JP2005326259A - 回路基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路基板の導体パターンの良否を短時間で、しかも再現性良く検査する。
【解決手段】非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０と、シールド線２１の芯線２１ａとシールド導体２１ｂとの間に配設された信号源１１と、シールド線２２の芯線２２ａとシールド導体２２ｂとの間に配設された電圧測定回路１２と、シールド線２３の芯線２３ａとシールド導体２３ｂとの間に配設された電流測定回路１３と、測定された電圧Ｖｓおよび電流Ｉｓに基づいて導体パターン５２の良否を判別する演算制御部６とを備え、プローブＨｃ，Ｈｐは測定ポイントＡに接触させられ、プローブＬｃ，Ｌｐは測定ポイントＢに接触させられ、シールド線２１，２２，３１，３２のシールド導体２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂは導電性メッシュシート１０を介して接続させられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象の回路基板における導体パターンの良否を検査する回路基板検査装置に関するものである。

測定対象のインピーダンスを高精度に測定し得る測定装置として、特開平１０−１０１７０号公報に開示された４端子対インピーダンス測定装置が知られている。このインピーダンス測定装置では、同公報中における従来の技術に記載されているように、測定信号源の測定電流が、抵抗および同軸ケーブルを経由してＨｃ測定端子から測定対象の１つの端子へ供給される。この場合、測定電流は、測定対象のもう一方の端子からＬｃ測定端子に流れ、同軸ケーブルを経由して電流計で測定される。一方、測定対象のもう一方の端子の電位が、Ｌｐ測定端子から同軸ケーブルを介してＬｐ増幅回路の反転入力に印加されている。また、Ｌｐ増幅回路の非反転入力はこの同軸ケーブルの外部導体に接続されている。Ｌｐ増幅回路は、その出力に基づいて可変電流源を制御して、測定対象のもう一方の端子の電位を増幅回路の非反転入力の電位に等しくする。これにより、測定対象のもう一方の端子の電位が、同軸ケーブルの外部導体の電位に維持される。この場合、同軸ケーブルの外部導体は互いに接続され、その電位はインピーダンス測定装置のグランド電位に設定されている。したがって、Ｈｐ測定端子から同軸ケーブルを介して電圧計で測定される測定対象の一方の端子の電位は、測定対象の両端に印加される電圧と等しくなる。これにより、この測定装置では、電圧計の電圧測定値と電流計の測定値の比から所望のインピーダンス測定値を求めることが可能となっている。

この場合、この４端子対測定方法では、測定対象に測定電流を供給する同軸ケーブルの内部導体を流れる電流と外部導体を流れる電流とが同じ大きさであって、しかも互いに逆向きで、かつ同一の測定電流経路に沿って流れるため、内部導体の電流によって生じる磁界を外部導体の電流によって生じる磁界で打ち消すことができる。このため、測定電流を供給する同軸ケーブルの周囲に磁界が発生しない結果、電圧検出用の同軸ケーブルと測定電流供給用の同軸ケーブルとが誘導結合しない。したがって、４端子対測定方法は、プローブの接触抵抗の影響を受けないばかりでなく、測定電流に起因した電磁誘導の影響を受けない優れた測定方法であり、低インピーダンスの測定や、高周波測定を正確に実施することができる。このため、本願発明者は、この４端子対測定方法を回路基板検査装置に適用することにより、回路基板の導体パターンについての良否を一層高精度で検査できるのではないかと考えた。
特開平１０−１０１７０号公報（第３頁、第３図）

