JP4396429B2 - 回路基板の検査装置および回路基板の検査方法 - Google Patents
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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。
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。
配置する必要がある。
従来、回路基板の電気抵抗の測定においては、例えば、図49に示したように、被検査回路基板290の互いに電気的に接続された2つの被検査電極291,292のそれぞれに対し、電流供給用プローブPA,PDと、電圧測定用プローブPB,PCとを押圧して接触させている。
この際に、電圧測定用プローブPB,PCによって検出される電圧信号を、電気信号処理装置294において処理することにより、被検査電極291,292の間の電気抵抗の大きさを求める、いわゆる「4端子法」が採用されている。
具体的には、
(i)エラストマーにより導電性粒子が結着された導電ゴムよりなる弾性接続用部材を、電流供給用電極と電圧測定用電極の個々に配置して構成した電気抵抗測定装置(特許文献8(特開平9−26446号公報)参照)、
(ii)同一の被検査電極に電気的に接続される電流供給用電極と電圧測定用電極の両方の表面に接するよう設けられた、異方導電性エラストマーよりなる共通の弾性接続用部材を有する電気抵抗測定装置(特許文献9(特開2000−74965号公報)参照)、
(iii)表面に複数の検査電極が形成された検査用回路基板と、この検査用回路基板の表
面に設けられた導電性エラストマーよりなる弾性接続用部材とを有し、被検査電極が、接続部材を介して、複数の検査電極に電気的に接続された状態で、それらの検査電極のうち2つを選択し、その一方を、電流供給用電極とし、他方を、電圧測定用電極として、電気抵抗を測定する電気抵抗測定装置(特許文献10(特開2000−241485号公報)
参照)、
などが知られている。
近年、回路基板においては、高い集積度を得るために、電極のサイズ、ピッチもしくは電極間距離が小さくなる傾向がある。
小さなサイズの被検査電極のそれぞれに対応して、被検査電極が占有する領域と同等若しくはそれ以下の面積の領域内に、互いに離間した状態で、電流供給用電極と電圧測定用電極を形成することが必要である。
また、回路基板の製造方法としては、生産性を向上させるために、一つの基板材料によって、複数の回路基板が連結されてなる回路基板連結体を製造している。
特に、多層回路基板を製造する場合には、その製造プロセスにおける工程数が多く、加熱処理による熱履歴を受ける回数が多いため、被検査電極が所期の配置位置から位置ずれした状態で形成されることが少なくない。
示す所期の位置から、電流供給用電極Aと電圧測定用電極Vが並ぶ方向(図50、図51において左右方向)に、75μmずれたときには、電流供給用電極Aと電圧測定用電極Vのいずれか一方と、被検査電極Tとの電気的接続が達成されず、所要の電気抵抗測定を行うことができない。
電流供給用電極と電圧測定用電極を形成することが不要である。
このため、電気抵抗を測定すべき被検査回路基板が、大面積で、多数の被検査電極を有し、かつ、小さいサイズの被検査電極が、高密度で配置されているものであっても、被検査電極に対する位置ずれの許容度が大きく、また、電気抵抗測定装置の作製が容易である。
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。
また、本発明は、電気抵抗を測定すべき被検査回路基板が、大面積で、サイズの小さい多数の被検査電極を有するものであっても、被検査回路基板に対する所要の電気的接続を確実に達成することができ、しかも、所期の電気抵抗の測定を、高い精度で確実に行う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。
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との第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おり、
前記ピッチ変換用基板が、
絶縁基板と、電気抵抗を測定すべき被検査回路基板の、複数の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って、前記絶縁基板の被検査回路基板側に配置された複数の接続用電極組とを備え、
前記接続用電極組のそれぞれは、電流供給用電極と電圧測定用電極のいずれかの電極の3つ以上が、互いに離間して配置されており、
これらの電極のうち、少なくとも1つが、電流供給用電極であり、少なくとも1つが、電圧測定用電極であることを特徴とする。
さらに、被検査回路基板における被検査電極のパターンに対応するパターンに従って配置された接続用電極組は、電流供給用電極と電圧測定用電極を2つ以上有するため、これらの電極を、適宜の位置関係で配置することにより、被検査電極の位置ずれに対する許容度が高くなり、正確で確実な被検査回路基板の電気検査を実施することができる。
前記接続用電極組は、4つの電極が矩形状に配置されており、
前記矩形状に配置された4つの電極のうち、矩形状の配置の互いに一方の対角線上の頂点位置に位置する2つの電極が、電流供給用電極であり、
前記矩形状に配置された4つの電極のうち、矩形状の配置の互いに他方の対角線上の頂点位置に位置する2つの電極が、電圧測定用電極であって、
前記電流供給用電極と電圧測定用電極が、互いに離間して配置されていることを特徴とする。
