基板検査装置
【課題】電源部と被測定部との間で電流値を測定する低コストな基板検査装置の提供
【解決手段】絶縁回路部ＩｎＣ−ｙは、オペアンプＡ２−ｙ、抵抗Ｒｓ−ｙ、ツェナーダイオードＤ１−ｙ、リミッターＬＭ−ｙ、抵抗Ｒ２−ｙ、ダイアックＤ２−ｙ、及びオペアンプＡ３−ｙを有している。オペアンプＡ２−ｙの非反転入力端子には、オペアンプＡ１の出力が接続される。オペアンプＡ２−ｙの出力は、抵抗Ｒｓ−ｙ、リミッターＬＭ−ｙを介して、基板接続部ＭａＲ−ｙの入力端子に入力される。オペアンプＡ２−ｙの出力は、オペアンプＡ３−ｙ等を介して、オペアンプＡ２−ｙの反転入力端子に入力される。これにより、電源部ＥＣ−と基板接続部ＭａＲ−ｙ間で、複数の被測定抵抗Ｒｘ−ｙに流れる電流値を同時に計測し、また、ある被測定部Ｒｘ−ｙの短絡時においても、他の被測定部Ｒｘ−ｙに流れる電流値を正確に計測できる。
【解決手段】絶縁回路部ＩｎＣ−ｙは、オペアンプＡ２−ｙ、抵抗Ｒｓ−ｙ、ツェナーダイオードＤ１−ｙ、リミッターＬＭ−ｙ、抵抗Ｒ２−ｙ、ダイアックＤ２−ｙ、及びオペアンプＡ３−ｙを有している。オペアンプＡ２−ｙの非反転入力端子には、オペアンプＡ１の出力が接続される。オペアンプＡ２−ｙの出力は、抵抗Ｒｓ−ｙ、リミッターＬＭ−ｙを介して、基板接続部ＭａＲ−ｙの入力端子に入力される。オペアンプＡ２−ｙの出力は、オペアンプＡ３−ｙ等を介して、オペアンプＡ２−ｙの反転入力端子に入力される。これにより、電源部ＥＣ−と基板接続部ＭａＲ−ｙ間で、複数の被測定抵抗Ｒｘ−ｙに流れる電流値を同時に計測し、また、ある被測定部Ｒｘ−ｙの短絡時においても、他の被測定部Ｒｘ−ｙに流れる電流値を正確に計測できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板検査装置であって、特に、電源部と被測定部との間で電流値を測定するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
ロヮサイド型の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（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９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。
【０００４】
【特許文献１】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１０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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、同時に複数の配線間抵抗を測定する多チャンネル化を行おうとすると、各チャンネルごとに高圧アンプを設ける必要がある。単体でも高価な高圧アンプを複数用いるため、複数チャンネルを有するハイサイド型のマイグレーションテスターはコスト高となる、という問題点がある。
【０００６】
なお、ハイサイド型のマイグレーションテスターにおいて、多チャンネル化を実現しようためには、各チャンネルを他のチャンネルから絶縁することを、バイアス印加側という高圧下において実現する必要があり、高度な絶縁技術を要する。
【０００７】
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低コストな基板検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明に係る基板検査装置は、一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないようにする絶縁部を、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に有する。
【００１０】
これにより、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００１１】
本発明に係る基板検査装置では、前記絶縁部は、前記電源部に対して高インピーダンスを有している。
【００１２】
このため、一の前記被測定部を、他の前記被測定部及び前記電源部から絶縁することができる。よって、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００１３】
本発明に係る基板検査装置では、前記絶縁部は、前記電源部からの出力電圧を入力電圧とする電圧増幅器を有する。
【００１４】
これにより、高インピーダンスの電圧増幅器を設けるだけで、容易に、一の前記被測定部を、他の前記被測定部及び前記電源部から絶縁することができる。
【００１５】
本発明に係る基板検査装置では、前記電圧増幅器は、さらに、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する。
【００１６】
これにより、前記絶縁部を設けたとしても、前記電源部の出力電圧を前記被測定部にかけることができる。
【００１７】
本発明に係る基板検査装置では、前記電圧増幅器は、さらに、前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とする負帰還回路を有する。
【００１８】
これにより、前記電源部の出力電圧と前記被測定部の入力電圧とを比較しながら、前記電源部の出力電圧を前記被測定部の入力電圧と等しくなるように増幅することができる。
【００１９】
本発明に係る基板検査装置では、前記電圧増幅器は、前記負帰還回路上に、利得を１とする電圧増幅器を有する。
【００２０】
これにより、容易に、前記電源部の出力電圧を前記被測定部の入力電圧と等しくなるように増幅することができる。
【００２１】
本発明に係る基板検査装置は、前記電圧増幅器の出力電流を入力とする電流制御回路であって、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御する電流制御回路を有する。
【００２２】
これにより、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、過電流による前記電圧増幅器の破壊を防止することができる。よって、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００２３】
本発明に係る基板検査装置では、前記電流制御部品は、さらに、高耐圧を有している。
【００２４】
これにより、容易に、過電流による前記電圧増幅器の破壊を防止することができる。
【００２５】
本発明に係る基板検査装置では、さらに、前記電圧増幅器に供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とするものを有する。
【００２６】
これにより、容易に、過電流による前記電圧増幅器の破壊を防止することができる。
【００２７】
本発明に係る基板検査装置は、一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に、前記電源部に対して高インピーダンスとなる絶縁部、を有し、前記絶縁部は、前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、を有する。
【００２８】
これにより、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００２９】
本発明に係る絶縁回路は、一つの電源部と、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部との間で前記被測定部のそれぞれに流れる電流値を計測する際に、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁する絶縁回路であって、前記絶縁回路は、前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、を有する。
