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【発明の名称】 印刷配線板の電気検査装置及び電気検査方法
【発明者】 【氏名】伍嶋 努
【要約】 【課題】印刷配線板に潜在すルーズコンタクト不良を、確実に検出する。

【解決手段】検査対象印刷配線１に接続されている測定端子２ａ，２ｂ間に電気検査装置１０のパルス発生部１１で発生する所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔の定電流パルスをプローブ３ａ，３ｂを介して予め定められた回数制御部１５で制御・印加し、測定部１２で１パルス毎に被測定端子２ａ，２ｂ間の電圧を測定すると共にこの測定結果電圧値と定電流パルスの電流値とから抵抗値を算出し、変動検出部１３でｋ番目の定電流パルスのときの変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を算出し、判定部１４でパルス毎の変動量ΔＲ（ｋ）と判定規格値とを比較判定することにより、印刷配線板に潜在するルーズコンタクトの検出が確実に行える。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 印刷配線板に印刷された配線の潜在欠陥の有無を検査する印刷配線板電気検査装置であって、所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔の定電流パルスを予め定められた回数（ｎ回とする）被検査対象配線毎に発生するパルス発生部と、このパルス発生部で発生された前記定電流パルスが前記被検査対象配線の被測定端子間に印加された際の前記被測定端子間の電圧を１パルス毎に測定しこの測定された電圧値と前記定電流パルスの定電流値とから前記被測定端子間の抵抗値を算出する測定部と、前記被測定端子間に印加される前記定電流パルスがｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のときの前記測定部で算出された前記抵抗値をＲ（ｉ）と表すときｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）の前記定電流パルスでの算出抵抗値Ｒ（ｋ）の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を検出する変動検出部と、この変動検出部で検出された前記変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とを比較し前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値以上か否かを判定する判定部と、前記パルス発生部で発生された前記定電流パルスが被検査対象配線に印加される回数を制御する制御部とを含むことを特徴とする印刷配線板の電気検査装置。
【請求項２】 印刷配線板に印刷された配線の潜在欠陥の有無を検査する印刷配線板の電気検査方法であって、被測定端子間に所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔に設定された定電流パルスを予め定められた回数（ｎ回とする）印加する定電流パルス印加ステップと、この定電流パルス印加ステップの１定電流パルス毎に前記被測定端子間の電圧を測定し前記定電流パルスの電流値とこの測定結果電圧値とから前記被測定端子間の抵抗値を算出する測定ステップと、前記定電流パルス印加ステップのｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の定電流パルスのときに前記測定ステップで測定された前記測定端子間の抵抗値をＲｉ）と表すとき前記定電流パルス印加ステップのｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）の前記定電流パルスでの算出抵抗値Ｒ（ｋ）の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を検出する変動検出ステップと、この変動検出ステップで検出された前記変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とを比較し、前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値未満であれば当該端子間を正常とし、前記変動量が前記判定規格値以上の場合は当該端子間を異常として、当該被検査対象の関連する情報と共に判定結果情報を記憶する判定ステップとを含むことを特徴とする印刷配線板の電気検査方法。
【請求項３】 印刷配線板に印刷された配線の潜在欠陥の有無を検査する印刷配線板の電気検査方法であって、印加される定電流パルスの電流値が被検査対象配線の最大定格電流値の１．５倍以上且つ４倍以下である請求項２記載の印刷配線板の電気検査方法。
