(57)【要約】  【課題】スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を保温しながら電気的導通検査する検査冶具を備えたプリント基板の導通検査装置において、電気的導通検査の途中でプリント基板が冷却されるのを防止し、かつ、プリント基板を加圧して波うちやそりなどを矯正しつつ、スルーホールやバイアホールに圧力をかけないようにする。  【解決手段】検査治具１０は上治具２０と下治具３０とからなり、上治具２０と下治具３０には、上治具２０と下治具３０との間にプリント基板４を加圧保持する状態でプリント基板４のスルーホール６に相当する位置に非貫通孔２１，３１を設け、スルーホール６が前記上治具２０と下治具３０による加圧を回避する構造を有しているプリント基板の導通検査装置を提供する。【選択図】図１
2007064883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を保温しながら電気的導通検査する検査冶具を備えたプリント基板の導通検査装置において、
前記検査治具は上治具と下治具とからなり、該上治具と下治具には、該上治具と下治具との間に前記プリント基板を加圧保持する状態で前記プリント基板のスルーホールあるいはバイアホールに相当する位置に貫通孔または非貫通孔を設け、前記スルーホールあるいはバイアホールが前記上治具と下治具による加圧を回避する構造を有していることを特徴とするプリント基板の導通検査装置。
【請求項２】
上記検査冶具には、上記プリント基板に設けられている検査用端子に弾性接触するプローブを備えたことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の導通検査装置。
【請求項３】
上記検査冶具には、上記プリント基板を加熱する加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の導通検査装置。
【請求項４】
上記検査冶具には、加熱されたプリント基板を電気的導通検査した後に該プリント基板を冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の導通検査装置。
【請求項５】
スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を検査治具にて保温しながら電気的導通検査する際に、前記スルーホールあるいはバイアホールの加圧を回避して前記プリント基板を保持することを特徴とするプリント基板の導通検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリント基板の導通検査装置および導通検査方法に関するものであり、特に、スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板の導通検査装置および導通検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、此種プリント基板の検査では、パターンの断線またはパターン間の導通短絡を電気的に検査することが行なわれている。例えば図７（１）に示す検査冶具１は上冶具２と下冶具３とからなり、前記上冶具２は上側絶縁板２ａと上側プレート２ｂと上側接触プローブ２ｃを組み合わせて構成され、前記下冶具３は下側絶縁板３ａと下側プレート３ｂと下側接触プローブ３ｃを組み合わせて構成されている。
【０００３】
前記上下の接触プローブ２ｃ，３ｃはそれぞれ上下の絶縁板２ａ，３ａに固定され、プリント基板４に設けられている検査用端子５に前記上下の接触プローブ２ｃ，３ｃを押し当てた状態で通電し、断線や短絡を検知するものである。
【０００４】
しかし、フレキシブルプリント基板の検査などでは、基板の波うちなどで変形して接触プローブ２ｃ，３ｃが検査用端子５に当接しない場合もあり、これを回避するために、同図（２）に示すように、上下のプレート２ｂ，３ｂによってプリント基板４を加圧し、波うちなどによる変形を矯正することが行なわれる。なお、符号６はプリント基板４に設けられているスルーホールである。
【０００５】
最近ではフレキシブルプリント基板に限らず、多層プリント基板でもより薄いものが求められており、また、微細化によって接触プローブ２ｃ，３ｃに対して高い位置精度が求められている。そのため、多層プリント基板であっても、導通検査の際には基板の捩れを抑えるために、加圧が不可欠となっている。このため、上下のプレート２ｂ，３ｂによりプリント基板４を加圧して波うちやそりなどを矯正し、接触プローブ２ｃ，３ｃを確実に検査用端子５へ当接させるようにしている。
【０００６】
ここで、近年は鉛成分を含まないはんだ付けを行なう必要があり、より高温ではんだリフローが行なわれる。このため、プリント基板が受ける熱ストレスがより厳しい環境となってきている。したがって、導体パターンにピンホールやクラックなどの半断線が生じた状態が、はんだリフロー時に熱ストレスを受けると完全断線に移行することがある。
【０００７】
プリント基板の表層に形成されているパターンなどでは、ピンホールやクラックなどの半断線状態となっている欠陥を、光学的欠陥検出装置によって検出することが可能である。しかし、スルーホール２内の半断線状態となっている欠陥は、前記光学的欠陥検出装置で検出することはできない。
