JP4999143B2 - 基板検査装置 - Google Patents
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Description
尚、本発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、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、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、本明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」という。
また、微小な抵抗値を算出して判定を行うために、接触子の被検査部位との接触抵抗を無視することのできる四端子測定方法を利用する方法が種々提案され、実現されている。
このような多針状の検査用接触子を用いる場合には、検査対象配線に接触している接触子を順次選択して測定回路に接続するように、検査対象となる配線(検査パターン)に対応する検査対象の接触子を適宜選択して利用されていた。
図7には、多針状検査用接触子が用いられる従来の検査方法のフローを示す。従来の方法では、検査パターンに対応した検査対象接触子を算出した後、その対象接触子に接続されるスイッチを動作させていた。この従来方式では、プラス用とマイナス用の検査対象接触子を算出し(ステップ101)、プラス用接触子を接続(ON制御)し、マイナス用接触子を接続(ON制御)し(ステップ102)、被検査基板と配線ケーブルが有する静電容量に対する過渡応答期間待機し(ステップ103)、この過渡応答期間経過後測定を行い、良否判定を行う(ステップ104)方法が採用されていた。これら4つのステップが繰り返されることによって、導通・絶縁等の測定検査が行われていた。
これらのステップが行われるための所要時間は、ステップ101が約90μs、ステップ102が約30μs、ステップ103が約120μs、ステップ104が約10μsであり、一つの検査パターンの良否判定を行うために、約250μs(90+30+120+10μs)の時間が必要とされていた。
ここで、ステップ103で示される過渡応答期間とは、配線パターンや配線パターン間の電気的特性の測定を行う際に、電力供給部から電力の供給が開始されてから、測定開始までの期間を示している。このように過渡応答期間が設定される理由は、配線パターンや配線ケーブル等が静電容量を有しており、この静電容量に対して十分な充電を行った後でなければ、正確な電気的特性の測定を行うことができないため、この過渡応答期間を設けることにより十分な充電時間を設定するからである。
このため、どのような基板検査装置であっても、配線パターン等の電気的特性を測定するためには、上記の如き静電容量を確実に充電させるため、この過渡応答時間が必要となり、除外することはできない。
このような高密度化の基板では、上記の如き検査方法を用いた場合、960ms(250μs×8000本)の所要時間が必要であった。このため、従来の検査方法に比して短時間で導通・絶縁検査を行うことができる検査方法の創出が望まれていた。
本発明に係る基板検査装置1は、複数の配線パターンが形成される被検査基板に対して、この複数の配線パターン上に予め設定される複数の測定位置に、夫々接触する複数の接触子を接触させ、これらの接触子を用いることにより、各配線パターンの抵抗値を測定することにより、配線パターンの導通・絶縁を判定し、被検査基板の良不良を判定する装置である。被検査基板には多数の配線パターンが形成されているため、順次全ての配線パターンの導通又は絶縁を判定する必要がある。
このため、全ての配線パターンを短時間で判定することが重要となる。
この基板検査装置1が有する時間短縮のための本発明の基本的な概念は、この過渡応答時間中に、次に測定する配線パターンの接触子を選出しておくことにより、測定時間を大幅に短縮することである。
本基板検査装置1は、記憶手段2、電力供給手段3、処理手段4、切替手段5、選出手段6、制御手段7、第2記憶手段8を有してなる(図2参照)。尚、図2では、測定対象となる一つの配線パターンTに対して、4つの測定位置が設定され、各測定位置に夫々4つの接触子Pが接触されている。
この記憶手段2に記憶される接触子情報は、測定位置と接触子との対応関係が情報テーブルとして格納されており、適宜この記憶手段2から取り出すことにより用いることができる。
