JP2014044102A - Four-terminal resistance measuring device, inspection device, four-terminal resistance measuring method and inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、測定対象の抵抗値を測定する四端子抵抗測定装置および四端子抵抗測定方法、並びに測定された抵抗値に基づいて測定対象の良否を判定する検査装置および検査方法に関するものである。 The present invention relates to a four-terminal resistance measurement device and a four-terminal resistance measurement method for measuring a resistance value of a measurement object, and an inspection device and an inspection method for determining the quality of a measurement object based on the measured resistance value.
この種の四端子抵抗測定装置および検査装置に関連する装置として、特開2000−111593号公報に開示された四端子抵抗測定装置が知られている。この四端子抵抗測定装置は、例えば導体パターンや抵抗などの測定対象の両端に接触させられる一対の接触型の電流供給用プローブと、電流供給用プローブを介して測定対象の両端間に定電流を供給する定電流源と、測定対象に定電流を供給することによって測定対象の両端に生じた両端電圧を検出するための一対の接触型の電圧測定用プローブと、電圧測定用プローブを介して両端電圧を測定する差動アンプを含む測定部とを備えている。この四端子抵抗測定装置では、電流供給用プローブを測定対象の両端に接触させて定電流を供給した状態において測定対象の両端に電圧測定用プローブを接触させて両端電圧を測定し、供給した定電流の電流値と、両端電圧の電圧値とに基づいて、四端子法によって測定対象の抵抗値を測定している。 As a device related to this type of four-terminal resistance measuring device and inspection device, a four-terminal resistance measuring device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-111593 is known. This four-terminal resistance measuring device is a pair of contact-type current supply probes that are brought into contact with both ends of a measurement object such as a conductor pattern and resistance, and a constant current between both ends of the measurement object via the current supply probe. A constant current source to be supplied, a pair of contact-type voltage measurement probes for detecting a voltage across the measurement object by supplying a constant current to the measurement object, and both ends via the voltage measurement probe And a measurement unit including a differential amplifier for measuring voltage. In this four-terminal resistance measuring device, a constant current is supplied by contacting a current supply probe to both ends of a measurement target, a voltage measurement probe is contacted to both ends of the measurement target, a voltage at both ends is measured, and the supplied constant current is measured. Based on the current value of the current and the voltage value of the both-ends voltage, the resistance value of the measurement object is measured by the four-terminal method.
ところが、従来の四端子抵抗測定装置には、解決すべき以下の問題点が存在する。すなわち、従来の四端子抵抗測定装置では、電流供給用プローブと電圧測定用プローブとを測定対象の両端にそれぞれ一つずつ接触させる必要がある。一方、近年では、電子部品の小型化が進み、また、電子部品を高密度実装化するために回路基板の配線パターンの高密度化も進んでいる。したがって、この従来の四端子抵抗測定装置には、測定対象の両端に電流供給用プローブと電圧測定用プローブとをそれぞれ確実に接触させるのが極めて困難であるために、確実な測定も困難であるという問題点が存在する。 However, the conventional four-terminal resistance measuring device has the following problems to be solved. That is, in the conventional four-terminal resistance measurement device, it is necessary to bring the current supply probe and the voltage measurement probe into contact with both ends of the measurement object one by one. On the other hand, in recent years, electronic components have been miniaturized, and the wiring pattern of a circuit board has also been increased in density in order to mount electronic components at a high density. Therefore, in this conventional four-terminal resistance measurement device, it is extremely difficult to reliably contact the current supply probe and the voltage measurement probe to both ends of the measurement object, and therefore reliable measurement is also difficult. There is a problem.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、小型化および高密度実装された測定対象についての抵抗値測定において、確実な測定を可能とする四端子抵抗測定装置、検査装置、四端子抵抗測定方法および検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and a four-terminal resistance measurement device, an inspection device, and a four-way resistance measurement device that enable reliable measurement in a resistance value measurement for a measurement object that is miniaturized and mounted with high density. An object of the present invention is to provide a terminal resistance measurement method and an inspection method.
