JP2005156212A - 回路基板検査装置 - Google Patents
回路基板検査装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005156212A JP2005156212A JP2003391725A JP2003391725A JP2005156212A JP 2005156212 A JP2005156212 A JP 2005156212A JP 2003391725 A JP2003391725 A JP 2003391725A JP 2003391725 A JP2003391725 A JP 2003391725A JP 2005156212 A JP2005156212 A JP 2005156212A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coil
- circuit board
- signal
- wiring
- electromotive force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
【課題】異なる周波数の信号が流れる回路に対して精度良く一度に検査を行うこと。
【解決手段】本発明は、所定の部品11や配線12が形成されてなる回路基板1の検査を行う回路基板検査装置において、回路基板1と略平行に配置される支持基板4と、支持基板4が回路基板1と略平行に配置された状態で支持基板4上に配置され、信号変化を検出して誘導起電力を発生するコイル2と、コイル2における巻線の各々異なる位置に接続される複数の取り出し配線21a、21bとを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】本発明は、所定の部品11や配線12が形成されてなる回路基板1の検査を行う回路基板検査装置において、回路基板1と略平行に配置される支持基板4と、支持基板4が回路基板1と略平行に配置された状態で支持基板4上に配置され、信号変化を検出して誘導起電力を発生するコイル2と、コイル2における巻線の各々異なる位置に接続される複数の取り出し配線21a、21bとを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子回路の異常、故障状態の検出、診断に関し、特にPWBAと称する回路基板で実現されている電子回路において、その回路の動作、性能の異常、故障を予測、検出しあるいは予防するために用いる回路基板検査装置に関する。
パーソナルコンピュータ、複写機等の電子機器には、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。
また、自動車や航空、ロボットや半導体設計装置等、他の産業機器においても動作制御等の手段として、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。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。したがって、検出することが困難な様々な状態の異常、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。
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、故障は発生し、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る。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求められる。また、これらの異常、故障に関する対応は、製品出荷時や、トラブル発生によって市場で回収されたPWBAの故障検査においても必要であり、いくつかの対応がなされている。
上述した対応の一例として、例えば、図9に示すような非特許文献1に開示される「渦電流探傷技術によるプリント配線の欠陥検出」では、ターゲットとする配線112を流れる電流から発生する磁場を検出する超小型でかつ独自の形状を有する磁界検出プローブ113を用いた非接触方法により、基板1の配線112を非接触スキャンする方式によって、現状の高密度配線プリント基板における配線の断線、線幅異常を主に、ICの故障等も含めた基板1で発生する異常を検出する手法を、高速かつ機械的なストレスのない状態で実現しようとしている。
また、特許文献1では、複数の配線の中から特定の配線の磁界を検出してその配線のオープン/ショートの状態を知ろうとする場合に、隣接配線の磁界の影響を極力低減し、高分解能で測定することが可能となっている(図10参照)。
これらの技術において、電気回路から発生する磁界は別途作製されたコイルを近傍に近づけるようにして読み取られ、磁界が通過することによりコイル両端に発生する誘導起電力として抽出される。そして抽出された電圧を解析することによりセンシング対象の状態を知ろうとするものである。
