JP2013142665A - 実装状態判別装置および実装状態判別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のコンデンサが並列接続される回路における各コンデンサの実装状態および非実装状態を正確に判別する。
【解決手段】複数のコンデンサが並列接続される回路に対する測定用信号Ｓ１の供給に伴って検出される検出信号Ｓ２に基づいて回路についての電気的パラメータを交流信号の周波数毎に測定する測定部２と、測定された電気的パラメータの周波数特性に基づいて各コンデンサが実装状態であるか非実装状態であるかを判別する判別処理を実行する処理部４とを備え、回路と測定部２との間に接続可能な疑似インダクタ回路２ａを備え、各コンデンサを含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数を疑似インダクタ回路２ａの接続および非接続の切り替えによって変更可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のコンデンサが並列接続される回路におけるコンデンサの実装状態および非実装状態を判別する実装状態判別装置および実装状態判別方法に関するものである。

この種の実装状態判別方法として、特開２００４−２２１５７４号公報において出願人が開示したバイパスコンデンサの実装・非実装検査方法（以下、「実装検査方法」ともいう）が知られている。この実装検査方法では、２つのハンダパッド間にバイパスコンデンサ（以下、単に「コンデンサ」ともいう）が実装されているか否かを検査する際に、電圧発生部に接続されているプローブ（以下、「第１プローブ」ともいう）をＧＮＤパターン側のハンダパッドに接触させ、電圧計に接続されている２つのプローブの一方（以下、「第２プローブ」ともいう）を電源パターン側のハンダパッドに接触させる。次いで、電圧計に接続されている２つのプローブの他方（以下、「第３プローブ」ともいう）を、電源パターン側のハンダパッドに接続されているスルーホールや導体パターン上における第２プローブの接触位置から離間した位置に接触させる。続いて、電圧発生部に電圧を発生させて、第１プローブを介してＧＮＤパターン側のハンダパッドに電圧を供給させる。この場合、コンデンサが各ハンダパッド間に実装されているときには、コンデンサを介して第２プローブおよび第３プローブの間に電流が流れるため、その間の電圧が電圧計によって測定される。すなわち、電圧計の読み値ＶがＶ≠０となる。一方、コンデンサが各ハンダパッド間に実装されていないときには、第２プローブおよび第３プローブの間に電流が流れないため、電圧計の読み値ＶはＶ＝０となる。つまり、この実装検査方法では、電圧計の読み値からコンデンサの実装および非実装を把握することが可能となっている。また、この実装検査方法では、複数のコンデンサが並列接続されている場合において、各コンデンサについて上記の手順で検査することで、各コンデンサの実装および非実装を個別に把握することが可能となっている。

一方、この方法では、各コンデンサを実装させるためのハンダパッド、およびハンダパッドに接続されているスルーホールや導体パターンに各プローブを接触させる必要があるため、並列接続されている複数のコンデンサの全ての実装および非実装を個別に把握するためには、これらのハンダパッド、スルーホールおよび導体パターンが基板の表面に露出している必要がある。このため、これらが露出していない基板（例えば、コンデンサや導体パターンが内装されている内装基板）に対してこの実装検査方法による検査を行うのは困難なことがある。

このような、課題を解決可能な技術として、出願人は、次のような新たな実装状態判別方法を開発している。この実装状態判別方法では、複数のコンデンサが並列接続された判別対象の回路に対して周波数を変化させつつ交流信号を供給し、その際に検出される検出信号および交流信号に基づいて、両信号の位相差を各周波数毎に測定する。次いで、各コンデンサが正しく実装された良品の回路について同じ手順で測定した各周波数毎の測定値に予め決められた値を加算した上限値、および各測定値から予め決められた値を減算した下限値で画定される基準範囲を規定して、判別対象の回路について測定した各測定値がこの基準範囲内であるか否かを判別する。ここで、複数のコンデンサが並列接続された回路では、各コンデンサと各コンデンサに等価的に接続されたインダクタンス成分（コンデンサに接続された導体パターン等がこれに相当する）とによってコンデンサの数と同数の共振回路が構成される。また、コンデンサの容量やインダクタンスの値が異なるときには各共振回路の共振周波数が異なる。

一方、このような複数の共振回路を有する回路に対して、上記したように周波数を変化させつつ交流信号を供給したときには、各共振回路の各共振周波数に近い周波数において位相差が急激に上昇に転じる（反転する）点（以下、この点を「転換点」ともいう）が現れることが知られている。このため、例えば、回路に実装されるべき各コンデンサの１つが非実装の状態では、そのコンデンサによって構成される共振回路の共振周波数に近い周波数において転換点が現れずに、測定値が基準範囲外となる。このため、この新たな実装状態判別方法では、転換点が現れるべき周波数（共振周波数に近い周波数）における位相差の測定値が基準範囲内であるか否かを判別することで、各コンデンサを実装させるためのハンダパッドなどが基板の表面に露出していない場合においても実装および非実装を判別することが可能となっている。

