JP4467027B2 - 電気回路の断線検査方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板等の電気回路の断線を検査する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント配線板の品質保証には、探針（プローブ）を該プリント配線板にあてて順次電気配線の断線を調べるプローブ移動式検査方法が広く適用されている。そして、このような検査においては、その信頼性の高さが要求される。
【０００３】
一方、従来における断線検査方法の一例として、以下のようなプリント配線板の片面に探針を当てる方法がある。すなわち該方法では、まず最初に基準導体の上に絶縁シートを敷いてプリント配線板を載せ、該プリント配線板に形成された回路上の測定パッドにプローブを接触させる。そして次に、該基準導体及び該回路に電気信号を入力し、該基準導体と該回路間に生じる電圧や電流を計測することにより、該基準導体と該回路間の容量値等を求め、電気回路の断線の有無を判定する。
【０００４】
また、従来においては、互いに接続された二つの回路がプリント基板の両面（表裏）に形成されている場合に該回路の断線を調べる方法として、同じ回路が形成された複数のプリント基板毎に上記のような方法で該容量値を求め、該容量値の分布から多数決法により断線を予想する方法があった。
【０００５】
さらに、従来においては、上記のようなプリント基板を該基準導体上でひっくり返すことによって、該プリント基板の両面に形成された各回路と基準導体との間の容量値を求め、得られた二つの容量値がほぼ同じ値であれば断線していないと判断する方法もあった。
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の方法では、回路を形成する際に用いられるマスクの欠陥等に起因して複数のプリント基板に同様な欠陥が生じる全品不良は見出すことができず、また検査対象が一枚しかない場合も断線の有無を判定することができないという問題がある。
【０００７】
また、上記において表裏の容量値を調べる場合、両容量値が同等となるよう絶縁シートの厚みを厚くすると、容量測定の精度が要求される。そしてさらに、表裏それぞれの回路パターンの面積がほぼ同じ場合には、表裏の容量値に変化がみられないため断線を見逃してしまうなど、検査の信頼性に問題を生じていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題を解消するためになされたもので、電気回路を検査対象とした簡易かつ信頼性の高い断線検査方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、基板の両面に形成された回路間の電気的接続における断線の有無を調べるために、基準導体に敷設された絶縁シートの上に基板を載置するステップと、基板の両面のうち、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定するステップとを有する電気回路の断線検査方法であって、絶縁シートの第一の物理量を変えて再度、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定する第一のステップと、測定により得られた容量値に基づいて、基板の両面に形成されたそれぞれの回路における第二の物理量を算出する第二のステップと、算出された第二の物理量に基づいて断線の有無を判断する第三のステップとを有し、第一の物理量は、前記絶縁シートの厚さ又は誘電率であり、第二の物理量は、回路の面積であることを特徴とした電気回路の断線検査方法を提供することにより達成される。
【００１０】
このような手段によれば、測定された容量値により算出された第二の物理量に基づいて断線の有無を判断するため、簡易かつ確実に電気回路における断線の有無を検査することができる。また、該検査方法は統計的な手法を用いるものでないため、ただ一つの基板を検査対象とする場合においても断線の有無を判断することができる。
【００１１】
そしてより具体的には、第二の物理量を回路の面積とし、上記第三のステップでは、算出された回路の面積が０となるか否かに応じて断線の有無を判断することができる。
【００１２】
また、本発明の目的は、基板の両面に形成された回路間の電気的接続における断線の有無を調べるために、基準導体に敷設された絶縁シートの上に基板を載置する第一のステップと、基板の両面のうち、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定する第二のステップとを有する電気回路の断線検査方法であって、絶縁シートの第一の物理量を変えて再度、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定する第三のステップと、測定により得られた容量値に基づいて、基板の両面に形成されたそれぞれの回路における第二の物理量を算出する第四のステップと、基板の上下を反転させて絶縁シートの上に載置し、第二から第四のステップを繰り返す第五のステップと、第四のステップと第五のステップでそれぞれ算出された第二の物理量が一致するか否かに応じて断線の有無を判断する第六のステップとを有し、第一の物理量は、前記絶縁シートの厚さ又は誘電率であり、第二の物理量は、回路の面積であることを特徴とした電気回路の断線検査方法を提供することにより達成される。
【００１３】
