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技術 検査治具、検査治具セット、及び基板検査装置

出願人 日本電産リード株式会社
発明者 松川俊英北澤一孝中山孝文辻本正之高橋正角田晴美楠田達文
出願日 2016年2月12日 (4年9ヶ月経過) 出願番号 2016-024330
公開日 2017年8月17日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2017-142189
状態 特許登録済
技術分野 プリント板の製造 電子回路の試験 測定用導線・探針 個々の半導体装置の試験
主要キーワード ステンレスシース 各金属部材 予熱チャンバ 加熱治具 各配線パターン間 プローブ治具 基板固定装置 目標抵抗値
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

検査対象基板温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる検査治具、検査治具セット、及び基板検査装置を提供する。

解決手段

検査治具3Dは、検査対象の検査点P1が設定された基板100を検査するための検査治具3Dであって、検査点P1に接触するためのプローブPrと、基板100に接触するための接触面B1を有し、接触面B1を加熱することにより基板100を加熱する加熱ブロック35Dとを備えた。

概要

背景

従来、プリント配線基板等の基板上に形成された配線パターン導通や、各配線パターン間短絡不良の有無、あるいは配線パターンや配線パターン間抵抗値検査する基板検査を行うために、配線パターン上に形成されたパッドランド等の複数の検査点に、例えば移動式検査用接触子や多針状に保持された複数の検査用接触子等を接触させ、当該検査対象配線パターン上の検査点間における電気抵抗を測定することにより、基板検査を行う基板検査装置が知られている。

このような基板において、例えば配線パターンとビアホールとの間の接続が不完全となり、導通はしているものの接続状態が不安定となっている場合がある。このような不良では、検査時には検査点間で導通していると判断され、良品とされて製品に組み込まれた後、使用環境における温度ストレスによって不良が顕在化する場合がある。特に、基板の内部で配線パターン間を接続する埋込ビアホールにおける不完全な接続不良は、基板の外部から目視検査することができないため、検査によって検出することが困難である。

そこで、基板検査時において、予熱チャンバを用いて検査対象の基板が載置された空間を加熱し、基板を高温環境に置くことにより、温度ストレスをかけて検査を行うことによって、このような不完全な接続不良を検出するようにした検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。

概要

検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる検査治具、検査治具セット、及び基板検査装置を提供する。検査治具3Dは、検査対象の検査点P1が設定された基板100を検査するための検査治具3Dであって、検査点P1に接触するためのプローブPrと、基板100に接触するための接触面B1を有し、接触面B1を加熱することにより基板100を加熱する加熱ブロック35Dとを備えた。

目的

本発明の目的は、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる検査治具、検査治具セット、及び基板検査装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

検査対象検査点が設定された基板検査するための検査治具であって、前記検査点に接触するためのプローブと、前記基板に接触するための接触面を有し、前記接触面を加熱することにより前記基板を加熱する加熱部とを備える検査治具。

請求項2

前記基板は、第一面と第二面とを有し、前記第一面と前記第二面とに前記検査点が設定されており、前記プローブは、前記第一面の検査点に接触し、前記接触面は、前記基板における、前記第二面に前記検査点が設定されている領域の前記第一面に接触し、かつ前記第一面の検査点からは離間する形状を有する請求項1記載の検査治具。

請求項3

前記加熱部は、前記接触面を有し、前記接触面と直交する方向に厚みを有する金属部材と、前記金属部材の厚み内に、前記接触面と略平行に延びるヒータとを含む請求項1又は2記載の検査治具。

請求項4

前記プローブを支持する支持部材と、前記支持部材と前記加熱部とを一体に支持する基台とをさらに備え、前記加熱部と前記基台とは、断熱性を有する断熱部材を介して連結されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の検査治具。

請求項5

請求項2記載の検査治具と前記基板を検査するための第二面用検査治具とを備えた検査治具セットであって、前記第二面用検査治具は、前記第二面の検査点に接触するための第二面用プローブと、前記基板の前記第二面に接触するための第二面用接触面を有し、前記第二面用接触面を加熱することにより前記基板を加熱する第二面用加熱部とを備え、前記第二面用接触面は、前記基板における、前記第一面に前記検査点が設定されている領域の前記第二面に接触し、かつ前記第二面の検査点からは離間する形状を有する検査治具セット。

請求項6

第一面と第二面とを有し、前記第一面に検査対象の検査点が設定された基板を検査するための検査治具セットであって、前記第一面の前記検査点に接触するためのプローブを備えたプローブ治具と、前記基板の前記第二面に接触するための接触面を有し、前記接触面を加熱することにより前記基板を加熱する加熱治具とを備えた検査治具セット。

請求項7

請求項1〜4のいずれか1項に記載の検査治具と、前記プローブを前記検査点に接触させ、前記接触面を前記基板に接触させ、前記プローブから得られる電気信号に基づき前記基板の検査を行う検査処理部とを備える基板検査装置

請求項8

請求項5記載の検査治具セットと、前記プローブを前記第一面の検査点に接触させ、前記接触面を、前記基板における、前記第二面に前記検査点が設定されている領域の前記第一面に接触させ、前記第二面用プローブを前記第二面の検査点に接触させ、前記第二面用接触面を、前記基板における、前記第一面に前記検査点が設定されている領域の前記第二面に接触させ、当該プローブ及び当該第二面用プローブから得られる電気信号に基づき前記基板の検査を行う検査処理部とを備える基板検査装置。

