本發明涉及檢查夾具、檢查裝置及檢查方法。
背景技術:
在如柔性基板那樣,在表面設有絕緣性保護部件(例如,覆蓋層)的電路基板中,不能使探頭與被檢查電極接觸而進行通電檢查。因此,一直以來進行的是非接觸式檢查。
在非接觸式檢查中,首先,使被檢查電極與傳感器電極對置,以被檢查電極與傳感器電極形成電容器的方式進行配置。接著,使探頭接觸經由配線與被檢查電極電連接的輸入電極,向輸入電極輸入電信號。其結果是,與電信號對應地被在檢查電極上積聚有電荷,傳感器電極的電位發生變化。因此,通過對傳感器電極的電位的時間變化進行測定,來檢查有無斷路。
作為使傳感器電極的電位測定容易的試驗裝置,具有增大被檢查電極與傳感器電極之間的靜電容量來進行測定的裝置(例如,參照專利文獻1)。非接觸式檢查是利用包括一對夾持部的檢查夾具來夾持電路基板而進行的。在一方的夾持部上設有傳感器電極。首先,以被檢查電極與傳感器電極對置的方式配置電路基板。然后,利用設有傳感器電極的一方的夾持部和與其對置的另一方的夾持部來夾持電路基板。在夾持電路基板時,被檢查電極與傳感器電極的距離變小,且兩電極之間被絕緣性保護部件填充。平板電容器的靜電容量與對置的兩電極間的距離成反比、與兩電極間的介電常數及平行板電極的面積成正比,因此被檢查電極與傳感器電極之間的靜電容量變大。其結果是,傳感器電極的電位測定變得容易。
專利文獻1:(日本)特開平8-327708號公報
由于電路基板的層結構、材料或制造上的偏差,電路基板會在厚度方向上具有凹凸。另外,雖然將一對夾持部制造為各自的夾持面彼此平行且各自的夾持面盡可能平坦,但仍然無法完全除去夾持面的凹凸。因此,取決于制造批次和電路基板內的位置,在利用檢查夾具夾持電路基板時,由于電路基板的凹凸和夾持面的凹凸,在被檢查電極與傳感器電極之間形成空氣層。其結果是,兩電極間的介電常數變低,靜電容量變小。另外,由于保護部件的凹凸、夾持面的凹凸,夾持保護部件的兩電極之間的距離變得不穩定,靜電容量也變得不穩定。由于這樣的原因,產生檢查值的精度下降、重復穩定性降低的問題。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種檢查夾具、檢查裝置及檢查方法,在電路基板的非接觸式檢查中,能夠抑制檢查值的精度的下降和重復穩定性的降低。
本發明一形態的檢查夾具夾持電路基板,該電路基板在基體上設有被檢查電極,在所述基體的設有所述被檢查電極的面上層疊有絕緣性的保護部件,該檢查夾具的特征在于,包括:第一夾持部,其具有第一夾持面;第二夾持部,其具有與所述第一夾持面對置配置的第二夾持面,在所述第二夾持面上設有檢測電極;在所述第一夾持部和所述第二夾持部中的至少一方設有電極間距離調整部,所述電極間距離調整部在所述第一夾持部和所述第二夾持部以所述被檢查電極與所述檢測電極對置的方式夾持所述電路基板時,對所述檢測電極與所述被檢查電極的距離進行調整,以使所述檢測電極緊貼于所述保護部件。
在本發明一形態的檢查夾具中,所述電極間距離調整部可以包括以與所述第二夾持面對置的方式設置于所述第一夾持部的彈性部件。
在本發明一形態的檢查夾具中,所述彈性部件可以利用多個不同的材料形成。
本發明一形態的檢查夾具中,在對所述電路基板進行夾持時,可以在所述彈性部件的與配置有所述被檢查電極的位置對應的區域設有彈性率相對較高的第一部件,在所述彈性部件的除此之外的區域設有彈性率相對較低的第二部件。
本發明一形態的檢查夾具中,所述彈性部件可以包括彈性率相對較高的第一層和彈性率相對較低的第二層。
在本發明一形態的檢查夾具中,所述電極間距離調整部包括在所述第二夾持部上設置的檢查探頭,所述檢測電極包括所述檢查探頭的前端,所述檢查探頭的前端從所述第二夾持面突出,能夠在與所述第二夾持面大致正交的方向上往復移動。
在本發明一形態的檢查夾具中,所述檢查探頭的前端可以是被施力部件施力的探針。
本發明一形態的檢查裝置包括:電路基板夾持部,其包括本發明一形態的檢查夾具;試驗信號發生部,其生成向所述被檢查電極輸入的試驗信號;電信號測定部,其對所述檢測電極所檢測到的電信號進行測定。
本發明一形態的檢查方法包括:夾持步驟,利用第一夾持部和第二夾持部來夾持電路基板,該電路基板在基體上設有被檢查電極,并且在所述基體的設有所述被檢查電極的面上層疊有絕緣性的保護部件,所述第一夾持部具有第一夾持面,所述第二夾持部具有與所述第一夾持面對置配置的第二夾持面,在所述第二夾持面上設有檢測電極;信號輸入步驟,向所述被檢查電極輸入試驗信號;測定步驟,經由所述保護部件對與所述被檢查電極對置配置的檢測電極所檢測到的電信號進行測定;在所述夾持步驟中,對所述檢測電極與所述被檢查電極的距離進行調整,以使所述檢測電極緊貼于所述保護部件。
在本發明一形態的檢查方法中,在所述夾持步驟中,以與所述第二夾持面對置的方式設置于所述第一夾持部的彈性部件可以對所述檢測電極與所述被檢查電極的距離進行調整。
