JPH07301646A - プリント基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント基板上に形成された回路パターンを
高速で自動検査し、製品検査工程の生産性向上を図るこ
とが可能なプリント基板検査装置を提供することを目的
とする。 【構成】 プリント基板４上の回路パターンに電圧を印
加する定電圧電源１１と、測定するための回路に流れる
電流の上限を設定する電流リミット回路１２と、回路パ
ターンの導体抵抗に発生する電圧を検出する電圧測定回
路１３と、回路パターンまたは回路パターン間に流れる
電流を測定する電流測定回路１４と、測定した電圧値を
電流値にて除算し抵抗値に換算する除算回路１５と、除
算回路出力を予め設定されたアナログ電圧と比較し良否
判定する判定回路１６により構成された検査回路を用い
た構成とすることにより、アナログ信号で全てを判定す
ることができるようになるため検査時間を大幅に短縮
し、生産性向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント基板上に形成さ
れた回路パターンの導体抵抗測定及び回路パターン間の
絶縁抵抗測定を高速で行うためのプリント基板検査装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化に伴い、内
部に実装されるプリント基板の小型化や高密度配線が進
んでいる。これらに伴い、セットメーカは回路の低抵抗
値の保証や回路間への高電圧印加による高絶縁抵抗の保
証を要求するようになってきている。

【０００３】以下にこの種の従来のプリント基板検査装
置について図面を用いて説明する。図５は従来のプリン
ト基板検査装置の構成を示したものであり、検査回路２
０とスイッチ回路２１により形成されたプリント基板検
査回路と、これに接続された検査用接点治具３をプリン
ト基板５０上に形成された導体抵抗５０ａに接触させて
検査を行い、良否判定するように構成されている。

【０００４】また、図６は同装置のプリント基板検査回
路の構成をブロック図で示したものであり、同図に示す
ように検査回路２０は検査用電源として定電流電源５１
と、定電圧電源５２と、電源切り替えスイッチ５３と、
電圧測定回路５４と、電流測定回路５５と、ＡＤ変換回
路５６と、判定用コンピュータ部５７により構成されて
いる。また、スイッチ回路２１は四端子測定による低抵
抗測定を行うため、電流用スイッチ４６，４８及び電圧
用スイッチ４７，４９を有する。なお、このスイッチは
電流用２つと電圧用２つの計４つを１セットとし、プリ
ント基板５０にて検査が必要なポイントの数だけ用意さ
れるものである。

【０００５】このように構成された従来のプリント基板
検査装置を用い、導通検査を行う場合について以下に説
明する。

【０００６】まず、電源切り替えスイッチ５３により定
電流電源５１を用いて検査を行う。定電流は検査する回
路抵抗５０ｂに応じ設定する。スイッチ４６、スイッチ
４８がＯＮすると定電流電源５１よりスイッチ４６を通
じ回路抵抗５０ｂに定電流が流れそのままスイッチ４８
を通り電流測定回路５５に流れ込む。この際、回路抵抗
５０ｂはプリント基板５０上に製作された回路パターン
の導体抵抗５０ａに相当する。回路抵抗５０ｂの両端に
は定電流により電圧降下が発生する。電圧測定回路５４
はスイッチ４７及びスイッチ４９を通じてこれを検出
し、ＡＤ変換回路５６にてデジタル化し、コンピュータ
５７に取り込む。コンピュータ５７はこのデータを最初
にわかっている定電流の値で割ると回路抵抗５０ｂが求
められ、判定が可能となるものである。

