JP2014032111A - 検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】ベース部材の表面に配置される接触子の接触部の位置及び姿勢を確実に安定させることができる検査治具を提供する。
【解決手段】この検査治具１は、複数の接触子１１と、接触子配設部材１２とを備える。接触子１１は、導電性のワイヤ部１１ａと、そのワイヤ部１１ａの先端部に膨出状に設けられ、被検査基板２の検査点２ａに直接又は間接に電気的に接触される接触部１１ｂとを有する。接触子配設部材１２は、接触子１１の接触部１１ｂが配設される配設面１２ａと、配設面１２ａに設けられ、接触子１１の接触部１１ｂの一部が嵌まり込む複数の凹部１２ｂと、凹部１２ｂ内の底部に連通するように設けられ、接触子１１のワイヤ部１１ａが挿通される複数の挿通孔１２ｃとを有し、絶縁材料により形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、検査対象の電気特性の検査を行う検査装置に備えられる検査治具に関する。

本発明の先行技術としては、例えば特許文献１に記載の配線検査板が挙げられる。この配線検査板では、ベース基板４１の表面に複数の導電端子４２，４３の先端接触部４２ａ，４３ａを配置し、その先端接触部４２ａ，４３ａを異方性導電膜４４を介して検査対象の検査点に間接的に接触させて導通させ、検査対象の検査を行うようになっている（図１、要約書等参照）。

特開平９−２５１０３４号公報

しかしながら、上述の配線検査板では、ベース基板４１の表面における導電端子４２，４３の先端接触部４２ａ，４３ａが配置される部分（より具体的には、導電端子４２，４３のワイヤ部が挿通される挿通孔の開口部周辺）が平坦な構成である。このため、ベース基板４１の表面上における先端接触部４２ａ，４３ａの位置及び姿勢が不安定になりやすい。特に、先端接触部４２ａ，４３ａが異方性導電膜４４を介して検査点に接触される際に、先端接触部４２ａ，４３ａの位置及び姿勢が不安定になり、先端接触部４２ａ，４３ａと検査点との異方性導電膜４４を介した接続状態が不安定になるおそれがある。

そこで、本発明の解決すべき課題は、ベース部材の表面に配置される接触子の接触部の位置及び姿勢を確実に安定させることができる検査治具を提供することである。

請求項１の発明は、検査対象の電気特性の検査を行う検査装置に備えられる検査治具であって、導電性のワイヤ部と、そのワイヤ部の先端部に膨出状に設けられ、前記検査対象の検査点に直接又は間接に電気的に接触される接触部とを有する複数の接触子と、前記複数の接触子の前記接触部が配設される配設面と、前記配設面に設けられ、前記接触子の前記接触部の一部が嵌まり込む複数の凹部と、前記凹部内の底部に連通するように設けられ、前記接触子の前記ワイヤ部が挿通される複数の挿通孔とを有し、絶縁材料により形成された接触子配設部材と、を備えることを特徴とする検査治具を提供する。
請求項２の発明は、請求項１に記載の検査治具において、前記接触子配設部材の前記配設面に配設された前記接触子の前記接触部と、前記検査対象との間に配置され、その厚み方向にのみ導電性を有する異方性導電シートをさらに備えることを特徴とする検査治具を提供する。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の検査治具において、前記接触子の前記接触部は、多層構造を有し、最も中心の層が最も高硬度の材料により形成されていることを特徴とする検査治具を提供する。
請求項４の発明は、請求項１に記載の検査治具において、前記接触子は、前記ワイヤ部と前記接触部との間に弾性部を有することを特徴とする検査治具を提供する。
請求項５の発明は、請求項４に記載の検査治具において、前記弾性部が、前記接触子毎の前記凹部内に配置される、又は、前記挿通孔が形成されるシート部材として配置されることを特徴とする検査治具を提供する。
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の検査治具において、前記接触子配設部材の前記配設面に配設される前記接触子の前記接触部は、前記検査対象の前記各検査点にいずれかの該接触部が対向可能なように、前記検査点のピッチよりも小さなピッチで略マトリクス状に配設されていることを特徴とする検査治具を提供する。

