JP2001194405A - 基板検査用プローブおよび基板検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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９−２６
４９１９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８−１０４１４
８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１
４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１
４ａ-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１
３，１４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（２
００-1〜２００-5）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１１
ｂ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、Ｐ
Ｃ（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。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の好適な実施形態に関わるプローブの
構成を示す斜視図。

【図２】 図１のプローブに用いられている電磁シール
ドの構成を説明する図。

【図３】 図１のプローブに用いられている入力側電極
１１Ｅの構成を説明する図。

【図４】 図１のプローブに用いられている出力側電極
１2Ｅの構成を説明する図。

【図５】 検査対象の基板の構成を説明する図。

【図６】 図１のプローブの断面図。

【図７】 図１のプローブを適用した検査システムの側
方ブロック図。

【図８】 図１のプローブを適用した検査システムの上
方ブロック図。

【図９】 図８システムの第１変形例のブロック図。

【図１０】 図８システムの第２変形例のブロック図。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。
7. 【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。
8. 【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。
9. 【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。
10. 【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。
11. 【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。