JP2009002894A - Circuit board test method and circuit board test apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のプローブを備えたプローブユニットを用いて回路基板の検査を行う回路基板検査方法および回路基板検査装置に関するものである。 The present invention relates to a circuit board inspection method and a circuit board inspection apparatus for inspecting a circuit board using a probe unit having a plurality of probes.
この種の回路基板検査装置として、本願出願人は、特開2003−57285号公報に開示された回路基板検査装置を既に開発している。この回路基板検査装置は、パッケージ基板の裏面に形成された一のランドと、スルーホールを介して一のランドに接続された回路基板の表面側の他のランドとの間の抵抗値を四端子法に従って測定する回路基板検査装置であって、絶縁された2つの接触子が一のランドに接触可能に構成された一のプローブと、回路基板の表面を覆って他のランドに導通可能な導電性ゴムマットと、導電性ゴムマットに対して絶縁した状態で貫通して他のランドに接触する他のプローブとを備えている。この回路基板検査装置では、導電性ゴムマットと一のプローブの1つの接触子との間に定電流源から所定電流を供給しつつ、導電性ゴムマットを貫通して他のランドに接触させられた他のプローブの1つの接触子と一のランドに接触させられた一のプローブの他の1つの接触子との間の電圧を電圧計で測定し、測定電圧と所定電流の電流値とに基づいて抵抗値を測定する。この回路基板検査装置によれば、回路基板の表面に形成された他のランドに対して導電性ゴムマットおよび他のプローブを介して定電流源および電圧計を接続できるため、ファインピッチの基板などに対しても、四端子法による抵抗値の測定を高精度でしかも低コストで実行することができる。
ところが、上記の回路基板検査装置には、以下の解決すべき課題が存在している。すなわち、この回路基板検査装置では、定電流源に接続される導電性ゴムマット、および電圧計に接続される一方のプローブが回路基板の表面側に配設され、定電流源および電圧計に接続される他方のプローブが回路基板の裏面側に配設されている。このため、電圧計についての電圧検出経路は、電圧計、回路基板の表面側に位置するプローブ、回路基板の表面側に形成されたランド、このランドと回路基板の裏面に形成されたランドとを接続するスルーホール、回路基板の裏面に形成されたランド、および回路基板の裏面側に位置するプローブを経由して電圧計に戻るという回路基板を貫く面積の広い経路となっている。また、定電流源についての電流供給経路も、定電流源、回路基板の表面側に位置する導電性ゴムマット、回路基板の表面側に形成されたランド、このランドと回路基板の裏面に形成されたランドとを接続するスルーホール、回路基板の裏面に形成されたランド、および回路基板の裏面側に位置するプローブを経由して定電流源に戻るという回路基板を貫く面積の広い経路となっている。これにより、この回路基板検査装置では、特に電流供給経路が広い経路に形成されているため、定電流源からの定電流が交流定電流のときには、この定電流が電流供給経路に流れることに起因して、誘導起電力が電圧検出経路に大きなレベルで発生し易い。したがって、この回路基板検査装置には、この大きなレベルの誘導起電力が定電流の供給によってスルーホールの両端間に発生する電圧に重畳することに起因して、スルーホールの両端間に発生する電圧を電圧計で正確に測定するのが困難な結果、スルーホールの抵抗値を正確に測定するのが困難で、このため、スルーホールの検査精度のさらなる向上が困難であるという課題が存在している。 However, the circuit board inspection apparatus has the following problems to be solved. That is, in this circuit board inspection apparatus, the conductive rubber mat connected to the constant current source and one probe connected to the voltmeter are arranged on the surface side of the circuit board and connected to the constant current source and the voltmeter. The other probe is disposed on the back side of the circuit board. For this reason, the voltage detection path for the voltmeter includes a voltmeter, a probe located on the front side of the circuit board, a land formed on the front side of the circuit board, and a land formed on the back side of the circuit board. This is a wide-area path through the circuit board that returns to the voltmeter via a through-hole to be connected, a land formed on the back side of the circuit board, and a probe located on the back side of the circuit board. The current supply path for the constant current source is also formed on the constant current source, the conductive rubber mat located on the front side of the circuit board, the land formed on the front side of the circuit board, and the land and the back side of the circuit board. This is a wide-area path through the circuit board that returns to the constant current source via the through hole that connects the land, the land formed on the back side of the circuit board, and the probe located on the back side of the circuit board. . Thereby, in this circuit board inspection apparatus, since the current supply path is formed in a wide path, when the constant current from the constant current source is an AC constant current, the constant current flows through the current supply path. Thus, the induced electromotive force is likely to be generated at a large level in the voltage detection path. Therefore, in this circuit board inspection apparatus, this large level of induced electromotive force is superimposed on the voltage generated between both ends of the through-hole by supplying a constant current, so that the voltage generated between both ends of the through-hole As a result, it is difficult to accurately measure the resistance value of the through hole, and it is difficult to further improve the inspection accuracy of the through hole. Yes.
また、定電流源からの定電流が直流定電流のときには、定電流の印加開始から所定の期間において誘導起電力が電圧検出経路に大きなレベルで発生するため、定電流の印加開始直後においては交流定電流のときと同様にしてスルーホールの両端間に発生する電圧を電圧計で正確に測定できず、これによってスルーホールの抵抗値を正確に測定できない結果、スルーホールの検査を高精度で行えないという課題が存在している。この場合、直流定電流の印加開始から所定の期間を経過した後に電圧測定を行うことにより、誘導起電力の影響のない電圧測定が可能であるが、測定開始までの時間が長くなるため、測定、ひいては検査の高速化が図れないという課題が新たに生じる。 In addition, when the constant current from the constant current source is a DC constant current, an induced electromotive force is generated at a large level in the voltage detection path in a predetermined period from the start of constant current application. As with constant current, the voltage generated across the through hole cannot be accurately measured with a voltmeter, and as a result, the resistance value of the through hole cannot be accurately measured. As a result, the through hole can be inspected with high accuracy. There is a problem that there is no. In this case, voltage measurement without the influence of induced electromotive force is possible by performing voltage measurement after a predetermined period of time has elapsed since the start of DC constant current application. As a result, there arises a new problem that the inspection speed cannot be increased.
