JP2577525Y2

JP2577525Y2 - ショート・オープン検査装置

Info

Publication number: JP2577525Y2
Application number: JP1989147919U
Authority: JP
Inventors: 龍男篠田
Original assignee: 株式会社住友金属セラミックス
Priority date: 1989-12-23
Filing date: 1989-12-23
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2004-12-23
Also published as: JPH0388175U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、ショート・オープン検査装置に係り、より
詳細には、例えば、PGA基板等のIC基板（本明細書にお
いて、各種のセラミック基板、ICパッケージを含む意で
ある）の内部配線の断線等の不良状態の検査を、正確、
かつ簡易に行えるようにしたショート・オープン検査装
置に関する。

〔従来の技術〕

従来、PGA基板等のIC基板の内部配線のショートや断
線等の不良状態を検査するには、第５図に示すようなシ
ョート・オープン検査を用いている。すなわち、該IC基
板をスプリング式プローブの上にリード（ピン）が嵌ま
るように置き、上方より荷重をかけて、該リードとプロ
ーブを接触状態にしておいて、ショート・オープン検査
機で検査するようにしている。

ここで、該ショート・オープン検査機には、そのIC基
板における導通ピンNo.と非導通ピンNo.との検査パター
ンが記憶されており、これに従ってチェックが行われて
最終的にIC基板の良否の判定がされるので、簡便に検査
を行い得るという利点を有している。

しかし、上述したような方法の場合、次ぎのような問
題がある。すなわち、何らかの原因で、IC基板におけるリードとプローブ
が導通（接触）していなかった場合、それが、どれか他
のリードと導通しているリードであれば、不導通として
不良品となるので、良品に混入することはない。しか
し、それが、非導通のリードであった時、IC基板の内部
でショートしていても検出できず、不良品が混入するこ
とになる。つまり、リードの接触不良によりショート不
良の見落としをする可能性がある。

一方、IC基板におけるリードからボンディング部ま
での内部配線が断線していた場合、その断線の検出は不
可能である。

ところで、これらの問題を解決するには、ボンディン
グ部の細いパッドにタングステン針で一本づつ当たるよ
うにしておき、アライメント機構を使って当て、リード
（ピン）側との導通を見ることによって解消することが
可能である。

しかし、この方法によると、IC基板内の微細なパター
ンに一本ずつプロービングする必要があるため、検査が
コスト高に成り易く、しかも簡便な検査を行い得ないと
いう問題がある。

そこで、本考案者は、かかる点に鑑み、『IC基板のボ
ンディング部と当接する導電性柔軟材よりなる接触部材
と、該IC基板より導出するリードに接続して該リードの
良・不良状態を検出するためのショートオープン検査機
と、上記接触部材をボンディング部に接触状態または非
接触状態とするボンディング部ショート手段とを有し、
該接触部材のボンディング部への接触状態と非接触状態
で上記ショートオープン検査機によりIC基板の内部配線
とリードの良・不良状態を検査できるようにしたショー
ト・オープン検査装置』を提案した（実願平1-26431号
参照）。

そして、このショート・オープン検査装置の場合、従
来の検査手段において、IC基板のボンディング部と当接
する導電性柔軟材よりなる接触部材をボンディング部に
接触状態または非接触状態とするボンディング部ショー
ト手段を用いることで、信頼性の高いIC基板におけるシ
ョートオープン検査を行い得るという利点を有する。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、上述したショート・オープン検査装置の場
合、例えば、基板が、二段ボンディングの場合、上段と
下段のワイヤボンディングがある。あるいは、極端に、
その幅が狭いものについては、基板をピン固定するため
のピンの中心とキャビティの中心とのズレの関係より、
上記導電性柔軟材よりなる接触部材が、キャビティの中
心部に接触しないという問題がある。

そして、このような場合、本来良品であるにもかかわ
らず、オープン不良であると判定され、仮に、リトライ
機能によって再測定しても、ある割合のもとで、オープ
ン不良と判定する。

