JPH0385468A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［Ｍ業主の利用分野］ この発明は、基板検査装置に関し、詳しくは、プリント
配線基板の導通または絶縁試験に用いる検査プローバの
機構の改良であって、特に、グリッドアレイパッケージ
などの微小な配線パターンの検査装置に適する装置に関
する。

［従来の技術］ 電子計算機などに使用されるプリント配線基板において
は、配線パターンの断線、短絡または絶縁低下などの不
良は絶対に許されない。これに対して配線パターンが形
成された段階で導通および絶縁試験が行われる。

第３図（ａ）は、プリント配線基板２の１例を示し、エ
ポキシ系のベース板２ａの表面に、格子点を基準として
一定の間隔および幅の配線パターン２ｂがプリントされ
ている。

第３図（ｂ）はプリント配線基板２の検査方法を説明す
るもので、載置台３に被検査の基板２が載置され、これ
に対して絶縁材によるプローブボード１ａを設け、配線
パターン２ｂの各格子点に対応する位置にプローブピン
１ｂを植設して検査プローバ１とする。図（Ｃ）はこれ
を示す。各プローブビン１ｂは接続ケーブル４によりデ
ータ処理部５に接続されており、検査プローバ１を矢印
りの方向に移動し、各プローブビン１ｂの先端を配線パ
ターン２ｂの格子点に抑圧接触して試験が行われる。な
お、図（ｂ）においては、被検査基板２をド方に置き、
これに対して検査プローバ１を上方より押圧するもので
あるが、これと逆に検査プローバ１を下方に置き、基板
２を上方より押圧する場合もあるが原理上は同じである
。

第４図は従来から使用されている検査プローバ１に対す
る軸方向の断面図である。図において、プローブボード
１ａの各格子点に設けられた貫通孔に金属シリンダのレ
セプタクル１ｃを貫通し、その上端に接続ケーブル４の
芯線４ａが接続される。レセプタクル１ｃの内部に上端
が閉じた金属のバレル１ｄが嵌挿され、さらにその内部
にスプリング１ｅにより下方に付勢されたプローブビン
１ｂが挿入されている。このようにいわば３重の構造と
する理由は、プローブビン１ｂが不良となったときバレ
ル１ｄとともに取り替えるための措置である。検査にお
ける試験電圧は接続ケーブルの芯、Ｉ！　４　ａよりレ
セプタクルｌｃに与えられ、バレル１ｄを経てプローブ
ビン１ｂに導通される。

なお、導通または絶縁試験においては、被検査基板の各
格子点に対して、プローブビン１ｂの先端が単に接触す
るのみでは不可で、ある程度の押圧力で接触することが
必要とされている。

［解決しようとする課題］ 第４図に示した従来の検査プローバ１においては、３重
構造とされているために軸中心に対してプローブビンｌ
ｂの位置精度が低い。すなわち、プローブボード１ａに
対する貫通孔の位置精度の他に、貫通孔とレセプタタル
の間、レセプタクルとバレルの間、およびバレルとプロ
ーブビンの間にそれぞれギャップｇｔ　ｔ　ｇｚｅ　ｇ
３があり、プローブビン１ｂの中心の位置精度は高々±
５０μｍである。従って、格子点が１００μｍ以下の場
合はプローブビンの先端がこれに接触しないことが起こ
る。

一方、最近においてはプリント配線基板の配線パターン
が漸次短縮されて小型化する傾向にある。

例えば、ＬＳＩを搭載するグリッドアレイパッケージと
称されるものは、遥かに微細な配線パターンを有する。

第５図（ａ）、（ｂ）はグリッドアレイパッケージ６の
例を示すもので、図（ａ）においてセラミックスをベー
ス６ａとして中央にＬＳＩが搭載され、配線パターンの
端末に接続パフ）６ｂが配列されている。これに対応し
てベースの反対の面には図（ｂ）に示すように格子点の
位置にグリッドピン６ｂが立てられたもので、この場合
の接続バットまたはグリッドピンの大きさは前記したプ
リント配線基板の格子点に比較して非常に小さい。

このようなグリッドアレイパッケージも広い意味ではや
はりプリント配線基板である。なお、微小な接続バット
を有するものには液晶パネルがあり、これらに対して上
記の検査を行うためには、プローブビンの位置精度を良
好とし、直径を小さくするほか、前記したように各プロ
ーブビンが適当な圧力で格子点を押圧することが必要で
ある。これに対しては、従来のプローブビンではスプリ
ングが使用されているが形状寸法を小さくするにはこれ
を使用しないことが望ましい。

