JP2011029364A - 電子素子の検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子素子を検査する場合、通電状態で特性を試験する電子素子の特性検査装置を設ける必要がなく、また、短絡等の小規模の不良を判定することが容易である電子素子の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。
【解決手段】通電すると発光現象を起こす電子素子の電極に所定の電流を供給する電流供給手段と、上記電子素子の発光面を上記電子素子の正面側とした場合、上記電子素子の正面側から目視確認できない部位（正面側以外の面）に位置する配線の状態を、正面側への発光状態として検出する発光状態検出手段と、上記発光状態検出手段が検出した発光状態に基づいて、上記電子素子の不良を検出する不良検出手段とを有する電子素子の検査装置および検査方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子素子の配線状態の検査装置に関し、特に通電すると発光現象を起こす素子において、その発光状態の乱れを検出することによって上記電子素子の良否を判定する装置に関する。

従来の電子素子、つまり正面側でない面に電極を有する電子素子において、配線状態を検査する装置として、たとえば絶縁検査が知られている。

内部での配線状態を、外部から目視にて確認できないので、外部へ引き出した電極に通電して配線状態を検査する検査装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。しかし、この従来例では、回路がより複雑になると、一部回路で不具合が生じている場合、この不具合を検出することができないという問題がある。

図７は、従来の電子素子の検査装置Ｔ１０を示す図である。

従来の電子素子の検査装置Ｔ１０において、被検査物である電子素子５１は、プリント基板５２と、プリント基板５２に形成されている配線５３と、配線５３上にマウントされているＩＣチップ５４、５５、５６とによって構成されている。また、プリント基板５２の表面全体が、絶縁層５７で覆われ、プリント基板５２の側面に、プラス受電端子５８、マイナス受電端子５９が設けられている。

ここで、電子素子５１を検査するために、直流電源６０のプラス側出力端子に、マイナス受電端子５９を接続し、直流電源６０のマイナス側出力端子に、プラス受電端子５８を接続する。また、この端子間に電圧計６１を接続し、端子間電圧を測定できるようにしておく。

この状態で、ＩＣチップ５４、５５、５６の許容逆耐圧以下の電圧を、直流電源６０によって印加し、上記端子間電圧が降下しないこと（すなわち絶縁が保たれていること）を確認できれば、電子素子５１が正常であると判定する。

特開２００４−３４２９８２号公報

しかし、上記従来例は、配線の短絡の有無のみを検査する電子素子の検査装置であり、通電状態を確認するためには、通電状態での特性検査が別途必要になるという問題がある。

また、上記従来例では、電子素子内部の状態までは判別できないので、短絡等の小規模の不良を判定することが困難であるという問題がある。

さらに、上記従来例では、複数個の電子素子が接合されているアッセンブリ品の場合、電子素子を１個ずつ検査しなければならず、検査時間が長いという問題がある。

本発明は、電子素子を検査する場合、通電状態で特性を試験する電子素子の特性検査装置を設ける必要がなく、また、短絡等の小規模の不良を判定することが容易である電子素子の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、複数個の電子素子が接合されているアッセンブリ品を検査する場合、電子素子を１個ずつ検査する必要が無く、検査時間を短縮することができる電子素子の検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

本発明は、通電すると発光現象を起こす電子素子の電極に所定の電流を供給する電流供給手段と、上記電子素子の発光面を上記電子素子の正面側とした場合、上記電子素子の正面側から目視確認できない部位（正面側以外の面）に位置する配線の状態を、正面側への発光状態として検出する発光状態検出手段と、上記発光状態検出手段が検出した発光状態に基づいて、上記電子素子の不良を検出する不良検出手段とを有する電子素子の検査装置および検査方法である。

本発明によれば、電子素子を検査する場合、通電状態で特性を試験する特性電子素子の検査装置を別途設ける必要がなく、また、短絡等の小規模の不良を判定することが容易であるという効果を奏する。

また、本発明によれば、複数個の電子素子が接合されているアッセンブリ品を検査する場合、電子素子を１個ずつ検査する必要が無く、検査時間を短縮することができるという効果を奏する。

本発明の実施例１である電子素子の検査装置Ｔ１を示す斜視図である。 本発明の実施例２である電子素子の検査装置Ｔ２を示す図である。 本発明の実施例３である電子素子の検査装置Ｔ３を示す斜視図である。 本発明の実施例４である電子素子の検査装置Ｔ４を示す斜視図である。 本発明の実施例５である電子素子の検査装置Ｔ５を示す図である。 上記各実施例において検査することができる液漏れ検出装置を示す一部切欠き正面図である。 従来の電子素子の検査装置Ｔ１０を示す図である。

