一般に、回路基板上に構成部品を実装し、電気機器を製造する際には、回路基板と実装した構成部品との間の接続部分を半田付けし、回路基板と実装した構成部品とを固定するようにしている。この場合、回路基板と実装した構成部品とが正規の状態で半田付けされていればよいが、半田付け部分が回路的に断線状態になっていたり、半田付け部分が半田により他の部分と短絡していることがあったりするため、回路基板に構成部品を実装した際には、それらの半田付け部分を検査する必要がある。
ところで、このような半田付け部分の検査は、半田付け部分が少なければ、経験を積んだ熟練者が目視等によって検査することが可能であるが、近年のように、回路基板上に多くの構成部品が実装されたり、半導体チップのように多数の端子が導出されている構成部品を回路基板上に実装したりする場合には、導出されている端子間隔が狭く、隣接する半田付け部分の間隔も極めて狭くなっているため、目視等による検査を行うことができず、そのため、半田付け部分に電気信号を供給し、供給した電気信号の状態を検出することにより半田付け部分の良否を判定するようにした非接触式検査装置が採用されるようになってきている。
この場合の非接触式検査装置としては、特開平09−264919号公報に開示されているように、回路配線の一端に検査用ピンを接触させるとともに、回路配線の他端側にその回路配線に非接触の状態でセンサ導体及びそれに接続したA/D変換器を配置し、検査用ピンを通して回路配線にテスト電圧を供給したとき、A/D変換器でそのテスト電圧変化をパターンの形で見ることにより、当該回路配線の正常接続状態を非接触で検査することができるものである。
また、他の非接触式検査装置としては、特開2003−255008号公報に開示されているように、複数の検査対象回路配線に異なるタイミングでパルス状検査信号を供給し、検査信号を供給した検査対象回路配線の電位変化を検出し、検出した電位変化から検査対象回路配線の形状を表す画像データを生成し、生成した画像データから検査対象回路配線の良否を判定するようにしているものである。
前記特開平09−264919号公報に開示されたものは、複数の回路配線を個別に検査する場合、それ相応の機能を発揮させることが可能であるものの、複数の回路配線を1つの検査装置を用いて同時に検査することは難しいため、検査時の操作性を向上させることができず、しかも、検査時に、テスト電圧の電圧変化をパターンの形で見ているので、どうしても検査の正確さに欠けるきらいがある。
また、特開2003−255008号公報に開示のものは、複数の回路配線を1つの検査装置を用いて同時に検査することができるもので、検査時の操作性を向上させることができるものの、回路配線部分を全体的に検査しているものであるため、回路配線の中の半田付け部分のみを集中的に検査することができないものであり、半田付け部分のみの検査が必要である場合、その検査には使用し難いものである。
この他にも、マイコンを搭載した半導体ベアチップの複数の入出力端子と、複数の入出力端子に対応して回路基板に設けられた複数のランド部との半田接続状態を検査する手段として、半導体ベアチップの複数の入出力端子に同時にローレベル電圧とハイレベル電圧とを時分割的に供給し、複数のランド部からそのローレベル電圧とハイレベル電圧とを検出することによって、半田接続状態を検査する半田接続検査装置が知られているが、この半田接続検査装置は、半田接続部分のオープン状態を検出することができるだけで、複数の入出力端子の中の隣接する端子が半田によってショートしている場合、そのショート状態を検出することができないものである。
特開平09−264919号公報
特開2003−255008号公報
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は、本発明による接続検査装置の第1の実施の形態に係わるもので、その要部を示す構成図である。
図1に示されるように、この実施の形態による接続検査装置は、複数の入力端を備えた第1排他的論理和回路1と、複数の入力端を備えた第2排他的論理和回路2と、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)と、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)と、表示部5とを有している。
そして、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)は、第1排他的論理和回路1の対応する入力端にそれぞれ接続され、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)は、第2排他的論理和回路2の対応する入力端にそれぞれ接続される。表示部5は、2つの表示灯5(1)、5(2)を備え、表示灯5(1)は、第1排他的論理和回路1の出力端に接続され、表示灯5(2)は、第2排他的論理和回路2の出力端に接続される。
また、図2は、複数の入出力端子を有する半導体ベアチップと複数のランド部を有する回路基板の接続部分の接続状態を示す断面図である。
