WO2001088556A1

WO2001088556A1 - Procede et appareil destines a un test de continuite sur plaquette de circuit imprime, auxiliaire pour ce test et support d'enregistrement

Info

Publication number: WO2001088556A1
Application number: PCT/JP2000/003204
Authority: WO
Inventors: Shuji Yamaoka
Original assignee: Oht Inc.
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 2000-05-19
Publication date: 2001-11-22

Description

回路基板の導通検査装置、導通検査方法、導通検査用治具 *5 び記録媒体技術分野

本発明は、例えば微細な配線パターンを有する回路基板を検査するのに用いられる回路基板の導通検査装置、その方法、更に、その検査に用いる治具に関する。背景技術

回路基板を検查する方式に、ピンコンタクト方式と非接触方式とがあることが知られてレ、る。ピンコンタクト方式は、第 1図に示すように、検查対象の導体パターンの両端にピンプロ一ブをそれぞれ直接接触させ、一方のピンプローブに電流を流して他方のピンプローブで検出された電圧値から、当該導体パターンの抵抗値を求めることにより、両端間の導通検査を行うものである。

このピンコンタクト方式は、直接ピンプローブを接触させるために、 SN比が高いという長所を有する。

し力ながら、その反面、ファインピッチの基板を検查することは、ピンをたてること自体が困難であり、また、ピンを目的のパターンに接触させるための位置決めも難しくなつていく。更に、接触させるためにピンプローブ自体が初期の精度を持つことが困難となって、プロ一ブ交換によるランニングコストが発生するという欠点を有する。

一方の非接触一接触併用方式は、第 2図に示すように、検査対象の導体パターンの一端をピンプローブを直接接触させ (または非接触で容量結合を介し)て交流成分を含む検查信号を印加し、他端において容量結合を介して前記検査信号を検出するものである。この非接触一接触併用方式は、パターン線の少なくとも一方の端部にはピンプローブを接触させる必要がないので、位置決め精度を粗くでき、ピンプローブを複数のパターン線について共通化できるので、ピンプローブの本数を削減でき、また、摩耗の心配のなので、そのためにパターン間が微細な基板に有効である。

し力しながら、非接触一接触併用方式は、結合容量の値が小さいので、インピーダンスが高く（数 ΜΩ力も数 GQ、そのために、 10Ω〜： 100Ω程度の不良個所を検出することができないという欠点を有している。

従って、従来では、非接触一接触併用方式は、数々の利点を有しているにも関わらず、インピーダンスが高いという性質のために、実際は、どうしてもピンプローブがたたないような極めて狭隘なピッチの基板にのみ実施されているのが実状であり、従って、ピンプローブおよびその治具に高精度のものが要求されるという点が非接触一接触併用方式のコスト低下の足かせとなってレヽた。

従って、本発明の目的は、非接触方式により形成される容量が基板上に形成される回路の発振を共振させて、その回路のインピーダンスを下げることにより、高抵抗状態のみならず、低抵抗の導通状態をも検査できる導通検査装置を提案するものである。発明の開示

本発明は、検査対象のパターンの一方の端部に電極を近接させて、その端部と電極間に容量 Cを形成させ、更に、その容量 Cに誘導性素子 Lを接続する。上記パターン線の他方の端部にはピンプローブを介して交流成分を含む検査信号 (周波数 f)を印加する。

Lを適当に調整して、共振回路のインピーダンスを下げたとき、例えば、下記（1)式が成立するように Lを調整したときには、

2f -L= (l/2) f -C · '· (1)

が成立するから、

L= (l/4²) X f² X C ' · · (2)

となり、換言すれば、（2)式の Lを設定すれば、回路のインピーダンスはゼロとなり、出力電圧 Vはこのとき最大値を示す。基準となる回路基板（断線などがなレ、ことを確認された回路基板）を用いて共振周波数 f_Rを印加したときの出力電圧 Vを V_Rとすると、実際の検查対象の回路基板を用いたときの出力電圧 V_xは、回路が共振状態に近づくことが予想されるから、大きな値を示すことが予想される。

共振させることのできる使用周波数 f_Rと誘導素子 Lとの関係は、一例として結合容量 Cの値を 10fFとした場合には、

f_R = 10kHzならば L = 25.3kH、または

f = 10MHzならば L = 25mH、または

f_R = 50MHzならば L = lmH、または

f_R = 100MHz ならば L = 250μΗ

となる。

共振を制御する要素として、入力の検査信号の周波数 f、結合容量 C、誘導素子のインダクタンス L、があるが、例えば、電極の大きさを固定とし、測定に際して近接距離を一定とした場合には、容量 Cは例えば約 15fFとなることが予想される。このときには、誘導素子しの値を、

250μΗ〜 lmH程度

とし、

50MHz〜 100MHz程度

の交流信号源を用意することで、インピーダンスを実質的にゼロとすることができる。

而して、請求項 1に係る、

第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検查する導通検査装置は、

前記第 1の端子と、非接触方式で結合容量を有して容量結合する容量結合手段と、この容量結合手段の容量と共振回路を形成すベぐ前記容量結合手段に接続された誘導性素子と、

この誘導性素子に接続された第 1のリード線と、

第 2のリード線に接続され前記第 2の端子に接触するプローブ手段と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に、交流成分を含む検査信号を入力する信号入力手段と、前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方に、前記検查信号の出力を検出する信号検出手段とを具備することを特徴とする。

