JP3722227B1 - 回路基板の検査装置および回路基板の検査方法 - Google Patents

回路基板の検査装置および回路基板の検査方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 検査対象の回路基板が微細ピッチの電極を有するものであっても信頼性の高い電気検査を行うことができ、回路基板を連続的に検査する際にも検査作業を円滑に行うことができる回路基板の検査装置を提供する。
【解決手段】 中継ピンユニット31が、中間保持板36と、第1の絶縁板34と中間保持板36との間に配置された第1の支持ピン33と、第2の絶縁板35と中間保持板36との間に配置された第2の支持ピン37とを備えるとともに、第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置と、第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置とが、中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されている。また、ピッチ変換用基板23に、一対の電流用端子電極27と電圧用端子電極28とからなる接続電極25が設けられ、接続電極25は、被検査回路基板1の各被検査電極に対して前記一対の電流用端子電極と電圧用端子電極とが電気的に接続するようにピッチ変換用基板に配置されている。さらに、コネクタ基板43に、ピッチ変換用基板23の電流用端子電極27と電圧用端子電極28とにそれぞれ電気的に接続するように、電流用ピン側電極47と電圧用ピン側電極48が配置されている。
【選択図】 図18

Description

本発明は、電気検査を行う検査対象である回路基板(以下、「被検査回路基板」と言う。)を、上側検査治具と下側検査治具で両面から挟圧することにより、被検査回路基板の両面に形成された電極をテスターに電気的に接続された状態として、被検査回路基板の電気的特性を検査する回路基板の検査装置および回路基板の検査方法に関する。
集積回路などを実装するためのプリント回路基板は、集積回路などを実装する前に、回路基板の配線パターンが所定の性能を有することを確認するために電気的特性が検査される。
この電気検査では、例えば、回路基板の搬送機構を備えた検査用テスターに検査ヘッドを組み込み、検査ヘッド部分を交換することにより異なる回路基板の検査を行っている。
例えば、特許文献1(特開平6−94768号公報)に開示されているように、被検査回路基板の被検査電極に接して電気的に導通する金属の検査ピンを基板に植設した構造の検査治具を用いる方法が提案されている。
また、特許文献2(特開平5−159821号公報)に開示されているように、導電ピンを有する検査ヘッドと、オフグリットアダプターと呼ばれるピッチ変換用の回路基板と、異方導電性シートとを組み合わせた検査治具を用いる方法が知られている。
しかしながら、特許文献1(特開平6−94768号公報)のように、金属検査ピンを直接に被検査回路基板の被検査電極に接触させる検査治具を用いる方法では、金属からなる導電ピンとの接触により被検査回路基板の電極が損傷する可能性がある。
特に近年では、回路基板における回路の微細化、高密度化が進み、このようなプリント回路基板を検査する場合、多数の導電ピンを被検査回路基板の被検査電極に同時に導通接触させるためには、高い圧力で検査治具を加圧することが必要となり、被検査電極が損傷し易くなる。
そして、このような微細化、高密度化されたプリント回路基板を検査するための検査治具では、高密度で多数の金属ピンを基板に植設することが技術的に困難になりつつある。また、その製造コストも高価となり、さらに、一部の金属ピンが損傷した場合に、修理、交換することが困難である。
一方、特許文献2(特開平5−159821号公報)のように、異方導電性シートを使用する検査治具では、被検査回路基板の被検査電極が、異方導電性シートを介してピッチ変換用基板の電極と接触することになるため、被検査回路基板の被検査電極が損傷しにくいという利点がある。また、ピッチ変換を行う基板を使用しているため、基板に植設する検査ピンを、被検査回路基板の被検査電極のピッチよりも広いピッチで植設することができるため、微細ピッチで検査ピンを植設する必要がなく、検査治具の製造コストを節約できるという利点もある。
しかしながら、この検査治具では、検査対象である被検査回路基板ごとに、ピッチ変換用基板と、検査ピンを植設する検査治具とを作成する必要があるため、検査される被検査回路基板であるプリント回路基板と同数の検査治具が必要となる。
このため、複数のプリント回路基板を生産している場合では、それに対応して複数の検査治具を保有しなければならないという問題がある。特に、近年では電子機器の製品サイクルが短縮し、製品に使用されるプリント回路基板の生産期間の短縮化が進んでいるが、これに伴って検査治具を長期間使用することができなくなり、プリント回路基板の生産が切り替わる度に検査治具を生産しなければならないという問題が生じている。
このような問題への対策として、例えば、特許文献3〜5(特開平7−248350号公報、特開平8−271569号公報、特開平8−338858号公報)のような、中継ピンユニットを用いる、いわゆるユニバーサルタイプの検査治具を用いた検査装置が提案されている。
図21は、このようなユニバーサルタイプの検査治具を用いた検査装置の断面図である。
この検査装置は、上側検査治具111aと下側検査治具111bとを備え、これらの検査治具は、回路基板側コネクタ121a、121bと、中継ピンユニット131a、131bと、テスター側コネクタ141a、141bとを備えている。
回路基板側コネクタ121a、121bは、ピッチ変換用基板123a、123bと、その両面側に配置される異方導電性シート122a、122b、126a、126bとを有している。
中継ピンユニット131a、131bは、一定ピッチ(例えば2.54mmピッチ)で格子点上に多数(例えば5000ピン)配置された導電ピン132a、132bと、この導電ピン132a、132bを上下へ移動可能に支持する絶縁板134a、134bとを有している。
テスター側コネクタ141a、141bは、被検査回路基板101を検査治具111a、111bで挟圧した際に、テスターと導電ピン132a、132bとを電気的に接続するコネクタ基板143a、143bと、コネクタ基板143a、143bの導電ピン132a、132b側に配置される異方導電性シート142a、142bと、ベース板146a、146bとを有している。
この中継ピンユニットを使用した検査治具は、異なる被検査対象であるプリント回路基板を検査する際に、回路基板側コネクタ121a、121bを被検査回路基板101に対応するものに交換するだけでよく、中継ピンユニット131a、131bとテスター側コネクタ141a、141bは共通で使用できる。
しかしながら、従来のこのようなユニバーサルタイプの検査治具では、回路基板側コネクタ121a、121bを構成する異方導電性シート122a、122bとして、厚み方向に延びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を互いに絶縁する絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有されて面方向に不均一に分散され、シート片面側に導電路形成部が突出した、偏在型の異方導電性シート122a、122bを使用している。
このため、この異方導電性シート122a、122bは、検査での繰り返し使用により導電路形成部が劣化(抵抗値の上昇)し、異方導電性シート122a、122bを交換する場合、交換の度に異方導電性シート122a、122bとピッチ変換用基板123a、123bとの位置合わせ、および回路基板側コネクタ121a、121bと中継ピンユニット131a、131bとの位置合わせが必要であり、交換作業が繁雑で交換頻度が高く検査効率が低下してしまうことになる。
また、被検査回路基板101の電極が、例えば、200μm以下のような微小ピッチになると、上記のような偏在型の異方導電性シート122a、122bを用いる場合には、異方導電性シート122a、122bとピッチ変換用基板123a、123bとの位置合わせが困難となり、さらに、複数の被検査回路基板101について検査を連続して行った場合、被検査回路基板101と繰り返し接触することにより異方導電性シート122a、122bの位置ずれが生じ易くなる。
これによって、異方導電性シート122a、122bの導電路形成部と被検査回路基板101の電極位置とが一致しなくなり、良好な電気的接続が得られなくなるため、過大な抵抗値が測定され、本来は良品と判断されるべきプリント回路基板が不良品と誤判断され易くなる。
一方、例えば、特許文献6(特開平6−82531号公報)に記載されたような、異方導電性シートとピッチ変換用基板とが一体化したコネクタを使用した場合には、位置合わせは容易であるが、異方導電性シート部分が劣化した際にピッチ変換用基板ごと交換しなければならず、多数のピッチ変換用基板が必要となり検査コストが増大する。
このため、本出願人は、特許文献7(特願2004−058282号)において、既に、図22に示したように、異方導電性シート122a、122bとして偏在型の異方導電性シートを用いる代わりに、導電性粒子が絶縁シートの厚み方向に配列するとともに面方向に均一に分散された分散型異方導電性シートを用いたユニバーサルタイプの検査治具を提案した。
ところで、被検査回路基板101であるプリント配線基板は、多層高密度化してきており、例えば、BGAなどのハンダボール電極などの被検査電極102、103による高さバラツキや基板自体の反りが生じている。そのため、被検査回路基板101上の検査点である被検査電極102、103に電気的接続を達成するためには、上側検査治具111aと下側検査治具111bとを高い圧力で加圧して、被検査回路基板101を平坦に変形する必要がある。さらに被検査電極102、103の高さバラツキに対しては、上側検査治具111aと下側検査治具111b側の被検査電極102、103の高さに対する追従性が必要となる。
従来のこのようなユニバーサルタイプの検査治具では、被検査電極102、103の高さに対する追従性を、導電ピン132a、132bの軸方向移動によって確保していたが、この導電ピン132a、132bの軸方向移動量にも限界があるため、上記のような被検査電極102、103の高さに対する追従性が良好でない場合があり、導通不良が発生して正確な検査ができないことになる。
また、このようなユニバーサルタイプの検査治具では、上側検査治具111aと下側検査治具111bにより被検査回路基板101を挟圧した際のプレス圧力は、図22に示したように、その上下の異方導電性シート122a、122b、126a、126b、142a、142bにて吸収している。
そのため、このようなユニバーサルタイプの検査治具では、ピッチ変換用基板123a、123bを支持しプレス圧を分散させるために、一定間隔で導電ピン132a、132bを配置する必要がある。
また、従来のユニバーサルタイプの検査治具では、プレス圧力は導電ピン132a、132bで受けるようになっているため、一定間隔で多数の導電ピン132a、132bを
配置する必要がある。
このため、被検査回路基板101の電極の微細化に対応して、例えば、0.75mmピッチで1万以上の貫通孔を有する絶縁板134a、134bを形成する場合、絶縁板134a、134bの基板の厚さが薄いと強度が低くなり、曲げた時に割れることもあるので、絶縁板134a、134bの厚さは厚めにする必要があった。
また、上記のユニバーサルタイプの検査治具を用いた検査装置では、図23に示したように、ピッチ変換用基板123a、123bの接続電極125a、125bは、被検査回路基板101の各被検査電極102、103に対して1個の接続電極125a、125bが電気的に接続するように配置されている。
これにより、コネクタ基板143a、143bのピン側電極145a、145b、異方導電性シート142a、142b、中継ピンユニット131a、131bの導電ピン132a、132b、異方導電性シート126a、126b、ピッチ変換用基板123a、123bの中継ピンユニット側の端子電極124a、124b、ピッチ変換用基板123a、123bの被検査回路基板101側の接続電極125a、125b、および異方導電性シート122a、122bを通り、被検査回路基板101の被検査用電極102、103に至る導電路が形成されるようになっている。
そして、図23に示したように、コネクタ基板143a、143bの上下一対のピン側電極145a、145bから被検査回路基板101の各被検査用電極102、103に対して電圧を印加することによって、同じ上下一対のピン側電極145a、145bを介して、テスターによって電圧と電流を測定することにより、被検査回路基板101の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性が確認されるようになっている。
しかしながら、このように上下一対のピン側電極145a、145bを用いて、被検査回路基板101の各被検査用電極102、103に対して電圧を印加し、同じ上下一対のピン側電極145a、145bを介して電圧と電流の両方を測定する方法では、被検査回路基板101の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性の正確な確認試験を行うことができず、また、確認試験に要する時間もかかることになる。
特開平6−94768号公報 特開平5−159821号公報 特開平7−248350号公報 特開平8−271569号公報 特開平8−338858号公報 特開平6−82531号公報 特願2004−058282号
本発明は、このような現状に鑑み、検査対象である被検査回路基板が、微細ピッチの微小電極を有するものであっても、信頼性の高い回路基板の電気的検査を行うことができる回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、被検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性について正確な確認試験を行うことができ、しかも、確認試験に要する時間も短時間で実施することが可能な回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、検査対象である被検査回路基板について、繰り返し連続検査を行う際に、異方導電性シートの劣化による交換頻度が少なく、検査効率が高い回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、検査対象である被検査回路基板について、繰り返し連続検査を行う際に、異方導電性シートの位置ずれを補正する必要が少なく、検査の作業性が良好な回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、検査対象である被検査回路基板の繰り返し連続検査において、異方導電性シートが劣化した際に、異方導電性シートの交換作業が容易な回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、検査対象である被検査回路基板が変更されても、検査装置全体(検査治具全体)を別途作製することなく、検査用回路基板を変更するだけで、あらゆる被検査回路基板に対して、検査の対応が可能な回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、検査対象である被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキに対しても、高さに対する追従性が良好で、導通不良が発生せず、正確な検査を実施することが可能な回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、一定間隔で導電ピンを配置する必要がなく、そのため、導電ピンを保持する絶縁板への貫通孔のドリル加工による穿設作業が少なく、コストを低減することが可能な回路基板の検査装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、検査対象である被検査回路基板が、微細ピッチの微小電極を有するものであっても、被検査回路基板の電気的検査を、信頼性が高く実施することができる回路基板の検査装置を用いた検査方法を提供することを目的とする。
