JP3165056B2

JP3165056B2 - 基板検査装置および基板検査方法

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Publication number: JP3165056B2
Application number: JP04612797A
Authority: JP
Inventors: 宗寛山下
Original assignee: Nidec Read Corp
Current assignee: Nidec Read Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 2001-05-14
Anticipated expiration: 2017-02-28
Also published as: DE69810681D1; EP0862061A3; JPH10239372A; EP0862061A2; US5969530A; EP0862061B1; DE69810681T2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は基板検査装置およ
び基板検査方法に関し、特に、基板に形成された配線の
導通状態の検査に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】プリント基板に形成されたプ
リントパターンの導通／非導通等を検査する方法とし
て、プリントパターンの両端にそれぞれプローブ（検査
針）を当てる方法が知られている。両プローブ間に電圧
を与えたとき所定の電流が流れるか否かを調べることに
より、プリントパターンの導通状態を検査することがで
きる。

【０００３】しかし、この方法は、隣接するプリントパ
ターンの端部相互が極めて近接して配置されているファ
インピッチの配線の検査等に適用することが困難であ
る。すなわち、ファインピッチに対応するプローブは一
般に高価であるうえ、検査の際、基板とプローブとの高
精度の位置合わせ技術が要求される。また、パッドにプ
ローブを当てるため、パッドに傷を付けるおそれがあ
る。

【０００４】このような問題を解決する検査方法とし
て、プローブの替りに異方性導電ゴムを用いる方法があ
る（特開昭６１−６２８７７参照）。この方法によれ
ば、高価なファインピッチ対応のプローブを用いること
なく、また、パッドに傷を付けることなく、ファインピ
ッチのパッド部を有するプリントパターンの導通状態を
検査することができる。

【０００５】しかし、異方性導電ゴム２を使用する方法
では、図１２に示すように、パッド４の周りに、パッド
４の上面４ａよりも高い上面６ａを有するレジスト６が
あるような場合には、基板８に異方性導電ゴム２を押し
つけても、異方性導電ゴム２の下面２ａとパッド４の上
面４ａとが当接しないことがある。このため、検査に際
し接触不良を起こすおそれがある。

【０００６】このような問題を解決する方法として、非
接触センサーを用いる方法がある（特開平４−２４４９
７６、特開昭５８−３８８７４参照）。このような方法
によれば、パッドの周りにレジストがあるような場合で
あっても、パッドと当該センサーとの間で信号の授受が
可能となる。

【０００７】しかし、上述のような正弦波交流を用いる
非接触センサーでは、ハム成分等のノイズの影響を緩和
するためのフィルタリングを行なったり検波回路を設け
たりしなければならないから、一つのプリントパターン
について、たとえば数十ｍｓｅｃ程度の検査時間が必要
であった。これでは、基板１枚あたり数千回の検査を行
なうとすると、基板１枚に対し、数十秒の検査時間を要
することとなる。

【０００８】一方、正弦波交流を用いるのではなく、直
流の過渡電流を非接触に測定してプリントパターンの良
否を検査する方法が知られている（特開平３−１５４８
７９）。このような方法によれば、検波回路等を用いる
必要がないので、検査時間をある程度短縮できる可能性
がある。

【０００９】この検査方法は、図１３Ａに示すように、
検査装置２０の端子２０ａ、２０ｂを、プリントパター
ン２２と、プリントパターン２２に対して絶縁状態で形
成された基準電位面２４とに、それぞれ接続し、端子２
０ａに直流電圧を印加して検査をおこなう。つまり、プ
リントパターン２２と基準電位面２４との間に形成され
るコンデンサに流れる過渡電流に基づいて、プリントパ
ターン２２の良否を判定するものである。

【００１０】しかしながら、このような方法では、図１
３Ａのように、端子２０ａから遠い箇所でプリントパタ
ーン２２が断線しているような場合は、断線を検出でき
ないおそれがある。また、図１３Ｂのように、プリント
パターン２２ａ、２２ｂがともに断線し、かつ、互いに
ショートしているような場合にも、断線を検出できない
おそれがある。

【００１１】また、プリントパターン２２と基準電位面
２４との間に形成されるコンデンサの容量や端子２０
ａ、２０ｂ間に流れる定常電流を調べる必要から、かな
り大きな容量を持つ当該コンデンサがほぼ完全に充電さ
れるのを待たなければならない。したがって、検査時間
の短縮化をそれほど進めることができない。

【００１２】この発明は、このような問題を解決し、高
密度で配線された基板にも適用することができる安価で
信頼性が高く、検査時間の短い基板検査装置および基板
検査方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴によれば、
検査信号を用いて基板上に設けられた複数の配線の導通
状態を順次検査する基板検査装置において、前記基板上
の前記検査信号の入力部にそれぞれ電気的に接続される
べく配置される複数のプローブと、前記配線上の前記検
査信号出力部に非接触状態で対抗配置され、前記配線の
出力部と電気的に結合されるセンサと、定電圧源と、該
定電圧源を前記複数のプローブに順次接続し、定電圧接
続時に生ずる１回のみ変化する電圧信号を検査信号とし
て前記複数の配線の入力部に検査信号を順次入力するス
イッチ手段と、前記配線から、前記電気的結合を介し
て、前記センサに伝達された、前記検査信号による前記
定電圧源接続時の過渡電流の最大値が所定以上のとき、
当該配線が導通状態であると判定する判定手段とを備え
たことを特徴とする基板検査装置が提供される。

