JP3361311B2 - 基板検査装置および基板検査方法 - Google Patents

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およ
び基板検査方法に関し、特に、基板に形成された配線の
導通状態の検査に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】プリント基板に形成されたプ
リントパターンの導通／非導通等を検査する方法とし
て、プリントパターンの両端にそれぞれプローブ（検査
針）を当てる方法が知られている。両プローブ間に電圧
を与えたとき所定の電流が流れるか否かを調べることに
より、プリントパターンの導通状態を検査することがで
きる。

【０００３】しかし、この方法は、隣接するプリントパ
ターンの端部相互が極めて近接して配置されているファ
インピッチのパッド部等に適用することが困難である。
すなわち、ファインピッチに対応するプローブは一般に
高価であるうえ、検査の際、基板とプローブとの高精度
の位置合わせ技術が要求される。また、パッドにプロー
ブを当てるため、パッドに傷を付けるおそれがある。

【０００４】このような問題を解決する検査方法とし
て、プローブの替りに異方性導電ゴムを用いる方法があ
る（特開昭６１−６２８７７参照）。この方法によれ
ば、高価なファインピッチ対応のプローブを用いること
なく、また、パッドに傷を付けることなく、ファインピ
ッチのパッド部を有するプリントパターンの導通状態を
検査することができる。

【０００５】しかし、異方性導電ゴム２を使用する方法
では、図１４に示すように、パッド４の周りに、パッド
４の上面４ａよりも高い上面６ａを有するレジスト６が
あるような場合には、基板８に異方性導電ゴム２を押し
つけても、異方性導電ゴム２の下面２ａとパッド４の上
面４ａとが当接しないことがある。このため、検査に際
し接触不良を起こすおそれがある。

【０００６】このような問題を解決する方法として、非
接触センサーを用いる方法がある（特開平４−２４４９
７６、特開昭５８−３８８７４参照）。このような方法
によれば、パッドの周りにレジストがあるような場合で
あっても、パッドと当該センサーとの間で信号の授受が
可能となる。

【０００７】しかし、上述のような正弦波交流を用いる
非接触センサーでは、ハム成分等のノイズの影響を緩和
するためのフィルタリングを行なったり検波回路を設け
たりしなければならないから、一つのプリントパターン
について、たとえば数十ｍｓｅｃ程度の検査時間が必要
であった。これでは、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、数十秒の検査時間を要
することとなる。

【０００８】一方、正弦波交流を用いるのではなく、直
流の過渡電流を非接触に測定してプリントパターンの良
否を検査する方法が知られている（特開平３−１５４８
７９）。このような方法によれば、検波回路等を用いる
必要がないので、検査時間をある程度短縮できる可能性
がある。

【０００９】この検査方法は、図１５Ａに示すように、
検査装置２０の端子２０ａ、２０ｂを、プリントパター
ン２２と、プリントパターン２２に対して絶縁状態で形
成された基準電位面２４とに、それぞれ接続し、端子２
０ａに直流電圧を印加して検査をおこなう。つまり、プ
リントパターン２２と基準電位面２４との間に形成され
るコンデンサに流れる過渡電流に基づいて、プリントパ
ターン２２の良否を判定するものである。

【００１０】しかしながら、このような方法では、図１
５Ａのように、端子２０ａから遠い箇所でプリントパタ
ーン２２が断線しているような場合は、断線を検出でき
ないおそれがある。また、図１５Ｂのように、プリント
パターン２２ａ、２２ｂがともに断線し、かつ、互いに
ショートしているような場合にも、断線を検出できない
おそれがある。

【００１１】また、プリントパターン２２と基準電位面
２４との間に形成されるコンデンサの容量や端子２０
ａ、２０ｂ間に流れる定常電流を調べる必要からかなり
大きな容量を持つ当該コンデンサがほぼ完全に充電され
るのを待たなければならない。したがって、検査時間の
短縮化をそれほど進めることができない。

【００１２】この発明は、このような問題を解決し、高
密度で配線された基板にも適用することができる安価で
信頼性が高く、検査時間の短い基板検査装置および基板
検査方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの特徴によ
れば、検査信号を用いて基板上に設けられた複数の配線
の導通状態を順次検査する基板検査装置において、前記
基板上の前記検査信号の入力部にそれぞれ電気的に接続
されるべく配置される複数のプローブと、前記配線上の
前記検査信号出力部に非接触状態で対向配置され、前記
配線の出力部と静電容量結合される電極を有するセンサ
と、前記プローブに対して、選択的に、１回の急激な変
化を有する電気信号を前記検査信号として入力する検査
信号入力手段と、前記プローブから、前記配線および前
記静電容量結合を介して、前記センサに伝達された、前
記検査信号の微分値の最大値が所定以上のとき、当該配
線が導通状態であると判定する判定手段とを備えたこと
を特徴とする基板検査装置が提供される。

