JP2014013252A - 回路板の検査方法、回路板の検査装置 - Google Patents

回路板の検査方法、回路板の検査装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ICが有するシリアル通信機能を利用してICの接続検査を簡明化すること。
【解決手段】クロックがクロック入力端子に、クロックに同期する所定シリアルデータがシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、シリアルデータ入出力端子からの認知信号を出力するICが2つ実装され(一方がEEPROM)、おのおののクロック入力端子、およびおのおののシリアルデータ入出力端子をそれぞれつなげる第1、第2の配線パターンを備えた回路板を対象として、第1、第2の配線パターンに導通して回路板に第1、第2の検査針をそれぞれ突き当て、第1の検査針にクロックを、第2の検査針に第1の所定シリアルデータをそれぞれ供給し、第2の検査針に第1の認知信号が検知できたか判定し、次にクロックを維持して第2の検査針に第2の所定シリアルデータを供給し、第2の検査針に第2の認知信号が検知できたか判定する。書き込み読み出しも試験する。
【選択図】図4

Description

本発明は、配線板にIC部品が実装された回路板を検査するための方法および装置に係り、特に、このIC部品がシリアル通信機能対応のものである場合の回路板の検査方法および検査装置に関する。
近年、絶縁板内部に部品が内蔵されたいわゆる部品内蔵配線板が盛んに研究開発されている。これらの配線板では、製造途上で、部品が備わった状態の配線板として検査を要し、この検査には、部品と配線パターンとの接続における断線や短絡不良の検知が含まれる。
部品と配線パターンとの接続状態を調べる検査は、部品端子が接続、実装されたランドと同じノードであるパターンが、表層パターンとして現れている配線板設計では、その表層パターンを利用して行うことができる。つまり、最終的な形態に仕上がった配線板を対象に接続状態の検査を実施できる。
しかしながら、そのような場合であっても、部品が2端子の例えば抵抗、コンデンサ、インダクタなどの場合に比較すると、端子がそれ以上に相当に多い集積回路素子(IC)の場合は、その実装における断線や短絡不良の検査は簡単ではない。その理由のひとつは、ICによりまた端子間により、その間の特性は様々であり、抵抗、コンデンサ、インダクタのように単にインピーダンスを測定して実装における断線や短絡不良を検知できるわけではないという事情がある。
なお、部品を備えた配線板の電気的接続状態の検査の方法に言及がある公知文献には、例えば、下記特許文献1ないし3のものがある。これらのいずれも本願で着目するような視点については何らの記載もない。
特開2003−197849号公報 特開2005−5692号公報 特開2006−344847号公報
本発明は、配線板にIC部品が実装された回路板を検査するための方法および装置において、該IC部品が有するシリアル通信機能を利用してIC部品の接続検査を簡明化することが可能な回路板の検査方法および検査装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明の一態様である、回路板の検査方法は、第1のクロック入力端子と第1のシリアルデータ入出力端子とを有し、所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する第1の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第1のシリアルデータ入出力端子から第1の認知信号を出力する第1のICと、第2のクロック入力端子と第2のシリアルデータ入出力端子とを有し、前記所定周波数のクロックが前記第2のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1の所定シリアルデータとは異なる第2の所定シリアルデータが前記第2のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第2のシリアルデータ入出力端子から第2の認知信号を出力する第2のICであるEEPROMとが実装され、前記第1のクロック入力端子と前記第2のクロック入力端子とを電気的につなげる第1の配線パターンと、前記第1のシリアルデータ入出力端子と前記第2のシリアルデータ入出力端子とを電気的につなげる第2の配線パターンとを備えた回路板を対象とする検査方法であって、前記第1の配線パターンに導通して前記回路板に第1の検査針を突き当てるとともに前記第2の配線パターンに導通して前記回路板に第2の検査針を突き当て、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第1の所定シリアルデータを供給し、前記第2の検査針に前記第1の認知信号が検知できたか否かを判定し、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを供給し、前記第2の検査針に前記第2の認知信号が検知できたか否かを判定し、前記第2の認知信号が検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込むための試験データを含む第1の検査データを供給し、前記第1の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第2の検査データを供給し、前記第2の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記試験データが検知できたか否かを判定し、前記試験データが検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込まれた前記試験データを消去して上書きするための消去データを含む第3の検査データを供給し、前記第3の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第4の検査データを供給し、前記第4の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記消去データが検知できたか否かを判定することを特徴とする。
