JP2011106972A

JP2011106972A - 回路基板検査装置および回路基板検査方法

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Publication number: JP2011106972A
Application number: JP2009262429A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Sato; 義典佐藤
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2009-11-18
Filing date: 2009-11-18
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-18
Also published as: JP5449996B2

Abstract

【課題】端子浮きの検査が容易な回路基板検査装置を提供する。
【解決手段】基準電位Ｇを基準として交流電圧Ｖ１を生成すると共に、端子１３と容量結合する電極９に供給する信号供給部４と、端子１３に接触可能に構成された検出プローブ２と、検出プローブ２と基準電位Ｇとの間に流れる交流電流Ｉ１を検出する電流検出部５と、基準電位Ｇに接続された電位付与プローブ３と、検出プローブ２が端子１３に接触されると共に電位付与プローブ３が配線パターン１４に接触され、かつ電極９に対して交流電圧Ｖ１が供給されている状態において電流検出部５で検出される交流電流Ｉ１の電流値と予め規定された電流値のしきい値Ｉｒｅｆとを比較して端子１３の浮きを検査する処理部６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板に実装された回路部品の端子浮きを検査する回路基板検査装置および回路基板検査方法に関するものである。

この種の回路基板検査装置として、下記の特許文献１に開示された回路基板検査装置（インサーキット・テスト装置システム）が知られている。この回路基板検査装置は、回路部品（電気素子）の端子（電気接続用のピン）と回路基板（回路アセンブリ）の配線パターン（ノード）との間の電気的接続の良否（端子が配線パターンから浮いているか否か）を測定する装置であって、検査対象となる回路部品の端子に容量結合するように端子の表面に比較的近い固定位置に載置された電極（導電性電極）と、電極と共通信号帰還路との間に電流を供給する信号手段（発振器）と、配線パターンに電気的に結合されるプローブを有して、プローブおよび回路基板間の静電容量（電気容量値）を測定する測定手段（マイクロプロセッサ）とを備えている。また、測定手段は、そのプローブが仮想アースに規定されている。

この回路基板検査装置では、回路部品の端子が回路基板の配線パターンから浮いているか否か（端子が配線パターンに正常に接続されているか否か）によって、測定手段で測定される静電容量が相違することを利用して、測定された静電容量が予め規定したしきい値容量よりも小さいときには、端子が配線パターンから浮いており（配線パターンとの接続が不良であり）、測定された静電容量がしきい値容量を超えるときには、端子は浮いていない（配線パターンとの接続が良好である）と判別する。

特許第３３６３９５１号公報（第３−８頁、第１図）

ところが、上記の回路基板検査装置には、以下の解決すべき課題が存在している。すなわち、この回路基板検査装置の構成では、回路部品の端子が配線パターンから浮いている状態においても、ある程度の容量値が測定されるため、この容量値を考慮してしきい値を決定する必要がある。

しかしながら、近年では回路部品の小型化が進み、その結果として、ダイのリードフレームも小さくなるため、回路部品の端子が配線パターンから浮いていない状態の容量値も小さくなることから、回路部品の端子が浮いていないときに測定される容量値と、浮いているときに測定される容量値との差が縮まる傾向にある。したがって、この回路基板検査装置には、この両容量値を区別し得るしきい値の決定が難しく、このため、端子が浮いているか否かの検査（端子浮きの検査）が困難になるという解決すべき課題が存在している。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、端子浮きの検査が容易な回路基板検査装置および回路基板検査方法を提供することを主目的とする。

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、回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査装置であって、基準電位を基準として交流電圧を生成すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して当該交流電圧を供給する信号供給部と、前記端子に接触可能に構成された検出プローブと、前記検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出する電流検出部と、前記基準電位に接続されると共に前記配線パターンに接触可能に構成されて、当該配線パターンを当該基準電位に規定可能な電位付与プローブと、前記検出プローブが前記端子に接触されると共に前記電位付与プローブが前記配線パターンに接触され、かつ前記電極に対して前記交流電圧が供給されている状態において前記電流検出部で検出される前記交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する処理部とを備えている。