ところが、発明者は、上記の４端子対測定方法を回路基板検査装置に適用しようとした場合に、以下の改善すべき課題があることを見出した。すなわち、上記の４端子対測定方法では、４本の同軸ケーブルの各外部導体を共に測定装置のグランド電位に規定し、さらに、同軸ケーブルの内部導体を流れる電流と大きさが同じで、しかも逆向きの電流を測定電流の経路に沿って流す必要があるため、Ｈｃ測定端子およびＬｃ測定端子の組と、Ｈｐ測定端子およびＬｐ測定端子の組とを配線材などで電気的に接続する必要がある。この場合、回路基板検査装置では、Ｈｃ測定端子およびＬｃ測定端子の組と、Ｈｐ測定端子およびＬｐ測定端子の組とを、回路基板上に形成された長さのまちまちなすべての導体パターンの各端部にそれぞれ接触させる必要がある。これを実現するためには、Ｈｃ測定端子およびＬｃ測定端子の組と、Ｈｐ測定端子およびＬｐ測定端子の組とを、回路基板上の導体パターンの各端部にそれぞれ接触させる都度、適切な長さの配線材で各組を電気的に接続する方法と、上記配線材の長さを最長の導体パターンに合わせて予め設定しておく方法が考えられる。しかしながら、前者の方法では、導体パターン毎に配線材を取り替える必要があるために、導体パターンについての電気的パラメータの測定に手間と時間がかかるという課題がある。また、後者の方法では、最長の導体パターンを除く他のすべての導体パターンの検査時において配線材が弛んだ状態となるため、この弛み具合が変化する（同じ導体パターンを測定したときにも配線材の回路基板上での位置が測定の度に変化する）結果、測定した導体パターンについての電気的パラメータがばらついて良好な再現性を有する測定を行うことが困難となる。したがって、いずれの方法を採用したとしても、導体パターンの良否を短時間で、かつ再現性良く検査することができないという解決すべき課題が生じる。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、回路基板の導体パターンの良否を短時間で、しかも再現性良く検査し得る回路基板検査装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の回路基板検査装置は、回路基板における導体パターンの形成面上に敷設される非導電性メッシュシートと、当該非導電性メッシュシート上に敷設される導電性メッシュシートと、第１から第４のプローブと、一端側における芯線の端部が前記第１のプローブに接続された第１のシールド線と、一端側における芯線の端部が前記第２のプローブに接続された第２のシールド線と、一端側における芯線の端部が前記第３のプローブに接続された第３のシールド線と、一端側における芯線の端部が前記第４のプローブに接続された第４のシールド線と、前記第１のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に配設された信号源と、前記第２のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に配設された電圧測定部と、前記第３のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に直列に配設された電流測定部および可変電流源と、前記第４のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に配設された電流制御部と、演算制御部とを備え、前記導体パターンの検査時において、前記第１および第２のプローブは前記導電性メッシュシートをそれぞれ突き抜けて前記非導電性メッシュシート内に進入させられると共に前記導体パターンに設定された第１の測定ポイントにそれぞれ接触させられ、前記第３および第４のプローブは前記導電性メッシュシートをそれぞれ突き抜けて前記非導電性メッシュシート内に進入させられると共に前記導体パターンに設定された第２の測定ポイントにそれぞれ接触させられ、かつ前記第１から第４のシールド線の前記一端側における前記各シールド導体の端部は前記導電性メッシュシートを介して互いに接続させられて、前記信号源および前記可変電流源は、当該信号源、前記第１のシールド線の前記芯線、前記第１のプローブ、前記導体パターン、前記第３のプローブ、前記第３のシールド線の前記芯線、前記電流測定部、当該可変電流源、前記第３のシールド線の前記シールド導体、前記導電性メッシュシートおよび前記第１のシールド線の前記シールド導体を含んで構成される電流ループにそれぞれ電流を供給し、前記電流制御部は、前記電流ループに前記電流が流れることに起因して前記第４のシールド線の他端側における前記芯線および前記シールド導体の各端部間に生じる電位差を検出すると共に当該電位差がゼロになるように前記可変電流源に対して前記電流の供給量を制御し、前記電流測定部は前記電流ループに流れる前記電流を測定し、前記電圧測定部は前記電流ループに前記電流が流れることに起因して前記第２のシールド線の他端側における前記芯線および前記シールド導体の各端部間に生じる電圧を測定し、前記演算制御部は、前記電圧測定部によって測定された前記電圧および前記電流測定部によって測定された前記電流に基づいて前記導体パターンについての電気的パラメータを算出すると共に当該電気的パラメータに基づいて当該導体パターンの良否を判別する。この場合、本発明においてシールド線とは、芯線（中心導体）と、この芯線と絶縁された状態で芯線を覆うシールド導体（例えば銅網）とを備えた配線ケーブルをいい、同軸ケーブルを含むものとする。

請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、一端側の外周面が縮径する筒体に導体を用いて形成された一対の保持部材を備え、前記第１および第２のプローブは、それぞれ、一方の前記保持部材における前記一端側の内部において、互いに絶縁させると共に当該保持部材とも絶縁された状態を維持しつつ、当該一端側の開口部から前記非導電性メッシュシートの厚み未満の所定長だけ各先端を突出させて配設され、前記第３および第４のプローブは、それぞれ、他方の前記保持部材における前記一端側の内部において、互いに絶縁させると共に当該保持部材とも絶縁された状態を維持しつつ、当該一端側の開口部から前記非導電性メッシュシートの厚み未満の所定長だけ各先端を突出させて配設され、前記第１および第２のシールド線の前記一端側における前記各シールド導体の前記端部は前記一方の保持部材に電気的に接続され、前記第３および第４のシールド線の前記一端側における前記各シールド導体の前記端部は前記他方の保持部材に電気的に接続されている。