すなわち、この検査方法では、上記所定の第1、第2のICが実装されており、さらに上記所定の第1、第2の配線パターンを備えた回路板を検査の対象とする。第1、第2のICはそれぞれ、クロック入力端子とシリアルデータ入出力端子とを有し、所定周波数のクロックがクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する所定シリアルデータがシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、シリアルデータ入出力端子から認知信号を出力するように構成されている。このようなICの例としては、例えば、いわゆるIC(inter-integrated circuit)に対応したICが挙げられる。ICとは、フィリップス社により提唱されたIC間のシリアル通信の方式(プロトコル)である。
検査対象の回路板には、2つ(以上)の、上記機能具備のICが実装されており、第1、第2の配線パターンにより、ICにつながるクロック用の線路およびシリアルデータ用の線路はそれぞれIC間で共用化されている。そこで、第1の配線パターンに導通して回路板に第1の検査針を突き当てるとともに第2の配線パターンに導通して回路板に第2の検査針を突き当てることから検査を始める。
次に、第1の検査針に所定周波数のクロックを供給し同時に第2の検査針に第1の所定シリアルデータを供給し、第2の検査針に第1の認知信号が検知できたか否かを判定する。これにより、第1のICのクロック入力端子およびシリアルデータ入出力端子に関する接続検査がなされたことになる。さらに次に、第1の検査針に所定周波数のクロックを供給し同時に第2の検査針に第2の所定シリアルデータを供給し、第2の検査針に第2の認知信号が検知できたか否かを判定する。これにより、第2のICのクロック入力端子およびシリアルデータ入出力端子に関する接続検査がなされたことになる。
回路板に3つ以上の、上記機能具備のICが実装されている場合も同様である。この検査方法は、IC部品が有するシリアル通信機能を利用しているので、検査針の突き当て位置の変更や、回路板におけるパターン分離などによる構成の複雑化を招かずに、複数のIC部品の接続検査を簡明化することが可能である。
また、本発明の別の態様である、回路板の検査装置は、第1のクロック入力端子と第1のシリアルデータ入出力端子とを有し、所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する第1の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第1のシリアルデータ入出力端子から第1の認知信号を出力する第1のICと、第2のクロック入力端子と第2のシリアルデータ入出力端子とを有し、前記所定周波数のクロックが前記第2のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1の所定シリアルデータとは異なる第2の所定シリアルデータが前記第2のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第2のシリアルデータ入出力端子から第2の認知信号を出力する第2のICであるEEPROMとが実装され、前記第1のクロック入力端子と前記第2のクロック入力端子とを電気的につなげる第1の配線パターンと、前記第1のシリアルデータ入出力端子と前記第2のシリアルデータ入出力端子とを電気的につなげる第2の配線パターンとを備えた回路板を対象とする検査装置であって、前記第1の配線パターンに導通して前記回路板に第1の検査針を突き当てかつ前記第2の配線パターンに導通して前記回路板に第2の検査針を突き当てるプローブ部と、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第1の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第1の信号発生部と、前記第2の検査針に前記第1の認知信号が検知できたか否かを判定する第1の判定部と、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第2の信号発生部と、前記第2の検査針に前記第2の認知信号が検知できたか否かを判定する第2の判定部と、前記第2の認知信号が検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込むための試験データを含む第1の検査データを供給すべく信号を発生する第3の信号発生部と、前記第1の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第2の検査データを供給すべく信号を発生する第4の信号発生部と、前記第2の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記試験データが検知できたか否かを判定する第3の判定部と、前記試験データが検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込まれた前記試験データを消去して上書きするための消去データを含む第3の検査データを供給すべく信号を発生する第5の信号発生部と、前記第3の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第4の検査データを供給すべく信号を発生する第6の信号発生部と、前記第4の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記消去データが検知できたか否かを判定する第4の判定部とを具備することを特徴とする。
この検査装置は、上記の検査方法を実施するための装置であり、よって、上記所定の第1、第2のICが実装されており、さらに上記所定の第1、第2の配線パターンを備えた回路板を検査の対象とする。
上記の検査方法を実施するため、まず、第1の配線パターンに導通して回路板に第1の検査針を突き当てかつ第2の配線パターンに導通して回路板に第2の検査針を突き当てるプローブ部を有する。
