JP2015114164A - Inspection method of printed wiring board - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気抵抗測定器の測定結果を用いてプリント配線板の良否判定を行うプリント配線板の検査方法に関する。 The present invention relates to a printed wiring board inspection method for performing pass / fail judgment of a printed wiring board using a measurement result of an electrical resistance measuring instrument.
従来から、プリント配線板の良否を判定するために、配線を構成する導体部分の電気抵抗を測定し、当該電気抵抗の測定値から導体部分の欠損等の不良、及びビア異常等の有無を判定している。このような電気抵抗の測定法としては、2端子法が従来から知られているが、接触抵抗及びリード線の残留抵抗によって生じる電圧降下により、測定値に誤差が生じる問題があった。しかしながら、数オームから数メグオームの電気抵抗の測定においては、当該2端子法による測定誤差がプリント配線板の良否判定に与える影響は小さく、2端子法でも十分にプリント配線板の良否を行うことができていた。 Conventionally, in order to determine the quality of a printed wiring board, the electrical resistance of the conductor part constituting the wiring is measured, and from the measured value of the electrical resistance, it is determined whether there is a defect such as a defect in the conductor part and the presence of via abnormality doing. As a method for measuring such electrical resistance, a two-terminal method has been conventionally known. However, there is a problem that an error occurs in a measured value due to a voltage drop caused by a contact resistance and a residual resistance of a lead wire. However, in the measurement of electrical resistance of several ohms to several megohms, the measurement error by the two-terminal method has little influence on the quality judgment of the printed wiring board, and the two-terminal method can sufficiently perform the quality of the printed wiring board. It was done.
近年においては、電子機器の小型化にともなって、プリント配線板の小型化が要求され、配線を構成する導体部分の電気抵抗が数オーム以下となることが多くなった。また、電子機器の用途等に応じて配線がより複雑となり、当該導体部分における欠損等の有無の判定を高精度に行うことが要求されている。このため、小型化及び複雑化された配線の電気抵抗を測定する場合に、2端子法による測定誤差がプリント配線板の良否判定に与える影響は大きく、プリント配線板の良否判定を正確に行うことができなかった。 In recent years, with the miniaturization of electronic devices, miniaturization of printed wiring boards has been demanded, and the electrical resistance of conductor portions constituting wiring has often become several ohms or less. In addition, the wiring becomes more complex depending on the use of the electronic device, and it is required to accurately determine whether or not there is a defect or the like in the conductor portion. For this reason, when measuring the electrical resistance of miniaturized and complicated wiring, the measurement error by the two-terminal method has a great influence on the quality judgment of the printed wiring board, and the quality judgment of the printed wiring board should be performed accurately. I could not.
このような問題を解決するために、接触抵抗やリード線の残留抵抗による測定誤差が生じない4端子法によって電気抵抗を測定し、当該測定結果からプリント配線板の良否を判定する方法が実施されるようになった。例えば、特許文献1には、4端子法を用いた回路基板検査方法が開示されている。
In order to solve such a problem, a method of measuring electrical resistance by a four-terminal method that does not cause a measurement error due to contact resistance or residual resistance of a lead wire, and determining a quality of a printed wiring board from the measurement result is implemented. It became so. For example,
ここで、導体の電気抵抗値からプリント配線板の良否を判定する具体的な方法としては、導体における欠損等の有無を判定するためのパラメータである導体の断面積について所定の基準範囲を設定し、当該導体の断面積の基準範囲に対応させて電気抵抗の基準範囲を算出する。当該算出された電気抵抗の基準範囲内に、測定値が属するか否かによって導体の欠損等の有無が判定されることになる。 Here, as a specific method for judging the quality of the printed wiring board from the electrical resistance value of the conductor, a predetermined reference range is set for the cross-sectional area of the conductor, which is a parameter for judging the presence or absence of defects in the conductor. The reference range of electrical resistance is calculated in correspondence with the reference range of the cross-sectional area of the conductor. The presence or absence of a conductor defect or the like is determined depending on whether or not the measurement value belongs within the calculated reference range of electrical resistance.
