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【発明の名称】 回路基板の試験用ヘッドおよび回路基板の試験方法
【発明者】 【氏名】三橋 仁
【要約】 【課題】回路基板の試験用ヘッドおよび回路基板の試験方法に関し、高密度基板の試験を一括して、短時間に高精度に行うことを目的とする。

【解決手段】複数のプローブピンを有するヘッドを用いて回路基板上のポイントに接触して該回路基板に構成されたネットの電気的特性を試験する回路基板の試験用ヘッドであって、他のポイントとの距離が一定値以上である第１種ポイントを各ネットから少なくとも１つずつ抽出し(S1)、他のポイントとの距離が一定値未満である第２種ポイントを一つ置きに一定順序で第１グループおよび第２グループに選別し、前記第１種ポイントおよび前記第１グループに属するポイントに接触するプローブピンを第１のヘッドに割当て、前記第２グループに属するポイントおよび該ポイントと同一のネットに含まれる第１種ポイントに接触するプローブピンを第２のヘッドに割当て(S2-S8) 、試験用ヘッドを構成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回路基板上のポイントにプローブピンを接触して該回路基板に構成されたネットの電気的特性を試験する回路基板の試験用ヘッドにおいて、他のポイントとの距離が一定値以上である第１種ポイントであって、各ネットから少なくとも１つずつ抽出されたポイントである代表ポイントに接触するプローブピンを第１のヘッドに設け、他のポイントとの距離が一定値未満である第２種ポイントを一つ置きに一定順序で第１グループおよび第２グループの２つのグループに選別された各ポイントのうち、該第１グループに属するポイントに接触するプローブピンを前記第１のヘッドに更に設け、前記２つのグループに選別された各ポイントのうち、前記第２グループに属するポイントに接触するプローブピンを第２のヘッドに設け、前記第２グループに属する各ポイントが属するネットの前記第１種ポイントに接触するプローブピンを前記第２のヘッドに更に設け、前記第１のヘッドと前記第２のヘッドとで構成されたことを特徴とする回路基板の試験用ヘッド。
【請求項２】 前記第１のヘッドと前記第２のヘッドとを一定間隔に並べ、試験対象である回路基板を前記第１のヘッドの下に移動した状態で、前記第１のヘッドのプローブピンを前記回路基板上のポイントに接触して前記回路基板の電気的特性の試験を行い、前記試験対象である回路基板を前記第２のヘッドの下に移動した状態で、前記第２のヘッドのプローブピンを前記回路基板上のポイントに接触して前記回路基板の電気的特性の試験を行うことを特徴とする回路基板の試験方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板の試験用ヘッドおよび回路基板の試験方法に係り、特に基板上に形成されたパッドピッチが微細な所謂高密度基板の試験に用いられるヘッドおよびそのヘッドを用いた試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ等の電子機器のダウンサイジング化に伴い、プリント基板のＳＭＴ化・高密度化が急速に進んでおり、プリント基板の電気検査も従来の基本グリッドによる一括試験用ヘッドを用いる方法では、多様化するプリント基板に対応できなくなってきている。
【０００３】現在、一般基板の大半が基本グリッドから外れる（所謂、オフグリッドの）パターンを有しており、基板の品種に応じて専用治具を作製するのが一般的であるが、ＢＧＡ、ＭＣＭ、ＣＳＰ等の超高密度基板のパッドピッチは、プローブピン径から定まるパッドピッチの限界（現状では略２００μｍ以下、下限ピッチと称する）を超える、すなわちパッドピッチが２００μｍ未満のものもあり、専用治具が製作できない品種もある。
【０００４】また、装置についても、基板と試験用ヘッドとの位置合わせ精度が重要なテーマであり、基板のズレを確認しながら、試験用ヘッドを補正する方法では、精度の高い位置合わせはできない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、従来のプリント基板の電気検査の方法では、多様化するプリント基板、特に基板上に形成されたパッドピッチが、試験装置のプローブピンのピン径から定まるプローブピン間隔の実現可能な最小値より狭い場合には、専用治具の製作が不可能である、或いは精度の高い位置合わせが不可能であるという問題点があった。
