JP2014235112A - 基板検査方法、基板検査装置及び基板検査用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子部品を内蔵する基板に形成される配線パターンの電気的な検査を行う場合に利用される効果的な基板検査用治具の提供。
【解決手段】 電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置と該基板とを電気的に接続する基板検査用治具であって、配線パターンに設けられる検査点に一方端が当接する複数の接触子と、接触子の他方端が当接するとともに、基板検査装置と電気的に接続される電極部を有する電極体と、接触子の一方端を検査点へ案内する検査側保持部と、接触子の他方端を電極部へ案内する電極側保持部とを有する保持体を有し、電子部品と導通接続される配線パターンの検査点と当接する接触子の突出量が、他の接触子の突出量よりも大きく形成されていることを特徴とする基板検査用治具を特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子部品（IC等）を内蔵する基板に形成される配線パターンの電気的な検査を行う基板検査方法、その基板検査方法で利用される基板検査用治具及び基板検査装置に関する。

現在、ダイオードやコンデンサ等を含む電子部品を内蔵した電子部品内蔵基板（エンベデッド基板）の普及が広がりつつある。このような電子部品内蔵基板の検査方法は種々提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２に開示されるような検査方法が存在する。特許文献１や特許文献２に開示される技術では、基板に内蔵される電子部品を検査するためにテストポイントを設定する方法が開示されている。

ところで、実際のエンベデッド基板の検査では、この基板の表面に形成される配線パターンにテストポイント（検査点）を設定し、この検査点に基板検査装置と導通接続される接触子（プローブ）を接触させて、基板検査装置とこの配線パターンと電気的に接続して、電気信号の送受信が行われる。このため、エンベデッド基板と基板検査装置とを電気的に接続するために基板検査用治具が用いられる。

上記のようなエンベデッド基板の配線パターンの良不良の検査する場合に重要なことは、基板に内蔵される電子部品を破壊せずに電気検査を実施しなければならないことである。基板検査を実施する場合に、基板自体が保有している電荷（浮遊容量など）が放電して過電流が発生し、基板に内蔵される電子部品を破壊する危険性があった。特に、基板を検査する基板検査装置では、基板がアースに対してフローティングされている状態で、基板を検査台に載置することになるため、上記の如き過電流が発生し易い問題を有していた。

特開２００６−１１５０７号公報 特開２００９−２７６８６１号公報

本発明は、エンベデッド基板のような電子部品を内蔵する被検査基板を検査する場合において、基板が保有する電荷による過電流の発生を防止し、電子部品の破壊を予防する基板検査方法、基板検査装置及び基板検査用治具を提供する。

請求項１記載の発明は、電子部品が内蔵される基板を、該基板に形成される配線パターンを電気検査する基板検査装置と該基板と該基板検査装置を電気的に接続する基板検査用治具とを用いて、該基板の配線パターンの検査を行う基板検査方法であって、前記基板の前記電子部品と導通接続される配線パターンを、前記基板検査用治具を介して接地し、前記基板に形成される全ての配線パターンを、前記基板検査用治具を介して前記基板検査装置と導通接触させ、前記基板検査装置からの電気信号を、前記基板検査用治具を介して前記基板と送受信することで、前記基板の電気検査を実施することを特徴とする基板検査方法を提供する。
請求項２記載の発明は、前記基板検査方法は、前記電気検査が実施された後に、前記全ての配線パターンを、前記基板検査用治具を介して前記基板検査装置により接地されている状態にて、該基板検査用治具が離反されることを特徴とする請求項１記載の基板検査方法を提供する。
請求項３記載の発明は、電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置と該基板とを電気的に接続する基板検査用治具であって、前記配線パターンに設けられる検査点に一方端が当接する複数の接触子と、前記接触子の他方端が当接するとともに、前記基板検査装置と電気的に接続される電極部を有する電極体と、
前記接触子の一方端を前記検査点へ案内する検査側保持部と、前記接触子の他方端を前記電極部へ案内する電極側保持部とを有する保持体を有し、前記電子部品と導通接続される配線パターンの検査点と当接する接触子の突出量が、他の接触子の突出量よりも大きく形成されていることを特徴とする基板検査用治具を提供する。
請求項４記載の発明は、前記接触子の突出量は、前記他の接触子の突出量よりも、接触子の寸法精度量と前記基板の撓み量を合わせた長さよりも長く設定されていることを特徴とする請求項３記載の基板検査用治具を提供する。
請求項５記載の発明は、前記電子部品と接続される配線パターンが、該電子部品のGND端子と接続されていることを特徴とする請求項３又は４記載の基板検査用治具を提供する。
請求項６記載の発明は、電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置であって、検査対象となる基板の配線パターンと前記基板検査装置とを導通接続するための請求項３又は４に記載される基板検査用治具と、前記基板検査用治具を前記基板と当接させるための移動機構と、前記配線パターン電気的特性を検査するための検査手段と、前記移動機構と前記検査手段を制御する制御手段を有し、前記制御手段が、前記移動機構により前記基板検査用治具を前記基板と当接させるとともに、前記検査手段により前記電子部品と導通接続される配線パターンに接触する接触子を接地するよう促すことを特徴とする基板検査装置を提供する。

