JP5972763B2 - 回路基板検査装置および回路基板検査方法 - Google Patents

回路基板検査装置および回路基板検査方法 Download PDF

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Description

本発明は、回路基板に形成された導体パターンに対する導通検査を実行する回路基板検査装置および回路基板検査方法に関するものである。
この種の回路基板検査装置として、特開2008−298555号公報において出願人が開示した回路基板検査装置が知られている。この回路基板検査装置は、プローブユニット、プローブユニットを移動させる移動機構、移動機構を制御する制御部、およびプローブユニットを介して入力した電気信号に基づいて回路基板に対する電気的検査を実行する検査部を備えて構成されている。
一方、この種の回路基板検査装置を用いて導体パターンの導通検査を行うときには、制御部および検査部が次のような処理を実行する。例えば、導体パターンを構成するラインが複数に分岐して、各ラインの先端部に端点(プローブユニットの各プローブが接触するポイント)が設けられている場合を想定する。このような導体パターンが検査対象のときには、各端点の中から一対の端点を選択してその一対の端点の間に一対のプローブを介して検査用信号を供給し、その状態で各プローブを介して入力した電気信号に基づいてその一対の端点間の導通状態を検査する検査処理を、一対の端点の組み合わせを変更しつつ繰り返して実行する。ここで、導通検査を正確に行うためには、検査対象の導体パターンを構成する全てのラインに漏れなく検査用信号が流れるように一対の端点の組み合わせを変更する必要がある。このため、従来の回路基板検査装置を用いた導通検査では、一般的に、図4に示すように、導体パターンに設けられている全ての端点Pa(同図における端点Pa1〜Pa7)の中から任意の1の端点Pa(例えば、同図における端点Pa1)を基準の端点Paとして選択し、その基準の端点Paを除く他の1つの端点Paと基準の端点Paとの間の検査処理を他の1つの端点Paを変更しつつ実行する。この場合、全ての端点Paの数をM個(同図の例では、7個)としたときに、基準の端点Paを除く端点Paの数が(M−1)個(同図の例では、6個)であるため、この導通検査では(M−1)回(同図の例では、6回)の検査処理を行うことで、導体パターンを構成する全てのラインに漏れなく検査用信号を流して検査処理が行われ、この結果、導体パターンの導通検査を正確に行うことが可能となっている。
特開2008−298555号公報(第3−7頁、第1図)
ところが、出願人が開示している回路基板検査装置には、改善すべき以下の課題が存在する。すなわち、この回路基板検査装置では、正確な導通検査を実現するために、導体パターンにおける全ての端点Paの数をM個としたときに(M−1)回の検査処理を行う必要がある。このため、この回路基板検査装置には、数多くの端点Paを有する導体パターンが形成された回路基板に対する導通検査を行う場合には、検査処理の回数が多くなることに起因して検査効率の向上が困難であるという課題が存在し、この点の改善が望まれている。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、複数の端点を有する導体パターンが形成された回路基板に対する導通検査の検査効率を向上させ得る回路基板検査装置および回路基板検査方法を提供することを主目的とする。
