JP2007309648A - 基板検査用治具及びこの治具における接続電極部の電極構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被検査基板の電気的特性を検査するために、基板検査装置本体と被検査基板の配線パターンに設けられる複数の基板被検査点との間の電気的導通を得るための基板検査用治具であって、両端に電気的導通を図る端部を有し、一方の端部が基板被検査点の一つに圧接される導電性を有する接触子群と、接触子群を保持する接触子保持体と、接触子群の夫々の接触子の他方の端部と対向して配置された接続電極部を備える、基板検査装置本体に接続される接続電極体を有し、接触子群の他方の端部と接続電極体とを接続するに際して、夫々の他方の端部の近傍の側周面の少なくとも一部が、これに対向する接続電極部の一部と接触することにより電気的に導通状態となる。
【選択図】 図2
Description
尚、この発明は、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、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。
特に、近年になって、回路基板上に設けられる配線パターンの微細化が進み、配線パターンの抵抗値が小さくなっており、上記の接触抵抗がこの測定値に及ぼす影響が大きな問題となっていた。
これらの発明を提供することによって、上記課題を悉く解決する。
図1は、本発明に係る基板検査用治具を使用する場合の構成の概略を示している。この図1では、複数の接触子101、これら接触子101を多針状に保持する保持体102、この保持体102を支持するとともに接触子101と接触して導通となる接続電極部を有する接続電極体103、検出される電気信号を処理する検査信号処理部である検査信号処理部104、及び検査用接触子101と検査信号処理部104を接続するワイヤーケーブル105を示している。接触子101は、被検査基板に形成される配線パターンの各検査点に接触する端子であり、接続電極体103は接触子101と検査信号処理部104のピッチ変換を行って電気的に接続する。
接続電極体103は、保持体102の配置側に接触子101と電気的に接続する接続電極部106を有している。本発明は、この接続電極部106を創意工夫することにより、接触子101との接続抵抗値を低減させることができるとともに安定性を有した接続抵抗値を提供する。
接触子2は、可撓性及び導電性を有し、針状や長尺状などの棒状に形成されている。この接触子2は、一方が被検査基板の検査点に圧接され、他方が後述する接続電極部と接触される。このため、接触子2は検査信号処理部104からの電気信号を検査点に送信するとともに、検査点からの電気信号を検査信号処理部104へ送信することができる。
この接触子2は、可撓性を有しているため、後述する接触子保持体3の内部に形成される空間で、接触子2の長軸方向に対して直角方向に撓む(バックリングする)ことになる。このため、この接触子2が使用される場合には、被検査基板の検査点や接続電極部からの荷重を受けて撓み、この撓みにより各接触部に対して押圧力を生じることになる。
この図3で示される接触子2は、図3(a)で示される如く、両先端を先細り形状とする細長い棒状部材21に形成される。先細り形状は、図3(a)で示される如き尖鋭形状としても構わないし、球状形状としても構わない。
この棒状部材21は、ステンレス鋼、ベリリウム銅(BeCu)やタングステン(W)を挙げることができるが、特に限定されるものではなく導電物質であれば構わない。
この棒状部材21は、後述する接続電極部に接触する接触面積に均一な荷重がかかるように、円筒や円柱状に形成されることが好ましいが、特に限定されるものではない。
棒状部材21の長さや太さは特に限定されるものではなく、被検査基板に形成される配線パターンのピッチや被検査基板の大きさに合わせて適宜設定される。
上記のような場合、一端22aは接続電極部に接触し、他端22bは被検査基板の検査点に接触することになる。このように配置の長さを変化させることにより、棒状部材21が接続電極部と接触する接触面積を大きくすることができ、また、他端22bから棒状部材21が突出する長さが短く設定されるため、バンプなどの検査点に接触子が接触する際に、筒状部材22が棒状部材21が必要以上に検査点に貫入することを防止するストッパー的な役割を果たすことができるとともに、球状のバンプなどの検査点に対して安定して接触することができる。またさらに、棒状部材21の先端形状の加工性に依存することなく、棒状部材21と筒状部材22による検査点への接触を可能とすることができる。
