JP4723128B2 - 基準データ作成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板検査用の基準データを作成する基準データ作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基準データ作成方法として、図５に示す手順で回路基板検査用の基準データを作成する基準データ作成方法が従来から知られている。この基準データ作成方法は、例えば、図３に示す回路基板検査装置４１による回路基板検査処理で実施されている。この場合、回路基板検査装置４１は、絶縁フィルム２ａが貼付された電極２ｂを有する電極部２、検査用プローブ３，４、移動機構５ａ，５ｂ、制御部４６、ＲＡＭ７およびＲＯＭ８を備えて構成されている。一方、検査対象の回路基板Ｐは、図４に示すように、ガラスエポキシ系基材の表面に複数の導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・（以下、特に区別しないときには「導体パターンＣＰ」ともいう）が形成されて構成されている。また、各導体パターンＣＰにおける各端点には、同図に示すように、ランドが形成され、このランドは、測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 ，・・・（以下、特に区別しないときには「測定ポイントＴＰ」ともいう）として機能する。
【０００３】
次に、回路基板検査装置４１による基準データの作成処理について、図３〜図５を参照して説明する。まず、導体パターンＣＰの形成面を上向きにして回路基板Ｐを電極部２における電極２ｂの上に載置する。次に、制御部４６が、移動機構５ａ，５ｂを制御してプローブ固定具３ａ，４ａ（駆動機構５ａ，５ｂの一部を構成する）に取り付けられた検査用プローブ３，４を回路基板Ｐの導体パターンＣＰ1 における測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 にそれぞれ接触させる（ステップ５０）。次いで、制御部４６が、検査信号としての交流電圧を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC2 をオートレンジ測定でそれぞれ仮測定する。この場合、対電極間静電容量を正確に測定するためには、測定される対電極間静電容量に適した測定レンジを選択する必要がある。つまり、例えば測定レンジの上限値や下限値の近傍まで達する対電極間静電容量をその測定レンジで正確に測定するのは困難となる。このため、仮測定した各対電極間静電容量ＣTC1 ，ＣTC2 （以下、区別しないときには、「対電極間静電容量ＣTC」ともいう）に適した測定レンジを選択して設定する（ステップ５１）。より具体的には、例えば、対電極間静電容量ＣTC1 をフルスケール２０ｐＦの測定レンジで仮測定して３ｐＦを得た際には、３ｐＦを正確に測定するのに最も適したフルスケール１０ｐＦの測定レンジを選択して設定する。
【０００４】
次に、制御部４６は、移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を上動させて各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 から若干離間させ、この状態で検査信号としての交流電圧を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 での固有容量ＣS1、および測定ポイントＴＰ2 での固有容量ＣS2を設定した測定レンジでそれぞれ測定してＲＡＭ７に記憶させる（ステップ５２）。このステップ５２による測定処理により、移動機構５ａ，５ｂの種類、測定レンジの種類（例えば１ｐＦフルスケールまたは１０ｐＦフルスケール等）、および検査信号の種類（例えば検査信号の周波数）等の構成要素によって決定される測定系の測定形態に起因する固有容量（浮遊容量ともいう）ＣS が測定される。次に、制御部４６は、移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に再度接触させ、検査信号としての交流電圧を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣPR1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣPR2 （以下、区別しないときには「対電極間静電容量ＣPR」ともいう）をそれぞれステップ５１において設定した測定レンジで測定する（ステップ５３）。次いで、制御部４６は、測定した各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における各対電極間静電容量ＣPR1 ，ＣPR2 から各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における各固有容量ＣS1，ＣS2（以下、区別しないときには、「固有容量ＣS 」ともいう）を差し引き、この差分容量を固有容量の影響を排除した各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における正規の対電極間静電容量ＣTP1 ，ＣTP2 （以下、区別しないときには、「対電極間静電容量ＣTP」ともいう）としてＲＡＭ７に記憶させる（ステップ５４）。制御部４６は、導体パターンＣＰ1 における残りの測定ポイントＴＰ3 に対しても上記各ステップ５０〜５４を実施し、対電極間静電容量ＣTP3 を算出してＲＡＭ７に記憶させる。
【０００５】
制御部４６は、すべての測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを測定したか否かを判断し（ステップ５５）、未測定の測定ポイントが存在するときには上記各ステップ５０〜５４を繰り返し実施して、他の導体パターンＣＰに規定された各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを順次測定しＲＡＭ７に記憶させる。次に、制御部４６は、ステップ５５においてすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを測定したと判断したときには、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、各導体パターンＣＰ毎に、その導体パターンＣＰ内の各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTP，ＣTP同士を比較し、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰが存在するか否かを判別する（ステップ５６）。この場合、図４に示す導体パターンＣＰ2 のように断線箇所が存在しないときには、各測定ポイントＴＰ4 〜ＴＰ6 における各対電極間静電容量ＣTP4 〜ＣTP6 は互いに同一または近似する容量値となる。一方、導体パターンＣＰ1 のように断線箇所Ｂが存在するときには、測定ポイントＴＰ2 における対電極間静電容量ＣTP2 が、本来的には同一の容量となるべき他の測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ3 における対電極間静電容量ＣTP1 ，ＣTP3 とは異なる値となる。このため、制御部４６は、ステップ５６において、同一の導体パターンＣＰにおける各測定ポイントＴＰの各対電極間静電容量ＣTPが互いに異なるときには、この導体パターンＣＰに対して断線検査を実施して、断線箇所を特定する（ステップ５７）。具体的には、移動機構５ａ，５ｂを制御して一方の検査用プローブ３をその対電極間静電容量ＣTPが他の対電極間静電容量ＣTPと異なる測定ポイントＴＰに接触させると共に、他方の検査用プローブ４を残りの測定ポイントＴＰに順次接触させつつ両検査用プローブ３，４間の抵抗値を測定することによって断線箇所を特定し、これを断線箇所情報としてＲＡＭ７に記憶させる。
【０００６】
次いで、ステップ５６において、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ５７の断線検査を終了したときには、制御部４６は、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群の有無を検出する（ステップ５８）。この際に、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群を検出したときには、その導体パターンＣＰ，ＣＰ間に、図４に示すような短絡箇所Ａが存在する可能性がある。このため、制御部４６は、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰ，ＣＰ間の短絡検査を実施する（ステップ５９）。具体的には、移動機構５ａ，５ｂを制御して対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する一対の導体パターンＣＰ，ＣＰに検査用プローブ３，４をそれぞれ接触させ、両導体パターンＣＰ，ＣＰ間の抵抗値を測定することにより、短絡箇所の有無を特定する。次いで、短絡箇所が存在するときには、短絡箇所情報（短絡の有無の情報）をＲＡＭ７に記憶させる。一方、ステップ５８において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群が検出されないときには、この静電容量測定処理を終了する。
【０００７】
