(57)【要約】【課題】バンプ付き基板における絶縁被覆膜５７の凹凸、うねりなどに影響されることなく、バンプ５５の高さを簡単にして正確に測定できる方法を提供する。【解決手段】検査されるバンプの近傍に、配線パターン５４の端子部５４ａと同じ高さの表面を有する測定表面５６を形成し、バンプ５５と測定表面５６とが露出させる開口５９、６０を有する絶縁被覆膜５７を基板本体５３の表面に形成する。レーザ光６１等の検査光により、測定表面５６の表面の高さ情報と、バンプ５５の頂部のバンプ相対高さ情報との差に基づいて、当該バンプ５５の高さ情報を得る。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体の表面に配列された配線パターンの端子部上にバンプが突出されてなるバンプ付き基板の検査方法であって、
前記検査されるバンプの近傍に、前記配線パターンの端子部と同じ高さの表面を有する測定表面が露出形成され、
前記測定表面の高さ情報と、前記バンプの頂部のバンプ相対高さ情報との差に基づいて、当該バンプの高さ情報を得ることを特徴とするバンプ付き基板の検査方法。
【請求項２】
前記基板本体の表面には、前記配線パターンを被覆し前記バンプ及び前記測定表面を露出する開口を有する絶縁被覆膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバンプ付き基板の検査方法。
【請求項３】
複数の前記バンプに囲まれた部位に前記測定表面が１乃至複数設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバンプ付き基板の検査方法。
【請求項４】
前記配線パターンの端子部のうち、少なくとも１つと連続した状態に前記測定表面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のバンプ付き基板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体などのチップ（回路素子）を含む電子部品を接続するためのバンプ付き基板における、そのバンプの高さを測定する検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１等に記載されているように、フレキシブル配線材などの基板の片面には、電子部品（特許文献１では、圧電アクチュエータ）の接続端子と基板に予め形成された配線パターンの端部（電極部）とを電気的に接続するため、配線パターンの各電極部の表面に半田や金によるバンプが設けられる。
【０００３】
ところで、各電極部ごとのバンプの高さが異なったり、またはバンプが欠落していると、電子部品の対応する接続端子との電気的接続不良が発生し、電子部品の作動に支障を来す問題があるので、従来から、上記全てのバンプの高さを一つずつ検査し、各バンプの高さが一定の許容範囲内にあることを確認するようにしている。
【０００４】
前記バンプの高さ検査方法の一つとして、特許文献２等に記載されているものがある。この方法では、高分子材料などで構成された基板本体の表面に多数のバンプが形成されているバンプ付き基板において、バンプが配列された基板本体表面（検査面）に、レーザ光（検査光）を入射し、その反射光を位置検出装置の受光部にて受光しつつ、検査面を二次元的に走査し、その時の反射光の輝度情報を生成する。その生成された反射光輝度情報に反映されるバックグラウンド表面（基板本体表面）の反射光輝度とバンプ表面の反射光輝度との差に基づいて、バンプ存在領域を特定する。そして、バンプ存在領域の各位置の高さ情報に基づいて、対応するバンプの高さを検出する。その場合、バンプ毎のその周囲のバックグラウンド表面のレベル高さと、バンプ表面のレベル高さとの差をとることにより、バンプの突出高さを求めている。
【特許文献１】特開２００５−２０５７６９号公報（図９参照）
【特許文献２】特開平１１−２８７６２２号公報（図６、図８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、高分子材料などで構成された基板本体では、内部に形成された金属配線部と高分子材料との熱膨張係数の差により、製造工程での熱履歴などを受けて、基板本体の表面に反りやうねりを生じ、バックグラウンド表面の高さレベルが位置的にばらつく。そうすると、バンプ高さの測定に際して、バックグラウンド表面の高さレベルを一律に同じ値を採用すると、正確なバンプ高さを演算できないという問題があった。特許文献２によると、上記の不都合を回避するため、複数箇所で測定したバックグラウンド表面の高さレベルの平均値に、反りやうねりによる補正値を考慮した演算値をもってバックグラウンド表面の高さレベルとすることなどを提案している。
【０００６】
