JP2002310933A - 回路基板の検査装置および検査方法ならびに電気光学素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気光学効果を利用して回路基板の検査を行
うに際し、光量の変動や回路基板の表面などの外乱によ
る影響を受けることなく、精度よく安定に検査を行うこ
とができる回路基板の検査装置および方法ならびに電気
光学素子を提供する。 【解決手段】 回路基板１０と、透明電極５３を備えた
電気光学素子とが対向して配置され、回路基板１０の電
界分布が電気光学素子から出射される光の強弱として観
測できるよう構成されている。検査対象配線１２１と透
明電極５３との間に少なくとも２種類の信号電圧を印加
し、そのときの液晶５２からの出射光の輝度レベルの変
化に基づいて配線の導通状態を判定している。そのた
め、光量の変動や回路基板の表面などの外乱があったと
しても、その影響をキャンセルすることができ、配線の
断線／短絡の検査を精度よく安定に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回路基板に形成
された複数の配線の電気的な状態を検査する検査装置お
よび検査方法ならびに電気光学素子に関するものであ
る。なお、この発明は、プリント配線基板、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
ィスプレイ用のガラス基板、ならびに半導体パッケージ
用のフィルムキャリアなど種々の基板上の電気的配線検
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「回路基板」と称する。

【０００２】

【従来の技術】回路基板には、複数の配線からなる配線
パターンが形成されており、配線パターンが設計通りに
仕上がっているか否かを検査するために、従来より数多
くの検査装置が提供されている。

【０００３】このような検査装置としては、接触式と非
接触式とがある。接触式では、例えば金属のコンタクト
プローブを多数埋め込んだ検査ヘッドを使用した検査装
置がある。この検査装置では、検査ヘッドに埋め込まれ
た多数のプローブを基板上の多数のパッドに同時に接触
させ、任意の２つのプローブ間に選択的に信号を加えた
ときの電圧または電流を測定することでその選択された
パッド間の抵抗を測定し、そのパッドに接続される配線
の断線／短絡を検査するものである。非接触式の検査装
置としては、例えば特開平６−８２５０８号に記載され
た装置がある。この装置では、測定対象となるパッドの
電圧に応じて反射光の特質を変化させる反射制御手段と
光源を用い、パッドに電圧を印加したときの反射光の変
化を検出して測定対象パッドの電圧値を算出することで
配線の断線／短絡を検査するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、電子機
器の小型化や軽量化などに伴って配線パターンの微細化
が進んでおり、接触式の検査装置においては、全ての配
線に直接プローブを接触させて配線の断線や短絡を検査
することが困難となってきている。また前記非接触式の
検査装置においては、回路基板表面の反射率の違いや照
射される光の強度の変動等により、検出される反射光の
変化量が変動するため、反射光の変化から精度よく電圧
を算出することが難しく、配線の検査を行う上で精度面
および安定性に問題があった。

【０００５】この発明は上記課題に鑑みなされたもので
あり、回路基板に形成された配線の断線／短絡検査を精
度よく、しかも安定して行うことができる回路基板の検
査装置および検査方法ならびに電気光学素子を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、回路基板に形成された複数の配線を検査する検査装
置であって、上記目的を達成するため、透明電極を備
え、その一方主面を前記回路基板の主面に当接あるいは
該主面から微小間隔を隔てて配置された電気光学素子
と、前記電気光学素子の前記一方主面と反対側に位置す
る前記電気光学素子の他方主面に向けて光を照射する照
明手段と、前記電気光学素子の前記他方主面から出射さ
れる光を受光する受光手段と、前記複数の配線のうち検
査対象となる配線と前記透明電極との間に互いに異なる
少なくとも２種類の電圧を与える電圧発生手段と、前記
電圧発生手段から与えられる電圧変化に応じた前記受光
手段により受光される光の変化に基づき前記検査対象配
線の断線、または前記検査対象配線とその他の配線との
短絡を判定する制御手段とを備えている。

【０００７】このように構成された発明では、検査対象
配線と透明電極との間に電圧が印加され、検査対象配線
と透明電極との間で電界が発生し、電気光学素子のうち
検査対象配線と透明電極とで挟まれた領域の光学特性が
変化する。ここで、検査対象配線に断線が存在しないと
きには、電気光学素子の光学特性が部分的に変化し、そ
の光学特性の変動に伴って電気光学素子からの出射光も
変化する。一方、検査対象配線が断線しているときに
は、電界は発生しないため、出射光の変化は認められな
い。また、検査対象配線がその他の配線と短絡している
際には、その短絡配線と透明電極との間に電界が発生
し、その短絡配線と透明電極とで挟まれた領域について
も光学特性が変化し、その領域からの出射光が変化す
る。そこで、この発明では、電気光学素子からの光を受
光することで電気光学素子の光学特性が配線の断線状態
や短絡状態に伴って部分的に変化することを利用し、配
線の検査を非接触で行っている。

