JP2005055211A

JP2005055211A - Circuit board inspection device

Info

Publication number: JP2005055211A
Application number: JP2003206410A
Authority: JP
Inventors: Rintaro Murayama; 林太郎村山; Yoshinori Sato; 義典佐藤
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2023-08-07
Also published as: JP4255774B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a circuit board inspection device capable of easily and precisely inspecting a circuit board of an inspection object. SOLUTION: This device comprises a contact type probe; a probe moving mechanism for enabling the tip Ha of the probe to make contact with a conductor pattern Pa of the circuit board; a measurement part for outputting a signal to the probe to measure the electrostatic capacity between the probe and a reference electrode; and a control part for controlling the probe moving mechanism and also inspecting the circuit board based on the measured electrostatic capacity. The control part executes a first measurement processing (step 21) for bringing the tip Ha of the probe into contact with the conductor pattern Pa to measure an electrostatic capacity C1; a second measurement processing (step 22) for bringing the tip Ha into contact therewith in an energized state to measure an electrostatic capacity C2; and a first calculation processing for calculating the differential value C3 between the electrostatic capacities C1 and C2. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【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おける複数の導体パターンと基準電極との間の電気的パラメータを測定して回路基板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】
この種の回路基板検査装置として、出願人は、平板状の電極の上に検査対象の回路基板を載置すると共にその導体パターンと電極との間の対電極間静電容量を測定して回路基板を検査する回路基板検査装置を特開２００３−１４８０７号公報に開示している。この回路基板検査装置による回路基板の検査時には、まず、一例として、導体パターンＣＰ１（同公報の図３参照）の測定ポイントＴＰ１にプローブを接触させる。次に、プローブと電極との間に検査用の信号としての交流電圧を出力して導体パターンＣＰ１と電極との間の対電極間静電容量を仮測定し、その測定結果に基づいて測定レンジを決定して設定する。次いで、プローブを測定ポイントＴＰ１から若干離間（上動）させ、その状態で測定ポイントＴＰ１での浮遊容量を測定して記憶する。次に、プローブを測定ポイントＴＰ１に再度接触させて導体パターンＣＰ１と電極との間の対電極間静電容量を測定する。次いで、測定した対電極間静電容量から浮遊容量を差し引くことにより、導体パターンＣＰ１についての正規な対電極間静電容量（浮遊容量の影響を排除した対電極間静電容量）を演算する。この後、すべての導体パターンＣＰについて上記の処理を実行して各導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量を順次演算する。次に、演算した各対電極間静電容量が、対応する基準データに対して所定範囲内（例えば、±１０％以内）のときに、その導体パターンＣＰに断線および短絡が存在しないと判別する判別処理を実行する。この判別処理をすべての導体パターンＣＰに対して順次実行することにより、回路基板Ｐが検査される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１４８０７号公報（第５−７頁、第２、３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、出願人が開示している従来の回路基板検査装置には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、従来の回路基板検査装置では、プローブを導体パターンＣＰから若干離間させた状態で測定ポイントＴＰでの浮遊容量を測定すると共に、プローブを導体パターンＣＰに接触させた状態で対電極間静電容量を測定している。この場合、この種の回路基板検査装置では、対電極間静電容量の測定に際してプローブ３，４（同公報の図２参照）を導体パターンＣＰに確実に接触させるために、移動機構５ａ，５ｂによってプローブ固定具３ａ，４ａを回路基板Ｐに向けて移動させてプローブ３，４を導体パターンＣＰに押し付けて（付勢して）いる。したがって、対電極間静電容量の測定時には、プローブ３，４に接続されている測定用ライン等が、浮遊容量の測定時（プローブ３，４を導体パターンＣＰから若干離間させた状態）と比較して電極２ｂに接近する。このため、対電極間静電容量の測定時には、その測定ポイントＴＰにおける浮遊容量のみならず、上記の測定用ライン等の電極２ｂへの接近に起因して増加する静電容量（以下、「増加分静電容量」ともいう）を含んだ対電極間静電容量が測定される。
【０００５】
しかしながら、この回路基板検査装置では、プローブ３，４を導体パターンＣＰに押し付けた状態（測定用ライン等が電極２ｂに接近した状態）で測定した対電極間静電容量と、プローブ３，４が導体パターンＣＰに非接触の状態（測定用ライン等が電極２ｂに接近していない状態）で測定した浮遊容量との差分値を導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量として回路基板を検査している。したがって、従来の回路基板検査装置では、増加分静電容量を含んだ対電極間静電容量に基づいて導体パターンＣＰの良否を判別するため、特に、その面積が極く小さい導体パターンについての検査時には、基準データと比較する対電極間静電容量に占める増加分静電容量が大きいことに起因して、その導体パターンＣＰの良否を正確に検査するのが困難となるおそれがある。このため、これを改善するのが好ましい。
【０００６】
この場合、導体パターンＣＰの上に紙等の絶縁体を被せた状態で、その絶縁体にプローブ３，４を押し付けて（付勢して）浮遊容量を測定することにより、増加分静電容量を含んだ浮遊容量を測定することが可能となる。これにより、増加分静電容量を含んだ浮遊容量と測定された対電極間静電容量との差分値を算出して、測定用ライン等の接近の影響を排除した導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量を算出することが可能となり、導体パターンＣＰの良否を正確に検査することが可能となる。しかし、紙等の絶縁体を被せる作業が煩雑であると共に、導体パターンＣＰ上に被せる絶縁体によっては、測定される静電容量（浮遊容量）に影響が及んで正確な浮遊容量を測定するのが困難となるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、検査対象の回路基板を高精度でしかも容易に検査し得る回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
【０００８】
【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、プローブと、当該プローブを移動させてその先端を回路基板の導体パターンに接触可能とするプローブ移動機構と、前記プローブに信号を出力して当該プローブおよび基準電極の間についての所定の電気的パラメータを測定する測定部と、前記プローブ移動機構を制御すると共に前記測定部によって測定された前記電気的パラメータに基づいて前記回路基板を検査する制御部とを備え、前記制御部は、前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が非付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の測定処理と、前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第２の測定処理と、前記第１および第２の測定処理によって測定された２つの前記電気的パラメータの差分値を算出する第１の算出処理とを実行する。
【０００９】
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、良品の前記回路基板における導体パターンに前記先端が非接触状態で近接するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第３の測定処理と、前記良品の回路基板について前記第１および第２の測定処理によって測定した前記２つの電気的パラメータに基づいて前記第１の算出処理を実行して算出した前記差分値を前記第３の測定処理によって測定された前記電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出する第２の算出処理と、前記良品の回路基板について前記第２の測定処理によって測定した前記電気的パラメータと前記算出した第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出する第３の算出処理と、検査対象の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の検査処理と、当該第１の検査処理によって測定された前記電気的パラメータと前記第１の基準パラメータとの差分値を検査対象電気的パラメータとして算出して当該検査対象電気的パラメータと前記第２の基準パラメータとを比較して前記導体パターンを検査する第２の検査処理とを実行可能に前記制御部が構成されている。
【００１０】
請求項３記載の回路基板検査装置は、請求項１または２記載の回路基板検査装置において、静電容量、および前記プローブを流れる電流の少なくとも１種を前記電気的パラメータとして測定可能に前記測定部が構成されている。
【００１１】
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、前記基準電極としての平板状の電極と、当該電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えて構成されている。
【００１２】
【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。
【００１３】
最初に、本発明を適用した回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１４】
