JPH03167490A - 実装プリント板試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 ｛既要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段 作用 実施例 本発明の原理説明　　　（第１図） 本発明の一実施例　　　（第２、３図）発明の効果 〔概要〕 実装プリント板試験装置に関し、 プロープでは接触できない微細端子部分における動作測
定を非接触で可能にし、高実装密度プリント基板に対し
て有効な実装プリン口反試験装置を提供することを目的
とし、 プリント板に搭載された被測定対象と、該被測定対象に
接触若しくは接近可能で、レーザ光の入射面に、所定の
電圧が印加された透明電極が形成されるとともに、他方
の面に該レーザ光を反射する反射面が形成され、誘起し
た電界強度により入射されたレーザ光の偏光状態を変化
させる電気光学効果を有する電気光学結晶と、該電気光
学結晶に入射させるレーザ光を発生するレーザ光源と、
被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出力
されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、前記
反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定対象
に発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の変化
を偏光状態の変化として検出する受光手段と、該受光手
段から出力される検出信号の信号処理をする信閃処理手
段と、を備え、前記被測定対象に前記霊気光学結晶を接
近若しくは接触させた後、前記レーザ光を走査し、前記
被測定対象に発生する被測定電圧に応じて誘起される前
記電気光学結晶の複屈折性による偏光状態の変化に基づ
いて被測定対象の動作を評価するように構戒する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、実装プリント板試験装置に関し、詳しくは電
気光学効果を利用して高速度の電気信号波形を観測する
ことができる信号波形検出装置を利用した実装プリント
板検査装置に係わり、特に、ペアチップ等を搭載した高
実装密度基板の試験技術の改良に関する。

ＬＳＩ等の半導体素子を利用する上で、素子内外の信号
波形を正確に観測しておくことが必要不可欠となってい
る。また、これらのＬＳＩをプリント板上に実装した状
態で動作の試験を行うことは、装置の信頼性向上のため
には欠くことができない。しかし、実装密度の向上に伴
い、特にペアチップＬＳＩを搭載した基板に対しては、
従来の探針を用いた電気的な測定方式では、正確な測定
が難しくなってきている。

そのため、プリント板上の微細な測定領域での電気信号
波形の計測を行いうる技術が要望されている。

一方、半導体素子基板結晶の電気光学効果を用いること
により、微細な測定領域で光学的に高速信号が計測でき
ることが確認されている（例えば、Ｊ．Ａ．Ｖａｌｄｍ
ａｎｉｓ　ａｎｄ　Ｇ．Ｍｏｕｒｏｕ＋　　“Ｓｕｂｐ
ｉｃｏｓｅｃｏｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ｓａｍｐ
ｌｉｎｇ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉ
ｃａ−ｔｉｏｎ″　ＩＢＥＥ　　ＪＯＩＪＲＮＡＬ　　
ＯＦ　　ＱＵＡＮＴＵＭ　　ＥＬＥＣＴＩＩＯＮＩＣＳ
，ＶＯＬ．　ＱＢ　−２２，ｐｐ．６９−７８等）。

また、本出願人は上記検出用結晶の上に被検Ｌｓｒを積
載し、電気信号の波形測定を行う検出方式を既に出願し
ており（特開平０・１−２’８５６６号公報参照）、光
学的な検出方式の適用領域が拡大している。

〔従来の技術〕

従来のプリント板検査技術においては、プリント板上の
テスト端子、若しくはＬＳＩの入出力端子にプローブを
接触させ電気信号を計測する方式を用いて検査を行って
いる。例えば、後述する第３図（ａ）に示すようなペア
チップＬＳＩの動作を試験するため、該ＬＳＩの入出力
端子に針プロープを接触させてその電圧波形を観測する
方法を採っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の実装プリント板試験装
置にあっては、ＬＳＩの入出力端子にプローブを接触さ
せて電圧波形を観測する構戒となっていたため、プリン
ト板上への部品の実装密度が上がってくるに伴って、搭
載するＬＳＩも従来のパッケージに格納されたものから
、裸のペアチップを直接載せる場合が多くなってきてお
り、プローブの接触が不可能になってきているという問
題点があった。すなわち、各入出力端子の幅は５０μｍ
程度であるから、まず、探針すること自体が今後増々困
難になるということ、また、探針する際にプローブを滑
らせたりするようなことがあると高価なプリント板のＬ
ＳＩ素子を壊してしまうといった問題点があった。

