JP2004045147A

JP2004045147A - 電気信号測定用探針

Info

Publication number: JP2004045147A
Application number: JP2002201411A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Take; 武　正行
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-07-10
Filing date: 2002-07-10
Publication date: 2004-02-12

Abstract

【課題】狭小な位置に存在するピンの入出力電気信号を測定できる電気信号測定用探針を提供する。
【解決手段】測定対象への電気信号を測定して、測定対象の電気的な導通を調査する電気信号測定用探針を提供する。探針は、測定対象と接触する、可撓性の導電体である導通部と、導通部の変形に応じて変形可能で、かつ、導通部を覆う弾性体と、弾性体の周囲に巻きつけられたリボンとを備えている。これにより、当該探針を任意に変形できる。探針が変形可能であるから、狭小な位置に存在する測定対象まで到達できる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に入出力する電気信号を測定する電気信号測定用探針（以下、「プローブ」と称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、電気的導通を検査する、従来のプローブ１００の先端部分の拡大図である。プローブ１００は、絶縁性樹脂で形成された軸部１０１と、電気的な導通を確保するプローブ導通部１０２とを有する。プローブ導通部１０２は、軸部１０１を形成する絶縁性樹脂で覆われている。絶縁性樹脂は硬質であるため、軸部１０１とプローブ導通部１０２とは、曲がることなく一体的に固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプローブ１００では、軸部１０１とプローブ導通部１０２とが一体的に固定されているため、狭小な位置に挿入できないことがあった。これでは、従来のプローブ１００を用いて電気信号を測定できない。
【０００４】
図１１を参照して具体的に説明する。図１１は、狭小な位置の半田ボール１１３に入出力される電気信号を測定する際の図を示す。半田ボール１１３は、プリント基板１１２と、プリント基板１１２に実装されたデバイス１１１との間に、双方の電気的接続を確保するために設けられている。図示されるように、半田ボール１１３は、デバイス１１１端部の下部に存在するとは限らず、デバイス１１１中央部の下部にも存在する。一方、プローブ１００は、プリント基板１１２上に設けられた他のチップ（図示せず）との干渉等を防ぐため、斜め上方向から挿入する必要がある。硬質の軸部１０１とプローブ導通部１０２とが一体的に固定されている点に鑑みれば、このプローブ１００では、デバイス１１１とプリント基板１１２との隙間に挿入できない。よって、半田ボール１１３に入出力される電気信号を測定できない。
【０００５】
本発明の目的は、狭小な位置に存在するピンの入出力電気信号を測定できる電気信号測定用探針を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による電気信号測定用探針は、測定対象への電気信号を測定して、測定対象の電気的な導通を調査する。すなわち、電気信号測定用探針は、前記測定対象と接触する、可撓性の導電体である導通部と、前記導通部の変形に応じて変形可能で、かつ、前記導通部を覆う弾性体と、前記弾性体の周囲に巻きつけられたリボンとを備えている。これにより上記目的が達成される。
【０００７】
前記リボンは、表面が絶縁処理された金属であってもよい。
【０００８】
所定の位置において前記弾性体に固定され、かつ、前記弾性体とともに前記リボンが巻きつけられている棒状体であって、引っ張られる力に応じて、前記導通部、前記弾性体、および、前記リボンを変形させる棒状体を備えていてもよい。
【０００９】
前記導通部は、前記測定対象と接触する位置からの距離に応じた目盛りを有していてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態１〜３を説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１によるプローブ１０の外観を示す概略図である。プローブ１０は、測定装置（図示せず）に接続されており、製造した半導体装置を構成する素子、配線等が電気的に導通しているか否かを検査するのに利用される。プローブ１０は、プローブ導通部１１と、絶縁性ゴム１２と、金属製リボン１３とを有する。プローブ導通部１１は、変形可能な可撓性の導電体であり、電気的な導通の有無を確認したい対象（測定対象）に当てられる。測定対象への入出力信号を測定することにより、電気的な導通の有無を調査できる。一方、絶縁性ゴム１２および金属製リボン１３は、プローブ１０の軸部を構成する。絶縁性ゴム１２は、変形可能な、すなわち可撓性の弾性体であり、プローブ導通部１１を覆っている。金属製リボン１３は、表面が絶縁処理されており、らせん状に絶縁性ゴム１２の周囲に巻きつけられたひも状の金属である。