しかしながら、導体の電気抵抗と導体の幅との間には反比例の関係が成立していることから、導体の断面積の数値が小さいほど電気抵抗の変化は大きくなくるが、導体の断面積の数値が大きいほど電気抵抗の変化は小さくなるため、検査対象となる導体の断面積に対して、電気抵抗の測定値による評価は不均一となり、誤判定を生じる可能性が高くなっていた。 However, since the inverse relationship is established between the electrical resistance of the conductor and the width of the conductor, the smaller the value of the conductor cross-sectional area, the smaller the change in electrical resistance. The larger the numerical value, the smaller the change in the electrical resistance. Therefore, the evaluation based on the measured value of the electrical resistance is not uniform with respect to the cross-sectional area of the conductor to be inspected, and the possibility of erroneous determination is increased.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より高い精度を備えるプリント配線板の検査方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a subject, The place made into the objective is to provide the inspection method of a printed wiring board provided with a higher precision.
上記目的を達成するため、本発明のプリント配線板の検査方法は、プリント配線板の導体部分のインピーダンスを測定する測定工程と、前記インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、前記アドミタンスが所定範囲内である場合に前記プリント配線板を良品と判定し、前記アドミタンスが所定範囲外である場合に前記プリント配線板を不良品と判定する判定工程と、を有する。 In order to achieve the above object, a printed wiring board inspection method of the present invention includes a measuring step of measuring an impedance of a conductor portion of a printed wiring board, a converting step of converting the impedance into admittance, and the admittance being within a predetermined range. And determining the printed wiring board as a non-defective product, and determining the printed wiring board as a defective product when the admittance is out of a predetermined range.
また、上述した検査方法の前記測定工程においては、4端子法を用いて前記導体部分のインピーダンスを測定しても良い。4端子法を用いることにより、接触抵抗等の誤差を抑制し、より高精度の検査を実現することができる。 Moreover, in the measurement step of the inspection method described above, the impedance of the conductor portion may be measured using a four-terminal method. By using the four-terminal method, errors such as contact resistance can be suppressed, and a more accurate inspection can be realized.
更に、上述したいずれかの検査方法の前記測定工程においては、前記インピーダンスとして、直流信号源を用いて直流抵抗を測定しても良い。直流抵抗を測定する場合には、測定工程における設備を簡素化することができるとともに、変換工程における変換を容易に行うことができることになり、プリント配線板の検査に係るコストを低減することが可能になる。 Furthermore, in the measuring step of any of the inspection methods described above, a DC resistance may be measured using a DC signal source as the impedance. When measuring DC resistance, the equipment in the measurement process can be simplified, and conversion in the conversion process can be easily performed, thereby reducing the cost of inspecting the printed wiring board. become.
本発明に係るプリント配線板の検査方法においては、プリント配線板の導体部分のインピーダンスを用いて当該プリント配線板の良否を判定せずに、インピーダンスを変換したアドミタンスを用いて当該プリント配線板の良否を判定するため、プリント配線板の検査方法における精度を向上することができる。すなわち、本発明によれば、より高い精度を備えるプリント配線板の検査方法を提供することができる。 In the printed wiring board inspection method according to the present invention, the quality of the printed wiring board is determined using the admittance obtained by converting the impedance without determining the quality of the printed wiring board using the impedance of the conductor portion of the printed wiring board. Therefore, the accuracy in the printed wiring board inspection method can be improved. That is, according to the present invention, it is possible to provide a printed wiring board inspection method with higher accuracy.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例で用いる様々な数値は、一例を示す場合もあり、必要に応じて様々に変更することが可能である。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the content demonstrated below, In the range which does not change the summary, it can change arbitrarily and can implement. In addition, various numerical values used in the embodiment may be an example and can be variously changed as necessary.