本発明の回路基板の検査装置は、
一対の第1の検査治具と第2の検査治具によって、両検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧して電気検査を行う回路基板の検査装置であって、
前記第1の検査治具と第2の検査治具がそれぞれ、
基板の一面側と他面側との間で電極ピッチを変換するピッチ変換用基板と、
前記ピッチ変換用基板の被検査回路基板側に配置される第1の異方導電性シートと、
前記ピッチ変換用基板の被検査回路基板とは逆側に配置される第2の異方導電性シートと、
を備えた回路基板側コネクタと、
所定のピッチで配置された複数の導電ピンと、
前記導電ピンを軸方向に移動可能に支持する、一対の離間した第1の絶縁板と第2の絶縁板と、
を備えた中継ピンユニットと、
テスターと前記中継ピンユニットとを電気的に接続するコネクタ基板と、
前記コネクタ基板の中継ピンユニット側に配置される第3の異方導電性シートと、
前記コネクタ基板の中継ピンユニットとは逆側に配置されるベース板と、
を備えたテスター側コネクタとを備え、
前記中継ピンユニットが、
前記第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に配置された中間保持板と、
前記第1の絶縁板と中間保持板との間に配置された第1の支持ピンと、
前記第2の絶縁板と中間保持板との間に配置された第2の支持ピンと、
を備えるとともに、
前記第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置と、前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置とが、中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において、異なる位置に配置されるとともに、
前記ピッチ変換用基板に、一対の電流用端子電極と電圧用端子電極とからなる接続電極が設けられ、該接続電極は、被検査回路基板の各被検査電極に対して前記一対の電流用端子電極と電圧用端子電極とが電気的に接続するようにピッチ変換用基板に配置されており、
前記コネクタ基板に、前記ピッチ変換用基板の電流用端子電極と電圧用端子電極とにそれぞれ電気的に接続するように、電流用ピン側電極と電圧用ピン側電極が配置されていることを特徴とする。
このように構成することによって、第1の検査治具と第2の検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧して電気検査を行う際に、加圧の初期段階では、中継ピンユニットの導電ピンによる厚み方向への移動と、第1の異方導電性シートと、第2の異方導電性シートと、第3の異方導電性シートのゴム弾性圧縮にて圧力を吸収して、被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキをある程度吸収することができる。
そして、第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置と、前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置とが、中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において、異なる位置に配置されているので、第1の検査治具と第2の検査治具の間で検査対象である被検査回路基板をさらに加圧した際に、第1の異方導電性シートと、第2の異方導電性シートと、第3の異方導電性シートのゴム弾性圧縮に加えて、中継ピンユニットの第1の絶縁板と、第2の絶縁板と、第1の絶縁板と第2の絶縁板の間に配置された中間保持板のバネ弾性により、被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキ、例えば、ハンダボール電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中を回避することができる。
これにより、高さバラツキを有する被検査回路基板の被検査電極の各々に対しても、安定的な電気的接触が確保され、さらに応力集中が低減されるので、異方導電性シートの局部的な破損が抑制される。その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換回数が減り、検査作業効率が向上する。
また、第1の検査治具と第2の検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧して電気検査を行う際に、被検査回路基板の各被検査用電極に対してそれぞれ、第1の異方導電性シートを介して、ピッチ変換用基板の接続電極の電流用端子電極と電圧用端子電極の両方が電気的に接続する。
そして、第2の異方導電性シート、中継ピンユニットの導電ピン、第3の異方導電性シートを介して、ピッチ変換用基板の電流用端子電極が、コネクタ基板の電流用ピン側電極に電気的に接続されるとともに、ピッチ変換用基板の電圧用端子電極が、コネクタ基板の電圧用端子電極に電気的に接続されるようになっている。
これにより、被検査回路基板の各被検査用電極に対してそれぞれ、上下のピッチ変換用基板の電流用端子電極を介して電流供給経路が構成されることになる、一方、被検査回路基板の各被検査用電極に対してそれぞれ、上下のピッチ変換用基板の電圧用端子電極を介して電圧計測経路が構成されることになる。
したがって、被検査回路基板の各被検査用電極に対して、上下のピッチ変換用基板の電
流用端子電極を介して、例えば、定電流供給装置を用いて、電流供給経路に一定の電流を供給しながら、上下のピッチ変換用基板の電圧用端子電極を介して、電圧計測経路によって、被検査回路基板の各被検査用電極からの電圧を電圧計で測定することによって、被検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性の確認試験を行うことができる。
逆に、被検査回路基板の各被検査用電極に対して、上下のピッチ変換用基板の電圧用端子電極を介して、例えば、定電圧供給装置を用いて、電圧計測経路に対して一定の電圧を加えながら、上下のピッチ変換用基板の電流用端子電極を介して、電流供給経路によって、被検査回路基板の各被検査用電極からの電流を電流計で測定することによって、被検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性の確認試験を行うこともできる。
このように、被検査回路基板の各被検査用電極に対して、別個の電圧計測経路、電流供給経路を介して、別個に電圧と電流を測定することができるので、被検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性について正確な確認試験を行うことができ、しかも、確認試験を短時間で実施することができる。
また、本発明の回路基板の検査装置は、
一対の第1の検査治具と第2の検査治具によって、両検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧した際に、
前記第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置を中心として、前記中間保持板が、前記第2の絶縁板の方向に撓むとともに、
前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置を中心として、前記中間保持板が、前記第1の絶縁板の方向に撓むように構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、中間保持板が、第1の当接支持位置、第2の当接支持位置を中心として、相互に反対方向に撓むので、第1の検査治具と第2の検査治具の間で検査対象である被検査回路基板をさらに加圧した際に、中間保持板のバネ弾性力がさらに発揮されることになり、被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中を回避することができ、異方導電性シートの局部的な破損が抑制され、その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換回数が減り、検査作業効率が向上する。
また、本発明の回路基板の検査装置は、前記第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置が、前記中間保持板投影面において格子状に配置され、
前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置が、前記中間保持板投影面において格子状に配置されており、
前記中間保持板投影面において、隣接する4個の第1の当接支持位置からなる単位格子領域に、1個の第2の当接支持位置が配置されるとともに、
前記中間保持板投影面において、隣接する4個の第2の当接支持位置からなる単位格子領域に、1個の第1の当接支持位置が配置されるように構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、第1の当接支持位置と第2の当接支持位置が、格子状に配置され、しかも、第1の当接支持位置と第2の当接支持位置の格子点位置が全てずれた位置に配置されることになる。
従って、中間保持板が、第1の当接支持位置、第2の当接支持位置を中心として、相互に反対方向により撓むことになり、第1の検査治具と第2の検査治具の間で検査対象であ
る被検査回路基板を加圧した際に、中間保持板のバネ弾性力がさらに発揮されることになり、被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中をさらに回避することができ、異方導電性シートの局部的な破損が抑制され、その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換回数が減り、検査作業効率が向上する。
また、本発明の回路基板の検査装置は、前記中継ピンユニットが、
前記第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に所定間隔離間して配置された複数個の中間保持板と、
隣接する中間保持板同士の間に配置された保持板支持ピンと、
を備えるとともに、
少なくとも1つの中間保持板において、該中間保持板に対して一面側から当接する保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置と、該中間保持板に対して他面側から当接する第1の支持ピン、第2の支持ピン、または保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置とが、該中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
このように構成することによって、これらの複数個の中間保持板によってバネ弾性がさらに発揮されることになり、被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中をさらに回避することができ、異方導電性シートの局部的な破損が抑制され、その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換回数が減り、検査作業効率が向上する。
また、本発明の回路基板の検査装置は、全ての前記中間保持板において、該中間保持板に対して一面側から当接する保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置と、該中間保持板に対して他面側から当接する第1の支持ピン、第2の支持ピン、または保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置とが、該中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
これによって、隣接する中間保持板の間で、保持板支持ピンの中間保持板との当接支持位置がずれた位置に配置されるので、これらの複数個の中間保持板のバネ弾性がさらに発揮されることになり、被検査回路基板の被検査電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中をさらに回避することができ、異方導電性シートの局部的な破損が抑制され、その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換回数が減り、検査作業効率が向上する。
また、本発明の回路基板の検査装置は、前記第1の異方導電性シートが、導電性粒子が厚み方向に配列するとともに面方向に均一に分散された異方導電性シートであることを特徴とする。
このように、第1の異方導電性シートとして導電性粒子が厚み方向に配列するとともに面方向に分散された異方導電性シートを使用しているので、シート横方向へ多少位置がずれしたとしても、被検査回路基板と第1の異方導電性シートとの良好な電気的接続が確保される。
したがって、検査対象である被検査回路基板について、繰り返し連続検査を行う際に、第1の異方導電性シートの位置ずれを補正する必要が少なく、検査の作業性が良好である。
さらに、検査対象である被検査回路基板の繰り返し連続検査において、異方導電性シー
トが劣化した際に、第1の異方導電性シートの交換作業が容易である。
また、検査対象である被検査回路基板が変更されても、検査装置全体を別途作製することなく、検査用回路基板(ピッチ変換用基板)を変更するだけで、あらゆる被検査回路基板に対して、検査の対応が可能である。
また、本発明の回路基板の検査装置は、前記第2の異方導電性シートが、厚み方向に延びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を互いに絶縁する絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有され、これにより該導電性粒子は面方向に不均一に分散されるとともに、シート片面側に導電路形成部が突出していることを特徴とする。