請求項１記載の回路基板検査装置では、回路基板における導体パターンの形成面上に敷設される非導電性メッシュシートと、非導電性メッシュシート上に敷設される導電性メッシュシートとを備え、第１および第２のプローブが導電性メッシュシートをそれぞれ突き抜けて非導電性メッシュシート内に進入すると共に導体パターンに設定された第１の測定ポイントにそれぞれ接触し、第３および第４のプローブが導電性メッシュシートをそれぞれ突き抜けて非導電性メッシュシート内に進入すると共に導体パターンに設定された第２の測定ポイントにそれぞれ接触し、かつ第１から第４のシールド線の一端側における各シールド導体の端部が導電性メッシュシートを介して互いに接続されることにより、第１および第２のプローブの組と、第３および第４のプローブの組とをいずれの導体パターンに接触させたときにおいても、第１および第２のプローブの各シールド導体と、第３および第４のプローブの各シールド導体とは、回路基板上に敷設された導電性メッシュシートを介して常に直線的に（最短距離で）接続される。すなわち、第１および第２のプローブの各シールド導体と、第３および第４のプローブの各シールド導体とを接続する導電性メッシュシートによる接続経路が導体パターン毎に常に一定となる。このため、各導体パターンの電気的パラメータを短時間で、しかも正確かつ再現性良く測定することができる。したがって、この回路基板検査装置によれば、プローブの接触抵抗の影響を受けず、かつ測定電流に起因した電磁誘導の影響を受けないという４端子対測定方法特有の効果を奏しつつ、各導体パターンについての良否を短時間で、しかも正確かつ再現性良く検査することができる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置では、一端側の外周面が縮径する筒体に導体を用いて形成された一対の保持部材を備え、一方の保持部材における一端側の内部において、この一端側の開口部から非導電性メッシュシートの厚み未満の所定長だけ各先端を突出させて第１および第２のプローブを配設し、他方の保持部材における一端側の内部において、この一端側の開口部から非導電性メッシュシートの厚み未満の所定長だけ各先端を突出させて第３および第４のプローブを配設し、第１および第２のシールド線の一端側における各シールド導体の端部を一方の保持部材に電気的に接続し、第３および第４のシールド線の一端側における各シールド導体の端部を他方の保持部材に電気的に接続したことにより、第１から第４のプローブと導電性メッシュシートとの接触を確実に回避しつつ第１から第４のプローブを導体パターンに接触させることができる。また、第１および第２のプローブが接触する導体パターンの第１の測定ポイント近傍において第１および第２のシールド線の一端側における各シールド導体の端部を一方の保持部材を介して導電性メッシュシートに確実に接触させることができると共に、第３および第４のプローブが接触する導体パターンの第２の測定ポイント近傍において第３および第４のシールド線の一端側における各シールド導体の端部を他方の保持部材を介して導電性メッシュシートに確実に接触させることができる。したがって、各導体パターンの電気的パラメータを一層確実に測定することができる結果、各導体パターンについての良否を一層確実に検査することができる。

以下、本発明に係る回路基板検査装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、本発明に係る回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。なお、導体パターンについての電気的パラメータとして導体パターンのインピーダンスを測定し、測定したインピーダンスに基づいて導体パターンの良否を判別することによって回路基板を検査する回路基板検査装置を例に挙げて説明する。

回路基板検査装置１は、図１に示すように、プローブユニット２，３、移動機構４、測定部５、演算制御部６、ＲＡＭ７、ＲＯＭ８、非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０を備え、検査対象の回路基板５１に形成された導体パターン５２についての検査を実施して導体パターン５２の良否を判別する。

非導電性メッシュシート９は、図１，３に示すように、例えば、絶縁性を有する線材（線径Ｍｄ２）を用いて均一な厚み（ｍ１）で、かつ回路基板５１全体を覆う広さに形成されている。導電性メッシュシート１０は、例えば、導電性を有する線材（線径Ｍｄ２）を用いて均一な厚み（ｍ２）に形成されている。また、導電性メッシュシート１０は、一例として非導電性メッシュシート９の表面に一体的に形成されている。なお、非導電性メッシュシート９と導電性メッシュシート１０とを別体に形成して、非導電性メッシュシート９の表面に導電性メッシュシート１０を重ねて敷設する構成を採用することもできる。また、各メッシュシート９，１０のそれぞれの網目形状は、図３に示すように、一例として一辺の寸法がＭｄ１の正方形に形成されている。

プローブユニット２は、図１に示すように、第１および第２のシールド線２１，２２、保持部材（一方の保持部材）２３、第１および第２のプローブ（接触端子）Ｈｃ，Ｈｐを備えて構成されている。この場合、第１のシールド線（以下、「シールド線」ともいう）２１は、一例として、１本の芯線２１ａ、この芯線を覆う内部絶縁被覆（図示せず）、この被覆を覆うシールド導体２１ｂ、およびこのシールド導体２１ｂを覆う外部絶縁被覆（図示せず）とを備えて構成されている。第２のシールド線（以下、「シールド線」ともいう）２２は、一例として、１本の芯線２２ａ、この芯線２２ａを覆う内部絶縁被覆（図示せず）、この被覆を覆うシールド導体２２ｂ、およびこのシールド導体２２ｂを覆う外部絶縁被覆（図示せず）とを備えて構成されている。

