説明

アダプタ基板及びこれを用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の計測方法

【課題】半導体デバイス及びプリント基板の間に位置させて、これら半導体デバイス及びプリント基板の間を流れる入出力信号から、この入出力信号のモニター用信号を取り出すために用いるアダプタ基板と、このアダプタ基板を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の計測方法と、を提供する。
【解決手段】多層基板からなり、最上層面に半導体デバイス実装用パッド102及び計測用パッド103が形成され、最下層面にプリント基板接続用パッド110が形成され、半導体デバイス実装用パッド及びプリント基板接続用パッドは第1スルーホール104を介して接続されており、内層面には、第1スルーホール104に接続され、途中に抵抗器108が挿入されているとともに、第2スルーホール105を介して計測用パッド103に接続されたモニタリングパターン107が形成されている第1アダプタ基板100。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体デバイス及びプリント基板の間に位置させて、これら半導体デバイス及びプリント基板の間を流れる入出力信号から、この入出力信号のモニター用信号を取り出すために用いるアダプタ基板及びこのアダプタ基板を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の計測方法に関する。
【背景技術】
【0002】
電子部品や半導体デバイスをプリント配線板に実装した際に、これら部品の電気特性を測定する方法として、以下のものがある。
【0003】
特許文献1には、絶縁基板上に印刷・焼成して形成される膜抵抗、配線パターンを有する配線基板において、回路形成面側に実装した部品の電極、多層配線部の上層・下層配線パターンをスルーホールを介して、他方の面に格子上に配置したチェックパターンと接続する厚膜混成ICが開示されている。
【0004】
特許文献2には、入出力リード線を有するICチップと、一主面に前記ICチップが搭載される基板とを含み、これらがコーティングされてなる混成集積回路であって、前記基板に設けられ、該基板の他主面に前記入出力リード線の信号を導出する検査用のスルーホールを有する混成集積回路が開示されている。
【0005】
特許文献3には、プリント板に搭載された電子部品やはんだ付けの状態を外部の試験装置により電気的に確認する際に当該プリント板と試験装置の間の電気的接続を可能としたプリント配線板において、前記プリント板面上の外周に複数のテストパッドを適切に配列したテストパッド群を設置すると共に、プリント板の実装部品から前記テストパッド群まで計測信号を引出す計測信号ラインが、プリント板に施したスルーホール及び内層に設けた試験層の計測用パターンによるプリント配線板が開示されている。
【0006】
特許文献4には、プリント基板を、底面電極を有するBGA等のICと配線用補助パッケージでサンドイッチ状に挟む実装形態の当該プリント基板において、当該ICで観測が必要なピンを、貫通VIA経由で当該ICの直下の配線用補助パッケージに接続し、該パッケージの部品面側に波形観測用のテストパッドを配置する配線用補助パッケージが開示されている。
【0007】
これら技術は、電子部品の入出力信号を、信号計測用にスルーホールを設置し、入出力信号を計測するというものである。しかし、これら技術では、本来信号伝送系には存在しない導体を配置していることや、伝送信号に及ぼす影響を考慮された構造となっていないことがあり、入出力信号を正確に測定しているとは言えない場合もある。
【0008】
そこで、部品の入出力端子に近いところから部品への入出力信号を取り出し、この取り出した信号を測定する技術がある。具体的には、部品とプリント基板との間に信号測定用パターンを有する測定用アダプタ基板を位置させ、この信号測定用パターンを流れる信号を測定する技術である。
【0009】
特許文献5には、面および下面を有するフレキシブル基板の一部分に集積回路チップを
取り付ける段階と、前記フレキシブル基板部分に前記集積回路チップを取付けた後に、該集積回路チップを試験する段階と、前記集積回路チップ及び前記フレキシブル基板部分を前記フレキシブル基板から切り取る段階と、前記切り取られた集積回路チップ及び前記フレキシブル基板部分をキャリアにマウントする段階とを有する集積回路パッケージの製造方法が開示されている。
【0010】
特許文献6には、プリント基板と、裏面に点接続する入出力端子をアレー状に設けた表面実装型パッケージと、該表面実装型パッケージを前記プリント基板に装着して前記表面実装型パッケージの開発及びデバッグ用に使用する治具とからなり、前記治具は、前記入出力端子に引き出し線を接続し、該引き出し線の先端側をプローブ用端子にしたことを特徴とする表面実装型パッケージ用治具が開示されている。
【0011】
特許文献7には、BGAパッケージがこの複数のBGA端子を形成する複数の球状はんだによって電気的に接続して搭載されているプリント基板において、前記BGAパッケージと前記プリント基板との間に前記複数の球状はんだを介してBGA検査基板が電気的に接続して設けられ、このBGA検査基板の前記BGAパッケージ領域から外れた外部の部分に、前記複数の球状はんだに電気的に導通させた測定用の電極端子が設けられているBGAパッケージの電気特性評価用プリント基板が開示されている。