この記憶手段2は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等を用いることができる。
図2で示される電力供給手段3では、試験電圧設定として電圧を可変することのできる可変電圧器を用いている。この可変電圧器の電圧を適宜設定することにより、所望する電力(電圧値又は電流値)を得られるようになる。
この処理手段4は、算出した電気的特性値と、予め記憶手段2等に格納される閾値と比較して、対象となった配線パターンTが良又は不良を判定する。このように設定することにより、配線パターンTの良不良を判定し、被検査基板の良・不良を判定することになる。
例えば、この切替手段5によりプラス側とマイナス側となる2本の接触子Pが、電力供給手段3に接続されれば、プラス側の接触子Pから配線パターンTを介してマイナス側の接触子Pへ電力が供給されることになる。また、この切替手段5により2本の接触子Pが、処理手段4に接続されれば、これらの2本の接触子P間の電気的特性が測定されることになる。
この選出手段6により、順次測定される配線パターンT、T’、・・・が選出されることになり、被検査基板上の全ての配線パターンの測定(判定)が終了するまで、被検査基板上の配線パターンが選出されることになる。
この選出手段6が行う選出方法は、被検査基板上の多数の配線パターンが重複することなく、全ての配線パターンに対して処理手段4により処理されれば特に限定されず、例えば、被検査基板の周縁に配される配線パターンから処理される等の所定の順番となるように適宜設定される。尚、このような適宜設定される順番に沿うように、記憶手段2から接触子情報が選出されることになる。
このことにより、配線パターンTの電気的特性を測定するための電力を供給する間に、次の配線パターンT’の測定のために使用する接触子Pを選出することができる。
このため、配線パターンTの電力供給や測定時間中に、次に測定される配線パターンT’の選出を行い、測定に使用される電力の供給と測定に使用される接触子の選出という2つの処理を平行して行うことができる。
尚、選出手段6からこの制御手段7に送信される信号は、例えば、ある接触子Pを接続状態とする場合、この接触子Pを接続するよう促す信号(ON信号)と、これ以外の接触子P’が接続しないよう促す信号(OFF信号)の2つの信号が制御手段7へ送信されることになる。
この第2記憶手段8は、レジスタを用いることができるが、接触子Pを動作させる信号を記憶することができれば特に限定されない。
このように、一つの接触子Pに対して、制御手段7と第2記憶手段8も一つずつ設けられている。
以上が本発明に係る基板検査装置1の一実施例の説明である。
図1で示される如く、まず、配線パターンTの測定(導通又は絶縁検査のための測定)を行うために、選出手段6により測定に必要な電力供給手段3又は処理手段4に接続される接触子情報が選出される(A)。
この選出された接触子情報が第2記憶手段8であるレジスタへ格納される(B)。
次に、所定のタイミングで第2記憶手段8から制御手段7へ、接触子Pを切替するための信号が一斉に送信される。そして、制御手段7から切替手段5へ接触子PをON(又はOFF)にするよう動作を促す(C)。
切替手段5により接触子Pが電力供給手段3に接続されると、検査対象となる配線パターンTやケーブル等の静電容量に対する過渡応答期間分だけ待ち時間が生じる(D)。
この待ち時間が生じている間、次の測定対象となる配線パターンT’の測定(導通又は絶縁検査のための測定)を行うために、選出手段6により測定に必要な電力供給手段3又は処理手段4に接続される接触子情報が選出される(E)。
この選出された接触子情報が第2記憶手段8であるレジスタへ格納される(F)。
配線パターンTに対する測定と判定が行われ(G)、問題が無ければ、次の配線パターンT’の測定に必要な接触子情報が格納されている第2記憶手段8から一斉に制御手段7へ切替手段5の動作を促すON・OFF信号が送信される(H)。
これら工程A〜Hが繰り返し行われることにより、検査時間を短縮することが可能となる。
図3は、本発明に係る一実施例の基板検査装置の概略構成図である。基板検査装置1は、被検査基板Cの上下方向に配置される治具12の多針状接触子11により、各測定位置に対応する接触子Pが配置される。上下方向から挟持されることによって、被検査基板Cの表面側及び裏面側の測定位置を全て測定することができる。
