KR20170106917A

KR20170106917A - 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법

Info

Publication number: KR20170106917A
Application number: KR1020170028662A
Authority: KR
Inventors: 게이이치로 사사미네; 도모카즈 사이토; 겐고 츠치다
Original assignee: 야마하 파인 테크 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2017-09-22
Also published as: CN107192913B; TWI621863B; CN107192913A; TW201732309A; JP6633949B2; JP2017166875A; KR101961536B1

Abstract

회로 기판에 형성된 도체 패턴에 검사 프로브를 통하여 전류를 흘려 전기 특성값을 측정하고, 해당 전기 특성값의 측정값에 기초하여 회로 기판의 양부를 판정하는 기판 검사 방법에 있어서, 측정값이 허용 범위 내인 경우에 양호로 판정하고, 양호로 판정되지 않는 경우에 측정을 반복하여, 측정 횟수가 상한에 도달했을 경우에 불량으로 판정함과 함께, 제1회째의 측정값이 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 검사 프로브에 대한 전류의 방향을 전환하여 2회째의 측정을 행하고, 이 제2회째의 측정값이 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 제1회째의 측정값과 제2회째의 측정값 중 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류의 방향으로 제3회째 이후의 측정을 행한다.

Description

기판 검사 장치 및 기판 검사 방법{SUBSTRATE INSPECTION APPARATUS AND SUBSTRATE INSPECTION METHOD}

본 발명은, 회로 기판의 도체 패턴의 전기적인 도통 상태 또는 절연 상태를 검사하기 위한 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법에 관한 것이다.

프린트 기판 등의 회로 기판에 있어서의 도체 패턴의 단선 또는 단락 등의 전기적인 도통 상태 또는 절연 상태를 검사하는 경우, 도체 패턴의 양 단부의 노출부에 검사 프로브를 맞대고, 검사 프로브 사이에 전류를 흘리거나, 또는 2개의 도체 패턴 사이에 전압을 인가하여, 검사 프로브 사이의 저항값 등의 전기 특성값을 측정하고, 그 측정값으로부터 도통 상태 또는 절연 상태를 검사하는 일이 행해진다.

이 경우, 검사 프로브와 도체 패턴 사이의 접촉 상태가 측정값에 영향을 미칠 우려가 있다. 특히, 미세화에 의하여 품질(저항값의 변동이 작을 것)의 요구가 높아진 최근에 있어서는, 접촉 상태가 측정값에 미치는 영향은 큰 문제가 되고 있다.

이러한 접촉 상태의 영향을 해결하기 위하여, 특허문헌 1에서는, 도체 패턴 등에 있어서의 저항값의 측정 시에, 검사 프로브의 접촉 불량 등에 기인하는 측정 이상의 발생이 L(L은 2 이상의 자연수)회 계속되었을 때, 측정 횟수가 M(M은 L 이상의 자연수)회에 도달했을 때, 및 측정 이상이 발생하지 않고 측정된 파라미터의 측정값이 허용 범위 내에 들어간다는 조건을 N(N은 2 이상 M 미만의 자연수)회 연속하여 만족시켰을 때 중 가장 빠른 어느 때까지 파라미터의 측정을 반복하여 행하는 것이 개시되어 있다.

이 방법에 의하면, 비접속 상태 등의 측정 이상이 검출되지 않고, 또한 측정값의 변동이 적을 때는 측정 횟수가 M회에 도달하기 이전에 측정 처리를 종료시킬 수 있어, 측정 효율을 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2008-151554호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 방법에 있어서는, 규정된 측정 횟수를 M회로 설정하되, 측정 이상이 검출되지 않고, 측정값의 변동이 적을 때는, 그 M회에 도달하기 이전에 측정 처리를 종료시킬 수 있다고 기재되어 있지만, 그 경우에도, 측정값이 허용 범위 내에 들어간다는 조건을 N회 연속하여 만족시키지 못하면, 측정 처리를 종료시킬 수 없다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 회로 기판의 도체 패턴과 검사 프로브의 접촉 상태의 영향을 저감시키면서 빠르게 검사하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기판 검사 방법은, 회로 기판에 형성된 도체 패턴에 검사 프로브를 통하여 흐르는 전류에 기초한 전기 특성값을 측정하고, 해당 전기 특성값의 측정값에 기초하여 상기 회로 기판의 양부를 판정하는 기판 검사 방법에 있어서, 제1회째의 측정값이 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 상기 검사 프로브에 대한 전류의 방향을 전환하여 2회째의 측정을 행하고, 이 제2회째의 측정값이 상기 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 상기 제1회째의 측정값과 상기 제2회째의 측정값 중 상기 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류의 방향으로 제3회째 이후의 측정을 행한다.

