JP3179394B2 - 印刷配線板の電気検査装置及び電気検査方法 - Google Patents
印刷配線板の電気検査装置及び電気検査方法Info
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Description
検査装置及び電気検査方法に関し、特に、印刷配線板の
配線に潜在している疑似導通(見かけ上正常に導通して
いるが、わずかな機械的、熱的或いは電気的ストレスで
断線に至る欠陥)或いは疑似絶縁部(見かけ上正常に絶
縁されているが、わずかな機械的、熱的或いは電気的ス
トレスで短絡に至る欠陥)(以下、疑似導通と疑似絶縁
をまとめてルーズコンタクトという)のような欠陥を電
気的に検出するのに用いられる印刷配線板の電気検査装
置及び電気検査方法に関する。
配線の断線や異なる配線間の短絡が生じている虞がある
ため、これらの欠陥の有無を確認するために電気検査が
実施されている。従来、この種の印刷配線板の電気検査
は、図4にそのブロック図が示される電気検査装置40
で実施されている。
を発生する定電流発生部411とこの定電流発生部41
1で発生した定電流をプローブ3a,3bを介して検査
対象配線の被検査端子2a,2b間に印加し、この時の
被検査端子2a,2b間の電圧を測定して抵抗成分を検
出する測定部412とを含む電気テスタ部41と、抵抗
成分から配線の導通、断線を検出する比較判定部42と
を備えただけである。また、この電気検査装置40によ
る検査方法は、電気検査装置40のプローブ3a,3b
を介して被検査端子2a,2b間に単に定格を越えない
定電流を印加して抵抗成分を検出し、配線の断線及び配
線間の短絡を判定している。
は、被検査回路に最大許容電流以上の電流が流れるべ
く、且つ新たに欠陥が生じない程度にパルス幅が設定さ
れたパルス電圧を印加して電流を測定し、測定された電
流波形の乱れによって欠陥を検出する、薄膜形成品のル
ーズコンタクトの検出方法が開示されている。
品の実装の際に、機械的、熱的ストレスを受けることが
避けられず、印刷配線板にルーズコンタクトが潜在して
いると、このルーズコンタクトが断線或いは短絡に至る
虞がある。
ていても、上述した従来の印刷配線板の電気検査装置或
いはこの検査装置による検査方法のように、配線に単に
定格を越えない定電流を印加して抵抗成分を検出し、抵
抗成分から配線の導通、断線を比較判定するだけでは、
ルーズコンタクトの存在を検出できずに電気的特性上は
良品と誤判定してしまうという問題があった。
開示されている、パルス電圧を印加して電流を測定し、
測定された電流波形の乱れによって欠陥を検出する方法
では、どのような電流波形の乱れが観測された場合を欠
陥とするかの判定が、複雑で微妙なものになっている。
気検査装置は、所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔
の定電流パルスを予め定められた回数(n回とする)被
検査対象配線毎に発生するパルス発生部と、このパルス
発生部で発生された前記定電流パルスが前記被検査対象
配線の被測定端子間に印加された際の前記被測定端子間
の電圧を1パルス毎に測定しこの測定された電圧値と前
記定電流パルスの電流値とから前記被測定端子間の抵抗
値を算出する測定部と、前記被測定端子間に印加される
前記定電流パルスがi番目(1≦i≦n)のときの前記
測定部で算出された前記抵抗値をR(i)と表すときk
番目(2≦k≦n)の前記定電流パルスでの算出抵抗値
R(k)の変動量ΔR(k)=R(k)−R(k−1)
を検出する変動検出部と、この変動検出部で検出された
前記変動量ΔR(k)と予め定められた判定規格値とを
比較し前記変動量ΔR(k)が前記判定規格値以上か否
かを判定する判定部と、前記パルス発生部で発生された
前記定電流パルスが被検査対象配線に印加される回数を
制御する制御部とを含み、且つ印加される前記定電流パ