ここで、特許文献２において基板本体はその表面にソルダーレジスト層を含んでおり、ソルダーレジスト層はベース基板の上に配線パターンを覆って形成されるから、それ自体の表面に凹凸を有している。この凹凸に、上記のような製造工程での反りやうねりも加わるため、バックグラウンド表面の高さレベルがばらつくことは避けられない。このような複数箇所でバックグラウンド表面の高さを測定する検査方法では、測定点が増大し、演算も複雑になるにも拘らず、バンプ高さを正確に検査できないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解消するものであり、多数のバンプの高さを、簡単にしてより正確に計測（検査）する方法及びそのための基板の構成を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板本体の表面に配列された配線パターンの端子部上にバンプが突出されてなるバンプ付き基板の検査方法であって、前記検査されるバンプの近傍に、前記配線パターンの端子部と同じ高さの表面を有する測定表面が露出形成され、前記測定表面の高さ情報と、前記バンプの頂部のバンプ相対高さ情報との差に基づいて、当該バンプの高さ情報を得ることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバンプ付き基板の検査方法において、前記基板本体の表面には、前記配線パターンを被覆し前記バンプ及び前記測定表面を露出する開口を有する絶縁被覆膜が形成されているものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のバンプ付き基板の検査方法において、複数の前記バンプに囲まれた部位に前記測定表面が１乃至複数設けられているものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載のバンプ付き基板の検査方法において、前記配線パターンの端子部のうち、少なくとも１つと連続した状態に前記測定表面が形成されているものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、バンプが設けられる配線パターンの端子部と同じ高さの表面を有する測定表面が露出しているので、基板本体の凹凸やうねりなどに影響されることなく、その測定表面の高さ情報と、バンプ相対高さ情報との差に基づいて、バンプの高さ情報を得ることができる。勿論、任意の端子部に設けられるべきバンプが欠落していることも、確実に判別できる。その結果、その後の電子部品等への接続工程で、バンプと電子部品等の表面電極との接続不良も防止でき、部品管理を完全にできるという効果を奏する。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、基板本体の表面には、前記配線パターンを被覆し前記バンプ及び前記測定表面を露出する開口を有する絶縁被覆膜が形成されているものであるので、絶縁被覆膜が配線パターンを被覆し絶縁被覆膜の表面に凹凸があっても、開口から露出する上記測定表面とバンプとの高さ情報を得ることが簡単にできる。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、複数のバンプに囲まれた部位に測定表面を１つないし複数設けることにより、その１つないし複数の測定表面の高さを測定し、その結果を利用して、その周囲に有る複数のバンプの高さ情報を得ることができる。その結果、上記測定表面の高さの測定回数を少なくでき、且つバンプ高さ情報を得るための演算も迅速にできるという効果を奏する。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、配線パターンの端子部のうち、少なくとも１つと連続した状態に測定表面が形成されていることで、測定表面を端子部上のバンプに干渉することなく、しかも端子部と同じの高さに形成することが簡単にでき、バンプの頂部の高さ検査の精度を一層向上できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は記録装置１００の概略平面図である。この記録装置１００は、単独のプリンタ装置に適用しても、あるいは、ファクシミリ機能やコピー機能等の複数の機能を備えた多機能装置のプリンタ機能（記録部）に適用してもよい。
【００１７】
記録装置１００には、図１に示すように、キャリッジ２に搭載された記録ヘッド３と、記録ヘッド３の下面に対向してプラテン４が設けられている。キャリッジ２は、第１ガイド部材５及び第２ガイド部材６に主走査方向（Ｙ軸方向）に往復移動可能に支持され、キャリッジモータ８に連結された駆動プーリ９と、従動プーリ１０とに掛け渡されたタイミングベルト１１によってＹ軸方向に沿って往復移動する。キャリッジ２には、プラテン４に対向するようにノズル７（図４参照）を露出させて、記録ヘッド３が取り付けられている。
