JP2004144760A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】　被検査実装基板に実装されているＩＣのリード群に対して、多電極プローブにより非接触で給電又は受電・検出し、その電気的状態を、被検査実装基板の導体パターンに接続する複数のリードについて１対多の接続関係とともに抽出する。
【解決手段】　基板検査装置Ｘが、導体パターン５の個々の検査対象電極に対して接続されたコンタクトプローブ３と、被検査ＩＣ６のリード７群に近接して対置された多電極プローブ８と、多電極プローブ８により検出した電磁界のレベル差を波形処理回路１０を介して評価し、被検査ＩＣ６の各リード７に対する多電極プローブ８の位置関係を把握し、かつ、その足浮きの有無と当該導体パターン５の良否を１対多の接続関係とともに判別する測定手段１２とを具備したものとされる。
【選択図】　　　　　　図１

Description

　本発明は検査信号供給部と検査信号検出部との間において、少なくとも２つに分岐する分岐配線の導通状態を検査可能な検査装置及び検査方法に関するものである。

　従来、回路基板に形成された導体パターンの導通／非導通等を検査する方法として、導体パターンの両端にそれぞれコンタクトプローブを当てて検査する方法が知られている。この方法では、一方のコンタクトプローブに検査信号を印加し、他方のコンタクトプローブで検査信号を検出できるか否か、あるいは両コンタクトプローブ間に所定の電流が流れるか否かを調べることにより、導体パターンの導通状態を検査することができる。そして、一つの導体パターンの検査が終了すると次の導体パターンの両端位置にコンタクトプローブを位置決めして次の導体パターンに対する検査を行っていた。

　しかし、この方法は、隣接する導体パターンの端部相互が極めて近接して配置されているファインピッチのパッド部等に適用することが困難である。

　即ち、ファインピッチの導体パターンに対応するコンタクトプローブを備える治具を製作することは高価であるうえ、検査の際、基板とプローブとの間での高精度の位置合わせ技術が要求される。また、パッドにコンタクトプローブを当接させるため、パッドが傷付くおそれがある。

　このような問題を解決する検査方法として、コンタクトプローブにかえて異方性導電ゴムを導体パターンに当接させる方法がある（特許文献１）。この方法によれば、高価なファインピッチ対応の治具を製作する必要がなく、また、パッドに傷を付けるおそれもないため、ファインピッチのパッド部を有する導体パターンの導通状態の検査にも用いることができる。

　しかし、特許文献１の異方性導電ゴムを使用する方法では、パッド部を含む検査面が、平坦であることが要件であり、段差がある場合には良好な当接状態が維持できない。

　例えば、パッドの当接面よりも高い面を有するレジストがあるような場合には、検査部分に異方性導電ゴムを押しつけても、異方性導電ゴムの下面とパッドの上面とが当接しないことがあり、検査に際し接触不良を起こすおそれがある。

　このため、かかる問題を解決する方法として、非接触センサを用いる方法がある（特許文献２，特許文献３）。これらの非接触センサを用いる方法によれば、パッドの周りにレジストがあるような場合であっても、パッドと非接触センサとの間の信号の授受が可能となる。

　例えば、特許文献２の方法においては、図３の（Ａ）に示すように、検査対象である複数の導体パターン１０ａ、１０ｂの一方の各端部１２ａ、１２ｂに個別的にプローブ（不図示）を当接させて接続するとともに、他方の端部１４ａ、１４ｂをまとめて非接触センサ１６と結合していた。

特開昭６１−６２８７７号 特開平４−２４４９７６号 特開昭５８−３８８７４号

　しかしながら、特許文献２の方法では、導体パターンが複雑な場合や変則的な場合、たとえば図３の（Ｂ）に示すように、導体パターンが非接触センサ１６の側で分岐しているような場合には、分岐した導体パターン１０ｃまたは１０ｄの一方が断線していたとしても、他方が断線しておらずかつ導体パターン１０ｂが断線していないときは、端部１２ｂに接続されたプローブと非接触センサ１６との間に検査電流が流れる。このため、上記分岐部分における断線を正確に検出することができなかった。

　一方、特許文献３の方法では、非接触センサの構造上、導体パターンが当該非接触センサの側で高密度に配置されているような場合には適用が困難である。

　本発明は上述した課題を解決することを目的としてなされたものであり、導体パターンが途中で２つ又はそれ以上に分岐していても、確実に導体パターンの状態を検出できる検査装置及び検査方法を提供する。