保持部材２３は、図２に示すように、一端側（同図中の下端側）の部位２３ａの外周面がテーパー状に縮径する筒体（一例として円筒体）に導体を用いて形成されている。また、保持部材２３は、テーパー状の一端側を除く他の部位の外径Ｐｄ２が各メッシュシート９，１０における網目の一辺の寸法Ｍｄ１よりも長く設定されると共に、テーパー状の一端側先端の外径Ｐｄ１がこの寸法Ｍｄ１よりも短く設定されている。また、保持部材２３の部位２３ａは、保持部材２３の長さ方向（同図中の上下方向）に沿った長さがｈ２に設定されている。第１および第２のプローブＨｃ，Ｈｐは、図２に示すように、保持部材２３における一端側の開口部から各先端を所定長ｈ１だけ突出した状態で、かつ互いに電気的に絶縁されると共に保持部材２３に対しても電気的に絶縁された状態で保持部材２３の一端側の内部に配設されている。また、保持部材２３には他端側の開口部から各シールド線２１，２２の一端側が挿入されて、シールド線２１の一端側における芯線２１ａの端部が第１のプローブＨｃに接続され、かつシールド線２２の一端側における芯線２２ａの端部が第２のプローブＨｐに接続されている。また、各シールド線２１，２２の一端側における各シールド導体２１ｂ，２２ｂの端部は、それぞれ保持部材２３に接続されることによって互いに接続されている。

また、各シールド線２１，２２の一端側および各プローブＨｃ，Ｈｐは、保持部材２３内に充填された絶縁性樹脂材料（ポッティング材）２４によって保持部材２３と一体化されている。この場合、第１および第２のプローブＨｃ，Ｈｐは、保持部材２３における一方の開口端側の部位（テーパー状に形成された部位）を含めた全体形状が楔状になるように、各々も楔状に形成されている。また、第１および第２のプローブＨｃ，Ｈｐは、互いの先端部の隙間Ｐｄ３（図２参照）が各メッシュシート９，１０を構成する線材の線径Ｍｄ２よりも狭く設定されて、相互間への各メッシュシート９，１０を構成する各線材の進入を阻止し得るように構成されている。また、第１および第２のプローブＨｃ，Ｈｐにおける上記所定長ｈ１および上記長さｈ２と、上記各メッシュシート９，１０の厚みｍ１，ｍ２とは、本例では、ｍ１＞ｈ１、（ｈ１＋ｈ２）＞（ｍ１＋ｍ２）の関係を満たすようにそれぞれ設定されている。これにより、回路基板５１上に敷設された非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０に各プローブＨｃ，Ｈｐを差し込んで導体パターン５２に接触させたときには、図１に示すように、各プローブＨｃ，Ｈｐは、導電性メッシュシート１０をそれぞれ突き抜けて非導電性メッシュシート９内に進入することにより、導電性メッシュシート１０と非接触な状態になる。一方、保持部材２３の部位２３ａは、その外周面のみが導電性メッシュシート１０に接触する。

プローブユニット３は、図１に示すように、第３および第４のシールド線３１，３２、保持部材３３、第３および第４のプローブ（接触端子）Ｌｃ，Ｌｐを備えて構成されている。この場合、第３および第４のシールド線（以下、「シールド線」ともいう）３１，３２は、それぞれ、芯線３１ａ，３２ａおよびシールド導体３１ｂ，３２ｂを備えて、各シールド線２１，２２と同じ構造に構成されている。

保持部材３３は、図２に示すように、一端側（同図中の下端側）の部位３３ａがテーパー状に形成されて、上記した保持部材２３と同じ構造に構成されている。第３および第４のプローブＬｃ，Ｌｐは、同図に示すように、上記した各プローブＨｃ，Ｈｐと同じ構造に構成されると共に、各プローブＨｃ，Ｈｐと同様にして、保持部材３３における一端側の開口部から各先端を所定長ｈ１だけ突出した状態で、保持部材３３の一端側の内部に配設されている。各シールド線３１，３２は、上記した各シールド線２１，２２と同様にして、一端側において、各々の芯線３１ａ，３２ａの端部が各プローブＬｃ，Ｌｐにそれぞれ接続されると共に、各々のシールド導体３１ｂ，３２ｂの端部がそれぞれ保持部材３３に接続されている。また、各シールド線３１，３２および各プローブＬｃ，Ｌｐは、上記した各シールド線２１，２２および各プローブＨｃ，Ｈｐと同様にして、保持部材３３内に充填された絶縁性樹脂材料（ポッティング材）３４によって保持部材３３と一体化されている。なお、プローブユニット２，３は、説明の理解を容易にするために、その直径などを誇張して図示しているが、実際には、各メッシュシート９，１０の厚みがほとんど変化しない状態で各メッシュシート９，１０にスムーズに差し込める程度の直径に設定されている。

移動機構４は、演算制御部６の制御に従って保持部材２３，３３を上下左右に各々移動させることにより、各プローブＨｃ，Ｈｐと、各プローブＬｃ，Ｌｐとを回路基板５１上に敷設された導電性メッシュシート１０および非導電性メッシュシート９に差し込んで、各導体パターンに設定された第１および第２の測定ポイントＡ，Ｂ（図１参照）にそれぞれ接触させる。

