JP2000077599A

JP2000077599A - 端子検査用治具

Info

Publication number: JP2000077599A
Application number: JP24747598A
Authority: JP
Inventors: Kunio Nagaya; 邦男長屋
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1998-09-01
Filing date: 1998-09-01
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】単純な構造かつ安価であるにもかかわらず、
端子の欠陥を確実に発見することができる端子検査用治
具を提供すること。【解決手段】この端子検査用治具１は、電子部品２の
底面から突出する複数の端子５に発生する曲がりや欠落
等を検査するために用いられる。この治具１は板材６を
構成要素とする。板材６の厚さＬ2 を各端子５の長さＬ
1 よりもやや小さめに設定する。板材６において各端子
５に対応した箇所に、各端子５を貫挿可能な複数の端子
貫挿孔７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、端子検査用治具に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＰＧＡ（ピン・グリッド・ア
レイ）等に代表される半導体パッケージが知られてい
る。この種の半導体パッケージは、端子としての多数の
ピンを底面に備えている。ここで簡単にその製造手順の
一例を挙げて説明する。

【０００３】まず、所定の導体パターンを有する基板を
あらかじめ作製しておき、同基板におけるダイエリアに
半導体チップをダイボンディングする。次に、ワイヤボ
ンディングを行って半導体チップを基板側に電気的に接
続した後、基板のスルーホールに対してピンをはんだ付
けまたは圧入する。そして、このようなピン立て工程を
行った後、さらに導通試験を経たうえで、良品のみが最
終製品として出荷されるようになっている。

【０００４】ところで、半導体パッケージに立設された
ピンには、曲がりや脱落等といった欠陥が発生する場合
がある。例えば、ピンの曲がりは、搬送時にピンに応力
が加わることなどにより発生しやすい。また、ピンの脱
落は、ピン外径とスルーホール内径とが整合していない
とき等に発生しやすい。

【０００５】従って、最終製品として出荷する前に何ら
かの検査を行うことにより、欠陥のあるピンを有する半
導体パッケージを見つけ出し、同半導体パッケージに対
する適切な修正作業を行っておく必要性がある。半導体
パッケージのピン数は今後確実に増える傾向にあるの
で、このような検査及び修正作業の重要度はおのずと高
まりつつある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の検査
を行うための好適な器具や装置は、従来全く存在してい
ない。そのため、現状ではかかる検査を目視により行う
しかすべがなく、煩雑かつ生産性が低かった。また、作
業者が検査を目視で行っているがゆえに、ピンの欠陥を
見逃す心配もあった。

【０００７】ここで、画像処理などを利用した検査装置
であれば、ピンの欠陥を発見することも一応は可能であ
ると予想される。しかしながら、このような専用の検査
装置を新たに設計・製造するとなると、設備コストの増
大が必至となり、あまり好ましくない。

【０００８】本発明は上記の課題を解決するためなされ
たものであり、その目的は、単純な構造かつ安価である
にもかかわらず、端子の欠陥を確実に発見することがで
きる端子検査用治具を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、電子部品の底面から
突出する複数の端子に発生する曲がりや欠落等の検査に
用いられる治具であって、厚さを前記各端子の長さより
もやや小さめに設定した板材を用いるとともに、その板
材において前記各端子に対応した箇所に前記各端子を貫
挿可能な複数の端子貫挿孔を設けたことを特徴とする端
子検査用治具をその要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記端子検査用治具は、光沢のない板材を用いて構
成されたピン検査用治具であるとした。請求項３に記載
の発明は、請求項１または２において、前記各端子貫挿
孔の表面側開口部にはざぐり加工が施されているとし
た。

【００１１】以下、本発明の「作用」を説明する。請求
項１に記載の発明によると、治具の表面側に電子部品を
配置した状態で各端子を各端子貫挿孔に挿入したとき、
各端子に特に欠陥がなければ、全ての端子の先端が治具
の裏面側から僅かにほぼ同じ長さだけ突出する。このと
きには、電子部品を基準として治具に傾きは生じない。
一方、端子に何らかの欠陥がある場合、例えば、端子の
先端の突出長さが同一でなくなることがある。また、一
部または全部の端子について治具の裏面側から先端が突
出しなくなったり、電子部品を基準として治具に傾きが
生じることもある。従って、このような治具を用いない
場合に比べて、作業者は端子の欠陥の有無を視覚や触覚
を通じて正確に把握することが可能となる。

