JP2008298468A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源部と被測定部との間で電流値を測定する基板検査装置であって、被測定部との接続状態を示すものの提供
【解決手段】ハイサイド型マイグレーションテスター１では、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されている場合、オペアンプＡ５の出力電圧は、電流端子Ｔｃ１の電圧と等しい。一方、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されていない場合、オペアンプＡ５の出力電圧は、電流端子Ｔｃ１の電圧に警告用電源Ｅｄ１の電圧を加えた電圧となる。このように、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されている場合とリード線Ｌ１若しくはリード線Ｌ２、又は両方が接続されていない場合とでは、オペアンプＡ５から出力される電圧が異なるので、この電圧に基づき、使用者に対して、リード線Ｌ１、リード線Ｌ２の接続状態に対する警告を発することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板検査装置であって、特に、基板検査装置の接続端子と被測定部との接続状態を監視するものに関する。

基板検査装置であるマイグレーションテスターについて説明する。マイグレーションテスターとは、プリント基板の配線間の抵抗を測定し、測定結果に基づいてプリント基板の長期信頼性を評価するための装置である。マイグレーションテスターには、ロヮサイド型とハイサイド型が存在する。

ロヮサイド型のマイグレーションテスターとは、被測定抵抗のリターン側で電流値を測定するものをいう。ロヮサイド型のマイグレーションテスターの一例を図４に示す。ロヮサイド型のマイグレーションテスター５０では、被測定抵抗のリターン側で電流値を測定するため、電流値を計測する回路にかかる電圧を接地電圧とすることができる。このため、ロヮサイド型のマイグレーションテスターは、高電圧に対する処理技術・製品を必要とせず、技術的にも、コスト的にも実現が容易であることから、これまで多く使用されてきた。しかし、ロヮサイド型のマイグレーションテスターでは、実装済み基板等の信頼性試験を行う場合、被測定抵抗のリターン側に続く回路構成が実際の実装済み基板等の回路構成とは異なるものとなるため、マイグレーションテスターによる信頼性試験を行うにあたって、実装済み基板等に改良を加える必要があった。

特開２００４−４５３４９ 一方、ハイサイド型のマイグレーションテスターとは、被測定抵抗のバイアス印加側で電流値を計測するものをいう。ハイサイド型のマイグレーションテスターの一例を図５に示す。ハイサイド型のマイグレーションテスター１００では、被測定抵抗のバイアス印加側で電流値を計測するため、実装済み基板等であっても、実装済み基板等い改良を加えることなく信頼性試験を行うことができる。

前述のハイサイド型のマイグレーションテスターには、次のような問題点がある。ハイサイド型のマイグレーションテスターでは、被測定部が絶縁状態にある時が正常な状態であり、この時には、回路に電流は流れない。一方、被測定部の絶縁状態が劣化した時が異常な状態であり、この時に、回路に電流が流れる。

ここで、被測定部とマイグレーションテスタの回路の端子との接続が、途切れた場合を考える。被測定部と端子との接続が途切れる場合としては、端子における半田付け不良等がある。この場合、回路に電流は流れない。つまり、被測定部の状態にかかわらず、マイグレーションテスタは、被測定部が絶縁状態にあると判断する。このため、実際には被測定部の絶縁状態が劣化しているにもかかわらず、マイグレーションテスタから得られる測定結果は、被測定部が絶縁状態にある正常な状態を示すこととなり、正確な測定結果が得られない場合が生ずる、という問題がある。

そこで、本発明では、電源部と被測定部との間で電流値を測定する基板検査装置であって、被測定部との接続状態を示すものの提供を目的とする。

本発明に関する課題を解決するための手段及び発明の効果を以下に示す。

本発明に係る基板検査装置は、基板上の被測定部に流れる電流値を測定する基板検査装置において、前記基板検査装置は、前記被測定部と電圧の入力側で接続される第１の接続端子及び第２の接続端子、また、前記被測定部の電圧の出力側で接続される第３の接続端子及び第４の接続端子であって、前記被測定部とのケルビン接続を構成するもの、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間、若しくは前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間の少なくともいずれかに一方に配置される警告用電源、を有する。

これにより、前記被測定部とそれぞれの前記接続端子との接続状態を、警告用電源に基づく電圧若しくは電流によって、判断することができる。

本発明に係る基板検査装置では、前記被測定部が複数存在する場合に、前記被測定部のそれぞれに対応する警告用電源を有する。

これにより、複数の前記被測定部が存在する場合であっても、前記被測定部ごとに、それぞれの前記接続端子との接続状態を判断することができる。

本発明に係る基板検査装置では、複数の前記被測定部の出力が共通化されてる場合には、当該共通化された出力に対して、前記第３の接続端子及び前記第４の接続端子との接続が行わる。

