JP5425502B2

JP5425502B2 - 回路基板検査装置

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Publication number: JP5425502B2
Application number: JP2009075350A
Authority: JP
Inventors: 悟朗竹内
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: JP2010230335A

Description

本発明は、回路基板に形成された複数の配線パターンの導通検査、およびこの複数の配線パターン間の絶縁検査を実行する回路基板検査装置に関するものである。

この種の回路基板検査装置として、下記特許文献１の背景技術に開示された基板検査装置（回路基板検査装置）が一般的な構成を備えた装置として知られている。この基板検査装置は、回路基板に形成された配線パターン間の絶縁状態を検査する装置であって、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、両配線パターン間の抵抗値を算出して、算出した抵抗値から絶縁状態を検査するように構成されている。しかしながら、配線パターンに印加される電圧は、通常、比較的高圧の直流電圧であるため、配線パターン間にスパークが発生して、配線パターン間の絶縁抵抗値が変化するという課題が存在している。このため、下記特許文献１において提案された基板検査装置では、スパークの発生を検出する回路を設けて、検査途中でスパークの発生が検出された回路基板については、不良品として取り扱っている。

特開２００８−８９４８５号公報（第７−１１頁、第１図）

しかしながら、本願発明者は、上記の基板検査装置について研究を重ねた結果、以下の解決すべき課題が存在していることを見出した。すなわち、スパークが発生したときには、配線パターン間の絶縁抵抗値の変化だけでなく、回路基板におけるスパークの発生部位が急激に発熱して、炭化や発煙が発生し、これに起因して装置に炭化物が付着するなどの不具合を引き起こすおそれがあるという課題が存在していることを見出した。なお、この課題の解決のため、上記の基板検査装置において、電流供給端子にのみ、または電流供給端子および電圧検出端子の各々に対して静電気放電保護用の目的で接続されている抵抗の抵抗値を大きくすることも考えられる。しかしながら、回路基板検査装置では、絶縁検査だけではなく、四端子法を用いた導通検査を実行可能に構成される場合もあり、この構成では、電流供給端子に抵抗値の大きな抵抗が接続されることになり、これによって電流供給端子を介して検査対象の配線パターンに検査に必要な電流値の電流を供給できなくなるため、精度の高い導通検査を実行できないという新たな課題が発生する。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、導通検査の精度を維持しつつ、絶縁検査でのスパークの発生を回避し得る回路基板検査装置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記載の回路基板検査装置は、回路基板に形成された複数の配線パターンの導通検査、および当該複数の配線パターン間の絶縁検査を実行する回路基板検査装置であって、前記各配線パターンの各端部に接触可能に配設された複数の電圧検出プローブおよび複数の電流供給プローブと、前記導通検査のときに上流側電流供給端子および下流側電流供給端子間に導通検査用電流を供給して上流側電圧検出端子および下流側電圧検出端子間の端子間電圧を測定可能に構成されると共に、前記絶縁検査のときに電圧出力端子に絶縁検査用電圧を出力して当該電圧出力端子から電流検出端子に流れる電流を測定可能に構成された測定部と、前記各電圧検出プローブおよび前記各電流供給プローブと前記測定部の前記各端子とを切り替え接続する切替素子を複数有し、前記測定部の前記各端子と前記切替素子とが直接接続されるスキャナ部と、定電流ダイオードで構成されて、前記スキャナ部の前記切替素子と前記各電圧検出プローブとの間、および前記スキャナ部の前記切替素子と前記各電流供給プローブとの間に配設された複数の電流制限素子と、処理部とを備え、前記測定部は、前記導通検査用電流を前記定電流ダイオードのピンチオフ電流未満の電流値で供給し、前記処理部は、前記スキャナ部を制御して、前記導通検査のときには、前記複数の配線パターンから選択された１つの配線パターンの１つの前記端部に接触される前記電圧検出プローブを当該電圧検出プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記上流側電圧検出端子に接続させると共に当該端部に接触される前記電流供給プローブを当該電流供給プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記上流側電流供給端子に接続させ、かつ当該選択された１つの配線パターンの他の１つの前記端部に接触される前記電圧検出プローブを当該電圧検出プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記下流側電圧検出端子に接続させると共に当該端部に接触される前記電流供給プローブを当該電流供給プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記下流側電流供給端子に接続させ、前記絶縁検査のときには、前記複数の配線パターンから選択された一対の配線パターンのうちの一方の配線パターンに接触される前記電流供給プローブおよび前記電圧検出プローブのうちの１つのプローブを当該１つのプローブに接続された前記電流制限素子を介して前記電圧出力端子に接続させると共に、当該一対の配線パターンのうちの他方の配線パターンに接触される前記電流供給プローブおよび前記電圧検出プローブのうちの１つのプローブを当該１つのプローブに接続された前記電流制限素子を介して前記電流検出端子に接続させる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、前記電流制限素子は、２つの前記定電流ダイオードが互いに逆極性で直列に接続されて構成されている。

