JP5698436B2 - 回路断線検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、回路断線検査装置に関し、特にプローブ又は徴細電極セルを用いた回路断線検査装置に関する。

図７及び図８を参照するに、従来の回路断線検査装置１０１においては、特許文献１に示されているように、ガラス製基板などの検査対象パターン１０３の回路１０５が列状になった回路パターンの断線を検査する際に、対象となる回路１０５の末端部分に電力送信用の電極１０７（プローブ）と受信用の電極１０９（プローブ）が配置されている。この電極１０７、１０９（プローブ）は回路１０５から上方にわずかな距離だけ離れた位置にあり、回路１０５には接触していない。なお、電極１０７、１０９（プローブ）は図示しないロボットにより移動する。検査時には、２つの電極１０７、１０９が図７の矢印の方向に各回路１０５のパターン上を横切るように掃引し、全ての回路１０５の断線検査が行われる。
特開２００７−１２７６５９号公報

ところで、従来の回路断線検査装置１０１においては、検査対象パターン１０３の列状になった回路１０５の間隔が狭いために、その間隔に合わせるように微細構造のプローブまたは特殊な電極セル構造で構成されているので、プローブ自体の加工が困難になり、高額になるという問題点があった。

また、検査時には、電極１０７、１０９はロボットの機械的動作により各回路１０５のパターン上を横切るように非接触で通過させて掃引され、全ての回路１０５の断線検査が行われるので、その機械的動作の遅れから測定時間が長くなり、検査効率が良くないという問題点があった。

この発明は、安価な装置で効率よく回路断線の検査を行うことを目的とする。

上記の課題を解決するために、この発明の回路断線検査装置は、複数の列状の回路からなる回路パターンに形成されている被検査体の前記複数の回路の断線を検査する回路断線検査装置において、
前記被検査体を載置して固定する被検査体固定台と、
この被検査体固定台より広い面積を有し、かつ前記被検査体固定台を載置して固定する基準電位金属部材と、
前記被検査体固定台に載置する被検査体の回路パターンの長さ方向で一定距離の間隔の両側の複数の回路の直上に配置し、かつ前記複数の回路を同時に測定可能な大きさを有し、各々１枚の金属電極からなる第１，第２検査電極と、
前記第１，第２検査電極と前記被検査体の回路パターンの両側の複数の回路を同時に接触又は隙間を介して非接触的に近接すべく前記第１，第２検査電極を押圧、離反可能に上下動自在に設けた第１，第２可動部材と、
前記第１，第２検査電極の間の交流電圧及び前記被検査体に流れる交流電流を測定すると共に、前記被検査体の静電容量を測定する測定装置と、
を備え、
前記第１，第２検査電極を前記被検査体の複数の回路に直接接触させて、前記複数の回路の断線を一度の前記被検査体の静電容量の測定で同時に判別する構成であることを特徴とするものである。

この発明の回路断線検査装置は、複数の列状の回路からなる回路パターンに形成されている被検査体の前記複数の回路の断線を検査する回路断線検査装置において、
前記被検査体を載置して固定する被検査体固定台と、
この被検査体固定台より広い面積を有し、かつ前記被検査体固定台を載置して固定する基準電位金属部材と、
前記被検査体固定台に載置する被検査体の回路パターンの長さ方向で一定距離の間隔の両側の複数の回路の直下に配置し、かつ前記複数の回路を同時に測定可能な大きさを有し、各々１枚の金属電極からなる第１，第２検査電極と、
前記第１，第２検査電極と前記被検査体の回路パターンの両側の複数の回路を同時に接触すべく前記被検査体を押圧、離反可能に上下動自在に設けた第１，第２可動部材と、
前記第１，第２検査電極の間の交流電圧及び前記被検査体に流れる交流電流を測定すると共に、前記被検査体の静電容量を測定する測定装置と、
を備え、
前記第１，第２検査電極を前記被検査体の複数の回路に直接接触させて、前記複数の回路の断線を一度の前記被検査体の静電容量の測定で同時に判別する構成であることを特徴とするものである。

また、この発明の回路断線検査装置は、前記回路断線検査装置において、前記測定装置で測定されたデータによりインピーダンスを計算する演算装置と、この演算装置で計算したインピーダンスの変化が予め設定した所定範囲より大きいか否かを比較判断し、かつ前記所定範囲より大きいときに回路断線と判断する比較判断装置と、を備えた制御装置が設けられていることが好ましい。