尚、これらの治具12は、コントローラ13に接続されており、その動作が制御されている。
次に、被検査基板Cが所定測定位置に配置され、上下方向の2つの治具12により挟持される。このとき、各治具12の複数の接触子P(多針状接触子11)が測定位置に接触していることになる。
まず、配線パターンTの導通検査を行うために、導通検査条件を設定する(S1)。
この導通検査条件とは、配線パターンTが導通しているか否かを判定するために用いられる値であり、配線パターンTの抵抗値を算出した場合に、この抵抗値と比較される所定値(予め設定される閾値)である。例えば、配線パターンTの抵抗値が、この所定値よりも大きければ抵抗が大であり、断線していると判定され、一方、この所定値以下であれば導通していると判定される。
この導通検査条件は、使用者により上記の所定値が適宜設定される。
この導通検査は、例えば、図5で示す如き配線パターンTの測定を行う場合、選出手段3がこの配線パターンTの導通を検査するために必要な接触子Pを、記憶手段2の接触子情報から選出する。この選出された接触子情報により、電力供給手段3へ接続される接触子Pと処理手段4へ接続される接触子Pが選出される。
選出手段3により接触子情報が選出されると、この選出された接触子情報は各接触子に設けられる第2記憶手段8(図2参照)へ送信される。
制御手段7に信号が送られると、この信号のON・OFFに従って切替手段5が動作する。
例えば、図5では、切替手段51により、電源供給手段3のプラス側に接続され、切替手段54により、電源供給手段3のマイナス側に接続される。つまり、配線パターンTに対して、接触子P1から電力(この場合電流)が流入し、接触子P2から流出することになる。尚、この図5では、処理手段4としての電流計42が切替手段51,54により動作することになる。
また、切替手段52と切替手段53により、処理手段4(この場合、電圧計41)が接続することになり、配線パターンTにかかる電圧を測定することができる。
この過渡応答期間において、選出手段6は、上記の如く、記憶手段2より次の配線パターンT’を選出する。この選出された次の配線パターンT’の接触子情報は第2記憶手段8に格納される。
処理手段4が配線パターンTの抵抗値の判定が終了し、この配線パターンTの抵抗値が所定値と比較され、配線パターンTが良の判定がされる抵抗値であれば、第2記憶手段8に格納された次の配線パターンT’に関する接触子情報が制御手段7に送信される。
この制御手段7が接触子情報を受信すると、接触子情報に対応する接触子Pが電力供給手段3又は処理手段4に接続されるように、切替手段5へON・OFFの信号が送信される。
切替手段5は、この信号を受信することにより、選出された接触子Pが電力供給手段3又は処理手段4に接続するように動作することになる。
この動作が繰り返されて、多数の配線パターンの導通検査が行われる。
まず、配線パターンTと他の配線パターンT1・・・Tnの絶縁検査を行うため、絶縁検査条件を設定する(S4)。
この絶縁検査条件とは、配線パターンTが他の配線パターンT1・・・Tnと絶縁しているか否かを判定するために用いられる値であり、配線パターンTと他の一つの配線パターンT1との抵抗値を算出した場合に、この抵抗値と比較される所定値(予め設定される閾値)である。例えば、配線パターンTと配線パターンT1間の抵抗値が、この所定値よりも大きければ抵抗が大であり、絶縁していると判定され、一方、この所定値以下であれば絶縁していない(導通している)と判定される。
この絶縁検査条件は、使用者により上記の所定値が適宜設定される。
この絶縁検査は、例えば、図6で示す如き配線パターンTと他の配線パターンT1間の抵抗値の測定を行う場合、選出手段3がこの配線パターンTと配線パターンT1の絶縁を検査するために必要な接触子Pを、記憶手段2の接触子情報から選出する。この選出された接触子情報により、電力供給手段3へ接続される接触子Pと処理手段4へ接続される接触子Pが選出される。
選出手段3により接触子情報が選出されるとこの選出された接触子情報は、各接触子に設けられる第2記憶手段8へ送信される。
制御手段7に信号が送られると、この信号のON・OFFに従って切替手段5が動作する。
尚、図6では、切替手段5aにより電力供給手段3のプラス側に接触子Pが接続され、切替手段5cにより電力供給手段3のマイナス側に接触子P1が接続される。また、切替手段5bにより処理手段4として電圧計41が配線パターンTと接続する。