<実施例>
以下において、本発明の実施例に係るプリント配線板の検査方法について、図1乃至図4を参照しつつ説明する。ここで、図1は、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の検査フローを説明するためのフロー図である。また、図2は、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程を説明するための概略説明図である。更に、図3は、プリント配線板の導体部分の断面積と電気抵抗特性との関係を示すグラフである。そして、図4は、プリント配線板の導体部分の断面積とアドミタンス特性との関係を示すグラフである。
<Example>
Hereinafter, a printed wiring board inspection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a flowchart for explaining the inspection flow of the printed wiring board inspection method according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic explanatory diagram for explaining the measurement process of the printed wiring board inspection method according to the present embodiment. Further, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the cross-sectional area of the conductor portion of the printed wiring board and the electric resistance characteristics. And FIG. 4 is a graph which shows the relationship between the cross-sectional area of the conductor part of a printed wiring board, and an admittance characteristic.
図1に示すように、本発明の実施例に係るプリント配線板の検査方法は、プリント配線板の導体の直流抵抗を測定する測定工程(ステップS1)と、測定値である直流抵抗をアドミタンスに変換する変換工程(ステップS2)、変換後のアドミタンスを用いてプリント配線板の良否判定を行う判定工程(ステップS3)を有している。各工程は、1つの検査装置(すなわち、1つの検査ライン)において実施されてもよいが、各工程に係る装置が独立して設けられ、3つの装置を用いて実施されてもよい。以下において、各工程を詳細に説明する。 As shown in FIG. 1, the printed wiring board inspection method according to the embodiment of the present invention includes a measuring step (step S1) for measuring the DC resistance of the conductor of the printed wiring board, and the DC resistance as a measured value as admittance. A conversion step (step S2) for conversion and a determination step (step S3) for determining pass / fail of the printed wiring board using the converted admittance are included. Each process may be performed in one inspection apparatus (that is, one inspection line), but an apparatus according to each process may be provided independently and may be performed using three apparatuses. Below, each process is demonstrated in detail.
先ず、ステップS1の測定工程においては、図2に示すように、プリント配線板10の導体部分である所定の配線11の端子12と端子13との間の直流抵抗を、電気抵抗測定器20を用いた4端子法によって測定する。本実施例においては、電気抵抗測定器20として、1枚のプリント配線板10に形成された複数の配線を同時に検査するためのプローブヘッド21、プローブピン22、23、24、25、及び直流信号源(図示せず)を備える一般的な基板検査装置を使用した。なお、図2においては、説明の便宜上のため、プリント配線板10上には1つの配線11のみが記載され、プローブヘッド21からは4本のプローブピン22、23、24、25のみが突出しているが、実際には、プリント配線板10上には複数の配線が形成され、プローブヘッド21からは多数のプローブピンが突出している。
First, in the measurement process of step S1, as shown in FIG. 2, the direct current resistance between the
具体的な測定方法としては、電気抵抗測定器20のプローブヘッド21から突出する4本のプローブピン22〜25を端子12及び端子13に当接し、電気抵抗測定器20に設けられた直流信号源から供給される直流信号を用いて直流抵抗を測定する。より詳細には、プローブピン22、25を介して直流電流が供給され、プローブピン24、23にて配線における電圧降下を測定する。すなわち、端子12及び端子13のそれぞれに対して、直流電流を供給するためのプローブピンと、電圧降下を測定するためのプローブピンとが当接し、端子間に直流電流が流れることになる。
As a specific measuring method, four
なお、本実施例においては、プローブヘッド21及び複数のプローブピンを備える基板検査装置を電気抵抗測定器20として使用したが、2端子法にて直流抵抗を測定する一般的なテスターを使用してもよい。また、電気抵抗測定器20としては、インピーダンスを測定することができるインピーダンス測定器を用いても良い。このような場合には、インピーダンスを測定してもよいが、インピーダンスの実数部であるレジスタンスのみを測定してもよい。すなわち、インピーダンス測定器を用いて直流抵抗を測定してもよい。
