JP2022079178A - 電気検査用装置、及び配線基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】、配線基板等の破損を抑制しつつ適切に検査を実施可能な電気検査用装置等を提供する。【解決手段】本発明の電気検査用装置は、絶縁基板２と、絶縁基板２の表面１Ａに形成された端子部３とを有する配線基板１の電気検査用装置１００であって、棒状をなし先端部１１Ａが対応する端子部３と当接するように構成されたプローブ１０と、プローブ１０に割り当てられ先端部１１Ａが端子部３に当接した際に圧縮される第１圧縮ばね１３と、絶縁基板２の表面１Ａと対向する対向面４１Ａ及び先端部１１Ａが対向面４１Ａから突出するようにプローブ１０及び第１圧縮ばね１３を収容する収容部４１Ｈを有する対向治具４１と、対向治具４１の対向面４１Ａの反対側に配置され先端部１１Ａが端子部３と当接するように対向治具４１を移動させる移動治具４２と、対向治具４１と移動治具４２との間に介在し、先端部１１Ａが端子部３と当接した状態において対向治具４１及び移動治具４２が互いに近付くことにより圧縮される１つ又は複数の第２圧縮ばね３３と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、電気検査用装置、及び配線基板の製造方法に関する。

半導体パッケージ等の配線基板については、導電路の短絡や断線等の電気的欠陥がないことを確認するために、適宜、電気検査が行われる。電気検査は、例えば棒状のプローブを備えた電気検査用装置を使用し、プローブの一端を配線基板の端子部に当接させるとともに他端を検査信号出力源に接続して導通状態を検出することにより、実施される。このような検査では、プローブの一端と端子部とを所定の接圧で当接させることが求められる。しかしながら、検査時の配線基板の支持位置を常に一定に保つことは難しく、配線基板上に形成される電極パッド等の高さも一定ではないため、端子部の高さにはばらつきが生じる。そこで、例えば下記特許文献１に開示されたプローブユニットは、複数のコンタクトプローブの各々にコイルばねを設け、各コンタクトプローブのストロークによって電極の高さのばらつきを吸収可能としている。

国際公開第２０１３／０５１６７４号公報

電気検査用装置では、構造上の制約等により、プローブのストローク量を十分に確保できない場合がある。このような場合、上記の電気検査用装置では、端子部の高さのばらつきを吸収しきれず、プローブが端子部に強く当接して配線基板や支持具を破損することがあった。

本発明は、配線基板等の破損を抑制しつつ適切に検査を実施可能な電気検査用装置等を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。すなわち、
＜１＞ 絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に形成された端子部とを有する配線基板の電気検査用装置であって、棒状をなし、先端部が対応する前記端子部と当接するように構成されたプローブと、前記プローブに割り当てられ、前記先端部が前記端子部に当接した際に圧縮される第１圧縮ばねと、前記絶縁基板の前記表面と対向する対向面、及び前記先端部が前記対向面から突出するように前記プローブ及び前記第１圧縮ばねを収容する収容部を有する対向治具と、前記対向治具の前記対向面の反対側に配置され、前記先端部が前記端子部と当接するように前記対向治具を移動させる移動治具と、前記対向治具と前記移動治具との間に介在し、前記先端部が前記端子部と当接した状態において、前記対向治具及び前記移動治具が互いに近付くことにより圧縮される１つ又は複数の第２圧縮ばねとを備える電気検査用装置。

＜２＞ 前記配線基板は、複数の前記端子部を有し、複数の前記プローブと、各々が複数の前記プローブに割り当てられた複数の前記第１圧縮ばねとを備え、前記対向治具は、複数の前記プローブ及び複数の前記第１圧縮ばねを収容する複数の前記収容部を有する前記＜１＞に記載の電気検査用装置。

＜３＞ 所定のたわみ量における前記第２圧縮ばねの総荷重は、前記第１圧縮ばねの総荷重よりも大きい前記＜１＞又は前記＜２＞に記載の電気検査用装置。

＜４＞ 前記対向治具は、絶縁材料からなり、前記先端部が前記端子部と当接しつつ、前記対向面が前記配線基板の表面と当接するように構成された前記＜１＞から前記＜３＞の何れかに記載の電気検査用装置。

＜５＞ 絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された端子部とを有する配線基板を作製する工程と、前記配線基板の前記端子部に対して、前記＜１＞から前記＜４＞の何れかに記載の電気検査用装置のプローブを当接させた状態において電気検査を行う工程とを備える配線基板の製造方法。

本発明によれば、配線基板等の破損を抑制しつつ適切に検査を実施可能な電気検査用装置等を提供できる。

図１は、プローブが配線基板に当接していない状態の、電気検査用装置の要部の構成を模式的に表した断面図である。 図２は、プローブを配線基板に当接させ、移動治具を配線基板に最も近付けた状態の、電気検査用装置の要部の構成を模式的に表した断面図である。 図３は、配線基板の製造方法の各工程を示すフロー図である。

＜実施形態＞
本発明の実施形態を、図１から図３を参照しつつ説明する。本実施形態では、配線基板１における電気的欠陥の有無を検査する際に使用される電気検査用装置１００、及び配線基板１の製造方法について説明する。なお、以下の説明では、図１及び図２の上側を上、下側を下とする。また、複数の同一部材については、一の部材に符号を付して他の部材の符号は省略することがある。