図2に示されように、半導体ベアチップ6は、マイコン(図2に図示なし)が搭載され、複数の入出力端子7(1)、7(2)、7(3)、8(1)、8(2)、8(3)を有しており、回路基板9は、複数のランド部10(1)、10(2)、10(3)、11(1)、11(2)、11(3)が設けられている。この場合、半導体ベアチップ6における複数の入出力端子7(1)、7(2)、7(3)、8(1)、8(2)、8(3)と、回路基板9における複数のランド部10(1)、10(2)、10(3)、11(1)、11(2)、11(3)とは、それぞれ対向する位置に設けられているもので、半導体ベアチップ6を回路基板9上に実装したとき、入出力端子7(1)、7(2)、7(3)、8(1)、8(2)、8(3)と複数のランド部10(1)、10(2)、10(3)、11(1)、11(2)、11(3)とが相対向した位置になり、それにより、入出力端子7(1)とランド部10(1)とが半田付けされ、入出力端子8(1)とランド部11(1)とが半田付けされ、入出力端子7(2)とランド部10(2)とが半田付けされ、入出力端子8(2)とランド部11(2)とが半田付けされ、入出力端子7(3)とランド部10(3)とが半田付けされ、入出力端子8(3)とランド部11(3)とが半田付けされる。
ところで、図2に図示した半導体ベアチップ6は、複数の入出力端子として6つの入出力端子7(1)、7(2)、7(3)、8(1)、8(2)、8(3)が導出され、回路基板9には、それらの入出力端子7(1)、7(2)、7(3)、8(1)、8(2)、8(3)に対応して複数のランド部として6つのランド部10(1)、10(2)、10(3)、11(1)、11(2)、11(3)を設けた例を示しているが、これらの配置は、以下の説明を簡素化するために図示したものであって、実際には、半導体ベアチップ6には6つよりも多い数の入出力端子が導出されており、それに対応して回路基板9には6つのランド部よりも多い数のランド部が設けられているものである。そして、以下の説明においては、前述のように、半導体ベアチップ6に6つの入出力端子7(1)、7(2)、7(3)、8(1)、8(2)、8(3)があり、回路基板9に6つのランド部10(1)、10(2)、10(3)、11(1)、11(2)、11(3)があるものとして説明する。
ところで、半導体ベアチップ6における各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)と各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とは、それぞれ、1つ置きに配置されている第1入出力端子群7及び第2入出力端子群8であって、第1入出力端子群7の各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)にそれぞれ半田付けされる1つ置きの各ランド部10(1)、10(2)、10(3)は第1ランド部群10となり、第2入出力端子8(1)、8(2)、8(3)にそれぞれ半田付けされる他の1つ置きの各ランド部11(1)、11(2)、11(3)は第2ランド部群11となる。
ここで、この実施の形態による接続検査装置の動作について説明する。
接続検査装置を動作させる際には、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)のそれぞれを、回路基板9の第1ランド部群10の各ランド部10(1)、10(2)、10(3)に接続し、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)のそれぞれを、回路基板9の第2ランド部群11の各ランド部11(1)、11(2)、11(3)に接続する。このとき、半導体ベアチップ6に搭載されたマイコンを制御し、第1入出力端子群7の各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)に、一定時間が経過する毎に、ハイレベル電圧とローレベル電圧とを交互に供給するようにし、一方、第2入出力端子群8の各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)に、一定時間が経過する毎に、前の場合と逆にローレベル電圧とハイレベル電圧とを交互に供給するようにする。
いま、半導体ベアチップ6のマイコンから第1入出力端子群7の各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)にハイレベル電圧が供給され、第2入出力端子群8の各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)にローレベル電圧が供給される状態(以下、この状態を第1電圧状態という)には、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)に供給されたハイレベル電圧は、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)から第1ランド部群10の各ランド部10(1)、10(2)、10(3)に伝達された後、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)を通して第1排他的論理和回路1の各入力端に印加され、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)に供給されたローレベル電圧は、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)から第2ランド部群11の各ランド部11(1)、11(2)、11(3)に伝達された後、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)を通して第2排他的論理和回路2の各入力端に印加される。
