JPH04503105A - 電気回路の試験 - 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】 電気回路の試験 技術分野 本発明は電気回路の試験に間する。

発明の背景 プリント回路板を試験する分野では、例えば部品を装着する前のそのような回路 板について、抵抗値のチェックまたは容量値のチェックを行い、導電路における 開放もしくは短絡不良を試験することが知られている。こうしたチェックは、コ ンピュータシステムによって自動制御され、適切な地点で回路板と接触して適切 な測定を行う、少なくとも１つの電気試験プローブを用いて行うことができる。

プリント回路板は、多数のネットワーク（回路網）を形成する非常に多くの導電 路を備えており、そのようなネットワーク閏に菫ましくない短絡が存在していな かどうか知る必要がある。Ｎ個のネットワークを有するプリント回路板の場合、 任意の２つのネットワーク閏に璽ましくない短絡電気路が存在しないことを検証 するのに必要な抵抗に基づく測定の回数は、次式で与えられる： Ｎ　（Ｎ−１）　／２ この式は、次のように説明される。まず、第１のネットワークと残り全てのネッ トワークとの閃の抵抗が測定され、これは１回目の測定回数（Ｎ−１）を意味す る０次いで、第２のネットワークと残り全てのネットワーク（但し第１のネット ワークを除く）との閏の抵抗が測定され、これは２回目の測定回数（（Ｎ−１） −１）を意味する０次に、第３のネットワークと残り全てのネットワーク（但し 第１及び第２のネットワークを除く）との間の抵抗が測定され、これは３回目の 測定回数（（Ｎ−１）−２）を意味する。以下同様に、Ｎ番目のネットワークま で測定が続けられる。この結果、測定回数の合計は上記したような等差級数の和 となる。

子細のネットワークを持つプリント回路板の場合、上記のようにして全ネットワ ーク間の抵抗測定を行うことはほぼ５０万回の測定を意味し、一般的にそうであ るように電気試験プローブを用いて測定すれば、極めて長い試験時間を要する。

従って、ネットワーク閏の短絡を試験する際の測定回数を減らす手段があれば、 明らかに有利である。

プローブ移動の回数を減らすため、米国特許第４，５６５．９６６号（Ｂｕｒｒ 等）は、各ネットワークと基準間での容量測定と各ネットワークの端一端部抵抗 測定とを絹み合わせ、測定された容量及び抵抗両値が、不良の存在しない回路板 について（学習モードで）それぞれ予めめられた値と比較されるような、回路板 を試験する方法及び装置を開示している。前記８ｕｒｒ等の特許には、不良の可 能性があると識別されたネットワークに関する診断ルーチンも開示されている。

すなわちネットワークのうち、不良の可能性があると識別され、基準に対し同じ 容量値を有するものについて、ネットワーク閏での抵抗チェックが実行され、基 準に対し同じ容量値を有するネットワークは短絡しているかもしれないという理 論的根拠に基づき、それらのネットワークが短絡していないかどうかをチェック する。各々のネットワークと基準との間の容量を測定し、次いで同じ容量値を持 つ各対のネットワーク閏で短絡試験を行うことによって、プリント回路板の全ネ ットワークに間し上記のルーチンを適用可能である。

しかし、２つのネットワークが実際には短絡していないのに、偶然同じ容量値を 持つことがあるため、この方法では、実際に必要な回数よりはるかに多い短絡試 験を行わねばならなくなることがある。

発明の要旨 本発明の一側面によれば、複数のネットワークからなる電気回路の各ネットワー ク閏の短絡を試験する方法において、各々のネットワークと基準との閏のインピ ーダンス値を測定すること；及び、測定インピーダンス値がほぼ同じであり、し かも該測定インピーダンス値が短絡した場合の２つのネットワークに間する推定 の最低インピーダンス値より大きい各２つのネットワークについてだけ短絡試験 を行うことを含む方法が提供される。

本発明の別の側面によれば、複数のネットワークからなる電気回路を試験するの に使われる装置において、各々のネットワークと基準との閏のインピーダンス値 を測定する第１の手段；及び、測定インピーダンス値がほぼ同じであり、しかも 該測定インピーダンス値が短絡した場合の２つのネットワークに間する推定の最 低インピーダンス値より大きい各２つのネットワークについてだけ短絡試験を行 う第２の手段を備えた装置が提供される。