査を実施することができる。
さらに、検査対象である被検査回路基板の被検査電極の配置パターンに関わらず、被検査回路基板について、所要の電気的検査を確実に実行することができるとともに、被検査回路基板の被検査電極が、そのピッチが微小で高密度に配置されている場合であっても、被検査回路基板について所要の電気的検査を確実に実施することができる。
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との第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の絶縁板方向に撓むとともに、
前記第2の支持ピンの中間保持板との第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の絶縁板方向に撓むように構成されていることを特徴とする。
前記第2の支持ピンの中間保持板との第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、前記隣接する4個の第1の当接支持位置群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、前記隣接する4個の第2の当接支持位置群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。
これらの隣接する中間保持板同士の間に、保持板支持ピンが配置されていることを特徴とする。
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。
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。
しかも、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。
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。
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。
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。
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。
ピッチ変換用基板23は、絶縁基板51を有し、この絶縁基板51の表面には、すなわち、絶縁基板51の被検査回路基板1の側に、複数の接続用電極組60が配置されている。
これによって、これらの電流供給用電極63と電圧測定用電極64が、互いに離間して
配置されている。
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、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。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。
この離間距離が、小さすぎる場合には、電流供給用電極63と電圧測定用電極64との間に、必要な絶縁性を確保することが困難となることがあるからである。また、検査装置10の製造が、困難となることがあるからである。
この状態で、被検査回路基板10の被検査電極2に電気的に接続された電圧測定用電極64のうち、1つの電圧測定用電極64を指定し、この指定された電圧測定用電極64に、電気的に接続された被検査電極2に係る電気抵抗の測定が行われる。
なお、被検査回路基板1の他面側の被検査電極3についても、同様にして、被検査電極3に係る電気抵抗の測定が行われる。
方に、同時に電気的に接続されるようになる。
本発明において、電気抵抗を測定すべき被検査回路基板1としては、
図19(A)に示したように、一面に形成された被検査電極2のみを有し、被検査電極2間に形成された回路4aのみを有するもの、
図19(B)に示したように、一面に形成された被検査電極2と、他面に形成された被検査電極3を有し、被検査電極2と被検査電極3との間に形成された回路4bのみを有するもの、
図19(C)に示したように、一面に形成された被検査電極2と、他面に形成された被検査電極3を有し、被検査電極2間に形成された回路4aと、被検査電極2と被検査電極3との間に形成された回路4bの両方を有するもの、
のいずれであってもよい。
であることが好ましく、8〜20μmであることが特に好ましい。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明の第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。
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。
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。
第1の絶縁板34a,34bと、第2の絶縁板35a,35b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81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。
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。
なお、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、好ましくは、2.5mm以上とするのが望ましい。