또한, 본 발명의 기판 검사 장치는, 회로 기판에 형성된 도체 패턴에 흐르는 전류에 기초한 전기 특성값을 측정하고, 해당 전기 특성값의 측정값에 기초하여 상기 회로 기판의 양부를 판정하는 기판 검사 장치에 있어서, 상기 도체 패턴에 접촉되는 1쌍의 검사 프로브와, 상기 검사 프로브 사이에 흐르는 전류의 방향을 전환하기 위한 전환 수단과, 상기 측정값을 미리 정해진 역치와 비교하여, 상기 측정값이 허용 범위 내인 경우에 상기 회로 기판을 양호로 판정하는 검사 판정부와, 제1회째의 측정값이 상기 검사 판정부에 의하여 양호로 판정되지 않는 경우에, 상기 검사 프로브에 대한 전류의 방향을 전환하도록 상기 전환 수단을 제어하고, 제2회째의 측정값이 상기 검사 판정부에 의하여 양호로 판정되지 않는 경우에는, 상기 제1회째의 측정값과 상기 제2회째의 측정값 중 상기 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류의 방향으로 하도록 상기 전환 수단을 제어하는 전류 방향 제어부를 구비한다.

검사 프로브의 접촉 불량 등에 의하여 측정값이 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에도, 2회 이상 측정함으로써, 접촉 상태의 영향을 작게 하여 정확한 검사를 할 수 있다. 그리고, 측정값이 허용 범위 내로 되었을 때, 그 회로 기판은 양호로 판정된다.

또한, 복수 회의 측정을 행하는 경우에, 전류의 방향을 전환하여 제1회째의 측정과 제2회째의 측정을 행하면, 그 측정값에 차가 발생한다. 이는, 검사 프로브를 도체 패턴에 접촉한 상태로의 전기 경로는, 도체와 절연체(예를 들어 접촉부)가 혼재하고 있어, 어느 한쪽 방향으로 전류가 흐르기 쉽게 되어 있기 때문이라 상정된다. 또한, 측정을 반복하면, 측정 횟수를 거듭함에 따라 측정값은 서서히 소정값에 수렴되어 간다. 이 때문에, 전류의 방향을 교대로 전환하면서 측정하면, 측정값은 서서히 소정값에 수렴되어 가지만, 큰 측정값과 작은 측정값이 교대로 측정된다. 이 교대로 전환하면서 행하는 측정에서는, 측정값이 허용 범위 내에 들어가기까지 시간이 걸린다.

본 발명에서는, 처음의 2회의 측정값을 비교하여 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류의 방향으로 3회째 이후의 측정을 행함으로써, 접촉 상태의 영향이 보다 작은 쪽의 측정 조건에서 측정하게 되어, 보다 정확하고도 빠르게 허용 범위 내에 도달시킬 수 있어, 그만큼 검사 시간을 짧게 할 수 있다.

본 발명의 기판 검사 방법에 있어서, 상기 측정값이 상기 허용 범위 내인 경우에 양호로 판정하고, 양호로 판정되지 않는 경우에 측정을 반복하여, 측정 횟수가 상한에 도달했을 경우에 불량으로 판정하는 것으로 해도 된다.

또한, 본 발명의 기판 검사 장치에 있어서, 측정 횟수의 상한을 설정하는 조건 설정부와, 상기 검사 판정부에 의하여 양호로 판정되지 않는 경우에 상기 측정 횟수가 상한에 도달하기까지 측정을 반복하는 반복 제어부를 구비하고, 상기 검사 판정부는, 양호로 판정되지 않고 상기 측정 횟수가 상한에 도달했을 경우에 불량으로 판정하는 것으로 해도 된다.