これにより、複数の前記被測定部の出力が共通化されてる場合であっても、前記第３の接続端子及び前記第４の接続端子との接続状態を判断することができる。

本発明に係る基板検査装置では、前記警告用電源は、光電池を含む。

これにより、警告用電源の電圧低下による接続状態の判断不良を少なくすることができる。

本発明に係る基板検査装置では、前記警告用電源の電圧差を検知して警告を発する警告回路を有する。これにより、使用者は、容易に接続状態を確認することができる。

本発明に係る基板検査装置では、前記警告用電源に基づく電流検知して警告を発する警告回路を有する。これにより、使用者は、容易に接続状態を確認することができる。

本発明に係る基板検査方法は、基板上の被測定部に流れる電流値を測定する基板検査方法において、前記被測定部の電圧の入力側で、当該被測定部と基板検査装置の第１の接続端子及び第２の接続端子とを接続し、また、前記被測定部の電圧の出力側で、当該被測定部と前記基板検査装置の第３の接続端子及び第４の接続端子とを接続し、前記被測定部とのケルビン接続を構成し、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間、若しくは前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間の少なくともいずれかに一方に配置される警告用電源の電圧差を検知して警告を発する。

これにより、前記被測定部とそれぞれの前記接続端子との接続状態を、警告用電源に基づく電圧によって、判断することができる。

本発明に係る基板検査方法は、基板上の被測定部に流れる電流値を測定する基板検査方法において、前記被測定部の電圧の入力側で、当該被測定部と基板検査装置の第１の接続端子及び第２の接続端子とを接続し、また、前記被測定部の電圧の出力側で、当該被測定部と前記基板検査装置の第３の接続端子及び第４の接続端子とを接続し、前記被測定部とのケルビン接続を構成し、前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間、若しくは前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間の少なくともいずれかに一方に配置される警告用電源に基づく電流を検知して警告を発する。

これにより、前記被測定部とそれぞれの前記接続端子との接続状態を、警告用電源に基づく電流によって、判断することができる。

ここで、請求項に記載されている構成要素と実施例における構成要素との対応関係を示す。基板検査装置はハイサイド型マイグレーションテスター１に、被測定部は被測定抵抗Ｒｘに、それぞれ対応する。また、第１の接続端子は電流端子Ｔｃ１に、第２の接続端子は電圧端子Ｔｐ１に、第３の接続端子は電流端子Ｔｃ２に、第４の接続端子は電流端子Ｔｃ２に、それぞれ対応する。

さらに、警告用電源は警告用電源Ｅｄ１及び警告用電源Ｅｄ２に、警告用回路はオペアンプＡ３、オペアンプＡ４、オペアンプＡ５の組み合わせ、若しくは、フォト・カプラーＰＣに、それぞれ対応する。

本発明における表示装置の実施例を以下において説明する。

1. ハイサイド型マイグレーションテスター１の構成
本発明に係る基板検査装置の一例であるハイサイド型マイグレーションテスター１を説明する。ハイサイド型マイグレーションテスターとは、プリント基板の配線間抵抗を検査するものであり、測定対象とする抵抗（被測定抵抗）と電源部との間で、被測定抵抗の抵抗値を測定する抵抗測定装置をいう。

ハイサイド型マイグレーションテスター１の主要な回路構成を図１を用いて説明する。

オペアンプＡ１、電流測定用抵抗Ｒｓ、オペアンプＡ３、オペアンプＡ４、オペアンプＡ５、リード線Ｌ１、リード線Ｌ２、リード線Ｌ３、リード線Ｌ４、入力端パッドＰｉｎ、出力端パッドＰｏｕｔ、警告用電源Ｅｄ１、警告用電源Ｅｄ２、及びフォト・カプラーＰＣを有している。

オペアンプＡ１、電流測定用抵抗Ｒｓ、及びオペアンプＡ３によって、図５に示す従来のハイサイド型マイグレーションテスターが構成される。

リード線Ｌ１は、電流端子Ｔｃ１と入力端パッドＰｉｎとを接続する。リード線Ｌ２は、電圧端子Ｔｐ１と入力端パッドＰｉｎとを接続する。リード線Ｌ３は、電流端子Ｔｃ２と出力端パッドＰｏｕｔとを接続する。リード線Ｌ４は、電圧端子Ｔｐ２と出力端パッドＰｏｕｔとを接続する。なお、入力端パッドＰｉｎ及び出力端パッドＰｏｕｔは、導電体により形成されている。入力端パッドＰｉｎと出力端パッドＰｏｕｔは、プリント基板の所定の配線に接続される。接続された配線間に存在する抵抗が、被測定抵抗Ｒｘとなる。

