外径部を電気鋳造により形成することによって前記電極を形成し、
前記電極板の表面の前記電極が配置される所定位置に、前記プローブとの接触側に前記外径部と嵌合する第一孔部と、該第一孔部と連通連結するとともに前記絶縁被覆部と嵌合する第二孔部を有する段付貫通孔を形成し、
前記電極板の表面に、所定厚みを有するとともに前記所定位置に前記第一孔部と同じ径を有する第三貫通孔が設けられるシート部材が載置され、
前記線状部材を、前記段付貫通孔と第三貫通孔に挿通して、前記第一孔部及び前記第三貫通孔と前記外径部を嵌合させ、
前記シート部材の表面と前記線状部材が面一となるように、該表面に沿って該線状部材を切断することを特徴とする基板検査治具の製造方法。