【００３０】
これにより、前記絶縁回路を用いるだけで、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００３１】
本発明に係る基板検査方法は、一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有する基板検査装置であって、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間で、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁している基板検査装置を用いて、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査方法において、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、負帰還回路によって前記電源部の出力電圧を増幅し、前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とし、前記電圧増幅器の出力電流について、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御する。
【００３２】
これにより、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００３３】
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、電源部は電源回路部ＥＣに、基板接続部は基板接続部ＭａＲ−ｙに、絶縁部は絶縁回路部ＩｎＣ−ｙに、それぞれ対応する。また、被測定部はプリント基板の配線間抵抗である被測定抵抗Ｒｘに対応する。さらに、電圧増幅器はオペアンプＡ２−ｙに、負帰還回路上の利得を１とする電圧増幅器はオペアンプＡ３−ｙに、電流制御回路はリミッターＬＭ−ｙに、浮動電源部は浮動電源部ＦＥに、それぞれ対応する。
【００３４】
さらに、第１のオペアンプはオペアンプＡ２−ｙに、第２のオペアンプはオペアンプＡ３−ｙに、それぞれ対応する。さらに、絶縁回路は、絶縁回路部ＩｎＣ−ｙに対応する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【実施例１】
【００３６】
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、プリント基板等の基板の配線間抵抗を検査する基板検査装置であり、基板を接続する接続部と電源部との間で、配線間抵抗の抵抗値を測定するものをいう。本実施例におけるハイサイド型マイグレーションテスター１は、同時に複数の配線間抵抗の抵抗値を測定することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
ハイサイド型マイグレーションテスター１は、一つの電源回路部ＥＣ、一つの浮動電源部、一つ又は複数の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙ、一つ又は複数の基板接続部ＭａＲ−ｙ（ｙは、正数を示す。以下、同様）を有している。なお、一つの絶縁回路部ＩｎＣ−ｙ及び一つの基板接続部ＭａＲ−ｙによって、一つの測定チャネルが構成される。
【００３９】
電源回路部ＥＣは、設定電源Ｅ１、高圧アンプＡ１、抵抗Ｒ１を有している。高圧アンプＡ１では、非反転入力端子に設定電源Ｅ１からの出力が、反転入力端子にスイッチが、それぞれ接続されている。高圧アンプＡ１の出力は、抵抗Ｒ１を介して、反転入力端子に接続される。つまり、高圧アンプＡ１及び抵抗Ｒ１は、反転増幅器を構成している。
【００４０】
絶縁回路部ＩｎＣ−ｙは、オペアンプＡ２−ｙ、抵抗Ｒｓ−ｙ、ツェナーダイオードＤ１−ｙ、リミッターＬＭ−ｙ、抵抗Ｒ２−ｙ、ダイアックＤ２−ｙ、及びオペアンプＡ３−ｙを有している。オペアンプＡ２−ｙの非反転入力端子には、オペアンプＡ１の出力が接続される。オペアンプＡ２−ｙの出力は、抵抗Ｒｓ−ｙ、リミッターＬＭ−ｙを介して、基板接続部ＭａＲ−ｙの入力端子に入力される。なお、抵抗Ｒｓ−ｙと並行に、ツェナーダイオードＤ１−ｙが接続される。また、オペアンプＡ２−ｙの出力は、抵抗Ｒｓ−ｙ、リミッターＬＭ−ｙ、抵抗Ｒ２−ｙ、オペアンプＡ３−ｙを介して、オペアンプＡ２−ｙの反転入力端子に入力される。つまり、オペアンプＡ２−ｙは、反転増幅器を構成している。
【００４１】
オペアンプＡ３−ｙの非反転入力端子には、抵抗Ｒ２−ｙが接続されている。オペアンプＡ３−ｙの反転入力端子には、オペアンプＡ３−ｙの出力が入力される。つまり、オペアンプＡ３−ｙは、ボルテージフォロアを構成している。オペアンプＡ３−ｙの非反転入力端子と反転入力端子との間に、ダイアックＤ２−ｙが接続されている。
【００４２】
浮動電源部ＦＥは、浮動共通端子Ｆ、及び浮動電源Ｅｆを有している。浮動電源Ｅｆは、オペアンプＡ２−ｙ、オペアンプＡ３−ｙの電源入力端子に接続されている。なお、浮動電源Ｅｆの基準電圧は、オペアンプＡ１の出力である。
【００４３】
基板接続部ＭａＲ−ｙは、リード線等を介して、プリント基板の所定の配線に接続される。なお、接続された配線間に存在する抵抗を、被測定抵抗Ｒｘ−ｙとする。
【００４４】
ハイサイド型のマイグレーションテスター１においては、一つの高圧アンプＡ１で複数チャンネルでの被測定抵抗の測定ができるため、コストを低く抑えることができる。
【００４５】
以下において、ハイサイド型マイグレーションテスター１の回路設計を行うに当たっての設計思想を説明し、続いて、絶縁回路部ＩｎＣ−ｙを構成する各構成部品の機能を説明する。
【００４６】
2. 回路設計
図１に示すように、ハイサイド型マイグレーションテスター１は、一つの電源部ＥＣに対して、複数の測定チャネルが並列に接続されている。このような一つの電源部ＥＣに対して複数の測定チャネルを有するハイサイド型マイグレーションテスター１の回路設計を行うにあたっては、以下の点に注意が必要となる。
【００４７】
１）被測定抵抗の短絡時に、各測定チャネルの他の測定チャネルからの絶縁化
図１０に示す従来の１チャンネルのハイサイド型のマイグレーションテスター１００に基づいて設計した、一つの電源によって複数の測定チャネルを有するマイグレーションテスター１００ａを図２に示す。図２から明らかなように、ハイサイド型マイグレーションテスター１００ａでは、被測定抵抗Ｒｘ−ｙのうち一つでも短絡すると、他の被測定抵抗Ｒｘ−ｙの測定も行えなくなる。このように、被測定抵抗の短絡時において、ある測定チャネルの状態が他の測定チャネルの状態から影響を受けないようにするためには、被測定抵抗の短絡時において、各測定チャネルを他の測定チャネルから絶縁する必要がある。
【００４８】
２）通常時に、電源部ＥＣの出力電圧と被測定抵抗部Ｒｘ−ｙの入力電圧との等電位化
ハイサイド型マイグレーションテスターでは、被測定抵抗が短絡していない通常時において、電源部からの出力電圧が被測定抵抗部にかかった状態での測定を保証する必要がある。例えば、図２においては、点Ｐ１と点Ｐ２とは同電位とする必要がある。なぜなら、電源部の出力電圧と被測定抵抗部の入力電圧とが等電位でなければ、ハイサイド型マイグレーションテスターの使用者は、予め設定した測定条件での被測定抵抗の検査を行えないからである。よって、電源部の出力電圧と被測定抵抗部の入力電圧とを等電位化する必要がある。
【００４９】
3. 絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの構成部品