このような手段によれば、基板の両面に形成された回路が複数の導線により電気的に接続され、一部の導線が断線している場合であっても、形成された上記回路の面積が基板の両面において異なる場合には、簡易かつ確実に上記導線における断線の有無を判断することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査方法及び断線検査装置の原理を説明する図である。図１に示されるように、本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査装置は基準導体１と、絶縁シート２と、プローブ４とを備える。ここで、絶縁シート２は基準導体１の上に載置され、容量測定器８は基準導体１とプローブ４との間に接続される。
【００１６】
そして、上記のような構成を有する断線検査装置の絶縁シート２上には、表面パターン５と裏面パターン６及びバイアホール７が形成されたプリント配線板３が載置され、断線の検査対象とされる。
【００１７】
図２は、上記プリント配線板３が載置された本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査装置の構成を示す斜視図である。図２に示されるように、本実施の形態に係る断線検査装置では、ベース板９の上に基準導体１が載置され、さらにＸＹＺテーブル１０が設けられる。また、容量測定器８はプローブ４と基準導体１との間にケーブル１５により接続される。なお、図２に示されるように、プリント配線板３には測定パッド１７が形成される。
【００１８】
上記のような構成を有する断線検査装置では、ＸＹＺテーブル１０を移動させてプローブ４の先端をプリント配線板３上における測定パッド１７上に位置決めし、プローブ４を下降させて測定パッド１７に接触させ、各測定パッドを一方の電極とした容量を順次測定する。
【００１９】
図３は、図２に示されるプリント配線板３と断線検査装置の断面構造を示す図である。以下においては、図３に示されるように、表裏両面の測定パッドがバイアホール７で電気的に接続されたプリント配線板３を被検査対象として説明する。なお、図３においては、プリント配線板３の表面に測定パッド１７ａ〜１７ｅが形成され、測定パッド１７ａと測定パッド１７ｂ、及び測定パッド１７ｄと測定パッド１７ｅがそれぞれ裏側で電気的に接続されている例が示される。そしてさらに図３には、測定パッド１７ｄに接続されたバイアホール７に断線欠陥がある状態が示される。
【００２０】
上記のような構造を有するプリント配線板３に対し、プローブ４を移動させて測定パッド１７ａ〜１７ｅに順次接触させ、後に詳しく説明するように容量を測定する。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態１に係る断線検査方法を、図４に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップＳ１に示されるように、絶縁シート２の上に検査対象とするプリント配線板３を載置する。
【００２２】
次に、ステップＳ２に示されるように、表面パターン５にプローブ４を上から接触させ、ステップＳ３において基準導体１と表面パターン５及び裏面パターン６間に形成される容量を、絶縁シート２の厚み又は絶縁シート２の誘電率を変えつつ容量測定器８を用いて測定する。
【００２３】
このとき、表面パターン５の面積をＳ１、図１に示されるように表面パターン５と基準導体１とにより形成される容量をＣ１とし、裏面パターン６の面積をＳ２、裏面パターン６と基準導体１とにより形成される容量をＣ２とし、さらにプリント配線板３の厚さがｄ１で誘電率がε１、絶縁シート２の厚さがｄ２で誘電率がε２であるとすると、図１に示された回路全体の容量Ｃは次式により示される。
Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２ 式（１）
Ｃ１＝Ｓ１／（ｄ１／ε１＋ｄ２／ε２） 式（２）
Ｃ２＝ε２×Ｓ２／ｄ２ 式（３）
従って、ステップＳ３においては、上式のｄ２又はε２を変えて２回以上容量Ｃを測定する。以下においてはまず最初に、絶縁シート２の厚さｄ２を変える場合について説明する。なお、絶縁シート２の厚さｄ２は、例えば絶縁シート２を何枚か重ねることにより容易に変えることができ、絶縁シート２の誘電率ε２は絶縁シート２の材質を異なるものとすることにより容易に変化させることができる。
【００２４】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３において得られた二つ以上の容量Ｃの測定値を用いて、表面パターン５の面積Ｓ１と裏面パターン６の面積Ｓ２とを上記式（１）から式（３）により算出する。ここで、上記のように絶縁シート２の厚さｄ２又は誘電率ε２を変えつつ測定した二以上の容量Ｃの値を、該厚さｄ２又は誘電率ε２と共に上記式（１）から式（３）に代入し連立方程式とすれば、後述するように、表面パターン５の面積Ｓ１と裏面パターン６の面積Ｓ２とを一意に算出することができる。
【００２５】
ここで例えば、プリント配線板３の誘電率ε１が0.0425pF/mm、絶縁シート２の誘電率ε２が0.06pF/mmであり、プリント配線板３の厚さｄ１が0.8mmである場合において、絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるときの容量Ｃの測定値が5.0928pFであり、絶縁シート２の厚さｄ２が0.2mmであるときの容量Ｃの測定値が2.6708pFであれば、以下の表１に示されるように表面パターン５の面積Ｓ１が６ｍｍ２で裏面パターン６の面積Ｓ２が８ｍｍ２と算出される。
【００２６】
【表１】
なお、上記表１に示されるように、面積Ｓ１と面積Ｓ２が算出されることにより、容量Ｃ１及び容量Ｃ２も求められる。
【００２７】
