| 【発明の名称】 |
基板検査用プローブおよび基板検査方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】大段 祐二
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| 【要約】 |
【課題】効率よく基板検査を行うことのできる装置を提供する。
【解決手段】基板上のパターン線の一端において所定のパルス信号を印加し、該パターン線の他端で信号を容量結合型プローブにて受信し、この受信信号に基づいてパターン線の導通を検査する基板検査装置であって、所定の時刻に前記パターン線の一端に検査パルス信号を印加し、受信側では、前記検査パルス信号の印加タイミングを受けて、その印加後に、前記プローブにて検出される受信信号の変化を監視することを特徴とする基板検査方法。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板の第１の主面の上方から近接させてこの基板を非接触で検査するプローブであって、検査信号を基板に放射するために基板側に露出した平面状の第１の電極面を有する出力側導電性プローブ部と、前記出力側導電性プローブ部を絶縁的に支持する支持部材と、この支持部材に支持されながら前記出力側導電性プローブ部から離間した位置に設けられた導電性プローブ部であって、前記基板からの放射波を入力するために前記基板側に露出した平面状の第２の電極面を有する入力側導電性プローブ部と、前記出力側導電性プローブ部の前記第１の電極面以外の第１の部分からの前記検査信号の放射を防ぐと共に、前記入力側導電性プローブ部の前記第２の電極面以外の第２の部分への前記基板からの輻射波を防ぐための電磁シールドとを有した検査用プローブであって、前記電磁シールドは、前記第１の電極面と第２の電極面の夫々を前記基板側へ露出するための開口を有し、前記第１の電極面と第２の電極面と同じ平面上の第２の主面を有することを特徴とする基板検査用プローブ。
【請求項２】 前記入力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に共通であることを特徴とする請求項１に記載の基板検査用プローブ。
【請求項３】 前記出力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に共通であることを特徴とする請求項１に記載の基板検査用プローブ。
【請求項４】 前記出力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に個別化されていることを特徴とする請求項２に記載の基板検査用プローブ。
【請求項５】 前記入力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に個別化されていることを特徴とする請求項３に記載の基板検査用プローブ。
【請求項６】 前記入力側導電性プローブ部と前記出力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に共通化されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査用プローブ。
【請求項７】 互いに離間した第１の電極と第２の電極とを有するプローブを近接させてこの基板を非接触で検査する基板検査方法であって、前記第１の電極と第２の電極とが前記基板の配線パターンに接触しない範囲前記プローブを前記基板に近接させ、前記第１の電極に検査用電気信号を印加することにより、前記第１の電極の電極面から前記基板の前記配線パターンに向けて輻射波を放射し、前記第２の電極の電極面で、前記基板の前記配線パターンからの輻射波を受信し、前記第２の電極で受信した輻射波信号に基づいて、前記配線パターンの良否を判定することを特徴とする基板検査方法。
【請求項８】 前記第１の電極は互いに離間した複数の電極素子群を有し、更に、前記複数の電極素子群の１つを選択し、選択した１つの電極素子に前記検査用電気信号を印加することを特徴とする請求項７に記載の基板検査方法。
【請求項９】 選択しなかった電極素子をアースすることを特徴とする請求項８に記載の基板検査方法。
【請求項１０】 前記第２の電極は互いに離間した複数の電極素子群を有し、更に、前記複数の電極素子群の１つを選択し、選択した１つの電極素子で配線パターンからの輻射波を受けることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の基板検査方法。