【０００８】しかも、電気光学素子から出射される光の
輝度レベルは照明手段から電気光学素子に照射される光
の強度変動や回路基板の表面状態などの外乱によって変
動しやすいが、この発明では少なくとも２種類の電圧を
印加し、この電圧変化に伴う出射光の変化を求めること
によって上記外乱の影響をキャンセルしている。そし
て、その出射光の変化に基づき配線の断線／短絡を判定
するため、前記外乱の影響が排除されて回路基板の検査
精度および検査の安定性が向上する。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、前記電気
光学素子の、回路基板に対向する主面に反射膜をさらに
備えている。このように構成された発明では、照射され
た光の一部または全部が電気光学素子を透過したとして
も全てこの反射膜で反射されるので、入射光が回路基板
に到達することがなく、しかも、回路基板からの光が電
気光学素子に入射するのを防止することができ、回路基
板の表面状態の影響を除くことができる。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、前記反射
膜を非導電性材料で構成している。このように構成され
た発明では、反射膜を回路基板に直接接触させることが
でき、回路基板と電気光学素子とを最接近して配置する
ことができる。そして、このように配置することで、回
路基板に発生した電界をより忠実に出射光に反映させ
て、検査精度および安定性を向上させることができる。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、画像を表
示する表示手段をさらに備え、前記電気光学素子は、前
記回路基板の前記主面の直近あるいは前記主面から微小
間隔を隔てた検査位置と、その検査位置から離れて前記
照明手段からの光を前記回路基板の前記主面に直接照射
可能とするとともに前記回路基板からの反射光を前記受
光手段に導光可能とする退避位置との間を移動自在とな
っており、しかも、前記制御手段が、前記電気光学素子
が前記退避位置に移動したときに前記受光手段によって
受光された画像を示す画像信号を前記表示手段に与えて
前記回路基板の画像を前記表示手段に映し出すように構
成している。

【００１２】このように構成された発明では、検査対象
となっている回路基板の画像を前記表示手段に表示させ
ることができるので、検査対象を目視等により容易に確
認することができる。

【００１３】ここで、電気光学素子と透明電極が退避位
置にあるときに受光された回路基板の画像と、これらが
検査位置にあるときに受光された電気光学素子からの出
射光による画像とを、画像処理により合成して表示手段
に表示させてもよい。このように構成すれば、配線の幾
何学的配置と電界の分布を重ね合わせて比較することが
でき、検査対象配線の断線や、検査対象配線とその他の
配線との短絡の有無を目視等により確認することができ
るだけでなく、それらの発生箇所が表示手段に表示され
ることとなり、断線／短絡の発生箇所の特定が容易とな
る。

【００１４】また、請求項５に記載の発明は、前記複数
の配線のうち一つの配線を検査対象配線として選択し、
その選択された検査対象配線と前記透明電極との間を電
気的に接続するとともに、その検査対象配線を順次切り
替える選択手段を備え、前記制御手段が、前記選択手段
により検査対象配線が切り替えられるたびに当該検査対
象配線の断線、ならびに前記検査対象配線とその他の配
線との短絡を判定するように構成している。

【００１５】このように構成された発明では、検査対象
となる配線を変更するたびに回路基板の位置決めや電気
的接続の変更をする必要がなく、回路基板に形成された
複数の配線を短時間に効率よく検査することができる。

【００１６】また、請求項６に記載の発明は、前記複数
の配線のうち複数の配線を検査対象配線として選択し、
その選択された検査対象配線と前記透明電極との間を電
気的に接続するとともに、その検査対象配線を順次切り
替える選択手段を備え、前記制御手段が、前記選択手段
により検査対象配線が切り替えられるたびに当該検査対
象配線の断線を判定するように構成している。

【００１７】このように構成された発明では、検査対象
となる配線を変更するたびに回路基板の位置決めや電気
的接続の変更をする必要がなく、また、同時に複数の配
線の検査を行うことが可能となり、回路基板に形成され
た複数の配線を短時間に効率よく検査することができ
る。

【００１８】また、請求項７に記載の発明は、回路基板
に形成された複数の配線を検査する検査方法であって、
上記目的を達成するため、電気光学素子を前記回路基板
の主面に当接あるいは該主面から微小間隔を隔てて配置
する第１工程と、前記電気光学素子に光を照射する第２
工程と、前記電気光学素子に備えられた透明電極と、前
記複数の配線のうち検査対象となる配線との間に、互い
に異なる少なくとも２種類の電圧を印加する第３工程
と、前記第２工程と前記第３工程とを同時に実行しなが
ら、前記電圧の変化に伴う前記電気光学素子から出射さ
れる光の変化に基づき前記検査対象配線の断線、または
前記検査対象配線とその他の配線との短絡を判定する第
４工程とを備えている。

【００１９】この検査方法では、検査対象となる配線
と、電気光学素子に設けられた透明電極との間に少なく
とも２種類の電圧を印加し、この電圧変化に伴う電気光
学素子からの出射光の変化に基づいて検査対象配線の導
通状態を判定しているため、上記装置と同様に、照明手
段からの光の変動や回路基板の表面状態などの外乱の影
響をキャンセルし、配線の検査を精度よく、しかも安定
して行うことができる。

【００２０】また、請求項８に記載の発明は、一対の基
板と、前記一対の基板間に挟持された液晶層と、前記一
対の基板のうちの一方の基板上に形成された透明電極と
を備え、前記一対の基板のうちの他方の基板は非導電性
材料からなることを特徴とする電気光学素子である。

【００２１】この電気光学素子は、前記一対の基板のう
ちの他方の基板が非導電性材料で構成されているので、
前記他方の基板側に回路基板を当接または近接配置し
て、透明電極と回路基板上の検査対象となる配線との間
の電界の強弱を光学的な変化に変換できるため、本発明
にかかる回路基板の検査装置に有用なものである。

【００２２】また、請求項９に記載の発明は、上記電気
光学素子において、前記他方の基板上に形成された非導
電性材料からなる反射膜を備えている。

【００２３】このようにすることにより、電気光学素子
を回路基板の検査装置に用いたときにワークの表面に発
生した電界の状態をさらに精度よく検出することが可能
になる。

【００２４】また、請求項１０に記載の発明は、上記電
気光学素子において、前記液晶層より前記他方の基板側
に、実質的に導電性材料からなる層が形成されていない
ことを特徴としている。