また、本発明の回路基板の検査装置は、前記第3の異方導電性シートが、厚み方向に延びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を互いに絶縁する絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有され、これにより該導電性粒子は面方向に不均一に分散されるとともに、シート片面側に導電路形成部が突出していることを特徴とする。
このように、第2の異方導電性シートおよび第3の異方導電性シートとして、導電路形成部と絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有されて面方向に不均一に分散され、シート片面側に導電路形成部が突出した偏在型の異方導電性シートを使用することにより、検査治具の押圧による加圧力や衝撃がこれらのシートで吸収され、これにより第1の異方導電性シートの劣化が抑制される。
本発明における一つの態様では、前記複数の導電ピンは、前記第1の絶縁板と第2の絶縁板との間の間隔よりも短い棒状の中央部と、該中央部の両端側に形成され該中央部よりも径が小さい一対の端部とからなり、
前記一対の端部がそれぞれ、前記第1の絶縁板と第2の絶縁板とに形成された前記中央部よりも径が小さく前記一対の端部よりも径が大きい貫通孔に挿通され、これにより、前記導電ピンが軸方向に移動可能に支持される。
このように構成することで、導電ピンが、第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に、軸方向に移動可能に、且つ脱落しないように保持することができる。
本発明における他の態様では、前記第1の絶縁板と中間保持板との間、前記第2の絶縁板と中間保持板との間、または中間保持板同士の間に、前記導電ピンが挿通される貫通孔が形成された屈曲保持板が設けられ、
前記複数の導電ピンは、前記第1および第2の絶縁板に形成された貫通孔と、前記屈曲保持板に形成された貫通孔とを支点として互いに逆方向に横方向へ押圧されて前記屈曲保持板の貫通孔の位置で屈曲され、これにより前記導電ピンが軸方向に移動可能に支持される。
このように構成することで、導電ピンが、第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に、軸方向に移動可能に、且つ脱落しないように保持することができる。さらに、導電ピンとして円柱状である簡易な構造のピンを使用できるため、導電ピンおよびそれを保持する部材の全体としてのコストを抑えることができる。
また、本発明の回路基板の検査方法は、前述した回路基板の検査装置を用いた回路基板の検査方法であって、
一対の第1の検査治具と第2の検査治具によって、両検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧して電気検査を行うことを特徴とする。
このように構成することによって、異方導電性シートの局部的な破損が抑制され、その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換
回数が減り、検査作業効率が向上する。
また、被検査回路基板の各被検査用電極に対して、別個の電圧計測経路、電流供給経路を介して、別個に電圧と電流を測定することができるので、検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性について正確な確認試験を行うことができ、しかも、確認試験に要する時間も短時間で実施することができる。
本発明によれば、検査対象である被検査回路基板が、微細ピッチの微小電極を有するものであっても、信頼性の高い回路基板の電気的検査を行うことが可能である。
また、検査対象である被検査回路基板について、繰り返し連続検査を行う際に、異方導電性シートの劣化による交換頻度が少なく、検査効率が高い。
さらに、一定間隔で導電ピンを配置する必要がなく、そのため、導電ピンを保持する絶縁板への貫通孔のドリル加工による穿設作業が少なく、絶縁板への貫通孔形成数が少なくなるので、絶縁板の厚みも薄くて加工に耐えることができ、欠損が生じることなく、しかも、コストを低減することが可能である。
さらに、被検査回路基板の各被検査用電極に対して、別個の電圧計測経路、電流供給経路を介して、別個に電圧と電流を測定することができるので、検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性について正確な確認試験を行うことができ、しかも、確認試験に要する時間も短時間で実施することができる。
そして、被検査回路基板の被検査回路に対して、電流を供給しながら電圧を測定できるので、従来の検査装置における導通抵抗値の良否判断の設定電圧よりも、低い設定電圧において、被検査回路基板の被検査回路の導通抵抗値の安定した測定が可能となる。
すなわち、高精度な検査の要件として低い設定電圧での回路の良否判断が必要とされるが、本発明によれば、従来の検査装置よりも、潜在的な電気的な欠陥を有する被検査回路基板を高い確率で不良品として判断し除去できるので、信頼性の高い回路基板の確認試験を実施することが可能である。
また、検査対象である被検査回路基板について、繰り返し連続検査を行う際に、第1の異方導電性シートの位置ずれを補正する必要が少なく、検査の作業性が良好である。
さらに、検査対象である被検査回路基板の繰り返し連続検査において、第1の異方導電性シートが劣化した際に、その交換作業が容易である。
また、検査対象である被検査回路基板が変更されても、検査装置全体を別途作製することなく、検査用回路基板(ピッチ変換用基板)を変更するだけで、あらゆる被検査回路基板に対して検査の対応が可能である。
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。なお、以降の記述において、第1の検査治具と第2の検査治具における一対の同一の構成要素(例えば回路基板側コネクタ21aと回路基板側コネクタ21b、第1の異方導電性シート22aと第1の異方導電性シート22bなど)を総称する場合には、記号「a」、「b」を省略することがある(例えば、第1の異方導電性シート22aと第1の異方導電性シート22bとを総称して「第1の異方導電性シート22」と記述することがある)。
図1は、本発明の検査装置の実施例を説明する断面図、図2は、図1の検査装置の検査
使用時における積層状態を示した断面図、図3は、ピッチ変換用基板の回路基板側の表面を示した図、図4は、ピッチ変換用基板のピン側表面を示した図である。
この検査装置は、集積回路などを実装するためのプリント回路基板などの検査対象である被検査回路基板1において、被検査電極間の電気抵抗を測定することにより被検査回路基板の電気検査を行うものである。
そして、この検査装置には、図1および図2に示したように、被検査回路基板1の上面側に配置される第1の検査治具11aと、下面側に配置される第2の検査治具11bとが
、上下に互いに対向するように配置されている。
第1の検査治具11aは、その両側に異方導電性シート22a、26aを備えた回路基板側コネクタ21aと、中継ピンユニット31aを備えている。また、第1の検査治具11aは、その中継ピンユニット31a側に第3の異方導電性シート42aが配置されるコネクタ基板43aと、ベース板46aからなるテスター側コネクタ41aを備えている。
第2の検査治具11bも、第1の検査治具11aと同様に構成され、その両側に異方導電性シート22b、26bを備えた回路基板側コネクタ21bと、中継ピンユニット31bを備えている。また、第2の検査治具11bは、その中継ピンユニット31b側に異方導電性シート42bが配置されるコネクタ基板43bと、ベース板46bからなるテスター側コネクタ41bとを備えている。
被検査回路基板1の上面には、被検査用の電極2が形成され、その下面にも被検査用の電極3が形成されており、これらは互いに電気的に接続されている。
回路基板側コネクタ21a,21bは、ピッチ変換用基板23a,23bと、その両側に配置される第1の異方導電性シート22a,22bおよび第2の異方導電性シート26a,26bを有している。
図3は、ピッチ変換用基板23の被検査回路基板1側の表面を示した図であり、図4は、その中継ピンユニット31側の表面を示した図である。
ピッチ変換用基板23の一方の表面、すなわち、被検査回路基板1側には、図3に示したように、被検査回路基板1の電極2、3に電気的に接続される複数の接続電極25が形成されている。これらの接続電極25は、被検査回路基板1の被検査電極2,3のパターンに対応するように配置されている。
また、この接続電極25は、図3および図18に示したように、被検査回路基板1の被検査用の電極2、3のうち1個の電極に対して、一対の相互に所定間隔離間した電流用端子電極27と電圧用端子電極28とから構成されている。
この場合、電流用端子電極27と電圧用端子電極28の形状は、図3では、矩形状としたが、この形状は特に限定されるものではなく、円形状、三角形状など種々の形状とすることができる。また、これらの一対の電流用端子電極27と電圧用端子電極28が占める領域が、被検査回路基板1の被検査用の電極2、3のうち1個の電極が占める領域と略同一の領域内に配置されるのが、測定誤差を少なくするためには望ましい。
また、この場合、ピッチ変換用基板23において、電流用端子電極27と電圧用端子電極28との間の離間距離L1は、10μm以上であることが好ましい。この離間距離L1が10μmより小さい場合には、第1の異方導電性シート22a,22bを介して電流用端子電極27と電圧用端子電極28との間に流れる電流が大きくなるため、高い精度で電気抵抗を測定することが困難になることがあり、正確な電気特性検査を実施することがで
きないからである。
一方、電流用端子電極27と電圧用端子電極28との間の離間距離L1の上限は、被検査回路基板1の被検査用の電極2、3の寸法およびピッチ、ならびに電流用端子電極27と電圧用端子電極28の寸法によって定まるものであって、特に限定されるものではないが、通常は500μm以下である。この離間距離L1が大きすぎる場合には、サイズの小さい被検査回路基板1の被検査用の電極2、3の1個に対して、電流用端子電極27と電圧用端子電極28の両方を適切に配置することが困難となるからである。
一方、ピッチ変換用基板23の他方の表面、すなわち、被検査回路基板1と反対側には、図4に示したように、中継ピンユニット31の導電ピン32a、32bに電気的に接続される複数の端子電極24が形成されている。これらの端子電極24は、例えば、ピッチが2.54mm、1.8mm、1.27mm、1.06mm、0.8mm、0.75mm、0.5mm、0.45mm、0.3mmまたは0.2mmの一定ピッチの格子点上に配置されており、そのピッチは中継ピンユニットの導電ピン32a、32bの配置ピッチと同一である。
なお、この場合、図4では、ピッチ変換用基板23の表面の一部に、複数の端子電極24を、一定ピッチの格子点上に配置したが、図示しないが、ピッチ変換用基板23の表面の全体にわたって、複数の端子電極24を、一定ピッチの格子点上に配置することも可能である。
図3のそれぞれの接続電極25、すなわち、電流用端子電極27と電圧用端子電極28はそれぞれ、別々の配線52および絶縁基板51の厚み方向に貫通する内部配線53によって、対応する図4の端子電極24に、図18に示したように、電気的に接続されている。
ピッチ変換用基板23の表面における絶縁部は、例えば、図7に示したように、絶縁基板51の表面に、それぞれの接続電極25が露出するように形成された絶縁層54で構成される。この絶縁層54の厚みは、好ましくは5〜100μm、より好ましくは10〜60μmである。この厚みが過小である場合、表面粗さが小さい絶縁層を形成することが困難となることがあるからである。一方、この厚みが過大である場合、接続電極25と異方導電性シートとの電気的接続が困難となることがある。
ピッチ変換用基板の絶縁基板51を形成する材料としては、一般にプリント回路基板の基材として使用されるものを用いることができる。具体的には、例えばポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型ビスマレイミドトリアジン樹脂などを挙げることができる。
図7の絶縁層54、55の形成材料としては、薄膜状に成形可能な高分子材料を用いることができ、具体的には、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、これらの混合物、レジスト材料などを挙げることができる。
ピッチ変換用基板23は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、平板状の絶縁基板の両面に金属薄層を積層した積層材料を用意し、この積層材料に対して、形成すべき端子電極に対応するパターンに対応して積層材料の厚み方向に貫通する複数の貫通孔を、数値制御型ドリリング装置、フォトエッチング処理、レーザー加工処理などにより形成する。
次いで、積層材料に形成された貫通孔内に無電解メッキおよび電解メッキを施すことに
よって、基板両面の金属薄層に連結されたバイアホールを形成する。その後、金属薄層に対してフォトエッチング処理を施すことにより、絶縁基板の表面に配線パターンおよび接続電極を形成するとともに、反対側の表面に端子電極を形成する。
そして、図7に示したように、絶縁基板51の表面に、それぞれの接続電極25が露出するように絶縁層54を形成するとともに、反対側の表面に、それぞれの端子電極24が露出するように絶縁層55を形成することにより、ピッチ変換用基板23が得られる。なお、絶縁層55の厚みは、好ましくは5〜100μm、より好ましくは10〜60μmである。
回路基板側コネクタ21を構成し、ピッチ変換用回路基板23と積層される第1の異方導電性シート22は、図5に示したように、絶縁性の弾性高分子からなるシート基材61中に多数の導電性粒子62が面方向に分散されるとともに厚み方向に配列した状態で含有されている。
第1の異方導電性シート22の厚みは、0.03〜0.5mmであることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.2mmである。この最小厚みが0.03mm未満である場合には、第1の異方導電性シート22の機械的強度が低いものとなりやすく、必要な耐久性が得られないことがある。一方、この第1の異方導電性シート22の厚みが0.5mmを超える場合には、厚み方向の電気抵抗が大きいものとなりやすく、また、接続すべき電極のピッチが小さいものである場合には、加圧により形成される導電路間における所要の絶縁性が得られず、被検査電極間で電気的な短絡が生じて検査対象回路基板の電気的検査が困難となることがある。
第1の異方導電性シート22のシート基材61を構成する弾性高分子物質は、そのデュロメータ硬さが30〜90のものとされ、好ましくは35〜80のものとされ、さらに好ましくは40〜70のものとされる。
本発明において、「デュロメータ硬さ」とは、JIS K6253のデュロメータ硬さ
