説明

コネクト基板及びこれを用いた電子部品検査装置

【課題】内蔵電子部品の特性を劣化させることなく、また内蔵電子部品の静電容量等の性能に制約を受けることの少ない、コネクト基板を得る。
【解決手段】プローブピンパッド13を主面12に、この反対面に第1のコンタクト電極パッド14を形成し、パッド13と第1のコンタクト電極パッド14とを貫通導体部11で接続し、隣合う貫通導体部11に接続する実装部品用ランド15を主面12の反対面に形成した第1の基板部材10と、マザーボード接続パッド23を主面22に、この反対面に第2のコンタクト電極パッド24を形成し、パッド23と第2のコンタクト電極パッド24とを貫通導体部21で接続した第2の基板部材20と重ね合わせた構成である。主面22の反対面に形成された実装部品収納凹部25には実装部品用ランド15間に接続されたバイパスコンデンサ30が収納される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チップ型電子部品を内蔵したコネクト基板及びこれを用いた電子部品検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、半導体集積回路等の被検査電子部品の電子回路等の検査を行う電子部品検査装置は、被検査電子部品の電極に先端が接触するプローブを有する電子部品検査用ソケットと、被検査電子部品の電気的特性を計測する測定回路等を搭載したマザーボードとの間を接続するために、両者間にコネクト基板を介在させることが行われている。
【0003】
被検査電子部品の動作の高速化等に伴い、被検査電子部品への電源供給ラインに生じるノイズが問題となってきている。
【0004】
この電源供給経路のノイズ除去のために従来はマザーボードの上面又は下面に大容量コンデンサからなるバイパスコンデンサを表面実装している。
【0005】
また、コネクト基板としての多層基板に薄膜状のコンデンサを内蔵することも提案されている。
【0006】
マザーボードにバイパスコンデンサを表面実装する構成は、被検査電子部品の電源入力電極にバイパスコンデンサを直結することが理想的であるのに対し、前記電源入力電極(又はそれに接続する電源供給ライン)からバイパスコンデンサまでの経路が長くなり、その経路長に起因するインダクタンスによりバイパスコンデンサの効果が損なわれる問題があり、また、マザーボードにバイパスコンデンサを表面実装するスペースを確保することが設計上困難な場合も考えられる。
【0007】
多層基板に薄膜状のコンデンサを内蔵する構成は、薄膜状コンデンサの静電容量を十分に大きくできないきらいがある。
【0008】
電子部品内蔵の多層基板の例としては、下記特許文献1及び特許文献2がある。
【特許文献1】特開2007−53328号公報
【特許文献2】特公平6−32378号公報 特許文献1はチップコンデンサを内蔵した状態で多層基板を焼成する構成であり、焼成によってチップコンデンサの容量が低下するおそれがあり、容量の信頼性が低い問題がある。特許文献2においてもチップコンデンサを内蔵した状態で多層基板を焼成する構成であり、同様の問題があると思われる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記のように、従来技術では、多層基板に内蔵できる電子部品に制約があったり、あるいは内蔵した電子部品の特性が劣化する問題があった。
【0010】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、内蔵電子部品の特性を劣化させることなく、また内蔵電子部品の静電容量等の性能に制約を受けることの少ない、コネクト基板及びこれを用いた電子部品検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明のある態様はコネクト基板であり、
第1の表面電極パッドを第1の主面に、前記第1の主面の反対面に第1のコンタクト電極パッドをそれぞれ形成し、前記第1の表面電極パッドと前記第1のコンタクト電極パッドとを第1の貫通導体部で接続し、隣合う前記第1の貫通導体部に接続する対をなした実装部品用ランドを前記第1の主面の反対面に形成した第1の基板部材と、
第2の表面電極パッドを第2の主面に、前記第2の主面の反対面に第2のコンタクト電極パッドを形成し、前記第2の表面電極パッドと前記第2のコンタクト電極パッドとを第2の貫通導体部で接続した第2の基板部材と、
前記第1又は第2の主面の反対面に形成された実装部品収納凹部に収納され前記対をなした実装部品用ランド間に接続されたチップ型電子部品とを備え、
