JPH0213862A - プリント基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 プリント基板の検査装置に関し、 プリント基板の外観検査と布線検査とを同時にできるよ
うにすることを目的とし、 電子ビームを発生してプリント基板の一面を走査するす
る電子ビーム走査装置と、プリント基板に押圧されたプ
ローブ群の各プローブ間に電流を流すことによって、あ
るいは上記電子ビームによってプリント基板のパターン
に発生する電流を利用して布線検査を行う布線検査手段
と、上記電子ビームによって走査されたプリント基板が
ら放出される２次電子を利用して外観検査を行う外観検
査手段とを備えた構成とし、 上記、外観検査手段はプリント基板から放出される２次
電子を捕捉するコレクタと該コレクタの出力を測定する
測定器と該測定器の出力と良品データとを比較する外観
判別回路より構成され、また、上記、布線検査手段がプ
ローブ群と電子ビール走査装置の陰極間に流れる電流を
測定する測定器と備えた構成とする。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、プリント基板の検査装置に関し、スルーホー
ル型プリント基板、表面実装プリント基板等の外観検査
と布線検査とを同時に行えるようにしたプリント基板の
検査装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、プリント基板の外観検査装置としては、例えば第
４図に示すように、ＸＹステージ３１上に載置されたプ
リント基板３２に照射されたレーザ光線、ナトリウム光
線等のコヒーレント光の反射像を撮像するＣＯＤ等の撮
像管３３と、該撮像管３３によって得た画像信号をＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路３４と、良品のディジタル画
像信号を記憶させたマスタメモリ３５と、マスタメモリ
３５から良品のディジタル画像信号を読み出す中央処理
装置（ＣＰＵ）３６と、Ａ／Ｄ変換回路３４の出力とＣ
ＰＵ３６の出力とを対比させてプリント基板３２が良品
か否かを判別する判別回路３７と、Ａ／Ｄ変換回路３４
及び判別回路３７の動作タイミングを制御するタイミン
グ信号を発生するタイミング信号発生回路３８とを備え
るものがある。

また、従来のプリント基板の布線検査装置としては、第
５図に示すように、プリント基板４１に上下両側からヘ
ッド４２に支持したプローブ群４３を押し当てるプレス
機構４４と、プローブ群４３を構成する各プローブにス
イッチング回路４５を介して電圧を印加する試験電源４
６と、スイッチング回路４５をスイッチング制御回路４
７を介して制御する中央処理装置（ＣＰＵ）４８と、ス
イッチング回路４５を介してプリント基板４１のパター
ンを流れる電流あるいは電圧からなる布線検査データを
検出し、この布線検査データをマスクメモリ４９からＣ
ＰＵ４　Ｂを介して読み出された良品の布線検査データ
と対比してプリント基板２の良否を判別する判別回路５
０と、ＣＰＵ４８及びプレス機構４４を操作する操作パ
ネル５１とを備えるものがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の布線検査装置では、特に、表面実装プリント
基板の布線検査において、プレス機構４４に上下のヘッ
ド４２を取り付ける時に、正確に上側のプローブの位置
と下側のプローブの位置を対応させる必要があるので、
ヘッド４２の位置合わせに要する時間が長（なる上、プ
リント基板４１の両側がヘッド４２で覆われるために布
線検査と同時に外観検査をすることは不可能である。

従って、従来は外観検査と布線検査とを別々の検査装置
を用いて別々に行っているが、検査装置の設置場所や検
査の工数等を節約するために、これらの検査を同じ検査
装置で同時に処理できるようにすることが望まれてきた
。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであって
、外観検査と布線検査とを同時に行えるようにしたプリ
ント基板の検査装置を提供することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る°プリント基板の検査装置は、上記の目的
を達成するために、第１図に示すように、電子ビームｂ
１を発生してプリント基板１の一面を走査するする電子
ビーム走査装置２と、プリント基板１に押圧されたプロ
ーブ群の各プローブ間に電流を流すことによって、ある
いは上記電子ビームｂ１によってプリント基板１のパタ
ーンに発生する電流を利用して布線検査を行う布線検査
手段２０と、上記電子ビームｂ１によって走査されたプ
リント基板１から放出される２次電子ｂ２を利用して外
観検査を行う外観検査手段３０とを備えたことを特徴と
している。

上記、外観検査手段３０は、第２図に示すようにプリン
ト基板９から放出される２次電子ｂ２を捕捉するコレク
タ７と該コレクタ７の出力を測定する測定器９と該測定
器９の出力と良品データとを比較する外観判別回路１３
より構成される。

