(57)【要約】【課題】集積回路装置の接続部の良否が精度よく短時間で検査できる集積回路装置の接続検査装置を構成する。【解決手段】被検査集積回路装置の複数の接触部にそれぞれ接触する複数のプローブピンが絶縁板に植設され、プローブピン毎にスイッチング素子を介して試験波を印加する試験波印加端子に接続される試験波印加回路を備えた多点プローブと、試験波印加回路のスイッチング素子に対して１素子毎に選択的に開閉信号を出力して試験波印加回路を形成する切換制御手段と、この切換制御手段により形成された試験波印加回路に試験波を印加する試験波印加手段と、印加された試験波と被検査集積回路装置から反射した反射波を観測して被検査集積回路装置の接続状態を診断する接続状態診断手段とを備えた構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査集積回路装置の複数の接触部にそれぞれ接触する複数のプローブピンが絶縁板に植設され、プローブピン毎にスイッチング素子を介して試験波を印加する試験波印加端子に接続される試験波印加回路を備えた多点プローブと、上記試験波印加回路のスイッチング素子に対して１素子毎に選択的に開閉信号を出力して試験波印加回路を形成する切換制御手段と、該切換制御手段により形成された試験波印加回路に試験波を印加する試験波印加手段と、印加された試験波と上記被検査集積回路装置から反射した反射波を観測して上記被検査集積回路装置の接続状態を診断する接続状態診断手段とを備えたことを特徴とする集積回路装置の接続検査装置。
【請求項２】
上記接続状態診断手段が診断した診断結果を検査位置毎に記憶する記憶手段と、記憶された上記診断結果を表示する表示手段とを付加したことを特徴とする請求項１記載の集積回路装置の接続検査装置。
【請求項３】
上記プローブピンは、円筒状部材の内径中央部に押圧ばねを配置し、両端部に接触子を挿入して軸方向に移動可能に係止したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の集積回路装置の接続検査装置。
【請求項４】
上記プローブピンの上記被検査集積回路装置側に接触する接触子の先端は王冠形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の集積回路装置の接続検査装置。
【請求項５】
上記接続状態診断手段は、時間領域反射測定装置としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の集積回路装置の接続検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばＢＧＡＩＣ等の集積回路が実装基板に実装された集積回路装置の接続状態を検査する集積回路装置の接続検査装置に関すものである。
【背景技術】
【０００２】
ＢＧＡパッケージやＳＯＪパッケージのような集積回路装置は実装された実装基板下面に端子を有し、この端子と実装基板の間は半田ボールにより接続されている。その接続部はパッケージと実装基板との間に隠れた状態となっており目視検査ができない状態であるので、接続部の検査は、接続部の上部にＸ線発生源を置き、下部に画像検査部を配置してＸ線を照射し、画像検出部の検出信号に所定の信号処理を施し、これを画像化することで接続状態を検査する方法や、半導体接続部の上部にレーザー光源を配置し、このレーザ光源から半導体接続部にレーザ光を照射し、反射したレーザ光をＣＣＤカメラで検出し、半田フィレットの形状で接続状態の良否を識別する方法が多く用いられている。
【０００３】
また、特許文献１には、半導体装置の接続部に超音波パルスを印加し、その反射状態を観測することにより、接続部の不接続状態を検出する方法が示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、高周波パルス波をプローブを介して基板のランドに印加し、入力パルス波と反射パルス波を計測し、波形を分析することで半田部の接続状態の良否を識別する方法が示されている。その方法におけるプローブと基板のランドへの接続は、Ｘ−Ｙ駆動手段により移動して順次検査対象のランドに接続して入力パルスを入力し、入力パルスと反射波を観測して接続状態を検査する検査装置が示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平０３−０８４４５３号公報
【特許文献２】特開平０９−０６１４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
接続部にＸ線を照射して画像検出部の検出信号に所定の信号処理を施してこれを画像化することにより検査する方法では、確認したい部分が微小あり明瞭な画像を表示することが難しく、接続状態の詳細な確認ができないという問題点があった。