また、請求項２記載の回路基板検査装置は、回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査装置であって、基準電位を基準として交流電圧を生成すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して当該交流電圧を供給する信号供給部と、前記端子に容量結合可能に構成された検出プローブと、前記検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出する電流検出部と、前記基準電位に接続されると共に前記配線パターンに接触可能に構成されて、当該配線パターンを当該基準電位に規定可能な電位付与プローブと、前記検出プローブが前記端子に容量結合されると共に前記電位付与プローブが前記配線パターンに接触され、かつ前記電極に対して前記交流電圧が供給されている状態において前記電流検出部で検出される前記交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する処理部とを備えている。

また、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、前記電流検出部は、非反転入力端子が前記基準電位に規定され、かつ反転入力端子と出力端子との間に電流電圧変換用の抵抗体が接続された演算増幅器を有する電流電圧変換回路で構成されている。

また、請求項４記載の回路基板検査方法は、回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査方法であって、前記配線パターンを基準電位に規定すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して前記基準電位を基準として生成した交流電圧を供給し、当該交流電流の供給状態において、前記端子に接触させた検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出し、当該検出した交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する。

また、請求項５記載の回路基板検査方法は、回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査方法であって、前記配線パターンを基準電位に規定すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して前記基準電位を基準として生成した交流電圧を供給し、当該交流電流の供給状態において、前記端子に容量結合させた検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出し、当該検出した交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する。

請求項１記載の回路基板検査装置および請求項４記載の回路基板検査方法では、配線パターンを基準電位に規定すると共に、回路基板または回路部品の近傍に端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して基準電位を基準として生成した交流電圧を供給し、交流電流の供給状態において、端子に接触させた検出プローブと基準電位との間に流れる交流電流を検出し、検出した交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して端子の浮きを検査する。

したがって、この回路基板検査装置および回路基板検査方法によれば、端子浮きが発生していないときには、検出される交流電流がゼロとなり、端子浮きが発生しているときには、検出される交流電流がゼロではなくなるため、交流電流が流れるか否かという極めて単純な基準に基づいて端子浮きの発生の有無を容易に検査できる。また、しきい値についても端子浮きが発生しているときの交流電流の電流値にのみ基づいて簡単に決定することができる。また、回路部品の小型化に伴って端子と配線パターンとの間の結合容量が小さくなったとしても、従来の回路基板検査装置とは異なり、静電容量の多少ではなく、検出プローブと基準電位との間に交流電流が流れるか否かに基づいて検査する構成のため、端子浮きの有無を正確、かつ確実に検査することができる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置および請求項５記載の回路基板検査方法では、配線パターンを基準電位に規定すると共に、回路基板または回路部品の近傍に端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して基準電位を基準として生成した交流電圧を供給し、交流電流の供給状態において、端子に容量結合させた検出プローブと基準電位との間に流れる交流電流を検出し、検出した交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して端子の浮きを検査する。

この場合、検出プローブと電極との間の結合容量については、検出プローブは端子と直接接触する位置にはなく、端子から離間した位置にあるため（検出プローブと電極との間の距離が長くなるため）、検出プローブが端子に接触する構成のときと比較して、そもそも小さい容量値がさらに小さくなる（端子と検出プローブとの間の結合容量と比較しても十分に小さな値）、つまり無視し得る程度の容量値となっている。

これにより、端子浮きが発生していないときには、交流電圧を前者の結合容量（検出プローブと電極との間の結合容量）と後者の結合容量（端子と検出プローブとの間の結合容量）とで分圧してなる電圧と同電位となる検出プローブの電位は基準電位に極めて近い電位となる。このため、検出プローブと基準電位との間に流れる電流はほぼゼロになる。

一方、端子浮きが発生しているときには、端子と配線パターンとの間には結合容量が生じているため、この結合容量に起因して、検出プローブの電位は基準電位とは相違する電位となる。このため、検出プローブと基準電位との間に流れる電流はゼロにはならない。

したがって、この回路基板検査装置および回路基板検査方法によっても、端子浮きが発生していないときには、検出される交流電流がほぼゼロとなり、端子浮きが発生しているときには、検出される交流電流がゼロではなくなるため、交流電流が流れるか否かという極めて単純な基準に基づいて端子浮きの発生の有無を容易に検査できる。また、しきい値についても端子浮きが発生しているときの交流電流の電流値にのみ基づいて簡単に決定することができる。また、回路部品の小型化に伴って端子と配線パターンとの間の結合容量が小さくなったとしても、従来の回路基板検査装置とは異なり、静電容量の多少ではなく、検出プローブと基準電位との間に交流電流が流れるか否かに基づいて検査する構成のため、端子浮きの有無を正確、かつ確実に検査することができる。