次いで、ステップ５８において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ５９の短絡検査を終了したときには、制御部４６は、ＲＡＭ７に記憶させた断線箇所情報と短絡箇所情報とに基づき、すべての導体パターンＣＰにおけるすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したか否かを判断する（ステップ６０）。この判断の結果、いずれかの導体パターンＣＰにおいて断線や短絡が検出されたことによって対電極間静電容量ＣTPを正常に測定していない測定ポイントＴＰが存在していると判断したときには、制御部４６は、制御部４６に設けられた表示部（図示せず）にその旨の表示をさせることによってオペレータに対して回路基板Ｐの交換を要求し（ステップ６１）、回路基板Ｐの交換後に、上記ステップ５０に戻り、正常に対電極間静電容量ＣTPが測定されなかった測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPの再測定を実行する。
【０００８】
次いで、制御部４６は、上記各ステップ５０〜６１を繰り返し実施し、ステップ６０において、すべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したと判断したときには、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に基準静電容量ＣFL1 ，ＣFL2 ，・・・（以下、特に区別しないときには「基準静電容量ＣFL」ともいう）を算出してＲＡＭ７に記憶させる（ステップ６２）。具体的には、制御部４６は、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に１つの測定ポイントＴＰを検査用測定ポイントＴＰC として選択する。例えば、導体パターンＣＰ1 では、測定ポイントＴＰ1 を検査用測定ポイントＴＰC1として選択し、導体パターンＣＰ2 では、測定ポイントＴＰ5 を検査用測定ポイントＴＰC2として選択する（以下、特に区別しないときには「検査用測定ポイントＴＰC 」ともいう）。また、制御部４６は、各導体パターンＣＰ毎に、選択した検査用測定ポイントＴＰC における固有容量ＣS と対電極間静電容量ＣTPとを合計（加算）することによって基準静電容量（基準データ）ＣFLを算出し、検査用測定ポイントＴＰC の情報と対応させてＲＡＭ７に記憶させ、この基準データ作成処理を終了する。
【０００９】
この回路基板検査装置４１による基準データ作成方法によれば、断線した導体パターンＣＰを検出すると共に他の導体パターンＣＰに短絡している導体パターンＣＰを検出し、かつ必要に応じて回路基板Ｐの交換を要求しつつ、回路基板Ｐに形成されたすべての導体パターンＣＰについての基準静電容量ＣFLの自動作成が可能となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の基準データ作成方法には、以下の問題点がある。すなわち、従来の基準データ作成方法では、すべての測定ポイントＴＰにおいて、適正な測定レンジを選択するために対電極間静電容量ＣTCを測定した後に固有容量ＣS を測定し、その上で、さらに対電極間静電容量ＣPRを測定して正規な対電極間静電容量ＣTPを算出する必要がある。したがって、各測定ポイントＴＰにおいて、少なくとも２回は検査用プローブ３（または４）を測定ポイントＴＰに対して接離動（上下動）させる必要がある。この場合、検査用プローブ３（または４）の上下動は、検査用プローブ３に対する加速やブレーキの制御を行う関係上、ある程度長いタクトタイムを必要とする。したがって、すべての導体パターンＣＰにおけるすべての測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPを測定するために膨大な時間を要するという問題点がある。また、基準データの作成対象の回路基板を異なる種類に変更する毎に、同様の手順に従って、対電極間静電容量ＣTC、固有容量ＣS および対電極間静電容量ＣPRを測定しなければならず、基準データの作成処理が煩雑であるという問題点がある。
【００１１】
その一方で、出願人は、対電極間静電容量ＣTPを算出する際に測定する固有容量ＣS の大小を決める主たる要因は、測定系の測定形態を決定する構成要素、すなわち検査用プローブ３，４を移動させる移動機能の種類、測定レンジの種類、および検査信号の周波数であって、その他の要因（例えば検査用プローブ３，４の回路基板Ｐ上での位置、言い換えれば測定ポイントＴＰの位置）は固有容量ＣS に与える影響が小さく無視できるという事実を種々の実験によって確認した。そこで、出願人は、この事実を利用して回路基板検査用の基準データの作成時間を短縮する手法を検討した。
【００１２】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、短時間で効率よく回路基板検査用の基準データを作成し得る基準データ作成方法を提供することを主目的とする。
【００１３】
【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記載の基準データ作成方法は、接触型の検査用プローブを備えた検査装置を用いて検査対象の回路基板における複数の導体パターンの良否を検査する際に当該検査装置によって測定される当該各導体パターンおよび基準電極の間の各対電極間静電容量との比較に使用される基準データを作成する基準データ作成方法であって、前記検査用プローブを含む前記検査装置における測定系の測定形態毎の固有容量を測定して保存する固有容量保存処理を実行した後、前記導体パターンにおける１つの測定ポイントについての当該導体パターンと前記基準電極との間の第１の対電極間静電容量を前記いずれかの測定形態によって測定する測定処理と、前記保存されている固有容量のうちの前記１つの測定ポイントを測定した前記測定形態に対応する前記固有容量を読み出すと共に当該測定ポイントについての前記第１の対電極間静電容量および当該読み出した固有容量の差分容量を算出する固有容量算出処理とを前記各導体パターン毎に実行し、前記算出した各差分容量に基づいて前記各導体パターンについての前記基準データを作成し、前記固有容量保存処理において、前記測定系における各測定レンジに対応してその容量が予めそれぞれ決定された複数の基準コンデンサが搭載された校正用回路基板を使用して、前記検査用プローブを用いて前記基準コンデンサの容量を測定すると共に当該測定した容量から当該基準コンデンサの容量を差し引いて前記固有容量を測定することを特徴とする。この場合、前記測定系の前記測定形態は、前記検査用プローブを移動させる移動機構の種類、測定レンジの種類、および前記検査用プローブと前記基準電極との間に印加される検査信号の周波数によって決定される。
【００１４】
請求項２記載の基準データ作成方法は、請求項１記載の基準データ作成方法において、前記各差分容量と、当該各差分容量の算出の際に読み出した前記固有容量とを合計してそれぞれ求めた各静電容量に基づいて前記各導体パターンについての前記基準データを作成することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る基準データ作成方法を実施す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。なお、従来の回路基板検査装置４１と同一の構成要素、および検査対象の回路基板Ｐについては、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１７】
最初に、本発明を実施する回路基板検査装置１の構成について、図３を参照して説明する。
【００１８】
同図に示すように、回路基板検査装置１は、電極部２、検査用プローブ３，４、移動機構５ａ，５ｂ、制御部６、ＲＡＭ７およびＲＯＭ８を備えて構成されている。この場合、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を有し検査対象の回路基板Ｐを載置可能に構成されている。検査用プローブ３，４は、接触型プローブであって、プローブ固定具３ａ，４ａを介して移動機構５ａ，５ｂに取り付けられた状態で電極部２の上方に配設されている。制御部６は、異なる周波数の検査信号を生成する検査信号生成処理、電極部２および検査用プローブ３，４を用いて容量を測定する測定処理（容量測定に際しての測定レンジの切り替え制御処理も含む）、移動機構５ａ，５ｂを駆動制御する制御処理、回路基板Ｐに対する検査用の基準静電容量ＣFLについての基準データを作成する基準データ作成処理、およびこの基準データを用いて回路基板Ｐを検査する検査処理などを実行する。また、制御部６は、電極部２および検査用プローブ３，４を用いた容量測定を行う際には、検査信号の周波数、測定レンジの種類、および駆動機構の種類によって決定される複数の測定形態のうちから１つの測定形態を１つの測定ポイントＴＰに対して選択して設定する設定処理も実行する。ＲＡＭ７は、導体パターンＣＰ毎の測定ポイントＴＰについての位置データ、測定ポイントＴＰ毎に設定された測定形態情報（測定レンジの種類は除く）、測定した測定形態毎の固有容量ＣS 、測定した対電極間静電容量ＣTP、検出した断線箇所や短絡箇所の情報、および制御部６の演算結果などを一時的に記憶する。ＲＯＭ８は、制御部６の動作プログラムを記憶する。
【００１９】
