KR20150024773A - 검사 장치 - Google Patents

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니혼덴산리드가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 절연 검사시에 발생한 스파크 및 부분 방전을 간단한 구성으로 검출할 수 있는 검사 장치의 구성을 제공한다. 정전류원(11)은, 검사 대상의 배선 패턴의 한쪽인 플러스측 패턴(P1)에 전류를 공급한다. 전류 측정부(16)는, 검사 대상의 배선 패턴의 다른 쪽인 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류(I)를 측정한다. 종료 시간 측정부(21)는, 전류 측정부(16)가 측정한 전류(I)가 검사 종료 임계값을 하회할 때까지 필요로 한 시간인 종료 시간을 측정한다. 판정부(22)는, 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우에, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정한다. 또한, 제어부(10)는, 플러스측 패턴(P1)에 전류의 공급을 개시하고나서, 전류 측정부(16)가 측정한 전류가, 미리 결정된 제2 임계값을 하회하지 않은 상태에서 미리 결정된 제한 시간이 초과한 경우, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성이 불충분하다고 판정한다.

Description

검사 장치{INSPECTING APPARATUS}
본 발명은 주로, 회로 기판의 검사 장치에 관한 것이다. 상세하게는, 검사 대상의 배선 패턴간에서 발생한 스파크 및 부분 방전을 검출하기 위한 구성에 관한 것이다.
회로 기판에 형성된 복수의 배선 패턴간의 절연 상태(충분한 절연성이 확보되어 있는지 여부)를 검사함으로써, 당해 회로 기판이 양품인지 여부를 판정하는 검사 장치가 알려져 있다. 절연 상태의 검사는, 검사 대상의 배선 패턴의 세트에 소정의(미리 결정된) 전압을 인가하여, 당해 배선 패턴의 사이의 저항값을 측정함으로써 행한다.
상기의 절연 검사시에는 배선 패턴에 전압이 인가되기 때문에, 당해 배선 패턴의 사이에서 스파크가 발생할 수 있다. 이와 같이 스파크가 발생한 경우, 회로 기판에 어떠한 손상이 발생했을 가능성이 높다. 따라서, 검사 중에 스파크가 발생한 회로 기판은, 불량품으로서 구별하는 것이 바람직하다.
이와 관련하여, 특허문헌 1은, 배선 패턴에 인가하는 전압 파형의 하강(금회 전압이 전회 전압보다 작아지는 부위)이 검출되었을 때에, 스파크의 발생을 검출하는 구성을 개시하고 있다. 특허문헌 1은, 이에 의해, 절연 검사에 의해 스파크가 발생한 회로 기판이 혼입되는 것을 확실하게 방지할 수 있다고 한다.
일본 특허 제3546046호 공보 일본 특허 공개 제2010-32457호 공보
그러나, 최근에는, 프린트 기판의 패턴 피치가 해마다 좁아지고 있고, 이것에 기인하여 절연 검사시에 배선 패턴의 사이에 부분 방전이 발생하는 경우가 늘어나고 있다. 부분 방전이 발생한 경우도 회로 기판에 손상이 발생할 수 있다. 따라서, 검사 중에 스파크가 발생한 회로 기판과 마찬가지로, 부분 방전이 발생한 회로 기판도 불량품으로서 구별하는 것이 바람직하다.
그런데, 부분 방전의 경우, 배선 패턴의 사이에 흐르는 전류가 작기 때문에, 스파크가 발생한 경우와 같은 전압의 하강이 관측되지 않는다. 이 때문에, 특허문헌 1의 구성으로는, 절연 검사시에 발생하는 부분 방전을 검출할 수 없다.
이와 관련하여, 특허문헌 2는, 부분 방전이 발생했을 때에 발생하는 전자파를 검출함으로써, 부분 방전의 발생 횟수를 카운트하는 구성을 개시하고 있다. 그러나, 특허문헌 2의 구성은, 상기 전자파를 수신하기 위한 안테나 등이 필요해져, 장치가 복잡화된다는 문제가 있다.
본 발명은 절연 검사시에 발생한 스파크 및 부분 방전을 간단한 구성으로 검출할 수 있는 검사 장치를 제공한다.