最初に、検査対象である配線基板１について説明する。図１及び図２の模式図には、配線基板１の断面構成の概略が示されている。配線基板１は、半導体パッケージの一部として使用されるものである。図１等に示されるように、配線基板１は、表面１Ａが上側を向くように配され、裏面１Ｂが下側を向くように配される。

配線基板１は、セラミックス製の絶縁基板２を備える。絶縁基板２の形状や寸法は任意であり、本実施形態では、平板状の配線基板１を例示する。なお、配線基板１の表面１Ａは、絶縁基板２の表面からなり、配線基板１の裏面１Ｂは、絶縁基板２の裏面からなる。そのため、絶縁基板２の表面を、「表面１Ａ」と表し、絶縁基板２の裏面を、「裏面１Ｂ」と表す。

配線基板１は、白金等の導電材料からなる複数の端子部３を備える。端子部３は、絶縁基板２の表面１Ａ上にパッド状（板片状）に形成されたものであり、複数の端子部３の各々が、絶縁基板２の内部に形成された導電路（不図示）に接続されている。導電路は、厚み方向に延びるビアや、表面１Ａに対して平行に配される導体層等によって所定のパターンに形成されており、複数の端子部３は、導電路によって互いに電気的に接続されている。導電路の短絡や断線が生じていると、配線基板１を組み込んだ半導体パッケージ等が正常に動作しなくなるため、例えば配線基板１を製品として出荷する前に、電気的欠陥が生じていないかの検査（電気検査）が実施される。

配線基板１は、電気検査が行われる際、図２に示されるように支持機構１０１によって支持される。支持機構１０１は、配線基板１の下方からこれを支持するとともに配線基板１の側縁の位置を規定する。図２に示されるように、配線基板１の裏面１Ｂが支持機構１０１に押し当てられると、配線基板１は安定した姿勢で正規位置に支持される。なお、支持機構１０１は、電気検査用装置１００の一部であってもよく、電気検査用装置１００とは別に設けられたものであってもよい。支持機構１０１は、複数の配線基板１を支持するものであってもよく、１つの配線基板１を支持する支持機構１０１が複数設けられていてもよい。このような場合、電気検査用装置１００は、後述する対向治具４１を複数備え、支持機構１０１に支持された複数を同時に検査できるように構成してもよい。支持機構１０１に支持させた配線基板１を順に取り換えながら検査作業を繰り返し、複数の配線基板１の電気検査を行うことができる。

続いて、電気検査用装置１００について説明する。電気検査用装置１００は、検査信号源（不図示）からの検査信号を支持機構１０１に支持された配線基板１に付与し、端子部３間の導通状態を検出することにより、配線基板１の電気検査を実施する装置である。

図１は、後述するプローブ１０が配線基板１に当接していない状態の電気検査用装置１００要部の構成を模式的に表した断面図である。本明細書では、図１の状態を、「初期状態」と表すことがある。また、図２は、プローブ１０を配線基板１に当接させ、後述する移動治具４２を配線基板１に最も近付けた状態の電気検査用装置１００要部の構成を模式的に示した断面図である。本明細書では、図２の状態を、「当接状態」と表すことがある。

検査信号源は、電気検査用装置１００の一部として設けられていてもよく、電気検査用装置１００とは別に設けられていてもよい。電気検査用装置１００は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を有するマイクロコンピュータにより構成された制御部を備えていてもよい。制御部によって、後述する治具ベース４３を支持機構１０１に対して移動させたり、端子部３に向けて検査信号を送信したり、端子部３間の導通状態に基づいて電気的欠陥の有無を判定したりするように構成できる。なお、検査信号源からの検査信号は、後述する信号線５２やプローブ１０等を介して端子部３に付与される。

電気検査用装置１００は、全体として棒状をなすプローブ１０を備える。本実施形態の電気検査用装置１００は、図１等に示されるように、配線基板１に形成された複数の端子部３の各々に対応する複数のプローブ１０を備えている。各プローブ１０は、何れも導電材料（例えば銅）からなる第１プランジャ１１、第２プランジャ１２、及び第１圧縮ばね１３を備える。第１圧縮ばね１３は、例えばコイルばねからなり、第１プランジャ１１、第２プランジャ１２、及び第１圧縮ばね１３は、上下方向に伸びる同軸上に配列される。第１プランジャ１１の上方に配置される第２プランジャ１２と、第１プランジャ１１との間に、これらを互いに相対的に変位可能に連結する第１圧縮ばね１３が配置されることで、プローブ１０は上下方向に伸縮可能とされる。第１プランジャ１１は、下側の先端部１１Ａが先細な針状に形成されており、プローブ１０の下側の先端部は、第１プランジャ１１の先端部１１Ａからなる。そのため、プローブ１０の下側の先端部を、「先端部１１Ａ」と表す。

電気検査用装置１００は、治具式の装置であって、対向治具４１を備える。対向治具４１は、上述した複数のプローブ１０を収容する治具である。図１等に示されるように、対向治具４１は、支持機構１０１に支持された配線基板１の上方に配置されている。本実施形態の対向治具４１は、第１プローブヘッド２１と第２プローブヘッド２２とを備えており、これらは何れも絶縁材料（例えば絶縁性のポリカーボネート樹脂）からなる。第１プローブヘッド２１は、配線基板１の表面１Ａと対向する対向面４１Ａを有し、第１プローブヘッド２１を上下に貫通するように、上述した複数のプローブ１０の各々を収容する複数の収容部４１Ｈが設けられている。第２プローブヘッド２２は、第１プローブヘッド２１の上面（対向面４１Ａとは反対側の面）に固着されている。