以上の注意点を考慮した上で設計した絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する。なお、絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの構成部品の説明にあたっては、図２に示すハイサイド型マイグレーションテスター１００ａを出発点として、本実施例におけるハイサイド型マイグレーションテスター１に至るまでの経過を参照する。
【００５０】
1) オペアンプＡ２−ｙ
オペアンプＡ２−ｙは、第一に、各測定チャネルを他のチャネル及び電源部ＥＣから絶縁する機能を有している。一般的に、オペアンプの入力端子の入力インピーダンスは非常に高い。したがって、電源部ＥＣに続くオペアンプＡ２−ｙを各測定チャネルに設けることによって、各測定チャネルを他の測定チャネル及び電源部ＥＣから絶縁することができる。各測定チャネルにオペアンプＡ２−ｙを設けたハイサイド型マイグレーションテスター１００ｂを図３に示す。
【００５１】
ハイサイド型マイグレーションテスター１００ｂでは、オペアンプＡ１と各測定チャネルの電流測定用の抵抗Ｒｓ−１との間にオペアンプＡ２−ｙが配置されている。図３において、点Ｐ１と点Ｐ２との電位を等電位とするためには、抵抗Ｒｓ−１における電圧降下分だけ、オペアンプＡ２−ｙにおいて入力電圧を増幅するようにすればよい。点Ｐ１と点Ｐ２とを等電位とするようなオペアンプＡ２−ｙを用いれば、オペアンプＡ１の出力電圧を、被測定抵抗Ｒｘ−ｙにかけることができる。
【００５２】
なお、後述するようにオペアンプＡ３−ｙの利得は1であるため、オペアンプＡ２−ｙは、点Ｐ２の電圧が点Ｐ１の電圧からずれると、点Ｐ２の電圧を点Ｐ１の電圧と等しくなるように電圧増幅を行う誤差アンプとして機能する。
【００５３】
2) リミッターＬＭ−ｙ
しかしながら、図３において、点Ｐ１と点Ｐ２とが等電位の状態で、被測定抵抗Ｒｘ−ｙが短絡すると、これまで被測定抵抗Ｒｘ−ｙにかかっていた電圧が、点Ｐ１−点Ｐ２間にかかることになる。このため、点Ｐ１−点Ｐ２間に過電流が流れ、ハイサイド型マイグレーションテスター１００ｂを破壊する可能性がある。このような、被測定抵抗Ｒｘ−ｙの短絡に伴う、過電流を防止するために、抵抗Ｒ２−ｙに続く点Ｐ４−点Ｐ２間にリミッターＬＭ−ｙを接続する。各測定チャネルにリミッターＬＭ−ｙを設けたハイサイド型マイグレーションテスター１００ｃを図４に示す。
【００５４】
リミッターＬＭ−ｙは、点Ｐ１−点Ｐ２間に流れる電流を制御する機能を有する。リミッターＬＭ−ｙの回路図の一例を図５に示す。図５に示すリミッターＬＭ−ｙは、いわゆるデプレッション型ＭＯＳＦＥＴによって構成されている。リミッターＬＭ−ｙは、例えば、１ｍＡだけ流れるように設定することが可能である。
【００５５】
また、高い耐圧を有しているリミッターＬＭ−ｙを用いることによって、被測定抵抗Ｒｘ−ｙの短絡により点Ｐ１−点Ｐ２間に高い電圧がかかることとなった場合に、リミッターＬＭ−ｙに点Ｐ１−点Ｐ２間にかかる電圧の多くを負担させることができる。これにより、抵抗Ｒ２−ｙを流れる電流が過電流となることを防止することができる。
【００５６】
3) ツェナーダイオードＤ１−ｙ
さらに、抵抗Ｒ２−ｙと並行にツェナーダイオードＤ１−ｙを接続する。抵抗Ｒ２−ｙと並行にツェナーダイオードＤ１−ｙを接続した状態を図６に示す。ツェナーダイオードＤ１−ｙは、被測定抵抗Ｒｘ−ｙが短絡した場合に、抵抗Ｒ２−ｙにかかる電圧を設定するために配置している。ツェナーダイオードＤ１−ｙを抵抗Ｒ２−ｙに並行に配置することによって、抵抗Ｒ２−ｙにかかる最大電圧を規定することができる。これによって、抵抗Ｒ２−ｙに流れる電流の最大値を規定することができる。
【００５７】
なお、実際の回路設計においては、ツェナーダイオードＤ１−ｙによって、抵抗Ｒ２−ｙにかかる最大電圧を規定し、点Ｐ１−点Ｐ２間にかかる最大電圧から抵抗Ｒ２−ｙにかかる最大電圧を差し引いた電圧をリミッターＬＭ−ｙが受け持つようにリミッターＬＭ−ｙの仕様を決定する。
【００５８】
4) 浮動電源ＦＥ
ここまでの説明で、被測定抵抗Ｒｘ−ｙが短絡した場合、点Ｐ１−点Ｐ２間に大きな電圧がかかることを説明した。また、リミッターＬＭ−ｙを用いることによって、点Ｐ１−点Ｐ２間にかかる電圧の大部分をリミッターＬＭ−ｙに負担させることができることを説明した。したがって、被測定抵抗Ｒｘ−ｙの短絡時、オペアンプＡ２−ｙが負担する電圧を低くすることができる。つまり、オペアンプＡ２−ｙは、高耐圧である必要はなくなる。高耐圧のオペアンプは高価であることから、高耐圧のオペアンプを使用する必要がなくなることは、ハイサイド型マイグレーションテスターの製造コストを低く抑えることができることになる。
【００５９】
しかしながら、オペアンプＡ２−ｙは、測定チャネルの絶縁を達成する上での根幹となる構成部品であり、オペアンプＡ２−ｙが破壊されるような状態は起こってはならない。したがって、図５に示すオペアンプＡ２−ｙの駆動電源を浮動電源とする。これにより、オペアンプＡ２−ｙにかかる電圧を、常に浮動電源の電圧とすることができる。オペアンプＡ２−ｙの駆動電源を浮動電源とした状態を図７に示す。
【００６０】
このように、リミッターＬＭ−ｙの配置及びオペアンプＡ２−ｙの浮動電源化によって、オペアンプＡ２−ｙは、低い耐圧でよくなる。低い耐圧のオペアンプは廉価であるため、ハイサイド型マイグレーションテスターの製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００６１】
5) オペアンプＡ３−ｙ
通常、被測定抵抗Ｒｘ−ｙを検査する際には、抵抗Ｒ２−ｙ及びリミッターＬＭ−ｙに所定の負荷電流が流れる。この負荷電流は、図７において、点Ｐ２から被測定抵抗Ｒｘ−ｙの方向に向かう矢印ａ１の方向へ流さなくてはならない。オペアンプＡ２−ｙの帰還回路に流れると、正確な被測定抵抗Ｒｘ−ｙの測定を行うことができなくなる。そこで、図８に示すように、リミッターＬＭ−ｙの出力をオペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子に接続する。オペアンプＡ３−ｙのインピーダンスは非常に高いため、測定電流を、オペアンプＡ３−ｙに向かう矢印ａ３方向ではなく、被測定抵抗Ｒｘ−ｙに向かう矢印ａ１方向へ流すことができる。
【００６２】
また、オペアンプＡ３−ｙの出力を、オペアンプＡ３−ｙの反転入力端子に接続する。つまり、オペアンプＡ３−ｙはボルテージフォロァを構成している。
【００６３】
オペアンプＡ３−ｙは、電流測定用抵抗Ｒｓを流れる電流が、オペアンプＡ３−ｙ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。
【００６４】
なお、図８に示すように、オペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子と反転出力端子との間に、ダイアックＤ２を接続している。このように、オペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子と反転出力端子との間にダイアックＤ２を接続することによって、非反転出力端子と反転出力端子とを等電位に保つことができる。
【００６５】
6) 抵抗Ｒ２−ｙ
さらに、抵抗Ｒ２−ｙを、点Ｐ２とオペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子との間に接続する（図１参照）。これによって、被測定抵抗Ｒ２−ｙが短絡した場合に、点Ｐ２−点Ｐ５間にかかる電圧の多くを抵抗Ｒ２−ｙに負担させることが可能となる。このように、抵抗Ｒ２−ｙに続いてオペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子を接続することによって、オペアンプＡ３−ｙに要求される耐圧を低いものとすることができる。このように、低い耐圧のオペアンプＡ３−ｙを使用することによって、ハイサイド型マイグレーションテスターの製造コストを低く抑えることができることになる。