【００１２】また、本発明の治具は板材に単に孔をあけ
たという単純な構造であるので、専用の検査装置を用い
る場合とは異なり、極めて安価なものとすることができ
る。それにもかかわらず、本発明の治具によれば端子の
欠陥を確実に発見することができる。

【００１３】請求項２に記載の発明によると、一般に端
子として使用されるピンは光沢を有する導電性金属から
なるため、光沢のない板材を用いた場合には、次の利点
が生じる。つまり、ピン挿入時に治具を裏面側から見た
ときピンの背景（即ち板材）に光沢がなければ、コント
ラストがついてピンの先端が見やすくなる。よって、ピ
ンの突出長さのばらつきやピンの有無を、視覚を通じて
より確実に把握することができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によると、各端子貫
挿孔の表面側開口部にざぐり加工を施すことにより、入
口が広くなったすり鉢状のざぐり加工部が形成されてい
る。従って、端子挿入時にはざぐり加工部によって端子
の先端が案内されつつ前進する。このため、端子貫挿孔
内に端子を挿入しやすくなり、作業性が向上する。ま
た、挿入時に端子に無理な応力がかかりにくくなるの
で、曲がりの発生防止にもつながる。

【００１５】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］以下、本発明
を具体化した一実施形態のピン検査用治具１を図１〜図
４に基づき詳細に説明する。

【００１６】図１（ａ）には、半導体パッケージの一種
であるＰＧＡ２が示されている。このＰＧＡ２を構成す
る略正方形状の基板３（例えば両面板）には、図示しな
い導体パターンやスルーホール等が形成されている。こ
の基板３の下面側中央部には図示しないキャビティが設
けられており、そのキャビティの底面にあるダイエリア
にはシリコンチップ４がダイボンディングされている。
この基板３の底面側には、端子としての多数（数十本〜
数百本）のピン５が垂直にかつ規則的に立設されてい
る。各ピン５は、例えば、基端をスルーホールの裏面側
開口部に挿入した状態ではんだ付けされている。そし
て、基板３の各ピン５とシリコンチップ４側の端子と
は、図示しない導体パターンを介して電気的に接続され
ている。

【００１７】このＰＧＡ２においては、例えばコバール
や４２アロイ等のような導電性金属材料からなるピン５
が使用されている。また、かかるピン５には表面全体に
はんだめっきや金めっき等が施されていることもある。
従って、前記ピン５は光沢のある金色ないし銀色を呈し
ている。本実施形態では、断面円形状であって長さの等
しいピン５を用いている。各ピン５の長さをＬ1 とする
と、ここではＬ1 ＝６．５ｍｍに設定されている。各ピ
ン５の直径は約１ｍｍφである。

【００１８】図１（ｂ），（ｃ）には、上記ＰＧＡ２の
ピン５に発生する曲がりや脱落等の検査に用いられるピ
ン検査用治具１が示されている。この治具１は板材６を
用いて構成されている。本実施形態においては、板材６
として金属製板材（具体的にはアルミニウム板）が用い
られている。

【００１９】この板材６はＰＧＡ２と同じく略正方形状
の外形を有している。板材６において各ピン５に対応し
た箇所には、多数（数十個〜数百個）の端子貫挿孔７が
設けられている。これらの端子貫挿孔７の一端は板材６
の表面側において開口し、他端は板材６の裏面側におい
て開口している。各端子貫挿孔７は断面円形状であっ
て、ともに等しい内径（具体的には約１．５ｍｍφ）を
有している。その結果、各々の端子貫挿孔７の中には、
対応する個々のピン５が挿抜可能となっている。板材６
としてアルミニウム板を選択した場合、前記端子貫挿孔
７は例えば通常のドリル加工により簡単に形成されるこ
とができる。なお、図１（ｃ）には、中央部のみを除い
て端子貫挿孔７を格子状に配列した状態が示されてい
る。