【００１４】好ましい態様では、前記センサは、前記複
数の配線上の出力部に対して静電容量結合される電極を
有し、前記判定手段は、前記静電容量結合を介して前記
電極に入力される前記過渡電流の最大値を保持するピー
クホールド回路を備えている。別の態様では、前記セン
サは、前記複数の配線上の出力部に対応する複数のセン
サユニットを備えている。

【００１５】この場合、前記センサユニットは、複数の
配線上の出力部に対向する単一の電極を備えることがで
きる。

【００１６】また、前記センサは、複数のセンサユニッ
トを有し、前記複数の配線上の出力部は複数の群に分割
され、各センサユニットは、前記複数の配線の群の前
記出力部に対向してそれぞれ設けることができる。前記
センサユニットは、前記配線上の出力部のそれぞれに対
向する複数の電極を備えることができる。また、前記配
線上の出力部に対向する前記センサの対向面が絶縁膜で
覆われていることが望ましい。前記センサの前記電極の
周囲に、接地電位に接続されたシールド面を設けること
もできる。

【００１７】また、好ましくは、前記基板上において、
前記配線上の出力部および入力部にそれぞれパッドが形
成されており、前記プローブは前記配線上の入力部にお
けるパッドと接触することによって前記配線と電気的に
接続される一方、前記センサは、間隙をもって前記配線
上の出力部におけるパッドに対向して配置されることに
よって配線と電気的に結合されるようになっている。本
発明の別の特徴によれば、基板上に設けられた複数の配
線の導通状態を検査信号を用いて順次検査する基板検査
方法において、前記複数の配線のそれぞれにプローブを
電気的に接続し、前記検査信号を検出するセンサを前記
複数の配線に対して非接触で電気的に結合し、スイッチ
手段を介して、前記ブローブに定電圧源を順次接続し、
定電圧接続時に生ずる１回のみ変化する電圧信号を検査
信号として前記プローブに入力し、該検査信号により定
電圧接続時に当該プローブを介して前記センサに流れる
過渡電流の最大値が所定以上の時に、当該配線が導通状
態であると判定するステップとを有することを特徴とす
る基板検査方法が提供される。

【００１８】また、前記センサに流れる過渡電流の最大
値をピークホールドし、ホールドされたピーク値に基づ
き配線の導通を判定すると共に、ピークホールド終了直
後に定電圧源を接続するプローブを切り替えるようにし
てもよい。

【００１９】この発明において、「基板」とは、配線を
形成し得る基材、または現に配線を形成した基材をい
い、材質、構造、形状、寸法等を問わない。たとえば、
ガラスエポキシ基板、フィルム状の基板等の他、ＣＰＵ
等の回路素子を搭載するためのパッケージ等も含む。さ
らに、ガラスエポキシ基板等にソケットなどを搭載した
複合基板や、回路素子を搭載した基板も含む。

【００２０】「配線」とは、導電を目的とした導体をい
い、材質、構造、形状、寸法等を問わない。基板に形成
されたプリントパターンやスルーホール、ピン等の他、
基板に取り付けられた電気コード、ソケット、コネク
タ、ピンなどにおける導電部分等も含む概念である。

【００２１】「配線の入力部」、「配線の出力部」と
は、配線のうち検査のための信号の入力点または出力点
となる箇所をいう。

【００２２】「配線の導通状態の検出」とは、配線の断
線やショートの検出の他、半断線の検出など、配線の抵
抗値の検出なども含む概念である。

【００２３】「群」とは、１または２以上の要素により
構成される集合をいう。

【００２４】

【発明の作用および効果】請求項１の基板検査装置およ
び請求項１０の基板検査方法は、センサを配線上の検査
信号の出力部に対し非接触で結合するようにしている。
したがって、配線の出力部が高密度で配置されている基
板に対しても、高価なファインピッチのプローブを用い
る必要がない。また、配線の出力部に傷を付けることも
ない。また、異方性導電ゴムを使用しないので、配線の
出力部にレジスト等がある場合であっても配線の信号出
力部と信号入力部との間で、信号の授受が可能となる。
また、配線の検査信号入力部に接続されたプローブか
ら、配線の検査信号出力部に電気的に結合されたセンサ
に流れる電流に基づいて、配線の導通状態を検出する。
したがって、配線上の断線の位置の如何や、配線相互の
ショートの有無にかかわらず、断線を検出することがで
きる。

【００２５】さらに、本発明は、定電圧源接続時にセン
サに流れる過渡電流の最大値に基づいて導通判定するこ
とを特徴とする。この過渡電流の最大値は、極めて短時
間に検出することができるので、検査を高速に行なうこ
とができる。また、この結果、ハムノイズ等の影響を受
けにくい。

【００２６】また、センサと結合するのは、配線の出力
部のみである。したがって、センサが静電容量により結
合するとすると、センサが配線全体と結合する場合に比
較し、結合容量は、かなり小さくなる。このため、検査
時に信号電流が流れる回路の時定数が小さくなり、検査
時間をいっそう短縮することが可能となる。

【００２７】すなわち、高密度で配線された基板に対し
ても、安価で信頼性の高い検査を短い時間で行なうこと
ができる。実施態様によれば、基板検査装置は、センサ
が、配線の出力部との間で静電容量によって結合される
ことを特徴とする。したがって、簡単な構成で、信頼性
の高い検査を行なうことができる。

【００２８】また、検査に用いる過渡電流は、ほぼ、プ
ローブが定電圧源に接続された直後、即ちプローブから
配線に入力される検査信号が急激な変化を生じると同時
に発生する。したがって、極めて短時間のうちに配線の
導通状態を知ることができる。