上記目的を達成すべく請求項1記載の四端子抵抗測定装置は、一対の接触型の電流供給用プローブと、前記一対の電流供給用プローブを介して測定対象の両端間に交流電流を供給する交流電流供給部と、静電容量結合によって前記測定対象の前記両端における各電圧を検出するための一対の非接触型の電圧測定用プローブと、前記電流供給用プローブを介して前記測定対象に前記交流電流を供給した状態において前記電圧測定用プローブによって検出された当該測定対象の前記両端における電圧の差電圧を測定する電圧測定部と、前記供給した交流電流の電流値と前記測定した差電圧値とに基づいて前記測定対象の抵抗値を算出する抵抗値算出部とを備えている。 In order to achieve the above object, a four-terminal resistance measuring device according to claim 1 supplies an alternating current between a pair of contact-type current supply probes and both ends of a measurement object via the pair of current supply probes. An alternating current supply unit, a pair of non-contact type voltage measurement probes for detecting each voltage at both ends of the measurement object by capacitive coupling, and the measurement object via the current supply probe A voltage measuring unit for measuring a voltage difference voltage between the both ends of the measurement object detected by the voltage measuring probe in a state in which an alternating current is supplied; and a current value of the supplied alternating current and the measured differential voltage value And a resistance value calculation unit that calculates the resistance value of the measurement object based on the above.
請求項2記載の四端子抵抗測定装置は、請求項1記載の四端子抵抗測定装置において、前記電圧測定部は、前記一対の電圧検出用プローブの一方によって検出された前記電圧を入力信号とする第1のバッファ回路と、前記一対の電圧検出用プローブの他方によって検出された前記電圧を入力信号とする第2のバッファ回路と、前記両バッファ回路の各出力電圧の差分電圧を前記差電圧として出力する差動増幅回路とを備えている。
The four-terminal resistance measurement device according to claim 2 is the four-terminal resistance measurement device according to
請求項3記載の四端子抵抗測定装置は、請求項2記載の四端子抵抗測定装置において、前記一方の電圧測定用プローブにおける前記電圧を検出するための検出面を除いた当該一方の電圧測定用プローブの外周面、および前記一方の電圧測定用プローブと前記第1のバッファ回路の入力端子とを結ぶ配線部を覆うと共に当該第1のバッファ回路の前記出力電圧と同電位に維持されている第1の電圧ガードと、前記他方の電圧測定用プローブにおける前記電圧を検出するための検出面を除いた当該他方の電圧測定用プローブの外周面、および前記他方の電圧測定用プローブと前記第2のバッファ回路の入力端子とを結ぶ配線部を覆うと共に当該第2のバッファ回路の前記出力電圧と同電位に維持されている第2の電圧ガードとを備えている。 The four-terminal resistance measurement device according to claim 3 is the four-terminal resistance measurement device according to claim 2, wherein the one terminal for voltage measurement excluding a detection surface for detecting the voltage in the one voltage measurement probe. The outer peripheral surface of the probe and the wiring portion connecting the one voltage measuring probe and the input terminal of the first buffer circuit are covered and maintained at the same potential as the output voltage of the first buffer circuit. 1 voltage guard, the outer peripheral surface of the other voltage measurement probe excluding the detection surface for detecting the voltage in the other voltage measurement probe, and the second voltage measurement probe and the second voltage measurement probe. A second voltage guard that covers a wiring portion connecting to the input terminal of the buffer circuit and is maintained at the same potential as the output voltage of the second buffer circuit is provided.
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四端子抵抗測定装置と、前記四端子抵抗測定装置によって算出された前記測定対象の抵抗値と、前記測定対象に予め規定された基準値とを比較することによって当該測定対象の良否を判定する判定部とを備えている。 An inspection apparatus according to a fourth aspect includes a four-terminal resistance measurement apparatus according to any one of the first to third aspects, a resistance value of the measurement target calculated by the four-terminal resistance measurement apparatus, and a predetermined measurement target. And a determination unit that determines the quality of the measurement object by comparing with a defined reference value.