第1排他的論理和回路1は、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)に接続された入力端の全てにハイレベル電圧が供給された場合、その出力端にローレベル電圧を発生するが、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)に接続された入力端の中の1つまたはそれ以上の入力端にローレベル電圧が供給され、それ以外の入力端の全てにハイレベル電圧が供給された場合、その出力端にハイレベル電圧を発生する。また、第2排他的論理和回路2は、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)に接続された入力端の全てにローレベル電圧が供給された場合、その出力端にローレベル電圧を発生するが、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)に接続された入力端の中の1つまたはそれ以上の入力端にハイレベル電圧が供給され、それ以外の入力端の全てにローレベル電圧が供給された場合、その出力端にハイレベル電圧を発生する。
半導体ベアチップ6に設けられた各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する回路基板9に設けられた各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間の半田付けが正常に行われていた場合、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)に供給されたハイレベル電圧は、そのまま各ランド部10(1)、10(2)、10(3)に伝達された後、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)を通して第1排他的論理和回路1の各入力端に供給されるので、第1排他的論理和回路1の出力端にはローレベル電圧が発生し、表示部5の第1表示灯5(1)が点灯しない。これに対して、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間の半田付けが正常に行われていない接続不良個所、例えば、半田付けが不完全であったり、半田が隣接する入出力端子やランド部にまで拡がっている個所があった場合、接続不良個所においてハイレベル電圧がローレベル電圧またはそれに準じたレベルの電圧に変化するので、第1排他的論理和回路1は、各入力端の全てにローレベル電圧が供給されず、出力端にハイレベル電圧が発生し、表示部5の第1表示灯5(1)が点灯する。
また、半導体ベアチップ7に設けられた各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する回路基板9に設けられた各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間の半田付けが正常に行われていた場合、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)に供給されたローレベル電圧は、そのまま各ランド部11(1)、11(2)、11(3)に伝達された後、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)を通して第2排他的論理和回路2の各入力端に供給されるので、第2排他的論理和回路2の出力端にはローレベル電圧が発生し、表示部5の第2表示灯5(2)が点灯しない。一方、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間の半田付けが正常に行われていない接続不良個所、特に、半田が隣接する入出力端子やランド部にまで拡がっている個所があった場合、その接続不良個所においてローレベル電圧がハイレベル電圧に近いレベルの電圧になるので、第2排他的論理和回路2は、各入力端の全てにローレベル電圧が供給されず、出力端にハイレベル電圧が発生し、表示部5の第2表示灯5(2)が点灯する。
このような第1電圧状態になって一定時間が経過すると、第1入出力端子群7の各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)にローレベル電圧が供給され、第2入出力端子群8の各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)にハイレベル電圧が供給される状態(以下、この状態を第2電圧状態という)に切替えられる。この第2電圧状態になると、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)に供給されたローレベル電圧は、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)から第1ランド部群10の各ランド部10(1)、10(2)、10(3)に伝達された後、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)を通して第1排他的論理和回路1の各入力端に印加され、また、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)に供給されたハイレベル電圧は、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)から第2ランド部群11の各ランド部11(1)、11(2)、11(3)に伝達された後、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)を通して第2排他的論理和回路2の各入力端に印加される。