尚、この他端22b側の棒状部材21の突出量は、上記の如く、一端22aよりも短く設定することもできると同時に、上記説明の如き検査点に貫入される量(長さ)として設定することもできる。
この筒状部材22は、棒状部材21を内部に収容することができ、且つ棒状部材21と導通状態となることのできる大きさであれば特に限定されない。
他の方法として、筒状部材22内部に突状部(図示せず)を複数設けることにより、筒状部材22が棒状部材21を押圧するかしめ構造を有することにより接触して電気的に導通させることができる。
この絶縁部23は、接触子2が撓んだ際に、隣接する接触子2と接触しても短絡することを防止している。
この絶縁部23は、ポリウレタンを用いることができるが、特に限定されるものではない。
上記説明では、棒状部材21と筒状部材22と絶縁部23を用いて接触子2を構成した場合を説明したが、棒状部材21と絶縁部23からなる接触子を用いてもよく、接触子の構造はこれらに限定されるものではない。
尚、本明細書では、接続電極部41に収容される接触子2の一部を符号2Aとして説明するが、この接触子2の収容部2Aは、絶縁部23が形成されていない接触子2の一端となる。例えば、接触子2の先端から段差24までの接触子2の部分(長さLの部分)である。この部分Lは、全てが接続電極部に収容される必要はないが、できるだけ多くの部分が収容されることが好ましい。
この部分の長さLは、接続電極部に収容される長さにより適宜設定されるが、十分な安定性のある接触状態(導通状態)になるためにも、2〜5mm程度であることが好ましい。
接触子2のこの部分が他方の端部に相当し、この部分の側周面の少なくとも一部が、接続電極部41と接触することになる。
図2で示される接触子保持体3は、紙面奥手側に第一保持部31が配置され、紙面手前側に第二保持部32が配置され、第一保持部31は接触子2の先端を検査点へ案内し、第二保持体32は接触子2の他端を接続電極部へ案内する。
第一保持部31は、所定の接触子2を所定検査点へ案内するための第一保持孔33を有している。この第一保持孔33は、接触子2の棒状部材21や筒状部材22の外径よりも大きく、絶縁部23の径よりも小さくなるように形成されている。このように形成されることにより、接触子2が第一保持部31の第一保持孔33より抜け出ることを防止する。
第二保持孔32は、所定の接触子2を所定接続電極部へ案内するための第二保持孔34を有している。この第二保持孔32は、接触子2の棒状部材21や筒状部材22の外径よりも大きく、絶縁部23の径よりも小さくなるように形成されている。このように形成されることにより、接触子2が第二保持部32の第二保持孔34より抜け出ることを防止する。
このように第一及び第二保持孔33,34を形成することにより、接触子2がこの接触子保持体3から外れることを防止する。
この支柱35による空間の長さは、使用者により適宜設定される。
また、図2では、第二保持部32は3枚の板部材により形成されている。これらの板部材は、第二保持孔34を形成するための板部材と、支柱35を固着するための螺子穴を形成するための板部材として設けられている。これら板部材の数は、特に限定されるものではなく、少なくとも上記の機能を有するのであれば1枚であっても2枚以上でも構わない。
第二保持部32は、複数の板部材から形成されるとともに、これら板部材が接触子2に対して直角方向(図2では左右方向)に夫々所定長さ分だけずらして配置されることが好ましい。
このように複数の板部材を徐々にずらして配置することにより、第二保持孔34が傾斜して形成されることになる。このため、接触子2が接触子保持体3に保持された際に、接触子2が軽く撓むことになり、板部材と接触抵抗が生じることになり接触子2が安定性を有して保持されることになる。
この保護部36は、図2で示される如く、第二保持部32の接続電極部側に配置されるとともに、接触子2の長軸方向に摺動するようにスプリング機構37が設けられている。
この保護部36は、所定厚みの板部材から形成され、基板検査治具の未使用時において、接触子2の先端部(接続電極部に接触する部分)を保護する。
例えば、図4では、この保護部の動作を示しており、図4(a)は基板検査用治具の未使用時の状態を示しており、図4(b)は基板検査用治具の使用時の状態を示している。
図4(a)では、基板検査用治具の接触子2と接触子保持体3が接続電極体4に接続されていない状態を示しており、この状態では、接触子2の接続電極部へ接触する端部は、保護部36により保護されている。尚、図面では、接触子2の先端が僅かに突出している状態を示しているが、保護部36の内部に収容されていてもよい。