一方、回路基板検査装置１において上記測定系の各測定形態毎の固有容量ＣS を測定するために使用される校正用回路基板ＰCAは、図２に示すように、基材の一面（搭載面）に各測定レンジに対応付けされた複数の校正用の基準コンデンサＣR1，ＣR2，ＣR3，・・・ＣRN（Ｎは２以上の自然数）が搭載されている。また、校正用回路基板ＰCAの基材における他面（裏面）には、その全域に亘ってグランドパターン（ベタグランドパターン）が形成されている。この場合、各基準コンデンサＣR1，ＣR2，ＣR3，・・・ＣRN（以下、区別しないときには、「基準コンデンサＣR 」ともいう）は、その一端が搭載面に形成されたランドＬ１〜ＬＮに接続されると共に他端が他面のグランドパターンに接続されている。また、各基準コンデンサＣR1は、各測定レンジ毎に少なくとも１つ配設されており、その容量は既知となっている。具体的には、各基準コンデンサＣR の容量は、例えば、測定レンジが３つであって、各測定レンジ１，２，３のフルスケールがそれぞれ１ｐＦ、１０ｐＦ、２０ｐＦの場合、各測定レンジ１，２，３の中間の容量（一例として０．５ｐＦ、５ｐＦ、１０ｐＦ）にそれぞれ規定されている。したがって、校正用回路基板ＰCAを用いて回路基板検査装置１における各測定形態の固有容量ＣS を算出する際に、回路基板検査装置１によって測定された各基準コンデンサＣR の容量と測定系の固有容量ＣS との合計容量が対応する測定レンジの上限値を超えることに起因して固有容量ＣS の測定が不能となる事態を回避することができる。
【００２０】
次に、回路基板検査装置１の動作について、図１〜図４を参照して説明する。なお、回路基板検査装置４１と同一の動作については、その旨を記載して重複する説明は省略する。
【００２１】
まず、基準コンデンサＣR の搭載面を上向きにして校正用回路基板ＰCAを電極部２の上に載置する（ステップ２０）。この際に、回路基板Ｐの裏面におけるグランドパターンと電極部２の電極２ｂとを電気的に短絡接続する。
【００２２】
次に、制御部６が、図１に示す基準データ作成処理を開始する。この処理では、制御部６は、測定系における測定形態毎の固有容量ＣS を測定して保存する（ステップ２１：固有容量保存処理）。具体的には、制御部６は、最初に、測定形態を決定する構成要素のうちの測定レンジを測定レンジ１に設定すると共に測定形態を決定する構成要素のうちの移動機構の種類（本実施の形態では、移動機構５ａ（または５ｂ））を移動機構５ａに設定し、かつ測定形態を決定する構成要素のうちの検査信号の種類（例えば検査信号の周波数）を１００ＫＨｚに設定する。次いで、この測定形態１下での基準コンデンサＣR1の容量を測定する。続いて、制御部６は、基準コンデンサＣR1の既知の容量を、測定した容量から差し引いて測定形態１における固有容量ＣS を求めてＲＡＭ７に保存する。制御部６は、この固有容量保存処理を測定形態の構成要素（測定レンジ、移動機構の種類および検査信号の種類）を組み替えながらすべての測定形態に対して実施し、各測定形態毎の固有容量ＣS を測定して保存する。具体的には、例えば、検査信号の種類を１００ＫＨｚに固定した場合、測定レンジ２，３における固有容量ＣS を測定する際には、基準コンデンサＣR2，ＣR3の容量を測定して、測定形態１のときと同様にして、基準コンデンサＣR2（またはＣR3）の容量を、測定した容量から差し引いて測定形態２（または３）における固有容量ＣS を求めてＲＡＭ７に保存する。
【００２３】
次に、校正用回路基板ＰCAに代えて、導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 の形成面を上向きにして基準データ吸収用の回路基板Ｐ（検査対象の回路基板Ｐと同一の基板）を電極部２の上に載置する（ステップ２２）。
【００２４】
続いて、制御部６は、導体パターンＣＰ1 における各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に適用する測定形態情報（測定レンジの種類は除く）をＲＡＭ７からそれぞれ読み出し、これら適用測定形態を構成する移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を対応する測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 にそれぞれ接触させる（ステップ２３）。次いで、制御部６は、各測定形態を構成する周波数の検査信号（交流電圧）を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC2 をオートレンジ測定でそれぞれ仮測定すると共に、仮測定した各対電極間静電容量ＣTC1 ，ＣTC2 に適した測定レンジを選択して設定する（ステップ２４）。この場合、測定レンジが決定されることにより、各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に適用する測定形態がそれぞれ決定される。続いて、制御部６は、決定された各測定形態を各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 にそれぞれ適用して、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量（第１の対電極間静電容量）ＣPR1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量（第１の対電極間静電容量）ＣPR2 をそれぞれ測定する（ステップ２５）。次に、制御部６は、各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に適用した各測定形態に対応する固有容量ＣS をＲＡＭ７からそれぞれ読み出すと共に、測定した対電極間静電容量ＣPR1 、ＣPR2 からそれぞれ差し引き、この各差分容量を固有容量ＣS の影響を排除した各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における正規の対電極間静電容量ＣTP1 ，ＣTP2 としてＲＡＭ７に記憶させる（ステップ２６）。制御部６は、導体パターンＣＰ1 における残りの測定ポイントＴＰ3 に対しても上記各ステップ２３〜２６を実施し、対電極間静電容量ＣTP3 を算出してＲＡＭ７に記憶させる。
【００２５】
制御部６は、すべての測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを測定したか否かを判断し（ステップ２７）、未測定の測定ポイントが存在するときには上記各ステップ２３〜２６を繰り返し実施して、他の導体パターンＣＰに規定された各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを順次測定してＲＡＭ７に記憶させる。また、制御部６は、ステップ２４において決定された各測定ポイントＴＰに適用する測定形態の情報をこの対電極間静電容量ＣTPと併せてＲＡＭ７に記憶させる。
【００２６】
次に、制御部６は、ステップ２７においてすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを測定したと判断したときには、図５に示すステップ５６と同様にして、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、各導体パターンＣＰ毎に、その導体パターンＣＰ内の各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTP，ＣTP同士を比較し、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰが存在するか否かを判別する（ステップ２８）。制御部６は、ステップ２８において、同一の導体パターンＣＰにおける各測定ポイントＴＰの各対電極間静電容量ＣTPが互いに異なるときには、この導体パターンＣＰに対して図５に示すステップ５７と同様の断線検査を実施して、断線箇所を特定すると共に断線箇所情報をＲＡＭ７に記憶させる（ステップ２９）。
【００２７】
次いで、ステップ２８において、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ２９の断線検査を終了したときには、制御部６は、図５に示すステップ５８と同様にして、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群の有無を検出する（ステップ３０）。この際に、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群を検出したときには、その導体パターンＣＰ，ＣＰ間に短絡箇所Ａが存在する可能性があるため、制御部６は、図５に示すステップ５９と同様にして、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰ，ＣＰ間の短絡検査を実施し、短絡箇所が存在するときには、短絡箇所情報（短絡の有無の情報）をＲＡＭ７に記憶させる（ステップ３１）。一方、ステップ３０において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群が検出されないときには、この静電容量測定処理を終了する。
【００２８】
次いで、ステップ３０において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ３１の短絡検査を終了したときには、制御部６は、ＲＡＭ７に記憶させた断線箇所情報と短絡箇所情報とに基づき、すべての導体パターンＣＰにおけるすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したか否かを判断する（ステップ３２）。この判断の結果、いずれかの導体パターンＣＰにおいて断線や短絡が検出されたことによって対電極間静電容量ＣTPを正常に測定していない測定ポイントＴＰが存在していると判断したときには、制御部６は、制御部６に設けられた表示部（図示せず）にその旨の表示をさせることによってオペレータに対して回路基板Ｐの交換を要求し（ステップ３３）、回路基板Ｐの交換後に、上記ステップ２３に戻り、正常に対電極間静電容量ＣTPが測定されなかった測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPの再測定を実行する。
【００２９】
