(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のプリント配線基板を階層的に積み重ねて構成されるプリント配線基板実装体において、
外部の検査装置から光学的に出力され、各プリント配線基板を識別する識別コードを含む検査信号を受光する受光素子と、
前記識別コードに基づいて検査対象の基板を判定する手段と、
前記検査対象基板から出力される応答信号を光学的に出力する発光素子とを含み、
前記複数のプリント配線基板が前記受光素子および発光素子を共用することを特徴とするプリント配線基板実装体。
【請求項２】
前記受光素子および発光素子は、プリント配線基板の端部において、その送受光面を外側に向けて配置されたことを特徴とする請求項１に記載のプリント配線基板実装体。
【請求項３】
複数枚のプリント配線基板を階層的に積み重ねて構成され、外部の検査装置から光学的に出力された検査信号を受光して各基板上の回路ブロックへ入力する受光素子と、前記検査信号に応答して前記回路ブロックから出力される応答信号を光学的に出力する発光素子とを含むプリント配線基板実装体を検査するプリント配線基板実装体の検査装置であって、
一方の送受光端面がプリント配線基板実装体側の受光素子および発光素子と対向配置可能に形成され、前記一方および他方の送受光端面からの光を拡散する光拡散シートと、
前記光拡散シートの他方の送受光端面と対向配置された検査装置側の発光素子および受光素子と、
前記検査装置側の発光素子および受光素子と接続された検査回路とを含み、
前記検査回路は、所定の検査信号を前記発光素子から送光し、これに応答してプリント配線基板実装体から返送されて前記受光素子で受光した応答信号に基づいて所定の診断処理を実行することを特徴とするプリント配線基板実装体の検査装置。
【請求項４】
前記各プリント配線基板が前記受光素子および発光素子をそれぞれ具備したことを特徴とする請求項３に記載のプリント配線基板実装体の検査装置。
【請求項５】
前記複数のプリント配線基板が前記受光素子および発光素子を共用することを特徴とする請求項３に記載のプリント配線基板実装体の検査装置。
【請求項６】
前記受光素子および発光素子は、プリント配線基板の端部において、その送受光面を外側に向けて配置されたことを特徴とする請求項３に記載のプリント配線基板実装体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板実装体およびその検査装置に係り、特に、複数枚のプリント配線基板を階層的に積み重ねて構成されるプリント配線基板実装体、およびこれを検査する検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器の高性能化・小型化に伴い、半導体素子を基板上に高密度実装する要求がますます高まっている。このような要求に応える技術の一つとして、半導体素子の搭載されたプリント配線基板を階層的に積み重ねて構成されるプリント配線基板実装体が注目されている。
【０００３】
図６は、従来のプリント配線基板実装体の基本構造を示した断面図であり、マザー基板１０上には複数枚のインターポーザ基板２０が搭載され、各基板１０、２０同士は、接続部材としての熱溶融バンプ４０を介して電気的および機械的に接続されている。
【０００４】
従来、プリント配線基板を検査する場合、図７に示したように、多数の検査プローブ７０が立設された検査治具７を用い、その検査プローブ７０を基板５０表面の検査用パッド５１に接触させていたが、上記したプリント配線基板実装体では、各基板同士の間隙が狭いために、検査プローブ７０を挿入して検査用パッドに接触させることは実質的に不可能である。
【０００５】
このような問題点を解決するために、例えば特開平５−２４０６２３号公報では、ファイバースコープ顕微鏡およびＣＣＤカメラを用いて間隙部のはんだ付け外観を検査する装置が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来技術は、はんだ付け外観のように、作業者が視覚的に確認し得る項目しか検査することができず、電圧値、電流値、あるいはインピーダンスといった電気的な項目を検査することができないため、検査装置としての機能が不十分であった。また、光ファイバを基板間に挿入したり、基板間に挿入した光ファイバの先端を観察位置まで正確に導かなければならないので、検査の自動化が難しいという問題もあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、わずかな間隙で積み重ねられたプリント配線基板の電気的検査を簡単に実行し得るプリント配線基板実装体およびその検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた点に特徴があれる。
【０００９】
（１）複数枚のプリント配線基板を階層的に積み重ねて構成されるプリント配線基板実装体において、外部の検査装置から光学的に出力され、各プリント配線基板を識別する識別コードを含む検査信号を受光する受光素子と、前記識別コードに基づいて検査対象の基板を判定する手段と、前記検査対象基板から出力される応答信号を光学的に出力する発光素子とを含み、前記複数のプリント配線基板が前記受光素子および発光素子を共用することを特徴とする。
【００１０】
