(57)【要約】【課題】電子デバイスと基板とを電気的に確実に接合することができる。【解決手段】本発明の端子間接続機構は、電子デバイスの各端子とベース基板の各端子とにそれぞれ電気的に接続する接続基板を備え、当該接続基板の上記電子デバイス側の面のうち当該電子デバイスの各端子に対応する位置にそれぞれ電気的接合部を備えると共に、上記接続基板の上記ベース基板側の面のうち当該ベース基板の各端子に対応する位置にそれぞれ電気的接合部を備え、上記電子デバイス側の各電気的接合部と、当該各電気的接合部に対応する上記ベース基板側の各電気的接合部とが互いに一対一で電気的に接続された。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスの表面に設けられた複数の端子と、当該電子デバイスが実装されるベース基板の表面に、上記電子デバイスの複数の端子に対応して設けられた複数の端子との間に介在して、これらの各端子をそれぞれ電気的に接続する端子間接続機構であって、
上記電子デバイスの各端子と上記ベース基板の各端子とにそれぞれ電気的に接続する接続基板を備え、
当該接続基板の上記電子デバイス側の面のうち当該電子デバイスの各端子に対応する位置にそれぞれ電気的接合部を備えると共に、上記接続基板の上記ベース基板側の面のうち当該ベース基板の各端子に対応する位置にそれぞれ電気的接合部を備え、
上記電子デバイス側の各電気的接合部と、当該各電気的接合部に対応する上記ベース基板側の各電気的接合部とが互いに一対一で電気的に接続されたことを特徴とする端子間接続機構。
【請求項２】
請求項１に記載の端子間接続機構において、
上記接続基板が、フレキシブルプリント基板で構成されたことを特徴とする端子間接続機構。
【請求項３】
請求項１に記載の端子間接続機構において、
上記接続基板が、その端部を延長して形成されると共に切り離し可能に形成された導通検査部を備え、
当該導通検査部が、上記電子デバイス側の各電気的接合部又は上記ベース基板側の各電気的接合部とそれぞれ接続された複数の導通検査用端子を有することを特徴とする端子間接続機構。
【請求項４】
請求項１に記載の端子間接続機構において、
上記接続基板が、透明又は半透明の材料で構成されたことを特徴とする端子間接続機構。
【請求項５】
請求項１に記載の端子間接続機構において、
上記接続基板が、長尺状に形成され、その長手方向一方の領域に、上記電子デバイスの各端子に対応する各電気的接合部を備え、長手方向他方の領域に、上記ベース基板側の各端子に対応する各電気的接合部を備えたことを特徴とする端子間接続機構。
【請求項６】
請求項１に記載の端子間接続機構において、
上記接続基板の各電気的接合部が、スルーホールと、当該スルーホールに充填されるハンダとから構成されたことを特徴とする端子間接続機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスと、この電子デバイスが実装される基板とを電気的に接続する端子間接続機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスが実装された基板は、種々の装置に用いられている。例えば、半導体をウェハーレベルで機能検査するテスター及びプローバー等に用いられている。プローバーにおいては、その治具としてプローブカードがある。このプローブカードは、複数のプローブを備えている。この複数のプローブを半導体ＩＣの電極に接触させて、ＩＣ回路に電気信号を伝達する。
【０００３】
プローブカードは主に、複数のプローブと、この各プローブを支持する支持基板と、半導体部品等を搭載するメイン基板とを備えている。
【０００４】
このようなプローブカードは、半導体部品等の種々の電子デバイスを搭載しているが、近年は、プローブカードに搭載する電子デバイス（リレー、抵抗、コンデンサ、ＩＣ等）の数が増加傾向にある。このため、上記電子デバイスのうちＩＣ等については、省スペース対応のＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージを搭載するようになってきている。
【０００５】
このＢＧＡパッケージの電子デバイスでは、その下側面にアレイ状に配置されたはんだボールを基板の電極に、リフロー等により接合する。
【０００６】
このようなＢＧＡパッケージのはんだ接合例としては特許文献１、２に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０７−５８１６８号公報
【特許文献２】特開２０１２−３９０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述のような従来の電子デバイスでは、ＢＧＡがパッケージの下面に設けられるが、以下の問題がある。
【０００９】
このパッケージでは、その下面にアレイ状に配置されたはんだボールを、基板の電極にはんだ接合する。このはんだボールのはんだ付けはリフローにより行われるが、このリフローによるはんだ接合の状態確認は、外周からしかできない。即ち、アレイ状に配置された複数のはんだボールのうち外周から見えるところしか状態確認をすることができない。
