JP2011185625A

JP2011185625A - 検査装置

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Publication number: JP2011185625A
Application number: JP2010048531A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ban; 和浩伴
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2010-03-05
Filing date: 2010-03-05
Publication date: 2011-09-22

Abstract

【課題】オフセット電圧の変動の影響を軽減して検査対象回路部品を精度よく検査する。
【解決手段】ガード電圧印加部１４は、抵抗４１に対する検査時において抵抗４１の一端Ａに現れる端子電圧Ｖｔを入力すると共に端子電圧Ｖｔに対して設定された補償電圧Ｖｃを加算して加算電圧Ｖａｄとして出力する電圧補償部２１、および加算電圧Ｖａｄを入力してガード電圧Ｖｇとして出力する差動増幅器２２を備えてこのガード電圧Ｖｇを抵抗４１に並列に接続された直列回路における中間接続点Ｃに印加するように構成され、処理部８は、抵抗４１に対する非検査時において、端子電圧Ｖｔに代えて基準電圧Ｖｒｅｆを電圧補償部２１に入力させると共に基準電圧Ｖｒｅｆとガード電圧Ｖｇとの差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）を検出して、検出した差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）を電圧補償部２１に対して補償電圧Ｖｃとして設定する電圧設定処理を実行する。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板に実装された検査対象電気部品の抵抗値を測定して検査する検査装置に関するものである。

この種の検査装置に使用される抵抗測定装置として、下記特許文献に開示された抵抗測定装置が知られている。この抵抗測定装置は、被測定抵抗と、この被測定抵抗に並列に接続された複数の直列抵抗とで構成される抵抗回路網における被測定抵抗の抵抗値を測定する抵抗測定装置であって、被測定抵抗の電流測定端子側に現れる電圧と等しい電圧をバッファアンプ（差動型緩衝増幅回路）を用いて直列抵抗の中間点（中間接続点）に加えることにより、直列抵抗に流れる電流が抵抗測定用の電流計に流れ込まないようにして、つまり被測定抵抗を通って流れる電流のみが電流計に流れるようにして、被測定抵抗の抵抗値を直接的に測定し得るように構成されている。

特開昭５６−１１１４７０号公報（第１−２頁、第２図）

ところが、上記した抵抗測定装置には、以下の問題点がある。すなわち、この抵抗測定装置において使用されるバッファアンプにはオフセット電圧が発生するため、このオフセット電圧の発生に起因して、被測定抵抗の電流測定端子側に現れる電圧と等しい電圧を直列抵抗の中間点に正確に加えることができない場合が生じる。このため、一般的には、オフセット電圧の調整機能を備えたバッファアンプを使用して、オフセット調整用端子に接続された可変抵抗の抵抗値をマニュアルで操作することにより、発生するオフセット電圧をほぼゼロとなるように調整している。

しかしながら、この構成においても、バッファアンプのオフセット電圧には経年変化や温度変化に起因した変動が生じるため、被測定抵抗の電流測定端子側に現れる電圧と等しい電圧を直列抵抗の中間点に正確に加えることができない事態が発生することがあり、このような事態が発生したときには、抵抗値を正確に測定できないという問題点が存在している。このため、この抵抗測定装置を使用した検査装置には、被測定抵抗の抵抗値を正確に測定することができない結果、被測定抵抗を精度よく検査できないという問題点が存在している。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、オフセット電圧の変動の影響を軽減して、検査対象回路部品のインピーダンスを正確に測定して精度よく検査し得る検査装置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記載の検査装置は、回路基板に実装された検査対象電気部品の一端を基準として他端に検査用電圧を印加する電圧印加部と、前記検査対象電気部品の両端間電圧を検出する第１電圧検出部と、前記検査用電圧の印加時に前記検査対象電気部品に流れる検査電流を検出する電流検出部と、前記検査対象電気部品に並列に接続された直列回路における中間接続点にガード電圧を印加するガード電圧印加部と、電圧設定処理を実行する処理部とを備え、前記両端間電圧および前記検出された検査電流に基づいて前記検査対象電気部品のインピーダンスを測定すると共に当該測定したインピーダンスに基づいて当該検査対象電気部品を検査する検査装置であって、前記ガード電圧印加部は、前記検査対象電気部品に対する検査時において前記検査対象電気部品の前記一端に現れる端子電圧を入力すると共に当該端子電圧に対して設定された補償電圧を加算して加算電圧として出力する電圧補償部、および当該加算電圧を入力して前記ガード電圧として出力する差動型緩衝増幅回路を備えて構成され、前記処理部は、前記検査対象電気部品に対する非検査時において、前記電圧設定処理として、前記端子電圧に代えて基準電圧を前記電圧補償部に入力させると共に当該基準電圧と前記差動型緩衝増幅回路の出力電圧との差電圧を検出して、当該検出した差電圧を前記電圧補償部に対して前記補償電圧として設定する。

