JP2005300386A - 回路基板検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数回路の回路基板を検査するため直流電流と交流電流を重畳した試験電流を流してジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性に起因したクラック又は狭窄部から発生する交流電流の二次高調波を観測して潜在的な欠陥を検出する装置及び方法において、検査に要する時間を短くして高速に回路基板を検査できる回路基板検査装置及び方法を提供する。
【解決手段】 本発明の回路基板検査装置は、第１直流電源（２１ａ）、第２直流電源（２１ｂ）及び交流電源（２２）と、被検査回路の両端に接続するためにそれぞれ対をなす第１プローブ組（２３ａ、２４ａ）及び第２プローブ組（２３ｂ、２４ｂ）と、交流電源を第１プローブ組又は第２プローブ組に切替えて接続するためのスイッチ（４０）とを含み、スイッチにより、複数の被検査回路間で予熱及び検査を切替え、検査前に予熱を並列に行うことで全体の検査時間の短縮を図る。
【選択図】 図３

Description

本発明は、回路基板検査装置及び検査方法に関し、より詳細には、非破壊的に被検査回路の異常に細い個所（狭窄部やクラック）等の潜在的な欠陥を検知するために、直流電流と交流電流を重畳させた試験電流を被検査回路に流し、その際に被検査回路の異常に細い個所等で発生するジュール熱による加熱及び冷却サイクルに起因して生ずる試験電流の二次高調波を観測する回路基板検査装置及び検査方法に関する。

出荷前に製造された回路基板を、回路基板中の回路が設計通り電気的に正しく機能するかどうか検査する必要がある。この回路検査のためには、被検査回路が回路基板上に露呈している個所は目視又は拡大画像により断線や短絡の有無を検査することが可能である。しかし、被検査回路が回路基板中に配線されていて露呈していない個所は、被検査回路に試験電流を流して導通検査（断線検査）や絶縁検査（短絡検査）の非破壊的な検査をする必要がある。

しかし、試験電流を流して行う導通検査では、被検査回路の異常に細い個所（狭窄部又はクラック）等がある場合でも、この異常に細い個所等が電気を通すと検知することができない。このような被検査回路の異常に細い個所等は出荷前の導通検査では断線欠陥としては検知できないけれども、出荷後のユーザにおける回路基板の使用経過につれて狭窄部が切れ又はクラックが拡大して断線する可能性がある潜在的な欠陥である。従って、出荷前にこのような被検査回路の異常に細い個所等の潜在的な欠陥も検知する必要がある。

特許文献１には、回路基板中のこのような潜在的な欠陥を非破壊的に検知する装置及び方法が記載されている。この検知装置及び方法の原理は、直流電流と交流電流を重畳させた試験電流を被検査回路に流した際に発生するジュール熱による加熱及び冷却の温度サイクルに起因して生ずる試験電流の二次高調波を観測して潜在的な欠陥を検知するものである。すなわち、直流電流と交流電流を重畳させた試験電流を被検査回路に流し、被検査回路の異常に細い個所が存在するとその個所の抵抗によりジュール熱が発生する。被検査回路は熱絶縁性の高い絶縁体上又はその中にあるため交流電流の変化に関係して異常に細い個所の温度が局所的にサイクル的に変化する。抵抗値は温度の関数であるので、温度変化に従ってその個所の抵抗値が変化する。この抵抗値の変化に従い異常に細い個所を流れる電流が変化する。このように変化する抵抗値を持つ異常に細い個所を流れる電流が交流電流の偶数次高調波を含む電圧応答を発生する。この交流電流の二次高調波を観測することで、被検査回路中の異常に細い個所を検知することができる。

特開昭５８−１９１９７３号公報

しかし、特許文献１に記載されている検査装置及び検査方法では、導電性の被検査回路パターンと絶縁性基板の温度特性を利用しているため、被検査回路パターンの定常的な加熱及び冷却のサイクル状態への予熱時間を待って二次高調波を観測する必要があり、この結果、回路基板中に複数の被検査回路パターンが存在する場合、全てを検査するのに検査時間が長くなるという欠点がある。

本発明は、上記欠点を解決して高速に検査できることに加えて、さらに精度良く回路基板中の回路の潜在的な欠陥を検出することができるようにした回路基板検査装置及び検査方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明は以下の構成を有する回路基板検査装置及び検査方法を提供する。

