JP5317554B2 - 回路基板検査装置および回路基板検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板の被接触部にプローブを接触させて測定した所定の物理量の測定値に基づいて回路基板の良否を検査する回路基板検査装置および回路基板検査方法に関するものである。

測定対象体についての所定の物理量を四端子法によって測定する装置として、特開２０００−１１１５９３号公報に開示された計測装置が知られている。この計測装置は、２つの配線部、２つの定電流源、差動アンプ、および複数のスイッチを備えて、測定対象体（被測定抵抗）の抵抗値を四端子法によって測定可能に構成されている。この場合、各配線部の４つの端部（以下「接触部」ともいう）と測定対象体との接触状態が不良なときには、測定結果が不正確となる。このため、この計測装置では、抵抗測定に先立ち、各接触部と被測定抵抗とのコンタクトチェック（接触状態の良否の検査）を実行している。このコンタクトチェックでは、まず、被測定抵抗の一方の端子とその端子に接続されている２つの接触部とのコンタクトチェックを行い、次いで、被測定抵抗の他方の端子とその端子に接続されている２つの接触部とのコンタクトチェックを行う。このコンタクトチェックを行うことで、抵抗測定を正確に行うことが可能となる。
特開２０００−１１１５９３号公報（第３−４頁、第１図）

ところが、上記の計測装置には、以下の問題点がある。すなわち、この計測装置では、２回のコンタクトチェックを行った後に抵抗測定を行っている。したがって、この計測装置を用いて、例えば、数多くの導体パターンを有する回路基板における各導体パターン間の抵抗値を測定して、その測定結果に基づいて回路基板の良否を検査する際には、１つの回路基板当たりの検査時間が長くなり、この種の回路基板を数多く検査する際には、作業効率の向上が困難であるという問題点が存在する。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、作業効率を向上し得る回路基板検査装置および回路基板検査方法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、回路基板における一対の被接触部にそれぞれ接触させた一対の第１プローブおよび当該各被接触部にそれぞれ接触させた一対の第２プローブと当該各被接触部との接触状態の良否を判別する接触状態検査を実行すると共に、前記各第１プローブに測定用電流を供給している状態における前記各第２プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づく所定の物理量の測定を前記接触状態が良好と判別したときに実行する制御部を備えた測定装置が組み込まれた回路基板検査装置であって、前記各第２プローブ同士の接断を行う接断部を備え、前記制御部は、前記接触状態検査の実行時において、前記接断部を制御して前記各第２プローブ同士を接続させた後に、前記各第１プローブに前記測定用電流を供給している状態における当該各第１プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づいて当該各第１プローブおよび前記各第２プローブと前記回路基板における前記被接触部としての一対の導体パターンとの接触状態の良否を判別すると共に、当該接触状態が良好と判別したときに前記所定の物理量としての前記各導体パターン間の容量の測定を実行して当該容量の測定値に基づいて当該各導体パターン間の絶縁状態の良否を検査する。

また、請求項２記載の回路基板検査方法は、回路基板における一対の被接触部にそれぞれ接触させた一対の第１プローブおよび当該各被接触部にそれぞれ接触させた一対の第２プローブと当該各被接触部との接触状態の良否を判別する接触状態検査を実行すると共に、前記各第１プローブに測定用電流を供給している状態における前記各第２プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づく所定の物理量の測定を前記接触状態が良好と判別したときに実行する測定方法によって測定した当該所定の物理量の測定値に基づく検査を行う回路基板検査方法であって、前記接触状態検査の実行時において、前記各第２プローブ同士を接続させた後に、前記各第１プローブに前記測定用電流を供給している状態における当該各第１プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づいて当該各第１プローブおよび前記各第２プローブと前記回路基板における前記被接触部としての一対の導体パターンとの接触状態の良否を判別し、当該接触状態が良好と判別したときに前記所定の物理量としての前記各導体パターン間の容量の測定を実行して当該容量の測定値に基づいて当該各導体パターン間の絶縁状態の良否を検査する。