特開２００４−２２１５７４号公報（第６−７頁、第４−５図）

ところが、出願人が開発している新たな実装状態判別方法には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この実装状態判別方法では、転換点が現れるべき周波数（判別対象の回路に含まれる各共振回路に固有の各共振周波数に近い周波数）の全てにおける位相差を測定する必要がある。しかしながら、位相差を測定する測定部の測定可能周波数範囲には限界があるため、判別対象の回路の構成によっては、共振周波数が測定可能周波数範囲外となることがあり、このような回路についての実装状態および非実装状態の判別を正確に行うことが困難であるという課題が存在し、この点の改善が望まれている。

本発明は、かかる課題を解決すべくなされたものであり、複数のコンデンサが並列接続される回路における各コンデンサの実装状態および非実装状態を正確に判別し得る実装状態判別装置および実装状態判別方法を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の実装状態判別装置は、複数のコンデンサが並列接続される回路に対する交流信号の供給に伴って検出される検出信号に基づいて当該回路についての電気的パラメータを当該交流信号の周波数毎に測定する測定部と、当該測定された電気的パラメータの周波数特性に基づいて前記各コンデンサが実装状態であるか非実装状態であるかを判別する判別処理を実行する処理部とを備えた実装状態判別装置であって、前記回路と前記測定部との間に接続可能なインダクタを備え、前記各コンデンサを含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数を前記インダクタの接続および非接続の切り替えによって変更可能に構成されている。

また、請求項２記載の実装状態判別装置は、請求項１記載の実装状態判別装置において、前記インダクタは、抵抗、コンデンサおよびオペアンプを備えると共に当該抵抗および当該コンデンサの少なくとも一方が可変型の疑似インダクタ回路で構成されている。

また、請求項３記載の実装状態判別装置は、請求項１または２記載の実装状態判別装置において、前記処理部は、前記判別処理において、前記周波数の上昇に伴って前記電気的パラメータが上昇に転じる転換点の有無を特定し、当該特定した転換点の数と前記回路に実装されるべき前記コンデンサの数とが同数のときに前記各コンデンサが実装状態であると判別する。

また、請求項４記載の実装状態判別方法は、複数のコンデンサが並列接続される回路に対する交流信号の供給に伴って検出される検出信号に基づいて当該回路についての電気的パラメータを当該交流信号の周波数毎に測定し、当該測定した電気的パラメータの周波数特性に基づいて前記各コンデンサが実装状態であるか非実装状態であるかを判別する判別処理を実行する実装状態判別方法であって、前記電気的パラメータを測定する際に、前記回路と前記測定部との間へのインダクタの接続および非接続の切り替えによって前記各コンデンサを含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数を変更する。

また、請求項５記載の実装状態判別方法は、請求項４記載の実装状態判別方法において、抵抗、コンデンサおよびオペアンプを備えると共に当該抵抗および当該コンデンサの少なくとも一方が可変型の疑似インダクタ回路を前記インダクタとして用いる。

また、請求項６記載の実装状態判別方法は、請求項４または５記載の実装状態判別方法において、前記判別処理において、前記周波数の上昇に伴って前記電気的パラメータが上昇に転じる転換点の有無を特定し、当該特定した転換点の数と前記回路に実装されるべき前記コンデンサの数とが同数のときに前記各コンデンサが実装状態であると判別する。

請求項１記載の実装状態判別装置および請求項４記載の実装状態判別方法では、複数のコンデンサが並列接続される回路における各コンデンサの実装状態および非実装状態を判別する判別処理に用いる電気的パラメータの周波数特性を測定する際に、回路と測定部との間へのインダクタの接続および非接続の切り替えによって各コンデンサを含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数を変更する。このため、この実装状態判別装置および実装状態判別方法によれば、インダクタの接続および非接続を切り替えることで、測定部よる電気的パラメータの測定が可能な測定可能周波数範囲内に各共振周波数を収めることができる。したがって、この実装状態判別装置および実装状態判別方法によれば、共振周波数（または、共振周波数に近い周波数）における電気的パラメータを確実に測定することができる結果、共振周波数（または、共振周波数に近い周波数）における電気的パラメータの周波数特性に基づいて行う判別処理において、各コンデンサの実装状態および非実装状態を正確に判別することができる。

また、請求項２記載の実装状態判別装置および請求項５記載の実装状態判別方法によれば、抵抗、コンデンサおよびオペアンプを備えると共に抵抗およびコンデンサの少なくとも一方が可変型の疑似インダクタ回路をインダクタとして用いることにより、可変型の抵抗および可変型のコンデンサの少なくとも一方を操作して各電気的パラメータ（抵抗値または静電容量）を変更するだけで、疑似インダクタ回路のインダクタンスを任意に変更することができる。このため、この実装状態判別装置および実装状態判別方法によれば、例えば、複数種類の回路について判別処理を実行する際に、回路の種類に応じてインダクタンスの異なるインダクタに交換する構成および方法と比較して、インダクタの交換が不要な分、処理効率を十分に向上させることができる。

また、請求項３記載の実装状態判別装置および請求項６記載の実装状態判別方法では、判別処理において、周波数の上昇に伴って電気的パラメータが上昇に転じる転換点の有無を特定し、特定した転換点の数と回路に実装されるべきコンデンサの数とが同数のときに各コンデンサが実装状態であると判別する。このため、この実装状態判別装置および実装状態判別方法によれば、例えば、転換点が現れるべき周波数（共振周波数に近い周波数）における電気的パラメータの測定値とコンデンサが正しく実装されているときにその周波数において測定されるべき位相差の値（予め規定された基準値）とを比較する構成および方法とは異なり、基準値を規定する必要がないため、複数種類の回路について判別処理を実行する際の処理効率をさらに向上させることができる。

