JP3214415B2

JP3214415B2 - 基板検査装置および基板検査方法

Info

Publication number: JP3214415B2
Application number: JP29831697A
Authority: JP
Inventors: 宗寛山下; 理夫戎田
Original assignee: Nidec Read Corp
Current assignee: Nidec Read Corp
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2001-10-02
Anticipated expiration: 2017-10-30
Also published as: EP0919820A2; EP0919820A3; JPH11133089A; US20010013783A1; US6462556B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板検査装置に関
し、特に、静電容量を用いた配線の検査に関する。

【０００２】

【従来技術】特開平４−２４８４７７号公報には、フラ
イングプローブ方式のプリント基板検査装置が開示され
ている。かかる検査装置は、検査対象の基板を載置する
ＸＹテーブルを駆動するＸ軸サーボ部およびＹ軸サーボ
部、プローブヘッドをＺ軸サーボ部を備えている。所望
のパターンのパット部の上にプローブヘッドが位置する
ように、前記ＸＹテーブルを移動させ、プローブヘッド
がパターンに当接するように、Ｚ軸サーボ部を駆動さ
せ、当該パターンの導通／短絡を検査する。そして、そ
のパターンの検査が終了すると、プローブヘッドがその
パターンから離れるようにＺ軸サーボ部を駆動させてか
ら、つぎの検査対象のパターンのパット部の上にプロー
ブヘッドが位置するように、前記ＸＹテーブルを動か
す。

【０００３】これにより、パット部の位置データのみを
変更するだけで、どの様な基板でも検査することができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記検査装置
においては、以下の様な問題があった。あるパッドから
つぎのパッドまで移動させるのに、プローブヘッドを検
査済のパッドから離してからでないとＸＹテーブルの移
動ができない。したがって、一つのプリントパターンに
ついて、仮に数ｍｓｅｃ程度のＺ軸移動時間が必要であ
ったとすると、基板１枚あたり数千回の検査を行なうと
すると、基板１枚に対し、数十秒のＺ軸移動時間を要す
ることとなる。

【０００５】また、プローブヘッドの先端を前記パット
部に当接させると、そのパット部にキズがつく。特に、
ファインピッチのパット部については、大きさが小さい
ので前記キズによる悪影響が大きくなる。

【０００６】この発明は、上記のような問題を解決し、
検査対象の配線を痛めることなく、かつ素早い検査が可
能なプリント基盤基板検査装置およびその方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の基板検査装置
においては、Ａ）被検査基板のいずれかの検査対象配線
の一端側の端部と非接触結合される第１の端子、Ｂ）前
記第１の端子を、前記被検査基板の検査対象配線が形成
されている面上を、前記非接触状態を保持したまま移動
させる移動手段、Ｃ）定電圧源および前記定電圧源から
出力される直流信号を継断させることにより、電圧値が
急激に変化する試験信号を生成するスイッチ手段を備え
た試験信号供給手段、Ｄ）前記非接触結合された検査対
象配線の他端側の端部に前記試験信号供給手段で生成さ
れた試験信号を供給する第２の端子、Ｅ）前記非接触結
合された検査対象配線から検出される検出信号に基づい
て、被検査基板の検査対象配線の導通短絡判定を行なう
判定手段であって、前記スイッチ手段の１回の継断によ
り、前記試験信号が急激な変化を生じた以後に前記第１
の端子に接続された接地抵抗に生じた最大電圧値によっ
て前記配線の導通状態を判定する判定手段を備えてい
る。

【０００８】請求項２の基板検査装置においては、Ａ）
被検査基板のいずれかの検査対象配線の一端側の端部と
非接触結合される第１の端子、Ｂ）前記第１の端子を、
前記被検査基板の検査対象配線が形成されている面上
を、前記非接触状態を保持したまま移動させる移動手
段、Ｃ）定電圧源および前記定電圧源から出力される直
流信号を継断させることにより、電圧値が急激に変化す
る試験信号を生成するスイッチ手段を備えた試験信号供
給手段、Ｄ）前記非接触結合された検査対象配線の他端
側の端部に前記試験信号供給手段で生成された試験信号
を供給する第２の端子、Ｅ）前記非接触結合された検査
対象配線から検出される検出信号に基づいて、被検査基
板の検査対象配線の導通短絡判定を行なう判定手段であ
って、前記スイッチ手段の継断により、前記試験信号が
急激な変化を生じた以後に前記第１の端子に接続された
接地抵抗に生じた最大電圧値に基づいて、前記配線の導
通状態を判定する判定手段を備えた基板検査装置であっ
て、前記試験信号供給手段は、前記スイッチング手段を
１回継断させることにより、１回のみ急激な変化を生じ
る試験信号を供給し、前記判定手段は、前記最大電圧値
が、予め設定された下限基準値と上限基準値との間にあ
るか否かで、前記配線の導通状態を判定することを特徴
とする。

【０００９】請求項３の基板検査装置においては、前記
第２の端子は前記検査対象配線の他端側の端部と接触し
ている。

【００１０】請求項４の基板検査装置においては、前記
第２の端子は前記検査対象配線の他端側の端部と非接触
結合している。

【００１１】請求項５の基板検査方法においては、被検
査基板の検査対象配線に第１の端子を非接触結合させる
とともに、前記検査対象配線に第２の端子から試験信号
を供給して検査対象配線の導通短絡判定を行なう基板検
査方法であって、前記検査対象配線に対して第１の端子
を非接触結合させて導通短絡判定が終了すると、前記第
１の端子を前記被検査基板と非接触結合可能な距離離れ
た状態を保持したまま、前記検査対象配線が形成されて
いる面上を移動させて、つぎの検査対象配線の一端側の
端部と前記第１の端子とを非接触結合させ、前記第１の
端子と前記第２の端子との間を流れる電流に基づいて、
被検査基板の検査対象配線の導通短絡判定を行なう基板
検査方法において、直流信号を継断させることにより生
成した急激な電圧変化を有する信号を前記試験信号とし
て用い、前記試験信号が１回急激な変化を生じた以後に
この一回の変化に応じて前記第１の端子に接続された接
地抵抗に生じた一回の最大電圧値によって前記配線の導
通状態を判定する。