【０００７】次に、同装置による絶縁検査を行う場合に
ついて説明する。まず、電源切り替えスイッチ５３によ
り定電圧電源５２を用いて検査を行う。スイッチ４６、
スイッチ４８がＯＮすると定電圧電源５２よりスイッチ
４６を通じ回路抵抗５０ｂに検査電圧が印加される。こ
の際、回路抵抗５０ｂはプリント基板５０上に製作され
た回路パターン間の絶縁抵抗に相当する。この回路抵抗
５０ｂを通じスイッチ４８に流れ込んだ電流は電流測定
回路５５により検出してＡＤ変換回路５６にてデジタル
化し、コンピュータ５７に取り込む。このデータを最初
にわかっている検査電圧と電流測定回路５５にある検出
抵抗Ｒｓにより演算すると回路抵抗５０ｂが求められ、
判定が可能となる。

【０００８】コンピュータ５７は導通、絶縁検査におい
てプリント基板５０上に製作された回路の組合せに応じ
電源切り替えスイッチ５３を切り替え、その都度測定さ
れた値を演算判定する。すべての組合せについて検査を
完了した後、製品としての良否判定及び不良箇所のデー
タ出力を行うようにしていたものであった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、プリント基板５０上に形成された回路パタ
ーンの高密度配線化に伴い、プリント基板５０、１枚当
りでの検査回数が増加し検査時間が長くなっていること
から検査時間短縮においては繰り返し行う導通、絶縁検
査時間を如何に短縮するかが課題である。

【００１０】また、コンピュータ演算にて検査をすすめ
る方式のために演算スピード短縮に限界があり、さらに
測定回路には浮遊容量が寄生しており、これにより起こ
る電気応答の遅れを改善するには定電流電源は不向きで
あるという課題を有していた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のプリント基板検査装置は、プリント基板上に
形成された回路パターンに電圧を印加する定電圧電源
と、この定電圧電源から流れる電流の上限を設定する電
流リミット回路と、回路パターンの導体抵抗に発生する
電圧を検出する電圧測定回路と、回路パターンまたは回
路パターン間に流れる電流を測定する電流測定回路と、
測定した電圧値を電流値で除算して抵抗値に換算する除
算回路と、除算回路出力を予め設定されたアナログ電圧
と比較して良否判定する判定回路により構成されたプリ
ント基板検査回路と、このプリント基板検査回路に接続
され上記プリント基板上に形成された回路パターンに当
接して検査を行う検査用接点治具からなる構成としたも
のである。

【００１２】

【作用】この構成により、プリント基板上に形成された
回路パターンの検査をアナログ信号のままで良否判定す
ることが可能となり、コンピュータの演算時間の削減が
可能となる。

【００１３】また、定電圧電源を使用し検査することに
より、回路に寄生する浮遊容量による電気信号の応答遅
れ時間を改善することができ、検査時間短縮を行うこと
が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て説明する。

【００１５】図１は同実施例によるプリント基板検査装
置の全体構成を示す概念図であり、検査回路１とスイッ
チ回路２により形成されたプリント基板検査回路と、こ
れに接続された検査用接点治具３をプリント基板４上に
形成された導体抵抗１０５に接触させて検査を行い、良
否判定するように構成されている。

【００１６】図２は同装置のプリント基板検査回路の構
成を示すブロック図であり、同図において１は検査回路
を示し、この検査回路１は検査用電源としての定電圧電
源１１と、スイッチ回路２など各部の破損を防止するた
めの電流リミット回路１２と、回路抵抗１０５ａに電流
が流れたことにより発生する電圧降下を測定するための
電圧測定回路１３と、回路に流れた電流を測定するため
の電流測定回路１４と、電圧測定回路１３と電流測定回
路１４で測定された値をオームの法則に従い（抵抗＝抵
抗両端電圧／抵抗を流れる電流）アナログ的に演算する
ためのアナログ除算回路１５と、アナログ除算回路１５
の出力電圧（回路抵抗１０５ａに相当）と予めコンピュ
ータ１８よりＤＡコンバータ１７を用いて設定された判
定電圧とを比較し良否判定するための判定回路１６と、
この判定回路１６に接続する回路を上記電流測定回路１
４もしくはアナログ除算回路１５のいずれかにするため
に切り替えを行う導通絶縁切り替えスイッチ１９により
構成されている。