この発明は、以上に鑑みてなされてもので、位置精度を
良好とし、各種のプリント配線基板の微小な格子点に対
応できるプローブビンを有する基板検査装置を提供する
ことを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するためのこの発明の基板検査装
置の構成は、格子点に対応する貫通孔に挿入されて支持
される金属線と、この金属線を加熱する加熱手段とを備
えていて、金属線を加熱手段により加熱してその熱膨張
により被検査基板の端子又はパターンとデータ処理をす
る検査データ処理装置のケーブルとを接続するものであ
る。

さらに、具体的には、特に、プリント配線基板に対する
検査プローバ機構の改良であって、被検査のプリント配
線基板に設定された配線パターンの各格子点に対応した
貫通孔を有し、絶縁体よりなる複数枚のガイドボードを
・一定の間隔で垂直方向に積層する。これに対して、適
当な膨張係数と弾性を有する金属線をプローブピンとし
て複数枚のガイドボードの各貫通孔に直列に貫通し、プ
ローブピンの下端を最下段のガイドボードに固定すると
ともにデータ処理部に対するケーブル線に接続し、また
、その先端を移動自由とした加熱部を有する。加熱部の
各ガイドボードの間隔に対して送風機より適当な湿度の
加熱エアまたは冷却エアを通風して、各プローブピンを
膨張または収縮させる構成とし、上記の加熱部の上部に
設けられた載置台に装着され、押圧機構により下方に押
圧された被検査プリント基板の配線パターンの各格子点
ニ対して、加熱により膨張したプローブピンの先端を押
圧接触させるものである。

上記のプローブピンは金メッキ鉄線により構成し、プロ
ーブピンに対する各ガイドボードの各貫通孔はプローブ
ピンを自由に移動できる最小の直径とするものである。

［作用］ 以上の基板検査装置は、その検査プローバ機構が金属線
が加熱により膨張することを利用したもので、金属線に
より構成されたプローブピンが複数枚のガイドボードの
貫通孔を直列に貫通しており、各ガイドボードのなす間
隔に対して、送風機より適当な湿度に加熱、または冷却
されたエアを通風させ、膨張または収縮したプローブピ
ンの先端が上または下方に移動するように構成されてい
る。基板の検査においては、冷却エアによりプローブピ
ンを収縮させておき、検査プローバの上部に設けられた
載置台に装着された被検査基板を、押圧機構により下方
に押圧してプローブピンの先端を配線パターンの格子点
に接触させる。ただし、各格子点には微小ではあるが凹
凸があるので、すべてのプローブピンが完全に接触しな
い。そこで、加熱エアによりプローブピンを膨張させ、
各格子点に対して押圧して完全に接触させる。

プローブピンとしては、金メッキ鉄線の細線を使用して
微小な格子点に対応させる。鉄線は長さを例えば２００
ｍｍとすると、５０＠Ｃの湿度差で約０．１ｍｍだけ伸
縮するので、各格子点の凹凸に対して十分対応できる。

膨張、収縮に要する時間は加熱部の規模により異なるが
、１例によれば十秒以内である。なお、ガイドボードの
貫通孔はプローバが自由に伸縮できる最小の直径として
ガタをなくシ、位置精度を良好とする。

以上により試験が終了したときは、冷却エアを通風して
プローブピンを収縮させるものである。

なお、この場合、プローブピンを金属線としているが、
プローブピンが短いピンであって中継ピンを介してプロ
ーブピンと検査データ処理装置側のケーブルとを接続す
る場合には、中継ピンを金属線としてこれを加熱膨張さ
せてプローブピンと検査データ処理装置側のケーブルと
を接続するようにしてもよい。

［実施例］ 第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）は、この発明による
プリント配線基板の検査プローバ機構の実施例を示す一
部断面図である。図（ａ）において、加熱部７の構成は
、ベース盤７ａの４隅に支持柱７ｂを固定し、これに複
数ｎ枚のガイドボード７ｃを一定の間隔で積層して固定
する。ガイドボード７ｃには図（ｂ）のように、被検査
基板の試験点（格子点）に対応する位置に貫通孔７ｄを
穿孔し、図（ｃ）のように各ガイドボード７ｃの貫通孔
７ｄに対して、金メッキ鉄線のプローブピン７ｅを貫通
する。プローブピン７ｅは適度の強度を有し、対応する
配線パターンの格子点に適当する直径とし、これに対す
る貫通孔７ｄはガタを生ぜず自由に移動できる直径とす
る。プローブピン７ｅの下端は最下段のガイドボード７
ｃｍｎに固定してデータ処理部５に対する接続ケーブル
４の芯線を接続し、その上端は最上段のがイドボード７
ｃｍ１より突出させて移動自由とする。次に、加熱部７
の上方に抑圧機構８を設けて支持柱７ｂに固定し、抑圧
機構８により押圧され、支持柱７ｂに沿って上下に移動
する載置台３を設ける。載置台３の下面に被検査プリン
ト基板２またはグリッドアレイパッケージ６が装着され
る。