【００２５】このようにすることにより、回路基板表面
と液晶層との間に導電性の材料が介在しないので、液晶
の光学的な変化は回路基板表面に発生した電界の状態を
精度よく反映したものとなり、その結果、配線の検査を
精度よく安定して行うことができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる回路基
板の検査装置の第１の実施形態を示す図である。また、
図２は、この検査装置の電気的構成を示すブロック図で
ある。この検査装置は、例えばＣ４パッケージ（＝Cont
rolled Collapse Chip Connection）方式で半導体チッ
プを実装可能となっている回路基板１０を検査する装置
である。この回路基板１０では、図１に示すように、ベ
ース基板１１に複数の配線１２が形成されている。各配
線１２は、ベース基板１１の一方表面上で半導体チップ
のパッドに対応して設けられたパッド部１２ａと、ベー
ス基板１１の他方表面上に設けられたボールグリッド１
２ｂと、ベース基板１１内に形成された孔（Via）に設
けられてパッド部１２ａとボールグリッド１２ｂとを電
気的に接続する導電部１２ｃとで構成されている。そし
て、パッド部１２ａは半導体チップのパッドに対応すべ
く狭ピッチで配置される一方、ボールグリッド１２ｂは
パッド部１２ａに比べて広ピッチで配置されている。ま
た、回路基板１０には、ベース基板１１の一方表面に形
成された配線の損傷や酸化を防止するため、パッド部１
２ａを残してベース基板１１の一方表面のほぼ全面を覆
うようにレジスト膜１３が形成されている。なお、この
実施形態では、上記のように構成された回路基板１０を
検査対象たるワークとして検査する場合について説明す
るが、本発明の適用対象となる回路基板はこれに限定さ
れるものではないことは言うまでもない。

【００２７】この検査装置には、１枚の回路基板をワー
ク１０として保持するワークホルダ２１が設けられてい
る。このワークホルダ２１は、ワーク１０の検査を行う
ためのワーク位置（図１に示す位置）と、ワークホルダ
２１へのワーク１０のローディングおよびワークホルダ
２１からのアンローディングを行うためのロード／アン
ロード位置（図示省略）との間を移動自在となってお
り、装置全体を制御する制御部３０からの制御信号に応
じてワーク駆動機構２２がワークホルダ２１をワーク位
置とロード／アンロード位置との間を往復駆動する。

【００２８】このワーク位置では、ワーク１０の下方側
に下部治具４０が配置されている。この下部治具４０
は、各配線１２のボールグリッド１２ｂに対応して設け
られた複数の導電性スプリングプローブ４１と、マルチ
プレクサ４２と、プローブ４１およびマルチプレクサ４
２を保持しながらワーク１０に対して接近／離間移動自
在な下部治具ベース（図示省略）とで構成されている。
また、下部治具ベースには、下部治具駆動機構４３が連
結されており、制御部３０からの制御信号に応じて下部
治具ベースをワーク１０に対して接近／離間駆動する。

【００２９】一方、ワーク位置に位置決めされるワーク
１０の上方側には、上部治具５０が配置されている。こ
の上部治具５０は、下部透明ガラス板５１に、液晶５
２、透明電極５３、上部透明ガラス板５４および偏光板
５５をこの順序で積み重ねてなる平板状組立体と、この
平板状組立体を保持しながら平板状組立体を回路基板１
０の直上位置（本発明の「検査位置」に相当）とその位
置から離れた退避位置との間で移動自在な上部治具ベー
ス（図示省略）とで構成されている。また、上部治具ベ
ースには、上部治具駆動機構５６が連結されており、制
御部３０からの制御信号に応じて上部治具ベースを検査
位置と退避位置との間で移動させる。この実施形態で
は、液晶５２を透明ガラス板５１および５４で挟み込む
とともに、透明電極５３を設けたものが本発明にいう
「電気光学素子」に相当する。また、偏光板５５は本発
明の必須構成要件ではないが、液晶５２に入射する光の
偏光面を揃える目的で設けられており、このような構成
とすることで、電界の強弱をより効率よく光学的な変化
に変換することができる。

【００３０】ここで、液晶５２は請求項８にかかる電気
光学素子における「液晶層」に相当し、上部透明ガラス
板５４および下部透明ガラス板５１は、それぞれ「一対
の基板」のうちの「一方の基板」および「他方の基板」
に相当する。本実施形態では「基板」としてガラス板を
用いているがプラスチックなどの他の材料でもよい。ま
た、上部透明ガラス板５４と透明電極５３との配置関係
を入れ替えてもよい。

【００３１】また、この検査装置では、検査対象となる
配線に所定の電圧を印加するための検査信号印加回路６
０が設けられている。検査信号印加回路６０は、マルチ
プレクサ４２および透明電極５３と電気的に接続されて
おり、制御部３０からの制御信号にしたがって互いに異
なる２種類の信号電圧を発生する。また、マルチプレク
サ４２側では、制御部３０からの選択制御信号に対応す
るボールグリッドが選択される。例えば、図１に示すよ
うに、制御部３０からの選択制御信号によって検査対象
配線１２１のボールグリッド１２１ｂが選択されると、
そのボールグリッド１２１ｂと透明電極５３との間に検
査信号印加回路６０からの電圧が選択的に印加される。
このように、この実施形態では、検査信号印加回路６０
が本発明の「電圧発生手段」として機能している。