【請求項１１】 選択しなかった電極素子をアースすることを特徴とする請求項１０に記載の基板検査方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、狭ピッチの導体パターンが印刷された基板（ＩＣチップを搭載される前のＬＳＩパッケージを含み、以下、これらを「基板」という）上の一部のパターンにおける断線等の検査に適用される検査用プローブに関し、特に、基板に非接触で検査を行うプローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、基板上に印刷された狭ピッチの導体パターンの導通状態を検出するのに用いられるプローブ（センサを含む）には、基板に直接接触させるものが利用されている。このプローブを基板に接触させて検査信号をプローブを介して印加するのである。
【０００３】接触式のプローブは基板パターンが高密度化すると、ピン数の増加によりコスト高となる。また、目的のピンにプローブを位置決めする必要があるものの、位置ズレのおそれがある。
【０００４】接触式の欠点を解消するものとして非接触式プローブが提案されている。例えば、特開平９−２６４９１９号において。
【０００５】非接触式プローブは狭ピッチに対応できるために、狭ピッチ側にこの非接触プローブを用い、広ピッチ側には従来の接触式センサを用いるのである。
【０００６】一方、例えば、英国特許２１４３９５４Ａや特開平８−２７８３４２号のように、入力側と出力側の両方に非接触式センサを用いる手法が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非接触式センサは、基板からの電磁放射を拾いやすいために、断線していない信号線部分からの放射波を拾ってしまうので、所謂ベアボードを検査する場合のように、プローブを基板に極めて近接させる場合には、この放射波の信号受信のために断線がないとの誤判定を招きやすいということを、出願人は、特願平８−１０４１４８号において指摘した。
【０００８】そして、出願人は、特願平８−１０４１４８号において、この放射波を防止する機能を有するシールドを設けたセンサプローブを提案した。
【０００９】しかしながら、この被接触式のシールド付きセンサプローブは、入力側か若しくは出力側にのみ使い得る構造となっているために、入力側と出力側の双方が狭ピッチパターンの場合には効果が半減するという問題があった。
【課題を達成するための手段】そこで、上記従来技術の問題を解決するために提案されたもので、本発明は、検査信号の入力側も検査信号の出力側も非接触のセンサであって上記輻射による誤判定を防止するためのシールド有した基板検査用プローブの構造を提案するものである。
【００１０】上記課題を達成するために、請求項１に記載の、基板の第１の主面の上方から近接させてこの基板を非接触で検査するプローブは、検査信号を基板に放射するために基板側に露出した平面状の第１の電極面を有する出力側導電性プローブ部と、前記出力側導電性プローブ部を絶縁的に支持する支持部材と、この支持部材に支持されながら前記出力側導電性プローブ部から離間した位置に設けられた導電性プローブ部であって、前記基板からの放射波を入力するために前記基板側に露出した平面状の第２の電極面を有する入力側導電性プローブ部と、前記出力側導電性プローブ部の前記第１の電極面以外の第１の部分からの前記検査信号の放射を防ぐと共に、前記入力側導電性プローブ部の前記第２の電極面以外の第２の部分への前記基板からの輻射波を防ぐための電磁シールドとを有した検査用プローブであって、前記電磁シールドは、前記第１の電極面と第２の電極面の夫々を前記基板側へ露出するための開口を有し、前記第１の電極面と第２の電極面と同じ平面上の第２の主面を有することを特徴とする。
【００１１】前記電磁シールドは、第１の電極面と第２の電極面に共通であることにより、複雑な構造を取ることなく、２つの電極の所望領域以外からの輻射波のシールドが確実になされ、故に、信号入力側と受信側とでの非接触検査を可能にする。
【００１２】非接触方式の大きな利点は、複数のパターン線が検査対象であっても、電極をこれら複数のパターン線に共通化できることである。而して、本発明の好適な一態様である請求項２に拠れば、前記入力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に共通である。この場合は、出力側は個別化していることが分解能を挙げる意味からも好ましい。而して、本発明の好適な一態様である請求項４に拠れば、前記出力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に個別化されていることを特徴とする。
