JP2008157681A - 回路基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バンプが接触するコンタクトプローブや異方導電シートの交換周期の短縮化によって、検査効率が低下するという課題を解決する。
【解決手段】はんだボール１２が外部接続端子として一面側に形成された検査対象の回路基板１０に、その電気的特性検査を施す検査装置であって、回路基板１０のはんだボール１２に対応するコンタクトプローブ１４が設けられたテストボード１６と、はんだボール１２とコンタクトプローブ１４との間に配設され、コンタクトプローブ１４とはんだボール１２との押圧力によって両者間を電気的に接続する導体路を形成する異方電導シート２４と、前記押圧力が解除されたとき、コンタクトプローブ１４とはんだボール１２とによって押圧される押圧箇所を異なる箇所となるように、異方導電シート２４をスライドするスライド手段としての送出ローラ２０と引張ローラ２２とを具備することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は回路基板の検査装置に関し、更に詳細には一面側に外部接続端子としてのバンプが形成された検査対象の回路基板に、その電気的特性検査を施す回路基板の検査装置に関する。

回路基板に作り込んだ回路について、その信頼性を保証すべく、電気的特性検査が施される。かかる電気的特性検査には、図７に示す検査装置が用いられている。図７に示す検査装置は、一面側に外部接続端子としてのはんだボール１０２，１０２・・が設けられた矩形状の回路基板１００についてのものである。
この検査装置には、テストボード１０４の一面側に立設されたコンタクトプローブ１０６，１０６・・の各先端部は本体部１０８を貫通し、その先端部が本体部１０８の一面側に突出している。
かかるコンタクトプローブ１０６，１０６・・の各先端は、ガイド１１０，１１０に案内されつつ、所定の力Ｆで押圧される回路基板１００の対応するはんだボール１０２に当接する。

また、複数の回路がウェーハに作り込まれた配線基板についても、個片に切断する前にウェーハ状態で各回路の電気的特性を検査できれば、その後の製造工程に付す回路基板を予め選別でき都合がよい。このため、ウェーハ状態で回路基板の電気的特性を検査する検査装置として、下記特許文献１には、図８に示す検査装置が提案されている。
図８に示す検査装置では、載置台２０２上の載置されたウェーハ２００の表面に形成されたバンプ２０４，２０４・・と検査用回路基板２０６との間に、押圧された箇所のみに導電路が形成される異方導電シート２１２が枠体２１０に保持されて設けられている。
かかる検査用回路基板２０６の検査電極２０８，２０８・・の各々を、異方導電シート２１２を介して対応するウェーハ２００のバンプ２０４に、押圧手段によって押圧することによって、対応するウェーハ２００のバンプ２０４と検査用回路基板２０６の検査電極２０８との間に導電路を形成できる。
特開２００２−２０３８７９号公報

図7及び図８に示す検査装置によれば、回路基板の電気的特性の検査を行うことができ、その後の製造工程に付す回路基板を予め選択でき、製造効率の向上を図ることができる。
ところで、回路基板１００の外部接続端子としてのはんだボール１０２或いはバンプ２０４は、通常、はんだによって形成されている。
かかるはんだボール１０２又はバンプ２０４と接触した部分には、はんだが付着してはんだ積層体が形成され、検査装置の稼働期間が長くなると、はんだボール１０２又はバンプ２０４と接触したコンタクトプローブ１０６の先端面や異方導電シート２１２の当接箇所には、はんだの酸化皮膜が形成される。
この様に、コンタクトプローブ１０６の先端面や異方導電シート２１２の当接箇所に、はんだの酸化皮膜が形成されると、当接箇所の接触抵抗が増加し、検査対象の配線基板の電気的特性を正確に検査できないことがある。
このため、コンタクトプローブ１０６や異方導電シート２１２の交換周期を短縮し、はんだボール１０２又はバンプ２０４と接触した部分の接触抵抗が増加することを防止している。
しかしながら、コンタクトプローブ１０６や異方導電シート２１２を交換する際には、配線基板の検査ができず、検査効率が低下する。
そこで、本発明は、表面がはんだによって形成されたバンプが外部接続端子として一面側に形成された検査対象の回路基板の電気的特性検査を施す従来の検査装置では、そのバンプが接触するコンタクトプローブや異方導電シートの交換周期の短縮化によって、検査効率が低下するという課題を解決し、検査効率が向上された回路基板の検査装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、前記課題を解決するには、回路基板の外部接続端子としてのバンプとテストボードのコンタクトプローブとの間に異方導電シートを配設し、回路基板の検査回数が所定回数に到達したとき、異方導電シートをスライドすることが有効ではないかと考え検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、表面がはんだによって形成されたバンプが外部接続端子として一面側に形成された検査対象の回路基板について、その電気的特性検査を施す検査装置であって、前記検査対象の回路基板のバンプに対応するコンタクトプローブが設けられたテストボードと、前記回路基板のバンプとコンタクトプローブとの間に配設され、前記コンタクトプローブとバンプとによる挟込力によって両者間を電気的に接続する導体路を形成する異方電導シートと、前記押圧力が解除されたとき、前記コンタクトプローブの先端面が当接する当接箇所が異なる箇所となるように、前記異方導電シートをスライドするスライド手段とを具備することを特徴とする回路基板の検査装置にある。

