本発明は、特に狭ピッチ配列を有する多連の相互配線接続に使用される電気信号接続装置の製造検査装置及びその製造方法と検査方法で、電気信号接続装置の端子先端形状加工の製造及び電気信号接続装置又は電気信号接続装置を介した電子機器等の電気的検査に関するものである。

近年、電子機器や電子部品の進展には著しいものがあり、その高機能化・小型軽量化・大容量化に伴って単位面積当たりの集積度が向上している。そのため、電子機器または電子部品相互間で授受される電気信号の本数は増加し、接続端子部及び配線パターン共に微小空間での設置を余儀なくされている。

本発明者は、狭ピッチ化かつ多ピン化傾向にある電子機器相互又は電子部品相互の配線接続において、接続端子部に設置したばね構造により半田付け等の金属溶融接続を行うこと無く、堅固でかつ取り外し可能な配線接続を最小限の実装面積にて可能とし、さらに、従来のコネクタでは実現不可能な極小ピッチ(例えば30μm以下)を有する端子配列からのピッチ変換を高精度に実現可能とした、安価で接続工程の容易な多連電気信号接続装置及び接続方法を提案した。

図5において本発明者が既に提案した本発明の多連電気信号接続装置の製造検査装置の対象となる前記多連電気信号接続装置の構造について説明する。

図5は、前記多連電気信号接続装置の基本構成を示す斜視図である。絶縁基板10上に、一方に複数の第1の接続端子11と他方に複数の第2の接続端子12と、前記第1の接続端子11と前記第2の接続端子12との間を電気的に接続する配線パターン13を有し、前記第1の接続端子11又は前記第2の接続端子12の一部又は全ての接続端子の先端にそれぞれ、少なくとも基板面(XY平面)に垂直方向(Z方向)に弾性変形を生じるばね変形部14を有するものである。前記第1の接続端子11のばね変形部14−1の範囲において、少なくともZ方向に対する可動機能を有する固定板15−1を設置し、前記第2の接続端子12のばね変形部14−2の範囲において、少なくともZ方向に対する可動機能を有する固定板15−2を設置した

21は前記第1の接続端子11の接続対象となる電子機器又は電子部品(図示せず)の接続端子Aで、22は前記第2の接続端子12の接続対象となる電子機器又は電子部品(図示せず)の接続端子Bを示す。前記接続端子B22上には、銅や半田で形成されたバンプ16が設置されている例を示す。

前記第1の接続端子11と接続端子A21とは、前記ばね変形部14−1を含む前記第1の接続端子11のXY平面における各々の配置間隔P1が、前記接続端子A21のXY平面における配置間隔Paと予め同一となるべく設置されている。同様に、前記ばね変形部14−2を含む前記第2の接続端子12のXY平面における各々の配置間隔P2が、前記接続端子B22のXY平面における配置間隔Pbと予め同一となるべく設置されている。

前記第1の接続端子11の前記ばね変形部14−1を接続対象となる前記接続端子A21上で、前記固定板15−1にてZ方向下方に押し付けることにより、前記ばね変形部のばね力により固定される。同様に、前記第2の接続端子12の前記ばね変形部14−2を接続対象となる前記接続端子B22上で、前記固定板15−2にてZ方向下方に押し付けることにより、前記ばね変形部のばね力により固定される。また、前記第1の接続端子11と前記接続端子A21、又は、前記第2の接続端子12と前記接続端子B22との相互の端子の位置合わせは、各々の基板上に設置された基準穴18により高精度に実施できる。

図5の例では、前記第1の接続端子の配列間隔P1と前記第2の接続端子の配列間隔P2が異なる例を示した。前記第1の接続端子11の接続対象となる前記接続端子A21は、例えばIC電極端子に見られるような非常に狭ピッチ(例えば数十μm)の端子配列の例であり、前記第2の接続端子12の接続対象となる前記接続端子B22は、例えばIC電極端子を通じて検査信号を授受する試験装置等の接続端子で比較的大きな配列間隔(例えば数百μm〜数mm)の例である。前記配線パターン13は、前記接続端子A21と前記接続端子B22との間を配線接続するために、前記第1の接続端子11の配列間隔P1と前記第2の接続端子12の配列間隔P2のピッチ変換を行うため、前記配線パターン13の一部又は全部の形状が連続した曲線17(例えばスプライン曲線)で構成されている。