さらに、第1の検査針に所定周波数のクロックを供給し同時に第2の検査針に第1の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第1の信号発生部と、第2の検査針に第1の認知信号が検知できたか否かを判定する第1の判定部とを具備する。これにより、第1のICのクロック入力端子およびシリアルデータ入出力端子に関する接続検査がなされ得る。
さらに、第1の検査針に所定周波数のクロックを供給し同時に第2の検査針に第2の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第2の信号発生部と、第2の検査針に第2の認知信号が検知できたか否かを判定する第2の信号発生部とを具備する。これにより、第2のICのクロック入力端子およびシリアルデータ入出力端子に関する接続検査がなされ得る。
この検査装置を用いれば、IC部品が有するシリアル通信機能を利用するので、検査針の突き当て位置の変更や、回路板におけるパターン分離などによる構成の複雑化を招かずに、複数のIC部品の接続検査を簡明化することが可能である。
本発明によれば、配線板に実装されたIC部品が有するシリアル通信機能を利用してIC部品の接続検査を簡明化することが可能な回路板の検査方法および検査装置を提供することができる。
本発明の一実施形態である検査方法の検査対象たる回路板の例示的な構成を示す模式的断面図。 本発明の一実施形態である検査方法の検査対象たる回路板における、実装されたIC周りのパターンの接続、配置関係を示す例示的な模式図。 本発明の一実施形態である検査方法の検査対象たる回路板に実装のICが備えるIC(inter-integrated circuit)機能を説明するためのプロトコル図。 本発明の一実施形態に係る検査装置の構成を示すブロック図。 図4に示した検査装置の動作フローを示す流れ図。 スタンバイ電流検査のための検査装置の構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態である検査方法を実施する態様を示す構成図。 本発明の別の実施形態である検査方法を実施する態様を示す構成図。
本発明の実施態様として、前記回路板の前記第1のICが、電流吸い込み端子をさらに有し、かつ、前記所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1、第2の所定シリアルデータとは異なる第3の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記電流吸い込み端子から内部に向かって所定大きさの電流を吸い込むICであり、前記回路板が、前記第1のICの前記電流吸い込み端子に電気的に導通する第3の配線パターンを備えており、前記第3の配線パターンに導通して前記回路板に第3の検査針を突き当て、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第3の所定シリアルデータを供給し、前記第3の検査針を介して前記所定大きさの電流が検知できたか否かを判定することをさらに行う、とすることができる。
つまり、検査の対象である回路板において、第1のICが電流吸い込み端子をさらに有し、かつ、所定周波数のクロックが第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する第3の所定シリアルデータが第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、電流吸い込み端子から内部に向かって所定大きさの電流を吸い込むICとなっている。回路板には、電流吸い込み端子に導通する第3の配線パターンが設けられている。
そこで、第3の配線パターンに導通して回路板に第3の検査針を突き当て、次に、第1の検査針に所定周波数のクロックを供給し同時に第2の検査針に第3の所定シリアルデータを供給し、第3の検査針を介して所定大きさの電流が検知できたか否かを判定する。これにより、第1のICの電流吸い込み端子に関する接続検査がなされたことになる。このように、ICが電流吸い込み端子を有するというような特定の機能を有する場合に、これを利用してこの端子に関する接続検査を簡明に行う。
また、検査装置としての態様としても、上記検査方法に準じて、前記回路板の前記第1のICが、電流吸い込み端子をさらに有し、かつ、前記所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1、第2の所定シリアルデータとは異なる第3の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記電流吸い込み端子から内部に向かって所定大きさの電流を吸い込むICであり、前記回路板が、前記第1のICの前記電流吸い込み端子に電気的に導通する第3の配線パターンを備えており、前記プローブ部が、さらに、前記第3の配線パターンに導通して前記回路板に第3の検査針を突き当て、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第3の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第7の信号発生部と、前記第3の検査針を介して前記所定大きさの電流が検知できたか否かを判定する第5の判定部とをさらに具備する、とすることができる。
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。まず、図1は、本発明の一実施形態である検査方法の検査対象たる回路板の例示的な構成を示す模式的断面図である。検査の対象となる回路板としてその構造は本例に限られるものではないが、ここでは現在利用可能な具体的な構造の例として説明する。この回路板は、ICが少なくとも2つ、内蔵により実装された回路板である。なお、ここで「回路板」とは、何らの部品も実装されていない配線板ではなく、何らかの部品が実装されている(内蔵されている場合も含む)配線板の場合を言い、予定されているすべての部品が実装される前の状態(=半完成品)の配線板の場合も含む。
この回路板100は、絶縁層11、12、13、14、15(これらで絶縁板を構成)、配線層(配線パターン)21、22、23、24、25、26(=合計6層)、層間接続体31、32、34、35、スルーホール導電体33、IC41、42、はんだ51、52、はんだレジスト61、62を有する。