　上記目的を達成するために本発明に係る一実施例では、例えば以下の構成を備える。

　即ち、検査信号供給部位と検査信号検出部位との間において、少なくとも２つに分岐する分岐配線を含む検査対象配線に検査信号を供給して検査対象配線の導通状態を検査可能な検査装置であって、前記検査対象配線の検査信号供給部位に検査信号を供給可能な供給プローブと、前記供給プローブに前記検査信号を印加する検査信号印加手段と、前記検査対象配線の検査信号検出部位に電気的に結合される検出プローブと、前記検出プローブの検出結果により配線の導通状態を判別する判別手段とを備え、前記検出プローブは、前記分岐配線の検査信号検出部位のそれぞれが別の検出プローブと電気的に結合され、前記供給プローブから検査信号が供給されている検査対象配線のそれぞれの検査信号検出部位からの検査信号が異なる検出プローブによって検出されるように構成されることを特徴とする。

　または、検査信号供給部と検査信号検出部との間において、少なくとも２つに分岐する分岐配線の導通状態を検査可能な検査装置であって、検査対象配線の検査信号供給部に電気的に結合状態に配置される供給プローブと、前記供給プローブに検査信号を供給する供給手段と、前記検査対象配線の前記検査信号検出部に電気的に結合状態に配置される検出プローブと、前記検出プローブよりの検出信号から前記検査対象配線の状態を判別する判別手段とを備え、前記分岐配線の分岐した検査信号検出部毎にそれぞれ異なる検出プローブが電気的に結合状態に配置されることを特徴とする。

　更にまた、検査信号供給部と検査信号検出部との間において少なくとも２つに分岐する分岐配線を含む検査対象配線に検査信号を供給して検査対象配線の導通状態を検査可能な検査装置における検査方法であって、前記検査対象配線上の前記検査信号の信号検査信号供給部にそれぞれ配置される供給プローブを介して、前記検査信号を前記配線に選択的に印加し、前記複数の配線の各検査信号検出部に対し、複数の検出プローブを、そのそれぞれが互いに分担して複数の検査信号検出部に対応すると共に、前記分岐配線の検査信号検出部のそれぞれが別の検出プローブに対応するように電気的に結合して前記複数の配線のそれぞれの検査信号検出部からの検査信号を検出し、検出した検査信号に基づいて、前記検査対象配線の導通状態を判別する検査方法とすることを特徴とする。

　また例えば、検査信号供給部位と検査信号検出部位との間において少なくとも２つに分岐する分岐配線を含む検査対象配線に検査信号を供給して検査対象配線の導通状態を検査可能な検査装置における検査方法であって、前記検査対象配線の検査信号供給部位に検査信号を供給する供給プローブを位置決めする供給位置決め工程と、前記分岐配線のそれぞれの検査信号検出部位を含む前記検査対象配線の各検査信号検出部位が、それぞれ別の検出プローブと電気的に結合され、それぞれの検査信号検出部位からの検査信号が異なる検出プローブによって検出されるように検出プローブを電気的に結合させて位置決めする検出位置決め工程と、前記供給位置決め工程で位置決めされた供給プローブに前記検査信号を印加する印加工程と、前記印加工程で印加される検出信号の前記検出プローブでの検出結果により配線の導通状態を判別する判別工程とを有する検査方法とすることを特徴とする。

　本発明によれば、検査対象配線に供給プローブから検査信号を印加し、検出プローブを複数の配線の検査信号検出部に対応して設けるようにしたので、途中で分岐している配線の様な変則的な配線や複雑な配線に対しても、特別の治具を用いることなく精度の高い検査を行なうことができる。

　又本発明によれば、検出プローブを配線の検査信号検出部に対し非接触で電気的に結合するようにしたので、配線の検査信号検出部が高密度で配置されている基板に対しても、高価なファインピッチのプローブを用いる必要がない。このため、高密度で配線された種々の基板に対し、安価で信頼性の高い検査を行なうことができる。また、配線の検査信号検出部に傷を付けることもない。

　即ち、分岐配線の各端部に検出プローブを電気的に結合状態に配置することができ、途中から分岐され複数の出力部を備えた分岐配線に対しても、導通状態を正確に検出することができる。しかも、検査信号を検出している検出プローブが分岐配線のどの部位に位置しているかを知得でき、且つどの分岐配線が不良であるのかを判別できる。しかも、検出プローブの高精度の位置決め手段を不要とするコンパクトな検査装置及び検査方法が提供できる。

