(57)【要約】【課題】より高い精度を備えるプリント配線板の検査方法を提供すること。【解決手段】プリント配線板の導体部分のインピーダンスを測定する測定工程と、前記インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、前記アドミタンスが所定範囲内である場合に前記プリント配線板を良品と判定し、前記アドミタンスが所定範囲外である場合に前記プリント配線板を不良品と判定する判定工程と、を有すること。【選択図】図１
2015114164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板の導体部分のインピーダンスを測定する測定工程と、
前記インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、
前記アドミタンスが所定範囲内である場合に前記プリント配線板を良品と判定し、前記アドミタンスが所定範囲外である場合に前記プリント配線板を不良品と判定する判定工程と、を有するプリント配線板の検査方法。
【請求項２】
前記測定工程においては、４端子法を用いて前記導体部分のインピーダンスを測定する請求項１に記載のプリント配線板の検査方法。
【請求項３】
前記測定工程においては、前記インピーダンスとして、直流信号源を用いて直流抵抗を測定する請求項１又は２に記載のプリント配線板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気抵抗測定器の測定結果を用いてプリント配線板の良否判定を行うプリント配線板の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プリント配線板の良否を判定するために、配線を構成する導体部分の電気抵抗を測定し、当該電気抵抗の測定値から導体部分の欠損等の不良、及びビア異常等の有無を判定している。このような電気抵抗の測定法としては、２端子法が従来から知られているが、接触抵抗及びリード線の残留抵抗によって生じる電圧降下により、測定値に誤差が生じる問題があった。しかしながら、数オームから数メグオームの電気抵抗の測定においては、当該２端子法による測定誤差がプリント配線板の良否判定に与える影響は小さく、２端子法でも十分にプリント配線板の良否を行うことができていた。
【０００３】
近年においては、電子機器の小型化にともなって、プリント配線板の小型化が要求され、配線を構成する導体部分の電気抵抗が数オーム以下となることが多くなった。また、電子機器の用途等に応じて配線がより複雑となり、当該導体部分における欠損等の有無の判定を高精度に行うことが要求されている。このため、小型化及び複雑化された配線の電気抵抗を測定する場合に、２端子法による測定誤差がプリント配線板の良否判定に与える影響は大きく、プリント配線板の良否判定を正確に行うことができなかった。
【０００４】
このような問題を解決するために、接触抵抗やリード線の残留抵抗による測定誤差が生じない４端子法によって電気抵抗を測定し、当該測定結果からプリント配線板の良否を判定する方法が実施されるようになった。例えば、特許文献１には、４端子法を用いた回路基板検査方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２４７２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、導体の電気抵抗値からプリント配線板の良否を判定する具体的な方法としては、導体における欠損等の有無を判定するためのパラメータである導体の断面積について所定の基準範囲を設定し、当該導体の断面積の基準範囲に対応させて電気抵抗の基準範囲を算出する。当該算出された電気抵抗の基準範囲内に、測定値が属するか否かによって導体の欠損等の有無が判定されることになる。
【０００７】
しかしながら、導体の電気抵抗と導体の幅との間には反比例の関係が成立していることから、導体の断面積の数値が小さいほど電気抵抗の変化は大きくなくるが、導体の断面積の数値が大きいほど電気抵抗の変化は小さくなるため、検査対象となる導体の断面積に対して、電気抵抗の測定値による評価は不均一となり、誤判定を生じる可能性が高くなっていた。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、より高い精度を備えるプリント配線板の検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のプリント配線板の検査方法は、プリント配線板の導体部分のインピーダンスを測定する測定工程と、前記インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、前記アドミタンスが所定範囲内である場合に前記プリント配線板を良品と判定し、前記アドミタンスが所定範囲外である場合に前記プリント配線板を不良品と判定する判定工程と、を有する。