在本發明一形態的檢查方法中,在所述夾持步驟中,由多個不同的材料形成的所述彈性部件可以對所述檢測電極與所述被檢查電極的距離進行調整。
在本發明一形態的檢查方法中,在對所述電路基板進行夾持時,可以在所述彈性部件的與配置有所述被檢查電極的位置對應的區域設有彈性率相對較高的第一部件,在所述彈性部件的除此之外的區域設有彈性率相對較低的第二部件,由此,在所述夾持步驟中,在對所述電路基板進行夾持時,在與配置有所述被檢查電極的位置對應的區域之外,能夠抑制所述彈性部件的彈性變形。
在本發明一形態的檢查方法中,所述彈性部件包括彈性率相對較高的第一層和彈性率相對較低的第二層,由此,在所述夾持步驟中,可以利用所述第一層來吸收所述電路基板的凹凸,利用所述第二層來吸收所述電路基板相對于所述第二夾持面的傾斜。
在本發明一形態的檢查方法中,可以使用在所述第二夾持部上設置的檢查探頭的前端作為所述檢測電極,所述檢查探頭的前端從所述第二夾持面突出,并且能夠在與所述第二夾持面大致正交的方向上往復移動,由此,在所述夾持步驟中,對所述檢測電極與所述被檢查電極的距離進行調整。
在本發明一形態的檢查方法中,所述檢查探頭的前端可以是被施力部件施力的探針,由此,在所述夾持步驟中,對所述檢測電極與所述被檢查電極的距離進行調整。
根據本發明,能夠提供一種檢查夾具、檢查裝置以及檢查方法,在電路基板的非接觸式檢查中,能夠抑制檢查值的精度的下降和重復穩定性的降低。
附圖說明
圖1是與被檢查的電路基板一起示意性地表示本發明第一實施方式的電路基板的檢查裝置的側視圖。
圖2是表示圖1所示的電路基板的平面圖。
圖3a及圖3b是表示圖1所示的傳感器基板的平面圖。
圖4是表示利用第一夾持部和第二夾持部來夾持圖1所示的電路基板的狀態的側視圖。
圖5a及圖5b是表示圖1所示的彈性部件的第一變形例的平面圖以及表示第二變形例的剖面圖。
圖6是與被檢查的電路基板一起示意性地表示本發明第二實施方式的電路基板的檢查裝置的側視圖。
圖7是表示圖6所示的電路基板的平面圖。
圖8是表示圖6所示的檢查探頭支承部的平面圖。
圖9a是表示圖6所示的檢查探頭的剖面圖。
圖9b、圖9c、圖9d及圖9e是表示圖9a所示的檢查探頭的變形例的側視圖。
圖10是表示利用第一夾持部和第二夾持部來夾持圖6所示的電路基板的狀態的側視圖。
圖11是與被檢查的電路基板一起示意性地表示本發明第三實施方式的電路基板的檢查裝置的側視圖。
圖12是表示利用第一夾持部和第二夾持部夾持圖11所示的電路基板的狀態的側視圖。
附圖標記說明
cl1、cl2…保護部件、el(ela、elb、…、elf)…被檢查電極,fx1、fx2…電路基板,sb…基體,10、20、30…檢查裝置,11…電路基板夾持部,12…試驗信號發生部,13…電信號測定部,100、200、300…檢查夾具,110…第一夾持部,112…彈性部件(電極間距離調整部),112a…第二部件,112b…第一部件,112c…第一層,112d…第二層,113…第一夾持面,120、220…第二夾持部,122(122a、122b、…、122f)…傳感器電極(檢測電極),124、224…第二夾持面、222…檢查探頭(電極間距離調整部)、223…先端(檢測電極)、2222…彈簧(施力部件)、2223…探針。
具體實施方式
[第一實施方式]
以下,參照圖1至圖5b、對本發明第一實施方式進行說明。圖1是與被檢查的電路基板fx1一起示意性地表示電路基板的檢查裝置10的整體結構的側視圖。圖2是電路基板fx1的平面圖。圖3a及圖3b是傳感器基板121的平面圖。圖4表示利用第一夾持部110和第二夾持部120來夾持電路基板fx1的狀態的側視圖。圖5a及圖5b是表示彈性部件112的結構的變形的圖。
(電路基板)
圖1及如圖2所示,檢查裝置10所檢查的電路基板fx1包括基體sb、多個被檢查電極el、多個配線ld、多個輸入電極el′和保護部件cl1。
基體sb是厚度為數μm~數百μm的絕緣性薄膜。基體sb由具有絕緣性、可撓性、耐熱性的材料(例如,聚酰亞胺、pet等塑料)形成。
被檢查電極el、配線ld、輸入電極el′(以下會將它們統稱為“導體圖案”。)是根據電路基板fx1的用途而適宜地進行圖案形成的、厚度為數μm~數百μm的導電性薄膜。包括被檢查電極el的導體圖案設置于基體sb。導體圖案例如經由環氧樹脂類或丙烯酸樹脂類的粘接劑等貼附于基體sb的一面。導體圖案例如利用銅箔形成。
如圖2所示,被檢查電極ela、elb、···、elf分別經由配線lda、ldb、···ldf與輸入電極ela′、elb′、···、elf′電連接。在圖1中,為了容易觀察,僅表示被檢查電極ela、配線lda、輸入電極ela′的組合。
如圖1所示,保護部件cl1層疊在設有被檢查電極el的基體sb的面上。保護部件cl1保護電路基板fx1的被檢查電極el免受焊料、熱、濕氣等。保護部件cl1利用具有絕緣性的材料形成。優選保護部件cl1利用具有可撓性、耐熱性的材料形成。保護部件cl1利用例如聚酰亞胺、pet等塑料形成。保護部件cl1的厚度為數μm~數百μm。
