JP2004264272A - 導電体検査装置及び導電体検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検査対象が導体である場合に、非接触で検査対象の状態を精度良く検出することのできる導電体状態検査装置を提供する。
【解決手段】給電部より検査信号か給電された検査対象導電体５２０導電体５２０近傍に、ほぼ並行して２枚のセンサ板５７０，５８０を配設し、センサ板５７０よりの測定レベルによりセンサ板５７０に対向する導電タブ分の形状を検査すると共に、センサ板５７０，５８０よりの検出信号を引算器５５０で減算し、割算器５６０で一方センサ板よりの検出値を減算結果で減算して一方センサ板よりの検出値を正規化し、両センサ板よりの相対的な検出信号値比率を検出してセンサ板と導電体５２０間の距離に対応した検出結果をＸとして得る。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、交流信号が印加された検査対象導電体の状態を検査可能な導電体位置検査装置及び導電体位置検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に導電パターンを形成してなる回路基板を製造する際には、基板上に形成した導電パターンに断線や、短絡がないかを検査する必要があった。
【０００３】
従来から、導電パターンの検査手法としては、例えば特許文献１のように、導電パターンの両端にピンを接触させて一端側のピンから導電パターンに電気信号を給電し、他端側のピンからその電気信号を受電することにより、導電パターンの導通テスト等を行う接触式の検査手法（ピンコンタクト方式）が知られている。電気信号の給電は、金属プローブを全端子に立ててここから導電パターンに電流を流すことにより行われる。
【０００４】
このピンコンタクト方式は、直接ピンプローブを接触させるために、Ｓ／Ｎ比が高いという長所を有する。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−２６９０７５号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、例えば液晶表示パネルに用いるガラス基板に形成された回路配線パターン等では、パターン厚が薄く、また、基板との固着力も少なく、ピンを接触させてはパターンが損傷してしまう問題点があった。
【０００６】
更に、携帯電話用の液晶パネル等においては、配線ピッチも細密化しており、狭ピッチ多本数のプローブを製作するには多大の労力とゴストが必要であった。
【０００７】
また同時に、配線パターンが異なるごとに（検査対象ごとに）使用に応じた新たなプローブを製作しなければならなかった。このため、検査コストが更に高くなり電子部品の低コスト化に対して大きな障害となっていた。
【０００８】
また、液晶パネルに用いる配線パターンの様に、パターンがすべて独立しておらず、複数のパターンが接続された状態にあるような場合には、回路的には複数のパターンがショート状態であるため、今まで適切な検査装置が無かった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、上述した課題を解決し、どのような回路パターンであっても、パターン形状を検査することが可能で、且つ非接触で検査対象の状態を精度良く検出することのできる検査システム及び検査方法を提供することを目的とする。
【００１０】
係る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備える。
【００１１】
即ち、検査対象導電体と所定距離離間して位置決めされ前記検査対象導電体に交流信号を印加可能な給電板と、前記給電板より交流信号が印加された検査対象導電体よりの検査信号を検出可能な導電材料で板状に形成されたセンサ板と、前記検査対象導電体を前記センサ板と静電結合させて検出信号レベルを測定するレベル測定手段と、前記レベル測定手段の測定レベルより前記検査対象導電体の状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
そして例えば、前記判定手段は、前記センサ板よりの検出レベルにより前記検査対象導電体形状を判定することを特徴とする。
【００１３】