また、請求項２記載の検査装置は、請求項１記載の検査装置において、前記電圧補償部は、前記端子電圧または前記基準電圧を入力するボルテージフォロア回路と、当該ボルテージフォロア回路の出力端子に接続された抵抗と、設定された電流値の電流を前記抵抗に供給する電流源とを備え、前記電流源からの前記電流が前記抵抗を流れたときに当該抵抗に発生する電圧を前記補償電圧として前記ボルテージフォロア回路の出力電圧に加算し、前記ガード電圧印加部は、前記ボルテージフォロア回路の入力先を切り替える第１切替回路と、前記差動型緩衝増幅回路の出力先を切り替える第２切替回路と、入力した電圧の電圧値を検出して前記処理部に出力する第２電圧検出部とを備え、前記処理部は、前記電圧設定処理において、前記第１切替回路を制御して前記基準電圧を前記ボルテージフォロア回路に入力させると共に前記第２切替回路を制御して前記差動型緩衝増幅回路の出力電圧を前記第２電圧検出部に入力させ、当該第２電圧検出部で検出された当該出力電圧の電圧値と前記基準電圧の電圧値とに基づいて前記差電圧を検出すると共に前記抵抗に発生する前記電圧が当該検出した差電圧となるように前記電流源の前記電流値を設定する。

また、請求項３記載の検査装置は、請求項１または２記載の検査装置において、前記処理部は、予め規定された時間毎に前記電圧設定処理を実行する。

また、請求項４記載の検査装置は、請求項１から３のいずれかに記載の検査装置において、装置の内部温度を検出する温度検出部を備え、前記処理部は、前記温度検出部によって検出された前記内部温度が予め規定された温度範囲を超えて変動したときに前記電圧設定処理を実行する。

請求項１記載の検査装置によれば、処理部による電圧設定処理によって差動型緩衝増幅回路のオフセット電圧が自動的にキャンセルされるため、検査対象電気部品のインピーダンスを正確に算出できると共に、算出したインピーダンスに基づく検査対象電気部品の良否判別を正確に実行することができ、ひいては回路基板全体を精度良く検査することができる。

請求項２記載の検査装置によれば、電圧補償部を簡易な構成で実現できると共に、両切替回路を切り替えるという簡易な構成で補償電圧を調整できる接続状態に処理部が電圧補償部および差動型緩衝増幅回路を移行させることができるため、電圧補償部の部品コスト、ひいては検査装置の製品コストの上昇を最小限に抑えつつ、差動型緩衝増幅回路のオフセット電圧を自動的にキャンセルすることができる。また、電圧補償部のボルテージフォロア回路をオペアンプで構成した場合においても、このオペアンプのオフセット電圧についても、差動型緩衝増幅回路のオフセット電圧と併せて補償電圧でキャンセルできるため、製品コストの上昇を最小限に抑えつつ、回路基板を精度良く検査することができる。

請求項３記載の検査装置によれば、予め規定された時間毎に処理部が電圧設定処理を実行するため、差動型緩衝増幅回路のオフセット電圧が経年変化したとしても、検査対象電気部品のインピーダンスを正確に算出できる結果、回路基板全体を継続して精度良く検査することができる。

請求項４記載の検査装置によれば、装置の内部温度が予め規定された温度範囲を超えて変動したときに処理部が電圧設定処理を実行するため、内部温度が急激に変化した場合においても、検査対象電気部品のインピーダンスを正確に算出することができるため、温度変化の影響を大幅に軽減した状態で回路基板を精度良く検査することができる。

検査装置１の構成を示す構成図である。測定部６の構成を示す構成図である。検査装置１の検査処理５０を説明するためのフローチャートである。図３における電圧設定処理５８のフローチャートである。

以下、検査装置１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、検査装置１の構成について、図１を参照して説明する。

同図に示すように、検査装置１は、５本のプローブ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ（以下、特に区別しないときには「プローブ２」ともいう）、３つの移動機構３，４，５、測定部６、温度検出部７、処理部８、記憶部９および表示部１０を備え、回路基板４０に実装された複数の電気部品（本例では一例として抵抗）を１つずつ検査対象電気部品としてそのインピーダンス（本例では一例として抵抗値）を測定可能に構成されている。この場合、検査対象電気部品には、一例として、図２に示す抵抗４１のように、複数の電気部品（同図では一例として２つの抵抗４２，４３）が直列接続されて構成された直列回路が並列に接続されているものとする。

各プローブ２は、例えば接触型プローブであって、図１に示すように、そのうちの２本のプローブ２ａ，２ｃが、互いの先端部同士が近接するようにしてプローブ固定具３ａを介して移動機構３に取り付けられ、２本のプローブ２ｂ，２ｄが、互いの先端部同士が近接するようにしてプローブ固定具４ａを介して移動機構４に取り付けられ、１本のプローブ２ｅが、プローブ固定具５ａを介して移動機構５に取り付けられている。移動機構３，４，５は、処理部８の制御に従って各プローブ２を上下左右に移動させることにより、回路基板４０の表面に形成された任意のテストポイントに各プローブ２の先端部を移動して接触可能に構成されている。