【００１４】好ましくは、前記センサは、前記判定手段
は、前記静電容量結合を介して前記電極に入力される過
渡電流の最大値を保持するピークホールド回路を備え
る。

【００１５】好ましい態様では、前記検査信号入力手段
は、検査信号源、該検査信号源を順次選択的に前記プロ
ーブに接続する第１スイッチ手段を有する。この場合、
好ましい態様では、前記センサは、複数のセンサユニッ
トからなり、前記判定手段を選択的に前記センサモジュ
ールに接続する第２スイッチ手段を備えている。さら
に、別の態様では、前記センサは、前記複数の配線上の
出力部に対して静電容量結合される電極を有し、前記判
定手段は、前記静電容量結合を介して前記電極に入力さ
れる過渡電流を電圧信号に変換する変換回路と、該変換
回路の出力を増幅する増幅回路と、その出力の最大値を
保持するピークホールド回路を備える。

【００１６】本発明の別の特徴によれば、基板上に設け
られた複数の配線の導通状態を検査信号を用いて順次検
査する基板検査方法において、前記複数の配線のそれぞ
れにプローブを電気的に接続し、前記検査信号を検出す
るセンサを前記複数の配線に対して非接触で静電容量結
合し、スイッチ手段を介して、前記ブローブに急激な変
化を有する電気信号をプローブに順次入力し、スイッチ
手段により選択されたプローブおよび配線を介して前記
センサに流れる、前記１回の急激な変化を有する信号に
起因する電流の最大値が所定値より大きいとき、当該配
線の導通状態を判定するステップとを有することを特徴
とする基板検査方法が提供される。この場合、好ましい
態様では、前記センサに流れる電流の最大値をピークホ
ールドし、ホールドされたピーク値に基づき配線の導通
を判定すると共に、ピークホールド終了直後に定電圧源
を接続するプローブを切り替えるようになっている。

【００１７】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。

【００１８】「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。

【００１９】「配線の入力部」、「配線の出力部」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
となる箇所をいう。

【００２０】「結合する」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、静電容量を用いて結びつける場合をい
う。

【００２１】

【００２２】「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。

【００２３】「群」とは、１または２以上の要素により
構成される集合をいう。

【００２４】「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
有する直流信号をいう。

【００２５】「電極部」とは、静電容量を用いて結びつ
ける場合におけるセンサ側の電極を構成する導体をい
い、材質、構造、形状、寸法等を問わない。

【００２６】

【発明の作用および効果】本件発明にかかる基板検査装
置および基板検査方法は、センサを配線上の検査信号の
出力部に対し非接触で結合するようにしている。したが
って、配線の出力部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、配線の出力部に傷を付けることもない。
また、異方性導電ゴムを使用しないので、配線の出力部
にレジスト等がある場合であっても配線の信号出力部と
信号入力部との間で、信号の授受が可能となる。また、
配線の検査信号入力部に接続されたプローブから、配線
の検査信号出力部に電気的に結合されたセンサに流れる
電流に基づいて、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の如何や、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。

【００２７】さらに、所定の信号を、急激な変化を有す
る信号としたことを特徴とする。したがって、当該信号
が与えられた場合にプローブからセンサに流れる電流
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。

【００２８】また、センサと結合するのは、配線の出力
部のみである。したがって、静電容量により結合すると
すると、センサが配線全体と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。

【００２９】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。

【００３０】好ましい態様では基板検査装置は、センサ
が、配線の出力部との間で静電容量によって結合される
ことを特徴とする。したがって、簡単な構成で、信頼性
の高い検査を行なうことができる。

【００３１】また、検査に用いる信号が急激な変化を生
じた以後にプローブとセンサとの間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ことを特徴とす
る。当該最大電圧は、ほぼ、当該信号が急激な変化を生
じると同時に発生する。したがって、極めて短時間のう
ちに配線の導通状態を知ることができる。

【００３２】好ましい態様では、基板検査装置は、第１
のスイッチ手段を切換えることにより、センサと選択さ
れたプローブとにより特定された配線の導通状態を検出
するよう構成したことを特徴とする。

【００３３】したがって、検査対象となる複数の配線の
入力部に対し、対応するプローブを予め接続または結合
しておき、必要に応じて第１のスイッチ手段を切換える
ことにより、所望の配線を特定して、検査を行なうこと
ができる。

【００３４】このため、検査中に、プローブまたは検査
対象の基板を移動させる必要がない。このため、精度の
高い検査を行なうことができる。また、装置の製造コス
トを低く抑えることができる。また、検査の自動化が容
易になる。

【００３５】好ましい態様では、急激な変化を有する信
号を順次生成する信号源を設けたことを特徴とする。し
たがって、信号源において、任意のパターンの信号を生
成することができる。このため、プローブやセンサなど
の信号伝達特性、検査対象の基板の信号伝達特性、所望
の検査速度、検査精度等に適合したパターンの信号を生
成することができる。

