JPH10206484A - 非接触検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一対のスティミュレータから印加される電磁
波を受けて導体回路基板に生起される電気的変化を検出
するセンサの検出感度を高め、且つその検出特性の向上
を図る。 【解決手段】 センサを構成する微小な導電パターン
の、スルーホールによって開口された部位を導電性部材
にて塞ぎ、そのセンサ面を平坦化してセンサ近傍におけ
る電界パターンを均一化すると共に、センサの実効的な
面積を広げて検出感度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微少パターンとし
て実現されるセンサの検出特性の向上を図った非接触検
査装置に関する。

【０００２】

【関連する背景技術】近時、表面実装技術の発展と相俟
って導体回路基板の微細化が進んでいる。これに伴っ
て、その微細な配線パターンの短絡や断線を、予め高精
度に検出することが強く要望されている。このような要
求に応えるべく本出願人は先に特願平８−１０３３８号
にて、所定の電位基準面（接地基準面）に位置付けられ
る導体回路基板に対して電気的に非接触で、且つ所定の
空間的距離を隔てて相対的に移動可能に設けられる非接
触テスタであって、導体回路基板に所定の電磁波を印加
する一対のスティミュレータと、これらの一対のスティ
ミュレータ間に設けられて上記電磁波を受けて前記導体
回路基板に生起される電気的変化を検出するセンサとを
備え、前記相対移動によって検出される前記センサから
の検出信号パターンから前記導体回路基板の良否を検査
する非接触式の基板検査装置を提唱した。

【０００３】この基板検査装置は、図１にその概念を示
すように、接地基準面をなす導体テーブル１上に、所定
の導体パターン２ａを形成した導体回路基板２を、例え
ば吸引機３による負圧吸引によって保持し、その上方に
所定の空間距離（ギャップＧ）を隔てて対向配置した非
接触テスタ４を相対的に移動する如く構成される。この
非接触テスタ４は絶縁性基板４ａの一面に、図２に示す
ように大面積の導電パターンからなる一対のスティミュ
レータ５ａ,５ｂと、これらのスティミュレータ５ａ,５
ｂ間に位置して一次元配列された複数の微小導電パター
ンからなるセンサ６（センサアレイ）とを備えたもの
で、絶縁性基板４ａの他面側にはＩＣ等の電子部品７か
らからなる前記スティミュレータ５ａ,５ｂの駆動回路
やセンサ６に接続される検出回路が実装される。尚、ス
ティミュレータ５ａ,５ｂとその駆動回路との電気的接
続、またセンサ６とその検出回路との電気的接続は、絶
縁性基板４ａに穿たれたスルーホール、具体的にはスル
ーホールの壁面にメッキ形成された導電パターンを介し
てなされる。

【０００４】このように構成された基板検査装置によれ
ば、例えば図３に示すように前記一対のスティミュレー
タ５ａ,５ｂを所定の交番電圧にて励起して導電回路基
板２に電磁波、具体的には電界を印加し、これによって
導電回路基板２に生起される電気的変化、例えば導電パ
ターン２ａの有無や大きさ、形状によって生じる電位的
変化を前記センサ６により検出することで、該導電回路
基板２の良否を非接触に検出することが可能となる。

【０００５】具体的には前記一対のスティミュレータ５
ａ,５ｂを逆相駆動しながら、導体回路基板２の上の微
細な導電パターン２ａを走査した場合、センサ６によっ
て検出される電気的変化が、そのギャップＧによって検
出レベルが変化するものの、図４に示すような検出パタ
ーンとなり、この検出パターンを、例えば予め求められ
ている既知の導電回路基板の標準パターンと比較するこ
とで、その良否を判定することが可能となる。

【０００６】尚、センサ６による導電パターン２ａに生
じた変位電流の検出は、丁度、導電パターン２ａと前記
センサ６との間を空間的に結合する上記容量Ｃ3を流れ
る電流ｉsを検出することに相当する。この電流ｉsは、
スティミュレータ５ａ,５ｂにそれぞれ印加する交流信
号をＶ1,Ｖ2 とし、スティミュレータ５ａ,５ｂと導電
パターン２ａとの間の容量Ｃ1,Ｃ5にそれぞれ流れる電
流をｉ1,ｉ2すると ｉs ＝ｊωＣ3（Ｃ1Ｖ1＋Ｃ5Ｖ2）／（Ｃ1＋Ｃ2＋Ｃ3＋
Ｃ4＋Ｃ5＋Ｃ6） となる。但し、 Ｖ1 ＝（ｉ1／ｊωＣ1）＋（ｉ3／ｊωＣA） Ｖ2 ＝（ｉ2／ｊωＣ5）＋（ｉ3／ｊωＣA） ｉ3 ＝ ｉ1＋ｉ2 ＣA ＝ Ｃ2＋Ｃ3＋Ｃ4＋Ｃ6 である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】さて上述した如く導電
回路基板２の導電パターン２ａに生じる電気的変化を検
出するセンサ６をなす導電パターンは、要求される検出
分解能に応じて微細化する傾向にあり、例えば図５に示
すように０.７５mmピッチで配列された０.６５mm角の微
細な導電パターンとして実現される。しかもこの微細な
導電パターンの中央部には、その絶縁性基板４ａの裏面
側に実装される検出回路との電気的接続をなすためのス
ルーホール６ａが設けられる。このスルーホール６ａ
は、最小サイズとして直径略０.２mm程度の導電孔とし
て実現される。

