CN104820180A - 具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明的具备印刷基板的电子装置具备印刷基板，具备：劣化检测电路，其根据多个不同的劣化水平检测上述印刷基板的劣化；警告输出部，其与由上述劣化检测电路检测出的劣化水平对应地输出警告。

Description

具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置

技术领域

本发明涉及一种电子装置，特别涉及具有在数值控制装置等电子装置中使用的印刷基板的劣化检测功能的电子装置。

背景技术

在各种电子装置中使用的电气电路、电子电路中，使用了很多使用在由绝缘材料构成的基板上设置了由导电性材料构成的电路图案的印刷基板的装置。在使用利用了这样的印刷基板的装置的环境中，有时印刷基板被粉尘、切削液等污染而产生动作不良。特别在印刷基板上附着了切削液的状态长期持续的情况下，有时会腐蚀印刷基板上的布线，如果腐蚀进一步发展则造成断线，成为动作不良的原因。

作为检测这样的印刷基板的劣化的方法，有以下这样的技术。

在日本特开2009-264989号公报中，公开了以下的装置，即在具备印刷基板的控制装置中，具备与印刷基板的最小布线间隔相同间隔以上的劣化检测用布线、向布线之间施加预定电压的负荷的电压施加电路、与布线连接而检测有无绝缘电阻的降低的劣化判定电路、对检测有无绝缘电阻的降低所得的信号进行积算的积算电路、根据积算电路的积算次数而产生异常信号的异常信号产生电路。

在日本特开2006-19405号公报中，公开了以下的装置，其向IC的管脚的一个输入端子施加预定电压使得能够检测印刷布线板的劣化、动作不良，并且将另一个输入端子连接为接地，由此检测IC的管脚之间的绝缘劣化。

在日本特开2001-251026号公报中，公开了以下的装置，其在印刷板的一部分的相同的图案中，设置宽度比其他布线窄的图案、绝缘距离窄的图案，使得确实地比其他图案先引起因图案的腐蚀造成的断线、因迁移(migration)等造成的短路等，将该图案作为传感器而向导入保养中心等自动发送消息。

在日本特开平10-239374号公报的印刷基板的绝缘劣化检测装置中，在印刷基板的整个面上配设电极，发现印刷基板的绝缘劣化，在绝缘劣化了的情况下，停止将从微处理器产生的信号设为H电平，抑制印刷基板的消耗电流。

在日本特开平10-62476号公报中，在劣化检测装置的印刷板上，在露出到大气中的状态下设置劣化检测用图案。另外，从电源VCC经由电阻R0等流过恒大流，A/D转换器检测图案的两端电压，判定电路定期地分析检测电压。如果图案被腐蚀而变细，则A/D转换器的检测电压增加。如果检测电压超过预定的阈值，则判定电路向显示电路传达该情况，显示电路进行警告的显示或蜂鸣器输出等。操作者根据该警告进行印刷板单元的保养或更换。

在日本特开平8-220158号公报中，公开了一种沿面绝缘劣化检测装置，其具备：与设置在电气设备的外面的绝缘板的表面对置而与交流电源连接的一对电极；绝缘特性检测部，其检测流过该电极之间的电流，与预先设定的值进行比较，向显示部输出警报信号。

在日本特开平7-249840号公报中，公开了以下的装置，其在基底基板表面印刷布线了构成电子电路的一部分的多个导体的印刷基板中，在相对于基底基板表面的构成电子电路的各导体独立的位置，不相互相接而邻近相对地预先印刷布线一对电极导体，使得在两者之间具有固定的电阻值和静电容量，预测到产生导体相互之间的短路为止的时间。

在日本特开2001-358429号公报中，公开了以下的技术，即在相对于构成电子电路的导体独立的位置印刷形成劣化检测用电极导体，根据通过劣化检测用电极导体测定的电气特性的时间性变化，检测构成电子电路的导体的劣化。

