JP6143295B2

JP6143295B2 - 回路基板検査装置

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Publication number: JP6143295B2
Application number: JP2013198573A
Authority: JP
Inventors: 悟朗竹内
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: JP2015064290A

Description

本発明は、導体パターンが形成されると共に導体パターンに接続された電子部品が内蔵された回路基板に対して所定の電気的検査を実行する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、本願出願人は下記特許文献１に開示された回路基板検査装置を既に提案している。この回路基板検査装置では、制御部が、導体パターンデータおよび電子部品接続データに基づいて電子部品を介して連鎖的に接続されている全ての導体パターンを１つの導体パターン群として特定すると共に、導体パターン群が複数存在するときに１つの導体パターン群におけるいずれかの導体パターンと他の１つの導体パターン群におけるいずれかの導体パターンとの間に検査用信号を供給させる第１処理を実行し、検査部が、第１処理の実行時において、検査用信号の供給に伴って１つの導体パターン群の導体パターンと他の１つの導体パターン群の導体パターンとの間に生じる物理量に基づいて各導体パターン群の間の絶縁状態を検査する。

したがって、この回路基板検査装置によれば、１つの導体パターン群に含まれている導体パターンおよび電子部品は基本的には同電位に維持されるため、回路基板に実装されている電子部品を損傷させることなく絶縁されているべき導体パターンの間の絶縁状態を確実に検査することが可能になっている。また、この回路基板検査装置では、回路基板に実装されている電子部品の例えば抵抗値を算出し、この算出した抵抗値に基づいて電子部品の良否検査（部品検査）を実施することも可能となっている。

また、外部の測定器から別の動作波形などを回路基板の電子部品（ＩＣ（集積回路））に与えて、例えば、簡易的なファンクションテストを実施可能にするための構成として、下記特許文献２に従来の技術として開示されている構成、すなわち、外部入出力端子と、各アームに取り付けられているプローブピンをスキャナボード側若しくは外部入出力端子側のいずれかに切り替えるスイッチとを備える構成も知られている。

ところが、上記した従来の回路基板検査装置には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この回路基板検査装置を用いて、導体パターンの間の絶縁状態の検査と共に、上記のファンクションテストのような電子部品についての部品検査を実施するためには、上記の特許文献２に開示されているようなスイッチを設けて、絶縁状態の検査を行う際にはプローブピンをスキャナボード側に切り替え、部品検査を行う際にはプローブピンを外部入出力端子側に切り替える構成にする必要がある、このため、このように構成した場合には、スイッチを追加する分だけ装置構成が複雑になると共に、部品検査のための検査信号がスイッチを経由する際に劣化（信号の減衰やノイズの混入）するおそれがあるという課題が存在しており、この課題の改善が求められていた。

そこで、本願出願人は、この課題を改善すべく特願２０１２−２００２４８において、装置構成の複雑化と検査信号の劣化を回避しつつ導体パターン間の絶縁検査と電子部品の部品検査を行い得る回路基板検査装置を提案している。なお、この回路基板検査装置では、電子部品が実装された状態での絶縁検査を行うため、１つ１つの導体パターン間の絶縁検査ではなく、電子部品を介して連鎖的に接続されている全ての導体パターンを１つの導体パターン群として特定すると共に、導体パターン群を構成しない導体パターンを特定して、検査対象部位間での絶縁状態（つまり、異なる導体パターン群間での絶縁状態、導体パターン群と導体パターン群を構成しない導体パターンとの間での絶縁状態、および導体パターン群を構成しない導体パターン間での絶縁状態）を検査する。

また、この回路基板検査装置では、回路基板に内蔵されている電子部品に対する部品検査を実行する第２検査部を、部品検査を行う電子部品毎に個別に設けると共に、各第２検査部にフローティング電源部から作動用電圧を供給し、かつ第２検査部との間でのデータや信号のやり取りをアイソレータを介して実行する構成にすることで、絶縁検査を実行する第１検査部に対してフローティング構造としている。これにより、この回路基板検査装置では、第１検査部からの信号を切り替えてフィクスチャの任意のプローブピンに供給したり第１検査部をすべてのプローブピンから切り離したりするスキャナと、プローブピンとを配線で常時接続（直接接続）としつつ、第２検査部を構成する検査装置およびプローブピンについても配線で常時接続（直接接続）として、第１検査部側のスキャナと、第２検査部側の検査装置とをスイッチで切り替えなくてもよい構造としている。

特許第４５３２５７０号公報（第３−６頁、第１図）特開平６−３３１６９９号公報（第２頁、第３図）

ところが、上記した回路基板検査装置（特願２０１２−２００２４８において提案した回路基板検査装置）には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この回路基板検査装置では、部品検査を行う電子部品毎に個別に設けた第２検査部毎に、フローティング電源部で個別に作動用電圧を生成して供給する必要があるため、フローティング電源部の構成が複雑化するという改善すべき課題が存在している。

ところで、この回路基板検査装置と同様にして、絶縁検査において、導体パターン群内に存在している電子部品の損傷を回避するために、検査対象部位としての１つの導体パターン群を構成する各導体パターンが同電位になるようにスキャナを制御するという構成を採用しつつ、さらに複数の検査対象部位間の絶縁状態を少ないステップ数で高速に検査し得るマルチプル方式を採用したときには、複数の検査対象部位のうちの１つの検査対象部位については、絶縁検査において常に低電位に規定しておくことが可能である。

そこで、本願出願人は、複数の検査対象部位のうちの１つの検査対象部位については、絶縁検査において常に低電位に規定しておくことが可能というマルチプル方式の特徴に着目して、上記の課題を改善し得るのではないかと考えた。