請求項9

請求項6に記載の検査治具セットと、前記プローブを前記第一面の検査点に接触させ、前記接触面を前記第二面に接触させ、当該プローブから得られる電気信号に基づき前記基板の検査を行う検査処理部とを備える基板検査装置。

請求項10

前記基板には、配線パターンが形成され、前記検査点として、前記配線パターンで互いに接続された一対の特定検査点が予め設定され、前記検査処理部は、前記各特定検査点に接触するプローブから得られる電気信号に基づき前記一対の特定検査点間抵抗値を測定する抵抗測定工程と、前記抵抗測定工程により測定された抵抗値が、所定の目標抵抗値以上となったとき、前記検査を開始する検査開始判定工程とを実行する請求項7〜9のいずれか1項に記載の基板検査装置。

技術分野

0001

本発明は、基板プローブを接触させるための検査治具、検査治具セット、及び基板検査装置に関する。

背景技術

0002

従来、プリント配線基板等の基板上に形成された配線パターン導通や、各配線パターン間短絡不良の有無、あるいは配線パターンや配線パターン間抵抗値検査する基板検査を行うために、配線パターン上に形成されたパッドランド等の複数の検査点に、例えば移動式検査用接触子や多針状に保持された複数の検査用接触子等を接触させ、当該検査対象配線パターン上の検査点間における電気抵抗を測定することにより、基板検査を行う基板検査装置が知られている。

0003

このような基板において、例えば配線パターンとビアホールとの間の接続が不完全となり、導通はしているものの接続状態が不安定となっている場合がある。このような不良では、検査時には検査点間で導通していると判断され、良品とされて製品に組み込まれた後、使用環境における温度ストレスによって不良が顕在化する場合がある。特に、基板の内部で配線パターン間を接続する埋込ビアホールにおける不完全な接続不良は、基板の外部から目視検査することができないため、検査によって検出することが困難である。

0004

そこで、基板検査時において、予熱チャンバを用いて検査対象の基板が載置された空間を加熱し、基板を高温環境に置くことにより、温度ストレスをかけて検査を行うことによって、このような不完全な接続不良を検出するようにした検査装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。

先行技術

0005

特開2001−215257号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかしながら、上述のように予熱チャンバを用いて検査対象の基板の載置空間を加熱して基板に温度ストレスをかけるようにした検査装置では、基板の加熱に時間がかかるために検査時間が増大するという不都合があった。

0007

本発明の目的は、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる検査治具、検査治具セット、及び基板検査装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

本発明に係る検査治具は、検査対象の検査点が設定された基板を検査するための検査治具であって、前記検査点に接触するためのプローブと、前記基板に接触するための接触面を有し、前記接触面を加熱することにより前記基板を加熱する加熱部とを備える。

0009

この構成によれば、基板に接触させた接触面を加熱することにより基板を加熱することができるので、予熱チャンバを用いて基板の載置空間を加熱することで基板を加熱するよりも、基板を短時間で加熱することが容易である。従って、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。

0010

また、前記基板は、第一面と第二面とを有し、前記第一面と前記第二面とに前記検査点が設定されており、前記プローブは、前記第一面の検査点に接触し、前記接触面は、前記基板における、前記第二面に前記検査点が設定されている領域の前記第一面に接触し、かつ前記第一面の検査点からは離間する形状を有することが好ましい。

0011

この構成によれば、基板の検査点が設定されている領域を、検査点が設定されている面の裏側から加熱することができるので、検査点に接触するためのプローブが加熱されるおそれを低減しつつ、基板を加熱することができる。

0012

また、前記加熱部は、前記接触面を有し、前記接触面と直交する方向に厚みを有する金属部材と、前記金属部材の厚み内に、前記接触面と略平行に延びるヒータとを含むことが好ましい。

0013

この構成によれば、ヒータで発生した熱を金属部材に効率よく伝導させ、かつ接触面全体にバランスよく熱が伝わるように加熱することができる。

0014

また、前記プローブを支持する支持部材と、前記支持部材と前記加熱部とを一体に支持する基台とをさらに備え、前記加熱部と前記基台とは、断熱性を有する断熱部材を介して連結されていることが好ましい。

0015

この構成によれば、加熱部で生じた熱が基台へ逃げるおそれが低減されるので、基板を速やかに、かつ効率よく加熱することが可能となる。また、基台を介してプローブが加熱されるおそれを低減することができる。

0016

また、本発明に係る検査治具セットは、上述の検査治具と前記基板を検査するための第二面用検査治具とを備えた検査治具セットであって、前記第二面用検査治具は、前記第二面の検査点に接触するための第二面用プローブと、前記基板の前記第二面に接触するための第二面用接触面を有し、前記第二面用接触面を加熱することにより前記基板を加熱する第二面用加熱部とを備え、前記第二面用接触面は、前記基板における、前記第一面に前記検査点が設定されている領域の前記第二面に接触し、かつ前記第二面の検査点からは離間する形状を有する。

0017

この検査治具セットによれば、基板をその両面から加熱及び検査することが可能となる。

0018

また、本発明に係る検査治具セットは、第一面と第二面とを有し、前記第一面に検査対象の検査点が設定された基板を検査するための検査治具セットであって、前記第一面の前記検査点に接触するためのプローブを備えたプローブ治具と、前記基板の前記第二面に接触するための接触面を有し、前記接触面を加熱することにより前記基板を加熱する加熱治具とを備える。