ルスの電流値が前記被検査対象配線の最大定格電流値の
2倍以上且つ4倍以下に設定されていることを特徴とし
ている。
は、被測定端子間に被検査対象配線の最大定格電流値の
2倍以上且つ4倍以下の電流値で、所定のパルス幅及び
パルス間隔に設定された定電流パルスを予め定められた
回数(n回とする)印加する定電流パルス印加ステップ
と、この定電流パルス印加ステップの1定電流パルス毎
に前記被測定端子間の電圧を測定し前記定電流パルスの
電流値とこの測定結果電圧値とから前記被測定端子間の
抵抗値を算出する測定ステップと、前記定電流パルス印
加ステップのi番目(1≦i≦n)の定電流パルスのと
きに前記測定ステップで測定された前記測定端子間の抵
抗値をR(i)と表すとき前記定電流パルス印加ステッ
プのk番目(2≦k≦n)の前記定電流パルスでの算出
抵抗値R(k)の変動量ΔR(k)=R(k)−R(k
−1)を検出する変動検出ステップと、この変動検出ス
テップで検出された前記変動量ΔR(k)と予め定めら
れた判定規格値とを比較し、前記変動量ΔR(k)が前
記判定規格値未満であれば当該端子間を正常とし、前記
変動量が前記判定規格値以上の場合は当該端子間を異常
として、当該被検査対象の関連する情報と共に判定結果
情報を記憶する判定ステップとを含むことを特徴として
いる。
配線に適切な定電流パルスを印加すると、ルーズコンタ
クト部の欠陥は瞬時の電流がもたらす発熱によってその
接触が解除或いは逆に溶着されたり、絶縁膜が破壊され
るなどにより、配線の抵抗値が大きく変動するので、こ
の抵抗値変動量を検出し、適切に定められた判定規格値
と比較することにより、ルーズコンタクト部が潜在して
いる被検査配線を判別することができる。
て、図面を参照して詳細に説明する。
線板の電気検査装置の概略ブロック図である。
端子2a,2b間にプローブ3a,3bを介して印加さ
れる所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔の定電流パ
ルスを予め定められた回数(n回とする)被測定対象毎
に発生するパルス発生部11と、このパルス発生部で発
生された前記定電流パルスが被測定端子2a,2b間に
印加された際の被測定端子2a,2b間の電圧を1パル
ス毎に測定しこの測定された電圧値と前記定電流パルス
の定電流値とから前記被測定端子2a,2b間の抵抗値
を算出する測定部12と、前記定電流パルスがi番目
(1≦i≦n)のときにこの測定部12で算出された当
該被測定端子2a,2b間の抵抗値をR(i)と表すと
き、前記定電流パルスがk番目(2≦k≦n)のときの
前記被測定端子2a,2b間の抵抗の変動量ΔR(k)
=R(k)−R(k−1)を検出する抵抗変動検出部1
3と、前記抵抗変動検出部13で検出された前記変動量
ΔR(k)と予め定められた規格値とを比較し前記変動
量ΔR(k)が前記規格値以上か否かを判定する判定部
14と、前記パルス発生部11で発生された前記定電流
パルスが前記被測定端子2a,2b間に印加される回数
を制御する制御部15とを含んでいる。
作を説明する。
定端子間に、電気検査装置10のパルス発生部11で発
生する所定の定電流パルスが、予め定められた回数(n
回)だけ印加されるように、制御部15で制御される。
この際、1パルス毎に測定部12で前記被測定端子間の
電圧を測定しこの測定結果電圧値と印加された定電流パ
ルスの電流値とから被測定端子間の配線抵抗値が算出さ
れる。変動検出部13では、定電流パルスがk番目(2
≦k≦n)のときの当該被測定端子間の抵抗値の変動量
ΔR(k)=R(k)−R(k−1)が算出される。ま
た、判定部14で、この変動量ΔR(k)と予め定めら
れた判定規格値とが比較される。この結果、予め定めら
れた回数(n回)の全てのパルスで前記変動量ΔR
(k)が前記判定規格値未満であれば当該端子間の前記
配線を正常とし、1回でも前記変動量ΔR(k)が前記