以上説明した構造の前記多連電気信号接続装置では、接続対象となる電子機器等の接続端子とは半田付けに依らず電気信号接続装置側の接続端子に設けたばね構造による押し付け力により固定される。従って、全ての接続端子のばね構造を構成するための曲げ加工を必要とする。さらに、出荷検査の際には、電気信号接続装置の配線パターンの導通・非導通等の確認検査だけでなく、電気信号接続装置の接続端子による接触の確実性も保証しなければならない。

一般的な薄板金属の曲げ加工方法としては、V溝等を設けた曲げ形状を決定するダイと、薄板金属の対象となる位置に突き当ててダイに押込むためのパンチとの組み合わせにより行われる。また、量産工程では一部又は全ての端子に対応するダイの金型化による一括製造も行われている。

また、一般的に基板等における配線パターンの導通・非導通等の確認検査は、例えば、特開2017−26407号公報で開示されているように、基板の一方の面に多連のプローブコンタクトを配列し、他方の面には可動型のプローブを被測定パッドに接触させ、配線パターンの導通・非導通等の検査を行うものである。

特開2017−26407号公報

しかしながら、接続対象となる電子機器または電子部品は多機種に亘るため端子形状や端子ピッチが異なり、さらに接続端子数が数千個又はそれ以上の数に及ぶ傾向があるため、各々の機種に対応して接続端子に個別に曲げ加工を実施した場合の位置合わせ等の組立時間や、金型を作製した場合のコストの増大につながるという問題が生じてくる。

また、特開2017−26407号公報で開示されている検査方法は、接続端子が基板上のパッドとして固定化された場合に有効であり、接続端子に曲げ加工を施しばね力により固定する場合、電気信号接続装置の接続端子との接触の確実性を含む検査を行うことが不可能である。

一般的に、狭ピッチ多連配列接続を要する接続装置における製造及び検査工程の問題点として、狭ピッチ化及び多ピン化になるほど、配線パターン及び接続端子間の導通検査等の検査工程の高コスト化及び長納期化の問題が生じてくる。

本発明は、上記狭ピッチ多連電気信号接続の端子先端形状の製造方法及び検査方法における問題点を解決するためになされたもので、狭ピッチ端子列を含む接続端子先端の形状加工製造と接触端子の確実性を含む電気的検査を連続して実施可能としたことにより、短時間で行える多連電気信号接続装置の製造検査装置を提供する。

本発明は、絶縁基板上に、一方に複数の第1の接続端子と他方に複数の第2の接続端子と、前記第1と第2の接続端子との間を電気的に接続する配線パターンを有し、前記第1又は第2の接続端子の先端に、少なくとも基板面に垂直方向に弾性変形を生じるばね変形部を有する多連電気信号接続装置に対し、前記多連電気信号接続装置を固定しX、Y、Z方向又は回転方向に移動可能な接続装置固定台と、前記第1又は第2の接続端子の先端部を挿入し、曲げ加工のためのダイとパンチを備えたX、Y、Z方向又は回転方向に移動可能な曲げ加工ユニットと、前記第1又は第2の接続端子の前記ばね変形部のXY平面における各々の配置間隔が同一である接続端子群及び/又は延長配線部を備えた検査治具基板と、前記ばね変形部を前記検査治具基板の接続端子又は延長配線部上で押し付け固定可能な端子固定ユニットと、前記第1又は第2の接続端子の一方の接続端子、又は前記検査治具基板の一方の接続端子群及び/又は延長配線部に配置されるX、Y、Z方向に移動可能な第1プローブと、前記第1又は第2の接続端子の他方の接続端子、又は前記検査治具基板の他方の接続端子群及び/又は延長配線部に配置されるX、Y、Z方向に移動可能な第2プローブと、前記第1又は第2プローブを介して前記多連電気信号接続装置又は前記検査治具基板に所定の測定信号を与える測定信号供給源と、前記測定信号によって前記多連電気信号接続装置又は前記検査治具基板に生ずる電気信号を検出し、前記多連電気信号接続装置の検査判定を行う信号検出判定部と、前記接続装置固定台及び前記曲げ加工ユニット、並びに前記第1及び第2プローブを駆動する駆動制御部を備える手段を有するため、接続端子の先端形状加工製造と接触端子の確実性を含む電気的検査を同一の設備で実施することができ、短時間の端子先端形状加工製造及び電気的検査が可能となる。