【００１２】

【００１３】

【００１４】この発明において、「基板」とは、配線を
形成し得る基材、または現に配線を形成した基材をい
い、材質、構造、形状、寸法等を問わない。たとえば、
ガラスエポキシ基板、フィルム状の基板等の他、ＣＰＵ
等の回路素子を搭載するためのパッケージ等も含む。さ
らに、ガラスエポキシ基板等にソケットなどを搭載した
複合基板や、回路素子を搭載した基板も含む。

【００１５】「配線」とは、導電を目的とした導体をい
い、材質、構造、形状、寸法等を問わない。基板に形成
されたプリントパターンやスルーホール、ピン等の他、
基板に取り付けられた電気コード、ソケット、コネク
タ、ピンなどにおける導電部分等も含む概念である。

【００１６】「配線の一端」、「配線の他端」とは、配
線のうち検査のための信号の入力点または出力点となる
箇所をいい、材質、構造、形状、寸法等を問わない。プ
リントパターンの検査用端、コネクタ接続用端、接続用
ピン、ボンデングワイヤ等を接続するためのパッド、回
路素子やソケットを接続するためのパッド、基板に取り
付けられたソケットに設けられた差込み部やコネクタの
入出力端など、他の部品との電気的な接続点となる箇所
のほか、配線内の任意の箇所を含む。

【００１７】「非接触結合」とは、２以上の部材を、絶
縁された状態で信号の授受をおこない得るように結び付
けることをいい、実施形態では、静電容量を用いて結び
つける静電結合が該当する。ただし、実施形態に限定さ
れるものではない。

【００１８】「信号」とは、検査のために用いられる信
号をいい、電圧または電流のいずれをも含む概念であ
る。正弦波などの交流信号の他、直流信号、矩形状の信
号、三角状の信号、パルス状の信号等も含まれる。

【００１９】「非接触結合された検査対象配線から検出
される検出信号に基づいて」とは、前記検出信号の電圧
そのものまたは当該電圧に対応若しくは関連する物理量
に基づいて、の意である。したがって、当該電圧の他、
たとえば、当該電圧に対応若しくは関連する電流や、そ
の積分値、微分値等も含まれる。

【００２０】「配線の導通状態の検出」とは、配線の断
線やショートの検出の他、半断線の検出など、配線の抵
抗値の検出なども含む概念である。

【００２１】「急激な変化を有する信号」とは、電圧ま
たは電流等の単位時間当りの変化量が大きい信号をい
い、例えばステップ状の立上がり若しくは立ち下がりを
有する直流信号または三角状の信号、矩形状の信号、パ
ルス状の信号等が含まれる。

【００２２】

【発明の作用および効果】請求項１の基板検査装置にお
いては、前記第１の端子は、被検査基板のいずれかの検
査対象配線の一端側の端部と非接触結合される。前記移
動手段は、前記第１の端子を、前記被検査基板の検査対
象配線が形成されている面上を、前記非接触状態を保持
したまま移動させる。試験信号供給手段は、前記非接触
結合された検査対象配線の他端側の端部に試験信号を供
給する。前記判定手段は、前記非接触結合された検査対
象配線から検出される検出信号に基づいて、被検査基板
の検査対象配線の導通短絡判定を行なう。したがって、
前記第１の端子を基板表面に近づく方向及び遠ざかる方
向への移動が不要となる。これにより、検査時間を短く
することができる。また、前記導通短絡判定は前記一端
側の端子と非接触で行なえるので、前記一端側の端子に
きずがつくことがない。また、前記試験信号供給手段
は、定電圧源および前記定電圧源から出力される直流信
号を継断させることにより、電圧値が急激に変化する試
験信号を生成するスイッチ手段を備え、前記判定手段
は、前記スイッチ手段の１回の継断により、前記試験信
号が急激な変化を生じた以後に前記第１の端子に接続さ
れた接地抵抗に生じた最大電圧値に基づいて、前記配線
の導通状態を判定する。したがって、検査時間を短くす
ることができる。また、この結果、ハムノイズ等の影響
を受けにくい基板検査装置を提供することができる。

【００２３】請求項２の基板検査装置においては、前記
試験信号供給手段は、前記スイッチング手段を１回継断
させることにより、１回のみ急激な変化を生じる試験信
号を供給し、前記判定手段は、前記最大電圧値が、予め
設定された下限基準値と上限基準値との間にあるか否か
で、前記配線の導通状態を判定する。したがって、検査
時間を短くすることができる。また、この結果、ハムノ
イズ等の影響を受けにくい基板検査装置を提供すること
ができる。