0019

この構成によれば、加熱治具によって基板に接触させた接触面を加熱することにより基板を加熱しつつ、プローブ治具によって基板を検査することができるので、予熱チャンバを用いて基板の載置空間を加熱することで基板を加熱するよりも、基板を短時間で加熱することが容易である。従って、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。また、基板の検査点が設定されている領域を、検査点が設定されている面の裏側から加熱することができるので、検査点に接触するためのプローブが加熱されるおそれを低減しつつ、基板を加熱することができる。

0020

また、本発明に係る基板検査装置は、上述の検査治具と、前記プローブを前記検査点に接触させ、前記接触面を前記基板に接触させ、前記プローブから得られる電気信号に基づき前記基板の検査を行う検査処理部とを備える。

0021

この構成によれば、基板に接触させた接触面を加熱することにより基板を加熱しつつ、プローブによって基板を検査することができるので、予熱チャンバを用いて基板の載置空間を加熱することで基板を加熱するよりも、基板を短時間で加熱することが容易である。従って、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。

0022

また、本発明に係る基板検査装置は、上述の検査治具セットと、前記プローブを前記第一面の検査点に接触させ、前記接触面を、前記基板における、前記第二面に前記検査点が設定されている領域の前記第一面に接触させ、前記第二面用プローブを前記第二面の検査点に接触させ、前記第二面用接触面を、前記基板における、前記第一面に前記検査点が設定されている領域の前記第二面に接触させ、当該プローブ及び当該第二面用プローブから得られる電気信号に基づき前記基板の検査を行う検査処理部とを備える。

0023

この構成によれば、基板の両面に検査点が設定されている場合であっても、基板の両面に接触させた接触面と第二面用接触面とを加熱することにより基板を加熱しつつ、両面の検査点にプローブ及び第二面用プローブを接触させて基板を検査することができるので、予熱チャンバを用いて基板の載置空間を加熱することで基板を加熱するよりも、基板を短時間で加熱することが容易である。従って、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。また、基板の検査点が設定されている領域を、検査点が設定されている面の裏側から加熱することができるので、検査点に接触するためのプローブ及び第二面用プローブが加熱されるおそれを低減しつつ、基板を加熱することができる。

0024

また、本発明に係る基板検査装置は、上述の検査治具セットと、前記プローブを前記第一面の検査点に接触させ、前記接触面を前記第二面に接触させ、当該プローブから得られる電気信号に基づき前記基板の検査を行う検査処理部とを備える。

0025

この構成によれば、基板に接触させた接触面を加熱することにより基板を加熱しつつ、基板を検査することができるので、予熱チャンバを用いて基板の載置空間を加熱することで基板を加熱するよりも、基板を短時間で加熱することが容易である。従って、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。また、基板の検査点が設定されている領域を、検査点が設定されている面の裏側から加熱することができるので、検査点に接触するためのプローブが加熱されるおそれを低減しつつ、基板を加熱することができる。

図面の簡単な説明

0026

本発明の一実施形態に係る接触端子及び検査治具を備えた基板検査装置の構成を概略的に示す概念図である。
図1に示す基板の一例を示す平面図である。
図1に示す検査治具の構成の一例を示す説明図である。
図1に示す検査治具の構成の一例を示す説明図である。
検査のために基板の下面に検査治具を接触させた状態を、上面側から検査治具の接触面及びプローブと基板とを重ね合わせて示した説明図である。
検査のために基板の上面に検査治具を接触させた状態を、上面側から検査治具の接触面及びプローブと基板とを重ね合わせて示した説明図である。
図1に示す検査治具セットの他の一例を示す説明図である。
基板検査方法について説明するための説明図である。
基板検査方法の一例を説明するためのフローチャートである。
基板検査方法の一例を説明するためのフローチャートである。

実施例

0027

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。

0028

図1は、本発明の一実施形態に係る接触端子及び検査治具を備えた基板検査装置1の構成を概略的に示す概念図である。図1に示す基板検査装置1は、検査の対象物である基板100に形成された回路パターンを検査するための装置である。

0029

基板100は、例えばプリント配線基板、フレキシブル基板セラミック多層配線基板液晶ディスプレイプラズマディスプレイ用の電極板半導体基板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板フィルムキャリアなど種々の基板であってもよい。

0030

図1に示す基板検査装置1は、検査部4U,4Dと、基板固定装置6と、検査処理部8と、温度制御部9とを備えている。基板固定装置6は、検査対象の基板100を所定の位置に固定するように構成されている。検査部4U,4Dは、検査治具3U,3Dと、検査治具3U,3Dが備えるプローブPrと検査処理部8とを電気的に接続する接続回路等とを備えている。検査部4U,4Dは、図略の駆動機構によって、検査治具3U,3Dを、互いに直交するX,Y,Zの三軸方向に移動可能にされ、さらに検査治具3U,3Dを、Z軸を中心に回動可能にされている。

0031

検査部4Uは、基板固定装置6に固定された基板100の上方に位置する。検査部4Dは、基板固定装置6に固定された基板100の下方に位置する。検査部4U,4Dは、基板100に形成された回路パターンを検査するための検査治具3U,3Dを着脱可能に構成されている。以下、検査部4U,4Dを総称して検査部4と称する。

