(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の回路基板に形成された導体パターンに接触可能な接触型プローブを少なくとも２つ備えて当該導体パターンの良否を検査可能に構成された回路基板検査装置であって、
１つの前記導体パターンの各端点に前記接触型プローブをそれぞれ接触させて当該両端点間のインダクタンスを測定し、その測定値と基準値とを比較し、その比較結果に基づいて当該導体パターンに狭幅、先細り、中細りまたは異常な広幅が生じているか否かを検査することを特徴とする回路基板検査装置。
【請求項２】
互いに隣接する一対の前記導体パターンに対して、前記接触型プローブを用いて当該導体パターンおよび基準電極間の静電容量を測定し、その測定した静電容量に基づく良否検査および前記比較結果に基づく形状の良否検査をそれぞれ行い、かつ、当該一対の導体パターンに前記接触型プローブをそれぞれ接触させた状態で、当該一対の導体パターン間の静電容量を測定し、その測定結果に基づいて当該両導体パターン間の短絡をさらに検査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の形状の良否を検査可能に構成された回路基板検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の静電容量測定に基づいて導体パターンの良否を検査する回路基板検査装置は、一般的に、表面に絶縁層が形成された平板状の基準電極（図示せず）と、接触型の検査用プローブを少なくとも２つ備えている。そして、基板検査時には、図５に示すように、基準電極上に載置された検査対象の回路基板Ｐに形成されている導体パターン２４の各端点に検査用プローブ３，４をそれぞれ接触させる。次いで、導体パターン２４の各端点と基準電極との間の静電容量をそれぞれ測定する。その後、測定した２つの静電容量と、良品の回路基板から予め吸収した測定容量に基づいて規定された基準容量範囲とを比較する。この場合、測定した両静電容量が共に基準容量範囲内のときには、導体パターン２４が正常と判別する。一方、各静電容量が共に基準容量範囲を超えるときには、導体パターン２４が隣接する他の導体パターンと短絡していると判別する。また、各静電容量が共に基準容量範囲に満たないときには、導体パターン２４に断線が存在していると判別する。このように、この回路基板検査装置では、１つの導体パターンに対して、静電容量測定を２回行うことにより、各導体パターンの短絡および断線を検査することが可能となっている。
【０００３】
上記の回路基板検査装置とは異なる検査方法で導体パターンについての短絡および断線を検査する回路基板検査装置も従来から知られている（特公平４−１７３９４号公報）。この回路基板検査装置では、１つの導体パターンに対して、導体パターンおよび基準電極間の静電容量を１回測定し、その際に測定した静電容量と所定値とを比較することによって短絡を検査し、かつ、その導体パターンの両端点間の抵抗値を１回測定し、その際に測定した抵抗値と所定値とを比較して断線を検査する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの従来の回路基板検査装置には、以下の問題点がある。すなわち、導体パターンを螺旋状に形成してコイル部品として機能させることがある。このような導体パターンについては、例えば、螺旋状導体パターンの中間部位などで短絡している場合には、インダクタンスが不足してコイル部品として機能しないにも拘わらず、上記の短絡および断線の検査では、正常と判別されてしまうおそれがある。また、近年、コンピュータ装置に関連する分野などでは、導体パターンのファインピッチ化が進み、しかも、そのファインピッチの導体パターンに高周波信号を導通させるケースが増えている。したがって、このような回路基板では、導体パターンの端点間のインピーダンスやインダクタンスが保証されている必要がある。その一方、例えば、図５に示すように、本来であれば実線で示すパターン幅の導体パターン２４が、破線で示すように、より狭幅に形成されることがある。かかる場合、導体パターンの各端点間のインピーダンスやインダクタンスが保証されていないにも拘わらず、従来の回路基板検査装置による検査方法では、正常な導体パターンと判別されてしまう。したがって、従来の回路基板検査装置には、導体パターンの形状不良を検査することができないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、導体パターンの形状不良を検査し得る回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
【０００６】
【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１記載の回路基板検査装置は、検査対象の回路基板に形成された導体パターンに接触可能な接触型プローブを少なくとも２つ備えて当該導体パターンの良否を検査可能に構成された回路基板検査装置であって、１つの前記導体パターンの各端点に前記接触型プローブをそれぞれ接触させて当該両端点間のインダクタンスを測定し、その測定値と基準値とを比較し、その比較結果に基づいて当該導体パターンに狭幅、先細り、中細りまたは異常な広幅が生じているか否かを検査することを特徴とする。
