JPH10170583A - インサーキット試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント回路基板に実装された電子部品の端子
と接続されている位置の近接部に信号を印加し、電子部
品の端子の近傍上部から検出される輻射波に基づいて、
電子部品の端子とプリントパターンとが適正に接続され
ているかを判断することができるインサーキット試験装
置において、測定対象となる端子以外の端子と接続され
た回路パターンからの信号の回り込みを防止すると共
に、隣接する端子間の短絡の有無をも検出できるように
する。 【解決手段】電子部品の端子の近接部に印加する信号を
高周波成分を含むパルス波とすることにより、測定対象
外の端子への信号の回り込みを防止する。また、高周波
成分を含むパルス波を印加することにより、従来、測定
対象外の端子に対して行っていたガーディングが不要と
なり、ガーディングがないことにより、端子間が短絡し
ているときは、測定対象端子の近傍上部から一定基準以
上の輻射波を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
に実装された電子部品と、プリント回路基板に施された
回路パターンとの接続の良否を試験するインサーキット
試験装置に関するもので、詳しくは、電子部品の端子の
近接部に所定の信号を印加し、当該電子部品の端子の近
傍から検出した輻射信号に基づいて、電子部品の端子と
プリントパターンとの接続状態を試験することができる
インサーキット試験装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を実装したプリント基板におい
ては、実際に機器に組み込む前に、ＩＣ（Integrated C
ircuit）等の電子部品の故障の有無、電子部品の端子と
プリント回路基板に施された回路パターン、ひいては他
の電子部品の端子との接続状態等を試験する必要があ
る。この試験の方法としては、（１）プリント基板に電
源を投入してプリント基板の動作を試験する機能試験
と、（２）プリント基板に電源を投入しないで短絡／開
放状態、部品定数等を確認する部品定数測定試験とがあ
る。

【０００３】前記（１）の機能試験では、複雑な試験プ
ログラムを用いて、プリント基板の所定位置に所定の入
力信号を印加し、プリント基板から出力される信号を測
定することによって、プリント基板に実装された全ての
電子部品が適正に動作しているか否か、接続不良が有る
か否か等を検出することができる。

【０００４】前記（２）の部品定数測定試験では、電子
部品内部の故障を検出することはできないものの、試験
プログラムの作成が比較的容易であること、試験装置自
体が廉価であること、プリント基板の不良の大半が半田
付け不良等の組み付け不良によるものであること等の理
由から、実際には部品定数測定試験の方が広く使用され
ている。

【０００５】しかしながら最近は、リード端子間のピッ
チの狭いリードＩＣが高密度で実装されるようになった
ことにより、組み付け不良の中でも、特に、リード端子
の半田付け不良の占める割合が高くなってきている。従
って、試験プログラムの作成が容易で、且つ、リード端
子の接続状態を試験することが可能な部品定数測定試験
の必要性が生じており、実際にいくつかの方法が開発さ
れている。

【０００６】例えば、一つの従来例として、特開平６−
３４７１４号公報に開示されたインサーキット・テスタ
が公知となっている。

【０００７】この特開平６−３４７１４号公報に開示さ
れたインサーキット・テスタでは、集積回路パッケージ
等の電気素子の表面に、この表面全体をカバーする導電
性電極を配置させている。そして、電気素子の任意の端
子に所定の電流を流すことにより、端子が適正に半田付
けされていれば、前記導電性電極がコンデンサの片方の
プレートとして、電気素子の端子がコンデンサのもう片
方のプレートとしての役割を果たし、導電性電極上のど
の位置においても、容量性結合による電流を検出するこ
とができる。従って、この検出した電流によって、半田
付けの良否を判定することができるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た特開平６−３４７１４号公報に開示されたインサーキ
ット・テスタでは、少なくとも測定対象外の１つの端子
を信号源アースに接続すること（ガーディング）によ
り、他の回路パターンからの信号の回り込みを防止する
必要がある。

【０００９】更に、試験対象となる全ての素子に導電性
電極を配置させる必要がある上に、素子の大きさに合わ
せて導電性電極の大きさを変更する必要性も生じ、手間
が掛かる。