ここで、上記のように面積Ｓ１が６ｍｍ２で面積Ｓ２が８ｍｍ２と算出される過程を示す。絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるとき、容量Ｃは次式により示される。
【００２８】
また、絶縁シート２の厚さｄ２が0.2mmであるとき、容量Ｃは次式により示される。
【００２９】
ここで、上記のように絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるときの容量Ｃ（d2=0.1）の測定値が5.0928pFであり、絶縁シート２の厚さｄ２が0.2mmであるときの容量Ｃ（d2=0.2）の測定値が2.6708pFであれば、上記式（４）及び式（５）にそれぞれ該当する容量値を代入することにより、式（４）と式（５）からなる連立方程式を解くことができ、面積Ｓ１及び面積Ｓ２をそれぞれ上記のように求めることができる。
【００３０】
一方、上記と同じ条件で絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるときの容量Ｃの測定値が0.2928pFであり、絶縁シート２の厚さｄ２が0.2mmであるときの容量Ｃの測定値が0.2708pFであれば、以下の表２に示されるように、上記と同様な方法によって表面パターン５の面積Ｓ１が６ｍｍ２で裏面パターン６の面積Ｓ２が０ｍｍ２と算出される。
【００３１】
【表２】
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４において算出された裏面パターン６の面積Ｓ２が０か否か判断する。そして、０である場合にはステップＳ６ａへ進み、０でない場合にはステップＳ６ｂへ進む。ここで、算出された面積Ｓ２が０であるということは、図１に示されたバイアホール７に断線箇所があり、その結果プローブ４を表面パターン５に当てて基準導体１との間に電流を流しても裏面パターン６に電荷が蓄積されず、その結果として容量Ｃ２が形成されないことを意味する。
【００３２】
従って、算出される面積Ｓ２が０である場合には、ステップＳ６ａへ進み、プリント配線板３の表面パターン５と裏面パターン６との間に電気的な断線が生じているものと判断される。一方、算出される面積Ｓ２が０でない場合には、ステップＳ６ｂへ進み、プリント配線板３の表面パターン５と裏面パターン６との間に電気的な断線は生じていないものと判断される。
【００３３】
なお、絶縁シート２を紙とした場合（誘電率ε２＝0.06）と、樹脂とした場合（誘電率ε２＝0.04）において、それぞれ上記のように容量を測定し、得られた容量値に基づいて上記面積Ｓ１と面積Ｓ２とを算出した例が以下の表３に示される。
【００３４】
【表３】
また同様に、測定された容量値から算出される面積Ｓ２が０となる場合の例が以下の表４に示される。
【００３５】
【表４】
以上より、本実施の形態１に係る断線検査装置及び断線検査方法によれば、被検査対象としてのプリント配線板３に対し、プリント配線板３の裏面にプローブ４を当てる必要が無く、表面（片面）にのみプローブ４を接触させて容量を測定するといった簡易な方法により電気回路の断線の有無を精度よく検査することができる。
【００３６】
また、本実施の形態１に係る断線検査装置及び断線検査方法によれば、統計的手法により断線の有無を判断することとはしないため、一枚しかないプリント配線板３を検査対象とする場合であっても、確実に断線の有無を検査することができる。
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る電気回路の断線検査方法の原理を説明する図である。図５に示されるように、本実施の形態２においては、例として被検査対象とされるプリント配線板３の表面には第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２が形成され、裏面に第一裏面パターンＳＢ１と第二裏面パターンＳＢ２とが形成され、第一表面パターンＳＡ１と第一裏面パターンＳＢ１との間、及び第二表面パターンＳＡ２と第一及び第二裏面パターンＳＢ１，ＳＢ２との間にそれぞれバイアホール７が形成されている場合について説明する。
【００３７】
そして以下においては、図５に示されるように、第一裏面パターンＳＢ１と第二表面パターンＳＡ２との間に形成されたバイアホール７に断線部１８が存在する場合について説明する。
【００３８】
また説明の便宜上、図５に示されたプリント配線板３においては、第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２の面積の和と、第一裏面パターンＳＢ１と第二裏面パターンＳＢ２の面積の和とは等しいが、該第一のパターンと該第二のパターンにおける面積の配分が表面と裏面とにおいて相違するものと仮定する。
【００３９】
従って、図５においては第一表面パターンＳＡ１の面積が第一裏面パターンＳＢ１の面積より小さい場合が例として示されている。
【００４０】
以下において、本発明の実施の形態２に係る断線検査方法を、図６に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップＳ１に示されるように、絶縁シート２の上に検査対象とするプリント配線板３を載置する。
【００４１】
次に、ステップＳ２に示されるように、第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２からなる表面パターンにプローブ４を上から接触させ、ステップＳ３において基準導体１と表面パターン及び裏面パターン（回路）間に形成される容量を、絶縁シート２の厚み又は絶縁シート２の誘電率を変えつつ２回以上容量測定器８を用いて測定する。
【００４２】