【０００６】本発明は以上のような状況から、プローブピン径の制限に基づく限界を超えるような（狭い）パッドピッチを持つ超高密度基板の検査を、簡単且つ容易に行える試験方法と試験装置の提供を目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】回路基板上のポイントにプローブピンを接触して該回路基板に構成されたネットの電気的特性を試験する回路基板の試験用ヘッドにおいて、他のポイントとの距離が一定値以上である第１種ポイントであって、各ネットから少なくとも１つずつ抽出されたポイントである代表ポイントに接触するプローブピンを第１のヘッドに設け、他のポイントとの距離が一定値未満である第２種ポイントを一つ置きに一定順序で第１グループおよび第２グループの２つのグループに選別された各ポイントのうち、該第１グループに属するポイントに接触するプローブピンを前記第１のヘッドに更に設け、前記２つのグループに選別された各ポイントのうち、前記第２グループに属するポイントに接触するプローブピンを第２のヘッドに設け、前記第２グループに属する各ポイントが属するネットの前記第１種ポイントに接触するプローブピンを前記第２のヘッドに更に設け、前記第１のヘッドと前記第２のヘッドとで回路基板の試験用ヘッドを構成する。
【０００８】また、前記第１のヘッドと前記第２のヘッドとを一定間隔に並べ、試験対象である回路基板を前記第１のヘッドの下に移動した状態で、前記第１のヘッドのプローブピンを前記回路基板上のポイントに接触して前記回路基板の電気的特性の試験を行い、前記試験対象である回路基板を前記第２のヘッドの下に移動した状態で、前記第２のヘッドのプローブピンを前記回路基板上のポイントに接触して前記回路基板の電気的特性の試験を行う。
【０００９】なお、上記のように回路基板の試験用ヘッドを構成する場合、第１のヘッドでは絶縁試験の全てと導通試験の大半を行うことができるように、また第２のヘッドでは導通試験の一部を行えるように試験対象のポイント（従って、プローブピン）の各ヘッドへの振り分けを行う。第１のヘッドと第２のヘッドの２つのヘッドを用いてもなお導通試験が下限ピッチ未満で行われなければならない場合には、第３のヘッドをもうけることにする。また、第１のヘッドで絶縁試験の全てが可能では無い場合には、第２のヘッドで近接ネットの絶縁試験が可能なようにプローブピンを配置する。
【００１０】以上のようにして、ヘッドの振り分けを行った上で、基板と試験用ヘッドの位置合わせを行い、プリント基板の試験を実施する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、プローブピン割当てフローで、本発明による各ヘッドへのプローブピンの割当ての手順を示すものである。以下、図２ないし図６を参照しつつ、本発明による高密度基盤の試験に用いる試験用ヘッドの構成の手順とその手順によって構成されたヘッドを用いた試験方法を説明する。なお、本発明によるヘッドを用いた試験方法において、ヘッドのプローブピンに接続される導通試験回路と絶縁試験回路の構成およびそれらを用いた試験方法の従来技術で実施される範囲については、詳細な説明は行わない。まず、引用する各図の説明をする。
【００１２】図２は、代表ポイント抽出例を示す図である。図中、ａ，ｂ，ｃ，ｄで示される４つのパッドは、ＩＣの端子を接続するパッドを示し、その最小間隔は、１００μｍで、下限ピッチ（２００μｍ）未満であるとする。又、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆで示される６つのパッドのうち、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つのパッドは、それぞれ前記パッドａ，ｂ，ｃ，ｄと接続されており、Ｅ，Ｆの２つのパッドは、それぞれ前記パッドＣ，Ｄに接続されている。従って、Ａ−ａ，Ｂ−ｂ，Ｃ−ｃ−Ｅ，Ｄ−ｄ−Ｆという４つのネットが存在することになる。