測定部６は、図２に示すように、電圧印加部１１、電流検出部１２、第１電圧検出部１３およびガード電圧印加部１４を備えて構成されている。電圧印加部１１は、処理部８の制御に従い、一方の出力端子に接続されたプローブ２ａと、他方の出力端子に直列に接続された電流検出部１２およびプローブ２ｂとを介して検査用電圧（本例では一例として、直流電圧）Ｖｅｘを出力して、検査対象電気部品（同図では抵抗４１）の一端Ａを基準（基準電位）として他端Ｂに印加する。

電流検出部１２は、図２に示すように、電圧印加部１１の他方の出力端子とプローブ２ｂとの間に接続されて、検査用電圧Ｖｅｘの印加時に、検査対象電気部品（同図では抵抗４１）に流れる電流（検査電流）Ｉ１ａ、および検査対象電気部品に並列に接続された直列回路（同図では抵抗４２，４３の直列回路）に流れる電流Ｉ１ｂの合成電流Ｉ１（＝Ｉ１ａ＋Ｉ１ｂ）を検出すると共に、合成電流Ｉ１の振幅を示す電流データＤｉに変換して処理部８に出力する。第１電圧検出部１３は、プローブ２ｃを介して抵抗４１の他端Ｂに接続されると共に、プローブ２ｄを介して抵抗４１の一端Ａに接続されている。また、第１電圧検出部１３は、電流Ｉ１ａが流れたときに抵抗４１の両端間に発生する両端間電圧Ｖ１を両プローブ２ｃ，２ｄを介して検出して、両端間電圧Ｖ１の振幅を示す電圧データＤｖ１に変換して処理部８に出力する。

ガード電圧印加部１４は、図２に示すように、検査対象電気部品としての抵抗４１に対して並列に接続された抵抗４２，４３の直列回路における中間接続点（抵抗４２，４３の接続点）Ｃに、抵抗４１の一端Ａに現れる端子電圧Ｖｔと同一電圧となるように生成したガード電圧Ｖｇをプローブ２ｅを介して印加する。具体的には、ガード電圧印加部１４は、電圧補償部２１、差動増幅器（本例では一例としてオペアンプ（演算増幅器））２２、第２電圧検出部２３、および２つの切替スイッチ（切替スイッチ（第１切替回路）２４と切替スイッチ（第２切替回路）２５）を備えて構成されている。

この場合、電圧補償部２１は、図２に示すように、一例として、ボルテージフォロア回路に構成されたオペアンプ３１、オペアンプ３１の出力端子に一端側が接続された抵抗３２、および抵抗３２の他端側に接続されると共に設定された電流値の電流Ｉ２を抵抗３２（抵抗値Ｒ）に対して供給する電流源３３を備えて構成されている。また、本例では、電流源３３は、一例として、電流Ｉ２の電流値を示す制御データＤｓを入力すると共にアナログ信号に変換して制御電圧Ｖｓとして出力するＤ／Ａ変換器３３ａ、およびこの制御電圧Ｖｓの電圧値に応じた電流値（つまり、制御データＤｓで示される電流値）の電流Ｉ２を発生させる可変電流源３３ｂとを備えて構成されている。また、オペアンプ３１の非反転入力端子には、処理部８によって切替制御される切替スイッチ２４を介して、端子電圧Ｖｔおよび基準電圧Ｖｒｅｆ（本例では一例としてグランド電位であるが、既知の電圧であれば任意の電圧とすることができる）のいずれか一方が入力可能となっている。つまり、切替スイッチ２４は、オペアンプ３１で構成されたボルテージフォロア回路の入力先を切り替える機能を有している。

この構成により、電圧補償部２１は、切替スイッチ２４を介して端子電圧Ｖｔを入力しているときには、この端子電圧Ｖｔに対して設定された電圧値の補償電圧Ｖｃ、つまり、設定された電流値の電流Ｉ２が抵抗３２を流れることによって抵抗３２の両端間に発生する電圧（Ｉ２×Ｒ（＝Ｖｃ））を加算して、加算電圧Ｖａｄ（＝Ｖｔ＋Ｖｃ）として出力する。

差動増幅器２２は、一例として、オペアンプを用いたボルテージフォロア回路（差動型緩衝増幅回路、いわゆるバッファアンプ）で構成されて、入力した加算電圧Ｖａｄをインピーダンス変換してガード電圧Ｖｇとして切替スイッチ２５に出力する。切替スイッチ２５は、処理部８によって切替制御されて、第２電圧検出部２３およびプローブ２ｅのうちのいずれか一方にガード電圧Ｖｇを出力する。つまり、切替スイッチ２５は、差動増幅器２２の出力先を切り替える機能を有している。第２電圧検出部２３は、入力した電圧の電圧値を検出して処理部８に出力する。本例では、第２電圧検出部２３は、切替スイッチ２５を介してガード電圧Ｖｇが入力されるため、ガード電圧Ｖｇが入力されたときには、このガード電圧Ｖｇの電圧値を測定して、この電圧値を示す電圧データＤｖ２を処理部８に出力する。