また、請求項３記載の回路基板検査装置によれば、非反転入力端子が基準電位に規定され、かつ反転入力端子と出力端子との間に電流電圧変換用の抵抗体が接続された演算増幅器を有する電流電圧変換回路で電流検出部を構成したことにより、簡易な構成でありながら、検出プローブと基準電位との間に流れる交流電流を確実に検出することができる。

回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。端子浮きが生じていないときの図１の回路基板検査装置１および回路基板１１上の回路部品１２の等価回路である。端子浮きが生じているときの図１の回路基板検査装置１および回路基板１１上の回路部品１２の等価回路である。回路基板検査装置２１の構成を示す構成図である。端子浮きが生じていないときの図４の回路基板検査装置２１および回路基板１１上の回路部品１２の等価回路である。端子浮きが生じているときの図４の回路基板検査装置２１および回路基板１１上の回路部品１２の等価回路である。

以下、回路基板検査装置１および回路基板検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、回路基板検査方法を実行する回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示す回路基板検査装置１は、一例として、検出プローブ２、電位付与プローブ３、信号供給部４、電流検出部５、処理部６、記憶部７および出力部８を備え、回路基板１１に実装された回路部品１２の端子１３と、この端子１３が接続されるべき回路基板１１上の配線パターン１４との間の接続状態、すなわち、端子１３が配線パターン１４に正常に接続された状態（端子浮きのない状態）にあるか、または端子１３が配線パターン１４から浮いた接触不良の状態（端子浮きの状態）にあるかを検査する。

また、本例では、回路基板検査装置１は、一例として、回路基板１１の検査位置における下方側（具体的には、回路基板１１を基準として回路基板１１の上面に搭載されている回路部品１２と反対側）に配設されると共に、信号供給部４とケーブルＬ１で接続された電極（本例では一例として平板状電極）９を備えている。この場合、電極９は、一例として、図示はしないが、回路部品１２を平面視した状態において、回路部品１２の全体（すべての端子１３を含む）が電極９の領域内に含まれる大きさに規定されている。これにより、すべての端子１３と電極９との間に結合容量Ｃ２が形成されるように構成されている。

検出プローブ２は、図１に示すように、電流検出部５にケーブルＬ２を介して接続されると共に、回路部品１２に配設された複数の端子１３のうちの検査対象とする任意の１つの端子１３に接触可能に構成されている。電位付与プローブ３は、ケーブルＬ３を介して回路基板検査装置１の基準電位Ｇ（本例では一例としてグランド電位）に接続されて、検査対象とする端子１３が接続されるべき配線パターン１４に接触可能に構成されている。また、本例では、一例として、各プローブ２，３は不図示の駆動機構によって駆動されて、検出プローブ２は上記の端子１３と接触する接触ポイントに移動させられ、また電位付与プローブ３は上記の配線パターン１４と接触する接触ポイントに移動させられる。

信号供給部４は、図１に示すように、基準電位Ｇを基準として交流電圧Ｖ１を生成すると共に、生成した交流電圧Ｖ１を電極９に供給する。電流検出部５は、上記したようにケーブルＬ２を介して検出プローブ２に接続されると共に、基準電位Ｇにも接続されて、交流電圧Ｖ１の電極９への供給に起因して検出プローブ２と基準電位Ｇとの間に流れる交流電流Ｉｄを検出する。本例では、一例として、電流検出部５は、反転入力端子がケーブルＬ２を介して検出プローブ２に接続され、かつ非反転入力端子が基準電位Ｇに接続された演算増幅器５ａと、演算増幅器５ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗（抵抗体）５ｂとを備えた電流電圧変換回路で構成されている。この構成により、電流検出部５は、検出した交流電流Ｉｄを電圧信号Ｖｄに変換して処理部６に出力する。

