(57)【要約】【課題】  標準大気条件の下でイオン化を用いる電子パッケージの非接触電気的試験のための装置を提供すること。【解決手段】  電子基板（２０）における開路及び短絡の両方の非接触電気的試験のための方法及び装置である。上面の電気的試験部（２２）が周囲条件の下でイオン化源（１０）に曝され、その結果生じた電荷の蓄積が、対応する底面の試験部（２３）に接触したプローブによってドレイン電流として測定される。開路はドレイン電流がないことによって検出され、短絡はイオン化源（１０）を切り、アレイの各プローブにかけた種々のバイアスを用いて底面のプローブを再測定することによって検出される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電子基板（２０）であって、該電子基板（２０）の上面側の上面導電性部（２２）が該電子基板（２０）の底面側の底面導電性部（２３）に電気的に接触しているものと、
前記電子基板（２０）の前記上面の上に位置決めされ、第１の電圧源に接続されたイオン化源（１０）と、
前記電子基板を保持する取り付け具と、
前記底面導電性部に接触するプローブのアレイと、
前記プローブのアレイを仮想接地電圧に維持するために前記プローブのアレイに電気的に接続された第２の電圧源と、
前記プローブのアレイに接触する電流測定電子回路と、
を備えた、電子基板の非接触電気的試験のための装置。
【請求項２】
前記イオン化源（１０）が導電性ワイヤである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記イオン化源（１０）が導電性ワイヤのメッシュである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記イオン化源（１０）が導電性リボンである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記イオン化源（１０）が二硫化モリブデンでコーティングされた、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記イオン化源（１０）と前記上面導電性部（２２）との間にシールド（４０）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記シールド（４０）が前記上面導電性部（２２）に向けた開口部をもつ円筒形の形状を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記シールド（４０）が第３の電圧源に接続された、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記シールド（４０）がセグメント化され、各セグメントが、互いに電気的に分離され、別々に帯電された、請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の電圧がおよそ５，０００ボルト、前記第２の電圧がおよそ接地電圧であり、前記第３の電圧がおよそ２，５００ボルトである、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記イオン化源（１０）が陽イオン化源である、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記イオン化源（１０）が陰イオン化源である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記取り付け具（５０）が導電性材料からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記取り付け具（５０）がテーパした幾何形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記取り付け具（５０）が第４の電圧源に接続された、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記第４の電圧が前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の値を有する、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記第４の電圧がおよそ接地電圧である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記電流測定電子回路が対数増幅器である、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記対数増幅器の各々が前記プローブのアレイに接続された、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記電流測定電子回路がコンピュータからデジタル・インターフェースを通して送出された信号で個々に監視されるようにするために、前記プローブのアレイに接続された回路をさらに備える、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記対数増幅器からアナログ電圧レベルの測定値を取得し格納するためのアナログ・デジタル変換器をさらに備える、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記対数増幅器がユニポーラである、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
