WO2007145156A1

WO2007145156A1 - 基板検査装置

Info

Publication number: WO2007145156A1
Application number: PCT/JP2007/061697
Authority: WO
Inventors: Munehiro Yamashita
Original assignee: Nidec-Read Corporation
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2007-12-21
Also published as: JP2007333598A; TW200815777A

Abstract

　本発明は、検査時間の短縮が図れ、検査のための回路の効率がよい基板検査装置を提供する。そして、この基板検査装置（２１）は、第１及び第２の電流供給端子（２２，２３）と、第１及び第２の電圧計測端子（２４，２５）と、電流供給部（２６）と、電圧計測部（２７）と、電圧安定部（２８）とを備えており、複数の配線パターン（２９）が設けられた基板の検査を行う。電圧安定部（２８）は、第２の電圧計測端子（２５）に電気的に接続され、その第２の電圧計測端子（２５）及び配線パターン（２９）の電圧計測端子（２５）との接触部の電圧を安定させるようになっている。より具体的には、電圧安定部（２８）は、オペアンプ（４１）を備えて構成されている。

Description

明細書

基板検査装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数の配線パターンを有する基板の電気的特性を検查する基板検查装置に関する。

[0002] 尚、この発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリア及び半導体ウェハなど種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。

背景技術

[0003] 従来の基板検査装置として、電流供給端子と電圧計測端子の 2本の端子を設ける、いわゆる 4端子法を用いて配線パターンの検査を行うものがある（例えば、特許文献 1)。この種の基板検査装置では、図 3に示すように、電流供給部 1の正負の出力部 la， lbが正側及び負側の電流供給用導電路 2， 3を介して第 1及び第 2の電流供給端子 4, 5と電気的に接続されている。電流供給部 1は、第 1の電流供給端子 4側から第 2の電流供給端子 5側に流れるように、配線パターン 7に電流を供給する。また、電圧計測部 7の正負の電圧導入部 7a， 7bが正側及び負側の電圧計測用導電路 8 , 9を介して第 1及び第 2の電圧計測端子 11， 12に電気的に接続されている。電圧計測部 5は、電流供給部 1により配線パターン 6に電流が供給されている状態で、第 1及び第 2の電圧計測端子 11， 12を介して配線パターン 4上の 2点間の電圧を計測する。そして、電流供給部 1が供給している電流の電流値と、電圧計測部 7が計測した電圧値とに基づいて配線パターン 6の導電特性の良否（短絡や断線の有無、抵抗値の適否等）が判定されるようになっている。

[0004] このような 4端子法では、電圧計測部 7のインピーダンスが実質的に無限大であるため、電圧計測端子 11 , 12を電流供給端子 4, 5と分離したことで、電圧計測端子 11， 12と配線パターン 6との接触部を介して流れる電流が実質的に無視できる程度に抑えられる。これによつて、電圧計測端子 11， 12と配線パターン 6との接触抵抗の影響を実質的に除外して、電圧計測端子 11， 12が接触する配線パターン 6上の 2点間の電圧が正確に計測できるようになつている。

[0005] なお、図 3中において、導電経路 3に介揷される電流計 13は、配線パターン 6の抵抗値等の計測に直接寄与するものではなぐ配線パターン 6から電流供給部 1に戻る電流の電流値を確認するため等に用いられるものである。

[0006] また、各導電路 2, 3, 8， 9に介揷されているスイッチング素子 14〜 17は、電流供給部 1及び電圧計測部 7側の回路要素と、端子 4, 5, 11， 12側の回路要素とを予め設定される順番に応じてつなぎ替えるためのものであり、マルチプレクサ等により構成される。端子 4， 5, 11 , 12側の回路要素の数の方が電流供給部 1及び電圧計測部 7側の回路要素の数よりも多くなつておりスイッチング素子 14〜： 17によって、電流供給部 1及び電圧計測部 7側の回路要素が、いずれかの端子 4， 5, 11 , 12側の回路要素に選択的に接続されるようになっている。