処理部６は、一例として、Ａ／Ｄ変換器およびＣＰＵ（いずれも図示せず）を備えて構成されている。また、処理部６では、Ａ／Ｄ変換器が、電流検出部５から出力される電圧信号Ｖｄをサンプリングしてデジタル信号に変換してＣＰＵに出力し、ＣＰＵが、このデジタル信号を入力すると共に、このデジタル信号に基づいて電圧信号Ｖｄの振幅、つまり交流電流Ｉｄの振幅（つまり、交流電流Ｉｄの電流値Ｉｄｖ）を検出する。また、処理部６は、このようにして検出した電流値Ｉｄｖと記憶部７に記憶されているしきい値（基準電流値）Ｉｒｅｆとを比較して、端子１３の浮きが発生しているか否かを検査する検査処理を実行する。

この場合、後述するように、端子１３について端子浮きが発生していないときには、交流電流Ｉｄは理論上は流れず（つまり、交流電流Ｉｄの電流値Ｉｄｖが理論上ゼロになり）、一方、端子１３について端子浮きが発生しているときには、交流電流Ｉｄが流れる状態になる（つまり、電流値Ｉｄｖはゼロではなく、端子１３と配線パターン１４との間の結合容量Ｃ１に応じた電流値になる）。したがって、しきい値Ｉｒｅｆは、交流電流Ｉｄが流れているか否かを検出し得る電流値（理論上は極めて低い電流値でよい）に規定されている。

記憶部７は、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリで構成されて、処理部６のための動作プログラム、およびしきい値が予め記憶されている。出力部８は、一例として表示装置で構成されて、処理部６が実行した検査処理の結果を画面に表示させる。

次に、回路基板検査装置１の動作（回路基板検査方法）について、図１，２，３を参照して説明する。なお、回路基板１１は、図１に示すように、電極９の上方に規定された検査位置に配設されているものとする。また、各プローブ２，３は、駆動機構によって駆動されて、検出プローブ２は、図１に示すように、端子浮きを検査する検査対象の端子１３と接触する接触ポイントに移動させられ、また、電位付与プローブ３は、検査対象の端子１３が接続されるべき配線パターン１４と接触する接触ポイントに移動させられているものとする。

回路基板検査装置１の作動状態において、信号供給部４は、ケーブルＬ１を介して電極９に交流電圧Ｖ１を供給している。この場合、図１に示すように、検査対象となる端子１３と電極９とは、結合容量Ｃ２を介して容量結合した状態となっている。また、端子１３に接触する検出プローブ２と電極９とは、結合容量Ｃ３を介して容量結合した状態となっている。

したがって、この状態において、端子１３に端子浮きが発生していないときには、端子１３と配線パターン１４とが直流的に直接接続されている状態にある。つまり、端子１３と配線パターン１４との間には、図１に示す結合容量Ｃ１が生じていない状態にある。これにより、図１に示す構成を等価回路で示した場合には、図２のように表される。なお、図２では、処理部６、記憶部７および出力部８については図示を省略している。

すなわち、図２の等価回路で示されるように、電極９は、端子１３と結合容量Ｃ２を介して電気的に接続されると共に、端子１３に接する検出プローブ２とは結合容量Ｃ３を介して電気的に接続されている。また、端子１３は配線パターン１４と直流的に接続され、配線パターン１４は電位付与プローブ３によって基準電位Ｇが付与されている。

このため、信号供給部４から電極９に供給される交流電圧Ｖ１に起因して、図２に示すように、信号供給部４から、電極９、結合容量Ｃ２（および結合容量Ｃ３）、端子１３、配線パターン１４および電位付与プローブ３を経由して基準電位Ｇに至る経路に交流電流Ｉ１が流れるものの、電流検出部５の入力端子である演算増幅器５ａの反転入力端子が非反転入力端子と仮想ショート（イマジナリショート）の関係にあって基準電位Ｇに規定されることから、端子１３と演算増幅器５ａの反転入力端子とが同電位（同じ基準電位Ｇ）に規定された状態になっている。これにより、端子１３と演算増幅器５ａの反転入力端子との間には、交流電流Ｉｄが流れない状態（つまり、交流電流Ｉｄの電流値Ｉｄｖはゼロの状態）となっている。したがって、電流検出部５から出力される電圧信号Ｖｄの電圧はゼロになる。

