JP2009210484A - 集積回路等の端子接続状態監視回路 - Google Patents

Abstract

【課題】ＪＴＡＧに準拠していない集積回路であっても採用可能であり、外部コンピュータとのデータ授受を必要とすることなく、電子装置を実際に使用中に、いち早く接続端子状態の劣化を検知可能な集積回路等の端子接続状態監視回路を提供する。
【解決手段】マイクロコンピュータを含む集積回路チップの外部電極とマザーボードの電極との接続点に、マザーボードから分圧抵抗回路を介して所定の電圧を印加し、接続点の電気抵抗の変化に対応して変化する分圧抵抗回路電圧をデジタル信号に変換し、その信号に基づいて接続点における接続状態の良否を判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は集積回路等の端子接続状態監視回路に関し、詳細には、微細な多数の外部電極、又は接続端子を有するワンチップマイクロコンピュータ等の表面実装方式の集積回路を含む電子回路に好適な、端子の接続状態監視回路に関する。

近年、電子装置の小型化のために、大規模に集積化された電子部品（以下、集積回路：Integrated Circuitを「ＩＣ」と総称する）が用いられ、またＩＣのハウジング（以下「ＩＣパッケージ」と云う）に付加される外部接続端子（外部電極）やピンの数も極めて多数に上っている。更に、ＩＣパッケージそのものの寸法も小さくなり、それに伴って外部電極も必然的に微細構造になり、従来のデュアルインライン方式やＩＣパッケージの四方側面に接続リードを植設したＱＦＰ（Quad Flat Package）方式に代わり、微小な電極をマトリクス状に並べたランドグリッドアレイ（ＬＧＡ：Land Grid Array）方式の接続構造が使用されるようになっている。また更に、少ない面積の中に多くの外部電極数を確保するために、例えば、微少な半田ボールでＩＣパッケージとマザーボード（プリント配線基板）とを接続するボールグリッドアレイ（Ball Grid Allay、以下「ＢＧＡ」と称する）方式の電子部品が使用されるようになった。

図９はＢＧＡ方式の集積回路用ＩＣパッケージの外部接続端子構造の例を示す底面図（ボトムビュー）であり、ＩＣパッケージ９０の底面９１には、多数の外部端子（外部電極）９２、９２、・・・がグリッド状（格子状）に配列形成され、内部の各機能ブロック回路の所要部と接続されている。ＢＧＡ方式のパッケージは、ＩＣパッケージ９０の底面９１に配列形成した上記外部端子（外部電極）９２と、これに対応するように図示を省略したマザーボード（プリント配線基板とも云う）の表面に形成された外部電極との間に、微細な球形の半田ボールを鋏み、互いに圧接することによって機械的、且つ、電気的に接続するもので、ＱＦＰのようにパッケージ４辺の周縁に多数の微細構造の外部接続ピンを植設した構造に比較して、より多くの外部電極（外部接続用端子）を確保できる。更に、ピンの変形等のトラブルもないのでＩＣ部品の更なる小型化には都合がよい。

図１０は、一般的なワンチップマイコン、又は、ワンチップマイコンを使用した電子回路の一例を示すブロック図である。このワンチップマイコン（又は電子回路）１０１は、全体の制御を行うＣＰＵ１０２、データの転送を行うＤＭＡ（Direct Memory Access）１０３、内部ＲＡＭ１０４、内部ＲＯＭ１０５、割り込みコントローラ（ＩＣＴＬ）１０６、外部パラレルコントローラ１０７、アナログ・デジタル変換器（ＡＤコンバータ）１０８、デジタル・アナログ変換器（ＤＡコンバータ）１０９、同期式シリアルインターフェース１１０、調歩同期シリアルインターフェース１１１、パラレルインターフェース１１２、タイマ１１３、電源管理部（POWER MANAGEMENT）１１４、クロック回路１１５、を備えており、それらは、内部バスライン１１６により互いに接続されている他、矢印を付加したブロックは、必要に応じて外部回路等と信号の授受を行うように構成されている。