본원 발명의 관점에 의하면, 회로 기판에 형성된 배선 패턴의 절연성을 검사하는 검사 장치의 구성이 이하와 같이 제공된다. 즉, 이 검사 장치는, 전류원과, 전류 측정부와, 판정부를 구비한다. 상기 전류원은, 검사 대상의 배선 패턴의 한쪽인 플러스측 패턴에 전류를 공급한다. 상기 전류 측정부는, 상기 검사 대상의 배선 패턴에 흐른 전류를 측정한다. 상기 판정부는, 상기 전류 측정부에서 측정된 전류의 시간 변화에 기초하여, 상기 검사 대상의 배선 패턴에 스파크 또는 부분 방전이 발생했는지 여부를 판정한다.
상기의 검사 장치에 있어서, 상기 전류 측정부는, 상기 검사 대상의 배선 패턴의 다른 쪽인 마이너스측 패턴에 흐른 전류를 측정하는 것이 바람직하다.
상기의 검사 장치는, 이하와 같이 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 이 검사 장치는, 상기 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시하고나서, 상기 전류 측정부가 측정한 전류가 미리 결정 된 제1 임계값을 하회할 때까지 필요로 한 시간인 종료 시간을 측정하는 종료 시간 측정부를 구비한다. 상기 판정부는, 상기 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우에, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정한다.
상기의 검사 장치는, 상기 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시하고나서, 상기 전류 측정부가 측정한 전류가, 미리 결정된 제2 임계값을 하회하지 않은 상태에서 미리 결정된 제한 시간이 초과한 경우, 상기 검사 대상의 배선 패턴간의 절연성이 불충분하다고 판정하는 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 검사 대상의 배선 패턴의 사이에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 경우, 당해 배선 패턴에 흐르는 전류의 시간 변화가 정상시에 비해 느려진다. 따라서, 배선 패턴에 흐른 전류의 시간 변화에 기초하여, 스파크 및 부분 방전의 발생 유무를 판정할 수 있다.
마이너스측의 패턴의 전류를 측정함으로써, 플러스측의 각 구성의 영향을 받기 어려워져, 배선 패턴에 흐른 전류를 고정밀도로 측정할 수 있다. 따라서, 스파크나 부분 방전을 고정밀도로 검출할 수 있다.
검사 대상의 배선 패턴의 사이에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 경우, 마이너스측 패턴에 흐르는 전류의 시간 변화가 느려지는 결과, 당해 전류가 안정될 때까지 필요로 하는 시간이 길어진다. 따라서, 상기한 바와 같이 종료 시간이 규정 시간 보다 길어진 경우에는, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정할 수 있다.
마이너스측 패턴에 흐르는 전류에 기초하여, 배선 패턴간의 절연성을 검사할 수 있다. 따라서, 상기 구성의 검사 장치에 의하면, 절연 검사와, 스파크 및 부분 방전의 검출을, 공통의 구성(전류원, 전류 측정부 등)을 사용하여 실현할 수 있어, 검사 장치를 간소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 검사 장치의 전체적인 구성을 나타내는 모식적인 회로도이다.
도 2는 검사 장치에 의해 배선 패턴을 검사하고 있는 모습을 나타내는 간략화한 회로도이다.
도 3은 검사 장치에 의한 절연 검사의 흐름도이다.
도 4의 (a)는, 정상시에 있어서의 플러스측 패턴의 전압(V)의 시간 변화를 나타내는 그래프이고, (b)는 정상시에 있어서의 마이너스측 패턴에 흐르는 전류(I)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5의 (a)는, 스파크가 발생한 경우의 플러스측 패턴의 전압(V)의 시간 변화를 나타내는 그래프이고, (b)는 스파크가 발생한 경우의 마이너스측 패턴에 흐르는 전류(I)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6의 (a)는, 부분 방전이 발생한 경우의 플러스측 패턴의 전압(V)의 시간 변화를 나타내는 그래프이고, (b)는 부분 방전이 발생한 경우의 마이너스측 패턴에 흐르는 전류(I)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7의 (a)는, 충전 기간 종료 후에 부분 방전이 발생한 경우의 플러스측 패턴의 전압(V)의 시간 변화를 나타내는 그래프이고, (b) 충전 기간 종료 후에 부분 방전이 발생한 경우의 마이너스측 패턴에 흐르는 전류(I)의 시간 변화를 나타내는 그래프이다.
이어서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도 1에 도시하는 본 실시 형태의 검사 장치(1)는, 회로 기판(2)에 형성된 배선 패턴간의 절연 상태의 불량 여부 판정을 행하기 위한 것이다. 또한, 실제의 회로 기판에는 복잡한 배선 패턴이 다수 형성되어 있으나, 도 1에서는 이것을 단순화하여, 회로 기판(2)에 4개의 단순한 배선 패턴(P1 내지 P4)이 형성되어 있는 모습을 나타내고 있다.