本発明の第１の局面に係る検査治具によれば、接触子配設部材の配設面に、接触子の接触部の一部が嵌まり込む複数の凹部が設けられている。このため、接触子配設部材の配設面において、接触子の接触部の配設位置及び姿勢を安定させることができる。これによって、接触子の接触部が検査対象の検査点に直接又は間接に電気的に接触される際に、接触部の位置及び姿勢が不安定になることがなく、接触部と検査点との直接又は間接の電気的な接触を安定させることができる。
本発明の第２の局面に係る検査治具によれば、接触子の接触部が異方性導電シートを介して検査対象の検査点と電気的に接触されるため、異方性導電シートにより接触時に検査点及び接触部に掛かる負荷を軽減できるとともに、接触部との接触により検査点に傷等が付くのを防止できる。
本発明の第３の局面に係る検査治具によれば、接触子の接触部が、多層構造を有し、最も中心の層が最も高硬度の材料により形成されている。このため、接触部の最も中心部の硬度を確保して接触部の機械的強度を確保しながら、接触部の最外層に比較的硬度の低い材料を用いることにより、接触時に検査点等に与える負荷又は傷等を軽減できる。その結果、例えば検査時に接触子の接触部を異方性導電シートを介さずに検査点に直接接触させた場合でも、検査点等に与える負荷又は傷等を軽減でき、異方性導電シートを省略して装置設備の簡略化が図れる。
本発明の第４の局面に係る検査治具によれば、ワイヤ部と接触部の間に弾性部を配置するため、接触子毎に対応する弾性部を備えることになる。このため、検査点と接触部の当接状態に応じて、好適な押圧力を生じることができる。
本発明の第５の局面に係る検査治具によれば、弾性部を用いた検査治具であっても簡便に構成することができる。
本発明の第６の局面に係る検査治具によれば、接触子配設部材の配設面に配設される接触子の接触部は、検査対象の各検査点にいずれかの該接触部が対向可能なように、検査点の配設ピッチよりも小さな配設ピッチで略マトリクス状に配設されている。それ故、検査点の配置形態が異なる複数種類の検査対象に対して、検査治具の構成を変更することなく対応でき、汎用性の高い検査治具を提供できる。

本発明の一実施形態に係る検査治具の側面図である。 図１の検査治具の部分的構成を拡大して示す断面図である。 図１の検査治具の接触子配設部材の部分的構成を拡大して示す平面図である。 検査時に図１の検査治具が被検査基板に接触される際の様子を示す図である。 図１の検査治具の接触子の変形例を示す断面図である。 本発明に係る検査治具の別の実施形態を示す概略図である。

図１ないし図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る検査治具について説明する。この検査治具１は、図１に示すように、複数の接触子１１、接触子配設部材１２、異方性導電シート１３、基台部材１４、連結部材１５及びコネクタ１６を備えて構成され、検査対象である被検査基板２（図２参照）に設けられる配線パターンの電気的特性に関する検査を行う図示しない検査装置に備えられる。被検査基板２の配線パターン上には、図２に示すように、後述する接触子１１の接触部１１ｂが異方性導電シート１３を介して電気的に接触される検査点２ａ（例えば、ランド部又はハンダバンプ等）が設けられる。

接触子１１は、図２に示すように、ワイヤ部１１ａと、接触部１１ｂとを備えて構成されている。ワイヤ部１１ａは、導電性を有する細いワイヤ状の形態を有し、導電性金属（例えば、銅、黄銅等）からなる。なお、ワイヤ部１１ａの外周面の一部（例えば、後述する接触子配設部材１２の挿通孔１２ｃに挿入される部分以外の部分）の外周、あるいは実質的に全体に絶縁被覆１１ｃを設けてもよい。

接触部１１ｂは、導電性材料（例えば、導電性金属）により、ワイヤ部１１ａの先端部に膨出状に設けられ、被検査基板２の検査点２ａに電気的に接触される。本実施形態では、例えば接触部１１ｂはハンダを用いて形成された略ボール状の形態を有し、ハンダ接合によりワイヤ部１１ａの先端部に接合されている。