　本発明にかかる好適な一実施態様例の検査方法は、導体パターンの個々の検査対象電極（検査信号供給部位）に対してコンタクトプローブを介して順次個別に交流信号を供給してゆき、それぞれ接続する被検査ＩＣの各リード（検査信号検出部位）において発生した電磁界を各リードに対置した複数電極からなる多電極プローブ（センサユニット）の対応領域ごとに非接触受電・検出し、それぞれの電極からの検出信号のレベル差を評価し、被検査ＩＣの各リードに対する多電極プローブの位置関係を把握し、かつ、その足浮きの有無を当該導体パターンに対する１対多の接続関係とともに判別するようにしている。

　また、上記給受電側の構成を逆にして、多電極プローブに交流信号を供給することにより電磁界を発生させるとともに被検査ＩＣのリード群に対して非接触給電し、導体パターンの個々の検査対象電極においてコンタクトプローブを介して順次個別に受電して通電状態をつくってゆき、各通電状態における導体パターンに接続する被検査ＩＣの各リードに対置した複数電極からなる多電極プローブの対応領域ごとに、それぞれの電極からの検出信号のレベル差を評価し、被検査ＩＣの各リードに対する多電極プローブの位置関係を把握し、かつ、その足浮きの有無を当該導体パターンに対する１対多の接続関係とともに判別するようにしてもよい。

　上記方法を実施するために好適な一実施態様例に係る検査装置は、導体パターンの個々の検査対象電極に対して接続されたコンタクトプローブ及び該プローブ駆動制御リレーと、被検査ＩＣのリード群に近接して対置された本例でセンサユニットとして用いる多電極プローブ及び該プローブ駆動制御リレーと、多電極プローブにより検出した電磁界のレベル差を波形処理回路を介して評価し、被検査ＩＣの各リードに対する多電極プローブの位置関係を把握し、かつ、その足浮きの有無を当該導体パターンに対する１対多の接続関係とともに判別する測定手段とを具備したものとされる。
　ここで、上記コンタクトプローブ駆動制御リレーに発振器を接続してなり、導体パターンの検査対象電極群を接触式の個別給電側とし、被検査ＩＣのリード群を非接触式の受電・検出側として構成される場合がある。

　また、多電極プローブ駆動リレーに発振器を接続してなり、被検査ＩＣのリード群を非接触式の給電側及び通電時の検出側（検査信号検出部位）とし、導体パターンの検査対象電極群を接触式の個別受電側（検査信号供給側）として構成される場合がある。

　したがって、被検査ＩＣのリード群に対して該リード群のピッチより狭ピッチの多電極プローブを近接配置（非接触プロービングを構成）し、導体パターンに交流信号を供給して、非接触部分に電磁界を発生させ、これを捕捉して電子回路の電気的状態を評価することにより、被検査ＩＣの各リードに対する多電極プローブの位置関係を把握し、かつ、その足浮きの有無を当該導体パターンに対する１対多の接続関係とともに判別することができる。

　また、被検査ＩＣの各リードに対する多電極プローブ近接配置の場合に限らず、検査対象部位が導体パターンである場合は当該検査対象部位に多電極プローブを近接配置して導体パターンの電気的状態を評価できる。

　本発明にかかる一実施例を添付図面を参照して以下説明する。
（実施例１）

　図１は本発明にかかる一実施例における機器構成概略図であり、構成態様において導体パターンを接触式の個別給電側（検査信号供給部位）とし、被検査ＩＣのリード群を非接触式の受電・検出側（検査信号検出部位）としたものである。

　ここで、１が発振器（交流電源）、２がコンタクトプローブ駆動制御リレー、３がコンタクトプローブ、４が基板、５が導体パターン、６が被検査ＩＣ、７が被検査ＩＣのリード（足）、８が多電極プローブ、９が多電極プローブ駆動制御リレー、１０が波形処理回路、１１０がフィルタ、１１１がアンプ、１１がＡ／Ｄコンバータ、１２がパーソナルコンピュータ（測定手段）及びＸが基板検査装置である。

　図示するように、発振器（１）から交流信号〔電圧〕をコンタクトプローブ駆動制御リレー（２）に入力する。このとき、コンタクトプローブ駆動制御リレー（２）は基板（４）の導体パターン（５）の１チャンネル〔以下、ｃｈと略記する。〕のみがコンタクトプローブ（３）に導通し、その他のｃｈは接地〔以下、GNDと略記する。〕される。この駆動制御は、測定手段であるパーソナルコンピュータ（１２）〔以下、「パソコン」という。〕よりなされる。〔個別給電〕

　交流信号は、当該導体パターン（５）と被検査ＩＣ（６）の接続リード（７）〔群〕に流れる。このとき、被検査ＩＣ（６）の接続リード（７）〔群〕において、微弱な電磁界〔電磁波〕が発生〔放射〕する。これを多電極プローブ（８）を介して順番に１本づつ受信してゆく。〔受電・検出〕