収容部４１Ｈの上部には、プローブ１０の第２プランジャ１２が固定されている。第２プローブヘッド２２の下面において複数の収容部４１Ｈに対応する位置には、収容部４１Ｈに固定された第２プランジャ１２に接するように、導電材料からなるパッド５１が形成されている。パッド５１には、第２プローブヘッド２２等を通して配線された信号線５２が接続される。

収容部４１Ｈ内における第２プランジャ１２の下方には、第１圧縮ばね１３が収容されている。第１圧縮ばね１３の上端は、第２プランジャ１２に固定され、第１圧縮ばね１３の下端には、第１プランジャ１１が取り付けられている。第１圧縮ばね１３は、上下方向に伸縮可能な態様で収容部４１Ｈ内に収容される。

収容部４１Ｈの下部で第１圧縮ばね１３の下方には、第１プランジャ１１が収容されている。第１プランジャ１１の上端は、第１圧縮ばね１３の下端に取り付けられる。第１プランジャ１１の先端部１１Ａは自由端とされ、プローブ１０の最も下側に位置して、先端部１１Ａが端子部３に当接するように構成されている。第１プランジャ１１は、上下動可能な態様で収容部４１Ｈ内に収容されており、プローブ１０は、第１圧縮ばね１３の伸縮に基づいて上下方向にストローク可能とされている。

図１に示される初期状態では、第１圧縮ばね１３に荷重は付加されておらず、第１圧縮ばね１３の長さＬ１３は自然長Ｌ１３ｎであって、第１プランジャ１１下側の先端部１１Ａは、対向面４１Ａよりも下方に突出している。先端部１１Ａの対向面４１Ａからの突出量Ｐ１１Ａを、本実施形態では、初期状態における初期突出量Ｐ１１Ａｎが第１圧縮ばね１３の最大圧縮量以下となるように設定しており、プローブ１０の最大ストローク量は、初期突出量Ｐ１１Ａｎで規定される。

電気検査用装置１００は、治具ベース４３を備える。治具ベース４３は、例えばモータ及びモータドライバ等を有する移動手段（不図示）等によって移動される治具である。治具ベース４３は、図１等に示されるように、対向治具４１よりも上方に配置される。治具ベース４３は、下方に移動させて支持機構１０１に近付けたり、上方に移動させて支持機構１０１から遠ざけたりできるように構成されている。移動手段は、例えば制御部からの指令に基づいて駆動されるものとしてもよい。治具ベース４３には、後述する移動治具４２等を介して対向治具４１が連結されており、治具ベース４３の上下動に伴い、これに連結された対向治具４１等も、上昇もしくは下降するように付勢される。

本発明の電気検査用装置１００は、移動治具４２を備える。移動治具４２は、図１等に示されるように、対向治具４１の上方（対向面４１Ａの反対側）に配置され、移動治具４２上側の移動面４２Ａは、治具ベース４３の下面に固着されている。治具ベース４３の上下動に伴い、これに固定された移動治具４２は、治具ベース４３と共に上昇もしくは下降する。

移動治具４２には、これを上下方向に貫通するようにブッシュ３２が埋設されており、ブッシュ３２内にはガイドシャフト３１が上下方向に摺動可能に篏合されている。そして、ガイドシャフト３１の下端部は、対向治具４１の第２プローブヘッド２２に固定されている。本実施形態では、移動治具４２の外周寄りの部分にブッシュ３２が取り付けられており、ブッシュ３２の埋設位置よりも内周寄りの部分には、凹部４２Ｈが設けられている。凹部４２Ｈは、下方すなわち対向治具４１側に開口しており、この凹部４２Ｈ内に、例えば金属製のコイルばねからなる第２圧縮ばね３３の上端が取り付けられる。第２圧縮ばね３３の下端は、対向治具４１の上面に当接しており、第２圧縮ばね３３は、対向治具４１と移動治具４２との間に上下方向に伸縮可能に介在される。以下、ガイドシャフト３１、ブッシュ３２、第２圧縮ばね３３を、ヘッド位置調整機構３０と称することがある。ヘッド位置調整機構３０は、第２圧縮ばね３３の伸縮に基づいて上下方向にストローク可能とされている。

図１に示されるように、初期状態では、第２圧縮ばね３３に荷重は付加されておらず、第２圧縮ばね３３の長さＬ３３は自然長Ｌ３３ｎであって、ブッシュ３２の上部にはガイドシャフト３１が摺動可能な空隙が形成されている。本実施形態では、ガイドシャフト３１の最大摺動量が、第２圧縮ばね３３の最大圧縮量以上となるように設定した場合について説明する。この場合、ヘッド位置調整機構３０の最大ストローク量は、第２圧縮ばね３３の最大圧縮量で規定される。