A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10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10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。
第1の絶縁板34、中間保持板36、第2の絶縁板35に要求される可撓性の程度は、以下の通りである。
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用いられる。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。
このように構成される検査装置10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は、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。
この場合、図12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の圧縮と、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のゴム弾性圧縮にて圧力を吸収して、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。
この実施例の検査装置10は、図1に示した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。
図20は、本発明に係るピッチ変換用基板23の第2の実施例を示す平面図、図21は、第2の実施例のピッチ変換用基板23の構成を示す説明用断面図である。
そして、これらの3つの電極は、電圧測定用電極64、電流供給用電極63、電圧測定用電極64の順で並ぶよう、互いに離間して配置されている。
この第2の実施例のピッチ変換用基板23によれば、接続用電極組60には、電圧測定用電極64と、電流供給用電極63と、電圧測定用電極64の3つの電極が、この順で並ぶよう配置されている。
そのため、被検査電極2の中心位置が、接続用電極組60の中心位置から、接続用電極組60の各電極が並ぶ方向と垂直な方向(図20において、上下方向)に位置ずれした場合であっても、被検査電極2は、電流供給用電極63と電圧測定用電極64の両方に、同時に電気的に接続されるようになる。
図23は、本発明に係るピッチ変換用基板23の第3の実施例を示す平面図、図24は、第3の実施例のピッチ変換用基板23の構成を示す説明用断面図である。
そして、これらの3つの電極は、電流供給用電極63と、電圧測定用電極64と、電流供給用電極63の順で並ぶよう、互いに離間して配置されている。
第3の実施例のピッチ変換用基板23によれば、接続用電極組60には、電流供給用電極63と、電圧測定用電極64と、電流供給用電極63の3つの電極が、この順で並ぶよう配置されているため、被検査電極2が、接続用電極組60の各電極が並ぶ方向(図23において、左右方向)に位置ずれした場合であっても、被検査電極2は、少なくとも1つの電流供給用電極63と電圧測定用電極64の両方に、同時に電気的に接続されるようになる。
このため、被検査電極2の中心位置が、接続用電極組60の中心位置から、接続用電極組60の各電極が並ぶ方向と垂直な方向(図23において、上下方向)に位置ずれした場合であっても、被検査電極2は、電流供給用電極63と電圧測定用電極64の両方に、同時に電気的に接続されるようになる。
図25は、本発明に係るピッチ変換用基板23の第4の実施例における構成を示す説明用断面図である。
これらの端子電極24のそれぞれには、絶縁基板51に形成された内部配線53によって、電流供給用電極63と、電圧測定用電極64のいずれか一方が電気的に接続されている。
以上において、絶縁基板51の材質と、接続用電極組60の各電極の材質は、前述の第1の実施例のピッチ変換用基板23と同様である。
さらに、複数の電流供給用電極63に電気的に接続された端子電極24を有するため、ピッチ変換用基板23が、電気的に接続される検査用回路基板における検査電極の数を少なくすることができる。これにより、検査用回路基板の製造が容易となり、また、検査用回路基板の製造コストの低減化を図ることができる。
例えば、接続用電極組60は、電流供給用電極63と、電圧測定用電極64のそれぞれを、少なくと1つ以上有するものであれば、全電極の数は5個以上であってもよい。
また、接続用電極組60の電極の配置パターンは、電極の数、形状、並びに被検査電極2、3の形状などに応じて、適宜設定することができる。
図26は、本発明に係るピッチ変換用アダプター体の第1の実施例における構成を示す説明用断面図、図27は、本発明に係るピッチ変換用アダプター体の第1の実施例の平面図である。
そして、図27に示したように、4つの導電路形成部61の表面と、これらの4つの導電路形成部61の間に位置する略十字形状の絶縁部62の表面が、その他の絶縁部62の表面から突出されており、これにより、突出部61aが形成されている。
なお、この実施例の第1の異方導電性シート22は、図1〜図4に示した第1の実施例の異方導電性シート22と同様な材質によって得ることができる。
また、ピッチ変換用基板23の表面に、第1の異方導電性シート22が一体的に形成されているため、温度変化による熱履歴などの環境の変化に対しても良好な電気的接続を安定に維持することができる。
図28は、第1の異方導電性シート22を得るための金型の一例における構成を示す説明用断面図である。