【0012】
特許文献8には、ボール・グリッド・アレイ型ICパッケージの検査にあたり当該パッケージとその実装用プリント基板との間に配置するための検査用フィルムであって、前記パッケージよりも大きなサイズの電気絶縁性フィルムにパッケージの各はんだ球の通過を可能にする開口を形成すると共に、前記フィルムの上面には、パッケージの夫々のはんだ球に個別に接合可能な複数の接続パッドと、前記パッケージの輪郭の外側において夫々の接続パッドに対応して配置された測定用パッドと、前記各接続パッドとそれに対応する測定用パッドとを夫々接続する接続導体とを形成し、前記フィルムには、当該フィルムを複数の断片に引きちぎるのを可能にする分割手段を設けると共に、前記各接続パッドとそれに対応する接続導体との間に位置する弱化部を形成し、検査後、前記フィルムを引きちぎって複数の断片に分割すると共に、前記弱化部を破断して前記接続パッドから接続導体を分離することにより、パッケージとプリント基板との間から当該フィルムを除去できるようにした検査用フィルムが開示されている。
【0013】
特許文献9には、BGA端子を有するICパッケージと、前記BGA端子を搭載する基板端子を有する装置基板との間に配設されて、所望の試験を行うための中継基板であって、前記BGA端子に対向する位置に形成され、少なくとも1つの第1の表面側端子を含む複数の表面側端子と、前記第1の表面側端子に対応する第1の裏面側端子を含み、前記基板端子に対向する位置に配置される複数の裏面側端子と、前記第1の表面側端子に接続される第1のテスト端子、及び、前記第1の裏面側端子に接続される第2のテスト端子とを備え、前記第1の表面側端子以外の前記表面側端子と、前記第1の裏面側端子以外の前記裏面側端子とは、対応する端子相互がスルーホールを介して接続される中継基板が開示されている。
【0014】
特許文献10には、マトリックス状に配列された信号端子を備えたBGA型のICパッケージに実装されたICの電気特性や信号値を、前記ICパッケージがプリント基板上に搭載された状態で検証するためのBGAパッケージ・デバッグシートであって、前記プリント基板と前記ICパッケージとの間にサンドイッチ状に挟み込まれる状態で搭載された時に、前記マトリックス状に配列された信号端子の各々の位置に、それぞれ形成されたハンダボール用スルーホールが相対し、かつ前記ハンダボール用スルーホールの縦列および横列の各々の列に属するもの同士がリード線によって電気的に接続されており、さらに、前記リード線の列間および列外に網目状の追加のリード線が形成されていると共に、前記追加のリード線と前記スルーホール同士を接続するリード線との交差点が電気的に接続されており、かつ、前記各リード線の左右方向および/または上下方向への延長をなす引出し線の両端部には試験装置用の端子が形成されているBGAパッケージ・デバッグシートが開示されている。
【0015】
これら技術では、部品の入出力端子に近いところから信号を取り出しているので、信号の特性変化が少なく、比較的、正確な測定が可能である。しかし、これら技術では、測定用パターンがスタブ成分となることがあり、このスタブ成分が信号波形に対して悪影響を及ぼすことがある。すなわち、これら技術においては、アダプタ基板が位置することにより、信号品質の劣化がおこりうる場合があるということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0016】
【特許文献1】実開昭63−153571号公報
【特許文献2】実開平04−111742号公報
【特許文献3】特開平08−242052号公報
【特許文献4】特開2004−193300号公報
【特許文献5】特開平04−230044号公報
【特許文献6】特開平08−241939号公報
【特許文献7】特開平10−335396号公報
【特許文献8】特開2001−343422号公報
【特許文献9】特開2003−329726号公報
【特許文献10】特開2007−187487号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0017】
本発明は、半導体デバイス及びプリント基板の間に位置させて、これら半導体デバイス及びプリント基板の間を流れる入出力信号から、この入出力信号のモニター用信号を取り出すために用いるアダプタ基板において、入出力信号の品質の劣化が抑制されるアダプタ基板を提供し、また、このアダプタ基板を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の計測方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明の第1の発明では、多層基板からなり、最上層面に半導体デバイス実装用パッド及び計測用パッドが形成され、最下層面にプリント基板接続用パッドが形成され、半導体デバイス実装用パッド及びプリント基板接続用パッドは第1スルーホールを介して接続されており、内層面には、第1スルーホールに接続され、途中に抵抗器が挿入されているとともに、第2スルーホールを介して計測用パッドに接続されたモニタリングパターンが形成されていることを特徴とするアダプタ基板を提供する。