試験に基づいて、タイプAデュロメータによって測定されたものをいう。弾性高分子物質のデュロメータ硬さが30未満である場合には、厚み方向に押圧された際に、異方導電性シートの圧縮、変形が大きく、大きな永久歪みが生じるため、異方導電性シートが早期に劣化して検査使用が困難となり耐久性の低いものとなりやすい。
一方、弾性高分子物質のデュロメータ硬さが90を超える場合には、異方導電性シートが厚み方向に押圧されたときに、厚み方向の変形量が不十分なものとなるため、良好な接続信頼性が得られず、接続不良が発生しやすくなる。
第1の異方導電性シート22の基材を構成する弾性高分子物質としては、上記のデュロメータ硬さを示すものであれば特に限定されないが、形成加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
第1の異方導電性シート22を構成する導電性粒子62に、磁性導電性粒子を使用する場合は、その数平均粒子径D1が3〜50μmであることが好ましく、さらに5〜30μ
mであることが好ましく、8〜20μmであることが特に好ましい。
ここで、「磁性導電性粒子の数平均粒子径」とは、レーザー回折散乱法によって測定されたものをいう。
磁性導電性粒子の数平均粒子径D1が3μm以上であることにより、得られる異方導電
性シートが磁性導電性粒子が含有されている部分の加圧変形が容易なものとなり、また、
その製造工程において、磁場配向処理によって磁性導電性粒子を配向させる場合、磁性導電性粒子の配向が容易となりやすく、そのため、得られる異方導電性シートが異方性の高いものとなり、異方導電性シートの分解能(異方導電性シートを加圧して、厚み方法に対向する電極間の電気的導通達成しつつ、横方法に隣接する電極間の電気的絶縁を保持する能力)が良好なものとなる。
一方、磁性導電性粒子の数平均粒子径D1が50μm以下であることにより、得られる
異方導電性シートが、その弾性が良好で加圧変形が容易なものとなり、微細で微小ピッチの電極に対しても分解能が良好なものとなる。
そして、第1の異方導電性シート22においては、その厚みW1(μm)と、磁性導電
性粒子の数平均粒子径D1(μm)との比率W1/D1が1.1〜10であることが好まし
い。
比率W1/D1が1.1未満である場合には、異方導電性シートの厚みに対して磁性導電性粒子の直径が同等あるいは大きいものとなるため、この異方導電性シートはその弾性が低いものとなり、そのため、この異方導電性シートをプリント配線基板などの被検査物(被検査回路基板1)と検査電極との間に配置して加圧を行い接触導通状態を達成する際に、被検査物が傷つきやすくなる。
一方、比率W1/D1が10を超える場合には、異方導電性シートをプリント配線基板などの被検査物と検査電極との間に配置して加圧を行い接触導通状態を達成する際に、被検査物と検査電極との間に多数の導電性粒子が配列して連鎖を形成することとなり、そのため、多数の導電性粒子同士の接点が存在することから、電気的抵抗値が高いものとなりやすく、電気的検査の使用が困難となりやすい。
磁性導電性粒子としては、後述する製造方法により異方導電性シートを形成するためのシート成形材料中において、当該磁性導電性粒子を磁場の作用によって容易に移動させることができる観点から、その飽和磁化が0.1Wb/m2 以上のものを好ましく用いることができ、より好ましくは0.3Wb/m2 以上、特に好ましくは0.5Wb/m2 以上のものである。
飽和磁化が0.1Wb/m2 以上であることにより、その製造工程において磁性導電性粒子を磁場の作用によって確実に移動させて所望の配向状態とすることができるため、異方導電性シートを使用する際に磁性導電性粒子の連鎖を形成することができる。
磁性導電性粒子の具体例としては、鉄、ニッケル、コバルトなどの磁性を示す金属の粒子若しくはこれらの合金の粒子またはこれらの金属を含有する粒子、またはこれらの粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に高導電性金属を被覆した複合粒子、あるいは非磁性金属粒子若しくはガラスビーズなどの無機物質粒子またはポリマー粒子を芯粒子とし、当該芯粒子の表面に、高導電性金属のメッキを施した複合粒子、あるいは芯粒子に、フェライト、金属間化合物などの導電性磁性体および高導電性金属の両方を被覆した複合粒子などが挙げられる。
ここで、「高導電性金属」とは、0℃における導電率が5×106 Ω-1-1以上の金属をいう。
このような高導電性金属としては、具体的に、金、銀、ロジウム、白金、クロムなどを用いることができ、これらの中では、化学的に安定でかつ高い導電率を有する点で金を用いることが好ましい。
これらの磁性導電性粒子の中では、ニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に金や銀などの高導電性金属のメッキを施した複合粒子が好ましい。
芯粒子の表面に高導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、無電解メッキ法を用いることができる。
磁性導電性粒子は、その数平均粒子径の変動係数が50%以下のものであることが好ましく、より好ましくは40%以下、さらに好ましくは30%以下、特に好ましくは20%以下のものである。
ここで、「数平均粒子径の変動係数」とは、式:(σ/Dn)×100(但し、σは、粒子径の標準偏差の値を示し、Dnは、粒子の数平均粒子径を示す。)によって求められるものである。
磁性導電性粒子の数平均粒子径の変動係数が50%以下であることにより、粒子径の不揃いの程度が小さくなるため、得られる異方導電性シートにおける部分的な導電性のバラツキを小さくすることができる。
このような磁性導電性粒子は、金属材料を常法により粒子化し、あるいは市販の金属粒子を用意し、この粒子に対して分級処理を行うことにより得ることができる。
粒子の分級処理は、例えば、空気分級装置、音波ふるい装置などの分級装置によって行うことができる。
また、分級処理の具体的な条件は、目的とする導電性金属粒子の数平均粒子径、分級装置の種類などに応じて適宜設定される。
磁性導電性粒子においては、その具体的な形状は、特に限定されるものではないが、複数の球形の一次粒子が一体的に連結されてなる二次粒子からなる形状のものを好ましい形状の粒子として挙げることができる。
磁性導電性粒子として、芯粒子の表面に高導電性金属が被覆されてなる複合粒子(以下、「導電性複合金属粒子」ともいう。)を用いる場合には、良好な導電性が得られる観点から、当該導電性複合金属粒子の表面における高導電性金属の被覆率(芯粒子の表面積に対する高導電性金属の被覆面積の割合)が40%以上であることが好ましく、さらに好ましくは45%以上、特に好ましくは47〜95%である。
また、高導電性金属の被覆量は、芯粒子の重量の2.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは3〜45質量%、さらに好ましくは3.5〜40質量%、特に好ましくは5〜30質量%である。
このような、絶縁性の弾性高分子物質中に多数の導電性粒子62が面方向に分散し厚み方向に配列した状態で含有されてなる異方導電性シートは、例えば、特開2003−77560号公報に示されるように、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質用材料中に、磁性を示す導電性粒子が含有されてなる流動性の成形材料を調製し、この成形材料よりなる成形材料層を、当該成形材料層における一面に接する一面側成形部材と、当該成形材料層における他面に接する他面側成形部材との間に形成し、この成形材料層に対してその厚み方向に磁場を作用させると共に、当該成形材料層を硬化処理する方法等により製造することができる。
ピッチ変換用基板23の中継ピンユニット31側に配置される第2の異方導電性シート26は、図6に示したように、絶縁性の弾性高分子材料中に多数の導電性粒子62が厚み方向に配列して形成された導電路形成部72と、それぞれの導電路形成部72を離間する
絶縁部71から構成されている。このように、導電性粒子62は導電路形成部72中にのみ、面方向に不均一に分散されている。
導電路形成部72の厚みW2は、好ましくは0.1〜2mm、より好ましくは0.2〜
1.5mmである。この厚みW2が0.1mm未満である場合、厚み方向の加圧に対する
吸収能力が低く、検査時において検査治具による加圧力の吸収が小さくなり、回路基板側コネクタ21への衝撃を緩和する効果が減少する。このため、第1の異方導電性シート22の劣化を抑制しにくくなり、結果として被検査回路基板1の繰り返し検査時における第1の異方導電性シート22の交換回数が増加して、検査の効率が低下する。一方、この厚みW2が2mmを超える場合、厚み方向の電気抵抗が大きくなり易く電気検査が困難とな
ることがある。
絶縁部71の厚みは、導電路形成部72の厚みと実質的に同一か、それよりも小さいことが好ましい。図6に示したように、絶縁部71の厚みを導電路形成部72の厚みよりも小さくして導電路形成部72が絶縁部71より突出した突出部73を形成することにより、厚み方向の加圧に対して導電路形成部72の変形が容易になり、加圧力の吸収能力が増大するため、検査時において検査治具の加圧力を吸収し、回路基板側コネクタ21への衝撃を緩和することができる。
第2の異方導電性シート26を構成する導電性粒子62に、磁性導電性粒子を使用する場合、その数平均粒子径は好ましくは5〜200μm、より好ましくは5〜150μm、さらに好ましくは10〜100μmである。ここで、「磁性導電性粒子の数平均粒子径」とは、レーザー回折散乱法によって測定されたものをいう。磁性導電性粒子の数平均粒子径が5μm以上であると、異方導電性シートの導電路形成部の加圧変形が容易になる。また、その製造工程において磁場配向処理によって磁性導電性粒子を配向させる場合、磁性導電性粒子の配向が容易である。磁性導電性粒子の数平均粒子径が200μm以下であると、異方導電性シートの導電路形成部72の弾性が良好で加圧変形が容易になる。
導電路形成部72の厚みW2(μm)と、磁性導電性粒子の数平均粒子径D2(μm)との比率W2/D2は1.1〜10であることが好ましい。
比率W2/D2が1.1未満である場合、導電路形成部72の厚みに対して磁性導電性粒子の直径が同等あるいはそれよりも大きくなるため、導電路形成部72の弾性が低くなり、その厚み方向の加圧力の吸収能力が小さくなる。検査時における検査治具の加圧圧力を吸収が小さくなり、回路基板側コネクタ21への衝撃を緩和する効果が減少するため、第1の異方導電性シート22の劣化を抑制しにくくなり、結果として被検査回路基板1の繰り返し検査時において、第1の異方導電性シート22の交換回数が増加して、検査の効率が低下し易くなる。
一方、比率W2/D2が10を超える場合、導電路形成部72に多数の導電性粒子が配列して連鎖を形成することとなり、導電性粒子同士の接点が多数存在することになるため、電気的抵抗値が高くなり易い。
導電路形成部72の基材である弾性高分子(エラストマー)は、そのタイプAデュロメータによって測定されたデュロメータ硬さが好ましくは15〜60、より好ましくは20〜50、さらに好ましくは25〜45である。
弾性高分子のデュロメータ硬さが、15よりも小さい場合、厚み方向に押圧された際のシートの圧縮、変形が大きく、大きな永久歪が生じるためシート形状が早期に変形して検査時の電気的接続が困難となり易い。弾性高分子のデュロメータ硬さが、60よりも大きい場合、厚み方向に押圧された際の変形が小さくなるため、その厚み方向の加圧力の吸収
能力が小さくなる。このため、第1の異方導電性シート22の劣化を抑制しにくくなり、結果として、被検査回路基板1の繰り返し検査時において、第1の異方導電性シート22の交換回数が増加して、検査の効率が低下しやすくなる。
導電路形成部72の基材となる弾性高分子としては、上記のデュロメータ硬さを示すものであれば特に限定されないが、加工性および電気特性の点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
第2の異方導電性シート26の絶縁部71は、実質的に導電性粒子を含有しない絶縁材料により形成される。絶縁材料としては、例えば、絶縁性の高分子材料、無機材料、表面を絶縁化処理した金属材料などを用いることができるが、導電路形成部に使用した弾性高分子と同一の材料を用いると生産が容易である。絶縁部の材料として弾性高分子を使用する場合、デュロメータ硬さが上記の範囲であるものを使用することが好ましい。
磁性導電性粒子としては、前述した第1の異方導電性シートに用いられる導電性粒子を用いることができる。
第2の異方導電性シート26は、以下のようにして製造することができる。
例えば、それぞれ全体の形状が略平板状であって、互いに対応する上型と下型とよりなり、上型と下型との間の成形空間内に充填された材料層に磁場を作用させながら当該材料層を加熱硬化することができる構成の異方導電性シート成形用金型を用意する。
この異方導電性シート成形用金型は、材料層に磁場を作用させて適正な位置に導電性を有する部分を形成するために、上型および下型の両方は、鉄、ニッケルなどの強磁性体からなる基板上に、金型内の磁場に強度分布を生じさせるための鉄、ニッケルなどよりなる強磁性体部分と、銅などの非磁性金属若しくは樹脂よりなる非磁性体部分とが互いに隣接するよう交互に配置されたモザイク状の層を有する構成のものであり、強磁性体部分は、形成すべき導電路形成部のパターンに対応するパターンに従って配列されている。
ここで、上型の成形面は平坦であり、下型の成形面は形成すべき異方導電性シートの導電路形成部に対応してわずかに凹凸を有するものである。
そして、上記の異方導電性シート成形用金型を用いて、以下のようにして異方導電性シートが製造される。
先ず、異方導電性シート成形用金型の成形空間内に、硬化されて弾性高分子物質となる高分子物質材料中に磁性を示す導電性粒子が含有されてなる成形材料を注入して成形材料層を形成する。
次に、上型および下型の各々における強磁性体部分および非磁性体部分を利用し、形成された成形材料層に対してその厚み方向に強度分布を有する磁場を作用させることにより、その磁力の作用によって、導電性粒子を、上型における強磁性体部分と、その直下に位置する下型における強磁性体部分との間に集合させ、更には導電性粒子を厚み方向に並ぶように配向させる。そして、その状態で当該成形材料層を硬化処理することにより、複数の柱状の導電路形成部が、絶縁部によって互い絶縁されてなる構成を有する異方導電性シートが製造される。
一方、テスター側コネクタ41a,41bは、図1に示したように、第3の異方導電性シート42a,42bとコネクタ基板43a,43bと、ベース板46a,46bとを備えている。第3の異方導電性シート42a,42bは、前述した第2の異方導電性シート26と同様のものが使用され、図6に示したような、絶縁性の弾性高分子材料中に多数の
導電性粒子が厚み方向に配列して形成された導電路形成部と、それぞれの導電路形成部を離間する絶縁部とから構成されている。
コネクタ基板43a,43bには、絶縁基板から構成され、その表面の中継ピンユニット31側に、図1、2に示したようにピン側電極45a,45bが形成されている。