請求項5記載の四端子抵抗測定方法は、一対の電流供給用プローブを介して測定対象の両端間に交流電流を供給し、一対の非接触型の電圧測定用プローブを用いて静電容量結合によって前記測定対象の前記両端における各電圧を検出し、前記検出した前記測定対象の前記両端における前記電圧の差電圧を測定し、前記供給した交流電流の電流値と前記測定した差電圧値とに基づいて前記測定対象の抵抗値を算出する。 The four-terminal resistance measurement method according to claim 5 is configured to supply an alternating current between both ends of a measurement target via a pair of current supply probes, and to couple capacitively using a pair of non-contact voltage measurement probes. To detect each voltage at both ends of the measurement object, measure a voltage difference between the voltages at the both ends of the detected measurement object, and determine a current value of the supplied alternating current and the measured difference voltage value. Based on this, the resistance value of the measurement object is calculated.
請求項6記載の検査方法は、請求項5記載の四端子抵抗測定方法によって算出した前記測定対象の抵抗値と、前記測定対象に予め規定された基準値とを比較することによって測定対象の良否を判定する。
The inspection method according to
請求項1記載の四端子抵抗測定装置および請求項5記載の四端子抵抗測定方法では、一対の電流供給用プローブを測定対象の両端に接触させて交流電流を供給すると共に、その測定対象の両端に一対の電圧測定用プローブを近接させ、その状態において、測定対象の各端部における各電圧を一対の電圧測定用プローブによる静電容量結合で検出し、供給した交流電流の電流値と、検出した測定対象の各端部における各電圧の差電圧とに基づいて測定対象の抵抗値を算出する。
In the four-terminal resistance measuring device according to
したがって、この四端子抵抗測定装置および四端子抵抗測定方法によれば、従来の四端子抵抗測定装置では、一対の電流供給用プローブと一対の電圧測定用プローブとの両者を小型化および高密度実装された測定対象に確実に接触させることが困難であったのに対して、測定対象の両端に一対の電流供給用プローブのみを接触させ、かつ測定対象の両端に一対の電圧測定用プローブを近接させた状態で、測定対象の各端部の電圧を確実に検出することができるため、小型化および高密度実装された測定対象についての電圧測定、ひいては測定対象についての抵抗値測定の確実化を図ることができる。 Therefore, according to the four-terminal resistance measurement device and the four-terminal resistance measurement method, in the conventional four-terminal resistance measurement device, both the pair of current supply probes and the pair of voltage measurement probes are miniaturized and mounted with high density. Although it was difficult to reliably contact the measured object, only a pair of current supply probes were brought into contact with both ends of the measured object, and a pair of voltage measuring probes were placed close to both ends of the measured object. In this state, it is possible to reliably detect the voltage at each end of the measurement object, so that voltage measurement for a measurement object that is miniaturized and mounted with high density, and thus resistance measurement for the measurement object, can be ensured. Can be planned.
また、請求項2記載の四端子抵抗測定装置では、各電圧測定用プローブによる静電容量結合で測定対象の各端部の電圧を検出する。この場合、一般的に、各電圧測定用プローブと測定対象との間の静電容量が小さいため、その結合インピーダンスは大きくなる。したがって、入力インピーダンスが小さな増幅回路などに各電圧測定用プローブによって検出された電圧を入力したときには、その入力電圧の電圧値が低下する。これに対して、この四端子抵抗測定装置によれば、バッファ回路の入力インピーダンスが電圧測定用プローブと測定対象との間の結合インピーダンスよりも十分に大きいため、測定対象の各端部に生じている各電圧の電圧値を低下させることなく確実に検出することができる。したがって、この四端子抵抗測定装置によれば、測定対象についての抵抗値測定の一層の確実化を図ることができる。 In the four-terminal resistance measuring device according to the second aspect, the voltage at each end of the measurement target is detected by capacitive coupling by each voltage measuring probe. In this case, generally, since the electrostatic capacitance between each voltage measurement probe and the measurement object is small, the coupling impedance becomes large. Therefore, when a voltage detected by each voltage measurement probe is input to an amplifier circuit or the like having a small input impedance, the voltage value of the input voltage decreases. On the other hand, according to this four-terminal resistance measuring device, the input impedance of the buffer circuit is sufficiently larger than the coupling impedance between the voltage measurement probe and the measurement target, and therefore, it occurs at each end of the measurement target. It is possible to reliably detect without reducing the voltage value of each voltage. Therefore, according to this four-terminal resistance measuring device, it is possible to further ensure the resistance value measurement for the measurement object.