【００１０】また、２本から８本のプローブが、プリン
ト基板上を、プログラムにより予め設定した位置に順次
移動して測定を行うことができるプローブ移動式インサ
ーキット試験装置を使用して上記のような試験を行う方
法があるが、この方法では、プローブ本数の制約により
上述のガーディングが充分に行えず、リード端子の接続
試験を行うことができなかった。

【００１１】更に、上記プローブ移動式インサーキット
試験装置においては、リード端子間の短絡を検出するた
めに、隣り同士に位置する２つのリード端子のノードパ
ッドの両方にそれぞれプローブを接触させて試験する必
要があるが、この方式では、プローブの大きさによって
はプローブの接近距離に限界がある。従って、リード端
子間のピッチが極めて狭くなった場合には、プローブを
所望のノードパッドに接触させることができずに、試験
を行うことができないという問題が生ずることもある。

【００１２】従って、従来例においては、プリント回路
基板に実装された電子部品の端子と、回路パターンとが
適正に接続されているか否かを試験する場合に、簡便な
手法で試験できるようにすること、測定対象となる端子
以外の端子と接続された回路パターンからの信号の回り
込みを防止すること、及び、端子間の短絡の有無を検出
できるようにすることに課題を有している。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るインサーキット試験装置は、電子部品
の端子と半田付けにより接続されている位置の近接部に
所定範囲の周波数の信号を供給する信号供給部と、電子
部品の端子の近傍において前記供給した信号の輻射波を
検出する信号検出部とからなり、信号検出部において検
出した輻射波に基づき、前記電子部品の端子の接続状態
を判定することができるようにしたことを要旨とするも
のである。

【００１４】上記のような構成としたことにより、信号
供給部及び信号検出部を移動させるだけで、容易に電子
部品の接続状態を判定することができる。

【００１５】また、前記所定範囲の周波数の信号を、高
周波成分を含むパルス波としたことを特徴としている。

【００１６】このように、高周波成分を含むパルス波と
したことにより、測定対象となる端子以外の端子と接続
された回路パターンからの信号の回り込みを小さくする
ことができる。また、パルス波としたことで、一度に広
い周波数帯で試験を行うことができる。

【００１７】信号検出部は、電子部品の端子の近傍上部
に接触し、輻射波を検出して出力する信号検出用プロー
ブと、この信号検出用プローブが出力した輻射波を増幅
する信号増幅部と、増幅された輻射波をディジタル信号
に変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、このＡ／Ｄ変換部
が出力したディジタル信号に基づいて、電子部品の端子
の接続状態を判定する判定部とからなることを特徴とし
ている。

【００１８】信号検出用プローブを電子部品の近傍上部
に接触させるようにしたことにより、信号検出用プロー
ブの移動が容易になる。また、輻射波を増幅させてディ
ジタル信号に変換してから判定するようにしたことによ
り、電子部品の接続状態をより正確に判定することがで
きる。

【００１９】更に、判定部は、変換されたディジタル信
号と、予め良品基板から取得した基準値よりも所定範囲
大きい値及び該基準値よりも所定範囲小さい値の双方と
を比較するようにしたことを特徴としている。

【００２０】判定部は、このようにして、検出した輻射
波から変換されたディジタル信号と、基準値を中心とし
た複数の値とを比較することにより、電子部品の端子と
電子部品の近接部との接続状態を判定するだけでなく、
電子部品の端子とこの電子部品の端子に隣接する端子と
が短絡していることをも検出することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、図１
に示すプローブ移動式インサーキット試験装置１０につ
いて説明する。

【００２２】図１に示すプローブ移動式インサーキット
試験装置１０は、概ね信号供給部２０と信号検出部３０
とから構成されており、前記信号供給部２０は、信号源
２１と、信号印加用プローブ２２と、接地用プローブ２
３とから構成され、前記信号検出部３０は、信号検出用
プローブ３１と、信号増幅部３２と、Ａ／Ｄ変換部３３
と、判定部３４とから構成されている。