実装状態判別装置１の構成を示す構成図である。 回路基板１３の斜視図である。 図２におけるＷ−Ｗ線断面図である。 回路基板１３の導体パターン１１，１２およびコンデンサ２１ａ〜２１ｃによって構成される回路Ｃを等価的に表す等価回路図である。 疑似インダクタ回路２ａの回路図である。 疑似インダクタ回路２ａを接続していない状態で測定した回路Ｃにおける位相差およびインピーダンスの周波数特性を示す周波数特性図である。 疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を１００ｎＨに設定した状態で測定した回路Ｃの位相差およびインピーダンスの周波数特性を示す周波数特性図である。 疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を１０ｎＨに設定した状態で測定した回路Ｃの位相差およびインピーダンスの周波数特性を示す周波数特性図である。

以下、添付図面を参照して、実装状態判別装置および実装状態判別方法の実施の形態について説明する。

最初に、実装状態判別装置１の構成について図１を参照して説明する。

実装状態判別装置１は、図１に示すように、測定部２、疑似インダクタ回路２ａ、スイッチ２ｂ、記憶部３、処理部４および表示部５を備え、図２に示す回路基板１３における一対の導体パターン１１，１２によって互いに並列接続されるべき複数（本例では一例として３個）のコンデンサ２１ａ〜２１ｃ（以下、区別しないときには「コンデンサ２１」ともいう）の実装状態（各コンデンサ２１ａ〜２１ｃが実装状態であるか非実装状態であるか）を判別する。この場合、各導体パターン１１，１２は、同図に示すように、予め規定されたパターン形状で回路基板１３に形成されている。本例では一例として、導体パターン１１は、回路基板１３の内層グランドパターンとして平面状のパターン形状に形成されている。一方、導体パターン１２は、電源ラインとして直線状のパターン形状に形成されている。また、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃは、図２，３に示すように、各導体パターン１１，１２における予め規定された位置に接続されている。この場合、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃは、一例として、導体パターン１１にはビア１４ａおよびランド１５を介して接続され、導体パターン１２にはビア１４ｂおよびランド１５を介して接続されている。以下、ビア１４ａ，１４ｂを特に区別しないときには、「ビア１４」ともいう。

測定部２は、図１，２に示すように一対のプローブ６，７を介して、各導体パターン１１，１２上に１つずつ規定された一対の測定点Ｐ１，Ｐ２（本例では、図２に示すように、ビア１４ａ，１４ｂを介して導体パターン１１，１２に接続されたランド１５上に規定された測定点Ｐ１，Ｐ２）に接続される。また、測定部２は、各プローブ６，７から各導体パターン１１，１２間に、つまり導体パターン１１，１２とコンデンサ２１ａ〜２１ｃとによって構成される回路Ｃ（図２，３参照）に対して、周波数をスイープ（変化）させつつ測定用の交流信号（一例として、交流定電流であって、以下「測定用信号Ｓ１」ともいう）を供給すると共に、これに伴って各導体パターン１１，１２間に発生する検出信号Ｓ２（この例では、交流電圧）をプローブ６，７を介して検出する。また、測定部２は、測定用信号Ｓ１の位相と検出信号Ｓ２の位相との位相差を周波数毎に測定する。つまり、測定部２は、測定用信号Ｓ１の周波数の変化に伴う位相差の変化（位相差の周波数特性）を測定する。また、測定部２は、周波数毎に測定した位相差（位相差の周波数特性）を示す特性データＤ１を処理部４に出力する。

疑似インダクタ回路２ａは、擬似的にインダクタとして機能する回路（シミュレーテッドインダクタ）であって、図５に示すように、一例として、固定抵抗３１、可変抵抗３２（可変型の抵抗）、可変コンデンサ３３（可変型のコンデンサ）およびオペアンプ３４を備えて構成されている。この場合、この疑似インダクタ回路２ａでは、可変抵抗３２および可変コンデンサ３３の少なくとも一方を操作して各電気的パラメータ（抵抗値または静電容量）を変更することによってインダクタンスＬ０を変更することが可能となっている。

スイッチ２ｂは、図１に示すように、例えば、測定部２と疑似インダクタ回路２ａとの間に配置されて、切り替え操作がされたときに、測定部２と回路Ｃとの間（具体的には、測定部２とプローブ６との間）への疑似インダクタ回路２ａの接続および非接続を切り替える。

記憶部３は、一例として半導体メモリやハードディスク装置を用いて構成されて、処理部４のための動作プログラムなどを記憶する。

処理部４は、一例としてＣＰＵを用いて構成され、上記した周波数特性の測定を測定部２に対して実行させる測定処理を実行する。また、処理部４は、測定部２から出力される特性データＤ１に基づいて各コンデンサ２１が実装状態であるか非実装状態であるかを判別する判別処理を実行する。この場合、処理部４は、この判別処理において、周波数特性における後述する転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３の有無を特定する特定処理を実行し、特定処理の結果に基づいて各コンデンサ２１が実装状態であるか非実装状態であるかを判別する。また、処理部４は、判別処理の結果を表示部５に表示させる表示処理を実行する。

