JPH03200344A - 回路基板の導体抵抗測定方法 - 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】 〔概　要〕 基板の表裏面に導通して等ピッチのマトリックス状に配
置された表裏半田バンプ間の導体抵抗を測定する回路基
板の導体抵抗測定方法に関し、導体抵抗を精度よく迅速
に測定して生産性の向上を図ることを目的とし、 表裏面で導通する半田バンプが等ピッチのマトリックス
状に配置された回路基板の該対応する半田バンプ間の導
体抵抗測定方法であって、直径が上記マトリックスピッ
チより小さく、少なくとも隣接する半田バンプを橋渡し
できる大きさの可動プローブを備えたコンタクトプロー
ブピンが上記マトリックスピッチで配置された２個のプ
ローブカードを、各プローブピンが回路基板の表裏面で
互いに直交する方向で隣接する各半田バンプの中間に位
置するように該回路基板の厚さ方向両側に可動プローブ
側を対向させて配設し、該２個のプローブカードを上記
回路基板に対して接近させて上記可動プローブを該回路
基板の各半田バンプに橋渡し接触させた後、抵抗測定系
のフォース（Ｆ。

ｕｒｃｅ）点に繋がる信号と該抵抗測定系のセンス（Ｓ
ｅｎｃｅ　）点に繋がる信号とを一つ置き交互の上記各
コンタクトプローブピンに印加して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は基板表裏面の対応する半田バンプ間の導体抵抗
測定方法に係り、特に等ピッチのマトリックス状に配置
された表裏半田バンプ間の導体抵抗を精度よく迅速に測
定することで生産性の向上を図った回路基板の導体抵抗
測定方法に関する。

回路構成の高集積化が進む今日では表裏面に導通する半
田バンプが高密度等ピツチのマトリックス状に配置され
た回路基板を半導体素子搭載基板として使用することが
多いが、この場合の表裏半田バンプ間の導体抵抗は通常
数１０ｍΩである。

一方かかるレベルの抵抗値は、通常の２線式抵抗測定方
法では各半田バンプとこれに接触するプローブ間の接触
抵抗がＯ〜３００ｍΩの範囲でばらつくことから測定す
ることができず、一般にはケルビン方式の４線式抵抗測
定方法で該導体抵抗を測定するようにしている。

〔従来の技術〕

第３図は従来の導体抵抗測定方法の例を説明する図であ
り、（１）は被測定回路基板の一例を示す図、（２）は
測定時の状態を説明する拡大断面図である。

図（１）で、回路基板ｌは厚さ１ｍｍ程度の多層セラミ
ック基板１ａの表裏両面に、スルーホールｌｂで導通す
る直径ｄが３５０μｍ位の半田バンプｌｃ、　ｌｃ９が
例えばピッチｐが９００μｍ位のマトリックス状に整列
して配置されているものである。

かかる回路基板ｌの各導通する半田バンプｌｃ。

ｌｃ’間の導体抵抗を測定する場合を示す図（２）で、
２は図（１）で示した回路基板１をその外形部分で多少
の余裕を持って嵌め込むことができる貫通孔２ａを備え
た回路基板保持具である。

特に該回路基板保持具２の両面の上記貫通孔２ａの周囲
外側には、２個の等しいプローブカード３が互いに向き
合った状態で個々に該保持具２の厚さ方向に移動できる
ようなガイド壁２ｂおよび２ｂ’が凹の状態で形成され
ている。

なお、図では理解し易（するため回路基板ｌの上部に位
置するプローブカードを３とし、下部に位置するプロー
ブカードを３′としている。

また上記プローブカード３および３′は、回路基板保持
具２の上記ガイド壁２ｂ、２ｂ’の部分で嵌合する突起
３ａを周囲に備え、且つ該突起３ａの内側で回路基板ｌ
の複数の半田バンプｌｃひいてはｌｃ’と対応する位置
には２回路を持つコンタクトプローブピン（以下単にプ
ローブピンとする）４が配設されているが、該プローブ
ピン４は外周プローブ４ａと絶縁管４ｂを介する内側で
軸方向に移動できる可動プローブ４ｃとで構成されてい
る。

なお図の４ｄは該可動プローブ４ｂを一方向に押圧する
コイルはねである。

このことは回路基板ｌの各半田バンプ１ｃ、１ｃ’に該
プローブピン４の可動プローブ４ｃを押圧すると、該可
動プローブ４ｃが後退して外周プローブ４ａと可動プロ
ーブ４ｃとが同時に各半田バンプｌｃ、　ｌｃｌと接触
することを意味している。

従って、回路基板保持具２の貫通孔２ａ部分に回路基板
ｌをその外形を合わせて挿入すると共に、該保持具２の
ガイド壁２ｂ、２ｂ’の部分にプローブカード３および
３′をそれぞれそれぞれの突起３ａを合わせて嵌合させ
た後、図示されない機構部を動作させてプローブカード
３と３１を矢印ａｌ、　ａ。