測定部５は、図１に示すように、信号源１１、電圧測定回路（本発明における電圧測定部）１２、電流測定回路（本発明における電流測定部）１３、抵抗１４、可変電流源１５および差動増幅回路（本発明における電流制御部）１６を備えて、４端子対法によるインピーダンス測定を実行可能に構成されている。信号源１１は、シールド線２１の他端側における芯線２１ａの端部とシールド導体２１ｂの端部との間に配設されている。また、信号源１１は、演算制御部６の制御下で、芯線２１ａとシールド導体２１ｂとの間に電流を供給する。また、シールド導体２１ｂは、信号源１１の近傍で回路基板検査装置１のグランド電位に接地されている。抵抗１４、電流測定回路１３および可変電流源１５は、シールド線３１の他端側における芯線３１ａの端部とシールド導体３１ｂの端部との間に直列に接続されている。この構成により、信号源１１、電流測定回路１３、抵抗１４および可変電流源１５は、回路基板５１上に敷設された非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０に各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐを差し込んで導体パターン５２に接触させた際に、各シールド線２１，３１および導電性メッシュシート１０などと共に、信号源１１から始まって、シールド線２１の芯線２１ａ、プローブＨｃ、導体パターン５２、プローブＬｃ、シールド線３１の芯線３１ａ、抵抗１４、電流測定回路１３、可変電流源１５、シールド導体３１ｂ、保持部材３３、導電性メッシュシート１０、保持部材２３およびシールド導体２１ｂを経由して信号源１１に戻る１つの電流ループを構成する。信号源１１および可変電流源１５は、この電流ループにそれぞれ電流を供給し、電流測定回路１３は、この電流ループに流れる全体の電流Ｉｓを測定して演算制御部６に出力する。

電圧測定回路１２は、シールド線２２の他端側における芯線２２ａの端部とシールド導体２２ｂの端部との間に配設されて、上記の電流ループに流れる電流Ｉｓに起因して芯線２２ａの端部とシールド導体２２ｂの端部との間に生じる電圧Ｖｓを測定して演算制御部６に出力する。差動増幅回路１６は、シールド線３２の他端側における芯線３２ａの端部とシールド導体３２ｂの端部とが、反転入力端子および非反転入力端子にそれぞれ接続されている。この構成により、電圧測定回路１２は、回路基板５１上に敷設された非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０に各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐを差し込んで導体パターン５２に接触させた際に、その一方の検出端子がシールド線２２の芯線２２ａ、プローブＨｐ、導体パターン５２、プローブＬｐ、およびシールド線３２の芯線３２ａを介して差動増幅回路１６の反転入力端子に接続され、その他方の検出端子がシールド線２２のシールド導体２２ｂ、保持部材２３、導電性メッシュシート１０、保持部材３３、シールド線３２のシールド導体３２ｂを介して差動増幅回路１６の非反転入力端子に接続される。この場合、差動増幅回路１６は、オペアンプで構成されて、反転入力端子と非反転入力端子との電位差を増幅すると共に増幅した電圧を可変電流源１５に出力することにより、反転入力端子と非反転入力端子との電位差がゼロになるように可変電流源１５からの電流を変化させる。これにより、電圧測定回路１２において測定される電圧Ｖｓは、電流Ｉｓに起因して導体パターン５２に生じる電圧になる。

ＲＡＭ７は、回路基板５１に形成された各導体パターン５２についての各測定ポイントＡ，Ｂの位置（座標値）、良品の回路基板５１から吸収した導体パターン５２毎の基準インピーダンスＺｒ、および演算制御部６によって算出された検査対象の回路基板５１における各導体パターン５２のインピーダンスＺｓを記憶する。ＲＯＭ８は、演算制御部６の動作プログラムを記憶する。

演算制御部６は、ＲＯＭ８に記憶されている動作プログラムに基づいて動作して、移動機構４の動作制御を実行すると共に測定部５から出力される電流Ｉｓおよび電圧Ｖｓに基づいてインピーダンスＺｓを算出してＲＡＭ７に保存するインピーダンス保存処理と、ＲＡＭ７に保存したインピーダンスＺｓとＲＡＭ７に予め記憶されている基準インピーダンスＺｒとを比較することによって導体パターン５２の良否を判別する検査処理とを実行する。