【００３２】また、上部治具５０の上方には、照明ラン
プ７０とＣＣＤカメラ８０とが設けられている。照明ラ
ンプ７０は上部治具５０の上面を照射するように配置さ
れており、制御部３０からの制御信号によってランプ制
御回路７１が照明ランプ７０の点灯／消灯を制御する。
また、照明ランプ７０が点灯しながら、上部治具ベース
により平板状組立体（下部ガラス板５１、液晶５２、透
明電極５３、上部ガラス板５４および偏光板５５）が退
避位置に移動すると、照明ランプ７０からの光を直接回
路基板１０の一方表面に照射することができる。

【００３３】ＣＣＤカメラ８０は、上部治具５０の表面
を撮像するように配置されており、後述するように平板
状組立体の表面に示す画像、つまり回路基板１０の表面
の電界の強弱を示す明暗画像（以下、「電界分布像」と
いう）を撮像することができるように構成されている。
ＣＣＤカメラ８０で撮像された電界分布像を示す画像信
号は、Ａ／Ｄ変換回路８１によりデジタル信号に変換さ
れて制御部３０に与えられる。そして、この制御部３０
がこの電界分布像より配線の断線／短絡の判定を行う。
このように、この実施形態では、照明ランプ７０が本発
明の「照明手段」として機能するとともに、ＣＣＤカメ
ラ８０が本発明の「受光手段」として機能している。

【００３４】さらに、この実施形態では、表示モニタ９
０が設けられており、ＣＣＤカメラ８０から制御部３０
へ送られた画像信号がそのまま、あるいは適当に画像処
理された後、表示モニタ９０に与えられる。こうして、
ＣＣＤカメラ８０により撮像されている画像が表示モニ
タ９０に映し出され、オペレータが目視により確認しつ
つ検査を行うことを可能としている。

【００３５】次に、上記のように構成された検査装置の
動作について図３ないし図８を参照しつつ説明する。

【００３６】図３は、図１に示す回路基板の検査装置の
動作を示すフローチャートである。この検査装置では、
ロード／アンロード位置に位置しているワークホルダ２
１に対して未検査のワーク（回路基板）１０が検査装置
に並設されたハンドリング装置（図示省略）やオペレー
タのマニュアル操作などによってローディングされる
（ステップＳ１）と、制御部３０が装置各部を制御し、
以下のステップＳ２〜Ｓ８を実行してワーク１０を検査
する。

【００３７】まずステップＳ２で、ワークホルダ２１が
ワーク１０をクランプ保持する。そして、ワーク１０を
保持したまま、ワークホルダ２１がワーク１０の検査を
行うためのワーク位置（図１に示す位置）に移動する
（ステップＳ３）。こうして、ワーク１０がワーク位置
に位置決めされる。

【００３８】それに続いて、上部治具５０および下部治
具４０がワーク１０に向かって移動する（ステップＳ
４）。このワーク１０への下部治具４０の移動によっ
て、図１に示すように、各導電性スプリングプローブ４
１の先端部がそれぞれ対応する配線１２のボールグリッ
ド１２ｂに押し当てられて電気的に接続される。一方、
検査位置への上部治具５０の移動によって、図１に示す
ように、上部治具５０がワーク１０の検査対象箇所の直
近の位置に移動して下部治具４０とでワーク１０を挟み
込んでワーク１０をしっかりと保持する。

【００３９】こうして、ワーク１０の検査準備が完了す
ると、断線・短絡検査（ステップＳ５）を実行してワー
ク１０の検査を行う。なお、これらの検査内容について
は後で詳述する。

【００４０】そして、検査終了に伴い、下部治具４０お
よび上部治具５０がワーク１０から離間移動した後（ス
テップＳ６）、ワークホルダ２１がロード／アンロード
位置に移動してワーク１０のクランプを解除する（ステ
ップＳ７）。最後に、ステップＳ８で検査が完了したワ
ーク１０がワークホルダ２１から搬出されたことを確認
すると、ステップＳ１に戻って上記一連の処理を実行す
る。

【００４１】次に、この検査装置における断線・短絡検
査（ステップＳ５）について、以下に詳述する。図４
は、図１の回路基板の検査装置における断線・短絡検査
を示すフローチャートである。また、図５はこの実施形
態の検査装置による断線・短絡検査において、検査信号
印加回路６０で発生する信号電圧の波形の一例（図５
（ａ））と、この信号を印加したときの液晶からの反射
光の輝度レベルの変化の一例（図５（ｂ））を示す図で
ある。ステップＳ４において、ワーク１０、下部治具４
０および上部治具５０を所定の位置に配置した後、照明
ランプ７０を点灯させる（ステップＳ５１）。次いで、
マルチプレクサ４２が、制御部３０からの選択制御信号
にしたがいスイッチ部Ｓ４２１を閉じ、検査対象配線と
して配線１２１（図１）を選択し、そのボールグリッド
１２１ｂと検査信号印加回路６０とを電気的に接続する
（ステップＳ５２）。続いて、検査信号印加回路６０
が、ボールグリッド１２１ｂと透明電極５３との間に、
図５（ａ）に示す電圧Ｖ１を印加する（ステップＳ５
３）。

