JPS6046470A - 印刷回路基板検査装置 - 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】 ［技術分野］ 本発明は、印刷回路基板検査装置に関し、特に印刷回路
を設けた回路基板の検査を行うための装置１“ｔに関す
るものである。

［従来技術］ ’％：子回路の製造にあたっては、その種々の段階にお
いて電子回路の検査を行うだめの種々の種類の装置が知
られている。特に成功を収めた印刷回路基板の検査装置
は、本願人の先のイスラエル国特許出願第８８５９９号
において開示されている。この検査装置は、単層を設け
た回路基板、すなわちその１−に部品を取伺けていない
回路基板の光学式検査を行うのに適している。

現在の製造技術によれば、多層の印刷回路基板を製造す
ることができる。これら基板は上述した光学式装置によ
って検査することはできない。従来は、この種基板の検
査は、回路基板上の種々の点のセットの間での電気的連
続性を決定することにより′電気的に行われている。こ
のような電気的連続性の検査は、マルチプローブ電気コ
ンタクトユニット、一般に「ベッド　オフ　ネイルズ（
ｂｅｄｏｆ　ｎａｉｌｓ）Ｊ　と称されているものを用
いて行なわれる。この慣例のコンタクトユニットは多数
のばねをとりつけたビンを有し、これらビンを間隔の密
な格子パターン状に配置して、検査される回路基板上の
対応する多数の位置に接触させる。

［ベット　オフ　ネイルズ」を回路基板検査装置の回路
基板インターフェース装置として用いることには多くの
欠点がある。すなわち、■、　密度については限度があ
り、１平方インチあたり約２００ピン以上の密度の場合
には適していない。また、オフグリッド（ｏｆｆ　ｇｒ
ｉｄ）の回路配置にも適していない。このようなオフグ
リッドの配置は、基板」：の回路の密度を高め、しかも
コンピュータ処理によるＰＣＢ設計によっては解決され
ないトポロジーの問題を克服したいという要望とともに
益々一般的になってきている。

２、「ベッド　オフ　ネイルズ」型検査装置のコストは
極めて高い。その理由は、ばねをとりつけたビンの各々
は個別の導体によって個別の操作スイッチに結合されて
いるからである。従って、この種従来の検査装置は数千
のスイッチと何キロメートルもの導体とを含むものとな
り得る。従って、このような検査装置は非常に大きくか
つ複雑なものとなる。

［目的１ そこで、本発明の目的は、「ベッド　オフ　ネイルズ」
型のコンタクトユニットの例をとりあげて説りｊした従
来の印刷回路基板検査装置の重大な欠点を解決した印刷
回路基板検査装置を提供することにある。

［発明の構成］ かかる目的を達成するために、本発明は、検査される印
刷回路基板に対する検査部と、走査されたエネルギー人
力を印刷回路基板ヒの導電位置に供給するための高速度
走査装置と、その走査装置により走査された導電位置の
電位を検知するための電子捕集装置とを具えたものであ
る。

本発明の一実施例では、走査された導電位置の電位に関
する情報の相関をとって６回路基鈑上の走査された位置
の組の間の導電状態の出力表示を形成する相関装置を設
けることができる。

さらに、他の実施例では、相関装置に加えて、導電状１
ルの出力表示をマスター回路基板に対応して予め定めた
基準表示と比較する比較装置を設ける。

さらにまた、他の実施例では、検査される印刷回路基板
に少なくともひとつの予め定めた電気入力を供給する手
段を設ける。

さらに加えて、本発明の好適例では、電気入力供給装置
は、少なくともひとつの時間と共に変化する電気人力を
前記印刷回路基板に供給し、前記相関装置は、前記印刷
回路基板に供給される電気入力の相異なる状態に各々対
応する複数個の出力表示を形成する。ここで、走査装置
は、Ｕｖｖ査装置のような光学式走査装置を具えること
ができる。未発ＩＪ１の他の例では、走査装置は電子走
査製鎖を具えることもできる。

［実施例１ 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

第１図を参照するに、この第１図は本発明装置の大略を
示す。かかる本発明装置は、検査室、すなわち検査部１
０を有し、ここに、印刷回路基板１２のテスト中この印
刷回路基板１２を位置させる。検査室１０は通常は減圧
状態に維持しておくものとし、この検査室ｌＯには印刷
回路基板１２上の電気回路を外部電気信号または電位源
１６に結合するための電気接続ケーブルＩ４を設ける。