判定規格値以上の場合は当該端子間の前記配線を異常と
する。予め定められた回数のパルス印加が終了した後、
この判定結果情報が、必要な関連情報(基板のロット番
号、シリアル番号、基板上の対象配線位置等必要に応じ
て定められる)と共に図示されていない記憶手段に格納
される。
して、この一連の動作が実施される。
正常な絶縁状態或いは完全な断線状態のような場合、パ
ルス発生部11からの出力電圧値が予め定められた値に
達すると図示されていない保護回路が作動してパルス発
生部11からの出力は遮断され、当該被測定端子間の電
圧は0Vになると共に、測定結果はオーバフロー表示さ
れるように構成されている。
部の具体的な検出方法について説明する。尚、以下の説
明において、印加される定電流パルスの電流値は一定で
あるものとする。
説明するための図で、分図(イ)は疑似導通箇所及び疑
似絶縁箇所を含んだ印刷配線の接続を示す模式図、分図
(ロ)は被測定端子間に印加する定電流パルス波形の模
式図、分図(ハ)は分図(ロ)の定電流パルスを端子
(A,C)−B間或いは端子(A,B,C)−(D,
E)間に印加した際にそれぞれの端子間で観測される電
圧波形の模式図、分図(ニ)と(ホ)は、それぞれ分図
(ロ)の定電流パルスを端子D−E(又はF−G)間、
端子(D,E)−(F,G)間に印加した際にそれぞれ
の端子間で観測される電圧波形の模式図である。
及びF−G間は正常な配線、端子(D,E)−(F,
G)間は正常な絶縁状態、端子(A,C)−B間及び端
子(A,B,C)−(D,E)間はルーズコンタクト部
が潜在しているものとする。
の電気検査においては、図2(ニ)の測定結果電圧の模
式図に示されているとおり、印加される定電流パルスに
より発生する配線自体のジュール熱のため、配線の抵抗
値は徐々に大きくなるが、変動量としては極僅か(高
々、数%未満)であり、判定規格値(通常、20%前
後)より十分小さい値である。従って、端子D−E間の
配線は正常と判定される。
うに正常な絶縁状態にある配線間の電気検査において
は、図2(ロ)の定電流パルスを印加しても、電流が流
れず保護回路が作動してパルス発生部11からの出力は
遮断されて被測定端子(D,E)−(F,G)間は電圧
0Vとなる。従って、測定結果は、図2(ホ)に示され
るとおり電圧パルスは現れない。又、変動検出部13で
算出される抵抗値はオーバーフローとなり、パルス毎の
変動も無意味であり、変動無しとして扱われる。
(A,B,C)−(D,E)間のようにルーズコンタク
ト部(疑似導通部)4或いはルーズコンタクト部(疑似
絶縁部)5が潜在している場合、このルーズコンタクト
部4或いは5は、印加される定電流パルスによってその
接触が解除されたり、或いは逆に絶縁膜が破壊されて溶
着されるなど、パルス毎に状態が変化し抵抗値が大きく
変動する。従って、端子(A,C)−B間或いは端子
(A,B,C)−(D,E)間で測定される電圧は、図
2(ハ)に模式的に示されるとおり大きく変動する。
導通配線或いは端子(D,E)−(F,G)間のように
正常な絶縁状態にある配線間であれば、パルス毎の抵抗
値は徐々に極僅かだけ大きくなる或いは見かけ上の抵抗
値でほとんど変動しないことから、本実施形態の電気検
査装置を用いてパルス毎の抵抗値変動量を検出し、適切
な判定規格値で判定することにより、潜在しているルー
ズコンタクトを容易に検出することができる。
流値が各パルス間で一定で有れば、あらためて抵抗値を
算出するまでもなく、測定結果電圧値の変動量を印刷配
線の正常・異常を判定するためのパラメータとすること
ができる。
出し、この抵抗値の変動量で印刷配線の正常・異常を判
定するようにすれば、定電流パルスの電流値を1パルス
毎に変化させることも可能である。
線板の電気検査方法を示すフローチャートである。
は、印刷配線板に印刷された配線の疑似導通或いは互い
に絶縁された異なる配線間の疑似絶縁の有無を検査する