しかし一方で、ＩＣパッケージ等の電子部品をマザーボード（プリント配線基板）に実装後の接続状態検査において、パッケージに覆われる部分は目視等の従来の検査方法が使用できないので、特殊な手段が必要となる。
従来、ＢＧＡ方式のＩＣパッケージを使用した電子回路や電子装置の実装検査としては、百数十倍の拡大機能をもったマイクロスコープによる目視検査や、Ｘ線を用いる検査があるが、設備が高価であるばかりでなく作業効率が悪く、これに代わる方法としてＪＴＡＧ等を利用する検査が行われていた。

ＪＴＡＧ（Joint Test Action Group）とは、ＩＣチップの検査方法の一つであるバウンダリスキャンテストの標準方式（この標準を定めた業界団体の名称でもある）である。ＪＴＡＧ標準は、１９８５年にJoint European Test Action Group（ＪＥＴＡＧ、現在のＪＴＡＧ）によって提案され、１９９０年にＩＥＥＥｓｔｄ．１１４９．１−１９９０「Standard Test Access Port and Boundary-Scan Architecture」として標準化されたものである。その詳細は既によく知られているので説明を省略するが、ＩＣ内部にＪＴＡＧテスト用回路が内蔵され、このテスト用回路を内部ＣＰＵで制御するもので、シリアルデータ転送を使用し、システム内部に格納したプログラムやバウンダリスキャンを行って接続端子のショートや、未接続等の確認を行うことができる。
このＪＴＡＧを利用した検査方法として、例えば特許文献１に開示されたものがある。これは、サービスセンターにホストコンピュータと、被故障診断機器に関するテストデータを格納した記憶装置とを備え、ホストコンピュータからモデム等を介して前記記憶装置に格納されているテストデータを読み出し、このデータと、被故障診断機器からの検査結果データとを比較することによって被故障診断機器の故障部位等を判断するものである。

また、特許文献２には、多重ＦＰＧＡシステム（Field Programmable Gate Array:FPGA）用試験回路に関する手段が開示されている。これは、多数のＦＰＧＡの中のデバイス用ＦＰＧＡリンクを試験するものである。
特開２００３−２６２６６２公報 特開２０００−１２１６９６公報

しかしながら、上述したようなＪＴＡＧ方法では、外部のホストコンピュータとのデータの授受が必要である等の手間を要するものであり、電子機器を実際に使用中に、外部接続状態が劣化したことを検知できるシステムではなかった。即ち、ＢＧＡ方式のＩＣパッケージを使用した電子装置では、製品出荷時の検査を合格したものであっても、使用中に、温度変化によるプリント基板とＩＣパッケージの膨張率の違いによるストレスや、取扱や振動等による物理的変形によるストレスによって、微細な半田ボールの亀裂、変形が発生する可能性が懸念される。このような場合、完全な半田ボールの破壊に至らない状態であっても、かなり大きな接触抵抗が発生することが多く、正常な回路動作が得られないことが多いが、ＪＴＡＧ方法のように外部のホストコンピュータによるチェックを行うまでは接続端子の劣化状態を検出できない方法では、そのような状況をいち早く検知することが出来なかった。また、基本的にＩＣ間をインターフェースしている夫々のＩＣが、ＪＴＡＧに準拠したものである必要があり、回路構成に制限を強いられるものでもあった。