【００１０】
この場合、アレイ状に配置された複数のはんだボールのうちの一部が動作不良を起こした場合は、その不良部分のみを取り外して、リペアを施して再度取り付けをするのが困難である。このため、作業性が悪いという問題がある。
【００１１】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、複数のはんだボールを確実に接合できる端子間接続機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る端子間接続機構は、電子デバイスの表面に設けられた複数の端子と、当該電子デバイスが実装されるベース基板の表面に、上記電子デバイスの複数の端子に対応して設けられた複数の端子との間に介在して、これらの各端子をそれぞれ電気的に接続する端子間接続機構であって、上記電子デバイスの各端子と上記ベース基板の各端子とにそれぞれ電気的に接続する接続基板を備え、当該接続基板の上記電子デバイス側の面のうち当該電子デバイスの各端子に対応する位置にそれぞれ電気的接合部を備えると共に、上記接続基板の上記ベース基板側の面のうち当該ベース基板の各端子に対応する位置にそれぞれ電気的接合部を備え、上記電子デバイス側の各電気的接合部と、当該各電気的接合部に対応する上記ベース基板側の各電気的接合部とが互いに一対一で電気的に接続されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る端子間接続機構においては、上記接続基板の上記電子デバイス側の各電気的接合部が、上記電子デバイスの各端子に電気的に接合し、上記接続基板の上記ベース基板側の各電気的接合部が、上記ベース基板の各端子に電気的に接合する。これにより、上記電子デバイスと上記ベース基板とを確実に接合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る端子間接続機構を基板と電子デバイスとの間に設けた構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る端子間接続機構を基板と電子デバイスとの間に設けた構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る端子間接続機構の内部配線構造を示す構成図である。
【図４】本発明の変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係る端子間接続機構について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態の端子間接続機構は、電子デバイスと、この電子デバイスが実装される基板との間を電気的に接続するための機構である。本実施形態の端子間接続機構は、基板上に電子デバイスを実装する上記プローブカード等のすべての装置に適用することができる。このため以下では、種々の装置に組み込まれる基板、電子デバイス及び本実施形態の端子間接続機構のみを説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、基板と電子デバイスとの間に本実施形態の端子間接続機構を設けた構成図である。
【００１７】
図１中の１はＩＣチップ等の電子デバイスである。この電子デバイス１の下側の表面（ベース基板３側の面）には、複数の端子２が設けられている。各端子２は、省スペース化のためにＢＧＡ（Ball Grid Array）によって構成されている。
【００１８】
この電子デバイス１は、ベース基板３に実装される。ベース基板３は、その上下両側面に種々の部品が設けられる。例えば、プローブカードの基板においては、その下側面に複数のプローブが設けられる。上側面には、ＩＣ、抵抗、コンデンサ等の電子デバイス１が設けられる。
【００１９】
ベース基板３の上側の表面（電子デバイス１側の面）には、上記電子デバイス１の複数の端子２に対応して複数の端子４が設けられている。各端子４は、ＦＰＣ実装用電極で構成されている。
【００２０】
電子デバイス１とベース基板３との間には端子間接続機構６が設けられる。端子間接続機構６は、電子デバイス１の各端子２とベース基板３の各端子４との間に介在して、これらの各端子２、４をそれぞれ電気的に接続するための機構である。これらが電気的に接続されることで、電子デバイス１がベース基板３に実装される。
【００２１】
端子間接続機構６は、接続基板７と、ＢＧＡ実装用電極８と、スルーホール９とから構成されている。
【００２２】
接続基板７は、電子デバイス１の各端子２とベース基板３の各端子４とに、それぞれ直接接合されて、これらの間を電気的に接続するための部材である。接続基板７はフレキシブルプリント基板で構成されている。さらに、このフレキシブルプリント基板は、透明又は半透明で、熱伝導性に優れた材料で構成されている。この接続基板７は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ)等からなる透明フィルム（特開２０１１−２４３９２８号公報参照）で構成されている。これにより、接続基板７越しに、各端子２と各ＢＧＡ実装用電極８との接合状態が外部から確認できるようになっている。接続基板７は、長尺状に形成されている。ここでは、接続基板７は、長方形状に形成されている。なお、接続基板７は、長方形状に限らず、他の長尺状でもよい。