回路基板検査装置１は、図１に示すように、電極部２、検査用のプローブ３ａ，３ｂ、プローブ移動機構（以下、「移動機構」ともいう）５ａ，５ｂ、測定部６、制御部７、ＲＡＭ８およびＲＯＭ９を備えて構成されている。電極部２は、その表面に絶縁フィルム２ａが貼付された平板状の電極２ｂを有して検査対象の回路基板Ｐを載置可能に構成されている。この場合、電極２ｂは、本発明における基準電極の一例であって、測定部６に接続されている。プローブ３ａ，３ｂ（以下、区別しないときには「プローブ３」ともいう）は、接触型プローブであって、固定部Ｂ、ヘッド部Ｈおよび連結用アームＡ，Ａが金属で一体的に形成されて四節回転機構のリンク機構が構成されている。また、図２に示すように、プローブ３は、プロービング対象体（導体パターンＰａ）に接触させられる際の接触痕を極限まで小さくできるようにヘッド部Ｈの先端Ｈａが鋭利に切削されている。また、ヘッド部Ｈには、測定用ラインＬの一端部が接続されている。さらに、プローブ３は、図１に示すように、プローブ固定具４ａ，４ｂを介して移動機構５ａ，５ｂ（以下、区別しないときには「プローブ固定具４」および「移動機構５」ともいう）に取り付けられて、移動機構５によってプローブ固定具４が上下動させられることによって（固定部Ｂが上下動させられることによって）ヘッド部Ｈが固定部Ｂに対して相対的に上下動させられる。
【００１５】
移動機構５は、制御部７の制御下でプローブ３を上下左右に移動させることによってヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐ上の導体パターンＰａに接触させる。測定部６は、制御部７の制御に従って測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して検査対象体に検査用の信号としての測定用交流信号を出力して、その検査対象体および電極２ｂ間を流れる電流と、出力した測定用交流信号の電圧の位相とその検査対象体および電極２ｂ間を流れる電流の位相との間の位相差とを測定する。また、測定部６は、測定用交流信号の電圧、測定した電流、および測定した位相差に基づいて検査対象体および電極２ｂ間の静電容量（本発明における「電気的パラメータ」および「少なくとも１種」の一例）も測定する。制御部７は、移動機構５および測定部６の動作を制御すると共に、測定部６によって出力される測定値をＲＡＭ８に記憶させ、その測定値に基づいて回路基板Ｐを検査する検査処理を実行する。また、測定部６は、検査処理に際して使用する検査用データＤａ（本発明における第１の基準パラメータ）および基準データＤｂ（本発明における第２の基準パラメータ）を生成するデータ生成処理２０を実行する。ＲＡＭ８は、測定部６によって出力される複数の測定値、プローブ３を接触させるべき導体パターンＰａの位置（測定ポイントの位置）を特定可能な位置データ、およびデータ生成処理２０によって生成された検査用データＤａおよび基準データＤｂなどを記憶する。ＲＯＭ９は、制御部７の動作プログラムを記憶する。
【００１６】
次に、回路基板検査装置１による回路基板Ｐの検査方法について、図面を参照して説明する。
【００１７】
この回路基板検査装置１では、最初に、図３に示すデータ生成処理２０を実行して、良品の回路基板Ｐから検査用データＤａおよび基準データＤｂを吸収する。このデータ生成処理２０では、まず、導体パターンＰａの形成面を表面側にして回路基板Ｐを電極部２（絶縁フィルム２ａ）の上に載置する。次に、図４に示すように、制御部７が移動機構５に対してプローブ３を回路基板Ｐにおける検査対象の導体パターンＰａの上方に移動させて下動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに軽く接触させる（非付勢状態で接触させる）。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第１の測定処理：ステップ２１）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ１（一例として、５２０ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ１）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１８】
次に、図５に示すように、制御部７は、移動機構５に対してプローブ３（固定部Ｂ）をさらに下動させる（一例として０．３ｍｍ程度下動させる）ことにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付ける（付勢状態で接触させる）。この際には、プローブ３のリンク機構が変形し、これに伴って、プローブ３と測定部６とを接続する測定用ラインＬが回路基板Ｐ（電極２ｂ）に接近する。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第２の測定処理：ステップ２２）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ２（一例として、５５０ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ２）をＲＡＭ８に記憶させる。さらに、制御部７は、移動機構５および測定部６を制御してステップ２２の測定処理を回路基板Ｐ上のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・に対して実行し（ステップ２３）、その都度、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ２）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１９】
次いで、制御部７は、ステップ２１において測定した静電容量Ｃ１と、静電容量Ｃ１を測定した導体パターンＰａについてステップ２２において測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を算出する算出処理（本発明における第１の算出処理）を実行する（ステップ２４）。また、制御部７は、算出した差分値Ｃ３をＲＡＭ８に記憶させる。続いて、図６に示すように、制御部７は、移動機構５に対してプローブ３を上動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａから例えば０．５ｍｍ程度離間させる（非接触状態で近接させる）。この際には、プローブ３のリンク機構の変形が解除され、これに伴って、測定用ラインＬがステップ２１の測定時と同程度に回路基板Ｐ（電極２ｂ）から離間する。次に、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第３の測定処理：ステップ２５）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ４（一例として、５００ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ４）をＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、移動機構５および測定部６を制御してステップ２４の測定処理を回路基板Ｐ上のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・に対して実行し（ステップ２６）、その都度、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ４）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００２０】
次に、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・の静電容量Ｃ４，Ｃ４・・に、ステップ２４において算出した差分値Ｃ３を加算して加算値Ｃ５（本発明における第１の基準パラメータ：検査用データＤａ）を算出する算出処理（本発明における第２の算出処理）を実行する（ステップ２７）。この際に、ステップ２５において例えば５００ｆＦの静電容量Ｃ４が測定された導体パターンＰａについては、この５００ｆＦに差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を加算して加算値Ｃ５を５３０ｆＦと算出し、その算出結果を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させる。また、ステップ２５において例えば６００ｆＦの静電容量Ｃ４が測定された導体パターンＰａについては、この６００ｆＦに差分値Ｃ３（３０ｆＦ）を加算して加算値Ｃ５を６３０ｆＦと算出し、その算出結果を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について、上記の加算値Ｃ５の算出処理、および検査用データＤａとしてのＲＡＭ８への記憶を実行する。
【００２１】
次いで、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・の静電容量Ｃ２，Ｃ２・・と、ステップ２７においてＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての検査用データＤａ，Ｄａ・・との差分値Ｃ６（本発明における第２の基準パラメータ：基準データＤｂ）を算出してＲＡＭ８に記憶させる算出処理（本発明における第３の算出処理）を実行する（ステップ２８）。この際に、ステップ２２において例えば５５０ｆＦの静電容量Ｃ２が測定されてステップ２７において加算値Ｃ５が５３０ｆＦと算出された導体パターンＰａについては、５５０ｆＦから５３０ｆＦを差し引いた差分値Ｃ６（この場合、２０ｆＦ）が基準データＤｂとして算出されてＲＡＭ８に記憶される。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について、上記の差分値Ｃ６の算出処理、および基準データＤｂとしてのＲＡＭ８への記憶を実行し、各基準データＤｂ，Ｄｂ・・のＲＡＭ８への記憶が完了した際に、このデータ生成処理２０を終了する。これにより、良品の回路基板Ｐから検査用データＤａおよび基準データＤｂの吸収が完了する。
【００２２】
次に、データ生成処理２０によって生成した検査用データＤａおよび基準データＤｂと、各導体パターンＰａ，Ｐａ・・について実測した静電容量とに基づいて回路基板Ｐを検査する検査処理について説明する。なお、この回路基板検査装置１は、出願人が開示している従来の回路基板検査装置と同様にして、プローブ３ａ，３ｂを使用した導体パターンＰａの導通検査等を実行可能に構成されているが、その導通検査等自体の説明については、本発明についての理解を容易とするために省略する。
【００２３】
この検査処理では、まず、導体パターンＰａの形成面を表面側にして検査対象の回路基板Ｐを電極部２（絶縁フィルム２ａ）の上に載置する。次に、制御部７が移動機構５に対してプローブ３を回路基板Ｐにおける検査対象の導体パターンＰａの上方に移動させて下動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付ける（付勢状態で接触させる）。この際には、図５に示すように、プローブ３のリンク機構が変形し、これに伴って、プローブ３と測定部６とを接続する測定用ラインＬが回路基板Ｐ（電極２ｂ）に接近する。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第１の検査処理）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量）をＲＡＭ８に記憶させる。続いて、制御部７は、移動機構５に対して、プローブ３の先端Ｈａを他の導体パターンＰａに接触（付勢）した後に、測定部６に対してその導体パターンＰａについての静電容量を測定させて、その測定値（静電容量）をＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・についても同様にして静電容量を測定させ、その測定値をＲＡＭ８に順次記憶させる。
【００２４】