なお、特許文献２に開示された手段は、多重ＦＰＧＡシステム用試験回路に関するもので、実際に使用する電子装置や回路の状態を検出する手段としては、使い難いものであった。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ＪＴＡＧに準拠していない集積回路であっても採用可能であり、また、外部コンピュータとのデータ授受を必要とすることなく、電子装置を実際に使用中に、いち早く接続端子状態の劣化を検知可能な集積回路等の端子接続状態監視回路を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、本発明では以下のように構成する。
請求項１記載の集積回路等の端子接続状態監視回路は、マイクロコンピュータを含む集積回路チップを、多数の電極が形成されたマザーボード上に配置した電子回路において、上記集積回路チップの外部電極とマザーボードの電極との接続点を挟んで構成した分圧抵抗回路と、この分圧抵抗回路を介して接続点に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、上記接続点の電気抵抗の変化に対応して変化する上記分圧抵抗回路の電圧をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、変換されたデジタル信号に基づいて接続点における接続状態の良否を判断する接続状態判断手段を備えたことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の集積回路等の端子接続状態監視回路において、上記集積回路チップの外部電極とマザーボードの電極との接続が、ボールグリッドアレイ、又は、ランドグリッドアレイであることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の集積回路等の端子接続状態監視回路において、上記集積回路チップ底面の形状が方形であり、接続状態監視の対象とする上記接続点の外部電極が、集積回路チップの四隅に位置する外部電極、又は、四隅の外部電極のうちいずれか一つを含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項記載の集積回路等の端子接続状態監視回路において、上記アナログ・デジタル変換手段が、端子接続状態監視専用に用意されたもの、又は、この集積回路チップの他の機能のために備えられたものを必要に応じて切替えるもの、であることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項記載の集積回路等の端子接続状態監視回路において、上記アナログ・デジタル変換手段に、監視対象の外部電極数の切替スイッチ手段を備え、監視対象の外部電極を介して供給される分圧抵抗回路の電圧信号を、上記切替スイッチ手段によって切替えて上記アナログ・デジタル変換手段に供給し、夫々の外部電極の接続状態を監視するように構成したことを特徴とする。

本発明は上述したように、電子装置や電子回路を実際に使用状態において定期的に、又は常時、予め選定した監視対象の外部電極に所定の電圧を印加しながら、接続状態に応じた電圧低下（接点の抵抗値に応じて変動する電圧）を監視するように構成したので、監視対象の外部電極の接続状態が劣化（導通抵抗の増大）を迅速に検出可能となる。従って、完全にオープン状態に至る前に、その兆候を検出することが可能であり、使用不能となる前に修理する等の措置によって使用中に突然使用不能となることを未然に回避することができるので、電子装置の信頼性を大幅に向上する上で有用である。特に、半田ボールを使用するＢＧＡ方式のＩＣパッケージや、その他のランドグリッドアレイ方式のように、外部電極部分がＩＣパッケージの底面に覆われて、目視等のチェックが困難な接続方式の電子回路や電子装置の信頼性を向上する上で、効果が顕著である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明では、多数の電極パターンが形成されたマザーボード（プリント配線基板）に、少なくともマイクロコンピュータを含んで構成された電子装置や電子回路を対象とするが、このようなマイクロコンピュータとしては、これに限定されないがワンチップマイクロコンピュータ（以下「ワンチップマイコン」という）が知られている。
ワンチップマイコンは、一つの集積回路（Large Scale Integrated Circuit：ＬＳＩ）チップのなかに、メモリ、入出力インターフェース回路（Ｉ／Ｏ）、ＣＰＵ等を構成し、単体でマイクロコンピュータとしての機能を備えたものである。これらワンチップマイコンは、キーボード等のコンピュータ周辺機器に搭載されてメインＣＰＵに代わり夫々の周辺機器の制御を分担することによって、メインＣＰＵの負担を軽減するといった使用方法の他、無線通信機、家電製品、自動車、産業機器、ゲーム機器等、あらゆる分野の装置の制御にも使用されている。

