KR20010043017A - 상호 연결된 회로망을 테스트하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

최소 두 개의 플라즈마 제트를 각각, 테스트될 회로의 다른 지점(12)(13) 부근에서 생성하고, 상기 지점간에 전류가 상기 회로를 통해 흐르게끔 각 지점에 대응하는 플라즈마 제트를 통해 전위차를 인가하며, 테스트 작업을 수행하도록 상기 전류의 흐름을 유지시킴에 의해, 상호 연결된 회로망을 테스트하는 방법 및 장치. 공간(cavity) 내부 두 전극간에 방전을 일으킴에 의해 각 플라즈마 제트가 생성되고, 상기 플라즈마는 오리피스(orifice)를 통해 분사된다. 장치는, 테스트될 회로의 두 지점 사이에 전류가 흐르게 하고, 생성된 플라즈마를 상기 두 지점 중 한 곳에 보내도록 각각 위치하거나 위치될 수 있는, 최소 두 개의 플라즈마 분사기-전극(14)(16)과, 각 플라즈마 분사기-전극에 전압을 공급하는 제1전기회로(21)(27)와, 각 플라즈마 분사기-전극에 가스를 공급하는 수단(18)(20)과, 제1전기회로와 같거나 다를 수 있는, 전기 방전을 지속시키기 위한 제2전기회로(21)(27)로 구성된다.

Description

상호 연결된 회로망을 테스트하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TESTING INTERCONNECT NETWORKS}

회로의 두 패드(pad) 사이에 전위 차를 만들어서 전류를 발생시켜 두 패드를 연결하는 회로망의 전기적 저항을 측정함에 의해 상호 연결된 회로망, 특히 인쇄 회로 기판을 테스트하는 것이 당 분야에 알려져 있다. 이는 전압원에 연결된 전극과 패드(pad)가 물리적으로 접촉함 없이 수행되는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해, 전도성 통로를 생성하는데 레이저가 당 분야에 사용되어져 왔다. 그리하여, 전기 부품의 비접촉 검사를 위해, 예를 들어 동 양수인의 미국특허 제5,587,664호와 같은, 표면과 충돌하여 전도성 통로를 생성하는, 플라즈마의 생성이 개발되었다.

선행기술은 주로 타겟 전도체로부터 금속 플라즈마를 융제함에 의해 전도성 통로를 생성하는 것인데, 상기 융제된 금속은 당 기술에 적용되는 조건 하에서, 전도성 성질을 갖는 금속 플라즈마를 생성한다. 이 방법은, 어떤 경우에는 유용한 반면, 몇몇 단점을 갖는다: 금속 플라즈마의 수명이 짧고 제어하기 어렵다. 이것은 또한 실제적인 금속 플라즈마의 양을 생성하기에 충분한, 상대적으로 많은 양의 레이저 에너지를 필요로 하여 상대적으로 강하고 비싼 레이저를 필요로 한다.

본 출원인의 특허출원 제122654호는, 바람직하게는 전기 회로를 테스트하기 위해, 한 전극에서 다른 전극으로 전기적 통로를 발생시키고 가이드 하는 방법과, 이의 수행을 위한 장치를 공개 및 청구하고 있는데, 상기 방법은 전기적 통로를 생성시키기 원하는 통로의 최소한 일부분을 따라 레이저 펄스를 가하고, 상기 레이저 펄스의 에너지는 상기 통로를 따라 상기 매체 내에 플라즈마를 생성시키기에 충분하며 레이저 펄스를 가한 후, 상기 통로에서 전기적 방전을 지속시키기에 충분한 크기의 전압 또는 전류를 계속 가하는 것으로 구성된다. 상기 방법과 장치가 당 분야에서 가치있는 개선이긴 하지만, 이것은 레이저 빔의 발생과 제어를 필요로 한다. 이는 또한 높은 에너지의 레이저 빔을 접촉 헤드에 보내고 테스트되는 보드의 작은 영역으로 비춤(re-imaging)을 필요로 한다. 모든 이러한 필요조건은 장치를 비싸고 복잡하게 한다.

제한된 플라즈마 구름의 생성을 포함하는 방법 및 장치가, 당 분야에 몇몇 다른 응용분야에서, 플라즈마 제트(plasma jet), 플라즈마(또는 아아크) 토오치(torch), 플라즈마 트랜스퍼 등과 같은 여러 명칭으로 공개되어 있다.