このため、処理部６は、検査処理において、まず、この電圧信号Ｖｄの振幅、つまり交流電流Ｉｄの電流値Ｉｄｖをゼロとして検出する。次いで、処理部６は、この検出した電流値Ｉｄｖと記憶部７から読み出したしきい値Ｉｒｅｆとを比較して、検出した電流値Ｉｄｖがしきい値Ｉｒｅｆ以下である、つまり、交流電流Ｉｄが流れていないと判別する。最後に、処理部６は、この判別結果に基づいて、検査対象の端子１３に端子浮きが発生していないと判別し、この判別結果をこの端子１３についての検査結果として出力部８に表示させる。これにより、１つの端子１３に対する検査処理が完了する。

一方、端子１３に端子浮きが発生しているときには、検査対象の端子１３と電極９とが結合容量Ｃ２を介して容量結合し、かつ検出プローブ２と電極９とが結合容量Ｃ３を介して容量結合した状態において、端子１３および配線パターン１４についても、互いに容量結合した状態にある。つまり、端子１３と配線パターン１４との間には、図１に示す結合容量Ｃ１が生じている状態にある。これにより、この状態の構成を等価回路で示した場合には、図３のように表される。なお、図３では、処理部６、記憶部７および出力部８については図示を省略している。

すなわち、図３の等価回路で示されるように、電極９は、端子１３と結合容量Ｃ２を介して電気的に接続されると共に、端子１３に接する検出プローブ２とは結合容量Ｃ３を介して電気的に接続されている。また、端子１３は、配線パターン１４と結合容量Ｃ１を介して電気的に接続されている。また、配線パターン１４は電位付与プローブ３によって基準電位Ｇが付与されている。

このため、図３に示すように、信号供給部４から電極９に供給される交流電圧Ｖ１に起因して信号供給部４から、電極９、結合容量Ｃ２（および結合容量Ｃ３）、端子１３、結合容量Ｃ１、配線パターン１４および電位付与プローブ３を経由して基準電位Ｇに至る経路に交流電流Ｉ１が流れているときには、結合容量Ｃ１間に交流電圧Ｖｃが発生する。これにより、上記したように仮想ショートによって基準電位Ｇに規定された演算増幅器５ａの反転入力端子と検査対象の端子１３との間には、交流電圧Ｖｃに起因して交流電流Ｉｄが流れる状態（つまり、交流電流Ｉｄの電流値Ｉｄｖがゼロではない状態）となっている。したがって、電流検出部５から出力される電圧信号Ｖｄの電圧はゼロではない状態にある。

したがって、処理部６は、検査処理において、まず、この電圧信号Ｖｄの振幅を示すデジタル信号に基づいて交流電流Ｉｄの電流値Ｉｄｖ（ゼロではない値）を検出する。次いで、処理部６は、この検出した電流値Ｉｄｖと記憶部７から読み出したしきい値Ｉｒｅｆとを比較して、電流値Ｉｄｖがしきい値Ｉｒｅｆを超えている、つまり、交流電流Ｉｄが流れていると判別する。最後に、処理部６は、この判別結果に基づいて、検査対象の端子１３に端子浮きが発生していると判別し、この判別結果をこの端子１３についての検査結果として出力部８に表示させる。これにより、１つの端子１３に対する検査処理が完了する。

この回路基板検査装置１では、駆動機構によって検出プローブ２および電位付与プローブ３が検査対象とする端子１３、およびこの端子１３が接続されるべき配線パターン１４に接触する各接触ポイントに移動させる都度、上記の検査処理を実行する。

このように、回路基板検査方法を実行するこの回路基板検査装置１では、信号供給部４が、端子１３と容量結合可能な状態で配設された電極９に対して交流電圧Ｖ１を供給し、端子１３が接続されるべき配線パターン１４が電位付与プローブ３によって基準電位Ｇに規定された状態において、電流検出部５が、端子１３に接触された検出プローブ２と基準電位Ｇとの間に流れる交流電流Ｉｄを検出し、処理部６がこの検出された交流電流Ｉｄとしきい値Ｉｒｅｆとを比較することによって端子１３についての端子浮きを検査する。