【００３６】別の態様では、直流信号を生成する信号源
を設け、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急激な変化を有する信号を
得るよう構成したことを特徴とする。したがって、信号
源としては、直流電源を設けるだけでよい。このため、
装置の構成を簡素化することができる。

【００３７】好ましい態様では、第１のスイッチ手段お
よび第２のスイッチ手段を切換えることにより、選択さ
れたプローブとセンサとにより特定された配線の導通状
態を検出するよう構成したことを特徴とする。

【００３８】したがって、検査対象となる複数の配線の
入力部に対し、対応するプローブを予め接続または結合
しておくとともに、検査対象となる複数の配線の出力部
に対し、対応するセンサを予め結合しておき、必要に応
じて第１のスイッチ手段および第２のスイッチ手段を切
換えることにより、所望の配線を特定して、検査を行な
うことができる。

【００３９】このため、検査中に、プローブ、センサま
たは検査対象の基板を移動させる必要がない。このた
め、精度の高い検査を行なうことができる。また、装置
の製造コストを低く抑えることができる。また、検査の
自動化が容易になる。

【００４０】好ましい態様では、複数のセンサユニット
を一体に形成してセンサーモジュールを形成したことを
特徴とする。したがって、複数のセンサを別々に取扱う
場合に比べ、取扱いが容易である。また、基板に対する
位置決めも、一体化されたセンサーモジュールとの間で
行なえばよく、作業効率を上げることができる。すなわ
ち、さらに短時間で検査を行なうことができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の一実施形態に
よる基板検査装置であるベアボードテスターの構成を示
す。このベアボードテスターは、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。

【００４２】まず、検査の対象となる基板の一例を説明
する。基板３２には、配線の一種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、３４ｂ、・・・
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（入力部）は、
それぞれ、パッド３６ａ、３６ｂ、・・・となってい
る。パッド３６ａ、３６ｂ、・・・をまとめて、パッド
部３６と呼ぶ。

【００４３】図２に、プリントパターン部３４の詳細を
示す。プリントパターン３４ａ、３４ｂ、・・・の他端
（出力部）は、それぞれ、パッド３８ａ、３８ｂ、・・
・となっている。パッド３８ａ、３８ｂ、・・・をまと
めて、パッド部３８と呼ぶ。図２に示されるパッド部３
８は、ＱＦＰパターンと呼ばれ、ＱＦＰ（quad flatpac
kage）型パッケージ（略正方形の薄型パッケージ）が実
装される。したがって、各パッド３８ａ、３８ｂ、・・
・の配列ピッチは極めて小さい。また、このＱＦＰパタ
ーンにおいては、パッド３８ｂとパッド３８ｘ、３８
ｙ、３８ｚとは、プリントパターン３４ｘにより接続さ
れてグランドラインを形成している。

【００４４】図１に戻って、ベアボードテスターは、基
板３２のパッド３６ａ、３６ｂ、・・・と接続される複
数の第１の端子であるプローブ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。

【００４５】信号源４６において生成された検査のため
の信号は、第１のスイッチ手段であるスイッチ部ＳＷ１
に与えられる。図７Ａは、スイッチ部ＳＷ１を模式的に
示した図面である。スイッチ部ＳＷ１は、複数のスイッ
チＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、・・・を備えている。各スイッ
チは、図１に示すように、コンピュータ４４の指示によ
り継断され、信号源４６から与えられた信号を、プロー
ブ部４０の所望のプローブ、たとえば、プローブ４０ａ
に伝える（この場合は、スイッチＳＷ１ａのみがＯＮと
なっている）。

【００４６】プローブ４０ａに伝えられた信号は、プロ
ーブ４０ａに接続されたパッド部３６のパッド３６ａ、
プリントパターン部３４のプリントパターン３４ａを介
して、パッド部３８のパッド３８ａ（図２参照）に与え
られる。

【００４７】基板３２のパッド部３８の上に、センサー
モジュール５０が配置される。センサーモジュール５０
はパッド部３８と結合されており、パッド部３８から信
号を取り出して、第２のスイッチ手段であるスイッチ部
ＳＷ２に与える。

【００４８】センサーモジュール５０は、図２に示すよ
うに、４つのセンサーユニット５２、５４、５６、５８
を一体的に形成したものである。各センサーユニットが
センサに対応する。この実施形態においてはセンサーモ
ジュール５０は、検査対象の基板３２と同様な工程で製
造された基板６０（図４Ｂ参照）により構成されてい
る。

【００４９】図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃに、センサーモジ
ュール５０の一部を構成するセンサーユニット５２を簡
略化して示す。すなわち、図２の例では、センサーユニ
ット５２は８つのパッド３８ａ，３８ｂ，・・・（これ
ら８つのパッドで一つの群を形成している）に対応する
が、説明の便宜上、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃにおいて
は、センサーユニット５２は４つのパッドに対応するも
のとして説明する。