次に、制御部７は、ＲＡＭ８に保存されている各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての測定値と、データ生成処理２０において生成した各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての検査用データＤａ，Ｄａ・・（加算値Ｃ５）との差分値をその導体パターンＰａについての正規な静電容量（本発明における検査対象電気的パラメータ）として算出する算出処理を実行する。具体的には、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶されている所定の導体パターンＰａについての測定値（一例として、５５０ｆＦ）から、その導体パターンＰａについての検査用データＤａ（一例として、５３０ｆＦ）を差し引くことにより、その差分値（この場合、５５０ｆＦ−５３０ｆＦ＝２０ｆＦ）を求める。この場合、ＲＡＭ８に記憶されている測定値は、プローブ３におけるヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付けた状態（付勢した状態）で測定した値のため、導体パターンＰａについての正規な静電容量と、プローブ３等の有する浮遊容量（この場合、５００ｆＦ）と、測定用ラインＬが電極２ｂに接近したことに起因して増加した静電容量（この場合、３０ｆＦ）とを含んだ値となる。したがって、ＲＡＭ８に記憶されている測定値から、データ生成処理２０において生成した検査用データＤａ（プローブ３および測定用ラインＬ等の有する浮遊容量に、測定用ラインＬなどが電極２ｂに接近したことに起因して増加した静電容量を加算した静電容量）を差し引くことにより、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（この例では、差分値の２０ｆＦ）が算出（補正）される。
【００２５】
次いで、制御部７は、算出結果（導体パターンＰａについての正規な静電容量）とＲＡＭ８から読み出した基準データＤｂとを比較する比較処理（本発明における第２の検査処理）を実行して、正規な静電容量が基準データＤｂに基づく基準値に対する上下限値の範囲内（所定範囲内：例えば、基準データＤｂに基づく基準値に対して±２０％以内）のときに、その導体パターンＰａに断線および短絡が存在しないと判別する。逆に、正規な静電容量が上限値（例えば、基準値に対して＋２０％）を超えるときには、その導体パターンＰａに短絡が存在し、正規な静電容量が下限値（例えば、基準値に対して−２０％）未満のときには、その導体パターンＰａに断線が存在すると判別する。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・についても、上記の算出処理（正規な静電容量の算出）と、基準データＤｂに基づく基準値（上下限値）との比較処理とを順次実行する。これにより、回路基板Ｐの検査処理が完了する。
【００２６】
このように、この回路基板検査装置１によれば、回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを非付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ１とその導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３を算出することにより、この差分値Ｃ３によって検査用の基準値（静電容量Ｃ４，Ｃ２）を補正することで、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる。したがって、回路基板Ｐを高精度で検査することができる。また、浮遊容量の測定時に紙などの絶縁体を導体パターンＰａに被せる検査方法とは異なり、測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因して増加する静電容量を含んだ浮遊容量を正確かつ容易に測定（算出）することができる。したがって、回路基板Ｐを一層高精度に検査することができる。
【００２７】
また、この回路基板検査装置１によれば、良品の回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを非付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ１とその導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３をその導体パターンＰａに対してプローブ３の先端Ｈａを非接触状態で近接させて測定した静電容量Ｃ４に加算して加算値Ｃ５（検査用データＤａ）を算出すると共に、その導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２と加算値Ｃ５（検査用データＤａ）との差分値Ｃ６（基準データＤｂ）を算出し、検査対象の回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量と加算値Ｃ５（検査用データＤａ）との差分値を差分値Ｃ６（基準データＤｂ）と比較して導体パターンＰａを検査することにより、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる。この場合、差分値Ｃ３によって静電容量Ｃ４，Ｃ２を補正して検査用データＤａおよび検査用データＤａを生成しておくことにより、回路基板Ｐの検査時には、導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて静電容量Ｃ２を測定するだけで、この静電容量Ｃ２と、検査用データＤａおよび検査用データＤａとに基づいて導体パターンＰａの良否を直ちに検査することができる。
【００２８】
さらに、この回路基板検査装置１によれば、静電容量（本発明における少なくとも１種の測定値）を本発明における電気的パラメータとして測定することにより、正規な電気的パラメータを算出する算出処理を簡易な構成でありながら確実かつ迅速に実行することができる結果、回路基板Ｐの検査処理を確実かつ迅速に実行することができる。
【００２９】
また、この回路基板検査装置１によれば、本発明における基準電極としての平板状の電極２ｂと、電極２ｂに配設された絶縁フィルム２ａとを有する電極部２を備えたことにより、基準電極として使用可能なベタパターン等が形成されていない回路基板についても検査することができる。
【００３０】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、本発明における電気的パラメータとして静電容量を測定する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、各測定処理において測定用ラインＬ（プローブ３）と電極２ｂとの間を流れる電流値を電気的パラメータとして測定して回路基板Ｐを検査することもできる。また、本発明の実施の形態では、電極２ｂを有する電極部２を備えた回路基板検査装置１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、検査対象の回路基板Ｐにおけるパターン（例えばグランドパターンや電源パターン等のいわゆるベタパターンや通常の信号パターンなど）を本発明における基準電極として使用する構成を採用することができる。具体的には、電極部２に代えて、例えば上記のベタパターンに電気的に接触可能なプローブを配設して、プローブ３と、ベタパターンに接触させたプローブとの間に測定用信号を出力して本発明における少なくとも１種の測定値や電気的パラメータを測定可能に構成する。
【００３１】
また、本発明の実施の形態では、データ生成処理２０において、すべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について加算値Ｃ５（検査用データＤａ）の算出（静電容量Ｃ４＋差分値Ｃ３）、および差分値Ｃ６（基準データＤｂ）の算出（静電容量Ｃ２−加算値Ｃ５）を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、その面積がある程度小さい導体パターンＰａ（正規な静電容量が比較的小さい値の導体パターンＰａ）についてのみ、加算値Ｃ５および差分値Ｃ６の演算を実行して検査用データＤａおよび基準データＤｂとする構成を採用することもできる。また、上記のデータ生成処理２０において、ステップ２１〜２８の順序については、これに限定されず、適宜変更することができるのは勿論である。
【００３２】
さらに、本発明の実施の形態では、測定用ラインＬの電極２ｂに対する接近に起因して変化する静電容量（差分値Ｃ３）をデータ生成処理２０において算出して検査用データＤａおよび基準データＤｂに反映する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、データ生成処理２０において、ステップ２５で測定した静電容量Ｃ４（例えば５００ｆＦ）を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させると共に、ステップ２２において測定した静電容量Ｃ２（この場合、５５０ｆＦ）とステップ２５において測定した静電容量Ｃ４（５００ｆＦ）との差分値（この場合、５０ｆＦ）を基準データＤｂとしてＲＡＭ８に記憶させる。一方、検査対象の回路基板Ｐについての検査時には、まず、データ生成処理２０におけるステップ２１〜２４を実施して差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を算出する。次に、ＲＡＭ８に記憶されている基準データＤｂ（測定用ラインＬの近接による増加分を含んだ静電容量：この場合、５０ｆＦ）を差分値Ｃ３に基づいて補正して（５０ｆＦ−３０ｆＦ＝２０ｆＦ）、ＲＡＭ８に記憶させる。続いて、検査対象の回路基板Ｐにおける各導体パターンについての静電容量Ｃ２を検査用データＤａおよび差分値Ｃ３に基づいて補正して（５５０ｆＦ−５００ｆＦ−３０ｆＦ＝２０ｆＦ）、ＲＡＭ８に記憶させた補正後の基準データＤｂ（この場合、２０ｆＦ）と比較して、導体パターンＰａを検査する。これにより、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる結果、回路基板Ｐを高精度で検査することができる。
【００３３】
【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、回路基板における導体パターンにプローブの先端を非付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとその導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとの差分値を算出することにより、この差分値によって検査用の基準値を補正することで、プローブの付勢の有無によって測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化の影響を排除して、その導体パターンについての正規な電気的パラメータに基づいて、その面積が極く小さい導体パターンであってもその導体パターンの良否を正確に検査することができる。したがって、回路基板を高精度で検査することができる。また、例えば浮遊容量の測定時に紙などの絶縁体を導体パターンに被せる検査方法とは異なり、測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化分を含んだ浮遊容量を正確かつ容易に測定（算出）することができる。したがって、回路基板を一層高精度に検査することができる。
【００３４】
また、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、良品の回路基板における導体パターンにプローブの先端を非付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとその導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとの差分値をその導体パターンに対してプローブの先端を非接触状態で近接させて測定した電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出すると共に、その導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータと第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出し、検査対象の回路基板における導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータと第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータと比較して導体パターンを検査することにより、プローブの付勢の有無によって測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化の影響を排除して、その導体パターンについての正規な電気的パラメータに基づいて、その面積が極く小さい導体パターンであってもその導体パターンの良否を正確に検査することができる。この場合、差分値によって電気的パラメータを補正して第１および第２の基準パラメータを生成しておくことにより、回路基板の検査時には、導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて電気的パラメータを測定するだけで、この電気的パラメータと、第１および第２の基準パラメータとに基づいて導体パターンの良否を直ちに検査することができる。
