JP2003273506A - 回路基板、電子機器及び回路基板と電子部品のはんだ接合部の検査方法 - Google Patents

回路基板、電子機器及び回路基板と電子部品のはんだ接合部の検査方法

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JP2003273506A
JP2003273506A JP2002070220A JP2002070220A JP2003273506A JP 2003273506 A JP2003273506 A JP 2003273506A JP 2002070220 A JP2002070220 A JP 2002070220A JP 2002070220 A JP2002070220 A JP 2002070220A JP 2003273506 A JP2003273506 A JP 2003273506A
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JP
Japan
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circuit board
solder joint
electronic component
land
lead
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JP2002070220A
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Shunichi Haga
俊一 羽賀
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 リード部品と回路基板のはんだ付け部のリフ
トオフの発生の程度を比較的容易に非破壊な方法で検査
することを可能にした回路基板及び回路基板と電子部品
のはんだ接合部の検査方法を提供すること。 【解決手段】 電子部品3が搭載可能な回路基板1にあ
って、電子部品リード4の少なくとも1つのリードに対
応したはんだ付け用銅ランドがランド外周に沿って隙間
により2分割以上された各々の銅ランド201,202
と探針用ランド8とを配線で接続して回路基板を構成す
る。又、電子部品3が搭載可能な回路基板1と電子部品
のはんだ接合部の検査方法として、前記回路基板上の探
針用ランドに接触させた探針901,902間の電気抵
抗測定に基づき、はんだ接合部5のリフトオフの発生を
検査する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板、電子機
器及び回路基板と電子部品のはんだ接合部の検査方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】回路基板とリード部品(抵抗、コンデン
サ、コネクタ等、)のはんだ接合は、フローはんだ装置
にて、鉛共晶はんだ(Sn−Pb:融点183℃)を用
いて溶融したはんだ噴流をはんだ付け部に吹き付けるフ
ロー方式のはんだ付けが行われ、電子部品のリードと回
路基板の銅ランドがはんだにより合金化され、はんだ接
合部が形成されるのが一般的である。
【0003】図8は従来の回路基板の平面図、図9は従
来のリード部品と回路基板のはんだ接合部を示す図、図
10はリフトオフが発生した場合のリード部品と回路基
板のはんだ接合を示す図である。
【0004】図8に示すように、回路基板上のはんだ付
けランドの形状は、円の形状をしているのが一般的であ
る。
【0005】図8及び図9において、1は回路基板、2
は回路基板1の銅ランド、3は電子部品、4は電子部品
3のリード、5ははんだ接合部、6ははんだ接合部5の
リフトオフ、7は銅ランド2から引き出された銅配線、
10は回路基板1上のソルダーレジストである。
【0006】近年、環境規制に対応し、鉛を含まないは
んだによるはんだ付けが求められてきている。
【0007】しかし、現在主流の高温系鉛フリーはんだ
は、Sn−Agを主体にした組成で、その融点は220
℃前後である。これら高温系の鉛フリーはんだを用いて
リード部品をフローはんだ付けした場合、はんだの凝固
は、熱伝導の良いリード部品近傍から回路基板近傍へと
凝固収縮を伴いながら進行するため、特に回路基板のリ
ード部品が搭載されたはんだ接合界面が最終凝固部とな
り、リフトオフ(銅ランドとはんだとの界面等はんだ接
合界面に沿って発生するはんだクラック)が発生してい
た。
【0008】このような回路基板とリード部品のはんだ
接合部に発生するリフトオフを検出するための検査方法
としては、目視或は顕微鏡によるはんだ接合の外観を検
査する方法とX線透過装置による方法及びはんだ接合周
