JP2017075860A - Resistance measuring device and inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、測定対象に接続される一対の電流供給端子および一対の電圧検出端子を有して測定対象の抵抗値を四端子法で測定する抵抗測定装置および検査装置に関するものである。 The present invention relates to a resistance measuring apparatus and an inspection apparatus that have a pair of current supply terminals and a pair of voltage detection terminals connected to a measurement object and measure the resistance value of the measurement object by a four-terminal method.
この種の抵抗測定装置の一例として、下記の特許文献1に開示されたいくつかの抵抗測定装置が知られている。このうちの背景技術として開示された抵抗測定装置は、測定対象の抵抗値を四端子法で測定する抵抗測定装置についての基本的な構成を備えている。図2を参照して、この抵抗測定装置51について説明する。抵抗測定装置51は、一対の電流供給端子(高電位極Hc、低電位極Lc)に接続されてこの電流供給端子間に測定電流(例えば、直流定電流)を出力可能な電流出力部2と、一対の電圧検出端子(高電位極Hp、低電位極Lp)に接続されてこの電圧検出端子間に発生する電圧を測定可能な電圧測定部3とを備えている。
As an example of this type of resistance measuring device, several resistance measuring devices disclosed in
この抵抗測定装置51では、一例として、電流供給端子である低電位極Lcが装置内の基準電位(グランドGの電位)に規定された状態で、電流供給端子である高電位極Hcが測定対象61の一方の端子62aに接触され(プロービングされ)、かつ電流供給端子である低電位極Lcが測定対象61の他方の端子62bに接触される(プロービングされる)。また、電圧検出端子である高電位極Hpが測定対象61の一方の端子62aに接触され(プロービングされ)、かつ電圧検出端子である低電位極Lpが測定対象61の他方の端子62bに接触される(プロービングされる)。また、抵抗測定装置51では、このプロービング状態において、電流出力部2が測定電流Iを出力し、電圧測定部3が、測定電流Iが流れることによって測定対象61の両端間に発生する両端間電圧Vの電圧値Vaを測定する。したがって、この抵抗測定装置51によれば、電流出力部2および電圧測定部3に加えて不図示の演算部を設けることにより、この演算部が測定電流Iの電流値Iaと電圧測定部3で測定された電圧値Vaとに基づいて測定対象61の抵抗値R(=Va/Ia)を算出(測定)することが可能になっている。
In this
ところで、高電位極Hc,Hpを新たな測定対象61に移動してプロービングする動作を繰り返しながら、この抵抗測定装置51にこの新たな測定対象61の抵抗値Rを測定させる場合に、測定電流Iの供給状態において、高電位極Hcと測定対象61の一方の端子62aとの間の接触状態が不安定になり、これに起因して高電位極Hcと一方の端子62aとの間の接触抵抗R1の抵抗値が変化することがある。この際に、電流出力部2は、定電流源として構成されていた場合には、接触抵抗R1の抵抗値が変化した場合においても測定電流の電流値を一定に維持するように動作する。このため、電流出力部2は、接触抵抗R1の抵抗値が減少したときには高電位極Hcの電圧を低下させ、接触抵抗R1の抵抗値が増加したときには高電位極Hcの電圧を、電流出力部2の開放上限電圧を上限として上昇させる。
By the way, when the
しかしながら、開放上限電圧以下の電圧であったとしても、高電位極Hcの電圧が高くなり過ぎると、一方の端子62aにおける高電位極Hcの接触部位に電気的ストレスを与え、これによってこの接触部位に痕跡を残すおそれがある。この不具合の発生を回避するため、本願出願人は、図2において破線で示すように、高電位極Hcの電圧が高くなり過ぎるのを回避するための保護回路4を、高電位極Hcと高電位極Hpとの間に配設する構成を採用している。
However, even if the voltage is equal to or lower than the open upper limit voltage, if the voltage of the high potential electrode Hc becomes too high, an electrical stress is applied to the contact portion of the high potential electrode Hc in one
この保護回路4は、高電位極Hc側の電圧が予め規定された電圧以上になったときにオフ状態からオン状態に移行して、高電位極Hc側から高電位極Hp側に電流を流す(電流をバイパスする)ことで、電流出力部2に対して高電位極Hcの電圧を低下させる機能を有している。この保護回路4は、図2に示すように、一例として、2つのツェナーダイオードを互いに逆極性で直列に接続することで構成することができる。この構成の保護回路4は、各高電位極Hc,Hp間の電圧差がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えたときにオフ状態からオン状態に移行して、高電位極Hc側から高電位極Hp側に電流を流すことで、高電位極Hcの電圧をツェナー電圧に抑制することができる結果、一方の端子62aに電気的ストレスが加わるのを回避する。
The protection circuit 4 shifts from the off state to the on state when the voltage on the high potential electrode Hc side becomes equal to or higher than a predetermined voltage, and causes a current to flow from the high potential electrode Hc side to the high potential electrode Hp side. (Bypassing the current), the
ところが、この保護回路4を備えた抵抗測定装置51には、以下のような改善すべき課題が存在している。すなわち、この抵抗測定装置51では、保護回路4が作動した際に、高電位極Hc側から高電位極Hp側に電流が流れることから、高電位極Hpと一方の端子62aとの間の接触抵抗R2での電圧降下がこの電流の分だけ増加する。このため、この電流による接触抵抗R2での電圧降下が予め規定された電圧値以上となったときには、電圧測定部3において測定される両端間電圧Vの電圧値Vaに含まれる測定誤差が許容し得ない範囲内となることがあり、この状態において測定された抵抗値Rも許容し得ない測定誤差が含まれた状態になる。したがって、この抵抗測定装置51には、この状態において測定された抵抗値Rを測定対象61の最終的な抵抗値Rとして測定することがあり、この点を改善すべきとする課題が存在している。
However, the
本発明は、かかる課題を改善するためになされたものであり、電流出力部の高電位極の過大な電圧上昇を抑制しつつ、測定対象の抵抗値を正確に測定し得る抵抗測定装置および検査装置を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in order to improve such a problem, and a resistance measuring device and an inspection capable of accurately measuring a resistance value of a measurement target while suppressing an excessive voltage increase of a high potential electrode of a current output unit. The main purpose is to provide a device.
