JP2004286664A - 故障診断用コイルの設計方法、プリント基板、故障診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】基板の故障を診断するために使用される磁界センサ用のコイルを適切な形状や位置に予め配置することを可能とするコイルの設計方法を提供する。
【解決手段】検査対象の配線パターン２２を流れる駆動電流の周波数とコイルにより観測される誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性に基づいて、誘導起電力検出感度が所定レベル以上である周波数範囲を特定する。駆動周波数とコイル線長との関係を示すコイル長周波数特性に基づいて、特定した周波数範囲に対応する配線長の範囲に、コイル３０の配線長を設定する。この配線長の範囲で、配線パターン２２に対してのコイル３０の配置位置と形状を、パターン形成時の物理的制約や磁束密度分布・開口面積・巻回数などを考慮して、コイル３０で観測される誘導起電力に対する検出感度がより高くなるように設定する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断システムに使用される、磁界センサとして機能するコイル部材（センサコイル）の設計方法、並びにコイル部材が搭載されたプリント基板、このプリント基板を備えた故障診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナルコンピュータや複写機などの電子機器は、近年、性能、機能の向上に伴い、益々、それらを実現するための様々な用途のアナログおよびデジタルの電子回路がプリント基板の形で格納されてきている。
【０００３】
また、自動車や航空、ロボットや半導体設計装置など、他の産業機器においても動作制御などの手段として、信頼性が高く、高速・高精度での動作が可能な電子回路基板が数多く搭載されている。これらの電子回路基板は一連の機能を実現するために、様々な形でケーブルを介して接続されることにより、所望のスペックが実現されている。
【０００４】
このような基板が搭載される機器が使用される環境は、通常はオフィス内であったり、家屋内であったりするが、それ以外の過酷な環境下で使用される場合もあり、非常に多岐にわたっている。特に使用環境が劣悪である場合には、通常の方法で使用していたとしても、検出が困難な様々な異常や故障が発生し、その修復には多大な労力を要することになる。
【０００５】
また、通常の使用環境下で使用している場合でも、電子回路の異常や故障が発生し、その頻度は必ずしも低いとは言えず、検出箇所を特定できないこともしばしば生じていた。さらに、電子回路基板に異常が発生した場合には、安全性やコストなどの面から早急な対応が必要でもあった。
【０００６】
故障診断の一般的手法としては、テスターなどの測定装置を用いて主要な個所の電圧や信号波形を監視（モニタ）しながら故障個所の特定する。しかし、このような診断方法では様々な個所の測定を行なわなければならず、故障診断に手間がかかってしまい、作業効率が悪いという問題があった。
【０００７】
そこで、効率のよい診断手法として、装置の起動時などに装置自身が各基板の診断を行なうようにした自己診断システム（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ ｓｙｓｔｅｍ）がある。この自己診断システムでは、たとえば、装置が動作しているときの信号パターンを回路モジュールごとあるいは基板ごとにモニタして予め記憶してある期待値と比較し、故障発生の有無を診断し、故障箇所を特定するようにしている。
【０００８】
たとえば、複写機やプリンタなどの異常や故障情報の連絡がサービスセンタに入った場合、修理担当者が現地に駆けつけて機器に記録されている故障個所情報や故障履歴の情報などをもとに故障部位の特定を行ない、交換する、あるいは修復作業を行なう、などの措置手段を講ずることがある。あるいは、これらの機器がネットワークに接続されており、自動的にこれらの情報を管理する部署へ、状態の管理や故障情報などを伝送する場合には、これらの情報をあらかじめ解析した上で、修理担当者により、同様の措置が取られることもある。
【０００９】
しかし、上述のような異常や故障が発生した場合には、通常、機器は使用不可能となり、ダウンタイムが生じてしまう、というユーザ側にとってのデメリットが発生する。また、メーカ側にとっても、故障部位の特定に手間取ったり、故障部位が必ずしも正確に特定できるとは限らず、故障と考えられる部分を全て交換するなどの措置により、多大なコストが発生したり、あるいは修理そのものに時間がかかってしまう、マンパワー的な対応が追いつかない、といったような状況が発生している。したがって、ユーザ側およびメーカ側双方にとって、多大な損失を被る状況が多発しているという事実がある。
【００１０】
そこで、故障部位を特定したり発生自体を予測したりする場合、特定する精度を上げたり、特定するまでの時間的なロスを削減したりするなど、様々な異常状態や故障状態を漏れなく把握する、これらの構成を簡単かつ低コストで実現する、といった方法について様々な試みがなされている。
【００１１】
たとえば、非特許文献１には、渦電流探傷技術を使ってプリント配線の欠陥を検出する手法が提案されている。この手法は、ターゲット（故障診断の対象部位）とする配線を流れる電流から発生する磁界を検出するための超小型でかつ独自の形状を有する磁界検出プローブを使用して、図６に示すように、非接触方法により、基板の配線を非接触スキャンする方式によって、ＩＣの故障なども含めた基板で発生する異常を検出する手法である。この方式によれば、現状の高密度配線プリント基板における配線の断線や線幅異常を、高速かつ機械的なストレスのない状態で実現することができる。
【００１２】
【非特許文献１】
藤城久・山田外史・岩原正吉、“渦電流探傷技術によるプリント配線の欠陥検出”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１４年９月１日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｍａｇｍａｃ１．ｅｃ．ｔ．ｋａｎａｚａｗａ−ｕ．ａｃ．ｊｐ／ｍａｇｃａｐ−ｊ／ｒｅｓｅａｒｃｈ−ｊ／ｅｃｔａ−ｊ．ｈｔｍｌ＞
【００１３】
また、特許文献１には、微小集積回路配線を流れる電流の電流値を、図７に示すように磁気センサヘッドを用いて、非接触かつ高精度に検出する技術が開示されている。
【００１４】
また、特許文献２には、プリント基板の腐食、マイグレーションに起因する短絡などの劣化を定量的に診断可能にする技術が開示されている。また、特許文献３には、放射パターンを有する基板を、故障診断を行ないたい基板に接触させ、時間的に変化する電圧を入力して電流を検出することにより、配線断線を見つけ出す技術が開示されている。
