(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査用信号を生成する電源部と、検査対象の回路基板に形成された導体パターンにそれぞれ接触可能な第１から第３の検査用プローブと、電流検出手段と、スイッチとを備え、前記電源部の一方の出力部に前記スイッチの一端を接続し、当該スイッチの一端と前記第１の検査用プローブとの間に前記電流検出手段を接続し、前記スイッチの他端に前記第２の検査用プローブを接続し、かつ前記電源部の他方の出力部に前記第３の検査用プローブを接続して構成された基板検査装置であって、
複数の前記導体パターンの各一端部が接続用導体に共通接続されている回路基板に対する検査時に、一の前記導体パターンの他端部に前記第１の検査用プローブを接触させ、前記接続用導体における前記一の導体パターンの接続部位に前記第２の検査用プローブを接触させ、前記接続部位と離間した前記接続用導体上の所定位置に前記第３の検査用プローブを接触させ、前記第２の検査用プローブと前記電源部における前記一方の出力部とを前記スイッチによって切り離した状態で前記電流検出手段によって電流が検出され、かつ前記第２の検査用プローブと前記一方の出力部とを前記スイッチによって接続した状態で前記電流検出手段によって所定のしきい値を超える電流が検出されたときに、前記一の導体パターンが他の導体パターンに短絡していると判別することを特徴とする回路基板検査装置。
【請求項２】
前記第２の検査用プローブと前記一方の出力部とを前記スイッチによって切り離した状態で前記電流検出手段によって電流が検出されたときに前記一の導体パターンと前記接続用導体との間に断線が存在しないと判別することを特徴とする請求項１記載の回路基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象の回路基板に形成された導体パターンに検査用プローブを接触させた状態で所定の電気的検査を実行可能に構成された回路基板検査装置に関し、特に、複数の導体パターンの各一端部が接続用導体に共通接続されている回路基板の検査に適した回路基板検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回路基板検査装置として、図６に示す回路基板検査装置３１が従来から知られている。この回路基板検査装置３１は、図外のプローブ移動機構の案内に従い、検査対象の回路基板Ｐに形成された導体パターンに接触するプローブ３ａ，３ｂと、プローブ３ａ，３ｂを介して検査用信号を出力する電源部ＰＷと、電流計ＡＭと、電流計ＡＭによって検出された電流値に基づいて導体パターンの断線検査および導体パターン間の絶縁検査を実行する図外の制御部とを備えている。一方、回路基板Ｐは、一例としてベアチップの集積回路（以下、「ＩＣ」という）を搭載可能なパッケージ基板であって、全体として平板状に形成されている。また、回路基板Ｐは、図４に示すように、ＩＣの接続端子をボンディングまたは半田付けによって接続するためのボンディングパッド２２ａ，２２ｂ，２２，２２・・（以下、区別しないときには「ボンディングパッド２２」という）が先端部に形成された導体パターン２３ａ，２３ｂ，２３，２３・・（以下、区別しないときには「導体パターン２３」という）を備え、その各導体パターン２３は、非常に微細なピッチで列状に配置された状態でメッキ用リング２４に接続されている。したがって、この状態では、各ボンディングパッド２２，２２・・は、各導体パターン２３，２３・・およびメッキ用リング２４を介して相互に接続されている。
【０００３】
この回路基板検査装置３１による回路基板検査の際には、まず、図７に示すように、例えばボンディングパッド２２ａ，２２ｂにプローブ３ａ，３ｂをそれぞれ接触させる。次に、制御部が、電源部ＰＷを制御することによって検査用信号を出力させ、その電圧値と、電流計ＡＭによって検出された電流値とに基づいてボンディングパッド２２ａ，２２ｂ間の抵抗値を算出する。この場合、図６の等価回路図が示すように、導体パターン２３ａ，２３ｂおよびメッキ用リング２４は、極く小さな値の抵抗で表される。したがって、算出される抵抗値は、導体パターン２３ａ（抵抗Ｒ１）、導体パターン２３ｂ（抵抗Ｒ２）およびメッキ用リング２４（抵抗Ｒ１１）の合成抵抗値となる。次いで、算出した抵抗値と、良品の回路基板から予め吸収した抵抗値に基づいて規定された上下限値とを比較する。この場合、算出した抵抗値が上下限値の範囲内のときには、ボンディングパッド２２ａ，２２ｂ間に短絡箇所が存在しないと判別する。一方、算出した抵抗値が上限値を超えるときには、導体パターン２３ａ，２３ｂおよびメッキ用リング２４のいずれかに断線箇所が存在すると判別する。また、算出した抵抗値が下限値を下回るときには、導体パターン２３ａ，２３ｂ間に短絡箇所が存在すると判別する。