上型91においては、強磁性体基板97の表面(図28において下面)に、ピッチ変換用アダプター体70の接続用電極組60が形成された領域のパターンと対掌なパターンに従って、強磁性体層93が形成されている。
非磁性体層94は、強磁性体層93の厚みより大きい厚みを有し、強磁性体層93と非磁性体層94との間に、段差が形成されている。これにより、上型91の成形面には、第1の異方導電性シート22における突出部61aを形成するための凹所が形成されている。
外の領域には、強磁性体層95と実質的に同一の厚みを有する非磁性体層96が形成されている。
上記の金型を用い、例えば、以下のようにして、ピッチ変換用アダプター体70が製造される。
エラストマー用材料を塗布する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ロール塗布法、ブレード塗布法、スクリーン印刷などの印刷法を利用することができる。
磁場を作用させる手段としては、電磁石の代わりに永久磁石を用いることができる。このような永久磁石としては、上記の範囲の磁場の強度が得られる点で、アルニコ(Fe−Al−Ni−Co系合金)、フェライトなどよりなるものが好ましい。
エラストマー用材料層79Aの硬化処理の条件は、使用される材料によって適宜選定されるが、通常、熱処理によって行われる。
穴部Kに充填される高分子物質形成材料は、前述のエラストマー用材料に用いられる高分子物質形成材料と同一の種類のものであっても異なる種類のものであってもよい。
部Kを形成したうえで、穴部Kに絶縁部62を形成するため、隣接する導電路形成部61の間に、所要の絶縁性が確保された第1の異方導電性シート22を確実に形成することができる。
このピッチ変換用アダプター体70は、第1の例のピッチ変換用基板23と、このピッチ変換用基板23の表面(図34において下面)上に、一体的に形成された第1の異方導電性シート22とにより構成されている。
導電路形成部61は、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中に、磁性を示す導電性粒子Pが、厚み方向に並ぶよう配向した状態で密に含有されて構成されている。この導電性粒子Pの連鎖によって導電路が形成される。これに対して、絶縁部62は、導電性粒子Pが全く含有されていないものである。
また、ピッチ変換用基板23の表面に、第1の異方導電性シート22が一体的に形成されているため、温度変化による熱履歴などの環境の変化に対しても良好な電気的接続を安定に維持することができる。
先ず、図36に示したように、適宜の離型性支持板65を用意し、この離型性支持板65の表面に、弾性高分子物質中に、導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなる導電性エラストマー層61Aを、離型性支持板65に剥離可能に支持された
状態で形成する。
以上において、離型性支持板65を構成する材料としては、金属、セラミックス、樹脂およびこれらの複合材などを用いることができる。
(1)予め適宜の方法によって製造された、弾性高分子物質中に、導電性粒子Pが厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなる導電性エラストマーシートを、離型性支持板65の表面に剥離可能に接着する方法、
(2)硬化されて弾性高分子物質となる液状の高分子物質形成材料中に、磁性を示す導電性粒子が分散されてなる導電性エラストマー用材料を調製し、この導電性エラストマー用材料を、離型性支持板65上に塗布することによって、導電性エラストマー用材料層を形成し、この導電性エラストマー用材料層に対してその厚み方向に磁場を作用させることにより、導電性エラストマー用材料層中の導電性粒子Pを厚み方向に並ぶよう配向させ、この状態で、導電性エラストマー用材料層の硬化処理を行う方法、
などを利用することができる。
導電性エラストマー用材料層に作用させる磁場の強度は、0.2〜2.5テスラとなる大きさが好ましい。
次いで、図38に示したように、この金属薄層66上に、フォトリソグラフィーの手法により、形成すべき導電路形成部のパターン、すなわち、ピッチ変換用基板23の電流供給用電極63と電圧測定用電極64に対応するパターンに従って複数の開口67aが形成されたレジスト層67を形成する。
これにより、図40に示したように、所定のパターンに従って配置された複数の導電路形成部61が離型性支持板65上に支持された状態で形成される。
金属薄層66を構成する材料としては、銅、金、アルミニウム、ロジウムなどを用いることができる。
金属マスク68を構成する材料としては、銅、鉄、アルミウニム、金、ロジウムなどを用いることができる。
一方、図43に示したように、ピッチ変換用基板23の表面に、硬化されて絶縁性の弾性高分子物質となる液状の高分子物質形成材料を塗布することにより、絶縁部用材料層62Aを形成する。
これにより、ピッチ変換用基板23における電流供給用電極63と電圧測定用電極64の各々と、これに対応する導電路形成部61とを対接させる。
その後、この状態で、絶縁部用材料層62Aの硬化処理を行うことにより、図45に示したように、隣接する導電路形成部61の間に、導電路形成部61を相互に絶縁する絶縁部62が、導電路形成部61とピッチ変換用基板23に一体的に形成される。
絶縁部用材料層62Aの厚みは、形成すべき絶縁部62の厚みに応じて設定される。
また、レーザー加工による導電路形成部61の形成工程は、離型性支持板65上において行われるため、第1の異方導電性シート22の形成において、ピッチ変換用基板23の表面に損傷を与えることがない。
