JP5193934B2 - 電気部品の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、電気部品の複数の配線に複数のプローブの先端を同時に接触させてその電気部品を検査する方法に関するものである。

図１５は、液晶ディスプレイの駆動回路（以下「ドライバＩＣ」という。）を搭載したＴＡＢ（tape automated bonding）テープの一部の平面図である。この図面は、検査端子の近傍だけを示している。このＴＡＢテープ１０には切断予定線１２が設定されている。その外側（図１５では上側）の拡張部１３には、ドライバＩＣを測定するための複数の検査端子１４が形成されている。検査端子１４は配線１６につながっていて、配線１６よりも幅が大きくなっている。このような複数の検査端子１４に複数のプローブの先端１８を同時に接触させることで、ＴＡＢテープ１０上のドライバＩＣを検査することができる。

ＴＡＢテープ１０は、その製作時に寸法の多少のばらつきがあり、また、製作後の熱ストレスや湿度変化によっても収縮や膨張が起きやすくて、寸法のばらつきが生じやすい。そのような寸法のばらつきがあっても、プローブの先端が確実に配線に接触できるように、上述のように比較的大きな検査端子１４を必要としている。検査端子１４を形成した拡張部１３は、検査後の製品には不要なものなので、切断予定線１２のところで切り離される。

図１６は切断予定線１２で切断したときの断面図である。切断の際に、隣り合う配線１６の間に導体のバリや屑２０が挟まると、配線間がショートするおそれがある。ショートが発生すると製品の歩留まりが低下する。したがって、拡張部を余分に作るためのコストを削減するためにも、そして、切断作業に起因する不具合を避けるためにも、専用の検査端子を無くす工夫が望まれていた。しかしながら、専用の検査端子を省略すると、プローブの接触不良が生じるおそれがある。

図１７は、専用の検査端子を設けていないＴＡＢテープの一部の平面図である。この図面は、プローブが配線に接触する近傍だけを示している。ＴＡＢテープの配線１６とプローブの先端１８との間で位置ずれが生じると、接触不良が生じるおそれがある。配線１６の配列ピッチが小さくなっていき、かつ、配線１６の幅が狭くなっていくと、プローブの先端１８が配線１６から外れたり、プローブの先端１８が隣の配線１６にまで接触してショートする危険性が増大する。

プローブと配線との接触を確実にするための従来の工夫として、プローブ側の工夫と、配線側の工夫とが知られている。プローブ側の工夫としては次のものが知られている。特開２００４−３３３３３２号公報（特許文献１）に記載のプローブユニットは、プローブの先端を横方向に広げることで、プローブのピッチと電極のピッチが一致しなくても、プローブの先端と電極との接触面積を確保できるようにしている。

一方、配線側の工夫としては次のものが知られている。実開平２−８９８５０号公報（特許文献２）に記載のフラットパッケージは、半導体パッケージの外部リードの折り曲げ部の高さを、隣り合う外部リードの間では異なるようにしている。これにより、プローブが特定の外部リードに接触するときに、その隣の外部リードに接触する危険を少なくしている。

特開２００４−３３３３３２号公報 実開平２−８９８５０号公報

特許文献１に記載の従来技術は、プローブの先端を横方向に広げているので、配線の幅が狭くなっても、プローブの先端が配線から外れる危険性は少なくなる。しかし、配線ピッチが小さくなればなるほど、プローブの先端が隣の配線にまで接触してショートする危険性が増大する。

特許文献２に記載の従来技術は、外部リードの折り曲げ部の高さを隣り合う外部リードの間で変えているので、プローブが隣の外部リードに接触する危険性は少なくなる。しかし、プローブの先端が外部リードから外れる危険性は減少しない。

本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、プローブと配線との間に位置ずれがあっても安定したコンタクトが得られるとともに、配線ピッチが小さくなってもプローブが隣の配線に接触することのない検査方法を提供することにある。

本発明は、電気部品の複数の配線に複数のプローブの先端を同時に接触させてその電気部品を検査する検査方法に関するものであって、次の特徴を備えている。電気部品の複数の配線は、互いに平行になるように延びている。その延びている方向を第１方向と呼ぶことにする。その複数の配線は、第１方向に対して垂直な第２方向に間隔を置いて所定のピッチで並んでいる。そして、その複数の配線は、それぞれ、プローブが接触するための接触領域と、その接触領域よりも高さの低い凹所とを備えている。隣り合う配線の接触領域と凹所は次のような位置関係にある。複数の配線のうちの任意の配線を考えると、その任意の配線の接触領域から隣の配線に向かって第２方向に平行に直線を引いたときに、その直線が隣の配線と交わる地点に、その隣の配線における凹所が存在している。すなわち、隣り合う配線において、接触領域の隣には凹所が存在する。一方で、複数のプローブの先端における第２方向の寸法は、配線のピッチよりも大きくなっている。電気部品を検査するときは、複数のプローブの先端を複数の配線の接触領域に同時に接触させる。