【００２９】別の特徴によれば、複数のセンサを一体に
形成してセンサーモジュールを形成したことを特徴とす
る。したがって、複数のセンサの端子を別々に取扱う場
合に比べ、取扱いが容易である。また、基板に対する位
置決めも、一体化されたセンサーモジュールとの間で行
なえばよく、作業効率を上げることができる。すなわ
ち、さらに短時間で検査を行なうことができる。

【００３０】好ましくは、センサの電極部の周囲にシー
ルド部材を配置したことを特徴とする。したがって、か
なり大きなノイズがあるような環境下においても、信頼
性の高い検査を行なうことができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１に、この発明の一実施形態に
よる基板検査装置であるベアボードテスターの構成を示
す。このベアボードテスターは、回路素子が取り付けら
れる前のプリント基板（ベアボード）のプリントパター
ンなどの導通／非導通等を検査する装置である。

【００３２】まず、検査の対象となる基板の一例を説明
する。基板３２には、配線の一種である複数のプリント
パターン３４ａ、３４ｂ、・・・が形成されている。こ
れら複数のプリントパターン３４ａ、３４ｂ、・・・
を、まとめてプリントパターン部３４と呼ぶ。プリント
パターン３４ａ、３４ｂ、・・・の一端は、それぞれ、
パッド３６ａ、３６ｂ、・・・となっている。パッド３
６ａ、３６ｂ、・・・をまとめて、パッド部３６と呼
ぶ。

【００３３】図２に、プリントパターン部３４の詳細を
示す。プリントパターン３４ａ、３４ｂ、・・・の他端
は、それぞれ、パッド３８ａ、３８ｂ、・・・となって
いる。パッド３８ａ、３８ｂ、・・・をまとめて、パッ
ド部３８と呼ぶ。図２に示されるパッド部３８は、ＱＦ
Ｐパターンと呼ばれ、ＱＦＰ（quad flat package）型
パッケージ（略正方形の薄型パッケージ）が実装され
る。したがって、各パッド３８ａ、３８ｂ、・・・の配
列ピッチは極めて小さい。また、このＱＦＰパターンに
おいては、パッド３８ｂとパッド３８ｘ、３８ｙ、３８
ｚとは、プリントパターン３４ｘにより接続されてグラ
ンドラインを形成している。

【００３４】図１に戻って、ベアボードテスターは、基
板３２のパッド３６ａ、３６ｂ、・・・と接続される複
数の第１の端子であるプローブ４０ａ、４０ｂ、・・・
を備えている。複数のプローブ４０ａ、４０ｂ、・・・
を、まとめてプローブ部４０と呼ぶ。

【００３５】信号源４６において生成された検査のため
の信号は、第１のスイッチ手段であるスイッチ部ＳＷ１
に与えられる。図７Ａは、スイッチ部ＳＷ１を模式的に
示した図面である。スイッチ部ＳＷ１は、複数のスイッ
チＳＷ１ａ、ＳＷ１ｂ、・・・を備えている。各スイッ
チは、図１に示すように、コンピュータ４４の指示によ
り継断され、信号源４６から与えられた信号を、プロー
ブ部４０の所望のプローブ、たとえば、プローブ４０ａ
に伝える（この場合は、スイッチＳＷ１ａのみがＯＮと
なっている）。

【００３６】プローブ４０ａに伝えられた信号は、プロ
ーブ４０ａに接続されたパッド部３６のパッド３６ａ、
プリントパターン部３４のプリントパターン３４ａを介
して、パッド部３８のパッド３８ａ（図２参照）に与え
られる。

【００３７】基板３２のパッド部３８の上に、センサー
モジュール５０が配置される。センサーモジュール５０
はパッド部３８と結合されており、パッド部３８から信
号を取り出して、第２のスイッチ手段であるスイッチ部
ＳＷ２に与える。

【００３８】センサーモジュール５０は、図２に示すよ
うに、４つのセンサーユニット５２、５４、５６、５８
を一体的に形成したものである。この実施形態において
はセンサーモジュール５０は、検査対象の基板３２と同
様な工程で製造された基板６０（図４Ｂ参照）により構
成されている。

【００３９】図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃに、センサーモジ
ュール５０の一部を構成するセンサーユニット５２を簡
略化して示す。すなわち、図２の例では、センサーユニ
ット５２は８つのパッド３８ａ，３８ｂ，・・・（これ
ら８つのパッドで一つの群を形成している）に対応する
が、説明の便宜上、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃにおいて
は、センサーユニット５２は４つのパッドに対応するも
のとして説明する。

【００４０】図４Ａはセンサーユニット５２の平面図、
図４Ｂは主要断面図、図４Ｃは底面図である。図４Ｂ、
図４Ｃに示すように、基板６０の下面に、電極部である
電極板６２ａ、６２ｂ、・・・が、それぞれ独立して設
けられている。電極板６２ａ、６２ｂ、・・・を覆うよ
うに、絶縁膜７０が形成されている。

【００４１】電極板６２ａ、６２ｂ、・・・は、検査対
象の基板３２のパッド部３８のうち、センサーユニット
５２に対応する位置に配置され一群を形成している各パ
ッド３８ａ、３８ｂ、・・・（図２参照）に、それぞれ
対向するように配置され、これら各パッドとほぼ同一の
形状になるよう形成されている。したがって、たとえ
ば、センサーユニット５２の電極板６２ａ、絶縁膜７
０、および検査対象の基板３２のパッド３８ａによりコ
ンデンサ（静電容量）が形成される。他の電極板６２
ｂ、・・・についても同様である。