請求項１記載の回路基板検査装置によれば、スキャナ部の切替素子と各電圧検出プローブとの間、およびスキャナ部の切替素子と各電流供給プローブとの間に、定電流ダイオードで構成された電流制限素子を配置したことにより、導通検査のときには、導通検査用電流の電流値を定電流ダイオードのピンチオフ電流未満に規定しておくことで、電流供給プローブから所望の電流値の導通検査用電流を配線パターンに確実に供給しつつ、電圧検出プローブを介して配線パターンの両端間電圧を測定することができる結果、四端子法により高精度で配線パターンの抵抗値を測定することができる。また、この回路基板検査装置によれば、絶縁検査のときには、一対の配線パターンのうちの一方の配線パターンに接触された電流供給プローブおよび電圧検出プローブのうちのいずれのプローブ、および一対の配線パターンのうちの他方の配線パターンに接触された電流供給プローブおよび電圧検出プローブのうちのいずれのプローブを使用したとしても、常に電流制限素子を介して一対の配線パターン間に絶縁検査用電圧を印加できる。したがって、一対の配線パターンに対する絶縁検査が連続して行われる場合において、直前の絶縁検査において蓄積された電荷が使用中のプローブに流れ込んだとしても、この電荷の流入（流れ込み）に起因して電流経路に流れる電流の電流値をピンチオフ電流に抑制することができる結果、絶縁検査時におけるスパークの発生を確実に回避することができる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、２つの定電流ダイオードを互いに逆極性で直列に接続して電流制限素子を構成したことにより、電流制限素子に流れるいずれの方向の電流についてもピンチオフ電流に抑制することができる。したがって、この回路基板検査装置によれば、絶縁検査時において、一対の配線パターンのうちの一方の配線パターンに接触された各電流供給プローブおよび各電圧検出プローブのうちの１つのプローブ、並びに他方の配線パターンに接触された各電流供給プローブおよび各電圧検出プローブのうちの１つのプローブのうちの任意の一方を電圧出力端子に接続し、他方を電流検出端子に接続したとしても、また電圧出力端子に接続するプローブと電流検出端子に接続するプローブとを切り換えたとしても、絶縁検査時におけるスパークの発生を確実に回避しつつ検査を実行することができる。

導通検査時における回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。絶縁検査時における回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。電流制限素子７の構成図である。各定電流ダイオード７ａ，７ｂの電圧・電流特性図である。電流制限素子７の電圧・電流特性図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査装置１の実施の形態について説明する。

まず、回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。

回路基板検査装置１は、図１に示すように、回路基板２に形成された複数（本例では一例として２本）の配線パターンＰ１，Ｐ２（以下、特に区別しないときには「配線パターンＰ」ともいう）の導通検査、および複数の配線パターンＰ間の絶縁検査を実行する装置であって、複数（本例では一例として４本）の電圧検出プローブ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ（以下、特に区別しないときには「電圧検出プローブ３」ともいう）、複数（本例では一例として４本）の電流供給プローブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ（以下、特に区別しないときには「電流供給プローブ４」ともいう）、測定部５、スキャナ部６、電圧検出プローブ３および電流供給プローブ４と同数（本例では８つ）の電流制限素子７、処理部８、記憶部９および出力部１０を備えている。

複数の電圧検出プローブ３および複数の電流供給プローブ４は、検査位置に配設された回路基板２に対して接離動自在に構成された固定板（不図示）にそれぞれ取り付けられている。具体的には、電圧検出プローブ３および電流供給プローブ４は、固定板における配線パターンＰの各端部に対応する位置に１本ずつ配設されて、固定板が回路基板２に接近したときには、配線パターンＰの各端部に電圧検出プローブ３および電流供給プローブ４が１本ずつ接触するように構成されている。本例では、図１に示すように、各配線パターンＰ１，Ｐ２は一例として分岐のない配線パターンであって、４つの端部が存在しているため、配線パターンの端部の数と同数（４本）の電圧検出プローブ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、および端部の数と同数（４本）の電流供給プローブ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが固定板に配設されている。

測定部５は、電流源１１、電圧計１２、電圧源１３、電流計１４、およびスイッチ１５，１６，１７，１８，１９，２０（同図では正方形で示す）を備えている。スイッチ１９は、上流側電流供給端子Ｈｃと上流側電圧検出端子Ｈｐとの間に接続されて、オン状態のときに上流側電流供給端子Ｈｃと上流側電圧検出端子Ｈｐとを短絡させる。また、スイッチ２０は、下流側電流供給端子Ｌｃと下流側電圧検出端子Ｌｐとの間に接続されて、オン状態のときに下流側電流供給端子Ｌｃと下流側電圧検出端子Ｌｐとを短絡させる。

