JP2005017024A - Inspection apparatus of circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の電気的不良個所を検査するための装置に関し、詳しくは回路パターンの片面の特定パッドにプローブを接触させ、他面のパッドの電圧を電気光学効果を応用して画像検出して検査する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
回路基板の断線、短絡などを検査する方法としては、従来、スプリングプローブで専用治具を形成し、パッドへ一括接触して電気検査する方法がとられてきた。しかし近年、パッド数の増加によって高価なスプリングプローブが多数必要となり、専用治具のコストが高騰している。また、パッド間隔の高密度化によって、物理的に接触性を確保することが難しいことや、尖鋭なスプリングプローブを接触させることによるパッドの損傷も問題となっている。そこで、高密度なパッド間隔に対応して検査する方法が必要となってきており、電気光学効果を応用して電圧分布を画像検出して断線検査や短絡検査をする方法がある。
【0003】
電気光学効果を応用して電気検査する方法では、回路パターンに電圧を印加し、回路パターンの電圧から発生する電界を画像検出して、導通すべき個所や絶縁すべき個所に電圧が発生しているか否かで断線検査と短絡検査する。
【0004】
従来、回路パターンの電圧分布を電気光学効果を用いて検査する方法としては、例えば、EOセンサを用いて非接触で、特定の位置の電界強度を検出し、回路基板の半田接続状態を検査するものがある(特許文献1参照)。しかし、この方法では、EOセンサの先端部分の電界しか検出できず、回路パターンの電圧分布を求めるにはEOセンサを移動させていく必要がある。そのため、検査対象となる複数の個所の電圧を計測するには時間がかかる問題がある。
【0005】
また、例えば、電圧分布を非接触で計測し、液晶ディスプレイの透明導電膜の欠陥を電気検査する方法がある(特許文献2参照)。平行な光束を回路基板近傍に配置した電気光学素子に照射し、その反射光から回路パターンの電圧分布を二次元検出する方法である。
【0006】
上記液晶ディスプレイの透明導電膜の場合は、回路パターンのネットにおいて、パッドとパッドが一対一で導通している。しかし、回路基板では、回路パターンは多数のパッドを有し、複数のパッドが複数のパッドに導通している場合がある。従って、特定のパッドの電圧分布を電気光学効果を応用した方法で画像検出して検査する際、一般的によく用いられるCCDなどの2次元撮像装置では検出に時間がかかるため、2次元撮像装置の検出回数を少なくして、短い時間で検査する必要がある。
【0007】
尚、この方法では、回路パターンに電圧を印加したとき、電気光学素子内で面方向に電荷が拡散し、電圧分布が劣化する問題があった。しかし、下記特許文献3に示すように、その問題は既に、本発明者によって解消され、μmオーダの電圧分布の分解能を得ている。
【0008】
【特許文献1】
特願平7−248861号公報
【特許文献2】
特開平5−256794号公報
【特許文献3】
特開2002−286812号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、高集積化され複数のパッドで回路パターンのネットが構成されている回路基板の電気検査を、電気光学効果を応用して、短い時間で検査することのできる回路基板の検査装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回路基板の片面の、特定のパッドにプローブを接触させ、他面のパッドに電気光学素子を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、プローブを接触させているパッド間の断線検査をし、プローブを接触させているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査をすることを特徴とする回路基板の検査装置である。
【0011】
また、本発明は、回路基板の片面の、特定のパッドにプローブを接触させ、他面のパッドに電気光学素子を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、回路パターンのパッドが高密度に配置されている部分と低密度に配置されている部分とを有する回路基板を検査する際に、片面の低密度に配置されているパッドに個別にプローブを接触させて、回路パターンのネット間の短絡検査をし、低密度に配置されているパッド間の断線検査をし、回路パターンのネットごとに低密度に配置されているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した、高密度に配置されている他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査することを特徴とする回路基板の検査装置である。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施の形態を詳細に説明する。