【００３５】
さらに、請求項３記載の回路基板検査装置によれば、静電容量、およびプローブを流れる電流の少なくとも１種を電気的パラメータとして測定部が測定することにより、正規な電気的パラメータを算出する算出処理を簡易な構成でありながら確実かつ迅速に実行することができる結果、回路基板の検査処理を確実かつ迅速に実行することができる。
【００３６】
また、請求項４記載の回路基板検査装置によれば、基準電極としての平板状の電極と、電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えたことにより、基準電極として使用可能なベタパターン等が形成されていない回路基板についても検査を行うことができる。
【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の構成を示すブロック図である。
【図２】回路基板検査装置１のプローブ３に対する測定用ラインＬの接続状態の一例を示す断面図である。
【図３】回路基板検査装置１によって実行されるデータ生成処理２０のフローチャートである。
【図４】ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに非付勢状態で接触させた際の概念図である。
【図５】ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに付勢状態で接触させた際の概念図である。
【図６】ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに非接触状態で近接させた際の概念図である。
【符号の説明】
１回路基板検査装置
２電極部
２ａ絶縁フィルム
２ｂ電極
３ａ，３ｂプローブ
５ａ，５ｂプロ−ブ移動機構
６測定部
７制御部
８ＲＡＭ
２０データ生成処理
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４静電容量
Ｃ３，Ｃ６差分値
Ｃ５加算値
Ｄａ検査用データ
Ｄｂ基準データ
Ｈヘッド部
Ｈａ先端
Ｌ測定用ライン
Ｐ回路基板
Ｐａ導体パターン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a circuit board inspection apparatus configured to be able to inspect a circuit board by measuring electrical parameters between a plurality of conductor patterns and a reference electrode on the circuit board to be inspected.
[0002]
[Prior art]
As this type of circuit board inspection apparatus, the applicant places a circuit board to be inspected on a plate-like electrode and measures the counter-electrode capacitance between the conductor pattern and the electrode. Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-14807 discloses a circuit board inspection apparatus for inspecting a substrate. When inspecting a circuit board by this circuit board inspection apparatus, first, as an example, a probe is brought into contact with a measurement point TP1 of a conductor pattern CP1 (see FIG. 3 of the publication). Next, an alternating voltage as an inspection signal is output between the probe and the electrode to temporarily measure the counter electrode capacitance between the conductor pattern CP1 and the electrode, and a measurement range based on the measurement result. Determine and set. Next, the probe is slightly separated (moved upward) from the measurement point TP1, and in this state, the stray capacitance at the measurement point TP1 is measured and stored. Next, the probe is brought into contact with the measurement point TP1 again to measure the inter-electrode capacitance between the conductor pattern CP1 and the electrode. Next, by subtracting the stray capacitance from the measured interelectrode capacitance, the normal interelectrode capacitance (counterelectrode capacitance excluding the influence of the stray capacitance) for the conductor pattern CP1 is calculated. Thereafter, the above-described processing is executed for all the conductor patterns CP, and regular counter electrode capacitances for the respective conductor patterns CP are sequentially calculated. Next, when the calculated capacitance between the counter electrodes is within a predetermined range (for example, within ± 10%) with respect to the corresponding reference data, it is determined that there is no disconnection or short circuit in the conductor pattern CP. Perform discrimination processing. The circuit board P is inspected by sequentially executing this discrimination processing for all the conductor patterns CP.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2003-14807 (page 5-7, FIGS. 2, 3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional circuit board inspection apparatus disclosed by the applicant has the following problems to be improved. That is, in the conventional circuit board inspection apparatus, the stray capacitance at the measurement point TP is measured in a state where the probe is slightly separated from the conductor pattern CP, and the counter-electrode electrostatic is measured while the probe is in contact with the conductor pattern CP. The capacity is being measured. In this case, in this type of circuit board inspection apparatus, the moving mechanisms 5a and 5b are used to reliably bring the probes 3 and 4 (see FIG. 2 of the same publication) into contact with the conductor pattern CP when measuring the capacitance between the counter electrodes. Thus, the probe fixtures 3a and 4a are moved toward the circuit board P, and the probes 3 and 4 are pressed (biased) against the conductor pattern CP. Therefore, when measuring the capacitance between the counter electrodes, the measurement lines connected to the probes 3 and 4 are compared with those when measuring the stray capacitance (the probe 3 and 4 are slightly separated from the conductor pattern CP). Then, it approaches the electrode 2b. For this reason, when measuring the capacitance between the counter electrodes, not only the stray capacitance at the measurement point TP, but also the capacitance that increases due to the approach to the electrode 2b such as the above-described measurement line (hereinafter referred to as “increase”). The capacitance between the counter electrodes including the minute capacitance is also measured.