なお、このマルチプル方式とは、相互間の絶縁状態を検査すべき複数の検査対象部位を２つのグループ（Ａグループ、Ｂグループ）にグループ分けし、例えば、Ａグループ内の各検査対象部位は互いに同電位（低電位）とし、かつＢグループ内の各検査対象部位は互いに同電位（高電位）として、このときに相互間に流れる電流と、この高電位および低電位間の電位差とに基づいて相互間の抵抗値（絶縁抵抗値）を算出することで、両グループ間の絶縁状態が良好であるか否かを検査する。そして、この検査を、グループ分けの内容（各グループに所属させる検査対象部位）を所定の規則に従って変更しつつ所定の回数行う。この場合、１つの検査対象部位と他のすべての検査対象部位との間の絶縁状態が良好であるか否かを検査するのに必要な検査回数Ｌ（グループ分けの回数。以下、ステップ数ともいう）は、検査対象部位の数をＫとしたときに、ｌｏｇ_２Ｋ以上であってｌｏｇ_２Ｋに最も近い整数で規定される（例えば、Ｋ＝２０のときには、ｌｏｇ_２２０≒４．３２であるから、検査回数（ステップ数）Ｌは５回）、という方法である。このため、このマルチプル方式では、複数の検査対象部位のうちから２つを選択するすべての組み合わせについて絶縁検査を順次実行する方式（いわゆる総当たり方式）と比較して、各検査対象部位間の絶縁状態が良好であるか否かを少ない回数で検査することが可能になっている。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、装置構成の複雑化と検査信号の劣化を回避しつつ導体パターン間の絶縁検査と電子部品の部品検査を行い得ると共に、フローティング電源部をより簡易な構造に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、複数の導体パターンが形成されると共に当該複数の導体パターンのうちのいずれかの導体パターンに接続された電子部品が内蔵された回路基板の当該複数の導体パターンに接触させられる複数のプローブピンが立設されたフィクスチャと、一対の接続端子を有し当該一対の接続端子に接続された検査対象部位間の絶縁状態を当該一対の接続端子のうちの一方の接続端子を低電位としかつ他方の接続端子を高電位とした状態で検査する第１検査部と、複数の切替スイッチを有して構成されると共に、配線を介して前記複数のプローブピンおよび前記一対の接続端子と接続された状態で前記フィクスチャと前記第１検査部との間に配設されて、前記切替スイッチのオン・オフ状態が制御されることにより、前記複数のプローブピンのすべてを前記一対の接続端子から切り離す分離状態および前記複数のプローブピンのうちの任意のプローブピンを前記一対の接続端子に接続する接続状態のいずれかの状態に移行するスキャナと、前記電子部品を介して連鎖的に接続されている全ての前記導体パターンで構成される複数の導体パターン群、および前記導体パターン群を構成しない独立した前記導体パターンを合わせてＫ個（Ｋは３以上の整数）の検査対象部位として、前記スキャナに対する制御を実行して、当該Ｋ個の検査対象部位のうちの一部の検査対象部位を第１グループとして設定して当該第１グループの検査対象部位を前記一対の接続端子のうちのいずれか一方の接続端子に接続させることで前記低電位および前記高電位のうちのいずれか一方の電位に接続させ、かつ当該Ｋ個の検査対象部位のうちの当該第１グループの検査対象部位を除く他の全ての検査対象部位を第２グループとして設定して当該第２グループの検査対象部位を当該一対の接続端子のうちの他方の接続端子に接続させることで前記低電位および前記高電位のうちの他方の電位に接続させる接続処理を当該両グループとしてそれぞれ設定する前記検査対象部位の組み合わせを変更しつつＬ回（Ｌはｌｏｇ_２Ｋ以上であってｌｏｇ_２Ｋに最も近い整数）実行すると共に、当該接続処理を実行する毎に前記第１検査部に対する制御を実行して当該一対の接続端子に接続されている検査対象部位間の絶縁状態を検査させる絶縁検査処理を実行する制御部と、前記第１検査部、前記スキャナおよび前記制御部に第１作動用電圧を供給する電源部とを備えている回路基板検査装置であって、１つの前記導体パターン群を構成させる前記電子部品に接続されている前記導体パターンに接触する前記プローブピンに配線を介して直接的に接続されて、当該電子部品に対する部品検査を実行する第２検査部と、前記第１作動用電圧と電気的に絶縁されると共に互いに電気的に絶縁された第２作動用電圧を供給するフローティング電源部とを備え、前記制御部は、複数の前記導体パターン群のうちの１つの導体パターン群を常に前記低電位に接続させた状態でＬ回の前記接続処理を実行すると共に前記絶縁検査処理を実行し、前記第２検査部のうちの前記低電位に接続させた前記１つの導体パターン群を構成させる前記電子部品に対する前記部品検査を実行する第２検査部は、前記電源部から前記第１作動用電圧の供給を受けて作動し、当該第２検査部を除く他のすべての第２検査部は、前記フローティング電源部から前記第２作動用電圧の供給を受けて作動する。

請求項１記載の回路基板検査装置では、制御部は、相互間の絶縁状態を検査する回路基板内のＫ個の検査対象部位を、第１グループとして組み合わせる検査対象部位と、第２グループとして組み合わせる検査対象部位とに分けて、第１グループの検査対象部位を低電位および高電位のうちのいずれか一方の電位に接続し、第２グループの検査対象部位を低電位および高電位のうちの他方の電位に接続する接続処理を、両グループとしてそれぞれ設定する検査対象部位の組み合わせを変更しつつＬ回実行すると共に、接続処理を実行する毎に第１検査部に対する制御を実行してその一対の接続端子に接続されている検査対象部位間の絶縁状態を検査させるマルチプル方式による絶縁検査処理を実行する。

また、この回路基板検査装置では、１つの検査対象部位としての導体パターン群を構成させる電子部品であって、部品検査が行われる電子部品が複数存在するときには、この電子部品のうちの１つの電子部品については、マルチプル方式による絶縁検査処理において常に低電位が印加される検査対象部位として規定すると共に、制御部や第１検査部などと同じ電源部側の基準電位を基準として生成される第１作動用電圧を作動用電圧とする第２検査部としての検査装置で検査する。また、残りの電子部品については、電源部側の第１作動用電圧と電気的に絶縁されると共に複数のときには相互間についても互いに電気的に絶縁された１以上の第２作動用電圧を作動用電圧とする第２検査部で検査する。

