JP4928316B2 - 絶縁検査装置 - Google Patents
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Description
尚、本発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、本明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」という。
この絶縁検査とは、一方の配線パターンに電圧を印加して、他方の配線パターンに流れる電流を測定することにより、これら配線パターン間の抵抗値を算出して、この抵抗値から絶縁状態を検査するものである。
この絶縁検査装置では、所定の配線パターン間に対して、上流側電流供給端子81と下流側電流供給端子82を用いて検査電流を供給し、この配線パターン間に電位差を生じさせる。このときに生じる電位差を、上流側電圧検出端子と下流側電圧検出端子を用いることにより測定し、配線パターン間の抵抗値を算出している。そして、この算出される抵抗値を判定することで、配線パターンの絶縁性の良不良を検査している。
特に、最近の基板は微細化や複雑化が進んでおり、これに伴い配線パターンも微細化が進んでいる。このため、配線パターンに残存する電荷が検査結果に大きな影響を与える場合も少なくなく、如何にして残存する電荷を確実に且つ効果的に放電するかが大きな問題となっている。
このため、配線パターンに供給された電荷を、電流を供給する端子とは異なる端子を用いて放電することになるので、確実に配線パターンの電荷を放電することができる。
このため、検査対象となる一の配線パターンにかかる放電作業を短時間で行うことができ、このため基板に設けられる全ての配線パターンにかかる絶縁検査時間を短縮することができる。
本発明は、基板上に形成される複数の配線パターンに絶縁検査を行う絶縁検査装置に関する。
図1は、本発明に係る絶縁検査装置の一実施形態の概略構成図である。
本発明に係る絶縁検査装置1は、電流供給手段2、電圧検出手段3、第一電流検出手段4、制御手段5、放電端子6、切替手段7、電流供給端子8、電圧検出端子9、表示手段10を備えてなる。
図1で示される一実施形態では、本発明の絶縁検査装置1と、検査対象となる基板CBと、絶縁検査装置1と基板CBとを電気的に接続するコタンクトプローブCPが示されている。
この絶縁検査装置1は、検査対象として選択される配線パターンPと残りの配線パターンPとの間(検査対象間)に所定の電圧を印加し、この検査対象間に流れる電流を検査することによって、検査対象となる配線パターンPの絶縁性の良/不良を判定する。
図1の基板CBでは、一の字状の配線パターンP1と、Tの字状の配線パターンP2と、一の字状の配線パターンP3と十の字状の配線パターンP4が示されている。
この図1では、絶縁検査が実施される状態が示されているため、各配線パターンPには、一本のコンタクトプローブCPが示されている。このため、導通検査が行われる場合には、配線パターンPに対して、配線パターンPの端部に配される2本のコンタクトプローブCPが用いられることになる。
尚、図1の実施形態では、後述する上流側及び下流側電流供給端子と上流側及び下流側電圧検出端子とを1本のコンタクトプローブCPで、配線パターン上に設けられる所定検査位置に導通可能に接触させているが、電流供給端子と電圧検出端子の夫々を別々の2本のコンタクトプローブCPで所定検査位置に導通可能に接触させてもよい。
この電流供給手段2は、例えば、カレント・コントローラー(Current Controller)を用いることができるが特に限定されるものではなく、検査対象間に所定の電圧を印加させることができるものであれば全て用いることができる。カレント・コントローラーを用いる場合では、カレント・コントローラーである電流供給手段2により、所定の配線パターンに電流を供給して、検査対象間に所定の電圧を印加することになる。
この電流供給手段2が印加することになる電圧は、上記の説明の如き200〜250Vに設定される。
尚、後述する制御手段5は、この電圧検出手段3が検出する電圧値と、電流供給手段2により供給される電流値とを用いることによって、検査対象間の抵抗値を算出する。さらに、制御手段5は、この抵抗値を用いることによって、検査対象間の絶縁性を検査する。
尚、制御手段5は、この電圧検出手段3が検出する電圧値によって、電流供給手段2の動作の制御を行うように設定されることが好ましい。これは、電流供給手段2が、検査対象間に対して、必要以上に電力を供給すること(必要以上の電圧を印加すること)を防止することができるためである。