図1(a)は、本発明による回路基板の検査装置の一実施例を示す構成図である。また、図1(b)は、図1(a)における電気光学素子1と回路基板2を拡大して示す説明図である。
図1(a)、(b)に示すように、回路基板2の回路パターン2−1にはプローブ8を接触させて電圧を印加する。スキャナ装置7は、プローブ8を接触させている回路パターン2−1の個別のパッド2−2、2−3、2−4への給電をON/OFFできる。給電・電気検査装置5は、回路パターン2−1への電圧印加と、回路パターン2−1の、プローブ8を接触させているパッド間の断線と短絡を検査する。
【0013】
電気光学素子1には、電気光学結晶1−1として、縦電界に感度を示すBi12SiO20などを用いる。電気光学結晶1−1は10〜500μm程度が望ましい。片面に透明導電膜1−2、反対面には誘電体反射膜1−3を設ける。
【0014】
回路パターン2−1の、プローブ8を接触させていないパッド2−5、2−6の近傍に、電気光学素子1を配置する。電気光学素子1は回路基板2に接触させてもよいし、20μm程度の距離で非接触としてもよい。
【0015】
照明装置6から発せられた光は偏光子3で偏光され、ビームスプリッタ4で光路を変えて電気光学素子1へ照射される。照明装置6にはハロゲン光源やLED光源などを用いる。電気光学素子1へ入射された照射光は、誘電体反射膜1−3の底面で反射されて、出射される。ITO膜1−2はグランドに接地しておく。
【0016】
給電・電気検査装置5から電圧を印加したとき、回路パターン2−1とITO膜1−2との間に、回路パターン2−1の電圧分布によって電界分布が発生し、電気光学結晶1−1は電界分布に応じて屈折率が変化する。
印加電圧には交流電圧を印加することで、電気光学素子1の面方向に生ずる電荷の拡散を抑圧することができる。電気光学素子1−1からの反射光は、回路パターン2−1の電圧分布に応じて偏光状態が変化する。
【0017】
検光子9を偏光子3と直交して、電界によって偏光状態の変化した反射光を、電圧分布に応じた光の強度分布とする。このとき、1/4波長板10で位相補償して線形化と高感度化を図る。反射光をCCD11で検出することで、電圧分布を画像検出することができる。
【0018】
CCD11は、一回の検出に数m〜数百msを要する。一秒間に30フレーム検出できる汎用のものでは33ms程度かかり、電圧分布をSN比よく検出するために積算回数を増やした場合、さらに検出時間がかかる。そこで、CCD11での検出回数を少なくして、電圧分布画像の解析結果と、給電・電気検査装置5による断線検査を組み合わせて、回路パターン2−1の断線を検査する必要がある。
【0019】
回路パターン2−1の断線検査をする場合、パッド2−2、2−3、2−4、2−5、2−6同士が全て導通しているか否かで判定される。パッド2−2またはパッド2−3またはパッド2−4に電圧を印加するたびに、パッド2−5及びパッド2−6の電圧分布をCCD11で検出するとCCD11の検出回数が増えて、検出時間が長くなる。
【0020】
そこで、本発明においては、まずプローブ8を接触させているパッド2−2及び2−3及び2−4がすべて導通しているかを、給電・電気検査装置5で検査する。ここで、いずれかのパッド間の導通が得られなかった場合、不良と判定される。
【0021】
つぎに、パッド2−2、2−3、2−4のうち任意のパッドへ電圧を印加し、CCD11で電圧分布を画像検出する。画像処理装置12で、電圧分布画像においてパッド2−5、パッド2−6の位置に、電圧分布が存在するか否かで、パッド2−5、パッド2−6の導通を判定する。
パッド2−2、パッド2−3、パッド2−4が全て導通していることは既に検査されているので、ここでは、パッド2−5とパッド2−6の両方に電圧分布が存在する場合、回路パターン2−1のすべてのパッドが導通していることとなり、良品と判定される。そうでない場合、不良と判定される。これらの動作を制御装置13で統合制御する。
【0022】
以上の回路パターン2−1の断線検査に関する検査フローは、図2のようになる。このようにして、CCD11は一回の検出で検査が実施できる。
【0023】
図3は、請求項2に係わる回路基板の検査装置の説明図である。検査される回路基板16が検査装置に載置された状態を示したものであるが、電気光学素子1とCCD11以外は省略してある。