上記目的を達成すべく請求項1記載の検査装置は、複数の端点を有する導体パターンが形成された回路基板における当該各端点のうちの選択した一対の端点の間の物理量を測定すると共に当該測定した物理量に基づいて当該導体パターンに対する導通検査を実行する検査部を備えた回路基板検査装置であって、前記検査部は、1つの前記導体パターンに対する前記導通検査において、当該導体パターンにおける未選択の前記端点のうちの任意の1つの端点と当該導体パターンに設けられている分岐点が当該1つの端点との間に最も多く存在する他の1つの端点とを選択すると共に当該選択した一対の端点間の導通状態を検査する処理を繰り返し実行し、未選択の前記端点が1つだけ存在するときに当該1つの端点と前記選択済みの端点のうちの任意の1つの端点との間の導通状態を検査し、未選択の前記端点が存在しないときには当該導通検査を終了する。なお、ここでいう分岐点は、1つの導体パターンを構成する帯状(線状)のラインが複数に分岐して、分岐した各ライン(または、分岐したラインからさらに分岐したライン)の端部に端点が存在する場合におけるその分岐する点をいうものとする。
また、請求項2記載の回路基板検査方法は、複数の端点を有する導体パターンが形成された回路基板における当該各端点のうちの選択した一対の端点の間の物理量を測定すると共に当該測定した物理量に基づいて当該導体パターンに対する導通検査を実行する回路基板検査方法であって、1つの前記導体パターンに対する前記導通検査において、当該導体パターンにおける未選択の前記端点のうちの任意の1つの端点と当該導体パターンに設けられている分岐点が当該1つの端点との間に最も多く存在する他の1つの端点とを選択すると共に当該選択した一対の端点間の導通状態を検査する処理を繰り返し実行し、未選択の前記端点が1つだけ存在するときに当該1つの端点と前記選択済みの端点のうちの任意の1つの端点との間の導通状態を検査し、未選択の前記端点が存在しないときには当該導通検査を終了する。
請求項1記載の回路基板検査装置および請求項2記載の回路基板検査方法では、1つの導体パターンに対する導通検査において、導体パターンにおける各端点のうちの1つの端点と導体パターンの分岐点がその1つの端点との間に最も多く存在する他の1つの端点とを選択して各端点間の導通状態を検査する処理(検査処理)を繰り返し実行し、未選択の端点が1つだけ存在するときにその1つの端点と他の任意の1つの端点との間の導通状態を検査し、未選択の端点が存在しないときには導通検査を終了する。このように一対の端点を選択することにより、導体パターンを構成する全てのラインに漏れなく測定用の信号が流れるように行う導通検査を実行する際に、導体パターンの端点の数をM個とした場合、Mが偶数のときにはM/2回の検査処理で導通検査を行うことができ、Mが奇数のときには(M/2+1)回で導通検査を行うことができるため、(M−1)回の検査処理で導通検査を行う従来の構成および方法と比較して、検査処理の回数を約半分と、十分に低減することができる。したがって、この回路基板検査装置および回路基板検査方法によれば、数多くの端点を有する導体パターンが形成された回路基板に対する導通検査の検査効率を十分に向上させることができる。
回路基板検査装置1の構成を示す構成図である。 導体パターンP1の構成を示す構成図である。 回路基板検査方法を説明する説明図である。 従来の回路基板検査方法を説明する説明図である。
以下、回路基板検査装置および回路基板検査方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
最初に、回路基板測定装置の一例としての回路基板検査装置1の構成について説明する。図1に示す回路基板検査装置1は、回路基板20に形成されている導体パターンP(一例として、図2に示す導体パターンP1)の導通状態を検査する導通検査を後述する回路基板検査方法に従って実行可能に構成されている。具体的には、回路基板検査装置1は、図1に示すように、基板保持部2、プローブユニット3、移動機構5、スキャナ部6、測定部7、記憶部8、処理部9を備えて構成されている。この場合、測定部7および処理部9によって検査部が構成される。
基板保持部2は、保持板と、保持板に取り付けられて回路基板20の端部を挟み込んで固定するクランプ機構(いずれも図示せず)とを備えて、回路基板20を保持可能に構成されている。プローブユニット3は、図1に示すように、複数のプローブピン4を備えて治具型に構成されている。この場合、各プローブピン4は、回路基板20に形成されている導体パターンPを構成する帯状(線状)のラインL(図2に示す導体パターンP1では、8本のラインL0〜L7)の先端部に設けられている端点Pa(同図に示す導体パターンP1では、端点Pa1〜Pa7)に一対一で接触可能にその本数や配列パターンが規定されている。
