JP4150296B2 - 基板検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板のような基板の配線の導通・短絡を検査する検査装置に関し、特に、非接触で配線の検査を行なうものに関する。尚、この発明は、プリント配線基板に限らず、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、ならびに半導体パッケージ用のフィルムキャリアなど種々の基板上の電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板に形成される配線パターンの微細化に伴い、複数の配線をカバーする非接触の検査用プローブ（以下、非接触プローブと称する）を用いて配線パターンの導通を検査する基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、特開平１０−２３９３７２号公報に記載の基板検査装置では、非接触プローブを絶縁膜で覆われた電極を用いて構成し、この非接触プローブを検査対象となる基板の配線パターンと密着して対向するように配置し、非接触プローブと配線パターンとを静電結合させるようにしている。そして、検査対象パターンの一端部に接触させたプローブから電圧のような電気パラメータが時間的に変化する検査用電気信号を注入し、その検査対象パターンの他端部に静電結合された非接触プローブを用いてその検査用信号を検出し、その検出された信号のレベルに応じてその検査対象パターンの良否を判定するようにされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２３９３７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような基板検査装置を用いて基板の検査を行う場合、検査対象となる基板にリブが設けられていたり、基板自体に反り、うねりがある等、基板の形状によっては非接触プローブを基板の配線パターンと密着させることが困難な場合がある。
【０００６】
このような場合、非接触プローブを基板表面から所定の距離だけ離して用いることが考えられる。しかし、非接触プローブと配線パターンとの間に生じる静電容量は、その間の距離によって変化し、さらにその静電容量が変化すると非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルも変化してしまう。一方、非接触プローブと基板とを密着させずに平行に保持してその間の距離を一定に保つことには困難性が伴う。特に近年、プラズマディスプレイパネルや液晶パネル用のガラス基板の大型化に伴い非接触プローブも大型化し、非接触プローブと基板とを平行に保持することがますます困難となっている。
【０００７】
図９は、上記のような非接触プローブを用いた基板検査装置において、非接触プローブと配線パターンの間の距離が変化したときに、非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルの測定値を示したグラフである。図９において、曲線Ａは良品の配線パターンから検出された検査用信号の測定レベルを示し、曲線Ｂは１０μｍ幅の断線がある不良配線パターンから検出された検査用信号の測定レベルを示す。横軸が非接触プローブと配線パターンの間の距離を、縦軸が非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルの測定値を示している。
【０００８】
図９に示すように、曲線Ａでは、非接触プローブと配線パターンの間の距離が０．１ｍｍ変化するとおおよそ１ｄＢ程度測定値レベルが変化する。そのため、非接触プローブと基板とが傾いて対向配置されたために生じた測定レベルの差を吸収するためには、良品判定レベルに一定の幅を持たせて測定値が一定の範囲内であれば、良品と判定することが考えられる。
【０００９】
しかし、例えば、非接触プローブと配線パターンとの傾きが大きくなって、非接触プローブと配線パターンの間の距離が大きくなると、図９に示すように、良品配線パターンの測定値である曲線Ａと不良配線パターンの測定値である曲線Ｂとで測定値の差が小さいため、良品判定レベルの幅を大きくすると不良配線パターンを誤って良品と判定してしまうおそれが増大する一方、良品判定レベルの幅を小さくすると、非接触プローブと基板とが傾いて対向配置されたために生じた測定レベルの差によって良品配線パターンを誤って不良と判定してしまうおそれが増大する。そのため、検査対象パターンの良否判定の正確さが損なわれるという不都合がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、非接触プローブと基板とが平行に保持されていなくても、検査対象パターンの良否判定の正確さを向上させることができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
基板面に形成された複数の配線の検査を行う基板検査装置であって、前記複数の配線の一方端にその複数の配線をカバーするよう延びて交差し、それらに近接して対向配置される、一体形成された第１のプローブと、前記複数の配線の他方端に個別に電気的に接続するべく対向配置される複数の第２のプローブと、前記第１のプローブと前記複数の第２のプローブとを用いてその間にそれぞれ接続又は対向配置された前記複数の配線それぞれについて、一方のプローブに所定の検査用信号を供給すると共にその検査用信号に応じて他方のプローブにより検出された信号レベルを、各配線の検出レベル情報としてそれぞれ取得する検出部と、前記複数の配線それぞれについて、各配線を特定するための識別情報と前記検出部により取得された検出レベル情報とを関連付けて記憶する検査情報記憶部と、前記複数の配線それぞれについて、前記検出レベル情報を補正するための基準となる補正基準値及び各配線の良否を判定するための許容範囲を記憶する基準情報記憶部と、前記複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について前記基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線と、前記検査情報記憶部により記憶されている各配線の識別情報とその配線の検出レベル情報を補正することにより生成される補正後の検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線とが、等しくなるように前記検出レベル情報を補正する補正処理部と、前記補正処理部により生成された補正後の検出レベル情報と前記基準情報記憶部に記憶された前記許容範囲とを用いて前記複数の配線の良否判定を行う判定部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、複数の配線と対向可能に一体に形成された第１のプローブが前記複数の配線の一方端にその複数の配線と交差する向きに近接して対向配置され、複数の第２のプローブが、前記複数の配線の他方端に個別に電気的に接続するべく対向配置され、第１のプローブと複数の第２のプローブとを用いてその間にそれぞれ接続又は対向配置された複数の配線それぞれについて、一方のプローブに所定の検査用信号が供給されると共にその検査用信号に応じて他方のプローブにより検出された信号レベルが、検出部により各配線の検出レベル情報としてそれぞれ取得される。そして、検査情報記憶部によって、複数の配線それぞれについて、各配線を特定するための識別情報と検出部により取得された検出レベル情報とが関連付けて記憶される。さらに、補正処理部によって、複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線についての補正基準値とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線と、各配線の識別情報とその配線の検出レベル情報を補正することにより生成される補正後の検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線とが等しくなるように検出レベル情報が補正される。そして、判定部によって、その補正後の検出レベル情報と基準情報記憶部に記憶されている許容範囲とを用いて複数の配線の良否が判定される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の基板検査装置において、前記補正処理部は、前記検査情報記憶部により記憶された各配線の識別情報と検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から回帰直線を生成すると共に、その回帰直線における前記各配線の識別情報に対応する値とその配線の検出レベル情報との差分と、それぞれの配線について前記基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とが加算された値を、前記補正後の検査レベル情報として生成するものであることを特徴としている。請求項２に記載の発明によれば、補正処理部によって、検査情報記憶部により記憶された各配線の識別情報と検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から回帰直線が生成され、その回帰直線における各配線の識別情報に対応する値とその配線の検出レベル情報との差分と、それぞれの配線について基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とが加算された値が、補正後の検査レベル情報として生成される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板検査装置において、前記補正基準値は、検査対象となる基板と同種類の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について前記検出部によって取得された前記検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から生成された回帰直線で表されるものであることを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、前記補正基準値は回帰直線で表されている。