したがって、この回路基板検査装置によれば、背景技術で述べた回路基板検査装置とは異なり、部品検査を行う電子部品毎に設けたすべての第２検査部のうちの１つの第２検査部には、制御部や第１検査部などと同じ電源部からの第１作動用電圧を作動用電圧として供給することができるため、フローティング電源部で個別に生成させる第２検査部のための作動用電圧の種類を１種類だけ削減できる結果、フローティング電源部ですべての第２検査部のための作動用電圧を生成させる構成と比較して、フローティング電源部の構成をその分だけ簡易に構成することができる。

回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。回路基板５１内の導体パターンＰと各電子部品の構造を説明するための回路基板５１の要部拡大図である。回路基板５１内の各検査対象部位についてのネット名を示す対応図である。マルチプル方式による絶縁検査での各ステップでの各ネット（ｎｅｔ１〜ｎｅｔ８）とネットに印加する電圧との対応図である。

以下、回路基板検査装置の実施の形態について、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、フィクスチャ（ピンボード）２、スキャナ３、第１検査部４、第２検査部５、制御部６、記憶部７、電源部８、フローティング電源部９およびアイソレータ１０を備えて、回路基板５１に対して所定の電気的検査を実行可能に構成されている。

検査対象である回路基板５１は、内部に電子部品（例えば、抵抗、コンデンサおよび集積回路など）が内蔵された部品内蔵型の回路基板であり、内蔵されている電子部品に接続されている導体パターンは、不図示のビア（またはスルーホール）などを介して回路基板５１の表面（本例では一例として上面）と電子部品が配設されている回路基板５１の内部との間に亘って形成されている。

一例として回路基板５１は、図１に示すように、電子部品を介して連鎖的に接続されている全ての導体パターンでそれぞれ構成されている複数の導体パターン群ＧＰ（本例では一例として、６つの導体パターン群ＧＰ１〜ＧＰ６。以下、特に区別しないときには「導体パターン群ＧＰ」ともいう）、および導体パターン群ＧＰを構成しない独立した複数の導体パターンＰ（本例では一例として、２つの導体パターンＰ１６，Ｐ１７）が形成されて構成されている。また、導体パターン群ＧＰ１〜ＧＰ６のうちの導体パターン群ＧＰ１〜ＧＰ３については、後述するように第２検査部５（本例では第２検査部５の検査装置Ａ，Ｂ，Ｃ）によって部品検査が行われる電子部品としての集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３を介して連鎖的に接続されている導体パターンを含んでいる。

最初に、導体パターン群ＧＰについて、導体パターン群ＧＰ１〜ＧＰ３のうちの導体パターン群ＧＰ１，ＧＰ２の２つを例に挙げて図２を参照して具体的に説明する。導体パターン群ＧＰ１は、回路基板５１に内蔵されている集積回路ＩＣ１（例えば、所定の周波数特性を有するフィルタ素子）、抵抗Ｒ１およびコンデンサＣ１を介して連鎖的に接続されているすべての導体パターンＰ１〜Ｐ４で構成されている。また、導体パターン群ＧＰ２は、回路基板５１に内蔵されている集積回路ＩＣ２（例えば、導体パターンＰ１１，Ｐ１２，Ｐ９に接続されている入力ピンに入力される論理で示される値に応じた電圧を導体パターンＰ８に接続されている出力ピンから出力するＤ／Ａ変換器）、抵抗Ｒ２〜Ｒ４およびコンデンサＣ２，Ｃ３を介して連鎖的に接続されているすべての導体パターンＰ５〜Ｐ１５で構成されている。なお、導体パターン群ＧＰ３に含まれている集積回路ＩＣ３は、図示はしないが増幅器で構成されている。また、集積回路ＩＣ３は、一例として、電源端子、グランド端子、入力端子および出力端子の４つの端子を備えている。これにより、導体パターン群ＧＰ３は、一例として、この集積回路ＩＣ３を介して連鎖的に接続されている４つの導体パターンＰ（図示せず）で構成されているものとする。

次に、導体パターン群ＧＰを構成しない独立した導体パターンＰについて、導体パターンＰ１６を例に挙げて図２を参照して具体的に説明する。この回路基板５１には、複数の電子部品が表面に後付けで実装され、同図において破線で示すように、導体パターンＰ１６には、導体パターンＰ１５との間に後付けで実装されるコンデンサＣ１１と、導体パターンＰ１３との間に後付けで実装される抵抗Ｒ１１のみが接続される。したがって、回路基板検査装置１による回路基板５１の検査時には、導体パターンＰ１６は、電子部品を介して他の導体パターンＰと連鎖的に接続される導体パターンではない状態にある（つまり、導体パターン群ＧＰを構成しない導体パターンの状態にある）。

フィクスチャ２は、複数（ｍ本）のプローブピン２１を備えて構成されている。フィクスチャ２は、不図示の載置台の上面に載置されている回路基板５１の上方において、不図示の支持機構によって回路基板５１に対して接離動自在な状態に支持されている。また、複数のプローブピン２１は、フィクスチャ２の載置台側の面（本例では下面）における接触する導体パターンＰの接触部位（接触ポイント）に対応する位置に立設されている。本例では、接触部位は、各導体パターンＰに対して１つずつ規定されている。このため、プローブピン２１は、導体パターンＰと同数のｍ本立設されている。この構成により、フィクスチャ２は、各プローブピン２１が対応する接触部位に接触する状態（プロ−ビング状態）まで移動されたときには、各プローブピン２１を介して載置台との間で回路基板５１を挟み込んで保持する。

スキャナ３は、複数の切替スイッチを有して構成されて、図１に示すように、フィクスチャ２と第１検査部４との間に配設されている。また、スキャナ３は、複数（ｍ本）のプローブピン２１と配線（本数はｍ本）を介して接続されると共に、第１検査部４の後述する一対の接続端子４ａ，４ｂと配線（２本の配線）を介して接続されている。また、スキャナ３は、制御部６によって複数の切替スイッチのオン・オフ状態が制御されることにより、複数のプローブピン２１のすべてを第１検査部４の一対の接続端子４ａ，４ｂから切り離す分離状態、および複数のプローブピン２１のうちの任意のプローブピン２１を第１検査部４の一対の接続端子４ａ，４ｂのうちの任意の一方の接続端子に接続すると共に、この一方の接続端子に接続されたプローブピン２１を除く他のプローブピン２１のうちの任意のプローブピン２１を一対の接続端子４ａ，４ｂのうちの他方の接続端子に接続する接続状態のいずれかの状態に移行することが可能になっている。