上記目的を達成すべく請求項1記載の抵抗測定装置は、一対の電流供給端子を介して測定対象に測定電流を出力する電流出力部と、前記測定電流が流れることによって前記測定対象に生じる両端間電圧を一対の電圧検出端子を介して測定する電圧測定部と、前記測定電流の電流値および前記両端間電圧の電圧値に基づいて前記測定対象の抵抗値を四端子法で測定する抵抗測定処理を実行する処理部とを備えている抵抗測定装置であって、ツェナーダイオードを含んで構成されると共に前記一対の電流供給端子のうちの高電位側供給端子と前記一対の電圧検出端子のうちの高電位側検出端子との間に接続されて、前記高電位側検出端子に対する前記高電位側供給端子の電圧が前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を超えて上昇したときに、前記測定電流の一部を当該高電位側供給端子から当該高電位側検出端子にバイパス電流として流すことで当該高電位側供給端子の電圧の上昇を抑制する保護回路と、前記バイパス電流を検出する電流検出部とを備え、前記処理部は、前記電流検出部で検出された前記バイパス電流の電流値が予め規定された閾値電流値以上となったときに予め規定されているエラー処理を実行する。
In order to achieve the above object, the resistance measuring device according to
請求項2記載の抵抗測定装置は、請求項1記載の抵抗測定装置において、前記処理部は、前記エラー処理において、前記抵抗測定処理を再度実行する。
The resistance measurement device according to
請求項3記載の抵抗測定装置は、請求項1または2記載の抵抗測定装置において、前記処理部は、前記エラー処理において、前記バイパス電流の前記電流値が前記閾値電流値以上となった旨を出力する。
The resistance measuring device according to
請求項4記載の抵抗測定装置は、請求項1から3のいずれかに記載の抵抗測定装置において、前記電圧測定部によって測定されている前記一対の電圧検出端子間の電圧値と前記電流出力部の開放上限電圧未満に予め規定された基準電圧値とを比較して、当該一対の電圧検出端子間の電圧値が当該基準電圧値を上回っているときに電圧制限信号を出力する電圧監視部を備え、前記電流出力部は、前記電圧制限信号を入力したときには、前記一対の電流供給端子間の電圧を前記開放上限電圧未満の電圧値に予め規定された制限電圧に制限する電圧制限機能を備えている。
The resistance measurement device according to claim 4 is the resistance measurement device according to any one of
請求項5記載の検査装置は、請求項1から4のいずれかに記載の抵抗測定装置を備え、前記処理部は、前記バイパス電流の前記電流値が前記閾値電流値未満のときに実行した前記抵抗測定処理において測定された前記抵抗値に基づいて前記測定対象を検査する。
The inspection device according to
請求項1,2記載の抵抗測定装置および請求項5記載の検査装置では、一対の電流供給端子のうちの高電位側供給端子と一対の電圧検出端子のうちの高電位側検出端子との間に接続された保護回路に流れるバイパス電流を検出する電流検出部を備え、処理部が、バイパス電流の電流値が閾値電流値以上となったときにエラー処理を実行する。具体的には、エラー処理において、例えば、抵抗測定処理を再度実行する。
In the resistance measuring device according to
したがって、この抵抗測定装置および検査装置によれば、電流出力部の高電位極の過大な電圧上昇を抑制しつつ、抵抗測定処理を再度実行したときに、閾値電流値以上の電流値のバイパス電流が流れないときには、正確な抵抗値を測定することができる。なお、エラー処理において、例えば、バイパス電流の電流値が閾値電流値以上のときに実行した抵抗測定処理で測定した正確でない抵抗値の表示部への表示を停止した状態で抵抗測定処理を再度実行するようにすることもでき、この場合には、正確ではない抵抗値の表示を回避して正確な抵抗値の表示を行うことができる。また、この検査装置によれば、測定された正確な抵抗値に基づいて、高い精度で測定対象、ひいては回路基板を検査することができる。 Therefore, according to the resistance measurement device and the inspection device, when the resistance measurement process is performed again while suppressing an excessive voltage increase at the high potential electrode of the current output unit, a bypass current having a current value equal to or greater than the threshold current value is obtained. When the current does not flow, an accurate resistance value can be measured. In error processing, for example, the resistance measurement process is executed again in a state where display of the inaccurate resistance value measured in the resistance measurement process executed when the current value of the bypass current is equal to or greater than the threshold current value is stopped. In this case, an accurate resistance value can be displayed by avoiding an inaccurate display of the resistance value. Further, according to this inspection apparatus, it is possible to inspect the measurement object, and thus the circuit board, with high accuracy based on the measured accurate resistance value.