【００４２】図４Ｂ、図４Ａに示すように、基板６０の
上面に、接続用導電部である接続板６４が設けられてい
る。接続板６４は、スルーホール６６ａ、６６ｂ、・・
・を介して、各電極板６２ａ、６２ｂ、・・・と電気的
に接続されている。したがって、センサーユニット５２
の接続板６４は、静電容量によって、上述の一群のパッ
ド３８ａ、３８ｂ、・・・と結合されていることにな
る。図４Ａに示すように、接続板６４は、接続コード７
２を介してスイッチ部ＳＷ２に接続される。なお、接続
板６４およびスルーホール６６ａ、６６ｂ、・・・が、
接続手段に対応する。

【００４３】また、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示すよう
に、基板６０の下面および上面にはシールド部材である
シールド膜６８ａ、６８ｂがそれぞれ形成されており、
これらは、スルーホール６８ｃを介して接続されてい
る。なお、シールド膜６８ａ、６８ｂには接地電位が与
えられている。

【００４４】センサーモジュール５０の他の部分を構成
するセンサーユニット５４、５６、５８（図２参照）
も、同様の構成である。図３Ａに、センサーモジュール
５０の平面図を示す。図３Ｂは、センサーモジュール５
０の下面を、上から見た透視図である。

【００４５】図７Ｂは、スイッチ部ＳＷ２を模式的に示
した図面である。スイッチ部ＳＷ２は、４つのスイッチ
ＳＷ２ａ、ＳＷ２ｂ、ＳＷ２ｃ、ＳＷ２ｄを備えてい
る。各スイッチは、コンピュータ４４（図１参照）の指
示により継断され、センサーモジュール５０を構成する
４つのセンサーユニット５２、５４、５６、５８のうち
所望のセンサーユニット、たとえば、センサーユニット
５２からの信号を、信号検出部４８に与える（この場合
は、スイッチＳＷ２ａのみがＯＮとなっている）。

【００４６】所望のセンサーユニット５２から与えられ
た信号は、図１に示すように、検出部４８において所定
の処理がなされたあと、コンピュータ４４に与えられ
る。コンピュータ４４は、与えられた信号に基づいて、
スイッチ部ＳＷ１およびスイッチ部ＳＷ２により選択さ
れたプリントパターン（上述の例では、プリントパター
ン３４ａ）の導通状態を判定する。なお、コンピュータ
４４、信号源４６、および信号検出部４８により、コン
トローラ４２を構成している。

【００４７】このように、センサーモジュール５０を４
つのセンサーユニット５２、５４、５６、５８により構
成し、各センサーユニットから独立して信号を取り出す
よう構成すると、以下の点で都合がよい。上述のよう
に、図２に示すプリントパターン部３４におけるパッド
部３８（ＱＦＰパターン）においては、パッド３８ｂと
パッド３８ｘ、３８ｙ、３８ｚとは、プリントパターン
３４ｘにより接続されてグランドラインを形成してい
る。

【００４８】したがって、スイッチ部ＳＷ１によりパッ
ド３６ｂを選択するとともに、スイッチＳＷ２によりセ
ンサーユニット５４を選択して、導通状態の検査を行な
えば、プリントパターン３４ｘが、パッド３８ｂとパッ
ド３８ｘとの間で断線しているか否かが分かる。

【００４９】このように、センサーモジュールを複数の
センサーユニットにより構成し、各センサーユニットか
ら独立して信号を取り出すよう構成することにより、複
雑なプリントパターンや、変則的なプリントパターン等
の導通状態の検査を、正確に行なうことができる。

【００５０】なお、上述の実施形態においては、図４
Ｂ、図４Ｃに示すように、センサーユニット５２におい
て、基板６０の下面に、複数の電極板６２ａ、６２ｂ、
・・・をそれぞれ独立して設けたが、図５Ａ、図５Ｂ、
図５Ｃに示すように、基板６０の下面に１枚の大きな電
極板６２を設けてもよい。すなわち、センサーユニット
５２の１枚の大きな電極板６２と、センサーユニット５
２に対応する一群のパッド３８ａ、３８ｂ、・・・（図
２参照）とが結合されることになる。このように形成す
れば、電極板６２と、図２に示す一群のパッド３８ａ、
３８ｂ、・・・との位置合わせが多少ラフであっても、
両者間に生ずる静電容量の変動が比較的少ないため、好
都合である。

【００５１】また、上述の実施形態においては、図４
Ｂ、図４Ａに示すように、センサーユニット５２におい
て、複数の電極板６２ａ、６２ｂ、・・・をひとつの接
続板６４に接続することで、図２に示すセンサーユニッ
ト５２に対応する複数のパッド３８ａ、３８ｂ、・・・
をまとめて、一つの信号処理の対象とするよう構成した
が、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃに示すように、基板６０の
上面に複数の接続板６４ａ、６４ｂ、・・・を設け、こ
れらと電極板６２ａ、６２ｂ、・・・とを、スルーホー
ル６６ａ、６６ｂ、・・・を介してそれぞれ個別に接続
し、各接続板６４ａ、６４ｂ、・・・から、個別に信号
を取り出すように構成することができる。

【００５２】このように構成すれば、図２に示す複数の
パッド３８ａ、３８ｂ、・・・を、個別に信号処理の対
象とすることができる。したがって、さらに木目細かい
処理が可能となり、より複雑なプリントパターンの検査
に対応することが可能となる。なお、この場合、各パッ
ド３８ａ、３８ｂ、・・・が、各別に群を形成すること
になる。つまり、この場合、各群は一つのパッドのみで
構成される。