第１検査部４は、一対の接続端子４ａ，４ｂを有し、この一対の接続端子４ａ，４ｂに接続された検査対象部位間の絶縁状態を検査する。一例として、第１検査部４は、一対の接続端子４ａ，４ｂと共に、絶縁抵抗計および処理部（いずれも図示せず）を備えている。この構成により、処理部が制御部６によって制御されることで絶縁抵抗計を作動させて、一対の接続端子４ａ，４ｂに接続された検査対象部位間の絶縁抵抗を測定し、この測定した絶縁抵抗の抵抗値と予め規定された基準抵抗値とを比較することにより、検査対象部位間の絶縁状態を検査して（例えば、算出した抵抗値が基準抵抗値以上のときには絶縁状態は良好であり、基準抵抗値未満のときには絶縁状態は不良であるというようにして検査して）、この検査結果を示す結果データＤ１を制御部６に出力する。

この場合、第１検査部４の絶縁抵抗計は、一対の接続端子４ａ，４ｂに接続された検査対象部位のうちの例えば一方の接続端子４ａに接続された検査対象部位に高電位（一般的に、後述する低電位との電位差が数百ボルトとなるような高電圧）を印加し、かつ他方の接続端子４ｂに接続された他の検査部位に低電位（後述の基準電位Ｇ１）を印加すると共に、このときに一対の接続端子４ａ，４ｂ間に流れる電流を測定して、高電位と低電位の電位差および測定した電流とに基づいて、検査対象部位間の絶縁抵抗を測定する。

第２検査部５は、回路基板５１に内蔵されている電子部品のうちの部品検査を実行する電子部品に接続されている導体パターンＰに接触する各プローブピン２１にｎ本の配線を介して常時接続されて、これらの電子部品に対する部品検査を実行する。本例では、部品検査を実行する電子部品は一例として集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３の３つであるため、この部品検査を実行する電子部品の個数に対応して、フィルタ素子である集積回路ＩＣ１の周波数特性を測定して検査するための検査装置Ａ（例えば、周波数特性測定器）と、Ｄ／Ａ変換器である集積回路ＩＣ２を動作させて検査するための検査装置Ｂ（例えば、集積回路ＩＣ２を作動させるためのデジタルデータを複数ビット出力可能な信号出力装置、および集積回路ＩＣ２の出力電圧を測定する電圧測定器）と、増幅器である集積回路ＩＣ３を作動させて検査するための検査装置Ｃ（例えば、信号発生器および集積回路ＩＣ３の出力電圧を測定する電圧測定器）との３つの検査装置（つまり、例えば部品検査を実行する電子部品の個数と同数の検査装置）を第２検査部５として備えている。

また、検査装置Ａは、集積回路ＩＣ１の３つの端子に接続されている３つの導体パターンＰ１〜Ｐ３（図２参照）に３つのプローブピン２１および３本の配線を介して直接接続され、検査装置Ｂは、集積回路ＩＣ２の６つの端子に接続されている６つの導体パターンＰ８〜Ｐ１３に６つのプローブピン２１および６本の配線を介して直接接続されている。また、検査装置Ｃは、図示はしないが、上記したように集積回路ＩＣ３の４つの端子に接続されている４つの導体パターンＰに４つのプローブピン２１および４本の配線を介して直接接続されている。これにより本例では、第２検査部５は、ｎ（＝１３）本の配線を介してフィクスチャ２の１３本のプローブピン２１に接続されている。また、各検査装置Ａ，Ｂ，Ｃは互いに電気的に絶縁（分離）されている。

また、第２検査部５としての各検査装置Ａ，Ｂ，Ｃのうちの検査装置Ａ，Ｂは、電源部８から出力される電圧（第１作動用電圧）Ｖ１に基づいて作動するスキャナ３、第１検査部４、検査装置Ｃ、制御部６および記憶部７とは異なり、フローティング電源部９から供給される電圧（電圧Ｖ１側から電気的に絶縁された電圧）を作動用電圧として作動する。具体的には、第２検査部５の検査装置Ａは、フローティング電源部９から電源端子５ａに供給される電圧Ｖ２（電圧Ｖ１側の後述の基準電位Ｇ１および電圧Ｖ１から電気的に絶縁された後述の基準電位Ｇ２を基準として生成される第２作動用電圧）を作動用電圧として作動する。また、第２検査部５の他の１つの検査装置Ｂは、フローティング電源部９から電源端子５ｂに供給される電圧Ｖ３（電圧Ｖ１側の基準電位Ｇ１および電圧Ｖ１から電気的に絶縁され、かつ基準電位Ｇ２および電圧Ｖ２からも電気的に絶縁された後述の基準電位Ｇ３を基準として生成される他の第２作動用電圧）を作動用電圧として作動する。

また、第２検査部５の検査装置Ａは、制御部６によって制御されて作動して（制御部６から出力される制御信号Ｓａに基づいて動作して）、集積回路ＩＣ１を検査するための検査信号を生成して集積回路ＩＣ１に出力することにより、集積回路ＩＣ１に対する検査を実行する。また、検査装置Ａは、制御部６によって制御されて作動して、集積回路ＩＣ１に対する検査の結果を示す結果データＤａを制御部６に出力する。同様にして、第２検査部５の検査装置Ｂも、制御部６によって制御されて作動して（制御部６から出力される制御信号Ｓｂに基づいて動作して）、集積回路ＩＣ２を検査するための検査信号を生成して集積回路ＩＣ２に出力することにより、集積回路ＩＣ２に対する検査を実行する。また、検査装置Ｂは、制御部６によって制御されて作動して、集積回路ＩＣ２に対する検査の結果を示す結果データＤｂを制御部６に出力する。なお、検査装置Ａと制御部６との間の制御信号Ｓａおよび結果データＤａのやり取り、および検査装置Ｂと制御部６との間の制御信号Ｓｂおよび結果データＤｂのやり取りは、アイソレータ１０を介して行われる。