また例えば、前記判定手段は、前記レベル測定手段での測定レベルが所定レベル以上の場合には前記検査対象導電体の検出対象領域における面積過多、所定レベル以下の場合に前記検査対象導電体の少なくとも検査対象領域を含む面積過小と判定することを特徴とする。
【００１４】
更に例えば、前記センサ板は、２枚ほぼ並行して位置決めされ、前記レベル測定手段は、前記２枚のセンサ板よりの前記検査対象導電体よりの検出信号レベルを測定し、前記判定手段は、前記それぞれのセンサ板よりの検出信号レベルの相対的な検出信号値比率より前記センサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定することを特徴とする。
【００１５】
また例えば、前記判定手段は、一方のセンサ板よりの測定信号レベル値をそれぞれのセンサ板よりの測定信号レベル値の減算結果で除算し、除算結果よりセンサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定することを特徴とする。
【００１６】
又は、導電材料で形成されたセンサ板と給電板とを検査対象導電体と所定距離離間させて位置決め可能な導電体検査装置における導電体検査方法であって、前記給電板に交流信号を供給して前記検査対象導電体に交流信号を印加し、前記検査対象導電体と前記センサ板とを静電結合させ、前記給電板より交流信号が印加された検査対象導電体よりの検査信号を前記センサ板で検出し、前記検出した測定レベルより前記検査対象導電体の状態を判定する導電体検査方法とすることを特徴とする。
【００１７】
そして例えば、前記センサ板よりの検出レベルにより前記検査対象導電体形状を判定する導電体検査方法とすることを特徴とする。
【００１８】
また例えば、前記測定レベルが所定レベル以上の場合には前記検査対象導電体の検出対象領域における面積過多、所定レベル以下の場合に前記検査対象導電体の少なくとも検査対象領域を含む面積過小と判定する導電体検査方法とすることを特徴とする。
【００１９】
更に例えば、前記センサ板は、２枚ほぼ並行して位置決めされ、前記２枚のセンサ板よりの前記検査対象導電体よりの検出信号レベルを測定し、前記それぞれのセンサ板よりの検出信号レベルの相対的な検出信号値比率より前記センサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定する導電体検査方法とすることを特徴とする。
【００２０】
また例えば、一方のセンサ板よりの測定信号レベル値をそれぞれのセンサ板よりの測定信号レベル値の減算結果で除算し、除算結果よりセンサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定する導電体検査方法とすることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る一実施の形態例を詳細に説明する。
【００２２】
本実施の形態例の導電体位置検査装置は、導電体で形成したセンサ板を、検査信号（例えば交流信号）が供給された検査対象と静電結合させ、該センサ板で検出する検査対象よりの検出信号のレベルを求め、求めたレベルにより検査領域にある検査信号が供給された導電体の形状を求め、導電体の良否を検査可能とするするものである。
【００２３】
更に、センサ板を並行させて２枚配設し、該センサ板で検出する検査対象よりの検出検査信号の比率を求め、求めた比率から検査対象の位置をも判別可能としている。
【００２４】
〔第１の実施の形態例〕
まず図１を参照して本発明に係る一発明の実施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明に係る一発明の実施の形態例の導電体位置検査装置の構成を説明するための図である。
【００２５】
図１において、５００は検査対象基板であり、基板５００には、例えば、検査対象の配線パターンが配設されている。５１０は検査対象の導電体５２０に検査信号を供給する給電部であり、例えば１ＫＨｚ以上で２０Ｖｐ−ｐの交流信号を基板５００上に配線されている配線パターンのうちの検査対象の導電体５２０に供給する。なお、以下の説明では検査信号として上記仕様の交流信号を対象とするが、本実施の形態例は以上の例に限定されるものではなく任意の信号を用いることができる。好ましくは１００ＫＨｚ以下であることが望ましい。
【００２６】