したがって、この回路基板検査装置１および回路基板検査方法によれば、端子１３に端子浮きが発生していないときには、電流検出部５の検出する交流電流Ｉｄがゼロとなり、端子１３に端子浮きが発生しているときには、電流検出部５の検出する交流電流Ｉｄがゼロではなくなるため、交流電流Ｉｄが流れるか否かという極めて単純な基準に基づいて端子浮きの発生の有無を容易に検査できる。また、しきい値Ｉｒｅｆについても端子浮きが発生しているときの交流電流Ｉｄの電流値にのみ基づいて簡単に決定することができる。また、回路部品１２の小型化に伴って端子１３と配線パターン１４との間の結合容量Ｃ１が小さくなったとしても、従来の回路基板検査装置とは異なり、静電容量の多少ではなく、検出プローブ２と基準電位Ｇとの間に交流電流Ｉｄが流れるか否かに基づいて検査する構成のため、端子浮きの有無を正確、かつ確実に検査することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、非反転入力端子が基準電位Ｇに規定され、かつ反転入力端子と出力端子との間に電流電圧変換用の抵抗５ｂが接続された演算増幅器５ａを有する電流電圧変換回路で電流検出部５を構成したことにより、簡易な構成でありながら交流電流Ｉｄを確実に検出することができる。

なお、上記の回路基板検査装置１および回路基板検査方法では、検査対象の端子１３に検出プローブ２を直接接触させる構成を採用したが、この構成に代えて、図４に示す回路基板検査装置２１のように、検査対象の端子１３に検出プローブ２を容量結合させる構成を採用することもできる。以下、この回路基板検査装置２１およびこの回路基板検査装置２１が実行する回路基板検査方法について説明する。

まず、回路基板検査装置２１の構成について図４を参照して説明する。なお、回路基板検査装置１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明を省略する。

回路基板検査装置２１は、回路基板検査装置１と基本的な構成は同一であり、検出プローブ２、電位付与プローブ３、信号供給部４、電流検出部５、処理部６、記憶部７および出力部８を備えている。また、回路基板検査装置２１は、本例では、回路基板検査装置１と同様にして電極９についても備えている。一方、回路基板検査装置２１では、回路基板検査装置１とは異なり、検出プローブ２は、駆動機構によって駆動されて、検査対象の端子１３の近傍に予め規定された検査ポイントに移動させられて、端子１３と直接接触させられるのではなく、端子１３と容量結合（結合容量Ｃ４）させられる。例えば、回路部品１２が、樹脂モールドで構成されたパッケージに半導体チップが封止され、かつパッケージの側面から各端子１３が突出する半導体素子（ＩＣ）のようなものである場合には、各端子１３の一部はパッケージ内に存在している。このため、検査ポイントをパッケージの表面に規定して、検出プローブ２をこのパッケージの表面に当接させて、パッケージ内に位置する端子１３の一部と容量結合させることもできる。

次に、回路基板検査装置２１の動作（回路基板検査方法）について、図４，５，６を参照して説明する。なお、回路基板１１は、図４に示すように、電極９の上方に規定された検査位置に配設されているものとする。また、各プローブ２，３は、駆動機構によって駆動されて、検出プローブ２は、図４に示すように、検査対象の端子１３と結合容量Ｃ４を介して容量結合する検査ポイント（端子１３に近接し、かつ端子１３と非接触な位置に規定された検査ポイント）に移動させられ、また、電位付与プローブ３は、検査対象の端子１３が接続されるべき配線パターン１４と接触する接触ポイントに移動させられているものとする。

回路基板検査装置２１の作動状態において、信号供給部４は電極９に交流電圧Ｖ１を供給している。この場合、図４に示すように、検査対象となる端子１３と検出プローブ２とは、結合容量Ｃ４を介して容量結合した状態にあり、この端子１３と電極９とは、結合容量Ｃ２を介して容量結合した状態にあり、検出プローブ２と電極９とは、結合容量Ｃ３を介して容量結合した状態となっている。ただし、結合容量Ｃ３については、回路基板検査装置１のときとは異なり、検査対象の端子１３と直接接触する位置にはなく、端子１３から離間した検査ポイントに位置している。このため、回路基板検査装置１のときと比較して、検出プローブ２と電極９との間の距離が長くなるため、そもそも容量値の小さな結合容量Ｃ３はさらに小さな容量値（端子１３と検出プローブ２との間の結合容量Ｃ４と比較しても十分に小さな値）、つまり無視し得る程度の容量値となっている。

したがって、この状態において、端子１３に端子浮きが発生していないときには、端子１３と配線パターン１４とが直流的に直接接続されている状態にある。つまり、端子１３と配線パターン１４との間には、図４に示す結合容量Ｃ１が生じていない状態にある。これにより、図４に示す構成を等価回路で示した場合には、図５のように表される。なお、図５では、処理部６、記憶部７および出力部８については図示を省略している。