本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、検査精度を向上させ得る回路基板検査方法を提供することを主目的とする。また、この回路基板検査方法を実行し得る回路基板検査装置を提供することを他の主目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and a main object of the present invention is to provide a circuit board inspection method capable of improving inspection accuracy. Another main object is to provide a circuit board inspection apparatus capable of executing this circuit board inspection method.
上記目的を達成すべく請求項1記載の回路基板検査方法は、複数のプローブを備えた第1のプローブユニットを回路基板の一方の面側に配設すると共に、複数のプローブを備えた第2のプローブユニットを前記回路基板の他方の面側に配設して、前記一方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに前記第1のプローブユニットの前記複数のプローブのうちの対応する2本のプローブをそれぞれ接触させると共に、前記他方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに前記第2のプローブユニットの前記複数のプローブのうちの対応する2本のプローブをそれぞれ接触させ、前記第2のプローブユニットの前記複数のプローブにおける前記各接触ポイントに接触されている前記2本のプローブのうちの一方同士を短絡させ、前記回路基板に形成された複数のビアのうちの検査対象とするビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第1の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方、および当該複数のビアのうちの当該検査対象とする当該ビア群を除く他のビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第2の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方をそれぞれ電流供給プローブとして使用して当該検査対象とする当該ビア群に測定電流を供給し、前記第1の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの他方、および前記他方の面側の前記各接触ポイントのうちの前記検査対象とするビア群の他端側と接続される当該他方の面側の前記配線パターン上に規定された第3の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの他方をそれぞれ電圧検出プローブとして使用して当該第1の接触ポイントおよび当該第3の接触ポイント間に発生するポイント間電圧を測定し、前記測定電流および前記ポイント間電圧に基づいて前記検査対象とする前記ビア群の抵抗を四端子法で測定すると共に当該抵抗に基づいて当該ビア群の検査を行う。ここで、本明細書におけるビア群とは、1、または直列に接続された複数のビアで構成されて、回路基板の表裏を貫通して、その一端側が回路基板の一方の面に形成された配線パターンに接続され、かつその他端側が回路基板の他方の面に形成された他の配線パターンに接続されているものをいう。
In order to achieve the above object, a circuit board inspection method according to
また、請求項2記載の回路基板検査装置は、複数のプローブを備えると共に、回路基板の一方の面側に配設されて当該一方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに前記複数のプローブのうちの対応する2本のプローブを同時に接触可能に構成された第1のプローブユニットと、複数のプローブを備えると共に、回路基板の他方の面側に配設されて当該他方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに前記複数のプローブのうちの対応する2本のプローブを同時に接触可能に構成され、かつ当該複数のプローブにおける当該各接触ポイントに接触されている当該2本のプローブのうちの一方同士を短絡させる短絡配線を有する第2のプローブユニットと、測定電流を出力する電流供給部と、電圧測定部と、前記一方の面側に規定された前記複数の接触ポイントのうちの任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの一方と当該複数の接触ポイントのうちの他の任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの一方とを選択して前記電流供給部に電気的に接続させる第1切替部と、前記一方の面側に規定された前記複数の接触ポイントのうちの任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの他方と前記他の面側に規定された前記複数の接触ポイントのうちの任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの他方とを選択して前記電圧測定部に電気的に接続させる第2切替部と、処理部とを備え、当該処理部は、前記第1および第2のプローブユニットを移動させて前記複数のプローブを対応する前記各接触ポイントに接触させ、その状態において、前記第1切替部を制御して、前記回路基板に形成された複数のビアのうちの検査対象とするビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第1の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方、および前記回路基板に形成された複数のビアのうちの当該検査対象とする当該ビア群を除く他のビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第2の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方をそれぞれ電流供給プローブとして前記電流供給部に接続させると共に、前記第2切替部を制御して、当該第1の接触ポイントに接触している当該2本のプローブのうちの他方、および当該検査対象とするビア群の他端側と接続される前記他方の面側の前記配線パターン上に規定された第3の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの他方をそれぞれ電圧検出プローブとして前記電圧測定部に接続させ、かつ当該電流供給部を制御して当該検査対象とする当該ビア群、前記短絡配線、および当該他のビア群に前記電流供給プローブを介して前記測定電流を供給させると共に、当該電圧測定部を制御して当該第1の接触ポイントおよび当該第3の接触ポイント間に発生するポイント間電圧を測定させ、当該測定電流および当該ポイント間電圧に基づいて前記検査対象とする前記ビア群の抵抗を四端子法で測定して当該抵抗に基づいて当該ビア群の検査を行う。 According to a second aspect of the present invention, the circuit board inspection apparatus includes a plurality of probes and is provided on one surface side of the circuit board and defined on the plurality of wiring patterns formed on the one surface. A first probe unit configured to be able to simultaneously contact two corresponding probes of the plurality of probes to the contact point, and a plurality of probes, and disposed on the other surface side of the circuit board. Two corresponding probes of the plurality of probes can be simultaneously contacted with each contact point defined on the plurality of wiring patterns formed on the other surface, and each of the plurality of probes A second probe unit having a short-circuit wiring for short-circuiting one of the two probes in contact with the contact point, and a current supply unit for outputting a measurement current A voltage measurement unit; one of the two probes connected to any one of the plurality of contact points defined on the one surface side and the plurality of contact points A first switching unit that selects one of the two probes connected to any one other contact point and electrically connects to the current supply unit, and is defined on the one surface side Any one of the plurality of contact points defined on the other side and the other surface side of the two probes connected to any one of the plurality of contact points A second switching unit that selects and electrically connects the other of the two probes connected to one contact point to the voltage measurement unit, and a processing unit, and the processing unit includes: 1 and 2 probe units A plurality of vias formed on the circuit board by controlling the first switching unit in a state where the plurality of probes are brought into contact with the corresponding contact points. One of the two probes in contact with the first contact point defined on the wiring pattern on the one surface side connected to one end side of the via group, and the circuit board A second contact point defined on the wiring pattern on the one surface side connected to one end side of another via group excluding the via group to be inspected among the plurality of formed vias. One of the two probes that are in contact with each other is connected to the current supply unit as a current supply probe, and the second switching unit is controlled to contact the first contact point. 2 The two probes in contact with the third contact point defined on the wiring pattern on the other surface side connected to the other of the probes and the other end side of the via group to be inspected The other of the probes is connected to the voltage measuring unit as a voltage detection probe, and the current supply unit is controlled to the inspection target via group, the short-circuit wiring, and the other via group. The measurement current is supplied via a current supply probe, and the voltage measurement unit is controlled to measure a voltage between points generated between the first contact point and the third contact point, and the measurement current and Based on the voltage between the points, the resistance of the via group to be inspected is measured by a four-terminal method, and the via group is inspected based on the resistance.