【００４２】このとき、図６に示すように、信号電圧が
印加されているパッド部と透明電極に挟まれた領域（図
６に示す領域６Ａ）では、信号電圧の印加によりこの領
域６Ａに形成される電界により、液晶５２のうち領域６
Ａに対応する部分の透過率が高くなる。このため、ワー
ク１０の表面で反射された光は液晶５２を透過して平板
状組立体の上面から出射する。このとき、電圧が印加さ
れてから液晶５２の透過率が完全に変化するまでには時
間遅れが存在するので、平板状組立体の表面における輝
度レベルの変化は、例えば図５（ｂ）のようになる。一
方、上記以外の領域（図６に示す領域６Ｂ）では電界が
形成されないので、この領域６Ｂの液晶５２の透過率は
低く、入射した光は散乱されて、平板状組立体の表面か
ら出射する光は少ない。したがって、ＣＣＤカメラ８０
によって電界分布像を撮像することで、例えば図７に示
すように、電圧が印加されている部分の輝度が高く、そ
れ以外の部分の輝度が低い画像が得られる（図では、輝
度が高い部分を斜線で表している。以下同じ）。また、
電界分布像には、ワーク１０の表面状態や電界の強弱に
よって、輝度の高い部分（図に示す７Ａ部分）と低い部
分（図に示す７Ｂ部分）が現れる。ここで、検査対象配
線１２１が断線していれば、図８（ａ）に示すように、
本来明るく映るべき部分が暗く映る（８Ａの箇所で断線
している）。また、検査対象配線１２１と他の配線１２
２が短絡していれば、図８（ｂ）に示すように、暗く映
るべき他の配線１２２までもが明るく映る（８Ｂの箇所
で短絡している）。

【００４３】ステップＳ５４では、液晶５２の前記時間
遅れを考慮した一定時間が経過した後、ＣＣＤカメラ８
０が電界分布像を撮像し、制御部３０が、得られた電界
分布像における、回路基板内の各パッド部１２ａの上方
に相当する位置の輝度レベルを検出、記憶する。ここで
は、回路基板内のｎ本の配線（配線１２１、配線１２
２、…、配線１２ｎ）にそれぞれ接続されるパッド部１
２１ａ、１２２ａ、…、１２ｎａの上方に相当する位置
におけるそれぞれの輝度レベルをＬ１（Ｖ１）、Ｌ２
（Ｖ１）、…、Ｌｎ（Ｖ１）と表すものとする。

【００４４】続いて、ステップＳ５５で、検査信号印加
回路６０が発生する信号電圧を、図５（ａ）に示す電圧
Ｖ２に変更し、前記ステップＳ５４と同様にして各パッ
ド部１２１ａ、１２２ａ、…、１２ｎａに対応する位置
の輝度レベルを検出、記憶する。このとき、信号電圧が
印加されているパッド部と透明電極に挟まれた領域で
は、信号電圧の変化に伴う電界強度の変化により、この
領域からの出射光の輝度レベルもこれに応じて変化す
る。一方、上記以外の領域では、電界が発生しない、あ
るいは上記領域に比べて電界が微弱であるため、輝度レ
ベルの変化は小さい。このときの前記各配線（配線１２
１、配線１２２、…、配線１２ｎ）にそれぞれ接続され
るパッド部１２１ａ、１２２ａ、…、１２ｎａの上方に
相当する位置におけるそれぞれの輝度レベルをＬ１（Ｖ
２）、Ｌ２（Ｖ２）、…、Ｌｎ（Ｖ２）とする。

【００４５】このように、２種類の電圧Ｖ１、Ｖ２によ
る測定が終了すると、制御部３０が、それぞれの電圧を
印加したときの各配線における輝度レベル差を、以下の
ように算出する（ステップＳ５６）。

【００４６】 配線１２１：ΔＬ１＝Ｌ１（Ｖ２）−Ｌ１（Ｖ１） 配線１２２：ΔＬ２＝Ｌ２（Ｖ２）−Ｌ２（Ｖ１） ： 配線１２ｎ：ΔＬｎ＝Ｌｎ（Ｖ２）−Ｌｎ（Ｖ１） 制御部３０は、上記算出結果に基づき、検査対象配線１
２１の断線判定を行う（ステップＳ５７）。すなわち、
検査対象配線１２１における輝度レベル差ΔＬ１が、所
定のしきい値以上であれば、当該配線１２１は導通状態
にあると判定する。一方、輝度レベル差ΔＬ１がしきい
値未満であれば、当該配線１２１は断線状態にあると判
定する。

【００４７】次に制御部３０は、検査対象配線とその他
の配線との短絡検査を行う（ステップＳ５８）。例え
ば、検査対象配線１２１と、他の配線１２２との間の短
絡を判定するには、以下のように行う。すなわち、検査
対象配線１２１に信号電圧を印加したときの、配線１２
２における輝度レベル差ΔＬ２が、所定のしきい値以上
であれば、検査対象配線１２１と、他の配線１２２との
間が短絡していると判定する。一方、輝度レベル差ΔＬ
２がしきい値未満であれば、検査対象配線１２１と、他
の配線１２２との間に短絡はないと判定する。同様にし
て、その他の配線についても、検査対象配線１２１との
間の短絡の有無を判定する。

【００４８】このようにして、マルチプレクサ４２によ
って選択された一つの配線、つまり検査対象配線につい
て、当該検査対象配線の断線と、当該検査対象配線とそ
の他の配線との間の短絡との検査が終了すると、順次他
の配線についても前記ステップＳ５２〜Ｓ５８による検
査を行い、全ての配線について検査が終了すればステッ
プＳ６へ戻る（ステップＳ５９）。

【００４９】以上のように、この実施形態では、液晶５
２をガラス板５１、５４で挟んでなる電気光学素子の光
学特性が配線の断線状態や短絡状態に伴って部分的に変
化することを利用し、配線の検査を非接触で行っている
ので、配線パターンの微細化に対しても柔軟に対応する
ことができる。しかも、この実施形態では２種類の電圧
Ｖ１、Ｖ２を印加し、この電圧変化に伴う出射光の輝度
レベルの変化を求めているため、照明ランプ７０から出
射される照明光の光量変動やワーク（回路基板）１０の
表面状態などの影響をキャンセルすることができ、配線
の検査精度および検査の安定性を向上させることができ
る。