この接触部１１ｂは、図２で示すように、検査対象に対して球状面を有するように形成されることもできる。また、この接触部１１ｂが、検査対象に対して平行面を有するように、この接触部１１ｂに平面（図示せず）を形成することもできる。この場合、接触部１１ｂが検査対象と接触する平面が形成されることになり、接触面を大きくして当接させることもできる。

ワイヤ部１１ａの直径は、例えば０．１６ｍｍに設定され、接触部１１ｂの直径は、例えば０．２５ｍｍに設定される。なお、ハンダにより形成された接触部１１ｂの表面を金等の導電性の高い金属材料でめっきしてもよい。

接触子配設部材１２は、図１ないし図３に示すように、絶縁材料からなる略板状部材であり、その被検査基板２側に向けられた面が、複数の接触子１１の接触部１１ｂが配設される配設面１２ａとなっている。また、接触子配設部材１２には、複数の凹部１２ｂ及び挿通孔１２ｃが設けられている。凹部１２ｂは、接触子１１の接触部１１ｂの一部が嵌まり込むように配設面１２ａに設けられている。挿通孔１２ｃは、接触子配設部材１２の配設面１２ａと反対側の面から各凹部１２ｂ内の底部に連通するように設けられ、接触子１１のワイヤ部１１ａがこの挿通孔１２ｃを介して配設面１２ａと反対側の面に引き出される。

このような接触子配設部材１２の配設面１２ａの凹部１２ｂ及びその凹部１２ｂに配設される接触子１１の接触部１１ｂは、略マトリクス状に配置されており、その横方向及び縦方向の配設ピッチＰｘ，Ｐｙは、検査対象である被検査基板２に設けられる検査点２ａの横方向及び縦方向の配設ピッチよりも十分に小さな値に設定されている。これにより、後述するように、検査時に検査治具１が被検査基板２に接触された際に、略マトリクス状に配置された複数の接触部１１ｂのうちのいずれかの接触部１１ｂが被検査基板２の各検査点２ａに対向して異方性導電シート１３を介して各検査点２ａと電気的に導通するようになっている。

異方性導電シート１３は、接触子配設部材１２の配設面１２ａに配設された接触子１１の接触部１１ｂと、被検査基板２との間に配置される。この異方性導電シート１３は、その厚み方向については導電性を有し、それ以外の方向に対しては絶縁性を有するシート状の部材である。このため、図４に示すように、検査時に検査治具１が被検査基板２に接触された際に、接触子１１の接触部１１ｂと被検査基板２の検査点２ａとがその間に介在する異方性導電シート１２の部分を介して電気的に導通するようになっている。異方性導電シート１３としては、例えば、ゴム等の弾性絶縁材料からなるシート中に、シートの厚み方向に延びる繊維状又は針状の微小導電体（例えば、カーボン繊維等）を混入したものが用いられる。

このような異方性導電シート１３は、接触子１１の接触部１１ｂの上から接触子配設部材１２の配設面１２ａ上に積層して配置してもよいし、図示しない支持部材により、接触子１１の接触部１１ｂ及び接触子配設部材１２の配設面１２ａから被検査基板２側に所定間隔だけ離間した位置に配置してもよい。接触部１１ｂと検査点２ａが当接した場合に生じる、検査点２ａ表面の打痕の形成状況に応じて、この異方性導電シート１３の配置の要否を決定選択することができる。

基台部材１４は、略板状の形態を有し、接触子配設部材１２の被検査基板２と反対側に、接触子配設基板１２と所定間隔をあけて配置され、複数の連結部材１５により接触子配設部材１２と連結されている。

コネクタ１６は、接触子１１のワイヤ部１１ａと図示しない接続切替ユニットとの間の電気接続を中継するものであり、基台部材１４に設けられた図示しない窓部内に嵌め込まれて配置される。本実施形態では、基台部材１４の接触子配設部材１２側にて、コネクタ１６の図示しないコネクタピンに接触子１１のワイヤ部１１ａがハンダ付け等により接続される。そして、基台部材１４の接触子配設部材１２側と反対側に位置するコネクタ１６の嵌合部１６ａに、接続切替ユニットのコネクタ部が嵌合されて電気接続される。ここで、接続切替ユニットとは、各接触子１１と検査装置本体側の検査処理のための図示しない検査ユニットとの電気的な接続関係を切り替えるためのユニットである。なお、接触子１１のワイヤ部１１ａをコネクタ１６のコネクタピンに直接接続せずに、他のリード線を介してコネクタピンに接続してもよい。