【００５０】図４Ａはセンサーユニット５２の平面図、
図４Ｂは主要断面図、図４Ｃは底面図である。図４Ｂ、
図４Ｃに示すように、基板６０の下面に、電極部である
電極板６２ａ、６２ｂ、・・・が、それぞれ独立して設
けられている。電極板６２ａ、６２ｂ、・・・を覆うよ
うに、絶縁膜７０が形成されている。

【００５１】電極板６２ａ、６２ｂ、・・・は、検査対
象の基板３２のパッド部３８のうち、センサーユニット
５２に対応する位置に配置され一群を形成している各パ
ッド３８ａ、３８ｂ、・・・（図２参照）に、それぞれ
対向するように配置され、これら各パッドとほぼ同一の
形状になるよう形成されている。したがって、たとえ
ば、センサーユニット５２の電極板６２ａ、絶縁膜７
０、および検査対象の基板３２のパッド３８ａによりコ
ンデンサ（静電容量）が形成される。他の電極板６２
ｂ、・・・についても同様である。

【００５２】図４Ｂ、図４Ａに示すように、基板６０の
上面に、接続用導電部である接続板６４が設けられてい
る。接続板６４は、スルーホール６６ａ、６６ｂ、・・
・を介して、各電極板６２ａ、６２ｂ、・・・と電気的
に接続されている。したがって、センサーユニット５２
の接続板６４は、静電容量によって、上述の一群のパッ
ド３８ａ、３８ｂ、・・・と結合されていることにな
る。図４Ａに示すように、接続板６４は、接続コード７
２を介してスイッチ部ＳＷ２に接続される。なお、接続
板６４およびスルーホール６６ａ、６６ｂ、・・・が、
接続手段に対応する。

【００５３】また、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示すよう
に、基板６０の下面および上面にはシールド部材である
シールド膜６８ａ、６８ｂがそれぞれ形成されており、
これらは、スルーホール６８ｃを介して接続されてい
る。なお、シールド膜６８ａ、６８ｂには接地電位が与
えられている。

【００５４】センサーモジュール５０の他の部分を構成
するセンサーユニット５４、５６、５８（図２参照）
も、同様の構成である。図３Ａに、センサーモジュール
５０の平面図を示す。図３Ｂは、センサーモジュール５
０の下面を、上から見た透視図である。

【００５５】図７Ｂは、スイッチ部ＳＷ２を模式的に示
した図面である。スイッチ部ＳＷ２は、４つのスイッチ
ＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ、ＳＷ２ｃ、ＳＷ２ｄを備えてい
る。各スイッチは、コンピュータ４４（図１参照）の指
示により継断され、センサーモジュール５０を構成する
４つのセンサーユニット５２、５４、５６、５８のうち
所望のセンサーユニット、たとえば、センサーユニット
５２からの信号を、信号検出部４８に与える（この場合
は、スイッチＳＷ２ａのみがＯＮとなっている）。

【００５６】所望のセンサーユニット５２から与えられ
た信号は、図１に示すように、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ＳＷ１およびスイッチ部ＳＷ２により選択さ
れたプリントパターン（上述の例では、プリントパター
ン３４ａ）の導通状態を判定する。なお、コンピュータ
４４、信号源４６、および信号検出部４８により、コン
トローラ４２を構成している。

【００５７】このように、センサーモジュール５０を４
つのセンサーユニット５２、５４、５６、５８により構
成し、各センサーユニットから独立して信号を取り出す
よう構成すると、以下の点で都合がよい。上述のよう
に、図２に示すプリントパターン部３４におけるパッド
部３８（ＱＦＰパターン）においては、パッド３８ｂと
パッド３８ｘ、３８ｙ、３８ｚとは、プリントパターン
３４ｘにより接続されてグランドラインを形成してい
る。

【００５８】したがって、スイッチ部ＳＷ１によりパッ
ド３６ｂを選択するとともに、スイッチＳＷ２によりセ
ンサーユニット５４を選択して、導通状態の検査を行な
えば、プリントパターン３４ｘが、パッド３８ｂとパッ
ド３８ｘとの間で断線しているか否かが分かる。

【００５９】このように、センサーモジュールを複数の
センサーユニットにより構成し、各センサーユニットか
ら独立して信号を取り出すよう構成することにより、複
雑なプリントパターンや、変則的なプリントパターン等
の導通状態の検査を、正確に行なうことができる。

【００６０】なお、上述の実施形態においては、図４
Ｂ、図４Ｃに示すように、センサーユニット５２におい
て、基板６０の下面に、複数の電極板６２ａ、６２ｂ、
・・・をそれぞれ独立して設けたが、図５Ａ、図５Ｂ、
図５Ｃに示すように、基板６０の下面に１枚の大きな電
極板６２を設けてもよい。すなわち、センサーユニット
５２の１枚の大きな電極板６２と、センサーユニット５
２に対応する一群のパッド３８ａ、３８ｂ、・・・（図
２参照）とが結合されることになる。