これらのピン側電極45は、図18に示したように、前述したピッチ変換用基板23の接続電極25、すなわち、電流用端子電極27と電圧用端子電極28とに別個にそれぞれ電気的に接続するように、電流用ピン側電極47と電圧用ピン側電極48から構成されており、後述する中継ピンユニット31の導電ピン32に対応する位置に配置されている。
この場合、これらのピン側電極45は、一定ピッチ、例えば、2.54mm、1.8mm、1.27mm、1.06mm、0.8mm、0.75mm、0.5mm、0.45mm、0.3mmまたは0.2mmの一定ピッチの格子点上に配置されており、その配置ピッチは中継ピンユニット31の導電ピン32の配置ピッチと同一である。
それぞれのピン側電極45は、絶縁基板の表面に形成された配線パターンおよびその内部に形成された内部配線によって、テスター側電極44a,44bに電気的に接続されている。
なお、この実施例では、ピン側電極45は、ピン形状としたが、この形状はピン形状に限定されるものではなく、例えば、平坦な電極とするなど種々の変更が可能である。
中継ピンユニット31は、図1、図2、図8(図8は、説明の便宜上、中継ピンユニット31aについて示している)、および図14〜図17に示したように、上下方向を向くように並列に、所定のピッチで設けられた多数の導電ピン32a,32bを備えている。また、中継ピンユニット31は、これらの導電ピン32a,32bの両端側に設けられ、導電ピン32a,32bを挿通支持する被検査回路基板1側に配置された第1の絶縁板34a,34bと、被検査回路基板1側とは反対側に配置された第2の絶縁板35a,35bの2枚の絶縁板を備えている。
導電ピン32は、例えば、図9に示したように、直径の大きい中央部82と、これよりも直径の小さい端部81a,81bとからなる。第1の絶縁板34と第2の絶縁板35には、導電ピン32の端部81が挿入される貫通孔83が形成されている。そして、貫通孔83の直径が、導電ピン32の端部81a,81bの直径よりも大きく、且つ中央部82の直径よりも小さく形成され、これにより導電ピン32が脱落しないように保持されている。
第1の絶縁板34および第2の絶縁板35は、図1の第1の支持ピン33および第2の支持ピン37によって、これらの間隔が導電ピン32の中央部82の長さよりも長くなるように固定され、これにより導電ピン32が上下へ移動可能に保持されている。導電ピン32の端部81の長さは、絶縁板34の厚みよりも長くなるように形成され、これにより、少なくとも一方の絶縁板34から導電ピン32が突出するようになっている。
中継ピンユニットは、多数の導電ピンが、例えば、2.54mm、1.8mm、1.27mm、1.06mm、0.8mm、0.75mm、0.5mm、0.45mm、0.3mmまたは0.2mmのピッチの格子点上に配置されている。
中継ピンユニット31の導電ピン32の配置ピッチと、ピッチ変換用基板23に設けられた端子電極24の配置ピッチとを同一とすることにより、導電ピン32を介してピッチ変換用基板23がテスター側に電気的に接続されるようになっている。
また、図1および図8に示したように、中継ピンユニット31には、第1の絶縁板34a,34bと、第2の絶縁板35a,35bとの間に、中間保持板36a、36bが配置されている。
そして、第1の絶縁板34a,34bと中間保持板36a,36bとの間には、第1の支持ピン33a,33bが配置され、これによって、第1の絶縁板34a,34bと中間保持板36a,36bとの間を固定している。
同様に、第2の絶縁板35a,35bと中間保持板36a,36bとの間には、第2の支持ピン37a,37bが配置され、これによって、第2の絶縁板35a,35bと中間保持板36a,36bとの間を固定している。
第1の支持ピン33と、第2の支持ピン37の材質としては、例えば、真鍮、ステンレスなどの金属が使用される。
なお、図8における第1の絶縁板34と中間保持板36との間の距離L1と、第2の絶縁板35と中間保持板36との間の距離L2としては、特に限定されるものではないが、後述するように、第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35の弾性による、被検査回路基板1の被検査電極2,3の高さバラツキの吸収性を考慮すれば、2mm以上が好ましく、より好ましくは2.5mm以上である。
そして、図8に示したように、第1の支持ピン33の中間保持板36に対する第1の当接支持位置38Aと、第2の支持ピン37の中間保持板36に対する第2の当接支持位置38Bとは、検査装置を中間保持板の厚さ方向に(図1において上方から下方に向かって)投影した中間保持板投影面A上において異なる位置に配置されている。
この場合、異なる位置としては、特に限定されるものではないが、第1の当接支持位置38Aと、第2の当接支持位置38Bは、図13に示したように、中間保持板投影面A上において格子上に形成されていることが好ましい。
具体的には、図13に示したように、中間保持板投影面A上において、隣接する4個の第1の当接支持位置38Aからなる単位格子領域R1に、1個の第2の当接支持位置38Bが配置される。また、中間保持板投影面Aにおいて、隣接する4個の第2の当接支持位置38Bからなる単位格子領域R2に、1個の第1の当接支持位置38Aが配置される。なお、図13では、第1の当接支持位置38Aを黒丸、第2の当接支持位置群38Bを白丸で示している。
なお、ここでは、第1の当接支持位置38Aの単位格子領域R1の対角線Q1の中央に、1個の第2の当接支持位置38Bを配置するとともに、第2の当接支持位置38Bの単位格子領域R2の対角線Q2の中央に、1個の第1の当接支持位置38Aを配置している。しかしながら、これらの相対的な位置は、特に限定されるものではなく、上記のように、検査装置を中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面A上において異なる位置に配置されていればよい。すなわち、格子状に配置されない場合には、このような相対位置関係に拘束されるものではなく、上記のように、検査装置を中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面A上において異なる位置に配置されていればよい。
また、この場合、互いに隣接する第1の当接支持位置38Aの間の離間距離、第2の当接支持位置38Bの間の離間距離は、好ましくは10〜100mm、より好ましくは12〜70mm、特に好ましくは15〜50mmである。
第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35の形成材料には、可撓性を有す
るものが用いられる。これらの板の可撓性は、第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35の両端部を、それぞれ10cm間隔で支持した状態で水平に配置した場合において、上方から50kgfの圧力で加圧することによって生ずる撓みが、これらの絶縁板の幅の0.02%以下であり、かつ上方から200kgfの圧力で加圧することによっても破壊および永久変形が生じない程度であることが好ましい。
第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35の材料としては、具体的には、固有抵抗が1×1010Ω・cm以上の絶縁性材料、例えばポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポチエチレンテレフタレート樹脂、シンジオタクチック・ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエチルケトン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の機械的強度の高い樹脂材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂、ガラス繊維補強型ポリエステル樹脂、ガラス繊維補強型ポリイミド樹脂、ガラス繊維補強フェノール樹脂、ガラス繊維補強型フッ素樹脂等のガラス繊維型複合樹脂材料、カーボン繊維補強型エポキシ樹脂、カーボン繊維補強型ポリエステル樹脂、カーボン繊維補強型ポリイミド樹脂、カーボン繊維補強型フェノール樹脂、カーボン繊維補強型フッ素樹脂等のカーボン繊維型複合樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等にシリカ、アルミナ、ボロンナイトライド等の無機材料を充填した複合樹脂材料、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等にメッシュを含有した複合樹脂材料などが挙げられる。また、これらの材料からなる板材を複数積層して構成された複合板材等も用いることができる。
第1の絶縁板34、中間保持板36、および第2の絶縁板35の厚みは、第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35を構成する材料の種類に応じて適宜選択されるが、好ましくは1〜10mmである。例えば、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂からなり、その厚みが2〜5mmであるものを使用することができる。
第1の絶縁板34および第2の絶縁板35に導電ピン32を移動可能に支持する方法としては、図9に示した方法の他に、図10〜図12に示した方法を挙げることができる。この例では、導電ピン32として図示したように、この例では第1の絶縁板34と第2の絶縁板35との間に、屈曲保持板84が設けられている。屈曲保持板84としては、第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35と同様の絶縁材料で作製したものを用いることができる。
また、導電ピン32として、円柱形状である金属ピンを用いている。
図10に示したように、屈曲保持板84には導電ピン32が挿通される貫通孔85が形成されている。導電ピン32は、第1の絶縁板34に形成された貫通孔83aおよび第2の絶縁板35に形成された貫通孔83bと、屈曲保持板84に形成された貫通孔85とを支点として、互いに逆方向に横方向へ押圧されて、屈曲保持板84の貫通孔85の位置で屈曲され、これにより導電ピン32が軸方向に移動可能に支持されている。
なお、中間保持板36には、導電ピン32と接触しない程度に径を大きくした貫通孔86が形成され、この貫通孔86に導電ピン32が挿通されている。
導電ピン32は、図11(a)〜図11(c)に示した手順で第1の絶縁板34および第2の絶縁板35に支持される。図11(a)に示したように、第1の絶縁板34の貫通孔83aおよび第2の絶縁板35に形成された貫通孔83bと、屈曲保持板84の貫通孔85とが軸方向に位置合わせされた位置に屈曲保持板84を配置する。
次に、図11(b)に示したように、導電ピン32を、第1の絶縁板34の貫通孔83aから屈曲保持板84の貫通孔85を通して第2の絶縁板35の貫通孔83bまで挿入す
る。
次に、図11(c)に示したように、屈曲保持板84を、導電ピン32の軸方向と垂直な横方向(水平方向)に移動し、適宜の手段によって屈曲保持板84の位置を固定する。これによって、導電ピン32は、第1の絶縁板34の貫通孔83aおよび第2の絶縁板35に形成された貫通孔83bと、屈曲保持板84の貫通孔85とを支点として互いに逆方向に横方向へ押圧されて、屈曲保持板84の貫通孔85の位置で屈曲され、これにより導電ピン32が軸方向に移動可能に支持される。
このように構成することで、導電ピン32が、第1の絶縁板34と第2の絶縁板35との間に、軸方向へ移動可能に、且つ脱落しないように保持することができるとともに、導電ピン32として円柱状である簡易な構造のピンを使用できるため、導電ピン32およびそれを保持する部材の全体としてのコストを抑えることができる。
なお、屈曲保持板84が配置される位置は、第1の絶縁板34と中間保持板36との間であってもよい。
また、それぞれの中継ピンユニット32a,32bに、屈曲保持板84を2枚以上設けてもよい。中継ピンユニット31には多数の導電ピン32が配置されているので、1枚の屈曲保持板84だけでは全ての導電ピン32を保持し切れず、一部の導電ピン32が脱落してしまう場合もある。こうした場合に、屈曲保持板84を2枚以上設けることにより導電ピン32の保持能力が向上し、確実に全ての導電ピンを保持することができる。
屈曲保持板84を2枚以上設ける場合、第1の絶縁板34と中間保持板36との間、あるいは第2の絶縁板35と中間保持板36との間のいずれか一方に、複数の屈曲保持板84を配置することができる。あるいは、第1の絶縁板34と中間保持板36との間、および第2の絶縁板35と中間保持板36との間の両方の位置に屈曲保持板84を配置してもよい。
このように構成された本実施例の検査装置では、図2に示したように、被検査回路基板1の電極2および電極3が、第1の異方導電性シート22a,22b、ピッチ変換用基板23a,23b、第2の異方導電性シート26a,26b、導電ピン32a,32b、第3の異方導電性シート42a,42b、コネクタ基板43a,43bを介して、最外側に配置されたベース板46a,46bをテスターの加圧機構により規定の圧力で押圧することによってテスター(図示せず)に電気的に接続され、被検査回路基板1の電極間における電気抵抗測定などの電気検査が行われる。
測定時に被検査回路基板に対して上側および下側の第1の検査治具11a,第2の検査治具11bから押圧する圧力は、例えば、100〜250kgfである。
以下、図14〜図17を参照しながら(便宜的に、第2の検査治具11bのみ示す)、第1の検査治具11aと第2の検査治具11bとの間で被検査回路基板1の両面を挟圧した際における圧力吸収作用および圧力分散作用について説明する。
図15に示したように、第1の検査治具11aと第2の検査治具11bとの間で検査対象である被検査回路基板1の両面を挟圧して電気検査を行う際に、加圧の初期段階では、中継ピンユニット31の導電ピン32の厚み方向への移動と、第1の異方導電性シート22と、第2の異方導電性シート26と、第3の異方導電性シート42のゴム弾性圧縮により圧力を吸収して、被検査回路基板1の被検査電極の高さバラツキをある程度吸収することができる。
そして、第1の支持ピンと中間保持板との第1の当接支持位置と、前記第2の支持ピン
と中間保持板との第2の当接支持位置とが、中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されているので、図16の矢印で示したように、上下方向に力が作用し、図17に示したように、第1の検査治具11aと第2の検査治具11bの間で検査対象である被検査回路基板1をさらに加圧した際に、第1の異方導電性シート22と、第2の異方導電性シート26と、第3の異方導電性シート42のゴム弾性圧縮に加えて、中継ピンユニット31の第1の絶縁板34と、第2の絶縁板35と、第1の絶縁板34と第2の絶縁板35の間に配置された中間保持板36のバネ弾性により、被検査回路基板1の被検査電極の高さバラツキ、例えば、ハンダボール電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中を回避することができる。
