JPWO2011145269A1 - Ic電流測定用装置、及びic電流測定用アダプタ - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、BGA(Ball Grid Array)パッケージによってパッケージングされた5×5の計25個の端子を備えるICの電源端子それぞれに流れる電流を測定するためのIC電流測定用装置について説明する。
図1は、IC101と基板102との間に装着された状態のIC電流測定用装置100の断面図である。
IC側端子のうち、電源端子でもグラウンド端子でもない端子のそれぞれは、直線状に配置された第1基板120aのコンタクトホールと、第2基板120bのコンタクトホールと、第3基板120cのコンタクトホールと、部品内蔵層110のビアと、第4基板130aのコンタクトホールと、第5基板130bのコンタクトホールと、第6基板130cのコンタクトホールとを介して、対応する基板側端子のそれぞれと接続される。
抵抗素子に電流が流れると、その抵抗素子の両端にその電流に応じた電位差が発生する。
測定された電流には、様々な周波数成分が含まれている。
図4(a)は、例えば電源端子であるIC側端子122(図2参照)に対応するIC端子(以下、IC電源端子Aという。)に流れる電流の周波数特性を示す図である。
<実施の形態2>
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1に係るIC電流測定用装置100の一部を変形した実施の形態2に係る第1変形IC電流測定用装置について説明する。
<実施の形態3>
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態2に係る第1変形IC電流測定用装置500の一部を変形した実施の形態3に係る第2変形IC電流測定用装置について説明する。
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1に係るIC電流測定用装置100の一部を変形した実施の形態4に係る第3変形IC電流測定用装置について説明する。
<実施の形態5>
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1に係るIC電流測定用装置100の一部を変形した実施の形態5に係る第4変形IC電流測定用装置について説明する。
<実施の形態6>
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1に係るIC電流測定用装置100の一部を変形した実施の形態6に係る第5変形IC電流測定用装置について説明する。
<実施の形態7>
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1に係るIC電流測定用装置100の一部を変形した実施の形態7に係る第6変形IC電流測定用装置について説明する。
<実施の形態8>
以下、本発明に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1に係るIC電流測定用装置100(図1参照)の基板102側主表面に装着される嵩上げ基板について説明する。
<補足>
以上、本実施に係るIC電流測定用装置の一実施形態として、実施の形態1〜実施の形態6として、6つのIC電流測定用装置の例に基づいて説明したが、以下のように変形することも可能であり、本発明は上述した実施の形態で示した通りのIC電流測定用装置に限られないことはもちろんである。
(1)実施の形態1において、IC電流測定用装置100は、BGAパッケージによってパッケージングされた5×5の計25個の端子を備えるIC101の端子に流れる電流を測定するためのものとして説明したが、測定対象のICは、必ずしもBGAパッケージによってパッケージングされたものに限定されるものではなく、例えばQFP(Quad Flat Pakage)といったBGAパッケージ以外の方法でパッケージングされたものであっても構わないし、また、必ずしも5×5の計25個と端子を備えるICに限定されるものではなく、例えば20×10の計100個の端子を備えるICであっても構わない。
(2)実施の形態1において、IC電流測定用装置100は、IC101の電源端子のそれぞれに流れる電流を測定するものであるとして説明したが、測定対象の端子は、必ずしも電源端子に限定されるものではなく、例えば、グラウンド端子、デジタル信号出力端子、デジタル信号入力端子、アナログ信号入力端子、アナログ信号出力等といった電源端子以外の端子であっても構わない。