また、前記接続装置固定台又は前記曲げ加工ユニットをX、Y、Z方向又は回転方向に移動し、1つ又は複数の前記第1又は第2の接続端子の先端部を前記曲げ加工ユニットのダイとパンチとの間の所定の位置に挿入して前記接続端子の曲げ加工を連続して実施し、前記多連電気信号接続装置の曲げ加工を完了する第1ステップと、前記第1プローブを前記第1又は第2の接続端子の一方の接続端子に接触させると共に、前記第1又は第2の接続端子の他方の接続端子を前記曲げ加工ユニットのダイ又はパンチに接触させ、前記測定信号供給源から前記第1プローブを介して前記多連電気信号接続装置に所定の測定信号を与えると共に、前記多連電気信号接続装置を介して前記曲げ加工ユニットのダイ又はパンチに生ずる電気信号を検出し、前記信号検出判定部により前記多連電気信号接続装置の配線パターンの検査判定を行う第2ステップと、前記検査治具基板及び前記端子固定ユニットを取付け、前記第1又は第2の接続端子のばね変形部と前記検査治具基板の接続端子又は延長配線部上とを相対的に押し付け固定する第3ステップと、前記第1プローブを前記検査治具基板の一方の接続端子群又は延長配線部に接触させると共に、前記第2プローブを前記検査治具基板の他方の接続端子群又は延長配線部に接触させ、前記測定信号供給源から前記第1又は第2プローブを介して前記検査治具基板に所定の測定信号を与えると共に、前記測定信号によって前記多連電気信号接続装置を介して他方の前記検査治具基板に生ずる電気信号を検出し、前記信号検出判定部により前記多連電気信号接続装置の検査判定を行う第4ステップの手段を有するため、接続端子の先端形状加工製造と接触端子の確実性を含む電気的検査を同一の設備で、かつ同一工程で実施することができ、短時間の端子先端形状加工製造及び電気的検査が可能となる。

さらに、前記第1の接続端子の先端を、前記被検査半導体の端子群に相対する向きに整列固定する位置変換固定ユニットを有する手段により、プローブカート等の検査装置としても利用できるため、短時間で多連電気信号接続装置の製造及び被検査半導体の電気的検査が可能となる。

本発明の多連電気信号接続装置の製造検査装置によれば、接続端子の先端形状加工製造と接触端子の確実性を含む電気的検査を連続して実施することができ、短時間の製造及び検査が可能となると共に、プローブカード等の検査装置としても利用でき、短時間で多連電気信号接続装置の製造及び被検査機器の電気的検査が可能となる。

本発明の第1の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置における前半工程を説明する図である。

本発明の第1の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置における後半工程を説明する図である。

本発明の第1の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置の製造検査手順を説明する図である。

本発明の第2の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置における半導体検査工程を説明する図である。

