JP2002014134A - 回路基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 静電容量測定による検査の信頼性を向上させ
る。 【解決手段】 回路基板Ｐの導体パターンに接触可能な
接触型プローブ４，５を備え、接触型プローブ４，５を
相互に絶縁されている導体パターンに接触させて各導体
パターンおよび基準電極２ｂ間の静電容量を測定し、測
定した各静電容量に基づいて各導体パターンの良否を検
査する回路基板検査装置１において、各導体パターンに
それぞれ接触させた状態の接触型プローブ４，５間に検
査用交流信号を供給すると共にその状態において接触型
プローブ４，５間に流れる電流の電流値、検査用交流信
号の電圧値、並びに検査用交流信号の電圧位相および電
流位相間の位相差の少なくとも１つに基づいて特定され
る測定パラメータを測定する測定部６と、その測定パラ
メータおよび所定の基準値を比較して導体パターンに対
する接触型プローブ４，５の接触状態を判別する判別部
８とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査対象の回路基
板に形成された導体パターンと基準電極との間の静電容
量を測定し、その測定した静電容量に基づいて導体パタ
ーンの良否を検査可能に構成された回路基板検査装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の静電容量測定に基づいて導体パ
ターンの良否を検査する回路基板検査装置として、図５
（ａ）に示す回路基板検査装置３１が従来から知られて
いる。この回路基板検査装置３１は、表面に絶縁フィル
ム２ａが貼付された平板状の基準電極２ｂを有する電極
部２と、接触型の検査用プローブ４，５と、基準電極２
ｂおよび検査対象の導体パターン間の静電容量を測定す
る測定部６とを備えている。この場合、回路基板検査装
置３１では、少なくとも２本の検査用プローブ４，５を
検査対象の導体パターンにそれぞれ接触させた状態で、
図外の切替手段によって各検査用プローブ４，５を測定
部６に順次切替え接続して静電容量を測定することによ
り、検査時間の短縮が図られている。具体的には、同図
に示すように、検査対象の回路基板Ｐを電極部２上に載
置した後、回路基板Ｐ上の例えば隣接する導体パターン
２１，２２の各端点に検査用プローブ４，５をそれぞれ
接触させる。次に、例えば導体パターン２１の端点と基
準電極２ｂとの間の静電容量、および導体パターン２２
の端点と基準電極２ｂとの間の静電容量を順に測定す
る。次いで、測定した２つの静電容量と、良品の回路基
板から予め吸収した測定容量に基づいて規定された基準
容量範囲とを比較する。この場合、測定した両静電容量
が共に基準容量範囲内のときには、導体パターン２１，
２２が正常と判別する。一方、測定したいずれかの静電
容量が基準容量範囲を外れるときには、その導体パター
ン２１（または２２）に、他の導体パターンとの間での
短絡、または断線が発生していると判別する。以上の処
理によって回路基板Ｐが検査される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の回路
基板検査装置３１には、以下の問題点がある。すなわ
ち、回路基板検査装置３１では、検査用プローブ４，５
を例えば導体パターン２１，２２に接触させ、その状態
で、両検査用プローブ４，５を測定部に順次切替え接続
することによって静電容量を測定している。したがっ
て、検査用プローブ４，５間の静電容量をＣ１、導体パ
ターン２１および基準電極２ｂ間の静電容量をＣ２、並
びに導体パターン２２および基準電極２ｂ間の静電容量
をＣ３とした場合、値（Ｃ２＋Ｃ１・Ｃ３／（Ｃ１＋Ｃ
３））が検査用プローブ４および基準電極２ｂ間の静電
容量として測定される。しかし、検査用プローブ５が導
体パターン２２から外れて回路基板Ｐの例えばレジスト
部分にプロービングされた場合には、測定される検査用
プローブ４および基準電極２ｂ間の静電容量がほぼ値Ｃ
１となり、本来測定されるべき静電容量よりも低い値と
なる。したがって、かかる場合には、導体パターン２１
が正常であるにも拘わらず、断線が発生していると誤っ
て判別される。このため、従来の回路基板検査装置３１
には、検査対象以外の導体パターンにプロービングされ
るべき検査用プローブの接触不良に起因して、検査対象
の導体パターンに対する検査の信頼性が低下するという
問題点がある。