如圖1及圖2所示,保護部件cl1形成為覆蓋除了輸入電極el′的上方之外的電路基板fx1的導體圖案。在輸入電極el′的上方形成有空隙g′。由此,后述第二夾持部120的信號輸入機構125能夠與輸入電極el′接觸。
(檢查裝置)
如圖1所示,檢查裝置10包括電路基板夾持部11、試驗信號發生部12、電信號測定部13。
電路基板夾持部11包括檢查夾具100、驅動裝置130。試驗信號發生部12包括試驗信號發生器160。電信號測定部13包括信號處理電路140,a/d轉換器150和測定機構170。試驗信號發生器160也與測定機構170連接。由此,如后所述,在測定機構170中,能夠對試驗信號的發生和電信號的測定進行控制。
(檢查夾具)
檢查夾具100包括具有第一夾持面113的第一夾持部110、以及具有第二夾持面124的第二夾持部120。第一夾持部110和第二夾持部120配置為第一夾持面113與第二夾持面124對置。利用驅動裝置130,能夠一邊保持第一夾持面113與第二夾持面124彼此平行的狀態,一邊使第一夾持部110和第二夾持部120移動(移動方向如圖1的上下方向雙箭頭所示。)。由此,能夠改變第一夾持面113與第二夾持面124的距離。
(第二夾持部)
第二夾持部120包括傳感器基板121和信號輸入機構125。在傳感器基板121上設有多個傳感器電極(檢測電極)122(在圖1中僅表示傳感器電極122a、122b、122c。)。傳感器電極122為導體。
(信號輸入機構)
信號輸入機構125與試驗信號發生器160電連接。信號輸入機構125為例如多個鋼絲探頭(在圖1中,為了便于觀察,僅圖示了一個鋼絲探頭。)。多個鋼絲探頭設置于第二夾持部120,從而在第一夾持部110與第二夾持部120之間配置電路基板fx1時,位于各個輸入電極ela′、elb′、···、elf′的上方。
多個鋼絲探頭的長度設定為比保護部件cl1的厚度(空隙g’的深度)略長。由此,在利用第一夾持部110和第二夾持部120夾持電路基板fx1時(參照圖4),各鋼絲探頭發生彈性變形,各鋼絲探頭的前端對所對應的輸入電極ela′、elb′、···、elf′施加壓力。因此,各鋼絲探頭與所對應的輸入電極ela′、elb′,···、elf′之間能夠可靠地電連接。其結果是,能夠將從試驗信號發生器160送出的試驗信號輸入至電路基板fx1的輸入電極ela′、elb′、···、elf′。
(傳感器基板)
如圖1所示,傳感器基板121設置于在第一夾持部110與第二夾持部120之間配置電路基板fx1時,從上方覆蓋被檢查電極ela、elb、···、elf的位置(虛線a所示的區域)。
圖3a是從設有傳感器電極122的面的一側觀察傳感器基板121的平面圖。如圖3a所示,在第一夾持部110與第二夾持部120之間配置電路基板fx1時,傳感器電極122a、122b、···,122f分別配置在與被檢查電極ela、elb、···、elf對置的位置(如虛線aa、ab、···、af所示的區域)。由此,在利用第一夾持部110和第二夾持部120夾持電路基板fx1時(參照圖4),被檢查電極ela、elb、···、elf與對應的傳感器電極122a、122b、···、122f電容耦合。
另外,多個傳感器電極122彼此電磁屏蔽。例如,在傳感器基板121上設有包圍各個傳感器電極122的形狀的屏蔽電極123。在傳感器基板121設置于第二夾持部120時,屏蔽電極123接地(參照圖1)。根據該結構,能夠防止各個傳感器電極122與相鄰的被檢查電極el(例如,相對于傳感器電極122b的、被檢查電極ela、elc)電容耦合而拾取到不必要的電信號。
圖3b是從設有傳感器電極122的面的相反側觀察傳感器基板121的平面圖。如圖3b所示,傳感器電極122a、122b、···、122f利用配線彼此電連接。電連接的多個傳感器電極122與信號處理電路140電連接。由此,傳感器電極122所檢測到的電信號發送至信號處理電路140(需要說明的是,在圖1中,為了便于觀察,僅圖示了傳感器電極122a與信號處理電路140的電連接。)。
此外,傳感器電極122與信號處理電路140的配線可以不與圖3b所示的所有傳感器電極122共同連接。例如,可以將傳感器電極122分為若干組(例如,122a、122b、122c的組和122d,122e,122f的組),可以針對每一組與信號處理電路140進行配線。
返回圖1,在傳感器基板121設置于第二夾持部120時,傳感器電極122的表面與第二夾持面124處于一個面上。根據該結構,在進行非接觸式檢查時,能夠使傳感器電極122的表面與保護部件cl1的表面接觸。
(驅動裝置)
