JP2763793B2 - Printed wiring board inspection equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [目次] 概要 産業上の利用分野 従来の技術(第15図、第16図) 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段(第1図) 作用 実施例 実施例の構成(第2図〜第5図) 実施例の動作 I.検査手順 II.反射波SBの波形(配線良否判定方法) (1)配線に不良がない場合の波形(第6図、第7図A
〜D) (2)配線に不良がある場合の波形 パターン部に断線がある場合(第8図、第9図) スルーホール部に断線がある場合(第10図、第11図) 特性インピーダンスに不良がある場合(第12図) スタブがある場合(第13図、第14図) 実施例の効果 その他 発明の効果 [概要] プリント配線板に形成された配線の良否を検査するた
めのプリント配線板検査装置に関し、 断線やショートのほか、特性インピーダンスの不良、
スタブの存在および配線長の不良を検出可能とすること
による超高速電子回路用プリント配線板の検査への適用
化と、表面実装用プリント配線板の片面側からの検査を
可能とすることによる装置の大型化、複雑化および高価
格化の回避と、プローブの数を減らし、プリント配線板
に加わる圧力を低減化することによるプリント配線板の
破損防止とを図ることを目的とし、 マルチプローブヘッドと、マルチプローブヘッド移動
手段と、マルチプローブヘッド移動制御手段と、配線設
計データ記憶手段と、測定点指示手段と、ステップパル
ス印加・反射波形測定手段と、配線良否判定手段とを設
け、プローブを介して配線にステップパルスを印加し、
その反射波の波形を測定、解析し、この解析結果を配線
設計データに照らし合わせ、配線の良否を検査できるよ
うに構成する。Detailed Description of the Invention [Table of Contents] Overview Industrial application field Conventional technology (FIGS. 15 and 16) Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (FIG. 1) Action Embodiment configuration example (FIG. 2-FIG. 5) operation I. inspection procedure II. reflected wave S B of the waveform (line quality determination method) of example (1) waveform (Figure 6 when there is no defect in the wiring , FIG. 7A
~ D) (2) Waveform when wiring is defective When there is a disconnection in the pattern part (Figs. 8 and 9) When there is a disconnection in the through-hole part (Figs. 10 and 11) When there is a defect (FIG. 12) When there is a stub (FIGS. 13 and 14) Effects of the embodiment Other effects of the invention [Overview] Printed wiring for inspecting the quality of wiring formed on a printed wiring board Regarding board inspection equipment, besides disconnection and short circuit, defective characteristic impedance,
Applicable to the inspection of printed wiring boards for ultra-high-speed electronic circuits by making it possible to detect the presence of stubs and faulty wiring lengths, and equipment that makes it possible to inspect printed wiring boards for surface mounting from one side The purpose of the multi-probe head is to avoid the increase in size, complexity, and cost of the probe, and to prevent damage to the printed wiring board by reducing the number of probes and reducing the pressure applied to the printed wiring board. A multi-probe head moving means, a multi-probe head movement controlling means, a wiring design data storing means, a measuring point indicating means, a step pulse applying / reflection waveform measuring means, and a wiring good / bad determining means; To apply a step pulse to the wiring
The configuration is such that the waveform of the reflected wave is measured and analyzed, and the result of the analysis is compared with the wiring design data so that the quality of the wiring can be inspected.
[産業上の利用分野] 本発明は、プリント配線板に形成された配線の良否を
検査するためのプリント配線板検査装置に関する。[Industrial Application Field] The present invention relates to a printed wiring board inspection apparatus for inspecting the quality of wiring formed on a printed wiring board.
一般に、プリント配線板は、電子機器に組み込まれ、
出荷されるまでの間に、各工程で各種の検査を受ける。
これは、後工程に進むほど、不良個所の発見とその改修
にかかる費用が増加するからであり、換言すれば、不良
が発生した工程でそれを取り除き、後工程には良品だけ
を送り、トータルコストの低減化と、品質の向上化を図
ろうとする趣旨である。Generally, printed wiring boards are incorporated into electronic devices,
Before being shipped, we undergo various inspections in each process.
This is because the cost of finding defective parts and repairing them increases as the process progresses, in other words, removes it at the process where the defect occurred, sends only non-defective products to the subsequent process, and The aim is to reduce costs and improve quality.
ここに、例えば、配線を形成した後、部品搭載前にお
いては、プリント配線板検査装置を使用した配線良否の
検査が行われる。Here, for example, after forming the wiring and before mounting the components, an inspection of the wiring is performed using a printed wiring board inspection apparatus.
[従来の技術] 従来、プリント配線板検査装置として第15図にその概
略的構成図を示すようなものが提案されている。[Prior Art] Conventionally, there has been proposed a printed wiring board inspection apparatus whose schematic configuration is shown in FIG.
図中、1はピンボード2に多数のプローブ3を配列し
てなる治具、いわゆるネイルベッド、4はスキャナリレ
ー、5は所定電圧、例えば1[V]の直流電圧を出力す
る電圧供給装置、6は電圧検出装置、7はプリント配線
板8を載置するためのテーブルである。In the figure, reference numeral 1 denotes a jig in which a number of probes 3 are arranged on a pin board 2, a so-called nail bed; 4, a scanner relay; 5, a voltage supply device for outputting a predetermined voltage, for example, a DC voltage of 1 [V]; Reference numeral 6 denotes a voltage detection device, and reference numeral 7 denotes a table on which the printed wiring board 8 is placed.