請求項3記載の抵抗測定装置および請求項5記載の検査装置によれば、バイパス電流の電流値が閾値電流値以上となった旨が出力されるため、この旨を抵抗測定装置および検査装置の使用者に報知することができる。
According to the resistance measuring device according to
請求項4記載の抵抗測定装置および請求項5記載の検査装置によれば、一対の電圧検出端子間の電圧の電圧値が基準電圧値を上回っているときに、電圧監視部が電圧制限信号を出力すると共に、電流出力部がこの電圧制限信号を入力して、一対の電流供給端子間の電圧を制限電圧に制限するため、保護回路が作動している状態(バイパス電流が流れている状態)において高電位側検出端子と測定対象の端子との間の接触状態が不安定となった場合であっても、測定対象に印加される電圧を制限電圧以下(例えば、測定対象に印加し得る上限の電圧値未満の電圧値以下)に制限することができ、この結果、高電位側検出端子および測定対象の端子への電気的ストレスの印加を回避することができる。
According to the resistance measuring device according to claim 4 and the inspection device according to
以下、抵抗測定装置および検査装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a resistance measuring device and an inspection device will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、図1に示す抵抗測定装置としての抵抗測定装置1の構成について説明する。
First, the configuration of the
抵抗測定装置1は、電流出力部2、電圧測定部3、保護回路4、電流検出部5、処理部6、出力部7、電圧監視部8、一対の電流供給端子(高電位極Hcおよび低電位極Lc)、および一対の電圧検出端子(高電位極Hpおよび低電位極Lp)を備え、測定対象61(回路基板のスルーホールや抵抗素子などの実装部品)の抵抗値Rを測定可能に構成されている。
The
電流出力部2は、一例として定電流源(直流定電流源)で構成されて、直流定電流(電流値Iaは既知)である測定電流Iを生成して、不図示の一対の出力端子間から出力する。本例では、例えば、一対の出力端子のうちの一方の出力端子(高電位側端子)は、一対の電流供給端子のうちの可動式のプローブとして構成された一方の電流供給端子(高電位側供給端子としての高電位極Hc)に配線ケーブルを介して接続され、一対の出力端子のうちの他方の出力端子(低電位側端子)は、一対の電流供給端子のうちの固定式のプローブとして構成された他方の電流供給端子(低電位極Lc)に配線ケーブルを介して接続されている。また、この低電位極Lcは、抵抗測定装置1における基準電位(グランドGの電位)に規定されている。この構成により、この電流出力部2は、生成した測定電流Iを一対の電流供給端子(高電位極Hcおよび低電位極Lc)から出力可能に構成されている。
The
また、直流定電流源で構成されている電流出力部2は、一対の電流供給端子(高電位極Hcおよび低電位極Lc)間の抵抗値に応じて出力電圧を変更する(抵抗値が低いときには出力電圧を低下させ、抵抗値が高いときには出力電圧を上昇させる)ことで測定電流Iの電流値を一定に維持する。したがって、例えば、一対の電流供給端子間がオープン状態となったときのようにこの抵抗値が極端に大きくなった状態においては、出力電圧は上限電圧としての直流定電流源の開放上限電圧まで上昇する。
Further, the
また、電流出力部2は、電圧監視部8から後述する電圧制限信号Scを入力しているときには、出力電圧(一対の電流供給端子間の電圧)を開放上限電圧未満の電圧値に予め規定された制限電圧に制限する電圧制限機能を備えている。この制限電圧は、例えば、測定対象61に印加し得る上限の電圧値未満の電圧値に規定されている。なお、電流出力部2は、電圧監視部8からの電圧制限信号Scの出力(電圧制限信号Scの入力)が停止したときには、この電圧制限機能を停止させて、出力電圧(一対の電流供給端子間の電圧)を開放上限電圧まで上昇させ得る状態に移行する。
In addition, when the voltage output signal (described later) is input from the voltage monitoring unit 8, the
電圧測定部3は、例えば、不図示の一対の検出端子のうちの一方の検出端子(高電位側端子)が一対の電圧検出端子のうちの可動式のプローブとして構成された一方の電圧検出端子(高電位側検出端子としての高電位極Hp)に配線ケーブルを介して接続され、一対の検出端子のうちの他方の検出端子(低電位側端子)が一対の電圧検出端子のうちの固定式のプローブとして構成された他方の電圧検出端子(低電位極Lp)に配線ケーブルを介して接続されている。この構成により、この電圧測定部3は、一対の電圧検出端子(高電位極Hpおよび低電位極Lp)間に生じている電圧Vの電圧値Vaを測定して処理部6に出力する。また、電圧測定部3は、一対の電圧検出端子間の電圧Vを入力してこの電圧Vの電圧値Vaと同じ電圧値の端子間検出電圧Vdを出力する不図示の差動アンプ(ゲインが1倍の差動アンプ)を備え、この端子間検出電圧Vdを電圧監視部8に出力する。
The