そして、ステップＳ４において、表面に形成されるパターンの面積をＳ１、裏面に形成されるパターンの面積をＳ２とすると、上記式（１）から式（３）までを用いることにより上記実施の形態１と同様に面積Ｓ１，Ｓ２を算出することができる。
【００４３】
次に、ステップＳ５において、プリント配線板３の両面に形成されたパターンをそれぞれ上方に向けてプローブを当て、同じ方法により該容量を測定したか否かが判断される。そして、プリント配線板３の両面に形成されたパターンについて既に容量測定が行われている場合にはステップＳ６ａへ進み、まだ両面のパターンにプローブを当てて該容量測定を実施していない場合には、ステップＳ６ｂへ進む。
【００４４】
ここで、ステップＳ６ｂでは、プリント配線板３をひっくり返し、反対の面（裏面）に形成されたパターンにプローブを上から接触させる。そしてステップＳ３へ戻り、両面に形成されたパターンについてステップＳ３及びステップＳ４が繰り返される。
【００４５】
一方、ステップＳ６ａでは、ステップＳ４において両面の容量測定により算出された面積Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ一致するか否かを判断する。そして、一致する場合にはステップＳ７ａへ進み、一致しないものと判断された場合にはステップＳ７ｂへ進む。
【００４６】
ここで、図５に示されたプリント配線板３においていずれのバイアホール７も断線していない場合には、該プリント配線板３の表面に形成された第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２の和が上記面積Ｓ１となり、該プリント配線板３の裏面に形成された第一裏面パターンＳＢ１と第二裏面パターンＳＢ２の和が上記面積Ｓ２となる。従って、上記の仮定により表面と裏面のそれぞれにおける面積の和が等しい場合には、両面の容量測定により算出された二組の（面積Ｓ１，面積Ｓ２）が一致する。
【００４７】
一方、図５に示されたバイアホール７に断線部分１８がある場合にプローブ４を第一表面パターンＳＡ１に当てて容量を測定するとき、第一表面パターンＳＡ１の面積が上記面積Ｓ１となり、第一裏面パターンＳＢ１の面積が上記面積Ｓ２となる。ここで、第一表面パターンＳＡ１の面積と第一裏面パターンＳＢ１の面積は異なるため、断線部分１８がある場合には、両面の容量測定により算出された二組の（面積Ｓ１，面積Ｓ２）が相違することになる。
【００４８】
以上より、ステップＳ７ａにおいては、プリント配線板３の表面パターンと裏面パターンとの間に電気的な断線が生じていないものと判断され、ステップＳ７ｂにおいては、プリント配線板３の表面パターンと裏面パターンとの間に電気的な断線が生じているものと判断される。
【００４９】
以上より、本発明の実施の形態２に係る断線検査装置とそれを用いた断線検査方法によれば、検査対象とされるプリント配線板３の両面にそれぞれ複数の領域からなる回路パターンが形成され、異なる面に形成された回路パターンに対して複数のバイアホール７により電気的に接続されると共に、それぞれの面における該回路パターンの和は等しいが各領域の面積が表面と裏面で相違する場合には、該表面と該裏面を電気的に接続するバイアホール７の一部における断線の有無を簡易かつ確実に検査することができる。
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る電気回路の断線検査方法によれば、測定された容量値により算出された第二の物理量に基づいて断線の有無を判断することができるため、簡易かつ確実で信頼性の高い断線検査を実現することができる。
【００５０】
また、該検査方法は統計的な手法を用いるものでないため、ただ一つの基板を検査対象とする場合においても断線の有無を判断することができ、汎用性の高い断線検査を実行することができる。
【００５１】
また、本発明に係る電気回路の断線検査方法によれば、基板の両面に形成された回路が複数の導線により電気的に接続され、一部の導線が断線している場合であっても、形成された上記回路における個々の面積が基板の両面において異なる場合には、簡易かつ確実に上記導線における断線の有無を判断することができるため、精度の高い断線検査方法を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査方法及び断線検査装置の原理を説明する図である。
【図２】プリント配線板が載置された本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査装置を示す図である。
【図３】図２に示されるプリント配線板と断線検査装置の断面構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電気回路の断線検査方法の原理を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る電気回路の断線検査方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 基準導体
２ 絶縁シート
３ プリント配線板
４ プローブ
５ 表面パターン
６ 裏面パターン
７ バイアホール
８ 容量測定器
９ ベース板
１０ ＸＹＺテーブル
１５ ケーブル
１７，１７ａ〜１７ｅ 測定パッド
１８ 断線部
Ｃ１，Ｃ２ 容量
ＳＡ１ 第一表面パターン
ＳＡ２ 第二表面パターン
ＳＢ１ 第一裏面パターン
ＳＢ２ 第二裏面パターン
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント配線板等の電気回路の断線を検査する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリント配線板の品質保証には、探針（プローブ）を該プリント配線板にあてて順次電気配線の断線を調べるプローブ移動式検査方法が広く適用されている。そして、このような検査においては、その信頼性の高さが要求される。