【００２３】信号源２１は、高周波成分を含むパルス波
を発生する発振器で、信号線を介して一方をアース端
子、他方を信号印加用プローブ２２に接続する。

【００２４】また、信号印加用プローブ２２は、Ｘ軸、
Ｙ軸、Ｚ軸の３次元方向に移動自在であり、その先端を
測定対象となる電子部品の端子、例えば図１に示すＩＣ
パッケージ４０のリード端子と接続されている位置の近
接部であるノードパッドに接触させる。図１において
は、信号源２１から発生したパルス波をプリント基板上
のノードパッド５１に印加するようにした構成となって
いる。

【００２５】接地用プローブ２３は、グランドに接続す
るプローブで、図１においては、ＩＣパッケージ４０の
グランド端子４３と接続されているノードパッド５２に
接触させている。

【００２６】信号検出用プローブ３１は、Ｘ軸、Ｙ軸、
Ｚ軸の３次元方向に移動自在で、先端をＩＣパッケージ
４０の測定対象リード端子の近傍上部に接触させる。こ
の場合に、測定対象外のリード端子からの回り込みを少
なくするために、信号検出用プローブ３１の先端は、極
力小さいものが良い。また、他端は信号増幅部３２の入
力端子と信号線により接続されている。

【００２７】信号増幅部３２は、信号検出用プローブ３
１において検出された信号を増幅してＡ／Ｄ変換部３３
に転送し、この信号を受けたＡ／Ｄ変換部３３では、増
幅されたアナログ信号をディジタル信号に変換して判定
部３４に出力する。

【００２８】判定部３４は、Ａ／Ｄ変換部３３から出力
されたディジタル信号のレベルが予め設定された一定の
レベルより大きいか小さいかを判定し、この判定に基づ
いて半田付けが適正に行われ、リード端子とプリントパ
ターンとが接続されているか否かを判定する。

【００２９】次に、以上のような構成からなるプローブ
移動式インサーキット試験装置１０を用いて、図１に示
すように、ＩＣパッケージ４０の各リード端子の半田付
け不良がなく、各リード端子が、各リード端子の近接部
に位置するプリントパターンのノードパッドにそれぞれ
適正に接続されているかどうかを検査する実施の形態に
ついて、図１及び図２を参照しながら説明する。

【００３０】ＩＣパッケージ４０のリード端子４１とプ
リント基板上のノードパッド５１とが適正に接続されて
いるかどうかを試験する際は、図１に示すように、信号
印加用プローブ２２の先端をノードパッド５１に接触さ
せると共に、信号検出用プローブ３１の先端をリード端
子４１の近傍上部に設置する（ステップＳＴ１）。ここ
で近傍上部とは、電子部品であるＩＣパッケージ４０の
上面において、測定対象であるリード端子４１との距離
が、測定対象外の他のどのリード端子との距離よりも短
くなるような位置をいう。

【００３１】上記のようにして信号印加用プローブ２２
及び信号検出用プローブ３１を設置し、この状態で信号
源２１から発生するパルス波を信号印加用プローブ２２
に印加することによりノードパッド５１にパルス波を印
加する（ステップＳＴ２）。このパルス波には高周波成
分が含まれており、このパルス波を使用することによ
り、高周波の正弦波を印加するのと同様の効果が得られ
る。

【００３２】このようにして信号印加用プローブ２２に
パルス波を印加すると、リード端子４１が適正にノード
パッド５１に半田付けされていれば、ノードパッド５１
に印加されたパルス波は、リード端子４１に伝わるはず
である。そして、リード端子４１にこのパルス波が伝わ
れば、リード端子４１の近傍上部にパルス波の輻射波が
現れ、信号検出用プローブ３１において検出することが
できる（ステップＳＴ３）。

【００３３】従って、検出された輻射波の信号レベルが
良品基板における一定の信号レベル以上であれば、半田
付けが適正になされていると判断することができる。一
方、検出された輻射波の信号レベルが良品基板における
一定の信号レベル未満であれば、リード端子４１が適正
に半田付けされていないために、リード端子４１と、そ
の近接部であるノードパッド５１とが接続されていない
か、若しくは接続が不十分であると判断することができ
る。この判断の手法については後述する。

