(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気装置の電気特性を判断する方法であって、
前記電気装置が備える複数の等電位体のそれぞれの１以上の引き出し電気接続部において電気的に測定される量を少なくとも１回測定処理を行なう段階を備え、
対象となる等電位体の少なくとも１つの別の引き出し電気接続部の領域において適宜検出される１つの関連する前記等電位体の欠陥が前記電気的に測定される量に与える影響が、前記電気的に測定される量の測定許容誤差よりも大きい場合には、前記別の引き出し電気接続部に対する特定の等電位体の電気的に測定される量の測定処理を、実行しない方法。
【請求項２】
前記方法を実施する際に前記電気的に測定される量が受ける影響の程度は、好ましい代表数の同様の電気装置に対して測定処理を行なうことによって統計的に決定される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
測定処理において基準として用いられる測定許容誤差は、典型的な寸法を持つ少なくとも１つの等電位体に対する前記測定処理を行なうことによって決定される請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
２つ以上の等電位体についてそれぞれ別個に測定処理を実施中に、電気部品によって一時的に前記２つ以上の等電位体の間の電気接続が確立され、一時的に電気接続された前記２つ以上の等電位体に対して同時に前記測定処理が行なわれる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記電気部品は、実質的に導電体を構成する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記測定処理は、伝導率、容量及び伝播時間の少なくとも１つを測定、電界の測定、磁界の測定、ならびに電磁界の測定のうちの少なくとも１つを含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記測定処理は、伝導率形式、抵抗形式、チェーン形式及びハイブリッド形式の少なくとも１つの４端子パラメータの量、角度、実数部分及び虚数部分の少なくとも１つの測定を含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記方法を実施する際に利用される前記測定処理の測定値の許容誤差及び前記測定処理の測定値の設定値の少なくとも一方は、好ましい代表数の同様の電気装置に対して測定処理を行なうことによって統計的に決定される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
測定処理において、前記電気装置には、少なくとも所定時間にわたって、且つ、少なくとも一部の領域において、電界、磁界及び電磁界の少なくとも一方が加えられる請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記電界、前記磁界及び前記電磁界の少なくとも１つは不均一である特徴、前記所定時間の少なくとも一部の時間では一定である特徴、及び前記所定時間の少なくとも一部の時間では一定でない特徴の少なくとも１つを有する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記電気装置の前記等電位体のうち少なくとも１つは、前記電界及び前記電磁界の少なくとも一方を生成するべく、電流供給源または電圧供給源に接続されている請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記別の接続部の領域において１つの前記等電位体の欠陥が適宜検出され得るが、前記欠陥が前記電気的に測定される量に対して与える影響が、前記電気的に測定される量の測定許容誤差よりも大きいか否かを判断するために試験が最初に行われ、大きい場合には前記別の接続部では測定処理は行なわれず、前記試験は前記測定される量に対する最初の測定処理より前に行なわれることが好ましい請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法を用いて電気装置の電気特性を判断する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気装置の電気特性を判断する方法に関する。当該方法は、電気装置が備える複数の等電位体のそれぞれの部品の１以上の引き出し電気接続部において電気的に測定される量を測定する段階を備える。
【背景技術】
【０００２】
本発明に係る方法によって電気特性を判断すべき電気装置の例としては、例えば、独国特許文献第１９９  ０４  ７５１  Ｃ１号に記載されているものが挙げられる。ここにおいて、等電位体とは、電気装置の一部を成すものであって、交流電圧および交流電場がその表面に印加されていない場合に少なくとも表面が等電位面となる部分を意味するものと理解されたい。また、等電位体およびその表面は、一部または全体が、電気装置の別の部分の内部に埋設されているとしてもよい。このため、等電位体の内面は少なくともその一部が、電気装置を外から見た場合には見えなくなっている。等電位体は通常、２次元状の物体であるので、長さは厚みの少なくとも１００倍、好ましくは１０００倍にもなる。電気装置が備える等電位体はそれぞれ、互いに比較すると、形状が大きく異なる場合がある。等電位体の形状は、ディスク状、矩形状、蛇行形状、らせん形状、星形状、複数の星が組み合わせられた形状、格子状、および／または、その他の分岐形状としてよい。等電位体は通常、ドープされた半導体、または、銅、銀、金あるいはアルミニウム等の金属、または、合金を材料とする。ここで、「接続部」とは、電気装置の表面から到達可能な、等電位体の一部を意味する。