【００１３】また、本発明の好適な一態様である請求項４に拠れば、前記出力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に共通である。出力側を共通化した場合は、請求項５のように、入力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に個別化されていることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の好適な一態様である請求項６のように、前記入力側導電性プローブ部と前記出力側導電性プローブ部は検査対象のパターン線に共通化されていてもよい。
【００１５】上記課題は、請求項７のように、互いに離間した第１の電極と第２の電極とを有するプローブを近接させてこの基板を非接触で検査する基板検査方法であって、前記第１の電極と第２の電極とが前記基板の配線パターンに接触しない範囲前記プローブを前記基板に近接させ、前記第１の電極に検査用電気信号を印加することにより、前記第１の電極の電極面から前記基板の前記配線パターンに向けて輻射波を放射し、前記第２の電極の電極面で、前記基板の前記配線パターンからの輻射波を受信し、前記第２の電極で受信した輻射波信号に基づいて、前記配線パターンの良否を判定することを特徴とする基板検査方法によっても達成される。
【００１６】また、プローブは、前記第１の電極が互いに離間した複数の電極素子群を有するものを用いることができる。かかる場合には、本発明の好適な一態様である請求項８のように、更に、前記第１の電極の前記複数の電極素子群の１つを選択し、選択した１つの電極素子に前記検査用電気信号を印加するようにする。尚、この場合には、本発明の好適な一態様である請求項９のように、選択しなかった電極素子はアースされることを特徴とする。
【００１７】また、プローブは、前記第２の電極が互いに離間した複数の電極素子群を有するものを用いることができる。かかる場合には、本発明の好適な一態様である請求項１０のように、更に、前記第２の電極の前記複数の電極素子群の１つを選択し、選択した１つの電極素子で配線パターンからの輻射波を受けるようにする。また、この場合には、本発明の好適な一態様である請求項１１のように、選択しなかった電極素子をアースする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照しながら本発明を適用した基板用プローブおよびそのプローブを用いた基板検査システムを説明する。
【００１９】尚、以下に説明する実施形態のセンサプローブは、説明の便宜上、５本のパターン千が付設された基板の検査を対象とするものである。５本としたのは説明の便宜上で図面を複雑化しない目的であって、容易に分かるように、対象とする基板の本数は本発明に関しては制限はない。
【００２０】〈プローブ〉第１図に、実施形態に係るプローブ１００の構成を上方斜めから見た斜視図示す。
【００２１】図中、１００はプローブ本体で、１１-1〜１１-5は検査信号入力用の端子であって、１２は同じく出力検査信号の端子である。端子１１-1〜１１-5および１２は導電性金属で形成される。１４は上側電磁シールド、１３は下側電磁シールドである。端子１１-1〜１１-5および１２をシールド１４から分離するために、端子１１-1〜１１-5および１２の周りは、絶縁材（例えばポリイミド）１０ｒで埋められている。
【００２２】第２図に上側電磁シールド１４と下側電磁シールド１３の構成を示す。即ち、上側電磁シールド１４と下側電磁シールド１３は、シールド機能（特に電界シールド機能）を発揮する金属材料で形成される。また、特に、下側電磁シールド１３は端子１１-1〜１１-5に対応する位置に、矩形の開口部１３ａ-1〜１３ａ-5と、端子１２に対応する位置に、長尺の矩形形状の開口部１３ｂを有する。更に、上側電磁シールド１４には、端子１１-1〜１１-5に対応する位置に、矩形の開口部１４ａ-1〜１３４-5と、端子１２に対応する位置に、円形形状の開口部１４ｂを有する。
【００２３】第２図に於いては、接合前のシールド１３，１４を示す。プローブを形成するために、これらシールドを接合する場合には、上記端子と装着し、間に絶縁材１０で埋める。尚、端子はシールドから絶縁されるように、電極１１Ｅの底面１１ｃの大きさは絶縁材１３に設けられた開口１３ａよりも小さく、電極１１Ｅの端子１１ａの大きさは絶縁材１４に設けられた開口１４ａよりも小さく、電極１２Ｅの底面の大きさは絶縁材１３に設けられた開口１３ｂよりも小さく、電極１２Ｅの端子１２ａの大きさは絶縁材１３に設けられた開口１４ｂよりも小さ。このために、第１図及び第６図に示すように、各端子の周りには絶縁材１０の材料で構成されるリング１０ｒが形成される。
【００２４】第３図に電極１１Ｅの構成を、第４図に電極１２Ｅの構成を示す。電極１１Ｅ，電極１２Ｅはともに導電性金属（例えば銅）で構成される。
