JPH09152457A - 電気的配線検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】検査の質を向上させ、かつ、検査時間を短縮す
る。 【解決手段】良品の配線基板１０について、プローブ３
１及び３２をそれぞれグランドプレート１３及び配線ｉ
に導通させて容量Ｃgiを測定し、これを記憶装置４４に
格納する。検査対象の配線基板１０について同様に容量
Ｃiを測定し、良品のいくつかの容量測定値の平均値Ｃa
と検査対象の対応する容量測定値Ｃgaの平均値との比μ
を算出する。ただし、Ｃk＜Ｃgk（１−Δｅ0）又はＣk
＞Ｃgk（１＋Δｅ0）であれば比の算出対象から容量測
定値Ｃk及びＣgkを除外する。Ｃj＜μ・Ｃgj（１−Δ
ｅ）又はＣj＞μ・Ｃgj（１＋Δｅ）であれば配線ｊが
欠陥であると判定し、抵抗測定法により欠陥の詳細を判
定する。ここにΔｅは許容誤差率である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配線基板の配線の
細り、断線、電流リーク及び短絡などを電気的に検査す
る方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】配線基板の配線の電気的検査方法には、
抵抗測定法と容量測定法とがある。抵抗測定法では、配
線の導通抵抗を測定することにより、配線パターンの細
りや断線の有無を判定し、異なる配線間の絶縁抵抗を測
定することにより、配線パターン間の電流リークや短絡
の判定をする。容量測定法では、各配線ｉと、これに平
行なグランドプレートとの間の容量Ｃiを測定し、予め
測定していた良品の容量Ｃgiと比較して欠陥を判定す
る。すなわち、Ｃi＜Ｃgi（１−Δｅ0）又はＣi＞Ｃgi
（１＋Δｅ0）であれば欠陥と判定する。ここにΔｅ0
は、予め設定される許容誤差率であり、０．１５程度の
値が用いられていた。

【０００３】

【発明が解決使用とする課題】抵抗測定法は、容量測定
法よりも詳細な検査ができるが、異なる配線間の絶縁抵
抗を測定するので測定点数が多く、また、配線毎に２本
のプローブを移動させなければならないので、容量測定
法よりも検査時間が長くなる。また、プローブ間隔に制
限がある。最近の高密度多層基板では、プローブ接触点
であるパッドの数が多いもので約５，０００もあり、こ
のような問題が著しくなる。

【０００４】これに対し、容量測定法では、グランドプ
レートに対する個々の配線の容量を測定するので、抵抗
検査法よりも測定点数が少なく、また、一方のプローブ
をグランドプレートに導通させて固定すればよいので、
検査時間を大幅に短縮することができる。しかし、容量
測定法では、配線パターン幅のばらつきや配線パターン
とグランドプレートとの間の絶縁層の厚みのばらつきに
より、配線欠陥を検出できない場合が生ずる。これを防
止するために許容誤差率Δｅ0を小さくすると、欠陥が
過剰検出され、欠陥と判定された配線を再度詳細に検査
しなければならず、全体の検査時間が長くなる。

【０００５】本発明の目的は、このような問題点に鑑
み、検査の質を向上させ、かつ、検査時間を短縮するこ
とができる電気的配線検査方法及び装置を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及びその作用効果】第１発
明では、配線基板に形成された導体パターンに複数のプ
ローブを当接して電気的に配線を検査する電気的配線検
査方法において、該プローブを移動させるプローブ駆動
装置と、該複数のプローブのうち２つのプローブの間の
容量を測定する容量測定部と、記憶部と、を有する電気
的配線検査装置を使用し、良品の配線基板及びｉ＝１〜
ｎについて、該プローブ駆動装置により該複数のプロー
ブのうち２つのプローブの一方及び他方をそれぞれ導体
面及び配線ｉに導通させて、該容量測定部により容量Ｃ
giを測定し、該容量Ｃgiを該記憶部に格納し、検査対象
の配線基板及びｉ＝１〜ｎについて、該プローブ駆動装
置によりに対し該複数のプローブのうち２つのプローブ
の一方及び他方をそれぞれ該導体面及び該配線ｉに導通
させて、該容量測定部により容量Ｃiを測定し、該検査
対象の１以上の配線の容量測定値の平均値と、該良品
の、該１以上の配線に対応する配線の容量測定値の平均
値との比μを実質的に算出し、ｊ＝１〜ｎかつ該比の算
出に用いられなかった配線ｊについて、実質的にＣj＜
μ・Ｃgj（１−Δｅ）又はＣj＞μ・Ｃgj（１＋Δｅ）
であれば配線ｊが欠陥であると判定し、ここにΔｅは正
の設定値である。