かかる本発明において、異方導電シートとコンタクトプローブとの間に設けられ、前記コンタクトプローブの先端部が挿入される透孔が形成され透孔付プレートと、前記異方導電シートが載置された透孔付プレートを前記コンタクトプローブの先端から離れる方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に抗して前記透孔付プレートをコンタクトプローブ方向に押圧し、前記透孔付プレートの透孔内に挿入されたコンタクトプローブの先端と配線基板のバンプとの間に挟み込まれた前記異方導電シートの所定箇所に押圧力を加える押圧手段とを具備することによって、異方導電シートを容易にスライドできる。
また、コンタクトプローブとして、その先端部が異方導電シートの方向に付勢部材によって付勢されているコンタクトプローブを用いることによって、回路基板のバンプの高低及び異方導電シートの凹凸を吸収し、異方導電シートに加える押圧力を一定にできる。
更に、異方導電シートを、送りローラと引取ローラとの間に掛け渡し、前記送りローラと引取ローラとの中間部にテストボードのコンタクトプローブを設けることによって、検査装置の自動化を行うことができる。

本発明に係る回路基板の検査装置によれば、回路基板の外部接続端子として設けられている、表面がはんだによって形成されたバンプと異方導電シートの所定箇所とが繰り返して当接し、異方導電シートの所定箇所にバンプのはんだが付着してはんだ積層体が形成されても、酸化皮膜の形成前に異方導電シートをスライドして新たな箇所でバンプと当接させることができる。
このため、異方導電シートの所定箇所にはんだが付着して積層された、はんだ積層体に酸化皮膜が形成されることに因る検査装置の誤検査を防止し、回路基板の電気的特性の正確な検査を行うことができる。
また、異方導電シートがスライドし、回路基板のバンプの当接箇所を更新する行為は、回路基板の検査が終了した後、次の回路基板の検査前に容易に行うことができ、コンタクトプローブや異方導電シートの交換の如く、回路基板の検査を中止することに因る検査効率の低下を防止し、検査効率の向上を図ることができる。

本発明に係る回路基板の検査装置の一例を図１に示す。図１に示す検査装置は、検査対象の矩形状の回路基板１０の電気特性についての検査装置である。この検査装置では、回路基板１０の外部接続端子であるバンプとして用いたはんだボール１２，１２・・に対応するコンタクトプローブ１４，１４・・が一面側に立設されたテストボード１６が設けられている。かかるコンタクトプローブ１４，１４・・は、テストボード１６内に形成された回路（図示せず）に電気的に接続されており、その先端部が本体部１８を通過して本体部１８の表面から突出している。
このコンタクトプローブ１４は、図２に示す様に、テストボード１６の表面に形成されたパッド部１７に立設された筒状後部１４ａ内に、筒状上部１４ｂが挿入されている。かかる筒状上部１４ｂは、筒状のコンタクトプローブ１４内に設けられた付勢部材としてのバネ１４ｃによって上方に付勢されおり、筒状上部１４ｂが筒状下部１４ａの先端よりも突出している。