前記第1及び第2のコンタクト電極同士を当接、接触させて前記第1及び第2の基板部材を一体化したことを特徴としている。
【0012】
前記態様において、前記実装部品収納凹部は、前記第2の基板部材における前記第2の主面の反対面に形成されていてもよい。
【0013】
前記態様において、前記実装部品収納凹部は、前記第1の基板部材における前記第1の主面の反対面に形成されており、前記実装部品収納凹部の底部に前記対をなした実装部品用ランドが形成されていてもよい。
【0014】
前記態様において、前記実装部品収納凹部は、前記第1の基板部材における前記第1の主面の反対面に形成されており、前記実装部品収納凹部の底部に前記実装部品用ランドの一方が、前記実装部品収納凹部の上部に前記実装部品用ランドの他方が形成されていてもよい。
【0015】
前記態様において、前記チップ型電子部品は前記対をなした実装部品用ランドに半田接続されていてもよい。
【0016】
前記態様において、前記第1の貫通導体部と前記実装部品用ランドとが前記第1の基板部材の内部導体で接続されていてもよい。
【0017】
前記態様において、隣合う前記第1の貫通導体部の一方がグランド導体部であり、前記チップ型電子部品がバイパスコンデンサであってもよい。
【0018】
本発明の別の態様は、電子部品検査装置であり、前記コネクト基板と、被検査電子部品の電極に先端が接触するプローブを有する電子部品検査用ソケットと、マザーボードとを備え、
前記マザーボード上に前記コネクト基板を介在して前記ソケットが搭載され、前記第1の表面電極パッドが前記プローブの後端に接触し、前記第2の表面電極パッドが前記マザーボードの電極に接触したことを特徴としている。
【0019】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0020】
本発明に係るコネクト基板によれば、焼成済みの第1及び第2の基板部材の相互の対向面に実装部品収納凹部が予め形成してあり、前記実装部品収納凹部にチップ型電子部品を収納するため、焼成に伴なって内蔵するチップ型電子部品の特性を劣化させることがなく、また多様なチップ型電子部品を内蔵可能で、薄膜コンデンサ等のように静電容量等の制約を受けることもない。
【0021】
また、本発明に係る電子部品検査装置によれば、コネクト基板内にチップ型電子部品を内蔵しておくことで、マザーボート側の電子部品配置の自由度が大きくなる。さらに、チップ型電子部品としてバイパスコンデンサを内蔵させれば、マザーボード側にバイパスコンデンサを配置する場合よりも被検査電子部品の電源端子に接近した位置でバイパスコンデンサを接続でき、バイパスコンデンサを設けた効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【0023】
図1乃至図3を用いて本発明の第1の実施の形態を説明する。図1(A),(B),(C)はコネクト基板1の完成状態を、図2(A),(B),(C)は第1の基板部材を、図3(A),(B),(C)は第2の基板部材をそれぞれ示す。
【0024】
これらの図において、第1の基板部材10は貫通孔に銀、銅等の金属ペーストを充填して同時焼成したLTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)であり、貫通孔に金属ペーストを充填した部分が焼結して第1の貫通導体部(ビアホール)11となっている。また、第1の基板部材10の第1の主面12には第1の表面電極パッドとしてのプローブピンパッド13が形成され、反対面に第1のコンタクト電極パッド14が形成され、両者が第1の貫通導体部11で接続されている。
【0025】
また、図2(B)の拡大部分に示すように、隣合う貫通導体部11に内部導体16で接続する対をなした実装部品用導体ランド15が主面12の反対面に形成されている。前記隣合う貫通導体部11は、例えば一方が電源供給ライン、他方がグランドラインである。また、実装部品用導体ランド15はコンタクト電極パッド14に対して隙間をあけて形成されている。これは、実装部品用導体ランド15にチップ型電子部品としてのバイパスコンデンサ30を半田付けする際に、半田がコンタクト電極パッド14に流れ込まないようにするためである。コンタクト電極パッド14を小径にすることで、バイパスコンデンサ30の実装面積を確保することが容易である。
【0026】
貫通導体部11と実装部品用導体ランド15とを接続する内部導体16は基板部材10の内層により配線されているものであり、貫通導体部11と同様の材質でLTCCと同時焼成により形成される(基板部材10は複数層の未焼成LTCCを積層後に焼成する製法とするため、内層に内部導体16を形成可能である)。