【０００８】
このため、プリント基板の半断線状態となっている部分に、熱ストレスを加えて完全な断線状態とし、これを電気的に検出する検査装置が知られている（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３など参照）。すなわち、図６（１）に示すように、プリント基板４のスルーホール６に半断線状態６ａが生じている場合、プリント基板４を加熱することにより絶縁層が膨張し、これに伴って同図（２）に示すように、スルーホール６が完全断線状態６ｂに移行し、電気的導通が遮断されて欠陥を検出することができる。
【特許文献１】特開平２−２４２１７１号公報
【特許文献２】特開平２−３１１７７２号公報
【特許文献３】特開２０００−１７４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１〜特許文献３の発明は、プリント基板を加熱して絶縁層を膨張させることにより、半断線状態を完全断線状態に移行させて電気的導通検査するものである。しかし、プリント基板の捩れや波うちを矯正するためにプリント基板を加圧する構成について、上記特許文献には何ら開示されていない。
【００１０】
一方、図７に示したように、上下のプレート２ｂ，３ｂによりプリント基板４を加圧して波うちやそりなどを矯正し、接触プローブ２ｃ，３ｃを確実に検査用端子５へ当接させるようにすると、加熱により絶縁層を膨張させてもプリント基板４を加圧することによってスルーホール６に圧力がかかり、図６（２）の完全断線状態６ｂから同図（１）の半断線状態６ａに戻ってしまうという欠点があった。
【００１１】
プリント基板の端部のみを固定してプリント基板を浮かせた状態とし、スルーホールに圧力をかけないようにすることも考えられるが、加熱されたプリント基板を保温しながら電気的導通検査する場合、ヒーターなどの加熱装置からの熱伝導効率が悪くなって、導通検査途中でプリント基板が冷めてしまうこともある。これを回避するために、過剰にヒーターで加熱することは、安全性からあまり好ましくない。
【００１２】
そこで、スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を保温しながら電気的導通検査する検査冶具を備えたプリント基板の導通検査装置において、電気的導通検査の途中でプリント基板が冷却されるのを防止し、かつ、プリント基板を加圧して波うちやそりなどを矯正しつつ、スルーホールやバイアホールに圧力をかけないようにするプリント基板の導通検査装置および導通検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を保温しながら電気的導通検査する検査冶具を備えたプリント基板の導通検査装置において、前記検査治具は上治具と下治具とからなり、該上治具と下治具には、該上治具と下治具との間に前記プリント基板を加圧保持する状態で前記プリント基板のスルーホールあるいはバイアホールに相当する位置に貫通孔または非貫通孔を設け、前記スルーホールあるいはバイアホールが前記上治具と下治具による加圧を回避する構造を有していることを特徴とするプリント基板の導通検査装置を提供する。
【００１４】
この構成によれば、検査冶具は上冶具と下冶具とからなり、上下の冶具にはプリント基板のスルーホールあるいはバイアホールに相当する位置に貫通孔または非貫通孔を設けてあり、加熱されたプリント基板を検査冶具にて加圧保持する際に、前記プリント基板のスルーホールあるいはバイアホールが前記貫通孔または非貫通孔に収容されて、上治具と下治具による加圧が回避される。
【００１５】
請求項２記載の発明は、上記検査冶具には、上記プリント基板に設けられている検査用端子に弾性接触するプローブを備えたことを特徴とする請求項１記載のプリント基板の導通検査装置を提供する。
【００１６】
この構成によれば、上記検査冶具にてプリント基板を加圧保持しつつ、該検査冶具に備えられたプローブをプリント基板に設けられている検査用端子に接触させて、プリント基板の電気的導通検査を行う。
【００１７】
請求項３記載の発明は、上記検査冶具には、上記プリント基板を加熱する加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の導通検査装置を提供する。
【００１８】
この構成によれば、上記検査冶具にてプリント基板を加圧保持しつつ、該検査冶具に備えられた加熱装置にてプリント基板を加熱し、該プリント基板の電気的導通検査を行う。
【００１９】
請求項４記載の発明は、上記検査冶具には、加熱されたプリント基板を電気的導通検査した後に該プリント基板を冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のプリント基板の導通検査装置を提供する。
【００２０】
この構成によれば、加熱されたプリント基板を上記検査冶具にて加圧保持しつつ、該プリント基板の電気的導通検査後に、該検査冶具に備えられた冷却装置にてプリント基板の冷却を行う。
【００２１】
請求項５記載の発明は、スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を検査治具にて保温しながら電気的導通検査する際に、前記スルーホールあるいはバイアホールの加圧を回避して前記プリント基板を保持することを特徴とするプリント基板の導通検査方法を提供する。
