JP5655599B2 - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品実装面がシールド導電層で覆われた回路基板を有するモジュールを検査する技術に関する。

従来、回路基板の部品実装面に半導体回路などの各種電子部品が実装されて形成される各種モジュールの出荷に先立ち、モジュールが有する複数の実装用電極に検査用信号を入力することによるモジュールの特性検査が行われる。例えば、図５に示すモジュールの検査装置５００は、固定台５０２上に固定配置された測定基板５０１を有し、測定基板５０１の上面に形成された複数の測定端子５０３には、コイルばねによるプローブ５０４の下端部が直接接続されている。

また、測定基板５０１上の各測定端子５０３は、検査時に検査装置５００の上方に位置決め配置される、例えばＢＧＡパッケージのモジュール５０５の裏面にグリッドアレイ配置で形成された複数の実装用電極５０６それぞれに対応して配置されている。したがって、各測定端子５０３に接続された各プローブ５０４の配置も各実装用電極５０６の配置と同じ配置となる。そして、検査装置５００の上方にモジュール５０５が位置決め配置された後、モジュール５０５が下方に押し下げられることで、モジュール５０５の各実装用電極５０６がプローブ５０４の上端部と接触する。この状態で、モジュール５０５にプローブ５０４を介して検査用信号が入力されて、モジュール５０５の特性検査が実行される。

特開２０００−６５８９２号公報（段落００１７〜００１９、図１など）

ところで、モジュール５０５には、モジュール５０５が有する回路基板の部品実装面がシールド導電層で覆われて、電磁波による影響の抑制が図られたものがある。すなわち、シールド導電層と電気的に接続された実装用電極５０６が接地されることで、電磁波がモジュール５０５の外部に漏洩したり、外部の電磁波がモジュール５０５の動作に影響を与えたりするのが防止される。

したがって、モジュール５０５の製造時において、モジュール５０５が有する回路基板の内部配線が断線したり、ビア電極が欠落したりなどすることにより、本来、導通すべきシールド導電層と接地用の実装用電極５０６とが電気的に接続されない欠陥が生じれば、シールド導電層は電磁波をシールドする効果を奏することができない。ところが、上記した検査装置５００では、モジュール５０５の特性が検査される一方で、シールド導電層と接地用の実装用電極５０６との導通状態は検査されないため、前記導通状態は他の専用の検査装置で検査する必要があり、検査コストの増大を招いていた。

この発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、モジュールに設けられたシールド導電層と接地用の実装用電極との導通状態を、モジュールの特性と一緒に検査することができる技術を提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の検査装置は、部品実装面がシールド導電層で覆われた回路基板を有するモジュールの裏面に形成された複数の実装用電極に接触する複数の測定端子が設けられた載置面を有する測定基板と、前記載置面に載置された前記モジュールに前記各測定端子を介して検査用信号を入力することにより前記モジュールの特性を測定する測定手段とを備える前記モジュールの検査装置において、前記載置面に載置された前記モジュールの前記シールド導電層に当接するプローブと、前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧する押圧手段とをさらに備え、前記押圧手段は、前記シールド導電層を押圧することで、前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧する押圧部材を備え、前記押圧部材の少なくとも前記シールド導電層に接触する部分は、導電性材料により前記シールド導電層に当接するプローブとして形成され、前記測定手段は、前記シールド導電層に当接するプローブと、前記各測定端子のうち、前記シールド導電層と前記回路基板内の配線を介して電気的に接続された前記実装用電極と接触する前記測定端子との間で、導通状態を測定することを特徴としている。

また、前記押圧部材は、前記シールド導電層を吸着して前記モジュールを保持するノズルであるとよい。

また、本発明の検査方法は、部品実装面がシールド導電層で覆われた回路基板を有するモジュールの裏面に形成された複数の実装用電極に接触する複数の測定端子が設けられた測定基板の載置面に載置された前記モジュールに、前記各測定端子を介して検査用信号を入力することにより前記モジュールの特性を測定する検査方法において、前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧する押圧手段が備える押圧部材により前記シールド導電層を押圧することで、前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧し、前記押圧部材の少なくとも前記シールド導電層に接触する部分を、導電性材料により前記シールド導電層に当接するプローブとして形成して、前記載置面に載置された前記モジュールの前記シールド導電層に当接するプローブと、前記各測定端子のうち、前記シールド導電層と前記回路基板内の配線を介して電気的に接続された前記実装用電極と接触する前記測定端子との間で、導通状態を測定することを特徴としている。

