JP6633949B2 - 基板検査装置及び基板検査方法 - Google Patents
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Description
この場合、検査プローブと導体パターンとの間の接触状態が測定値に影響するおそれがある。特に、微細化により品質(抵抗値のばらつきが小さいこと)の要求が高くなっている近年においては、接触状態が測定値に及ぼす影響は大きな問題となっている。
この方法によれば、非接続状態等の測定異常が検出されず、かつ測定値の変動が少ないときには測定回数がM回に達する以前に測定処理を終了させることができ、測定効率を向上させることができると記載されている。
また、複数回の測定を行う場合に、電流の向きを変えて第1回目の測定と第2回目の測定を行うと、その測定値に差が生じる。これは、検査プローブを導体パターンに接触した状態での電気経路は、導体と絶縁体(例えば接触部)とが混在しており、いずれか一方の方向に電流が流れ易くなっているためと想定される。また、測定を繰り返すと、測定回数を重ねるにしたがって測定値は徐々に所定値に収束していく。このため、電流の向きを交互に切り換えながら測定すると、測定値は徐々に所定値に収束していくが、大きい測定値と小さい測定値とが交互に測定される。この交互に切り換えながらの測定では、測定値が許容範囲内に入るまでに時間がかかる。
本発明では、最初の2回の測定値を比較して小さい測定値を測定したときの電流の向きで3回目以降の測定を行うことにより、接触状態の影響がより小さい方の測定条件で測定することになり、より正確にかつ早く基準値に到達することができ、その分、検査時間を短くすることができる。
また、本発明の基板検査装置において、測定回数の上限を設定する条件設定部と、前記検査判定部により良と判定されない場合に前記測定回数が上限に達するまで測定を繰り返す繰り返し制御部とを備え、前記検査判定部は、良と判定されずに前記測定回数が上限に達した場合に不良と判定するものとしてもよい。
[基板検査装置]
第1実施形態における基板検査装置11は、回路基板1の導体パターン2についての導通検査を行うものであり、図2に示すように、所定の直流電流を発生する直流電流源12と、回路基板1上に露出している導体パターン2の両端部に接触される一対の検査プローブ13と、検査プローブ13と直流電流源12との間に設けられた切換スイッチ(切換手段)14と、検査プローブ13間の電位を検知するための電位検知部15と、検査プローブ13に対する通電を制御しつつ回路基板1の良否判定を行う制御部16と、その判定結果等を表示する表示部17とを備える。
切換スイッチ14は、直流電流源12と検査プローブ13との間の接続をON、OFFして検査プローブ13に対する通電を開始又は停止する機能と、これら直流電流源12と検査プローブ13とを接続状態としたときの両検査プローブ13に対する電流の流れる方向を切り換える機能との二つの機能を有する。ただし、本発明においては、これら二つの機能を別々に設けてもよい。
検査判定部24は、電位検知部15から送られてきたデータ(電位)を取り込み、直流電流源12に対して設定しておいた定電流値との関係から抵抗値を算出し、その抵抗値を基準値(導通状態が良好である場合の最大許容抵抗値)と比較して、いずれが小さいかの比較結果から回路基板1の良否を判定する。
繰り返し制御部25は、検査判定部24で良と判定されなかった場合に、所定条件の下、測定を所定回数繰り返すように制御する。
電流方向制御部26は、繰り返し制御部25の制御により測定が繰り返される場合の電流の方向を制御する。
以上の制御部16における制御の詳細については、以下の基板検査方法の説明において行う。
基板検査方法を図1のフローチャートにしたがって説明する。
回路基板1の導通検査を行う場合、検査プローブ13を導体パターン2の両端部に接触させ、まず、導体パターン2に流れる電流の方向をいずれかに設定した状態とする(S1:電流方向初期設定)。
次いで、測定回数iを1に設定し(S2)、切換スイッチ14をONにすることにより、検査プローブ13間への通電を開始する(S3)。検査プローブ13間の導体パターン2に所定の電流が流れると、その間の電位が電位検知部15により検出され(S4)、電位検知後、電流が遮断される(S5)。そして、その電位と直流電流源12に対して予め設定しておいた電流値とから抵抗値が演算される(S6)。または、このS6において、電流検出手段を別途用意し、通電中に実測した電流値を用いて抵抗値を算出するようにしてもよい。
検査プローブ13間の導体パターン2に電流を流して電位を検出し、その電位から抵抗値を算出し、その抵抗値を次のステップS7で基準値と比較するまでのプロセスを1回の測定とし、この間に算出される抵抗値を測定値Ri(i=1〜n)とする。
S7で測定値Riが基準値R0以下(Ri≦R0)であると判断されなかった場合は、その測定がn回目の測定であるか否かが判断され(S9)、n回目であると判断された場合は、その回路基板を「不良」と判定する(S10)。このn回の値は予め条件設定部23で設定しておく。測定回数がn回目であるということは、それまでの間に一度も測定値Riが基準値R0以下になることがなかったということであり、上限のn回に達してもなお測定値Riが基準値R0に達しない場合は、その回路基板1を不良と判定するのである。
S9で測定回数がn回目でないと判断された場合は、その測定が1回目の測定であるか否かが判断され(S11)、1回目であると判断された場合は、電流方向制御部26により切換スイッチ14を作動して電流方向切換の処理がなされる(S12)。S11で1回目の測定であると判断されなかった場合は次のステップS13に進む。