すなわち、図16および図17に示したように、第1の支持ピン33と中間保持板36に対する第1の当接支持位置38Aを中心として、中間保持板36が、第2の絶縁板35の方向に撓むとともに(図17の一点鎖線で囲んだEの部分参照)、第2の支持ピン37と中間保持板36との第2の当接支持位置38Bを中心として、中間保持板36が、第1の絶縁板34の方向に撓むことになる(図17の一点鎖線で囲んだDの部分参照)。なお、ここで「撓む」および「撓み方向」とは中間保持板36が凸状になる方向に突出するように撓むことおよびその突出方向を言う。
このように、中間保持板36が、第1の当接支持位置38A、第2の当接支持位置38Bを中心として、相互に反対方向に撓むので、第1の検査治具11aと第2の検査治具11bとの間で検査対象である被検査回路基板1をさらに加圧した際に、中間保持板36のバネ弾性力が発揮されることになる。
また、図17の一点鎖線で囲んだB部分で示したように、第2の異方導電性シート26の導電路形成部の突出部の圧縮によって、導電ピン32bの高さが吸収されるが、この突出部の圧縮よって吸収しきれない圧力が、第1の絶縁板34bに加わることになる。
したがって、図17の一点鎖線で囲んだC部分で示したように、第1の絶縁板34と第2の絶縁板35も、第1の支持ピン33、第2の支持ピン37との当接位置で、相互に反対方向に撓むので、第1の検査治具11aと第2の検査治具11bとの間で検査対象である被検査回路基板1をさらに加圧した際に、第1の絶縁板34と第2の絶縁板35のバネ弾性力が発揮されることになる。
これにより、高さバラツキを有する被検査回路基板1の被検査電極のそれぞれに対して安定的な電気的接触が確保され、さらに応力集中が低減されるので、第1の異方導電性シート22の局部的な破損が抑制される。その結果、第1の異方導電性シート22の繰り返し使用耐久性が向上するので、その交換回数が減り、検査作業効率が向上することになる。
本実施例では、図18に示したように、被検査回路基板1の被検査電極2(被検査電極3)に対して、第1の異方導電性シート22を介して、ピッチ変換用基板23の被検査回路基板1側の一対の電流用端子電極27と電圧用端子電極28が電気的に接続される。なお、図18では、説明の便宜上、支持ピン33、37を省略した状態で図面を示している。
そして、ピッチ変換用基板23の被検査回路基板1側の一対の電流用端子電極27と電圧用端子電極28から、ピッチ変換用基板23の被検査回路基板1と反対側の端子電極24、第2の異方導電性シート26、中継ピンユニット31の導電ピン32、第3の異方導電性シート42を介して、ピッチ変換用基板23の電流用端子電極27が、コネクタ基板43の電流用ピン側電極47に電気的に接続されるとともに、ピッチ変換用基板23の電
圧用端子電極28が、コネクタ基板43の電圧用端子電極48に電気的に接続されるようになっている。
これにより、被検査回路基板1の各被検査用電極2,3に対して、ピッチ変換用基板23a,23bの電流用端子電極27a,27bを介して、電流計測経路Iが構成されることになる、一方、被検査回路基板1の各被検査用電極2,3に対して、ピッチ変換用基板23a,23bの電圧用端子電極28a,28bを介して、電圧計測経路Vが構成されることになる。
従って、被検査回路基板1の各被検査用電極2,3に対して、ピッチ変換用基板23a,23bの電圧用端子電極28a,28bを介して、電圧計測経路Vに電圧を印加しながら、ピッチ変換用基板23,23bの電流用端子電極27a,27bを介して、電流計測経路Iによって、被検査回路基板1の各被検査用電極2,3を流れる電流を測定し、これによって、被検査回路基板1の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性の確認試験を行うことができる。
逆に、被検査回路基板1の各被検査用電極2,3に対して、ピッチ変換用基板23a,23bの電流用端子電極27a,27bを介して、電流計測経路Iに電流を供給しながら、ピッチ変換用基板23a,23bの電圧用端子電極28a,28bを介して、電圧計測経路Vによって、被検査回路基板1の各被検査用電極2,3に対して電圧を測定し、これによって、被検査回路基板1の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性の確認試験を行うことができる。
このように、被検査回路基板1の各被検査用電極2、3に対して、別個の電圧計測経路V、電流計測経路Iを介して、別個に電圧と電流を測定することができるので、検査回路基板の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性について正確な確認試験を行うことができ、しかも、確認試験に要する時間も短時間で実施することができる。
また、被検査回路基板1の被検査回路に対して、電流を供給しながら電圧を測定できるので、従来の検査装置における導通抵抗値の良否判断の設定電圧よりも、低い設定電圧において、被検査回路基板1の被検査回路の導通抵抗値の安定した測定が可能となる。
すなわち、高精度な検査の要件として低い設定電圧での回路の良否判断が必要とされるが、本発明によれば、従来の検査装置よりも、潜在的な電気的な欠陥を有する被検査回路基板を高い確率で不良品として判断し除去できるので、信頼性の高い回路基板の確認試験を実施することが可能である。
なお、被検査回路基板1の各被検査用電極2、3に対して、上下一つのピッチ変換用基板23a、23bの電圧用端子電極28a、28bを介して、例えば、定電圧装置を用いて、電圧計測経路Vに対して一定の電圧を加えながら、上下一つのピッチ変換用基板23
a、23bの電流用端子電極27a、27bを介して、電流供給経路Iによって、被検査
回路基板1の各被検査用電極2、3からの電流を電流計によって測定することによって、被検査回路基板1の配線パターンが所定の性能を有するか否かについての電気的特性の確認試験を行うこともできる。
図19は、本発明の検査装置の他の実施例を説明する図14と同様な断面図(便宜的に第2の検査治具のみ示している)、図20は、その中継ピンユニットの拡大断面図である。この検査装置は、図1に示した検査装置と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には同一の参照番号を付している。この検査装置では、図19および図20に示したよ
うに、第1の絶縁板34と第2の絶縁板35との間に、複数個(本実施例では3個)の中間保持板36が所定間隔離間して配置されるとともに、これらの隣接する中間保持板36同士の間に、保持板支持ピン39が配置されている。
この場合、少なくとも1つの中間保持板36bにおいて、中間保持板36bに対して一面側から当接する保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置と、中間保持板36bに対して他面側から当接する第1の支持ピン33b、第2の支持ピン37b、または保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置とが、中間保持板36bの厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されていることが必要である。
最も好ましくは、全ての中間保持板36bにおいて、中間保持板36bに対して一面側から当接する保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置と、中間保持板36bに対して他面側から当接する第1の支持ピン33b、第2の支持ピン37b、または保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置とが、中間保持板36bの厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置される。
この場合、詳述しないが、「異なる位置」とは、前述した実施例において、第1の支持ピン33と中間保持板36との第1の当接支持位置38Aと、第2の支持ピン37と中間保持板36との第2の当接支持位置38Bとの間の関係で説明した相対位置と同様な配置とすることが可能である。
本実施例では、3つの中間保持板36bのうち上側の中間保持板36bにおいて、中間保持板36bに対して一面側から当接する保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置39Aと、中間保持板36bに対して他面側から当接する第1の支持ピン33bの中間保持板36bに対する当接支持位置38Aとが、中間保持板36bの厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されている。
また、3つの中間保持板36bのうち中央の中間保持板36bにおいて、中間保持板36bに対して一面側から当接する保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置39Aと、中間保持板36bに対して他面側から当接する保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置39Aとが、中間保持板36bの厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されている。
また、3つの中間保持板36bのうち下側の中間保持板36bにおいて、中間保持板36bに対して一面側から当接する保持板支持ピン39bの中間保持板36bに対する当接支持位置39Aと、中間保持板36bに対して他面側から当接する第2の支持ピン37bの中間保持板36bに対する当接支持位置38Bとが、中間保持板36bの厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されている。
このように構成することによって、これらの複数個の中間保持板36によってバネ弾性がさらに発揮されることになり、被検査回路基板1の被検査電極の高さバラツキに対して、圧力集中を分散させて、局部的な応力集中をさらに回避することができ、異方導電性シートの局部的な破損が抑制され、その結果、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性が向上するので、異方導電性シートの交換回数が減り、検査作業効率が向上する。
なお、中間保持板36の個数としては、複数個であればよく、特に限定されるものではない。
また、導電ピン32を保持するための前述した屈曲保持板84を用いる場合、場合に応じて、第2の絶縁板35と中間保持板36との間、第1の絶縁板34と中間保持板36と
の間、あるいは2枚の中間保持板36の間に配置することができる。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更および修正が可能である。
例えば、被検査回路基板1は、プリント回路基板以外に、パッケージIC、MCM、CSPなどの半導体集積回路装置、ウェハに形成された回路装置であってもよい。また、プリント回路基板は、両面プリント回路基板だけではなく片面プリント回路基板であってもよい。
第1の検査治具11aと第2の検査治具11bは、使用材料、部材構造などにおいて必ずしも同一である必要はなく、これらが異なるものであってもよい。また、上記の実施例では、第1の検査治具11aと第2の検査治具11bとを上下に配置したが、横方向に配置した横置き型とすることも可能である。
また、テスター側コネクタは、コネクタ基板のような回路基板と異方導電性シートを複数積層して構成してもよい。
さらに、上記実施例では、第1の異方導電性シート22として、導電性粒子が厚み方向に配列するとともに面方向に均一に分散された異方導電性シートを用い、第2の異方導電性シート26および第3の異方導電性シート42として、厚み方向に延びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を互いに絶縁する絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有され、これにより該導電性粒子は面方向に不均一に分散されるとともに、シート片面側に導電路形成部が突出しているものを用いたが、この組み合わせは、特に限定されるものではない。
また、図1、図2、図14、図15、図17および図19に示したように、テスター側コネクタ41におけるコネクタ基板43とベース板46との間に、支持ピン49を配置してもよい。これらの支持ピン49によって、第1の支持ピン33、第2の支持ピン37(図16では第1の支持ピン33、第2の支持ピン37および保持板支持ピン39)が与える作用と同様に、面圧を分散させる作用を与えることも可能である。この面圧分散作用を与えるためには、支持ピン49の位置と、第2の支持ピン37の位置とが面方向において互いに異なるように(すなわち、支持ピン49aの位置と第2の支持ピン37aの位置、および支持ピン49bの位置と第2の支持ピン37bの位置が、面方向において互いにずれた位置となるように)これらを配置することが好ましい。
以下に、本発明の実施例および比較例を示す。
[実施例1]
(評価用回路基板)
下記の仕様の評価用回路基板1を用意した。
寸法:100mm(縦)×100mm(横)×0.8mm(厚み)
上面側の被検査電極の数:3600個
上面側の被検査電極の径:0.3mm
上面側の被検査電極の最小配置ピッチ:0.4mm
下面側の被検査電極の数:2600個
下面側の被検査電極の径:0.3mm
下面側の被検査電極の最小配置ピッチ:0.4mm
レール搬送型回路基板自動検査機(日本電産リード社製,品名:STARREC V5)の検査部に適合する、上記の評価用回路基板を検査するための回路基板検査装置(図1)を作製した。
(1)第1の異方導電性シート22
導電性粒子が厚み方向に配列するとともに面方向に均一に分散された下記の第1の異方導電性シートを作製した。
寸法:110mm×110mm、厚み0.1mm
導電性粒子:材質;金メッキ処理を施したニッケル粒子、平均粒子径;20μm、含有率;18体積%
弾性高分子物質:材質;シリコーンゴム、硬度;40
(2)ピッチ変換用基板23
ガラス繊維補強型エポキシ樹脂からなる厚さ0.5mmの絶縁基板の両面全面に、厚みが18μmの銅からなる金属薄層を形成した積層材料(松下電工社製,品名:R−1766)に、数値制御型ドリリング装置によって、それぞれ積層材料の厚み方向に貫通する直径0.1mmの円形の貫通孔を合計で7200個形成した。
この場合、貫通孔の形成は2個を一組として、評価用回路基板の上面側の被検査電極に対応する位置に形成し、一組の貫通孔は0.1mmの間隙を設けて形成した(すなわち、貫通孔A=0.1mm と貫通孔B=0.1mmの間の間隙=0.1mmとなるように設
定することを意味する)。
その後、貫通孔が形成された積層材料に対し、EDTAタイプ銅メッキ液を用いて無電解メッキ処理を施すことにより、各貫通孔の内壁に銅メッキ層を形成し、さらに、硫酸銅メッキ液を用いて電解銅メッキ処理を施すことにより、各貫通孔内に、積層材料表面の各金属薄層を互いに電気的に接続する、厚さ約10μmの円筒状のバイアホールを形成した。