（２）複数枚のプリント配線基板を階層的に積み重ねて構成され、外部の検査装置から光学的に出力された検査信号を受光して各基板上の回路ブロックへ入力する受光素子と、前記検査信号に応答して前記回路ブロックから出力される応答信号を光学的に出力する発光素子とを含むプリント配線基板実装体を検査するプリント配線基板実装体の検査装置であって、一方の送受光端面がプリント配線基板実装体側の受光素子および発光素子と対向配置可能に形成され、前記一方および他方の送受光端面からの光を拡散する光拡散シートと、前記光拡散シートの他方の送受光端面と対向配置された検査装置側の発光素子および受光素子と、前記検査装置側の発光素子および受光素子と接続された検査回路とを含み、前記検査回路は、所定の検査信号を前記発光素子から送光し、これに応答してプリント配線基板実装体から返送されて前記受光素子で受光した応答信号に基づいて所定の診断処理を実行することを特徴とする。
【００１１】
上記した特徴(1) によれば、積み重ねられたプリント配線基板の端部に送受光素子を設け、検査装置との間で検査信号およびその応答信号を光学的に非接触で送受信することができるので、狭い間隙で積み重ねられた各基板の電気的診断が可能になる。
【００１２】
上記した特徴(2) によれば、光拡散シートを利用して発光側と受光側とを光学的に接続するようにしたので、プリント配線基板実装体と検査装置との厳密な位置合せが不要となり、検査の自動化を容易に達成できるようになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるプリント配線基板実装体の基本構造を示した断面図であり、図２は、その検査装置および検査方法を模式的に示した断面図である。
【００１４】
マザー基板１０上には複数のインターポーザ基板２０が搭載され、マザー基板および各インターポーザ基板１０、２０同士は、接続部材としての熱溶融バンプ４０を介して電気的および機械的に接続されている。
【００１５】
最上段のインターポーザ基板Ａの端部表面には受光素子２０１ａが受光面を外に向けて取付けられ、その裏面には発光素子２０２ａが発光面を外に向けて取付けられている。同様に、下段のインターポーザ基板Ｂの端部にも、表面および裏面のそれぞれに受光素子２０１ｂおよび発光素子２０２ｂが、それぞれ受光面および発光面を外に向けて取付けられている。
【００１６】
一方、当該プリント配線基板実装体１の検査装置３０は、図２に示したように、光拡散シート３０１と、光拡散シート３０１の内側の送受光面と対向するように固定された発光素子３０２および受光素子３０３と、前記発光素子３０２および受光素子３０３と接続された検査回路３０４とを含み、当該検査装置３０は、光拡散シート３０１の外側の送受光面が前記プリント配線基板実装体の受光素子２０１および発光素子２０２と対向するように配置して用いられる。
【００１７】
前記光拡散シート３０１としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等の透明シートに、炭酸カルシウムや二酸化ケイ素等の微粒子を分散させた艶消透明塗料を塗布したり、あるいは曇りガラスを用いることができる。
【００１８】
このような構成において、たとえばインターポーザ基板Ａの検査・診断を行う場合、検査装置３０の検査回路３０４は、インターポーザ基板Ａに固有の識別コードを所定の検査信号と共に発光素子３０２へ供給する。発光素子３０２は識別コードおよび検査信号を電／光変換して光拡散シート３０１へ供給する。発光素子３０２から送出された光信号は光拡散シート３０１により拡散され、各インターポーザ基板の受光素子２０１（２０１ａ、２０１ｂ）に受光される。
【００１９】
図３は、各インターポーザ基板２０の回路構成を示したブロック図であり、各受光素子２０１ａ、２０１ｂで検知された識別コードおよび検査信号は光／電変換されて各インターフェース回路２０５ａ、２０５ｂへ供給される。各インターフェース回路２０５ａ、２０５ｂは、受信した識別コードと自身に予め割り当てられている基板コードとを比較し、識別コードと基板コードとが一致すれば検査信号を後段の回路ブロック２０６へ供給する。また、識別コードと基板コードとが一致しなければ、この検査信号を無視する。
【００２０】
したがって、検査装置３０から出力された識別コードが基板Ａのものであれば、インターポーザ基板Ｂのインターフェース回路２０５ｂは当該検査信号を無視し、インターポーザ基板Ａのインターフェース回路２０５ａのみが当該検査信号に応答する。インターポーザ基板Ａの回路ブロック２０６ａは、検査信号が入力されると、これに応答して所定の制御動作を実行し、応答信号を前記インターフェース２０５ａを介して発光素子２０２ａへ供給する。発光素子２０２ａは応答信号を電／光変換し、光拡散シート３０１へ供給する。
【００２１】
検査装置側では、受光素子３０３が応答信号を受光すると、これを光／電変換して検査回路３０４へ供給する。検査回路３０４は受信した応答信号を解析し、これに基づいてインターポーザ基板Ａの検査・診断を実行する。
【００２２】
上記したように、本実施形態によれば、積み重ねられたインターポーザ基板２０の端部に送受光素子２０１、２０２を設け、検査装置３０との間で検査信号およびその応答信号を光学的に非接触で送受信するようにしたので、狭い間隙で積み重ねられた各基板の電気的診断が可能になる。
【００２３】
さらに、光拡散シート３０１を利用して発光側と受光側とを光学的に接続するようにしたので、プリント配線基板実装体１と検査装置３０との厳密な位置合せが不要となり、検査の自動化を容易に達成できるようになる。