【０００７】「実質的に」とは、計算式が異なっていて
も結果として同一内容であることを意味する。容量比μ
は、絶縁層の厚みのばらつきや、現像条件のばらつき等
による配線幅のばらつきにより、配線基板毎に異なる
が、同一配線基板では欠陥のない全ての配線について容
量比μがほぼ同一であると考えられる。

【０００８】第１発明では、容量比μを用いているの
で、許容誤差率Δｅを、容量比μを用いなかった従来法
よりも充分小さくすることができ、従来よりも、欠陥検
出率を高くし且つ過剰検出率を低くすることができると
いう効果を奏する。また、過剰検出率を低くすることが
できるので、他の詳細検査と組み合わせた全体の検査時
間を短縮することができる。

【０００９】第１発明の第１態様では、上記電気的配線
検査装置はさらに、上記複数のプローブのうち２つのプ
ローブの間の抵抗を測定する抵抗測定部を有し、上記配
線ｊが欠陥であると判定した場合に、上記プローブ駆動
装置により該複数のプローブのうち２つのプローブの一
方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部及び他部に導通さ
せて、該抵抗測定部により抵抗を測定し、該プローブ駆
動装置により該複数のプローブのうち２つのプローブの
一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部及び該配線ｊと
異なる配線の一部に導通させて、該抵抗測定部により抵
抗を測定させ、測定された抵抗値に基づいて該欠陥の種
類を判定する。

【００１０】この第１態様によれば、最初に検査時間の
比較的短い容量測定法を用い、欠陥と判定された場合の
み抵抗測定法を用いているので、全体の検査時間を短縮
することができるという効果を奏する。第１発明の第２
態様では、実質的にＣk＜Ｃgk（１−Δｅ0）又はＣk＞
Ｃgk（１＋Δｅ0）であれば上記比の算出対象から容量
測定値Ｃk及びＣgkを除外する。ここにΔｅ0は、上記Δ
ｅより大きい設定値である。

【００１１】この第２態様によれば、比μがより正確に
なるので、Δｅをより小さくでき、上記第１発明の効果
が高められる。第１発明の第３態様では、上記比μの算
出に用いられる容量は、全測定値のうち比較的小さい値
である。容量が大きい配線に容量の小さな配線が短絡し
ている場合に比の算出対象から除外されない虞がある
が、この第３態様によれば、このような虞を避けること
ができ、比μがより正確になる。

【００１２】第２発明では、配線基板に形成された導体
パターンに複数のプローブを当接させて電気的に配線を
検査する電気的配線検査装置において、該プローブを移
動させるプローブ駆動装置と、該複数のプローブのうち
２つのプローブの間の容量を測定する容量測定部と、記
憶部と、制御・判定部とを有し、該制御・判定部は、良
品の配線基板及びｉ＝１〜ｎについて、該プローブ駆動
装置に対し該複数のプローブのうち２つのプローブの一
方及び他方をそれぞれ導体面及び配線ｉに導通させて、
該容量測定部に対し容量Ｃgiを測定させ、該容量Ｃgiを
該記憶部に格納させ、検査対象の配線基板及びｉ＝１〜
ｎについて、該プローブ駆動装置に対し該複数のプロー
ブのうち２つのプローブの一方及び他方をそれぞれ該導
体面及び該配線ｉに導通させて、該容量測定部に対し容
量Ｃiを測定させ、該検査対象の１以上の配線の容量測
定値の平均値と、該良品の、該１以上の配線に対応する
配線の容量測定値の平均値との比μを実質的に算出し、
ｊ＝１〜ｎかつ該比の算出に用いられなかった配線ｊに
ついて、実質的にＣj＜μ・Ｃgj（１−Δｅ）又はＣj＞
μ・Ｃgj（１＋Δｅ）であれば配線ｊが欠陥であると判
定し、ここにΔｅは正の設定値である。

