(57)【要約】【課題】回路欠損を効率的に検出することができる回路欠損検出装置を提供する。【解決手段】回路欠損検出装置１０は、回路パターン２２に電気的に接続される一対の電極１２，１３と、電極１２，１３を介して回路パターン２２に一定電流の大電力を供給する電源１４と、電極１２，１３間の電圧値を測定する電圧測定器１５と、電圧測定器１５による測定結果を電源１４の印加可能最大電圧と比較することで、回路パターン２２における欠損２３，２４の有無を判定する判定装置１７と、を備えている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンの欠損を検出する回路欠損検出装置であって、
前記回路パターンに電気的に接続される一対の電極と、
前記電極を介して前記回路パターンに大電力を供給する電力供給手段と、
前記電極間の電圧値、電流値、又は抵抗値を測定する測定手段と、
前記測定手段による測定結果に基づいて、前記回路パターンにおける欠損の有無を判定する第１の判定手段と、を備えたことを特徴とする回路欠損検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の回路欠損検出装置であって、
前記電力供給手段は、前記回路パターンに一定電流又は一定電圧の大電力を供給し、
前記第１の判定手段は、前記電力供給手段による大電力供給中に、前記電極間の電圧値が前記電力供給手段の印加可能最大電圧に達し、又は、前記電極間の電流値が実質的に零となった場合に、前記回路パターンに欠損があると判定することを特徴とする回路欠損検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の回路欠損検出装置であって、
前記回路パターンは、導電性ペーストを基板に印刷することで形成されていることを特徴とする回路欠損検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の回路欠損検出装置であって、
前記回路パターンの幅は、０．０５〜１．５ｍｍであることを特徴とする回路欠損検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の回路欠損検出装置であって、
前記回路パターンの温度分布を検出する赤外線サーモグラフィと、
前記赤外線サーモグラフィによって検出された前記回路パターンの温度分布に基づいて、前記回路パターンにおける欠損の有無を判定する第２の判定手段と、を備えたことを特徴とする回路欠損検出装置。
【請求項６】
回路パターンの欠損を検査する回路欠損検出方法であって、
一対の電極を介して前記回路パターンに大電力を供給し、
前記電極間の電圧値、電流値、又は抵抗値を測定し、
前記電極間の電圧値、電流値、又は抵抗値に基づいて、前記回路パターンにおける欠損の有無を判定することを特徴とする回路欠損検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路パターンにおける欠損を検出するための回路欠損検出装置及び回路欠損検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電界分布によって屈折率が変化する電気光学素子を回路パターンの近傍に配置し、その回路パターンに交流電圧を印加しながら光源から電気光学素子に光を照射し、電気光学素子からの反射光の強度分布を検出することで回路欠損を検出するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１２６０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、試験前に電気光学素子を回路パターン上に設置したり、サイズの大きな回路パターンでは複数回に分けて撮像しなければならず、必ずしも効率的ではないという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、回路欠損を効率的に検出することができる回路欠損検出装置及び回路欠損検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、回路パターンの欠損を検出する回路欠損検出装置であって、前記回路パターンに電気的に接続される一対の電極と、前記電極を介して前記回路パターンに大電力を供給する電力供給手段と、前記電極間の電圧値、電流値、又は抵抗値を測定する測定手段と、前記測定手段による測定結果に基づいて、前記回路パターンにおける欠損の有無を判定する第１の判定手段と、を備えたことを特徴とする回路欠損検出装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、回路パターンの欠損を検査する回路欠損検出方法であって、一対の電極を介して前記回路パターンに大