このようにして、各検査装置Ａ，Ｂが互いに電気的に絶縁され、かつ検査装置Ａにフローティング電源部９から供給される電圧Ｖ２およびその基準電位Ｇ２と、検査装置Ｂにフローティング電源部９から供給される電圧Ｖ３およびその基準電位Ｇ３とが互いに電気的に絶縁され、検査装置Ａ，Ｂが共にアイソレータ１０を介して制御部６と電気的に絶縁され、かつ検査装置Ａ，Ｂが配線を介して直接接続されている集積回路ＩＣ１，ＩＣ２に接続されている各導体パターン群ＧＰ１，ＧＰ２同士が電気的に絶縁されている構成（電子部品を介して連鎖的に接続されていない構成）のため、第２検査部５としての各検査装置Ａ，Ｂは、常にフローティング状態になっている。

一方、第２検査部５としての検査装置Ｃは、スキャナ３、第１検査部４、制御部６および記憶部７と同様にして、電源部８から出力される電圧（第１作動用電圧）Ｖ１に基づいて作動する。また、検査装置Ｃは、制御部６によって制御されて作動して（制御部６から出力される制御信号Ｓｃに基づいて動作して）、集積回路ＩＣ３を検査するための検査信号を生成して集積回路ＩＣ３に出力することにより、集積回路ＩＣ３に対する検査を実行する。また、検査装置Ｃは、制御部６によって制御されて作動して、集積回路ＩＣ３に対する検査の結果を示す結果データＤｃを制御部６に出力する。この検査装置Ｃは、制御部６と共通の電圧（第１作動用電圧）Ｖ１に基づいて作動する。このため、検査装置Ｃと制御部６との間での制御信号Ｓｃおよび結果データＤｃのやり取りは、アイソレータ１０を介することなく行われる。

制御部６は、コンピュータなどを備えて構成されて、上記したように、スキャナ３、第１検査部４、および第２検査部５としての各検査装置Ａ，Ｂ，Ｃに対する制御を実行して、回路基板５１の導体パターンＰに対するマルチプル方式による絶縁検査処理、および回路基板５１に内蔵されている電子部品（本例では集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３）に対する部品検査処理を実行する。

記憶部７は、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive ）などを備えて構成されて、制御部６のための動作プログラムを記憶すると共に、制御部６が第１検査部４および第２検査部５から取得した結果データＤ１，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを記憶する。また、記憶部７には、回路基板５１に関するデータ、すなわち、各導体パターンＰに接触するプローブピン２１を特定可能なデータ、各導体パターンＰに接続される各電子部品（抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３、および集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３を含むすべての電子部品）を特定可能なデータが予め記憶されている。

また、記憶部７には、図３に示すように、第１検査部４によって相互間の絶縁状態が検査される検査対象部位を特定するためのデータが、検査対象部位を識別するための識別データ（ネット名：ｎｅｔ１〜ｎｅｔ８）に対応させて予め記憶されている。また、記憶部７には、図４に示すように、マルチプル方式に基づいて検査対象部位間（第１グループに設定した検査対象部位と第２グループに設定した検査対象部位との間）の絶縁状態を検査する際におけるステップ毎の各検査対象部位（各ネット）への印加電圧を特定するためのデータが予め記憶されている。この場合、図４中の「Ｌｏｗ」は、低電位を印加することを示し、「Ｈｉｇｈ」は、高電位を印加することを示している。また、検査対象部位の数Ｋは図３に示すように８つであるため、マルチプル方式でのステップ数（検査回数）Ｌは、ｌｏｇ_２Ｋ以上であってｌｏｇ_２Ｋに最も近い整数）であることから、図４に示すようにステップ１〜ステップ３の３回となる。

電源部８は、スキャナ３、第１検査部４、第２検査部５（本例では検査装置Ｃ）、制御部６および記憶部７を作動させるための電圧Ｖ１（基準電位Ｇ１を基準とする電圧）を生成して出力する。フローティング電源部９は、電圧Ｖ１と電気的に絶縁された１以上の第２作動用電圧（本例では、電圧Ｖ２，Ｖ３）を供給する。本例では一例として、フローティング電源部９は、独立した２つの２次巻線を有するトランスを用いて構成された絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータで構成されて、各２次巻線に誘起される交流電圧を電気的に絶縁された２つの整流平滑回路で直流電圧としての電圧Ｖ２，Ｖ３にそれぞれ変換して出力する。この構成により、フローティング電源部９は、電圧Ｖ１およびこの電圧Ｖ１の基準電位Ｇ１から電気的に絶縁された基準電位Ｇ２を基準とする電圧Ｖ２を生成して第２検査部５（本例では検査装置Ａ）に出力すると共に、電圧Ｖ１および基準電位Ｇ１、並びに電圧Ｖ２および基準電位Ｇ２の双方から電気的に絶縁された基準電位Ｇ３を基準とする電圧Ｖ３を生成して第２検査部５（本例では検査装置Ｂ）に出力する。アイソレータ１０は、制御部６と第２検査部５との間に配設されて、制御部６から出力される制御信号Ｓａ，Ｓｂを入力すると共に電気的に絶縁して第２検査部５に出力する。また、アイソレータ１０は、第２検査部５から出力される結果データＤａ，Ｄｂを入力すると共に電気的に絶縁して制御部６に出力する。

次に、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。なお、回路基板５１は、不図示の載置台上に載置されて、この載置台とフィクスチャ２との間で挟み込まれている（保持されている）ものとする。

この状態において、回路基板検査装置１では、制御部６が、まず、回路基板５１に対する絶縁検査処理を実行する。この絶縁検査処理では、制御部６は、最初に、アイソレータ１０を介して第２検査部５に制御信号Ｓａ，Ｓｂを出力することによって第２検査部５を制御して、第２検査部５の各検査装置Ａ，Ｂを停止状態（部品検査のための信号がプローブピン２１に出力されない状態）に移行させる。