[0007] しかしながら、上述の従来の基板検査装置では、第 2の電流供給端子 5と電流供給部 1の負側の出力部 lbとを導電路 3により単純に接続する構成であるため、導電路 3 及びそ

れに接続される電流供給部 1内の導電経路の抵抗成分、容量成分等の影響により、配線パターン 6への電流供給が開始されてから、配線パターン 6に流れる電流及び配線パターン 6上の 2点間の電圧が安定し、正確な電圧計測が行えるようになるまで時間がかかり、検査に時間がかかるという問題がある。

[0008] また、第 2の電流供給端子 5と配線パターン 6との接触部の接触抵抗の変動幅が大きいため、配線パターン 6に流れる電流の電流値が安定するまでの時間も大きく変動するようになつている。このため、電流供給開始から電圧計測までに要する時間を余裕を持って長く設定する必要があるという問題もある。

[0009] また、配線パターン 6の抵抗値に比して導電路 3及びそれに接続される電流供給部 1内の導電経路の抵抗成分の方が格段に大きい場合がある。このような場合、実際に電圧計測部 7により計測される計測電圧値と、電流供給のために電流供給部 1が出力する出力電圧値との比が大きくなり、検査のための回路の効率が悪いという問題もめ。

特許文献 1：特開 2004— 184374号公報

発明の開示

[0010] 本発明の解決すべき第 1の課題は、検査時間の短縮が図れる基板検査装置を提供することである。

[0011] また、本発明の解決すべき第 2の課題は、検査のための回路の効率がよい基板検查装置を提供することである。

[0012] 本発明の第 1の態様では、複数の配線パターンを有する基板の電気的特性を検査する基板検査装置であって、前記複数の配線パターンのうちのいずれかの配線パターンにおける互いに離間した位置で、その配線パターンに接触される第 1及び第 2の電流供給端子と、前記いずれか配線パターンにおける前記第 1の電流供給端子及び前記第 2の電流供給端子により挟まれた区間内において、互いに離間した位置で前記配線パターンに接触される第 1及び第 2の電圧計測端子と、前記第 1の電流供給及び前記第 2の電流供給端子を介して前記いずれかの配線パターンに、前記第 1 の電流供給端子側から前記第 2の電流供給端子側に電流を流す電流供給部と、前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子を介し、前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子が接触される前記いずれかの配線パターンの 2 点間の電圧を計測する電圧計測部と、電圧安定部とを備え、前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子のうち、前記第 2の電圧計測端子の方が、前記電流の下流側で前記いずれかの配線パターンに接触され、前記電圧安定部は、前記第 2 の電圧計測端子に電気的に接続され、その第 2の電圧計測端子及び前記いずれかの配線パターンの前記第 2の電圧計測素子との接触部の電圧を安定させる。

[0013] この態様によれば、電圧安定部が、第 2の電圧計測端子及び配線パターンの第 2 の電圧計測素子との接触部の電圧を安定させるようになつている。それ故、第 1及び第 2の電流供給端子、及び第 1及び第 2の電流計測端子が配線パターンに接触され、電流供給部による電流供給が開始された直後に第 1及び第 2の電圧計測端子が接触される配線パターン上の 2点間の電圧が安定し、またその電圧が安定するまでに要する時間のバラツキが生じることもなレ、。よって、電流供給開始直後に配線パターン上の 2点間の電圧を正確に計測することができ、電流供給開始から電圧計測までの時間、及び検査に要する時間を大幅に短縮できる。

[0014] また、第 2の電圧計測端子及び配線パターンの第 2の電圧計測素子との接触部の電圧変動が抑制されるため、第 1及び第 2の電圧計測端子が接触される配線パターン上の 2点間の電圧レベルと、電流供給部の出力電圧との間の差を縮小することができる。その結果、検査のための回路の効率化が図れる。

[0015] また、本発明の第 2の態様では、第 1の態様に係る基板検查装置において、前記電圧安定部はオペアンプを備えている。

[0016] この態様によれば、電圧安定部にオペアンプが備えられているため、第 2の電圧計測端子及び配線パターンの第 2の電圧計測素子との接触部の電圧を確実に安定させることができ、検查時間の短縮が図れる。