辺を樹脂で封止し、研磨して断面を観察する破壊検査方
法が一般的である。その他に、特開平10−58129
号公報に示されるような非破壊検査方法がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たリード部品と回路基板のはんだ付け状態を目視、顕微
鏡で外観検査する方法は、リフトオフの程度(大きさや
深さ)を把握するのが難しいという問題があった。
【0010】又、X線透過装置では、はんだクラックの
幅が狭いため、銅ランド界面のはんだクラックを検出で
きないという問題があった。
【0011】更に、特開平10−58129号公報に示
されている手法は、はんだ接合部に含浸液を浸透させる
ため、含浸液の仕様によっては完全な非破壊検査とは言
えないという問題があった。
【0012】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、その目的とする処は、リード部品と回路基板のは
んだ付け部のリフトオフの発生の程度を比較的容易に非
破壊な方法で検査することを可能にした回路基板、電子
機器及び回路基板と電子部品のはんだ接合部の検査方法
(リフトオフの検出)を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、電子部品が搭載可能な回路基板にあっ
て、電子部品リードの少なくとも1つのリードに対応し
たはんだ付け用銅ランドがランド外周に沿って隙間によ
り2分割以上された各々の銅ランドと探針用ランドとを
配線で接続して回路基板を構成したことを特徴とする。
【0014】又、本発明は、上記電子部品を鉛フリーは
んだで接合して電子機器を構成したことを特徴とする。
【0015】更に、本発明は、電子部品が搭載可能な回
路基板と電子部品のはんだ接合部の検査方法として、前
記回路基板上の探針用ランドに接触させた探針間の電気
抵抗測定に基づき、はんだ接合部のリフトオフの発生を
検査することを特徴とする。
【0016】従って、本発明によれば、電子部品のリー
ドと前記回路基板の銅ランド上のはんだとのはんだ接合
部において、電子部品と回路基板のはんだ付けランド上
のはんだとの導通状態を、回路基板上の各々の銅ランド
に対応し配線パターンを介して銅ランドから引き出され
た探針用ランドに接触した探針を通して探針間の電気抵
抗を測定することで、はんだ接合部のリフトオフの発生
を非破壊で検出することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0018】<実施の形態1>図1は本発明の実施の形
態1を示す回路基板の要部平面図、図2は本発明の実施
の形態1を示す回路基板と電子部品のはんだ接合部の検
査方法を示す要部断面図、図3は本発明の実施の形態1
の説明を補足するリフトオフの発生のない正常なはんだ
接合部の要部断面図である。
【0019】図1〜図3において、1は回路基板、20
1,202は回路基板1の銅ランド、3は電子部品、4
は電子部品3のリード、5ははんだ接合部、6ははんだ
接合部5のリフトオフ、701,702は各々の銅ラン
ド201,202から引き出された回路基板1上の配
線、8は各々の銅ランド201,202から引き出され
た各々の配線701,702と接続されている探針用の
銅ランド、901,902は各々の探針用銅ランド80
1,802上に接触するように設けられた探針、10は
回路基板1上のソルダーレジスト、11は銅ランド20
1と202間の隙間である。
【0020】図1及び図2に示すように、リード4と円
周状の隙間によって2分割された銅ランド201,20
2は、鉛フリーはんだのフローはんだ付けによりはんだ
接合部5を形成し、銅ランド201,202各々から引
き出された配線701,702と接続された探針用ラン
ド801,802に探針し、この間の電気抵抗を測定し
た。その結果、電気的にオープンであった。
【0021】上記測定後、はんだ接合断面を切断・研磨
し、接合断面を光学顕微鏡にて観察したところ、図2に
示すように、銅ランド202外周からはんだ界面に沿い
リード4の挿入されている銅ランド201の中心に向か
ってリフトオフ6が発生していた。リフトオフ(はんだ
クラック)6が銅ランド201,202間の円周状の隙
間11より内側に達しており、はんだ接合部5と外側の
銅ランド202は、剥離状態であるため、電気的オープ
ン状態となり、探針ランド801,802間は電気的に
オープン状態で検出されたことが検証された。
【0022】これに対し、図3ははんだ接合部5が正常
で、リフトオフの発生がない場合のはんだ接合断面であ
り、銅ランド201とはんだ5、銅ランド202とはん
だ5ははんだ接合を形成しており、断面解析前の本実施
