JP2002048833A - 回路基板検査装置 - Google Patents
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Abstract
に基づく回路基板検査の信頼性を高める。 【解決手段】 接触側端部同士が互いに非接触状態で接
近して並設された第1および第2のコンタクトプローブ
4a,4bと、接触側端部同士が互いに非接触状態で接
近して並設された第3および第4のコンタクトプローブ
4c,4dと、第1および第4のコンタクトプローブを
介して導体パターンに測定用の定電流を供給した状態で
第2および第3のコンタクトプローブ間の電圧を測定す
る測定部5と、測定部5の測定結果に基づいて導体パタ
ーンについての電気的検査を実行する制御部6とを備え
た回路基板検査装置1であって、測定部5は、並設され
た両コンタクトプローブ4a,4b間に定電流を供給し
た状態で両コンタクトプローブ間の電圧を測定し、制御
部6は、測定部5によって測定された電圧に基づいて両
コンタクトプローブに対する絶縁検査を行う。
Description
によって測定された測定値に基づいて検査対象の導体パ
ターンについての電気的検査を行う回路基板検査装置に
関するものである。
導体パターンの断線を検査する場合、その導体パターン
の両端点間に測定用の定電流を供給することによってそ
の両端点間の電圧を測定し、その電圧値と定電流の電流
値とで求めた抵抗値に基づいて断線を検査する。この際
には、定電流供給用の一対のコンタクトプローブ(以
下、「プローブ」ともいう)を両端点にそれぞれ接触さ
せると共に電圧測定用の一対のプローブを両端点にそれ
ぞれ接触させ、その状態において、四端子法によって抵
抗値を測定する。この場合、四端子法による測定を行う
ためには、定電流供給用のプローブと電圧測定用のプロ
ーブとの各先端部同士を、直接的に接触させずに、でき
る限り接近させた状態で導体パターンにそれぞれ接触さ
せる必要がある。その一方、近年製造される回路基板で
は、ファインピッチ化が進んでいるため、測定対象の導
体パターンは、非常に狭幅に形成されている。したがっ
て、定電流供給用のプローブと電圧測定用のプローブと
の両者を狭幅の導体パターンに同時に接触させるために
は、両プローブの先端部を至近距離で並設させて保持す
る必要がある。
に構成された装置として、図4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3
1は、プローブ保持具3,3(図3参照)を介してプロ
ーブ移動機構2a,2bに取り付けられたプローブ4a
〜4dと、プローブ4a〜4dを用いて四端子法による
電圧測定を実行する測定部35と、プローブ移動機構2
a,2bに対する駆動制御および測定部35に対する測
定制御を実行する制御部36とを備えている。この場
合、プローブ4a,4bおよびプローブ4c,4dは、
図3(a)に示すように、その先端部同士が、互いに接
触せず、かつ至近近距離に並設された状態でプローブ保
持具3によって保持されている。また、測定部35は、
プローブ4a,4dを介して導体パターンに測定用の直
流定電流を供給する定電流源41と、プローブ4b,4
cによって検出された導体パターンの両端点間電圧を測
定する電圧計42とを備えている。
板Pの良否判別に際しては、まず、プローブ移動機構2
a,2bが、制御部36の制御下でプローブ4a,4b
およびプローブ4c,4dを移動させて測定対象の導体
パターンの各端点にそれぞれ接触させる。次に、定電流
源41が、制御部36の制御下でプローブ4a,4dを
介して導体パターンに直流定電流を供給し、電圧計42
が、プローブ4b,4cによって検出された導体パター
ンの両端点間電圧を測定する。次いで、制御部36が、
定電流源41から供給される直流電流の電流値と、電圧
計42によって測定された電圧とに基づいて両導体パタ
ーンの両端点間の抵抗値を演算し、所定のしきい値と比
較することにより、その導体パターンの断線を判別す
る。
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の電
気的検査に際して四端子法による測定を実行するため
に、プローブ4a,4bおよびプローブ4c,4dの先
端部同士を互いに接触させず、かつ至近距離に並設させ
ている。しかし、例えば、図3(a)に示すように、プ
ローブ4a,4b間(または4c,4d間)に半田屑な
どの導電性の異物Xが付着した場合や、同図(b)に示