誘導性素子の取り付け位置は種々変更できる。而して、請求項 2に係る、

第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査装置は、

前記第 1の端子に直接接触するプローブ手段と、

このプローブ手段に接続された誘導性素子と、

この誘導性素子に接続された第 1のリード線と、

第 2のリード線に接続され、前記第 2の端子と非接触方式で結合容量を有して容量結合する容量結合手段と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に、交流成分を含む検查信号を入力する信号入力手段と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方に、前記検査信号の出力を検出する信号検出手段とを具することを特徴とする。

第 1の端子と第 2の端子の双方に結合容量を形成しても良レ、。而して、請求項 3に係る、第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査装置は、

前記第 1の端子と非接触方式で結合容量を有して容量結合する第 1の容量結合手段と、この第 1の容量結合手段の容量と共振回路を形成すベぐ前記第 1の容量結合手段に接続された誘導性素子と、

この誘導性素子に接続された第 1のリード線と、

第 2のリード線に接続され、前記第 2の端子に非接触方式で結合容量を有して容量結合する第 2の容量結合手段と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に、交流成分を含む検査信号を入力する信号入力手段と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方に、前記検査信号の出力を検出する信号検出手段とを具備することを特徴とする。

本発明の目的は、請求項 4のように、所定距離離間された第 1の端子群と第 2の端子群とが設けられた導通検査用治具に依っても達成できる。この導通検査用治具は、

前記第 1の端子群の夫々または一部の第 1の端部には、導通検查用の検査信号を印加できるように、リード線が接続され、 '

前記第 1の端子群の夫々または一部の第 2の端部には検査対象の基板にコンタクトするための接触部が夫々設けられ、

前記第 2の端子群の夫々または一部には 1つまたは複数の誘導性素子が接続され、前記第 2の端子群の夫々または一部の第 2の端部には、前記検査対象の基板の配線パターンと非接触で結合容量を形成するための電極が夫々設けられたことを特徴とする。上記課題は、請求項 18に係る導通検査方法にに依っても達成できる。この方法は、第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査方法であって、

前記第 1の端子に所定の電極を近接させて結合容量を形成し、前記電極に所定の誘導性素子を接続し、この誘導性素子に第 1のリード線を接続し、前記第 2の端子に第 2のリード線を接続することにより、前記第 1のリード線、誘導性素子、電極、結合容量、第 1の端子、ノ、。ターン線、第 2の端子、第 2のリード線とにより共振回路を形成する工程と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に交流成分を含む検査信号を印加する印加工程と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方において、前記検査信号の出力を検出する検出工程とを具備することを特徴とする。

また、同目的を達成するための請求項 19の、第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検查方法は、前記第 1の端子に誘導性素子を介して第 1のリード線を直接接触させ、第 2のリード線を前記第 2の端子と非接触方式で結合容量を有して容量結合させることにより、前記第 1のリード線、誘導性素子、第 1の端子、パターン線、第 2の端子、電極、結合容量、第 2のリード線とにより共振回路を形成する工程と、

また、同目的を達成するための請求項 20の、第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検查方法は、第 1のリード線に接続された誘導性素子を第 1の電極を介して前記第 1の端子と非接触方式で容量結合させ、第 2のリード線を第 2の電極を介して前記第 2の端子と非接触方式で容量結合させることにより、前記第 1のリード線、誘導性素子、第 1の電極、結合容量、第 1の端子、パターン線、第 2の端子、第 2の電極、結合容量、第 2のリード線とにより共振回路を形成する工程と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方において、前記検査信号の出力を検出する検出工程とを具備することを特徵とする。

結合容量のみを有する従来例と上記構成とを比較すると、インダクタンス Lが設けられていない場合には、結合容量 Cを例えば、 10fF、使用周波数を 10kHzとすると、回路の出カインピーダンスダンスは、

l/ (2fC) = l/(2 X 3.14 X 10³ X 10一¹⁵)

= 1.6 GQ

となり、パターンの抵抗値測定は不可能に近レ、。周波数 fを 100MHzとすると、インピーダンスは

1/(2 X 3.14 X 10⁶ X 10— ¹⁵)

= 159 kQ

と下げることができる力周波数をこのような高周波に上げることはコスト的に見て現実的ではない。即ち、最適な周波数を選択することが肝要である。

そこで、特に導通検查方法に係る請求項 24に依れば、

更に、基準周波数決定工程を有し、この基準周波数決定工程は、前記印加工程に先立って、

所定の基準基板に対して前記検査信号の周波数を変更しながら印加することにより、前記基準基板の第 1の端子と第 2の端子間のパターン線についての共振周波数を決定する決定工程を有し、

前記印加工程は、

この共振周波数を検査信号の周波数として、第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に印加することを特徴とする。

上記周波数の変更範囲は前もって決めておく必要がある。特に、請求項 25に依れば、前記決定工程においては、前もって前記誘導素子の定数に基づいて決定した標準周波数を中心にした所定範囲内で、基準基板用の検査信号の周波数を変動させることを特徴とする。

基準の基板と実の検査対象に基板には差違が発生し、その差異が検出信号に見せかけの相違を生む場合がある。この誤差を補償するために、請求項 26に係る方法では、前記印加工程にぉレ、ては、前記決定工程にぉレ、て決定された周波数を中心にした所定範囲内で、検査対象の基板用の検査信号の周波数を変動させる図面の簡単な説明