검사 장치(1)는, 제어부(10)와, 정전류원(11)과, 전압 측정부(12)와, 리미터 회로(13)와, 프로브(14)와, 스위치 회로(15)와, 전류 측정부(16)를 구비하고 있다.
제어부(10)는, 연산 장치로서의 CPU, 기억 장치로서의 ROM이나 RAM 등의 하드웨어를 가진 컴퓨터이다. 또한, 제어부(10)는, 검사 장치(1)의 각 부를 제어하기 위한 프로그램 등의 소프트웨어를 상기 ROM 등에 유지하고 있다. 제어부(10)는, 상기 하드웨어 및 상기 소프트웨어가 협동함으로써, 검사 장치(1)의 각 부를 제어한다.
검사 장치(1)는, 다수의 프로브(14)를 구비하고 있다. 각 프로브(14)는, 막대 형상 내지 바늘 형상으로 형성된 도전성의 부재이며, 회로 기판(2) 위의 배선 패턴(P1 내지 P4) 중 어느 하나에 접촉 가능하게 구성되어 있다.
정전류원(11)은, 플러스측 단자와 마이너스측 단자를 갖고 있으며, 플러스측 단자와 마이너스측 단자의 사이에 일정한 전류를 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 정전류원(11)의 마이너스측 단자는 접지되어 있다.
리미터 회로(13)는, 정전류원(11)의 플러스측 단자와 마이너스측 단자의 사이의 전위차가 미리 결정된 상한 전압 이상이 되지 않도록 보호하는 것이다.
전류 측정부(16)는, 플러스측 단자와 마이너스측 단자를 구비하고 있고, 플러스측 단자로부터 마이너스측 단자에 흐른 전류의 크기를 검출하도록 구성되어 있다. 전류 측정부(16)에 의한 측정 결과는, 제어부(10)에 출력된다. 또한, 전류 측정부(16)의 마이너스측 단자는 접지되어 있다.
스위치 회로(15)는, 각 프로브(14)를, 정전류원(11)의 플러스측 단자에 접속한 상태, 전류 측정부(16)의 플러스측 단자에 접속한 상태, 정전류원(11)에도 전류 측정부(16)에도 접속하지 않은 상태 중 임의의 상태로 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 스위치 회로(15)는, 제어부(10)에 의해 제어되고 있다.
제어부(10)는, 스위치 회로(15)를 적절히 제어함으로써, 임의의 프로브(14)를 정전류원(11)의 플러스측 단자에 접속할 수 있다. 이에 의해, 당해 프로브(14)가 접촉하고 있는 배선 패턴에 대하여 정전류원(11)으로부터의 정전류를 공급할 수 있다. 본 명세서에서는, 정전류원(11)으로부터의 정전류가 공급되는 배선 패턴을, 「플러스측 패턴」이라고 칭한다. 또한, 제어부(10)는, 스위치 회로(15)를 적절히 제어함으로써, 임의의 프로브(14)를 전류 측정부(16)의 플러스측 단자에 접속할 수 있다. 이에 의해, 당해 프로브(14)가 접촉하고 있는 배선 패턴에 흐른 전류를, 전류 측정부(16)에 의해 측정할 수 있다. 본 명세서에서는, 전류 측정부(16)에 의해 전류가 측정되는 배선 패턴을, 「마이너스측 패턴」이라고 칭한다.
전압 측정부(12)는, 플러스측 패턴의 전압을 측정하도록 구성되어 있다. 전압 측정부(12)에 의한 측정 결과는 제어부(10)에 출력된다.
여기서, 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 2는, 배선 패턴(P1, P2)의 세트를 검사 대상으로 했을 경우를 예시하고 있다. 도 2에서는, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 중, 한쪽의 배선 패턴(P1)을 플러스측 패턴으로 하고, 다른 쪽의 배선 패턴(P2)을 마이너스측 패턴으로 하고 있다. 또한, 도 2에서는, 설명함에 있어 불필요한 구성의 도시를 적절히 생략하고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(P1, P2)의 세트는, 기생 용량(C)을 갖고 있다. 따라서, 정전류원(11)이 플러스측 패턴(P1)에 일정한 전류(I0)를 공급함으로써, 기생 용량(C)이 충전된다. 이에 수반하여 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 상승한다.