前記対数増幅器がバイポーラである、請求項１８に記載の装置。
【請求項２４】
少なくとも１つの電子基板（２０）であって、該電子基板（２０）の上面側の上面導電性部（２２）が該電子基板（２０）の底面側の底面導電性部（２３）に電気的に接触しているものを用意するステップと、
前記電子基板（２０）を取り付け具に固定するステップと、
第１の電圧を前記イオン化源に印加することによって、前記電子基板（２０）の前記上面の上に位置決めされたイオン化源（１０）にイオン化された粒子の領域を作るステップと、
第２の電圧を前記底面導電性部（２３）に印加することによって前記イオン化された粒子のカスケードに前記上面導電性部（２２）を曝し、それによって前記上面導電性部（２２）の上に電荷を蓄積させるステップと、
蓄積した電荷を、前記底面導電性部（２３）を通してドレインして、前記底面導電性部（２３）に接触するプローブのアレイにドレイン電流を発生させるステップと、
前記プローブのアレイに接触する電流測定電子回路で前記ドレイン電流を測定し、それにより、上面導電性部（２２）と底面導電性部（２３）との間における開路を、前記ドレイン電流がないことによって検出するステップと、
を含む、電子基板の非接触電気的開路試験のための方法。
【請求項２５】
前記イオン化源（１０）が導電性ワイヤである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記イオン化源（１０）が導電性ワイヤのメッシュである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記イオン化源（１０）が導電性リボンである、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記イオン化源（１０）が二硫化モリブデンでコーティングされる、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記イオン化源（１０）と前記上面導電性部（２２）との間にシールド（４０）を位置させることによって、イオン化された粒子の前記カスケードを合焦するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記シールド（４０）が前記上面導電性部（２２）に向けた開口部をもつ円筒形の形状を有する、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
第３の電圧を前記シールド（４０）に印加するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記シールド（４０）がセグメント化され、各セグメントが、互いに電気的に分離され、別々に帯電された、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の電圧がおよそ５，０００ボルト、前記第２の電圧がおよそ接地電圧であり、前記第３の電圧がおよそ２，５００ボルトである、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記イオン化源（１０）が陽イオン化源である、請求項２４に記載の方法。
【請求項３５】
前記イオン化源（１０）が陰イオン化源である、請求項２４に記載の方法。
【請求項３６】
第４の電圧を前記取り付け具に印加するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３７】
前記第４の電圧が前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の値を有する、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記第４の電圧がおよそ接地電圧である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記電流測定電子回路が対数増幅器である、請求項２４に記載の方法。
【請求項４０】
前記電流測定電子回路がコンピュータからデジタル・インターフェースを通して送出された信号を測定するものであり、該電流測定電子回路に接続された回路により、前記プローブのアレイを個々に監視するステップをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
アナログ・デジタル変換器から、前記対数増幅器からのアナログ電圧レベルの測定値を格納するステップをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記対数増幅器がユニポーラである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記対数増幅器がバイポーラである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも１つの電子基板（２０）であって、該電子基板（２０）の上面側の上面導電性部（２２）が該電子基板（２０）の底面側の底面導電性部（２３）に電気的に接触しているものを用意するステップと、
前記電子基板（２０）を取り付け具（５０）に固定するステップと、
第１の電圧を前記イオン化源（１０）に印加することによって、前記電子基板（２０）の前記上面の上に位置決めされたイオン化源（１０）にイオン化された粒子の領域を作るステップと、