次に、回路Ｃについての位相差の周波数特性（測定用信号Ｓ１の周波数の変化に伴う位相差の変化）について、具体的に説明する。

図２，３に示すように、複数（本例では３個）のコンデンサ２１ａ〜２１ｃが各導体パターン１１，１２間に実装されている回路Ｃは、図４に示す等価回路として表される。なお、この等価回路において、Ｌ１〜Ｌ３は、各導体パターン１１，１２、および各コンデンサ２１ａ〜２１ｃと各導体パターン１１，１２とを接続する各ビア１４のインダクタンス（コンデンサに等価的に接続されたインダクタンス成分）を表している（以下、これらのインダクタンスＬ１〜Ｌ３、および上記した疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を区別しないときには「インダクタンスＬ」ともいう）。

ここで、この回路Ｃのように、複数のコンデンサ２１ａ〜２１ｃが並列接続されているときには、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃと各コンデンサ２１ａ〜２１ｃに接続されたインダクタンス成分（上記の等価回路におけるインダクタンスＬ１〜Ｌ３）とによってコンデンサ２１ａ〜２１ｃと同数（この例では、３つ）の共振回路が構成される。また、コンデンサの容量やインダクタンスＬの値が異なるときには各共振回路の共振周波数ｆｓ（ｆｓ１〜ｆｓ３）が異なる（図６参照）。

また、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃの静電容量が同一の場合にも、各測定点Ｐ１，Ｐ２から各コンデンサ２１ａ〜２１ｃまでの導体パターン１１，１２の長さが相違して、インダクタンスＬが相違するため、これに起因して、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃと各インダクタンス成分とによって構成される各共振回路の共振周波数ｆｓが異なることとなる。

共振周波数ｆｓが互いに異なる複数の共振回路を有する上記の回路Ｃに対して周波数を変化させつつ測定用信号Ｓ１としての交流信号を供給し、測定用信号Ｓ１の供給に伴って発生する検出信号Ｓ２の位相と測定用信号Ｓ１の位相との位相差（回路Ｃについての電気的パラメータ）を測定した場合、その位相差の周波数特性（測定用信号Ｓ１の周波数の変化に伴う位相差の変化）には、各共振回路の各共振周波数ｆｓに近い周波数において位相差が急激に（予め決められた上昇率以上の上昇率で）上昇に転じる転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３（図６参照：以下、区別しないときには「転換点Ｐｔ」ともいう）が現れる。つまり、位相差の周波数特性には、コンデンサの数（共振回路の数）と同数の転換点Ｐｔが現れる。

図６に示す周波数特性図（同図における実線で示す波形曲線ＣＬ１）は、上記の等価回路においてコンデンサ２１ａの静電容量が１μＦ、コンデンサ２１ｂの静電容量が２２０ｎＦ、コンデンサ２１ｃの静電容量が１００ｎＦで、インダクタンスＬ１〜Ｌ３がそれぞれ１２ｎＨ、３ｎＨ、２ｎＨのときに、測定部２によって測定される測定用信号Ｓ１の位相と検出信号Ｓ２の位相との位相差の周波数特性を表している。

図６の周波数特性図から明らかなように、コンデンサ２１ａ〜２１ｃが正しく実装されている回路Ｃ（図４の等価回路）についての位相差の周波数特性には、コンデンサ２１ａ〜２１ｃの数と同数（この例では、３つ）の転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３が各共振周波数ｆｓ１〜ｆｓ３に近い周波数（具体的には、各共振周波数ｆｓ１〜ｆｓ３よりもそれぞれやや低い周波数）において現れている。なお、本例のように各コンデンサ２１ａ〜２１ｃの静電容量が互いに相違する場合には、原則として、静電容量の小さなコンデンサ２１ほど対応する共振周波数ｆｓが高くなる。

なお、上記した上昇率をＲ１、測定用信号Ｓ１の周波数をｆｍ（Ｈｚ）、位相差をθ（°）とすると、上昇率Ｒ１は、一例として、次の式（１）で規定することができる。
Ｒ１＝α×Δθ／Δ（ｌｏｇ_１０ｆｍ）・・・・式（１）
（αは係数であって、図６の例では０．００６７：Δは上昇分を示す符号）
この場合、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法では、一例として、この上昇率Ｒ１が１．７３（ｔａｎ６０°）以上のとき、つまり、図６に示すように、周波数を「ｌｏｇ_１０」（常用対数）で示す座標軸（Ｘ軸）と位相差を「°」で示す座標軸（Ｙ軸）とによって規定されるＸＹ平面に周波数の変化に伴う位相差の変化を示す波形曲線ＣＬ１を描いたときに、波形曲線ＣＬ１における接線の傾きが６０°以上となる波形曲線ＣＬ１上の点を転換点Ｐｔとしている。

また、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃのいずれかが非実装状態のときの位相差の周波数特性には、実装状態のコンデンサ２１に対応する転換点Ｐｔのみが現れ、非実装状態のコンデンサ２１に対応する転換点Ｐｔは現れない。このため、位相差の周波数特性における転換点Ｐｔを特定し、特定した転換点Ｐｔの数（以下「特定数」ともいう）と実装されるべきコンデンサ２１の数（以下「規定数」ともいう）とを比較することで、各コンデンサ２１が実装状態であるか非実装状態であるかを判別することができる。具体的には、特定数と規定数とが同数のときには、各コンデンサ２１が実装状態であると判別し、特定数数が規定数よりも少ないときには、その差分値の数と同じ数のコンデンサ２１が非実装状態であると判別する。

