WO2018101233A1

WO2018101233A1 - 抵抗測定装置及び抵抗測定方法

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Publication number: WO2018101233A1
Application number: PCT/JP2017/042509
Authority: WO
Inventors: 山下　宗寛
Original assignee: 日本電産リード株式会社
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2018-06-07
Also published as: CN109997046A; JP6885612B2; TWI761398B; KR102416051B1; TW201821812A; JPWO2018101233A1; KR20190086463A; CN109997046B

Abstract

各導電部Ｐのうちの一つである供給側導電部に供給電流Ｉｏを供給するための電流供給部ＣＳと、各導電部のうちの一つである引込側導電部から引込電流Ｉｉを引き込むための電流引込部ＣＭと、供給側導電部及び引込側導電部とは異なる導電部である電圧測定用導電部と供給側導電部との間の電圧である供給側電圧Ｖ１を検出する供給側電圧検出部ＶＭ１と、電圧測定用導電部と引込側導電部との間の電圧である引込側電圧Ｖ２を検出する引込側電圧検出部ＶＭ２と、供給電流Ｉｏと供給側電圧Ｖ１とに基づいて供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、引込電流Ｉｉと引込側電圧Ｖ２とに基づいて引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する抵抗算出部２２とを備えた。

Description

抵抗測定装置及び抵抗測定方法

　本発明は、基板の抵抗を測定する抵抗測定装置、及び抵抗測定方法に関する。

　従来より、回路基板に形成されたビアのように、回路基板の一方の面から他方の面に亘って貫通するものを測定対象とするときに、当該測定対象に測定電流を流し、当該測定対象に生じた電圧を測定することによって、その電流値と電圧値とから当該測定対象の抵抗値を測定する基板検査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２－１１７９９１号公報

　ところで、面状に拡がる導体（以下、面状導体と称する）を内部に備えた基板において、基板表面のパッド、バンプ、配線等の導電部と面状導体とが基板の厚み方向に電気的に接続された構造の基板がある。図７、図８は、このような基板の一例を示す概念的な模式図である。

　図７は、基板内層に面状の内層パターンＩＰを備えた基板の一例である多層基板ＷＢを示す概念的な模式図である。図７に示す多層基板ＷＢは、その基板面ＢＳにパッドや配線パターン等の導電部ＰＡ，ＰＢが形成されている。導電部ＰＡ，ＰＢは、ビアや配線パターン等の接続部ＲＡ，ＲＢによって内層パターンＩＰと電気的に接続されている。多層基板ＷＢの例では、内層パターンＩＰが面状導体に相当する。

　また、基板の製造方法として、導電性の金属板を土台としてこの金属板の両面にプリント配線基板を積層形成し、形成された基板を土台の金属板から剥離することによって、二枚のプリント配線基板を形成する方法がある。このような基板の製造方法において、土台の金属板から基板を剥離する前の状態の基板（以下、中間基板と称する）は、金属板が二枚の基板に挟まれた態様を有している。

　図８は、このような中間基板Ｂの一例を示す概念的な模式図である。図８に示す中間基板Ｂは、金属板ＭＰの一方の面に基板ＷＢ１が形成され、金属板ＭＰの他方の面に基板ＷＢ２が形成されている。基板ＷＢ１の基板面ＢＳ１には、パッドや配線パターン等の導電部ＰＡ１，ＰＢ１，・・・，ＰＺ１が形成されている。基板ＷＢ１の金属板ＭＰとの接触面ＢＳ２には、パッドや配線パターン等の導電部ＰＡ２，ＰＢ２，・・・，ＰＺ２が形成されている。金属板ＭＰは、例えば厚さが１ｍｍ～１０ｍｍ程度の導電性を有する金属板である。

　導電部ＰＡ１～ＰＺ１は、ビアや配線パターン等の接続部ＲＡ～ＲＺによって導電部ＰＡ２～ＰＺ２と電気的に接続されている。導電部ＰＡ２～ＰＺ２は、金属板ＭＰと密着、導通しているので、導電部ＰＡ１～ＰＺ１は、接続部ＲＡ～ＲＺによって金属板ＭＰと電気的に接続されている。導電部ＰＡ１と接続部ＲＡとが対になり、導電部ＰＢ１と接続部ＲＢとが対になり、それぞれ導電部と接続部とが対になっている。基板ＷＢ２は、基板ＷＢ１と同様に構成されているのでその説明を省略する。中間基板Ｂの例では、金属板ＭＰが面状導体に相当する。

　多層基板ＷＢや中間基板Ｂ等の検査として、接続部ＲＡ～ＲＺの抵抗値Ｒａ～Ｒｚを測定する場合がある。

　図９は、図８に示す中間基板Ｂの接続部ＲＡ，ＲＢの抵抗値Ｒａ，Ｒｂを測定する測定方法を説明するための説明図である。接続部ＲＡ，ＲＢの抵抗値Ｒａ，Ｒｂを測定するには、導電部ＰＡ１と導電部ＰＢ１との間に測定用の電流Ｉを流し、導電部ＰＡ１と導電部ＰＢ１との間に生じた電圧Ｖを測定し、抵抗値をＶ／Ｉとして算出することが考えられる。この場合、Ｖ／Ｉによって算出される抵抗値は、Ｒａ＋Ｒｂとなる。

　しかしながら、二カ所の接続部の合計抵抗値ではなく、各接続部の抵抗値を個別に測定したいというニーズがある。

　本発明の目的は、面状に拡がる導電性の面状導体と、面状導体と対向する基板面と、基板面に設けられた導電部とその導電部を前記面状導体に電気的に接続する接続部との対とを有する被測定基板の各接続部の抵抗を個別に測定することができる抵抗測定装置、及び抵抗測定方法を提供することである。