検査室ＩＯに関連して走査装置１８を設ける。この走査
装置１８は任意の適当な種類の電気的または光学式走査
装置とすることができるが、その詳細については後述す
る。

検査されるべき印刷回路基板１２上の種々の位置の電位
を検知するための装置２０を検査室ｌＯ及び走査装置１
８に関連させ、この装置２０からは、当該印刷回路基板
上の種々の位置の充電状態を示す出力信号を相関回路２
２に供給する。この相関回路２２は検査されるべき印刷
回路基板１２上の走査された位ｚｉの種々の組の間の導
電状態を示す出力を供給するように動作する。この相関
回路２２は走査装Ｗ１８あるいは相関を取るための他の
制御または検知回路からの入力信号をも受信する。

相関回路２２の出力はコンパレータ２４のような他の信
号処理回路に供給することができる。このコンパレータ
２４はかかる導電状態の出力の表示をマスター回路基板
の特性を表す基準源２６により供給される基準と比較す
るものとすることができる。

コンパレータ２４の出力をディスプレイや欠陥マーカー
のような利用回路２８に供給することができる。

次に第２図を参照するに、この第２図は本発明の好適例
に従って構成され及び動作する印刷回路、Ｊ、ｌｊ板検
査装置の一実施例を一部分斜視図の形態で示し、一部分
ブロック線図の状態で示すものであり、この例では光学
式走査を用いている。第２図の装置は、第３図につき後
に詳述する検査室５ｏと、符号５２で総称して示しであ
る光学式走査のサブシステムと、符号５４で総称して示
す信号処理サブシステムとを有する。これら各部分の全
てに共通にコンピュータ５６を接続してシステム動作の
とりまとめを行ない、このコンピュータ５６を慣例の端
末５８、プリンタ６０及びディスクドライブのようなメ
モリュニント６２に関連させる。

光学式走査サブシステム５２は走査コントローラトロー
ラ６３からはラスター走査と同期信号出力及びＵＶ源電
力供給源６４に対する出力を含むタイミング出力を発生
させる。このＵｖ源電電力源６４よりＵＶ放射源６６に
給電する。なお、可視スペクトラムにおける放射を含む
他の波長の放射もまたｕｖ放射とともにあるいはＵｖ放
射に代えて走査のために用いることができる。Ｕｖ放射
源θＢの放射出力を合成ミラー７０によってＨｅＮｅレ
ーザー　６８の出力と合成させる。この合成ミラー７０
は慣例の構造のものとすることができ、その合成出力を
符号７２で示す走査アセンブリーに供給する。

このＨｅＮｅレーザー出力により走査放射ビームの位置
を示す可視マーカーを供給する。この走査アセンブリー
７２はいかなる適当な走査アセンブリーであってもよく
、ビデオラスター走査速度で動作するものとす６好適で
ある。このような走査アセンブリーの一例はイスラエル
国特許第３１１１３９０号のｒ光学式走査発生器Ｊ　（
１９７５年２月１０日発行）に記述されている。

図示の実施例においては、走査アセンブリー７２は、中
心軸の周りに回転するとともに入来する放射を受けて、
ライン走査を行う、モータで駆動される回転多面鏡７４
と、この回転多面鏡７４から反射された放射ビームを受
けてそれを検査装置５０の平坦な表面７８上に向けて反
射させ、それによりライン走査に直交する走査を行う、
個別のモーターで駆動される揺動ミラー（ｎｏｄｄｉｎ
ｇ　ｍ１ｒｒｏｒ）７Ｂとを有する。平坦な表面７８上
のコヒーレントラスター走査パターンはミラー７４及び
７６の走査動作を調整することにより実現することがで
きる。すなわち、走査コントローラ６３により適当な同
期及び制御信号を回転多面鏡制御回路８０及び揺動ミラ
ー制御回路８２に供給して各ミラー７４及び７Ｂの動作
を制御することによってかかるコヒーレントラスター走
査パターンを得ることができる。

つぎに第７図を参照するに、この第７図は走査コントロ
ーラ回路６３及び制御回路８０及び８２の構成カポ−）
Ａ及びＢを含み、これらタイマー出力期出力をモニター
１２４及びインターフェイス回路１２８（第２図）に供
給する。

回転多面鏡制御回路８０は、たとえば、回転多面鏡モー
タ及びエンコーダ８３に対する電力供給を制（芯 御する２Ｎ　３０５５のようなパワートランジスタと、
ミラーアクチュヱータ出力回路８２は、たとえば、揺動
ミラーアクチュエータ８５に対する電力Ｕｊ給を制御す
る２Ｎ　３０５５のような）くワートランジスタをイｉ
する。ここで、揺動ミラーアクチュエータ８５は可動コ
イルの形式とすることができる。

