JP2016161418A - 電子部品測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ、かつ電気的特性の測定精度が高い電子部品測定装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の電子部品測定装置は、検査装置基板と、配線パターンと、検査用接点部材と、を持つ。検査装置基板には、電子部品が配置される。配線パターンは、検査装置基板の表面に設けられる。検査用接点部材は、配線パターン上に設けられ、電子部品の端子に対して電気的に接続される。検査用接点部材は、コンタクト部と、バネ部と、を持つ。コンタクト部は、電子部品を検査装置基板に配置したとき、電子部品と当接する。バネ部は、コンタクト部を電子部品に向かって付勢する。バネ部は、平面視で螺旋状に形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、電子部品測定装置に関する。

従来、基板に表面実装される電子部品の電気的特性を検査する方法が種々提案されている。電子部品の電気的特性検査は、例えば電子部品の実装面に設けられた端子に電子部品測定装置の電極を接触させた後、電子部品と電子部品測定装置との間で所定周波数の電気信号を入出力することにより行われる。
電子部品の量産時には、電子部品の端子と電子部品測定装置の電極との接触が繰り返し行われる。電子部品測定装置の電極について耐久性が十分に確保できていない場合には、電子部品の電気的特性検査工程において、電子部品測定装置の電極が破損する可能性があった。

特許第３７３２４３７号公報 特許第３９０４５６４号公報 特開２０１２−１８９３８８号公報

本発明が解決しようとする課題は、耐久性に優れた電子部品測定装置を提供することである。

実施形態の電子部品測定装置は、検査装置基板と、配線パターンと、検査用接点部材と、を持つ。検査装置基板には、電子部品が配置される。配線パターンは、検査装置基板の表面に設けられる。検査用接点部材は、配線パターン上に設けられ、電子部品の端子に対して電気的に接続される。検査用接点部材は、コンタクト部と、バネ部と、を持つ。コンタクト部は、電子部品を検査装置基板に配置したとき、電子部品と当接する。バネ部は、コンタクト部を電子部品に向かって付勢する。バネ部は、平面視で螺旋状に形成されている。

実施形態の電子部品測定装置を示す斜視図である。 実施形態の検査用接点部材を示す平面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 実施形態の電子部品を検査装置基板に配置したときの側面断面図である。 他の実施形態の検査用接点部材を示す平面図である。 他の実施形態の検査用接点部材を示す平面図である。

以下、実施形態の電子部品測定装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の電子部品測定装置１を示す斜視図である。なお、図１では、電子部品測定装置１によって測定される電子部品１０をあわせて図示している。以下では、電子部品１０について説明した後、電子部品測定装置１の詳細について説明する。

電子部品１０は、例えば数ＧＨｚから２０ＧＨｚ程度の高周波数帯で使用されるマイクロ波半導体である。電子部品１０は、高出力の基幹通信基地局や衛星通信基地局などに設置されるマイクロ波通信用基板の表面に実装される。電子部品１０は、矩形板状のいわゆるリードレスパッケージであって、複数の端子部（グランド端子部１１、メイン信号端子部１２、サブ信号端子部１３、請求項の「端子」に相当。）を有している。
電子部品測定装置１により測定される電子部品１０の電気的特性は、例えば特性インピーダンス５０Ω系でのマイクロ波特性である。電子部品１０のマイクロ波特性の測定は、例えば検査信号として無線通信用のＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号をメイン信号端子部１２に入出力することにより行われる。本実施形態で入力されるＲＦ信号は、周波数帯域が３００ＭＨｚ以上１００ＧＨｚ以下である。

グランド端子部１１は、電子部品１０の実装面１０ａから露出している。
メイン信号端子部１２は、例えばＲＦ信号を入出力するためのＲＦ端子である。メイン信号端子部１２は、電子部品１０の実装面１０ａと側面１０ｂとに跨るように設けられている。メイン信号端子部１２は、一対のメイン信号グランド端子１２ａ，１２ａと、一対のメイン信号グランド端子１２ａ，１２ａの間に設けられたメイン信号入出力端子１２ｂとを有している。
サブ信号端子部１３は、ＲＦ信号以外の制御信号等を入出力するための端子である。サブ信号端子部１３は、電子部品１０の実装面１０ａと側面１０ｃとに跨るように設けられている。サブ信号端子部１３は、例えば３つのサブ信号入出力端子１３ａを有している。

