JP4987497B2 - 回路基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、検査対象基板を不良と判定したときにその検査対象基板の良否を再検査する再検査処理を実行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。

この種の回路基板検査装置として、複数のコンタクトプローブ（以下、「プローブ」ともいう）が植設されたフィクスチャと、検査対象の電子回路基板（以下、「検査対象基板」ともいう）に対してフィクスチャを昇降させるアクチュエータと、検査用信号の出力および取り込みを実行して検査対象基板を検査する信号検査装置と、アクチュエータおよび信号検査装置の動作を制御するパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」ともいう）とを備えた回路基板検査装置が特開２０００−１６２２８０号公報に開示されている。この回路基板検査装置による検査対象基板の検査に際しては、まず、パソコンがアクチュエータを制御してフィクスチャを上昇させることで各プローブを検査対象基板（導電パターンランド）に接触させる。次いで、パソコンは、信号検査装置を制御して検査対象基板に対する検査用信号の出力および検査対象基板からの検査用信号の取り込みを実行させる。この際に、信号検査装置は、取り込んだ検査用信号に基づいて検査対象基板の良否を検査する。

また、パソコンは、信号検査装置による検査用信号の取り込みが完了した際に、アクチュエータを制御して検査対象基板からフィクスチャを離間させる。次いで、パソコンは、信号検査装置から読み出した検査用信号に基づき、プローブと導電パターンランドとの間に導通不良が生じている疑いのある不合格検査項目の有無を判定する。この際に、不合格検査項目が存在しないと判定したときには、パソコンは、その検査用信号に基づく検査対象基板の検査結果を有効であると確定し、次の検査対象基板をセットするように指示する。一方、不合格検査項目が存在すると判定したときには、パソコンは、その検査対象信号が検査対象基板に対する２回目の検査処理（再検査処理）時に取り込まれたものであるか否かを判定する。

この際に、最初の検査処理であると判定したときには、パソコンは、その検査用信号に基づく検査対象基板の検査結果を無効であると確定してリセットする。次いで、パソコンは、アクチュエータおよび信号検査装置を制御して、その検査対象基板に対する２回目の検査処理（再検査処理）を実行させる。一方、不合格検査項目が存在すると判定した検査用信号がその検査対象基板に対する２回目の検査処理（再検査処理）時に取り込まれたものであると判定したときには、パソコンは、その検査用信号に基づく検査対象基板の検査結果を有効であると確定し、次の検査対象基板をセットするように指示する。これにより、検査対象基板が例えば不良品であると判定される。
特開２０００−１６２２８０号公報（第３−４頁、第１−３図）

ところが、従来の回路基板検査装置には、以下の問題点がある。すなわち、従来の回路基板検査装置では、信号検査装置によって取り込まれた検査用信号に基づいて不合格検査項目が存在すると判定したときに、パソコンがその検査対象基板についての検査結果をリセットして再検査処理を実行する構成が採用されている。この場合、この回路基板検査装置による検査に際しては、例えば、検査対象基板に向けてフィクスチャを上昇させた際にプローブと導電パターンランドとの間に塵埃が挟み込まれることで導電パターンランドに対してプローブが非接触状態となったとき、導電パターンランドの表面が酸化して酸化膜（絶縁膜）が形成された状態となったとき、および、プローブが摩耗または破損したときなどにおいて、不合格検査項目（プローブおよび導電パターンランドの間の導通不良）が存在することとなる。

一方、塵埃の挟み込みに起因する導通不良については、１回目の検査処理の後にフィクスチャを下降させて再検査処理時にフィクスチャを上昇させることで（プローブを再度接触させることで）１回目の検査処理時に挟み込まれていた塵埃が移動して導通状態が改善されることが多い。また、酸化膜の形成に起因する導通不良や、プローブの摩耗または破損に起因する導通不良については、１回目の検査処理の後にプローブを再度接触させたときにも導通状態が改善されないことが多い。したがって、例えば、複数の検査対象基板の検査に際して導通不良が頻発するときには、２回目の検査時に導通状態が改善したか否かに基づいて、その発生の原因を特定する（推定する）ことができる。しかしながら、従来の回路基板検査装置による検査に際して、導通不良の原因を特定する場合には、何回目の検査処理において検査結果が有効と判定されたかを例えばメモ書きしておく必要がある。このため、従来の回路基板検査装置には、その検査項目が不合格（不良判定）となった原因を特定する作業が煩雑となっているという問題点がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、不良判定の原因を容易に特定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。