IC41、42は、例えばウエハレベル・チップスケールパッケージによる半導体部品であり、それぞれ、半導体チップと、該半導体チップ上に形成されたグリッド状配列の端子41a、42aとを少なくとも備えている。端子41a、42aは、半導体チップがもともと有する端子パッドから再配線層を介して電気的に導通しつつその位置を再配置して設けられた端子である。IC41、42は、それぞれ、チップ部品と同様の表面実装技術により、内層の配線層22によるランドパターン22aにはんだ51、52を介して実装されている。
配線層21、26は、回路板としての両主面上の配線層であり、その上に各種の部品(不図示)が実装され得る。このような実装のため配線層21、26は部品実装用のランドを含み、このほかに、IC41、42の接続状態を検査するためのランドパターンも有する。ただし、後者のランドパターンについては、部品実装用のランドを流用することで、その目的のみのため設けなくても済む場合もある。これらのランド部分を除いて配線層21、26の両主面上には、保護層として機能するはんだレジスト61、62が形成されている(厚さはそれぞれ例えば20μm程度)。ランド部分の表層には、耐腐食性の高いNi/Auのめっき層(不図示)を形成するようにしてもよい。
配線層22、23、24、25は、それぞれ、内層の配線層であり、順に、配線層21と配線層22の間に絶縁層11が、配線層22と配線層23の間に絶縁層12が、配線層23と配線層24との間に絶縁層13が、配線層24と配線層25との間に絶縁層14が、配線層25と配線層26との間に絶縁層15が、それぞれ位置しこれらの配線層21〜26を隔てている。各配線層21〜26は、例えばそれぞれ厚さ18μmの金属(銅)箔のパターンからなっている。
各絶縁層11〜15は、絶縁層13を除き例えばそれぞれ厚さ100μm、絶縁層13のみ例えば厚さ300μmで、それぞれ例えばガラスエポキシ樹脂からなるリジッドな素材である。特に絶縁層13は、内蔵されたIC41、42に相当する位置部分が開口部となっており、IC41、42を埋設するための空間を提供する。絶縁層12、14は、内蔵されたIC41、42のための絶縁層13の上記開口部および絶縁層13のスルーホール導電体33内部の空間を埋めるように変形進入しており内部に空隙となる空間は存在しない。
配線層21と配線層22とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層11を貫通する層間接続体31により導通し得る。同様に、配線層22と配線層23とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層12を貫通する層間接続体32により導通し得る。配線層23と配線層24とは、絶縁層13を貫通して設けられたスルーホール導電体33により導通し得る。配線層24と配線層25とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層14を貫通する層間絶縁体34により導通し得る。配線層25と配線層26とは、それらのパターンの面の間に挟設されかつ絶縁層15を貫通する層間接続体35により導通し得る。
層間接続体31、32、34、35は、それぞれ、導電性組成物のスクリーン印刷により形成される導電性バンプを由来とするものであり、その製造工程に依拠して軸方向(図1の図示で上下の積層方向)に径が変化している。その直径は、太い側で例えば200μmである。
以上説明した構造により、IC41、42の各端子41a、42aへは(各端子41a、42aからは)、配線層21〜26による配線パターンや、層間接続体またはスルーホール導電体31〜35を介して、必要に応じて任意の別の配線層から(配線層へ)電気的接続が可能である。IC41、42の端子41a、42a間の電気的接続についても、配線層21〜26による配線パターンや、層間接続体またはスルーホール導電体31〜35を介して必要に応じてなすことができる。
次に、図1に示した回路板におけるIC41、42周りのパターンの接続、配置関係について図2を参照して説明する。図2は、本発明の一実施形態である検査方法の検査対象たる回路板における、実装されたIC周りのパターンの接続、配置関係を示す例示的な模式図である。図2において、図1中に示した構成要素と同一または同一相当のもの(IC41、42)には同一符号を付してある。
本実施形態の検査方法の対象たる回路板は、IC41、42として、IC(inter-integrated circuit)に対応したICが内蔵実装されていることを前提とする。そこで、まず、図3を参照して一般的なICについて説明する。図3は、本発明の一実施形態である検査方法の検査対象たる回路板に実装のICが備えるIC機能を説明するためのプロトコル図である。
ICにIC機能を持たせると、IC間でシリアルデータ通信を行うことができる。データ通信に必要な相互の接続は、データライン(SDA)とクロックライン(SCL)の2本のみである。SDA上の信号は、SCL上のクロックに同期して出力される。相互に接続されたICの中にはマスタとなるICがあり、残りはスレーブである。各スレーブICにはアドレスが7ビットで与えられている。クロックは常にマスタが発生する。
マスタからスレーブへのアドレス指定は、図3(a)に示すようなSDA上の信号フォーマットによりなされる。A6〜A0はいずれかのスレーブを指定するための固有アドレスであり、RWは場合によりR(=読み出し)かW(=書き込み)のいずれか、ACK(=acknowledgement)はスレーブICからの認知信号(アクナレジ信号)の返信期間である。
マスタとスレーブ間相互のそのほかのデータのやり取りの場合は、図3(b)に示すようなSDA上の信号フォーマットによりなされる。D7〜D0がデータであり、ACKは送信先(スレーブかマスタ)のICからの認知信号の返信期間である。
マスタからスレーブへデータを送信の場合の流れは、図3(c)に示すようになる。すなわち、まずマスタから、スレーブアドレス、Wの順に出力を行うと、対応するスレーブがACKを出力する。次に、マスタは、データを出力し、対応するスレーブがACKを出力する。以下、同様に出力すべきデータの数だけデータ、ACKの繰り返しを行う。ここで「データ」は、スレーブに対するコマンドや、狭義のデータ(数値)などの場合があり得る。
