JPH065246B2 - 電気回路の開路/短絡試験を非接触に行う方法及び装置 - Google Patents
電気回路の開路/短絡試験を非接触に行う方法及び装置Info
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- JPH065246B2 JPH065246B2 JP2162531A JP16253190A JPH065246B2 JP H065246 B2 JPH065246 B2 JP H065246B2 JP 2162531 A JP2162531 A JP 2162531A JP 16253190 A JP16253190 A JP 16253190A JP H065246 B2 JPH065246 B2 JP H065246B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/302—Contactless testing
- G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、印刷配線板、印刷回路等の回路基板の導電体
の連続性及び絶縁(即ち、短絡及び開路)を試験するた
めの方法及び装置に関する。本発明は、特に、レーザー
で誘起したプラズマを使って開路及び短絡を非接触に試
験するための試験セルに関する。
の連続性及び絶縁(即ち、短絡及び開路)を試験するた
めの方法及び装置に関する。本発明は、特に、レーザー
で誘起したプラズマを使って開路及び短絡を非接触に試
験するための試験セルに関する。
(従来技術とその問題点) 普通の印刷配線板、セラミック基板、印刷回路等は、非
電導性の固い又は柔軟な基板上に、選択的に接続されて
割合に複雑なパターンを成す多数の導電経路又はエッチ
ング線を有する。色々なICチップ、抵抗器、コンデン
サ等を該回路に接続する前に、これらの回路構成要素が
基板又は回路に付加される前に開路や短絡などの回路欠
陥を発見して修正することが出来る様に回路の色々な導
電体を試験することが望ましい。
電導性の固い又は柔軟な基板上に、選択的に接続されて
割合に複雑なパターンを成す多数の導電経路又はエッチ
ング線を有する。色々なICチップ、抵抗器、コンデン
サ等を該回路に接続する前に、これらの回路構成要素が
基板又は回路に付加される前に開路や短絡などの回路欠
陥を発見して修正することが出来る様に回路の色々な導
電体を試験することが望ましい。
回路を取付け具の中に置き、『釘の床』(bed of nail
s)試験プローブを色々な回路伝導体又はエッチング線
と接触させて該回路を試験するのが永い間通例であっ
た。接触後、いろいろなプローブ同士の連続性を周知の
電気器械を使用して測定する。しかし、幾年もの期間に
わたって斯かる回路の配線密度が増大し、それに従って
導電体の幅及びパッドの大きさが減少した。その結果と
して、ますます細いプローブが必要となると共に、試験
される回路に対してプローブを位置決めするためにます
ます精密な運動システムが必要となるので、斯かる機械
的試験手段を使用することはますます困難となってきて
いる。また、試験中に細い導電体及びプローブを傷つけ
る危険が大きい。
s)試験プローブを色々な回路伝導体又はエッチング線
と接触させて該回路を試験するのが永い間通例であっ
た。接触後、いろいろなプローブ同士の連続性を周知の
電気器械を使用して測定する。しかし、幾年もの期間に
わたって斯かる回路の配線密度が増大し、それに従って
導電体の幅及びパッドの大きさが減少した。その結果と
して、ますます細いプローブが必要となると共に、試験
される回路に対してプローブを位置決めするためにます
ます精密な運動システムが必要となるので、斯かる機械
的試験手段を使用することはますます困難となってきて
いる。また、試験中に細い導電体及びプローブを傷つけ
る危険が大きい。
これらの一層厳しい試験要件を満たすために、斯かる試
験の実行中に印刷回路との物理的接触を少なくするか又
は完全に無くするためにいろいろな技術が開発された。
ある既知技術は電子ビームを使用する。回路中の導電体
の一端部に電子ビームを当てて、二次電子放出により所
定電位にし、該導電体の二端部間に電位差を生じさせ
て、その結果として、該導電体に中断が無ければ、該導
電体に沿って電流を流させる。従来技術には、この原理
を利用して、印刷配線板、印刷回路、VLSIパッケージン
グ基板及びその他の超小型回路中の中断した導電体と中
断していない導電体とを明確に判別するとともに、短絡
した導電体を検出する試験システムが豊富にある。しか
し、電子ビームを使用する非接触試験には欠点が幾つか
ある。斯かるシステムのうちの或るものは、試験される
導電体の両端部に同時に向けられなければならい電子ビ
ームを個別に制御することを必要とする。或る電子ビー
ム試験システムは比較的に複雑なマスクを必要とし、こ
れが試料の装入、取外しを困難にする。
験の実行中に印刷回路との物理的接触を少なくするか又
は完全に無くするためにいろいろな技術が開発された。
ある既知技術は電子ビームを使用する。回路中の導電体
の一端部に電子ビームを当てて、二次電子放出により所
定電位にし、該導電体の二端部間に電位差を生じさせ
て、その結果として、該導電体に中断が無ければ、該導
電体に沿って電流を流させる。従来技術には、この原理
を利用して、印刷配線板、印刷回路、VLSIパッケージン
グ基板及びその他の超小型回路中の中断した導電体と中
断していない導電体とを明確に判別するとともに、短絡