在日本特开2009-264989号公报、日本特开2006-19405号公报、日本特开2001-251026号公报、日本特开平10-239374号公报、日本特开平10-62476号公报、日本特开平8-220158号公报、日本特开平7-249840号公报、日本特开2001-358429号公报所公开的技术根据绝缘电阻的降低的有无、绝缘劣化的检出、电阻值的降低、电流的检测、电气特性的变化等，进行劣化的检测和报告。但是，其基准值都是单一的，并不根据多个劣化水平而输出警告。因此，有可能只报告劣化的有无而无法充分地报告劣化的程度等。

发明内容

因此，本发明的目的在于：提供一种电子装置，其通过根据多个劣化水平而对由于附着在电子装置的印刷基板上的异物产生的布线的劣化进行报告，能够预防、防止电子装置的故障。

本发明的电子装置具备印刷基板，具有检测该印刷基板的劣化的功能，具备：劣化检测电路，其根据多个不同的劣化水平检测上述印刷基板的劣化；警告输出部，其根据由上述劣化检测电路检测出的劣化水平而输出警告。

通过根据多个不同的劣化水平检测印刷基板的劣化，能够在早的阶段中检出印刷基板的布线的劣化，或者检测出劣化的进展程度而进行警告。

也可以是上述印刷基板具备至少一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，上述劣化检测电路具备向上述监视电极和上述基准电极之间施加预定的电压的电压施加部，通过该电压施加部可以向上述监视电极和上述基准电极之间施加预定的电压。

通过设置向监视电极和基准电极之间施加预定的电压的电压施加部，能够促进监视电极的迁移而使其容易产生印刷基板上的布线的劣化，从而确实地进行劣化的检测。

进而，上述电压施加部也可以为与上述印刷基板的动作用电源不同的电源。

通过使用与印刷基板的动作用电源不同的电源作为向监视电极和基准电极之间施加预定的电压的电压施加部，能够向监视电极和基准电极之间始终施加电压，变得更容易产生印刷基板上的布线的劣化，从而确实地进行劣化的检测。

另外，也可以是上述印刷基板具备至少一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，上述劣化检测电路具备测定上述监视电极和与该监视电极相邻的上述基准电极之间的漏电流的漏电流测定部，输出与该漏电流测定部所测定出的漏电流、预先设定的多个阈值对应的劣化信号。

或者，也可以是上述印刷基板具备至少一个监视电极，上述劣化检测电路具备测定上述监视电极的电阻值的电阻值测定部，输出与该电阻值测定部所测定出的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号。

或者，也可以是上述印刷基板具备至少一个监视电极，上述劣化检测电路具备测定上述监视电极的特性阻抗的特性阻抗测定部，输出与该特性阻抗测定部所测定出的特性阻抗、预先设定的多个阈值对应的劣化信号。

或者，也可以是上述印刷基板具备劣化检测部，上述劣化检测部并联连接多个监视部，上述监视部分别串联连接电阻和监视电极而构成，上述劣化检测电路具备测定上述劣化检测部的合成电阻的电阻值测定部，输出与该电阻测定部测定的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号的至少一个。

根据以上的结构，通过测定监视电极的漏电流、电阻值、特性阻抗等，根据多个设定的阈值而输出劣化信号，从而能够在较早的阶段中检出印刷基板的布线的劣化，或者检测出劣化的进展程度而进行警告。

