(57)【要約】【課題】高集積化され複数のパッドで回路パターンのネットが構成されている回路基板の電気検査を、電気光学効果を応用して、短い時間で検査する回路基板の検査装置を提供すること。【解決手段】回路基板２の片面の、特定のパッドにプローブ８を接触させ、他面のパッド２−５、２−６に電気光学素子１を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、プローブ８を接触させているパッド２−２、２−３、２−４間の断線検査をし、プローブを接触させているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査をする検査装置。【選択図】図１
2005017024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板の片面の、特定のパッドにプローブを接触させ、他面のパッドに電気光学素子を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、プローブを接触させているパッド間の断線検査をし、プローブを接触させているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査をすることを特徴とする回路基板の検査装置。
【請求項２】
回路基板の片面の、特定のパッドにプローブを接触させ、他面のパッドに電気光学素子を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、回路パターンのパッドが高密度に配置されている部分と低密度に配置されている部分とを有する回路基板を検査する際に、片面の低密度に配置されているパッドに個別にプローブを接触させて、回路パターンのネット間の短絡検査をし、低密度に配置されているパッド間の断線検査をし、回路パターンのネットごとに低密度に配置されているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した、高密度に配置されている他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査することを特徴とする回路基板の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の電気的不良個所を検査するための装置に関し、詳しくは回路パターンの片面の特定パッドにプローブを接触させ、他面のパッドの電圧を電気光学効果を応用して画像検出して検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板の断線、短絡などを検査する方法としては、従来、スプリングプローブで専用治具を形成し、パッドへ一括接触して電気検査する方法がとられてきた。しかし近年、パッド数の増加によって高価なスプリングプローブが多数必要となり、専用治具のコストが高騰している。また、パッド間隔の高密度化によって、物理的に接触性を確保することが難しいことや、尖鋭なスプリングプローブを接触させることによるパッドの損傷も問題となっている。そこで、高密度なパッド間隔に対応して検査する方法が必要となってきており、電気光学効果を応用して電圧分布を画像検出して断線検査や短絡検査をする方法がある。
【０００３】
電気光学効果を応用して電気検査する方法では、回路パターンに電圧を印加し、回路パターンの電圧から発生する電界を画像検出して、導通すべき個所や絶縁すべき個所に電圧が発生しているか否かで断線検査と短絡検査する。
【０００４】
従来、回路パターンの電圧分布を電気光学効果を用いて検査する方法としては、例えば、ＥＯセンサを用いて非接触で、特定の位置の電界強度を検出し、回路基板の半田接続状態を検査するものがある（特許文献１参照）。しかし、この方法では、ＥＯセンサの先端部分の電界しか検出できず、回路パターンの電圧分布を求めるにはＥＯセンサを移動させていく必要がある。そのため、検査対象となる複数の個所の電圧を計測するには時間がかかる問題がある。
【０００５】
また、例えば、電圧分布を非接触で計測し、液晶ディスプレイの透明導電膜の欠陥を電気検査する方法がある（特許文献２参照）。平行な光束を回路基板近傍に配置した電気光学素子に照射し、その反射光から回路パターンの電圧分布を二次元検出する方法である。
【０００６】
上記液晶ディスプレイの透明導電膜の場合は、回路パターンのネットにおいて、パッドとパッドが一対一で導通している。しかし、回路基板では、回路パターンは多数のパッドを有し、複数のパッドが複数のパッドに導通している場合がある。従って、特定のパッドの電圧分布を電気光学効果を応用した方法で画像検出して検査する際、一般的によく用いられるＣＣＤなどの２次元撮像装置では検出に時間がかかるため、２次元撮像装置の検出回数を少なくして、短い時間で検査する必要がある。
【０００７】
尚、この方法では、回路パターンに電圧を印加したとき、電気光学素子内で面方向に電荷が拡散し、電圧分布が劣化する問題があった。しかし、下記特許文献３に示すように、その問題は既に、本発明者によって解消され、μｍオーダの電圧分布の分解能を得ている。
【０００８】
【特許文献１】
特願平７−２４８８６１号公報
【特許文献２】