【００２５】電極１１Ｅは、第１図の入力端子（１１-1〜１１-5）のそれぞれを一部とする電極で、個々の端子（１１-1〜１１-5）から電極１１Ｅが下方に伸びている。即ち、個々の電極１１Ｅは、端子面１１ａと、柱部１１ｂと、電極面１１ｃとを有する。電極面１１ｃはここから検査信号を放射するので、出力側電極面を構成する。本実施形態では、電極面１１ｃの形状は略正方形で、端子面の形状は略円柱であるが、これらの形状は全くの便宜的なものであり、これらに限定される理由はない。従って、電極面も端子面も共に円形または矩形であってもよい。
【００２６】第４図において、出力側電極１２Ｅは、略円柱形状の端子面１２ａと、長尺の直方体１２ｂとから構成される。直方体１２ｂの長尺方向の長さは、少なくとも、検査対象の基板の複数のパターン線を覆う長さを有する。
【００２７】第５図に、検査対象の基板２００の例を示す。この基板２００は、一例として５本のパターン線（２００-1〜２００-5）が敷設されている。第５図に示すように、電極１２Ｅの直方体１２ｂはパターン線（２００-1〜２００-5）を覆う長さに設定されている。一方、５つの電極１１Ｅ-1， …，１１Ｅ-5は、互いに離間して、５本のパターン線（２００-1〜２００-5）の各々を覆うように配置される。
【００２８】第６図は、第１図のＸ−Ｘ方向でプローブ１００を切断したときの断面図を示す。第６図から明らかなように、入力用の電極１１Ｅは放射電極面１１ｂを除いて、そして、出力用電極１２Ｅは放射は受信電極面１２ｂを除いて、基板側はシールド１３により実質的に覆われている。従って、入力電極１１Ｅの、電極面１１ｂ以外の部分からは、放射波は基板側に向けて放射されない。また、出力電極１２Ｅの、電極面１２ｂ以外の部分は基板からの輻射波を受信しない。
【００２９】かくして、本実施形態のプローブは、電極面のみから電磁波を放射し、電極面のみで輻射波を受信する。このために、断線の判定に誤りはなくなる。
【００３０】〈検査システム〉第７図，第８図は、前述のプローブを用いた検査システムである。
【００３１】同図において、シールド３００は検査対象の基板の下におかれる。
【００３２】入力用の電極１２Ｅ（給電側センサ）に印加される信号は、１ＫＨｚで５０Ｖ程度のパルスもしくは交流成分を含む信号（正弦波等の交流信号）が印加される。
【００３３】第８図において、受信した信号は増幅されてフィルタにかけられてＡ／Ｄ変換される。そして、ＰＣ（パソコン）により、信号中のピーク値が検出されて、断線の判定がなされる。
【００３４】第８図において、ＰＣは、スイッチボードを制御して、特定のパターン線のみに検査信号が入力されるように制御する。
【００３５】スイッチボードを備えることにより、第６図のプローブと第８図の検査システムには種々の変形が存在し得る。
【００３６】即ち、第６図のプローブは、入力側では、ここのパターン線について夫々の電極１１Ｅ，１１Ｅ…が用意され、出力側ではパターン線に共通の電極１２Ｅが用いられていた。本発明のプローブは非接触を本質とするから、ここのパターン線に検査信号を流すためのスイッチを個別化すれば、プローブ中の電極の数は任意である。
【００３７】例えば、第９図に示すように、入力側と出力側とで、電極１１Ｅと１２Ｅとを全て個別化することも可能である。この場合には、検査対象のパターン線に対応する１組の入電曲１１Ｅと出力電極１２Ｅとが選択されるように、即ちボードを制御する。
【００３８】また、第１０図の例では、第８図の例と逆に、入力側を共通化し、出力側を個別化している。
【００３９】更に、入力側と出力側とを個別化することも可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の検査プローブによれば、入力側も出力側も非接触とし、更に、全ての電極を電磁シールドで実質的に覆うことにより、精度の高い検査信号を放射し、或いは受信することができる。
【００４１】また、信号の入力側も受信側も非接触で検査を行うことができるので、検査の自由度が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９４１５７１４２
【氏名又は名称】オー・エイチ・ティー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月７日（２０００．１．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１３０６
【弁理士】
【氏名又は名称】丸山 幸雄
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４４０５（Ｐ２００１−１９４４０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１５６３（Ｐ２０００−１５６３） |
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