第1排他的論理和回路1は、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)に接続された入力端の全てにローレベル電圧が供給されると、出力端にローレベル電圧を発生し、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)に接続された入力端の中の1つまたはそれ以上の入力端にハイレベル電圧が供給され、それ以外の入力端の全てにローレベル電圧が供給されると、出力端にハイレベル電圧を発生する。同じように、第2排他的論理和回路2は、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)に接続された入力端の全てにハイレベル電圧が供給されると、出力端にローレベル電圧を発生し、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)に接続された入力端の中の1つまたはそれ以上の入力端にローレベル電圧が供給され、それ以外の入力端の全てにハイレベル電圧が供給されると、出力端にハイレベル電圧を発生する。
このとき、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間の半田付けが正常に行われていた場合、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)に供給されたローレベル電圧は、各ランド部10(1)、10(2)、10(3)に伝達された後、第1入力端子群3(1)、3(2)、3(3)を通して第1排他的論理和回路1の各入力端に供給され、第1排他的論理和回路1が出力端にローレベル電圧を発生するので、表示部5の第1表示灯5(1)が点灯しない。一方、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間の半田付けが正常に行われていない接続不良個所、特に、半田が隣接する入出力端子やランド部にまで拡がっている個所があった場合、その接続不良個所においてローレベル電圧がハイレベル電圧に近いレベルの電圧になり、第1排他的論理和回路1の各入力端の全てにはローレベル電圧が供給されず、出力端にハイレベル電圧が発生するので、表示部5の第1表示灯5(1)が点灯する。
また、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間の半田付けが正常に行われていた場合、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)に供給されたハイレベル電圧は、そのまま各ランド部11(1)、11(2)、11(3)に伝達された後、第2入力端子群4(1)、4(2)、4(3)を通して第2排他的論理和回路2の各入力端に供給され、第2排他的論理和回路2の出力端にはローレベル電圧が発生するので、表示部5の第2表示灯5(2)が点灯しない。一方、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間の半田付けが正常に行われていない接続不良個所、例えば、半田付けが不完全であったり、半田が隣接する入出力端子やランド部にまで拡がっている個所があった場合、その接続不良個所においてハイレベル電圧がローレベル電圧またはそれに近いレベルの電圧になり、第2排他的論理和回路2の各入力端の全てにローレベル電圧が供給されず、出力端にハイレベル電圧が発生するので、表示部5の第2表示灯5(2)が点灯する。
このように、この実施の形態による接続検査装置によれば、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間の半田付けが正常に行われていた場合、第1電圧状態または第2電圧状態であるかに係わりなく、表示部5の第1表示灯5(1)が点灯せず、また、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間の半田付けが正常に行われていた場合、第1電圧状態または第2電圧状態であるかに係わりなく、表示部5の第2表示灯5(2)が点灯しないことでそれぞれ知ることができる。
これに対して、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間のいずれかの半田付け部分に、半田付けが正常に行われていない接続不良個所があり、その接続不良個所が半田付けが不完全である接続不良個所である場合は、第2電圧状態にあるときに、表示部5の第1表示灯5(1)の点灯により、また、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間のいずれかの半田付け部分に、半田付けが正常に行われていない接続不良個所があり、その接続不良個所が半田付けが不完全である接続不良個所である場合は、第1電圧状態にあるときに、表示部5の第2表示灯5(2)の点灯によりそれぞれ知ることができる。