　このとき、受信のあった多電極プローブ（８）の当該電極は、多電極プローブ駆動制御リレー（９）により波形処理回路（１０）に接続され、他の電極〔群〕はGND に接続される。この駆動制御もパソコン（１２）によりなされる。

　波形処理回路（１０）はフィルタ（１１０）及びアンプ（１１１）であり、フィルタ（１１０）は受信した検出信号のノイズを除去してアンプ（１１１）に出力し、アンプ（１１１）はこれを増幅してＡ／Ｄコンバータ（１１）に出力する。そして、波形処理後の検出信号がパソコン（１２）に入力される。このときの受信レベルが判定値となる。ここで、当該リード（７）に足浮きがあると、その受信レベルが基準値よりはるかに小さくなるので、そのレベル差をもって足浮きの有無を判別することができる。

　次いで、コンタクトプローブ（３）に入力する交流信号のｃｈを変え、上記動作を繰り返してゆき、それぞれ受信レベルを測定することによって、多電極プローブ（８）の１本１本の電極が被検査ＩＣ（６）のどのリード（７）の近傍に対置しているのか、その位置を知得することができる。すなわち、受信レベルの高い電極が被検査ＩＣ（６）のリード（７）の近傍に位置しているといえ、受信レベルの低い電極が被検査ＩＣ（６）のリード（７）間（の空間）に位置しているといえる。〔以下、この自動的な位置決め手法をセルフアライメント方式と称する。〕

　このセルフアライメント方式によって、実際に受信する多電極プローブ（８）の本数〔ｃｈ数〕を決定する。本数は被検査ＩＣ（６）の電極〔リード〕（７）の幅により変わってくるが、通常、１電極〔リード〕（７）に対して３〜５本程度である。

　また、導体パターン（５）及び被検査ＩＣ（６）のリード（７）間の各ｃｈについて、多電極プローブ（８）で受信するｃｈ数（プローブ番地領域）を設定する。例えば、被検査ＩＣ（６）の第１のリード〔図示のマル１〕に対して多電極プローブ（８）の３〜５ｃｈ，第２のリード〔図示のマル２〕に対して多電極プローブ（８）の１０〜１２ｃｈというふうにｃｈ数（プローブ番地領域）を設定する。

　したがって、被検査ＩＣ（６）の足浮き検査の実際は、上記セルフアライメント方式によって決められた被検査ＩＣ（６）のリード（７）対多電極プローブ（８）のｃｈ数（電極本数）の関係、すなわち１対多の関係でリード（７）において発生した電磁界を捕捉（受電・検出）することになる。このことが重要であり、以下の点で極めて有益である。あわせて、図２を参照されたい。

　”１”プロービングにおける位置決めが不要となり、正常製品において、１本づつ受電・検出することによって各レベル差と位置の特性をとることができる。よって、多電極プローブのどのプローブがどのリード（の近傍）に対置しているのかがわかる。〔図２（ａ）（ｂ）〕

　”２”何箇所かのリードと接続している導体パターンのうち、どの部分（接続部）がリード浮き（足浮き又は半田不良）かが判別できる。〔図２（ｃ）〕

　以上の判別は、コンタクトプローブ（３）に検査信号である交流信号を供給し、導体パターン（配線パターン）を介してＩＣのリード（検査信号検出部位）で検出する構成であり、リード浮き（足浮き又は半田不良）のみならず、導体パターン（配線パターン）の不良も同時に検査している。

　以上説明したように本実施例によれば、センサユニットとして用いる多電極プローブ（８）を、それぞれの群に対応して２以上設け、それぞれ対応する群に属する配線の検査信号検出部である被検査ＩＣのリード（７）と非接触で電気的に結合させたので、高価なファインピッチのプローブを用いる必要がなく、また、被検査ＩＣリード（７）傷を付けることもない。

　さらに、センサユニットとして用いる多電極プローブ（８）が複数の被検査ＩＣリード（７）に対応して設けられているので、検査に際し、導体パターンが途中で分岐していても、分岐配線のいずれに接続されている被検査ＩＣリード（７）の検出結果でも別個に選択することができ、変則的な配線や複雑な配線に対しても、確実かつ精度の高い検査を行なうことができる。

　即ち、高密度で配線された種々の基板に対し、基板毎に専用の多電極プローブ（８）を製作する必要がなく、安価で信頼性の高い検査を行なうことができる。
　また、検査に際し、一つの群に属する分岐配線の出力部と他の群に属する分岐配線の出力部とを別個に選択することができため、変則的な配線や複雑な配線に対しても、精度の高い検査を行なうことができる。

