(57)【要約】【課題】密に配置されたプローブ用測定パッドのアレイに対するプロービングを容易にする。【解決手段】プローブマスク４３０は、穿孔絶縁シート４００をフレーム４１０で保持して形成される。穿孔絶縁シート４００には、計測対象であるＰＣＢ上の測定パッド（不図示）の配列ピッチと同じピッチで穿孔４２０が設けられている。プローブマスク４３０をＰＣＢ上で位置決めし、プローブ３００のプローブチップ３２０を所望の穿孔４２０に刺すことにより、プローブチップ３２０が穿孔４２０で位置決めされ、測定パッドとの接触状態を容易に維持することができる。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢ上に複数設けられた導電パッドのうち、少なくとも１つのパッドの信号を、プローブを使用して測定するために、前記少なくとも１つのパッドの位置を特定してアクセスするのを支援する装置であって、
複数の前記パッドを覆うように形成され、前記パッドの間隔に対応して穿孔を有する絶縁シート
を具備することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記絶縁シートは、マイラーおよびポリイミドを含むリストから選択された材料から作製されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記穿孔は、測定対象のパッドを示すために識別されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
ＰＣＢ上に複数設けられた導電パッドのうちのいくつかで信号を、プローブを使用して測定するために、前記パッドのうちの少なくとも１つのパッドの位置を特定してアクセスするのを支援する装置であって、
測定対象のパッドに対応する穿孔を有する絶縁シート
を具備することを特徴とする装置。
【請求項５】
プローブを使用してＰＣＢ上のパッドにおいて信号を測定するために、前記パッドの位置を特定してアクセスする方法であって、
前記方法は、測定対象のパッドを示すために、絶縁シート上の穿孔を特定するステップを有し、前記絶縁シートが、前記ＰＣＢ上の導電パッドの間隔に対応する穿孔を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
測定対象のパッドを示すために、前記絶縁シート上の前記特定された穿孔をマークするステップ
をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記マークされた前記絶縁シート上の穿孔を通して前記プローブを位置決めし、前記パッドに接触させるステップ
をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
プローブを使用してＰＣＢ上のパッドの信号を測定するために、前記パッドの位置を特定してアクセスする方法であって、
測定対象パッドを示すために絶縁シート上に設けられた穿孔を特定するステップを有し、前記絶縁シートは、前記ＰＣＢ上の導電パッドの間隔に対応して設けられた穿孔を有し、前記絶縁シートを保持するためのフレームに結合されるものであることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記絶縁シートの前記特定された穿孔を通してプローブを位置決めして前記パッドに接触するステップ
をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
プローブを用い、ＰＣＢ上のパッドにおいて信号を測定するために、前記パッドの位置を特定しそれにアクセスするのを支援する方法であって、
前記ＰＣＢ上の測定対象パッドに対応する穿孔を有する絶縁シートを配置するステップを有し、前記絶縁シートが、前記絶縁シートを保持するためのフレームに結合されるものであることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、回路における信号のプロービングに関し、特に、確実な信号プロービングを容易にするプローブマスクを提供することに関する。
関連出願
本出願は、２００２年５月２３日に出願され「ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＣＲＥＡＴＩＮＧ  ＰＲＯＢＥ  ＭＡＳＫＳ」と題された、本願と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１５４，２７７号に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、インタポーザ１１０に載置され、ＰＣＢ（プリント基板）に実装可能な状態のＶＬＳＩチップパッケージ１２０の側面図である。ＰＣＢは、ＰＣＢ表面１００でインタポーザ１１０と結合する。インタポーザ１１０は、チップパッケージ１２０とＰＣＢとの間の導電系の機能を果たす。
【０００３】
ＰＣＢに実装されたチップ１２０を出入りする信号の電気的解析を実行するために、これらの信号に接続されたビア（ｖｉａｓ）が、チップがＰＣＢに付着する部分でＰＣＢを貫通して延在する。ビアは、ＰＣＢを通して特性を電気的に伝達する、めっきが施された孔である。そして、ＰＣＢの背面には、これらのビアに接続された導電パッドが配置される。ユーザは、オシロスコープに接続されたテストプローブ等を使用して、パッドに接触することにより、信号を測定することができる。
【０００４】
ＰＣＢ上のパッドは、一般に、小さく多数であって密に配置されている。たとえば、図２は、１平方インチ（約６．４５平方ｃｍ）内におよそ１０００個のパッドを有するＰＣＢ２１０の一部分を示す。各パッド２２０のそれぞれは、図２に示すように長円形の形状を有している。各長円形パッド２２０内に、ビア２００がある。プローブは、パッドと比較して比較的サイズが大きいため、正しいパッドに確実にプローブさせることと、プローブをパッド上で安定させることは困難である。