の形態による検査では、探針ランド801,802間は
電気的に導通状態であった。
【0023】以上、上記構成を採ることによってはんだ
接合部5のリフトオフ6の発生を非破壊にて検出するこ
とができる。
【0024】尚、上記銅ランド201,202間の円周
形状の隙間11の位置を円周方向に変えることで、リフ
トオフの深さを検出できる基準を変えることができる。
【0025】本実施の形態は、上記構成に示すように、
リード部品と銅スルーホールを有する両面配線基板を鉛
フリーはんだではんだ接合したはんだ接合部の部品搭載
面側のリフトオフの発生を電気的に検査した場合である
が、探針による測定が可能ならば、回路基板の種類が片
面基板でも多層配線基板でも対応可能であり、又、回路
基板の部品搭載面のはんだ接合部のみならず、フロー面
側のはんだ接合部のリフトオフの検出にも適用できる。
【0026】又、はんだ接合部の構成材料としては、鉛
フリーはんだに限定されるものでなく、従来の鉛入りの
はんだではんだ付けされたはんだ接合部でランド界面に
沿って発生したはんだクラック等の検出に対しても可能
である。
【0027】<実施の形態2>図4は本発明の実施の形
態2を示す回路基板の要部平面図、図5は本発明の実施
の形態2を示す回路基板と電子部品のはんだ接合部の検
査方法を表わす要部断面図である。
【0028】図4及び図5において、回路基板上の銅ラ
ンドが内周方向に3分割されている点及びそれに対応し
て回路基板のフローはんだ面の銅ランドに接触する探針
が増えている点が前記実施の形態1と異なる。本実施の
形態は、実施の形態1に比較して、リフトオフ発生の深
さが深い形態についての適用例である。尚、図4及び図
5の203は銅ランド、903は銅ランド203に接触
する探針である。
【0029】上記構成において、銅ランド201,20
2,203が隙間11によって円周方向に3分割されて
いる。銅ランド201,202各々から引き出された配
線701,702と接続された探針用ランド801,8
02に接触した探針901,902間の電気抵抗を測定
した結果、電気的にオープン状態で検出された。
【0030】又、銅ランド203の回路基板1のフロー
はんだ面側に接触した探針903と901間の電気抵抗
を測定した結果、電気的にオープンで検出された。
【0031】上記測定後、はんだ接合断面を切断・研磨
し、接合断面を光学顕微鏡にて観察したところ、リフト
オフが銅ランド201より内側の銅ランド203の領域
まで発生していることが検出できた。
【0032】又、外観目視検査にて、リフトオフ発生の
深さが浅いと推定されるはんだ接合部に対して、同様に
探針901,902間、探針901と903間の導通状
態を検査した結果、探針901,902間は電気的にオ
ープンで、探針903と901間の導通測定では電気的
に導通状態で検出された。上記同様、はんだ接合部の断
面観察の結果、リフトオフは、内側の銅ランド203の
領域まで達していないことが分かった。
【0033】従って、上記構成による検査方法によりリ
フトオフの発生が銅ランドの外周から内周にかけてどの
程度の深さまで達しているかを段階的に検出することが
可能となる。
【0034】<実施の形態3>図6は本発明の実施の形
態3を示す回路基板の要部平面図、図7は本発明の実施
の形態3を示す回路基板と電子部品のはんだ接合部の検
査方法を表わす要部断面図である。
【0035】図6において、回路基板1上の銅ランドが
スリット状の隙間11により4分割されている点が実施
の形態1と異なる。又、図7において、はんだ接合部5
のリフトオフの発生状況が異なる。更に、はんだ接合部
5において、引き出し配線702側はリフトオフの発生
があるが引き出し配線701側はリフトオフの発生がな
い点が実施の形態1と異なる。
【0036】尚、図6及び図7の202,203,20
4,205は銅ランド、702,703,704,70
5は引き出し配線、802,803,804,805は
探針用ランド、902,903,904,905は探針
である。
【0037】上記構成において、引き出し線702側は
リフトオフの発生があるため、探針用ランド801,8
02間は電気的にオープンとなり、同様に探針用ランド
801,803間も電気的にオープンであった。
【0038】一方、探針用ランド801,804間及び
探針用ランド801,805間は、電気的に導通状態と
検出された。
【0039】上記構成のように、外周側のランドをスリ
ット状の隙間にて分割し、各々のランドより配線にて引
き出された各々の探針ランド801〜805に探針90
1〜905を接触させ探針間の導通状態を検出すること
で、リフトオフの深さが銅ランドの円周の箇所による違
いがある場合を検出できた。
【0040】本実施の形態は最外周のランドを4分割し