請求項１に記載された本発明は、複数の回路を含む回路基板を検査するため、直流電流と交流電流とを重畳した試験電流を回路基板の被検査回路に流して、試験電流のジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性により被検査回路のクラック又は狭窄部から発生する交流電流の二次高調波を観測して被検査回路の潜在的な欠陥を検出する装置であって、直流電流を発生するための第１及び第２直流電源と、所定の周波数の交流電流を発生するための交流電源と、被検査回路の両端に接続するためにそれぞれ対をなす第１及び第２プローブ組と、交流電源を第１プローブ組又は第２プローブ組に切替えて接続するためのスイッチと、第１又は第２プローブ組から取り出された電流に含まれる交流電源の周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出する検知回路と、を含み、スイッチが、検査前に予熱するために第１又は第２直流電源のいずれか一方からの直流電流を第１又は第２プローブ組を介して被検査回路に流し、検査時に第１又は第２の直流電源のいずれか一方からの直流電流と交流電源からの交流電流を重畳した試験電流を生成して第１又は第２プローブ組を介して被検査回路へ流し、第１プローブ組に接続された被検査回路及び第２プローブ組に接続された被検査回路との間で予熱及び検査を切替えることができる回路基板検査装置を提供する。

請求項２に記載された本発明は、複数の回路を含む回路基板を検査するため、直流電流と交流電流とを重畳した試験電流を回路基板の被検査回路に流して、試験電流のジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性により被検査回路のクラック又は狭窄部から発生する交流電流の二次高調波を観測して被検査回路の潜在的な欠陥を検出する装置であって、直流電流を発生するための第１及び第２直流電源と、互いに干渉しない所定の第１及び第２周波数の交流電流を発生するための第１及び第２交流電源と、被検査回路の両端に接続するためにそれぞれ対をなす第１及び第２プローブ組と、第１又は第２直流電源からの直流電流と第１又は第２交流電源からの交流電流とを重畳した試験電流を生成して第１又は第２プローブ組へ与える手段と、第１プローブ組から取り出された電流に含まれる第１交流電源の第１周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を含む欠陥を検出する第１検知回路と、第２プローブ組から取り出された電流に含まれる第２交流電源の第２周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出する第２検知回路と、を含み、第１及び第２プローブ組で２つの被検査回路を同時に検査をすることができる回路基板検査装置を提供する。

請求項３に記載された本発明は、被検査回路の回路（以下、「回路パターン」とも言う）の断面積の大きさを入力する回路幅入力手段と、直流電流又は交流電流の電流値の大きさを、回路幅入力手段で入力された被検査回路の回路の断面積の大きさに基づいて、検知回路で観測される二次高調波が大きくなるように調節する手段と、をさらに含む前記請求項のいずれかに記載の回路基板検査装置を提供する。

請求項４に記載された本発明は、被検査回路の回路長（すなわち、回路パターン長）の大きさ及び回路基板の材料の種類を入力する回路長等入力手段と、交流電源の所定の周波数の大きさを、回路長等入力手段で入力された被検査回路の回路長の大きさ及び回路基板の材料の種類に基づいて、検知回路で観測される二次高調波が大きくなるように調節する手段と、をさらに含む前記請求項のいずれかに記載の回路基板検査装置を提供する。

請求項５に記載された本発明は、複数の回路を含む回路基板を検査するため、直流電流と交流電流を重畳した試験電流を回路基板の被検査回路に流して、試験電流のジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性により被検査回路のクラック又は狭窄部などから発生する交流電流の二次高調波を観測して被検査回路の潜在的な欠陥を検出する方法であって、第１及び第２直流電流を発生するステップと、所定の周波数の交流電流を発生するステップと、第１又は第２直流電流のいずれかを検査前の被検査回路に流して予熱するステップと、第１又は第２直流電流のいずれかと交流電流とが重畳された試験電流を予熱後の被検査回路に流すステップと、被検査回路から取り出された試験電流に含まれる所定の周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出するステップと、を含む回路基板検査方法を提供する。

請求項１に記載された本発明の回路基板検査装置によれば、２つの直流電源と交流電源を第１及び第２プローブ組に交互に切替えるスイッチとを備えることにより、被検査回路の予熱及び検査を切替えることができるので、予熱に要する時間と検査に要する時間を並列的に実行でき、複数の回路を有する回路基板の検査時間を短縮できる。