以上の検査を隣り合うすべてのボンディングパッド２２，２２に対して行うことにより、回路基板Ｐが検査される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の回路基板検査装置３１には、以下の問題点がある。すなわち、従来の回路基板検査装置３１では、回路基板Ｐの検査時に、隣り合うボンディングパッド２２，２２にプローブ３ａ，３ｂを接触させた状態で断線短絡検査を行っている。この場合、プローブ３ａ，３ｂが互いに接触したときには、下限値を下回る抵抗値が算出されるため、導体パターン２３ａ，２３ｂ間に短絡箇所が存在すると誤って判別される。その一方、ボンディングパッド２２，２２は、非常に微細なピッチで形成されている。このため、プローブ３ａ，３ｂを互いに接触させずに、隣り合うボンディングパッド２２，２２に確実に接触させるのが非常に困難であるという問題点が存在する。
【０００５】
さらに、従来の回路基板検査装置３１では、プロービングが困難のため、例えば図７に破線で示すように、プローブ３ａが、本来接触すべき位置からずれてメッキ用リング２４寄りの位置に接触させられることがある。このような場合には、プローブ３ａ，３ｂ間のパターン長が、正常な接触状態と比較して短くなるため、下限値を下回る抵抗値が算出される結果、短絡箇所が存在すると誤判別されるという問題点がある。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、プロービングが容易で、しかも、検査精度の向上が可能な回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項記載の回路基板検査装置は、検査用信号を生成する電源部と、検査対象の回路基板に形成された導体パターンにそれぞれ接触可能な第１から第３の検査用プローブと、電流検出手段と、スイッチとを備え、電源部の一方の出力部にスイッチの一端を接続し、スイッチの一端と第１の検査用プローブとの間に電流検出手段を接続し、スイッチの他端に第２の検査用プローブを接続し、かつ電源部の他方の出力部に第３の検査用プローブを接続して構成された基板検査装置であって、複数の導体パターンの各一端部が接続用導体に共通接続されている回路基板に対する検査時に、一の導体パターンの他端部に第１の検査用プローブを接触させ、接続用導体における一の導体パターンの接続部位に第２の検査用プローブを接触させ、その接続部位と離間した接続用導体上の所定位置に第３の検査用プローブを接触させ、第２の検査用プローブと電源部における一方の出力部とをスイッチによって切り離した状態で電流検出手段によって電流が検出され、かつ第２の検査用プローブと一方の出力部とをスイッチによって接続した状態で電流検出手段によって所定のしきい値を超える電流が検出されたときに、一の導体パターンが他の導体パターンに短絡していると判別することを特徴とする。なお、第２の検査用プローブと電源部の一方の出力部とをスイッチによって接続した状態において、短絡箇所が存在しないときには電流が流れないのに対して、短絡箇所が存在するときには確実に電流が流れるため、「所定のしきい値」を０Ａに規定することもできる。つまり、電流検出手段によって電流が流れたことを検出できたときに短絡箇所が存在すると判別してもよい。
【０００８】
また、請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、第２の検査用プローブと一方の出力部とをスイッチによって切り離した状態で電流検出手段によって電流が検出されたときに一の導体パターンと接続用導体との間に断線が存在しないと判別することを特徴とする。なお、電流検出手段によって所定のしきい値を超える電流が検出されたときに断線が存在しないと判別してもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査装置の好適な発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
最初に、回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。なお、検査対象の回路基板Ｐについては、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
【００１１】