본 발명에 의하면, 회로 기판의 도체 패턴과 검사 프로브의 접촉 상태의 영향을 저감시키면서 빠르게 검사할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 회로 기판의 도통 검사 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 회로 기판의 검사 장치를 도시하는 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 제1 실시 형태에 의한 도통 검사 방법으로 회로 기판을 검사했을 경우와, 전류 방향을 측정마다 교대로 전환하면서 회로 기판을 도통 검사했을 경우의, 측정 횟수와 측정값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 항상 동일한 전류 방향으로 전류를 흘려 회로 기판의 도통 검사를 행했을 경우의 측정 횟수와 측정값의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 회로 기판의 절연 검사 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 회로 기판의 검사 장치를 도시하는 블록도이다.
도 7a 및 도 7b는 제2 실시 형태에 의한 절연 검사 방법으로 회로 기판을 검사했을 경우와, 전류 방향을 측정마다 교대로 전환하면서 회로 기판을 절연 검사했을 경우의, 측정 횟수와 측정값의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

[기판 검사 장치]

제1 실시 형태에 있어서의 기판 검사 장치(11)는, 회로 기판(1)의 도체 패턴(2)에 관한 도통 검사를 행하는 것이며, 도 2에 도시한 바와 같이, 소정의 직류 전류를 발생시키는 직류 전류원(12)과, 회로 기판(1) 상에 노출되어 있는 도체 패턴(2)의 양 단부에 접촉되는 1쌍의 검사 프로브(13)와, 검사 프로브(13)와 직류 전류원(12) 사이에 설치된 전환 스위치(전환 수단)(14)와, 검사 프로브(13) 사이의 전위를 검지하기 위한 전위 검지부(15)와, 검사 프로브(13)에 대한 통전을 제어하면서 회로 기판(1)의 양부 판정을 행하는 제어부(16)와, 그 판정 결과 등을 표시하는 표시부(17)를 구비한다.

검사 프로브(13)로서는, 예를 들어 2단자의 것이 사용되며, 1개씩의 프로브 바늘을 도체 패턴(2)에 접촉시켜 검지한다. 전위 검지부(15)는, 양 검사 프로브(13)를 회로 기판(1)의 도체 패턴(2)의 양 단부에 접촉시켜, 직류 전류원(12)으로부터 일정한 전류를 흐르게 했을 때의 검사 프로브(13) 사이의 전위를 검지하고, 이를 A/D 변환하여 디지털 신호로서 제어부(16)에 송신한다.

전환 스위치(14)는, 직류 전류원(12)과 검사 프로브(13) 사이의 접속을 ON, OFF하여 검사 프로브(13)에 대한 통전을 개시 또는 정지시키는 기능과, 이들 직류 전류원(12)과 검사 프로브(13)를 접속 상태로 했을 때의 양 검사 프로브(13)에 대한 전류가 흐르는 방향을 전환하는 기능의 2가지 기능을 갖는다. 단, 본 발명에 있어서는, 이들 2가지 기능을 따로따로 설정해도 된다.

제어부(16)는, CPU, 메모리 등에 의하여 구성되며, 직류 전류원(12) 및 전환 스위치(14)를 제어함과 함께, 전위 검지부(15)의 검지 전위로부터 회로 기판(1)의 양부 판정을 행하는 것이며, 각종 조건 등을 설정하는 조건 설정부(23), 회로 기판(1)의 양부를 판정하는 검사 판정부(24), 측정의 반복을 제어하는 반복 제어부(25), 측정 시의 전류 방향을 제어하는 전류 방향 제어부(26), 각 부와의 사이의 데이터 통신을 행하는 통신부(27)가 설치된다.

조건 설정부(23)는, 직류 전류원(12)에 의하여 발생하는 정전류값, 검사 판정부(24)에 있어서 측정값이 허용 범위인지 여부를 결정하기 위한 역치, 측정 횟수의 상한 등을 설정할 수 있다. 이들 정전류값, 역치, 측정 횟수의 상한 등은, 검사 대상으로 되는 회로 기판의 특성에 따라 적당한 값으로 설정된다.

검사 판정부(24)는, 전위 검지부(15)로부터 보내져 온 데이터(전위)를 도입하여, 직류 전류원(12)에 대하여 설정해 둔 정전류값과의 관계로부터 저항값을 산출하고, 그 저항값을 역치(도통 상태가 양호한 경우의 최대 허용 저항값)와 비교하여, 어느 것이 작은지의 비교 결과로부터 회로 기판(1)의 양부를 판정한다.

반복 제어부(25)는, 검사 판정부(24)에서 양호로 판정되지 않았을 경우에, 소정 조건 하, 측정을 소정 횟수 반복하도록 제어한다.

전류 방향 제어부(26)는, 반복 제어부(25)의 제어에 의하여 측정이 반복되는 경우의 전류의 방향을 제어한다.

이상의 제어부(16)에 있어서의 제어의 상세에 대해서는, 이하의 기판 검사 방법의 설명에 있어서 설명한다.