スレーブからマスタへデータを送信の場合の流れは、図3(d)に示すようになる。すなわち、この場合もまずマスタから、スレーブアドレス、Rの順に出力を行うと、対応するスレーブがACKを出力する。次に、スレーブは、例えばあらかじめ送信されていたコマンドに対応してデータを出力し、これに応じて今度はマスタがACKを出力する。以下、同様に出力すべきデータの数だけデータ、ACKの繰り返しを行う。以上のように、ICは、通信の主導権は送受信ともマスタたるICの側がもっている。通信の速度は、100kbpsまたは400kbpsなどが用いられている。
図2に戻り、IC41、IC42は、いずれもスレーブたるICとして実装されたものである。マスタとして機能するICは、この回路板100には(少なくともこの段階における回路板100には)存在しない。
IC41は、IC対応の例えばEEPROM(electrical erasable programmable read only memory)である。その端子は、端子1a〜1e(図1における端子41aに相当)の5端子構成であり、内訳は、グラウンド端子(GND)1a、電源端子(VCC)1b、SCL端子1c、SDA端子1d、書き込み禁止端子(WP)1eとなっている。
また、IC42は、IC対応の例えば電流出力ドライバである。その端子は、端子2a〜2f(図1における端子42aに相当)の6端子構成であり、内訳は、グラウンド端子(GND)2a、電源端子(VDD)2b、SCL端子2c、SDA端子2d、電源スイッチ端子(SW)2e、電流出力端子(ISINK)2fとなっている。電流出力端子2fは、IC42の電流出力として、その内部に吸い込む方向に、所定大きさの電流を発生するための端子である。
回路板100において、IC41、IC42には、図2に示すように、その端子1a〜1eおよび端子2a〜2f端子に対応して配線パターン3a〜3gが設けられている。ここで、配線パターン3dは、ICのためのSCLの共通パターンであり、配線パターン3eは、同様にSDAの共通パターンである。
このようなIC41、IC42内蔵の回路板100において、IC41、42が正常に実装されているかどうかの接続検査を行うという視点に目を移したとき、SCL配線パターン3dとSDA配線パターン3eとを有効に利用できる。すなわち、これらは複数のICに共通接続のパターンであり、マスタに相当する機能を検査装置に設ければ、配線パターン3d、3eを介して検査装置からアドレスを指定し、検査装置がACKを受け取ることによりIC個別に接続の健全性を確認できる。その際、検査対象のICごとに、検査針の突き当て位置の変更や、回路板100におけるパターン分離などによる構成の複雑化を招かず、複数のICの接続検査を簡明化できる。
そこで、次に、図4は、本発明の一実施形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。図4においては、検査装置(本体)70のブロック構成を示すとともに、図2に示したIC周りのパターンに対して検査のため突き当てるべき検査針9a〜9g、およびこの検査装置(本体)70と検査針9a〜9gとの接続関係をも示している。
図4に示すように、この検査装置(本体)70は、信号発生部71、ACK判定部72、電流値判定部73、検査装置電源部74、ライトプロテクト設定部75を有する。信号発生部71は、クロック発生部71a、スレーブアドレス(またはコマンド)発生部71bを備えている。
クロック発生部71aは、SCL配線パターン3dに突き当てられる検査針9dを介して同パターン3dに対してクロックを出力することができる。スレーブアドレス(またはコマンド)発生部71bは、SDA配線パターン3eに突き当てられる検査針9eを介して同パターン3eに対してスレーブアドレス(またはコマンド)を出力することができる。ACK判定部72は、SDA配線パターン3eに出力されるACK信号を、同パターン3eに突き当てられる検査針9eを介して検知することができる。電流値判定部73は、パターン3f(からIC端子2f)に流れる電流を、同パターン3fに突き当てられる検査針9fを介して検知しその電流値を検出できる。
検査装置電源部74は、この検査装置(本体)70の内部電源装置であるとともに、GND配線パターン3aに突き当てられる検査針9aによって同パターン3aの電位と装置内部のGND電位とを共通化し、さらに、電源配線パターン3bに突き当てられる検査針9bを介して同パターン3bに電源電位を供給し、かつ、電源配線パターン3cに突き当てられる検査針9cを介して同パターン3cに電源電位を供給することができる。ライトプロテクト設定部75は、配線パターン3gに突き当てられる検査針9gを介して同パターン3gに、書込み禁止とするか否かの電位を供給することができる。
以下、検査装置70の動作を図5をも参照して説明する。図5は、図4に示した検査装置の動作フローを示す流れ図である。
まず、回路板100に対して検査針9a〜9gをプロービングする(ステップ81)。これは具体的には図4に示したような、検査針9a〜9gによる各配線パターン3a〜3gへの突き当てである。検査針9a〜9gと検査装置(本体)70との間は例えばケーブルでつないである。
次に、クロック発生部71aによりクロックを、スレーブアドレス発生部71bにより所定シリアルデータとしてのIC41のアドレスを、それぞれ発生する(ステップ82)。これにより、IC41の接続状態が正常であれば、IC41が発したACKをACK判定部72が受け取ることができる(ステップ83)。ACKが十全に受け取れない場合は、IC41の接続状態が不良と判定する。この検査は、より厳密には、端子1a〜1dの4端子に関して接続状態の良否を判定していることになる。IC41の電源グラウンド端子1a、1bの接続が不良の場合も、ACKが正常には発生しないからである。
なお、端子1eに関して接続状態の良否を判定するには、このあと別途対応できる(図4、図5で不図示、省略)。すなわち、ライトプロテクト設定部75からライトプロテクトを行った場合と行わない場合とで実際にプロテクトがなされたかどうかを、SCL、SDAを使ったIC41へのデータの書き込み、読み出しで確認できる。