つぎに、検査室５０の構成及び動作を第３図及び第６図
を参照して説明する。図示するように、検査室５０は、
気密封止可能な／＼ウジング′８０を有する。このハウ
ジング８０は、たとえ＃ｆ、プラスチックまたはガラス
で形成され、ｔｌＶ放射及び）ｌ　、ｅ　Ｎ　ｅ放射に
対してほぼ透明な材料により形成された抜身（受けつけ
カバー８２を有する。）＼ウジフグ８０の内ａｔ±適当
な導管８４を介して回転ポンプ式とすることのできる真
空ポンプ８８（第２図）のような減圧発生装置に結合す
るのが好適である０通常番よ、ハウジング８０の内部を
約数ミクロンＨｇの減圧状態に維持する。

木兄りＪの図示例では、カバー３２は着脱可能となし、
このカバー８２をハウジングθ０の残余の部分に対して
周縁をとりまくガスケット８８により着脱自在に封止し
、検査すべき印刷回路基板の挿入及び除去を行なうこと
ができるようにする。木兄ｔＪｊの他の例では、カバー
表面８２を固定的に封止し、ハウジングの側部に出入口
手段を設け、それと共に印刷回路を自動的に供給し位置
決めを行う手段をも設けることもできる。

カバー９２の内側表面上にはコーティング１００を施し
、その厚さをたとえば入来する放射の波長の１／４に等
しくなし、すなわち約０．０００２５ｍｍとなし、スズ
酸化物のような一般的Ｕｖ放射に対して透明な導体で構
成、する、ハウジング８０の内側の底部表面１０２に沿
って金属板１０４を配置し、この金属板１０４にはマイ
ラーＲ（Ｍｙｌａｒ　Ｒ）のような絶縁性材ネ１による
層１０８を配置する。検査すべき印刷回路基板１０８を
層ｌθ４により支持されている絶縁性層ｔｏｅ上に配置
する。

適当なコネクタ１０９により、印刷回路基板１０８１、
の１つ又は２つ以上の回路を電位又は信号源】６（第１
図）に接続することができる。

第２図に示すように、金属板１０４を電源１１０の負側
電位源に接続し、透明導体１０２を、たとえば数メグオ
ームの抵抗１１２を介して、電源１１０の正側電位源に
接続する。

つぎに、検査室５０の動作について簡単に述べる。　Ｕ
Ｖ放射のビームにより表面７８を走査すると、このビー
ムは導電層１００を通過して印刷回路基板１０８上の種
々の位置に射突する。かかるビームが印刷回路基板１０
Ｂ上の導電位置に射突する時に、このビームは光電効果
により導体から電子を釈放させる。これら自由電子は、
検査室５０内で反対方向に荷電された導体１００と金属
板１０４とにより形成される静電界により正方向に荷電
された導体１００に向けて移動する。導体１００におい
てこれら電子を受取ると、その導体１００の電位は一時
的に変化し、従って電気的な信号を発生する。

それと同時に、電子が導体から釈放されることによって
、その導体１００はあらかじめ定めた時間にわたって正
方向に荷電されて電荷は再び平衡状態となる。この予め
定めた時間は２０ｔａｓのオーダーである。導体１００
がその予め定めた位置の走査から正方向に荷電されてい
る間に、−、ｈ述した予め定めた時間内にＵＶ放射がそ
の導体１００」二の別異の位置に射突すると、その導体
からは電子は殆ど釈放されない。

適当な闇値を設けて、あらかじめ定めた時間内に走査さ
れた導体を同じ時間内に走査されなかった導体から識別
することにより、導体１００からの出力信号を用いて導
体の相互接続についてのマツピング情報を含む出力表示
を形成するのが好適である。この情報は、走査コントロ
ーラ６３によす供給される同期情報に結合されて、多層
回路基板に対してさえも、可視的に検知可能な導体マツ
プを提供することができる。かかるマツプは印刷回路基
板中の欠陥を表示する。

さらに本発明の他の好適例では、第１図およびｐｔ４２
１ｆｆｌの検査室および装置を用いて、これに装着され
た印刷回路基板の動作テストを行うことができる。この
技術では、テスト信号発生器１２０のような電位または
信号源１Ｂ（第１図）によって印刷回路基板−ヒの電気
回路にテスト信号を供給する。