次に、回路基板検査装置１の動作について、図面を参照して説明する。

まず、図１に示すように、回路基板５１を導体パターン５２が形成されている面を上向き（横置きのときには、外面側向き）にして回路基板検査装置１の載置台（図示せず）に載置する。次いで、非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０を導電性メッシュシート１０が上向き（横置きのときには、外面側向き）になるようにして回路基板５１に覆い被せる。次いで、両メッシュシート９，１０の四方を載置台に固定する。続いて、演算制御部６が、インピーダンス保存処理を開始する。この処理では、演算制御部６が、ＲＡＭ７に記憶されている各導体パターン５２についての各測定ポイントＡ，Ｂの位置を順次読み出すと共に、移動機構４を制御することにより、各保持部材２３，３３を測定対象となった導体パターンについての各測定ポイントＡ，Ｂの上方に移動させると共に下降させることにより、図１に示すように、各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐを各メッシュシート１０，９に差し込んで、保持部材２３側の各プローブＨｃ，Ｈｐを測定ポイントＡに接触させ、保持部材３３側の各プローブＬｃ，Ｌｐを測定ポイントＢに接触させる。この状態において、各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐは、導電性メッシュシート１０を突き抜けて非導電性メッシュシート９内に進入することにより、導電性メッシュシート１０と接触することなく導体パターン５２に接触する。また、各保持部材２３，３３は、テーパー状に形成された各一端側の部位２３ａ，３３ａにおいて導電性メッシュシート１０と接触する。したがって、各シールド線２１，２２，３１，３２の一端側における各シールド導体２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂは、保持部材２３，３３および導電性メッシュシート１０を介して互いに電気的に接続される。

次に、演算制御部６が、信号源１１を制御して導体パターン５２に検査用の信号を供給させる。これにより、信号源１１から始まって、シールド線２１の芯線２１ａ、プローブＨｃ、導体パターン５２、プローブＬｃ、シールド線３１の芯線３１ａ、抵抗１４、電流測定回路１３、可変電流源１５、シールド導体３１ｂ、保持部材３３、導電性メッシュシート１０、保持部材２３およびシールド導体２１ｂを経由して信号源１１に戻る電流ループにおいて、信号源１１から供給された信号に起因する電流が流れ始める。また、差動増幅回路１６は、電流ループに流れるこの電流に起因してその反転入力端子と非反転入力端子との間に生じる電位差を増幅すると共に増幅した電圧を可変電流源１５に出力することにより、反転入力端子と非反転入力端子との電位差がゼロとなるように可変電流源１５から電流ループに供給される電流を変化させる。このようにして差動増幅回路１６および可変電流源１５が作動することにより、電圧測定回路１２は、電流Ｉｓが流れることに起因して導体パターン５２の両端間に生じる電圧を電圧Ｖｓとして正確に測定し、この電圧Ｖｓを演算制御部６に出力する。また、電流測定回路１３は、電流ループに流れる全体の電流Ｉｓを測定して演算制御部６に出力する。演算制御部６は、入力した電圧Ｖｓと電流Ｉｓとに基づいて導体パターン５２のインピーダンスＺｓを算出すると共に、検査対象の導体パターン５２に対応させて（例えば、検査対象の導体パターン５２の識別番号に対応させて）インピーダンスＺｓをＲＡＭ７に記憶させる。演算制御部６は、以上の処理を、検査対象となるすべての導体パターン５２に対して実施して、インピーダンス保存処理を完了する。

次に、演算制御部６は、インピーダンス保存処理によってＲＡＭ７に記憶させた各インピーダンスＺｓに基づいて各導体パターン５２の良否を判別する検査処理を開始する。この検査処理では、演算制御部６は、各導体パターン５２に対して、良品の回路基板５１から予め吸収してＲＡＭ７に記憶させた対応する導体パターン５２の基準インピーダンスＺｒと、測定したインピーダンスＺｓとを比較する。この場合、良品の基準インピーダンスＺｒを含む所定の範囲内（一例として、−２０％以上＋２０％以内）にインピーダンスＺｓが含まれるときには、導体パターン５２が良品であると判別する。一方、この所定の範囲から外れる導体パターン５２については、不良品であると判別する。演算制御部６は、導体パターン５２に対する判別結果を、各導体パターン５２に対応させてＲＡＭ７に記憶する。演算制御部６は、すべての導体パターン５２に対してこの検査処理を実施する。以上により、この検査処理が完了する。

