JP2008203077A - 回路検査装置及び回路検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不純物があった場合でも、より精度良く微細な絶縁不良を発見できるようにした回路検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】測定した抵抗値が基準値より高い場合には、高い電圧２と極性が異なる高い電圧３を出力するように制御を行う。所定のタイミングで極性切換をおこなったのち、測定部１３はプローブ１１間に流れる電流を測定する。続いて測定した回路間の抵抗値を基準値と比較する。測定した抵抗値が基準値より低い場合には絶縁不良であると判定し、結果を記録部１５に記録する。測定した抵抗値が基準値より高い場合には、前記回路間を良品と判定して、当該回路間の絶縁検査を終了する。本発明では、微妙な絶縁不良も見逃すことなく、かつ当該絶縁不良箇所を焼損等の変質を生じさせることなく、的確に絶縁不良を発見することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子回路、とりわけ検査対象回路がプリント配線板の検査装置及び方法に関し、特にプリント配線板中の回路の絶縁不良を検出するプリント配線板検査装置及び方法に関する。

一般に、プリント配線板は、スルーホール等を用いて電気的に接続された回路を複数有しており、製造されたプリント配線板の回路が設計通り正しく形成されているかどうか、すなわち、プリント配線板中の回路が断線していて導通不良を生じたり、他の回路と短絡していて絶縁不良を生じたりせずに設計通りに形成されているかを電気的に検査する必要がある。

絶縁検査（短絡検査）の電気的検査方法として、検査対象となる回路間に電圧を印加し、その時の電圧と測定した電流とにより回路間の絶縁抵抗を求め、絶縁抵抗が基準値以下であった場合、その部分が絶縁不良箇所であると判定する方法が知られている。

また、マイクロショートと呼ばれる微細な絶縁不良があった場合、不良箇所を焼損しないように、まず、低い電圧を印加して検査を行い、絶縁抵抗が基準値以下であった場合、絶縁不良箇所であると判断し、絶縁抵抗が基準値以上であった場合にはこれらの回路間にのみ、高い電圧を印加して検査を行う検査方法が下記特許文献１等によって知られている。

特開平６−２３００５８号

しかし、特許文献１に記載されている検査方法では、導体の存在によって抵抗値が低下して短絡が発生しかかっている場合には、絶縁不良を発見することができるが、不純物によって短絡しかかっている場合、当該回路は、単純に直流電圧に対する電圧の低下として検出できない場合があり、たとえば交流電流を印加した場合におけるダイオードのような特性やコンデンサのような特性を示すことがあり、絶縁不良を発見しにくいという問題がある。

本発明は上記欠点を解決し、不純物があった場合でも、より精度良く微細な絶縁不良を発見できるようにした回路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、本件発明は以下のように構成される。本件発明の１つの特徴によれば、複数の検査電圧を用いて対象回路の検査をおこなう回路検査装置において、
第１の電圧を検査対象回路に印加する第１印加手段と、
前記第１の電圧より高い第２の電圧を前記検査対象回路に印加する第２印加手段と、
前記第２の電圧と同一の電圧でかつ異なる極性の電圧を印加する第３印加手段とを備えたことを特徴とする回路検査装置が提供される。

好ましい態様では前記検査対象回路がプリント板上に形成される。

本発明の別の特徴によれば、複数の検査電圧を用いて対象回路の検査を行う回路検査方法において、
第１の電圧を対象回路に印加することにより検査を行う段階と、
前記第１の電圧より高い第２の電圧を前記対象回路に印加して検査を行う段階と、
前記第２の電圧と同一の電圧でかつ異なる極性の電圧を前記対象回路に印加して、さらに検査を行う段階とを備えた回路検査方法が提供される。

典型的な態様では、本発明に従う検査装置は、プリント配線板の回路に接触可能な複数のプローブと印加電圧可変直流電源を具備している。

検査にあたって、先ず、第一段階として、複数のプローブを回路の各検査点に接触させ、順次一対のプローブ間に任意の第１の直流電圧を印加して電流を測定する。次いで、前記の第一段階で印加した電圧より高い第２の電圧を前記プローブ間に印加して電流を測定する。続いて、前記第２の電圧と同一の電圧でかつ極性を変えた電圧を回路に印加する。

本発明においては通常の導体に起因する抵抗値の低下による絶縁不良だけでなく不純物による半導体挙動等に起因する絶縁不良があった場合でも、両極性を付加することにより、より精度良く微細な絶縁不良を発見できる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。図１に本プリント配線板検査装置１０の全体構成を示す構成図を示す。

