JP2003255007A - 回路配線検査方法およびその装置 - Google Patents

回路配線検査方法およびその装置

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JP2003255007A JP2002054237A JP2002054237A JP2003255007A JP 2003255007 A JP2003255007 A JP 2003255007A JP 2002054237 A JP2002054237 A JP 2002054237A JP 2002054237 A JP2002054237 A JP 2002054237A JP 2003255007 A JP2003255007 A JP 2003255007A
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターン端点に対するプロービング位置によ
って検査精度が左右されることがなく、また、予め判定
基準となる良品データを収集することなく、作成された
回路基板の1枚目から隣接パターンの断線・短絡検査を
可能とする。 【解決手段】 幹配線Mと、一方の端点(幹側端点)が
幹配線Mに接続された複数の枝配線P1〜PNとを有す
る配線パターンの隣接する枝配線間の短絡および各枝配
線の断線を検査するにあたって、電圧発生器11より一
方の枝配線P1の反幹側端点P1aに電圧を印加した状
態の下で、幹配線M上の所定箇所に電圧測定基準点Xを
設定し、電圧計21,22にて他方の枝配線P2の反幹
側端点P2aと電圧測定基準点Xとの間の電圧V1と、
同じく他方の枝配線P2の幹側端点P2bと電圧測定基
準点Xとの間の電圧V2とを測定し、これらの電圧V
1,V2により短絡・断線の有無を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路配線検査方法
およびその装置に関し、さらに詳しく言えば、幹配線か
ら分岐されている複数の枝配線間の短絡および各枝配線
の断線の有無を検査する回路配線の検査技術に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】回路配線の検査項目の一つに配線パター
ンの断線(オープン)検査と、隣接する配線パターン間
の短絡(ショート)検査とがある。
【0003】図5に模式的に示すように、回路基板に2
つの配線パターンA,Bが隣接して形成されているとし
て、断線検査は、配線パターンAの端点Aa,Ab間、
配線パターンBの端点Ba,Bb間の各抵抗値Rを測定
することにより行われる。R≒0であれば断線なし、R
≒∞であれば断線ありと判定される。
【0004】配線パターンA,B間の短絡検査は、例え
ば配線パターンAの一方の端点Aaと配線パターンBの
一方の端点Baとの間の抵抗値Rを測定し、R≒∞であ
ればパターン間に短絡なし、R≒0であればパターン間
に短絡ありと判定される。
【0005】また、パターンによっては、図6に示すよ
うに幹配線Mから複数の枝配線P1〜PNが分岐してい
る回路がある。この場合、枝配線P1〜PNはそれらの
各一端(幹側端点)が幹配線Mにより相互に接続されて
いるが、やはり抵抗測定により各枝配線の断線検査と枝
配線間の短絡検査とが行われる。
【0006】例えば、隣接する枝配線P1とP2の断線
・短絡を検査するには、それらの反幹側端点P1aとP
2a間の抵抗値を低抵抗測定器にて測定する。そして、
その測定値Rと、あらかじめ設定されている所定のしき
い値±Thとを比較することにより、断線・短絡の有無
が検査される。なお、しきい値±Thは良品基板から得
た基準値に基づいて設定される。
【0007】すなわち、図7に示すように、枝配線P
1,P2間が短絡していると、抵抗値Rが低くなり、し
きい値±Thから外れる。これにより、枝配線間に短絡
ありと判定される。また、図8に示すように、いずれか