した導電体を検出する試験システムが豊富にある。しか
し、電子ビームを使用する非接触試験には欠点が幾つか
ある。斯かるシステムのうちの或るものは、試験される
導電体の両端部に同時に向けられなければならい電子ビ
ームを個別に制御することを必要とする。或る電子ビー
ム試験システムは比較的に複雑なマスクを必要とし、こ
れが試料の装入、取外しを困難にする。
低圧不活性雰囲気中に置かれた回路の導電体を単一の機
械的プローブで刺激する導電体の非接触試験方法も知ら
れている。この刺激により、該導電体と、この導電体に
電気的に接続されている全ての線などが白熱する。この
白熱が、走査測光器により観察される。この様にして、
単一の機械的プローブを使用して回路網全体を検査し、
これによりプローブと、試験される回路との接触をなる
べく少なくすることが出来る。この従来の試験技術は、
試験器械と、試験される回路とを少なくとも何らかの形
で物理的に接触させることを必要とするという欠点を持
っている。
械的プローブで刺激する導電体の非接触試験方法も知ら
れている。この刺激により、該導電体と、この導電体に
電気的に接続されている全ての線などが白熱する。この
白熱が、走査測光器により観察される。この様にして、
単一の機械的プローブを使用して回路網全体を検査し、
これによりプローブと、試験される回路との接触をなる
べく少なくすることが出来る。この従来の試験技術は、
試験器械と、試験される回路とを少なくとも何らかの形
で物理的に接触させることを必要とするという欠点を持
っている。
プローブと回路導電体とを物理的に接触させずに、レー
ザーを使用してプローブと試験される回路とを電気的に
接触させる故障試験技術も知られている。この技術で
は、レーザーがプラズマを発生させ、このプラズマが、
試験される回路の上に位置するプローブを、その下の回
路導電体と電気的に接続させる。しかし、回路に欠陥が
あるか否か判定するためには、このプラズマ『プロー
ブ』を所要の器械に電気的に接続するために機械的接続
が依然として必要である。
ザーを使用してプローブと試験される回路とを電気的に
接触させる故障試験技術も知られている。この技術で
は、レーザーがプラズマを発生させ、このプラズマが、
試験される回路の上に位置するプローブを、その下の回
路導電体と電気的に接続させる。しかし、回路に欠陥が
あるか否か判定するためには、このプラズマ『プロー
ブ』を所要の器械に電気的に接続するために機械的接続
が依然として必要である。
(発明の概要) 上記の従来技術の欠陥を考慮して、本発明は、印刷回
路、配線板、セラミック基板、電気回路網等の、回路板
における開路及び短絡回路を対称とする非接触試験を行
う改良された方法及び装置に関する。該装置は、極めて
短い時間で開路及び短絡を検出することの出来る完全自
動化試験システムとして実現することの出来るものであ
る。実際に、該装置は『一発』で電気回路網全体を試験
することが出来、これにより試験装置の効率を極めて大
きくする。さらに、該装置は試験されている回路に対す
る物理的接触による損傷の可能性を極めて小さくする。
路、配線板、セラミック基板、電気回路網等の、回路板
における開路及び短絡回路を対称とする非接触試験を行
う改良された方法及び装置に関する。該装置は、極めて
短い時間で開路及び短絡を検出することの出来る完全自
動化試験システムとして実現することの出来るものであ
る。実際に、該装置は『一発』で電気回路網全体を試験
することが出来、これにより試験装置の効率を極めて大
きくする。さらに、該装置は試験されている回路に対す
る物理的接触による損傷の可能性を極めて小さくする。
従って、本発明は、以下の詳細な既述が例示する幾つか
のステップと、そのステップのうちの1以上のステップ
の、他の各ステップに対する関係と、構造の特徴、要素
の組合せ及び部分の配列と、から成るものである。
のステップと、そのステップのうちの1以上のステップ
の、他の各ステップに対する関係と、構造の特徴、要素
の組合せ及び部分の配列と、から成るものである。
要約すると、本発明において、試験されるべき回路基板
又は回路は不活性ガス雰囲気中で、該回路の平面にほぼ
並行に延在する電極の対の間に置かれる。回路の導電体
に相対して置かれる電極は、パルスレーザーからの光に
対して透明であり、このレーザーは該透明電極に相対し
て置かれる。回路の実際の試験は二つの段階、即ち、充
電段階と放電段階で行われる。充電中、数ボルトの電位
差を該電極間に生じさせることが出来、該透明電極が負
の電荷を担う。その後、該レーザーを好ましくは短時間
パルス作動させ、該透明電極と、試験される回路導電体
又はエッチング線上の選択された点との間にレーザービ
ームの焦点が合わせられる。ビームの焦点に位置するガ
スは、複数光子吸収と、望ましくはカスケード効果との
結果としてイオン化する。その結果、焦点にプラズマが
生でて、加えられた電場の影響下で拡散して該透明電極
と該回路導電体上の選択された点とを電気的に接続す
る。その時、電流が該導電体へ短時間流れて、該レーザ
ーの像が形成された該導電体の点に電気的に接続されて
いる全ての導電体部分に電荷を与える。その点と連続し
ていない導電体部分は充電されない。このプラズマは、
レーザーパルスの停止後、数マイクロ秒持続する。
又は回路は不活性ガス雰囲気中で、該回路の平面にほぼ
並行に延在する電極の対の間に置かれる。回路の導電体
に相対して置かれる電極は、パルスレーザーからの光に