[0017] また、本発明の第 3の態様では、第 2の態様に係る基板検查装置において、前記電流供給部の電流供給のための正側及び負側の出力部は、正側及び負側の電流供給用導電路を介して前記第 1の電流供給端子及び前記第 2の電流供給端子とそれぞれ電気的に接続され、前記電圧計測部の電圧計測のための正側及び負側の電圧導入部は、正側及び負側の電圧計測用導電路を介して前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子とそれぞれ電気的に接続され、前記オペアンプは、その出力端子が前記第 2の電流供給端子側に接続され、その非反転入力端子が前記電流供給部の前記負側の出力部側に接続されるように前記負側の電流供給用導電路に介挿されるとともに、その反転入力端子が前記第 2の電圧計測端子と電気的に接続されている。

[0018] この態様によれば、第 2の電圧計測端子及び配線パターンの第 2の電圧計測素子との接触部の電圧が負側の電流供給用導電路の電圧レベルである所定の定電位（例えば、グランド電位）に実質的に保持されるようになっている。例えば、電流供給部による電圧供給開始時に、仮に第 2の電圧計測端子及び配線パターンの第 2の電圧計測素子との接触部の電圧が変動しても、オペアンプの出力端子の出力電圧によりその電圧の変動が瞬時に打ち消されて、第 2の電圧計測端子等の電圧が定電位に保持されるようになっている。それ故、第 1及び第 2の電流供給端子、及び第 1及び第 2の電圧計測端子が配線パターンに接触され、電流供給部による電流供給が開始された直後に、第 1及び第 2の電圧計測端子が接触される配線パターン上の 2点間の電圧が安定し、またその電圧が安定するまでに要する時間のバラツキが生じることもなレ、。よって、電流供給開始直後に配線パターン上の 2点間の電圧を電圧計測部により正確に計測することができ、電流供給開始から電圧計測までの時間、及び検査に要する時間を大幅に短縮できる。

[0019] また、第 2の電圧計測端子及び配線パターンの第 2の電圧計測素子との接触部の電圧が実質的に所定の定電位に保持されているため、第 1及び第 2の電圧計測端子が接触される配線パターン上の 2点間には、電流供給部の出力電圧と実質的に等しい電圧差が生じることとなる。その結果、検査のための回路の効率化が図れる。

[0020] この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによつて、より明白となる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の一実施形態に係る基板検査装置の構成を示す図である。

[図 2]図 1の基板検査装置及び従来の基板検査装置を用いて配線パターン上の 2点間の電圧を計測するときの、第 1及び第 2の電圧計測端子の電圧推移を示すグラフである。

[図 3]従来の基板検査装置の構成を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 図 1は、本発明の一実施形態に係る基板検査装置の構成を示す図である。この基板検査装置 21は、図 1に示すように、第 1及び第 2の電流供給端子 22， 23と、第 1及び第 2の電圧計測端子 24， 25と、電流供給部 26と、電圧計測部 27と、電圧安定部 2 8とを備えており、複数の配線パターン 29が設けられた基板（図示せず）の検査を行 5。

[0023] 電流供給端子 22, 23と、電圧計測端子 24, 25とは、電流供給端子と電圧計測端子の 2つで一組 (端子対）となっており、この電流供給端子と電圧計測端子の組を 2 組用いることによって、所望する配線パターン 29の電気的特性を測定する。より具体的には、 2つの端子対が、基板に設けられた複数の配線パターン 29のうちの検查対象となる配線パターン 29上の 2つの検査点に夫々接触されて、検査点間の電気的特性が検出される