여기서, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)의 변화에 대해서, 도 4의 (a)를 참조하여 간단하게 설명한다. 도 4의 (a)는, 플러스측 패턴(P1)에 전류를 공급하기 시작하고나서의 당해 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)의 시간 변화를 모식적으로 예시하는 그래프이다. 또한, 도 4는, 스파크나 부분 방전이 발생하지 않은 경우(정상시)의 그래프이다. 상술한 바와 같이, 전압(V)은, 전압 측정부(12)에 의해 측정된다.
기생 용량(C)이 충전됨으로써, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 서서히 상승한다. 또한, 플러스측 패턴(P1)에 전류의 공급을 개시하기 전의 상태에서는, 기생 용량(C)은 완전히 방전되어 있어, 당해 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)은 제로인 것으로 한다. 따라서, 도 4의 (a)에서는, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 제로에서부터 서서히 상승하는 모습이 도시되어 있다. 이와 같이, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 상승하는 기간(기생 용량(C)이 충전되어 가는 기간)을 본 명세서에서는 「충전 기간」이라고 칭한다.
또한 상술한 바와 같이, 검사 장치(1)에는 리미터 회로(13)가 설치되어 있어, 정전류원(11)의 플러스측 단자와 마이너스측 단자의 사이의 전위차가 상한 전압 이상이 되지 않도록 보호되어 있다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 상한 전압까지 증대하면, 리미터 회로(13)가 작동하여, 전압(V)은 상한 전압으로 일정해진다. 즉, 기생 용량(C)이 상한 전압까지 충전된 시점에서, 당해 기생 용량(C)의 충전이 완료된다.
계속해서, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)에 대해서, 도 4의 (b)를 참조하여 설명한다. 도 4의 (b)는, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 도 4의 (a)와 같이 변화하는 경우에 있어서, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)의 시간 변화를 나타낸 그래프이다. 상술한 바와 같이, 전류(I)는, 전류 측정부(16)에 의해 측정된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(P1, P2)의 사이에는, 저항(R)이 존재하고 있다고 생각된다. 이 저항(R)은 이상적으로는 무한대이지만, 실제로는 유한한 값을 취한다. 따라서, 저항(R)에는 전류(Ir)가 흐를 수 있다. 또한, 충전 기간 중에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 기생 용량(C)을 충전하기 위한 전류(I0-Ir)가 마이너스측 패턴(P2)에 흐른다. 따라서, 충전 기간 중은, 기생 용량(C)을 충전하기 위한 전류(I0-Ir)와, 저항(R)에 흐른 전류(Ir)가 마이너스측 패턴(P2)에 흐르게 된다. 이때 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류를 합계하면 I0로 된다. 결국, 충전 기간 중에 있어서, 마이너스측 패턴(P2)에는 일정한 전류(I0)가 흐른다.
기생 용량(C)의 충전이 완료된 후는 당해 충전을 위한 전류는 흐르지 않게 되므로, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 것은, 저항(R)을 흐르는 전류(Ir)만으로 된다. 이 때문에, 충전 기간이 종료된 후는 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)는 급속하게 감소하여 Ir에 점차 가까워진다.
따라서, 충전 기간이 종료되고, 또한 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)가 안정된 후에, 당해 전류(I)가 충분히 작아진 것을 확인할 수 있으면, 저항(R)에 흐르는 전류(Ir)가 충분히 작은(저항(R)이 충분히 큰) 것을 보증할 수 있다.
이어서, 본 실시 형태의 검사 장치(1)에 의한 회로 기판의 검사 방법에 대해서, 도 3의 흐름도를 참조하여 설명한다.
먼저, 제어부(10)는, 회로 기판에 형성되어 있는 복수의 배선 패턴 중에서, 절연성을 검사할 배선 패턴의 세트를 선택한다(스텝 S101). 제어부(10)는, 스위치 회로(15)를 적절히 제어함으로써, 검사 대상으로서 선택한 배선 패턴의 세트의 한쪽을 플러스측 패턴, 다른 쪽을 마이너스측 패턴으로 한다. 여기에서는, 상술한 도 2와 같이, 배선 패턴(P1)을 플러스측 패턴, 배선 패턴(P2)을 마이너스측 패턴으로 하여 설명한다. 이에 의해, 플러스측 패턴(P1)에 대하여 정전류원(11)로부터의 전류의 공급이 개시된다(스텝 S102). 또한, 제어부(10)는, 플러스측 패턴(P1)에 대하여 전류를 공급하기 시작하고 나서부터의 경과 시간의 계측을 개시한다(스텝 S103).