特開平５−２５６７９４号公報
【特許文献３】
特開２００２−２８６８１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、高集積化され複数のパッドで回路パターンのネットが構成されている回路基板の電気検査を、電気光学効果を応用して、短い時間で検査することのできる回路基板の検査装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、回路基板の片面の、特定のパッドにプローブを接触させ、他面のパッドに電気光学素子を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、プローブを接触させているパッド間の断線検査をし、プローブを接触させているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査をすることを特徴とする回路基板の検査装置である。
【００１１】
また、本発明は、回路基板の片面の、特定のパッドにプローブを接触させ、他面のパッドに電気光学素子を配置して該パッドの電圧を画像検出する回路基板の検査装置において、回路パターンのパッドが高密度に配置されている部分と低密度に配置されている部分とを有する回路基板を検査する際に、片面の低密度に配置されているパッドに個別にプローブを接触させて、回路パターンのネット間の短絡検査をし、低密度に配置されているパッド間の断線検査をし、回路パターンのネットごとに低密度に配置されているパッドから電圧を印加し、電気光学素子を配置した、高密度に配置されている他面のパッドの電圧を画像検出して断線検査することを特徴とする回路基板の検査装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を実施の形態を詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明による回路基板の検査装置の一実施例を示す構成図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）における電気光学素子１と回路基板２を拡大して示す説明図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、回路基板２の回路パターン２−１にはプローブ８を接触させて電圧を印加する。スキャナ装置７は、プローブ８を接触させている回路パターン２−１の個別のパッド２−２、２−３、２−４への給電をＯＮ／ＯＦＦできる。給電・電気検査装置５は、回路パターン２−１への電圧印加と、回路パターン２−１の、プローブ８を接触させているパッド間の断線と短絡を検査する。
【００１３】
電気光学素子１には、電気光学結晶１−１として、縦電界に感度を示すＢｉ１２ＳｉＯ２０などを用いる。電気光学結晶１−１は１０〜５００μｍ程度が望ましい。片面に透明導電膜１−２、反対面には誘電体反射膜１−３を設ける。
【００１４】
回路パターン２−１の、プローブ８を接触させていないパッド２−５、２−６の近傍に、電気光学素子１を配置する。電気光学素子１は回路基板２に接触させてもよいし、２０μｍ程度の距離で非接触としてもよい。
【００１５】
照明装置６から発せられた光は偏光子３で偏光され、ビームスプリッタ４で光路を変えて電気光学素子１へ照射される。照明装置６にはハロゲン光源やＬＥＤ光源などを用いる。電気光学素子１へ入射された照射光は、誘電体反射膜１−３の底面で反射されて、出射される。ＩＴＯ膜１−２はグランドに接地しておく。
【００１６】
給電・電気検査装置５から電圧を印加したとき、回路パターン２−１とＩＴＯ膜１−２との間に、回路パターン２−１の電圧分布によって電界分布が発生し、電気光学結晶１−１は電界分布に応じて屈折率が変化する。
印加電圧には交流電圧を印加することで、電気光学素子１の面方向に生ずる電荷の拡散を抑圧することができる。電気光学素子１−１からの反射光は、回路パターン２−１の電圧分布に応じて偏光状態が変化する。
【００１７】
検光子９を偏光子３と直交して、電界によって偏光状態の変化した反射光を、電圧分布に応じた光の強度分布とする。このとき、１／４波長板１０で位相補償して線形化と高感度化を図る。反射光をＣＣＤ１１で検出することで、電圧分布を画像検出することができる。
【００１８】
ＣＣＤ１１は、一回の検出に数ｍ〜数百ｍｓを要する。一秒間に３０フレーム検出できる汎用のものでは３３ｍｓ程度かかり、電圧分布をＳＮ比よく検出するために積算回数を増やした場合、さらに検出時間がかかる。そこで、ＣＣＤ１１での検出回数を少なくして、電圧分布画像の解析結果と、給電・電気検査装置５による断線検査を組み合わせて、回路パターン２−１の断線を検査する必要がある。
【００１９】
回路パターン２−１の断線検査をする場合、パッド２−２、２−３、２−４、２−５、２−６同士が全て導通しているか否かで判定される。パッド２−２またはパッド２−３またはパッド２−４に電圧を印加するたびに、パッド２−５及びパッド２−６の電圧分布をＣＣＤ１１で検出するとＣＣＤ１１の検出回数が増えて、検出時間が長くなる。
【００２０】