次いで、制御部６は、上記各ステップ２３〜３３を繰り返し実施し、ステップ３２において、すべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したと判断したときには、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に基準静電容量ＣFL1 ，ＣFL2 ，・・・（以下、区別しないときには、「基準静電容量ＣFL」ともいう）を算出してＲＡＭ７に記憶させる（ステップ３４）。具体的には、制御部６は、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に１つの測定ポイントＴＰを検査用測定ポイントＴＰC として選択する。例えば、導体パターンＣＰ1 では、測定ポイントＴＰ1 を検査用測定ポイントＴＰC1として選択し、導体パターンＣＰ2 では、測定ポイントＴＰ5 を検査用測定ポイントＴＰC2として選択する。また、制御部６は、各導体パターンＣＰ毎に、選択した検査用測定ポイントＴＰC における固有容量ＣS と対電極間静電容量ＣTPとを合計（加算）することによって基準静電容量ＣFLを算出し、検査用測定ポイントＴＰC の情報（適用する測定形態の情報も含む）と対応させてＲＡＭ７に記憶させ、この基準データ作成処理を終了する。
【００３０】
次に、同種の回路基板Ｐを検査する際には、まず、検査対象の回路基板Ｐを電極部２の上に載置する。次いで、制御部６が、ＲＡＭ７に記憶させた検査用測定ポイントＴＰC の情報に基づき、導体パターンＣＰ1 の対電極間静電容量ＣPR1 を測定する際に使用する移動機構の種類、測定に使用する測定レンジ、および測定に使用する検査信号の周波数をそれぞれ決定する。これにより、その導体パターンＣＰ1 に対する静電容量を測定する測定形態が決定される。次いで、制御部６は、決定した一方の移動機構５ａ（または５ｂ）を制御してプローブ固定具３ａ（または４ａ）に取り付けられた検査用プローブ３（または４）を回路基板Ｐの導体パターンＣＰ1 における検査用測定ポイントＴＰC1に接触させ、決定した検査信号を出力すると共に決定した測定レンジで導体パターンＣＰ1 の対電極間静電容量ＣPR1 を測定する。次に、制御部６は、測定した対電極間静電容量ＣPR1 と、ＲＡＭ７に既に記憶されている基準データのうちの導体パターンＣＰ1 についての基準静電容量ＣFL1 とを比較して、対電極間静電容量ＣPR1 が基準静電容量ＣFL1 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ＣＰ1 に断線および短絡が存在しないと判別する。この判別処理をすべての導体パターンＣＰに対して行うことにより、検査対象の回路基板Ｐについての回路基板検査処理が完了する。この場合、対電極間基準静電容量ＣREF に固有容量ＣS を加えた基準静電容量ＣFL1 が基準データとして作成されているため、回路基板検査の際に固有容量ＣS を含めた対電極間静電容量ＣPR1 を測定して基準静電容量ＣFL1 （基準データ）と直ちに比較することができる。このため、対電極間基準静電容量ＣREF のみを基準データとする作成方法と比較して、実際の回路基板検査の際の検査時間を短縮することができる。
【００３１】
このように、この基準データ作成方法によれば、回路基板検査装置１における各測定形態毎の固有容量ＣS を予め測定して保存しておくことにより、各測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPを測定する際に、測定に適用している測定形態の固有容量ＣS を測定することなく対電極間静電容量ＣTPを測定することができる。したがって、各測定ポイントＴＰのすべてに対して、検査用プローブ３，４を上下動させながら固有容量ＣS を測定する従来の基準データ作成方法と比較して、極めて短時間で、かつ効率よく、すべての基準静電容量ＣFL（基準データ）を作成することができる。また、回路基板検査装置１における各測定形態毎の固有容量ＣS を一回測定して保存しておくことにより、同一の種類の回路基板Ｐについての基準データを校正する場合や、種類の異なる回路基板Ｐについての基準データを新たに作成する場合において、図１におけるステップ２０〜２１を省くことができるため、同様にして、短時間にすべての基準静電容量ＣFL（基準データ）を作成することができる。また、このように基準静電容量ＣFL（基準データ）を短時間で作成することができる結果、回路基板Ｐに対する基板検査を短時間で行うことができる。これにより、回路基板Ｐについての検査コストを低減することができる。
【００３２】
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、固有容量ＣS に対電極間静電容量ＣTPを加算した基準静電容量ＣFLを基準データとして回路基板Ｐに対する検査処理を行う例について説明したが、基準データ作成処理におけるステップ２５で測定した対電極間静電容量ＣPRを直ちに基準データとすることもできる。また、対電極間静電容量ＣTPを基準データとすることもできる。後者の場合には、各測定形態毎の固有容量ＣS が予め保存されているため、測定した導体パターンＣＰの対電極間静電容量ＣPRからこの導体パターンＣＰの測定に適用された測定形態の固有容量ＣS を差し引き、この差分容量を基準データと比較すればよい。また、本発明の実施の形態では、基準電極として電極部２の電極２ｂを用いた基準データの作成例について説明したが、例えば、検査対象の回路基板Ｐにおいて広い面積を有するグランドパターンや電源パターンなどを基準電極として用いることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の基準データ作成方法によれば、測定系の測定形態毎の固有容量を測定して保存する固有容量保存処理を実行した後、導体パターンにおける１つの測定ポイントについての導体パターンと基準電極との間の第１の対電極間静電容量をいずれかの測定形態によって測定する測定処理と、保存されている固有容量のうちの１つの測定ポイントを測定した測定形態に対応する固有容量を読み出すと共に測定ポイントについての第１の対電極間静電容量および読み出した固有容量の差分容量を算出する固有容量算出処理とを各導体パターン毎に実行し、算出した各差分容量に基づいて各導体パターンについての基準データを作成することにより、測定に適用している測定形態の固有容量を測定することなく各測定ポイントについての第１の対電極間静電容量を測定することができる。したがって、各測定ポイントのすべてに対して、検査用プローブを上下動させながら固有容量を測定する従来の基準データ作成方法と比較して、極めて短時間で、かつ効率よく、すべての基準データを作成することができる。また、検査装置における各測定形態毎の固有容量を一回測定して保存しておくことにより、同一の種類の回路基板についての基準データを校正する場合や、種類の異なる回路基板についての基準データを新たに作成する場合において、各測定形態毎の固有容量の測定を省くことができるため、短時間にすべての基準データを作成することができる。また、このように基準データを短時間で作成することができる結果、回路基板に対する基板検査を短時間で行うことができ、これにより、回路基板についての検査コストを低減することができる。また、この基準データ作成方法によれば、固有容量保存処理において、測定系における各測定レンジに対応してその容量が予めそれぞれ決定された複数の基準コンデンサが搭載された校正用回路基板を使用して、検査用プローブを用いて測定した容量から基準コンデンサの容量を差し引いて固有容量を測定することにより、各測定形態毎の固有容量を正確に測定することができ、正確な基準データを作成することができる結果、回路基板についての検査精度を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項２記載の基準データ作成方法によれば、各差分容量と、各差分容量の算出の際に読み出した固有容量とを合計してそれぞれ求めた各静電容量に基づいて各導体パターンについての基準データを作成することにより、回路基板検査の際に固有容量を含めた対電極間静電容量を測定して基準データと直ちに比較することができるため、実際の回路基板検査の際の検査時間を短縮することができる。
【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による基準データ作成処理を示すフローチャートである。
【図２】校正用回路基板ＰCAの一例の上面図である。
【図３】回路基板検査装置１および従来の回路基板検査装置４１の構成を示す構成図である。
【図４】検査対象の一例である回路基板Ｐの上面図である。
【図５】従来の回路基板検査装置４１による基準データ作成処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 回路基板検査装置
２ 電極部
３，４ 検査用プローブ
５ａ，５ｂ 移動機構
６ 制御部
７ ＲＡＭ
ＣＰ1 ，ＣＰ2 導体パターン
Ｐ 回路基板
ＴＰ1 〜ＴＰ6 測定ポイント
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板検査用の基準データを作成する基準データ作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の基準データ作成方法として、図５に示す手順で回路基板検査用の基準データを作成する基準データ作成方法が従来から知られている。この基準データ作成方法は、例えば、図３に示す回路基板検査装置４１による回路基板検査処理で実施されている。この場合、回路基板検査装置４１は、絶縁フィルム２ａが貼付された電極２ｂを有する電極部２、検査用プローブ３，４、移動機構５ａ，５ｂ、制御部４６、ＲＡＭ７およびＲＯＭ８を備えて構成されている。一方、検査対象の回路基板Ｐは、図４に示すように、ガラスエポキシ系基材の表面に複数の導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・（以下、特に区別しないときには「導体パターンＣＰ」ともいう）が形成されて構成されている。また、各導体パターンＣＰにおける各端点には、同図に示すように、ランドが形成され、このランドは、測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 ，・・・（以下、特に区別しないときには「測定ポイントＴＰ」ともいう）として機能する。