一方の枝配線(この例では枝配線P2)が断線していれ
ばR≒∞となるため、これをもって断線ありと判定され
る。
【0008】抵抗測定は、抵抗測定器の測定プローブを
配線パターンの端点に接触させることにより行われる
が、図9に模式的に示すように、例えば端点P1aに対
するプローブの接触位置が、良品基板から基準値を得た
際には図示実線位置であるのに対して、実際の検査時に
図示鎖線位置のようにずれると、プローブ間の抵抗値が
変わってしまうため、正確な測定ができず判定ミスが生
ずることがある。
【0009】また、プローブの接触位置に上記のような
ずれがなく、正確に配線パターンの抵抗値が測定できた
としても、配線パターン形成時の製造誤差(線幅のばら
つきなど)が大きいと、基準値に対する最適なしきい値
を設定することが困難となる。
【0010】ちなみに、配線パターン形成時の製造誤差
により、例えば線幅が広く形成された場合には、短絡し
てしまっているパターンの抵抗値とほぼ同値になること
があり、このような場合には、しきい値を設定できなく
なる。
【0011】一例として、配線パターンの抵抗値100
mΩを基準として、そのしきい値を±10%の90〜1
10mΩに設定したとして、例えば120mΩ位の抵抗
値をもつ配線パターンが隣の配線パターンと短絡して1
10mΩになると、短絡しているにもかかわらず良品と
判断されることになる。
【0012】また、上記従来例ではしきい値を設定する
うえで、あらかじめ良品である配線パターンをもった回
路基板をビジュアル検査などにより探し出して、その抵
抗値を測定しておく必要があるため、作成された回路基
板の検査を1枚目から行うことができない。
【0013】さらに、抵抗測定による短絡検出は微小な
抵抗変化を捉える必要があるため、測定プローブの接触
抵抗の影響が問題となる。そのため、微小抵抗の測定に
は4端子法が用いられるが、4端子法の測定プローブは
他のプローブよりも高価であり、また、狭いピッチの配
線パターンへのプロービングが困難となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、配線パターンの端点に対するプロービング位置
によって検査精度が左右されることがなく、また、あら
かじめ良品基板から判定基準となるデータを収集する必
要をなくして、作成された回路基板の1枚目から隣接パ
ターンの断線・短絡検査を行えるようにすることにあ
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願の第1発明は、幹配線と、それぞれ一方の端点
(幹側端点)が上記幹配線に接続された複数の枝配線と
を有する回路配線の上記枝配線間の短絡および上記各枝
配線の断線の有無を検査する回路配線検査方法におい
て、隣接する所定の第1および第2枝配線を検査するに
あたって、測定信号発生源より上記第1枝配線の他方の
端点(反幹側端点)に測定信号を印加した状態の下で、
上記幹配線の上記第2枝配線の幹側端点よりも反第1枝
配線側の所定箇所を電圧測定基準点として、電圧測定手
段にて上記第2枝配線の反幹側端点と上記電圧測定基準
点との間の電圧V1と、上記第2枝配線の幹側端点と上
記電圧測定基準点との間の電圧V2とを測定し、V1=
V2(ただし、V1,V2がともに0Vのときを除く)
のとき良品と判定することを特徴としている。
【0016】なお、V1=V2以外の場合、すなわちV
1≠V2(ただし、V1,V2の少なくとも一方が0V
もしくは読み値不定のときを除く)のときには短絡あり
と判定でき、V1,V2の少なくとも一方が0Vもしく
は読み値不定のとき断線ありと判定することができる。
【0017】このように、本発明によれば、2つの電圧
V1,V2を比較するだけでよいため、配線パターンの
端点に対するプロービング位置によって検査精度が左右
されることがない。また、あらかじめ良品基板から判定
基準となるデータを収集する必要もなく、作成された回