驅動裝置130使第一夾持部110及第二夾持部120向與第一夾持面113及第二夾持面124正交的方向(圖1的上下方向雙箭頭所示的方向)移動。由此,在彼此分開的第一夾持部110與第二夾持部120之間配置電路基板fx1,然后使第一夾持部110與第二夾持部120靠近,利用第一夾持部110和第二夾持部120來夾持電路基板fx1(參照圖4),在該狀態下進行非接觸式檢查,然后,再次使第一夾持部110與第二夾持部120分開,能夠收回檢查結束電路基板fx1。
(試驗信號發生器)
返回圖1,試驗信號發生器160接收來自測定機構170的指示,生成試驗信號,將其發送給信號輸入機構125。試驗信號例如為一定周期的脈沖信號。
(信號處理電路)
信號處理電路140接收傳感器電極122所檢測到的電信號,進行放大等信號處理,將其發送到a/d轉換器150。信號處理電路140包括例如利用運算放大器等形成的模擬信號放大電路。
(a/d轉換器)
a/d轉換器150進行前處理,以使測定機構170能夠獲得信號處理電路140所處理的電信號。即,a/d轉換器150接收信號處理電路140所處理的模擬信號,將其轉換為數字信號然后發送給測定機構170。
(測定機構)
測定機構170形成為包括計算機系統。計算機系統包括cpu等運算處理裝置、以及內存或硬盤等存儲部。測定機構170包括能夠執行與計算機系統的外部裝置的通信的接口。測定機構170能夠一并對構成檢查裝置10的各種裝置的動作進行控制。
測定機構170向試驗信號發生器160指示所產生的試驗信號的波形及時序,并且獲得利用a/d轉換器150進行數字轉換的電信號。
(第一夾持部)
第一夾持部110包括支承臺111和彈性部件(電極間距離調整部)112。第一夾持部110具有第一夾持面113。
(彈性部件)
彈性部件112利用具有彈性的材料形成,為片狀的部件。彈性部件112的尺寸與傳感器基板121的尺寸相等或比其大。優選彈性部件112的厚度為能夠彈性變形為將支承臺111的上表面的凹凸及傳感器基板121的下表面凹凸相加的最大行程以上的厚度,例如為2mm以上。
彈性部件112以與第二夾持面124對置的方式設置于第一夾持部110。在從上方觀察與傳感器基板121對置的區域即第一夾持面113時,第一夾持面113內設置有彈性部件112的區域成為至少包括圖2的區域a的區域。
彈性部件112以其表面從第一夾持面113突出若干的方式設置于支承臺111。突出的高度為夾持電路基板fx1時,彈性部件112的表面與第一夾持面113處于一個面上的高度。由此,在夾持電路基板fx1時,能夠利用彈性部件112來吸收支承臺111的上表面的凹凸。
作為具有彈性的材料,能夠使用例如天然橡膠或合成橡膠等彈性體、聚氨酯發泡體等發泡塑料。作為彈性體,例如,能夠使用丁苯橡膠、異丁烯橡膠、丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁腈橡膠、異丁橡膠、乙丙橡膠、聚氨酯橡膠、含氟橡膠等各種材料。
以往,作為第一夾持部110,使用具有平坦的夾持面、利用金屬或樹脂材料形成的支承臺111。然而,為使支承臺111的夾持面平坦,即使在表面實施研磨等加工,也無法避免在局部產生厚度方向的數十μm左右的凹凸。
尤其是在電路基板fx1為柔性基板的情況下,在利用支承臺111和第二夾持部120對電路基板fx1進行夾持時,電路基板fx1緊貼于支承臺111的夾持面。其結果是,在處于夾持面的凹部(凸部)正上方的保護部件cl1的上表面也會局部第產生凹部(凸部)。
其結果是,對于在保護部件cl1的上表面產生凹部的位置,在傳感器基板121的表面與保護部件cl1之間可能會形成空氣層(空氣間隙)。由于電路基板fx1的保護部件cl1的厚度為數μm~數百μm,因此支承臺111的夾持面的凹部正上方的被檢查電極el與傳感器電極122之間的平均介電常數比其他位置低。其結果是,支承臺111的夾持面的凹部正上方的傳感器電極122所檢測到的電信號比其他位置小。另外,電路基板fx1的凹凸或傳感器基板121的表面的凹凸也同樣會導致形成空氣層(空氣間隙)。
根據使用本實施方式的檢查夾具100的檢查裝置10,在利用第一夾持部110和第二夾持部120夾持電路基板fx1時,各個傳感器電極122與對應的被檢查電極el的距離根據傳感器基板121的加壓而自動調整。
其結果是,即使在產生上述支承臺111的凹凸、電路基板fx1的凹凸或傳感器基板121的表面的凹凸(以下會將它們統稱為“支承臺111等的凹凸”。)的情況下,也能夠使傳感器電極122緊貼于保護部件cl1,因此能夠抑制檢查值的精度和重復穩定性的降低。
更具體地說,根據使用本實施方式的檢查夾具100的檢查裝置10,在向電路基板fx1按壓傳感器基板121時,由于傳感器基板121的加壓而使彈性部件112彈性變形。因此,支承臺111等的凹凸被彈性部件112吸收。由此,能夠抑制電路基板fx1追隨支承臺111等的凹凸而彎曲,因此能夠確保保護部件cl1的上表面平坦。其結果是,能夠使傳感器電極122緊貼于保護部件cl1,因此能夠抑制檢查值的精度和重復穩定性的降低。
此外,在本實施方式中,如圖5a及圖5b所示,可以利用多個不同的材料形成彈性部件112。由此,如下所述,能夠使傳感器電極122與保護部件cl1更緊密地貼合。