請求項１，３の発明によれば、部品実装面がシールド導電層で覆われた回路基板を有するモジュールの裏面に形成された複数の実装用電極に接触する複数の測定端子が設けられた測定基板の載置面に載置されたモジュールに、各測定端子を介して検査用信号が入力されることによりモジュールの特性が測定され、載置面に載置されたモジュールのシールド導電層に当接するプローブと、各測定端子のうち、シールド導電層と回路基板内の配線を介して電気的に接続された実装用電極と接触する測定端子との間で、導通状態が測定されるため、モジュールに設けられたシールド導電層と接地用の実装用電極との導通状態を、モジュールの特性と一緒に検査することができる。

また、押圧手段により、載置面に載置されたモジュールを測定基板の載置面に押圧することで、モジュールが有する実装用電極と、測定基板が有する測定端子とを確実に接触させて電気的に接続することができる。

また、シールド導電層を押圧して、モジュールを測定基板の載置面に押圧する押圧部材の、少なくともシールド導電層に接触する部分が、導電性材料によりプローブとして形成されているため、プローブとシールド導電層との接触状態、および、実装用電極と測定端子との接触状態を良好なものとすることができる。

請求項２の発明によれば、少なくともシールド導電層に接触する部分が、導電性材料によりプローブとして形成されたノズルによりシールド導電層を吸着してモジュールを保持してモジュールを測定基板の載置面に載置できると共に、ノズルによりモジュールを載置面に押圧できるため、効率よくモジュールの検査を行うことができる。

本発明の検査装置の一例を示す図である。 測定基板の平面図である。 モジュールの一例を示す断面図である。 検査処理の一例を示すフローチャートである。 従来の検査装置の一例を示す図である。

本発明の検査装置の一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の検査装置の一例を示す図である。図２は測定基板の平面図である。図３はモジュールの一例を示す断面図である。図４は検査処理の一例を示すフローチャートである。

（検査装置）
図１に示すように、検査装置１は、測定基板２と、ノズル３と、駆動機構４と、制御装置５とを備えている。

測定基板２は、検査対象であるモジュール１００が載置される載置面２ａを有し、台座６に固定配置される。また、図２に示すように、測定基板２の載置面２ａには、モジュール１００が載置面２ａに載置された状態で、モジュール１００の裏面１０１ｂに形成された複数の実装用電極１０６ａ，１０６ｂと接触するように、各実装用電極１０６ａ，１０６ｂの配置に対応して複数の測定端子７が設けられている。

また、測定基板２の外側面には、各測定端子７と電気的に接続された接続端子２ｂが設けられており、ケーブル（図示省略）を介して接続端子２ｂと制御装置５とが電気的に接続される。

ノズル３（本発明の「押圧部材」に相当）は、シールド導電層１０５を吸着してモジュール１００を保持し、ノズル３の少なくともシールド導電層１０５に接触する部分は、ＡｇやＣｕなどの導電性材料により形成されて、載置面２ａに載置されたモジュール１００のシールド導電層１０５に当接する本発明の「プローブ」として機能する。なお、ノズル３の全体を導電性材料により形成してもよい。

駆動機構４（本発明の「押圧手段」に相当）は、ノズル３を図１中の矢印Ｘ，Ｙ，Ｚの方向に駆動し、モジュール１００が測定基板２の載置面２ａに載置された状態でノズル３を下方に駆動してノズル３によりシールド導電層１０５を押圧することで、載置状態のモジュール１００を載置面２ａに押圧する。なお、駆動機構４の構成はどのようなものであってもよく、モータなどを使用した一般的な機構を採用すればよいため、その構成の詳細な説明は省略する。

制御装置５（本発明の「測定手段」に相当）は、ノズル３の吸引状態や駆動機構４によるノズル３の駆動状態を制御する。また、制御装置５は、所謂、ネットワークアナライザの機能を有しており、測定基板２の載置面２ａに載置されたモジュール１００に各測定端子７を介して検査用信号を入力することによりモジュール１００の特性を測定する。

また、制御装置５とノズル３とはケーブルにより電気的に接続されており、制御装置５は、抵抗測定機能も有しており、シールド導電層１０５に当接するノズル３と、シールド導電層１０５と回路基板１０１の内部配線パターン１０１ｃを介して電気的に接続された実装用電極１０６ａとの間で、導通状態を測定する。