【００１８】
被記録媒体である用紙は、キャリッジ２の下方において主走査方向（Ｙ軸方向）に直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送される。
【００１９】
本体フレーム１２内には、図１に示すように、交換式のインクカートリッジ１３の収納部１４が設けられており、インク色の数に応じたインクカートリッジ１３（ここではブラックインク用、シアンインク用、マゼンタインク用、イエローインク用の４つ）が収納されている。各インクカートリッジ１３のインクは、可撓性を有するインク供給管（樹脂製のチューブ）１５を介して、それぞれ独立してキャリッジ２上の後述するインク貯留部２２に供給される。
【００２０】
キャリッジ２には、図２に示すように、上面を開放した略箱状のヘッドホルダ２０が備えられ、ヘッドホルダ２０の底板２１の下面側には、補強フレーム２４を介在させて、記録ヘッド３が固着される。
【００２１】
ヘッドホルダ２０の底板２１の上面側には、インクカートリッジ１３から供給されたインクを一旦貯留するインク貯留部２２と、回路基板２３とが搭載されている。回路基板２３は、本体フレーム１２に静置された制御装置（図示せず）からフレキシブルな配線ケーブル（図示せず）を介して駆動信号を受け、コネクタ２３ａに接続されたフレキシブル配線材５２及び後述するバンプ付き基板としての第１配線材５１を介して記録ヘッド３のアクチュエータ３２に駆動信号を供給する。
【００２２】
記録ヘッド３は、特開２００５−３２２８５０号公報に記載の公知のものと同様で、図２、図３及び図４に示すように、下面側にノズル７を開口し且つ上面側に圧力室３５を有するキャビティ部３１と、プレート型のアクチュエータ３２とを積層して構成されている。キャビティ部３１は複数の薄いプレートを積層して形成されており、その内部には、インク貯留部２２からキャビティ部３１のインク取入口３３へ導入されたインクを、多数の圧力室３５に分配するインク供給路３４が構成されている（図４参照）。
【００２３】
アクチュエータ３２としては、圧電方式、静電気で振動板を変位させる方式、ヒータでインクを沸騰させる方式など各種のものを用いることができる。この実施形態では、アクチュエータ３２は、全ての圧力室３５にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層された複数のセラミックス層３６と、この複数のセラミックス層３６間に配置された複数の電極とから構成されている。
【００２４】
電極は、圧力室３５毎に形成された個別電極３７と、複数の圧力室３５に跨って形成されたコモン電極３８とを含み、セラミックス層３６間に交互に配置されている。アクチュエータ３２の最上面には、図３に示すように、積層方向の各個別電極３７を電気的に一体に接続して導き出された個別用表面電極３９ａと、積層方向の各コモン電極３８を電気的に一体に接続して導き出されたコモン用表面電極３９ｂとが設けられている。
【００２５】
このように電極が設けられたアクチュエータ３２では、公知のように個別電極３７とコモン電極３８との間に電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層３６の部分が伸長して対応する圧力室３５内のインクに圧力を加え、ノズル７からインクを吐出することができる。
【００２６】
本発明の実施形態に係る第１配線材５１は、図５に示すように、ポリイミド樹脂などの可撓性と電気絶縁性を有する平板状の基板本体５３と、その片面に銅箔などの導電材で公知の印刷配線の手法により形成された多数の配線パターン５４と、配線パターン５４をアクチュエータ３２と接続するバンプ５５と、基板本体５３の上記片面に配線パターン５４を被覆して形成された絶縁被覆膜すなわちソルダーレジスト膜５７とからなる。
【００２７】
絶縁被覆膜５７は、アクチュエータ３２の個別用表面電極３９ａ及びコモン用表面電極３９ｂと対応する配線パターン５４の端子部を露出させる開口５９を残し、公知の印刷またはフォトレジスト技術などの手法で配線パターン５４を被覆して形成される。バンプ５５は、その開口５９内の配線パターン５４の端子部上に、公知の印刷技術などの手法で半田または金などの材料を付着させて形成される。
【００２８】
また、第１配線材５１には回路素子５８が配線パターン５４に接続して実装されている。この回路素子５８は、回路基板２３からシリアル伝送された駆動信号を、多数の個別用表面電極３９ａに対応したパラレル駆動信号に変換し、セラミックス層３６の駆動に適した電圧として出力する。多数の配線パターン５４のうち回路素子５８の出力側に接続した配線パターン５４は、その端子部に、アクチュエータ３２の個別用表面電極３９ａと対応するバンプ５５を備えている。また、グランド電位に接続される配線パターン５４は、その端子部に、アクチュエータ３２のコモン用表面電極３９ｂと対応するバンプ５５を備えている。