また、その回帰直線は、検査対象となる基板と同種類の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について検出部によって取得された検出レベル情報とから生成される。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板検査装置において、前記補正基準値は、検査対象となる基板と同種類の複数の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報と、その各配線について前記複数の良品の基板から前記検出部によって取得された前記検出レベル情報の平均値とを各座標軸に対応させた二次元座標から生成された回帰直線で表されるものであることを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、前記補正基準値は回帰直線で表されている。また、その回帰直線は、検査対象となる基板と同種類の複数の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報と、その配線についてその複数の良品の基板から検出部によって取得された検出レベル情報とから生成される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査装置において、前記第１のプローブは、前記複数の配線と近接して対向配置されることにより、各配線との間に生じる静電容量を介して信号を伝達するものであることを特徴としている。請求項５に記載の発明によれば、複数の配線と近接して対向配置される第１のプローブによって、各配線との間に生じる静電容量を介して信号が伝達される。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査装置において、前記第１のプローブは、前記複数の配線と近接して対向配置されると共に、前記検査用信号に応じて磁界を生じさせることによりその配線に誘導電流を生じるものであり、前記複数の第２のプローブは、それぞれ電気的に接続された配線に生じた前記誘導電流のレベルを前記信号レベルとして検出するものであることを特徴としている。請求項６に記載の発明によれば、複数の配線と近接して対向配置される第１のプローブによって、検査用信号に応じた磁界が生じさせられるので、その磁界に応じてその配線に誘導電流が生じる。さらに、その配線にそれぞれ電気的に接続された複数の第２のプローブによって、各配線に生じた誘導電流のレベルが前記信号レベルとして検出される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板検査装置１の構成の一例を示す外観正面図である。また、図２は、基板検査装置１の検査部分の構成の一例を説明するための模式図である。図１に示す基板検査装置１は、例えば全体が製図ドラフターの様に構成されており、製図台に相当する平面板状の基台２と、基台２を垂直に保持するフレーム３と、基台２の表面上を平行に水平方向にスライド自在に配設された移動フレーム４とを備える。また、基台２は、図２に示す検査対象の基板５を保持するためのものであり、例えば、一点鎖線で示す基板載置位置５ａ（図の紙面手前側）に載置された基板５の下辺を支持する基板受け２０１、基板５の左辺に押し当てられて基板５の基準位置を位置決めするための押当て部材２０２を備える。
【００１９】
また、基台２には、ユーザーが基板５の左右端部を手で持って、基板５を基台２に取り付けるときに、基板５を持った手が基台２に当たらないよう、その手の一部を受け入れ可能な開口部２０３，２０４が設けられている。これにより、ユーザーが手に持った基板５を基台２に取り付け容易にされている。また、ユーザーが手に持った基板５の下辺を基板受け２０１に沿うように載置すると共に基板５の左辺を押当て部材２０２に押し当てることにより、基板５が基台２上の所定の検査位置に位置決めされて取り付けられる。
【００２０】
また、基台２は、基板５の取り付け位置表面に、基板５を真空吸着して固定する図略の真空パッドを備え、ユーザーが操作スイッチ２０５を操作することにより、基台２上に載置された基板５が真空吸着されて固定されるようになっている。
【００２１】
移動フレーム４の基台２と対向する側の表面には、基台２に取り付けられた基板５と近接して対向配置される非接触プローブ４０１と、基板５の表面に形成された複数の配線に個別に電気的に接触する接触プローブ４０２とが配設されている。移動フレーム４は、ユーザーが図略のハンドルを操作することにより基台２の表面上を平行に水平方向にスライド可能に構成されている。そして、基板５の検査時には、ユーザーが移動フレーム４を基台２に取り付けられた基板５と対向する位置に移動させることにより、非接触プローブ４０１と、接触プローブ４０２とが基板５の表面に形成された配線パターンと対向配置するようにされている。また、移動フレーム４は、接触プローブ４０２を基板５に密着させるための図略のプレス機構を備え、ユーザーがプレススイッチ４０３を操作することにより、接触プローブ４０２が図の紙面に垂直な方向に移動して基板５の表面に形成された配線パターンと密着して接触するようにされている。
【００２２】
図２に示す基板５は、例えばプラズマディスプレイに用いられるガラス基板であり、図２においては、移動フレーム４を基板５と対向する位置に移動させた状態で、基板５において、非接触プローブ４０１及び接触プローブ４０２と対向する部分を示している。また、図２において、基板５の表面には、縦方向、すなわち非接触プローブ４０１の長手方向と交差する方向に平行な配線パターン５０１〜５１１が等間隔に形成されている。
【００２３】
また、図２に示す基板検査装置１は、非接触プローブ４０１、接触プローブ４０２、スイッチ部４０４、直流電源４０５、操作表示部６、及び制御部１００を備える。非接触プローブ４０１は、例えば長方形の細長い形状にされた一枚の電極板により構成され、配線パターン５０１〜５１１の上端部付近において、配線パターン５０１〜５１１と交差する方向に延び、基板５との間に例えば１ｍｍ程度の間隔を空けて近接して対向配置される。このとき、基板５と非接触プローブ４０１とは間隔を空けて保持されるため、対向距離を一定に保つために困難性を伴い、基板５と非接触プローブ４０１とが傾いて対向配置されたり、対向距離がばらついたりする場合がある。
【００２４】
図３は、基板５と非接触プローブ４０１とが対向配置された状態の一例を、図２におけるＸ−Ｘ断面で示した断面図である。図３において、基板５と非接触プローブ４０１とは斜めに傾いた状態で対向配置されており、配線パターン５０１と非接触プローブ４０１とが対向する位置で最も間隔が大きく、配線パターン５１１と非接触プローブ４０１とが対向する位置で最も間隔が小さくなっている。
【００２５】
接触プローブ４０２は、例えば長方形の細長い形状にされたフィルム状のフレキシブル基板上に、配線パターン５０１〜５１１と同じ間隔で例えば１１個の電極Ｐ１〜Ｐ１１が形成されたもので、ユーザーが移動フレーム４を基板５と対向する位置に移動させて所定の検査位置に位置決めすると共にプレススイッチ４０３を操作することにより接触プローブ４０２が基板５に密着され、配線パターン５０１〜５１１の下端部付近において、電極Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ個別に配線パターン５０１〜５１１と接触して電気的に接続される。
【００２６】
スイッチ部４０４は、電極Ｐ１〜Ｐ１１と、直流電源４０５との間に介設されたスイッチアレーであり、制御部１００からの制御信号に応じて電極Ｐ１〜Ｐ１１それぞれと直流電源４０５との間の接続をオンオフするように構成されている。これにより、制御部１００からの制御信号に応じて電極Ｐ１〜Ｐ１１それぞれと直流電源４０５との間のスイッチがオンされたとき、ステップ状の急激に立ち上がる信号波形を有する検査用信号が、電極Ｐ１〜Ｐ１１を介してそれぞれ配線パターン５０１〜５１１へ供給されるようになっている。
【００２７】
操作表示部６は、例えばキースイッチや液晶表示器等から構成され、ユーザーからの検査の実行指示等の操作指示を受け付けて、その操作指示を制御部１００へ出力したり、制御部１００からの制御信号に応じて基板の検査結果を表示したりする。
【００２８】
制御部１００は、基板検査装置１全体の動作を司るもので、例えば基板検査装置１の動作を制御するための制御プログラム、非接触プローブ４０１によって取得された検出レベル値を補正するための補正プログラム、検査対象となる配線パターンの良否を判定するための判定プログラム、あるいは配線パターンの良否判定を行うための基準値を取得するための基準値生成プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)、一時的にデータを保管するＲＡＭ(Random Access Memory)、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するマイクロコンピュータ等から構成される。また、制御部１００は、基準情報記憶部１０１と、検査情報記憶部１０２とを備え、前記補正プログラムを実行することにより補正処理部１０３として機能し、前記判定プログラムを実行することにより判定部１０４として機能し、前記基準値生成プログラムを実行することにより基準情報生成処理部１０５として機能する。
【００２９】
次に、上記のように構成された基板検査装置１の動作について説明する。図４は、配線パターン５０１〜５１１それぞれについて、検出レベル情報を補正するための基準となる基準値及び各配線の良否を判定するための許容範囲を取得するための動作を説明するフローチャートである。
【００３０】