제어부(10)는, 스텝 S103에서 측정을 개시하고나서의 경과 시간이, 미리 결정된 제한 시간을 초과할 때까지의 동안에(스텝 S104의 판단), 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)를 전류 측정부(16)에 의해 측정하도록 구성되어 있다(스텝 S105).
상술한 바와 같이, 충전 기간이 종료된 후에 전류(I)가 충분히 작아진 것을 확인할 수 있으면, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이의 저항(R)이 충분히 큰 것을 보증할 수 있다. 따라서, 제어부(10)는, 스텝 S105에서 측정한 전류(I)가, 미리 결정된 검사 종료 임계값(도 4의 (b) 등을 참조)을 하회하였는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다(스텝 S106). 전류(I)의 측정 결과가 검사 종료 임계값을 하회한 경우, 저항(R)이 충분히 크다고 생각되므로, 제어부(10)는, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성이 충분히 확보되어 있다고 판정한다(스텝 S107). 이 경우, 제어부(10)는, 스텝 S103부터 스텝 S107까지의 경과 시간(플러스측 패턴(P1)에 전류의 공급을 개시하고나서, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)가 검사 종료 임계값을 하회할 때까지 필요로 한 시간)을 취득한다(스텝 S108). 이때 취득된 경과 시간을, 「절연 검사 종료 시간」으로 한다(도 4의 (b) 등을 참조). 이상과 같이, 본 실시 형태의 제어부(10)는, 절연 검사 종료 시간을 측정하는 종료 시간 측정부(21)로서의 기능을 갖고 있다.
한편, 충분한 시간이 경과했음에도 불구하고, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)가 검사 종료 임계값을 하회하지 않은 경우에는, 저항(R)이 규정보다 작다고(배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성이 충분히 확보되어 있지 않다고) 생각된다. 따라서 제어부(10)는, 전류(I)가 검사 종료 임계값을 하회하지 않은 상태에서 제한 시간이 초과한 경우(스텝 S104의 판단), 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성이 충분히 확보되어 있지 않다고 판정한다(스텝 S109). 이 경우, 제어부(10)는, 회로 기판을 불량품으로 판정하고(스텝 S113), 플로우를 종료한다.
이상과 같이, 스텝 S104 내지 스텝 S106의 루프에 의해, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성을 검사할 수 있다.
그런데, 상기의 절연 검사(스텝 S104 내지 스텝 S106의 루프)에서는, 플러스측 패턴(P1)에 전압이 인가된 상태로 되어 있으므로, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이에 스파크나 부분 방전이 발생할 수 있다. 따라서 본 실시 형태의 제어부(10)는, 상기 절연 검사에 의해 배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성이 충분하다고 판단(스텝 S107)한 경우에는, 또한, 당해 절연 검사 중에 배선 패턴(P1, P2) 사이에 스파크나 부분 방전이 발생하지 않았는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다(스텝 S110). 또한, 스파크 및 부분 방전의 발생 유무를 판정하기 위한 구성에 대해서는 후술한다. 제어부(10)는, 절연 검사 중에 스파크 또는 부분 방전이 발생하였다고 판정한 경우, 회로 기판을 불량품으로 판정하고(스텝 S113), 플로우를 종료한다.
스텝 S110에서, 절연 검사 중에 스파크 및 부분 방전이 발생하지 않았다고 판단된 경우, 제어부(10)는, 검사가 예정되어 있는 모든 배선 패턴의 세트에 대하여 절연 검사가 종료되었는지 여부를 판정하고(스텝 S111의 판단), 종료하지 않은 경우에는, 다음의 배선 패턴의 세트에 대하여 절연 검사를 속행한다. 모든 배선 패턴의 세트에 대하여 절연 검사가 종료된 경우, 제어부는, 회로 기판을 양품이라 판정하고, 플로우를 종료한다(스텝 S112).
이상의 검사 방법에 의하면, 배선 패턴간의 절연성을 충분히 확보할 수 있는 회로 기판만을 양품이라 판정할 수 있다. 그리고, 절연 검사 중에 스파크나 부분 방전이 발생한 회로 기판은 불량품으로서 구별할 수 있으므로, 양품으로 판정된 회로 기판의 신뢰성이 향상된다.
계속해서, 상기의 스텝 S110에서, 스파크 및 부분 방전을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.
도 5는, 충전 기간 중에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이에 스파크가 발생한 경우의, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)의 시간 변화(도 5의 (a)) 및 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류(I)의 시간 변화(도 5의 (b))를 나타내고 있다.