本发明的电子装置具备印刷基板，具有检测该印刷基板的劣化的功能，具备根据多个不同的劣化水平检测上述印刷基板的劣化的第一劣化检测电路、第二劣化检测电路、第三劣化检测电路、第四劣化检测电路中的至少2个以上的劣化检测电路，具备根据由上述至少2个以上的劣化检测电路检测出的劣化水平而输出警告的警告输出部，上述第一劣化检测电路在上述印刷基板上具备至少一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，具备测定上述监视电极和与该监视电极相邻的上述基准电极之间的漏电流的漏电流测定部，输出与该漏电流测定部测定的漏电流、预先设定的多个阈值对应的劣化信号，上述第二劣化检测电路在上述印刷基板上具备至少一个监视电极，具备测定上述监视电极的电阻值的电阻值测定部，输出与该电阻值测定部测定的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号，上述第三劣化检测电路在上述印刷基板上具备至少一个监视电极，具备测定上述监视电极的特性阻抗的特性阻抗测定部，输出与该特性阻抗测定部测定的特性阻抗、预先设定的多个阈值对应的劣化信号，上述第四劣化检测电路并联连接多个监视部，上述多个监视部分别串联连接电阻和监视电极而构成，具备测定上述第四劣化检测部的合成电阻的合成电阻值测定部，输出与该合成电阻测定部测定的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号的至少一个。

通过使用上述漏电流测定部、电阻值测定部等中的多个测定部进行劣化检测，能够提高劣化的检测精度。

对于上述监视电极，也可以删除该监视电极上的抗蚀剂。

如果构成为删除监视电极上的抗蚀剂，则容易腐蚀布线，容易进行布线的劣化的检测。

或者，上述印刷基板也可以具备至少一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，在上述监视电极和上述基准电极之间的印刷基板表面设置异物捕获用的凹凸。

通过在印刷基板表面设置异物捕获用的凹凸，容易在印刷基板上积存异物。由此变得容易进行异物的检测，或者容易引起布线的腐蚀，容易进行布线的劣化的检测。

上述电子装置也可以具备将上述电子装置周围的雾汇集到特定位置的雾汇集部，在通过上述雾汇集部汇集了雾的地方配置上述监视电极。

通过在汇集空气中的雾的位置配置上述监视电极，能够在初始阶段检测雾的附着。

本发明通过具备以上的结构，能够根据多个劣化水平而对由于附着在电子装置的印刷基板上的异物产生的布线的劣化进行报告，从而预防、防止电子装置的故障。

附图说明

根据参照附图对以下的实施例的说明能够了解本发明的上述和其他目的和特征。

图1是表示第一实施方式的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置的概要的框图。

图2A、B是表示漏电流测定部的内部结构、漏电流的变动的情况的图。

图3是表示显示在警告显示部中的警告的例子的图。

图4A、B是表示第二实施方式的电阻值测定部的内部结构、电阻值的变动的情况的图。

图5是表示第三实施方式的阻抗测定部的内部结构的图。

图6A、B是表示第四实施方式的电阻值测定部的内部结构、电阻值的变动的情况的图。

图7是表示第五实施方式的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置的概要的框图。

图8A、B是表示第六实施方式的监视电极的图。

图9是表示第七实施方式的监视电极的图。

图10是表示第八实施方式的监视电极的配置位置的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

图1是表示本实施方式的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置的概要的框图。本实施方式的电子装置由劣化检测电路10、警告输出电路20、警告显示部30构成，在劣化检测电路10内部设置有漏电流测定部12、劣化检测部100，劣化检测部100由配置在印刷基板上的布线120、将与该布线120并行的布线进行了接地的基准电极110、向布线120和基准电极110之间施加电压的电压施加部130构成。

图2A是表示漏电流测定部12的内部结构的图，漏电流测定部12在内部具备电流计112、阈值检测电路114。电流计112与配置在印刷基板上的布线120连接，测定布线120的漏电流。阈值检测电路114与电流计112连接，如图2B作为图表所示的那样，基于与预先确定的多个阈值的比较，输出多种劣化信号(在本实施方式中为3种)。在本实施方式中，如图1所示，对100nA、1μA、10μA的3个设定阈值，在超过各个阈值的情况下输出不同的劣化信号。