【００１０】
また、上述した検査方法の前記測定工程においては、４端子法を用いて前記導体部分のインピーダンスを測定しても良い。４端子法を用いることにより、接触抵抗等の誤差を抑制し、より高精度の検査を実現することができる。
【００１１】
更に、上述したいずれかの検査方法の前記測定工程においては、前記インピーダンスとして、直流信号源を用いて直流抵抗を測定しても良い。直流抵抗を測定する場合には、測定工程における設備を簡素化することができるとともに、変換工程における変換を容易に行うことができることになり、プリント配線板の検査に係るコストを低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るプリント配線板の検査方法においては、プリント配線板の導体部分のインピーダンスを用いて当該プリント配線板の良否を判定せずに、インピーダンスを変換したアドミタンスを用いて当該プリント配線板の良否を判定するため、プリント配線板の検査方法における精度を向上することができる。すなわち、本発明によれば、より高い精度を備えるプリント配線板の検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係るプリント配線板の検査方法の検査フローを説明するためのフロー図である。
【図２】実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程を説明するための概略説明図である。
【図３】プリント配線板の導体の断面積と電気抵抗特性との関係を示すグラフである。
【図４】プリント配線板の導体の断面積とアドミタンス特性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】
【００１４】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施例で用いる様々な数値は、一例を示す場合もあり、必要に応じて様々に変更することが可能である。
【００１５】
＜実施例＞
以下において、本発明の実施例に係るプリント配線板の検査方法について、図１乃至図４を参照しつつ説明する。ここで、図１は、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の検査フローを説明するためのフロー図である。また、図２は、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程を説明するための概略説明図である。更に、図３は、プリント配線板の導体部分の断面積と電気抵抗特性との関係を示すグラフである。そして、図４は、プリント配線板の導体部分の断面積とアドミタンス特性との関係を示すグラフである。
【００１６】
図１に示すように、本発明の実施例に係るプリント配線板の検査方法は、プリント配線板の導体の直流抵抗を測定する測定工程（ステップＳ１）と、測定値である直流抵抗をアドミタンスに変換する変換工程（ステップＳ２）、変換後のアドミタンスを用いてプリント配線板の良否判定を行う判定工程（ステップＳ３）を有している。各工程は、１つの検査装置（すなわち、１つの検査ライン）において実施されてもよいが、各工程に係る装置が独立して設けられ、３つの装置を用いて実施されてもよい。以下において、各工程を詳細に説明する。
【００１７】
先ず、ステップＳ１の測定工程においては、図２に示すように、プリント配線板１０の導体部分である所定の配線１１の端子１２と端子１３との間の直流抵抗を、電気抵抗測定器２０を用いた４端子法によって測定する。本実施例においては、電気抵抗測定器２０として、１枚のプリント配線板１０に形成された複数の配線を同時に検査するためのプローブヘッド２１、プローブピン２２、２３、２４、２５、及び直流信号源（図示せず）を備える一般的な基板検査装置を使用した。なお、図２においては、説明の便宜上のため、プリント配線板１０上には１つの配線１１のみが記載され、プローブヘッド２１からは４本のプローブピン２２、２３、２４、２５のみが突出しているが、実際には、プリント配線板１０上には複数の配線が形成され、プローブヘッド２１からは多数のプローブピンが突出している。
【００１８】
