JP2003035690A - 検査方法及び検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気的に接続された導電材相互の接合領域に
おける接合状態を的確に把握できる検査方法を提供す
る。 【解決手段】 電源部４からプローブ４ａ及び４ｂを介
して第１導電材１と第２導電材２との間に互いの接合領
域ＣＡを通過する定電流を所定時間流してサーモビュア
３を通じて接合領域ＣＡの温度分布を測定し、測定結果
に基づいて少なくとも接合領域ＣＡを含む温度分布画像
を生成してこれを表示部５ｅに表示できるので、表示部
５ａに表示された温度分布画像に基づいて接合領域ＣＡ
における接合状態、つまり、第１導電材１と第２導電材
２とが接合領域ＣＡにおいて如何様な状態で接合されて
いるのかを的確に把握し且つ評価することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的に接続され
た導電材相互の接合状態を検査するための検査方法及び
検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明に係り、特開平１１−２０１９２
６号公報には、プリント配線板にフリップチップ実装さ
れた半導体チップをレーザ光照射によって加熱し、加熱
された半導体チップの温度分布をサーモグラフィによっ
て測定し、測定結果に基づいて半導体チップの各パッド
とこれらに対応するプリント配線板の各ランドとの接続
状態を検査する検査方法が開示されている。

【０００３】この検査方法は、パッドとランドとの接続
が正常な場合には加熱された半導体チップの熱がパッド
からランドを通じてプリント配線板に伝わって同部分の
温度が他の部分よりも低くなることをその検査原理とす
るものであり、温度が正常域にある場合にはパッドとラ
ンドとの接続を正常とみなし温度が異常域にある場合に
はパッドとランドとの接続を正常でないとみなすことに
よって接続不良の検出を行う。

【０００４】また、本発明に係り、特開平１０−１４２
０６６号公報には、通電状態にある半導体回路を上方か
ら可視光カメラで撮像すると共に下方から赤外光カメラ
で撮像し、集積回路の不良箇所が発熱した場合には両カ
メラで得られた画像信号に基づいてその場所を特定する
検査方法が開示されている。

【０００５】この検査方法は、不良箇所を有する集積回
路は通電時に同箇所に異常な電流が流れて発熱が生じる
ことをその検査原理とするものであり、発熱を生じた場
合にはその場所を特定することにより不良品の検出を行
う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、導電材相互
を電気的に接続する場合には、接続良と判断された場合
でも接合領域における接合状態が好ましい状態でないと
きには時間経過や使用に伴って後々接続不良等の問題を
生じる恐れ等があるため、接続方法自体の見直し改善等
の対策を講じるためにも接合状態を把握し且つ評価して
おく必要がある。

【０００７】しかし、先の述べた前者の検査方法はパッ
ドとランドとの接続良否の検出を行うものであり、ま
た、後者の検査方法は集積回路の不良箇所特定に基づい
て不良品の検出を行うものであるため、何れも、前記の
ような接続領域における接合状態を把握することができ
ず、また、その評価を行うこともできない。

【０００８】本発明は前記事情に鑑みて創作されたもの
で、その目的とするところは、電気的に接続された導電
材相互の接合領域における接合状態を的確に把握できる
検査方法及び検査装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る検査方法は、電気的に接続された第１
の導電材と第２の導電材との接合状態を検査するための
検査方法であって、第１の導電材と第２の導電材との間
に互いの接合領域を通過する電流を流して接合領域の温
度分布を測定し、測定結果から接合領域の温度分布画像
を生成してこれを表示することをその特徴とする。この
検査方法によれば、表示された温度分布画像に基づいて
接合領域における接合状態、つまり、電気的に接続され
た第１の導電材と第２の導電材の接合領域における接合
状態を的確に把握し且つ評価することができる。

【００１０】また、本発明に係る検査装置は、電気的に
接続された第１の導電材と第２の導電材との接合状態を
検査するための検査装置であって、第１の導電材と第２
の導電材との間に互いの接合領域を通過する電流を流す
ための電源と、接合領域の温度分布を測定するための温
度検出手段と、測定結果から接合領域の温度分布画像を
生成するための画像処理手段と、生成された温度分布画
像を表示するための画像表示手段とを備えることをその
特徴とする。この検査装置によれば、前記の検査方法を
的確且つ安定に実施できる。

【００１１】本発明の前記目的とそれ以外の目的と、構
成特徴と、作用効果は、以下の説明と添付図面によって
明らかとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した検査装置
の構成を示す。図中の符号１は第１導電材、２は第２導
電材、３はサーモビュア、４は電源部、５は検査部であ
る。