例えば、図46に示したように、ピッチ変換用基板23は、図20および図21に示した第2の実施例のものであってもよい。また、図23および図24に示した第3の実施例のもの、または、図25に示した第4の実施例のもの、または、その他の本発明に係るピッチ変換用基板23であってもよい。
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とし、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。
[実施例]
以下に、本発明の実施例および比較例を示す。
(実施例1)
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、図1に示したような、下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10を作製した。
(1)評価用回路基板1
下記の仕様の評価用回路基板1を用意した。
上面側の被検査電極の数: 2400個
上面側の被検査電極の径: 0.12mm
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: 2000個
下面側の被検査電極の径: 0.12mm
下面側の被検査電極の最小配置ピッチ:0.4mm
(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7200個形成した。
接続電極およびパターン配線部が形成された絶縁基板の表面に保護シールを施した。
(3)ピッチ変換用アダプター体70
このピッチ変換用基板23の表面側に、図36〜図45に示したような方法を用いて、第1の異方導電性シート22を一体化して、ピッチ変換用アダプター体70を得た。
(i) 導電性エラストマー層61Aの形成:
付加型液状シリコーンゴム100重量部中に、ニッケルよりなる芯粒子に金が被覆されてなる導電性粒子(芯粒子に対する金の割合が2重量%)400重量部を分散させることにより、導電性エラストマー用材料を調製した。この導電性エラストマー用材料を、厚みが5mmのステンレスよりなる離型性支持板65の表面に、スクリーン印刷により塗布した。
次いで、導電性エラストマー用材料層に対して、電磁石によって厚み方向に2テスラの磁場を作用させながら、120℃、1時間の条件で硬化処理を行った。その結果、支持板65上に支持された厚みが0.05mmの導電性エラストマー層61Aを形成した(図36参照)。
(ii) 導電路形成部61の形成:
離型性支持板65上に支持された導電性エラストマー層61Aの表面に、無電解メッキ処理を施すことによって、厚みが0.3μmの銅よりなる金属薄層66を形成した。
そして、この状態で、導電性エラストマー層61Aと、金属薄層66と、レジスト層67に対して、炭酸ガスレーザー装置によって、レーザー加工を施した。
すなわち、装置として、炭酸ガスレーザー加工機「ML−605GTX」(三菱電機(株)製)を用い、レーザービーム径が直径60μm,レーザー出力が0.8mJの条件で、1つの加工点にレーザービームを10ショット照射することによりレーザー加工を行った。
(iii) 絶縁部の形成:
ピッチ変換用基板23aの表面に、付加型液状シリコーンゴムを塗布することにより、厚みが0.05mmの絶縁部用材料層62Aを形成した。そして、この絶縁部用材料層62A上に、9600個の導電路形成部61が形成された離型性支持板65を位置合わせして、重ね合わせることにより、ピッチ変換用基板23aの接続用電極25の各々と、これに対応する導電路形成部61とを対接させた。
その後、離型性支持板65から離型させることにより、本発明の第1の検査治具11a用のピッチ変換アダプター体60aを製造した(図43〜図45参照)。
第1の検査治具11a用のピッチ変換アダプター体60aと同様にして、導電路形成部61の数が、8000個、導電路形成部61の厚みが、0.05mm、絶縁部62の厚みが0.04mm、対を成す隣接する導電路形成部61の間の絶縁部の幅が40μm、絶縁部62からの導電路形成部61の突出高さが0.01mmである、第2の検査治具11b用のピッチ変換アダプター体60bを作製した。
(4)回路基板側コネクタ21
このピッチ変換用アダプター体70の裏面側に、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。
(5)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。
〔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、この場合、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、図10に示したように、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。
(6)テスター側コネクタ41
テスター側コネクタ41として、図1に示したように、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)ピッチ変換用アダプター体の絶縁性の評価
以下のようにして、ピッチ変換用アダプター体70の対をなす接続電極間の絶縁抵抗を評価した。
そして、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」のプレス圧力を、100〜250kgfの範囲内において段階的に変化させた。そして、各プレス圧力条件毎に各10回づつ、第1の検査治具11a用のピッチ変換アダプター体60aに設けられた、各々の対をなす検査電極25の間の絶縁抵抗を測定した。