【0019】
第2の発明では、抵抗器は、この抵抗器が挿入されているモニタリングパターンに接続されている第1スルーホールの近傍に配置されていることを特徴とする第1の発明のアダプタ基板を提供する。
【0020】
第3の発明では、モニタリングパターンの特性インピーダンスを第1スルーホールの特性インピーダンスよりも高くさせたことを特徴とする第1又は第2の発明のアダプタ基板を提供する。
【0021】
ここで、前記半導体デバイスの作動電源はプリント基板から供給を受けるが、本発明のアダプタ基板を用いた場合、半導体デバイスの電源供給ピンと、プリント基板の電源供給パッドとを直接的に接続させられなくなる。そのため、半導体デバイスへの電源供給線として、半導体デバイスの電源供給ピンと、プリント基板の電源供給パッドとを接続させるための配線(以下、この配線を半導体デバイス電源供給線という)をアダプタ基板に設ける必要がある。
【0022】
しかしながら、この半導体デバイス電源供給線の距離が大きいと、半導体デバイスの負荷が急激に変化した場合、半導体デバイスへの電荷供給の安定性が低下し、これに伴い、半導体デバイスの動作安定性が低下する場合もありうる。
【0023】
そこで、第4の発明では、第1から第3の発明のいずれかのアダプタ基板において、半導体デバイスへの電源供給を安定させるためのコンデンサを有するアダプタ基板を提供する。詳しくは、このアダプタ基板は、電源供給用スルーホールと、グランド層と、内層面に位置するコンデンサと、を有し、電源供給用スルーホールはコンデンサを介してグランドパターンと接続されていることを特徴とするアダプタ基板を提供する。
【0024】
第5の発明では、以下のAからDのステップを含むことを特徴とするアダプタ基板を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の計測方法を提供する。
(A)第1から第4の発明のいずれかのアダプタ基板の半導体デバイス実装用パッドに、
計測すべき半導体デバイスの入出力端子を接続し、半導体デバイスをアダプタ基板に実装するステップ。
(B)評価すべきプリント基板にアダプタ基板のプリント基板接続用パッドを接続し、プリント基板にアダプタ基板を実装するステップ。
(C)計測器に接続されたプローブを前記アダプタ基板の計測用パッドに接続するステップ。
(D)半導体デバイス及びプリント基板の間に入出力信号を流し、アダプタ基板のモニタリングパターンを介してモニター用信号を取り出して計測器に取り込むステップ。
【発明の効果】
【0025】
第1の発明のアダプタ基板によれば、このアダプタ基板が多層基板からなることにより、内層面にモニタリングパターンを配置させることができ、モニタリングパターンの長さを短くさせられるとともに、アダプタ基板を小さくさせることができる。
【0026】
また、最上層面の半導体デバイス実装用パッドに、計測すべき半導体デバイスを接続して、アダプタ基板に半導体デバイスを実装するとともに、最下層面のプリント基板接続用パッドを評価すべきプリント基板に接続して、アダプタ基板をこのプリント基板に実装させることにより、アダプタ基板の第1スルーホールを介して、半導体デバイス及びプリント基板の間に入出力信号を流すことができる。
【0027】
また、第1スルーホールにモニタリングパターンが接続されていることにより、このモニタリングパターンに、第1スルーホールを流れる入出力信号をモニター用信号として取り込むことができる。この際、モニタリングパターンの途中に抵抗器が挿入されていることにより、モニタリングパターンに取り込まれる信号の電流量が、第1スルーホールを流れる入出力信号の電流量にくらべて小さくなるので、モニタリングパターンが接続されていることによる第1スルーホールを流れる入出力信号への影響を小さくさせることができる。
【0028】
第2の発明のアダプタ基板では、モニタリングパターンにおいて、第1スルーホールから抵抗器までの距離が短いものとなっているので、第1スルーホールから抵抗器にいたるまでの間に生ずるスタブによる入出力信号への影響を最小限に抑制することができる。
【0029】
第3の発明のアダプタ基板によれば、第1スルーホールから見たモニタリングパターンのインピーダンスを高くすることにより、モニタリングパターンが存在することによる第1スルーホールを流れる入出力信号への影響をより小さくさせることができる。
【0030】
第4の発明のアダプタ基板では、半導体デバイスへの電源供給用スルーホール及びグランド層がコンデンサで接続されていることにより、半導体デバイスの負荷が急激に変化した場合でも半導体デバイスへの電荷供給が安定し、半導体デバイスの動作安定性が確保され、アダプタ基板を用いたことによる付加要因での波形劣化を抑制することができる。
【0031】
第5の発明の計測方法によれば、アダプタ基板から入出力信号を、第1スルーホールを流れる入出力信号に大きな影響を与えることなく取り出せるので、計測すべき半導体デバイス及びプリント基板の間に流れる入出力信号を精度よく解析することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】第1アダプタ基板の第1層上面図。
【図2】図1の領域Aの拡大図。
【図3】第1アダプタ基板の第2層の底面図。
【図4】図3の領域Bの拡大図。