本発明の第2の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置の製造検査手順を説明する図である。

本発明の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置の対象となる多連電気信号接続装置の構造を示す斜視図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図1は、本発明の第1の実施形態に係る多連電気信号接続装置製造検査装置を説明する図である。図1(a)は、多連電気信号接続装置製造検査装置100において、前記第1の接続端子11又は前記第2の接続端子12の先端部のばね形状を形成する曲げ加工を実施するための構成を示すものである。図1(a)において、101は前記多連電気信号接続装置1を固定しX−Y−Z方向又は回転方向に移動可能な接続装置固定台、102は曲げ加工のためのダイ103とパンチ104を備えたX、Y、Z方向又は回転方向に移動可能な曲げ加工ユニットで、前記接続装置固定台101及び前記曲げ加工ユニット102は、駆動制御装置153によって位置が高精度に制御され、1つ又は複数の前記第1の接続端子11又は前記第2の接続端子12の先端部を前記ダイ103と前記パンチ104の間に挿入し、曲げ加工を実施する。(第1ステップ)

図1(b)は、前記第1の接続端子11及び前記第2の接続端子12の先端部の曲げ加工が終了した後に、前記多連電気信号接続装置1の前記配線パターン13の導通・非導通等の検査判定を行う方法を説明するものである。

図1(b)において、114は、前記第1の接続端子11又は前記第2の接続端子12に配置されるX、Y、Z方向に移動可能な第1プローブで、前記第1プローブ114を前記第1の接続端子11又は前記第2の接続端子12に接触させると共に、前記第1又は第2の他方の接続端子を前記曲げ加工ユニット102の導電性を有する前記ダイ103又は前記パンチ103に接触させ、測定信号供給装置151から前記第1プローブ114を介して前記多連電気信号接続装置1に所定の測定信号を与えると共に、前記多連電気信号接続装置1を介して前記曲げ加工ユニット102に生ずる電気信号を検出し、信号検出判定装置152により前記多連電気信号接続装置1の前記配線パターン13の検査判定を行う。本ステップにより、前記多連電気信号接続装置1の前記配線パターン13の良否判定が、前記接続端子11、12の先端部の曲げ加工が終了すると同時に実施することができる。(第2ステップ)

図2は、前記多連電気信号接続装置製造検査装置100において、前記多連電気信号接続装置1の前記接続端子11、12の接触を含む電気的検査を実施するための構成を示すものである。

図2において、111は、前記第1又は第2の接続端子の前記ばね変形部14のXY平面における各々の配置間隔が接続対象となる電子機器(図示せず)の接続端子の配置間隔と同一である接続端子群112及び延長配線部113を備えた検査治具基板、116は、前記ばね変形部14を前記検査治具基板111の接続端子112の上で押し付け固定可能な端子固定ユニットを示す。

前記端子固定ユニット116を取付け、前記第1又は第2の接続端子のばね変形部14と前記検査治具基板111の前記接続端子112とを相対的に押し付け固定することにより、前記多連電気信号接続装置1と前記検査治具基板111との導通が確実に確保される。(第3ステップ)

一方、前記検査治具基板111の一方の接続端子群112又は前記延長配線部113に配置されるX、Y、Z方向に移動可能な前記第1プローブ114と共に、115は前記検査治具基板111の他方の接続端子群112又は前記延長配線部113に配置されるX、Y、Z方向に移動可能な第2プローブを示す。前記第1プローブ114を前記検査治具基板111の一方の延長配線部113aに接触させると共に、前記第2プローブ115を前記検査治具基板111の他方の延長配線部113bに接触させ、前記測定信号供給装置151から前記第1プローブ114を介して前記検査治具基板111に所定の測定信号を与えると共に、前記信号検出判定装置152により前記多連電気信号接続装置1を経由して前記検査治具基板111に生ずる電気信号を検出し、前記多連電気信号接続装置1の検査判定を行うことにより、前記多連電気信号接続装置1の総合検査が実施される。(第4ステップ)

図3は、以上説明した本発明の第1の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置の製造検査手順を説明する図である。以上説明したように、本発明の第1の実施形態の多連電気信号接続装置製造検査装置によれば、前記接続端子ばね変形部14の形状加工製造と端子接触部を含む電気的検査を連続して実施することが可能となる。