第２の電圧を前記底面導電性部（２３）に印加することによって前記イオン化された粒子のカスケードに前記上面導電性部（２２）を曝し、それによって前記上面導電性部（２２）に電荷を蓄積させるステップと、
蓄積した電荷を、前記底面導電性部（２３）を通してドレインして、前記底面導電性部（２３）に接触するプローブのアレイにドレイン電流を発生させるステップと、
前記プローブのアレイに接触する電流測定電子回路で前記ドレイン電流を測定し、それにより、上面導電性部（２２）と底面導電性部（２３）との間における開路を、前記ドレイン電流がないことによって検出するステップと、
前記イオン化された粒子のカスケードを切るステップと、
前記プローブのアレイにおける個々のプローブの各々に異なる電圧バイアスをかけるステップと、
前記電流測定電子回路で前記プローブのアレイを再測定して、短絡をドレイン電流によって検出するステップと、
を含む、電子基板の非接触電気的短絡試験のための方法。
【請求項４５】
次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、所定の位置にイオン化源（１０）及び電子基板（２０）がない状態で、前記プローブのアレイの各々の電圧バイアスを最初に測定するステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、所定の位置にイオン化源（１０）及び電子基板（２０）がない状態で、前記プローブのアレイの各々の電圧バイアスを最初に測定するステップをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子パッケージの電気的試験を対象とし、より具体的には、標準の大気条件の下でイオン化を用いる電子パッケージの非接触電気的試験のための装置及び方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
モジュール及びボードの幾何形状がより小さくなるにつれて、コスト競争力のある方法での大量試験に対する要求が増加するので、大量製造の環境で迅速、安価で実用的でありながらも微細な幾何形状に適用可能な試験を行うことが必要とされる。
【０００３】
電子カード及びモジュールの分野において試験を行うための回路網の１つの重要なクラスは、モジュールの一方の側から他方の側への導電性回路網である。これらの回路網における開路又は短絡の欠陥は、歩留まりを減ずることになる。回路が完全開路でない場合でさえ、それが導電性領域の最低限の基準に違反する場合には、信頼性その他の歩留まりに関連した問題が存在することとなる。電子パッケージの各々の側は、いくつかの方法で他のいくつかの電子パッケージに取り付けるのに用いられる機能部を有する。電子モジュール又はボードの一方の側は、通常は半導体チップのようなより微細な幾何形状の基本寸法のデバイスに取り付けられる。この側は典型的には上面側金属（ＴＳＭ）と呼ばれる。他方の側は、通常はボード、バックプレーン又は他のパッケージ・モジュールのような粗い幾何形状の基本寸法のデバイスに取り付けられる。
【０００４】
ＴＳＭの小さい幾何形状のために、いくつかの又はすべての電気的試験を行う目的で上面側を機械的に厳密に調べることは処理の観点からは望ましくない。同様に、ＴＳＭの小さい幾何形状のために、ＴＳＭを機械的に厳密に調べることは実用的ではなく、あるいは実行可能でさえない。典型的に底面側金属（ＢＳＭ）と呼ばれる反対側は、より粗い幾何形状及びより大きいパッドを有する。それゆえに、ＢＳＭは試験の目的のために機械的に接触することがより実用的である。ＴＳＭ機能部をＢＳＭ機能部に接続する回路網は、デバイスの動作にとって重要であり、機能性を保証するために試験を要求する。本発明は、イオン化源、機械的取り付け具及び弱電流感知アナログ電子回路のアレイの使用を含む。同じ装置を開路及び短絡の両方の試験を行うのに用いることができる。この方法は、試験中にデバイスの一方の側の機能部には接触しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、開路の非接触電気的試験のための方法を提供することである。
本発明の別の目的は、短絡の非接触電気的試験のための方法を提供することである。
本発明の別の目的は、標準大気条件の下でイオン化を用いる電子パッケージの非接触電気的試験のための装置を提供することである。
本発明のこれら及び他の目的は、添付の図面と併せて考察された以下の記述を読んだ後でさらに明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的及び利点は、イオン化源、取り付け具、ならびに、標準大気条件で用いることのできる電子回路基板及びモジュールの非接触試験のための電流感知電子回路の組み合わせを提供することによって達成される。開路試験は、それ自体であるいは同じ装置を用いる短絡試験と併せて行うことができる。短絡試験はまた、簡易化した装置を用いて別々に行うこともできる。この方法は、試験中にデバイスの一方の側の機能部には接触しない。
【０００７】
本発明は、底面導電性部に電気的に接触している上面導電性部を有する少なくとも１つの電子基板と、上面の機能部の上に位置決めされて第１の電圧源に接続されたイオン化源と、電子基板を保持する取り付け具と、底面導電性部に接触するプローブのアレイと、プローブのアレイを仮想接地電圧に維持するためにプローブのアレイに電気的に接続された第２の電圧源と、プローブのアレイに接触する電流（測定）感知電子回路とを備えた、電子基板の非接触電気的試験のための装置を提供する。
【０００８】