　即ち、相互に接続された複数の出力部を備えた分岐配線を有する基板の検査に適応し得るものであり、パターンの途中で分岐され複数の出力部を備えた分岐配線に対しても、導通状態を正確に検出することができる。

　更に、この場合には、多電極プローブ（８）を導体パターンの検査対象部位に近接させて位置決めするのみで分岐していない配線とまったく同様の制御で検査できる。

本発明にかかる一実施例装置の機器構成概略図である。 本実施の形態例のセルフアライメント方式による検査態様の説明図である。 従来のプリントパターンの導通検査の一例を説明するための図である。

符号の説明

　１　　発振器（交流電源）
　２　　コンタクトプローブ駆動制御リレー
　３　　コンタクトプローブ
　４　　基板
　５　　導体パターン
　６　　被検査ＩＣ
　７　　被検査ＩＣのリード（足）
　８　　多電極プローブ
　９　　多電極プローブ駆動制御リレー
　１０　　波形処理回路
　１１０　　フィルタ
　１１１　　アンプ
　１１　　Ａ／Ｄコンバータ
　１２　　パーソナルコンピュータ（測定手段）
　Ｘ　　基板検査装置

Claims (4)

1. 検査信号供給部位と検査信号検出部位との間において、少なくとも２つに分岐する分岐配線を含む検査対象配線に検査信号を供給して検査対象配線の導通状態を検査可能な検査装置であって、
   　前記検査対象配線の検査信号供給部位に検査信号を供給可能な供給プローブと、
   　前記供給プローブに前記検査信号を印加する検査信号印加手段と、
   　前記検査対象配線の検査信号検出部位に電気的に結合される検出プローブと、
   　前記検出プローブの検出結果により配線の導通状態を判別する判別手段とを備え、
   　前記検出プローブは、前記分岐配線の検査信号検出部位のそれぞれが別の検出プローブと電気的に結合され、前記供給プローブから検査信号が供給されている検査対象配線のそれぞれの検査信号検出部位からの検査信号が異なる検出プローブによって検出されるように構成されることを特徴とする検査装置。
2. 検査信号供給部と検査信号検出部との間において、少なくとも２つに分岐する分岐配線の導通状態を検査可能な検査装置であって、
   　検査対象配線の検査信号供給部に電気的に結合状態に配置される供給プローブと、
   　前記供給プローブに検査信号を供給する供給手段と、
   　前記検査対象配線の前記検査信号検出部に電気的に結合状態に配置される検出プローブと、
   　前記検出プローブよりの検出信号から前記検査対象配線の状態を判別する判別手段とを備え、
   　前記分岐配線の分岐した検査信号検出部毎にそれぞれ異なる検出プローブが電気的に結合状態に配置されることを特徴とする検査装置。
3. 検査信号供給部と検査信号検出部との間において少なくとも２つに分岐する分岐配線を含む検査対象配線に検査信号を供給して検査対象配線の導通状態を検査可能な検査装置における検査方法であって、
   　前記検査対象配線上の前記検査信号の信号検査信号供給部にそれぞれ配置される供給プローブを介して、前記検査信号を前記配線に選択的に印加し、前記複数の配線の各検査信号検出部に対し、複数の検出プローブを、そのそれぞれが互いに分担して複数の検査信号検出部に対応すると共に、前記分岐配線の検査信号検出部のそれぞれが別の検出プローブに対応するように電気的に結合して前記複数の配線のそれぞれの検査信号検出部からの検査信号を検出し、検出した検査信号に基づいて、前記検査対象配線の導通状態を判別することを特徴とする検査方法。
4. 検査信号供給部位と検査信号検出部位との間において少なくとも２つに分岐する分岐配線を含む検査対象配線に検査信号を供給して検査対象配線の導通状態を検査可能な検査装置における検査方法であって、
   　前記検査対象配線の検査信号供給部位に検査信号を供給する供給プローブを位置決めする供給位置決め工程と、
   　前記分岐配線のそれぞれの検査信号検出部位を含む前記検査対象配線の各検査信号検出部位が、それぞれ別の検出プローブと電気的に結合され、それぞれの検査信号検出部位からの検査信号が異なる検出プローブによって検出されるように検出プローブを電気的に結合させて位置決めする検出位置決め工程と、
   　前記供給位置決め工程で位置決めされた供給プローブに前記検査信号を印加する印加工程と、
   　前記印加工程で印加される検出信号の前記検出プローブでの検出結果により配線の導通状態を判別する判別工程とを有することを特徴とする検査方法。
   

Images