【００６１】このように形成すれば、電極板６２と、図
２に示す一群のパッド３８ａ、３８ｂ、・・・との位置
合わせが多少ラフであっても、両者間に生ずる静電容量
の変動が比較的少ないため、好都合である。

【００６２】また、上述の実施形態においては、図４
Ｂ、図４Ａに示すように、センサーユニット５２におい
て、複数の電極板６２ａ、６２ｂ、・・・をひとつの接
続板６４に接続することで、図２に示すセンサーユニッ
ト５２に対応する複数のパッド３８ａ、３８ｂ、・・・
をまとめて、一つの信号処理の対象とするよう構成した
が、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、基板６０の
上面に複数の接続板６４ａ、６４ｂ、・・・を設け、こ
れらと電極板６２ａ、６２ｂ、・・・とを、スルーホー
ル６６ａ、６６ｂ、・・・を介してそれぞれ個別に接続
し、各接続板６４ａ、６４ｂ、・・・から、個別に信号
を取り出すように構成することができる。

【００６３】このように構成すれば、図２に示す複数の
パッド３８ａ、３８ｂ、・・・を、個別に信号処理の対
象とすることができる。したがって、さらに木目細かい
処理が可能となり、より複雑なプリントパターンの検査
に対応することが可能となる。なお、この場合、各パッ
ド３８ａ、３８ｂ、・・・が、各別に群を形成すること
になる。つまり、この場合、各群は一つのパッドのみで
構成される。

【００６４】また、上述の実施形態においては、４つの
センサーユニット５２、５４、５６、５８を一体に形成
してセンサーモジュール５０を形成したが、これらのセ
ンサーユニットを一体に形成せず、それぞれ別々に形成
することもできる。ただし、一体に形成すれば、複数の
センサーユニットを別々に取扱う場合に比べ、取扱いが
容易となる。また、基板３２に対する位置決めも、一体
化されたセンサーモジュール５０との間で行なえばよ
く、作業効率を上げることができる。

【００６５】つぎに図１に示すベアボードテスターの信
号処理を説明をする。図８は、信号処理の際の等価回路
を示す図面である。図９は、信号処理の際のタイミング
チャートである。図１、図８、図９に基づいて、ベアボ
ードテスターの信号処理を説明をする。なお、図９にお
いては、説明の便宜上、スイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２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。

【００６６】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（図９、（ａ）参照）。したが
って、図１に示すように、スイッチ部ＳＷ１には、信号
源４６から一定電圧Ｅが与えられている。コンピュータ
４４は、まず、スイッチ部ＳＷ２に指示を送り、スイッ
チＳＷ２ａのみをＯＮとし、他のスイッチＳＷ２ｂ，Ｓ
Ｗ２ｃ，ＳＷ２ｄをＯＦＦとする（図７Ｂ、図９、
（ｂ）参照）。これにより、センサーユニット５２のみ
が信号検出部４８に接続され、他のセンサーユニット５
４、５６、５８は、信号検出部４８に接続されない。

【００６７】つぎに、コンピュータ４４は、スイッチ部
ＳＷ１に指示を送り、スイッチＳＷ１ａのみをＯＮとし
（図９、（ｃ）参照）、他のスイッチＳＷ１ｂ，ＳＷ１
ｃ，・・・をＯＦＦとする（図７Ａ参照）。これによ
り、プローブ４０ａのみが信号源４６に接続され、他の
プローブ４０ｂ、プローブ４０ｃ、・・・は、信号源４
６に接続されない。これにより、基板３２のプリントパ
ターン３４ａが選択され、検査の対象となる。

【００６８】したがって、この場合、図８において、抵
抗Ｒ1はスイッチＳＷ１ａおよびＳＷ２ａ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
の抵抗を表わすこととなる。抵抗Ｒ3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、センサ
ーユニット５２の電極板６２ａ，６２ｂ，・・・と、絶
縁膜７０（図４Ｂ参照）と、センサーユニット５２に対
応する部分のパッド３８ａ，３８ｂ，・・・（図２参
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。

【００６９】上述のスイッチＳＷ１ａがＯＮとなったと
き（図９、（ｃ）参照）、図８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） ここで、 α＝１／｛（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）・Ｃ1｝ ・・・(1)。

【００７０】したがって、アンプ７４への入力電圧Ｖx
は、下記のようになる、 Ｖx＝Ｒ3・ｉ ＝{Ｒ3／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）}・Ｅ・ｅｘｐ（−αｔ） ここで、 α＝１／｛（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）・Ｃ1｝ ・・・(2) 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９、（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。

【００７１】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。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、判定す
る。

【００７２】式（２）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ＳＷ１ａがＯＮとな
ると同時に、最大の電圧Ｖa（＝Ｒ3／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ
3）・Ｅ）を示す（図９、（ｄ）参照）。