In the present embodiment, the substrate inspection apparatus including the
そして、図2において、配線11はプリント配線板10の表面に形成されているが、プリント配線板10の内部に形成されていてもよい。また、端子12及び端子13はプリント配線板10の同一平面に形成されているが、端子12及び端子13が異なる平面に形成されてもよい。このような場合には、異なる平面に形成された2つの端子に測定用のピンを当接することができる構造の電気抵抗測定器を使用することになる。
In FIG. 2, the
次に、ステップS2の変換工程においては、ステップ1で測定した直流抵抗をアドミタンスに変換する。具体的には、ステップS1で測定した直流抵抗の値は、電気抵抗測定器20又はその他の装置のメモリに記録される。そして、直流抵抗をアドミタンスに変換することができる処理プログラムがインストールされている処理装置を操作し、当該メモリに記録された直流抵抗をアドミタンスに変換する。ここで、直流抵抗をアドミタンスに変換とは、直流抵抗の逆数を算出することである。
Next, in the conversion process of step S2, the DC resistance measured in
なお、ステップS1の測定工程においてインピーダンスを測定した場合にも、当該インピーダンスの逆数を算出することにより、インピーダンスをアドミタンスに変換することになる。 Even when impedance is measured in the measurement process of step S1, impedance is converted into admittance by calculating the reciprocal of the impedance.
以下において、直流抵抗をアドミタンスに変換する理由を、図3及び図4を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, the reason for converting the DC resistance into admittance will be described in detail with reference to FIGS.
先ず、一般的な電気抵抗Rは下記の数式(1)によって定義される。 First, a general electric resistance R is defined by the following mathematical formula (1).
数式(1)において、ρは抵抗率(Ω・m)であり、Lは配線長(m)であり、Sは導体部分の断面積(導体断面積(m2))である。ここで、プリント配線板10の電気検査においては、プリント配線板10の構造上、製品毎及びネット毎に配線長は一定である。従って、数式(1)は、下記の数式(2)として書き換えることができる。
In Equation (1), ρ is the resistivity (Ω · m), L is the wiring length (m), and S is the cross-sectional area of the conductor portion (conductor cross-sectional area (m 2 )). Here, in the electrical inspection of the printed
数式(2)において、Aは、抵抗率(ρ)×配線長(L)を示す定数である。数式(2)に示すように、電気抵抗Rは、プリント配線板10の導体部分の断面積Sと反比例の関係にあり、当該関係は図3のグラフによって表すことができる。図3においては、横軸が導体断面積(×10-12m2)であり、縦軸が電気抵抗(Ω)である。また、図3に係るプリント配線板10においては、導体厚が18μmであり、導体長が0.05mであり、抵抗率が16.78×10-9Ωである。
In Equation (2), A is a constant indicating resistivity (ρ) × wiring length (L). As shown in Equation (2), the electrical resistance R is in an inversely proportional relationship with the cross-sectional area S of the conductor portion of the printed
図3に示すように、導体断面積が50×10-12m2から100×10-12m2に変化すると(変化幅が50×10-12m2)、電気抵抗は16.8Ωから8.4Ωに変化する(変化幅が8.4Ω)。一方、導体断面積が1200×10-12m2から1250×10-12m2に変化すると(変化幅が50×10-12m2)、電気抵抗は0.7Ωから0.67Ωに変化する(変化幅が0.03Ω)。このように、導体断面積が比較的に小さい場合と、大きい場合とでは、導体断面積の変化幅が同一であっても電気抵抗の変化幅は異なる。従って、電気抵抗Rを用いて導体断面積を評価しようとすると、導体断面積の値に対して常に一定の評価をすることができず、プリント配線板10の検査精度を向上させることができない。
As shown in FIG. 3, when the conductor cross-sectional area is changed from 50 × 10 −12 m 2 to 100 × 10 −12 m 2 (change width is 50 × 10 −12 m 2 ), the electric resistance is changed from 16.8Ω to 8 It changes to 4Ω (change width is 8.4Ω). On the other hand, when the conductor cross-sectional area changes from 1200 × 10 −12 m 2 to 1250 × 10 −12 m 2 (change width is 50 × 10 −12 m 2 ), the electric resistance changes from 0.7Ω to 0.67Ω. (Change width is 0.03Ω). As described above, when the conductor cross-sectional area is relatively small and when the conductor cross-sectional area is large, the change width of the electric resistance differs even if the change width of the conductor cross-sectional area is the same. Therefore, if an attempt is made to evaluate the conductor cross-sectional area using the electric resistance R, a constant evaluation cannot always be performed on the value of the conductor cross-sectional area, and the inspection accuracy of the printed