【００２９】
また、第１配線材５１の端部には、回路素子５８の入力側に接続した配線パターン５４の入力端部５４ｂが露出しており、この入力端部５４ｂにフレキシブル配線材５２が接続される。フレキシブル配線材５２には、絶縁材により被覆された導線が平行状に配線されたフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）と呼ばれる汎用品が好適である。
【００３０】
第１配線材５１の下面（裏面）に形成されたバンプ５５は、アクチュエータ３２の上面に形成された表面電極３９ａ，３９ｂと対面させた状態で、第１配線材５１と記録ヘッド３とを重ね合わせて加圧、加熱することで溶融され、配線パターンの端子部と表面電極３９ａ，３９ｂと接続する。全てのバンプ５５と、全ての表面電極３９ａ，３９ｂとを電気的に確実に接続するため、当該全てのバンプ５５の高さが均一であることが要求される。
【００３１】
そのため、第１配線材５１の全てのバンプ５５の高さが所定の高さの許容範囲内にあることを測定して確認する必要がある。
【００３２】
バンプ５５の高さを検査する方法の１つに、特許文献２に記載のようにレーザ光を検査面に向けて照射し、第１配線材５１の表面の高さとバンプ５５の上面（頂部）の高さとを測定し、両者の差から、バンプ５５の高さ情報を得る方法があった。しかしながら、第１配線材５１の表面に被覆された絶縁被覆膜５７はそれ自体凹凸を有する。また、第１配線材５１の基板本体５３も、合成樹脂板であるので、その表面に凹凸を有し、製造工程での熱履歴によるうねりがある。このため、上記第１配線材５１の表面の高さ情報にバラツキがあり、バンプの正確な高さ情報を得ることが困難となっていた。
【００３３】
本実施形態では、上記の問題点を解決する検査方法として、以下のような方法を採用することとした。即ち、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、検査されるバンプ５５の近傍に、配線パターン５４の端子部５４ａと同じ高さの表面を有する測定表面５６を形成している。測定表面５６は、基板本体５３の表面に配線パターン５４をプリント形成する工程で、基板本体５３の表面に、配線パターン５４を形成する材料と同じ材料でかつ同じ厚さＨ１で形成した金属膜の表面で構成される。その後、配線パターン５４の端子部５４ａと測定表面５６とを露出させる開口５９，６０を残して絶縁被覆膜５７を塗布形成する。なお、図６（ａ）では、第１配線材５１の部分拡大表面を示し、ハッチングしている箇所が絶縁被覆膜５７である。さらにその後、配線パターン５４の端子部５４ａにバンプ５５を印刷する等して形成する。
【００３４】
多数のバンプ５５の高さは、例えば、レーザ光６０による検査装置にて検査することができる。その場合、レーザ光等の検査光６１を測定表面５６の表面に照射しその反射光にもとづいて、測定表面５６の表面の高さ情報を得る一方、バンプ５５の頂部にも同様に検査光６１を照射し、その反射光にもとづいて、バンプ５５の頂部のバンプ相対高さ情報を得る。そのバンプ相対高さ情報と、測定表面５６の表面の高さ情報との差に基づいて、当該バンプ５５の高さ情報（Ｈｏ）を得るのである。
【００３５】
測定方法としては、公知の各種の方法が適用できる。例えば、被測定物にレーザ光を照射し反射してきたレーザ光をもとの入射光と重ね合わせたときの参照光と信号光の光路差により生じたビート信号の位相差を利用して変位量を測定する方法。被測定物に対し傾斜方向からレーザ光を照射し反射してきたレーザ光の受光位置から測定する方法。投光と受光用の光ファイバを組にしてプローブを形成し被測定物から受光ファイバに反射する光の量が距離によって変化する原理を利用して測定する方法。プローブと被測定物との間の静電容量を測定し静電容量を電圧に変換する方法。プローブを被測定物に接触させる機械的測定方法。あるいは、レーザーフォーカス方式などを用いることができる。
【００３６】
測定に際しては、第１配線材５１を支持するテーブル表面を基準面としあるいは仮想基準面を設定して上記の測定表面５６およびバンプ頂部の各相対高さをそれぞれ測定することができる。また、測定表面５６の高さを得た後それを基準にバンプの高さを測定することもできる。
【００３７】