移動機構5は、処理部9の制御指示に従い、プローブユニット3を上下方向に沿って移動させて各プローブピン4を導体パターンPの各端点Paに接触させるプロービング処理を実行する。スキャナ部6は、複数のスイッチ(図示せず)を備えて構成され、処理部9の制御指示に従って各スイッチをオン状態またはオフ状態に移行させることにより、プローブユニット3の各プローブピン4と測定部7との接断(接続および切断)を行う(以下、これらの処理を「接断処理」ともいう)。
測定部7は、処理部9の制御指示に従って測定処理を実行する。この測定処理では、測定部7は、回路基板20に形成されている導体パターンPにおける一対の端点Paの間にプローブピン4を介して測定用信号S1(一例として、電流)を供給すると共に、これに伴って端点Pa間に生じる検出信号S2(一例として、電圧)をプローブピン4を介して入力して検出する。また、測定部7は、検出した検出信号S2の値を処理部9に出力する。
記憶部8は、一例として、半導体メモリで構成されており、処理部9によって実行される導通検査において用いられる導体パターンデータDを記憶する。この場合、導体パターンデータDには、導体パターンPに設けられている端点Paを特定する情報が含まれている。例えば、図2に示す導体パターンP1においては、各端点Pa1〜Pa7に対して重複することなく付された1番から7番までの番号が端点Paを特定する情報として導体パターンデータDに含まれている。
また、導体パターンデータDには、導体パターンPを構成するラインLが複数に分岐する分岐点Pbを特定する情報が含まれている。例えば、図2に示す導体パターンP1においては、ラインL1〜L7がラインL0からそれぞれ分岐しており、これらの分岐点Pb1〜Pb4に対して重複することなく付された1番から4番までの番号が各分岐点Pbを特定する情報として導体パターンデータDに含まれている。さらに、導体パターンデータDには、各端点Paに接触させられるプローブピン4を特定する情報が含まれている。また、記憶部8は、処理部9によって測定される抵抗値Rm、予め規定された基準抵抗値Rr、および処理部9によって実行される導通検査の結果を記憶する。
処理部9は、CPUを備えたデジタル回路で構成されて、回路基板検査装置1を構成する各部を制御する。具体的には、処理部9は、移動機構5に対してプロービング処理を実行させると共に、スキャナ部6に対して接断処理を実行させる。また、処理部9は、測定部7に対して測定用信号S1の出力制御を含む測定処理を実行させる。
また、処理部9は、導通検査を実行する。この導通検査では、処理部9は、測定用信号S1の値(電流値)と測定部7から出力された検出信号S2の値(電圧値)とに基づいて導体パターンPにおける一対の端点Pa間の抵抗値Rmを算出(測定)し、この抵抗値Rmと記憶部8に記憶されている基準抵抗値Rrとを比較して、端点Pa間の導通状態を検査する検査処理を、一対の端点Paの組み合わせを後述する手順で変更しつつ繰り返して実行する。また、処理部9は、各組み合わせにおける端点Pa間の導通状態(各検査処理の結果)に基づいて導体パターンPの導通状態が良好であるか否かを判定する。
次に、回路基板検査装置1を用いて回路基板20を検査する回路基板検査方法、およびその際の回路基板検査装置1の動作について図面を参照して説明する。なお、回路基板20に形成されている各導体パターンPのうちの、図2に示す導体パターンP1の導通状態の良否を検査する例を中心に説明する。
