JPH06213955A - テストプローブ - Google Patents

テストプローブ

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JPH06213955A
JPH06213955A JP5317376A JP31737693A JPH06213955A JP H06213955 A JPH06213955 A JP H06213955A JP 5317376 A JP5317376 A JP 5317376A JP 31737693 A JP31737693 A JP 31737693A JP H06213955 A JPH06213955 A JP H06213955A
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JP
Japan
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test
test probe
signal
pin
circuit board
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JP5317376A
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English (en)
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Ronald K Kerschner
ロナルド・ケイ・カーシュナ
T Crook David
ディビット・ティ・クルック
M Kent Lisa
リサ・エム・ケント
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HP Inc
Original Assignee
Hewlett Packard Co
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2812—Checking for open circuits or shorts, e.g. solder bridges; Testing conductivity, resistivity or impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/312—Contactless testing by capacitive methods

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
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  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＩＣ等の部品の半田付け不良等の接続不良を簡
単に検出する。 【構成】配線パターン814を介して信号源118からＩＣ41
0のピンに試験信号を与える。一方、このＩＣパッケー
ジの上に、容量性プローブ206を接近させる。もし、配
線パターン814に断線があったり、またピン412が接続点
818で適切に半田付けされていない場合には、ピン412に
試験信号が供給されない(あるいは極めて低いレベルに
なる)ので、プロープ206に励起される電圧も小さくな
る。従って、試験信号を供給しながら励起電圧を観測す
れば、電子部品の接続不良を簡単に検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は測定及び試験装置に関
し、より詳細にはインサーキット試験装置に関する。さ
らに詳細には、本発明は実装済のプリント回路板を試験
して半田付けの不良や断線等の電気的な接続不良を検出
するためのテストプローブに関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】電子部品とプリント回路板
は部品がプリント回路板上にはんだ付けされた後に試験
することが重要である。部品とプリント回路板の試験に
ついてはいくつかの異なる方法が開発されており、例え
ば機能試験、インサーキット試験、製造欠陥解析器等が
ある。
【０００３】機能試験は所定の入力信号を印加し、プリ
ント回路板の出力をモニターして全ての部品がその回路
基板上に搭載されていてまた適切に動作しているかどう
かを判定するという手順を使用する。機能試験ではプリ
ント回路板が適切に動作しているかどうかの判定方法が
提供されるが、基板上の個々の部品がどう機能している
かどうかについてはほとんどあるいは全く情報が得られ
ない。入力データを注意深く選択し出力結果を解析する
ことによって基板上の機能していない部品の位置に関す
る限られた情報を提供するために、複雑なプログラミン
グ技術が用いられてきた。このようなシステムは複雑で