請求項1記載の回路基板検査方法および請求項2記載の回路基板検査装置では、回路基板のビア群を検査対象とするときには、複数のプローブを備えた第1のプローブユニットを回路基板の一方の面側に配設すると共に、複数のプローブを備えた第2のプローブユニットを回路基板の他方の面側に配設して、一方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに第1のプローブユニットの複数のプローブのうちの対応する2本のプローブをそれぞれ接触させると共に、他方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに第2のプローブユニットの複数のプローブのうちの対応する2本のプローブをそれぞれ接触させ、第2のプローブユニットの複数のプローブにおける各接触ポイントに接触されている2本のプローブのうちの一方同士をすべて短絡させ、回路基板に形成された複数のビアのうちの検査対象とするビア群の一端側と接続される一方の面側の配線パターン上に規定された第1の接触ポイントに接触している2本のプローブのうちの一方、および複数のビアのうちの検査対象とするビア群を除く他のビア群の一端側と接続される一方の面側の配線パターン上に規定された第2の接触ポイントに接触している2本のプローブのうちの一方をそれぞれ電流供給プローブとして使用して検査対象とするビア群に測定電流を供給し、第1の接触ポイントに接触している2本のプローブのうちの他方、および他方の面側の各接触ポイントのうちの検査対象とするビア群の他端側と接続される他方の面側の配線パターン上に規定された第3の接触ポイントに接触している2本のプローブのうちの他方をそれぞれ電圧検出プローブとして使用して第1の接触ポイントおよび第3の接触ポイント間に発生するポイント間電圧を測定し、測定電流およびポイント間電圧に基づいて検査対象とするビア群の抵抗(抵抗値)を四端子法で測定すると共に抵抗(抵抗値)に基づいてビア群の検査を行う。
In the circuit board inspection method according to
したがって、この回路基板検査方法およびこの回路基板検査装置によれば、測定電流として定電流(交流定電流または直流定電流)を供給したときに、測定電流が流れる電流経路が上記のように回路基板の片面側(本例では一方の面側)にのみ形成されているため、電流経路を構成する2本のプローブが、回路基板の両側に配設される構成と比較して互いの距離が近接しており、かつこの2本のプローブのうちの一方が他方に流れる測定電流のリターン路となって両プローブに流れる測定電流の向きが逆向きになる結果、2本のプローブのうちの一方側に発生する磁束と2本のプローブのうちの他方側に発生する磁束とが互いに打ち消し合うように作用して、測定電流が流れる電流経路全体に発生する磁束の量を大幅に低減することができる。したがって、この電流経路に磁束が発生することに起因して電圧検出経路に発生する誘導起電力を大幅に弱めることができるため、電圧測定部が検査対象であるビア群に発生する電圧(ポイント間電圧)を高精度で測定できる結果、処理部が測定電流の電流値と電圧値とに基づいて検査対象のビア群の抵抗値を高精度で測定することができ、これにより、抵抗値に基づいて行う検査対象の検査精度を十分に向上させることができる。また、測定電流として直流定電流を供給したときには、印加開始から所定の期間を経過した後においては誘導起電力が消滅するため、この所定の期間の経過を待つことにより、スルーホールの両端間に発生する電圧を電圧計で正確に測定でき、これに伴いスルーホールの検査を高精度で行うことができるが、この回路基板検査方法およびこの回路基板検査装置によれば、測定電流として直流定電流を供給したときであっても、測定電流の供給直後からスルーホールの検査を高精度で行うことができる。 Therefore, according to this circuit board inspection method and this circuit board inspection apparatus, when a constant current (AC constant current or DC constant current) is supplied as a measurement current, the current path through which the measurement current flows is as described above. Is formed only on one side (in this example, one side), so the two probes that make up the current path are closer to each other compared to the arrangement on both sides of the circuit board And one of the two probes becomes a return path for the measurement current flowing to the other and the direction of the measurement current flowing to both probes is reversed. The magnetic flux generated in the two current probes and the magnetic flux generated on the other side of the two probes cancel each other, so that the amount of the magnetic flux generated in the entire current path through which the measurement current flows can be greatly reduced.Therefore, since the induced electromotive force generated in the voltage detection path due to the generation of magnetic flux in this current path can be greatly weakened, the voltage generated by the voltage measuring unit in the via group to be inspected (between points) As a result, the processing unit can measure the resistance value of the via group to be inspected with high accuracy based on the current value and the voltage value of the measurement current. The inspection accuracy of the inspection object to be performed can be sufficiently improved. In addition, when a DC constant current is supplied as a measurement current, the induced electromotive force disappears after a predetermined period from the start of application. The generated voltage can be accurately measured with a voltmeter, and through holes can be inspected with high accuracy. According to this circuit board inspection method and this circuit board inspection apparatus, a DC constant current is used as a measurement current. Even when the current is supplied, the through hole can be inspected with high accuracy immediately after the measurement current is supplied.
以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査方法およびこの回路基板検査方法を実施する回路基板検査装置の最良の形態について説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS With reference to the accompanying drawings, a best mode of a circuit board inspection method and a circuit board inspection apparatus that implements the circuit board inspection method according to the present invention will be described below.