【０００３】
次に、回路基板検査装置４１による基準データの作成処理について、図３〜図５を参照して説明する。まず、導体パターンＣＰの形成面を上向きにして回路基板Ｐを電極部２における電極２ｂの上に載置する。次に、制御部４６が、移動機構５ａ，５ｂを制御してプローブ固定具３ａ，４ａ（駆動機構５ａ，５ｂの一部を構成する）に取り付けられた検査用プローブ３，４を回路基板Ｐの導体パターンＣＰ1 における測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 にそれぞれ接触させる（ステップ５０）。次いで、制御部４６が、検査信号としての交流電圧を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC2 をオートレンジ測定でそれぞれ仮測定する。この場合、対電極間静電容量を正確に測定するためには、測定される対電極間静電容量に適した測定レンジを選択する必要がある。つまり、例えば測定レンジの上限値や下限値の近傍まで達する対電極間静電容量をその測定レンジで正確に測定するのは困難となる。このため、仮測定した各対電極間静電容量ＣTC1 ，ＣTC2 （以下、区別しないときには、「対電極間静電容量ＣTC」ともいう）に適した測定レンジを選択して設定する（ステップ５１）。より具体的には、例えば、対電極間静電容量ＣTC1 をフルスケール２０ｐＦの測定レンジで仮測定して３ｐＦを得た際には、３ｐＦを正確に測定するのに最も適したフルスケール１０ｐＦの測定レンジを選択して設定する。
【０００４】
次に、制御部４６は、移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を上動させて各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 から若干離間させ、この状態で検査信号としての交流電圧を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 での固有容量ＣS1、および測定ポイントＴＰ2 での固有容量ＣS2を設定した測定レンジでそれぞれ測定してＲＡＭ７に記憶させる（ステップ５２）。このステップ５２による測定処理により、移動機構５ａ，５ｂの種類、測定レンジの種類（例えば１ｐＦフルスケールまたは１０ｐＦフルスケール等）、および検査信号の種類（例えば検査信号の周波数）等の構成要素によって決定される測定系の測定形態に起因する固有容量（浮遊容量ともいう）ＣS が測定される。次に、制御部４６は、移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に再度接触させ、検査信号としての交流電圧を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣPR1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣPR2 （以下、区別しないときには「対電極間静電容量ＣPR」ともいう）をそれぞれステップ５１において設定した測定レンジで測定する（ステップ５３）。次いで、制御部４６は、測定した各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における各対電極間静電容量ＣPR1 ，ＣPR2 から各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における各固有容量ＣS1，ＣS2（以下、区別しないときには、「固有容量ＣS 」ともいう）を差し引き、この差分容量を固有容量の影響を排除した各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における正規の対電極間静電容量ＣTP1 ，ＣTP2 （以下、区別しないときには、「対電極間静電容量ＣTP」ともいう）としてＲＡＭ７に記憶させる（ステップ５４）。制御部４６は、導体パターンＣＰ1 における残りの測定ポイントＴＰ3 に対しても上記各ステップ５０〜５４を実施し、対電極間静電容量ＣTP3 を算出してＲＡＭ７に記憶させる。
【０００５】
制御部４６は、すべての測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを測定したか否かを判断し（ステップ５５）、未測定の測定ポイントが存在するときには上記各ステップ５０〜５４を繰り返し実施して、他の導体パターンＣＰに規定された各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを順次測定しＲＡＭ７に記憶させる。次に、制御部４６は、ステップ５５においてすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを測定したと判断したときには、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、各導体パターンＣＰ毎に、その導体パターンＣＰ内の各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTP，ＣTP同士を比較し、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰが存在するか否かを判別する（ステップ５６）。この場合、図４に示す導体パターンＣＰ2 のように断線箇所が存在しないときには、各測定ポイントＴＰ4 〜ＴＰ6 における各対電極間静電容量ＣTP4 〜ＣTP6 は互いに同一または近似する容量値となる。一方、導体パターンＣＰ1 のように断線箇所Ｂが存在するときには、測定ポイントＴＰ2 における対電極間静電容量ＣTP2 が、本来的には同一の容量となるべき他の測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ3 における対電極間静電容量ＣTP1 ，ＣTP3 とは異なる値となる。このため、制御部４６は、ステップ５６において、同一の導体パターンＣＰにおける各測定ポイントＴＰの各対電極間静電容量ＣTPが互いに異なるときには、この導体パターンＣＰに対して断線検査を実施して、断線箇所を特定する（ステップ５７）。具体的には、移動機構５ａ，５ｂを制御して一方の検査用プローブ３をその対電極間静電容量ＣTPが他の対電極間静電容量ＣTPと異なる測定ポイントＴＰに接触させると共に、他方の検査用プローブ４を残りの測定ポイントＴＰに順次接触させつつ両検査用プローブ３，４間の抵抗値を測定することによって断線箇所を特定し、これを断線箇所情報としてＲＡＭ７に記憶させる。
【０００６】
次いで、ステップ５６において、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ５７の断線検査を終了したときには、制御部４６は、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群の有無を検出する（ステップ５８）。この際に、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群を検出したときには、その導体パターンＣＰ，ＣＰ間に、図４に示すような短絡箇所Ａが存在する可能性がある。このため、制御部４６は、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰ，ＣＰ間の短絡検査を実施する（ステップ５９）。具体的には、移動機構５ａ，５ｂを制御して対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する一対の導体パターンＣＰ，ＣＰに検査用プローブ３，４をそれぞれ接触させ、両導体パターンＣＰ，ＣＰ間の抵抗値を測定することにより、短絡箇所の有無を特定する。次いで、短絡箇所が存在するときには、短絡箇所情報（短絡の有無の情報）をＲＡＭ７に記憶させる。一方、ステップ５８において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群が検出されないときには、この静電容量測定処理を終了する。
【０００７】
次いで、ステップ５８において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ５９の短絡検査を終了したときには、制御部４６は、ＲＡＭ７に記憶させた断線箇所情報と短絡箇所情報とに基づき、すべての導体パターンＣＰにおけるすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したか否かを判断する（ステップ６０）。この判断の結果、いずれかの導体パターンＣＰにおいて断線や短絡が検出されたことによって対電極間静電容量ＣTPを正常に測定していない測定ポイントＴＰが存在していると判断したときには、制御部４６は、制御部４６に設けられた表示部（図示せず）にその旨の表示をさせることによってオペレータに対して回路基板Ｐの交換を要求し（ステップ６１）、回路基板Ｐの交換後に、上記ステップ５０に戻り、正常に対電極間静電容量ＣTPが測定されなかった測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPの再測定を実行する。