また、この発明の回路断線検査装置は、前記回路断線検査装置において、前記第１，第２検査電極を前記被検査体の回路パターンの長さ方向の両端に配置し、前記第１，第２検査電極との通電用配線が前記被検査体の回路パターンに交差しない配置構成であることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、複数の回路パターンを第１，第２検査電極で同時に検査するので、効率よく回路断線の検査を行うことができる。

また、予め必要な箇所に複数の回路パターンを同時に検査できる第１，第２検査電極を配置することで、従来のように各回路パターンを非接触で通過させるものではないので、微細構造を必要としない安価な電極を用いて接触又は非接触で、回路断線の検査を安価に行うことができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１及び図２を参照するに、この実施の形態に係る回路断線検査装置１は、被検査体３を載置して固定するための被検査体固定台５が、当該被検査体固定台５に比べて十分に大きい（広い）面積を有する基準電位金属部材としての例えば基準電位金属板７の上に取付けられている。被検査体３としては、例えばフィルムアンテナなどのように、複数の列状の回路パターン９に形成されているものである。なお、被検査体３は、複数の列状の回路パターン９に形成されているものであれば、フィルムアンテナに限らず、ガラス製基板やその他の形態の基板、あるいはその他の形態の被検査体でも良い。

また、被検査体固定台５に固定した被検査体３の回路パターン９の長さ方向の一端側（図１において左斜め下端側）の直上には、隙間を介して第１検査電極１１が配置されており、前記被検査体３の回路パターン９の長さ方向の他端側（図１において右斜め上端側）の直上には、隙間を介して第２検査電極１３が配置されている。

なお、上記の第１検査電極１１と第２検査電極１３は、被検査体３の回路パターン９の長さ方向で一定距離の間隔の両側の複数の回路１５を同時に測定可能な大きさを有しており、前記複数の回路１５と同時に接触又は隙間を介して非接触的に近接するように設けられ、かつ、回路パターン９の回路１５に交流信号を印加する機能を持っている。ている。

すなわち、上記の第１検査電極１１と第２検査電極１３は、複数の回路１５の断線の有無を同時に測定するために、それぞれ前記被検査体３の回路パターン９の幅方向に広く、かつ回路パターン９の長さ方向には狭い大きさを有していることで、複数の回路１５に対して同時に接触又は隙間を介して非接触的に近接できるように構成されている。

具体的には、第１検査電極１１と第２検査電極１３が配置される箇所の直上に、第１検査電極１１を被検査体３に接触させるために上下動自在に設けた第１可動部材としての例えば第１密着体１７と、第２検査電極１３を被検査体３に接触させるために上下動自在に設けた第１可動部材としての例えば第２密着体１９が配置されている。すなわち、図１及び図２に示されているように、第１検査電極１１と第２検査電極１３はそれぞれ対応する第１，第２密着体１７、１９の下面に設けられている。

これにより、第１，第２密着体１７、１９が上下動することで、機械的動作で第１，第２検査電極１１、１３が被検査体３に対して接触と離反が行われる。なお、第１，第２密着体１７、１９は上下動するための図示しない昇降駆動装置を介して制御装置２１により制御される構成である。

また、前記第１，第２検査電極１１、１３の間の交流電圧及び前記被検査体３に流れる交流電流を例えば４端子法により測定する測定装置２３としての例えばＬＣＲメータが設けられている。前記測定装置２３は制御装置２１に接続されている。なお、４端子法は電流供給回路と電圧供給回路が独立しているので、配線抵抗や接触抵抗はすべて無視することができ、被検査体３の抵抗値を精密測定することができる。

図３を参照するに、制御装置２１は、中央処理装置としてのＣＰＵ２５が備えられており、このＣＰＵ２５には、種々のデータやプログラム等を入力するキーボードやタッチパネルなどの入力装置２７と、ＣＲＴや液晶などの表示装置２９と、入力装置２７から入力されたプログラムや種々の検出データなどを記憶するメモリ３１が備えられている。

さらに、前記ＣＰＵ２５には、上記の測定装置２３で測定された交流電庄と交流電流の測定データによりインピーダンスを計算する演算装置３３と、この演算装置３３で計算したインピーダンスの変化が予め設定した所定範囲より大きいか否かを比較判断し、かつ前記所定範囲より大きいときに回路断線であると判断する比較判断装置３５が備えられている。

なお、前述した図１及び図２の実施の形態では第１，第２検査電極１１、１３が被検査体３の回路パターン９の長さ方向で対応する端部の回路１５の直上に配置されているが、他の実施の形態としては、図４及び図５に示されているように、第１，第２検査電極１１、１３がそれぞれ前記被検査体３の回路パターン９の長さ方向で対応する端部の回路１５の直下に配置されても良い。他は、図１及び図２の場合と同様であるので、詳しい説明は省略する。