また、請求項3記載の四端子抵抗測定装置によれば、両電圧ガードが電圧測定用プローブの外周面および両配線部を覆ってシールドすることにより、測定誤差の原因となる外乱ノイズを遮蔽するため、精度良い抵抗値の測定が可能となる。この場合、両電圧ガードの電位が各バッファ回路の出力電圧と異なる他の電位のときには、両電圧ガードを介して各配線部から他の電位に電流が流れる電流経路が形成されることに起因して、電圧バッファの入力部に入力される電圧の電圧値が低下する。これに対して、この四端子抵抗測定装置によれば、両電圧ガードと各バッファ回路の出力部とが同電位に維持されているため、上記の電流経路が形成されない結果、電圧バッファの入力電圧の電圧値の低下を回避することができ、これにより、測定対象の抵抗値測定のさらなる確実化を図ることができる。 According to the four-terminal resistance measuring device of claim 3, both voltage guards cover and shield the outer peripheral surface of the voltage measuring probe and both wiring parts, thereby shielding disturbance noise that causes measurement errors. Therefore, it is possible to measure the resistance value with high accuracy. In this case, when the potential of both voltage guards is another potential different from the output voltage of each buffer circuit, a current path is formed through which current flows from each wiring section to another potential via both voltage guards. Thus, the voltage value of the voltage input to the input portion of the voltage buffer decreases. On the other hand, according to this four-terminal resistance measuring device, since both voltage guards and the output part of each buffer circuit are maintained at the same potential, the current path is not formed, and as a result, the input voltage of the voltage buffer Can be avoided, and thus the resistance value of the measurement object can be measured more reliably.
また、請求項4記載の検査装置および請求項6記載の検査方法によれば、四端子抵抗測定によって算出された測定対象の抵抗値と、測定対象に予め規定された基準値とを比較することで、測定対象の良否を確実に判定することができる。
Further, according to the inspection apparatus according to claim 4 and the inspection method according to
以下、四端子抵抗測定装置、検査装置、四端子抵抗測定方法および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。 Hereinafter, embodiments of a four-terminal resistance measurement device, an inspection device, a four-terminal resistance measurement method, and an inspection method will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、四端子抵抗測定装置および検査装置の一例としての検査装置1の構成について説明する。
Initially, the structure of the test |