【図5】図4の領域Cにおいて抵抗器の下方を透過して見た拡大図。
【図6】第1アダプタ基板の第4層の底面図。
【図7】図6の領域Dの拡大図。
【図8】両面銅貼コア基材の断面構成図。
【図9】2つの両面銅貼コア基材をプリプレグを介して熱圧積層する構成を示す断面構成図。
【図10】第2アダプタ基板の第1層の上面図。
【図11】図10の領域Eの拡大図。
【図12】第2アダプタ基板の第2層の底面図。
【図13】第2アダプタ基板の第5層の上面図。
【図14】第2アダプタ基板の第6層の底面図。
【図15】3つの両面銅貼コア基材をプリプレグを介して熱圧積層する構成を示す断面構成図。
【図16】第3アダプタ基板の第1層の上面図。
【図17】第3アダプタ基板の第2層の底面図。
【図18】第3アダプタ基板の第5層の上面図。
【図19】第3アダプタ基板の第6層の底面図。
【図20】第1アダプタ基板の第1層に半導体デバイスを実装した状態を示す上面図。
【図21】第1アダプタ基板を用いて半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号を計測している状態を示す模式図。
【図22】第1アダプタ基板を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入力信号及びモニタリング信号の流れを示す断面模式図。
【図23】第1アダプタ基板における電源供給の流れを示す断面模式図。
【図24】第2アダプタ基板を用いた場合の半導体デバイス及びプリント基板の間の入力信号及びモニター用信号の流れを示す断面模式図。
【図25】第2アダプタ基板における電源供給の流れを示す断面模式図。
【図26】第3アダプタ基板を用いた場合の半導体デバイス及びプリント基板の間の入力信号の流れ及び電源供給を示す断面模式図。
【図27】第3アダプタ基板における電源供給の流れを示す断面模式図。
【発明を実施するための形態】
【0033】
図1から図7は、本発明の第1の実施形態のアダプタ基板(以下これを第1アダプタ基板という)100の構成を示す図面であって、詳しくは、図1は第1アダプタ基板100の最上層面である第1層101の上面図である。図2は図1の一点破線で囲まれた領域Aの拡大図である。図3は第1アダプタ基板100の内層面である第2層106の底面図である。図4は図3の一点破線で囲まれた領域Bの拡大図である。図5は図4の一点破線で囲まれた領域Cにおいて、抵抗器108の下方を透過して見た拡大図である。図6は第1アダプタ基板100の最下層面である第4層109の底面図である。図7は図6の一点破線で囲まれた領域Dの拡大図である。
【0034】
第1アダプタ基板100は4層構造の多層プリント基板からなり、図1を参照すると、第1アダプタ基板100の第1層101には半導体デバイス実装用パッド102及び計測用パッド103が形成されている。この半導体デバイス実装用パッド102は、この第1アダプタ基板100に実装するBGAパッケージを有する半導体デバイス(詳細後述)の実装用パッドの配置に対応して配置されている。
【0035】
また、図1及び図2を参照すると、第1アダプタ基板100には、この第1アダプタ基板100を貫通する第1スルーホール104及び第2スルーホール105が形成されており、第1スルーホール104は半導体デバイス実装用パッド102に接続されている。また、第2スルーホール105は計測用パッド103の中に形成されている。
【0036】
図3、図4及び図5を参照すると、第2層106にはモニタリングパターン107が形成されている。このモニタリングパターン107は、両端が第1スルーホール104及び第2スルーホール105に接続されている。またさらに、その途中に抵抗器108が挿入されている。このモニタリングパターン107の特性インピーダンスは第1スルーホール104の特性インピーダンスよりも高くさせている。
【0037】
抵抗器108は、この抵抗器108が挿入されているモニタリングパターン107に接続されている第1スルーホール104の近傍に配置されている。また、この抵抗器108はチップ型のものを用い、モニタリングパターン107に抵抗器実装用パッド116を形成し、ここに実装する。
【0038】
なお、図3及び図4において、モニタリングパターン107が接続されていない第1スルーホール104が存在する。これは、この実施の形態では、配置されているすべての第1スルーホール104のうち、計測をすべきものにのみ、モニタリングパターン107を接続配置する構成としているからである。このモニタリングパターン107は、必要があれば、さらに別の第1スルーホール104に接続配置した構成とすることもできる。
【0039】
また、この第1アダプタ基板100の第3層はグラウンド層(図22及び図23のグラウンド層118を参照)であり、ベタパターンで形成されている。前述の第1スルーホール104のうち、半導体デバイスのグラウンド接続のための第1スルーホール104をこのグラウンド層に接続する構成とする。
【0040】
図6及び図7を参照すると、第1アダプタ基板100の第4層109には、プリント基板接続用パッド110が形成されている。また、このプリント基板接続用パッド110は第1スルーホール104に接続されている。
【0041】
ここで第1アダプタ基板100の製造方法について説明する。この第1アダプタ基板100は、従来知られている多層プリント基板の製造方法により製作することができる。
