JP3049446B2 - 回路基板検査装置における測定用ピンの接触不良検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回路基板検査装置にお
ける測定用ピンの接触不良検出方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来例】電子部品等が実装された回路基板の検査にイ
ンサーキットテスタと称される回路基板検査装置が利用
されている。

【０００３】この種の装置は、一般に、被検査基板を装
置に載置したのち同基板の所定回路パターン位置に接触
するピンを介して信号源から測定用信号を加え、その応
答信号を他の接触ピンから測定部に取り込んで測定する
ようになっている。この場合、測定は基板上のすべての
部品に対して個々に行なわれ、そのデータをそれぞれの
部品規格、カタログ仕様等に定められている値と比較し
て基板の良否を判定するようにしている。

【０００４】しかしながら部品によって測定項目や定格
値が異なるので、高密度実装の基板などでは検査終了ま
でに多大の手間と時間がかかる。測定を自動化すれば上
記の問題は解消するが、そのためには複雑、大規模な制
御プログラムが必要となり、検査部門等でそれを作成す
るのは実際上極めて困難である。

【０００５】そこで本出願人は、ある回路パターンに接
続された複数の部品をそのパターンも含めて１つの回路
網とみなし、あらかじめ他の手段にて良品と確認された
実装基板の各回路網におけるインピーダンスを回路基板
検査装置で測定するとともに、所要の許容差を設定して
基準データとする。しかる後、被検査ロット基板の回路
網のインピーダンスを良品基板と同一方法で測定し、そ
のデータを上記基準データと比較して良否を判定する回
路基板検査方法の発明を先にいくつか提案した。

【０００６】例えばその１つである特願昭６３−１２９
７２４号の先願発明によると、測定項目がインピーダン
ス１項目であるから複雑な検査プログラムなどを特に必
要としないで自動測定が可能となり、極めて短時間に基
板検査を終了させることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、基板のラン
ド等に測定用ピンを接触させたときの接触抵抗は通常１
０〜２０ｍΩ程度で無視できるが、基板数が多くなると
接触の繰り返しによりランド部から生じるはんだ粉など
がピン先に付着し、接触抵抗が増加して接触不良を起こ
すことがある。このため、回路網のインピーダンスは許
容範囲内であってもその測定値には接触抵抗が加わり、
それが許容上限値を超えると装置は不良（ＮＧ）と判定
する。

【０００８】この場合、検査担当者は例えばプリントア
ウトされたＮＧ判定データを見て、測定用ピンの接触不
良によるのか回路網自体のインピーダンス不良によるの
かを判断したり、あるいは測定用ピンが植設されたピン
ボードを基板から遠ざけてピンの先端部を掃除し、再び
測定を行なって接触抵抗の影響の有無などを調べるよう
にしている。

【０００９】しかし、前者の場合には担当者に経験を必
要とし、また人によって判断が異なることもある。後者
の場合にはピンの数が多くなるとその掃除が極めてわず
らわしく、いずれにしても好ましくない。

【００１０】この発明は上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的は、インピーダンス測定データがＮＧ
判定となった場合、測定用ピンに接触不良があるか否か
を回路基板検査装置にて検出するようにした測定用ピン
の接触不良検出方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１（Ａ）はこの発明が
適用された回路基板検査装置の実施例における全体構成
図で、例えば１は測定用交流信号を発する信号源、２は
図示しない保持具にて装置にセットされた被検査回路基
板、Ｎ１，Ｎ２，…は上記基板と対向する図示しないピ
ンボードに植設された測定用ピンで、同ピンボードの移
動により上記基板の所定測定点に接触するようになって
いる。３は例えばリレー群からなるスキャナで、測定用
ピンが４つの場合の例が図２に示されているが、これら
のリレーのオン、オフにより上記ピンを信号源１側又は
測定部４側へ切り換え接続するようになっている。