このような検査治具１は、基板検査装置の図示しない治具設置部に取り付けられ、図示しない治具昇降機構により昇降駆動され、被検査基板２に対して近接、離反される。検査時には、図４に示すように、検査治具１が治具昇降機構により被検査基板２に押し当てられるようにして接触され、検査治具１に略マトリクス状に配置された複数の接触子１１の接触部１１ｂのいずれかが、被検査基板２の各検査点２ａと異方性導電シート１３を介して導通される。そして、検査点２ａと導通した接触子１１を介して、被検査基板２の各配線パターンの電気特性に関する検査が行われる。検査内容としては、例えば配線パターンの導通性に関する検査、及び配線パターン間の絶縁性に関する検査等が含まれる。

以上のように、本実施形態に係る検査治具１によれば、接触子配設部材１２の配設面１２ａに、接触子１１の接触部１１ｂの一部が嵌まり込む複数の凹部１１ｂが設けられている。このため、接触子配設部材１２の配設面１２ａにおいて、接触子１１の接触部１１ｂの配設位置及び姿勢を安定させることができる。これによって、接触子１１の接触部１１ｂが被検査基板２の検査点２ａに異方性導電シート１３を介して電気的に接触される際に、接触部１１ｂの位置及び姿勢が不安定になることがなく、接触部１１ｂと検査点２ａとの異方性導電シート１３を介した電気的な接触状態を安定させることができる。

また、接触子１１の接触部１１ｂが異方性導電シート１３を介して被検査基板２の検査点２ａと電気的に接触されるため、異方性導電シート１３により接触時に検査点２ａ及び接触部１１ｂに掛かる負荷を軽減できるとともに、接触部１１ｂとの接触により検査点２ａに傷等が付くのを防止できる。

また、接触子配設部材１２の配設面１２ａに設けられる凹部１２ｂ及び接触子１１の接触部１１ｂは、被検査基板２の各検査点２ａにいずれかの接触部１１ｂが対向可能なように、検査点２ａの配設ピッチよりも小さな配設ピッチで略マトリクス状に配設されている。それ故、検査点２ａの配置形態が異なる複数種類の被検査基板２に対して、検査治具１の構成を変更することなく対応でき、汎用性の高い検査治具１を提供できる。

なお、上述の実施形態に係る検査治具１に関する変形例として、異方性導電シート１３を省略し、接触子１１の接触部１１ｂを被検査基板２の検査点２ａに直接接触させるようにしてもよい。この場合、異方性導電シート１３を省略することにより、装置設備の簡略化が図れる。

また、上述の実施形態に係る検査治具１に関するさらなる変形例として、接触子１１の接触部１１ｂを、図５に示すように多層構造にしてもよい。この場合、接触部１１ｂの最も中心の層（コア）が最も高硬度の材料により形成されるのがよい。例えば、図５に示す構成では、接触部１１ｂが２層構造を有しており、例えば中心のコア３１が銅により形成されており、そのコア３１を包む層３２がハンダにより形成されている。変形例として、ハンダ層３２のさらに外側に金メッキ層を設けてもよい。

図６は、本発明にかかる検査治具における接触子１１の他の実施形態を示す。この他の実施形態の接触子１１は、接触部１１ｂとワイヤ部１１ａの間に弾性部１１ｄを有している。この弾性部１１ｄは、検査点２ａと接触部１１ｂが当接した場合に、その当接量に応じて収縮し、検査点２ａに対して押圧力が生じることになる。なお、この弾性部１１ｄが設けられる場合には、上記の異方性導電シート１３を用いなくても、検査点２ａに形成される打痕を低減できる。