また、前述した実施の形態では、第１，第２検査電極１１、１３が被検査体３の回路１５に接触する構成であるが、他の実施の形態としては、第１，第２検査電極１１、１３が被検査体３の回路１５に非接触的に近接して測定する場合にも適用できる。例えば、図１及び図２の実施の形態の第１，第２密着体１７、１９の上下動の動作を制御して第１，第２検査電極１１、１３が被検査体３の回路１５と僅かな隙間を生じるように近接することができる。すなわち、第１，第２密着体１７、１９は、単に第１，第２検査電極１１、１３と被検査体３の回路１５とを接触させるだけでなく、近接させるための可動部材としても機能することになる。

次に、上記の図４及び図５に示されている回路断線検査装置１を用いて回路断線の検出の実験を行った。

回路断線検査装置１は、被検査体固定台５としての例えばベークライト板の上に、幅１ｃｍの銅箔からなる第１，第２検査電極１１、１３が貼り付けられており、前記第１，第２検査電極１１、１３は測定装置２３としての例えばＬＣＲメータに接続されている。被検査体３としての例えばフィルムアンテナがサンプルとして被検査体固定台５の上に乗せられる。しかも、フィルムアンテナの両端部の回路１５が第１，第２検査電極１１、１３に接触するように配置されている。なお、第１，第２検査電極１１、１３は回路１５のサンプルのフィルムアンテナの末端の５ｍｍが重なるように配置されている。

また、静電容量の測定時には、第１，第２密着体１７、１９が下降してフィルムアンテナを上から押さえつけてそれぞれ対応する第１検査電極１１と第２検査電極１３に接触させる構造である。

この実験に用いたサンプルは、図６に示されているように、フィルムアンテナを製作用のテンプレート（治具）に合わせて保護フィルム３７を貼り合わせたサンプルである。また、フィルムアンテナのサンプルは測定する回路線１５を５本一組としている。さらに、静電容量を測定する時は、フィルムアンテナの末端の約５ｍｍが受信側の第２検査電極１３に重ねられている。

なお、サンプル数は１６であり、サンプル番号１〜１６を付している。まず、サンプル番号１〜１６に対して断線無しの状態で容量を測定した。次に、このうちのサンプル番号１１〜１６に対しては、各サンプルに１本の断線を作製した上で、容量を測定した。各サンプルの測定容量はそれぞれ表１に示されている通りである。

表１から分かるように、断線無しのときのサンプル番号１〜１６の測定容量の平均値Ｍは３．０５ｐＦ（ピコファラッド）であり、偏差値σは０．０２６８ｐＦある。したがって、断線無しのサンプルの平均容量Ｍに±３σを加えた値は、２．９７ｐＦ＜Ｍ±３σ＜３．１３ｐＦとなる。

一方、断線有りのときのサンプル番号１１〜１６のサンプルの測定容量は、表１に示されているように、上述した断線無しのサンプルの平均容量Ｍ−３σの値である２．９７ｐＦに比べていずれも低い値であり、有意な差がある。なお、各断線有りの回路線１５の断線箇所は表１の備考に記載されている通りである。

この実験例から明らかなように、この実施の形態の方法により、回路線１５の断線の有無の検出が可能であることが確認された。

したがって、上記の平均容量Ｍに±３σを加えた値が、予め設定した所定範囲となる。この設定した所定範囲（Ｍ±３σ）は制御装置２１のメモリ３１に予め記憶される。

実際の製品の被検査体３に対して回路断線の検査を行う際には、測定装置２３により得られた測定容量のデータに基づいて演算装置３３でインピーダンスが計算される。この計算したインピーダンスの変化とメモリ３１に記憶した予め設定した所定範囲（Ｍ±３σ）とが比較判断装置３５に取り込まれて比較され、インピーダンスの変化が前記所定範囲より大きいときに回路断線と判断されることになる。

以上のことから、この実施の形態では下記に示すような効果を奏する。

（１）第１，第２検査電極１１、１３が広い面積を有する構造となっているために、被検査体３の回路パターン９の複数の回路１５の検査を同時に効率よく行うことができるので、安価に断線検査を行うことができる。

（２）第１，第２検査電極１１、１３が検査対象となる回路パターン９の長手方向の先端と末端に配置され、第１，第２検査電極１１、１３への配線が回路パターン９と交差しない構造となっているので、他の回路１５による測定値への影響を減少させることができる。