0032

検査治具3U,3Dは、それぞれ、複数のプローブPrを備えている。図1では、検査治具3U,3Dの詳細を省略し、簡易的に記載している。検査治具3U,3Dは、検査対象の基板100に応じて取り替え可能にされている。検査治具3U,3Dは、それぞれ検査治具の一例に相当している。また、検査治具3U,3Dのうち一方が検査治具の一例に相当し、他方が第二面用検査治具の一例に相当する関係を有している。また、検査治具3Dと検査治具3Uとの組み合わせが、検査治具セット2とされている。検査治具3U,3Dの詳細については後述する。

0033

検査処理部8は、例えば電源回路電圧計電流計、及びマイクロコンピュータ等を備えている。検査処理部8は、図略の駆動機構を制御して検査部4U,4Dを移動、位置決めさせ、基板100の各検査点に、各プローブPrの先端を接触させる。これにより、各検査点と、検査処理部8とが電気的に接続される。また、検査処理部8は、温度制御部9の動作を制御し、基板100を加熱させる。この状態で、検査処理部8は、検査治具3U,3Dの各プローブPrを介して基板100の各検査点に検査用電流又は電圧を供給し、各プローブPrから得られた電圧信号又は電流信号に基づき、例えば回路パターンの断線や短絡等の基板100の検査を実行する。あるいは、検査処理部8は、交流の電流又は電圧を各検査点に供給することによって各プローブPrから得られた電圧信号又は電流信号に基づき、検査対象のインピーダンスを測定してもよい。

0034

基板100は、下面101と上面102とを有している。下面101は第一面の一例に相当し、上面102は第二面の一例に相当している。なお、第一面と第二面とは、基板100の一方の面と他方の面であればよく、その方向は限定されない。

0035

図2は、図1に示す基板100の一例を示す平面図である。図2に示す基板100は、例えばフレキシブル基板であり、同一の形状、同一の配線パターンを有する二つの検査対象の基板Aが組み合わされた組基板とされている。二つの基板Aは、基板材料から取れる基板取り数を増大させる観点から、互いに異なる向きに組み合わされている。なお、基板100は、このような組基板に限らない。また、このような組基板がさらに複数組、組み合わされて、基板100とされていてもよい。基板Aは、例えばタッチパネルディスプレイ等の電子部材に取り付けられ、あるいはタッチパネルディスプレイに組み込まれて用いられる基板であってもよい。

0036

基板100の下面101には、複数の検査点P1が設定されている。基板100の上面102には、複数の検査点P2が設定されている。検査点P1,P2は、例えばタッチパネルディスプレイ等の電子部材に接続されるための電極であってもよく、電子部品を取り付けるためのパッドであってもよく、配線パターンであってもよく、コネクタ端子であってもよい。図2に示す例では、例えば検査点P1は、タッチパネルディスプレイ等の電子部材を外部と接続するためのいわゆるタブ端子と呼ばれるコネクタ端子が想定され、例えば検査点P2は、電子部材に接続されるための電極、電子部品を取り付けるためのパッド、あるいは配線パターンが想定される。

0037

図3は、図1に示す検査治具3Dの構成の一例を示す説明図である。図3(a)は、図1に示す検査治具3Dの上面、すなわち検査治具3Dの基板100に対向する対向面の一例を示す平面図である。図3(b)は、図3(a)に示す検査治具3Dのb−b線端面図である。

0038

図3に示す検査治具3Dは、プローブブロック30Dと、加熱ブロック35D(加熱部)と、基台321Dとを備えている。基台321Dは、例えば略板状の形状を有し、基台321Dの一方の面上にプローブブロック30Dと、加熱ブロック35Dとが取り付けられている。これにより、基台321Dは、プローブブロック30Dと、加熱ブロック35Dとを一体に保持するようにされている。

0039

加熱ブロック35Dは、例えば、基板100の下面101に接触するための接触面B1を有し、接触面B1と直交する方向に厚みを有する略直方体形状の金属部材351Dと、金属部材351Dの厚み内に、接触面B1と略平行に延びるように埋設された複数のヒータ352と、金属部材351Dの厚み内に埋設された温度センサ353とを備えている。温度センサ353は、金属部材351Dの温度を検出する。温度センサ353としては、例えば熱電対が用いられる。

0040

金属部材351Dは、熱伝導性の高い金属材料により構成されている。金属部材351Dとしては、例えばアルミニウムを好適に用いることができる。接触面B1は、基板100における、上面102に検査点P2が設定されている領域の下面101に接触し、かつ下面101の検査点P1からは離間する形状を有している。

0041

金属部材351Dの厚み内には、金属部材351Dの長尺方向に沿って、接触面B1と略平行に延びる孔が複数形成されており、この孔に、例えば円柱形状のヒータ352が挿入されている。ヒータ352としては、例えばセラミックコアニクロム線巻き付けステンレスシース封入した、いわゆるカートリッジヒータを用いることができる。

0042

ヒータ352及び温度センサ353は、温度制御部9と接続されている。温度制御部9としては、いわゆる温度調節器を用いることができる。温度制御部9は、例えば検査処理部8からの制御信号に応じて金属部材351D,351Uの加熱を開始する。温度制御部9は、例えば温度センサ353で検出された金属部材351D,351Uの温度に基づきヒータ352の発熱フィードバック制御することによって、金属部材351D,351Uを予め設定された設定温度Ttaに加熱させる。設定温度Ttaとしては、例えば60℃〜130℃程度の温度を好適に用いることができる。基板100に接触した金属部材351D,351Uを、設定温度Ttaに加熱することによって、基板100を設定温度Ttaに加熱する。なお、基板100の温度を速やかに、かつ確実に設定温度Ttaとするため、温度制御部9は、金属部材351D,351Uを、設定温度Ttaよりも高い温度に加熱するようにしてもよい。