【００７３】したがって、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を受けにくい。

【００７４】つぎに、コンピュータ４４は、スイッチ部
ＳＷ１に指示を送り、スイッチＳＷ１ｂをＯＮとする
（図９、（ｅ）参照）。スイッチＳＷ１ａはＯＮのまま
保持される。これにより、プローブ４０ａおよびプロー
ブ４０ｂが信号源４６に接続されることになる。このと
き、スイッチ部ＳＷ２の状態は変らない。

【００７５】上述の場合と同様に、ほぼ、スイッチＳＷ
１ｂがＯＮとなると同時に（図９、（ｅ）参照）、アン
プ７４への入力電圧Ｖxは、最大値Ｖbを示す（図９、
（ｆ）参照）。コンピュータ４４は、上述の場合と同様
に、最大値Ｖbに基づいて基板３２のプリントパターン
３４ｂの導通状態を判定する。

【００７６】この場合、基板３２のプリントパターン３
４ｂとともにプリントパターン３４ａも選択されている
が、スイッチＳＷ１ｂがＯＮとなったときには、プリン
トパターン３４ａにより形成される等価回路のコンデン
サＣ1（図８参照）は、ほぼ満充電の状態となっている
（このような状態になるように、スイッチＳＷ１ｂをＯ
Ｎにするタイミングを設定している）。このため、プリ
ントパターン３４ａには、電流ｉはほとんど流れない。
したがって、この場合、アンプ７４への入力電圧Ｖx
は、ほぼプリントパターン３４ｂを流れる電流ｉによる
もののみとなる。

【００７７】なお、この実施形態においては、上述のよ
うにセンサーモジュール５０は複数のセンサーユニット
５２、５３、・・・により構成されており（図２参
照）、各センサーユニットは、当該センサーユニットに
対応する各パッド群と、それぞれ独立したコンデンサに
より結合されている。したがって、個々のコンデンサＣ
１の静電容量は、比較的小さい。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）。このため、式（１）からも分かるように、
電流ｉ≒０となるまでの時間ｔが短い。このため、この
実施形態においては、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。

【００７８】コンピュータ４４は、以下、スイッチ部Ｓ
Ｗ１およびスイッチ部ＳＷ２の各スイッチを適宜切換え
つつ、同様の手順で、プリントパターン３４ｃ，・・・
についても導通状態の検査を行なう。図９に示すよう
に、基板３２が良品である場合、すなわち、プリントパ
ターン３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，・・・が断線していな
い場合には、アンプ７４への入力電圧Ｖxは、それぞれ
（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）、・・・のようになる。

【００７９】一方、基板３２が不良品である場合、たと
えば、プリントパターン３４ｃが断線しているような場
合には、プリントパターン３４ｃ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ので、容易に判定することが
できる。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。

【００８０】このように、この実施形態によれば、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。

【００８１】なお、この実施形態ににおいては、たとえ
ばスイッチＳＷ１ａをＯＮのまま保持しつつ、スイッチ
ＳＷ１ｂをＯＮとするよう構成したが（図９、（ｃ）、
（ｅ）参照）、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
ＳＷ１ａをＯＦＦとし、その後、スイッチＳＷ１ｂをＯ
Ｎ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３４
ｂ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。

【００８２】

【００８３】

【００８４】

【００８５】

【００８６】

【００８７】なお、上述の実施形態においては、センサ
ーモジュールが、複数のセンサ（センサーユニット５
２、５４、５６、５８）により構成されている場合を例
に説明したが、この発明は、センサーモジュールが、ひ
とつのセンサのみで構成された場合にも適用することが
できる。

【００８８】図１０に、ひとつのセンサのみで構成され
たセンサーモジュール９０を用いた場合のベアボードテ
スターの構成を示す。

【００８９】コントローラ４２、スイッチ部ＳＷ１、プ
ローブ部４０の構成は、図１に示す前述のベアボードテ
スターと同様である。ただし、図１２に示すこのベアボ
ードテスターにおいては、センサーモジュール９０から
の出力が一つだけである。したがって、図１のように、
センサーモジュール５０からの出力を切換えて信号検出
部４８に与えるためのスイッチＳＷ２は、設けられてい
ない。

【００９０】基板３２のパッド部３８（図２参照）の上
に配置されたセンサーモジュール９０は、パッド部３８
と結合されており、パッド部３８から信号を取り出し
て、直接、信号検出部４８に与える。図１１Ａ，図１１
Ｂ，図１１Ｃに、センサーモジュール９０の構成を示
す。センサーモジュール９０は、前述の実施形態と同様
に、検査対象の基板３２と同様な工程で製造された基板
６０（図１１Ｂ参照）により構成されている。