図 1は、従来例に係るコンタクト式の検查装置の原理的構成を示す図である。

図 2は、従来例に係る非接触式の検查装置の原理的構成を示す図である。

図 3は、本発明の実施形態に力かる検査装置の原理的構成を示す図である。

図 4は、本発明の他の実施形態にかかる検查装置の原理的構成を示す図である。

図 5は、本発明のさらに他の実施形態に力かる検査装置の原理的構成を示す図である。図 6は、実施例装置に用レ、られる一例としての検査対象基板の外観を示す上面図である。図 7は、実施例装置に用レ、られる治具の外観を示す図であって、側面図及び上面図をふくむものである。

図 8は、実施例装置のシステム構成を示す図である。

図 9は、実施例装置における全体的制御手順を説明するフローチャートである。

図 10は、実施例装置の全体的制御手順を説明するフローチャートである。

図 11は、実施例装置におけるピーク探索動作を説明するグラフ図である。

図 12は、変形例に係る検査装置の一部構成を示すブロック図である。

図 13は、他の実施形態に従った誘導素子 Lと結合容量 Cとの接続関係を示す図である。図 14は、検查対象の基板の具体例を示す図である。

図 15は、図 14の基板を検查するためのセンサ電極板の構成を示す図であって、正面図およぴ側断面図を含むものである。発明を実施するための最良の形態

第 3図に、本発明の好適な実施形態の動作原理を説明する図を示す。

100は検査対象の回路基板であり、その表面にパターン線 101が布線されている。ノターン線 101は 2つの端部 102， 106を有し、原理的には、端部 102, 106間の長さおょぴピッチは問わない。パターン 101の端部 102にはピンプローブ 103が接触され (原理的には、プローブ 103は端部 102に非接触で容量結合されていても良い）、このプローブ 103 に交流成分を含む検査信号が印加される。

パターン 101の端部 106の近傍には、電極 107が配置される。電極 107と端部 106との間には空間 105が形成されて、この空間が容量 Cを形成する。電極 107にシリーズにインダクタンス Lが接続され、このインダクタンス Lにおける出力電圧 Vをモニタする。

入力の検査信号の周波数 fを、検査対象基板で分布定数回路が成立しないような値に選んだ場合には、回路インピーダンスが低くなる条件は、（2)式と同じように、

L= (l/4²) X f₀ ²X C ·'· (3)

となるようにインダクタンス Lを選択する。インダクタンス Lを、第 3図のように電極 107側に設ける力、、あるいは、ピンプローブ 103側に設けるかは本質的ではなレ、。従って、第 3図において、インダクタンス Lをピンプローブ 1 03と交流電源 104との間に設けても良い。また、第 3図において、電極 107を、交流電源側に移動させても良い。このような変形の実施形態では、第 4図のように、電極 107が交流電源側に移動されている。第 4図の例でも、容量 Cとインダクタンス Lとは直列となっているので、（2)式あるレ、は（3)式力 Sインピーダンスを下げる条件となる。

さらなる変形の実施形態では、第 5図のように、第 3図の実施形態のピンプローブ側に更に電極 108 (結合容量）を設けるものである。電極 107のの結合容量を C₂とすると、合成容量を考慮して、インダクタンス Lを、

L= (1/4²) X f。² X [(C₁C₂)/(C₁ + C₂)] …（4)

に従って選択する。合成容量（0^₂)/(^ + C₂)は個々の容量い C₂)に比して減るから、第 5図の実施形態では、第 3図実施形態に比して、同じインダクタンス Lを用いる限りは、使用周波数 fを上げなくてはならなレ、が、電極 108側も高い位置決め精度が不要となる効果が得られる。

尚、第 4図の実施形態も、第 5図の実施形態でも、検査信号の入力側と出力信号のモニタ側をどちらに取るかは任意である。

以下、上記実施形態を更に具現ィヒした実施例を詳細に説明する。

この実施例は、複数の微細ピッチのパターン線が布線された回路基板を検查する検査装置の例である。

第 6図は、検査対象の回路基板 200の一例を示す。即ち、この回路基板 200は、複数のパターン線が布線されており、個々のパターン線の導通状態を検査するのが実施例の検查装置の目的である。基板 200は、図面上で、左力右側にパターン線が布線されており、基板の左側では隣り合うパターン線間のピッチはピンプローブを立てることができる程度とする。また、基板 200の右側での隣り合うパターン線間のピッチは、隣り合うパターン線の 2 つの電極が互いに接触しない程度の間隔を有するものとする。

第 7図は、第 6図の回路基板 200専用に作成された治具 300の例である。治具を専用とするのは、検査対象の基板が千差万別であるからである。即ち、パターン線の形状ゃピッチ間隔は基板毎に異なり、そのために、ピンプローブや電極を個々のパターン線に対して設けることができるか否かの判断は基板毎に異なるからである。検査信号の入力側でピンプローブを設けることができなければ、第 5図の方式を使用せざるを得ず、電極を個々のパターン線に設けることができなければ、複数のパターン線に対して共通の電極を設ける方式を採用せざるを得ないからである。従って、ピンプローブの本数や配置位置、更に、電極の本数や配置位置も千差万別にならざるを得ず、従って、作業の効率化の観点から基板に専用の治具を用いる。第 7図を参照して、治具 300は例えばアクリル板などで本体が構成され、検查対象の基板 200の形状に合わせて作成される。第 6図の例の基板 200専用の治具 300の本体には、スプリングで付勢された複数のピンプローブ 310 (先端が基板を傷つけない程度に先鋭ィ匕している）が治具 300の左側に設けられており、右側には、個々のパターン線用に設けられた電極 350が所定の位置が設定されている。ピンプローブ 310や電極 350の個々にはリード線が接続されている。