　本発明の一局面に従う抵抗測定装置は、面状に拡がる導電性の面状導体と、前記面状導体と対向する基板面と、前記基板面に設けられた導電部とその導電部を前記面状導体に電気的に接続する接続部との対とを有すると共に当該対を三つ以上備える被測定基板の前記接続部の抵抗を測定するための抵抗測定装置であって、前記三つ以上の導電部のうちの一つである供給側導電部に予め設定された供給電流を供給するための電流供給部と、前記各導電部のうちの一つであって前記供給側導電部とは異なる引込側導電部から、予め設定された引込電流を引き込むための電流引込部と、前記各導電部のうちの前記供給側導電部及び前記引込側導電部とは異なる導電部である電圧測定用導電部と前記供給側導電部との間の電圧である供給側電圧を検出する供給側電圧検出部と、前記電圧測定用導電部と前記引込側導電部との間の電圧である引込側電圧を検出する引込側電圧検出部と、前記供給電流と前記供給側電圧とに基づいて前記供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、前記引込電流と前記引込側電圧とに基づいて前記引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する抵抗算出部とを備える。

　また、本発明の一局面に従う抵抗測定方法は、面状に拡がる導電性の面状導体と、前記面状導体と対向する基板面と、前記基板面に設けられた導電部とその導電部を前記面状導体に電気的に接続する接続部との対とを有すると共に当該対を三つ以上備える被測定基板の前記接続部の抵抗を測定するための抵抗測定方法であって、前記三つ以上の導電部のうちの一つである供給側導電部に予め設定された供給電流を供給する電流供給工程と、前記各導電部のうちの一つであって前記供給側導電部とは異なる引込側導電部から、予め設定された引込電流を引き込む電流引込工程と、前記各導電部のうちの前記供給側導電部及び前記引込側導電部とは異なる導電部である電圧測定用導電部と前記供給側導電部との間の電圧である供給側電圧を検出する供給側電圧検出工程と、前記電圧測定用導電部と前記引込側導電部との間の電圧である引込側電圧を検出する引込側電圧検出工程と、前記供給電流と前記供給側電圧とに基づいて前記供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、前記引込電流と前記引込側電圧とに基づいて前記引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する抵抗算出工程とを含む。

本発明の一実施形態に係る抵抗測定方法を用いる抵抗測定装置の構成を概念的に示す模式図である。図１に示す測定部の電気的構成の一例を示すブロック図である。図１に示す抵抗測定装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１に示す抵抗測定装置の動作の一例を示すフローチャートである図１に示す抵抗測定装置の動作を説明するための説明図である。図１に示す抵抗測定装置の動作を説明するための説明図である。基板内層に面状の内層パターンを備えた基板の一例である多層基板を示す概念的な模式図である。中間基板の一例を示す概念的な模式図である。図８に示す中間基板の抵抗値を測定する測定方法を説明するための説明図である。

　以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る抵抗測定方法を用いる抵抗測定装置１の構成を概念的に示す模式図である。図１に示す抵抗測定装置１は、測定対象となる被測定基板の抵抗を測定するための装置である。抵抗測定装置１は、測定された抵抗値に基づき被測定基板の良否を判定する基板検査装置であってもよい。

　被測定基板は、例えば中間基板や多層基板であり、半導体パッケージ用のパッケージ基板、フィルムキャリア、プリント配線基板、フレキシブル基板、セラミック多層配線基板、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ用の電極板、及びこれらの基板を製造する過程の中間基板であってもよい。図７に示す多層基板ＷＢ、及び図８に示す中間基板Ｂは、被測定基板の一例に相当している。図１では、被測定基板として中間基板Ｂが抵抗測定装置１に取り付けられた例を示している。導電部ＰＡ１，ＰＢ１，・・・，ＰＺ１は、任意の個数設けられている。以下、導電部ＰＡ１，ＰＢ１，・・・，ＰＺ１を総称して、導電部Ｐと称する。

　図１に示す抵抗測定装置１は、筐体１１２を有している。筐体１１２の内部空間には、基板固定装置１１０と、測定部１２１と、測定部１２２と、測定部移動機構１２５と、制御部２０とが主に設けられている。基板固定装置１１０は、測定対象の中間基板Ｂを所定の位置に固定するように構成されている。

　測定部１２１は、基板固定装置１１０に固定された中間基板Ｂの上方に位置する。測定部１２２は、基板固定装置１１０に固定された中間基板Ｂの下方に位置する。測定部１２１，１２２は、中間基板Ｂに形成された導電部Ｐにプローブを接触させるための測定治具４Ｕ，４Ｌを備えている。

　測定治具４Ｕ，４Ｌには、複数のプローブＰｒが取り付けられている。測定治具４Ｕ，４Ｌは、中間基板Ｂの表面に形成された測定対象の導電部Ｐの配置と対応するように複数のプローブＰｒを配置、保持する。測定部移動機構１２５は、制御部２０からの制御信号に応じて測定部１２１，１２２を筐体１１２内で適宜移動させ、測定治具４Ｕ，４ＬのプローブＰｒを中間基板Ｂの各導電部Ｐに接触させる。

　なお、抵抗測定装置１は、測定部１２１，１２２のうちいずれか一方のみを備えてもよい。そして、抵抗測定装置１は、被測定基板を表裏反転させて、いずれか一方の測定部によって、その両面の測定を順次行うようにしてもよい。

　制御部２０は、例えば、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、所定の制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶部と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部２０は、例えば記憶部に記憶された制御プログラムを実行することにより、導電部選択部２１及び抵抗算出部２２として機能する。