【００９１】図１１Ａはセンサーモジュール９０の平面
図、図１１Ｂは主要断面図、図１１Ｃは底面図である。
図１１Ｂ、図１１Ｃに示すように、基板６０の下面に、
電極部である一つの電極板６２が設けられ、電極板６２
を覆うように、絶縁膜７０が形成されている。電極板６
２は、検査対象の基板３２のパッド部３８に対向するよ
うに配置され、絶縁膜７０を介して、パッド部３８の全
てのパッド３８ａ、３８ｂ、・・・（図２参照）と、静
電容量によって結合される。

【００９２】このように構成すれば、電極板６２と、図
２に示すパッド３８ａ、３８ｂ、・・・との位置合わせ
が多少ラフであっても、両者間に生ずる静電容量の変動
が比較的少ないため、好都合である。

【００９３】図１２Ｂ、図１２Ａに示すように、基板６
０の上面には、接続板６４が設けられている。接続板６
４は、スルーホール６６を介して、電極板６２と電気的
に接続されている。接続板６４は、接続コード９２を介
して、信号検出部４８に接続される。

【００９４】また、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示
すように、基板６０の下面および上面にはシールド部材
であるシールド膜６８ａ、６８ｂがそれぞれ形成されて
おり、これらは、スルーホール６８ｃを介して接続され
ている。なお、シールド膜６８ａ、６８ｂには接地電位
が与えられている。

【００９５】図１０に示すベアボードテスターの信号処
理は、前述の図１に示すベアボードテスターの場合と、
ほぼ同じである。ただし、図１０に示すベアボードテス
ターにおいては、上述のように、スイッチ部ＳＷ２に関
する処理は行なわれない。

【００９６】なお、図１または図１０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。

【００９７】なお、上述の実施形態においては、電極部
の周囲にシールド部材を配置するよう構成したが、シー
ルド部材を設けないよう構成することもできる。しか
し、シールド部材を設けることにより、ノイズの低減を
図ることができる。

【００９８】また、上述の実施形態においては、センサ
に、電極部を覆う絶縁膜を設けたが、センサに絶縁膜を
設けないよう構成することもできる。ただし、センサに
絶縁膜を設れば、検査の際、別途絶縁膜を用意したりす
る必要がないので、検査を迅速に行なうことができる。

【００９９】また、上述の実施形態においては、センサ
ーモジュールを構成する基板の一方の面に電極部を設
け、他方の面に電極部と電気的に接続された接続用導電
部を設けるよう構成したが、他方の面に接続用導電部を
設けなくてもよい。ただし、他方の面に接続用導電部を
設けることで、接続用導電部を介して容易に信号の授受
を行なうことができるため、センサーモジュールの構造
を簡略化することができる。

【０１００】また、上述の実施形態においては、センサ
ーモジュールを、検査対象の基板と同様な工程で製造し
た基板を用いて構成したが、センサーモジュールを、検
査対象の基板と同様でない工程で製造した基板を用いて
構成したり、基板を用いないで構成することもできる。
ただし、センサーモジュールを、検査対象の基板と同様
な工程で製造するようにすれば、検査対象の基板の配線
が高密度化、複雑化されたとしても、検査対象の基板に
対応させて、センサーモジュール自体も、高密度化、複
雑化することができ、好都合である。

【０１０１】また、上述の実施形態においては、センサ
が、配線の出力部との間で静電容量によって結合される
よう構成したが、たとえば、センサが、配線の出力部と
の間でインダクタンスによって結合されるよう構成する
こともできる。ただし、静電容量によって結合されるよ
う構成すれば、簡単な構成で、信頼性の高い検査を行な
うことができる。

【０１０２】また、上述の実施形態においては、プロー
ブが、配線の入力部と接続されるよう構成したが、プロ
ーブが、静電容量などによって配線の入力部と結合され
るよう構成することもできる。

【０１０３】また、上述の実施形態においては、複数の
プローブを用意し、第１のスイッチ手段を用いて所望の
プローブを選択することにより、検査対象の基板の配線
の入力部のうち所望の入力部を選択するよう構成した
が、たとえば、プローブをひとつだけ用意し、このプロ
ーブに対し、検査対象の基板を相対的に移動させること
により、配線の入力部のひとつを選択するよう構成する
こともできる。ただし、前者の構成を採用すれば、プロ
ーブに対し、検査対象の基板を相対移動させる必要がな
い。このため、精度の高い検査を行なうことができる。
また、装置の製造コストを低く抑えることができる。ま
た、検査の自動化が容易になる。

【０１０４】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。

【０１０５】また、上述の実施形態においては、ベアボ
ードテスターを例に説明したが、この発明は、ベアボー
ドテスター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される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による基板検査装置であ
るベアボードテスターの構成を示す図面である。

【図２】検査対象の基板３２のプリントパターン部３４
の詳細を示す図面である。

【図３】図３Ａは、センサーモジュール５０の平面図で
ある。図３Ｂは、センサーモジュール５０の下面を上か
ら見た透視図である。

【図４】図４Ａは、センサーユニット５２を簡略化して
表わした場合の平面図である。図４Ｂは、センサーユニ
ット５２を簡略化して表わした場合の主要断面図であ
る。図４Ｃは、センサーユニット５２を簡略化して表わ
した場合の底面図である。

