JP4255774B2 - 回路基板検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象の回路基板における複数の導体パターンと基準電極との間の電気的パラメータを測定して回路基板を検査可能に構成された回路基板検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回路基板検査装置として、出願人は、平板状の電極の上に検査対象の回路基板を載置すると共にその導体パターンと電極との間の対電極間静電容量を測定して回路基板を検査する回路基板検査装置を特開２００３−１４８０７号公報に開示している。この回路基板検査装置による回路基板の検査時には、まず、一例として、導体パターンＣＰ1 （同公報の図３参照）の測定ポイントＴＰ1 にプローブを接触させる。次に、プローブと電極との間に検査用の信号としての交流電圧を出力して導体パターンＣＰ1 と電極との間の対電極間静電容量を仮測定し、その測定結果に基づいて測定レンジを決定して設定する。次いで、プローブを測定ポイントＴＰ1 から若干離間（上動）させ、その状態で測定ポイントＴＰ1 での浮遊容量を測定して記憶する。次に、プローブを測定ポイントＴＰ1 に再度接触させて導体パターンＣＰ1 と電極との間の対電極間静電容量を測定する。次いで、測定した対電極間静電容量から浮遊容量を差し引くことにより、導体パターンＣＰ1 についての正規な対電極間静電容量（浮遊容量の影響を排除した対電極間静電容量）を演算する。この後、すべての導体パターンＣＰについて上記の処理を実行して各導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量を順次演算する。次に、演算した各対電極間静電容量が、対応する基準データに対して所定範囲内（例えば、±１０％以内）のときに、その導体パターンＣＰに断線および短絡が存在しないと判別する判別処理を実行する。この判別処理をすべての導体パターンＣＰに対して順次実行することにより、回路基板Ｐが検査される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１４８０７号公報（第５−７頁、第２、３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、出願人が開示している従来の回路基板検査装置には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、従来の回路基板検査装置では、プローブを導体パターンＣＰから若干離間させた状態で測定ポイントＴＰでの浮遊容量を測定すると共に、プローブを導体パターンＣＰに接触させた状態で対電極間静電容量を測定している。この場合、この種の回路基板検査装置では、対電極間静電容量の測定に際してプローブ３，４（同公報の図２参照）を導体パターンＣＰに確実に接触させるために、移動機構５ａ，５ｂによってプローブ固定具３ａ，４ａを回路基板Ｐに向けて移動させてプローブ３，４を導体パターンＣＰに押し付けて（付勢して）いる。したがって、対電極間静電容量の測定時には、プローブ３，４に接続されている測定用ライン等が、浮遊容量の測定時（プローブ３，４を導体パターンＣＰから若干離間させた状態）と比較して電極２ｂに接近する。このため、対電極間静電容量の測定時には、その測定ポイントＴＰにおける浮遊容量のみならず、上記の測定用ライン等の電極２ｂへの接近に起因して増加する静電容量（以下、「増加分静電容量」ともいう）を含んだ対電極間静電容量が測定される。
【０００５】
しかしながら、この回路基板検査装置では、プローブ３，４を導体パターンＣＰに押し付けた状態（測定用ライン等が電極２ｂに接近した状態）で測定した対電極間静電容量と、プローブ３，４が導体パターンＣＰに非接触の状態（測定用ライン等が電極２ｂに接近していない状態）で測定した浮遊容量との差分値を導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量として回路基板を検査している。したがって、従来の回路基板検査装置では、増加分静電容量を含んだ対電極間静電容量に基づいて導体パターンＣＰの良否を判別するため、特に、その面積が極く小さい導体パターンについての検査時には、基準データと比較する対電極間静電容量に占める増加分静電容量が大きいことに起因して、その導体パターンＣＰの良否を正確に検査するのが困難となるおそれがある。このため、これを改善するのが好ましい。
【０００６】
この場合、導体パターンＣＰの上に紙等の絶縁体を被せた状態で、その絶縁体にプローブ３，４を押し付けて（付勢して）浮遊容量を測定することにより、増加分静電容量を含んだ浮遊容量を測定することが可能となる。これにより、増加分静電容量を含んだ浮遊容量と測定された対電極間静電容量との差分値を算出して、測定用ライン等の接近の影響を排除した導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量を算出することが可能となり、導体パターンＣＰの良否を正確に検査することが可能となる。しかし、紙等の絶縁体を被せる作業が煩雑であると共に、導体パターンＣＰ上に被せる絶縁体によっては、測定される静電容量（浮遊容量）に影響が及んで正確な浮遊容量を測定するのが困難となるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、検査対象の回路基板を高精度でしかも容易に検査し得る回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の回路基板検査装置は、プローブと、当該プローブを移動させてその先端を回路基板の導体パターンに接触可能とするプローブ移動機構と、前記プローブに信号を出力して当該プローブおよび基準電極の間についての所定の電気的パラメータを測定する測定部と、前記プローブ移動機構を制御すると共に前記測定部によって測定された前記電気的パラメータに基づいて前記回路基板を検査する制御部とを備え、前記制御部は、良品の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が非付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の測定処理と、前記良品の回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第２の測定処理と、前記第１および第２の測定処理によって測定された２つの前記電気的パラメータの差分値を算出する第１の算出処理と、前記良品の回路基板における前記導体パターンに前記先端が非接触状態で近接するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第３の測定処理と、前記良品の回路基板について前記第１および第２の測定処理によって測定した前記２つの電気的パラメータに基づいて前記第１の算出処理を実行して算出した前記差分値を前記第３の測定処理によって測定された前記電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出する第２の算出処理と、前記良品の回路基板について前記第２の測定処理によって測定した前記電気的パラメータと前記算出した第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出する第３の算出処理と、検査対象の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の検査処理と、当該第１の検査処理によって測定された前記電気的パラメータと前記第１の基準パラメータとの差分値を検査対象電気的パラメータとして算出して当該検査対象電気的パラメータと前記第２の基準パラメータとを比較して前記導体パターンを検査する第２の検査処理とを実行する。
【０００９】
請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、静電容量、および前記プローブを流れる電流の少なくとも１種を前記電気的パラメータとして測定可能に前記測定部が構成されている。
【００１０】
請求項３記載の回路基板検査装置は、請求項１または２記載の回路基板検査装置において、前記基準電極としての平板状の電極と、当該電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えて構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査装置の好適な発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
最初に、本発明を適用した回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１３】
回路基板検査装置１は、図１に示すように、電極部２、検査用のプローブ３ａ，３ｂ、プローブ移動機構（以下、「移動機構」ともいう）５ａ，５ｂ、測定部６、制御部７、ＲＡＭ８およびＲＯＭ９を備えて構成されている。電極部２は、その表面に絶縁フィルム２ａが貼付された平板状の電極２ｂを有して検査対象の回路基板Ｐを載置可能に構成されている。この場合、電極２ｂは、本発明における基準電極の一例であって、測定部６に接続されている。プローブ３ａ，３ｂ（以下、区別しないときには「プローブ３」ともいう）は、接触型プローブであって、固定部Ｂ、ヘッド部Ｈおよび連結用アームＡ，Ａが金属で一体的に形成されて四節回転機構のリンク機構が構成されている。また、図２に示すように、プローブ３は、プロービング対象体（導体パターンＰａ）に接触させられる際の接触痕を極限まで小さくできるようにヘッド部Ｈの先端Ｈａが鋭利に切削されている。また、ヘッド部Ｈには、測定用ラインＬの一端部が接続されている。さらに、プローブ３は、図１に示すように、プローブ固定具４ａ，４ｂを介して移動機構５ａ，５ｂ（以下、区別しないときには「プローブ固定具４」および「移動機構５」ともいう）に取り付けられて、移動機構５によってプローブ固定具４が上下動させられることによって（固定部Ｂが上下動させられることによって）ヘッド部Ｈが固定部Ｂに対して相対的に上下動させられる。