また、このIC41についての接続検査を展開、進歩させて、さらにIC41の機能検査を行うこともできる(図5では省略)。すなわち、このIC41はEEPROMなので、上記の接続検査に続いて、SCL、SDAを使ったIC41へのデータの書き込み、読み出しを行い、両データの比較を行えば、その一致を見ることでその書き込み、読み出し両機能の検査ができる。なお、検査用のデータは一般に検査後消去する必要があるので、最後に、消去データの書き込みおよびその読み出し、さらにその一致を確認する。
図5に戻り、次に、クロック発生部71aによりクロックを、スレーブアドレス発生部71bにより所定シリアルデータとしてのIC42のアドレスを、それぞれ発生する(ステップ84)。これにより、IC42の接続状態が正常であれば、IC42が発したACKをACK判定部72が受け取ることができる(ステップ85)。ACKが十全に受け取れない場合は、IC42の接続状態が不良と判定する。この検査は、より厳密には、端子2a〜2dの4端子に関して接続状態の良否を判定していることになる。IC42の電源グラウンド各端子2a、2bの接続が不良の場合も、ACKが正常には発生しないからである。
なお、電源スイッチ端子2eの接続状態の良否を判定するには、このあと別途対応できる(図5で不図示、省略)。すなわち、このIC42の場合、電源スイッチ端子2eが接続不良(オープン)の場合、電流出力端子2fから電流が正常には出力されない内部構成になっているので、以下説明のステップ86、87での検査で代用することができる。
そこで、次に、クロック発生部71aによりクロックを、コマンド発生部71bにより所定シリアルデータとしてのIC42へのコマンド(IC42が発生すべき出力電流の値に対応するコマンド)を、それぞれ発生する(ステップ86)。これにより、IC42の電流出力端子2fの接続状態が正常であれば、パターン3fおよび検査針9fを介して電流値判定部73が、上記コマンドに対応する電流を検出することができる(ステップ87)。検出の電流が上記コマンドに対応しない場合は、IC42の電流出力端子2fの接続状態が不良(または電源スイッチ端子2eの接続状態が不良)と判定する。
なお、このIC42についての接続検査を展開、進歩させて、さらにIC42の機能検査を行うこともできる(図5では省略)。すなわち、このIC42は、電流出力端子2dから出力すべき電流値に対応のコマンド(デジタル値)を、SDA端子2dから入力するように構成されているので、上記の接続検査に続いて、コマンド発生部71bからコマンドをいくつか順に発生させて、その各出力電流値を電流値判定部73により判定する。これにより、IC42の機能検査(電流出力の検査)ができる。
以上により、IC41、42に関する接続の判定が終わる。これにより回路板100に対する検査針9a〜9gのプロービングを解除し(ステップ88)、検査終了である。以上のごとく、この検査装置70を用いれば、IC41、42が有するシリアル通信機能を利用するので、検査針9d、9eの突き当て位置の変更や、回路板100におけるパターン分離などによる構成の複雑化を招かずに、複数のIC(IC41、42)の接続検査を簡明化することが可能である。
この効果は、回路板100に3つ以上のIC対応のICが実装(内蔵実装)されている場合(すなわち実装がより複雑な場合)はさらに大きくなる。ここで、ICは、高々1MHz以下の周波数を使う規格なので、検査装置70の高速化対応もそこそこで済み、検査針9a〜9gと検査装置(本体)70との接続もそれほど高規格の通信ケーブルである必要はない。
なお、より一般的には、図5に示した検査方法に加えて、あらかじめ、回路板100について、各パターンの開放/短絡の検査を行ってその時点で不良であれば、検査の効率化のためそれ以降の検査は行わず、その回路板100は不良廃棄の扱いとすることができる。また、回路板100にIC41、42以外に表面実装型受動素子部品が内蔵される場合には、パターンの開放/短絡の検査のあと、その受動素子部品について、接続の検査を行う。そして、これに合格したものについて上記図5の工程による検査を行う。このような順序の検査によれば、検査がより容易な方からなされており、検査の効率は、全体として向上する。
また、IC部品の検査には、一般的に重要なものとして、内部が静電気などにより破壊されていないかどうかを判定するものがある。これに対応するには、参考まで、図6に示すような検査装置770の構成とすればよい。検査原理は、各IC41、42のそれぞれで、各端子(グラウンド端子1a、2aを除く)を電源側の電位(電源装置771、773による)に固定し、電源、グラウンド間の電流(すなわちスタンバイ電流)を検査装置770内に設けた電流計772、774で測定する。この電流が所定のごく小さな電流値(例えば0.5μAあるいは0.1μA)以下に収まればIC21、22に内部の破壊はなく正常と判定する。図6で符号775は、スタンバイ電流を測定する対象に応じて切替えるスイッチである。
なお、図6では、IC42において、電源スイッチ端子2e、電源端子2bに接続の配線パターン3cが共通化しているので、電源スイッチ端子2eは電源端子2bと同電位にしかならない。しかしこのIC42の場合、スタンバイ電流の測定という意味では、電源スイッチ端子2eをグラウンドと同電位にしてこれを測定するほうが正確な測定ができる。このような測定に対応するには、回路板100の側で、電源スイッチ端子2eに接続の配線パターンと、電源端子2bに接続の配線パターンとを電気的に別々のパターンにする。回路板100を実際に使用するときにこれらを電気的に接続する。
次に、図7は、本発明の一実施形態である検査方法を実施する態様を示す構成図である。同図において、すでに説明した図中に登場のものと同一のものには同一符号を付してある。図7では、特に、検査すべき回路板100と検査装置(本体)70との間の設けられるべき構成物について説明する。