（３）第１，第２検査電極１１、１３と被検査体３の対応する端部の回路１５との間に徴小な隙間を有する構造とした場合は、回路１５の断線の検出を非接触で行うことができる。

（４）被検査体３の回路パターン９の予め必要な箇所に複数の回路１５を同時に検査できる第１，第２検査電極１１、１３を配置することで、従来のように各回路パターン９を非接触で通過させるものではないので、微細構造を必要としない安価な第１，第２検査電極１１、１３を用いて接触又は非接触で、回路断線の検査を安価に行うことができる。

この発明の実施の形態の回路断線検査装置を示す概略的な斜視図である。 図１の平面図である。 制御装置のブロック構成図である。 この発明の他の実施の形態の回路断線検査装置を示す概略的な斜視図である。 図４の平面図である。 実験に使用されるサンプルの平面図である。 従来の回路断線検査装置を示す概略的な斜視図である。 図７の正面図である。

符号の説明

１ 回路断線検査装置
３ 被検査体
５ 被検査体固定台
７ 基準電位金属板（基準電位金属部材）
９ 回路パターン
１１ 第１検査電極
１３ 第２検査電極
１５ 回路
１７ 第１密着体（第１可動部材）
１９ 第２密着体（第２可動部材）
２１ 制御装置
２３ 測定装置
２５ ＣＰＵ
２７ 入力装置
２９ 表示装置
３１ メモリ
３３ 演算装置
３５ 比較判断装置
３７ 保護フィルム

Claims (4)

1. 複数の列状の回路からなる回路パターンに形成されている被検査体の前記複数の回路の断線を検査する回路断線検査装置において、
   前記被検査体を載置して固定する被検査体固定台と、
   この被検査体固定台より広い面積を有し、かつ前記被検査体固定台を載置して固定する基準電位金属部材と、
   前記被検査体固定台に載置する被検査体の回路パターンの長さ方向で一定距離の間隔の両側の複数の回路の直上に配置し、かつ前記複数の回路を同時に測定可能な大きさを有し、各々１枚の金属電極からなる第１，第２検査電極と、
   前記第１，第２検査電極と前記被検査体の回路パターンの両側の複数の回路を同時に接触又は隙間を介して非接触的に近接すべく前記第１，第２検査電極を押圧、離反可能に上下動自在に設けた第１，第２可動部材と、
   前記第１，第２検査電極の間の交流電圧及び前記被検査体に流れる交流電流を測定すると共に、前記被検査体の静電容量を測定する測定装置と、
   を備え、
   前記第１，第２検査電極を前記被検査体の複数の回路に直接接触させて、前記複数の回路の断線を一度の前記被検査体の静電容量の測定で同時に判別する構成であることを特徴とする回路断線検査装置。
2. 複数の列状の回路からなる回路パターンに形成されている被検査体の前記複数の回路の断線を検査する回路断線検査装置において、
   前記被検査体を載置して固定する被検査体固定台と、
   この被検査体固定台より広い面積を有し、かつ前記被検査体固定台を載置して固定する基準電位金属部材と、
   前記被検査体固定台に載置する被検査体の回路パターンの長さ方向で一定距離の間隔の両側の複数の回路の直下に配置し、かつ前記複数の回路を同時に測定可能な大きさを有し、各々１枚の金属電極からなる第１，第２検査電極と、
   前記第１，第２検査電極と前記被検査体の回路パターンの両側の複数の回路を同時に接触すべく前記被検査体を押圧、離反可能に上下動自在に設けた第１，第２可動部材と、
   前記第１，第２検査電極の間の交流電圧及び前記被検査体に流れる交流電流を測定すると共に、前記被検査体の静電容量を測定する測定装置と、
   を備え、
   前記第１，第２検査電極を前記被検査体の複数の回路に直接接触させて、前記複数の回路の断線を一度の前記被検査体の静電容量の測定で同時に判別する構成であることを特徴とする回路断線検査装置。
3. 前記測定装置で測定されたデータによりインピーダンスを計算する演算装置と、この演算装置で計算したインピーダンスの変化が予め設定した所定範囲より大きいか否かを比較判断し、かつ前記所定範囲より大きいときに回路断線と判断する比較判断装置と、を備えた制御装置が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の回路断線検査装置。
4. 前記第１，第２検査電極を前記被検査体の回路パターンの長さ方向の両端に配置し、前記第１，第２検査電極との通電用配線が前記被検査体の回路パターンに交差しない配置構成であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の回路断線検査装置。

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