【００６６】
［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、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。
【００６７】
（２）リミッター
前述の実施例１においては、リミッターＬＭ−ｙは、各測定チャネルに一つ配置することとしたが、リミッターＬＭ−ｙによっては、所定の耐圧が得られるまで複数のリミッターを直接に接続するようにしてもよい。
【００６８】
（３）浮動電源部
前述の実施例１においては、浮動電源部を設けることとしたしたが、十分な耐圧を有するオペアンプＡ２−ｙを用いるのであれば、浮動電源部を設けないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】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２】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図３】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図４】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図５】図１のリミッターＬＭ−ｙの構成図である。
【図６】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図７】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図８】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図９】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。
【図１０】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】
【００７０】
１・・・ハイサイド型マイグレーションテスター
ＥＣ・・・電源部
ＩｎＣ・・・絶縁部
ＭａＲ・・・基板接続部
ＦＥ・・・浮動電源部
Ａ１・・・オペアンプ
Ａ２・・・オペアンプ
Ａ３・・・オペアンプ
ＬＭ・・・リミッター
Ｒ１・・・抵抗
Ｒ２・・・抵抗
Ｒｓ・・・電流測定用抵抗
Ｒｘ・・・被測定抵抗
Ｄ１・・・ツェナーダイオード
Ｄ２・・・ダイアック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板検査装置であって、特に、電源部と被測定部との間で電流値を測定するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
ロヮサイド型の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（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９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。
【０００４】
【特許文献１】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１０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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、同時に複数の配線間抵抗を測定する多チャンネル化を行おうとすると、各チャンネルごとに高圧アンプを設ける必要がある。単体でも高価な高圧アンプを複数用いるため、複数チャンネルを有するハイサイド型のマイグレーションテスターはコスト高となる、という問題点がある。
【０００６】
なお、ハイサイド型のマイグレーションテスターにおいて、多チャンネル化を実現しようためには、各チャンネルを他のチャンネルから絶縁することを、バイアス印加側という高圧下において実現する必要があり、高度な絶縁技術を要する。
【０００７】
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低コストな基板検査装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
本発明に係る基板検査装置は、一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないようにする絶縁部を、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に有する。
【００１０】
これにより、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００１１】
本発明に係る基板検査装置では、前記絶縁部は、前記電源部に対して高インピーダンスを有している。
【００１２】
このため、一の前記被測定部を、他の前記被測定部及び前記電源部から絶縁することができる。よって、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００１３】
本発明に係る基板検査装置では、前記絶縁部は、前記電源部からの出力電圧を入力電圧とする電圧増幅器を有する。
【００１４】
これにより、高インピーダンスの電圧増幅器を設けるだけで、容易に、一の前記被測定部を、他の前記被測定部及び前記電源部から絶縁することができる。
【００１５】
本発明に係る基板検査装置では、前記電圧増幅器は、さらに、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する。
【００１６】
これにより、前記絶縁部を設けたとしても、前記電源部の出力電圧を前記被測定部にかけることができる。
【００１７】
本発明に係る基板検査装置では、前記電圧増幅器は、さらに、前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とする負帰還回路を有する。
【００１８】
これにより、前記電源部の出力電圧と前記被測定部の入力電圧とを比較しながら、前記電源部の出力電圧を前記被測定部の入力電圧と等しくなるように増幅することができる。
【００１９】
本発明に係る基板検査装置では、前記電圧増幅器は、前記負帰還回路上に、利得を１とする電圧増幅器を有する。
【００２０】
これにより、容易に、前記電源部の出力電圧を前記被測定部の入力電圧と等しくなるように増幅することができる。
【００２１】
本発明に係る基板検査装置は、前記電圧増幅器の出力電流を入力とする電流制御回路であって、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御する電流制御回路を有する。
【００２２】
これにより、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、過電流による前記電圧増幅器の破壊を防止することができる。よって、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００２３】
本発明に係る基板検査装置では、前記電流制御部品は、さらに、高耐圧を有している。
【００２４】
これにより、容易に、過電流による前記電圧増幅器の破壊を防止することができる。
【００２５】
本発明に係る基板検査装置では、さらに、前記電圧増幅器に供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とするものを有する。
【００２６】
これにより、容易に、過電流による前記電圧増幅器の破壊を防止することができる。
【００２７】