好ま・しくは、前記測定インピーダンス値から、少なくとも２つのポイントを含 むネットワークについて、導電路の単位長さ当りの最低インピーダンスに間する 第１の値が計算され、また１つのポイントだけを含むネットワークの最低インピ ーダンスに間する第２の値が計算され、該第１及び第２の値が、はぼ同じインピ ーダンス値を持つ各２つのネットワークに間する前記推定の最低インピーダンス 値を、これら２つのネットワークの形状特性の知見から計算するのに使われる。

各々のネットワークと基準との間で測定される前記インピーダンス値は、各々の ネットワークと基準との間の容量値とし得る。

測定されたインピーダンス値は、はぼ同じ測定インピーダンス値であるネットワ ークを識別するために走査されるメモリ手段に記憶し得る。

前記短絡試験は、抵抗試験とし得る。

図面の簡単な説明 添付の図面中： ｖＬ１図は本発明による装置の好ましい実施例の概略図；第２図は実施例の処理 手段の動作を記述したフローチャート；及び第３図は処理手段の別の動作を説明 するのに眉いる図である。

好ましい実施例の説明 以下説明する実施例は、プリント回路板上の全ネットワーク間での短絡を試験す る場合よりも、ブロー７移動（及び測定）の回数が減り、しかも基準に対する予 めめられたそれぞれの容量値、及び不良のない回路板のネットワークに間する予 めめられた端一端抵抗値について、事前の知見を必要としないように動作する。

まず添付の図面中の第１図を参照すると、参照番号１は（見やすくするためかな り単純化した形で）、端子バッド２と導電路３と有し、部品の装着前に試験すべ きプリント回路板を示す、各端子バッド２が、１つの“ポイント”と見なされる ０回路板は導電路３を含むＬ個の個々のネットワークを有し、このような各１つ 以上の導電路３によフて相互に接続された２つ以上のポイント（端子バッド２） を備えている。その他、どの導を路も接続されていないＭ個のポイント（＃子パ ッド２）が存在し、このような各端子パッドも“ネットワーク”　（すなわち単 一ポイントと見なされるネットワーク）と考えられる（一方導電路２を備えたネ ットワークは２つ以上のポイントを有するネットワークと見なされる）。

つまり、回路板１は合計Ｌ＋Ｍ＝Ｎ個のネットワークを有する。

ＩＩ照番号４と５は、コンピュータシステム６を介して制御される電気試験プロ ーブを示し、参照番号７は導電性基準面（回路板ｌのアース面とし得る）を示す 、プローブ４と５は各々、当該分野で周知のごとく、コンピュータシステム６の 制御下で適切なモータ（不図示）により、回路板１に対してＸ、Ｙ及びＺ方向に 移動可能である。

まず、プローブ５を基準面７に接触させながら、処理及び制御手段９の制御下で 回路板１上の各接触点に当てたプローブ４を用い、コンピュータシステム６が容 量測定手段８を介して、回路板１上の各ネットワークと基準面７との間の容量値 測定を行う、このような測定がＮ回実行され、各測定値が対応するネットワーク の指示と共に、メモリ１０内に一時的に記憶される。

測定手段８は、２つの指定電圧隅間の一定または半一定の電流によって、試験対 象の回路を充電するのにがかる時閉を測定する種類のものとし得る。

測定容量値が得られている閏、処理及び制御手段９はそれらの値と、試験対象で ある特定種類の各々のネットワークを構成する１つまたは複数のポイントの位置 に間する知見とから、少なくとも２つのポイントを有するネットワークについて 導電路の単位長さ当りの最低容量と見なされる第１の値（Ｖ（）、及び１つのポ イントだけを含むネットワークの最低容量と見なされる第２の値（ＣＬ　）を計 算する。第２図は、この点における処理及びｉ１１１手段９の動作を記述したフ ローチャートである。