例如,如圖5a所示,彈性部件112可以根據面內的區域而利用不同的材料形成。具體地說,在彈性部件112中,在與配置有被檢查電極ela、elb、···、elf的位置aa、ab、···、af對應的區域(正下方的區域)設有由彈性率相對較高的材料形成的第一部件112b,在除此之外的區域設有由彈性率相低較高的材料形成的第二部件112a。
取決于第二夾持部120的結構和驅動裝置130的機構,能夠得到依存于傳感器基板121的面內位置的壓力分布。該壓力分布在傳感器基板121及彈性部件112具有某種程度的大面積的情況下更為顯著。在這種情況下,在利用傳感器基板121對彈性部件112施加壓力時,收縮的程度根據彈性部件112的面內的位置而不同。其結果是,即使利用彈性部件112能夠吸收第一夾持面113的局部的凹凸,由于彈性部件112的收縮的不均一性,也會產生大范圍的變形。在該情況下,會產生靜電容量的下降和靜電容量的不穩定化,進而引發檢查值的精度和重復穩定性的降低。
根據圖5a所示的結構,由彈性率相對較高的材料形成的第一部件112b被限定為配置在與配置有被檢查電極el的位置對應的區域。由此,具有相對較高的彈性率的材料的面積小,因此能夠減輕利用傳感器基板121對彈性部件112加壓時產生的、上述大范圍的變形。其結果是,能夠使保護部件cl1與傳感器電極122在被檢查電極el的正上方更緊密地貼合。
需要說明的是,在圖5a所示的例子中,在每個傳感器電極設置第一部件112b,例如,也可以將傳感器電極122分為若干組(例如,122a、122b、122c的組和122d、122e、122f的組),在每一組設置第一部件112b。
另外,例如,容易圖5b所示,彈性部件112在厚度方向上可以利用不同的材料形成。具體地說,可以包括由彈性率相對較高的材料形成的第一層112c和由彈性率相對較低的材料形成的第二層112d。在將彈性部件112設置于第一夾持部110時,使第二層112d朝向第一夾持部110側,使第一層112c與電路基板fx1接觸。
根據圖5b所示的結構,通過使與電路基板fx1接觸的層為由彈性率相對較高的材料形成的第一層112c,在夾持電路基板fx1時,能夠吸收電路基板fx1的凹凸。同時,通過使第一夾持部110側的層為利用彈性率相對較低的材料形成的第二層112d,在夾持電路基板fx1時,能夠吸收電路基板fx1整體相對于第一夾持面113的傾斜。
此外,在本實施方式中,信號輸入機構125設置于第二夾持部120,但不限于該結構。例如,信號輸入機構125可以設置于第一夾持部110。根據該結構,即使在輸入電極el′設置在與被檢查基板el位于基體sb的相反側的面(在圖1中為下側的面)的情況下,也能夠向輸入電極el′輸入試驗信號而進行非接觸式的檢查。
另外,在本實施方式中,信號輸入機構125選為與輸入電極el′接觸的鋼絲探頭,但不限于該結構。例如,信號輸入機構125可以與傳感器電極122同樣地選為與輸入電極el′對置的電極。根據該結構,即使在輸入電極el′被保護部件cl1覆蓋的情況下,通過從與輸入電極el′電容耦合的信號輸入機構125非接觸式地發送試驗信號,能夠利用與被檢查電極el電容耦合的傳感器電極122非接觸式地檢測電信號。
另外,在本實施方式中,信號輸入機構125選為與多個輸入電極el′分別對應地設置的多個鋼絲探頭,但不限于該結構。例如,信號輸入機構125可以選為能夠移動地設置于第二夾持部120、能夠利用測定機構170進行控制的單個的鋼絲探頭。由此,不需要根據導體圖案的形狀(多個輸入電極el′的配置)來改變構成信號輸入機構125的部件。
另外,在本實施方式中,第一夾持部110與第二夾持部120雙方成為能夠移動的結構,但不限于該結構。例如,可以是第一夾持部110被固定且第二夾持部120能夠移動的結構、或第二夾持部120被固定且第一夾持部110能夠移動的結構。由此,能夠減少可動部,進而降低裝置的制造成本和維護成本。
另外,在本實施方式中,驅動裝置130成為使第一夾持部110和第二夾持部120向與第一夾持面113及第二夾持面124正交的方向移動的結構,但不限于該結構。例如,可以是包括能夠使第一夾持部110和第二夾持部120向與第一夾持面113及第二夾持面124平行的方向相對移動的定位機構的結構。由此,能夠對第一夾持部110與第二夾持部120進行定位,以配置與電路基板fx1的被檢查電極el的正上方對應的傳感器電極122,因此能夠進行更精確的測定。