第 8図は、検査システム 400の構成をブロック図で示す。

この検査システム 400は、前述の治具 300を用レ、る例である。コントローラ 410は、本システムの全体的なシーケンスおよび制御手順を制御する。即ち、コントローラ 410は、検査信号を生成する回路 430、 1対 Nマルチプレクサ、 M対 1マルチプレクサ、インダクタンス 450 と抵抗 460と AZD変換器 470とを含むアダプタ 480とを制御する。

第 8図に示されたシステムでは、第 6図の回路基板を対象としているので、マルチプレクサ 420は検査信号を入力して、 N個のアナログスィッチに分配する。 N個のアナログスイツチは基板 200のピンプローブの数だけ必要である。マルチプレクサ 440は M個（出力ピンの数に等しぐ一般的には、 M=Nである）のアナログスィッチ出力のいずれか 1つを選択して、アダプタ 48に出力する。

アダプタ 480は、検査対象の基板 200毎に固有のインダクタンス 450や抵抗 460を有す 3204

11

るので、取り外し可能なアダプタ構成とした。

次に、第 9図，第 10図を参照して本検査システムの制御手順を説明する。この制御手順は、基準ワーク（断線などの不良がないことが確認されてレ、るワーク）を測定することにより、基準ワークの個々のパターン線のインピーダンス等を測定し (第 9図の制御手順）、検査対象のワークについてのインピーダンスを計測して、この被検査ワークのインピーダンスと基準ワークのインピーダンスとを比較することにより、不良個所 (断線およびノヽーフショート）を検出（その検出に基づく不良基板の除外)を行う（第 10図)ものである。

第 9図のステップ S2において、基準のワークをセットする。ステップ S4では、この基準ヮークに対して治具 300をセットする。このセットにより、治具に設けられた複数の電極が検査対象パターンの端部に非接触で近接する。ステップ S6では、カウンタ Nとカウンタ Mとを 1に初期化する。

ステップ S8では、発信器 430からの検査信号の周波数を基準周波数 f。の一 10%、即ち、

(1 -1/10) -f₀= (9/10) -f₀

に設定する。ステップ S 10では、マルチプレクサ 420と 440とをセットして、カウンタ N, Mにより選択されたパターン線に周波数 f。の検査信号を印加する。このとき、カウンタ Nにより指定されたアナログスィッチのみが〇Nして、他のスィッチは接地側にシャントされる。また、マルチプレクサ 440では、カウンタ Mにより指定されたアナログスィッチのみが ONして、他のスィッチは接地側にシャントされる。これにより、 N番目のアナログスィッチが ONして検査信号が値 N， Mで指定されたパターン線に印加されて、その線の出力信号がマルチプレクサ 440の M番目のアナログスィッチを介してアダプタ 480に入力される。

アダプタ 480により検出されたパターン線 NMの出力信号 V_NMはステップ S12で測定されて、コントローラ 410の所定のメモリに記憶される。

ステップ S14では、検査信号の周波数を Δίだけ増加する。この増加した周波数の検査信号により、ステップ S12では出力電圧を計測する。この操作をステップ S 16で、周波数 fが 11/10· f。を越えるまで繰り返す。ステップ S 12乃至ステップ S 16を繰り返すことにより得られた複数の測定値 V_NMは第 11図に示すように、ピーク値を示すことが予想される。このときに出力信号値を V_RNM (添え字の Rは基準を表す)とし、周波数を f_RNMとし、コントローラのメモリに記憶する。ステップ S 22では、基準力信号値 V_RNMから当該電流経路 NMのインピーダンス Z醒を求める。

これらのステップ S8乃至ステップ S24までの操作を繰り返すにより、任意のパターン線 N Mについての、基準力信号値 V_RNMを与える基準周波数 f_RNMと、その電流経路 NMのインピーダンス Z_RNMとの糸且合せを得ることができた。これらのデータは組として、メモリに記憶され、引数 NMによりメモリから取り出し可能である。

第 1の制御手順により、検査対象のワークの測定を行う。

即ち、ステップ S30では検查対象ワークをセットする。ステップ S32では治具をこのワークに対してセットする。ステップ S34では、カウンタ N， Mを初期化する。ステップ S36では、前述のメモリから基準周波数 f_RNMと基準インピーダンス Z_RNMの組合せを読み出す。ステップ S 38では、この基準周波数 f_RNMの検査信号を対象基板の NMパターン線に対して印加する。ステップ S49では、このパターン線からの出力信号 V_NMを計測することにより、電流経路 N Mの Z_XNMを計算する。ステップ S42では、このワークのインピーダンス Z_NMを