プリント配線板検査装置１０は、プローブ１１、移動機構部１２、測定部１３、可変直流電源１４、記録部１５、制御部１６により構成されている。移動機構部１２には、プローブ支持部１７を介してプローブ１１が取り付けられており、プローブ１１は、検査対象回路を含むプリント配線板１８と平行方向（ＸＹ方向）及び垂直方向（Ｚ方向）に移動可能である。測定部１３はプローブ１１に接続されており、プローブ間に電流を流したり、電圧を印加したりすることにより、プリント配線板内の回路の抵抗を測定する。可変直流電源は検査電圧を任意に可変することができる。記録部１５は測定した値の演算結果などを一時的に記録する。制御部１６は移動機構１２の駆動制御や、測定部１３によって測定された抵抗値などを不良であるかどうかを判定する処理や、可変直流電源１４の電圧制御などを行う。

一方、図２に示すように検査対象のプリント配線板１８には、数多くのさまざまな形態の回路１９ないし２３が形成されている。図３には、回路２４及び回路２５の２つの所望の製造品質を有する回路が示されている。一方、図４に示す回路では、一方の回路の導体２６に導体のバリが生成しており、他方の回路２７の近傍まで達している。すなわち回路間で短絡が発生するおそれがある構造になっている。このような場合において、回路２６のバリの先端と、回路２７の間が接近して、絶縁不良が生じやすくなっている。この場合両者の間に仮に導体でなく半導体の挙動を有するような不純物が介在した場合には、単純に直流電圧を一方向から印加しただけでは絶縁不良を見分けることができない可能性がある。すなわち、回路間にたとえば、半導体挙動を示すような不純物が介在することが原因で短絡しかかっているような場合、そのような回路は、ダイオードのような特性やコンデンサのような特性を示すことがある。本例の検査ではこのような回路の状態に対しても適正に絶縁不良の状態を検出できるように検査装置を動作させるように構成したものである。

以下、図５を参照しつつプリント配線板検査装置による絶縁検査処理動作について説明する。

まず、検査対象回路を含むプリント配線板１８をプリント配線板固定具（図示せず）を用いて固定する。次に、制御部１６が移動機構部１２を制御してプローブ１１を制御して移動させ回路の検査対象となる所定の端子に位置決めして、相互に絶縁されている一対の回路にそれぞれ接触させる（ステップ１）。続いて制御部１６はまず第１の電圧すなわち低い電圧Ｖ１を出力するように制御を行う（ステップ２）。続いて、測定部１３はプローブ１１間に流れる電流を測定する。測定された電流をＩ_o印加電圧をＶとすると、回路間の抵抗Ｒは、Ｒ＝Ｖ／Ｉ_oとして測定される。

続いて測定した回路間の抵抗値を基準値と比較して絶縁不良かどうかを判定する（ステップ３）。測定した抵抗値が基準値より低い場合には絶縁不良であると判定して、前記回路間については絶縁検査を終了として、ステップ１に戻って、再び別の回路間にプローブ１１を移動して、同様の動作をおこなう。また、ステップ３において測定した抵抗値が基準値より高い場合には、高い電圧２を出力するように制御を行う（ステップ５）。続いて測定部はプローブ１１間に流れる電流を測定する。続いて測定した回路間の抵抗値を基準値と比較する（ステップ６）。測定した抵抗値が基準値より低い場合にはマイクロショートによる絶縁不良であると判定する（ステップ７）。そして、当該回路の絶縁検査を終了するとともに検査対象回路を特定した上で結果を記録部１５に記録する。なお、マイクロショートは絶縁不良の一種であり、微小の髭状の導体で回路間が短絡している場合などに生じ、一般的には抵抗値が高いものが多い(数ＭΩ以上)。絶縁不良は回路間の絶縁が十分でないものを呼び、完全な短絡(抵抗値=０Ω)のものから、数十ＭΩのものまでが一般的であるが、特殊用途のプリント配線板の場合には１ＧΩでも絶縁不良として扱われる。

一方、測定した抵抗値が基準値より高い場合には、高い電圧２と極性が異なる高い電圧３を出力するように制御を行う（ステップ８）。この場合、回路切換の構成はたとえば、図６に示されるような回路構成とすることができる。すなわち、極性切換回路３０は、プリント配線基板上の検査対象回路１８に対して印加される可変直流電源１４を切り換えるために制御部１６に接続された切換スイッチ３１を備えている。この電源の切換をおこなうために電源回路の電流を計測する電流計３２及びこの電流計からの電流値を変換して制御部に入力するＡ／Ｄコンバータ３３とを備えている。