【０００８】
次いで、制御部４６は、上記各ステップ５０〜６１を繰り返し実施し、ステップ６０において、すべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したと判断したときには、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に基準静電容量ＣFL1 ，ＣFL2 ，・・・（以下、特に区別しないときには「基準静電容量ＣFL」ともいう）を算出してＲＡＭ７に記憶させる（ステップ６２）。具体的には、制御部４６は、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に１つの測定ポイントＴＰを検査用測定ポイントＴＰC として選択する。例えば、導体パターンＣＰ1 では、測定ポイントＴＰ1 を検査用測定ポイントＴＰC1として選択し、導体パターンＣＰ2 では、測定ポイントＴＰ5 を検査用測定ポイントＴＰC2として選択する（以下、特に区別しないときには「検査用測定ポイントＴＰC 」ともいう）。また、制御部４６は、各導体パターンＣＰ毎に、選択した検査用測定ポイントＴＰC における固有容量ＣS と対電極間静電容量ＣTPとを合計（加算）することによって基準静電容量（基準データ）ＣFLを算出し、検査用測定ポイントＴＰC の情報と対応させてＲＡＭ７に記憶させ、この基準データ作成処理を終了する。
【０００９】
この回路基板検査装置４１による基準データ作成方法によれば、断線した導体パターンＣＰを検出すると共に他の導体パターンＣＰに短絡している導体パターンＣＰを検出し、かつ必要に応じて回路基板Ｐの交換を要求しつつ、回路基板Ｐに形成されたすべての導体パターンＣＰについての基準静電容量ＣFLの自動作成が可能となっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の基準データ作成方法には、以下の問題点がある。すなわち、従来の基準データ作成方法では、すべての測定ポイントＴＰにおいて、適正な測定レンジを選択するために対電極間静電容量ＣTCを測定した後に固有容量ＣS を測定し、その上で、さらに対電極間静電容量ＣPRを測定して正規な対電極間静電容量ＣTPを算出する必要がある。したがって、各測定ポイントＴＰにおいて、少なくとも２回は検査用プローブ３（または４）を測定ポイントＴＰに対して接離動（上下動）させる必要がある。この場合、検査用プローブ３（または４）の上下動は、検査用プローブ３に対する加速やブレーキの制御を行う関係上、ある程度長いタクトタイムを必要とする。したがって、すべての導体パターンＣＰにおけるすべての測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPを測定するために膨大な時間を要するという問題点がある。また、基準データの作成対象の回路基板を異なる種類に変更する毎に、同様の手順に従って、対電極間静電容量ＣTC、固有容量ＣS および対電極間静電容量ＣPRを測定しなければならず、基準データの作成処理が煩雑であるという問題点がある。
【００１１】
その一方で、出願人は、対電極間静電容量ＣTPを算出する際に測定する固有容量ＣS の大小を決める主たる要因は、測定系の測定形態を決定する構成要素、すなわち検査用プローブ３，４を移動させる移動機能の種類、測定レンジの種類、および検査信号の周波数であって、その他の要因（例えば検査用プローブ３，４の回路基板Ｐ上での位置、言い換えれば測定ポイントＴＰの位置）は固有容量ＣS に与える影響が小さく無視できるという事実を種々の実験によって確認した。そこで、出願人は、この事実を利用して回路基板検査用の基準データの作成時間を短縮する手法を検討した。
【００１２】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、短時間で効率よく回路基板検査用の基準データを作成し得る基準データ作成方法を提供することを主目的とする。
【００１３】
【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記載の基準データ作成方法は、接触型の検査用プローブを備えた検査装置を用いて検査対象の回路基板における複数の導体パターンの良否を検査する際に当該検査装置によって測定される当該各導体パターンおよび基準電極の間の各対電極間静電容量との比較に使用される基準データを作成する基準データ作成方法であって、前記検査用プローブを含む前記検査装置における測定系の測定形態毎の固有容量を測定して保存する固有容量保存処理を実行した後、前記導体パターンにおける１つの測定ポイントについての当該導体パターンと前記基準電極との間の第１の対電極間静電容量を前記いずれかの測定形態によって測定する測定処理と、前記保存されている固有容量のうちの前記１つの測定ポイントを測定した前記測定形態に対応する前記固有容量を読み出すと共に当該測定ポイントについての前記第１の対電極間静電容量および当該読み出した固有容量の差分容量を算出する固有容量算出処理とを前記各導体パターン毎に実行し、前記算出した各差分容量に基づいて前記各導体パターンについての前記基準データを作成し、前記固有容量保存処理において、前記測定系における各測定レンジに対応してその容量が予めそれぞれ決定された複数の基準コンデンサが搭載された校正用回路基板を使用して、前記検査用プローブを用いて前記基準コンデンサの容量を測定すると共に当該測定した容量から当該基準コンデンサの容量を差し引いて前記固有容量を測定することを特徴とする。この場合、前記測定系の前記測定形態は、前記検査用プローブを移動させる移動機構の種類、測定レンジの種類、および前記検査用プローブと前記基準電極との間に印加される検査信号の周波数によって決定される。
【００１４】
請求項２記載の基準データ作成方法は、請求項１記載の基準データ作成方法において、前記各差分容量と、当該各差分容量の算出の際に読み出した前記固有容量とを合計してそれぞれ求めた各静電容量に基づいて前記各導体パターンについての前記基準データを作成することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る基準データ作成方法を実施す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。なお、従来の回路基板検査装置４１と同一の構成要素、および検査対象の回路基板Ｐについては、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１７】
最初に、本発明を実施する回路基板検査装置１の構成について、図３を参照して説明する。
【００１８】
同図に示すように、回路基板検査装置１は、電極部２、検査用プローブ３，４、移動機構５ａ，５ｂ、制御部６、ＲＡＭ７およびＲＯＭ８を備えて構成されている。この場合、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を有し検査対象の回路基板Ｐを載置可能に構成されている。検査用プローブ３，４は、接触型プローブであって、プローブ固定具３ａ，４ａを介して移動機構５ａ，５ｂに取り付けられた状態で電極部２の上方に配設されている。制御部６は、異なる周波数の検査信号を生成する検査信号生成処理、電極部２および検査用プローブ３，４を用いて容量を測定する測定処理（容量測定に際しての測定レンジの切り替え制御処理も含む）、移動機構５ａ，５ｂを駆動制御する制御処理、回路基板Ｐに対する検査用の基準静電容量ＣFLについての基準データを作成する基準データ作成処理、およびこの基準データを用いて回路基板Ｐを検査する検査処理などを実行する。また、制御部６は、電極部２および検査用プローブ３，４を用いた容量測定を行う際には、検査信号の周波数、測定レンジの種類、および駆動機構の種類によって決定される複数の測定形態のうちから１つの測定形態を１つの測定ポイントＴＰに対して選択して設定する設定処理も実行する。ＲＡＭ７は、導体パターンＣＰ毎の測定ポイントＴＰについての位置データ、測定ポイントＴＰ毎に設定された測定形態情報（測定レンジの種類は除く）、測定した測定形態毎の固有容量ＣS 、測定した対電極間静電容量ＣTP、検出した断線箇所や短絡箇所の情報、および制御部６の演算結果などを一時的に記憶する。ＲＯＭ８は、制御部６の動作プログラムを記憶する。
【００１９】
一方、回路基板検査装置１において上記測定系の各測定形態毎の固有容量ＣS を測定するために使用される校正用回路基板ＰCAは、図２に示すように、基材の一面（搭載面）に各測定レンジに対応付けされた複数の校正用の基準コンデンサＣR1，ＣR2，ＣR3，・・・ＣRN（Ｎは２以上の自然数）が搭載されている。また、校正用回路基板ＰCAの基材における他面（裏面）には、その全域に亘ってグランドパターン（ベタグランドパターン）が形成されている。この場合、各基準コンデンサＣR1，ＣR2，ＣR3，・・・ＣRN（以下、区別しないときには、「基準コンデンサＣR 」ともいう）は、その一端が搭載面に形成されたランドＬ１〜ＬＮに接続されると共に他端が他面のグランドパターンに接続されている。また、各基準コンデンサＣR1は、各測定レンジ毎に少なくとも１つ配設されており、その容量は既知となっている。具体的には、各基準コンデンサＣR の容量は、例えば、測定レンジが３つであって、各測定レンジ１，２，３のフルスケールがそれぞれ１ｐＦ、１０ｐＦ、２０ｐＦの場合、各測定レンジ１，２，３の中間の容量（一例として０．５ｐＦ、５ｐＦ、１０ｐＦ）にそれぞれ規定されている。したがって、校正用回路基板ＰCAを用いて回路基板検査装置１における各測定形態の固有容量ＣS を算出する際に、回路基板検査装置１によって測定された各基準コンデンサＣR の容量と測定系の固有容量ＣS との合計容量が対応する測定レンジの上限値を超えることに起因して固有容量ＣS の測定が不能となる事態を回避することができる。