図示するように、回路板100にはその上下から板状に構成されたプレス部70b、70cを当てがって、プレス部70b、70c内の所定位置に設けられた検査針が、回路板100の両主面上の検査ランドに突き当てられるようにする。プレス部70b、70cは、その本体材料が、例えば、図示上下方向の圧縮力により縮み得る素材からなっている。このようなプローブ部の一部としてのプレス部70b、70cを用いれば、検査針それぞれに別々に突き当てるよりプロービングは非常に容易になる。プレス部70b、70c(の検査針)と検査装置(本体)70との間には、プローブ部の別の一部としてのケーブル部70aを設ける。
次に、図8は、本発明の別の実施形態である検査方法を実施する態様を示す構成図である。同図において、すでに説明した図中に登場のものと同一のものには同一符号を付してある。図8は、特に、検査すべき回路板100Aとして多面付けに構成されたものを検査対象とする場合を示している。
回路板100Aは、回路板100のように構成された板が、同一の大型の板上に並んで複数設けられている板(多面付け回路板)である。このような回路板100Aは、その後ダイシングにより個片化されそれぞれの回路板となる。同一の大型の板上に並べて製造することで製造効率の向上を図ったものである。
この検査の態様は、このような多面付け回路板100Aに対して、一度に、上記述べてきたような検査を行うことを意図している。すなわち、多面付け回路板100Aに対応してプレス部70bA、70cAもその全面に対してプロービングが可能な面積とする。ケーブル部70aAは、多面付けの分だけ通信線の数が増加している。検査装置(本体)70Aには、上記で述べた検査装置(本体)70のほかに、対象切替え部701を設ける。対象切替え部701は、回路板100A上で検査されるべき個々の部分への(からの)進路選択(すなわち、マルチプレクスおよびデマルチプレクス)を行う。なお、対象切替え部701は、プレス部70bA、70cAの側に設けることもできる。この場合、ケーブル部70aAは、通信線の数が図7に示した場合からあまり増加せずに済む。
1a,1b,1c,1d,1e,2a,2b,2c,2d,2e,2f…IC端子、3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g…配線パターン、9a,9b,9c,9d,9e,9f,9g…検査針、11,12,13,14,15…絶縁層、21…配線層(配線パターン)、22…配線層(配線パターン)、22a…ランドパターン、23…配線層(配線パターン)、24…配線層(配線パターン)、25…配線層(配線パターン)、26…配線層(配線パターン)、31,32,34,35…層間接続体(導電性組成物印刷による導電性バンプ)、33…スルーホール導電体、41,42…IC、41a,42a…IC端子、51,52…はんだ、61,62…はんだレジスト、70…検査装置(本体)、70A…検査装置(本体;多面付け回路板対応)、70a…ケーブル部(プローブ部の一部)、70b,70c…プレス部(プローブ部の一部)、70aA…ケーブル部(プローブ部の一部;多面付け回路板対応)、70bA,70cA…プレス部(プローブ部の一部;多面付け回路板対応)、71…信号発生部、71a…クロック発生部、71b…スレーブアドレス(またはコマンド)発生部、72…ACK判定部、73…電流値判定部、74…検査装置電源部、75…ライトプロテクト設定部、100…回路板、100A…回路板(多面付け)、701…対象切替え部、770…検査装置、771,773…検査装置電源部、772,774…電流計、775…スイッチ。

Claims (4)

  1. 第1のクロック入力端子と第1のシリアルデータ入出力端子とを有し、所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する第1の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第1のシリアルデータ入出力端子から第1の認知信号を出力する第1のICと、第2のクロック入力端子と第2のシリアルデータ入出力端子とを有し、前記所定周波数のクロックが前記第2のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1の所定シリアルデータとは異なる第2の所定シリアルデータが前記第2のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第2のシリアルデータ入出力端子から第2の認知信号を出力する第2のICであるEEPROMとが実装され、前記第1のクロック入力端子と前記第2のクロック入力端子とを電気的につなげる第1の配線パターンと、前記第1のシリアルデータ入出力端子と前記第2のシリアルデータ入出力端子とを電気的につなげる第2の配線パターンとを備えた回路板を対象とする検査方法であって、
    前記第1の配線パターンに導通して前記回路板に第1の検査針を突き当てるとともに前記第2の配線パターンに導通して前記回路板に第2の検査針を突き当て、
    前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第1の所定シリアルデータを供給し、
    前記第2の検査針に前記第1の認知信号が検知できたか否かを判定し、
    前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを供給し、
    前記第2の検査針に前記第2の認知信号が検知できたか否かを判定し、
    前記第2の認知信号が検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込むための試験データを含む第1の検査データを供給し、
    前記第1の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第2の検査データを供給し、
    前記第2の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記試験データが検知できたか否かを判定し、
    前記試験データが検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込まれた前記試験データを消去して上書きするための消去データを含む第3の検査データを供給し、