路基板の1枚目から隣接パターンの断線・短絡検査を行
うことができる。
【0018】さらには、測定プローブの接触抵抗による
影響を受けないため、通常の安価な測定プローブを使用
でき、しかも4端子法のように1ラインに付き4本の測
定プローブをプロービングする必要もないため、狭いピ
ッチの配線パターンの測定も容易にできる。
【0019】上記測定信号発生源は、直流または交流の
いずれであってもよい。また、測定信号も電圧もしくは
電流のいずれであってもよい。すなわち、直流電圧発生
器,直流電流発生器,交流電圧発生器,交流電流発生器
のすべてが使用可能である。
【0020】また、上記第2枝配線の反幹側端点と上記
電圧測定基準点との間の電圧V1を測定する電圧測定手
段と、上記第2枝配線の幹側端点と上記電圧測定基準点
との間の電圧V2を測定する電圧測定手段を別々に備え
ていてもよいが、電圧検出手段を一つとして、上記電圧
V1,V2のいずれか一方の電圧を測定した後、いずれ
か他方の電圧を測定するようにしてもよい。
【0021】上記第1枝配線の反幹側端点に対する測定
信号印加用のプローブおよび上記第2枝配線の幹側端
点,反幹側端点に対する電圧測定用のプローブは可動プ
ローブで、上記電圧測定基準点に対する電圧測定用のプ
ローブには固定プローブを用いることにより、実質的に
2本の可動プローブで本発明の検査が可能となり、複雑
なプローブ駆動機構を必要としない。
【0022】また、本願の第2発明は上記第1発明を装
置化したもので、幹配線と、それぞれ一方の端点(幹側
端点)が上記幹配線に接続された複数の枝配線とを有す
る回路配線の上記枝配線間の短絡および上記各枝配線の
断線の有無を検査する回路配線検査装置において、隣接
する所定の第1および第2枝配線の内の上記第1枝配線
の他方の端点(反幹側端点)に測定信号を印加する測定
信号発生源と、上記幹配線の上記第2枝配線の幹側端点
よりも反第1枝配線側の所定箇所を電圧測定基準点とし
て、上記第2枝配線の反幹側端点と上記電圧測定基準点
との間の電圧V1と、上記第2枝配線の幹側端点と上記
電圧測定基準点との間の電圧V2とを測定する電圧測定
手段と、上記電圧V1,V2により上記枝配線間の短絡
および上記各枝配線の断線の有無を判定する制御手段と
を備えていることを特徴としている。
【0023】この第2発明において、上記制御手段は上
記第1発明と同様に、V1=V2(ただし、V1,V2
がともに0Vのときを除く)のとき良品と判定し、それ
以外のとき、すなわちV1≠V2(ただし、V1,V2
の少なくとも一方が0Vもしくは読み値不定のときを除
く)のときには短絡ありと判定し、V1,V2の少なく
とも一方が0Vもしくは読み値不定のとき断線ありと判
定する。
【0024】
【発明の実施の形態】次に、図1ないし図4により、本
発明の実施形態について説明する。この実施形態は、先
の図6で説明した幹配線Mと、幹配線Mから分岐された
複数の枝配線P1〜PNとを有する回路配線の枝配線の
断線および枝配線間の短絡を検査する場合についてのも
ので、説明の便宜上、幹配線Mに対する各枝配線P1〜
PNの接続点を幹側端点とする。
【0025】図1に示すように、この実施形態に係る回
路配線検査装置10は、測定信号発生源としての直流電
圧発生器11と、第1および第2の2つの電圧計21,
22と、制御手段としてのCPU31と、検査結果を表
示する表示器32とを備えている。
【0026】複数ある枝配線P1〜PNのうち、隣接す
る2つの枝配線として枝配線P1,P2を例にして、配
線の断線検査および配線間の短絡検査を行う場合につい
て説明する。この検査には、4本の測定プローブQ1〜
Q4が用いられる。
【0027】図2(a)を参照して、直流電圧発生器1
1の正極側を測定プローブQ1を介して一方の第1枝配
線P1の反幹側端点P1aに接触させる。第1電圧計2
1の一方の入力端子を測定プローブQ2を介して他方の
第2枝配線P2の反幹側端点P2aに接触させる。第2