【００２４】
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。図４は、本発明の第２実施形態の構成を示した断面図、図５は、この第２実施形態における各インターポーザ基板のブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００２５】
上記した第１実施形態では、マザー基板１０上に積み重ねられる複数のインターポーザ基板２０の全てが発光素子２０２および受光素子２０１を備え、各基板ごとに検査信号を受信し、かつ応答信号を返送するものとして説明したが、本実施形態では、発光素子および受光素子をいずれかのインターポーザ基板のみに設け、全てのインターポーザ基板が１つの発光素子および受光素子を共用するようにした点に特徴がある。
【００２６】
図４において、プリント配線基板実装体１側の受光素子２０１は、最上段のインターポーザ基板Ａの端部のみに設けられ、発光素子２０２は、最下段のインターポーザ基板Ｃの端部のみに設けられている。
【００２７】
受光素子２０１は、図５に示したように、インターポーザ基板Ａのインターフェース回路２０５ａのみならず、バンプ４０を介して他のインターポーザ基板Ｂ、Ｃの各インターフェース回路２０５ｂ、ｃとも接続されている。同様に発光素子２０２も、インターポーザ基板Ｃのインターフェース回路２０５ｃのみならず、バンプ４０を介して他のインターポーザ基板Ａ、Ｂの各インターフェース回路２０５ａ、ｂとも接続されている。
【００２８】
このような構成において、たとえばインターポーザ基板Ｂの検査・診断を行う場合、検査装置３０の検査回路３０４は、インターポーザ基板Ｂに固有の識別コードを所定の検査信号と共に発光素子３０２へ供給する。発光素子３０２は識別コードおよび検査信号を電／光変換して光拡散シート３０１へ供給する。発光素子３０２から送出された光信号は光拡散シート３０１を介して受光素子２０１に受光される。
【００２９】
受光素子２０１により検知された識別コードおよび検査信号は、光／電変換されて各インターポーザ基板のインターフェース回路２０５ａ〜２０５ｃへ供給される。各インターフェース回路は、受信した識別コードと自身に予め割り当てられている基板コードとを比較し、ここでは、インターポーザ基板Ｂのインターフェース回路２０５ｂのみが一致判定を下し、他のインターフェース回路２０５ａ、２０５ｃは不一致判定を下す。したがって、インターポーザ基板Ｂのインターフェース回路２０５ｂのみが当該検査信号に応答し、その回路ブロック２０６ｂは、検査信号が入力されると、これに応答して所定の制御動作を実行し、応答信号を前記インターフェース２０５ｂを介して発光素子２０２へ供給する。発光素子２０２は応答信号を電／光変換し、光拡散シート３０１へ供給する。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、全てのインターポーザ基板が１つの発光素子２０２および受光素子２０１を共用できるので、発光素子および受光素子の設置数を減じることができる。
【００３１】
なお、上記した第２実施形態では、各インターポーザ基板が受光素子および発光素子のいずれをも共有するものとして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、受光素子は全てのインターポーザ基板に設けて発光素子のみを共有したり、あるいはその逆に、発光素子は全てのインターポーザ基板に設けて受光素子のみを共有するようにしても良い。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1) 積み重ねられたプリント配線基板の端部に送受光素子を設け、検査装置との間で検査信号およびその応答信号を光学的に非接触で送受信することができるので、狭い間隙で積み重ねられた各基板の電気的診断が可能になる。
(2) 光拡散シートを利用して発光側と受光側とを光学的に接続するようにしたので、プリント配線基板実装体と検査装置との厳密な位置合せが不要となり、検査の自動化を容易に達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるプリント配線基板実装体の基本構造を示した断面図である。
【図２】図１に示したプリント配線基板実装体の検査装置および検査方法を示した断面図である。
【図３】第１実施形態の各インターポーザ基板のブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態であるプリント配線基板実装体の基本構造を示した断面図である。
【図５】第２実施形態の各インターポーザ基板のブロック図である。
【図６】従来技術の断面図である。
【図７】従来の基板検査方法を示した断面図である。
【符号の説明】
１０…マザー基板、２０…インターポーザ基板、３０…検査装置、４０…バンプ、２０１…受光素子、２０２…発光素子、２０５…インターフェース回路、２０６…回路ブロック、３０１…光拡散シート、３０２…発光素子、３０３…受光素子、３０４…検査回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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