    前記第3の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第4の検査データを供給し、
    前記第4の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記消去データが検知できたか否かを判定すること
    を特徴とする回路板の検査方法。
  2. 前記回路板の前記第1のICが、電流吸い込み端子をさらに有し、かつ、前記所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1、第2の所定シリアルデータとは異なる第3の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記電流吸い込み端子から内部に向かって所定大きさの電流を吸い込むICであり、前記回路板が、前記第1のICの前記電流吸い込み端子に電気的に導通する第3の配線パターンを備えており、
    前記第3の配線パターンに導通して前記回路板に第3の検査針を突き当て、
    前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第3の所定シリアルデータを供給し、
    前記第3の検査針を介して前記所定大きさの電流が検知できたか否かを判定すること
    をさらに行う請求項1記載の回路板の検査方法。
  3. 第1のクロック入力端子と第1のシリアルデータ入出力端子とを有し、所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する第1の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第1のシリアルデータ入出力端子から第1の認知信号を出力する第1のICと、第2のクロック入力端子と第2のシリアルデータ入出力端子とを有し、前記所定周波数のクロックが前記第2のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1の所定シリアルデータとは異なる第2の所定シリアルデータが前記第2のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記第2のシリアルデータ入出力端子から第2の認知信号を出力する第2のICであるEEPROMとが実装され、前記第1のクロック入力端子と前記第2のクロック入力端子とを電気的につなげる第1の配線パターンと、前記第1のシリアルデータ入出力端子と前記第2のシリアルデータ入出力端子とを電気的につなげる第2の配線パターンとを備えた回路板を対象とする検査装置であって、
    前記第1の配線パターンに導通して前記回路板に第1の検査針を突き当てかつ前記第2の配線パターンに導通して前記回路板に第2の検査針を突き当てるプローブ部と、
    前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第1の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第1の信号発生部と、
    前記第2の検査針に前記第1の認知信号が検知できたか否かを判定する第1の判定部と、
    前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第2の信号発生部と、
    前記第2の検査針に前記第2の認知信号が検知できたか否かを判定する第2の判定部と、
    前記第2の認知信号が検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込むための試験データを含む第1の検査データを供給すべく信号を発生する第3の信号発生部と、
    前記第1の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第2の検査データを供給すべく信号を発生する第4の信号発生部と、
    前記第2の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記試験データが検知できたか否かを判定する第3の判定部と、
    前記試験データが検知できたあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2のICを書き込みモードに指定しかつ該第2のICに書き込まれた前記試験データを消去して上書きするための消去データを含む第3の検査データを供給すべく信号を発生する第5の信号発生部と、
    前記第3の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し、同時に前記第2の検査針に前記第2の所定シリアルデータを含みかつ前記第2のICを読み出しモードに指定する第4の検査データを供給すべく信号を発生する第6の信号発生部と、
    前記第4の検査データを前記第2の検査針に供給したあと、該第2の検査針に前記消去データが検知できた否かを判定する第4の判定部と
    を具備することを特徴とする回路板の検査装置。
  4. 前記回路板の前記第1のICが、電流吸い込み端子をさらに有し、かつ、前記所定周波数のクロックが前記第1のクロック入力端子に、該所定周波数のクロックに同期する、前記第1、第2の所定シリアルデータとは異なる第3の所定シリアルデータが前記第1のシリアルデータ入出力端子にそれぞれ入力されるに従い、前記電流吸い込み端子から内部に向かって所定大きさの電流を吸い込むICであり、前記回路板が、前記第1のICの前記電流吸い込み端子に電気的に導通する第3の配線パターンを備えており、
    前記プローブ部が、さらに、前記第3の配線パターンに導通して前記回路板に第3の検査針を突き当て、
    前記第1の検査針に前記所定周波数のクロックを供給し同時に前記第2の検査針に前記第3の所定シリアルデータを供給すべく信号を発生する第7の信号発生部と、
    前記第3の検査針を介して前記所定大きさの電流が検知できたか否かを判定する第5の判定部と
    をさらに具備することを特徴とする請求項3記載の回路板の検査装置。
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