の如く接近する方向に移動させると、回路基板１の表裏
面で導通する各半田バンプ１ｃ、１ｃ’にプローブピン
４の外周プローブ４ａと可動プローブ４ｃとが同時に接
触することになり、結果的にケルビン方式の４線式抵抗
測定方法が実現できることになる。

そこで例えば各プローブピン４の外周プローブ４ａを配
線材５で抵抗測定系６の片側フォース（Ｆ。

ｕｒｃｅ　）点に接続し、また可動プローブ４ｃを配線
材５′で上記抵抗測定系６の他のセンス（Ｓｅｎｃｅ　
）点に接続し、更に該抵抗測定系６に繋がるパソコン７
でそれぞれ対向するプローブピン４の間の対応をとらせ
ると、各半田バンプ１ｃ、ｌｃ’間の導体抵抗を同時に
且つ精密に測定することができる。

特にこの場合の回路基板ｌは、その両面から受ける接触
力の和が等しくなるようにバランスを保って位置するた
め回路基板保持具２の貫通孔２ａ内で厚さ方向に揺動す
ると共に、半田バンプｌｃ、　ｌｃｌの高さｈが不揃い
でも測定できることから、結果的に常時安定した状態で
対応する半田バンプｌｃ。

ｌｃ’間の導体抵抗を測定することができる。

しかしこの場合には、プローブピン４の外径ｄ。

によって回路基板ｌの半田バンプｌｃ、　ｌｃ’のマト
リックスピッチ（ｐ）に制約が生ずる。

すなわち、上記の如く２回路を持つプローブピン４の外
径ｄ、は現状では最小でも約９００μｍ程度が必要であ
る。

そのため、上記回路基板ｌのように半田バンプｌｃ、　
ｌｃ’のマトリックスピッチ（ｐ）がプローブピン４の
外径ｄ＋とほぼ等しい場合には全半田バンプの導体抵抗
を一度に測定することができる。

しかし該マトリックスピッチ（ｐ）がプローブピン４の
外径ｄ１と異なる場合には全半田バンプの導体抵抗を一
度に測定することができず、結果的に半田バンプ１ｃ、
１ｃ′のマトリックスピッチ（ｐ）に対応した歯抜は状
のプローブカードを横方向にずらして分割して測定する
ことになる。

この場合には、該プローブカードの横方向の移動機構が
複雑になると共に、半田バンプのないところにも上記プ
ローブピン４が接触して該回路基板を傷めることがあり
、更に測定に工数がかかる等のデメリットがある。

なおかかるプローブピンを使用する手段の他に、回路基
板の各半田バンプに２本ずつのフエダ状接触子を押圧接
触させて導体抵抗を測定する方法がある。

しかしこの場合には、高さが不揃いの半田バンプに対し
ては強度的に難点があると共に、該フェダ状接触子の先
端を高密度のマトリックス状に配置することが困難であ
り、結果的に回路基板全体の導体抵抗を迅速且つ精度よ
く測定することができない欠点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の回路基板の導体抵抗測定方法では、プローブピン
の外径が細（できないため全半田バンプの導体抵抗を一
度に測定することができず、測定に工数が掛かったり回
路基板を傷めることがあると言う問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点は、表裏面で導通する半田バンプが等ピッチ
のマトリックス状に配置された回路基板の該対応する半
田バンプ間の導体抵抗測定方法であって、 直径が上記マトリックスピッチより小さく、少なくとも
隣接する半田バンプを橋渡しできる大きさの可動プロー
ブを備えたコンタクトプローブピンが上記マトリックス
ピッチで配置された２個のプローブカードを、各プロー
ブピンが回路基板の表裏面で互いに直交する方向で隣接
する各半田バンプの中間に位置するように該回路基板の
厚さ方向両側に可動プローブ側を対向させて配設し、該
２個のプローブカードを上記回路基板に対して接近させ
て上記可動プローブを該回路基板の各半田バンプに橋渡
し接触させた後、 抵抗測定系のフォース（Ｆｏｕｒｃｅ）点に繋がる信号
と該抵抗測定系のセンス（Ｓｅｎｃｅ）点に繋がる信号
とを一つ置き交互の上記各コンタクトプローブピンに印
加する回路基板の導体抵抗測定方法によって解決される
。