印刷配線板の電気検査方法であって、被測定端子間に所
定の電流値、パルス幅及びパルス間隔に設定された定電
流パルスを予め定められた回数(n回)印加する定電流
パルス印加ステップS1と、この定電流パルス印加ステ
ップの1定電流パルス毎に前記被測定端子間の電圧を測
定し前記定電流パルスの電流値とこの測定結果電圧値と
から前記被測定端子間の抵抗値を算出する測定ステップ
S2と、前記定電流パルス印加ステップS1のi番目
(1≦i≦n)の定電流パルスのときに前記測定ステッ
プS2で測定された前記測定端子間の抵抗値をR(i)
と表すとき前記定電流パルス印加ステップS1のk番目
(2≦k≦n)の前記定電流パルスでの算出抵抗値R
(k)の変動量ΔR(k)=R(k)−R(k−1)を
検出する変動検出ステップS3と、この変動検出ステッ
プS3で検出された前記変動量ΔR(k)と予め定めら
れた判定規格値とを比較し、前記変動量ΔR(k)が前
記判定規格値未満であれば当該端子間を正常とし、前記
変動量が前記判定規格値以上の場合は当該端子間を異常
として、当該被検査対象の関連する情報と共に判定結果
情報を記憶する判定ステップS4とを含んでいる。
印刷配線板の電気検査方法の作用について説明する。
いて、検査対象となる配線に接続されている被測定端子
を選択し、この被測定端子間に所定の電流値、パルス幅
及びパルス間隔に設定された定電流パルスがn回印加さ
れる。
定電流パルス1回毎に測定部12で前記端子間の電圧を
測定し、この測定結果電圧値と定電流パルスの電流値と
から抵抗値(見かけ上の抵抗値も含めて)が算出され。
今、仮に当該被測定端子に対する前記定電流パルスがi
番目(1≦i≦n)のときに算出された当該被測定端子
間の抵抗値をR(i)と表すことにする。
変動検出部13により、k番目(2≦k≦n)の定電流
パルスでの当該被測定端子間の算出抵抗値R(k)の変
動量ΔR(k)=R(k)−R(k−1)が算出され
る。
部14で変動検出テップS3で算出された変動量ΔR
(k)と予め定められた判定規格値とを比較し、前記変
動量ΔR(k)が前記判定規格値未満であれば当該端子
間の前記配線を正常とし、前記変動量ΔR(k)が前記
判定規格値以上の場合は当該端子間の前記配線を異常と
する情報が、必要な関連情報(基板のロット番号、シリ
アル番号、基板上の対象配線位置等必要に応じて定めら
れる)と共に図示されていない記憶手段に格納される。
気検査方法によれば、配線にルーズコンタクトが潜在し
ていても、所定の定電流パルスを複数回印加し、1パル
ス毎に観測される抵抗値を算出し、更に直前のパルスで
算出された抵抗値からの変動量を算出して予め定められ
た判定規格値と比較し、判定することでルーズコンタク
トを容易に検出することができる。
による具体的実験結果の例を説明する。
クトを故意に含ませた試料を準備し、パルス間隔をパル
ス幅Ptの2倍として、パルス幅Pt:4水準、パルス
電流PA:4水準を設定し、各水準の組み合わせで、欠
陥検出率を調べたところ、表−1の結果が得られた。
尚、試料数は各水準20個、パルスの印加数は10パル
スとし、不良判定基準として、パルス毎の抵抗値の変
動、つまり(この場合電流パルスの電流値が一定である
ので)、パルス毎の電圧変動が20%以上のものをルー
ズコンタクトが潜在する異常配線と判定した。
出し得る条件は、定電流パルスの電流値=1.0A(回
路定格の2倍)、パルス幅=15ms以上であることが
判明した。
板の電気検査装置或いは電気検査方法を用いることによ
り、被検査配線にルーズコンタクトのような欠陥が潜在
していても、これを確実に検出できるため、印刷配線板
自身の信頼性向上と共に、欠陥が潜在している印刷配線
板の後工程への流出を防止でき、部品実装も含む仕損費
発生を防止できるという効果がある。
査装置の概略ブロック図である。
検査方法によるルーズコンタクト部の検出方法を説明す
るための図で、分図(イ)は疑似導通箇所及び疑似絶縁