警告用電源Ｅｄ１は、電流端子Ｔｃ１と電流端子Ｔｃ１との間に接続されている。警告用電源Ｅｄ１の回路構成を図２に示す。図２に示すように、警告用電源Ｅｄ１は、光電池によって構成されている。警告用電源Ｅｄ２は、電流端子Ｔｃ２と電圧端子Ｔｐ２との間に接続されている。

オペアンプＡ５は、オペアンプＡ３の出力電圧及び電流端子Ｔｃ１の電圧とを入力とする。つまり、オペアンプＡ５は、オペアンプＡ３の出力電圧と電流端子Ｔｃ１の電圧との電圧差を観測し、電圧差が生じれば、当該電圧差に基づき警告処理用のコンピュータによって警告が発せられる。なお、オペアンプＡ４は、電流測定用抵抗Ｒｓを流れる電流が、オペアンプＡ５に流れないようにする緩衝（バッファー）増幅器として機能する。

フォト・カプラーＰＣは、電流端子Ｔｃ２と電圧端子Ｔｐ２との間に接続される。つまり、フォト・カプラーＰＣは、電圧端子Ｔｃ２と電圧端子Ｔｐ２との間に電流が流れれば警告処理用のコンピュータへ信号を発し、警告処理用のコンピュータによって警告が発せられる。

このような構成により、ハイサイド型マイグレーションテスター１は、リード線Ｌ１、リード線Ｌ２、リード線Ｌ３、及びリード線Ｌ４の接続不良を検知し、不良が生じている場合には警告を発することができる。

2. ハイサイド型マイグレーションテスター１の動作
図１に示すハイサイド型マイグレーションテスター１の動作を以下において説明する。ハイサイド型マイグレーションテスター１では、リード線Ｌ１、リード線Ｌ２を入力端パッドＰｉｎに、リード線Ｌ３、リード線Ｌ４を出力端パッドＰｏｕｔに、それぞれ接続し、被測定抵抗Ｒｘに対する４端子のケルビン接続を形成している。ここで、電流端子Ｔｃ１はケルビン接続のハイ・フォース（High Force）端子に、電圧端子Ｔｐ１はケルビン接続のハイ・センス（High Sense）端子に、電流端子Ｔｃ２はケルビン接続のロー・フォース（Low Force）端子に、電圧端子Ｔｐ２はケルビン接続のロー・センス（Low Sense）端子に、それぞれ対応する。

１）入力端パッドＰｉｎ側について
ハイサイド型マイグレーションテスタ１では、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されている場合、入力端パッドＰｉｎが導電体であることから、電流端子Ｔｃ１、入力端パッドＰｉｎ、電圧端子Ｔｐ１の電圧が等しくなり、この電圧がオペアンプＡ３の入力電圧となる。つまり、警告用電源Ｅｄ１の両端の点Ｐ１、点Ｐ２は同電位となるため、警告用電源Ｅｄ１が供給する電圧は、オペアンプＡ３の入力電圧には影響しない。オペアンプＡ３の利得は「１」であるので、オペアンプＡ３の入力電圧は、出力電圧となる。

これらのことから、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されている場合、オペアンプＡ３の出力電圧は、電流端子Ｔｃ１の電圧と等しいことになる。

オペアンプＡ５は、電流端子Ｔｃ１の電圧とオペアンプＡ３の出力電圧とを入力電圧としている。つまり、オペアンプＡ５は、電流端子Ｔｃ１の電圧とオペアンプＡ３の出力電圧と比較し、監視している。オペアンプＡ５は、電流端子Ｔｃ１の電圧とオペアンプＡ３の出力電圧が等しければ作動しない。

一方、ハイサイド型マイグレーションテスタ１では、リード線Ｌ１又はリード線Ｌ２、若しくは両方が接続されていない場合（つまり断線している場合）、電圧端子Ｔｐ１の電圧は、電流端子Ｔｃ１の電圧に警告用電源Ｅｄ１の電圧を加えた値となり、この電圧がオペアンプＡ３の入力電圧となる。つまり、警告用電源Ｅｄ１が供給する電圧が、オペアンプＡ３の入力電圧に影響することになる。オペアンプＡ３の利得は「１」であるので、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されていない場合、オペアンプＡ５の出力電圧は、電流端子Ｔｃ１の電圧に警告用電源Ｅｄ１の電圧を加えた電圧となる。

