JPH0980125A - 実装部品検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、配線基板に対する実装面に複数の金
属バンプが形成されてなる電子部品について容易に検査
することができる実装部品検査装置を実現しようとする
ものである。 【解決手段】所定のランドパターンが形成された配線基
板の所定位置に実装される電子部品を検査する実装部品
検査装置において、電子部品を保持すると共に、当該保
持した電子部品の各金属バンプとそれぞれ導通接続する
ように複数の電極端子が設けられた電子部品保持手段を
設け、当該電子部品保持手段の各電極端子を導通接続手
段によつてそれぞれ配線基板の対応する各ランドに導通
接続するようにしたことにより、配線基板に対する実装
面に複数の金属バンプが形成されてなる電子部品につい
て容易に検査することができる実装部品検査装置を実現
し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【目次】以下の順序で本発明を説明する。 発明の属する技術分野 従来の技術（図６〜図９） 発明が解決しようとする課題（図１０） 課題を解決するための手段 発明の実施の形態（図１〜図５（Ｃ）） 発明の効果

【０００２】

【発明の属する技術分野】本発明は実装部品検査装置に
関し、例えばＢＧＡ及びＣＳＰ等の配線基板に対する実
装面に複数のボール電極が形成されてなる電子部品を検
査する実装部品検査装置に適用して好適なものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、ＩＣチツプをプリント配線板に実
装するためのパツケージとして、例えばＱＦＰ（Quad F
lat Package ）及びＴＣＰ（Tape Carrier Package）等
の表面実装パツケージがある。図６においてＱＦＰ１
は、プラスチツクパツケージでなり、ＩＣチツプ２の４
辺全てにガルウイング状のリード端子３が引き出された
構成からなる。

【０００４】また図７においてＴＣＰ４は、ＩＣチツプ
５の複数の電極と、例えばポリイミド樹脂等でなるフイ
ルムテープ６内に複数に連ねて形成された金属箔でなる
所定パターンのリード端子７とをそれぞれ対応するリー
ド線８を介してボンデイングした構成からなる。因みに
ＴＣＰ４には、ＩＣチツプ５を電気的、熱的及び化学的
に保護するためのパツケージが当該ＩＣチツプ５の周囲
に形成されていないため、ＴＣＰ４はベアチツプ実装と
して分類されることが多いが、ＩＣチツプを直接プリン
ト配線板に実装するフリツプチツプ（Ｆ／Ｃ）とは異な
り、フイルムテープ６に形成されたリードフレームによ
りパツケージ形状となることから、ＴＣＰ４はプリント
配線板に実装するためのパツケージとして取り扱われて
いる。

【０００５】このようにＱＦＰ１及びＴＣＰ４は、共に
パツケージの外周端から例えばガルウイング状でなる所
定パターンのリード端子３及び７が複数引き出されてな
り、一般的なＩＣパツケージとして用いられている。

【０００６】ところで、近年、半導体素子の高集積化及
び多ピン化に伴い、ＱＦＰ１及びＴＣＰ４のリード端子
３及び７のピツチ幅が狭くなる傾向が進み、高密度な実
装技術が求められ、既存の実装技術で簡易に実現し得る
パツケージとしては図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すような
ＢＧＡ（Ball Grid Array ）１０がある。

【０００７】このＢＧＡ１０はＩＣチツプを封止するパ
ツケージの裏面（すなわちプリント配線基板との接合
面）側に外部接続用の端子として所定数のボール電極が
格子状に配設された構成からなる。すなわちＢＧＡ１０
は、例えばセラミツク等の無機材料又はガラスエポキシ
等の有機材料を絶縁層とした基材の表面に例えば銀又は
銅等の導電体でなる配線ラインが所定パターンに配線さ
れた構成からなる回路基板１１を有し、当該回路基板１
１の表面上にボンデイングワイヤ１２を介してボンデイ
ングされているＩＣチツプ１３を例えばエポキシ樹脂で
なる封止部材１４でオーバーコートすることにより、当
該ＩＣチツプ１３がパツケージングされている。