また上記布線検査手段２０はプローブ群３と電子ビーム
走査装置２の陰極間に流れる電流を測定する測定器８と
を備えている。

〔作用〕

本発明のプリント基板の検査装置においては、プリント
基板１の他面にプローブ群３を押圧し、各プローブに電
流を流すことによって従来と同様の布線検査ができるこ
とはもとより、更に、上記の状態で電子ビーム走査装置
２の電子ビームｂ１によりプリント木板１の一面を走査
することができる。このとき基板１の一面から他面に抜
けるパターンの一部に電子ビームｂ１が照射されるとそ
のパターンに電流が流れ、この電流を布線検査手段２０
を構成する測定装置８で測定することにより布線検査デ
ータが得られる。そして、得られた布線検査データを従
来と同様良品の布線検査データと対比させることにより
検査中のプリント基板の布線状態の良否を判定すること
ができる。

また、電子ビームｂ１によるプリント基板１の走査の際
に、プリント基板１より放出される２次電子ｂ２を外観
検査手段３０を構成するコレクタ７で捕捉することによ
り、プリント基板１のパターンに対応する外観検査デー
タが得られ、得られた外観検査データと良品の外観検査
データと対比することにより検査中のプリント基板の外
観の良否を判定できる。

なお、プリント基板１の両面の外観検査をするためには
、上記のようにして布線検査と外観検査とを行つた後、
プリント基板１を裏返してプリント基板１の他面の外観
検査を行う必要がある。

また、パターンがプリント基板１の片面で終始している
場合には、電子ビームｂ１を照射しても放出される２次
電子量に変化が生じないので外観検査ができないという
問題があるが、プリント基板１の設計段階で一面のパタ
ーンから他面に通じるダミーパターンあるいはダミーの
スルーホール（バイヤホール）を設けることにより、プ
リント基板１の一面から他面に通じるパターンと同様に
して外観検査ができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例に係るプリント基板検査装置を第２図
及び第３図に基づき詳細に説明すれば、以下の、通りで
ある。

本発明に係るプリント基板検査装置は以下に詳しく説明
するように、電子ビーム走査装置２と、プローブ群３と
スイッチ群４と測定器８と布線判別回路１４とスイッチ
ング制御回路１゛１と電源装置５とマスタメモリ１０と
ＣＰＵ１２とよりなる布線試験手段２０と、コレクタ７
と測定器９と上記布線試験手段２０の一部ともなってい
るマスクメモリ１０とＣＰＵ１２とよりなる外観検査手
段３０とよりなっている。また、上記電子ビーム走査装
置２は真空中で作動するので、該電子ビーム走査装置２
は内部を真空にできるチャンバー機構４０に内蔵されて
いる。

上記電子ビーム走査装置２は、電源２ａと、電子ビーム
ｂ１を発生する陰極２ｂと１、電子ビームｂ１を加速す
る陽極２Ｃと、電子ビームｂ１をプリント基板１上に走
査させる磁界偏向コイル２ｄとを備えている。

上記チャンバー機構４０は、第３図に示すように、基枠
１５とこれの上方に配置され、図示しないシリンダ等の
昇降駆動装置によって昇降駆動されるスライド１７とを
備えている。この、スライド１７は下方が開放された箱
型に形成され、その下端縁は基枠１５の周縁部に気密状
に当接されるようになっており、真空ポンプ１８を作動
させることによって内部を真空状態にすることができる
。

このスライド１７内の下部には治具１６上に載置された
プリント基板１を押さえるネット１９が設けられる、こ
のネット１９は外観検査及び布線検査において支障にな
らないように充分に細い絶縁性を有する繊維で形成され
る。更に、スライド１７の上壁１７ａには電子ビーム走
査装置２の陰極２ｂ、陽極２Ｃ及び磁界偏向コイル２ｄ
が支持される。

基枠１５の上面には布線検査手段２０を構成するプロー
ブを格子状に配列したプローブ群３と、プローブ群３の
上側でプリント基板ｌを支持する治具１６を備えている
。

ここで、プローブ群３の各プローブの間隔は特に限定さ
れるものではなく、例えば、プリント基板１において標
準的な電極間距離として採用されている２、５４０ピツ
チをその間隔として採用してもよく、これと異なり個別
のプリント基板１の電極配置に対応して各プローブを配
列してもよい。