この第一電流検出手段4は、マイクロアンペア単位の微少電流でも検出することができるように精度の高い電流計を用いることが好ましい。これは、絶縁検査で流れる電流は、微少量であるからである。
この第一電流検出手段4は、検査対象間の電流を検出した後、この検出した電流値を制御手段5へ送信する。
この電流供給端子8は、電流供給手段2の上流側(正極側)と配線パターンを接続する上流側電流供給端子81と、電流供給手段2の下流側(負極側)又は第一電流検出手段4と配線パターンPとを接続する下流側電流供給端子82を有している。
図1で示される如く、この電流供給端子8の上流側電流供給端子81及び下流側電流供給端子82は、夫々の配線パターンPに対して設けられている。
これらの上流側電流供給端子81と下流側電流供給端子82は、夫々に切替手段7のスイッチ素子SWを有しており、この切替手段7のスイッチ素子SWのON/OFF動作により、導通接続状態/非導通接続状態が設定されることになる。
この電流供給端子8は、静電気放電(electro-static discharge)保護用の抵抗(図示せず)が配置されていてもよい。
この電圧検出端子9は、電圧検出手段3の上流側(正極側)と配線パターンPを接続する上流側電圧検出端子91と、電圧検出手段3の下流側(負極側)と配線パターンPを接続する下流側電圧検出端子92を有してなる。
図1で示される如く、この電圧検出端子9の上流側電圧検出端子91及び下流側電圧検出端子92は、夫々の配線パターンPに対して設けられている。
これらの上流側電圧検出端子91と下流側電圧検出端子92は、電流供給端子8と同様、夫々に切替手段7のスイッチ素子SWを有しており、この切替手段7のスイッチ素子SWのON/OFF動作により、導通接続状態/非導通接続状態が設定されることになる。
この電圧検出端子9は、静電気放電(electro-static discharge)保護用の抵抗(図示せず)が配置されていてもよい。
尚、図1では、上流側電流供給端子81の動作を制御するスイッチ素子を符号SW1とし、上流側電圧検出端子91の動作を制御するスイッチ素子を符号SW3とし、下流側電流供給端子82の動作を制御するスイッチ素子を符号SW2とし、下流側電圧検出端子92の動作を制御するスイッチ素子を符号SW4として示している。
この放電端子6は、図1で示される如く、その一端が配線パターンPとコンタクトプローブCPを介して導通接続されており、その他端が下流側電流供給端子82と同電位又は基準電位となるように接続されている。
このため、放電端子6が配線パターンPと導通接触されることによって、検査対象となる配線パターンPは、下流側電流供給端子82と等電位又は基準電位となり、放電されることになる。
放電端子6は、図1で示す如く、抵抗61と第二電流検出手段62を備えてなる。
放電端子6がこの抵抗61を有することによって、配線パターンPの放電を行うことができる。
この第二電流検出手段62は、放電端子6から放電される電流値を断続的又は連続的に検出することができるとともに、検出する電流値を制御手段5へ断続的又は連続的に送信する。このため、配線パターンPからの放電が実行されている間に流れる電流値を検出することができ、この電流値を用いて制御手段5が切替手段7を制御することができる。
また、検査対象の配線パターンPのみを下流側電流供給端子82に接続するように、他の下流側電流供給端子82を非導通接続状態とする場合には、他の複数の下流側電流供給端子82に接続されるスイッチ素子SW4の切替を行う必要があり、スイッチ素子の切替動作のための十分な長い時間が必要とされる。特に、複雑な多数の配線パターンが設けられている基板CBの場合、検査点の数も増加し、コンタクトプローブCPの数も増加することになり、スイッチ素子の数が増加する。このため、複数のスイッチ素子の切替が必要となり、検査時間が増長することになる。
このため、本発明の如き放電端子6を設けることにより、直接的に放電経路を設けることができるとともに、検査対象の配線パターンPのスイッチ素子SWの切替動作のみが必要なだけとなり、極めて検査時間を短縮させることができる。
電流供給端子8と電圧検出端子9が夫々異なるコンタクトプローブCPが用いられる場合には、放電端子6は電流供給端子8と並列接続され、この電流供給端子8のコンタクトプローブCPが用いられることになる。
この制御手段5は、図1で示される如く、記憶手段51、選出手段52、算出手段53、判定手段54を備えている。