【００１４】
移動機構５は、制御部７の制御下でプローブ３を上下左右に移動させることによってヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐ上の導体パターンＰａに接触させる。測定部６は、制御部７の制御に従って測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して検査対象体に検査用の信号としての測定用交流信号を出力して、その検査対象体および電極２ｂ間を流れる電流と、出力した測定用交流信号の電圧の位相とその検査対象体および電極２ｂ間を流れる電流の位相との間の位相差とを測定する。また、測定部６は、測定用交流信号の電圧、測定した電流、および測定した位相差に基づいて検査対象体および電極２ｂ間の静電容量（本発明における「電気的パラメータ」および「少なくとも１種」の一例）も測定する。制御部７は、移動機構５および測定部６の動作を制御すると共に、測定部６によって出力される測定値をＲＡＭ８に記憶させ、その測定値に基づいて回路基板Ｐを検査する検査処理を実行する。また、測定部６は、検査処理に際して使用する検査用データＤａ（本発明における第１の基準パラメータ）および基準データＤｂ（本発明における第２の基準パラメータ）を生成するデータ生成処理２０を実行する。ＲＡＭ８は、測定部６によって出力される複数の測定値、プローブ３を接触させるべき導体パターンＰａの位置（測定ポイントの位置）を特定可能な位置データ、およびデータ生成処理２０によって生成された検査用データＤａおよび基準データＤｂなどを記憶する。ＲＯＭ９は、制御部７の動作プログラムを記憶する。
【００１５】
次に、回路基板検査装置１による回路基板Ｐの検査方法について、図面を参照して説明する。
【００１６】
この回路基板検査装置１では、最初に、図３に示すデータ生成処理２０を実行して、良品の回路基板Ｐから検査用データＤａおよび基準データＤｂを吸収する。このデータ生成処理２０では、まず、導体パターンＰａの形成面を表面側にして回路基板Ｐを電極部２（絶縁フィルム２ａ）の上に載置する。次に、図４に示すように、制御部７が移動機構５に対してプローブ３を回路基板Ｐにおける検査対象の導体パターンＰａの上方に移動させて下動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに軽く接触させる（非付勢状態で接触させる）。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第１の測定処理：ステップ２１）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ１（一例として、５２０ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ１）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１７】
次に、図５に示すように、制御部７は、移動機構５に対してプローブ３（固定部Ｂ）をさらに下動させる（一例として０．３ｍｍ程度下動させる）ことにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付ける（付勢状態で接触させる）。この際には、プローブ３のリンク機構が変形し、これに伴って、プローブ３と測定部６とを接続する測定用ラインＬが回路基板Ｐ（電極２ｂ）に接近する。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第２の測定処理：ステップ２２）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ２（一例として、５５０ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ２）をＲＡＭ８に記憶させる。さらに、制御部７は、移動機構５および測定部６を制御してステップ２２の測定処理を回路基板Ｐ上のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・に対して実行し（ステップ２３）、その都度、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ２）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１８】
次いで、制御部７は、ステップ２１において測定した静電容量Ｃ１と、静電容量Ｃ１を測定した導体パターンＰａについてステップ２２において測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を算出する算出処理（本発明における第１の算出処理）を実行する（ステップ２４）。また、制御部７は、算出した差分値Ｃ３をＲＡＭ８に記憶させる。続いて、図６に示すように、制御部７は、移動機構５に対してプローブ３を上動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａから例えば０．５ｍｍ程度離間させる（非接触状態で近接させる）。この際には、プローブ３のリンク機構の変形が解除され、これに伴って、測定用ラインＬがステップ２１の測定時と同程度に回路基板Ｐ（電極２ｂ）から離間する。次に、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第３の測定処理：ステップ２５）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ４（一例として、５００ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ４）をＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、移動機構５および測定部６を制御してステップ２４の測定処理を回路基板Ｐ上のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・に対して実行し（ステップ２６）、その都度、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ４）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１９】
次に、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・の静電容量Ｃ４，Ｃ４・・に、ステップ２４において算出した差分値Ｃ３を加算して加算値Ｃ５（本発明における第１の基準パラメータ：検査用データＤａ）を算出する算出処理（本発明における第２の算出処理）を実行する（ステップ２７）。この際に、ステップ２５において例えば５００ｆＦの静電容量Ｃ４が測定された導体パターンＰａについては、この５００ｆＦに差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を加算して加算値Ｃ５を５３０ｆＦと算出し、その算出結果を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させる。また、ステップ２５において例えば６００ｆＦの静電容量Ｃ４が測定された導体パターンＰａについては、この６００ｆＦに差分値Ｃ３（３０ｆＦ）を加算して加算値Ｃ５を６３０ｆＦと算出し、その算出結果を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について、上記の加算値Ｃ５の算出処理、および検査用データＤａとしてのＲＡＭ８への記憶を実行する。
【００２０】
次いで、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・の静電容量Ｃ２，Ｃ２・・と、ステップ２７においてＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての検査用データＤａ，Ｄａ・・との差分値Ｃ６（本発明における第２の基準パラメータ：基準データＤｂ）を算出してＲＡＭ８に記憶させる算出処理（本発明における第３の算出処理）を実行する（ステップ２８）。この際に、ステップ２２において例えば５５０ｆＦの静電容量Ｃ２が測定されてステップ２７において加算値Ｃ５が５３０ｆＦと算出された導体パターンＰａについては、５５０ｆＦから５３０ｆＦを差し引いた差分値Ｃ６（この場合、２０ｆＦ）が基準データＤｂとして算出されてＲＡＭ８に記憶される。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について、上記の差分値Ｃ６の算出処理、および基準データＤｂとしてのＲＡＭ８への記憶を実行し、各基準データＤｂ，Ｄｂ・・のＲＡＭ８への記憶が完了した際に、このデータ生成処理２０を終了する。これにより、良品の回路基板Ｐから検査用データＤａおよび基準データＤｂの吸収が完了する。