電圧計22の一方の入力端子を測定プローブQ3を介し
て第2枝配線P2の幹側端点P2bに接触させる。
【0028】そして、直流電圧発生器11の負極側,第
1電圧計21の他方の入力端子および第2電圧計22の
他方の入力端子をともに測定プローブQ4に接続し、測
定プローブQ4を幹配線Mの電圧測定基準点Xに接触さ
せる。この電圧測定基準点Xは、測定電流の流れる方向
から見て、第2枝配線P2のの幹側端点P2bよりも下
流側の任意の箇所であってよい。
【0029】なお、この実施形態とは異なり、直流電圧
発生器11をその正極と負極とを入れ替えて用いる場合
には、電圧測定基準点Xは、そのときの電流の流れる方
向から見て、第2枝配線P2の幹側端点P2bよりも上
流側の任意の箇所に設定されることになる。
【0030】すなわち、第1枝配線P1側から測定信号
を印加するにしても、反対に電圧測定基準点X側から測
定信号を印加するにしても、電圧測定基準点Xは、その
電圧測定基準点Xと第1枝配線P1との間に第2枝配線
P2が存在するような位置に設定される。
【0031】CPU31は、直流電圧発生器11より第
1枝配線P1の反幹側端点P1aに所定の電圧を印加し
た状態での第1電圧計21と第2電圧計22の測定値を
読み込んで、短絡・断線の有無を判定する。図2(a)
の回路を抵抗で表した等価回路を図2(b)に示す。
【0032】第1枝配線P1と第2枝配線P2間が短絡
していない場合、電流は第1枝配線P1の反幹側端点P
1aから第1枝配線P1および幹配線Mを通って電圧測
定基準点Xに流れ込む。なお、電圧計21(22)は入
力インピーダンスが高いため、第2枝配線P2には電流
が流れない。
【0033】これにより、第1電圧計21と第2電圧計
22はともに、第2枝配線P2の幹側端点P2bと電圧
測定基準点Xとの間に存在する抵抗RXで生ずる電圧を
測定することになる。したがって、第1電圧計21の測
定値V1と第2電圧計22の測定値V2はV1=V2
(同値)で、これをもってCPU31は短絡なし(良
品)と判定し、必要に応じてその結果を表示器32に表
示する。
【0034】なお、ここで言うV1=V2(同値)と
は、完全同値に限られるものでなく、上記電圧V1,V
2がともに実質的に良品と見なしてよいしきい値幅内に
存在する場合も含む。すなわち、良品基準値をVre
f、そのしきい値を±αとした場合、V1,V2がとも
にVref±αの範囲内であれば良品としてよい。
【0035】次に、図3に示すように、第1枝配線P1
と第2枝配線P2との間がAs−Bs点間で短絡してい
る場合、反幹側端点P1aから第1枝配線P1に流れる
電流は、As点で幹側端点P1bに至る電流と、As−
Bs間を経由して第2枝配線P2の一部分を通ってその
幹側端点P2bに至る電流とに分流される。
【0036】ここで、第2枝配線P2において、その反
幹側端点P2aとBs点との間の抵抗をRB1とし、B
s点と幹側端点P2bとの間の抵抗をRB2とすると、
上記したように電圧計21は入力インピーダンスが高い
ため、抵抗RB1には電流が流れない。
【0037】したがって、第1電圧計21は抵抗(RB
2+RX)に生ずる電圧を測定し、第2電圧計22は抵
抗RXに生ずる電圧を測定することになり、第1電圧計
21の測定値V1と第2電圧計22の測定値V2はV1
≠V2となる。これにより、CPU31は短絡あり(不
良品)と判断して、その結果を表示器32に表示する。
【0038】次に、断線の場合について説明する。図4
(a)に示すように、第1枝配線P1が断線している場
合には、第1電圧計21の測定値V1と第2電圧計22
の測定値V2はともに0〔V〕となる。
【0039】これに対して、図4(b)に示すように、
第2枝配線P2が断線している場合には、第2電圧計2
2の測定値V2はV2≠0〔V〕であるが、第1電圧計
21の測定値V1は読み値が不定(デジタル表示値がち
らついて定まらない状態)となる。
【0040】すなわち、電圧計は一般的に内部抵抗が高