【０００３】
欧州特許文献第０  ８５３  ２４２  Ａ１号は、複数のネットが短絡させられている回路基板の試験を行なう方法を記載している。尚、互いに短絡させられている複数のネットは、互いに短絡させられている別の複数のネットと共に試験が行なわれる。
【０００４】
欧州特許文献第０  ５０８  ０６２  Ａ１号では、導体構成が電界に応じて変化する場合において、ある電界によって導体構成で形成される少なくとも１つの電位を、複数の試験ポイントそれぞれで測定用プローブを用いて測定し、他の試験ポイントの電位および／または基準値と比較する電界測定方法が定められている。
【０００５】
欧州特許文献第０  ７７２  ０５４  Ａ２号では、最初に第１の測定処理において、電界を測定することによって第１の導体構成を試験する方法が開示されている。尚、それぞれのネットの複合伝導率は、電界測定結果を参照して決定される。別の導体構成に対するその後の測定処理では、導体経路の複合伝導率を測定して、先に決定された複合伝導率と比較する。
【０００６】
国際公開第２００６／１３３８０８Ａ１号明細書は、構成要素単位ではなく、回路基板の広い範囲をフィンガー状試験装置を用いて試験する方法に関する。当該方法によると、回路基板を複数のセグメントに分割して試験を行い、１つのセグメントを越えて延在する導体経路は、対象となるセグメント内に位置する端点の容量を測定することによって試験される。
【０００７】
米国特許第５，７４４，９６４号明細書は、導体構成のネットを抵抗または容量を測定することによって測定する、導体構成測定装置を開示している。容量を測定する場合、互いに独立している２つのネットをそれぞれ、試験プローブに接触させて、これら２つの試験プローブ間の容量を測定する。
【０００８】
独国特許文献第３４  ０８  ７０４  Ａ１号には、容量を測定することによって回路構成のネットを試験する回路構成試験装置が記載されている。容量の測定は、誘電体ボード、絶縁体ボードによって回路構成とは分離している導体ボードを用いて実行される。
【０００９】
本発明はさらに、電気装置の電気特性を判断する装置に関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の方法を用いる場合、電気装置の等電位面に欠陥が無いか否かを確認するために非常に時間がかかってしまうので、高コストの測定設備のスループットおよび効率が制限されてしまう。
【００１１】
本発明は、装置コストを増大させることなく測定装置のスループットを改善することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題は、独立請求項１および独立請求項１５に記載されている特徴によって解決される。
【００１３】
本発明の有益な実施形態は、従属請求項に記載している。
【００１４】
本発明は、上述した種類の電気装置の電気特性を判断する上述した種類の方法に基づいている。当該方法では、特定の等電位体の電気的に測定される量の測定処理は、対象となる一の等電位体の少なくとも１つの別の引き出し電気接続部に対しては、別の引き出し電気接続部の領域において適宜検出される１つの関連する等電位体の欠陥が電気的に測定される量に与える影響が、電気的に測定される量の測定許容誤差よりも大きい場合には、実行しない。
【００１５】
つまり、特定の等電位体の電気的に測定される量の測定処理が、対象となる一の等電位体の少なくとも１つの別の引き出し電気接続部に対して実行されるのは、別の接続部の領域にあり、検出する必要がある等電位体の欠陥が電気的に測定される量に与える影響が、電気的に測定される量の測定許容誤差よりも大きくない場合のみである。このため、特定の等電位体の他の全ての接続部は、この等電位体において電気的に測定される量を前回測定した際の許容誤差よりも潜在最小欠陥が小さい場合に限り、測定される。
【００１６】
等電位体の特定の接続部において測定される潜在最小欠陥は、等電位体に接続されていない接続部で測定可能であるか、または、ＣＡＤデータおよび参照データに基づいて算出または測定されるとしてもよい。このため、特定の種類の接続部について利用可能である。
【００１７】
測定処理における測定誤差比率は、当業者には公知であり、使用する測定用電子機器に応じて変わる。特定の等電位体の許容誤差は、対象となる等電位体の測定量の設定値および測定誤差比率に応じて決まる。等電位体の測定量の設定値は、例えば、欠陥の無い電気装置について前もって特定されている。これに基づき、等電位体の許容誤差が特定されるとしてよい。このため、当該方法の実行時に等電位体の許容誤差が利用可能である。
【００１８】