このような場合、上記接触部材（ゴム質材）の位置を
変えて、再測定を行う必要がある。従って、多くの手数
が必要となり、またショート・オープンの正確な判定を
得難いという問題が残る。

本考案は、上述した点に対処して創案したものであっ
て、その目的とする処は、簡便な構成でもって、IC基板
における内部配線の断線等の不良状態の検査を行え、か
つ接触部材が基板のキャビティ部の中心部にフィット
し、正常にもかかわらずオープン不良との判定誤りを軽
減できるようにしたショート・オープン検査装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

そして、上記目的を達成するための手段としての本考
案のショート・オープン検査装置は、PGA基板等のIC基
板におけるICチップ接続用のボンディング部と当接する
導電性柔軟材よりなる接触部材と、該接触部材を上下動
させて該ボンディング部に接触状態または非接触状態と
するボンディング部ショート手段と、上記IC基板のキャ
ビティ部と該接触部材との位置をそれぞれ光学機器によ
って検出し、該光学機器によって得られた両検出信号を
比較して前記キャビティ部と該接触部材との位置ズレの
有無、ズレ状態を検出する位置ズレ検出手段と、該位置
ズレ検出手段で検出したズレ状態に応じて、該接触部材
の位置を相対的に水平方向に移動させるための位置調整
制御手段、および該IC基板より導出するリードに接続
し、該位置調整制御手段で該キャビティ部との位置関係
を補正した該接触部材と前記ボンディング部を接触させ
て、該ボンディング部の配線パターンをショート状態で
検査する該IC基板のリードの接触不良とIC基板の内部配
線の断線の有無と、該接触部材とボンディング部を非接
触状態にして、該ボンディング部の配線パターンをオー
プン状態で検査する上記IC基板のリード間の内部配線の
ショート不良の有無の両検査をするショートオープン検
査機とを備えてなる構成としている。

そして、上記構成に基づく、本考案のショート・オー
プン検査装置は、導電性ゴム等よりなる接触部材が基板
のキャビティ中心部にフィットするように位置補正し
て、ボンディング部をショートし、リード間の導通、非
導通を見ることにより内部配線の断線を検出でき、この
状態で、リードの不接触があれば不良品となり、良品へ
の混入が避けられる。

また、リード側の接触状態はそのままで導電性ゴム等
よりなる接触部材だけを外して、リード間のショート検
査を行い、IC基板内のショート不良を検出できる。

以上のように、本考案のショート・オープン検査装置
は、導電性柔軟材よりなる接触部材をICチップ接続用
のボンディング部に接触状態、非接触状態にして検査す
る構成、該検査するに際し、IC基板のキャビティ部と
該接触部材との位置を光学機器によりそれぞれ検出し、
両検出信号を比較して前記キャビティ部と該接触部材と
の位置ズレの有無、ズレ状態を検出する構成、検出し
たズレ状態に応じ、該接触部材の位置を相対的に水平方
向に移動させて位置調整制御する構成、該接触部材と
ボンディング部を接触状態にして検査するIC基板のリー
ドの接触不良とIC基板の内部配線の断線の有無の検査
と、接触部材とボンディング部を非接触状態にして検査
する上記IC基板のリード間の内部配線のショート不良の
有無の両検査をする構成、の四点を組み合わせたこと、
すなわち、ショートオープン検査機と、光学的位置検出
器と、位置調整制御器を一体化したことに特徴を有し、
この点によって、信頼性の高い、IC基板におけるリード
の接触不良、内部配線の断線・ショート不良の有無の検
査を行ない得るという格別な作用を奏するものである。
ここで、前記ボンディング部とは、ICチップを搭載して
いない状態でのIC基板に形成されたICチップ接続用のボ
ンディング部をいう。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、本考案を具体化した実施
例について説明する。

ここに、第１〜４図は、本考案の実施例を示し、第１
図は概略構成図、第２図は使用状態を説明するための構
成図、第３図は基板の斜視図、第４図は第３図の断面図
である。