電力を供給し、前記電極間の電圧値、電流値、又は抵抗値を測定し、前記電極間の電圧値、電流値、又は抵抗値に基づいて、前記回路パターンにおける欠損の有無を判定することを特徴とする回路欠損検出方法が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回路パターンに大電力を供給するだけで回路欠損の有無を判定することができるので、回路パターンにおける欠損を効率的に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態における回路基板の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における回路基板の他の例を示す平面図である。
【図３】図３は、図２に示す回路基板を曲げた場合の側面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態における回路欠損検出装置の全体構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態における回路欠損検出方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、回路パターンの欠損部分が焼損した様子を示す拡大写真である。
【図７】図７は、本実施形態における大電力供給時間と電極間の電圧値との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、本実施形態における大電流供給時間と電極間の電流値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
先ず、本実施形態における回路欠損検出装置１０の検査対象である回路基板２０について説明する。図１及び図２は本実施形態における回路基板の例を示す平面図、図３は図２に示す回路基板を曲げた場合の側面図である。
【００１２】
本実施形態における回路基板２０は、例えばノート型パソコンのキーボードやデジタルカメラ、ビデオカメラのスイッチ等に使用されるメンブレン基板である。この回路基板２０は、図１に示すように、可撓性を有するベースフィルム２１と、そのベースフィルム２１上に形成された回路パターン２２と、を備えている。
【００１３】
ベースフィルム２１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の可撓性を有する樹脂製薄膜から構成されている。また、回路パターン２２は、このベースフィルム２１に導電性ペーストをスクリーン印刷などによってパターニングすることにより形成されており、０．０５〜１．５［mm］程度の幅（図１における幅Ｗ）を有している。導電性ペーストの具体例としては、例えば、銀ペースト、カーボンペースト、銅ペースト又は金ペースト等を例示することができる。なお、図１では単一線状の回路パターン２２が図示されているが、実際には使用目的に応じた複雑な回路パターンが形成されている。
【００１４】
本実施形態では、印刷技術を用いて回路パターン２２を形成するため、図１の拡大図に示すように、印刷が部分的に欠けたり擦れることで欠損２３が生じる場合がある。こうした欠損２３が存在する回路基板２０は、断線を生じる可能性があるので不良品として扱われる。
【００１５】
また、図２に示すように、回路パターン２２にクラックが入ることで欠損２４が生じる場合がある。図３に示すように、こうした欠損２４が存在する回路基板２０も、折り曲げた際に断線を生じる可能性（疑似断線）があるので、同様に不良品として扱われる。
【００１６】
次に、本実施形態における回路欠損検出装置１０について説明する。図４は本実施形態における回路欠損検出装置の全体構成を示すブロック図である。
【００１７】
本実施形態における回路欠損検出装置１０は、上述の回路パターン２２に存在する欠損２３，２４を検出するための装置である。この回路欠損検出装置１０は、図４に示すように、検査台１１、一対の電極１２，１３、電源１４、電圧測定器１５、赤外線サーモグラフィ１６及び判定装置１７を備えている。なお、図４に示す構成は、回路欠損検出装置の一例であり特にこの構成に限定されない。
【００１８】
検査台１１は、同図に示すように、スプリング１１３を介して透明な保持板１１２が重ねられたベース部材１１１を有しており、このベース部材１１１の上に被験体である回路基板２０が載置される。
【００１９】
一対の電極１２，１３は、特に図示しないが、先端のプランジャがスプリングによって軸方向に移動可能な片端可動型のプローブピンである。これらの電極１２，１３は、回路パターン２２の両端に対向するように保持板１１２に保持されている。
【００２０】