別の接続部に対して測定を実行する前に、当該接続部に対する測定処理を省略すべきか否かを確認する。この確認は、許容誤差の関連値および潜在最小欠陥は通常、当該方法が実行される前に既に利用可能であるので、全ての等電位体の測定量に対する最初の測定処理が実行される前に実施されるとしてよい。この確認は、どの接続部に対してどの順序で測定処理を実行するかを決定する試験シーケンスを作成する段階で実行することが好ましい。このような構成とすることによって、このような試験シーケンスの後に実行される測定処理の数は、先行技術に比べて大幅に少なくなるとしてよい。
【００１９】
好ましい実施形態によると、方法を実施する際に電気的に測定される量が受ける影響の程度は、好ましい代表数の同様の電気装置に対して測定処理を行なうことによって統計的に決定される。
【００２０】
別の好ましい実施形態によると、測定処理において基準として用いられる測定許容誤差は、典型的な寸法を持つ少なくとも１つの等電位体に対してキャリブレーション測定処理を行なうことによって決定される。
【００２１】
また、最初の測定処理は最初の測定許容誤差に基づき行なわれ、最初の測定処理に基づき統計的に決定された測定許容誤差は後続の測定処理に利用されることも有益である。
【００２２】
本発明に係る方法の有益な発展例によると、２つ以上の等電位体についてそれぞれ別個に測定処理を実施中に、電気部品によって一時的に電気接続が確立され、一時的に電気接続された等電位体に対して合同測定処理が行なわれる。
【００２３】
電気部品は、実質的に導電体を構成する実施形態が特に有益である。
【００２４】
測定処理は、伝導率および／あるいは容量および／あるいは伝播時間を測定することを含み、ならびに／または、電界の測定および／あるいは磁界の測定および／あるいは電磁界の測定を含む。
【００２５】
同様の好ましい実施形態によると、測定処理は、伝導率形式、抵抗形式、チェーン形式および／またはハイブリッド形式の４端子パラメータの量、角度、実数部分および／または虚数部分の測定を含む。
【００２６】
別の実施形態によると、方法を実施する際に利用される測定処理の測定値の許容誤差および／または測定処理の測定値の設定値は、好ましい代表数の同様の電気装置に対して測定処理を行なうことによって統計的に決定される。
【００２７】
測定処理において、電気装置には、少なくとも所定時間にわたって、且つ、少なくとも一部の領域において、電界、磁界および／または電磁界が加えられる。
【００２８】
特に好ましい実施形態によると、電界、磁界および／または電磁界は、不均一であり、および／または、所定時間の少なくとも一部の時間では一定であり、および／または、所用時間の少なくとも一部の時間では一定でない。
【００２９】
電気装置の等電位体のうち少なくとも１つは、電界および／または電磁界を生成するべく、電流供給源または電圧供給源に接続されていることが好ましい。
【００３０】
別の好ましい実施形態によると、電気的に測定される量に対する影響の程度は、体積の大きさ、および／または、面積の大きさ、および／または、長さの大きさ、および／または、比伝導率、および／または、接触ポイントの数、および／または、試験ポイントの数、および／または、対象の一の等電位体にある孔の数、および／または、対象の一の等電位体を取り囲む材料に応じて変化する。
【００３１】
本発明に係る装置は、本発明に係る方法によって電気装置の電気特性を判断する上述した種類の装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
添付図面に図示されている典型例に基づき、本発明を以下で詳細に説明する。添付図面は以下の通りである。
【図１】本発明に係る方法によって電気特性を判断すべき電気装置の一例を、実寸には即していないが、図示する詳細断面図である。
【図２】本発明に係る方法によって電気特性を判断すべき電気装置の一例を、実寸には即していないが、上から見た図である。
【図３】上述の電気装置の一例について電気的に測定される量を測定する測定装置の一例を示す断面図である。
【図４】以下に図１および図２を参照しつつ説明する、複数の電気装置の電気特性を判断する本発明に係る方法を説明するためのフローチャートの一例である。
【図５】２端子測定の例に基づき、本発明に係る方法の第１の概念を説明するための等価回路図である。
【図６】２端子測定の例に基づき、本発明に係る方法の第２の概念を説明するための等価回路図である。
【図７】４端子測定を行なう測定設定の一例を示す図であり、入力電界は測定電圧源によって生成され、電位差は電圧計によって検出される。
【図８】４端子測定を行なう測定設定の一例を示す図であり、入力電界は測定電圧源によって生成され、電位差は電圧計によって検出される。
【図９】４端子測定を行なう測定設定の一例を示す図であり、４端子は磁気結合された高周波変圧器として動作する。