図１は、本発明に係る端子接続状態監視回路を含むワンチップマイコン、又は、本発明に係るそのような回路を含むワンチップマイコンを使用した電子装置（電子回路）の一例を示すブロック構成図である。この例に示す電子装置（ここではワンチップマイコンを指す）１は、全体の制御を行うＣＰＵ２と、このＣＰＵ２の制御を受けることなくデータの転送を行うＤＭＡ（Direct Memory Controller）３と、内部ＲＡＭ（INTERNAL RAM）４と、内部ＲＯＭ（INTERNAL ROM）５と、割り込みコントローラ（ＩＣＴＬ）６と、外部メモリ等に接続する外部パラレルコントローラ（EXT MEMORY INTERFACE：外部メモリインターフェース）７と、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換器（以下「ＡＤコンバータ」）８と、逆に、デジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル・アナログ変換器（以下「ＤＡコンバータ」）９と、同期式シリアルインターフェース（ＳＰＩ）１０と、パラレル信号をシリアル信号に変換したり、逆にシリアルデバイスから送られるシリアル信号をパラレル信号に変換する調歩同期シリアルインターフェース（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：ＵＡＲＴ）１１と、汎用入出力ポートとしての機能を有するパラレルインターフェース（General Purpose Input Output Port：ＧＰＩＯ）１２と、カウンターを搭載し時間を計数するタイマ（ＴＩＭＥＲ）１３と、低消費電力モードに移行する制御を行う電源管理部（POWER MANAGEMENT）１４と、クロック信号を発生し各機能ブロック回路にクロック信号の供給／停止を制御するクロック回路（ＣＬＫＧＥＮ）１５と、更に、半田ボール監視用ＡＤコンバータ１６とを備えており、それらは、内部バスライン１７により互いに接続されている他、矢印を付加したブロックは、必要に応じて外部回路等と信号の授受を行うように構成されている。

なお、図１に示す構成が図１０に示した従来のワンチップマイコンの構成と異なる点は、半田ボール監視用ＡＤコンバータ１６を備えていることであるが、このＡＤコンバータ１６の機能を、従来からワンチップマイコンが内蔵しているＡＤコンバータ８によって代用してもよいことは後述する。

本発明は、以下に詳述するように、外部、例えばマザーボードに搭載した回路から、ＢＧＡ方式のＩＣパッケージ（ＩＣチップ）の外部電極を介して供給される印加電圧の変化を、ＡＤコンバータによりデジタル信号に変換し、その値をＣＰＵ２によって監視することによって、接続端子の劣化を検知することを特徴としている。
図２、図３は、本発明において、ＩＣパッケージの外部電極部分に使用するＬＧＡ（Land Grid Array）やＢＧＡ（Ball Grid Allay）による接続端子部分の接続状態を監視する手段の一例を示す概念図である。
図２において、１は上記図１に示したワンチップマイコン（ＩＣパッケージ又はＩＣチップ）であり、その底面にはグリッド状電極２０−１、２０−２、・・・（図９の９２に該当する）が形成されており、このＩＣチップ１が搭載されるマザーボード２１には、夫々のグリッド状電極（外部電極）に対峙する位置に、同様のグリッド状電極２２−１、２２−２、・・・が形成されている。そして、上述したようにＩＣチップ１とマザーボード２１とは、夫々のグリッド状電極間に半田ボール２３−１、２３−２、・・・を圧着させることによって、電気的な接続と、機械的な結合とを図っている。

また、ワンチップマイコン（ＩＣチップ）１の外部電極２０−１と２０−２は内蔵されている半田ボール監視用ＡＤコンバータ１６（以下「監視用ＡＤコンバータ」）に含まれるＡＤコンバータ１６−１の電源供給ライン１６−２と分圧電圧（検出電圧）入力（端）１６−３に接続されており、この分圧電圧入力（端）１６−３は、例えば抵抗値１００ｋΩ程度のプルダウン抵抗素子１６−４を介してアース（グランド：ＧＮＤ）されている。
一方、マザーボード２１側の外部電極（グリッド状電極）２２−１は＋電源ライン（例えば３．３Ｖ）２１−１に接続され、他方の外部電極２２−２は、例えば１０ｋΩ程度のプルアップ抵抗素子２１−２を介して上記＋電源ライン２１−１に接続されている。