温度検出部７は、検査装置１の内部温度Ｔｉを検出して、図１に示すように、内部温度Ｔｉを示す温度データＤｔｍとして出力する。処理部８は、ＣＰＵなどで構成されて、移動機構３，４，５に対する駆動制御、測定部６の各切替スイッチ２４，２５に対する切替制御、測定部６の電圧印加部１１に対する動作制御、測定部６の電圧補償部２１に対する補償電圧Ｖｃの設定制御、時間計測処理、および回路基板４０に実装された検査対象となる各電気部品に対する検査処理を実行する。記憶部９は、ＲＡＭ，ＲＯＭなどの半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive ）などで構成されて、検査対象となる各電気部品についてのテストポイント（上記した抵抗４１の一端Ａおよび他端Ｂに相当するポイント、並びに直列回路の中間接続点Ｃに相当するポイント）の位置データ、各検査対象電気部品（本例では一例として抵抗）についての基準データ（本例では、上限値から下限値までの範囲である基準抵抗値範囲Ｒｒｅｆ）、処理部８の動作プログラムを記憶する。表示部１０は、例えば、ディスプレイ装置で構成されて、回路基板４０の検査結果（良品または不良品である旨の表示）を画面に表示する。

次に、検査装置１による回路基板４０に対する検査処理について、図３，４を参照して説明する。なお、回路基板４０は、検査装置１における検査位置に予め配設されているものとする。

検査装置１の作動状態において、温度検出部７は、内部温度Ｔｉを一定時間間隔で検出して、内部温度Ｔｉを示す温度データＤｔｍを出力する。また、処理部８は、時間計測処理の実行を開始して、予め規定された時間（例えば数時間など）の計測を繰り返し実行すると共に、図３に示す検査処理５０を実行する。

この検査処理５０では、処理部８は、まず、回路基板４０に実装された複数の電気部品のうちの検査対象となる電気部品（検査対象電気部品）に各プローブ２を接触させる（ステップ５１）。具体的には、処理部８は、記憶部９から検査対象とする電気部品（一例として抵抗４１）についての位置データを読み出すと共に、この位置データに基づいて各移動機構３，４，５を駆動制御することにより、図２に示すように、抵抗４１の一端Ａ（一方のテストポイント）にプローブ２ｂ，２ｄを接触させ、かつ抵抗４１の他端Ｂ（他方のテストポイント）にプローブ２ａ，２ｃを接触させ、かつ抵抗４１と並列に接続されている抵抗４２，４３の直列回路における中間接続点Ｃ（さらなる他のテストポイント）にプローブ２ｅを接触させる。

次いで、処理部８は、温度検出部７から出力されている温度データＤｔｍを入力すると共に、この温度データＤｔｍに基づいて装置の内部温度Ｔｉに変動が有ったか否かを判別する（ステップ５２）。一例として、処理部８は、温度データＤｔｍに基づいて内部温度Ｔｉを周期的に算出して記憶部９に更新記憶させると共に、更新に際して、直前に算出した内部温度Ｔｉを記憶部９から読み出すと共に、直前の内部温度Ｔｉに対する新たに算出した内部温度Ｔｉが予め規定された温度範囲を超えて変動したか否かを判別し、この温度範囲を超えて変動したときには内部温度Ｔｉが変動した（変動有り）と判別し、この温度範囲内のときには内部温度Ｔｉは変動していない（変動なし）と判別する。なお、変動の有無の判別手法は、この判別手法以外にも移動平均を基準とした判別手法など様々のものがあり、これらを用いて判別することもできる。

このステップ５２での判別の結果、内部温度Ｔｉに変動有りと判別したときには、処理部８は、この非検査状態（インピーダンス測定処理を実行していない状態）において電圧設定処理を実行し（ステップ５８）、一方、内部温度Ｔｉに変動なしと判別したときには、処理部８はステップ５３に移行する。検査装置１の電源投入直後においては、記憶部９に記憶されている直前の内部温度Ｔｉはリセットされている（例えば、Ｔｉ＝０）。このため、処理部８は、最初にステップ５２において内部温度Ｔｉの変動の有無を判別したときには、最初に算出した内部温度Ｔｉとの差が大きいことから、内部温度Ｔｉに変動ありと判別して、図４に示す電圧設定処理５８を実行する。なお、処理部８は、検査装置１の電源投入直後における検査処理５０の最初の実行時において、電圧設定処理５８を実行するようにすることもできる。

この電圧設定処理５８では、処理部８は、まず、測定部６の各切替スイッチ２４，２５に対する切替制御を実行して、図２において実線で示す常態の接続状態（切替スイッチ２４を介してオペアンプ３１の非反転入力端子に端子電圧Ｖｔが入力され、切替スイッチ２５を介して差動増幅器２２から出力されるガード電圧Ｖｇがプローブ２ｅに出力される接続状態、つまり検査可能状態）から、同図において破線で示す電圧調整時の接続状態（切替スイッチ２４を介してオペアンプ３１の非反転入力端子に基準電圧Ｖｒｅｆ（この例では０Ｖ（グランド）の電位）が入力され、切替スイッチ２５を介して差動増幅器２２から出力されるガード電圧Ｖｇが第２電圧検出部２３に出力される接続状態、つまり非検査状態）に移行させる（ステップ６１）。