【００１５】
【特許文献１】
特開平１０−１７７０６２号公報
【特許文献２】
特開平７−２４９８４０号公報
【特許文献３】
特開平８−２４０６２８号公報
【００１６】
上述した非特許文献１および特許文献１の何れの手法も、回路基板の配線や搭載部品内部を流れる電流から発生する磁束を磁界センシング部としての機能をなすコイル（センサコイル）に通過させることで、磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、故障の有無を診断するという手法である点で共通する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１および特許文献１の何れのものも、磁界をセンシングする手段として高価な専用プローブ（センシング用プローブ）を使用する必要があるため、故障検出コストが掛かる。
【００１８】
また、特許文献１に記載の技術のように、コイルセンサにより磁界を測定することにより電子回路システムの状態を把握する故障回路基板特定装置に関する技術では、電子回路駆動時に発生する磁界を読み取ることにより回路の状態を検知するようにしており、読み取る電流変動量が微小であればあるほど高感度である必要がある。したがって、検査の都度、磁界を読み取るターゲットに対してセンサ出力として得られる誘導起電力が最適感度を有するような配置を試行錯誤で見つける必要があった。このことは、故障検査を行なう上で、時間やコストの面で問題となっていた。
【００１９】
また、特許文献２や３に記載の技術では、基板上で発生する故障すべてについて非接触で検出を行うことが困難である、という問題がある。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、感度の高いセンサ位置を見つける手間を省くことができるように、磁界センサ用のコイルを適切な形状や位置に予め配置することを可能とするコイルの設計方法を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、磁界センサ用のコイルを搭載したプリント基板や、このプリント基板を用いた故障診断システムを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る磁界センシング部としての機能をなすコイルの設計方法は、回路基板上の搭載部品による駆動電流に基づき発生する磁束をコイル開口部に通過させることで誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断方法に使用されるコイルの設計方法であって、駆動電流の周波数とコイルにより観測される誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性に基づいてコイルで観測される誘導起電力に対する検出感度が所定レベル以上である周波数範囲を特定し、駆動電流の周波数とコイルをなす電線の長さとの関係を示すコイル長周波数特性に基づいて、特定した周波数範囲に対応する配線の長さの範囲に、磁界センシング部としての機能をなすコイルを形成するための配線の長さを設定することとした。
【００２３】
検出感度が所定レベル以上である周波数範囲は、より具体的には、誘導起電力振幅の最大値を含むピーク周波数の半値幅とするとよい。勿論、半値幅に限らず、所定感度以上が得られる周波数幅に設定することでも、その希望の所定感度を維持可能なコイルの配線長を特定可能である。
【００２４】
高感度を確実に維持可能なコイル長を特定することで、コイルの配置位置にある程度の余裕が生まれる。これにより、最適感度を有するようなコイルの配置を試行錯誤で見つける煩わしさを軽減することが可能となる。
【００２５】
本発明に係るコイルの設計方法を実施することで、コイルを基板上に形成する装置を発明として抽出し得る。この装置は、駆動電流の周波数と前記コイルにより観測される前記誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性に基づいてコイルで観測される誘導起電力に対する検出感度が所定レベル以上である周波数範囲を特定する手段と、駆動電流の周波数とコイルをなす電線の長さとの関係を示すコイル長周波数特性に基づいて、特定した周波数範囲に対応する配線の長さの範囲に、磁界センシング部としての機能をなすコイルを形成するための配線の長さを設定する手段とを備えるものとすればよい。さらに好ましくは、設定された配線の長さの範囲で、駆動電流が流れる信号配線に対してのコイルの配置位置とコイルの形状とを、コイルで観測される誘導起電力に対する検出感度がより高くなるように設定する手段を備えるものとするとよい。
【００２６】
この装置は、電子計算機（コンピュータ）を用いてソフトウェアで本発明のコイル設計方法を実施するように構成することで実現することもできる。また、このためのプログラムやこのプログラムを格納した記録媒体を発明として抽出することも可能である。なお、プログラムは、コンピュータ読取り可能な記憶媒体に格納されて提供されてもよいし、有線あるいは無線による通信手段を介して配信されてもよい。
【００２７】
本発明に係る第１のプリント基板は、本発明に係る上記コイルの設計方法を利用することで形成されるプリント基板であって、駆動電流の周波数とコイルにより観測される誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性、並びに駆動電流の周波数とコイルをなす電線の長さとの関係を示すコイル長周波数特性との関わりにおいて、コイルで観測される誘導起電力振幅の最大値を含むピーク周波数の半値幅を決定する周波数に対応する長さの範囲に、コイルを形成する配線の長さが設定されているものとした。
【００２８】
本発明に係る第２のプリント基板は、コイルを形成する配線の一部が、検査対象である信号配線に対して並行となるように配置されているものとした。なお、このよう配置手法は、本発明に係る第１のプリント基板にも適用可能である。
【００２９】
本発明に係る故障診断システムは、本発明に係る第１や第２のプリント基板と、回路基板の配線や搭載部品内部を流れる電流から発生する磁束が磁界センシング部としての機能をなす前記プリント基板に配されたコイルの開口部を通過することで磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断部とを備えるものとした。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。最初に、基本的な仕組みについて説明する。