本実施形態では、ヘッド位置調整機構３０をストロークさせる第２圧縮ばね３３に、プローブ１０をストロークさせる第１圧縮ばね１３よりも圧縮され難いものを使用している。換言すれば、所定のたわみ量（圧縮量）における第２圧縮ばね３３の総荷重が、第１圧縮ばね１３の総荷重よりも大きくなるように設定している。

続いて、電気検査用装置１００の作動について説明する。以下では、治具ベース４３と共に移動される移動治具４２の移動面４２Ａと、配線基板１の端子部３に当接されるプローブ１０の先端部１１Ａとの距離を、「先端距離Ｄ１１Ａ」と表すことがある（図１参照）。また、図１の初期状態における先端距離Ｄ１１Ａを、初期先端距離Ｄ１１Ａｎとし（同図参照）、図２の当接状態における先端距離Ｄ１１Ａを、当接時先端距離Ｄ１１Ａｃとする。先端距離Ｄ１１Ａを変化させることにより、端子部３の高さのばらつきに合わせて先端部１１Ａが端子部３に当接するときの衝撃を吸収させることができる。

本発明の電気検査用装置１００は、プローブ１０のストロークによって、先端距離Ｄ１１Ａが変化するように構成されている。電気検査を行う前等には、図１に示される初期状態から、治具ベース４３が下方に移動される。治具ベース４３及び移動治具４２の移動に伴い、治具ベース４３に連結された対向治具４１も下降して（図１の中空矢印）配線基板１に近付き、やがて収容部４１Ｈに収容された複数のプローブ１０の先端部１１Ａが、配線基板１の表面１Ａに形成された端子部３の各々に当接する。この後も引き続き治具ベース４３が下方に移動されると、端子部３に当接して移動が規制された第１プランジャ１１を通して第１圧縮ばね１３に上向きの荷重が付加され（図２の下側の中実矢印）、第１圧縮ばね１３が圧縮される。この結果、第１プランジャ１１が第２プランジャ１２に近付き、突出量Ｐ１１Ａは小さくなる。

電気検査の終了後は、治具ベース４３及び移動治具４２が上方に移動される。治具ベース４３及び移動治具４２の移動に伴って対向治具４１が上昇すると、第１圧縮ばね１３に付加されていた荷重が小さくなって第１圧縮ばね１３は回復変形する。この結果、第１プランジャ１１と第２プランジャ１２との間隔が大きくなって、プローブ１０の先端部１１Ａに対して対向治具４１の対向面４１Ａが上方に変位し、突出量Ｐ１１Ａは大きくなる。突出量Ｐ１１Ａが初期突出量Ｐ１１Ａｎまで回復した後は、対向治具４１の上昇に伴って、プローブ１０の先端部１１Ａは端子部３から離れていく。

このように、電気検査用装置１００では、治具ベース４３及び移動治具４２の移動に伴い、第１圧縮ばね１３の伸縮に基づいて、プローブ１０が上下方向にストロークする。そして、プローブ１０のストロークに伴い、先端距離Ｄ１１Ａが変化する。

ここで、配線基板１や電気検査用装置１００の構造上の制約等により、プローブ１０の最大ストローク量を十分に大きく設定できない場合がある。例えば、高集積化が図られた配線基板１では、個々の端子部３が小さく且つ複数の端子部３が互いに近接して狭ピッチで形成される。このような配線基板１の電気検査を行うには、先端部１１Ａを狭ピッチで配設するために小径の（細い）プローブ１０を用いる必要がある。第１プランジャ１１を小径化すると、先端部１１Ａの剛性が低下し、衝撃や荷重によって容易に屈曲等してしまうため、初期突出量Ｐ１１Ａｎを大きくすることができない。例えば、先端部１１Ａの直径が１．２５ｍｍのプローブ１０では、初期突出量Ｐ１１Ａｎを１．００ｍｍ程度に設定可能であるのに対し、先端部１１Ａの直径を０．０９５ｍｍに小径化すると、設定可能な初期突出量Ｐ１１Ａｎは０．１５ｍｍ程度と、著しく小さくなってしまう。初期突出量Ｐ１１Ａｎが小さいと、これに制約されるプローブ１０の最大ストローク量を大きくすることができない。

電気検査を行う際は、支持機構１０１に支持された配線基板１の支持状態が異なるために、或いは、配線基板１に形成された端子部３の高さが異なるために、支持機構１０１に支持された配線基板１の端子部３の高さ（換言すると、例えば初期状態における移動面４２Ａから端子部３の上面までの距離）にばらつきが生じることが避けられない。従来の電気検査用装置では、プローブのストロークのみによって移動治具に対するプローブ先端部の位置を変化させていたため、プローブの最大ストローク量を大きく設定できない場合、端子部３の高さのばらつきを吸収しきれない事態が生じていた。このような場合、プローブの先端部が端子部３に強く当接して配線基板１や支持機構１０１が破損したり、プローブと端子部との接触状態が不良となって正しく電気検査を行えなかったりする可能性がある。