【００１２】測定部４は例えば増幅器５とＡ／Ｄコンバ
ータ６及びコントローラ７を備え、コントローラ７は信
号源１への信号発生制御、スキャナ３のリレー切り換え
制御、増幅器５の入力レンジ切り換え制御、及びＡ／Ｄ
コンバータ６のデータを取り込んで回路基板に流れる電
流を測定し、同基板のインピーダンスを演算するととも
に良品基板から収集した基準データと比較してその良否
判定を行ない、必要データを記録部８へ転送して表示も
くしはプリントアウトさせるようになっている。それら
の機能を図１（Ｂ）に示す。

【００１３】同図１（Ｂ）を参照すると、上の課題を解
決するため例えばコントローラ７には下記（１）ないし
（３）の手段が備えられている。

【００１４】（１） 検査対象回路網の所定位置に接触
する測定用ピンＮ１，Ｎ２，…のうち、１つのピンと他
の全ピンをスキャナ３内のリレーにてそれぞれ測定部４
と信号源１へ順次切り換え接続し、上記１つのピンと他
の全ピン間のインピーダンス測定を行なわせる１ピン対
他の全ピン間テスト設定手段１１。

【００１５】（２） 上記測定部４に接続した１つのピ
ンに対して他の全ピンから順次１つのピンを信号源へ接
続し、その間のインピーダンスをそれぞれ測定させる２
ピン間テスト設定手段１２。

【００１６】（３） 上記（２）の２ピン間テストにて
得たインピーダンスデータの中から最小データを探して
そのデータに所要の正の値を加算し、それを接触不良検
出用の比較基準データとして保持するデータ保持手段１
５。

【００１７】

【作用】まず、あらかじめ良品と確認された実装基板に
対して上記手段（１）による１ピン対他の全ピン間のイ
ンピーダンス測定と、上記手段（２）による２ピン間の
インピーダンス測定を行ない、（１）の測定データには
それぞれ上、下限の許容差＋α％と−β％を与え、良否
判定用の基準データとしてデータ保持手段１５に記憶さ
せておく。

【００１８】また、（２）の測定データについてはその
うちの最小値を示す２ピン間インピーダンスデータに対
して上記（３）の手段により接触抵抗の許容最大値＋γ
％を加え、接触不良検出用の比較基準データとして上記
同様にデータ保持手段１５に記憶させておく。

【００１９】しかるのち、被検査ロット基板に対して良
品基板と同様に上記（１）による１ピン対他の全ピン間
のインピーダンス測定を行ない、比較・判定手段１６に
おいて良品基板から収集した基準データと比較し良否判
定を行なう。

【００２０】この場合、不良と判定された被検査ロット
基板については、上記良品基板の２ピン間テストで最小
値を示した２つのピンと同一ピン番号のピンに対して上
記（２）による２ピン間のインピーダンスを測定し、そ
のデータを比較・判定手段１６において良品基板から収
集した上記（３）の接触不良検出用比較基準データと比
較する。

【００２１】ここで、例えば 測定値≦接触不良検出用比較基準データ であれば部品不良等による通常の「ＮＧ」の判定がなさ
れ、 測定値＞接触不良検出用比較基準データ ならば「接触不良・ＮＧ」なる判定がなされて表示部８
に表示される。

【００２２】

【実施例】上記課題解決手段（１）にて良品基板からイ
ンピーダンスデータを収集し、良否判定用の基準データ
を作成する方法、及び同手段（２）にて２ピン間のイン
ピーダンスデータを収集する方法は、いずれも前記先願
発明の内容と同様であるから、以下、手短かに説明す
る。

【００２３】上記図１（Ａ）において、まず回路基板検
査装置に良品基板２ａをセットし、上記手段（１）によ
り１ピン対他の全ピン間のインピーダンス測定データを
収集して良否判定用の基準データを作成する。その一例
を図２により説明する。