이러한 방법은, 예를 들어 플라즈마 아아크 용접을 위한 방법과 장치가 공개된 미국 특허 제3,553,422호에서 실행되어졌다.

이러한 방법은, 예를 들어 아아크 토오치 커팅을 위한 방법 및 장치가 공개된, 미국특허 제3,619,549호에서도 실행되어졌다.

이 두 적용분야에서, 매우 높은 출력의 아아크가 플라즈마 소스(plasma source)로 사용된다. 고온의 기체 플라즈마가 노즐을 통해 작업물에 분사된다. 이러한 특허와 다른 많은 특허에서, 용접 또는 커팅의 질을 개선하도록 의도된, 플라즈마 구름을 조종하고 제한하는 방법 및 장치가 공개되었다. 이는 플라즈마 가스 형태의 여러 조합, 동심으로 플라즈마 제트 둘레에 분사되는 차단 가스(shielding gas), 여러 형태의 분사 노즐, 제트를 더욱 제한시키기 위해 제트 둘레에 흐르는 와류(물)를 포함한다.

플라즈마 분사는 또한 표면 처리 및 코팅 분야에도 사용되는데, 분말형태의 코팅 물질이 분사되는 플라즈마에 혼합된다.

플라즈마 제트는 또한 마킹(marking) 및 프린팅 분야에서도 사용된다.

동일한 방법이, 예를 들어 미국특허 제4,911,075호에서, 석판 이미징에 사용되었다. 플라즈마 제트 헤드가 판의 인쇄면에 가깝게 놓여지고 플라즈마 제트가 분사된다. 플라즈마 제트는 충돌지점에서 판의 표면 금속층 또는 코팅 부분을 기화시키고, 이에 의해 이미지 부분을 만들도록 잉크 또는 물 친화성을 변화시킨다.

플라즈마 제트 헤드는 가스를 내부에 유동시키는 수단, 노즐, 플라즈마 제트를 생성하기 위한 수십 수백 암페어의 전류 및 방전을 일으키도록 수천 볼트의 고압 펄스를 노즐 뒤에 배치된 전극에 보내는 수단으로 구성된다.

상기 모든 방법 및 장치들은 플라즈마 제트로 전기 통로를 생성하는 것을 나타내지 않는다. 플라즈마 제트는 본질적으로 강한 열원처럼 동작한다. 플라즈마와 작업물 사이의 열적 또는 화학적 반응이 활용되는 것이다.

미국특허 제5,202,623호에서, 레이저 작동 플라즈마가 인쇄회로기판의 비-접촉 테스트에 사용되었다. 플라즈마는 작은 챔버 안 공기 중에 생성되었는데, 상기 챔버는 농축 레이저 펄스를 받고, 플라즈마는 오리피스(orifice)를 통해 챔버를 빠져나가며, 전기전도성 플라즈마 기둥이 회로를 조사하는데 사용된다.

본 발명의 목적은 레이저 빔의 생성 및 적용을 필요로 하지 않는, 상호 연결 회로망, 특히 인쇄회로기판의 비접촉 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 플라즈마 제트를 발생시켜, 전압이 인가될 전기 회로의 지점 또는 패드(pad) 각각으로 보내고, 플라즈마 제트를 통해 상기 전압을 인가하는 것으로 이루어진 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상기 플라즈마 접촉을 사용하여 수행될 수 있는, 전기 회로의 패드(pad) 사이의 저항을 정밀하고 정확하게 측정하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 선행 기술의 장치보다 간단하고 저렴한, 전기 회로, 특히 인쇄회로기판의 비-접촉 검사를 위한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 레이저 빔의 사용 없이 플라즈마를 통해 전기통로가 생성되는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 상호 연결 회로망을 높은 해상도로 조사하기 위한, 최대로 제한되고 미세하게 조절되는 플라즈마 제트를 생성하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 조사하는 동안 상호 연결 회로망을 손상시키지 않는, 정교한 플라즈마 제트를 생성하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적과 장점들은 하기에 설명될 것이다.