另外,在本實施方式中,在電路基板fx1的下側配置彈性部件112,在電路基板fx1的上側配置傳感器電極122(參照圖1),但不限于該結構。例如,可以在電路基板fx1的上側配置彈性部件112,在電路基板fx1的下側配置傳感器電極122。在電路基板fx1的一個區域,在電路基板fx1的下側配置彈性部件112,在電路基板fx1的上側配置傳感器電極122,在電路基板fx1的其他區域,在電路基板fx1的上側配置彈性部件112,在電路基板fx1的下側配置傳感器電極122。由此,即使在電路基板fx1的被檢查電極el與輸入電極el′設置在不同側的情況下,也能夠進行非接觸檢查。另外,例如,由于在電路基板fx1的表面與被檢查電極el之間存在配線等障礙物而不能在電路基板fx1的表面側配置傳感器電極122從而進行精確的檢查的情況下,能夠在電路基板fx1的背面側配置傳感器電極122而進行非接觸檢查。
(檢查方法)
以下,對使用本實施方式的檢查裝置10的電路基板的檢查方法進行說明。使用檢查裝置10的電路基板的檢查方法包括配置步驟、夾持步驟、信號輸入步驟、信號處理步驟和測定步驟。
(配置步驟)
在配置步驟中,在彼此分開的第一夾持部110與第二夾持部120之間配置電路基板fx1。在檢查裝置10包括上述定位機構的情況下,根據需要,對第一夾持部110、第二夾持部120的位置進行調整,以配置與被檢查電極el的正上方對應的傳感器電極122。
(夾持步驟)
在夾持步驟中,使用驅動裝置130使第一夾持部110和第二夾持部120移動,利用第一夾持部110和第二夾持部120夾持電路基板fx1。此時,信號輸入機構125陷入空隙g′而與輸入電極el′接觸。另外,各個傳感器電極122與對應的被檢查電極el電容耦合。
在夾持步驟中,各個傳感器電極122與對應的被檢查電極el的距離根據傳感器基板121的加壓而自動地調整。其結果是,能夠使傳感器電極122緊貼于保護部件cl1。
更具體地說,在將電路基板fx1按壓于傳感器基板121時,彈性部件112由于傳感器基板121的加壓而發生彈性變形。因此,支承臺111等的凹凸被彈性部件112吸收。由此,能夠抑制電路基板fx1追隨支承臺111等的凹凸而彎曲,因此能夠保持保護部件cl1的上面平坦。其結果是,傳感器電極122緊貼于保護部件cl1。
在彈性部件112利用多個不同的材料形成的情況下,能夠使傳感器電極122與保護部件cl1更緊密地貼合。
例如,在彈性部件112根據面內的區域而利用不同的材料形成的情況下(參照圖5a),在夾持電路基板fx1時,在與配置有被檢查電極el的位置對應的區域外,能夠抑制彈性部件112的彈性變形。因此,能夠抑制大范圍的變形的產生,因此能夠提高傳感器電極122與保護部件cl1的緊密貼合性。
另外例如,彈性部件112在厚度方向上利用不同的材料形成的情況下(參照圖5b),在夾持電路基板fx1時,能夠利用由彈性率相對較高的材料形成的第一層112c來吸收電路基板fx1的凹凸,通過利用由彈性率相對較低的材料形成的第二層112d吸收電路基板fx1整體相對于第一夾持面113的傾斜。
(信號輸入步驟)
測定機構170在試驗信號發生器160中指示試驗信號的波形和時序。
試驗信號發生器160生成試驗信號而發送到信號輸入機構125,向輸入電極el′輸入試驗信號。由于試驗信號的輸入,在由被檢查電極el與傳感器電極122形成的電容器中蓄電,傳感器電極122的電壓發生變化。
(信號處理步驟)
利用信號處理電路140接收在傳感器電極122中作為電壓檢測的電信號,進行放大等信號處理。將通過信號處理得到的電信號發送到a/d轉換器150。a/d轉換器150進行前處理(數字轉換),以使測定機構170能夠獲得通過信號處理得到的電信號。
(測定步驟)
測定機構170獲得a/d轉換器150進行了前處理的電信號。通過與試驗信號發生器160所指示的試驗信號的波形和時序的數據對應地對所獲得的電信號數據進行分析,能夠對進行檢查的被檢查電極el與輸入電極el′之間有無斷路的進行檢查。
在本實施方式的檢查方法中,各個傳感器電極122與對應的被檢查電極el的距離根據傳感器基板121的加壓而自動調整。其結果是,能夠使傳感器電極122緊貼于保護部件cl1,因此能夠抑制非接觸檢查中的檢查值的精度和重復穩定性的降低。
[第二實施方式]
以下,參照圖6至圖10,對本發明的第二實施方式進行說明。以下,對于與第一實施方式相同的構成要素,標注相同的附圖標記并且省略詳細的說明。
圖6是與被檢查的電路基板fx2一起示意性地表示電路基板的檢查裝置20的整體結構的側視圖。圖7是電路基板fx2的平面圖。圖8是檢查探頭支承部221的平面圖。圖9a是檢查探頭的剖面圖,圖9b~圖9e是表示檢查探頭的變形的側視圖。圖10是表示利用第一夾持部110和第二夾持部220來夾持電路基板fx2的狀態的側視圖。在圖6、圖10中,對于與第一實施方式相同的結構要素,即驅動裝置130、信號處理電路140、a/d轉換器150、試驗信號發生器160以及測定機構170,省略它們的圖示。
在本實施方式中與第一實施方式不同的點在于以下兩點:被檢查的電路基板fx2的保護部件cl2形成為在被檢查電極el的附近薄;對上一點相對應,第二夾持部220包括檢查探頭222。因此以下以保護部件cl2的結構及檢查探頭222的結構為中心進行說明。
(電路基板)