これにより、電圧補償部２１では、オペアンプ３１が、非反転入力端子に入力される基準電圧Ｖｒｅｆをインピーダンス変換して出力端子から出力する。この際に、出力される基準電圧Ｖｒｅｆにはオペアンプ３１に固有のオフセット電圧Ｖｏｆｆ１が加算されるため、オペアンプ３１は、電圧（Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆ１）を出力する。また、電流源３３は、予め規定された初期値での電流Ｉ２の出力を開始しているため、抵抗３２の両端間には補償電圧Ｖｃ（＝Ｉ２×Ｒ）が発生している。したがって、差動増幅器２２の非反転入力端子には、電圧（Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆ１）にこの補償電圧Ｖｃが加算された加算電圧Ｖａｄ（＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆ１＋Ｖｃ）が入力され、差動増幅器２２は、加算電圧Ｖａｄをインピーダンス変換して、ガード電圧Ｖｇとして出力する。この際に、出力される加算電圧Ｖａｄには差動増幅器２２に固有のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が加算されるため、差動増幅器２２は、ガード電圧Ｖｇ（＝Ｖａｄ＋Ｖｏｆｆ２＝Ｖｒｅｆ＋Ｖｏｆｆ１＋Ｖｃ＋Ｖｏｆｆ２）を出力する。第２電圧検出部２３は、このガード電圧Ｖｇの電圧値を測定して、この電圧値を示す電圧データＤｖ２を処理部８に出力する。

次いで、処理部８は、補償電圧Ｖｃの設定処理を実行する（ステップ６２）。この設定処理６２では、処理部８は、電圧データＤｖ２で示されるガード電圧Ｖｇの電圧値と既知の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較してその差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）を検出し、補償電圧Ｖｃをこの差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）に設定する。具体的には、処理部８は、ガード電圧Ｖｇの電圧値と基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して、ガード電圧Ｖｇの電圧値が基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときにはＤ／Ａ変換器３３ａに対する制御データＤｓを変更して、電流Ｉ２の電流値を減少させ、一方、ガード電圧Ｖｇの電圧値が基準電圧Ｖｒｅｆよりも小さいときにはＤ／Ａ変換器３３ａに対する制御データＤｓを変更して、電流Ｉ２の電流値を増加させる。処理部８は、このようにして制御データＤｓを変更して補償電圧Ｖｃを変化させることにより、ガード電圧Ｖｇの電圧値を基準電圧Ｖｒｅｆに一致させる。この一致した状態においては、補償電圧Ｖｃは、−（Ｖｏｆｆ１＋Ｖｏｆｆ２）となっているため、オペアンプ３１に発生している現在のオフセット電圧Ｖｏｆｆ１および差動増幅器２２に発生している現在のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が、共に、補償電圧Ｖｃによってキャンセル（相殺）された状態となっている。これにより、補償電圧Ｖｃの設定処理６２が完了する。

続いて、処理部８は、測定部６の各切替スイッチ２４，２５に対する切替制御を実行して、図２において実線で示す常態の接続状態（切替スイッチ２４を介してオペアンプ３１の非反転入力端子に端子電圧Ｖｔが入力され、切替スイッチ２５を介して差動増幅器２２から出力されるガード電圧Ｖｇがプローブ２ｅに出力される接続状態、つまり検査時の接続状態）に戻す（ステップ６３）。これにより、処理部８は、電圧設定処理５８を完了して、インピーダンス測定処理を実行する（ステップ５４）。

この電圧設定処理５８の実行により、オペアンプ３１に発生しているオフセット電圧Ｖｏｆｆ１および差動増幅器２２に発生しているオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が経年変化や温度の影響を受けて変動していた場合であっても、上記したようにオフセット電圧Ｖｏｆｆ１およびオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が共に補償電圧Ｖｃによってキャンセルされるため、ガード電圧印加部１４では、切替スイッチ２４を介して入力される端子電圧Ｖｔが、各オフセット電圧Ｖｏｆｆ１，Ｖｏｆｆ２の変動の影響を受けることなく（厳密には各オフセット電圧Ｖｏｆｆ１，Ｖｏｆｆ２の変動による影響が大幅に軽減された状態で）、差動増幅器２２からほぼそのままの電圧値でガード電圧Ｖｇとして出力される。

一方、ステップ５２での判別の結果、内部温度Ｔｉに変動なしと判別したときには、処理部８はステップ５３に移行して、時間計測処理を実行して計測している時間が到来したか否か（つまり、予め規定された時間（一定時間）が経過したか否か）を検出し、計測している時間が到来した（予め規定された時間が経過した）と判別したときには、上記した電圧設定処理５８を実行して、オペアンプ３１に発生しているオフセット電圧Ｖｏｆｆ１および差動増幅器２２に発生しているオフセット電圧Ｖｏｆｆ２をキャンセルする。これにより、処理部８は、予め規定された時間毎に電圧設定処理５８を実行する。一方、処理部８は、計測している時間が未だ到来していない（予め規定された時間が経過していない）と判別したときには、インピーダンス測定処理を実行する（ステップ５４）。