【０００３】
一方、従来における断線検査方法の一例として、以下のようなプリント配線板の片面に探針を当てる方法がある。すなわち該方法では、まず最初に基準導体の上に絶縁シートを敷いてプリント配線板を載せ、該プリント配線板に形成された回路上の測定パッドにプローブを接触させる。そして次に、該基準導体及び該回路に電気信号を入力し、該基準導体と該回路間に生じる電圧や電流を計測することにより、該基準導体と該回路間の容量値等を求め、電気回路の断線の有無を判定する。
【０００４】
また、従来においては、互いに接続された二つの回路がプリント基板の両面（表裏）に形成されている場合に該回路の断線を調べる方法として、同じ回路が形成された複数のプリント基板毎に上記のような方法で該容量値を求め、該容量値の分布から多数決法により断線を予想する方法があった。
【０００５】
さらに、従来においては、上記のようなプリント基板を該基準導体上でひっくり返すことによって、該プリント基板の両面に形成された各回路と基準導体との間の容量値を求め、得られた二つの容量値がほぼ同じ値であれば断線していないと判断する方法もあった。
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の方法では、回路を形成する際に用いられるマスクの欠陥等に起因して複数のプリント基板に同様な欠陥が生じる全品不良は見出すことができず、また検査対象が一枚しかない場合も断線の有無を判定することができないという問題がある。
【０００７】
また、上記において表裏の容量値を調べる場合、両容量値が同等となるよう絶縁シートの厚みを厚くすると、容量測定の精度が要求される。そしてさらに、表裏それぞれの回路パターンの面積がほぼ同じ場合には、表裏の容量値に変化がみられないため断線を見逃してしまうなど、検査の信頼性に問題を生じていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の問題を解消するためになされたもので、電気回路を検査対象とした簡易かつ信頼性の高い断線検査方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、基板の両面に形成された回路間の電気的接続における断線の有無を調べるために、基準導体に敷設された絶縁シートの上に基板を載置するステップと、基板の両面のうち、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定するステップとを有する電気回路の断線検査方法であって、絶縁シートの第一の物理量を変えて再度、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定する第一のステップと、測定により得られた容量値に基づいて、基板の両面に形成されたそれぞれの回路における第二の物理量を算出する第二のステップと、算出された第二の物理量に基づいて断線の有無を判断する第三のステップとを有し、第一の物理量は、前記絶縁シートの厚さ又は誘電率であり、第二の物理量は、回路の面積であることを特徴とした電気回路の断線検査方法を提供することにより達成される。
【００１０】
このような手段によれば、測定された容量値により算出された第二の物理量に基づいて断線の有無を判断するため、簡易かつ確実に電気回路における断線の有無を検査することができる。また、該検査方法は統計的な手法を用いるものでないため、ただ一つの基板を検査対象とする場合においても断線の有無を判断することができる。
【００１１】
そしてより具体的には、第二の物理量を回路の面積とし、上記第三のステップでは、算出された回路の面積が０となるか否かに応じて断線の有無を判断することができる。
【００１２】
また、本発明の目的は、基板の両面に形成された回路間の電気的接続における断線の有無を調べるために、基準導体に敷設された絶縁シートの上に基板を載置する第一のステップと、基板の両面のうち、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定する第二のステップとを有する電気回路の断線検査方法であって、絶縁シートの第一の物理量を変えて再度、絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された回路と基準導体との間の容量を測定する第三のステップと、測定により得られた容量値に基づいて、基板の両面に形成されたそれぞれの回路における第二の物理量を算出する第四のステップと、基板の上下を反転させて絶縁シートの上に載置し、第二から第四のステップを繰り返す第五のステップと、第四のステップと第五のステップでそれぞれ算出された第二の物理量が一致するか否かに応じて断線の有無を判断する第六のステップとを有し、第一の物理量は、前記絶縁シートの厚さ又は誘電率であり、第二の物理量は、回路の面積であることを特徴とした電気回路の断線検査方法を提供することにより達成される。
【００１３】
このような手段によれば、基板の両面に形成された回路が複数の導線により電気的に接続され、一部の導線が断線している場合であっても、形成された上記回路の面積が基板の両面において異なる場合には、簡易かつ確実に上記導線における断線の有無を判断することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下において、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査方法及び断線検査装置の原理を説明する図である。図１に示されるように、本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査装置は基準導体１と、絶縁シート２と、プローブ４とを備える。ここで、絶縁シート２は基準導体１の上に載置され、容量測定器８は基準導体１とプローブ４との間に接続される。