請求項１記載の回路基板検査装置、および請求項２記載の回路基板検査方法によれば、接触状態検査の実行時において、各第２プローブ同士を接続させた後に、各第１プローブに測定用電流を供給している状態における各第１プローブ間の電圧と測定用電流とに基づいて各プローブと被接触部との接触状態の良否を判別することにより、１回の接触状態検査で各プローブと被接触部との接触状態の良否を一度に検査することができる。このため、この回路基板検査装置および回路基板検査方法によれば、数多くの導体パターン（被接触部）を有する回路基板における各導体パターン間の容量（物理量）を測定してその容量に基づいて回路基板の良否を検査する際の検査時間を、２回の接触状態検査を行う従来の測定装置と比較して十分に短縮することができる。したがって、この回路基板検査装置および回路基板検査方法によれば、この種の回路基板を数多く検査する際の作業効率を十分に向上させることができる。

以下、本発明に係る回路基板検査装置および回路基板検査方法の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、回路基板検査装置１の構成について説明する。図１に示す回路基板検査装置１は、本発明に係る測定装置を組み込んだ回路基板検査装置の一例であって、回路基板１００に形成されている複数の配線パターン１０１（本発明における被接触部であって、同図では一対の導体パターン１０１ａ，１０１ｂのみを図示している）間の容量Ｃｍ（本発明における物理量）を本発明に係る回路基板検査方法に従って四端子法で測定する（容量測定を実行する）と共に、その容量Ｃｍに基づいて回路基板１００の良否を検査可能に構成されている。具体的には、回路基板検査装置１は、一対の第１プローブ１１ａ，１１ｂ（以下、区別しないときには「第１プローブ１１」ともいう）、一対の第２プローブ１２ａ，１２ｂ（以下、区別しないときには「第２プローブ１２」ともいい、第１プローブ１１と第２プローブ１２とを区別しないときには「プローブ１１，１２」ともいう）、電源部１３、電流検出部１４、電圧検出部１５、スキャナユニット（本発明における接断部の一例）１６および制御部１７を備えて構成されている。

第１プローブ１１ａ，１１ｂは、回路基板１００の導体パターン１０１に測定用電流Ｉｔを供給するためのプローブであって、図外の移動機構によって移動させられて導体パターン１０１に先端部が接触させられる。第２プローブ１２ａ，１２ｂは、移動機構によって移動させられて導体パターン１０１に先端部が接触させられる。この場合、第２プローブ１２ａ，１２ｂは、容量測定の実行時には、スキャナユニット１６によって電圧検出部１５に接続され（図２参照）、容量測定に先立って行われるコンタクトチェック（本発明における接触状態検査）の実行時には、スキャナユニット１６によって互いに接続される（図１参照）。

電源部１３は、測定用電流Ｉｔ（一例として、交流定電流）を生成可能に構成されている。この場合、電源部１３によって生成された測定用電流Ｉｔは、図１に示す導線２１ａ，２１ｂ（以下、区別しないときには「導線２１」ともいう）および各第１プローブ１１を介して、各第１プローブ１１が接触している回路基板１００における一対の導体パターン１０１に供給される。電流検出部１４は、電源部１３から供給される測定用電流Ｉｔを検出する。電圧検出部１５は、各第１プローブ１１ａ，１１ｂに測定用電流Ｉｔを供給している状態における、第１プローブ１１ａ，１１ｂ間の電圧Ｖｍ（図１参照）、および第２プローブ１２ａ，１２ｂ間の電圧Ｖｍ（図２参照）を同図に示す導線２２ａ，２２ｂ（以下、区別しないときには「導線２２」ともいう）を介して入力して検出する。

スキャナユニット１６は、複数のスイッチ（図示せず）を備えて構成されて、制御部１７の制御に従い、第１プローブ１１ａ，１１ｂと導線２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとの接断（接続および接続解除）、第２プローブ１２ａ，１２ｂと導線２２ａ，２２ｂとの接断、並びに第２プローブ１２ａ，１２ｂとプローブ接続用の導線２３との接断を行う。