【００２４】上記図１（Ａ）のスキャナ３内にリレー回
路を記載した図２（Ａ）において、良品基板２ａの測定
対象回路網は例えば図２（Ｂ）に示すように抵抗Ｒ１〜
Ｒ５からなり、その抵抗値は図示のようになっているも
のとする。また、回路網の４つの測定点にはそれぞれ測
定用ピンＮ１〜Ｎ４が接触し、これらのピンはスキャナ
３内のリレーＳ１ａ，Ｓ１ｂ〜Ｓ４ａ，Ｓ４ｂにて信号
源１又は測定部４へ接続されるようになっているものと
する。

【００２５】ここで例えばピンＮ４を測定部４側に接続
し、他の全ピンＮ１〜Ｎ３を信号源１側に接続してその
間のインピーダンスを測定するものとすると、リレーの
動作は同図２（Ａ）に示すようにＳ４ｂはオンでＳ１ｂ
〜Ｓ３ｂはオフにし、Ｓ４ａはオフ、Ｓ１ａ〜Ｓ３ａは
オンにする。この状態を図２（Ｃ）に示す。

【００２６】このリレーの駆動方法は、例えば上記図１
（Ｂ）のテストモード設定手段９にて１ピン対他の全ピ
ン間テストを指定する。これによりスキャナ制御手段１
０内の１ピン対他の全ピン間テスト設定手段１１が作動
状態となる。そこで例えば図示しないキーボードにて を入力すると、上記１ピン対他の全ピン間テスト設定手
段１１はリレーＳ４ｂへ駆動電流を送出してピンＮ４を
測定部側へ接続する。また、リレーＳ１ａ〜Ｓ４ａに対
しては例えば上記の反転信号 によりリレーＳ１ａ〜Ｓ３ａへ駆動電流を送出し、ピン
Ｎ１〜Ｎ３を信号源側へ接続するようになっている。こ
のピン接続の場合、測定部側からピンＮ４を介して回路
網側を見たインピーダンスをＺ４とする。

【００２７】ここで例えば図示しないキーボードにより
「測定」を指令すると信号源１は所定レベルの測定用交
流電圧を発し、上記ピンＮ１〜Ｎ３を介して測定対象回
路網に加える。これにより、同信号源１から上記回路網
及びピンＮ４を経て測定部４へ電流が流れ込む。測定部
４はこの流入電流を測定して上記インピーダンスＺ４を
求める。例えば図２（Ｃ）の測定ではＺ４＝２９．７０
Ωとなり、それを図２（Ｄ）の最上欄に示す。

【００２８】また、このＺ４の値に対して上限値＋αと
下限値−βなる許容範囲を設定して基準データとする。
ここで、例えばα＝β＝１０％とした場合の例を上記最
上欄の右端に示す。以下、他のピンについても同様に１
ピン対他の全ピン間テストを行ない、それぞれ上記図２
（Ｄ）に示す基準データを作成してデータ保持手段１５
（図１（Ｂ））に記憶させる。

【００２９】次に、接触不良検出用の比較基準データ作
成方法について説明する。なお、上記図２（Ａ）と同一
構成の図３（Ａ）において、上記手段（２）によりピン
Ｎ４を測定部４側へ接続するとともに、ピンＮ３を信号
源１側に接続し、良品基板２ａの上記と同一回路網に対
してピンＮ４−Ｎ３間の２ピン間インピーダンスを測定
するものとする。この場合、同図３（Ａ）に示すように
リレーＳ４ｂはオンでＳ１ｂ〜Ｓ３ｂはオフにし、リレ
ーＳ３ａはオンでＳ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ４ａはオフにす
る。この状態を図３（Ｂ）に示す。同図３（Ｂ）の接続
において、測定部側からピンＮ４を介して回路網側を見
たインピーダンスをＺ４・３とする。