あり、実現するにはコストがかかることが多く、しかも
通常誤動作している部品について漠然とした情報しか提
供することができない。
【０００４】機能試験にはこのような限界があるため
に、インサーキット試験を用いてプリント回路板上の部
品を個々に試験し各部品が適切に動作しているかどうか
の判定が行われている。この方法では、各部品にアクセ
スし、それらを個々に試験するための“触針台(bed of
nail)”テスタを用いる。このようにして、機能してい
ない部品を同定し、交換して回路板全体の廃棄を避ける
ことができる。この方法は部品内の回路が既知のもので
あり、簡単に試験することのできる簡単な部品について
は良好に機能する。試験対象の部品が複雑であったり、
部品内の回路が未知のものである場合には、インサーキ
ット試験では満足な結果を得られないこともある。
【０００５】夫々のプリント回路板上で試験しなければ
ならない非常に重要な潜在的問題の１つに、各部品のピ
ンが全て回路板にはんだ付けされているかどうかという
ことがある。機能試験であるピンによって実行されるX
機能が完全には試験されない場合、このピンが見過ごさ
れる可能性がある。この種の欠陥の試験は、アプリケー
ション固有集積回路(ASIC)の場合のようにその部品内の
回路が未知であるときには特に困難である。ASICは非常
に数が多く、またこれらのデバイスは複雑であるため、
この特定の部品を切り分けるための機能試験を設計する
ことは実現できないことが多い。
【０００６】製造欠陥解析器は機能試験に比べて簡単な
試験を行いまた実現するための費用の小さい別の種類の
試験装置である。このような装置はプリント回路板上の
短絡、集積回路(IC)が取り付けられていないこと、部品
リードの曲がりその他の製造欠陥を発見するように設計
される。このような装置は短絡やアナログ的な欠陥の発
見には良好に機能するが、基板のデジタル部分の試験に
は不充分である。これはデジタル部品が並列に接続され
ているときこの種の試験で開路を検出することが困難で
あるためである。
【０００７】本技術分野において、デジタル部品を含む
部品のピンの全てが回路板にはんだ付けされているかど
うかを簡単で安価な方法で判定する装置と方法が必要と
されている。さらに本技術分野において、部品内の回路
の動作に関する知識を必要としないこの種の装置と方法
が必要とされる。1992年6月23日付けで発行された Ugur
Cilingirolu による Identification of Pin-Open Fau
lts by Capacitive Coupling Through the Integrated
Circuit と題する関連米国特許5,124,660号、及び Ugur
Cilingirolu, Kevin Keirn 及び David Crook による
関連出願07/892,868号には容量性試験の一般的概念が示
されているが、信号対雑音比を大きくすること及び浮遊
容量を小さくすることが重要である。本発明はこのよう
な要求またその他の要求を満たすものである。本願出願
人に譲渡された関連米国特許5,124,660号及び関連出願0
7/892,868号をここでに参照することによって、その内
容をここに取り込むものである。
【０００８】
【目的】本発明の目的は、ICのリードとプリント回路板
の配線パターンの間の接続を試験する装置と方法を提供
することである。
【０００９】本発明の他の目的は、このような装置及び
方法であって、部品内の回路の動作に関する知識に依存
しない装置と方法を提供することである。
【００１０】本発明の更に他の目的は、浮遊容量の影響
を低減する充分なシールド手段と信号対雑音比を大きく
するための増幅手段を有するテストプローブを提供する
ことである。
【００１１】
【概要】本発明の上述の特徴及び他の特徴は、半導体部
品が存在するかどうか、またプリント回路板に適切に接
続されているかどうかを判定する装置と方法を提供する
ことによって従来技術の問題点と制約を克服するシステ
ムで達成される。本発明は、用いられているICファミリ
ーにかかわりなく、入力リード、出力リード、電源リー
ド、接地リード等のコネクタリードがプリント回路板上
のパターンに接続されているかどうかを判定する。
【００１２】具体的に言えば、本発明は非導電性のICパ
ッケージ上に置かれる容量性テストプローブを用いる。
次に、触針台テスタあるいは他の手段を用いてプリント
回路(PC)板上の回路アセンブリ配線パターンあるいは試
験対象のICリードにはんだ付けされていなければならな
い同様のデバイスへの接続が行われる。この触針台は信
号に接続される。テストプローブの出力は測定装置に接
続される。触針台、PCボードの配線パターン、はんだジ
ョイント及び部品のリードを介して試験ピンに供給され
る信号は、IC部品パッケージを介してテストプローブに