発明を実施するための形態は、以下の実施例である。

図１は、本発明の実施例１である電子素子の検査装置Ｔ１を示す図である。

電子素子の検査装置Ｔ１は、直流定電流電源１０と、ＣＣＤカメラ１１と、制御装置Ｃ１とを有する。

電子素子１は、被検査物であり、プリント基板２と、配線３と、ＩＣチップ４、５、６と、絶縁層７と、プラス電極８と、マイナス電極９とを有する。

ＩＣチップ４、５、６は、配線３上にマウントされている。プリント基板２の表面全体が、絶縁層７で覆われ、プリント基板２の側面に、プラス受電端子８と、マイナス受電端子９とが設けられ、プラス受電端子８、マイナス受電端子９は、直流定電流電源１０の出力端子のプラス極、マイナス極に接続されている。

電子素子１における絶縁層７形成面（電子素子１の発光面を電子素子１の正面側とした場合、電子素子１の正面側）の上方に、電子素子１と対向して、ＣＣＤカメラ１１が配置され、つまり、発光面側（正面側）から発光状態を撮像する。また、ＣＣＤカメラ１１は、制御装置Ｃ１に接続され、画像データの取り込み、解析、欠陥を判別する機能を有する。

次に、実施例１の動作について説明する。

電子素子１内部の配線、電子素子１自体が正常であれば、直流定電流電源１０が所定の電流を電子素子１に流すと、それぞれの持つ電気抵抗に応じて、ＩＣチップ４、５、６及び配線部３が温度上昇する。この温度上昇が、絶縁層７に伝わり、絶縁層７の表面から、ＩＣチップ４、５、６と配線部３とのパターンに応じて、赤外線が発光する。

この発光した赤外線を、ＣＣＤカメラ１１で撮像し、赤外線発光のパターンを、既知の正常状態パターン（電子素子１内部の配線、電子素子１自体が正常である場合に、ＣＣＤカメラ１１で撮像した赤外線発光のパターン）と照合し、両パターンが互いに合致すれば、電子素子１内部の配線、電子素子１自体が正常であると判定する。

なお、直流定電流電源１０は、ＩＣチップ４、５、６が破損しない範囲の電流を発生させるのに適した電源を選定し、また、ＣＣＤカメラ１１は、温度上昇部からの赤外線を検出するのに適する条件のものであり、たとえば、５０００〜２００００ｎｍの範囲の中の波長の光に感度を有するカメラを選定することが適切である。

もし、電子素子１内部の配線、または電子素子１自体の一部でも、接合不良、素子不良が有れば、上記接合不良部、素子不良部分に、所定の電流が流れず、温度が上昇しないので、赤外線が発光しない。すなわち、赤外線の発光パターンの一部に、欠損部分が生じる。その場合、電子素子１内部の配線、または電子素子１自体が不良であると判定する。

つまり、電子素子の検査装置Ｔ１において、直流定電流電源１０は、通電すると発光現象を起こす電子素子の電極に所定の電流を供給する電流供給手段の例である。ＣＣＤカメラ１１は、上記電子素子の発光面を上記電子素子の正面側とした場合、上記電子素子の正面側から見た発光状態を検出する発光状態検出手段の例である。また、ＣＣＤカメラ１１が出力した発光状態を処理する制御手段Ｃ１は、上記発光状態検出手段が検出した発光状態に基づいて、上記電子素子の不良を検出する不良検出手段の例である。つまり、上記不良検出手段は、上記発光面を撮像した画像を、所定数の画素に分割し、上記分割された画素毎の受光強度を、正常な電子素子を通電した場合における上記分割された画素毎の受光強度と比較することによって、上記発光現象の乱れを検出することによって不良を検出する手段である。なお、上記不良検出手段は、上記電子素子自体の不良、または、上記電子素子を接続する配線の不良を検出する手段である。

また、電子素子１の上記電極は、上記正面側ではない面に引き出されている。さらに、電子素子１の上記電極は、電子素子１の側面から引き出されていてもよく、電子素子１の上記電極は、電子素子１の背面から引き出され、別途接続されている配線によって、電子素子１の側方に引き回されていてもよい。なお、上記発光現象は、電子素子１の表面の温度上昇に起因する赤外線の放射である。