【００２１】
次に、データ生成処理２０によって生成した検査用データＤａおよび基準データＤｂと、各導体パターンＰａ，Ｐａ・・について実測した静電容量とに基づいて回路基板Ｐを検査する検査処理について説明する。なお、この回路基板検査装置１は、出願人が開示している従来の回路基板検査装置と同様にして、プローブ３ａ，３ｂを使用した導体パターンＰａの導通検査等を実行可能に構成されているが、その導通検査等自体の説明については、本発明についての理解を容易とするために省略する。
【００２２】
この検査処理では、まず、導体パターンＰａの形成面を表面側にして検査対象の回路基板Ｐを電極部２（絶縁フィルム２ａ）の上に載置する。次に、制御部７が移動機構５に対してプローブ３を回路基板Ｐにおける検査対象の導体パターンＰａの上方に移動させて下動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付ける（付勢状態で接触させる）。この際には、図５に示すように、プローブ３のリンク機構が変形し、これに伴って、プローブ３と測定部６とを接続する測定用ラインＬが回路基板Ｐ（電極２ｂ）に接近する。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第１の検査処理）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量）をＲＡＭ８に記憶させる。続いて、制御部７は、移動機構５に対して、プローブ３の先端Ｈａを他の導体パターンＰａに接触（付勢）した後に、測定部６に対してその導体パターンＰａについての静電容量を測定させて、その測定値（静電容量）をＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・についても同様にして静電容量を測定させ、その測定値をＲＡＭ８に順次記憶させる。
【００２３】
次に、制御部７は、ＲＡＭ８に保存されている各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての測定値と、データ生成処理２０において生成した各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての検査用データＤａ，Ｄａ・・（加算値Ｃ５）との差分値をその導体パターンＰａについての正規な静電容量（本発明における検査対象電気的パラメータ）として算出する算出処理を実行する。具体的には、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶されている所定の導体パターンＰａについての測定値（一例として、５５０ｆＦ）から、その導体パターンＰａについての検査用データＤａ（一例として、５３０ｆＦ）を差し引くことにより、その差分値（この場合、５５０ｆＦ−５３０ｆＦ＝２０ｆＦ）を求める。この場合、ＲＡＭ８に記憶されている測定値は、プローブ３におけるヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付けた状態（付勢した状態）で測定した値のため、導体パターンＰａについての正規な静電容量と、プローブ３等の有する浮遊容量（この場合、５００ｆＦ）と、測定用ラインＬが電極２ｂに接近したことに起因して増加した静電容量（この場合、３０ｆＦ）とを含んだ値となる。したがって、ＲＡＭ８に記憶されている測定値から、データ生成処理２０において生成した検査用データＤａ（プローブ３および測定用ラインＬ等の有する浮遊容量に、測定用ラインＬなどが電極２ｂに接近したことに起因して増加した静電容量を加算した静電容量）を差し引くことにより、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（この例では、差分値の２０ｆＦ）が算出（補正）される。
【００２４】
次いで、制御部７は、算出結果（導体パターンＰａについての正規な静電容量）とＲＡＭ８から読み出した基準データＤｂとを比較する比較処理（本発明における第２の検査処理）を実行して、正規な静電容量が基準データＤｂに基づく基準値に対する上下限値の範囲内（所定範囲内：例えば、基準データＤｂに基づく基準値に対して±２０％以内）のときに、その導体パターンＰａに断線および短絡が存在しないと判別する。逆に、正規な静電容量が上限値（例えば、基準値に対して＋２０％）を超えるときには、その導体パターンＰａに短絡が存在し、正規な静電容量が下限値（例えば、基準値に対して−２０％）未満のときには、その導体パターンＰａに断線が存在すると判別する。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・についても、上記の算出処理（正規な静電容量の算出）と、基準データＤｂに基づく基準値（上下限値）との比較処理とを順次実行する。これにより、回路基板Ｐの検査処理が完了する。
【００２５】
このように、この回路基板検査装置１によれば、回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを非付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ１とその導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３を算出することにより、この差分値Ｃ３によって検査用の基準値（静電容量Ｃ４，Ｃ２）を補正することで、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる。したがって、回路基板Ｐを高精度で検査することができる。また、浮遊容量の測定時に紙などの絶縁体を導体パターンＰａに被せる検査方法とは異なり、測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因して増加する静電容量を含んだ浮遊容量を正確かつ容易に測定（算出）することができる。したがって、回路基板Ｐを一層高精度に検査することができる。
【００２６】
また、この回路基板検査装置１によれば、良品の回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを非付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ１とその導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３をその導体パターンＰａに対してプローブ３の先端Ｈａを非接触状態で近接させて測定した静電容量Ｃ４に加算して加算値Ｃ５（検査用データＤａ）を算出すると共に、その導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２と加算値Ｃ５（検査用データＤａ）との差分値Ｃ６（基準データＤｂ）を算出し、検査対象の回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量と加算値Ｃ５（検査用データＤａ）との差分値を差分値Ｃ６（基準データＤｂ）と比較して導体パターンＰａを検査することにより、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる。この場合、差分値Ｃ３によって静電容量Ｃ４，Ｃ２を補正して検査用データＤａおよび検査用データＤａを生成しておくことにより、回路基板Ｐの検査時には、導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて静電容量Ｃ２を測定するだけで、この静電容量Ｃ２と、検査用データＤａおよび検査用データＤａとに基づいて導体パターンＰａの良否を直ちに検査することができる。
【００２７】
さらに、この回路基板検査装置１によれば、静電容量（本発明における少なくとも１種の測定値）を本発明における電気的パラメータとして測定することにより、正規な電気的パラメータを算出する算出処理を簡易な構成でありながら確実かつ迅速に実行することができる結果、回路基板Ｐの検査処理を確実かつ迅速に実行することができる。
【００２８】
また、この回路基板検査装置１によれば、本発明における基準電極としての平板状の電極２ｂと、電極２ｂに配設された絶縁フィルム２ａとを有する電極部２を備えたことにより、基準電極として使用可能なベタパターン等が形成されていない回路基板についても検査することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、本発明における電気的パラメータとして静電容量を測定する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、各測定処理において測定用ラインＬ（プローブ３）と電極２ｂとの間を流れる電流値を電気的パラメータとして測定して回路基板Ｐを検査することもできる。また、本発明の実施の形態では、電極２ｂを有する電極部２を備えた回路基板検査装置１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、検査対象の回路基板Ｐにおけるパターン（例えばグランドパターンや電源パターン等のいわゆるベタパターンや通常の信号パターンなど）を本発明における基準電極として使用する構成を採用することができる。具体的には、電極部２に代えて、例えば上記のベタパターンに電気的に接触可能なプローブを配設して、プローブ３と、ベタパターンに接触させたプローブとの間に測定用信号を出力して本発明における少なくとも１種の測定値や電気的パラメータを測定可能に構成する。