そこで、プリント配線板10の導体断面積の評価を行う際に、電気抵抗とは異なるパラメータであるアドミタンスYに着目する。ここで、アドミタンスY(S)は、下記の数式(3)によって定義できる。
Therefore, when evaluating the conductor cross-sectional area of the printed
数式(3)において、Rは電気抵抗(Ω)、ρは抵抗率(Ω・m)であり、Lは配線長(m)であり、Sは導体部分の断面積(導体断面積(m2))である。ここで、プリント配線板10の電気検査においては、プリント配線板10の構造上、製品毎及びネット毎に配線長は一定である。従って、数式(3)は、下記の数式(4)として書き換えることができる。
In Formula (3), R is electrical resistance (Ω), ρ is resistivity (Ω · m), L is wiring length (m), and S is a cross-sectional area of the conductor portion (conductor cross-sectional area (m 2). )). Here, in the electrical inspection of the printed
Y=B×S (4) Y = B × S (4)
数式(4)において、Bは、1/(抵抗率(ρ)×配線長(L))を示す定数である。数式(4)に示すように、アドミタンスYは、プリント配線板10の導体部分の断面積Sと比例の関係にあり、当該関係は図4のグラフによって表すことができる。図4においては、横軸が導体断面積(×10-12m2)であり、縦軸がアドミタンス(S)である。また、図4においても、導体厚が18μmであり、導体長が0.05mであり、抵抗率が16.78×10-9Ωである。
In Equation (4), B is a constant indicating 1 / (resistivity (ρ) × wiring length (L)). As shown in Equation (4), the admittance Y is proportional to the cross-sectional area S of the conductor portion of the printed
図4に示すように、導体断面積が50×10-12m2から100×10-12m2に変化すると(変化幅が50×10-12m2)、アドミタンスは0.06Sから0.12Sに変化する(変化幅が0.06S)。一方、導体断面積が1200×10-12m2から1250×10-12m2に変化すると(変化幅が50×10-12m2)、アドミタンスは1.43Sから1.49Sに変化する(変化幅が0.06S)。このように、導体断面積の値が異なっていても、導体断面積の変化幅が同一である場合には、アドミタンスの変化幅も同一となる。従って、アドミタンスYを用いて導体断面積を評価することで、導体断面積の値に対して常に一定の評価をすることができ、プリント配線板10の導体部分の欠損等の有無を判定することができる。すなわち、アドミタンスYを用いて導体断面積を評価することで、プリント配線板10の検査精度を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, when the conductor cross-sectional area changes from 50 × 10 −12 m 2 to 100 × 10 −12 m 2 (change width is 50 × 10 −12 m 2 ), the admittance decreases from 0.06 S to 0.00. It changes to 12S (change width is 0.06S). On the other hand, when the conductor cross-sectional area changes from 1200 × 10 −12 m 2 to 1250 × 10 −12 m 2 (change width is 50 × 10 −12 m 2 ), the admittance changes from 1.43 S to 1.49 S ( The change width is 0.06S). Thus, even if the conductor cross-sectional area values are different, if the change width of the conductor cross-sectional area is the same, the change width of the admittance is also the same. Therefore, by evaluating the conductor cross-sectional area using the admittance Y, the conductor cross-sectional area value can always be evaluated to be constant, and the presence or absence of a defect in the conductor portion of the printed
次に、ステップS3の判定工程においては、ステップ2で得られたアドミタンスを用いて、プリント配線板10の良否判定を行う。具体的には、プリント配線板10の種別毎に、良品と判断されるアドミタンスYの範囲が予め規定されており、ステップS2で得られたアドミタンスが当該所定範囲内であるか否かを判定する。すなわち、ステップS2で得られたアドミタンスが当該所定範囲内である場合には良品と判断され、当該所定範囲外である場合には不良品と判断される。なお、プリント配線板10の種別毎に規定されるアドミタンスYの範囲は、基準となる導体断面積の値、及び導体部分の欠損等に対応する導体断面積変化を考慮して予め規定されることになる。