請求項１記載の発明によれば、電子部品が内蔵される基板を、この基板に形成される配線パターンを電気検査する基板検査装置と基板と基板検査装置を電気的に接続する基板検査用治具とを用いて、基板の配線パターンの検査を行う基板検査方法であって、まず、基板の電子部品と導通接続される配線パターンを基板検査用治具を介して接地し、次に、基板に形成される全ての配線パターンを基板検査用治具を介して基板検査装置と導通接触させた後、配線パターンの電気検査が実施されるので、基板が保有する浮遊容量等による過電流が電子部品に流れ込み、電子部品を破壊することを防止することができる。
請求項２の発明によれば、電気検査が実施された後に、全ての配線パターンを基板検査用治具を介して接地されている状態にて、基板検査用治具が離反されるので、基板から基板検査用治具が剥離する場合に生じる剥離放電による電子部品破壊を防止することができる。

請求項３記載の発明によれば、電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置と基板とを電気的に接続する基板検査用治具であって、電子部品と導通接続される配線パターンの検査点と当接する接触子の突出量が、他の接触子の突出量よりも大きく形成されているので、基板検査用治具が基板を挟持する際に、まず、突出量の大きい接触子が検査対象の基板に当接することになる。このため、電子部品を破壊する過電流を電子部品へ流入することを防止することができる。
請求項４記載の発明によれば、接触子の突出量は、他の接触子の突出量よりも、接触子の寸法精度量と前記基板の撓み量を合わせた長さよりも長く設定されているので、基板検査用治具が基板を挟持する際に、この接触子が他の接触子よりも先に確実に検査点へ当接することになる。
請求項５記載の発明によれば、電子部品と接続される配線パターンが、電子部品のGND端子と接続されているので、より確実に過電流から電子部品を保護することができる。

請求項６記載の発明によれば、電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置であって、検査対象となる基板の配線パターンと基板検査装置とを導通接続するための請求項３又は４に記載される基板検査用治具と、基板検査用治具を基板と当接させるための移動機構と、配線パターン電気的特性を検査するための検査手段と、移動機構と前記検査手段を制御する制御手段を有し、記制御手段が、移動機構により基板検査用治具を前記基板と当接させるとともに、検査手段により電子部品と導通接続される配線パターンに接触する接触子を接地するよう促すので、基板が基板検査用治具に挟持される場合に、基板が保有する浮遊容量等による過電流が電子部品に流れ込み、電子部品を破壊することを防止することができる。

本発明の検査対象となる基板の一実施例を示す概略断面図である。 本発明にかかる基板検査装置の概略側面図の断面図である。 本発明にかかる基板検査用治具の概略側面図である。 図３で示される基板検査用治具の点線ａ部分の概略拡大図である。

本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明が検査対象とする基板について簡単に説明する。図１には、本発明が検査対象とする基板の概略断面図を示す。本発明が検査対象とする基板は、所謂エンベデッド基板と呼ばれる基板であり、基板の内部に電子部品を内蔵していることを特徴としている。図１で示される基板ＣＢでは、四本の配線パターンＰ（Ｐ１乃至Ｐ４）と電子部品ＥＤが示されており、配線パターンＰ２と配線パターンＰ３が電子部品ＥＤに接続されている。なお、この配線パターンＰ２が、電子部品ＥＤのＧＮＤ端子と導通接続されている。

次に、本発明で使用される基板を検査するための基板検査装置１について簡単に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板検査装置１を示す構造断面図である。図１には、搬送テーブル２０と第１及び第２の検査用治具移動部３０，４０との移動方向を明確にする観点からＸＹＺ軸による直交座標系を示す。Ｙ軸は、図１の紙面の表側から裏側に向かう方向が正方向である。