制御部１７は、コンタクトチェックおよび容量Ｃｍの測定を実行する。この場合、制御部１７は、コンタクトチェックにおいて、電流検出部１４によって検出された測定用電流Ｉｔと電圧検出部１５によって検出された電圧Ｖｍとを用いて、各プローブ１１，１２と導体パターン１０１との接触状態の良否を判別する。また、制御部１７は、電流検出部１４によって検出された測定用電流Ｉｔと電圧検出部１５によって検出された電圧Ｖｍとを用いて、一対の導体パターン１０１間の容量Ｃｍを測定し、その容量Ｃｍに基づいて回路基板１００についての良否を判別する。また、制御部１７は、スキャナユニット１６による各プローブ１１，１２と各導線２１，２２，２３との接断を制御する。

次に、回路基板検査装置１を用いて本発明に係る回路基板検査方法に従って回路基板１００の導体パターン１０１間の容量Ｃｍを測定すると共に、測定した容量Ｃｍに基づいて回路基板１００の良否検査を行う際の回路基板検査装置１の動作について、図面を参照して説明する。

この回路基板検査装置１では、検査開始の指示操作がされたときに、制御部１７が、図外の移動機構を制御して、図１に示すように、回路基板１００における１つの導体パターン１０１ａに第１プローブ１１ａの先端部および第２プローブ１２ａの先端部を接触させると共に、他の１つの導体パターン１０１ｂに第１プローブ１１ｂの先端部および第２プローブ１２ｂの先端部を接触させる。また、電源部１３が測定用電流Ｉｔを生成する。

次いで、制御部１７は、コンタクトチェックを実行する。このコンタクトチェックでは、制御部１７は、スキャナユニット１６を制御して、図１に示すように、第１プローブ１１ａと導線２１ａとを接続させると共に、第１プローブ１１ｂと導線２１ｂとを接続させる。また、制御部１７は、スキャナユニット１６を制御して、第２プローブ１２ａ，１２ｂと導線２３とを接続させることにより、導線２３を介して第２プローブ１２ａ，１２ｂ同士を接続させる。これにより、同図に示すように、電源部１３、電流検出部１４、第１プローブ１１ａ、導体パターン１０１ａ、第２プローブ１２ａ，１２ｂ、導体パターン１０１ｂおよび第１プローブ１１ｂが直列に接続されて（以下、これらが直列接続された回路を「コンタクトチェック用回路」ともいう）、このコンタクトチェック用回路に測定用電流Ｉｔが流れる。また、制御部１７は、スキャナユニット１６を制御して、第１プローブ１１ａと導線２２ａとを接続させると共に第１プローブ１１ｂと導線２２ｂとを接続させることより、電圧検出部１５と各第１プローブ１１とを導線２２ａ，２２ｂを介して接続させる。

次いで、電流検出部１４が、電源部１３から供給されてコンタクトチェック用回路を流れる測定用電流Ｉｔを検出する。また、電圧検出部１５が、測定用電流Ｉｔの供給によって第１プローブ１１ａ，１１ｂ間に生じる電圧Ｖｍを検出する。続いて、制御部１７は、電流検出部１４によって検出された測定用電流Ｉｔと電圧検出部１５によって検出された電圧Ｖｍとに基づいて、コンタクトチェック用回路の全体としての抵抗値Ｒｍを測定する。次いで、制御部１７は、測定した抵抗値Ｒｍと予め規定された基準値とを比較することにより、第１プローブ１１および第２プローブ１２と各導体パターン１０１との接触状態の良否を検査する。これにより、コンタクトチェックが終了する。

この場合、各プローブ１１，１２と各導体パターン１０１との接触状態が良好なときには抵抗値Ｒｍが小さな値となり、接触状態が不良なときには抵抗値Ｒｍが大きな値となる。したがって、制御部１７は、例えば、抵抗値Ｒｍが基準値よりも大きいときには、各プローブ１１，１２と各導体パターン１０１との接触状態が不良であると判別して、移動機構を制御して、各導体パターン１０１に対する第１プローブ１１および第２プローブ１２の接触を再実行させると共に、コンタクトチェックを再実行する。