【００２０】
次に、回路基板検査装置１の動作について、図１〜図４を参照して説明する。なお、回路基板検査装置４１と同一の動作については、その旨を記載して重複する説明は省略する。
【００２１】
まず、基準コンデンサＣR の搭載面を上向きにして校正用回路基板ＰCAを電極部２の上に載置する（ステップ２０）。この際に、回路基板Ｐの裏面におけるグランドパターンと電極部２の電極２ｂとを電気的に短絡接続する。
【００２２】
次に、制御部６が、図１に示す基準データ作成処理を開始する。この処理では、制御部６は、測定系における測定形態毎の固有容量ＣS を測定して保存する（ステップ２１：固有容量保存処理）。具体的には、制御部６は、最初に、測定形態を決定する構成要素のうちの測定レンジを測定レンジ１に設定すると共に測定形態を決定する構成要素のうちの移動機構の種類（本実施の形態では、移動機構５ａ（または５ｂ））を移動機構５ａに設定し、かつ測定形態を決定する構成要素のうちの検査信号の種類（例えば検査信号の周波数）を１００ＫＨｚに設定する。次いで、この測定形態１下での基準コンデンサＣR1の容量を測定する。続いて、制御部６は、基準コンデンサＣR1の既知の容量を、測定した容量から差し引いて測定形態１における固有容量ＣS を求めてＲＡＭ７に保存する。制御部６は、この固有容量保存処理を測定形態の構成要素（測定レンジ、移動機構の種類および検査信号の種類）を組み替えながらすべての測定形態に対して実施し、各測定形態毎の固有容量ＣS を測定して保存する。具体的には、例えば、検査信号の種類を１００ＫＨｚに固定した場合、測定レンジ２，３における固有容量ＣS を測定する際には、基準コンデンサＣR2，ＣR3の容量を測定して、測定形態１のときと同様にして、基準コンデンサＣR2（またはＣR3）の容量を、測定した容量から差し引いて測定形態２（または３）における固有容量ＣS を求めてＲＡＭ７に保存する。
【００２３】
次に、校正用回路基板ＰCAに代えて、導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 の形成面を上向きにして基準データ吸収用の回路基板Ｐ（検査対象の回路基板Ｐと同一の基板）を電極部２の上に載置する（ステップ２２）。
【００２４】
続いて、制御部６は、導体パターンＣＰ1 における各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に適用する測定形態情報（測定レンジの種類は除く）をＲＡＭ７からそれぞれ読み出し、これら適用測定形態を構成する移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を対応する測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 にそれぞれ接触させる（ステップ２３）。次いで、制御部６は、各測定形態を構成する周波数の検査信号（交流電圧）を順次出力することにより、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量ＣTC2 をオートレンジ測定でそれぞれ仮測定すると共に、仮測定した各対電極間静電容量ＣTC1 ，ＣTC2 に適した測定レンジを選択して設定する（ステップ２４）。この場合、測定レンジが決定されることにより、各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に適用する測定形態がそれぞれ決定される。続いて、制御部６は、決定された各測定形態を各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 にそれぞれ適用して、測定ポイントＴＰ1 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量（第１の対電極間静電容量）ＣPR1 、および測定ポイントＴＰ2 における導体パターンＣＰ1 と電極２ｂとの間の対電極間静電容量（第１の対電極間静電容量）ＣPR2 をそれぞれ測定する（ステップ２５）。次に、制御部６は、各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 に適用した各測定形態に対応する固有容量ＣS をＲＡＭ７からそれぞれ読み出すと共に、測定した対電極間静電容量ＣPR1 、ＣPR2 からそれぞれ差し引き、この各差分容量を固有容量ＣS の影響を排除した各測定ポイントＴＰ1 ，ＴＰ2 における正規の対電極間静電容量ＣTP1 ，ＣTP2 としてＲＡＭ７に記憶させる（ステップ２６）。制御部６は、導体パターンＣＰ1 における残りの測定ポイントＴＰ3 に対しても上記各ステップ２３〜２６を実施し、対電極間静電容量ＣTP3 を算出してＲＡＭ７に記憶させる。
【００２５】
制御部６は、すべての測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを測定したか否かを判断し（ステップ２７）、未測定の測定ポイントが存在するときには上記各ステップ２３〜２６を繰り返し実施して、他の導体パターンＣＰに規定された各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTPを順次測定してＲＡＭ７に記憶させる。また、制御部６は、ステップ２４において決定された各測定ポイントＴＰに適用する測定形態の情報をこの対電極間静電容量ＣTPと併せてＲＡＭ７に記憶させる。
【００２６】
次に、制御部６は、ステップ２７においてすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを測定したと判断したときには、図５に示すステップ５６と同様にして、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、各導体パターンＣＰ毎に、その導体パターンＣＰ内の各測定ポイントＴＰにおける対電極間静電容量ＣTP，ＣTP同士を比較し、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰが存在するか否かを判別する（ステップ２８）。制御部６は、ステップ２８において、同一の導体パターンＣＰにおける各測定ポイントＴＰの各対電極間静電容量ＣTPが互いに異なるときには、この導体パターンＣＰに対して図５に示すステップ５７と同様の断線検査を実施して、断線箇所を特定すると共に断線箇所情報をＲＡＭ７に記憶させる（ステップ２９）。
【００２７】
次いで、ステップ２８において、対電極間静電容量ＣTPが異なる導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ２９の断線検査を終了したときには、制御部６は、図５に示すステップ５８と同様にして、ＲＡＭ７に記憶させた各対電極間静電容量ＣTPに基づき、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群の有無を検出する（ステップ３０）。この際に、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群を検出したときには、その導体パターンＣＰ，ＣＰ間に短絡箇所Ａが存在する可能性があるため、制御部６は、図５に示すステップ５９と同様にして、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰ，ＣＰ間の短絡検査を実施し、短絡箇所が存在するときには、短絡箇所情報（短絡の有無の情報）をＲＡＭ７に記憶させる（ステップ３１）。一方、ステップ３０において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰの群が検出されないときには、この静電容量測定処理を終了する。
【００２８】
次いで、ステップ３０において、対電極間静電容量ＣTPが互いに近似する導体パターンＣＰがなかったとき、およびステップ３１の短絡検査を終了したときには、制御部６は、ＲＡＭ７に記憶させた断線箇所情報と短絡箇所情報とに基づき、すべての導体パターンＣＰにおけるすべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したか否かを判断する（ステップ３２）。この判断の結果、いずれかの導体パターンＣＰにおいて断線や短絡が検出されたことによって対電極間静電容量ＣTPを正常に測定していない測定ポイントＴＰが存在していると判断したときには、制御部６は、制御部６に設けられた表示部（図示せず）にその旨の表示をさせることによってオペレータに対して回路基板Ｐの交換を要求し（ステップ３３）、回路基板Ｐの交換後に、上記ステップ２３に戻り、正常に対電極間静電容量ＣTPが測定されなかった測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPの再測定を実行する。
【００２９】
次いで、制御部６は、上記各ステップ２３〜３３を繰り返し実施し、ステップ３２において、すべての測定ポイントＴＰの対電極間静電容量ＣTPを正常に測定したと判断したときには、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に基準静電容量ＣFL1 ，ＣFL2 ，・・・（以下、区別しないときには、「基準静電容量ＣFL」ともいう）を算出してＲＡＭ７に記憶させる（ステップ３４）。具体的には、制御部６は、各導体パターンＣＰ1 ，ＣＰ2 ，・・・毎に１つの測定ポイントＴＰを検査用測定ポイントＴＰC として選択する。例えば、導体パターンＣＰ1 では、測定ポイントＴＰ1 を検査用測定ポイントＴＰC1として選択し、導体パターンＣＰ2 では、測定ポイントＴＰ5 を検査用測定ポイントＴＰC2として選択する。また、制御部６は、各導体パターンＣＰ毎に、選択した検査用測定ポイントＴＰC における固有容量ＣS と対電極間静電容量ＣTPとを合計（加算）することによって基準静電容量ＣFLを算出し、検査用測定ポイントＴＰC の情報（適用する測定形態の情報も含む）と対応させてＲＡＭ７に記憶させ、この基準データ作成処理を終了する。