【００１３】図３は、プローブの割り振りを説明するための図で、ＭＩＣ基板上に６つのＬＳＩが実装されている例を示している。その部分拡大図は、ＬＳＩの端子が接続されるパッドの図で、その間隔はＬＳＩによって決まってしまい、現状では上記図２のａ，ｂ，ｃ，ｄで示されたように、その最小間隔は、プローブピン径の制限に基づく下限ピッチ未満である。図中の丸印と三角印とは、それぞれ本発明に係る第１のヘッドと第２のヘッドのプローブが接触する部位を示している。
【００１４】図４は、試験用ヘッドの配置図であり、例えば、図３で示すようなＭＩＣ基板のテストに使用されるものである。第１のヘッドと第２のヘッドとは一定距離（例えば、中心間が５０ｍｍ）で固定されており、図５のテスト方法に示すように下治具を用いて基盤を第１のヘッドの下から第２のヘッドの下へ、或いはその逆に移動して、所定の位置に基盤が固定された状態で試験用ヘッドを下ろして所定のテストを行う。図４は、第１のヘッドと第２のヘッドのプローブピンの配置を示すもので、第１のヘッドのプローブピンの位置を丸印で、第２のヘッドのプローブピンの位置を三角印で、また両ヘッドの中心の位置を十字で示してある。なお、説明用の図は見易さに主眼をおいて描かれているため、部分的に拡大・強調してある。
【００１５】図４に示すような２つのヘッドを用いることにより、図３の部分拡大図に示したパッドを一つおきに選択して測定することができる。なお、図３では丸印、三角印がそれぞれ千鳥状に配置されるように図示しているのに対して、図４においては、簡単のため単純に一直線状に配置されるように図示してあるが、実際には何れでもよい。
【００１６】図５は、上述のごとく、テスト方法を示す図である。第１のヘッド、第２のヘッドの各プローブピンは所定の試験回路に接続されており、各ピン間の導通試験および絶縁試験を行う事が出来るものとする。図６は、多数ヘッドが必要な場合についての説明の為の図であり、２分割の場合の説明の後に説明する。
【００１７】以下では、図２の場合にどの様にしてヘッドへの割当てを行うか、つまりどのポイントを受け持つプローブピンをどのヘッドに設けるかを図１のフローに従って説明する。Ｓ１等で、ステップを示すものとする。
【００１８】Ｓ１では、全データから、各ネットにつき１以上のポイントを代表ポイントとして抽出して、これをデータ１とする。なお、データとは測定対象のパッドの名称の集合を言い、名称にはその位置を示す表示（座標表示等）を伴うとする。ただし、以下の説明では、説明の便宜上、各ポイントの名称（Ａ，ｂ等）のみで示す。図２の例では、データ１はＡ，ｂ，Ｃ，Ｄよりなる。なお、代表点を選定する場合には、他のポイントとの距離が一定値以上である第１種ポイントから選ぶが、点ｂの如く他のポイントとの距離が一定値未満である第２種ポイントであっても、他の代表点との距離が一定以上であれば選択の対象としても差し支えない場合がある。
【００１９】Ｓ２では、全データから、下限ピッチ未満のポイントを抽出して、これをデータ２とする。図２の例では、データ２はａ，ｂ，ｃ，ｄよりなる。Ｓ３では、データ１とデータ２に共通ポイントが在るか否かをしらべる。在ればＳ４へ、無ければＳ５へ進む。図２の例では、データ１とデータ２に共通ポイントｂが在るのでＳ４へ進む。
【００２０】Ｓ４では、共通ポイントをデータ１から削除し、データ１に共通ポイントを同じネットに属する別のポイントが無いならば、それを新たにデータ１に加える。図２の例では、データ１からｂを削除し、データ１にＢを加えた結果、データ１はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄよりなる。Ｓ５へ進む。
【００２１】Ｓ５では、データ１、データ２の何れにも含まれないデータが在れば、データ１に加える。図２では、Ｅ，Ｆが相当するので、それをデータ１に加えた結果、データ１はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆよりなる。