また、各入出力端子7(1)、7(2)、7(3)とそれらに対応する各ランド部10(1)、10(2)、10(3)との間のいずれかの半田付け部分に、半田付けが正常に行われていない接続不良個所があり、その接続不良個所が半田が隣接する入出力端子やランド部にまで拡がった接続不良個所である場合は、第1電圧状態にあるときに、表示部5の第1表示灯5(1)の点灯により、また、各入出力端子8(1)、8(2)、8(3)とそれらに対応する各ランド部11(1)、11(2)、11(3)との間のいずれかの半田付け部分に、半田付けが正常に行われていない接続不良個所があり、その接続不良個所が半田が隣接する入出力端子やランド部にまで拡がった接続不良個所である場合は、第2電圧状態にあるときに、表示部5の第2表示灯5(2)の点灯によりそれぞれ知ることができる。
次に、図3は、本発明による接続検査装置の第2の実施の形態に係わるもので、その要部を示す構成図である。
図3に図示されるように、この第2の実施の形態による接続検査装置は、第1の実施の形態による接続検査装置の第1排他的論理和回路1及び第2排他的論理和回路2の代わりにそれぞれ第1排他的論理和否定回路12及び第2排他的論理和否定回路13を用いているもので、それ以外の構成については第1の実施の形態による接続検査装置の構成と同じである。
この第2の実施の形態による接続検査装置の動作は、第1の実施の形態による接続検査装置の動作と比べると、第1排他的論理和否定回路12及び第2排他的論理和否定回路13の各出力端に得られるハイレベル及びローレベルの2値の電圧レベルが、第1排他的論理和回路1及び第2排他的論理和回路2の各出力端に得られる2値の電圧レベルと丁度反対になるので、表示部5の第1表示灯5(1)の点灯非点灯の状態及び第2表示灯5(2)の点灯非点灯の状態がそれぞれ第1の実施の形態による第1表示灯5(1)の点灯非点灯の状態及び第2表示灯5(2)の点灯非点灯の状態と反対になるだけで、それ以外の動作については何等変わっていない。このため、この第2の実施の形態による接続検査装置の動作については、これ以上の説明を省略する。
次に、図4は、本発明による接続検査装置の第3の実施の形態に係わるもので、その要部を示す構成図である。
図4に示されるように、第3の実施の形態による接続検査装置は、第1の実施の形態による接続検査装置における第1排他的論理和回路1及び第2排他的論理和回路2の各出力端に接続された入力端を有する論理和回路14を接続配置し、論理和回路14の出力端を表示部5に接続した構成を有するものであり、表示部5に1つの表示灯5(3)だけを設けることにより、表示部5の構成を簡素化したものである。そして、これらの構成以外の構成については、第1の実施の形態による接続検査装置の構成と同じである。
また、この第3の実施の形態による接続検査装置の動作は、基本的に第1の実施の形態による接続検査装置の動作と同じであり、表示部5の1つの表示灯5(3)の点灯非点灯の状態も同じであって、第1の実施の形態による接続検査装置とほぼ同じ機能を達成することができるが、第1電圧状態及び第2電圧状態の双方の状態を表示部5の1つの表示灯5(3)で共通表示させていることから、表示灯5(3)の点灯非点灯の時点が、第1電圧状態のときであるか、または、第2電圧状態のときであるかを認識することにより、第1の実施の形態による接続検査装置と同等の機能を達成することができる。
次いで、図5は、本発明による接続検査装置の第4の実施の形態に係わるもので、その要部を示す構成図である。
図5に示されるように、第4の実施の形態による接続検査装置は、第2の実施の形態による接続検査装置における第1排他的論理和否定回路12及び第2排他的論理和否定回路13の各出力端に接続された入力端を有する論理積回路15を接続配置し、論理積回路15の出力端を表示部5に接続した構成を有するものであり、第4の実施の形態による接続検査装置と同様に、表示部5に1つの表示灯5(3)だけを設けることにより、表示部5の構成を簡素化したものである。そして、これらの構成以外の構成については、第2の実施の形態による接続検査装置の構成と同じである。
また、この第4の実施の形態による接続検査装置の動作は、論理積回路15を除いた部分を除けば、第2の実施の形態による接続検査装置の動作と同じである。そして、論理積回路15は、第1排他的論理和否定回路12及び第2排他的論理和否定回路13の各出力端の電圧レベルがともにローレベル電圧であるときだけその出力端にローレベル電圧を導出し、第1排他的論理和否定回路12及び第2排他的論理和否定回路13の各出力端の電圧レベルがそれ以外のときにその出力端にハイレベル電圧を導出する。このため、いずれの半田付け部分にも接続不良個所がない場合には、第1電圧状態及び第2電圧状態に係わりなく、表示部5の1つの表示灯5(3)が常時非点灯状態になり、いずれの半田付け部分にも接続不良個所がないことを表しており、また、いずれかの半田付け部分に接続不良個所がある場合には、表示部5の1つの表示灯5(3)が点灯状態になるが、表示灯5(3)が点灯する時点が、第1電圧状態のときであるか、または、第2電圧状態のときであるか、常時であるかを認識することにより、接続不良個所のある領域部分及び接続不良個所の接続不良の種別をそれぞれ判定することができ、結果的に、第2の実施の形態による接続検査装置と同等の機能を達成することができる。