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、検査対象基板についての電気的パラメータを測定してその測定値に基づいて当該検査対象基板の良否を検査する検査処理を実行する検査部を備え、前記検査部は、前記検査処理において前記検査対象基板を不良と判定したときに、当該検査対象基板についての前記電気的パラメータを再度測定してその測定値に基づいて当該検査対象基板の良否を再検査する２種類以上の再検査処理を実行可能に構成されると共に、当該再検査処理において前記検査対象基板を良品と判定した数を当該再検査処理の種類毎に計数して記憶部に記憶させる。

また、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、前記検査部は、前記記憶部に記憶させた前記良品と判定した数を所定の条件が満たされたときに出力する。

また、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、前記検査部は、前記再検査処理において前記検査対象基板を不良と判定した数を計数して、所定の条件が満たされたときに当該不良と判定した数を出力する。

請求項１記載の回路基板検査装置では、検査部が再検査処理において検査対象基板を良品と判定した数を再検査処理の種類毎に計数して記憶部に記憶させる。したがって、この回路基板検査装置によれば、その検査項目が不合格となった原因を特定するために何回目の検査処理において検査結果が有効と判定されたかをメモ書きしておく必要のある従来の回路基板検査装置とは異なり、この記憶部に記憶されている良品と判定した数に基づいて検査対象基板が不良と判定された原因を確実かつ容易に特定することができる。この場合、各再検査処理毎に良品と判定される条件（検査対象基板の状態や、プローブユニットの状態など）を予め取得しておくことで、良品と判定された再検査処理の種類に基づいて、検査対象基板が不良と判定された原因を確実かつ容易に特定することができる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置では、検査部が記憶部に記憶させた良品と判定した数を所定の条件が満たされたときに出力する。したがって、この回路基板検査装置によれば、所定の条件が満たされたときに例えば判定した数が表示部に自動的に表示されるため、検査対象基板が不良と判定された原因を確実かつ容易に特定することができる。

また、請求項３記載の回路基板検査装置では、検査部が再検査処理において検査対象基板を不良と判定した数を計数して所定の条件が満たされたときに不良と判定した数を出力する。したがって、この回路基板検査装置によれば、不良と判定された原因を良品判定の数のみに基づいて特定するのと比較して、検査対象基板が不良と判定された原因を一層確実かつ容易に特定することができる。

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最良の形態について説明する。

最初に、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。

図１に示す回路基板検査装置（以下、「検査装置」ともいう）１は、本発明に係る検査装置の一例であって、基板保持部２、移動機構３、プローブユニット４、測定部５、表示部６、操作部７、制御部８および記憶部９を備えて、検査対象基板１０を電気的に検査可能に構成されている。この場合、図２に示すように、検査対象基板１０は、一例として、単位基板１０ａ〜１０ｈの８つの基板が一体化された多面取り基板であって、後述する検査処理に際しては、各単位基板１０ａ〜１０ｈ毎に電気的検査が実行されて、その良否が個別的に検査される。

基板保持部２は、図示しない保持機構を備え、制御部８の制御に従って検査対象基板１０を保持する。移動機構３は、制御部８からの制御信号Ｓ１に従って基板保持部２上の検査対象基板１０に対する接離方向（図１における上下方向）に沿ってプローブユニット４を移動させる。プローブユニット４は、複数のコンタクトプローブ（以下、「プローブ」ともいう）４ｂと、各プローブ４ｂを保持するプローブ保持部４ａとを備えて構成されている。測定部５は、制御部８と相俟って本発明における検査部を構成して、プローブユニット４の各プローブ４ｂを用いて検査対象基板１０についての電気的パラメータ（一例として、測定信号の電圧値や電流値など）を測定し、その測定値を測定信号Ｓ２として制御部８に出力する。表示部６は、制御部８の制御に従って検査対象基板１０についての検査結果などを表示する。