この過渡応答期間において、選出手段6は、導通検査時と同様に、記憶手段2より次の配線パターンT’を選出する。この選出された次の配線パターンT’の接触子情報は第2記憶手段8に格納される。
例えば、図6で示される如き配線パターンT1との測定が終了した場合には、配線パターンT2が次に選出されるとすれば、この配線パターンT2の接触子P2が、この過渡応答期間中に記憶手段2より選出されることになる。
処理手段4が配線パターンTと配線パターンT1間の抵抗値の判定が終了し、この配線パターンTと配線パターンT1間の抵抗値が所定値と比較され、配線パターンTと配線パターンT1間の絶縁性が良の判定がなされる抵抗値であれば、第2記憶手段8に格納された次の配線パターンT’(配線パターンT2)に関する接触子情報が制御手段7に送信される。
この制御手段7が接触子情報を受信すると、接触子情報に対応する接触子Pが電力供給手段3又は処理手段4に接続されるように、切替手段5へON・OFFの信号が送信される。
切替手段5は、この信号を受信することにより、選出された接触子Pが電力供給手段3又は処理手段4に接続するように動作することになる。
この動作が繰り返されて、多数の配線パターンの導通検査が行われる。
例えば、図6の場合であれば、切替手段5cが電力供給手段3及び処理手段4(電流計42)と接触子P1との接続をOFFとし、切替手段5dが電力供給手段3及び処理手段4(電流計42)と接触子P2との接続をONさせる。こうすることにより、配線パターンTと配線パターンT2間の抵抗値を測定することができる。
このような切替手段(5c・・・5h)のON・OFF動作が繰り返されて、配線パターンTと配線パターンT1・・・T6間の抵抗値が算出され、絶縁性が各配線パターン間で判定される。尚、配線パターンTと他の配線パターンが測定されて、その判定が終了されると、次に、配線パターンT1と他の配線パターン間の測定が行われ、その判定が繰り返し行われる。こうして、全ての配線パターン間の抵抗値が算出されて判定され、問題なければ(不良判定が出なければ)被検査基板は良品であるとされる。
2・・・・・記憶手段
3・・・・・電力供給手段
4・・・・・処理手段
5・・・・・切替手段
6・・・・・選出手段
7・・・・・制御手段
8・・・・・第2記憶手段
P・・・・・接触子
T・・・・・配線パターン
Claims (2)
- 複数の配線パターンが形成される被検査基板に対して、該複数の配線パターン上に予め設定される複数の測定位置に夫々接触する複数の接触子を用いて、順次配線パターンの電気的特性を測定して、該被検査基板の検査を行う基板検査装置であって、
前記複数の配線パターンの測定位置に対応する接触子に関する情報である接触子情報が記憶される記憶手段と、
前記配線パターンに測定用の電力を供給する電力供給手段と、
前記電力が供給された前記配線パターンの電気的特性を算出する処理手段と、
前記電力供給手段及び前記処理手段を各接触子へ夫々電気的に接続する切替手段と、
順次測定される配線パターンに接触する接触子を特定するために、該配線パターンの測定に用いられる接触子に関する情報である接触子情報を、前記記憶手段に記憶される複数の接触子情報から選出する選出手段と、
前記選出手段により選出された接触子情報から、該接触子情報に対応する接触子と前記電力供給手段又は前記処理手段を電気的に接続するために前記切替手段へ動作を促す制御手段と、
前記制御手段と前記選出手段の間に電気的に接続して配置されるとともに、該選出手段が選出する接触子情報を記憶する第2記憶手段を有し、
前記選出手段は、前記電力供給手段が選出された前記接触子に電力を供給する間に、次の測定に用いられる接触子に関する情報である接触子情報を選出し、
前記接触子に電力を供給する間が、前記切替手段による電力が供給され始めてからの過渡応答期間であり、該過渡応答期間直後に前記処理手段による測定対象の配線パターンの測定が開始され、
前記第2記憶手段から前記切替手段へ所定のタイミングで該接触子情報を送信することを特徴とする基板検査装置。 - 前記切替手段及び前記第2記憶手段は、接触子毎に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。
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