まず、ステップＳ１０１において、基準情報生成処理部１０５により、基準値取得用の良品基板のサンプル数の入力を、ユーザーに対して促すためのガイド画面が操作表示部６に表示される。そして、ユーザーがサンプル数を入力すべく操作表示部６を操作することにより、操作表示部６を介して受け付けられた基準値取得用の良品基板のサンプル数が、基準情報生成処理部１０５によって、変数ｉに代入される。
【００３１】
次に、ステップＳ１０２において、例えば基準情報生成処理部１０５により、ユーザーに対して基準値取得用の良品基板を基台２の所定位置に載置すると共に所定の操作を行うよう促すためのガイド画面が操作表示部６に表示される。そして、ユーザーによって、予め良品であることが判っている基板５が基台２に載置され、移動フレーム４がその基板５と対向する位置に移動され、所定の検査位置に位置決めされる。そして、ユーザーによるプレススイッチ４０３の操作に応じて、接触プローブ４０２が基板５に密着され、図２に示すように、電極Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ個別に配線パターン５０１〜５１１と接触して電気的に接続される。
【００３２】
そして、ユーザーからの基準値の取得を開始させる開始指示が操作表示部６により受け付けられると、制御部１００からの制御信号に応じて、スイッチ部４０４によって、電極Ｐ１と直流電源４０５との間に介設されたスイッチがオンされる。これにより、ステップ状の急激に立ち上がる信号波形を有する検査用信号が電極Ｐ１と接触している配線パターン５０１に印加され、配線パターン５０１と非接触プローブ４０１との間に形成された静電容量を介してその検査用信号によって非接触プローブ４０１に信号が誘起され、検出される。そして、基準情報生成処理部１０５によって、非接触プローブ４０１により検出された信号のレベルが配線パターン５０１の検出レベル情報として、取得されると共に基準情報記憶部１０１に記憶される。
【００３３】
同様にして、電極Ｐ２〜Ｐ１１までの各電極についても、それぞれスイッチ部４０４により直流電源４０５との間に介設されたスイッチがオンされ、基準情報生成処理部１０５によって、非接触プローブ４０１により検出された信号のレベルが配線パターン５０２〜５１１の検出レベル情報として、それぞれ取得されると共に基準情報記憶部１０１に記憶される。この場合、基準情報生成処理部１０５は、例えば、配線パターン５０１〜５１１の識別情報として、それぞれ１〜１１の識別番号を付与し、その識別番号と、配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報とを関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶させる。
【００３４】
また、基板５は、配線パターン５０１〜５１１の他にも配線パターンを有しているので、基準情報生成処理部１０５により、例えばユーザーに対して移動フレーム４を次の検査位置まで移動させるよう促すためのガイド画面が操作表示部６に表示される。そして、ユーザーによって、移動フレーム４が配線パターン５１１の次の１１本の配線パターンと対向する位置に移動され、上記と同様にして電極Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ個別に次の１１本の配線パターンと接触して電気的に接続され、それぞれその配線パターンの識別番号と検出レベル情報とが関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶される。以上の動作を繰り返すことにより、１枚分の良品の基板５について、各配線パターンの識別番号と検出レベル情報とが関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶される。
【００３５】
なお、以降の説明においては、説明の便宜上、配線パターン５０１〜５１１についてのみ説明する。
【００３６】
次に、変数ｉから１減算され（ステップＳ１０３）、変数ｉが０でないときは（ステップＳ１０４でＮＯ）、新たなサンプル基板について検出レベル情報を取得するためステップＳ１０２へ移行する一方、変数ｉが０のときは（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、すべてのサンプル基板について各配線パターンの識別番号と検出レベル情報とが関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶されたので、ステップＳ１０５へ移行する。
【００３７】
次に、ステップＳ１０５において、基準情報生成処理部１０５によって、基準情報記憶部１０１に記憶されている各配線パターンの識別番号と検出レベル情報とから、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報について各配線パターン毎に平均値が算出される。図５は、配線パターンの良否判定を行うための基準値を説明するためのグラフであり、横軸は各配線パターンの識別番号、縦軸はその識別番号と関連付けられた検出レベル情報の値を示している。なお、検出レベル情報の値としては、例えば非接触プローブ４０１により検出された信号の電圧値や、これをデシベル表示した値、あるいはこれらの値を演算処理が容易なように相対値として加工した値等を用いても良い。そして、ステップＳ１０５において算出された各配線パターン毎の検出レベル情報の平均値の一例が、例えば図５に示す基準値７０１として示されている。なお、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報の平均値から基準値７０１が生成されるのではなく、１枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報をそのまま基準値７０１として用いても良い。
【００３８】
次に、ステップＳ１０６において、基準情報生成処理部１０５によって、基準値７０１から、例えば最小自乗法を用いて回帰直線７０２が生成される。なお、この場合、基準情報生成処理部１０５は、基準値７０１から回帰直線を生成するのではなく、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報から直接最小自乗法等を用いて回帰直線７０２を生成する構成としてもよい。
【００３９】
次に、ステップＳ１０７において、基準情報生成処理部１０５によって、各配線についての良否を判定するための上限を示す上限値７０３及び下限を示す下限値７０４が生成される。具体的には、例えば、基準値７０１に所定の値を加算、減算したものを、それぞれ上限値７０３、下限値７０４として生成したり、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報の標準偏差等の統計的データや経験的に得られた値等に基づいて、それぞれ上限値７０３、下限値７０４を生成するようにしても良い。
【００４０】
以上、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理により、検査対象となる基板５の各配線パターンから取得された検出レベル情報を補正するための基準となる回帰直線７０２と、各配線パターンの良否を判定するための許容範囲を示す上限値７０３及び下限値７０４とが生成されると共に、それらのデータが基準情報記憶部１０１に記憶される。
【００４１】
次に、上記のように構成された基板検査装置１の基板検査時の動作について説明する。図６は、基板５の配線パターン５０１〜５１１を検査するための動作を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ２０１において、制御部１００により、図４に示すステップＳ１０２と同様にして、検査対象となる基板５について、非接触プローブ４０１により検出された信号のレベルが配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報として、それぞれ取得されると共に検査情報記憶部１０２に記憶される。この場合、制御部１００は、例えば、配線パターン５０１〜５１１の識別情報として、それぞれ１〜１１の識別番号を付与し、その識別番号と、配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報とを関連付けて検査情報記憶部１０２に記憶させる。
【００４２】
図７は、検査情報記憶部１０２に記憶された配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報について説明するための図であり、図５と同様に、横軸は配線パターン５０１〜５１１にそれぞれ付与された識別番号を示し、縦軸はその識別番号と関連付けられた検出レベル情報の値を示している。図５において、検査情報記憶部１０２に記憶された配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報が、検査値７１１として示されている。また、図７には、基準情報記憶部１０１に記憶されている回帰直線７０２、上限値７０３、及び下限値７０４が示されている。
【００４３】
図７における検査値７１１について、識別番号１〜５に対応する検出レベルは上限値７０３と下限値７０４との間に入っているが、識別番号６〜１１に対応する検出レベルは上限値７０３を越えている。従って、検査値７１１を、上限値７０３及び下限値７０４と比較することにより配線パターンの合否を判定すると、識別番号６〜１１に対応する配線パターン５０６〜５１１は、不良と判定されてしまう。そこで、図３に示されるように、非接触プローブ４０１と基板５とが傾いて対向配置されていることにより生じている測定レベルの差を補正すべく、ステップＳ２０２へ移行する。
【００４４】
次に、ステップＳ２０２において、補正処理部１０３によって、検査値７１１から、例えば最小自乗法を用いて図７に示す検査値７１１の回帰直線７１２が生成される。
【００４５】
次に、ステップＳ２０３において、補正処理部１０３によって、検査値７１１から回帰直線７１２上の識別番号に対応する値が減算された値が回帰直線７０２上の識別番号に対応する値に加算された結果が、補正後の検査レベル情報を示す補正値７１３（図８参照）として生成される。この場合、補正値７１３から得られる回帰直線は、回帰直線７０２と等しくなる。