〔作　用〕

定ピツチのマトリックス状に整列した半田バンプの内の
１個の半田バンプに対して、例えば隣接する半田バンプ
との間には抵抗測定系のフォース（Ｆｏｕｒｃｅ）点に
繋がり且つ両者に跨がって両者を接続するプローブピン
（以下該プローブピンをプローブピン（Ｆ）とする）を
配置し、また該１個の半田バンプの直径方向反対側で隣
接する半田バンプとの間には上記抵抗測定系のセンス（
Ｓｅｎｃｅ）点に繋がり且つ両者に跨がって両者を接続
するプローブピン（以下該プローブピンをプローブピン
（Ｓ）とする）を配置すると、上記１個の半田バンプを
抵抗測定系のフォース（Ｆｏｕｒｃｅ）点とセンス（Ｓ
ｅｎｃｅ　）点に接続させることができる。

本発明では、該回路基板の表裏面で導通する各半田バン
プのそれぞれに対して、表裏面で互いに直交する方向で
隣接する各半田バンプの中間にプローブピン（Ｆ）とプ
ローブピン（Ｓ）を交互に配置するように構成したプロ
ーブカードを該回路基板の表裏面に配置するようにして
いる。

この場合には、表裏面で導通する各半田バンプそれぞれ
が両サイドで隣接する半田バンプと共用のプローブピン
（Ｆ）とプローブピン（Ｓ）とで結ばれることになるた
め、ケルビン方式の４線式抵抗測定方法を実現すること
ができる。

従って、従来の如き２回路を持つ同軸のプローブピンを
使用する必要がなくなって該プローブピンの外径が小さ
（できることから、回路基板の半田バンプのマトリック
スピッチの制約がな（なると共に、その導体抵抗を精度
よく迅速に測定することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の測定方法を説明する原理図であり、（
Ａ）は測定部近傍を示す平面図、（Ｂ）は図（Ａ）を矢
印ａ−ａ’で切断した断面図である。

また第２図は本発明になる測定方法を実現する構成例を
示す図である。

第１図（Ａ）、（Ｂ）で、■は第３図で説明した回路基
板を表わしており、該回路基板ｌの表裏面にはスルーホ
ールｉｂで導通する半田バンプ１ｃ、１ｃ′がマトリッ
クスピッチｐで形成されている。

また該回路基板１の片面で例えば図のＸ方向に整列する
半田バンプｌｃの各中間位置には、Ｘ方向で隣接する２
個の半田バンプｌｃと同時に接続するプローブピン１１
が配置され、また該回路基板ｌの他面で例えば図のＹ方
向に整列する半田バンプＩＣ１の各中間位置には、Ｙ方
向で隣接する２個の半田バンプｌｃ’と同時に接続して
いるプローブピン１１が配置されている。

なお図では便宜上第３図同様に、回路基板ｌの図面上側
に位置するプローブピン１１を装着している第３図同様
のプローブカードを３とし、また図面下側に位置するプ
ローブピン１１を装着しているプローブカードを３′と
している。

また該プローブピン１１は、筒状体１２の内部にコイル
はね１３によって軸方向に移動できる可動プローブ１４
が装着されているものであり、該プローブピン１１は第
３図同様に図示されない駆動機構部と上記コイルばね１
３の押圧力によって半田バンプｌｃ。

ｌｃ’に食い込むように構成されている。

そこで、例えばＡ、Ｃ，Ｅ、Ｇ、Ｉの如く交互に位置す
るプローブピン１１を前述したプローブピン（Ｆ）とし
、またＢ、Ｄ、Ｆ、Ｈの如（交互に位置するプローブピ
ン１１をプローブピン（Ｓ）とすると共に、裏面側にＡ
’、Ｃ’、Ｅ’、Ｇ’、Ｉ’の如（交互に位置するプロ
ーブピン１１を前述したプローブピン（Ｆ）とし、また
Ｂ’、Ｄ’、Ｆ’。

Ｈ′に位置するプローブピン１１をプローブピン（ｂ＼ Ｓ）とすると、例えばプローブピン１１のり、Ｅガ接触
する半田バンプｌｃとプローブピン１１のＥ１Ｈ′が接
触する半田バンプｌｃ’間の導体抵抗が正確に測定でき
る。

またこのことは他の各半田バンプＩＣとｌｃ’との間で
も全（同様である。

従って、半田バンプの総てがプローブピン（Ｆ）とプロ
ーブピン（Ｓ）とに同時に接触することから、該回路基
板１の各半田バンプｌｃとｌｃ’との間の導体抵抗を効
率よく測定することができる。

かかる測定方法を実現する実施構成例を示す第２図で、
ｌが回路基板、１１がプローブピンを示していることは
第１図と同様であり、３および３マは該プローブピン１
１が装着されている第３図同様形状のプローブカードで
ある。

なお２は上記回路基板ｌがその外形部分で挿入できる第
３図で説明した回路基板保持具を表わしている。

また図の１５および１５’は機構駆動部１６からの信号
で上記プローブカード３および３′を回路基板ｌに対し
て接近させまたは開離するプローブカード駆動保持具で
ある。