S11で1回目の測定であると判断されなかった場合は、2回目の測定であるか否かが判断される(S13)。2回目の測定であると判断された場合は、1回目の測定値(抵抗値)R1と2回目の測定値(抵抗値)R2とを比較して、1回目の測定値R1が2回目の測定値R2より小さいか否かが判断される(S14)。S13で2回目の測定であると判断されなかった場合は次のステップ(S15)に進む。
本実施形態の検査方法においては、図3に示す例では、(a)は1回目の測定値より2回目の測定値が小さかったので、3回目以降を2回目の測定時と同じ電流方向(−方向)で測定し、(b)は1回目の測定値の方が2回目の測定値より小さかったので、3回目以降を1回目の測定時と同じ電流方向(+方向)で測定している。
因みに、図4は電流方向を全く変えずに、同じ導体パターンを最初から同じ方向(図4に示す例では+方向)に電流を流して繰り返し測定した場合の測定値の変化を示している。この場合でも、測定回数が増えるほど測定値は小さくなるが、基準値R0以下となるまでに時間がかかっている。
この第2実施形態の基板検査装置11´では、第1実施形態の基板検査装置11の直流電流源12に代えて直流電圧源12´が設けられ、電位検知部15に代えて電位・電流検知部15´が設けられている。そして、二つの導体パターン2にそれぞれ接触させた検査プローブ13間に直流電圧源12´から電圧を印加したときの検査プローブ13間の電位及び電流を電位・電流検知部15´によって検知する構成である。その他の構成は、これら直流電圧源12´、電位・電流検知部15´に対応して変更される部分(後述の絶縁検査方法において説明する)以外は、第1実施形態の基板検査装置11と同様であり、共通部分に同一符号を付して説明を省略する。
以降、S9からS15までの各ステップは、前述の第1実施形態の場合と同様であり、S15では測定回数iをカウントアップして、再度S3´からのステップを繰り返す。
この絶縁検査においては、二つの導体パターン2にそれぞれ検査プローブ13を接触させ、これら導体パターン2にまたがって電圧を印加することにより、導体パターン2間の絶縁状態を検査する。また、直流電圧源12´から電圧を印加するので、S12及びS16の電流方向切換のステップにおいては、電圧の印加方向を切り換えることにより流れる電流の方向を切り換えるものとする。つまり、この絶縁検査では、電圧を印加して、高電位側から低電位側に流れる電流を測定し、その電圧の印加方向を変えることで、流れる電流の方向が変わることを利用して検査するのである。
並行する導体パターン間の絶縁抵抗値Rxは、並行する導体パターン間に設けられる材料に依存する電気抵抗率ρを、導体パターン間(スペース)の長さをL、導体パターン間の導体パターンの側壁面積をAとすると、
Rx=ρ・L/Aで示される。
前述した上限の基準値Raと下限の基準値Rbの値は、L,A,ρのばらつきを考慮して決定しても良い。または、絶縁検査における測定値を累積しておいて、統計解析から決定しても良い。
この絶縁検査の場合も、導通検査の場合と同様に、1回目の測定値と2回目の測定値のうち、小さい測定値を測定したときの電流方向を採用して3回目以降の測定を行うことにより、早い段階で良否の判定を行うことができる。
前述の導通検査の場合の基準値は、一つの閾値であり、測定値が基準値内になるというのは、測定値が基準値以下になるということを示したが、この絶縁検査の場合の基準値は、上限値と下限値との間の範囲であり、測定値が基準値内となる、ということは、測定値が上限値と下限値との間の範囲内になる、ということを示す。
導通検査の場合も、上限値と下限値とを設定しておき、測定値が上限値と下限値との間に入った場合に良品と判断するようにしてもよい。
Claims (4)
- 回路基板に形成された導体パターンに検査プローブを介して流れる電流に基づく電気特性値を測定し、該電気特性値の測定値に基づき前記回路基板の良否を判定する基板検査方法において、第1回目の測定値が基準値から外れている場合には、前記検査プローブに対する電流の向きを変えて2回目の測定を行い、この第2回目の測定値が前記基準値から外れている場合には、前記第1回目の測定値と前記第2回目の測定値のうちの小さい測定値を測定した時の電流の向きで第3回目以降の測定を行うことを特徴とする基板検査方法。
- 前記測定値が前記基準値内である場合に良と判定し、良と判定されない場合に測定を繰り返して、測定回数が上限に達した場合に不良と判定することを特徴とする請求項1記載の基板検査方法。
- 回路基板に形成された導体パターンに流れる電流に基づく電気特性値を測定し、該電気特性値の測定値に基づき前記回路基板の良否を判定する基板検査装置において、前記導体パターンに接触される一対の検査プローブと、前記検査プローブ間に流れる電流の向きを切り換えるための切換手段と、前記測定値と基準値とを比較して、前記測定値が前記基準値内である場合に前記回路基板を良と判定する検査判定部と、第1回目の測定値が前記検査判定部により良と判定されない場合に、前記検査プローブに対する電流の向きを変えるように前記切換手段を制御し、第2回目の測定値が前記検査判定部により良と判定されない場合には、前記第1回目の測定値と前記第2回目の測定値のうち小さい測定値を測定した時の電流の向きとするように前記切換手段を制御する電流方向制御部とを備えることを特徴とする基板検査装置。
- 測定回数の上限を設定する条件設定部と、前記検査判定部により良と判定されない場合に前記測定回数が上限に達するまで測定を繰り返す繰り返し制御部とを備え、前記検査判定部は、良と判定されずに前記測定回数が上限に達した場合に不良と判定することを特徴とする請求項3記載の基板検査装置。
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