まず、検査対象の回路基板20を基板保持部2の保持板(図示せず)に載置し、次いで、基板保持部2のクランプ機構(図示せず)で回路基板20の端部を挟み込んで固定することにより、回路基板20を基板保持部2に保持させる。続いて、図外の操作部を用いて処理部9に対して検査の開始を指示する。この際に、処理部9が、操作部から出力された操作信号に従い、移動機構5に対してプロービング処理を実行させて、プローブユニット3を下向きに移動させる。これにより、プローブユニット3の各プローブピン4の先端部が導体パターンP1に設けられている端点Pa1〜Pa7にそれぞれ接触させられる。
次いで、処理部9は、導通検査を実行する。この導通検査では、処理部9は、記憶部8に予め記憶されている導体パターンデータDを参照して、導体パターンP1における各端点Pa1〜Pa7(図2参照)を特定する。続いて、処理部9は、1回目の検査処理の対象とする一対の端点Paを選択する。具体的には、この時点で検査処理の対象として選択していない(つまり、未選択の)端点Paを特定し、そのうちの任意の1つの端点Paを一対の端点Paの一方として選択する。この場合、この時点では、端点Pa1〜Pa7の全てが未選択のため、処理部9は、各端点Pa1〜Pa7の中から例えば端点Pa1を選択する。
次いで、処理部9は、選択した端点Pa1を除く他の端点Pa2〜Pa7の中から、一対の端点Paの他方を選択する。この場合、処理部9は、導体パターンP1を構成するラインL0〜L7(図2参照)に沿って端点Pa1から端点Pa2〜Pa7に至る各経路内に存在する分岐点Pbの数を特定し、分岐点Pbが最も多い経路に対応する端点Pa(分岐点Pbが端点Pa1との間に最も多く存在する端点Pa)を特定する。この場合、端点Pa1から端点Pa5,Pa6,Pa7に至る各経路内に存在する分岐点Pbの数がそれぞれ4つ(分岐点Pb1〜Pb4)で最も多いため、処理部9は、そのうちの端点Pa7を一対の端点Paの他方として選択する(図3参照)。
続いて、処理部9は、スキャナ部6に対して接断処理を実行させて、端点Pa1,Pa7にそれぞれ接触しているプローブピン4と測定部7とを接続させる。次いで、処理部9は、測定部7に対して測定処理を実行させる。この測定処理では、測定部7は、端点Pa1,Pa7間に各プローブピン4を介して測定用信号S1を供給すると共に、これに伴って端点Pa1,Pa7間に生じる検出信号S2をプローブピン4を介して入力して検出し、その値を処理部9に出力する。
続いて、処理部9は、1回目の検査処理を実行する。この検査処理では、処理部9は、測定用信号S1の値と測定部7から出力された検出信号S2の値とに基づいて導体パターンP1における端点Pa1,Pa7間の抵抗値Rmを算出し、この抵抗値Rmと記憶部8に予め記憶されている基準抵抗値Rrとを比較して、端点Pa1,Pa7間の導通状態を検査する。具体的には、処理部9は、抵抗値Rmが基準抵抗値Rr以下のときには、端点Pa1,Pa7間の導通状態が良好と判定し、抵抗値Rmが基準抵抗値Rrを超えているときには端点Pa1,Pa7間の導通状態が不良と判定する。次いで、処理部9は検査処理の結果を記憶部8に記憶させる。
続いて、処理部9は、2回目の検査処理の対象とする一対の端点Paを選択する。この場合、処理部9は、未選択の端点Paである端点Pa2〜Pa6のうちの任意の1つの端点Pa(例えば、端点Pa2)を一対の端点Paの一方として選択する。次いで、処理部9は、選択した端点Pa2を除く他の未選択の端点Pa3〜Pa6の中から、一対の端点Paの他方を選択する。この場合、処理部9は、上記した1回目の検査処理における手順と同様にして、各ラインLに沿って端点Pa2から端点Pa3〜Pa6に至る各経路内に存在する分岐点Pbの数を特定し、分岐点Pbが最も多い経路に対応する端点Paを特定する。この場合、端点Pa2から端点Pa5,Pa6に至る各経路内に存在する分岐点Pbの数がそれぞれ4つ(分岐点Pb1〜Pb4)で最も多いため、処理部9は、そのうちの端点Pa6を一対の端点Paの他方として選択する(図3参照)。
続いて、処理部9は、スキャナ部6に対して接断処理を実行させると共に、測定部7に対して測定処理を実行させる。次いで、処理部9は、2回目の検査処理を実行して、端点Pa2,Pa6間の導通状態を検査し、続いて、その検査結果を記憶部8に記憶させる。