このように、この回路基板検査装置１によれば、回路基板５１における導体パターン５２の形成面上に敷設される非導電性メッシュシート９と、非導電性メッシュシート９上に敷設される導電性メッシュシート１０とを備え、第１および第２のプローブＨｃ，Ｈｐが導電性メッシュシート１０をそれぞれ突き抜けて非導電性メッシュシート９内に進入すると共に導体パターン５２に設定された第１の測定ポイントＡにそれぞれ接触し、第３および第４のプローブＬｃ，Ｌｐが導電性メッシュシート１０をそれぞれ突き抜けて非導電性メッシュシート９内に進入すると共に導体パターン５２に設定された第２の測定ポイントＢにそれぞれ接触し、かつ第１から第４のシールド線２１，２２，３１，３２の一端側における各シールド導体２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂの端部が導電性メッシュシート１０を介して互いに接続されることにより、第１および第２のプローブＨｃ，Ｈｐの組と、第３および第４のプローブＬｃ，Ｌｐの組とをいずれの導体パターン５２に接触させたときにおいても、各シールド線２１，２２の各シールド導体２１ｂ，２２ｂと、各シールド線３１，３２の各シールド導体３１ｂ，３２ｂとは、回路基板５１上に敷設された導電性メッシュシート１０を介して常に直線的に（最短距離で）接続される。すなわち、各シールド線２１，２２の各シールド導体２１ｂ，２２ｂと、各シールド線３１，３２の各シールド導体３１ｂ，３２ｂとを接続する導電性メッシュシート１０による接続経路が導体パターン５２毎に常に一定となる。このため、各導体パターン５２のインピーダンスを短時間で、しかも正確かつ再現性良く測定することができる。したがって、この回路基板検査装置１によれば、各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐの接触抵抗の影響を受けず、かつ電流（測定電流）Ｉｓに起因した電磁誘導の影響を受けないという４端子対測定方法特有の効果を奏しつつ、各導体パターン５２についての良否を短時間で、しかも正確かつ再現性良く検査（判別）することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、一端側（部位２３ａ，３３ａ）の外周面が縮径する筒体に導体を用いて形成された一対の保持部材２３，３３を備え、保持部材２３の一端側の内部において、この一端側の開口部から所定長ｈ１（＜ｍ１）だけ各先端を突出させて各プローブＨｃ，Ｈｐを配設し、保持部材３３の一端側の内部において、この一端側の開口部から所定長ｈ１（＜ｍ１）だけ各先端を突出させて各プローブＬｃ，Ｌｐを配設し、各シールド線２１，２２の一端側における各シールド導体２１ｂ，２２ｂの端部を保持部材２３に電気的に接続し、各シールド線３１，３２の一端側における各シールド導体３１ｂ，３２ｂの端部を保持部材３３に電気的に接続したことにより、各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐと導電性メッシュシート１０との接触を確実に回避しつつ各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐを導体パターン５２に接触させることができる。また、各プローブＨｃ，Ｈｐが接触する導体パターン５２の第１の測定ポイントＡ近傍において各シールド線２１，２２の一端側における各シールド導体２１ｂ，２２ｂの端部を保持部材２３を介して導電性メッシュシート１０に確実に接触させることができると共に、各プローブＬｃ，Ｌｐが接触する導体パターン５２の第２の測定ポイントＢ近傍において各シールド線３１，３２の一端側における各シールド導体３１ｂ，３２ｂの端部を保持部材３３を介して導電性メッシュシート１０に確実に接触させることができる。したがって、各導体パターン５２のインピーダンスを一層確実に測定することができる結果、各導体パターン５２についての良否を一層確実に検査することができる。

なお、本発明は上記の構成に限定されない。例えば、電気的パラメータとしてインピーダンスを測定する例を挙げて説明したが、信号源１１から出力される信号（交流電圧）と、導体パターン５２を流れる電流Ｉｓとの間の位相差を測定すると共に、信号源１１の交流電圧、信号源１１の電流Ｉｓ、および測定した位相差に基づいて導体パターン５２のインダクタンスまたはキャパシタンスを電気的パラメータとして測定する構成を採用することもできる。また、この位相差そのものを電気的パラメータとして測定する構成を採用することもできる。また、電圧Ｖｓの測定値および電流Ｉｓの測定値を本発明における電気的パラメータとする構成を採用することもできる。

また、保持部材２３，３３に代えて、図４に示す保持部材６３，７３を採用することができる。なお、以下、保持部材２３，３３と共通する構成要素については同一の符号を用いて重複した説明を省略する。この保持部材６３，７３は、各々の一端側（図４中の下端側）の外周面が円筒状に縮径する筒体、言い換えれば一端側が部分的に小径の円筒体に形成された円筒体に導体を用いて形成されている。この場合、小径の円筒体に形成された部位の長さがｈ２に設定されて、各プローブＨｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐはこの小径の円筒体の開口部からｈ１だけ突出するように保持部材６３，７３に配設される。この各保持部材６３，７３によれば、一端側に形成された小径の円筒体とそれ以外の大径の円筒体との境界において外周面が軸線とほぼ直角な平面状に形成されるため、導電性メッシュシート１０との接触面積を増加させて接触抵抗を低減することができる。また、この保持部材６３，７３における小径の円筒体とそれ以外の大径の円筒体との境界部分に、同図に示すように、導電性のバネ６３ａ，７３ａを外側に向けて開くように配設する構成を採用することもできる。この構成の保持部材６３，７３によれば、バネ６３ａ，７３ａと導電性メッシュシート１０とが接触する分だけ、保持部材６３，７３と導電性メッシュシート１０とをより一層確実に接触させることができると共に、接触抵抗の低減を図ることができる。したがって、上記した保持部材６３，７３を採用することにより、導体パターン５２についての電気的パラメータを一層正確に測定することができる結果、導体パターン５２に対する良否判定の精度を一層高めることができる。また、保持部材２３，３３や保持部材６３，７３に代えて、各シールド線２１，２２，３１，３２をそれぞれ別個に保持する４つの保持部材を備えて構成することもできる。さらに、保持部材２３，３３や保持部材６３，７３を用いることなく、各シールド線２１，２２，３１，３２の一端側における各シールド導体２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂの各端部を導電性メッシュシート１０に直接接触させる構成を採用することもできる。