【請求項４】 印刷配線板に印刷された配線の潜在欠陥の有無を検査する印刷配線板の電気検査方法であって、前記判定規格値が０．１５×Ｒ（ｋ−１）〜０．３×Ｒ（ｋ−１）である請求項２又は請求項３記載の印刷配線板の電気検査方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、印刷配線板の電気検査装置及び電気検査方法に関し、特に、印刷配線板の配線に潜在している疑似導通（見かけ上正常に導通しているが、わずかな機械的、熱的或いは電気的ストレスで断線に至る欠陥）或いは疑似絶縁部（見かけ上正常に絶縁されているが、わずかな機械的、熱的或いは電気的ストレスで短絡に至る欠陥）（以下、疑似導通と疑似絶縁をまとめてルーズコンタクトという）のような欠陥を電気的に検出するのに用いられる印刷配線板の電気検査装置及び電気検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に印刷配線板は、その製造工程で、配線の断線や異なる配線間の短絡が生じている虞があるため、これらの欠陥の有無を確認するために電気検査が実施されている。従来、この種の印刷配線板の電気検査は、図４にそのブロック図が示される電気検査装置４０で実施されている。
【０００３】従来の電気検査装置４０は、所定の定電流を発生する定電流発生部４１１とこの定電流発生部４１１で発生した定電流をプローブ３ａ，３ｂを介して検査対象配線の被検査端子２ａ，２ｂ間に印加し、この時の被検査端子２ａ，２ｂ間の電圧を測定して抵抗成分を検出する測定部４１２とを含む電気テスタ部４１と、抵抗成分から配線の導通、断線を検出する比較判定部４２とを備えただけである。また、この電気検査装置４０による検査方法は、電気検査装置４０のプローブ３ａ，３ｂを介して被検査端子２ａ，２ｂ間に単に定格を越えない定電流を印加して抵抗成分を検出し、配線の断線及び配線間の短絡を判定している。
【０００４】更に、特開昭６０−１０２７０７号公報には、被検査回路に最大許容電流以上の電流が流れるべく、且つ新たに欠陥が生じない程度にパルス幅が設定されたパルス電圧を印加して電流を測定し、測定された電流波形の乱れによって欠陥を検出する、薄膜形成品のルーズコンタクトの検出方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】印刷配線板は、電子部品の実装の際に、機械的、熱的ストレスを受けることが避けられず、印刷配線板にルーズコンタクトが潜在していると、このルーズコンタクトが断線或いは短絡に至る虞がある。
【０００６】しかし、配線にルーズコンタクトが潜在していても、上述した従来の印刷配線板の電気検査装置或いはこの検査装置による検査方法のように、配線に単に定格を越えない定電流を印加して抵抗成分を検出し、抵抗成分から配線の導通、断線を比較判定するだけでは、ルーズコンタクトの存在を検出できずに電気的特性上は良品と誤判定してしまうという問題があった。
【０００７】また、特開昭６０−１０２７０７号公報に開示されている、パルス電圧を印加して電流を測定し、測定された電流波形の乱れによって欠陥を検出する方法では、どのような電流波形の乱れが観測された場合を欠陥とするかの判定が、複雑で微妙なものになっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の印刷配線板の電気検査装置は、所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔の定電流パルスを予め定められた回数（ｎ回とする）被検査対象配線毎に発生するパルス発生部と、このパルス発生部で発生された前記定電流パルスが前記被検査対象配線の被測定端子間に印加された際の前記被測定端子間の電圧を１パルス毎に測定しこの測定された電圧値と前記定電流パルスの定電流値とから前記被測定端子間の抵抗値を算出する測定部と、前記被測定端子間に印加される前記定電流パルスがｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のときの前記測定部で算出された前記抵抗値をＲ（ｉ）と表すときｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）の前記定電流パルスでの算出抵抗値Ｒ（ｋ）の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を検出する変動検出部と、この変動検出部で検出された前記変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とを比較し前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値以上か否かを判定する判定部と、前記パルス発生部で発生された前記定電流パルスが被検査対象配線に印加される回数を制御する制御部とを含むことを特徴としている。