一方、抵抗値Ｒｍが基準値以下のときには、制御部１７は、各プローブ１１，１２と各導体パターン１０１との接触状態が良好であると判別し、この際には、導体パターン１０１ａ，１０１ｂ間の容量Ｃｍの測定（容量測定）を実行する。この容量測定では、制御部１７は、スキャナユニット１６を制御して、図２に示すように、第１プローブ１１ａと導線２１ａとの接続、および第１プローブ１１ｂと導線２１ｂとの接続を維持させると共に、第２プローブ１２ａ，１２ｂと導線２３との接続を解除する。また、制御部１７は、スキャナユニット１６を制御して、同図に示すように、第１プローブ１１ａと導線２２ａとの接続を解除させて第２プローブ１２ａと導線２２ａとを接続させると共に、第１プローブ１１ｂと導線２２ｂとの接続を解除させて第２プローブ１２ｂと導線２２ｂとを接続させる。これにより、測定用電流Ｉｔが第１プローブ１１ａ，１１ｂを介して導体パターン１０１ａ，１０１ｂに供給される。

次いで、電流検出部１４が、電源部１３から導体パターン１０１ａ，１０１ｂに供給される測定用電流Ｉｔを検出し、電圧検出部１５が、測定用電流Ｉｔの供給によって第２プローブ１２ａ，１２ｂ間に生じる電圧Ｖｍを検出する。続いて、制御部１７は、電流検出部１４によって検出された測定用電流Ｉｔと、電圧検出部１５によって検出された電圧Ｖｍとに基づいて、導体パターン１０１ａ，１０１ｂ間の容量Ｃｍを測定する。次いで、制御部１７は、測定した容量Ｃｍと予め規定された基準値とを比較して導体パターン１０１ａ，１０１ｂ間の絶縁状態の良否を検査する。

この場合、制御部１７は、例えば、容量Ｃｍが基準値よりも大きいときには、導体パターン１０１ａ，１０１ｂ間の絶縁状態が不良であると判別すると共に、回路基板１００が不良であると判別して、その旨を図外の表示部に表示させる。

一方、容量Ｃｍが基準値以下のときには、制御部１７は、導体パターン１０１ａ，１０１ｂ間の絶縁状態が良好であると判別し、次いで、移動機構を制御して、他の一対の導体パターン１０１に各プローブ１１，１２を接触させる。次いで、制御部１７は、上記したように、コンタクトチェックを実行した後に容量Ｃｍを測定し、測定した容量Ｃｍに基づいて各導体パターン１０１間の絶縁状態の良否を判別する。以下同様にして、制御部１７は、各処理（移動機構の制御、コンタクトチェック、容量測定、および絶縁状態の良否判別）を実行する。この場合、制御部１７は、全ての導体パターン１０１間の絶縁状態が良好であると判別したときには、回路基板１００を良品と判別して、その旨を表示部に表示させる。

この場合、この回路基板検査装置１では、１回のコンタクトチェックで各プローブ１１，１２と各導体パターン１０１との接触状態の良否を一度に検査することが可能となっている。このため、この回路基板検査装置１では、数多くの導体パターン１０１を有する回路基板１００における各導体パターン１０１間の容量Ｃｍを測定して、その容量Ｃｍに基づいて回路基板１００の良否検査を行う際の検査時間が、２回のコンタクトチェックを行う従来の計測装置と比較して十分に短縮されている。

次に、他の回路基板１００の良否検査を行う際には、制御部１７が、上記した各処理を実行する。この場合、この回路基板検査装置１では、上記したように、１つの回路基板１００の良否検査に要する検査時間が十分に短縮されているため、この種の回路基板１００を数多く検査する際の作業効率を十分に向上させることが可能となっている。

このように、この回路基板検査装置１および回路基板検査方法によれば、コンタクトチェックの実行時において、第２プローブ１２ａ，１２ｂ同士を接続させた後に、各第１プローブ１１ａ，１１ｂに測定用電流Ｉｔを供給している状態における各第１プローブ１１ａ，１１ｂ間の電圧Ｖｍの電圧値と測定用電流Ｉｔの電流値とから測定した抵抗値Ｒｍに基づいて接触状態の良否を判別することにより、１回のコンタクトチェックで各プローブ１１，１２と各導体パターン１０１との接触状態の良否を一度に検査することができる。このため、この回路基板検査装置１および回路基板検査方法によれば、数多くの導体パターン１０１を有する回路基板１００における各導体パターン１０１間の容量Ｃｍを測定してその容量Ｃｍに基づいて回路基板１００の良否を検査する際の検査時間を、２回のコンタクトチェックを行う従来の測定装置と比較して十分に短縮することができる。したがって、この回路基板検査装置１および回路基板検査方法によれば、この種の回路基板１００を数多く検査する際の作業効率を十分に向上させることができる。