[0005]
However, in this circuit board inspection apparatus, the capacitance between the counter electrodes measured in a state in which the probes 3 and 4 are pressed against the conductor pattern CP (the measurement line or the like is close to the electrode 2b), and the probes 3 and 4 The circuit board is defined as a normal counter-electrode capacitance for the conductor pattern CP with the difference value from the stray capacitance measured in a state in which the conductor pattern CP is not in contact (the measurement line or the like is not close to the electrode 2b). I am inspecting. Therefore, in the conventional circuit board inspection apparatus, since the quality of the conductor pattern CP is judged based on the counter-electrode capacitance including the increased capacitance, the inspection is performed particularly on the conductor pattern having a very small area. Sometimes, it is difficult to accurately inspect the quality of the conductor pattern CP due to the large increase in the capacitance between the counter electrode capacitances compared with the reference data. For this reason, it is preferable to improve this.
[0006]
In this case, with the conductor pattern CP covered with an insulator such as paper, the probe 3 or 4 is pressed (energized) on the insulator to measure the stray capacitance, thereby increasing the capacitance. It becomes possible to measure the stray capacitance including. As a result, a difference value between the stray capacitance including the increased capacitance and the measured capacitance between the counter electrodes is calculated, and the normality of the conductor pattern CP that excludes the influence of the approach of the measurement line or the like is obtained. The capacitance between the counter electrodes can be calculated, and the quality of the conductor pattern CP can be accurately inspected. However, the work of covering an insulator such as paper is complicated, and depending on the insulator covered on the conductor pattern CP, the measured capacitance (floating capacitance) is affected, and an accurate stray capacitance is measured. May become difficult.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem to be improved, and a main object of the present invention is to provide a circuit board inspection apparatus capable of easily inspecting a circuit board to be inspected with high accuracy.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the circuit board inspection apparatus according to claim 1, a probe, a probe moving mechanism that moves the probe so that the tip of the probe can contact the conductor pattern of the circuit board, and outputs a signal to the probe And measuring a predetermined electrical parameter between the probe and the reference electrode, and controlling the probe moving mechanism and inspecting the circuit board based on the electrical parameter measured by the measuring unit And a control unit that moves the probe relative to the probe moving mechanism so that the tip contacts the conductor pattern on the circuit board in a non-biased state. A first measurement process for measuring the electrical parameter, and the tip is biased to the conductor pattern on the circuit board. A second measurement process in which the probe is moved with respect to the probe moving mechanism so as to come into contact with the measurement unit and the electrical parameter is measured by the measurement unit, and measurement is performed by the first and second measurement processes. And a first calculation process for calculating a difference value between the two electrical parameters.
[0009]
The circuit board inspection apparatus according to claim 2 is the circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the tip is close to the probe moving mechanism so that the tip is in a non-contact state with a conductor pattern in the non-defective circuit board. A third measurement process for moving the probe and measuring the electrical parameter with respect to the measurement unit, and the two electrical parameters measured by the first and second measurement processes for the non-defective circuit board A second calculation process for calculating a first reference parameter by adding the difference value calculated by executing the first calculation process based on the electrical parameter measured by the third measurement process; The difference between the electrical parameter measured by the second measurement process and the calculated first reference parameter for the non-defective circuit board And a third calculation process for calculating the probe as a second reference parameter, and moving the probe relative to the probe moving mechanism so that the tip is in contact with the conductor pattern on the circuit board to be inspected. In addition, a first inspection process for causing the measurement unit to measure the electrical parameter, and a difference value between the electrical parameter measured by the first inspection process and the first reference parameter, The control unit is configured to be able to execute a second inspection process for inspecting the conductor pattern by comparing the electrical parameter to be inspected and the second reference parameter by calculating as a target parameter.
[0010]
The circuit board inspection apparatus according to claim 3 is the circuit board inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein the measurement unit is capable of measuring at least one of capacitance and current flowing through the probe as the electrical parameter. Is configured.
[0011]
The circuit board inspection apparatus according to claim 4 is the circuit board inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a flat electrode as the reference electrode, and an insulating layer disposed on the electrode, It is comprised including the electrode part which has.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of a circuit board inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0013]
First, the configuration of the circuit board inspection apparatus 1 to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0014]
As shown in FIG. 1, the circuit board inspection apparatus 1 includes an electrode unit 2, inspection probes 3 a and 3 b, probe moving mechanisms (hereinafter also referred to as “moving mechanisms”) 5 a and 5 b, a measuring unit 6, and a control unit 7. The RAM 8 and the ROM 9 are provided. The electrode portion 2 has a flat electrode 2b having an insulating film 2a attached to the surface thereof, and is configured to be able to place a circuit board P to be inspected. In this case, the electrode 2b is an example of the reference electrode in the present invention, and is connected to the measurement unit 6. Probes 3a and 3b (hereinafter also referred to as “probe 3” when not distinguished from each other) are contact-type probes, and a fixed portion B, a head portion H, and connecting arms A and A are integrally formed of metal. A link mechanism of the joint rotation mechanism is configured. In addition, as shown in FIG. 2, the probe 3 has the tip Ha of the head portion H sharply cut so that the contact trace when being brought into contact with the probing object (conductor pattern Pa) can be minimized. In addition, one end of a measurement line L is connected to the head portion H. Further, as shown in FIG. 1, the probe 3 is attached to moving mechanisms 5a and 5b (hereinafter also referred to as “probe fixing tool 4” and “moving mechanism 5” when not distinguished) via probe fixing tools 4a and 4b. Thus, when the probe fixture 4 is moved up and down by the moving mechanism 5 (by moving the fixed portion B up and down), the head portion H is moved up and down relative to the fixed portion B.
[0015]
The moving mechanism 5 brings the tip Ha of the head portion H into contact with the conductor pattern Pa on the circuit board P by moving the probe 3 vertically and horizontally under the control of the control unit 7. The measurement unit 6 outputs an AC signal for measurement as an inspection signal to the inspection object via the measurement line L and the electrode unit 2 (electrode 2b) under the control of the control unit 7, and the inspection object and The phase difference between the current flowing between the electrodes 2b and the phase of the voltage of the outputted AC signal for measurement and the phase of the current flowing between the inspection object and the electrode 2b is measured. In addition, the measuring unit 6 determines the electrostatic capacitance between the inspection object and the electrode 2b based on the voltage of the AC signal for measurement, the measured current, and the measured phase difference (“electrical parameter” and “at least 1 in the present invention”). One example) is also measured. The control unit 7 controls the operation of the moving mechanism 5 and the measurement unit 6, stores the measurement value output by the measurement unit 6 in the RAM 8, and executes an inspection process for inspecting the circuit board P based on the measurement value. To do. The measuring unit 6 also executes a data generation process 20 for generating inspection data Da (first reference parameter in the present invention) and reference data Db (second reference parameter in the present invention) used in the inspection process. . The RAM 8 has a plurality of measurement values output by the measurement unit 6, position data that can specify the position of the conductor pattern Pa to be brought into contact with the probe 3 (position of the measurement point), and for inspection generated by the data generation processing 20. Data Da, reference data Db, and the like are stored. The ROM 9 stores an operation program for the control unit 7.
[0016]
Next, a method for inspecting the circuit board P by the circuit board inspection apparatus 1 will be described with reference to the drawings.
[0017]
In this circuit board inspection apparatus 1, first, the data generation processing 20 shown in FIG. 3 is executed to absorb the inspection data Da and the reference data Db from the non-defective circuit board P. In this data generation process 20, first, the circuit board P is placed on the electrode part 2 (insulating film 2a) with the formation surface of the conductor pattern Pa on the front side. Next, as shown in FIG. 4, the control unit 7 moves the probe 3 to the moving mechanism 5 above the conductor pattern Pa to be inspected on the circuit board P and moves it down, so that the tip of the head unit H Lightly contact Ha with the conductor pattern Pa (contact in a non-biased state). Next, the control unit 7 causes the measurement unit 6 to start measuring capacitance (first measurement process in the present invention: step 21). At this time, the measurement unit 6 outputs the measurement AC signal via the measurement line L and the electrode unit 2 (electrode 2b), performs the above-described phase difference measurement, and based on the measured phase difference and the like. The capacitance C1 (for example, 520 fF) is measured, and the measured value is output to the control unit 7. In addition, the control unit 7 stores the measurement value (capacitance C 1) output by the measurement unit 6 in the RAM 8.