【００４６】
次に、ステップＳ２０４において、判定部１０４によって、補正値７１３と、上限値７０３及び下限値７０４とが比較され、補正値７１３が下限値７０４以上かつ上限値７０３以下の範囲に入っているとき（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、基板５は良品であると判定されステップＳ２０５へ移行する一方、補正値７１３が下限値７０４以上かつ上限値７０３以下の範囲から外れているとき（ステップＳ２０４でＮＯ）、基板５は不良品であると判定されステップＳ２０６へ移行する。
【００４７】
そして、ステップＳ２０５において、制御部１００によって、操作表示部６に基板５が良品である旨を示す表示画面が表示される一方、ステップＳ２０６においては、制御部１００によって、操作表示部６に基板５が不良品である旨を示す表示画面が表示され、検査を終了する。
【００４８】
以上、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の動作により、非接触プローブ４０１と基板５とが傾いて対向配置されたり、対向距離がばらついたりすることにより生じていた測定レベルの差が補正され、図８に示すように、補正値７１３が下限値７０４以上かつ上限値７０３以下の範囲に入るので、良品の基板が誤って不良品と判定されることが低減され、検査対象パターンの良否判定の正確さを向上させることができる。同様に、非接触プローブ４０１と基板５とが傾いて対向配置されたり、対向距離がばらついたりすることにより生じた測定レベルの差によって、本来配線パターンに不良が有る基板が誤って良品と判定されることが低減され、検査対象パターンの良否判定の正確さを向上させることができる。
【００４９】
なお、各配線パターンを特定する識別情報として、各配線パターンに識別番号を付与する例を示したが、例えば各配線パターンの位置を基板５の端部等の所定の基準位置からの距離で表すことにより、この距離を各配線パターンを特定するための識別情報として用いても良い。この場合、例えば各配線パターン間の間隔が等間隔ではないときなど、基準位置からの距離で表した識別情報を横軸のパラメータとして回帰直線７０２，７１２を生成することにより、回帰直線の直線性を向上させることができる。
【００５０】
また、電極Ｐ１〜Ｐ１１から配線パターン５０１〜５１１へ供給された検査用信号を非接触プローブ４０１によって検出する構成を示したが、非接触プローブ４０１から配線パターン５０１〜５１１へ供給された検査用信号を電極Ｐ１〜Ｐ１１によって検出する構成としてもよい。
【００５１】
また、非接触プローブ４０１を配線パターン５０１と近接して対向配置することにより、配線パターン５０１と非接触プローブ４０１との間に形成された静電容量を介して信号が伝達されるようにした例を示したが、例えば、特開２００１−４１９９４号公報に示されているように、検査対象となる配線パターンの一方端に近接して対向配置されたコイル等の磁界印加手段によって、その配線パターンに誘導電流を生じさせ、その誘導電流値がその配線パターンの他方端に個別に電気的に接続されるべく対向配置された複数のプローブを介して制御部１００によって検出レベル情報として取得される構成としてもよい。また、検査対象となる配線パターンに検査用信号を流すことにより生じた磁界強度を、配線パターンの一方端に近接して対向配置された磁気センサ等により検出し、その磁気センサによる磁界強度の検出レベルが制御部１００によって検出レベル情報として取得される構成としてもよい。
【００５２】
また、電極Ｐ１〜Ｐ１１は、配線パターン５０１〜５１１と接触して電気的に接続されるものに限られず、例えば配線パターン５０１〜５１１と絶縁を保ちながら対向配置される電極、コイル、磁気センサ等の近接センサにより構成され、配線パターン５０１〜５１１との間に生じる静電容量や磁気等によって、それぞれ個別に電気的に接続されるものであってもよい。
【００５３】
また、電極Ｐ１〜Ｐ１１は、必ずしも基板５の表面に形成された配線パターンのすべてと電気的に接続されるものに限定されず、例えば、基板５の表面に形成された１０本の配線パターン毎に１本の配線パターンが個別に電気的に接続される構成とすることにより、基板５の表面に形成された各配線パターンから間引きされた検出レベル情報を取得して、この間引きされた検出レベル情報に基づいて回帰直線７０２および回帰直線７１２を生成する構成としても良い。
【００５４】
あるいは、電極Ｐ１〜Ｐ１１が基板５の表面に形成された配線パターンのすべてと電気的に接続される場合であっても、その配線パターンから間引きをして検出レベル情報を取得し、この間引きされた検出レベル情報に基づいて回帰直線７０２および回帰直線７１２を生成する構成としても良い。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、各配線について、補正基準値から得られる回帰直線と、補正後の検出レベル情報から得られる回帰直線とが等しくなるように検出レベル情報が補正されるので、対向配置された第１のプローブと、複数の配線が形成された基板との対向の傾きにより生じた検出レベル情報の差を低減するように、検出レベル情報を補正することができる。これにより、検査対象となる配線の良否判定の正確さを向上させることができる。
【００５６】
請求項２に記載の発明によれば、各配線についての検出レベル情報に基づいて得られる回帰直線と補正基準値とから補正後の検査レベル情報を生成することができる。
【００５７】
請求項３に記載の発明によれば、検査対象となる基板と同種類の良品の基板を用いて、その基板から取得された検出レベル情報に基づいて、補正基準値である回帰直線を生成することができる。
【００５８】
請求項４に記載の発明によれば、検査対象となる基板と同種類の良品の基板を、複数用いてその複数の基板から取得された検出レベル情報に基づいて、回帰直線である補正基準値が生成されるので、補正基準値の精度を向上させることができる。
【００５９】
請求項５に記載の発明によれば、複数の配線と第１のプローブとの間に生じる静電容量を介して信号が伝達されるので、複数の配線と第１のプローブとを絶縁状態で近接させることができる。
【００６０】
請求項６に記載の発明によれば、複数の配線と第１のプローブとの間で磁界を用いて信号が伝達されるので、複数の配線と第１のプローブとを絶縁状態で近接させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板検査装置の構成の一例を示す外観正面図である。
【図２】図１に示す基板検査装置の構成の一例を説明するための模式図である。
【図３】図２において、基板と非接触プローブとが対向配置された状態の一例を、Ｘ−Ｘ断面で示した断面図である。
【図４】図１に示す基板検査装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】配線パターンの良否判定を行うための基準値の説明をするためのグラフである。
【図６】図１に示す基板検査装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】検出レベル情報の一例を示す図である。
【図８】補正後の検査レベル情報の一例を示す図である。
【図９】非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルの測定値を示したグラフである。
【符号の説明】
１ 基板検査装置
２ 基台
３ フレーム
４ 移動フレーム
５ 基板
６ 操作表示部
１００ 制御部（検出部）
１０１ 基準情報記憶部
１０２ 検査情報記憶部
１０３ 補正処理部
１０４ 判定部
１０５ 基準情報生成処理部
２０２ 押当て部材
２０３，２０４ 開口部
２０５ 操作スイッチ
４０１ 非接触プローブ（第１のプローブ）
４０２ 接触プローブ
４０３ プレススイッチ
４０４ スイッチ部
４０５ 直流電源
５０１〜５１１ 配線パターン
７０１ 基準値
７０２ 回帰直線（補正基準値）
７０３ 上限値（許容範囲）
７０４ 下限値（許容範囲）
７１１ 検査値（検出レベル情報）
７１２ 回帰直線
７１３ 補正値
Ｐ１〜Ｐ１１ 電極（第２のプローブ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線基板のような基板の配線の導通・短絡を検査する検査装置に関し、特に、非接触で配線の検査を行なうものに関する。尚、この発明は、プリント配線基板に限らず、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、ならびに半導体パッケージ用のフィルムキャリアなど種々の基板上の電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、基板に形成される配線パターンの微細化に伴い、複数の配線をカバーする非接触の検査用プローブ（以下、非接触プローブと称する）を用いて配線パターンの導通を検査する基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
例えば、特開平１０−２３９３７２号公報に記載の基板検査装置では、非接触プローブを絶縁膜で覆われた電極を用いて構成し、この非接触プローブを検査対象となる基板の配線パターンと密着して対向するように配置し、非接触プローブと配線パターンとを静電結合させるようにしている。そして、検査対象パターンの一端部に接触させたプローブから電圧のような電気パラメータが時間的に変化する検査用電気信号を注入し、その検査対象パターンの他端部に静電結合された非接触プローブを用いてその検査用信号を検出し、その検出された信号のレベルに応じてその検査対象パターンの良否を判定するようにされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２３９３７２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような基板検査装置を用いて基板の検査を行う場合、検査対象となる基板にリブが設けられていたり、基板自体に反り、うねりがある等、基板の形状によっては非接触プローブを基板の配線パターンと密着させることが困難な場合がある。