給電部５１０から導電体５２０への給電方法は、直接給電部と導電体５２０の一部とを接続して検査信号を供給する方法のほか、例えば導電体５２０と一定距離離反した導電板を導電体５２０と静電結合状態として静電結合により給電しても良い。その他、端部にコイルを備え、電磁結合状態として電磁結合により給電しても良い。本実施の形態例では給電方法に限定はない。
【００２７】
５２０は基板上に配設された検査対象の導電体であり、例えば基板配線パターンなどである。基板上に配設された検査対象の導電性パターンなどのほか、線材、金属片など、任意の導体を対象としても同様である。
【００２８】
５３０はセンサ板ａ５７０よりの検出信号レベルを測定するレベル測定部Ａ、５４０はセンサ板ｂ５８０よりの検出信号レベルを測定するレベル測定部Ｂである。
【００２９】
レベル測定部Ａ５３０、レベル測定部Ｂ５４０は、例えば一定時間内のピークを検出して測定レベルとしてもよく、同じタイミング時の両センサ板ａ５７０、センサ板ｂ５８０の検出レベルを測定レベルとしても良い。
【００３０】
５５０はレベル測定部Ａ５３０の測定レベルとレベル測定部Ｂ５４０の測定レベルとの差分（減算結果）を求める引算器、５６０はレベル測定部Ｂ５４０よりの測定値を引算器５５０の引算結果で割り算する割算器である。
【００３１】
また、５７０は導電材料で形成された導電体５２０に近接したセンサ板ａ、５８０は導電材料で形成された導電体５２０からみて奥側のセンサ板ｂである。センサ板ａ５７０とセンサ板ｂ５８０とは互いにほぼ並行状態に位置決め維持されている。
【００３２】
導電体形状の検査のみで後述するセンサ板５７０，５８０から導電体５２０までの距離を測定しない場合にはセンサ板の一方、例えばセンサ板５８０、一方のレベル測定器、引算器５５０，割算器５６０を省略することができる。
【００３３】
以上の構成を備える本実施の形態例の検査対象の導電体状態の測定原理を図２乃至図４を参照して説明する。図２は本実施の形態例の検査対象の導電体状態の測定原理を説明するための図、図３は図２の構成の等価回路例を示す図、図４は図３の変形等価回路例を示す図である。
【００３４】
図２の例では、給電部５１０から導電体５２０への給電方法として、導電体一方端部近傍に導電体５２０から所定距離離反して給電板５１０ａを位置決めし、給電板５１０ａと導電体５２０とを静電結合させて給電する方法を採用している。そして、給電板５１０ａと導電体５２０間の静電容量をＣ１、センサ板と導電体５２０との静電容量をＣ２とする。
【００３５】
給電板５１０ａと導電体５２０の対面する面積をＳ１，距離をｄ１とすると、空気中での静電容量（コンデンサ値）は、以下に示す式１で表すことができる。
Ｃ１＝８．８５×１０^−１２（Ｓ１／ｄ１）
同様に、給電板５１０ａセンサ板と対面する導電体の面積をＳ２、センサ板と導電体５２０との距離をｄ２とすると、センサ板と導電体間の静電容量（コンデンサ値）Ｃ１は、以下に示す式２で表すことができる。
【００３６】
Ｃ２＝８．８５×１０^−１２（Ｓ２／ｄ２）
【００３７】
給電部５１０の出力インピーダンスを０，導電体５２０の浮遊容量をＣｓ、レベル測定部の入力インピーダンスをＲｉとすると、等価回路は図３に示す回路となる。
【００３８】
図３において、Ｖｉは給電部より給電される検査信号の給電電圧、Ｖｄはレベル測定部５３０への検出電圧である。
【００３９】
ここで、給電部５１０の発振周波数が一定値ｆｏ（１００ＫＨｚ未満とすることが好ましい。）であれば、各コンデンサのインピーダンスは以下に示す一定の値となる。
Ｒ１＝（１／２πｆｏＣ１），
Ｒ２＝（１／２πｆｏＣ２），
Ｒ３＝（１／２πｆｏＣ３）
以上から、図３に示す等価回路は図４のように表すことができる。
【００４０】
図４の等価回路から検出電圧Ｖｄを求めると、
Ｖｄ＝（ＲｉＲｓＶｉ）／（Ｒ１＋Ｒｓ）（Ｒ２＋Ｒｉ）
となり、上記の式中の各値に一定の安定性があればＶｄは安定した値となる。
【００４１】
このことを利用して、導電体形状検出部５３０では、予め導電体５２０の形状が正常形状の場合のＶｄを測定して基準値とし、検査対象の導電体５２０を測定した場合に検出値が一定範囲内にない場合に、導電体形状の異常と判定している。
【００４２】
即ち、本実施の形態例ではこのレベル測定部５３０の測定レベルが一定範囲内であれば正常状態、一定範囲内になければ異常形状と判定することとしている。
【００４３】