[발명의 간단한 설명]

본 발명에 따라, 다음의 단계로 이루어진, 전기 회로를 테스트하는 방법;

가) 최소한 두 개의 플라즈마 제트를, 테스트될 회로의 각각 한 지점 부근에서 생성함;

나) 상기 각 지점에, 대응하는 플라즈마 제트를 통해 전압을 인가하되, 상기 두 지점 사이에 전류가 상기 회로를 통해 흐르게끔 상기 전압들의 크기가 서로 다름;

다) 테스트 작업을 수행하도록 상기 전류의 흐름을 유지시킴.

테스트되는 전기 회로의 요구되는 특성을 정하기 위해, 인용된 미국특허 제5,587,664호에 기술된 것과 원칙적으로 동일한 방식으로, 전압 및 전류 데이터 작업이 이루어지는데, 상기 미국 특허의 내용이 여기서 참조자료로 도입된다. 데이터 처리에 있어서, 거기에 기술되지 않은, 한 부가적인 단계는, 접촉 전압 보상이다. 플라즈마 접촉에는 전압 강하가 존재하는데, 이는 상기 두 지점 사이의 저항을 정확히 계산하기 위해 보상되어야 한다. 이 전압 강하는 이후 Vc(접촉전압에 대해)로 지칭될 것이다. Vc의 정확한 보상을 가능하게 하기 위해, 낮고 안정적인 Vc를 갖는 형태(configuration)가 확립되어졌다. Vc는 정확한 제트 형태(configuration)와 작동 파라미터, 작업 거리, 측정 전류에 따라 다르다. 우리는, 높은 저항 측정에서, 두 지점 간의 절연(isolation)을 체크할 때 5mA 미만의 매우 낮은 측정 범위가 적당하고 낮고 안정적인 Vc를 나타내는데 반해; 낮은 저항 측정에서, 상기 두 지점 간의 연속성을 체크할 때 0.1A (아아크 방전 범위) 보다 큰 전류 범위가 적당하다는 것을 발견했다. 후자의 경우, 우리는 측정 전원으로 전류원(current source)을 사용했고, 일정 전류를 사용하며 측정하였다. 두 경우 다, 10~1000 ㎛ 의 작업 거리에서, 접촉 전압의 전형적인 값은 수십 볼트까지이다. 실제적인 접촉 전압은 특정 형태(configuration)에 따라 조정되고 보상된다.

각 플라즈마 제트는, 대응되는 감지 헤드로부터 오리피스(orifice)를 통해 분사된다. 플라즈마는 상기 오리피스 뒤의 공간(cavity) 내에 생성된다. 상기 플라즈마를 생성하는 한 방법은, 상기 공간 내에 두 전극을 놓고, 그 사이에 고압 펄스를 인가하여, 전기 방전을 일으키고 지속시키는 전류 펄스를 일으키는 것이다. 마이크로파-발생 플라즈마도 같은 방식으로 사용될 수 있다.

될 수 있으면, 공간 내의 가스는, 예를 들어 헬륨, 네온, 아르곤, 크세논 및 다른 불활성 가스와 같은, 플라즈마를 발생시키는데 상대적으로 낮은 전위차를 필요로 하는 가스인 것이 좋다. 이러한 가스의 부가적인 장점은 전극 및 작업물에 발생할 수 있는 화학적 반응이 감소되는 것이다.

공간(cavity)을 통과해 오리피스 밖으로 유동하도록 가스 흐름을 공급함에 의해, 플라즈마 제트가 더 멀리 분사될 수 있다. 그러나, 플라즈마 제트는 가스 흐름 없이 방전 자체의 충격에 의해 생성될 수 있다.

플라즈마 분사기의 특성은, 기하학적 형상, 구성과 재질; 특히 전극의 기하학적 형상과 재질, 전극 사이의 거리, 가스의 종류와 노즐의 기하학적 형상에 밀접하게 관계한다.

본 발명에 따른, 전기 회로를 테스트하는 장치는, 테스트될 회로의 두 지점 사이에 전류를 흐르게 하는 전극의 역할도 하여 이후 "플라즈마 분사기-전극" 또는 간략하게 "플라즈마 전극"이라 지칭될, 최소 두 개의 플라즈마 분사기를 구비한다. 각 플라즈마 분사기 전극은 발생되는 플라즈마를 상기 두 지점 중 한 곳으로 보내도록 위치하거나 위치될 수 있다. 상기 장치는 또한, 상기 플라즈마 분사기-전극에 전압을 공급하는 제1전기회로, 상기 플라즈마 분사기-전극에 가스를 공급하는 수단, 및 상기 제1전기회로와 같거나 다를 수 있는, 상기 플라즈마 방전을 지속시키는 제2전기회로를 구비한다.

