JPH07104026A - 実装部品の半田付け不良検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板検査装置を用いて、実装部品のパターン
に対するリード接触、半田付け不良状態を良好に検出す
る方法を提供する。 【構成】 抵抗測定回路４０に２個の±ソース端子４
２、４８と２個の±センス端子４４、４６とを設け、そ
の一方のソース端子４２に接続する測定プローブ３２と
一方のセンス端子４４に接続する測定プローブ３４とを
電子部品２４のリード２８に接触し、他方のソース端子
４８に接続する測定プローブ３８と他方のセンス端子４
６に接続する測定プローブ３６とをパターン３０に接触
する４端子法によって、リード２８とパターン３０の間
の抵抗値を測定し、その測定結果から電子部品２４の半
田付け状態の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインサーキットテスタ等
の基板検査装置を用いて行うプリント基板に実装したＩ
Ｃ等の電子部品の半田付け不良検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、実装基板即ち多数の電子部品を半
田付けしたプリント基板はインサーキットテスタを用い
て、その基板の必要な各測定点に適宜プローブを接触さ
せ、それ等の各部品の電気的測定によって基板の良否の
判定を行っている。特に、被検査基板を載せる測定台上
にＸ−Ｙユニットを設置したものは、そのＸ軸方向に可
動するアームの上に、Ｙ軸方向に可動するＺ軸ユニット
を備え、そのＺ軸ユニットでプローブをＺ軸方向に可動
可能に支持しているので、そのＸ−Ｙユニットを制御す
ると、プローブを基板の上方からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向
にそれぞれ適宜移動して、予め設定した各測定点に順次
接触できる。しかも、１部品毎に複数個の測定点を同時
に測定しなければならないので、通常インサーキットテ
スタには複数のＸ−Ｙユニットを備え付ける。

【０００３】このようなインサーキットテスタを用い
て、プリント基板に実装したＩＣ（集積回路）の半田付
け状態を検査する場合、図１１に示すように２端子法に
より１本の測定プローブ１０をＩＣ１２のリード（電
極）１４に接触させ、他の１本の測定プローブ１６をプ
リント基板１８のパターン２０に接触させた後、それ等
のリード１４とパターン２０の間の導通状態を知るた
め、定電流を流して電圧を検出し、抵抗値を測定してリ
ード１４の半田付け状態（接触状態）の良否の判定を行
っている。或いは、１本の測定プローブの先端部を拡張
してＩＣ１２の本体上面に広く接触させ、他の１本の測
定プローブをパターン２０に接触させた後、リード１４
とパターン２０の間の導通状態を知るため、ＩＣ１２の
本体とパターン２０の間の静電容量を測定してリード１
４の半田付け状態の良否の判定を行っている。通常、こ
れ等の測定プローブ１０、１６には軸方向にスプリング
性を有するものを用い、先端を測定点に当て、静荷重を
加えることによって電気的接触を得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定プローブ１０、１６を用いると、そのスプリン
グ荷重により、本来不良品であるものを良品と判定する
ことがあるため問題がある。何故なら、図１２に示すよ
うにＩＣ１２のリード１４の先端部が半田付け不良のた
め、パターン２０から離れていても（足浮き状態）、そ
こに測定プローブ１０の先端が当ってスプリング荷重が
加わると、時には図１１に示すようにリード１４の先端
部がパターン２０と良好に接触してしまうからである。
尤も、不良品では例えリード１４の先端部がパターン２
０と良好に接触しても、実際には良品と比べ抵抗値に微
小な変化が存在する。因みに、通常は半田付け不良の場
合、測定プローブの先端をリードに接触しなくても、最
初からリードはパターンと接触状態にある。