電流源１１は、一例として定電流源で構成されて、上流側電流供給端子Ｈｃおよび下流側電流供給端子Ｌｃ間にスイッチ１５，１６を介して接続されて、各スイッチ１５，１６がオン状態のときに定電流Ｉ１（導通検査用電流。電流値は既知）を供給する。本例では、この定電流Ｉ１は、後述する電流制限素子７の電流・電圧特性で規定される電流範囲内（その絶対値（｜Ｉ１｜）がピンチオフ電流Ｉｐ未満となる電流範囲内。つまり、−Ｉｐ＜Ｉ１＜Ｉｐとなる範囲内）に規定されている。電圧計１２は、上流側電圧検出端子Ｈｐおよび下流側電圧検出端子Ｌｐ間の端子間電圧Ｖ１を測定して、端子間電圧Ｖ１の電圧値を示す電圧データＤｖを処理部８に出力する。電圧源１３は、基準電位（グランド電位）と上流側電流供給端子Ｈｃとの間にスイッチ１７を介して接続されている。また、電圧源１３は、基準電位に対して所定の電圧（電圧値は既知）に予め規定された試験電圧（絶縁検査用電圧）Ｖ２を生成して、生成した試験電圧Ｖ２をスイッチ１７がオン状態のときに上流側電流供給端子Ｈｃから出力する。したがって、上流側電流供給端子Ｈｃは、電圧出力端子としても機能する。また、後述するように、電圧源１３が試験電圧Ｖ２を上流側電流供給端子Ｈｃに印加するときには、スイッチ１９がオン状態となって上流側電流供給端子Ｈｃと上流側電圧検出端子Ｈｐとが短絡される。このため、上流側電圧検出端子Ｈｐも電圧出力端子として機能する。

電流計１４は、スイッチ１８を介して下流側電流供給端子Ｌｃと基準電位との間に配設されて、スイッチ１８がオン状態のときに上流側電流供給端子Ｈｃから下流側電流供給端子Ｌｃに流れる電流（下流側電流供給端子Ｌｃを通過する電流）Ｉ２を測定して、この電流Ｉ２の電流値を示す電流データＤｉを処理部８に出力する。したがって、下流側電流供給端子Ｌｃは、電流検出端子としても機能する。また、後述するように、スイッチ１８がオン状態となるときには、スイッチ２０もオン状態となって、下流側電流供給端子Ｌｃおよび下流側電圧検出端子Ｌｐが短絡される。このため、下流側電圧検出端子Ｌｐも電流検出端子として機能する。なお、各スイッチ１５，１６，１７，１８，１９，２０のオン・オフ制御は、処理部８によって実行される。

スキャナ部６は、図１に示すように、一例として、測定部５の各端子Ｈｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐに一対一で接続されたこれらの端子Ｈｃ〜Ｌｐと同数（４本）の行ライン２１（ａ行〜ｄ行の４本の配線）と、各プローブ３，４に一対一で接続され、かつすべての行ライン２１とそれぞれ交差するように配設された各プローブ３，４の総数と同数（８本）の列ライン２２（１列〜８列の８本の配線）と、行ライン２１と列ライン２２の各交差部位に配設されて、この交差部位において両ライン２１，２２を電気的に接断するスイッチ２３（切替素子の一例であり、同図では正方形で示す）とを備え、測定部５の各端子Ｈｃ，Ｌｃ，Ｈｐ，Ｌｐと、各プローブ３，４との間に配設されている。この構成により、スキャナ部６は、処理部８によって各スイッチ２３のオン・オフ状態が制御されることにより、任意の行ライン２１に任意の列ライン２２を接続可能となっている。

電流制限素子７は、定電流ダイオードを用いて構成されている。具体的には、本例では、電流制限素子７は、図３に示すように、一対の定電流ダイオード７ａ，７ｂを直列に、互いに逆極性の状態で接続（互いのカソード端子同士を接続）して構成されている。各定電流ダイオード７ａ，７ｂは、カソード端子を基準としてアノード端子に電圧を印加した場合において、この印加する電圧がブレークダウン電圧に達するまでは（非ブレークダウン状態のときには）、図４に示すような特性、すなわち、ゼロボルトをほぼ中心としたマイナス数ボルトからプラス数ボルト（ピンチオフ電圧Ｖｐ）の領域Ａでは、印加される電圧にほぼ比例した電流が流れ、ピンチオフ電圧Ｖｐ以上の領域Ｂでは、流れる電流がほぼ一定の電流（ピンチオフ電流Ｉｐ）に制限され、領域Ａよりも低い電圧の領域Ｃでは、電流が阻止されずに短絡状態となる、という電圧・電流特性を有している。