箇所を含んだ印刷配線の接続を示す模式図、分図(ロ)
は被測定端子間に印加する定電流パルス波形の模式図、
分図(ハ)は分図(ロ)の定電流パルスを端子(A,
C)−B間或いは端子(A,B,C)−(D,E)間に
印加した際にそれぞれの端子間で観測される電圧波形の
模式図、分図(ニ)と(ホ)は、それぞれ分図(ロ)の
定電流パルスを端子D−E(又はF−G)間、端子
(D,E)−(F,G)間に印加した際にそれぞれの端
子間で観測される電圧波形の模式図である。
査方法を示すフローチャートである。
である。
Claims (4)
- 【請求項1】 印刷配線板に印刷された配線の潜在欠陥
の有無を検査する印刷配線板電気検査装置であって、所
定の電流値、パルス幅及びパルス間隔の定電流パルスを
予め定められた回数(n回とする)被検査対象配線毎に
発生するパルス発生部と、このパルス発生部で発生され
た前記定電流パルスが前記被検査対象配線の被測定端子
間に印加された際の前記被測定端子間の電圧を1パルス
毎に測定しこの測定された電圧値と前記定電流パルスの
定電流値とから前記被測定端子間の抵抗値を算出する測
定部と、前記被測定端子間に印加される前記定電流パル
スがi番目(1≦i≦n)のときの前記測定部で算出さ
れた前記抵抗値をR(i)と表すときk番目(2≦k≦
n)の前記定電流パルスでの算出抵抗値R(k)の変動
量ΔR(k)=R(k)−R(k−1)を検出する変動
検出部と、この変動検出部で検出された前記変動量ΔR
(k)と予め定められた判定規格値とを比較し前記変動
量ΔR(k)が前記判定規格値以上か否かを判定する判
定部と、前記パルス発生部で発生された前記定電流パル
スが被検査対象配線に印加される回数を制御する制御部
とを含み、且つ印加される前記定電流パルスの電流値が
前記被検査対象配線の最大定格電流値の2倍以上且つ4
倍以下に設定されていることを特徴とする印刷配線板の
電気検査装置。 - 【請求項2】 印刷配線板に印刷された配線の潜在欠陥
の有無を検査する印刷配線板の電気検査方法であって、
被測定端子間に被検査対象配線の最大定格電流値の2倍
以上且つ4倍以下の電流値で、所定のパルス幅及びパル
ス間隔に設定された定電流パルスを予め定められた回数
(n回とする)印加する定電流パルス印加ステップと、
この定電流パルス印加ステップの1定電流パルス毎に前
記被測定端子間の電圧を測定し前記定電流パルスの電流
値とこの測定結果電圧値とから前記被測定端子間の抵抗
値を算出する測定ステップと、前記定電流パルス印加ス
テップのi番目(1≦i≦n)の定電流パルスのときに
前記測定ステップで測定された前記測定端子間の抵抗値
をRi)と表すとき前記定電流パルス印加ステップのk
番目(2≦k≦n)の前記定電流パルスでの算出抵抗値
R(k)の変動量ΔR(k)=R(k)−R(k−1)
を検出する変動検出ステップと、この変動検出ステップ
で検出された前記変動量ΔR(k)と予め定められた判
定規格値とを比較し、前記変動量ΔR(k)が前記判定
規格値未満であれば当該端子間を正常とし、前記変動量
が前記判定規格値以上の場合は当該端子間を異常とし
て、当該被検査対象の関連する情報と共に判定結果情報
を記憶する判定ステップとを含むことを特徴とする印刷
配線板の電気検査方法。 - 【請求項3】 前記定電流パルスの電流値が前記被検査
対象配線の最大定格電流値の2倍,3倍,4倍のとき、
前記パルス幅がそれぞれ15msec以上,10mse
c以上,10msec以上である請求項1記載の印刷配
線板の電気検査装置。 - 【請求項4】 前記定電流パルスの電流値が被検査対象
配線の最大定格電流値の2倍,3倍,4倍のとき、パル
ス幅がそれぞれ15msec以上,10msec以上,
10msec以上である請求項2記載の印刷配線板の電
気検査方法。
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