ここで、上記したように、コンデンサ２１の静電容量が小さいほど共振周波数ｆｓが高くなるため、回路Ｃの構成によっては、転換点Ｐｔが現れる周波数（共振周波数ｆｓに近い周波数）が測定部２による位相差（電気的パラメータ）の測定が可能な周波数範囲（以下、「測定可能周波数範囲Ａ」ともいう：図６参照）を超えることがあり、このような回路Ｃについては、転換点Ｐｔの数を特定して規定数と比較する上記の方法での判別処理が困難となる。この場合、共振周波数ｆｓは、インダクタンスＬが大きいほど低くなる。このため、この実装状態判別装置１では、この特性を利用して、測定部２の測定可能周波数範囲Ａ内に各共振周波数ｆｓが収まるように、各共振周波数ｆｓを変更することが可能となっている。具体的には、実装されるべき各コンデンサ２１が正しく実装されている良品の回路基板１３を対象として測定した周波数特性に基づいて処理部４が特定処理を実行した際に、転換点Ｐｔの特定数が規定数よりも少なかったときや、転換点Ｐｔが特定されなかったとき（特定数が０のとき）には、共振周波数ｆｓが測定部２の測定可能周波数範囲Ａを超えている可能性がある。このようなときには、スイッチ２ｂを操作することによってプローブ６を介して測定部２と回路Ｃとの間に疑似インダクタ回路２ａを接続して共振周波数ｆｓの高さを低下させ（変更し）、これによって測定部２の測定可能周波数範囲Ａに共振周波数ｆｓが収められる。

一方、インダクタンスＬが大きいほど各共振周波数ｆｓにおける位相差（特に高い周波数領域における位相差）の変化が小さくなり、転換点Ｐｔの特定が困難となる。このため、インダクタンスＬ０を必要以上に大きな値に規定したときには、図７に実線で示すように、測定部２の測定可能周波数範囲Ａ内に各共振周波数ｆｓが収まっていたとしても、転換点Ｐｔの特定が困難となって上記の方法での判別処理が困難となる。この実装状態判別装置１では、可変抵抗３２および可変コンデンサ３３を備えた疑似インダクタ回路２ａを採用したことで、可変抵抗３２および可変コンデンサ３３の少なくとも一方を操作して疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を変更することが可能となっている。このため、この実装状態判別装置１では、疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を適度な大きさに変更することで、図８に実線で示すように、測定部２の測定可能周波数範囲Ａ内に各共振周波数ｆｓを収めさせ、かつ転換点Ｐｔの特定が可能な程度に各共振周波数ｆｓにおける位相差の変化を大きくすることが可能となっている。

次に、３つのコンデンサ２１ａ〜２１ｃが実装されるべき回路Ｃ（図２参照）における各コンデンサ２１が実装状態であるか非実装状態であるかを、実装状態判別装置１を用いて判別する実装状態判別方法について、図面を参照して説明する。

なお、回路Ｃを構成する導体パターン１１，１２、ビア１４および各コンデンサ２１ａ〜２１ｃは、上記したように、図４に示す等価回路で表され、また、同図に示される各コンデンサ２１ａ〜２１ｃの静電容量はそれぞれ１μＦ、２２０ｎＦ、１００ｎＦであり、各インダクタンスＬ１〜Ｌ３はそれぞれ１２ｎＨ、３ｎＨ、２ｎＨであるものとする。

まず、実装状態判別装置１を用いて、３つのコンデンサ２１ａ〜２１ｃが正しく実装されている良品の回路基板１３における回路Ｃを対象として予備試験を行う。この予備試験では、実装状態判別装置１に対して処理の開始を指示したときに、処理部４が、測定処理を実行する。この測定処理では、処理部４は、測定部２に対して周波数特性を測定させる。この場合、測定部２は、プローブ６，７を介して入出力される測定用信号Ｓ１の位相と検出信号Ｓ２の位相との位相差を測定用信号Ｓ１の周波数毎に測定し、測定したこの周波数特性を示す特性データＤ１を処理部４に出力する。

次いで、処理部４は、判別処理を実行する。この判別処理では、処理部４は、測定部２から出力された特性データＤ１によって特定される位相差の周波数特性に基づき、回路Ｃにおいて、コンデンサ２１ａ〜２１ｃが実装状態であるか非実装状態であるかを判別する。具体的には、処理部４は、周波数の上昇に伴って位相差が予め決められた上昇率以上の上昇率で急激に上昇に転じる転換点Ｐｔの有無を特定する特定処理を実行する。より具体的には、処理部４は、上記式（１）で規定される上昇率Ｒ１が１．７３以上となる点、つまり、波形曲線ＣＬ１における接線の傾きが６０°以上となる波形曲線ＣＬ１上の点を検索し、そのような点を検出したときには、その点を転換点Ｐｔとして特定する。