【００３１】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明を実現するための基本的な構成と考え方を説明する図である。ここで図１（Ａ）は、基板レイアウトと故障診断システムの概要を示す。また図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す回路基板に設けたコイル部分を拡大して示した概略図であり、図１（Ｃ）は、このコイル部分の等価回路図である。
【００３２】
図１（Ａ）に示すように、故障診断システム１を構成する回路基板１０には、回路部材２０（たとえばＩＣ３，ＩＣ４やコネクタなど）が搭載され、この回路部材２０から配線が引き出されて、回路基板１０上にプリントパターンとして形成されている。このプリントパターンで形成された配線を以下配線パターン２２という。回路部材２０としては、抵抗素子、誘導素子、あるいは容量素子などの受動部品であってもよいし、トランジスタやＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などの能動部品であってもよい。また、回路基板１０には、故障診断対象の回路部材２０の動作状態を検知するため、磁界検知部をなすコイル３０を、開口部３０ａが故障診断対象の回路部材２０から引き出されている配線パターン２２に対して非接触となるように形成する。コイル３０をプリントパターンで形成しているので、配線パターン２２に対してコイル３０を固定して設けることができる。
【００３３】
このような構成によれば、プリント配線パターン２２によりコイル３０を形成しているので、特段の固定部材を用いることなく、磁界センシング部として機能するコイル３０と回路基板１０の物理的な位置関係を固定することができる。そしてこれにより、故障診断中の誘導起電力の状態を確実に安定化させることができる。つまり、故障診断の判断指標となる誘導起電力を精度よく取得することができ、診断性能も向上する。
【００３４】
コイル３０は、一部（図の矢指部３２）において両端を開放状態にして、検証対象の配線パターン２２の近傍で、プリントパターンにてコイル巻線を形成するとよい。コイル３０の開口部３０ａは、１ターンもしくは数ターンのコイルを形成し、磁界検出部として機能するようになる。
【００３５】
コイル３０の開放端３２には、回路基板１０における故障の有無を検出するための故障診断部９０が接続されるようになっている。故障診断部９０は、回路基板１０に電源が供給され回路部材２０が動作することにより発生する、この回路基板１０に垂直方向（図の奥行き方向）の磁界によりコイル３０に誘起される誘導起電力を検出する。そして、予め測定しておいた正常状態の誘導起電力（つまり期待値）と比較することにより、その診断対象箇所、惹いては回路基板１０における故障の有無を診断する。なお、故障診断部９０を回路基板１０上に設けることで、装置の起動時などに装置自身が基板の診断を行なう自己診断システムを構築するようにしてもよい。
【００３６】
図示した例では、回路基板１０上に実装されている回路部材２０としてのＩＣ（集積回路）３とＩＣ４間の動作状態を知るために、２つのＩＣを接続している配線パターン２２の近傍にコイル３０を形成し、配線パターン２２を流れる電流が発生する磁界ＨＢをコイル３０で検出し、それによってコイル３０の開放端３２の両端３２ａ，３２ｂに生じる誘導起電力を読み取る。つまり、開放端３２は、コイル３０により検知される信号を抽出し故障診断部９０に引き渡す信号抽出部としての機能を備える。開口部３０ａの外側から引き出された配線パターンは、導出部３０ｂを介してそのまま開放端３２ａまで導かれている。これに対して、開口部３０ａの内側の配線パターンは、バイアホールパターン（スルーホールパターンともいわれる）３４にて一旦他の層を経由し、再度バイアホールパターン３４にて元の層に戻されて開放端３２まで導かれる。
【００３７】
なお、ここでの開放端３２は、回路基板１０上に設けられたコイル３０と故障診断部９０とのインタフェース部分を意味するものとする。コイル３０の開口部３０ａから引き回された配線部分（導出部３０ｂ）が開放端３２に接続され、概ね回路基板１０の端縁部分にこの開放端３２が設けられ、この開放端３２からさらに延長ケーブルを介して故障診断部９０に信号が供給される。
【００３８】
延長ケーブルが、後述するコイル３０のインピーダンス解析に影響を与えないよう、開放端３２の極近傍にバッファアンプを設けることが望ましい。バッファアンプを設けない場合、この延長ケーブルも、コイル３０の一部（導出部）をなすこととなる。
【００３９】
ここで、コイル３０により磁界を測定することで故障の有無を判断する場合、磁界を読み取るターゲット（本例では配線パターン２２）に対してコイル出力（すなわちセンサ出力）として得られる誘導起電力が最適感度を有するように、コイルを形成する配線の長さやコイル形状、および配線パターン２２との配置関係について、下記のように決定する。そして、この決定した状態を維持するように、実際に、プリント基板（回路基板１０でもよいし別基板でもよい）上にコイル３０をパターン形成する。
【００４０】
図１（Ｂ）は、長方形型に形成された４巻きのコイル３０を例にとり図示したものである。このコイル３０を形成する開口部３０ａの縦と横の長さをｐ２およびｐ３、コイルから開放端３２までの導出部３０ｂの距離をｐ１とすると、このコイル３０をなす配線の総延長Ｐは、Ｐ＝２ｐ１＋８（ｐ２＋ｐ３）である。このうち、誘導起電力の発生に寄与する部分は、コイル巻線を形成する開口部３０ａでありその線長は８（ｐ２＋ｐ３）である。導出部３０ｂ（その線長２ｐ１）は寄与しない。
【００４１】
開放端３２以降を総延長に含めて考えてもよい。コイル３０とそれを外部に取り出す開放端３２の双方を総延長として考える理由は、たとえば１０巻きコイルの両端がコイルから１ｍｍ離れているか１ｍ離れているかによって伝送路の観点からセンシングされる磁界に基づく誘導起電力の振幅が異なってくるからである。ただし、コイル３０を構成する開口部３０ａや導出部３０ｂでの影響と導出部３０ｂでのそれとを比較すると後者の影響の方が小さいことが実験から分かっている。すなわち、コイル構成部はコイル間の浮遊容量と伝送路としての寄生容量が存在するが、開放端３２側は後者のみであるので、効果の部分ではコイル３０のみの調整に関して考えることで十分である。
【００４２】
図１（Ｃ）は、この総延長Ｐのコイル３０についてのインピーダンス成分に着目した等価回路を示しており、容量成分Ｃとインダクタンス成分Ｌによるフィルタ回路が形成されている。
【００４３】
したがって、配線パターン２２にて磁界を発生する回路部材２０にて駆動される信号の駆動周波数ｆの値と、コイル３０のインピーダンス成分との関係によって、コイル３０が検知する誘導起電力の大きさが増減する。これは、コイル３０の開放端３２に生じる誘導起電力波形の出力振幅に反映される。
【００４４】