請求項２に記載された本発明の回路基板検査装置によれば、２つの直流電源と互いに干渉しない周波数を持つ２つの交流電源と第１及び第２プローブ組と第１及び第２検知回路とを備えることにより、第１及び第２プローブ組で２つの被検査回路を同時に検査をすることができ、複数の回路を有する回路基板の検査時間を短縮できる。

請求項３に記載された本発明の回路基板検査装置によれば、入力された被検査回路の回路の断面積の大きさに基づいて、正常な被検査回路が試験電流により焼損してしまうことを防止しながら観測される二次高調波が大きくなるように電流値を調節することにより、精度の高い回路基板の検査ができる。

請求項４に記載された本発明の回路基板検査装置によれば、入力された被検査回路の回路長の大きさ及び回路基板の材料（回路基板の絶縁部分を構成するガラスエポオキシ、セラミック等）の種類に基づいて、観測される二次高調波が大きくなるように周波数を調節することにより、精度の高い回路基板の検査ができる。

請求項５に記載された本発明の回路基板検査方法によれば、検査前に被検査回路を第１又は第２直流電源のいずれかからの直流電流で予熱をした後に、交流電源からの交流電流を重畳した試験電流で検査するために、検査時間を短くできる。

まず、特許文献１に記載されている従来の非破壊的に被検査回路の異常に細い個所（狭窄部やクラック）等の潜在的な欠陥を検知するため、直流電流と交流電流を重畳させた試験電流を被検査回路に流し、その際に被検査回路の異常に細い個所等で発生するジュール熱による加熱及び冷却サイクルに起因して生ずる試験電流の二次高調波を観測する回路基板検査装置及び検査方法の原理を簡単に説明する。

図１に、回路基板の回路に含まれる被検査回路１０のモデル化した異常に細い個所１１である潜在的な欠陥を示す。この異常に細い個所１１は相対的に高い抵抗値Ｒを持ち、直流電流と周波数ｆ₀の正弦波交流電流とを重畳した試験電流（例えば、図７に示す）を被検査回路１０に流すと、上述したように異常に細い個所１１で発生するジュール熱による加熱特性及び冷却特性に起因して二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶを発生する。この二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶの大きさは、異常に細い個所１１の抵抗値Ｒの三乗に約比例することが特許文献１の４頁左下欄に示されている。このため、二次高調波電圧の大きさを測定して閾値以上であれば、潜在的な欠陥として検知する。なお、被検査回路１０は異常に細い個所１１には起因しない二次高調波電圧２ｆ₀ＣＶも同時に発生するが、これは特許文献１に記載されるように異常に細い個所１１に起因した二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶとは位相が約９０度異なるために位相検出器を通すことで、取り除くことができる。

図２に、潜在的な欠陥を検知するために特許文献１に記載されている従来の検知回路２０の要部のブロック図を示す。電源１は直流電源２１及び周波数ｆ₀の正弦波交流電源を持つ。直流電源２１からの直流電流は交流電源２２からの周波数ｆ₀を持つ正弦波交流電流と重畳されて試験電流（例えば、図７に示す）を生成し、一対のプローブ２３及び２４の組を介して被検査回路１０に流される。プローブ２３から取り出された被検査回路１０からの電流は、ｆ₀除去フィルタ２５で基本周波数ｆ₀成分が除去されて、二次高調波成分（２ｆ₀ＧＶ＋２ｆ₀ＣＶ）を含んだ電流が線型増幅器２６で増幅された後、２ｆ₀帯域フィルタ２７で二次高調波成分（２ｆ₀ＧＶ＋２ｆ₀ＣＶ）を含んだ電流のみが取り出され、そして、増幅器２８により増幅される。

一方、交流電源２２により生成された周波数ｆ₀を持つ正弦波電流は周波数二倍器２９で周波数が２倍にされ、２ｆ₀帯域フィルタ３０で二次高調波の２ｆ₀出力のみが取り出される。検知回路２０は、被検査回路１０の異常に細い個所１１に起因して発生する二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶの位相が、同時に発生する被検査回路１０の異常に細い個所１１に起因しない二次高調波電圧２ｆ₀ＣＶの位相と９０度ずれていることを利用して、被検査回路１０の異常に細い個所１１に起因して発生する二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶを弁別するが、その弁別を最大にするために、移相器３１で二次高調波出力の位相が若干ずらされる。

