ビーズプローブ技術

ビーズプローブ技術（BPT）は、インサーキットテスト（ICT）を実行するためにプリント回路基板（PCB）回路への電気的アクセス（「ノードアクセス」と呼ばれる）を提供するために使用される技術です。^{[1] [2]}これは、ボードのトレースに配置された小さなはんだビーズを使用して、テストプローブを使用した信号の測定と制御を可能にします。これにより、スペースの制約により標準のICTテストパッドが実現できないボードへのテストアクセスが可能になります。

ビーズプローブ技術は、電子テスト機器をベッドオブネイルフィクスチャ内のテスト対象デバイス（DUT）に接続するために使用されるプロービング方法です。この技術は1990年代に初めて使用され^[3]、当初は主な提唱者の1人であるレックス・ウェイグッドにちなんで「ウェイグッドバンプ」という名前が付けられました。これらは一般にはんだバンプとも呼ばれます。^{[4]ビーズプローブは、PCB上のテストプローブポイントに使用できる厚さが30}ミル 未満の場合に設計されました。これらは標準のICTスプリング式テストプローブとともに使用され、テスト機器をDUTに接続します。

ビード プローブは、PCB トレースの上に収まる非常に小さなはんだの「ビーズ」から作られています。これらは、他のはんだ機能と同じ技術を使用して製造されています。構築するには、はんだマスクに穴を開けて銅トレースを露出させる必要があります。この穴のサイズは、ビードを形成する金属の量を正確に制御できるサイズです。はんだペーストをその場所に塗布し、リフローします。リフロー中、はんだが流れて銅トレースに引き寄せられます。表面張力により、ビードは曲面になり、はんだマスクの上に上がり、そこでビード プローブに固まります。ビードはほぼ楕円形で、長さは 15 ～ 25 ミルです。適切に構築されたビードは、トレースと同じ幅で、周囲のはんだマスクをクリアするのに十分な長さです。その後、平らな端を持つプローブを使用してビードにアクセスしてテストすることができ、テスト フィクスチャと PCB の許容誤差の蓄積を補正するのに役立ちます。

ビーズプローブは、ピンピッチが細かすぎて標準テストパッドを使用できない回路で使用できます。これは、特に組み込みデバイスでピンピッチが縮小し続けるにつれて一般的になりつつあります。通常、ビーズプローブの幅は PCB トレースの幅で、長さはその約 3 倍です。これにより、配置の柔軟性が高く、場合によっては既存のレイアウトに遡って適用できます。ビーズプローブはサイズが小さいため、PCB トレース内で転送される信号の信号品質に影響を与えません。^{[5] [6]}これは、標準テストパッドが信号に干渉する高速入力/出力 (HSIO) 相互接続で特に役立ちます。

• ビード プローブを形成するはんだ付けプロセスにより、フラックスのコーティングが残ります。使用される製造プロセスに応じて、このフラックスの硬度はさまざまです。ワックスのような硬度のフラックスは、ビードからの変形力を低減し、最初の接触時にテスト プローブとの適切な接触を妨げる可能性があります。フラックスが移動すると、後続の接触ではこの問題は少なくなります。適切なサイズの鋸歯状の端部を持つテスト プローブは、フラックスが問題となるビード プローブの測定にも役立ちます。
• ビーズプローブでは、テスト対象のトレースが表面上にある必要があります。このため、隠れたトレースや内部トレース、埋め込みビアが多数ある高密度ボードのテストには適していません。

• バウンダリ スキャンは、ボードに搭載された集積回路(IC)にテスト コンポーネントを統合し、IC のピンの読み取りや駆動を可能にします。これにより、 BGAコンポーネントやプレーン レイヤーの間に挟まれた信号ルートなど、物理的にアクセスできない相互接続のテストが可能になります。バウンダリ スキャン コントローラは、ボード上の 4 つ以上の専用ピンを使用してテスト セルをシリアルに制御し、測定値を受け取ります。バウンダリ スキャンをサポートするにはボード インフラストラクチャが必要になるという欠点があります。
• テストアクセスコンポーネント（TAC）は、はんだバンプの例のように、 0201などのデバイスを大型プローブのターゲットとして使用します。この技術の利点は、パッケージの両端に2つのターゲットポイントが用意されることです。この技術の欠点は、PCBのプロセスとコストが増加する可能性があることです。^[7]
• ^[8]はんだマスクに窓を開けて、PCBトラック上に直接テストポイントを作成する技術が説明されています。この技術では、導電性ゴムチッププローブを使用して、導電性ホットエアソルダーレベリング（HASL）仕上げが施されたテストポイントに接触します。