次いで、処理部４は、判別処理を実行して、特定した転換点Ｐｔの数（特定数）と実装されるべきコンデンサ２１ａ〜２１ｃの数（規定数：この例では３）とを比較する。この場合、図６に示すように、３つの転換点Ｐｔを特定したとき、つまり、特定数と規定数とが数と規定数とが同数のときには、処理部４は、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃが実装状態であると判別する。次いで、処理部４は、表示処理を実行して、上記の判別結果を表示部５に表示させる。

ここで、例えば、測定部２の測定可能周波数範囲Ａが１００ｋＨｚ〜９．５ＭＨｚであるとすると、図６に示す転換点Ｐｔ３に対応する周波数が９．５ＭＨｚを超えているため、この転換点Ｐｔ３における位相差を測定部２が測定するのが困難となる。この結果、特定処理において処理部４が転換点Ｐｔ３を特定することができずに、特定数が「２」となるため、３つのコンデンサ２１ａ〜２１ｃが正しく実装されているにも拘わらず、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃのうちの１つが非実装状態であると判別される可能性がある。

この際には、使用者は、スイッチ２ｂを操作して、ローブ６を介して測定部２と回路Ｃとの間に疑似インダクタ回路２ａを接続させ、各共振周波数ｆｓの高さを低下させる（変更する）。次いで、処理部４に対して、上記した測定処理、特定処理および判別処理を再度実行させる。この場合、疑似インダクタ回路２ａの接続によって各共振周波数ｆｓが測定可能周波数範囲Ａ内に収まったとしても、疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０が大きすぎるときには、図７に示すように、特に高い周波数領域（例えば、同図に示す領域Ｂ）の共振周波数ｆｓにおける位相差の変化が小さくなる。このときには、再度実行した特定処理においても、処理部４が転換点Ｐｔ３を特定することができないこととなり、３つのコンデンサ２１ａ〜２１ｃが正しく実装されているにも拘わらず、処理部４は、判別処理において各コンデンサ２１ａ〜２１ｃのうちの１つが非実装状態であると判別する。

このようなときには、使用者は、疑似インダクタ回路２ａにおける可変抵抗３２および可変コンデンサ３３の一方または双方を操作して疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を低下させ、次いで、処理部４に対して、測定処理、特定処理および判別処理を再度実行させる。この場合、インダクタンスＬ０の低下により、例えば、図８に示すように、各共振周波数ｆｓが測定可能周波数範囲Ａ内に収まり、かつ各転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３の特定が可能な程度に各共振周波数ｆｓにおける位相差が変化しているときには、処理部４が、特定処理において３つの転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３を特定し、判別処理において各コンデンサ２１ａ〜２１ｃが実装状態であると判別する。以上により、予備試験が終了する。

次いで、判別対象の回路基板１３における回路Ｃについての測定処理、特定処理および判別処理を実行させる。この場合、上記したように、インダクタンスＬ０を変更した疑似インダクタ回路２ａを接続することで、判別対象の回路Ｃにおける各共振周波数ｆｓが測定可能周波数範囲Ａ内に収まり、かつ各転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３の特定が可能な程度に各共振周波数ｆｓにおける位相差が変化する。このため、特定処理において全ての転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３の有無が正確に特定される結果、判別処理において各コンデンサ２１ａ〜２１ｃの実装状態および非実装状態が正確に判別される。

なお、転換点Ｐｔの数が規定の数（回路Ｃに配設されるコンデンサ２１の数）と同じときに各コンデンサ２１が実装状態であると判別する構成および方法について上記したが、各コンデンサ２１に対応する共振周波数ｆｓ（疑似インダクタ回路２ａを接続したときの共振周波数ｆｓ）が予め判っているときには、転換点Ｐｔを特定する処理を実行することなく、予め判っているその共振周波数ｆｓにおける位相差の測定値と、予め規定された基準値とを比較して、例えば、測定値が基準値以下のときにその共振周波数ｆｓに対応するコンデンサ２１が実装状態であると判別する構成および方法を採用することもできる。

このように、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法では、複数のコンデンサ２１が並列接続される回路Ｃにおける各コンデンサ２１の実装状態および非実装状態を判別する判別処理に用いる測定用信号Ｓ１と検出信号Ｓ２との位相差（電気的パラメータ）の周波数特性を測定する際に、回路Ｃと測定部２との間へのインダクタ（疑似インダクタ回路２ａ）の接続および非接続の切り替えによって各コンデンサ２１を含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数ｆｓを変更する。このため、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法によれば、インダクタの接続および非接続を切り替えることで、
測定部２による位相差（電気的パラメータ）の測定が可能な測定可能周波数範囲Ａ内に各共振周波数ｆｓ（各転換点Ｐｔが現れる各共振周波数ｆｓに近い各周波数）を収めることができる。したがって、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法によれば、各転換点Ｐｔ（共振周波数ｆｓに近い周波数）における位相差を確実に測定することができる結果、各転換点Ｐｔにおける位相差の周波数特性に基づいて行う判別処理において、各コンデンサ２１の実装状態および非実装状態を正確に判別することができる。