【００１３】第２発明の第１態様では、上記構成にさら
に、上記複数のプローブのうち２つのプローブの間の抵
抗を測定する抵抗測定部を有し、上記制御・判定部は、
上記配線ｊが欠陥であると判定した場合に、上記プロー
ブ駆動装置に対し該複数のプローブのうち２つのプロー
ブの一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部及び他部に
導通させ、該抵抗測定部に対し抵抗を測定させ、該プロ
ーブ駆動装置に対し該複数のプローブのうち２つのプロ
ーブの一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部及び該配
線ｊと異なる配線の一部に導通させて、該抵抗測定部に
対し抵抗を測定させ、測定した抵抗値に基づいて該欠陥
の種類を判定する。

【００１４】第２発明の第２態様では、上記制御・判定
部は、実質的にＣk＜Ｃgk（１−Δｅ0）又はＣk＞Ｃgk
（１＋Δｅ0）であれば上記比の算出対象から容量測定
値Ｃk及びＣgkを除外する。ここにΔｅ0は、上記Δｅよ
り大きい設定値である。第２発明の第３態様では、上記
制御・判定部は、上記比μの算出に用いられる容量とし
て、全測定値のうち比較的小さい値のものを選択する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、電気的配線検査装置の概
略構成を示す。図１では、検査対象の配線基板１０を、
絶縁層１１と絶縁層１２とに分解して示している。配線
基板１０は、絶縁層１１上に導体パターンが形成され、
絶縁層１１と絶縁層１２との間に金属膜であるグランド
プレート１３が配置されている。図１では、絶縁層１１
上の導体パターンとして、配線ネットである配線パター
ン１４〜１７と、パッド２０〜２８とを示している。パ
ッド２０は、絶縁層１１のスルーホールに充填された導
体により、グランドプレート１３と接続されている。

【００１６】プローブＸ−Ｙ駆動装置３０は、Ｘ−Ｙプ
ロッターに類似の公知の構成により、配線基板１０に平
行な面内でプローブ３１及び３２を移動させることがで
き、また、プローブ３１及び３２をその軸方向へ移動さ
せて圧縮コイルスプリングによりプローブ３１及び３２
の先端をパッドに押接させることができる。プローブ３
１及び３２は、切換回路４０により、容量測定回路４１
又は抵抗測定回路４２に選択的に接続される。プローブ
Ｘ−Ｙ駆動装置３０及び切換回路４０は、制御・判定装
置４３により制御される。

【００１７】容量測定回路４１は、制御・判定装置４３
からの測定指令に応答して、プローブ３１とプローブ３
２との間の容量を測定し、測定値を制御・判定装置４３
に供給する。抵抗測定回路４２は、制御・判定装置４３
からの測定指令に応答して、プローブ３１とプローブ３
２との間の抵抗を測定し、測定値を制御・判定装置４３
に供給する。

【００１８】抵抗測定回路４２には、記憶装置４４及び
プリンタ４５が接続されている。記憶装置４４は、例え
ばハードディスク装置及びＲＡＭで構成され、配線設計
データに基づいて作成された絶縁層１１上のプローブ押
接位置（パッド位置）のデータ及び後述のデータの格納
に用いられる。プリンタ４５は、検査結果の出力用であ
る。