【０００５】
図３は、オシロスコープ用のプローブ３００を示す。プローブ３００は、本体３３０と、長さがおよそ２．５インチ（約６．３５ｃｍ）ほどのボールペンと略同じサイズの端部３１０と、長さがおよそ０．５（約１．２７ｃｍ）インチほどのプローブチップ３２０とを有する。プローブチップ３２０を使用して、パッド２２０（図２を参照）に接触させ、そこで信号を測定する。プローブによっては、プローブ本体の電子装置のために極めて大型であり、測定中のチップまたはパッドを見ることが困難になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
現状、ユーザは、パッドの数を数え上げて計算することにより、測定対象パッドの位置を特定し、その後そのパッドの上にプローブをあてなければならない。パッドの位置を特定し、そのパッドで信号を測定するこの標準的な方法には、複数の欠点がある。たとえば、多数のパッドを計算して数え上げることにより、正しいパッドの位置を特定するためには、しばしばパッドを正確にカウントするために拡大鏡を使用する必要がある。さらに、第１のパッドの位置を特定しプローブをそのパッドの上に当てた状態で、同時に別のパッド（単数または複数）の位置を特定し別のプローブを使用してそれをプローブすることは困難である。それは、追加のプローブの各々によってさらにパッドの位置が不明確になり、カウントおよびプロービングがますます困難となるためである。ユーザが、識別されたパッド（単数または複数）を測定のためにトレースすることができる場合であっても、プローブは、パッドの表面が平滑であるために測定中にパッドの上で滑りやすい傾向がある。パッドおよびビアの上にはんだ被膜がシルクスクリーンによって施されているため、パッドは平滑である。計測対象パッドの狭い面積と比較してプローブのサイズが大型であるため、対象のパッドに向かってそのパッドを見失うことなく移動させるようにプローブを取扱うことは、不便かつ困難である。さらに、プローブを一旦パッドから離してしまうと、カウントしその後再度パッドの位置を特定して再測定しなければならないため、繰り返し測定を行う際の作業性が低下する。したがって、現状では、他のパッドに接触しないようにしながら１つのパッドにプローブするためにおよそ３０分かかることもある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施形態は、プローブを使用してＰＣＢ上のパッドにおいて信号を測定するために、そのパッドの位置を特定しそれにアクセスするのを支援する装置を提供する。好ましい実施形態の装置は、ＰＣＢ上の導電パッドの間隔に対応する孔を有する穿孔絶縁シートである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、フレームで強固に保持することができ、プローブマスクを形成する、穿孔絶縁シートに関する。プローブマスクは、好ましくは、ＶＬＳＩ（超大規模集積）チップの配線を覆うように配置され、それによってユーザが、ＶＬＳＩチップ上で有効かつ正確にパッドの位置を特定かつ識別し、プローブを使用してそのパッドの信号を測定することができる。ＶＬＳＩチップは、パッドが非常に密に配置された、極めて密集した表面実装配線システムを使用するため、パッド自体の位置を特定することが困難であると共に、測定プロセス中にプローブが確実にパッド上に留めることが困難であるため、プローブマスクは有利である。本発明は、プローブがパッドからずれる可能性を最小にする、プロービング対象パッドの位置決めを容易にすることができるプローブマスクとその使用方法に関する。
【０００９】
本発明の実施形態は、従来技術と比較して様々な利点を提供する。
【００１０】
たとえば、好ましい実施形態を使用することにより、特定のパッドを識別し測定するために、１分以下等の非常に短い時間しかかからない。これにより、同じパッドを識別し測定する従来技術による方法と比較して、劇的に時間が節約される。さらに、本発明は、好ましい実施形態の穿孔絶縁シートが、測定対象パッド（単数または複数）を示すようにマークされるため、繰返し性の向上をもたらす。したがって、ユーザは、パッドの信号を再測定するために、単にＰＣＢ上に好ましい実施形態のプローブマスクを配置するだけでよい。
【００１１】
本発明の実施形態は、特に、２０×２０以上のピンフィールドを有するチップにおいて特に有用である。たとえば、好ましい実施形態によるプローブマスクをある角度から見た場合、穿孔をカウントしマークすることが容易になり、それによって広いピンフィールドに対し特に有用な解決法が提供される。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態は、穿孔絶縁シートを提供することにより、パッドの位置特定を容易にしかつ／またはパッドにおける信号の測定中にプローブを安定させるのに役立つ。絶縁シートは、マイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）、ポリイミドまたは他の絶縁材料で構成してよい。絶縁シートを、フレームで剛直にまたは強固に保持することによってプローブマスクを生成することができる。さらにまたは代替的に、本発明によって使用される絶縁シート自体が剛性を有していても半剛性を有するものであってもよく、それにより、フレームなしでもプローブマスクが提供可能である。プローブマスクの１つの好ましい実施形態は、０．００５インチ（約０．０１２７ｃｍ）ほどの厚さの絶縁シートを使用する。
【００１３】