オペアンプＡ５は、電流端子Ｔｃ１の電圧とオペアンプＡ３の出力電圧（電流端子Ｔｃ１の電圧＋警告用電源Ｅｄ１の電圧）とが異なるので、作動し、所定の電圧を出力する。

このように、リード線Ｌ１及びリード線Ｌ２が接続されている場合と、リード線Ｌ１又はリード線Ｌ２、若しくは両方が接続されていない場合とでは、オペアンプＡ５から出力される電圧が異なるので、ハイサイド型マイグレーションテスタ１では、この電圧に基づき、使用者に対して、リード線Ｌ１、リード線Ｌ２の接続状態に対する警告を発することができる。

２）出力端パッドＰｏｕｔ側について
出力端パッドＰｏｕｔ側の動作も、入力端パッドＰｉｎ側の動作と同様である。ハイサイド型マイグレーションテスタ１では、リード線Ｌ３及びリード線Ｌ４が接続されている場合、出力端パッドＰｏｕｔが導電体であることから、電流端子Ｔｃ２、入力端パッドＰｏｕｔ、電圧端子Ｔｐ２の電圧が等しくなる。電流端子Ｔｃ２、電圧端子Ｔｐ２は接地されていることから、警告用電源Ｅｄ２の両端の点Ｐ３、点Ｐ４は同電位となるため、警告用電源Ｅｄ２と直列に配置されたフォト・カプラーＰＣには電流は流れない。

一方、ハイサイド型マイグレーションテスタ１では、リード線Ｌ３及びリード線Ｌ４が接続されていない場合、電流端子Ｔｃ２は接地電圧となる。電圧端子Ｔｐ２は、接地電圧に警告用電源Ｅｄ２の電圧を加えた電圧と等しくなる。このため、警告用電源Ｅｄ２と直列に配置されたフォト・カプラーＰＣには電流が流れ、信号を発する。

このように、リード線Ｌ３及びリード線Ｌ４が接続されている場合とリード線Ｌ３若しくはリード線Ｌ４、又は両方が接続されていない場合とでは、フォト・カプラーＰＣに電流が流れるか否か異なるので、ハイサイド型マイグレーションテスタ１では、フォト・カプラーＰＣが発する信号に基づき、使用者に対して、リード線Ｌ３、リード線Ｌ４の接続状態に対する警告を発することができる。

［その他の実施例］
（１）被測定抵抗
前述の実施例１においては、基板検査装置の一例としてプリント基板の配線間の抵抗を測定するマイグレーションテスターを示したが、ケルビン接続を用いるものであれば、例示のものに限定されない。

また、基板検査装置の一例としてハイサイド型マイグレーションテスターを示したが、基板を検査するものであれば例示のものに限定されない。例えば、ロヮサイド型のマイグレーションテスターであってもよい。さらに、配線間の容量を測定するインピーダンス・マイグレーションテスターであってもよい。

（２）警告回路の数
前述の実施例１においては、一つの被測定抵抗Ｒｘに対して電流値の測定を行うハイサイド型マイグレーションテスタ１について、入力端パッドＰｉｎ側、及び、出力端パッドＰｏｕｔ側に、それぞれ一つのリード線接続状態警告回路を設けた。しかし、いずれか一方にだけ、リード線接続状態警告回路を設けるようにしてもよい。

また、図３に示すような複数の被測定抵抗Ｒｘに対して電流値の測定を行うハイサイド型マイグレーションテスタについては、必要な数だけリード線接続状態警告回路を設けるようにしてもよい。例えば、入力端パッドＰｉｎ側ついては、被測定抵抗Ｒｘ毎に入力端パッドＰｉｎが設けられる場合には、被測定抵抗Ｒｘの数だけリード線接続状態警告回路を設けるようにすればよい。一方、出力端パッドＰｏｕｔ側については、複数の被測定抵抗Ｒｘに対して一つの出力端パッドＰｏｕｔが共通コモンとして設けられている場合には、一つのリード線接続状態警告回路を設けるようにすればよい。

（３）警告用電源Ｅｄ１、Ｅｄ２
前述の実施例１においては、警告用電源Ｅｄ１として、光電池を用いることとしたが、リード線の接続状態を知らせることができる電圧を提供できるものであれば例示のものに限定されない。例えば、ボタン電池等、一般的な電源であってもよい。さらに、警告用電源Ｅｄ２に対して、光電池を用いるようにしてもよい。