ことに、ネイルベッド1は、第16図にその裏面図を示
すように、ピンボード2にプローブ3を格子状に配列
し、これらプローブ3がプリント配線板8のすべての基
本格子に対応するように構成されている。即ち、このネ
イルベッド1は、プリント配線板8上、すべての測定点
にプローブ3を接触させようとするものであり、例え
ば、50cm×50cmのプリント配線板8を検査するためのも
のにあっては、約50cm×50cmのピンボード2に約200×2
00本のプローブ3が設けられる。また、これらプローブ
3はスプリング付きのプローブによって構成される。In particular, the nail bed 1 has probes 3 arranged in a grid pattern on a pin board 2 as shown in the rear view in FIG. 16 so that these probes 3 correspond to all the basic grids of the printed wiring board 8. Is configured. In other words, the nail bed 1 is for contacting the probe 3 with all the measurement points on the printed wiring board 8, and for example, is for inspecting a printed wiring board 8 of 50 cm × 50 cm. Is about 200 × 2 on a pin board 2 of about 50cm × 50cm
00 probes 3 are provided. Further, these probes 3 are constituted by probes with springs.
かかるプリント配線板検査装置は、ブローブ3をプリ
ント配線板8のスルーホールに押し当て、すべてのブロ
ーブ3に対して順次、直流電圧を印加するとともに、そ
の他のブローブ3の電圧を測定し、その結果を良否のデ
ータと比較することによって、断線およびショートの有
無を判定しようとするものである。Such a printed wiring board inspection apparatus presses the probe 3 against the through hole of the printed wiring board 8, sequentially applies a DC voltage to all the probes 3, and measures the voltages of the other probes 3. Is compared with pass / fail data to determine the presence / absence of disconnection and short circuit.
[発明が解決しようとする課題] かかる従来のプリント配線板検査装置においては、以
下に述べるような問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] The conventional printed wiring board inspection apparatus has the following problems.
(1)先ず、超高速電子回路用のプリント配線板におい
ては、断線やショートのほか、特性インピーダンスの不
良や、スタブ(他端がどこにも接続されていない不要
線)の存在や、その他、配線長の不良を検出することが
必要とされる。(1) First, in a printed wiring board for an ultra-high-speed electronic circuit, in addition to disconnection and short-circuiting, defective characteristic impedance, the presence of a stub (an unnecessary line whose other end is not connected to anywhere), and other wiring There is a need to detect long defects.
しかしながら、従来のプリント配線板検査装置におい
ては、配線に直流電圧を印加することにより配線の良否
を検査するようにされているので、断線やショートは検
出できるものの、特性インピーダンスの不良、スタブの
存在、配線長の不良を検出することはできず、このた
め、超高速電子回路用プリント配線板の配線検査には適
用できないという問題点があった。However, in the conventional printed wiring board inspection apparatus, the quality of the wiring is inspected by applying a DC voltage to the wiring, so that a disconnection or a short circuit can be detected, but the characteristic impedance is poor and the presence of a stub is present. However, it is not possible to detect a defect in the wiring length, and therefore, there is a problem that the method cannot be applied to the wiring inspection of a printed wiring board for an ultra-high-speed electronic circuit.
(2)次に、従来のプリント配線板検査装置において
は、電圧印加点と電圧測定点の最低2ケ所を同時にプロ
ービングする必要がある。そこで、この装置を使用し
て、部品取り付け用スルーホールが設けられていない表
面実装用のプリント配線板の配線を検査しようとする
と、片面からでは検査できない個所が出てくる。(2) Next, in the conventional printed wiring board inspection apparatus, it is necessary to simultaneously probe at least two points of a voltage application point and a voltage measurement point. Therefore, when this apparatus is used to inspect the wiring of a surface-mounted printed wiring board having no through holes for mounting components, there are places where inspection cannot be performed from one side.
このため、表面実装用のプリント配線板を検査する場
合には、プリント配線板の表裏両面からプロービングで
きるように構成しなければならず、装置が大型化、複雑
化し、高価になってしまうという問題点があった。For this reason, when inspecting a printed wiring board for surface mounting, it must be configured so that probing can be performed from both the front and back surfaces of the printed wiring board, and the device becomes large, complicated, and expensive. There was a point.
(3)更に、従来のプリント配線板検査装置において
は、プリント配線板8の高密度化により、ピンボード2
に植え込むブローブ3の数が膨大しており、このため、
ネイルベッド1の製造、保守がきわめて困難になってい
るほか、これらプローブ3をプリント配線板8に押し付
けるために、非常に大きな圧力が必要となっている。こ
のため、装置が大型化するとともに、プリント配線板8
をプローブ3の圧力によって破損してしまうことがある
という問題点があった。(3) Further, in the conventional printed wiring board inspection apparatus, the pin board 2
The number of probes 3 to be planted in is huge,
Manufacture and maintenance of the nail bed 1 are extremely difficult, and very large pressure is required to press the probe 3 against the printed wiring board 8. For this reason, the device becomes large and the printed wiring board 8
However, there is a problem that the probe may be damaged by the pressure of the probe 3.
