(57)【要約】【課題】回路基板の絶縁性の検査の高速化と正確性を実現する。【解決手段】複数の配線パターンを有する回路基板の絶縁検査を行う絶縁検査装置及び絶縁検査方法である。絶縁検査装置は、前記回路基板の被検査配線パターンに電圧を印加する電圧源と、当該電圧源で電圧を印加された配線パターンの電流値を単位時間毎に測定する電流計と、当該電流計で単位時間毎に測定した電流値を基に、Ｉ≦閾値の条件を満たす測定待機時間を各配線パターン毎に特定する制御部とを備えた。絶縁検査方法は、前記制御部の処理機能を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線パターンを有する回路基板の絶縁検査を行う絶縁検査装置であって、
前記回路基板の被検査配線パターンに電圧を印加する電圧源と、
当該電圧源で電圧を印加された配線パターンの電流値を単位時間毎に測定する電流計と、
当該電流計で単位時間毎に測定した電流値を基に、Ｉ≦閾値の条件を満たす測定待機時間を各配線パターン毎に特定する制御部とを備えたことを特徴とする絶縁検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の絶縁検査装置において、
前記制御部が、前記電流計で単位時間毎に測定する電流値の１つに対してＩ≦閾値の条件を満たさなければ、次の単位時間の電流値に対して前記Ｉ≦閾値の条件を満たすか否か判定して、前記Ｉ≦閾値の条件を満たした時点を測定待機時間経過時点とすることを特徴とする絶縁検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の絶縁検査装置において、
前記Ｉ≦閾値の条件のＩが
Ｉ＝［（Ｔx電流値−Ｔx+1電流値）／周期］
Ｔx電流値：Ｘ単位時間の電流値
Ｔx+1電流値：Ｘ+1単位時間の電流値
であることを特徴とする絶縁検査装置。
【請求項４】
複数の配線パターンを有する回路基板の絶縁検査を行う絶縁検査方法であって、
電圧源で、前記回路基板の被検査配線パターンに電圧を印加する工程と、
電流計で、前記電圧を印加された配線パターンの電流値を単位時間毎に測定する工程と、
制御部で、前記単位時間毎に測定された電流値を基に、Ｉ≦閾値の条件を満たす測定待機時間を各配線パターン毎に特定する工程とを備えたことを特徴とする絶縁検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載の絶縁検査方法において、
前記電流計で単位時間毎に測定する電流値の１つに対してＩ≦閾値の条件を満たさなければ、次の単位時間の電流値に対して前記Ｉ≦閾値の条件を満たすか否か判定して、前記Ｉ≦閾値の条件を満たした時点を測定待機時間経過時点とすることを特徴とする絶縁検査方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の絶縁検査方法において、
前記Ｉ≦閾値の条件のＩが
Ｉ＝［（Ｔx電流値−Ｔx+1電流値）／周期］
Ｔx電流値：Ｘ単位時間の電流値
Ｔx+1電流値：Ｘ+1単位時間の電流値
であることを特徴とする絶縁検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線パターンを有する回路基板の絶縁検査を行う、絶縁検査装置及び絶縁検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線基板等を構成する複数の電気配線（配線パターン）間の絶縁性を確認する検査方法として、絶縁抵抗検査がある。その絶縁抵抗検査において、例えば、１０ＧΩレベルという超絶縁性を正確に測定するためには、測定針を被試験パターンに接触させた後、電荷が十分にチャージする時間を待つ測定待機時間が必要である。そして、この測定待機時間が長いため、検査時間が長くなってしまう。
【０００３】
このような絶縁検査装置の例として特許文献１の絶縁検査装置がある。この絶縁検査装置による絶縁抵抗検査では、各配線パターン間に比較的高い電圧（例えば、200Ｖ）を印加することによって、配線パターン間の抵抗値を算出し、この抵抗値を基に絶縁状態の良否を判定していた。
【０００４】
そして、この絶縁状態の良否（十分な絶縁性が確保されているか否か）の判定を行うことによって、この回路基板が良品であるか不良品であるかが判定されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９５３０８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記特許文献１の絶縁抵抗検査では、スパーク発生について改良を行っているが、前記測定待機時間についての改良はされておらず、この点の改良が望まれる。
【０００７】
この場合、検査時間を短縮するために単純に前記測定待機時間を短縮すると、電荷が十分にチャージしないうちに測定を行うこととなる。この結果、本来プリント基板の性能として十分な絶縁性を有しているにもかかわらず、あたかも絶縁性が悪いという測定の虚報が生じるという問題がある。
【０００８】