本実施形態の電気検査用装置１００では、上述したプローブ１０のストロークに加え、ヘッド位置調整機構３０のストロークによっても、先端距離Ｄ１１Ａが変化するように構成されている。図１に示される初期状態から治具ベース４３が下方に移動され、上述したようにプローブ１０の先端部１１Ａが配線基板１に当接すると、第２プローブヘッド２２等を介して第２圧縮ばね３３にも上向きの荷重が付加され（図２の上側の中実矢印）、第２圧縮ばね３３が圧縮される。この結果、移動治具４２と共に下降するブッシュ３２の内部をガイドシャフト３１が摺動し、これらに案内されながら移動治具４２が対向治具４１に近付く。本実施形態では、治具ベース４３等は、図２に示される当接状態において第２圧縮ばね３３が最大限に圧縮されて長さＬ３３が最も短い圧縮時長Ｌ３３ｃになるまで、下方に移動可能とされている。

図２に示される状態から治具ベース４３が上方に移動されると、第２圧縮ばね３３に付加されていた荷重が小さくなって、第２圧縮ばね３３は回復変形する。この結果、移動治具４２と共に上昇するブッシュ３２の内部をガイドシャフト３１が摺動して、移動治具４２が対向治具４１から遠ざかる。第２圧縮ばね３３の長さが自然長Ｌ３３ｎまで回復した後は、対向治具４１は移動治具４２と同期して上昇し、配線基板１から離れていく。

このように、本実施形態の電気検査用装置１００では、治具ベース４３及び移動治具４２の移動に伴い、第２圧縮ばね３３の伸縮に基づいてヘッド位置調整機構３０がストロークする。ヘッド位置調整機構３０の最大ストローク量は、第２圧縮ばね３３の最大圧縮量（第２圧縮ばね３３の自然長Ｌ３３ｎと圧縮時長Ｌ３３ｃとの差）、或いは、ガイドシャフト３１の最大摺動量で規定される。ヘッド位置調整機構３０の最大ストローク量は、配線基板１の構造（端子部３のピッチ等）やプローブ１０の構造（先端部１１Ａの径等）に影響されることなく設定できる。

以上のように、本実施形態の電気検査用装置１００では、プローブ１０のストロークに加えて、ヘッド位置調整機構３０もストロークする。これにより、先端距離Ｄ１１Ａを、プローブ１０のストローク量と、ヘッド位置調整機構３０のストローク量との和に相当する量だけ変化させることができる。この結果、プローブ１０のストローク量が小さい場合であっても、先端距離Ｄ１１Ａの最大変化量（初期先端距離Ｄ１１Ａｎと当接時先端距離Ｄ１１Ａｃとの差）を大きく設定できる。

また、図２に示されるように、本実施形態の電気検査用装置１００において、治具ベース４３等は、対向治具４１の対向面４１Ａが配線基板１の端子部３に当接するまで下方に移動可能とされている。プローブのみをストロークさせる従来の電気検査用装置では、プローブヘッド（対向治具）を配線基板１に当接させた後は、プローブヘッドが配線基板１を押圧したときの荷重を吸収できる機構がなく、荷重の付加が配線基板１の破損に直結してしまう。これを回避するため、従来は、初期状態におけるプローブ先端部の突出量（第１圧縮ばねの最大ストローク量）を大きく設定し、プローブヘッドを配線基板に当接させることなくプローブ先端部を少し突出させた状態で、検査を実施していた。

これに対し、本実施形態の電気検査用装置１００は、ヘッド位置調整機構３０を備え、これをストロークさせる第２圧縮ばね３３に第１圧縮ばね１３よりも圧縮され難いものを使用して、対向治具４１が配線基板１に当接した時点において、第２圧縮ばね３３を圧縮可能な状態に維持している（つまり、対向治具４１が配線基板１に当接した時点における第２圧縮ばね３３の長さＬ３３が、圧縮時長Ｌ３３ｃよりも大きくなるように設定している）。これにより、対向治具４１を配線基板１に当接させた後に対向治具４１が配線基板１を押圧したときの荷重をヘッド位置調整機構３０のストロークによって吸収し、配線基板１の破損を抑制できる。よって、本実施形態の電気検査用装置１００は、対向治具４１を配線基板１に当接させて検査を行えるように構成している。

図２に示されるように、対向面４１Ａと端子部３とが当接した状態では、先端部１１Ａは対向面４１Ａ上に位置しており、突出量Ｐ１１Ａはゼロである。このときの第１圧縮ばね１３の長さＬ１３を圧縮時長Ｌ１３ｃとすると、第１圧縮ばね１３の初期長さである自然長Ｌ１３ｎと圧縮時長Ｌ１３ｃとの差は、先端部１１Ａの初期突出量Ｐ１１Ａｎと等しくなり、プローブ１０の最大ストローク量を、先端部１１Ａを対向面４１Ａから突出させた状態で検査を行うよりも大きくすることができる。なお、先端距離Ｄ１１Ａの最大変化量は、プローブ１０の最大ストローク量と、ヘッド位置調整機構３０の最大ストローク量の和に相当するため、下記式（１）で表すことができる。
（Ｄ１１Ａｎ－Ｄ１１Ａｃ）＝（Ｌ１３ｎ－Ｌ１３ｃ）＋（Ｌ３３ｎ－Ｌ３３ｃ）
＝Ｐ１１Ａｎ＋（Ｌ３３ｎ－Ｌ３３ｃ） …（１）