ことによって、検査対象の配線パターン 29の導電特性の良否 (短絡や断線の有無、抵抗値の適否等）が判定される。その導電性の良否判定については、例えば、電流供給部 26が配線パターン 29に流す電流の電流値と、その電流が供給されている状態で電圧計測部 27が計測した配線パターン 29上の 2点間の電圧とに基づいて、配線パターン 29上の 2点間（検查点間）の抵抗値を求め、その抵抗値に基づいて配線パターン 29の導電特性の良否判定が行われるようになつている。

[0024] このとき、第 1及び第 2の電流供給端子 22， 23は、検查対象の配線パターン 29の配設経路上における互いに離間した位置で、配線パターン 29に接触されるようになつている。また、第 1及び第 2の電圧計測端子 24， 25は、検查対象の配線パターン 2 9上における第 1及び第 2の電流供給端子 22， 23により挟まれた区間内において、互いに離間した位置で配線パターン 29に接触されるようになっている。さらに詳細には、第 2の電圧計測端子 24の方が第 1の電圧計測端子 25よりも電流の下流側で配線パターン 29に接触されるようになっている。

[0025] 電流供給部 26の電流供給のための正側及び負側の電流出力部 26a, 26bは、正側及び負側の電流供給用導電路 31， 32を介して第 1及び第 2の電流供給端子 22, 23とそれぞれ電気的に接続される。なお、負側の電流供給用導電路 32には所定の定電位に保持された基準電位線 (例えば、ゼロ電位に保持されたグランド線）が含まれている。

[0026] 電圧計測部 27の電圧計測のための正側及び負側の電圧導入部 27a, 27bは、正側及び負側の電圧計測用導電路 33， 34を介して第 1及び第 2の電圧計測端子 24, 25とそれぞれ電気的に接続される。

[0027] 各導電路 3：!〜 34には、スイッチング素子（例えば、半導体スイッチング素子） 35〜 38がそれぞれ介揷されている。このスイッチング素子 35〜38は、電流供給部 26及び電圧計測部 27側の回路要素と、端子 22〜25側の回路要素とを予め設定される順番に応じてつなぎ替えるためのものであり、マルチプレクサ等により構成される。端子 22〜25側の回路要素の数の方が電流供給部 26及び電圧計測部 27側の回路要素の数よりも多くなつておりスイッチング素子 35〜38によって、電流供給部 26及び電圧計測部 27側の回路要素が、いずれかの端子 22〜25側の回路要素に選択的に接続されるようになっている。

[0028] 電流供給部 26は、例えば電源回路 (例えば、出力電圧の調節が可能な電源回路）と、その出力部 26a， 26bから出力される電流の電流値を制御する電流制御回路とを備えて構成されている。例えば、電流供給部 26は、電流制御回路の働きにより、出力部 26a， 26bを介して予め定められた一定値の電流を出力するようになっている。

[0029] これによつて、第 1及び第 2の電流供給端子 22， 23が配線パターン 29に接触されると、電流供給部 26により、第 1及び第 2の電流供給端子 22， 23を介して電流が、例えば予め設定された電流値で配線パターン 29に供給される。このときに配線パターン 29に流れる電流の向きは、第 1の電流供給端子 22側から第 2の電流供給端子 23 側に流れる向きとなる。

[0030] 電圧計測部 27は、第 1及び第 2の電圧計測端子が接触される配線パターン 29上の 2点間の電圧を正側及び負側の電圧導入部 27a, 27bを介して計測する。

[0031] 電圧安定部 28は、第 2の電圧計測端子 25に電気的に接続され、その第 2の電圧計測端子 25の電圧を安定させるようになつている。より具体的には、電圧安定部 28 は、オペアンプ 41を備えて構成されている。なお、第 2の電圧計測端子 25の電圧を安定させることができるものであれば、オペアンプ 41以外のものを用いてもよい。

[0032] また、この電圧安定部 28は、第 2の電流供給端子 23と第 2の電圧計測端子 25の電位を同電位に安定させるようになつている。この電圧安定部 28が、第 2の電流供給端子 23と第 2の電圧計測端子 25の電位を同電位に安定させることにより、基板検査を行う場合の第 2の電流供給端子 23と第 2の電圧計測端子 25の電位差を無視することができる。