【図５】図５Ａは、他の例によるセンサーユニット５２
を簡略化して表わした場合の平面図である。図５Ｂは、
他の例によるセンサーユニット５２を簡略化して表わし
た場合の主要断面図である。図５Ｃは、他の例によるセ
ンサーユニット５２を簡略化して表わした場合の底面図
である。

【図６】図６Ａは、さらに他の例によるセンサーユニッ
ト５２を簡略化して表わした場合の平面図である。図６
Ｂは、さらに他の例によるセンサーユニット５２を簡略
化して表わした場合の主要断面図である。図６Ｃは、さ
らに他の例によるセンサーユニット５２を簡略化して表
わした場合の底面図である。

【図７】図７Ａは、スイッチ部ＳＷ１を模式的に示した
図面である。図７Ｂは、スイッチ部ＳＷ２を模式的に示
した図面である。

【図８】信号処理を説明するための図面である。

【図９】信号処理の際のタイミングチャートである。

【図１０】この発明の他の実施形態による基板検査装置
であるベアボードテスターの構成を示す図面である。

【図１１】図１１Ａは、センサーモジュール９０の平面
図である。図１１Ｂは、センサーモジュール９０の主要
断面図である。図１１Ｃは、センサーモジュール９０の
底面図である。

【図１２】従来のプリントパターンの検査の一例を説明
するための図面である。

【図１３】図１３Ａは、従来のプリントパターンの検査
の他の例を説明するための図面である。図１３Ｂは、従
来のプリントパターンの検査の他の例を説明するための
図面である。

【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 ＳＷ１・・・・・・・・・・スイッチ部 ＳＷ２・・・・・・・・・・スイッチ部 Ｖx ・・・・・・・・・・・入力電圧

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検査信号を用いて基板上に設けられた複数
   の配線の導通状態を順次検査する基板検査装置におい
   て、 前記基板上の前記検査信号の入力部にそれぞれ電気的に
   接続されるべく配置される複数のプローブと、 前記配線上の前記検査信号出力部に非接触状態で対向配
   置され、かつ前記配線の出力部と静電容量結合される電
   極を有するセンサと、 前記プローブに対して、選択的に、 前記静電容量結合
   を介して伝達される１回の一方向の急激な変化を有する
   電気信号を前記検査信号として入力する検査信号入力手
   段と、 前記プローブから、前記配線および前記静電容量結合を
   介して、前記センサに伝達された、前記検査信号の１回
   の一方向への変化に起因する過渡電流の最大値が所定以
   上のとき、当該配線が導通状態であると判定する判定手
   段とを備えたことを特徴とする基板検査装置。
2. 【請求項２】前記センサは、前記判定手段は、前記静電
   容量結合を介して前記電極に入力される過渡電流の最大
   値を保持するピークホールド回路を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載の基板検査装置。
3. 【請求項３】前記検査信号入力手段は、検査信号源、該
   検査信号源を順次選択的に前記プローブに接続する第１
   スイッチ手段を有することを特徴とする請求項１に記載
   の基板検査装置。
4. 【請求項４】前記センサは、複数のセンサユニットから
   なり、前記判定手段を選択的に前記センサモジュールに
   接続する第２スイッチ手段を備えたことを特徴とする請
   求項７に記載の基板検査装置。
5. 【請求項５】前記センサは、前記複数の配線上の出力部
   に対して静電容量結合される電極を有し、前記判定手段
   は、前記静電容量結合を介して前記電極に入力される過
   渡電流を電圧信号に変換する変換回路と、該変換回路の
   出力を増幅する増幅回路と、その出力の最大値を保持す
   るピークホールド回路を備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の基板検査装置。
6. 【請求項６】基板上に設けられた複数の配線の導通状態
   を検査信号を用いて順次検査する基板検査方法におい
   て、 前記複数の配線のそれぞれにプローブを電気的に接続
   し、 前記検査信号を検出するセンサを前記複数の配線に対し
   て非接触で静電容量結合し、 スイッチ手段を介して、前記ブローブに急激な変化を有
   する電気信号をプローブに１回ずつ順次入力し、スイッ
   チ手段により選択されたプローブおよび配線を介して前
   記センサに流れる、前記１回の検査信号入力に起因する
   過渡電流の最大値が所定値より大きいとき、当該配線の
   導通状態を判定するステップとを有することを特徴とす
   る基板検査方法。
7. 【請求項７】前記センサに流れる電流の最大値をピーク
   ホールドし、ホールドされたピーク値に基づき配線の導
   通を判定すると共に、ピークホールド終了直後に定電圧
   源を接続するプローブを切り替えることを特徴とする請
   求項６に記載の基板検査方法。