藤城 久、他2名、"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、金沢大学工学部、[平成15年9月24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>
特開平11−38111号公報
しかしながら、このような従来の技術においては次のような問題がある。すなわち、従来例に示したような構成を含む回路基板検出装置は、複雑多岐にわたる様々な種類の回路基板の異常、故障を検査するため、安価にして小型かつ汎用的なものとなっており、混在する複数のセンシング信号周波数のそれぞれに対して、最大のS/Nを有する構成がなされておらず、特に磁界の強度が小さい場合などには信号がノイズに埋もれるなどして読み出すことができないという問題が生じている。
本発明はこのような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、所定の部品や配線が形成されてなる回路基板の検査を行う回路基板検査装置において、回路基板と略平行に配置される支持基板と、支持基板が回路基板と略平行に配置された状態で支持基板上に配置され、信号変化を検出して誘導起電力を発生するコイルと、コイルにおける巻線の各々異なる位置に接続される複数の取り出し配線とを備えている。
このような本発明では、支持基板における、回路基板の部品もしくは配線と対応する位置にコイルが配置されていることから、このコイルによって回路基板の駆動時の信号変化を誘導起電力として捉えることができる。また、コイルにおける巻線の各々異なる位置に複数の取り出し配線が接続されているため、各取り出し配線の接続位置に応じた巻線数によって特定周波数の信号を効率良く検出できるようになる。
したがって、本発明によれば、回路基板における異常、故障の有無、そして、故障箇所について、簡単かつ容易に、しかも確実に検出することが可能となり、また、1つのコイルによって複数の信号周波数を精度よく観測することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。図1は、本実施形態に係る回路基板検査装置を説明する模式図で、(a)は第1の形態、(b)は第2の形態、(c)はコイルの構成を示す図である。
すなわち、図1(a)に示す第1の形態に係る回路基板検査装置は、所定の部品11や配線12が形成されてなる回路基板1の検査を行うために用いるものであり、回路基板1と略平行に配置される支持基板4と、支持基板4が回路基板1と略平行に配置された状態で支持基板4上に配置されるコイル2と、コイル2における巻線の各々異なる位置に接続される複数の取り出し配線21とを備えている。
また、図1(b)に示す第2の形態に係る回路基板検査装置は、上記第1の形態における支持基板4が回路基板1と一体的に形成されたもので、この回路基板1(支持基板4)にコイル2が形成されている。
各形態において、コイル2は検査対象となる部品11や配線12に対応した位置に配置され、これらの検査対象から発生される信号の変化を検出して誘導起電力を発生することになる。
支持基板1(もしくは回路基板1)に形成されるコイル2は、図1(c)に示すように複数回の巻線によって構成され、その一端20が端子Aに接続されている。また、コイル2の巻線における他端と途中とから各々取り出し配線21a、21bが接続され、切り換え部3によって端子Bへの接続切り換えが行えるようになっている。
つまり、切り換え部3によって取り出し配線21aを選択すると、端子A、B間はコイル2の全ての巻線を用いた構成となる。また、切り換え部3によって取り出し配線21bを選択すると、端子A、B間はコイル2の約半分の巻線を用いた構成となる。
図2(a)は、回路基板上の配線12を流れる電流とその電流から発生する磁界をコイル2によってセンシングする状況を説明する模式図で、上が断面図、下が平面図である。紙面下方より上方に向けて流れる電流Iより発生する磁界Hが、近傍に設置されたコイル2の内部を通過することによりコイル2の両端A、A’間に誘導起電力が発生する。
ここで、電流Iが図2(b)に示すように変化し、電流Iより発生する磁界Hが図2(c)に示すように変化した場合、コイル2の両端A、A’間に発生する誘導起電力は図2(d)に示すように、電流量の変動にあわせて変化する磁界の変動にあわせて発生する。
図3は、図2(d)に示した誘導起電力のピーク値VCAとコイル2でセンシングする信号の周波数fとの関係を示す図である。一般的にセンシングする信号の周波数が増加することにより、誘導で起電力VCAの値を決定する単位時間あたりの電流変動量dI/dtも増加する。
従ってVCAもまた、周波数の増加に伴い、ある周波数(カットオフ周波数fc、以降はfcと記載)までは増加傾向を示す。そして、コイルを構成する伝送路が有するインピーダンスの影響により、fc以降は逆に周波数の増加に伴い減少する傾向を示す。
ここで、信号をセンシングするコイルについて、インダクタンスLが増大するような構成(同一面積で巻き数の増加など)と、インダクタンスLが減少するような構成とを考える。この場合、図3の点線で示すように、誘導起電力VCAのピークを有する周波数特性を示す波形はその形状に多少の変動があるにしても、インダクタンスLが増大するような構成ではインダクタンスLの増加に伴い低周波側に、インダクタンスLが減少するような構成ではインダクタンスLの減少に伴い高周波側へシフトする。