また、コンタクトプローブ１４の先端部上には、送りローラ２０と引取ローラ２２との間に掛け渡された異方導電シート２４が、送りローラ２０から引取ローラ２２の方向にスライド可能に配設されている。かかる異方導電シート２４としては、市販されているものを用いることができるが、図３（ａ）（ｂ）に示す異方導電シート２４を好適に用いることができる。図３（ａ）に示す異方導電シート２４は、絶縁性の弾性高分子２４ａ中に導電性粒子２４ｂ，２４ｂ・・が厚み方向に配列された状態で含有されているシート体である。他方、図３（ｂ）に示す異方導電シート２４は、絶縁性の弾性高分子２４ａ中に金属等の導電細線２４ｃ、２４ｃ・・を０．０５〜０．２ｍｍ間隔で縦方向に貫通させて厚み方向のみに導電性を付与したシート体である。
この異方導電シート２４は、コンタクトプローブ１４の先端と回路基板１０のはんだボール１２とで挟まれて押圧されたとき、押圧された箇所の導電性粒子２４ｂ，２４ｂ・・又は導電細線２４ｃ、２４ｃ・・によって導電路が形成され、コンタクトプローブ１４と回路基板１０のはんだボール１２とが電気的に接続される。

かかる異方導電シート２４は、本体部１８に設けられた付勢部材としてのバネ２６，２６によって、本体部１８から離れる方向に付勢されている透孔付プレート２８上に載置されている。この透孔付プレート２８には、図１及び図４に示す様に、コンタクトプローブ１４の先端部が挿入される透孔２８ａ，２８ａ・・が形成されている。かかる透孔２８ａ，２８ａ・・は、回路基板１０のはんだボール１２，１２・・に対応するようにも形成されている。
また、異方導電シート２４上には、回路基板１０をガイドするガイド部３０が設けられている。このガイド部３０は、透孔付プレート２８と一体化されており、バネ２６，２６によって、本体部１８から離れる方向に透孔付プレート２８と共に付勢されている。
尚、後述する様に、異方導電シート２４にはんだボール１２，１２・・が当接した回路基板１０とガイド部３０とを本体部１８の方向に押圧する押圧手段が設けられている。

図１〜図４に示す検査装置では、回路基板１０を、はんだボール１２，１２・・が異方導電シート２４に当接するように、ガイド部３０にガイドされて異方導電シート２４上に載置する。
更に、図５に示す様に、異方導電シート２４上に載置した回路基板１０を、押圧手段としての押圧部材３２を降下して押圧する。かかる押圧によって、回路基板１０のはんだボール１２，１２・・は、バネ２６，２６によって付勢されている透孔付プレート２８と異方導電シート２４とをバネ２６，２６の付勢力に抗して押圧し、透孔付プレート２８を本体部１８の表面に当接させる。
この際に、透孔付プレート２８の透孔２８ａ，２８ａ・・（図１及び図４参照）の各々に対応するコンタクトプローブ１４の先端部が挿入され、回路基板１０のはんだボール１２とコンタクトプローブ１４の先端部との間で異方導電シート２４を挟み込んで押圧力を加える。かかる異方導電シート２４では、押圧力が加えられた箇所のみに導電路が形成されるため、回路基板１０のはんだボール１２とコンタクトプローブ１４との間のみが電気的に接続される。
図１及び図５に示すコンタクトプローブ１４は、図２に示す様に、その筒状上部１４ｂがコンタクトプローブ１４内に設けられたバネ１４ｃによって上方に付勢されているため、回路基板１０のはんだボール１２，１２・・の高低及び異方導電シート２４の凹凸を吸収し、異方導電シート２４に加える押圧力を一定にできる。

図５に示す状態で回路基板１０の電気的特性を検査した後、押圧部材３２を上昇して、回路基板１０を取り上げると、ガイド部３０及び透孔付プレート２８は、バネ２６等の付勢力によって図１に示す状態に戻り、再度、次の回路基板１０の電気的特性を検査できる。
かかる回路基板１０の電気的特性の検査を何回か行うと、異方導電シート２４の回路基板１０のはんだボール１２が当接する箇所に、図６に示す様に、はんだボール１２のはんだの一部が付着し積層されたはんだ付着部分３４が形成される。
このはんだ付着部分３４のはんだに酸化膜が形成されると、はんだ付着部分３４とはんだボール１２との接触抵抗が増加し、回路基板１０の電気的特性の正確な検査を行うことができなくなる。このため、図６に示す様に、図１に示す検査装置では、引取ローラ２２を駆動し、異方導電シート２４のはんだボール１２との当接箇所を、はんだが付着していない箇所に更新する様に、異方導電シート２４をスライドする。
この様に、異方導電シート２４をスライドすることによって、回路基板１０のはんだボール１２は、はんだが付着していない異方導電シート２４の箇所で当接でき、回路基板１０の電気的特性の正確な検査を行うことができる。
かかる異方導電シート２４のスライド時期は、はんだの種類等によって異方導電シート２４の当接箇所に付着するはんだ量が異なるため、採用したはんだボール１２について予め試験を行って決定することが好ましい。