（４）警告回路
前述の実施例１においては、警告用電源Ｅｄ１については、当該警告用電源Ｅｄ１の電圧を検知するオペアンプＡ４、オペアンプＡ５を用い、警告用電源Ｅｄ２については、警告用電源Ｅｄ２に基づく電流を検知するフォト・カプラーＰＣを用いることとしたが、例示のものに限定されない。例えば、警告用電源Ｅｄ１、警告用電源Ｅｄ２の両方に対して、電圧を検知するオペアンプを設けるようにしてもよい。また、警告用電源Ｅｄ１、警告用電源Ｅｄ２の両方に対して、電流を検知するフォト・カプラーＰＣを設けるようにしてもよい。

さらに、警告用電源Ｅｄ１の電圧を検知するものであれば、オペアンプＡ４、オペアンプＡ５を用いるものに限定されない。

さらに、警告用電源Ｅｄ２に基づく電流するものであれば、フォト・カプラーＰＣを用いるものに限定されない。

本発明におけるハイサイド型マイグレーションテスター１の主要回路の構成図である。 図１の警告用電源Ｅｄ１の回路構成示した図である。 本発明おけるハイサイド型マイグレーションテスターの他の実施形態を示した図である。 従来のロヮサイド型マイグレーションテスターを示す図である。 従来のハイサイド型マイグレーションテスターを示す図である。

符号の説明

１・・・ハイサイド型マイグレーションテスター
Ａ１・・・オペアンプ
Ａ３・・・オペアンプ
Ａ４・・・オペアンプ
Ａ５・・・オペアンプ
Ｌ１・・・リード線
Ｌ２・・・リード線
Ｌ３・・・リード線
Ｌ４・・・リード線
Ｐｉｎ・・・入力端パッド
Ｐｏｕｔ・・・出力端パッド
Ｔｃ１・・・電流端子
Ｔｃ２・・・電流端子
Ｔｐ１・・・電圧端子
Ｔｐ２・・・電圧端子
Ｅｄ１・・・警告用電源
Ｅｄ２・・・警告用電源
ＰＣ・・・フォト・カプラー

Claims (8)

1. 基板上の被測定部に流れる電流値を測定する基板検査装置において、
   前記基板検査装置は、
   前記被測定部と電圧の入力側で接続される第１の接続端子及び第２の接続端子、また、前記被測定部の電圧の出力側で接続される第３の接続端子及び第４の接続端子であって、前記被測定部とのケルビン接続を構成するもの、
   前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間、若しくは前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間の少なくともいずれかに一方に配置される警告用電源、
   を有する基板検査装置。
2. 請求項１に係る基板検査装置において、
   前記被測定部が複数存在する場合に、前記被測定部のそれぞれに対応する警告用電源を有すること、
   を特徴とする基板検査装置。
3. 請求項２に係る基板検査装置において、
   複数の前記被測定部の出力が共通化されてる場合には、当該共通化された出力に対して、前記第３の接続端子及び前記第４の接続端子との接続が行われ、
   前記警告用電源は、
   前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間のに配置されること、
   を特徴とする基板検査装置。
4. 請求項１〜請求項３に係る基板検査装置のいずれかにおいて、
   前記警告用電源は、
   光電池を含むこと、
   を特徴とする基板検査装置。
5. 請求項１〜請求項４にかかる基板検査装置のいずれかにおいて、さらに、
   前記警告用電源の電圧差を検知して警告を発する警告回路、
   を有する基板検査装置。
6. 請求項１〜請求項４に係る基板検査装置のいずれかにおいて、さらに、
   前記警告用電源に基づく電流検知して警告を発する警告回路、
   を有する基板検査装置。
7. 基板上の被測定部に流れる電流値を測定する基板検査方法において、
   前記被測定部の電圧の入力側で、当該被測定部と基板検査装置の第１の接続端子及び第２の接続端子とを接続し、また、前記被測定部の電圧の出力側で、当該被測定部と前記基板検査装置の第３の接続端子及び第４の接続端子とを接続し、前記被測定部とのケルビン接続を構成し、
   前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間、若しくは前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間の少なくともいずれかに一方に配置される警告用電源の電圧差を検知して警告を発すること、
   を特徴とする基板検査方法。
8. 基板上の被測定部に流れる電流値を測定する基板検査方法において、
   前記被測定部の電圧の入力側で、当該被測定部と基板検査装置の第１の接続端子及び第２の接続端子とを接続し、また、前記被測定部の電圧の出力側で、当該被測定部と前記基板検査装置の第３の接続端子及び第４の接続端子とを接続し、前記被測定部とのケルビン接続を構成し、
   前記第１の接続端子と前記第２の接続端子との間、若しくは前記第３の接続端子と前記第４の接続端子との間の少なくともいずれかに一方に配置される警告用電源に基づく電流を検知して警告を発すること、
   を特徴とする基板検査方法。

Images