(57)【要約】【課題】検査時間の短縮が図れ、検査のための回路の効率がよい基板検査装置を提供する。【解決手段】この基板検査装置２１は、第１及び第２の電流供給端子２２，２３と、第１及び第２の電圧計測端子２４，２５と、電流供給部２６と、電圧計測部２７と、電圧安定手段２８とを備えており、複数の配線パターン２９が設けられた基板の検査を行う。電圧安定手段２８は、第２の電圧計測端子２５に電気的に接続され、その第２の電圧計測端子２５及び配線パターン２９の電圧計測端子２５との接触部の電圧を安定させるようになっている。より具体的には、電圧安定手段２８は、オペアンプ４１を備えて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の配線パターンを有する基板の電気的特性を検査する基板検査装置であって、
前記複数の配線パターンのうちのいずれかの配線パターンにおける互いに離間した位置で、その配線パターンに接触される第１及び第２の電流供給端子と、
前記いずれか配線パターンにおける前記第１の電流供給端子及び前記第２の電流供給端子により挟まれた区間内において、互いに離間した位置で前記配線パターンに接触される第１及び第２の電圧計測端子と、
前記第１の電流供給及び前記第２の電流供給端子を介して前記いずれかの配線パターンに、前記第１の電流供給端子側から前記第２の電流供給端子側に電流を流す電流供給部と、
前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子を介し、前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子が接触される前記いずれかの配線パターンの２点間の電圧を計測する電圧計測部と、
電圧安定手段と、
を備え、
前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子のうち、前記第２の電圧計測端子の方が、前記電流の下流側で前記いずれかの配線パターンに接触され、
前記電圧安定手段は、前記第２の電圧計測端子に電気的に接続され、その第２の電圧計測端子及び前記いずれかの配線パターンの前記第２の電圧計測素子との接触部の電圧を安定させることを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板検査装置において、
前記電圧安定手段はオペアンプを備えていることを特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板検査装置において、
前記電流供給部の電流供給のための正側及び負側の出力部は、正側及び負側の電流供給用導電路を介して前記第１の電流供給端子及び前記第２の電流供給端子とそれぞれ電気的に接続され、
前記電圧計測部の電圧計測のための正側及び負側の電圧導入部は、正側及び負側の電圧計測用導電路を介して前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子とそれぞれ電気的に接続され、
前記オペアンプは、その出力端子が前記第２の電流供給端子側に接続され、その非反転入力端子が前記電流供給部の前記負側の出力部側に接続されるように前記負側の電流供給用導電路に介挿されるとともに、その反転入力端子が前記第２の電圧計測端子と電気的に接続されていることを特徴とする基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の配線パターンを有する基板の電気的特性を検査する基板検査装置に関する。
【０００２】
尚、この発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、この明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」と称する。
【背景技術】
【０００３】
従来の基板検査装置として、電流供給端子と電圧計測端子の２本の端子を設ける、いわゆる４端子法を用いて配線パターンの検査を行うものがある（例えば、特許文献１）。この種の基板検査装置では、図３に示すように、電流供給部１の正負の出力部１ａ，１ｂが正側及び負側の電流供給用導電路２，３を介して第１及び第２の電流供給端子４，５と電気的に接続されている。電流供給部１は、第１の電流供給端子４側から第２の電流供給端子５側に流れるように、配線パターン７に電流を供給する。また、電圧計測部７の正負の電圧導入部７ａ，７ｂが正側及び負側の電圧計測用導電路８，９を介して第１及び第２の電圧計測端子１１，１２に電気的に接続されている。電圧計測部５は、電流供給部１により配線パターン６に電流が供給されている状態で、第１及び第２の電圧計測端子１１，１２を介して配線パターン４上の２点間の電圧を計測する。そして、電流供給部１が供給している電流の電流値と、電圧計測部７が計測した電圧値とに基づいて配線パターン６の導電特性の良否（短絡や断線の有無、抵抗値の適否等）が判定されるようになっている。
【０００４】