そして、位相検出器３２で、被検査回路１０の異常に細い個所１１に起因して発生する二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶのみが取り出される。この取り出された二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶは、対数増幅器３３、しきい値検出器３４を経て、故障指示器３５により潜在的な欠陥である異常に細い個所１１の検知を指示するのに使用される。

上述したように、被検査回路１０の異常に細い個所１１に起因して発生する二次高調波電圧２ｆ₀ＧＶは、異常に細い個所１１に流れる試験電流のジュール熱による加熱及び冷却サイクルによるものであるので、被検査回路パターンと絶縁性基板の加熱及び冷却の温度特性を利用している。この結果、被検査回路パターンが定常的な加熱及び冷却サイクルの状態に達する予熱時間を待って二次高調波を観測しないと、被検査回路１０の異常に細い個所１１に起因して発生する二次高調波の正確な測定はできない。このために、試験電流を被検査回路１０に予め流して検査する前に定常状態に達するように予熱をしておく必要がある。したがって、特許文献１に開示される従来の回路基板検査装置及び検査方法では、被検査回路を検査する前に試験電流による予熱の時間を別に必要とし、検査時間が長いという問題がある。特に、回路基板に含まれる被検査回路の数が多くなると検査時間が長時間になる。本発明は、被検査回路の予熱と検査を並行的に行うことができるようにして、この問題を解決している。

図３に、本発明の好ましい１つの実施の形態による回路基板検査装置の要部の回路ブロック図を示す。図３においては、図２と同様な部分には同様な参照符号を付している。

図３の実施例においては、２つの被検査回路１０ａ及び１０ｂが示されている。しかし、実際は２つ以上の多数の被検査回路が図示しない回路基板中に含まれており、簡略化のために２つのみを示す。本実施例の回路基板検査装置は、２つの同じ直流電源２１ａ及び２１ｂと１つの交流電源２２を含んだ電源１ｃを備えている。さらに、本実施例の回路基板検査装置は、２つの被検査回路１０ａ及び１０ｂの両端に同時に接続することができるように、２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂを備えている。電源１ｃの各直流電源２１ａ、２１ｂは、２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂの各組にそれぞれ接続している。

２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂの各組は、スイッチ４０を介して交流電源２２に接続している。スイッチ４０は、選択的に電源１ｃの交流電源２２を２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂのいずれか１つの組に接続する。本実施の形態の回路基板検査装置は、図２と同じ検知回路２０を含み、スイッチ４０を介して交流電源２２に選択的に接続された２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂのいずれか１方の組に接続される。本実施の形態の回路基板検査装置は、制御装置４１をさらに含む。制御装置４１は、スイッチ４０を切替えて、交流電源２２及び検知回路２０を２つのプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂのいずれか一方に接続し、そして、２つのプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂのいずれか他方に直流電源２１ａ、２１ｂのみを接続する。

本実施の形態では、制御回路４１により制御されるスイッチ４０は直流電源２１ｂのみが接続されたプローブ組２３ｂ、２４ｂに予熱するための直流電流を検査前の被検査回路１０ｂに流す。また、制御回路４１により制御されるスイッチ４０は直流電源２１ａ及び交流電源２２をプローブ組２３ａ、２４ａに接続して直流電流と交流電流とが重畳された試験電流を検査のために被検査回路１０ａに流す。検知回路２０は図２において上述したように試験電流が流された被検査回路１０ａから二次高調波を観測して潜在的な欠陥である異常に細い個所１１が存在するか否かを検出する。

制御回路４１は検知回路２０による被検査回路１０ａの観測が終了すると、次の検査のためにスイッチ４０を切替えて交流電源２２をプローブ組２３ｂ、２４ｂに接続して、直流電源２１ｂにより予熱済みの被検査回路１０ｂに直流電流と交流電流とが重畳された試験電流を流す。検知回路２０ａは予熱済みの被検査回路１０ｂから直ちに二次高調波を観測して潜在的な欠陥である異常に細い個所１１が存在するか否かを検出することができる。

一方、制御回路４１は検知回路２０による被検査回路１０ａの観測が終了すると、プローブ組２３ａ、２４ａを検査済みの被検査回路１０ａから移動して、次の次に検査を受ける図示しない被検査回路の両端に接続して直流電源２１ａから直流電流により予熱する。