次に、図4に示すような2本の並行する配線51、52に異なる周波数で同じ種類の信号(例えばLVTTL、ECLなど)が流れていて、それを一つのコイル2でセンシングする場合を考える。2本の配線51、52に流れる2種類の信号を、図5(a)、(b)に示す。配線51には周期2T0、配線52には周期2T1(T1<<T0)のロジック信号が流れているものとする。
このときこの2本の配線51、52の信号から発生する磁界をセンシングするために適用するコイル2を図1(c)に示すような構成、すなわち誘導起電力を取り出すコイル2両端の片側をA、もう片側を21aおよび21bの2箇所設ける構成にする。
図1(c)に示すコイル2では6巻きの構成に対して、21bは片方の端子Aから3巻きのところに接続した取り出し配線であり、21aは6巻きのところに接続した取り出し配線である。2つの取り出し配線21a、21bを切り換え部3によって切り換えるか、あるいは双方から個別に信号を取り出すなどして、異なったコイル2のインダクタンスL(ここでは巻き数)で信号をセンシングすることが可能な構成とする。このような構成のコイル2で、配線51、52に流れる信号を読み取った結果得られた誘導起電力波形を図6に示している。
図6(a)はコイル2の3巻き分、すなわちコイル2のA−21b間に生じる誘導起電力波形を示している。配線51を流れる駆動周期T0の信号と、配線52を流れる駆動周期T1の信号と同一周期でそれぞれに起因する誘導起電力波形が発生している。
一方、図6(b)はコイル2の取り出し口を変えて、6巻き分、すなわちA−21a間に生じる誘導起電力波形を示している。配線51を流れる駆動周期T0の信号に起因する誘導起電力が生じている。配線51の信号周期T0よりはるかに駆動周波数が大きい信号周期T1で配線52を流れる信号が発生する磁界に起因する誘導起電力波形は、コイル2を伝送路と考えた場合における波形のなまりによって観測することはできないものの、T0の周期で観測できる信号の出力VLH2は、A−21b間に生じる誘導起電力の配線51に起因する出力VLH1の約2倍程度である。
このように周波数の異なる複数の信号を1箇所に設置したコイル2で観測する場合に、コイル2のインダクタンスLを可変にして、各周波数に適したインピーダンスを有するコイル2の構成でセンシングすることにより、多巻き数コイルでの高周波磁界のセンシング時に発生する誘導起電力波形の出力低下(波形のなまり)と、少巻き数コイルでの低周波磁界のセンシング時に発生する誘導起電力の出力不足というトレードオフを解決する構成を提供することが可能となる。
コイル2で得られる誘導起電力を用いて異常の検出を行うには、予め正常時の誘導起電力信号を得ておき、検査を行った際の誘導起電力信号が予め得てある正常時の誘導起電力信号と異なっているか否かによって判定を行う。この判定は波形をモニタに出力してオペレータが目視で行っても、また両波形を比較器によって比較して判定を行ってもよい。
本実施形態では、切り換え部3によってコイル2の巻線を変えられるため、目的となる信号の周波数に適したインピーダンスを有するコイル構成でセンシングできることから、対象外の回路から発生する信号をセンシングすることなく、高精度で正常/異常の比較判定を行うことが可能となる。
図7は、本発明の他の実施形態を説明する模式図で、(a)はコイルの構成図、(b)は平面図、(c)は断面図である。この実施形態に係る回路基板検査装置は、支持基板4に設けられるコイル2の巻線から3箇所以上の取り出し配線(この例では212〜214の3箇所)が接続されているとともに、各配線の切り換えを行う切り換え手段であるマルチプレクサ31が設けられている。
コイル2は支持基板4の信号層42に所定回数巻線されており、この巻線のうち端部に1つの取り出し配線211、途中の3箇所に3つの取り出し配線212〜214が接続され、マルチプレクサ31へ引き回されている。接続された取り出し配線211〜214は、支持基板4の信号層42から絶縁層41を介して反対側の信号層42’へスルーホール等によって接続され、コイル2の巻線部分と干渉しないよう引き回され、再び信号層42へ導かれている。
信号層42側にはマルチプレクサ31が配置されており、コイル2の信号抽出箇所から引き回された各引き出し配線211〜214が接続されている。マルチプレクサ31には制御信号入力部からの配線S1、S2が接続されており、この配線S1、S2からマルチプレクサ31へ与えられる制御信号によってコイル2のどの信号抽出箇所の取り出し配線211〜214が信号取り出し部の端子Bへ接続されるかの切り換えを行うことができる。
コイル2の他方端は出力線となって直接端子Aに接続され、マルチプレクサ31からの出力線が端子Bに接続されている。これによってマルチプレクサ31で選択された所望の信号抽出箇所からの信号を信号取り出し部の端子A−B間で得ることが可能となる。つまり、コイル2で検出した信号のうち所定の周波数に対応した信号を得るための切り換えをマルチプレクサ31で行うことができ、1つの回路基板検査装置であっても複数の周波数の信号を効率よく検知できるようになる。