以上説明したように本実施の形態例によれば、検査対象に非接触で検査対象の形状異常を確実に検出できる。このため、導電体の一部が破断している（例えばパターンオープン状態である）場合には検出信号値が低くなる。
一方、導電体の一部が短絡している（例えばパターンショート状態である）場合には検出信号値が高くなる。
【００４４】
以上の検査において、検査対象の導電体５２０とセンサ板、給電板５１０ａと導電体５２０との距離を検査ごとに一定の距離に制御できれば以上の検査精度が大きく向上する。このため、本実施の形態例では図１に示す様に２枚のセンサ板５７０，５８０を備え、更に引算器５５０，割算器５６０を備え、センサ板より導電体５２０までの距離を直接測定する構成を備えている。
【００４５】
次に以上のセンサ板より導電体５２０までの距離を直接測定する構成を説明する。
【００４６】
レベル測定部Ａ５３０の測定結果をＶａ、レベル測定部Ｂ５４０の測定結果をＶｂとすると、（１／Ｖａ）はセンサ板ａ５７０と導電体５２０との距離に比例する量となり、（１／Ｖｂ）はセンサ板ｂ５８０と導電体５２０との距離に比例した量となる。
【００４７】
即ち、導電体に遠い方のセンサ板ｂ５８０から導電体５２０までの距離から近い方のセンサ板ａ５７０から導電体５２０間での距離を減ずると、センサ板ａ５７０とセンサ板ｂ５８０間での距離ｄとなるから、このセンサ板間の距離ｄは（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）に比例したものとなると考えられ、
（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）∝ｄ
が成り立つ。
【００４８】
この（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）の逆数１／｛（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）｝は、ｄに相当する測定時点での測定電圧レベルと考えることができ、Ｖａ／〔１／｛（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）｝〕を求めることはＶａがｄを元に正規化することに相当し、この逆数は導電体５２０までの距離に比例した値とすることができる。
【００４９】
即ち、１／〈Ｖａ／〔１／｛（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）｝〕〉は導電体５２０までの距離に比例した値となり、式を整理すると、
１／〈Ｖａ／〔１／｛（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）｝〕〉
＝〔１／｛（１／Ｖｂ）−（１／Ｖａ）｝〕／Ｖａ
＝｛（Ｖａ×Ｖｂ）／（Ｖａ−Ｖｂ）｝／Ｖａ
＝Ｖｂ／（Ｖａ−Ｖｂ）
となる。図１の引算器５５０と割算器５６０でこの式を実現しており、割算器５６０の出力Ｘはセンサ板ａ５７０より導電体５２０までの距離に比例した値となる。
【００５０】
しかもこのＸの値は、センサ板ａ５７０とセンサ板ｂ５８０のそれぞれの検出信号レベルの相対的な値を基準としているため、例えば導電体５２０に誘導される検査信号値の変動などがあっても、その影響を相殺することができる。
【００５１】
以上のことから、信頼性の高い、センサ板と導電体５２０間の距離に対応した測定結果を得ることができる。
【００５２】
従って、予め、導電体とセンサ板間の距離に対応した基準となる測定結果を得ておけば、測定時の検出したＸ値と基準となる測定結果を比較していけば、精度の高い検出結果が得られる。
【００５３】
なお、以上の説明において、センサ板ｂ５８０と導電体５２０との間にはセンサ板ａ５７０が位置しているが、レベル測定部Ａ５３０に接続されているセンサ板ａ５７０はハイインピーダンス状態であり、センサ板ｂ５８０での検出信号レベルがセンサ板ａ５７０の影響で減少することはあっても、その割合に変化はなく、図１の構成とすればその影響を相殺でき、測定結果に誤差が生じることもない。
【００５４】
即ち、図１の測定装置によれば、センサ板と導電体５２０の間に導電材料や誘電材料、絶縁材等の種々のものが介在していたとしても、これらのものが接地に対して低インピーダンスのシールド状態に無い限り、センサ板と導電体５２０間の距離に対応した測定結果Ｘを得ることができ、他方面の機器に適用できる。
【００５５】