また、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法によれば、可変抵抗３２、可変コンデンサ３３およびオペアンプ３４を備えた疑似インダクタ回路２ａをインダクタとして用いることにより、可変抵抗３２および可変コンデンサ３３の少なくとも一方を操作して各電気的パラメータ（抵抗値または静電容量）を変更するだけで、疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を任意に変更することができる。このため、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法によれば、例えば、複数種類の回路Ｃについて判別処理を実行する際に、回路Ｃの種類に応じてインダクタンスの異なるインダクタに交換する構成および方法と比較して、インダクタの交換が不要な分、処理効率を十分に向上させることができる。

また、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法では、判別処理において、周波数の上昇に伴って電気的パラメータが上昇に転じる転換点Ｐｔの有無を特定し、特定した転換点Ｐｔの数と回路Ｃに実装されるべきコンデンサ２１の数とが同数のときに各コンデンサ２１が実装状態であると判別する。このため、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法によれば、例えば、転換点Ｐｔが現れるべき周波数（共振周波数ｆｓに近い周波数）における位相差（電気的パラメータ）の測定値とコンデンサ２１が正しく実装されているときにその周波数において測定されるべき位相差の値（予め規定された基準値）とを比較する構成および方法とは異なり、基準値を規定する必要がないため、複数種類の回路Ｃについて判別処理を実行する際の処理効率をさらに向上させることができる。

なお、実装状態判別装置１および実装状態判別方法は、上記の構成および方法に限定されない。例えば、インダクタンスＬ０を変更可能な疑似インダクタ回路２ａを用いる例について上記したが、インダクタンスＬ０が予め１つの値に規定（固定）されている疑似インダクタ回路の接続および非接続を切り替えることにより、各コンデンサ２１を含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数ｆｓを変更する構成および方法を採用することもできる。また、疑似インダクタ回路２ａに代えて、インダクタンスが固定のコイル（インダクタの他の一例）を用いる構成および方法を採用することもできる。

また、測定用信号Ｓ１の位相と検出信号Ｓ２の位相との位相差（電気的パラメータの一例）を測定用信号Ｓ１の周波数毎に測定し、周波数の変化に伴う位相差の変化（位相差の周波数特性）に基づいて判別処理を実行する構成および方法について上記したが、測定点Ｐ１，Ｐ２間のインピーダンス（電気的パラメータの他の一例）を測定用信号Ｓ１の周波数を変化させつつ各周波数毎に（インピーダンスの周波数特性を）測定して、周波数の変化に伴うインピーダンスの変化に基づいて判別処理を実行する構成および方法を採用することもできる。以下、この構成および方法について説明する。なお、以下の説明において、上記した実装状態判別装置１および実装状態判別方法と同じ構成要素については、同じ符号を付して、重複する説明を省略する。

まず、回路Ｃについてのインピーダンスの周波数特性（測定用信号Ｓ１の周波数の変化に伴うインピーダンスの変化）について説明する。図６に示す周波数特性図（同図に破線で示す波形曲線ＣＬ２）は、上記の等価回路（図４参照）の測定点Ｐ１，Ｐ２において測定部２によって測定されるインピーダンスの周波数特性を表している。この周波数特性図から明らかなように、コンデンサ２１ａ〜２１ｃが正しく実装されている回路Ｃについてのインピーダンスの周波数特性には、各共振回路の各共振周波数ｆｓに近い周波数において、インピーダンスが急激に（予め決められた上昇率以上の上昇率で）上昇に転じる３つ（コンデンサ２１ａ〜２１ｃの数と同数）の転換点Ｐｔ４〜Ｐｔ６（図６参照：以下、区別しないときには「転換点Ｐｔ」ともいう）が現れている。

なお、上記した上昇率をＲ２、測定用信号Ｓ１の周波数をｆｍ（Ｈｚ）、インピーダンスをＺ（Ω）とすると、上昇率Ｒ２は、一例として、次の式（２）で規定することができる。
Ｒ２＝β×Δ（ｌｏｇ_１０Ｚ）／Δ（ｌｏｇ_１０ｆｍ）・・・・式（２）
（βは係数であって、図６の例では３．２９、図７の例では６．６２、図８の例では４．４５：Δは上昇分を示す符号）
この場合、この実装状態判別装置１および実装状態判別方法では、一例として、この上昇率Ｒ２が１．７３（ｔａｎ６０°）以上のとき、つまり、図６に示すように、周波数を「ｌｏｇ_１０」（常用対数）で示す座標軸（Ｘ軸）とインピーダンスを「ｌｏｇ_１０」で示す座標軸（Ｙ軸）とによって規定されるＸＹ平面に周波数の変化に伴うインピーダンスの変化を示す波形曲線ＣＬ２を描いたときに、波形曲線ＣＬ２における接線の傾きが６０°以上となる波形曲線ＣＬ２上の点を転換点Ｐｔとしている。

また、各コンデンサ２１ａ〜２１ｃのいずれかが非実装状態のときのインピーダンスの周波数特性には、実装状態のコンデンサ２１に対応する転換点Ｐｔのみが現れ、非実装状態のコンデンサ２１に対応する転換点Ｐｔは現れない。このため、インピーダンスの周波数特性における転換点Ｐｔを特定し、特定した転換点Ｐｔの数（特定数）と実装されるべきコンデンサ２１の数（規定数）とを比較することで、各コンデンサ２１が実装状態であるか非実装状態であるかを判別することができる。