【００５０】図９は、この発明にかかる回路基板の検査
装置の第２の実施形態を示す図である。この実施形態が
第１の実施形態と大きく相違している点は、上部治具５
０のうちワーク１０と対向する面、つまり下部ガラス板
５１の下面に、非導電性材料で構成された反射膜５８が
設けられており、ワーク１０の検査時には反射膜５８と
ワーク１０とが互いに当接して配置される点である。な
お、その他の構成については、第１の実施形態にかかる
装置と同一であるため、同一構成については同一符号を
付して説明を省略する。

【００５１】また、このように構成された装置の基本的
動作は、次の点を除いて第１の実施形態と同一である。
その相違点とは、図９に示すように、上部治具５０に入
射した光は全て反射膜５８で反射される点である。この
相違点に基づき、電界分布像は液晶５２に加わる電界の
みを反映したものとなり、検査対象配線１２１に信号電
圧を印加したときの電界分布像は例えば図１０に示すよ
うになる。この例では、電圧が印加されている配線１２
１は明るい像として現れるが、電圧が印加されていない
配線１２２、１２３、…の像は表示されない（破線は、
配線が像として現れていないことを示す。以下同じ）。

【００５２】以上のように、この実施形態に示す検査装
置では、ワーク１０の表面状態の影響を除くことがで
き、ワーク１０の表面に発生した電界の状態をさらに精
度よく検出することができる。その結果、断線・短絡検
査における検査精度および安定性をさらに向上させるこ
とが可能となる。

【００５３】ところで、上記第２の実施形態では、反射
膜５８を設けたことによりワーク（回路基板）１０の表
面状態を表示モニタ９０に映し出すことができず、検査
箇所の確認や位置合わせの確認をオペレータの目視によ
り行うことができない。そこで、次に説明する第３の実
施形態では、動作フローを工夫することで上記の問題を
解消している。以下、図１１および図１２を参照しつつ
詳述する。

【００５４】図１１は、この発明にかかる回路基板の検
査装置の第３の実施形態における動作を示すフローチャ
ートである。この第３の実施形態では、先の実施形態と
同様に、ロード／アンロード位置に位置しているワーク
ホルダ２１に対して未検査のワーク（回路基板）１０が
ローディングされる（ステップＳ１）と、ワークホルダ
２１がワーク１０をクランプ保持した（ステップＳ２）
後、ワーク１０がワーク位置に移動される（ステップＳ
３）。

【００５５】このステップＳ３終了時点では、上部治具
５０は前記上部治具用退避位置に退避しており、ステッ
プＳ３１で、照明ランプ７０が点灯し、ワーク１０を照
射しつつＣＣＤカメラ８０がワーク１０の表面を撮像す
る。そして、この画像は例えば図１２（ａ）に示すよう
に表示モニタ９０に表示されて、ワーク１０の表面をオ
ペレータが目視可能となる。そこで、オペレータはこの
表示モニタ９０を見ながらワーク１０上の検査箇所を確
認し、必要に応じてワーク１０のさらに細かい位置決め
を適宜行う。その後、図３に示す検査と同様に、ステッ
プＳ４以降の手順にしたがい検査を行う。なお、図１２
（ｂ）は断線・短絡検査（ステップＳ５）中に表示モニ
タ９０に映し出される画像であり、電圧が印加されて電
界が発生している配線のみを表示している。

【００５６】以上のように、この実施形態では、断線・
短絡検査に先立って予め検査箇所を直接撮像して得られ
た画像（図１２（ａ））を表示モニタ９０に映し出すよ
うに構成しているので、検査箇所における配線の幾何学
的配置と電界分布とを目視により比較しつつ検査を行う
ことができ、検査の利便性を向上させることができる。
なお、この実施形態では、断線・短絡検査前の画像（同
図（ａ））と、断線・短絡検査中の画像（同図（ｂ））
とを別個に表示モニタ９０上に映し出しているが、各画
像データを制御部３０のメモリ（図示省略）に保存して
おき、これらの画像データに基づき両画像を表示モニタ
９０に重ね合わせて表示するようにしてもよい（同図
（ｃ））。こうすることによって、第１の実施形態と全
く同様の画像を得ることができる。

【００５７】図１３は、この発明にかかる回路基板の検
査装置の第４の実施形態を示す図である。この実施形態
では、マルチプレクサ４２が、制御部３０からの選択制
御信号により、同時に複数の配線を検査対象として選択
できる構成となっている。図１３に示す実施形態では、
マルチプレクサ４２は、同時に２つのスイッチ部４２１
および４２３を閉じており、配線１２１および１２３に
同時に信号電圧が印加される。このとき、例えば、配線
１２１および１２３が正常な導通状態にあり、他の配線
との間に短絡がない場合には、信号電圧の印加により、
例えば図１４に示す電界分布像が得られる。このように
第４の実施形態によれば、複数の配線の導通を同時に検
査することができ、検査に要する時間を短縮することが
できる。

【００５８】ところで、上記した実施形態では、電界分
布像に基づき配線の断線および短絡を検査しているが、
配線の短絡については次の第５の実施形態に示すように
マルチプレクサ４２におけるスイッチ切替によって検査
を行うことができる。以下、図１５を参照しつつ第５の
実施形態にかかる装置について説明する。