そこで本発明は、電気光学結晶を被測定ブロックに接触
、若しくは近接させ、電圧あるいは誘起電圧を光学的に
計測することにより、ブローブでは接触できない微細端
子部分における動作測定を可能にし、高実装密度プリン
ト基板に対して有効な実装プリント板試験装置を提供す
ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による実装プリント板試験装置は上記目的達或の
ため、プリント板に搭載された被測定対象と、該被測定
対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入射面に、
所定の電圧が印加された透明電極が形成されるとともに
、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形成され、
誘起した雷界強度により入射されたレーザ光の偏光状態
を変化させる電気光学効果を有する電気光学結晶と、該
電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレーザ光
源と、被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源か
ら出力されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と
、前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測
定対象に発生する被測定電圧により誘起される複屈折性
の変化を偏光状態の変化として検出する受光手段と、該
受光手段から出力される検出信号の信号処理をする信号
処理手段と、を備え、前記被測定対象に前記電気光学結
晶を接近若しくは接触させた後、前記レーザ光を走査し
、前記被測定対象に発生する被測定電圧に応じて誘起さ
れる前記電気光学結晶の複屈折性による偏光状態の変化
に基づいて被測定対象の動作を評価するように構威する
。

〔作用〕

本発明では、電気光学結晶を電圧のかかった被測定部分
に接触若しくは近接させることによって、該結晶内に電
界を誘起させ、測定光をその結晶内で反射、往復させる
。

したがって、被測定部分の被測定電圧により誘起された
雷界強度に依存する偏光面の変化が起き、その変化が受
光手段により検出されることで、電気信号波形の計測が
行われる。その結果、探針法ではテストできない微小領
域の電圧変化が、短時間で精度良く計測される。

〔実施例〕　， 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

鳳凰説班 第１図は本発明の原理を説明するための図である。

本発明では、従来の金属製プローブ（探針）に代えて、
電圧によって複屈折性を有する電気光学効果粘晶の電気
光学効果を利用した光学的電圧検出方法を採用する。す
なわち、第１図に示すように一方の面に反射膜（反射面
）ｌａが形成され、他方の面に透明導霜膜（ｉ３明電極
）ｌｂが形成された電気光学効果結晶（電気光学結晶）
ｌを電源２により電圧が印加された被測定部（被測定対
象）３に接触若しくは近接させることによって電気光学
効果結晶ｌ内に電界４を誘起させる。そして、測定光５
を電気光学効果結晶１に入射し、測定光５を結晶ｌ内で
反射・往復させることによって、誘起された電界強度に
依存する偏光面の変化が起きる。その反射光６変化を検
出することで、電気信号波形の計測を行う。