なお、本実施形態では、コイル2のインダクタンスを可変として誘導起電力を取り出す構成をコイル2の巻き数をスイッチで切り換えるようにしたが、これは1箇所に構成するコイルのインピーダンスを固有の周波数特性に対して変化させるような手段、例えばコイル配線の太さや面積を変化させるような構成であってもよい。
図8は、コイルの面積を変化させる形態を説明する模式図で、(a)は配線とコイルとの配置関係を示す平面図、(b)はコイルの構成図、(c)は平面図、(d)は断面図である。この例では、2種類の面積の3巻きコイル2、2’を作成して、配線51、52を異なった周波数の信号が流れている場合に対応させたものである。
すなわち、コイル2、2’の両端における片側が共通の端子Aと導通し、コイル2は大きな外周に沿って巻線され、コイル2’はコイル2の途中から分岐して小さな外周に沿って巻線されている。そして、大きなコイル2の端部は端子Ls1と導通し、小さなコイル2’の端部は端子Ls2と導通するようになっている。各端子Ls1、Ls2は信号選択部で切り換えられ、一方が端子Bと接続される。この信号選択部としてはマルチプレクサ31が用いられる。
図8(c)、(d)に示すように、コイル2、2’は支持基板4の信号層42に各々所定回数巻線されており、この巻線のうち途中から分岐してコイル2’の巻線が行われる。コイル2およびコイル2’の端部は支持基板4の信号層42から絶縁層41を介して反対側の信号層42’へスルーホール等によって接続され、コイル2、2’の巻線部分と干渉しないよう引き回され、再び信号層42へ導かれている。
信号層42側にはマルチプレクサ31が配置されており、コイル2、2’の端部が各々入力されている。マルチプレクサ31には制御信号入力部からの配線S1、S2が接続されており、この配線S1、S2からマルチプレクサ31へ与えられる制御信号によってどのコイル2、2’の端部が端子Bへ接続されるかの切り換えを行うことができる。
ここで、マルチプレクサ31により小さな面積から成るコイル2’の端部を端子Bに接続するよう選択すると、配線51、52のうち高周波信号が流れる方のセンシングを効率よく行うことができる。一方、マルチプレクサ31により大きな面積から成るコイル2の端部を端子Bに接続するよう選択すると、配線51、52のうち低周波信号が流れる方のセンシングを効率よく行うことができる。
なお、図8に示す例では大小2つのコイル2、2’を切り換える構成を示したが、3つ以上の大きさから成るコイルの切り換えを行う場合であっても同様である。
1…回路基板、2…コイル、3…切り換え部、4…支持基板、31…マルチプレクサ
Claims (3)
- 所定の部品や配線が形成されてなる回路基板の検査を行う回路基板検査装置において、
前記回路基板と略平行に配置される支持基板と、
前記支持基板が前記回路基板と略平行に配置された状態で前記支持基板上に配置され、信号変化を検出して誘導起電力を発生するコイルと、
前記コイルにおける巻線の各々異なる位置に接続される複数の取り出し配線と
を備えることを特徴とする回路基板検査装置。 - 前記複数の取り出し配線のうちいずれかとの接続を切り換える切り換え手段を備えている
ことを特徴とする請求項1記載の回路基板検査装置。 - 前記支持基板は前記回路基板と一体的に形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の回路基板検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003391725A JP2005156212A (ja) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | 回路基板検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003391725A JP2005156212A (ja) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | 回路基板検査装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005156212A true JP2005156212A (ja) | 2005-06-16 |
Family
ID=34718658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003391725A Pending JP2005156212A (ja) | 2003-11-21 | 2003-11-21 | 回路基板検査装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005156212A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009146828A1 (de) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Sartorius Ag | Elektronisches gerät und verfahren zum untersuchen einer leiterplatte |