【0042】
第1アダプタ基板100は、2つの両面銅貼コア基材を積層する構成で製造する。図8は、第1アダプタ基板100の内層コアとなる両面銅貼コア基材150の断面構成図である。まず、絶縁基材160の両面に銅箔161を貼り合わせてなる両面銅貼コア基材150を2つ用意する。1つの両面銅貼コア基材150の片面側に、図3に示す第2層106のモニタリングパターン107及び抵抗器実装用パッド116を形成し、抵抗器実装用パッド116に抵抗器108を実装する。次いで、もう1つの両面銅貼コア基材150の片面側に、第3層のグラウンド層を形成する。
【0043】
図9は、2つの両面銅貼コア基材150をプリプレグ154を介して熱圧積層する構成を示す断面構成図である。図9に示すように、第2層106が形成された両面銅貼コア基材150と、第3層162が形成された両面銅貼コア基材150の第2層106及び第3層をプリプレグ154を介して向き合わせにし、熱圧積層して4層基板を得る。なお、図9では、プリプレグ154は2つとしているが、実際の製造にあたっては、第1アダプタ基板100の仕上がり厚みに応じて、プリプレグ154の必要枚数は適宜調整する。
【0044】
前述の様にして得られた4層基板に対し、第1スルーホール104及び第2スルーホール105を形成し、第1層101及び第4層109に、それぞれ、半導体デバイス実装用パッド102、計測用パッド103及びプリント基板接続用パッド110を形成する。そして、必要に応じてソルダレジスト塗布や文字印刷を行い、外形加工を施して仕上げ、第1アダプタ基板100が得られる。
【0045】
ここで、例えば図3において、図面に記載されている以上にさらにモニタリングパターンが必要な場合、モニタリングパターンの適切な配置が困難となる場合がある。この場合、モニタリングパターンを配置する別の内層面を設け、アダプタ基板の全体構成を例えば6層構造とすることにより、モニタリングパターンを適切に配置することができる。すなわち、必要なモニタリングパターンの配置に応じて、アダプタ基板の層数は適宜設定すればよい。
【0046】
次に、第2の実施形態のアダプタ基板である6層構造のアダプタ基板(以下第2アダプタ基板という)について説明する。図10は第2アダプタ基板200の最上層である第1層201の上面図である。図11は図10の領域Eの拡大図である。図12は第2アダプタ基板200の第2層の底面図である。図13は第2アダプタ基板200の第5層の上面図である。図14は第2アダプタ基板200の最下層である第6層204の底面図である。なお、以下の説明及び各図面の符号について、前述の第1アダプタ基板100と同じ構成要素については同じ符号を付している。
【0047】
図10及び図11を参照すると、第2アダプタ基板200は6層構造の多層基板からなり、図10は、この第2アダプタ基板200の最上層面である第1層201を示すものである。第2アダプタ基板200の第1層201には、第1アダプタ基板100と同様の半導体デバイス実装用パッド102及び計測用パッド103が形成されている。半導体デバイス実装用パッド102は、前述の第1アダプタ基板100とものと同じ配列である。また、計測用パッド103は、図10に示すように、第2アダプタ基板200の両端にそれぞれ2列ずつ配置されている。
【0048】
第2アダプタ基板200には、この第2アダプタ基板200を貫通する第1スルーホール104及び第2スルーホール105が形成されている。そして、第1スルーホール104は半導体デバイス実装用パッド102に接続されており、また、第2スルーホール105は計測用パッド103の中に形成されている。この構成は第1アダプタ基板100と同様である。
【0049】
図12を参照すると、第2層202には、第1アダプタ基板100と同様にモニタリングパターン107が形成されている。このモニタリングパターン107は、両端がそれぞれ第1スルーホール104及び外側の列の第2スルーホール105に接続されているとともに、その途中に抵抗器108が挿入されている。第2スルーホール105は、半導体デバイス実装用パッド102の配列に合わせ、外側に2列の配置となっている。また、モニタリングパターン107の特性インピーダンスを第1スルーホール104の特性インピーダンスよりも高くさせている。
【0050】
抵抗器108は、この抵抗器108が挿入されているモニタリングパターン107に接続されている第1スルーホール104の近傍に配置されている。また、抵抗器108はチップ型のものを用い、モニタリングパターン107に抵抗器実装用パッド116を形成しておき、これに実装する。この構成についても、第1アダプタ基板100と同様である。
【0051】
第2アダプタ基板200の内層面である第3層及び第4層はグラウンド層である。それぞれ、ベタパターンで形成されており、さらに、これらは、スルーホールで接続されている。なお、ここでは第3層及び第4層は図示していない。
【0052】
図13を参照すると、第5層203は第2層202と同様の構成であり、モニタリングパターン107及びこれに挿入された抵抗器108が設けられており、モニタリングパターン107の一端は第1スルーホール104に、他端は内側の第2スルーホール105に接続されている。また、このモニタリングパターン107の特性インピーダンスは、第1スルーホール104の特性インピーダンスよりも高くさせている。