【００３０】
また、本発明の実施の形態では、データ生成処理２０において、すべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について加算値Ｃ５（検査用データＤａ）の算出（静電容量Ｃ４＋差分値Ｃ３）、および差分値Ｃ６（基準データＤｂ）の算出（静電容量Ｃ２−加算値Ｃ５）を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、その面積がある程度小さい導体パターンＰａ（正規な静電容量が比較的小さい値の導体パターンＰａ）についてのみ、加算値Ｃ５および差分値Ｃ６の演算を実行して検査用データＤａおよび基準データＤｂとする構成を採用することもできる。また、上記のデータ生成処理２０において、ステップ２１〜２８の順序については、これに限定されず、適宜変更することができるのは勿論である。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態では、測定用ラインＬの電極２ｂに対する接近に起因して変化する静電容量（差分値Ｃ３）をデータ生成処理２０において算出して検査用データＤａおよび基準データＤｂに反映する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、データ生成処理２０において、ステップ２５で測定した静電容量Ｃ４（例えば５００ｆＦ）を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させると共に、ステップ２２において測定した静電容量Ｃ２（この場合、５５０ｆＦ）とステップ２５において測定した静電容量Ｃ４（５００ｆＦ）との差分値（この場合、５０ｆＦ）を基準データＤｂとしてＲＡＭ８に記憶させる。一方、検査対象の回路基板Ｐについての検査時には、まず、データ生成処理２０におけるステップ２１〜２４を実施して差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を算出する。次に、ＲＡＭ８に記憶されている基準データＤｂ（測定用ラインＬの近接による増加分を含んだ静電容量：この場合、５０ｆＦ）を差分値Ｃ３に基づいて補正して（５０ｆＦ−３０ｆＦ＝２０ｆＦ）、ＲＡＭ８に記憶させる。続いて、検査対象の回路基板Ｐにおける各導体パターンについての静電容量Ｃ２を検査用データＤａおよび差分値Ｃ３に基づいて補正して（５５０ｆＦ−５００ｆＦ−３０ｆＦ＝２０ｆＦ）、ＲＡＭ８に記憶させた補正後の基準データＤｂ（この場合、２０ｆＦ）と比較して、導体パターンＰａを検査する。これにより、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる結果、回路基板Ｐを高精度で検査することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の回路基板検査装置によれば、良品の回路基板における導体パターンにプローブの先端を非付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとその導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとの差分値を算出することにより、この差分値によって検査用の基準値を補正することで、プローブの付勢の有無によって測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化の影響を排除して、その導体パターンについての正規な電気的パラメータに基づいて、その面積が極く小さい導体パターンであってもその導体パターンの良否を正確に検査することができる。したがって、回路基板を高精度で検査することができる。また、例えば浮遊容量の測定時に紙などの絶縁体を導体パターンに被せる検査方法とは異なり、測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化分を含んだ浮遊容量を正確かつ容易に測定（算出）することができる。したがって、回路基板を一層高精度に検査することができる。
【００３３】
また、この回路基板検査装置によれば、良品の回路基板における導体パターンにプローブの先端を非付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとその導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとの差分値をその導体パターンに対してプローブの先端を非接触状態で近接させて測定した電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出すると共に、その導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータと第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出し、検査対象の回路基板における導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータと第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータと比較して導体パターンを検査することにより、プローブの付勢の有無によって測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化の影響を排除して、その導体パターンについての正規な電気的パラメータに基づいて、その面積が極く小さい導体パターンであってもその導体パターンの良否を正確に検査することができる。この場合、差分値によって電気的パラメータを補正して第１および第２の基準パラメータを生成しておくことにより、回路基板の検査時には、導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて電気的パラメータを測定するだけで、この電気的パラメータと、第１および第２の基準パラメータとに基づいて導体パターンの良否を直ちに検査することができる。
【００３４】
さらに、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、静電容量、およびプローブを流れる電流の少なくとも１種を電気的パラメータとして測定部が測定することにより、正規な電気的パラメータを算出する算出処理を簡易な構成でありながら確実かつ迅速に実行することができる結果、回路基板の検査処理を確実かつ迅速に実行することができる。
【００３５】
また、請求項３記載の回路基板検査装置によれば、基準電極としての平板状の電極と、電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えたことにより、基準電極として使用可能なベタパターン等が形成されていない回路基板についても検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】 回路基板検査装置１のプローブ３に対する測定用ラインＬの接続状態の一例を示す断面図である。
【図３】 回路基板検査装置１によって実行されるデータ生成処理２０のフローチャートである。
【図４】 ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに非付勢状態で接触させた際の概念図である。
【図５】 ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに付勢状態で接触させた際の概念図である。
【図６】 ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに非接触状態で近接させた際の概念図である。
【符号の説明】
１ 回路基板検査装置
２ 電極部
２ａ 絶縁フィルム
２ｂ 電極
３ａ，３ｂ プローブ
５ａ，５ｂ プロ−ブ移動機構
６ 測定部
７ 制御部
８ ＲＡＭ
２０ データ生成処理
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４ 静電容量
Ｃ３，Ｃ６ 差分値
Ｃ５ 加算値
Ｄａ 検査用データ
Ｄｂ 基準データ
Ｈ ヘッド部
Ｈａ 先端
Ｌ 測定用ライン
Ｐ 回路基板