【００２４】請求項５の基板検査方法においては、前記
検査対象配線に対して第１の端子を非接触結合させて導
通短絡判定が終了すると、前記第１の端子を前記被検査
基板と非接触結合可能な距離離れた状態を保持したま
ま、前記検査対象配線が形成されている面上を移動させ
て、つぎの検査対象配線の一端側の端部と前記第１の端
子とを非接触結合させ、前記第１の端子と前記第２の端
子との間で検出される信号に基づいて、被検査基板の検
査対象配線の導通短絡判定を行なう。したがって、前記
第１の端子を基板表面に近づく方向及び遠ざかる方向へ
の移動が不要となる。これにより、検査時間を短くする
ことができる。また、前記導通短絡判定は前記一端側の
端子と非接触で行なえるので、前記一端側の端子にきず
がつくことがない。また、直流信号を継断させることに
より、急激な変化を有する信号を前記試験信号として用
い、前記試験信号が１回急激な変化を生じた以後にこの
一回の変化に応じて前記第１の端子に接続された接地抵
抗に生じた一回の最大電圧値によって前記配線の導通状
態を判定する。したがって、検査時間を短くすることが
できる。また、この結果、ハムノイズ等の影響を受けに
くい基板検査方法を提供することができる。

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。

【００３０】１．概略図１に、静電容量を用いた基板検査装置であるベアボー
ドテスタ１の機能構成を示す。このベアボードテスタ１
は、回路素子が取り付けられる前のプリント基板（ベア
ボード）のプリントパターンなどの導通／非導通等を検
査する装置である。

【００３１】ベアボードテスタ１は、信号処理部７、プ
ローブ部４０、ヘッド駆動部２２、２４、ヘッド５２、
５４を備えている。信号処理部７は、スイッチ部ＳＷ
ｐ、スイッチ部ＳＷｈ、信号源４６、信号検出部４８、
およびコンピュータ４４を有する。

【００３２】ヘッド５２、５４は、後述するように、ヘ
ッド駆動部２２、２４によってそれぞれ、基板の表面を
移動する。信号源４６から出力された試験信号は、スイ
ッチ部ＳＷｈ，ＳＷｐによって、所望の検査対象配線に
与えられる。また、検査対象配線に与えられた試験信号
は、スイッチ部ＳＷｈ，ＳＷｐによって、ヘッド５２、
ヘッド５４または選択されたプローブにて検出される。
検出された検出信号は、図１に示す信号検出部４８にお
いて所定の処理がなされたあと、コンピュータ４４に与
えられる。コンピュータ４４は、与えられた信号に基づ
いて、スイッチ部ＳＷｐおよびスイッチ部ＳＷｈにより
選択されたプリントパターンの導通または短絡状態を判
定する。

【００３３】1)基板について検査の対象となる基板について、図２を用いて説明す
る。本実施形態においては、図２に示すように、表面に
プリントパターンおよびその一端側のパッド、裏面にそ
の他端側のパッドが形成された基板を用いた。

【００３４】基板３２の表面には、検査対象配線である
複数のプリントパターン３４ａ、３４ｂ、・・・が形成
されている。これら複数のプリントパターン３４ａ、３
４ｂ、・・・を、まとめてプリントパターン部３４と呼
ぶ。プリントパターン３４ａ、３４ｂ、・・・の一端
は、基板３２の裏にそれぞれ、パッド３６ａ、３６ｂ、
・・・が形成されている。パッド３６ａ、３６ｂ、・・
・をまとめて、パッド部３６と呼ぶ。パッド部３６は、
後述するプローブ部４０を接触させることができる程度
にラフパターンで構成されている。プリントパターン３
４ａ、３４ｂ、・・・の他端は、それぞれパッド３８
ａ、３８ｂ、・・・となっている。パッド３８ａ、３８
ｂ、・・・をまとめて、パッド部３８と呼ぶ。パッド部
３８には、チップが実装されるために、隣接する各パッ
ド３８ａ、３８ｂ、・・・の配列ピッチは極めて小さい
（ファインピッチ（高密度））。

【００３５】2)プローブおよび非接触ヘッドについてプローブおよび非接触のヘッドについて説明する。図１
に示すベアボードテスタ１は、基板３２のパッド３６
ａ、３６ｂ、・・・と電気的に接続される複数のプロー
ブ４０ａ、４０ｂ、・・・を備えている。複数のプロー
ブ４０ａ、４０ｂ、・・・を、まとめてプローブ部４０
と呼ぶ。プローブ部４０には、第１のスイッチ手段であ
るスイッチ部ＳＷｐが接続されている。スイッチ部ＳＷ
ｐは、コンピュータ４４からの切替命令に基づいて切換
えられ、信号源４６または信号検出部４８と接続するプ
ローブを切換える。

【００３６】基板３２のパッド部３８の各パッドの上に
は、コンピュータ４４からの移動命令に基づいて、所望
のパッド上に位置するように、ＸＹ方向に移動可能なヘ
ッド５２、５４が設けられている。ヘッド５２、５４に
ついて、図３、図４を用いて説明する。

【００３７】図３、図４に示すように、ヘッド５２には
シャフト６３が貫通可能な貫通孔が形成されている。し
たがって、ヘッド５２は、図１に示すヘッド駆動部２２
によって、シャフト６３に沿ってＹ方向またはその逆方
向に移動可能である（図３参照）。シャフト６３も同様
に、シャフト６１、６２が貫通可能な貫通孔が形成され
ており、シャフト６１、６２に沿ってＸ方向またはその
逆方向に移動可能である。これにより、ヘッド５２は検
査対象領域７１内の所望のパッド上に位置することがで
きる。

【００３８】ヘッド５４についても、同様に、シャフト
６４に沿って、Ｙ方向またはその逆方向に移動可能であ
り、このシャフト６４は、シャフト６１、６２に沿って
Ｘ方向またはその逆方向に移動可能である。