対して透明であり、このレーザーは該透明電極に相対し
て置かれる。回路の実際の試験は二つの段階、即ち、充
電段階と放電段階で行われる。充電中、数ボルトの電位
差を該電極間に生じさせることが出来、該透明電極が負
の電荷を担う。その後、該レーザーを好ましくは短時間
パルス作動させ、該透明電極と、試験される回路導電体
又はエッチング線上の選択された点との間にレーザービ
ームの焦点が合わせられる。ビームの焦点に位置するガ
スは、複数光子吸収と、望ましくはカスケード効果との
結果としてイオン化する。その結果、焦点にプラズマが
生でて、加えられた電場の影響下で拡散して該透明電極
と該回路導電体上の選択された点とを電気的に接続す
る。その時、電流が該導電体へ短時間流れて、該レーザ
ーの像が形成された該導電体の点に電気的に接続されて
いる全ての導電体部分に電荷を与える。その点と連続し
ていない導電体部分は充電されない。このプラズマは、
レーザーパルスの停止後、数マイクロ秒持続する。
レーザーパルスが停止した直後に、該装置はその放電段
階に転換される。その間、該電極に加えられる電圧の極
性は逆転され、電圧は、試験されている回路を囲む不活
性ガスの破壊電圧まで高められる。この電圧はガスに依
存し、例えば100ないし500Vの範囲にわたる。破
壊電圧に達すると、該導電体の先に充電されていた部分
から飛び出して該部分の上の不活性ガスを励起する電子
によって、該導電体の先に充電されていた部分に沿って
放電プラズマが生じる。その結果として、回路の、レー
ザービームの像が形成された導電体上の点に電気的に接
続されている全ての導電体部分が電場発光により光又は
白熱光を発する。よって、回路のどの導電体部分が発光
するかを観察することにより、それらの部分が、レーザ
ービームにさらされている導電体に電気的に接続されて
いるか否かを判断することが出来る。
階に転換される。その間、該電極に加えられる電圧の極
性は逆転され、電圧は、試験されている回路を囲む不活
性ガスの破壊電圧まで高められる。この電圧はガスに依
存し、例えば100ないし500Vの範囲にわたる。破
壊電圧に達すると、該導電体の先に充電されていた部分
から飛び出して該部分の上の不活性ガスを励起する電子
によって、該導電体の先に充電されていた部分に沿って
放電プラズマが生じる。その結果として、回路の、レー
ザービームの像が形成された導電体上の点に電気的に接
続されている全ての導電体部分が電場発光により光又は
白熱光を発する。よって、回路のどの導電体部分が発光
するかを観察することにより、それらの部分が、レーザ
ービームにさらされている導電体に電気的に接続されて
いるか否かを判断することが出来る。
この放電白熱光は、カメラ、測光器、又はその他の普通
の光検出装置で自動的に検出することが出来るものであ
る。また、該回路上の選択された点を例えば走査測光器
でサンプリングして、それらの点が発光するか否か判定
することが出来る。その試験結果を、その回路について
の所望の連続性状態を表す基準サンプルと比較すること
が出来る。若し一致すれば、該回路は試験に合格したと
見なすことが出来る。一致しなければ、該回路は試験に
落第したと言うことが出来る。不一致が生じる点は、欠
陥の場所と種類、即ち、開路又は短絡回路、とを示す。
の光検出装置で自動的に検出することが出来るものであ
る。また、該回路上の選択された点を例えば走査測光器
でサンプリングして、それらの点が発光するか否か判定
することが出来る。その試験結果を、その回路について
の所望の連続性状態を表す基準サンプルと比較すること
が出来る。若し一致すれば、該回路は試験に合格したと
見なすことが出来る。一致しなければ、該回路は試験に
落第したと言うことが出来る。不一致が生じる点は、欠
陥の場所と種類、即ち、開路又は短絡回路、とを示す。
普通はそうである様に、特定の回路基板が数個の独立の
又は絶縁された回路経路を有するならば、個々の経路を
各々上記の様にして充電、放電して回路を完全に試験す
ることが出来る。
又は絶縁された回路経路を有するならば、個々の経路を
各々上記の様にして充電、放電して回路を完全に試験す
ることが出来る。
よって、本装置は、試験される回路との物理的接触を要
することなく基本的開路/短絡試験を行うので、試験に
よる回路の損傷を相当減少させ、或いは全く無くするも
のである。また、放電白熱光を観察するのに使われる器
械は、試験されるべき導電体又はエッチング線に沿うか
又はその付近の多数の点を同時に観察するように構成す
ることの出来るものであるので、回路網全体を『一発』
で試験することが出来る。試験時間の多くは導電体又は
エッチング線を発見して充電するために使われるので、
これにより試験速度が大幅に増大する。従って、この非
接触試験技術は、印刷開路、印刷配線板、セラミック基
板等の回路板の導電経路を開路及び短絡を対象として試
験する必要がある分野に広く使用することが出来る。
することなく基本的開路/短絡試験を行うので、試験に
よる回路の損傷を相当減少させ、或いは全く無くするも
のである。また、放電白熱光を観察するのに使われる器
械は、試験されるべき導電体又はエッチング線に沿うか
又はその付近の多数の点を同時に観察するように構成す
ることの出来るものであるので、回路網全体を『一発』
で試験することが出来る。試験時間の多くは導電体又は
エッチング線を発見して充電するために使われるので、
これにより試験速度が大幅に増大する。従って、この非
接触試験技術は、印刷開路、印刷配線板、セラミック基