この場合、保護部36は、第二保持部32の下端に当接するとともに、スプリング機構37のスプリングにより付勢状態となる。また、保護部36が図4(a)で示される位置へ戻ろうとするが、図4(b)の状態では接続電極体4と保護部36、保護部36と第二保持部32が夫々当接する状態となる。
尚、図2では、接触子保持体3と後述する接続電極体4との位置合わせを行う突状部38が二つ設けられている。
この接続電極部41は、接触子2を内部に収容するために、接続電極体4の表面から接続電極体4内部へ延びる穴形状に形成される。接続電極部41が、このように接続電極体4の内部に延びる穴形状に形成されることにより、確実に接触子2の一部を接続電極部41内部に収容することができる。この場合、接触子2の一部は、接続電極部41の内部側表面に電極部を形成することによって、接触子2の一部が内部側表面と接触させることができる。
接続電極部41は導線42に接続されている。この導線42は、上記の如き検査信号処理部に接続される。
尚、この接続電極部41は、接続電極体4の表面と面一となるように筒(パイプ)を配置する。このように配置することによって、接続電極体4の表面が面一となり、第二保持部32や保護部36が接続電極体4に当接する場合に、接続電極体4表面に対して直角となるように配置することができ、接触子2が使用時において圧接され、撓んだ際に、どの接触子2に対しても均一な荷重を負荷することができる。
この具体的な例として、例えば、接続電極部41を接触子2の長軸に対して傾斜又は湾曲して形成する。
このように接続電極部41が形成されることによって、接触子2が接続電極部41内部に収容される際に、接続電極部41の内側表面を擦りながら収容されることになり、接触子2が接続電極部41と確実に接触状態を確立することができる。特に、このように構成することにより、内側表面の電極部や接触子2の表面に形成される酸化膜を破ることができる。
図5(b)は、接続電極部41が接続電極体4の表面に対して一定角度で傾斜して形成された場合を示す。この場合は、接触子2が接続電極体4の表面に略直角方向に収容されても、接続電極部41の内部側表面を擦りながら接触することになる。
図5(c)は、接続電極部41が逆く字状に形成された場合を示す。この場合は、接触子2が図5(b)と同様に擦りながら接触して内部に収容されるとともに、く字状の頂点部で逆方向の傾斜を接続電極部41が形成しているので、この頂点部では確実に接触子2が内部側表面と接触することになる。
図5(d)は、接続電極部41が湾曲して形成された場合を示す。この場合は、接触子2が収容される際に、この接続電極部41の内部側表面に沿って湾曲しながら表面を擦りながら接触することになる。さらに、この場合には、図5(c)よりも接触子2に係る荷重が低いため、接触子2を抜き差しすることを容易に行うことができる。
これら図5で示された接続電極部41の形状は、これらに限定されるものではなく、接触子2の入出方向に対して、接続電極部41の収容方向が交差するように形成されるように設定することができる。このように接続電極部41を形成することによって、接触子2が確実に接続電極部41の内側表面に接触することになるとともに、収容される際に内部側表面を擦りながら収容されることになるので、接触抵抗値が低いとともに接触抵抗値の安定性が高い接触子2と接続電極部41の接続を可能にする。
このように接触子2の先端2Aを屈曲させて形成させることにより、接触子2の先端2Aが接続電極部41に収容される際に、接続電極部41の内側表面を擦りながら接触することになる。
この図6で示される接触子2は、接触子2の中心軸から接触子2の先端2Aが幅Wを有するように屈曲している。この幅Wは、接続電極部41の内径と略同じ程度に形成されることが好ましい。この幅Wが接続電極部41の内径と略同じに形成されることにより、確実に内側表面に接触することができるとともに、屈曲させる量(幅)を小さくすることができるからである。
この図7(a)では、複数の接触子2の収容部2Aが接続電極部41内部に収容されている。図7(a)では示されていないが、接触子2の収容部2Aが屈曲形状であったり、接触子2が傾斜して配置されたりしている場合には、接続電極部41内に接触子2が収容される際には、内部側表面を擦りながら接触して収容される。尚、図7では便宜的に接触子2が接続電極部41の略中央に位置している。