【０００４】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、静電容量測定による検査の信頼性を向上す
ることが可能な回路基板検査装置を提供することを主目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく請
求項１記載の回路基板検査装置は、検査対象の回路基板
に形成された導体パターンに接触可能な接触型プローブ
を少なくとも一対備え、一対の接触型プローブを相互に
絶縁されている一対の導体パターンに接触させて各導体
パターンおよび基準電極間の静電容量をそれぞれ測定
し、その測定した各静電容量に基づいて各導体パターン
の良否を検査可能に構成された回路基板検査装置におい
て、各導体パターンにそれぞれ接触させた状態の一対の
接触型プローブ間に検査用交流信号を供給すると共にそ
の状態において一対の接触型プローブ間に流れる電流の
電流値、供給した検査用交流信号の電圧値、並びに検査
用交流信号の電圧位相および電流位相間の位相差の少な
くとも１つに基づいて特定される測定パラメータを測定
する測定部と、その測定パラメータおよび所定の基準値
を比較してその比較結果に基づいて導体パターンに対す
る一対の接触型プローブの接触状態を判別する判別部と
を備えていることを特徴とする。

【０００６】また、請求項２記載の回路基板検査装置
は、請求項１記載の回路基板検査装置において、測定部
は、測定パラメータとして電流値を測定し、判別部は、
測定した電流値と所定の基準値としての基準電流値とを
比較して比較結果を得ることを特徴とする。

【０００７】さらに、請求項３記載の回路基板検査装置
は、請求項１記載の回路基板検査装置において、測定部
は、測定パラメータとして一対の接触型プローブ間の静
電容量を測定し、判別部は、測定した静電容量と所定の
基準値としての基準容量とを比較して比較結果を得るこ
とを特徴とする。

【０００８】また、請求項４記載の回路基板検査装置
は、請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査装
置において、一対の接触型プローブを移動させる移動機
構と、移動機構を駆動制御する制御部とを備え、制御部
は、判別部によって一対の接触型プローブが非接触状態
と判別されたときに移動機構を駆動制御することにより
一対の接触型プローブに対して再プロービングを行うこ
とを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係る回路基板検査装置の好適な発明の実施の形態に
ついて説明する。

【００１０】最初に、回路基板検査装置１の構成につい
て、図１を参照して説明する。なお、従来の回路基板検
査装置３１と同一の構成要素については同一の符号を付
して重複した説明を省略する。

【００１１】同図に示すように、回路基板検査装置１
は、電極部２、移動機構３ａ，３ｂ、接触型の検査用プ
ローブ４，５、測定部６、切替部７、制御部８、ＲＡＭ
９およびＲＯＭ１０を備えて構成されている。この場
合、電極部２は、表面に絶縁フィルム２ａが貼付された
平板状の基準電極２ｂを有し検査対象の回路基板Ｐを載
置可能に構成されている。また、移動機構３ａ，３ｂに
は、プローブ固定具４ａ，５ａを介して検査用プローブ
４，５が取り付けられた状態で基準電極部２の上方に配
設されている。測定部６は、後述するように、検査用プ
ローブ４（または５）および基準電極２ｂ間の静電容量
や、検査用プローブ４，５間の静電容量などを測定す
る。切替部７は、制御部８の制御下で検査用プローブ
４，５と測定部６との接続を切り替えるスイッチ１１〜
１４を備えて構成されている。制御部８は、本発明にお
ける判別部および制御部として機能し、測定部６によっ
て測定された静電容量などの測定値に基づく回路基板Ｐ
に対する検査処理や、移動機構３ａ，３ｂの駆動制御な
どを実行する。ＲＡＭ９は、良品回路基板から予め吸収
した検査用基準データ、および制御部８の演算結果など
を一時的に記憶する。ＲＯＭ１０は、制御部８の動作プ
ログラムを記憶する。