【０００８】またこのＩＣチツプ１３から引き出された
所定数の配線ラインは、それぞれスルーホールを介して
回路基板の裏面側に所定のパターンで配設された電極素
子と接続され、さらに当該電極素子に対応してそれぞれ
はんだボールを接合することによつてボール電極１５が
形成されている。因みに、一般的にボール電極１５のボ
ールピツチは 1.5〔mm〕程度である。

【０００９】また図９に示すようにパツケージ外形がＩ
Ｃチツプとほぼ同等の大きさでなるＣＳＰ（Chip Sized
Package）２０も高密度実装化に適用し得る。このＣＳ
Ｐ２０は、ＢＧＡ１０（図８（Ｂ））と異なり、回路基
板２１の表面上にＩＣチツプ２２を接合するにあたつ
て、ワイヤボンデイングではなく当該ＩＣチツプ２２に
形成された所定パターンでなるボール電極２３を介して
フリツプチツプボンデイングされるようになされ、回路
基板２１の接続面積がＩＣチツプより大きくならないよ
うになされている。因みに回路基板２１に代えて金属箔
を複数に連ねて内部に形成したポリイミド樹脂等の絶縁
フイルムを用いる場合もある。

【００１０】この回路基板２１上に接合されたＩＣチツ
プ２２は、例えばエポキシ樹脂でなる封止部材２４でオ
ーバーコートすることによりパツケージングされてい
る。また回路基板２１の裏面側には外部接続用の端子と
して所定数のボール電極２５が格子状に配設されてい
る。この場合、ＣＳＰ２０のボール電極２５のボールピ
ツチは、一般的に 0.5〔mm〕程度であり、ＢＧＡ１０の
ボール電極２５のボールピツチよりもピツチ幅が狭くな
るように配列されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、新たにＩＣ
を開発する場合、個別的にＩＣを評価する以外にも当該
ＩＣを含む全ての部品が実装された実際に機種で用いら
れるプリント配線板について、動作確認、特性値評価及
びデバツギング（Debugging ）を検査する必要である。
具体的には図６との対応部分に同一符号を付して示す図
１０において、ＩＣチツプ検査装置３０を用いて、ＱＦ
Ｐ１がプリント配線板３１に実装された状態で当該ＱＦ
Ｐ１の動作確認、特性値評価及びデバツギングを検査す
るようになされている。

【００１２】このＩＣチツプ検査装置３０では、検査対
象となるプリント配線板３１上に形成された所定パター
ンの基板ランド３２にそれぞれ導電部材３３が接合さ
れ、当該導電部材３３を介してＩＣソケツト３４が取り
付けられている。このＩＣソケツト３４の上側面には、
検査対象となるＱＦＰ１を嵌め込むための収納室３４Ａ
が形成され、当該収納室３４ＡにＱＦＰ１を嵌め込んだ
後、ＩＣソケツトカバー３５をＱＦＰ１に被覆すること
によりＱＦＰ１を収納室３４Ａ内に保持できるようにな
されている。このとき、ＱＦＰ１のリード端子３は導電
部材３３と電気的に接続し得るようになされている。

【００１３】このＩＣチツプ検査装置３０を用いること
により、新たに開発した数種類のＱＦＰを順次ＩＣソケ
ツト３４に着脱自在に取り替えることができ、かくして
順次ＱＦＰ１がプリント配線板３１に実装された状態に
おける当該ＱＦＰの動作確認、特性値評価及びデバツギ
ングを検査することができる。