本発明は、上述の構成を備えることにより、次の効果を奏する。プローブの先端の第２方向（配線の配列方向）の寸法が配線のピッチよりも大きいので、プローブと配線との位置ずれが相当大きくても、プローブの先端が配線から外れることはない。これにより、安定したコンタクトが可能になる。一方で、プローブの先端が配線の接触領域に接触したときに、そのプローブの先端の横の部分が隣の配線にオーバーラップしても、その隣の配線にはそのオーバーラップした箇所に凹所が形成されているので、プローブの先端は隣の配線には接触しない。これにより、プローブの先端の寸法が大きくなっても、隣の配線とはショートしない。

図１は本発明の検査方法の第１実施例で使用するプローブと配線を示す斜視図である。 図２は配線の配列状態を示す平面図である。 図３はプローブの配列状態を示す平面図である。 図４は複数の配線の接触領域に複数のプローブの接触体を同時に接触させた状態を示す平面図である。 図５は図４の５−５線断面図である。 図６（Ａ）は図４の６Ａ−６Ａ線断面図であり、図６（Ｂ）は図４の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。 図７はプローブと配線の間で位置ずれがある場合の図４と同様の平面図である。 図８は図７に示す場合の図５と同様の断面図である。 図９は配線に凹所が形成されていない従来例の場合の先端サイズ検討図である。 図１０は、図９に示す従来例において、プローブの先端サイズを変化させたときに、オープンマージンとショートマージンがどのように変化するかを示したグラフである。 図１１は配線に凹所が形成されている本発明の場合の先端サイズ検討図である。 図１２は、図１０に示す本発明の場合において、プローブの先端サイズを変化させたときに、オープンマージンとショートマージンがどのように変化するかを示したグラフである。 図１３は本発明の検査方法の第２実施例におけるプローブの配列を示す平面図である。 図１４は、図１３に示すプローブを、図２に示す配線に接触させた状態を示す平面図である。 図１５は液晶ディスプレイの駆動回路を搭載した従来のＴＡＢテープの一部の平面図である。 図１６は切断予定線で切断したときの断面図である。 図１７は専用の検査端子を設けていない従来のＴＡＢテープの一部の平面図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施例を詳しく説明する。図１は本発明の検査方法の第１実施例で使用するプローブと配線を示す斜視図である。この図面は、複数のプローブ２２と、そのプローブ２２に接触される複数の配線２４とを示している。図１に示された配線２４は、ＴＡＢテープに形成された配線の一部であり、このＴＡＢテープには液晶ディスプレイのＩＣドライバが搭載されている。プローブ２２を配線２４に接触させることで、プローブ２２につながっている検査装置によって、ＩＣドライバを検査できる。

次に、図１と図２を参照して、配線２４の形状と配列を説明する。図２は配線２４の配列状態を示す平面図である。図１と図２において、複数の配線２４は、互いに平行であって、Ｘ方向（第１方向）に直線状に延びている。これらの配線２４は、Ｙ方向（第２方向）に間隔を置いて所定のピッチで並んでいる。Ｙ方向（第２方向）はＸ方向（第１方向）に対して垂直である。配線２４の幅Ｗ１は例えば１０μｍであり、配線ピッチＰ１は例えば３２μｍである。それぞれの配線２４は、プローブが接触する接触領域２６と、凹所２８を備えている。接触領域２６は配線のその他の部分と基本的に同じ構造であり、見た目は配線のその他の部分とは区別が付かない。この接触領域２６は、プローブ２２が接触することが予定されている領域である。図１と図２では、接触領域２６にハッチングを施して、配線２４のその他の部分と区別できるようにしている。凹所２８は接触領域２６よりも高さが低くなっている。配線２４の厚さは例えば４μｍである。凹所２８の高さは接触領域２６の高さよりも１〜３μｍだけ低くするのが好ましい。この実施例では２μｍだけ低くなっている。したがって、この実施例では凹所２８における配線の厚さは２μｍと薄くなっている。接触領域２６のＸ方向の寸法Ｌ１は例えば２０μｍである。凹所２８のＸ方向の寸法Ｌ２は例えば４０μｍである。接触領域２６の凹所２８側の端部と凹所２８の接触領域２６側の端部との距離Ｌ３は例えば６０μｍである。凹所２８は例えば次のようにして作ることができる。第１の形成方法は、配線を形成した後に、凹所を形成すべき箇所にプレス加工をして、その部分の配線の高さを低くする方法である。図２において凹所２８のＹ方向の幅が少しだけ左右に広がっているのは、このプレス加工による形成を想定しているからである。第２の形成方法は、配線を形成した後に、凹所２８を形成すべき箇所を所定の深さまでエッチングする方法である。その場合、ウェットエッチングまたはドライエッチングを用いることができる。