すなわち、図５の等価回路で示されるように、電極９は、端子１３と結合容量Ｃ２を介して電気的に接続されると共に、端子１３に接する検出プローブ２とは結合容量Ｃ３を介して電気的に接続されている。また、端子１３は、検出プローブ２と結合容量Ｃ４を介して電気的に接続され、配線パターン１４は電位付与プローブ３によって基準電位Ｇが付与されている。

このため、信号供給部４から電極９に供給される交流電圧Ｖ１に起因して、図５に示すように、信号供給部４から、電極９、結合容量Ｃ２、端子１３、配線パターン１４および電位付与プローブ３を経由して基準電位Ｇに至る経路に交流電流Ｉ１が流れると共に、信号供給部４から、電極９、結合容量Ｃ３、検出プローブ２、結合容量Ｃ４、端子１３、配線パターン１４および電位付与プローブ３を経由して基準電位Ｇに至る他の経路に交流電流Ｉ２が流れる。しかしながら、結合容量Ｃ３が結合容量Ｃ４と比較して十分に小さな容量値であることから、交流電圧Ｖ１を結合容量Ｃ３と結合容量Ｃ４とで分圧してなる電圧と同電位となる検出プローブ２の電位は基準電位Ｇに極めて近い電位となる。このため、演算増幅器５ａの反転入力端子が仮想ショート（イマジナリショート）によって基準電位Ｇに規定されることから、検出プローブ２と演算増幅器５ａの反転入力端子とが同電位（同じ基準電位Ｇ）に規定された状態になっている。これにより、検出プローブ２と演算増幅器５ａの反転入力端子との間には、交流電流Ｉｄが流れない状態（つまり、交流電流Ｉｄの電流値はゼロの状態）となっている。したがって、電流検出部５から出力される電圧信号Ｖｄの電圧はゼロになる。

一方、端子１３に端子浮きが発生しているときには、検査対象の端子１３と電極９とが結合容量Ｃ２を介して容量結合し、かつ検出プローブ２と電極９とが結合容量Ｃ３を介して容量結合し、かつ端子１３と検出プローブ２とが結合容量Ｃ４を介して容量結合した状態において、端子１３および配線パターン１４についても、互いに容量結合した状態にある。つまり、端子１３と配線パターン１４との間には、図４に示す結合容量Ｃ１が生じている状態にある。これにより、この状態の構成を等価回路で示した場合には、図６のように表される。なお、図６においても、処理部６、記憶部７および出力部８については図示を省略している。

すなわち、図６の等価回路で示されるように、電極９は、端子１３と結合容量Ｃ２を介して電気的に接続されると共に、検出プローブ２と結合容量Ｃ３を介して電気的に接続されている。また、端子１３は、検出プローブ２と結合容量Ｃ４を介して電気的に接続されている。また、端子１３は、配線パターン１４と結合容量Ｃ１を介して電気的に接続されている。また、配線パターン１４は電位付与プローブ３によって基準電位Ｇが付与されている。

このため、信号供給部４から電極９に供給される交流電圧Ｖ１に起因して、図６に示すように、信号供給部４から、電極９、結合容量Ｃ２、端子１３、結合容量Ｃ１、配線パターン１４および電位付与プローブ３を経由して基準電位Ｇに至る経路に交流電流Ｉ１が流れると共に、信号供給部４から、電極９、結合容量Ｃ３、検出プローブ２、結合容量Ｃ４、端子１３、結合容量Ｃ１、配線パターン１４および電位付与プローブ３を経由して基準電位Ｇに至る他の経路に交流電流Ｉ２が流れる。このため、交流電流Ｉ１，Ｉ２が結合容量Ｃ１に流れることに起因して、結合容量Ｃ１間に交流電圧Ｖｃが発生する。これにより、基準電位Ｇに規定された演算増幅器５ａの反転入力端子と検査対象の端子１３との間には、交流電圧Ｖｃに起因して交流電流Ｉｄが流れる状態（つまり、交流電流Ｉｄの電流値がゼロではない状態）となっている。したがって、電流検出部５から出力される電圧信号Ｖｄの電圧はゼロではない状態にある。