図１に示すように、回路基板検査装置１は、プローブ移動機構（以下、「移動機構」という）２，２，２、接触型のプローブ３ａ〜３ｃ、基板検査部４、制御部５、ＲＡＭ６およびＲＯＭ７を備えている。この場合、プローブ３ａ〜３ｃは、本発明における第１から第３の検査用プローブにそれぞれ相当し、図外のプローブ固定具を介して移動機構２，２，２にそれぞれ取り付けられている。基板検査部４は、例えば直流電圧の検査用信号を生成する電源部ＰＷ、本発明における電流検出手段に相当する電流計ＡＭ、およびスイッチＳＷを備え、制御部５と相俟って低抵抗計を構成する。この場合、図２（ｂ）に示すように、電源部ＰＷのマイナス出力部（一方の出力部）にスイッチＳＷの固定接点（一端）が接続され、その固定接点に電流計ＡＭの一端が接続され、電流計ＡＭの他端にプローブ３ａが接続されている。また、スイッチＳＷの可動接点（他端）にプローブ３ｂが接続され、電源部ＰＷのプラス出力部（他方の出力部）にプローブ３ｃが接続されている。
【００１２】
また、スイッチＳＷは、制御部５の制御に従い、プローブ３ｂと電源部ＰＷのマイナス出力部とを接続しまたは切り離しする。制御部５は、電流計ＡＭによって検出された電流値に基づく回路基板Ｐの良否判別や、電源部ＰＷ、スイッチＳＷおよび移動機構２，２，２の動作制御などを実行する。ＲＡＭ６は、制御部５の演算結果などを一時的に記憶し、ＲＯＭ７は、制御部５の動作プログラムを記憶する。
【００１３】
次に、例えば、パッケージ基板を検査する検査処理について、図面を参照して、説明する。
【００１４】
まず、制御部５が、移動機構２，２，２を制御して、図２（ａ）に示すように、プローブ３ａ〜３ｃを回路基板Ｐに接触させる。この際に、例えば、ボンディングパッド２２ａにプローブ３ａを接触させ、メッキ用リング（接続用導体）２４における導体パターン２３ａとの接続部位にプローブ３ｂを接触させ、プローブ３ｂの接触位置から所定の長さ以上離間したメッキ用リング２４上の所定位置にプローブ３ｃを接触させる。この場合、所定の長さとしては、例えばメッキ用リング２４に接続される各導体パターン２３，２３・・の配列ピッチ長を超える長さに規定される。したがって、例えば、メッキ用リング２４の角部にプローブ３ｃを接触させる。この場合、この回路基板検査装置１では、各プローブ３ａ〜３ｃを相互にある程度離間させた位置に接触させるため、隣り合うボンディングパッド２２ａ，２２ｂにプローブ３，３を接触させる必要がある従来の回路基板検査装置３１と比較して、相互の接触を確実に回避できる結果、プロービングが非常に容易となる。
【００１５】
次いで、制御部５は、スイッチＳＷを切断状態に制御した後、電源部ＰＷを駆動制御してプローブ３ａ，３ｃ間に検査用信号を出力させ、この状態で、導体パターン２３ａの断線検査を実行する。この際に、電流計ＡＭによって電流が検出されないときには、制御部５は、プローブ３ａ，３ｃのいずれかに接触不良が生じているか、導体パターン２３ａおよびメッキ用リング２４のいずれかに断線箇所が存在すると判別する。この際に、制御部５は、移動機構２，２を制御してプローブ３ａ，３ｃに対して再プロービングを行い、断線検査を再度実行する。この際にも電流計ＡＭによって電流が検出されない場合には、制御部５は、導体パターン２３ａおよびメッキ用リング２４のいずれかに断線箇所が存在すると判別する。
【００１６】
一方、電流が検出された場合、制御部５は、プローブ３ａ，３ｃが回路基板Ｐに対して正常に接触し、かつ導体パターン２３ａおよびメッキ用リング２４の両者に断線箇所が存在しないと判別する。この際には、プローブ３ａ〜３ｃを回路基板Ｐに接触させた状態で、導体パターン２３ａ，２３ｂ間の絶縁検査を実行する。絶縁検査の際には、制御部５は、まず、スイッチＳＷを接続状態に制御してプローブ３ｂを電源部ＰＷのマイナス出力部に接続する。次に、電源部ＰＷを駆動制御して検査用信号を出力させる。この場合、図２（ｂ）に示すように、各導体パターン２３ａ，２３ｂ，２３・・には、抵抗成分としての抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３・・Ｒ（Ｎ＋１）が存在し、メッキ用リング２４における各導体パターン２３との接続部位間にも、抵抗成分としての抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３・・Ｒ１Ｎが存在する。したがって、導体パターン２３ａ，２３ｂ間が正常に絶縁されているときには、抵抗Ｒ１および電流計ＡＭの直列回路がスイッチＳＷによって短絡されるため、電源部ＰＷの検査用信号に基づく電流Ｉ1 が、プローブ３ｃ、メッキ用リング２４、プローブ３ｂおよびスイッチＳＷからなる経路を流れ、プローブ３ｃ、メッキ用リング２４、導体パターン２３ａ、プローブ３ａおよび電流計ＡＭからなる経路には電流が流れない。この結果、電流計ＡＭによって検出される電流値がほぼ０Ａとなる。この場合、制御部５は、電流計ＡＭによって検出される電流値が所定のしきい値（例えば１００μＡ）を下回るとき（または０Ａのとき）に、導体パターン２３ａ，２３ｂ間が正常に絶縁されていると判別する。
【００１７】