【００３０】リレーの駆動方法は例えばテストモード設
定手段９（図１（Ｂ））にて２ピン間テストを指定し、
スキャナ制御手段１０内の２ピン間テスト設定手段１２
を作動状態にする。次に、例えば図示しないキーボード
のキー操作により、 と とを入力する。これにより、上記２ピン間テスト設定手
段１２はリレーＳ４ｂとＳ３ａに駆動電流を送出し、ピ
ンＮ４とＮ３をそれぞれ測定部４側と信号源１側へ接続
する。

【００３１】ここで、例えば上記キーボードにて「測
定」を指令すると信号源１は測定用交流電圧を発し、そ
の応答電流がピンＮ４を介して測定部４に流れ込む。測
定部４はこの電流を測定して上記２ピン間のインピーダ
ンスＺ４・３を求める。

【００３２】次に、ピンＮ４は測定部側に接続した状態
でピンＮ２，Ｎ１を順に信号源側に接続し、その間のイ
ンピーダンスＺ４・２，Ｚ４・１を測定する。以下、同
様にピンＮ３，Ｎ２，Ｎ１を順に測定部側に接続し、他
のピンの１つを信号源側に接続して２ピン間のインピー
ダンスを測定すると図３（Ｃ）に示すデータが得られ
る。

【００３３】ここで、測定部側に接続した１つのピンと
信号源側に接続した他のピンとの間におけるインピーダ
ンス測定値から最小値を探す。例えばピンＮ４を測定部
側に接続し、他のピンを信号源側に接続した場合の測定
データはＺ４・３，Ｚ４・２，Ｚ４・１の３つである
が、Ｚ４・３が２９．７１Ωで最も小さいからそれを最
小値とする。

【００３４】接触不良検出用の比較基準データは、この
最小値に正のある値＋γを加えて作成する。上記図３
（Ｃ）には各ピンの２ピン間インピーダンス測定値から
抽出した最小値と、この最小値に加算する上記γを例え
ば最小値の１０％として比較基準データを作成した例が
示されている。ここで、２ピン間インピーダンスの最小
値を利用する理由と加算値γについて説明する。

【００３５】２ピン間インピーダンスの最小値について
は、回路網と測定用ピンの間に接触抵抗があると、測定
インピーダンス＝回路網本来のインピーダンス＋接触抵
抗となる。この場合、測定に関与するピンの数が多いと
どのピンが接触不良であるかを検出するのが困難になる
から、ピンは最小数すなわち２つとする。

【００３６】また、上式によると回路網本来のインピー
ダンスが小さいほど測定値に対する接触抵抗の占める割
合が大きく、したがって接触不良ピンの検出が容易にな
る。よって、例えば測定用ピンの接触抵抗が１０〜２０
ｍΩというような通常無視できる値の状態において良品
基板の２ピン間インピーダンスを測定し、その最小値を
利用する。

【００３７】次に、加算値γについて説明する。なお、
上記図２（Ｂ）又は図３（Ｂ）において、回路網を構成
する抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値は公称値を表すものとす
る。ここで、良品基板においては例えば実質的に公称値
と等しい値を有する抵抗が使用され、被検査ロット基板
においては公称値に対して±１０％の許容差を有する抵
抗が使用されているものとすると、被検査ロット基板を
測定して得られる２ピン間インピーダンスの最小値は、
良品基板から得た最小値を中心としてその−１０％から
＋１０％の範囲にばらつくことになる。

【００３８】しかし、被検査ロット基板では一般にマイ
ナス許容差の抵抗とプラス許容差の抵抗が混ざって使用
されるので、実際にばらつく範囲は平均化されて上記よ
り狭くなる。測定用ピンに接触抵抗があると測定した最
小値は接触抵抗分だけ増加するから、良品基板の最小値
を基準とした場合にはそれより高い方へ接触抵抗の許容
上限値を設定する。この実施例においては良品基板の最
小値にある値＋γを加えて許容上限値、すなわち接触不
良検出用の比較基準データとしている。上記図３（Ｃ）
では、一般回路網に対してこの加算値＋γを実用上例え
ば良品基板の最小値の１０％ににしているが、回路網に
要求される機能の厳しさに応じてγの値を決めることは
当然である。