【図１０】４端子測定を行なう測定設定の一例を示す図であり、４端子は磁気結合された高周波変圧器として動作する。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、水平方向１２および垂直方向１４において、つまり、３次元的に集積化されている集積回路１０を、実寸には即していないが、図示する詳細断面図である。このような集積回路１０は、例えば、独国特許文献第１９９  ０４  ７５１  Ｃ１号明細書に記載されている。複数の材料層１８、２０、２２、２４、２５、２６、２８、３０、３２、３４、３５、３６、３８が基板１６上に、結合、積層、溶融結合、ハンダ付け、および／または、焼結されている。同図に示す例では、異なる材料の層１８、２０、２２、２４、２５、２６、２８、３０、３２、３４、３５、３６、３８が交互に設けられている。通常は、非導体層１８、２２、２４、２５、２８、３０、３２、３４、３６、３８の間に、導体経路状の等電位体２０、２６、３５、４０、４２、４４が設けられている。導体経路状の等電位体２０、２６、３５、４０、４２、４４によって、集積回路１０に既に集積化されている電気部品の接続部同士の間、および／または、集積回路１０に実装される予定の電気部品の接続部４６、４８同士の間において電気接続が確立される。非導体層１８、２２、２４、２５、２８、３０、３２、３４、３６、３８は通常、誘電特性を持つので、等電位体２０、２６、３５、４０、４２、４４間に配置される誘電体として機能する。集積回路１０には通常、ビア孔５０、５２が設けられている。ビア孔５０、５２は、必要な場合に用途に応じて、等電位体２０、２６、３５、４０、４２、４４同士を電気接続するために利用され得る。同図に示す集積回路１０には、直接隣接していない等電位体２０、３５の間のビア孔が、直接隣接していない等電位体２０、３５の間に位置している等電位体２６、４０、４２、４４のうちいずれかと電気接続される必要がない（より正確には「必ずしも」必要ない）という利点がある。
【００３４】
図２は、本発明に係る方法１０３によって電気特性を判断すべき図１の電気装置１０の一例を、実寸には即していないが、上から見た図である。装置１０では、最上部層または実質的な最上部層に、接続部を持つ導体経路状の等電位体５４、５６が設けられている。また、ビア孔５０、５２は通常それぞれ、電気装置１０の外部５８に引き出されている接触ポイント４６、４８を有する。ビア孔５０、５２は、電流を導通するので、同様に等電位体となる。このため、等電位体２０、４６および２６、４８のそれぞれは、そこから１以上のビア孔５２または５０が電気装置１０の表面５８まで引き出されており、ビア孔５２および／または５０と共に、共有等電位体２０、４６、５２および／または２６、４８、５０を形成する。等電位体２０、４６、５２および／または２６、４８、５０はさまざまな欠陥を持つ可能性があり、本発明に係る方法１０３を用いて時間およびリソースを効率的に用いてこのような欠陥を検出する。例えば、２つの等電位体２０、４６、５２および２６、４８、５０は、互いに接続されている場合がある。つまり、例えば、ハンダくずや金属チップ等の導電性の異物によって意図されていないにもかかわらず導電接続されている場合がある。検出され得る別の種類の欠陥としては、接続が予定されていた等電位体２０、４６、５２および／または２６、４８、５０の構成要素は全てが導通可能に電気接続されていないという欠陥がある。この場合、等電位体２０、４６、５２または２６、４８、５０のうち接続が予定されている複数の部分は実際には、複数の等電位体２０、４６、５２または２６、４８、５０として認められてしまう。
【００３５】
利用可能空間、電力、および／または、コストの関係で、測定のために星形状に分岐した等電位体６２の各分岐の端部から電気装置１０の表面５８に接続部を引き出すのは、控えめに言っても望ましくない場合がある。上記およびその他の理由によって、直接的または間接的に隣接している２つの等電位体２０、２６の間について容量を測定すると有益である。このため、交流電圧を等電位体２０、２６の両方に印加して、この測定設定で発生する電流を測定するとしてよい。別の方法としては、図５および図６に図示されているように、２つの等電位体２０、２６によって形成される容量Ｃに交流電流Ｉｏを印加して印加電圧Ｕｍを測定する方法がある。測定用電圧源または測定用電流源として規定の内部抵抗を持つものを利用する場合、中間の方法を利用して等電位体２０、２６の間の容量Ｃを推定することも可能である。等電位体の空間的範囲と適切且つ明確に区別される測定結果を等電位体２０、２６の間の容量Ｃに応じて変化させるべく、測定用交流電流Ｕｍおよび測定用交流電流Ｉｏはそれぞれ、測定用周波数ｆｏが高周波数になると、２つの等電位体２０、２６が形成する容量Ｃが低くなるような測定環境において利用されるべきである。等電位体構造は数センチメートルまたは数ミリメートルという大きさに過ぎないので、高周波数帯域の測定用交流電圧および測定用交流電流Ｉｏを用いて測定を行なう。測定用周波数ｆｏが高くなるほど、電気装置における２つの等電位体２０、２６の間の波の指向ベクトルの方向の伝播速度を測定することの重要性が高くなる。言い換えると、２つの等電位体２０、２６およびその周囲の構成要素から構成される導波路１３２において、容量の測定は徐々に高周波数を用いるようになる。等電位体２０、２６の異物６０、等電位体２０、２６の分岐点、および、幅、厚みまたは間隔の変化箇所、および／または、等電位体２０、２６の短絡において特徴的な波反射が発生するので、等電位体２０、２６が欠陥無しか否かはさらに、反射率計によって伝播時間を測定することによって判断するとしてよい。しかし、時間領域については、測定は技術的に複雑である。一方、周波数領域については、測定は比較的簡単であるとしてよい。例えば、高周波数帯域に含まれる少なくとも２つの異なる周波数ｆｏを持つ交流電圧を一対の等電位体２０、２６に印加するとしてよい。または、等電位体アセンブリ２０、２６の挙動は、高周波数のパルスまたは周期信号によって、または、ウォブラ（ｗｏｂｂｌｅｒ）によって判断するとしてよい。または、等電位体アセンブリ２０、２６上のノイズ生成器１６０を用いて高周波ノイズを印加することによって、スペクトル分析器を用いて、等電位体の異物６０の波反射によって等電位体の分岐点、および、等電位体２０、２６の幅、厚みおよび／または間隔の変化箇所において発生する特徴的な共振が見られるか否かを確認するとしてよい。