【００１３】第１導電材１及び第２導電材２は金属或い
は導電性樹脂等の導電性材料から成り、図２（Ａ）及び
（Ｂ）に示す接合領域ＣＡを介して互いに接合されてい
る。この第１導電材１と第２導電材２との接合には、熱
圧着法や振動圧着法や溶接等の接合材を用いない接合手
法や、半田や導電性接着剤等の接合材を用いた接合手法
が適宜採用されている。

【００１４】サーモビュア３は、入射赤外線をその光強
度に応じた電気信号に変換する２次元配列ＣＣＤ等から
成る赤外線検出素子３ａと、赤外線検出素子３ａからの
電気信号を温度に換算すると共に温度分布を表す温度分
布データを後述する主制御部５ａに送出する信号処理部
３ｂと、倍率変更及び焦点調整が可能な図示省略の光学
系を備える。

【００１５】電源部４は定電流を出力可能で直流電源で
あり、一方の出力ケーブルに設けられたプローブ４ａは
第１導電材１に接し、他方の出力ケーブルに設けられた
プローブ４ｂは第２導電材２に接している。

【００１６】検出部５はパーソナルコンピュータ等から
成り、主制御部５ａと、記憶部５ｂと、ＲＡＭ５ｃと、
キーボード等から成る操作部５ｄと、温度分布画像等を
表示するための表示部５ｅとを備える。主制御部５ａは
操作部５ｄによる操作信号に基づいて電源部４からの定
電流出力を行うと共にサーモビュア３を作動させ、そし
てサーモビュア３から受け取った温度分布データに基づ
いて温度分布画像を生成してこれを表示部５ｅに表示さ
せる。尚、電源部４及びサーモビュア３をコントロール
するためのプログラムや、温度分布データに基づいて温
度分布画像を生成するためのプログラムや、温度分布画
像を表示部５ｅに表示するためのプログラム等は記憶部
５ｂに予め記憶されている。

【００１７】以下に前述の装置による検査方法、詳しく
は、電気的に接続された導電材相互の接合状態を検査す
る方法について説明する。

【００１８】検査に際しては、まず、電源部４からプロ
ーブ４ａ及び４ｂを介して第１導電材１と第２導電材２
との間に互いの接合領域ＣＡを通過する定電流を所定時
間流す。

【００１９】図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す接合領域ＣＡ
において第１導電材１と第２導電材３とが、接合材の有
無に拘わらず、均一に接触している接合状態の場合に
は、接合領域ＣＡを流れる電流密度に偏りが生じないた
め接合領域ＣＡにおける温度分布はほぼ均一になる。

【００２０】一方、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す接合領
域ＣＡにおいて第１導電材１と第２導電材３とが、接合
材の有無に拘わらず、均一に接触していない接合状態の
場合、例えば図２（Ａ）及び（Ｂ）に符号ＣＡａで示す
部分のみが接触して他の部分が接触してないような状態
の場合には、接合領域ＣＡを流れる電流密度に局部的な
偏りが生じて接合領域ＣＡにおける温度分は不均一なも
のとなる。

【００２１】つまり、接合領域ＣＡに接触が不完全な箇
所が存在する場合には、通電可能な断面積が減少するた
め電流密度が局部的に高くなる箇所が生じる。発熱量は
抵抗値×（電流値）² とに比例するが抵抗値は導電材自
体の材質によって決まってしまうため、接合領域全体の
抵抗の大きさに拘わらず、電流密度が高いところに大き
な熱量が発生し同箇所の温度が電流密度の低い箇所に比
べて高くなる。

【００２２】そして、前記定電流を流している時間内、
或いは、通電時間経過直後にサーモビュア３を作動さ
せ、検出視野から放射される赤外線を赤外線検出素子３
ａで受光して光強度に応じた電気信号に変換し、この信
号を信号処理部３ｂにて温度に換算し温度分布を表す温
度分布データを主制御部５ａに送出する。そして、この
温度分布データに基づいて主制御部５ａにて接合領域Ｃ
Ａを含む温度分布画像（図２（Ａ）及び（Ｂ）参照）を
生成してこれを表示部５ｅに表示する。

【００２３】作業者等は表示部５ａに表示された温度分
布画像に基づいて接合領域ＣＡにおける接合状態を把握
し且つ評価する。接合領域ＣＡにおける温度分布がほぼ
均一で接合領域ＣＡにおける接合状態が好ましい状態で
あると評価した場合には特段対策等を講じる必要はない
が、接合領域ＣＡにおける温度分布が不均一で接合領域
ＣＡにおける接合状態が好ましい状態でないと評価した
場合には、時間経過や使用に伴って後々接続不良等を生
じ得ることを考慮して、評価結果に基づいて接続方法自
体の見直し改善等の対策を講じる。