隣り合う配線２４において、接触領域２６と凹所２８は次のような位置関係にある。任意の配線２４を考えると、その任意の配線２４の接触領域２６から隣の配線２４に向かってＹ方向（第２方向）に平行に直線を引いたときに、その直線が隣の配線２４と交わる地点に、その隣の配線２４における凹所２８が存在している。すなわち、隣り合う配線において、接触領域２６の隣には凹所２８が存在する。図２の例では、接触領域２６と凹所２８は千鳥配列になっている。Ｙ方向に沿って眺めると、接触領域２６と凹所２８が交互に配置されている。

次に、図１と図３を参照して、プローブ２２の形状と配列を説明する。図３はプローブ２２の配列状態を示す平面図である。図１と図３において、プローブ２２の先端付近は階段状に下がっている。そして、プローブ２２の先端に接触体３０が形成されている。この接触体３０は横方向すなわちＹ方向（第２方向）に広がっている。接触体３０の幅Ｗ２（Ｙ方向の寸法）は例えば５９μｍである。接触体３０のＸ方向の寸法Ｌ４は例えば２０μｍである。既に述べた配線２４の接触領域２６のＸ方向の寸法Ｌ１（図２を参照）は、接触体３０のＸ方向の寸法Ｌ４に等しくなる。複数のプローブ２２は、図３において下から上に向かって先端側に延びる第１のプローブ群３２と、上から下に向かって先端側に延びる第２のプローブ群３４に分かれている。第１のプローブ群３２におけるプローブ２２のピッチＰ２は例えば６４μｍである。第２のプローブ群３４におけるピッチも同様である。このピッチＰ２は、既に述べた配線ピッチＰ１（図２を参照）の２倍である。

図４は複数の配線２４の接触領域２６に複数のプローブ２２の接触体３０を同時に接触させた状態を示す平面図である。図４において、左から１番目と３番目の配線２４の接触領域２６には、第１のプローブ群３２のプローブ２２の接触体３０が接触する。左から２番目と４番目の配線２４の接触領域２６には、第２のプローブ群３４のプローブ２２の接触体３０が接触する。接触体３０は横に広がっているので、この接触体３０の左端または右端（あるいはその両方）は、隣の配線２４にオーバーラップする可能性がある。ただし、オーバーラップする可能性のある箇所には配線２４に凹所２８が形成されているので、接触体３０は隣の配線２４には接触しない。

図５は図４の５−５線断面図である。配線２４はＴＡＢテープ３６の上面に形成されている。プローブ２２の接触体３０は配線２４の接触領域に接触している。接触体３０の左端または右端（あるいはその両方）は隣の配線２４とオーバーラップするが、その部分に凹所２８が存在するので、接触体３０は隣の配線２４には接触しない。

図６（Ａ）は図４の６Ａ−６Ａ線断面図であり、図６（Ｂ）は図４の６Ｂ−６Ｂ線断面図である。図６（Ａ）の断面図では、プローブ２２の接触体３０が配線２４の接触領域に接触している。図６（Ｂ）の断面図では、プローブ２２の接触体３０が凹所２８の上方にあって、配線２４には接触していない。

図７はプローブと配線の間で位置ずれがある場合の図４と同様の平面図である。図８はその場合の図５と同様の断面図である。図７と図８において、配線２４の幅方向の中心線３８と、プローブ２２の幅方向の中心線４０とは、距離Ｄだけずれている。このような位置ずれがあっても、プローブ２２の接触体３０が幅方向に広がっているので、接触体３０が配線２４から外れることがない。また、接触体３０の右端が隣の配線２４のところまで大きく進出するが、その配線２４のところには凹所２８が形成されているので、接触体３０は隣の配線２４には接触しない。