【００３９】上記は複数の２ピン間インピーダンス測定
データから最小値データ１つを用いて接触不良検出用の
比較基準データを作成する例であるが、メモリ（データ
保持手段１５）に余裕がある場合には最小値とその次に
小さい測定データを用いて２つの比較基準データを作成
してもよい。例えば上記図３（Ｃ）の測定部側ピンＮ４
については、同図に示すように最小値２９．７１Ω（Ｚ
４・３）、比較基準データ３２．７Ωのほか、次に小さ
い値４８．６７Ω（Ｚ４・２）を利用してその１０％増
の５３．５Ωを比較基準データにする。

【００４０】このようにすると、例えば被検査ロット基
板の２ピン間テストデータＺ４・３が、 Ｚ４・３＞比較基準データ（３２．７Ω） となって接触不良と判定された場合、ピンＮ４とＮ３の
どちら側が接触不良であるかは、ピンＮ４とＮ２間の２
ピン間インピーダンスＺ４・２を測定して上記他の比較
基準データ（５３．５Ω）と比較することにより簡単に
知ることができる。

【００４１】例えば、 Ｚ４・２＞比較基準データ（５３．５Ω） であればピンＮ４側が接触不良であり、 Ｚ４・２≦比較基準データ（５３．５Ω） であればピンＮ３側に接触不良があることがわかる。

【００４２】ちなみに、図４には接触不良の検出を回路
基板検査装置にて行なう場合の一例が流れ線図で示され
ている。以下、各ステップについての概要を説明する。

【００４３】Ｐ１……良品基板の各回路網について１ピ
ン対他の全ピン間のインピーダンスを測定し、そのデー
タを収集する。

【００４４】Ｐ２……Ｐ１で収集したデータに所望の許
容差＋α，−βを設定して基板の良否判定用基準データ
を作成する。

【００４５】Ｐ３……上記回路網について２ピン間のイ
ンピーダンスを測定し、そのデータを収集する。

【００４６】Ｐ４……Ｐ３で収集したデータからそれぞ
れ最小値を抽出し、所望の値＋γを加えて接触不良検出
用の比較基準データを作成する。

【００４７】Ｐ５……データ収集が終わっていなければ
Ｐ１へ戻り、終われば被検査ロット基板のテストに入
る。

【００４８】Ｐ６……被検査ロット基板に対してＰ１と
同様の測定をする。

【００４９】Ｐ７……Ｐ６の測定データを良否判定用基
準データ（Ｐ２）と比較する。

【００５０】Ｐ８……不良（ＮＧ）の判定になった場合
にはＰ４の最小値を示すピンと同一番号の２ピン間でイ
ンピーダンスを測定する。

【００５１】Ｐ９……Ｐ８の測定データを接触不良検出
用比較基準データ（Ｐ４）と比較し、測定データ≦比較
基準データ、ならば部品等による通常の不良、測定デー
タ＞比較基準データ、ならば接触不良による不良と判定
する。

【００５２】Ｐ１０，Ｐ１１……Ｐ９の判定結果をそれ
ぞれ表示する。

【００５３】

【効果】以上、詳細に説明したようにこの発明において
は、まず良品基板の回路網に対して１ピン対他の全ピン
間のインピーダンス測定と２ピン間のインピーダンス測
定を行ない、前者の測定値にはそれぞれ上、下限の許容
差を設定して基板の良否判定用基準データを作成し、後
者の測定値については測定部側の１つのピンと信号源側
の各１つのピンとの間の最小測定値にそれぞれ正の所定
値を加えて接触不良検出用の比較基準データを作成する
ようになっている。