したがって、このような電圧・電流特性を有する定電流ダイオード７ａ，７ｂを互いに逆極性で直列に接続して構成された電流制限素子７は、非ブレークダウン状態のときには、図５に示すように、ゼロボルトを中心としたマイナス数ボルト（絶対値がピンチオフ電圧Ｖｐと同電圧で負極性の電圧：−Ｖｐ）からプラス数ボルト（ピンチオフ電圧Ｖｐ）の領域Ｄでは、印加される電圧にほぼ比例した電流が流れ、ピンチオフ電圧Ｖｐ以上の領域Ｅ（領域Ｂと同じ特性となる領域）では、流れる電流がほぼ一定の電流（ピンチオフ電流Ｉｐ）に制限され、領域Ｄよりも低い電圧の領域Ｆでは、流れる電流がピンチオフ電流Ｉｐと絶対値が同一で負極性の電流（−Ｉｐ）に制限される、という電圧・電流特性を有することになる。なお、図示はしないが、定電流ダイオードは、ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）のソース端子とゲート端子とを短絡したものと等価であるため、このように短絡接続されたＦＥＴを一対、逆極性で直列に接続して電流制限素子７を構成してもよい。

処理部８は、一例としてＣＰＵで構成されて、記憶部９に記憶されている動作プログラムに従って作動して、スキャナ部６の各スイッチ２３に対する切替制御処理と、回路基板２に対する導通検査処理および絶縁検査処理とを実行する。記憶部９は、ＲＯＭやＲＡＭなどの半導体メモリで構成されて、上記の動作プログラムが予め記憶されると共に、処理部８によってワークメモリとして使用される。また、記憶部９には、導通検査処理の際に使用される基準抵抗値Ｒｒｅｆ、および絶縁検査処理の際に使用される基準電流値Ｉｒｅｆが記憶されている。なお、基準抵抗値Ｒｒｅｆおよび基準電流値Ｉｒｅｆとしては、良品の回路基板２から予め抽出された抵抗値および電流値が用いられている。出力部１０は、一例としてディスプレイ装置で構成されて、導通検査処理および絶縁検査処理の結果などを表示する。

次に、回路基板検査装置１の動作について説明する。なお、固定板が予め回路基板２に接近させられて、図１に示すように、配線パターンＰ１の１つの端部としての一方の端部（同図中の左端部）に電圧検出プローブ３ａおよび電流供給プローブ４ａが接触すると共に、他の１つの端部としての他方の端部（同図中の右端部）に電圧検出プローブ３ｂおよび電流供給プローブ４ｂが接触し、かつ配線パターンＰ２の１つの端部としての一方の端部（同図中の左端部）に電圧検出プローブ３ｃおよび電流供給プローブ４ｃが接触すると共に、他の１つの端部としての他方の端部（同図中の右端部）に電圧検出プローブ３ｄおよび電流供給プローブ４ｄが接触しているものとする。

回路基板検査装置１の作動状態において、測定部５では、電流源１１が上流側電流供給端子Ｈｃおよび下流側電流供給端子Ｌｃ間に定電流Ｉ１を供給可能な状態にあり、また電圧源１３が試験電圧Ｖ２を出力している状態にある。また、電圧計１２は、上流側電圧検出端子Ｈｐおよび下流側電圧検出端子Ｌｐ間の端子間電圧Ｖ１を測定して、端子間電圧Ｖ１の電圧値を示す電圧データＤｖを処理部８に出力している状態にあり、電流計１４は、電流Ｉ２を入力したときに、その電流値を示す電流データＤｉを処理部８に出力可能な状態）にある。

この状態において、処理部８は、最初に、導通検査処理を実行する。この導通検査処理では、処理部８は、まず、測定部５内の各スイッチ１５〜２０に対するオン・オフ制御を実行して、図１に示すように、スイッチ１５，１６についてはオン状態に制御し、他のスイッチ１７〜２０についてはオフ状態に制御する。同図では、オン状態のスイッチについては、スイッチを示す正方形内に斜線を付して表示している。これにより、上流側電流供給端子Ｈｃおよび下流側電流供給端子Ｌｃに電流源１１が接続される一方で、上流側電流供給端子Ｈｃから電圧源１３が切り離され、下流側電流供給端子Ｌｃから電流計１４が切り離される。

次いで、処理部８は、配線パターンＰ１，Ｐ２に対する導通検査を実行する。具体的には、処理部８は、配線パターンＰ１に対する導通検査に際して、スキャナ部６の各スイッチ２３のオン・オフ状態を制御して、図１に示すように、ａ行目の行ライン２１と１列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、ｃ行目の行ライン２１と４列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、ｂ行目の行ライン２１と２列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、およびｄ行目の行ライン２１と３列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３のみ（同図において斜線を付したスイッチ）をオン状態に移行させ、他のすべてのスイッチ２３はオフ状態に移行させる。これにより、測定部５の上流側電流供給端子Ｈｃに電流供給プローブ４ａが接続されると共に、下流側電流供給端子Ｌｃに電流供給プローブ４ｂが接続され、かつ上流側電圧検出端子Ｈｐに電圧検出プローブ３ａが接続されると共に、下流側電圧検出端子Ｌｐに電圧検出プローブ３ｂが接続される。