上記の加熱部７に対して、送風機構９とエアガイド１０
ａ　、　１０ｂを設ける。送風においては、常温の外部
エアＡがヒータ９ｃにより適温に加熱され、切り替え機
９ｂ、ファン９　ａ　＋エアガイドＩＯａを経て、加熱
エアＷとして各ガイドボード７ｃのなす間隔に通風され
、反対側のエアガイドｌＯｂより排出される。また、冷
却エアの場合は切り替え機９ｂにより外部エアＡが直接
通風される。

基板検査においては、まず冷却エアＡによりプローブピ
ン７ｅを収縮した状態とし、抑圧機構８によりａ置台３
を押圧し、これに装着された被検査基板２またはパッケ
ージ６の格子点２ｂ１または接続バット６ｂをプローブ
ビン７ｅに対して接触させる。前記したように、この接
触は完全でないが、ついで加熱エアＷの通風によりプロ
ーブピン７ｅが膨張し、膨張による押圧力によりすべて
が完全に抑圧接触する。

第２図は上記の検査ブローμ機構の斜視外観を示す。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明によるプリ
ント配線基板の検査プローバ機構においては、金属線が
加熱により伸縮することに着眼し、プローブピンを適当
な直径および長さの金メッキ鉄線により構成し、これを
加熱エアまたは冷却エアにより膨張または収縮させ、膨
張したプローブビンの先端を被検査基板の微小な格子点
に位置精度を良好として抑圧接触させるもので、各格子
点の微小な凹凸にかかわらず、すべてのプローブビンが
完全に抑圧接触でき、グリッドアレイパッケージなどの
微細な配線パターン等の検査に対して有効な基板検査装
置を提供する効果には大きいものがある。なお、プロー
ブピンに変えて中継ピンを金属線として加熱しても同様
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）および（Ｃ）は、この発明による
プリント配線基板の検査プローバ機構の実施例における
全体および部分構造図、第２図は第１図（ａ）に対する
斜視外観図、第３図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、プ
リント配線基板とこれに対する絶縁および導通試験要の
検査ブローμの説明図、第４図は従来の検査ブローμの
断面図、第５図（ａ）および（ｂ）はグリッドアレイパ
ッケージの外観斜視図である。 １・・・検査ブローμ、　　　１ａ・・・プローブボー
ド、ｔｂ・・・プローブピン、　　１ｃ・・・レセプタ
クル、ｌｄ・・・バレル、　　　　　１ｅ・・・スプリ
ング、２・・・プリント配線基板、２ａ・・・ベース板
、２ｂ・・・配線パターン、　３・・・載置台、４・・
・接続ケーブル、　　５・・・データ処理部、６・・・
グリッドアレイパッケージ、 ６ａ・・・ベース、　　　　　６ｂ・・・接続バット、
６ｃ・・・グリッドピン、　７・・・加熱部、７ａ・・
・ベース盤、　　　　７ｂ・・・支持柱、７ｃ・・・ガ
イドボード、　７ｄ・・・貫通孔、７ｅ・・・プローブ
ビン、　８・・・抑圧機構、９・・・送風機構、　　　
　９ａ・・・ファン、９ｂ・・・切り替え機、　　　９
ｃ・・・ヒータ、ＩＯ・・・エアガイド。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　格子点に対応する貫通孔に挿入されて支持され
   る金属線と、この金属線を加熱する加熱手段とを備え、
   前記金属線を前記加熱手段により加熱してその熱膨張に
   より被検査基板の端子又はパターンとデータ処理をする
   検査データ処理装置のケーブルとを接続することを特徴
   とする基板検査装置。
2. （２）　被検査のプリント配線基板に設定された配線パ
   ターンの各格子点に対応した貫通孔を有し、絶縁体より
   なる複数枚のガイドボードを一定の間隔で垂直方向に積
   層し、適当な膨張係数と弾性を有する金属線をプローブ
   ピンとして上記複数枚のガイドボードの各貫通孔に対し
   て直列に貫通し、該プローブピンの下端を最下段の上記
   ガイドボードに固定するとともにデータ処理部に対する
   ケーブル線に接続し、該プローブピンの上端を移動自由
   とした加熱部を有し、該加熱部の各ガイドボード間の間
   隔に対して、送風機よりそれぞれ適当な湿度の加熱エア
   または冷却エアを通風して上記プローブピンを膨張また
   は収縮させる構成とし、上記加熱部の上部に設けられた
   載置台に装着され、押圧機構により下方に押圧された上
   記被検査プリント基板の配線パターンの各格子点に対し
   て、上記膨張により上記プローブピンの先端を押圧接触
   させることを特徴とする基板検査装置。
3. （３）　上記プローブピンは金メッキ鉄線により構成し
   、該プローブピンに対する上記各ガイドボードの各貫通
   孔は該プローブピンを移動自由とする最小の直径とする
   、請求項２記載の基板検査装置。