^N - I ^XNM^R I

に基づいて計算する。ステップ S44では、ステップ S42で計算したインピーダンス Z_NMが所定の閾値 TH_NMを越えてレ、るか否力、を判断する。インピーダンスが閾値を大きく超えているときは、その電流経路 NMは不良と判定し (ステップ S46)、越えていないときは正常と判定する。

ステップ S36乃至ステップ S52では、全電流経路について上記判定を行う。基板の正常 Z不良の判定は、 1つでも不良の電流経路が存在したならば (これに限らないが）、その基板を不良と判定する。

〈他の実施形態〉

上記実施形態では、第 3図などに示すように、誘導素子としてのコイル (L)は、電極と回路基板との間に形成された結合容量 (C)に対して直列に接続されていたが、第 13図のように、 Cに対して Lを並列に接続して、 Cと接地間の電圧を測定するようにしても良レ、。この接続方法により、共振強度を上げることができ、第 8図のシステム構成で第 9図，第 10図の制御手順に実質的にそのまま採用することができる。 '

尚、この際に、共振強度を上げる為に、電流検出抵抗を取り去るようにする。また、上記実施形態と同じように、基準基板を用いて、種々の経路について出力電圧と抵抗値の相関を予め取るようにする。

〈センサの具体例〉

第 5図，第 6図に示したセンサの形状は概念化したものであり、通常、センサ電極の形状は検査対象の経路パターンの形状に合わせることが好ましい。第 14図に検査対象の回路基板 500の一例を示す。

第 14図において、破線で示された 501は将来検查対象の基板に実装されるべき電子装置 (LSI等）を示す。この基板 500の上には、電子装置 501の入出力ピン (不図示）が将来接続されるべき経路ノターン 500a, 500b, 500d, 500e力 S設 ίナられてレ、る。

第 15図に、上記経路パターン 500a…の検査を行うためのセンサアッセンプリ 600を示す。即ち、第 15図において、センサ電極板そのものは、一部が切り欠かれた =形の導電板 62 0である。導電板 620は接地電極板 610によって囲まれている。また、 =形形状のセンサ電極板 620の内部は切り欠かれ、その切り欠かれた内部に同じく接地電極板 630が形成されている。 =形形状のセンサ電極板 620は、一部が 640において切り欠かれ、 C字状の形状を有する。切り欠き 640は、接地電極板 610と 630とを同じ接地電位に保っための、電極板 610と 630と接続する線路を形成する。力べして、センサ電極板 620が、シールドとして機能する接地電極板 610と 630とによって挟まれてレ、ることになる。

コイル Lは、第 15図に示すように、センサ電極板 620と出力端子線 650との間にセットされる。

上記のようなセンサアッセンブリ 600は、上記検査対象回路基板 500のパターン経路 50 Oa…が設けられた面側に接近される。第 15図の例では、パターン経路 500a…は基板 50 0の下面に設けられているので、センサアッセンブリ 600は第 15図の下側に接近される。第 15図において、 700はセンサアッセンブリ 600の基板のセンサ電極が設けられた反対側 (第 15図の例では下側）に設けられたシールド板である。このシールド板 700は、センサの接地電極板 610と実質的に同じ大きさを有する力同図に示されてレ、るように、一部に切り欠き 730が設けられている。この切り欠き 730は、センサ電極板 620のパターンに実質的に一致させている。即ち、センサ電極板 620については、センサと同じ面で接地電極板 61 0と 630とで挟むことによりシールド効果を発揮させ、反対側の面では、上記接地電極板 6 10， 630に対応させてシールド板 710， 720を設け、センサ電極板 620に対応させてシールド板を設けなレ、ことにより S/N比を向上させてレ、る。

尚、センサ電極板 620を略 =形 (若しくは C字状形状）としたのは、第 14図に示した検査対象基板上には、経路パターン 500a…の複数の端部が =形の辺を形成するように並んでいるためである。従って、検査対象の経路パターンの端部の分布が任意の形状を取っている場合には、その分布形状に合わせたセンサ電極板の形状を作成する。例えば、複数の経路パターン 500a…の端部が全体で例えば三角形の各辺に沿って分布してレ、る場合には、センサ電極板の形状を、結合容量 Cを確保できる程度の幅を有し、上記三角形の各辺に沿った帯形状を有するものとすればょレ、。

〈検査システムの設計方法〉

上記実施形態の説明力も明らかなように、本検查システムの主眼は、共振状態を発生させて、回路全体のインピーダンスを下げることにより出力電圧のレベルを上げることにある。共振状態を発生させるために所定の条件が満たされることが必要であり、その条件に影響を与える要素として、

'結合容量 C (即ち、経路パターンの線幅、センサ電極板の面積'幅、パターン一電極間距離）

•誘導定数 L

•印加周波数 f

がある。明らかに、周波数 fは電気電子的に変更が容易であるので、上記実施形態が採用しているように、共振点を探るのには好適である。し力ながら、結合容量 Cの値は一般的に小さいので、共振状態が高い周波数で得られる場合がある力高い共振点は検査システム全体で動作の不安定や信号リークをもたらすので、過度に高い周波数 fを用いるのは好ましくない。

また、結合容量 Cに影響を与える検査対象基板の経路パターンの線幅や長さは変更することが一般的には許されないものである。そこで、提案されるべきシステムの設計方法は、 I：まず、検査対象基板の経路パターンの線幅や長さ、さらにはセンサ電極の大きさ'面積を考慮して、結合容量 Cが 50fF〜lpF程度に収まるように、センサ電極を設計する。