【0027】
対をなした実装部品用導体ランド15間にはバイパスコンデンサ30が半田リフロー等により半田付けされる。半田付け工程は図2(B)を反転した状態、つまりバイパスコンデンサ30が基板10の上になった状態で行う。
【0028】
第2の基板部材20は貫通孔に銀、銅等の金属ペーストを充填して同時焼成したLTCCであり、貫通孔に金属ペーストを充填した部分が焼結して第2の貫通導体部(ビアホール)21となっている。また、第2の基板部材20の第2の主面22には第2の表面電極パッドとしてのマザーボード接続パッド23が形成され、反対面に第2のコンタクト電極パッド24が形成され、両者が第2の貫通導体部21で接続されている。
【0029】
また、前記反対面には実装部品収納凹部(キャビティ)25が形成されている。実装部品収納凹部25は実装部品用導体ランド15及びバイパスコンデンサ30を収容可能な寸法で、かつ第2のコンタクト電極パッド24に接しない形状で、本実施の形態では円形開口を有するものとしている。基板部材20は複数層の未焼成LTCCを積層後に焼成する製法とするため、実装部品収納凹部25となる抜き穴を有する未焼成LTCC層と前記抜き穴の無い未焼成LTCC層とを積層後に焼成することで実装部品収納凹部25を形成可能である。
【0030】
第1及び第2の基板部材10,20の積層時の位置ずれを考慮して、第1のコンタクト電極パッド14よりも第2のコンタクト電極パッド24の径を大きく設定している。
【0031】
第1及び第2の基板部材10,20の積層は、図1(B)に示すように、両者の第1のコンタクト電極パッド14と第2のコンタクト電極パッド24とが対面、当接するように、基板部材10,20側のガイド穴(図示せず)とこれに挿通される位置決めピン等の手段を用いて両基板部材を位置合わせして重ね合わせ、図示しないビス等で機械的に一体化することにより行う。これによって第1の表面電極パッドとしてのプローブピンパッド13と第2の表面電極パッドとしてのマザーボード接続パッド23とが第1及び第2の貫通導体部11,21で接続され、かつバイパスコンデンサ30を内蔵したコネクト基板1が得られる。第1及び第2の基板部材10,20がそれぞれ有する第1のコンタクト電極パッド14及び第2のコンタクト電極パッド24は鏡面仕上げによって平坦度が極めて良好に維持されており、両基板10,20の機械的な一体化によって第1のコンタクト電極パッド14と第2のコンタクト電極パッド24間の電気的接続が確保される。また、実装部品収納凹部25内にチップ型電子部品としてのバイパスコンデンサ30が収納される。プローブピンパッド13及びマザーボード接続パッド23はほぼ同径(形状寸法がほぼ同じ)で、平面的な位置は合致している。
【0032】
なお、バイパスコンデンサ30をコネクト基板1の表裏の主面12,22に表面実装しないのは、コネクト基板1の性質上、主面12,22のプローブピンパッド13及びマザーボード接続パッド23は相手側基板等とコンタクトを行うために平坦でなければならない(突出不可である)からであり、このため、2枚の基板部材10,20の重ね合わせ構造として内部に実装部品収納凹部25を設け、ここにバイパスコンデンサ30を配置している。
【0033】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【0034】
(1) 本実施の形態のコネクト基板1によれば、焼成済みの第1及び第2の基板部材10,20の相互の対向面に実装部品収納凹部25が予め形成してあり、実装部品収納凹部25にチップ型電子部品としてのバイパスコンデンサ30を収納するため、焼成に伴なって内蔵するバイパスコンデンサ30の特性を劣化させることがなく、静電容量の信頼性が高い。また、基板上又は基板内に薄膜コンデンサを形成する場合のように静電容量の制約を受けることが無く、十分大きな静電容量のバイパスコンデンサ30を電源供給ラインとなる貫通導体部11と、この隣のグランドラインとなる貫通導体部11との間に接続可能である。このため、電源ラインのノイズ除去効果の向上が可能である。
【0035】
(2) 電子部品検査装置に用いる場合、第1の表面電極パッドとしてのプローブピンパッド13の直下となる位置にバイパスコンデンサ30を接続でき、また第1及び第2の貫通導体部11,21のインダクタンスとバイパスコンデンサ30の静電容量とによってLCノイズフィルタを等価的に構成できる。被検査電子部品の電源端子に接続するプローブピンに近接した側でノイズ除去を図ることが可能で、マザーボード側にバイパスコンデンサを設ける場合よりも被検査電子部品の電源端子側でのノイズ除去効果に優れている。