ところで、電気検査を行うために検査対象となる配線基板１を支持機構１０１に設置する際、図１の一部に示されるように、配線基板１が支持機構１０１から浮き上がって正規位置に支持されない場合がある。このような場合、先端部１１Ａで配線基板１を押圧して支持機構１０１に押し当てることは難しいため、従来の構成では、配線基板１が正規位置に支持されないままで電気検査が行われる可能性があった。配線基板１が支持機構１０１から浮き上がった不安定な姿勢のまま検査を行おうとすると、プローブ１０が端子部３に強く当接して配線基板１等を破損したり、先端部１１Ａが端子部３に良好に接触せず精確な検査結果が得られなかったりする可能性がある。また、特に小径で剛性の低いプローブ１０を用いた場合、先端部１１Ａを対向面４１Ａよりも下方に突出させながら端子部３に当接させて検査を行うと、プローブ１０の対向面４１Ａからの突出部分が容易に変形してしまうために、プローブ１０が破損したり、精確な検査結果が得られなかったりする可能性がある。

図２に示されるように、本実施形態の電気検査用装置１００は、第１プランジャ１１の先端部１１Ａが配線基板１の対向面４１Ａ上に位置しつつ端子部３に当接可能となるように構成されている。つまり、電気検査用装置１００を用いれば、対向治具４１の対向面４１Ａを配線基板１の表面１Ａに当接させた状態で、プローブ１０の先端部１１Ａを端子部３に当接させ、電気検査を行うことができる。このような電気検査用装置１００を用いれば、対向面４１Ａで配線基板１を押圧して配線基板１の裏面１Ｂを支持機構１０１に押し当てることができ、配線基板１を確実に正規位置に支持させ、安定した姿勢で検査を実施できる。また、図２に示されるように、プローブ１０（第１プランジャ１１）の全体が収容部４１Ｈの内部に収容された状態で検査を行うことができるため、検査時のプローブ１０の変形が抑制される。これらの結果、電気検査用装置１００によれば、配線基板１等の破損を抑制しながら、高い精度で電気検査を行うことができる。

続いて、電気検査用装置１００を使用した配線基板１の製造方法について説明する。図３は、配線基板１の製造方法の一例を表したフロー図である。本実施形態では、配線基板１の製造工程の１つとして、配線基板１の作製後、製品としての出荷前に、上記した電気検査用装置によって電気検査が行われる場合について記載する。

図３に示されるように、本実施形態の配線基板１の製造方法は、大まかには、配線基板１を作製する基板作製工程と、配線基板１の電気検査を行う電気検査工程と、電気的欠陥が生じている配線基板１を取り除く選別工程と、を備える。

基板作製工程では、絶縁基板２と、絶縁基板２の少なくとも表面１Ａ上に形成された複数の端子部３と、端子部３の間を電気的に接続する導電路とを有する配線基板１を作製する。配線基板１は、公知の任意の方法によって作製できる。

電気検査工程では、配線基板１に短絡や断線等の電気的欠陥が生じているか否かを確認する。電気検査は、上記した本実施形態の電気検査用装置１００を用い、プローブ１０の先端部１１Ａを配線基板１の端子部３に当接させた状態で実施する。

電気検査を行う前に、図１に示される初期状態において、まず配線基板１を支持機構１０１に支持させる。このとき、第１圧縮ばね１３の長さＬ１３及び第２圧縮ばね３３の長さＬ３３は、自然長Ｌ１３ｎもしくは自然長Ｌ３３ｎであって、移動治具４２と対向治具４１との間隔、並びに、第２プランジャ１２と第１プランジャ１１との間隔は比較的大きく、ブッシュ３２の上部にはガイドシャフト３１が摺動可能な空隙が形成され、プローブ１０の先端部１１Ａは対向面４１Ａから下方に突出されている。先端距離Ｄ１１Ａは、初期先端距離Ｄ１１Ａｎである（図１参照）。

次いで、治具ベース４３を下方に移動させ、プローブ１０を含む対向治具４１を配線基板１に近付ける。治具ベース４３の移動は、例えば制御部の指令に基づいて移動手段を動作させることによって行われる。プローブ１０の先端部１１Ａが端子部３に当接すると、第１圧縮ばね１３が圧縮されて第１プランジャ１１と第２プランジャ１２との間隔が小さくなる。このようなプローブ１０のストロークにより、突出量Ｐ１１Ａ及び先端距離Ｄ１１Ａは小さくなる。治具ベース４３が更に下方に移動されて突出量Ｐ１１Ａがゼロになると、対向面４１Ａが配線基板１の表面１Ａに当接し、先端部１１Ａは対向面４１Ａ上において端子部３に当接する。配線基板１は、対向治具４１によって支持機構１０１に押圧され、裏面１Ｂを支持機構１０１に押し当てた安定した姿勢で正規位置に支持される。プローブ１０は、収容部４１Ｈ内に収容された状態で、先端部１１Ａが端子部３に当接する。治具ベース４３が更に下方に移動されると、第２圧縮ばね３３が圧縮されて対向治具４１と移動治具４２との間隔が小さくなる。このようなヘッド位置調整機構３０のストロークによって先端距離Ｄ１１Ａは更に小さくなり、当接時先端距離Ｄ１１Ａｃまで短くすることができる（図２参照）。

先端部１１Ａを端子部３に当接させた状態で、プローブ１０から端子部３に向けて検査信号を送信する。検査信号の送信は、例えば制御部の指令に基づいて行われる。次いで、送信された検査信号に基づいて端子部３間の導通状態が確認され、配線基板１に電気的欠陥が生じているか否かが判定される。導通状態の確認及び電気的欠陥の有無の判定は、例えば電圧測定器等の検出結果に基づいて、制御部等で行うように構成できる。