操作部７は、各種の操作スイッチを備えてスイッチ操作に対応する操作信号Ｓ３を出力する。制御部８は、検査装置１を総括的に制御する。具体的には、制御部８は、図３に示す基板検査処理２０を実行して検査対象基板１０の良否を検査する。この場合、制御部８は、検査対象基板１０に対して最初に実行する通常検査処理と、不良（不良品）と判定した検査対象基板１０に対して実行する複数種類の再検査処理とを実行可能に構成されている。また、制御部８は、上記の再検査処理として、検査処理の内容がそれぞれ互いに相違する初回再検査処理、疑似オープン再検査処理、アップ・ダウン再検査処理およびムービング再検査処理の４種類の再検査処理を実行可能に構成されている。なお、各検査処理の実行手順については、後に詳細に説明する。記憶部９は、制御部８の動作プログラムや、検査処理プログラムＤ１、判定結果データＤ２および検査用基準値などを記憶する。

次に、検査装置１による検査対象基板１０の検査方法について、図面を参照して説明する。

まず、検査対象基板１０を基板保持部２上にセットした後に、操作部７の検査開始スイッチを操作する。これに応じて、制御部８は、図３に示す基板検査処理２０を開始する。この基板検査処理２０では、制御部８は、まず、検査対象基板１０に対する通常の検査処理を実行する（ステップ２１）。具体的には、制御部８は、基板保持部２を制御して検査対象基板１０を保持させると共に、移動機構３に制御信号Ｓ１を出力することによってプローブユニット４を基板保持部２上の検査対象基板１０に向けて下降させる。この際には、プローブ保持部４ａの下降に伴って各プローブ４ｂが検査対象基板１０における例えば単位基板１０ａ上の各検査対象導体パターン（図示せず）にプロービングされる。次いで、制御部８は、測定部５を制御して単位基板１０ａを電気的に検査させる。

この際に、測定部５は、各プローブ４ｂを介して単位基板１０ａに検査用信号を出力しつつ、所定の電気的パラメータ（一例として、電圧値）を測定する。また、測定部５は、測定値に基づいて測定信号Ｓ２を生成して制御部８に出力する。これに応じて、制御部８は、測定部５から出力された測定信号Ｓ２と、記憶部９に記憶されている検査用基準値に基づき、単位基板１０ａの良否を検査（判定）する。この際に、単位基板１０ａについての通常検査処理における判定結果が良品判定（ＯＫ判定）のときには（ステップ２２）、単位基板１０ａが通常検査処理において良品判定となった旨を判定結果データＤ２として記録し（通常検査処理についての良品判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新し：ステップ２３）、検査が完了していない単位基板が存在するか否かを判別する（ステップ２４）。この際には、単位基板１０ｂ〜１０ｈについての検査が完了していないと判別し、単位基板１０ｂについての通常検査処理を実行する（ステップ２１）。

一方、通常検査処理の結果、単位基板１０ａについての判定結果が不良判定（ＮＧ判定）のときには（ステップ２２）、単位基板１０ａが通常検査処理において不良判定となった旨を判定結果データＤ２として記録する（通常検査処理についての不良判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新する：ステップ２５）。この際には、制御部８は、その単位基板１０ａについての初回再検査処理を実行する（ステップ２６）。具体的には、制御部８は、移動機構３によるプローブユニット４の移動を行うことなく（各プローブ４ｂを単位基板１０ａにプロービングした状態を維持しつつ）、測定部５を制御して、通常検査処理時に出力した検査用信号と同じ検査用信号を出力させて所定の電気的パラメータを測定させる。また、制御部８は、測定部５から出力された測定信号Ｓ２と記憶部９に記憶されている検査用基準値に基づき、単位基板１０ａの良否を検査（判定）する。