【００１２】一方、図２，４に示すように、検査対象の
回路基板Ｐには、導体パターン２１〜２４を初めとする
数多くの導体パターンが形成されている。この場合、例
えば、導体パターン２４は、回路基板Ｐの裏面側に形成
されたグランドパターン２５に接続されている。

【００１３】次に、回路基板検査装置１による検査処理
について、各図を参照して説明する。

【００１４】最初に、検査処理の概要について説明する
と、この回路基板検査装置１では、回路基板Ｐの良否判
別に際して、一対の検査用プローブ４，５を、相互に絶
縁されている一対の導体パターンに接触させてた状態
で、その各導体パターンおよび基準電極２ｂ間の静電容
量をそれぞれ測定し、その測定した各静電容量に基づい
て導体パターンの良否を検査する。また、回路基板検査
装置１では、各導体パターンおよび基準電極２ｂ間の静
電容量の測定に先立ち、検査用プローブ４，５と導体パ
ターンとの接触状態を検査し、検査用プローブ４，５と
導体パターンとが非接触状態と判別したときには、検査
用プローブ４，５に対して再プロービングを行った後
に、上記した静電容量測定による導体パターンの良否検
査を実行する。

【００１５】具体的には、まず、導体パターンの形成面
を上向きにして回路基板Ｐを電極部２の上に載置する。
次に、制御部８が、移動機構３ａ，３ｂを制御して、図
４（ａ）に示すように、検査用プローブ４，５を例えば
導体パターン２１，２２にそれぞれ接触させる。次い
で、制御部８は、切替部７の各スイッチ１１〜１４を切
替制御することにより、各接点ｃを各接点ａに接続す
る。これにより、検査用プローブ４，５が切替部７を介
して測定部６にそれぞれ接続される。続いて、測定部６
は、検査信号として交流電圧を両検査用プローブ４，５
間に供給すると共に、両検査用プローブ４，５間に流れ
る電流を測定する。次いで、供給した交流電圧の電圧値
と、測定した電流値と、電圧位相および電流位相間の位
相差とに基づいて特定される両導体パターン２１，２２
間の静電容量Ｃを測定する。

【００１６】この際に、図４（ａ）に示すように、検査
用プローブ４，５の両者が導体パターン２１，２２に正
常に接触しているときには、値（Ｃ１＋Ｃ２・Ｃ３／
（Ｃ２＋Ｃ３））が静電容量Ｃとして測定される。一
方、同図（ｂ）に示すように、例えば検査用プローブ５
が導体パターン２２に非接触状態のときには、値（Ｃ１
＋Ｃ２・Ｃ３／（Ｃ２＋Ｃ３））よりも十分に小さい値
Ｃ４が静電容量Ｃとして測定される。したがって、制御
部８は、その両導体パターン２１，２２に予め対応させ
られている検査用基準データとしての基準容量を下回る
静電容量Ｃが測定されたときには、検査用プローブ４，
５の少なくとも一方に接触不良が発生していると判別す
る。この際に、制御部８は、移動機構３ａ，３ｂを駆動
制御して、検査用プローブ４，５を僅かに移動させた
後、導体パターン２１，２２に検査用プローブ４，５を
再度接触させる。つまり、再プロービングを行う。次い
で、制御部８は、再プロービングした状態において、上
記した接触状態の検査を再度実行する。