容量結合される。テストプローブからの信号は、測定装
置によって測定され、この信号が所定のしきい値を超え
る場合、このリードは配線パターンに適切にはんだ付け
され、この配線パターンは断線していなもいのとみなさ
れる。テストプローブは、雑音感度と浮遊容量を低減す
るため、増幅器、バッファ回路あるいは他の手段を含ん
でいてもよい。
【００１３】本発明によれば、このシステムに用いられ
るテストプローブは試験対象の部品と緊密に結合できる
ようにするためにz軸方向に変位できる。また、このテ
ストプローブはxy平面内で旋回あるいは屈曲でき、これ
によりxy平面の傾斜を修正して試験対象の部品との間で
緊密に結合できるようにする。テストプローブはxy空間
内に固定されている。すなわちz軸のまわりに回転する
ことはない。本発明のこれ以外の側面として、テストプ
ローブの容量性プレートの寸法が試験対象のICパッケー
ジの外寸とほぼ等しい。
【００１４】
【実施例】図１はプリント回路板全体の試験に用いた場
合の本発明の一実施例を示す図である。図１において、
プリント回路板100は複数のIC106、108、110等を含む。
容量性テストプローブ102、103、104等のプレートを含
む基板101がプリント回路板100の上に置かれている。各
テストプローブは対応する試験対象のIC部品の外側表面
に従うようにテストプレート101に取り付けられてい
る。複数のプローブピン112、114等を含む触針台テスタ
113がプリント回路板100の下面に接触させられ、プリン
ト回路板100上のプリント配線パターン(図示せず)に接
続される。信号源118がセレクタ116に信号を供給する。
セレクタ116は触針台テスタ113の夫々の試験ピンに対し
て１つずつ割り当てられている複数の出力を有する。マ
ルチプレクサ120は基板101上の容量性テストプローブの
夫々に対して１つずつ設けられた一連の入力を有する。
このマルチプレクサの出力は測定装置122に接続されて
いる。コントローラ124は、信号源118、セレクタ116、
マルチプレクサ120、及び測定装置122に接続されてい
る。
【００１５】プリント回路板100上の全てのICを試験す
るには、コントローラ124がまずセレクタ116をプログラ
ムすることによって触針台テスタ113上のピンのうちの
１つを選択する。選択されるピンはプリント回路板100
上のプリント回路板パターンに接続されたピンであり、
このパターンは試験対象の特定のICの特定のリードに接
続されている。コントローラは次に信号源118を起動
し、セレクタ116を介して信号をこの試験対象のICの真
下にある触針台テスタ113中の選択されたピンに供給す
る。コントローラ124は次にマルチプレクサ120をプログ
ラムすることによって基板101上の対応するテストプロ
ーブを選択する。マルチプレクサ120が正しいテストプ
ローブを選択するようにプログラムされた後、コントロ
ーラ124は測定装置122を起動して基板101上のテストプ
ローブに所定の信号があるかどうかを判定する。所定の
信号が測定装置122によって測定された場合は、試験対
象のリードはプリント回路板のパターンに接続されてい
る。測定値が所定の限界値より低いということは、はん
だジョイントがオープン、つまりつながっていないこと
を示す。
【００１６】次に、この過程を回路板上の各ICの各リー
ドに対して繰り返す。この過程はICの種類には無関係で
あり、TTL、CMOS等を簡単に試験することができ、同じ
プリント回路板上のいくつものICファミリーを試験する
ことができることに注意しなければならない。
【００１７】図２はテストプローブを正面上方から見た
斜視図であり、図３はテストプローブの側断面図であ
る。図２及び図３において、容量性テストプローブ206
は、容量性プレート202、ガードプレート204、能動バッ
ファ回路208、ガード電極スプリングピン210及び信号電
極スプリングピン212を有する。本発明の容量性プレー
ト202とガードプレート204は銅製であるが、任意の導電
性材料で構成することができる。容量性プレート202と
ガードプレート204はガラス充填プラスチックや他の任
意の絶縁材料等の誘電体205によって分離されている。
この誘電体は厚みが約0.04インチである。誘電体205が
薄すぎると容量性の読取値が高い方にずれ、誘電体が厚
すぎる場合にはガードプレートのシールド効果が低下し
て浮遊システムキャパシタンスが検出される。本発明の
容量性プレートはIC中の導電性プレートと共にコンデン
サを形成する(図４参照)。テストプローブ206の容量性
プレート202は誘電体の上面に位置しガードプレート204
に取り囲まれた能動バッファ回路208に電気的に結合さ
れている。容量性プレート202は位置314でバッファ回路
208に接続されている(図３参照)。信号が受信される容
量性プレート202に近接したバッファ回路208で信号を増