【００２２】
この構成によれば、加熱された該プリント基板を検査治具にて保温しながら電気的導通検査する際に、該プリント基板に設けられているスルーホールあるいはバイアホールを避けて、前記検査冶具がプリント基板を加圧保持する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、上述したように、スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板を加熱し、該プリント基板を検査冶具にて保温しながら電気的導通検査する際に、前記検査冶具に設けた貫通孔または非貫通孔により、前記スルーホールあるいはバイアホールに圧力をかけないで前記プリント基板を加圧保持する。したがって、電気的導通検査の途中でプリント基板が冷却されるのを防止し、かつ、プリント基板を加圧して波うちやそりなどを矯正しつつ、スルーホールあるいはバイアホール内の半断線状態となっている欠陥を確実に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るプリント基板の導通検査装置および導通検査方法について、好適な実施例をあげて説明する。スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を保温しながら電気的導通検査する際に、導通検査の途中でプリント基板が冷却されるのを防止し、かつ、プリント基板を加圧して波うちやそりなどを矯正しつつ、スルーホールやバイアホールに圧力をかけないようにするという目的を、電気的導通検査する検査冶具には、前記プリント基板のスルーホールあるいはバイアホールに相当する位置に貫通孔または非貫通孔を設け、前記スルーホールあるいはバイアホールが前記上治具と下治具による加圧を回避するように構成することにより実現した。
【実施例１】
【００２５】
図１は本発明に係るプリント基板の導通検査装置における検査冶具１０を示し、該検査冶具１０は上冶具２０と下冶具３０とからなり、前記上冶具２０は上側絶縁板２０ａと上側プレート２０ｂと上側接触プローブ２０ｃを組み合わせて構成され、前記下冶具３０は下側絶縁板３０ａと下側プレート３０ｂと下側接触プローブ３０ｃを組み合わせて構成されている。
【００２６】
前記上下の接触プローブ２０ｃ，３０ｃはそれぞれ上下の絶縁板２０ａ，３０ａに固定され、プリント基板４に設けられている検査用端子５に前記上下の接触プローブ２０ｃ，３０ｃを押し当てた状態で通電し、断線や短絡を検知するものである。
【００２７】
ここで、上冶具２０には、該上治具２０と下治具３０との間に前記プリント基板４を加圧保持する状態で前記プリント基板４のスルーホール６に相当する位置に非貫通孔２１を設け、下冶具３０には、前記スルーホール６に相当する位置に非貫通孔３１を設けて、前記上治具２０と下治具３０によるスルーホール６への加圧を回避する構造となっている。
【００２８】
前記プリント基板４のスルーホール６以外の部分は、上下のプレート２０ｂ，３０ｂによって加圧され、波うちやそりなどを矯正して接触プローブ２０ｃ，３０ｃを確実に検査用端子５に当接させるようにしている。
【００２９】
下冶具３０には、下側絶縁板３０ａと下側接触プローブ３０ｃの間に加熱装置３２が設けられている。該加熱装置３２は熱伝導性の良い金属板３３を介して下側プレート３０ｂに当接しており、前記プリント基板４を効率よく加熱し、保温するようにしてある。加熱装置３２としては、例えば電熱ヒーターや遠赤外線ヒーターなどを使用するが、他の構成の発熱手段であってもよい。該加熱装置３２は、プリント基板４を所定温度に加熱した後、図示しない温度制御装置によって一定温度を保持するように形成してある。また、金属板３３の材質については、熱伝導性の良い金属であれば特に制限はないが、加工しやすさや持ち運びのときに軽いなどの特徴からアルミニウムが推奨される。
【００３０】
なお、前記上冶具２０の上側プレート２０ｂと下冶具３０の下側プレート３０ｂには、前記プリント基板４のスルーホール６に相当する位置にそれぞれ非貫通孔２１，３１を設けてあるが、前記上側プレート２０ｂと下側プレート３０ｂの強度が確保できれば貫通孔（図示せず）であってもよい。また、図示しないが、バイアホールに相当する位置の上治具２０の上側プレート２０ｂと下治具３０の下側プレート３０ｂにも非貫通孔２１，３１を設けておいた方がよいことはいうまでもない。
【００３１】
図２は前記スルーホール６と非貫通孔２１，３１の拡大図であり、該非貫通孔２１，３１（または貫通孔）の直径Ａは、ランドの形状にもよるが、ランド径Ｂよりも０．５ｍｍ以上大きくとれば上下のプレート２０ｂ，３０ｂの加圧による影響を回避することができる。また非貫通孔の場合は、逃げ深さＣを０．４ｍｍ以上とることが好ましい。
【００３２】
図１および図２では、部品実装前のプリント基板４を想定しているが、部品実装箇所に相当する位置の上側プレート２０ｂと下側プレート３０ｂに、それぞれ非貫通孔２１，３１（または貫通孔）を設定しておけば、部品実装後のプリント基板４の電気的導通検査も可能となる。
【００３３】