本発明は、かかる点に鑑み、断線やショートのほか、
特性インピーダンスの不良、スタブの存在および配線長
の不良を検出可能とすることによる超高速電子回路用プ
リント配線板の検査への適用化と、表面実装用プリント
配線板の片面側からの検査を可能とすることによる装置
の大型化、複雑化および高価格化の回避と、プローブの
数を減らし、プリント配線板に加わる圧力を低減化する
ことによるプリント配線板の破損防止とを図ることがで
きるようにしたプリント配線板検査装置を提供すること
を目的とする。In view of such a point, the present invention, in addition to disconnection and short-circuit,
Application to inspection of printed wiring boards for ultra-high-speed electronic circuits by enabling detection of defective characteristic impedance, presence of stubs, and defective wiring length, and inspection from one side of printed wiring boards for surface mounting It is possible to avoid the increase in size, complexity, and cost of the apparatus by reducing the number of probes, and to prevent the damage to the printed wiring board by reducing the pressure applied to the printed wiring board. It is an object of the present invention to provide a printed wiring board inspection apparatus.
[課題を解決するための手段] 本発明のプリント配線板検査装置は、第1図にその原
理ブロック図を示すように、マルチプローブヘッド10
と、マルチプローブヘッド移動手段11と、マルチプロー
ブヘッド移動制御手段12と、配線設計データ記憶手段13
と、測定点指示手段14と、ステップパルス印加・反射波
形測定手段15と、配線良否判定手段16とを設けて構成さ
れる。なお、17はプリント配線板、18はプリント配線板
17に形成された配線である。[Means for Solving the Problems] The printed wiring board inspection apparatus of the present invention has a multi-probe head 10 as shown in FIG.
Multi-probe head moving means 11, multi-probe head movement control means 12, wiring design data storage means 13,
And measurement point indicating means 14, step pulse application / reflection waveform measuring means 15, and wiring quality judgment means 16. 17 is a printed wiring board, 18 is a printed wiring board
This is the wiring formed at 17.
ここに、マルチプローブヘッド10は、ピンボード9に
プローブ19を口字状に、かつ、一定間隔をもって配列し
て構成される。Here, the multi-probe head 10 is configured by arranging probes 19 on the pin board 9 in a square shape at regular intervals.
また、マルチプローブヘッド移動手段11は、マルチプ
ローブヘッド10を縦、横、高さ方向に移動させるもので
ある。The multi-probe head moving means 11 moves the multi-probe head 10 in the vertical, horizontal, and height directions.
また、マルチプローブヘッド移動制御手段12は、マル
チプローブヘッド移動手段11を制御して、マルチプロー
ブヘッド10を移動させ、プローブ19をプリント配線板17
の配線18上、指示された測定点に接触させるものであ
る。Further, the multi-probe head movement control means 12 controls the multi-probe head movement means 11 to move the multi-probe head 10 and to move the probe 19 to the printed wiring board 17.
The wiring 18 is brought into contact with the designated measurement point.
また、配線設計データ記憶手段13は、プリント配線板
17に形成された配線18の設計データを記憶するものであ
る。The wiring design data storage means 13 is a printed wiring board.
This is to store the design data of the wiring 18 formed in 17.
また、測定点指示手段14は、配線18の設計データに基
いてマルチプローブヘッド移動制御手段12に対して測定
点を指示するものである。Further, the measurement point instructing means 14 instructs the multi-probe head movement control means 12 to specify a measurement point based on the design data of the wiring 18.
また、ステップパルス印加・反射波形測定手段15は、
プローブ19を介して、測定点にステップパルスSAを印加
し、その反射波SBの波形を測定するものである。Also, the step pulse application / reflection waveform measuring means 15
Through the probe 19, the step pulse S A is applied to the measurement point, which measures the waveform of the reflected wave S B.
また、配線良否判定手段16は、ステップパルス印加・
反射波形測定手段15が測定した反射波SBの波形を解析
し、この解析結果を配線18の設計データに照らし合わ
せ、配線18の良否を判定するものである。In addition, the wiring pass / fail determination means 16 applies a step pulse
The waveform of the reflected wave S B which reflected waveform measuring means 15 to measure the analyzed against the result of the analysis on the design data of the wiring 18, is to determine the quality of the wiring 18.
[作用] 本発明においては、プローブ19を介して測定点にステ
ップパルスSAを印加し、その反射波SBの波形を測定する
ようにされているので、即ち、いわゆるTDR(Time Doma
in Reflectometry)法を利用しているので、配線18の断
線やショートのみならず、特性インピーダンスの不良、
スタブの存在および配線長の不良を検出することができ
る。In [Operation] The present invention, by applying a step pulse S A to the measuring point via the probe 19, since it is adapted to measure the waveform of the reflected wave S B, i.e., so-called TDR (Time Doma
In Reflectometry) method, not only disconnection and short circuit of the wiring 18, but also poor characteristic impedance,
The presence of the stub and the defect of the wiring length can be detected.
また、同様の理由により、第15図従来例のように、電
圧印加合点と電圧測定点の最低2ケ所を同時にプロービ
ングする必要がなく、1ケ所をプロービングすれば足り
る。したがって、表面実装用のプリント配線板を検査す
る場合においても、プリント配線板の表裏両面からプロ
ービングする必要がない。For the same reason, it is not necessary to probe at least two points of the voltage application point and the voltage measurement point at the same time as in the conventional example in FIG. 15, and it is sufficient to probe only one point. Therefore, even when inspecting a printed wiring board for surface mounting, it is not necessary to probe the front and back surfaces of the printed wiring board.
また、本発明においては、マルチプローブヘッド10
は、プローブ19を口字状に、かつ、一定間隔をもって配
列して構成し、更に、マルチプローブヘッド移動手段1
1、マルチプローブヘッド移動制御手段12および測定点
指示手段14を設け、プローブ19がICチップ実装部に形成
されているボンディングパッドに接触するようにマルチ
プローブヘッド10を移動し、局所的に測定を行うことが
できるようにされているので、プリント配線板17の高密
度化に対応してプローブ19の数を増加することなく、少
ない本数のプローブ19で合理的に配線18の検査を行うこ
とができる。In the present invention, the multi-probe head 10
Is configured by arranging the probes 19 in a bracket shape and at regular intervals, and further comprises a multi-probe head moving means 1.