本実施例のショート・オープン検査装置は、PGA基板
等のIC基板１のショートオープン状態を検査するための
検査装置であって、概略すると、基板押さえ機構２と接
触部材位置調整・上下動機構３とショートオープン検査
機４とより構成されている。

基板押さえ機構２は、IC基板１を検査部５に載置、押
圧するための機構であって、基板押さえ板6aと基板押さ
えシリンダー6bとより構成され、IC基板１の背面より基
板を押えるようにしている。なお、検査しようとするIC
基板１は、検査部５にコンベア、IC基板１を上下動、左
右動できるようにした基板脱着（吸着）装置とによって
移送配置するようにしている（図示せず）。また、IC基
板１は、第３、４図に示すように基板上部中央に形成さ
れているキャビティ部７の周囲にワイヤボンディング部
８を有し、パッケージ下部にワイヤボンディング部８と
接続する内部配線９を介してリード10が垂設された構成
となっている。検査部５は、移送されるIC基板１におけ
る内部配線９の断線とショートとを検出するための部位
であって、その下方部位に接触部材調整・上下動機構３
を有している。

接触部材位置調整・上下動機構３は、IC基板１の内部
配線を導通状態とするための接触部材11を、IC基板１の
キャビティ中心部にフィットするように位置調整すると
共に、上下動させ、IC基板１のワイヤボンディング部８
と当接させるための機構であって、機枠（図示せず）に
上向きに配置されたシリンダー12のロッド13に、Ｘステ
ージ20とＹステージ21とを介して接触部材11を固定した
構成となっている。接触部材11は、上部にワイヤボンデ
ィング部８およびキャビティ部７に合致する上方突出部
14を備えている。そして、接触部材11は、導電性ゴム等
の導電性柔軟材より形成されている。これは、導電性材
を用いることで、ワイヤボンディング部８における配線
パターンをショートさせることにあり、また柔軟材を用
いることで、ワイヤボンディング部８と当接する際の傷
等の発生を防止することを考慮したことによる。また、
接触部材11の上方部位で、かつ配置するIC基板１の下方
部位に前後動する先端に内面鏡22を備えた鏡出入用シリ
ンダー23が配置され、その側方には、内面鏡22を介して
IC基板１のキャビティ部７を撮像するカメラ24と、接触
部材11の表面を撮像するカメラ25とが配置されている。
ここで、内面鏡22は、両面鏡であって、通常、45゜の角
度で配置されている。しかし、任意に角度調整できるよ
うにした構成としてもよい。また、カメラ24、25で撮像
された信号は、位置決め装置26を介して、制御装置27に
伝達できるように接続され、また、制御装置27は、ショ
ートオープン装置４とＸステージ20とＹステージ21とを
駆動させるモータ28に接続されている。

ショートオープン検査機４は、IC基板１のショートオ
ープン状態を検出するための検査機であって、プローブ
16と検査機本体17とより構成されている。プローブ16
は、IC基板１のリード10、10・・・と同数個あり、アク
リルまたはガラスエポキシ系樹脂等よりなる穴あき板
（部材）に差し込み固定されている。また、プローブ16
は、検査機本体17に接続されている。そして、プローブ
16としては、通常、スプリング式プローブが用いられ、
リード10の嵌合状態を良好に行えるように構成されてい
る。また、検査機本体17には、各リード（ピン）10が導
通ピンであるか、非導通ピンであるかについての検査パ
ターンが記憶されている。

次に、本実施例のショート・オープン検査装置の作用
について説明する。

まず、検査しようとするIC基板１を、キャビティ部７
を下向きにして移動し、検査部５に移動・配置すると共
に、検査部５に移送されたIC基板１を、その背面より基
板押さえ機構２の基板押さえ板6aによって押圧するよう
にして、そのリード10、10・・・をショートオープン検
査機４のプローブ16、16・・・に嵌合し、電気的に接続
し、IC基板１の検査態勢に入る。すなわち、コンベアで
移送されてきたIC基板１を基板脱着部により検査位置に
配置すると共に、基板押さえ板6aを下動させて、基板押
さえをした後、検査態勢に入れるようにする。