この結果、電流源１１から出力された定電流Ｉ１が、一点鎖線で示す電流経路、つまり、上流側電流供給端子Ｈｃから、ａ行目の行ライン２１、１列目の列ライン２２、電流供給プローブ４ａ、配線パターンＰ１、電流供給プローブ４ｂ、４列目の列ライン２２およびｃ行目の行ライン２１を経由して下流側電流供給端子Ｌｃに至る電流経路に流れる。この場合、この電流経路には、電流制限素子７が２つ配設されているが、測定部５の電流源１１から供給される定電流Ｉ１の電流値が、上記したように−Ｉｐ＜Ｉ１＜Ｉｐとなるように予め規定されているため、各電流制限素子７は図５に示す領域Ｄ内において動作して、予め規定された電流値の定電流Ｉ１を通過させる。測定部５では、電圧計１２が、上流側電圧検出端子Ｈｐおよび下流側電圧検出端子Ｌｐ間の端子間電圧Ｖ１、すなわち、上流側電圧検出端子Ｈｐにｂ行目の行ライン２１、２列目の列ライン２２および電流制限素子７を介して接続された電圧検出プローブ３ａと、下流側電圧検出端子Ｌｐにｄ行目の行ライン２１、３列目の列ライン２２および電流制限素子７を介して接続された電圧検出プローブ３ｂとの間に発生する電圧（定電流Ｉ１が配線パターンＰ１を流れることによってその両端部間に発生する電圧）を四端子法で測定して、電圧データＤｖを処理部８に出力する。

また、電圧計１２の入力インピーダンスは一般的に極めて高く、流れる電流の電流値も極めて小さい。このため、電圧検出プローブ３ａと上流側電圧検出端子Ｈｐとの間、および電圧検出プローブ３ｂと下流側電圧検出端子Ｌｐとの間に介装されている各電流制限素子７において発生する電圧降下の影響も無視できる。したがって、上記したように、上流側電圧検出端子Ｈｐおよび下流側電圧検出端子Ｌｐ間の端子間電圧Ｖ１は、定電流Ｉ１が配線パターンＰ１を流れることによって配線パターンＰ１の両端部間に発生する電圧とみなすことができるため、処理部８は、電圧データＤｖで示される端子間電圧Ｖ１と、電流源１１から出力される定電流Ｉ１の電流値（既知）とに基づいて、配線パターンＰ１の抵抗値Ｒを高精度で算出する。

最後に、処理部８は、算出した抵抗値Ｒと記憶部９から読み出した基準抵抗値Ｒｒｅｆとを比較して、抵抗値Ｒが基準抵抗値Ｒｒｅｆ以下のときには、配線パターンＰ１は正常な導通状態（良好な状態）にあると判別し、抵抗値Ｒが基準抵抗値Ｒｒｅｆを超えるときには、配線パターンＰ１は正常な導通状態ではない（例えば、一部に断線やパターン幅の細りなどの異常が発生している不良な状態にある）と判別して、その旨を記憶部９に記憶させる。これにより、１つの配線パターンＰ１についての導通検査が終了する。

処理部８は、続いて、残りの配線パターンＰ２に対する導通検査を実行する。この導通検査に際して、処理部８は、まず、スキャナ部６の各スイッチ２３のオン・オフ状態を制御して、図示はしないが、ａ行目の行ライン２１と５列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、ｃ行目の行ライン２１と８列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、ｂ行目の行ライン２１と６列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、およびｄ行目の行ライン２１と７列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３のみをオン状態に移行させ、他のすべてのスイッチ２３はオフ状態に移行させる。これにより、測定部５の上流側電流供給端子Ｈｃに電流供給プローブ４ｃがこの電流供給プローブ４ｃに接続された電流制限素子７を介して接続されると共に、下流側電流供給端子Ｌｃに電流供給プローブ４ｄがこの電流供給プローブ４ｄに接続された電流制限素子７を介して接続され、かつ上流側電圧検出端子Ｈｐに電圧検出プローブ３ｃがこの電圧検出プローブ３ｃに接続された電流制限素子７を介して接続されると共に、下流側電圧検出端子Ｌｐに電圧検出プローブ３ｄがこの電圧検出プローブ３ｄに接続された電流制限素子７を介して接続される。