[0018]
Next, as shown in FIG. 5, the control unit 7 further lowers the probe 3 (fixed portion B) with respect to the moving mechanism 5 (by moving the head unit H by about 0.3 mm as an example). Is pressed against the conductor pattern Pa (contacted in an urging state). At this time, the link mechanism of the probe 3 is deformed, and accordingly, the measurement line L connecting the probe 3 and the measurement unit 6 approaches the circuit board P (electrode 2b). Next, the control unit 7 causes the measurement unit 6 to start measuring capacitance (second measurement process in the present invention: step 22). At this time, the measurement unit 6 outputs the measurement AC signal via the measurement line L and the electrode unit 2 (electrode 2b), performs the above-described phase difference measurement, and based on the measured phase difference and the like. The capacitance C2 (for example, 550 fF) is measured, and the measured value is output to the control unit 7. In addition, the control unit 7 stores the measurement value (capacitance C 2) output by the measurement unit 6 in the RAM 8. Further, the control unit 7 controls the moving mechanism 5 and the measurement unit 6 to execute the measurement process of step 22 on all the conductor patterns Pa, Pa,... On the circuit board P (step 23). The measured value (capacitance C2) output by the measuring unit 6 is stored in the RAM 8.
[0019]
Next, the control unit 7 calculates a difference value C3 (in this case, 30 fF) between the capacitance C1 measured in Step 21 and the capacitance C2 measured in Step 22 for the conductor pattern Pa where the capacitance C1 was measured. A calculation process to be calculated (first calculation process in the present invention) is executed (step 24). In addition, the control unit 7 stores the calculated difference value C3 in the RAM 8. Subsequently, as illustrated in FIG. 6, the control unit 7 moves the probe 3 upward with respect to the moving mechanism 5, thereby separating the tip Ha of the head unit H from the conductor pattern Pa by, for example, about 0.5 mm (non-display). Close in contact). At this time, the deformation of the link mechanism of the probe 3 is released, and accordingly, the measurement line L is separated from the circuit board P (electrode 2b) to the same extent as in the measurement of step 21. Next, the control unit 7 causes the measurement unit 6 to start measuring capacitance (third measurement process in the present invention: step 25). At this time, the measurement unit 6 outputs the measurement AC signal via the measurement line L and the electrode unit 2 (electrode 2b), performs the above-described phase difference measurement, and based on the measured phase difference and the like. The capacitance C4 (as an example, 500 fF) is measured, and the measured value is output to the control unit 7. In addition, the control unit 7 stores the measurement value (capacitance C4) output by the measurement unit 6 in the RAM 8. Thereafter, the control unit 7 controls the moving mechanism 5 and the measurement unit 6 to execute the measurement process of step 24 for all the conductor patterns Pa, Pa,... On the circuit board P (step 26). Each time, the measurement value (capacitance C4) output by the measurement unit 6 is stored in the RAM 8.
[0020]
Next, the control unit 7 adds the difference value C3 calculated in step 24 to the capacitances C4, C4,... Of the conductor patterns Pa, Pa,. A calculation process (second calculation process in the present invention) for calculating the first reference parameter: inspection data Da) is executed (step 27). At this time, for the conductor pattern Pa in which the capacitance C4 of 500 fF, for example, is measured in step 25, the difference value C3 (in this case, 30 fF) is added to the 500 fF to calculate the added value C5 as 530 fF. The calculation result is stored in the RAM 8 as inspection data Da. Further, for the conductor pattern Pa in which the capacitance C4 of, for example, 600 fF is measured in step 25, the difference value C3 (30 fF) is added to the 600 fF to calculate the added value C5 as 630 fF, and the calculation result is used for inspection. The data Da is stored in the RAM 8. Thereafter, the control unit 7 executes the above-described calculation process of the added value C5 and the storage in the RAM 8 as the inspection data Da for all the other conductor patterns Pa, Pa,.
[0021]
Next, the control unit 7 inspects the capacitances C2, C2,... Of the respective conductor patterns Pa, Pa ... stored in the RAM 8 and the conductor patterns Pa, Pa ... stored in the RAM 8 in step 27. A calculation process (third calculation process in the present invention) is executed in which the difference value C6 (second reference parameter in the present invention: reference data Db) in the present data Da, Da,. Step 28). At this time, for example, the capacitance C2 of 550 fF is measured in step 22 and the added value C5 is calculated to be 530 fF in step 27, the difference C6 (in this case, 20 fF) obtained by subtracting 530 fF from 550 fF. ) Is calculated as reference data Db and stored in the RAM 8. Thereafter, the control unit 7 executes the calculation process of the above difference value C6 and the storage in the RAM 8 as the reference data Db for all the other conductor patterns Pa, Pa,. When the storage in the RAM 8 is completed, the data generation process 20 is terminated. Thereby, absorption of the inspection data Da and the reference data Db from the non-defective circuit board P is completed.
[0022]
Next, an inspection process for inspecting the circuit board P based on the inspection data Da and the reference data Db generated by the data generation process 20 and the capacitance actually measured for each of the conductor patterns Pa, Pa. The circuit board inspection apparatus 1 is configured to be able to perform a continuity inspection of the conductor pattern Pa using the probes 3a and 3b in the same manner as the conventional circuit board inspection apparatus disclosed by the applicant. However, the description of the continuity test itself is omitted for the sake of easy understanding of the present invention.
[0023]
In this inspection process, first, the circuit board P to be inspected is placed on the electrode part 2 (insulating film 2a) with the formation surface of the conductor pattern Pa on the front side. Next, the control unit 7 moves the probe 3 to the moving mechanism 5 above the conductor pattern Pa to be inspected on the circuit board P and moves it downward, thereby pressing the tip Ha of the head portion H against the conductor pattern Pa. (Contact in the energized state). At this time, as shown in FIG. 5, the link mechanism of the probe 3 is deformed, and accordingly, the measurement line L connecting the probe 3 and the measuring unit 6 approaches the circuit board P (electrode 2b). To do. Next, the control unit 7 causes the measurement unit 6 to start measuring capacitance (first inspection process in the present invention). At this time, the measurement unit 6 outputs a measurement AC signal via the measurement line L and the electrode unit 2 (electrode 2b), executes phase difference measurement, and performs electrostatic measurement based on the measured phase difference and the like. The capacity is measured and the measured value is output to the control unit 7. Further, the control unit 7 stores the measurement value (capacitance) output by the measurement unit 6 in the RAM 8. Subsequently, the control unit 7 contacts (energizes) the tip Ha of the probe 3 to another conductor pattern Pa with respect to the moving mechanism 5, and then the capacitance of the conductor pattern Pa with respect to the measurement unit 6. And the measured value (capacitance) is stored in the RAM 8. Thereafter, the control unit 7 causes the capacitance to be measured in the same manner for all the other conductor patterns Pa, Pa,... And sequentially stores the measured values in the RAM 8.