【0053】
図14を参照すると、は第2アダプタ基板200の最下層面である第6層204の底面図である。第2アダプタ基板200の第6層204には、プリント基板接続用パッド110が形成されているとともに、このプリント基板接続用パッド110は、第1スルーホール104に接続されている。
【0054】
この第2アダプタ基板200の製造方法は、前述の第1アダプタ基板100の製造方法に準ずる。ここで、これを説明する。
【0055】
第2アダプタ基板200の製造にあたっては、前述の両面銅貼コア基材150を3つ用意する。次いで、第1アダプタ基板100の第2層106と同様に、1つの両面銅貼コア基材150の片面側に第2層202のモニタリングパターン107及び抵抗器実装用パッド116を形成し、抵抗器108を抵抗器実装用パッド116に実装する。
【0056】
次いで、もう1つの両面銅貼基材150の両面に、それぞれ、第3層及び第4層を形成する。さらに、残りの1つの両面銅貼基材150の片側に、第2層202と同様に、第5層203のモニタリングパターン107及び抵抗器実装用パッド116を形成し、抵抗器108を抵抗器実装用パッド116に実装する。
【0057】
図15は、3つの両面銅貼コア基材150をプリプレグ154を介して熱圧積層する構成を示す断面構成図である。図15に示すように、3つの両面銅貼コア基材150において、第2層202及び第3層、第4層及び第5層203を、プリプレグ154を介してそれぞれ向き合わせにし、熱圧積層して6層基板とする。
【0058】
そして、この6層基板を、前述の第1アダプタ基板100と同様に、第1スルーホール104及び第2スルーホール105を形成し、第1層101及び第4層109に、それぞれ、半導体デバイス実装用パッド102、計測用パッド103及びプリント基板接続用パッド110を形成する。そして、必要に応じてソルダレジスト塗布や文字印刷を行い、外形加工を施して仕上げ、第2アダプタ基板200が得られる。
【0059】
次に、第3の実施形態として、半導体デバイスへの電源供給を安定化させるためのコンデンサを有するアダプタ基板(以下第3アダプタ基板という)について説明する。
【0060】
図16は第3アダプタ基板300の最上層である第1層304の上面図である。図17は第3アダプタ基板300の第2層305の底面図である。図18は第3アダプタ基板300の第5層306の上面図である。図19は第3アダプタ基板300の最下層である第6層307の底面図である。なお、以下、第1アダプタ基板100及び第2アダプタ基板200と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
【0061】
この第3アダプタ基板300の構成は、前述の第2アダプタ基板200の構成に準ずるものである。図16を参照すると、第3アダプタ基板300の第1層304の構成は、第2アダプタ基板200の第1層201の構成に準ずるので、詳細説明は、図10に関する説明を参照されたい。
【0062】
図17及び図18を参照すると、第3アダプタ基板300の第2層305及び第5層306の構成は、それぞれ、第2アダプタ基板200の第2層202及び第5層203の構成に準ずるが、第3アダプタ基板300においては、さらに、これらの層にコンデンサ301が実装された構成としている。このコンデンサ301は、半導体デバイスへの電源供給用スルーホールとグランド層とを接続する構成となっている。なお、図17及び図18においては、コンデンサ301に対してはそれぞれ数箇所しか符号を付していないが、図面中に記載のハッチングを施している部位は、すべてコンデンサ301を示す。
【0063】
第3アダプタ基板300の製造方法は、第2アダプタ基板200の製造方法に準ずるが、第2層305及び第5層306の形成において、コンデンサ実装用パターン308及びコンデンサ実装用パッド(図示せず)を形成し、コンデンサ実装用パッド301を実装する。
【0064】
次に、前述の第1アダプタ基板100、第2アダプタ基板200及び第3アダプタ基板300を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の解析方法について説明する。
【0065】
図21は、第1アダプタ基板100を用いて半導体デバイス111及び評価すべきプリント基板112の間の入出力信号を計測している状態を示す模式図であり、第1アダプタ基板100の正面方向から見た状態を示している。
【0066】
詳しくは、この解析方法は、以下のAからDのステップによるものである。Aのステップは、第1アダプタ基板100の半導体デバイス実装用パッド102に、計測すべき半導体デバイス111の入出力端子113を接続し、半導体デバイス111を第1アダプタ基板100に実装するステップである。具体的には、第1アダプタ基板100の半導体デバイス実装用パッド102に、計測すべき半導体デバイス111の入出力端子113を、半田ボール117を介して接続し、半導体デバイス111を第1アダプタ基板100に実装する。
【0067】
図20は、第1アダプタ基板100の第1層101にBGAパッケージを有する半導体デバイス111を実装した状態を示す上面図である。
【0068】
