JP3700721B2 - 回路基板の検査装置および回路基板の検査方法 - Google Patents
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Description
この検査装置80は、上部側基板挟圧体81Aおよび下部側基板挟圧体81Bの各々に係る支柱植設用板85が被検査回路基板1に接近する方向に移動することに伴って支柱84がベース板86を押圧し、これにより、被検査回路基板1が上部側基板挟圧体81Aおよび下部側基板挟圧体81Bに挟圧されることによって測定状態とされる。
また、検査時の加圧圧力が高いということは、異方導電性シートの繰り返し使用耐久性の低下をもたらし、その結果、検査装置において頻繁に異方導電性シートの交換が必要となり、回路基板の検査効率が低下するという問題も生じていた。
そのため、厚さが10mm程度のベース板に貫通孔を形成する場合には、先ず片面(「A面」とする。)側から所定の位置に約5mmの深さの孔をドリル加工操作で設け、次にA面の反対面(「B面」とする。)側から所定の位置に対してドリル加工操作を行い、この操作による孔をA面側から設けた孔と連結することによって貫通孔を形成する手法が用いられている。この手法によればドリルの刃の欠損、折れは発生しにくいが、1つの貫通孔の形成に合計2回のドリル加工操作を必要とし、ドリル加工操作の作業工程に要する時間が2倍となる問題点がある。更に、A面側から設けた孔と、B面側から設けた孔とが、ドリル加工機の位置合わせが不充分であった場合には、連結されずにベース板に対するドリル加工処理が失敗する場合もあり生産効率が悪いため、ドリル加工処理の容易な構造を有する生産性のよい検査装置が望まれていた。
本発明の他の目的は、検査対象電極のサイズおよびピッチまたは離間距離が小さい回路基板についても、信頼性の高い回路基板の電気的検査を行うことのできる回路基板の検査方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、検査対象電極のサイズおよびピッチまたは離間距離が小さい回路基板を検査するための、良好な生産性の得られる構造を有する検査装置を提供することにある。
本発明のまた更に他の目的は、比較的低い加圧圧力で回路基板の検査を実施することができる、コンパクトで製造コストが安く、検査時における異方導電性シート劣化の小さい検査装置を提供することにある。
検査対象回路基板の上面側に配置される上部側基板挟圧体と、当該検査対象回路基板の下面側に配置される下部側基板挟圧体とを備え、
この上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体は、少なくともいずれか一方が複数の検査用電極を有すると共に、各々、支柱植設用板に植設された複数の支柱によって支持されてなるベース板に設けられており、上部側基板挟圧体に係る上部側ベース板における上部側支柱による上部側支持点と、下部側基板挟圧体に係る下部側ベース板における下部側支柱による下部側支持点とが、上方から透視した上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体の厚み方向の投影面上において異なる位置に配置されていることを特徴とする。
また、本発明の回路基板の検査装置は、測定状態において、検査対象回路基板と、これを挟圧する上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体とよりなる複合積重体が、その全体が上部側支持点および下部側支持点に従って、上部側ベース板および下部側ベース板と共に上部側支柱および下部側支柱の各々によって押圧されている箇所において厚み方向に変位することにより変形される。
そして、測定状態において、上部側支柱における先端レベルと、下部側支柱における先端レベルとの複合積重体の厚み方向におけるギャップが、複合積重体の厚みと、上部側ベース板の厚みと、下部側ベース板の厚みとの総和より小さくなる。
上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体の厚み方向の投影面上において、隣接する4つの上部側支持点によって区画される上部側単位領域内に、下部側支持点が1つのみ配置されると共に、隣接する4つの下部側支持点によって区画される下部側単位領域内に、上部側支持点が1つのみ配置されることが好ましい。
この回路基板の検査装置においては、上部側単位領域に係る互いに隣接する上部側支持点間および下部側単位領域に係る互いに隣接する下部側支持点間の離間距離が、各々、10〜100mmであることが好ましい。
上部側支柱および下部側支柱の各々が上部側ベース板および下部側ベース板を押圧することにより、検査対象回路基板が上部側基板挟圧体と下部側基板挟圧体とによって挟圧された測定状態を形成し、
この測定状態において、検査対象回路基板と、これを挟圧する上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体とよりなる複合積重体が、その全体が上部側支持点および下部側支持点に従って、上部側ベース板および下部側ベース板と共に上部側支柱および下部側支柱の各々によって押圧されている箇所において厚み方向に変位することにより変形されることを特徴とする。