図２は、駆動電流の周波数に対する誘導起電力やコイル長の関係を示す特性図である。ここで、図２（Ａ）は、駆動電流の周波数とコイルにより観測される誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性図である。また図２（Ｂ）は、駆動電流の周波数とコイルをなす電線の長さとの関係を示すコイル長周波数特性図である。
【００４５】
図２（Ａ）に示すように、ある総延長Ｐで形成されたコイルについて、形成するコイルの巻き数を一定とすると、ある駆動周波数まではその周波数に基づいた電流Ｉの時間変動量ｄＩ／ｄｔの増加に応じて極大値を示しながら出力振幅が増加する傾向を示す。そして、コイルを形成する材料などで決定されるインピーダンス成分の影響により、ピーク周波数ｆｐｅａｋ以降には出力振幅が減少する。このピークを有するグラフ形状は、コイルを形成する総延長Ｐの値が増加するほど低周波数側へシフトする。
【００４６】
そこで、グラフ形状に含まれる１つ１つの極大値を、個々の周波数スペクトルの重ね合わせのように見立て、ピークを与える周波数ｆｐｅａｋから振幅が所定値以上を維持し得る周波数範囲を、コイル総延長Ｐの範囲に使用する。こうすることで、振幅が所定値以上を維持した状態で、回路基板１０上に磁界検知用のコイルを形成できる。換言すれば、所定感度以上を維持することの可能なコイル巻線の長さを決定し、その範囲でコイルを実際にパターン形成する。磁界検出部に適用し得るコイル３０の総延長Ｐが、診断対象部位の動作中心周波数（たとえば回路側の駆動周波数）で決定される。
【００４７】
“振幅が所定値以上”としては、たとえば、誘導起電力振幅のピークを示すスペクトル（周波数ｆｐｅａｋ）についての半値幅（振幅が１／２となる部分）をとり、そのときの周波数をｆ０，ｆ１とし、次に説明するコイル総延長Ｐの決定に使用する。図中、周波数ｆｃ０は、ピークを示すスペクトルの、低周波側の半値幅に対応する周波数であり、周波数ｆｃ１は、周波数ｆｐｅａｋの高周波側の半値幅に対応する周波数である。
【００４８】
図２（Ｂ）は、コイル３０に発生する誘導起電力Ｖの振幅が最大になるための総延長Ｐとピーク周波数ｆｐｅａｋの関係を示したグラフである。図中、Ｐｍａｘは半値幅を規定する低周波側の周波数ｆｃ０に対応するコイル総延長であり、Ｐｍｉｎは半値幅を規定する高周波側の周波数ｆｃ１に対応するコイル総延長である。読取り対象の信号周波数ｆに対して、コイル３０を形成する配線の材料ごとに一元的に、コイル３０の総延長Ｐが決定されることを示している。
【００４９】
横軸を“ピーク周波数ｆｐｅａｋ”としているのは、以下の理由による。すなわち、図２（Ａ）が総延長ごとに存在する訳であるから、図２（Ｂ）では逆に総延長Ｐごとのピーク周波数が横軸に採られるということである。つまり、図２（Ｂ）で示されているピーク周波数ｆｐｅａｋはあくまである総延長Ｐに対してｆｐｅａｋが決まる、と言っているので、他の総延長Ｐ’ではｆｐｅａｋが存在する、ということになる。
【００５０】
図２（Ａ）において、ピークを示すスペクトルの半値幅に対応する周波数ｆ０，ｆ１に対応するコイル総延長ＰｍｉｎおよびＰｍａｘが決定される。そこで、読み取る信号の周波数ｆに応じて適用するコイル３０の総延長ＰをＰｍｉｎからＰｍａｘの範囲に調整するように設計する。特に、微小信号を読み取る際には、高い感度が必要となるので、出力振幅がピーク近傍にくるように、総延長Ｐを調整する必要がある。
【００５１】
このようにして、好ましい感度にするには、動作中心周波数に応じてコイル３０の総延長Ｐの範囲が決定される。次に、この決定された総延長Ｐの範囲で、さらに、最大感度を得るためのコイル形状や配置を求める。以下、コイル形状や配置の決定方法について説明する。
【００５２】
図３は、上述した適用手順に基づいて、実際にコイルを配置する手法の基本的な考え方を示した図である。ここでは、４つの頂点を持ち、４つの線分（直線に限らず、曲線を含む；折線は頂点を形成するので含まない）で囲まれた４角形の領域にてコイル３０を形成するものとする。
【００５３】
図中、線分Ｌｘ１，Ｌｘ２，Ｌｘ３，Ｌｘ４（纏めてＬｘαともいう；αは１，２，３，４）は、回路上の配線パターン２２を流れる電流により生じる磁界を読み取るコイルの配置領域を示している。
【００５４】
なお、ここで「並行に配置」とは、「対象の配線パターン２２のパターン形成状態に沿って、配線パターン２２とＬｘ１やＬｘ４の各間が、ほぼ等距離を維持して」という意味である。配線パターン２２が直線であれば、Ｌｘ１，Ｌｘ４も直線となり、Ｌｘ２，Ｌｘ３とともになす開口部３０ａの形状が方形となるが、図示するように、配線パターン２２が曲線の場合には、方形とはならない。しかしながら、この場合にも、開口部３０ａは４つの頂点、４つの辺で形成される４角形の概念に含まれるものとする。
【００５５】
また、線分Ｌｘαの全てが、配線パターン２２に対して一方の側に配されるようにする。こうすることで、配線パターン２２がコイル３０の開口部３０ａを跨ぐことを防止することできる。すなわち、コイル形状の磁界センシング部で包囲する領域（開口部３０ａ）には、センシング対象の電流経路を含まないように構成する。そして、これにより、その開口部３０ａには、配線パターン２２に流れる電流により発生する同一方向の磁力線のみが通過するようになる。このような位置に設定することで、逆方向の磁力線による相殺を防止し、感度を確実に向上させるようにする。
【００５６】
なお、実際にコイルをパターニングする際には、既存の回路基板の構成に手を加えることないように配慮するとよい。たとえば、診断対象の回路基板と別体のプリント基板である支持基板上にパターニングする手法は、その典型例である。
【００５７】
具体的には、この距離（Ｌｘ２とＬｘ３がＬｘ１とＬｘ４を繋ぐ距離）によってコイル内（すなわち開口部３０ａ）を通過する磁束の量が異なってくる。たとえば、Ｌｘ１とＬｘ４を長くし、Ｌｘ２とＬｘ３を短くすると、コイル内を通過する磁束の量は増加し、反対にＬｘ１とＬｘ４を短くし、Ｌｘ２とＬｘ３を長くすると、コイル内を通過する磁束の量は減少する。これは、配線パターン２２に近い部分ほど磁束密度が高く、遠い部分ほど磁束密度が低いからである。したがって、回路を回路基板１０上に構成するアートワーク（パターン設計）の制約と絡めて、４つの長さＬｘαを決定するようにする。
【００５８】
ただし、本実施形態では、前述のように、「配線パターン２２を流れる電流の駆動周波数ｆから決定されたコイル展開時の総延長Ｐ以内の長さで」という制約があるので、Ｌｘ２，Ｌｘ３をＬｘ１，Ｌｘ４に対して独立に変えることはできないので、その決定方法は、さらに複雑となる。たとえば、決定した総延長Ｐを一定に維持しつつ、Ｌｘ１〜Ｌｘ４で確定されるコイル形状を方形とする場合を考えると、磁界検知部として機能し得る開口部３０ａの面積Ｓが図３（Ｂ）に示すように変わる。そして、Ｌｘ２，Ｌｘ３とＬｘ１，Ｌｘ４とが等しいとき（つまり正方形であるとき）に面積Ｓは最大となる。配線パターン２２からの距離に拘わらず磁束密度が一定であれば、面積Ｓが最大となるところが最大感度の得られる最適解であるけれども、前述のように、配線パターン２２からの距離に応じて磁束密度が変わる（たとえば図３（Ｃ）参照）。