かかるテスト信号発生器１２０は、データへ誌よってコ
ンピュータ５８に結合されたインターフェースを有する
のが好適である。テスト信号は時間と共に変化するもの
とすることもでき、そしネ回路基板の走査のタイミング
を適切に定めることによって基板上の電気回路上の複数
の信号状態の組合せに対応する導体の電位マツプを得る
ようにする。上述したようにして形率された導体電位マ
ツプを適切に分析することによって装着された基板の動
作テスト出力表示を得る。かかる分析は慣例の技術によ
って自動的に実行するこ、とができる。

再び第２図に戻り、ビデオ速度のラスク走査により得ら
れたビデオ信号であるのが好適な出カマツブ信号を導体
１００から電源ｌｉｅへの正側の電源接続から取り出し
て、この出力信号をアナログ信号処理回路１２２に供給
する。

コントローラ６３から同期信号をも受信する。アナログ
信号処理回路１２２の他方の出力を閾値回路１２６に供
給する。この閾値回路１２ＢはＡ／Ｄ回路を含むものと
することができる。回路１２Ｂの出力をインターフェー
ス回路１２８に供給する。このインピユータ５６と交信
する。

次に第８図を参照するに、第８図は回路部分１２２．１
２８および！２８の好適例を示す、信号処理同数個一般
的に図示のように配置して構成する。悶＋２１−３ ちのひとつからの出力を供給し、同負側入力端子には閾
値電圧を供給し、その出力を回路１２８に供給する。こ
の回路＋２８は、例えば、テキサス　イる。

ここで第４図を参照するに、この第４図は本発明の実施
例に従って構成され及び動作する印刷回路基板検査装置
の他の実施例を示し、この実施例では第２図の実施例の
ような光学式走査の代わりに電子ビーム走査を用いてい
る。

第２図の実施例の場合と同様に、コンピュータ５６、及
びこのコンピュータ５６とデータバスを介して交信する
関連する端末５８、プリンタ６０およびディスクドライ
ブのようなメモリユニット６２を用いている。この実施
例においては、走査サブシステムは　慣例のラスター走
査受像管のようなＣＲＴ管１５０を有し、このＣＲＴ管
１５０から蛍光スクリーンをあらかじめ取除いておき、
その代わりに検査室１５１を設けておく。この検査室１
５１については第５図を参照して後に述べる。

慣例の設計及び構成であって、符号１４９により一括し
て示される電源及び集束及び輝度制御回路によって、制
御信号を、改造されたＣＲＴ管１５０に慣例の形態で供
給する。これら制御回路１４８からの出力信号を慣例の
偏向回路＋４８に供給する。この偏向回路１４８により
動作信号を改造されたＣＲＴＺｉ今１５０のヨーク１４
７に供給し、さらにまたラスター走査同期信号を、第２
図に示したところと同じような形態で本装置の他の部分
に供給する。

ここで、第５図を参照するに、この第５図は改造された
ＣＲＴ管１５０の一部分を形成する検査室１５１を示す
。この検査室１５１は／＼ウジング１５２を有し、この
ハウジング１５２をＣＲＴ管１５０に封着する。この検
査室１５１はＣＲＴ管１５０の内部と連通し、たとえば
、第３図の実施例の場合と同様に、ＣＲＴ管１５０の内
部と同じ減圧状態に維持するものとする。検査室１５１
は補集メツシュ１５４を備え、この補集メツシュ１５４
を抵抗１５Ｅｌを介して電源＋５３の正側電位源に結合
する。ハウジング１５２の底部表面には金属板１５８を
設け、この金属板１５Ｂを電源１５３の負側電位源に結
合する。金属板１５８の上には、絶縁性材料、たとえば
マイラーＲの層１６０を設ける。検査される印刷回路基
板１６２を絶縁性材料の層１６０の上に載せる。

検査室１５１の動作について簡単に述べる。改造された
ＣＲＴ’ｔ１５０からの電子ビームが、検査される印刷
回路基板１８２の導体上に射突すると、電子が放出され
る。これら電子は検査室１５１内の静電界によって補集
メツシュ１５４に引かれる。第２図および第３図の装置
に関連して上述したように、電子の釈放は導体の充電状
態の関数で、従って導体配置の形状および接続状態の関
数である。第２図および第３図の装置の場合と同様に、
本例においても正側に接続された電子の受容器、本例で
は補集メツシュ、の接続部から信号を取り出し、この取
り出された信号により出力表示を提供し、この出力表示
を適当な同期入力と共に用いて導体のマツプ出力を取り
出すことができる。第４図の実施例におけるそれ以降の
信号の処理およびディスプレイ装置は、図示の程度にお
いては、第２の実施例の場合と木質的に同様であり、従
って、これら部分は第２図と同一の符号で示すものとす
る。