电压施加部130具有以下功能，即通过向基准电极110和布线120之间施加电压，促进配置在印刷基板上的布线120的迁移，容易引起布线120的劣化。通过电压施加部130施加的电压值可以使用在安装有劣化检测电路10的印刷基板上使用的电压值、作为一个例子为24V、15V、12V、5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.5V等电压值，但从促进迁移的观点出发，理想的是施加高的电压。另外，在图1中，示意地表示出电压施加部130，但作为电压施加部130，既可以使用与电子装置的动作电源相同的电源，也可以与电子装置的动作电源分别地使用向基准电极110和布线120之间进行施加的专用的电源。作为与电子装置的动作电源分别地设置电源的方法，可以构成为具有安装在印刷基板上的电池、超级电容器、通过设置在外部的电源进行施加。

警告输出电路20根据从劣化检测电路10的漏电流测定部12输出的劣化信号向警告显示部30输出警告。警告显示部30显示从警告输出电路20输出的警告。图3表示显示在警告显示部30中的警告的例子，在漏电流的值超过100nA时，作为最轻的警告的警告1，显示“在印刷基板上附着有异物。请确认包装的状态。”这样的警告。

接着，如果漏电流的值增加而成为1μA，则作为中度的警告的警告2，显示“印刷基板上的图案的劣化开始。请实施印刷基板的清洗。”这样的警告。

进而，如果漏电流的值增加而成为10μA，则作为最严重的警告的警告3，显示“请更换印刷基板。”这样的警告。

由此，根据劣化水平而显示不同的警告，操作者能够适当地掌握印刷基板的劣化程度。另外，在本实施方式中，作为警告显示部30构成为在显示装置上显示消息，但也可以代替向显示装置的消息的显示，而通过灯的点亮来进行报告。

此外，在本实施方式中，使用配置在印刷基板上的一部分的布线作为监视电极，但也可以配置得较长使得围住印刷基板的外周。

另外，在本实施方式的劣化检测部100中，为了促进布线120的劣化，通过电压施加部130向布线120和基准电极110之间施加电压，但也可以构成为不设置电压施加部130，而测定布线120的漏电流。

(第二实施方式)

本实施方式与第一实施方式的不同点在于：代替第一实施方式的漏电流测定部12而使用电阻值测定部14，对于其他基本结构，是与第一实施方式相同的结构(对于以下的实施方式也同样)。图4A是表示电阻值测定部14的内部结构的图。电阻值测定部14具备电阻值测定器122、阈值检测电路124。电阻值测定器122与配置在印刷基板上的布线120连接，测定布线120的电阻值。阈值检测电路124与电阻值测定器122连接，如图4B作为图表所示的那样，基于与预先确定的多个阈值的比较，输出多种劣化信号(在本实施方式中为3种)。对于超过阈值时的警告输出电路20的动作、警告显示部30的消息形式，与第一实施方式相同。

(第三实施方式)

本实施方式与第二实施方式的不同点在于：代替第二实施方式的电阻值测定部14而使用阻抗测定部16。图5是表示阻抗测定部16的内部结构的图。阻抗测定部16具备阻抗测定器132、阈值检测电路134。阻抗测定器132与配置在基板上的布线120连接，测定布线120特有的特性阻抗。阈值检测电路134与阻抗测定器132连接。基于与预先确定的多个阈值的比较，输出多种劣化信号，对此与第二实施方式相同，对于超过阈值时的警告输出电路20的动作、警告显示部30的消息形式，与第一实施方式、第二实施方式相同。

(第四实施方式)

本实施方式与第二实施方式的不同点在于：如图6A所示，并联连接将电阻(r1、r2、r3)和劣化检测部(100a、100b、100c)分别串联连接起来所得的多个监视部而构成第二实施方式的电阻值测定部14。使布线120的宽度阶段性地变化而构成各劣化检测部100。另外，测定各劣化检测部100的合成电阻，根据所测定的合成电阻和预先设定的阈值向警告输出电路输出劣化信号。通过使各布线120的宽度阶段性地变化，各布线120阶段性地发生劣化。由此，如图6B的图表所示那样，电阻值阶段性地变化，容易掌握劣化的进展程度。

(第五实施方式)