【００５９】
さらに、巻きの回数を増やす場合、面積を同一に維持できれば、開口部３０ａにて得られる起電力は図３（Ｄ）に示すように、巻きの回数ｎに比例する。しかしながら、決定した総延長Ｐを一定に維持しつつ、巻きの回数ｎを変える場合には、図３（Ｅ）に示すように、Ｌｘαの取り得る範囲も変わり、それに伴い形成可能な面積Ｓも変わる。
【００６０】
したがって、たとえば、図３（Ｃ）や図３（Ｅ）に示すように、Ｌｘ２とＬｘ３を短くして開口部３０ａ内を通過する磁束の量が増加するように設計しても、面積Ｓが小さくなり、トータルの磁束は必ずしも増加しない状態もある。加えて、ここでは、導出部３０ｂを割愛して説明しているが、導出部３０ｂ＝０でない場合には、その分だけ、開口部３０ａの形成に寄与し得る実質的な総延長Ｐ’が小さくなる。
【００６１】
実際にコイル３０を形成する際には、図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）に示した事項やパターン形成時の物理的制約などを総合的に考慮して、その形状を確定する必要がある。ただし、何れの場合においても、図２に基づく総延長Ｐの決定手法を利用することで、誘導起電力について、より高い感度を有し得るコイル長を特定し得る。そして、この特定したコイル長に基づき、現実に即したコイル形状や配置を決定する。最適解は、基板設計（アートワーク）とも関連するが、理論的には読取対象の極めて近傍に細長く、しかも総延長を短く作るのがベストである。よって、より高い感度を得ることの可能なコイル形状や配置を効率的に設計が可能となる。
【００６２】
以上のように、磁界センシング部を構成するコイル形状部分の長さと、コイルで観測される誘導起電力の振幅が最大値を示す周波数との関係において、コイルを形成する巻線の総延長を、コイルで観測される誘導起電力振幅の最大値を含むスペクトルの所定幅（前例では半値幅）を決定する周波数に対応する長さの範囲となるように、４つの長さＬｘαやこれで決まるコイル形状、さらには故障診断部位としての配線パターン２２との位置関係を設定し、そのようにコイルを形成すれば、上記図２および図３で示したことから、回路の駆動状態を知るための誘導起電力をより高い感度で読み取ることが可能となる。
【００６３】
＜具体例；その１＞
図４は、上記考察に基づき形成されるコイルの具体的な事例（第１例）を説明する図である。この図４に示す事例は、配線パターン２２上を流れる電流が発生する磁界を読み取るために、コイル３０を適用した配置の例を示している。配線パターン２２上で動作するロジック信号の動作周波数ｆは、たとえば４ＭＨｚであるとする。
【００６４】
図２（Ｂ）に示したグラフの関係から、最大振幅を有するコイル３０の総延長Ｐが５０ｃｍであることを読み取った場合、銅配線によりパターン形成されるコイル３０の開放端３２の端子３２ａと端子３２ｂの間の総延長Ｐが５０ｃｍ以内となるように、コイル３０の実体部分（すなわち磁界検出部としての有効となる開口部３０ａ）と導出部３０ｂの配線長や、（開口部３０ａの）コイル形状、並びに、（開口部３０ａと）配線パターン２２との位置関係を設計する。
【００６５】
図１（Ｂ）にコイルの総延長Ｐに含まれる部分の考え方（すなわち開口部３０ａだけでなく導出部３０ｂも含めて考える）を示したが、実際にコイルをプリント基板に実装して形成する場合には、バイアホールパターン３４の長さなど、回路基板１０上に形成する際に発生する独自の形状からくる長さについても、総延長Ｐの一部として考慮に入れるようにする。
【００６６】
すなわち、回路基板１０上にてコイル３０をプリントパターンにて形成する場合、１ターンコイルであれば、コイル中心部なす開口部３０ａを形成した後、導出部３０ｂを同一面上に形成し、そのまま開放端３２まで導くことで、コイル３０の全体を形成することができる。ところが、プリント配線パターン２２で複数巻きのコイルパターンを形成する場合、開放端３２を同一面上に形成するためには、少なくとも２つの層を使用しなければならい。この場合、２つの層のパターンを接続する仕組み、たとえばバイアホールパターン（スルーホールパターンともいわれる）を必要とし、その分（層間距離）が総延長Ｐに影響を及ぼすからである。
【００６７】
信号抽出部としての開放端３２の位置を決定すると、配線パターン２２の近傍にコイル３０の開口部３０ａを形成しようとすれば、開放端３２の位置と検査対象配線パターン２２の位置との関係で、開口部３０ａ用のコイル巻線（実質的な磁界検知部をなす）を形成するために使用し得る線長が決まる。
【００６８】
ここで実際には、回路基板１０上には、検査対象の配線パターン２２だけでなく、その近傍には回路部材２０や、それから導出される他の配線パターン２２ｂが多数形成されており、設計対象のコイル３０を形成し得るエリアには自由度がないのが通常であろう。このような場合、回路部材２０や他の配線パターン２２ｂが形成されている面とは別の面（レイア；層）に開口部３０ａを形成する手法を採ってもよい。また、多数巻のコイルとすることで、開口部３０ａの占有する領域を狭くしてもよい。ただし、その分だけ磁束の通過し得る開口面積Ｓが少なくなる。
【００６９】
開口面積Ｓを同一にしたまま、巻きの回数ｎを増やす場合、検出感度はその回数ｎに比例するであろう。しかしながら、巻きの回数ｎに連動して開口面積Ｓが変われば、配線パターン２２に対してより遠くの方の配線の位置も変わってくるので、前述の図３（Ｂ）〜図３（Ｅ）に示したように、磁束密度との関わりで、検出感度も変わってくる。磁束密度の変化特性が１次関数で規定される場合には、一義的に決められるであろうが、そのような関係にはないので、巻きの回数ｎと開口面積Ｓの検出感度に与える影響も加味して、全体的にバランスを取る。
【００７０】
たとえば、ここでも、４つの頂点を持ち、４つの線分で囲まれた４角形の領域にてコイル３０を形成するものとする。先ず、形成する開口部３０ａの巻き数を決定したら、次に、開口部３０ａを形成する線分Ｌｘ１１、Ｌｘ１２、Ｌｘ１３、Ｌｘ１４の長さを決定し、Ｌｘ１１に相当する部分を配線パターン２２の極めて近傍に配置するように設計する。
【００７１】
こうすることで、磁界をセンシングするためのコイル形状の磁界センシング部をなす開口部３０ａは、センシングする電流経路である配線パターン２２に並行して配置され、かつ、開口部３０ａで包囲する領域には、センシングする対象である電流経路（配線パターン２２）を含まないように配置される。つまり、開口部３０ａには、配線パターン２２から発生する磁力線については、同一方向の磁力線のみが通過するような位置に配線されることとなる。