【０００９】また、本発明の印刷配線板の電気検査方法は、被測定端子間に所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔に設定された定電流パルスを予め定められた回数（ｎ回とする）印加する定電流パルス印加ステップと、この定電流パルス印加ステップの１定電流パルス毎に前記被測定端子間の電圧を測定し前記定電流パルスの電流値とこの測定結果電圧値とから前記被測定端子間の抵抗値を算出する測定ステップと、前記定電流パルス印加ステップのｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の定電流パルスのときに前記測定ステップで測定された前記測定端子間の抵抗値をＲ（ｉ）と表すとき前記定電流パルス印加ステップのｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）の前記定電流パルスでの算出抵抗値Ｒ（ｋ）の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を検出する変動検出ステップと、この変動検出ステップで検出された前記変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とを比較し、前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値未満であれば当該端子間を正常とし、前記変動量が前記判定規格値以上の場合は当該端子間を異常として、当該被検査対象の関連する情報と共に判定結果情報を記憶する判定ステップとを含むことを特徴としている。
【００１０】ルーズコンタクト部が潜在している被検査配線に適切な定電流パルスを印加すると、ルーズコンタクト部の欠陥は瞬時の電流がもたらす発熱によってその接触が解除或いは逆に溶着されたり、絶縁膜が破壊されるなどにより、配線の抵抗値が大きく変動するので、この抵抗値変動量を検出し、適切に定められた判定規格値と比較することにより、ルーズコンタクト部が潜在している被検査配線を判別することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施形態の印刷配線板の電気検査装置の概略ブロック図である。
【００１３】電気検査装置１０は、印刷配線１の被測定端子２ａ，２ｂ間にプローブ３ａ，３ｂを介して印加される所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔の定電流パルスを予め定められた回数（ｎ回とする）被測定対象毎に発生するパルス発生部１１と、このパルス発生部で発生された前記定電流パルスが被測定端子２ａ，２ｂ間に印加された際の被測定端子２ａ，２ｂ間の電圧を１パルス毎に測定しこの測定された電圧値と前記定電流パルスの定電流値とから前記被測定端子２ａ，２ｂ間の抵抗値を算出する測定部１２と、前記定電流パルスがｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のときにこの測定部１２で算出された当該被測定端子２ａ，２ｂ間の抵抗値をＲ（ｉ）と表すとき、前記定電流パルスがｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）のときの前記被測定端子２ａ，２ｂ間の抵抗の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を検出する抵抗変動検出部１３と、前記抵抗変動検出部１３で検出された前記変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた規格値とを比較し前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記規格値以上か否かを判定する判定部１４と、前記パルス発生部１１で発生された前記定電流パルスが前記被測定端子２ａ，２ｂ間に印加される回数を制御する制御部１５とを含んでいる。
【００１４】次に、本実施形態の電気検査装置１０の動作を説明する。
【００１５】検査対象となる配線に接続されている被測定端子間に、電気検査装置１０のパルス発生部１１で発生する所定の定電流パルスが、予め定められた回数（ｎ回）だけ印加されるように、制御部１５で制御される。この際、１パルス毎に測定部１２で前記被測定端子間の電圧を測定しこの測定結果電圧値と印加された定電流パルスの電流値とから被測定端子間の配線抵抗値が算出される。変動検出部１３では、定電流パルスがｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）のときの当該被測定端子間の抵抗値の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）が算出される。また、判定部１４で、この変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とが比較される。この結果、予め定められた回数（ｎ回）の全てのパルスで前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値未満であれば当該端子間の前記配線を正常とし、１回でも前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値以上の場合は当該端子間の前記配線を異常とする。予め定められた回数のパルス印加が終了した後、この判定結果情報が、必要な関連情報（基板のロット番号、シリアル番号、基板上の対象配線位置等必要に応じて定められる）と共に図示されていない記憶手段に格納される。