【００３６】
上述した容量測定方法が用いられるか否かに関係なく、容量および／または反射および／または共振を測定する方法を用いて、２つの等電位体２０、２６のうちいずれか１つに欠陥があるか否かだけでなく、２つの等電位体の間に短絡があるか否かを判断するとしてよい。等電位体アセンブリ２０、２６を低周波の観点から考慮すると、測定用交流電圧または測定用交流電流Ｉｏの短絡によっても、原理上は、電気抵抗が無限に低くなる。つまり、伝導率が無限に高くなる。これは、リアクティブな成分、つまり、２つの等電位体２０、２６の間の見かけの抵抗にも当てはまる。上記の内容では、等電位体アセンブリ２０、２６は、２端子型と考えられており、２つの接続部４６、４８を測定に用いている。別の接続部６０を測定に利用すると仮定すると、上述した方法に応じて交流または高周波数を用いる４端子測定が可能となる。２つの等電位体２０、２６、６０を有するアセンブリは、一種の高周波変圧器を構成する。このような４端子測定の場合、２つの等電位体のうち１つが外部等電位体１６６、１６８になるとしてよい。つまり、電気装置１０の一部ではなくなるとしてよい。
【００３７】
形状が不規則な等電位体２０、２６の場合には、２端子設定特性または４端子設定特性を算出するのが特に難しいので、設定値を特定するには以下の方法がより有効である。２端子特性および４端子特性は、多数の電気装置の製造バッチから任意に選択される少数、例えば、１０個または２０個の電気装置１０において測定される。欠陥率がそれほど高くない場合、電気装置１０のうち１個のみ、または、最多でも３個が同じ欠陥を持つのが通常なので、これらの電気装置１０の測定値は、特定の測定で得られる測定結果は大部分が同じとなり、これらの電気装置の代表値となり、少なくとも特定の測定処理１１０については、全ての電気装置１０の設定測定値として利用されるべき測定値となる。このような特定の測定について設定測定値を決定する方法は、試験対象となる、つまり、測定処理１１０が実行される等電位体アセンブリ１３２の全てについて利用されるとしてよい。
【００３８】
図３は、複数の電気装置１０の電気的に測定される量Ｃの測定処理１１０を行なう測定装置６４の一例を、実寸には即していないが、示す概略側方断面図である。電気装置１０は、例えば、プリント配線基板６６であってもよい。同図では、このような電気装置６４が測定用マウント６８に固定される様子を示している。同図にはさらに、２つのセンサプローブ７０、７２が図示されている。センサプローブ７０、７２はそれぞれ、プログラム制御によって、電気装置１０の表面５８に引き出されている接続部または測定ポイント４６、４８、６０のうち少なくとも一部の上方に配置されているとしてよい。測定装置１０は、第１のセンサプローブ７０を有する第１のクロスレール７４を備えるとしてよい。第１のクロスレール７４は、第１の方向７６（ｘ方向、紙面の平面に垂直）に、駆動部（不図示）によってプログラム制御で反復運動させることが可能である。測定装置６４はさらに、第２のセンサプローブ７２を有する同様の第２のクロスレール７８を備えるとしてよい。センサプローブ７２は、第２の方向８８（ｙ方向）に、駆動部８４または８６によってスライド８０または８２上のクロスレール７４、７８によって移動し、プログラム制御により位置決めされるとしてよい。センサプローブ７０または７２と電気装置１０の特定の接続部４６、４８、６０との間の電気接続は、スライド８０または８２上に実装されている、プログラム制御される駆動部９０または９２によって、第３の方向（ｚ方向）の移動９４を行なうことによってなされる。測定装置６４の第１の実施形態では、これに代えて、または、これに加えて、センサプローブ７０または７２についてプログラム制御により傾斜駆動９６または９８を行うことにより、移動量が少ないので、接続部４６、４８、６０との電気接続を特に高速に確立／断絶することができる。測定装置６４の第２の実施形態では、これに加えて、プログラム制御による回転駆動１００または１０２を利用する。この結果、センサプローブ７０または７２を用いて、クロスレールの位置を１箇所に固定しつつ電気装置１０の複数の接続部４６、４８、６０に接触するとしてよい。２端子測定の場合、２つのセンサプローブ７０、７２は測定用電子機器１０５の２つの出力部と接続される。測定用電子機器１０５は通常、測定用交流電圧源または測定用交流電流源１３０と、測定対象の電気変数、例えば、容量Ｃまたは伝導率Ｇの虚数部分を記録する電子測定装置１３８とを備える。
【００３９】