[기판 검사 방법]

기판 검사 방법을 도 1의 흐름도에 따라 설명한다.

회로 기판(1)의 도통 검사를 행하는 경우, 검사 프로브(13)를 도체 패턴(2)의 양 단부에 접촉시키고, 먼저, 도체 패턴(2)에 흐르는 전류의 방향을 어느 것으로 설정한 상태로 한다(S1: 전류 방향 초기 설정).

이어서, 측정 횟수 i를 1로 설정하고(S2), 전환 스위치(14)를 ON으로 함으로써, 검사 프로브(13) 사이로의 통전을 개시한다(S3). 검사 프로브(13) 사이의 도체 패턴(2)에 소정의 전류가 흐르면, 그 사이의 전위가 전위 검지부(15)에 의하여 검출되고(S4), 전위 검지 후, 전류가 차단된다(S5). 그리고, 그 전위와, 직류 전류원(12)에 대하여 미리 설정해 둔 전류값으로부터 저항값이 연산된다(S6). 또는, 이 S6에 있어서, 전류 검출 수단을 별도로 준비하고, 통전 중에 실측한 전류값을 이용하여 저항값을 산출하도록 해도 된다.

검사 프로브(13) 사이의 도체 패턴(2)에 전류를 흘려 전위를 검출하고, 그 전위로부터 저항값을 산출하고, 그 저항값을 다음의 스텝 S7에서 역치 R0과 비교하기까지의 프로세스를 1회의 측정으로 하고, 그 동안에 산출되는 저항값을 측정값 Ri(i=1 내지 n)라 한다.

그 측정값 Ri(i=1 내지 n)이, 미리 설정해 둔 역치 R0 이하인지 여부가 판단되어(S7), Ri≤R0이라고 판단되었을 경우, 즉, 측정값 Ri가 허용 범위 내라고 판단되었을 경우에, 그 회로 기판(1)을 「양호」로 판정한다(S8).

S7에서 측정값 Ri가 역치 R0 이하(Ri≤R0)라고 판단되지 않았을 경우에는, 그 측정이 n회째의 측정인지 여부가 판단되어(S9), n회째라고 판단되었을 경우에는, 그 회로 기판을 「불량」으로 판정한다(S10). 이 n회의 값은 미리 조건 설정부(23)에서 설정해 둔다. 측정 횟수가 n회째인 것은, 그 동안에 한 번도 측정값 Ri가 역치 R0 이하로 되는 일이 없었다는 것이며, 상한인 n회에 도달하더라도 측정값 Ri가 역치 R0에 도달하지 않았을 경우에는, 그 회로 기판(1)을 불량으로 판정하는 것이다.

S9에서 측정 횟수가 n회째가 아니라고 판단되었을 경우에는, 그 측정이 1회째의 측정인지 여부가 판단되어(S11), 1회째라고 판단되었을 경우에는, 전류 방향 제어부(26)에 의하여 전환 스위치(14)를 작동하여 전류 방향 전환의 처리가 이루어진다(S12). S11에서 1회째의 측정이라고 판단되지 않았을 경우에는 다음의 스텝 S13으로 나아간다.

S11에서 1회째의 측정이라고 판단되지 않았을 경우에는, 2회째의 측정인지 여부가 판단된다(S13). 2회째의 측정이라고 판단되었을 경우에는, 1회째의 측정값(저항값) R1과 2회째의 측정값(저항값) R2를 비교하여, 1회째의 측정값 R1이 2회째의 측정값 R2보다 작은지 여부가 판단된다(S14). S13에서 2회째의 측정이라고 판단되지 않았을 경우에는 다음의 스텝(S15)으로 나아간다.

S14에서 1회째의 측정값 R1이 2회째의 측정값 R2보다 작다고 판단되었을 경우에는, 전류 방향 제어부(26)에 의하여 전환 스위치(14)를 작동하여 전류 방향 전환 처리가 이루어진다(S16). S14에서 1회째의 측정값 R1이 2회째의 측정값 R2보다 작다고 판단되지 않았을 경우에는, 전류 방향을 전환하지 않고, 다음의 스텝(S15)으로 나아간다. 즉, 1회째의 측정값이 작은 경우(1회째의 측정값의 역치 R0과의 차의 값이, 2회째의 측정값의 역치 R0과의 차의 값보다도 작은 경우)에는 1회째를 측정했을 때의 전류 방향을 선택하고, 1회째보다 2회째의 측정값이 작은 경우(2회째의 측정값의 역치 R0과의 차의 값이, 1회째의 측정값의 역치 R0과의 차의 값보다도 작은 경우)에는 2회째를 측정했을 때의 전류 방향을 선택하여, 3회째 이후의 검사를 실시하는 경우의 조건(전류 방향)으로 한다.