このインピーダンス測定処理では、処理部８は、まず、電圧印加部１１に対する制御を実行して、抵抗４１の一端Ａを基準とした抵抗４１の他端Ｂへの検査用電圧Ｖｅｘの印加を開始させる。この場合、抵抗４１，４２，４３の直並列回路には、全体として合成電流Ｉ１が流れるが、抵抗４２，４３の直列回路における中間接続点Ｃには、プローブ２ｅを介してガード電圧印加部１４からガード電圧Ｖｇが印加された状態となっており、しかも、上記したように、ガード電圧Ｖｇが抵抗４１の一端Ａに発生している端子電圧Ｖｔと同一電圧となるように規定されている。このため、抵抗４２，４３の直列回路には、電流Ｉ１ｂが流れていない状態となっている（電流Ｉ１ｂがゼロの状態となっている）ことから、合成電流Ｉ１は、抵抗４１に流れている電流（検査電流）Ｉ１ａのみで構成された状態となっている。

この状態において、処理部８は、電流検出部１２から出力されている電流データＤｉを入力して、合成電流Ｉ１（＝電流Ｉ１ａ）の電流値を算出すると共に、第１電圧検出部１３から出力されている電圧データＤｖ１を入力して、抵抗４１の両端間電圧Ｖ１を算出して、算出した合成電流Ｉ１（＝電流Ｉ１ａ）の電流値および両端間電圧Ｖ１に基づいて、抵抗４１の抵抗値Ｒｘ（インピーダンスの一例）を算出して記憶部９に記憶させる。これにより、インピーダンス測定処理が完了する。

続いて、処理部８は、判別処理を実行する（ステップ５５）。この判別処理では、処理部８は、抵抗値Ｒｘを測定した抵抗４１についての基準データ（基準抵抗値範囲Ｒｒｅｆ）を読み出して、記憶部９に記憶させた抵抗４１の抵抗値Ｒｘが基準抵抗値範囲Ｒｒｅｆ内に含まれているか否かを判別する。この判別の結果、処理部８は、抵抗４１の抵抗値Ｒｘが基準抵抗値範囲Ｒｒｅｆ内に含まれているときには、抵抗４１は良品であると判別し、一方、抵抗４１の抵抗値Ｒｘが基準抵抗値範囲Ｒｒｅｆを外れているときには、抵抗４１は不良品であると判別して（抵抗４１についての検査を実行して）、判別結果（検査結果）を記憶部９に抵抗４１に対応付けて記憶させる。これにより、判別処理５５が完了する。

次いで、処理部８は、記憶部９から検査対象とする電気部品（本例では抵抗）についての位置データをすべて読み出したか否かに基づいて、検査すべき電気部品（抵抗）をすべて検査したか否か（検査が完了したか否か）を判別し（ステップ５６）、位置データを読み出していない電気部品が残っているときには、上記ステップ５１〜５６を繰り返すことにより、未検査の電気部品に対する検査を実行して、判別結果を記憶部９に記憶させる。

一方、処理部８は、ステップ５６において、検査すべき電気部品（抵抗）をすべて検査したと判別した（検査が完了した）を判別したときには、表示処理を実行する（ステップ５７）。この表示処理５７では、処理部８は、記憶部９から各電気部品についての判別結果を読み出して、表示部１０に表示させる。これにより、回路基板４０についての検査処理５０が完了する。

このように、この検査装置１では、検査対象電気部品としての抵抗４１の一端Ａに現れる端子電圧Ｖｔを入力すると共にこの端子電圧Ｖｔに対して予め設定された電圧値の補償電圧Ｖｃを加算して加算電圧Ｖａｄとして出力する電圧補償部２１、およびこの加算電圧Ｖａｄをインピーダンス変換してガード電圧Ｖｇとして出力する差動増幅器２２を有してガード電圧印加部１４が構成され、処理部８が、検査対象電気部品に対する非検査時において、端子電圧Ｖｔに代えて基準電圧Ｖｒｅｆを電圧補償部２１に入力させると共に基準電圧Ｖｒｅｆと差動増幅器２２の出力電圧（ガード電圧Ｖｇ）との差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）を検出して、この差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）を電圧補償部２１に対して補償電圧Ｖｃとして設定する（つまり、電圧補償部２１に対して補償電圧Ｖｃの電圧値を設定して、差動増幅器２２から出力されるガード電圧Ｖｇが端子電圧Ｖｔと同じ電圧となるようにする）電圧設定処理５８を実行する。したがって、この検査装置１によれば、処理部８による電圧設定処理５８によってオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が自動的にキャンセルされるため、電圧設定処理５８の実行前までにオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が変動していたとしても、抵抗４１の抵抗値Ｒｘを正確に算出できると共に、算出した抵抗値Ｒｘに基づく抵抗４１の良否判別を正確に実行することができ、ひいては回路基板４０全体を精度良く検査することができる。