従って、本発明の回路基板の検査装置によれば、弊害を伴うことなく異方導電性シートの厚みを薄くすることができるため、検査対象電極のサイズおよびピッチまたは離間距離が小さい回路基板についても、信頼性の高い回路基板の電気的検査を行うことができ、また、装置自体の軽量化を図ることができる。
そして、低い加圧圧力にて検査対象回路基板の各検査対象電極と、検査用電極との導通が達成できるため、検査装置の構成部材として加圧耐久強度が小さい部品を使用することができ、これにより、検査装置の構造をコンパクトで小型化、簡略化することができることから製造コストを削減できる。
更に、低い加圧圧力にて検査対象回路基板の電気的検査を行うことにより、検査毎における異方導電性シートの繰り返し加圧による劣化を抑制でき、異方導電性シートの交換頻度を少なくすることができるため、検査効率が向上し、検査コストをも削減することができる。
図1は、本発明の回路装置の検査装置の一例の構成を、検査対象回路基板と共に示す説明用断面であり、図2は、図1の回路基板の検査装置の一部を拡大して示す説明用断面図である。
この検査装置10は、両面に検査対象電極(被検査電極)が形成された回路基板の電気的検査を行うものであって、検査対象回路基板(被検査回路基板)1の上面側に配置される、当該被検査回路基板1の上面被検査電極2に対応するパターンに従って形成されている複数の検査用電極32Aを有し、その表面(図1において下面)に異方導電性シート33が設けられている上部側基板挟圧体30と、被検査回路基板1の下面側に配置される、当該被検査回路基板1の下面被検査電極3に対応するパターンに従って形成されている複数の検査用電極52Aを有し、その表面(図1において上面)に異方導電性シート53が設けられている下部側基板挟圧体50とが、上下に互いに対向するよう配置されている。
被検査回路基板1に要求される可撓性の程度は、以下の通りである。
図3に示すように、被検査回路基板1の両端部を10cm間隔で支持した状態で当該被検査回路基板1を水平に配置した場合において、上方から50kgfの圧力で加圧することによって生ずる被検査回路基板1の撓みaが、被検査回路基板1の幅bの0.04%以上であることが好ましい。
この図の例においては、上部側ベース板21の裏面(図1において上面)には、上部側支柱22により、後述する上部側支持点21Aを形成すべき位置に、上部側支柱22の先端部22Bの外径に適合した内径を有する係合凹所(図示せず)が形成されており、この係合凹所に上部側支柱22の先端部22Bにおける係合部分が挿入されて係合されることにより、上部側ベース板21に、上部側支柱22によって上部側支持点21Aが形成されている。
この図の例においては、下部側ベース板25の表面には、後述する複数の検査ピン56が配置される領域全域に、略矩形状の突出部25A(図6参照)が形成されている。また、下部側ベース板25の突出部25Aに係る裏面(図1において下面)には、下部側支柱26により、後述する下部側支持点25Bを形成すべき位置に、下部側支柱26の先端部26Bの外径に適合した内径を有する係合凹所(図示せず)が形成されており、この係合凹所に下部側支柱26の先端部26Bにおける係合部分が挿入されて係合されることにより、下部側ベース板25に、下部側支柱26によって下部側支持点25Bが形成されている。
なお、上部側ベース板21および下部側ベース板25の各々における係合凹所は必須のものではなく、各ベースには係合凹所を設けなくてもよい。
具体的には、図4に示すように、特定投影面M1上において、隣接する4つの上部側支持点21Aによって区画される矩形状の上部側単位領域R1内の2本の対角線が交わる位置に、下部側支持点25Bが1つのみ配置されていると共に、隣接する4つの下部側支持点25Bによって区画される矩形状の下部側単位領域R2内の2本の対角線が交わる位置に、上部側支持点21Aが1つのみ配置されるよう配列している。図4においては、上部側支持点21Aが黒丸、下部側支持点25Bが白丸で示されており、また、各々、一の上部側単位領域R1および一の下部側単位領域R2が、二点鎖線で囲まれている。
ここに、互いに隣接する上部側支持点21A間の離間距離および互いに隣接する下部側支持点25B間の離間距離は、各々、10〜100mmであることが好ましく、より好ましくは12〜70mmであり、特に好ましくは15〜50mmである。
上部側ベース板21および下部側ベース板25(以下、これらを「特定ベース板」ともいう。)に要求される可撓性の程度は、以下の通りである。
特定ベース板の両端部を10cm間隔で支持した状態で当該特定ベース板を水平に配置した場合(図3参照)において、上方から50kgfの圧力で加圧することによって生ずる特定ベース板の撓みが、特定ベース板の幅の0.02%以下であり、かつ上方から200kgfの圧力で加圧することによっても破壊および永久変形が生じないことが好ましい。
この図の例においては、「下部側ベース板25の厚み」は、突出部25Aが形成されている部分における厚みを示す。また、この突出部25Aの突出高さは、0.5〜5mmであることが好ましい。