このような４端子法では、電圧計測部７のインピーダンスが実質的に無限大であるため、電圧計測端子１１，１２を電流供給端子４，５と分離したことで、電圧計測端子１１，１２と配線パターン６との接触部を介して流れる電流が実質的に無視できる程度に抑えられる。これによって、電圧計測端子１１，１２と配線パターン６との接触抵抗の影響を実質的に除外して、電圧計測端子１１，１２が接触する配線パターン６上の２点間の電圧が正確に計測できるようになっている。
【０００５】
なお、図３中において、導電経路３に介挿される電流計１３は、配線パターン６の抵抗値等の計測に直接寄与するものではなく、配線パターン６から電流供給部１に戻る電流の電流値を確認するため等に用いられるものである。
【０００６】
また、各導電路２，３，８，９に介挿されているスイッチング素子１４〜１７は、電流供給部１及び電圧計測部７側の回路要素と、端子４，５，１１，１２側の回路要素とを予め設定される順番に応じてつなぎ替えるためのものであり、マルチプレクサ等により構成される。端子４，５，１１，１２側の回路要素の数の方が電流供給部１及び電圧計測部７側の回路要素の数よりも多くなっておりスイッチング素子１４〜１７によって、電流供給部１及び電圧計測部７側の回路要素が、いずれかの端子４，５，１１，１２側の回路要素に選択的に接続されるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１８４３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の従来の基板検査装置では、第２の電流供給端子５と電流供給部１の負側の出力部１ｂとを導電路３により単純に接続する構成であるため、導電路３及びそれに接続される電流供給部１内の導電経路の抵抗成分、容量成分等の影響により、配線パターン６への電流供給が開始されてから、配線パターン６に流れる電流及び配線パターン６上の２点間の電圧が安定し、正確な電圧計測が行えるようになるまで時間がかかり、検査に時間がかかるという問題がある。
【０００８】
また、第２の電流供給端子５と配線パターン６との接触部の接触抵抗の変動幅が大きいため、配線パターン６に流れる電流の電流値が安定するまでの時間も大きく変動するようになっている。このため、電流供給開始から電圧計測までに要する時間を余裕を持って長く設定する必要があるという問題もある。
【０００９】
また、配線パターン６の抵抗値に比して導電路３及びそれに接続される電流供給部１内の導電経路の抵抗成分の方が格段に大きい場合がある。このような場合、実際に電圧計測部７により計測される計測電圧値と、電流供給のために電流供給部１が出力する出力電圧値との比が大きくなり、検査のための回路の効率が悪いという問題もある。
【００１０】
そこで、本発明の解決すべき第１の課題は、検査時間の短縮が図れる基板検査装置を提供することである。
【００１１】
また、本発明の解決すべき第２の課題は、検査のための回路の効率がよい基板検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明では、複数の配線パターンを有する基板の電気的特性を検査する基板検査装置であって、前記複数の配線パターンのうちのいずれかの配線パターンにおける互いに離間した位置で、その配線パターンに接触される第１及び第２の電流供給端子と、前記いずれか配線パターンにおける前記第１の電流供給端子及び前記第２の電流供給端子により挟まれた区間内において、互いに離間した位置で前記配線パターンに接触される第１及び第２の電圧計測端子と、前記第１の電流供給及び前記第２の電流供給端子を介して前記いずれかの配線パターンに、前記第１の電流供給端子側から前記第２の電流供給端子側に電流を流す電流供給部と、前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子を介し、前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子が接触される前記いずれかの配線パターンの２点間の電圧を計測する電圧計測部と、電圧安定手段とを備え、前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子のうち、前記第２の電圧計測端子の方が、前記電流の下流側で前記いずれかの配線パターンに接触され、前記電圧安定手段は、前記第２の電圧計測端子に電気的に接続され、その第２の電圧計測端子及び前記いずれかの配線パターンの前記第２の電圧計測素子との接触部の電圧を安定させる。
【００１３】
また、請求項２の発明では、請求項１の発明に係る基板検査装置において、前記電圧安定手段はオペアンプを備えている。
【００１４】