　図２は、図１に示す測定部１２１の電気的構成の一例を示すブロック図である。なお、測定部１２２は、測定部１２１と同様に構成されているのでその説明を省略する。図２に示す測定部１２１は、複数の測定ブロックＭ１～Ｍｎ（ｎは自然数）、スキャナ部３１、及び複数のプローブＰｒを備えている。測定ブロックＭ１～Ｍｎは、組の一例に相当している。測定ブロックＭ１～Ｍｎは、それぞれ、電流供給部ＣＳ、電流引込部ＣＭ、供給側電圧検出部ＶＭ１、及び引込側電圧検出部ＶＭ２を備えている。

　スキャナ部３１は、例えばトランジスタやリレースイッチ等のスイッチング素子を用いて構成された切り替え回路である。スキャナ部３１は、中間基板Ｂに抵抗測定用の電流Ｉを供給するための電流端子＋Ｆ，－Ｆと、電流Ｉによって中間基板Ｂの導電部Ｐ間に生じた電圧を検出するための電圧検出端子＋Ｓ１，－Ｓ１，＋Ｓ２，－Ｓ２とをｎ組、回路グラウンドに接続される接地端子Ｇを任意の個数備えている。また、スキャナ部３１には、複数のプローブＰｒが電気的に接続されている。スキャナ部３１は、制御部２０からの制御信号に応じて、電流端子＋Ｆ，－Ｆ、電圧検出端子＋Ｓ１，－Ｓ１，＋Ｓ２，－Ｓ２、及び接地端子Ｇと、複数のプローブＰｒとの間の接続関係を切り替える。

　電流供給部ＣＳは、その出力端子の一端が回路グラウンドに接続され、他端が電流端子＋Ｆに接続されている。電流供給部ＣＳは、制御部２０からの制御信号に応じて、予め設定された供給電流Ｉoを電流端子＋Ｆへ供給する定電流回路である。

　電流引込部ＣＭは、その一端が電流端子－Ｆに接続され、他端が回路グラウンドに接続されている。電流引込部ＣＭは、制御部２０からの制御信号に応じて、予め設定された引込電流Ｉｉを電流端子－Ｆから回路グラウンドへ引き込む定電流回路である。

　各導電部Ｐの表面には、酸化により酸化膜が生じている場合がある。導電部Ｐの表面に酸化膜が生じると、プローブＰｒとの接触抵抗が増大するため抵抗測定の精度が低下する。このような酸化膜は、所定の酸化膜除去電流値以上の電流を流すことによって除去できる。酸化膜除去電流値は、例えば２０ｍＡである。プローブＰｒには、そのプローブを損傷させることなく流すことのできる電流値の上限値として定格電流値が定められている。プローブＰｒの定格電流値は、例えば４０ｍＡに満たない電流値であり、例えば３０ｍＡである。

　引込電流Ｉｉ及び供給電流Ｉoは、例えば２０ｍＡ以上、かつ３０ｍＡ以下に設定されている。これにより、プローブＰｒを損傷させることなく、かつ導電部Ｐの表面の酸化膜を除去して抵抗測定の精度を向上させるようになっている。

　測定ブロックＭ１～Ｍｎの各電流供給部ＣＳから供給される供給電流Ｉoの合計と、測定ブロックＭ１～Ｍｎの各電流引込部ＣＭによって引き込まれる引込電流Ｉｉの合計とは、略等しいことが好ましい。各供給電流Ｉoの合計と各引込電流Ｉｉの合計とが略等しければ、ｎ個の電流供給部ＣＳから中間基板Ｂへ供給された電流の略すべてがｎ個の電流引込部ＣＭによって中間基板Ｂから引き出されるので、中間基板Ｂから外部に漏れ電流が流れることが抑制される。

　また、各供給電流Ｉoと各引込電流Ｉｉとが、互いに略等しいことがより好ましい。各供給電流Ｉoと各引込電流Ｉｉとが互いに略等しいと、中間基板Ｂの各部で接続部相互間に流れる電流が均等化される結果、金属板ＭＰの電位が安定化される。その結果、抵抗測定精度が向上する。

　供給側電圧検出部ＶＭ１は、その一端が電圧検出端子＋Ｓ１に接続され、他端が電圧検出端子－Ｓ１に接続されている。供給側電圧検出部ＶＭ１は、電圧検出端子＋Ｓ１，－Ｓ１間の電圧を測定し、その電圧値を供給側電圧Ｖ１として制御部２０へ送信する電圧検出回路である。

　引込側電圧検出部ＶＭ２は、その一端が電圧検出端子＋Ｓ２に接続され、他端が電圧検出端子－Ｓ２に接続されている。引込側電圧検出部ＶＭ２は、電圧検出端子＋Ｓ２，－Ｓ２間の電圧を測定し、その電圧値を引込側電圧Ｖ２として制御部２０へ送信する電圧検出回路である。

　スキャナ部３１は、制御部２０からの制御信号に応じて、接地端子Ｇと、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流端子＋Ｆ，－Ｆ及び電圧検出端子＋Ｓ１，－Ｓ１，＋Ｓ２，－Ｓ２とを、任意のプローブＰｒに導通接続可能にされている。これにより、スキャナ部３１は、制御部２０からの制御信号に応じて、プローブＰｒが接触している任意の導体部間に電流を流し、任意の導体部間に生じた電圧を供給側電圧検出部ＶＭ１及び引込側電圧検出部ＶＭ２によって測定させ、任意の導体部を回路グラウンドに接続することが可能にされている。スキャナ部３１は、接地部の一例に相当している。