この際に、単位基板１０ａについての初回再検査処理における判定結果が良品判定のときには（ステップ２７）、単位基板１０ａが初回再検査時において良品判定となった旨を判定結果データＤ２に記録し（初回再検査処理についての良品判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新し：ステップ２３）、検査が完了していない単位基板が存在するか否かを判別する（ステップ２４）。一方、初回再検査処理の結果、単位基板１０ａについての判定結果が不良判定のときには（ステップ２７）、単位基板１０ａが初回再検査時において不良判定となった旨を判定結果データＤ２に記録する（初回再検査処理についての不良判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新する：ステップ２８）。

次いで、制御部８は、その単位基板１０ａについての疑似オープン再検査処理を実行する（ステップ２９）。具体的には、制御部８は、移動機構３によるプローブユニット４の移動を行うことなく（各プローブ４ｂを単位基板１０ａにプロービングした状態を維持しつつ）、測定部５を制御して、通常検査処理時に出力した検査用信号よりも高電圧の検査用信号を出力させて所定の電気的パラメータを測定させる。また、制御部８は、測定部５から出力された測定信号Ｓ２と記憶部９に記憶されている検査用基準値に基づき、単位基板１０ａの良否を検査（判定）する。この際に、単位基板１０ａについての疑似オープン再検査処理における判定結果が良品判定のときには（ステップ３０）、単位基板１０ａが疑似オープン再検査処理において良品判定となった旨を判定結果データＤ２に記録し（疑似オープン再検査処理についての良品判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新し：ステップ２３）、検査が完了していない単位基板が存在するか否かを判別する（ステップ２４）。

一方、疑似オープン再検査処理の結果、単位基板１０ａについての判定結果が不良判定のときには（ステップ３０）、単位基板１０ａが疑似オープン再検査処理において不良判定となった旨を判定結果データＤ２に記録する（疑似オープン再検査処理についての不良判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新する：ステップ３１）。この際には、制御部８は、その単位基板１０ａについてのアップ・ダウン再検査処理を実行する（ステップ３２）。具体的には、制御部８は、移動機構３に制御信号Ｓ１を出力してプローブユニット４を単位基板１０ａから離間させた後に、各プローブ４ｂが離間以前の位置と同じ位置にプロービングされるようにプローブユニット４を単位基板１０ａに向けて移動させる。次いで、制御部８は、測定部５を制御して、通常検査処理時に出力した検査用信号と同じ検査用信号を出力させて所定の電気的パラメータを測定させる。また、制御部８は、測定部５から出力された測定信号Ｓ２と記憶部９に記憶されている検査用基準値に基づき、単位基板１０ａの良否を検査（判定）する。

この際に、単位基板１０ａについてのアップ・ダウン再検査処理における判定結果が良品判定のときには（ステップ３３）、単位基板１０ａがアップ・ダウン再検査処理において良品判定となった旨を判定結果データＤ２に記録し（アップ・ダウン再検査処理についての良品判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新し：ステップ２３）、検査が完了していない単位基板が存在するか否かを判別する（ステップ２４）。一方、アップ・ダウン再検査処理の結果、単位基板１０ａについての判定結果が不良判定のときには（ステップ３３）、単位基板１０ａがアップ・ダウン再検査処理において不良判定となった旨を判定結果データＤ２に記録する（アップ・ダウン再検査処理についての不良判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新する：ステップ３４）。この際には、制御部８は、その単位基板１０ａについてのムービング再検査処理を実行する（ステップ３５）。

具体的には、制御部８は、移動機構３に制御信号Ｓ１を出力してプローブユニット４を単位基板１０ａから離間させた後に、離間以前の位置とは相違する位置に各プローブ４ｂがプロービングされるようにプローブユニット４を検査対象基板１０の基板面に沿って所定の距離だけ移動させた状態において単位基板１０ａに向けて移動させる。次いで、制御部８は、測定部５を制御して、通常検査処理時に出力した検査用信号と同じ検査用信号を出力させて所定の電気的パラメータを測定させる。また、制御部８は、測定部５から出力された測定信号Ｓ２と記憶部９に記憶されている検査用基準値に基づき、単位基板１０ａの良否を検査（判定）する。この際に、判定結果が良品判定のときには、単位基板１０ａがムービング再検査処理において良品判定となった旨を判定結果データＤ２に記録し（ムービング再検査処理についての良品判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新し：ステップ２３）、判定結果が不良判定のときには、単位基板１０ａがムービング再検査処理において不要判定となった旨を判定結果データＤ２に記録する（ムービング再検査処理についての不良判定の数を計数して判定結果データＤ２を更新する：ステップ２３）。