この記憶手段51に絶縁検査に必要な情報が格納され、これらの情報を用いることによって、絶縁検査が行われることになるとともに、検出される各検出値が格納される。
この記憶手段51が記憶する絶縁検査に関する情報としては、例えば、基板CBの製造情報や、検査対象となる配線パターンPの順番、大きさと位置などに関する情報や、配線パターンPに配置されるコンタクトプローブCPの位置情報やコンタクトプローブCPとスイッチ素子SWの対応関係の情報などを例示することができる。
この選出手段52は、基板CBの複数の配線パターンPから検査対象となる配線パターンPを選出するように制御信号を作成したり、放電端子6が動作するように制御信号を作成したりする。
この選出手段52が行う検査対象の配線パターンの選出方法は、例えば、予め記憶手段51に検査対象となる配線パターンの順番が設定され、この順番に従って検査対象の配線パターンが選出される方法を例示することができる。この選出方法は、上記の如き方法を採用することもできるが、検査対象となる配線パターンが順序良く選出される方法であれば特に限定されない。
この選出手段52が行う配線パターンの選出は、制御信号を切替手段7に送信することにより実施される。例えば、切替手段7の各スイッチ素子SWのON/OFF制御を行うことにより、検査対象となる配線パターンを選出することができる。
例えば、図1で示される実施形態では、配線パターンP1を検査対象とする場合、選出手段52が、配線パターンP1に接続する上流側電流供給端子81と上流側電圧検出端子91を選出し、これら端子81、91のスイッチ素子SW1とスイッチ素子SW2をONさせるように促す信号を送信する。この信号を切替手段7が受信することにより、スイッチ素子SW1とスイッチ素子SW2が動作することになる。
また、この場合、検査対象の配線パターン以外の配線パターン(残りの配線パターン)に対応するスイッチ素子SW4がONされるように促す信号が送信される。
絶縁検査を実施する場合には、検査対象となる配線パターンと、この検査対象の配線パターン以外の基板CBに形成される残り全ての配線パターンとの間で検査対象間を設定することが好ましい。このように検査対象間を形成することによって、配線パターンが有する絶縁性の不良を確実に検出することができるからである。
尚、絶縁検査が開始される場合には、検査対象の配線パターンPが十分充電されてから、残りの配線パターンPに対応するスイッチSW2がONされるように促す信号が送信されるよう設定される。
この絶縁検査装置1の選出手段52が選出する配線パターンPは、基板CB上に形成された複数の配線パターンから1本の配線パターンPが選出される。つまり、選出手段52により選出された1本の配線パターンPと、残り全ての配線パターンPとの間で絶縁検査が実施される。
このように、配線パターンPが選出されることにより、絶縁検査を効率良く処理することができる。
また、この判定手段54は、第二電流検出手段62からの電流値を受信して、この電流値を基に、検査対象の配線パターンにおける放電の終了を判定することができる。
この場合、この判定手段54が第二電流検出手段62からの電流値を予め設定される閾値よりも低い値を検出した場合に、検査対象の配線パターンの放電が終了したと設定され、次の検査対象の配線パターンPが選出されるように選出手段52に促すよう制御する。
この放電終了を設定する閾値は、使用者により任意に設定することができる。
以上が本発明に係る絶縁検査装置1の構成の説明である。
まず、検査対象となる基板CBの配線パターンPの情報などが記憶手段51に格納される。
次に、基板CBが所定の検査位置に配置され、基板CB上に形成される複数の配線パターンP上の検査点に複数のコンタクトプローブが夫々配置される。
この場合、制御手段5の選出手段52が、検査対象となる配線パターンPを選出する。選出手段52が検査対象となる配線パターンを選出すると、この選出手段52は切替手段7へこの検査対象として選出された配線パターンPの上流側電流供給端子81と上流側電圧検出端子91が特定される。そして、この特定された上流側電流供給端子81と上流側電圧検出端子91を接続状態とするためのスイッチ素子SW1、SW3がONされるように、制御手段5からの制御信号が切替手段7へ送信される。
上記の場合では、配線パターンP1が検査対象の配線パターンとなる場合、配線パターンP1に対応する上流側電流供給端子81と上流側電圧検出端子91に接続されるスイッチ素子SW1、SW3がONとなる。またこのとき、この配線パターンP1以外の配線パターンP2乃至配線パターンP4に接触されるコンタクトプローブCPが、夫々下流側電流供給端子82と接続状態となるために、夫々の下流側電流供給端子82のスイッチ素子SW4がONとなるように制御される。