【０００７】
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、互いに隣接する一対の導体パターンに対して、接触型プローブを用いて導体パターンおよび基準電極間の静電容量を測定し、その測定した静電容量に基づく良否検査および比較結果に基づく形状の良否検査をそれぞれ行い、かつ、一対の導体パターンに接触型プローブをそれぞれ接触させた状態で、一対の導体パターン間の静電容量を測定し、その測定結果に基づいて両導体パターン間の短絡をさらに検査することを特徴とする。
【０００８】
【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。
【０００９】
最初に、回路基板検査装置１の構成について、図１を参照して説明する。
【００１０】
同図に示すように、回路基板検査装置１は、電極部２、接触型の検査用プローブ３，４、移動機構５ａ，５ｂ、測定部６、制御部７、ＲＡＭ８およびＲＯＭ９を備えて構成されている。この場合、電極部２は、表面に絶縁フィルム２ａが貼付された平板状の基準電極２ｂを有し検査対象の回路基板Ｐを載置可能に構成されている。また、検査用プローブ３，４は、プローブ固定具３ａ，４ａを介して移動機構５ａ，５ｂに取り付けられた状態で基準電極部２の上方に配設されている。測定部６は、回路基板Ｐにおける所定の検査位置間の静電容量、抵抗、インダクタンスおよびインピーダンスの少なくとも一つを測定する。制御部７は、測定部６によって測定された静電容量などの測定値に基づく回路基板Ｐに対する検査処理や、移動機構５ａ，５ｂの駆動制御などを実行する。ＲＡＭ８は、良品回路基板から予め吸収した検査用基準データ、導体パターン同士の短絡を検査すべき一対の導体パターンを特定するパターン番号データ、および制御部７の演算結果などを一時的に記憶する。この場合、この回路基板検査装置１では、検査用基準データとして、各導体パターンおよび基準電極２ｂ間の静電容量、各導体パターンの両端点間のインダクタンスおよびインピーダンスの少なくとも一方、並びに、特定の一対の導体パターン間の抵抗、インダクタンス、静電容量およびインピーダンスのうちの少なくとも１つ、などが用いられている。ＲＯＭ９は、制御部７の動作プログラムを記憶する。
【００１１】
次に、回路基板検査装置１による検査処理について、図３を参照して説明する。
【００１２】
まず、導体パターン２１，２２・・の形成面を上向きにして回路基板Ｐを電極部２の上に載置する。次に、制御部７が、移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を回路基板Ｐの各導体パターンの各々の端点にそれぞれ接触させる。例えば、図２に示す導体パターン２１の端点２１ａに検査用プローブ３を接触させ、他の導体パターン２２の端点２２ａに検査用プローブ４を接触させる。
次いで、測定部６が、検査信号として例えば１６ｋＨｚの交流電圧を検査用プローブ３，４に順次出力することにより、導体パターン２１と基準電極２ｂとの間の静電容量Ｃ１１、および導体パターン２２と基準電極２ｂとの間の静電容量Ｃ１２を測定する（ステップ１１）。
【００１３】
次いで、制御部７が、測定した各静電容量Ｃ１１，Ｃ１２と、ＲＡＭ８から読み出した対応する検査用基準データとを順次比較することにより、導体パターン２１，２２の各々についての断線、および両導体パターン２１，２２の各々についての短絡を判定する（ステップ１２）。具体的には、例えば、図２に示すように、導体パターン２１に断線箇所Ｂが存在する場合には、測定した静電容量Ｃ１１が検査用基準データの下限値を下回るため、制御部７は、導体パターン２１に断線が生じていると判定する。また、同図に示すように、導体パターン２１，２２間に短絡箇所Ａが存在する場合には、測定した静電容量Ｃ１１（およびＣ１２）が検査用基準データの上限値を超えるため、制御部７は、導体パターン２１（および２２）に短絡が生じていると判定する。この後、制御部７は、移動機構５ａ，５ｂを制御して検査用プローブ３，４を順次移動させつつ、すべての導体パターンについて、上記した断線・短絡の判定を順次実行する。
【００１４】
次に、制御部７は、移動機構５ａ，５ｂを制御して回路基板Ｐの導体パターンにおける２つの端点に検査用プローブ３，４をそれぞれ接触させ、測定部６に対して端点間の例えばインダクタンスＬを測定させる（ステップ１３）。具体的には、導体パターン２１を検査する際には、３つの端点２１ａ〜２１ｃのうちの端点２１ａに検査用プローブ３を接触させ、端点２１ｂに検査用プローブ４を接触させる。次いで、測定部６が、検査信号としての交流電流を検査用プローブ３，４間に出力しつつ両検査用プローブ３，４間の交流電圧を測定することにより、両端点２１ａ，２１ｂ間のインダクタンスＬを測定する。この場合、インピーダンスＺを測定してもよい。なお、インダクタンスＬについては、例えば、交流電流の位相よりも位相が９０度進んだ電圧成分に基づいて測定する。また、インピーダンスＺについては、インダクタンスＬ測定に加えて、交流電流の位相と同位相の電圧成分に基づいて抵抗Ｒを測定し、この抵抗ＲとインダクタンスＬとに基づいて算出する。この場合、インピーダンスＺについては、交流電流の電流値と両検査用プローブ３，４間の交流電圧とに基づいて算出してもよい。