電子部品測定装置１は、上述した電子部品１０の電気的特性を測定するための装置であって、検査装置基板２と、配線パターン３と、検査用接点部材５と、押圧部材７とを備えている。
検査装置基板２は、電子部品１０が実装されるマイクロ波通信用基板と同一の例えば主成分がエポキシ樹脂等の材料、あるいはセラミックス等の材料により形成される。

検査装置基板２の表面には、配線パターン３が設けられている。配線パターン３は、検査装置基板２の表面に、例えば銅等の金属材料がパターニングされることにより形成されている。配線パターン３は、電子部品１０が実装されるマイクロ波通信用基板に形成された配線パターンと同一となるように形成されている。配線パターン３は、グランド用配線部３１と、メイン信号用配線部３３と、サブ信号用配線部３５と、を含む。

グランド用配線部３１は、電子部品１０の実装面１０ａに設けられたグランド端子部１１およびメイン信号グランド端子１２ａ，１２ａと対向する領域に形成されている。
メイン信号用配線部３３は、電子部品１０の実装面１０ａに設けられたメイン信号入出力端子１２ｂと対向する領域に形成されている。メイン信号用配線部３３とメイン信号入出力端子１２ｂとの間では、ＲＦ信号が入出力される。
サブ信号用配線部３５は、電子部品１０の実装面１０ａに設けられたサブ信号入出力端子１３ａと対向する領域に形成されている。

また、検査装置基板２の表面には、所定の高さｈ１を有する規制部１５が設けられている。規制部１５は、例えば電子部品１０の角部に対応した位置に４箇所設けられている。規制部１５は、検査装置基板２に測定される電子部品１０を配置したときに、電子部品１０の実装面１０ａと当接可能となっている。配線パターン３の表面から規制部１５の頂部までの高さｈ１は、例えば数十μｍ程度となっている。規制部１５の高さｈ１は、マイクロ波通信用基板に電子部品１０を実装する際のハンダの厚さと同等になっている。詳細は後述するが、規制部１５は、電子部品１０を検査装置基板２に配置したとき、電子部品１０と配線パターン３との離間距離がｈ１となるように規制する。

配線パターン３上には、検査用接点部材５が複数設けられている。複数の検査用接点部材５は、配線パターン３のグランド用配線部３１上において、電子部品１０のグランド端子部１１およびメイン信号グランド端子１２ａ，１２ａに対応した位置に、それぞれおよそ等間隔となるように配置されている。また、複数の検査用接点部材５は、配線パターン３のメイン信号用配線部３３上において、電子部品１０のメイン信号入出力端子１２ｂに対応した位置に、およそ等間隔となるように配置されている。また、複数の検査用接点部材５は、配線パターン３のサブ信号用配線部３５上において、電子部品１０のサブ信号入出力端子１３ａに対応した位置に、およそ等間隔となるように配置されている。

図２は、実施形態の検査用接点部材５を示す平面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、図３では、検査装置基板２および検査装置基板２の配線パターン３を二点鎖線で図示している。
図２に示すように、検査用接点部材５は、例えばニッケル合金等の金属材料により形成された板状部材であって、平面視で外形が正方形状に形成されている。検査用接点部材５は、例えばフォトリソグラフィ技術や電鋳、レーザ加工等、いわゆるＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）と呼ばれる高精度三次元加工技術を用いて形成される。検査用接点部材５は、ベース部５０と、コンタクト部５１と、バネ部５６とを有している。なお、図２および図３では、検査用接点部材５の中心軸線Ｏを一点鎖線で図示している。また、以下の説明では、中心軸線Ｏに沿う方向を軸方向といい、中心軸線Ｏ周りに周回する方向を周方向といい、中心軸線Ｏと直交する方向を径方向という。