【０００８】このようなスルーホール６ａを備えた導電
パターンからなるセンサ６を用いて前述した導体回路基
板２における電気的変化を高感度に検出しようとする場
合、その導電パターンが微細化した分だけ導体回路基板
２に近付けることが必要となる。しかし微小ではあるが
図６に破線パターンとして示すようにセンサ６の近傍の
電界パターンＥは、スルーホール６ａの孔部（開口部）
の存在によって乱れを生じており、均一な検出を行う上
で必要な平行で均一な電界パターンとはなっていない。
このような電界パターンＥの乱れは、導体回路基板２を
走査したときの変位電流の乱れの原因となるもので、例
えばセンサ６が導電回路基板２のセンサ幅よりも細い導
電パターン２ａの幅方向の中心に位置したとき、その検
出感度が若干低下する等の現象を招く。

【０００９】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たもので、その目的は、検出分解能を高めるべくセンサ
を微細パターン化した場合であっても、導体回路基板に
生起した電気的変化を、安定に、且つ高感度に検出する
ことのできる検出特性の優れた非接触検査装置を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した目的を
達成するべく、導体回路基板に所定の電磁波を印加する
一対のスティミュレータと、一対のスティミュレータ間
に設けられて上記電磁波を受けて前記導体回路基板に生
起される電気的変化を検出するセンサとを具備し、前記
導体回路基板に対して電気的に非接触で、且つ所定の空
間的距離を隔てて位置付けられる非接触検査装置であっ
て、絶縁性回路基板の一面に形成され、該絶縁性回路基
板に設けられたスルーホールを介して電極配線された導
電パターンからなる前記スティミュレータおよびセンサ
の、特に微小な導電パターンからなるセンサの、例えば
導電パターンの中心部に設けられるスルーホールにより
開口された部位に導電性部材を埋め込み形成し、これに
よって均一な電界パターンを形成する平坦なセンサ面と
したことを特徴とするものである。

【００１１】つまり微小な導電パターンからなるセンサ
の中心部に開口したスルーホールを導電性部材にて埋め
込み、これによってそのセンサ面を平坦化して導体回路
基板が形成する電界パターンを、ギャップが最接近した
ときでも均一に検出し、検出特性の安定化を図ったこと
を特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態に係る非接触検査装置について説明する。図７
(ａ)(ｂ)は非接触検査装置に組み込まれて前述した一対
のスティミュレータ５ａ,５ｂにより印加された電磁
波、具体的には電界によって導体回路基板２に生じた電
気的変化を検出するセンサ６の構造を示すもので、同図
(ａ)は第１の実施形態、同図(ｂ)は第２の実施形態に係
る断面構造をそれぞれ示している。このセンサ６は、基
本的には絶縁性基板４ａの一面に形成された微小な方形
状をなす導電パターンからなり、スルーホール６ａを介
して絶縁性基板４ａの反対面側に電気的に接続され、該
絶縁性基板４ａの裏面側に実装される電子部品７からな
る検出回路に接続される。尚、スルーホール６ａは、絶
縁性基板４ａに穿いた透孔の壁面に、該絶縁性基板４ａ
の表裏面を連結する導電膜をメッキして形成される。

【００１３】しかしてこの装置において特徴とするとこ
ろは、センサ６を構成する微細な導電パターンの中央部
に穿たれたスルーホール６ａの開口部を、Ａu等の電極
材料からなる導電性部材にて埋め込み形成し、その表面
を全体に亘って平坦なセンサ面として成形した点にあ
る。具体的にはセンサ６におけるスルーホール６ａの開
口部（透孔部）に、例えばエポキシ樹脂８を充填してそ
の孔部を塞ぎ、図７(ａ)に示すように上記エポキシ樹脂
８の充填部位に、該センサ６の導電パターンに連続させ
て導電性部材９をメッキ形成する。或いはスルーホール
６ａの開口部（透孔部）にエポキシ樹脂８を充填した
後、図７(ｂ)に示すように該センサ６の導電パターンの
全域に亘って導電性部材９を蒸着形成する。即ち、スル
ーホール６ａの存在によって開口されたセンサ６の導電
パターンの開口部を覆って、その全面が平坦なセンサ面
となるように導電性部材９を埋め込み形成する。