また、２．５４ｍピッチで配列されたプローブ群３にこ
れと異なるピッチで電極が配列されたプリント基板１を
対応させるために、一面に２．５４鶴ピツチで配列され
た電極を有し、他面にプリント基板１の電極配置に対応
して配列さたプローブ群３を有する図示しない個別対応
ヘッドを用意し、基枠１５のプローブ群３とプリント基
板１との間にこの個別対応ヘッドを介在させてもよい。

このプリント基板検査装置では、検査装置の汎用性を高
めるために、各プローブを２．５４ｍｍピッチで配列し
、必要に応じて個別対応ヘッドを使用するように構成さ
れている。

更に、スライド１７の両側壁１７ｂの内面のネット１９
よりも上方の部分に外観検査手段３０を構成する左右一
対のコレクタ７が支持される。

以上のチャンバー機構４０内の構成に加えて、チャンバ
ー機構４０の外部に布線検査及び外観検査をするための
電子回路が備えられている。以下、該電子回路部の説明
をスルーホール型プリント基板の外観検査及び布線検査
の手順とともに説明する。

まず、基枠１５のプローブ群３の上に、プリント基板１
を載置する。プリント基板１の電極間隔が標準と異なる
場合には適当な個別対応ヘッドが使用される。

この後、チャンバー機構４０のスライ・ド１７を下降さ
せてネット１９でプリント基板１をプローブ群３に押さ
え付けて固定するとともに、スライド１７の下周縁を基
枠１５の周縁部に気密状に当接させる。

この後、真空ポンプ１８を作動させてチャンバー内のエ
ア抜きをしてから、従来と同様の方法で、すなわちスイ
ッチング制御回路１１でスイッチ群４を制御して各プロ
ーブを順次図−して電源装置５から所定の電圧を印加し
、プリント基板１のパターンに流れる電流を測定器８で
測定し、その結果を布線判別回路１４に入力する。この
測定結果を布線判別回路１４においてマスクメモリ１０
からＣＰＵ１２で読み出した良品の布線検査データと対
比することにより、断線、短絡等の布線不良の有無が判
別される。

一方、各プローブに電圧を印加している間に電子ビーム
走査装置２を作動させてプリント基板１の上面を電子ビ
ームｂ１で前面走査することにより上面から下面に抜け
るパターンの布線検査を行う。

この電子ビームを利用した布線検査においては、スイッ
チングによりプリント基板１の他面側の一端に電圧が印
加されているパターンを電子ビームｂ１が走査すること
によりパターンから陰極２ｂに所定量の電流が流れ、そ
の電流量が測定器８によって測定され、その後上記した
手順で布線判断回路１４での判別が行われる。

布線検査において不良が検出されなかった場合には、こ
の後、スイッチング制御回路１１で全プローブに所定の
電圧を印加し、電子ビーム走査装置２を作動させてプリ
ント基板１の上面を電子ビームｂ１で走査することによ
りプリント基板１の一方の面の外観検査が行われる。

外観検査では、プリント基板ｌの他面側から一端に正電
圧が印加されているパターンを電子ビームｂ１が通過す
るときにはパターンに電流が流れるとともにパターンか
ら放出される２次電子ｂ２をコレクタ７に捕捉される。

コレクタ７での捕捉量の変化を、測定器９で測定した結
果を外観判別回路１３においてマスクメモリ１０からＣ
ＰＵＩ２で読み出した良品の外観検査データと対比する
ことにより、表面の傷等の外観不良の有無を判別する。

このようにして布線検査及び片面の外観検査をした結果
不良が検出されなかった場合には、他の一面の外観検査
を行うために、まずスライド１７を上昇させ、プリント
基板１を裏返しにして治具１６上に載せる前に、裏返し
にしたプリント基板１のパターンが元の位置と異なる位
置に置かれても支障なく外観検査が行えるように、プロ
ーブ群３とプリント基板１との間に導電性を有する薄板
、例えば、銅板が挿入される。この後、スイッチング制
御回路１１で全プローブに所定の電圧を印加してからプ
リント基板１を裏返しにして薄板の上側に載せ、スライ
ド１７を下降させてプリント基板１を固定する。この後
、真空ポンプ１８を作動させてプリント基板１とスライ
ド１７とにより区画された空間のエア抜きをしてから、
電子ビーム走査装置２を作動させてプリント基板１の上
面を電子ビームｂ１で走査することによりプリント基板
１の他方の面の外観検査が行われる。