【００１６】当該印刷配線板の全ての検査対象配線に対して、この一連の動作が実施される。
【００１７】尚、電気検査装置１０は、被測定端子間が正常な絶縁状態或いは完全な断線状態のような場合、パルス発生部１１からの出力電圧値が予め定められた値に達すると図示されていない保護回路が作動してパルス発生部１１からの出力は遮断され、当該被測定端子間の電圧は０Ｖになると共に、測定結果はオーバフロー表示されるように構成されている。
【００１８】次に、図２を参照して、ルーズコンタクト部の具体的な検出方法について説明する。尚、以下の説明において、印加される定電流パルスの電流値は一定であるものとする。
【００１９】図２は、ルーズコンタクト部の検出方法を説明するための図で、分図（イ）は疑似導通箇所及び疑似絶縁箇所を含んだ印刷配線の接続を示す模式図、分図（ロ）は被測定端子間に印加する定電流パルス波形の模式図、分図（ハ）は分図（ロ）の定電流パルスを端子（Ａ，Ｃ）−Ｂ間或いは端子（Ａ，Ｂ，Ｃ）−（Ｄ，Ｅ）間に印加した際にそれぞれの端子間で観測される電圧波形の模式図、分図（ニ）と（ホ）は、それぞれ分図（ロ）の定電流パルスを端子Ｄ−Ｅ（又はＦ−Ｇ）間、端子（Ｄ，Ｅ）−（Ｆ，Ｇ）間に印加した際にそれぞれの端子間で観測される電圧波形の模式図である。
【００２０】また、図２（イ）において、端子Ｄ−Ｅ間及びＦ−Ｇ間は正常な配線、端子（Ｄ，Ｅ）−（Ｆ，Ｇ）間は正常な絶縁状態、端子（Ａ，Ｃ）−Ｂ間及び端子（Ａ，Ｂ，Ｃ）−（Ｄ，Ｅ）間はルーズコンタクト部が潜在しているものとする。
【００２１】正常な配線が接続されている端子Ｄ−Ｅ間の電気検査においては、図２（ニ）の測定結果電圧の模式図に示されているとおり、印加される定電流パルスにより発生する配線自体のジュール熱のため、配線の抵抗値は徐々に大きくなるが、変動量としては極僅か（高々、数％未満）であり、判定規格値（通常、２０％前後）より十分小さい値である。従って、端子Ｄ−Ｅ間の配線は正常と判定される。
【００２２】また、端子（Ｄ，Ｅ）−（Ｆ，Ｇ）間のように正常な絶縁状態にある配線間の電気検査においては、図２（ロ）の定電流パルスを印加しても、電流が流れず保護回路が作動してパルス発生部１１からの出力は遮断されて被測定端子（Ｄ，Ｅ）−（Ｆ，Ｇ）間は電圧０Ｖとなる。従って、測定結果は、図２（ホ）に示されるとおり電圧パルスは現れない。又、変動検出部１３で算出される抵抗値はオーバーフローとなり、パルス毎の変動も無意味であり、変動無しとして扱われる。
【００２３】一方、端子（Ａ，Ｃ）−Ｂ間或いは端子（Ａ，Ｂ，Ｃ）−（Ｄ，Ｅ）間のようにルーズコンタクト部（疑似導通部）４或いはルーズコンタクト部（疑似絶縁部）５が潜在している場合、このルーズコンタクト部４或いは５は、印加される定電流パルスによってその接触が解除されたり、或いは逆に絶縁膜が破壊されて溶着されるなど、パルス毎に状態が変化し抵抗値が大きく変動する。従って、端子（Ａ，Ｃ）−Ｂ間或いは端子（Ａ，Ｂ，Ｃ）−（Ｄ，Ｅ）間で測定される電圧は、図２（ハ）に模式的に示されるとおり大きく変動する。
【００２４】上述の通り、端子Ｄ−Ｅ間のように正常な導通配線或いは端子（Ｄ，Ｅ）−（Ｆ，Ｇ）間のように正常な絶縁状態にある配線間であれば、パルス毎の抵抗値は徐々に極僅かだけ大きくなる或いは見かけ上の抵抗値でほとんど変動しないことから、本実施形態の電気検査装置を用いてパルス毎の抵抗値変動量を検出し、適切な判定規格値で判定することにより、潜在しているルーズコンタクトを容易に検出することができる。
【００２５】尚、上記の説明のように定電流パルスの電流値が各パルス間で一定で有れば、あらためて抵抗値を算出するまでもなく、測定結果電圧値の変動量を印刷配線の正常・異常を判定するためのパラメータとすることができる。
【００２６】逆に、１パルス毎に印刷配線の抵抗値を算出し、この抵抗値の変動量で印刷配線の正常・異常を判定するようにすれば、定電流パルスの電流値を１パルス毎に変化させることも可能である。
【００２７】図３は、本発明の第２の実施形態の印刷配線板の電気検査方法を示すフローチャートである。