保護回路4は、高電位極Hcと高電位極Hpとの間に接続されて、高電位極Hc側の電圧の過剰な上昇を抑制する。つまり、保護回路4は、高電位極Hc側の電圧が過剰な高電圧となることを抑制する。具体的には、保護回路4は、ツェナーダイオードを含んで構成されて、高電位極Hpに対する高電位極Hcの電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧を超えて上昇したときに、測定電流Iの一部を高電位極Hc側から高電位極Hp側にバイパス電流Ibyとして流すことで高電位極Hcの電圧(電流出力部2の出力電圧)の上昇を抑制する。また、このツェナー電圧は、上記した電流出力部2の開放上限電圧よりも低くなるように(例えば、開放上限電圧の30%〜60%程度に)規定されている。 The protection circuit 4 is connected between the high potential electrode Hc and the high potential electrode Hp, and suppresses an excessive increase in the voltage on the high potential electrode Hc side. That is, the protection circuit 4 suppresses the voltage on the high potential electrode Hc side from becoming an excessively high voltage. Specifically, the protection circuit 4 includes a Zener diode, and when the voltage of the high potential electrode Hc with respect to the high potential electrode Hp exceeds the Zener voltage of the Zener diode, a part of the measurement current I is included. Is caused to flow as a bypass current Iby from the high potential electrode Hc side to the high potential electrode Hp side, thereby suppressing an increase in the voltage of the high potential electrode Hc (the output voltage of the current output unit 2). The Zener voltage is defined to be lower than the open upper limit voltage of the current output unit 2 (for example, about 30% to 60% of the open upper limit voltage).
本例では一例として、保護回路4は、2つのツェナーダイオード(一例として、ツェナー電圧が同じツェナーダイオード)を互いに逆極性で直列に接続することで構成されている。また、本例の保護回路4では、2つのツェナーダイオードのアノード端子同士を接続する構成を採用しているが、カソード端子同士を接続する構成を採用することもできる。また、保護回路4は、この2つのツェナーダイオードを逆極性で直列に接続する構成では、実際には、高電位極Hpに対する高電位極Hcの電圧がツェナーダイオードのツェナー電圧にツェナーダイオードの順方向電圧を加えた電圧を超えて上昇したときに、測定電流Iの一部を高電位極Hc側から高電位極Hp側にバイパス電流Ibyとして流すように動作するが、ここでは、発明の理解を容易にするため、ツェナーダイオードの順方向電圧は無視するものとする。 In this example, as an example, the protection circuit 4 is configured by connecting two Zener diodes (for example, Zener diodes having the same Zener voltage) in series with opposite polarities. Further, in the protection circuit 4 of this example, the configuration in which the anode terminals of the two Zener diodes are connected to each other is adopted, but the configuration in which the cathode terminals are connected to each other can also be adopted. In the configuration in which the two Zener diodes are connected in series with opposite polarities, the protection circuit 4 actually has the voltage of the high potential electrode Hc with respect to the high potential electrode Hp changed to the Zener voltage of the Zener diode in the forward direction of the Zener diode. When the voltage rises above the applied voltage, it operates so that a part of the measurement current I flows as a bypass current Iby from the high potential electrode Hc side to the high potential electrode Hp side. For simplicity, the forward voltage of the Zener diode is ignored.