図４は、本発明に係る、複数の電気装置１０の電気特性を決定する方法１０３を説明するためのフローチャートの一例を示す。欠陥を検出する処理、または、電気装置に欠陥が無いか否かを検出する処理は、欠陥の位置特定と対応付けられることが多い。説明の便宜上、本明細書では、欠陥を検出する処理または電気装置に欠陥が無いか否かを検出する処理に重点を置いて説明するものとし、欠陥の位置を決定する処理については説明を簡略化する。１０７でプログラムが開始されると、第１の測定処理１１０の初期化ステップ１０４、１０６、１０８ではまず、第１の装置１０のうち第１の等電位体２０の第１の接続部４６を選択する。第１の電気量測定処理１１０は、複数の同様および／または異なる測定処理を含むとしてよく、選択された接続部４６において行なわれる。例えば、等電位体アセンブリ１３２の容量Ｃを、周波数ｆｏをさまざまな値に設定して測定して、および／または、別の等電位体２６、３５と比較するとしてよい。この結果全ての測定処理１１０が等電位体２０に対して行なわれる場合、測定処理１１０を別の等電位体２６、３５に対しても行なう必要があるか否かを確認する（ステップ１２０）。別の等電位体についても測定を行なう必要がある場合、別の等電位体２６、３５を選択して（ステップ１１４）、次の測定処理１１０を行なう対象として第１の接続部４８を選択する（ステップ１０８）。第１の等電位体２０に対して行なうべき測定処理１１０が全て完了していない場合（ステップ１１６）、第１の等電位体２０の別の接続部６０について別の測定処理１１０を行なうことによって当該等電位体２０に欠陥が無いか否かについてさらに情報が得られるか否かを確認する（ステップ１１８）さらに測定処理を実行することによってさらに情報が得られるか否かという問題は、ある等電位体に特有の最小欠陥率が測定用電子機器１０５の測定誤差率よりも高いか否かを判断することによって判断することが好ましい（本明細書における「最小欠陥」という用語については以下で説明する）。最小欠陥率が測定誤差率以下の場合、さらに測定処理を行なうことによってさらに情報が得られるので、同じ等電位体２０の次の接続部６０が選択され（ステップ１１２）、さらに測定が行なわれる（ステップ１１０）。最小欠陥率が測定誤差率より高い場合、別の等電位体２６、３５を選択して（ステップ１１４）、次に測定処理１１０を行なう対象として当該等電位体の第１の接続部４８を選択する（ステップ１０８）。しかし、次の等電位体２６、３５を選択する（ステップ１１４）前に、測定処理１１０は（試験対象となる電気装置１０が備える）全ての等電位体に対して行なわれたか否かをまず確認する（ステップ１２０）。全ての等電位体に対する測定が完了している場合、測定対象となる電気装置１０全てについて測定が完了したか否かを確認する（ステップ１２２）。全ての電気装置１０に対する測定が完了している場合、結論をまとめるための作業を行い、測定方法１０３は終了する（ステップ１２４）。全ての電気装置１０について測定が完了していない場合、次の電気装置１０の第１の等電位体２０の第１の接続部４６を選択して、測定処理１１０を続ける（ステップ１２６、１０６、１０８）。
【００４０】
図５は、２端子測定処理１１０の例に基づき、本発明に係る方法の第１の概念を説明するための等価回路図である。交流電流源１３０を用いて、特定の強度および周波数ｆｏの交流電流Ｉｏを２つの等電位体２０、２６から成るアセンブリ１３２に印加する。２つの等電位体２０、２６の間にある空間１３４には誘電体１３６がある。誘電体１３６は、電気的に略絶縁されているので、２つの等電位体２０、２６および誘電体１３６から構成される構造２０、１３６、２６は容量Ｃ２０を持つ。この容量Ｃ２０は、印加される交流電流Ｉｏに対して特定の交流電流伝導率Ｇを持つ。交流電流伝導率Ｇによって、等電位体２０、２６の間の電位差Ｕｍが決まる。２つの等電位体２０、２６の間の電位差Ｕｍは、電圧計１３８によって測定される。交流電流伝導率Ｇは、印加される交流電流Ｉｏの変数Ｉｏおよび測定される電圧降下Ｕｍの水準に基づき、式Ｇ＝Ｉｏ／Ｕｍに従って下流の測定用コンピュータ１６４によって算出され得る。交流電流伝導率Ｇおよび印加される電流Ｉｏの周波数ｆｏに基づき、式Ｃ＝Ｇ／（２π・ｆｏ）に従って、等電位体アセンブリ２０、２６の容量Ｃを算出するとしてよい。当然のことながら、交流電流源Ｉｏは通常電圧に制限があるので、測定設定１４０、１４２は電力急増による損傷を免れる。
【００４１】
容量Ｃ２０の水準が低い場合、例えば、ピコファラド単位またはフェムトファラド単位の場合には、電圧値Ｕｍを測定処理１１０に適切な電圧範囲内に納めるためには周波数ｆｏを適宜高くする必要がある。等電位体２０、２６のそれぞれにおいては等電位ボンディングが形成されているので、周波数ｆｏを高くなり過ぎないように最高で約１ＭＨｚとし、欠陥の無い等電位体２０、２６の伝導率を適切な値として、センサプローブ７０を等電位体２０の複数の接続部４６、６０に位置決めする際にセンサプローブ７０を問題なく接触させると、測定結果に差異は見られないものと考えられる。つまり、等電位体アセンブリ１３２の容量Ｃ２０は常に、同様に高くなる。周波数ｆｏが高くなると、電磁波の波長と等電位体２０、２６のサイズの規模との対応は強くなり、等電位体アセンブリ１３２の挙動は導波路１３２により近くなる。つまり、等電位体２０、２６内での等電位ボンディングは、２つの等電位体２０、２６によって形成される導波路１３２内を高周波電磁波が伝播可能な速度で形成される。この場合、等電位体２０に欠陥が無く短絡が無い場合でも、等電位体２０の接続部４６、６０で測定される電圧降下Ｕｍはそれぞれ大きく異なる場合がある。例えば、波節において測定処理１１０を行なえば電圧Ｕｍは０ボルトとなり、上述した式によると、容量値は無限に高くなることになる。