Ｐａ 導体パターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象の回路基板における複数の導体パターンと基準電極との間の電気的パラメータを測定して回路基板を検査可能に構成された回路基板検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回路基板検査装置として、出願人は、平板状の電極の上に検査対象の回路基板を載置すると共にその導体パターンと電極との間の対電極間静電容量を測定して回路基板を検査する回路基板検査装置を特開２００３−１４８０７号公報に開示している。この回路基板検査装置による回路基板の検査時には、まず、一例として、導体パターンＣＰ1 （同公報の図３参照）の測定ポイントＴＰ1 にプローブを接触させる。次に、プローブと電極との間に検査用の信号としての交流電圧を出力して導体パターンＣＰ1 と電極との間の対電極間静電容量を仮測定し、その測定結果に基づいて測定レンジを決定して設定する。次いで、プローブを測定ポイントＴＰ1 から若干離間（上動）させ、その状態で測定ポイントＴＰ1 での浮遊容量を測定して記憶する。次に、プローブを測定ポイントＴＰ1 に再度接触させて導体パターンＣＰ1 と電極との間の対電極間静電容量を測定する。次いで、測定した対電極間静電容量から浮遊容量を差し引くことにより、導体パターンＣＰ1 についての正規な対電極間静電容量（浮遊容量の影響を排除した対電極間静電容量）を演算する。この後、すべての導体パターンＣＰについて上記の処理を実行して各導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量を順次演算する。次に、演算した各対電極間静電容量が、対応する基準データに対して所定範囲内（例えば、±１０％以内）のときに、その導体パターンＣＰに断線および短絡が存在しないと判別する判別処理を実行する。この判別処理をすべての導体パターンＣＰに対して順次実行することにより、回路基板Ｐが検査される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００３−１４８０７号公報（第５−７頁、第２、３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、出願人が開示している従来の回路基板検査装置には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、従来の回路基板検査装置では、プローブを導体パターンＣＰから若干離間させた状態で測定ポイントＴＰでの浮遊容量を測定すると共に、プローブを導体パターンＣＰに接触させた状態で対電極間静電容量を測定している。この場合、この種の回路基板検査装置では、対電極間静電容量の測定に際してプローブ３，４（同公報の図２参照）を導体パターンＣＰに確実に接触させるために、移動機構５ａ，５ｂによってプローブ固定具３ａ，４ａを回路基板Ｐに向けて移動させてプローブ３，４を導体パターンＣＰに押し付けて（付勢して）いる。したがって、対電極間静電容量の測定時には、プローブ３，４に接続されている測定用ライン等が、浮遊容量の測定時（プローブ３，４を導体パターンＣＰから若干離間させた状態）と比較して電極２ｂに接近する。このため、対電極間静電容量の測定時には、その測定ポイントＴＰにおける浮遊容量のみならず、上記の測定用ライン等の電極２ｂへの接近に起因して増加する静電容量（以下、「増加分静電容量」ともいう）を含んだ対電極間静電容量が測定される。
【０００５】
しかしながら、この回路基板検査装置では、プローブ３，４を導体パターンＣＰに押し付けた状態（測定用ライン等が電極２ｂに接近した状態）で測定した対電極間静電容量と、プローブ３，４が導体パターンＣＰに非接触の状態（測定用ライン等が電極２ｂに接近していない状態）で測定した浮遊容量との差分値を導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量として回路基板を検査している。したがって、従来の回路基板検査装置では、増加分静電容量を含んだ対電極間静電容量に基づいて導体パターンＣＰの良否を判別するため、特に、その面積が極く小さい導体パターンについての検査時には、基準データと比較する対電極間静電容量に占める増加分静電容量が大きいことに起因して、その導体パターンＣＰの良否を正確に検査するのが困難となるおそれがある。このため、これを改善するのが好ましい。
【０００６】
この場合、導体パターンＣＰの上に紙等の絶縁体を被せた状態で、その絶縁体にプローブ３，４を押し付けて（付勢して）浮遊容量を測定することにより、増加分静電容量を含んだ浮遊容量を測定することが可能となる。これにより、増加分静電容量を含んだ浮遊容量と測定された対電極間静電容量との差分値を算出して、測定用ライン等の接近の影響を排除した導体パターンＣＰについての正規な対電極間静電容量を算出することが可能となり、導体パターンＣＰの良否を正確に検査することが可能となる。しかし、紙等の絶縁体を被せる作業が煩雑であると共に、導体パターンＣＰ上に被せる絶縁体によっては、測定される静電容量（浮遊容量）に影響が及んで正確な浮遊容量を測定するのが困難となるおそれがある。
【０００７】
本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、検査対象の回路基板を高精度でしかも容易に検査し得る回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の回路基板検査装置は、プローブと、当該プローブを移動させてその先端を回路基板の導体パターンに接触可能とするプローブ移動機構と、前記プローブに信号を出力して当該プローブおよび基準電極の間についての所定の電気的パラメータを測定する測定部と、前記プローブ移動機構を制御すると共に前記測定部によって測定された前記電気的パラメータに基づいて前記回路基板を検査する制御部とを備え、前記制御部は、良品の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が非付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の測定処理と、前記良品の回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第２の測定処理と、前記第１および第２の測定処理によって測定された２つの前記電気的パラメータの差分値を算出する第１の算出処理と、前記良品の回路基板における前記導体パターンに前記先端が非接触状態で近接するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第３の測定処理と、前記良品の回路基板について前記第１および第２の測定処理によって測定した前記２つの電気的パラメータに基づいて前記第１の算出処理を実行して算出した前記差分値を前記第３の測定処理によって測定された前記電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出する第２の算出処理と、前記良品の回路基板について前記第２の測定処理によって測定した前記電気的パラメータと前記算出した第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出する第３の算出処理と、検査対象の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の検査処理と、当該第１の検査処理によって測定された前記電気的パラメータと前記第１の基準パラメータとの差分値を検査対象電気的パラメータとして算出して当該検査対象電気的パラメータと前記第２の基準パラメータとを比較して前記導体パターンを検査する第２の検査処理とを実行する。
【０００９】
請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、静電容量、および前記プローブを流れる電流の少なくとも１種を前記電気的パラメータとして測定可能に前記測定部が構成されている。
【００１０】
請求項３記載の回路基板検査装置は、請求項１または２記載の回路基板検査装置において、前記基準電極としての平板状の電極と、当該電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えて構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査装置の好適な発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
最初に、本発明を適用した回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。
【００１３】
回路基板検査装置１は、図１に示すように、電極部２、検査用のプローブ３ａ，３ｂ、プローブ移動機構（以下、「移動機構」ともいう）５ａ，５ｂ、測定部６、制御部７、ＲＡＭ８およびＲＯＭ９を備えて構成されている。電極部２は、その表面に絶縁フィルム２ａが貼付された平板状の電極２ｂを有して検査対象の回路基板Ｐを載置可能に構成されている。この場合、電極２ｂは、本発明における基準電極の一例であって、測定部６に接続されている。プローブ３ａ，３ｂ（以下、区別しないときには「プローブ３」ともいう）は、接触型プローブであって、固定部Ｂ、ヘッド部Ｈおよび連結用アームＡ，Ａが金属で一体的に形成されて四節回転機構のリンク機構が構成されている。また、図２に示すように、プローブ３は、プロービング対象体（導体パターンＰａ）に接触させられる際の接触痕を極限まで小さくできるようにヘッド部Ｈの先端Ｈａが鋭利に切削されている。また、ヘッド部Ｈには、測定用ラインＬの一端部が接続されている。さらに、プローブ３は、図１に示すように、プローブ固定具４ａ，４ｂを介して移動機構５ａ，５ｂ（以下、区別しないときには「プローブ固定具４」および「移動機構５」ともいう）に取り付けられて、移動機構５によってプローブ固定具４が上下動させられることによって（固定部Ｂが上下動させられることによって）ヘッド部Ｈが固定部Ｂに対して相対的に上下動させられる。
【００１４】