　導電部選択部２１は、プローブＰｒが接触している導電部Ｐのうちから、測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応するｎ個の供給側導電部と、ｎ個の引込側導電部と、ｎ個（又は２ｎ個）の電圧測定用導電部と、任意の個数の接地用導電部とを選択する。供給側導電部及び引込側導電部として選択された導電部Ｐと対になる接続部の抵抗値が抵抗算出部２２によって算出される。そこで、導電部選択部２１は、まだ抵抗値が算出されていない接続部と対になる新たな導電部Ｐを供給側導電部及び引込側導電部として順次、選択することによって、最終的に抵抗値を測定しようとしている全ての接続部の抵抗値を測定するようになっている。

　導電部選択部２１は、スキャナ部３１によって、供給側導電部に接触しているプローブＰｒと電流供給部ＣＳ（電流端子＋Ｆ）とを接続させ、引込側導電部に接触しているプローブＰｒと電流引込部ＣＭ（電流端子－Ｆ）とを接続させ、供給側導電部に接触しているプローブＰｒと供給側電圧検出部ＶＭ１の一端（電圧検出端子＋Ｓ１）とを接続させ、電圧測定用導電部に接触しているプローブＰｒと供給側電圧検出部ＶＭ１の他端（電圧検出端子－Ｓ１）とを接続させ、電圧測定用導電部に接触しているプローブＰｒと引込側電圧検出部ＶＭ２の一端（電圧検出端子＋Ｓ２）とを接続させ、引込側導電部に接触しているプローブＰｒと引込側電圧検出部ＶＭ２の他端（電圧検出端子－Ｓ２）とを接続させる。

　これによって、導電部選択部２１は、電流供給部ＣＳ及び電流引込部ＣＭによって供給側導電部と引込側導電部との間に金属板ＭＰを介して電流を流させ、供給側電圧検出部ＶＭ１によって供給側導電部と電圧測定用導電部との間の供給側電圧Ｖ１を検出させ、引込側電圧検出部ＶＭ２によって引込側導電部と電圧測定用導電部との間の引込側電圧Ｖ２を検出させる。

　抵抗算出部２２は、測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応し、各測定ブロックの供給電流Ｉoと供給側電圧Ｖ１とに基づいて、各測定ブロックの供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する。また、抵抗算出部２２は、測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応し、各測定ブロックの引込電流Ｉｉと引込側電圧Ｖ２とに基づいて、各測定ブロックの引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する。

　次に、上述の抵抗測定装置１の動作について説明する。被測定基板が中間基板Ｂである場合を例に、測定部１２１を用いて基板ＷＢ１の抵抗測定を行う抵抗測定方法について説明する。測定部１２２を用いて基板ＷＢ２の抵抗測定を行う場合は、測定部１２１を用いて基板ＷＢ１の抵抗測定を行う場合と同様であるのでその説明を省略する。

　図３、図４は、本発明の一実施形態に係る抵抗測定方法を用いる抵抗測定装置１の動作の一例を示すフローチャートである。図５、図６は、図１に示す抵抗測定装置１の動作を説明するための説明図である。図５、図６に示す説明図は、中間基板Ｂの測定を行う場合について例示している。図５、図６では、説明を簡単にするためスキャナ部３１の記載を省略している。

　まず、制御部２０は、測定部移動機構１２５によって測定部１２１を移動させ、基板固定装置１１０に固定された中間基板Ｂに測定治具４ＵのプローブＰｒを接触させる（ステップＳ１）。図５、図６に示す例では、いわゆる四端子測定法によって抵抗測定する場合を例示しており、各導電部Ｐに、プローブＰｒが二つずつ接触する。

　なお、抵抗測定装置１は、四端子測定法によって抵抗測定を行う例に限られず、各導電部にプローブＰｒを一つずつ接触させ、一つのプローブＰｒで電流供給と電圧測定とを兼用する構成としてもよい。

　次に、導電部選択部２１は、プローブＰｒが接触している導電部Ｐのうちから、接地用導電部を選択し、さらに測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応するｎ個の供給側導電部と、ｎ個の引込側導電部と、ｎ個の電圧測定用導電部とを選択する（ステップＳ２：導電部選択工程）。

　一つの測定ブロックに対応して二箇所の接続部の抵抗値を測定できるので、測定対象の接続部の数が２ｎ個に満たない場合は、測定対象の接続部の数に応じて供給側導電部、引込側導電部、及び電圧測定用導電部を選択すればよい。接地用導電部は、少なくとも一つ選択すればよく、複数選択してもよい。

　導電部選択部２１は、スキャナ部３１によって、選択された供給側導電部、引込側導電部、及び電圧測定用導電部を、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流供給部ＣＳ、電流引込部ＣＭ、供給側電圧検出部ＶＭ１、及び引込側電圧検出部ＶＭ２に接続させ、接地用導電部と回路グラウンドとを接続させる。

　図５は、選択された供給側導電部、引込側導電部、電圧測定用導電部、及び接地用導電部と、電流供給部ＣＳ、電流引込部ＣＭ、供給側電圧検出部ＶＭ１、引込側電圧検出部ＶＭ２、及び回路グラウンドとの接続関係の一例を示す説明図である。

　図５に示す例では、測定ブロックＭ１に対応し、供給側導電部として導電部ＰＡ１が選択され、引込側導電部として導電部ＰＣ１が選択され、電圧測定用導電部として導電部ＰＢ１が選択されている。測定ブロックＭ２に対応し、供給側導電部として導電部ＰＤ１が選択され、引込側導電部として導電部ＰＦ１が選択され、電圧測定用導電部として導電部ＰＥ１が選択されている。以下、他の導電部Ｐについても、適宜供給側導電部、引込側導電部、電圧測定用導電部、及び接地用導電部が選択されている。接地用導電部としては、導電部ＰＺ１が選択されている。