【００１４】かくしてこのようにしてスルーホール６ａ
による開口部を導電性部材９にて塞ぎ、その全面を平坦
なセンサ面としたセンサ６によれば、特に小面積のセン
サ６においてその実効的なセンサ面積を大きくすること
ができ、検出感度を高めることができる。これに加えて
センサ面全体が平坦なので、その近傍の電界パターンＥ
をセンサ面に平行な均一分布のパターンとすることが可
能となる。従って一対のスティミュレータ５ａ,５ｂに
より印加された電界によって導電回路基板２に生起され
た電気的変化を検出するに際しても、変位電流の乱れを
生じることなしに高感度に検出することが可能となる。

【００１５】特に上記構造のセンサ６は、そのスルーホ
ール６ａにエポキシ樹脂を埋め込んでその孔部を塞ぎ、
その上に導電性部材９を蒸着或いはメッキ形成して平坦
なセンサ面を形成した構造なので安価である上、簡単に
実現することができ、しかもその検出特性の向上を容易
に図りうるので、実用的利点は多大である。尚、本発明
は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば
スルーホール６ａの全体を導電性材料９にて埋め込み形
成し、そのセンサ面全体を平坦化することも勿論可能で
ある。またこの例では、センサ６をなす導電パターンの
中央部にスルーホール６ａを設けたが、上述したように
スルーホール６ａを覆って設けられる導電性材料９にて
そのセンサ面の全体が平坦化されるので、スルーホール
６ａをその導電パターン中の偏った位置に設けることも
可能である。またセンサ６の大きさや形状、更にはその
配列数は、検査装置の仕様に応じて設定すればよいもの
であり、要は本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
変形して実施することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
対のスティミュレータから印加される電磁波を受けて導
体回路基板に生起される電気的変化を検出するセンサ
の、例えば導電パターンの中心部に設けられるスルーホ
ールにより開口された部位に導電性部材を埋め込み形成
することでそのセンサ面を平坦化しているので、簡易に
して安価に該センサの実効的な面積を広げてその検出感
度を高めることができる。しかもセンサ面全体を平坦化
しているので、センサ面近傍における電界パターンを均
一化することができ、変位電流の乱れのない安定した検
出を可能とする等の実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される非接触式の基板検査装置の
概略的な構成を示す図。

【図２】図１に示す基板検査装置における一対のスティ
ミュレータとセンサの導電パターンの関係を示す図。

【図３】図１に示す基板検査装置の原理的な作動形態を
示す図。

【図４】図１に示す基板検査装置による検出パターン特
性を示す図。

【図５】図１に示す基板検査装置におけるセンサの配列
構成例を示す図。

【図６】図１に示す基板検査装置におけるセンサの断面
構造を示す図。

【図７】本発明の実施形態に係るセンサの断面構造を示
す図。

【符号の説明】

１ 導体テーブル ２ 導体回路基板（プリント基板） ２ａ 導電パターン ３ 吸引機 ４ 非接触テスタ ４ａ 絶縁性基板 ５ａ,５ｂ スティミュレータ ６ センサ（センサアレイ） ６ａ スルーホール ７ 電子部品 ８ エポキシ樹脂 ９ 導電性部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体回路基板に対して電気的に非接触
   で、且つ所定の空間的距離を隔てて位置付けられ、前記
   導体回路基板に所定の電磁波を印加する一対のスティミ
   ュレータと、これらの一対のスティミュレータ間に設け
   られて上記電磁波を受けて前記導体回路基板に生起され
   る電気的変化を検出するセンサとを具備した非接触検査
   装置であって、 前記スティミュレータおよびセンサは、絶縁性回路基板
   の一面に形成され、該絶縁性回路基板に設けられたスル
   ーホールを介して電極配線された導電パターンからな
   り、 前記センサは、その導電パターンのスルーホールにより
   開口された部位に、導電性部材を埋め込み形成して平坦
   なセンサ面としてなることを特徴とする非接触検査装
   置。
2. 【請求項２】 前記センサは、スルーホールを導電パタ
   ーン中心部に備えた複数の方形パターンの並びからなる
   センサ・アレイを構成するものである請求項１に記載の
   非接触検査装置。