この弾性部１１ｄは、図６で示される如く、配設面１２ａの凹部１２ｃの内部に収容されるよう配置されている。この場合、弾性部１１ｄは、複数の接触子１１に対して、夫々の接触部１１ｂとワイヤ部１１ａの間に配置されて、接触部１１ｂが配置される凹部１２ｂへ収容するように配置されることになる。なお、このように各接触子１１に弾性部１１ｄを設ける場合には、弾性部１１ｄは挿通孔１２ｃの径よりも大きい長さ（径）を有するように形成し、この挿通孔１２ｃにて係止されるように形成される。

このような弾性部１１ｄとして、例えば、シリコンゴムなどの弾性部材や、ワイヤ部１２ａを中心軸としてコイルばねを用いることができる。

また、弾性部１１ｄは、一枚又は複数枚のシート状の部材にて形成することもできる。この場合、例えば、弾性部１１ｄは、凹部１２ｄが形成される接触子配設部材１２と同じ形状に形成され、他の部材と積層構造を有して配置される。シート状の弾性部１１ｄには、ワイヤ部１１ａを挿通させるための挿通孔１２ｃが形成される。このように弾性部１１ｄをシート状に形成することにより、ワイヤ部１２ａが挿通するための挿通孔１２ｃを設けるだけで良く、弾性部１１ｄを簡便に形成することができる。
このシート状の弾性部１１ｄとして、シリコンゴムなどを利用することができる。

このような構成によれば、接触子１１の接触部１１ｂの最も中心部の硬度を確保して接触部１１ｂの機械的強度を確保しながら、接触部１１ｂの最外層に比較的硬度の低い材料を用いることにより、接触時に検査点２ａ等に与える負荷又は傷等を軽減できる。その結果、例えば検査時に接触子１１の接触部１１ｂを異方性導電シート１３を介さずに検査点２ａに直接接触させた場合でも、検査点２ａ等に与える負荷又は傷等を軽減でき、異方性導電シート１３を省略して装置設備の簡略化が図れる。

１ 検査治具、２ 被検査基板、２ａ 検査点、１１ 接触子、１１ａ ワイヤ部、１１ｂ 接触部、１１ｃ 絶縁被覆、１２ 接触子配設部材、１２ａ 配設面、１２ｂ 凹部、１２ｃ 挿通孔、１４ 基台部材、１５ 連結部材、１６ コネクタ。

Claims (6)

1. 検査対象の電気特性の検査を行う検査装置に備えられる検査治具であって、
   導電性のワイヤ部と、そのワイヤ部の先端部に膨出状に設けられ、前記検査対象の検査点に直接又は間接に電気的に接触される接触部とを有する複数の接触子と、
   前記複数の接触子の前記接触部が配設される配設面と、前記配設面に設けられ、前記接触子の前記接触部の一部が嵌まり込む複数の凹部と、前記凹部内の底部に連通するように設けられ、前記接触子の前記ワイヤ部が挿通される複数の挿通孔とを有し、絶縁材料により形成された接触子配設部材と、
   を備えることを特徴とする検査治具。
2. 請求項１に記載の検査治具において、
   前記接触子配設部材の前記配設面に配設された前記接触子の前記接触部と、前記検査対象との間に配置され、その厚み方向にのみ導電性を有する異方性導電シートをさらに備えることを特徴とする検査治具。
3. 請求項１又は請求項２に記載の検査治具において、
   前記接触子の前記接触部は、多層構造を有し、最も中心の層が最も高硬度の材料により形成されていることを特徴とする検査治具。
4. 請求項１に記載の検査治具において、
   前記接触子は、前記ワイヤ部と前記接触部との間に弾性部を有することを特徴とする検査治具。
5. 請求項４に記載の検査治具において、
   前記弾性部が、
   前記接触子毎の前記凹部内に配置される、又は、前記挿通孔が形成されるシート部材として配置されることを特徴とする検査治具。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の検査治具において、
   前記接触子配設部材の前記配設面に配設される前記接触子の前記接触部は、前記検査対象の前記各検査点にいずれかの該接触部が対向可能なように、前記検査点のピッチよりも小さなピッチで略マトリクス状に配設されていることを特徴とする検査治具。

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