検査装置1は、例えば、回路基板を検査する回路基板検査装置であって、図1に示すように、一対の電流供給用プローブ2a,2b(以下、区別しないときには、「プローブ2」ともいう)、一対の電圧測定用プローブ3a,3b(以下、区別しないときには、「プローブ3」ともいう)、交流電流供給部4、電流検出部5、電圧測定部6、抵抗値算出部7、判定部8、記憶部9および出力部10を備え、測定対象20の抵抗値Rmを測定可能に構成されている。この場合、検査装置1は、一例として、部品未搭載の回路基板(ベアボード)100に形成された導体パターンを測定対象20として導通検査を実行する。具体的には、検査装置1は、測定対象20の両端に形成されている半田ボールバンプ21,21間の抵抗値(つまり抵抗値Rm)を測定し、その測定対象20について予め規定されている基準値Rrと比較して、抵抗値Rmが基準値Rr以下のときに、その測定対象20の導通が良好であり、抵抗値Rmが基準値Rrを超えるときに、その測定対象20にパターン切断などの導通不良が存在すると判定(検査)する。
The
電流供給用プローブ2a,2bは、それぞれ、接触型のプローブであって、交流の測定電流を測定対象20に供給するために用いられる。この場合、電流供給用プローブ2aは、基端部が交流電流供給部4に接続されており、測定時には、先端部が一対の半田ボールバンプ21の一方に接触させられる。また、電流供給用プローブ2bは、基端部が基準電位に接続されており、測定時には、先端部が他方の半田ボールバンプ21に接触させられる。
Each of the
電圧測定用プローブ3a,3bは、それぞれ、非接触型のプローブであって、各半田ボールバンプ21に生じている電圧を測定するために用いられる。この場合、電圧測定用プローブ3aは、基端部が後述する第1のバッファ回路61aの非反転入力端子に接続されている。また、電圧測定用プローブ3aは、測定時には、電圧を検出するための先端部の検出面Sdが測定対象20の半田ボールバンプ21に対向する状態で近接させられて、静電容量Caを介して各半田ボールバンプ21と個別に静電容量結合して、各半田ボールバンプ21に生じている電圧を検出電圧Vaとして検出する。また、電圧測定用プローブ3bは、基端部が後述する第2のバッファ回路61bの非反転入力端子に接続されている。また、電圧測定用プローブ3bは、測定時には、電圧を検出するための先端部の検出面Sdが測定対象20の半田ボールバンプ21に対向する状態で近接させられて、静電容量Cbを介して各半田ボールバンプ21と個別に静電容量結合して、各半田ボールバンプ21に生じている電圧を検出電圧Vbとして検出する。なお、以下、静電容量Ca,Cbを区別しないときには、「静電容量C」ともいう。
The
交流電流供給部4は、交流定電流源または交流電流源(本例では一例として、交流電流源)で構成されると共にプローブ2aと基準電位との間に接続されて、測定電流としての電流Iをプローブ2a,2bを介して測定対象20の半田ボールバンプ21,21間に供給する。
The alternating current supply unit 4 is composed of an alternating constant current source or an alternating current source (in this example, an alternating current source) and is connected between the
電流検出部5は、例えば、シャント抵抗で構成されて、交流電流供給部4から出力される電流Iが流れる際にシャント抵抗の両端に生じる電圧を検出して、その検出電圧Viを後述するA/D変換器72に出力する。
The current detection unit 5 is composed of, for example, a shunt resistor, detects a voltage generated at both ends of the shunt resistor when the current I output from the alternating current supply unit 4 flows, and detects the detected voltage Vi as A described later. /
電圧測定部6は、第1のバッファ回路61a、第2のバッファ回路61b(以下、両バッファ回路61a,61bを区別しないときには、「バッファ回路61」ともいう)、および差動増幅回路62を備えている。
The
第1のバッファ回路61aは、一例として、オペアンプを用いた増幅回路で構成されており、非反転入力端子が電圧測定用プローブ3aの基端部に接続されて、反転入力端子が出力端子に接続されている。また、バッファ回路61aは、電圧測定用プローブ3aによって検出された検出電圧Vaを入力すると共に緩衝増幅して出力電圧として検出電圧Vaを出力する。
As an example, the
また、第2のバッファ回路61bは、一例として、オペアンプを用いた増幅回路で構成されており、非反転入力端子が電圧測定用プローブ3bの基端部に接続されて、反転入力端子が出力端子に接続されている。また、バッファ回路61bは、電圧測定用プローブ3bによって検出された検出電圧Vbを入力すると共に緩衝増幅して出力電圧として検出電圧Vbを出力する。