基板検査装置１は、搬送テーブル２０をＸ軸に沿って移動するための基板移動部６０と、複数の基板検査用プローブ３５，４５が取り付けられた検査用治具３２，４２をＹＺ面内で移動するための第１及び第２の検査用治具移動部３０，４０とを備える。第１及び第２の検査用治具移動部３０，４０は、ＸＹ面に関して対称に配置されている。なお、検査用治具に関しては、詳細は後ほど説明するが、基板検査装置１の構成の説明では符号３２と４２とする。

搬送テーブル２０は、検査基板２１を載置するための基板保持部２２と、その下面に固定された円筒状のブラケット６３とを備える。円筒状のブラケット６３には長手方向に貫通するネジ孔が形成されている。

基板移動部６０は、ブラケット６３のネジ孔と螺合するボールネジ６２と、そのボールネジ６２を回転する駆動部６１とを備える。ボールネジ６２上のねじ山及びねじ溝は簡略化のために図示していない。駆動部６１によってボールネジ６２が回転すると、その回転量及び回転方向に応じて、ブラケット６３、つまり、搬送テーブル２０のＸ軸に沿った方向への移動量及び移動方向が決まる。

第１の検査用治具移動部３０は検査用治具保持部３３を備えており、その検査用治具保持部３３は、基板検査用の複数のプローブ３５が取り付けられた検査用治具３２を保持するとともに、その検査用治具３２を移動して検査用基板２１上の検査対象の配線の検査点に基板検査用の複数のプローブ３５を当接させるように機能する。また基板検査用の複数のプローブ３５等は、検査用治具保持部３３を経由して、基板の検査及び測定を行うためのスキャナ（図示せず）に電気的に接続される。

第２の検査用治具移動部４０は、第１の検査用治具移動部３０の検査用治具保持部３３と同様の検査用治具保持部４３を備えており、その検査用治具保持部４３は、検査用治具保持部３３と同様に機能する。

第１及び第２の検査用治具移動部３０，４０と基板移動部６０との移動の制御は、基板検査装置１の制御装置（図示せず）によって行われる。また、第１及び第２の検査用治具移動部３０，４０には、それぞれ、検査基板２１（シート基板Ｂ）及び搬送テーブル２０の位置を特定するために、主カメラ３４，４４が取り付けられている。

基板検査装置１には、基板ＣＢの電気的検査を実施するための検査手段７０を有している。この検査手段７０は、基板ＣＢの電気的検査に必要な構成が備えられており、例えば、配線パターンの導通検査を実施するための電力供給部（図示せず）、配線パターンからの電気信号を検出する検出部（図示せず）、検出部からの検出信号を処理判定する判定部（図示せず）や、接触子からの導通経路を各部に切り替えることのできる切替部（図示せず）等を有している。この検査手段７０には、例えば、直流又は交流電源、電流計、電圧計やスイッチ素子等を採用して構成することができる。

次に、基板検査装置１で使用される検査用治具３２（４２）について説明する。図３は、検査用治具の一実施形態を示している。検査用治具３２は、複数の接触子３５（４５）、これら接触子を多針状に保持する保持体３、この保持体３を支持するとともに接触子３５と接触して基板検査装置１と導通状態となる電極部を有する電極体４、電極部から電気的に接続されて延設される導線部５と、基板検査装置１と電気的に接続される接続部を有する接続部６を有してなる。図３は、検査用治具３２の概略を説明するための概略側面図を示している。この図３では、接触子３５は三本に記載されているが、特に限定されるものではない。

接触子３５は、配線パターンＰ上に設定される検査点と後述する電極部を電気的に接続する。この接触子３５の一方端は検査点に当接し、接触子３５の他方端は電極部へ当接する。この接触子３５によって、検査点と電極部が電気的に接続されることになる。この接触子３５は、例えば、細長い棒状に形成されるとともに、導電性且つ可撓性を有している部材を採用することもできる。また、長手方向に伸縮するばねを用いた部材を採用することもできる。

電極体４は、接触子３５の他方端が当接するとともに基板検査装置１と電気的に接続される電極部（図示せず）を保持する。この電極部は、電極体４の表面に対して略面一になるように形成されている。この電極部は、接触子３５の外径よりも僅かに大きく形成されることが好ましい。