貫通孔を形成すべきベース板の厚みが5mm以下であることにより、1回のドリル加工操作によって、例えばドリルの刃に欠損や折れが発生するなどの弊害を伴うことなく高い効率で貫通孔を形成することができることから、1つの貫通孔を形成するために複数回のドリル加工操作を行う必要がない。従って、厚みが5mm以下であるベース板を備えてなる検査装置は、厚いベース板を備えてなる検査装置に比して、ドリル加工処理に要する時間を小さくすることができると共に、高い効率で貫通孔を形成することができることから、高い生産効率で製造することができる。
この上部側支柱22および下部側支柱26は、各々、全長が10〜100mmであることが好ましい。
検査装置10を構成する複数の上部側支柱22は、特定の測定状態を達成することができるものであれば、それらが異なる全長を有するものであってもよく、同様に、複数の下部側支柱26も、それらが異なる全長を有するものであってもよい。
また、上部側支持点21Aおよび下部側支持点25Bを形成する先端部22B、26Bの外径は、1〜10mmであることが好ましく、更に、上部側支柱22の先端部22Bの外径と、下部側支柱26の先端部26Bの外径とは、同一であることが好ましい。
検査用回路基板32は、その裏面(図1において上面)に、例えばピッチが0.2mm、0.3mm、0.45mm、0.5mm、0.75mm、0.8mm、1.06mm、1.27mm、1.5mm、1.8mmまたは2.54mmの格子点位置に従って複数の端子電極32Bが配置され、これらの端子電極32Bの各々は、内部配線部32Cによって検査用電極32Aに電気的に接続されている。
異方導電性シート33は、絶縁性を有する弾性高分子物質よりなる基材中に導電性粒子が当該異方導電性シート33の厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなるものであって、測定状態において、その厚み方向に加圧されたときに導電性粒子の連鎖によって導電路が形成される。
ここに、「測定状態」とは、例えば上部側基板挟圧体30および下部側基板挟圧体50の間に被検査回路基板1が挟圧されることにより、異方導電性シートがその厚さ方向に押圧された状態を意味する。
検査ピン36の各々は、図5に示すように、円柱状の先端部36Aと、この先端部36Aに連続し、当該先端部36Aの外径より大径の外径を有する円柱状の中央部36Bと、この中央部36Bに連続し、当該中央部36Bの外径より大径の外径を有する大径部36Cと、この大径部36Cに連続し、中央部36Bと同一の外径を有する基端部36Dとを有するものである。この検査ピン36は、基端部36Dの外径に適合した内径を有し、当該検査ピン36を配置すべきピッチ格子点位置に形成された上部側ベース板21の検査ピン用貫通孔21Bに挿入され、当該上部側ベース板21の表面(図5において下面)に配置された板状のスペーサーボード38に形成された、検査ピン36の中央部36Bおよび大径部36Cに適合した形状を有する検査ピン用貫通孔38Aに挿入されて係合されることにより、スペーサーボード38の表面(図5において下面)から先端部36Aが突出した状態に固定されている。
そして、検査ピン36の各々は、基端部36Dに電気的に接続されたワイヤー配線39によって上部側支柱植設用板23に設けられたコネクター(図示せず)に電気的に接続され、更に、このコネクターを介してテスターの検査回路(図示せず)に電気的に接続されている。
異方導電性シート37は、絶縁性を有する弾性高分子物質よりなる基材中に導電性粒子が当該異方導電性シート37の厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなるものであって、測定状態において、その厚み方向に加圧されたときに導電性粒子の連鎖によって導電路が形成される。
アライメント可動板15は、下部側ベース板25の突出部25Aの突出高さに適合した厚みを有するものであって、下部側ベース板25に移動自在に固定されたアライメント支柱16に支持されている。また、このアライメント可動板15は、図6に示すように、下部側ベース板25の突出部25Aに適合した位置に形成された、当該突出部25Aに適合した大きさを有する略矩形状孔15Aに、突出部25Aが挿入された状態で配置されている。
検査用回路基板52は、その裏面(図1において下面)に、例えばピッチが0.2mm、0.3mm、0.45mm、0.5mm、0.75mm、0.8mm、1.06mm、1.27mm、1.5mm、1.8mmまたは2.54mmの格子点位置に従って複数の端子電極52Bが配置され、これらの端子電極52Bの各々は、内部配線部52Cによって検査用電極52Aに電気的に接続されている。
異方導電性シート53は、絶縁性を有する弾性高分子物質よりなる基材中に導電性粒子が当該異方導電性シート53の厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなるものであって、測定状態において、その厚み方向に加圧されたときに導電性粒子の連鎖によって導電路が形成される。