（モジュール）
図３に示すように、検査対象であるモジュール１００は、回路基板１０１と、回路基板１０１の部品実装面１０１ａに実装されるＩＣなどの半導体回路部品１０２および抵抗、コンデンサ、コイルなどの受動素子部品１０３と、部品実装面１０１ａを封止するモールド層１０４と、導電性材料によりモールド層１０４の外側に部品実装面１０１ａを覆って形成されるシールド導電層１０５と、回路基板１０１の裏面１０１ｂに形成された複数の実装用電極１０６ａ，１０６ｂとを備え、使用目的に応じて半導体回路部品１０２および受動素子１０３などの部品が選択されて部品実装面１０１ａに実装されることにより、モジュール１００は、種々の機能を実現することができる。

回路基板１０１は、一般的な樹脂基板やＬＴＣＣ基板により形成されており、部品実装面１０１ａに実装された部品１０２，１０３およびシールド導電層１０５と、裏面１０１ｂに形成された実装用電極１０６ａ，１０６ｂとを電気的に接続する、ＣｕやＡｇにより形成された内部配線パターン１０１ｃが設けられている。なお、シールド導電層１０５は、回路基板１０１の内部配線パターン１０１ｃを介して、接地用の実装用電極１０６ａに電気的に接続されている。

モールド層１０４は、一般的なモールド樹脂により形成されており、モールド層１０４により、回路基板１０１の部品実装面１０１ａに実装された各部品１０２，１０３は外部環境から保護される。また、シールド導電層１０５は、この実施形態では導電性樹脂により形成されているが、電磁波をシールドする効果を奏することができれば、シールド導電層１０５を金属などの他の材質により形成してもよい。

なお、内部配線パターン１０１ｃを有する回路基板１０１、モールド層１０４およびシールド導電層１０５を備えるモジュール１００は、周知の一般的な製造方法により形成すればよいため、その製造方法についての詳細な説明は省略する。

（検査処理）
次に、検査装置１において実行される検査処理の一例について説明する。この実施形態では、複数のモジュール１００がトレイ（図示省略）に並べて配置されており、トレイに配置されたモジュール１００が１つずつ自動的に測定基板２の載置面２ａに載置されることにより、連続的にモジュール１００の検査が行われる。

図４に示すように、まず、制御装置５により制御されたノズル３および駆動機構４により、トレイに配置されたモジュール１００の１つがノズル３の先端に吸着保持され（ステップＳ１）、ノズル３の先端に吸着保持されたモジュール１００が測定基板２の載置面２ａの所定の位置に載置される（ステップＳ２）。なお、モジュール１００が載置面２ａに載置された後は、ノズル３によるモジュール１００の吸着を維持したままでもよいし、ノズル３によりモジュール１００の吸着を解除してもよい。

続いて、駆動機構４により駆動されたノズル３によりモジュール１００のシールド導電層１０５が押圧されることにより、モジュール１００が載置面２ａにノズル３により押圧された状態で、モジュール１００に各測定端子７を介して検査用信号が入力されることによりモジュール１００の特性が測定されると共に、シールド導電層１０５に当接するノズル３と、シールド導電層１０５と内部配線パターン１０１ｃを介して接続された接地用の実装用電極１０６ａとの間で、導通状態が測定される（ステップＳ３）。そして、検査済みのモジュール１００を回収用のトレイに載置することにより処理を終了する。

以上のように、上記した実施形態によれば、部品実装面１０１ａがシールド導電層１０５で覆われた回路基板１０１を有するモジュール１００の裏面１０１ｂに形成された複数の実装用電極１０６ａ，１０６ｂに接触する複数の測定端子７が設けられた測定基板２の載置面２ａに載置されたモジュール１００に、各測定端子７を介して検査用信号が入力されることによりモジュール１００の特性が測定され、載置面２ａに載置されたモジュール１００のシールド導電層１０５に当接するノズル３（プローブ）と、各測定端子７のうち、シールド導電層１０５と回路基板１０１内の配線パターン１０１ｃを介して電気的に接続された実装用電極１０６ａと接触する測定端子７との間で、導通状態が測定されるため、モジュール１００に設けられたシールド導電層１０５と接地用の実装用電極１０６ａとの導通状態を、モジュール１００の特性と一緒に検査することができる。