次いで、積層材料表面の金属薄層上に、厚みが25μmのドライフィルムレジスト(東京応化製,品名:FP−225)をラミネートしてレジスト層を形成するとともに、この積層材料の他面側の金属薄層上に保護シールを配置した。このレジスト層上にフォトマスクフィルムを配置し、レジスト層に対して、平行光露光機(オーク製作所製)を用いて露光処理を施した後、現像処理を行うことにより、エッチング用のレジストパターンを形成した。そして、レジストパターンを形成した面の金属薄層に対してエッチング処理を施すことにより、絶縁基板の表面に、横60μm、縦150μmの7200個の接続電極と、各接続電極とバイアホールとを電気的に接続する線幅が100μmのパターン配線部を形成し、次いで、レジストパターンを除去した。
次に、積層材料の接続電極とパターン配線部を形成した側の面に、厚みが50μmのドライフィルムレジスト(東京応化製,品名:FP−225)をラミネートしてレジスト層を形成し、このレジスト層の上にフォトマスクフィルムを配置して、レジスト層に対して平行光露光機(オーク製作所製)を用いて露光処理を施した後、現像処理を行うことにより、それぞれの接続電極を露出する、横方向60μm、縦方向150μmの矩形の7200個の開口を形成した。
そして、硫酸銅メッキ液を用い、積層材料の他面側の金属薄層を共通電極として用い、それぞれの接続電極に対して電解銅メッキ処理を施すことにより7200個の接続電極を形成した。次いでレジストパターンを除去した。
次いで、積層材料の他面側の金属薄層上の保護シールを除去し、この面の金属薄層上に、厚みが25μmのドライフィルムレジスト(東京応化製,品名:FP−225)をラミネートしてレジスト層を形成した。その後、このレジスト層上にフォトマスクフィルムを配置し、レジスト層に対して、平行光露光機(オーク製作所製)を用いて露光処理を施した後、現像処理を行うことにより、積層材料における金属薄層上にエッチング用のレジス
トパターンを形成した。
次いで、積層材料の接続電極を形成した側の面に保護シールを施した後に、エッチング処理を施すことにより、絶縁性基板の裏面に7200個の端子電極と、各端子電極とバイアホールとを電気的に接続するパターン配線部を形成し、レジストパターンを除去した。
次いで、端子電極およびパターン配線部が形成された絶縁基板の裏面に、厚みが38μmのドライフィルムソルダーレジスト(ニチゴーモートン製、品名:コンフォマスク2015)をラミネートして絶縁層を形成し、この絶縁層上にフォトマスクフィルムを配置し、次いで、絶縁層に対して、平行光露光機(オーク製作所製)を用いて露光処理を施した後、現像処理することにより、電極を露出する直径0.4mmの開口を7200個形成した。
以上のようにして、ピッチ変換用基板23を作製した。このピッチ変換用基板23は、縦横の寸法が120mm×160mm、厚みが0.5mm、接続電極25の絶縁層表面から露出した部分の寸法が、横方向約60μmで、縦方向約150μm、接続電極25の絶縁層表面からの突出高さが約60μm、対をなす接続電極間25の離間距離が100μm、端子電極24の直径が0.4mm、端子電極24の配置ピッチが0.75mmであり、接続電極24が形成された面側の絶縁層の表面粗さが0.02μmであった。
また、上記と同様にして、表面に5200個の接続電極25を有すると共に裏面に5200個の端子電極24を有する、第2の検査治具11b用のピッチ変換用基板23bを作製した。
このピッチ変換用基板23bは、縦横の寸法が120mm×160mm、厚みが0.5mm、接続電極25における絶縁層の表面に露出した部分の横方向約60μmで、縦方向約150μm、接続電極25における絶縁層の表面からの突出高さが約60μm、対をなす接続電極間の離間距離が100μm、端子電極24の直径が0.4mm、端子電極24の配置ピッチが0.75mmであり、表面(接続電極が形成された面)側の絶縁層の表面粗さが0.02μmのものである。
(3)回路基板側コネクタ21
このピッチ変換用基板23の表面側に、上記の第1の異方導電性シート22を配置し、裏面側に、厚み方向に延びる多数の導電路形成部と、これらを互いに絶縁する絶縁部とからなり、片面に導電路形成部が突出した偏在型異方導電性シートからなる第2の異方導電性シート26を配置することにより、回路基板側コネクタ21とした。
なお、ピッチ変換用基板23と中継ピンユニット31との間に配置される第2の異方導電性シート26は、図6に示される形状であり、具体的には以下の構成のものを使用した。
〔第2の異方導電性シート26〕
寸法:110mm×150mm
導電路形成部の厚み:0.6mm
導電路形成部の外径:0.35mm
導電路形成部の突出高さ:0.05mm
導電性粒子:材質;金メッキ処理を施したニッケル粒子、平均粒子径;35μm、導電路形成部における導電性粒子の含有率;30体積%
弾性高分子物質:材質;シリコーンゴム、硬度;30
(W2/D2=17)
(4)中継ピンユニット31
第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35の材料として、固有抵抗が1×
1010Ω・cm以上の絶縁性材料、ガラス繊維補強型エポキシ樹脂よりなり、その厚みが1.9mmのものを用いた。
そして、第1の絶縁板34と中間保持板36との間の距離L1が、36.3mm、第2の絶縁板35と中間保持板36との間の距離L2が、3mmとなるように、第1の支持ピン33(直径2mm、長さ36.3mm)と、第2の支持ピン37(直径2mm、長さ3mm)によって固定支持するとともに、第1の絶縁板34と第2の絶縁板35との間に、下記の構成からなる導電ピン32を移動自在となるように貫通孔83(直径0.4mm)に配置して作製した。
〔導電ピン〕
材質:金メッキ処理を施した真鍮
先端部81aの寸法:外径0.35mm、全長2.1mm
中央部32の寸法外径0.45mm、全長41mm
基端部81bの寸法:外径0.35mm、全長2.1mm
なお、第1の支持ピン33の中間保持板36との第1の当接支持位置38Aと、第2の支持ピン37の中間保持板36との第2の当接支持位置38Bは、格子状に配置した。なお、互いに隣接する第1の当接支持位置38Aの間の離間距離、第2の当接支持位置38Bの間の離間距離を、17.5mmとした。
(5)テスター側コネクタ41
テスター側コネクタ41を、第3の異方導電性シート42と、コネクタ基板43と、ベース板46とから構成した。なお、第3の異方導電性シート42は、前述した第2の異方導電性シート26と同様のものを用いた。
〔性能試験〕
1.最低プレス圧力の測定
作成した検査装置をレール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」の検査部にセットし、検査装置に対して用意した評価用回路基板1をセットして、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」のプレス圧力を100〜210kgfの範囲内において段階的に変化させ、各プレス圧力条件毎に各10回づつ、評価用回路基板1の被検査電極について、電流供給用電極より検査用電極に1ミリアンペアの電流を印加したときの導通抵抗値を電圧測定用電極で測定した。
測定された導通抵抗値が10Ω以上となった検査点(以下、「NG検査点」という。)を導通不良と判定し、総検査点におけるNG検査点の割合(以下、「NG検査点割合」という。)を算出し、NG検査点割合が0.01%以下となった最も低いプレス圧力を最低プレス圧力とした。
この導通抵抗値の測定においては、一の導通抵抗値の測定が終了した後に、当該測定に係るプレス圧力を開放して検査装置を無加圧状態に戻し、次の導通抵抗値の測定は、再度、所定の大きさのプレス圧力を作用させることによって行った。
具体的に、NG検査点割合は、評価用回路基板1の上面被検査電極数は3600点、下面被検査電極数は2600点であり、各プレス圧力条件において10回の測定を行ったことから、式(3600+2600)×10=62000によって算出される62000点の検査点に占める、NG検査点の割合を示す。測定結果を表1に示す。
2.異方導電性シートの耐久性の測定
作製した検査装置をレール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」の検査部にセットし、当該検査装置に対して用意した評価用回路基板1をセットして、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」のプレス圧力条件を130kgfとし、所定回数の加圧を行った後、評価用回路基板1の被検査電極について、プレス圧力130kgfの条件下にて、電流供給用電極より検査用電極に1ミリアンペアの電流を印加し
たときの導通抵抗値を10回測定し、所定回数の加圧を行い同様に導通抵抗値を電圧測定用電極にて10回測定する作業を繰り返した。
測定された導通抵抗値が10Ω以上となった検査点(NG検査点)を導通不良と判定し、総検査点におけるNG検査点の割合(NG検査点割合)を算出した。
次いで、検査装置における異方導電性シートを新しいものに交換し、プレス圧力条件を150kgfに変更したこと以外は上記と同様の条件によって所定回数の加圧を行い、その後、プレス圧力条件を150kgfとしたこと以外は上記と同様の手法によってNG検査点割合を算出した。
この異方導電性シートの耐久性に係る導通抵抗値を測定においては、一の導通抵抗値の測定が終了した後に、当該測定に係るプレス圧力を開放して検査装置を無加圧状態に戻し、次の導通抵抗値の測定は、再度、所定の大きさのプレス圧力を作用させることによって行った。
具体的に、NG検査点割合は、評価用回路基板1の上面被検査電極数は3600点、下面被検査電極数は2600点であり、各プレス回数条件において10回の測定を行ったことから、式(3600+2600)×10=62000によって算出される62000点の検査点に占める、NG検査点の割合を示す。
この場合、検査装置においては、実用上、NG検査点割合が0.01%以下であることが必要とされており、NG検査点割合が0.01%を超える場合には、良品である被検査回路基板に対して不良品であるとの誤った検査結果が得られる場合があることから、信頼性の高い回路基板の電気的検査を行うことができなくなるおそれがある。測定結果を表2に示す。
3.被検査回路基板の導通不良の評価
作製した検査装置をレール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」の検査部にセットし、当該検査装置に対して用意した評価用回路基板1をセットして、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」のプレス圧力条件を180kgfとし、評価用回路基板1の被検査電極について、プレス圧力180kgfの条件下にて、電流供給用電極より検査用電極に1ミリアンペアの電流を供給したときの導通抵抗値を電圧測定電極にて10回測定し、設定した導通抵抗値(100Ω)以上の導通抵抗値が検出された検査点(NG検査点割合)をNG検査点と判断し、総検査点におけるNG検査点の割合(NG検査点割合)を算出した。
そして、同一の評価用回路基板1に対してNG検査点と判断する導通抵抗値の設定を100Ωより低い抵抗値に変化させて、評価用回路基板1の評価を行った。
さらに、「STARREC V5」のプレス圧力条件を210kgfに変更して同様の評価を行った。プレス圧力180kgf、210kgfのそれぞれの場合についての測定結果を表4に示す。
[比較例1]
実施例1の中継ピンユニット31の代わりに、図22に示したような中継ピンユニット131a、131bを用いた。すなわち、一定ピッチ(2.54mmピッチ)で格子点上に多数(8000ピン)配置された導電ピン132a、132bと、この導電ピン132a、132bを上下へ移動可能に支持する絶縁板134a、134bを有するものを用いた。
作製した検査装置について、実施例1と同様な方法により、最低プレス圧および異方導電性シートの耐久性を測定した。最低プレスの測定結果を表1に、異方導電性シートの耐久性の測定結果を表2に示す。
[比較例2]
実施例1の検査装置において、ピッチ変換用基板を下記のものに変更した。
ガラス繊維補強型エポキシ樹脂からなる厚さ0.5mmの絶縁基板の両面全面に、厚みが18μmの銅からなる金属薄層を形成した積層材料(松下電工社製,品名:R−1766)に、数値制御型ドリリング装置によって、それぞれ積層材料の厚み方向に貫通する直径0.2mmの円形の貫通孔を合計で3600個形成した。
実施例1のピッチ変換基板の製造方法において、接続電極用のレジストの開口パターンを直径200μmの円形に変更した以外は実施例1と同様にして、上側用のピッチ変換基板を製造した。
得られた上側用のピッチ変換基板は、表面に3600個の接続電極25を有するもので、縦横の寸法が120mm×160mm、厚みが0.5mm、接続電極25の絶縁層表面から露出した部分の寸法が直径約250μm、接続電極25の絶縁層表面からの突出高さが約60μm、接続電極の1個が被検査回路基板の被検査電極の1個に接続するように接続電極25が配置されていて、端子電極24の直径が0.4mm、端子電極24の配置ピッチが0.75mmであり、接続電極24が形成された面側の絶縁層の表面粗さが0.02μmであった。
また、上記と同様にして、表面に2600個の接続電極25を有すると共に裏面に2600個の端子電極24を有する下側用のピッチ変換基板を作成した。
この下側用のピッチ変換基板は、縦横の寸法が120mm×160mm、厚みが0.5mm、接続電極25における絶縁層の表面に露出した部分の直径が約250μm、接続電極25における絶縁層の表面からの突出高さが約60μm、接続電極の1個が被検査回路基板の被検査電極の1個に接続するように接続電極25が配置されていて、端子電極24の直径が0.4mm、端子電極24の配置ピッチが0.75mmであり、表面(接続電極が形成された面)側の絶縁層の表面粗さが0.02μmのものである。
作製した比較例2の検査装置について、上述した方法により、異方導電性シートの耐久性を測定した。なお、ここではプレス圧力を180kgfまたは210kgfとして測定を行い、同条件にて実施例1の装置についても異方導電性シートの耐久性を測定した。これらの測定結果を表3に示す。
なお、表1および表2では、4端子検査の場合であるので、設定電圧を10Ωに設定している。一方、表3では、2端子検査の場合(比較例2)を含んでいるので、設定電圧を100Ωに設定して試験を行っている。
また、作製した比較例2の検査装置について、上述した方法により、被検査回路基板の導通不良の評価を行った。すなわち、「STARREC V5」のプレス圧力条件を180kgfまたは210kgfとし、被検査回路基板の導通不良のNG検査点と判断する導通抵抗値を100Ωより低い抵抗値に変化させて、評価用回路基板1の評価を行った。その結果を表4に示す。
Figure 0003722227
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Figure 0003722227