次いで、処理部9は、3回目の検査処理の対象とする一対の端点Paを選択する。この場合、処理部9は、未選択の端点Paである端点Pa3〜Pa5のうちの任意の1つの端点Pa(例えば、端点Pa3)を一対の端点Paの一方として選択する。続いて、処理部9は、選択した端点Pa3を除く他の未選択の端点Pa4,Pa5の中から、上記した各検査処理における手順と同様にして、各ラインLに沿って端点Pa3から端点Pa4,Pa5に至る各経路内に存在する分岐点Pbの数が最も多い3つ(分岐点Pb2〜Pb4)である端点Pa5を一対の端点Paの他方として選択する(図3参照)。
次いで、処理部9は、スキャナ部6に対して接断処理を実行させると共に、測定部7に対して測定処理を実行させる。続いて、処理部9は、3回目の検査処理を実行して、端点Pa3,Pa5間の導通状態を検査し、次いで、その検査結果を記憶部8に記憶させる。
続いて、処理部9は、4回目の検査処理の対象とする一対の端点Paを選択する。この場合、処理部9は、未選択の端点Paが端点Pa4の1つだけとなっている(未選択の端点Paが1つだけ存在する)ため、この端点Pa4を一対の端点Paの一方として選択する。次いで、処理部9は、選択済みの端点Pa(この例では、端点Pa1〜Pa3,Pa5,Pa6)の中から任意の1つの端点Pa(例えば、端点Pa6)を一対の端点Paの他方として選択する(図3参照)。
続いて、処理部9は、スキャナ部6に対して接断処理を実行させると共に、測定部7に対して測定処理を実行させる。次いで、処理部9は、4回目の検査処理を実行して、端点Pa4,Pa6間の導通状態を検査し、続いて、その検査結果を記憶部8に記憶させる。以上により、導体パターンP1における全ての端点Pa1〜Pa7を対象とした検査処理が終了する。
上記したように、処理部9は、一対の端点Paの組み合わせを上記した手順で変更しつつ検査処理を繰り返して実行する。この手順で一対の端点Paの組み合わせを行って検査処理を実行することで、導体パターンP1を構成する全てのラインL0〜L7に漏れなく測定用信号S1が流れるため、導通検査を正確に行うことが可能となっている。また、従来の構成および方法では、全てのラインLに漏れなく測定用信号S1が流れるように導通検査を行うには、図4に示すように、端点Paの数が7個である導体パターンP1に対して6回((7−1)回)の検査処理を行う必要がある。これに対して、この回路基板検査装置1および回路基板検査方法では、上記の手順で一対の端点Paの組み合わせを行って検査処理を実行することで、図3に示すように、4回の検査処理によって全てのラインLに漏れなく測定用信号S1が流れるように導通検査を行うことができる。つまり、この回路基板検査装置1および回路基板検査方法では、全ての端点Paの数をM個とした場合、Mが偶数のときにはM/2回の検査処理で導通検査を行うことができ、Mが奇数のときには(M/2+1)回で導通検査を行うことができるため、(M−1)回の検査処理で導通検査を行う従来の構成および方法と比較して、検査処理の回数を約半分と、十分に削減することが可能な結果、検査効率を十分に向上させることが可能となっている。
次いで、処理部9は、各検査処理の結果に基づいて導体パターンP1の導通状態を判定すると共に、その判定結果を記憶部8に記憶させて導通検査を終了する。この場合、処理部9は、全ての検査処理における検査結果が良好のときには、導体パターンP1の導通状態が良好であると判定し、1回以上の検査処理における結果が不良のときには、導体パターンP1の導通状態が不良であると判定する。
なお、導体パターンP1以外の他の導体パターンPに対する導通検査を行う際にも、処理部9が上記した各処理を実行することで、従来の構成および方法と比較して少ない回数の検査処理で導体パターンPの導通検査を正確に行うことができる。このため、この回路基板検査装置1および回路基板検査方法では、数多くの端点Paを有する導体パターンPが形成された回路基板20に対する導通検査の検査効率を十分に向上させることが可能となっている。