二尖益班 上記原理に基づく実際の装置を実施例として説明する。

第２、３図は本発明に係る実装プリント板試験装置の一
実施例を示す図であり、第２図は実装プリント仮検査装
置の全体構威図、第３図はペアチップＬＳＩの入出力端
子と電気光学効果結晶との位置関係を模式的に示す図で
ある。第２図において、１１はＬＳＩ、回路部品等をプ
リント板上に搭載し、その動作状態を検査する実装プリ
ント板試験装置であり、実装プリント板試験装置１１は
、プリント板搭載台ｌ３上に載置されたプリント板ｌ４
上に搭載された素子を動作させるためのクロック回路、
電源等を内蔵する駆動装置１２と、ＬＳＩ人出力端子の
電圧を電気光学効果結晶１の電気光学効果を用いて光学
的に検出し、電気信号波形として測定する測定部１５と
、により構威され、測定部１５は、薄板状に研磨加工し
、片側面に透明導電膜１ｂを形成し、もう一方の側面に
ストライプ状の金属反射膜、若しくは、最上層にストラ
イプ状の導電性部分を有する多層反射膜、若しくは全面
一様なまたは、ストライプ状の多層反射膜１ａを形成し
た電気光学効果結晶１と、その結晶１を、対応するプリ
ント板ｌ４に実装されたペアチップＬ３１３１の人出力
端子３２（第３図参照）に接触、若しくは近接させるた
めの結晶搭載移動機構２１と、レーザ光源２２から出力
され、ビームスプリツタ２３を介して入射されたレーザ
光を後述する制御装置２７からの指示に応じて、指定さ
れたＬＳ１人出力）：：１子に対応する結晶の被測定点
を選択し、かつレーザ光を反射面に対し乗直に人１・１
ざセろ光走査部（光走査手段）２４と、反射膜ｌａで反
射されたレーザ光を光走査部２４およびビームスプリソ
タ２３を介して受光し、プリント仮駆動装買（外部ＬＳ
Ｉ駆動機構）１２により駆動されるＬＳＩの端子に発生
する電圧により形成される結晶１中の電位勾配により誘
起される結品１の複屈折性の変化を、光強度の変化とし
て検出する受光部（受光手段）２５と、検出した光強度
変化信ぢをＬＳＩ人出力端子の電圧信号に変換する信号
処理機構（信号処理手段）２６と、プリント板駆動装置
ｌ２からの基準信号（マスタークロック）等を受けて制
御装置２７にレーザ光を発射させるための制御信号を出
力する制御装置２７と、により横戒される。また、電気
光学効果結晶ｌとしては、Ｂ　ｉ．ｔＳ　ｉ　Ｏｚ。の
他、例えばＬ　ｉＮｂｏｓ　，ＫＤＰ，ＡＤＰ等を用い
ることができ、透明導電膜１ｂにはインジュウム、錫、
酸化物からなるＩＴＯｙ！Ｊ．が用いられる．第３図は
高密度実装を実現するためにＬＳＩをプリント板ｌ４上
に裸のまま直かに搭載した基板を示す図であり、同図（
ａ）はその平面図、同図（ｂ）はその側面図である。第
３図（ａ）（ｂ）において、３ｌはペアチップＬＳＩ、
３２はその入出力端子（被測定対象）３２であり、ペア
チップＬＳ１３１は入出力端子３２を介してプリント板
１４上に直接実装される．電圧測定される入出力端子３
２と平行に所定の間隙を保って電気光学効果結晶ｌを配
置し、測定対象となる入出力端子３２に相対する電気光
学効果結晶１の測定ポイントに測定光を投射する。実際
には、電気光学効果結晶１は図示のような大きさを有す
るから、複数の入出力端子３２を電気光学効果結品１上
に近接させた後、各入出力端子３２の測定ポイントを走
査して複数の入出力端子３２の電気信号波形を検出する
ことができる。なお、本実施例では入出力端子３２に電
気光学効果結晶ｌを近接する態様を示したが、電気光学
効果結晶１を人出力端子３２に接触させるようにしても
よい。

次に、作用を説明する。

被検査プリン■反ｌ４はプリント仮搭載台１３の上にセ
ットされ、プリン四反駆動装置１２によって、動作状態
となる。なお、プリント仮駆動装置ｌ２は測定システム
全体のマスタークロックを発生し、測定部１５の制御装
置２７に対し測定タイミングを決定し通知する役割をも
有する。このとき、第３図に示すように電圧波形の測定
を行う場所の極近傍に、電気光学効果結晶ｌを結晶搭載
移動機構２ｌにより接近させる。この場合、粘晶ｌの一
方の面には例えば相対する被測定端子と同様の形状を持
つストライプ状電極（反射膜１ａ）が形或されており、
この雷極の電位は接地極に対して浮いた状態となってい
るため、被測定端子に完圧が発生した場合には、竜圧が
誘起される。すると、結晶１の他方の面には接地電位の
透明電極（透明導電膜ｌｂ）が形成されているため、結
晶１中には、被測定端子３２の電圧に依存する強度の電
界が形成される。この電界によって、結晶１中を反射往
復する光はボッケルス効果を受け、その偏光面が変化す
る。測定に用いるレーザ光は被測定信号の周波数に応じ
て、常時発光する場合と制御装置２７がプリント仮駆動
装置１２から受けた基準信号に基づいて決まるタイミン
グで発光する場合があるが、ここでは、常時発光してい
る場合についてのみ述べる。

レーザ光源２２から出たレーザ光はビームスプリッタ２
３を介して光走査部２４へ入射し、結晶ｌの測定ポイン
トへ向けて、集光され垂直に投射される。

投射された光は結晶１の反射面（反射膜１ａ）で反射さ
れ再び光走査部２４へ戻る．このとき、結晶１内を反射
往復する過程において、結晶１内に電界が形成されてい
る場合には、電気光学効果により偏光面が変化する。光
走査部２４へ戻った光は再びビームスプリッタ２３を介
して、今度は受光部２５へ入射し、電圧の有無による偏
光状態の変化が検出される。その偏光状態の変化を連続
的に計測することにより、被測定端子３２の電圧の変化
、すなわち例えばペアチップＬＳＩ３１の動作の状態を
検査することが可能になる。