1.Provide a multi-probe head movement control means 12 and a measurement point indicating means 14, move the multi-probe head 10 so that the probe 19 contacts a bonding pad formed on the IC chip mounting portion, and perform local measurement. Since it is possible to perform the inspection of the wiring 18 with a small number of probes 19 without increasing the number of probes 19 corresponding to the high density of the printed wiring board 17 it can.
[実施例] 以下、第2図ないし第14図を参照して、本発明の一実
施例につき説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 to 14.
実施例の構成 第2図および第3図はそれぞれ本発明の一実施例を示
すブロック図および概略的斜視図であり、本実施例は、
プローブ装置20と、制御計算機21と、同軸マルチプレク
サ22と、TDR測定器23とを設けて構成されている。FIG. 2 and FIG. 3 are a block diagram and a schematic perspective view, respectively, showing an embodiment of the present invention.
It is provided with a probe device 20, a control computer 21, a coaxial multiplexer 22, and a TDR measuring device 23.
ここに、プローブ装置20は、マルチプローブヘッド2
4、マルチプローブヘッド移動手段25およびマルチプロ
ーブヘッド移動制御手段26を設けて構成されている。Here, the probe device 20 is a multi-probe head 2
4. A multi-probe head moving means 25 and a multi-probe head movement control means 26 are provided.
マルチプローブヘッド24は、第4図にその裏面図を示
すように、ピンボード27の裏面の周辺部にブローブ28を
口字状に、且つ、一定間隔、例えば2.54mmの間隔をもっ
て配列している。これは、例えば、第5図に示すよう
に、同一の大きさ、同一の形状を有する複数のICチップ
29を実装するため、各ICチップ実装部に同一パターンの
ボンディングパッド群30を形成してなるプリント配線板
31の配線32を検査する場合に好適となるようにしたもの
である。即ち、すべてのプローブ28が一のボンディング
パッド群30のすべてのボンディングパッドに接触するよ
うにしたものである。As shown in the back view of FIG. 4, the multi-probe head 24 has the probes 28 arranged in a square shape around the back surface of the pin board 27 at regular intervals, for example, at intervals of 2.54 mm. . This is, for example, as shown in FIG. 5, a plurality of IC chips having the same size and the same shape.
Printed wiring board with bonding pads 30 of the same pattern formed on each IC chip mounting part to mount 29
This is suitable for inspecting the wiring 32 of 31. That is, all the probes 28 come into contact with all the bonding pads of one bonding pad group 30.
また、マルチプローブヘッド移動手段25は、マルチプ
ローブヘッド24をプリント配線板31上、縦、横、高さ方
向に移動できるように構成されている。なお、第3図
中、33は、マルチプローブヘッド移動手段25の一部を構
成するアームである。Further, the multi-probe head moving means 25 is configured to move the multi-probe head 24 on the printed wiring board 31 in the vertical, horizontal, and height directions. In FIG. 3, reference numeral 33 denotes an arm constituting a part of the multi-probe head moving means 25.
また、マルチプローブヘッド移動制御手段26はマルチ
プローブヘッド移動手段25を制御して、マルチプローブ
ヘッド24を移動させ、プローブ28を指示された測定点に
接触させることができるように構成されている。The multi-probe head movement control means 26 is configured to control the multi-probe head movement means 25 to move the multi-probe head 24 and bring the probe 28 into contact with the designated measurement point.
また、制御計算機21は、配線設計データ記憶手段34、
測定点指示手段35および配線良否判定手段36を設けて構
成されている。Further, the control computer 21 includes a wiring design data storage unit 34,
The configuration is provided with measurement point indicating means 35 and wiring quality judgment means 36.
ここに、配線設計データ記憶手段34は、配線32の設計
データ、例えば、ICチップ29の数とその座標、個々の配
線32に関する測定点の数とその座標、特性インピーダン
ス、各測定点間の線長および測定点の接続順序などを記
憶できるように構成されている。Here, the wiring design data storage means 34 stores the design data of the wiring 32, for example, the number and the coordinates of the IC chips 29, the number and the coordinates of the measuring points related to the individual wirings 32, the characteristic impedance, and the line between the measuring points. It is configured to be able to store the length, the connection order of the measurement points, and the like.
また、測定点指示手段35は、配線成形データ記憶手段
34に記憶された配線32の設計データに基いて、プローブ
装置20のマルチプローブヘッド移動制御手段26に対して
測定点を指示するとともに、同軸マルチプレクサ22およ
びTDR測定器23を制御し、各測定点ごとにTDR測定を行わ
せるようにされている。The measurement point indicating means 35 is a wiring forming data storage means.
Based on the design data of the wiring 32 stored in 34, the measuring point is instructed to the multi-probe head movement control means 26 of the probe device 20, and the coaxial multiplexer 22 and the TDR measuring device 23 are controlled to The TDR measurement is performed every time.