상기 각 플라즈마 분사기-전극은:

1- 절연 본체;

2- 상기 본체 내부의 공간(cavity)을 향해 배치된 두 전극;

3- 상기 전극에 연결된 방전 개시 및 지속 회로;

4- 상기 공간(cavity)은, 가스 흐름을 위한 내부 통로와 발생된 플라즈마 제트를 위한 노즐 오리피스를 제공하고 테스트되는 회로 보드의 상기 두 지점 중 한 곳에 상기 제트가 충돌하도록, 구성되고 배치됨;

5- 상기 플라즈마 분사기-전극 중 하나의 전극이, 다른 플라즈마 분사기-전극의 전극보다 상기 전류를 발생시키기 충분할 만큼 전위가 낮음.

간략함을 위해, 플라즈마 분사기-전극이 생성된 제트를 충돌시키는 전기 회로 지점은 상기 플라즈마-분사기-전극에 "대응하는" 지점이라 지칭될 것이다.

이후로, 명확함을 위해, 한 플라즈마 분사기-전극의 두 전극 사이의 전위차는 "방전 전압"이라 지칭될 것이고, 두 플라즈마 분사기-전극 사이의 전위차는 "측정 전압"이라 지칭될 것이다. 바람직하게는, 두 플라즈마 분사기-전극의 방전 전압은 같은 것이 좋다.

본 발명의 한 실시례에서, 상기 플라즈마 분사기-전극은 다층의 끝이 잘린 형태의 중공 원뿔 형태이고, 상기 절연 본체는 단지, 서로 끼워진 두 금속 원뿔 사이의 스페이서(spacer)이다. 오리피스는 원뿔의 잘려진 부분이다. 그리하여, 이 실시례에서는, 제1전극인 내측 금속층, 이를 둘러싸는 절연층, 제2전극인 외측 금속층, 제2전극을 덮는 외측 절연층으로 플라즈마 분사기-전극이 형성된다. 다른 플라즈마 제트 응용 분야에서 널리 사용되는 다른 형태는, 한 전극은 절연 본체의 공간(cavity) 내부에 위치하는 니들(needle)이고, 다른 전극으로서의 역할도 하는 금속 노즐을 향해 배치된 것이다.

하지만, 플라즈마 분사기-전극은, 플라즈마 발생 수단을 구비하고 말단에 노즐이 형성된 플라즈마 통로를 제공하기만 한다면, 다른 형태로 구성될 수 있다. 여기서, "노즐"이라는 용어는 전극에서 나오는 플라즈마가 통과해 나오는 오리피스를 지칭한다.

플라즈마 발생 전극은 방전 전원에 연결된다. 방전 전압은, 사용되는 가스의 종류, 전극의 모양과 재질 및, 플라즈마 분사기-전극의 두 전극들 사이의 가스를 통해 발생되는 전기 방전의 길이를 결정하는, 두 전극 사이의 간극(gap)에 따라 좌우된다. 상기 간극(gap)은 "방전 간극(gap)"으로 지칭될 것이다.

플라즈마 분사기-전극은, 방전을 개시하고 지속시키기 위해 요구되는 전기 에너지를 최소화하도록 설계된다. 전기 방전 기술 분야에 일반적인 많은 방법들, 예를 들어; 중공(hollow) 음극 또는 플라즈마 음극을 사용하여, '파센 커브(Paschen Curve)'의 최소치에 대응하는 가스 압력과 방전 간극으로 실행하는 것 등이 여기에 적용될 수 있다. 방전 에너지를 감소시키는 것은 분명, 방전 회로의 부하를 감소시키지만, 조사 해상도를 개선시키고, 테스트되는 패드의 손상을 최소화하며, 전극 수명을 연장시킨다.

플라즈마 전극의 절연 물질은 개시(ignition) 전압을 견디도록 좋은 절연도를 가져야하고, 좋은 열 및 플라즈마 저항성을 가져야 한다. 바람직하게는, 이것은 세라믹 물질 중에서 선택된다. 긴 수명의 전극은, 다른 금속들도 좋은 성능을 발휘하지만, 텅스텐과 같은 내화 금속으로 만들어진다.