幅することにより信号対雑音比が大いに最適化され、そ
れによってシステム雑音や浮遊容量の影響を低減するの
を助ける。しかし、この作用は、同軸ケーブルやスプリ
ングピン210及び212を取り囲む導電性フォームを用いた
シールディング等の他の手段を用いても達成することが
できる。別の手法として、何が望ましくない信号や雑音
かを学習すれば、この値を測定装置122によって測定さ
れた信号から減算することができる。この技術は学習補
償と呼ばれる。説明の目的上、雑音という用語は不規則
雑音と不規則的ではない望ましくない応答の両方を含む
ものとする。
【００１８】製造に当たっては、誘電体205を容量性プ
レート202の上にデポジットし、次にガードプレート204
をこの誘電体の上にデポジットする。次に、このガード
プレートを誘電体205に達するまでまでエッチングして
バッファ回路208のパターンを形成し、このバッファ回
路領域をすっかり取り囲んで溝316をエチングしてこの
バッファ回路をガードプレートから電気的に絶縁する。
製造中、バッファ回路208はガードプレートから形成さ
れたパターン上に、チップオンボード手法を用いてマウ
ントされる。このバッファ回路はピンソケットコネクタ
218中のピンによって標準信号電極スプリングピン212に
電気的に接続されている。この信号電極スプリングピン
212は測定装置への電気的結合手段としてはたらく。ガ
ードプレート204はコネクタ220によってガード電極スプ
リングピン210に電気的に接続されている。このガード
電極スプリングピン210はガードプレートをシステムア
ースあるいは制御電圧源に電気的に結合する。
【００１９】スプリングピン210及び212はアメリカ合衆
国 New Hampshire, Hampton の QATechnology Company
の製造する 100 PR4070 等の標準品のスプリングピンと
することができる。スプリングピン210及び212を用いる
ことにより、テストプローブがz軸方向に動けるように
し、これにより試験対象のIC部品に対してその部品の高
さにかかわりなく緊密に結合できるようになる。また、
本発明を図１のように回路板全体の試験に用いるとき、
これらのスプリングピンがz軸方向に動けることによ
り、全てのテストプローブ206が、これらに対応する部
品の高さが不揃いである場合でもこれらの部品に緊密に
接触できるようになる。このz軸方向への変位は、z軸方
向に変位できる油圧ピン等の他の手段によって達成する
こともできる。さらに、z軸方向への変位は、予想され
た範囲の結果が得られるように予め定められたICパッケ
ージの距離にテストプローブがある限り不要である。従
って、テストプローブはスプリングピンやスペーサを用
いずにテストプレート101に直接取り付けることができ
る。
【００２０】スプリングピン210及び212はピン・イン・
ソケット結合(pin in socket coupling)によって標準コ
ネクタ218及び220に取り付けられる。コネクタ218及び2
20はアメリカ合衆国ペンシルバニア州 71105-3608、Har
risburg の AMP Incorporated の製造する Amp Connect
or 2-331272-7 等の標準コネクタとすることができる。
コネクタ218及び220はバッファ回路208及びガードプレ
ート204に夫々はんだ付けされる。スプリングピンとコ
ネクタの間のピン・イン・ソケット結合にはわずかなxy
平面内の旋回を起こすに足る柔軟性があり、これによっ
て、テストプローブ206の下面の角度がIC部品の上面に
対して傾いている場合にもテストプローブ206を試験対
象のICの上面に一致させることができ、これによってテ
ストプローブ206とこのIC部品の間の距離をほぼ均一に
保つことができる。クリップ222はスプリングピンをコ
ネクタソケット218及び220中に固定するのに用いられ、
またスプリングピンをコネクタ中に固定しながらわずか
なxy平面内の旋回が可能になるようにする。このxy平面
とz軸についての柔軟性は、容量性プレート202とスプリ
ングピン218及び220の代わりに、可撓性のマイラフィル
ムや導電性フォームラバーを用いて得ることもできる。
また、導電性プレートは試験対象の素子の表面に一致さ
せることができる変形可能な導電性材料とすることもで
きる。電気部品という用語は、能動部品、受動部品、ピ
ンコネクタ、ソケットあるいは他のデバイスであってプ
リント回路板パターンとそのデバイスの間にはんだ接続
を有するものを意味する。
【００２１】テストプローブ206は試験対象のICパッケ
ージとほぼ同じサイズ及び寸法でなければならない。テ
ストプローブ206がICパッケージより大きい場合、プリ
ント回路板の配線パターンとの間にも容量結合できてし
まい、そのため試験結果に影響がでる可能性がある。ま