図7(b)では、接触子保持体3と接続電極体4を、接触子2の長軸に対して直角方向に移動させることによって、確実に接続電極部41の内部側表面に接触させることを示している。例えば、図7(b)で示される如く、接続電極体4を紙面左(図7(b)の黒塗り矢印方向)に移動させることにより、接触子2の収容部2Aを接続電極部41の内部側表面に圧接する。又は、接触子保持体3を紙面右(図7(b)の白抜き矢印方向)に移動させることにより、接触子2の収容部2Aを接続電極部41の内部側表面に圧接する。このように、接触子保持体3及び/又は接続電極体4を接触子2の入出方向と直角方向にスライドする滑走部を設けることによって、接触子2の収容部2Aを接続電極部41の内部側表面へより安定的に接触させることが可能となる。
尚、この図8で示される接続電極体4では、3枚の板部材を用いて説明したが、3枚に限定されず、更に複数の板部材を用いて滑走部を形成しても構わない。
図9は、接触子2と接触子保持体3の他の実施形態を示している。この実施形態では、用いられる接触子2の収容部2Aが、接触子2の長軸に対して屈曲している(図6参照)。この接触子2は収容部2Aが屈曲しているが、未使用時において保護部36(の貫通孔)が接触子2の収容部2Aを保持することになり、接触子2が一直線形状を有するように保持している。この実施形態の基板検査用治具を使用する場合には、保護部36が押し上げられて、接触子2が保護部36より突出することになるが、このとき、接触子2の収容部2Aは屈曲するよう形成されているので、所定方向へ屈曲することになる。
尚、接続電極体4にこの基板検査用治具を取り付ける場合には、保護部36を接続電極体4の接続電極部41に位置合わせして、接続電極体4と接触した状態で、保護部36を押し上げることになるので、接触子2が接続電極部41に収容されるとともに、接触子2の収容部2Aが接続電極部41の内側表面を擦りながら接触することになる。
図10は、接触子2と接触子保持体3のさらに他の実施形態を示している。この実施形態では、第二保持部32若しくは保護部36と、接続電極体4の間に空間Sを形成する場合である。
図10では、接触子保持体3と接続電極体4との間に空間Sが形成され、この空間Sにおいて接触子2の収容部2Aが接続電極部41に収容された際に撓むようになる。このように収容部2Aが空間Sで撓むことができるので、接続電極部41に収容され且つ接続電極部41の内側表面に接触する箇所の収容部2Aへ収容部2Aの撓み分だけの押圧がかかるようになる。このため、収容部2Aが接続電極部41の内側表面に安定的に接触することになる。
また、この実施形態では、接続電極体4を滑走(矢印方向に移動)させて、接触子2が接続電極部41に安定して接触するようにしている。
本発明に係る基板検査用治具の構成の説明である。
図11は、本発明で実施される基板検査用治具の一実施例を示している。
この一実施例で示される接触子2は、タングステンを素材として、長さ30mm、直径90μmの棒状部材21を形成し、収容部2Aの長さが2mmになるように絶縁部23を形成する。
また、接続電極部41は内径95μm、外径125μmとなる導電性のパイプで、このパイプの内側表面に金メッキ処理する。
この図11で示される一実施例では、接続電極体4が第一板状部43、第二板状部44、第三板状部45と第四板状部46から形成されるとともに、第二板状部44を横方向に移動させる滑走部47を有している。この第一板状部43と第三板状部45は、固定の部材であり、第四板状部46は、基板検査用治具1’の台座として用いている。
接続電極部41は、第一乃至第三板状部を貫通するように形成されている。
滑走部47は、第二板状部44を左右に移動させることができる。この滑走部47は、左右一対の螺子機構を有してなり、左右の螺子を調整することによって第二板状部44の位置を調整することができる。
尚、この図11(a)では、第二保持部32と保護部36の間に空間が形成されており、未使用時の状態である。
また、この基板検査用治具1’では、滑走部47を左右に有しており、接触子2の収容部2Aが接続電極部41に収容された後、螺子を調整することによって、接続電極体4の第二板状部44を横方向に移動させる。このとき、接続電極部41の第二板状部44部分は、第二板状部44の移動に合わせて、湾曲状態となり接続電極部41の内側表面と接触子2が圧接されることになる。
この一実施例では、接触子2も傾斜して接触子保持体3に保持され、更に、接続電極体4が滑走部47を有しているので、接触子2が接続電極部41の内側表面を擦りながら収容されるとともに安定して接触し導通状態を確立することができる。