本発明に係る基板検査装置は、一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に、前記電源部に対して高インピーダンスとなる絶縁部、を有し、前記絶縁部は、前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、を有する。
【００２８】
これにより、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００２９】
本発明に係る絶縁回路は、一つの電源部と、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部との間で前記被測定部のそれぞれに流れる電流値を計測する際に、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁する絶縁回路であって、前記絶縁回路は、前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、を有する。
【００３０】
これにより、前記絶縁回路を用いるだけで、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００３１】
本発明に係る基板検査方法は、一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有する基板検査装置であって、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間で、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁している基板検査装置を用いて、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査方法において、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、負帰還回路によって前記電源部の出力電圧を増幅し、前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とし、前記電圧増幅器の出力電流について、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御する。
【００３２】
これにより、前記電源部と前記基板接続部との間において、複数の前記被測定部に流れる電流値を同時に計測することができる。また、ある前記被測定部において短絡が生じたとしても、他の前記被測定部に流れる電流値を正確に計測することができる。
【００３３】
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、電源部は電源回路部ＥＣに、基板接続部は基板接続部ＭａＲ−ｙに、絶縁部は絶縁回路部ＩｎＣ−ｙに、それぞれ対応する。また、被測定部はプリント基板の配線間抵抗である被測定抵抗Ｒｘに対応する。さらに、電圧増幅器はオペアンプＡ２−ｙに、負帰還回路上の利得を１とする電圧増幅器はオペアンプＡ３−ｙに、電流制御回路はリミッターＬＭ−ｙに、浮動電源部は浮動電源部ＦＥに、それぞれ対応する。
【００３４】
さらに、第１のオペアンプはオペアンプＡ２−ｙに、第２のオペアンプはオペアンプＡ３−ｙに、それぞれ対応する。さらに、絶縁回路は、絶縁回路部ＩｎＣ−ｙに対応する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【実施例１】
【００３６】
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、プリント基板等の基板の配線間抵抗を検査する基板検査装置であり、基板を接続する接続部と電源部との間で、配線間抵抗の抵抗値を測定するものをいう。本実施例におけるハイサイド型マイグレーションテスター１は、同時に複数の配線間抵抗の抵抗値を測定することができる。
【００３７】
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。
【００３８】
ハイサイド型マイグレーションテスター１は、一つの電源回路部ＥＣ、一つの浮動電源部、一つ又は複数の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙ、一つ又は複数の基板接続部ＭａＲ−ｙ（ｙは、正数を示す。以下、同様）を有している。なお、一つの絶縁回路部ＩｎＣ−ｙ及び一つの基板接続部ＭａＲ−ｙによって、一つの測定チャネルが構成される。
【００３９】
電源回路部ＥＣは、設定電源Ｅ１、高圧アンプＡ１、抵抗Ｒ１を有している。高圧アンプＡ１では、非反転入力端子に設定電源Ｅ１からの出力が、反転入力端子にスイッチが、それぞれ接続されている。高圧アンプＡ１の出力は、抵抗Ｒ１を介して、反転入力端子に接続される。つまり、高圧アンプＡ１及び抵抗Ｒ１は、反転増幅器を構成している。
【００４０】
絶縁回路部ＩｎＣ−ｙは、オペアンプＡ２−ｙ、抵抗Ｒｓ−ｙ、ツェナーダイオードＤ１−ｙ、リミッターＬＭ−ｙ、抵抗Ｒ２−ｙ、ダイアックＤ２−ｙ、及びオペアンプＡ３−ｙを有している。オペアンプＡ２−ｙの非反転入力端子には、オペアンプＡ１の出力が接続される。オペアンプＡ２−ｙの出力は、抵抗Ｒｓ−ｙ、リミッターＬＭ−ｙを介して、基板接続部ＭａＲ−ｙの入力端子に入力される。なお、抵抗Ｒｓ−ｙと並行に、ツェナーダイオードＤ１−ｙが接続される。また、オペアンプＡ２−ｙの出力は、抵抗Ｒｓ−ｙ、リミッターＬＭ−ｙ、抵抗Ｒ２−ｙ、オペアンプＡ３−ｙを介して、オペアンプＡ２−ｙの反転入力端子に入力される。つまり、オペアンプＡ２−ｙは、反転増幅器を構成している。
【００４１】
オペアンプＡ３−ｙの非反転入力端子には、抵抗Ｒ２−ｙが接続されている。オペアンプＡ３−ｙの反転入力端子には、オペアンプＡ３−ｙの出力が入力される。つまり、オペアンプＡ３−ｙは、ボルテージフォロアを構成している。オペアンプＡ３−ｙの非反転入力端子と反転入力端子との間に、ダイアックＤ２−ｙが接続されている。
【００４２】
浮動電源部ＦＥは、浮動共通端子Ｆ、及び浮動電源Ｅｆを有している。浮動電源Ｅｆは、オペアンプＡ２−ｙ、オペアンプＡ３−ｙの電源入力端子に接続されている。なお、浮動電源Ｅｆの基準電圧は、オペアンプＡ１の出力である。
【００４３】
基板接続部ＭａＲ−ｙは、リード線等を介して、プリント基板の所定の配線に接続される。なお、接続された配線間に存在する抵抗を、被測定抵抗Ｒｘ−ｙとする。
【００４４】
ハイサイド型のマイグレーションテスター１においては、一つの高圧アンプＡ１で複数チャンネルでの被測定抵抗の測定ができるため、コストを低く抑えることができる。
【００４５】
以下において、ハイサイド型マイグレーションテスター１の回路設計を行うに当たっての設計思想を説明し、続いて、絶縁回路部ＩｎＣ−ｙを構成する各構成部品の機能を説明する。
【００４６】
2. 回路設計
図１に示すように、ハイサイド型マイグレーションテスター１は、一つの電源部ＥＣに対して、複数の測定チャネルが並列に接続されている。このような一つの電源部ＥＣに対して複数の測定チャネルを有するハイサイド型マイグレーションテスター１の回路設計を行うにあたっては、以下の点に注意が必要となる。
【００４７】
１）被測定抵抗の短絡時に、各測定チャネルの他の測定チャネルからの絶縁化
図１０に示す従来の１チャンネルのハイサイド型のマイグレーションテスター１００に基づいて設計した、一つの電源によって複数の測定チャネルを有するマイグレーションテスター１００ａを図２に示す。図２から明らかなように、ハイサイド型マイグレーションテスター１００ａでは、被測定抵抗Ｒｘ−ｙのうち一つでも短絡すると、他の被測定抵抗Ｒｘ−ｙの測定も行えなくなる。このように、被測定抵抗の短絡時において、ある測定チャネルの状態が他の測定チャネルの状態から影響を受けないようにするためには、被測定抵抗の短絡時において、各測定チャネルを他の測定チャネルから絶縁する必要がある。