스파크가 발생한 순간, 플러스측 패턴(P1)의 전하가 마이너스측 패턴(P2)에 유출되므로, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)이 일시적으로 강하된다. 즉, 기생 용량(C)에 충전된 전하의 일부가 방전된다. 그 결과, 당해 기생 용량(C)의 충전을 완료시키는데 필요로 하는 시간(충전 기간)이 정상시보다 길어지기 때문에, 전류(I)가 감소하기 시작하는 타이밍이 정상시보다 느려진다. 결과적으로, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연 검사 종료 시간이 정상 시보다 길어져버린다. 또한, 본 명세서에서 「정상시」란, 스파크나 부분 방전이 발생하지 않은 상태를 가리킨다.
이상과 같이, 충전 기간 중에 스파크가 발생한 경우에는, 충전 기간이 정상시보다도 길어지고, 결과적으로, 절연 검사 종료 시간이 정상시보다 길어진다.
계속해서, 부분 방전이 발생한 경우에 대하여 설명한다. 도 6은, 충전 기간 중에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이에 부분 방전이 발생한 경우의, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)의 시간 변화(도 6의 (a)) 및 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류(I)의 시간 변화(도 6의 (b))를 나타내고 있다.
부분 방전이 발생한 경우도, 플러스측 패턴(P1)의 전하가 마이너스측 패턴(P2)으로 유출된다. 부분 방전의 경우에는, 스파크와 같은 급격한 전하의 유출이 아니므로, 플러스측 패턴(P1)으로부터의 전하의 유출 분을, 정전류원(11)으로부터 공급되는 전류로 보충할 수 있다. 따라서, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 부분 방전의 발생 중에는, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)은 강하되지 않지만(기생 용량(C)으로부터의 방전은 발생하지 않지만), 전압(V)의 상승 속도(기생 용량(C)의 충전 속도)가 저하된다. 이 때문에, 기생 용량(C)의 충전에 필요로 하는 시간(충전 기간)이 정상시보다 길어진다.
이상과 같이, 충전 기간 중에 부분 방전이 발생한 경우도, 충전 기간이 정상시보다 길어진다. 따라서, 이 경우도, 전류(I)가 감소하기 시작하는 타이밍이 정상시보다 느려진다. 그 결과, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 절연 검사 종료 시간이 정상시보다 길어져버린다.
계속해서, 도 7을 참조하여, 충전 기간 종료 후에 부분 방전이 발생한 예를 설명한다. 도 7은, 충전 기간 종료 후에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이에 부분 방전이 발생한 경우의, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)의 시간 변화(도 7의 (a)) 및 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류(I)의 시간 변화(도 7의 (b))를 나타내고 있다.
상술한 바와 같이, 부분 방전의 발생 중에는, 플러스측 패턴(P1)의 전압(V)은 강하되지 않는다(기생 용량(C)으로부터의 방전은 발생하지 않는다). 이 때문에, 충전 기간이 종료된 후에 부분 방전이 발생한 경우, 전압(V)의 그래프(도 7의 (a))는 정상시에 있어서의 전압(V)의 그래프(도 5의 (a))와 거의 동일하다. 따라서, 전압(V)의 시간 변화만으로는, 충전 기간 종료 후에 부분 방전이 발생했는지 여부를 판단할 수 없다.
그러나 이 경우에도, 전류(I)의 그래프에는 부분 방전의 영향이 나타난다. 구체적으로는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 충전 기간이 종료된 후, 부분 방전이 발생한 기간 중에는, 전류(I)가 감소하는 속도가 정상시보다 느려진다. 이 때문에, 절연 검사 종료 시간이 정상시보다 길어진다.
이상과 같이, 절연 검사 중에 있어서, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이에 부분 방전 또는 스파크가 발생한 경우에는, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)의 시간 변화(전류(I)가 감소하기 시작하는 타이밍, 또는 당해 전류(I)의 감소 속도)가 정상시보다 느려진다.
따라서, 본 실시 형태의 제어부(10)는, 절연 검사 중에 있어서의 스파크 및 부분 방전의 발생 유무를, 전류(I)의 시간 변화에 기초하여 판정하는 판정부(22)로서의 기능을 갖고 있다.
구체적으로는, 본 실시 형태의 판정부(22)는, 도 3의 스텝 S108에서 취득한 절연 검사 종료 시간이, 규정 시간을 초과하였는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다. 또한, 상기 「규정 시간」은, 정상시의 절연 검사 종료 시간을 기준으로 하여 미리 정해 둔다.