【００１７】一方、制御部８は、検査用プローブ４，５
の両者が導体パターン２１，２２に正常に接触している
と判別したときには、切替部７の各スイッチ１１，１２
を切替制御することにより、各接点ｃを各接点ｂに接続
する。これにより、図５（ａ）に示すように、検査用プ
ローブ４および基準電極２ｂが測定部６にそれぞれ接続
される。次に、測定部６が、検査信号として交流電圧を
検査用プローブ４および基準電極２ｂ間に印加して、検
査用プローブ４および基準電極２ｂ間の静電容量Ｃを測
定する。この際に、値（Ｃ２＋Ｃ１・Ｃ３／（Ｃ１＋Ｃ
３））の静電容量Ｃが測定される。次いで、制御部８
は、測定された静電容量ＣとＲＡＭ９から読み出した検
査用基準データとを比較することにより、導体パターン
２１についての短絡および絶縁の有無を判別する。具体
的には、制御部８は、測定された静電容量Ｃが導体パタ
ーン２１に予め対応させられている検査用基準データと
しての基準容量の下限値を下回るときには、導体パター
ン２１に断線が発生していると判別し、測定された静電
容量Ｃが基準容量の上限値を上回るときには、導体パタ
ーン２１と他の導体パターンとの間に短絡が発生してい
ると判別し、下限値から上限値の範囲内のときには、導
体パターン２１が正常と判別する。

【００１８】次に、制御部８は、切替部７のスイッチ１
２を切替制御することにより、接点ｃを接点ａに接続す
る。これにより、図５（ｂ）に示すように、検査用プロ
ーブ５および基準電極２ｂが測定部６にそれぞれ接続さ
れる。次に、測定部６が、検査信号を検査用プローブ５
および基準電極２ｂ間に印加すると共に、検査用プロー
ブ５および基準電極２ｂ間の静電容量Ｃを測定する。こ
の際に、値（Ｃ３＋Ｃ１・Ｃ２／（Ｃ１＋Ｃ２））の静
電容量Ｃが測定される。次いで、制御部８は、測定され
た静電容量Ｃが導体パターン２２に予め対応させられて
いる検査用基準データとしての基準容量の下限値を下回
るときには、導体パターン２２に断線が発生していると
判別し、測定された静電容量Ｃが基準容量の上限値を上
回るときには、導体パターン２２と他の導体パターンと
の間に短絡が発生していると判別し、下限値から上限値
の範囲内のときには、導体パターン２２が正常と判別す
る。

【００１９】続いて、導体パターン２３，２４について
の断線・短絡検査を実行する。この際には、制御部８
は、移動機構３ａ，３ｂを駆動制御して、図２（ａ）に
示すように、検査用プローブ４，５を導体パターン２
３，２４にそれぞれ接触させる。次いで、制御部８は、
切替部７の各スイッチ１１〜１４を切替制御して各接点
ｃを各接点ａに接続した後、両検査用プローブについて
の接触状態の検査を実行する。この場合、同図（ａ）に
示すように、検査用プローブ４，５の両者が導体パター
ン２３，２４に正常に接触しているときには、値（Ｃ１
２＋Ｃ１１）が静電容量Ｃとして測定される。なお、両
検査用プローブ４，５間の静電容量をＣ１１とし、検査
用プローブ４および導体パターン２５間の静電容量をＣ
１２とする。

【００２０】一方、図２（ｂ）に示すように、例えば検
査用プローブ５が導体パターン２４に非接触の状態のと
きには、値（Ｃ１２＋Ｃ１１）よりも十分に小さい値Ｃ
４が静電容量Ｃとして測定される。したがって、制御部
８は、その両導体パターン２３，２４に予め対応させら
れている検査用基準データとしての基準容量を下回る静
電容量Ｃが測定されたときには、検査用プローブ４，５
の少なくとも一方に接触不良が発生していると判別す
る。この際にも、制御部８は、移動機構３ａ，３ｂを駆
動制御して、検査用プローブ４，５を僅かに移動させた
後、導体パターン２３，２４に検査用プローブ４，５を
再度接触させ、その状態において、上記した接触状態の
検査を再度実行する。