S15에서는, 반복 제어부(25)에 의하여, 측정 횟수 i를 카운트 업하고, 다시 S3부터 측정을 반복한다. 그 동안, 검사 프로브(13)는 검사 대상의 도체 패턴(2)에 접촉시킨 상태가 유지되며, 전환 스위치(14)만 제어된다.

이 일련의 처리에 있어서, S7에서 측정값 Ri가 역치 R0 이하라고 판단된 것에 의하여, S8에서 양호 판정이 이루어졌을 때, 및 측정을 반복하더라도 측정값 Ri가 역치 R0 이하로 되기 않기 때문에 S9에서 측정 횟수가 상한의 n회에 도달했음에도 불구하고 S10에서 불량 판정이 이루어졌을 때, 검사는 종료된다. 양호 판정에 의하여 검사가 종료되는 경우에는, 예를 들어 1회째의 측정이 양호 판정으로 되었을 경우에는 1회의 측정으로 검사가 종료되며, 측정 횟수 i가 n회로 되는 것을 기다리지 않고 양호 판정이 이루어진 시점에서 검사는 종료된다.

또한, 측정 시의 전류 방향에 대해서는, 처음부터 2회의 측정이 이루어진 시점에서, 1회째의 측정값 R1이 2회째의 측정값 R2보다 작은지 여부를 판단하여(S14), 1회째의 측정값 R1이 2회째의 측정값 R2보다 작다고 판단되었을 경우에는, 그 1회째의 측정 시의 전류 방향을 채용하고자 전류 방향을 전환하고(S16), 1회째의 측정값 R1이 작다고 판단되지 않았을 경우에는, 전류 방향을 전환하지 않고, 달리 말하면 2회째의 측정 시의 전류 방향을 유지하여, 이후의 측정을 행하도록 하고 있다. 즉, 2회의 측정값 중 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값의 측정 시의 전류 방향으로 3회째 이후의 측정을 행하는 것이다. 측정마다 전류의 방향을 교대로 전환하면서 측정하면, 측정값은 서서히 소정값에 수렴되어 가기는 하지만, 큰 측정값과 작은 측정값이 교대로 측정된다. 이 때문에, 측정값이 역치 이하로 되기까지 시간이 걸리지만, 본 실시 형태의 검사 방법으로 함으로써, 측정값이 빠른 시점에서 기준값 R0 이하로 된다.

도 3a 및 도 3b는, 측정 횟수 n을 10회로 설정하고, 측정의 반복에 의한 측정값의 변화를 그래프로 한 것이다. 도 3a는 1회째의 측정값이 2회째의 측정값보다 큰 경우이고, 도 3b는 1회째의 측정값보다 2회째의 측정값이 큰 경우를 나타내고 있다. 또한, 어느 것도, 파선은, 전류의 방향을 측정마다 교대로 전환하면서 측정했을 경우를 나타낸다. 실선은, 본 실시 형태와 마찬가지로, 처음의 측정과 2회째의 측정은 전류 방향을 전환하지만, 3회째 이후에는, 제1회째와 제2회째의 측정값 중 작은 측정값, 즉, 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류 방향으로 측정했을 경우를 나타낸다. 각 도면의 상단에 전류 방향을 교대로 전환하면서 검사했을 경우의 전류 방향의 변화를 나타내고, 하단에는, 본 실시 형태의 검사 방법에 의한 전류 방향의 변화를 나타내고 있다.

본 실시 형태의 검사 방법에 있어서는, 도 3a에 나타내는 예에 있어서는 1회째의 측정값보다 2회째의 측정값이 작았으므로, 3회째 이후를 2회째의 측정 시와 동일한 전류 방향(- 방향)으로 측정하고 있다. 도 3b에 나타내는 예에 있어서는 1회째의 측정값쪽이 2회째의 측정값보다 작았으므로, 3회째 이후를 1회째의 측정 시와 동일한 전류 방향(+ 방향)으로 측정하고 있다.