具体的な測定方法としては、電気抵抗測定器２０のプローブヘッド２１から突出する４本のプローブピン２２〜２５を端子１２及び端子１３に当接し、電気抵抗測定器２０に設けられた直流信号源から供給される直流信号を用いて直流抵抗を測定する。より詳細には、プローブピン２２、２５を介して直流電流が供給され、プローブピン２４、２３にて配線における電圧降下を測定する。すなわち、端子１２及び端子１３のそれぞれに対して、直流電流を供給するためのプローブピンと、電圧降下を測定するためのプローブピンとが当接し、端子間に直流電流が流れることになる。
【００１９】
なお、本実施例においては、プローブヘッド２１及び複数のプローブピンを備える基板検査装置を電気抵抗測定器２０として使用したが、２端子法にて直流抵抗を測定する一般的なテスターを使用してもよい。また、電気抵抗測定器２０としては、インピーダンスを測定することができるインピーダンス測定器を用いても良い。このような場合には、インピーダンスを測定してもよいが、インピーダンスの実数部であるレジスタンスのみを測定してもよい。すなわち、インピーダンス測定器を用いて直流抵抗を測定してもよい。
【００２０】
そして、図２において、配線１１はプリント配線板１０の表面に形成されているが、プリント配線板１０の内部に形成されていてもよい。また、端子１２及び端子１３はプリント配線板１０の同一平面に形成されているが、端子１２及び端子１３が異なる平面に形成されてもよい。このような場合には、異なる平面に形成された２つの端子に測定用のピンを当接することができる構造の電気抵抗測定器を使用することになる。
【００２１】
次に、ステップＳ２の変換工程においては、ステップ１で測定した直流抵抗をアドミタンスに変換する。具体的には、ステップＳ１で測定した直流抵抗の値は、電気抵抗測定器２０又はその他の装置のメモリに記録される。そして、直流抵抗をアドミタンスに変換することができる処理プログラムがインストールされている処理装置を操作し、当該メモリに記録された直流抵抗をアドミタンスに変換する。ここで、直流抵抗をアドミタンスに変換とは、直流抵抗の逆数を算出することである。
【００２２】
なお、ステップＳ１の測定工程においてインピーダンスを測定した場合にも、当該インピーダンスの逆数を算出することにより、インピーダンスをアドミタンスに変換することになる。
【００２３】
以下において、直流抵抗をアドミタンスに変換する理由を、図３及び図４を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
先ず、一般的な電気抵抗Ｒは下記の数式（１）によって定義される。
【００２５】
【数１】
2015114164.tif 000003
【００２６】
数式（１）において、ρは抵抗率（Ω・ｍ）であり、Ｌは配線長（ｍ）であり、Ｓは導体部分の断面積（導体断面積（ｍ2））である。ここで、プリント配線板１０の電気検査においては、プリント配線板１０の構造上、製品毎及びネット毎に配線長は一定である。従って、数式（１）は、下記の数式（２）として書き換えることができる。
【００２７】
【数２】
2015114164.tif 000004
【００２８】
数式（２）において、Ａは、抵抗率（ρ）×配線長（Ｌ）を示す定数である。数式（２）に示すように、電気抵抗Ｒは、プリント配線板１０の導体部分の断面積Ｓと反比例の関係にあり、当該関係は図３のグラフによって表すことができる。図３においては、横軸が導体断面積（×１０-12ｍ2）であり、縦軸が電気抵抗（Ω）である。また、図３に係るプリント配線板１０においては、導体厚が１８μｍであり、導体長が０．０５ｍであり、抵抗率が１６．７８×１０-9Ωである。
【００２９】
図３に示すように、導体断面積が５０×１０-12ｍ2から１００×１０-12ｍ2に変化すると（変化幅が５０×１０-12ｍ2）、電気抵抗は１６．８Ωから８．４Ωに変化する（変化幅が８．４Ω）。一方、導体断面積が１２００×１０-12ｍ2から１２５０×１０-12ｍ2に変化すると（変化幅が５０×１０-12ｍ2）、電気抵抗は０．７Ωから０．６７Ωに変化する（変化幅が０．０３Ω）。このように、導体断面積が比較的に小さい場合と、大きい場合とでは、導体断面積の変化幅が同一であっても電気抵抗の変化幅は異なる。従って、電気抵抗Ｒを用いて導体断面積を評価しようとすると、導体断面積の値に対して常に一定の評価をすることができず、プリント配線板１０の検査精度を向上させることができない。
【００３０】
そこで、プリント配線板１０の導体断面積の評価を行う際に、電気抵抗とは異なるパラメータであるアドミタンスＹに着目する。ここで、アドミタンスＹ（Ｓ）は、下記の数式（３）によって定義できる。
【００３１】
【数３】
2015114164.tif 000005
【００３２】
数式（３）において、Ｒは電気抵抗（Ω）、ρは抵抗率（Ω・ｍ）であり、Ｌは配線長（ｍ）であり、Ｓは導体部分の断面積（導体断面積（ｍ2））である。ここで、プリント配線板１０の電気検査においては、プリント配線板１０の構造上、製品毎及びネット毎に配線長は一定である。従って、数式（３）は、下記の数式（４）として書き換えることができる。