【００１４】一方、ＩＣチツプ検査装置３０を用いるこ
となく、オペレータがＱＦＰ１を検査対象となるプリン
ト配線板にはんだ付けした後、当該プリント配線板に実
装された状態にあるＱＦＰ１の動作確認や特性値評価、
デバツギングを検査する方法がある。ところが、ＩＣチ
ツプの動作確認や特性値評価、デバツギングを数種類の
ＩＣチツプについて検査する場合には、同一のプリント
配線板を用いてＩＣチツプの着脱を所定数回繰り返して
行う必要があることから、手はんだ付けによる方法によ
れば、はんだ付けと取り外しとを繰り返す結果、プリン
ト配線板に損傷を生じるおそれがあり、このため着脱回
数には限界があつた。

【００１５】またＢＧＡ及びＣＳＰのようにパツケージ
裏面側に電極端子が形成されてなるＩＣチツプについ
て、プリント配線板に実装された状態における動作確
認、特性値評価及びデバツギングを検査する場合は、Ｂ
ＧＡ及びＣＳＰのピツチ幅、ピン数及び外形等の規格が
標準化されていない上に、従来のガルウイング状のリー
ド端子を有するＱＦＰとは接続端子の形状及び配列が異
なるため、従来から用いられているＩＣソケツトを適用
させることは非常に困難であつた。

【００１６】さらにＢＧＡ及びＣＳＰの電極端子はパツ
ケージ裏面にあるため、プリント配線板のランドとパツ
ケージの電極端子部分のボール電極との位置合わせは、
オペレータが目視確認することは困難となる。従つて例
えばＸ線検査装置等のように構成が煩雑な装置が必要と
なることから、実際上、機種で用いられる回路に対応し
たプリント配線板におけるＢＧＡ及びＣＳＰの動作確
認、特性値評価及びデバツギングを検査するのが困難と
なる問題があつた。

【００１７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、配線基板に対する実装面に複数の金属バンプが形成
されてなる電子部品について容易に検査することができ
る実装部品検査装置を提案しようとするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、所定のランドパターンが形成され
た配線基板の所定位置に実装される電子部品を検査する
実装部品検査装置において、電子部品を保持すると共
に、当該保持した電子部品の各金属バンプとそれぞれ導
通接続するように複数の電極端子が設けられた電子部品
保持手段を設け、当該電子部品保持手段の各電極端子を
導通接続手段によつてそれぞれ配線基板の対応する各ラ
ンドに導通接続するようにする。

【００１９】また本発明においては、導通接続手段は、
電子部品保持手段の各電極端子と配線基板の対応する各
ランドとを導通接続するようにそれぞれ信号ラインが形
成されたフレキシブル基板でなるようにする。

【００２０】このように配線基板を含めた電子部品を検
査する場合に、当該電子部品を直接配線基板に実装する
ことなく、電子部品保持手段を設け、かつ当該電子部品
保持手段及び配線基板間を導通接続手段を介して接続す
るようにしたことにより、配線基板に対する実装面に複
数の金属バンプが形成されてなる電子部品を用いた場合
であつても、従来よりも格段と容易に検査対象として順
次取り替えることができる。また電子部品保持手段と配
線基板の間に複数の信号ラインが形成されたフレキシブ
ル基板を接続するようにしたことにより、従来からある
種々の部品を用いることができ、かくして装置全体とし
て汎用性を持たせることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００２２】図１において４０は全体としてＩＣチツプ
検査装置を示し、検査対象となるプリント配線板４１に
は、当該プリント配線板４１に実装されるＢＧＡ又はＣ
ＳＰ（図示せず）の複数のボール電極端子に対応した複
数のランド（以下、これを基板側ランドと呼ぶ）４２が
形成され、当該基板側ランド４２以外の他のランドには
種々の電子部品４３が予め実装されている。

【００２３】これら複数の基板側ランド４２には、フレ
キシブル基板（ＦＰＣ）４４が導通接続されるようにな
され、当該フレキシブル基板４４は４方向に分岐してそ
れぞれプリント配線板４５に実装されてなるフレキシブ
ル基板用コネクタ４６〜４９に接続されている。