電源（電力供給手段）１４は、一対の電極１２，１３に電気的に接続されており、回路パターン２２の欠損箇所（回路パターン２２において欠損２３，２４が形成されている箇所）を焼損させたり昇温させるために、当該電極１２，１３を介して一定の大電流を回路パターン２２に短時間供給する。なお、本実施形態における大電流とは、通常使用時に回路パターン２２に供給される電力（例えば１００［mA］程度）に対して十倍以上の大きさを有する電流を意味する。例えば、回路パターン２２の幅Ｗが０．５［mm］程度である場合には、電源１４は、１．９〜２．２［A］程度の大電流を約６〜１５［msec］間供給する。
【００２１】
なお、この電源１４が供給する大電流の大きさ及びその通電時間は、印刷した回路パターン２２の幅Ｗに大きく依存する。例えば、回路パターン２２の幅Ｗが小さくなるほど、回路パターン２２の欠損箇所での抵抗が大きくなり、当該欠損箇所の焼損に必要なエネルギーが小さくなるので、電流値や通電時間を小さく設定する。一方、回路パターン２２の幅Ｗが大きくなると、回路パターン２２の欠損箇所での抵抗が小さくなり、当該欠損箇所の焼損に必要なエネルギーが大きくなるので、電流値や通電時間を大きく設定する。
【００２２】
電圧測定器１５（測定手段）は、電源１４に並列接続されており、電極１２，１３間の電圧を測定する。また、赤外線サーモグラフィ１６は、回路パターン２２から放射される赤外線エネルギーに基づいて、回路パターン２２全体の温度分布を検出する。電圧測定器１５及び赤外線サーモグラフィ１６は、それぞれの検出結果を出力可能に判定装置１７に接続されている。
【００２３】
判定装置１７（第１の判定手段、第２の判定手段）は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含むマイクロコンピュータから構成されている。この判定装置１７は、電圧測定器１５及び赤外線サーモグラフィ１６による検出結果に基づいて、回路パターン２２における欠損２３，２４の有無を判定する。
【００２４】
次に、本実施形態における回路欠損検出方法について説明する。図５は本実施形態における回路欠損検出方法を示すフローチャート、図６は回路パターンの欠損部分が焼損した様子を示す拡大写真、図７は本実施形態における通電時間と電極間の電圧値との関係を示すグラフ、図８は他の実施形態における通電時間と電極間の電流値との関係を示すグラフである。
【００２５】
先ず、図５に示すフローチャートのステップＳ１０において、回路欠損検出装置１０の検査台１１の上に回路基板２０をセットする。この際、保持板１１２を持ち上げてベース部材１１１と電極１２，１３との間に回路基板２０を挿入し、電極１２，１３が回路パターン２２の両端に対向するように、回路基板２０をベース部材１１１に載置する。
【００２６】
次いで、電源１４から電極１２，１３を介して配線パターン２２に一定の大電流を所定時間通電する（ステップＳ２０）と同時に、この大電流通電中に電圧測定器１５によって電極１２，１３間の電圧値を測定する（ステップＳ３０）。
【００２７】
ここで、回路パターン２２が導電性ペーストで形成されている場合には、金属箔と比較して抵抗が高くなっている。また、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると、その欠損箇所の抵抗は更に高くなっている。そのため、欠損２３，２４の存在する回路パターン２２に大電流を流すと、その欠損箇所で回路パターン２２が焼損する。
【００２８】
例えば、銀ペーストを印刷して形成した、幅Ｗが０．５［mm］、全長Ｌが１００［mm］の回路パターン２２に、幅ｒが０．２［mm］、奥行きｄが０．４５［mm］の二等辺三角形状の欠損２３が形成されている場合（図１に示すような場合）に、電源１４によって１．９［A］の大電流を１５［msec］間通電すると、図６に示すように回路パターン２２が欠損箇所で焼損する。この焼損によって、回路パターン２２の抵抗が無限大に達するのに対し、電源１４から供給される電流は一定に維持されているので、電源１４によって電極１２，１３間に印加される電圧Ｖは、電源１４の印加可能最大電圧（電源１４が印加することが可能な最大の電圧）Ｖｍａｘに到達する。例えば、図７に示す例では、上記の条件で製作した４つのサンプルに対して、１．９［A］の大電流を１５［msec］間通電したが、いずれのサンプルについても回路パターンが欠損箇所で焼損し、測定電圧Ｖが、印加可能最大電圧Ｖｍａｘである６０[V]に到達している。
【００２９】
そこで、本実施形態では、図５のステップＳ４０において、判定装置１７が、電圧測定器１５による測定電圧Ｖを、電源１４の印加可能最大電圧Ｖｍａｘと比較し、測定電圧Ｖが印加可能最大電圧Ｖｍａｘに達している場合（Ｖ＝Ｖｍａｘ、ステップＳ４０においてＹＥＳ）には、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する（ステップＳ７０）。