이들 도 3a 및 도 3b에 나타난 바와 같이, 측정마다 전류 방향을 교대로 전환하면서 측정하는 경우(파선으로 나타내는 경우)에 비하여, 처음의 2회까지의 측정값을 비교하여, 측정값의 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류 방향을 채용하고, 이후에는, 그 전류 방향으로 전류를 흘려 검사하는 쪽(실선으로 나타내는 경우)이, 역치 R0을 보다 빠른 시점(도 3a 및 3b의 경우에는, 5회째의 측정)에서 하회한다는 것을 알 수 있다.

첨언하면, 도 4는, 전류 방향을 전혀 전환하지 않고, 동일한 도체 패턴을 처음부터 동일한 방향(도 4에 나타내는 예에서는 + 방향)으로 전류를 흘려 반복 측정했을 경우의 측정값의 변화를 나타내고 있다. 이 경우에도, 측정 횟수가 증가할수록 측정값은 작아지지만, 역치 R0 이하로 되기까지 시간이 걸리고 있다.

이와 같이, 회로 기판의 도통 검사에 있어서, 측정을 반복함으로써, 검사 프로브(13)의 접촉 상태 등의 영향을 저감시켜, 도체 패턴(2)의 저항값을 정확히 측정할 수 있으며, 그 경우에, 처음의 2회를 전류 방향을 전환하여 측정하고, 제1회째와 제2회째의 측정값 중 허용 범위(역치)와의 차가 작은 측정값을 측정했을 때의 전류 방향으로 3회째 이후를 측정함으로써, 빠른 시점에서 역치 R0 이하로 할 수 있어, 검사 시간의 단축을 도모할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 본 발명의 기판 검사 방법 및 기판 검사 장치로서, 도체 패턴의 양 단부에 검사 프로브를 접촉시켜, 도체 패턴의 단선 등을 검사하는 도통 검사에 적용했지만, 별개의 도체 패턴에 검사 프로브를 접촉시켜, 도체 패턴 사이의 절연 상태를 검사하는 절연 검사에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 5 및 도 6은, 본 발명을 절연 검사에 적용한 제2 실시 형태를 나타내고 있으며, 도 5가 절연 검사를 위한 기판 검사 방법의 흐름도, 도 6이 기판 검사 장치의 시스템 블록도이다.

이 제2 실시 형태의 기판 검사 장치(11')에서는, 제1 실시 형태의 기판 검사 장치(11)의 직류 전류원(12) 대신 직류 전압원(12')이 설치되고, 전위 검지부(15) 대신 전위·전류 검지부(15')가 설치되어 있다. 그리고, 2개의 도체 패턴(2)에 각각 접촉시킨 검사 프로브(13) 사이에 직류 전압원(12')으로부터 전압을 인가했을 때의 검사 프로브(13) 사이의 전위 및 전류를 전위·전류 검지부(15')에 의하여 검지하는 구성이다. 그 외의 구성은, 이들 직류 전압원(12'), 전위·전류 검지부(15')에 대응하여 변경되는 부분(후술하는 절연 검사 방법에 있어서 설명함) 이외에는, 제1 실시 형태의 기판 검사 장치(11)와 마찬가지이며, 공통 부분에 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.

이 기판 검사 장치(11')를 사용하여 회로 기판(1)의 절연 검사를 행하는 경우, 먼저, 전환 스위치(14)에 의하여 도체 패턴(2) 사이에 인가하는 전압(및 전압 인가에 의하여 흐르는 전류의 방향)을 설정해 둔다(S1'). 이어서, 측정 횟수 i를 1로 설정하고(S2), 전환 스위치(14)를 ON으로 함으로써, 검사 프로브(13) 사이에 전압(전류)을 인가한다(S3'). 검사 프로브(13)가 접촉하고 있는 양 도체 패턴(2) 사이에 소정의 전압이 인가되면, 그 사이의 전위 및 전류(고전위측으로부터 저전위측으로 흐르는 전류)가 전위·전류 검지부(15')에 의하여 검출되고(S4'), 그 전위·전류의 검지 후, 전압의 인가가 정지된다(S5'). 그리고, 그 전위 및 전류에 의하여 저항값(측정값 Ri)이 연산된다(S6).

이 절연 검사의 경우, 기판이 정상인 경우에는 소정의 허용 범위 내의 측정값(저항값)이 얻어진다. 그 허용 범위의 하한의 역치를 Ra, 상한의 역치를 Rb라 하면, 기판이 정상인 경우에는 Ra≤Ri≤Rb로 된다. 따라서, 미리, 이 상한의 역치 Ra와 하한의 역치 Rb를 설정해 두고, 측정값 Ri가 이 허용 범위에 들어가 있는지 여부가 판단되어(S7'), 이 허용 범위에 들어가 있다고(Ra≤Ri≤Rb) 판단되었을 경우에는 양호 판정으로 한다(S8).