【００４２】
以下では、等電位体アセンブリ１３２の上述した導波路１３２としての挙動は無視できる程度に周波数ｆｏが十分に低いものと仮定する。等電位体アセンブリ１３２に欠陥が無い場合、測定処理１１０を行なうと常に、同じ等電位体２０が備える接続部４６、６０の全てにおいて容量値Ｃ２０が同じになる。このため、等電位体２０に欠陥が無い場合、原則的には、接続部４６、６０のいずれかに対して最初に行なわれる測定処理１１０のみが追加の情報を提供することになる。特定の前提条件下では、他の接続部６０および４６についても同じ測定値が得られる。しかし、等電位体２０に欠陥があったり、または、伝導性に問題がある場合には、この限りではない。この場合には、欠陥または伝導性上の問題の一方の側にある接続部４６、６０での測定値Ｕｍは、欠陥または伝導性上の問題の他方の側とは異なるものとなる。このため、従来の方法では安全策として等電位体２０の接続部４６、６０全てに対して測定処理１１０を実行するので、必要な測定処理１１０を全て実行するのに多大なる時間がかかってしまう。本発明によると、等電位体２０に欠陥が無いことからこれで十分な場合に限り、等電位体２０、２６、３５のそれぞれについて容量測定処理１１０が実行されるのは１回のみである。これは、等電位体２０に欠陥または伝導性上の問題がある場合は、等電位体２０のうち欠陥または伝導性上の問題がある領域に関わらず、Ｃ２０と、第２の等電位体２６について測定されるＣ２６との合計である総容量に必ず何らかの影響が見られるという事実に基づいている。等電位体アセンブリ１３２の容量Ｃ２０の実際の値の測定処理１１０に許容誤差が無く、且つ、等電位体アセンブリ１３２の容量Ｃ２０の設定値に許容誤差が無い場合、等電位体２０において電荷が平衡を保っているので、測定対象の等電位体２０に欠陥が無いか否かについて信頼できる結果を得るためには容量測定処理１１０を１回行なうだけで十分である。しかし、実際には、測定値の許容誤差および設定値の許容誤差は同じ水準であることが多く、１回の測定処理１１０では十分でない場合もある。しかし、全ての測定処理１１０を完了するのに必要な総合時間を短縮するべく、本発明では、１回の測定処理１１０が適切な場合と、さらに測定処理１１０を行なう必要がある場合とを区別する。大型の等電位体２０では、等電位体２０、２６の一端、例えば、その接続部４６の近傍にある欠陥は、割合で言うと、等電位体アセンブリ１３２について測定する容量値に対して与える影響は小さいものに過ぎない。この欠陥に起因する影響の割合が容量測定の許容誤差よりも小さい場合、この欠陥は１回の容量測定では通常発見されない。等電位体２０の範囲が限られている場合は、等電位体２０の端部にある欠陥に起因して測定値が変化する度合いは非常に大きくなることが多いので、容量測定を１回のみ行なうことによって確実にこの欠陥を見つけることができる。上述した２つの状況を区別するためには、確実に発見されるか否かの分かれ目となる欠陥、本明細書で「最小欠陥」と呼ぶ欠陥のサイズを決定するとよい。「最小欠陥絶対値」とは、例えば、１つの接続部が持つ容量で、対応する等電位体が「断絶」する容量である。「最小欠陥割合」とは、例えば、「最小欠陥絶対値」と欠陥の無い等電位体２０の設定容量との比である。欠陥の無い等電位体２０の設定容量は等電位体２０の大きさに応じて変わるので、最小欠陥割合は等電位体毎に固有の値となる。最小欠陥絶対値は、等電位体に関係なく形成されている接続部１５０、１５２において測定されるか、または、ＣＡＤおよび参照データに基づき算出または推定されるとしてよい。ＣＡＤデータに基づき算出されるか、または、欠陥の無いサンプル１０に対して容量測定を行なうことによって特定される設定容量を考慮して、等電位体２０、２６、３５のそれぞれについて固有の最小欠陥割合を決定するとしてよい。この固有の最小欠陥割合が測定電子機器の測定誤差割合よりも大きい場合、各等電位体２０、２６、３５のそれぞれに欠陥が無いか否かを判断するためには１回の測定で十分であるので、処理工程１１８に続いては、次の等電位体を選択する工程に進む。
【００４３】
等電位体の特定の接続部で測定される潜在最小欠陥は、等電位体に接続されていない接続部で測定可能であるか、または、ＣＡＤデータおよび参照データに基づいて算出または測定されるとしてもよい。このように、特定の種類の接続部について利用可能である。電気装置がプリント配線基板であれば、この種類の接続部は所与のサイズのビア孔および／または所与のサイズのパッド面であり、最小欠陥は接続部の種類によってのみ決まる。したがって、このような接続部の種類はそれぞれ、容量測定時に最小欠陥を表すことになる固有の最小容量を持つ。
【００４４】