【０００６】
このような場合、非接触プローブを基板表面から所定の距離だけ離して用いることが考えられる。しかし、非接触プローブと配線パターンとの間に生じる静電容量は、その間の距離によって変化し、さらにその静電容量が変化すると非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルも変化してしまう。一方、非接触プローブと基板とを密着させずに平行に保持してその間の距離を一定に保つことには困難性が伴う。特に近年、プラズマディスプレイパネルや液晶パネル用のガラス基板の大型化に伴い非接触プローブも大型化し、非接触プローブと基板とを平行に保持することがますます困難となっている。
【０００７】
図９は、上記のような非接触プローブを用いた基板検査装置において、非接触プローブと配線パターンの間の距離が変化したときに、非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルの測定値を示したグラフである。図９において、曲線Ａは良品の配線パターンから検出された検査用信号の測定レベルを示し、曲線Ｂは１０μｍ幅の断線がある不良配線パターンから検出された検査用信号の測定レベルを示す。横軸が非接触プローブと配線パターンの間の距離を、縦軸が非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルの測定値を示している。
【０００８】
図９に示すように、曲線Ａでは、非接触プローブと配線パターンの間の距離が０．１ｍｍ変化するとおおよそ１ｄＢ程度測定値レベルが変化する。そのため、非接触プローブと基板とが傾いて対向配置されたために生じた測定レベルの差を吸収するためには、良品判定レベルに一定の幅を持たせて測定値が一定の範囲内であれば、良品と判定することが考えられる。
【０００９】
しかし、例えば、非接触プローブと配線パターンとの傾きが大きくなって、非接触プローブと配線パターンの間の距離が大きくなると、図９に示すように、良品配線パターンの測定値である曲線Ａと不良配線パターンの測定値である曲線Ｂとで測定値の差が小さいため、良品判定レベルの幅を大きくすると不良配線パターンを誤って良品と判定してしまうおそれが増大する一方、良品判定レベルの幅を小さくすると、非接触プローブと基板とが傾いて対向配置されたために生じた測定レベルの差によって良品配線パターンを誤って不良と判定してしまうおそれが増大する。そのため、検査対象パターンの良否判定の正確さが損なわれるという不都合がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、非接触プローブと基板とが平行に保持されていなくても、検査対象パターンの良否判定の正確さを向上させることができる基板検査装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、
基板面に形成された複数の配線の検査を行う基板検査装置であって、前記複数の配線の一方端にその複数の配線をカバーするよう延びて交差し、それらに近接して対向配置される、一体形成された第１のプローブと、前記複数の配線の他方端に個別に電気的に接続するべく対向配置される複数の第２のプローブと、前記第１のプローブと前記複数の第２のプローブとを用いてその間にそれぞれ接続又は対向配置された前記複数の配線それぞれについて、一方のプローブに所定の検査用信号を供給すると共にその検査用信号に応じて他方のプローブにより検出された信号レベルを、各配線の検出レベル情報としてそれぞれ取得する検出部と、前記複数の配線それぞれについて、各配線を特定するための識別情報と前記検出部により取得された検出レベル情報とを関連付けて記憶する検査情報記憶部と、前記複数の配線それぞれについて、前記検出レベル情報を補正するための基準となる補正基準値及び各配線の良否を判定するための許容範囲を記憶する基準情報記憶部と、前記複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について前記基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線と、前記検査情報記憶部により記憶されている各配線の識別情報とその配線の検出レベル情報を補正することにより生成される補正後の検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線とが、等しくなるように前記検出レベル情報を補正する補正処理部と、前記補正処理部により生成された補正後の検出レベル情報と前記基準情報記憶部に記憶された前記許容範囲とを用いて前記複数の配線の良否判定を行う判定部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、複数の配線と対向可能に一体に形成された第１のプローブが前記複数の配線の一方端にその複数の配線と交差する向きに近接して対向配置され、複数の第２のプローブが、前記複数の配線の他方端に個別に電気的に接続するべく対向配置され、第１のプローブと複数の第２のプローブとを用いてその間にそれぞれ接続又は対向配置された複数の配線それぞれについて、一方のプローブに所定の検査用信号が供給されると共にその検査用信号に応じて他方のプローブにより検出された信号レベルが、検出部により各配線の検出レベル情報としてそれぞれ取得される。そして、検査情報記憶部によって、複数の配線それぞれについて、各配線を特定するための識別情報と検出部により取得された検出レベル情報とが関連付けて記憶される。さらに、補正処理部によって、複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線についての補正基準値とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線と、各配線の識別情報とその配線の検出レベル情報を補正することにより生成される補正後の検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線とが等しくなるように検出レベル情報が補正される。そして、判定部によって、その補正後の検出レベル情報と基準情報記憶部に記憶されている許容範囲とを用いて複数の配線の良否が判定される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の基板検査装置において、前記補正処理部は、前記検査情報記憶部により記憶された各配線の識別情報と検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から回帰直線を生成すると共に、その回帰直線における前記各配線の識別情報に対応する値とその配線の検出レベル情報との差分と、それぞれの配線について前記基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とが加算された値を、前記補正後の検査レベル情報として生成するものであることを特徴としている。請求項２に記載の発明によれば、補正処理部によって、検査情報記憶部により記憶された各配線の識別情報と検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から回帰直線が生成され、その回帰直線における各配線の識別情報に対応する値とその配線の検出レベル情報との差分と、それぞれの配線について基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とが加算された値が、補正後の検査レベル情報として生成される。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板検査装置において、前記補正基準値は、検査対象となる基板と同種類の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について前記検出部によって取得された前記検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から生成された回帰直線で表されるものであることを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、前記補正基準値は回帰直線で表されている。また、その回帰直線は、検査対象となる基板と同種類の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について検出部によって取得された検出レベル情報とから生成される。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の基板検査装置において、前記補正基準値は、検査対象となる基板と同種類の複数の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報と、その各配線について前記複数の良品の基板から前記検出部によって取得された前記検出レベル情報の平均値とを各座標軸に対応させた二次元座標から生成された回帰直線で表されるものであることを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、前記補正基準値は回帰直線で表されている。また、その回帰直線は、検査対象となる基板と同種類の複数の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報と、その配線についてその複数の良品の基板から検出部によって取得された検出レベル情報とから生成される。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査装置において、前記第１のプローブは、前記複数の配線と近接して対向配置されることにより、各配線との間に生じる静電容量を介して信号を伝達するものであることを特徴としている。請求項５に記載の発明によれば、複数の配線と近接して対向配置される第１のプローブによって、各配線との間に生じる静電容量を介して信号が伝達される。