【００３９】図４に示すように、ヘッド５２の先端５２
ａは、基板保持板２に載置された検査対象の基板３２の
パッド上に位置する。基板３２と先端５２ａの関係につ
いて、図５Ａを用いて説明する。本実施形態において
は、基板３２の表面を絶縁シート３３で覆い、この絶縁
シート３３に先端５２ａを当接させた。これにより、基
板３２のパッド部３８の各パッドと先端５２ａが一定の
距離（絶縁シート３３の厚み）離れた状態が保たれる。
したがって、ヘッド５２をＸＹ方向に移動させても、一
定の容量の静電結合関係が構成される。

【００４０】なお、絶縁シート３３をヘッド５２の先端
５２ａが滑りやすい材質とした。また、先端５２ａの形
状を球状とすることにより、ヘッド５２をＸＹ方向に移
動させる際に、スムーズに移動可能とした。しかし、ヘ
ッドの形状については、かかる球状に限定されず、ヘッ
ド５２をＸＹ方向に移動させる際に、スムーズに移動可
能な形状であればどの様な形状でもよく、例えば、図５
Ｂ、図５Ｃにそれぞれ示す様に、円柱形状の角を面取り
（Ｃ面加工）、丸め処理（Ｒ処理）等行なってもよい。

【００４１】なお、本実施形態においては、ヘッド５
２、５４が第１の端子に該当し、プローブ４０ａ、４０
ｂ、・・・がそれぞれ第２の端子に該当し、非接触結合
された検査対象配線の他端側の端部に接触して試験信号
を供給する。

【００４２】4)スイッチ部ＳＷｈ，ＳＷｐについてつぎに、図６を用いて、各スイッチ部について説明す
る。

【００４３】プローブ部４０を切換えるスイッチ部ＳＷ
ｐは、図６に示すように、複数のスイッチＳＷｐ１、Ｓ
Ｗｐ２、・・・を備えている。各スイッチは、図１に示
すコンピュータ４４の指示により継断され、信号源４６
から与えられる信号を、プローブ部４０の所望のプロー
ブに与える。なお、スイッチＳＷｐ１ａは電力供給を行
なう場合の選択スイッチであり、スイッチＳＷｐ１ｂは
リターン側の選択スイッチである。

【００４４】ヘッド５２は、スイッチ部ＳＷｈ１および
ＳＷ１１によって、接続状態が切換えられる。なお、ス
イッチＳＷｈ１ａは電力供給を行なう場合の選択スイッ
チであり、スイッチＳＷｈ１ｂは、アンプに接続するス
イッチである。また、スイッチＳＷ１１は、ピークホー
ルド回路に接続するアンプを選択するスイッチである。

【００４５】例えば、図２に示すパターン３４ａの導通
をチェックする場合には以下の様に各スイッチが切換え
られる。ここでは、パターン３４ａの端部パッド３６ａ
に当接しているスイッチが図６に示すスイッチＳＷｐ１
であるものとする。まず、スイッチＳＷｈ１のスイッチ
ＳＷｈ１ｂをオンとし、スイッチＳＷｈ１ａをオフとす
る。さらに、スイッチＳＷ１１をオンにする。そして、
スイッチＳＷｐ１ａをオンとし、スイッチＳＷｐ１ｂを
オフとする。これにより、パッド３６ａに信号源４６か
ら与えられた信号が印加され、ヘッド５２で検出された
信号がアンプＡｐ１に与えられる。

【００４６】なお、ヘッド５４についてもヘッド５２と
同様に、スイッチ部ＳＷｈ２およびＳＷ１２によって接
続状態が切換えられる。

【００４７】また、図２に示すパターン１３４ｇの導通
をチェックする場合には、ヘッド５２、５４間で導通検
査することとなるので、パッド１３４ｇにヘッド５４に
信号源４６から与えられた信号を印加し、ヘッド５２に
て検出できるように、図６に示すスイッチＳＷｈ１、Ｓ
Ｗｈ２を切換えればよい。例えば、スイッチＳＷｈ１の
スイッチＳＷｈ１ｂをオンとし、スイッチＳＷｈ１ａを
オフにする。さらに、スイッチＳＷ１１をオンにする。
そして、スイッチＳＷｈ２のスイッチＳＷｈ２ｂをオフ
とし、スイッチＳＷｈ２ａをオンとすればよい。

【００４８】なお、逆に、スイッチＳＷｈ２のスイッチ
ＳＷｈ２ｂをオンとし、スイッチＳＷｈ２ａをオフと
し、スイッチＳＷｈ１のスイッチＳＷｈ１ｂをオフと
し、スイッチＳＷｈ１ａをオンする。さらに、スイッチ
ＳＷ１２をオンにするようにしてもよい。

【００４９】また、図２に示すパターン３４ａとパター
ン３４ｂの短絡をチェックする場合には、パッド３６ａ
とパッド３６ｂ間の短絡検査することとなるので、パッ
ド３６ａに信号源４６から与えられた信号を印加し、パ
ッド３６ｂに接地電位を与える。すなわち、例えば、パ
ッド３６ａに当接しているスイッチが図６に示すスイッ
チＳＷｐ１である場合には、スイッチＳＷｐ１ａをオン
とし、スイッチＳＷｐ１ｂをオフとする。そして、パッ
ド３６ｂに当接しているスイッチが図６に示すスイッチ
ＳＷｐ２である場合には、スイッチＳＷｐ２ａをオフと
し、スイッチＳＷｐ１ｂをオンとすればよい。