【００４８】
２）通常時に、電源部ＥＣの出力電圧と被測定抵抗部Ｒｘ−ｙの入力電圧との等電位化
ハイサイド型マイグレーションテスターでは、被測定抵抗が短絡していない通常時において、電源部からの出力電圧が被測定抵抗部にかかった状態での測定を保証する必要がある。例えば、図２においては、点Ｐ１と点Ｐ２とは同電位とする必要がある。なぜなら、電源部の出力電圧と被測定抵抗部の入力電圧とが等電位でなければ、ハイサイド型マイグレーションテスターの使用者は、予め設定した測定条件での被測定抵抗の検査を行えないからである。よって、電源部の出力電圧と被測定抵抗部の入力電圧とを等電位化する必要がある。
【００４９】
3. 絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの構成部品
以上の注意点を考慮した上で設計した絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する。なお、絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの構成部品の説明にあたっては、図２に示すハイサイド型マイグレーションテスター１００ａを出発点として、本実施例におけるハイサイド型マイグレーションテスター１に至るまでの経過を参照する。
【００５０】
1) オペアンプＡ２−ｙ
オペアンプＡ２−ｙは、第一に、各測定チャネルを他のチャネル及び電源部ＥＣから絶縁する機能を有している。一般的に、オペアンプの入力端子の入力インピーダンスは非常に高い。したがって、電源部ＥＣに続くオペアンプＡ２−ｙを各測定チャネルに設けることによって、各測定チャネルを他の測定チャネル及び電源部ＥＣから絶縁することができる。各測定チャネルにオペアンプＡ２−ｙを設けたハイサイド型マイグレーションテスター１００ｂを図３に示す。
【００５１】
ハイサイド型マイグレーションテスター１００ｂでは、オペアンプＡ１と各測定チャネルの電流測定用の抵抗Ｒｓ−１との間にオペアンプＡ２−ｙが配置されている。図３において、点Ｐ１と点Ｐ２との電位を等電位とするためには、抵抗Ｒｓ−１における電圧降下分だけ、オペアンプＡ２−ｙにおいて入力電圧を増幅するようにすればよい。点Ｐ１と点Ｐ２とを等電位とするようなオペアンプＡ２−ｙを用いれば、オペアンプＡ１の出力電圧を、被測定抵抗Ｒｘ−ｙにかけることができる。
【００５２】
なお、後述するようにオペアンプＡ３−ｙの利得は1であるため、オペアンプＡ２−ｙは、点Ｐ２の電圧が点Ｐ１の電圧からずれると、点Ｐ２の電圧を点Ｐ１の電圧と等しくなるように電圧増幅を行う誤差アンプとして機能する。
【００５３】
2) リミッターＬＭ−ｙ
しかしながら、図３において、点Ｐ１と点Ｐ２とが等電位の状態で、被測定抵抗Ｒｘ−ｙが短絡すると、これまで被測定抵抗Ｒｘ−ｙにかかっていた電圧が、点Ｐ１−点Ｐ２間にかかることになる。このため、点Ｐ１−点Ｐ２間に過電流が流れ、ハイサイド型マイグレーションテスター１００ｂを破壊する可能性がある。このような、被測定抵抗Ｒｘ−ｙの短絡に伴う、過電流を防止するために、抵抗Ｒ２−ｙに続く点Ｐ４−点Ｐ２間にリミッターＬＭ−ｙを接続する。各測定チャネルにリミッターＬＭ−ｙを設けたハイサイド型マイグレーションテスター１００ｃを図４に示す。
【００５４】
リミッターＬＭ−ｙは、点Ｐ１−点Ｐ２間に流れる電流を制御する機能を有する。リミッターＬＭ−ｙの回路図の一例を図５に示す。図５に示すリミッターＬＭ−ｙは、いわゆるデプレッション型ＭＯＳＦＥＴによって構成されている。リミッターＬＭ−ｙは、例えば、１ｍＡだけ流れるように設定することが可能である。
【００５５】
また、高い耐圧を有しているリミッターＬＭ−ｙを用いることによって、被測定抵抗Ｒｘ−ｙの短絡により点Ｐ１−点Ｐ２間に高い電圧がかかることとなった場合に、リミッターＬＭ−ｙに点Ｐ１−点Ｐ２間にかかる電圧の多くを負担させることができる。これにより、抵抗Ｒ２−ｙを流れる電流が過電流となることを防止することができる。
【００５６】
3) ツェナーダイオードＤ１−ｙ
さらに、抵抗Ｒ２−ｙと並行にツェナーダイオードＤ１−ｙを接続する。抵抗Ｒ２−ｙと並行にツェナーダイオードＤ１−ｙを接続した状態を図６に示す。ツェナーダイオードＤ１−ｙは、被測定抵抗Ｒｘ−ｙが短絡した場合に、抵抗Ｒ２−ｙにかかる電圧を設定するために配置している。ツェナーダイオードＤ１−ｙを抵抗Ｒ２−ｙに並行に配置することによって、抵抗Ｒ２−ｙにかかる最大電圧を規定することができる。これによって、抵抗Ｒ２−ｙに流れる電流の最大値を規定することができる。
【００５７】
なお、実際の回路設計においては、ツェナーダイオードＤ１−ｙによって、抵抗Ｒ２−ｙにかかる最大電圧を規定し、点Ｐ１−点Ｐ２間にかかる最大電圧から抵抗Ｒ２−ｙにかかる最大電圧を差し引いた電圧をリミッターＬＭ−ｙが受け持つようにリミッターＬＭ−ｙの仕様を決定する。
【００５８】
4) 浮動電源ＦＥ
ここまでの説明で、被測定抵抗Ｒｘ−ｙが短絡した場合、点Ｐ１−点Ｐ２間に大きな電圧がかかることを説明した。また、リミッターＬＭ−ｙを用いることによって、点Ｐ１−点Ｐ２間にかかる電圧の大部分をリミッターＬＭ−ｙに負担させることができることを説明した。したがって、被測定抵抗Ｒｘ−ｙの短絡時、オペアンプＡ２−ｙが負担する電圧を低くすることができる。つまり、オペアンプＡ２−ｙは、高耐圧である必要はなくなる。高耐圧のオペアンプは高価であることから、高耐圧のオペアンプを使用する必要がなくなることは、ハイサイド型マイグレーションテスターの製造コストを低く抑えることができることになる。
【００５９】
しかしながら、オペアンプＡ２−ｙは、測定チャネルの絶縁を達成する上での根幹となる構成部品であり、オペアンプＡ２−ｙが破壊されるような状態は起こってはならない。したがって、図５に示すオペアンプＡ２−ｙの駆動電源を浮動電源とする。これにより、オペアンプＡ２−ｙにかかる電圧を、常に浮動電源の電圧とすることができる。オペアンプＡ２−ｙの駆動電源を浮動電源とした状態を図７に示す。
【００６０】
このように、リミッターＬＭ−ｙの配置及びオペアンプＡ２−ｙの浮動電源化によって、オペアンプＡ２−ｙは、低い耐圧でよくなる。低い耐圧のオペアンプは廉価であるため、ハイサイド型マイグレーションテスターの製造コストを低く抑えることが可能となる。
【００６１】
5) オペアンプＡ３−ｙ
通常、被測定抵抗Ｒｘ−ｙを検査する際には、抵抗Ｒ２−ｙ及びリミッターＬＭ−ｙに所定の負荷電流が流れる。この負荷電流は、図７において、点Ｐ２から被測定抵抗Ｒｘ−ｙの方向に向かう矢印ａ１の方向へ流さなくてはならない。オペアンプＡ２−ｙの帰還回路に流れると、正確な被測定抵抗Ｒｘ−ｙの測定を行うことができなくなる。そこで、図８に示すように、リミッターＬＭ−ｙの出力をオペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子に接続する。オペアンプＡ３−ｙのインピーダンスは非常に高いため、測定電流を、オペアンプＡ３−ｙに向かう矢印ａ３方向ではなく、被測定抵抗Ｒｘ−ｙに向かう矢印ａ１方向へ流すことができる。
【００６２】
また、オペアンプＡ３−ｙの出力を、オペアンプＡ３−ｙの反転入力端子に接続する。つまり、オペアンプＡ３−ｙはボルテージフォロァを構成している。
【００６３】
オペアンプＡ３−ｙは、電流測定用抵抗Ｒｓを流れる電流が、オペアンプＡ３−ｙ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。
【００６４】
なお、図８に示すように、オペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子と反転出力端子との間に、ダイアックＤ２を接続している。このように、オペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子と反転出力端子との間にダイアックＤ２を接続することによって、非反転出力端子と反転出力端子とを等電位に保つことができる。