【００２０】ここで前記板材６の厚さＬ2 は、各ピン５
の長さＬ1 よりもやや小さめに設定されている必要があ
る。上記のごとく設定した理由は、各ピン５を各端子貫
挿孔７に挿入したとき、図２のように各ピン５の先端を
治具１の裏面側から僅かに（１ｍｍ〜２ｍｍ程度）突出
させるためである。

【００２１】本実施形態における治具１は、光沢のない
板材６を用いて構成されていることが望ましい。光沢の
あるものと光沢のないものとを組み合わせて用いれば、
両者（即ちピン５及びその背景にある板材６）のコント
ラストがつく。そのため、光沢のあるもの同士を組み合
わせて用いた場合に比べて、ピン５の先端が見やすくな
るからである。ところで、一般に光沢は材料の面粗度に
依存することから、面粗度がある程度大きなもののほう
が前記板材６として適している。板材６としてアルミニ
ウム板を選択した場合には、例えばアルマイト処理等を
材料表面にあらかじめ施しておくことが好ましい。

【００２２】加えて、本実施形態の治具１に用いられる
板材６の表面は、できるだけ薄い色（好ましくは白色）
であることがさらによい。板材６の表面が黒色等のよう
な濃い色であると、各端子貫挿孔７内にピン５が有るか
否かを正確に把握できなくなるおそれがあるからであ
る。

【００２３】さらに、この治具１に用いられる板材６
は、光を透過しない材質からなることが望ましい。光透
過性の材質からなるものであると、基板３の裏面にある
模様が透けてしまうため、却って見にくくなるおそれが
あるからである。

【００２４】また、各端子貫挿孔７の表面側開口部に
は、すり鉢状をしたざぐり加工部８が設けられている。
これらのざぐり加工部８は、例えば板材６に対するドリ
ル加工の後にざぐり加工を施すことで簡単に形成される
ことができる。

【００２５】次に、このピン検査用治具１の使用方法に
ついて述べる。この治具１を用いたピン検査工程は、基
板作製、ダイボンディング、ワイヤボンディング及びピ
ン立ての諸工程を経たＰＧＡ２に対して実施される。イ
ンサーキットテスタを用いた導通試験は、ピン検査工程
の後に行われる。

【００２６】検査を行う作業者は、まず、諸工程を経た
未検査のＰＧＡ２の裏面側を治具１の表面側に対向させ
るようにして配置する必要がある。次いで、端子貫挿孔
７の表面側開口部のほうから各ピン５の先端部をゆっく
りと挿入した後、治具１の裏面側及び側面側の２方向か
ら目視により観察を行う。

【００２７】治具１の裏面側から観察を行えば、各端子
貫挿孔７内に各ピン５が有るか否かを把握しやすくなる
からである。また、治具１の側面側から観察を行えば、
各ピン５の先端の突出長さのばらつき具合や、ＰＧＡ２
を基準とした治具１の傾きの有無を把握しやすくなるか
らである。なお、上記のような視覚を通じた観察に併せ
て、作業者はピン挿入時に治具１の裏面側を指の腹で撫
でることで、表面の凹凸の違いを確かめてもよい。即
ち、視覚のみならず触覚を通じて検査を行うことも可能
である。指の腹の感覚は鋭敏であるので、僅かな凹凸の
違いでも結構正確に判別できるからである。その際、治
具１におけるフラットな裏面は、凹凸判断時の好適な基
準面となる。

【００２８】各ピン５に特に欠陥がない場合、図２に示
されるように、全てのピン５の先端が治具１の裏面側か
ら１ｍｍ〜２ｍｍほど突出した状態となる。このときに
は、ＰＧＡ２を基準として治具１に傾きは生じず、両者
１，２は互いに平行な位置関係となる。このようにＰＧ
Ａ２が正常であるとき、作業者はその事実を触覚と視覚
とをもって把握することができる。そして、このような
正常なＰＧＡ２については、特に修正作業を行うことな
く直ちにインサーキットテストに移される。