次に、上記のプリント基板検査装置を用いる表面実装プ
リント基板の外観検査及び布線検査の手順を説明する。

この場合は、片面実装プリント基板の場合は必要に応じ
て表面用の１個の個別対応用ヘッドを使用し、両面実装
プリント基板の場合は必要に応じて表面用と裏面用との
２個の個別対応ヘッドが使用される。

まず、必要に応じて表面用個別対応ヘッドをプローブ群
３の上側にセットし、その上にプリント基板１を表面を
上側にしてセットする。

この後、スライド１７を下降させ、ネット１９でプリン
ト基板１を個別対応ヘッドに押さえ付けるとともに、ス
ライド１７の下周縁を基枠１５の周縁部に密着させてか
ら、真空ポンプ１８を作動させてチャンバ内のエア抜き
を行う。そして、スルーホール型プリント基板の場合と
同様にして、プリント基板１の一面から他面に抜けるパ
ターンの布線検査とプリント基板１の表面側の外観検査
とを行う。

更に、この後、裏面の外観検査を行うために、スライド
１７を上昇させる。

この後、片面実装プリント基板の場合には、スルーホー
ル型プリント基板の場合と同様に、導電性を有する薄板
をプローブ群３の上に載せ、全プローブに電圧を印加し
た後、プリント基板１を裏返しにして薄板の上に載せ、
スライド１７を下降させてからエア抜きを行い、裏面の
外観検査を行う。

両面実装プリント基板の場合には、表面用の個別対応ヘ
ッドに変えて裏面用の個別対応ヘッドをプローブ群３上
にセントし、表面側と同様にして布線検査と外観検査と
を行う。

尚、片面で終始しているパターンについて外観検査を行
うためには、プリント基板１の設計段階で他方の面に通
じるダミーのパターンあるいはバイヤホールを形成して
おけばよい。

尚、上記の一実施例に係るプリント基板検査装置におい
て、測定器９の計測結果あるいは外観判別回路１３の判
別結果を表示する表示装置を設けることは自由である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係るプリント基板の検査装置に
よれば、順次各プローブに所定の電圧を印加する一方、
各プローブに電圧を印加している間に電子ビームでプリ
ント基板の一方の面を走査して、プリント基板の一面か
ら他面に通じている箇所をパターン及び陰極を流れる電
流値に基づいて検出して布線検査をすることができると
ともに、電子ビームでプリント基板の一面あるいは他面
を走査する際に生じる２次電子をコレクタで捕捉し、そ
の２次電子量を測定して外観検査をすることができる。

また、表面実装プリント基板の検査においては、上下の
プローブを対応させる必要がなくなり、準備時間を含め
た検査時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念図、第２図は本発明の実施例を示
すブロック図、第３図は本発明に使用するチャンバ機構
の斜視図、第４図は従来のプリント基板の外観検査装置
のブロック回路図、第５図は従来のプリント基板の布線
検査装置のブロック回路図である。 図中、 １・・・プリント基板、 ２・・・電子ビーム走査装置、 ３・・・プローブ群、 ７・・・コレクタ、 ８・・・測定器 ９・・・測定器 １３・・・外観判別回路 ２０・・・布線検査手段 ３０・・・外観検査手段 ｂｌ・・・電子ビーム、 卆を朝のＭＬ侶図 第１図 突８１！！分１１０享（Ｐの乍牛、１図ィ逆運ミリクト
＠ｆ誓、１乏づ１のフーロック回路図第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕電子ビーム（ｂ１）を発生してプリント基板（１
   ）の一面を走査するする電子ビーム走査装置（２）と、 プリント基板（１）に押圧されたプローブ群３の各プロ
   ーブ間に電流を流すことによって、あるいは上記電子ビ
   ーム（ｂ１）によってプリント基板（１）のパターンに
   発生する電流を利用して布線検査を行う布線検査手段（
   ２０）と、 上記電子ビーム（ｂ１）によって走査されたプリント基
   板（１）から放出される２次電子（ｂ２）を利用して外
   観検査を行う外観検査手段（３０）と を備えたことを特徴とするプリント基板の検査装置。 〔２〕外観検査手段（３０）がプリント基板（９）から
   放出される２次電子（ｂ２）を捕捉するコレクタ（７）
   と、該コレクタ（７）の出力を測定する測定器（９）と
   該測定器（９）の出力と良品データとを比較する外観判
   別回路（１３）とを備えた請求項１に記載のプリント基
   板の検査装置。 〔３〕上記布線検査手段（２０）がプローブ群３と電子
   ビーム走査装置（２）の陰極間に流れる電流を測定する
   測定器（８）とを備えた請求項１に記載のプリント基板
   の検査装置。