図８（Ａ）に、従来の一対のプローブ組を持つ回路基板検査装置による検査工程のタイムチャートを示す。この図８（Ａ）に示されるように、１対のプローブ組２３、２４の移動及び被検査回路１０の両端への接続する工程８１、検査前に被検査回路１０を直流電流により予熱する工程８２、被検査回路１０に直流電流及び交流電流を重畳した試験電流を流して潜在的な欠陥を検査する工程８３が、単線的、直列的に行われる。すなわち、検査工程８３は、移動工程８１と予熱工程８２とを含む１サイクル中に１回しか行うことができない。
図８（Ｂ）に、図３に示す本発明の実施例の二対のプローブ組を持つ回路基板検査装置による検査工程を対比して示す。この図８（Ｂ）に示されるように、２対のプローブ組２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂの移動及び被検査回路１０ａ、１０ｂの両端への接続する工程８１ａ、８１ｂ、検査前に被検査回路１０ａ、１０ｂを直流電流により予熱する工程８２ａ、８２ｂ、被検査回路１０ａ、１０ｂに直流電流及び交流電流を重畳した試験電流を流して潜在的な欠陥を検査する工程８３ａ、８３ｂが、同じ工程が時間的に重ならないように互いにずらして、複線的、並列的に行われる。図８（Ｂ）に示される工程では、図中の左から２番目の破線の縦線に相当する時点でスイッチ４０（図３）が切替わり、交流電源２２（図３）がプローブ組２３ｂ、２４ｂからプローブ組２３ａ、２４ａに交流電流を切替えて、被検査回路１０ｂの検査工程８３ｂから予熱済みの被検査回路１０ａの検査工程８３ａへ直ちに移る。このようにして、プローブ組の移動工程と被検査回路の予熱工程と検査工程とが並列的に実行でき、検知回路２０が一方のプローブ組の移動や予熱のための工程の時間中においても他方のプローブ組により被検査回路の検査を実行できる。この結果、多数の被検査回路を含んだ回路基板の検査を高速に実行できる。

図４に、本発明の別の実施の形態による回路基板検査装置の要部の回路ブロック図を示す。図４においては、図３と同様な部分には同様な参照符号を付している。

図４に示す実施の形態では、干渉しないように互いに異なる周波数ｆ１、ｆ２を持った正弦波交流電流を発生する交流電源及び直流電流を発生する直流電源をそれぞれ備えた２組の電源１ａ、１ｂを有する。電源１ａ、１ｂは、異なる周波数ｆ１、ｆ２を持つ正弦波交流電流を直流電流に重畳して生成した試験電流を、２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂにそれぞれ接続している。２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂは、それぞれ被検査回路１０ａ、１０ｂに接続して試験電流を流す。図２の検知回路２０と同様な２つの検知回路２０ａ、２０ｂがそれぞれプローブ２３ａ、２４ａに接続されていて、被検査回路１０ａ、１０ｂからのそれぞれの試験電流に重畳されている交流電流の周波数ｆ１、ｆ２の二次高調波を同時的、並列的に観測する。そして、検知回路２０ａ、２０ｂは観測されたそれぞれの周波数ｆ１、ｆ２の二次高調波の大きさから被検査回路１０ａ、１０ｂに含まれる潜在的な欠陥となる異常に細い個所１１の存在の有無を検知する。

制御回路４２は、２対のプローブ組２３ａ、２４ａ及び２３ｂ、２４ｂを２つの被検査回路１０ａ、１０ｂにそれぞれ同時に接続して、２つの検知回路２０ａ、２０ｂによりそれぞれの試験電流に重畳されている交流電流の周波数の二次高調波を同時的、並列的に観測する操作を行う。各電源１ａ、１ｂに含まれる交流電源は、互いに干渉しないように異なる周波数ｆ１、ｆ２を持つため同時的、並列的な検査が２つの検知回路２０ａ、２０ｂで可能である。

このため、２つの被検査回路を同時に検査でき、１対のプローブ組と１つの電源を使用する図２の従来の検査装置に比べて、回路基板の検査時間を約半分程度に減らすことができる。