光を用いた計測のメリットは、従来の探針では実現しず
らい１００μｍ以下程度の微小なプロープ径を容易に実
現できることにある。また、測定対象に結晶を近接させ
て電圧測定を行う被接触の測定であるために、測定しよ
うとする対象に対して与える影響も最小限にすることが
できる。勿論、接触測定も可能であり、この場合にも、
測定性能は結晶の厚さに依存しないため、極薄い結晶を
用いることで影響を最小限にすることができる。

以上説明したように、本実施例によれば、プローブでは
接触できない微細な部分の電気信号波形を計測できるた
め、高密度実装プリント板の試験を効率良く実施するこ
とができ、製品の信頼性を向上させることができる。

なお、本実施例ではレーザ光源２２から常時レーザ光を
発射するようにするＣＷ方式を採用した例であるが、勿
論これには限定されず、プリント仮駆動装置１２からの
基準信号に基づいて所定のタイξングでレーザ光源２２
からレーザ光を発射させるサンプリング方式により電圧
を測定するようにしてもよい。すなわち、一般に、レー
ザ光を常時発射するＣＷ方式の場合、プリント板駆動装
置１２のクロックが数十ＭＨｚであるとすると受光部２
５では一桁上の数百ＭＨｚの帯域が必要とされるが、サ
ンプリング方式を採ると受光部２５の性能がそれ程高性
能なものにしなくてもよいという利点が生しる。

〔発明の効果］ 本発明によれば、ブロープでは接触できない微細端子部
分における動作測定を可能にすることができ、特に、ペ
アチップＬＳＩのような高密度実装プリント板の試験を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２、３図は本発明に係る実装プリ 装置の一実施例を示す図であり、 ント板試験 第２図はその全体構威図、 第３図はその電気光学効果結晶と人出力端子との位置関
係を模式的に示す図である。 ｌ・・・・・・電気光学効果結晶（電気光学結晶）１ａ
・・・・・・反射膜（反射面）、 １ｂ透明導電膜（透明電極）、 ３・・・・・・被測定部（被測定対象）、４・・・・・
・電界、 ５・・・・・・測定光、 ６・・・・・・反射光、 １１・・・・・・実装プリント板試験装置、ｌ２・・・
・・・プリント板駆動装置、ｌ３・・・・・・プリント
板搭載台、 １４・・・・・・フ゜リント｛反、 １５・・・・・・測定部、 ２ｌ・・・・・・結晶搭載移動機構、 ２２・・・・・・レーザ光源、 ２３・・・・・・ビームスプリンタ、 ２４・・・・・・光走査部（光走査手段）、２５・・・
・・・受光部（受光手段）、２６・・・・・・信号処理
機構（信号処理手段）２７・・・・・・制御装置、 ３１・・・・・・ベアチップＬＳＩ， ３２・・・・・・入出力端子（被測定対象）。 第 １ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プリント板に搭載された被測定対象と、 該被測定対象に接触若しくは接近可能で、レーザ光の入
   射面に、所定の電圧が印加された透明電極が形成される
   とともに、他方の面に該レーザ光を反射する反射面が形
   成され、誘起した電界強度により入射されたレーザ光の
   偏光状態を変化させる電気光学効果を有する電気光学結
   晶と、 該電気光学結晶に入射させるレーザ光を発生するレーザ
   光源と、 被測定点に対応する前記反射面に該レーザ光源から出力
   されるレーザ光を走査して入射させる走査手段と、 前記反射面で反射されたレーザ光を受光し、前記被測定
   対象に発生する被測定電圧により誘起される複屈折性の
   変化を偏光状態の変化として検出する受光手段と、 該受光手段から出力される検出信号の信号処理をする信
   号処理手段と、を備え、 前記被測定対象に前記電気光学結晶を接近若しくは接触
   させた後、前記レーザ光を走査し、前記被測定対象に発
   生する被測定電圧に応じて誘起される前記電気光学結晶
   の複屈折性による偏光状態の変化に基づいて被測定対象
   の動作を評価するようにしたことを特徴とする実装プリ
   ント板試験装置。