近年、BGA基板などでは、回路基板16のパッド14−3、14−4、15−3、15−4のように、パッドが高密度に配置されている部分と、それと比較してパッド14−1、14−2、15−1、15−2のように低密度に配置されている部分がある。近年、パッドが高密度に配置されている部分ではパッドの間隔が100μm未満となってきており、物理的に、プローブの接触は150μm以下では困難である、そのため、電気光学効果などを用いて電気検査する方法が求められている。
【0024】
図3に示す、回路パターンのネット14と15が隣接している際などのように、短絡の恐れがある場合、電気検査としては断線検査に加えて短絡検査をする必要がある。ここでも、CCD11は検出時間を要することから、少ない検出回数で実施するのが望ましい。
【0025】
まず、回路パターンのネット14と15が短絡されていないことを検査する。パッド14−1とパッド14−2が共に、パッド15−1またはパッド15−2に短絡していないかを、給電・電気検査装置5で検査する。ここで、いずれかの場合に短絡されている場合、短絡不良となる。
【0026】
つぎに、回路パターンネット14、15それぞれにおいて、プローブ8を接触させているパッド間の断線検査する。パッド14−1と14−2、またはパッド15−1と15−2が導通していない場合、断線不良となる。
【0027】
つぎに、パッド14−1、14−2の任意のパッド、加えてパッド15−1、15−2の任意のパッドへ電圧を印加し、CCD11で電圧分布を画像検出する。画像処理装置12で、電圧分布画像においてパッド14−3、14−4、15−3、15−4の位置に電圧分布が存在するか否かで、これら各パッドと回路パターンのネット14、15との導通を判定する。
ここでは、パッド14−3、14−3、15−3、15−4すべての位置に電圧分布が存在することで、回路パターンのネット14と15それぞれにおいて、すべてのパッドが導通していることとなる。このようにして、CCD11は一回の検出で電気検査ができ、以上の検査に合格した場合、回路基板16の短絡・断線検査は正常と判定される。以上の検査フローを図4に示す。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、電気光学効果を応用して電圧分布を画像検出する方法で、CCDなど検出に時間を要する撮像素子での取り込み回数を一回に限定して、電気検査を実施できる。
また、本発明によれば、高密度に配置されているパッド部分の電圧分布を電気光学素子で検出し、接触が容易な低密度に配置されているパッドにプローブを接触させ、接触したプローブ間で短絡と断線の一部を検査することで、他面の断線検査は一回のCCD検出ですみ、短い検査時間で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明の回路基板の検査装置の一実施例を示す構成図である。
(b)は、電気光学素子と回路基板を拡大して示す説明図である。
【図2】一実施例の断線検査に関する検査フローである。
【図3】請求項2に係わる回路基板の検査装置の説明図である。
【図4】図3に示す回路基板の検査装置の検査フローである。
【符号の説明】
1・・・電気光学素子
1−1・・・電気光学結晶
1−2・・・ITO膜
1−3・・・誘電体反射膜
2、16・・・回路基板
2−1・・・回路パターン
2−2、3、4、5、6・・・パッド
3・・・偏光子
4・・・ビームスプリッタ
5・・・給電・電気検査装置
6・・・照明装置
7・・・スキャナ装置
8・・・プローブ
9・・・検光子
10・・・1/4波長板
11・・・CCD
12・・・画像処理装置
13・・・制御装置
14、15・・・回路パターンのネット
14−1、2、3、4、15−1、2、3、4・・・パッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus for inspecting an electrical defect portion of a circuit board, and more specifically, an image is detected by bringing a probe into contact with a specific pad on one side of a circuit pattern and applying the electro-optic effect to the voltage of the pad on the other side. It relates to the device to inspect.