【００２４】またプリント配線板４５には、ＢＧＡ又は
ＣＳＰを嵌め込むためのＩＣソケツト５０が実装されて
おり、当該ＩＣソケツト５０に形成された収納室５０Ａ
にＢＧＡ又はＣＳＰを嵌め込んだとき当該ＢＧＡ又はＣ
ＳＰに形成された複数のボール電極端子がそれぞれフレ
キシブル基板用コネクタ４６〜４９と導通接続するよう
に当該収納室５０Ａの内外に亘つて所定パターンでなる
導電部材５１が形成されている。

【００２５】ここで図２に示すように、フレキシブル基
板４４は、複数の基板側ランド４２との接続部（以下、
これをランド接続部と呼ぶ）４４Ａを中心として４方向
にそれぞれ例えばポリイミド樹脂等でなる透明なフイル
ム（以下、これを接続用フイルムと呼ぶ）４４Ｂ〜４４
Ｅが分岐した構成からなり、当該接続用フイルム４４Ｂ
〜４４Ｅの先端にはそれぞれ接続用電極端子４４ＢＸ〜
４４ＥＸが設けられ、それぞれフレキシブル基板用コネ
クタ４６〜４９（図１）が着脱自在に取り付けられるよ
うになされている。

【００２６】また図３（Ａ）に示すように、ランド接続
部４４Ａも例えばポリイミド樹脂等でなる透明なフイル
ムからなり、当該フイルムには複数の基板側ランド４２
に対応してそれぞれスルーホール５５が形成されてい
る。さらに図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、これら
複数のスルーホール５５にはそれぞれ当該各スルーホー
ル５５を介してランド接続部４４Ａの表面側及び裏面側
を導通してなる銅めつき５６が形成されている。

【００２７】この場合、各スルーホール５５に形成され
た銅めつき５６には、それぞれ銅箔でなるリード線５７
が接合され、当該各リード線５７は接続用フイルム４４
Ｂ〜４４Ｅの両面に積層されて接続用電極端子４４ＢＸ
〜４４ＥＸまで引き出されている。

【００２８】また、図４に示すように接続用フイルム４
４Ｂ〜４４Ｅの先端部すなわち接続用電極端子４４ＢＸ
〜４４ＥＸには、既存の一般的なフレキシブル基板に用
いられるコネクタと同様な形状及び材質となるように表
面補強板が形成され、これによりフレキシブル基板用コ
ネクタ４６〜４９と嵌合し得るようになされている。

【００２９】以上の構成において、フレキシブル基板４
４のランド接続部４４Ａをプリント配線板４１に接合す
るにあたつて、まずプリント配線板４１に配設された複
数の基板側ランド４２にはんだバンプ６０をプリコート
した後、フラツクス６１を塗布しておく。

【００３０】続いてランド接続部４４Ａの各スルーホー
ル５５をそれぞれプリント配線板４１の対応する基板側
ランド４２に位置合わせする際、フレキシブル基板４４
が透明部材でなることから、オペレータは各スルーホー
ル５５とそれぞれ対応する基板側ランド４２上のはんだ
バンプ６０との位置合わせ状態を直接目視確認すること
ができる（図５（Ａ））。従つて、所定方向に所定距離
分の位置ずれが生じた場合でも、オペレータは目視確認
しながら当該位置ずれを補正することができる。

【００３１】このように位置合わせした状態で、オペレ
ータは加熱されたはんだごて６２をランド接続部４４Ａ
の表面から各スルーホール５５に形成された銅めつき５
６に押し当てることにより（図５（Ｂ））、当該銅めつ
き５６を介して熱伝導されたはんだバンプ６０が溶融す
る。その際、フラツクス６１は熱分解されて気化し、銅
めつき５６及びはんだバンプ６０の表面上から蒸発す
る。