電流検出部5は、電流計で構成されると共に電圧測定部3の一方の検出端子と高電位極Hpとを接続する配線ケーブルにおける保護回路4との接続点P1と高電位極Hpとの間に配設されて、保護回路4に流れるバイパス電流Ibyを検出すると共に、このバイパス電流Ibyの電流値Ibに比例して電圧値が変化する検出信号S1を出力する。なお、電流検出部5は、図示はしないが、保護回路4と直列に接続された状態で、高電位極Hcと高電位極Hpとの間に接続(配設)される構成であってもよい。
The
処理部6は、一例として、例えば、A/D変換器およびコンピュータで構成されて、測定電流Iの電流値Iaと、電圧測定部3で測定された電圧Vの電圧値Vaに基づいて、一対の電圧検出端子(高電位極Hpおよび低電位極Lp)間に接続されている測定対象61の抵抗値Rを算出(測定)する抵抗測定処理を実行する。また、処理部6は、電流検出部5から出力される検出信号S1の電圧値に基づいて保護回路4に流れるバイパス電流Ibyの電流値Ibを検出すると共に、検出したバイパス電流Ibyの電流値Ibが予め規定された閾値電流値(例えば、数mA〜十数mA程度の範囲の内の一例として10mA)以上であるか否かを判別する判別処理を実行する。また、処理部6は、判別処理においてバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上であると判別したときには後述するエラー処理を実行する。また、処理部6は、抵抗測定処理において算出した抵抗値Rや判別処理での判別結果などを出力部7に出力する出力処理を実行する。
For example, the
出力部7は、一例として液晶ディスプレイ装置などの表示装置で構成されて、処理部6から出力された抵抗値Rや判別結果などを画面上に表示させる。
The output unit 7 is configured by a display device such as a liquid crystal display device as an example, and displays the resistance value R and the determination result output from the
電圧監視部8は、一例として、基準電圧出力回路8aおよび比較回路8bを備えている。基準電圧出力回路8aは、例えば出力電圧を変更可能な電源装置で構成されて、予め設定された基準電圧値Vrの基準電圧Vr(発明の理解を容易にするため、基準電圧値Vrと同じ符号を使用するものとする)を出力する。比較回路8bは、例えばコンパレータなどで構成されて、電圧測定部3から出力されている端子間検出電圧Vdの電圧値と基準電圧値Vrとを比較しつつ、端子間検出電圧Vdの電圧値が基準電圧値Vrを上回っているときには電圧制限信号Scを出力し、端子間検出電圧Vdの電圧値が基準電圧値Vr以下となっているときには電圧制限信号Scの出力を停止する。この基準電圧値Vrについては、電流出力部2の開放上限電圧未満の任意の電圧値であって、測定対象61に印加し得る上限の電圧値未満の電圧値に規定されている。この構成により、電圧監視部8は、電圧測定部3によって測定されている一対の電圧検出端子間の電圧値が基準電圧値Vrを上回っているときに電圧制限信号Scを出力し、一対の電圧検出端子間の電圧値が基準電圧値Vr以下のときに電圧制限信号Scを出力を停止する。なお、電圧測定部3が端子間検出電圧Vdを出力しない構成のときには、電圧監視部8は、端子間検出電圧Vdを入力する構成に代えて、一対の電圧検出端子間の電圧値Vaを直接検出する構成を採用することもできる。
As an example, the voltage monitoring unit 8 includes a reference
次に、抵抗測定装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
この抵抗測定装置1では、他方の電流供給端子(低電位極Lc)および他方の電圧検出端子(低電位極Lp)は、固定式のプローブであるため、図1に示すように、測定対象61の他方の端子62b(同図中の下側の端子)に対して、接触抵抗の抵抗値が無視できる程度に小さな状態で予めプロービングされているものとする。
In the
この状態において、この抵抗測定装置1では、可動式のプローブとして構成された一方の電流供給端子(高電位極Hc)および一方の電圧検出端子(高電位極Hp)が、不図示の移動機構などにより、測定対象61の一方の端子62a(同図中の上側の端子)に移動させられると共に、この一方の端子62aにプロービングされる。なお、電流検出部5は、保護回路4に流れるバイパス電流Iby(つまり、高電位極Hcと高電位極Hpとの間に流れる電流)を連続的に検出して、検出信号S1を処理部6に出力している。
In this state, in the
電流出力部2は、高電位極Hcおよび高電位極Hpの一方の端子62aへのプロービングが完了したタイミング(プロービングの完了タイミング)に合わせて、高電位極Hcおよび低電位極Lc間に測定電流Iを一定の電流出力期間だけ(つまり、パルス状に)出力する。電圧測定部3は、電流出力部2が測定電流Iを出力している電流出力期間において、高電位極Hpおよび低電位極Lp間に生じている電圧Vの電圧値Vaを測定すると共に、測定した電圧値Vaを処理部6に出力する。また、電圧測定部3は、測定した電圧値Vaと同じ電圧値の端子間検出電圧Vdを電圧監視部8に出力する。電圧監視部8は、この端子間検出電圧Vdの電圧値と基準電圧値Vrとの比較を実行する。
The
処理部6は、上記の電流出力期間において、電流検出部5から出力されている検出信号S1を入力しつつ判別処理を実行する。この判別処理では、処理部6は、電流出力期間よりも十分に短いサンプリング周期で検出信号S1をサンプリングしつつ、その瞬時値を示す電圧データ(バイパス電流Ibyの電流値Iaの瞬時値を示すデータでもある)に変換する。また、処理部6は、この電圧データで示されるバイパス電流Ibyの電流値Ibと閾値電流値とを比較して、この電流値Ib(ピーク値)が閾値電流値以上になったか否かを判別する。
The
また、処理部6は、上記の電流出力期間において、判別処理と並行して、抵抗値測定処理を実行する。この抵抗値測定処理では、処理部6は、電圧測定部3から出力されている電圧値Vaと、測定電流Iの電流値Iaとに基づいて、一対の電圧検出端子(高電位極Hpおよび低電位極Lp)間の抵抗値R(=Va/Ia)を算出(測定)する。
In addition, the
処理部6は、上記の電流出力期間の終了後に、上記の判別処理において電流値Ibが閾値電流値以上ではないと判別したときには、抵抗値測定処理で算出した上記の抵抗値Rを測定対象61の最終的な抵抗値として測定(特定)する。
When the