前記上下の絶縁板２０ａ，３０ａおよびプレート２０ｂ，３０ｂの材質については、耐熱性を有して機械的強度があり、熱による寸法変化が小さいものが求められるが、ガラスエポキシ樹脂、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をガラス繊維に含浸させた樹脂などを使用することができる。
【００３４】
プリント基板４の電気的導通検査方法については、従来通り、パターン毎に断線や導通短絡を検査項目とし、不具合箇所を特定できるようにすればよいが、スルーホールやバイアホール内の半断線状態となっている欠陥の存在を検査することが主である場合は、代表的な検査領域のパターンを例えば導電ゴムなどの短絡プローブで短絡させ、検査領域毎に接触プローブと検査用端子５設けてもよい。
【００３５】
例えば図３に示すように、スルーホール６から部品実装端子７までの間にパターン８が形成され、検査領域毎に検査用端子５を備えているプリント基板４である場合、双方のパターン８，８のスルーホール６ｃ，６ｃに繋がるパターンを短絡させるとともに、前記部品実装端子７を短絡プローブ９で短絡させることにより、スルーホール６内の半断線状態の存在を検査することができる。
【００３６】
なお、前記検査冶具１０に冷却装置（図示せず）を設けることもできる。これは、検査冶具１０からプリント基板４を排出する通路を形成しておき、加熱されたプリント基板４を電気的導通検査した直後に、前記通路に冷媒を通すことにより該プリント基板４を冷却するものである。従来は、検査冶具にて導通検査したプリント基板４を次工程に送ってから冷却していたが、検査冶具１０に設けた冷却装置にてプリント基板４で冷却すれば、冷却工程の時間を短縮することができ、効率向上に寄与できる。また、加熱したプリント基板４を冷却してから取り出せるので、作業の安全にもつながる。
【００３７】
図４は短絡プローブで短絡させた状態のプリント基板の検査治具５０を示し、図１に示した検査冶具１０と相違する箇所は、プリント基板４の部品実装端子７を短絡するために、上冶具５２の上側プレート２０ｂに短絡プローブ９が設けられている。接触プローブ２０ｃを検査用端子５に当接させて導通検査を行なえば、不具合箇所を特定することはできないが、スルーホール６内の半断線状態となっているか否かを判定することができる。
【００３８】
さらに、スルーホールやバイアホールの接続信頼性を評価するための試験用回路で、スルーホールやバイアホールを直列に接続した回路をデイジーチェーンと称しているが、実際の製品となるプリント基板で擬似的にデイジーチェーンを形成して検査をしてもよい。
【００３９】
例えば図５に示すように、スルーホール６から部品実装端子７までの間にパターン８が形成されているプリント基板４である場合、検査用パターン８ａを備えた短絡プローブ９ａをプリント基板４に当接させて、隣接する部品実装端子７同士を短絡するとともに、隣接するスルーホール６同士を短絡することにより、擬似的なデイジーチェーンが形成される。このような手段によって、検査用端子５や接触プローブ２０ｃ，３０ｃの数を削減することができ、検査治具１０，５０のコストダウンを図ることが可能となる。
【００４０】
かくして、スルーホールあるいはバイアホールを有するプリント基板であって、加熱された該プリント基板を保温しながら電気的導通検査する際に、導通検査の途中でプリント基板が冷却されるのを防止し、かつ、プリント基板を加圧して波うちやそりなどを矯正しつつ、スルーホールやバイアホールに圧力をかけないように電気的導通検査を行うことにより、プリント基板のスルーホールやバイアホール内の半断線状態となっている欠陥を、より確実に検知することができる。
【００４１】
なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るプリント基板の導通検査装置における検査冶具の一例を示す説明図。
【図２】図１に示すスルーホールと非貫通孔の拡大図。
【図３】本発明に係るプリント基板の導通検査方法の変形例を示す説明図。
【図４】本発明に係るプリント基板の導通検査装置における検査冶具の変形例を示す説明図。
【図５】本発明に係るプリント基板の導通検査方法の他の変形例を示す説明図。
【図６】スルーホール内の半断線状態と完全断線状態を示す説明図。
【図７】従来のプリント基板の導通検査装置における検査冶具を示す説明図。
【符号の説明】
【００４３】
４    プリント基板
５    検査用端子
６    スルーホール
７    部品実装端子
８    パターン
９    短絡プローブ
１０    検査冶具
２０    上冶具
２０ａ  上側絶縁板
２０ｂ  上側プレート
２０ｃ  上側プローブ
２１    非貫通孔
３０    下冶具
３０ａ  下側絶縁板
３０ｂ  下側プレート
３０ｃ  下側プローブ
３１    非貫通孔
３２    加熱装置
３３    金属板
５０    検査冶具
５２    上冶具
５３    下冶具
【図１】
2007064883.tif 000003
【図２】
2007064883.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007064883.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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