この方法にて、接続用電極組60における電圧測定用電極64間の絶縁抵抗値、すなわち一体的に設けられた異方導電性エラストマー22における対をなす導電路形成部61間の絶縁部62の絶縁抵抗値を測定した。
0aの電圧測定用電極63は、4800個が2400個の対となっており、すなわち、2400個の検査電極対が存在し、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(2400)×10=24000によって算出される24000点の検査点に占める、NG検査点の割合を示す。
(2)最低プレス圧力の測定
作成した検査装置10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10に対して用意した評価用回路基板1をセットした。
この場合、「最低プレス圧が小さい」とは、低いプレス圧力で被検査回路基板の電気的検査が行えることを意味している。検査装置においては、検査時の加圧圧力を低く設定できれば、検査時の加圧圧力による被検査回路基板と、異方導電性シートと、検査用回路基板の劣化が抑制できる。
ることから、検査装置の構造を小さくコンパクトにすることができる。
その結果、検査装置の耐久性の向上、検査装置の製造のコスト削減が達成されるので好ましい。
(3)異方導電性シートの耐久性の測定
作成した検査装置10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た。
次いで、検査装置10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。
(4)被検査回路基板の導通不良の評価
作成した検査装置10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10に対して用意した評価用回路基板1をセットした。
結果を、表4に示した。
(比較例1)
上記の実施例の検査装置において、ピッチ変換用アダプター体70をピッチ変換用基板23に変更し、ピッチ変換基板(23)と評価用回路基板1の間に、厚さ100μmの分散型異方導電性エラストマーシートよりなる第1の異方導電性シート77を配置した。
なお、絶縁抵抗の評価は、図53に示したように、実施例の「(1)ピッチ変換用アダプター体の絶縁性の評価」の欄に準じて実施した。
した。
(比較例2)
比較例1において使用した厚さ100μmの分散型異方導電性エラストマーシートよりなる第1の異方導電性シートを、厚み40μmの分散型異方導電性エラストマーシート77に交換した。
また、比較例において使用した分散型異方導電性エラストマーシートは、以下のようにして得た。
・分散型異方導電性エラストマーシートの製造:
二液型の付加型液状シリコーンゴムのA液とB液とを、等量となる割合で混合した混合物100容量部に、平均粒子径が、20μmの導電性粒子、25容量部を添加して混合した。
このスペーサーの開口内に、調製した導電性エラストマー用材料を塗布し、この導電性エラストマー用材料上に、他方のポリエステル樹脂シートを、その表面が導電性エラストマー用材料に接するよう配置した。
また、上記において、スペーサーの厚みを、40μmのものに変更し、同様の方法にて、厚み40μmの導電性エラストマーシートを得て、比較例2に使用した。
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
24 端子電極
25 接続電極
26a,26b 第2の異方導電性シート
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 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
39 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
51 絶縁基板
52 配線
53 内部配線
54 絶縁層
55 絶縁層
61 導電路形成部
61A 導電性エラストマー層
62 絶縁部
62A 絶縁部用材料層
65,65A 離型性支持板
66 金属薄層
67 レジスト層
67a 開口
68 金属マスク
70 ピッチ変換用アダプター体
P 導電性粒子
71 絶縁部
72 導電路形成部
73 突出部
75 シート基材
81a,81b 端部
82 中央部
83 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 回路基板側コネクタ
122a 異方導電性シート
123a ピッチ変換用基板
131a 中継ピンユニット
132a 導電ピン
134a 絶縁板
141a テスター側コネクタ
142a 異方導電性シート
143a コネクタ基板
146a 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 (17)
- 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との第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おり、
前記ピッチ変換用基板が、
絶縁基板と、電気抵抗を測定すべき被検査回路基板の、複数の被検査電極のパターンに対応するパターンに従って、前記絶縁基板の被検査回路基板側に配置された複数の接続用電極組とを備え、
前記接続用電極組のそれぞれは、電流供給用電極と電圧測定用電極のいずれかの電極の3つ以上が、互いに離間して配置されており、