如圖6及圖7所示,被檢查裝置20檢查的電路基板fx2包括基體sb、多個被檢查電極el、多個配線ld、多個輸入電極el′和保護部件cl2。
(保護部件)
保護部件cl2由在基體sb之上層疊的第一保護層cl21和在第一保護層cl21之上層疊的第二保護層cl22構成。
第一保護層cl21成為保護部件cl2的基底,保護被檢查電極el和配線ld免受焊料、熱、使其等的侵蝕,并且對第二保護層cl22進行支承。第一保護層cl21利用例如聚酰亞胺形成。第一保護層cl21的厚度為數μm~數百μm。第二保護層cl22例如利用聚酰亞胺、pet等塑料形成。第二保護層cl22的厚度為數μm~數百μm。需要說明的是,第二保護層cl22可以利用不同的配線層和屏蔽材料形成。
在輸入電極el′附近除去第一保護層cl21及第二保護層cl22。由此,形成在底面具有輸入電極el′的空隙g′,信號輸入機構225能夠與輸入電極el′接觸。需要說明的是,信號輸入機構225的結構可以與第一實施方式中的信號輸入機構125相同。
在被檢查電極el的附近,僅除去第二保護層cl22,只有第一保護層cl21覆蓋被檢查電極el。其結果是,在被檢查電極el(ela、elb、···、elf)的上部形成有以第一保護層cl21的上表面為底面的空隙g(ga、gb、···、gf)。g的深度與第二保護層cl22的厚度相等,為數μm~數百μm。
(第二夾持部)
本實施方式的檢查夾具200包括第一夾持部110和第二夾持部220。如圖6及圖10所示,在第二夾持部220設有多個檢查探頭(電極間距離調整部)222及信號輸入機構225。多個檢查探頭222的前端(檢測電極)223(參照圖9a)從第二夾持部220的第二夾持面224突出。檢查探頭222以在電路基板fx2配置在第一夾持部110與第二夾持部220之間時與被檢查電極el對置的方式設置于第二夾持部220。
(檢查探頭)
檢查探頭222的前端223能夠在與第二夾持面224大致正交的方向上往復移動。由此,檢查探頭222具有一定的行程量,因此能夠與空隙g的深度對應地使檢查探頭222的前端223緊貼于第一保護層cl21。其結果是,能夠抑制非接觸檢查中的檢查值的精度和重復穩定性的降低。
檢查探頭222的前端223為例如被彈簧(施力部件)2222施力的探針2223。如圖9a所示,檢查探頭222例如具有被彈簧2222施力的一對探針2223、2224安裝于圓筒狀的筐體2221的結構。由此,在檢查探頭222在上下方向上受到壓力時,彈簧2222收縮,一對探針2223、2224彼此接近。彈簧2222及一對探針2223、2224利用導電性材料(例如金屬)形成。由此,一方的探針2223與另一方的探針2224經由彈簧2222電連接。
探針2223的剖面直徑為數十μm~數百μm。如圖9b~圖9e所示,探針2223能夠成為各種形狀。探針2223由于被彈簧2222施力而對第一保護層cl21加壓。即,各個檢查探頭222的探針2223(前端223)與對應的非檢查電極el的距離能夠根據彈簧(施力部件)2222的作用力而自動調整。其結果是,探針2223(前端223)能夠切實地緊貼于第一保護層cl21。
鑒于平行平板電容器的靜電容量與電極的面積成比例,為了增大利用探針2223與被檢查電極el形成的電容器的靜電容量,希望使探針2223前端的底面積盡可能大。例如,如圖9b所示,考慮使探針2223形成為圓柱狀(在這種情況下,希望以不損害平坦性的程度進行倒角,以使探針2223的角部不對保護部件cl2造成損傷)。
通常,被檢查電極el的面積與探針2223的剖面直徑為相同程度,因此圖9b的結構是最優結構。不過,如果利用一個探針2223對更大面積的被檢查電極el進行檢查,考慮例如如圖9c所示的那樣,使探針2223成為活塞形狀,進一步擴大與被檢查電極el對置的面積。
即使是圖9d的圓形、圖9e的針形狀,某種程度上也與被檢查電極電容耦合,因此能夠在非接觸檢查中使用。不過,為使角部不對保護部件cl2造成損害,與圖9e相比圖9d的形狀更為優選。
此外,如后所述,探針2224與連接于信號處理電路140的線連接。因此,探針2224的形狀為針形也無妨。
返回圖6及圖10,檢查探頭222被在第二夾持部220的下側設置的檢查探頭支承部221支承。檢查探頭支承部221例如為利用塑料等絕緣體形成的板狀部件,檢查探頭222以貫穿板厚方向的方式安裝于檢查探頭支承部221。
檢查探頭222a、222b、···、222f從檢查探頭支承部221突出的長度設定為比在被檢查電極ela、elb、···、elf的上方形成的空隙ga、gb、···、gf的深度長一些,使檢查探頭222的行程成為與空隙g的深度對應的長度。由此,在利用第一夾持面113和第二夾持面224夾持電路基板fx2時,如圖10所示,檢查探頭222的前端223經由第一保護層cl21與被檢查電極el電容耦合。其結果是,能夠非接觸地檢測電信號。