JP2016114479A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 日置電機株式会社 | データ生成装置およびデータ生成方法 |
WO2016170588A1 (ja) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 株式会社日立製作所 | 磁界測定システムおよびこれを用いた故障診断システム |
-
2003
- 2003-11-21 JP JP2003391725A patent/JP2005156212A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009146828A1 (de) * | 2008-06-02 | 2009-12-10 | Sartorius Ag | Elektronisches gerät und verfahren zum untersuchen einer leiterplatte |
US8395407B2 (en) | 2008-06-02 | 2013-03-12 | Sartorius Weighing Technology Gmbh | Electronic device and method for testing a circuit board |
US8508235B2 (en) | 2008-06-02 | 2013-08-13 | Sartorius Weighing Technology Gmbh | Electronic device and method for testing a circuit board |
US8508236B2 (en) | 2008-06-02 | 2013-08-13 | Sartorius Weighing Technology Gmbh | Electronic device and method for testing a circuit board |
JP2016114479A (ja) * | 2014-12-16 | 2016-06-23 | 日置電機株式会社 | データ生成装置およびデータ生成方法 |
WO2016170588A1 (ja) * | 2015-04-21 | 2016-10-27 | 株式会社日立製作所 | 磁界測定システムおよびこれを用いた故障診断システム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6563282B2 (ja) | 測定装置および検査装置 | |
JP2004245709A (ja) | 故障診断方法、故障診断システム、故障診断装置 | |
US20050017743A1 (en) | Circuit board inspection device | |
JP4929797B2 (ja) | 半導体評価装置 | |
CN110701986B (zh) | 电磁感应式位置传感器的传感器基板及其制造方法 | |
JP2005156212A (ja) | 回路基板検査装置 | |
JP5231295B2 (ja) | 検査装置およびその検査方法 | |
JP2007165435A (ja) | プローブの接触状態チェック方法、および同装置 | |
JP5991034B2 (ja) | 電気特性検出方法及び検出装置 | |
JP2010014603A (ja) | 測定装置および測定方法 | |
JP6618826B2 (ja) | 回路基板検査装置 | |
JP2013257170A (ja) | 電気特性検出装置 | |
US20150145552A1 (en) | Printed circuit arrangement | |
JP6143617B2 (ja) | 回路基板検査装置 | |
JP4466182B2 (ja) | 故障診断方法、故障診断システム、故障診断装置、およびプログラム | |
JP2004245816A (ja) | 回路基板検査装置 | |
JP5370250B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2011022104A (ja) | 集積回路における外部端子の開放/短絡検査方法及び集積回路における外部端子の開放/短絡検査装置 | |
JP5433202B2 (ja) | ノイズ評価装置 | |
JP2004221574A (ja) | バイパスコンデンサの実装・非実装検査方法および多層基板のスルーホール断線検出方法 | |
JP2012195494A (ja) | 導通検出機能付き基板、及び導通検出方法 | |
JP2005134286A (ja) | 回路基板検査装置 | |
JP4055526B2 (ja) | 故障診断システム | |
CN106471382A (zh) | 控制自动测试设备中的信号路径电感 | |
JP4333291B2 (ja) | 故障診断システム |