【００１２】
本発明によるプローブ１０は、可撓性の材料を用いて構成されているため、任意の方向に変形可能である。これは、従来のプローブ１００（図１０）では硬化した樹脂が用いられ、曲げられなかったのと対照的である。本発明のプローブ１０では、金属製リボン１３は、プローブ１０が変形する際により適当な弾性と復元性を与える。すなわち、絶縁性ゴム１２に加えて金属製リボン１３を設けることにより、プローブ１０の非使用時には、プローブ１０の当初の形状を容易に保持できる。なお、金属製リボン１３を設けても、プローブ１０の使用時には任意の方向への変形を確保できる。
【００１３】
図２を参照して具体的に説明する。図２は、狭小な位置に存在する半田ボール２３に接触したプローブ１０を示す図である。図から明らかなように、半田ボール２３は、プリント基板２２と、プリント基板２２に実装されたデバイス２１との間に存在する。そしてプローブ１０は、デバイス２１の斜め上方向から撓って、デバイス２１中央部の下部に位置する半田ボール２３に到達している。このように、プローブ１０の先端部および軸部が変形可能であるため、デバイス２１下部の半田ボール２３への入出力信号を測定する際、容易に半田ボール５への入出力信号を測定することができる。
【００１４】
なお、絶縁性ゴム１２および金属製リボン１３からなるプローブ１０の軸部が、非測定対象の半田ボールに接触してもよい。上述のように、金属製リボン１３の表面は絶縁処理されているからである。図３は、非測定対象の半田ボール３２に接するプローブ１０を示す。この図は、デバイス２１に垂直な方向からの上面透視図である。プローブ１０が半田ボール３１および３２の両方に接することにより、半田ボール３１と３２との電気的ショートは発生しない。よって、非測定対象の半田ボール３２の位置にかかわらず、任意の位置に存在する測定対象の半田ボール３１を測定できる。
【００１５】
なお図２に明確に示されている、デバイス２１、プリント基板２２および半田ボール２３により形成される構造は、いわゆるＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ）構造と呼ばれる。ＢＧＡ構造では、実装の容易化、および、実装密度の向上を実現するために、端子として半田ボール（ピン）が用いられ、デバイス２１およびプリント基板２２双方の電気的接続を確保するために機能する。
【００１６】
（実施の形態２）
実施の形態２は、実施の形態１のプローブの変形例を説明する。図４は、実施の形態２によるプローブ４０の外観を示す概略図である。プローブ４０は、プローブ導通部４１と、絶縁性ゴム４２と、金属製リボン４３と、芯４４とを有する。プローブ導通部４１、絶縁性ゴム４２および金属製リボン４３は、実施の形態１におけるプローブ導通部１１、絶縁性ゴム１２および金属製リボン１３と同じであるから、その説明は省略する。
【００１７】
実施の形態２のプローブ４０は、新たに芯４４を有する。芯４４は、絶縁性ゴム４２および金属製リボン４３の間に通されており、その一端は、プローブ先端側（プローブ導通部４１側）で絶縁性ゴム４２に固定されている。芯４４は、変形可能で、かつ伸縮しない棒状体であり、その材料は、例えば金属、樹脂等である。
【００１８】
芯４４を設けた理由は、プローブ４０の形状を容易に固定するためである。図５は、芯４４をプローブ導通部４１とは逆の方向５０に引っ張ったときの、プローブ４０の形状を示す図である。芯４４が引っ張られることにより、プローブ４０は湾曲する。すなわち、引っ張られる力に応じて、プローブ４０を任意に変形できる。引っ張り力を保持すれば、プローブ４０の形状を保持できる。プローブ４０の形状を調整できるので、プローブ導通部４１を、より容易に測定対象まで到達させることができる。
【００１９】
（実施の形態３）
実施の形態３は、狭小な位置に存在するピンと、プローブ導通部とを確実に接触させ、入出力信号を測定できる別の例を説明する。
【００２０】
図６は、実施の形態３によるプローブ６０の外観を示す概略図である。プローブ６０は、２本で対をなすプローブ導通部６１と、絶縁性樹脂６４とを有する。プローブ導通部６１は、その片側または両側で電気的導通が得られ、その間の距離６３を調整できる。また、プローブ導通部６１は、その先端部に、半田ボールを挟み込むための狭持部６２を有する。
【００２１】
プローブ導通部６１間の距離を調整して、半田ボールの両側を狭持部６２で挟み込むことにより、安定した電気的接続を確保できる。図７は、狭持部６２が半田ボール７１を挟み込む様子を示す図である。プローブ導通部６１が半田ボール７１の大まかな位置を特定して、狭持部６２を配置させる。その後、２本のプローブ導通部６１の間隔を狭めて、狭持部６２と半田ボール７１とを十分強固に固定する。これにより、安定した電気的接続を確保でき、半田ボール７１に関連する入出力信号を測定できる。
【００２２】
なお、プローブ導通部６１の距離６３の調整は、自動または手動で行うことができる。自動で調整する場合には、狭持部６２に感圧センサ（図示せず）を設け、半田ボールと狭持部６２とが所定の圧力で接触するまで、モータ（図示せず）によりプローブ導通部６１を移動させてもよい。手動で調整する場合には、両方から半田ボールを挟み込むようにプローブ導通部６１を移動させてもよいし、一方のプローブ導通部６１を半田ボールに接触させておき、他方のプローブ導通部６１が接触するまで、プローブ６０のユーザがその他方のプローブ導通部６１を移動すればよい。