本発明は、これら従来技術の問題点を解決するものであり、複数の配線パターンを有する回路基板の超絶縁性を確認する検査の高速化と正確性を実現した絶縁検査装置及び絶縁検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたもので、本発明に係る絶縁検査装置は、複数の配線パターンを有する回路基板の絶縁検査を行う絶縁検査装置であって、前記回路基板の被検査配線パターンに電圧を印加する電圧源と、当該電圧源で電圧を印加された配線パターンの電流値を単位時間毎に測定する電流計と、当該電流計で単位時間毎に測定した電流値を基に、Ｉ≦閾値の条件を満たす測定待機時間を各配線パターン毎に特定する制御部とを備えたことを特徴とする。絶縁検査方法は、前記制御部の処理機能を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
前記測定待機時間を、各配線パターン毎に特定することで短くでき、検査の高速化と正確性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る絶縁検査装置の制御部の処理機能を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る絶縁検査装置の制御システムの構成を示す機能ブロック図である。
【図３】電流値の変化に対して従来の測定タイミングを示すグラフである。
【図４】電流値の変化に対して本発明の測定タイミングを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本願発明の実施形態について説明する。本実施形態に係る絶縁検査装置の全体構成は上述した特許文献１の絶縁検査装置とほぼ同様であるため、ここではその説明を省略し、制御システムを中心に説明する。
【００１３】
本実施形態の絶縁検査装置の制御システム１は、図２に示すように、制御部２と、電圧源３と、電流計４と、判定部５とから構成されている。
【００１４】
制御部２は、電圧源３等を制御するための装置であり、後述するフローチャートに示す処理機能が格納されている。電圧源３は、回路基板の検査対象の配線パターン（被検査パターン容量６）に電圧を印加するための装置である。電流計４は、被検査パターン容量６の電流値を計測するための装置である。
【００１５】
判定部５は、電流計４で計測した電流値に基づいて回路基板の良否を判定すると共に、後述する条件「Ｉ≦閾値」に基づいて、電流値の推移量の傾きが閾値以下になったか否かを判定する装置である。
【００１６】
次に、この制御システムを用いた絶縁検査方法について説明する。ここで、本実施形態の絶縁検査方法と、従来の絶縁検査方法とを比較しながら説明する。
【００１７】
測定針を被検査配線パターンに接触すると、接触した瞬間に、その配線パターンの配線容量に応じた過渡電流が流れる。この過渡電流が流れる時間は、配線パターンの配線容量の大きさに比例して長くなる傾向となる。過渡電流が流れる時間は、配線パターンにもよるが、１０〜１００ms程度である。
【００１８】
従来の絶縁検査方法では、配線パターンの配線容量に電荷が十分にチャージした後、電流値の測定等を行う。即ち、検査装置は、図３のグラフの従来の測定タイミングのように、過渡電流が収束した後である、配線パターンの配線容量に電荷が十分にチャージした後に、電流値を測定し、リーク抵抗値を計算する。
【００１９】
このとき、測定待機時間は、絶縁抵抗を測定する被試験物（プリント配線基板）が持つ、最大電気容量に合わせた測定タイミングを基準にする必要がある。このため、本来、もっと短い測定待機時間で済む配線パターンに対しても、最大電気容量に合わせた測定待機時間だけ待機する必要がある。即ち、十分なチャージが早い段階で完了していても、その完了から測定待機時間経過まで待ち時間が生じる。その結果、被試験物全体を測定するのに長い検査時間を要することになる。仮に、測定待機時間を全体の平均値等に短縮すると、チャージが充分でないものも生じ、その場合は測定結果に虚報が生じる恐れがある。
【００２０】
これに対して本実施形態の絶縁検査方法では、電流値を設定した単位時間毎にサンプリングして最適な測定待機時間を特定する。測定針を配線パターンに接触して電圧を印加すると、接触して電圧を印加した瞬間に、その配線パターンの配線容量に応じた過渡電流が流れるので、電圧を印加した直後に、極めて短い周期（設定した単位時間）で電流値のサンプリングを繰り返し、微分によって電流値の推移量の傾きを検出する。このサンプリング周期（単位時間）は短くする。１周期中に、電流測定と計算を行うため、その限度内の最短の時間にして、電流値の推移量の傾きの変化をリアルタイムで正確に検出する。
【００２１】
配線パターンに十分な電荷がチャージされれば、電流値の推移量が小さくなる。この電流値の推移量を、微分によってグラフの傾きに変換し、その値と閾値とを比較して、閾値以下になったか否かを判定することにより、配線パターンに十分な電荷がチャージされた否かが分かる。このため、絶縁抵抗測定時の過渡現象的な電流推移を微分して、十分な電荷がチャージされた状態を早く検出して、早く計測を完了させることで、チャージ完了時間に準じて、最短時間で測定を完了させることができるようにする。
【００２２】