ベース部５０は、平面視で矩形枠状に形成されている。図３に示すように、ベース部５０の一方側の主面５０ａは、検査装置基板２の配線パターン３に対して電気的および機械的に接続されている。
コンタクト部５１は、ベース部５０の中央部に形成されている。コンタクト部５１の中央部は、検査装置基板２とは反対側（すなわち電子部品測定装置１によって測定される電子部品１０側）に向かって凸となっている。ベース部５０の一方側の主面５０ａからコンタクト部５１の先端までの高さｈ２は、例えば１００μｍを超える程度となっている。また、ベース部５０の一方側の主面５０ａからコンタクト部５１の先端までの高さｈ２は、配線パターン３の表面から規制部１５の頂部までの高さｈ１よりも高くなっている。

バネ部５６は、ベース部５０とコンタクト部５１とを接続するように設けられている。本実施形態のバネ部５６は、平面視でアルキメデス曲線に沿うように螺旋状に形成された第一バネ部５６Ａと、第一バネ部５６Ａよりも径方向の外側においてアルキメデス曲線に沿うように螺旋状に形成された第二バネ部５６Ｂと、を有している。第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂは、可撓性を有しており弾性変形可能となっている。第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂを螺旋状に形成することにより、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂを直線状に形成した場合と比較して、弾性変形可能な領域が長く確保される。

図４は、電子部品１０を検査装置基板２に配置したときの側面断面図である。
図４に示すように、電子部品１０は、検査装置基板２に向かって、所定の荷重で棒状の押圧部材７により押圧されて保持される。
ここで、検査装置基板２には、規制部１５が設けられている。したがって、電子部品１０は、実装面１０ａが規制部１５の頂部に当接した状態で、電子部品１０と配線パターン３との離間距離がｈ１となるように保持される。また、検査用接点部材５は、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂが弾性変形する。これにより、検査用接点部材５は、ベース部５０の一方側の主面５０ａからコンタクト部５１の先端までの高さが、ｈ２からｈ１となるように圧縮される。このとき、検査用接点部材５のコンタクト部５１は、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂの弾性力により、電子部品１０に向かって付勢される。これにより、検査用接点部材５のコンタクト部５１は、所定の接触圧力で電子部品１０のグランド端子部１１、メイン信号端子部１２およびサブ信号端子部１３（図１参照）に当接する。

本実施形態によれば、検査用接点部材５は、電子部品１０と当接するコンタクト部５１と、コンタクト部５１を電子部品１０に向かって付勢する第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂを持つ。これにより、コンタクト部５１は、電子部品１０のグランド端子部１１、メイン信号端子部１２およびサブ信号端子部１３に対して、所定の接触圧力で確実に当接できるので、また検査用接点部材５は良電導性の金属であるため大電流を通電することができる。したがって、電子部品１０のマイクロ波特性（電気的特性）を精度よく測定することができる。
また、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂは、平面視で螺旋状に形成されているので、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂを直線状に形成した場合と比較して、弾性変形可能な領域を長く確保できる。したがって、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂが弾性変形したときに応力が集中するのを防止できるので、耐久性に優れた電子部品測定装置１とすることができる。

また、検査用接点部材５は、電子部品１０のグランド端子部１１、メイン信号端子部１２およびサブ信号端子部１３の各端子に対応した位置において、配線パターン３上に複数設けられている。この構成によれば、複数の検査用接点部材５は、グランド端子部１１、メイン信号端子部１２およびサブ信号端子部１３が露出する実装面１０ａの平坦度に起因する凹凸を吸収した状態で、所定の接触圧力により確実に当接できる。したがって、電子部品１０のマイクロ波特性を精度よく測定することができる。
また、電子部品１０は、複数の検査用接点部材５と接触しており、またこれらは良熱伝導性の金属であるため、電子部品１０の電気的特性を測定する際に発生する熱を効果的に放熱できる。したがって、電子部品測定装置１は、電子部品１０の温度特性等、熱による影響を抑制しつつ、電子部品１０のマイクロ波特性を精度よく測定することができる。