イオン化源は、導電性ワイヤ、導電性ワイヤのメッシュ、導電性リボン又はこれらに類似した構造体とすることができる。イオン化源は二硫化モリブデンでコーティングされることが好ましい。本発明はさらに、イオン化源と上面導電性部との間にシールドを備えることができる。シールドは、上面導電性部に向けた開口部をもつ円筒形の形状を有することができ、第３の電圧源に接続することができる。シールドはまた、セグメント化することができ、各セグメントは、互いに電気的に分離され別々に帯電される。好ましい実施形態において、第１の電圧はおよそ５，０００ボルトであり、第２の電圧はおよそ接地電圧であり、第３の電圧はおよそ２，５００ボルトである。イオン化源は陽イオン化源又は陰イオン化源とすることができる。
【０００９】
基板を保持するために用いられる取り付け具は導電性材料からなることができる。取り付け具はテーパした幾何形状を有することができる。取り付け具は第４の電圧源に接続することができる。第４の電圧は第１の電圧と第２の電圧との間の値を有することができ、あるいは、別の方法として第４の電圧はおよそ接地電圧とすることができる。電流感知（測定）電子回路は、個々の対数増幅器の各々がアレイの個々のプローブの各々に接続された対数増幅器であることが好ましい。
【００１０】
装置はさらに、電流（測定）感知電子回路がコンピュータからデジタル・インターフェースを通して送出された信号で個々に監視されることを可能にするために、プローブのアレイに接続された回路を備えることができる。装置はさらに、対数増幅器からアナログ電圧レベルの測定値を取得し格納するためのアナログ・デジタル変換器を備えることができる。対数増幅器はユニポーラ又はバイポーラの何れかとすることができる。
【００１１】
本発明はまた、上面導電性部が底面導電性部に電気的に接触している少なくとも１つの電子基板を用意するステップと、電子基板を取り付け具に固定するステップと、第１の電圧をイオン化源に印加することによって上面の機能部の上に位置決めされたイオン化源にイオン化された粒子の領域を作るステップと、第２の電圧を底面導電性部に印加することによってイオン化された粒子のカスケードに上面導電性部を曝し、それによって上面導電性部の上に電荷を蓄積させるステップと、蓄積した電荷を、底面導電性部を通してドレインして、底面導電性部に接触するプローブのアレイにドレイン電流を発生させるステップと、プローブのアレイに接触する電流感知電子回路でドレイン電流を測定し、それにより、上面導電性部と底面導電性部との間の如何なる開路もドレイン電流がないことによって検出するステップとを含む、電子基板の非接触電気的開路試験のための方法を提供する。
【００１２】
本発明はまた、上面導電性部が底面導電性部に電気的に接触している少なくとも１つの電子基板を用意するステップと、電子基板を取り付け具に固定するステップと、第１の電圧をイオン化源に印加することによって上面導電性部の上に位置決めされたイオン化源にイオン化された粒子の領域を作るステップと、第２の電圧を底面導電性部に印加することによってイオン化された粒子のカスケードに上面導電性部を曝し、それによって上面導電性部に電荷を蓄積させるステップと、蓄積した電荷を、底面導電性部を通してドレインして、底面導電性部に接触するプローブのアレイにドレイン電流を発生させるステップと、プローブのアレイに接触する電流感知電子回路でドレイン電流を測定し、それにより上面導電性部と底面導電性部との間における開路を、ドレイン電流がないことによって検出するステップと、イオン化された粒子のカスケードを切るステップと、プローブのアレイにおける各々の個々のプローブに異なる電圧バイアスをかけるステップと、電流感知電子回路でプローブのアレイを再測定して、短絡をドレイン電流によって検出するステップとを含む、電子基板の非接触電気的短絡試験のための方法を提供する。
【００１３】
開路又は短絡試験の何れかはさらに、次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、所定の位置にイオン化源及び電子基板がない状態で、プローブのアレイの各々の電圧バイアスを最初に測定するステップを含むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
新規であると考えられる本発明の特徴及び本発明の特徴的な要素が、添付の特許請求の範囲において詳細に説明される。図面は例示の目的のためだけであって、正確な尺度で描かれてはいない。しかしながら、本発明それ自体は、構成及び動作の方法の両方に関しては、添付の図面と併せて続く詳細な説明を参照して最も良く理解することができる。
【００１５】
本発明の目的は、イオン化源、取り付け具、ならびに、開路及び短絡試験の両方において標準の大気条件で用いることのできる、電子基板及びモジュールのような、電子基板の非接触試験のための電流感知電子回路の組み合わせを提供することによって達成される。この方法は、試験を受けるデバイスの一方の側の機能部には機械的に接触しない。試験を受ける機能部が仮想接地電圧に保たれている状態で、イオン化源が荷電粒子の「雨」に領域を曝し、それらを引き寄せる。電荷が部品を通してプローブ又はプローブのアレイにドレインし、電流が感知されて、試験を受ける部品の開路を検出するのに用いられる。この方法は、高速かつ大量の製造に適している。
【００１６】