即ち、同軸マルチプレクサ22は、測定点指定手段35に
よる制御を受けて、多数のプローブ28から順次、一のプ
ローブ28を選択し、選択したプローブ28とTDR測定器23
とを接続するように構成されている。また、TDR測定器2
3も測定点指示手段35によって制御され、同軸マルチプ
レクサ22の選択動作と同期して、選択されたプローブ28
に対してステップパルスSAを印加し、その反射波SBの波
形を測定できるように構成されている。That is, under the control of the measurement point designating means 35, the coaxial multiplexer 22 sequentially selects one probe 28 from a large number of probes 28, and selects the selected probe 28 and the TDR measuring device 23.
And are configured to be connected. In addition, TDR measuring instrument 2
3 is also controlled by the measuring point indicating means 35, and in synchronization with the selecting operation of the coaxial multiplexer 22, the selected probe 28
Is configured to the step pulse S A is applied, it can be measured waveform of the reflected wave S B respect.
また、制御計算機21の配線良否判定手段36は、TDR測
定器23が測定した反射波SBの波形を取り込み、これを解
析し、この解析結果を配線設計データ記憶手段34に記憶
された配線32の設計データに照らし合わせ、配線32の良
否を判定できるように構成されている。The wiring quality determination unit 36 of the control computer 21 takes a waveform of the reflected wave S B which TDR meter 23 has measured, wiring analyzes this stored results of this analysis in the wiring design data storage means 34 32 The configuration is such that the quality of the wiring 32 can be determined based on the design data.
実施例の動作 本実施例の動作につき、I.検査手順、II.反射波SBの
波形(配線良否判定方法)に項を分けて説明する。Per operations of the embodiment examples, I. Inspection procedure, II. Will be described separately terms to the reflected wave S B of the waveform (line quality judgment process).
I.検査手順 配線32の検査は次の手順によって行われる。I. Inspection Procedure The inspection of the wiring 32 is performed by the following procedure.
(1)測定点指示手段35は、配線設計データ記憶手段34
に記憶された配線32の設計データに基いて、プローブ装
置20のマルチプローブヘッド移動制御手段26に対して測
定点を指示し、プローブ28を測定点に接触させる。(1) The measurement point indicating means 35 is a wiring design data storage means 34
A measurement point is instructed to the multi-probe head movement control means 26 of the probe device 20 on the basis of the design data of the wiring 32 stored in the probe device 20, and the probe 28 is brought into contact with the measurement point.
(2)測定点指示手段35は、同軸マルチプレクサ22およ
びTDR測定器23を制御し、各測定点ごとにTDR測定を行わ
せる。(2) The measuring point indicating means 35 controls the coaxial multiplexer 22 and the TDR measuring device 23 to perform the TDR measurement for each measuring point.
(3)配線良否判定手段36は、TDR測定器23が測定した
反射波SBの波形を取り込み、これを解析し、この解析結
果を配線設計データ記憶手段34に記憶された配線32の設
計データに照らし合わせ、配線32の良否を判定する。(3) Wiring quality determining unit 36, captures the waveform of the reflected wave S B which TDR meter 23 has measured, analyzes the design data of the analysis results wiring design data storage unit 34 is stored in the wiring 32 Then, the quality of the wiring 32 is determined.
(4)以上の動作を繰り返す。(4) Repeat the above operation.
II.反射波SBの波形(配線良否判定方法) 配線32に不良があるか否かは、反射波SBの波形によっ
て判断される。そこで、以下、配線32が第6図に示すよ
うなパターンを有している場合を例にして、(1)配線
32に不良がない場合、および、(2)配線32に不良があ
る場合に、どのような波形が測定されるかを明らかにす
る。II. Whether the reflected waveform (line quality determination method) of S B is defective wiring 32 is determined by the waveform of the reflected wave S B. Therefore, hereinafter, an example in which the wiring 32 has a pattern as shown in FIG.
When there is no defect in the wiring 32 and (2) when the wiring 32 has a defect, what kind of waveform is measured will be clarified.
なお、図中、a、b、c、dはそれぞれ測定点(スル
ーホール)、37は特性インピーダンス50[Ω]の測定基
準ケーブルである。In the drawing, a, b, c, and d are measurement points (through holes), respectively, and 37 is a measurement reference cable having a characteristic impedance of 50 [Ω].
(1)配線32に不良がない場合 第7図A〜Dは、第6図に示す配線32に不良が存在し
なかった場合に得られる反射波SBの波形である。なお、
これら第7図A〜Dにおいて、縦軸は反射係数ρ、横軸
は時間軸である。以下、波形を示す図において同様であ
る。(1) FIG. 7 A~D If there is a defect in the wiring 32 is a waveform of the reflected wave S B obtained when defective lines 32 shown in Figure 6 does not exist. In addition,
7A to 7D, the vertical axis is the reflection coefficient ρ, and the horizontal axis is the time axis. Hereinafter, the same applies to the figures showing waveforms.
第7図Aはプローブ28をa点に接触させた場合の反射
波SBの波形を示している。波形中、段差38はa点におけ
る反射、段差39はd点における反射を示している。即
ち、α部は測定基準ケーブル37の反射波によるものであ
り、β部はa点からd点までの反射波によるものであ
る。また、γ部は反射係数が「+1」であるから、d点
以降はインピーダンスが無限大であることを表してい
る。Seventh Figure A shows the waveform of the reflected wave S B when contacting the probe 28 to a point. In the waveform, a step 38 indicates reflection at point a, and a step 39 indicates reflection at point d. That is, the α portion is due to the reflected wave of the measurement reference cable 37, and the β portion is due to the reflected wave from the point a to the point d. Since the reflection coefficient of the γ portion is “+1”, the impedance after point d indicates that the impedance is infinite.