回路基板検査装置1は、図1に示すように、一対のプローブユニット2,3、電流供給部4、電圧測定部5、第1切替部6、第2切替部7、処理部8、記憶部9および出力部10を備え、回路基板11に形成されている複数の配線パターン(一例として配線パターン21、22,23,25,26)および複数のビア(一例としてビア31,32,33,34,35,36,37)のうちの検査対象とするビア群(ビア31,32,33を含むビア群、ビア34,35,36を含むビア群、およびビア37,35,36を含むビア群)に対する検査を実行可能に構成されている。なお、本例では、ビア群は、直列に接続された複数(一例として3つ)のビアで構成されているが、その数は限定されず、1つ、2つ、さらには4つ以上のビアで構成される場合もある。
As shown in FIG. 1, the circuit
また、回路基板11の各配線パターン21〜23,25,26には後述のプローブを接触させるための接触ポイントが所定位置に予め規定されている。具体的には、回路基板11の一方の面(同図中の上面)には、配線パターン21〜23が形成されて、このうちのビア31,32,33を含むビア群(以下、ビア31,32,33の群ともいう)の一端側と接続された配線パターン21には、ビア31,32,33の群を検査する際に使用される接触ポイントTP1が規定されている。また、ビア34,35,36を含むビア群(以下、ビア34,35,36の群ともいう)の一端側と接続された配線パターン22には、ビア34,35,36の群を検査する際に使用される接触ポイントTP2が規定され、ビア37,35,36を含むビア群(以下、ビア37,35,36の群ともいう)の一端側と接続された配線パターン23にはビア37,35,36の群を検査する際に使用される接触ポイントTP3が規定されている。一方、回路基板11の他方の面(同図中の下面)には、配線パターン25,26が形成されて、このうちのビア31,32,33の群の他端側と接触された配線パターン25には、ビア31,32,33の群を検査する際に使用される接触ポイントTP6が規定されている。また、ビア34,35,36の群およびビア37,35,36の群の各他端側と接続された配線パターン26には、ビア34,35,36の群およびビア37,35,36の群を検査する際に使用される接触ポイントTP7が規定されている。なお、以下において、接触ポイントTP1〜TP7を特に区別しないときには、「接触ポイントTP」ともいう。
In addition, a contact point for bringing a probe, which will be described later, into contact with each of the
プローブユニット2は、本発明における第1のプローブユニットに相当し、複数(本例では一例として6本)のプローブ2a〜2fを備え、検査位置に載置された回路基板11の一方の面側(図1中の上側)において、検査位置(図1の位置)での回路基板11の載置および検査位置からの回路基板11の取り出しを可能とする待避位置(図示せず)と接触位置(図1に示す位置)との間を不図示の移動機構によって移動可能に構成されている。また、プローブユニット2は、接触位置に移動した状態では、回路基板11に形成された配線パターン21、22,23上に規定された複数の接触ポイントTP1〜TP3に、各プローブ2a〜2fのうちの対応する2本のプローブがそれぞれ接触するように構成されている。本例では、プローブユニット2は、接触ポイントTP1に一対のプローブ2a,2bが接触し、接触ポイントTP2に一対のプローブ2c,2dが接触し、接触ポイントTP3に一対のプローブ2e,2fが接触するように構成されている。
The probe unit 2 corresponds to the first probe unit in the present invention, and includes a plurality (6 in this example) of
プローブユニット3は、本発明における第2のプローブユニットに相当し、複数(本例では一例として4本)のプローブ3a〜3dを備え、検査位置に載置された回路基板11の他方の面側(図1中の下側)において、検査位置(図1の位置)での回路基板11の載置および検査位置からの回路基板11の取り出しを可能とする待避位置(図示せず)と、接触位置(図1に示す位置)との間を前述の移動機構によって移動可能に構成されている。また、プローブユニット3は、接触位置に移動した状態では、回路基板11の配線パターン25,26上に規定された複数の接触ポイントTP6,TP7に、各プローブ3a〜3dのうちの対応する2本のプローブがそれぞれ接触するように構成されている。本例では、プローブユニット3は、接触ポイントTP6に一対のプローブ3a,3bが接触し、接触ポイントTP7に一対のプローブ3c,3dが接触するように構成されている。また、プローブユニット3は、接触ポイントTP6に接続させられる2本のプローブ3a,3bのうちの一方(プローブ3a)と、接触ポイントTP7に接続させられる2本のプローブ3c,3dのうちの一方同士(プローブ3c)とを短絡する短絡配線3kを備えている。なお、プローブユニット3が、プローブ3a,3bやプローブ3c,3dのような共通の接触ポイントに接触する一対のプローブを3組以上備えているときには、すべての組に含まれる2本のプローブのうちの1本が短絡配線3kを介して互いに短絡(接続)される。
The probe unit 3 corresponds to the second probe unit in the present invention, and includes a plurality of (in this example, four as an example) probes 3a to 3d, and the other surface side of the
電流供給部4は、処理部8によって制御されて、一対の出力端子(図示せず)から測定電流I1(一例として直流定電流(電流値Ix1))を出力して第1切替部6に供給する。電圧測定部5は、処理部8によって制御されて、第2切替部7から出力された電圧V1を一対の入力端子を介して入力してその電圧値Vx1を測定して出力する。
The
第1切替部6は、複数の切替スイッチが組み合わされてスキャナとして構成されている。また、第1切替部6は、回路基板11の一方の面側に規定された接触ポイントTP1に接触させられる2本のプローブ2a,2bのうちの一方(プローブ2a)とケーブル12を介して接続されている。また、第1切替部6は、回路基板11の一方の面側に規定された他の接触ポイントTP2に接触させられるプローブ2c,2dのうちの一方(プローブ2c)とも他のケーブル12を介して接続されると共に、他の接触ポイントTP3に接触させられるプローブ2e,2fのうちの一方(プローブ2e)とも他のケーブル12を介して接続されている。また、第1切替部6は、処理部8によって制御されて、各プローブ2a,2c,2eのうちの任意の2本のプローブをそれぞれ電流供給プローブとして、対応するケーブル12を介して電流供給部4の一対の出力端子に接続する。
The first switching unit 6 is configured as a scanner by combining a plurality of changeover switches. The first switching unit 6 is connected to one of the two