　次に、制御部２０は、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流供給部ＣＳから、各供給側導電部へ供給電流Ｉoを供給させる（ステップＳ３：電流供給工程）。電流供給工程においては、例えば電流供給部ＣＳと直列に電流計を接続し、実際に電流供給部ＣＳから供給側導電部へ供給された電流を供給電流Ｉoとして測定し、この電流計によって測定された供給電流Ｉoを後述するステップＳ７の抵抗算出工程で用いてもよい。

　次に、制御部２０は、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流引込部ＣＭによって、各引込側導電部から引込電流Ｉｉを引き込ませる（ステップＳ４：電流引込工程）。電流引込工程においては、例えば電流引込部ＣＭと直列に電流計を接続し、実際に電流引込部ＣＭによって引込側導電部から引き込まれた電流を引込電流Ｉｉとして測定し、この電流計によって測定された引込電流Ｉｉを後述するステップＳ７の抵抗算出工程で用いてもよい。

　次に、測定ブロックＭ１～Ｍｎにおいて、供給側電圧検出部ＶＭ１によって、供給側導電部と電圧測定用導電部との間の供給側電圧Ｖ１が検出される（ステップＳ５：供給側電圧検出工程）。

　この場合、図５に破線で示した電流経路から明らかなように、測定ブロックＭ１～Ｍｎと対応する電圧測定用導電部である導電部ＰＢ１，ＰＥ１，・・・，ＰＷ１と対になる接続部ＲＢ，ＲＥ，・・・，ＲＷには電流が流れず、従ってこの箇所では電圧が生じない。その結果、各供給側電圧検出部ＶＭ１によって測定された各供給側電圧Ｖ１には、接続部ＲＢ，ＲＥ，・・・，ＲＷで生じた電圧が含まれない。従って、各供給側電圧Ｖ１は、測定ブロックＭ１～Ｍｎと対応する供給側導電部ＰＡ１，ＰＤ１，・・・，ＰＶ１と対になる接続部ＲＡ，ＲＤ，・・・，ＲＶに供給電流Ｉoが流れることによって生じた電圧に略等しい。

　次に、測定ブロックＭ１～Ｍｎにおいて、引込側電圧検出部ＶＭ２によって、引込側導電部と電圧測定用導電部との間の引込側電圧Ｖ２が検出される（ステップＳ６：引込側電圧検出工程）。

　この場合、図５に破線で示した電流経路から明らかなように、測定ブロックＭ１～Ｍｎと対応する電圧測定用導電部である導電部ＰＢ１，ＰＥ１，・・・，ＰＷ１と対になる接続部ＲＢ，ＲＥ，・・・，ＲＷには電流が流れず、従ってこの箇所では電圧が生じない。その結果、各引込側電圧検出部ＶＭ２によって測定された各引込側電圧Ｖ２には、接続部ＲＢ，ＲＥ，・・・，ＲＷで生じた電圧が含まれない。従って、各引込側電圧Ｖ２は、測定ブロックＭ１～Ｍｎと対応する引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１と対になる接続部ＲＣ，ＲＦ，・・・，ＲＸに引込電流Ｉｉが流れることによって生じた電圧に略等しい。

　次に、測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応して検出された供給側電圧Ｖ１及び引込側電圧Ｖ２と、引込電流Ｉｉ及び供給電流Ｉoとに基づき、抵抗算出部２２によって、下記の式（１）、（２）に基づき、測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応する供給側導電部と対になる接続部の抵抗値Ｒｏと、引込側導電部と対になる接続部の抵抗値Ｒｉとが算出される（ステップＳ７：抵抗算出工程）。
供給側導電部と対になる接続部の抵抗値Ｒｏ＝Ｖ１／Ｉｏ　・・・（１）
引込側導電部と対になる接続部の抵抗値Ｒｉ＝Ｖ２／Ｉｉ　・・・（２）

　図５に示す例では、接続部ＲＡ，ＲＤ，・・・，ＲＶの抵抗値Ｒａ，Ｒｄ，・・・，Ｒｖが抵抗値Ｒｏとして算出され、接続部ＲＣ，ＲＦ，・・・，ＲＸの抵抗値Ｒｃ，Ｒｆ，・・・，Ｒｘが抵抗値Ｒｉとして算出される。

　これにより、接続部ＲＡ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＦ，・・・，ＲＶ，ＲＸの抵抗値Ｒａ，Ｒｃ，Ｒｄ，Ｒｆ，・・・，Ｒｖ，Ｒｘを、個別に測定することができる。この場合、各測定ブロックＭ１～Ｍｎで、それぞれ二箇所ずつ電圧検出を行うことができる。従って、測定ブロックの数ｎの二倍の接続部について、抵抗測定のための電圧検出を並行して行うことができるので、抵抗測定時間を短縮することができる。

　また、供給電流Ｉo及び引込電流Ｉｉは、酸化膜除去電流値以上、プローブＰｒの定格電流値以下の電流値とされているので、プローブＰｒを損傷させることなく、かつ各導電部Ｐ表面の酸化膜を除去することができる。その結果、各接続部の抵抗測定精度を向上することができる。

　図５において、もし仮に、電流引込部ＣＭが設けられておらず、引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１が直接回路グラウンドに接続されていた場合には、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流供給部ＣＳは金属板ＭＰに対して並列接続され、引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１もまた金属板ＭＰに対して並列接続される。