次いで、制御部８は、検査が完了していない単位基板が存在するか否かを判別し（ステップ２４）、単位基板１０ｂ〜１０ｈについての検査が完了していないと判別して、単位基板１０ｂについての通常検査処理を実行する（ステップ２１）。また、単位基板１０ｂ〜１０ｈについて、上記の各ステップを順に実行し、基板保持部２に保持されている検査対象基板１０におけるすべての単位基板１０ａ〜１０ｈについての検査が完了したと判別したときに（ステップ２４）、制御部８は、この基板検査処理２０を終了する。このように、各検査対象基板１０毎に上記の基板検査処理２０が実行されることにより、記憶部９内には、検査対象基板１０の各単位基板１０ａ〜１０ｈがいずれの検査処理において良品判定となった数が多いか、および、いずれの検査処理において不良判定となった数が多いかを特定可能な判定結果データＤ２が記憶される。

また、この検査装置１では、上記の記憶部９に記憶されている各検査処理毎の判定結果の数（各検査処理毎の良品判定となった数および不良判定となった数）については、一例として、操作部７の所定のスイッチ操作（本発明における「所定の条件が満たされた」との構成の一例）によって表示部６に表示させたり（本発明における「良品と判定した数および不良と判定した数を出力する」との構成の一例）、外部装置が読み出したりすることが可能に構成されている。この場合、出願人は、検査対象基板１０についての検査時における各プローブ４ｂや検査対象の導体パターンの状態に応じて、良品判定となる検査処理の種類が相違する傾向があるのを見出している。具体的には、例えば、各プローブ４ｂに摩耗や破損が生じておらず、しかも、各プローブ４ｂのプロービング時に塵埃等の挟み込みが生じることなく、かつ、検査対象の導体パターンの表面が酸化していない（酸化膜が生じていない）正常な状態においては、通常検査処理において良品判定となる傾向がある。また、この正常な状態では、たとえ通常検査処理において不良と判定したとしても、初回再検査処理において通常検査用信号を再度出力して測定し直すことで、良品判定となる傾向がある。

また、検査対象の導体パターンの表面が酸化して酸化膜が生じている状態では、疑似オープン再検査処理において高電圧の検査用信号を出力することで、良品判定となる傾向がある。また、極く軽微な酸化が生じて薄厚の酸化膜が形成されている状態や、各プローブ４ｂのプロービング時に塵埃等の挟み込みが生じている状態では、アップ・ダウン再検査処理において各プローブ４ｂを同一位置にプロービングし直すことで、良品判定となる傾向がある。さらに、導体パターンの形成位置に位置ずれが生じていたり、各プローブ４ｂのプロービング時に塵埃等の挟み込みが生じている状態では、ムービング再検査処理において各プローブ４ｂを通常検査処理におけるプロービング位置とは異なる位置にプロービングし直すことで、良品判定となる傾向がある。

また、各プローブ４ｂに摩耗や破損が生じている状態や、検査対象基板１０の製造時における洗浄処理の不備によって厚手の酸化膜が形成されている状態では、いずれの検査処理においても不良判定となる傾向がある。したがって、表示部６に表示されている判定結果の数の分布等に基づき、検査対象基板１０（単位基板１０ａ〜１０ｈ）の製造状態の良否や、プローブユニット４の状態等を認識することが可能となっている。これにより、プローブユニット４の交換や、検査対象基板１０の製造現場に対する不良原因のフィードバック等が行われる。