また、この検査装置１では、端子電圧Ｖｔまたは基準電圧Ｖｒｅｆを入力するボルテージフォロア回路に構成されたオペアンプ３１と、このボルテージフォロア回路の出力端子に接続された抵抗３２と、設定された電流値の電流Ｉ２を抵抗３２に供給する電流源３３とを備え、電流源３３からの電流Ｉ２が抵抗３２を流れたときに抵抗３２に発生する電圧を補償電圧Ｖｃとしてこのボルテージフォロア回路の出力電圧に加算するように電圧補償部２１を構成し、このボルテージフォロア回路の入力先を切り替える切替スイッチ２４と、差動増幅器２２の出力先を切り替える切替スイッチ２５と、入力した電圧の電圧値を検出して処理部８に出力する第２電圧検出部２３とを備えてガード電圧印加部１４を構成し、処理部８が、電圧設定処理において、切替スイッチ２４を制御して基準電圧Ｖｒｅｆをオペアンプ３１で構成される上記のボルテージフォロア回路に入力させると共に切替スイッチ２５を制御して差動増幅器２２の出力電圧（ガード電圧Ｖｇ）を第２電圧検出部２３に入力させ、第２電圧検出部２３で検出されたガード電圧Ｖｇの電圧値と基準電圧Ｖｒｅｆの電圧値とに基づいて差電圧（Ｖｒｅｆ−Ｖｇ）を検出すると共に抵抗３２に発生する電圧（補償電圧Ｖｃ）が検出した差電圧となるように電流源３３から出力される電流Ｉ２の電流値を設定する。

したがって、この検査装置１によれば、電圧補償部２１を簡易な構成で実現できると共に、両切替スイッチ２４，２５の切り替えという簡易な構成で補償電圧Ｖｃを調整できる接続状態に処理部８が電圧補償部２１および差動増幅器２２を移行させることができるため、電圧補償部２１の部品コスト、ひいては検査装置１の製品コストの上昇を最小限に抑えつつ、差動増幅器２２のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２を自動的にキャンセルすることができる。また、ボルテージフォロア回路に構成されたオペアンプ３１のオフセット電圧Ｖｏｆｆ１についても、差動増幅器２２のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２と併せて補償電圧Ｖｃでキャンセルできるため、製品コストの上昇を最小限に抑えつつ、回路基板４０を精度良く検査することができる。

また、この検査装置１によれば、処理部８が予め規定された時間毎に電圧設定処理５８を実行するため、差動増幅器２２のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が経年変化したとしても、抵抗４１の抵抗値Ｒｘを正確に算出できる結果、回路基板４０全体を継続して精度良く検査することができる。

また、この検査装置１によれば、処理部８が、温度検出部７によって検出された内部温度Ｔｉが予め規定された温度範囲を超えて変動したときに電圧設定処理５８を実行するため、内部温度Ｔｉが急激に変化した場合においても、抵抗４１の抵抗値Ｒｘを正確に算出することができるため、温度変化の影響を大幅に軽減した状態で回路基板４０を精度良く検査することができる。

なお、上記の検査装置１では、検査対象電気部品として抵抗を例に挙げて、検査対象電気部品のインピーダンスとして抵抗値を測定して検査する構成について説明したが、検査対象電気部品としてコンデンサの静電容量やインダクタ（コイル）のインダクタンスを算出し、算出した静電容量やインダクタンスに基づいて、コンデンサやインダクタの良否を判別すると共に、この判別結果に基づいて、コンデンサやインダクタが実装された回路基板の検査を実行する構成を採用することもできる。

この構成の検査装置では、電圧印加部１１は、直流電圧に代えて、交流電圧を検査用電圧Ｖｅｘとして出力する構成とする。これにより、この構成の検査装置においても、検査用電圧Ｖｅｘの基準となる検査対象電気部品の一端に現れる端子電圧Ｖｔをガード電圧印加部１４に入力することで、差動増幅器２２のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２が補償電圧Ｖｃによってキャンセルされた状態で端子電圧Ｖｔと同一電圧のガード電圧Ｖｇがプローブ２ｅを介して検査対象電気部品に並列接続された電気部品の直列回路における中間接続点Ｃに印加される。また、処理部８は、電流データＤｉおよび電圧データＤｖ１を検査用電圧Ｖｅｘの一周期分以上、波形データとして入力して記憶部９に記憶させ、この各波形データから電流Ｉ１と両端間電圧Ｖ１との位相差、電流Ｉ１の電流値および両端間電圧Ｖ１の電圧値を測定し、これらに基づいて検査対象電気部品の静電容量やインダクタンスを算出する。したがって、この構成の検査装置によれば、直列回路の影響を受けることなく、検査対象電気部品の静電容量やインダクタンスを正確に算出できると共に、算出した静電容量やインダクタンスに基づく検査対象電気部品の良否判別を正確に実行することができ、ひいては回路基板全体を精度良く検査することができる。