이후, S9부터 S15까지의 각 스텝은, 상술한 제1 실시 형태의 경우와 마찬가지이며, S15에서는 측정 횟수 i를 카운트 업하고, 다시 S3'부터 스텝을 반복한다.

이 절연 검사에 있어서는, 2개의 도체 패턴(2)에 각각 검사 프로브(13)를 접촉시키고, 이들 도체 패턴(2)에 걸쳐 전압을 인가함으로써, 도체 패턴(2) 사이의 절연 상태를 검사한다. 또한, 직류 전압원(12')으로부터 전압을 인가하므로, S12 및 S16의 전류 방향 전환의 스텝에 있어서는, 전압의 인가 방향을 전환함으로써 흐르는 전류의 방향을 전환하는 것으로 한다. 즉, 이 절연 검사에서는, 전압을 인가하여, 고전위측으로부터 저전위측으로 흐르는 전류를 측정하고, 그 전압의 인가 방향을 전환함으로써, 흐르는 전류의 방향이 전환되는 것을 이용하여 검사하는 것이다.

이 절연 검사에 있어서도, 측정값이 상한의 역치 Ra와 하한의 역치 Rb의 범위에 들어가 있는(Ra≤Ri≤Rb) 경우에는 양호로 판정되고, 이 허용 범위에 들어가 있다고 판정되지 않았을 경우에는, 1회째의 측정과 2회째의 측정은 전압의 방향을 전환하여 측정하여, 둘 중 어느 작은 측정값, 즉, 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때 흐르는 전류의 방향으로 이후의 측정을 행한다.

병행하는 도체 패턴 사이의 절연 저항값 Rx는, 병행하는 도체 패턴 사이에 설치되는 재료에 의존하는 전기 저항률을 ρ, 도체 패턴 사이(스페이스)의 길이를 L, 도체 패턴 사이의 도체 패턴의 측벽 면적을 A라 하면, Rx=ρ·L/A로 표시된다.

상술한 상한의 역치 Ra와 하한의 역치 Rb는, L, A, ρ의 변동을 고려하여 결정해도 된다. 또는, 절연 검사에 있어서의 측정값을 누적해 두고, 통계 해석으로부터 결정해도 된다.

도 7a 및 도 7b는, 절연 검사에 있어서의 측정값의 추이를 나타내는 그래프이며, 제2 실시 형태에 의한 절연 검사 방법으로 회로 기판을 검사했을 경우와, 전류 방향을 측정마다 교대로 전환하면서 회로 기판을 절연 검사했을 경우를 비교하여, 측정 횟수와 측정값의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 7a 및 7b 둘 다, 1회째의 측정값보다 2회째의 측정값이 작은 값이었지만, 접촉 저항 등의 영향에 의하여, 역치(Ra, Rb)보다도 높은 저항값을 나타내고 있다. 그리고, 도 7a에 있어서는, 측정값이 작았던 2회째의 전류 방향, 즉, 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 1회째보다도 작았던 2회째의 측정값을 측정했을 때의 전류 방향으로 반복 측정함으로써, 측정값이 상한의 역치 Rb와 하한의 역치 Ra의 범위 내에 들어감으로써, 즉, 허용 범위 내로 됨으로써, 절연 상태가 양호라고 판단된다. 전류 방향을 교대로 전환하면서 측정하는 경우에는, 파선으로 나타낸 바와 같이 허용 범위 내에 도달하기까지 시간이 걸리고 있다.

한편, 도 7b에는, 도체 패턴 사이가 쇼트되어 있어 절연 불량인 기판을 절연 검사한 예를 나타내고 있다. 이 도 7b의 경우에는, 측정 초기의 단계에서 접촉 저항 등의 장벽이 해소된 후에는, 즉시 쇼트 저항값(하한의 역치 Ra보다도 낮은 저항값)으로 되어, 절연 불량으로서 판정된다.

이 절연 검사의 경우에도, 도통 검사의 경우와 마찬가지로, 1회째의 측정값과 2회째의 측정값 중, 작은 측정값을 측정했을 때, 즉, 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류 방향을 채용하여 3회째 이후의 측정을 행함으로써, 빠른 단계에서 양부의 판정을 행할 수 있다.