図１〜図６に示す検査装置での検査対象の回路基板１０では、外部接続端子のバンプとしてはんだボール１２を採用していていたが、金属から成る球状コアの周面にはんだ層を形成したコア入りボールを用いたバンプであってもよい。
また、検査対象の回路基板１０は、矩形状の回路基板であったが、ウェーハ状態の回路基板の電気的特性の検査に図１に示す検査装置を用いてもよい。この場合、ガイド部３０をウェーハ状態の回路基板をガイドできる形状とする。更に、透孔付プレート２８の透孔２８ａ及びコンタクトプローブ１４も、ウェーハ状態の回路基板に形成されたバンプの各々と対応できる形状及び配列とすることが必要である。
更に、図１〜図６に示す検査装置では、先端部がバネ１４ｃによって付勢されているコンタクトプローブ１４を用いたが、一本の棒状のコンタクトプローブであってもよい。この場合には、異方導電シート２４としては、充分な弾性を呈する異方導電シートを用いることが好ましい。

本発明に係る回路基板の検査装置の一例を示す部分断面図である。 図１に示す検査装置に用いるコンタクトプローブの断面図である。 図１に示す検査装置に用いる異方導電シートの部分断面図である。 図１に示す検査装置に用いる透孔付プレートの正面図である。 図１に示す検査装置を用いて回路基板の電気的特性を検査する状態を説明する説明図である。 図１に示す検査装置を用いて回路基板の電気的特性を検査した後、異方導電シートをスライドした状態を説明する説明図である。 従来の回路基板の検査装置の一例を説明する断面図である。 ウェーハ状態の回路基板の電気的特性を検査する従来の検査装置の一例を説明する断面図である。

符号の説明

１０ 回路基板
１２ はんだボール（バンプ）
１４ コンタクトプローブ
１４ａ 下部
１４ａ 後部
１４ｃ バネ
１６ テストボード
１８ 本体部
２０ 送出しローラ
２２ 引取ローラ
２４ 異方導電シート
２６ バネ
２８ 透孔付プレート
２８ａ 透孔
３０ ガイド部
３２ 押圧部材
３４ はんだ付着部分

Claims (4)

1. 表面がはんだによって形成されたバンプが外部接続端子として一面側に形成された検査対象の回路基板について、その電気的特性検査を施す検査装置であって、
   前記検査対象の回路基板のバンプに対応するコンタクトプローブが設けられたテストボードと、
   前記回路基板のバンプとコンタクトプローブとの間に配設され、前記コンタクトプローブとバンプとによる挟込力によって両者間を電気的に接続する導体路を形成する異方電導シートと、
   前記押圧力が解除されたとき、前記コンタクトプローブの先端面が当接する当接箇所が異なる箇所となるように、前記異方導電シートをスライドするスライド手段とを具備することを特徴とする回路基板の検査装置。
2. 異方導電シートとコンタクトプローブとの間に設けられ、前記コンタクトプローブの先端部が挿入される透孔が形成され透孔付プレートと、
   前記異方導電シートが載置された透孔付プレートを前記コンタクトプローブの先端から離れる方向に付勢する付勢部材と、
   前記付勢部材の付勢力に抗して前記透孔付プレートをコンタクトプローブ方向に押圧し、前記透孔付プレートの透孔内に挿入されたコンタクトプローブの先端と配線基板のバンプとの間に挟み込まれた前記異方導電シートの所定箇所に押圧力を加える押圧手段とを具備する請求項１記載の回路基板の検査装置。
3. コンタクトプローブが、その先端部が異方導電シートの方向に付勢部材によって付勢されているコンタクトプローブである請求項１又は請求項２記載の回路基板の検査装置。
4. 異方導電シートが、送りローラと引取ローラとの間に掛け渡されており、前記送りローラと引取ローラとの中間部にテストボードのコンタクトプローブが設けられている請求項１〜３のいずれか一項記載の回路基板の検査装置。

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