図５は、本発明のさらに別の実施の形態による回路基板検査装置の検査方法の要部のフローチャートを示す。本実施の形態の検査方法に使用される回路基板検査装置は、回路基板の被検査回路１０の回路パターンの回路断面積の大きさ及び一対のプローブ組が接触するその被検査回路１０の両端の位置情報を入力する図示しない入力手段を備えている。この入力手段は、回路基板の製造データ（設計データからの被検査回路パターンの回路幅及び回路パターンの厚みを含んだもの）、及び両端位置等の設計情報のデジタル化情報を入力することができるコンピュータ及びそれに接続された記憶手段であってよい。回路の断面積は、回路パターン（番号）毎に入力された設計データから得られる回路幅と回路パターンの厚み（回路パターン層厚）との積演算により求めてもよい。さらに、直流電源２１と交流電源２２を含む電源１から出力される直流電流と交流電流の重畳された試験電流の大きさを、その試験電流が流される各被検査回路パターンの回路の断面積の大きさに基づいて、正常な被検査回路パターンを焼損することなく、被検査回路パターン中の異常に細い個所等の潜在的な欠陥により発生される二次高調波を最大にする値に設定するためのコンピュータ等の手段を備えている。

特許文献１の４頁の左下欄には二次高調波の大きさが交流電流の大きさの二乗に比例し、直流電流の大きさの一乗に比例し、異常に細い個所の抵抗値Ｒの三乗に比例することが開示されている。したがって、試験電流の大きさが大きいと二次高調波の大きさが大きくなる。一方、試験電流が流れる際に被検査回路パターンが発生するジュール熱の大きさが、試験電流の大きさの二乗及び被検査回路の全体の抵抗値の大きさの一乗に比例して増大するために、試験電流が大きく且つ被検査回路パターンの回路の断面積が小さいと被検査回路パターンが焼損するおそれがある。このために、各被検査回路パターンの回路の断面積の大きさに基づいて、正常な被検査回路パターンを焼損することなく、被検査回路パターン中の異常に細い個所等の潜在的な欠陥により発生される二次高調波を最大にする値に試験電流値を設定する。

図５に示される本発明の実施の形態の検査方法では、検査開始（ステップ５０）の後に、図示しないコンピュータに入力されている製造情報、設計情報等から被検査回路パターンの回路幅や回路厚やプローブの接触する回路両端位置等の情報を読み取り（ステップ５１）、被検査回路パターンをその回路の断面積が設定値１、２、３より小さいか又は大きいかに応じていくつかのグループに分類する（ステップ５２）。

ステップ５２で設定値１以下の回路の断面積を持つ被検査回路１０には、最小の出力電流１を選択する（ステップ５３）。設定値１よりも大きくて設定値２以下の回路の断面積を持つ被検査回路１０には、出力電流１よりも大きい出力電流２を選択する（ステップ５４）。設定値２よりも大きくて設定値３以下の回路の断面積を持つ被検査回路１０には、出力電流２よりも大きい出力電流３を選択する（ステップ５５）。このようにして、回路の断面積に基づいて出力電流の大きさが選択される。次に、この選択された出力電流の大きさの直流電流と交流電流とが重畳された試験電流を電源１から一対のプローブ組を介してその被検査回路１０の両端に印加するため、一対のプローブ組を移動する（ステップ５６）。そして、選択された出力電流の大きさの試験電流を被検査回路１０の両端間に流して、二次高調波を観測し（ステップ５７）、この二次高調波を観測した結果、被検査回路１０中の潜在的な欠陥１１の有無を示すデータを記憶する（ステップ５８）。回路基板中の全被検査回路パターンの検査が終了したかを判定して（ステップ５９）、全検査が終了したならば終了し、終了していなければ次の被検査回路パターンを検査するためにステップ５１に戻る。

本実施の形態の方法により、被検査回路の回路の断面積の大きさに基づいて、直流電流に交流電流が重畳された試験電流の大きさを、正常な被検査回路を焼損することなく、異常に細い個所等の潜在的な欠陥により発生する二次高調波が大きくなるように選択している。このため、潜在的な欠陥の検出の精度を高めることができる。