以上のように構成した回路では、半田ボール２３を挟む両側の外部電極２０と２２との接続点が正常に圧着された状態では、接触抵抗は極めて小さく、流れる電流に対する電圧降下量は微小であるが、クラック（ひび割れ）等が発生すると、その程度に応じて大きな接触抵抗が発生し、流れる電流による電圧降下量が大きくなる。極端な場合、半田ボール２３と、どちらかの外部電極との間が剥離すると、接触抵抗は無限大（絶縁状態）になる。そこで、そのような接触抵抗の変化を検知する一例として、マザーボード２１側からプルアップ抵抗２１−２、マザーボード側外部電極２２−２、半田ボール２３−２、ＩＣチップ側外部電極２０−２、監視用ＡＤコンバータ１６の分圧電圧（検出電圧）入力（端）１６−３のルートを経て、高電位電圧を印加すると共に、分圧電圧（検出電圧）入力１６−３を、プルダウン抵抗素子１６−４を介してアースしたものである。更に、上記ルートを経て供給される分圧電圧をＡＤコンバータ１６−１によりデジタル信号に変換し、その情報をＣＰＵ２に供給することによって絶縁抵抗の増加による接触状態の劣化を検出するものである。このような検出を、実際に電子装置を使用中に定期的に、又は常時ＣＰＵ２によって行えば、電子装置が完全に動作不能状態に至る前に、その兆候を検知して種々の対応が可能である。

図３は、マザーボード２１のプルアップ抵抗２１−２、マザーボード側外部電極２２−２、半田ボール２３−２、ＩＣチップ側外部電極２０−２、ＡＤコンバータの分圧電圧（検出電圧）入力１６−３のルートにおける電圧変化の様子を示した概念図である。マザーボード２１の電源電圧を３．３Ｖとすると、プルアップ抵抗値が１０ｋΩ、プルダウン抵抗値が１００ｋΩであるとすれば、接触抵抗がゼロの場合僅かなアイドル電流が流れ、ＡＤコンバータの分圧電圧（検出電圧）入力１６−３の電圧は、例えば約２．９７Ｖとなるが、実際には、抵抗素子等の回路素子値のばらつきや電源電圧値変動分を考慮して、それより低い電圧を閾値Ｖｒｅｆとして設定し、分圧電圧（検出電圧）入力１６−３の電圧値を閾値と比較し、その閾値を越えて検出電圧値が小さくなった場合、接続状態不良と判断する。判断した結果は、例えば、電子装置に付加した表示装置によってユーザに報知することや、アラーム音を発生して対応を促す等の手段を用いることができる。

なお、以上の説明において接続状態を監視する対象としたのは半田ボール２３−２側であるが、図示したように＋電源をマザーボード側から供給すれば、他方の半田ボール２３−１の接触状態劣化によって生じる、監視用ＡＤコンバータ１６への電源ライン１６−２の電圧低下や電源途絶に伴う、分圧電圧（検出電圧）入力１６−３の異常を検知することによって、半田ボール２３−１ルートの接続状態異常をも検知可能である。従って、電源供給を確実に行う場合には、ＡＤコンバータ１６−１への電源を、ＩＣチップの内部電源ラインから供給することもできる。
図３では説明を簡単にするために、監視対象の半田ボールが一つの場合を示したが、複数のルートにおける接続状態監視を行い、正確に状態を把握することが可能である。図４は本発明のワンチップマイコンの具体的な一実施例を示す要部回路図である。この例に示す回路は、ＩＣチップ側の監視用ＡＤコンバータ１６と、マザーボード３１との間の接続と、要部回路構成を示したもので、説明の煩雑化を避けるために、両者の外部電極の図示と説明は省略している。

図４において、３１はマザーボードであって、上記図２と同様に３．３Ｖの電源ライン３１−１が半田ボール３２−１を介してＩＣチップ側のＡＤコンバータ１６−１の電源ライン１６−２に接続されている。この例では、複数の半田ボール（接続点）ルートを監視するために、マザーボード３１側において、プルアップ抵抗３３の出力を監視対象の四つの半田ボール３２−２乃至３２−５を介してＩＣチップ側のＡＤコンバータ１６に供給している。また、監視用ＡＤコンバータ１６には、各接続点（半田ボール）から供給を受けた電圧信号を、夫々の信号のオン・オフを行う切替スイッチ３４を介して、ＡＤコンバータ１６−１の分圧電圧（検出電圧）入力１６−３に接続する。なお、切替スイッチ３４には四つのスイッチＳＷ１乃至ＳＷ４を備えており、これらは図示を省略した機能ブロックやＣＰＵ２の制御によって、定期的にあるいは必要に応じて、各スイッチＳＷ１乃至ＳＷ４のいずれか一つがオンし、オンしたルートの接続状態の判断が行われる。