II：次に、共振周波数が、即ち、発信器の基本周波数力 ^MHz〜； 10MHzの範囲内に収まるように、誘導素子 Lの値を決定する。実験によれば、誘導素子は、 20mH乃至 25μΗの範囲が好ましい。

以上の設計方法で設計された検查システムは、システム全体が高周波的に安定しており、また最適な共振点も容易に見つ力るものとなる。

〈変形例〉

M-1 : 上記実施形態の検查システムに対して、第 1実施形態乃至第 3実施形態の検査原理のレ、ずれをも適用可能である。

Μ-2 : 上記実施例では、基準ワークにより基準周波数を求める場合には、標準周波数の ± 10% (土 Sfとする）の範囲で変動させて、ピークを検出していた力その変動範囲 Sfはこれに限られるものではなレ、。

例えば、連続測定する対象の検査基板が多岐にわたり、基準周波数の変動幅が大きいときは、ピーク探索のための変動幅 ±5fを大きくする必要がある。従って、連続測定する複数の基板、あるいは 1枚の基板の複数のパターン線で基準周波数が大きく異なることが予定されているときは、変動幅土 5fを前もって大きく取る必要がある。但し、変動幅土 δίを大きくとることは検査に要する時間を増加させるので、その点を考慮して決定する必要がある。 Μ-3：上記実施形態では、複数の電流経路 (パターン線）の夫々に対して電極を設けてレ、た力 S、本発明はこれに限定されない。特に、出力側のパターン線間のピッチが狭レ、ときは、複数のパターン線に対して共通の電極を設ける必要がある。これにより、電極の数が少なくすることができるために、治具を高精度に位置決めする必要性が減少する。第 12図は、 1つの検査基板の全パターン線を 2つの電極 107a, 107bとにより検査する場合の構成を示す。個々の電極に対して 1つのアナログスィッチが必要である。

第 12図の例では、電極 107aがカバーするパターン線の基準周波数と電極 107bが力パーするパターン線の基準周波数とが異なるために、夫々に、インダクタンス 450a， 450b を設けた。基準周波数が大きく異ならないと予想されるときには、インダクタンスを 1つに減らすことができ、 1つにできる場合には、前記実施例と同じように、そのインダクタンスを第 1 2図と異なって、アダプタ側に移動させることができる。

M - 4: インダクタンス Lの個数は使用周波数 fに依存する。周波数 fが高いときには、インダクタンス Lの設置位置は検査対象に基板に十分に近レ、ことが好ましい。従って、力かる場合には、同じ値の複数のインダクタンスをマルチプレクサ 440内においてアナログスィッチの全段に夫々は位置する必要がある。

M-5 : 上記実施形態ならびに実施例では、共振状態を現出させるのに、周波数 fを変化させていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、結合容量 Cまたはインダクタンス Lを変更させても良い。

例えば、インダクタンス Lを変更する場合には、複数タップのインダクタンスチップをァダプタ 480内あるいはマルチプレクサ 330内に、あるいは、電極の近傍に直付けにより設ける。結合容量 Cを変更する必要性は、例えば、電極の大きさがバラバラの場合に、複数のパターン線 (複数の電流経路）に対して共振周波数を一致させるためである。

M-6 : インダクタンス Lの値は用いる発信器の周波数に応じて決めるべきである。本発明では共振状態にぉレ、てインピーダンスを測定することが本質であり、共振状態が得られる限りでは、周波数 fを変えても、結合容量 Cを変えても、インダクタンス Lを変えても達成できる。しかしながら、周波数を上げることは、回路基板全般において漏れ電流を増やすこととなり、測定精度が下がるという問題を発生させる。そこで、共振周波数を上げないで共振状態を得るためには、インダクタンス Lの値を大きくするべきである。上記実施形態では、共振周波数を約 5MHzに設定してレ、る。

また、共振状態を変更するために結合容量を変更することも可能である。この場合、電極の大きさを変えて結合容量 Cを変更することは好ましくなレ、ので、例えば電極が大きくて電極による結合容量 c。が大きくて共振が過大になる場合にのみ、別途、共振振幅を避けるための減衰用コンデンサを C。に直列に設けることも必要である。

M - 7 : 上記実施例では、周波数を、ステップ S12乃至ステップ S16で、 ± 10%の範囲内で変更している間に、ピークが発見されることを前提としている。実際には、ピークが発見できない場合がある。そこで、第 9図のフローチャートを次のように変形することを提案する。即ち、 1つの変形例は、ピークを検出するのではなぐ ± 10%の区間内の最大値を与えた周波数を共振点と見なして、その周波数を基準周波数とするのである。

第 2の変形例は、ピーク値、即ち、極大値が発見されなかった場合には、極大値が発見されるまで、変動範囲を拡大するように、ステップ S 16を変更する。

M-8：上記実施例の、検査対象のワークを検査する手順 (第 10図）では、基準ワークを用いて得られた基準周波数 f_RNMを用いていた。これは、基準ワークと実際の検査ワークとをそれぞれ治具に装着する際に位置ずれが発生してレ、なレ、ことを前提としてレ、たからである。しかし、実際には位置ずれをゼロとすることは困難な場合がある。力かる場合には、位置ずれの補正を考慮しないと、位置ずれによるインピーダンスの増加（見かけ上の増カロ）をパターン線の不良によるインピーダンスの増加と誤判断するおそれがある。そこで、次のように制御手順を変形することを提案する。