【００５３】また、上述の実施形態においては、４つの
センサーユニット５２、５４、５６、５８を一体に形成
してセンサーモジュール５０を形成したが、これらのセ
ンサーユニットを一体に形成せず、それぞれ別々に形成
することもできる。ただし、一体に形成すれば、複数の
センサーユニットを別々に取扱う場合に比べ、取扱いが
容易となる。また、基板３２に対する位置決めも、一体
化されたセンサーモジュール５０との間で行なえばよ
く、作業効率を上げることができる。

【００５４】つぎに図１に示すベアボードテスターの信
号処理の説明をする。図８は、信号処理の際の等価回路
を示す図面である。図９は、信号処理の際のタイミング
チャートである。図１、図８、図９に基づいて、ベアボ
ードテスターの信号処理を説明をする。なお、図９にお
いては、説明の便宜上、スイッチ部ＳＷ１、ＳＷ２を構
成するスイッチのうち、一部のスイッチについての記載
を省略している。

【００５５】この実施形態においては、信号源４６とし
て定電圧源を用いている（図９、（ａ）参照）。したが
って、図１に示すように、スイッチ部ＳＷ１には、信号
源４６から一定電圧Ｅが与えられている。コンピュータ
４４は、まず、スイッチ部ＳＷ２に指示を送り、スイッ
チＳＷ２ａのみをＯＮとし、他のスイッチＳＷ２ｂ，Ｓ
Ｗ２ｃ，ＳＷ２ｄをＯＦＦとする（図７Ｂ、図９、
（ｂ）参照）。これにより、センサーユニット５２のみ
が信号検出部４８に接続され、他のセンサーユニット５
４、５６、５８は、信号検出部４８に接続されない。

【００５６】つぎに、コンピュータ４４は、スイッチ部
ＳＷ１に指示を送り、スイッチＳＷ１ａのみをＯＮとし
（図９、（ｃ）参照）、他のスイッチＳＷ１ｂ，ＳＷ１
ｃ，・・・をＯＦＦとする（図７Ａ参照）。これによ
り、プローブ４０ａのみが信号源４６に接続され、他の
プローブ４０ｂ、プローブ４０ｃ、・・・は、信号源４
６に接続されない。これにより、基板３２のプリントパ
ターン３４ａが選択され、検査の対象となる。

【００５７】したがって、この場合、図８において、抵
抗Ｒ1はスイッチＳＷ１ａおよびＳＷ２ａの内部抵抗を
表わし、抵抗Ｒ2は基板３２のプリントパターン３４ａ
の抵抗を表わすこととなる。抵抗Ｒ3は信号検出部４８
内の接地抵抗を表わす。また、静電容量Ｃ1は、センサ
ーユニット５２の電極板６２ａ，６２ｂ，・・・と、絶
縁膜７０（図４Ｂ参照）と、センサーユニット５２に対
応する部分のパッド３８ａ，３８ｂ，・・・（図２参
照）とにより形成されたコンデンサを表わす。Ｅは、信
号源４６の直流電圧を表わす。

【００５８】上述のスイッチＳＷ１ａがＯＮとなったと
き（図９、（ｃ）参照）、図８に示す等価回路が閉じ
て、下記の電流ｉが流れる、ｉ＝｛Ｅ／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）｝・ｅｘｐ（−αｔ）ここで、 α＝１／｛（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）・Ｃ1｝・・・(1)。

【００５９】したがって、アンプ７４への入力電圧Ｖx
は、下記のようになる、Ｖx＝Ｒ3・ｉ＝｛Ｒ3／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）｝・Ｅ・ｅｘｐ（−αｔ）ここで、 α＝１／｛（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）・Ｃ1｝・・・(2) 電圧Ｖxは、アンプ７４により増幅されたのち、ピークホー
ルド回路７６により、その最大値（図９、（ｄ）の電圧
Ｖaに対応する値）が検出され保持される。ピークホー
ルド回路７６は、Ｄ／Ａコンバータ（図示せず）を備え
ており、デジタル化された前記最大値がコンピュータ４
４に送られる。なお、ピークホールド回路７６の機能の
一部を、コンピュータ４４を用いて実現することもでき
る。

【００６０】コンピュータ４４は、当該最大値に基づい
て、基板３２のプリントパターン３４ａの導通状態を判
定する。たとえば、当該最大値が、予め設定された下限
基準値と上限基準値との間にあるか否かにより、判定す
る。式（２）から分かるように、アンプ７４への入力電
圧Ｖxは、ほぼ、スイッチＳＷ１ａがＯＮとなると同時
に、最大の電圧Ｖa（＝{Ｒ3／（Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3）}・
Ｅ）を示す（図９、（ｄ）参照）。したがって、ピーク
ホールド回路７６による最大値検出処理を極く短時間で
終了することができる。このため、プリントパターンの
導通状態の判定処理を、極めて短い時間で行なうことが
可能となる。また、この結果、ハムノイズ等の影響を受
けにくい。

【００６１】つぎに、コンピュータ４４は、スイッチ部
ＳＷ１に指示を送り、スイッチＳＷ１ｂをＯＮとする
（図９、（ｅ）参照）。スイッチＳＷ１ａはＯＮのまま
保持される。これにより、プローブ４０ａおよびプロー
ブ４０ｂが信号源４６に接続されることになる。このと
き、スイッチ部ＳＷ２の状態は変らない。