この状態において、処理部８は、上記した配線パターンＰ１のときと同様にして、測定部５から出力される電圧データＤｖで示される端子間電圧Ｖ１と、電流源１１から出力される定電流Ｉ１の電流値とに基づいて、配線パターンＰ２の抵抗値Ｒを算出し、次いで、算出した抵抗値Ｒと基準抵抗値Ｒｒｅｆとを比較して、抵抗値Ｒが基準抵抗値Ｒｒｅｆ以下のときには、配線パターンＰ２は正常な導通状態にあると判別し、一方、抵抗値Ｒが基準抵抗値Ｒｒｅｆを超えるときには、配線パターンＰ２は正常な導通状態ではないと判別して、その旨を記憶部９に記憶させる。これにより、配線パターンＰ２についての導通検査が終了し、導通検査処理が完了する。

次いで、処理部８は、絶縁検査処理を実行する。この絶縁検査処理では、処理部８は、一対の配線パターンＰ間の絶縁状態の良否を検査する。本例では、回路基板２には、２つの配線パターンＰ１，Ｐ２が形成されているため、両配線パターンＰ１，Ｐ２間の絶縁状態を検査する。この導通検査に際して、処理部８は、まず、測定部５内の各スイッチ１５〜２０に対するオン・オフ制御を実行して、図２に示すように、スイッチ１５，１６についてはオフ状態に制御し、他のスイッチ１７〜２０についてはオン状態に制御する。これにより、上流側電流供給端子Ｈｃおよび下流側電流供給端子Ｌｃから電流源１１が切り離される一方で、上流側電流供給端子Ｈｃに電圧源１３が接続され、下流側電流供給端子Ｌｃに電流計１４が接続される。また、スイッチ１９により、上流側電流供給端子Ｈｃと上流側電圧検出端子Ｈｐとが短絡され、スイッチ２０により、下流側電流供給端子Ｌｃと下流側電圧検出端子Ｌｐとが短絡される。

また、処理部８は、スキャナ部６の各スイッチ２３のオン・オフ状態を制御して、配線パターンＰ１，Ｐ２のうちの一方の配線パターン（本例では一例として配線パターンＰ１）に接続されている一対の電流供給プローブ４ａ，４ｂおよび一対の電圧検出プローブ３ａ，３ｂのうちの１つのプローブ（本例では一例として電圧検出プローブ３ａ）をこの１つのプローブに接続された電流制限素子７を介して電圧出力端子としての上流側電圧検出端子Ｈｐに接続させると共に、配線パターンＰ１，Ｐ２のうちの他方の配線パターン（本例では一例として配線パターンＰ２）に接続されている一対の電流供給プローブ４ｃ，４ｄおよび一対の電圧検出プローブ３ｃ，３ｄのうちの１つのプローブ（本例では一例として電圧検出プローブ３ｃ）をこの１つのプローブに接続された電流制限素子７を介して電流検出端子としての下流側電圧検出端子Ｌｐに接続させる。

具体的には、処理部８は、ｂ行目の行ライン２１と２列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３、およびｄ行目の行ライン２１と６列目の列ライン２２との交差部位にあるスイッチ２３のみ（同図において斜線を付したスイッチ）をオン状態に移行させ、他のすべてのスイッチ２３はオフ状態に移行させる。これにより、測定部５の電圧出力端子としての上流側電圧検出端子Ｈｐに、ｂ行目の行ライン２１、２列目の列ライン２２および電流制限素子７を介して電圧検出プローブ３ａが接続されると共に、電流検出端子としての下流側電圧検出端子Ｌｐに、ｄ行目の行ライン２１、６列目の列ライン２２および電流制限素子７を介して電圧検出プローブ３ｃが接続される。

なお、上記したように、上流側電圧検出端子Ｈｐとスイッチ１９を介して短絡される上流側電流検出端子Ｈｃも電圧出力端子として機能し、また下流側電圧検出端子Ｌｐとスイッチ２０を介して短絡される下流側電流供給端子Ｌｃも電流検出端子として機能するため、上流側電圧検出端子Ｈｐに代えて上流側電流供給端子Ｈｃに電流制限素子７を介して電圧検出プローブ３ａを接続したり、下流側電圧検出端子Ｌｐに代えて下流側電流供給端子Ｌｃに電流制限素子７を介して電圧検出プローブ３ｃを接続したりする構成を採用することもできる。また、電圧検出プローブ３ａに代えて、電流供給プローブ４ａ，４ｂおよび電圧検出プローブ３ｂのいずれか１つのプローブを電圧出力端子に接続してもよいし、電圧検出プローブ３ｃに代えて、電流供給プローブ４ｃ，４ｄおよび電圧検出プローブ３ｄのいずれか１つのプローブを電流検出端子に接続してもよい。