【００３０】
なお、ステップＳ３０において、必ずしも電源１４による大電流通電中の全ての期間を通じて電圧測定器１５が電圧を測定する必要はない。例えば、電源１４による大電流通電終了直前にのみ電圧測定器１５によって電圧を測定してもよい。
【００３１】
或いは、電源１４による大電流通電開始直後と大電流通電終了直前に電圧を測定し、これらの差に基づいて、回路パターン２２の欠損２３，２４の有無を判定してもよい。この場合には、大電流通電開始直後と大電流通電終了直前における電圧の差が所定値を超えている場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００３２】
また、欠損２３，２４のない正常な回路パターンに大電流を流した場合の電圧値を予め測定しておき、ステップＳ４０において、判定装置１７が、測定電圧Ｖをその正常電圧値と比較することで、回路パターン２２の欠損２３，２４の有無を判定してもよい。この場合には、測定電圧Ｖが正常電圧値を超えている場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００３３】
また、ステップＳ４０において、判定装置１７が、配線パターン２２に通電した大電流値と測定電圧Ｖとから抵抗値を算出し、その抵抗値を所定値と比較することで、回路パターン２２の欠損２３，２４の有無を判定してもよい。この場合には、抵抗値が所定値を超えている場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００３４】
或いは、ステップＳ３０及びＳ４０に代えて、次のように回路パターン２２の欠損２３，２４の有無の判定を行ってもよい。すなわち、欠損２３，２４のない正常な回路パターンに所定量の電流を流した場合の正常電圧値を測定しておき、ステップＳ２０の大電流通電後に、回路パターン２２に所定量の電流を通電して、その際の回路パターン２２の電圧を測定し、この測定値を正常電圧値と比較することで、回路パターン２２の欠損２２，２４の有無を判定してもよい。この場合には、測定値が正常電圧値を超えている場合に、回路パターン２２の欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００３５】
なお、欠損２３，２４のない正常な回路パターンの正常な抵抗値を予め測定しておき、大電流通電後に抵抗測定器を用いて回路パターン２２の抵抗値を測定し、その抵抗値を正常抵抗値と比較することで、回路パターン２２の欠損２２，２４の有無を判定してもよい。この場合には、抵抗値が正常抵抗値を超えている場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００３６】
さらに、電圧測定器１５に代えて電流測定器（測定手段）を設置し、電源１４からは電流を一定にして高電圧を回路パターン２２に印加してもよい。この場合には、ステップＳ４０において、判定装置１７は、電流測定器の測定電流が実質的に零に到達した場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。例えば、図８に示す例では、上記の条件で製作した２つのサンプルに対して、６０［V］の高電圧を１５［msec］間印加したが、いずれのサンプルについても回路パターンが欠損箇所で焼損し、最終的に測定電流が零となっている。
【００３７】
なお、必ずしも電源１４による高電圧印加中の全ての期間を通じて電流測定器が電流を測定する必要はない。例えば、電源１４による高電圧印加終了直前にのみ電流測定器により電流を測定してもよい。
【００３８】
或いは、電源１４による高電圧印加開始直後と高電圧印加終了直前に電流を測定し、これらの差に基づいて、回路パターン２２の欠損２３，２４の有無を判定してもよい。この場合には、高電圧印加開始直後と高電圧印加終了直前における電流の差が所定値よりも小さい場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００３９】
また、欠損２３，２４のない正常な回路パターンに高電圧を印加した場合の電流値を予め測定しておき、ステップＳ４０において、判定装置１７が、測定電流をその正常電流値と比較することで、回路パターン２２の欠損２３，２４の有無を判定してもよい。この場合には、測定電流が正常電流値よりも小さい場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００４０】
また、電源１４によって配線パターン２２に印加した高電圧値と、電流測定器による測定電流値とから抵抗値を算出し、その抵抗値を所定値と比較することで、回路パターン２２の欠損２３，２４の有無を判定してもよい。この場合には、抵抗値が所定値よりも大きい場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００４１】