次に、プローブの接触体の横幅（Ｙ方向の寸法であり、以下「先端サイズ」という。）の最適値を検討する。図９は配線に凹所が形成されていない従来例の場合の検討図である。複数の配線２４が等ピッチで並んでいる場合、配線２４の幅をＷ１、配線２４のピッチをＰ１とする。配線２４が延びる方向がＸ方向であり、それに垂直な方向がＹ方向である。この配線２４にプローブの接触体３０が接触することを想定する。接触体３０の先端サイズをＷ２とする。接触体３０の幅方向の中心線が、配線２４の幅方向の中心線に一致しているときが、位置ずれゼロである。この状態を理想状態とする。接触体３０が理想状態からずれていくと、いずれ、接触体３０と配線２４とが接触不良になる。この接触不良となるような位置ずれ量をオープンマージンと定義する。その値をＯＭと表記する。接触体３０が位置ずれをして、接触体３０の幅方向の端部が配線２４の幅方向の中心線に一致したときに接触不良になる、と考えるものとする。このときの位置ずれ量がオープンマージンであり、その値ＯＭは接触体３０の先端サイズＷ２の半分である。図９に別位置で示した接触体３０ａはオープンマージンの状態を示している。

また、別の種類の不具合も存在する。接触体３０の位置が大きくずれると、接触体３０の幅方向の端部が隣の配線２４に接触してしまう。そのときの位置ずれ量をショートマージンと定義する。その値をＳＭと表記する。ショートマージンの値ＳＭは、ＳＭ＝Ｐ１−（Ｗ１／２）−（Ｗ２／２）で計算できる。図９に別位置で示した接触体３０ｂはショートマージンの状態を示している。

図１０のグラフは、図９に示す従来例において、プローブの先端サイズを変化させたときに、オープンマージンとショートマージンがどのように変化するかを示したものである。配線ピッチＰ１＝３２μｍ、配線の線幅Ｗ１＝１０μｍの条件である。先端サイズが大きくなるにつれて、オープンマージンは増加していき（すなわち、プローブの接触体が配線から外れにくくなり）、逆にショートマージンは減少していく（すなわち、プローブの接触体が隣の配線に接触しやすくなる）。接触の不具合ができるだけ生じないようにするには、オープンマージンとショートマージンのどちらも起こらないようにすれば良いわけで、そのためには、オープンマージンとショートマージンが等しくなるような先端サイズを採用すればよい。矢印４２のところでオープンマージンとショートマージンが等しくなり、そのときの先端サイズは２７μｍである。このときのオープンマージンとショートマージンの値は１３．５μｍである。したがって、図９に示す従来例では、接触体３０の先端サイズＷ１を２７μｍにするのが最適であって、そのときのプローブ２２と配線２４との位置ずれの許容限界値は１３．５μｍである。

次に、本発明におけるプローブの接触体の先端サイズの最適値を検討する。図１１は配線に凹所が形成されている本発明の場合の検討図である。配線２４の幅をＷ１、配線２４のピッチをＰ１とする。配線２４には凹所２８が千鳥配列になるように形成されている（図２を参照）。配線２４が延びる方向がＸ方向であり、それに垂直な方向がＹ方向である。この配線２４の接触領域２６にプローブの接触体３０が接触することを想定する。接触体３０の先端サイズＷ２はＹ方向に広くなっている。このような幅広の接触体３０と、凹所２８を形成した配線２４との間でのマージンを検討すると、次のようになる。接触体３０のオープンマージンＯＭは、接触体３０の先端サイズＷ２の半分である。図１１に別位置で示した接触体３０ａはオープンマージンの状態を示している。

一方、本発明におけるショートマージンを考えるときは、隣の配線２４との間ではなくて、さらにその隣の配線２４との間で考える必要がある。言い換えれば、接触領域２６同士の配列ピッチ（Ｐ１の２倍）で考える必要がある。なぜならば、接触体３０は、隣の配線２４とは接触せずに（凹所２８があるため）、次の接触領域２６のところまで位置ずれが生じて初めてショートするからである。したがって、接触体３０のショートマージンの値ＳＭは、ＳＭ＝２×Ｐ１−（Ｗ１／２）−（Ｗ２／２）で計算できる。図１１に別位置で示した接触体３０ｂはショートマージンの状態を示している。