【００７２】
このとき、検査対象の配線パターン２２に隣接する非検査対象の配線パターン２２ｂから発生する磁界が開口部３０ａ内を通過する誘導起電力による影響が大きいことが予測される場合も生じる。この場合には、配線パターン２２の長手方向に対する垂直方向であるＬｘ１２とＬｘ１３の長さを、Ｌｘ１１とＬｘ１４に対して相対的に長くとるようにする。こうすることで、配線パターン２２の極近傍に開口部３０ａを形成する場合に比べて感度が低下するものの、外乱要因である配線パターン２２ｂの影響を少なくすることができ、全体としての判定精度を高めることができる。なお、２つの配線パターン２２の駆動周波数が異なる場合には、開口部３０ａのレイアウト上の工夫に代えて、周波数解析をして２つの成分を切り分けた判定処理をすることで、外乱要因である配線パターン２２ｂの影響を少なくすることもできる。
【００７３】
＜具体例；その２＞
図５は、コイルの具体的な形成手法の事例（第２例）を説明する図である。この第２例は、特定の配線パターン２２ｃと、配線パターン２２ｃに隣接する複数の配線パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｄを流れる電流が発生する磁界を、１つのコイル３０で同時に読み取る場合の開口部３０ａの配置例を示す。ここでも、４つの頂点を持ち、４つの線分で囲まれた４角形の領域にてコイル３０を形成するものとする。コイル３０の総延長Ｐの決定までは上述の通りであり、Ｌｘ１１の長さを決定したら配線パターン２２ｃの近傍に配置するところも同じである。
【００７４】
このとき、４つの配線パターン２２ａ、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのそれぞれでコイルが分割される場合、すなわち開口部３０ａを配線パターン２２β（βはａ，ｂ，ｃ，ｄの少なくとも１つ）が横切る場合、配線パターン２２βごとに、自身によって開口部３０ａを分割して得られる各面積（Ｓβ１，Ｓβ２とする）内の磁束数が異なるようにする。磁束数が等しい場合、Ｓβ１側で誘起される起電力とＳβ２側で誘起される起電力の各大きさが等しく、互いに逆極性となり、結果としては、開放端３２にて誘起起電力を検知できなくなるので、これを避けるためである。
【００７５】
たとえば、４つの配線パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄが並行に配置され、これらに対して４角形のコイル３０の一辺を並行に配置する場合を考える。そして、図５に示すように、４つの配線パターン２２ａ、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのうちの配線パターン２２ａ，２２ｂが開口部３０ａを横切っているものとする。
【００７６】
配線パターン２２ａが開口部３０ａを横切ることで面積Ｓａ１，Ｓａ２が形成され、配線パターン２２ｂが開口部３０ａを横切ることで面積Ｓｂ１，Ｓｂ２が形成される。面積Ｓａ１，Ｓａ２において磁束数が等しくなる条件はＳａ１＝Ｓａ２であり、同様に、面積ＳＢ１，Ｓｂ２において磁束数が等しくなる条件はＳｂ１＝ＳＢ２である。よって、この事例では、Ｓａ１＝Ｓａ２、Ｓｂ１＝Ｓｂ２とならないように、Ｌｘ１１，Ｌｘ１２，Ｌｘ１３，Ｌｘ１４の長さを決定してやるようにする。
【００７７】
すなわち、コイル形状の磁界検出部で包囲する領域にセンシング対象の電流経路を含んだ構成では、コイル形状の磁界検出部のうち、電流経路に並行して構成される部分までの距離が、電流経路を挟んだ両側で異なっている状態とする。ただし、このような考え方が採れるのは、コイル３０の開口部３０ａ部分を対称形状にする場合に適用可能であって、一般論としては、距離や面積で規定することはできず、電流経路を含むことで形成される各領域内の磁束数を異なるものとする必要がある。各領域に起因して発生する、互いに異なる極性の誘導起電力を、異なる大きさとするためである。
【００７８】
なお、距離や面積が少しでも異なる、あるいは一方の方向の磁力線総数と他方の方向の磁力線総数との差が少しでも異なることで十分かといえば、そうではない。感度の観点から考えた場合、ある程度の差を持つことが望ましい。たとえば、対称な方形の開口部３０ａを条件として距離や面積を規定する場合、読取対象とする配線について非対称となるずれが最低でも１ｍｍ程度以上あることが好ましい。また、磁力線の総数で規定する場合には、一方の方向の磁力線総数と他方の方向の磁力線総数との差が数倍（たとえば２〜５倍程度）あるとよい。
【００７９】
これにより、各配線パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを流れる電流が発生する磁界は、導出部３０ｂで、それぞれの誘導起電力信号が重畳して観測される。重畳して観測される波形特性と、予め正常時に取得しておいた、重畳して観測される波形特性とを比較することで、何れかに故障状態が生じても、一括して故障を診断可能となる。なお、故障解析は、波形パターンの比較に限らず、周波数解析を行なってもよい。
【００８０】
また、配線パターン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄごとに電流が流れない場合の誘導起電力波形をも予め観測して、それぞれの磁界が発生する誘導起電力の特性を把握しておくことで、４つの何れかに故障状態が生じた際に、その原因が何れの配線パターンによるものであるのかを特定することも可能となる。
【００８１】
上記結果から、各配線に流れる電流が発生する磁界を読み取るコイルを基板上に配置する際、誘導起電力信号の感度がより高くなるように設計するための道筋が明らかとなった。このことから、総延長Ｐや導出部３０ｂの距離、あるいは開口部３０ａと非検査対象パターンとの距離など、全体のバランスを取ることで、感度の最大値を与えるコイル形状や配置を求めることも可能となると考えてよい。よって、より適正な、あるいは最適の感度を有するコイルを設計することが可能となる。
【００８２】
これをなし得たのは、「コイル形状の磁界センシング部の長さと、磁界をセンシングするためのコイル形状の磁界センシング部で観測される誘導起電力振幅が最大値を示す周波数との関係において、コイル形状の磁界センシング部を展開した場合の長さを決定する」ということを契機としたものである。決定したコイル長に基づき、適正あるいは最適な感度を有するコイルの形状や配置を特定し、その位置にコイルを形成（好ましくは基板上にパターン形成）するようにしたことで、検査の都度、試行錯誤により最適感度を与える位置をサーチする必要がなくなり、これまでと比較して、簡単な構成で、かつ、低コストで、故障を特定することが可能となる。