ここで、電流出力期間においてバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上にならなかったとき(つまり、バイパス電流Ibyが殆ど流れなかったとき)には、高電位極Hpに対する高電位極Hcの電圧が保護回路4を構成するツェナーダイオードのツェナー電圧を超える状態にならなかった(つまり、電流出力部2の出力電圧が電流出力部2の開放上限電圧よりも常に低い状態であった)ことになる。これは、電流出力期間において、高電位極Hcと測定対象61の一方の端子62aとの間の接触状態が、その接触抵抗R1の抵抗値が十分に小さい状態で安定していたことと、これに起因して電流出力部2の出力電圧の電圧値が測定対象61に印加し得る上限の電圧値未満に維持されていたことを示している。また、電流出力期間においてバイパス電流Ibyが殆ど流れなかったということは、電圧測定部3は、電流出力期間において、高電位極Hpと一方の端子62aとの間の接触抵抗R2にバイパス電流Ibyが流れた際に生じる電圧降下の影響を受けることなく、電圧Vの電圧値Va(つまり、測定対象61の両端間電圧の電圧値)を正確に測定できたことになる。このため、処理部6は、上記したように、抵抗値測定処理で算出した上記の抵抗値Rを測定対象61の最終的な抵抗値として測定する。
Here, when the current value Ib of the bypass current Iby does not exceed the threshold current value in the current output period (that is, when the bypass current Iby hardly flows), the high potential electrode Hc with respect to the high potential electrode Hp. The voltage did not exceed the Zener voltage of the Zener diode constituting the protection circuit 4 (that is, the output voltage of the
また、処理部6は、出力処理を実行してこの抵抗値Rを出力部7に出力する。出力部7は、この抵抗値Rを画面上に表示する。この後、抵抗測定装置1では、可動式のプローブとして構成された一方の電流供給端子(高電位極Hc)および一方の電圧検出端子(高電位極Hp)が、不図示の移動機構などによって次の測定対象の一方の端子に移動させられてプロービングされて、処理部6が、この測定対象の抵抗値の測定を開始する。
The
一方、処理部6は、上記の電流出力期間の終了後に、上記の判別処理において電流値Ibが閾値電流値以上であると判別したときには、予め規定されているエラー処理を実行する。このエラー処理では、処理部6は、上記の抵抗値測定処理で算出した上記の抵抗値Rを測定対象61の最終的な抵抗値として測定(特定)せずに、つまり上記の抵抗値Rを出力部7に出力することなく、バイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上になった旨を示す情報を出力部7に出力する出力処理を実行する。出力部7は、この電流値Ibが閾値電流値以上になった旨を示す文字や記号などを画面上に表示する。
On the other hand, when the
ここで、電流出力期間においてバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上になったとき(つまり、バイパス電流Ibyが流れたとき)には、高電位極Hcと測定対象61の一方の端子62aとの間の接触状態が不安定となったこと(例えば、チャタリングが発生したこと)に起因して、両者間の接触抵抗R1の抵抗値が増加する方向に変化し、その結果として電流出力部2の出力電圧が上昇して、高電位極Hpに対する高電位極Hcの電圧が保護回路4を構成するツェナーダイオードのツェナー電圧を超える状態になった結果、保護回路4が作動して、高電位極Hpに対する高電位極Hcの電圧をツェナー電圧にクランプ(維持)したことになる。
Here, when the current value Ib of the bypass current Iby becomes equal to or greater than the threshold current value in the current output period (that is, when the bypass current Iby flows), the high potential electrode Hc and one terminal 62a of the
この抵抗測定装置1では、このようにして保護回路4が作動することにより、電流出力部2の出力電圧がツェナー電圧を超えて上昇する事態(ひいては、電流出力部2の開放上限電圧よりも高くなる事態)を防止することができ、これにより、高電位極Hcの電圧が過剰に上昇する(つまり高くなり過ぎる)ことに起因した一方の端子62aにおける高電位極Hcの接触部位への電気的ストレスの印加(また、この電気的ストレスの印加による痕跡等の不具合の発生)を回避することが可能になっている。
In the
この場合、電流出力期間においてバイパス電流Ibyが流れたということは、電圧測定部3は、電流出力期間において、高電位極Hpと一方の端子62aとの間の接触抵抗R2にバイパス電流Ibyが流れた際に生じる電圧降下の影響を受けた状態で電圧Vの電圧値Vaを測定したこと(つまり、測定対象61の両端間電圧の電圧値を正確に測定することができなかったこと)になる。このため、処理部6は、上記したように、抵抗値測定処理で算出した上記の抵抗値Rを測定対象61の最終的な抵抗値として測定(特定)することはしない。したがって、処理部6は、上記の抵抗値Rを出力部7にも出力しない。この抵抗測定装置1では、このようにして、不正確である可能性の高い電圧Vの電圧値Vaに基づいて算出された抵抗値R(この抵抗値Rについても不正確である可能性が高い)を測定対象61の最終的な抵抗値とするという不具合の発生が回避される。
In this case, the fact that the bypass current Iby flows during the current output period means that the
また、処理部6は、このエラー処理において、電流出力部2に対して測定電流Iを電流出力期間(先の電流出力期間と同じ長さの期間)だけ、再度出力させると共に、電圧測定部3に対してこの新たな電流出力期間において、電圧Vの電圧値Vaを測定させる。また、処理部6は、この新たな電流出力期間において、上記の判別処理および上記の抵抗測定処理を並行して再度実行する。このため、この新たな電流出力期間においてバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上にならなかったとき(つまり、バイパス電流Ibyが殆ど流れなかったとき)には、この抵抗測定装置1では、処理部6が、高電位極Hcと測定対象61の一方の端子62aとの間の接触状態がその接触抵抗R1の抵抗値が十分に小さい状態で安定しているこの電流出力期間において測定された電圧Vの電圧値Va(つまり、正確に測定された測定対象61の両端間電圧の電圧値)に基づいて、正確な抵抗値Rを測定(算出)して、測定対象61の最終的な抵抗値として測定することが可能になっている。
Further, in this error processing, the