【００５０】また、図２に示すパターン１３４ｇとパタ
ーン１３４ｈとの短絡をチェックする場合には、ヘッド
５２、５４間で短絡していないかを検査することとなる
ので、例えば、パッド１３４ｇにヘッド５４に信号源４
６から与えられた信号を印加し、ヘッド５２から検出す
るように、図６に示すスイッチＳＷｈ１、ＳＷｈ２を切
換えればよい。この場合、スイッチＳＷｈ１のスイッチ
ＳＷｈ１ｂをオンとし、スイッチＳＷｈ１ａをオフす
る。さらに、スイッチＳＷ１１をオンにする。そして、
スイッチＳＷｈ２のスイッチＳＷｈ２ｂをオフとし、ス
イッチＳＷｈ２ａをオンとすればよい。

【００５１】4)信号処理についてつぎに、図１に示す信号源４６および信号検出部４８に
おける信号処理について説明をする。ここでは、図２に
示すパッド３６ａにスイッチＳＷｐ１が、パッド３６ｂ
にスイッチＳＷｐ２が、パッド３６ｃにスイッチＳＷｐ
３が・・・当接しており、ヘッド５２をパッド３８ａ、
３８ｂ、３８ｃ・・・と移動させ、パターン３４ａ、３
４ｂ，３４ｃ・・・の導通を順次チェックする場合につ
いて説明する。

【００５２】まず、コンピュータ４４は、図１に示すヘ
ッド駆動部２２に、ヘッド５２をパッド３８ａ上に位置
させる駆動命令を与える。これにより、ヘッド５２は絶
縁シート３３に当接して、パッド３８ａ上に移動する。
これにより、ヘッド５２はパッド３８ａと静電結合可能
となり、図７に示すような等価回路が形成されることと
なる。なお、この場合、抵抗Ｒ1はスイッチＳＷｐ１ａ
およびＳＷｈ１ｂの内部抵抗を表わし、抵抗Ｒ2は基板
３２のプリントパターン３４ａの抵抗を表わし、抵抗Ｒ
3は信号検出部４８内の接地抵抗を表わす。また、静電
容量Ｃ1は、ヘッド５２の端部５２ａと、絶縁シート３
３（図５参照）と、パッド３８ａ（図５参照）とにより
形成されたコンデンサを表わす。Ｅは、信号源４６の直
流電圧を表わす。

【００５３】図８を用いて、信号処理の際のスイッチの
切換えタイミングについて説明する。なお、図８におい
ては、説明の便宜上、スイッチ部ＳＷｐ、ＳＷｈを構成
するスイッチのうち、一部のスイッチについての記載を
省略している。

【００５４】この実施形態においては、信号源４６とし
て定電圧源を用いているので、図７に示すスイッチ部Ｓ
Ｗｐには、信号源４６から一定電圧Ｅが与えられる。
（図８、（ａ）参照）。コンピュータ４４は、スイッチ
部ＳＷｈ１に指示を送り、スイッチＳＷｈ１ｂをＯＮと
し（図８、（ｃ）参照）、スイッチＳＷｈ１ａをＯＦＦ
とするとともに、ＳＷ１１をＯＮとする。そして、コン
ピュータ４４は、スイッチ部ＳＷｐに指示を送り、スイ
ッチＳＷｐ１ａをオン（ＯＮ）とし、スイッチＳＷｐ１
ｂをオフ（ＯＦＦ）とする（図６、図８（ｂ）参照）。

【００５５】上述のスイッチＳＷｐ１ａがＯＮとなった
とき、図７に示す等価回路が閉じて、下記の電流ｉが流
れる、ｉ＝E/(R1+R2+R3)・exp(-αt) (1) ここで、α＝1/{(R1+R2+R3)・C1}である。

【００５６】したがって、アンプ７４への入力電圧Ｖx
は、下記の式(3)で表される。

【００５７】Ｖx＝Ｒ3・i・・・(3) 式(1)、式(3)より、アンプ７４への入力電圧Ｖxは、下記
の式(4)で表される。

【００５８】Ｖx＝Ｒ3・E/(R1+R2+R3)・exp(-αt) (4) ここで、α＝1/{(R1+R2+R3)・C1}である。

【００５９】電圧Ｖxは、アンプ７４により増幅された
のち、ピークホールド回路７６により、その最大値（図
８、（ｄ）の電圧Ｖaに対応する値）が検出され保持さ
れる。ピークホールド回路７６は、Ｄ／Ａコンバータ
（図示せず）を備えており、デジタル化された前記最大
値がコンピュータ４４に送られる。なお、ピークホール
ド回路７６の機能の一部を、コンピュータ４４を用いて
実現することもできる。

【００６０】コンピュータ４４は、当該最大値に基づい
て、基板３２のプリントパターン３４ａの導通状態を判
定する。式(4)から分かるように、アンプ７４への入力
電圧Ｖxは、ほぼ、スイッチＳＷｐ１ａがＯＮとなると
同時に、最大の電圧Ｖa（＝R3/(R1+R2+R3)・E）を示す
（図８、（ｄ）参照）。

【００６１】もし、プリントパターン３４ａが断線して
いなければ、アンプ７４への入力電圧Ｖxは、図８
（ｄ）のようになる。一方、プリントパターン３４ａが
断線していれば、プリントパターン３４ａに関するアン
プ７４への入力電圧Ｖxは、（ｈ）のようになり、最大
値Ｖ'cは、極めて小さい値となる。これは、式（２）に
おいて、プリントパターンの抵抗を表わすＲ2を無限大
（完全断線）にすると、時間ｔのいかんにかかわらず、Ｖx＝０になることからも分かる。