次に、鏡出入用シリンダー23を操作して、内面鏡（両
面平面鏡）22が、IC基板１のキャビティ部７と、接触部
材11とを同時に反射させ、その像をカメラ24、25が撮像
する。そして、カメラ24、25により撮像された信号は、
位置決め装置26に伝達されると共に、その位置ズレの有
無、ズレ状態を検出し、かつ制御装置（シーケンサー）
27に、そのズレ量を伝達し、ズレのある場合は、Ｘステ
ージ20、Ｙステージ21とを駆動するモータ28により所定
量だけ動かし、両者のズレを無くする。そして、位置調
整された後、鏡出入用シリンダー23を操作して、内面鏡
（両面平面鏡）22を、接触部材11の移動経路より外す。
そして、シリンダーを上動させて、接触部材11をIC基板
１のキャビティ部７に押圧フィットさせる。

そして、この状態で、ショートオープン検査機４によ
り、予め、決められたパターンによりオープン状態にあ
るか否かをチェックする。すなわち、IC基板１の内部配
線９の断線の有無を検査する場合は、接触部材位置調整
・上下動機構３により、そのシリンダー12を介して接触
部材11を上動させ、その下方突出部14がIC基板１のワイ
ヤボンディング部８およびキャビティ部７に嵌合し、各
リード10、10・・・を導通状態として、ショート・オー
プン検査機４を作動させると、各リード10、10・・・が
接触部材11を介して閉回路を形成するため、予め、記憶
させている導通、非導通ピンの検査パターンにより、測
定電流によって、内部配線９の断線の有無を検出するこ
とができる。ここで、リード10とプローブ16とが十分に
嵌合状態になく、不接触状態である場合は、リード10、
10・・・とショート・オープン検査機４との間で閉回路
を形成しなくなり、内部配線９の断線状態と同様の検出
結果を呈することになるが、この場合は不良品として処
理でき、これらが誤って良品に混入することがないよう
に作用する。また、本来、他のリード10と非導通となる
べきリード10が導通状態を検出すれば、内部配線９でシ
ョートしていることになり、これを不良品として選り分
けることができるように作用する。

また、IC基板１の内部配線９のショート状態の有無を
検査する場合は、接触部材上下動機構３により、接触部
材11を上動させ、その下方突出部14がIC基板１のワイヤ
ボンディング部８およびキャビティ部７より離脱し、各
リード10、10・・・をオープン状態として、再び、ショ
ート・オープン検査機４を作動させると、ショート・オ
ープン検査機４において記憶させているショート状態検
査用パターンと異なる導通パターンが生じた場合、内部
配線９においてショート状態のあることが判別でき、不
良品としてチェックできるように作用する。なお、リー
ド10とプローブ16とが十分に嵌合状態になく、不接触状
態にある場合、本来、リード10が他のリード10と導通し
ているパターンである場合であっても、不導通として欠
陥品として検出できる。そして、その結果を制御装置27
により、外部に出力・表示して、IC基板１が良品である
か、不良品であるかを判定する。

以上のようにして、検査部５でIC基板１の内部配線の
断線の有無等による欠陥品を選り分けることができる。

そして、本実施例による場合は、多少、時間がかかる
もののオープン不良を２％以下にすることができた。

なお、本考案は上述した実施例に限定されるものでな
く、本考案の要旨を変更しない範囲内で変形実施できる
ものを含む。因みに、上述した実施例においては、検査
するIC基板として、PGA基板で説明したが、この種のIC
基板に限られるものでなく、プラスチック基板等の各種
のIC基板でも検査できることは明らかである。この場
合、接触部材をボンディング部に適合するような形状と
することが肝要である。また、接触部材・位置調整上下
動手段としては、シリンダーによる構成に限られるもの
でなく、手作業によってもよいことは当然である。ま
た、接触部材とIC基板との位置調整とを内面鏡とカメラ
とを用いた構成で説明したが、他の手段で行うようにし
てもよい。