なお、上記のようにしてバイパス電流Ibyが流れている状態において、高電位極Hpと測定対象61の一方の端子62aとの間の接触状態が不安定となったとき(例えば、チャタリングが発生したとき)には、高電位極Hpと測定対象61の一方の端子62aとの間の接触抵抗R2の抵抗値が増加する方向に変化し、その結果として一対の電圧検出端子(高電位極Hpおよび低電位極Lp)間の電圧が上昇するという好ましくない状態に移行しようとすることがある。このような場合には、この抵抗測定装置1では、電圧監視部8が、端子間検出電圧Vdの電圧値と基準電圧値Vrとを比較して、端子間検出電圧Vdの電圧値が基準電圧値Vrを上回っているとき(つまり、一対の電圧検出端子間の電圧Vの電圧値Vaが基準電圧値Vrを上回っているとき)に電圧制限信号Scを出力をする。また、電流出力部2は、電圧監視部8から電圧制限信号Scを入力しているときには、電圧制限機能を作動させて、出力電圧を制限電圧に制限する。したがって、この抵抗測定装置1では、バイパス電流Ibyが流れている状態において高電位極Hpと一方の端子62aとの間の接触状態が不安定となった場合であっても、測定対象61に印加される電圧が制限電圧以下(測定対象61に印加し得る上限の電圧値未満の電圧値以下)に制限される。
In the state where the bypass current Iby flows as described above, when the contact state between the high potential electrode Hp and one terminal 62a of the
このように、この抵抗測定装置1では、高電位極Hcと高電位極Hpとの間に接続された保護回路4に流れるバイパス電流Ibyを検出する電流検出部5を備え、処理部6が、判別処理においてバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上であると判別したときにエラー処理を実行する。
As described above, the
したがって、この抵抗測定装置1によれば、電流出力部2の高電位極Hcの過大な電圧上昇を抑制しつつ、処理部6がエラー処理において、例えば、新たな電流出力期間を開始して再度抵抗測定処理を実行することにより、この電流出力期間において閾値電流値以上の電流値Ibのバイパス電流Ibyが流れないときには正確な抵抗値Rを測定することができる。また、この抵抗測定装置1によれば、処理部6がエラー処理において、例えば、このバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上であると判別された電流出力期間において実行した抵抗測定処理で測定した抵抗値Rの出力を停止することにより、正確ではない抵抗値Rの表示を回避して正確な抵抗値Rの表示を行うことができる。
Therefore, according to this
また、エラー処理での処理部6の動作については、この構成に限定されず、例えば、抵抗値Rの出力を停止すると共に、エラー処理を実行した旨(バイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上となったこと)を示すエラー表示を出力部7に表示させる構成を採用したり、抵抗値Rの出力を停止することなく、不正確である可能性の高い抵抗値Rと共にこの旨を示すエラー表示を出力部7に表示させる構成を採用したりすることもできる。この構成によれば、このエラー表示により、バイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上となったことを抵抗測定装置1の使用者に報知することができる。
The operation of the
また、この抵抗測定装置1によれば、一対の電圧検出端子間の電圧Vの電圧値Vaが基準電圧値Vrを上回っているときに、電圧監視部8が電圧制限信号Scを出力すると共に、電流出力部2がこの電圧制限信号Scを入力して、出力電圧(一対の電流供給端子間の電圧)を制限電圧に制限するため、保護回路4が作動している状態(バイパス電流Ibyが流れている状態)において高電位極Hpと一方の端子62aとの間の接触状態が不安定となった場合であっても、測定対象61に印加される電圧を制限電圧以下(測定対象61に印加し得る上限の電圧値未満の電圧値以下)に制限することができ、この結果、高電位極Hpおよび端子62aへの電気的ストレスの印加を回避することができる。
Further, according to the
なお、この抵抗測定装置1では、保護回路4が作動している状態において高電位極Hpと一方の端子62aとの間の接触状態が不安定となった場合であっても、測定対象61に印加される電圧を制限電圧以下に制限する好ましい構成(電圧監視部8を備える構成)を採用しているが、バイパス電流Ibyを検出する電流検出部5を備えて、処理部6が判別処理においてバイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上であると判別したときにエラー処理を実行する構成で十分なときには、電圧監視部8を備えない構成とすることもできる。
In the
また、この抵抗測定装置1では、処理部6がエラー処理において、電流出力部2に対して測定電流Iを電流出力期間(先の電流出力期間と同じ長さの期間)だけ、再度出力させると共に、電圧測定部3に対してこの新たな電流出力期間において、電圧Vの電圧値Vaを測定させる好ましい構成を採用しているが、この新たな電流出力期間での処理を実行することなく、抵抗測定動作を停止させる構成を採用することもできる。
In the
また、上記の処理部6では、A/D変換器およびコンピュータで構成して、バイパス電流Ibyのピーク値を検出するようにしているが、この構成に代えて、閾値電流値を示す基準電圧と検出信号S1の電圧値とを比較して検出信号S1の電圧値が基準電圧以上のときにパルス信号を出力するコンパレータと、このコンパレータから出力されるパルス信号をレベル信号に変換してコンピュータに出力する自己保持回路とを有する構成とすることもできる。
The
また、上記の抵抗測定装置1の構成に加えて、処理部6が、バイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値未満のときに実行した抵抗測定処理で測定した測定対象61の正確な抵抗値Rに基づいて、測定対象61を検査する検査処理を実行する構成とすることもできる。この構成においては、抵抗測定装置1は、回路基板に配設された測定対象61を検査する(つまり、回路基板を検査する)検査装置として機能する。この場合、処理部6は、検査処理では、例えば、抵抗測定処理で測定した測定対象61の抵抗値Rと、予め規定されたこの測定対象61の抵抗値Rについての判定範囲(例えば、測定対象61が正常であるときに取り得る抵抗値の範囲)とを比較して、測定した抵抗値Rが判定範囲に含まれているときには良品であり、含まれていないときには不良品であると判別することで、測定対象61を検査して、この検査の結果を出力部7に出力する。
Further, in addition to the configuration of the