【００２８】本実施形態の印刷配線板の電気検査方法は、印刷配線板に印刷された配線の疑似導通或いは互いに絶縁された異なる配線間の疑似絶縁の有無を検査する印刷配線板の電気検査方法であって、被測定端子間に所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔に設定された定電流パルスを予め定められた回数（ｎ回）印加する定電流パルス印加ステップＳ１と、この定電流パルス印加ステップの１定電流パルス毎に前記被測定端子間の電圧を測定し前記定電流パルスの電流値とこの測定結果電圧値とから前記被測定端子間の抵抗値を算出する測定ステップＳ２と、前記定電流パルス印加ステップＳ１のｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の定電流パルスのときに前記測定ステップＳ２で測定された前記測定端子間の抵抗値をＲ（ｉ）と表すとき前記定電流パルス印加ステップＳ１のｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）の前記定電流パルスでの算出抵抗値Ｒ（ｋ）の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）を検出する変動検出ステップＳ３と、この変動検出ステップＳ３で検出された前記変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とを比較し、前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値未満であれば当該端子間を正常とし、前記変動量が前記判定規格値以上の場合は当該端子間を異常として、当該被検査対象の関連する情報と共に判定結果情報を記憶する判定ステップＳ４とを含んでいる。
【００２９】次に、図１，３を参照して、本実施形態の印刷配線板の電気検査方法の作用について説明する。
【００３０】まず、定電流パルス印加ステップＳ１において、検査対象となる配線に接続されている被測定端子を選択し、この被測定端子間に所定の電流値、パルス幅及びパルス間隔に設定された定電流パルスがｎ回印加される。
【００３１】次に、測定ステップＳ２においては、前記定電流パルス１回毎に測定部１２で前記端子間の電圧を測定し、この測定結果電圧値と定電流パルスの電流値とから抵抗値（見かけ上の抵抗値も含めて）が算出され。今、仮に当該被測定端子に対する前記定電流パルスがｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）のときに算出された当該被測定端子間の抵抗値をＲ（ｉ）と表すことにする。
【００３２】次に、変動検出ステップＳ３においては、変動検出部１３により、ｋ番目（２≦ｋ≦ｎ）の定電流パルスでの当該被測定端子間の算出抵抗値Ｒ（ｋ）の変動量ΔＲ（ｋ）＝Ｒ（ｋ）−Ｒ（ｋ−１）が算出される。
【００３３】次に、判定ステップＳ４においては、判定部１４で変動検出テップＳ３で算出された変動量ΔＲ（ｋ）と予め定められた判定規格値とを比較し、前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値未満であれば当該端子間の前記配線を正常とし、前記変動量ΔＲ（ｋ）が前記判定規格値以上の場合は当該端子間の前記配線を異常とする情報が、必要な関連情報（基板のロット番号、シリアル番号、基板上の対象配線位置等必要に応じて定められる）と共に図示されていない記憶手段に格納される。
【００３４】上述の通り、本実施形態の印刷配線板の電気検査方法によれば、配線にルーズコンタクトが潜在していても、所定の定電流パルスを複数回印加し、１パルス毎に観測される抵抗値を算出し、更に直前のパルスで算出された抵抗値からの変動量を算出して予め定められた判定規格値と比較し、判定することでルーズコンタクトを容易に検出することができる。
【００３５】次に、本発明の印刷配線板の電気検査方法による具体的実験結果の例を説明する。
【００３６】図２（イ）に示されるようなルーズコンタクトを故意に含ませた試料を準備し、パルス間隔をパルス幅Ｐｔの２倍として、パルス幅Ｐｔ：４水準、パルス電流ＰＡ：４水準を設定し、各水準の組み合わせで、欠陥検出率を調べたところ、表−１の結果が得られた。尚、試料数は各水準２０個、パルスの印加数は１０パルスとし、不良判定基準として、パルス毎の抵抗値の変動、つまり（この場合電流パルスの電流値が一定であるので）、パルス毎の電圧変動が２０％以上のものをルーズコンタクトが潜在する異常配線と判定した。

【００３７】これより、ルーズコンタクトを１００％検出し得る条件は、定電流パルスの電流値＝１．０Ａ（回路定格の２倍）、パルス幅＝１５ｍｓ以上であることが判明した。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の印刷配線板の電気検査装置或いは電気検査方法を用いることにより、被検査配線にルーズコンタクトのような欠陥が潜在していても、これを確実に検出できるため、印刷配線板自身の信頼性向上と共に、欠陥が潜在している印刷配線板の後工程への流出を防止でき、部品実装も含む仕損費発生を防止できるという効果がある。
【出願人】 【識別番号】０００２３６９３１
【氏名又は名称】富山日本電気株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）１１月２８日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】京本 直樹 （外２名）
【公開番号】 特開平１１−１６０３８１
【公開日】 平成１１年（１９９９）６月１８日
【出願番号】 特願平９−３２７９３１