本实施方式如图7所示，其特征点在于：使用漏电流测定部12、电阻值测定部14的2个来进行劣化检测。各个漏电流测定部12和电阻值测定部14的结构与在第一实施方式和第二实施方式中使用的漏电流测定部12和电阻值测定部14的结构相同，在警告输出电路20中，构成为在劣化的初期阶段中，使用从漏电流测定部12输出的漏电流的值，在劣化发展了的阶段中，使用从电阻值测定部14输出的电阻值的值来输出警告。

在图案布线的劣化的初期阶段中，通过测定漏电流能够知道劣化的发生，但即使漏电流固定，有时图案布线的劣化也恶化，因此有时难以通过测定漏电流直接知道图案劣化的进展程度。对此，测定监视电极的电阻值是直接知道图案劣化的进展程度的有效方法，但在劣化的状态轻微的初期阶段中，有时难以检测出电阻值的降低。

因此，在本实施方式中，根据由漏电流测定电路和测定监视电极的电阻值的电路分别输出的劣化信号，输出与从漏电流测定电路的输出、从电阻值测定部的输出的任意一个信号对应的警告。由此，能够进一步提高检测的精度。根据本结构，能够在图案的劣化的初期阶段中根据来自漏电流测定电路的信号发出指示基板的状态的确认的警告，在图案的劣化相当发展了的阶段中根据来自测定监视电极的电阻值的电路的信号发出催促基板的清洗的警告，用户能够采取与各个状态对应的对策。

此外，在本实施方式中，用使用了漏电流测定电路和电阻值测定电路的例子进行了说明，但通过从在第三实施方式中使用的阻抗测定电路、在第四实施方式中使用的多段的电阻值测定电路等中适当地选择并组合而构成，能够提高劣化检测的精度。

(第六实施方式)

在本实施方式中，其特征点在于：删除在此前的实施方式中使用的监视电极的表面的抗蚀剂。监视电极表面的抗蚀剂的删除既可以如图8A所示那样全部删除监视电极上部的抗蚀剂，也可以如图8B所示那样缝隙状地删除抗蚀剂的一部分。作为删除抗蚀剂的方法，既可以单纯地删除抗蚀剂，也可以使用可脱膜抗蚀剂进行删除。

通过如本实施方式那样删除抗蚀剂，监视电极变得容易劣化，能够容易地进行劣化的检测。特别在使用可脱膜抗蚀剂的情况下，在监视电极上还不会附着焊料层，因此监视电极更加容易劣化。

(第七实施方式)

在本实施方式中，如图9所示，在此前的实施方式中使用的监视电极之间设置凹凸。测定监视电极的漏电流、电阻值等在警告输出电路中判定劣化这一点与此前的实施方式相同。

在图9所示的监视电极中，删除监视电极之间的抗蚀剂而设置有槽。由此，异物150容易进入槽中，监视电极的漏电流、电阻值容易变化，或者监视电极容易劣化。作为在监视电极之间设置凹凸的结构，除了图9所示的设置槽的结构以外，也可以是在监视电极的上部沿着监视电极配置丝网印刷的结构等。

(第八实施方式)

在本实施方式中，如图10所示，电子装置200具有将雾230汇集到特定位置的构件，在通过本构件汇集了雾230的位置配置在此前的实施方式中使用的监视电极240。此外，260表示送风路径，270表示风。

作为将雾230汇集到特定位置的结构，存在具备通过电子装置200所具有的送风部(冷却风扇250)、将通过该送风部(冷却风扇250)收集到的空气中的雾230引导到特定位置的引导部220的框体210来实现的结构。特定位置是指通过框体210的引导部220引导的印刷基板上的任意的一部分，但理想的是没有配置电子部件、布线的位置使得不对电子装置200的动作产生影响。此外，雾230是指浮游在电子装置的周围的切削液、灰尘等。

测定监视电极的漏电流、电阻值等在警告输出电路中判定劣化这一点与此前的实施方式相同。

Claims (11)