[0033] さらに、好ましくは、この電圧安定部 28が、第 2の電流供給端子 23と第 2の電圧計測端子 25の電位をグランド電位に安定させる。このように、電圧安定部 28が第 2の電流供給端子 23と第 2の電圧計測端子 25をグランド電位に安定させることにより、基板検查を行う際のこれらの端子に係る測定用の充電時間を削減できるようになつている [0034] オペアンプ 41は、反転入力端子 41a、非反転入力端子 41b及び出力端子 41cを有し、出力端子 41cが第 2の電流供給端子 23側に向き、非反転入力端子 41bが電流供給部 26の負側の出力部 26b側に向くように、負側の電流供給用導電路 32に介揷されている。オペアンプ 41の反転入力端子 41aは、第 2の電圧計測端子 25と電気的に接続されている。より詳細には、オペアンプ 41は、スイッチング素子 36よりも電流供給部 26側に位置するように、導電路 32に介揷されている。また、オペアンプ 41 の反転入力端子 41aは、スィッチング素子 38よりも電圧計測部 27側の位置で導電路 34と電気的に接続され、導電路 34を介して第 2の電圧計測端子 25と電気的に接続されている。すなわち、オペアンプ 41の非反転入力端子 41bは導電路 32の電流供給部 26側の部分 (グランド線）と電気的に接続されており、また、反転入力端子 41aと出力端子 41cとは、端子 23, 25が配線パターン 29に接触されるのに伴って、導電路 32,34,端子 23, 25及び配線パターン 29を介して互いに電気的に接続されるようになっている。

[0035] このため、オペアンプ 41は、端子 23,25が配線パターン 29に接触された際、第 2の電圧計測端子 25及び配線パターン 29の第 2の電圧計測素子 25との接触部の電圧をグランド電位 (ゼロ電位）に保持するようなっている。よって、電流供給部 26による配線パターン 29への電流供給開始時に、仮に第 2の電圧計測端子 25及び配線パターン 29の第 2の電圧計測素子 25との接触部の電圧が変動しても、オペアンプ 4 1の出力端子 41cの出力電圧によりその電圧の変動が瞬時に打ち消されて、第 2の電圧計測端子 25等の電位がグランド電位に保持されるようになっている。

[0036] その結果、第 1及び第 2の電流供給端子 22， 23、及び第 1及び第 2の電圧計測端子 24, 25が配線パターン 29に接触され、電流供給部 26による電流供給が開始された直後に、第 1及び第 2の電圧計測端子 24， 25が接触される配線パターン 29上の 2 点間の電圧が安定し、またその電圧が安定するまでに要する時間のバラツキが生じることもなレ、。よって、電流供給開始直後に配線パターン 29上の 2点間の電圧を電圧計測部 27により正確に計測することができ、電流供給開始から電圧計測までの時間、及び検査に要する時間を大幅に短縮できるようになつている。

[0037] また、第 2の電圧計測端子 25及び配線パターン 29の第 2の電圧計測素子 25との接触部の電圧が実質的にグランド電位に保持されているため、第 1及び第 2の電圧計測端子 24, 25が接触される配線パターン 29上の 2点間には、電流供給部 26の出力電圧と実質的に等しい電圧差が生じることとなる。その結果、検査のための回路の効率化が図れるようになつている。

[0038] 図 2は、本実施形態に係る図 1の基板検查装置 21及び図 3の従来の基板検查装置を用いて配線パターン 6， 29上の 2点間の電圧を計測するときの、第 1及び第 2の電圧計測端子 11 , 12, 24, 25の電圧推移を示すグラフである。図 2中のライン L1 , L2は、図 1の基板検查装置 21を用いて電圧計測を行うときの、配線パターン 29の第 1及び第 2の電圧計測端子 24， 25との接触部の電圧推移を示している。また、ライン L3, L4は、図 3の基板検查装置を用いて電圧計測を行うときの、配線パターン 6の第 1及び第 2の電圧計測端子 11， 12との接触部の電圧推移を示してレ、る。