第2切替部7は、複数の切替スイッチが組み合わされてスキャナとして構成されている。また、第2切替部7は、回路基板11の一方の面側に規定された接触ポイントTP1に接触させられる2本のプローブ2a,2bのうちの他方(プローブ2b)とケーブル13を介して接続されている。また、第2切替部7は、回路基板11の一方の面側に規定された他の接触ポイントTP2に接触させられるプローブ2c,2dのうちの他方(プローブ2d)とも他のケーブル13を介して接続されると共に、他の接触ポイントTP3に接触させられるプローブ2e,2fのうちの他方(プローブ2f)とも他のケーブル13を介して接続されている。さらに、第2切替部7は、回路基板11の他方の面側に規定された接触ポイントTP6に接触させられるプローブ3a,3bのうちの他方(プローブ3b)ともケーブル14を介して接続されると共に、他の接触ポイントTP7に接触させられるプローブ3c,3dのうちの他方(プローブ3d)とも他のケーブル14を介して接続されている。また、第2切替部7は、処理部8によって制御されて、各プローブ2b,2d,2fのうちの任意の1本と、各プローブ3b,3dのうちの任意の1本とをそれぞれ電圧検出プローブとして、対応するケーブル13,14を介して電圧測定部5の一対の入力端子に接続する。
The second switching unit 7 is configured as a scanner by combining a plurality of changeover switches. Further, the second switching unit 7 is connected to the other of the two
処理部8は、CPUを備えて構成されて、記憶部9に予め記憶されている動作プログラムに従って作動することにより、検査位置に載置された回路基板11に対する回路基板検査処理を実行すると共に、プローブユニット2,3を移動させる移動機構、電流供給部4、電圧測定部5および各切替部6,7に対する制御を実行する。記憶部9は、ROMおよびRAMで構成されて、処理部8のための動作プログラム、回路基板11に形成されて検査対象とするビア群についての情報、検査対象とするビア群を検査する際にそれらの各抵抗値を四端子法で測定するために使用される検査対象毎のプローブのリスト、そのプローブの用途(電流供給プローブおよび電圧検出プローブのいずれかに使用するか)、および検査対象とするビア群についての良否判別のための基準値(基準抵抗値Rref)が予め記憶されている。また、記憶部9には、測定電流I1の電流値Ix1が記憶されている。出力部10は、一例として表示装置で構成されて、処理部8から出力された検査処理の結果を表示する。
The
次に、回路基板検査装置1の動作について、図1,2を参照して説明する。なお、予め検査位置に回路基板11が載置されているものとする。
Next, the operation of the circuit
この状態において、回路基板検査装置1の電源が投入されたときには、この回路基板検査装置1では、処理部8が、動作プログラムに従って作動して、回路基板検査処理を開始する。この回路基板検査処理では、処理部8は、まず、移動機構を制御して、各プローブユニット2,3を待避位置から接触位置に移動させる(ステップ51)。これにより、プローブユニット2では、一対のプローブ2a,2bが接触ポイントTP1に接触し、一対のプローブ2c,2dが接触ポイントTP2に接触し、一対のプローブ2e,2fが接触ポイントTP3に接触した状態となる。また、プローブユニット3では、一対のプローブ3a,3bが接触ポイントTP6に接触し、一対のプローブ3c,3dが接触ポイントTP7に接触した状態となる。
In this state, when the power of the circuit
次いで、処理部8は、この状態において切替部7を制御して、最初の検査対象とするビア群のうちの1つに対して、電流供給部4および電圧測定部5を接続する(ステップ52)。この場合、処理部8は、検査対象とするビア群のうちの1つを記憶部9から読み出すと共に、この1つの検査対象を検査する際に使用するプローブ、およびそのプローブの用途についての情報を記憶部9から読み出す。また、処理部8は、この読み出した情報に基づいて各切替部6,7の切替状態を制御することにより、プローブ2a,2c,2eのうちの電流供給プローブとなる2本をケーブル12および第1切替部6を介して電流供給部4の各出力端子に接続し、かつプローブ2b,2d,2fのうちの電圧検出プローブとなる1本をケーブル13および第2切替部7を介して電圧測定部5の一方の入力端子に接続すると共に、プローブ3b,3dのうちの他の電圧検出プローブとなる1本をケーブル14および第2切替部7を介して電圧測定部5の他方の入力端子に接続する。
Next, the
一例として、処理部8が、最初の検査対象としてビア31,32,33の群(内層配線パターン28によって互いに直列に接続されているビアの組)を記憶部9から読み出したときには、この検査対象を検査する際に使用するプローブ、およびそのプローブの用途についての情報を記憶部9からさらに読み出す。この場合、処理部8は、使用するプローブの情報として、ビア31,32,33の群における一端側と接続されている配線パターン21上に規定された接触ポイントTP1(本発明における第1の接触ポイント)に接触している2本のプローブ2a,2bのうちの一方(本例ではプローブ2a)、回路基板11に形成された複数のビアのうちの検査対象を除く他のビア群(本例では一例として、ビア34,35,36の群)における一端側と接続されている配線パターン22上に規定された接触ポイントTP2(本発明における第2の接触ポイント)に接触している2本のプローブ2c,2dのうちの一方(本例ではプローブ2c)、接触ポイントTP1に接触している本のプローブ2a,2bのうちの他方(本例ではプローブ2b)、および検査対象であるビア31,32,33の群における他端側(回路基板11の他方の面側)と接続されている配線パターン25上に規定された接触ポイントTP6(本発明における第3の接触ポイント)に接触している2本のプローブ3a,3bのうちの他方(本例ではプローブ3b)についての情報を読み出す。
As an example, when the
また、処理部8は、プローブの用途の情報として、2本のプローブ2a,2cを電流供給プローブとすること、および2本のプローブ2b,3bを電圧検出プローブとすることについての情報を読み出す。また、処理部8は、読み出した使用するプローブおよびその用途についての情報に基づき、第1切替部6を制御して、プローブ2a,2cをケーブル12および第1切替部6を介して電流供給部4に接続し、第2切替部7を制御して、プローブ2b,3bをケーブル13,14および第2切替部7を介して電圧測定部5に接続する。
Further, the
続いて、処理部8は、検査対象であるビア31,32,33の群についての抵抗値Rの測定処理を実行する(ステップ53)。この測定処理では、処理部8は、まず、電流供給部4を制御して測定電流I1の出力を開始させると共に、電圧測定部5を制御して電圧V1の測定を開始させる。これにより、電流供給部4から出力された測定電流I1は、第1切替部6、1本のケーブル12、プローブ2a、配線パターン21、ビア31,32,33の群、および配線パターン25を経由して接触ポイントTP6に達した後、プローブユニット3内で短絡配線3kによって互いに接続されているプローブ3aおよびプローブ3cを経由して他のビア36,35,34の群に流入して、配線パターン22、プローブ2c、他の1本のケーブル12および第1切替部6を経由して電流供給部4に戻る電流経路を流れる。また、この測定電流I1がビア31,32,33の群を流れることに起因して、ビア31,32,33の群の各端側に規定された各接触ポイントTP1,TP6間に電圧(本発明におけるポイント間電圧)V1が発生する。電圧測定部5は、この電圧V1を、第2切替部7および1本のケーブル13を介して接続されるプローブ2b、並びに第2切替部7および1本のケーブル14を介して接続されるプローブ3bを介して入力する。
Subsequently, the