【００６２】したがって、たとえば、当該最大値が、予
め設定された下限基準値と上限基準値との間にあるか否
かにより、断線しているか否かを容易に判定することが
できる。これにより、ピークホールド回路７６による最
大値検出処理を、極く短時間で終了することができる。
このため、プリントパターンの導通状態の判定処理を、
極めて短い時間で行なうことが可能となる。また、この
結果、ハムノイズ等の影響も受けにくい。

【００６３】コンピュータ４４は、以下、同様に、ヘッ
ド５２を移動させつつ、スイッチ部ＳＷｐおよびスイッ
チ部ＳＷｈ１の各スイッチを適宜切換えつつ、プリント
パターン３４ｂ，３４ｃ，・・・についても導通状態の
検査を行なう。

【００６４】なお、スイッチＳＷｐ１ａについては、プ
リントパターン３４ｂの検査を行なう場合に、ＯＦＦに
してもよく、またＯＮのままでもよい。

【００６５】なお、この実施形態においては、上述のよ
うにヘッド５２は、パッド群３８ａ，ｂ・・・と、それ
ぞれ独立したコンデンサにより静電結合される。したが
って、個々のコンデンサＣ１の静電容量は、比較的小さ
くなる。すなわち、式(1)に示すαは比較的大きな値と
なる（すなわち、時定数が小さくなる）。これにより、
電流ｉ≒０となるまでの時間ｔが短い。したがって、さ
らに短サイクルでプリントパターンの導通状態の判定処
理を行なうことができる。

【００６６】このように、本実施形態においては、絶縁
シート３３によって非接触状態を保持したまま、すなわ
ち、基板の厚み方向（Ｚ方向）へのヘッド５２、５４の
移動を行なうことなく、ＸＹ方向にヘッド５２、５４を
移動させることができる。したがって、高速に、かつ正
確にプリントパターンの導通状態を検査することができ
る。

【００６７】すなわち、配線の他端が高密度で配置され
ている基板に対しても、高価なファインピッチのプロー
ブを用いる必要がない。また、配線の他端に傷を付ける
こともない。

【００６８】また、配線の他端に接続または結合された
第２の端子と、配線の一端に結合された第１の端子との
間に生ずる電圧に基づいて、配線の導通状態を検出す
る。したがって、配線上の断線の位置や、配線相互のシ
ョートの有無にかかわらず、断線を検出することができ
る。

【００６９】さらに、所定の信号を、急激な変化を有す
る信号としている。したがって、当該信号が与えられた
場合に第１の端子と第２の端子との間に生ずる電圧も、
当該信号の変化に対応して急激に変化する。このため、
この急激な変化を検出することにより配線の導通状態を
判定することができるので、検査を高速に行なうことが
できる。また、この結果、ハムノイズ等の影響を受けに
くい。

【００７０】なお、第１の端子を配線の一端と非接触結
合し、第２の端子を配線の他端と接続することにより、
第１の端子も配線と非接触結合する場合に比較し、結合
容量は、かなり小さくなる。このため、検査時に信号電
流が流れる回路の時定数が小さくなり、検査時間をいっ
そう短縮することが可能となる。

【００７１】すなわち、高密度で配線された基板に対し
ても、安価で信頼性の高い検査を短い時間で行なうこと
ができる。

【００７２】２．他の実施形態についてなお、本実施形態においては、Ｘ方向およびＹ方向に平
行移動させることにより、ヘッド５２、５４を所望の位
置に移動させる装置に適用した場合について説明した
が、これに限定されず、ヘッドが所望の位置に移動させ
る可能なものであればどの様なものであってもよく、例
えば、ヘッドが軸を中心にＸＹ平面上を回転することに
より、所望の位置に移動可能なものでもよい。

【００７３】なお、ピークホールド回路７６による、プ
リントパターン３４ａについての最大値検出処理（電圧
Ｖaに対応する最大値を検出する処理）終了直後にスイ
ッチＳＷｐ１ａをＯＦＦとし、ヘッド５２を移動させ、
その後、スイッチＳＷｐ２ａをＯＮとするよう構成する
こともできる。このように構成すれば、プリントパター
ン３４ａに流れる電流ｉがほぼ０となるのを待つことな
く、つぎのプリントパターン３４ｂの検査に移行するこ
とができる。このため、さらに短サイクルでプリントパ
ターンの導通状態の検査を行なうことができる。また、
このように構成すれば、仮に上述の時定数（式(1)、(2)
におけるαの逆数）が大きい場合であっても、検査のサ
イクルが極端に大きくなることはない。

【００７４】また、上述の実施形態においては、検査に
用いる所定の信号として、急激な変化を有する信号を例
に説明したが、この発明はこれに限定されるものではな
い。検査に用いる所定の信号として、たとえば、正弦波
交流などの交流信号を用いることもできる。

【００７５】所定の信号として交流信号を用いる場合に
は、図９に示すように、信号源４６として、たとえば正
弦波発振器を用いればよい。たとえば１０ｋＨz程度の
周波数を持つ正弦波が、信号源４６において生成され
る。また、信号検出部４８を構成する要素として、図７
のピークホールド回路７６に替えて、波形観測回路８０
を用いればよい。波形観測回路８０は、入力された信号
を処理してそのレベルや波形を評価する回路であり、具
体的には、たとえば検波回路やオシロスコープ等が用い
られる。

【００７６】この場合、コンピュータ４４は、図１０に
示すように、スイッチ部ＳＷｐおよびスイッチ部ＳＷｈ
の各スイッチを切換える（図１０、（ｂ）参照）ことに
より、信号源４６において生成された正弦波（図１０、
（ａ）参照）を、検査対象のプリントパターンに与える
とともに、信号検出部４８を介して得られたデータに基
づいて、各プリントパターンの導通状態の判定を行な
う。