[0024]
Next, the control unit 7 measures the measured values for the conductor patterns Pa, Pa,... Stored in the RAM 8 and the inspection data Da, for the conductor patterns Pa, Pa,. A calculation process is executed to calculate a difference value from Da... (Addition value C5) as a normal capacitance (electrical parameter to be inspected in the present invention) for the conductor pattern Pa. Specifically, the control unit 7 obtains the inspection data Da (for example, 530 fF) for the conductor pattern Pa from the measured value (for example, 550 fF) for the predetermined conductor pattern Pa stored in the RAM 8. By subtracting, the difference value (550 fF−530 fF = 20 fF in this case) is obtained. In this case, since the measurement value stored in the RAM 8 is a value measured in a state where the tip Ha of the head portion H in the probe 3 is pressed against the conductor pattern Pa (energized state), the measurement value is normal for the conductor pattern Pa. The capacitance, the stray capacitance of the probe 3 or the like (in this case, 500 fF), and the increased capacitance (in this case, 30 fF) due to the measurement line L approaching the electrode 2b were included. Value. Therefore, the measurement line L or the like has approached the electrode 2b from the measurement data stored in the RAM 8 to the test data Da generated in the data generation processing 20 (the stray capacitance of the probe 3 and the measurement line L or the like). By subtracting (the capacitance obtained by adding the capacitance increased due to), the normal capacitance (in this example, the difference value of 20 fF) for the conductor pattern Pa is calculated (corrected).
[0025]
Next, the control unit 7 executes a comparison process (second inspection process in the present invention) that compares the calculation result (regular capacitance for the conductor pattern Pa) with the reference data Db read from the RAM 8. When the normal capacitance is within the range of the upper and lower limit values with respect to the reference value based on the reference data Db (within a predetermined range: for example, within ± 20% with respect to the reference value based on the reference data Db), the conductor pattern Pa It is determined that there is no disconnection or short circuit. On the contrary, when the normal capacitance exceeds the upper limit value (for example, + 20% with respect to the reference value), there is a short circuit in the conductor pattern Pa, and the normal capacitance becomes the lower limit value (for example, the reference value). If it is less than −20%), it is determined that the conductor pattern Pa is disconnected. Thereafter, the control unit 7 also performs the above calculation process (regular capacitance calculation) and the reference values (upper and lower limit values) based on the reference data Db for all other conductor patterns Pa, Pa. Are sequentially executed. Thereby, the inspection process of the circuit board P is completed.
[0026]
Thus, according to the circuit board inspection apparatus 1, the probe 3 is connected to the capacitance C1 measured by bringing the tip Ha of the probe 3 into contact with the conductor pattern Pa on the circuit board P in an unbiased state and the conductor pattern Pa. The reference value for inspection (capacitances C4 and C2) is corrected by this difference value C3 by calculating a difference value C3 from the capacitance C2 measured by bringing the tip Ha of the lens into contact with the tip Ha. Therefore, the influence of the change in capacitance caused by the measurement line L approaching or leaving the electrode 2b depending on whether the probe 3 is energized or not is eliminated, and the normal capacitance for the conductor pattern Pa ( Even if the conductor pattern Pa has a very small area, the quality can be accurately inspected based on the normal electrical parameters. Therefore, the circuit board P can be inspected with high accuracy. Further, unlike the inspection method in which an insulating material such as paper is placed on the conductor pattern Pa when measuring the stray capacitance, the stray capacitance includes a capacitance that increases due to the measurement line L approaching or separating from the electrode 2b. The capacity can be measured (calculated) accurately and easily. Therefore, the circuit board P can be inspected with higher accuracy.
[0027]
Further, according to the circuit board inspection apparatus 1, the probe 3 is connected to the capacitance C1 measured by bringing the tip Ha of the probe 3 into contact with the conductor pattern Pa on the non-defective circuit board P in an unbiased state and the conductor pattern Pa. The difference value C3 from the capacitance C2 measured by bringing the tip Ha of the probe 3 into contact with the energized state becomes the capacitance C4 measured by bringing the tip Ha of the probe 3 close to the conductor pattern Pa in a non-contact state. The addition value C5 (inspection data Da) is calculated by addition, and the capacitance C2 and the addition value C5 (inspection data Da) measured by bringing the tip Ha of the probe 3 into contact with the conductor pattern Pa in a biased state. ) And a capacitance value and an addition value measured by bringing the tip Ha of the probe 3 into contact with the conductor pattern Pa on the circuit board P to be inspected in a biased state. By comparing the difference value with 5 (inspection data Da) with the difference value C6 (reference data Db) and inspecting the conductor pattern Pa, the measurement line L approaches the electrode 2b depending on whether the probe 3 is energized or not. Alternatively, the influence of the change in the capacitance due to the separation is eliminated, and the conductor pattern Pa having a very small area based on the normal capacitance (normal electric parameter) for the conductor pattern Pa. Even so, the quality can be accurately inspected. In this case, by correcting the capacitances C4 and C2 with the difference value C3 and generating the inspection data Da and the inspection data Da, the tip Ha of the probe 3 is added to the conductor pattern Pa when the circuit board P is inspected. Can be immediately inspected for the quality of the conductor pattern Pa based on the capacitance C2, the inspection data Da, and the inspection data Da. .
[0028]
Furthermore, according to the circuit board inspection apparatus 1, the calculation process for calculating the normal electrical parameter is performed by measuring the capacitance (at least one measurement value in the present invention) as the electrical parameter in the present invention. As a result of being able to be surely and quickly executed with a simple configuration, the inspection processing of the circuit board P can be surely and quickly executed.
[0029]
Further, according to the circuit board inspection apparatus 1, the reference electrode is provided by including the electrode portion 2 having the flat electrode 2b as the reference electrode in the present invention and the insulating film 2a disposed on the electrode 2b. It is also possible to inspect a circuit board on which no solid pattern or the like that can be used is formed.
[0030]
The present invention is not limited to the configuration shown in the above-described embodiment of the present invention. For example, in the embodiment of the present invention, the example in which the capacitance is measured as the electrical parameter in the present invention has been described. However, the present invention is not limited to this, and the measurement line L (probe 3) is used in each measurement process. The circuit board P can also be inspected by measuring the current value flowing between the electrode 2b and the electrode 2b as an electrical parameter. In the embodiment of the present invention, the circuit board inspection apparatus 1 including the electrode unit 2 having the electrode 2b has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and for example, a circuit board to be inspected A configuration in which a pattern in P (for example, a so-called solid pattern such as a ground pattern or a power supply pattern or a normal signal pattern) is used as a reference electrode in the present invention can be employed. Specifically, instead of the electrode unit 2, for example, a probe that can be electrically contacted with the above-described solid pattern is disposed, and a measurement signal is transmitted between the probe 3 and the probe that is in contact with the solid pattern. It is configured to output and measure at least one measurement value or electrical parameter in the present invention.
[0031]
In the embodiment of the present invention, in the data generation processing 20, the calculation of the added value C5 (inspection data Da) (capacitance C4 + difference value C3) and the difference value for all conductor patterns Pa, Pa. Although an example in which the calculation of C6 (reference data Db) (capacitance C2−added value C5) has been described, the present invention is not limited to this, and the conductor pattern Pa (regular capacitance) having a small area. For the conductor pattern Pa) having a relatively small value, it is also possible to adopt a configuration in which the calculation of the addition value C5 and the difference value C6 is performed to obtain the inspection data Da and the reference data Db. In the data generation process 20, the order of steps 21 to 28 is not limited to this, and can be changed as appropriate.