[0039] 図 2のライン L3， L4より、図 3の基板検查装置では、時亥 l」Taで配線パターン 6への電流供給が開始されてから、配線パターン 6の第 1及び第 2の電圧計測端子 11 , 12 との接触部の電圧が安定するまでに、相当の時間を要していることが分かる。また、第 1及び第 2の電圧計測端子 11， 12が接触する配線パターン 6の 2点間の電圧差に比して、第 2の電流供給端子 5と配線パターン 6との接触部以降の電流経路にかかる電圧の方が格段に大きぐ回路の効率が悪くなつていることが分かる。

[0040] これに対し、図 2のライン LI , L2より、図 1の基板検査装置 1では、時亥 !jTaで配線パターン 6への電流供給が開始されると、配線パターン 6の第 1及び第 2の電圧計測端子 11 , 12との接触部の電圧が瞬時に安定し、電流供給開始直後に第 1及び第 2 の電圧計測端子 24, 25が接触する配線パターン 29の 2点間の電圧差が計測可能となっていることが分かる。また、第 2の電圧計測端子 25及び配線パターン 29の第 2の電圧計測端子 25との接触部の電圧がグランド電位に保持されているため、第 1及び第 2の電圧計測端子 24， 25が接触する配線パターン 29の 2点間の電圧差が、電流供給部 26の出力電圧と実質的に等しくなり、回路の効率が良好であることが分かる。

[0041] 尚、前述の実施形態に係る構成の変形例として、端子 23と端子 25とを同電位、かつ、一定の電位レベルに安定させることができれば、これらの端子 23， 25の電位をグランド電位以外の所定の基準電位に保持するようにしてもよい。例えば、配線バターン 29及び導電路 32にバイアス電圧を印加するようにしてもよい

Claims

請求の範囲

複数の配線パターンを有する基板の電気的特性を検查する基板検查装置であつて、

前記複数の配線パターンのうちのいずれかの配線パターンにおける互いに離間した位置で、その配線パターンに接触される第 1及び第 2の電流供給端子と、前記いずれか配線パターンにおける前記第 1の電流供給端子及び前記第 2の電流供給端子により挟まれた区間内において、互いに離間した位置で前記配線パターンに接触される第 1及び第 2の電圧計測端子と、

前記第 1の電流供給及び前記第 2の電流供給端子を介して前記いずれかの配線パターンに、前記第 1の電流供給端子側から前記第 2の電流供給端子側に電流を流す電流供給部と、

前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子を介し、前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子が接触される前記いずれかの配線パターンの 2点間の電圧を計測する電圧計測部と、

電圧安定部と、

を備え、

前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子のうち、前記第 2の電圧計測端子の方が、前記電流の下流側で前記レ、ずれかの配線パターンに接触され、前記電圧安定部は、前記第 2の電圧計測端子に電気的に接続され、その第 2の電圧計測端子及び前記いずれかの配線パターンの前記第 2の電圧計測素子との接触部の電圧を安定させることを特徴とする基板検査装置。

請求項 1に記載の基板検查装置にぉレ、て、

前記電圧安定部はオペアンプを備えていることを特徴とする基板検査装置。

請求項 2に記載の基板検查装置において、

前記電流供給部の電流供給のための正側及び負側の出力部は、正側及び負側の電流供給用導電路を介して前記第 1の電流供給端子及び前記第 2の電流供給端子とそれぞれ電気的に接続され、

前記電圧計測部の電圧計測のための正側及び負側の電圧導入部は、正側及び負側の電圧計測用導電路を介して前記第 1の電圧計測端子及び前記第 2の電圧計測端子とそれぞれ電気的に接続され、

前記オペアンプは、その出力端子が前記第 2の電流供給端子側に接続され、その非反転入力端子が前記電流供給部の前記負側の出力部側に接続されるように前記負側の電流供給用導電路に介挿されるとともに、その反転入力端子が前記第 2の電圧計測端子と電気的に接続されていることを特徴とする基板検査装置。