このように、この検査装置１では、制御部８が再検査処理において検査対象基板１０を良品と判定した数を計数して記憶部９に記憶させる。したがって、この検査装置１によれば、その検査項目が不合格となった原因を特定するために何回目の検査処理において検査結果が有効と判定されたかをメモ書きしておく必要のある従来の検査装置とは異なり、この記憶部９に記憶されている良品と判定した数に基づいて検査対象基板１０（単位基板１０ａ〜１０ｈ）が不良と判定された原因を確実かつ容易に特定することができる。

また、この検査装置１では、制御部８が記憶部９に記憶させた良品と判定した数を所定の条件が満たされたとき（この例では、操作部７から所定の操作信号Ｓ３が出力されたとき）に出力する（この例では、計数結果を表示部６に表示する）。したがって、この検査装置１によれば、所定の条件が満たされたときに計数結果が表示部６に自動的に表示されるため、検査対象基板１０（単位基板１０ａ〜１０ｈ）が不良と判定された原因を確実かつ容易に特定することができる。

また、この検査装置１では、制御部８が再検査処理において検査対象基板１０を良品と判定した数を再検査処理の種類毎に計数する。したがって、この検査装置１によれば、各再検査処理毎に良品と判定される条件（検査対象基板１０の状態や、プローブユニット４の状態など）を予め取得しておくことで、良品と判定された再検査処理の種類に基づいて、検査対象基板１０（単位基板１０ａ〜１０ｈ）が不良と判定された原因を一層確実かつ容易に特定することができる。

さらに、この検査装置１では、制御部８が再検査処理において検査対象基板１０を不良と判定した数を計数して所定の条件が満たされたとき（この例では、操作部７から所定の操作信号Ｓ３が出力されたとき）に不良と判定した数を出力する（この例では、計数結果を表示部６に表示する）。したがって、この検査装置１によれば、不良と判定された原因を良品判定の数のみに基づいて特定するのと比較して、検査対象基板１０（単位基板１０ａ〜１０ｈ）が不良と判定された原因を一層確実かつ容易に特定することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、本発明における「良品と判定した数および不良と判定した数を出力する」との構成の一例として、判定結果データＤ２に基づく判定結果を表示部６に表示させる構成の検査装置１について説明したが、本発明はこれに限定されず、図示しない印刷装置によって判定結果を印刷する構成や、判定結果データＤ２を外部装置に出力する構成を採用することができる。また、本発明における「所定の条件が満たされた」との構成の一例として、操作部７の所定のスイッチが操作されたときに各検査処理毎の判定結果の数を出力する（表示する）例について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、いずれかの検査処理による良品判定の数が予め規定した数に達したときに、制御部８が各検査処理毎の判定結果の数を判定結果データＤ２に基づいて出力する（例えば、表示部６に表示する）構成を採用することができる。

回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。 検査対象基板１０の一例を示す平面図である。 基板検査処理２０のフローチャートである。

符号の説明

１ 回路基板検査装置
４ｂ コンタクトプローブ
５ 測定部
６ 表示部
７ 操作部
８ 制御部
９ 記憶部
１０ 検査対象基板
１０ａ〜１０ｈ 単位基板
２０ 基板検査処理
Ｄ１ 検査処理プログラム
Ｄ２ 判定結果データ
Ｓ２ 測定信号
Ｓ３ 操作信号

Claims (3)

1. 検査対象基板についての電気的パラメータを測定してその測定値に基づいて当該検査対象基板の良否を検査する検査処理を実行する検査部を備え、
   前記検査部は、前記検査処理において前記検査対象基板を不良と判定したときに、当該検査対象基板についての前記電気的パラメータを再度測定してその測定値に基づいて当該検査対象基板の良否を再検査する２種類以上の再検査処理を実行可能に構成されると共に、当該再検査処理において前記検査対象基板を良品と判定した数を当該再検査処理の種類毎に計数して記憶部に記憶させる回路基板検査装置。
2. 前記検査部は、前記記憶部に記憶させた前記良品と判定した数を所定の条件が満たされたときに出力する請求項１記載の回路基板検査装置。
3. 前記検査部は、前記再検査処理において前記検査対象基板を不良と判定した数を計数して、所定の条件が満たされたときに当該不良と判定した数を出力する請求項１または２記載の回路基板検査装置。

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