検査ピン56の各々は、図7に示すように、円柱状の先端部56Aと、この先端部56Aに連続し、当該先端部56Aの外径より大径の外径を有する円柱状の中央部56Bと、この中央部56Bに連続し、当該中央部56Bの外径より大径の外径を有する大径部56Cと、この大径部56Cに連続し、中央部56Bと同一の外径を有する基端部56Dとを有するものである。この検査ピン56は、基端部56Dの外径に適合した内径を有し、当該検査ピン56を配置すべきピッチ格子点位置に形成された下部側ベース板25の検査ピン用貫通孔25Dに挿入され、当該下部側ベース板25の表面(図7において上面)に配置されたスペーサーボード58に形成された、検査ピン56の中央部56Bおよび大径部56Cに適合した形状を有する検査ピン用貫通孔58Aに挿入されて係合されることにより、スペーサーボード58の表面(図7において上面)から先端部56Aが突出した状態に固定されている。
そして、検査ピン56の各々は、基端部56Dに電気的に接続されたワイヤー配線59によって下部側支柱植設用板27に設けられたコネクター(図示せず)に電気的に接続され、更に、このコネクターを介してテスターの検査回路(図示せず)に電気的に接続されている。
異方導電性シート57は、絶縁性を有する弾性高分子物質よりなる基材中に導電性粒子が当該異方導電性シート57の厚み方向に並ぶよう配向した状態で含有されてなるものであって、測定状態において、その厚み方向に加圧されたときに導電性粒子の連鎖によって導電路が形成される。
以上において、得られる異方導電性シートに耐候性が要求される場合には、共役ジエン系ゴム以外のものを用いることが好ましく、特に、形成加工性および電気特性の観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
また、ビニル基を両末端に含有する液状シリコーンゴムは、オクタメチルシクロテトラシロキサンのような環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として例えばジメチルジビニルシロキサンを用い、その他の反応条件(例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量)を適宜選択することにより得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化n−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば80〜130℃である。
また、環状シロキサンを触媒の存在下においてアニオン重合し、重合停止剤として、例えばジメチルヒドロクロロシラン、メチルジヒドロクロロシランまたはジメチルヒドロアルコキシシランなどを用い、その他の反応条件(例えば、環状シロキサンの量および重合停止剤の量)を適宜選択することによっても得られる。ここで、アニオン重合の触媒としては、水酸化テトラメチルアンモニウムおよび水酸化n−ブチルホスホニウムなどのアルカリまたはこれらのシラノレート溶液などを用いることができ、反応温度は、例えば80〜130℃である。
硬化触媒として用いられる有機過酸化物の具体例としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ビスジシクロベンゾイル、過酸化ジクミル、過酸化ジターシャリーブチルなどが挙げられる。
硬化触媒として用いられる脂肪酸アゾ化合物の具体例としては、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。
ヒドロシリル化反応の触媒として使用し得るものの具体例としては、塩化白金酸およびその塩、白金−不飽和基含有シロキサンコンプレックス、ビニルシロキサンと白金とのコンプレックス、白金と1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサンとのコンプレックス、トリオルガノホスフィンあるいはトリオルガノホスファイトと白金とのコンプレックス、アセチルアセテート白金キレート、環状ジエンと白金とのコンプレックスなどの公知のものが挙げられる。
硬化触媒の使用量は、高分子物質用材料の種類、硬化触媒の種類、その他の硬化処理条件を考慮して適宜選択されるが、通常、高分子物質用材料100質量部に対して3〜15質量部である。
このような無機充填材の使用量は、特に限定されるものではないが、多量に使用すると、磁場による導電性粒子の配向を十分に達成することができなくなるため、好ましくない。
また、シート形成材料の粘度は、温度25℃において100000〜1000000cpの範囲内であることが好ましい。
これらの中では、強磁性体よりなる粒子例えばニッケル粒子を芯粒子とし、その表面に導電性の良好な金属、特に金のメッキを施したものを用いることが好ましい。
芯粒子の表面に導電性金属を被覆する手段としては、特に限定されるものではないが、例えば化学メッキまたは電解メッキにより行うことができる。
また、導電性金属の被覆量は、芯粒子の0.5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは3〜25質量%、特に好ましくは4〜20質量%である。被覆される導電性金属が金である場合には、その被覆量は、芯粒子の2.5〜30質量%であることが好ましく、より好ましくは3〜20質量%、さらに好ましくは3.5〜17質量%である。