판정부(22)는, 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우, 당해 절연 검사 종료 시간이, 정상시보다 길어졌다고 판단한다. 이 경우, 전류(I)가 감소하기 시작한 타이밍 및 당해 전류(I)의 감소 속도 중 적어도 어느 한쪽이 정상시보다 느려졌다는 것이기 때문에, 판정부(22)는, 절연 검사 중에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 것으로 판정한다(스텝 S110에서 "예").
한편, 판정부(22)는, 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과하지 않은 경우, 당해 절연 검사 종료 시간이 정상시와 변함없다고 판단한다. 이 경우, 전류(I)가 감소하기 시작한 타이밍 및 당해 전류(I)의 감소 속도 양쪽이 정상이라고 생각되므로, 판정부(22)는, 절연 검사 중에 스파크 및 부분 방전은 발생하지 않았다고 판단한다(스텝 S110에서 "아니오").
이와 같이 구성된 본 실시 형태의 검사 장치(1)에 의하면, 종래부터 검출 가능했던 스파크(도 5) 외에, 종래는 검출하는 것이 어려웠던 부분 방전(도 6)의 발생도 검출할 수 있다.
특히, 충전 기간 종료 후에 부분 방전이 발생한 경우(도 7의 케이스), 전압(V)의 그래프는 정상시(도 5의 (a))와 변함없다. 따라서, 전압(V)의 변화를 이용하여 스파크를 검출하는 특허문헌 1의 구성으로는, 도 7과 같은 케이스를 검출하는 것은 불가능하다. 이와 관련하여, 본 실시 형태에서는, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)의 시간 변화를 이용하고 있으므로, 도 7과 같은 케이스에서도 부분 방전을 검출 가능하다.
또한 본 실시 형태의 검사 장치(1)는, 절연 검사(스텝 S104 내지 스텝 S106의 루프)와, 스파크 및 부분 방전의 검출에 있어서, 공통의 구성(정전류원(11), 전류 측정부(16) 등)을 이용할 수 있다. 이에 의해, 본 실시 형태의 검사 장치(1)에서는, 스파크나 부분 방전을 검출하기 위한 특별한 센서 등은 불필요하다. 따라서, 검사 장치(1)의 구성을 간소화할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 검사 장치(1)는, 정전류원(11)과, 전류 측정부(16)와, 판정부(22)를 구비하고 있다. 정전류원(11)은, 검사 대상의 배선 패턴의 한쪽인 플러스측 패턴(P1)에 전류를 공급한다. 전류 측정부(16)는, 검사 대상의 배선 패턴에 흐른 전류(I)를 측정한다. 판정부(22)는, 전류 측정부(16)에서 측정된 전류(I)의 시간 변화에 기초하여, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2)에 스파크 또는 부분 방전이 발생했는지 여부를 판정하고 있다.
즉, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2)의 사이에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 경우, 당해 배선 패턴에 흐르는 전류(I)의 시간 변화가, 정상시에 비해 느려진다. 따라서, 배선 패턴에 흐른 전류(I)의 시간 변화에 기초하여, 스파크 및 부분 방전의 발생 유무를 판정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 검사 장치(1)에 있어서, 전류 측정부(16)는, 검사 대상의 배선 패턴의 다른 쪽인 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류를 측정하고 있다.
즉, 마이너스측의 패턴의 전류를 측정함으로써, 플러스측의 각 구성의 영향을 받기 어려워져, 배선 패턴에 흐른 전류를 고정밀도로 측정할 수 있다. 따라서, 스파크나 부분 방전을 고정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 본 실시 형태의 검사 장치(1)는, 전류 측정부(16)가 측정한 전류(I)가 검사 종료 임계값을 하회할 때까지 필요로 한 시간인 절연 검사 종료 시간을 측정하는 종료 시간 측정부(21)를 구비하고 있다. 판정부(22)는, 절연 검사 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우에, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정한다.
즉, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2)의 사이에 스파크 또는 부분 방전이 발생한 경우, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)의 시간 변화가 느려지는 결과, 당해 전류(I)가 안정될 때까지 필요로 하는 시간이 길어진다. 따라서 상기한 바와 같이 절연 검사 종료 시간이 규정 시간보다 길어진 경우에는, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 본 실시 형태의 검사 장치(1)는, 플러스측 패턴(P1)에 전류의 공급을 개시하고나서, 상기 전류 측정부(16)가 측정한 전류가, 미리 결정된 제2 임계값을 하회하지 않은 상태에서 미리 결정된 제한 시간이 초과한 경우, 검사 대상의 배선 패턴(P1, P2) 사이의 절연성이 불충분하다고 판정하는 제어부(10)를 구비하고 있다.