た、テストプローブ206がICパッケージよりはるかに小
さい場合、テストプローブは同じ大きさの場合よりもも
っと正確に配置しなければならない。そうしないと、テ
ストプローブがリードフレームの導電性プレート404(図
４参照)を覆わず、それにより、ピンオープン欠陥であ
るという偽の表示を与えてしまう。テストプローブをIC
パッケージと同じサイズにすることは、テストプローブ
を多数の標準ICパッケージサイズに構成するか、あるい
はより理想的には、ガードプレートと容量性プレートの
サイズを充分大きくして、最終的なユーザが削ったり、
切削したりあるいは研磨を行ってテストプローブの大き
さを試験対象のICの特定の寸法に合わせることによって
も行うことができる。このテストプローブはエンドユー
ザがきわめて簡単に成形することができ、またテストプ
ローブの製造中にガードプレートの上面あるいは容量性
プレートの下面に標準ICパッケージサイズの切断線をつ
けておくこともできる。また、テストプローブはz軸の
まわりの回転に対して固定されていなければならない。
というのは、テストプローブとICパッケージは一般に正
方形あるいは矩形であり、従って、テストプローブがz
軸のまわりに回転した場合、テストプローブの４つの隅
の内の１つあるいは複数のものがICの縁からはみ出して
浮遊容量を検出してしまうからである。テストプローブ
をz軸のまわりの回転に対して固定する１つの方法とし
て、少なくとも２つのスプリングピン210及び212と安定
クリップ222を用いる方法がある。
【００２２】図４はIC部品410と容量性テストプローブ2
06の平面断面図であり、図５はIC部品410と容量性テス
トプローブ206の側断面図である。図４と図５は容量性
テストプローブ206とICのリード412の間に容量結合がど
のように発生するかを示す。図４及び図５において、IC
パッケージ410はICダイ402を含む。ICダイ402ではいく
つかの接続が行われるが、このような接続はICパッケー
ジの外部に対して行われなければならない。従って、リ
ード412は内部導体404に接続され、この内部導体はリー
ド412をIC402に隣接する位置に接続する。導体404とIC4
02の間には小さなワイヤ(ボンドワイヤ)がある。同様の
接続がICパッケージ410の他の全てのリードに対してな
される。
【００２３】導体404は導電性プレートを形成するが、
これはコンデンサの一方のプレートとしてはたらく。こ
のコンデンサの他方のプレートは容量性テストプローブ
206の容量性プレート(図３参照)によって形成される。
このようにして生成されたコンデンサは小さなものであ
るが、リード412と容量性テストプローブ206の間で信号
を導通するには充分である。このテストプローブはここ
では破線で示される。この破線はテストプローブ206がI
Cパッケージ410の上に配置されていることを表わす。上
述したように、テストプローブ206はICパッケージ410と
ほぼ同じサイズ及び寸法でなければならない。
【００２４】図６は非常に小さいテストプローブの図を
示している。ここでは、テストプローブはICの少なくと
も１つのリードコネクタの表面上にのみ配置される。図
６において、IC410は非常に小型のテストプローブ606が
リードコネクタ404の上に配置されたリード412を有す
る。小型のテストプローブ606をIC410の上部のあたりを
移動させることによって、各リードを別個に試験するこ
とができる、本実施例の利点の１つは、テストプローブ
が１つのサイズでどのようなテストプローブとしても適
しており、個別的にサイズを合わせる必要がないことで
ある。しかし、このやり方では大きなテストプローブの
場合に比べて小さいキャパシタンスとして測定してしま
うおそれがある。この場合、浮遊容量を防ぐようにシー
ルドを行なうことが、テストプローブを個々のリードコ
ネクタ404上に正確に位置決めすることとともに一層重
要になる。
【００２５】図６の技術は図７に示す分割型プローブを
作成することによって拡張することができる。図７にお
いて、分割型テストプローブ702は例えばセグメント704
のような多数の非常に小さなセグメントを有し、テスト
プローブ704がICの上に配置されたとき、各セグメント
は夫々１つのリードコネクタ404の上に位置する。各セ
グメントはマルチプレクサ706に接続され、このマルチ
プレクサの出力は測定装置708に接続されている。分割
型テストプローブ702を用いるとき、信号源は図１及び
図８に示すものと同じ方法でPC板のパターンに接続され
る。
【００２６】図８は本発明の装置の一実施態様の概略全
体図である。図８において、本発明の一実施態様のシス
テム802は通常８KHz、200mVの信号を供給する信号源118
を用いる。信号源118の出力はプリント回路板のパター
ン814に接続され、このパターンは818において試験対象