上記発光状態検出手段は、上記電子素子の正面側から目視確認できない位置（正面側以外の面）から発光状態を撮像する撮像手段であり、上記撮像手段は、６００〜２００００ｎｍの波長の光について感度を有するカメラである。

実施例１によれば、電子素子１を検査する場合、通電状態で特性を試験する特性電子素子の検査装置を別途設ける必要がなく、また、短絡等の小規模の不良を判定することが容易である。

図２は、本発明の実施例２である電子素子の検査装置Ｔ２を示す図である。

電子素子の検査装置Ｔ２は、図１に示す電子素子１を３個直列に接続したアッセンブリ品１３を検査する装置である。

アッセンブリ品１３は、電子素子１のマイナス電極９と、隣の電子素子１のプラス電極８とを、外部配線１２で接続することによって直列接続したアッセンブリ品である。

アッセンブリ品１３の先頭の電子素子１のプラス電極５８と、最後尾の電子素子１のマイナス電極９とを、直流定電流電源１０の出力端子に接続する。

また、アッセンブリ品１３の上方に、ＣＣＤカメラ１１を配置し、図示しない直線送り機構によって、アッセンブリ品１３の中心線上をＣＣＤカメラ１１が通過するように構成されている。

直流定電流電源１０が所定の電流を流した状態で、ＣＣＤカメラ１１がアッセンブリ品１３の上方を通るように、ＣＣＤカメラ１１を走査し、３個の電子素子１の赤外線発光パターンを撮像する。撮像した赤外線発光パターンを、既知の正常状態パターンと照合し、アッセンブリ品１３の全体の配線状態、電気素子１自体を検査する。

上記不良検出手段は、複数の電子素子を同時に発光させ、この発光状態を順次検出する手段である。

なお、電子素子の検査装置Ｔ２は、３個の電子素子１が直列接続されているが、電子素子１の接続個数は、３個に限定する必要はなく、２個または４個以上であってもよい。

また、直列接続には限定せず、並列接続でもよい。さらには、直列接続と並列接続の混合でもよい。

図３は、本発明の実施例３である電子素子の検査装置Ｔ３を示す斜視図である。

電子素子の検査装置Ｔ３は、太陽電池セル１４の配線状態、太陽電池セル１４自体を検査する装置である。

太陽電池セル１４は、裏面接合型であり、シリコン基板１５の太陽光受光面の正面側から目視確認できない位置（正面側以外の面）から、ストライプ状のｐ型不純物層１６と、ｎ型不純物層１７とを交互に形成し、パッシベーション層１８を挟んで、それぞれプラス電極１９とマイナス電極２０とに接続されている。

また、プラス側引出電極２１は、櫛形形状を有する電極であり、プラス電極１９の全てに接合され、プラス側引出電極２１の端部が、太陽電池セル１４の側方に出るように配置されている。

マイナス側引出電極２２は、プラス側引出電極２１と同様の形態を有し、マイナス電極２０の全てに接合され、その端部が、太陽電池セル１４のプラス側引出電極と逆側の側面に出るように配置されている。プラス側引出電極２１、マイナス側引出電極２２は、直流定電流電源２３の出力端子のそれぞれプラス極、マイナス極に接続される。

さらに、太陽電池セル１４の太陽光受光面の上方に、上記太陽光受光面と対向して、ＣＣＤカメラ２４が配置されている。なお、ＣＣＤカメラ２４は、制御装置Ｃ１に接続され、画像データの取り込み、解析、欠陥の判別の機能を有する。

太陽電池セル１４の正面側から目視確認できない位置（正面側以外の面）に配置される配線が正常であれば、直流定電流電源２３が、所定の電流を太陽電池セル１４に流すと、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）発光現象によって、太陽電池セル１４の太陽光受光面から赤外線領域の波長の光を発光する。つまり、上記発光現象は、太陽電池素子に順方向の電流を流す場合に発生する太陽光の受光面からのＥＬ発光現象である。

上記「太陽電池セル１４におけるＥＬ発光現象」は、太陽電池セル１４に太陽光を当てる代わりに、その出力端子に順方向の電流を流すと、太陽光受光面から赤外線領域の波長の光を発光する現象である。

ちなみに、直流定電流電源２３とＣＣＤカメラ２４とは、電子素子の検査装置Ｔ１、Ｔ２における直流定電流電源、ＣＣＤカメラとは異なり、ＥＬ発光及びその検知に適する条件の直流定電流電源、ＣＣＤカメラを使用する。特に、ＣＣＤカメラ２４は、６００〜１２００ｎｍの範囲の波長を有する光に感度のあるカメラを選定することが望ましい。