【００２１】また、制御部８は、検査用プローブ４，５
の両者が導体パターン２３，２４に正常に接触している
と判別したときには、切替部７の各スイッチ１１，１
２，１４を切替制御することにより、各接点ｃを各接点
ｂに接続する。これにより、図３（ａ）に示すように、
検査用プローブ４および基準電極２ｂが測定部６にそれ
ぞれ接続されると共に、検査用プローブ５が基準電極２
ｂと同電位に接続される。次に、測定部６が、検査信号
として交流電圧を検査用プローブ４および基準電極２ｂ
間に印加して、検査用プローブ４および基準電極２ｂ間
の静電容量Ｃを測定する。この際に、値（Ｃ１１＋Ｃ１
２）の静電容量Ｃが測定される。次いで、制御部８は、
測定された静電容量ＣとＲＡＭ９から読み出した検査用
基準データとを比較することにより、上記した導体パタ
ーン２１，２２についての短絡および絶縁の有無判別と
同様にして、導体パターン２３についての短絡および絶
縁の有無を判別する。

【００２２】次に、制御部８は、切替部７のスイッチ１
２，１４を切替制御することにより、接点ｃを接点ａに
接続し、スイッチ１３を切替制御することにより、接点
ｃを接点ｂに接続する。これにより、図３（ｂ）に示す
ように、検査用プローブ５および基準電極２ｂが測定部
６にそれぞれ接続されると共に、検査用プローブ４が基
準電極２ｂと同電位に接続される。次に、測定部６が、
検査信号を検査用プローブ５および基準電極２ｂ間に印
加して、検査用プローブ５および基準電極２ｂ間の静電
容量Ｃを測定する。この場合、導体パターン２５および
基準電極２ｂ間の静電容量をＣ１３とすれば、値（Ｃ１
１＋Ｃ１３）の静電容量Ｃが測定される。次いで、制御
部８は、上記した導体パターン２１，２２についての短
絡および絶縁の有無判別と同様にして、導体パターン２
３についての短絡および絶縁の有無を判別する。以上の
ように、各導体パターン２１〜２４についての短絡絶縁
検査に先立って検査用プローブ４，５と各導体パターン
との接触状態を判別することにより、検査用プローブ
４，５に接触不良が生じている状態での検査を回避する
ことができるため、短絡絶縁検査に対する信頼性を向上
させることができる。

【００２３】なお、本発明は、上記した発明の実施の形
態に限定されない。例えば、回路基板検査装置１では、
検査用プローブ４，５間の静電容量を本発明における測
定パラメータとして測定し、その静電容量と基準容量と
を比較することにより、導体パターン２１〜２４につい
ての短絡および絶縁の有無を判別しているが、両検査用
プローブ４，５間を流れる交流電流の値を測定し、その
電流値と基準電流値と比較することによって導体パター
ン２１〜２４についての短絡および絶縁の有無を判別す
ることもできる。ただし、この構成を採用した場合、測
定自体を短時間で行うことができる利点があるが、検査
用プローブ４（または５）と導体パターンとの間の接触
抵抗の大きさによって電流値が変動することに起因して
測定精度が低下するおそれがある。また、接触抵抗の影
響をなくすためには、四端子法によって電流値を測定す
る必要がある。これに対して、測定パラメータとして検
査用プローブ４，５間の静電容量を測定することで、二
端子法で測定できるため、回路基板検査装置１を簡易に
構成することができる。

【００２４】また、回路基板検査装置１では、本発明に
おける判別部と制御部とを一体化した構成を採用してい
るが、両者を別個の回路で構成することができるのは勿
論である。さらに、本発明の実施の形態では、本発明に
おける基準電極として電極部２の基準電極２ｂを用いた
例について説明したが、例えば、検査対象の回路基板Ｐ
において広い面積を有するグランドパターンや電源パタ
ーンなどを基準電極として用いることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の回路基板
検査装置によれば、判別部が、測定部によって測定され
た測定パラメータおよび所定の基準値を比較してその比
較結果に基づいて導体パターンに対する一対の接触型プ
ローブの接触状態を判別することにより、接触型プロー
ブに接触不良が生じている状態での検査を回避すること
ができるため、静電容量測定による検査の信頼性を向上
させることができる。

【００２６】また、請求項２記載の回路基板検査装置に
よれば、測定部が一対の接触型プローブ間を流れる電流
値を測定パラメータとして測定することにより、接触型
プローブの接触不良を短時間で判別することができる