図６は、本発明のさらに別の実施の形態による回路基板検査装置の検査方法の要部のフローチャートを示す。本実施の形態の検査方法に使用される回路基板検査装置は、回路基板の被検査回路１０の回路パターンの回路長の大きさ、回路基板の絶縁部分を構成する材料の種類、及び一対のプローブ組が接触するその被検査回路１０の両端の位置情報を入力する図示しない入力手段を備えている。この入力手段は、回路基板の製造データ、設計データから被検査回路パターンの回路長、回路基板の絶縁部分を構成する材料の種類（例えば、ガラスエポオキシ又はセラミック）、及び両端位置等の設計情報のデジタル化情報を入力することができるコンピュータ及びそれに接続された記憶手段であってよい。さらに、直流電流と交流電流の重畳された試験電流を生成する電源１の交流電源の周波数を、その試験電流が流される各被検査回路パターンの回路長の大きさ及び回路基板の絶縁部分を構成する材料の種類に基づいて、被検査回路パターン中の異常に細い個所等の潜在的な欠陥により発生される二次高調波を最大にするような値に設定するためのコンピュータ等の手段を備えている。

図６に示される本発明の実施の形態の検査方法では、検査開始（ステップ６０）の後に、図示しないコンピュータに入力されている製造情報、設計情報等から被検査回路パターンの回路長や、回路基板の絶縁部分を構成する材料の種類や、プローブの接触する回路両端位置等の情報を読み取る（ステップ６１）。そして、被検査回路パターンをその回路長の大きさ及びその回路基板の絶縁材料の種類に基づいて潜在的な欠陥検出に最適な交流電源の周波数の大きさが予め設定されて、最適な周波数が設定値１、２、３より小さいか又は大きいかに対応していくつかのグループに分類する（ステップ６２）。

ステップ６２で設定値１以下の最適な周波数の回路長及び基板絶縁材料を持つ被検査回路１０には、所定の周波数１を選択する（ステップ６３）。設定値１よりも大きくて設定値２以下の最適な周波数の回路長及び基板絶縁材料を持つ被検査回路１０には、所定の周波数２を選択する（ステップ６４）。設定値２よりも大きくて設定値３以下の最適な周波数の回路長及び基板絶縁材料を持つ被検査回路１０には、所定の周波数３を選択する（ステップ６５）。このようにして、回路長の大きさ及び基板絶縁材料に基づいて潜在的な結果の検出を最適にする交流電源の周波数の大きさが選択される。次に、この選択された周波数を持つ交流電流と直流電流とが重畳された試験電流を電源１から一対のプローブ組を介してその被検査回路１０の両端に印加するため、一対のプローブ組を移動する（ステップ６６）。そして、選択された周波数の交流電流が直流電流に重畳された試験電流を被検査回路１０の両端間に流して、選択された周波数の二次高調波を観測し（ステップ６７）、この二次高調波を観測した結果、被検査回路１０中の潜在的な欠陥１１の有無を示すデータを記憶する（ステップ６８）。回路基板中の全被検査回路パターンの検査が終了したかを判定して（ステップ６９）、全検査が終了したならば終了し、終了していなければ次の被検査回路パターンを検査するためにステップ６１に戻る。

本実施の形態の方法により、被検査回路の回路長の大きさ及び基板絶縁材料の種類に基づいて、直流電流に重畳される交流電流の周波数の大きさを、異常に細い個所等の潜在的な欠陥により発生する二次高調波が大きくなるように選択している。このため、潜在的な欠陥の検出の精度を高めることができる。

本発明は、回路基板の検査に利用することができる。

モデル化された被検査回路の異常に細い個所の潜在的な欠陥を示す図。 従来の直流電流と交流電流を重畳させた試験電流を被検査回路に流して二次高調波を観測して潜在的な欠陥を検出する回路基板検査装置の回路ブロック図。 本発明の１つの実施の形態による回路基板検査装置のブロック図。 本発明の別の実施の形態による回路基板検査装置のブロック図。 本発明のさらに別の実施の形態による回路基板検査装置の操作の流れを示すフローチャート図。 本発明のさらに別の実施の形態による回路基板検査装置の操作の流れを示すフローチャート図。 縦軸に直流電流及び交流電流を重畳させた試験電流を、横軸に時間をとって示す図。 従来の一対のプローブ組を持つ回路基板検査装置による検査工程（Ａ）と、図３に示す本発明の実施例による二対のプローブ組を持つ回路基板検査装置による検査工程（Ｂ）とを対比して示す概略的なタイムチャート図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ 電源
１０、１０ａ、１０ｂ 被検査回路
１１ 異常に細い個所（潜在的な欠陥）
２０、２０ａ、２０ｂ 検知回路
２１、２１ａ、２１ｂ 直流電源
２２ 交流電源
２３、２４、２３ａ、２４ａ、２３ｂ、２４ｂ プローブ組
４０ スイッチ
４１、４２ 制御回路