フローチャート中、“距離＝Ｌを計算”と表示されたステップで、２つ以上のポ イントを有するある特定ネットワークについて計算される値りが、その特定ネッ トワークの形状と各ポイントの位置とに関する知見から得られる。すなわち、ネ ットワークが２つのポイント間の一本の直線状導電路（導電路に沿って少なくと も１つの中間ポイント（端子パッド）を有することもある）だけからなる場合、 Ｌはそれら２つのポイント間の最小距離として計算される；ネットワークが２つ のポイント間の直線状でない一本の導電路からなるが、それに沿フて中間ポイン ト（端子パッド）を持たない場合、Ｌはそれら２つのポイント間の直線ベクトル の距離として計算される；ネットワークが２つのポイント間の直線状でない導電 路からなり、それに沿って少なくとも１つの中間ポイント（＃ｉｉ子パッド）を 持つ場合、Ｌはその導電路自身の長さとして計算される；またネットワークが２ つのポイント間の一本の線（直線または非直線状）と、そこから少なくとも１つ の他のポイントへと分岐した少なくとも１つの導電路を有する場合、Ｌはそのネ ットワーク内の１つのポイントからその地金てのポイントへとネットワーク自身 に沿って移動した際の最短距離として計算される。

ＶＬとＣＬを計算した後、処理及び制御手段９はそれらの値を、以下説明するよ うに用いる。

任意の２つのネットワーク間で望ましくない短絡不良が存在しなければ、記憶さ れた容量測定値は、はとんどの場合全て異なった値になる。

しかし、２つのネットワークがそれらの間で望ましくない短絡不良を有すると、 アース面７に対するそれぞれの容量値が等しくなる（実際上、物理的な測定条件 の限界のためメモリ１０に記憶される測定値は正確には等しくならないが、各値 が一定量以上相互に異ならない場合、それら２つ以上の記憶された測定値は“同 じ”と見なされる）、従って、処理及び制御手段９はメモリ１０に記憶された各 値を走査し、メモリ１０に記憶された同じ測定容量値を持つ２つまたはそれより 多いネットワークからなる各グループを識別する。この際前述のごとく、所定量 以上相互に異ならなければ、例えばある決められた小さい百分率値以上相互に異 ならなければ、それらの値は“同じ”と見なされる。メモリ１０に記憶された測 定容量値が他の全ての測定容量値と異なるネットワークは、不良を含まず満足で きるものと見なされ、それ以上試験されない。一方、同じ記憶された測定容量値 を有する２つ以上のネットワークからなる各グループが、そのグループ内の各ネ ットワーク間で短絡試験を行う候補グループとなる。しかしそれらのグループ内 で、２つのネットワークあるいはそれより多いネットワークのうちの２つは、両 者間で望ましくない短絡を持たず、偶然に同じ測定容量値を有するに過ぎないか もしれない。同じ測定容量値を有するネットワーク間における短絡試験の回数を 減らすため、制御及び処理手段９は、実際に短絡している２つのネットワークに 間する推定の最低容量値より測定容量値が小さいことから、別のものと同じ測定 容量値を有するけれども、他のネットワークと短絡されていない各ネットワーク を識別する。つまり短絡試験は、実際に短絡していると見込まれるネットワーク 間でのみ行われる。

より詳しく説明すれば、処理及び制御手段９は同じ測定容量値を有する各２つの ネットワークについて、各々のネットワーク中の１つまたは複数のポイントの位 置、ＶＬ及び／又はＣ（の値、及び２つのネットワーク間の最短距離に間する知 見から、実際に短絡している場合におけるそれらネットワークに間する推定の最 低容量値を計算する。これは、２つのネットワークが実際に短絡していれば、両 ネットワークの間に導電路が存在するという理論的根拠に基づいている。

２つのネットワーク間に導電路が存在する確率は小さい。ネットワーク間の最短 距離を用いる目的は、短絡試験を行う必要があるほど充分に接近しているかどう かを確かめることにある。つまり、２つのネットワークがかなり離れていれば、 推定の最低容量値が２つのネットワークの各々について実際に測定される値より 必ず高くなるほど、両者間の短絡導電路の容量値は高くなるからである。従って 、これらのネットワークは、それらの間の短絡試験を行う考慮の対象から外され る。