次いで、制御部６は、導体パターン群ＧＰ（本例では導体パターン群ＧＰ１〜ＧＰ６、および導体パターン群ＧＰを構成しない独立した導体パターンＰ（本例では導体パターンＰ１６，Ｐ１７）を合わせてＫ個（Ｋは３以上の整数。本例では８個）の検査対象部位として、８個の検査対象部位のうちの一部（本例では検査対象部位が８個のため半分の４個）の検査対象部位を第１グループとして設定し、かつ８個の検査対象部位のうちの第１グループの検査対象部位を除く他の全ての検査対象部位を第２グループとして設定する。続いて、制御部６は、スキャナ３に対する制御を実行して、第１グループの各検査対象部位を第１検査部４の一対の接続端子４ａ，４ｂのうちのいずれか一方の電位（一例として一方の接続端子４ａの電位（高電位））に接続させると共に、第２グループの各検査対象部位を一対の接続端子４ａ，４ｂのうちの他方の電位（一例として他方の接続端子４ｂの電位（低電位としての基準電位Ｇ１））に接続させる接続処理を実行する。次いで、制御部６は、第１検査部４に対して両グループ間の絶縁状態を検査させる。制御部６は、スキャナ３に対する制御を実行することで、各グループとして設定する検査対象部位の組み合わせを変更しつつ、第１検査部４に対して絶縁状態をＬ回（本例では、３回）検査させることで、Ｋ個（８個）の検査対象部位間の絶縁状態を検査する。

具体的には、制御部６は、図４に示すように、各グループとして設定する検査対象部位の１回目の組み合わせ（ステップ１）において、高電位を印加する第１グループとして、ｎｅｔ２，４，６，８を組み合わせると共に、低電位（基準電位Ｇ１）を印加する第２グループとして、ｎｅｔ３，１，５，７を組み合わせることにより、第１グループに含まれる導体パターン群ＧＰ２、導体パターン群ＧＰ４、導体パターン群ＧＰ６および導体パターンＰ１７と、第２グループに含まれる導体パターン群ＧＰ３、導体パターン群ＧＰ１、導体パターン群ＧＰ５および導体パターンＰ１６との間の絶縁状態を第１検査部４に検査させる。

また、制御部６は、図４に示すように、各グループとして設定する検査対象部位の２回目の組み合わせ（ステップ２）において、高電位を印加する第１グループとして、ｎｅｔ１，４，７，８を組み合わせると共に、低電位（基準電位Ｇ１）を印加する第２グループとして、ｎｅｔ３，２，５，６を組み合わせることにより、第１グループに含まれる導体パターン群ＧＰ１、導体パターン群ＧＰ４、導体パターンＰ１６および導体パターンＰ１７と、第２グループに含まれる導体パターン群ＧＰ３、導体パターン群ＧＰ２、導体パターン群ＧＰ５および導体パターン群ＧＰ６との間の絶縁状態を第１検査部４に検査させる。

また、制御部６は、図４に示すように、各グループとして設定する検査対象部位の３回目（最後）の組み合わせ（ステップ３）において、高電位を印加する第１グループとして、ｎｅｔ５，６，７，８を組み合わせると共に、低電位（基準電位Ｇ１）を印加する第２グループとして、ｎｅｔ３，２，１，４を組み合わせることにより、第１グループに含まれる導体パターン群ＧＰ５、導体パターン群ＧＰ６、導体パターンＰ１６および導体パターンＰ１７と、第２グループに含まれる導体パターン群ＧＰ３、導体パターン群ＧＰ２、導体パターン群ＧＰ１および導体パターン群ＧＰ４との間の絶縁状態を第１検査部４に検査させる。

この絶縁検査処理の実行中（第１検査部４による絶縁状態の検査中）において、上記したように（図４に示すように）、導体パターン群ＧＰ１（ｎｅｔ１）および導体パターン群ＧＰ２（ｎｅｔ２）には第１検査部４から低電位および高電位が切り替えられて印加され、これに伴い、プローブピン２１および配線を介して導体パターン群ＧＰ１に直接接続された第２検査部５の検査装置Ａ、およびプローブピン２１および配線を介して導体パターン群ＧＰ２に直接接続された第２検査部５の検査装置Ｂにも低電位および高電位が切り替えられて印加される。これにより、検査装置Ａおよび検査装置Ｂ間、検査装置Ａおよび基準電位Ｇ１間、並びに検査装置Ｂおよび基準電位Ｇ１間のうちのいずれかの間に高電位が印加される。

しかしながら、上記したように、検査装置Ａ，Ｂは、それぞれの基準電位Ｇ２，Ｇ３が互いに電気的に絶縁されると共に基準電位Ｇ１とも電気的に絶縁され、かつそれぞれの作動用電圧である電圧Ｖ２，Ｖ３も互いに電気的に絶縁されると共に電圧Ｖ１とも電気的に絶縁され、さらに電圧Ｖ１および基準電位Ｇ１で作動する制御部６との間もアイソレータ１０によって電気的に絶縁されている。このため、検査装置Ａ，Ｂの一方への高電圧の印加時における検査装置Ａから検査装置Ｂ（または、検査装置Ｂから検査装置Ａ）への電流の回り込み、検査装置Ａから制御部６などの電源部８側の回路（または、制御部６などの電源部８側の回路から検査装置Ａ）への電流の回り込み、および検査装置Ｂから制御部６などの電源部８側の回路（または、制御部６などの電源部８側の回路から検査装置Ｂ）への電流の回り込みが防止されている。これにより、検査装置Ａおよび検査装置Ｂの損傷が回避されている。