0043

金属部材351Dは、例えば複数の支柱37によって基台321Dと連結されている。金属部材351Dと複数の支柱37との間には、例えばシート状の断熱部材36が介設されている。すなわち、加熱ブロック35Dと基台321Dとは、断熱部材36を介して連結されている。

0044

断熱部材36は、例えば熱伝導率が0.1W/(m・K)以下の、断熱性を有する部材を好適に用いることができる。これにより、ヒータ352により生じた熱が基台321Dやプローブブロック30Dへ伝導することが抑制されるので、熱膨張により基台321Dやプローブブロック30Dの位置ずれ等が生じたり、プローブPrの温度が上昇してプローブPrの抵抗値が増大したりするおそれが低減される。

0045

また、ヒータ352によって加熱された金属部材351Dの熱が、熱伝導により逃げることが断熱部材36によって抑制されるので、金属部材351Dの温度をヒータ352によって速やかに上昇させることが容易となり、また、金属部材351Dの温度を一定の設定温度Ttaに維持することが容易となる。

0046

プローブブロック30Dは、例えば加熱ブロック35Dの周囲を取り囲むように設けられている。プローブブロック30Dは、複数のプローブPrと、複数のプローブPrを、先端を基板100へ向けて保持する支持ブロック31Dとを備えている。

0047

プローブPrは、棒状又は針状の形状を有している。プローブPrは、導電性の高い材料で構成されており、例えばニッケルニッケル合金パラジウム合金等、種々の材料を用いることができる。

0048

支持ブロック31Dには、プローブPrを支持する複数の貫通孔Hが形成されている。各貫通孔Hは、検査対象となる基板100の下面101の検査点P1の位置と対応するように配置されている。これにより、プローブPrの先端部が検査点P1に接触するようにされている。基台321Dには、各プローブPrの後端と接触して導通する電極34aが設けられている。検査部4Dは、基台321Dの各電極を介して各プローブPrの後端を、検査処理部8と電気的に接続したり、その接続を切り替えたりする図略の接続回路を備えている。

0049

支持ブロック31Dは、例えば板状の支持プレート31Da,31Dbが図略の支柱により離間して対向配置されるように連結支持されて構成されている。支持プレート31Dbが支持ブロック31Dの先端側すなわち基板100と対向する側、支持プレート31Daが支持ブロック31Dの後端側すなわち基台321Dに取り付けられる側にされている。支持プレート31Dbの上面は、基板100と接触するための接触面C1とされている。接触面C1は、接触面B1と面一にされ、かつ接触面B1との間に空間が設けられている。そして、支持プレート31Da,31Dbを貫通するように、複数の貫通孔Hが形成されている。

0050

支持プレート31Daの後端側には、例えば絶縁性樹脂材料により構成された基台321Dが取り付けられている。基台321Dによって、貫通孔Hの後端側開口部が閉塞されている。基台321Dの、各後端側開口部と対向する箇所には、配線34が、基台321Dを貫通するように取り付けられている。基台321Dの、支持プレート31Daに面する側の表面と、その面に露出する配線34の端面とが面一になるようにされている。その配線34の端面は、電極34aとされている。各貫通孔Hには、プローブPrが挿入されている。配線34は、検査処理部8と接続されている。これにより、検査処理部8は、配線34及び電極34aを介してプローブPrと接続されている。

0051

図4は、図1に示す検査治具3Uの構成の一例を示す説明図である。図4(a)は、図1に示す検査治具3Uの下面、すなわち検査治具3Uの基板100に対向する対向面の一例を示す平面図である。図4(b)は、図4(a)に示す検査治具3Uのb−b線端面図である。検査治具3Uは、第二面用検査治具の一例に相当している。

0052

図4に示す検査治具3Uは、プローブブロック30Uと、二つの加熱ブロック35U(第二面用加熱部)と、基台321Uとを備えている。基台321Uは、例えば略板状の形状を有し、基台321Uの一方の面上にプローブブロック30Uと、加熱ブロック35Uとが取り付けられている。これにより、基台321Uは、プローブブロック30Uと、加熱ブロック35Uとを一体に保持するようにされている。プローブブロック30Uによって支持されるプローブPrが第二面用プローブの一例に相当している。

0053

加熱ブロック35Uは、例えば、基板100の上面102に接触するための接触面B2(第二面用接触面)を有し、接触面B2と直交する方向に厚みを有する、”L”字形の二つの金属部材351Uと、各金属部材351Uの厚み内に、接触面B2と略平行に延びるように埋設されたヒータ352と、各金属部材351Uの側面に取り付けられた温度センサ353とを備えている。各温度センサ353は、各金属部材351Uの温度を検出する。

0054

金属部材351Uは、金属部材351Dと同様の材料で構成されている。接触面B2は、基板100における、下面101に検査点P1が設定されている領域の上面102に接触し、かつ上面102の検査点P2からは離間する形状を有している。

0055

金属部材351Uの厚み内には、金属部材351Uの長尺方向に沿って、接触面B2と略平行に延びる孔が形成されており、この孔にヒータ352が挿入されている。温度制御部9は、例えば温度センサ353で検出された金属部材351Uの温度に基づきヒータ352の発熱をフィードバック制御することによって、金属部材351Uを設定温度Ttaに加熱させる。