板等の回路板の導電経路を開路及び短絡を対象として試
験する必要がある分野に広く使用することが出来る。
(実施例) 図面の第1図を参照すると、試験装置10は試験される
べき回路基板又は回路14を収容する流体密チャンバ1
2を含む。チャンバ12は、レーザー18の作業端部に
直接相対しており、該レーザーは、チャンバ12内の印
刷回路14の導電体又はエッチング線14a上の選択さ
れた点又はスポットに可干渉光ビームLを向けることが
出来る様に適当なXY位置決め装置19によって支持さ
れる。
べき回路基板又は回路14を収容する流体密チャンバ1
2を含む。チャンバ12は、レーザー18の作業端部に
直接相対しており、該レーザーは、チャンバ12内の印
刷回路14の導電体又はエッチング線14a上の選択さ
れた点又はスポットに可干渉光ビームLを向けることが
出来る様に適当なXY位置決め装置19によって支持さ
れる。
チャンバ12と相対して光検出器22も配置されてお
り、これは、測光器、CCD又はビディコンカメラ、解
像管等であり、試験される回路14から発する光を検出
することが出来る。好ましくは、検出器22も、チャン
バ12と、その中の印刷回路とに対して移動できるよう
にXY位置決め装置23に取りつけられる。
り、これは、測光器、CCD又はビディコンカメラ、解
像管等であり、試験される回路14から発する光を検出
することが出来る。好ましくは、検出器22も、チャン
バ12と、その中の印刷回路とに対して移動できるよう
にXY位置決め装置23に取りつけられる。
チャンバ12は、電極として作用する電導性の底壁26
と、非電導性の4個の側壁28と、上壁又はカバー32
とを有し、このカバーを取り外して、その中に回路基板
又は回路14を置くためにチャンバ内への路を開くこと
が出来る。図示のチャンバの例では、カバー32は34
などで側壁28にヒンジ取付けされていて、開放位置と
閉鎖位置とのあいだを回動することが出来る。足への頂
部の全周囲に適当なシール又はガスケット36が設けら
れていて、カバー32がその閉鎖位置にあるときには、
カバーと側壁28との間に気密シールが生じる。また、
下側に位置する側壁28上の戻り止め42aに係合して
カバーの持ち上げとカバーの閉鎖・気密位置への固定と
を容易にすることの出来るハンドル/ラッチ42がカバ
ー32の頂部に取りつけられている。
と、非電導性の4個の側壁28と、上壁又はカバー32
とを有し、このカバーを取り外して、その中に回路基板
又は回路14を置くためにチャンバ内への路を開くこと
が出来る。図示のチャンバの例では、カバー32は34
などで側壁28にヒンジ取付けされていて、開放位置と
閉鎖位置とのあいだを回動することが出来る。足への頂
部の全周囲に適当なシール又はガスケット36が設けら
れていて、カバー32がその閉鎖位置にあるときには、
カバーと側壁28との間に気密シールが生じる。また、
下側に位置する側壁28上の戻り止め42aに係合して
カバーの持ち上げとカバーの閉鎖・気密位置への固定と
を容易にすることの出来るハンドル/ラッチ42がカバ
ー32の頂部に取りつけられている。
なお第1図を参照すると、回路14は、セルの側壁28
から内方に突出する棚状の突起又はブラケット44によ
りセル12内に支持されており、該回路は、底壁26に
平行で、且つカバーが閉鎖位置にあるときにはカバー3
2にも平行な画面内に支持される。スプリング荷重を受
ける適当なラッチ45が該棚状突起の周囲に配置され、
該回路を定位置に解放可能に固定する。
から内方に突出する棚状の突起又はブラケット44によ
りセル12内に支持されており、該回路は、底壁26に
平行で、且つカバーが閉鎖位置にあるときにはカバー3
2にも平行な画面内に支持される。スプリング荷重を受
ける適当なラッチ45が該棚状突起の周囲に配置され、
該回路を定位置に解放可能に固定する。
本発明に従って、セルの頂壁又はカバー32は電導性で
あると共に、レーザー18から発せられる光に対して透
明である。該カバーは固い透明なガラス層32aを含
み、その下側又は内面は、電極として機能する金その他
の不活性金属の、透明で電導性のフィルム又はコーティ
ング32bで被覆されている。好ましくは、カバー32
の上面又は外面に反射防止膜32cが付されている。そ
の代わりに、透明電極として細いワイヤグリッドを使用
することも出来る。
あると共に、レーザー18から発せられる光に対して透
明である。該カバーは固い透明なガラス層32aを含
み、その下側又は内面は、電極として機能する金その他
の不活性金属の、透明で電導性のフィルム又はコーティ
ング32bで被覆されている。好ましくは、カバー32
の上面又は外面に反射防止膜32cが付されている。そ
の代わりに、透明電極として細いワイヤグリッドを使用
することも出来る。
チャンバ12から排気して不活性ガスで満たすために、
右側の側壁28の、好ましくは対角線に沿って相対する
角の部分を通して1対のパイプ56、58が延在する。
パイプ56は、制御可能なバルブ76を介して例えばア
ルゴンやネオン等の不活性ガスの供給源に接続される。
他方のパイプ58は負圧源に通じていて、該チャンバか
ら空気及びガスを一掃することが出来る。好ましくは、
チャンバ内のガス圧を感知して、これに対応する電気信
号を発生させる圧力センサー62がチャンバ12内に設
けられる。
右側の側壁28の、好ましくは対角線に沿って相対する
角の部分を通して1対のパイプ56、58が延在する。
パイプ56は、制御可能なバルブ76を介して例えばア