このため、処理部６は、回路基板検査装置１のときと同様にして、検査処理において、交流電流Ｉｄが流れているか否かに基づいて、検査対象の端子１３に端子浮きが発生しているか否かを検査する。

この回路基板検査装置２１およびこの回路基板検査装置２１が実行する回路基板検査方法においても、端子１３に端子浮きが発生していないときには、電流検出部５の検出する交流電流Ｉｄがほぼゼロとなり、端子１３に端子浮きが発生しているときには、電流検出部５の検出する交流電流Ｉｄがゼロではなくなるため、交流電流Ｉｄが流れるか否かという極めて単純な基準に基づいて端子浮きの発生の有無を容易に検査できる。また、しきい値Ｉｒｅｆについても端子浮きが発生しているときの交流電流Ｉｄの電流値にのみ基づいて簡単に決定することができる。また、回路部品１２の小型化に伴って端子１３と配線パターン１４との間の結合容量Ｃ１が小さくなったとしても、従来の回路基板検査装置とは異なり、静電容量の多少ではなく、検出プローブ２と基準電位Ｇとの間に交流電流Ｉｄが流れるか否かに基づいて検査する構成のため、端子浮きの有無を正確、かつ確実に検査することができる。

また、上記の回路基板検査装置１，２１および回路基板検査装置１，２１が実行する各回路基板検査方法では、回路部品１２全体を含む大きさに電極９を形成する構成を採用したが、電極９は、少なくとも検査対象とする端子１３と容量結合する大きさであれば、任意の大きさとすることができる。また、回路部品１２を含む広さのベタパターンが回路基板１１に存在する場合には、このベタパターンを電極９として使用してもよいのは勿論である。

１，２１回路基板検査装置
２検出プローブ
３電位付与プローブ
４信号供給部
５電流検出部
６処理部
１１回路基板
１２回路部品
１３端子
１４配線パターン
Ｇ基準電位
Ｉｄ交流電流
Ｉｒｅｆしきい値
Ｖ１交流電圧

Claims

回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査装置であって、
基準電位を基準として交流電圧を生成すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して当該交流電圧を供給する信号供給部と、
前記端子に接触可能に構成された検出プローブと、
前記検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出する電流検出部と、
前記基準電位に接続されると共に前記配線パターンに接触可能に構成されて、当該配線パターンを当該基準電位に規定可能な電位付与プローブと、
前記検出プローブが前記端子に接触されると共に前記電位付与プローブが前記配線パターンに接触され、かつ前記電極に対して前記交流電圧が供給されている状態において前記電流検出部で検出される前記交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する処理部とを備えている回路基板検査装置。
回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査装置であって、
基準電位を基準として交流電圧を生成すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して当該交流電圧を供給する信号供給部と、
前記端子に容量結合可能に構成された検出プローブと、
前記検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出する電流検出部と、
前記基準電位に接続されると共に前記配線パターンに接触可能に構成されて、当該配線パターンを当該基準電位に規定可能な電位付与プローブと、
前記検出プローブが前記端子に容量結合されると共に前記電位付与プローブが前記配線パターンに接触され、かつ前記電極に対して前記交流電圧が供給されている状態において前記電流検出部で検出される前記交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する処理部とを備えている回路基板検査装置。
前記電流検出部は、非反転入力端子が前記基準電位に規定され、かつ反転入力端子と出力端子との間に電流電圧変換用の抵抗体が接続された演算増幅器を有する電流電圧変換回路で構成されている請求項１または２記載の回路基板検査装置。
回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査方法であって、
前記配線パターンを基準電位に規定すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して前記基準電位を基準として生成した交流電圧を供給し、
当該交流電流の供給状態において、前記端子に接触させた検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出し、
当該検出した交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する回路基板検査方法。
回路基板に形成された配線パターンに端子が接続されるべき回路部品についての前記配線パターンに対する前記端子の浮きを検査する回路基板検査方法であって、
前記配線パターンを基準電位に規定すると共に、前記回路基板または前記回路部品の近傍に前記端子と容量結合可能な状態で配設された電極に対して前記基準電位を基準として生成した交流電圧を供給し、
当該交流電流の供給状態において、前記端子に容量結合させた検出プローブと前記基準電位との間に流れる交流電流を検出し、
当該検出した交流電流の電流値と予め規定された電流値のしきい値とを比較して前記端子の浮きを検査する回路基板検査方法。