【００１９】制御・判定装置４３は、例えばマイクロコ
ンピュータで構成されており、図２及び図３に示す処理
を実行する。図２は、配線検査の準備段階での処理を示
しており、図３は、図２の処理の後に行われる配線検査
手順を示している。配線基板１０の検査すべき配線を配
線ｉ、ｉ＝１〜ｎとする。以下、括弧内の数値は図中の
ステップ識別番号である。

【００２０】（５０）良品の配線基板１０について、配
線ｉの容量Ｃgi（ｉ＝１〜ｎ）を測定し、測定値を基準
値として記憶装置４４に格納する。 （５１）測定した容量Ｃg1〜Ｃgnのうち、小容量のＣg
s、Ｃgt、Ｃgu及びＣgvを抽出する。Ｃgs、Ｃgt、Ｃgu
及びＣgvは、例えば、容量Ｃg1〜Ｃgnを小さい順に並べ
たものの最初から４つ、又は、容量Ｃg1〜Ｃgnを４分割
した各グループの最小値である。

【００２１】（５２）容量Ｃgs、Ｃgt、Ｃgu及びＣgvの
配線名ｓ、ｔ、ｕ及びｖを記憶装置４４に格納する。 次に、検査対象の配線基板１０に対する図３の処理を説
明する。 （６０）容量Ｃgs、Ｃgt、Ｃgu及びＣgvに対応した配線
ｓ、ｔ、ｕ及びｖ（簡単化のため、配線とその配線名と
は同一符号を用いる）の容量を測定し、その平均値Ｃa
を算出する。また、容量Ｃgs、Ｃgt、Ｃgu及びＣgvの平
均値Ｃgaを算出する。ただし、ｋ＝ｓ、ｔ、ｕ、ｖにつ
いて、Ｃk＜Ｃgk（１−Δｅ0）又はＣk＞Ｃgk（１＋Δ
ｅ0）であれば欠陥と判定して平均値の算出対象から容
量測定値Ｃk及びＣgkを除外する。ここに、許容誤差率
Δｅ0は例えば０．１５である。

【００２２】（６１）容量比μ＝Ｃa／Ｃgaを算出す
る。容量比μは、絶縁層１１の厚みのばらつきや、現像
条件のばらつき等による配線幅のばらつきにより、配線
基板１０毎に異なるが、同一配線基板では欠陥のない全
ての配線について容量比μがほぼ同一であると考えられ
る。図２のステップ５１で「小容量」としたのは、容量
が大きい配線に容量の小さな配線が短絡している場合に
ステップ６０で欠陥でないと判定される虞があるので、
これを避けるためである。また、ステップ５１で「４分
割」としたのは、領域ごとの小さなばらつきを平均化す
るためである。

【００２３】配線ｉに初期値を代入する。初期値は、例
えば１〜ｎのうち配線ｓ、ｔ、ｕ及びｖを除く最も小さ
い値である。 （６２）欠陥判定の上限値Ｃmax＝μ・Ｃgi（１＋Δ
ｅ）及び下限値μ・Ｃgi（１−Δｅ）を算出する。許容
誤差率Δｅは、例えば０．０２である。 （６３）配線ｉの容量Ｃiを測定する。

【００２４】（６４）Ｃmin＜Ｃi＜Ｃmaxであれば配線
ｉが良と判定してステップ６６へ進み、そうでなければ
欠陥であると判定してステップ６５へ進む。 （６５）欠陥の種類をより詳細に特定するために、配線
ｉに対し抵抗測定法を用いる。すなわち、配線ｉの導通
抵抗を測定し、その測定値を、予め定めた基準値と比較
して配線の細りや断線を判定する。また、配線ｉと配線
ｉの近くの配線との間の絶縁抵抗を測定し、その測定値
を、予め定めた基準値と比較して配線間の電流リークや
短絡を判定する。この検査により、欠陥ではないと判定
される場合もある。欠陥であると判定された場合には、
その配線名ｉ及び欠陥の種類を記憶装置４４に格納す
る。