さらに詳細には、検査光の照射部及び反射光の受光部と、第１配線材５１を支持するテーブルとを、バンプ５５の配列方向と平行な面内において相対的にＸ−Ｙ移動し、各バンプ５５とそれに隣接する測定表面５６とにもとづいて上記のようにしてそれぞれのバンプ５５の高さ情報（Ｈｏ）を得て、Ｘ−Ｙ方向の位置情報とともに記憶する。その高さ情報（Ｈｏ）が、予め設定した基準値の範囲内にあるか否かを判定して、その判定情報を記憶し、また表示する。
【００３８】
本実施形態の変形実施形態として、図７に示すように、複数のバンプ５５に囲まれた部位に測定表面５６が１乃至複数設けられているようにする。さらに他の変形実施形態として、図８に示すように、配線パターン５４の端子部５４ａのうち、少なくとも１つと測定表面５６が連続状に形成されているようにすることである。各変形例において、絶縁被覆膜５７を塗布形成するに際して、各端子部５４ａにはバンプ５５の設置のための開口５９が形成され、測定表面５６にも検査面が露出するように開口６０が形成されることはいうまでもない。また、これら測定表面５６及び開口６０は、配線パターン間の隙間に応じて適宜の平面形状をとり得ることはいうまでもない。
【００３９】
上記のいずれの実施形態でも、測定表面５６の表面の高さとバンプ５５が設けられる配線パターン５４の端子部５４ａの表面の高さが同じであり、その端子部５４ａ上にバンプ５５が形成されている。したがって、端子部５４ａ上のバンプ５５高さは、測定表面５６表面からのバンプ５５高さとして測定することができる。さらに、測定表面５６は絶縁被覆膜５７の開口６０から露出しているから、絶縁被覆膜５７の凹凸やうねりなどに影響されず、測定結果にバラツキがなく、且つバンプ５５の頂部高さを正確且つ確実に測定できる。勿論、任意の端子部５４ａに設けられるべきバンプ５５が欠落していることも、確実に判別できる。その結果、その後のアクチュエータへの接続工程で、バンプ５５とアクチュエータ３２の表面電極３９ａ、３９ｂとの接続不良も防止でき、部品管理を完全にできるという効果を奏する。
【００４０】
また、複数のバンプ５５に囲まれた部位に測定表面５６を１つないし複数設けることにより、その測定表面５６の表面の高さを測定し、その結果を利用して、その周囲に有る複数のバンプ５５に対する、共通の基準高さとすることができる。その結果、測定表面５６の表面の高さの測定回数を少なくでき、且つ複数のバンプ５５の頂部毎のバンプ相対高さをそれぞれ測定した結果と測定表面５６の表面の高さの測定結果との演算も迅速にできるという効果を奏する。
【００４１】
配線パターン５４の端子部５４ａのうち、少なくとも１つと連続状に測定表面５６が形成されているようにすれば、バンプ５５の配置箇所と測定表面５６との両表面の高さを均一にすることがより一層簡単にでき、バンプ５５の頂部の高さ検査の精度を一層向上できる。
【００４２】
なお、本発明は、上記実施形態のような記録装置１００の記録ヘッド３に対するバンプ付き基板（第１配線材５１）に適用するものだけでなく、例えば、集積回路素子（ＬＳＩ、ＩＣ）、液晶表示装置に対するもの等その他の装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施を適用した記録装置の概略平面図である。
【図２】キャリッジの分解斜視図である。
【図３】記録ヘッドと第１配線材５１の斜視図である。
【図４】記録ヘッドをＸ方向に沿って切断した縦断面図である。
【図５】（ａ）は第１配線材５１の平面図、（ｂ）は図５（ａ）のVb−Vb線矢視断面図である。
【図６】（ａ）は実施形態の第１配線材５１の要部拡大平面図、（ｂ）は要部拡大断面図である。
【図７】他の実施形態を示す要部平面図である。
【図８】さらに他の実施形態を示す要部平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
３                  記録ヘッド
３２                アクチュエータ
３９ａ、３９ｂ      表面電極
５１                バンプ付き基板としての第１配線材
５３                基板本体
５４                配線パターン
５４ａ              端子部
５５                バンプ
５６                測定表面
５７                絶縁被覆膜
５９、６０          開口
６１                レーザ光
【図１】
2009004570.tif 000003
【図２】
2009004570.tif 000004
【図３】
2009004570.tif 000005
【図４】
2009004570.tif 000006
【図５】
2009004570.tif 000007
【図６】
2009004570.tif 000008
【図７】
2009004570.tif 000009
【図８】
2009004570.tif 000010