【００２３】
プローブ６０を用いる場合には、上述のように、測定対象の位置を大まかに特定して、プローブ導通部６１を移動させ、狭持部６２を位置決めする必要がある。そこで位置決めの便宜のため、プローブ導通部６１に、目盛りを設けてもよい。図８は、目盛りを設けたプローブ８０のプローブ導通部６１部分を示す図である。目盛りは、狭持部６２の位置から測った距離であり、図では、測定対象と接触する位置からの距離である。なお、狭持部６２の先端からの距離を用いてもよい。また図９は、プローブ８０の目盛り８１を用いて、半田ボール７１の位置決めを行う場合の概略図である。プローブ導通部６１の目盛り以外は、プローブ６０（図６）と同じであるため、他の構成要素の説明は省略する。
【００２４】
以上から、ＢＧＡデバイス下部の半田ボール１７を測定する際、プローブ８０に刻印した目盛り８１により、デバイスの端からどの程度の距離に導通部先端の狭持部６２が位置しているかを確認できる。これにより、測定対象までの距離が客観的に把握できる。なお、設計段階で半田ボール７１の正確な位置が決定されていることから、目盛り８１を利用してその位置を特定すれば、容易に所望の半田ボールと接触させることができる。
【００２５】
なお、目盛り８１は、プローブ導通部６１のみならず、実施の形態１および２に記載のプローブ１０、４０等にも付してもよい。これにより、プローブ導通部の先端からの距離が把握できる。
【００２６】
なお、プローブ導通部６１（図６）およびプローブ導通部８１（図８）の狭持部６２は、種々の大きさの半田ボールに対応するため、取り替え可能である。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の電気信号測定用探針は、可撓性の導電体である導通部と、導通部の変形に応じて変形可能で、かつ、導通部を覆う弾性体と、弾性体の周囲に巻きつけられたリボンとを有するので、任意に変形できる。電気信号測定用探針が変形可能であるから、狭小な位置に存在する測定対象まで到達できる。
【００２８】
リボンは、表面が絶縁処理された金属である。よって電気信号測定用探針の形状を容易に保持できるとともに、電気信号測定用探針が非測定対象に接触しても測定対象と電気的にショートすることもない。
【００２９】
引っ張られる力に応じて、導通部、弾性体、および、リボンを変形する棒状体を有するので、電気信号測定用探針を任意に変形できる。そして、引っ張られる力を固定すれば、電気信号測定用探針の形状を容易に固定できる。電気信号測定用探針の形状を調整できるので、導通部を、より容易に測定対象まで到達させることができる。
【００３０】
導通部は、測定対象と接触する位置からの距離に応じた目盛りを有する。よって、測定対象までの距離が客観的に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１によるプローブの外観を示す概略図である。
【図２】狭小な位置に存在する半田ボールに接触したプローブを示す図である。
【図３】非測定対象の半田ボールに接するプローブを示す。
【図４】実施の形態２によるプローブの外観を示す概略図である。
【図５】芯をプローブ導通部とは逆の方向に引っ張ったときの、プローブの形状を示す図である。
【図６】実施の形態３によるプローブの外観を示す概略図である。
【図７】狭持部が半田ボールを挟み込む様子を示す図である。
【図８】目盛りを設けたプローブのプローブ導通部部分を示す図である。
【図９】プローブの目盛りを用いて、半田ボールの位置決めを行う場合の概略図である。
【図１０】電気的導通を検査する、従来のプローブの先端部分の拡大図である。
【図１１】狭小な位置の半田ボールに入出力される電気信号を測定する際の図を示す。
【符号の説明】
１０、４０、６０、８０　プローブ、　１１、４１　プローブ導通部、　１２、４２　絶縁性ゴム、　１３、４３　金属製リボン、　２１　デバイス、　２２プリント基板、　２３　半田ボール、　４４　芯、　６１　プローブ導通部、６２　狭持部、　６４　絶縁性樹脂、　８１　目盛り

Claims

測定対象への電気信号を測定して、測定対象の電気的な導通を調査するための探針であって、
前記測定対象と接触する、可撓性の導電体である導通部と、
前記導通部の変形に応じて変形可能で、かつ、前記導通部を覆う弾性体と、
前記弾性体の周囲に巻きつけられたリボンと
を備えた、電気信号測定用探針。
前記リボンは、表面が絶縁処理された金属である、請求項１に記載の電気信号測定用探針。
所定の位置において前記弾性体に固定され、かつ、前記弾性体とともに前記リボンが巻きつけられている棒状体であって、引っ張られる力に応じて、前記導通部、前記弾性体、および、前記リボンを変形させる棒状体を備えた、請求項２に記載の電気信号測定用探針。
前記導通部は、前記測定対象と接触する位置からの距離に応じた目盛りを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の電気信号測定用探針。