この際に、測定電流I1が電流経路を流れることに起因して、第2切替部7、1本のケーブル13、プローブ2b、第2切替部7、1本のケーブル14およびプローブ3bを含んで構成される電圧検出経路に誘導起電力が測定電流I1の供給(印加)開始から所定の期間において大きなレベルで発生する。この場合、本例では、測定電流I1が流れる電流経路が上記のように回路基板11の片面側(本例では一方の面側)にのみ形成される構成としたことにより、距離が長いために誘導起電力の発生に大きな影響を与えることになる電流経路における2つの経路、つまり、第1切替部6、1本のケーブル12およびプローブ2aで形成される第1経路と、第1切替部6、他の1本のケーブル12およびプローブ2cで形成される第2経路とが近づいて配置されている。また、第2経路は第1経路に対する測定電流I1のリターン路となり、両経路には測定電流I1が逆向きに流れる。これらの結果、第2経路に発生する磁束が第1経路に発生する磁束を打ち消すように作用して、測定電流I1が流れる電流経路全体に発生する磁束の量が大幅に低減される。したがって、この回路基板検査装置1では、電流経路に測定電流I1が流れることに起因して電圧検出経路に発生する誘導起電力が大幅に弱められるため、電圧測定部5に入力される電圧V1の波形は、測定電流I1が流れることに起因する誘導起電力の影響の極めて少ない波形となる。
At this time, due to the measurement current I1 flowing through the current path, the second switching unit 7, the one
次いで、電圧測定部5は、測定電流I1の供給(印加)開始直後から、入力した電圧V1の電圧値Vx1を測定して処理部8に出力する。続いて、処理部8は、入力した電圧値Vx1を記憶部9に記憶させると共に、記憶部9から読み出した電流値Ix1で電圧値Vx1を除算することにより、四端子法でビア31,32,33の群の抵抗値Rを算出して、記憶部9に記憶させる。これにより、抵抗値Rの測定処理が完了する。
Next, the
次いで、処理部8は、検査処理を実行する(ステップ54)。この検査処理では、処理部8は、前述した測定処理で算出したビア31,32,33の群の抵抗値Rと、このビア31,32,33の群の基準抵抗値Rrefとを読み出すと共に、両者を比較して、抵抗値Rが基準抵抗値Rref以下のときには、ビア31,32,33の群は正常であると判別し、抵抗値Rが基準抵抗値Rrefを超えるときには異常であると判別する。また、処理部8は、この検査結果を検査対象(ビア31,32,33の群)の情報(識別情報)に対応させて記憶部9に記憶させる。これにより、1つの検査対象に対する検査処理が完了する。
Next, the
その後、処理部8は、記憶部9に記憶されている検査対象のなかに、未検査の検査対象があるか否かを判別しつつ(ステップ55)、上記ステップ52〜54を繰り返し実行して、検査対象となっているすべてのビア群についての検査を実行する。なお、ステップ52において、検査対象をビア34,35,36の群としたときには、他のビア群として、ビア31,32,33の群、およびビア37,35,36の群が存在するが、ビア37,35,36の群はビア34,35,36の群と一部が重複するため、ビア31,32,33の群を他のビア群として、測定電流I1のリターン路に使用する。
Thereafter, the
次いで、すべてのビア群についての検査が完了した後、処理部8は、すべてのビアについての検査結果を記憶部9から読み出して、出力部10に表示させ(ステップ56)、最後に、移動機構を作動させて、各プローブユニット2,3を接触位置から待避位置に移動させる(ステップ57)。これにより、回路基板検査処理が完了する。
Next, after the inspection for all via groups is completed, the
このように、この回路基板検査方法およびこの回路基板検査方法を実施する回路基板検査装置1では、回路基板11のビア群を検査対象とするときには、複数のプローブ2a〜2fを備えたプローブユニット2を回路基板11の一方の面側に配設すると共に、複数のプローブ3a〜3dを備えたプローブユニット3を回路基板11の他方の面側に配設して、一方の面に形成された複数の配線パターン21〜23上に規定された各接触ポイントTP1〜TP3に複数のプローブ2a〜2fのうちの対応する2本のプローブをそれぞれ接触させると共に、他方の面に形成された複数の配線パターン25,26上に規定された各接触ポイントTP6,TP7に複数のプローブ3a〜3dのうちの対応する2本のプローブをそれぞれ接触させ、複数のプローブ3a〜3dにおける各接触ポイントTP6,TP7に接触されている2本のプローブのうちの一方3a,3c同士をすべて短絡させ、回路基板11に形成された複数のビアのうちの検査対象とするビア群の一端側と接続される一方の面側の配線パターン上に規定された接触ポイントTP(第1の接触ポイント)に接触している2本のプローブのうちの一方、および複数のビアのうちの検査対象とするビア群を除く他のビア群の一端側と接続される一方の面側の配線パターン上に規定された接触ポイントTP(第2の接触ポイント)に接触している2本のプローブのうちの一方をそれぞれ電流供給プローブとして使用して検査対象とするビア群に測定電流I1を供給し、接触ポイントTP(第1の接触ポイント)に接触している2本のプローブのうちの他方、および他方の面側の各接触ポイントTPのうちの検査対象とするビア群の他端側と接続される他方の面側の配線パターン上に規定された接触ポイントTP(第3の接触ポイント)に接触している2本のプローブのうちの他方をそれぞれ電圧検出プローブとして使用して接触ポイントTP(第1の接触ポイント)および接触ポイントTP(第3の接触ポイント)間に発生するポイント間電圧V1を測定し、測定電流I1およびポイント間電圧V1に基づいて検査対象とするビア群の抵抗(抵抗値)Rを四端子法で測定すると共に抵抗(抵抗値)Rに基づいてビア群の検査を行う。
Thus, in this circuit board inspection method and the circuit
したがって、この回路基板検査方法およびこの回路基板検査装置1によれば、直流定電流を測定電流I1として供給したときに(特にステップ状に立ち上がる直流定電流を供給したときには)、測定電流I1が流れる電流経路が上記のように回路基板11の片面側(本例では一方の面側)にのみ形成されているため、電流経路を構成する2本のプローブが、回路基板11の両側に配設される構成と比較して互いの距離が近接しており、かつこの2本のプローブのうちの一方が他方に流れる測定電流I1のリターン路となって両プローブに流れる測定電流I1の向きが逆向きになる結果、2本のプローブのうちの一方およびそれに接続されるケーブル12(またはケーブル13)に発生する磁束と2本のプローブのうちの他方およびそれに接続されるケーブル13(またはケーブル12)に発生する磁束とが互いに打ち消し合うように作用して、測定電流I1が流れる電流経路全体に発生する磁束の量を大幅に低減することができる。したがって、この電流経路に磁束が発生することに起因して電圧検出経路に発生する誘導起電力を大幅に弱めることができるため、電圧測定部5が検査対象であるビア群に発生する電圧V1の電圧値Vx1を高精度で測定できる結果、処理部(CPU)8が測定電流I1の電流値Ix1と電圧値Vx1とに基づいて検査対象のビア群の抵抗値Rを高精度で測定することができ、これにより、抵抗値Rに基づいて行う検査対象の検査精度を十分に向上させることができる。
Therefore, according to this circuit board inspection method and this circuit
また、回路基板検査方法およびこの回路基板検査装置1によれば、測定電流I1が直流定電流のときでも、所定の期間の経過を待たずに測定電流I1の供給(印加)開始直後から、抵抗値Rに基づく検査対象に対する検査を実施することができるため、検査の高速化を図ることができる。
Further, according to the circuit board inspection method and the circuit
