JP2596865B2 - 回路試験用電界センサー - Google Patents
回路試験用電界センサーInfo
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Description
電界センサーに関し、更に具体的には、電界により複屈
折率が変化する材料にレーザ光を照射し、集積回路の動
作によって生ずる電界を測定して回路を試験する集積回
路の回路試験用センサーに関する。
手段として、電気光学材料を電界測定のためのセンサー
に用いる方法が知られている。すなわち、電界によって
複屈折が変わるという該材料の性質を利用するもので、
該材料にレーザ光を照射すると、電界の大きさに応じ
て、照射した光の直交する2つの方向の振動成分の位相
差、すなわち偏光状態が変化する。通常、この偏光変化
は、ある適当な軸方向に設定された偏光板を通すことに
よってレーザ光の強度変化に変換できる。レーザ光にパ
ルス波を用いれば、時間的に変化する電界、すなわち電
気信号の時間変化をパルス幅に相当する分解能で測定で
き、電気光学サンプリングと呼ばれている。中でも、図
8及び図9に示すように、薄板状の電気光学材料を回路
に貼り合せて、回路からの洩れ電界を該材料に結合さ
せ、この電界の強度変化に応じた偏光変化を検出する方
法(以下、このように回路に直接貼り合せて用いるセン
サーをパッチセンサーと呼ぶ)が最も汎用的で簡便な方
法である。
る。そして図9は図8における符号5の部分の拡大図で
ある。図8及び図9において、符号5はパッチセンサ
ー、6は被測定集積回路チップ、8は石英基板、9は電
気光学結晶、10は反射膜、11は金属配線である。
た材料は、LiTaO3 、LiNbO3 やGaAs、D
KDPといった無機結晶材料であったが、従来の材料及
びそれを利用したセンサーには次に述べるような問題が
あり、その解決を要する課題があった。
方法においては、主として以下に述べるような大きな問
題点を有している。まず第1に、従来の結晶材料を用い
たパッチセンサーでは、材料自身の誘電率が大きいた
め、回路に密着させた場合に、容量性の負荷として回路
動作に影響を与えたり、配線の特性インピーダンスを変
化させて信号の反射を生じさせる等、回路へのじょう乱
の問題がある。第2の問題点として、LiNbO3 を始
めとする従来の結晶には、レーザ光の照射により材料の
複屈折率が時間的に変化するという光損傷の問題があ
り、測定の再現性や信頼性を著しく低下させる。一般に
は結晶に照射する光の強度を大きくするほど感度が向上
するが、この光損傷により照射可能な光強度の上限が決
められてしまい、感度が制限される。また、実際には単
位面積当たりの光強度が問題になるため、ビーム径を小
さくすることができず、高空間分解能化の妨げにもな
る。更に、第3の問題点として、従来のパッチセンサー
の製作においては、結晶を石英等の透明基板に貼り付け
た後、適当な形状や厚さに切削、研磨するための、高度
の加工技術が必要で、経済化が困難であった。本発明は
電気光学サンプリングによる回路試験用のパッチセンサ
ーにおいて、以上の問題点を解決し、回路へのじょう乱
が少なく、高感度で且つ安価で簡単に任意の形状に加工
可能なセンサーを提供することを目的とする。
発明は回路試験用電界センサーに関する発明であって、
電界により複屈折率が変化する電気光学材料を被測定集
積回路チップあるいは回路基板上に貼り合せ、該電気光
学材料にレーザ光を照射して、前記回路の電気信号によ
り生じる電界を照射レーザ光の偏光変化を検出すること
により回路試験を行うためのセンサーにおいて、前記電
気光学材料は、有機非線形光学材料が分散あるいは結合
した高分子材料を所定の方向に分極配向した高分子材料
層がフィルム状の支持材の上に形成されたものであっ
て、該高分子材料側の面を前記被測定集積回路チップあ
るいは回路基板に貼り合せてなることを特徴とする。
機非線形光学材料を分散、結合させた高分子材料(以
下、有機高分子膜と呼ぶ)を、フィルム状支持材に塗布
し、該フィルム状支持材を電極板で挟み込んで電界印加
により該高分子材料の分子を電場配向させた後、必要な
大きさ、形状に切って、回路、特に集積回路が形成され
た基板に貼り合せ、該回路の配線上の電気信号により生
じる電界により複屈折率を変化するようにし、該材料に
レーザ光を照射して、該複屈折率変化に応じて変化する
該レーザ光の偏光変化を検出することにより回路内の電
気信号を測定することとした。
へのじょう乱が小さい。また光損傷の影響が無いので大
きな強度の光を照射でき、電気光学定数が大きいことと
相まって測定感度が増加する。このような材料を機械的
強度、絶縁性及び温度的安定性の優れたフィルム状支持
材に塗布して、電極板で挟み込むことにより電場をかけ
ると電極間隙が狭くできるので高電界で分子配向でき、
高感度のセンサーが製作できる。更に、このようにして
製作されたパッチセンサーは、カッター等を用いて任意
の大きさや形状に切り出すことが容易で、測定者が被測
定集積回路チップの大きさや測定領域に合せて自由に貼
り合せることが可能となる。また、機械的強度が得られ
る程度の厚い有機高分子膜が実現できれば、配向後ある
いはカット後に、フィルム状支持材をはがして、有機高
分子膜のみを貼り付けて用いることもできる。
説明するが、これらは単なる例示であって、本発明の精
神を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いう
ることは言うまでもない。
図5は、図1のセンサーの作製の工程図である。すなわ
ち、図2は、この実施例1における(1)有機高分子膜
をフィルム状支持材上に塗布する工程の説明図、図3
は、(2)電極板で挟み込み、高電界を印加して、有機
高分子膜を配向させる工程の説明図、図4は、図3にお
ける括弧の部分の拡大図、図5は、(3)必要な大きさ
にカットし、被測定集積回路に貼り付ける工程の説明
図、そして図1は、レーザ光を測定したい配線上に照射
し測定する本実施例1の態様の説明図である。図1〜図
5において、符号1は有機高分子膜、2はフィルム状支
持材、3はスピンナ、4は電場配向用の電極板であり、
5、6、及び11は図9と同義である。
折率の変化する有機非線形光学材料を高分子材料に分
散、結合させたものである。前者の有機非線形材料は、