のICリード412に接続される。信号源118のパターン814
への接続は通常触針台接続ピンを介して行われる。
【００２７】容量性テストプローブ206がICパッケージ4
10の上に配置される。薄い誘電体808が部品パッケージ4
10とテストプローブ206の間に配置される。容量性テス
トプローブ206は、電流計、電圧計あるいは実効キャパ
シタンスを計算するための計算手段等の測定装置122に
接続される。測定値が所定の限界値から外れた場合、試
験されているリードがオープンになっていると判定され
る。
【００２８】この試験が行われるに際しては、信号源11
8が起動されてプリント回路板上のパターン814に印加さ
れる。このパターンは位置818で試験対象のリード412に
接続されていなければならない。次に、信号を部品410
のリード412に送らねばならない。容量結合によって、
この信号は容量性テストプローブ206に送られ、次に測
定装置122に送られる。測定されたパラメータが所定の
限界内にある場合、リード412は位置818でパターン814
に接続されていると判定される。リード412が位置818で
接続されていないかあるいは配線パターン814が切れて
いる場合、容量性テストプローブ206にはもっと小さい
信号しか伝達されず測定装置222の測定したこの信号の
値はそのしきい値レベルに達しない。これはオープン欠
陥の存在を示す。
【００２９】測定されている信号がきわめて小さいた
め、雑音、システムキャパシタンス及びクロストークを
できる限り小さくしなければならない。ICの試験の際に
望ましくないキャパシタンスを低減する技術の１つに、
ICの測定に直接関係のないアースリード、電源リード、
及びその他の装置リードをガードする方法がある。使用
されないリードを接地することを“ガード”と呼ぶが、
これは現在のところ雑音を低減する最良の方法と考えら
れる。このガードによって、試験対象のリードとIC部品
上の他のリードの間のクロストークが防止され、それに
よってリード間の浮遊容量結合が低減され、リードが接
続されていない場合により良好な表示が得られる。この
技術は特に効果的である。というのは、この技術では、
通常、他のICの多数のリードも接続されているプリント
回路板の接地面も接地し、それによって望ましくないキ
ャパシタンスのレベルを下げるからである。
【００３０】バッファ回路とシールド処理に変わる別の
技術として、学習値測定を採用することが挙げられる。
この学習技術では、良品であることがわかっている基板
を測定装置によって測定し、各ピンのキャパシタンス値
を記憶する。各未知基板の各ピンのキャパシタンスを測
定して各ピンについての学習されたキャパシタンスと比
較する。いずれかのピンのキャパシタンスの変化が所定
量を超えた場合には、この基板のはんだジョイントは不
良である。一例を挙げると、部品リードとテストプロー
ブの間のキャパシタンスが0.65mmピッチのクワッドフラ
ットパック(quad flat pack)のパッケージについて約40
フェムトファラッドであるという実験データがあるとす
る。あるピンのキャパシタンスの変化が30フェムトファ
ラッド以上である場合、はんだジョイントがオープンに
なっている。この値は試験の診断精度が上がるようにユ
ーザが増減することができる。
【００３１】図９は本発明に用いられる能動バッファ回
路208の回路図である。図９において、バッファ回路208
は314において容量性プレートから受け取った信号を増
幅し、それによって信号対雑音比を上げ、浮遊容量の影
響を低減するのに用いられる標準的な増幅回路である。
当業者には、この増幅効果は他の多くの回路で達成する
ことができることは自明であろう。増幅器904はアメリ
カ合衆国テキサス州Dallasの Texas Instruments の製
造するTL072等の標準的な演算増幅器である。ダイオー
ド906と908は標準的なシリコン小信号ダイオードであ
り、ダイオード910は7.5Vツエナーダイオードである。
抵抗器912及び914は100KΩ抵抗器であり、抵抗器916及
び918は夫々1MΩと464Ωの抵抗器である。回路出力922
は信号スプリングピン212に電気的に結合され、回路ア
ース920はガード電極スプリングピン210によってシステ
ムアースに電気的に結合されている。この発明では、能
動バッファ回路208は信号を増幅して浮遊容量の影響を
低減し、それによって浮遊容量を比較的重要性が小さく
なるようにするのに用いられる。この回路は費用効率が
よく実現が容易であるために用いられる。しかし、スプ
リングピン212のまわりに設けられ、またテストプロー
ブ206のガードプレート204に取り付けられたあるいはあ
るいはガードプレート204の代わりに取り付けられた同
軸ケーブルといった他のシールド手段を用いることもで
きる。
【００３２】図１０はプリント回路板の上下両面の複数