なお、本発明は、上記した発明の実施の形態に限定されず、適宜変更が可能である。例えば、上述した実施の形態では、電流供給部4用の第1切替部6と、電圧測定部5用の第2切替部7とを分離した構成を採用したが、第1切替部6および第2切替部7をまとめて1つの切替部として構成することもできる。また、上記した発明の実施の形態では、回路基板11として多層基板を例に挙げて、その一方の面に形成された配線パターンと他方の面に形成された配線パターンとを接続する複数のビアで構成されたビア群を検査対象としているが、両面基板のように一方の面に形成された配線パターンと他方の面に形成された配線パターンとが1つのスルーホールで接続される基板については、この1つのスルーホールを検体対象のビア群として本願発明を適用できるのは勿論である。また、電流供給部4が測定電流I1として直流定電流を供給する例について説明したが、交流定電流を供給する構成に対しても、本願発明を適用できるのは勿論である。また、測定電流供給部4が測定電流I1として直流定電流を供給(印加)する構成について上記したが、測定電流供給部4が測定電流I1として交流定電流を供給(印加)する構成を採用することもできる。
Note that the present invention is not limited to the embodiment of the invention described above, and can be modified as appropriate. For example, in the above-described embodiment, a configuration in which the first switching unit 6 for the
1 回路基板検査装置
2,3 プローブユニット
2a〜2f,3a〜3d プローブ
3k 短絡配線
4 電流供給部
5 電圧測定部
6 第1切替部
7 第2切替部
8 処理部
11 回路基板
21〜23,25,26 配線パターン
31〜37 ビア
I1 測定電流
TP1,TP2,TP3,TP6,TP7 接触ポイント
V1 電圧
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第2のプローブユニットの前記複数のプローブにおける前記各接触ポイントに接触されている前記2本のプローブのうちの一方同士を短絡させ、
前記回路基板に形成された複数のビアのうちの検査対象とするビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第1の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方、および当該複数のビアのうちの当該検査対象とする当該ビア群を除く他のビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第2の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方をそれぞれ電流供給プローブとして使用して当該検査対象とする当該ビア群に測定電流を供給し、
前記第1の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの他方、および前記他方の面側の前記各接触ポイントのうちの前記検査対象とするビア群の他端側と接続される当該他方の面側の前記配線パターン上に規定された第3の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの他方をそれぞれ電圧検出プローブとして使用して当該第1の接触ポイントおよび当該第3の接触ポイント間に発生するポイント間電圧を測定し、
前記測定電流および前記ポイント間電圧に基づいて前記検査対象とする前記ビア群の抵抗を四端子法で測定すると共に当該抵抗に基づいて当該ビア群の検査を行う回路基板検査方法。 A first probe unit including a plurality of probes is disposed on one surface side of the circuit board, and a second probe unit including a plurality of probes is disposed on the other surface side of the circuit board. Two corresponding probes of the plurality of probes of the first probe unit are brought into contact with the contact points defined on the plurality of wiring patterns formed on the one surface, respectively, and the other Two corresponding probes of the plurality of probes of the second probe unit are brought into contact with the contact points defined on the plurality of wiring patterns formed on the surface, respectively,
Shorting one of the two probes in contact with the contact points of the plurality of probes of the second probe unit;
It is in contact with a first contact point defined on the wiring pattern on the one surface side connected to one end side of a via group to be inspected among a plurality of vias formed on the circuit board. On one of the two probes and on the wiring pattern on the one surface side connected to one end side of the other via group excluding the via group to be inspected among the plurality of vias Supplying a measurement current to the via group to be inspected by using one of the two probes in contact with the defined second contact point as a current supply probe,
The other of the two probes that are in contact with the first contact point, and the other end side of the via group to be inspected among the contact points on the other surface side. Using the other of the two probes in contact with the third contact point defined on the wiring pattern on the other surface side as a voltage detection probe, the first contact point and the Measure the voltage between points generated between the third contact points,
A circuit board inspection method for measuring a resistance of the via group to be inspected based on the measurement current and the voltage between points by a four-terminal method and inspecting the via group based on the resistance.