【００７７】プリントパターンが断線していない場合に
は、アンプ７４への入力電圧Ｖxは（ｃ）のようにな
る。一方、プリントパターンが断線している場合には、
アンプ７４への入力電圧Ｖxは（ｄ）のようになる。す
なわち、プリントパターンが断線しているような場合に
は、入力レベルが極めて小さい値となるので、容易に判
定することができる。

【００７８】なお、このような交流信号を用いる場合、
急激な変化を有する信号を用いる前述の実施形態のよう
な検査の高速化は、それほど期待できない。しかし、こ
のような交流信号を用いることにより、正弦波発振器や
検波回路など、非接触の検査装置に比較的よく用いられ
る回路を用いて装置を構成することができるので、装置
の設計コストの低減や、既存部品の転用による装置の製
造コストの低減、納期の短縮化等が期待できる。

【００７９】また、上述の実施形態においては、信号源
４６として定電圧源を用いるとともに（図８、（ａ）参
照）、信号源４６から発せられた直流電圧を、スイッチ
部の各スイッチを継断することで（図８、（ｃ）参
照）、急激な立上がり部分を持つステップ状の電圧を得
るよう構成したが、信号源４６として、急激な変化を有
する信号を順次生成するような回路等を用いることもで
きる。

【００８０】上述のような信号源４６を用いた場合にお
ける信号処理のタイミングチャートを、図１１に示す。
この例では、信号源４６として矩形波発生回路を用いて
いる。コンピュータ４４は、信号源４６で生成された各
矩形信号の立上がり部（図１１、（ａ）参照）の位相に
ほぼ同期させて、スイッチ部ＳＷｐおよびＳＷｈの各ス
イッチを切換えることにより（図１１、（ｂ）、（ｃ）
参照）、信号源４６で順次生成される各矩形信号を、各
プリントパターン３４ａ、３４ｂ、・・・（図１参照）
に分配することができる。この例におけるアンプ７４へ
の入力電圧Ｖｘの様子や、アンプ７４入力後の処理は、
図７に示される例と同様である。

【００８１】なお、図１１に示す例では、信号源４６に
おいて矩形波を生成するよう構成したが、図１２Ａに示
すように、信号源４６において三角波を生成するよう構
成することもできる。図１２Ａにおいて、各三角状の信
号は急激な立上がり部（ａ）を有する。また、図１２Ｂ
に示すように、信号源４６においてパルス列を生成する
よう構成することもできる。図１２Ａ同様、図１２Ｂに
おいても、各パルス信号は急激な立上がり部（ｂ）を持
っている。

【００８２】急激な立上がり部を有する信号は、これら
に限定されるものではなく、時間０で立上がる信号の
他、少し時間をかけて立上がる信号も含まれる。また、
急激な立下がり部を有する信号も含まれる。

【００８３】なお、本実施形態においては、片面にヘッ
ド５２、５４を設けた場合について説明したが、図１３
に示す両面にファインピッチのパッドが存在する基板１
３２についても、両面にヘッド１５２、１５４、１６
２、１６４を有する検査装置１００を用いることによ
り、検査が可能となる。

【００８４】なお、上述の実施形態においては、信号が
急激な変化を生じた以後に第１の端子に生じた最大電圧
に基づいて、配線の導通状態を判定するよう構成した
が、この発明はこれに限定されるものではない。たとえ
ば、信号が急激な変化を生じた以後における、第１の端
子と第２の端子との間に生ずる電圧の所定時間内の平均
値、所定時間経過後の電圧値、定常偏差電圧、第１の端
子と第２の端子との間を流れる電流の最大値、平均値ま
たは積分値など、急激な変化を有する信号を与えた場合
における、第１の端子と第２の端子との間に生ずる電圧
に関連した量に基づいて、配線の導通状態を判定するよ
う構成することができる。ただし、前記実施形態のよう
に、前記最大電圧に基づいて配線の導通状態を判定する
よう構成すれば、より短時間で配線の導通状態を検査す
ることができる。

【００８５】なお、図１に示すコンピュータ４４の機能
の一部または全部を、ハードウェアロジックにより実現
することもできる。また、信号源４６または信号検出部
４８の機能の一部または全部を、コンピュータを用いて
実現することもできる。

【００８６】また、上述の実施形態においては、第２の
端子が、配線の他端との間で静電容量によって結合され
るよう構成した。これにより、簡単な構成で、信頼性の
高い検査を行なうことができる。

【００８７】また、上述の実施形態においては、第１の
端子が、配線の一端と接続されるよう構成したが、第１
の端子が、静電容量などによって配線の一端と結合され
るよう構成することもできる。

【００８８】また、上述の実施形態においては、検査対
象の基板が、相互に接続された複数の他端を備えた配線
を有する基板である場合を例に説明したが、この発明
は、このような基板の検査に限定されるものではない。

【００８９】また、上述の実施形態においては、ベアボ
ードテスタを例に説明したが、この発明は、ベアボード
テスタに限定されるものではない。ＣＰＵ等の回路素子
を搭載した基板の検査装置や、回路素子を搭載するため
のパッケージ等の検査装置など、基板検査装置一般およ
び基板検査方法一般に適用できる。