측정회로는, 각 플라즈마 분사기-전극의 플라즈마 생성 전극들 중 하나, 될 수 있으면 테스트되는 회로에 가까운 전극과 연결된다. 이것은 또한 니들(needle)의 끝단에 위치한 독립 전극에도 연결될 수 있다.

본 발명은 상호 연결된 회로망의 전기적 테스팅에 관한 것으로, 특히 상호 연결된 회로망의 테스트에 플라즈마를 사용하는 것에 관한 것이다.

도 1은 인쇄회로기판의 회로망(net)을 테스트하기 위한, 본 발명의 하나의 실시례에 따른 장치의 적용을 개략적으로 예시한다 ;

도 2a,b는 본 발명에 따른 플라즈마 분사기-전극의 두 실시례의 개략적인 축방향 단면도이다 ;

도 3은 본 발명을 수행하는데 사용될 수 있는 전기 회로를 개략적으로 예시한다 ;

도 4는 플라즈마 분사기-전극과 테스트되는 회로의 대응하는 패드(pad) 사이의 거리에 대한, 플라즈마 제트를 통해 적절한 전기 접촉을 얻는 확률의 그래프이다 ;

도 5는 플라즈마 분사기-전극과 테스트되는 회로의 대응하는 패드(pad) 사이의 거리에 대한, 접촉 전압(Vc)의 그래프이다 ;

도 6은 몇몇 주요 가스의 파센 커브(Parsen Curve)이다 ;

도 7은 전기 방전 I-V 커브이다.

[실시예의 상세한 설명]

도 1에서, 참조부호 10은, 본 발명의 한 실시례가 적용되는, 인쇄회로기판 또는 다른 상호연결 회로망을 나타낸다. 참조부호 11은 패드(12)에서 패드(13)까지의 회로를 나타내는데, 이것이 본 발명의 수단에 의해 테스트되는 것이다. 이후 기술될, 플라즈마 분사기-전극(14)이, 화살표(15)로 보인 것과 같이 생성된 플라즈마 제트를 패드로 보내도록, 패드(12)의 대향측에 위치한다. 마찬가지로, 플라즈마 분사기-전극(16)이 패드(13)의 대향측에 위치하여, 화살표(17)로 보인 것과 같이 생성된 제트를 상기 패드로 보낸다. 명백히, 그 지점은 회로의 어떠한 전도체 상의 어떠한 위치일 수 있으며, 꼭 패드(pad)일 필요는 없다. 이들은 또한 절연 테스트의 경우에서와 같이, 다른 회로망 부분일 수도 있다.

참조부호 18은 각각 19 및 20을 통해 두 플라즈마 분사기-전극(14)(16)에 공급하는 가스원(gas source)을 나타낸다. 전기 회로(21)는, 이후 기술될, 플라즈마 분사기 전극(14)의 두 전극에 두 라인(22)(23)을 통해 연결되어있다. 전기회로(24)는 플라즈마 분사기-전극(16)의 두 전극에 두 라인(25)(26)을 통해 연결되어 있다. 전기회로(27)는 각 플라즈마 분사기-전극의 한 전극에 연결되어 있다. 두 플라즈마 전극은, 될 수 있으면 동일한 것이 바람직한데, 꼭 필수적인 것은 아니다.

도 2는 본 발명의 실시례에 따른 두 가능한 플라즈마 분사기-전극을 개략적인 축방향 단면도로 보이는데, 이는 도 1의 플라즈마 전극(14) 또는 플라즈마 전극(16)일 수 있다. 참조부호 10은 표면(30) 위에 놓인 인쇄회로기판이다. 플라즈마 분사기-전극(14)은 원뿔형으로 예시되었는데, 이는 필수적인 것이 아니다. 도 2a는, 절연 물질로 된 외층(31), 제2전극을 구성하고 절연층(31)의 바로 내측에 배치된 금속층(32), 제2전극(32)의 바로 내측에 배치된 중간 절연층(33) 및, 제1전극을 구성하고 절연층(33)의 바로 내측에 배치된 다른 금속층(34)으로 구성된 한 실시례이다.