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査装置において、前記第１のプローブは、前記複数の配線と近接して対向配置されると共に、前記検査用信号に応じて磁界を生じさせることによりその配線に誘導電流を生じるものであり、前記複数の第２のプローブは、それぞれ電気的に接続された配線に生じた前記誘導電流のレベルを前記信号レベルとして検出するものであることを特徴としている。請求項６に記載の発明によれば、複数の配線と近接して対向配置される第１のプローブによって、検査用信号に応じた磁界が生じさせられるので、その磁界に応じてその配線に誘導電流が生じる。さらに、その配線にそれぞれ電気的に接続された複数の第２のプローブによって、各配線に生じた誘導電流のレベルが前記信号レベルとして検出される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る基板検査装置１の構成の一例を示す外観正面図である。また、図２は、基板検査装置１の検査部分の構成の一例を説明するための模式図である。図１に示す基板検査装置１は、例えば全体が製図ドラフターの様に構成されており、製図台に相当する平面板状の基台２と、基台２を垂直に保持するフレーム３と、基台２の表面上を平行に水平方向にスライド自在に配設された移動フレーム４とを備える。また、基台２は、図２に示す検査対象の基板５を保持するためのものであり、例えば、一点鎖線で示す基板載置位置５ａ（図の紙面手前側）に載置された基板５の下辺を支持する基板受け２０１、基板５の左辺に押し当てられて基板５の基準位置を位置決めするための押当て部材２０２を備える。
【００１９】
また、基台２には、ユーザーが基板５の左右端部を手で持って、基板５を基台２に取り付けるときに、基板５を持った手が基台２に当たらないよう、その手の一部を受け入れ可能な開口部２０３，２０４が設けられている。これにより、ユーザーが手に持った基板５を基台２に取り付け容易にされている。また、ユーザーが手に持った基板５の下辺を基板受け２０１に沿うように載置すると共に基板５の左辺を押当て部材２０２に押し当てることにより、基板５が基台２上の所定の検査位置に位置決めされて取り付けられる。
【００２０】
また、基台２は、基板５の取り付け位置表面に、基板５を真空吸着して固定する図略の真空パッドを備え、ユーザーが操作スイッチ２０５を操作することにより、基台２上に載置された基板５が真空吸着されて固定されるようになっている。
【００２１】
移動フレーム４の基台２と対向する側の表面には、基台２に取り付けられた基板５と近接して対向配置される非接触プローブ４０１と、基板５の表面に形成された複数の配線に個別に電気的に接触する接触プローブ４０２とが配設されている。移動フレーム４は、ユーザーが図略のハンドルを操作することにより基台２の表面上を平行に水平方向にスライド可能に構成されている。そして、基板５の検査時には、ユーザーが移動フレーム４を基台２に取り付けられた基板５と対向する位置に移動させることにより、非接触プローブ４０１と、接触プローブ４０２とが基板５の表面に形成された配線パターンと対向配置するようにされている。また、移動フレーム４は、接触プローブ４０２を基板５に密着させるための図略のプレス機構を備え、ユーザーがプレススイッチ４０３を操作することにより、接触プローブ４０２が図の紙面に垂直な方向に移動して基板５の表面に形成された配線パターンと密着して接触するようにされている。
【００２２】
図２に示す基板５は、例えばプラズマディスプレイに用いられるガラス基板であり、図２においては、移動フレーム４を基板５と対向する位置に移動させた状態で、基板５において、非接触プローブ４０１及び接触プローブ４０２と対向する部分を示している。また、図２において、基板５の表面には、縦方向、すなわち非接触プローブ４０１の長手方向と交差する方向に平行な配線パターン５０１〜５１１が等間隔に形成されている。
【００２３】
また、図２に示す基板検査装置１は、非接触プローブ４０１、接触プローブ４０２、スイッチ部４０４、直流電源４０５、操作表示部６、及び制御部１００を備える。非接触プローブ４０１は、例えば長方形の細長い形状にされた一枚の電極板により構成され、配線パターン５０１〜５１１の上端部付近において、配線パターン５０１〜５１１と交差する方向に延び、基板５との間に例えば１ｍｍ程度の間隔を空けて近接して対向配置される。このとき、基板５と非接触プローブ４０１とは間隔を空けて保持されるため、対向距離を一定に保つために困難性を伴い、基板５と非接触プローブ４０１とが傾いて対向配置されたり、対向距離がばらついたりする場合がある。
【００２４】
図３は、基板５と非接触プローブ４０１とが対向配置された状態の一例を、図２におけるＸ−Ｘ断面で示した断面図である。図３において、基板５と非接触プローブ４０１とは斜めに傾いた状態で対向配置されており、配線パターン５０１と非接触プローブ４０１とが対向する位置で最も間隔が大きく、配線パターン５１１と非接触プローブ４０１とが対向する位置で最も間隔が小さくなっている。
【００２５】
接触プローブ４０２は、例えば長方形の細長い形状にされたフィルム状のフレキシブル基板上に、配線パターン５０１〜５１１と同じ間隔で例えば１１個の電極Ｐ１〜Ｐ１１が形成されたもので、ユーザーが移動フレーム４を基板５と対向する位置に移動させて所定の検査位置に位置決めすると共にプレススイッチ４０３を操作することにより接触プローブ４０２が基板５に密着され、配線パターン５０１〜５１１の下端部付近において、電極Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ個別に配線パターン５０１〜５１１と接触して電気的に接続される。
【００２６】
スイッチ部４０４は、電極Ｐ１〜Ｐ１１と、直流電源４０５との間に介設されたスイッチアレーであり、制御部１００からの制御信号に応じて電極Ｐ１〜Ｐ１１それぞれと直流電源４０５との間の接続をオンオフするように構成されている。これにより、制御部１００からの制御信号に応じて電極Ｐ１〜Ｐ１１それぞれと直流電源４０５との間のスイッチがオンされたとき、ステップ状の急激に立ち上がる信号波形を有する検査用信号が、電極Ｐ１〜Ｐ１１を介してそれぞれ配線パターン５０１〜５１１へ供給されるようになっている。
【００２７】
操作表示部６は、例えばキースイッチや液晶表示器等から構成され、ユーザーからの検査の実行指示等の操作指示を受け付けて、その操作指示を制御部１００へ出力したり、制御部１００からの制御信号に応じて基板の検査結果を表示したりする。
【００２８】
制御部１００は、基板検査装置１全体の動作を司るもので、例えば基板検査装置１の動作を制御するための制御プログラム、非接触プローブ４０１によって取得された検出レベル値を補正するための補正プログラム、検査対象となる配線パターンの良否を判定するための判定プログラム、あるいは配線パターンの良否判定を行うための基準値を取得するための基準値生成プログラムを記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)、一時的にデータを保管するＲＡＭ(Random Access Memory)、及び制御プログラム等をＲＯＭから読み出して実行するマイクロコンピュータ等から構成される。また、制御部１００は、基準情報記憶部１０１と、検査情報記憶部１０２とを備え、前記補正プログラムを実行することにより補正処理部１０３として機能し、前記判定プログラムを実行することにより判定部１０４として機能し、前記基準値生成プログラムを実行することにより基準情報生成処理部１０５として機能する。
【００２９】
次に、上記のように構成された基板検査装置１の動作について説明する。図４は、配線パターン５０１〜５１１それぞれについて、検出レベル情報を補正するための基準となる基準値及び各配線の良否を判定するための許容範囲を取得するための動作を説明するフローチャートである。
【００３０】
まず、ステップＳ１０１において、基準情報生成処理部１０５により、基準値取得用の良品基板のサンプル数の入力を、ユーザーに対して促すためのガイド画面が操作表示部６に表示される。そして、ユーザーがサンプル数を入力すべく操作表示部６を操作することにより、操作表示部６を介して受け付けられた基準値取得用の良品基板のサンプル数が、基準情報生成処理部１０５によって、変数ｉに代入される。
【００３１】
次に、ステップＳ１０２において、例えば基準情報生成処理部１０５により、ユーザーに対して基準値取得用の良品基板を基台２の所定位置に載置すると共に所定の操作を行うよう促すためのガイド画面が操作表示部６に表示される。そして、ユーザーによって、予め良品であることが判っている基板５が基台２に載置され、移動フレーム４がその基板５と対向する位置に移動され、所定の検査位置に位置決めされる。そして、ユーザーによるプレススイッチ４０３の操作に応じて、接触プローブ４０２が基板５に密着され、図２に示すように、電極Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ個別に配線パターン５０１〜５１１と接触して電気的に接続される。
【００３２】
そして、ユーザーからの基準値の取得を開始させる開始指示が操作表示部６により受け付けられると、制御部１００からの制御信号に応じて、スイッチ部４０４によって、電極Ｐ１と直流電源４０５との間に介設されたスイッチがオンされる。これにより、ステップ状の急激に立ち上がる信号波形を有する検査用信号が電極Ｐ１と接触している配線パターン５０１に印加され、配線パターン５０１と非接触プローブ４０１との間に形成された静電容量を介してその検査用信号によって非接触プローブ４０１に信号が誘起され、検出される。そして、基準情報生成処理部１０５によって、非接触プローブ４０１により検出された信号のレベルが配線パターン５０１の検出レベル情報として、取得されると共に基準情報記憶部１０１に記憶される。
【００３３】