選別工程では、電気検査工程で得られた電気的欠陥の有無の判定結果に基づき、電気的欠陥が生じている配線基板１が取り除かれる。つまり、選別工程は、電気検査工程において、電気的欠陥が生じていない良品と判定された配線基板１のみを選別する工程である。電気検査工程において、電気的欠陥が生じている不良品と判定された配線基板１は、適宜、廃棄等される。選別工程の後に得られた電気的欠陥のない配線基板１は、例えば製品として出荷される。

以上のように、配線基板１の製造方法（工程）の一部として、本実施形態の電気検査用装置１００を用いた電気検査が行われる。

以上記載したように、本実施形態に係る電気検査用装置１００は、絶縁基板２と、絶縁基板２の表面１Ａに形成された端子部３とを有する配線基板１の電気検査用装置１００であって、棒状をなし先端部１１Ａが対応する端子部３と当接するように構成されたプローブ１０と、プローブ１０に割り当てられ、先端部１１Ａが端子部３に当接した際に圧縮される第１圧縮ばね１３と、絶縁基板２の表面１Ａと対向する対向面４１Ａ及び先端部１１Ａが対向面４１Ａから突出するようにプローブ１０及び第１圧縮ばね１３を収容する収容部４１Ｈを有する対向治具４１と、対向治具４１の対向面４１Ａの反対側に配置され、先端部１１Ａが端子部３と当接するように対向治具４１を移動させる移動治具４２と、対向治具４１と移動治具４２との間に介在し、先端部１１Ａが端子部３と当接した状態において、対向治具４１及び移動治具４２が互いに近付くことにより圧縮される１つ又は複数の第２圧縮ばね３３と、を備える。

本実施形態の構成によれば、第１圧縮ばね１３の弾性変形に基づいてプローブ１０がストロークするのに加え、第２圧縮ばね３３の弾性変形に基づいてヘッド位置調整機構３０がストロークして、先端距離Ｄ１１Ａが変化することにより、端子部３の高さのばらつきが吸収される。つまり、本実施形態の電気検査用装置１００では、第１圧縮ばね１３に第２圧縮ばね３３を追加して２段階にばねを設けたことで、先端距離Ｄ１１Ａの最大変化量を大きくしている。例えプローブ１０において十分な最大ストローク量が確保できない場合であっても、ヘッド位置調整機構３０のストロークで補うことで、全体として十分なストローク量を確保でき、配線基板１等の破損を抑制しながら適切に電気検査を実施できる。

また、配線基板１は複数の端子部３を有しており、本実施形態に係る電気検査用装置１００は、複数のプローブ１０と、各々が複数のプローブ１０に割り当てられた複数の第１圧縮ばね１３とを備え、対向治具４１は、複数のプローブ１０及び複数の第１圧縮ばね１３を収容する複数の収容部４１Ｈを有する。このような構成によれば、プローブ１０は互いに独立して各々の適正量だけストロークする。この結果、配線基板１上に形成された端子部３相互の高さのばらつきが吸収され、各プローブ１０と端子部３との接圧が適切に調整される。

また、本実施形態に係る電気検査用装置１００において、所定のたわみ量における第２圧縮ばね３３の総荷重は、第１圧縮ばね１３の総荷重よりも大きいものとされている。このような構成によれば、治具ベース４３の移動によってプローブ１０の先端部１１Ａが端子部３に当接し、第１圧縮ばね１３及び第２圧縮ばね３３に荷重が付加されると、第１圧縮ばね１３が優先的に圧縮され、プローブ１０のストロークによって先端距離Ｄ１１Ａが小さくなって衝撃が吸収される。また、第１圧縮ばね１３に加えて第２圧縮ばね３３も圧縮され、ヘッド位置調整機構３０のストロークによって先端距離Ｄ１１Ａが小さくなることで、プローブ１０のストロークによって吸収しきれなかった衝撃を吸収できる。本実施形態に係る電気検査用装置１００では、対向面４１Ａが表面１Ａに当接した時点で第２圧縮ばね３３が圧縮可能な状態に保たれており、対向治具４１が配線基板１に当接した後に付加された荷重はヘッド位置調整機構３０のストロークによって吸収されるため、対向治具４１を配線基板１に当接させることが可能である。プローブ１０の先端部１１Ａに大きな荷重が付加される前に対向治具４１を配線基板１に当接させて、先端部１１Ａが収容部４１Ｈ内に収容されるように構成すれば、プローブ１０の破損等が抑制される。

また、本実施形態に係る電気検査用装置１００において、対向治具４１は絶縁材料からなり、電気検査用装置１００は、先端部１１Ａが端子部３と当接しつつ、対向面４１Ａが配線基板１の表面１Ａと当接するように構成されている。このような構成によれば、対向治具４１の対向面４１Ａで配線基板１の表面１Ａを押圧して支持機構１０１に押し当てることで、配線基板１を確実に正規位置に支持させ、安定した姿勢で検査を実施できる。また、プローブ１０全体を収容部４１Ｈの内部に収容して変形が抑制された状態で、検査を行うことができる。これらの結果、電気検査の精度を向上させることができる。また、上記の構成によれば、先端部１１Ａを対向面４１Ａから突出させた状態で検査を行う場合に比べて、プローブ１０の最大ストローク量を大きくすることができる。