ユーザは、プローブを使用して、本発明のプローブマスクの対応する穿孔を用いてパッドの数を触感的に（ｔａｃｔｉｌｅｌｙ）数え上げ、計算することにより、測定されるパッドを容易に識別することができる。マスクが、測定されるＰＣＢ上の導電パッドの間隔に対応して穿孔されるため、プローブを、一連の穿孔に沿って段階的に移動させることにより、目的とする特定パッドに対応する穿孔に確実かつ正確に到達することができる。特に、プローブは、好ましくは、ユーザがカウントしている間に滑動して穿孔内に入ることにより、マスク上でユーザが所望する位置で保持され、測定対象のパッドに位置決めされる。この点、従来技術では、ユーザがカウントする際にプローブがパッド上で滑ってしまい、ユーザは常にカウントが分からなくなっていた。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態によれば、ユーザまたは製造業者は、目的の導電パッドに対応する単数または複数の穿孔にマークを付することができる。たとえば、ユーザは、測定するパッド（単数または複数）を識別すると、対応する穿孔をマークすることにより識別、特定することができる。プローブマスクにおけるマーキングは、マーカにより穿孔を丸で囲むものであってよい。これにより、ユーザは、異なる色を使用して異なる信号を識別することができる。さらに、ユーザは、マスクにプリントされた文字または数字を使用して、測定するパッドを識別、特定してもよい。さらにまたは代替的に、本発明のプローブマスクを、特定の信号が繰返しプローブされる場所等、所定の特定パッドに対応する所定の穿孔パターンで作製することにより識別、特定ができる。各々が、特定のテストシーケンスに対し所定のパッドにのみ穿孔を有する、いくつかのパッドを連続して使用することができる。望ましい場合は、所望の穿孔をカラーコード化することにより、様々な予期される信号特性を示すか、または続くステップのシーケンスを識別することができる。
【００１５】
図４は、好ましい実施形態によってプローブマスク４３０を構成する、フレーム４１０で強固に保持された、好ましい実施形態による穿孔絶縁シート４００を示す。絶縁シートのマーキングを例示するために、プローブマスク４３０は、３つの穿孔４２０が測定対象箇所としてマーク（識別、特定）されている様子を示す。
【００１６】
図５は、ユーザがプローブ３００をいかに操作して、プローブチップ３２０がプローブマスク４３０の穿孔４２０を通してパッドに接触することができるようにするかを示す。図５の例示から容易に認めることができるように、第２および第３のプローブを、ほとんど労力なしにおよび／またはさらにパッドをカウントすることなしに、他の２つのマークされた孔等の他の穿孔に容易に位置決めすることができる。
【００１７】
本明細書では、好ましい実施形態をＶＬＳＩチップ構成に関連して説明したが、本発明のプローブマスクを使用していかなるＰＣＢコンタクトの高密度アレイをもプローブすることができることが認められるはずである。たとえば、本発明のプローブマスクを、コネクタピンまたはパッドを使用できるように構成してもよい。
【００１８】
好ましくは、穿孔プローブマスクの寸法は、測定対象のパッドを有するＰＣＢ上のチップの表面と実質的に同じである。これにより、プローブが測定プロセス中にすべての必要なパッドにアクセスしフレームを強固に保持する安定した作業環境をもたらす。しかしながら、プローブマスクを、ＰＣＢの寸法になるようサイズを決めることにより、１つのプローブマスクを使用してＰＣＢ上のすべてのチップにプローブすることができるようにしてもよい。
【００１９】
好ましい実施形態は、フレームを使用して、プローブマスクの穿孔絶縁シートを強固に保持し、測定対象の単数または複数のパッドを有するＰＣＢの部分にフレームを正確に位置合わせする。フレームは、絶縁材料で作製しても導電材料で作製してもよい。
【００２０】
好ましい実施形態では、穿孔絶縁シートは、フレームに一体的に接続される。絶縁シートをフレームに取付ける方法としては、感圧接着、フレーム内に向かって成形され、絶縁シートの孔に対応して突出する位置決めボスを配置する方法、もしくはシートをフレームにヒートシールで固着するか、または溶剤接着することなどが含まれる。
【００２１】
フレームは、ＰＣＢ上でフレームを適所に保持するために既存の構造が適用され、穿孔がＰＣＢ上のパッドと確実に位置合わせされるように、形成される。この実施形態により、ユーザがプローブマスクを通してパッドをプローブする場合、フレームが絶縁シートを強固に保持しており、穿孔の側壁がプローブチップの移動を制限するため、プローブはパッドからずれることがない。
【００２２】
本発明の別の実施形態は、ＰＣＢに穿孔絶縁シートを固定する際にフレームおよび接着手段のない穿孔絶縁シートを使用するものである。たとえば、マスキングテープを穿孔絶縁シートとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の技術に係る、インタポーザを使用してＰＣＢに実装するように構成されたＶＬＳＩチップの側面図である。
【図２】従来の技術に係るＰＣＢ上の導電パッドの平面図である。
【図３】従来の技術に係るオシロスコーププローブの平面図である。
【図４】基準のために孔がマークされた本発明の好ましい実施形態による穿孔マスクの平面図である。
【図５】本発明のマスクを通してパッドに接触するプローブの拡大斜視図である。
【符号の説明】
１１０  …  インタポーザ          １２０  …  パッケージ
２１０  …  ＰＣＢ                ２００  …  ビア
２２０  …  パッド                ３００  …  プローブ
３２０  …  プローブチップ        ４００  …  穿孔絶縁シート
４１０  …  フレーム              ４２０  …  穿孔
４３０  …  プローブマスク
【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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