また、上記したように、検査装置Ｃは、制御部６などの電源部８側の回路と同じ基準電位Ｇ１を基準とした電圧Ｖ１を作動用電圧として作動するため、他の検査装置Ａ，Ｂのように電源部８側とは電気的に絶縁されてはいない。しかしながら、上記したように（図４に示すように）、絶縁検査処理の実行中（第１検査部４による絶縁状態の検査中）において、導体パターン群ＧＰ３（ｎｅｔ３）は第１検査部４から常に低電位が印加され、これに伴い、プローブピン２１および配線を介して導体パターン群ＧＰ３に直接接続された第２検査部５の検査装置Ｃにも常に低電位が印加される。このため、検査装置Ｃと電源部８側の他の回路との間での電流の回り込みは発生せず、また、この導体パターン群ＧＰ３と、高電位が印加された他の検査対象部位（他の導体パターン群ＧＰや導体パターンＰ）との間の絶縁状態が仮に不良であって、導体パターン群ＧＰ３とこの他の検査対象部位との間に電流の回り込みは生じたとしても、この電流は、プローブピン２１とスキャナ３との間の配線、およびスキャナ３を介して第１検査部４の他方の接続端子４ｂ（基準電位Ｇ１）に流れるため、検査装置Ｃと電源部８側の他の回路との間での電流の回り込みは発生しない。これにより、検査装置Ｃについては、他の検査装置Ａ，Ｂとは異なり、電源部８側と電気的に絶縁する構成（フローティングにする構成）を採用することなく、電流の回り込みに起因した損傷が回避されている。

最後に、制御部６は、第１検査部４に対する制御を実行して、検査対象部位間の絶縁状態についての検査結果を示す結果データＤ１を出力させると共に、この結果データＤ１を取得して記憶部７に記憶させる。これにより、絶縁検査処理が完了する。

次に、制御部６は、回路基板５１に内蔵されている電子部品（本例では、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３）を検査する部品検査処理を実行する。この部品検査処理では、制御部６は、まず、スキャナ３に対する制御を実行して、複数のプローブピン２１に接続されているｍ本の配線のすべてを第１検査部４の一対の接続端子４ａ，４ｂの双方から切り離すことで、スキャナ３を分離状態に移行させる。

次いで、制御部６は、アイソレータ１０を介して第２検査部５の検査装置Ａに制御信号Ｓａを出力することによって検査装置Ａを制御して、集積回路ＩＣ１（フィルタ素子）に対する部品検査を実行させる。この場合、検査装置Ａは、３本の配線およびこれらの配線に接続されているプローブピン２１を介して直接的（切替スイッチが介在しないことを意味する）に接続されている集積回路ＩＣ１に対して周波数特性を測定するための信号を供給すると共に、そのときに集積回路ＩＣ１から出力される信号を測定することにより、集積回路ＩＣ１の周波数特性を測定する。また、第２検査部５は、測定した周波数特性が予め規定された基準範囲内に含まれているか否かに基づいて集積回路ＩＣ１を検査する（例えば、測定した周波数特性が基準範囲内に含まれているときには良品であり、基準範囲から外れているときには不良品であるというように検査する）。

続いて、制御部６は、アイソレータ１０を介して第２検査部５の検査装置Ｂに制御信号Ｓｂを出力することによって検査装置Ｂを制御して、集積回路ＩＣ２（Ｄ／Ａ変換器）に対する部品検査を実行させる。この場合、検査装置Ｂは、６本の配線およびこれらの配線に接続されているプローブピン２１を介して直接的（切替スイッチが介在しないことを意味する）に接続されている集積回路ＩＣ２に対して、信号出力装置が集積回路ＩＣ２の入力ピンにデジタルデータを複数パターン出力し、電圧測定器が各パターン時に集積回路ＩＣ２の出力ピンから出力される出力電圧を測定すると共に、各パターンに対応して予め規定された基準範囲内にこの出力電圧が含まれているか否かに基づいて集積回路ＩＣ２を検査する（例えば、出力電圧の電圧値が基準範囲内に含まれているときには良品であり、基準範囲から外れているときには不良品であるというように検査する）。

続いて、制御部６は、第２検査部５の検査装置Ｃに制御信号Ｓｃを出力することによって検査装置Ｃを制御して、集積回路ＩＣ３（増幅器）に対する部品検査を実行させる。この場合、検査装置Ｃは、４本の配線およびこれらの配線に接続されているプローブピン２１を介して直接的（切替スイッチが介在しないことを意味する）に接続されている集積回路ＩＣ３に対して、信号発生器が集積回路ＩＣ３の入力ピンに異なる電圧値のアナログ信号を複数パターン出力し、電圧測定器が各パターン時に集積回路ＩＣ３の出力ピンから出力される出力電圧を測定すると共に、各パターン（各電圧値）に対応して予め規定された基準範囲内にこの出力電圧が含まれているか否かに基づいて集積回路ＩＣ３を検査する（例えば、出力電圧の電圧値が基準範囲内に含まれているときには良品であり、基準範囲から外れているときには不良品であるというように検査する）。

最後に、制御部６は、第２検査部５に対する制御を実行して、検査装置Ａによる集積回路ＩＣ１の検査結果を示す結果データＤａと、検査装置Ｂによる集積回路ＩＣ２の検査結果を示す結果データＤｂと、検査装置Ｃによる集積回路ＩＣ３の検査結果を示す結果データＤｃとを出力させると共に、これらの結果データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃを取得して記憶部７に記憶させる。これにより、部品検査処理が完了し、回路基板５１に対するすべての検査処理が完了する。なお、制御部６は、回路基板検査装置１が不図示の出力部を備えているときには、記憶部７から各結果データＤ１，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃを読み出して、出力部に出力する。これにより、出力部が表示装置で構成されているときには、各結果データＤ１，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃが表示装置の画面上に表示される。また、出力部が外部インターフェース回路で構成されているときには、外部インターフェース回路を介して回路基板検査装置１と接続されている外部装置に各結果データＤ１，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃが出力される。