のICの試験に用いられる本発明の他の実施例の側断面図
を示す。図１０において、テストプローブ1018及び1024
がテストフィクスチャ取り付けプレート1002及び1004に
取り付けられており、テストプローブ1018及び1024はテ
ストフィクスチャ1002及び1004が試験対象のプリント回
路板1000と係合したとき、ICパッケージ1020及び1022に
係合するようになっている。本実施例では、テストフィ
クスチャ取り付けプレート1002及び1004に取り付けられ
た触針台型ピン1006及び1008によって、位置1030及び10
32においてプリント回路板のパターンに信号が供給され
る。このパターンはリード1034及び1036を介してICにこ
の信号を供給する。この信号は容量結合によってテスト
プローブ1018及び1020に伝達される。すると、この信号
は信号スプリングピン1010及び1012を介して測定装置
(図示せず)に伝達される。ガードスプリングピン1014及
び1016がシステムアースあるいは制御電圧(図示せず)に
接続されている。
【００３３】テストプローブ1018及び1024の上面にはん
だ付けされたコネクタ1038及び1040とスプリングピン10
10、1012、1014及び1016は夫々クランプ1026及び1028に
よって一体に保持される。クランプ1026及び1028はスプ
リングピンとコネクタの間になされたピン・イン・コネ
クタ接続を保持するだけではなく、テストプローブ1018
及び1024をz軸のまわりに回転しないように固定するは
たらきをする。クランプ1026及び1028はポリカーボネー
トや任意の実質的に可塑性の材料のような任意の誘電体
材料で構成することができる。この実施例は図１及び図
８に示す実施例と同様に機能する。
【００３４】図１１は図６の場合と同様にテストプロー
ブが非常に小型である本発明の他の実施例の斜視断面図
を示す。図１１において、図１等に示すものよりも小さ
なテストプローブ606を試験ロボット(図示せず)と共に
使用して、IC410の各リード412を個々に試験する。この
実施例では、テストプローブ606はロボットの機械アー
ム1104がテストプローブを保持することができるように
スプリングピン210及び212を取り囲むゴムのグリップを
有する。次に、ロボットが各リードコネクタ404の座標
に対してプログラムされる。このロボットはアメリカ合
衆国ニューヨーク州 11788、Hauppauge の Anorad Corp
oration の製造するロボットのように３次元の移動能力
を持っていなければならない。ロボット試験システムは
図２及び図３に示すようなより大きなテストプローブを
用いてICパッケージや他の電気部品を試験することもで
きるということに注意しなければならない。さらに、テ
ストプローブはロボットに試験スローブを掴ませる代わ
りに、この試験プローブを試験ロボットアームに取り付
けることもできる。このようなロボット試験システムは
図８を参照して説明した試験手続を使用する。
【００３５】図１及び図１０に示す試験基板システムや
図１１に示す試験ロボットシステムを用いることに費用
面の利益がない場合がある。例えば、プロトタイプや少
量だけしか生産されない回路板を試験するときこのよう
なシステムを設計することは費用効率が良くない。この
ような場合、マニュアル試験システムを用いるほうが費
用効率がよい。マニュアル試験システムは図１２に示す
ような手持ち式のテストプローブを用いることができ
る。手持ち式テストプローブの斜視図を図１２に示す。
図１２には、図２と同様のテストプローブ1202を示す
が、このプローブは導電性プレート202、誘電体205、ガ
ードプレート204、バッファ回路208、コネクタ218及び2
20、スプリングピン210及び212を有する。また、テスト
プローブ1202はスプリングピン210及び212を夫々コネク
タ218及び220に固定するためのクリップ222を有する。
さらに、テストプローブ1202は手で保持できるように取
手1204を有する。このテストプローブの実施例は、スプ
リングピン210、212を夫々測定装置とアースまたは定電
圧源に接続するケーブル(図示せず)を用い、図８を参照
して説明したものと同じ試験手続を利用することができ
る。
【００３６】上述したテストプローブはIC等の電気部品
を試験するものとして説明したが、この技術は、これら
に限定するというわけではないが例えばトランジスタ、
ダイオード、抵抗器、インダクタ、コンデンサ及びコネ
クタ等の個別的なリードを有する他の種類の電気部品に
対しても同様に機能する。また、アナログ電気部品や抵
抗器やコンデンサといったディスクリート部品に対して
も用いることができる。
【００３７】以上の説明は例示と説明の目的で行われ
た。この説明は網羅的なものではなく、本発明をここに
開示された態様に厳密に限定するものではない。例え