また、上記の検査装置１では、内部温度Ｔｉに変動が有ったとき、および時間計測処理を実行して計測している時間が到来したとき（予め規定された時間（一定時間）が経過したとき、つまり、予め規定された時間毎）に電圧設定処理５８を実行して、ガード電圧印加部１４内の電気部品についてのオフセット電圧をキャンセルする最も好ましい構成を採用したが、内部温度Ｔｉに変動が有ったとき、および時間計測処理を実行して計測している時間が到来したとき（予め規定された時間が経過したとき）のいずれか一方のときに、電圧設定処理５８を実行する構成を採用してもよいのは勿論である。

また、上記の検査装置１では、端子電圧Ｖｔを入力するボルテージフォロア回路（オペアンプ３１で構成された回路）と、このボルテージフォロア回路の出力端子に接続された抵抗３２と、処理部８によって設定された電流値の電流Ｉ２を抵抗３２に供給する電流源３３とを備えて電圧補償部２１を構成しているが、電圧補償部２１については、同一の機能を有する限り、この回路例以外にも種々の公知の回路を用いて実現することができる。

１検査装置
８処理部
１１電圧印加部
１２電流検出部
１３第１電圧検出部
１４ガード電圧印加部
２１電圧補償部
２２差動増幅器
２３第２電圧検出部
２４，２５切替スイッチ
３１オペアンプ
３２，４１〜４３抵抗
３３電流源
４０回路基板
Ａ抵抗の一端
Ｂ抵抗の他端
Ｃ中間接続点
Ｉ１電流（検査電流）
Ｖ１両端間電圧
Ｖａｄ加算電圧
Ｖｃ補償電圧
Ｖｅｘ検査用電圧
Ｖｇガード電圧
Ｖｒｅｆ基準電圧
Ｖｔ端子電圧

Claims

回路基板に実装された検査対象電気部品の一端を基準として他端に検査用電圧を印加する電圧印加部と、
前記検査対象電気部品の両端間電圧を検出する第１電圧検出部と、
前記検査用電圧の印加時に前記検査対象電気部品に流れる検査電流を検出する電流検出部と、
前記検査対象電気部品に並列に接続された直列回路における中間接続点にガード電圧を印加するガード電圧印加部と、
電圧設定処理を実行する処理部とを備え、
前記両端間電圧および前記検出された検査電流に基づいて前記検査対象電気部品のインピーダンスを測定すると共に当該測定したインピーダンスに基づいて当該検査対象電気部品を検査する検査装置であって、
前記ガード電圧印加部は、前記検査対象電気部品に対する検査時において前記検査対象電気部品の前記一端に現れる端子電圧を入力すると共に当該端子電圧に対して設定された補償電圧を加算して加算電圧として出力する電圧補償部、および当該加算電圧を入力して前記ガード電圧として出力する差動型緩衝増幅回路を備えて構成され、
前記処理部は、前記検査対象電気部品に対する非検査時において、前記電圧設定処理として、前記端子電圧に代えて基準電圧を前記電圧補償部に入力させると共に当該基準電圧と前記差動型緩衝増幅回路の出力電圧との差電圧を検出して、当該検出した差電圧を前記電圧補償部に対して前記補償電圧として設定する検査装置。
前記電圧補償部は、前記端子電圧または前記基準電圧を入力するボルテージフォロア回路と、当該ボルテージフォロア回路の出力端子に接続された抵抗と、設定された電流値の電流を前記抵抗に供給する電流源とを備え、前記電流源からの前記電流が前記抵抗を流れたときに当該抵抗に発生する電圧を前記補償電圧として前記ボルテージフォロア回路の出力電圧に加算し、
前記ガード電圧印加部は、前記ボルテージフォロア回路の入力先を切り替える第１切替回路と、前記差動型緩衝増幅回路の出力先を切り替える第２切替回路と、入力した電圧の電圧値を検出して前記処理部に出力する第２電圧検出部とを備え、
前記処理部は、前記電圧設定処理において、前記第１切替回路を制御して前記基準電圧を前記ボルテージフォロア回路に入力させると共に前記第２切替回路を制御して前記差動型緩衝増幅回路の出力電圧を前記第２電圧検出部に入力させ、当該第２電圧検出部で検出された当該出力電圧の電圧値と前記基準電圧の電圧値とに基づいて前記差電圧を検出すると共に前記抵抗に発生する前記電圧が当該検出した差電圧となるように前記電流源の前記電流値を設定する請求項１記載の検査装置。
前記処理部は、予め規定された時間毎に前記電圧設定処理を実行する請求項１または２記載の検査装置。
装置の内部温度を検出する温度検出部を備え、
前記処理部は、前記温度検出部によって検出された前記内部温度が予め規定された温度範囲を超えて変動したときに前記電圧設定処理を実行する請求項１から３のいずれかに記載の検査装置。