すなわち、各々のネットワークが２つ以上のポイントを有するネットワークから なる場合、処理及び制御手段９は、各ネットワークのＬの値にそれぞれＶＬを掛 けた後、得られた各値を、２つのネットワーク間の最短距離にＶＬ’ｔ４１１け た値にそれぞれ加算することによって容量値を計算する；各々のネットワークが １つだけのポイントを有する場合、処理及び制御手段９は、２ＸＣＬＯ値を、２ つのネットワーク間の最短距離にＶＬを掛けた値に加算する；また２つのネット ワークが、２つ以上のポイントを有するネットワークと１つだけのポイントを有 するネットワークとからなる場合、処理及び制御手段９は、２つ以上のポイント を有するネットワークのＬの値にＶ（を掛け、その値をＣＬに加算した後、その 結果を２つのネットワーク間の最短距離にｖＬｌｔ掛けた値に加算する。

上記の結果から、処理及び制御手段９は短絡しているかもしれないと見込まれる 各２つのネットワークについて、それらが短絡している場合の推定の最低容量値 を計算する０次いで処理及び制御手段９は、他方のネットワークに短絡している かもしれない各ネットワークの実際の測定容量値を、考慮対象である２つのネッ トワークに間する推定の最低容量値と比較する。測定容量値が推定の最低値より 小さければ、２つのネットワークは短絡していないと見なされ、それ以上試験し ない。一方、測定容量値が推定の最低値より大きければ、２つのネットワークは 短絡している可能性ありと見なされ、この点について試験すべきものとして選ば れる。こうして処理及び制御手段９は、それぞれのネットワークが同じ測定容量 値を有すると共に、短絡している場合の両ネットワークに間する推定の最低容量 値よりも大きい測定容量値を有する各対のネットワークを選び出す。

上記のプロセスを、例示を目的として第３図を参照しながらさらに説明する。ネ ットワークＡが１００ｐＦの測定容量値を有し、ネットワークＢが１０５９Ｆの 測定容量値を有する場合、これら２つの値は処理及び制御手段９によって同じと 見なされ、この結果は、それらの間に短絡が存在するためとも考えられる。予め 導電路の単位長さ当りの最低容量Ｗｉ　Ｖ　Ｌが計算してあり、さらに両ネット ワークＡとＢの各Ｌｌ＋１が分かつていることから、処理及び制御手段９によっ て理論的な最低容量値を計算することができる。この場合、両ネットワークの最 低容量値はそれぞれ４０ｐＦと３０ρＦであるものとする。２つのネットワーク 間の最短距離はラインＳで表してあり、この距離は両ネットワーク間における短 絡の最短可能長さである。ラインＳの長さにＶＬを掛けることによって、２つの ネットワーク間での短絡に間する最低容量値が計算され、その値がｌ０ｐＦであ るものとする。従って、短絡路を含めた２つのネットワークの理論的な合計累積 容量は、４０＋１０＋３０＝８０　ｐＦで表される。ネットワークＡとＢの各々 の測定容量値箱の理論的な最低推定値より大きいため、これら２つのネットワー クが短絡しているかどうかを調べる試験が行われるべきである。しかし他方、短 絡していると想定した２つのネットワークに間する理論的な最低容量値が、　（ 例えばラインＳの長さのため）例えば３００ｐＦとなった場合、２つのネットワ ークＡとＢはそれらの間の短絡チェックから除外される。なぜなら、それぞれの 測定容量値は、短絡していると想定した場合の理論的な最低推定値よりも低いか らである。

実施上、交差したネットワークの場合には得られる短絡路の長さがゼロとなる点 を考慮し、且つ安全のためのゆとりを見込んで、実際に使用するＶＬＯ値は、第 ２図を参照して説明した動作によって得られた値の半分とする。また同じく安全 のためのゆとりを見込んで、実際に使用するＣＬの値は、第２図を参照して説明 した動作によって得られた値の半分とする。

メモリＩＯに記憶された同じ測定容量値を有すると共に、その値が短絡している と想定した場合における推定の最低容量値より大きい各２つのネットワークにつ いて、先に触れた抵抗チェックが処理及び制御手段９の制御下で、プローブ４と ５を用いて行われる。この目的のため、コンピュータシステム６は抵抗測定手段 １１を含む、抵抗測定手段１１は、２つのポイント間の抵抗が一定のしきい値小 さいかあるいは大きいかを調べる試験によって、それらポイント間での導電的連 続性を指示する手段とし得る０例えば、抵抗測定手段１１は、定電流源からの電 流を試験対象である両ポイント間に供給し、両ポイント間での降下電圧をしきい ｌｌ［（例えば順方向にバイアスしたダイオード両端間での降下電圧）と比較す ることによって、両ポイント間の連続性を試験できる。