【００３２】またこのとき溶融したはんだバンプ６０
は、銅めつき５６が形成されたスルーホール５５を介し
てランド接続部４４Ａの表面に吸い上げられ、スルーホ
ール５５を閉塞するようにはんだ電極６０Ａを形成する
（図５（Ｃ））。この場合もオペレータはスルーホール
５５内にはんだ電極６０Ａが形成されている状態を目視
確認することができ、かくしてはんだ接続の良否判断を
容易に認識することができる。

【００３３】続いてランド接続部４４Ａが実装されたフ
レキシブル基板４４の各接続用フイルム４４Ｂ〜４４Ｅ
について、オペレータはそれぞれ接続用電極端子４４Ｂ
Ｘ〜４４ＥＸを対応する各フレキシブル基板用コネクタ
４６〜４９に嵌合させる。

【００３４】この状態において、オペレータはＩＣソケ
ツト５０内の収納室５０Ａに検査対象となるＢＧＡ又は
ＣＳＰを嵌め込んだとき、当該ＢＧＡ又はＣＳＰに形成
された複数のボール電極端子はそれぞれ各フレキシブル
基板用コネクタ４６〜４９及び各接続用フイルム４４Ｂ
〜４４Ｅを介してプリント配線板４１の複数の基板側ラ
ンド４２と導通接続することにより、当該プリント配線
板４１を含めたＢＧＡ又はＣＳＰの動作確認、特性値評
価及びデバツギングを検査することができる。また既存
のＩＣソケツト５０を用いると共に既存の接続用コネク
タ４６〜４９を用いるようにしたことにより、汎用性を
持たせることができる。

【００３５】因みに、このフレキシブル基板４４を用い
た場合、ＢＧＡ又はＣＳＰを直接プリント配線板４１に
実装する場合と比べて配線長が長くなるため、例えばデ
バツギングの影響を受けやすい部品等はプリント配線板
４１に実装することなく、ＩＣソケツト５０が実装され
ているプリント配線板４５に実装するようにする。

【００３６】以上の構成によれば、プリント配線板４１
を含めたＢＧＡ又はＣＳＰの動作確認、特性値評価及び
デバツギングを検査する場合に、当該ＢＧＡ又はＣＳＰ
を直接プリント配線板４１に実装することなく、ＩＣソ
ケツト５０が実装されたプリント配線板４５を設け、か
つ当該プリント配線板４５とプリント配線板４１の間に
フレキシブル基板４４を接続するようにしたことによ
り、ＢＧＡ及びＣＳＰのようなパツケージ裏面側に電極
端子が形成されてなるＩＣチツプを用いた場合であつて
も、従来のＩＣソケツト５０及び接続用コネクタ４６〜
４９を用いて汎用性を持たせることができると共に、プ
リント配線板４１に対するフレキシブル基板４４の位置
ずれ状態をオペレータが容易に目視確認することがで
き、この結果、従来よりも格段と容易に検査対象として
順次取り替えることができる。

【００３７】さらにプリント配線板４１の接続部分にお
けるフレキシブル基板４４を、銅めつき５６が形成され
たスルーホール５５を有する形状としたことにより、ラ
ンド接続部４４Ａをプリント配線板４１に実装する方法
として従来から困難であつたフエイスダウン実装方法を
容易に実現することができる。かくして従来よりも格段
と容易にプリント配線板４１を含めたＢＧＡ又はＣＳＰ
の動作確認、特性値評価及びデバツギングを検査するこ
とができる。

【００３８】なお上述の実施例においては、検査対象と
なる電子部品としてＢＧＡ及びＣＳＰを用いた場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、配線基板に対す
る実装面に複数の金属バンプが形成されてなる電子部品
であれば種々のものを適用し得る。

【００３９】また上述の実施例においては、導通接続手
段としてのフレキシブル基板４４の各接続用フイルム４
４Ｂ〜４４Ｅの両面に複数のリード線５７を積層するよ
うにした場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、各接続用フイルム４４Ｂ〜４４Ｅの片面に積層する
ようにしても良い。