また、本実施形態に係る配線基板１の製造方法は、絶縁基板２と絶縁基板２上に形成された端子部３とを有する配線基板１を作製する工程と、配線基板１の端子部３に対して、電気検査用装置１００のプローブ１０を当接させた状態において電気検査を行う工程と、を備える。このような構成によれば、例えば小さな端子部が互いに近接して形成され高集積化された配線基板１について、損傷を抑制しながら電気検査を行って製造することができる。このような配線基板１は、半導体パッケージや電子部品の小型化・高機能化を図る上で有用である。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態で示したプランジャとコイルばねからなるプローブの構成は一例であり、本発明の目的を損なわない限り、他の構成のプローブであってもよい。例えば、圧縮ばねを含むプローブ全体が一体的に形成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、１つの対向治具に複数のプローブが収容される例について記載したが、１つの対向治具に収容されるプローブは１つであってもよい。プローブが１つである場合、例えば支持機構に支持させた配線基板を順に取り換えながら検査作業を繰り返して複数の配線基板の電気検査を行うにあたり、各検査回の配線基板の端子部の高さのばらつきを吸収させる上で、本発明は有用である。或いは、電気検査用装置が複数の対向治具を備える場合は、各対向治具によって検査される複数の配線基板における端子部の高さのばらつきを吸収させるのに、本発明は有用である。

（３）電気検査用装置が複数のプローブを備える場合、プローブの径は、各プローブが検査対象とする端子部の大きさやピッチに合わせて、互いに異なっていてもよい。

（４）本発明の電気検査用装置は、表面及び裏面の両面に端子部が形成された配線基板の検査を行えるように構成してもよい。

（５）検査対象とする配線基板は、平板状のものに限定されず、本発明の電気検査用装置は、曲面状の配線基板の検査にも使用できる。この場合、対向治具の対向面を配線基板の表面に沿った形状とし、対向面に沿って先端部が配置されるように収容部を配置してもよい。

（６）上記実施形態では、プローブを収容する治具（治具ベース４３等）を配線基板に向けて移動（下降）させたが、治具は動かさず、支持機構に支持された配線基板を治具に向けて移動（上昇）させて、電気検査を行ってもよい。

（７）配線基板は、半導体パッケージ用に限定されず、本発明の目的を損なわない限り、他の用途のものであってもよい。

（８）電気検査は、製造方法において出荷前に行うものに限らず、適時に行うことができる。例えば、一部の電子部品を実装する前に行ったり、検査を複数回行ったりしてもよい。

１…配線基板、１Ａ…表面、２…絶縁基板、３…端子部、１０…プローブ、１１Ａ…先端部、１３…第１圧縮ばね、３０…ヘッド位置調整機構、３３…第２圧縮ばね、４１…対向治具、４１Ａ…対向面、４１Ｈ…収容部、４２…移動治具、４３…治具ベース、１００…電気検査用装置、１０１…支持機構、Ｄ１１Ａ…先端距離、Ｌ１３…（第１圧縮ばねの）長さ、Ｌ３３…（第２圧縮ばねの）長さ、Ｐ１１Ａ…（先端部１１Ａの対向面４１Ａからの）突出量

Claims (5)

1. 絶縁基板と、前記絶縁基板の表面に形成された端子部とを有する配線基板の電気検査用装置であって、
   棒状をなし、先端部が対応する前記端子部と当接するように構成されたプローブと、
   前記プローブに割り当てられ、前記先端部が前記端子部に当接した際に圧縮される第１圧縮ばねと、
   前記絶縁基板の前記表面と対向する対向面、及び前記先端部が前記対向面から突出するように前記プローブ及び前記第１圧縮ばねを収容する収容部を有する対向治具と、
   前記対向治具の前記対向面の反対側に配置され、前記先端部が前記端子部と当接するように前記対向治具を移動させる移動治具と、
   前記対向治具と前記移動治具との間に介在し、前記先端部が前記端子部と当接した状態において、前記対向治具及び前記移動治具が互いに近付くことにより圧縮される１つ又は複数の第２圧縮ばねとを備える電気検査用装置。
2. 前記配線基板は、複数の前記端子部を有し、
   複数の前記プローブと、
   各々が複数の前記プローブに割り当てられた複数の前記第１圧縮ばねとを備え、
   前記対向治具は、複数の前記プローブ及び複数の前記第１圧縮ばねを収容する複数の前記収容部を有する請求項１に記載の電気検査用装置。
3. 所定のたわみ量における前記第２圧縮ばねの総荷重は、前記第１圧縮ばねの総荷重よりも大きい請求項１又は請求項２に記載の電気検査用装置。
4. 前記対向治具は、絶縁材料からなり、
   前記先端部が前記端子部と当接しつつ、前記対向面が前記配線基板の表面と当接するように構成された請求項１から請求項３の何れか一項に記載の電気検査用装置。
5. 絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成された端子部とを有する配線基板を作製する工程と、
   前記配線基板の前記端子部に対して、請求項１から請求項４の何れか一項に記載の電気検査用装置のプローブを当接させた状態において電気検査を行う工程とを備える配線基板の製造方法。

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