【０００５】しかし、２端子法によると、各測定プロー
ブ１０、１６の接触抵抗値が大きく、そのばらつきも大
きいため、微小な抵抗値の変化を測定することが困難で
ある。又、静電容量の測定による場合でも、最初からリ
ードがパターンと良好に接触していると、やはり不良品
を良品と判定してしまうことがある。因みに、リード１
４の先端部がパターン２０から完全に離れて浮いた足浮
き状態では、スプリング荷重が加わっても、それが小さ
ければ当然接触せず、抵抗値が無限大となるため、誤り
なく不良品と判定できる。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、基板検査装置を用いて、実装部
品のパターンに対するリード接触、半田付け不良状態を
良好に検出する方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の４端子法による実装部品の半田付け不良検
出方法では基板検査装置を用い、その抵抗測定回路４０
に接続する一部の測定プローブ３２、３４をプリント基
板２２に実装した電子部品２４のリード２８に接触し、
他の測定プローブ３６、３８をプリント基板２２のパタ
ーン３０に接触して、それ等のリード２８とパターン３
０の間の抵抗値を測定し、その測定結果から電子部品２
４の半田付け状態の良否の判定を行う。しかも、抵抗測
定回路４０に２個の±ソース端子４２、４８と２個の±
センス端子４４、４６とを設け、その一方のソース端子
４２に接続する測定プローブ３２と一方のセンス端子４
４に接続する測定プローブ３４とを電子部品２４のリー
ド２８に接触し、他方のソース端子４８に接続する測定
プローブ３８と他方のセンス端子４６に接続する測定プ
ローブ３６とをパターン３０に接触する。

【０００８】又、３端子法による実装部品の半田付け不
良検出方法では抵抗測定回路４０に２個の±ソース端子
４２、４８と２個の±センス端子４４、４６とを設け、
その一方のソース端子４２に接続する測定プローブ３２
と一方のセンス端子４４に接続する測定プローブ３４と
を電子部品２４のリード２８或いはパターン３０に接触
し、他方のソース端子４８とセンス端子４０とに接続す
る測定プローブ５０をパターン３０或いは電子部品２４
のリード２８に接触する。

【０００９】そして、電子部品２４のリード２８或いは
パターン３０に、同時に接触する２本の測定プローブ５
６、５８を一体型にした測定プローブユニット５４を用
いると好ましくなる。

【００１０】

【作用】上記のように構成し、抵抗測定回路４０により
±ソース端子４２、４８の間に定電流Ｉを流し、±セン
ス端子４４、４６間に発生する電圧Ｖを検出し、電子部
品２４のリード２８とパターン３０の間の抵抗値ＲをＲ
＝Ｖ／Ｉの式より算出して測定し、その測定結果から電
子部品２４の半田付け状態の良否を判定する。その際、
２本の測定プローブ３２、３４がリード２８に接触して
も、リード２８がパターン３０から完全に離れて浮いた
足浮き状態の場合には、抵抗値Ｒ３は無限大となるの
で、不良と判定する。リード２８がパターン３０に接触
しているだけの未半田付けの場合には、測定した抵抗値
Ｒ２が良品に対する測定値Ｒ１よりリード２８とパター
ン３０の間の接触抵抗値分だけ大きくなるので、不良と
判定する。何故なら、４端子法によると、±センス端子
４４、４６に接続する各測定プローブ３４、３６の接触
抵抗値は極めて小さく無視できるため、それ等の接触抵
抗値を含む良品の測定値Ｒ１が小さな値であるのに対
し、リード２８とパターン３０の間の接触抵抗値は比較
的大きく、良品と不良品とで測定値Ｒ１、Ｒ２が大きく
異なるからである。

【００１１】又、一方のソース端子４２に接続する測定
プローブ３２と一方のセンス端子４４に接続する測定プ
ローブ３４とを電子部品２４のリード２８或いはパター
ン３０に接触し、他方のソース端子４８とセンス端子４
６とに接続する測定プローブ５０をパターン３０或いは
電子部品２４のリード２８に接触すると、やはりリード
２８がパターン３０から完全に離れて浮いた足浮き状態
の場合には、抵抗値Ｒ６が無限大となるので、不良と判
定できる。又、リード２８がパターン３０に接触してい
るだけの未半田付けの場合にも、測定した抵抗値Ｒ５が
良品に対する測定値Ｒ４よりリード２８とパターン３０
の間の接触抵抗値分だけ大きくなるので、不良と判定し
易い。しかし、３端子法によると、４端子法と比べ、良
品、不良品の測定値Ｒ４、Ｒ５が共にほぼソース端子４
８とセンス端子４６とに接続する測定プローブ５０の接
触抵抗値分だけ大きくなるため、しきい値を選択するこ
とにより、良品、不良品の判定精度を高める。