【００６５】
6) 抵抗Ｒ２−ｙ
さらに、抵抗Ｒ２−ｙを、点Ｐ２とオペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子との間に接続する（図１参照）。これによって、被測定抵抗Ｒ２−ｙが短絡した場合に、点Ｐ２−点Ｐ５間にかかる電圧の多くを抵抗Ｒ２−ｙに負担させることが可能となる。このように、抵抗Ｒ２−ｙに続いてオペアンプＡ３−ｙの非反転出力端子を接続することによって、オペアンプＡ３−ｙに要求される耐圧を低いものとすることができる。このように、低い耐圧のオペアンプＡ３−ｙを使用することによって、ハイサイド型マイグレーションテスターの製造コストを低く抑えることができることになる。
【００６６】
［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、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。
【００６７】
（２）リミッター
前述の実施例１においては、リミッターＬＭ−ｙは、各測定チャネルに一つ配置することとしたが、リミッターＬＭ−ｙによっては、所定の耐圧が得られるまで複数のリミッターを直接に接続するようにしてもよい。
【００６８】
（３）浮動電源部
前述の実施例１においては、浮動電源部を設けることとしたしたが、十分な耐圧を有するオペアンプＡ２−ｙを用いるのであれば、浮動電源部を設けないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】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２】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図３】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図４】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図５】図１のリミッターＬＭ−ｙの構成図である。
【図６】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図７】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図８】図１の絶縁回路部ＩｎＣ−ｙの各構成部品の機能を説明する図である。
【図９】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。
【図１０】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】
【００７０】
１・・・ハイサイド型マイグレーションテスター
ＥＣ・・・電源部
ＩｎＣ・・・絶縁部
ＭａＲ・・・基板接続部
ＦＥ・・・浮動電源部
Ａ１・・・オペアンプ
Ａ２・・・オペアンプ
Ａ３・・・オペアンプ
ＬＭ・・・リミッター
Ｒ１・・・抵抗
Ｒ２・・・抵抗
Ｒｓ・・・電流測定用抵抗
Ｒｘ・・・被測定抵抗
Ｄ１・・・ツェナーダイオード
Ｄ２・・・ダイアック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、
ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないようにする絶縁部を、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に有する基板検査装置。
【請求項２】
請求項１に係る基板検査装置において、
前記絶縁部は、
前記電源部に対して高インピーダンスを有していること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項２に係る基板検査装置において、
前記絶縁部は、
前記電源部からの出力電圧を入力電圧とする電圧増幅器を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項４】
請求項３に係る基板検査装置において、
前記電圧増幅器は、さらに、
前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
請求項４にかかる基板検査装置において、さらに、
前記電圧増幅器は、さらに、
前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とする負帰還回路を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
請求項５に係る基板検査装置において、さらに、
前記電圧増幅器は、
前記負帰還回路上に、利得を１とする電圧増幅器を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項７】
請求項３〜請求項６に係る基板検査装置のいずれかにおいて、さらに、
前記電圧増幅器の出力電流を入力とする電流制御回路であって、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御する電流制御回路を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項８】
請求項７に係る基板検査装置において、
前記電流制御回路は、さらに、
高耐圧を有していること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項９】
請求項４〜請求項８に係る基板検査装置のいずれかにおいて、さらに、
前記電圧増幅器に供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とするものを有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項１０】
一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、
前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に、前記電源部に対して高インピーダンスとなる絶縁部、
を有し、
前記絶縁部は、
前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、
前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、
前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、
前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、
を有する基板検査装置。
【請求項１１】
一つの電源部と、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部との間で前記被測定部のそれぞれに流れる電流値を計測する際に、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁する絶縁回路であって、
前記絶縁回路は、
前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、
前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、
前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、
前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、