The
差動増幅回路62は、一方の入力端子がバッファ回路61aの出力端子に接続されて、他方の入力端子がバッファ回路61bの出力端子に接続されている。この差動増幅回路62は、バッファ回路61a,61bからそれぞれ出力される各検出電圧Va,Vbを入力して、入力した各検出電圧Va,Vbの差電圧を所定の増幅率で増幅して測定対象20の両端における各電圧の差電圧Vdとして出力する。
The
また、この検査装置1には、第1の電圧ガードGaおよび第2の電圧ガードGb(以下、両電圧ガードGa,Gbを区別しないときには、「電圧ガードG」ともいう)が設けられている。
Further, the
第1の電圧ガードGaは、網線などの導体で構成されて、電圧測定用プローブ3aにおける検出面Sd(つまり先端面)を除いた外周面、および電圧測定用プローブ3aの基端部とバッファ回路61aの非反転入力端子とを結ぶ配線部Wを覆う。また、第1の電圧ガードGaは、第1のバッファ回路61aの出力端子に接続されており、第1のバッファ回路61aの検出電圧Vaと同電位に維持されている。
The first voltage guard Ga is made of a conductor such as a mesh wire, and includes an outer peripheral surface excluding the detection surface Sd (that is, a distal end surface) of the
また、第2の電圧ガードGbは、網線などの導体で構成されて、電圧測定用プローブ3bにおける検出面Sd(つまり先端面)を除いた外周面、および電圧測定用プローブ3bの基端部と第2のバッファ回路61bの非反転入力端子とを結ぶ配線部Wを覆う。また、第2の電圧ガードGbは、第2のバッファ回路61bの出力端子に接続されており、第2のバッファ回路61bの検出電圧Vbと同電位に維持されている。
The second voltage guard Gb is made of a conductor such as a mesh wire, and has an outer peripheral surface excluding the detection surface Sd (that is, a distal end surface) in the
抵抗値算出部7は、A/D変換器71,72および演算回路73を備えて構成されている。この場合、A/D変換器71は、差動増幅回路62から出力された差電圧Vdを予め決められたサンプリングレートでサンプリングして差電圧Vdの電圧波形を示すデジタルデータ(波形データ)Dvに変換して出力する。また、A/D変換器72は、電流検出部5から出力される検出電圧ViをA/D変換器71のサンプリングレートと同じレートでサンプリングすることにより、交流電流供給部4から測定対象20に供給される電流Iの電流波形(その電流値を「電流値I」とする)を示すデジタルデータ(波形データ)Diに変換して出力する。また、演算回路73は、デジタルデータDv,Diを入力して、両デジタルデータDv,Di(つまり差電圧Vdおよび電流値I)に基づいて測定対象20(つまり半田ボールバンプ21,21間)の抵抗値Rmを算出する。
The resistance
判定部8は、CPUおよびメモリ(いずれも図示せず)を備えたデジタル回路で構成されて、演算回路73によって算出された測定対象20の抵抗値Rmと、その測定対象20について予め規定されて記憶部9に記憶されている基準値Rrとに基づいて測定対象20の良否を判定する判定処理、および判定処理の判定結果を出力部10に出力する出力処理を実行する。この場合、判定部8は、判定処理において、測定した抵抗値Rmが基準値Rr以下のときに、その測定対象20の導通が良好であり、測定した抵抗値Rmが基準値Rrを超えるときに、その測定対象20にパターン切断などの導通不良が存在すると判定する。
The
記憶部9は、一例として、半導体メモリで構成されており、各測定対象20に予め規定された基準値Rrを記憶する。
The
出力部10は、一例として、ディスプレイなどの表示装置を用いて構成されており、判定部8による出力処理において出力される判定結果をディスプレイに表示する。
As an example, the
次に、測定対象20の抵抗値を測定する四端子抵抗測定方法、およびその測定値に基づいて良否判定を行う検査方法、並びに、その際の検査装置1の動作について図面を参照して説明する。
Next, a four-terminal resistance measurement method for measuring the resistance value of the