また、異方導電性シートの厚み方向における電気抵抗は、当該異方導電性シートを厚み方向に10〜20gfの荷重で加圧した状態において、100mΩ以下であることが好ましい。
また、上部側検査ヘッド35および下部側検査ヘッド55を構成する異方導電性シート37、57の厚みは、0.1〜1.5mmであることが好ましい。
例えば、導電性粒子を、硬化処理によって弾性高分子物質となる高分子物質用材料中に分散させ、必要に応じて減圧による脱泡処理を行うことにより、流動性のシート形成材料を調製する。このようにして調製されたシート形成材料を、異方導電性シート成形用金型のキャビティ内に注入し、導電性粒子が分散された状態のシート形成材料層を形成する。次いで、金型の上面および下面に、例えば一対の電磁石を配置し、当該電磁石を作動させることにより、平行磁場をシート形成材料層の厚み方向に作用させ、当該シート形成材料層中に分散されていた導電性粒子を厚み方向に並ぶよう配向する。そして、この状態において、シート形成材料層を硬化処理することにより、弾性高分子物質中に導電性粒子が厚み方向に並ぶよう配向した異方導電性シートが製造される。
被検査回路基板1を、回路基板保持機構によって検査実行領域11に配置し、この状態で、上部側支柱植設用板23および下部側支柱植設用板27の各々が被検査回路基板1に接近する方向に移動することに伴って上部側支柱22および下部側支柱26の各々が上部側ベース板21および下部側ベース板25を押圧することにより、上部側基板挟圧体30および下部側基板挟圧体50の各々が被検査回路基板1に接近する方向に移動し、その結果、被検査回路基板1が上部側基板挟圧体30および下部側基板挟圧体50によって挟圧される。
ここに、アライメント可動板15は、測定状態においても、非測定状態にあるときと同様に、アライメント支柱16の稼働に伴って摺動自在な状態とされている。
ここに、「複合積重体19の厚み」とは、上部側基板挟圧体30の厚みと、被検査回路基板1の厚みと、下部側基板挟圧体50の厚みとの総和である。
また、「上下支柱間キャップ」とは、複合積重体19の厚み方向に垂直な方向における、上部側レベル上に位置する上部側支柱22と上部側ベース板21との境界面(以下、「上部側境界面」ともいう。)M2が、下部側レベル上に位置する下部側支柱26と下部側ベース板25との境界面M3(以下、「下部側境界面」ともいう。)よりも、図8において上方に位置している場合の、上部側境界面M2と、下部側境界面M3との離間距離である。従って、本明細書中において、上部側境界面M2と、下部側境界面M3との位置関係が逆転している場合には、上下支柱間ギャップがない状態とされる。
従って、本発明の回路基板の検査装置によれば、弊害を伴うことなく異方導電性シートの厚みを薄くすることができるため、検査対象電極のサイズおよびピッチまたは離間距離が小さい回路基板についても、信頼性の高い回路基板の電気的検査を行うことができ、また、装置自体の軽量化を図ることができる。
そして、低い加圧圧力にて被検査回路基板1の各被検査電極(上面被検査電極2および下面被検査電極3)の各々と、検査用電極32A、52Aとの導通が達成できるため、検査装置10の構成部材として加圧耐久強度が小さい部品を使用することができ、これにより、検査装置10の構造をコンパクトで小型化、簡略化することができることから製造コストを削減できる。
更に、低い加圧圧力にて被検査回路基板1の電気的検査を行うことにより、検査毎における異方導電性シート33、37、53、57の繰り返し加圧による劣化を抑制でき、異方導電性シート33、37、53、57の交換頻度を少なくすることができるため、検査効率が向上し、検査コストをも削減することができる。
例えば、回路基板の検査装置は、図9に示すように、各々、板状の上部側ベース板74および下部側ベース板78に設けられた上部側検査ヘッド71および下部側検査ヘッド75の各々が、板状の電極装置72、76と、この電極装置72、76の表面(図9において被検査回路基板1側に位置する面)に固定されて配置された異方導電性シート73、77とにより構成されているものであってもよい。電極装置72、76は、各々、その表面に上部側アダプター31および下部側アダプター51の端子電極(図示せず)と同一のピッチの格子点位置に配置された複数の接続用電極(図示せず)を有し、これらの接続用電極の各々は、電極ピン(図示せず)を介してワイヤー配線(図示せず)によって、上部側支柱植設用板23および下部側支柱植設用板27の各々に設けられたコネクター(図示せず)に電気的に接続され、更に、このコネクターを介してテスターの検査回路(図示せず)に電気的に接続されている。図9においては、79は、回路基板保持機構を構成する位置決めピン13を固定するスペーサーであり、また、検査装置70の構成要素のうち、図1の検査装置10の構成部材と同一の構成を有するものについては、当該検査装置10と同一の符号が付されている。
図1の構成に従い、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」(日本電産リード社製)の検査部に適合する、下記の条件の回路基板の検査装置(以下、「検査装置(1)」ともいう。)を作製した。