전극(34)은 공간(cavity)(35)을 갖는데, 여기로 36으로 개략적으로 나타낸 도관을 통해 가스가 공급된다. 플라즈마 분사기-전극으로 공급된 가스 흐름은, 도면에 보이는 바와 같이, 상부에서 하부로 흐르며 먼저 제1전극(34) 그리고 다음엔 제2전극(32)을 접촉하고, 방전 회로(37)에 의해 두 전극간에 인가되는 전위차에 의해 플라즈마로 변환된다. 방전 간극(gap)은 절연층(33)에 의해 38에 나타낸 것과 같이 규정된다. 플라즈마가 노즐(39)을 빠져나와 제트(40)를 형성하는데, 이 제트는 회로기판(10)에 충돌한다.

도2b는, 절연 본체(42)의 공간(cavity) 내부에 위치한 니들(needle)(41)을 구비하는 실시례이다. 니들은 다른 전극으로서의 역할도 하는 금속 노즐(43)을 향해 있다. 니들과 노즐 사이의 간극(gap)(44)이 방전 간극(gap)이다. 이 간극을 통해 흐르는 가스는 방전(45)에 의해 플라즈마로 변환되고, 노즐을 통해 제트(46)로 분사된다.

지금까지 기술된 실시례에서는, 몇몇의 개별 플라즈마 분사기-전극이 제공되고 테스트될 회로의 말단 패드(pad) 대향측에 놓이는데, 회로의 다른 지점이 접촉되어야 할 때는 플라즈마 분사기-전극을 이동시켜야 한다. 그러나, 임의의 상호연결 회로망에서의, 테스트될 회로 또는 복수개의 그러한 회로가 미리 정해지고, 상기 모든회로의 말단 패드의 위치도 또한 알려져 있으면, 복수개의 플라즈마 분사기-전극이 제공되어, 플라즈마 제트를 대응하는 말단 패드에 보내는 분사기-전극들을 선택적으로 작동시킴에 의해 회로가 테스트될 수 있는 위치로 배치될 수 있다. 그리하여분사기-전극은 한 지점에서 다른 지점으로 전환하기 위하여 이동될 필요가 없고, 강체 또는 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 복수개의 분사기-전극은 간단한 구조의 분사기-전극 시스템을 구성할 수 있다. 그러한 구조는, 개략적으로, 적층된 네 개의 층으로 구성되는데, 두 개의 층은 절연성이고 두 개의 층은 전도성으로, 하부에서 상부로 절연-전도-절연-전도의 순서로 놓인다. 전도층들은 두 전극을 구성하고, 요구되는 전압은 전술한 실시례에서 기술된 것과 같은 회로 수단에 의해 인가된다. 각 말단 패드의 대향측에, 대응되는 구멍이 상기 층들을 통과해 제공되어 플라즈마 노즐로서 작용하고, 상기 구멍을 통해 상기 말단 패드로 가스를 공급하도록 도관이 제공된다. 가스는 구멍을 통과하며 흘러, 먼저 제1전극(즉, 테스트될 회로에서 더 떨어진 전극) 다음에 제2전극과 접촉하여 플라즈마로 변환되고, 상기 플라즈마는 노즐 밖으로 흘러 대향측의 말단 패드에 충돌하는 제트를 형성한다. 예를 들어, 평평한 형태로 하고 서로 일체로 형성된, 도2a 와 유사한 복수개의 분사기-전극과 같은 구조가 고려될 수 있다. 다른 방식이 사용될 수 있는데, 여기서는 모든 상기 구멍이, 두 인근 구멍 사이의 거리가 테스트될 가장 가까운 패드 사이의 거리와 같은 정도로 조밀한, 조밀한 매트릭스(matrix) 형태로 배열된다. 두 분사기-전극 아래의 두 패드 사이의 요구되는 테스트를 수행할 때 두 분사기-전극을 작동시키는데 전기적 어드레싱 메커니즘(electric addressing mechanism)이 사용된다.

도 3은 본 발명을 수행하는데 사용될 수 있는 전기 회로의 예이다. 참조부호 50과 51로 나타낸 부분은 방전 개시 및 지속 회로인데, 각각은 플라즈마 분사기-전극의 두 전극에 연결된다. 바람직하게는, 이들은 동일한 것이 좋다. 방전 회로(50)(51)는, 개시(ignition)를 위한, 고압펄스원(각각 V1 및 V3)과, 방전 지속을 위한, 전류원(각각 I2 및 I4)을 구비한다. 두 회로는 스위치 S1-4를 통해 병렬로 연결된다. 개시(ignition)를 위해 전형적으로 100-1000 볼트가 요구된다. 개시 단계 바로 이후, 방전 전압은 수십 볼트로 떨어지고, 이를 지속하기 위해 0.1-10 A 의 전류수준이 요구된다.