更に、導電体に給電される検査信号レベルが変動しても、検出結果の割合比に変化が無いため、給電方法に制約が無く、上記した給電方法も採用可能となる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、検査対象が導体である場合に、非接触でありながら検査対象の状態を精度良く検出することのできる導電体状態検査装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一発明の実施の形態例の導電体位置検査装置の構成を説明するための図である。
【図２】本実施の形態例の検査対象の導電体状態の測定原理を説明するための図である。
【図３】図２の構成の等価回路例を示す図である。
【図４】図３の変形等価回路例を示す図である。
【符号の説明】
５００ 基板
５１０ 給電部
５２０ 導電体
５３０ レベル測定部Ａ
５４０ レベル測定部Ｂ
５５０ 引算器
５６０ 割算器
５７０ センサ板ａ
５８０ センサ板ｂ
５９０ 導電体形状検出部

Claims (10)

1. 検査対象導電体と所定距離離間して位置決めされ前記検査対象導電体に交流信号を印加可能な給電板と、
   前記給電板より交流信号が印加された検査対象導電体よりの検査信号を検出可能な導電材料で板状に形成されたセンサ板と、
   前記検査対象導電体を前記センサ板と静電結合させて検出信号レベルを測定するレベル測定手段と、
   前記レベル測定手段の測定レベルより前記検査対象導電体の状態を判定する判定手段とを備えることを特徴とする導電体検査装置。
2. 前記判定手段は、前記センサ板よりの検出レベルにより前記検査対象導電体形状を判定することを特徴とする請求項１記載の導電体検査装置。
3. 前記判定手段は、前記レベル測定手段での測定レベルが所定レベル以上の場合には前記検査対象導電体の検出対象領域における面積過多、所定レベル以下の場合に前記検査対象導電体の少なくとも検査対象領域を含む面積過小と判定することを特徴とする請求項２記載の導電体検査装置。
4. 前記センサ板は、２枚ほぼ並行して位置決めされ、
   前記レベル測定手段は、前記２枚のセンサ板よりの前記検査対象導電体よりの検出信号レベルを測定し、
   前記判定手段は、前記それぞれのセンサ板よりの検出信号レベルの相対的な検出信号値比率より前記センサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の導電体検査装置。
5. 前記判定手段は、一方のセンサ板よりの測定信号レベル値をそれぞれのセンサ板よりの測定信号レベル値の減算結果で除算し、除算結果よりセンサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定することを特徴とする請求項４記載の導電体検査装置。
6. 導電材料で形成されたセンサ板と給電板とを検査対象導電体と所定距離離間させて位置決め可能な導電体検査装置における導電体検査方法であって、
   前記給電板に交流信号を供給して前記検査対象導電体に交流信号を印加し、
   前記検査対象導電体と前記センサ板とを静電結合させ、前記給電板より交流信号が印加された検査対象導電体よりの検査信号を前記センサ板で検出し、
   前記検出した測定レベルより前記検査対象導電体の状態を判定することを特徴とする導電体検査方法。
7. 前記センサ板よりの検出レベルにより前記検査対象導電体形状を判定することを特徴とする請求項６記載の導電体検査方法。
8. 前記測定レベルが所定レベル以上の場合には前記検査対象導電体の検出対象領域における面積過多、所定レベル以下の場合に前記検査対象導電体の少なくとも検査対象領域を含む面積過小と判定することを特徴とする請求項７記載の導電体検査装置。
9. 前記センサ板は、２枚ほぼ並行して位置決めされ、前記２枚のセンサ板よりの前記検査対象導電体よりの検出信号レベルを測定し、前記それぞれのセンサ板よりの検出信号レベルの相対的な検出信号値比率より前記センサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかに記載の導電体検査方法。
10. 一方のセンサ板よりの測定信号レベル値をそれぞれのセンサ板よりの測定信号レベル値の減算結果で除算し、除算結果よりセンサ板に対する前記検査対象導電体の位置を判定することを特徴とする請求項９記載の導電体検査方法。

Images