このように、この回路基板検査装置1および検査方法では、1つの導体パターンPに対する導通検査において、導体パターンPにおける各端点Paのうちの1つの端点Paと導体パターンPの分岐点Pbがその1つの端点Paとの間に最も多く存在する他の1つの端点Paとを選択して各端点Pa間の導通状態を検査する検査処理を繰り返し実行し、未選択の端点Paが1つだけ存在するときにその1つの端点Paと他の任意の1つの端点Paとの間の導通状態を検査し、未選択の端点Paが存在しないときには導通検査を終了する。このように一対の端点Paを選択することにより、全てのラインLに漏れなく測定用信号S1が流れるように行う導通検査を実行する際に、導体パターンPの端点Paの数をM個としたときに(M−1)回の検査処理を行う必要がある従来の構成および方法と比較して、上記したように検査処理の回数を十分に低減することができる。したがって、この回路基板検査装置1および回路基板検査方法によれば、数多くの端点Paを有する導体パターンPが形成された回路基板20に対する導通検査の検査効率を十分に向上させることができる。
なお、回路基板検査装置および回路基板検査方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、7個の端点Paを有する導体パターンPについての導通検査を行う例について上記したが、7個以外の数の端点Paを有する導体パターンPについての導通検査を行う際に適用することができるのは勿論である。この場合、端点Paの数が偶数のときには、未選択の端点Paが1つだけ残ることがないため、上記した一対の端点Paを選択する処理のうち、未選択の端点Paが1つだけとなったときの処理を行うことなく検査処理を終了する。
また、測定用信号S1としての電流を供給して検出信号S2としての電圧を検出して検査を行う例について上記したが、測定用信号S1としての電圧を供給して検出信号S2としての電流を検出して検査を行う構成および方法を採用することもできる。
1 回路基板検査装置
7 測定部
9 処理部
20 回路基板
L0〜L7 ライン
P1 導体パターン
Pa1〜Pa7 端点
Pb1〜Pb4 分岐点
Rm 抵抗値

Claims (2)

  1. 複数の端点を有する導体パターンが形成された回路基板における当該各端点のうちの選択した一対の端点の間の物理量を測定すると共に当該測定した物理量に基づいて当該導体パターンに対する導通検査を実行する検査部を備えた回路基板検査装置であって、
    前記検査部は、1つの前記導体パターンに対する前記導通検査において、当該導体パターンにおける未選択の前記端点のうちの任意の1つの端点と当該導体パターンに設けられている分岐点が当該1つの端点との間に最も多く存在する他の1つの端点とを選択すると共に当該選択した一対の端点間の導通状態を検査する処理を繰り返し実行し、未選択の前記端点が1つだけ存在するときに当該1つの端点と前記選択済みの端点のうちの任意の1つの端点との間の導通状態を検査し、未選択の前記端点が存在しないときには当該導通検査を終了する回路基板検査装置。
  2. 複数の端点を有する導体パターンが形成された回路基板における当該各端点のうちの選択した一対の端点の間の物理量を測定すると共に当該測定した物理量に基づいて当該導体パターンに対する導通検査を実行する回路基板検査方法であって、
    1つの前記導体パターンに対する前記導通検査において、当該導体パターンにおける未選択の前記端点のうちの任意の1つの端点と当該導体パターンに設けられている分岐点が当該1つの端点との間に最も多く存在する他の1つの端点とを選択すると共に当該選択した一対の端点間の導通状態を検査する処理を繰り返し実行し、未選択の前記端点が1つだけ存在するときに当該1つの端点と前記選択済みの端点のうちの任意の1つの端点との間の導通状態を検査し、未選択の前記端点が存在しないときには当該導通検査を終了する回路基板検査方法。
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