　従って、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流供給部ＣＳから供給された電流は、各電流供給部ＣＳから引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１を介して回路グラウンドに至る電流経路の抵抗値に応じて分配され、引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１に流れる電流にバラツキが生じる。

　その結果、引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１に流れる電流が、プローブＰｒの定格電流値を超えたり、酸化膜除去電流値に満たなかったりするおそれがある。流れる電流が定格電流値を超えた引込側導電部に接触するプローブＰｒは損傷し、流れる電流が酸化膜除去電流値に満たない引込側導電部では酸化膜が除去されないためにその引込側導電部と対になる接続部の抵抗値の算出精度は低下してしまう。

　一方、抵抗測定装置１によれば、引込側導電部ＰＣ１，ＰＦ１，・・・，ＰＸ１に流れる電流は、各電流供給部ＣＳによって、酸化膜除去電流値以上、プローブＰｒの定格電流値以下とされるので、プローブＰｒを損傷させることなく各接続部の抵抗測定精度を向上することができる。

　また、もし仮に、接地用導電部ＰＺ１が回路グラウンドに接続されていなかった場合、金属板ＭＰは、電流供給部ＣＳ又は電流引込部ＣＭの内部インピーダンスを介して回路グラウンドに接続されることとなり、金属板ＭＰの電位が不安定になる。金属板ＭＰの電位が不安定になると、供給側電圧検出部ＶＭ１及び引込側電圧検出部ＶＭ２による電圧測定が不安定になり、供給側電圧Ｖ１及び引込側電圧Ｖ２の測定精度が低下する結果、各接続部の抵抗値の算出精度が低下するおそれがある。

　一方、抵抗測定装置１によれば、接地用導電部ＰＺ１がスキャナ部３１（接地部）によって回路グラウンドに接続され、低抵抗の接続部ＲＺを介して金属板ＭＰが回路グラウンドに接続されるので、金属板ＭＰの電位が安定化される。その結果、供給側電圧Ｖ１及び引込側電圧Ｖ２の測定精度が向上し、各接続部の抵抗値の算出精度が向上する。

　次に、導電部選択部２１は、測定対象のすべての接続部ＲＡ～ＲＺの抵抗値が算出済みであるか否かを確認する（ステップＳ１１）。そして、測定対象のすべての接続部ＲＡ～ＲＺの抵抗値が算出済みであれば（ステップＳ１１でＹＥＳ）、導電部選択部２１は、処理を終了する。

　一方、まだ抵抗値が算出されていない接続部が残っていれば（ステップＳ１１でＮＯ）、導電部選択部２１は、プローブＰｒが接触し、かつ抵抗値が算出されていない接続部と対になる導電部のうちから測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応するｎ個の供給側導電部と、ｎ個の引込側導電部とを新たに選択し、さらに新たに選択された導電部以外の導電部のうちから接地用導電部と測定ブロックＭ１～Ｍｎに対応するｎ個の電圧測定用導電部とを新たに選択する（ステップＳ１２）。

　そして、導電部選択部２１は、スキャナ部３１によって、新たに選択された供給側導電部、引込側導電部、及び電圧測定用導電部を、測定ブロックＭ１～Ｍｎの電流供給部ＣＳ、電流引込部ＣＭ、供給側電圧検出部ＶＭ１、及び引込側電圧検出部ＶＭ２に接続させ、新たに選択された接地用導電部を回路グラウンドに接続させ、再びステップＳ３以降の処理を繰り返す。

　図６は、新たに選択された供給側導電部、引込側導電部、電圧測定用導電部、及び接地用導電部と、電流供給部ＣＳ、電流引込部ＣＭ、供給側電圧検出部ＶＭ１、引込側電圧検出部ＶＭ２、及び回路グラウンドとの接続関係の一例を示す説明図である。

　図６に示す例では、測定ブロックＭ１に対応し、供給側導電部として導電部ＰＢ１が選択され、引込側導電部として導電部ＰＥ１が選択され、電圧測定用導電部として導電部ＰＣ１と導電部ＰＤ１とが選択されている。このように、複数の導電部が電圧測定用導電部とされてもよい。

　また、測定ブロックＭｎに対応し、供給側導電部として導電部ＰＷ１が選択され、引込側導電部として導電部ＰＺ１が選択され、電圧測定用導電部として導電部ＰＸ１が選択されている。以下、他の導電部Ｐについても、適宜供給側導電部、引込側導電部、電圧測定用導電部、及び接地用導電部が選択されている。接地用導電部としては、導電部ＰＡ１が選択されている。

　図６に示す例では、ステップＳ２では電圧測定用導電部又は接地用導電部とされ、抵抗測定されていなかった導電部ＰＢ１，ＰＥ１，ＰＷ１，ＰＺ１が供給側導電部又は引込側導電部とされ、導電部ＰＢ１，ＰＥ１，ＰＷ１，ＰＺ１と対の接続部の抵抗値が測定されるようにされている。

　以下、ステップＳ３～Ｓ１１の処理が、新たに選択された供給側導電部、引込側導電部、及び電圧測定用導電部に基づいて繰り返され、最終的に測定対象の全ての接続部の抵抗値が測定される。

　以上、ステップＳ１～Ｓ１２の処理によれば、面状に拡がる導電性の中間基板Ｂなどの面状導体と、面状導体と対向する基板面ＢＳ１と、基板面ＢＳ１に設けられた導電部ＰＡ１～ＰＺ１とその導電部ＰＡ１～ＰＺ１を面状導体に電気的に接続する接続部ＲＡ～ＲＺとの対とを有する中間基板Ｂなどの被測定基板の接続部ＲＡ～ＲＺの抵抗値Ｒａ～Ｒｚを個別に測定することができる。