いため、第1電圧計21の測定電圧は0〔V〕にならず
不安定に電圧になるからである。しかしながら、この読
み値不定も良品・不良品の判断材料となり、この現象が
生じた場合には、断線ありと判定することができる。
【0041】このように、V1,V2がともに0〔V〕
もしくはそのいずれか一方の読み値が不定のとき、CP
U31は断線あり(不良品)と判断して、その結果を表
示器32に表示する。第1枝配線P1と第2枝配線P2
の検査が終了したら、次に例えば枝配線P2,P3に測
定プローブをずらしてすべての隣り合う配線の短絡・断
線検査を行う。
【0042】なお、上記実施形態では測定信号発生源に
直流電圧発生器11を用いているが、直流電流発生器,
交流電圧発生器,交流電流発生器などを採用してもよ
い。また、2台の電圧計21,22を用いているが、電
圧計を例えば一方の電圧計21のみとし、その測定プロ
ーブQ2を反幹側端点P2aに接触させて電圧V1を測
定した後、測定プローブQ2を幹側端点P2b側に接触
させて電圧V2を測定するようにしてもよく、これによ
れば電圧計1台,測定プローブ3本で済ませられる。
【0043】なお、電圧測定基準点Xをすべての枝配線
に対して共通の箇所に設定すれば、その測定プローブQ
4は動かす必要がないため、固定式の測定プローブとし
てもよい。これによれば、可動プローブ2本で検査が可
能となる。
【0044】また、各枝配線の検査ポイントに測定プロ
ーブを配置してなるピンボードを作製して、それらの測
定プローブを同時に各枝配線の検査ポイントに接触させ
るようにしてもよい。この場合には、多数の測定プロー
ブが必要となるが、高速検査が可能となる点でメリット
がある。
【0045】上記実施形態では、隣接する2つの枝配線
の検査が終了したら、測定プローブの位置をずらして、
次の隣接する2つの枝配線の検査を行うようにしている
が、別の手順として、すべての枝配線について、まず例
えば電圧V1を測定してそのデータを保持し、その後に
すべての枝配線について電圧V2を測定しながら、電圧
V1と比較するようにしてもよい。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
幹配線と、それぞれ一方の端点(幹側端点)が幹配線に
接続された複数の枝配線とを有する配線パターンの隣接
する枝配線間の短絡および各枝配線の断線を検査するに
あたって、測定信号発生源より一方の枝配線の反幹側端
点に測定信号を印加した状態の下で、幹配線上の所定箇
所に電圧測定基準点を設定し、電圧測定手段にて他方の
枝配線の反幹側端点と電圧測定基準点との間の電圧V1
と、同じく他方の枝配線の幹側端点と電圧測定基準点と
の間の電圧V2とを測定し、これらの電圧V1,V2に
より短絡・断線の有無を判断するようにしたことによ
り、配線パターンの端点に対するプロービング位置によ
って検査精度が左右されることなく、高精度の検査を行
うことができる。
【0047】また、あらかじめ良品基板から判定基準と
なるデータを収集する必要がないため、作成された回路
基板の1枚目から隣接パターンの断線・短絡検査を行う
ことができる。
【0048】さらには、測定プローブの接触抵抗による
影響を受けないため、通常の安価な測定プローブを使用
でき、しかも4端子法のように1ラインに付き4本の測
定プローブをプロービングする必要もないため、狭いピ
ッチの配線パターンの測定も容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を説明するための模式図。
【図2】上記実施形態で良品パターン時の場合を説明す
るための模式図。
【図3】上記実施形態で短絡パターン時の場合を説明す
るための模式図。
【図4】上記実施形態で断線パターン時の場合を説明す
るための模式図。
【図5】一般的な隣接配線パターン間の短絡および断線
検査を説明するための模式図。
【図6】幹配線から分岐された枝配線の従来技術による