尚、図12に示される「回数」は、何回押し付けられたかを示すショット回数を表している。
このため、本発明の治具を用いることにより、接触抵抗値を小さくすることができるとともに、接触抵抗値を補正値として処理する場合であっても、ショット回数の増加に伴うズレが生じることがないので、補正値を修正する必要が無く、極めて安定的に使用することが可能となる。
1’・・・・・基板検査用治具(他の実施形態)
2・・・・・接触子
2A・・・・収容部
3・・・・・接触子保持体
31・・・・第一保持部
32・・・・第二保持部
4・・・・・接続電極体
41・・・・接続電極部
Claims (12)
- 被検査基板の電気的特性を検査するために、基板検査装置本体と該被検査基板の配線パターンに設けられる複数の基板被検査点との間の電気的導通を得るための基板検査用治具であって、
前記基板検査用治具は、
両端に電気的導通を図る端部を有し、一方の端部が前記基板被検査点の一つに圧接される導電性を有する棒状の接触子よりなる接触子群と、
前記接触子群を保持する接触子保持体と、
前記接触子群の夫々の接触子の他方の端部と対向して配置された接続電極部を備える、前記基板検査装置本体に接続される接続電極体を有し、
前記接触子群の前記他方の端部と前記接続電極体とを接続するに際して、夫々の前記他方の端部の近傍の側周面の少なくとも一部が、これに対向する前記接続電極部の一部と接触することにより電気的に導通状態となることを特徴とする基板検査用治具。 - 前記接続電極部は、これに対向する前記接触子の前記他方の端部を収容する構造を有し、且つ、前記接触子と前記接続電極部の導通状態は、少なくとも該接触子の他方の端部と該接続電極部の内部側表面の接触によることを特徴とする請求項1記載の基板検査用治具。
- 前記接続電極部は、これらに対向する前記接触子の前記他方の端部の少なくとも一部を遊嵌することのできる形状であることを特徴とする請求項1又は2記載の基板検査用治具。
- 前記接続電極部は、筒状に形成されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の基板検査用治具。
- 前記接続電極部が、前記接触子の長軸に対して傾斜又は湾曲して形成されていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の基板検査用治具。
- 前記接続電極部は、前記接触子の入出方向と直角方向にスライドする滑走部を有することを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の基板検査用治具。
- 前記接触子の他方の端部は、該接触子の長軸に対して屈曲して形成されていることを特徴とする請求項1記載の基板検査用治具。
- 前記接触子保持体は、前記接触子の一方の端部の近傍を保持する第一保持孔を有する第一保持部と、前記接触子の他方の端部の近傍を保持する第二保持孔を有する第二保持部を有し、
前記第二保持部は、前記電極体と当接して配置されることを特徴とする請求項1記載の基板検査用治具。 - 前記接触子保持体は、前記接触子の一方の端部の近傍を保持する第一保持孔を有する第一保持部と、前記接触子の他方の端部の近傍を保持する第二保持孔を有する第二保持部を有し、
前記第二保持部は、前記電極体と所定間隔を有して配置されることを特徴とする請求項1記載の基板検査用治具。 - 前記接触子保持体は、前記接触子の他方が前記接続電極部に接触させる使用時において、該接触子が突出するように、該接触子の長軸方向に摺動する保護部を備えてなることを特徴とする請求項1記載の基板検査用治具。
- 前記他方の端部の近傍の範囲は、前記接続に際して、前記他方の端部の側周面が、少なくとも前記接続電極部に接触しうる範囲であることを特徴とする請求項1記載の基板検査用治具。
- 被検査基板の電気的特性を検査するために、基板検査装置本体と該被検査基板の配線パターンに設けられる複数の基板被検査点との間の電気的導通を得るために、一端が前記被検査点に導通接触を図るために圧接される接触子と、該接触子と導通接触して該基板検査装置本体と接続される接続電極体が有する、該接触子の他端と導通接触する接続電極部の電極構造であって、
前記接続電極部は、
前記接触子の他方の端部と該接続電極体とを接続するに際して、前記接触子の前記他方の端部の近傍の側周面の少なくとも一部が、これに対向する前記接続電極部の一部と接触することを特徴とする接続電極部の電極構造。
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