以上の説明に照らし、プローブ４と５を用いた抵抗測定は、メモ１月０に記憶さ れた“同じ”容量値を有すると共に、この容量値が実際に短絡している場合の２ つのネットワークに間する推定の最低可能容量値より大きくなる各２つのネット ワークについてだけ必要なことが理解されよう。

ＦＩＧ、２゜ ＦＩＧ、３゜ 国　際　肩　香　謡　牛 国際調査報告　ＰＣＴ／ＧＢ　８９１０１２１６

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．複数のネットワークからなる電気回路の各ネットワーク間の短絡を試験する 方法において、各々のネットワークと基準との間のインピーダンス値を測定する こと；及び、測定インピーダンス値がほぼ同じであり、しかも該測定インピーダ ンス値が短絡した場合の２つのネットワークに関する推定の最低インピーダンス 値より大きい各２つのネットワークについてだけ短絡試験を行うことを含む方法 。
2. ２．前記測定インピーダンス値から、少なくとも２つのポイントを含むネットワ ークについて、導電路の単位長さ当りの最低インピーダンスに関する第１の値が 計算され、また１つのポイントだけを含むネットワークの最低インピーダンスに 関する第２の値が計算され、該第１及び第２の値が、ほぼ同じインピーダンス値 を持つ各２つのネットワークに関する前記推定の最低インピーダンス値を、これ ら２つのネットワークの形状特性の知見から計算するのに使われる請求の範囲第 １項記載の方法。
3. ３．各々のネットワークと基準との間で測定される前記インピーダンス値が、各 々のネットワークと基準との間の容量値からなる請求の範囲第１または第２項記 載の方法。
4. ４．前記測定されたインピーダンス値がメモリ手段に記憶され、該メモリ手段が 同じ測定インピーダンス値であるネットワークを識別するために走査される前記 請求の範囲いずれか１項記載の方法。
5. ５．前記短絡試験が抵抗試験である前記請求の範囲いずれか１項記載の方法。
6. ６．前記電気回路がプリント回路板である前記請求の範囲いずれか１項記載の方 法。
7. ７．前記基準が回路板のアース面である請求の範囲第６項記載の方法。
8. ８．複数のネットワークからなる電気回路を試験するのに使われる装置において 、各々のネットワークと基準との間のインピーダンス値を測定する第１の手段； 及び、測定インピーダンス値がほぼ同じであり、しかも該測定インピーダンス値 が短絡した場合の２つのネットワークに関する推定の量低インピーダンス値より 大きい各２つのネットワークについてだけ短絡試験を行う第２の手段を備えた装 置。
9. ９．前記第２の手段カ、測定インピーダンス値から、少なくとも２つのポイント を含むネットワークについて、導電路の単位長さ当りの量低インピーダンスに関 する第１の値と、１つのポイントだけを含むネットワークの最低インピーダンス に関する第２の値とを計算し、さらに前記第２手段が該第１及び第２の値を用い て、ほぼ同じインピーダンス値を持つ各２つのネットワークに関する前記推定の 量低インピーダンス値を、これら２つのネットワークの形状特性の知見から計算 する請求の範囲第８項記載の装置。
10. １０．前記インピーダンス値の測定手段が、各々のネットワークと基準との間の 容量値を測定する容量測定手段からなる請求の範囲第８または第９項記載の装置 。
11. １１．前記測定されたインピーダンス値を記憶するメモリ手段を含み、前記第２ 手段が該メモリ手段を走査して、同じ測定インピーダンス値であるネットワーク を識別する請求の範囲第８から１０項の内いずれか１項記載の装置。
12. １２．前記短絡試験手段が抵抗値の試験手段である請求の範囲第８から１１項の 内いずれか１項記載の整置。
13. １３．前記電気回路に対して移動可能で、インピーダンス値を測定する際前記測 定手段によって使われ、また短絡試験を行う際前記第２の手段によって使われる 少なくとも２つのプローブ手段を含む請求の範囲第８から１２項の内いずれか１ 項記載の装置。