【００９０】また、直流信号を生成する信号源を設け、
前記第１のスイッチ手段を順次切換えることにより、信
号源で生成された直流信号から前記急激な変化を有する
信号を得るとともに、選択された前記第１の端子により
特定された配線の導通状態を、当該得られた信号を用い
て順次検出するよう構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図ｌ】この発明の一実施形態であるベアボードテスタ
１の全体概略図である。

【図２】検査対象の基板を示す平面図である。

【図３】ムービングヘッドの構造を示す平面図である。

【図４】ムービングヘッドの構造を示す側面図である。

【図５】図５Ａは、図４における部分Ｑの拡大図であ
る。図５Ｂ、Ｃは、先端形状の他の形態を示す図であ
る。

【図６】信号処理を説明する回路構成を示す。

【図７】信号処理を説明するための等価回路図である。

【図８】信号処理の際のタイミングチャートである。

【図９】正弦波交流測定回路を用いた場合の等価回路を
示す。

【図１０】正弦波交流測定回路を用いた場合のタイミン
グチャートである。

【図１１】他の例による信号処理の際のタイミングチャ
ートである。

【図１２】信号形状の他の実施形態を示す図である。

【図１３】他の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

３２・・・・・・・・・・・基板４４・・・・・・・・・・・コンピュータ４６・・・・・・・・・・・信号源７４・・・・・・・・・・・アンプ７６・・・・・・・・・・・ピークホールド回路Ｅ・・・・・・・・・・・・一定電圧ＳＷｐ・・・・・・・・・・スイッチ部ＳＷｈ・・・・・・・・・・スイッチ部Ｖx ・・・・・・・・・・・入力電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−146323（ＪＰ，Ａ) 特開平５−264672（ＪＰ，Ａ) 特開平６−160457（ＪＰ，Ａ) 特開平８−226949（ＪＰ，Ａ) 特開平11−64428（ＪＰ，Ａ) 特開平10−311859（ＪＰ，Ａ) 特開平９−264919（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】Ａ）被検査基板のいずれかの検査対象配線
の一端側の端部と非接触結合される第１の端子、Ｂ）前記第１の端子を、前記被検査基板の検査対象配線
が形成されている面上を、前記非接触状態を保持したま
ま移動させる移動手段、Ｃ）定電圧源および前記定電圧源から出力される直流信
号を継断させることにより、電圧値が急激に変化する試
験信号を生成するスイッチ手段を備えた試験信号供給手
段、Ｄ）前記非接触結合された検査対象配線の他端側の端部
に前記試験信号供給手段で生成された試験信号を供給す
る第２の端子、Ｅ）前記非接触結合された検査対象配線から検出される
検出信号に基づいて、被検査基板の検査対象配線の導通
短絡判定を行なう判定手段であって、前記スイッチ手段
の１回の継断により、前記試験信号が急激な変化を生じ
た以後に前記第１の端子に接続された接地抵抗に生じた
最大電圧値によって前記配線の導通状態を判定する判定
手段、を備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】Ａ）被検査基板のいずれかの検査対象配線
の一端側の端部と非接触結合される第１の端子、Ｂ）前記第１の端子を、前記被検査基板の検査対象配線
が形成されている面上を、前記非接触状態を保持したま
ま移動させる移動手段、Ｃ）定電圧源および前記定電圧源から出力される直流信
号を継断させることにより、電圧値が急激に変化する試
験信号を生成するスイッチ手段を備えた試験信号供給手
段、Ｄ）前記非接触結合された検査対象配線の他端側の端部
に前記試験信号供給手段で生成された試験信号を供給す
る第２の端子、Ｅ）前記非接触結合された検査対象配線から検出される
検出信号に基づいて、被検査基板の検査対象配線の導通
短絡判定を行なう判定手段であって、前記スイッチ手段
の継断により、前記試験信号が急激な変化を生じた以後
に前記第１の端子に接続された接地抵抗に生じた最大電
圧値に基づいて、前記配線の導通状態を判定する判定手
段、を備えた基板検査装置であって、前記試験信号供給手段は、前記スイッチング手段を１回
継断させることにより、１回のみ急激な変化を生じる試
験信号を供給し、前記判定手段は、前記最大電圧値が、予め設定された下
限基準値と上限基準値との間にあるか否かで、前記配線
の導通状態を判定すること、を特徴とする基板検査装置。
【請求項３】請求項１または請求項２の基板検査装置に
おいて、前記第２の端子は前記検査対象配線の他端側の端部と接
触していること、を特徴とする基板検査装置。
【請求項４】請求項１または請求項２の基板検査装置に
おいて、前記第２の端子は前記検査対象配線の他端側の端部と非
接触結合していること、を特徴とする基板検査装置。
【請求項５】被検査基板の検査対象配線に第１の端子を
非接触結合させるとともに、前記検査対象配線に第２の
端子から試験信号を供給して検査対象配線の導通短絡判
定を行なう基板検査方法であって、前記検査対象配線に対して第１の端子を非接触結合させ
て導通短絡判定が終了すると、前記第１の端子を前記被検査基板と非接触結合可能な距
離離れた状態を保持したまま、前記検査対象配線が形成
されている面上を移動させて、つぎの検査対象配線の一
端側の端部と前記第１の端子とを非接触結合させ、前記第１の端子と前記第２の端子との間を流れる電流に
基づいて、被検査基板の検査対象配線の導通短絡判定を
行なう基板検査方法において、直流信号を継断させることにより生成した急激な電圧変
化を有する信号を前記試験信号として用い、前記試験信号が１回急激な変化を生じた以後にこの一回
の変化に応じて前記第１の端子に接続された接地抵抗に
生じた一回の最大電圧値によって前記配線の導通状態を
判定すること、を特徴とする基板検査方法。