0056

ヒータ352は、一方向に長尺に延びる形状、例えば棒状の形状を有している。加熱ブロック35D,35Uは、厚みを有するブロック状の金属部材351D,351Uにヒータ352が埋設されており、かつヒータ352が、金属部材351D,351Uの長尺方向に沿って、接触面B1,B2と略平行に延設されている。その結果、ヒータ352で発生した熱を金属部材351D,351Uに効率よく伝導させ、かつ接触面B1,B2全体にバランスよく熱が伝わるように加熱することができる。

0057

なお、加熱ブロック35D,35Uは、接触面B1,B2を基板100に接触させて加熱することができればよく、必ずしも金属部材にヒータが埋設された構成でなくてもよく、ヒータが接触面B1,B2と平行に延設された構成でなくてもよい。

0058

金属部材351Uは、例えば複数の支柱37によって基台321Uと連結されている。金属部材351Uと複数の支柱37との間には、例えばシート状の断熱部材36が介設されている。すなわち、加熱ブロック35Uと基台321Uとは、断熱部材36を介して連結されている。これにより、ヒータ352により生じた熱が基台321Uやプローブブロック30Uへ伝導することが抑制されるので、熱膨張により基台321Uやプローブブロック30Uの位置ずれ等が生じたり、プローブPrの温度が上昇してプローブPrの抵抗値が増大したりするおそれが低減される。

0059

また、ヒータ352によって加熱された金属部材351Uの熱が、熱伝導により逃げることが断熱部材36によって抑制されるので、金属部材351Uの温度をヒータ352によって速やかに上昇させることが容易となり、また、金属部材351Uの温度を一定の設定温度Ttaに維持することが容易となる。

0060

なお、断熱部材36は、必ずしもシート状でなくてもよい。例えば、シート状の断熱部材36を備える代わりに支柱37が断熱性を有する材料で構成され、支柱37が断熱部材として機能する構成であってもよい。あるいは、検査治具3U,3Dは、断熱部材を備えない構成であってもよい。

0061

各プローブブロック30Uの一方は、例えば加熱ブロック35Uの連続する二側面の一部を残して対向配置され、他方は、加熱ブロック35Uの他の二側面の一部を残して対向配置されている。プローブブロック30Uは、複数のプローブPrと、複数のプローブPrを、先端を基板100へ向けて保持する支持ブロック31Uとを備えている。

0062

支持ブロック31Uには、プローブPrを支持する複数の貫通孔Hが形成されている。各貫通孔Hは、検査対象となる基板100の上面102の検査点P2の位置と対応するように配置されている。これにより、プローブPrの先端部が検査点P2に接触するようにされている。基台321Uには、各プローブPrの後端と接触して導通する電極34aが設けられている。検査部4Dは、基台321Uの各電極を介して各プローブPrの後端を、検査処理部8と電気的に接続したり、その接続を切り替えたりする図略の接続回路を備えている。

0063

支持ブロック31Uは、例えば板状の支持プレート31Ua,31Ubが図略の支柱により離間して対向配置されるように連結支持されて構成されている。支持プレート31Ubが支持ブロック31Uの先端側すなわち基板100と対向する側、支持プレート31Daが支持ブロック31Uの後端側すなわち基台321Uに取り付けられる側にされている。支持プレート31Ubの下面(図4(b)では上面)は、基板100と接触するための接触面C2とされている。接触面C2は、接触面B2と面一にされ、かつ接触面B2との間に空間が設けられている。そして、支持プレート31Ua,31Ubを貫通するように、複数の貫通孔Hが形成されている。

0064

支持プレート31Uaの後端側には、基台321Uが取り付けられている。基台321Uによって、貫通孔Hの後端側開口部が閉塞されている。基台321Uの、各後端側開口部と対向する箇所には、配線34が、基台321Uを貫通するように取り付けられている。基台321Uの、支持プレート31Uaに面する側の表面と、その面に露出する配線34の端面とが面一になるようにされている。その配線34の端面は、電極34aとされている。各貫通孔Hには、プローブPrが挿入されている。配線34は、検査処理部8と接続されている。これにより、検査処理部8は、配線34及び電極34aを介して検査治具3UのプローブPrと接続されている。

0065

図5は、検査のために基板100の下面101に検査治具3Dを接触させた状態を、上面102側から検査治具3Dの接触面及びプローブPrと基板100とを重ね合わせて示した説明図である。図6は、検査のために基板100の上面102に検査治具3Uを接触させた状態を、上面102側から検査治具3Uの接触面及びプローブPrと基板100とを重ね合わせて示した説明図である。

0066

図5に示すように、基板100の下面101に検査治具3Dを接触させると、接触面B1が、基板100における、上面102に検査点P2が設定されている領域の下面101に接触し、かつ下面101の検査点P1からは離間する。一方、図6に示すように、基板100の上面102に検査治具3Uを接触させると、接触面B2が、基板100における、下面101に検査点P1が設定されている領域の上面102に接触し、かつ上面102の検査点P2からは離間する。

0067

検査治具3D,3Uによれば、プローブPrを加熱することなく、検査点P1,P2を含む基板の領域を検査点P1,P2の裏側から加熱しながら検査点P1,P2にプローブPrを接触させることができるので、プローブPrが加熱されることによる検査の影響を低減し、かつ基板100を加熱して熱ストレスを加えつつ基板100の検査を行うことが可能となる。これにより、常温での検査では顕在化しにくい基板不良を検出することが可能となる。さらに、接触面B1,B2を直接基板100に接触させて基板100を加熱することができるので、背景技術のように予熱チャンバを用いて基板を加熱する場合と比べて、速やかに基板100を加熱することができ、かつ基板100を設定温度Ttaまで加熱する確実性が向上する。これにより、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができ、かつ基板に温度ストレスをかける確実性が向上する。