【００６２】上述の場合と同様に、ほぼ、スイッチＳＷ
１ｂがＯＮとなると同時に（図９、（ｅ）参照）、アン
プ７４への入力電圧Ｖxは、最大値Ｖbを示す（図９、
（ｆ）参照）。コンピュータ４４は、上述の場合と同様
に、最大値Ｖbに基づいて基板３２のプリントパターン
３４ｂの導通状態を判定する。この場合、基板３２のプ
リントパターン３４ｂとともにプリントパターン３４ａ
も選択されているが、スイッチＳＷ１ｂがＯＮとなった
ときには、プリントパターン３４ａにより形成される等
価回路のコンデンサＣ1（図８参照）は、ほぼ満充電の
状態となっている（このような状態になるように、スイ
ッチＳＷ１ｂをＯＮにするタイミングを設定してい
る）。このため、プリントパターン３４ａには、電流ｉ
はほとんど流れない。したがって、この場合、アンプ７
４への入力電圧Ｖxは、ほぼ、プリントパターン３４ｂ
を流れる電流ｉによるもののみとなる。

【００６３】なお、この実施形態においては、上述のよ
うにセンサーモジュール５０は複数のセンサーユニット
５２、５３、・・・により構成されており（図２参
照）、各センサーユニットは、当該センサーユニットに
対応する各パッド群と、それぞれ独立したコンデンサに
より結合されている。したがって、個々のコンデンサＣ
１の静電容量は、比較的小さい。すなわち、式（１）に
示すαは比較的大きな値となる（すなわち、時定数が小
さくなる）。このため、式（１）からも分かるように、
電流ｉ≒０となるまでの時間ｔが短い。このため、この
実施形態においては、さらに短サイクルでプリントパタ
ーンの導通状態の判定処理を行なうことができる。

【００６４】コンピュータ４４は、以下、スイッチ部Ｓ
Ｗ１およびスイッチ部ＳＷ２の各スイッチを適宜切換え
つつ、同様の手順で、プリントパターン３４ｃ，・・・
についても導通状態の検査を行なう。図９に示すよう
に、基板３２が良品である場合、すなわち、プリントパ
ターン３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，・・・が断線していな
い場合には、アンプ７４への入力電圧Ｖxは、それぞれ
（ｄ）、（ｆ）、（ｇ）、・・・のようになる。

【００６５】一方、基板３２が不良品である場合、たと
えば、プリントパターン３４ｃが断線しているような場
合には、プリントパターン３４ｃに関するアンプ７４へ
の入力電圧Ｖxは、（ｈ）のようになり、最大値Ｖ'c
は、極めて小さい値となるので、容易に判定することが
できる。これは、式（２）において、プリントパターン
の抵抗を表わすＲ2を無限大（完全断線）にすると、時
間ｔのいかんにかかわらず、Ｖx＝０になることか
らも分かる。このように、この実施形態によれば、高速
に、かつ正確にプリントパターンの導通状態を検査する
ことができる。

【００６６】なお、この実施形態ににおいては、たとえ
ばスイッチＳＷ１ａをＯＮのまま保持しつつ、スイッチ
ＳＷ１ｂをＯＮとするよう構成したが（図９、（ｃ）、
（ｅ）参照）、ピークホールド回路７６による、プリン
トパターン３４ａについての最大値検出処理（電圧Ｖa
に対応する最大値を検出する処理）終了直後にスイッチ
ＳＷ１ａをＯＦＦとし、その後、スイッチＳＷ１ｂをＯ
Ｎとするよう構成することもできる。このように構成す
れば、プリントパターン３４ａに流れる電流ｉがほぼ０
となるのを待つことなく、つぎのプリントパターン３４
ｂの検査に移行することができる。このため、さらに短
サイクルでプリントパターンの導通状態の検査を行なう
ことができる。また、このように構成すれば、仮に上述
の時定数（式（１）、（２）におけるαの逆数）が大き
い場合であっても、検査のサイクルが極端に大きくなる
ことはない。

【００６７】なお、上述の実施形態においては、センサ
ーモジュールが、複数のセンサ（センサーユニット５
２、５４、５６、５８）により構成されている場合を例
に説明したが、この発明は、センサーモジュールが、ひ
とつのセンサのみで構成された場合にも適用することが
できる。図１０に、ひとつのセンサのみで構成されたセ
ンサーモジュール９０を用いた場合のベアボードテスタ
ーの構成を示す。

【００６８】コントローラ４２、スイッチ部ＳＷ１、プ
ローブ部４０の構成は、図１に示す前述のベアボードテ
スターと同様である。ただし、図１０に示すこのベアボ
ードテスターにおいては、センサーモジュール９０から
の出力が一つだけである。したがって、図１のように、
センサーモジュール５０からの出力を切換えて信号検出
部４８に与えるためのスイッチＳＷ２は、設けられてい
ない。基板３２のパッド部３８（図２参照）の上に配置
されたセンサーモジュール９０は、パッド部３８と結合
されており、パッド部３８から信号を取り出して、直
接、信号検出部４８に与える。図１１Ａ，図１１Ｂ，図
１１Ｃに、センサーモジュール９０の構成を示す。セン
サーモジュール９０は、前述の実施形態と同様に、検査
対象の基板３２と同様な工程で製造された基板６０（図
１１Ｂ参照）により構成されている。

【００６９】図１１Ａはセンサーモジュール９０の平面
図、図１１Ｂは主要断面図、図１１Ｃは底面図である。
図１１Ｂ、図１１Ｃに示すように、基板６０の下面に、
電極部である一つの電極板６２が設けられ、電極板６２
を覆うように、絶縁膜７０が形成されている。電極板６
２は、検査対象の基板３２のパッド部３８に対向するよ
うに配置され、絶縁膜７０を介して、パッド部３８の全
てのパッド３８ａ、３８ｂ、・・・（図２参照）と、静
電容量によって結合される。