なお、物理量としての容量Ｃｍを測定し、その容量Ｃｍに基づいて良否検査を行う例について上記したが、容量Ｃｍに限らず、抵抗、絶縁抵抗、インダクタンスおよびインピーダンス等の物理量を測定してその物理量に基づいて良否検査を行う検査装置および検査方法に適用することができる。また、測定した物理量（容量Ｃｍ）に基づいて回路基板１００の良否を検査する回路基板検査装置１に適用した例について上記したが、各種物理量の測定のみを行い、検査機能を有していない測定装置に適用することができるのは勿論である。また、一対の第１プローブ１１および一対の第２プローブ１２を備えた例について上記したが、３つ以上の第１プローブ１１および第２プローブ１２を３つ以上の導体パターン１０１に一度に接触させ、スキャナユニット１６を用いて、各プローブ１１，１２と各検出部１４，１５とを接断すると共に、第２プローブ１２同士を接断してコンタクトチェックおよび良否検査を行う構成を採用することもできる。

回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。 容量測定の実行時における回路基板検査装置１の動作を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 回路基板検査装置
１１ａ，１１ｂ 第１プローブ
１２ａ，１２ｂ 第２プローブ
１３ 電源部
１４ 電流検出部
１５ 電圧検出部
１６ スキャナユニット
１７ 制御部
１００ 回路基板
１０１ 導体パターン
Ｃｍ 容量
Ｉｔ 測定用電流
Ｖｍ 電圧

Claims (2)

1. 回路基板における一対の被接触部にそれぞれ接触させた一対の第１プローブおよび当該各被接触部にそれぞれ接触させた一対の第２プローブと当該各被接触部との接触状態の良否を判別する接触状態検査を実行すると共に、前記各第１プローブに測定用電流を供給している状態における前記各第２プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づく所定の物理量の測定を前記接触状態が良好と判別したときに実行する制御部を備えた測定装置が組み込まれた回路基板検査装置であって、
   前記各第２プローブ同士の接断を行う接断部を備え、
   前記制御部は、前記接触状態検査の実行時において、前記接断部を制御して前記各第２プローブ同士を接続させた後に、前記各第１プローブに前記測定用電流を供給している状態における当該各第１プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づいて当該各第１プローブおよび前記各第２プローブと前記回路基板における前記被接触部としての一対の導体パターンとの接触状態の良否を判別すると共に、当該接触状態が良好と判別したときに前記所定の物理量としての前記各導体パターン間の容量の測定を実行して当該容量の測定値に基づいて当該各導体パターン間の絶縁状態の良否を検査する回路基板検査装置。
2. 回路基板における一対の被接触部にそれぞれ接触させた一対の第１プローブおよび当該各被接触部にそれぞれ接触させた一対の第２プローブと当該各被接触部との接触状態の良否を判別する接触状態検査を実行すると共に、前記各第１プローブに測定用電流を供給している状態における前記各第２プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づく所定の物理量の測定を前記接触状態が良好と判別したときに実行する測定方法によって測定した当該所定の物理量の測定値に基づく検査を行う回路基板検査方法であって、
   前記接触状態検査の実行時において、前記各第２プローブ同士を接続させた後に、前記各第１プローブに前記測定用電流を供給している状態における当該各第１プローブ間の電圧と当該測定用電流とに基づいて当該各第１プローブおよび前記各第２プローブと前記回路基板における前記被接触部としての一対の導体パターンとの接触状態の良否を判別し、当該接触状態が良好と判別したときに前記所定の物理量としての前記各導体パターン間の容量の測定を実行して当該容量の測定値に基づいて当該各導体パターン間の絶縁状態の良否を検査する回路基板検査方法。

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