JP7006578B2

JP7006578B2 - 電子部品の検査装置及び検査方法

Info

Publication number: JP7006578B2
Application number: JP2018238702A
Authority: JP
Inventors: 淑之植田; 貴也野口; 守道金沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2018-12-20
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2038-12-20
Also published as: JP2020101410A

Description

本発明は、電子部品を検査する検査装置及び検査方法に関する。

従来の電気コネクタでは、予荷重付与部でばねアームに荷重を発生させ、被接触体と接触するための接触突部をばねアーム先端に設けていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－３０２６９０号公報

予荷重付与部と接触突起が必要であるため電気コネクタが大きくなる。また、ばねアームの接触突起と被接触体が接触し、ばねアームと被接触体が平面接触できないため、接触抵抗が大きい。従って、通電による発熱でばねアームのクリープと疲労による荷重の変動又は破壊が生じ、動作不良となる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は小型化し、動作不良を防止することができる電子部品の検査装置及び検査方法を得るものである。

本発明に係る電子部品の検査装置は、電子部品が載せられ、前記電子部品に電気的に接続される導電性のステージと、前記ステージに固定された固定部と、平坦部と、前記固定部と前記平坦部の間に設けられた曲げ部とを有する導体と、前記平坦部の下面に荷重を付加する弾性体と、前記平坦部の上面に接触する被接触導体と、前記電子部品に電気的に接続されるプローブと、前記ステージ、前記導体、前記被接触導体及び前記プローブを介して前記電子部品に電流を供給する電源と、前記電子部品の電気特性を測定する電気特性測定装置とを備え、前記平坦部の厚さは前記曲げ部の厚さよりも薄いことを特徴とする。

本発明では、弾性体が導体に荷重を付加し、導体で荷重を発生させる必要がないため、導体を短く、薄く、小型化できる。導体の平坦部の厚さは曲げ部の厚さよりも薄い。従って、曲げ部の耐久性を損なわず、厚さを薄くした平坦部が被接触導体に倣って弾性変形して面接触するため、接触抵抗を小さくすることができる。これにより、大電流を流しても発熱による導体の損傷と弾性体の荷重変動を防止でき、動作不良を防止することができる。また、導体を薄くして曲げ部の曲率を大きくできるので、導体の曲げ荷重が小さくなり、導体を短くして小型化できる。被接触導体とステージの駆動部も小型化・軽量化できる。

実施の形態１に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。実施の形態１に係るステージを示す上面図である。実施の形態１に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。実施の形態１に係る電子部品の検査方法のフローチャートである。実施の形態２に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。実施の形態２に係るステージを示す上面図である。実施の形態２に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。実施の形態３に係るステージを示す上面図である。実施の形態３に係るステージを示す側面図である。実施の形態４に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。実施の形態４に係るステージを示す上面図である。実施の形態４に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。実施の形態５に係るステージを示す上面図である。実施の形態６に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。実施の形態６に係るステージを示す上面図である。実施の形態６に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。

実施の形態に係る電子部品の検査装置及び検査方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。図２は、実施の形態１に係るステージを示す上面図である。図１は図２のＩ－ＩＩに沿った断面図に対応する。

電子部品１が導電性のステージ２の上に載せられる。ステージ２は電子部品１の下面電極に電気的に接続される。導体３は、ステージ２にねじ４で固定された固定部５と、平坦部６と、固定部５と平坦部６の間に設けられた曲げ部７とを有する。平坦部６の厚さは曲げ部７の厚さよりも薄い。導体３の材質は電気伝導率が高く弾性変形するものであり、例えば、銅、ベリリウム銅、リン青銅、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮等であるが、これに限るものではない。導体３に金めっき、ニッケルめっき等の表面処理をしてもよい。

曲げ部７は、第１の曲げ部７ａと、第１の曲げ部７ａと平坦部６の間に設けられ第１の曲げ部７ａよりも厚さが薄い第２の曲げ部７ｂとを有する。例えば、削り加工又はプレス等で第２の曲げ部７ｂを薄くする。または、同じ材質の薄い導電材料を接合又は接着して二重にして第１の曲げ部７ａを厚くしてもよい。または、曲げに対して許容応力が大きい異種材料を導電材料に接合又は接着して第１の曲げ部７ａの曲げ強さを大きくしてもよい。異種材料は非導電性の樹脂でもよい。

被接触導体８が降下して導体３の平坦部６の上面に接触する。弾性体９が平坦部６の下面に荷重を付加し、導体３と被接触導体８との間に荷重が付加される。弾性体９は反力を発生させる材料又は機構であり、例えば、ばね、ゴム、エアシリンダ、ボールプランジャー等であるが、これに限るものではない。

電圧測定用プローブ１０と電流印加用プローブ１１が電子部品１の上面電極に電気的に接続される。電源１２がステージ２、導体３、被接触導体８及び電流印加用プローブ１１を介して電子部品１に電流を供給する。電気特性測定装置１３が電圧測定用プローブ１０を介して電子部品１の電気特性を測定する。複数の電子部品１毎に導体３と被接触導体８の開閉を繰返し、電子部品１の電気特性を測定する。