【００２９】一方、いずれかのピン５に何らかの欠陥が
ある場合には次のようになる。図３（ａ）に示されるよ
うに、特定のピン５Ａに大きな曲がりが生じている場
合、そのピン５Ａに関しては対応する端子貫挿孔７に全
く挿入されることができなくなる。ゆえに、そのピン５
Ａの近傍にあるピン５も端子貫挿孔７に完全には挿入さ
れることができず、治具１の裏面側から先端が突出しな
くなる。つまり、ピン５の先端の突出長さにばらつきが
できるとともに、治具１の浮きに起因して、ＰＧＡ２を
基準とする治具１の傾きが生じてしまう。そして、この
とき作業者は、突出長さばらつき及び傾きがあることを
触覚と視覚とをもって把握することができ、ＰＧＡ２が
欠陥品であることを正確に認識することができる。

【００３０】従って、作業者はかかる欠陥品のＰＧＡ２
に対する適切な修正作業（具体的にはピン曲がりを解消
する作業）を行ったうえで、インサーキットテストに移
行する必要がある。

【００３１】なお、特定のピン５に小さな曲がりがあっ
たとしても、場合によっては各ピン５を各端子貫挿孔７
内に完全に挿入できることもある。ただし、この場合に
は曲がりがないときに比べてピン挿入抵抗が大きくなる
ので、作業者はその事実をピン挿入時に触覚をもって把
握することが可能である。

【００３２】図３（ｂ）に示されるように、基板３の裏
面側に異物Ｍ1 が付着しているような場合にも、上記の
ごとく突出長さばらつき及び傾きが生じるので、作業者
はＰＧＡ２が欠陥品であることを正確に認識することが
できる。この場合には、作業者は異物Ｍ1 を除去する修
正作業を行ったうえで、インサーキットテストに移行す
る必要がある。

【００３３】図４（ａ）に示されるように、特定のピン
５Ｂがスルーホールから抜けて脱落してしまった場合、
治具１の浮きは生じないので、ＰＧＡ２を基準とする治
具１の傾きが生じることもない。即ち、治具１及びＰＧ
Ａ２は互いに平行な位置関係となる。ただし、図４
（ｂ）に示されるように、脱落したピン５Ｂが挿入され
るべき端子貫挿孔７は、その内部が暗く陰になって見え
る。これに対してその他の端子貫挿孔７は、その内部が
暗く陰になって見えるようなことはない。これは端子貫
挿孔７内に存在するピン５の先端面が光を反射すること
で、当該部分が明るく見えるからである。

【００３４】そして、このとき作業者は、内部が暗く陰
になって見える箇所があることを視覚をもって把握する
ことができ、ＰＧＡ２が欠陥品であることを正確に認識
することができる。従って、作業者はかかる欠陥品のＰ
ＧＡ２に対する適切な修正作業（具体的には脱落部分に
再びピン５を立てる作業）を行ったうえで、インサーキ
ットテストに移行する必要がある。

【００３５】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。（１）このピン検査用治具１を使用して検査を行った場
合、不使用の場合に比べて、作業者はピン５の欠陥の有
無を視覚や触覚を通じて正確に把握することが可能とな
る。また、本実施形態の治具１は板材６に単に孔をあけ
たという単純な構造であるので、専用の検査装置を用い
る場合とは異なり、極めて安価なものとすることができ
る。それにもかかわらず、本実施形態の治具１によれ
ば、ピン５の欠陥を見逃すことなく確実に発見すること
ができる。

【００３６】（２）また、本実施形態のピン検査用治具
１は、光沢のない板材６を用いて構成されたものとなっ
ている。従って、治具１をピン挿入時に裏面側から見た
とき、ピン５とその背景である板材６とのコントラスト
がついて各ピン５の先端が見やすくなる。よって、ピン
５の突出長さのばらつきやピン５の有無を、視覚を通じ
てより確実に把握することができる。