【００８３】
以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更または改良を加えることができ、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００８４】
また、上記の実施形態は、クレーム（請求項）にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組合せの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組合せにより種々の発明を抽出できる。実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【００８５】
たとえば、上記実施形態では、磁場をセンシングするコイルの形状を長方形を例に説明したが、コイル形状の磁界センシング部の長さと検知される誘導起電力振幅が最大値を示す周波数との関係に基づいて規定される、コイル形状の磁界センシング部を展開した場合における、感度を確実に高めることが可能な長さに基づくものである限り、コイル形状を具体的に規定するものではない。
【００８６】
また、上記実施形態では、コイル３０で検知される誘導起電力を故障診断部９０へ伝達するために導出部３０ｂを要するという点を考慮し、開口部３０ａのみでなく導出部３０ｂも含むコイルの総延長によるインピーダンスコントロールからセンシング周波数域を調整する手法を述べたが、これに限らず、コイル構成部のみ（前例では開口部３０ａの部分）の長さ調節などによる調整も可能である。
【００８７】
たとえば、図１において、開口部３０ａの線長８（ｐ２＋ｐ３）を一定に維持したまま、導出部３０ｂの線長２ｐ１だけを変化させると、コイルの総延長Ｐは変化するので、この導出部３０ｂのインピーダンスＬ，Ｃが変わりコイル３０全体のインピーダンスも変わる。コイル３０全体のインピーダンスが変わると、駆動周波数との関わりで決まるコイル総延長の決定に影響を与える。
【００８８】
しかしながら、開口部３０ａの引出し部分（導出部３０ｂとの境界）の極近傍にバッファアンプを設けることで、導出部３０ｂの影響を排除可能であり、開口部３０ａの線長のみに基づいた設計が可能となる。
【００８９】
また、導出部までの距離を要する場合には、バッファアンプを設けることなく、上記説明における感度が十分得られる範囲でコイルの巻き数を削減して、その部分を導出部にあてるなどの措置も可能であり、このように補正するなどの対処を講じることで、上述したと同様の手法を用いることができる。
【００９０】
また、上記実施形態では、コイルの総延長によるインピーダンスコントロールからセンシング周波数域を調整し、その結果に基づいて得られるコイルの総延長に従いコイルの形状や配置を特定する手法を述べたが、コイル総延長の規定の上記手法に拘わらず、任意の総延長で形成されたコイルを使って、コイル形状の磁界センシング部の一部が、センシング対象である信号配線に並行して配置するだけの構成も、従来にない新規な構成であり、また、このような配置をすることで、感度を確実に高めることが可能となるということを新規に発見したものであり、本願発明の権利範囲に含まれる。
【００９１】
また、上記実施形態では、検査対象の配線パターンが形成されている基板面と同一の層にコイルをパターン形成していたが、その場所は同一の層に限らない。なお、パターン形成によらず、たとえば、下記の条件を満たすコイル単体を、下記の条件を満たす位置に配置することを排除するものではない。
【００９２】
パターン形成する場合には、回路基板１０の部品実装面と略平行に配置される、たとえば支持基板を用意し、この支持基板が回路基板１０と略平行に配置された状態で支持基板における診断対象部位と対向する位置に設けてもよい。支持基板は、適用する回路基板１０と縦横略同サイズであり、回路基板１０と支持基板とを略平行に重ねたときに、支持基板上に形成されるコイルが、ちょうど検査対象の箇所へ、上記実施形態で示したような配置関係となり検査対象の箇所には非接触となるように宛われる位置に配置する。支持基板上にコイルをプリント形成する場合、支持基板としては、たとえば、平面状の絶縁性の板であるフレキシブル（可撓性）基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ；ＦＰＣ基板）を用いるのがよい。ある程度柔軟性があるので、電気的には非接触となりかつ近接して配置する上で都合がよいからである。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コイル形状の磁界センシング部の長さと検知される誘導起電力振幅が最大値を示す周波数との関係に基づいて、感度を確実に高めることが可能な長さであって、コイル形状の磁界センシング部を展開した場合の長さを決定する。これにより、配線を流れる駆動周波数との関係で、誘導起電力をより高い感度で読み取ることが可能となるコイル長の範囲を特定できるようになった。
【００９４】
また、特定されたコイル長を参照して、コイル形状や配置を具体的に設計すれば、誘導起電力をより高い感度で読み取ることが可能となるコイルの形状や配置を確実に特定することができるようになる。このようにして、コイル状の磁界検出部を形成すれば、検査の都度、試行錯誤により最適感度を与える位置をサーチする必要がなく、簡単な構成で、かつ、低コストで、故障を特定することが可能となる。
【００９５】
また、コイル総延長の規定の上記手法に拘わらず任意の総延長で形成されたコイルを使って、コイル形状の磁界センシング部の一部が、センシング対象である信号配線に並行して配置することで、感度を確実に高めることが可能となるということを新規に発見した。よって、このようにコイル状の磁界検出部を形成すれば、検査の都度、試行錯誤により最適感度を与える位置をサーチする必要がなく、簡単な構成で、かつ、低コストで、故障を特定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実現するための基本的な構成と考え方を説明する図である。
【図２】コイルにて検知される誘導起電力波形の様子をグラフに図示したものである。
【図３】決定された長さを参照して、実際にコイルを配置する手法の、基本的な考え方を示した図である。
【図４】コイルの具体的な形成手法の第１例を説明する図である。
【図５】コイルの具体的な形成手法の第２例を説明する図である。
【図６】非特許文献１に記載の故障診断の仕組みを説明する図である。
【図７】特許文献１に記載の故障診断の仕組みに使用されるプローブの一例を示す図である。
【符号の説明】