このようにして、電圧源１３が上流側電流供給端子Ｈｃおよび上流側電圧検出端子Ｈｐに接続されると共に、電流計１４が下流側電流供給端子Ｌｃおよび下流側電圧検出端子Ｌｐに接続され、かつ上流側電圧検出端子Ｈｐに電流制限素子７を介して電圧検出プローブ３ａが接続されると共に、下流側電圧検出端子Ｌｐに電流制限素子７を介して電圧検出プローブ３ｃが接続されるため、電圧源１３から試験電圧Ｖ２（例えば、ＤＣ１００Ｖ）が出力されることに起因して、上流側電圧検出端子Ｈｐ、ｂ行目の行ライン２１、２列目の列ライン２２、電流制限素子７、電圧検出プローブ３ａ、配線パターンＰ１、配線パターンＰ２、電圧検出プローブ３ｃ、電流制限素子７、６列目の列ライン２２、およびｄ行目の行ライン２１を介して下流側電圧検出端子Ｌｐに至る電流経路（一点鎖線で示す経路）に漏れ電流（電流Ｉ２）が流れる。

本例では、発明の理解を容易にするために回路基板２には一対の配線パターンＰ１，Ｐ２が存在しているだけであるため、一対の配線パターンＰに対する絶縁検査が連続して行われないが、複数の配線パターンＰが存在している一般的な回路基板２では一対の配線パターンＰに対する絶縁検査が連続して行われる。この場合、直前の絶縁検査において使用された行ライン２１および列ライン２２には試験電圧Ｖ２の印加に起因して電荷が蓄積されているため、この蓄積されている電荷が現在の絶縁検査において使用されている行ライン２１および列ライン２２に浮遊容量（オフ状態でのスイッチ２３の静電容量など）を介して流入する現象が発生することがある。しかしながら、本例の回路基板検査装置１では、絶縁検査のときに形成される上記の電流経路に電流制限素子７が常に含まれているため、この蓄積された電荷の流入に起因して電流経路に流れる電流は、その電流値の絶対値が電流制限素子７によってピンチオフ電流Ｉｐに抑制される結果、スパークの発生が回避される。

測定部５では、電流計１４が、上流側電圧検出端子Ｈｐから下流側電圧検出端子Ｌｐに流れる電流Ｉ２を測定して、電流データＤｉを処理部８に出力する。処理部８は、電流データＤｉで示される電流Ｉ２の電流値と、記憶部９から読み出した基準電流値Ｉｒｅｆとを比較して、電流Ｉ２の電流値が基準電流値Ｉｒｅｆ以下のときには、配線パターンＰ１，Ｐ２間の絶縁状態は正常（良好）であると判別し、一方、電流Ｉ２の電流値が基準電流値Ｉｒｅｆを超えるときには、配線パターンＰ１，Ｐ２間の絶縁状態は正常ではない（不良）と判別して、その旨を記憶部９に記憶させる。これにより、配線パターンＰ１，Ｐ２に対する絶縁検査処理が完了する。最後に、処理部８は、導通検査処理および絶縁検査処理の結果を記憶部９から読み出して、出力部１０に出力する。

このように、この回路基板検査装置１では、スキャナ部６のスイッチ２３と各電圧検出プローブ３との間、およびスキャナ部６のスイッチ２３と各電流供給プローブ４との間に、定電流ダイオード７ａ，７ｂで構成された電流制限素子７が配置されている。したがって、この回路基板検査装置１によれば、導通検査のときには、定電流Ｉ１の電流値を定電流ダイオード７ａ，７ｂのピンチオフ電流Ｉｐ未満に規定しておくことで、電流供給プローブ４から所望の電流値の定電流Ｉ１を配線パターンＰに確実に供給しつつ、電圧検出プローブ３を介して配線パターンＰの両端間電圧を測定することができる結果、四端子法により高精度で配線パターンＰの抵抗値を測定することができる。また、この回路基板検査装置１によれば、絶縁検査のときには、電流制限素子７が接続された電圧検出プローブ３を介して一対の配線パターンＰ間に試験電圧Ｖ２を印加できるため、一対の配線パターンＰに対する絶縁検査が連続して行われる場合において、直前の絶縁検査において使用された行ライン２１および列ライン２２に蓄積された電荷が使用中の行ライン２１および列ライン２２に流れ込んだとしても、この電荷の流入（流れ込み）に起因して電流経路に流れる電流の電流値をピンチオフ電流Ｉｐに抑制することができる結果、絶縁検査時におけるスパークの発生を確実に回避することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、２つの定電流ダイオード７ａ，７ｂを互いに逆極性で直列に接続（各定電流ダイオード７ａ，７ｂのカソード端子同士を接続）して各電流制限素子７を構成したことにより、電流制限素子７に流れるいずれの方向の電流についてもピンチオフ電流Ｉｐに抑制することができる。したがって、この回路基板検査装置１によれば、絶縁検査時において、電流供給プローブ４ａ，４ｂおよび電圧検出プローブ３ａ，３ｂのうちの１つのプローブ、並びに電流供給プローブ４ｃ，４ｄおよび電圧検出プローブ３ｃ，３ｄのうちの１つのプローブのうちの任意の一方を電圧出力端子に接続し、他方を電流検出端子に接続したとしても、また電圧出力端子に接続するプローブと、電流検出端子に接続するプローブとを切り換えたとしても、絶縁検査時におけるスパークの発生を確実に回避しつつ検査を実行することができる。また、電流源１１を交流定電流源で構成して導通検査を実行することもできる。