すように、度重なるプロービングに起因してプローブ4
a,4b(または4c,4d)の各先端部が折れ曲がっ
て互いに接触する状態に至った場合には、異物Xの抵抗
成分やプローブ4a,4b(または4c,4d)間の接
触抵抗成分が測定誤差となる。したがって、四端子法に
よる測定を正しく行うことができないため、導体パター
ンについての断線検査の信頼性が低下するという問題が
発生する。
ものであり、コンタクトプローブを用いて測定された電
圧に基づく回路基板検査の信頼性を高めることが可能な
回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
求項1記載の回路基板検査装置は、検査対象の導体パタ
ーンに接触する接触側端部同士が互いに非接触状態で接
近して並設された第1および第2のコンタクトプローブ
と、導体パターンに接触する接触側端部同士が互いに非
接触状態で接近して並設された第3および第4のコンタ
クトプローブと、第1および第4のコンタクトプローブ
を介して導体パターンに測定用の定電流を供給した状態
で第2および第3のコンタクトプローブ間の電圧を測定
する測定部と、測定部の測定結果に基づいて導体パター
ンについての電気的検査を実行する制御部とを備えた回
路基板検査装置であって、測定部は、並設された両コン
タクトプローブ間に定電流を供給した状態で両コンタク
トプローブ間の電圧を測定し、制御部は、測定部によっ
て測定された電圧に基づいて両コンタクトプローブに対
する絶縁検査を行うことを特徴とする。
項1記載の回路基板検査装置において、測定部は、交流
定電流を定電流として供給することを特徴とする。
項1または2記載の回路基板検査装置において、第1お
よび第2のコンタクトプローブと、第3および第4のコ
ンタクトプローブとを検査対象の導体パターン向けてそ
れぞれ移動させるプローブ移動機構を備え、測定部は、
プローブ移動機構によって移動させられている状態の両
コンタクトプローブ間の電圧を測定し、制御部は、移動
させられている状態の両コンタクトプローブに対して絶
縁検査を行うことを特徴とする。
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。なお、従来の回路基板検査装置31と
同一の構成要素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。
1の構成について、図1〜3を参照して説明する。
に、プローブ移動機構2a,2b、プローブ4a〜4
d、測定部5および制御部6を備えている。プローブ移
動機構2a,2bは、制御部6の制御下でプローブ4
a,4bおよびプローブ4c,4dを測定対象の導体パ
ターンに向けて移動させる。この場合、図3に示すよう
に、プローブ移動機構2aには、プローブ4a,4bが
プローブ保持具3を介して取り付けられ、プローブ移動
機構2bには、プローブ4c,4dがプローブ保持具3
を介して取り付けられている。プローブ4a〜4dは、
例えば、ピン状の接触型金属プローブで構成され、本発
明における第1〜第4のコンタクトプローブをそれぞれ
構成する。また、プローブ4a,4b(および4c,4
d)は、同図(a)に示すように、その先端部同士が互
いに接触しないで至近距離に位置するように並設された
状態でプローブ保持具3によって保持されている。測定
部5は、図2に示すように、例えば測定用の交流定電流
を供給する定電流源11と、両プローブ4b,4c間の
電圧を測定する電圧計12と、制御部6の制御下で定電
流源11および電圧計12に対してプローブ4a〜4d
を選択的に接続するスイッチ13〜16とを備えて構成
されている。制御部6は、プローブ移動機構2a,2b
に対する駆動制御のほか、測定部5内の定電流源11か
ら供給される交流定電流の電流値、および電圧計12に
よって測定された電圧値に基づいての抵抗値またはイン
ピーダンス値の演算処理などを実行する。
Pの検査方法について、各図を参照して説明する。
回路基板Pについての電気的検査に先立って、プローブ
4a,4b間、およびプローブ4c,4d間の絶縁状態
を検査する。具体的には、制御部6は、スイッチ13〜
16を切替制御することにより、各d接点を各a接点に
それぞれ接続する。これにより、定電流源11および電
圧計12の両者がプローブ4a,4bにそれぞれ接続さ
れる。次に、制御部6は、定電流源11に対して測定用
の交流定電流を供給させると共に、電圧計12に対して
プローブ4a,4b間の電圧を測定させる。この場合、