【００２４】このように前述の検査方法及び装置によれ
ば、電源部４からプローブ４ａ及び４ｂを介して第１導
電材１と第２導電材２との間に互いの接合領域ＣＡを通
過する定電流を所定時間流してサーモビュア３を通じて
接合領域ＣＡの温度分布を測定し、測定結果に基づいて
少なくとも接合領域ＣＡを含む温度分布画像を生成して
これを表示部５ｅに表示できるので、表示部５ａに表示
された温度分布画像に基づいて接合領域ＣＡにおける接
合状態、つまり、第１導電材１と第２導電材２とが接合
領域ＣＡにおいて如何様な状態で接合されているのかを
的確に把握し且つ評価することができる。

【００２５】以上の説明では、平板状の第１導電材１及
び第２導電材２の接合領域ＣＡにおける接合状態の把握
及び評価を行う方法及び装置を例示したが、前述の検査
方法及び装置はこれ以外の電気的接続箇所の接合状態の
把握及び評価に広く適用することができる。以下のその
例を幾つか紹介する。

【００２６】図３は、巻線インダクタ１１における巻線
１１ａの端部と電極１１ｂとの接合状態の把握及び評価
に前述の検査方法及び装置を適用した例を示すもので、
巻線１１ａの端部は熱圧着法や振動圧着法や溶接等の接
合材を用いない接合手法や、半田や導電性接着剤等の接
合材を用いた接合手法により電極１１ｂに接合されてい
る。

【００２７】接合状態の把握及び評価を行うときには、
電源部４からプローブ４ａ及び４ｂを介して巻線１１ａ
の端部と電極１１ｂとの間に互いの接合領域を通過する
定電流を流してサーモビュア３を通じて接合領域の温度
分布を測定し、測定結果に基づいて少なくとも接合領域
を含む温度分布画像を生成してこれを表示部５ｅに表示
すればよい。

【００２８】図４は、積層インダクタ２１における内蔵
コイル２１ａの端部と電極２１ｂとの接合状態の把握及
び評価に前述の検査方法及び装置を適用した例を示すも
ので、内蔵コイル２１ａの端部は本体両端部に電極ペー
ストを塗布し焼成して電極２１ａを形成する際に電極１
１ｂに接合される。

【００２９】接合状態の把握及び評価を行うときには、
電源部４からプローブ４ａ及び４ｂ（４ｂは図示省略）
を介して内蔵コイル２１ａの端部と各電極２１ｂとの間
に互いの接合領域を通過する定電流を流してサーモビュ
ア３を通じて接合領域の温度分布を図４（Ｂ）に示す積
層インダクタ２１の端面側から測定し、測定結果に基づ
いて少なくとも接合領域を含む温度分布画像を生成して
これを表示部５ｅに表示すればよい。

【００３０】図５は、基板３１上の電極３２と積層コン
デンサ３３の電極３３ａとの接合状態の把握及び評価に
前述の検査方法及び装置を適用した例を示すもので、基
板電極３２とコンデンサ電極３３ａは半田や導電性接着
剤等の接合材を用いた接合手法により接合されている。

【００３１】接合状態の把握及び評価を行うときには、
電源部４からプローブ４ａ及び４ｂを介して基板電極３
２とコンデンサ電極３３ａとの間に互いの接合領域を通
過する定電流を流してサーモビュア３を通じて接合領域
の温度分布を積層コンデンサ３３の端面側及び側面側か
ら測定し、測定結果に基づいて少なくとも接合領域を含
む温度分布画像を生成してこれを表示部５ｅに表示すれ
ばよい。

【００３２】図６は、基板４１上の電極４２と半導体装
置等のリード付き電子部品４３のリード４３ａとの接合
状態の把握及び評価に前述の検査方法及び装置を適用し
た例を示すもので、リード４３ａは熱圧着法や振動圧着
法や溶接等の接合材を用いない接合手法や、半田や導電
性接着剤等の接合材を用いた接合手法により基板電極４
２に接合されている。

【００３３】接合状態の把握及び評価を行うときには、
電源部４からプローブ４ａ及び４ｂを介してリード４３
ａと基板電極４２との間に互いの接合領域を通過する定
電流を流してサーモビュア３を通じて接合領域の温度分
布を測定し、測定結果に基づいて少なくとも接合領域を
含む温度分布画像を生成してこれを表示部５ｅに表示す
ればよい。