【００３３】
Ｙ＝Ｂ×Ｓ        （４）
【００３４】
数式（４）において、Ｂは、１／（抵抗率（ρ）×配線長（Ｌ））を示す定数である。数式（４）に示すように、アドミタンスＹは、プリント配線板１０の導体部分の断面積Ｓと比例の関係にあり、当該関係は図４のグラフによって表すことができる。図４においては、横軸が導体断面積（×１０-12ｍ2）であり、縦軸がアドミタンス（Ｓ）である。また、図４においても、導体厚が１８μｍであり、導体長が０．０５ｍであり、抵抗率が１６．７８×１０-9Ωである。
【００３５】
図４に示すように、導体断面積が５０×１０-12ｍ2から１００×１０-12ｍ2に変化すると（変化幅が５０×１０-12ｍ2）、アドミタンスは０．０６Ｓから０．１２Ｓに変化する（変化幅が０．０６Ｓ）。一方、導体断面積が１２００×１０-12ｍ2から１２５０×１０-12ｍ2に変化すると（変化幅が５０×１０-12ｍ2）、アドミタンスは１．４３Ｓから１．４９Ｓに変化する（変化幅が０．０６Ｓ）。このように、導体断面積の値が異なっていても、導体断面積の変化幅が同一である場合には、アドミタンスの変化幅も同一となる。従って、アドミタンスＹを用いて導体断面積を評価することで、導体断面積の値に対して常に一定の評価をすることができ、プリント配線板１０の導体部分の欠損等の有無を判定することができる。すなわち、アドミタンスＹを用いて導体断面積を評価することで、プリント配線板１０の検査精度を向上させることができる。
【００３６】
次に、ステップＳ３の判定工程においては、ステップ２で得られたアドミタンスを用いて、プリント配線板１０の良否判定を行う。具体的には、プリント配線板１０の種別毎に、良品と判断されるアドミタンスＹの範囲が予め規定されており、ステップＳ２で得られたアドミタンスが当該所定範囲内であるか否かを判定する。すなわち、ステップＳ２で得られたアドミタンスが当該所定範囲内である場合には良品と判断され、当該所定範囲外である場合には不良品と判断される。なお、プリント配線板１０の種別毎に規定されるアドミタンスＹの範囲は、基準となる導体断面積の値、及び導体部分の欠損等に対応する導体断面積変化を考慮して予め規定されることになる。
【００３７】
以上の通り、上述したステップＳ１からステップＳ３の各工程を経ることで、プリント配線板１０の検査フローが終了する。
【００３８】
＜実施例の効果＞
本実施例に係るプリント配線板の検査方法は、プリント配線板１０の端子間のインピーダンスを測定する測定工程と、インピーダンスをアドミタンスに変換する変換工程と、アドミタンスが所定範囲内である場合にプリント配線板１０を良品と判定し、アドミタンスが所定範囲外である場合にプリント配線板１０を不良品と判定する判定工程と、を有している。ここで、本実施例においては、プリント配線板１０の端子間のインピーダンスを用いてプリント配線板１０の良否を判定せずに、インピーダンスを変換したアドミタンスを用いてプリント配線板１０の良否を判定するため、プリント配線板１０の配線１１である導体の断面積の大きさに依存することなく、プリント配線板の良否をより正確に判定することができる。すなわち、本実施例のプリント配線板の検査方法によれば、より高精度の良否判定を実現することができる。
【００３９】
また、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程においては、４端子法を用いて端子間のインピーダンスを測定している。このような４端子法を用いることにより、接触抵抗等の誤差を抑制し、より高精度の検査を実現することができる。
【００４０】
更に、本実施例に係るプリント配線板の検査方法の測定工程においては、インピーダンスとして、直流信号源を用いて直流抵抗を測定している。このように直流抵抗を測定することにすれば、測定工程における設備を簡素化することができるとともに、変換工程における変換を容易に行うことができることになり、プリント配線板の検査に係るコストを低減することが可能になる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    プリント配線板
１１    配線
１２、１３    端子
２０    電気抵抗測定器
２１    プローブヘッド
２２、２３、２４、２５    プローブピン
【図１】
2015114164.tif 000006
【図２】
2015114164.tif 000007
【図３】
2015114164.tif 000008
【図４】
2015114164.tif 000009