ルゴンやネオン等の不活性ガスの供給源に接続される。
他方のパイプ58は負圧源に通じていて、該チャンバか
ら空気及びガスを一掃することが出来る。好ましくは、
チャンバ内のガス圧を感知して、これに対応する電気信
号を発生させる圧力センサー62がチャンバ12内に設
けられる。
第1図に示されている様に、底壁電極26及び頂壁電極
32bは、二路スイッチ72を介してdc電圧源74に
電気的に接続される。
32bは、二路スイッチ72を介してdc電圧源74に
電気的に接続される。
レーザー18、光検出器22、スイッチ72及びバルブ
76の動作は、レーザー18及び検出器22を位置決め
する位置決め装置19及び23をも制御するコントロー
ラ82によって制御される。該コントローラは、圧力セ
ンサー62の出力も監視し、これに応じて、各試験中、
選択された不活性ガス圧をチャンバ12内に維持する。
各試験の結果は、監視装置84に表示される。
76の動作は、レーザー18及び検出器22を位置決め
する位置決め装置19及び23をも制御するコントロー
ラ82によって制御される。該コントローラは、圧力セ
ンサー62の出力も監視し、これに応じて、各試験中、
選択された不活性ガス圧をチャンバ12内に維持する。
各試験の結果は、監視装置84に表示される。
開路及び短絡について印刷回路14を試験するために、
回路はチャンバ12内に置かれ、チャンバ内の支持棚4
4上に位置決めされる。チャンバカバー32が閉じられ
て、ハンドル/ラッチ42が固定位置に移されてチャン
バ内の回路が密封された後、コントローラ82が起動さ
れて試験を開始する。最初に、コントローラはバルブ7
6を開き、パイプ58の真空源(図示せず)を作動させ
るので、チャンバ12から空気が一掃され、例えばアル
ゴン等の不活性ガスが例えば100Torrの選択された割
合に低い圧力に充填される。コントローラ82は、所望
の内部圧力を維持するためにチャンバ12内の圧力セン
サー62と制御可能バルブ76の出力とをサンプリング
する。
回路はチャンバ12内に置かれ、チャンバ内の支持棚4
4上に位置決めされる。チャンバカバー32が閉じられ
て、ハンドル/ラッチ42が固定位置に移されてチャン
バ内の回路が密封された後、コントローラ82が起動さ
れて試験を開始する。最初に、コントローラはバルブ7
6を開き、パイプ58の真空源(図示せず)を作動させ
るので、チャンバ12から空気が一掃され、例えばアル
ゴン等の不活性ガスが例えば100Torrの選択された割
合に低い圧力に充填される。コントローラ82は、所望
の内部圧力を維持するためにチャンバ12内の圧力セン
サー62と制御可能バルブ76の出力とをサンプリング
する。
回路14の実際の試験は、装置10によって、2段階
で、即ち、充電段階及び放電段階で、行われる。第2A
図及び第3A図を参照すると、最初にコントローラ82
は、レーザー18を、その光ビームが回路14の導電体
14a上の選択されたスポット又は点(例えば第1図の
スポットP)に像を結ぶことが出来る様に、位置決めす
る。その後、コントローラは電極26及び32b間に典
型的には1ないし5ボルト(例えば2ボルト)の範囲の
小さな電位差を加えるために(第3A図に示されている
様に電極32bが負の電荷を担う)スイッチ72を制御
する。次に、コントローラ82はレーザー18を作動さ
せ、該レーザーは可干渉光のパルスLを放出し、この光
ビームはセル12内の上側電極32b及び導電体14a
のスポットPとの間の焦点FPに収束する。該ビームの
焦点の不活性ガスは、複数光子吸収(及び、チャンバ1
2内のガス圧に応じて、カスケード効果)の結果として
イオン化する。その結果、焦点FPにプラズマがすぐに
生じて、加えられた電場の影響下で拡散してプラズマ
『管』Tとなり、該導電体スポットPと電極32bとを
電気的に接続する。管Tが生ずると、電流が導電体スポ
ットPに短時間流れて、そのスポットと、導電体14a
上の該スポットと電気的に連続している全ての導電体部
分とに電荷を与える。一方、中断又は割れBによってス
ポットPから分離されている導電体部分は電荷を受け取
らない。斯かる絶縁した部分の一つが第2A図において
導電体14aの中断Bの左に示されている。
で、即ち、充電段階及び放電段階で、行われる。第2A
図及び第3A図を参照すると、最初にコントローラ82
は、レーザー18を、その光ビームが回路14の導電体
14a上の選択されたスポット又は点(例えば第1図の
スポットP)に像を結ぶことが出来る様に、位置決めす
る。その後、コントローラは電極26及び32b間に典
型的には1ないし5ボルト(例えば2ボルト)の範囲の
小さな電位差を加えるために(第3A図に示されている
様に電極32bが負の電荷を担う)スイッチ72を制御
する。次に、コントローラ82はレーザー18を作動さ
せ、該レーザーは可干渉光のパルスLを放出し、この光
ビームはセル12内の上側電極32b及び導電体14a
のスポットPとの間の焦点FPに収束する。該ビームの
焦点の不活性ガスは、複数光子吸収(及び、チャンバ1
2内のガス圧に応じて、カスケード効果)の結果として
イオン化する。その結果、焦点FPにプラズマがすぐに
生じて、加えられた電場の影響下で拡散してプラズマ
『管』Tとなり、該導電体スポットPと電極32bとを
電気的に接続する。管Tが生ずると、電流が導電体スポ
ットPに短時間流れて、そのスポットと、導電体14a
上の該スポットと電気的に連続している全ての導電体部
分とに電荷を与える。一方、中断又は割れBによってス