最初に、電流供給用プローブ2a,2bを測定対象20の半田ボールバンプ21,21にそれぞれ接触させる。次いで、交流定電流源から測定対象20の半田ボールバンプ21,21間に電流Iを供給する。この際に、電流検出部5は、交流電流供給部4から出力される電流Iが流れる際にシャント抵抗の両端に生じる電圧を検出して、その検出電圧ViをA/D変換器72に出力する。次いで、電圧測定用プローブ3a,3bの検出面Sdが各半田ボールバンプ21,21の表面(上面)に対向するように、半田ボールバンプ21,21の近傍に電圧測定用プローブ3a,3bをそれぞれ配置する。この際に、各プローブ3は、各半田ボールバンプ21との間の静電容量Cを介して各半田ボールバンプ21と静電容量結合して、対応する半田ボールバンプ21に生じている各電圧を検出電圧Va,Vbとしてそれぞれ検出する。この場合、供給する交流電流の周波数をfとすると、プローブ3と測定対象20との結合インピーダンスZは、以下の式(1)のように表される。
Z=j×1/2πfC ・・・ (1)(jは虚数単位)
First, the
Z = j × 1 / 2πfC (1) (j is an imaginary unit)
次いで、プローブ3によって検出された検出電圧Va,Vbは、バッファ回路61a,61bにそれぞれ入力される。この際に、バッファ回路61a,61bは、検出電圧Va,Vbを緩衝増幅してそれぞれ出力する。この場合、一般的に、プローブ3と測定対象20との間の静電容量Cが小さいため、上記の式(1)によれば、結合インピーダンスZは大きくなる。したがって、入力インピーダンスが小さな増幅回路などにプローブ3による検出電圧Va,Vbを入力したときには、その検出電圧Va,Vbの電圧値が低下する。これに対して、本例では、バッファ回路61の入力インピーダンスが結合インピーダンスZよりも十分に大きいため、半田ボールバンプ21,21に生じている各電圧(つまり各検出電圧Va,Vb)の電圧値を低下させることなく確実に検出することができる。ここで、例えば、1%の精度で検出電圧Va,Vbを測定したい場合には、バッファ回路61の入力インピーダンスをZiとしたときに、入力インピーダンスZiが以下の式(2)を満たすことが必要となる。
Zi>Z/0.01 ・・・・ (2)
したがって、本例では、バッファ回路61の入力インピーダンスZiが結合インピーダンスZの100倍以上となるように設計されている。
Next, the detection voltages Va and Vb detected by the probe 3 are input to the
Zi> Z / 0.01 (2)
Therefore, in this example, the input impedance Zi of the buffer circuit 61 is designed to be 100 times or more the coupling impedance Z.
次に、バッファ回路61からそれぞれ出力された各検出電圧Va,Vbは、差動増幅回路62の各入力端子に入力される。この際に、差動増幅回路62は、入力した各検出電圧Va,Vbの差電圧を所定の増幅率で増幅して測定対象20の差電圧Vdとして出力する。
Next, the detection voltages Va and Vb respectively output from the buffer circuit 61 are input to the input terminals of the
次いで、抵抗値算出部7では、A/D変換器71が、差動増幅回路62から出力されている差電圧VdのデジタルデータDvを出力し、A/D変換器72が、電流検出部5から出力されている検出電圧Vi(つまり、交流電流供給部4から出力される電流Iの電流値I)をデジタルデータDiとして出力する。また、演算回路73が、入力したデジタルデータDv,Diに基づいて測定対象20の抵抗値Rmを算出する。
Next, in the resistance
次いで、判定部8が、演算回路73によって算出された測定対象20の抵抗値Rmと記憶部9に記憶されている基準値Rrとに基づいて測定対象20の良否を判定する判定処理を行う。この判定処理では、判定部8は、算出された抵抗値Rmと基準値Rrとを比較して、抵抗値Rmが基準値Rr以下と判別したときには、測定対象20の導通が良好であると判定する。一方、判定部8は、抵抗値Rmが基準値Rrよりも大きいときには、測定対象20に導通不良が存在すると判定する。また判定部8は、上記の判定結果を出力部10に出力する。
Next, the
この際に、出力部10は、判定部8から出力される判定結果をディスプレイに表示する。これにより、検査の結果がオペレータによって視覚的に認識される。
At this time, the