このようにして検査装置として機能する抵抗測定装置1(つまり、検査装置)によれば、電流出力部2の高電位極Hcの過大な電圧上昇を抑制しつつ、測定された正確な抵抗値Rに基づいて、高い精度で測定対象61、ひいては回路基板を検査することが可能となる。また、処理部6がエラー処理において、バイパス電流Ibyの電流値Ibが閾値電流値以上であると判別された電流出力期間において実行した抵抗測定処理で測定した抵抗値Rに基づく検査を停止する構成とすることにより、正確ではない検査結果の表示を回避することができる。
In this way, according to the
1 抵抗測定装置
2 電流出力部
3 電圧測定部
4 保護回路
5 電流検出部
6 処理部
61 測定対象
Hc,Hp 高電位極
I 測定電流
Iby バイパス電流
Lc,Lp 低電位極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ツェナーダイオードを含んで構成されると共に前記一対の電流供給端子のうちの高電位側供給端子と前記一対の電圧検出端子のうちの高電位側検出端子との間に接続されて、前記高電位側検出端子に対する前記高電位側供給端子の電圧が前記ツェナーダイオードのツェナー電圧を超えて上昇したときに、前記測定電流の一部を当該高電位側供給端子から当該高電位側検出端子にバイパス電流として流すことで当該高電位側供給端子の電圧の上昇を抑制する保護回路と、
前記バイパス電流を検出する電流検出部とを備え、
前記処理部は、前記電流検出部で検出された前記バイパス電流の電流値が予め規定された閾値電流値以上となったときに予め規定されているエラー処理を実行する抵抗測定装置。 A current output unit that outputs a measurement current to a measurement target via a pair of current supply terminals, and a voltage measurement unit that measures a voltage across the measurement target when the measurement current flows via a pair of voltage detection terminals And a processing unit that executes a resistance measurement process for measuring the resistance value of the measurement object by a four-terminal method based on the current value of the measurement current and the voltage value of the voltage between both ends. And
A zener diode is included and connected between a high potential side supply terminal of the pair of current supply terminals and a high potential side detection terminal of the pair of voltage detection terminals, and the high potential side When the voltage of the high potential side supply terminal with respect to the detection terminal rises above the Zener voltage of the Zener diode, a part of the measurement current is bypassed from the high potential side supply terminal to the high potential side detection terminal. A protection circuit that suppresses a rise in the voltage of the high potential side supply terminal by flowing,
A current detection unit for detecting the bypass current;
The resistance measurement device that performs a predetermined error process when the current value of the bypass current detected by the current detection unit is equal to or greater than a predetermined threshold current value.
前記電流出力部は、前記電圧制限信号を入力したときには、前記一対の電流供給端子間の電圧を前記開放上限電圧未満の電圧値に予め規定された制限電圧に制限する電圧制限機能を備えている請求項1から3のいずれかに記載の抵抗測定装置。 Comparing the voltage value between the pair of voltage detection terminals measured by the voltage measurement unit with a reference voltage value defined in advance below the open upper limit voltage of the current output unit, between the pair of voltage detection terminals A voltage monitoring unit that outputs a voltage limit signal when the voltage value of the voltage exceeds the reference voltage value,
The current output unit includes a voltage limiting function that limits a voltage between the pair of current supply terminals to a limit voltage defined in advance to a voltage value lower than the open upper limit voltage when the voltage limit signal is input. The resistance measuring apparatus according to claim 1.
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