如圖8所示,在俯視檢查探頭支承部221時,安裝于檢查探頭支承部221的檢查探頭222a、222b、···、222f配置為分別包括位于在第一夾持部110與第二夾持部220之間配置的電路基板fx2的被檢查電極ela、elb、···、elf的區域aa、ab、···、af。
需要說明的是,在鄰接的檢查探頭222之間的距離短的情況下,檢查探頭222與相鄰的被檢查電極el電容耦合,可能會拾取到不必要的電信號。為了避免這樣的情況,多個檢查探頭222彼此電磁屏蔽。例如,包圍各個檢查探頭222的形狀的屏蔽電極226設置于檢查探頭支承部221。在檢查探頭支承部221設置于第二夾持部220時,屏蔽電極226接地(參照圖6)。
如圖6所示,在檢查探頭支承部221上安裝的檢查探頭222的、與電路基板fx2位于相反側的探針2224與導線連接。導線與信號處理電路140連接。由此,探針2223(前端223)所檢測到的電信號經由檢查探頭222內部的彈簧2222、探針2224發送到信號處理電路140。
需要說明的是,探針2224與信號處理電路140的配線可以與所有的探針2224共同連接。例如,也可以將探針2224分為若干組,針對每一組與信號處理電路140進行配線。
另外,將探針2224與信號處理電路140連接的結構不限于上述結構。例如,在將安裝檢查探頭222的檢查探頭支承部221設置于第二夾持部220時,可以在探針2224突出的位置配置與信號處理電路140連接的輔助電極。由此,在將檢查探頭支承部221設置于第二夾持部220時,被彈簧2222施力的探針2224對輔助電極施加壓力,能夠在各個檢查探頭222與對應的輔助電極之間可靠地確保電連接。
根據使用本實施方式的檢查夾具200的檢查裝置20,設置為能夠插入在被檢查電極el的上方形成的空隙g的檢查探頭222的前端223(探針2223)作為檢測電極,因此能夠使檢測電極緊貼于第一保護層cl21而與被檢查電極電容耦合。其結果是,在利用夾具夾持電路基板fx2時,在檢測電極與被檢查電極el之間存在空氣層(空隙g),能夠防止兩電極間的靜電容量減少、檢查值的精度降低。
根據使用本實施方式的檢查夾具200的檢查裝置20,在第一實施方式的傳感器電極122附近存在彈性部件112無法追隨的高度差的情況下,即,僅憑借彈性部件112無法使傳感器電極122與保護部件緊密貼合的情況下,能夠使探針(檢測電極)2223緊貼于第一保護層cl21。因此,能夠抑制非接觸檢查中的檢查值的精度和重復穩定性的降低。
需要說明的是,在本實施方式中,利用一個探針對被檢查電極進行檢查,但不限于該結構。例如,相對于大面積的電極,利用檢查探頭支承部221來支承檢查探頭222,從而在該面積內配置多個探針。另外,對這些檢查探頭222彼此進行電連接。根據該結構,能夠將大面積的電極所檢測的電信號與這些探針所檢測的電信號一起發送至信號處理電路140。另外,與電極的面積對應地改變相同的探針(例如,圖9b的形狀)的根數進行配置,因此不需要需要根據電極的面積制造不同形狀的探針(例如,圖9c)。其結果是,能夠降低檢查裝置的制造成本和維護成本。
[第三實施方式]
以下,參照圖11及圖12,對本發明的第三實施方式進行說明。以下,對于與第一、第二實施方式相同的構成要素,標注相同的附圖標記,并且省略詳細的說明。
圖11是與被檢查的電路基板fx2一起示意性地表示電路基板的檢查裝置30的整體結構的側視圖。圖12是表示利用第一夾持部310和第二夾持部220來夾持電路基板fx2的狀態的側視圖。在圖11及圖12中,省略與第一實施方式相同的構成要素,即驅動裝置130、信號處理電路140,a/d轉換器150、試驗信號發生器160和測定機構170的圖示。
有時會在高溫環境下(例如,50~150℃)進行非接觸檢查。在這種情況下,如果在第一夾持部設置由彈性體形成的彈性部件,則彈性部件和將彈性部件固定于第一夾持部的粘接劑溶融,會對檢查夾具造成損傷。
本實施方式的檢查夾具300包括第一夾持部310和第二夾持部220。在第一夾持部310中不使用彈性部件。第一夾持部310例如為上表面平坦的金屬制的支承臺。在這種情況下,如第一實施方式所描述的那樣,在第一夾持部310的上表面會產生數十μm左右的凹凸。然而,無論凹凸的有無,在設置于第二夾持部220的檢查探頭將第二夾持部220按壓在電路基板fx2上時(參照圖12),能夠適當地使探針伸長,而緊貼于所對應的被檢查電極正上方的保護部件。因此,能夠抑制非接觸檢查中的檢查值的精度和重復穩定性的降低。
根據使用本實施方式的檢查夾具300的檢查裝置30,在高溫環境下對電路基板fx2進行檢查的情況下,能夠不使用彈性部件,僅利用檢查探頭使傳感器電極緊貼于保護部件。在這種情況下,不僅使加熱的熱源靠近第一夾持部310也使其靠近第二夾持部220,因此加熱效率好,并且能夠容易地進行溫度控制。
以上,參照附圖對本發明優選的實施方式例進行了說明,顯然本發明不限于上述示例。上述示例中所示的各構成部件的各形狀、組合等僅為一個示例,在不脫離本發明主旨的范圍內能夠基于設計要求等進行各種改變。