本実施例では前記検査治具基板111が、前記多連電気信号接続装置1の接続対象となる電子機器(図示せず)の回路基板接続端子の配置間隔と同一である接続端子群を備えた前記検査治具基板111で説明したが、接続対象となる前記電子機器に使用される実際の回路基板を使用してもよい。

図4は、本発明の第2の実施形態に係る多連電気信号接続装置製造検査装置100を説明する図であり、被検査半導体を検査可能にする多連電気信号接続装置製造検査装置の構成を示すものである。図4においては、図1(a)(b)で説明した工程、すなわち、第1ステップの接続端子部の曲げ加工及び第2ステップの電気信号接続装置の配線パターン検査判定は同一であるため省略し、以降の第3、第4ステップを説明する。

図4において、121は、前記第2の接続端子12の前記ばね変形部14のXY平面における各々の配置間隔が同一である接続端子群122及び延長配線部123を備えた検査治具基板、133は、第1の接続端子11′のXY平面における配置間隔が同一である端子群132を有する被検査半導体131を固定するX、Y、Z方向又は回転方向に移動可能な半導体固定台、134は、前記第1の接続端子11′のばね変形部14′を、前記被検査半導体の端子群132に相対する向きに整列固定する位置変換固定ユニットを示す。

前記検査治具基板121上に前記位置変換固定ユニット134を取付け、前記第1の接続端子11′のばね変形部14′を前記被検査半導体の端子群132に相対する向きに整列固定し、前記検査治具基板121に前記端子固定ユニット116を取付け、前記第2の接続端子12のばね変形部14と前記検査治具基板121の接続端子122とを相対的に押し付け固定する。(第3ステップ)

前記第1の接続端子11′のばね変形部14′と所定の相対する前記被検査半導体の端子群132とを接触させると共に、前記第1プローブ114及び前記第2プローブ115を前記検査治具基板121の所定の前記延長配線部123に接触させ、前記測定信号供給装置151から前記第1プローブ114を介して前記検査治具基板121に所定の測定信号を与えると共に、前記測定信号によって前記検査治具基板121及び前記多連電気信号接続装置1′を介して被検査半導体131に生ずる電気信号を検出し、検出された信号に基づいて前記被検査半導体131の検査判定を行う。(第4ステップ)

図5は、以上説明した本発明の第2の実施形態に係る多連電気信号接続装置の製造検査装置の製造検査手順を説明する図である。以上説明したように、本発明の第2の実施形態の多連電気信号接続装置製造検査装置によれば、前記接続端子ばね変形部14の形状加工製造と共に、プローブカードのような被検査半導体の電気的検査を連続して実施することが可能となる。

以上説明したように、第1の実施形態により、接続端子の先端形状加工製造と接触端子の確実性を含む電気的検査を連続して実施することができ、短時間の製造及び検査が可能となる。さらに第2の実施形態により、プローブカート等の検査装置としても利用でき、短時間で多連電気信号接続装置の製造及び被検査機器の検査が可能となる。

特に狭ピッチ配列を有する多連の相互配線接続に使用される電気信号接続装置で、狭ピッチ用コネクタ、液晶装置、プローブカード等の電子機器における多連電気信号接続装置の端子先端形状加工製造及び電気的検査に利用することができる。

1 多連電気信号接続装置 11 第1の接続端子 12 第2の接続端子 13 配線パターン 14 ばね変形部 15 固定板 21 接続端子A 22 接続端子B P1 第1の接続端子の配置間隔 P2 第2の接続端子の配置間隔 Pa 接続端子Aの配置間隔 Pb 接続端子Bの配置間隔 100 多連電気信号接続装置製造検査装置 101 接続装置固定台 102 曲げ加工ユニット 103 ダイ 104 パンチ 111、121 検査治具基板 112、122 検査治具基板接続端子 113、123 延長配線部 114 第1プローブ 115 第2プローブ 116 端子固定ユニット 131 被検査半導体 132 被検査半導体の端子群 133 半導体固定台 134 位置変換固定ユニット 151 測定信号供給装置 152 信号検出判定装置 153 駆動制御部