図１を参照すると、本発明は、製造環境において室内圧で動作することができるイオン化源１０を用いる。イオン化源は、試験される電子基板２０の近くに位置決めされる。イオン化源は荷電粒子をＴＳＭ２１に衝突させる。ＢＳＭパッド２３は、仮想接地電圧（Ｖｇ）であるプローブ３０の機械的なアレイに接触し、そのことが、同じ導電性回路網の上の関連するＴＳＭパッド２２も仮想接地電圧にし、イオンを引き寄せさせ、関連するＴＳＭパッド２２に集められた電流を関連するＢＳＭパッド２３にドレインさせ、電気的開路又は電気的短絡のための試験を実行可能にする。回路網が良好で開路を有さない場合には、電荷は回路網を通してドレインし、出力変化をもたらす「ドレイン電流」と呼ばれる弱電流を発生させることになり、この電流は、プローブのアレイに接続された電流感知電子回路（図示せず）によって検出される。回路網が開路を含む場合には、電子回路の出力は変化しない。すなわち、開路をもつ回路網はこのドレイン電流がないことによって検出される。このように、ドレイン電流が流れるか流れないかの何れかで、開路が検出される。
【００１７】
本発明は、室内圧で通常の空気以外の気体なしのイオン源を提供する。好ましい実施形態において、これは、高電圧（Ｖｐ）で細いワイヤ又はワイヤのメッシュを用いて達成される。これは、高電圧勾配がより大きいイオン化源を発生させることを可能にする。本発明のイオン化源はワイヤ又はワイヤのメッシュに制限されない。当業者は、針又はワイヤのアレイ、帯電したリボン構造、くし形構造又は金属被覆した鋸歯状構造を用いてイオン化源を構成することができる。好ましい実施形態においては、イオンの生成を増大するために、導電性の二硫化モリブデンのような適切な材料で、選択されたイオン化源構造をコーティングすることが望ましい。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態においては、イオン化源は、試験を受ける対象部品に向けてイオンをさらに合焦するために、イオン化源１０とＴＳＭパッド２２との間に位置決めされるシールド４０を含む。導電性のバックグラウンドを与えるシールド４０は、イオン化源電圧（Ｖｐ）より低いが接地電圧（Ｖｇ）より高い電圧（Ｖｓｈ）に保たれる。シールド４０は、合焦する目的で、イオン化源の電圧（Ｖｐ）と対象の仮想接地電圧（Ｖｇ）との間の電圧（Ｖｓｈ）に保たれ、大部品のイオンを引き寄せるために対象領域ＴＳＭ２１がイオン化源１０に対して最大の電位降下となることを可能にする。
【００１９】
シールド４０の幾何形状は、対象２１の上により効果的に電荷を合焦するために容易に調整される。好ましい実施形態において、シールド４０は、導電性又は半導電性の材料から作られ、試験を受ける部品に面した開口部が形成された円筒である。シールドはまた、セグメント化することができ、各セグメントは、シールドがイオン源及びセグメント化されたシールドの両方の周りで接地された状態で、対象上への電荷の合焦を改善するために互いに分離され、別々に帯電される。好ましい実施形態において、イオン化源１０は５ｋＶのような高電位（Ｖｐ）に保たれ、合焦シールド４０は２．５ｋＶのようなより低い電位にあり、一方、試験を受ける機能部２２は仮想接地電圧（Ｖｇ）にある。
【００２０】
好ましい実施形態において、最も均一なイオン化源１０は陽イオン化源である。陽イオン源は、原子又は分子から電子を除去し、正に帯電した粒子としてそれらを放出するデバイスを意味する。陰イオン化源は、負に帯電したイオンからなる。正又は負に帯電したイオンは、真空又は空気中の電界において類似した移動度を有し、自由電子はより軽く、それゆえ、同じ電界においては、イオンはより重いので同じ電荷をもつ負に帯電したイオンと比較すると非常に高い移動度を有する。明白ではない結果の１つは、負のイオン化源のときイオン化源は不均一なポケットを有することがあり、イオンの代わりに自由電子が生成され、陽イオン源が、陰イオン化源よりイオン化試験に関してより均一な、より望ましいイオン化源となることである。
【００２１】
陰イオン化源の別の欠点は、長期露出に対する安全性問題となりうる幾らかの量のオゾンを生成することである。これは、チャコールフィルタのようなオゾンを除去するためのフィルタを必要とすることになる。当業者がイオン化のさらなる移動度を望む場合には、ヘリウムのようなより軽いガスを用いることができる。当業者がオゾンの発生又は酸素に関連した他の影響を減少させることを望む場合には、窒素のようなより不活性の混合物を用いることができる。同様に、当業者は、標準の大気混合物及び圧力よりもイオン流体又は他の条件のような他の媒体に対する手法を拡張することができる。
【００２２】
電荷は表面に蓄積する場合に付加的な電荷をはね返す傾向があり、良好な回路網を通してドレインする傾向があるので、試験される部品上に蓄積した静電荷は、この方法には関係がなく、電荷の蓄積は重要ではなくなる。必要がある場合には、当業者は、電荷を除去するために、あるいはさらに、逆バイアスをかけること又は望んでいない電荷を除去する必要がある場合に交互バイアスにより陽イオンと陰イオンの両方を生成することによって中和電荷生成モードでイオン源を用いるために商業的に入手可能な多くの帯電防止装置を考慮すべきである。
【００２３】
再び図１を参照すると、アレイのすべてのプローブ３０を、各々での電流測定の目的で、ＢＳＭパッド２３に適合させ、導電性の接触をさせた状態で、部品をしっかりと保持することのできる取り付け具がなければならない。ここで図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態の概略図が示される。試験される電子基板２０は、該基板を堅固に保持し、ＴＳＭ上に均一な電界を維持するための機械的な取り付け具５０によって固定される。取り付け具５０は、試験を受ける基板２０のＢＳＭパッドがプローブ３０のアレイに対してしっかりと押し付けられることを可能にする。各ＢＳＭパッド２３がアレイのプローブに対してしっかりと押し付けられる。