ポットPから分離されている導電体部分は電荷を受け取
らない。斯かる絶縁した部分の一つが第2A図において
導電体14aの中断Bの左に示されている。
レーザーパルスが終止してから数マイクロ秒後に、プラ
ズマ管が消散し、導電体の放電が終わる。プラズマ生成
に要するレーザーパルス当たりのエネルギーは、チャン
バ12に使用するガス、そのガスの圧力、レーザー18
から放射される光の波長、及び焦点FPにおけるレーザ
ービームの断面積に依存する。例を挙げると、波長が1
ミクロン、パルス長さが20ナノ秒、100Torrのアル
ゴン雰囲気中でレーザービーム焦点の直径が5ミルとい
う条件で作動するレーザーは、プラズマ形成のためのパ
ルス1個について約1ジュールのエネルギーを必要とす
る。
ズマ管が消散し、導電体の放電が終わる。プラズマ生成
に要するレーザーパルス当たりのエネルギーは、チャン
バ12に使用するガス、そのガスの圧力、レーザー18
から放射される光の波長、及び焦点FPにおけるレーザ
ービームの断面積に依存する。例を挙げると、波長が1
ミクロン、パルス長さが20ナノ秒、100Torrのアル
ゴン雰囲気中でレーザービーム焦点の直径が5ミルとい
う条件で作動するレーザーは、プラズマ形成のためのパ
ルス1個について約1ジュールのエネルギーを必要とす
る。
回路の導電体14aが前述の様に点Pで充電された後、
装置10を直ちに放電動作モードに切り換えることが出
来る。詳しく言えば、コントローラ82はスイッチ72
を切替えるので、反対極性の割合に高い電圧が電極26
及び32bに加えられる。第3B図に示されている様
に、この電圧はチャンバ12内のガスの破壊電圧(例え
ば、アルゴンガスについては200ボルト)を上回り、
導電体14aからの放電を制御するべく整形された波形
を有するべきである。このチャンバのガスの破壊電圧に
達すると、第2B図に小さな垂直の矢で示されている様
に、先に充電されていた導電体14aから電子が放出さ
れる。これらの電子は、充電された導電体の周囲のガス
を励起して、先に充電されていて、従って(希望により
又は短絡により)試験の充電段階でレーザービームによ
り結像された導電体スポットPに電気的に連続されてい
る導電体14aの全ての部分及び分岐に沿って、白熱す
る放電プラズマGを発生させる。一方、中断又は割れB
のために導電体スポットPと電気的に連続しておらず、
従って充電されなかった導電体14aの部分は、白熱プ
ラズマ放電Gを帯びず、これによっては識別されない。
白熱しないこの様な導電体部分が第2B図において中断
Bの左側に示されている。
装置10を直ちに放電動作モードに切り換えることが出
来る。詳しく言えば、コントローラ82はスイッチ72
を切替えるので、反対極性の割合に高い電圧が電極26
及び32bに加えられる。第3B図に示されている様
に、この電圧はチャンバ12内のガスの破壊電圧(例え
ば、アルゴンガスについては200ボルト)を上回り、
導電体14aからの放電を制御するべく整形された波形
を有するべきである。このチャンバのガスの破壊電圧に
達すると、第2B図に小さな垂直の矢で示されている様
に、先に充電されていた導電体14aから電子が放出さ
れる。これらの電子は、充電された導電体の周囲のガス
を励起して、先に充電されていて、従って(希望により
又は短絡により)試験の充電段階でレーザービームによ
り結像された導電体スポットPに電気的に連続されてい
る導電体14aの全ての部分及び分岐に沿って、白熱す
る放電プラズマGを発生させる。一方、中断又は割れB
のために導電体スポットPと電気的に連続しておらず、
従って充電されなかった導電体14aの部分は、白熱プ
ラズマ放電Gを帯びず、これによっては識別されない。
白熱しないこの様な導電体部分が第2B図において中断
Bの左側に示されている。
高電場を加えると同時に、コントローラ82は検出器2
2を制御して、回路を走査させて、回路の選択された点
から発する光をサンプリングさせ、そのサンプリングさ
れた点のうちのどの点が白熱し、どの点が白熱しないか
を示す電子『地図』を作らせる。その後、この情報を、
該検出器又はコントローラ82に格納されている基準地
図と比較して、回路14の中の、望ましくない開路及び
/又は短絡回路の場所を特定することが出来る。次に、
その試験結果を監視装置84上に所望の書式で表示する
ことが出来る。これを達成するための器械は、例えば、
米国特許第4,507,605号に開示されている。
2を制御して、回路を走査させて、回路の選択された点
から発する光をサンプリングさせ、そのサンプリングさ
れた点のうちのどの点が白熱し、どの点が白熱しないか
を示す電子『地図』を作らせる。その後、この情報を、
該検出器又はコントローラ82に格納されている基準地
図と比較して、回路14の中の、望ましくない開路及び
/又は短絡回路の場所を特定することが出来る。次に、
その試験結果を監視装置84上に所望の書式で表示する
ことが出来る。これを達成するための器械は、例えば、
米国特許第4,507,605号に開示されている。
回路基板14を走査して欠陥を発見する代わりに、カメ
ラを使用して回路基板14のスナップ写真を上から取っ
ても良く、或いは、場合によっては、単に、回路のどの
部分が白熱し、どの部分が白熱しないかをオペレータが
観察することによって基板上の欠陥を発見することも出
来る。
ラを使用して回路基板14のスナップ写真を上から取っ
ても良く、或いは、場合によっては、単に、回路のどの
部分が白熱し、どの部分が白熱しないかをオペレータが