【００３７】これに加えて、治具１に用いられる板材６
の表面を白色にしておけば、さらに好適なコントラスト
がつくようになる。上記のごとく、脱落したピン５Ｂが
挿入されるべき端子貫挿孔７は、その内部が暗く陰にな
っていわば黒色に見える。そのため、背景である板材６
はそれとは反対系統のもの、即ち白色であることが好ま
しいからである。

【００３８】（３）本実施形態のピン検査用治具１で
は、各ピン貫挿孔７の表面側開口部にざぐり加工を施す
ことにより、入口が広くなったすり鉢状のざぐり加工部
８が形成されている。従って、ピン挿入時にはざぐり加
工部８によってピン５の先端が案内されつつ前進する。
このため、各ピン貫挿孔７内に各ピン５を挿入しやすく
なり、作業性が向上する。また、挿入時にピン５に無理
な応力がかかりにくくなるので、挿抜に伴う曲がりの発
生防止にもつながる。

【００３９】（４）このピン検査用治具１は、アルミニ
ウム板を板材６として用いている。アルミニウム板は材
料自体が安価であることに加え、穴加工も極めて簡単で
あるため、低コスト化に向いている。［第２の実施形態］次に、本発明を具体化した実施形態
２のピン検査用治具１１を図５に基づいて説明する。こ
こでは実施形態１と相違する点を主に述べ、共通する点
については同一部材番号を付すのみとしてその説明を省
略する。

【００４０】ここでは、治具１１を構成する板材６の材
質のみが実施形態１のそれと相違している。つまり、実
施形態１ではアルミニウム板という導電金属製板材を用
いたのに対し、ここでは絶縁性の樹脂製板材（具体的に
はガラスエポキシ樹脂板など）を用いている。勿論、ガ
ラスエポキシ以外に、例えばガラスポリイミド、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のような樹脂材料からなる板
材を選択しても差し支えない。

【００４１】従って、本実施形態によれば、前記第１の
実施形態における上記（１）〜（４）に記載の効果に加
えて、以下のような効果を得ることができる。（５）このようなピン検査用治具１１は電気を通さない
ため、ピン挿入状態であってもピン間でショートしてし
まうことがない。従って、正常品である場合には、ピン
検査工程の次になされるインサーキットテストをピン挿
入状態のままで実施することが可能となる。なお、図５
では上側プローブをＰ1 で示すとともに下側プローブを
Ｐ2 で示している。インサーキットテスト時において各
上側プローブＰ1 は、例えば、図示しない各スルーホー
ルの上側ランドに圧接される。各下側プローブＰ2 は、
治具１１の裏面側から突出している各ピン５の先端面に
圧接される。

【００４２】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。・検査対象である端子は、実施形態１，２のようなＰ
ＧＡ２のピン５のみに限定されることはなく、例えばＢ
ＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）２２のバンプ（突起
電極）２３等であってもよい。図６にはその例が示され
ている。同図に示される別例はバンプ検査用治具２１で
あって、はんだボール等からなる各バンプ２３に対応す
る位置に端子貫挿孔７を備えている。この別例でも板材
６の厚さＬ2 は、各バンプ２３の高さＬ1 よりもやや小
さめに設定されている必要がある。各バンプ２３を各端
子貫挿孔７に挿入したとき、図６のようにその先端を治
具２１の裏面側から僅かに突出させるためである。バン
プ２３は比較的低背であるため、別例の治具２１は実施
形態１，２のものに比べていくぶん肉薄になっている。

【００４３】そして、このような治具２１を用いれば、
作業者はバンプ２３の脱落の有無を視覚を通じて（また
は視覚及び触覚の両方を通じて）正確に把握することが
できる。勿論、図６のような略球状のバンプ２３のみな
らず、例えば略柱状のバンプについても本治具２１によ
り検査を行うことが可能である。