ここに、配線32の特性インピーダンスZは、次式で求
めることができる。Here, the characteristic impedance Z of the wiring 32 can be obtained by the following equation.
但し、Z0は測定基準ケーブル37の特性インピーダンス
(基準インピーダンス)、Δρはα部とβ部の反射係数
の差である。 Here, Z 0 is the characteristic impedance (reference impedance) of the measurement reference cable 37, and Δρ is the difference between the reflection coefficients of the α and β parts.
また、単位配線長あたりの伝播遅延時間はプリント配
線板の絶縁材料の誘電率により決まるので、時間Δtか
ら配線長を求めることができる。Further, since the propagation delay time per unit wiring length is determined by the dielectric constant of the insulating material of the printed wiring board, the wiring length can be obtained from the time Δt.
第7図Bはプローブ28をb点に接触させた場合の反射
波SBの波形を示している。波形中、段差40はb点におけ
る反射を示している。即ち、この場合、ステップパルス
SAはa点およびd点の2ケ所に向かって進むため、b点
に該当する部分においては、本来のインピーダンスの半
分の値が観測されることになる。そして、その後、この
例の場合には、端部が2箇所(a点、d点)あるので、
多重反射が発生し、このため、反射波SBの波形は図に示
すように複雑になる。Figure 7 B shows the waveform of the reflected wave S B when contacting the probe 28 to the point b. In the waveform, a step 40 indicates reflection at point b. That is, in this case, the step pulse
S A is to proceed towards the two positions of a point and the point d, in the portion corresponding to point b, so that half the original impedance is observed. Then, in the case of this example, there are two end portions (points a and d).
Multiple reflection occurs, Therefore, the waveform of the reflected wave S B is complicated as shown in FIG.
第7図Cはプローブ28をc点に接触させた場合の反射
波SBの波形を示している。波形中、段差41はc点におけ
る反射を示しているが、この場合にも、ステップパルス
SAはa点およびd点の2ケ所に向かって進むため、c点
に該当する部分においては、本来のインピーダンスの半
分の値が観測されることになる。そして、更に多重反射
が発生し、反射波SBの波形は図に示すように複雑にな
る。Figure 7 C shows a waveform of the reflected wave S B when contacting the probe 28 to point c. In the waveform, the step 41 shows the reflection at the point c.
S A is to proceed towards the two positions of a point and the point d, in the portion corresponding to point c, so that half the original impedance is observed. Then, further multiple reflection occurs, the waveform of the reflected wave S B is complicated as shown in FIG.
第7図Dはプローブ28をd点に接触させた場合の反射
波SBの波形を示している。波形中、段差42はd点におけ
る反射、段差43はa点における反射を示している。Figure 7 D shows the waveform of the reflected wave S B when contacting the probe 28 to the point d. In the waveform, a step 42 indicates reflection at point d, and a step 43 indicates reflection at point a.
(2)配線に不良がある場合 配線32に不良がある場合について、以下、パターン
部に断線がある場合、スルーホール部に断線がある場
合、特性インピーダンスに不良がある場合、スタブ
がある場合につき、項を分けて説明する。(2) When there is a defect in the wiring When there is a defect in the wiring 32, the following describes the case where there is a break in the pattern portion, the case where there is a break in the through hole portion, the case where there is a defect in the characteristic impedance, and the case where there is a stub. , Will be described separately.
パターン部に断線がある場合 例えば、第8図に示すように、ab間に断線44がある場
合において、a点を測定点とした場合には、反射波SBの
波形として第9図に示すような波形を測定することがで
きる。なお、波形中、段差45はa点における反射、段差
46は断線部44における反射を示している。また、破線47
は断線44がない場合の波形を示している(第7図A参
照)。If there is a disconnection in the pattern portion for example, as shown in FIG. 8, when there is disconnection 44 between ab, when a measurement point a point, shown in FIG. 9 as the waveform of the reflected wave S B Such a waveform can be measured. In the waveform, the step 45 is the reflection at the point a, the step
46 indicates the reflection at the disconnection portion 44. Also, the broken line 47
Shows a waveform when there is no disconnection 44 (see FIG. 7A).
スルーホール部に断線がある場合 例えば、第10図に示すように、b点に断線48がある場
合において、b点を測定点にした場合には、反射波SBの
波形として第11図に示すような波形を測定することがで
きる。なお、波形中、段差49はb点における反射を示し
ている。また、破線50は断線48がない場合の波形を示し
ている(第7図B参照)。If there is a disconnection in the through-hole portion for example, as shown in FIG. 10, in a case where the point b is disconnected 48, when the point b to the measuring point, in Figure 11 as the waveform of the reflected wave S B The waveform as shown can be measured. In the waveform, a step 49 indicates reflection at point b. A broken line 50 shows a waveform when there is no disconnection 48 (see FIG. 7B).
特性インピーダンスに不良がある場合 配線32に特性インピーダンスの不良がある場合におい
て、a点を測定点とした場合には、反射波SBの波形とし
て第12図に示すような波形を測定することができる。な
お、波形中、段差51はa点における反射、段差52はd点
における反射を示している。また、破線53は非常な場合
の波形を示している(第7図A参照)。In the case where when the wiring 32 to the characteristic impedance is defective is defective in characteristic impedance, in the case of the measurement points a point, to measure the waveform as shown in FIG. 12 as a waveform of the reflected wave S B it can. In the waveform, a step 51 indicates reflection at point a, and a step 52 indicates reflection at point d. A broken line 53 shows a waveform in an emergency case (see FIG. 7A).