そこで、本発明においては、まずプローブ８を接触させているパッド２−２及び２−３及び２−４がすべて導通しているかを、給電・電気検査装置５で検査する。ここで、いずれかのパッド間の導通が得られなかった場合、不良と判定される。
【００２１】
つぎに、パッド２−２、２−３、２−４のうち任意のパッドへ電圧を印加し、ＣＣＤ１１で電圧分布を画像検出する。画像処理装置１２で、電圧分布画像においてパッド２−５、パッド２−６の位置に、電圧分布が存在するか否かで、パッド２−５、パッド２−６の導通を判定する。
パッド２−２、パッド２−３、パッド２−４が全て導通していることは既に検査されているので、ここでは、パッド２−５とパッド２−６の両方に電圧分布が存在する場合、回路パターン２−１のすべてのパッドが導通していることとなり、良品と判定される。そうでない場合、不良と判定される。これらの動作を制御装置１３で統合制御する。
【００２２】
以上の回路パターン２−１の断線検査に関する検査フローは、図２のようになる。このようにして、ＣＣＤ１１は一回の検出で検査が実施できる。
【００２３】
図３は、請求項２に係わる回路基板の検査装置の説明図である。検査される回路基板１６が検査装置に載置された状態を示したものであるが、電気光学素子１とＣＣＤ１１以外は省略してある。
近年、ＢＧＡ基板などでは、回路基板１６のパッド１４−３、１４−４、１５−３、１５−４のように、パッドが高密度に配置されている部分と、それと比較してパッド１４−１、１４−２、１５−１、１５−２のように低密度に配置されている部分がある。近年、パッドが高密度に配置されている部分ではパッドの間隔が１００μｍ未満となってきており、物理的に、プローブの接触は１５０μｍ以下では困難である、そのため、電気光学効果などを用いて電気検査する方法が求められている。
【００２４】
図３に示す、回路パターンのネット１４と１５が隣接している際などのように、短絡の恐れがある場合、電気検査としては断線検査に加えて短絡検査をする必要がある。ここでも、ＣＣＤ１１は検出時間を要することから、少ない検出回数で実施するのが望ましい。
【００２５】
まず、回路パターンのネット１４と１５が短絡されていないことを検査する。パッド１４−１とパッド１４−２が共に、パッド１５−１またはパッド１５−２に短絡していないかを、給電・電気検査装置５で検査する。ここで、いずれかの場合に短絡されている場合、短絡不良となる。
【００２６】
つぎに、回路パターンネット１４、１５それぞれにおいて、プローブ８を接触させているパッド間の断線検査する。パッド１４−１と１４−２、またはパッド１５−１と１５−２が導通していない場合、断線不良となる。
【００２７】
つぎに、パッド１４−１、１４−２の任意のパッド、加えてパッド１５−１、１５−２の任意のパッドへ電圧を印加し、ＣＣＤ１１で電圧分布を画像検出する。画像処理装置１２で、電圧分布画像においてパッド１４−３、１４−４、１５−３、１５−４の位置に電圧分布が存在するか否かで、これら各パッドと回路パターンのネット１４、１５との導通を判定する。
ここでは、パッド１４−３、１４−３、１５−３、１５−４すべての位置に電圧分布が存在することで、回路パターンのネット１４と１５それぞれにおいて、すべてのパッドが導通していることとなる。このようにして、ＣＣＤ１１は一回の検出で電気検査ができ、以上の検査に合格した場合、回路基板１６の短絡・断線検査は正常と判定される。以上の検査フローを図４に示す。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、電気光学効果を応用して電圧分布を画像検出する方法で、ＣＣＤなど検出に時間を要する撮像素子での取り込み回数を一回に限定して、電気検査を実施できる。
また、本発明によれば、高密度に配置されているパッド部分の電圧分布を電気光学素子で検出し、接触が容易な低密度に配置されているパッドにプローブを接触させ、接触したプローブ間で短絡と断線の一部を検査することで、他面の断線検査は一回のＣＣＤ検出ですみ、短い検査時間で実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の回路基板の検査装置の一実施例を示す構成図である。
（ｂ）は、電気光学素子と回路基板を拡大して示す説明図である。
【図２】一実施例の断線検査に関する検査フローである。
【図３】請求項２に係わる回路基板の検査装置の説明図である。
【図４】図３に示す回路基板の検査装置の検査フローである。
【符号の説明】
１・・・電気光学素子
１−１・・・電気光学結晶
１−２・・・ＩＴＯ膜
１−３・・・誘電体反射膜
２、１６・・・回路基板
２−１・・・回路パターン
２−２、３、４、５、６・・・パッド
３・・・偏光子
４・・・ビームスプリッタ
５・・・給電・電気検査装置
６・・・照明装置
７・・・スキャナ装置
８・・・プローブ
９・・・検光子
１０・・・１／４波長板
１１・・・ＣＣＤ
１２・・・画像処理装置
１３・・・制御装置
１４、１５・・・回路パターンのネット
１４−１、２、３、４、１５−１、２、３、４・・・パッド
【図１】
2005017024.tif 000003
【図２】
2005017024.tif 000004
【図３】
2005017024.tif 000005
【図４】
2005017024.tif 000006