【００３４】また、このパルス波は高周波成分を含むた
め、指向性を有する。従って、従来のように、ガーディ
ングにより測定対象外の他のリード端子からの信号の回
り込みを防止する必要がなくなる。一方、周波数が高く
なりすぎると、共通インピーダンスが発生し、逆に回り
込みが抑制できなくなる。実験の結果、周波数は１００
キロヘルツから１０メガヘルツの間が良いことが判明し
た。なお、最適な周波数は、プリント回路基板により多
少異なるが、信号源２１から発生する信号はパルス波で
あるため、一度に広い周波数帯で試験することができ、
種々のプリント基板に対応することができる。

【００３５】このように、高周波成分を含むパルス波を
使用することにより、測定対象外のリード端子からの回
り込みが少なくなるため、信号検出用プローブ３１にお
いて検出された輻射波は、ほとんどがリード端子４１、
即ち、測定対象のリード端子からの輻射波であると判断
することができる。また、ガーディングがないために、
測定対象のリード端子４１が他のリード端子、例えば隣
りのリード端子４２と短絡しているときは、リード端子
４１とリード端子４２の両方にパルス波が印加されるこ
とになるため、ＩＣパッケージ４０上では、２つのリー
ド端子４１、４２から輻射波が発生することになる。従
って、この場合は、信号検出用プローブ３１において検
出される輻射波の信号レベルは、良品で検出される信号
レベルよりもかなり大きくなる。

【００３６】以上のようにして信号検出用プローブ３１
において検出した輻射波は、信号増幅部３２で増幅され
てＡ／Ｄ変換部３３にてディジタル信号に変換され、判
定部３４に転送されて、該判定部３４において測定デー
タとして記憶される。そして、この輻射波の測定データ
を、予め設定された信号レベルと比較することにより、
リード端子４１の接続状態、即ち、リード端子４１とノ
ードパッド５１とが適正に半田付けされて接続されてい
るか否か、他のリード端子との短絡があるかどうかを判
定する。

【００３７】実際にこのようなリード端子とノードパッ
ドとの接続を試験する前には、良品基板を用いて輻射波
の基準値を取得しておき、この基準値を予め判定部３４
に記憶させておく。そして、この基準値を基準として、
この良品基板の基準値より所定範囲、例えば３０パーセ
ント小さい値を判定レベル１とし、良品基板の基準値よ
り所定範囲、例えば３０％大きい値を判定レベル２とし
ておく。

【００３８】端子との接続状態を判定する際は、先ず、
測定により取得した測定データを判定レベル１と比較し
（ステップＳＴ４）、このとき測定データが判定レベル
１より小さい場合は、接続不良と判定する（ステップＳ
Ｔ６）。一方、測定データが判定レベル１より大きい場
合は、次に判定レベル２と比較し（ステップＳＴ５）、
測定データの方が判定レベル２より大きい場合は、他の
信号からの輻射波も同時に検出したと考えられるので、
リード端子４１と他のリード端子との間が短絡している
と判定する（ステップＳＴ７）。また、測定データの方
が判定レベル２より小さい場合は、隣接する他のリード
端子からの信号の回り込みはなかったと考えられるの
で、接続良好と判定する（ステップＳＴ８）。

【００３９】このようにして１つのリード端子について
の近傍上部における輻射波の測定及び判定を行った後に
は、信号印加用プローブ２２を次の測定対象のリード端
子と接続されているノードパッドに移動させると共に、
信号検出用プローブ３１を次の測定対象のリード端子の
近傍上部に移動させ、上記と同様の測定及び判定を行う
（ステップＳＴ９、１０）。