スタブがある場合 例えば、第13図に示すように、ab間のポイント54にス
タブ55がある場合において、a点を測定点とした場合に
は、反射波SBの波形として第14図に示すような波形を測
定することができる。なお、波形中、段差56はa点にお
ける反射、段差57はポイント54における反射、段差58は
d点における反射を示している。また、破線59はスタブ
55が存在しない場合の波形を示している(第7図A参
照)。If there is a stub for example, as shown in FIG. 13, when there is a stub 55 to the point 54 between ab, when a measurement point a point, shown in FIG. 14 as a waveform of the reflected wave S B Such a waveform can be measured. In the waveform, a step 56 indicates reflection at point a, a step 57 indicates reflection at point 54, and a step 58 indicates reflection at point d. The broken line 59 is a stub
A waveform when 55 does not exist is shown (see FIG. 7A).
また、他ネットとのショートがある場合にも、これと
同様の波形を測定することができる。Further, even when there is a short circuit with another net, a similar waveform can be measured.
実施例の効果 以上のように、本実施例によれば、プローブ28を介し
て測定点にステップパルスSAを印加し、その反射波SBの
波形を測定、解析するようにされているので、配線32の
断線やショートのみならず、特性インピーダンスの不
良、スタブの存在および配線長の不良を検出することが
でき、更に断線、ショート、スタブについては、その位
置を指摘することも可能となる。したがって、通常のプ
リント配線板のみならず、超高速電子回路用プリント配
線板の検査にも使用することができる。Thus the effect of the embodiment according to the present embodiment, by applying a step pulse S A to the measuring point via the probe 28, measures the waveform of the reflected wave S B, since it is adapted to analyze It is possible to detect not only the disconnection and short-circuit of the wiring 32, but also the defect of the characteristic impedance, the presence of the stub, and the defect of the wiring length. Further, regarding the disconnection, the short, and the stub, it is possible to indicate the position. . Therefore, the present invention can be used not only for inspection of ordinary printed wiring boards but also for inspection of printed wiring boards for ultra-high-speed electronic circuits.
また、同様の理由により、第15図従来例のように電圧
印加点と電圧測定点の最低2ケ所を同時にプロービング
する必要がなく、1ケ所をプロービングすれば足りるの
で、表面実装用プリント配線板の配線を検査する場合に
も、プリント配線板の表裏両面からプロービングする必
要がない。したがって、装置の大型化、複雑化および高
価格化の回避を図ることができる。For the same reason, it is not necessary to simultaneously probe at least two points of the voltage application point and the voltage measurement point as in the conventional example of FIG. 15, and it is sufficient to probe only one point. When inspecting the wiring, it is not necessary to probe the front and back surfaces of the printed wiring board. Therefore, it is possible to avoid an increase in size, complexity, and cost of the device.
また、本実施例においては、マルチプローブヘッド24
を移動させる構成とし、局所的に順次、測定を行うよう
にされているので、プリント配線板31に加わる圧力を低
減化し、その破損防止を図ることができる。In this embodiment, the multi-probe head 24
Is moved, and the measurement is sequentially performed locally, so that the pressure applied to the printed wiring board 31 can be reduced, and the breakage thereof can be prevented.
更に本実施例においては、同軸マルチプレクサ22を使
用して複数のプローブ28を選択するようにしているの
で、同一パターンの測定点を有するプリント配線板、例
えば、第5図に示すように、同一の大きさ、同一の形状
を有する複数のICチップ29を実装するため、各ICチップ
実装部に同一パターンのボンディングパッド群30を形成
してなるプリント配線板31の配線32を検査する場合に好
適である。Further, in the present embodiment, since a plurality of probes 28 are selected using the coaxial multiplexer 22, a printed wiring board having measurement points of the same pattern, for example, as shown in FIG. In order to mount a plurality of IC chips 29 having the same size and the same shape, it is suitable when inspecting the wiring 32 of the printed wiring board 31 formed by forming the bonding pad group 30 of the same pattern on each IC chip mounting portion. is there.
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、配線にステップパル
スを印加し、その反射波の波形を測定し、これを解析す
ることにより配線の良否を判定できるように構成されて
いるので、断線やショートのほか、特性インピーダンス
の不良、スタブの存在および配線長の不良を検出可能と
することによる超高速電子回路用プリント配線板の検査
への適用化と、表面実装用プリント配線板の片面側から
の検査を可能とすることによる装置の大型化、複雑化お
よび高価格化の回避と、プローブの数を減らし、プリン
ト配線板に加わる圧力を低減化することによるプリント
配線板の破損防止とを図ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a step pulse is applied to a wiring, the waveform of the reflected wave is measured, and the quality of the wiring can be determined by analyzing the waveform. It can be used to inspect printed wiring boards for ultra-high-speed electronic circuits by making it possible to detect characteristic impedance defects, the presence of stubs, and wiring length defects as well as disconnections and short circuits, and printed wiring for surface mounting. Avoiding the increase in size, complexity and cost of the equipment by enabling inspection from one side of the board, and reducing the number of probes and the pressure applied to the printed wiring board by reducing the pressure on the printed wiring board Damage can be prevented.