【0036】
図4を用いて本発明の第2の実施の形態を説明する。この場合、実装部品収納凹部25を第2の基板部材20に設ける代わりに第1の基板部材10に設けている。すなわち、第1の基板部材10の第1の主面12の反対面に実装部品収納凹部25が形成され、その底部(底面)に一対の実装部品用導体ランド15が形成されている。
【0037】
対をなした実装部品用導体ランド15間にはチップ型電子部品としてのバイパスコンデンサ30が半田リフロー等により半田付けされる。半田付け工程は図4を反転した状態、つまりバイパスコンデンサ30が基板10の上になった状態で行う。
【0038】
この第2の実施の形態の場合も、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。
【0039】
図5を用いて本発明の第3の実施の形態を説明する。この場合、第1の基板部材10に対して実装部品収納凹部45が縦長に(基板厚み方向に深く)形成され、実装部品収納凹部45の底部(底面)に実装部品用導体ランド15の一方が、実装部品収納凹部45の上部(但し主面12の反対面よりは引っ込んだ位置)に実装部品用導体ランド15の他方が形成されている。
【0040】
そして、チップ型電子部品としてのバイパスコンデンサ30を実装部品収納凹部45内に縦方向に配置して、半田リフロー等により半田付けを行う。半田付け工程は図5を反転した状態、つまりバイパスコンデンサ30が基板10の上になった状態で行う。
【0041】
この第3の実施の形態の場合も、第1の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、一対の実装部品用導体ランド15の配置面積を小さくできるため、第1の表面電極パッドとしてのプローブピンパッド13の配列間隔が小さくなったときに有効である。
【0042】
図6及び図7は本発明の第4の実施の形態であって、電子部品検査装置を構成した場合を示す。
【0043】
この電子部品検査装置は、測定回路等(図示省略)が搭載されたマザーボード50と、被検査電子部品100の端子電極101に先端が接触するプローブピン61を有する電子部品検査用ソケット60とを、第1の実施の形態で示したコネクト基板1を介在させて重ね、ビス75等で機械的に一体化したものである。
【0044】
被検査電子部品100の電極101は、これに一端が接触するソケット60に設けられたプローブピン61、プローブピン61の他端が接触するコネクト基板1のプローブピンパッド13、第1及び第2の貫通導体部11,21、マザーボード接続パッド23、及びこれに接触するマザーボード50上の電極パッド51の経路でマザーボード50側の測定回路等に電気的に接続される。
【0045】
この電子部品検査装置によれば、コネクト基板1内の十分静電容量の大きなバイパスコンデンサ30を被検査電子部品100の端子電極101に近い位置に接続することができ、被検査電子部品100の端子電極101に電源電圧を供給する場合、その電源電圧に重畳したノイズを効果的に除去して電源電圧の安定化を図ることができる。また、電源ラインとなる貫通導体部11,21のインダクタンスに起因する電源電圧の立ち上がりの遅れを端子電極101に近い位置に接続されたバイパスコンデンサ30で緩和できる。
【0046】
なお、構造上ソケット60にバイパスコンデンサ30を実装することは不可能であり、コネクト基板1内にバイパスコンデンサ30を設けることが最善策であると言える。
【0047】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。
【0048】
第1又は第2の実施の形態における実装部品収納凹部25の開口形状は円形の場合を例示したが、長円形、楕円形、方形等であってもよい。
【0049】
図6及び図7の電子部品検査装置では、第1の実施の形態のコネクト基板を用いたが、その代わりに第2又は第3の実施の形態に係るコネクト基板を用いてもよい。
【0050】
各実施の形態では、チップ型電子部品としてバイパスコンデンサをコネクト基板に内蔵させたが、用途に応じてチップ抵抗やチップインダクタ等をコネクト基板に内蔵させるように構成してもよい。
【0051】
コネクト基板に各種チップ型電子部品を内蔵させることで、コネクト基板と接続するマザーボード等の接続相手側基板の搭載部品を少なくして設計の自由度を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態のコネクト基板の完成状態であって、(A)はコネクト基板の平面図、(B)は正断面図、(C)は底面図である。