このように、この回路基板検査装置１では、制御部６は、相互間の絶縁状態を検査する回路基板５１内のＫ個（本例では８個）の検査対象部位を、第１グループとして組み合わせる検査対象部位と、第２グループとして組み合わせる検査対象部位（第１グループとして組み合わされた検査部位以外の検査対象部位）とに分けて、第１グループの検査対象部位を低電位および高電位のうちのいずれか一方の電位（上記例では一例として高電位）に接続し、第２グループの検査対象部位を低電位および高電位のうちの他方の電位（一例として、低電位としての基準電位Ｇ１）に接続する接続処理を、両グループとしてそれぞれ設定する検査対象部位の組み合わせを変更しつつＬ回（本例では３回）実行すると共に、接続処理を実行する毎に第１検査部４に対する制御を実行してその接続端子４ａ，４ｂに接続されている検査対象部位間（第１グループの検査対象部位と第２グループの検査対象部位との間）の絶縁状態を検査させるマルチプル方式による絶縁検査処理を実行する。

また、この回路基板検査装置１では、１つの検査対象部位としての導体パターン群ＧＰを構成させる集積回路ＩＣであって、部品検査が行われる集積回路ＩＣが複数存在するときには、この集積回路ＩＣのうちの１つの集積回路ＩＣ（上記の例では、集積回路ＩＣ３）については、マルチプル方式による絶縁検査処理において常に低電位が印加される検査対象部位（ネット）として規定すると共に、制御部６や第１検査部４などと同じ電源部８側の基準電位Ｇ１を基準として生成される電圧Ｖ１を作動用電圧とする第２検査部５としての検査装置Ｃで検査する。また、残りの集積回路ＩＣ（上記の例では、集積回路ＩＣ１，ＩＣ２）については、電源部８側の電圧Ｖ１と電気的に絶縁されると共に互いに電気的に絶縁された２つの電圧Ｖ２，Ｖ３（フローティング電源部９から供給される電圧）を作動用電圧とする第２検査部５としての検査装置Ａ，Ｂで検査する。

したがって、この回路基板検査装置１によれば、背景技術で述べた回路基板検査装置とは異なり、部品検査を行う電子部品毎に設けたすべての第２検査部のうちの１つの第２検査部（上記の例では検査装置Ｃ）には、制御部６や第１検査部４などと同じ電源部８からの電圧Ｖ１を作動用電圧として供給することができるため、フローティング電源部９で個別に生成させる第２検査部のための作動用電圧の種類を１種類だけ削減できる結果、フローティング電源部９ですべての第２検査部のための作動用電圧を生成させる構成と比較して、フローティング電源部９の構成をその分だけ簡易に構成することができる。

１回路基板検査装置
２フィクスチャ
３スキャナ
４第１検査部
５第２検査部
６制御部
８電源部
９フローティング電源部
２１プローブピン
５１回路基板
ＧＰ導体パターン群
ＩＣ１，ＩＣ２，ＩＣ３集積回路
Ｐ導体パターン
Ｖ１電圧（第１作動用電圧）
Ｖ２，Ｖ３電圧（第２作動用電圧）

Claims

複数の導体パターンが形成されると共に当該複数の導体パターンのうちのいずれかの導体パターンに接続された電子部品が内蔵された回路基板の当該複数の導体パターンに接触させられる複数のプローブピンが立設されたフィクスチャと、
一対の接続端子を有し当該一対の接続端子に接続された検査対象部位間の絶縁状態を当該一対の接続端子のうちの一方の接続端子を低電位としかつ他方の接続端子を高電位とした状態で検査する第１検査部と、
複数の切替スイッチを有して構成されると共に、配線を介して前記複数のプローブピンおよび前記一対の接続端子と接続された状態で前記フィクスチャと前記第１検査部との間に配設されて、前記切替スイッチのオン・オフ状態が制御されることにより、前記複数のプローブピンのすべてを前記一対の接続端子から切り離す分離状態および前記複数のプローブピンのうちの任意のプローブピンを前記一対の接続端子に接続する接続状態のいずれかの状態に移行するスキャナと、
前記電子部品を介して連鎖的に接続されている全ての前記導体パターンで構成される複数の導体パターン群、および前記導体パターン群を構成しない独立した前記導体パターンを合わせてＫ個（Ｋは３以上の整数）の検査対象部位として、前記スキャナに対する制御を実行して、当該Ｋ個の検査対象部位のうちの一部の検査対象部位を第１グループとして設定して当該第１グループの検査対象部位を前記一対の接続端子のうちのいずれか一方の接続端子に接続させることで前記低電位および前記高電位のうちのいずれか一方の電位に接続させ、かつ当該Ｋ個の検査対象部位のうちの当該第１グループの検査対象部位を除く他の全ての検査対象部位を第２グループとして設定して当該第２グループの検査対象部位を当該一対の接続端子のうちの他方の接続端子に接続させることで前記低電位および前記高電位のうちの他方の電位に接続させる接続処理を当該両グループとしてそれぞれ設定する前記検査対象部位の組み合わせを変更しつつＬ回（Ｌはｌｏｇ_２Ｋ以上であってｌｏｇ_２Ｋに最も近い整数）実行すると共に、当該接続処理を実行する毎に前記第１検査部に対する制御を実行して当該一対の接続端子に接続されている検査対象部位間の絶縁状態を検査させる絶縁検査処理を実行する制御部と、
前記第１検査部、前記スキャナおよび前記制御部に第１作動用電圧を供給する電源部とを備えている回路基板検査装置であって、
１つの前記導体パターン群を構成させる前記電子部品に接続されている前記導体パターンに接触する前記プローブピンに配線を介して直接的に接続されて、当該電子部品に対する部品検査を実行する第２検査部と、
前記第１作動用電圧と電気的に絶縁されると共に互いに電気的に絶縁された第２作動用電圧を供給するフローティング電源部とを備え、
前記制御部は、複数の前記導体パターン群のうちの１つの導体パターン群を常に前記低電位に接続させた状態でＬ回の前記接続処理を実行すると共に前記絶縁検査処理を実行し、
前記第２検査部のうちの前記低電位に接続させた前記１つの導体パターン群を構成させる前記電子部品に対する前記部品検査を実行する第２検査部は、前記電源部から前記第１作動用電圧の供給を受けて作動し、当該第２検査部を除く他のすべての第２検査部は、前記フローティング電源部から前記第２作動用電圧の供給を受けて作動する回路基板検査装置。