また、請求項３の発明では、請求項２の発明に係る基板検査装置において、前記電流供給部の電流供給のための正側及び負側の出力部は、正側及び負側の電流供給用導電路を介して前記第１の電流供給端子及び前記第２の電流供給端子とそれぞれ電気的に接続され、前記電圧計測部の電圧計測のための正側及び負側の電圧導入部は、正側及び負側の電圧計測用導電路を介して前記第１の電圧計測端子及び前記第２の電圧計測端子とそれぞれ電気的に接続され、前記オペアンプは、その出力端子が前記第２の電流供給端子側に接続され、その非反転入力端子が前記電流供給部の前記負側の出力部側に接続されるように前記負側の電流供給用導電路に介挿されるとともに、その反転入力端子が前記第２の電圧計測端子と電気的に接続されている。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、電圧安定手段が、第２の電圧計測端子及び配線パターンの第２の電圧計測素子との接触部の電圧を安定させるようになっている。それ故、第１及び第２の電流供給端子、及び第１及び第２の電流計測端子が配線パターンに接触され、電流供給部による電流供給が開始された直後に第１及び第２の電圧計測端子が接触される配線パターン上の２点間の電圧が安定し、またその電圧が安定するまでに要する時間のバラツキが生じることもない。よって、電流供給開始直後に配線パターン上の２点間の電圧を正確に計測することができ、電流供給開始から電圧計測までの時間、及び検査に要する時間を大幅に短縮できる。
【００１６】
また、第２の電圧計測端子及び配線パターンの第２の電圧計測素子との接触部の電圧変動が抑制されるため、第１及び第２の電圧計測端子が接触される配線パターン上の２点間の電圧レベルと、電流供給部の出力電圧との間の差を縮小することができる。その結果、検査のための回路の効率化が図れる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、電圧安定手段にオペアンプが備えられているため、第２の電圧計測端子及び配線パターンの第２の電圧計測素子との接触部の電圧を確実に安定させることができ、検査時間の短縮が図れる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、第２の電圧計測端子及び配線パターンの第２の電圧計測素子との接触部の電圧が負側の電流供給用導電路の電圧レベルである所定の定電位（例えば、グランド電位）に実質的に保持されるようになっている。例えば、電流供給部による電圧供給開始時に、仮に第２の電圧計測端子及び配線パターンの第２の電圧計測素子との接触部の電圧が変動しても、オペアンプの出力端子の出力電圧によりその電圧の変動が瞬時に打ち消されて、第２の電圧計測端子等の電圧が定電位に保持されるようになっている。それ故、第１及び第２の電流供給端子、及び第１及び第２の電圧計測端子が配線パターンに接触され、電流供給部による電流供給が開始された直後に、第１及び第２の電圧計測端子が接触される配線パターン上の２点間の電圧が安定し、またその電圧が安定するまでに要する時間のバラツキが生じることもない。よって、電流供給開始直後に配線パターン上の２点間の電圧を電圧計測部により正確に計測することができ、電流供給開始から電圧計測までの時間、及び検査に要する時間を大幅に短縮できる。
【００１９】
また、第２の電圧計測端子及び配線パターンの第２の電圧計測素子との接触部の電圧が実質的に所定の定電位に保持されているため、第１及び第２の電圧計測端子が接触される配線パターン上の２点間には、電流供給部の出力電圧と実質的に等しい電圧差が生じることとなる。その結果、検査のための回路の効率化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る基板検査装置の構成を示す図である。この基板検査装置２１は、図１に示すように、第１及び第２の電流供給端子２２，２３と、第１及び第２の電圧計測端子２４，２５と、電流供給部２６と、電圧計測部２７と、電圧安定手段２８とを備えており、複数の配線パターン２９が設けられた基板（図示せず）の検査を行う。
【００２１】
電流供給端子２２，２３と、電圧計測端子２４，２５とは、電流供給端子と電圧計測端子の２つで一組（端子対）となっており、この電流供給端子と電圧計測端子の組を２組用いることによって、所望する配線パターン２９の電気的特性を測定する。より具体的には、２つの端子対が、基板に設けられた複数の配線パターン２９のうちの検査対象となる配線パターン２９上の２つの検査点に夫々接触されて、検査点間の電気的特性が検出されることによって、検査対象の配線パターン２９の導電特性の良否（短絡や断線の有無、抵抗値の適否等）が判定される。その導電性の良否判定については、例えば、電流供給部２６が配線パターン２９に流す電流の電流値と、その電流が供給されている状態で電圧計測部２７が計測した配線パターン２９上の２点間の電圧とに基づいて、配線パターン２９上の２点間（検査点間）の抵抗値を求め、その抵抗値に基づいて配線パターン２９の導電特性の良否判定が行われるようになっている。
【００２２】