【００７０】このように構成すれば、電極板６２と、図
２に示すパッド３８ａ、３８ｂ、・・・との位置合わせ
が多少ラフであっても、両者間に生ずる静電容量の変動
が比較的少ないため、好都合である。

【００７１】図１１Ｂ、図１１Ａに示すように、基板６
０の上面には、接続板６４が設けられている。接続板６
４は、スルーホール６６を介して、電極板６２と電気的
に接続されている。接続板６４は、接続コード９２を介
して、信号検出部４８に接続される。

【００７２】また、図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃに示
すように、基板６０の下面および上面にはシールド部材
であるシールド膜６８ａ、６８ｂがそれぞれ形成されて
おり、これらは、スルーホール６８ｃを介して接続され
ている。なお、シールド膜６８ａ、６８ｂには接地電位
が与えられている。図１０に示すベアボードテスターの
信号処理は、前述の図１に示すベアボードテスターの場
合と、ほぼ同じである。ただし、図１０に示すベアボー
ドテスターにおいては、上述のように、スイッチ部ＳＷ
２に関する処理は行なわれない。なお、図１または図１
０に示すコンピュータ４４の機能の一部または全部を、
ハードウェアロジックにより実現することもできる。ま
た、信号源４６または信号検出部４８の機能の一部また
は全部を、コンピュータを用いて実現することもでき
る。

【００７３】なお、上述の実施形態においては、電極部
の周囲にシールド部材を配置するよう構成したが、シー
ルド部材を設けないよう構成することもできる。しか
し、シールド部材を設けることにより、ノイズの低減を
図ることができる。また、上述の実施形態においては、
センサに、電極部を覆う絶縁膜を設けたが、センサに絶
縁膜を設けないよう構成することもできる。ただし、セ
ンサに絶縁膜を設れば、検査の際、別途絶縁膜を用意し
たりする必要がないので、検査を迅速に行なうことがで
きる。また、上述の実施形態においては、センサーモジ
ュールを構成する基板の一方の面に電極部を設け、他方
の面に電極部と電気的に接続された接続用導電部を設け
るよう構成したが、他方の面に接続用導電部を設けなく
てもよい。ただし、他方の面に接続用導電部を設けるこ
とで、接続用導電部を介して容易に信号の授受を行なう
ことができるため、センサーモジュールの構造を簡略化
することができる。

【００７４】また、上述の実施形態においては、センサ
ーモジュールを、検査対象の基板と同様な工程で製造し
た基板を用いて構成したが、センサーモジュールを、検
査対象の基板と同様でない工程で製造した基板を用いて
構成したり、基板を用いないで構成することもできる。
ただし、センサーモジュールを、検査対象の基板と同様
な工程で製造するようにすれば、検査対象の基板の配線
が高密度化、複雑化されたとしても、検査対象の基板に
対応させて、センサーモジュール自体も、高密度化、複
雑化することができ、好都合である。また、上述の実施
形態においては、センサが、配線の出力部との間で静電
容量によって結合されるよう構成したが、たとえば、セ
ンサが、配線の出力部との間でインダクタンスによって
結合されるよう構成することもできる。ただし、静電容
量によって結合されるよう構成すれば、簡単な構成で、
信頼性の高い検査を行なうことができる。

【００７５】また、上述の実施形態においては、プロー
ブが、配線の入力部と接続されるよう構成したが、プロ
ーブが、静電容量などによって配線の入力部と結合され
るよう構成することもできる。また、上述の実施形態に
おいては、複数のプローブを用意し、第１のスイッチ手
段を用いて所望のプローブを選択することにより、検査
対象の基板の配線の一端のうち所望の一端を選択するよ
う構成したが、たとえば、プローブをひとつだけ用意
し、このプローブに対し、検査対象の基板を相対的に移
動させることにより、配線の入力部のひとつを選択する
よう構成することもできる。ただし、前者の構成を採用
すれば、プローブに対し、検査対象の基板を相対移動さ
せる必要がない。このため、精度の高い検査を行なうこ
とができる。また、装置の製造コストを低く抑えること
ができる。また、検査の自動化が容易になる。

【００７６】また、上述の実施形態においては、検査対
象の基板が、相互に接続された複数の出力部を備えた配
線を有する基板である場合を例に説明したが、この発明
は、このような基板の検査に限定されるものではない。
また、上述の実施形態においては、ベアボードテスター
を例に説明したが、この発明は、ベアボードテスターに
限定されるものではない。ＣＰＵ等の回路素子を搭載し
た基板の検査装置や、回路素子を搭載するためのパッケ
ージ等の検査装置など、基板検査装置一般および基板検
査方法一般に適用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による基板検査装置であ
るベアボードテスターの構成を示す図面である。

【図２】検査対象の基板３２のプリントパターン部３４
の詳細を示す図面である。

【図３】図３Ａは、センサーモジュール５０の平面図で
ある。図３Ｂは、センサーモジュール５０の下面を上か
ら見た透視図である。

【図４】図４Ａは、センサーユニット５２を簡略化して
表わした場合の平面図である。図４Ｂは、センサーユニ
ット５２を簡略化して表わした場合の主要断面図であ
る。図４Ｃは、センサーユニット５２を簡略化して表わ
した場合の底面図である。