【００２７】さらに、請求項３記載の回路基板検査装置
によれば、測定部が、測定パラメータとして一対の接触
型プローブ間の静電容量を測定することにより、二端子
法で測定パラメータを測定することができるため、回路
基板検査装置を簡易に構成することができる結果、装置
のコストを高騰させることなく、静電容量測定による検
査の信頼性を向上させることができる。

【００２８】また、請求項４記載の回路基板検査装置に
よれば、一対の接触型プローブを移動させる移動機構
と、移動機構を駆動制御する制御部とを備え、制御部
が、判別部によって一対の接触型プローブが非接触状態
と判別されたときに移動機構を駆動制御して一対の接触
型プローブに対して再プロービングを行うことにより、
接触不良に起因して中断することなく静電容量測定によ
る検査を継続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置１
の構成を示す構成図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、回路基板検査装置１による
検査用プローブ４，５の接触状態を検査する際の説明図
である。

【図３】（ａ），（ｂ）は、回路基板検査装置１による
導体パターン２３，２４についての断線・短絡検査を行
う際の説明図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は、回路基板検査装置１による
検査用プローブ４，５の接触状態を検査する際の説明図
である。

【図５】（ａ）は、回路基板検査装置１，３１による導
体パターン２１，２２についての断線・短絡検査を行う
際の説明図、（ｂ）は、回路基板検査装置１による導体
パターン２１，２２についての断線・短絡検査を行う際
の説明図である。

【符号の説明】

１ 回路基板検査装置 ２ｂ 基準電極 ３ａ，３ｂ 移動機構 ４，５ 検査用プローブ ６ 測定部 ７ 切替部 ８ 制御部 ２１〜２４ 導体パターン Ｃ１〜Ｃ４，Ｃ１１〜１３ 静電容量 Ｐ 回路基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象の回路基板に形成された導体パ
   ターンに接触可能な接触型プローブを少なくとも一対備
   え、当該一対の接触型プローブを相互に絶縁されている
   一対の前記導体パターンに接触させて当該各導体パター
   ンおよび基準電極間の静電容量をそれぞれ測定し、その
   測定した各静電容量に基づいて当該各導体パターンの良
   否を検査可能に構成された回路基板検査装置において、 前記各導体パターンにそれぞれ接触させた状態の前記一
   対の接触型プローブ間に検査用交流信号を供給すると共
   にその状態において当該一対の接触型プローブ間に流れ
   る電流の電流値、当該供給した検査用交流信号の電圧
   値、並びに当該検査用交流信号の電圧位相および電流位
   相間の位相差の少なくとも１つに基づいて特定される測
   定パラメータを測定する測定部と、その測定パラメータ
   および所定の基準値を比較してその比較結果に基づいて
   前記導体パターンに対する前記一対の接触型プローブの
   接触状態を判別する判別部とを備えていることを特徴と
   する回路基板検査装置。
2. 【請求項２】 前記測定部は、前記測定パラメータとし
   て前記電流値を測定し、前記判別部は、前記測定した電
   流値と前記所定の基準値としての基準電流値とを比較し
   て前記比較結果を得ることを特徴とする請求項１記載の
   回路基板検査装置。
3. 【請求項３】 前記測定部は、前記測定パラメータとし
   て前記一対の接触型プローブ間の静電容量を測定し、前
   記判別部は、前記測定した静電容量と前記所定の基準値
   としての基準容量とを比較して前記比較結果を得ること
   を特徴とする請求項１記載の回路基板検査装置。
4. 【請求項４】 前記一対の接触型プローブを移動させる
   移動機構と、当該移動機構を駆動制御する制御部とを備
   え、当該制御部は、前記判別部によって前記一対の接触
   型プローブが非接触状態と判別されたときに前記移動機
   構を駆動制御することにより前記一対の接触型プローブ
   に対して再プロービングを行うことを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の回路基板検査装置。