0068

また、図5に示す接触面B1は、検査点P1,P2のいずれも設けられていない領域Xにも接触するようにその形状が定められている。これにより、基板100の領域Xに形成された配線パターン等を加熱することができるので、領域Xに生じた不良の検査精度が向上する。

0069

図7は、図1に示す検査治具セット2の他の一例を示す説明図である。図7に示す検査治具セット2’は、加熱治具3D’とプローブ治具3U’とが組み合わされて構成されている。加熱治具3D’は、加熱ブロック35Dから構成されている。プローブ治具3U’は、プローブブロック30Uから構成されている。プローブ治具3U’のプローブPrは、例えば基台321Uと同様の電極34a及び配線34によって検査処理部8と接続される。このように構成された検査治具セット2’は、検査点が一方の面側のみに設定された基板の検査に好適に用いることができる。

0070

なお、基板検査装置1は、検査部4U,4Dのうち、いずれか一方のみを備える構成であってもよい。検査部4U,4Dのうちいずれか一方のみであっても、検査治具3U,3Dのうちいずれか一方によって、基板の検査と加熱とを行うことができるので、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。

0071

また、基板100を加熱するための接触面B1と、プローブPrを支持するための支持ブロック31Dの接触面C1とが分離されている構成を示したが、例えば接触面C1を加熱することによってプローブブロック30Dが加熱部を兼用する構成であってもよい。このような構成であっても、基板の検査と加熱とを行うことができるので、検査対象の基板に温度ストレスをかけつつ検査時間を短縮することができる。

0072

次に、検査処理部8により実行される基板検査方法の一例について、説明する。上述したように、基板100に接触する金属部材351D,351Uが加熱され、基板100の温度が設定温度Ttaになるように、温度制御部9によって温度制御される。しかしながら、金属部材351D,351Uは、金属の塊であるから熱容量が大きい。そのため、加熱前の常温(環境温度)の金属部材351D,351Uを設定温度Tta又はそれ以上に加熱するのには時間がかかる。

0073

また、基板100も熱容量を有しており、かつ基板100を構成する素材(例えばエポキシ樹脂等)は、金属部材351D,351Uと比べて熱伝導率が低い。そのため、金属部材351D,351Uが設定温度Tta又はそれ以上になってから、基板100が設定温度Ttaになるまでに時間差が生じる。そのため、基板100が設定温度Ttaになってから検査を実行するためには、ヒータ352による加熱が開始されてから、基板100が設定温度Ttaになるのに必要な十分に長い時間が経過するのを待って、検査を実行することが考えられる。しかしながら、このように長い時間が経過するのを待って検査を開始すると、検査に長い時間を要することになる。

0074

そこで、検査処理部8は、基板100に形成された配線パターンの抵抗値Rが温度に応じて変化することを利用し、抵抗値Rが設定温度Ttaに対応する目標抵抗値Traになったときに検査を開始する。これにより、基板100そのものの温度が実際に設定温度Ttaになったときに速やかに検査を行うことができるので、十分に長い時間待ってから検査を開始する場合と比べて検査時間を短縮することができる。また、基板100そのものの温度が実際に設定温度Ttaになったことが確認されてから検査を実行することになるので、検査時に基板100に加えられる温度ストレスの精度が向上する。

0075

なお、予め基板100を用いて、ヒータ352による加熱を開始してから抵抗値Rが目標抵抗値Traになるまでの時間を待ち時間として予め実験的に測定し、その待ち時間を記憶装置に記憶しておき、実際の基板100の検査では、ヒータ352による加熱を開始してから予め測定しておいた待ち時間経過した後に、各検査点に接触された各プローブから得られた電気信号に基づく検査を実行するようにしてもよい。

0076

また、複数の基板100を連続して検査する場合、例えば複数の基板100が連結された組基板を検査する場合、二番目以降の検査では、すでに検査治具3U,3Dが加熱されているので、加熱を開始してから(基板100に検査治具3U,3Dを接触させてから)基板100の温度が設定温度Ttaになる時間が短くなる。このように、二番目以降に検査される際の待ち時間をそれぞれ上述と同様に待ち時間として予め実験的に測定し、その各待ち時間に応じて二番目以降の検査における待ち時間を変化させてもよい。

0077

検査処理部8は、具体的には、例えば以下のようにして基板100の検査を実行する。図8は、基板検査方法について説明するための説明図である。まず、基板100に設定された複数の検査点P1又はP2の中から、配線パターンで互いに電気的に接続された一対の特定検査点Px,Pyが予め選択され、予め特定検査点Px,Pyが設定されている。

0078

図9図10は、基板検査方法の一例を説明するためのフローチャートである。検査処理部8は、検査治具3U,3Dの接触面B1,B2,C1,C2を基板100に接触させ、各プローブPrを各検査点P1,P2に接触させる(ステップS1)。

0079

次に、検査処理部8は、温度センサ353の検出温度tを、低温時温度TLoとして取得する(ステップS2)。この場合、各温度センサ353のうちいずれかの検出温度を用いてもよく、各温度センサ353の検出温度の平均値等を用いてもよい。