両プローブ4a,4bが至近距離で並設されているた
め、交流的には、両者間に静電容量が接続されていると
みなすことができる。したがって、絶縁状態が正常のと
きには、両プローブ4a,4b間のインピーダンスは、
例えば、10kΩ〜数十kΩの範囲内となる。
ーブ4a,4b間に異物Xが付着している場合や、同図
(b)に示すように、プローブ4a,4bの先端部同士
が接触している場合には、両プローブ4a,4b間が短
絡するため、電圧計12による測定値は、低インピーダ
ンスとなる。したがって、制御部6は、その測定値と、
絶縁不良検出用の第1しきい値(例えば5kΩ)とを比
較し、その測定値が第1しきい値よりも低い値のときに
は、プローブ4a,4b間に絶縁不良が発生しているも
のと判別する。
発生していない場合であっても、両プローブ4a,4b
と測定部5との間の接続ケーブルが断線していることも
ある。かかる場合には、回路基板Pに対するすべての電
気的検査を正常に行うことが不可能となる。したがっ
て、制御部6は、上記の測定値と、ケーブル断線検出用
の第2しきい値(例えば100kΩ)とを比較する。断
線しているときには、その測定値が第2しきい値よりも
高い値になるため、かかる場合には、制御部6は、接続
ケーブルに断線が発生していると判別する。
を切替制御することにより、各d接点を各c接点にそれ
ぞれ接続し、プローブ4a,4bに対する検査と同様に
して、プローブ4c,4dに対しても絶縁不良およびケ
ーブル断線の有無を検査する。この後、プローブ4a,
4bまたはプローブ4c,4dに絶縁不良やケーブルの
断線が発生していると判別したときには、回路基板Pに
対する電気的検査を終了すると共に図外の表示部に異常
を報知させる。
てないと判別したときには、制御部6は、プローブ移動
機構2a,2bを駆動制御することにより、各プローブ
4a〜4dを検査対象の導体パターンに移動させる。同
時に、制御部6は、各プローブ4a〜4dの移動中にお
いて、スイッチ13〜16を切替制御することにより、
各d接点を各b接点にそれぞれ接続する。これにより、
定電流源11がプローブ4a,4dに接続され、かつ、
電圧計12がプローブ4b,4cに接続される。次い
で、制御部6は、プローブ移動機構2a,2bを駆動制
御することにより、例えば、1つの導体パターンの一端
にプローブ4a,4bを接触させ、かつその導体パター
ンの他端にプローブ4c,4dを接触させる。
ーンの両端点間の抵抗値を四端子法に従って測定する。
次いで、制御部6は、その抵抗値と、所定の上下しきい
値(例えば上しきい値が1Ωで下しきい値が10mΩ)
とを比較し、その抵抗値が上下しきい値の範囲内のとき
には、導体パターンが正常と判別し、上下しきい値の範
囲外のときには、異常が生じていると判別する。引き続
き、制御部6は、プローブ移動機構2a,2bを駆動制
御してプローブ4a〜4dを次の検査対象の導体パター
ンに向けて移動させる都度、その移動中に、上記した絶
縁不良およびケーブル断線の有無を検査し、以後、導体
パターンの抵抗検査と、絶縁不良およびケーブル断線の
有無検査を繰り返す。次いで、制御部6は、すべての導
体パターンについての電気的検査を終了したときに、回
路基板Pの良否を判別し、これにより、その回路基板P
についての検査が完了する。
れば、定電圧供給用のプローブ4a(または4d)と、
電圧測定用のプローブ4b(または4c)との間の絶縁
検査、およびケーブル断線検査を行うことにより、測定
条件の良否を予め判別することができる。したがって、
四端子法による抵抗値の測定時には、測定条件の異常に
起因する誤った測定を回避することができるため、回路
基板検査の信頼性を高めることができる。また、プロー
ブ移動機構2a,2bによって各プローブ4a〜4dが
移動させられている時間を利用して絶縁検査等を行うこ
とにより、絶縁検査等に要する検査時間を実質的に無視
できるため、検査時間の長時間化を回避することができ
る。
形態に示した構成に限定されない。例えば、本発明の実
施の形態では、交流定電流を用いて絶縁検査等を行う例
について説明したが、交流定電流に代えて直流定電流を
供給して絶縁検査等を行うこともできる。ただし、接続
ケーブルの断線検査を行うことができる点で、交流定電
流を用いるのが好ましい。また、本発明の実施の形態で
は、スイッチ13〜16の切替制御によって、絶縁検査
等と、導体パターンの断線検査とを切り替える例につい
て説明したが、スキャナ装置や他の電気的切替手段を用