Claims (5)

1. 複数の回路を含む回路基板を検査するため、直流電流と交流電流とを重畳した試験電流を回路基板の被検査回路に流して、試験電流のジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性により被検査回路のクラック又は狭窄部から発生する交流電流の二次高調波を観測して被検査回路の潜在的な欠陥を検出する装置であって、
   直流電流を発生するための第１及び第２直流電源と、
   所定の周波数の交流電流を発生するための交流電源と、
   被検査回路の両端に接続するためにそれぞれ対をなす第１及び第２プローブ組と、
   前記交流電源を前記第１プローブ組又は前記第２プローブ組に切替えて接続するためのスイッチと、
   前記第１又は第２プローブ組から取り出された電流に含まれる前記交流電源の前記周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出する検知回路と、を含み、
   前記スイッチが、検査前に予熱するために前記第１又は第２直流電源のいずれか一方からの直流電流を前記第１又は第２プローブ組を介して被検査回路に流し、検査時に前記第１又は第２の直流電源のいずれか一方からの直流電流と前記交流電源からの交流電流を重畳した試験電流を生成して前記第１又は第２プローブ組を介して被検査回路へ流し、前記第１プローブ組に接続された被検査回路及び前記第２プローブ組に接続された被検査回路との間で予熱及び検査を切替えることができる回路基板検査装置。
2. 複数の回路を含む回路基板を検査するため、直流電流と交流電流とを重畳した試験電流を回路基板の被検査回路に流して、試験電流のジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性により被検査回路のクラック又は狭窄部から発生する交流電流の二次高調波を観測して被検査回路の潜在的な欠陥を検出する装置であって、
   直流電流を発生するための第１及び第２直流電源と、
   互いに干渉しない所定の第１及び第２周波数の交流電流を発生するための第１及び第２交流電源と、
   被検査回路の両端に接続するためにそれぞれ対をなす第１及び第２プローブ組と、
   前記第１又は第２直流電源からの直流電流と前記第１又は第２交流電源からの交流電流とを重畳した試験電流を生成して前記第１又は第２プローブ組へ与える手段と、
   前記第１プローブ組から取り出された電流に含まれる前記第１交流電源の前記第１周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出する第１検知回路と、
   前記第２プローブ組から取り出された電流に含まれる前記第２交流電源の前記第２周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出する第２検知回路と、
   を含み、前記第１及び第２プローブ組で２つの被検査回路を同時に検査をすることができる回路基板検査装置。
3. 前記被検査回路の回路の断面積の大きさを入力する回路幅入力手段と、
   前記直流電流又は交流電流の電流値の大きさを、前記回路幅入力手段で入力された前記被検査回路の前記回路の断面積の大きさに基づいて、前記検知回路で観測される二次高調波が大きくなるように調節する手段と、
   をさらに含む前記請求項のいずれかに記載の回路基板検査装置。
4. 前記被検査回路の回路線長の大きさ及び回路基板の材料の種類を入力する回路長等入力手段と、
   前記交流電源の前記所定の周波数の大きさを、前記回路長等入力手段で入力された前記被検査回路の前記回路長の大きさ及び回路基板の材料の種類に基づいて、前記検知回路で観測される二次高調波が大きくなるように調節する手段と、
   をさらに含む前記請求項のいずれかに記載の回路基板検査装置。
5. 複数の回路を含む回路基板を検査するため、直流電流と交流電流を重畳した試験電流を回路基板の被検査回路に流して、試験電流のジュール熱による被検査回路の加熱及び冷却の温度特性により被検査回路のクラック又は狭窄部などから発生する交流電流の二次高調波を観測して被検査回路の潜在的な欠陥を検出する方法であって、
   第１及び第２直流電流を発生するステップと、
   所定の周波数の交流電流を発生するステップと、
   前記第１又は第２直流電流のいずれかを検査前の被検査回路に流して予熱するステップと、
   前記第１又は第２直流電流のいずれかと前記交流電流とが重畳された試験電流を予熱後の被検査回路に流すステップと、
   被検査回路から取り出された前記試験電流に含まれる前記所定の周波数の二倍の周波数を持つ二次高調波を観測して被検査回路中の潜在的な欠陥を検出するステップと、
   を含む回路基板検査方法。

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