　なお、測定ブロックの数は、一つであってもよい。測定ブロックの数は、一つであっても、その測定ブロックに対応する二箇所の接続部の抵抗を個別に測定することができる。また、接地用導電部を設けなくてもよく、スキャナ部３１は接地用導電部を回路グラウンドに接続しなくてもよい。

　また、複数のプローブＰｒが、被検査基板の導電部の配置と対応するように配置されている例を示したが、移動式の、いわゆるフライングプローブによって、電流供給部ＣＳ、電流引込部ＣＭ、供給側電圧検出部ＶＭ１、引込側電圧検出部ＶＭ２、及び回路グラウンドが導電部と電気的に接続される構成としてもよい。

　この構成によれば、電流供給部によって供給側導電部へ供給電流が供給され、電流引込部によって引込側導電部から引込電流が引き込まれる結果、供給側導電部、供給側導電部と対になる接続部、面状導体、引込側導電部と対になる接続部、及び引込側導電部に電流が流れる。しかしながら、電圧測定用導電部と対になる接続部には電流が流れず、従ってこの接続部では電圧が生じないから、電圧測定用導電部と供給側導電部との間の電圧である供給側電圧には、供給側導電部と対になる接続部で生じた電圧が含まれ、その他の接続部で生じた電圧は含まれない。その結果、抵抗算出部が供給電流と供給側電圧とに基づいて算出した抵抗値は、供給側導電部と対になる接続部の抵抗値と略等しくなる。同様に、電圧測定用導電部と引込側導電部との間の電圧である引込側電圧には、引込側導電部と対になる接続部で生じた電圧が含まれ、その他の接続部で生じた電圧は含まれない。その結果、抵抗算出部が引込電流と引込側電圧とに基づいて算出した抵抗値は、引込側導電部と対になる接続部の抵抗値と略等しくなる。これにより、供給側導電部と対になる接続部の抵抗値と、引込側導電部と対になる接続部の抵抗値とを、個別に測定することができる。

　また、前記電流供給部、前記電流引込部、前記供給側電圧検出部、及び前記引込側電圧検出部を含む組を複数組備え、前記組のそれぞれに対応して、前記供給側導電部、前記引込側導電部、及び前記電圧測定用導電部が設定され、前記抵抗算出部は、前記各組に対応して検出された前記供給電流及び前記供給側電圧に基づいて、前記各組に対応する前記供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、前記各組に対応して検出された前記引込電流及び前記引込側電圧に基づいて、前記各組に対応する前記引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出することが好ましい。

　この構成によれば、各組毎の供給側導電部と対になる接続部の抵抗値測定と引込側導電部と対になる接続部の抵抗値測定とを並行して実行することが可能となるので、抵抗測定時間を短縮することが可能となる。

　また、前記各組に対応する前記供給電流の合計と、前記各組に対応する引込電流の合計とが略等しいことが好ましい。

　この構成によれば、各組の電流供給部から被測定基板へ供給された電流の略すべてが各組の電流引込部によって被測定基板から引き出されるので、被測定基板から外部に漏れ電流が流れることが抑制される。

　また、前記供給電流と前記引込電流とは、互いに略等しいことが好ましい。

　この構成によれば、被測定基板の各部で接続部相互間に流れる電流が均等化される結果、面状導体の電位が安定化される。その結果、抵抗測定精度が向上する。

　また、前記電流供給部による電流供給、前記電流引込部による電流引き込み、前記供給側電圧検出部による電圧検出、及び前記引込側電圧検出部による電圧検出を行うために前記各導電部に接触させるためのプローブを備え、前記供給電流及び前記引込電流は、前記各導電部の表面に生じる酸化膜を除去するための酸化膜除去電流値以上、かつ前記プローブの定格電流値以下に設定されていることが好ましい。

　この構成によれば、各プローブには、酸化膜を除去するための酸化膜除去電流値以上であって、かつプローブの定格電流値以下の電流が流れるので、プローブを損傷させることなく、かつ導電部の表面の酸化膜を除去して抵抗測定の精度を向上させることができる。

　また、前記各導電部のうち、前記供給側導電部、前記引込側導電部、及び前記電圧測定用導電部とは異なる接地用導電部を、回路グラウンドに接続する接地部をさらに備えることが好ましい。

　この構成によれば、接地用導電部が接地部によって回路グラウンドに接続され、面状導体が接続部を介して回路グラウンドに接続されるので、面状導体の電位が安定化される。その結果、供給側電圧及び引込側電圧の測定精度が向上し、各接続部の抵抗値の算出精度が向上する。

　この構成によれば、電流供給工程において供給側導電部へ供給電流が供給され、電流引込工程において引込側導電部から引込電流が引き込まれる結果、供給側導電部、供給側導電部と対になる接続部、面状導体、引込側導電部と対になる接続部、及び引込側導電部に電流が流れる。しかしながら、電圧測定用導電部と対になる接続部には電流が流れず、従ってこの接続部には電圧が生じないから、電圧測定用導電部と供給側導電部との間の電圧である供給側電圧には、供給側導電部と対になる接続部で生じた電圧が含まれ、その他の接続部で生じた電圧は含まれない。その結果、抵抗算出工程で供給電流と供給側電圧とに基づいて算出された抵抗値は、供給側導電部と対になる接続部の抵抗値と略等しくなる。同様に、電圧測定用導電部と引込側導電部との間の電圧である引込側電圧には、引込側導電部と対になる接続部で生じた電圧が含まれ、その他の接続部で生じた電圧は含まれない。その結果、抵抗算出工程で引込電流と引込側電圧とに基づいて算出された抵抗値は、引込側導電部と対になる接続部の抵抗値と略等しくなる。これにより、供給側導電部と対になる接続部の抵抗値と、引込側導電部と対になる接続部の抵抗値とを、個別に測定することができる。