また、シールド導電層１０５を押圧して、モジュール１００を測定基板２の載置面２ａに押圧するノズル３の、少なくともシールド導電層１０５に接触する部分が、導電性材料によりプローブとして形成されているため、プローブとシールド導電層１０５との接触状態、および、実装用電極１０６ａ，１０６ｂと測定端子７との接触状態を良好なものとして、確実に電気的に接続することができる。

また、少なくともシールド導電層１０５に接触する部分が、導電性材料によりプローブとして形成されたノズル３によりシールド導電層１０５を吸着してモジュール１００を保持してモジュール１００を測定基板２の載置面２ａに載置できると共に、ノズル３によりモジュール１００を載置面２ａに押圧できるため、効率よくモジュール１００の検査を行うことができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、モジュール１００の測定基板２の載置面２ａへの載置は作業者が行ってもよい。この場合、ノズル３は駆動機構４により少なくとも上下方向（Ｚ方向）に駆動されるように構成すればよく、ノズル３に換えて、駆動機構４により上下方向（Ｚ方向）に駆動されるように構成された吸着機能を有さないプローブを設けてもよい。

また、モジュール１００を測定基板２の載置面２ａに押圧する部材と、モジュール１００のシールド導電層１０５に当接するプローブとを個別に設けてもよい。また、モジュール１００を測定基板２の載置面２ａに押圧する部材は必ずしも設ける必要はない。また、駆動機構４を設ける代わりに、測定基板２の載置面２ａに載置されたモジュール１００のシールド導電層１０５に、作業者がプローブを当接させてもよい。

そして、部品実装面１０１ａがシールド導電層１０５で覆われた回路基板１０１を有するモジュール１００を検査する技術に本発明を広く適用することができる。

１ 検査装置
２ 測定基板
２ａ 載置面
３ ノズル（押圧部材、プローブ）
４ 駆動機構（押圧手段）
５ 制御装置（測定手段）
７ 測定端子
１００ モジュール
１０１ 回路基板
１０１ａ 部品実装面
１０１ｂ 裏面
１０１ｃ 内部配線パターン（配線）
１０５ シールド導電層
１０６ａ，１０６ｂ 実装用電極

Claims (3)

1. 部品実装面がシールド導電層で覆われた回路基板を有するモジュールの裏面に形成された複数の実装用電極に接触する複数の測定端子が設けられた載置面を有する測定基板と、
   前記載置面に載置された前記モジュールに前記各測定端子を介して検査用信号を入力することにより前記モジュールの特性を測定する測定手段と
   を備える前記モジュールの検査装置において、
   前記載置面に載置された前記モジュールの前記シールド導電層に当接するプローブと、
   前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧する押圧手段とをさらに備え、
   前記押圧手段は、
   前記シールド導電層を押圧することで、前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧する押圧部材を備え、
   前記押圧部材の少なくとも前記シールド導電層に接触する部分は、導電性材料により前記シールド導電層に当接するプローブとして形成され、
   前記測定手段は、
   前記シールド導電層に当接するプローブと、前記各測定端子のうち、前記シールド導電層と前記回路基板内の配線を介して電気的に接続された前記実装用電極と接触する前記測定端子との間で、導通状態を測定する
   ことを特徴とする検査装置。
2. 前記押圧部材は、前記シールド導電層を吸着して前記モジュールを保持するノズルであることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 部品実装面がシールド導電層で覆われた回路基板を有するモジュールの裏面に形成された複数の実装用電極に接触する複数の測定端子が設けられた測定基板の載置面に載置された前記モジュールに、前記各測定端子を介して検査用信号を入力することにより前記モジュールの特性を測定する検査方法において、
   前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧する押圧手段が備える押圧部材により前記シールド導電層を押圧することで、前記載置面に載置された前記モジュールを前記載置面に押圧し、前記押圧部材の少なくとも前記シールド導電層に接触する部分を、導電性材料により前記シールド導電層に当接するプローブとして形成して、
   前記載置面に載置された前記モジュールの前記シールド導電層に当接するプローブと、前記各測定端子のうち、前記シールド導電層と前記回路基板内の配線を介して電気的に接続された前記実装用電極と接触する前記測定端子との間で、導通状態を測定する
   ことを特徴とする検査方法。

Images