【００４４】・図７の別例において、各端子貫挿孔７
の表面側開口部に実施形態１，２と同様のざぐり加工部
８を設けてもよい。・検査されるべき対象は、実施形態１，２や前記別例
のような半導体パッケージのみに限定されることはな
い。例えば、ＰＧＡ２に類似したものであって基板の底
面から多数のピンが突出している電子部品（例えばＣＰ
Ｕ交換時に用いられる信号変換モジュール）について、
同様に適用されることもできる。

【００４５】・板材６を樹脂材料とする場合、実施形
態２のように完全な絶縁材料を用いるのではなく、僅か
に電気を通すようなものを用いてもよい。その例として
は、カーボン等の導電性粒子を分散させてなるポリプロ
ピレン等のような帯電防止樹脂が挙げられる。このよう
なものを選択すれば、好適な帯電防止が図られるように
なるため、例えばピン立て工程から製品出荷前までの電
子部品搬送用治具を兼ねたものとすることが可能とな
る。

【００４６】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。（１）請求項１〜３のいずれか１つにおいて、前記板
材はアルミニウム板であること。従って、この技術的思
想１に記載の発明によれば、材料自体が安価でありかつ
穴加工も極めて簡単であるため、低コスト化を図ること
ができる。

【００４７】（２）請求項１〜３のいずれか１つにお
いて、前記板材は絶縁性を有すること。この技術的思想
２に記載の発明によれば、端子挿入状態におけるショー
トの心配がないため、インサーキットテストをその状態
のままで実施することが可能となる。

【００４８】（３）請求項１〜３、技術的思想１，２
のいずれか１つにおいて、前記端子検査用治具は、薄い
色（好ましくは白色）の板材を用いて構成されたピン検
査用治具であること。従って、この技術的思想３の発明
によると、濃い色を用いた場合に比べてコントラストが
つくため、ピンが見やすくなる。

【００４９】（４）請求項１〜３、技術的思想１〜３
のいずれか１つにおいて、前記端子貫挿孔の数は１００
以上であること。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜３に記
載の発明によれば、単純な構造かつ安価であるにもかか
わらず、端子の欠陥を確実に発見することができる端子
検査用治具を提供することができる。

【００５１】請求項２に記載の発明によれば、コントラ
ストがついてピンの先端が見やすくなるので、ピンの欠
陥を視覚を通じてより確実に把握することができる。請
求項３に記載の発明によれば、作業性の向上を図りつ
つ、曲がりの発生防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は第１の実施形態のピン検査用治具によ
り検査されるＰＧＡの側面図、（ｂ）は本実施形態のピ
ン検査用治具の断面図、（ｃ）は同治具の平面図。

【図２】前記治具のピン検査用治具の使用方法を説明す
るための断面図。

【図３】（ａ），（ｂ）は前記治具の使用方法を説明す
るための概略図。

【図４】（ａ）は前記治具の使用方法を説明するための
概略図、（ｂ）は部分底面図。

【図５】第２の実施形態のピン検査用治具の使用状態を
示す断面図。

【図６】別例のバンプ検査用治具の使用状態を示す断面
図。

【符号の説明】

１，１１…端子検査用治具としてのピン検査用治具、２
…電子部品としてのＰＧＡ、５…端子としてのピン、６
…板材、７…端子貫挿孔、２１…端子検査用治具として
のバンプ検査用治具、２２…電子部品としてのＢＧＡ、
２３…端子としてのバンプ、Ｌ1 …端子の長さ、Ｌ2 …
板材の厚さ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子部品の底面から突出する複数の端子に
発生する曲がりや欠落等の検査に用いられる治具であっ
て、厚さを前記各端子の長さよりもやや小さめに設定し
た板材を用いるとともに、その板材において前記各端子
に対応した箇所に前記各端子を貫挿可能な複数の端子貫
挿孔を設けたことを特徴とする端子検査用治具。
【請求項２】前記端子検査用治具は、光沢のない板材を
用いて構成されたピン検査用治具であることを特徴とす
る請求項１に記載の端子検査用治具。
【請求項３】前記各端子貫挿孔の表面側開口部にはざぐ
り加工が施されていることを特徴とする請求項１または
２に記載の端子検査用治具。