このとき、第１及び第２の電流供給端子２２，２３は、検査対象の配線パターン２９の配設経路上における互いに離間した位置で、配線パターン２９に接触されるようになっている。また、第１及び第２の電圧計測端子２４，２５は、検査対象の配線パターン２９上における第１及び第２の電流供給端子２２，２３により挟まれた区間内において、互いに離間した位置で配線パターン２９に接触されるようになっている。さらに詳細には、第２の電圧計測端子２４の方が第１の電圧計測端子２５よりも電流の下流側で配線パターン２９に接触されるようになっている。
【００２３】
電流供給部２６の電流供給のための正側及び負側の電流出力部２６ａ，２６ｂは、正側及び負側の電流供給用導電路３１，３２を介して第１及び第２の電流供給端子２２，２３とそれぞれ電気的に接続される。なお、負側の電流供給用導電路３２には所定の定電位に保持された基準電位線（例えば、ゼロ電位に保持されたグランド線）が含まれている。
【００２４】
電圧計測部２７の電圧計測のための正側及び負側の電圧導入部２７ａ，２７ｂは、正側及び負側の電圧計測用導電路３３，３４を介して第１及び第２の電圧計測端子２４，２５とそれぞれ電気的に接続される。
【００２５】
各導電路３１〜３４には、スイッチング素子（例えば、半導体スイッチング素子）３５〜３８がそれぞれ介挿されている。このスイッチング素子３５〜３８は、電流供給部２６及び電圧計測部２７側の回路要素と、端子２２〜２５側の回路要素とを予め設定される順番に応じてつなぎ替えるためのものであり、マルチプレクサ等により構成される。端子２２〜２５側の回路要素の数の方が電流供給部２６及び電圧計測部２７側の回路要素の数よりも多くなっておりスイッチング素子３５〜３８によって、電流供給部２６及び電圧計測部２７側の回路要素が、いずれかの端子２２〜２５側の回路要素に選択的に接続されるようになっている。
【００２６】
電流供給部２６は、例えば電源回路（例えば、出力電圧の調節が可能な電源回路）と、その出力部２６ａ，２６ｂから出力される電流の電流値を制御する電流制御回路とを備えて構成されている。例えば、電流供給部２６は、電流制御回路の働きにより、出力部２６ａ，２６ｂを介して予め定められた一定値の電流を出力するようになっている。
【００２７】
これによって、第１及び第２の電流供給端子２２，２３が配線パターン２９に接触されると、電流供給部２６により、第１及び第２の電流供給端子２２，２３を介して電流が、例えば予め設定された電流値で配線パターン２９に供給される。このときに配線パターン２９に流れる電流の向きは、第１の電流供給端子２２側から第２の電流供給端子２３側に流れる向きとなる。
【００２８】
電圧計測部２７は、第１及び第２の電圧計測端子が接触される配線パターン２９上の２点間の電圧を正側及び負側の電圧導入部２７ａ，２７ｂを介して計測する。
【００２９】
電圧安定手段２８は、第２の電圧計測端子２５に電気的に接続され、その第２の電圧計測端子２５の電圧を安定させるようになっている。より具体的には、電圧安定手段２８は、オペアンプ４１を備えて構成されている。なお、第２の電圧計測端子２５の電圧を安定させることができるものであれば、オペアンプ４１以外のものを用いてもよい。
【００３０】
また、この電圧安定手段２８は、第２の電流供給端子２３と第２の電圧計測端子２５の電位を同電位に安定させるようになっている。この電圧安定手段２８が、第２の電流供給端子２３と第２の電圧計測端子２５の電位を同電位に安定させることにより、基板検査を行う場合の第２の電流供給端子２３と第２の電圧計測端子２５の電位差を無視することができる。
【００３１】
さらに、好ましくは、この電圧安定手段２８が、第２の電流供給端子２３と第２の電圧計測端子２５の電位をグランド電位に安定させる。このように、電圧安定手段２８が第２の電流供給端子２３と第２の電圧計測端子２５をグランド電位に安定させることにより、基板検査を行う際のこれらの端子に係る測定用の充電時間を削減できるようになっている。
【００３２】
オペアンプ４１は、反転入力端子４１ａ、非反転入力端子４１ｂ及び出力端子４１ｃを有し、出力端子４１ｃが第２の電流供給端子２３側に向き、非反転入力端子４１ｂが電流供給部２６の負側の出力部２６ｂ側に向くように、負側の電流供給用導電路３２に介挿されている。オペアンプ４１の反転入力端子４１ａは、第２の電圧計測端子２５と電気的に接続されている。より詳細には、オペアンプ４１は、スイッチング素子３６よりも電流供給部２６側に位置するように、導電路３２に介挿されている。また、オペアンプ４１の反転入力端子４１ａは、スイッチング素子３８よりも電圧計測部２７側の位置で導電路３４と電気的に接続され、導電路３４を介して第２の電圧計測端子２５と電気的に接続されている。すなわち、オペアンプ４１の非反転入力端子４１ｂは導電路３２の電流供給部２６側の部分（グランド線）と電気的に接続されており、また、反転入力端子４１ａと出力端子４１ｃとは、端子２３,２５が配線パターン２９に接触されるのに伴って、導電路３２,３４、端子２３,２５及び配線パターン２９を介して互いに電気的に接続されるようになっている。
【００３３】