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これらの表1および表2から明らかなように、従来の検査装置に比較して、本発明の検査装置によれば、最低プレス圧も低く、異方導電性シートの耐久性も格段と向上した。
また、これらの表1および表2から明らかなように、従来の検査装置(通常のピンユニット)に比較して、本発明の検査装置(改良ピンユニット)によれば、中継ピンユニットの構造の相違のため、最低プレス圧も低く、異方導電性シートの耐久性も格段に向上する。
そして、表3の結果から明らかなように、本発明の検査装置(改良ピンユニット)で、4端子検査用のピッチ変換基板を使用しても、従来の2端子検査用のピッチ変換基板を用いた場合と、異方導電性シートの耐久性は同等であった。
また、表4の結果から明らかなように、従来の検査装置(2端子検査の装置)に比較して、本発明の検査装置によれば、被検査回路基板の回路に対して、専用の電流用端子を介して電流を供給しながら電圧を測定できるため、また、4端子検査であるため、低い設定電圧における導通抵抗の良否判断が安定的に行えるので、被検査回路基板の電気的特性試験を正確に行うことが可能である。
すなわち、4端子検査の場合、表4に示されているように、良否判断の設定電圧を、2端子検査の場合に比較して、例えば、10Ω以下に下げていけば、潜在的な欠陥を有する回路基板を検出することができることになる。
そして、専用の電流供給電極より電流を供給しながら、電圧測定用電極で電圧を測定して検査を行うので、表4に示されているように、例えば、10Ω以下の低い設定電圧でも安定して検査が行えるので、微小な電気的欠陥を有する基板を、高い確率で検出することができる。
一方、2端子検査の場合、例えば、設定電圧が100Ω程度であれば、良否判断は4端子検査と同程度に行うことができるが、表4に示されているように、例えば、10Ω以下に設定電圧を下げていくと、測定結果が安定せず、バラバラで再現性が無くなることになる。すなわち、微小な電気的欠陥を有する回路基板を検出するのが困難となる。
高精度に微小な潜在的欠陥を有する回路基板(製品として使用して短期間で不良品となるような基板)を検出する方法として、従来より、バーンイン試験(促進試験)があるが、それとは別に高い検出精度で不良を見出す方法として本発明の4端子検査を有効に用いることができる。
これにより、被検査回路基板の回路の潜在的な欠陥の検出割合が大きく向上するので、欠陥の発生しやすい、あるいは早期に欠陥が生じる被検査回路基板を高い精度で不良品として除去することが可能となり、被検査回路基板に対して高い精度の良品、不良品の判断が可能となる。
図1は、本発明の検査装置の実施例を説明する断面図である。 図2は、図1の検査装置の検査使用時における積層状態を示した断面図である。 図3は、ピッチ変換用基板の回路基板側の表面を示した図である。 図4は、ピッチ変換用基板のピン側表面を示した図である。 図5は、第1の異方導電性シートの部分断面図である。 図6は、第2の異方導電性シートの部分断面図である。 図7は、第1の異方導電性シートをピッチ変換用基板に積層した状態を示した断面図である。 図8は、中継ピンユニットの断面図である。 図9は、中継ピンユニットの導電ピン、中間保持板および絶縁板の一部を示した断面図である。 図10は、中継ピンユニットの構成における他の例を示した図9と同様の断面図である。 図11は、図10の構成において第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に導電ピンを配置するまでの工程を示した断面図である。 図12は、屈曲保持板を配置した中継ピンユニットの断面図である。 図13は、中継ピンユニットの中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面の部分拡大図である。 図14は、本発明の検査装置の実施例を説明する部分拡大断面図である。 図15は、本発明の検査装置の実施例の使用状態を説明する部分拡大断面図である。 図16は、本発明の検査装置の中継ピンユニットの使用状態を説明する部分拡大断面図である。 図17は、本発明の検査装置の実施例の使用状態を説明する部分拡大断面図である。 図18は、本発明の検査装置の実施例の使用状態を説明する部分拡大断面図である。 図19は、本発明の検査装置の別の実施例を説明する図14と同様な断面図である。 図20は、図19の実施例における中継ピンユニットの拡大断面図である。 図21は、従来における回路基板の検査装置の断面図である。 図22は、従来における回路基板の検査装置の断面図である。 図23は、従来の検査装置の使用状態を説明する部分拡大断面図である。
符号の説明
1 被検査回路基板
2 被検査電極
3 被検査電極
11a 第1の検査治具
11b 第2の検査治具
21a,21b 回路基板側コネクタ
22a,22b 第1の異方導電性シート
23a,23b ピッチ変換用基板
24a,24b 端子電極
25a,25b 接続電極
26a,26b 第2の異方導電性シート
27a,27b 電流用端子電極
28a,28b 電圧用端子電極
31a,31b 中継ピンユニット
32a,32b 導電ピン
33a,33b 第1の支持ピン
34a,34b 第1の絶縁板
35a,35b 第2の絶縁板
36a,36b 中間保持板
37a,37b 第2の支持ピン
38A 第1の当接支持位置
38B 第2の当接支持位置
39a,39b 保持板支持ピン
39A 当接支持位置
41a,41b テスター側コネクタ
42a,42b 第3の異方導電性シート
43a,43b コネクタ基板
44a,44b テスター側電極
45a,45b ピン側電極
46a,46b ベース板
47a,47b 電流用ピン側電極
48a,48b 電圧用ピン側電極
49a,49b 支持ピン
51 絶縁基板
52 配線
53 内部配線
54 絶縁層
55 絶縁層
61 シート基材
62 導電性粒子
71 絶縁部
72 導電路形成部
73 突出部
81a,81b 端部
82 中央部
83,83a,83b 貫通孔
84a,84b 屈曲保持板
85 貫通孔
86 貫通孔
101 被検査回路基板
102 被検査電極
111a 上側検査治具
111b 下側検査治具
121a,121b 回路基板側コネクタ
122a,122b 第1の異方導電性シート
123a,123b ピッチ変換用基板
124a,124b 端子電極
125a,125b 接続電極
126a,126b 第2の異方導電性シート
131a,131b 中継ピンユニット
132a,132b 導電ピン
134a,134b 絶縁板
141a,141b テスター側コネクタ
142a,142b 第3の異方導電性シート
143a,143b コネクタ基板
144a,144b テスター側電極
145a,145b ピン側電極
146a,146b ベース板
A 中間保持板投影面
L1 距離
L2 距離
Q1 対角線
Q2 対角線
R1 単位格子領域
R2 単位格子領域

Claims (11)

  1. 一対の第1の検査治具と第2の検査治具によって、両検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧して電気検査を行う回路基板の検査装置であって、
    前記第1の検査治具と第2の検査治具がそれぞれ、
    基板の一面側と他面側との間で電極ピッチを変換するピッチ変換用基板と、
    前記ピッチ変換用基板の被検査回路基板側に配置される第1の異方導電性シートと、
    前記ピッチ変換用基板の被検査回路基板とは逆側に配置される第2の異方導電性シートと、
    を備えた回路基板側コネクタと、
    所定のピッチで配置された複数の導電ピンと、
    前記導電ピンを軸方向に移動可能に支持する、一対の離間した第1の絶縁板と第2の絶縁板と、
    を備えた中継ピンユニットと、
    テスターと前記中継ピンユニットとを電気的に接続するコネクタ基板と、
    前記コネクタ基板の中継ピンユニット側に配置される第3の異方導電性シートと、
    前記コネクタ基板の中継ピンユニットとは逆側に配置されるベース板と、
    を備えたテスター側コネクタとを備え、
    前記中継ピンユニットが、
    前記第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に配置された中間保持板と、
    前記第1の絶縁板と中間保持板との間に配置された第1の支持ピンと、
    前記第2の絶縁板と中間保持板との間に配置された第2の支持ピンと、
    を備えるとともに、
    前記第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置と、前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置とが、中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において、異なる位置に配置されるとともに、
    前記ピッチ変換用基板に、一対の電流用端子電極と電圧用端子電極とからなる接続電極が設けられ、該接続電極は、被検査回路基板の各被検査電極に対して前記一対の電流用端子電極と電圧用端子電極とが電気的に接続するようにピッチ変換用基板に配置されており、
    前記コネクタ基板に、前記ピッチ変換用基板の電流用端子電極と電圧用端子電極とにそれぞれ電気的に接続するように、電流用ピン側電極と電圧用ピン側電極が配置されていることを特徴とする回路基板の検査装置。
  2. 一対の第1の検査治具と第2の検査治具によって、両検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧した際に、
    前記第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置を中心として、前記中間保持板が、前記第2の絶縁板の方向に撓むとともに、
    前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置を中心として、前記中間保持板が、前記第1の絶縁板の方向に撓むように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の回路基板の検査装置。
  3. 前記第1の支持ピンの中間保持板に対する第1の当接支持位置が、前記中間保持板投影面において格子状に配置され、
    前記第2の支持ピンの中間保持板に対する第2の当接支持位置が、前記中間保持板投影面において格子状に配置されており、
    前記中間保持板投影面において、隣接する4個の第1の当接支持位置からなる単位格子領域に、1個の第2の当接支持位置が配置されるとともに、
    前記中間保持板投影面において、隣接する4個の第2の当接支持位置からなる単位格子領域に、1個の第1の当接支持位置が配置されるように構成されていることを特徴とする
    請求項1または2に記載の回路基板の検査装置。
  4. 前記中継ピンユニットが、
    前記第1の絶縁板と第2の絶縁板との間に所定間隔離間して配置された複数個の中間保持板と、
    隣接する中間保持板同士の間に配置された保持板支持ピンと、
    を備えるとともに、
    少なくとも1つの中間保持板において、該中間保持板に対して一面側から当接する保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置と、該中間保持板に対して他面側から当接する第1の支持ピン、第2の支持ピン、または保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置とが、該中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の回路基板の検査装置。
  5. 全ての前記中間保持板において、該中間保持板に対して一面側から当接する保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置と、該中間保持板に対して他面側から当接する第1の支持ピン、第2の支持ピン、または保持板支持ピンの該中間保持板に対する当接支持位置とが、該中間保持板の厚さ方向に投影した中間保持板投影面において異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項4に記載の回路基板の検査装置。
  6. 前記第1の異方導電性シートが、導電性粒子が厚み方向に配列するとともに面方向に均一に分散された異方導電性シートであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
  7. 前記第2の異方導電性シートが、厚み方向に延びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を互いに絶縁する絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有され、これにより該導電性粒子は面方向に不均一に分散されるとともに、シート片面側に導電路形成部が突出していることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
  8. 前記第3の異方導電性シートが、厚み方向に延びる複数の導電路形成部と、これらの導電路形成部を互いに絶縁する絶縁部とからなり、導電性粒子が導電路形成部中にのみ含有され、これにより該導電性粒子は面方向に不均一に分散されるとともに、シート片面側に導電路形成部が突出していることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
  9. 前記複数の導電ピンは、前記第1の絶縁板と第2の絶縁板との間の間隔よりも短い棒状の中央部と、該中央部の両端側に形成され該中央部よりも径が小さい一対の端部とからなり、
    前記一対の端部がそれぞれ、前記第1の絶縁板と第2の絶縁板とに形成された前記中央部よりも径が小さく前記一対の端部よりも径が大きい貫通孔に挿通され、これにより前記導電ピンが軸方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
  10. 前記第1の絶縁板と中間保持板との間、前記第2の絶縁板と中間保持板との間、または中間保持板同士の間に、前記導電ピンが挿通される貫通孔が形成された屈曲保持板が設けられ、
    前記複数の導電ピンは、前記第1および第2の絶縁板に形成された貫通孔と、前記屈曲保持板に形成された貫通孔とを支点として互いに逆方向に横方向へ押圧されて前記屈曲保持板の貫通孔の位置で屈曲され、これにより前記導電ピンが軸方向に移動可能に支持されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
  11. 請求項1〜10のいずれかに記載の回路基板の検査装置を用いた回路基板の検査方法であって、
    一対の第1の検査治具と第2の検査治具によって、両検査治具の間で検査対象である被検査回路基板の両面を挟圧して電気検査を行うことを特徴とする回路基板の検査方法。
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