検査装置(1)において、上部側支持点および下部側支持点は、各々、格子状に形成されており、図4に示すように、特定投影面M1上において、隣接する4つの上部側支持点21Aによって区画される矩形状の上部側単位領域R1内の2本の対角線が交わる位置に、上部側支持点21Aが1つ配置されるよう配列されている。
この検査装置(1)の作製に際しては、上部側ベース板として、その厚みが4.0mmのものを用いたため、1つの貫通孔を1回のドリル加工操作によって形成することができ、その厚みが6.0mmであり、1つの貫通孔の形成に複数回のドリル加工操作を要した下部側ベース板に比して、1つの貫通孔を形成するために要するドリル加工処理時間が小さく、高い効率で貫通孔を形成することができた。
〔検査用回路基板〕
検査用電極の総数:7312点
最小検査用電極の寸法:60μm×150μm
端子電極の総数:3784点
最小端子電極の寸法:60μm×150μm
基板材質:ガラス繊維補強型エポキシ樹脂
最大厚み:1.0mm
〔異方導電性シート〕
寸法:110mm×110mm、厚み0.1mm
導電性粒子:材質;金メッキ処理を施したニッケル粒子、平均粒子径;20μm、含有率;18体積%
弾性高分子物質:材質;シリコーンゴム、硬度;40
〔検査ピン〕
材質:金メッキ処理を施した真鍮
先端部の寸法:外径0.35mm、全長0.1mm
中央部の寸法外径0.48mm、全長1.8mm
大径部の寸法:外径0.55mm、全長0.1mm
基端部の寸法:外径0.48mm、全長3.0mm
隣接検査ピン間離間距離:0.75mm
〔異方導電性シート〕
寸法:110mm×110mm、厚み0.25mm
導電性粒子:材質;金メッキ処理を施したニッケル粒子、平均粒子径;35μm、含有率;13体積%
弾性高分子物質:材質;シリコーンゴム、硬度;30
〔スペーサーボード〕
材質:ガラス繊維補強型エポキシ樹脂材「FR−4」
寸法:200mm×346mm、厚み1.9mm
材質:ガラス繊維補強型エポキシ樹脂材「FR−4」
寸法:200mm×346mm、厚み4.0mm
質量:0.5kg
材質:真鍮
寸法:先端部の外径4mm、全長67mm
隣接上部側支柱離間距離:図1における左右方向(以下、単に「左右方向」という。);32.25mm、左右方向に垂直な方向(以下、単に「垂直方向」ともいう。);24.75mm
〔検査用回路基板〕
検査用電極の総数:7312点
最小検査用電極の寸法:60μm×150μm
端子電極の総数:3784点
最小端子電極の寸法:60μm×150μm
基材材質:ガラス繊維補強型エポキシ樹脂
最大厚み:1.0mm
〔異方導電性シート〕
寸法:100mm×110mm、厚み0.1mm
導電性粒子:材質;金メッキ処理を施したニッケル粒子、平均粒子径;20μm、含有率;18体積%
弾性高分子物質:材質;シリコーンゴム、硬度;40
〔検査ピン〕
材質:金メッキ処理を施した真鍮
先端部の寸法:外径0.35mm、全長0.1mm
大径部の寸法:外径0.55mm、全長1.8mm
基端部の寸法:外径0.48mm、全長3.0mm
隣接検査ピン間離間距離:0.75mm
〔異方導電性シート〕
寸法:100mm×110mm、厚み0.25mm
導電性粒子:材質;金メッキ処理を施したニッケル粒子、平均粒子径;35μm、含有率;13体積%
弾性高分子物質:材質;シリコーンゴム、硬度;30
〔スペーサーボード〕
材質:ガラス繊維補強型エポキシ樹脂材「FR−4」
寸法:100mm×338mm、厚み1.9mm
〔アライメント可動板〕
寸法:100mm×338mm、厚み2.95mm
材質:ガラス繊維補強型エポキシ樹脂材「FR−4」
寸法:100mm×338mm、厚み6.0mm、突出部の突出高さ3.0mm質量:0.4kg
材質:真鍮
寸法:先端部の外径4mm、全長65mm
隣接下部側支柱離間距離:左右方向;32.25mm、垂直方向;24.75mm
隣接上部側支持点距離:左右方向;32.25mm、垂直方向;24.75mm
上部側単位領域の対角線の長さ(図4における離間距離c):約41mm
隣接下部側支持点間距離:左右方向;32.25mm、垂直方向;24.75mm
下部側単位領域の対角線の長さ:約41mm
上部側単位領域内に位置する下部側支持点と上部側支持点との離間距離(図4におけるd):約20mm
寸法:100mm×100mm、厚み0.8mm
上面被検査電極:最小電極サイズ;直径0.3mm、配置ピッチ;0.75mm、電極数;7312
下面被検査電極:最小電極サイズ;直径0.3mm、配置ピッチ;0.75mm、電極数;3784
(1)最低プレス圧力の測定
作成した検査装置(1)をレール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」の検査部にセットし、当該検査装置(1)に対して用意した良品回路基板をセットして、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」のプレス圧力を100〜250kgfの範囲内において段階的に変化させ、各プレス圧力条件毎に各10回づつ、良品回路基板の被検査電極について、検査用電極に1ミリアンペアの電流を印加したときの導通抵抗値を測定した。