弾性体９に電流が流れるとジュール熱で温度が上がってへたりが生じ、弾性体９の荷重が低下する。そこで、弾性体９の先端に絶縁部１４が設けられている。この絶縁部１４が平坦部６の下面に接触して導体３と弾性体９の間を絶縁するため、弾性体９に電気が流れない。絶縁部１４はセラミック又は樹脂等の絶縁材料からなる。絶縁部１４は球形であることが好ましい。これにより、導体３が被接触導体８に倣って弾性変形して面接触し易くなる。

続いて、実施の形態１に係る電子部品の検査方法を説明する。図３は、実施の形態１に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。図４は、実施の形態１に係る電子部品の検査方法のフローチャートである。樹脂性の吸着パッド（図示せず）で吸引して電子部品１を搬送し、ステージ２の吸着穴（図示せず）で電子部品１を吸引して吸着パッドの吸引を停止する。こうして電子部品１を導電性のステージ２の上に載せる（ステップＳ１）。被接触導体８を降下させて導体３の平坦部６の上面に接触させる（ステップＳ２）。ステージ２を上昇して導体３と被接触導体８を接触させてもよい。これにより、導体３の薄く曲げ応力が小さい第２の曲げ部７ｂが弾性変形して被接触導体８に倣って曲がる（ステップＳ３）。更に被接触導体８を降下させると、厚い第１の曲げ部７ａも弾性変形する（ステップＳ４）。そして、被接触導体８と対向する弾性体９を圧縮し、弾性体９の反力で導体３と被接触導体８との間に荷重を付加する（ステップＳ５）。

電圧測定用プローブ１０と電流印加用プローブ１１を電子部品１の上面電極に接触させる（ステップＳ６）。これにより、導体３と被接触導体８とステージ２と電子部品１と電源１２で閉回路が構成される。電気特性測定装置１３と電子部品１を四端子法で接続することができ、配線抵抗と接触抵抗の影響を除いて電子部品１の電気特性を正確に測定することができる。

電源１２から導体３と被接触導体８を介して電流を印加して電気特性測定装置１３が電圧を測定して導通を確認する（ステップＳ７）。電子部品１に電流を印加して出力電圧が規格値外の場合、電源１２を停止して再度、電圧測定用プローブ１０又は電流印加用プローブ１１を接触し直す。電子部品１の出力電圧が規格値内の場合、設定時間又は出力電圧が設定値に到達するまで電流を印加して電子部品１の電気特性を検査する（ステップＳ８）。検査した後、電源１２を停止して電圧測定用プローブ１０と電流印加用プローブ１１を上昇させて電子部品１から離す（ステップＳ９）。

電子部品１の電気特性が規格値内かどうかを判定する（ステップＳ１０）。規格値内の場合、電子部品１を良品置き場（図示せず）に移動する（ステップＳ１１）。規格外の場合は、電子部品１を不良品置き場（図示せず）に移動する（ステップＳ１２）。被接触導体８を上昇させて導体３から離す（ステップＳ１３）。次の電子部品１がある場合は、検査を繰返す（ステップＳ１４）。これらのステップを電子部品１が無くなるまで繰返す。

以上説明したように、本実施の形態では、弾性体９が導体３に荷重を付加し、導体３で荷重を発生させる必要がないため、導体３を短く、薄く、小型化できる。導体３の平坦部６の厚さは曲げ部７の厚さよりも薄い。従って、曲げ部７の耐久性を損なわず、厚さを薄くした平坦部６が被接触導体８に倣って弾性変形して面接触するため、接触抵抗を１ｍΩ以下まで小さくすることができる。これにより、大電流を流しても発熱による導体３の損傷と弾性体９の荷重変動を防止でき、動作不良を防止することができる。また、導体３を薄くして曲げ部７の曲率を大きくできるので、導体３の曲げ荷重が小さくなり、導体３を短くして小型化できる。被接触導体８とステージ２の駆動部も小型化・軽量化できる。

また、被接触導体８と電子部品１との間のインピーダンスを小さくすることができるので電子部品１の動特性の検査精度を向上できる。例えば、電子部品１がパワー半導体である場合に、その電圧又は電流がある値になるまでの立ち上がり又は立ち下がりの時間の検査精度を向上できる。また、導体３と被接触導体８の距離を短縮することで互いを高速で繰返し接触することができるので、検査のサイクルタイムを短縮でき、生産性を向上できる。

また、曲げ部７に部分的に薄い第２の曲げ部７ｂを設けることで導体３が弾性変形し易くなり平坦部６が被接触導体８に面接触し易くなる。ただし、第２の曲げ部７ｂの曲げ破壊荷重以下で検査装置を設計する必要がある。また、電流を大きくするほどクリープと疲労による破壊が問題となるが、第１の曲げ部７ａを厚くすることでクリープと疲労による破壊を防止することができる。

実施の形態２．
図５は、実施の形態２に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。図６は、実施の形態２に係るステージを示す上面図である。図５は図６のＩ－ＩＩに沿った断面図に対応する。図７は、実施の形態２に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。