また、この構成および方法においても、図６に示すように、転換点Ｐｔが現れる周波数（共振周波数ｆｓに近い周波数）が測定部２によるインピーダンス（電気的パラメータ）の測定が可能な測定可能周波数範囲Ａを超えるときには、測定部２と回路Ｃとの間に疑似インダクタ回路２ａを接続して共振周波数ｆｓを低下させることで、測定部２の測定可能周波数範囲Ａに転換点Ｐｔが現れる周波数を収めることができる。

また、図７に破線で示すように、インダクタンスＬ０を必要以上に大きな値に規定したことによって転換点Ｐｔが現れるべき周波数におけるインピーダンスの変化が小さくなり、転換点Ｐｔの特定が困難なときには、可変抵抗３２および可変コンデンサ３３の少なくとも一方を操作して疑似インダクタ回路２ａのインダクタンスＬ０を適度な大きさに変更することで、図８に破線で示すように、測定部２の測定可能周波数範囲Ａ内に各転換点Ｐｔが現れるべき周波数（共振周波数ｆｓに近い周波数）を収めさせ、かつ転換点Ｐｔの特定が可能な程度にその周波数におけるインピーダンスの変化を大きくすることができる。したがって、この構成および方法においても、特定処理において全ての転換点Ｐｔ１〜Ｐｔ３の有無を正確に特定さすることができる結果、判別処理において各コンデンサ２１ａ〜２１ｃの実装状態および非実装状態を正確に判別することができる。

なお、インピーダンスの周波数特性に基づいてコンデンサ２１の実装状態および非実装状態を判別するこの例においても、各コンデンサ２１に対応する共振周波数ｆｓ（疑似インダクタ回路２ａを接続したときの共振周波数ｆｓ）が予め判っているときには、転換点Ｐｔを特定する処理を実行することなく、予め判っているその共振周波数ｆｓにおけるインピーダンスの測定値と、予め規定された基準値とを比較して、例えば、測定値が基準値以下のときにその共振周波数ｆｓに対応するコンデンサ２１が実装状態であると判別する構成および方法を採用することもできる。

また、上記の各例では、可変抵抗３２および可変コンデンサ３３を備えた疑似インダクタ回路２ａ、つまり、抵抗およびコンデンサの双方が可変型の疑似インダクタ回路２ａを用いているが、抵抗およびコンデンサのいずれか一方のみが可変型の疑似インダクタ回路を用いる構成および方法を採用することもできる。

１ 実装状態判別装置
２ 測定部
２ａ 疑似インダクタ回路
２ｂ スイッチ
４ 処理部
２１ａ〜２１ｃ コンデンサ
３２ 可変抵抗
３３ 可変コンデンサ
３４ オペアンプ
Ａ 測定可能周波数範囲
Ｃ 回路
ｆｍ 周波数
ｆｓ 共振周波数
Ｌ０ インダクタンス
Ｐｔ１〜Ｐｔ６ 転換点
Ｓ１ 測定用信号
Ｓ２ 検出信号

Claims (6)

1. 複数のコンデンサが並列接続される回路に対する交流信号の供給に伴って検出される検出信号に基づいて当該回路についての電気的パラメータを当該交流信号の周波数毎に測定する測定部と、当該測定された電気的パラメータの周波数特性に基づいて前記各コンデンサが実装状態であるか非実装状態であるかを判別する判別処理を実行する処理部とを備えた実装状態判別装置であって、
   前記回路と前記測定部との間に接続可能なインダクタを備え、前記各コンデンサを含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数を前記インダクタの接続および非接続の切り替えによって変更可能に構成されている実装状態判別装置。
2. 前記インダクタは、抵抗、コンデンサおよびオペアンプを備えると共に当該抵抗および当該コンデンサの少なくとも一方が可変型の疑似インダクタ回路で構成されている請求項１記載の実装状態判別装置。
3. 前記処理部は、前記判別処理において、前記周波数の上昇に伴って前記電気的パラメータが上昇に転じる転換点の有無を特定し、当該特定した転換点の数と前記回路に実装されるべき前記コンデンサの数とが同数のときに前記各コンデンサが実装状態であると判別する請求項１または２記載の実装状態判別装置。
4. 複数のコンデンサが並列接続される回路に対する交流信号の供給に伴って検出される検出信号に基づいて当該回路についての電気的パラメータを当該交流信号の周波数毎に測定し、当該測定した電気的パラメータの周波数特性に基づいて前記各コンデンサが実装状態であるか非実装状態であるかを判別する判別処理を実行する実装状態判別方法であって、
   前記電気的パラメータを測定する際に、前記回路と前記測定部との間へのインダクタの接続および非接続の切り替えによって前記各コンデンサを含んでそれぞれ構成される各共振回路の各共振周波数を変更する実装状態判別方法。
5. 抵抗、コンデンサおよびオペアンプを備えると共に当該抵抗および当該コンデンサの少なくとも一方が可変型の疑似インダクタ回路を前記インダクタとして用いる請求項４記載の実装状態判別方法。
6. 前記判別処理において、前記周波数の上昇に伴って前記電気的パラメータが上昇に転じる転換点の有無を特定し、当該特定した転換点の数と前記回路に実装されるべき前記コンデンサの数とが同数のときに前記各コンデンサが実装状態であると判別する請求項４または５記載の実装状態判別方法。

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