Bのステップは、評価すべきプリント基板112に第1アダプタ基板100のプリント基板接続用パッド110を接続し、プリント基板112に第1アダプタ基板100を実装するステップである。具体的には、第1アダプタ基板100のプリント基板接続用パッド110を、計測すべきプリント基板112に半田ボール117を介して接続し、第1アダプタ基板100をプリント基板112に実装する。
【0069】
Cのステップは、計測器に接続されたプローブ115を第1アダプタ基板100の計測用パッド103に接続するステップである。
【0070】
Dのステップは、半導体デバイス111及びプリント基板112の間に入出力信号を流し、第1アダプタ基板100のモニタリングパターン107を介してモニタリング信号を取り出して計測器に取り込むステップである。
【0071】
なお、計測器114としては、例えば、入出力信号の波形を計測する場合はオシロスコープを用いる。また、入出力信号の論理判定を解析する場合は、ロジックアナライザを用いる。
【0072】
図22は、第1アダプタ基板100を用いた半導体デバイス111及びプリント基板112の間の入力信号119及びモニター用信号120の流れを示す断面模式図である。図22を参照すると、プリント基板112から半導体デバイス111に送られる入力信号119は、プリント基板112の実装パッド121及び第1アダプタ基板100の第4層に位置するプリント基板接続用パッド110を介して第1アダプタ基板100の第1スルーホール104を流れ、さらに、第1アダプタ基板100の第1層に位置する半導体デバイス実装用パッド102を介して、半導体デバイス111に流れる。
【0073】
一方、第1スルーホール104にはモニタリングパターン107が接続されており、入力信号119が第1スルーホール104を流れる際にモニタリングパターン107にモニター用信号120が取り込まれる。そして、モニター用信号120は、第2スルーホール105及びこれに接続された計測用パッド103を介してプローブ115に流れる。
【0074】
この際、モニタリングパターン107の途中に抵抗器108が挿入され、かつ、モニタリングパターン107の特性インピーダンスが第1スルーホール104の特性インピーダンスが高くなっているので、モニタリング信号120の電流量は、半導体デバイス111の方向に流れる入力信号119の電流量に比べて小さくなる。これにより、モニタリングパターン107が接続されていることによる入力信号119への影響が小さくなる。
【0075】
なお、図22において、グラウンド層118は第1アダプタ基板100の第3層に位置しており、このグラウンド層118は、第1アダプタ基板100における基準電位となるとともに、モニタリングパターン107のリファレンスとして機能する。
【0076】
図23は、第1アダプタ基板100における半導体デバイスへの電源供給の流れ303を示す断面模式図である。図23を参照すると、半導体デバイス111への電源供給は、第1スルーホール104のうち、入力信号119が流れないものがその使用に供される。
【0077】
次に、第2アダプタ基板200を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の解析方法についても、前述の第1アダプタ基板100を用いた解析方法に準ずるものであり、すなわち、図21において、第1アダプタ基板100に代えて、第2アダプタ基板200を用いるものである。
【0078】
図24は、第2アダプタ基板200を用いた場合の半導体デバイス111及びプリント基板112の間の入力信号119、205及びモニター用信号120、206の流れを示す断面模式図である。
【0079】
図24を参照すると、プリント基板112から半導体デバイス111に送られる入力信号119は、図面中の右方に位置するプリント基板112の実装パッド121及び図面中の右方に位置するプリント基板接続用パッド110を介して図面中の右方に位置する第1スルーホール104を流れ、この第1スルーホール104に接続された、図面中の情報に位置する第2層のモニタリングパターン107にモニター用信号120が取り込まれる。そして、モニター用信号120は、図面中の左方に位置する第2スルーホール105及びこれに接続された計測用パッド103を介してプローブ115に流れる。
【0080】
同じく、入力信号205は、図面中の左方に位置するプリント基板112の実装パッド121及び図面中の左方に位置するプリント基板接続用パッド110を介して、同じく図面中の左方に位置する第1スルーホール104に流れ、モニター用信号206がこれに接続された第5層のモニタリングパターン107(図面中の下方に位置する)に取り込まれ、さらに、図面中の右方に位置する第2スルーホール105に流れ、右方の計測用パッド103に流れる。
【0081】
なお、図22において、上方に位置するグラウンド層118は、第2アダプタ基板200の第3層に、下方に位置するグラウンド層118は第4層に位置し、ともにこの第2アダプタ基板200における基準電位となるとともに、それぞれ、第2層のモニタリングパターン107及び第5層のモニタリングパターン107のリファレンスとして機能する。
【0082】
図25は、第2アダプタ基板200における電源供給の流れを示す断面模式図である。第2アダプタ基板200においても、第1アダプタ基板100と同様に、入力信号119が流れない第1スルーホール104が、半導体デバイス111への電源供給に供される。