尚、この場合、検査対象以外の配線パターンPに対応する下流側電圧検出端子92は、スイッチ素子SW4により、ON/OFFいずれの場合でも構わないし、下流側電流供給端子82と同時にON/OFF制御されてもよい。
このとき、検査対象以外の配線パターンP2乃至配線パターンP4では、スイッチ素子SW2がONされて、下流側電流供給端子82と接続される。また、スイッチ素子SW4がONされて、下流側電圧検出端子92と接続される。
検査対象間に所定の電圧が印加されると、第一電流検出手段4が検査対象間に流れる電流値を検出する。また、電圧検出手段3が検査対象間の電圧値を検出する。
このとき、第一電流検出手段4は電流値を制御手段5に送信し、電圧検出手段3は電圧値を制御手段5に送信する。
算出手段53が抵抗値を算出すると、判定手段54はこの抵抗値と予め設定される閾値と比較を行い、絶縁性の良/不良の判定を行う。
この結果、判定手段54が「良」と判定すれば、次の検査対象の配線パターンが選出され、「不良」と判定すれば、基板CBが不良品であることを、表示手段10を介して示される。
配線パターンP1の放電端子6が、この配線パターンP1と導通接続状態となると、配線パターンP1の電荷が、抵抗61を介して放電される。
このとき、抵抗61を介して流れる電流を第二電流検出手段62が検出する。この第二電流検出手段62は、放電時における配線パターンP1からの電流値を検出し、この電流値を制御手段5へ送信する。
この判定手段54が配線パターンP1の放電が終了したと判定すると、選出手段52は次の検査対象の配線パターンとして、配線パターンP2が選択されるように、切替手段7にスイッチ素子SWのON/OFF動作を制御する制御信号を送信する。
そして、図4で示される如き、配線パターンP2が検査対象の配線パターンとなるように、配線パターンP1と配線パターンP2に対応するスイッチ素子SWがON/OFF制御されることになる。
そして、全ての配線パターンが絶縁検査の対象として検査された後、基板CBに不良が発見されなければ、良品の基板CBとして取り扱われる。
また、一本の配線パターンPに「不良」が発見されれば、基板CBが不良として処理されることになる。
以上が本発明に係る絶縁検査装置の動作の説明である。
2・・・・・電流供給手段
3・・・・・電圧検出手段
4・・・・・第一電流検出手段
5・・・・・制御手段
6・・・・・放電端子
61・・・・抵抗
62・・・・第二電流検出手段
7・・・・・切替手段
81・・・・上流側電流供給端子
82・・・・下流側電流供給端子
SW・・・・スイッチ素子
Claims (1)
- 複数の配線パターンが形成される基板において、前記複数の配線パターンから検査対象の配線パターンが選択され、該配線パターンの絶縁検査を行う絶縁検査装置であって、
前記複数の配線パターン毎に対応する、該配線パターンに電流を供給する上流側及び下流側電流供給端子と、
前記複数の配線パターン毎に対応する、該配線パターンに充電された電荷を放電する放電端子と、
前記上流側電流供給端子、前記下流側電流供給端子及び前記放電端子の動作を制御する制御手段を備え、
前記上流側電流供給端子、前記下流側電流供給端子及び前記放電端子は、対応する配線パターンに対して、導通接続状態又は非導通接続状態の切替を行う切替手段を夫々介して互いに並列接続され、
前記放電端子と直列接続される電流検出手段が設けられ、
前記制御手段は、前記切替手段の切替を制御することにより、
絶縁検査時において、前記複数の配線パターンから一の検査対象の配線パターンを順次選択し、選択した検査対象の配線パターンと前記上流側電流供給端子を導通接続するよう促すとともに、前記検査対象の配線パターン以外の配線パターンと前記下流側電流供給端子を導通接続するよう促し、
前記絶縁検査終了後、前記検査対象の配線パターンと前記上流側電流供給端子を非導通接続するよう促すとともに、前記放電端子を該検査対象の配線パターンと導通接続するよう促し、前記電流検出手段によって検出された該検査対象の配線パターンから放電される電流値が予め設定される閾値以下になると、前記放電端子を該検査対象の配線パターンと非導通接続するよう促すとともに、該検査対象の配線パターン以外の配線パターンが検査対象の配線パターンとして選択されるように、該検査対象の配線パターン以外の配線パターンと前記上流側電流供給端子を導通接続するように促すことを特徴とする絶縁検査装置。
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