【００１６】
そして、上記のような構成を有する断線検査装置の絶縁シート２上には、表面パターン５と裏面パターン６及びバイアホール７が形成されたプリント配線板３が載置され、断線の検査対象とされる。
【００１７】
図２は、上記プリント配線板３が載置された本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査装置の構成を示す斜視図である。図２に示されるように、本実施の形態に係る断線検査装置では、ベース板９の上に基準導体１が載置され、さらにＸＹＺテーブル１０が設けられる。また、容量測定器８はプローブ４と基準導体１との間にケーブル１５により接続される。なお、図２に示されるように、プリント配線板３には測定パッド１７が形成される。
【００１８】
上記のような構成を有する断線検査装置では、ＸＹＺテーブル１０を移動させてプローブ４の先端をプリント配線板３上における測定パッド１７上に位置決めし、プローブ４を下降させて測定パッド１７に接触させ、各測定パッドを一方の電極とした容量を順次測定する。
【００１９】
図３は、図２に示されるプリント配線板３と断線検査装置の断面構造を示す図である。以下においては、図３に示されるように、表裏両面の測定パッドがバイアホール７で電気的に接続されたプリント配線板３を被検査対象として説明する。なお、図３においては、プリント配線板３の表面に測定パッド１７ａ〜１７ｅが形成され、測定パッド１７ａと測定パッド１７ｂ、及び測定パッド１７ｄと測定パッド１７ｅがそれぞれ裏側で電気的に接続されている例が示される。そしてさらに図３には、測定パッド１７ｄに接続されたバイアホール７に断線欠陥がある状態が示される。
【００２０】
上記のような構造を有するプリント配線板３に対し、プローブ４を移動させて測定パッド１７ａ〜１７ｅに順次接触させ、後に詳しく説明するように容量を測定する。
【００２１】
次に、本発明の実施の形態１に係る断線検査方法を、図４に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップＳ１に示されるように、絶縁シート２の上に検査対象とするプリント配線板３を載置する。
【００２２】
次に、ステップＳ２に示されるように、表面パターン５にプローブ４を上から接触させ、ステップＳ３において基準導体１と表面パターン５及び裏面パターン６間に形成される容量を、絶縁シート２の厚み又は絶縁シート２の誘電率を変えつつ容量測定器８を用いて測定する。
【００２３】
このとき、表面パターン５の面積をＳ１、図１に示されるように表面パターン５と基準導体１とにより形成される容量をＣ１とし、裏面パターン６の面積をＳ２、裏面パターン６と基準導体１とにより形成される容量をＣ２とし、さらにプリント配線板３の厚さがｄ１で誘電率がε１、絶縁シート２の厚さがｄ２で誘電率がε２であるとすると、図１に示された回路全体の容量Ｃは次式により示される。
Ｃ＝Ｃ１＋Ｃ２ 式（１）
Ｃ１＝Ｓ１／（ｄ１／ε１＋ｄ２／ε２） 式（２）
Ｃ２＝ε２×Ｓ２／ｄ２ 式（３）
従って、ステップＳ３においては、上式のｄ２又はε２を変えて２回以上容量Ｃを測定する。以下においてはまず最初に、絶縁シート２の厚さｄ２を変える場合について説明する。なお、絶縁シート２の厚さｄ２は、例えば絶縁シート２を何枚か重ねることにより容易に変えることができ、絶縁シート２の誘電率ε２は絶縁シート２の材質を異なるものとすることにより容易に変化させることができる。
【００２４】
次に、ステップＳ４において、ステップＳ３において得られた二つ以上の容量Ｃの測定値を用いて、表面パターン５の面積Ｓ１と裏面パターン６の面積Ｓ２とを上記式（１）から式（３）により算出する。ここで、上記のように絶縁シート２の厚さｄ２又は誘電率ε２を変えつつ測定した二以上の容量Ｃの値を、該厚さｄ２又は誘電率ε２と共に上記式（１）から式（３）に代入し連立方程式とすれば、後述するように、表面パターン５の面積Ｓ１と裏面パターン６の面積Ｓ２とを一意に算出することができる。
【００２５】
ここで例えば、プリント配線板３の誘電率ε１が0.0425pF/mm、絶縁シート２の誘電率ε２が0.06pF/mmであり、プリント配線板３の厚さｄ１が0.8mmである場合において、絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるときの容量Ｃの測定値が5.0928pFであり、絶縁シート２の厚さｄ２が0.2mmであるときの容量Ｃの測定値が2.6708pFであれば、以下の表１に示されるように表面パターン５の面積Ｓ１が６ｍｍ２で裏面パターン６の面積Ｓ２が８ｍｍ２と算出される。
【００２６】
【表１】
【００２７】
ここで、上記のように面積Ｓ１が６ｍｍ２で面積Ｓ２が８ｍｍ２と算出される過程を示す。絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるとき、容量Ｃは次式により示される。
【００２８】
【００２９】
【００３０】
一方、上記と同じ条件で絶縁シート２の厚さｄ２が0.1mmであるときの容量Ｃの測定値が0.2928pFであり、絶縁シート２の厚さｄ２が0.2mmであるときの容量Ｃの測定値が0.2708pFであれば、以下の表２に示されるように、上記と同様な方法によって表面パターン５の面積Ｓ１が６ｍｍ２で裏面パターン６の面積Ｓ２が０ｍｍ２と算出される。