第1図は本発明の構成を示す原理ブロック図、 第2図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第3図は同じく概略的斜視図、 第4図はマルチプローブヘッドを示す裏面図、 第5図はプリント配線板を示す平面図、 第6図は反射波SBの波形を説明するための図、 第7図A〜Dはそれぞれ配線に不良がない場合の反射波
SBの波形を示す図、 第8図は断線(パターン断線)の位置を示す図、 第9図はパターン部に断線がある場合の反射波SBの波形
を示す図、 第10図は断線(スルーホール断線)の位置を示す図、 第11図はスルーホール部に断線がある場合の反射波SBの
波形を示す図、 第12図は特性インピーダンスに不良がある場合の反射波
SBの波形を示す図、 第13図はスタブの位置を示す図、 第14図はスタブがある場合の反射波SBの波形を示す図、 第15図は従来のプリント配線板検査装置を示す概略的構
成図、 第16図はネイルベッドを示す裏面図である。 10……マルチプローブヘッド 11……マルチプローブヘッド移動手段 12……マルチプローブヘッド移動制御手段 13……配線設計データ記憶手段 14……測定点指示手段 15……ステップパルス印加・反射波形測定手段 16……配線良否判定手段 17……プリント配線板 18……配線 19……プローブ1 is a block diagram showing the principle of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic perspective view of the same, and FIG. 4 is a rear view showing a multi-probe head. a plan view Fig. 5 showing the printed wiring board, FIG. 6 is a diagram for explaining the waveform of the reflected wave S B, the reflected wave in the case where there is no defect in Figure 7 A~D each wire
Shows the waveform of the S B, Figure 8 Figure showing the position of a disconnection (a pattern disconnection), Figure 9 shows the waveform of the reflected wave S B in the case where there is a break in the pattern unit figures, FIG. 10 break shows the position of (through hole disconnection), FIG. 11 shows the waveform of the reflected wave S B in the case where there is a break in the through hole portion, the reflected wave when FIG. 12 there is a defect in the characteristic impedance
Shows the waveform of the S B, FIG. FIG. 13 showing the position of the stub, Fig. 14 shows the waveform of the reflected wave S B in the case where there is a stub FIG, FIG. 15 a conventional printed wiring board inspection apparatus FIG. 16 is a rear view showing a nail bed. 10: Multi-probe head 11: Multi-probe head moving means 12: Multi-probe head movement control means 13: Wiring design data storage means 14: Measurement point indicating means 15: Step pulse application / reflection waveform measuring means 16 … Wiring quality judgment means 17… Printed wiring board 18… Wiring 19… Probe
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−155770(JP,A) 特開 昭61−262671(JP,A) 特開 昭59−90986(JP,A) 特開 平3−33665(JP,A) 実開 昭63−107866(JP,U) IBM Tech,Disclosu re Bull.Vol.26,No.10 A,pp.4945−4946,1984 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-155770 (JP, A) JP-A-61-262671 (JP, A) JP-A-59-90986 (JP, A) 33665 (JP, A) Japanese Utility Model Showa 63-107866 (JP, U) IBM Tech. Disclosure Bull. Vol. 26, No. 10 A, pp. 4945-4946, 1984
Claims (1)
状に、かつ、一定間隔をもって配列してなるマルチプロ
ーブヘッド(10)と、 該マルチプローブヘッド(10)を縦、横、高さ方向に移
動させるマルチプローブヘッド移動手段(11)と、 該マルチプローブヘッド移動手段(11)を制御して、前
記マルチプローブヘッド(10)を移動させ、前記プロー
ブ(19)をプリント配線板(17)の配線(18)上、指示
された測定点に接触させるマルチプローブヘッド移動制
御手段(12)と、 前記配線(18)の設計データを記憶する配線設計データ
記憶手段(13)と、 該配線設計データ記憶手段(13)が記憶する前記配線
(18)の設計データに基いて前記マルチプローブヘッド
移動制御手段(12)に対して前記測定点を指示する測定
点指示手段(14)と、 前記プローブ(19)を介して、前記測定点にステップパ
ルス(SA)を印加し、その反射波(SB)の波形を測定す
るステップパルス印加・反射波形測定手段(15)と、 該ステップパルス印加・反射波形測定手段(15)が測定
した前記反射波(SB)の波形を解析し、その結果を前記
設計データに照らし合わせ、前記配線(18)の良否を判
定する配線良否判定手段(16)とを 具備してなることを特徴とするプリント配線板検査装
置。1. A multi-probe head (10) in which probes (19) are arranged in a bracket shape at regular intervals on a pin board (9), and the multi-probe head (10) is vertically, horizontally, A multi-probe head moving means (11) for moving in the height direction; and controlling the multi-probe head moving means (11) to move the multi-probe head (10) and to connect the probe (19) to the printed wiring board. A multi-probe head movement control means (12) for contacting a designated measurement point on the wiring (18) of (17); a wiring design data storage means (13) for storing design data of the wiring (18); Measuring point indicating means (14) for indicating the measuring point to the multi-probe head movement control means (12) based on the design data of the wiring (18) stored in the wiring design data storing means (13); The said A step pulse application / reflection waveform measuring means (15) for applying a step pulse (S A ) to the measurement point via a lobe (19) and measuring the waveform of the reflected wave (S B ); Wiring quality determination means (15) analyzes the waveform of the reflected wave (S B ) measured by the applied / reflected waveform measurement means (15), compares the result with the design data, and determines the quality of the wiring (18). 16) A printed circuit board inspection device, comprising:
Priority Applications (1)
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JP1184167A JP2763793B2 (en) | 1989-07-15 | 1989-07-15 | Printed wiring board inspection equipment |
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JPH0348179A JPH0348179A (en) | 1991-03-01 |
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1989
- 1989-07-15 JP JP1184167A patent/JP2763793B2/en not_active Expired - Fee Related
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