即ち、基準ワークに対して適用されたピーク検出の手順を、実ワークの検査に対しても適用するのである。具体的には、ステップ S 12乃至ステップ S 16に類似のステップをステップ S38 (第 10図）に置き換える。このとき、ステップ S16の f。を、ステップ S36で読み出した f _RNMに置き換える。換言すれば、 f_RNMを中心にして、 ± 10% (± 10の値に限定されないが）の範囲で変動させて、共振状態を発生させるピーク周波数を探索するのである。このような変更は位置ずれに対しても有効に対処できる。

M-9 : 本発明では、誘導性素子、即ち、インダクタンス Lは実際には種々の形状のものを用いても良い。しかし、使用周波数が比較的高くなる場合には、インダクタンスの取り付けには注意を払わねばならない。 -10 : 本発明では、誘導性素子、即ち、インダクタンス Lは実際には種々の形状のものを用いても良レ、。しかし、使用周波数が比較的高くなる場合には、インダクタンスの取り付けには注意を払わねばならなレ、。第 13図は、インダクタンスをコイルとした場合の、そのコイルの取り付け状態を説明する。

M-11：検査信号は交流成分を有してレヽれば、正弦波に限られず、例えばパルス列、さらには単発パノレスでも良レヽ。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明の回路基板の導通検查装置および方法によれば、低い周波数での共振状態を現出させることにより回路インピーダンスを下げることが可能となり、その結果出力信号の SN比を向上させて、精度の高い導通検査を行うことができる。

特に、接触方式の使用を維持したまま、非接触方式を採用することができるので、プロ一ブの本数を減らすことができ、コストダウンへの寄与が大きい。

また、例えば 10〜： 100Ω程度の低レ、抵抗値を導通状態として測定することができた。

Claims

請求の範囲

1. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査装置において、

この誘導性素子に接続された第 1のリード線と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方に、前記検査信号の出力を検出する信号検出手段とを具備することを特徴とする回路基板の導通検査装置。

2. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査装置において、

前記第 1の端子に直接接触するプローブ手段と、

このプローブ手段に接続された誘導性素子と、

この誘導性素子に接続された第 1のリード線と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方に、前記検查信号の出力を検出する信号検出手段とを具備することを特徴とする回路基板の導通検査装置。

3. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査装置にぉレ、て、前記第 1の端子と非接触方式で結合容量を有して容量結合する第 1の容量結合手段と、この第 1の容量結合手段の容量と共振回路を形成すベぐ前記第 1の容量結合手段に接続された誘導性素子と、

この誘導性素子に接続された第 1のリード線と、

4. 所定距離離間された第 1の端子群と第 2の端子群とが設けられた導通検査用治具であって、

前記第 1の端子群の夫々または一部の第 1の端部には、導通検査用の検査信号を印加できるように、リード線が接続され、

前記第 1の端子群の夫々または一部の第 2の端部には検査対象の基板にコンタクトするための接触部が夫々設けられ、 ·

前記第 2の端子群の夫々または一部には 1つまたは複数の誘導性素子が接続され、前記第 2の端子群の夫々または一部の第 2の端部には、前記検査対象の基板の配線パターンと非接触で結合容量を形成するための電極が夫々設けられたことを特徴とする導通検査用治具。

5. 前記容量結合手段は、

前記誘導性素子に接続された平板電極であって、前記第 1の端子との間で容量を形成すべぐ主面が前記第 1の端子に向けられて設けられた第 1の平板電極とを有することを特徴とする請求の範囲第 1項又は第 2項に記載の回路基板の導通検査装置。

6. 前記第 1の容量結合手段は、

前記誘導性素子に接続された平板電極であって、前記第 1の端子との間で容量を形成すべぐ主面が前記第 1の端子に向けられて設けられた第 1の平板電極とを有することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の回路基板の導通検査装置。

7. 前記第 2の容量結合手段は、

前記第 2の端子との間で容量を形成すベぐ主面が前記第 2の端子に向けられて設けられた第 2の平板電極とを有することを特徵とする請求の範囲第 3項に記載の回路基板の導

8. 前記プローブ手段は、

前記第 2のリード線に接続され、前記第 2の端子に直接抵抗的に接続されると共に取り外し自在なプローブを有することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の回路基板の導通検

9. 前記プローブ手段は、

前記第 1のリード線に接続され、前記第 2の端子に直接抵抗的に接続されると共に取り外し自在なプローブを有することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の回路基板の導通検

10. 前記検查信号は交流信号であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 8項のいずれかに記載の回路基板の導通検查装置。

11. 前記検査信号はパルス信号であることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 8項のレ、ずれかに記載の回路基板の導通検査装置。

12. 前記基板には複数のパターン線が敷設され、個々のノ、。ターン線は第 1の端子群と第 2の端子群とを有し、

前記第 1の端子群の中から目的の前記第 1の端子を選択し、選択された前記第 1の端子を前記誘導性素子に接続するための選択手段を更に具備したことを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれかに記載の回路基板の導通検査装置。