いて、プローブ4a〜4dと定電流源11および電圧計
12との接続を切り替える構成を採用することもでき
る。
ターンに対する実際の検査開始前、およびプローブ4a
〜4dの各移動時間中に、両検査プローブについての絶
縁検査等をそれぞれ行う例について説明したが、本発明
は、これに限定されず、測定開始前、移動中、1枚の回
路基板について1回、一日に1回、1週間に1回、また
はオペレータによって指示された時点など、任意の時点
で行わせるように構成することができる。また、本発明
の実施の形態では、両プローブ間に絶縁異常が発生して
いるときに、異常を表示する例について説明したが、本
発明は、これに限定されず、例えば、音による報知や、
別途用意された予備プローブへの自動交換などを行い得
る構成を採用することができる。この場合、プローブを
自動交換する構成を採用することにより、回路基板検査
装置を無人化することができ、測定作業を中断すること
なく、検査作業を連続的に進めることができる。また、
回路基板についての検査内容は、四端子法による検査や
断線検査に限らず、接触型プローブを用いて行う得る各
種検査内容を対象とすることができる。
検査装置によれば、制御部が、測定部によって測定され
た第1および第2のコンタクトプローブ間の電圧、並び
に第2および第4のコンタクトプローブ間の電圧に基づ
いて両コンタクトプローブに対する絶縁検査を行うこと
により、コンタクトプローブの絶縁不良に起因する誤っ
た検査を未然に防止することができ、これにより、回路
基板検査の信頼性を向上させることができる。
よれば、測定部が交流定電流を用いて両コンタクトプロ
ーブに対する絶縁検査を行うことにより、コンタクトプ
ローブの絶縁に加えて、接続ケーブルの断線をも含めた
測定条件の良否を予め検査することができる結果、回路
基板検査の信頼性をさらに高めることができる。
によれば、制御部が、移動させられている状態のコンタ
クトプローブに対して絶縁検査を行うことにより、コン
タクトプローブの移動時間を有効に利用することができ
るため、検査時間の長時間化を回避しつつ回路基板検査
の信頼性を向上させることができる。
の構成を示すブロック図である。
示す回路図である。
圧測定用のプローブ4b(4c)の側面図である。
ック図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 検査対象の導体パターンに接触する接触
側端部同士が互いに非接触状態で接近して並設された第
1および第2のコンタクトプローブと、導体パターンに
接触する接触側端部同士が互いに非接触状態で接近して
並設された第3および第4のコンタクトプローブと、前
記第1および前記第4のコンタクトプローブを介して前
記導体パターンに測定用の定電流を供給した状態で前記
第2および前記第3のコンタクトプローブ間の電圧を測
定する測定部と、当該測定部の測定結果に基づいて前記
導体パターンについての電気的検査を実行する制御部と
を備えた回路基板検査装置であって、 前記測定部は、前記並設された前記両コンタクトプロー
ブ間に定電流を供給した状態で当該両コンタクトプロー
ブ間の電圧を測定し、前記制御部は、前記測定部によっ
て測定された電圧に基づいて前記両コンタクトプローブ
に対する絶縁検査を行うことを特徴とする回路基板検査
装置。 - 【請求項2】 前記測定部は、交流定電流を前記定電流
として供給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。 - 【請求項3】 前記第1および第2のコンタクトプロー
ブと、前記第3および第4のコンタクトプローブとを検
査対象の導体パターン向けてそれぞれ移動させるプロー
ブ移動機構を備え、前記測定部は、前記プローブ移動機
構によって移動させられている状態の前記両コンタクト
プローブ間の電圧を測定し、前記制御部は、前記移動さ
せられている状態の前記両コンタクトプローブに対して
前記絶縁検査を行うことを特徴とする請求項1または2
記載の回路基板検査装置。
Priority Applications (1)
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JP2000233824A JP4607295B2 (ja) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | 回路基板検査装置 |
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