短絡・断線検査を説明するための模式図。
【図7】上記枝配線間が短絡している場合の説明図。
【図8】上記枝配線が断線している場合の説明図。
【図9】上記従来技術における問題点を説明するための
説明図。
【符号の説明】
10 回路配線検査装置 11 直流電圧発生器 21,22 電圧計 31 CPU 32 表示器 M 幹配線 P1〜PN 枝配線 P1a,P2a 反幹側端点 P1b,P2b 幹側端点 Q1〜Q4 測定プローブ X 電圧測定基準点

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 幹配線と、それぞれ一方の端点(幹側端
    点)が上記幹配線に接続された複数の枝配線とを有する
    回路配線の上記枝配線間の短絡および上記各枝配線の断
    線の有無を検査する回路配線検査方法において、 隣接する所定の第1および第2枝配線を検査するにあた
    って、測定信号発生源より上記第1枝配線の他方の端点
    (反幹側端点)に測定信号を印加した状態の下で、上記
    幹配線の上記第2枝配線の幹側端点よりも反第1枝配線
    側の所定箇所を電圧測定基準点として、電圧測定手段に
    て上記第2枝配線の反幹側端点と上記電圧測定基準点と
    の間の電圧V1と、上記第2枝配線の幹側端点と上記電
    圧測定基準点との間の電圧V2とを測定し、V1=V2
    (ただし、V1,V2がともに0Vのときを除く)のと
    き良品と判定することを特徴とする回路配線検査方法。
  2. 【請求項2】 上記電圧V1と上記電圧V2とが、V1
    ≠V2(ただし、V1,V2の少なくとも一方が0Vも
    しくは読み値不定のときを除く)のとき短絡ありと判定
    し、V1,V2の少なくとも一方が0Vもしくは読み値
    不定のとき断線ありと判定する請求項1に記載の回路配
    線検査方法。
  3. 【請求項3】 上記測定信号発生源として、直流または
    交流の電圧もしくは電流発生手段が用いられる請求項1
    または2に記載の回路配線検査方法。
  4. 【請求項4】 上記電圧検出手段が一つであって、上記
    電圧V1,V2のいずれか一方の電圧を測定した後、い
    ずれか他方の電圧を測定する請求項1,2または3に記
    載の回路配線検査方法。
  5. 【請求項5】 上記第1枝配線の反幹側端点に対する測
    定信号印加用のプローブおよび上記第2枝配線の幹側端
    点,反幹側端点に対する電圧測定用のプローブは可動プ
    ローブで、上記電圧測定基準点に対する電圧測定用のプ
    ローブには固定プローブを用いる請求項1,2,3また
    は4に記載の回路配線検査方法。
  6. 【請求項6】 幹配線と、それぞれ一方の端点(幹側端
    点)が上記幹配線に接続された複数の枝配線とを有する
    回路配線の上記枝配線間の短絡および上記各枝配線の断
    線の有無を検査する回路配線検査装置において、 隣接する所定の第1および第2枝配線の内の上記第1枝
    配線の他方の端点(反幹側端点)に測定信号を印加する
    測定信号発生源と、 上記幹配線の上記第2枝配線の幹側端点よりも反第1枝
    配線側の所定箇所を電圧測定基準点として、上記第2枝
    配線の反幹側端点と上記電圧測定基準点との間の電圧V
    1と、上記第2枝配線の幹側端点と上記電圧測定基準点
    との間の電圧V2とを測定する電圧測定手段と、 上記電圧V1,V2により上記枝配線間の短絡および上
    記各枝配線の断線の有無を判定する制御手段とを備え、 上記制御手段は、V1=V2(ただし、V1,V2がと
    もに0Vのときを除く)のとき良品と判定し、それ以外
    のとき不良品と判定することを特徴とする回路配線検査
    装置。
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