１…故障診断システム、２…基板設計装置、１０…回路基板、２０…回路部材、２２…配線パターン、３０…コイル、３０ｂ…導出部、３０ａ…開口部、３２…開放端、３４…バイアホールパターン、９０…故障診断部

Claims (13)

1. 回路基板上の搭載部品による駆動電流に基づき発生する磁束を磁界センシング部としての機能をなすコイルの開口部に通過させることで前記磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、前記回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断方法に使用される前記コイルの設計方法であって、
   前記駆動電流の周波数と前記コイルにより観測される前記誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性に基づいて、前記コイルで観測される誘導起電力に対する検出感度が所定レベル以上である周波数範囲を特定し、
   前記駆動電流の周波数と前記コイルをなす電線の長さとの関係を示すコイル長周波数特性に基づいて、前記特定した周波数範囲に対応する配線の長さの範囲に、前記磁界センシング部としての機能をなすコイルを形成するための配線の長さを設定する
   ことを特徴とする故障診断用コイルの設計方法。
2. 前記検出感度が所定レベル以上である周波数範囲は、誘導起電力振幅の最大値を含むピーク周波数の半値幅で規定される
   ことを特徴とする請求項１に記載の故障診断用コイルの設計方法。
3. 前記コイルは、前記開口部と、前記誘導起電力を抽出するための開放端まで前記開口部から配線を導くための導出部とからなり、
   前記コイルを形成する配線の長さを、前記導出部とをなす配線の長さと、前記コイルの開口部を担当する部分の長さとを合計した総延長とする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の故障診断用コイルの設計方法。
4. 前記コイルは、前記開口部と、前記誘導起電力を抽出するための開放端まで前記開口部から配線を導くための導出部とからなり、
   前記コイルを形成する配線の長さを、前記導出部をなす配線の長さに拘わらず、前記コイルの開口部を担当する部分の長さとする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の故障診断用コイルの設計方法。
5. 前記設定された配線の長さの範囲で、前記駆動電流が流れる信号配線に対しての前記コイルの配置位置と当該コイルの形状とを、当該コイルで観測される誘導起電力に対する検出感度がより高くなるように設定する
   ことを特徴とする請求項１から４のうちの何れか１項に記載の故障診断用コイルの設計方法。
6. 回路基板上の搭載部品による駆動電流に基づき発生する磁束を磁界センシング部としての機能をなすコイルの開口部に通過させることで前記磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、前記回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断方法に使用される前記コイルがパターン形成されてなるプリント基板であって、
   前記駆動電流の周波数と前記コイルにより観測される前記誘導起電力との関係を示す誘導起電力周波数特性、並びに前記駆動電流の周波数と前記コイルをなす電線の長さとの関係を示すコイル長周波数特性との関わりにおいて、前記コイルで観測される誘導起電力振幅の最大値を含むピーク周波数の半値幅を決定する周波数、に対応する配線の長さの範囲に、前記磁界センシング部としての機能をなすコイルを形成する配線の長さが設定されている
   ことを特徴とするプリント基板。
7. 前記コイルを形成する配線の一部は、前記駆動電流が流れる信号配線に対して並行となるように配置されている
   ことを特徴とする請求項６に記載のプリント基板。
8. 回路基板上の搭載部品による駆動電流に基づき発生する磁束を磁界センシング部としての機能をなすコイルの開口部に通過させることで前記磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、前記回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断方法に使用される前記コイルが配されてなる回路基板であって、
   前記コイルを形成する配線の一部は、前記駆動電流が流れる信号配線に対して並行となるように配置されている
   ことを特徴とするプリント基板。
9. 前記コイルの開口部には、故障診断対象部位から発生する磁力線については、同一方向の磁力線が通過するような位置に、前記コイルを形成する配線が設けられている
   ことを特徴とする請求項６から８のうちの何れか１項に記載のプリント基板。
10. 前記コイルの開口部には、故障診断対象部位から発生する磁力線については、相互に逆方向の磁力線が通過するような位置であって、一方の方向の磁力線の総数と他方の方向の磁力線の総数との差が所定比率以上となるような位置に、前記コイルを形成する配線が設けられている
    ことを特徴とする請求項６から８のうちの何れか１項に記載のプリント基板。
11. 前記コイルの開口部には、複数の前記故障診断対象部位から発生する磁力線が通過するような位置であって、それぞれの前記故障診断対象部位について、前記差が所定比率以上となるような位置に、前記コイルを形成する配線が設けられている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のプリント基板。
12. 前記コイルの開口部には、前記故障診断対象部位とは異なる部位である非対象部位から発生する磁力線が通過する位置であって、前記故障診断対象部位から発生する磁力線の総数と、前記非対象部位から発生する磁力線の総数との差が所定比率以上となるような位置に、前記コイルを形成する配線が設けられている
    ことを特徴とする請求項６から１１のうち何れか１項に記載のプリント基板。
13. 回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断システムであって、
    請求項６から１２のうちの何れか１項に記載のプリント基板と、
    前記回路基板上の搭載部品による駆動電流に基づき発生する磁束が前記磁界センシング部としての機能をなす前記コイルの開口部を通過することで前記磁界センシング部に発生する誘導起電力を読み取り、この読み取った誘導起電力と予め測定しておいた正常状態の誘導起電力とを比較することにより、前記回路基板の配線や搭載部品の故障の有無を診断する故障診断部と
    を備えたことを特徴とする故障診断システム。

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