図１２のグラフは、図１０に示す本発明の場合において、プローブの先端サイズを変化させたときに、オープンマージンとショートマージンがどのように変化するかを示したものである。接触領域のピッチ＝２×Ｐ１＝６４μｍ、配線の線幅Ｗ１＝１０μｍの条件である。先端サイズが大きくなるにつれて、オープンマージンは増加していき（すなわち、プローブの接触体が配線から外れにくくなり）、逆にショートマージンは減少していく（すなわち、プローブの接触体が隣の接触領域に接触しやすくなる）。矢印４４のところでオープンマージンとショートマージンが等しくなり、そのときの先端サイズは５９μｍである。このときのオープンマージンとショートマージンの値は２９．５μｍである。したがって、図１１に示す本発明の場合、接触体３０の先端サイズＷ１を５９μｍにするのが最適であって、そのときのプローブ２２と配線２４との位置ずれの許容限界値は２９．５μｍである。上述の従来例の許容限界値１３．５μｍと比較すると、本発明の場合には、位置ずれの許容限界値が格段に大きくなっている。本発明において、プローブ２２の接触体３０の先端サイズ（Ｗ２＝５９μｍ）は、配線２４のピッチ（Ｐ１＝３２μｍ）よりも大きくなっている。これに対して、従来例（図９）では、プローブ２２の接触体３０の先端サイズ（Ｗ２＝２７μｍ）は、配線２４のピッチ（Ｐ１＝３２μｍ）よりも小さくなっている。

図１３は本発明の検査方法の第２実施例におけるプローブの配列を示す平面図である。上述の図３に示す第１実施例では、第１のプローブ群３２と第２のプローブ群３４とが互いに逆向きに配置されていたが、図１３の第２実施例では、第１のプローブ群４６と第２のプローブ群４８が同じ向きに配置されている。このようなプローブ配列に対応する配線の配列は図２と同じである。第１のプローブ群４６に属するプローブ２２ａと、第２のプローブ群４８に属するプローブ２２ｂは、上から見ると、部分的に互いに重なり合っているように見える。しかし、第１のプローブ群４６に属するプローブ２２ａの接触体３０は、第２のプローブ群４８に属するプローブ２２ｂの本体の下方に位置するので、それらが互いに接触することはない。

図１４は、図１３に示すプローブを、図２に示す配線２４に接触させた状態を示す平面図である。プローブ２２の接触体３０と、配線２４の接触領域２６及び凹所２８との位置関係は、第１実施例の図４における位置関係と同じである。

本発明の検査方法は、複数の配線に複数のプローブを同時に接触させるタイプの検査方法であれば、各種の電気部品の検査に適用できる。検査すべき電気部品としては、代表的には、半導体集積回路などの電子部品や、液晶ディスプレイなどの電気応用製品がある。複数のプローブを用いる検査用機器としては、代表的には、プローブカードがある。

１０ ＴＡＢテープ
１２ 切断予定線
１３ 拡張部
１４ 検査端子
１６ 配線
１８ プローブの先端
２０ 切断の屑
２２ プローブ
２４ 配線
２６ 接触領域
２８ 凹所
３０ 接触体
３２ 第１のプローブ群
３４ 第２のプローブ群
３６ ＴＡＢテープ
３８ 配線の中心線
４０ プローブの中心線
４２ 矢印
４４ 矢印
４６ 第１のプローブ群
４８ 第２のプローブ群

Claims (2)

1. 電気部品の複数の配線に複数のプローブの先端を同時に接触させて前記電気部品を検査する検査方法において、
   前記複数の配線は互いに平行であって第１方向に延びていて、
   前記複数の配線は前記第１方向に対して垂直な第２方向に間隔を置いて所定のピッチで並んでいて、
   前記複数の配線は、それぞれ、前記プローブが接触するための接触領域と、前記接触領域よりも高さの低い凹所とを備えていて、
   前記複数の配線のうちの任意の配線の前記接触領域から、隣の配線に向かって前記第２方向に平行に直線を引いたときに、その直線が前記隣の配線と交わる地点に前記隣の配線における前記凹所が存在していて、
   前記複数のプローブの先端における前記第２方向の寸法は前記ピッチよりも大きくなっていて、
   前記電気部品を検査するときに、前記複数のプローブの先端を前記複数の配線の前記接触領域に接触させることを特徴とする検査方法。
2. 請求項１に記載の検査方法において、前記ピッチをＰ１、前記配線の前記第２方向の幅をＷ１、前記プローブの先端の前記第２方向の寸法をＷ２とすると、（Ｗ２／２）で表されるオープンマージンと、「２×Ｐ１−（Ｗ１／２）−（Ｗ２／２）」で表されるショートマージンとが、互いに実質的に等しくなるように、Ｗ２が定められていることを特徴とする検査方法。

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