ところで、以上説明したように半田ボールを含む外部電極の接続状態を監視する際の対象電極は、マトリックス状のグリッド電極のいれであっても構わないが、一般的に、ＩＣチップの周辺（外周）近傍の電極部分の接続状態劣化が著しい。上述したように、電子装置を使用中に、温度変化に伴うプリント基板とＩＣパッケージの膨張率の違いによるストレスや、取扱や振動等による物理的変形によるストレスによって、微細な接続構造部分に変形が発生する可能性があり、そのような劣化はＩＣチップの外周部分において、より一層発生する可能性が高くなる。そこで、少ない監視対象によってＩＣチップ全体の接触状態の傾向を効率的に監視するために、図５、図６に示すように、ＩＣチップの四隅に位置する外部電極を監視対象にすることが考えられる。
即ち、図５、図６に示すように、監視対象のＩＣチップ１の平面形状が正方形又は長方形である場合は、最も劣化の可能性が高い四隅の四つの外部電極４１乃至４４を監視対象にすれば、少ない監視対象によって、ＩＣチップ全体における外部電極（接続点）の接続状態を監視することが可能である。勿論、四隅の外部電極の全てを含む必要はなく、少なくともいずれか一つを監視対象にすること、あるいは、更に各辺の中間位置の外部電極や、最内部のいくつかの外部電極を含んで監視することは一向に構わない。

本発明は以上説明した例に限定することなく種々の変形が可能である。例えば、図７に示すＩＣチップ（ワンチップマイコン）４５のように、半田ボール監視用ＡＤコンバータ１６（図１）の代わりに、従来のワンチップマイコンが備えているＡＤコンバータ４６（図１の符号８）を利用するように構成してもよい。即ち、図７に示すように、ワンチップマイコンが備えているＡＤコンバータ４６に、上述した半田ボール等の外部電極を介して供給される半田ボール監視用信号である分圧電圧（検出電圧）信号４７を供給し、図２乃至図４を用いて説明したような処理を行う。なお、図７の他のブロックや機能は、符号が同じものは、既に説明したものと同じであるので説明は省略する。

図８は、図７に示したように、ＩＣチップが本来備えているＡＤコンバータを利用する場合の、ＡＤコンバータ周辺回路の一構成例を示す図であり、上記図４に示したものに代わる回路である。即ち、図８において５０は本発明の変形実施例を示すワンチップマイコンの要部回路図であり、図４に示すものとの違いは、ＡＤコンバータ５０−１としてワンチップマイコン（ＩＣチップ）５０が本来備えているものを使用する点であり、マザーボード３１には、図４と同様に、プルアップ抵抗３３、半田ボール３２（３２−１乃至３２−５）を介して、分圧電圧信号をワンチップマイコン５０に供給する。また、同時に、マザーボード３１側からは、本来の機能として必要な通常モニタ信号等を、他の半田ボール端子電極３２−６乃至３２−９を介して、ワンチップマイコン５０に供給している。

また、これに対応するワンチップマイコン５０側には、切替スイッチ群５１を付加し、マザーボード３１から供給される分圧電圧信号と、その他のモニタ信号を、切替スイッチ群５１の各スイッチＳＷ１乃至ＳＷ８を介してＡＤコンバータ５０−１の分圧電圧（検出電圧）入力５０−２に接続している。なお、ＳＷ９は、半田ボール監視用信号と通常モニタ信号とを切替えて、ＡＤコンバータ５０−１に供給するためのスイッチである。
この構成によれば、ワンチップマイコン５０が本来備えているＡＤコンバータが、通常のモニタ信号処理を行う途中に割り込み処理を行いながら、本発明を実施する上で必要な処理を行うことができるので、重複してＡＤコンバータを備える必要がない。