【００１５】
次いで、制御部７は、測定した各導体パターンのインダクタンスＬと、ＲＡＭ８から読み出した各検査用基準データとを比較する。具体的には、図５において破線で示すように、導体パターンが狭幅に形成されているときや、先細り、中細り、または異常な広幅に形成されているときなど、導体パターンの形状が良品の形状とは異なると予測される場合には、導体パターンのインダクタンスＬが良品の回路基板から吸収した検査用基準データのインダクタンスとは異なる値となる。したがって、制御部７は、測定した導体パターンのインダクタンスＬが、検査用基準データの上限値から下限値までの範囲内にあるときは、導体パターンが正常であると判定し、その上限値から下限値までの範囲を外れているときには、その導体パターンについては、断線は生じていないものの、導体パターンの先細りや、螺旋状導体パターンの中間部位での短絡などの形状的に異常が生じていると判定する（ステップ１４）。
【００１６】
次いで、制御部７は、移動機構５ａ，５ｂを制御して、導体パターン２１の他の端点間（例えば、端点２１ａ，２１ｃ間、端点２１ｂ，２１ｃ間）に検査用プローブ３，４を接触させ、上記したようにインダクタンスＬを測定させ、その測定値に基づいて導体パターンに対する形状判定を行う（ステップ１４）。この後、制御部７は、移動機構５ａ，５ｂを制御して、検査用プローブ３，４を順次移動させつつ、すべての導体パターンに対して形状判定を行う。この結果、各導体パターンの断線・短絡および形状不良が検査され、これにより、各導体パターンにおける各端点間のインピーダンスやインダクタンスを保証し得る回路基板Ｐを製造することができる。
【００１７】
一方、導体パターンの端点および基準電極２ｂ間の静電容量による短絡検査では、導体パターン同士の短絡を検査できない場合も生じる。つまり、上記した静電容量による断線・短絡検査では、各導体パターン２１，２２・・と電極部２の基準電極２ｂとの間の静電容量Ｃ１１，Ｃ１２・・を測定することにより、隣接する導体パターン間の短絡を検査している。この場合、回路基板Ｐの導体パターン２１、隣接する他の導体パターン（例えば導体パターン２２とする）、および電極部２の基準電極２ｂは、図４に示す等価回路図で表される。同図における静電容量Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ、導体パターン２１および基準電極２ｂ間の理論的な静電容量、導体パターン２２および基準電極２ｂ間の理論的な静電容量、並びに、導体パターン２１，２２間の結合に起因する理論的な静電容量を意味する。したがって、測定した静電容量Ｃ１１，Ｃ１２は、導体パターン２１，２２間の静電容量Ｃ３の影響を受けるため、下記の▲１▼式および▲２▼式で表される。
Ｃ１１＝Ｃ１＋（Ｃ２・Ｃ３／（Ｃ２＋Ｃ３））・・・・▲１▼式
Ｃ１２＝Ｃ２＋（Ｃ１・Ｃ３／（Ｃ１＋Ｃ３））・・・・▲２▼式
【００１８】
この場合、両導体パターン２１，２２が長目でかつ互いに接近した状態で対向するように形成されているときなどでは、静電容量Ｃ１，Ｃ２自体が小さな値であっても、静電容量Ｃ３が静電容量Ｃ１，Ｃ２と比較して十分に大きな値になることがある。かかる場合には、両導体パターン２１，２２間に短絡が生じていたとしても、測定した静電容量Ｃ１１，Ｃ１２に与える影響が小さいため、静電容量Ｃ１１，Ｃ１２が共に検査用基準データの上限値を超えないことがある。したがって、導体パターンの端点および基準電極２ｂ間の静電容量による短絡検査のみでは、導体パターン同士の短絡を精度良く検査できないこととなる。
【００１９】
このような現象が生じる一対の隣接導体パターンは回路基板設計時や検査用基準データの吸収時に予め特定することができる。このため、このような特定の隣接する導体パターンを特定するパターン番号データ等をＲＡＭ８に記憶させておき、特定の隣接する一対の導体パターンについては、形状判定（ステップ１４）を行った後に、後述するステップ１５，１６の処理を実行することで、短絡検査の精度を向上させることができる。
【００２０】
まず、制御部７は、パターン番号データに従い、移動機構５ａ，５ｂを制御して隣接する各導体パターンのそれぞれの所定箇所（例えば端点）に検査用プローブ３，４をそれぞれ接触させる。次いで、上記したステップ１３と同様にして、測定部６が、検査信号としての交流電流を検査用プローブ３，４間に出力すると共に、両検査用プローブ３，４間の交流電圧を測定することにより、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、静電容量ＣおよびインピーダンスＺの少なくとも１つを測定する（ステップ１５）。なお、抵抗Ｒを測定する場合には、検査用信号として直流電流を両検査用プローブ３，４間に供給しつつ両検査用プローブ３，４間の直流電圧を測定し、その測定値に基づいて算出してもよい。