一方、図５および図３（ａ）に示すように、導体パターン２３ａ，２３ｂ間が部位Ｘで短絡している場合、図３（ｂ）に示すように、抵抗Ｒ１が抵抗Ｒ１ａ，Ｒ１ｂに分割され、抵抗Ｒ２が抵抗Ｒ２ａ，Ｒ２ｂに分割され、かつ、両分割点間（部位Ｘ）が抵抗Ｒｘで接続される等価回路で表される。したがって、電流計ＡＭの両端がスイッチＳＷで短絡されないため、スイッチＳＷを接続した状態であっても、プローブ３ｃ、メッキ用リング２４、プローブ３ｂおよびスイッチＳＷからなる経路を電流Ｉ11が流れると共に、プローブ３ｃ、メッキ用リング２４、抵抗Ｒ２ｂ、抵抗Ｒｘ、抵抗Ｒ１ａ、プローブ３ａ、および電流計ＡＭからなる経路を電流Ｉ12が流れる。この結果、良品の回路基板Ｐとは異なり、電流計ＡＭによって所定のしきい値を超える電流値が検出される。したがって、制御部５は、導体パターン２３ａ，２３ｂ間に短絡が生じていると判別する。一方、極く希に、図５および図３（ａ）に示すように、導体パターン２３ａ，２３ｂが短絡部位Ｘで短絡し、かつ、導体パターン２３ａが、短絡部位Ｘとメッキ用リング２４との間の部位Ｙで断線することもある。この場合、前述した断線検査時には、この回路基板Ｐが良品と判別されるものの、この絶縁検査時に電流計ＡＭによって所定のしきい値を超える電流値が検出されるため、回路基板Ｐの断線短絡を確実に判別することができる。
【００１８】
この後、導体パターン２３ｂに対する断線絶縁検査の際には、ボンディングパッド２２ｂにプローブ３ａを接触させ、かつメッキ用リング２４における導体パターン２３ｂとの接続部位にプローブ３ｂを接触させた後、導体パターン２３ａについての断線検査および絶縁検査と同様にして電気的検査を実行する。この断線検査および絶縁検査をすべての導体パターン２３，２３・・毎に行うことにより、回路基板Ｐの良否が判別される。
【００１９】
なお、本発明は、上記した発明の実施の形態に限定されない。例えば、回路基板検査装置１は、３つのプローブ３ａ〜３ｃを用いた電気的検査を実行可能に構成されているが、本発明における検査用プローブの本数は、これに限定されず、さらに多くのプローブを備えて、これらのプローブから３つのプローブを選択して基板検査部４に接続することにより、検査時間の短縮を図ることができる。また、検査用信号として、直流電圧に限らず、交流電圧を用いることもできる。さらに、電流検出手段は、電流計に限らず、カレントトランスを用いて構成してもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る回路基板検査装置によれば、第１〜第３の検査用プローブを回路基板上の互いに離間した位置に接触させて電気的検査を実行することにより、検査対象の導体パターンが微細なピッチで形成されている場合であっても、プロービングが容易となる。また、導体パターン間の絶縁検査に先立って第１の検査用プローブと第３の検査用プローブとの間で断線検査を行うことにより、絶縁検査の際に検査用プローブの接触不良に起因する誤判別を回避することができ、これにより、検査確度を向上させることができる。また、各検査用プローブが位置ずれしてプロービングされたときであっても、第２の検査用プローブと電源部の一方の出力部とをスイッチによって接続した状態では、検査対象の導体パターンに短絡箇所が存在するときには、電流検出手段によって電流が確実に検出され、かつ、短絡箇所が存在しないときには、電流が検出されないため、短絡箇所の存在有無を確実に検査することができ、これにより、検査確度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、プローブ３ａ〜３ｃを回路基板Ｐに接触させた状態の平面図、（ｂ）は、導体パターン２３ａ，２３ｂ間が正常に絶縁されている状態の回路基板検査装置１および回路基板Ｐの等価回路図である。
【図３】（ａ）は、プローブ３ａ〜３ｃを回路基板Ｐに接触させた状態の平面図、（ｂ）は、導体パターン２３ａ，２３ｂ間の部位Ｘに短絡箇所が存在する状態の回路基板検査装置１および回路基板Ｐの等価回路図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置１および従来の回路基板検査装置３１の検査対象の一例である回路基板Ｐの平面図である。
【図５】回路基板Ｐにおける導体パターン２３ａ，２３ｂ近傍の平面図である。
【図６】従来の回路基板検査装置３１および回路基板Ｐの等価回路図である。
【図７】プローブ３ａ，３ｂを回路基板Ｐに接触させた状態の平面図である。
【符号の説明】
１  回路基板検査装置
３ａ〜３ｃ  プローブ
４  基板検査部
２２，２２ａ，２２ｂ  ボンディングパッド
２３，２３ａ，２３ｂ  導体パターン
２４  メッキ用リング
ＡＭ  電流計
Ｐ  回路基板
ＰＷ  電源部
ＳＷ  スイッチ
【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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