また、特許文献１に示された検査方法では、超音波パルスを印加し、多数の接続部を有する場合には接続部毎に順次検査することになり、検査時間が長時間となり、量産品に適用することは難かしいという問題点がある。
また、特許文献２の場合では、高周波パルス波をプローブを介して基板のランドに印加し、入力パルス波と反射パルス波を計測し、波形を分析することで接続部の良否を判定するものであり、プローブはＸ−Ｙ駆動手段により移動して順次検査対象のランドに接続するが接続部を移動する移動時間が必要であり検査時間が長くなる問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、集積回路装置の多数の接続点の良否が精度よく短時間で検査できる集積回路装置の接続検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る集積回路装置の接続検査装置は、被検査集積回路装置の複数の接触部にそれぞれ接触する複数のプローブピンが絶縁板に植設され、プローブピン毎にスイッチング素子を介して試験波を印加する試験波印加端子に接続される試験波印加回路を備えた多点プローブと、試験波印加回路のスイッチング素子に対して１素子毎に選択的に開閉信号を出力して試験波印加回路を形成する切換制御手段と、この切換制御手段により形成された試験波印加回路に試験波を印加する試験波印加手段と、印加された試験波と被検査集積回路装置から反射した反射波を観測して被検査集積回路装置の接続状態を診断する接続状態診断手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成すると、外部から目視できない多数の接続部を備えた集積回路装置の接続部が非破壊で精度よく効率的に検査できる検査装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
ＢＧＡ（ball grid array）パッケージやＳＯＪ（small outline j lead）パッケージの集積回路装置で、例えばＢＧＡＩＣが実装基板に実装されたＢＧＡパッケージでは図１、図２のように構成されている。
図１（ａ）はＢＧＡパッケージの集積回路装置の断面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の部分拡大図である。図２は実装基板のＩＣ実装面とその反対面の接続側の状態を示す図であり、図２（ａ）はＩＣ実装面のランド及びスルーホールの配置状態、図２（ｂ）は図２（ａ）の反対の接続面の状態を示す図である。
【００１１】
図１に示した集積回路装置１０のＩＣ１１は、実装基板側に規則的に整列した複数の接続部１２を備え、実装基板２１の実装側は、図２（ａ）に示すように、ＩＣ１１の接続部１２に対向する位置に半田ボール１５を介して接続するランド２２と、各ランド２２のそれぞれから反対面に貫通するスルーホール２３が設けられ、反対の接続面には外部に接続する接続ランド２４が規則的に配列され、ランド２２と接続ランド２４はスルーホール２３に導体を貫通させて接続している。
ＩＣ１１の接続部１２と実装基板２１のランド２２の間にそれぞれ半田ボール１５を配置して加熱ずることでＩＣ１１と実装基板２１を一体として集積回路装置１０が構成されている。
【００１２】
図３は集積回路装置の接続検査装置の構成図、図４はプローブピン部分の拡大図、図５は多点プローブ３０の構成説明図である。
集積回路装置の接続検査装置は、集積回路装置１０の複数の接続部に同時に接触させ、接触部毎にスイッチイング素子を設けて開閉信号により検査する接続部の試験波印加回路を形成する多点プローブ３０と、検査する接触部への試験波印加回路を順次形成する切換制御手段５１、試験波印加手段５２、接続状態診断手段５３、記憶手段５３、表示手段５４を備えた構成としている。
【００１３】
多点プローブ３０は、絶縁板３２に集積回路装置１０の複数の接触部２４に同時に接触するように、絶縁板３２に集積回路装置１０の接続部２４の配置間隔に合わせてプローブピン穴３３を孔設し、プローブピン３５を植設したプローブ板３１と、プローブ板３１の全てのプローブピン３５が接触し途中にスイッチング素子４３を設けて試験波印加端子４５に接続される試験波印加回路４２を設け、各スイッチング素子４３の開閉制御を行う制御線４４は、切換制御手段５１に接続されるように配線したインターフェース基板４１とで構成している。
【００１４】
プローブピン３５は図４に示すように、円筒部材３５ａの内径中央部に押しばね３５ｂを配置し、両端部に接触子３５ｃおよび接触子３５ｄを挿入して軸方向に移動可能に係止した構成である。
このように構成すると、プローブピン３５は、集積回路装置１０の接触部２４に多少の凹凸があっても、スプリング３５ｂによって集積回路装置１０接触部２４およびインターフェース基板４１の試験波印加回路４２に常時押圧されて確実な接触状態が確保される。