【００３０】
次に、同種の回路基板Ｐを検査する際には、まず、検査対象の回路基板Ｐを電極部２の上に載置する。次いで、制御部６が、ＲＡＭ７に記憶させた検査用測定ポイントＴＰC の情報に基づき、導体パターンＣＰ1 の対電極間静電容量ＣPR1 を測定する際に使用する移動機構の種類、測定に使用する測定レンジ、および測定に使用する検査信号の周波数をそれぞれ決定する。これにより、その導体パターンＣＰ1 に対する静電容量を測定する測定形態が決定される。次いで、制御部６は、決定した一方の移動機構５ａ（または５ｂ）を制御してプローブ固定具３ａ（または４ａ）に取り付けられた検査用プローブ３（または４）を回路基板Ｐの導体パターンＣＰ1 における検査用測定ポイントＴＰC1に接触させ、決定した検査信号を出力すると共に決定した測定レンジで導体パターンＣＰ1 の対電極間静電容量ＣPR1 を測定する。次に、制御部６は、測定した対電極間静電容量ＣPR1 と、ＲＡＭ７に既に記憶されている基準データのうちの導体パターンＣＰ1 についての基準静電容量ＣFL1 とを比較して、対電極間静電容量ＣPR1 が基準静電容量ＣFL1 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ＣＰ1 に断線および短絡が存在しないと判別する。この判別処理をすべての導体パターンＣＰに対して行うことにより、検査対象の回路基板Ｐについての回路基板検査処理が完了する。この場合、対電極間基準静電容量ＣREF に固有容量ＣS を加えた基準静電容量ＣFL1 が基準データとして作成されているため、回路基板検査の際に固有容量ＣS を含めた対電極間静電容量ＣPR1 を測定して基準静電容量ＣFL1 （基準データ）と直ちに比較することができる。このため、対電極間基準静電容量ＣREF のみを基準データとする作成方法と比較して、実際の回路基板検査の際の検査時間を短縮することができる。
【００３１】
このように、この基準データ作成方法によれば、回路基板検査装置１における各測定形態毎の固有容量ＣS を予め測定して保存しておくことにより、各測定ポイントＴＰについての対電極間静電容量ＣTPを測定する際に、測定に適用している測定形態の固有容量ＣS を測定することなく対電極間静電容量ＣTPを測定することができる。したがって、各測定ポイントＴＰのすべてに対して、検査用プローブ３，４を上下動させながら固有容量ＣS を測定する従来の基準データ作成方法と比較して、極めて短時間で、かつ効率よく、すべての基準静電容量ＣFL（基準データ）を作成することができる。また、回路基板検査装置１における各測定形態毎の固有容量ＣS を一回測定して保存しておくことにより、同一の種類の回路基板Ｐについての基準データを校正する場合や、種類の異なる回路基板Ｐについての基準データを新たに作成する場合において、図１におけるステップ２０〜２１を省くことができるため、同様にして、短時間にすべての基準静電容量ＣFL（基準データ）を作成することができる。また、このように基準静電容量ＣFL（基準データ）を短時間で作成することができる結果、回路基板Ｐに対する基板検査を短時間で行うことができる。これにより、回路基板Ｐについての検査コストを低減することができる。
【００３２】
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、固有容量ＣS に対電極間静電容量ＣTPを加算した基準静電容量ＣFLを基準データとして回路基板Ｐに対する検査処理を行う例について説明したが、基準データ作成処理におけるステップ２５で測定した対電極間静電容量ＣPRを直ちに基準データとすることもできる。また、対電極間静電容量ＣTPを基準データとすることもできる。後者の場合には、各測定形態毎の固有容量ＣS が予め保存されているため、測定した導体パターンＣＰの対電極間静電容量ＣPRからこの導体パターンＣＰの測定に適用された測定形態の固有容量ＣS を差し引き、この差分容量を基準データと比較すればよい。また、本発明の実施の形態では、基準電極として電極部２の電極２ｂを用いた基準データの作成例について説明したが、例えば、検査対象の回路基板Ｐにおいて広い面積を有するグランドパターンや電源パターンなどを基準電極として用いることもできる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の基準データ作成方法によれば、測定系の測定形態毎の固有容量を測定して保存する固有容量保存処理を実行した後、導体パターンにおける１つの測定ポイントについての導体パターンと基準電極との間の第１の対電極間静電容量をいずれかの測定形態によって測定する測定処理と、保存されている固有容量のうちの１つの測定ポイントを測定した測定形態に対応する固有容量を読み出すと共に測定ポイントについての第１の対電極間静電容量および読み出した固有容量の差分容量を算出する固有容量算出処理とを各導体パターン毎に実行し、算出した各差分容量に基づいて各導体パターンについての基準データを作成することにより、測定に適用している測定形態の固有容量を測定することなく各測定ポイントについての第１の対電極間静電容量を測定することができる。したがって、各測定ポイントのすべてに対して、検査用プローブを上下動させながら固有容量を測定する従来の基準データ作成方法と比較して、極めて短時間で、かつ効率よく、すべての基準データを作成することができる。また、検査装置における各測定形態毎の固有容量を一回測定して保存しておくことにより、同一の種類の回路基板についての基準データを校正する場合や、種類の異なる回路基板についての基準データを新たに作成する場合において、各測定形態毎の固有容量の測定を省くことができるため、短時間にすべての基準データを作成することができる。また、このように基準データを短時間で作成することができる結果、回路基板に対する基板検査を短時間で行うことができ、これにより、回路基板についての検査コストを低減することができる。また、この基準データ作成方法によれば、固有容量保存処理において、測定系における各測定レンジに対応してその容量が予めそれぞれ決定された複数の基準コンデンサが搭載された校正用回路基板を使用して、検査用プローブを用いて測定した容量から基準コンデンサの容量を差し引いて固有容量を測定することにより、各測定形態毎の固有容量を正確に測定することができ、正確な基準データを作成することができる結果、回路基板についての検査精度を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項２記載の基準データ作成方法によれば、各差分容量と、各差分容量の算出の際に読み出した固有容量とを合計してそれぞれ求めた各静電容量に基づいて各導体パターンについての基準データを作成することにより、回路基板検査の際に固有容量を含めた対電極間静電容量を測定して基準データと直ちに比較することができるため、実際の回路基板検査の際の検査時間を短縮することができる。
【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による基準データ作成処理を示すフローチャートである。
【図２】校正用回路基板ＰCAの一例の上面図である。
【図３】回路基板検査装置１および従来の回路基板検査装置４１の構成を示す構成図である。
【図４】検査対象の一例である回路基板Ｐの上面図である。
【図５】従来の回路基板検査装置４１による基準データ作成処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 回路基板検査装置
２ 電極部
３，４ 検査用プローブ
５ａ，５ｂ 移動機構
６ 制御部
７ ＲＡＭ
ＣＰ1 ，ＣＰ2 導体パターン
Ｐ 回路基板
ＴＰ1 〜ＴＰ6 測定ポイント
Claims (2)
- 接触型の検査用プローブを備えた検査装置を用いて検査対象の回路基板における複数の導体パターンの良否を検査する際に当該検査装置によって測定される当該各導体パターンおよび基準電極の間の各対電極間静電容量との比較に使用される基準データを作成する基準データ作成方法であって、
前記検査用プローブを含む前記検査装置における測定系の測定形態毎の固有容量を測定して保存する固有容量保存処理を実行した後、
前記導体パターンにおける１つの測定ポイントについての当該導体パターンと前記基準電極との間の第１の対電極間静電容量を前記いずれかの測定形態によって測定する測定処理と、前記保存されている固有容量のうちの前記１つの測定ポイントを測定した前記測定形態に対応する前記固有容量を読み出すと共に当該測定ポイントについての前記第１の対電極間静電容量および当該読み出した固有容量の差分容量を算出する固有容量算出処理とを前記各導体パターン毎に実行し、
前記算出した各差分容量に基づいて前記各導体パターンについての前記基準データを作成し、
前記固有容量保存処理において、前記測定系における各測定レンジに対応してその容量が予めそれぞれ決定された複数の基準コンデンサが搭載された校正用回路基板を使用して、前記検査用プローブを用いて前記基準コンデンサの容量を測定すると共に当該測定した容量から当該基準コンデンサの容量を差し引いて前記固有容量を測定することを特徴とする基準データ作成方法。 - 前記各差分容量と、当該各差分容量の算出の際に読み出した前記固有容量とを合計してそれぞれ求めた各静電容量に基づいて前記各導体パターンについての前記基準データを作成することを特徴とする請求項１記載の基準データ作成方法。
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