【００１７】また、スイッチ回路２は四端子測定による
低抵抗測定を行うため、電流用スイッチ１０１，１０３
及び電圧用スイッチ１０２，１０４を有している。な
お、実際にはこのスイッチは電流用２つと電圧用２つの
計４つを１セットとしてプリント基板４にて検査が必要
なポイントの数だけ用意されるものである。

【００１８】このように構成された本発明のプリント基
板検査装置の動作説明のため、まず導通検査を行う場合
について説明する。

【００１９】まず、導通絶縁切り替えスイッチ１９をア
ナログ除算回路１５に接続する。スイッチ１０１、スイ
ッチ１０３がＯＮすると定電圧電源１１よりスイッチ１
０１を通じ回路抵抗１０５ａに電流が流れ、そのままス
イッチ１０３を通り電流測定回路１４に流れ込む。この
際、回路抵抗１０５ａはプリント基板４上に製作された
回路パターンの導体抵抗１０５に相当する。回路抵抗１
０５ａの両端には電流により電圧降下が発生する。電圧
測定回路１３はスイッチ１０２及びスイッチ１０４を通
じこれを測定する。アナログ除算回路１５は電圧測定回
路１３からの測定電圧を電流測定回路１４からの電圧で
除算し、回路抵抗１０５ａに相当する電圧を得る。コン
ピュータ１８は良否判定のレベルをＤＡコンバータ１７
にてアナログ電圧として設定する。判定回路１６はアナ
ログ除算回路１５の出力とＤＡコンバータ１７で設定の
判定電圧とを比較して良否判定１ｂｉｔをコンピュータ
１８に送る。コンピュータ１８は良否判定信号を取り込
み次の組み合わせ検査に移る。

【００２０】この１サイクルの動作においてスイッチ１
０１，１０３がＯＮしたとき図３に示す回路構成が成り
立ち、この回路にある浮遊容量１０６はスイッチ回路２
の接点間や配線間、またプリント基板４の回路パターン
自身において発生する容量成分である。浮遊容量１０６
と回路抵抗１０５ａに直流電圧が印加されると、まずこ
の浮遊容量１０６に充電電流が流れ電圧が上昇する。こ
の間、電圧測定回路１３の出力も逐次変化するため、高
速検査を行うためには浮遊容量１０６の充電時間短縮が
必要となる。定電圧電源１１は浮遊容量１０６に対し電
流リミット回路１２にて制限されるまでの最大電流で充
電を行うことで回路の電気的応答を改善することができ
る。

【００２１】図４に各電源での浮遊容量１０６に対する
充電波形を示す。２０１は定電圧電源１１に電流リミッ
トを定電圧電源１１に直列に入れた場合で、充電前半は
電流リミット回路１２にて設定された最大電流で充電す
るため直線的に電圧上昇し、後半充電電流が少なくなる
と上昇カーブがなまる。２０２は定電圧電源１１単独の
場合で、充電電流制限を受けないため高速の充電が可能
となるが突入電流を制限するものが無いため回路の破損
を招く可能性が有る。２０３は定電流電源の場合で、浮
遊容量１０６に対する充電電流は常に一定であるため充
電電圧カーブは直線的である。また、電源電圧と回路抵
抗１０５ａに応じ電流値が決まるため、傾きの大幅な改
善は行えない。電流値、電圧値の設定によっては図４に
示すカーブは変化するが、検査精度の比較的粗い回路パ
ターンの検査においては浮遊容量１０６に対する完全充
電の必要は無く、定電圧電源１１、電流リミット回路１
２併用式の電源回路による充電の高速化は効果が大きい
ものがあり、この検査用電源の種類による判定時間（図
４の判定時間１〜同３）について、その詳細を（表１）
に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】次に、本発明のプリント基板検査装置の絶
縁検査を行う場合について説明する。

