JP2005274194A

JP2005274194A - Ｘ線透過動画像による電子部品の内部挙動観察装置

Info

Publication number: JP2005274194A
Application number: JP2004084361A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Kondo; 克啓近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-23
Filing date: 2004-03-23
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】Ｘ線を用いて、不可視な電子部品の熱的内部挙動が観察できる装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】Ｘ線発生部とＸ線透過画像センシング部分および、熱源を有し、かつ、Ｘ線発生部とＸ線透過画像センシング部分とが熱源の影響を受けない断熱手段を備え、被観察電子部品１に全体のベースとなる温度プロファイル９を与える第１の熱源２、および、被観察電子部品１に熱ピークを与える温度プロファイルカーブ１０を重畳させることが可能な別の指向性のある第２の熱源３を持つことを特徴とする構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線を用いて表面上からでは不可視な電子部品の内部挙動または内部構造を観察するＸ線撮像装置などのＸ線透過動画像による電子部品の内部挙動観察装置に関するものである。

物体の内部構造の変化を捉えるものにＸ線撮像装置があるが、主として室温状態の物体の内部挙動や室温の電子部品内部構造や室温状態に置かれた電子回路上の電子部品の内部挙動を観察する撮像装置であり、Ｘ線撮像装置の内部に加温装置、それも、複雑な温度プロファイルを組み入れることは構造上大掛かりな熱炉を内部に構成せねばならず実現しにくい、または、実現しても高価な装置になる。

尚、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２０００−２６６６９８号公報

従来のＸ線撮像装置では、高温の環境時の物体内部の挙動を詳しく観察するのには、適していなく、半田リフロー炉のように動的な熱負荷が加わった時に電気回路や電子部品に与える影響での内部挙動の変化を捉えるには、その熱負荷がＸ線撮像装置のＸ線発生部とＸ線センシング部分に影響を与えてしまい、安定的に信頼性よく内部挙動の変化を捉えることができなかった。このことは、電子部品が、いろいろな環境で使用された時、または、放置された時にどのような特性を示すか、または特性を示す要因は何か、などを解析するのを困難なものとしていた。また、電子回路基板実装後の半田リフロー時の電子部品の熱の影響を評価するのを困難としていたなどの課題を有していた。

断熱材にテフロン（登録商標）など、高温に耐えかつ、Ｘ線を透過しやすい樹脂を選択し、Ｘ線発生部とＸ線センシング部分を熱源からの熱から保護し、電子部品の表面に対し、熱電対やサーモビューアなどの温度センサーを配置して、コントロールしたい温度プロファイルに制御できているかを監視かつフィードバックし、複数の熱源、たとえば、熱風装置を複数配置し、Ｘ線発生部とＸ線センシング部分および被観察電子部品を一直線上に配置し、その軸上には、温度センサーおよび熱源の金属材などを配置しないようにしてＸ線画像に、電子部品のＸ線透過画像以外の映像が出力されないように構成したものである。

本発明のＸ線撮像装置となる内部挙動観察装置は、常温の物体内部や電子部品の内部挙動だけでなく、Ｘ線撮像装置の性能や信頼性・機能を損なうことなく、複雑な温度プロファイルを負荷として与えることが可能であるので、高温環境や極寒環境など常温とは異なる環境時の物体内部の挙動や電子部品の内部挙動を観察することができる。

次に図１から図６までの添付図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
図１は、請求項１の実施の形態を示したもので、Ｘ線発生部５とＸ線透過画像センシング部６との間の軸上に被観察電子部品１が置かれており、その被観察電子部品１を囲むように第１の熱源２、およびその被観察電子部品１に指向して置かれた指向性のあるスポット熱源としての第２の熱源３が設置されている。また、Ｘ線発生部５と被観察電子部品１との間には断熱手段４が、Ｘ線透過画像センシング部６と被観察電子部品１との間にも断熱手段４がそれぞれ設けてある。そのそれぞれの断熱手段４が、テフロン（登録商標）のように熱に強く比較的Ｘ線を通しやすい樹脂でできており、被観察電子部品１のＸ線透過画像を観察するのに断熱手段４の影響が少ないという作用を有し、かつ、Ｘ線発生部５、および、Ｘ線透過画像センシング部６を熱源から断熱し、信頼性よく、観察できるという作用も有する。図２は、図１のＸ線発生部５とＸ線透過画像センシング部６との間の軸Ａ−Ａ’矢視図であり、Ｘ線の投射方向に垂直な面に被観察電子部品１を囲むように置かれた、第１の熱源２と、その熱風照射方向が被観察電子部品１に指向した第２の熱源３が置かれている。また、温度センサー７もＸ線の投射方向に垂直な面に置くようにする。これらの配置関係により、Ｘ線発生部５と被観察電子部品１との間、および、Ｘ線透過画像センシング部６と被観察電子部品１との間にそれぞれ、遮る物が断熱手段４以外になく、被観察電子部品１の内部挙動画像を断熱手段４以外の影の画像がなく、すみずみまで観察可能であるという作用を有する。また、温度センサー７で検出した被観察電子部品１の表面温度を熱源制御部８へ伝えることにより、図３に示すような複雑なプロファイルを、余熱と呼ばれるようなベース部分の温度プロファイル９を第１の熱源２で制御し、熱ピークと呼ばれるようなピーク部分の温度プロファイル１０を第２の熱源３で制御することにより、いろいろな複雑な温度プロファイルを複数の熱源で構成可能とする効果を有する。