【００４０】さらに上述の実施例においては、電子部品
保持手段としてＩＣソケツト５０を用いた場合について
述べたが、本発明はこれに限らず、検査対象となる電子
部品を保持し得ると共に当該電子部品を配線基板と導通
接続し得るものであれば種々のものを用いるようにして
も良い。

【００４１】さらに上述の実施例においては、フレキシ
ブル基板４４の材質としてポリイミド樹脂を用いた場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばポリ
エステル樹脂でも良く、さらにエポキシ樹脂系及び又は
アクリル樹脂系でなるその他種々のもの用いるようして
も良い。

【００４２】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、所定のラ
ンドパターンが形成された配線基板の所定位置に実装さ
れる電子部品を検査する実装部品検査装置において、電
子部品を保持すると共に、当該保持した電子部品の各金
属バンプとそれぞれ導通接続するように複数の電極端子
が設けられた電子部品保持手段を設け、当該電子部品保
持手段の各電極端子を導通接続手段によつてそれぞれ配
線基板の対応する各ランドに導通接続するようにしたこ
とにより、配線基板に対する実装面に複数の金属バンプ
が形成されてなる電子部品について容易に検査すること
ができる実装部品検査装置を実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＩＣチツプ検査装置の構成の一実
施例を示す略線図である。

【図２】フレキシブル基板の構成を示す平面図である。

【図３】ランド接続部の構成を示す平面図及び部分的断
面図である。

【図４】接続用電極端子の構成を示す平面図である。

【図５】フレキシブル基板とプリント配線板との接合す
る工程の説明に供する平面図及び部分的断面図である。

【図６】従来のＱＦＰの外観を示す略線図である。

【図７】従来のＴＣＰの外観を示す略線図である。

【図８】従来のＢＧＡの外観及び構成を示す部分的断面
図である。

【図９】従来のＣＳＰの構成を示す部分的断面図であ
る。

【図１０】従来のＩＣチツプ検査装置の構成を示す部分
的断面図である。

【符号の説明】

１０……ＢＧＡ、２０……ＣＳＰ、３０、４０……ＩＣ
チツプ検査装置、４１、４５……プリント配線板、４２
……基板側ランド、４４……フレキシブル基板、４４Ａ
……ランド接続部、４４Ｂ〜４４Ｅ……接続用フイル
ム、４４ＢＸ〜４４ＥＸ……接続用電極端子、４６〜４
９……接続用コネクタ、５０……ＩＣソケツト、５１…
…導電部材、５５……スルーホール、５６……銅めつ
き、６０……はんだバンプ、６０Ａ……はんだ電極、６
２……はんだごて。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定のランドパターンが形成された配線基
   板の所定位置に実装される電子部品を検査する実装部品
   検査装置において、 上記電子部品を保持すると共に、当該保持した電子部品
   の各金属バンプとそれぞれ導通接続するように複数の電
   極端子が設けられた電子部品保持手段と、 上記電子部品保持手段の各上記電極端子をそれぞれ上記
   配線基板の対応する各上記ランドに導通接続する導通接
   続手段とを具えることを特徴とする実装部品検査装置。
2. 【請求項２】上記導通接続手段は、 上記電子部品保持手段の各上記電極端子と上記配線基板
   の対応する各上記ランドとを導通接続するようにそれぞ
   れ信号ラインが形成されたフレキシブル基板でなること
   を特徴とする請求項１に記載の実装部品検査装置。
3. 【請求項３】上記フレキシブル基板及び上記電子部品保
   持手段が、着脱自在のコネクタを介して導通接続された
   ことを特徴とする請求項２に記載の実装部品検査装置。
4. 【請求項４】上記フレキシブル基板は、一端部に上記配
   線基板の各上記ランドに相当する位置にそれぞれ各上記
   ランドに対応してスルーホールが形成されたことを特徴
   とする請求項２に記載の実装部品検査装置。