本発明の実施の形態に係る回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。 保持部材２３（３３）の構成を示す斜視図である。 非導電性メッシュシート９および導電性メッシュシート１０の構成を示す平面図である。 保持部材６３（７３）の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ 回路基板検査装置
２，３ プローブユニット
５ 測定部
６ 演算制御部
９ 非導電性メッシュシート
１０ 導電性メッシュシート
１１ 信号源
１２ 電圧測定回路
１３ 電流測定回路
１５ 可変電流源
１６ 差動増幅回路
２１，２２，３１，３２ シールド線
２１ａ，２２ａ，３１ａ，３２ａ 芯線
２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂ シールド導体
２３，３３，６３，７３ 保持部材
５１ 回路基板
５２ 導体パターン
Ａ，Ｂ 測定ポイント
Ｈｃ，Ｈｐ，Ｌｃ，Ｌｐ プローブ
Ｉｓ 電流
Ｖｓ 電圧

Claims (2)

1. 回路基板における導体パターンの形成面上に敷設される非導電性メッシュシートと、
   当該非導電性メッシュシート上に敷設される導電性メッシュシートと、
   第１から第４のプローブと、
   一端側における芯線の端部が前記第１のプローブに接続された第１のシールド線と、
   一端側における芯線の端部が前記第２のプローブに接続された第２のシールド線と、
   一端側における芯線の端部が前記第３のプローブに接続された第３のシールド線と、
   一端側における芯線の端部が前記第４のプローブに接続された第４のシールド線と、
   前記第１のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に配設された信号源と、
   前記第２のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に配設された電圧測定部と、
   前記第３のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に直列に配設された電流測定部および可変電流源と、
   前記第４のシールド線の他端側における前記芯線の端部とシールド導体の端部との間に配設された電流制御部と、
   演算制御部とを備え、
   前記導体パターンの検査時において、前記第１および第２のプローブは前記導電性メッシュシートをそれぞれ突き抜けて前記非導電性メッシュシート内に進入させられると共に前記導体パターンに設定された第１の測定ポイントにそれぞれ接触させられ、前記第３および第４のプローブは前記導電性メッシュシートをそれぞれ突き抜けて前記非導電性メッシュシート内に進入させられると共に前記導体パターンに設定された第２の測定ポイントにそれぞれ接触させられ、かつ前記第１から第４のシールド線の前記一端側における前記各シールド導体の端部は前記導電性メッシュシートを介して互いに接続させられて、
   前記信号源および前記可変電流源は、当該信号源、前記第１のシールド線の前記芯線、前記第１のプローブ、前記導体パターン、前記第３のプローブ、前記第３のシールド線の前記芯線、前記電流測定部、当該可変電流源、前記第３のシールド線の前記シールド導体、前記導電性メッシュシートおよび前記第１のシールド線の前記シールド導体を含んで構成される電流ループにそれぞれ電流を供給し、
   前記電流制御部は、前記電流ループに前記電流が流れることに起因して前記第４のシールド線の他端側における前記芯線および前記シールド導体の各端部間に生じる電位差を検出すると共に当該電位差がゼロになるように前記可変電流源に対して前記電流の供給量を制御し、
   前記電流測定部は前記電流ループに流れる前記電流を測定し、
   前記電圧測定部は前記電流ループに前記電流が流れることに起因して前記第２のシールド線の他端側における前記芯線および前記シールド導体の各端部間に生じる電圧を測定し、
   前記演算制御部は、前記電圧測定部によって測定された前記電圧および前記電流測定部によって測定された前記電流に基づいて前記導体パターンについての電気的パラメータを算出すると共に当該電気的パラメータに基づいて当該導体パターンの良否を判別する回路基板検査装置。
2. 一端側の外周面が縮径する筒体に導体を用いて形成された一対の保持部材を備え、
   前記第１および第２のプローブは、それぞれ、一方の前記保持部材における前記一端側の内部において、互いに絶縁させると共に当該保持部材とも絶縁された状態を維持しつつ、当該一端側の開口部から前記非導電性メッシュシートの厚み未満の所定長だけ各先端を突出させて配設され、
   前記第３および第４のプローブは、それぞれ、他方の前記保持部材における前記一端側の内部において、互いに絶縁させると共に当該保持部材とも絶縁された状態を維持しつつ、当該一端側の開口部から前記非導電性メッシュシートの厚み未満の所定長だけ各先端を突出させて配設され、
   前記第１および第２のシールド線の前記一端側における前記各シールド導体の前記端部は前記一方の保持部材に電気的に接続され、
   前記第３および第４のシールド線の前記一端側における前記各シールド導体の前記端部は前記他方の保持部材に電気的に接続されている請求項１記載の回路基板検査装置。

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