このように、この検査装置1および四端子抵抗測定方法では、プローブ2を半田ボールバンプ21に接触させて測定対象20に電流Iを供給すると共にプローブ3を半田ボールバンプ21に近接させ、その状態において、プローブ3と半田ボールバンプ21との間の静電容量Cを利用した静電容量結合によって測定対象20の各半田ボールバンプ21に生じている電圧をプローブ3によって検出し、その検出電圧Va,Vbに基づいて測定対象20における半田ボールバンプ21,21間の電圧(差電圧値Vd)を測定する。また、この検査装置1および四端子抵抗測定方法では、その差電圧値Vdと供給した電流Iの電流値Iとに基づいて測定対象20の抵抗値Rmを算出する。したがって、この検査装置1および四端子抵抗測定方法によれば、小型化および高密度実装された測定対象20についての電圧測定、ひいては測定対象20についての値測定の確実化を図ることができる。
As described above, in this
また、この検査装置1によれば、バッファ回路61の入力インピーダンスがプローブ3と測定対象20との間の結合インピーダンスZよりも十分に大きいため、測定対象20の半田ボールバンプ21に生じている電圧(つまり検出電圧Va,Vb)の電圧値を低下させることなく確実に検出することができる。したがって、この検査装置1によれば、測定対象20についての抵抗値測定の一層の確実化を図ることができる。
Further, according to the
また、この検査装置1によれば、電圧ガードGが、プローブ3の検出面Sdを除いた外周面、およびプローブ3の基端部とバッファ回路61の非反転入力端子とを結ぶ配線部Wを覆ってシールドすることにより、電圧ガードGが測定誤差の原因となる外乱ノイズを遮蔽するため、精度良い抵抗値の測定を行うことができる。この場合、両電圧ガードGの電位が各バッファ回路61の出力電圧である検出電圧Va,Vbと異なる他の電位のときには、両電圧ガード61を介して各配線部Wから他の電位に電流が流れる電流経路が形成されることに起因して、電圧バッファ61の非反転入力端子に入力される検出電圧Va,Vbの電圧値が低下する。これに対して、この検査装置1によれば、両電圧ガード61と各バッファ回路61の出力部とが同電位に維持されているため、上記の電流経路が形成されない結果、電圧バッファ61の入力電圧(つまり検出電圧Va,Vb)の電圧値の低下を回避することができ、これにより、測定対象20についての抵抗値測定のさらなる確実化を図ることができる。
Further, according to the
また、この検査方法によれば、四端子抵抗測定によって算出された測定対象20の抵抗値Rmと、測定対象20に予め規定された基準値Rrとを比較することで、測定対象20の良否を確実に判定することができる。
Moreover, according to this inspection method, the quality of the measuring
なお、交流電流源で交流電流供給部4を構成した例について説明したが、交流電流源に代えて交流定電流源を採用することもできる。その構成では、演算回路73がA/D変換器71から出力されたデジタルデータDv(検出電圧Vd)と、交流定電流源から出力される既知の電流値とに基づいて測定対象20の抵抗値Rmを算出することができるため、電流検出部5とA/D変換器71を不要にできる結果、検査装置1を簡易に構成することができる。
In addition, although the example which comprised the alternating current supply part 4 with the alternating current source was demonstrated, it replaced with an alternating current source and an alternating current source can also be employ | adopted. In this configuration, the
また、測定対象20を導体パターンとする例について説明したが、検査装置1では、回路基板100に実装された抵抗や未実装の抵抗などを測定対象20とすることもできる。さらに、本例では、検査装置1への適用について説明したが、検査機能を有しないで測定対象20の抵抗値を測定する抵抗測定装置に適用することもできる。
Moreover, although the example which makes the measuring object 20 a conductor pattern was demonstrated, in the test |
1 四端子抵抗測定装置および検査装置
2a,2b 電流供給用プローブ
3a,3b 電圧測定用プローブ
4 交流電流供給部
5 電流検出部
6 電圧測定部
7 抵抗値算出部
8 判定部
20 測定対象
61a,61b 第1、第2のバッファ回路
62 差動増幅回路
Ca,Cb 静電容量
Ga,Gb 第1、第2の電圧ガード
I 電流
W 配線部
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