[0002]
[Prior art]
As a method for inspecting a circuit board for disconnection, short circuit, etc., conventionally, a method has been employed in which a dedicated jig is formed with a spring probe and the pads are collectively contacted to perform electrical inspection. However, in recent years, with the increase in the number of pads, a large number of expensive spring probes are required, and the cost of dedicated jigs has increased. In addition, due to the high density of the pad spacing, it is difficult to physically ensure contact, and pad damage due to contact with a sharp spring probe is also a problem. Therefore, an inspection method corresponding to a high-density pad interval has become necessary, and there is a method of performing a disconnection inspection or a short-circuit inspection by detecting an image of a voltage distribution by applying an electro-optic effect.
[0003]
In the electrical inspection method using the electro-optic effect, a voltage is applied to a circuit pattern, an electric field generated from the voltage of the circuit pattern is detected, and a voltage is generated at a place to be conducted or insulated. Check for disconnection and short circuit depending on whether or not they are present.
[0004]
Conventionally, as a method for inspecting a voltage distribution of a circuit pattern using an electro-optic effect, for example, an electric field strength at a specific position is detected in a non-contact manner using an EO sensor, and a solder connection state of a circuit board is inspected. There is a thing (refer patent document 1). However, this method can detect only the electric field at the tip of the EO sensor, and it is necessary to move the EO sensor in order to obtain the voltage distribution of the circuit pattern. Therefore, there is a problem that it takes time to measure voltages at a plurality of locations to be inspected.
[0005]
In addition, for example, there is a method in which a voltage distribution is measured in a non-contact manner, and a defect of a transparent conductive film of a liquid crystal display is electrically inspected (see Patent Document 2). This is a method of irradiating an electro-optic element arranged in the vicinity of a circuit board with a parallel light beam and two-dimensionally detecting the voltage distribution of the circuit pattern from the reflected light.
[0006]
In the case of the transparent conductive film of the liquid crystal display, the pads are electrically connected one-to-one in the circuit pattern net. However, in the circuit board, the circuit pattern may have a large number of pads, and the plurality of pads may be electrically connected to the plurality of pads. Therefore, when a voltage distribution of a specific pad is detected and inspected by a method applying an electro-optic effect, a two-dimensional imaging device such as a CCD that is commonly used takes a long time to detect. It is necessary to inspect in a short time by reducing the number of detections.
[0007]
In this method, when a voltage is applied to the circuit pattern, there is a problem that charges are diffused in the surface direction in the electro-optic element and the voltage distribution is deteriorated. However, as shown in
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 7-248861 [Patent Document 2]
JP-A-5-256794 [Patent Document 3]
JP 2002-286812 A [0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and applies an electro-optic effect to an electrical inspection of a circuit board that is highly integrated and a circuit pattern net is configured by a plurality of pads. Another object of the present invention is to provide a circuit board inspection apparatus capable of inspecting in a short time.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a circuit board inspection apparatus in which a probe is brought into contact with a specific pad on one side of a circuit board and an electro-optic element is arranged on the pad on the other side to detect an image of the voltage of the pad. A circuit characterized in that a disconnection inspection is performed by performing a disconnection inspection between adjacent pads, applying a voltage from a pad in contact with a probe, and detecting an image of the voltage of the pad on the other surface on which the electro-optic element is disposed. This is a substrate inspection apparatus.
[0011]
According to another aspect of the present invention, there is provided a circuit pattern in an inspection apparatus for a circuit board in which a probe is brought into contact with a specific pad on one side of a circuit board and an electro-optic element is disposed on the pad on the other side to detect the voltage of the pad. When inspecting a circuit board having a portion where the pads are arranged at a high density and a portion where the pads are arranged at a low density, the probes are individually brought into contact with the pads arranged at a low density on one side, Perform short circuit inspection between circuit pattern nets, disconnection inspection between pads arranged at low density, apply voltage from pads arranged at low density for each circuit pattern net, The circuit board inspection apparatus is characterized in that the voltage of the pads on the other surface disposed at a high density is image-detected for disconnection inspection.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1A is a block diagram showing an embodiment of a circuit board inspection apparatus according to the present invention. FIG. 1B is an explanatory view showing the electro-
As shown in FIGS. 1A and 1B, a voltage is applied by bringing a
[0013]
For the electro-
[0014]
The electro-
[0015]
The light emitted from the illuminating
[0016]
When a voltage is applied from the power feeding / electrical inspection apparatus 5, an electric field distribution is generated between the circuit pattern 2-1 and the ITO film 1-2 by the voltage distribution of the circuit pattern 2-1, and the electro-optic crystal 1-1. The refractive index changes according to the electric field distribution.