13. 前記選択手段は、複数のアナログスィッチを有するマルチプレクサ回路であることを特徴とする請求の範囲第 12項に記載の回路基板の導通検查装置。

14. 前記マルチプレクサは、選択されなかった端子の出力を接地するスィッチを更に有することを特徴とする請求の範囲第 13項に記載の回路基板の導通検査装置。

15. 前記基板には複数のパターン線が敷設され、個々のパターン線は第 1の端子群と第 2の端子群とを有し、

前記第 2の端子群の中から目的の前記第 2の端子を選択し、選択された前記第 2の端子を前記第 2のリード線に接続するための選択手段を更に具備したことを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 3項のいずれかに記載の回路基板の導通検査装置。

16. 前記選択手段は、複数のアナログスィッチを有するマルチプレクサ回路であることを特徴とする請求の範囲第 15項に記載の回路基板の導通検査装置。

17. 前記マルチプレクサは、選択されなかった端子の出力を接地するスィッチを更に有することを特徴とする請求の範囲第 16項に記載の回路基板の導通検查装置。

18. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2 の端子間の導通を検査する導通検査方法において、

前記第 1の端子に所定の電極を近接させて結合容量を形成し、前記電極に所定の誘導性素子を接続し、この誘導性素子に第 1のリード線を接続し、前記第 2の端子に第 2のリード線を接続することにより、前記第 1のリード線、誘導性素子、電極、結合容量、第 1の端子、パターン線、第 2の端子、第 2のリード線とにより共振回路を形成する工程と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に交流成分を含む検查信号を印加する印加工程と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方において、前記検査信号の出力を検出する検出工程とを具備することを特徴とする回路基板の導通検査方法。

19. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2 の端子間の導通を検査する導通検査方法にぉレ、て、

前記第 1の端子に誘導性素子を介して第 1のリード線を直接接触させ、第 2のリード線を前記第 2の端子と非接触方式で結合容量を有して容量結合させることにより、前記第 1のリード線、誘導性素子、第 1の端子、パターン線、第 2の端子、電極、結合容量、第 2のリード線とにより共振回路を形成する工程と、前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に交流成分を含む検査信号を印加する印加工程と、

20. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が設けられた基板の、前記第 1と第 2 の端子間の導通を検査する導通検査方法において、

第 1のリード線に接続された誘導性素子を第 1の電極を介して前記第 1の端子と非接触方式で容量結合させ、第 2のリード線を第 2の電極を介して前記第 2の端子と非接触方式で容量結合させることにより、前記第 1のリード線、誘導性素子、第 1の電極、結合容量、第 1 の端子、パターン線、第 2の端子、第 2の電極、結合容量、第 2のリード線とにより共振回路を形成する工程と、

前記第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか他方において、前記検査信号の出力を検出する検出工程とを具備することを特徴とする回路基板の導通検查方法。

21. 前記検查信号は交流信号であることを特徴とする請求の範囲第 18項乃至第 20項のレ、ずれかに記載の回路基板の導通検查方法。

22. 前記検査信号はパルス信号であることを特徴とする請求の範囲第 18項乃至第 21項のいずれかに記載の回路基板の導通検查方法。 '

23. 前記基板には複数のパターン線が敷設され、個々のパターン線は第 1の端子群と第 2の端子群とを有し、

前記第 1の端子群の中から目的の前記第 1の端子を選択し、選択された前記第 1の端子を前記誘導性素子に接続することを特徴とする請求の範囲第 18項乃至第 21項のいずれかに記載の回路基板の導通検査方法。

24. 更に、基準周波数決定工程を有し、この基準周波数決定工程は、前記印加工程に先立って、所定の基準基板に対して前記検査信号の周波数を変更しながら印加することにより、前記基準基板の第 1の端子と第 2の端子間のパターン線についての共振周波数を決定する決定工程を有し、

前記印加工程は、

この共振周波数を検查信号の周波数として、第 1のリード線と第 2のリード線のいずれか一方に印加することを特徴とする請求の範囲第 18項乃至第 23項のいずれかに記載の回路基板の導通検査方法。

25. 前記決定工程においては、前もって前記誘導素子の定数に基づいて決定した標準周波数を中心にした所定範囲内で、基準基板用の検査信号の周波数を変動させることを特徴とする請求の範囲第 18項乃至第 24項のいずれかに記載の回路基板の導通検查方法。

26. 前記印加工程においては、前記決定工程において決定された周波数を中心にした所定範囲内で、検査対象の基板用の検查信号の周波数を変動させることを特徴とする請求の範囲第 25項に記載の回路基板の導通検查方法。

27. 検査信号の周波数を変更する手段を更に具備することを特徴とする請求の範囲第 1 項乃至第 17項のいずれかに記載の回路基板の導通検査装置。

28. 請求の範囲第 18項乃至第 26項のいずれかに記載の導通検查方法を実現するコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ可読の記録媒体。

29. 第 1と第 2の端子を基板上に有するパターン線が密に設けられた基板の、前記第 1と第 2の端子間の導通を検査する導通検査装置において、

前記パターン線との間の結合容量が 50fF乃至 lpFの範囲内に入るような大きさを有するセンサ電極と、

前記センサ電極と並列若しくは直列に接続され、 20mH乃至 25μΗの範囲のいずれかの定数を有する誘導素子と、

5MHz〜 10MHzの範囲内に収まる基準周波数で発振し、その基準周波数力所定の範囲内で変更可能な発振器とを具備する導通検査装置。