を有する絶縁回路。
【請求項１２】
一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有する基板検査装置であって、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間で、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁している基板検査装置を用いて、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査方法において、
前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅し、
負帰還回路によって、前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とし、
前記電圧増幅器の出力電流について、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御すること、
を特徴とする基板検査方法。
【請求項１】
一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、
ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないようにする絶縁部を、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に有する基板検査装置。
【請求項２】
請求項１に係る基板検査装置において、
前記絶縁部は、
前記電源部に対して高インピーダンスを有していること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項３】
請求項２に係る基板検査装置において、
前記絶縁部は、
前記電源部からの出力電圧を入力電圧とする電圧増幅器を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項４】
請求項３に係る基板検査装置において、
前記電圧増幅器は、さらに、
前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項５】
請求項４にかかる基板検査装置において、さらに、
前記電圧増幅器は、さらに、
前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とする負帰還回路を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項６】
請求項５に係る基板検査装置において、さらに、
前記電圧増幅器は、
前記負帰還回路上に、利得を１とする電圧増幅器を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項７】
請求項３〜請求項６に係る基板検査装置のいずれかにおいて、さらに、
前記電圧増幅器の出力電流を入力とする電流制御回路であって、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御する電流制御回路を有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項８】
請求項７に係る基板検査装置において、
前記電流制御回路は、さらに、
高耐圧を有していること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項９】
請求項４〜請求項８に係る基板検査装置のいずれかにおいて、さらに、
前記電圧増幅器に供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とするものを有すること、
を特徴とする基板検査装置。
【請求項１０】
一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有し、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査装置において、
前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間に、前記電源部に対して高インピーダンスとなる絶縁部、
を有し、
前記絶縁部は、
前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、
前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、
前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、
前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、
を有する基板検査装置。
【請求項１１】
一つの電源部と、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部との間で前記被測定部のそれぞれに流れる電流値を計測する際に、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁する絶縁回路であって、
前記絶縁回路は、
前記電源部からの出力電圧を非反転端子の入力電圧、前記基板接続部の入力電圧を反転端子の入力電圧とする負帰還回路を有する第１のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅する第１のオペアンプ、
前記負帰還回路上に存在する利得が１である第２のオペアンプであって、前記基板接続部の入力電圧を非反転端子の入力電圧とし、当該第２のオペアンプの出力電圧を反転端子の入力電圧とする第２のオペアンプ、
前記第１のオペアンプからの出力電流を入力とし、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御するリミッターであって、高耐圧を有するリミッター、
前記第１のオペアンプ及び前記第２のオペアンプに供給される駆動電圧を供給する浮動電源部であって、前記電源部の出力電圧を基準電圧とする浮動電源部、
を有する絶縁回路。
【請求項１２】
一つの電源部、及び、基板の被測定部と接続する複数の基板接続部を有する基板検査装置であって、前記電源部と前記基板接続部のそれぞれとの間で、ある前記被測定部において短絡が生じた場合に、他の前記被測定部に流れる電流値が変化しないように絶縁している基板検査装置を用いて、前記電源部と前記基板接続部との間で前記被測定部に流れる電流値を計測する基板検査方法において、
前記基板接続部の入力電圧を、前記電源部の出力電圧と同じとなるように、前記電源部の出力電圧を増幅し、
負帰還回路によって、前記基板接続部の入力電圧を入力電圧とし、
前記電圧増幅器の出力電流について、所定の電流値以上若しくは所定の電流値より大きい電流値を有する電流は通さないように制御すること、
を特徴とする基板検査方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２９８４６７（Ｐ２００８−２９８４６７Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４２２０７（Ｐ２００７−１４２２０７）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００１００６７６）ＩＭＶ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００１００６７６）ＩＭＶ株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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