観察することによって基板上の欠陥を発見することも出
来る。
叙上から、装置10は、基板又は回路との物理的接触を
要することなく、従って試験により回路を損傷させる危
険を減少させ或いは実質的に無くする様な態様で印刷配
線基板、印刷回路等の開路及び短絡を試験することを可
能にするものであることが分かる。また、試験されてい
る導電体又はエッチング線に沿う多数の点又はその付近
の多数の点を観察するように検出器22と、連携する器
械とを構成することが出来る。従って、回路網全体を一
度に試験することが出来、従って、試験準備時間を極め
て短くし、試験効率を極めて大きくすることが出来る。
要することなく、従って試験により回路を損傷させる危
険を減少させ或いは実質的に無くする様な態様で印刷配
線基板、印刷回路等の開路及び短絡を試験することを可
能にするものであることが分かる。また、試験されてい
る導電体又はエッチング線に沿う多数の点又はその付近
の多数の点を観察するように検出器22と、連携する器
械とを構成することが出来る。従って、回路網全体を一
度に試験することが出来、従って、試験準備時間を極め
て短くし、試験効率を極めて大きくすることが出来る。
本発明の範囲から逸脱せずに、上記の方法と上記の構成
とに或る変更を行うことが出来る。例えば、2側面・試
験については、チャンバ12の底壁26を金属板とする
代わりに頂壁又はカバー32と同一とし、レーザー18
及び検出器22が頂壁32に関して装置されているのと
同一の態様で追加のレーザー及び検出器を底壁26に関
して装置することが出来る。さらに、試験される回路1
4の電源平面を電極として利用することが出来る。従っ
て、上記の説明に含まれ、或いは添付図面に示されてい
る全ての事項は例示であって、限定的意味に解されては
ならない。
とに或る変更を行うことが出来る。例えば、2側面・試
験については、チャンバ12の底壁26を金属板とする
代わりに頂壁又はカバー32と同一とし、レーザー18
及び検出器22が頂壁32に関して装置されているのと
同一の態様で追加のレーザー及び検出器を底壁26に関
して装置することが出来る。さらに、試験される回路1
4の電源平面を電極として利用することが出来る。従っ
て、上記の説明に含まれ、或いは添付図面に示されてい
る全ての事項は例示であって、限定的意味に解されては
ならない。
また、特許請求の範囲の欄の記載内容は、ここに記載し
た発明の一般的特徴及び特殊な特徴の全てを網羅するべ
きものであることも理解されるべきである。
た発明の一般的特徴及び特殊な特徴の全てを網羅するべ
きものであることも理解されるべきである。
第1図は、本発明の非接触試験装置を、一部を切り欠い
て示す図である。 第2A図及び第2B図は、第1図の線2−2に沿う断面
図であり、該装置の動作を示す。 第3A図及び第3B図は、第1図の装置の動作を説明す
る図である。
て示す図である。 第2A図及び第2B図は、第1図の線2−2に沿う断面
図であり、該装置の動作を示す。 第3A図及び第3B図は、第1図の装置の動作を説明す
る図である。
Claims (14)
- 【請求項1】望ましくない短絡及び開路を検出するべ
く、1個以上の導電体を有する回路基板を非接触に試験
する方法であって、 該回路導電体を該電極の一つに対面させて、選択された
ガスで満たされたチャンバ内の1対の電極の間に該回路
基板を置き、 前記の一つの電極が負の電荷を担う様に選択された極性
を持った電圧を該電極に加えて、該回路基板に対してほ
ぼ垂直に延在する電場を生じさせることにより該回路基
板を充電し、前記の一つの電極と該回路基板の導電体上
の選択されたスポットとの間の焦点にもたられるレーザ
ービームパルスを該回路基板に当てて該チャンバ内の該
ビーム焦点のガスをイオン化させてプラズマを発生させ
ることにより前記スポットと、該スポットに電気的に連
続している他の回路導電体部分とに電荷を与え、 加えられる電圧の極性を反転させ、該電圧の強さを実質
的に該チャンバのガスの破壊電圧まで増大させることに
よって該回路基板から放電させることにより、該回路導
電体の充電された部分に相対するチャンバガス中に白熱
する放電プラズマを生じさせ、 該回路を観察して、その導電体のどの部分が白熱し、従
って前記の選択された導電体スポットに電気的に連続し
ており、どの部分がそうではないかを判定するステップ
から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項2】該チャンバは不活性ガスで満たされること
を特徴とする請求項1に記載の試験方法。 - 【請求項3】該不活性ガスはアルゴンであることを特徴
とする請求項2に記載の試験方法。 - 【請求項4】チャンバガスの圧力を制御して、選択され
た割合に低い圧力に維持するステップを更に含むことを
特徴とする請求項1に記載の試験方法。 - 【請求項5】該充電ステップ中に、1ないし5ボルトの
電圧を該電極に加えることを特徴とする請求項1に記載
の試験方法。 - 【請求項6】該放電ステップ中、100ないし500ボ
ルトの電圧を該電極に加えることを特徴とする請求項1
に記載の試験方法。 - 【請求項7】望ましくない短絡及び開路を検出するべ
く、1個以上の導電体を有する回路を非接触に試験する
方法であって、 該回路導電体を該電極の一つに対面させて、選択された
ガスで満たされたチャンバ内の1対の電極の間に該回路
を置き、 前記の一つの電極が負の電荷を担う様に選択された極性
を持った電圧を該電極に加えて、該回路に対してほぼ垂