【００４０】このような測定及び判定を、プリント基板
に実装されている電子部品の全ての端子について行う。
そして全ての端子について測定及び判定が終了し、全て
が接続良好の場合は、良品と判断し、一つでも接続不良
や端子間のショートがあった場合は、不良品と判定して
終了する（ステップＳＴ１１、１２、１３）。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
サーキット試験装置によれば、信号供給部を測定対象の
端子に移動させ、信号検出部を測定対象の端子の近傍に
移動させるだけで、容易に電子部品の接続状態を判定す
ることができるため、電子部品の大きさ等に左右され
ず、一種類の信号検出部で様々な電子部品に対応するこ
とができる。従って、他種類の電子部品を実装した基板
に容易に対応することが可能である。

【００４２】また、電子部品の端子と接続されている位
置の近接部に供給する信号を高周波成分を含むパルス波
としたことにより、測定対象となる端子以外の端子と接
続された回路パターンからの信号の回り込みを少なくす
ることができるため、従来のように、測定対象外の端子
についてガーディングを行う必要がなくなり、煩雑な作
業を必要としない。更に、供給する信号をパルス波とし
たことで、一度に広い周波数帯で試験を行うことができ
るため、試験に最適な周波数が異なる種々の基板に容易
に対応することができる。

【００４３】また、信号検出用プローブを電子部品の近
傍上部に接触させるようにしたことにより、信号検出用
プローブの移動及び位置合わせが容易になるため、試験
を効率良く行うことができる。

【００４４】更に、判定部は、変換されたディジタル信
号と、予め良品基板から取得した基準値よりも所定範囲
大きい値及び該基準値よりも所定範囲小さい値の双方と
を比較して端子の接続状態を判定するようにしたことに
より、電子部品の端子と電子部品の近接部との接続状態
を判定するだけでなく、電子部品の端子とこの電子部品
の端子に隣接する端子とが短絡していることをも検出す
ることができる。従って、従来のように、隣り同士に位
置する２つの端子の近接部の両方にそれぞれプローブを
接触させる必要がなくなるため、たとえ端子間のピッチ
が極めて狭くなった場合でも、従来のようにプローブを
所望の場所に接触させることができないために試験を行
うことができないという不都合が生ずることがなく、隣
接する端子間が短絡しているか否かを容易に判定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインサーキット試験装置の実施の
形態の一例を示す説明図である。

【図２】同インサーキット試験装置を用いて電子部品の
端子の接続状態を試験する際の手順を示す流れ図であ
る。

【符号の説明】

１０：プローブ移動式インサーキット試験装置 ２０：信号供給部 ２１：信号源 ２２：信号印加用プ
ローブ ２３：接地用プローブ ３０：信号検出部 ３１：信号検出用プローブ ３２：
信号増幅部 ３３：Ａ／Ｄ変換部 ３４：判定部 ４０：ＩＣパッケージ ４１、４２：リード端子 ４
３：グランド端子 ５１、５２：ノードパッド

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品の端子と半田付けにより接続され
   ている位置の近接部に所定範囲の周波数の信号を供給す
   る信号供給部と、前記電子部品の端子の近傍において前
   記供給した信号の輻射波を検出する信号検出部とからな
   り、該信号検出部において検出した輻射波に基づき、前
   記電子部品の端子の接続状態を判定することができるよ
   うにしたことを特徴とするインサーキット試験装置。
2. 【請求項２】前記所定範囲の周波数の信号は、高周波成
   分を含むパルス波とした請求項１に記載のインサーキッ
   ト試験装置。
3. 【請求項３】前記信号検出部は、電子部品の端子の近傍
   上部に接触し、輻射波を検出して出力する信号検出用プ
   ローブと、該信号検出用プローブが出力した輻射波を増
   幅する信号増幅部と、該増幅された輻射波をディジタル
   信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部と、該Ａ／Ｄ変換
   部が出力したディジタル信号に基づいて、電子部品の端
   子の接続状態を判定する判定部とからなる請求項１に記
   載のインサーキット試験装置。
4. 【請求項４】前記判定部は、変換されたディジタル信号
   と、予め良品基板から取得した基準値よりも所定範囲大
   きい値及び該基準値よりも所定範囲小さい値の双方とを
   比較して端子の接続状態を判定する請求項３に記載のイ
   ンサーキット試験装置。