また、検査装置基板２の配線パターン３は、電子部品１０が実装されるマイクロ波通信用基板と同一となるように形成されている。さらに、検査装置基板２の表面には、電子部品１０と配線パターン３との離間距離がｈ１となるように規制する規制部１５が設けられている。ここで、電子部品１０と配線パターン３との離間距離ｈ１は、マイクロ波通信用基板に電子部品１０を実装する際のハンダの厚さと同等になっている。この構成によれば、基幹通信基地局や衛星通信基地局などにおいて電子部品１０が実際に使用される状態と同一の条件で、電子部品１０のマイクロ波特性を精度よく測定できる。

上記実施形態では、電子部品測定装置１により測定される電子部品１０として、マイクロ波半導体を例に説明をしたが、マイクロ波半導体に限定されない。電子部品１０は、例えば、表面実装タイプのチップ抵抗やスイッチング素子等でもよい。

図５および図６は、それぞれ他の実施形態の検査用接点部材５を示す平面図である。
上記実施形態では、バネ部５６は、アルキメデス曲線に沿う螺旋状に形成されていた。これに対して、バネ部５６は、例えば四角形状や六角形状等、多角形状（図５においては四角形状）に屈曲する螺旋状に形成されてもよい。
また、上記実施形態では、検査用接点部材５のバネ部５６は、第一バネ部５６Ａおよび第二バネ部５６Ｂの２本の板バネにより構成されていた。これに対して、図６に示すように、検査用接点部材５がバネ部５６は、１本の板バネにより構成されていてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、検査用接点部材は、電子部品と当接するコンタクト部と、コンタクト部を電子部品に向かって付勢する第一バネ部および第二バネ部を持つ。これにより、コンタクト部は、電子部品のグランド端子部、メイン信号端子部およびサブ信号端子部に対して、所定の接触圧力で確実に当接できるので、大電流を通電することができると同時に、電子部品の発熱を効果的に放熱し、電子部品の温度特性等の熱の影響を抑制できる。また、検査用接点はそれぞれが独立した状態で、電子部品の各端子に当接するので、電子部品の実装面に微細な凹凸があっても、それを吸収した状態で確実に当接できる。したがって、電子部品の電気的特性を精度よく測定することができる。
また、第一バネ部および第二バネ部は、平面視で螺旋状に形成されているので、第一バネ部および第二バネ部を直線状に形成した場合と比較して、弾性変形可能な領域を長く確保できる。したがって、第一バネ部および第二バネ部が弾性変形したときに応力が集中するのを防止できるので、耐久性に優れた電子部品測定装置とすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…電子部品測定装置 ２…検査装置基板 ３…配線パターン ５…検査用接点部材 １０…電子部品 １１…グランド端子部（端子） １２…メイン信号端子部（端子、ＲＦ端子） １３…サブ信号端子部（端子） ５１…コンタクト部 ５３…バネ部

Claims (6)

1. 基板に表面実装される電子部品の特性を測定するための電子部品測定装置であって、
   前記電子部品が配置される検査装置基板と、
   前記検査装置基板の表面に設けられた配線パターンと、
   前記配線パターン上に設けられ、前記電子部品の端子に対して電気的に接続される検査用接点部材と、
   を備え、
   前記検査用接点部材は、
   前記電子部品を前記検査装置基板に配置したとき、前記電子部品と当接するコンタクト部と、
   前記コンタクト部を前記電子部品に向かって付勢するバネ部と、
   を有し、
   前記バネ部は平面視で螺旋状に形成されている電子部品測定装置。
2. 前記検査用接点部材は、前記電子部品の端子に対応した位置において、前記配線パターン上に複数設けられている請求項１に記載の電子部品測定装置。
3. 前記配線パターンは、前記基板の配線パターンと同一となるように形成されている請求項１または２に記載の電子部品測定装置。
4. 前記検査装置基板の表面には、前記電子部品を前記検査装置基板に配置したときに前記電子部品と当接し、前記電子部品と前記配線パターンとの離間距離が所定距離となるように規制する規制部が設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載の電子部品測定装置。
5. 特性が測定される前記電子部品は、マイクロ波半導体である請求項１から４のいずれか１項に記載の電子部品測定装置。
6. 前記マイクロ波半導体に設けられたＲＦ端子を介して入出力される検査信号の周波数帯は、３００ＭＨｚ以上１００ＧＨｚ以下である請求項５に記載の電子部品測定装置。

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