移動機構５は、制御部７の制御下でプローブ３を上下左右に移動させることによってヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐ上の導体パターンＰａに接触させる。測定部６は、制御部７の制御に従って測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して検査対象体に検査用の信号としての測定用交流信号を出力して、その検査対象体および電極２ｂ間を流れる電流と、出力した測定用交流信号の電圧の位相とその検査対象体および電極２ｂ間を流れる電流の位相との間の位相差とを測定する。また、測定部６は、測定用交流信号の電圧、測定した電流、および測定した位相差に基づいて検査対象体および電極２ｂ間の静電容量（本発明における「電気的パラメータ」および「少なくとも１種」の一例）も測定する。制御部７は、移動機構５および測定部６の動作を制御すると共に、測定部６によって出力される測定値をＲＡＭ８に記憶させ、その測定値に基づいて回路基板Ｐを検査する検査処理を実行する。また、測定部６は、検査処理に際して使用する検査用データＤａ（本発明における第１の基準パラメータ）および基準データＤｂ（本発明における第２の基準パラメータ）を生成するデータ生成処理２０を実行する。ＲＡＭ８は、測定部６によって出力される複数の測定値、プローブ３を接触させるべき導体パターンＰａの位置（測定ポイントの位置）を特定可能な位置データ、およびデータ生成処理２０によって生成された検査用データＤａおよび基準データＤｂなどを記憶する。ＲＯＭ９は、制御部７の動作プログラムを記憶する。
【００１５】
次に、回路基板検査装置１による回路基板Ｐの検査方法について、図面を参照して説明する。
【００１６】
この回路基板検査装置１では、最初に、図３に示すデータ生成処理２０を実行して、良品の回路基板Ｐから検査用データＤａおよび基準データＤｂを吸収する。このデータ生成処理２０では、まず、導体パターンＰａの形成面を表面側にして回路基板Ｐを電極部２（絶縁フィルム２ａ）の上に載置する。次に、図４に示すように、制御部７が移動機構５に対してプローブ３を回路基板Ｐにおける検査対象の導体パターンＰａの上方に移動させて下動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに軽く接触させる（非付勢状態で接触させる）。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第１の測定処理：ステップ２１）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ１（一例として、５２０ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ１）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１７】
次に、図５に示すように、制御部７は、移動機構５に対してプローブ３（固定部Ｂ）をさらに下動させる（一例として０．３ｍｍ程度下動させる）ことにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付ける（付勢状態で接触させる）。この際には、プローブ３のリンク機構が変形し、これに伴って、プローブ３と測定部６とを接続する測定用ラインＬが回路基板Ｐ（電極２ｂ）に接近する。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第２の測定処理：ステップ２２）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ２（一例として、５５０ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ２）をＲＡＭ８に記憶させる。さらに、制御部７は、移動機構５および測定部６を制御してステップ２２の測定処理を回路基板Ｐ上のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・に対して実行し（ステップ２３）、その都度、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ２）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１８】
次いで、制御部７は、ステップ２１において測定した静電容量Ｃ１と、静電容量Ｃ１を測定した導体パターンＰａについてステップ２２において測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を算出する算出処理（本発明における第１の算出処理）を実行する（ステップ２４）。また、制御部７は、算出した差分値Ｃ３をＲＡＭ８に記憶させる。続いて、図６に示すように、制御部７は、移動機構５に対してプローブ３を上動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａから例えば０．５ｍｍ程度離間させる（非接触状態で近接させる）。この際には、プローブ３のリンク機構の変形が解除され、これに伴って、測定用ラインＬがステップ２１の測定時と同程度に回路基板Ｐ（電極２ｂ）から離間する。次に、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第３の測定処理：ステップ２５）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して上記した位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量Ｃ４（一例として、５００ｆＦ）を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ４）をＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、移動機構５および測定部６を制御してステップ２４の測定処理を回路基板Ｐ上のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・に対して実行し（ステップ２６）、その都度、測定部６によって出力された測定値（静電容量Ｃ４）をＲＡＭ８に記憶させる。
【００１９】
次に、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・の静電容量Ｃ４，Ｃ４・・に、ステップ２４において算出した差分値Ｃ３を加算して加算値Ｃ５（本発明における第１の基準パラメータ：検査用データＤａ）を算出する算出処理（本発明における第２の算出処理）を実行する（ステップ２７）。この際に、ステップ２５において例えば５００ｆＦの静電容量Ｃ４が測定された導体パターンＰａについては、この５００ｆＦに差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を加算して加算値Ｃ５を５３０ｆＦと算出し、その算出結果を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させる。また、ステップ２５において例えば６００ｆＦの静電容量Ｃ４が測定された導体パターンＰａについては、この６００ｆＦに差分値Ｃ３（３０ｆＦ）を加算して加算値Ｃ５を６３０ｆＦと算出し、その算出結果を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について、上記の加算値Ｃ５の算出処理、および検査用データＤａとしてのＲＡＭ８への記憶を実行する。
【００２０】
次いで、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・の静電容量Ｃ２，Ｃ２・・と、ステップ２７においてＲＡＭ８に記憶させた各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての検査用データＤａ，Ｄａ・・との差分値Ｃ６（本発明における第２の基準パラメータ：基準データＤｂ）を算出してＲＡＭ８に記憶させる算出処理（本発明における第３の算出処理）を実行する（ステップ２８）。この際に、ステップ２２において例えば５５０ｆＦの静電容量Ｃ２が測定されてステップ２７において加算値Ｃ５が５３０ｆＦと算出された導体パターンＰａについては、５５０ｆＦから５３０ｆＦを差し引いた差分値Ｃ６（この場合、２０ｆＦ）が基準データＤｂとして算出されてＲＡＭ８に記憶される。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について、上記の差分値Ｃ６の算出処理、および基準データＤｂとしてのＲＡＭ８への記憶を実行し、各基準データＤｂ，Ｄｂ・・のＲＡＭ８への記憶が完了した際に、このデータ生成処理２０を終了する。これにより、良品の回路基板Ｐから検査用データＤａおよび基準データＤｂの吸収が完了する。
【００２１】
次に、データ生成処理２０によって生成した検査用データＤａおよび基準データＤｂと、各導体パターンＰａ，Ｐａ・・について実測した静電容量とに基づいて回路基板Ｐを検査する検査処理について説明する。なお、この回路基板検査装置１は、出願人が開示している従来の回路基板検査装置と同様にして、プローブ３ａ，３ｂを使用した導体パターンＰａの導通検査等を実行可能に構成されているが、その導通検査等自体の説明については、本発明についての理解を容易とするために省略する。
【００２２】