【００２４】
図２を参照すると、この実施形態において、電子基板２０は、プローブのアレイに対して上向きに押し付けられた状態で、ＴＳＭ機能部を下にする向きに面しており、この側にイオン源１０から陽イオンが衝突される。さらに、部品取付け及び取出しの目的のために必要とされる場合には、機械的な取り付け具５０は、プローブのアレイから部品を下向きに後退させ、基板をプローブのアレイに接触させたり又は基板から離したりするための手段を提供する。電気的試験のために物品をしっかりと正確な位置に保持するためのこのような取り付け具は多数あり、当該技術分野では周知である。
【００２５】
好ましい実施形態において、取り付け具は、時間が経つにつれて電界を変えることになる電荷の蓄積を避けるために導電性材料から作られる。図３を参照すると、取り付け具５０の形状がイオン化試験での取り付け具５０の干渉を小さくするためにテーパされた、別の好ましい実施形態が示されている。取り付け具５０は、電源電圧（Ｖｐ）とターゲット電圧（Ｖｇ）との間のある電圧（Ｖｆ）とすることができる。代替的に、取り付け具は、利便性及び簡単さのために接地することができ、あるいは、イオンの合焦を改善するために僅かにオフセットすることができる。さらに、取り付け具はイオン化源を監視するのに用いることができ、仮想オフセットとしてそれを保持して、イオン化源が機能するかどうかを監視するために、あるいは、自動補正において有用な付加的な情報を提供するために、それに「ドレインする」イオン化を測定する。当業者は彼らが選択する場合には、コロナ放電のいくつかの他の周知の方法を用いることもできる。
【００２６】
機械的アレイにおける各プローブからの小さい電流が測定されなければならない。これを行う好ましい実施形態は、当該技術分野では周知のアナログ電流感知電子技術（Ａｎａｌｏｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）を用いることである。好ましい実施形態は、アレイの各プローブに対して繰り返される従来の対数増幅器を用いる。これはアレイの各プローブがコンピュータからのデジタル・インターフェースを通して送出された信号で個々に監視されることを可能にする。
【００２７】
対数増幅器は広いダイナミックレンジを有することが好ましい。対数増幅器回路の数は要求されるアレイと同じ大きさまで拡大することができる。図４を参照すると、広いダイナミックレンジにわたる弱電流を検出することができるが、しかし簡単なままであってアレイの各プローブに対して１回繰り返すことができる、電流センサを用いる好ましい実施形態が示される。回路の繰り返しを所望することの一部は、イオン化技術によって誘導された弱電流を検出するために必要な高インピーダンスの検出器のスイッチを切り換えることの難題及び困難さを避けたい要望である。当業者は本発明と併せて用いられることもできるこの対数増幅器の代替物を周知している。如何なるこのような代替の対数増幅器も、高密度のアレイに繰り返されるのに適していることが好ましい。
【００２８】
自動化した高速の測定の獲得は、各プローブに関連したセンサがコンピュータからデジタル・インターフェースを通して送出されたコマンドで個々にアドレス指定されることを可能にするために回路を組み込むことによって達成される。選択された対数増幅器からのアナログ電圧レベルは、アナログ・デジタル変換器がプログラム制御の下で測定値を取得して格納するために用いられるアナログ・インターフェースに対して与えられる。これはまた、機械的なリレー・スイッチングに依存し、重くて扱いにくく高価である、多くの商業的に入手可能なスイッチング・マトリックスの魅力的な代替物でもある。
【００２９】
当業者は、ユニポーラ対数増幅器か、又はバイポーラ増幅器か、或いは低い電流に反応しやすいいくつかの他の標準の増幅回路の何れかとして、ここに広いダイナミックレンジの電流増幅器を実装することができ、シールディングのような優れたエンジニアリング技法を用いて処理する。図４に示されるようなユニポーラ設計は、負に流れる電流に対してゼロの応答を、正に流れる電流に対して対数の応答を与える。負に流れる電流の大きさは、短絡試験の記述において説明されるように正の入力バイアスをかけることによって得ることができる。
【００３０】
本発明はまた、短絡試験に対しても用いることができる。本発明において、短絡試験は、電子基板の上部から底部までの回路網に対する開路試験に用いられるのと同じ装置で達成される。短絡試験は、それ自体で、あるいは、同じ装置又は装置のサブセットを用いる開路試験と併せて、行うことができる。
【００３１】
図５を参照すると、本発明による短絡試験の概略図が示される。開路試験のときの誘導電流とは異なり、短絡試験の場合には、電流は、演算増幅器の電圧バイアス間の無作為な相違か又は意図的な相違の何れかのために異なる理由で誘導され、あるいは、各演算増幅器が開路試験も可能でありながら短絡試験を行うために互いに十分に異なるわずかなバイアスを有すると想定して付加的なバイアス回路により意図的に誘導することができる。短絡の場合には、誘導電流の１つは互いに負であり、それゆえに誘導されたイオン化流に起因する方向とは明らかに反対となることに注目されたい。