測定された導通抵抗値が100Ω以上となった検査点(以下、「NG検査点」ともいう。)を導通不良と判定し、総検査点におけるNG検査点の割合(以下、「NG検査点割合」ともいう。)を算出し、NG検査点割合が0.01%以下となった最も低いプレス圧力を最低プレス圧力とした。
この導通抵抗値の測定においては、一の導通抵抗値の測定が終了した後に、当該測定に係るプレス圧力を開放して検査装置を無加圧状態に戻し、次の導通抵抗値の測定は、再度、所定の大きさのプレス圧力を作用させることによって行った。
また、具体的に、NG検査点割合は、良品回路基板の上面被検査電極数は7312点、下面被検査電極数は3784点であり、各プレス圧力条件において10回の測定を行ったことから、式(7312+3784)×10=110960によって算出される110960点の検査点に占める、NG検査点の割合を示す。
作成した検査装置(1)をレール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」の検査部にセットし、当該検査装置(1)に対して用意した良品回路基板をセットして、レール搬送型回路基板自動検査機「STARREC V5」のプレス圧力条件を150kgfとし、所定回数の加圧を行った後、良品回路基板の被検査電極について、プレス圧力150kgfの条件下にて、検査用電極に1ミリアンペアの電流を印加したときの導通抵抗値を10回測定した。測定された導通抵抗値が100Ω以上となった検査点(NG検査点)を導通不良と判定し、総検査点におけるNG検査点の割合(NG検査点割合)を算出した。
次いで、検査装置(1)における異方導電性シートを新しいものに交換し、プレス圧力条件を180kgfに変更したこと以外は上記と同様の条件によって所定回数の加圧を行い、その後、プレス圧力条件を180kgfとしたこと以外は上記と同様の手法によってNG検査点割合を算出した。
この異方導電性シートの耐久性に係る導通抵抗値を測定においては、一の導通抵抗値の測定が終了した後に、当該測定に係るプレス圧力を開放して検査装置を無加圧状態に戻し、次の導通抵抗値の測定は、再度、所定の大きさのプレス圧力を作用させることによって行った。
また、具体的に、NG検査点割合は、良品回路基板の上面被検査電極数は7312点、下面被検査電極数は3784点であり、各プレス回数条件において10回の測定を行ったことから、式(7312+3784)×10=110960によって算出される110960点の検査点に占める、NG検査点の割合を示す。
上部側ベース板の厚みを10.0mm、下部側ベース板における厚みを13.0mm、上部側支柱および下部側支柱の先端部の外径を6.0mm、上部側支柱および下部側支柱の左右方向の離間距離を32.25mm、垂直方向の離間距離を24.75mmとしたこと以外は検査装置(1)と同様の回路基板の検査装置(以下、「比較用検査装置(1)」ともいう。)を作製した。
この比較用検査装置(1)は、検査装置(1)に比して上部側ベース板および下部側ベース板としてその厚みが大きいものを用いたため、1つの貫通孔の形成に複数回のドリル加工操作を要し、1つの貫通孔を形成するために要するドリル加工処理時間が大きくなり、検査装置(1)に比して、その生産性が低いものとなった。
比較用検査装置(1)における隣接する上部側支持点間距離は、左右方向が32.25mm、垂直方向が24.75mmであって、隣接する下部側支持点間距離は、左右方向が32.25mm、垂直方向が24.75mmであり、また、図11における離間距離cが41mmである。なお、比較用検査装置(1)においては、図4に示されている離間距離dは0mmとなる。
2 上面被検査電極
3 下面被検査電極
10 検査装置
11 検査実行領域
13 位置決めピン
15 アライメント可動板
15A 略矩形状孔
16 アライメント支柱
19 複合積重体
21 上部側ベース板
21A 上部側支持点
21B 検査ピン用貫通孔
22 上部側支柱
22A 基端部
22B 先端部
23 上部側支柱植設用板
25 下部側ベース板
25A 突出部
25B 下部側支持点
25C 位置決めピン用貫通孔
25D 検査ピン用貫通孔
26 下部側支柱
26A 基端部
26B 先端部
27 下部側支柱植設用板
30 上部側基板挟圧体
31 上部側アダプター
32 検査用回路基板
32A 検査用電極
32B 端子電極
32C 内部配線部
33 異方導電性シート
35 上部側検査ヘッド
36 検査ピン
36A 先端部
36B 中央部
36C 大径部
36D 基端部
37 異方導電性シート
38 スペーサーボード
38A 検査ピン用貫通孔
39 ワイヤー配線
50 下部側基板挟圧体
50A 位置決めピン用貫通孔
51 下部側アダプター
52 検査用回路基板
52A 検査用電極
52B 端子電極
52C 内部配線部
53 異方導電性シート
55 下部側検査ヘッド
56 検査ピン
56A 先端部
56B 中央部
56C 大径部
56D 基端部
57 異方導電性シート
58 スペーサーボード
58A 検査ピン用貫通孔
59 ワイヤー配線
70 検査装置
71 上部側検査ヘッド
72 電極装置
73 異方導電性シート
74 上部側ベース板
75 下部側検査ヘッド
76 電極装置
77 異方導電性シート
78 下部側ベース板