直に延在する電場を生じさせることにより該回路を充電
し、前記の一つの電極と回路導電体上の選択されたスポ
ットとの間の焦点にもたらされるレーザービームパルス
を該回路に当てて該チャンバ内の該ビーム焦点のガスを
イオン化させて、該チャンバ内の加えられた電場の下で
拡散して前記導電体スポットと前記の一つの電極との間
に延在する導電経路を生じさせるプラズマを発生させる
ことにより前記スポットと、該スポットに電気的に連続
している他の回路導電体部分とに電荷を与え、 加えられる電圧の極性を反転させ、該電圧の強さを実質
的に該チャンバのガスの破壊電圧まで増大させることに
よって該回路から放電させることにより、該回路導電体
の充電された部分に相対するチャンバガス中に白熱する
放電プラズマを生じさせ、 該回路を観察して、その導電体のどの部分が白熱し、従
って前記の選択された導電体スポットに電気的に連続し
ており、どの部分がそうではないかを判定するステップ
から成ることを特徴とする方法。 - 【請求項8】該回路を走査し、該導電体上の点及びその
付近の点をサンプリングして該回路についての試験プロ
フィールを作ることにより該回路を観察し、 該試験プロフィールを基準プロフィールと比較して該回
路が該試験に合格するか否か判定することを特徴とする
請求項7に記載の試験方法。 - 【請求項9】望ましくない短絡及び開路を検出するべ
く、1個以上の導電体を有する回路を非接触に試験する
装置であって、 該回路を収容するチャンバと、 該チャンバを不活性ガスで満たす手段と、 前記チャンバ内に配置され、互いに離間している平らな
電極の対と、 前記チャンバ内の、前記電極の間にあって且つ前記電極
に実質的に平行な結像面に回路を位置決めする手段と、 該回路導電体に相対する一つの電極が負の電荷を担う様
に選択された極性を持った電圧を該電極に加えて、前記
結像面に対してほぼ垂直に延在する電場を生じさせる手
段と、 前記の一つの電極と前記結像面内の該回路の導電体上の
選択されたスポットとの間の焦点にもたらされるレーザ
ービームを該回路基板に当てて該チャンバ内の該ビーム
焦点のガスをイオン化させて、前記の選択された導電体
スポットと、該スポットに電気的に連続している他の回
路導電体部分とに電荷を導くプラズマを発生させるレー
ザーと、 加えられる電圧の極性を反転させ、該電圧の強さを実質
的に該チャンバのガスの破壊電圧まで増大させることに
よって、前記結像面内の該回路の導電体の充電された部
分に相対するチャンバガス中に白熱する放電プラズマを
生じさせる手段と、 前記結像面内の回路を観察して、その導電体のどの部分
が白熱し、従って前記の選択された導電体スポットに電
気的に連続しており、どの部分がそうではないかを判定
する手段とから成ることを特徴とする装置。 - 【請求項10】前記の一つの電極と、前記の一つの電極
に相対する前記チャンバの壁とは、前記レーザーから放
出される光に対して透明であり、 前記レーザーは、前記チャンバ外に配置されて、前記の
一つの電極を通して前記面内の回路に結像することを特
徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項11】前記チャンバ内のガスの圧力を制御する
手段を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の装
置。 - 【請求項12】該圧力制御手段は、前記チャンバ内に位
置する圧力センサーを含むことを特徴とする請求項11
に記載の装置。 - 【請求項13】前記レーザーはパルスレーザーであるこ
とを特徴とする請求項9に記載の装置。 - 【請求項14】前記観察手段は、測光器、CCDカメラ
及び解像管で構成されるグループから選択された光検出
器から成ることを特徴とする請求項9に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US371589 | 1989-06-26 | ||
| US07/371,589 US4970461A (en) | 1989-06-26 | 1989-06-26 | Method and apparatus for non-contact opens/shorts testing of electrical circuits |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03135778A JPH03135778A (ja) | 1991-06-10 |
| JPH065246B2 true JPH065246B2 (ja) | 1994-01-19 |
Family
ID=23464574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2162531A Expired - Lifetime JPH065246B2 (ja) | 1989-06-26 | 1990-06-20 | 電気回路の開路/短絡試験を非接触に行う方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4970461A (ja) |
| EP (1) | EP0405737A3 (ja) |
| JP (1) | JPH065246B2 (ja) |
| CA (1) | CA2017238A1 (ja) |
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