Next, in the determination step of step S3, the pass / fail determination of the printed
以上の通り、上述したステップS1からステップS3の各工程を経ることで、プリント配線板10の検査フローが終了する。
As described above, the inspection flow of the printed
<実施例の効果>
本実施例に係るプリント配線板の検査方法は、プリント配線板10の端子間のインピーダンスを測定する測定工程と、インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、アドミタンスが所定範囲内である場合にプリント配線板10を良品と判定し、アドミタンスが所定範囲外である場合にプリント配線板10を不良品と判定する判定工程と、を有している。ここで、本実施例においては、プリント配線板10の端子間のインピーダンスを用いてプリント配線板10の良否を判定せずに、インピーダンスを変換したアドミタンスを用いてプリント配線板10の良否を判定するため、プリント配線板10の配線11である導体の断面積の大きさに依存することなく、プリント配線板の良否をより正確に判定することができる。すなわち、本実施例のプリント配線板の検査方法によれば、より高精度の良否判定を実現することができる。
<Effect of Example>
The printed wiring board inspection method according to the present embodiment includes a measurement process for measuring impedance between terminals of the printed
また、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程においては、4端子法を用いて端子間のインピーダンスを測定している。このような4端子法を用いることにより、接触抵抗等の誤差を抑制し、より高精度の検査を実現することができる。 Further, in the measurement process of the printed wiring board inspection method according to the present embodiment, the impedance between terminals is measured using a four-terminal method. By using such a four-terminal method, it is possible to suppress errors such as contact resistance and realize a more accurate inspection.
更に、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程においては、インピーダンスとして、直流信号源を用いて直流抵抗を測定している。このように直流抵抗を測定することにすれば、測定工程における設備を簡素化することができるとともに、変換工程における変換を容易に行うことができることになり、プリント配線板の検査に係るコストを低減することが可能になる。 Furthermore, in the measurement process of the printed wiring board inspection method according to the present embodiment, the DC resistance is measured using a DC signal source as the impedance. If the DC resistance is measured in this way, the equipment in the measurement process can be simplified, and the conversion in the conversion process can be easily performed, thereby reducing the cost associated with the inspection of the printed wiring board. It becomes possible to do.
10 プリント配線板
11 配線
12、13 端子
20 電気抵抗測定器
21 プローブヘッド
22、23、24、25 プローブピン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、
前記アドミタンスが所定範囲内である場合に前記プリント配線板を良品と判定し、前記アドミタンスが所定範囲外である場合に前記プリント配線板を不良品と判定する判定工程と、を有するプリント配線板の検査方法。 A measurement process for measuring the impedance of the conductor part of the printed wiring board;
A conversion step of converting the impedance into admittance;
A determination step of determining the printed wiring board as a non-defective product when the admittance is within a predetermined range, and determining the printed wiring board as a defective product when the admittance is outside the predetermined range. Inspection method.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151007 |
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A521 | Written amendment |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160511 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161109 |