太陽電池１４の裏面の配線等に不良があれば、この不良部分の発光が弱いので、ＥＬ発光パターンをＣＣＤカメラ２４で撮像し、既知の正常状態パターンと照合することによって、配線状態、太陽電池１４自体の良否を判定する。

図４は、本発明の実施例４である電子素子の検査装置Ｔ４を示す斜視図である。

電子素子の検査装置Ｔ４は、図３に示す太陽電池セル１４を、配線基板２５の上に設置した実施例である。

太陽電池セル１４の正面側から目視確認できない位置（正面側以外の面）のプラス電極１９とマイナス電極２０とは、配線基板２５上に形成されているプラス側引出配線２６とマイナス側引出配線２７とに、それぞれ接合されている。

太陽電池セル１４の正面側から目視確認できない位置（正面側以外の面）の配線状態は、図３に示す実施例と同じ作用で検査できるが、電子素子の検査装置Ｔ４によれば、図４に示すように、配線を視認できない状態であっても電子素子を検査することができる。

裏面接合型の太陽電池セル１４を複数枚接続する場合、配線基板２５が設けられていれば、後工程でアッセンブリ品を更にパネルに組み上げるときに、その取扱いが容易である。

図３に示す太陽電池セル１４では、取扱いが面倒であるが、被検査物を裏返し、種々の方向から覗き込めば、接合箇所をなんとか視認することができる。しかし、図４に示す太陽電池セル１４では、配線基板２５を使用しているので、被検査物を裏返しても、接合箇所を全く視認できない。この場合でも、電子素子の検査装置Ｔ４であれば、検査することができる。つまり、後の組立工程の作業性向上のために、接合箇所が全く視認できなくなった場合でも、実施例４によれば、太陽電池セル１４等の電子素子を検査することができる。

図５は、本発明の実施例５である電子素子の検査装置Ｔ５を示す斜視図である。

電子素子の検査装置Ｔ５は、３個の太陽電池１４が、配線基板２８上に設置され、３個の太陽電池１４を互いに直列に接続したアッセンブリ品２９を検査する装置である。

先頭の太陽電池セル１４のマイナス電極２０と、中間の太陽電池セル１４のプラス電極１９とは、配線基板２８上に形成されている中間配線３０によって接続され、また、中間の太陽電池セル１４のマイナス電極２０と、最後尾の太陽電池セル１４のプラス電極１９とは、上記と同様に中間配線３１によって接続されている。配線基板２８のプラス側引出配線３２とマイナス側配線３３とを、直流定電流電源２３の出力端子に接続する。

また、アッセンブリ品２９の上方に、ＣＣＤカメラ２４を配置し、図示しない直線送り機構によって、アッセンブリ品２９の中心線上を、ＣＣＤカメラ２４が通過できるように構成されている。

直流定電流電源２３が所定の電流を流した状態で、アッセンブリ品２９の上方を通るように、ＣＣＤカメラ２４を走査し、３個の太陽電池セル１４のＥＬ発光パターンを撮像する。撮像したＥＬ発光パターンを、制御装置Ｃ１が、既知の正常状態パターンと照合し、アッセンブリ品２９全体の配線状態、アッセンブリ品２９自体を検査する。

なお、電子素子の検査装置Ｔ５は、３個の太陽電池セル１４を互いに接続しているが、太陽電池セル１４の接続個数を３個に限定する必要はなく、太陽電池セル１４の接続個数を、２個または４個以上接続するようにしてもよい。

また、直列接続には限定せず、並列接続でもよい。さらには、直列接続と並列接続の混合でもよい。

図６は、上記各実施例において検査することができる液漏れ検出装置７０を示す一部切欠き正面図である。

液漏れ検出装置７０は、電子素子の検査装置Ｔ１、Ｔ２において、電子素子１の代わりに使用する被検査装置（電子機器）の例である。液漏れ検出装置７０は、ポリエステル配線フィルム７１に配線７３が設けられ、配線７３が、透液性の特殊塗料７２によって覆われている装置である。液漏れ検出装置７０の上に、図示しない鉛蓄電池を設置し、経年変化等で上記鉛蓄電池から酸性電解液等が流出した場合、特殊塗料７０を通過し、配線７３の線間に達する。そして、酸性電解液等が流出すると、配線７３の線間のインピーダンスが低下するので、鉛蓄電池から酸性電解液が流出したことを検出することができる。この場合、配線７３の状態を目視しても、特殊塗料７０が配線７３を遮るので、液漏れ検出装置７０の良否を目視検査することができない。しかし、上記実施例において、液漏れ検出装置７０に通電した状態で、液漏れ検出装置７０をＣＣＤカメラ１１で撮影すると、短絡または短絡に近い部位があれば、その部位で発熱し、赤外線を発生するので、液漏れ検出装置７０の良否を判定することができる。