【００５９】図１５は、この発明にかかる回路基板の検
査装置の第５の実施形態を示す図である。この実施形態
では、以下のようにして、検査対象として選択された配
線１２１と、その他の配線１２２、１２３との間の短絡
検査を行う。すなわち、制御部３０からの選択制御信号
により検査対象として選択された配線１２１には検査信
号を印加し、それ以外の配線１２２、１２３には透明電
極５３と同じ電位を与える。ここで、検査対象配線１２
１と、その他の配線１２２、１２３のうち少なくとも１
つの配線との間に短絡があれば、検査信号印加回路６０
から検査対象配線１２１、短絡箇所およびその他の配線
を介して検査信号印加回路６０に戻る閉回路が形成され
るため、この閉回路に流れる電流を検出することによっ
て短絡を検出することができる。このように、第５の実
施形態によれば、ＣＣＤカメラ８０により撮像される画
像に基づき短絡検査を行う必要がなく、短時間で配線間
の短絡を検査することができる。

【００６０】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて
上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能であ
る。例えば、上記実施形態にかかる検査装置は、ワーク
（回路基板）１０についての導電状態の検査として「断
線検査」と「短絡検査」とをこの順序で行っているが、
検査順序はこれに限定されるものではない。

【００６１】また、上記実施形態では、Ｃ４方式で半導
体チップを実装可能となっている回路基板１０を検査対
象としているが、本発明によって検査可能な回路基板
は、これに限定されるものではない。例えば、ベース基
板の一方表面にのみ配線が形成された回路基板や折返し
配線パターンを有する回路基板などについても、本発明
を適用することができる。

【００６２】また、上記実施形態では、請求項１および
請求項７にかかる発明の「電気光学素子」として、液晶
を用いた素子を使用しているが、本発明に適用できる電
気光学素子はこれに限定されるものではない。電界の強
弱を、その光学特性の変化として検出できる素子であれ
ば、例えば、ポッケルス効果を示す材料を用いた素子な
どが適用可能である。

【００６３】また、上記実施形態では、本発明の「照明
手段」として、ランプ７０を使用しているが、本発明の
「照明手段」としてはこれに限定されるものではなく、
例えば可視光レーザーなどが、本発明の「照明手段」と
して使用できる。

【００６４】また、上記実施形態では、検査信号電圧と
して、波高値の異なる２つの矩形波信号を使用している
が、この信号電圧は、それぞれの信号電圧での、上部治
具からの反射光の輝度の差が検出できる条件であれば、
例えばステップ状に変化する直流電圧や他の波形の交流
電圧でもよく、また、３つ以上の異なる電圧を使用して
もよい。

【００６５】また、上記実施形態では、上部治具５０を
構成する平板状組立体（下部ガラス板５１、液晶５２、
透明電極５３、上部ガラス板５４および偏光板５５）を
ワーク（回路基板）１０の表面に直接当接させている
が、平板状組立体をワーク１０の表面から微小距離だけ
離間配置するようにしてもよい。ただし、この種の装置
では、スプリングプローブ４１の反力を確保するために
上部治具５０と下部治具４０とでワーク１０を挟みこむ
構成を採用することが望ましいため、平板状組立体をワ
ーク１０から離間配置した際には、上部治具５０にワー
ク１０を下部治具４０側に押え付けるための構成を別途
設ける必要がある。そのため、部品点数を少なく、しか
もスプリングプローブ４１の反力を確実に確保するため
には、上記実施形態の如く平板状組立体をワーク１０の
表面に直接当接させるのが好適である。

【００６６】さらに、上記実施形態では、上部治具５０
からの出射光の輝度の変化を検出する方法として、２種
類の電圧を印加したときに得られる輝度レベルの差を算
出する方法を採っているが、この方法以外にも、例え
ば、両者の輝度レベルの比や、電圧の変化に伴う輝度レ
ベルの時間微分を算出する方法を用いても、変化を検出
することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、検査
対象配線と、電気光学素子に備えられた透明電極との間
に、少なくとも２種類の電圧を印加し、その電圧変化に
伴う受光手段で受光される光の変化に基づき検査対象配
線の断線およびその他の配線との短絡を判定しているの
で、照明手段からの光の変動や、回路基板の表面状態に
よらず、精度よく安定して配線の断線／短絡検査を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる回路基板の検査装置の第１の
実施形態を示す図である。