この検査処理では、まず、導体パターンＰａの形成面を表面側にして検査対象の回路基板Ｐを電極部２（絶縁フィルム２ａ）の上に載置する。次に、制御部７が移動機構５に対してプローブ３を回路基板Ｐにおける検査対象の導体パターンＰａの上方に移動させて下動させることにより、ヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付ける（付勢状態で接触させる）。この際には、図５に示すように、プローブ３のリンク機構が変形し、これに伴って、プローブ３と測定部６とを接続する測定用ラインＬが回路基板Ｐ（電極２ｂ）に接近する。次いで、制御部７は、測定部６に対して静電容量の測定を開始させる（本発明における第１の検査処理）。この際に、測定部６は、測定用ラインＬおよび電極部２（電極２ｂ）を介して測定用交流信号を出力して位相差の測定を実行し、測定した位相差等に基づいて静電容量を測定して、その測定値を制御部７に出力する。また、制御部７は、測定部６によって出力された測定値（静電容量）をＲＡＭ８に記憶させる。続いて、制御部７は、移動機構５に対して、プローブ３の先端Ｈａを他の導体パターンＰａに接触（付勢）した後に、測定部６に対してその導体パターンＰａについての静電容量を測定させて、その測定値（静電容量）をＲＡＭ８に記憶させる。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・についても同様にして静電容量を測定させ、その測定値をＲＡＭ８に順次記憶させる。
【００２３】
次に、制御部７は、ＲＡＭ８に保存されている各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての測定値と、データ生成処理２０において生成した各導体パターンＰａ，Ｐａ・・についての検査用データＤａ，Ｄａ・・（加算値Ｃ５）との差分値をその導体パターンＰａについての正規な静電容量（本発明における検査対象電気的パラメータ）として算出する算出処理を実行する。具体的には、制御部７は、ＲＡＭ８に記憶されている所定の導体パターンＰａについての測定値（一例として、５５０ｆＦ）から、その導体パターンＰａについての検査用データＤａ（一例として、５３０ｆＦ）を差し引くことにより、その差分値（この場合、５５０ｆＦ−５３０ｆＦ＝２０ｆＦ）を求める。この場合、ＲＡＭ８に記憶されている測定値は、プローブ３におけるヘッド部Ｈの先端Ｈａを導体パターンＰａに押し付けた状態（付勢した状態）で測定した値のため、導体パターンＰａについての正規な静電容量と、プローブ３等の有する浮遊容量（この場合、５００ｆＦ）と、測定用ラインＬが電極２ｂに接近したことに起因して増加した静電容量（この場合、３０ｆＦ）とを含んだ値となる。したがって、ＲＡＭ８に記憶されている測定値から、データ生成処理２０において生成した検査用データＤａ（プローブ３および測定用ラインＬ等の有する浮遊容量に、測定用ラインＬなどが電極２ｂに接近したことに起因して増加した静電容量を加算した静電容量）を差し引くことにより、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（この例では、差分値の２０ｆＦ）が算出（補正）される。
【００２４】
次いで、制御部７は、算出結果（導体パターンＰａについての正規な静電容量）とＲＡＭ８から読み出した基準データＤｂとを比較する比較処理（本発明における第２の検査処理）を実行して、正規な静電容量が基準データＤｂに基づく基準値に対する上下限値の範囲内（所定範囲内：例えば、基準データＤｂに基づく基準値に対して±２０％以内）のときに、その導体パターンＰａに断線および短絡が存在しないと判別する。逆に、正規な静電容量が上限値（例えば、基準値に対して＋２０％）を超えるときには、その導体パターンＰａに短絡が存在し、正規な静電容量が下限値（例えば、基準値に対して−２０％）未満のときには、その導体パターンＰａに断線が存在すると判別する。この後、制御部７は、他のすべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・についても、上記の算出処理（正規な静電容量の算出）と、基準データＤｂに基づく基準値（上下限値）との比較処理とを順次実行する。これにより、回路基板Ｐの検査処理が完了する。
【００２５】
このように、この回路基板検査装置１によれば、回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを非付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ１とその導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３を算出することにより、この差分値Ｃ３によって検査用の基準値（静電容量Ｃ４，Ｃ２）を補正することで、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる。したがって、回路基板Ｐを高精度で検査することができる。また、浮遊容量の測定時に紙などの絶縁体を導体パターンＰａに被せる検査方法とは異なり、測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因して増加する静電容量を含んだ浮遊容量を正確かつ容易に測定（算出）することができる。したがって、回路基板Ｐを一層高精度に検査することができる。
【００２６】
また、この回路基板検査装置１によれば、良品の回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを非付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ１とその導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２との差分値Ｃ３をその導体パターンＰａに対してプローブ３の先端Ｈａを非接触状態で近接させて測定した静電容量Ｃ４に加算して加算値Ｃ５（検査用データＤａ）を算出すると共に、その導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量Ｃ２と加算値Ｃ５（検査用データＤａ）との差分値Ｃ６（基準データＤｂ）を算出し、検査対象の回路基板Ｐにおける導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて測定した静電容量と加算値Ｃ５（検査用データＤａ）との差分値を差分値Ｃ６（基準データＤｂ）と比較して導体パターンＰａを検査することにより、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる。この場合、差分値Ｃ３によって静電容量Ｃ４，Ｃ２を補正して検査用データＤａおよび検査用データＤａを生成しておくことにより、回路基板Ｐの検査時には、導体パターンＰａにプローブ３の先端Ｈａを付勢状態で接触させて静電容量Ｃ２を測定するだけで、この静電容量Ｃ２と、検査用データＤａおよび検査用データＤａとに基づいて導体パターンＰａの良否を直ちに検査することができる。
【００２７】
さらに、この回路基板検査装置１によれば、静電容量（本発明における少なくとも１種の測定値）を本発明における電気的パラメータとして測定することにより、正規な電気的パラメータを算出する算出処理を簡易な構成でありながら確実かつ迅速に実行することができる結果、回路基板Ｐの検査処理を確実かつ迅速に実行することができる。
【００２８】
また、この回路基板検査装置１によれば、本発明における基準電極としての平板状の電極２ｂと、電極２ｂに配設された絶縁フィルム２ａとを有する電極部２を備えたことにより、基準電極として使用可能なベタパターン等が形成されていない回路基板についても検査することができる。
【００２９】
なお、本発明は、上記した本発明の実施の形態に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実施の形態では、本発明における電気的パラメータとして静電容量を測定する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、各測定処理において測定用ラインＬ（プローブ３）と電極２ｂとの間を流れる電流値を電気的パラメータとして測定して回路基板Ｐを検査することもできる。また、本発明の実施の形態では、電極２ｂを有する電極部２を備えた回路基板検査装置１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、検査対象の回路基板Ｐにおけるパターン（例えばグランドパターンや電源パターン等のいわゆるベタパターンや通常の信号パターンなど）を本発明における基準電極として使用する構成を採用することができる。具体的には、電極部２に代えて、例えば上記のベタパターンに電気的に接触可能なプローブを配設して、プローブ３と、ベタパターンに接触させたプローブとの間に測定用信号を出力して本発明における少なくとも１種の測定値や電気的パラメータを測定可能に構成する。
【００３０】
また、本発明の実施の形態では、データ生成処理２０において、すべての導体パターンＰａ，Ｐａ・・について加算値Ｃ５（検査用データＤａ）の算出（静電容量Ｃ４＋差分値Ｃ３）、および差分値Ｃ６（基準データＤｂ）の算出（静電容量Ｃ２−加算値Ｃ５）を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されず、その面積がある程度小さい導体パターンＰａ（正規な静電容量が比較的小さい値の導体パターンＰａ）についてのみ、加算値Ｃ５および差分値Ｃ６の演算を実行して検査用データＤａおよび基準データＤｂとする構成を採用することもできる。また、上記のデータ生成処理２０において、ステップ２１〜２８の順序については、これに限定されず、適宜変更することができるのは勿論である。
【００３１】