図６は、２端子測定処理１１０の例に基づき、本発明に係る方法１０３の第２の概念を説明するための等価回路図である。各測定処理１１０の許容誤差の範囲が第１の等電位体２０の許容誤差よりも大きい場合、１つの同じ測定処理において、第１の等電位体２０の容量Ｃ２０と第３の等電位体３５の容量Ｃ２６との合計である総容量を第３のセンサプローブ１４３および電気ブリッジ１４４によって測定し、同じ測定処理において第３の等電位体３５に欠陥が無いか否かを同時に確認する。
【００４５】
図７は、４端子測定の測定設定の一例を示す図であり、印加された電界は測定用電圧源１６０によって生成されており、電位差Ｕｍは電圧計１６２で記録されている。測定用電圧源１６０は、周期的な電圧波形、特に、正弦波の電圧波形を生成する交流電圧源であってよい。しかし、ノイズ等の一定の「入力信号」を供給する出力を持つ電圧源であってもよい。電圧計１６２は、周期的な電圧波形、特に、正弦波の電圧波形のための交流電圧計であってよい。しかし、時間領域または周波数領域においてノイズ等の多重周波数または一定の「出力信号」を評価する電圧計１６２であってもよい。周波数領域の場合、電圧計１６２は通常、スペクトル分析器１６２である。処理を自動化するべく、測定用電圧源１６０、および、電圧計１６２またはスペクトル分析器１６２は、より高位の測定用コンピュータ１６４によって制御されるとしてよい。測定用コンピュータ１６４は、測定結果を容易に管理可能な変数、例えば、容量値Ｃ２０、欠陥箇所座標、品質分析等に変換する。同図に示す測定設定では、測定用電圧源１６０、および、電圧計１６２またはスペクトル分析器１６２は、共通の等電位面１６６に接続されているが、これは必須ではない。
【００４６】
図９は、４端子測定を行なう測定設定の一例を示す図であり、４端子は磁気結合された高周波変圧器として動作する。測定用電圧源１６０またはノイズ源１６０によって、第１の等電位体２０の少なくとも一部に電流を印加する。第２の等電位体２６で発生する電圧Ｕｍは、直接的または間接的に隣接している第２の等電位体２６の２つの接続部において、電圧計１６２またはスペクトル分析器１６２によって測定する。
【００４７】
図８および図１０はそれぞれ、図７および図９に図示されている測定設定とは異なる測定設定を示しており、印加する電界を生成するための第２の等電位面１６８は、電気装置１０の外部に配置されている等電位面である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  電気装置、１２  水平方向、１４  垂直方向、１８  非導体層、２０  第１の等電位体（等電位体＝AＰＫ）、２２、２４、２５  非導体層、２６  第２の等電位体、２８、３０、３２、３４  非導体層、３５  第３の等電位体、３６、３８  非導体層、４０、４２、４４  等電位体、４６  第１の等電位体２０の電気接続部、４８  第２の等電位体２６の電気接続部、５０  第２の等電位体２６のビア孔、５２  第１の等電位体２０のビア孔、５４、５６  等電位体、５８  電気装置１０の外部、６０  第１の等電位体２０の他の電気接続部、６２  星形状に分岐した等電位体、６４  測定装置、６６  プリント配線基板、７０  第１のセンサプローブ、７２  第２のセンサプローブ、７４  第１のクロスレール、７６  第１の方向（ｘ方向）、７８  第２のクロスレール、８０  第１のスライド、８２  第２のスライド、８４  第１のスライド用の駆動部、８６  第２のスライド用の駆動部、８８  第２の方向（ｙ方向）、９０  第３の方向の移動のための第１の駆動部、９２  第３の方向の移動のための第２の駆動部、９４  第３の移動方向（ｚ方向）、９６  第１のセンサプローブ７０の傾斜駆動、９８  第２のセンサプローブ７２の傾斜駆動、１００  第１のセンサプローブ７０のプログラム制御による回転駆動、１０２  第２のセンサプローブ７２のプログラム制御による回転駆動、１０３  本発明に係る方法、１０４  第１の装置の選択、１０５  測定用電子機器、１０６  第１の等電位体の選択、１０７  プログラム開始、１０８  第１の接続部の選択、１１０  測定、１１４  別の等電位体の選択、１１６  等電位体に関する全ての測定が行なわれたか否かを確認、１１８  別の接続部に対する測定によってさらに情報が得られるか否かを確認、１２０  試験すべき等電位体の全てについて測定を行なったか否かを確認、１２２  試験すべき電気装置の全てについて測定を行なったか否かを確認、１２４  処理を終了、１２６  次の装置を選択、１３０  交流電流源、１３２  等電位体アセンブリ：導波路、１３４  等電位体同士の間にある空間、１３６  誘電体、１３８  電圧計：スペクトル分析器、１４０  測定設定、１４２  測定設定、１４３  第３のセンサプローブ、１４４  一時的に接続するための電気部品、１５０  通常寸法の等電位体、１５２  通常寸法の等電位体、１６０  測定用電圧源：ノイズ生成器、１６２  電圧計：スペクトル分析器、１６４  測定用コンピュータ、Ｃ  電気的に測定される量、Ｃ２０  等電位体２０の容量、Ｃ２６  等電位体２６の容量、ｆｏ  測定用周波数、Ｇ  複合伝導率、Ｉｏ  印加される交流電流、Ｕｍ  測定用電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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