　このような構成の抵抗測定装置及び抵抗測定方法は、面状に拡がる導電性の面状導体と、面状導体と対向する基板面と、基板面に設けられた導電部とその導電部を面状導体に電気的に接続する接続部との対とを有する被測定基板の接続部の抵抗を個別に測定することができる。

　この出願は、２０１６年１２月１日に出願された日本国特許出願特願２０１６－２３３８９２を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、本発明は、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではない。

１    抵抗測定装置
４Ｕ，４Ｌ  測定治具
２０  制御部
２１  導電部選択部
２２  抵抗算出部
３１  スキャナ部
１１０      基板固定装置
１１２      筐体
１２１，１２２    測定部
１２５      測定部移動機構
Ｂ    中間基板（被測定基板）
ＢＳ，ＢＳ１      基板面
ＢＳ２      接触面
ＣＭ  電流引込部
ＣＳ  電流供給部
Ｇ    接地端子
Ｉｉ  引込電流
Ｉo   供給電流
ＩＰ  内層パターン（面状導体）
Ｍ１～Ｍｎ  測定ブロック（組）
ＭＰ  金属板（面状導体）
Ｐ，ＰＡ１～ＰＺ１      導電部
Ｐｒ  プローブ
ＲＡ～ＲＺ  接続部
Ｒａ～Ｒｚ  抵抗値
Ｖ１  供給側電圧
Ｖ２  引込側電圧
ＶＭ１      供給側電圧検出部
ＶＭ２      引込側電圧検出部
ＷＢ  多層基板（被測定基板）
ＷＢ１，ＷＢ２    基板

Claims

　面状に拡がる導電性の面状導体と、前記面状導体と対向する基板面と、前記基板面に設けられた導電部とその導電部を前記面状導体に電気的に接続する接続部との対とを有すると共に当該対を三つ以上備える被測定基板の前記接続部の抵抗を測定するための抵抗測定装置であって、
　前記三つ以上の導電部のうちの一つである供給側導電部に予め設定された供給電流を供給するための電流供給部と、
　前記各導電部のうちの一つであって前記供給側導電部とは異なる引込側導電部から、予め設定された引込電流を引き込むための電流引込部と、
　前記各導電部のうちの前記供給側導電部及び前記引込側導電部とは異なる導電部である電圧測定用導電部と前記供給側導電部との間の電圧である供給側電圧を検出する供給側電圧検出部と、
　前記電圧測定用導電部と前記引込側導電部との間の電圧である引込側電圧を検出する引込側電圧検出部と、
　前記供給電流と前記供給側電圧とに基づいて前記供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、前記引込電流と前記引込側電圧とに基づいて前記引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する抵抗算出部とを備える抵抗測定装置。
　前記電流供給部、前記電流引込部、前記供給側電圧検出部、及び前記引込側電圧検出部を含む組を複数組備え、
　前記組のそれぞれに対応して、前記供給側導電部、前記引込側導電部、及び前記電圧測定用導電部が設定され、
　前記抵抗算出部は、前記各組に対応して検出された前記供給電流及び前記供給側電圧に基づいて、前記各組に対応する前記供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、前記各組に対応して検出された前記引込電流及び前記引込側電圧に基づいて、前記各組に対応する前記引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する請求項１記載の抵抗測定装置。
　前記各組に対応する前記供給電流の合計と、前記各組に対応する引込電流の合計とが略等しい請求項２記載の抵抗測定装置。
　前記供給電流と前記引込電流とは、互いに略等しい請求項１～３のいずれか１項に記載の抵抗測定装置。
　前記電流供給部による電流供給、前記電流引込部による電流引き込み、前記供給側電圧検出部による電圧検出、及び前記引込側電圧検出部による電圧検出を行うために前記各導電部に接触させるためのプローブを備え、
　前記供給電流及び前記引込電流は、前記各導電部の表面に生じる酸化膜を除去するための酸化膜除去電流値以上、かつ前記プローブの定格電流値以下に設定されている請求項１～４のいずれか１項に記載の抵抗測定装置。
　前記各導電部のうち、前記供給側導電部、前記引込側導電部、及び前記電圧測定用導電部とは異なる接地用導電部を、回路グラウンドに接続する接地部をさらに備える請求項１～５のいずれか１項に記載の抵抗測定装置。
　面状に拡がる導電性の面状導体と、前記面状導体と対向する基板面と、前記基板面に設けられた導電部とその導電部を前記面状導体に電気的に接続する接続部との対とを有すると共に当該対を三つ以上備える被測定基板の前記接続部の抵抗を測定するための抵抗測定方法であって、
　前記三つ以上の導電部のうちの一つである供給側導電部に予め設定された供給電流を供給する電流供給工程と、
　前記各導電部のうちの一つであって前記供給側導電部とは異なる引込側導電部から、予め設定された引込電流を引き込む電流引込工程と、
　前記各導電部のうちの前記供給側導電部及び前記引込側導電部とは異なる導電部である電圧測定用導電部と前記供給側導電部との間の電圧である供給側電圧を検出する供給側電圧検出工程と、
　前記電圧測定用導電部と前記引込側導電部との間の電圧である引込側電圧を検出する引込側電圧検出工程と、
　前記供給電流と前記供給側電圧とに基づいて前記供給側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出し、前記引込電流と前記引込側電圧とに基づいて前記引込側導電部と対になる接続部の抵抗値を算出する抵抗算出工程とを含む抵抗測定方法。