導線部５は、電極体４の電極部と後述する接続体６の接続部６１を電気的に接続する。この導線部５は、電極部４１と接続部６１を電気的に接続することができれば良く、例えば、銅線等の線状の金属線を採用することができる。

金属線を用いて導線部５を作成する場合には、電極体４に貫通孔を設けて、その貫通孔に導線を配置し、電極体４の表面と面一になるように導線を切断することで、電極部を形成することができる。この場合、金属線の一端部は電極部として機能し、金属線の他端部は接続部６１と導通接続されていることになる。

接続体６は、基板検査装置１と電気的に接続する接続部６１を保持する。この接続部６１は、基板検査装置１に設けられる接続箇所と導通接触することで電気的に接続される。この接続には、例えば、凹凸形状に夫々形成されるコネクタ接続を採用することができる。

保持体３は、接触子３５を保持するとともに、接触子３５の一方端を検査点へ案内し、接触子３５の他方端を電極部へ案内する。図３の保持体３は所定間隔を有して配置される二つの板状部材により形成されており、これら二つの板状部材が形成する空間内で接触子３５を湾曲させることができる。

図４は、図３で示される基板検査用治具の一部拡大図である。図４の実施例では、保持体３の上側の板状部材３１から突出される接触子３５の状態を示している。この図４の基板検査用治具３には、電子部品ＥＤに導通接続される配線パターンに設けられる検査点に当接する接触子３５ｃと、電子部品ＥＤに導通接続されない配線パターンに設けられる検査点に当接する接触子３５ａと接触子３５ｂを有している。

基板検査用治具３２では、電子部品ＥＤと導通接続される配線パターンＰの検査点と当接する接触子３５ｃの突出量が、他の接触子３５ａ，３５ｂの突出量よりも大きく形成されている（図４参照）。このため、基板検査装置１がこの基板検査用治具３２を移動させると、接触子３５ｃが最初に基板ＣＢの検査点に当接することになる。なお、その後に、接触子３５ａ，３５ｂが基板ＣＢの検査点に当接することになる。

電子部品ＥＤに当接する配線パターンＰに当接する接触子３５ｃの突出量は、他の接触子３５ａ，３５ｂの突出量よりも、接触子３５の寸法精度量と基板の撓み量を合わせた長さＡよりも長く設定されている。この長さＡ分だけ、接触子３５ｃが長く形成されることによって、基板検査用治具３２が基板ＣＢを挟持する場合に、この長さＡ分だけ突出させることにより、確実に他の接触子３５よりも先に基板ＣＢに当接することができる。

基板検査用治具３２では、上記の如く、電子部品ＥＤと導通接続される配線パターンＰの検査点と当接する接触子３５ｃが長さＡ分だけ長く（突出）して配置されるが、この長さＡ分だけ長く設定される接触子３５ｃは、電子部品ＥＤのGND端子と接続されている配線パターンＰに設定することもできる。このように電子部品ＥＤのGND端子と接続される配線パターンＰに設定することで、より確実に電子部品ＥＤが破壊されることを防止することができる。
以上が本発明にかかる基板検査装置及び検査用治具の構成の説明である。

次に、本発明の基板検査方法について説明する。
まず、検査対象となる基板ＣＢを設定する。このとき、検査対象の基板ＣＢの電子部品ＥＤと導通接続される配線パターンＰに設定される検査点に当接する接触子３５を特定する。この特定された接触子３５は、電子部品ＥＤと導通接続されていない配線パターンＰに設定される検査点に当接する接触子３５（他の接触子３５）よりも、保持体３の板状部材からの突出量が所定の長さＡ分長くなるように設定されることになる。なお、基板ＣＢの検査点に応じて、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２が作成することになる。

検査対象の基板ＣＢが、基板検査装置１に準備されると、検査が開始される。基板ＣＢは、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２にて挟持されることになる。このとき、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２は、電子部品ＥＤと導通接続される配線パターンＰ（図１では配線パターンＰ２）に当接する接触子３５（４５）が所定長さＡ分だけ長く形成されていることになる。なお、図１の基板ＣＢでは、上側の基板検査用治具３２は、四本の接触子３５が配置され、下側の基板検査用治具４２は、五本の接触子４５が配置されることになる。ここで、電子部品ＥＤのＧＮＤ端子と接続される配線パターンＰ２に当接する接触子を長さＡ分だけ突出させて配置させる。