By applying an alternating voltage as the applied voltage, it is possible to suppress the diffusion of electric charges generated in the surface direction of the electro-
[0017]
The analyzer 9 is orthogonal to the
[0018]
The
[0019]
When the disconnection inspection of the circuit pattern 2-1 is performed, the determination is made based on whether or not the pads 2-2, 2-3, 2-4, 2-5, and 2-6 are all conductive. When the voltage distribution of the pads 2-5 and 2-6 is detected by the
[0020]
Therefore, in the present invention, first, the power supply / electrical inspection device 5 inspects whether the pads 2-2, 2-3, and 2-4 contacting the
[0021]
Next, a voltage is applied to any of the pads 2-2, 2-3, and 2-4, and the voltage distribution is detected by the
Since it has already been inspected that all of the pads 2-2, 2-3, and 2-4 are conducting, here, when voltage distribution exists in both the pads 2-5 and 2-6 Therefore, all the pads of the circuit pattern 2-1 are conductive, and are determined to be non-defective products. Otherwise, it is determined as defective. These operations are integrated and controlled by the
[0022]
The inspection flow related to the disconnection inspection of the circuit pattern 2-1 is as shown in FIG. In this way, the
[0023]
FIG. 3 is an explanatory view of a circuit board inspection apparatus according to
In recent years, in a BGA substrate or the like, a portion in which the pads are arranged at high density, such as the pads 14-3, 14-4, 15-3, and 15-4 of the
[0024]
When there is a possibility of short-circuiting, such as when the circuit pattern nets 14 and 15 shown in FIG. 3 are adjacent to each other, it is necessary to conduct a short-circuit inspection in addition to a disconnection inspection as an electrical inspection. Again, since the
[0025]
First, it is inspected that the
[0026]
Next, in each of the circuit pattern nets 14 and 15, disconnection inspection is performed between the pads with which the
[0027]
Next, a voltage is applied to an arbitrary pad of the pads 14-1 and 14-2 and an arbitrary pad of the pads 15-1 and 15-2, and the voltage distribution is image-detected by the
Here, since the voltage distribution exists at all the positions of the pads 14-3, 14-3, 15-3, and 15-4, all the pads are conductive in the
[0028]
【The invention's effect】
According to the present invention, an electro-inspection can be performed by limiting the number of captures to an image sensor that requires time for detection, such as a CCD, by detecting the voltage distribution by applying the electro-optic effect.
In addition, according to the present invention, the voltage distribution of the pad portion arranged at high density is detected by the electro-optic element, the probe is brought into contact with the pad arranged at low density where contact is easy, and the contacted probes By inspecting a part of the short circuit and the disconnection, the disconnection inspection on the other surface can be realized by a single CCD detection and can be realized in a short inspection time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a configuration diagram showing an embodiment of a circuit board inspection apparatus according to the present invention.
(B) is an explanatory view showing an electro-optic element and a circuit board in an enlarged manner.
FIG. 2 is an inspection flow related to a disconnection inspection according to an embodiment;
FIG. 3 is an explanatory view of a circuit board inspection apparatus according to
4 is an inspection flow of the circuit board inspection apparatus shown in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010506196A (en) * | 2007-04-17 | 2010-02-25 | オーキンス エレクトロニクス カンパニー,リミテッド | Electro-optic detector |
US11016143B2 (en) | 2018-10-29 | 2021-05-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method of testing a wiring circuit |
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A521 | Request for written amendment filed |
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A02 | Decision of refusal |
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