【0083】
次に、第3アダプタ基板300を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の解析方法についても、前述の第1アダプタ基板100又は第2アダプタ基板200を用いた解析方法に準ずる。すなわち、図21において、第1アダプタ基板100に代えて第3アダプタ基板300を用いる。
【0084】
図26は、第3アダプタ基板300を用いた場合の半導体デバイス111及びプリント基板112の間の入力信号の流れ及び電源供給を示す断面模式図である。図26を参照すると、スルーホール302を介して電源供給がなされ、半導体デバイス111の負荷が急激に変化した場合でも、半導体デバイス111への電荷供給が安定し、半導体デバイス111の動作安定性が確保され、もって、第3アダプタ基板300を用いたことによる付加要因での波形劣化を抑制することができる。
【0085】
図27は、第3アダプタ基板300における電源供給の流れを示す断面模式図である。図27を参照すると、半導体デバイスへ111への電源供給は、入力信号の流れない第1スルーホール104が供されるとともに、同じく入力信号の流れない第1スルーホール104であって、グラウンド層118に接続された第1スルーホール104により、半導体デバイス111のグラウンド用パッドと、プリント基板のグラウンド用パッドが接続されている。
【符号の説明】
【0086】
100 第1アダプタ基板
101 第1層
102 半導体デバイス実装用パッド
103 計測用パッド
104 第1スルーホール
105 第2スルーホール
106 第2層
107 モニタリングパターン
108 抵抗器
109 第4層
110 プリント基板接続用パッド
111 半導体デバイス
112 プリント基板
113 入出力端子
114 計測器
115 プローブ
116 抵抗器実装用パッド
117 半田ボール
118 グラウンド層
119 入力信号
120 モニター用信号
121 実装パッド
150 両面銅貼コア基材
151 第3層
152 内層コア
153 片面銅貼基材
154 プリプレグ
160 絶縁基材
161 銅箔
162 第3層
200 第2アダプタ基板
201 第1層
202 第2層
203 第5層
204 第6層
205 入力信号
206 モニター用信号
300 第3アダプタ基板
301 コンデンサ
303 電源供給の流れ。
304 第1層
305 第2層
306 第5層
307 第6層
308 コンデンサ実装用パターン

【特許請求の範囲】
【請求項1】
多層基板からなり、最上層面に半導体デバイス実装用パッド及び計測用パッドが形成され、最下層面にプリント基板接続用パッドが形成され、前記半導体デバイス実装用パッド及び前記プリント基板接続用パッドは第1スルーホールを介して接続されており、内層面には、前記第1スルーホールに接続され、途中に抵抗器が挿入されているとともに、第2スルーホールを介して計測用パッドに接続されたモニタリングパターンが形成されていることを特徴とするアダプタ基板。
【請求項2】
前記抵抗器は、前記抵抗器が挿入されている前記モニタリングパターンに接続されている前記第1スルーホールの近傍に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のアダプタ基板。
【請求項3】
前記モニタリングパターンの特性インピーダンスを前記第1スルーホールの特性インピーダンスよりも高くさせたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のアダプタ基板。
【請求項4】
前記アダプタ基板は、電源供給用スルーホールと、グランド層と、内層面に位置するコンデンサと、を有し、上記電源供給用スルーホールは上記コンデンサを介して上記グランドパターンと接続されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のアダプタ基板。
【請求項5】
以下のAからDのステップを含むことを特徴とするアダプタ基板を用いた半導体デバイス及びプリント基板の間の入出力信号の計測方法。
(A)請求項1から請求項4のいずれかに記載のアダプタ基板の前記半導体デバイス実装用パッドに、計測すべき半導体デバイスの入出力端子を接続し、前記半導体デバイスをアダプタ基板に実装するステップ。
(B)評価すべきプリント基板に前記アダプタ基板の前記プリント基板接続用パッドを接続し、前記プリント基板に前記アダプタ基板を実装するステップ。
(C)計測器に接続されたプローブを前記アダプタ基板の前記計測用パッドに接続するステップ。
(D)前記半導体デバイス及び前記プリント基板の間に入出力信号を流し、前記アダプタ基板の前記モニタリングパターンを介してモニター用信号を取り出して前記計測器に取り込むステップ。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【公開番号】特開2011−129856(P2011−129856A)
【公開日】平成23年6月30日(2011.6.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−31830(P2010−31830)
【出願日】平成22年2月16日(2010.2.16)
【出願人】(000100698)アイカ工業株式会社 (566)