79 スペーサー
80 検査装置
81A 上部側基板挟圧体
81B 下部側基板挟圧体
82 検査用回路基板
82A 検査用電極
83 異方導電性シート
84 支柱
85 支柱植設用板
86 ベース板
87 検査用回路基板
87A 検査用電極
88 電極装置
89 異方導電性シート
91 上部側支持点
92 下部側支持点
Claims (10)
- 検査対象回路基板の検査対象電極と、この検査対象電極に対応するパターンに従って形成された複数の検査用電極とを異方導電性シートを介して電気的に接続することによって当該検査対象回路基板の電気的検査を行う回路基板の検査装置において、
検査対象回路基板の上面側に配置される上部側基板挟圧体と、当該検査対象回路基板の下面側に配置される下部側基板挟圧体とを備え、
この上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体は、少なくともいずれか一方が複数の検査用電極を有すると共に、各々、支柱植設用板に植設された複数の支柱によって支持されてなるベース板に設けられており、上部側基板挟圧体に係る上部側ベース板における上部側支柱による上部側支持点と、下部側基板挟圧体に係る下部側ベース板における下部側支柱による下部側支持点とが、上方から透視した上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体の厚み方向の投影面上において異なる位置に配置されていることを特徴とする回路基板の検査装置。 - 上部側基板挟圧体が、その表面に異方導電性シートを有するものであると共に、下部側基板挟圧体が、その表面に異方導電性シートを有するものであることを特徴とする請求項1に記載の回路基板の検査装置。
- 上部側支柱および下部側支柱の各々が上部側ベース板および下部側ベース板を押圧することにより、検査対象回路基板が上部側基板挟圧体と下部側基板挟圧体とによって挟圧された測定状態とされることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回路基板の検査装置。
- 測定状態において、検査対象回路基板と、これを挟圧する上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体とよりなる複合積重体が、その全体が上部側支持点および下部側支持点に従って、上部側ベース板および下部側ベース板と共に上部側支柱および下部側支柱の各々によって押圧されている箇所において厚み方向に変位することにより変形されることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 測定状態において、上部側支柱における先端レベルと、下部側支柱における先端レベルとの複合積重体の厚み方向におけるギャップが、複合積重体の厚みと、上部側ベース板の厚みと、下部側ベース板の厚みとの総和より小さいことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 上部側支持点および下部側支持点が、各々、上部側ベース板上および下部側ベース板上に格子状に形成されており、
上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体の厚み方向の投影面上において、隣接する4つの上部側支持点によって区画される上部側単位領域内に、下部側支持点が1つのみ配置されると共に、隣接する4つの下部側支持点によって区画される下部側単位領域内に、上部側支持点が1つのみ配置されることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の回路基板の検査装置。 - 上部側単位領域に係る互いに隣接する上部側支持点間および下部側単位領域に係る互いに隣接する下部側支持点間の離間距離が、各々、10〜100mmであることを特徴とする請求項6に記載の回路基板の検査装置。
- 上部側ベース板および下部側ベース板の各々が、固有抵抗が1×1010Ω・cm以上の絶縁性材料よりなり、その厚みが1〜10mmであることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 上部側ベース板および下部側ベース板の厚みが5mm以下であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載の回路基板の検査装置。
- 請求項1〜請求項9のいずれかに記載の回路基板の検査装置を用い、
上部側支柱および下部側支柱の各々が上部側ベース板および下部側ベース板を押圧することにより、検査対象回路基板が上部側基板挟圧体と下部側基板挟圧体とによって挟圧された測定状態を形成し、
この測定状態において、検査対象回路基板と、これを挟圧する上部側基板挟圧体および下部側基板挟圧体とよりなる複合積重体が、その全体が上部側支持点および下部側支持点に従って、上部側ベース板および下部側ベース板と共に上部側支柱および下部側支柱の各々によって押圧されている箇所において厚み方向に変位することにより変形されることを特徴とする回路基板の検査方法。
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