【００２３】
接続基板７の長手方向一方の領域（図１中の右側の領域）には、上記電子デバイス１の各端子２に対応する各電気的接合部を備えている。具体的には、接続基板７の上側面（上記電子デバイス１側の面）のうち電子デバイス１の各端子２に対応する位置（図１の右側の上側部分）には、電気的接合部としてのＢＧＡ実装用電極８がそれぞれ設けられている。各ＢＧＡ実装用電極８は、電子デバイス１の各端子２に整合する位置に設けられている。各端子２と各ＢＧＡ実装用電極８とは、溶融接合される。
【００２４】
接続基板７の長手方向他方の領域（図１中の左側の領域）には、上記ベース基板３側の各端子４に対応する各電気的接合部を備えている。具体的には、接続基板７の下側面（上記ベース基板３側の面）のうちベース基板３の各端子４に対応する位置には、電気的接合部としてのスルーホール９がそれぞれ設けられている。各スルーホール９は、その内壁が導電性材料で構成され、ベース基板３の各端子４に整合する位置に設けられている。各スルーホール９には、ハンダが充填される。これにより、ベース基板３の各端子４と各スルーホール９とが、ハンダによって確実に溶融接合される。また、接合部分に不具合があれば、スルーホール９の上側から確認することができる。このスルーホール９と、当該スルーホール９に充填されるハンダとで、電気的接合部が構成されている。
【００２５】
接続基板７の内部には、配線１２（図３参照）が設けられている。この配線１２は、上記電子デバイス１側の各ＢＧＡ実装用電極８と、当該各ＢＧＡ実装用電極８に対応する上記ベース基板３側の各スルーホール９とが互いに一対一で電気的に接続されている。
【００２６】
この端子間接続機構６による電子デバイス１のベース基板３への実装は、次のようにして行う。
【００２７】
電子デバイス１の各端子２を上側に向けて、その上側に端子間接続機構６の接続基板７を載置する。次いで、透明又は半透明の接続基板７越しに確認しながら、接続基板７の各ＢＧＡ実装用電極８を、電子デバイス１の各端子２にそれぞれ整合させる。
【００２８】
この状態で、リフロー方式により、各ＢＧＡ実装用電極８と各端子２とを溶融接合させる。
【００２９】
次いで、接続基板７を反転させて、透明又は半透明の接続基板７越しに、各スルーホール９を、ベース基板３の各端子４にそれぞれ整合させる。
【００３０】
この状態で、各スルーホール９にハンダを流し込んで、各スルーホール９と各端子４と接合する。これにより、電子デバイス１をベース基板３に確実に実装する。接合不良があった場合は、それを透明又は半透明の接続基板７（フレキシブルプリント基板）を介して外部から確認でるため、スルーホール９内にハンダを溶かし直す等により、接合不良箇所をリペアする。
【００３１】
接続基板７の各ＢＧＡ実装用電極８と電子デバイス１の各端子２との間に接合不良があった場合は、それを透明又は半透明の接続基板７を介して外部から確認でるため、熱伝導性に優れた接続基板７の外側からハンダゴテ等で、接合不良箇所をリペアする。
【００３２】
また、電子デバイス１を交換したり、メンテナンスを施す場合は、接続基板７を撓ませて、電子デバイス１を作業しやすい方向に向けて行うこともできる。
【００３３】
以上のように、端子間接続機構６を用いて電子デバイス１をベース基板３に実装するため、電子デバイス１の各端子２の溶融接合時に、ハンダの接合状態を確認することができる。
【００３４】
透明又は半透明のフレキシブルプリント基板からなる接続基板７を利用することにより、接合不良箇所等を容易に確認することができるため、接合不良箇所等を容易にリペアすることができる。部品交換も容易になる。
【００３５】
ベース基板３側は、各スルーホール９にハンダを流し込んで、各端子４と接合するため、隣り合う各端子４間でのショートを防止することができる。さらに、電子デバイス１の各端子２は、透明又は半透明の接続基板７を介して接合状態が確認できるため、隣り合う各端子２間でのショートを防止することができる。
【００３６】
この結果、プローブカード等の装置に搭載されるＢＧＡパッケージ等の電子デバイス１を、狭ピッチ化することができる。
【００３７】
さらに、実装の信頼性、即ち電子デバイス１とベース基板３との電気的接合部分に対する信頼性が向上し、端子間接続機構６を用いた装置に対する信頼性も向上する。
【００３８】
また、電子デバイス１の交換やメンテナンスも、接続基板７を撓ませて、電子デバイス１を作業しやすい方向に向けて行うことができるため、交換作業性やメンテナンス作業性が向上する。