本発明は、以上説明したように構成し、且つ、制御するので、従来のＪＴＡＧ方式のように検査対象装置以外の装置から各種情報の提供を必要としない。従って、極めて簡便に、電子装置の外部接続端子の接続状態確認を実行することが可能となる。また、本発明は電子装置を実際に使用中の故障診断等において使用可能である他、電子装置の製造時のチェックも可能であることは云うまでもない。電子回路や電子装置の故障原因には、使用中の経年変化や振動等によるワンチップマイコンの外部電極（接続端子）とマザーボード（プリント配線基板）との接続不良発生もかなり多く含まれるから、その確認に有用である。
なお、上述したようにして収集した外部電極の接続状態を示すデータ、例えば接点抵抗値等のデータを、通信回線によって遠隔地の故障診断センタ等に伝送し、故障の可能性や故障箇所の判断等を行うようにすることもできるであろう。また、本発明は、ワンチップマイコンに限らず、少なくとも、ＣＰＵや所要のメモリ、ＡＤコンバータを備えた回路であれば、広く採用可能であり、更に、使用する外部電極はＢＧＡ方式、ＬＧＡ方式に限ることなく、必要に応じて、如何なるタイプの外部電極にも適用可能であろう。

また、実施例では、監視対象の外部電極に印加する電圧を分圧するプルアップ抵抗素子をマザーボード側に配置し、プルダウン抵抗素子をワンチップマイコン側に配置したが、この例に限らず、両者をどちらか一方に配置すること、あるいは、ワンチップマイコン側に設けたＡＤコンバータを、マザーボード側に配置すること等の変形も可能であろう。例えば、本発明において必要な分圧抵抗素子と、ＡＤコンバータをマザーボード側に配置する場合は、図１の半田ボール監視用ＡＤコンバータ１６部分をそのままマザーボード２１側に移行し、ワンチップマイコン１では、プルアップ抵抗素子２１−２の出植電圧を、一旦ワンチップマイコン側に供給し、監視対象の外部電極（半田ボール）を介して、再びマザーボード２１側取り込み、半田ボール監視用ＡＤコンバータに供給すればよい。この方法は他の実施例においても可能であり、そうすればワンチップマイコンは従来のものをそのまま使用することができる。
更に、本発明において監視対象とする外部電極は、監視専用に使用するものに限らず、他のデータ信号等を伝達するための外部電極であってもよい。即ち、本発明では、外部電極（接続点）に直流電圧（分圧電圧）が印加されれば良いので、直流信号カット用回路素子を介して他のデータ信号（高周波クロック信号等）の授受を行うことが可能であり、あるいは、タイムシェアリング（時分割）的に、他のデータ伝送に使用していないときに、本発明の実施のために直流電圧を印加して、接続状態を監視するものであってもよいであろう。

また、本発明の集積回路等の端子接続状態監視回路を実施する処理手順や方法をコンピュータが制御可能なＯＳに従ってプログラミングすれば、同様のＯＳを備えたコンピュータにインストールすることにより、本発明を実施可能である。更には、これらのプログラムをコンピュータが読み取り可能な形式で記録媒体に記録することにより、この記録媒体を持ち運ぶことにより何処でもプログラムを稼動することができる。
なお、プログラムを格納する記録媒体としては半導体媒体（例えば、ＲＯＭ、不揮発性メモリカード等）、光媒体（例えば、ＤＶＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＣＤ等）、磁気媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等のいずれであってもよい。

本発明に係る一実施形態を示すワンチップマイコン（集積回路チップ）概要ブロック図。 本発明の接続端子状態監視手段の一実施形態を示す概念図。 本発明の接続端子状態監視手段における分圧電圧変化の一例を示す図。 本発明の集積回路等の端子接続状態監視回路の一実施形態例を示す概要ブロック図。 本発明における監視対象の外部電極の例を示す外観図。 本発明における監視対象の外部電極の例を示すワンチップマイコンの底面図。 本発明に係るワンチップマイコン（集積回路チップ）の変形例を示す概要ブロック図。 本発明の集積回路等の端子接続状態監視回路の他の例を示す概要ブロック図。 ＢＧＡ方式のＩＣパッケージの外部電極構造の一例を示す図。 従来のワンチップマイコンの一構成例を示すブロック図。