なお、本発明は上述し、図示した実施例にのみ限定され
るものではなく、本発明の範囲内におし１て当業者は種
々変更して実施することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好適実施例に従って構成されおよび動
作する印刷回路基板検査装置を示すブロック線図。 第２図は第１図示の装置の一実施例として光学式走査を
用いた場合の実施例を、一部分斜視図で、および一部分
ブロック線図で示す線図、第３図は第２図の実施例に関
連して用いることのできる検査室の一例を示す断面伺面
図、第４図は第１図の装置の他の実施例として電子ヒー
ム走査を用いた実施例を、一部分斜視図で、一部分ブロ
ック線図で示す線図、 第５図は第４図の実施例に関連して用いることのできる
検査室の一実施例を示す断面側面図、第６図は第３図に
示した種類の検査室の内側に配ｊ４された印刷回路基板
を示す説’ＪＪ図。 第７図は第２図の回路の一部分の一実施例を示すブロッ
ク線図、および 第８図は第２図の回路の一部分の一実施例を示すブロッ
ク線図である。 ｌＯ・・・検査室（検査部）、 １２・・・印刷回路基板、 １４・・・電気接続ケーブル、 １６・・・外部電気信号または電位源。 １８・・・走査装置、 ２０・・・電位検知装置、 ２２・・・相関回路、 ２４・・・コンパレータ、 ２６・・・基準源、 ２Ｓ・・・利用回路（ディスプレイまたは欠陥マーカー
ン。 特許出願人　オプトロチツク　リミテッド化　理　人　
弁理士　谷　義　− １、事件の表示 特願昭５９−０８６．ＯＨ号 ２、発明の名称 印刷回路基板検査装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 オプトロチツク　リミテッド ４、代理人　〒１０７ ５、補正命令の日付 昭和５８年７月１１日（発送日：昭和５８年７月３１日
）６、補正の対象 願書の特許出願人の欄、委任状１図面 および法人証明書 ７、補正の内容

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）検査される印刷回路基板に対する検査部と、 走査されたエネルギー人力を前記印刷回路基板上の導電
   位置に供給するための高速度走査装置と、 該走査装置により走査された導電位置の電位を検知する
   ための電子捕集装置とを具えたことを特徴とする印刷回
   路基板検査装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の印刷回路基板検査装置
   において、前記走査された導電位置の電位に関する情報
   の相関をとって、前記回路基板」二の走査された位置の
   組のＩＩＪＩの導電状態の出力表示を形成する相関装置
   を具えたことを特徴とする印刷回路基板検査装置。 ３）特許請求の範囲第２項記載の印刷回路基板検査装置
   において、前記導電状態の出力表示をマスター回路基板
   に対応して予め定めた基準表示と比較する比較装置を具
   えたことを特徴とする印刷回路基板検査装置。 ４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかの項
   に記載の印刷回路基板検査装置において、検査される印
   刷回路基板に少なくともひとつの予め定めた電気入力を
   供給する手段を具えたことを特徴とする印刷回路基板検
   査装置。 ５）特許請求の範囲−第４項記載の印刷回路基板検査装
   置において、前記電気入力供給手段は、少なくともひと
   つの時間と共に変化する電気入力を前記印刷回路基板に
   供給し、前記相関装置は、前記印刷回路基板に供給され
   る電気入力の相異なる状態に各々対応する複数個の出力
   表示を形成することを特徴とする印刷回路基板検査装置
   。 ６）特許請求の範ｒＭ第１項ないし第５項のいずれかの
   項に記載の印刷回路基板検査装置において、前記走査装
   置は光学式走査手段を具えたことを特徴とする印刷回路
   基板検査装置。 ７）特許請求の範囲第６項記載の印刷回路基板検査装置
   において、前記光学式走査手段はＵＶ走査手段を具えた
   ことを特徴とする印刷回路基板検査装置。 ８）特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかの項
   に記載の印刷回路基板検査装置において、前記走査装置
   は電子走査手段を几えたことを特徴とする印刷回路基板
   検査装置。 ９）特許請求の範囲第１項ないし第８項のいずれかの項
   に記載の印刷回路基板検査装置おいて、前記検査部は減
   圧閉鎖容器を具えたことを特徴とする印刷回路基板検査
   装置。