【図2】第1の実施の形態で用いる第1の基板部材及びこれに搭載されるチップ型電子部品であって、(A)は平面図、(B)は正断面図、(C)は底面図である。
【図3】第1の実施の形態で用いる第2の基板部材であって、(A)は平面図、(B)は正断面図、(C)は底面図である。
【図4】本発明に係る第2の実施の形態のコネクト基板を示す正断面図である。
【図5】本発明に係る第3の実施の形態のコネクト基板を示す正断面図である。
【図6】本発明に係る第4の実施の形態であって、第1の実施の形態のコネクト基板を用いた電子部品検査装置の分解斜視図である。
【図7】前記電子部品検査装置の要部断面図である。
【符号の説明】
【0053】
1 コネクト基板
10 第1の基板部材
11 第1の貫通導体部
13 プローブピンパッド
14 第1のコンタクト電極パッド
15 実装部品用導体ランド
16 内部導体
20 第2の基板部材
21 第2の貫通導体部
23 マザーボード接続パッド
24 第2のコンタクト電極パッド
25,45 実装部品収納凹部
30 バイパスコンデンサ
50 マザーボード
51 電極パッド
60 電子部品検査用ソケット
61 プローブピン
100 被検査電子部品
101 端子電極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の表面電極パッドを第1の主面に、前記第1の主面の反対面に第1のコンタクト電極パッドをそれぞれ形成し、前記第1の表面電極パッドと前記第1のコンタクト電極パッドとを第1の貫通導体部で接続し、隣合う前記第1の貫通導体部に接続する対をなした実装部品用ランドを前記第1の主面の反対面に形成した第1の基板部材と、
第2の表面電極パッドを第2の主面に、前記第2の主面の反対面に第2のコンタクト電極パッドを形成し、前記第2の表面電極パッドと前記第2のコンタクト電極パッドとを第2の貫通導体部で接続した第2の基板部材と、
前記第1又は第2の主面の反対面に形成された実装部品収納凹部に収納され前記対をなした実装部品用ランド間に接続されたチップ型電子部品とを備え、
前記第1及び第2のコンタクト電極同士を当接、接触させて前記第1及び第2の基板部材を一体化した、コネクト基板。
【請求項2】
請求項1に記載のコネクト基板において、前記実装部品収納凹部は、前記第2の基板部材における前記第2の主面の反対面に形成されている、コネクト基板。
【請求項3】
請求項1に記載のコネクト基板において、前記実装部品収納凹部は、前記第1の基板部材における前記第1の主面の反対面に形成されており、前記実装部品収納凹部の底部に前記対をなした実装部品用ランドが形成されている、コネクト基板。
【請求項4】
請求項1に記載のコネクト基板において、前記実装部品収納凹部は、前記第1の基板部材における前記第1の主面の反対面に形成されており、前記実装部品収納凹部の底部に前記実装部品用ランドの一方が、前記実装部品収納凹部の上部に前記実装部品用ランドの他方が形成されている、コネクト基板。
【請求項5】
請求項1乃至4に記載のコネクト基板において、前記チップ型電子部品は前記対をなした実装部品用ランドに半田接続されている、コネクト基板。
【請求項6】
請求項1乃至5に記載のコネクト基板において、前記第1の貫通導体部と前記実装部品用ランドとが前記第1の基板部材の内部導体で接続されている、コネクト基板。
【請求項7】
請求項1乃至6に記載のコネクト基板において、隣合う前記第1の貫通導体部の一方がグランド導体部であり、前記チップ型電子部品がバイパスコンデンサである、コネクト基板。
【請求項8】
請求項1乃至7に記載のコネクト基板と、
被検査電子部品の電極に先端が接触するプローブを有する電子部品検査用ソケットと、 マザーボードとを備え、
前記マザーボード上に前記コネクト基板を介在して前記ソケットが搭載され、前記第1の表面電極パッドが前記プローブの後端に接触し、前記第2の表面電極パッドが前記マザーボードの電極に接触した、電子部品検査装置。

【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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【公開番号】特開2010−43874(P2010−43874A)
【公開日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−206285(P2008−206285)
【出願日】平成20年8月8日(2008.8.8)
【出願人】(000006758)株式会社ヨコオ (158)
【Fターム(参考)】