【００３１】
【表２】
【００３２】
従って、算出される面積Ｓ２が０である場合には、ステップＳ６ａへ進み、プリント配線板３の表面パターン５と裏面パターン６との間に電気的な断線が生じているものと判断される。一方、算出される面積Ｓ２が０でない場合には、ステップＳ６ｂへ進み、プリント配線板３の表面パターン５と裏面パターン６との間に電気的な断線は生じていないものと判断される。
【００３３】
なお、絶縁シート２を紙とした場合（誘電率ε２＝0.06）と、樹脂とした場合（誘電率ε２＝0.04）において、それぞれ上記のように容量を測定し、得られた容量値に基づいて上記面積Ｓ１と面積Ｓ２とを算出した例が以下の表３に示される。
【００３４】
【表３】
【００３５】
【表４】
【００３６】
また、本実施の形態１に係る断線検査装置及び断線検査方法によれば、統計的手法により断線の有無を判断することとはしないため、一枚しかないプリント配線板３を検査対象とする場合であっても、確実に断線の有無を検査することができる。
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る電気回路の断線検査方法の原理を説明する図である。図５に示されるように、本実施の形態２においては、例として被検査対象とされるプリント配線板３の表面には第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２が形成され、裏面に第一裏面パターンＳＢ１と第二裏面パターンＳＢ２とが形成され、第一表面パターンＳＡ１と第一裏面パターンＳＢ１との間、及び第二表面パターンＳＡ２と第一及び第二裏面パターンＳＢ１，ＳＢ２との間にそれぞれバイアホール７が形成されている場合について説明する。
【００３７】
そして以下においては、図５に示されるように、第一裏面パターンＳＢ１と第二表面パターンＳＡ２との間に形成されたバイアホール７に断線部１８が存在する場合について説明する。
【００３８】
また説明の便宜上、図５に示されたプリント配線板３においては、第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２の面積の和と、第一裏面パターンＳＢ１と第二裏面パターンＳＢ２の面積の和とは等しいが、該第一のパターンと該第二のパターンにおける面積の配分が表面と裏面とにおいて相違するものと仮定する。
【００３９】
従って、図５においては第一表面パターンＳＡ１の面積が第一裏面パターンＳＢ１の面積より小さい場合が例として示されている。
【００４０】
以下において、本発明の実施の形態２に係る断線検査方法を、図６に示されたフローチャートを参照しつつ説明する。まず、ステップＳ１に示されるように、絶縁シート２の上に検査対象とするプリント配線板３を載置する。
【００４１】
次に、ステップＳ２に示されるように、第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２からなる表面パターンにプローブ４を上から接触させ、ステップＳ３において基準導体１と表面パターン及び裏面パターン（回路）間に形成される容量を、絶縁シート２の厚み又は絶縁シート２の誘電率を変えつつ２回以上容量測定器８を用いて測定する。
【００４２】
そして、ステップＳ４において、表面に形成されるパターンの面積をＳ１、裏面に形成されるパターンの面積をＳ２とすると、上記式（１）から式（３）までを用いることにより上記実施の形態１と同様に面積Ｓ１，Ｓ２を算出することができる。
【００４３】
次に、ステップＳ５において、プリント配線板３の両面に形成されたパターンをそれぞれ上方に向けてプローブを当て、同じ方法により該容量を測定したか否かが判断される。そして、プリント配線板３の両面に形成されたパターンについて既に容量測定が行われている場合にはステップＳ６ａへ進み、まだ両面のパターンにプローブを当てて該容量測定を実施していない場合には、ステップＳ６ｂへ進む。
【００４４】
ここで、ステップＳ６ｂでは、プリント配線板３をひっくり返し、反対の面（裏面）に形成されたパターンにプローブを上から接触させる。そしてステップＳ３へ戻り、両面に形成されたパターンについてステップＳ３及びステップＳ４が繰り返される。
【００４５】
一方、ステップＳ６ａでは、ステップＳ４において両面の容量測定により算出された面積Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ一致するか否かを判断する。そして、一致する場合にはステップＳ７ａへ進み、一致しないものと判断された場合にはステップＳ７ｂへ進む。
【００４６】
ここで、図５に示されたプリント配線板３においていずれのバイアホール７も断線していない場合には、該プリント配線板３の表面に形成された第一表面パターンＳＡ１と第二表面パターンＳＡ２の和が上記面積Ｓ１となり、該プリント配線板３の裏面に形成された第一裏面パターンＳＢ１と第二裏面パターンＳＢ２の和が上記面積Ｓ２となる。従って、上記の仮定により表面と裏面のそれぞれにおける面積の和が等しい場合には、両面の容量測定により算出された二組の（面積Ｓ１，面積Ｓ２）が一致する。
【００４７】
一方、図５に示されたバイアホール７に断線部分１８がある場合にプローブ４を第一表面パターンＳＡ１に当てて容量を測定するとき、第一表面パターンＳＡ１の面積が上記面積Ｓ１となり、第一裏面パターンＳＢ１の面積が上記面積Ｓ２となる。ここで、第一表面パターンＳＡ１の面積と第一裏面パターンＳＢ１の面積は異なるため、断線部分１８がある場合には、両面の容量測定により算出された二組の（面積Ｓ１，面積Ｓ２）が相違することになる。
【００４８】