(3)実施の形態1において、部品内蔵層110に含まれる抵抗素子は、抵抗値が1Ωであり、サイズが0.6mm×0.3mm×0.3mmのチップ抵抗であるとして説明したが、抵抗素子は、抵抗値が必ずしも1Ωに限定されるものではないし、必ずしもサイズが0.6mm×0.3mm×0.3mmに限定されるものでもないし、必ずしもチップ抵抗に限定されるものでもない。
(4)実施の形態1において、部品内蔵層110に含まれる抵抗素子は、部品内蔵層110のIC101側の主表面と基板102側の主表面とを貫通するものであるとして説明したが、測定対象の端子の配線経路上に配置されていれば、抵抗素子は、必ずしもIC101側の主表面と基板102側の主表面とを貫通している必要はない。
(5)実施の形態1において、IC電流測定用装置100は、IC101とはんだによって接続されるとして説明したが、IC側端子のそれぞれが、対応するIC101の端子のそれぞれと電気的に接続されていれば、必ずしもはんだによって接続されるものに限らない。
(6)実施の形態5において、部品内蔵層810に含まれる反射抑制用抵抗素子の抵抗値は100Ωであるとして説明したが、引出端子が解放端である場合において引出端子からの反射波を抑制することができる抵抗値、または、引出端子に外部の測定機器が接続された状態において測定端子からの反射波、もしくは、外部機器からの反射波を抑制することができる抵抗値であれば、反射抑制用抵抗素子の抵抗値は必ずしも100Ωに限定される必要はない。
(7)実施の形態5において、部品内蔵層810に含まれる反射抑制用抵抗素子は、サイズが0.6mm×0.3mm×0.3mmのチップ抵抗であるとして説明したが、反射抑制用抵抗素子は、必ずしもサイズが0.6mm×0.3mm×0.3mmに限定されるものでもないし、必ずしもチップ抵抗に限定されるものでもない。
(8)実施の形態6において、電磁波受信素子がコイルである例について説明したが、例えば、測定対象となる電流経路の近傍(例えば0.3mm)に、その電流経路と平行に配置された金属(例えば銅)配線といった、測定対象となる電流経路との間に相互インダクタンスを有し、測定対象となる電流経路に流れる電流が変化することによって発生する磁界の変動に応じて測定可能な電位差を生じるものであれば、必ずしもコイルである必要はない。
(9)実施の形態7において、配線層内に含まれる反射抑制用抵抗素子は、銅配線をレーザトリミング法でトリミングすることで形成される形成抵抗であるとして説明したが、配線を加工することで形成される抵抗であれば、必ずしも銅配線をレーザトリミング法でトリミングすることで形成される形成抵抗である必要はなく、例えば、銅配線をタングステン等の高抵抗金属に置き換える加工がなされることで形成される形成抵抗であっても構わない。
(10)以下、さらに本発明の一実施形態に係るIC電流測定用装置の構成及びその変形例と各効果について説明する。
101 IC
102 基板
110 部品内蔵層
111、112、114、116、117 ビア
113、115 抵抗素子
120 配線内蔵層
121〜125 IC側端子
126〜129 引出端子
130 配線内蔵層
131〜135 基板側端子
140 第1グラウンドプレーン
141 第2グラウンドプレーン
148、149 バイパスコンデンサ
158、159 基板内配線経路
161〜167、171〜175 配線経路
180〜184 IC101の端子
185〜189 基板102の端子
190〜199 はんだ
Claims (12)
- ICの端子に流れる電流を測定するために、当該ICと基板との間に装着されるIC電流測定用装置であって、
前記ICの複数の端子とそれぞれ接続するための複数のIC側端子と、
前記基板の複数の端子とそれぞれ接続するために用いられ、それぞれ対応するIC側端子と電気的に接続する複数の基板側端子と、
IC側第1端子と当該IC側第1端子に対応する基板側端子との間に流れる電流に応じて電位差を生じる第1素子と、
IC側第2端子と当該IC側第2端子に対応する基板側端子との間に流れる電流に応じて電位差を生じる第2素子と、
前記第1素子に生じる電位差を外部に出力するための第1引出端子と、
前記第2素子に生じる電位差を外部に出力するための第2引出端子とを備える
ことを特徴とするIC電流測定用装置。 - 前記第1素子は、前記IC側第1端子と当該IC側第1端子に対応する基板側端子との間に接続される抵抗素子であって、
前記第2素子は、前記IC側第2端子と当該IC側第2端子に対応する基板側端子との間に接続される抵抗素子であって、
前記第1引出端子は、前記第1素子のIC側端子側の一端と接続され、
前記第2引出端子は、前記第2素子のIC側端子側の一端と接続される
ことを特徴とする請求項1記載のIC電流測定用装置。 - 前記IC電流測定用装置は、第1主表面と、当該第1主表面と平行な第2主表面とを有し、
前記第1素子の基板側端子側の一端と内部の配線を介して接続される第3引出端子と、