これらの電極のうち、少なくとも1つが、電流供給用電極であり、少なくとも1つが、電圧測定用電極であることを特徴とする回路基板の検査装置。 - 前記接続用電極組は、4つの電極が矩形状に配置されており、
前記矩形状に配置された4つの電極のうち、矩形状の配置の互いに一方の対角線上の頂点位置に位置する2つの電極が、電流供給用電極であり、
前記矩形状に配置された4つの電極のうち、矩形状の配置の互いに他方の対角線上の頂点位置に位置する2つの電極が、電圧測定用電極であって、
前記電流供給用電極と電圧測定用電極が、互いに離間して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。 - 前記接続用電極組のそれぞれは、電圧測定用電極と、電流供給用電極と、電圧測定用電極の3つの電極が、この順で並ぶよう互いに離間して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。
- 前記接続用電極組のそれぞれは、電流供給用電極と、電圧測定用電極と、電流供給用電極の3つの電極が、この順で並ぶよう互いに離間して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。
- 前記接続用電極組の電流供給用電極と電圧測定用電極のそれぞれは、これらの電極が並ぶ方向に対して垂直な方向に、長尺な形状を有することを特徴とする請求項3から4のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 前記ピッチ変換用基板の絶縁性基板の被検査回路基板とは逆側に配置されるとともに、電流供給用電極と電圧測定用電極のいずれか一方に電気的に接続された、複数の端子電極が配置されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 前記ピッチ変換用基板の絶縁性基板の被検査回路基板とは逆側に配置されるとともに、複数の電流供給用電極に電気的に接続された端子電極を有することを特徴とする請求項6に記載の回路基板の検査装置。
- 前記第1の異方導電性シートが、前記ピッチ変換用基板側に一体化されて、前記第1の異方導電性シートとピッチ変換用基板とで、ピッチ変換用アダプター体を構成していることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 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との第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の絶縁板方向に撓むとともに、
前記第2の支持ピンの中間保持板との第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から8のいずれかに記載の回路基板の検査装置。 - 前記第1の支持ピンの中間保持板との第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との第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、前記隣接する4個の第1の当接支持位置群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、前記隣接する4個の第2の当接支持位置群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から9のいずれかに記載の回路基板の検査装置。 - 前記第1の絶縁板と第2の絶縁板の間に、複数個の中間保持板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同士の間に、保持板支持ピンが配置されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の回路基板の検査装置。 - 前記保持板支持ピンの中間保持板との当接支持位置が、隣接する中間保持板の間で、当接支持位置が、前記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11に記載の回路基板の検査装置。
- 前記第1の支持ピンの中間保持板との第1の当接支持位置と、前記第2の支持ピンの中間保持板との第2の当接支持位置と、前記保持板支持ピンの中間保持板との当接支持位置とが、前記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12に記載の回路基板の検査装置。
- 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から13のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 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から14のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 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から15のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 請求項1から16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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