【００１２】又、電子部品２４のリード２８或いはパタ
ーン３０に、同時に接触する２本の測定プローブ５６、
５８を一体型にした測定プローブユニット５４を用いる
と、電子部品２４のリード２８或いはパターン３０に対
して２本の測定プローブ５６、５８を同時に操作でき
る。しかも、一体化する２本の測定プローブ５６、５８
の先端を接近できるので、コンパクトになる。

【００１３】

【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
を説明する。図１は本発明を適用したインサーキットテ
スタによる半田付け状態検査時のフラットパッケージＩ
Ｃに対する４端子法による測定プローブの設置状態を示
す概略図である。図中、２２はインサーキットテスタの
測定台上に設置した被検査基板、２４はその基板２２に
実装したフラットパッケージＩＣ、２６はそのＩＣ２４
の本体、２８はその本体２６から突出するリード（電
極）、３０は基板２２に設けたパターンである。又、３
２、３４、３６、３８は測定台の上方にそれぞれ設置し
た各Ｘ−Ｙユニットに備え付けた測定プローブ、４０は
それ等の測定プローブ３２、３４、３６、３８がそれぞ
れ接続する＋ソース端子４２、＋センス端子４４、−セ
ンス端子４６、−ソース端子４８を備えた抵抗測定回路
である。

【００１４】ＩＣ２４のリード２８の半田付け状態を検
査するには、先ず＋ソース端子４２に接続する測定プロ
ーブ３２と＋センス端子４４に接続する測定プローブ３
４とをリード２８の肩部や先端部等に適宜接触する。な
お、図では測定プローブ３４をリード２８の先端部に接
触させる場合を一点鎖線で示している。又、−センス端
子４６に接続する測定プローブ３６と−ソース端子４８
に接続する測定プローブ３８とをパターン３０に接触す
る。そこで、抵抗測定回路４０により両ソース端子４
２、４８の間に定電流Ｉを流し、センス端子４４、４６
の間に発生する電圧Ｖを検出し、ＩＣ２４のリード２８
とパターン３０の間の抵抗値ＲをＲ＝Ｖ／Ｉの式より算
出して測定し、その測定結果からＩＣ２４の半田付け状
態の良否を判定する。

【００１５】その際、リード２８がパターン３０に良好
に半田付けされている良品の場合には、±センス端子４
４、４６に接続する両測定プローブ３４、３６の接触抵
抗値を含む測定値Ｒ１が銅製リードでは５ｍΩ程、又鉄
製リードでは２０ｍΩ程の小さな値になる。なお、±セ
ンス端子４４、４６に接続する各測定プローブ３４、３
６の接触抵抗値は４端子法によると、一般に知られてい
るように電圧計の入力抵抗は無限大なので極めて小さく
なるため、理論的に無視できる。ところが、リード２８
がパターン３０に接触しているだけの未半田付けの不良
品の場合には、測定値Ｒ２が良品に対する測定値Ｒ１よ
りリード２８とパターン３０の間の接触抵抗値２０〜５
０ｍΩ程の分だけ大きくなる。それ故、良品と不良品と
で測定値Ｒ１、Ｒ２が大きく異なるので、抵抗値Ｒを測
定することにより確実に良品と不良品の判定を行える。
更に、リード２８がパターン３０から完全に離れて浮い
た足浮き状態の不良品の場合には、抵抗値Ｒ３が無限大
となるので、容易に不良と判定できる。

【００１６】図２は同インサーキットテスタによる半田
付け状態検査時のフラットパッケージＩＣに対する３端
子法による測定プローブの設置状態を示す概略図であ
る。図中、５０は抵抗測定回路４０の−センス端子４６
と−ソース端子４８に接続する測定プローブであり、１
組のＸ−Ｙユニットに備え付けて使用する。リード２８
の半田付け状態を検査するには、やはり＋ソース端子４
２に接続する測定プローブ３２と＋センス端子４４に接
続する測定プローブ３４とをリード２８に適宜接触し、
測定プローブ５０をパターン３０に接触する。そこで、
同様にリード２８とパターン３０の間の抵抗値Ｒを測定
し、その測定結果からＩＣ２４の半田付け状態の良否を
判定する。