本実施の形態では導体３の第２の曲げ部７ｂに貫通穴１５が設けられている。導体３の貫通穴１５が設けられた部分の曲げ応力を小さくできるので、導体３が被接触導体８に倣って弾性変形して面接触し易くなる。また、貫通穴１５を通して導体３の固定部５をねじ４で固定することができる。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。

実施の形態３．
図８は、実施の形態３に係るステージを示す上面図である。図９は、実施の形態３に係るステージを示す側面図である。本実施の形態では、導体３の平坦部６と第２の曲げ部７ｂに切り込み１６が設けられて複数に分割されている。分割された導体３が個別して曲がるので、被接触導体８の凹凸に倣って弾性変形して面接触し易くなる。また、並列接続になるので接触抵抗を小さくできる。その他の構成及び効果は実施の形態２と同様である。

実施の形態４．
図１０は、実施の形態４に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。図１１は、実施の形態４に係るステージを示す上面図である。図１０は図１１のＩ－ＩＩに沿った断面図に対応する。図１２は、実施の形態４に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。

本実施の形態では導体３の第２の曲げ部７ｂにくびれ１７が設けられている。導体３のくびれ１７が設けられた部分の曲げ応力を小さくできるので、導体３が被接触導体８に倣って弾性変形して面接触し易くなる。その他の構成及び効果は実施の形態１と同様である。

実施の形態５．
図１３は、実施の形態５に係るステージを示す上面図である。導体３の平坦部６と第２の曲げ部７ｂに切り込み１６が設けられて複数に分割されている。分割された導体３が個別して曲がるので、被接触導体８の凹凸に倣って弾性変形して面接触し易くなる。また、並列接続になるので接触抵抗を小さくできる。その他の構成及び効果は実施の形態４と同様である。

実施の形態６．
図１４は、実施の形態６に係る電子部品の検査装置を示す断面図である。図１５は、実施の形態６に係るステージを示す上面図である。図１４は図１５のＩ－ＩＩに沿った断面図に対応する。図１６は、実施の形態６に係る検査装置で電子部品を検査している状態を示す断面図である。

本実施の形態ではステージ２には電子部品１の下方にヒーター１８が設けられている。このヒーター１８で電子部品１を加熱することにより高温で電子部品１を検査することができる。ただし、弾性体９が加熱されるとばね荷重が低下して導体３と被接触導体８の接触抵抗が増加してしまう。このため、本来は電流が流れない電圧測定用プローブ１０に電流が流れて測定電圧がばらついて電子部品１の合否判定に影響する。そこで、断熱体１９がステージ２と弾性体９との間に設けられている。この断熱体１９がヒーター１８及び電子部品１からの熱を遮断して弾性体９を保護する。なお、断熱体１９が絶縁性を備えている場合は、絶縁部１４を省略することができる。その他の構成及び効果は実施の形態２と同様である。

１電子部品、２ステージ、３導体、５固定部、６平坦部、７曲げ部、７ａ第１の曲げ部、７ｂ第２の曲げ部、８被接触導体、９弾性体、１１電流印加用プローブ、１２電源、１３電気特性測定装置、１４絶縁部、１５貫通穴、１６切り込み、１７くびれ、１９断熱体

Claims

電子部品が載せられ、前記電子部品に電気的に接続される導電性のステージと、
前記ステージに固定された固定部と、平坦部と、前記固定部と前記平坦部の間に設けられた曲げ部とを有する導体と、
前記平坦部の下面に荷重を付加する弾性体と、
前記平坦部の上面に接触する被接触導体と、
前記ステージ、前記導体及び前記被接触導体を介して前記電子部品に電流を供給する電源と、
前記電子部品の電気特性を測定する電気特性測定装置とを備え、
前記平坦部の厚さは前記曲げ部の厚さよりも薄いことを特徴とする電子部品の検査装置。
前記曲げ部は、第１の曲げ部と、前記第１の曲げ部と前記平坦部の間に設けられ前記第１の曲げ部よりも厚さが薄い第２の曲げ部とを有することを特徴とする請求項１に記載の電子部品の検査装置。
前記曲げ部に貫通穴が設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の検査装置。
前記曲げ部にくびれが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品の検査装置。
前記導体に切り込みが設けられて複数に分割されていることを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の電子部品の検査装置。
前記弾性体の先端に設けられ、前記平坦部の前記下面に接触する絶縁部を更に備えることを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載の電子部品の検査装置。
前記絶縁部は球形であることを特徴とする請求項６に記載の電子部品の検査装置。
前記ステージと前記弾性体との間に設けられた断熱体を更に備えることを特徴とする請求項１～７の何れか１項に記載の電子部品の検査装置。
請求項１～８の何れか１項に記載の検査装置を用いた電子部品の検査方法であって、
前記被接触導体を前記導体の前記平坦部に接触させて前記弾性体を圧縮し、前記電源から前記ステージ、前記導体及び前記被接触導体を介して前記電子部品に電流を供給して前記電気特性測定装置により前記電子部品の電気特性を測定することを特徴とする電子部品の検査方法。