이와 같이, 마이너스측 패턴(P2)에 흐르는 전류(I)에 기초하여, 배선 패턴간의 절연성을 검사할 수 있다. 따라서, 상기 구성의 검사 장치(1)에 의하면, 절연 검사와, 스파크 및 부분 방전의 검출을, 공통의 구성(정전류원(11), 전류 측정부(16) 등)을 사용하여 실현할 수 있어, 검사 장치(1)를 간소화할 수 있다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명했지만, 상기의 구성은 예를 들어 이하와 같이 변경할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 스파크 또는 부분 방전이 1회라도 발생한 경우에는 불량품이라고 판단하도록 구성되어 있지만, 수회의 스파크(또는 부분 방전)를 허용하도록 해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 전압 측정부(12)에 의한 전압(V)의 측정 결과는 사용하고 있지 않다. 따라서, 전압 측정부(12)는 생략할 수도 있다.
종래의 방법(특허문헌 1)으로는, 부분 방전의 발생을 검출할 수는 없지만, 스파크의 발생을 검출하는 것은 가능하다. 이 때문에, 종래의 방법과 본원 발명의 방법을 조합함으로써, 스파크의 발생과 부분 방전의 발생을 구별하여 검출할 수 있다. 따라서, 스파크가 발생한 경우와 부분 방전이 발생한 경우에, 필요에 따라 처리를 상이하게 할 수도 있다.
상기 실시 형태에서는, 제1 임계값(스파크 및 부분 방전을 검출할 때에 사용하는 임계값)과, 제2 임계값(절연성이 충분한지 여부를 판단할 때에 사용하는 임계값)을 동일값(검사 종료 임계값)으로 하고 있다. 그러나, 제1 임계값과 제2 임계값은 상이해도 된다.
또한, 상기 실시 형태는 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류를 전류 측정부에서 측정하는 구성이지만, 배선 패턴(P1, P2)에 흐른 전류를 측정한다는 관점에서 보면, 플러스측 패턴(P1)에 유입되는 전류를, 전류 측정부에서 측정하도록 구성할 수도 있다. 단, 플러스측 패턴(P1)에 유입되는 전류를 측정하는 구성의 경우, 플러스측의 각 구성의 영향을 받기 쉬우므로, 배선 패턴에 흐른 전류를 정확하게 검출하는 것이 어려워진다. 따라서, 스파크 및 부분 방전의 검출 정밀도의 점에서 보면, 상기 실시 형태와 같이, 마이너스측 패턴(P2)에 흐른 전류를 측정하는 구성이 바람직하다.
1 : 검사 장치 11 : 정전류원
16 : 전류 측정부 22 : 판정부
P1 : 플러스측 패턴 P2 : 마이너스측 패턴

Claims (4)

  1. 회로 기판에 형성된 배선 패턴의 절연성을 검사하는 검사 장치로서,
    검사 대상의 배선 패턴의 한쪽인 플러스측 패턴에 전류를 공급하는 전류원과,
    상기 검사 대상의 배선 패턴에 흐른 전류를 측정하는 전류 측정부와,
    상기 전류 측정부에서 측정된 전류의 시간 변화에 기초하여, 상기 검사 대상의 배선 패턴에 스파크 또는 부분 방전이 발생했는지 여부를 판정하는 판정부를 구비하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전류 측정부는, 상기 검사 대상의 배선 패턴의 다른 쪽인 마이너스측 패턴에 흐른 전류를 측정하는, 검사 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시하고나서, 상기 전류 측정부가 측정한 전류가, 미리 결정된 제1 임계값을 하회할 때까지 필요로 한 시간인 종료 시간을 측정하는 종료 시간 측정부를 더 구비하고,
    상기 판정부는, 상기 종료 시간이 규정 시간을 초과한 경우에, 스파크 또는 부분 방전이 발생했다고 판정하는, 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플러스측 패턴에 전류의 공급을 개시하고나서, 상기 전류 측정부가 측정한 전류가, 미리 결정된 제2 임계값을 하회하지 않은 상태에서 미리 결정된 제한 시간을 초과한 경우, 상기 검사 대상의 배선 패턴간의 절연성이 불충분하다고 판정하는 제어부를 더 구비하는, 검사 장치.
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