前記第2素子の基板側端子側の一端と内部の配線を介して接続される第4引出端子とを備え、
前記複数のIC側端子は、前記第1主表面に配置され、
前記複数の基板側端子は、前記第2主表面に、対応するIC側端子と対向する位置に配置され、
前記第1素子は、前記IC側第1端子と当該IC側第1端子に対応する基板側端子との間に配置され、
前記第2素子は、前記IC側第2端子と当該IC側第2端子に対応する基板側端子との間に配置され、
前記第1引出端子は、前記第1素子のIC側端子側の一端と内部の配線を介して接続され、
前記第2引出端子は、前記第2素子のIC側端子側の一端と内部の配線を介して接続される
ことを特徴とする請求項2記載のIC電流測定用装置。 - 前記第1引出端子と前記第2引出端子と前記第3引出端子と前記第4引出端子とが、前記第1主表面のうち、前記ICに装着される場合において当該ICに覆われていない位置に配置されている
ことを特徴とする請求項3記載のIC電流測定用装置。 - 抵抗素子である第3素子と、
抵抗素子である第4素子とを備え、
前記第1引出端子は、前記第3素子と内部の配線とを介して前記第1素子のIC側端子側の一端と接続され、
前記第2引出端子は、前記第4素子と内部の配線とを介して前記第2素子のIC側端子側の一端と接続される
ことを特徴とする請求項2記載のIC電流測定用装置。 - 前記第3素子と前記第4素子とは、それぞれ、配線を加工することで形成される形成抵抗素子である
ことを特徴とする請求項5記載のIC電流測定用装置。 - 前記IC電流測定用装置は、主表面を有し、
前記基板のグラウンド配線と接続するための基板側グラウンド端子と、
前記基板側グラウンド端子と電気的に接続される1以上のIC側グラウンド端子とを備え、
前記IC側グラウンド端子のうちの少なくとも1つと前記複数のIC側端子と前記第1引出端子と前記第2引出端子とが前記主表面に配置され、
前記IC側グラウンド端子のうちの少なくとも1つと前記第1引出端子との距離が1.5mm以下であり、
前記IC側グラウンド端子のうちの少なくとも1つと前記第2引出端子との距離が1.5mm以下である
ことを特徴とする請求項2記載のIC電流測定用装置。 - 前記IC側第1端子は、前記ICの第1電源端子と接続するための端子であって、
前記IC側第2端子は、前記ICの第2電源端子と接続するための端子であって、
前記第1素子の基板側端子側の一端と、前記第2素子の基板側端子側の一端とに、電気的に接続する第3引出端子とを備える
ことを特徴とする請求項2記載のIC電流測定用装置。 - 前記第1素子は、前記IC側第1端子と当該IC側第1端子に対応する基板側端子との間に流れる電流によって発生する電磁波を受信する電磁波受信素子であって、
前記第2素子は、前記IC側第2端子と当該IC側第2端子に対応する基板側端子との間に流れる電流によって発生する電磁波を受信する電磁波受信素子である
ことを特徴とする請求項1記載のIC電流測定用装置。 - 第3引出端子と、
第4引出端子とを備え、
前記第1素子は、前記第1引出端子と前記第3引出端子との間に接続されるコイルであって、前記IC側第1端子と当該IC側第1端子に対応する基板端子との間の電流経路からの距離が、当該IC側第1端子と当該IC側第1端子に対応する基板側端子と間に流れる電流によって発生する電磁波を受信するための所定距離以下であり、
前記第2素子は、前記第2引出端子と前記第4引出端子との間に接続されるコイルであって、前記IC側第2端子と当該IC側第2端子に対応する基板端子との間の電流経路からの距離が、当該IC側第2端子と当該IC側第2端子に対応する基板側端子と間に流れる電流によって発生する電磁波を受信するための所定距離以下である
ことを特徴とする請求項8記載のIC電流測定用装置。 - 前記第2主表面は、矩形である
ことを特徴とする請求項3記載のIC電流測定用装置。 - 請求項11記載のIC電流測定用装置と基板との間に装着され、当該IC電流測定用装置の前記複数の基板側端子のそれぞれと、前記基板の複数の端子のそれぞれとの接続を介してなすIC電流測定用アダプタであって、
第3主表面と、当該第3主表面と平行な第4主表面とを有する略直方体であり、
前記複数の基板側端子とそれぞれ接続されるために用いられる複数の第1アダプタ端子が前記第3主表面に配置され、前記基板の複数の端子とそれぞれ接続されるために用いられ、それぞれ対応する前記第1アダプタ端子と接続する複数の第2アダプタ端子が前記第4主表面に配置され、
前記第3主表面は、幅と高さとのそれぞれが、前記第2主表面の幅と高さとのそれぞれよりも小さい
ことを特徴とするIC電流測定用アダプタ。
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