【００２１】
次いで、制御部７が、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、静電容量ＣおよびインピーダンスＺの少なくとも１つの測定値に基づいて、その両導体パターン間の短絡を判定する（ステップ１６）。具体的には、両導体パターン２１，２２間が短絡している場合、検査用信号が導体パターン２１，２２を介して短絡するため、両検査用プローブ３，４間に過大電流が流れる。したがって、抵抗Ｒ、インダクタンスＬ、静電容量ＣおよびインピーダンスＺの測定自体が不能となるため、パターン間に短絡が生じていることを確実に判別することができる。一方、両導体パターン２１，２２間が短絡していない場合、静電容量Ｃについては、検査用基準データとしての上限値から下限値までの範囲内の値が測定され、抵抗Ｒ、インダクタンスＬおよびインピーダンスＺについては、検査用基準データの下限値を超える値が測定される。したがって、導体パターン同士の静電容量が大きく、かつ各導体パターンおよび基準電極２ｂ間の静電容量が小さい特定の一対の導体パターン間の短絡を確実に検査することができる。この後、制御部７は、移動機構５ａ，５ｂを制御し、検査用プローブ３，４を順次移動させつつ、すべての特定の隣接する一対の導体パターンに対して、この短絡検査を実行する。次いで、制御部７は、上記の各検査の検査結果に基づいて、回路基板Ｐの良否を最終的に判定する（ステップ１７）。
【００２２】
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、各検査（ステップ１１〜１６）の実行順序は、上記した例に限らず、適宜変更が可能である。例えば、各導体パターンと基準電極２ｂとの間の静電容量測定（ステップ１１）を行った後に、続いて、隣接する導体パターン同士の静電容量ＣやインピーダンスＺなどを測定（ステップ１５）することもできる。かかる方式を採用した場合には、導体パターンの形成数および形成位置によっては、検査用プローブ３，４の移動回数および移動距離が少なくなるため、検査時間を短縮することができる。また、回路基板検査装置１では、二端子法によって測定する例について説明したが、四端子構造の検査用プローブを用いて四端子法によって各種測定を行うこともできる。さらに、インダクタンスＬ、インピーダンスＺおよび静電容量の測定方法自体は、任意の測定方法を採用することができる。加えて、本発明の実施の形態では、本発明における基準電極として電極部２の基準電極２ｂを用いた静電容量測定の例について説明したが、例えば、検査対象の回路基板Ｐにおいて広い面積を有するグランドパターンや電源パターンなどを基準電極として用いることもできる。また、ラダー状の導体パターンの短絡や断線を検査する際に、本発明を適用できるのは勿論である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の回路基板検査装置によれば、１つの導体パターンの各端点間のインダクタンスを測定し、その測定値と基準値とを比較することにより、その比較結果に基づいて導体パターンに狭幅、先細り、中細りまたは異常な広幅が生じているか否かを検査することができる。
【００２４】
また、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、さらに、各導体パターンおよび基準電極間の静電容量をそれぞれ測定し、その測定した静電容量に基づいて導体パターンの良否を検査すると共に、互いに隣接する一対の導体パターン間の静電容量を測定し、その測定結果に基づいて両導体パターン間の短絡を検査することにより、各導体パターンの断線および短絡を検査できると共に、各導体パターンおよび基準電極間の静電容量に基づく検査のみでは完全に検査し得ない特定の導体パターン同士の短絡を確実に検査できるため、検査対象の回路基板をさらに高精度で検査することができる。
【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の構成を示す構成図である。
【図２】導体パターンが形成された検査対象の一例である回路基板Ｐの上面図である。
【図３】回路基板検査装置１による検査処理を示すフローチャートである。
【図４】電極部２における基準電極２ｂ、および回路基板Ｐにおける導体パターン２１，２２の等価回路図である。
【図５】従来の回路基板検査装置の動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  回路基板検査装置
２  電極部
２ｂ  基準電極
３，４  検査用プローブ
５ａ，５ｂ  移動機構
６  測定部
７  制御部
８  ＲＡＭ
９  ＲＯＭ
２１，２２  導体パターン
Ｐ  回路基板
【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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