【００１７】その際、リード２８がパターン３０に良好
に半田付けされている良品の場合には、±センス端子４
４、４６に接続する両測定プローブ３４、５０の接触抵
抗値を含む測定値Ｒ４が銅製リードでは２５〜５５ｍΩ
程、又鉄製リードでは４０〜７０ｍΩ程の値になる。な
お、測定プローブ３４の接触抵抗値は４端子法によるた
め極めて小さく、無視できるが、測定プローブ５０の接
触抵抗値は２端子法によるため２０〜５０ｍΩ程の大き
な値になる。ところが、リード２８がパターン３０に接
触しているだけの未半田付けの不良品の場合には、測定
値Ｒ５が良品に対する測定値Ｒ４よりリード２８とパタ
ーン３０の間の接触抵抗値２０〜５０ｍΩ程の分だけ大
きくなる。それ故、測定値Ｒ５が銅製リードの場合には
４５〜１０５ｍΩ程になり、鉄製リードの場合は６０〜
１２０ｍΩ程になる。この結果、銅製リード、鉄製リー
ドの良品と不良品の測定値が一部１０ｍΩ程重なること
になるが、しきい値を選択することにより、良品と不良
品の判定精度を高めることができる。又、リード２８が
パターン３０から完全に離れて浮いた足浮き状態の場合
には、抵抗値Ｒ６が無限大となるので、簡単に不良と判
定できる。なお、３端子法による場合、図３に示すよう
に＋ソース端子４２と＋センス端子４４に接続する１本
の測定プローブ５２をＩＣ２４のリード２８に適宜接触
し、−センス端子４６に接続する測定プローブ３６と−
ソース端子４８に接続する測定プローブ３８とをパター
ン３０に接触してもよい。

【００１８】図４はインサーキットテスタによる半田付
け状態検査時のフラットパッケージＩＣに対する４端子
法による同軸型プローブユニットの設置状態を示す概略
図である。図中、５４は筒状の測定プローブ５６とその
内部に挿入した棒状の測定プローブ５８とを互いに絶縁
して一体型にした同軸型の測定プローブユニット、６０
も筒状測定プローブ６２と棒状測定プローブ６４とを同
様に一体型にした同軸型の測定プローブユニットであ
る。これ等の同軸型プローブユニット５４、６０の各棒
状測定プローブ５６、６２は±ソース端子４２、４８に
それぞれ接続し、各棒状測定プローブ５８、６４は±セ
ンス端子４４、４６にそれぞれ接続する。なお、同軸型
プローブユニット５４は両測定プローブ５６、５８の先
端を揃えて突出状態を等しくするが、測定プローブ５８
の後端部を測定プローブ５６の後端より少し突出する。
又、同軸型プローブユニット６０も同様である。

【００１９】リード２８の半田付け状態を検査するに
は、同軸型プローブユニット５４をリード２８の肩部に
接触し、同軸型プローブユニット６０をパターン３０に
接触する。或いは、同軸型プローブユニット５４を図５
に示すようにリード２８の先端部に接触する。このよう
にＩＣ２４のリード２８或いはパターン３０に同時に接
触する２本の測定プローブ５６、５８或いは６２、６４
を一体型にした同軸型プローブユニット５４、６０を用
いると、リード２８或いはパターン３０に対して、それ
ぞれ１組のＸ−Ｙユニットにて２本の測定プローブ５
６、５８或いは６２、６４を同時に操作できる。それ
故、各測定プローブをそれぞれＸ−Ｙユニットにて操作
するものより、同じ４端子法でも操作時間を短縮して、
ＩＣ２４の半田付け状態の良否の判定を高速化できる。
しかも、同軸型プローブユニット５４、６０を用いる
と、両測定プローブ５６、５８或いは６２、６４の先端
を接近させ、コンパクトにすることが可能になるので、
ＩＣ２４のリード２８の肩部又は先端部、或いはパター
ン等の被接触域が小さいものにも対応できる。