これを、図４のグラフに基づいて説明する。配線パターンに電圧が印加された直後から短い周期でサンプリングを繰り返し、電流値の推移量の傾きをリアルタイムで正確に検出する。即ち、電流値の推移を微分して推移量の傾きを求めてその傾きと閾値を比較し、その傾きが閾値以下になった時点をチャージ完了時点として検出する。このため、その時点を測定待機時間が経過した時点として電流値の測定を開始する。この測定待機時間経過時点は、各配線パターン毎に異なり、それぞれの配線パターンに応じた最適な測定待機時間を各配線パターン毎に逐次検出し、その測定待機時間を基に測定を開始する。この結果、その配線パターンに最適な測定待機時間を特定することが可能になる。
【００２３】
これにより、従来のような、配線パターンの持つ電気容量に関係なしに一律とした測定待機時間とは異なり、各配線パターンの電気容量に応じた測定待機時間を選択することができ、総合的な検査時間を短縮することができる。
【００２４】
具体的には、以下の式に沿ってサンプリングを行い、測定待機時間経過時点の検出を行う。すなわち、電流値の推移量の傾き（微分値）をＩとすると、
Ｉ＝［（Ｔx電流値−Ｔx+1電流値）／周期］
によって電流値の推移量の傾きを検出する。ｘは図４においては１〜４となる。
【００２５】
次いで、
Ｉ≦閾値
に基づいて、電流値の推移量の傾きが閾値以下になった時点を、測定待機時間経過時点として検出する。
【００２６】
ここで、閾値は次の値に設定する。閾値としては、傾き０（水平状態）から数度傾いた状態までの範囲になる。閾値は、数度傾いた状態であることが望ましい。これは、電流値の測定開始時間が早くなるためである。図４のグラフの曲線は、絶縁基板の材料等の諸条件によって異なる。急峻な曲線の場合は、傾き角がある程度大きくても、測定開始時点で電流値が安定する場合がある。なだらかな曲線の場合は、傾き角がある程度小さくても、測定開始時点で電流値が安定していない場合がある。このため、実験的に、種々の材料を使った絶縁基板、配線パターン等の諸条件に応じて、何度の傾きのときに測定すると電流値が安定した状態で測定できるかを特定し、その傾きを閾値とする。
【００２７】
以下、制御部２での具体的な制御について図１のフローチャートに基づいて説明する。なお、検査装置は、前記従来の検査装置と同様の装置を用い、その説明を省略する。
【００２８】
まず、設置された被検査対象の回路基板の上にプローブを移動させる（ステップＳ１）。次いで、回路基板の配線パターンにプローブを接触させ（ステップＳ２）、接触したか否かの確認を行う（ステップＳ３）。接触していなければ、接触動作（ステップＳ２）を繰り返して、プローブを配線パターンに接触さる。
【００２９】
プローブが配線パターンに接触したら、電圧を印加し（ステップＳ４）、次いで電流値を測定する（ステップＳ５）。
【００３０】
次いで、上述した「Ｉ≦閾値」の条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ６）、満たさなければ上記式のｘに１を加算して次のサンプリング期間に移って（ステップＳ７）、再び電流値を測定する（ステップＳ５）。次いで、再び「Ｉ≦閾値」の条件を満たすか否かを判定し（ステップＳ６）、「Ｉ≦閾値」の条件を満たすまで、ステップ５〜７を繰り返す。
【００３１】
このステップ５〜７を繰り返す回数は、各配線パターンによって異なる。配線パターンの電気容量が小さければ、ステップ５〜７を繰り返す回数は少なくなる。配線パターンの電気容量が大きければ、ステップ５〜７を繰り返す回数は多くなる。これにより、各配線パターン毎に最適な測定待機時間を特定する。
【００３２】
次いで、最適な測定待機時間の経過後、絶縁抵抗を測定して（ステップＳ８）、測定結果を記録する（ステップＳ９）。
【００３３】
この処理を全ての配線パターンに施して、全体として回路基板の良否を判定する。
【００３４】
これにより、各配線パターン毎に最適な測定待機時間を特定して、全ての配線パターンで待ち時間が生じないようにしているため、迅速に測定をすることができ、絶縁検査の高速化を図ることができる。即ち、時系列的な電流値推移を微分して、その値から最適な測定タイミングを求めることで、検査時間を短縮して、絶縁検査の高速化を図ることができ、複数の配線パターンを有する基板の検査を、より短時間で効率的に行うことができる。
【００３５】
また、各配線パターン毎に最適な測定待機時間を特定しているため、十分にチャージする前に電流値を測定することがなくなり、絶縁検査の正確性を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、互いに導通されていない回路配線間の絶縁性を検査する装置全てに適用することができる。即ち、上述した特許文献１の絶縁検査装置に限らず、絶縁検査を行うための装置全般に本発明を適用することができる。
【００３７】
なお、前記実施形態では、電流値の推移量の傾きを用いて最適な測定待機時間を特定したが、Ｔx電流値とＴx+1電流値の差分の値を用いても良い。この場合、差分の値が設定値以下になった時点を、各配線パターンに最適な測定待機時間として処理する。
【符号の説明】
【００３８】
１：制御システム、２：制御部、３：電圧源、４：電流計、５：判定部、６：被検査パターン容量。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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