さらに、本発明の実施の形態では、測定用ラインＬの電極２ｂに対する接近に起因して変化する静電容量（差分値Ｃ３）をデータ生成処理２０において算出して検査用データＤａおよび基準データＤｂに反映する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、データ生成処理２０において、ステップ２５で測定した静電容量Ｃ４（例えば５００ｆＦ）を検査用データＤａとしてＲＡＭ８に記憶させると共に、ステップ２２において測定した静電容量Ｃ２（この場合、５５０ｆＦ）とステップ２５において測定した静電容量Ｃ４（５００ｆＦ）との差分値（この場合、５０ｆＦ）を基準データＤｂとしてＲＡＭ８に記憶させる。一方、検査対象の回路基板Ｐについての検査時には、まず、データ生成処理２０におけるステップ２１〜２４を実施して差分値Ｃ３（この場合、３０ｆＦ）を算出する。次に、ＲＡＭ８に記憶されている基準データＤｂ（測定用ラインＬの近接による増加分を含んだ静電容量：この場合、５０ｆＦ）を差分値Ｃ３に基づいて補正して（５０ｆＦ−３０ｆＦ＝２０ｆＦ）、ＲＡＭ８に記憶させる。続いて、検査対象の回路基板Ｐにおける各導体パターンについての静電容量Ｃ２を検査用データＤａおよび差分値Ｃ３に基づいて補正して（５５０ｆＦ−５００ｆＦ−３０ｆＦ＝２０ｆＦ）、ＲＡＭ８に記憶させた補正後の基準データＤｂ（この場合、２０ｆＦ）と比較して、導体パターンＰａを検査する。これにより、プローブ３の付勢の有無によって測定用ラインＬが電極２ｂに接近または離間することに起因する静電容量の変化の影響を排除して、その導体パターンＰａについての正規な静電容量（正規な電気的パラメータ）に基づいて、その面積が極く小さい導体パターンＰａであってもその良否を正確に検査することができる結果、回路基板Ｐを高精度で検査することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の回路基板検査装置によれば、良品の回路基板における導体パターンにプローブの先端を非付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとその導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとの差分値を算出することにより、この差分値によって検査用の基準値を補正することで、プローブの付勢の有無によって測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化の影響を排除して、その導体パターンについての正規な電気的パラメータに基づいて、その面積が極く小さい導体パターンであってもその導体パターンの良否を正確に検査することができる。したがって、回路基板を高精度で検査することができる。また、例えば浮遊容量の測定時に紙などの絶縁体を導体パターンに被せる検査方法とは異なり、測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化分を含んだ浮遊容量を正確かつ容易に測定（算出）することができる。したがって、回路基板を一層高精度に検査することができる。
【００３３】
また、この回路基板検査装置によれば、良品の回路基板における導体パターンにプローブの先端を非付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとその導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータとの差分値をその導体パターンに対してプローブの先端を非接触状態で近接させて測定した電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出すると共に、その導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータと第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出し、検査対象の回路基板における導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて測定した電気的パラメータと第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータと比較して導体パターンを検査することにより、プローブの付勢の有無によって測定用ラインが基準電極に接近または離間することに起因する電気的パラメータの変化の影響を排除して、その導体パターンについての正規な電気的パラメータに基づいて、その面積が極く小さい導体パターンであってもその導体パターンの良否を正確に検査することができる。この場合、差分値によって電気的パラメータを補正して第１および第２の基準パラメータを生成しておくことにより、回路基板の検査時には、導体パターンにプローブの先端を付勢状態で接触させて電気的パラメータを測定するだけで、この電気的パラメータと、第１および第２の基準パラメータとに基づいて導体パターンの良否を直ちに検査することができる。
【００３４】
さらに、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、静電容量、およびプローブを流れる電流の少なくとも１種を電気的パラメータとして測定部が測定することにより、正規な電気的パラメータを算出する算出処理を簡易な構成でありながら確実かつ迅速に実行することができる結果、回路基板の検査処理を確実かつ迅速に実行することができる。
【００３５】
また、請求項３記載の回路基板検査装置によれば、基準電極としての平板状の電極と、電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えたことにより、基準電極として使用可能なベタパターン等が形成されていない回路基板についても検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】 回路基板検査装置１のプローブ３に対する測定用ラインＬの接続状態の一例を示す断面図である。
【図３】 回路基板検査装置１によって実行されるデータ生成処理２０のフローチャートである。
【図４】 ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに非付勢状態で接触させた際の概念図である。
【図５】 ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに付勢状態で接触させた際の概念図である。
【図６】 ヘッド部Ｈの先端Ｈａを回路基板Ｐの導体パターンＰａに非接触状態で近接させた際の概念図である。
【符号の説明】
１ 回路基板検査装置
２ 電極部
２ａ 絶縁フィルム
２ｂ 電極
３ａ，３ｂ プローブ
５ａ，５ｂ プロ−ブ移動機構
６ 測定部
７ 制御部
８ ＲＡＭ
２０ データ生成処理
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ４ 静電容量
Ｃ３，Ｃ６ 差分値
Ｃ５ 加算値
Ｄａ 検査用データ
Ｄｂ 基準データ
Ｈ ヘッド部
Ｈａ 先端
Ｌ 測定用ライン
Ｐ 回路基板
Ｐａ 導体パターン
Claims (3)
- プローブと、当該プローブを移動させてその先端を回路基板の導体パターンに接触可能とするプローブ移動機構と、前記プローブに信号を出力して当該プローブおよび基準電極の間についての所定の電気的パラメータを測定する測定部と、前記プローブ移動機構を制御すると共に前記測定部によって測定された前記電気的パラメータに基づいて前記回路基板を検査する制御部とを備え、
前記制御部は、良品の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が非付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の測定処理と、
前記良品の回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第２の測定処理と、
前記第１および第２の測定処理によって測定された２つの前記電気的パラメータの差分値を算出する第１の算出処理と、
前記良品の回路基板における前記導体パターンに前記先端が非接触状態で近接するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第３の測定処理と、
前記良品の回路基板について前記第１および第２の測定処理によって測定した前記２つの電気的パラメータに基づいて前記第１の算出処理を実行して算出した前記差分値を前記第３の測定処理によって測定された前記電気的パラメータに加算して第１の基準パラメータを算出する第２の算出処理と、
前記良品の回路基板について前記第２の測定処理によって測定した前記電気的パラメータと前記算出した第１の基準パラメータとの差分値を第２の基準パラメータとして算出する第３の算出処理と、
検査対象の前記回路基板における前記導体パターンに前記先端が付勢状態で接触するように前記プローブ移動機構に対して前記プローブを移動させると共に前記測定部に対して前記電気的パラメータを測定させる第１の検査処理と、
当該第１の検査処理によって測定された前記電気的パラメータと前記第１の基準パラメータとの差分値を検査対象電気的パラメータとして算出して当該検査対象電気的パラメータと前記第２の基準パラメータとを比較して前記導体パターンを検査する第２の検査処理とを実行する回路基板検査装置。 - 前記測定部は、静電容量、および前記プローブを流れる電流の少なくとも１種を前記電気的パラメータとして測定する請求項１記載の回路基板検査装置。
- 前記基準電極としての平板状の電極と、当該電極上に配設された絶縁層とを有する電極部を備えて構成されている請求項１または２記載の回路基板検査装置。
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