상술한 제1 실시 형태에 있어서의 도통 검사의 경우의 측정값의 허용 범위는, 하나의 역치를 이용하여 판단되며, 측정값이 허용 범위 내로 된다는 것은, 측정값이 역치 이하로 된다는 것이다. 한편, 제2 실시 형태에 따른 절연 검사의 경우의 허용 범위는, 상한의 역치와 하한의 역치 사이의 범위이며, 측정값이 허용 범위 내로 된다는 것은, 측정값이 상한의 역치와 하한의 역치 사이의 범위 내로 된다는 것이다.

또한, 도통 검사의 경우에도, 상한의 역치와 하한의 역치를 설정해 두고, 측정값이 상한의 역치와 하한의 역치 사이에 들어갔을 경우에 양품이라고 판단하도록 해도 된다.

또한, 어느 실시 형태에서도, 검사 프로브(13) 사이의 전위나 전류로부터 저항값을 산출하고, 그 저항값에 의하여 회로 기판의 양부를 판정하고 있지만, 예를 들어 제1 실시 형태에서는 검사 프로브(13) 사이에서 검지된 전위 그 자체의 값에 기초하여 양부를 판정하는 것도 가능하며, 본 발명에 있어서는, 이들 전위나 저항값 등을 포함하여 전기 특성값으로 한다.

1: 회로 기판
2: 도체 패턴
11, 11': 기판 검사 장치
12: 직류 전류원
12': 직류 전압원
13: 검사 프로브
14: 전환 스위치(전환 수단)
15: 전위 검지부
15': 전위·전류 검지부
16: 제어부
17: 표시부
23: 조건 설정부
24: 검사 판정부
25: 반복 제어부
26: 전류 방향 제어부
27: 통신부

Claims

회로 기판에 형성된 도체 패턴에 검사 프로브를 통하여 흐르는 전류에 기초한 전기 특성값을 측정하고, 해당 전기 특성값의 측정값에 기초하여 상기 회로 기판의 양부를 판정하는 기판 검사 방법에 있어서, 제1회째의 측정값이 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 상기 검사 프로브에 대한 전류의 방향을 전환하여 2회째의 측정을 행하고, 이 제2회째의 측정값이 상기 허용 범위에서 벗어나 있는 경우에는, 상기 제1회째의 측정값과 상기 제2회째의 측정값 중 상기 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류의 방향으로 제3회째 이후의 측정을 행하는 기판 검사 방법.
제1항에 있어서,
상기 측정값이 상기 허용 범위 내인 경우에 양호로 판정하고, 양호로 판정되지 않는 경우에 측정을 반복하여, 측정 횟수가 상한에 도달했을 경우에 불량으로 판정하는 기판 검사 방법.
회로 기판에 형성된 도체 패턴에 흐르는 전류에 기초한 전기 특성값을 측정하고, 해당 전기 특성값의 측정값에 기초하여 상기 회로 기판의 양부를 판정하는 기판 검사 장치에 있어서, 상기 도체 패턴에 접촉되는 1쌍의 검사 프로브와, 상기 검사 프로브 사이에 흐르는 전류의 방향을 전환하기 위한 전환 수단과, 상기 측정값과 미리 정해진 역치를 비교하여, 상기 측정값이 허용 범위 내인 경우에 상기 회로 기판을 양호로 판정하는 검사 판정부와, 제1회째의 측정값이 상기 검사 판정부에 의하여 양호로 판정되지 않는 경우에, 상기 검사 프로브에 대한 전류의 방향을 전환하도록 상기 전환 수단을 제어하고, 제2회째의 측정값이 상기 검사 판정부에 의하여 양호로 판정되지 않는 경우에는, 상기 제1회째의 측정값과 상기 제2회째의 측정값 중 상기 허용 범위에서 벗어난 차의 값이 작은 쪽의 측정값을 측정했을 때의 전류의 방향으로 하도록 상기 전환 수단을 제어하는 전류 방향 제어부를 구비하는 기판 검사 장치.
제3항에 있어서,
측정 횟수의 상한을 설정하는 조건 설정부와, 상기 검사 판정부에 의하여 양호로 판정되지 않는 경우에 상기 측정 횟수가 상한에 도달하기까지 측정을 반복하는 반복 제어부를 구비하고, 상기 검사 판정부는, 양호로 판정되지 않고 상기 측정 횟수가 상한에 도달했을 경우에 불량으로 판정하는 기판 검사 장치.