〔考案の効果〕

以上の説明より明らかなように、本考案のショート・
オープン検査装置によれば、ショート・オープン検査す
るに際し、IC基板のキャビティ部と該接触部材との位置
を光学機器により検出し、両検出信号を比較して前記キ
ャビティ部と該接触部材との位置ズレの有無、ズレ状態
を検出し、該検出したズレ状態に応じて、該接触部材の
位置を水平方向に移動させて位置調整制御するので、前
記キャビティ部と該接触部材の位置合わせが確実にで
き、前記ボンディング部をショート状態あるいはオープ
ン状態としてショート・オープン検査機でもって、前記
IC基板における内部配線の断線状態や、ショート状態を
検査できることから、リードとプロープとの接触不良・
接触ミスによるショート不良の見落としを解消すること
ができると共に、内部配線の断線状態を検出できるとい
う効果を有する。

また、本考案のショート・オープン検査装置によれ
ば、前記接触部材を制御してIC基板のキャビティ部に位
置合わせ補正し、該接触部材をボンディング部に接触状
態としてリードの接触不良、内部配線の断線の有無を検
査できるようにしているので、該検査に際し、該接触部
材とボンディング部が部分的に非接触状態となることに
よる良品を不良品として検出するのを防止できるという
効果を有する。

以上のように、本考案のショート・オープン装置は、
ショート・オープン検査機と、光学的位置検出器と、位
置調整制御器を一つの装置として組み込んだ構成として
いるので、簡単に、かつ正確に位置調整が行えると共
に、信頼性の高いIC基板におけるショートオープン検査
を行うことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、本考案の実施例を示し、第１図は概略構
成図、第２図（ａ）（ｂ）は使用状態を説明するための
構成図、第３図は基板の斜視図、第４図は第３図の断面
図、第５図は従来方式による概略構成図である。１……IC基板（PGA基板）、２……基板押さえ機構、３
……接触部材位置調整・上下動機構、４……ショートオ
ープン検査機、５……検査部、6a……基板押さえ板、6b
……基板押さえシリンダ、７……キャビティ部、８……
ワイヤボンディング部、９……内部配線、10……リー
ド、11……接触部材、12……シリンダー、13……ロッ
ド、14……上方突出部、16……プローブ、17……検査機
本体、20……Ｘステージ、21……Ｙステージ、22……内
面鏡、23……鏡出入用シリンダ、24、25……カメラ、26
……位置決め装置、27……制御装置、28……モータ

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】キャビティ部の周縁部分に多段構造のボン
ディング部を有するIC基板における内部配線のショート
不良を検査できるショート・オープン検査装置であっ
て、PGA基板等のIC基板におけるICチップ接続用の多段
構造のボンディング部にフィットする導電性柔軟材より
なる多段状の接触部材と、該接触部材を上下動させて該
ボンディング部に接触状態または非接触状態とするボン
ディング部ショート手段と、上記IC基板のキャビティ部
と該接触部材との位置をそれぞれ光学機器によって検出
し、該光学機器によって得られた両検出信号を比較して
前記キャビティ部と該接触部材との位置ズレの有無、ズ
レ状態を検出する位置ズレ検出手段と、該位置ズレ検出
手段で検出したズレ状態に応じて、該接触部材の位置を
相対的に水平方向に移動させるための位置調整制御手
段、および該IC基板より導出するリードに接続し、該位
置調整制御手段で該キャビティ部との位置関係を補正し
た該接触部材と前記ボンディング部を接触させて、該ボ
ンディング部の配線パターンをショート状態で検査する
該IC基板のリードの接触不良とIC基板の内部配線の断線
の有無と、該接触部材とボンディング部を非接触状態に
して、該ボンディング部の配線パターンをオープン状態
で検査する上記IC基板のリード間の内部配線のショート
不良の有無の両検査をするショートオープン検査機とを
備えてなることを特徴とするショート・オープン検査装
置。