例えばMNA(メチルニトロアニリン)や下記式(化1
〜化36)に示すようなアゾ化合物、後者の高分子材料
は、例えばPMMA(ポリメチルメタクリレート)を始
めとするアクリル酸エステル系樹脂である。
た有機高分子材料の化学式の例を示した。
ある。また、フィルム状支持材2は、例えばポリイミド
フィルムである。
ナ3によって、フィルム状支持材2に一様に塗布する。
次に、電極板4で該有機高分子膜付のフィルム状支持材
を挟み込み、温度を有機高分子膜のガラス転移温度(1
00〜150℃程度)以上に上げたまま、電極に高電圧
を印加して、有機高分子膜の電場配向を行う。そして、
電圧を印加した状態で温度を徐々に下げていき配向を凍
結させる。上記フィルム状支持材として、絶縁性の良い
ポリイミドフィルムを用いれば、数十μm の厚さで十分
な耐放電性が実現できる。一般に有機高分子膜の感度を
決める材料定数は印加電界の大きさに比例することか
ら、ポリイミドフィルムのような薄いフィルム状支持材
を用いて電極間隔dを狭くし高電界を印加できることは
極めて有効である。
はカッター等で必要な大きさに切り、被測定集積回路チ
ップ上に貼り付ける。貼り付けの固定は、例えば紫外線
硬化樹脂を有機高分子膜表面に塗布し、ガラス等の透明
材料で押さえながら位置決めを行った後、上方より光を
照射して固定しても良い。レーザ光は、測定したい配線
電極上に照射し、同電極で反射した光の偏光変化を検出
する。上記の方法で配向した有機高分子膜は、膜の厚さ
方向、すなわち縦方向の電界の変化に対して最も感度良
く複屈折率が変化するようになる。配線上は縦方向の電
界が支配的であるから、このようにフィルム面に垂直に
配向させた有機光学材料により効率的な検出ができる。
また、このパッチセンサーは、配線直上の縦方向電界を
拾うので、隣接配線からの電界を拾う可能性が少なく、
いわゆるクロストークの問題が軽減できる。
感度を増加させるために、有機高分子薄膜表面に誘電体
反射膜をコートしても良い。
ットできることを利用して、例えば図6のように集積回
路チップの入出力パッド近傍のみを覆うような形状にカ
ットすることも可能である。これにより、パッチセンサ
ーを貼り付けたことによる被測定チップ全面へのストレ
スの軽減化が可能である。
を示す説明図である。図6において、符号5及び6は前
図と同義である。
て、大面積のものが容易に得られることを利用して、図
7に示すように適当な形状にカットし、プリント回路基
板や実装基板の測定、検査用センサーとしても適用可能
である。
の工程を示す説明図である。図7において、符号7はプ
リント回路基板であり、5は前図と同様にパッチセンサ
ーである。
る集積回路の試験において、材料自身の特長を生かした
低じょう乱で高感度な測定が可能となると共に、任意の
大きさ、形状のセンサーが安価で簡単に製作できること
から、試験の容易化、経済化が図られる。更に、集積回
路のみならずプリント回路基板や実装基板の測定、検査
等、広範囲な対象に適用できる。
い配線上に照射し測定する態様の説明図である。
ルム状支持材上に塗布する工程の説明図である。
界を印加して、有機高分子膜を配向させる工程の説明図
である。
トし、被測定集積回路に貼り付ける工程の説明図であ
る。
ある。
・・・スピンナ、4・・・電極板、5・・・パッチセン
サー、6・・・被測定集積回路チップ、7・・・プリン
ト回路基板、8・・・石英基板、9・・・電気光学結
晶、10・・・反射膜、11・・・金属配線
Claims (1)
- 【請求項1】 電界により複屈折率が変化する電気光学
材料を被測定集積回路チップあるいは回路基板上に貼り
合せ、該電気光学材料にレーザ光を照射して、前記回路
の電気信号により生じる電界を照射レーザ光の偏光変化
を検出することにより回路試験を行うためのセンサーに
おいて、前記電気光学材料は、有機非線形光学材料が分
散あるいは結合した高分子材料を所定の方向に分極配向
した高分子材料層がフィルム状の支持材の上に形成され
たものであって、該高分子材料側の面を前記被測定集積
回路チップあるいは回路基板に貼り合せてなることを特
徴とする回路試験用電界センサー。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3235710A JP2596865B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-08-23 | 回路試験用電界センサー |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3-50241 | 1991-02-25 | ||
JP5024191 | 1991-02-25 | ||
JP3235710A JP2596865B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-08-23 | 回路試験用電界センサー |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05281306A JPH05281306A (ja) | 1993-10-29 |
JP2596865B2 true JP2596865B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=26390690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3235710A Expired - Lifetime JP2596865B2 (ja) | 1991-02-25 | 1991-08-23 | 回路試験用電界センサー |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2596865B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3235710A patent/JP2596865B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05281306A (ja) | 1993-10-29 |
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