【図２】図１の検査装置の電気的構成を示すブロック図
である。

【図３】図１の検査装置の動作を示すフローチャートで
ある。

【図４】図１の検査装置の断線・短絡検査を示すフロー
チャートである。

【図５】図１の検査装置に使用する信号と、液晶の光学
的応答の例を示す図である。

【図６】電圧印加時における電気光学素子の振る舞いを
示す図である。

【図７】図１の検査装置において得られる電界分布像の
例を示す図である。

【図８】断線・短絡があるときの電界分布像の例を示す
図である。

【図９】この発明にかかる回路基板の検査装置の第２の
実施形態を示す図である。

【図１０】図９の検査装置において得られる電界分布像
の例を示す図である。

【図１１】この発明にかかる回路基板の検査装置の第３
の実施形態の動作を示すフローチャートである。

【図１２】図１１の検査装置において得られる電界分布
像の例を示す図である。

【図１３】図１３の検査装置において得られる電界分布
像の例を示す図である。

【図１４】この発明にかかる回路基板の検査装置の第４
の実施形態を示す図である。

【図１５】この発明にかかる回路基板の検査装置の第５
の実施形態を示す図である。

【符号の説明】

１０…ワーク（回路基板） １２、１２１…配線 １２ａ、１２１ａ…パッド部 １２ｂ、１２１ｂ…ボールグリッド １２ｃ、１２１ｃ…導電部 ３０…制御部（制御手段） ４２…マルチプレクサ（選択手段） ５０…上部治具（電気光学素子を含む） ５２…液晶 ５３…透明電極 ５８…反射膜 ６０…検査信号印加回路（電圧発生手段） ７０…照明ランプ（照明手段） ８０…ＣＣＤカメラ（受光手段） ９０…表示モニタ（表示手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｒ 31/302 Ｇ０２Ｆ 1/13 １０１ ２Ｈ０８８ Ｇ０２Ｆ 1/13 １０１ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５２ ５Ｃ０５４ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５２ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｂ ５Ｇ４３５ Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｑ Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｇ０１Ｒ 31/28 Ｌ (72)発明者 戒田 理夫 京都府宇治市槙島町目川126番地 日本電 産リード株式会社内 (72)発明者 中川 豊 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 (72)発明者 村田 浩一 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB02 BB22 CC01 CC31 DD12 EE03 FF01 FF04 FF26 JJ03 JJ26 MM03 PP12 SS04 SS13 TT02 UU04 UU05 2G014 AA01 AA02 AA03 AB21 AB59 AC15 AC18 2G051 AA65 AB14 AB20 CA03 CB01 CC20 DA01 EA11 EA12 EA14 EB01 FA01 2G086 EE10 2G132 AA20 AD15 AF15 AL11 2H088 EA53 FA11 FA30 HA02 HA18 HA21 JA03 MA20 5C054 AA05 CA04 CC03 CE16 EB05 FC03 HA05 5G435 AA14 AA17 EE33 KK05 KK10

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路基板に形成された複数の配線を検査
   する検査装置において、 透明電極を備え、その一方主面を前記回路基板の主面に
   当接あるいは該主面から微小間隔を隔てて配置された電
   気光学素子と、 前記電気光学素子の前記一方主面と反対側に位置する、
   前記電気光学素子の他方主面に向けて光を照射する照明
   手段と、 前記電気光学素子の前記他方主面から出射される光を受
   光する受光手段と、 前記複数の配線のうち検査対象となる配線と、前記透明
   電極との間に互いに異なる少なくとも２種類の電圧を与
   える電圧発生手段と、 前記電圧発生手段から与えられる電圧変化に応じた前記
   受光手段により受光される光の変化に基づき前記検査対
   象配線の断線、または前記検査対象配線とその他の配線
   との短絡を判定する制御手段とを備えたことを特徴とす
   る回路基板の検査装置。
2. 【請求項２】 前記電気光学素子の前記一方主面側に反
   射膜が設けられた請求項１記載の回路基板の検査装置。
3. 【請求項３】 前記反射膜は非導電性材料で構成されて
   いる請求項２記載の回路基板の検査装置。
4. 【請求項４】 画像を表示する表示手段をさらに備え、 前記電気光学素子は、前記回路基板の前記主面の直近あ
   るいは前記主面から微小間隔を隔てた検査位置と、その
   検査位置から離れて前記照明手段からの光を前記回路基
   板の前記主面に直接照射可能とするとともに前記回路基
   板からの反射光を前記受光手段に導光可能とする退避位
   置との間を移動自在となっており、しかも、 前記制御手段は、前記電気光学素子が前記退避位置に移
   動したときに前記受光手段によって受光された画像を示
   す画像信号を前記表示手段に与えて前記回路基板の画像
   を前記表示手段に映し出す請求項２または３記載の回路
   基板の検査装置。
5. 【請求項５】 前記複数の配線のうち一つの配線を検査
   対象配線として選択し、その選択された検査対象配線と
   前記透明電極との間を電気的に接続すると共に、その検
   査対象配線を順次切り替える選択手段を備え、 前記制御手段は、前記選択手段により検査対象配線が切
   り替えられるたびに当該検査対象配線の断線、ならびに
   前記検査対象配線とその他の配線との短絡を判定する請
   求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板の検査装
   置。
6. 【請求項６】 前記複数の配線のうち複数の配線を検査
   対象配線として選択し、その選択された検査対象配線と
   前記透明電極との間を電気的に接続すると共に、その検
   査対象配線を順次切り替える選択手段を備え、 前記制御手段は、前記選択手段により検査対象配線が切
   り替えられるたびに当該検査対象配線の断線を判定する
   請求項１ないし４のいずれかに記載の回路基板の検査装
   置。
7. 【請求項７】 回路基板に形成された複数の配線を検査
   する検査方法において、 電気光学素子を前記回路基板の主面に当接あるいは該主
   面から微小間隔を隔てて配置する第１工程と、 前記電気光学素子に光を照射する第２工程と、 前記電気光学素子に備えられた透明電極と、前記複数の
   配線のうち検査対象となる配線との間に、互いに異なる
   少なくとも２種類の電圧を印加する第３工程と、 前記第２工程と前記第３工程とを同時に実行しながら、
   前記電圧の変化に伴う前記電気光学素子から出射される
   光の変化に基づき前記検査対象配線の断線、または前記
   検査対象配線とその他の配線との短絡を判定する第４工
   程とを備えたことを特徴とする回路基板の検査方法。
8. 【請求項８】 一対の基板と、 前記一対の基板間に挟持された液晶層と、 前記一対の基板のうちの一方の基板上に形成された透明
   電極とを備え、 前記一対の基板のうちの他方の基板は非導電性材料から
   なることを特徴とする電気光学素子。
9. 【請求項９】 前記他方の基板上に形成された非導電性
   材料からなる反射膜を備えた請求項８記載の電気光学素
   子。
10. 【請求項１０】 前記液晶層より前記他方の基板側に、
    実質的に導電性材料からなる層が形成されていない請求
    項８または９記載の電気光学素子。