【００２２】Ｓ６では、データ２をソートし一つ置きに選択し、一方にはデータ１を加えてデータ３とし、他方に選択された各ポイントの属するネットのポイントを加えてデータ４とする。図２の例では、データ３はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ａ，ｃ、データ４はｂ，Ｂ，ｄ，Ｄよりなる。
【００２３】Ｓ７では、データ４のピッチのチェックを行い、下限ピッチ以下のポイントが在るか否かをしらべる。無ければＳ８へ、在ればＳ９へ進む。図２の例ではデータ４にふくまれる２ポイントｂｄ間が最小だが、２００μｍで下限ピッチ２００μｍ以内に収まる。
【００２４】Ｓ８では、データ３を第１のヘッドに割当て（厳密に言えば、データ３に含まれるポイントのパッドに接触するプローブピンを第１のヘッドに設けて）、データ４を第２のヘッドに割当てる（厳密に言えば、データ４に含まれるポイントのパッドに接触するプローブピンを第２のヘッドに設ける）。図２の例では、第１のヘッドにＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，ａ，ｃ、第２のヘッドにｂ，Ｂ，ｄ，Ｄが、それぞれ割当てられる。
【００２５】以上のように各ヘッドに割当てると、第１のヘッドでは、各ネット間の絶縁の試験と共に、Ａ−ａ，Ｃ−ｃ−Ｅ，Ｄ−Ｆの導通試験が行われる。また、第２のヘッドではＢ−ｂ, Ｄ−ｄの導通試験が行われる。
【００２６】本例では、代表点の変更で２つのヘッドへのポイントの割当てが決定したが、代表点の変更を繰り返しても収束しない場合には、ヘッドの分割数を増やす（多数ヘッドを使用する）ことで対応する。
【００２７】図６は、多数ヘッドが必要な場合の例である。本例では、Ａ−ａ，Ｂ−ｂ，Ｃ−ｃ，Ｄ−ｄ，Ｅ−ｅ，Ｆ−ｆ，Ｇ−ｇ，Ｈ−ｈ，Ｉ−ｉ，Ｊ−ｊ，Ｋ−ｋ，Ｌ−ｌ，Ｍ−ｍ，Ｎ−ｎ，Ｏ−ｏの１５のネットを持つ場合である。図２の場合と同様に、大文字（Ａ〜Ｏ）で示す１５のポイントは他の何れのポイントとの距離も下限値より大きく設定されており、小文字（ａ〜ｏ）で示す１５のポイントは他の何れの下限値以下の距離に他のポイントが存在する。この場合、図１のフローに従ってポイントの選定を行うと、Ｓ６による決定の結果、データ３にはＡ〜Ｏの各ネット代表と、ａ，ｃ，ｅ，ｇ等のポイントが選ばれるが、ａｅ，ｃｅ等の間隔は下限ピッチ未満である。そのため、ｅ等のポイントを削除して、それらのポイントを別のヘッドに割当てる必要がある。
【００２８】Ｓ９の処理Ａは、この様に更にヘッドの分割を続けなければならない場合の処理を示すもので、図１のＳ７でＹになった場合、Ｓ６─Ｓ７を繰り返すことに相当する。この場合、図１のＳ６では、データ２をソートして一つ置きに選択しているが、処理Ａでは、データ４について同様の扱いをする。その結果、第２のヘッドと、第３のヘッドへの割当てが決定する。第３のヘッドに割当てたポイントにまだ下限ピッチが含まれている場合には、第３のヘッドに割当てたポイントについて同様に分割を行う。図６の場合、以下に示すように、第４のヘッドまで分割して問題が解決される。
【００２９】第１のヘッドには、各ネットの代表ポイントＡ〜Ｏと、ａ，ｃ，ｇ，ｉ，ｍ，ｏが割当てられる。第２のヘッドには、ｄ，Ｄ，ｆ，Ｆ，ｊ，Ｊ，ｌ，Ｌが割当てられる。
【００３０】第３のヘッドには、ｂ，Ｂ，ｈ，Ｈ，ｎ，Ｎが割当てられる。第４のヘッドには、ｅ，Ｅ，ｋ，Ｋが割当てられる。さらに分割が必要な場合には、同様の操作を繰り返せばよい。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ファインピッチ分割型試験用ヘッドにより、本来フライングプローバ方式でしか対応できなかった基板も、一括試験が可能となり、スループットが向上する。また、一括絶縁試験により、定電圧印加による保証が可能となる。さらに、アラインメント確認時間と精度が向上する。
【出願人】 【識別番号】０００００５２２３
【氏名又は名称】富士通株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）１１月２７日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】井桁 貞一
【公開番号】 特開平１１−１６０３８０
【公開日】 平成１１年（１９９９）６月１８日
【出願番号】 特願平９−３２６２９６