同様にして、電極Ｐ２〜Ｐ１１までの各電極についても、それぞれスイッチ部４０４により直流電源４０５との間に介設されたスイッチがオンされ、基準情報生成処理部１０５によって、非接触プローブ４０１により検出された信号のレベルが配線パターン５０２〜５１１の検出レベル情報として、それぞれ取得されると共に基準情報記憶部１０１に記憶される。この場合、基準情報生成処理部１０５は、例えば、配線パターン５０１〜５１１の識別情報として、それぞれ１〜１１の識別番号を付与し、その識別番号と、配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報とを関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶させる。
【００３４】
また、基板５は、配線パターン５０１〜５１１の他にも配線パターンを有しているので、基準情報生成処理部１０５により、例えばユーザーに対して移動フレーム４を次の検査位置まで移動させるよう促すためのガイド画面が操作表示部６に表示される。そして、ユーザーによって、移動フレーム４が配線パターン５１１の次の１１本の配線パターンと対向する位置に移動され、上記と同様にして電極Ｐ１〜Ｐ１１がそれぞれ個別に次の１１本の配線パターンと接触して電気的に接続され、それぞれその配線パターンの識別番号と検出レベル情報とが関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶される。以上の動作を繰り返すことにより、１枚分の良品の基板５について、各配線パターンの識別番号と検出レベル情報とが関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶される。
【００３５】
なお、以降の説明においては、説明の便宜上、配線パターン５０１〜５１１についてのみ説明する。
【００３６】
次に、変数ｉから１減算され（ステップＳ１０３）、変数ｉが０でないときは（ステップＳ１０４でＮＯ）、新たなサンプル基板について検出レベル情報を取得するためステップＳ１０２へ移行する一方、変数ｉが０のときは（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、すべてのサンプル基板について各配線パターンの識別番号と検出レベル情報とが関連付けて基準情報記憶部１０１に記憶されたので、ステップＳ１０５へ移行する。
【００３７】
次に、ステップＳ１０５において、基準情報生成処理部１０５によって、基準情報記憶部１０１に記憶されている各配線パターンの識別番号と検出レベル情報とから、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報について各配線パターン毎に平均値が算出される。図５は、配線パターンの良否判定を行うための基準値を説明するためのグラフであり、横軸は各配線パターンの識別番号、縦軸はその識別番号と関連付けられた検出レベル情報の値を示している。なお、検出レベル情報の値としては、例えば非接触プローブ４０１により検出された信号の電圧値や、これをデシベル表示した値、あるいはこれらの値を演算処理が容易なように相対値として加工した値等を用いても良い。そして、ステップＳ１０５において算出された各配線パターン毎の検出レベル情報の平均値の一例が、例えば図５に示す基準値７０１として示されている。なお、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報の平均値から基準値７０１が生成されるのではなく、１枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報をそのまま基準値７０１として用いても良い。
【００３８】
次に、ステップＳ１０６において、基準情報生成処理部１０５によって、基準値７０１から、例えば最小自乗法を用いて回帰直線７０２が生成される。なお、この場合、基準情報生成処理部１０５は、基準値７０１から回帰直線を生成するのではなく、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報から直接最小自乗法等を用いて回帰直線７０２を生成する構成としてもよい。
【００３９】
次に、ステップＳ１０７において、基準情報生成処理部１０５によって、各配線についての良否を判定するための上限を示す上限値７０３及び下限を示す下限値７０４が生成される。具体的には、例えば、基準値７０１に所定の値を加算、減算したものを、それぞれ上限値７０３、下限値７０４として生成したり、複数枚のサンプル基板から取得された検出レベル情報の標準偏差等の統計的データや経験的に得られた値等に基づいて、それぞれ上限値７０３、下限値７０４を生成するようにしても良い。
【００４０】
以上、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理により、検査対象となる基板５の各配線パターンから取得された検出レベル情報を補正するための基準となる回帰直線７０２と、各配線パターンの良否を判定するための許容範囲を示す上限値７０３及び下限値７０４とが生成されると共に、それらのデータが基準情報記憶部１０１に記憶される。
【００４１】
次に、上記のように構成された基板検査装置１の基板検査時の動作について説明する。図６は、基板５の配線パターン５０１〜５１１を検査するための動作を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ２０１において、制御部１００により、図４に示すステップＳ１０２と同様にして、検査対象となる基板５について、非接触プローブ４０１により検出された信号のレベルが配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報として、それぞれ取得されると共に検査情報記憶部１０２に記憶される。この場合、制御部１００は、例えば、配線パターン５０１〜５１１の識別情報として、それぞれ１〜１１の識別番号を付与し、その識別番号と、配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報とを関連付けて検査情報記憶部１０２に記憶させる。
【００４２】
図７は、検査情報記憶部１０２に記憶された配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報について説明するための図であり、図５と同様に、横軸は配線パターン５０１〜５１１にそれぞれ付与された識別番号を示し、縦軸はその識別番号と関連付けられた検出レベル情報の値を示している。図５において、検査情報記憶部１０２に記憶された配線パターン５０１〜５１１の検出レベル情報が、検査値７１１として示されている。また、図７には、基準情報記憶部１０１に記憶されている回帰直線７０２、上限値７０３、及び下限値７０４が示されている。
【００４３】
図７における検査値７１１について、識別番号１〜５に対応する検出レベルは上限値７０３と下限値７０４との間に入っているが、識別番号６〜１１に対応する検出レベルは上限値７０３を越えている。従って、検査値７１１を、上限値７０３及び下限値７０４と比較することにより配線パターンの合否を判定すると、識別番号６〜１１に対応する配線パターン５０６〜５１１は、不良と判定されてしまう。そこで、図３に示されるように、非接触プローブ４０１と基板５とが傾いて対向配置されていることにより生じている測定レベルの差を補正すべく、ステップＳ２０２へ移行する。
【００４４】
次に、ステップＳ２０２において、補正処理部１０３によって、検査値７１１から、例えば最小自乗法を用いて図７に示す検査値７１１の回帰直線７１２が生成される。
【００４５】
次に、ステップＳ２０３において、補正処理部１０３によって、検査値７１１から回帰直線７１２上の識別番号に対応する値が減算された値が回帰直線７０２上の識別番号に対応する値に加算された結果が、補正後の検査レベル情報を示す補正値７１３（図８参照）として生成される。この場合、補正値７１３から得られる回帰直線は、回帰直線７０２と等しくなる。
【００４６】
次に、ステップＳ２０４において、判定部１０４によって、補正値７１３と、上限値７０３及び下限値７０４とが比較され、補正値７１３が下限値７０４以上かつ上限値７０３以下の範囲に入っているとき（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、基板５は良品であると判定されステップＳ２０５へ移行する一方、補正値７１３が下限値７０４以上かつ上限値７０３以下の範囲から外れているとき（ステップＳ２０４でＮＯ）、基板５は不良品であると判定されステップＳ２０６へ移行する。
【００４７】
そして、ステップＳ２０５において、制御部１００によって、操作表示部６に基板５が良品である旨を示す表示画面が表示される一方、ステップＳ２０６においては、制御部１００によって、操作表示部６に基板５が不良品である旨を示す表示画面が表示され、検査を終了する。
【００４８】
以上、ステップＳ２０１〜Ｓ２０６の動作により、非接触プローブ４０１と基板５とが傾いて対向配置されたり、対向距離がばらついたりすることにより生じていた測定レベルの差が補正され、図８に示すように、補正値７１３が下限値７０４以上かつ上限値７０３以下の範囲に入るので、良品の基板が誤って不良品と判定されることが低減され、検査対象パターンの良否判定の正確さを向上させることができる。同様に、非接触プローブ４０１と基板５とが傾いて対向配置されたり、対向距離がばらついたりすることにより生じた測定レベルの差によって、本来配線パターンに不良が有る基板が誤って良品と判定されることが低減され、検査対象パターンの良否判定の正確さを向上させることができる。
【００４９】
なお、各配線パターンを特定する識別情報として、各配線パターンに識別番号を付与する例を示したが、例えば各配線パターンの位置を基板５の端部等の所定の基準位置からの距離で表すことにより、この距離を各配線パターンを特定するための識別情報として用いても良い。この場合、例えば各配線パターン間の間隔が等間隔ではないときなど、基準位置からの距離で表した識別情報を横軸のパラメータとして回帰直線７０２，７１２を生成することにより、回帰直線の直線性を向上させることができる。