참조부호 52로 나타낸 부분은 측정회로이다. 이것은 각 플라즈마 분사기-전극의 한 전극 간에 연결되지만, 독립 전극을 통해 연결될 수 있다. 플라즈마 접촉을 통해 회로가 닫히고 회로망이 테스트된다. 이 회로는 소스(source : V5)와 전압 및 전류 측정 수단을 구비한다. 높은 저항 측정 모드(절연 테스트)에서, 소스는 전압원으로 작동하여, 낮은 전류수준(수 마이크로암페어)이 측정된다. 낮은 저항 측정 모드(연속성 테스트)에서, 소스는 전류원으로 작동한다. 두 경우 다, 회로망 저항 Rx 는, 회로망 전압(접촉전압에 대한 보상 후)을 전류로 나눠서 계산된다. 같은 방식으로, 순수 저항이 아닌 임피던스 형태도 측정될 수 있다.

도 4는, 플라즈마 분사기-전극과 패드 사이의 거리에 대한, 플라즈마 제트를 통해 패드와의 적절한 전기적 접촉을 얻는 것에 실패한 확률을 퍼센트로 보인다. "적절한" 이라는 말은 회로망 저항의 측정이 가능한 접촉을 의미한다. 이것은 확실히 분사기의 특정 기하학적 형태와 작동 파라미터에 따라 좌우된다; 그럼에도 불구하고, 특정한 경우에는 0.5㎜까지의 거리에서 매우 좋은 결과가 얻어진다.

도 5는 플라즈마 분사기-전극과 패드 사이의 거리에 대한, 접촉 전압을 보인다. 분명, 전압은 거리에 따라 증가하는데, 플라즈마가 어느 정도 저항을 갖기 때문이다. 하지만, 이 의존관계는 그렇게 심하지 않다. 이것은 접촉전압이 다소의 일정한 초기 값을 갖는다는 것을 의미한다. 이 효과는 문헌에 기술된 음극 및 양극 강하(fall)와 일치한다.

도 6에 보인 파센 커브(Parschen Curve)는, 방전 간극 곱하기 가스 압력인, p ×d 에 대한, 여러 가스에서의 방전을 개시하기 위해 필요한 전압을 보인다. 이 커브의 가장 중요한 특성은 그 최소값으로, 전극들이 가깝게 놓여지고 방전 간극이 감소할 때 "방전(breakdown) 전압"이 감소되지만, 특정값 이하에서 이 전압은 다시 증가한다는 것을 의미한다. 대기압 하의 아르곤에서, 약 50미크론의 방전 간극에서 파센(Parschen)의 최소값이 있다.＜＜ 될 수 있으면, 여기의 플라즈마 분사기 전극에서의 방전 간극은 파센 커브의 최소값에서 작동하도록 설계된다.

도 7은 전기 방전에 대한 I-V 커브(부하 곡선)를 보인다. 여기서의 적용에서는, 낮은 전압 강하를 갖는 영역을 필요로 한다. 높은 저항 측정에서 우리는 맨 좌측 영역을 사용하고, 낮은 저항 측정에서는, 여기서의 플라즈마원(plasma source)이 동작하는 영역이기도 한, 최우측 영역(아아크 영역)을 사용하고 있다.

본 발명의 실시례는 예시로서 기술되었는데, 본 발명은 그 요지 또는 청구항의 범위 내에서, 여러 형태로 변경, 수정, 개작되어 수행될 수 있다는 것이 이해되어질 것이다.