【００３２】
短絡試験は、イオン源を切り、アレイにおける各々の個々のプローブに異なる電圧バイアスをかけ、プローブを再測定して、短絡をドレイン電流によって検出することにより、同じ装置で達成される。好ましい実施形態において、第１のステップは、次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、所定の位置にイオン化源及び電子基板がない状態で、プローブのアレイの各々の電圧バイアスを測定する。このベースライン補正は、当然のことながら、同様に開路試験についての次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、開路試験より前に実行することもできる。
【００３３】
前に言及した電流が弱くなければ、それは短絡を示す。回路網が曖昧で、測定値が開路又は短絡として分類されるのに十分に高くも低くもない場合には、ことによると表面の導電性に干渉するいくつかの汚染物質による不十分な表面の大きさ又は範囲のせいで、不十分な導電性表面領域があることを示すことができる。このような測定値は不十分な導電性表面領域の指標として有用となる。最小の露出された導電性表面領域の要求が満たされない場合には、誘導電流は予想ほど大きくはない。次に、回路網を、測定された電流と該回路網の予想された電流に対する所定の最小閾値とを比較することによって分類することができる。同様に、短絡のいくつかのカテゴリが大きい電流という結果になる場合には、回路網を、測定された電流と該回路網の予想された電流に対する所定の最大閾値とを比較することによって分類することができる。さらに、短絡のいくつかのカテゴリは電流を大きくさせすぎることになり、各回路網で測定された電流が該回路網の予想された電流を或る閾値だけ超えないと比較される場合には、検出することができる。
【００３４】
静的測定値レベルに加えて、過渡又は時間依存の信号はまた、欠陥をスクリーニングして分類するのに有用な付加的な情報を生み出すことができる。測定値はイオン化の不均一性によって影響を及ぼされることになる。試験の感度は、異なる閾値を異なる回路網に適用する部品をプロファイルするために、１つ又はそれ以上の周知の良好な部品による「プロファイリング・プロセス」の使用によって増加できることは、当業者には明らかである。プロファイリング・プロセスでの短絡の検出の有効性は、２つの条件の下で増大される。第１の条件は、イオン化及び部品なしの周囲条件で電流センサ測定を行うことができる。これは、アレイの個々のプローブによる閾値の選択の目的のために、開路に対するレベルの読取値を与える。さらに増加した感度のために、ならびに、短絡検出能力を保証するために、開路検出能力を維持しながら、短絡の検出のための入力バイアスにおける十分な相違を保証するために異なる電圧入力バイアスを有するように各増幅器回路を意図的に設定することができる。
【００３５】
ここで図６を参照すると、高抵抗の短絡を区別するために付加的な試験を行うことが望ましい。通常、増幅器の入力バイアスは非常に小さく、ミリボルトのオーダーである。弱電流を測定するために、高い入力分離を有することが望ましく、大きい電圧オフセットの付加が分離を損なうことになる。本発明の好ましい実施形態において、回路は、接触プローブを介して変えられ、接触プローブは、センサのアレイを実装する回路基板の部品又は特定のパッドの他方の側に接触することができる。それは、センサのアレイを実装する回路基板に接続する又はそこから後退するピギーバックカードとすることができる。これらの方法の何れにおいても後退可能とすることは、低入力バイアスモードで用いられる場合に電流感知回路の入力インピーダンスを損なうことなく、より大きいオフセットを動的に変化させ、あるいは、特定のプローブに選択的なオフセットを置くことを可能にする。
【００３６】
ここに特に説明されるこれらの実施形態を超える本発明の他の変更を、本発明の精神から離れることなく加えることができることは、本開示に関心をもつ当業者には明らかであろう。したがって、このような変更は、添付の特許請求の範囲によってのみ制限される本発明の範囲内にあると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の種々の実施形態の概略図である。
【図２】本発明の種々の実施形態の概略図である。
【図３】本発明の種々の実施形態の概略図である。
【図４】本発明の種々の実施形態の概略図である。
【図５】本発明の種々の実施形態の概略図である。
【図６】本発明の種々の実施形態の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月10日(2006.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの電子基板（２０）であって、該電子基板（２０）の上面側の上面導電性部（２２）が該電子基板（２０）の底面側の底面導電性部（２３）に電気的に接触しているものと、
前記電子基板（２０）の前記上面の上に位置決めされ、第１の電圧源に接続されたイオン化源（１０）と、
前記電子基板を保持する取り付け具と、
前記底面導電性部に接触するプローブのアレイと、
前記プローブのアレイを仮想接地電圧に維持するために前記プローブのアレイに電気的に接続された第２の電圧源と、
前記プローブのアレイに接触する電流測定電子回路と、
を備えた、電子基板の非接触電気的試験のための装置。
【請求項２】