基板検査装置１は、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２を、夫々基板ＣＢの表面に対して当接するよう移動される。このとき、基板検査装置１は、電子部品ＥＤに接続される配線パターンＰ２に接続される接触子３５（４５）が接地されるよう切替を行う。このため、これらの接触子は接地された状態で、基板ＣＢに当接することになる。

また、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２の電子部品ＥＤに導通接続する接触子３５（４５）が、まず基板ＣＢの検査点に当接する。このとき、基板ＣＢ自体に浮遊容量が存在する場合であっても、基板検査用治具３２（４２）を介して、基板検査装置１から放電されることなり、基板ＣＢの電子部品ＥＤが破壊されることを防止することができる。なお、基板検査装置１は、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２を、基板ＣＢを挟持することができるまで（全ての接触子が検査点に当接する）、移動を行うことになる。

基板検査装置１が、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２を夫々基板ＣＢにセットすると、夫々の配線パターンＰに対して、電気検査が実施されることになる。

電気検査が終了すると、基板ＣＢの全ての配線パターンＰが、基板検査用治具３２（４２）を介して、基板検査装置１により接地され、この状態のまま、基板検査装置１は、上側の基板検査用治具３２と下側の基板検査用治具４２が基板ＣＢから離反するよう移動させる。このように、基板検査装置１が移動することにより、基板検査用治具が離反する場合に生じる剥離放電による過電流の発生による電子部品ＥＤの破壊を防止することができる。

このように、本発明では基板検査用治具が基板ＣＢに当接及び離反することにより生じる放電から電子部品ＥＤを保護することができ、検査により電子部品ＥＤの破壊を防止することができる。

１・・・・基板検査装置
３２（４２）・・・基板検査用治具
３５（４５）・・・接触子
Ａ・・・・所定長さ
ＣＢ・・・基板

Claims (6)

1. 電子部品が内蔵される基板を、該基板に形成される配線パターンを電気検査する基板検査装置と該基板と該基板検査装置を電気的に接続する基板検査用治具とを用いて、該基板の配線パターンの検査を行う基板検査方法であって、
   前記基板の前記電子部品と導通接続される配線パターンを、前記基板検査用治具を介して接地し、
   前記基板に形成される全ての配線パターンを、前記基板検査用治具を介して前記基板検査装置と導通接触させ、
   前記基板検査装置からの電気信号を、前記基板検査用治具を介して前記基板と送受信することで、前記基板の電気検査を実施することを特徴とする基板検査方法。
2. 前記基板検査方法は、前記電気検査が実施された後に、前記全ての配線パターンを、前記基板検査用治具を介して前記基板検査装置により接地されている状態にて、該基板検査用治具が離反されることを特徴とする請求項１記載の基板検査方法。
3. 電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置と該基板とを電気的に接続する基板検査用治具であって、
   前記配線パターンに設けられる検査点に一方端が当接する複数の接触子と、
   前記接触子の他方端が当接するとともに、前記基板検査装置と電気的に接続される電極部を有する電極体と、
   前記接触子の一方端を前記検査点へ案内する検査側保持部と、前記接触子の他方端を前記電極部へ案内する電極側保持部とを有する保持体を有し、
   前記電子部品と導通接続される配線パターンの検査点と当接する接触子の突出量が、他の接触子の突出量よりも大きく形成されていることを特徴とする基板検査用治具。
4. 前記接触子の突出量は、前記他の接触子の突出量よりも、接触子の寸法精度量と前記基板の撓み量を合わせた長さよりも長く設定されていることを特徴とする請求項３記載の基板検査用治具。
5. 前記電子部品と接続される配線パターンが、該電子部品のGND端子と接続されていることを特徴とする請求項３又は４記載の基板検査用治具。
6. 電子部品が内蔵される基板に形成される複数の配線パターンの検査を行う基板検査装置であって、
   検査対象となる基板の配線パターンと前記基板検査装置とを導通接続するための請求項３又は４に記載される基板検査用治具と、
   前記基板検査用治具を前記基板と当接させるための移動機構と、
   前記配線パターン電気的特性を検査するための検査手段と、
   前記移動機構と前記検査手段を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段が、前記移動機構により前記基板検査用治具を前記基板と当接させるとともに、前記検査手段により前記電子部品と導通接続される配線パターンに接触する接触子を接地するよう促すことを特徴とする基板検査装置。

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