1.一种具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其具备印刷基板，具有检测该印刷基板的劣化的功能，其特征在于，具备：

劣化检测电路，其根据多个不同的劣化水平检测上述印刷基板的劣化；

警告输出部，其根据由上述劣化检测电路检测出的劣化水平而输出警告。

2.根据权利要求1所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述印刷基板至少具备一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，

上述劣化检测电路具有向上述监视电极和上述基准电极之间施加预定的电压的电压施加部，

通过该电压施加部向上述监视电极和上述基准电极之间施加预定的电压。

3.根据权利要求2所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述电压施加部是与上述印刷基板的动作用电源不同的电源。

4.根据权利要求1所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述印刷基板至少具备一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，

上述劣化检测电路具有测定上述监视电极和与该监视电极相邻的上述基准电极之间的漏电流的漏电流测定部，

输出与该漏电流测定部所测定出的漏电流、预先设定的多个阈值对应的劣化信号。

5.根据权利要求1所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述印刷基板至少具备一个监视电极，

上述劣化检测电路具有测定上述监视电极的电阻值的电阻值测定部，

输出与该电阻值测定部所测定出的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号。

6.根据权利要求1所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述印刷基板至少具备一个监视电极，

上述劣化检测电路具有测定上述监视电极的特性阻抗的特性阻抗测定部，

输出与该特性阻抗测定部所测定出的特性阻抗、预先设定的多个阈值对应的劣化信号。

7.根据权利要求1所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述印刷基板具备劣化检测部，

上述劣化检测部并联连接多个监视部，

上述多个监视部分别串联连接电阻和监视电极而构成，

上述劣化检测电路具有测定上述劣化检测部的合成电阻的电阻值测定部，

输出与该电阻测定部测定的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号中的至少一个。

8.一种具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其具备印刷基板，具有检测该印刷基板的劣化的功能，其特征在于，

具备根据多个不同的劣化水平检测上述印刷基板的劣化的第一劣化检测电路、第二劣化检测电路、第三劣化检测电路、第四劣化检测电路中的至少2个以上的劣化检测电路，

具有根据由上述至少2个以上的劣化检测电路检测出的劣化水平而输出警告的警告输出部，

上述第一劣化检测电路，

在上述印刷基板上至少具备一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，

具有测定上述监视电极和与该监视电极相邻的上述基准电极之间的漏电流的漏电流测定部，

输出与该漏电流测定部所测定出的漏电流、预先设定的多个阈值对应的劣化信号，

上述第二劣化检测电路，

在上述印刷基板上至少具备一个监视电极，

具有测定上述监视电极的电阻值的电阻值测定部，

输出与该电阻值测定部所测定出的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号，

上述第三劣化检测电路，

在上述印刷基板上至少具备一个监视电极，

具有测定上述监视电极的特性阻抗的特性阻抗测定部，

输出与该特性阻抗测定部所测定出的特性阻抗、预先设定的多个阈值对应的劣化信号，

上述第四劣化检测电路，

并联连接多个监视部，上述多个监视部分别串联连接电阻和监视电极而构成，

具有测定上述第四劣化检测部的合成电阻的合成电阻值测定部，

输出与该合成电阻测定部所测定出的电阻值、预先设定的多个阈值对应的劣化信号中的至少一个。

9.根据权利要求4～8的任意一项所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述监视电极删除该监视电极上的抗蚀剂。

10.根据权利要求1所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述印刷基板至少具备一个监视电极、与该监视电极相邻的至少一个基准电极，在上述监视电极和上述基准电极之间的印刷基板表面设置了异物捕获用的凹凸。

11.根据权利要求4～8的任意一项所述的具有印刷基板的劣化检测功能的电子装置，其特征在于，

上述电子装置具有将上述电子装置周围的雾汇集到特定位置的雾汇集部，在通过上述雾汇集部汇集了雾的地方配置上述监视电极。