或いは、電源１４による高電圧印加後に、次のように回路パターン２２の欠損２３，２４の欠損の有無の判定を行ってもよい。すなわち、欠損２３，２４のない正常な回路パターンに所定電圧を印加した場合の正常電流値を測定しておき、電源１４による高電圧印加後に、回路パターン２２に所定電圧を印加して、その際の回路パターン２２の電流値を測定し、この測定値を正常電流値と比較することで、回路パターン２２の欠損２２，２４の有無を判定してもよい。この場合には、測定値が正常電流値よりも小さい場合に、回路パターン２２の欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００４２】
なお、欠損２３，２４のない正常な回路パターンの正常な抵抗値を予め測定しておき、高電圧印加後に抵抗測定器を用いて回路パターン２２の抵抗値を測定し、その抵抗値を正常抵抗値と比較することで、回路パターン２２の欠損２２，２４の有無を判定してもよい。この場合には、抵抗値が正常抵抗値よりも大きい場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する。
【００４３】
図５に戻り、測定電圧Ｖが印加可能最大電圧Ｖｍａｘ未満である場合（Ｖ＜Ｖｍａｘ、ステップＳ４０においてＮＯ）には、ステップＳ５０において、赤外線サーモグラフィ１６によって回路パターン２２全体の温度分布を検出する。次いで、ステップＳ６０において、判定装置１７が、赤外線サーモグラフィ１６によって検出された回路パターン２２の各部の温度Ｔｎを所定温度Ｔ０と比較する。なお、この所定温度Ｔ０は、例えば、欠損２３，２４のない正常な回路パターンに大電流或いは高電圧を印加した場合の回路パターンの温度に基づいて設定されている。
【００４４】
ここで、回路パターン２２に存在する欠損２３，２４が大電流によって焼損しなかった場合、高抵抗である欠損箇所は、当該回路パターン２２の他の部分や正常な回路パターン２２よりも温度が高くなっている。
【００４５】
そこで、本実施形態では、回路パターン２２において所定温度Ｔ０よりも高くなっている温度が存在している場合（ステップＳ６０においてＹＥＳ）には、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断する（ステップＳ７０）。なお、ステップＳ６０において、例えば、回路パターン２２の各部の温度Ｔｎを回路パターン２２の全体の平均温度と比較し、温度Ｔｎが平均温度よりも所定温度以上高い場合に、回路パターン２２に欠損２３，２４が存在すると判断してもよい。
【００４６】
これに対し、測定電圧Ｖが印加可能電圧Ｖｍａｘ未満であり（ステップＳ４０にてＮＯ）、且つ、回路パターン２２全体の温度が所定温度Ｔ０以下である場合（ステップＳ６０にてＮＯ）には、当該回路パターン２２は欠損２３，２４の存在しない良品であると判定する（ステップＳ８０）。
【００４７】
以上のように、本実施形態では、回路パターン２２に一定電流又は一定電圧の大電力を供給するだけで、回路パターン２２における欠損２３，２４（回路欠損）の有無を判定することができるので、回路欠損を効率的に検出することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、回路パターン２２が導電性ペーストをベースフィルム２１に印刷することで形成されているので、大電力供給によって回路パターン２２を焼損させ易くなっている。同様に、本実施形態では、回路パターン２２の幅が、０．０５〜１．５［mm］と比較的細くなっているので、大電力供給によって回路パターン２２を焼損させ易くなっている。
【００４９】
さらに、本実施形態では、赤外線サーモグラフィ１６によって検出した回路パターン２２の温度分布に基づいて、回路パターン２２における欠損２３，２４の有無を判定するので、大電力供給によって焼損しなかった欠損箇所も検出することができる。
【００５０】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…回路欠損検出装置
１１…検査台
１１１…ベース部材
１１２…保持板
１１３…スプリング
１２，１３…電極
１４…電源
１５…電圧測定器
１６…赤外線サーモグラフィ
１７…判定装置
２０…回路基板
２１…ベースフィルム
２２…回路パターン
２３，２４…欠損
【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７】
2011007712.tif 000008
【図８】
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【図６】
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