なお、電子素子の検査装置Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５において、太陽電池セル１４の代わりに、液漏れ検出装置７０を使用するようにしてもよい。

上記各実施例によれば、通電すると何らかの発光を生じる電子素子について、その発光状態の乱れを検出することによって、電子素子内部の電気的接続の状態、電子素子自体を全体的に把握することができるので、小規模の不良であっても、検出が容易である。

また、上記実施例によれば、複数の電子素子が接合されているアッセンブリ品の検査を、短時間で完了することができる。

Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５…電子素子の検査装置、
１…電子素子、
４、５、６…ＩＣチップ、
７…絶縁層、
８…プラス受電端子、
９…マイナス受電端子、
１０、２３…直流定電流電源、
１１、２４…ＣＣＤカメラ、
１３、２９…アッセンブリ品、
１４…太陽電池セル、
１９…プラス電極、
２０…マイナス電極、
２１…プラス側引出電極、
２２…マイナス側引出電極、
２５、２８…配線基板、
２６、３２…プラス側引出配線、
２７、３３…マイナス側引出配線。

Claims (10)

1. 通電すると発光現象を起こす電子素子の電極に所定の電流を供給する電流供給手段と；
   上記電子素子の発光面を上記電子素子の正面側とした場合、上記電子素子の正面側から見た発光状態を検出する発光状態検出手段と；
   上記発光状態検出手段が検出した発光状態に基づいて、上記電子素子の不良を検出する不良検出手段と；
   を有し、上記電子素子の上記電極は、上記正面側ではない面に引き出されていることを特徴とする電子素子の検査装置。
2. 請求項１であって、
   上記電子素子の上記電極は、上記電子素子の側面から引き出されていることを特徴とする電子素子の検査装置。
3. 請求項１であって、
   上記電子素子の上記電極は、上記電子素子の背面から引き出され、別途接続されている配線によって、上記電子素子の側方に引き回されていることを特徴とする電子素子の検査装置。
4. 請求項１であって、
   上記発光状態検出手段は、上記電子素子の正面側から発光状態を撮像する撮像手段であり、６００〜２００００ｎｍの波長の光について感度を有するカメラであることを特徴とする電子素子の検査装置。
5. 請求項４であって、
   上記不良検出手段は、上記発光面を撮像した画像を、所定数の画素に分割し、上記分割された画素毎の受光強度を、正常な電子素子を通電した場合における上記分割された画素毎の受光強度と比較することによって、上記発光現象の乱れを検出することによって不良を検出する手段であることを特徴とする電子素子の検査装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項であって、
   上記不良検出手段は、上記電子素子自体の不良、または、上記電子素子を接続する配線の不良を検出する手段であることを特徴とする電子素子の検査装置。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項であって、
   上記電子素子は、互いに接続されている複数の電子素子で構成され、
   上記不良検出手段は、上記複数の電子素子を同時に発光させ、この発光状態を順次検出する手段であることを特徴とする電子素子の検査装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項であって、
   上記発光現象は、上記電子素子の表面の温度上昇に起因する赤外線の放射であることを特徴とする電子素子の検査装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか１項であって、
   上記電子素子は、太陽電池素子であり、
   上記発光現象は、上記太陽電池素子に順方向の電流を流す場合に発生する太陽光の受光面からのＥＬ発光現象であることを特徴とする電子素子の検査装置。
10. 通電すると発光現象を起こす電子素子の電極に所定の電流を供給する電流供給工程と；
    上記電子素子の発光面を上記電子素子の正面側とした場合、上記電子素子の正面側から見た発光状態を検出する発光状態検出工程と；
    上記発光状態検出工程で検出した発光状態に基づいて、上記電子素子の不良を検出する不良検出工程と；
    を有し、上記電子素子の上記電極は、上記正面側ではない面に引き出されていることを特徴とする電子素子の検査方法。

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