[0032]
Further, in the embodiment of the present invention, the capacitance (difference value C3) that changes due to the approach of the measurement line L to the electrode 2b is calculated in the data generation process 20, and the inspection data Da and the reference data Db are calculated. Although the example reflected in is demonstrated, this invention is not limited to this. For example, in the data generation process 20, the capacitance C4 (for example, 500 fF) measured in step 25 is stored in the RAM 8 as the inspection data Da, and the capacitance C2 (in this case, 550 fF) measured in step 22 is used. The difference value (in this case, 50 fF) from the capacitance C4 (500 fF) measured in 25 is stored in the RAM 8 as the reference data Db. On the other hand, when the circuit board P to be inspected is inspected, first, steps 21 to 24 in the data generation process 20 are performed to calculate the difference value C3 (in this case, 30 fF). Next, the reference data Db (capacitance including an increase due to the proximity of the measurement line L: 50 fF in this case) stored in the RAM 8 is corrected based on the difference value C3 (50 fF−30 fF = 20 fF). ) And stored in the RAM 8. Subsequently, the capacitance C2 for each conductor pattern in the circuit board P to be inspected is corrected based on the inspection data Da and the difference value C3 (550 fF−500 fF−30 fF = 20 fF), and the correction stored in the RAM 8. Compared with the later reference data Db (in this case, 20 fF), the conductor pattern Pa is inspected. This eliminates the influence of the change in capacitance caused by the measurement line L approaching or leaving the electrode 2b depending on whether the probe 3 is energized or not, and the normal capacitance for the conductor pattern Pa. Based on (regular electrical parameters), even if the conductor pattern Pa has a very small area, it is possible to accurately inspect its quality, so that the circuit board P can be inspected with high accuracy.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the circuit board inspection apparatus of the first aspect, the electrical parameters measured by bringing the tip of the probe into contact with the conductor pattern on the circuit board in a non-biased state and the tip of the probe on the conductor pattern are measured. By calculating the difference value from the electrical parameter measured in contact with the biased state, the reference value for inspection is corrected by this difference value, so that the measurement line can be changed depending on whether the probe is biased. Even if the conductor pattern has a very small area based on the normal electrical parameters of the conductor pattern, the influence of the change in the electrical parameter caused by approaching or moving away from the conductor pattern is eliminated. Can be accurately inspected. Therefore, the circuit board can be inspected with high accuracy. In addition, unlike the inspection method in which an insulating material such as paper is placed on a conductor pattern when measuring the stray capacitance, the stray capacitance including changes in electrical parameters caused by the measurement line approaching or separating from the reference electrode Can be measured (calculated) accurately and easily. Therefore, the circuit board can be inspected with higher accuracy.
[0034]
According to the circuit board inspection apparatus of the second aspect, the electrical parameters measured by bringing the tip of the probe into contact with a conductor pattern on a non-defective circuit board in a non-biased state and the tip of the probe are attached to the conductor pattern. The first reference parameter is calculated by adding the difference value from the electrical parameter measured by contact in the biased state to the electrical parameter measured by bringing the tip of the probe close to the conductor pattern in a non-contact state. In addition, a difference value between the electrical parameter measured by bringing the tip of the probe into contact with the conductor pattern in a biased state and the first reference parameter is calculated as a second reference parameter, and the conductor pattern on the circuit board to be inspected is calculated. The difference value between the electrical parameter measured by bringing the tip of the probe into contact with the probe in the biased state and the first reference parameter is obtained as the second reference parameter. By inspecting the conductor pattern in comparison with the sensor, the influence of changes in electrical parameters caused by the measurement line approaching or separating from the reference electrode depending on whether the probe is energized or not is eliminated. On the basis of the normal electrical parameters for, the quality of the conductor pattern can be accurately inspected even if the conductor pattern has a very small area. In this case, the first and second reference parameters are generated by correcting the electrical parameters based on the difference value, so that when the circuit board is inspected, the tip of the probe is brought into contact with the conductor pattern in an energized state. It is possible to immediately inspect the quality of the conductor pattern based on the electrical parameter and the first and second reference parameters only by measuring the target parameter.
[0035]
Furthermore, according to the circuit board inspection apparatus of claim 3, the calculation unit calculates the normal electrical parameter by measuring at least one of the capacitance and the current flowing through the probe as the electrical parameter. As a result of being able to execute the process reliably and promptly with a simple configuration, the circuit board inspection process can be executed reliably and promptly.
[0036]
Further, according to the circuit board inspection apparatus of the fourth aspect, it is possible to use as the reference electrode by including the electrode portion having the flat electrode as the reference electrode and the insulating layer disposed on the electrode. Inspection can also be performed on a circuit board on which no solid pattern or the like is formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a circuit board inspection apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an example of a connection state of a measurement line L to a probe 3 of the circuit board inspection apparatus 1. FIG.
FIG. 3 is a flowchart of a data generation process 20 executed by the circuit board inspection apparatus 1;
4 is a conceptual diagram when a tip Ha of a head portion H is brought into contact with a conductor pattern Pa of a circuit board P in a non-biased state. FIG.
FIG. 5 is a conceptual diagram when a tip Ha of a head portion H is brought into contact with a conductor pattern Pa of a circuit board P in a biased state.
6 is a conceptual diagram when a tip Ha of a head portion H is brought close to a conductor pattern Pa of a circuit board P in a non-contact state. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Circuit board inspection equipment
2 electrodes
2a Insulating film
2b electrode
3a, 3b probe
5a, 5b Probe moving mechanism
6 Measurement unit
7 Control unit
8 RAM
20 Data generation processing
C1, C2, C4 capacitance
C3, C6 difference value
C5 addition value
Da inspection data
Db reference data
H head
Ha tip
L measurement line
P circuit board
Pa Conductor pattern

Claims

A probe, a probe moving mechanism that moves the probe so that its tip can be brought into contact with the conductor pattern of the circuit board, and outputs a signal to the probe to set a predetermined electrical parameter between the probe and the reference electrode. A measurement unit for measuring, and a control unit for controlling the probe moving mechanism and inspecting the circuit board based on the electrical parameters measured by the measurement unit,
The control unit moves the probe with respect to the probe moving mechanism so that the tip contacts the conductor pattern on the circuit board in an unbiased state, and measures the electrical parameter with respect to the measurement unit. A first measurement process to be performed;
A second measurement process in which the probe is moved with respect to the probe moving mechanism so that the tip is in contact with the conductor pattern on the circuit board and the electrical parameter is measured by the measurement unit; When,
A circuit board inspection apparatus that executes a first calculation process for calculating a difference value between two electrical parameters measured by the first and second measurement processes.

The control unit moves the probe with respect to the probe moving mechanism and measures the electrical parameter with respect to the measurement unit so that the tip is in close contact with a conductive pattern on the non-defective circuit board. A third measurement process to be performed;
The difference value calculated by executing the first calculation process based on the two electrical parameters measured by the first and second measurement processes for the non-defective circuit board is obtained by the third measurement process. A second calculation process for calculating a first reference parameter by adding to the measured electrical parameter;
A third calculation process for calculating a difference value between the electrical parameter measured by the second measurement process and the calculated first reference parameter for the non-defective circuit board as a second reference parameter;
The probe is moved with respect to the probe moving mechanism so that the tip is in contact with the conductor pattern on the circuit board to be inspected, and the electrical parameter is measured by the measurement unit. Inspection process,
A difference value between the electrical parameter measured by the first inspection process and the first reference parameter is calculated as an inspection target electrical parameter, and the inspection target electrical parameter and the second reference parameter are calculated. The circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein a second inspection process for inspecting the conductor pattern in comparison is performed.

The circuit board inspection apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit measures at least one of capacitance and current flowing through the probe as the electrical parameter.

4. The circuit board inspection apparatus according to claim 1, further comprising an electrode portion having a flat electrode as the reference electrode and an insulating layer disposed on the electrode. 5.