符号の説明

１ ワンチップマイコン（ＩＣチップ、集積回路）、２ ＣＰＵ、３ ＤＭＡ（Direct Memory Access）、４ 内部ＲＡＭ（INTERNAL RAM）、５ 内部ＲＯＭ（INTERNAL ROM）、６ 割り込みコントローラ（ＩＣＴＬ）、７ 外部パラレルコントローラ（EXT MEMORY INTERFACE：外部メモリインターフェース）、８ アナログ・デジタル変換器（ＡＤコンバータ）、９ デジタル・アナログ変換器（ＤＡコンバータ）、１０ 同期式シリアルインターフェース（ＳＰＩ）、１１ 調歩同期シリアルインターフェース（Universal Asynchronous Receiver Transmitter：ＵＡＲＴ）、１２ パラレルインターフェース（General Purpose Input Output Port：ＧＰＩＯ）、１３ タイマ（ＴＩＭＥＲ）、１４ 電源管理部（POWER MANAGEMENT）、１５ クロック回路（ＣＬＫＧＥＮ）、１６ 半田ボール監視用ＡＤコンバータ、１６−１、５０−１ ＡＤコンバータ、１６−２ 電源供給ライン、１６−３、５０−３ 分圧電圧入力（端）、１６−４、５０−４ プルダウン抵抗素子、１７ バスライン、２０、２０−１、２０−２、２２−１、２２−２ グリッド状電極、２１、３１ マザーボード、２１−２、３３、５０−４ プルアップ抵抗素子、２２−１、２２−２、４２−１乃至４２−４ 外部電極（グリッド状電極）、 ２３、２３−１、２３−２、３２−１乃至３２−５ 半田ボール、３４、５１ 切替スイッチ群、ＳＷ１乃至ＳＷ９ 切替スイッチ

Claims (5)

1. マイクロコンピュータを含む集積回路チップを、多数の電極が形成されたマザーボード上に配置した電子回路において、前記集積回路チップの外部電極と前記マザーボードの電極との接続点を挟んで構成した分圧抵抗回路と、該分圧抵抗回路を介して前記接続点に所定の電圧を印加する電圧印加手段と、前記接続点の電気抵抗の変化に対応して変化する前記分圧抵抗回路の電圧をデジタル信号に変換するアナログ・デジタル変換手段と、変換されたデジタル信号に基づいて前記接続点における接続状態の良否を判断する接続状態判断手段を備えたことを特徴とする集積回路等の端子接続状態監視回路。
2. 前記集積回路チップの外部電極と前記マザーボードの電極との接続が、ボールグリッドアレイ、又は、ランドグリッドアレイであることを特徴とする請求項１記載の集積回路等の端子接続状態監視回路。
3. 前記集積回路チップの底面形状が方形であり、接続状態監視の対象とする前記接続点の外部電極が、集積回路チップ底面の四隅に位置する外部電極、又は、四隅の外部電極のうちいずれか一つを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の集積回路等の端子接続状態監視回路。
4. 前記アナログ・デジタル変換手段が、端子接続状態監視専用に用意されたもの、又は、当該集積回路チップの他の機能のために備えられたものを必要に応じて切替えて使用するもの、であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の集積回路等の端子接続状態監視回路。
5. 前記アナログ・デジタル変換手段に、監視対象の外部電極数の切替スイッチ手段を備え、前記監視対象の外部電極を介して供給される分圧抵抗回路の電圧信号を前記切替スイッチ手段によって切替えて前記アナログ・デジタル変換手段に供給し、夫々の外部電極の接続状態を監視するように構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項記載の集積回路等の端子接続状態監視回路。

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