複数のプローブを備えると共に、回路基板の他方の面側に配設されて当該他方の面に形成された複数の配線パターン上に規定された各接触ポイントに前記複数のプローブのうちの対応する2本のプローブを同時に接触可能に構成され、かつ当該複数のプローブにおける当該各接触ポイントに接触されている当該2本のプローブのうちの一方同士を短絡させる短絡配線を有する第2のプローブユニットと、
測定電流を出力する電流供給部と、
電圧測定部と、
前記一方の面側に規定された前記複数の接触ポイントのうちの任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの一方と当該複数の接触ポイントのうちの他の任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの一方とを選択して前記電流供給部に電気的に接続させる第1切替部と、
前記一方の面側に規定された前記複数の接触ポイントのうちの任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの他方と前記他の面側に規定された前記複数の接触ポイントのうちの任意の1つの接触ポイントに接続された前記2本のプローブのうちの他方とを選択して前記電圧測定部に電気的に接続させる第2切替部と、
処理部とを備え、
当該処理部は、前記第1および第2のプローブユニットを移動させて前記複数のプローブを対応する前記各接触ポイントに接触させ、その状態において、前記第1切替部を制御して、前記回路基板に形成された複数のビアのうちの検査対象とするビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第1の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方、および前記回路基板に形成された複数のビアのうちの当該検査対象とする当該ビア群を除く他のビア群の一端側と接続される前記一方の面側の前記配線パターン上に規定された第2の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの一方をそれぞれ電流供給プローブとして前記電流供給部に接続させると共に、前記第2切替部を制御して、当該第1の接触ポイントに接触している当該2本のプローブのうちの他方、および当該検査対象とするビア群の他端側と接続される前記他方の面側の前記配線パターン上に規定された第3の接触ポイントに接触している前記2本のプローブのうちの他方をそれぞれ電圧検出プローブとして前記電圧測定部に接続させ、かつ当該電流供給部を制御して当該検査対象とする当該ビア群、前記短絡配線、および当該他のビア群に前記電流供給プローブを介して前記測定電流を供給させると共に、当該電圧測定部を制御して当該第1の接触ポイントおよび当該第3の接触ポイント間に発生するポイント間電圧を測定させ、当該測定電流および当該ポイント間電圧に基づいて前記検査対象とする前記ビア群の抵抗を四端子法で測定して当該抵抗に基づいて当該ビア群の検査を行う回路基板検査装置。 A plurality of probes are provided, and each of the contact points defined on the plurality of wiring patterns formed on the one surface side of the circuit board and corresponding to the two contact points of the plurality of probes is provided. A first probe unit configured to be able to contact two probes simultaneously;
A plurality of probes are provided, and two contact points corresponding to the contact points defined on the plurality of wiring patterns formed on the other surface side of the circuit board and corresponding to the other two of the plurality of probes are provided. A second probe unit having a short-circuit wiring configured to short-circuit one of the two probes that are configured to be capable of simultaneously contacting the two probes and are in contact with the contact points of the plurality of probes;
A current supply for outputting the measurement current;
A voltage measurement unit;
One of the two probes connected to any one of the plurality of contact points defined on the one surface side and any other one of the plurality of contact points A first switching unit that selects and electrically connects one of the two probes connected to one contact point to the current supply unit;
The plurality of contacts defined on the other surface and the other of the two probes connected to any one of the plurality of contact points defined on the one surface side A second switching unit that selects and electrically connects the other of the two probes connected to any one contact point of the points to the voltage measurement unit;
A processing unit,
The processing unit moves the first and second probe units to bring the plurality of probes into contact with the corresponding contact points, and in that state, controls the first switching unit to control the circuit board. The two of the plurality of vias that are in contact with the first contact point defined on the wiring pattern on the one surface side connected to one end side of the via group to be inspected The wiring on the one surface side connected to one end side of the other via group excluding the via group to be inspected among the plurality of vias formed on the circuit board One of the two probes in contact with the second contact point defined on the pattern is connected to the current supply unit as a current supply probe, and the second switching unit is controlled. Defined on the wiring pattern on the other surface side connected to the other of the two probes in contact with the first contact point and the other end side of the via group to be inspected. The other of the two probes that are in contact with the third contact point is connected to the voltage measurement unit as a voltage detection probe, and the current supply unit is controlled to be the inspection target. The measurement current is supplied to the group, the short-circuit wiring, and the other via group via the current supply probe, and the voltage measurement unit is controlled to control between the first contact point and the third contact point. And measuring the resistance of the via group to be inspected based on the measured current and the voltage between the points by the four-terminal method. Circuit board inspection apparatus for inspecting the via group Te.
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