【００２０】図６は同インサーキットテスタによる半田
付け状態検査時のフラットパッケージＩＣに対する３端
子法による同軸型プローブユニットの設置状態を示す概
略図である。リード１８の半田付け状態を検査するに
は、＋ソース端子４２と＋センス端子４４とに接続する
測定プローブ５２をリード２８に適宜接触し、−センス
端子４６に接続する棒状測定プローブ６２と−ソース端
子４８に接続する筒状測定プローブ６４とからなる同軸
型プローブユニット６０をパターン３０に接触する。或
いは、図７に示すように＋ソース端子４２に接続する筒
状測定プローブ５６と＋センス端子４４に接続する棒状
測定プローブ５８とからなる同軸型プローブユニット５
４をリード１８に適宜接触し、−センス端子４６と−ソ
ース端子４８とに接続する測定プローブ５０をパターン
３０に接触する。

【００２１】上記実施例では測定プローブユニットとし
て、同軸型のものを用いた例を示したが、図８、９、１
０に示すような２本の測定プローブを平行に並べ絶縁し
て一体化したパラレル型のものを用いてもよい。その
際、図８に示すパラレル型プローブユニット６６では２
本の測定プローブ６８、７０の先端を揃えて突出状態を
等しくし、リード２８の肩部或いは先端部に接触して用
いる。又、図９に示すパラレル型プローブユニット７２
では一方の測定プローブ７４に対し、他方の測定プロー
ブ７６の先端部を鉤型に曲げて一層突出し、リード２８
の肩部と中央部側面とにそれぞれ接触して用いる。又、
図１０に示すパラレル型プローブユニット７８では一方
の測定プローブ８０に対し、他方の測定プローブ８２の
先端部を一層突出し、リード２８の肩部と先端部とにそ
れぞれ接触して用いる。なお、後２者のパラレル型プロ
ーブユニット７２、７８を用いると、リード２８の肩部
と先端部の被接触域が共に小さなものでも対応可能にな
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項１
では一方のソース端子に接続する測定プローブと一方の
センス端子に接続する測定プローブとを電子部品のリー
ドに接触し、他方のソース端子に接続する測定プローブ
と他方のセンス端子に接続する測定プローブとをパター
ンに接触する４端子法によって、電子部品のリードとパ
ターン間の抵抗値を測定するため、両センス端子にそれ
ぞれ接続する各測定プローブの接触抵抗値を無視でき
る。それ故、リードがパターンに接触しているだけの未
半田付けの場合には、測定した抵抗値が良品に対する測
定値よりリードとパターン間の接触抵抗値分だけ大きく
なり、良品と不良品とで測定値が大きく異なるので、実
装部品のパターンに対するリード接触、半田付け不良状
態を良好に検出できる。

【００２３】請求項２では一方のソース端子に接続する
測定プローブと一方のセンス端子に接続する測定プロー
ブとを電子部品のリード或いはパターンに接触し、他方
のソース端子とセンス端子とに接続する測定プローブを
パターン或いは電子部品のリードに接触する３端子法に
よって、電子部品のリードとパターン間の抵抗値を測定
するため、電子部品のリード或いはパターンに２本立ち
する側の一方のセンス端子に接続する測定プローブの接
触抵抗値を無視できる。それ故、リードがパターンに接
触しているだけの未半田付けの場合には、３端子法によ
ると、４端子法と比べ、良品、不良品の測定値が共にほ
ぼソースとセンスの両端子に接続する１本の測定プロー
ブの接触抵抗値分だけ大きくなるため、しきい値を選択
することにより、良品、不良品の判定精度を高めて、実
装部品のパターンに対するリード接触、半田付け不良状
態を良好に検出できる。