以上より、ステップＳ７ａにおいては、プリント配線板３の表面パターンと裏面パターンとの間に電気的な断線が生じていないものと判断され、ステップＳ７ｂにおいては、プリント配線板３の表面パターンと裏面パターンとの間に電気的な断線が生じているものと判断される。
【００４９】
以上より、本発明の実施の形態２に係る断線検査装置とそれを用いた断線検査方法によれば、検査対象とされるプリント配線板３の両面にそれぞれ複数の領域からなる回路パターンが形成され、異なる面に形成された回路パターンに対して複数のバイアホール７により電気的に接続されると共に、それぞれの面における該回路パターンの和は等しいが各領域の面積が表面と裏面で相違する場合には、該表面と該裏面を電気的に接続するバイアホール７の一部における断線の有無を簡易かつ確実に検査することができる。
【発明の効果】
上述の如く、本発明に係る電気回路の断線検査方法によれば、測定された容量値により算出された第二の物理量に基づいて断線の有無を判断することができるため、簡易かつ確実で信頼性の高い断線検査を実現することができる。
【００５０】
また、該検査方法は統計的な手法を用いるものでないため、ただ一つの基板を検査対象とする場合においても断線の有無を判断することができ、汎用性の高い断線検査を実行することができる。
【００５１】
また、本発明に係る電気回路の断線検査方法によれば、基板の両面に形成された回路が複数の導線により電気的に接続され、一部の導線が断線している場合であっても、形成された上記回路における個々の面積が基板の両面において異なる場合には、簡易かつ確実に上記導線における断線の有無を判断することができるため、精度の高い断線検査方法を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査方法及び断線検査装置の原理を説明する図である。
【図２】プリント配線板が載置された本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査装置を示す図である。
【図３】図２に示されるプリント配線板と断線検査装置の断面構造を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る電気回路の断線検査方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る電気回路の断線検査方法の原理を説明する図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る電気回路の断線検査方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 基準導体
２ 絶縁シート
３ プリント配線板
４ プローブ
５ 表面パターン
６ 裏面パターン
７ バイアホール
８ 容量測定器
９ ベース板
１０ ＸＹＺテーブル
１５ ケーブル
１７，１７ａ〜１７ｅ 測定パッド
１８ 断線部
Ｃ１，Ｃ２ 容量
ＳＡ１ 第一表面パターン
ＳＡ２ 第二表面パターン
ＳＢ１ 第一裏面パターン
ＳＢ２ 第二裏面パターン
Claims (3)
- 基板の両面に形成された回路間の電気的接続における断線の有無を調べるために、基準導体に敷設された絶縁シートの上に前記基板を載置するステップと、前記基板の両面のうち、前記絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された前記回路と前記基準導体との間の容量を測定するステップとを有する電気回路の断線検査方法であって、
前記絶縁シートの第一の物理量を変えて再度、前記絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された前記回路と前記基準導体との間の容量を測定する第一のステップと、
前記測定により得られた容量値に基づいて、前記基板の両面に形成されたそれぞれの回路における第二の物理量を算出する第二のステップと、
算出された前記第二の物理量に基づいて前記断線の有無を判断する第三のステップとを有し、
前記第一の物理量は、前記絶縁シートの厚さ又は誘電率であり、
前記第二の物理量は、前記回路の面積である電気回路の断線検査方法。 - 前記第三のステップでは、算出された前記回路の面積が０となるか否かに応じて前記断線の有無を判断する請求項１に記載の電気回路の断線検査方法。
- 基板の両面に形成された回路間の電気的接続における断線の有無を調べるために、基準導体に敷設された絶縁シートの上に前記基板を載置する第一のステップと、前記基板の両面のうち、前記絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された前記回路と前記基準導体との間の容量を測定する第二のステップとを有する電気回路の断線検査方法であって、
前記絶縁シートの第一の物理量を変えて再度、前記絶縁シートに密着する面と反対側の面に形成された前記回路と前記基準導体との間の容量を測定する第三のステップと、
前記測定により得られた容量値に基づいて、前記基板の両面に形成されたそれぞれの回路における第二の物理量を算出する第四のステップと、
前記基板の上下を反転させて前記絶縁シートの上に載置し、前記第二から前記第四のステップを繰り返す第五のステップと、
前記第四のステップと前記第五のステップでそれぞれ算出された前記第二の物理量が一致するか否かに応じて前記断線の有無を判断する第六のステップとを有し、
前記第一の物理量は、前記絶縁シートの厚さ又は誘電率であり、
前記第二の物理量は、前記回路の面積である電気回路の断線検査方法。
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