Claims (22)

1. 가) 최소 두 개의 플라즈마 제트를 각각, 테스트될 회로의 다른 지점 부근에서 생성함;

   나) 상기 각 지점에, 대응하는 플라즈마 제트를 통해 전압을 인가하되, 상기 지점간에 전류가 상기 회로를 통해 흐르게끔 상기 전압들의 크기가 서로 다름;

   다) 테스트 작업을 수행하도록 상기 전류의 흐름을 유지시킴;

   의 단계로 이루어진, 상호 연결된 회로망을 테스트하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 공간(cavity) 내 두 전극 사이의 방전을 일으킴에 의하여 각 플라즈마 제트를 생성하고, 상기 플라즈마는 오리피스(orifice)를 통해 분사됨을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 마이크로파-발생 플라즈마를 사용하여 각 플라즈마 제트를 생성하고, 상기 플라즈마는 오리피스를 통해 분사됨을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 공간(cavity)을 지나 흘러, 플라즈마 상태로 변환되고 테스트되는 회로의 한 지점에 분사되도록 가스 흐름을 공급함을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 내지 제4항에 있어서, 낮은 방전(breakdown) 전압 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 내지 제4항에 있어서, 헬륨, 네온, 아르곤, 크세논과 같은 불활성 가스를 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제2항에 있어서, 개시(ignition)에 높은 방전 전압이 사용되고 이후 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 개시 방전 전압이 100~1000 볼트이고 개시(ignition) 후 수십 볼트로 떨어지는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 플라즈마 접촉에서의 전압 강하(접촉 전압)를 보상함을 부가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서, 접촉 전압이 수십 볼트까지인 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제2항에 있어서, 각 플라즈마 제트를 생성하는데 동일한 방전 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 테스트될 회로의 두 지점 사이에 전류가 흐르게 하고, 생성된 플라즈마를 상기 두 지점 중 한 곳에 보내도록 각각 위치하거나 위치될 수 있는, 최소 두 개의 플라즈마 분사기-전극과;

    상기 플라즈마 분사기-전극 각각에 전압을 공급하기 위한 제1전기회로와;

    상기 플라즈마 분사기-전극 각각에 가스를 공급하는 수단과;

    상기 제1전기회로와 같거나 다를 수 있는, 상기 전기 방전을 지속하기 위한 제2전기회로;

    로 구성된 전기회로를 테스트하는 장치.
13. 제12항에 있어서, 테스트되는 동안 전기회로에 전류의 흐름을 지속시키기 위해 전극에 연결된 전원(source of power)을 부가적으로 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제12항에 있어서, 각 플라즈마 분사기-전극은:

    a) 절연 본체;

    b) 상기 본체 내부의 공간(cavity)을 향해 배치된 두 전극;

    c) 상기 전극에 연결된 방전 개시 및 지속 회로;

    d) 상기 두 플라즈마 분사기-전극 각각은, 내부에 가스흐름을 위한 통로와 발생된 플라즈마 제트를 위한 노즐 오리피스를 제공하고, 테스트되는 회로기판의 상기 두 지점 중 한 곳에 상기 제트가 충돌하도록 구성되고 배치됨;

    e) 상기 플라즈마 분사기-전극 중 하나의 전극이, 다른 플라즈마 분사기-전극의 전극보다 전류를 발생시키기 충분할 만큼 전위가 낮음;

    으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제14항에 있어서, 각 플라즈마 분사기-전극의 절연 본체는 중공(hollow) 형태이고, 제1전극은 상기 절연 본체 내면의 최소 일부분을 덮는 코팅 또는 금속층으로 형성되고, 제2전극은 제1전극과 유사한 형태의 코팅 또는 금속층으로 형성되지만 제1전극과는 절연물질로 분리되어 외측에 위치되는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제14항에 있어서, 초기에 방전(breakdown) 전압 및 나중에는 플라즈마 형성을 지속시키기 위한 더 낮은 전압을 제1전극에 인가하는 전압원들을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제14항에 있어서, 플라즈마 분사기-전극의 절연물질은 세라믹 물질인 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제14항에 있어서, 전극은 텅스텐으로 만들어진 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제12항에 있어서, 생성된 플라즈마를 테스트되는 회로의 말단 패드로 보내도록 각각 배치된, 복수개의 플라즈마 분사기-전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제19항에 있어서, 고정 배열의 플라즈마 분사기-전극들이 사용되고, 각 플라즈마 분사기-전극은 대응하는 말단 패드에 접촉하기 위해 선택적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 기술되고 예시된 것과 실제적으로 같은, 전기회로를 테스트하는 방법.
22. 기술되고 예시된 것과 실제적으로 같은, 전기회로를 테스트하는 장치.