【００２４】請求項３では電子部品のリード或いはパタ
ーンに、同時に接触する２本の測定プローブを一体型に
した測定プローブユニットを用いて、電子部品のリード
或いはパターンに対して２本の測定プローブを同時に操
作できるため、各測定プローブをそれぞれＸ−Ｙユニッ
トにて操作するものより、同じ４端子法或いは３端子法
でも操作時間を短縮して、電子部品の半田付け状態の良
否の判定を高速化できる。しかも、一体化する両測定プ
ローブの先端を接近させ、コンパクト化すると、電子部
品のリードの肩部又は先端部、或いはパターン等の被接
触域が小さいものにも対応でき、検出に好適になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインサーキットテスタによる
半田付け状態検査時のフラットパッケージＩＣに対する
４端子法による測定プローブの設置状態を示す概略図で
ある。

【図２】同インサーキットテスタによる半田付け状態検
査時のフラットパッケージＩＣに対する３端子法による
測定プローブの設置状態を示す概略図である。

【図３】同３端子法による測定プローブの他の設置状態
を示す概略図である。

【図４】同４端子法による同軸型プローブユニットの設
置状態を示す概略図である。

【図５】同４端子法による同軸型プローブユニットの他
の設置状態を示す概略図である。

【図６】同３端子法による同軸型プローブユニットの設
置状態を示す概略図である。

【図７】同３端子法による同軸型プローブユニットの他
の設置状態を示す概略図である。

【図８】同４端子法或いは３端子法によるパラレル型プ
ローブユニットの設置状態の一部を示す概略図である。

【図９】同４端子法或いは３端子法による他のパラレル
型プローブユニットの設置状態の一部を示す概略図であ
る。

【図１０】同４端子法或いは３端子法による別のパラレ
ル型プローブユニットの設置状態の一部を示す概略図で
ある。

【図１１】従来のインサーキットテスタによる半田付け
状態検査時のフラットパッケージＩＣに対する２端子法
による測定プローブの設置状態を示す概略図である。

【図１２】同インサーキットテスタによる半田付け状態
検査前のフラットパッケージＩＣに対する２端子法によ
る測定プローブの設置状態を示す概略図である。

【符号の説明】

２４…ＩＣ ２６…本体 ２８…リード ３０…パター
ン ３２、３４、３６、３８、５０、５２、５６、５
８、６２、６４、６８、７０、７４、７６、８０、８２
…測定プローブ ４０…抵抗測定回路 ４２、４８…±
ソース端子 ４４、４６…±センス端子 ５４、６０…
同軸型プローブユニット ６６、７２、７８…パラレル
型プローブユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板検査装置を用い、その抵抗測定回路
   に接続する一部の測定プローブをプリント基板に実装し
   た電子部品のリードに接触し、他の測定プローブをプリ
   ント基板のパターンに接触して、それ等のリードとパタ
   ーン間の抵抗値を測定し、その測定結果から電子部品の
   半田付け状態の良否を判定する実装部品の半田付け不良
   検出方法において、上記抵抗測定回路に２個の±ソース
   端子と２個の±センス端子とを設け、その一方のソース
   端子に接続する測定プローブと一方のセンス端子に接続
   する測定プローブとを電子部品のリードに接触し、他方
   のソース端子に接続する測定プローブと他方のセンス端
   子に接続する測定プローブとをパターンに接触すること
   を特徴とする４端子法による実装部品の半田付け不良検
   出方法。
2. 【請求項２】 基板検査装置を用い、その抵抗測定回路
   に接続する一部の測定プローブをプリント基板に実装し
   た電子部品のリードに接触し、他の測定プローブをプリ
   ント基板のパターンに接触して、それ等のリードとパタ
   ーン間の抵抗値を測定し、その測定結果から電子部品の
   半田付け状態の良否を判定する実装部品の半田付け不良
   検出方法において、上記抵抗測定回路に２個の±ソース
   端子と２個の±センス端子とを設け、その一方のソース
   端子に接続する測定プローブと一方のセンス端子に接続
   する測定プローブとを電子部品のリード或いはパターン
   に接触し、他方のソース端子とセンス端子とに接続する
   測定プローブをパターン或いは電子部品のリードに接触
   することを特徴とする３端子法による実装部品の半田付
   け不良検出方法。
3. 【請求項３】 電子部品のリード或いはパターンに、同
   時に接触する２本の測定プローブを一体型にしたプロー
   ブユニットを用いることを特徴とする請求項１又は２記
   載の実装部品の半田付け不良検出方法。