更に１７ａ”　、１７ｂ”　、　−１７ｎ＋および１７
ａ−、１７ｂ・・・１７ｎ−は、データ処理や機構部駆
動制御。

スキャナ選択制御等総ての制御を行うパソコン１９から
の信号によって上記回路基板ｌの図面上側および下側に
位置する各プローブピン１１を回路基板ｌの半田バンプ
位置に対応させて選択するスキャナを示している。

なお図の２０は各対応するプローブピン１１からの信号
を受ける差動増幅器であり、該差動増幅器２０からの出
力を高速のＡ／Ｄコンバータ２１によってディジタル化
し、該データを上記パソコン１９が取り込むことによっ
て対応する半田バンプ間の導体抵抗が得られるようにな
っている。

また図の２２は定電流電源である。

そこで、第３図で説明したように回路基板１を回路基板
保持具２に挿入した状態で機構駆動部１６からの信号で
プローブカード駆動保持具１５．１５’ひいてはプロー
ブカード３．３′を接近させて各プローブピン１１の第
１図で説明した可動プローブ１４を回路基板ｌの各半田
バンプに押圧すると第１図（Ｂ）の状態とすることがで
きる。

なお回路基板１上の各半田バンプの高さにバラツキがあ
る場合には、第１図で説明した如（各プローブピン１１
のコイルばね１３で押圧されている可動プローブ１４に
よって該高さのバラツキが吸収されるため、接触不良等
を起こすことがない。

そこで、パソコン１９の出すスキャナ選択信号で例えば
スキャナ１７ａ＋を選択するとＡとＢのプローブピンが
測定系と接続されるため、該プローブピンＡとＢに対応
する一側のスキャナを選択することで該当位置にある半
田バンプの抵抗値に比例する電圧を差動増幅器２０で得
ることができる。

なおこの場合の半田バンプには、第１図で説明した如（
プローブピン（Ｆ）と（Ｓ）が表裏面すなわち十と一側
で同時に接触している。

従って上記方法で得られた抵抗値には各プローブピンと
半田バンプ間の接触抵抗は含まれず、結果的に導体抵抗
のみを知ることができる。

以降は上記パソコン１９によって順次スキャンニングす
ることで該回路基板ｌの総ての対応する半田バンプ間の
導体抵抗を効率よく測定することができる。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明により、高密度のマトリックス状に配
置された表裏で導通する半田バンプ間の導体抵抗を精度
よ（迅速に測定することで生産性の向上を図った回路基
板の導体抵抗測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の測定方法を説明する原理図、第２図は
本発明になる測定方法を実現する構成例を示す図、 第３図は従来の導体抵抗測定方法の例を説明する図、 である。図において、 ｌは回路基板、　　　１ｂはスルーホール、１ｃ、１ｃ
’は半田バンプ、２は回路基板保持具、３．３′はプロ
ーブカード、 １１はコンタクトプローブピン、１２は筒状体、１３は
コイルばね、　　１４は可動プローブ、１５．１５’は
プローブカード駆動保持具、１６は機構駆動部、 １７ａ”　、１７ｂ”　　・１７ｎ”　、１７ａ−，１
７ｂ−、＝・１７ｎはスキャナ、 １９はパソコン、　　　２０は差動増幅器、２１はＡ／
Ｄコンバータ、２２は定電流電源、をそれぞれ表わす。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 表裏面で導通する半田バンプ（１ｃ、１ｃ′）が等ピッ
   チのマトリックス状に配置された回路基板（１）の該対
   応する半田バンプ（１ｃ、１ｃ′）間の導体抵抗測定方
   法であって、 直径が上記マトリックスピッチより小さく、少なくとも
   隣接する半田バンプを橋渡しできる大きさの可動プロー
   ブ（１４）を備えたコンタクトプローブピン（１１）が
   上記マトリックスピッチで配置された２個のプローブカ
   ード（３、３′）を、各プローブピン（１１）が回路基
   板（１）の表裏面で互いに直交する方向で隣接する各半
   田バンプの中間に位置するように該回路基板（１）の厚
   さ方向両側に可動プローブ（１４）側を対向させて配設
   し、 該２個のプローブカード（３、３′）を上記回路基板（
   １）に対して接近させて上記可動プローブ（１４）を該
   回路基板（１）の各半田バンプ（１ｃ、１ｃ′）に橋渡
   し接触させた後、 抵抗測定系のフォース（Ｆｏｕｒｃｅ）点に繋がる信号
   と該抵抗測定系のセンス（Ｓｅｎｃｅ）点に繋がる信号
   とを一つ置き交互の上記各コンタクトプローブピン（１
   １）に印加することを特徴とした回路基板の導体抵抗測
   定方法。