ば、当業者にはガードプレートやバッファ回路以外のシ
ールド手段を用いて浮遊容量をシールドすることができ
ることは自明であろう。また、テストプローブの下側の
容量性プレートの表面は導電性、絶縁性のいずれでもよ
いことは明らかである。上述の実施例は本発明の原理と
その実際の応用を最もよく説明して当業者が本発明を用
途に適したさまざまな実施例や変更態様で最もよく利用
できるようにするために選択し、説明したものである。
従来技術に制限されるものを除き本願特許請求の範囲が
本発明のこれ以外の実施例を含むように理解されること
が意図されている。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、電子部品が取り付けら
れておりまたそれが回路板の配線パターンに適切にはん
だ付けされているか否か、また配線パターンが適切な導
電性を有するか否かを判定する簡単で安価なシステムを
提供する。本発明によればASIC等の大型のIC部品につい
て複雑な試験を行うことが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント回路板上の複数のICの試験に用いられ
る本発明の一実施例を示す図。
【図２】本発明の第１実施例の斜視図。
【図３】本発明の第１実施例の側断面図。
【図４】本発明の第１実施例を説明する図。
【図５】本発明の第１実施例を説明する図。
【図６】ICの１本のリードの上に置くことのできる非常
に小さいテストプローブを使用することを示す本発明の
第２実施例を説明する図。
【図７】ICの各リードを個別に試験するのに用いられる
本発明の第３実施例を説明する図。
【図８】本発明の実施例の動作を説明する図。
【図９】本発明のテストプローブに用いられる能動バッ
ファ回路の例を示す回路図。
【図１０】プリント回路板の上下両面の複数のICの試験
に用いられる本発明の第４実施例を説明する図。
【図１１】テストプローブが非常に小型であり、試験ロ
ボットと連動させて用いてICの夫々のリードを試験する
本発明の第５実施例を説明する図。
【図１２】手持ち式のテストプローブであるテストプロ
ーブの別の実施例の斜視図。
【符号の説明】
100：プリント回路板 101：基板 102、103、104：容量性テストプローブ 106、108、110：IC 112、114：プローブピン 113：触針台テスタ 116：セレクタ 118：信号源 120：マルチプレクサ 122：測定装置 124：コントローラ 202：容量性プレート 204：ガードプレート 205：誘電体 206：テストプローブ 208：能動バッファ回路 210：ガード電極スプリングピン 212：信号電極スプリングピン 218：ピンソケットコネクタ 220：コネクタ 222：クリップ 316：溝 402：ICダイ 404：導電性プレート 410：IC部品 412：リード 606：テストプローブ 702：分割型テストプローブ 704：セグメント 706：マルチプレクサ 708：測定装置 802：システム 808：誘電体 814：プリント回路板のパターン 904：増幅器 906、908、910：ダイオード 912、914、916、918：抵抗器 920：回路アース 922：回路出力 1000：プリント回路板 1002、1004：テストフィクスチャ取り付けプレート 1006、1008：触針台型ピン 1010、1012：信号スプリングピン 1014、1016：ガードスプリングピン 1018、1024：テストプローブ 1020、1022：ICパッケージ 1026、1028：クランプ 1034、1036：リード 1038、1040：コネクタ 1104：機械アーム 1202：テストプローブ 1204：取手

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電気部品を試験して前記電気部品のコネク
    タリードがプリント回路板のパターンに導電接続されて
    いるかどうかを判定するテストプローブであって、前記
    コネクタリードが前記パターンに導電接続されて試験信
    号が生成されたとき前記電気部品の前記コネクタリード
    によって生成された電界を容量的に検出する導電プレー
    ト手段、電気的雑音からの保護を提供する保護手段、及
    び前記試験信号を増幅して前記試験信号と前記電気的雑
    音の信号対雑音比を上げるための前記導電性プレートに
    電気的に結合された信号増幅手段からなり、前記保護手
    段は前記導電性プレートに充分近接して配設され、前記
    コネクタリードが前記パターンに導電接続されているか
    どうかを判定するのに充分な信号対雑音比を有する試験
    信号を生成するテストプレート。
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