【００２４】まず、導通絶縁切り替えスイッチ１９を電
流測定回路１４に接続する。スイッチ１０１、スイッチ
１０３がＯＮすると定電圧電源１１よりスイッチ１０１
を通じ回路抵抗１０５ａに検査電圧が印加される。この
際、回路抵抗１０５ａはプリント基板４上に製作された
回路パターン間の絶縁抵抗に相当する。この回路抵抗１
０５ａを通じスイッチ１０３に流れ込んだ電流は電流測
定回路１４により検出される。コンピュータ１８は良否
判定のレベルをＤＡコンバータ１７にてアナログ電圧と
して設定する。判定回路１６は電流測定回路１４の出力
とＤＡコンバータ１７で設定した判定電圧とを比較し良
否判定１ｂｉｔをコンピュータ１８に送る。コンピュー
タ１８は良否判定信号を取り込み次の組み合せ検査に移
る。この場合も上記導通検査の場合で述べた同様の理由
により浮遊容量１０６に対し高速充電を行う。

【００２５】コンピュータ１８は導通、絶縁の各検査に
おいて、プリント基板上に製作された回路の組合せに応
じて導通絶縁切り替えスイッチ１９を切り替え、その都
度測定された値を演算判定する。すべての組合せについ
て検査を完了した後、製品としての良否判定及び不良箇
所のデータ出力を行うようにするものである。

【００２６】

【発明の効果】このように本発明によるプリント基板検
査装置は、プリント基板上に形成された回路パターンの
検査をアナログ信号で全てを判定することにより、従来
判定のために行っていたコンピュータの演算時間を無く
し、かつ導通検査及び絶縁検査回路を定電圧電源にて構
成することにより浮遊容量への充電時間短縮を可能と
し、電気信号の応答性改善を達成し、検査工程での生産
性を改善することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプリント基板検査装置
の構成を示す概念図

【図２】同実施例によるプリント基板検査回路の構成を
示すブロック図

【図３】同実施例による測定回路内に寄生する浮遊容量
と回路抵抗を示した回路図

【図４】同実施例による電源回路の違いによる浮遊容量
充電時間差を示した特性図

【図５】従来のプリント基板検査装置の構成を示す概念
図

【図６】従来のプリント基板検査回路の構成を示すブロ
ック図

【符号の説明】

１ 検査回路 ２ スイッチ回路 ３ 検査用接点治具 ４ プリント基板 １１ 定電圧電源 １２ 電流リミット回路 １３ 電圧測定回路 １４ 電流測定回路 １５ アナログ除算回路 １６ 判定回路 １７ ＤＡコンバータ １８ コンピュータ １９ 導通絶縁切り替えスイッチ １０１ ＨＩ側電流印加用スイッチ １０２ ＨＩ側電圧測定用スイッチ １０３ ＬＯ側電流印加用スイッチ １０４ ＬＯ側電流測定用スイッチ １０５ 導体抵抗 １０５ａ 回路抵抗 １０６ 浮遊容量 ２０１ 電流リミット回路付き定電圧電源での測定電圧
波形 ２０２ 定電圧電源での測定電圧波形 ２０３ 定電流電源での測定電圧波形

フロントページの続き (72)発明者 秋山 勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板上に形成された回路パター
   ンに電圧を印加する定電圧電源と、この定電圧電源から
   流れる電流の上限を設定する電流リミット回路と、回路
   パターンの導体抵抗に発生する電圧を検出する電圧測定
   回路と、回路パターンまたは回路パターン間に流れる電
   流を測定する電流測定回路と、測定した電圧値を電流値
   で除算して抵抗値に換算する除算回路と、除算回路出力
   を予め設定されたアナログ電圧と比較して良否判定する
   判定回路により構成されたプリント基板検査回路と、こ
   のプリント基板検査回路に接続され上記プリント基板上
   に形成された回路パターンに当接して検査を行う検査用
   接点治具からなるプリント基板検査装置。