【００３４】尚、前述の実施形態では、接合領域から放
射される赤外線を検出して２次元の温度分布データを出
力する手段としてサーモビュアを示したが、同様の機能
を有する他の赤外光カメラや、放射量の測定を可能とし
た赤外光カメラを用いて測定された放射量信号を検出部
５で温度分布を表す温度分布データに変換して温度分布
画像を生成するようにしても前記同様の作用効果を得る
ことができる。勿論、赤外光カメラの代わりに、放射温
度計を利用することも可能で、この場合には放射温度計
の検出領域を光学系によって絞り込むと共に接合領域の
多点の温度を検出して、これら温度データに基づいて温
度分布データを作成するようにすると良い。

【００３５】また、前述の実施形態では、電源部４から
第１導電材１と第２導電材２との間に定電流を流すよう
にしたものを示したが、電流値を変化させながら、例え
ば電流値を段階的に上げ下げしたり、或いは、電流値を
リニアに上げ下げしながら温度分布を繰り返し測定する
ようにしても構わない。

【００３６】さらに、前述の実施形態では、第１導電材
１と第２導電材２との間に一方向電流を流すようにした
が、極性を変えて第１導電材１と第２導電材２との間に
異なる方向の電流を流し各々の温度分布を測定するよう
にすれば、一方向電流では分からなかった情報、例えば
ショットキバリア等の整流特性を把握して接合状態の評
価をより的確に行うことできる。勿論、電源部４として
交流電源を用いて同交流電源から１導電材１と第２導電
材２との間に電流を流すようにしてもこれと同様の効果
を得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
電気的に接続された第１の導電材と第２の導電材とが接
合領域において如何様な状態で接合されているのかを的
確に把握し且つ評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した検査装置の構成を示す図

【図２】サーモビュアの検査視野及び温度分布画像を示
す図

【図３】巻線インダクタにおける巻線の端部と電極との
接合状態の把握及び評価に図１及び図２で説明した検査
方法及び装置を適用した例を示す図

【図４】積層インダクタにおける内蔵コイルの端部と電
極との接合状態の把握及び評価に図１及び図２で説明し
た検査方法及び装置を適用した例を示す図

【図５】基板上の電極と積層コンデンサの電極との接合
状態の把握及び評価に図１及び図２で説明した検査方法
及び装置を適用した例を示す図

【図６】基板上の電極と半導体装置等のリード付き電子
部品のリードとの接合状態の把握及び評価に前述の図１
及び図２で説明した検査方法及び装置を適用した例を示
す図

【符号の説明】

１…第１導電材、２…第２導電材、３…サーモビュア、
４…電源部、５…検査部、１１…巻線インダクタ、１１
ａ…巻線、１１ｂ…電極１１ｂ、２１…積層インダク
タ、２１ａ…内蔵コイル、２１ｂ…電極２１ｂ、３１…
基板、３２…電極、３３…積層コンデンサ、３３ａ…電
極、４１…基板、４２…電極、４３…半導体装置等のリ
ード付き電子部品、４３ａ…リード。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｇ０１Ｒ 31/02 Ｇ０１Ｒ 31/02 Ｆターム(参考） 2G014 AA02 AB59 AC09 AC18 2G040 AA05 AB08 BA18 CA01 CA12 DA06 HA01 2G066 AC07 BA14 BC21 CA02 CA04 5E319 AA03 AB05 AC01 CD52 CD53 5F044 RR00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的に接続された第１の導電材と第２
   の導電材との接合状態を検査するための検査方法であっ
   て、 第１の導電材と第２の導電材との間に互いの接合領域を
   通過する電流を流して接合領域の温度分布を測定し、測
   定結果から接合領域の温度分布画像を生成してこれを表
   示する、 ことを特徴とする検査方法。
2. 【請求項２】 電気的に接続された第１の導電材と第２
   の導電材との接合状態を検査するための検査装置であっ
   て、 第１の導電材と第２の導電材との間に互いの接合領域を
   通過する電流を流すための電源と、 接合領域の温度分布を測定するための温度検出手段と、 測定結果から接合領域の温度分布画像を生成するための
   画像処理手段と、 生成された温度分布画像を表示するための画像表示手段
   とを備える、 ことを特徴とする検査装置。
3. 【請求項３】 温度検出手段は、２次元温度分布を測定
   可能な赤外光カメラを含む、 ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。