前記イオン化源（１０）が導電性ワイヤである、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記イオン化源（１０）が導電性ワイヤのメッシュである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記イオン化源（１０）が導電性リボンである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記イオン化源（１０）が二硫化モリブデンでコーティングされた、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記イオン化源（１０）と前記上面導電性部（２２）との間にシールド（４０）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記イオン化源（１０）が陽イオン化源である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記イオン化源（１０）が陰イオン化源である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記取り付け具（５０）が導電性材料からなる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記取り付け具（５０）がテーパした幾何形状を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記取り付け具（５０）が第４の電圧源に接続された、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記電流測定電子回路が対数増幅器である、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの電子基板（２０）であって、該電子基板（２０）の上面側の上面導電性部（２２）が該電子基板（２０）の底面側の底面導電性部（２３）に電気的に接触しているものを用意するステップと、
前記電子基板（２０）を取り付け具に固定するステップと、
第１の電圧を前記イオン化源に印加することによって、前記電子基板（２０）の前記上面の上に位置決めされたイオン化源（１０）にイオン化された粒子の領域を作るステップと、
第２の電圧を前記底面導電性部（２３）に印加することによって前記イオン化された粒子のカスケードに前記上面導電性部（２２）を曝し、それによって前記上面導電性部（２２）の上に電荷を蓄積させるステップと、
蓄積した電荷を、前記底面導電性部（２３）を通してドレインして、前記底面導電性部（２３）に接触するプローブのアレイにドレイン電流を発生させるステップと、
前記プローブのアレイに接触する電流測定電子回路で前記ドレイン電流を測定し、それにより、上面導電性部（２２）と底面導電性部（２３）との間における開路を、前記ドレイン電流がないことによって検出するステップと、
を含む、電子基板の非接触電気的開路試験のための方法。
【請求項１４】
前記イオン化源（１０）と前記上面導電性部（２２）との間にシールド（４０）を位置させることによって、イオン化された粒子の前記カスケードを合焦するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、所定の位置にイオン化源（１０）及び電子基板（２０）がない状態で、前記プローブのアレイの各々の電圧バイアスを最初に測定するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの電子基板（２０）であって、該電子基板（２０）の上面側の上面導電性部（２２）が該電子基板（２０）の底面側の底面導電性部（２３）に電気的に接触しているものを用意するステップと、
前記電子基板（２０）を取り付け具（５０）に固定するステップと、
第１の電圧を前記イオン化源（１０）に印加することによって、前記電子基板（２０）の前記上面の上に位置決めされたイオン化源（１０）にイオン化された粒子の領域を作るステップと、
第２の電圧を前記底面導電性部（２３）に印加することによって前記イオン化された粒子のカスケードに前記上面導電性部（２２）を曝し、それによって前記上面導電性部（２２）に電荷を蓄積させるステップと、
蓄積した電荷を、前記底面導電性部（２３）を通してドレインして、前記底面導電性部（２３）に接触するプローブのアレイにドレイン電流を発生させるステップと、
前記プローブのアレイに接触する電流測定電子回路で前記ドレイン電流を測定し、それにより、上面導電性部（２２）と底面導電性部（２３）との間における開路を、前記ドレイン電流がないことによって検出するステップと、
前記イオン化された粒子のカスケードを切るステップと、
前記プローブのアレイにおける個々のプローブの各々に異なる電圧バイアスをかけるステップと、
前記電流測定電子回路で前記プローブのアレイを再測定して、短絡をドレイン電流によって検出するステップと、
を含む、電子基板の非接触電気的短絡試験のための方法。
【請求項１７】
次のドレイン電流の測定に対する基準値を確立するために、所定の位置にイオン化源（１０）及び電子基板（２０）がない状態で、前記プローブのアレイの各々の電圧バイアスを最初に測定するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
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