【００３９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態の端子間接続機構６に導通検査部を備えた。本実施形態の、導通検査部を除く端子間接続機構の構成は、第１実施形態の端子間接続機構６と同様であるため、同一部材には同一符号を付してその説明を省略する。以下では、導通検査部を中心に説明する。図２は、基板と電子デバイスとの間に本実施形態の端子間接続機構を設けた構成図である。図３は、図２の端子間接続機構の内部配線構造を示す構成図である。
【００４０】
端子間接続機構６の接続基板７に導通検査部１１が設けられている。この導通検査部１１は、接続基板７の端部を延長して形成されている。さらに、導通検査部１１は、接続基板７の端部に切り離し可能に形成されている。
【００４１】
接続基板７内には、上記電子デバイス１側の各ＢＧＡ実装用電極８と、上記ベース基板３側の各スルーホール９とを一対一で電気的に接続する複数の接続配線１２が設けられている。
【００４２】
導通検査部１１内には、上記各接続配線１２とそれぞれ接続された複数の検査配線１３が設けられている。導通検査部１１の上側の表面には、複数の導通検査用端子１４が設けられている。導通検査用端子１４は、上記電子デバイス１側の各端子２及び上記ベース基板３側の各端子４と同じ数だけ設けられている。各導通検査用端子１４は、各検査配線１３にそれぞれ接続されている。これにより、各導通検査用端子１４は、上記電子デバイス１側の各端子２又は上記ベース基板３側の各端子４とそれぞれ接続されるようになっている。これにより、各導通検査用端子１４は、上記電子デバイス１側と接続配線１２との導通状態又は上記ベース基板３側と接続配線１２との導通状態を検査する。
【００４３】
以上のように構成された導通検査部１１では、テスター等により各導通検査用端子１４と上記電子デバイス１側との間に検査信号を印加して、上記電子デバイス１側の各端子２と接続配線１２との導通状態を検査する。
【００４４】
また、各導通検査用端子１４と上記ベース基板３との間に検査信号を印加して、上記ベース基板３側の各端子４と接続配線１２との導通状態を検査する。
【００４５】
接合不良等の不具合が見つかれば、その部分をリペアする。
【００４６】
導通確認が終了した後は、導通検査部１１を、切断部分Ｃ（図３参照）で接続基板７から切断する。
【００４７】
これにより、上記第１実施形態と同様の作用、効果を奏すると共に、実装後に上記電子デバイス１側と上記ベース基板３側との接続状態を電気的に確認することができる。
【００４８】
これにより、作業性が向上すると共に、接合部分の品質が向上して、装置に対する信頼性が向上する。
【００４９】
[変形例]
上記各実施形態では、端子間接続機構６を電子デバイス１とベース基板３との間に設けたが、プローブカード基板に限らず、電子デバイス一般とこの電子デバイスが取り付けられる基板との間に設けられる端子間接続機構すべてに適用することができる。
【００５０】
また、ベース基板３側の各端子４を変更せずに、異なるフットパターンの端子間接続機構６を用いることにより、種々の電子デバイスを接続することができる。電子デバイスの取り換えも容易にできる。この結果、あらゆるプリント基板に応用することが可能になる。
【００５１】
上記各実施形態では、端子間接続機構６を平らに延ばして配設したが、端子間接続機構６を折り曲げて用いてもよい。これにより、電子デバイス１が、ベース基板３側の各端子４の上側に折り重なるように配設され、良好な電気的接続状態を保ったまま、コンパクトに実装することができる。
【００５２】
また、電子デバイス１を、図１において反対側（接続基板７の下側面）に取り付けるように、各ＢＧＡ実装用電極８を端子間接続機構６の接続基板７の下側面に設けてもよい。この状態で、図４のように、接続基板７を折り曲げて、この折り曲げ部分を熱可塑性の接着剤１５で固定するようにしてもよい。これにより、良好な電気的接続状態を保ったまま、コンパクトに且つずれないように堅固に実装することができる。さらに、熱可塑性の接着剤１５を加熱することで、接続基板７を広げて、電子デバイス１のメンテナンスや交換等を容易に行うことができる。
【００５３】
また、上記各実施形態では、端子間接続機構６を長尺の長方形状に形成したが、端子間接続機構６を短尺状に形成して、各ＢＧＡ実装用電極８と各スルーホール９とを互いに近接させたり、互いの機能を損なわない範囲で重ね合わせたりしてもよい。
【００５４】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除等が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１：電子デバイス、２：端子、３：ベース基板、４：端子、６：端子間接続機構、７：接続基板、８：ＢＧＡ実装用電極、９：スルーホール、１１：導通検査部、１２：接続配線、１３：検査配線、１４：導通検査用端子、１５：接着剤。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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