た例であるが、はんだ形状を損うことなく上記バラツキ
を検出できれば、分割数は本実施の形態の分割数に限定
されるものではない。
【0041】尚、上述した本発明の実施の形態1〜3に
おいては、回路基板単体の場合を例に挙げたが、本発明
は回路基板単体に限定されるものではなく、本発明の回
路基板を搭載した電子機器にも適用可能である。
【0042】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、非破壊にて鉛フリーはんだのはんだ接合部のリ
フトオフの発生を検出できるため、信頼性の高いはんだ
接合部を有する電子回路装置を提供できる。
【0043】又、本発明によれば、はんだ接合の構成材
料が従来の鉛入りのはんだのみならず、鉛フリーはんだ
のはんだ接合部に顕著に発生するリフトオフを非破壊に
て検出できるため、信頼性の高い鉛フリーはんだ接合部
を有する電子回路装置を提供できる。
【0044】更に、本発明によれば、回路基板と電子部
品のはんだ接合部のリフトオフを非破壊にて検査するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を示す回路基板の要部平
面図である。
【図2】本発明の実施の形態1を示すはんだ接合部の要
部断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1の説明を補足するはんだ
接合部の要部断面図である。
【図4】本発明の実施の形態2を示す回路基板の要部平
面図である。
【図5】本発明の実施の形態2を示すはんだ接合部の要
部断面図である。
【図6】本発明の実施の形態3を示す回路基板の要部平
面図である。
【図7】本発明の実施の形態3を示すはんだ接合部の要
部断面図である。
【図8】従来例に係る回路基板の要部平面図である。
【図9】従来例に係るはんだ接合部の要部断面図であ
る。
【図10】従来例に係るリフトオフが発生しているはん
だ接合部の要部断面図である。
【符号の説明】
1 回路基板 2 銅ランド 3 電子部品 4 リード 5 はんだ接合部 6 リフトオフ(はんだクラック) 7 配線 8 探針用ランド 9 探針 10 ソルダーレジスト 11 隙間

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品が搭載可能な回路基板にあっ
    て、電子部品リードの少なくとも1つのリードに対応し
    たはんだ付け用銅ランドがランド外周に沿って隙間によ
    り2分割以上された各々の銅ランドと探針用ランドとを
    配線で接続して構成されることを特徴とする回路基板。
  2. 【請求項2】 前記銅ランドにおいて、外周に沿った形
    状の隙間により分割された外側の銅ランドがランドの中
    心から放射状に設けられたスリット状の隙間にて複数の
    ランドに分割されていることを特徴とする請求項1記載
    の回路基板。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2記載の電子部品が鉛フリ
    ーはんだで接合されていることを特徴とする電子機器。
  4. 【請求項4】 電子部品が搭載可能な回路基板と電子部
    品のはんだ接合部の検査方法であって、前記回路基板上
    の探針用ランドに接触させた探針間の電気抵抗測定に基
    づき、はんだ接合部のリフトオフの発生を検査すること
    を特徴とする回路基板と電子部品のはんだ接合部の検査
    方法。
JP2002070220A 2002-03-14 2002-03-14 回路基板、電子機器及び回路基板と電子部品のはんだ接合部の検査方法 Pending JP2003273506A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149445A1 (ja) * 2007-06-07 2008-12-11 Fujitsu Limited 半田接合部を有する電子装置の診断装置、診断方法、及び診断プログラム
WO2009144608A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-03 Nxp B.V. Detection circuitry for detecting bonding conditions on bond pads
JP2013104843A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Toshiba Corp 電子部品、測定方法および監視装置

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