【００２５】（６６〜６８）配線ｓ、ｔ、ｕ及びｖを除
く全ての配線ｉについて、上記処理が終了していなけれ
ば、ｉを更新してステップ６２へ戻り、終了した場合に
は、記憶装置４４に格納された検査結果をプリンタ４５
に出力する。従来法では上記許容誤差率Δｅ0を０．１
５としていたが、本実施形態では容量比μを用いている
ので、許容誤差率Δｅを０．０２とすることができ、従
来よりも、欠陥検出率を高くし且つ過剰検出率を低くす
ることができた。

【００２６】また、最初に検査時間の比較的短い容量測
定法を用い、欠陥と判定された場合のみ抵抗測定法を用
いているので、検査時間を短縮することができる。な
お、本発明には他にも種々の変形例が含まれる。例え
ば、図１では、２本のプローブを用いる場合を説明した
が、多数本のプローブを用い、例えば図１のパッド２
１、２３、２５及び２７の各々にプローブを同時に押接
させプローブ選択を電気的に走査する構成であってもよ
い。

【００２７】また、切換回路４０を用いずに容量測定回
路４１及び抵抗測定回路４２の出力端を互いに接続し、
容量測定回路４１で測定する場合には抵抗測定回路４２
の出力をハイインピーダンスにし、抵抗測定回路４２で
測定する場合には容量測定回路４１の出力をハイインピ
ーダンスにする構成であってもよい。さらに、グランド
プレート１３が無い配線基板については、銅板等のグラ
ンドプレートを配線基板に重ね合わせることにより、容
量測定法を用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の電気的配線検査装置の概
略構成図である。