なお、上記の構成に限定されない。例えば、上記の例では、２つの定電流ダイオード７ａ，７ｂを互いに逆極性で直列に接続して各電流制限素子７を構成しているが、各電圧検出プローブ３および各電流供給プローブ４に流れる電流の向きが予め定まっているときには、絶縁検査時における電流をピンチオフ電流Ｉｐに抑制し得る向きで配置された１つの定電流ダイオードで電流制限素子７を構成することもできる。

また、電流源１１を定電流源で構成した例について上記したが、これに限定されるものではない。出力している電流値を示す電流データを処理部８へ出力し得る構成の電流源（定電流ではない電流源）を電流源１１として使用する構成を採用することもできる。この構成においては、処理部８は、電流源１１から出力される電流データと、電圧計１２から出力される電圧データＤｖとに基づいて、配線パターンＰの抵抗値を算出すると共に、基準抵抗値Ｒｒｅｆと比較することにより、配線パターンＰの導通状態を判別する。また、絶縁検査において、電流計１４で測定された電流Ｉ２の電流値と予め設定された基準電流値Ｉｒｅｆとを比較して、一対の配線パターンＰ間の絶縁状態を判別しているが、電流計１４で測定された電流Ｉ２の電流値と電圧源１３から出力される試験電圧Ｖ２とに基づいて、一対の配線パターンＰ間の絶縁抵抗値を測定し、この絶縁抵抗値に基づいて絶縁状態を判別する構成を採用することもできる。

１回路基板検査装置
２回路基板
３電圧検出プローブ
４電流供給プローブ
５測定部
６スキャナ部
７電流制限素子
７ａ，７ｂ定電流ダイオード
８処理部
Ｈｃ上流側電流供給端子
Ｈｐ上流側電圧検出端子
Ｌｃ下流側電流検出端子
Ｌｐ下流側電圧検出端子
Ｐ配線パターン

Claims

回路基板に形成された複数の配線パターンの導通検査、および当該複数の配線パターン間の絶縁検査を実行する回路基板検査装置であって、
前記各配線パターンの各端部に接触可能に配設された複数の電圧検出プローブおよび複数の電流供給プローブと、
前記導通検査のときに上流側電流供給端子および下流側電流供給端子間に導通検査用電流を供給して上流側電圧検出端子および下流側電圧検出端子間の端子間電圧を測定可能に構成されると共に、前記絶縁検査のときに電圧出力端子に絶縁検査用電圧を出力して当該電圧出力端子から電流検出端子に流れる電流を測定可能に構成された測定部と、
前記各電圧検出プローブおよび前記各電流供給プローブと前記測定部の前記各端子とを切り替え接続する切替素子を複数有し、前記測定部の前記各端子と前記切替素子とが直接接続されるスキャナ部と、
定電流ダイオードで構成されて、前記スキャナ部の前記切替素子と前記各電圧検出プローブとの間、および前記スキャナ部の前記切替素子と前記各電流供給プローブとの間に配設された複数の電流制限素子と、
処理部とを備え、
前記測定部は、前記導通検査用電流を前記定電流ダイオードのピンチオフ電流未満の電流値で供給し、
前記処理部は、前記スキャナ部を制御して、前記導通検査のときには、前記複数の配線パターンから選択された１つの配線パターンの１つの前記端部に接触される前記電圧検出プローブを当該電圧検出プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記上流側電圧検出端子に接続させると共に当該端部に接触される前記電流供給プローブを当該電流供給プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記上流側電流供給端子に接続させ、かつ当該選択された１つの配線パターンの他の１つの前記端部に接触される前記電圧検出プローブを当該電圧検出プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記下流側電圧検出端子に接続させると共に当該端部に接触される前記電流供給プローブを当該電流供給プローブに接続された前記電流制限素子を介して前記下流側電流供給端子に接続させ、前記絶縁検査のときには、前記複数の配線パターンから選択された一対の配線パターンのうちの一方の配線パターンに接触される前記電流供給プローブおよび前記電圧検出プローブのうちの１つのプローブを当該１つのプローブに接続された前記電流制限素子を介して前記電圧出力端子に接続させると共に、当該一対の配線パターンのうちの他方の配線パターンに接触される前記電流供給プローブおよび前記電圧検出プローブのうちの１つのプローブを当該１つのプローブに接続された前記電流制限素子を介して前記電流検出端子に接続させる回路基板検査装置。
前記電流制限素子は、２つの前記定電流ダイオードが互いに逆極性で直列に接続されて構成されている請求項１記載の回路基板検査装置。