【００１５】
集積回路装置１０の接触部２４はランド２２との間が導体を挿通して半田付けにより接続されているので、若干の凹凸があり確実に接触させるために図４に示すように王冠形（クラウンタイプ）に形成している。このように王冠形に形成すると接触点が２点あるので確実に接触させることができる。
【００１６】
切換制御手段５１は、集積回路装置の検査を行う接続部に対して、試験波を印加する各接続部を選択して試験波印加回路４２を形成するようにスイッチング素子４３に対して開閉信号を伝送し、接続部が順次切り換えられるように構成されている。
【００１７】
試験波印加手段５２は、集積回路装置１０の接続部２４に対して印加する高周波パルスを発生するパルス発生回路を備え、切換制御手段５１の切換信号に同期して動作するように構成されている。
【００１８】
接続状態診断手段５３は、試験波印加手段５２から印加された高周波パルスの印加波と集積回路装置１０からの反射波を観測し、印加波と反射波の時間間隔から反射点の距離を算出し、反射点の距離が算出された場合に不具合と判定され、算出された距離によって不具合の位置を特定することができる。
接続状態診断手段５３の波形観測装置としては、時間領域反射測定装置(ＴＤＲ：Time Domain Reflectometer) を使用することにより、集積回路装置１０の不接続箇所が容易に検出できる。
【００１９】
例えば、図６に示すように、集積回路装置１０の半田ボール１５の部分に半田割れ（クラック）があった場合の印加波と反射波の観測波形の例を図７に示す。
図７の（ａ）が印加波形であり、図７の（ｂ）が接続状態診断手段５３での観測波形を示す。観測波形（ｂ）の印加時刻ｔ０に対して、反射波が戻ってくる時刻ｔｒで電圧が階段状に上昇する波形となる。印加時刻ｔ０と反射波観測時刻ｔｒとの間の時間Ｔから断線部分の位置が算出される。断線部分の位置が半田ボールの位置であれば、半田ボールの接続不具合と判定される。
【００２０】
記憶手段５４は、接続状態診断手段５３の診断結果をディジタル通信手段により伝送し、検査位置に対応して記憶する。記憶手段５３は検査装置に装備してもよく、別の場所に配置してもよい。
【００２１】
表示手段５５は、記憶手段５４に記憶された各接続部の診断結果を接続部に対応して表示することができるように構成している。
【００２２】
このように構成された集積回路装置の接続検査装置を用いて集積回路装置１０の接続部を検査するときは、多点プローブ３０に被検査集積回路装置１０を装着し、切換制御手段５１により検査する接続部の試験波印加回路を形成し、試験波印加手段５２により試験波を印加し、接続状態診断手段５３により試験波の印加波形と反射波の波形が観測された場合に、印加時刻と反射波の検出時刻との差により反射点までの距離を算出し、算出した距離が断線位置となり、断線位置が半田付け位置の場合は半田付けの不具合となり、距離が集積回路装置内部の場合には集積回路内部の不具合と判定することができる。
このような動作を接続部毎に繰り返すことで外部から目視できない多数の接続部を備えた集積回路装置の接続部が非破壊で精度よく効率的に検査できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】集積回路装置の構成を示す断面図である。
【図２】集積回路装置の実装基板のＩＣ実装面とその反対面の接続側の状態を示す図である。
【図３】集積回路装置の接続検査装置の構成図である。
【図４】図３のプローブピン部分の拡大図である。
【図５】多点プローブの構成説明図である。
【図６】集積回路装置の接続部の半田ボール部分に半田割れがあ留場合の説明図である。
【図７】観測波形の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  集積回路装置、１１  集積回路、１２  接続部、１５  半田ボール、
２１  実装基板、２２  ランド、２３  スルーホール、２４  接続ランド、
３０  多点プローブ、３１  プローブ板、３２  絶縁板、３５  プローブピン、
４１  インターフェース基板、４２  試験波印加回路、４３  スイッチング素子、
４４  スイッチング素子制御回路、４５  試験波印加端子、５１  切換制御手段、
５２  試験波印加手段、５３  接続状態診断手段、５４  記憶手段、５５  表示手段。
【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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【図７】
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