【図２】図１の装置を用いた配線検査の準備段階の処理
を示すフローチャートである。

【図３】図１の装置を用いた配線検査手順を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１０ 配線基板 １１、１２ 絶縁層 １３ グランドプレート １４〜１７ 配線パターン ２０〜２８ パッド ３０ プローブＸ−Ｙ駆動装置 ３１、３２ プローブ ４０ 切換回路 ４１ 容量測定回路 ４２ 抵抗測定回路 ４３ 制御・判定装置 ４４ 記憶装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配線基板に形成された導体パターンに複
   数のプローブを当接して電気的に配線を検査する電気的
   配線検査方法において、 該プローブを移動させるプローブ駆動装置と、 該複数のプローブのうち２つのプローブの間の容量を測
   定する容量測定部と、 記憶部と、 を有する電気的配線検査装置を使用し、 良品の配線基板及びｉ＝１〜ｎについて、該プローブ駆
   動装置により該複数のプローブのうち２つのプローブの
   一方及び他方をそれぞれ導体面及び配線ｉに導通させ
   て、該容量測定部により容量Ｃgiを測定し、該容量Ｃgi
   を該記憶部に格納し、 検査対象の配線基板及びｉ＝１〜ｎについて、該プロー
   ブ駆動装置によりに対し該複数のプローブのうち２つの
   プローブの一方及び他方をそれぞれ該導体面及び該配線
   ｉに導通させて、該容量測定部により容量Ｃiを測定
   し、 該検査対象の１以上の配線の容量測定値の平均値と、該
   良品の、該１以上の配線に対応する配線の容量測定値の
   平均値との比μを実質的に算出し、 ｊ＝１〜ｎかつ該比の算出に用いられなかった配線ｊに
   ついて、Ｃj＜μ・Ｃgj（１−Δｅ）又はＣj＞μ・Ｃgj
   （１＋Δｅ）であれば配線ｊが欠陥であると判定し、こ
   こにΔｅは正の設定値である、 ことを特徴とする電気的配線検査方法。
2. 【請求項２】 上記電気的配線検査装置はさらに、上記
   複数のプローブのうち２つのプローブの間の抵抗を測定
   する抵抗測定部を有し、 上記配線ｊが欠陥であると判定した場合に、 上記プローブ駆動装置により該複数のプローブのうち２
   つのプローブの一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部
   及び他部に導通させて、該抵抗測定部により抵抗を測定
   し、 該プローブ駆動装置により該複数のプローブのうち２つ
   のプローブの一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部及
   び該配線ｊと異なる配線の一部に導通させて、該抵抗測
   定部により抵抗を測定させ、 測定された抵抗値に基づいて該欠陥の種類を判定するこ
   とを特徴とする電気的配線検査方法。
3. 【請求項３】 実質的にＣk＜Ｃgk（１−Δｅ0）又はＣ
   k＞Ｃgk（１＋Δｅ0）であれば上記比の算出対象から容
   量測定値Ｃk及びＣgkを除外し、ここにΔｅ0は上記Δｅ
   より大きい設定値である、 ことを特徴とする請求項１又は２記載の電気的配線検査
   方法。
4. 【請求項４】 上記比μの算出に用いられる容量は、全
   測定値のうち比較的小さい値である、 ことを特徴とする請求項３記載の電気的配線検査方法。
5. 【請求項５】 配線基板に形成された導体パターンに複
   数のプローブを当接させて電気的に配線を検査する電気
   的配線検査装置において、 該プローブを移動させるプローブ駆動装置と、 該複数のプローブのうち２つのプローブの間の容量を測
   定する容量測定部と、 記憶部と、 制御・判定部とを有し、該制御・判定部は、 良品の配線基板及びｉ＝１〜ｎについて、該プローブ駆
   動装置に対し該複数のプローブのうち２つのプローブの
   一方及び他方をそれぞれ導体面及び配線ｉに導通させ
   て、該容量測定部に対し容量Ｃgiを測定させ、該容量Ｃ
   giを該記憶部に格納させ、 検査対象の配線基板及びｉ＝１〜ｎについて、該プロー
   ブ駆動装置に対し該複数のプローブのうち２つのプロー
   ブの一方及び他方をそれぞれ該導体面及び該配線ｉに導
   通させて、該容量測定部に対し容量Ｃiを測定させ、 該検査対象の１以上の配線の容量測定値の平均値と、該
   良品の、該１以上の配線に対応する配線の容量測定値の
   平均値との比μを実質的に算出し、 ｊ＝１〜ｎかつ該比の算出に用いられなかった配線ｊに
   ついて、実質的にＣj＜μ・Ｃgj（１−Δｅ）又はＣj＞
   μ・Ｃgj（１＋Δｅ）であれば配線ｊが欠陥であると判
   定し、ここにΔｅは正の設定値である、 ことを特徴とする電気的配線検査装置。
6. 【請求項６】 請求項５にさらに、上記複数のプローブ
   のうち２つのプローブの間の抵抗を測定する抵抗測定部
   を有し、 上記制御・判定部は、上記配線ｊが欠陥であると判定し
   た場合に、 上記プローブ駆動装置に対し該複数のプローブのうち２
   つのプローブの一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部
   及び他部に導通させ、該抵抗測定部に対し抵抗を測定さ
   せ、 該プローブ駆動装置に対し該複数のプローブのうち２つ
   のプローブの一方及び他方をそれぞれ該配線ｊの一部及
   び該配線ｊと異なる配線の一部に導通させて、該抵抗測
   定部に対し抵抗を測定させ、 測定した抵抗値に基づいて該欠陥の種類を判定すること
   を特徴とする電気的配線検査装置。
7. 【請求項７】 上記制御・判定部は、実質的にＣk＜Ｃg
   k（１−Δｅ0）又はＣk＞Ｃgk（１＋Δｅ0）であれば上
   記比の算出対象から容量測定値Ｃk及びＣgkを除外し、
   ここにΔｅ0は上記Δｅより大きい設定値である、 ことを特徴とする請求項５又は６記載の電気的配線検査
   装置。
8. 【請求項８】 上記制御・判定部は、上記比μの算出に
   用いられる容量として、全測定値のうち比較的小さい値
   のものを選択する、 ことを特徴とする請求項７記載の電気的配線検査装置。