【００５４】しかる後、被検査ロット基板の回路網に対
して良品基板と同一方法により１ピン対他の全ピン間の
インピーダンスを測定し、上記良否判定用の基準データ
と比較するようになっている。ここで、その測定値が上
記基準データの許容範囲外となって不良と判定した場合
には、当該測定ステップの測定部側ピンに対して２ピン
間のインピーダンスが最小となる信号源側ピンとの間の
インピーダンスを良品基板と同一方法により測定し、そ
の値を上記接触不良検出用の比較基準データと比較す
る。この場合、例えば測定値≦比較基準データであれば
部品不良等による通常の不良と判定し、測定値＞比較基
準データならば接触不良と判定してそれぞれ表示するよ
うになっている。

【００５５】したがってこの発明によると、接触不良の
有無は装置が測定データを基準データと比較して自動的
に判定するため検査担当者などの思考、判断が不要とな
り、判定に人為的な差が発生せず基板検査の効率化に極
めて有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ） この発明を適用した回路基板検査装置
の全体構成を示すブロック図 （Ｂ） コントローラの内部機能を示すブロック線図

【図２】（Ａ） １ピン対他の全ピン間テスト説明用の
接続図 （Ｂ） 測定対象回路網の構成図 （Ｃ） 測定対象回路網における１ピン対他の全ピン間
テストの接続図 （Ｄ） １ピン対他の全ピン間テストにおける基準デー
タ作成方法の説明図

【図３】（Ａ） ２ピン間テスト説明用の接続図 （Ｂ） 測定対象回路網における２ピン間テストの接続
図 （Ｃ） 測定対象回路網における比較基準データ作成方
法の説明図

【図４】接触不良を自動的に検出する手順を示す流れ線
図

【符号の説明】

１ 信号源 ２ 被検査ロット基板 ２ａ 良品基板 ３ スキャナ ４ 測定部 １１ １ピン対他の全ピン間テスト設定手段 １２ ２ピン間テスト設定手段 １４ インピーダンス演算手段 １６ 比較・判定手段 Ｎ１，Ｎ２，… 測定用ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 幸一 長野県埴科郡坂城町大字坂城6249番地 日置電機株式会社内 (72)発明者 吉沢 良文 長野県埴科郡坂城町大字坂城6249番地 日置電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−87082（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/00 - 31/3193

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 あらかじめ良品と確認された実装回路基
   板の所定パターン位置に複数の測定用ピンを接触させ、
   該ピンの１つと他の全部をスキャナにてそれぞれ測定部
   と信号源へ順次切り換え接続してその都度同信号源から
   上記良品基板へ測定用交流電圧を発し、その応答電流信
   号を上記１つのピンを介して測定部にに取り込み同ピン
   位置における良品基板の回路網の１ピン対他の全ピン間
   インピーダンスを測定して基準データを作成し、次に、
   被検査ロット基板の回路網のインピーダンスを上記と同
   一方法により測定し、該測定値を上記良品基板から作成
   した基準データと比較してその良否を判定する回路基板
   検査装置において、上記測定部の１つのピンと上記信号
   源側の複数のピンうちの１つとを順次組み合せて各２ピ
   ン間における良品基板のインピーダンスをあらかじめ測
   定するとともに、測定部側の同一ピンについて得られる
   複数の測定データ中の最小値に対してそれぞれ当該回路
   網が必要とする機能の精度に関連した正の所定値を加え
   て接触不良検出用の比較基準データとなし、被検査ロッ
   ト基板が１ピン対他の全ピン間のインピーダンス測定で
   不良判定になった場合には、上記良品基板の２ピン間イ
   ンピーダンスが最小値を示すピンと同一のピンにて不良
   基板の２ピン間インピーダンスを測定し、該測定値が上
   記比較基準データを超えた場合に接触不良と判定するこ
   とを特徴とする回路基板検査装置における測定用ピンの
   接触不良検出方法。