0080

次に、検査処理部8は、特定検査点Px、Py間の抵抗値Rを、低温時抵抗RLoとして取得する(ステップS3)。抵抗値Rは、特定検査点Px、Pyに接触している一対のプローブPr間に電流を流し、その一対のプローブPr間に生じた電圧を測定し、その電圧値をその電流値除算することにより求められる。

0081

なお、抵抗値Rの測定においては、いわゆる四端子法による抵抗測定を行うことが、精度よく抵抗測定が行える点で好ましい。具体的には、特定検査点Pxに電流供給用のプローブPrと電圧測定用のプローブPrとを接触させ、特定検査点Pyにも電流供給用のプローブPrと電圧測定用のプローブPrとを接触させ、一対の電流供給用のプローブPr間に電流を流し、一対の電圧測定用のプローブPr間に生じた電圧を測定し、その電圧値をその電流値で除算することにより抵抗値Rを求めることが好ましい。

0082

次に、検査処理部8は、温度制御部9に制御信号を出力してヒータ352を発熱させ、金属部材351D,351Uを加熱することにより基板100を加熱する(ステップS4)。

0083

次に、検査処理部8は、ステップS2,S3と同様にして、温度センサ353の検出温度tを高温時温度THiとして取得し(ステップS5)、特定検査点Px、Py間の抵抗値Rを高温時抵抗RHiとして取得する(ステップS6)。

0084

次に、検査処理部8は、低温時温度TLo、低温時抵抗RLo、高温時温度THi、及び高温時抵抗RHiに基づいて、温度係数Tcを算出する(ステップS7)。具体的には、検査処理部8は、下記の式(1)に基づいて、温度係数Tcを算出することができる。
温度係数Tc={(RHi−RLo)/RLo}/(THi−TLo) ・・・(1)

0085

次に、検査処理部8は、低温時温度TLo、低温時抵抗RLo、及び温度係数Tcに基づいて、基板100が設定温度Ttaになったときの目標抵抗値Rtaを算出する(ステップS8)。具体的には、検査処理部8は、下記の式(2)に基づいて、目標抵抗値Rtaを算出することができる。
目標抵抗値Rta=RLo[{(Tta−TLo)/Tc}+1] ・・・(2)

0086

次に、検査処理部8は、上述と同様の方法により特定検査点Px、Py間の抵抗値Rを測定する(ステップS11:抵抗測定工程)。

0087

次に、検査処理部8は、ステップS11で測定された抵抗値Rを、抵抗判定値Rjと比較する(ステップS12)。抵抗判定値Rjは、特定検査点Px,Py間の配線パターンの良否を判定するための抵抗値であり、例えば断線していたり、線が細くなって抵抗値が増大している場合を想定した特定検査点Px,Py間の抵抗値が設定されており、目標抵抗値Rtaよりも十分に大きな値が抵抗判定値Rjとして予め設定されている。

0088

そして、抵抗値Rが抵抗判定値Rjを超えていれば(ステップS12でYES)、検査処理部8は、特定検査点Px,Py間の配線パターンが不良、すなわち基板100が不良であると判定し(ステップS13)、処理を終了する。これにより、特定検査点Px,Py間の配線パターンが不良であるために目標抵抗値Rta以上の抵抗値となっている場合に、基板100の温度が設定温度Tta以上になっていないにもかかわらず、ステップS15の良否判定が実行されるおそれが低減される。

0089

次に、検査処理部8は、ステップS11で測定された抵抗値Rを、目標抵抗値Rtaと比較する(ステップS14)。そして、抵抗値Rが目標抵抗値Rtaに満たなければ(ステップS14でNO)、再びステップS11〜S14を繰り返し、抵抗値Rが目標抵抗値Rta以上になるまで待機する。

0090

一方、抵抗値Rが目標抵抗値Rta以上になれば(ステップS14でYES:検査開始判定工程)、基板100の温度が設定温度Tta以上になったことになるから、各プローブから得られる電気信号に基づき基板100の良否判定を行うことで、基板100の検査を開始する(ステップS15)。

0091

なお、ステップS12,S13を実行しなくても、特定検査点Px、Py間の配線が断線等の不良を生じていた場合、ステップS15でその不良は検出されるはずであるから、ステップS12,S13を実行しない構成としてもよい。

0092

なお、ステップS1〜S8は、基板検査の都度実行する例に限らない。例えば、予め基板100を用いて実験的にステップS1〜S8を実行し、目標抵抗値Rtaを求めてもよい。そして、このようにして得られた目標抵抗値Rtaを、記憶装置に記憶しておき、実際に基板100を検査する際には、その記憶部に記憶されている目標抵抗値Rtaに基づき、ステップS1,S4,S11〜S15を実行する構成としてもよい。

0093

1基板検査装置
2,2’検査治具セット
3D 検査治具
3D’加熱治具
3U 検査治具(第二面用検査治具)
3U’プローブ治具
4,4D検査部
6基板固定装置
8検査処理部
9温度制御部
30D,30Uプローブブロック
31D,31U支持ブロック
31Da,31Db,31Ua,31Ub支持プレート
34配線
34a電極
35D加熱ブロック(加熱部)
35U 加熱ブロック(第二面用加熱部)
36断熱部材
37支柱
100基板
101 下面
102 上面
321D,321U基台
351D,351U金属部材
352ヒータ
353温度センサ
A 基板
B1 接触面
B2 接触面(第二面用接触面)
C1,C2 接触面
H貫通孔
P1,P2検査点
Prプローブ
X 領域

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