【００５０】
また、電極Ｐ１〜Ｐ１１から配線パターン５０１〜５１１へ供給された検査用信号を非接触プローブ４０１によって検出する構成を示したが、非接触プローブ４０１から配線パターン５０１〜５１１へ供給された検査用信号を電極Ｐ１〜Ｐ１１によって検出する構成としてもよい。
【００５１】
また、非接触プローブ４０１を配線パターン５０１と近接して対向配置することにより、配線パターン５０１と非接触プローブ４０１との間に形成された静電容量を介して信号が伝達されるようにした例を示したが、例えば、特開２００１−４１９９４号公報に示されているように、検査対象となる配線パターンの一方端に近接して対向配置されたコイル等の磁界印加手段によって、その配線パターンに誘導電流を生じさせ、その誘導電流値がその配線パターンの他方端に個別に電気的に接続されるべく対向配置された複数のプローブを介して制御部１００によって検出レベル情報として取得される構成としてもよい。また、検査対象となる配線パターンに検査用信号を流すことにより生じた磁界強度を、配線パターンの一方端に近接して対向配置された磁気センサ等により検出し、その磁気センサによる磁界強度の検出レベルが制御部１００によって検出レベル情報として取得される構成としてもよい。
【００５２】
また、電極Ｐ１〜Ｐ１１は、配線パターン５０１〜５１１と接触して電気的に接続されるものに限られず、例えば配線パターン５０１〜５１１と絶縁を保ちながら対向配置される電極、コイル、磁気センサ等の近接センサにより構成され、配線パターン５０１〜５１１との間に生じる静電容量や磁気等によって、それぞれ個別に電気的に接続されるものであってもよい。
【００５３】
また、電極Ｐ１〜Ｐ１１は、必ずしも基板５の表面に形成された配線パターンのすべてと電気的に接続されるものに限定されず、例えば、基板５の表面に形成された１０本の配線パターン毎に１本の配線パターンが個別に電気的に接続される構成とすることにより、基板５の表面に形成された各配線パターンから間引きされた検出レベル情報を取得して、この間引きされた検出レベル情報に基づいて回帰直線７０２および回帰直線７１２を生成する構成としても良い。
【００５４】
あるいは、電極Ｐ１〜Ｐ１１が基板５の表面に形成された配線パターンのすべてと電気的に接続される場合であっても、その配線パターンから間引きをして検出レベル情報を取得し、この間引きされた検出レベル情報に基づいて回帰直線７０２および回帰直線７１２を生成する構成としても良い。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、各配線について、補正基準値から得られる回帰直線と、補正後の検出レベル情報から得られる回帰直線とが等しくなるように検出レベル情報が補正されるので、対向配置された第１のプローブと、複数の配線が形成された基板との対向の傾きにより生じた検出レベル情報の差を低減するように、検出レベル情報を補正することができる。これにより、検査対象となる配線の良否判定の正確さを向上させることができる。
【００５６】
請求項２に記載の発明によれば、各配線についての検出レベル情報に基づいて得られる回帰直線と補正基準値とから補正後の検査レベル情報を生成することができる。
【００５７】
請求項３に記載の発明によれば、検査対象となる基板と同種類の良品の基板を用いて、その基板から取得された検出レベル情報に基づいて、補正基準値である回帰直線を生成することができる。
【００５８】
請求項４に記載の発明によれば、検査対象となる基板と同種類の良品の基板を、複数用いてその複数の基板から取得された検出レベル情報に基づいて、回帰直線である補正基準値が生成されるので、補正基準値の精度を向上させることができる。
【００５９】
請求項５に記載の発明によれば、複数の配線と第１のプローブとの間に生じる静電容量を介して信号が伝達されるので、複数の配線と第１のプローブとを絶縁状態で近接させることができる。
【００６０】
請求項６に記載の発明によれば、複数の配線と第１のプローブとの間で磁界を用いて信号が伝達されるので、複数の配線と第１のプローブとを絶縁状態で近接させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板検査装置の構成の一例を示す外観正面図である。
【図２】図１に示す基板検査装置の構成の一例を説明するための模式図である。
【図３】図２において、基板と非接触プローブとが対向配置された状態の一例を、Ｘ−Ｘ断面で示した断面図である。
【図４】図１に示す基板検査装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図５】配線パターンの良否判定を行うための基準値の説明をするためのグラフである。
【図６】図１に示す基板検査装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【図７】検出レベル情報の一例を示す図である。
【図８】補正後の検査レベル情報の一例を示す図である。
【図９】非接触プローブにより検出される検査用信号のレベルの測定値を示したグラフである。
【符号の説明】
１ 基板検査装置
２ 基台
３ フレーム
４ 移動フレーム
５ 基板
６ 操作表示部
１００ 制御部（検出部）
１０１ 基準情報記憶部
１０２ 検査情報記憶部
１０３ 補正処理部
１０４ 判定部
１０５ 基準情報生成処理部
２０２ 押当て部材
２０３，２０４ 開口部
２０５ 操作スイッチ
４０１ 非接触プローブ（第１のプローブ）
４０２ 接触プローブ
４０３ プレススイッチ
４０４ スイッチ部
４０５ 直流電源
５０１〜５１１ 配線パターン
７０１ 基準値
７０２ 回帰直線（補正基準値）
７０３ 上限値（許容範囲）
７０４ 下限値（許容範囲）
７１１ 検査値（検出レベル情報）
７１２ 回帰直線
７１３ 補正値
Ｐ１〜Ｐ１１ 電極（第２のプローブ）
Claims (6)
- 基板面に形成された複数の配線の検査を行う基板検査装置であって、前記複数の配線の一方端にその複数の配線をカバーするよう延びて交差し、それらに近接して対向配置される、一体形成された第１のプローブと、前記複数の配線の他方端に個別に電気的に接続するべく対向配置される複数の第２のプローブと、前記第１のプローブと前記複数の第２のプローブとを用いてその間にそれぞれ接続又は対向配置された前記複数の配線それぞれについて、一方のプローブに所定の検査用信号を供給すると共にその検査用信号に応じて他方のプローブにより検出された信号レベルを、各配線の検出レベル情報としてそれぞれ取得する検出部と、前記複数の配線それぞれについて、各配線を特定するための識別情報と前記検出部により取得された検出レベル情報とを関連付けて記憶する検査情報記憶部と、前記複数の配線それぞれについて、前記検出レベル情報を補正するための基準となる補正基準値及び各配線の良否を判定するための許容範囲を記憶する基準情報記憶部と、前記複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について前記基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線と、前記検査情報記憶部により記憶されている各配線の識別情報とその配線の検出レベル情報を補正することにより生成される補正後の検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から得られる回帰直線とが、等しくなるように前記検出レベル情報を補正する補正処理部と、前記補正処理部により生成された補正後の検出レベル情報と前記基準情報記憶部に記憶された前記許容範囲とを用いて前記複数の配線の良否判定を行う判定部とを備えることを特徴とする基板検査装置。
- 前記補正処理部は、前記検査情報記憶部により記憶された各配線の識別情報と検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から回帰直線を生成すると共に、その回帰直線における前記各配線の識別情報に対応する値とその配線の検出レベル情報との差分と、それぞれの配線について前記基準情報記憶部により記憶されている補正基準値とが加算された値を、前記補正後の検査レベル情報として生成するものであることを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
- 前記補正基準値は、検査対象となる基板と同種類の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報とその配線について前記検出部によって取得された前記検出レベル情報とを各座標軸に対応させた二次元座標から生成された回帰直線で表されるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の基板検査装置。
- 前記補正基準値は、検査対象となる基板と同種類の複数の良品の基板に形成された複数の配線それぞれについて、各配線の識別情報と、その各配線について前記複数の良品の基板から前記検出部によって取得された前記検出レベル情報の平均値とを各座標軸に対応させた二次元座標から生成された回帰直線で表されるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の基板検査装置。
- 前記第１のプローブは、前記複数の配線と近接して対向配置されることにより、各配線との間に生じる静電容量を介して信号を伝達するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査装置。
- 前記第１のプローブは、前記複数の配線と近接して対向配置されると共に、前記検査用信号に応じて磁界を生じさせることによりその配線に誘導電流を生じるものであり、前記複数の第２のプローブは、それぞれ電気的に接続された配線に生じた前記誘導電流のレベルを前記信号レベルとして検出するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基板検査装置。
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