所定のタイミングで極性切換をおこなったのち、測定部１３はプローブ１１間に流れる電流を測定する。続いて測定した回路間の抵抗値を基準値と比較する（ステップ９）。測定した抵抗値が基準値より低い場合には絶縁不良であると判定し（ステップ７）、結果を記録部１５に記録する。測定した抵抗値が基準値より高い場合には、前記回路間を良品と判定して、当該回路間の絶縁検査を終了する。上記手順が終了した後、プローブを移動させ、他の回路間についても上記手順を行いすべての検査対象回路の検査が終了したかどうかを判定する（ステップ１０）。予め決められた全ての検査対象回路間について上記手順で検査動作を行い、全ての対象検査回路間において良品と判定された場合には、プリント配線板は良品であると判定するが、１箇所でも不良箇所がある場合には、不良品であると判定しかつ不良個所に係る回路を特定した上で記録し、検査の動作をすべて終了する。

前述のとおり、一般的な絶縁検査は、任意の電圧を印加し、検査を行う。また、微細な絶縁不良を焼損させたくない場合には、まず、低い電圧を印加して検査を行い、絶縁抵抗が基準値以下であった場合、その部分が絶縁不良箇所であると判断し、絶縁抵抗が基準値以上であった場合にはこれらの回路間にのみ高い電圧を印加して検査を行う。

本発明による検査では、まず、低い電圧を印加して検査を行い、絶縁抵抗が基準値以下であった場合、その部分が絶縁不良箇所であると判断し、絶縁抵抗が基準値以上であった場合にはこれらの回路間にのみ、高い電圧を印加して検査を行い、さらに、高い電圧で極性を変えた検査を行うため、従来の検査方法と比べて検査に時間がかかってしまう。

実験の結果では、一般的な絶縁検査を行った場合の検査時間を１００とすると（実験では検査電圧は３０Ｖに設定）、まず、低い電圧（３０Ｖ）を印加して検査を行った後、高い電圧（実験では２５０Ｖに設定）を印加して検査を行った場合の検査時間は１１４であった。また、本発明による検査方法による検査時間は１３９であった（実験では低い電圧を３０Ｖ、高い電圧を２５０Ｖ、高い電圧で極性を変えた電圧を−２５０Ｖに設定）。

上記の結果からも明らかなように、本発明では、従来の絶縁検査方法と比べても、従来方法に比して検査工程が増大するが検査時間はそれほど大きくならず、従来では検出不可能であった微妙な絶縁不良も見逃すことなく、かつ当該絶縁不良箇所を焼損等の変質を生じさせることなく、的確に絶縁不良を発見することができる。

本発明は、プリント配線板の検査に利用することができる。

実施の形態に係るプリント配線板検査装置の構成を示す構成図。 検査対象回路を含むプリント配線板の一例を示す図。 ２つの回路が所望の品質を有する状態を示す図。 短絡する恐れを有する２つの回路を示す図。 本発明の実施の形態にかかるプリント配線板検査装置の絶縁検査の流れを示すフローチャート。 極性切換回路の一例を示す概略説明図。

符号の説明

１０ 回路検査装置
１１ プローブ
１２ 移動機構部
１３ 測定部
１４ 可変直流電源
１５ 記録部
１６ 制御部
１７ プローブ支持部
１８ 検査対象回路を含むプリント配線基板
１９〜２７ 検査対象回路
３１ スイッチ
３２ 電流計
３３ Ａ／Ｄコンバータ

Claims (4)

1. 複数の検査電圧を用いて対象回路の検査をおこなう回路検査装置において、
   第１の電圧を検査対象回路に印加する第１印加手段と、
   前記第１の電圧より高い第２の電圧を前記検査対象回路に印加する第２印加手段と、
   前記第２の電圧と同一の電圧でかつ異なる極性の電圧を印加する第３印加手段とを備えたことを特徴とする回路検査装置。
2. 前記検査対象回路がプリント板上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回路検査装置。
3. 複数の検査電圧を用いて対象回路の検査を行う回路検査方法において、
   第１の電圧を対象回路に印加することにより検査を行う段階と、
   前記第１の電圧より高い第２の電圧を前記対象回路に印加して検査を行う段階と、
   前記第２の電圧と同一の電圧でかつ異なる極性の電圧を前記対象回路に印加して、さらに検査を行う段階とを備えた回路検査方法。
4. 前記検査対象回路がプリント板上に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回路検査方法。

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