（実施の形態２）
図４は、請求項２の実施の形態を示したもので、Ｘ線発生部５とＸ線透過画像センシング部６との間の軸上に被観察電子部品１が置かれており、その被観察電子部品１を囲むように第１の冷却源１２、およびその被観察電子部品１に指向して置かれた第２の冷却源１３が設置されており、また、Ｘ線発生部５と被観察電子部品１との間には断熱手段４が、Ｘ線透過画像センシング部６と被観察電子部品１との間にも断熱手段４がそれぞれ設けてある。そのそれぞれの断熱手段４が、テフロン（登録商標）や発泡スチロールのように冷却に強く比較的Ｘ線を通しやすい樹脂でできており、被観察電子部品１のＸ線透過画像を観察するのに断熱手段４の影響が少ないという作用を有し、かつ、Ｘ線発生部５、および、Ｘ線透過画像センシング部６を冷却源から断熱し、信頼性よく、観察できるという作用も有する。図５は、図４のＸ線発生部５とＸ線透過画像センシング部６との間の軸、Ａ−Ａ’矢視図であり、Ｘ線の投射方向に垂直な面に被観察電子部品１を囲むように置かれた、第１の冷却源１２と、その冷却風照射方向が被観察電子部品１に指向した第２の冷却源１３が置かれている。また、温度センサー７もＸ線の投射方向に垂直な面に置くようにする。これらの配置関係により、Ｘ線発生部５と被観察電子部品１との間、および、Ｘ線透過画像センシング部６と被観察電子部品１との間にそれぞれ、遮る物が断熱手段４以外になく、被観察電子部品１の内部挙動画像を断熱手段４以外の影の画像がなく、すみずみまで観察可能であるという作用を有する。また、温度センサー７で検出した被観察電子部品１の表面温度を冷却源制御部１８へ伝えることにより、図６に示すような複雑なプロファイルを、余冷却と呼ばれるようなベース部分の温度プロファイル９を第１の冷却源１２で制御し、冷却ピークと呼ばれるようなピーク部分の温度プロファイル１０を第２の冷却源１３で制御することにより、いろいろな複雑な温度プロファイルを複数の冷却源で構成可能とする効果を有する。

尚、本実施の形態１は、図１、図２、図３において図３の温度プロファイルが図６のように半田リフロー炉の温度プロファイル１１にしたもので、こうすることで、被観察電子部品１が基板実装後、半田リフロー炉から受けた加熱負荷時の内部挙動を観察することができるという作用効果を有する。

また、被観察電子部品１をアルミ電解コンデンサとして、基板実装後、半田リフロー炉から受けた加熱負荷時のアルミ電解コンデンサ特有の熱による内部圧力上昇によるアルミ電解コンデンサの封口ゴムの変形などの内部挙動を観察することができるという作用効果を有する。

本発明のＸ線撮像装置となる電子部品の内部挙動観察装置は、常温の物体内部や電子部品の内部挙動だけでなく、Ｘ線撮像装置の性能や信頼性・機能を損なうことなく、複雑な温度プロファイルを負荷として与えることが可能であるので、高温環境や極寒環境など常温とは異なる環境時の物体内部の挙動や電子部品の内部挙動を観察することができ、アルミ電解コンデンサの内部圧力上昇による封口ゴムの変形の観察などに有用である。

本発明の第１の実施の形態を示す全体構成図本発明の第１の実施の形態における詳細配置を示す平面配置図本発明の温度プロファイル特性図本発明の第２の実施の形態を示す全体構成図本発明の第２の実施の形態における詳細配置を示す平面配置図本発明の温度プロファイル特性図

符号の説明

１被観察電子部品
２第１の熱源
３第２の熱源
４断熱手段
５Ｘ線発生部
６Ｘ線透過画像センシング部
７温度センサー
８熱源制御部
９第１の熱源による加熱プロファイル
１０第２の熱源による加熱プロファイル
１１両熱源により実現された、半田リフロー炉の温度プロファイル
１２第１の冷却源
１３第２の冷却源
１８冷却源制御部

Claims

Ｘ線発生部とＸ線透過画像センシング部分および、熱源を有し、かつ、Ｘ線発生部とＸ線透過画像センシング部分とが熱源の影響を受けない断熱手段を備え、被観察電子部品に全体のベースとなる温度プロファイルを与える第１の熱源、および、被観察電子部品に熱ピークを与える温度プロファイルカーブを重畳させることが可能な別の指向性のある第２の熱源を設けたことを特徴とするＸ線透過動画像による電子部品の内部挙動観察装置。
第１の熱源と第２の熱源は冷却源であり、上記第２の熱源により冷却ピークを与えて温度プロファイルカーブを形成する請求項１記載のＸ線透過動画像による電子部品の内部挙動観察装置。
第１と第２の熱源は、半田リフロー炉が実装基板上の電子部品に与える温度プロファイルカーブを形成することを特徴とした請求項１記載のＸ線透過動画像による電子部品の内部挙動観察装置。
被観察電子部品はアルミ電解コンデンサであり、上記アルミ電解コンデンサの封口ゴムの変形を観察することを特徴とする請求項１記載のＸ線透過動画像による電子部品の内部挙動観察装置。