【図５】図５Ａは、他の例によるセンサーユニット５２
を簡略化して表わした場合の平面図である。図５Ｂは、
他の例によるセンサーユニット５２を簡略化して表わし
た場合の主要断面図である。図５Ｃは、他の例によるセ
ンサーユニット５２を簡略化して表わした場合の底面図
である。

【図６】図６Ａは、さらに他の例によるセンサーユニッ
ト５２を簡略化して表わした場合の平面図である。図６
Ｂは、さらに他の例によるセンサーユニット５２を簡略
化して表わした場合の主要断面図である。図６Ｃは、さ
らに他の例によるセンサーユニット５２を簡略化して表
わした場合の底面図である。

【図７】図７Ａは、スイッチ部ＳＷ１を模式的に示した
図面である。図７Ｂは、スイッチ部ＳＷ２を模式的に示
した図面である。

【図８】信号処理を説明するための図面である。

【図９】信号処理の際のタイミングチャートである。

【図１０】この発明の他の実施形態による基板検査装置
であるベアボードテスターの構成を示す図面である。

【図１１】図１１Ａは、センサーモジュール９０の平面
図である。図１１Ｂは、センサーモジュール９０の主要
断面図である。図１１Ｃは、センサーモジュール９０の
底面図である。

【図１２】従来のプリントパターンの検査の一例を説明
するための図面である。

【図１３】図１３Ａは、従来のプリントパターンの検査
の他の例を説明するための図面である。図１３Ｂは、従
来のプリントパターンの検査の他の例を説明するための
図面である。

【符号の説明】

３２・・・・・・・・・・・基板４４・・・・・・・・・・・コンピュータ４６・・・・・・・・・・・信号源７４・・・・・・・・・・・アンプ７６・・・・・・・・・・・ピークホールド回路Ｅ・・・・・・・・・・・・一定電圧ＳＷ１・・・・・・・・・・スイッチ部ＳＷ２・・・・・・・・・・スイッチ部Ｖx ・・・・・・・・・・・入力電圧

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/02 - 31/07 G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/28 - 31/315

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】検査信号を用いて基板上に設けられた複
数の配線の導通状態を順次検査する基板検査装置におい
て、前記基板上の前記検査信号の入力部にそれぞれ電気的に
接続されるべく配置される複数のプローブと、前記配線上の前記検査信号出力部に非接触状態で対向配
置され、前記配線の出力部と電気的に結合されるセンサ
と、定電圧源と、該定電圧源を前記複数のプローブに順次接続し、定電圧
接続時に生ずる１回のみ変化する電圧信号を検査信号と
して前記複数の配線の入力部に順次入力するスイッチ手
段と、前記配線から、前記電気的結合を介して、前記センサに
伝達された前記検査信号による過渡電流の最大値が所定
以上のとき、当該配線が導通状態であると判定する判定
手段とを備えたことを特徴とする基板検査装置。
【請求項２】前記センサは、前記複数の配線上の出力
部に対して静電容量結合される電極を有し、前記判定手
段は、前記静電容量結合を介して前記電極に入力される
前記過渡電流の最大値を保持するピークホールド回路を
備えたことを特徴とする請求項１に記載の基板検査装
置。
【請求項３】前記センサは、前記複数の配線上の出力
部に対応する複数のセンサユニットを備えたことを特徴
とする請求項１に記載の基板検査装置。
【請求項４】前記センサユニットは、複数の配線上の
出力部に対向する単一の電極を備えていることを特徴と
する請求項３に記載の基板検査装置。
【請求項５】前記センサは、複数のセンサユニットを
有し、前記複数の配線上の出力部は複数の群に分割さ
れ、各センサユニットは、前記複数の配線の群の前記出
力部に対向してそれぞれ設けられたことを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項６】前記センサユニットは、前記配線上の出
力部のそれぞれに対向する複数の電極を備えていること
を特徴とする請求項５に記載の基板検査装置。
【請求項７】前記配線上の出力部に対向する前記セン
サの対向面が絶縁膜で覆われていることを特徴とする請
求項１ないし６のいずれかに記載の基板検査装置。
【請求項８】前記センサの前記電極の周囲には、接地
電位に接続されたシールド面が設けられたことを特徴と
する請求項２または６のいずれかに記載の基板検査装
置。
【請求項９】前記基板上において、前記配線上の出力
部および入力部にそれぞれパッドが形成されており、前
記プローブは前記配線上の入力部におけるパッドと接触
することによって前記配線と電気的に接続される一方、
前記センサは、間隙をもって前記配線上の出力部におけ
るパッドに対向して配置されることによって配線と電気
的に結合されることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の基板検査装置。
【請求項１０】基板上に設けられた複数の配線の導通
状態を検査信号を用いて順次検査する基板検査方法にお
いて、前記複数の配線のそれぞれにプローブを電気的に接続
し、前記検査信号を検出するセンサを前記複数の配線に対し
て非接触で電気的に結合し、スイッチ手段を介して、前記ブローブに定電圧源を順次
接続し、定電圧接続時に生ずる１回のみ変化する電圧信
号を検査信号として前記プローブに入力し、該検査信号
により当該プローブを介して前記センサに流れる過渡電
流の最大値が所定以上の時に、当該配線が導通状態であ
ると判定するステップとを有することを特徴とする基板
検査方法。
【請求項１１】前記センサに流れる過渡電流の最大値
をピークホールドし、ホールドされたピーク値に基づき
配線の導通を判定すると共に、ピークホールド終了直後
に定電圧源を接続するプローブを切り替えることを特徴
とする請求項１０に記載の基板検査方法。