このため、オペアンプ４１は、端子２３,２５が配線パターン２９に接触された際、第２の電圧計測端子２５及び配線パターン２９の第２の電圧計測素子２５との接触部の電圧をグランド電位（ゼロ電位）に保持するようなっている。よって、電流供給部２６による配線パターン２９への電流供給開始時に、仮に第２の電圧計測端子２５及び配線パターン２９の第２の電圧計測素子２５との接触部の電圧が変動しても、オペアンプ４１の出力端子４１ｃの出力電圧によりその電圧の変動が瞬時に打ち消されて、第２の電圧計測端子２５等の電位がグランド電位に保持されるようになっている。
【００３４】
その結果、第１及び第２の電流供給端子２２，２３、及び第１及び第２の電圧計測端子２４，２５が配線パターン２９に接触され、電流供給部２６による電流供給が開始された直後に、第１及び第２の電圧計測端子２４，２５が接触される配線パターン２９上の２点間の電圧が安定し、またその電圧が安定するまでに要する時間のバラツキが生じることもない。よって、電流供給開始直後に配線パターン２９上の２点間の電圧を電圧計測部２７により正確に計測することができ、電流供給開始から電圧計測までの時間、及び検査に要する時間を大幅に短縮できるようになっている。
【００３５】
また、第２の電圧計測端子２５及び配線パターン２９の第２の電圧計測素子２５との接触部の電圧が実質的にグランド電位に保持されているため、第１及び第２の電圧計測端子２４，２５が接触される配線パターン２９上の２点間には、電流供給部２６の出力電圧と実質的に等しい電圧差が生じることとなる。その結果、検査のための回路の効率化が図れるようになっている。
【００３６】
図２は、本実施形態に係る図１の基板検査装置２１及び図３の従来の基板検査装置を用いて配線パターン６，２９上の２点間の電圧を計測するときの、第１及び第２の電圧計測端子１１，１２，２４，２５の電圧推移を示すグラフである。図２中のラインＬ１，Ｌ２は、図１の基板検査装置２１を用いて電圧計測を行うときの、配線パターン２９の第１及び第２の電圧計測端子２４，２５との接触部の電圧推移を示している。また、ラインＬ３，Ｌ４は、図３の基板検査装置を用いて電圧計測を行うときの、配線パターン６の第１及び第２の電圧計測端子１１，１２との接触部の電圧推移を示している。
【００３７】
図２のラインＬ３，Ｌ４より、図３の基板検査装置では、時刻Ｔａで配線パターン６への電流供給が開始されてから、配線パターン６の第１及び第２の電圧計測端子１１，１２との接触部の電圧が安定するまでに、相当の時間を要していることが分かる。また、第１及び第２の電圧計測端子１１，１２が接触する配線パターン６の２点間の電圧差に比して、第２の電流供給端子５と配線パターン６との接触部以降の電流経路にかかる電圧の方が格段に大きく、回路の効率が悪くなっていることが分かる。
【００３８】
これに対し、図２のラインＬ１，Ｌ２より、図１の基板検査装置１では、時刻Ｔａで配線パターン６への電流供給が開始されると、配線パターン６の第１及び第２の電圧計測端子１１，１２との接触部の電圧が瞬時に安定し、電流供給開始直後に第１及び第２の電圧計測端子２４，２５が接触する配線パターン２９の２点間の電圧差が計測可能となっていることが分かる。また、第２の電圧計測端子２５及び配線パターン２９の第２の電圧計測端子２５との接触部の電圧がグランド電位に保持されているため、第１及び第２の電圧計測端子２４，２５が接触する配線パターン２９の２点間の電圧差が、電流供給部２６の出力電圧と実質的に等しくなり、回路の効率が良好であることが分かる。
【００３９】
尚、前述の実施形態に係る構成の変形例として、端子２３と端子２５とを同電位、かつ、一定の電位レベルに安定させることができれば、これらの端子２３，２５の電位をグランド電位以外の所定の基準電位に保持するようにしてもよい。例えば、配線パターン２９及び導電路３２にバイアス電圧を印加するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板検査装置の構成を示す図である。
【図２】図１の基板検査装置及び従来の基板検査装置を用いて配線パターン上の２点間の電圧を計測するときの、第１及び第２の電圧計測端子の電圧推移を示すグラフである。
【図３】従来の基板検査装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
２１  基板検査装置、２２  第１の電流供給端子、２３  第２の電流供給端子、２４  第１の電圧計測端子、２５  第２の電圧計測端子、２６  電流供給部、２６ａ，２６ｂ  出力部、２７  電圧計測部、２７ａ，２７ｂ  電圧導入部、２８  電圧安定手段、２９  配線パターン、３１，３２  電流供給用導電路、３３，３４  電圧計測用導電路、３５〜３８  スイッチング素子、４１  オペアンプ、４２  電流計。
【図１】
2007333598.tif 000003
【図２】
2007333598.tif 000004
【図３】
2007333598.tif 000005