JP2017040629A - 電子部品試験装置、電子部品試験方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、複数のコンデンサの絶縁抵抗をそれぞれ求めるために、複数のコンデンサと直列接続された検査用抵抗の両端電圧をそれぞれ測定する必要があった。すると、複数のコンデンサを同時に検査するといっても、個別に検査を行う場合と対して変わらないものであった。
しかしながら、特許文献2に記載の技術は、プリント基板上の複数の電子部品の検査のみならず、プリント基板上の回路の検査も含むものであった。例えば、プリント基板上に電子部品がうまく実装されていない場合でも、回路から出力される信号は基準信号とは異なるものであると考えられ、特許文献2に記載の技術は、必ずしも複数の電子部品の検査を目的としたものではなかった。
<<実施形態1>>
<概要>
<構成>
第一回路(0106)は、配列された試験対象電子部品を電気的に接続して構成される回路である。本実施形態の電子部品試験装置は、第一回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧を供給し、検出された第一回路を流れる電流又は電圧波形をもとに、第一回路を構成する試験対象電子部品中に不良製品が混入しているかどうかを判定するものである。
配列部(0101)は、試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を配列載置するよう構成される。「試験対象電子部品を配列載置」とは、配列部にて試験対象電子部品を配列させる場合に限らず、他の装置にて試験対象電子部品を配列させた後、電子部品試験装置に試験対象電子部品を載置する場合も含む。試験対象電子部品の配列方法については、公知の技術を用いることが可能である。
第一電源部(0102)は、第一回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧である第一インパルス波形を供給するよう構成される。「インパルス波形」とは、理論上は無限に短い半値幅と無限大の振幅を持つパルス波形であるが、本実施形態においては所定の半値幅(例えば1μs〜100μs程度)と所定の振幅(例えば1kV〜100kV)を持つパルス波形について示すものとする。
第一検出部(0103)は、第一インパルス波形の供給によって第一回路に流れる電流又は電圧波形である第一検出波形を検出するよう構成される。第一検出波形の検出は、例えば電流計や電圧計などを用いて行うことができる。第一検出部は、検出された第一検出波形をそのまま保持しても良いが、検出された波形の特徴である立ち上がり時間、波尾長、振幅、波形面積、波形のばらつきなどを検出された波形から算出して保持しても良い。
第一リファレンス波形保持部(0104)は、複数の電子部品と同種の正常な電子部品を電気的に接続して構成される第一回路と同じ回路である第一リファレンス回路に第一インパルス波形を供給した場合に第一検出部にて検出されるべき電流又は電圧波形である第一リファレンス波形を保持するよう構成される。ここで、第一リファレンス波形保持部にて保持される第一リファレンス波形は、理論的に予測される波形として設定されても良いし、実際に正常な電子部品を電気的に接続して構成される第一リファレンス回路に第一インパルス波形の電圧を供給した場合に第一検出部にて検出された波形として設定されても良い。
第一判定部(0105)は、第一検出部にて検出された第一検出波形と第一リファレンス波形とを比較して試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定するよう構成される。「第一検出波形と第一リファレンス波形とを比較して」とは、例えば立ち上がり時間、波尾長、振幅、波形面積、波形のばらつきなどを判定項目値として、第一検出波形と第一リファレンス波形の各判定項目値について比較する。
第一電源部にて第一回路に供給される電流又は電圧は、インパルス波形に代えて交流波形としても良い。すなわち、第一電源部が、第一回路に所定の交流波形の電流又は電圧である第一交流波形を供給する構成としても良い。交流波形の周波数については特に限定するものではないが、高周波数(例えば数kHz〜数MHz)であることが好ましい。
<処理の流れ>
<効果>
<<実施形態2>>
<概要>
<構成>
第二回路(0812)は、第一回路(0806)を構成する試験対象電子部品の少なくとも一部を含む試験対象電子部品によって電気的に他の接続にて構成される。すなわち、第二回路は、第一回路を構成する試験対象電子部品の一部により構成されても良いし、第一回路を構成する試験対象電子部品の全てにより構成されても良い。また、第二回路は第一電源部にて第一インパルス波形を供給する試験対象電子部品の少なくとも一部に加えてこの試験対象電子部品と同種の電子部品によって構成されても良い。ここで、「試験対象電子部品と同種の電子部品」とは、試験対象電子部品と同じ種類かつ同じ物性値を持つ電子部品のことを示しており、例えば試験対象電子部品が10μFの静電容量を持つコンデンサである場合には、試験対象電子部品と同種の電子部品も10μFの静電容量を持つコンデンサのことを示している。
第二電源部(0807)は、第二回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧である第二インパルス波形を供給するよう構成される。第一電源部と第二電源部は基本的な構成は同様であるが、第二電源部により第二回路に供給される第二インパルス波形は、第一インパルス波形と同一の波形であっても良いし、別の波形であっても良い。
第二検出部(0808)は、第二インパルス波形の供給によって第二回路に流れる電流又は電圧波形である第二検出波形を検出するよう構成される。第二検出部の構成は、第二回路に流れる電流又は電圧波形を検出する点を除いて、第一検出部の構成と同様である。
第二リファレンス波形保持部(0809)は、第二電源部にて第二インパルス波形を供給する複数の電子部品と同種の正常な電子部品を電気的に接続して構成される第二回路と同じ回路である第二回路リファレンスに第二インパルス波形を供給した場合に第二検出部にて検出されるべき電流又は電圧波形である第二リファレンス波形を保持するよう構成される。第二リファレンス波形保持部にて保持される第二リファレンス波形は、理論的に予測される波形として設定されても良いし、実際に正常な電子部品を電気的に接続して構成される第二リファレンス回路に第二インパルス波形の電圧を供給した場合に第二検出部にて検出された波形として設定されても良い。
第二判定部(0810)は、第二検出部にて検出された第二検出波形と第二リファレンス波形とを比較して試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定するよう構成される。第二判定部での判定は、実施形態1において説明した第一判定部での判定と同様に行うことができる。
不良製品混入領域算出部(0811)は、第一判定部での一以上の判定結果と第二判定部での一以上の判定結果から第一回路又は/及び第二回路の不良製品が混入している領域を算出するよう構成される。「不良製品が混入している領域を算出する」とは、すなわち試験対象電子部品の中から不良製品を抽出することを目的としている。
<処理の流れ>
<効果>
<<実施形態3>>
<概要>
<構成>
第一ブリッジ回路(1305)は、試験対象となる電子部品である試験対象電子部品をブリッジ回路の一部に組み込んだ回路である。ここで、第一ブリッジ回路に組み込まれる試験対象電子部品の数は特に限定するものではないが、一度に複数の電子部品の試験を行うという点で、2個以上の電子部品を電気的に接続することが好ましい。
配列部(1301)は、試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を配列載置するよう構成される。配列部に配列された試験対象電子部品は、電気的に接続されることでブリッジ回路の一部に組み込まれ、第一ブリッジ回路を構成する。
第一電源部(1302)は、第一ブリッジ回路に電流又は電圧を供給するよう構成される。第一ブリッジ回路に供給される電流又は電圧波形は、所定のインパルス波形もしくは交流波形であることが好ましい。
第一検出部(1303)は、第一電源部からの電流又は電圧の供給によって第一ブリッジ回路に流れる電流又は電圧波形である第一検出波形を検出するよう構成される。電流又は電圧波形の検出は、上述したように例えば検流計を用いて行うことができる。
第一判定部(1304)は、試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定するよう構成される。不良製品が混入しているかどうかの判定方法として、例えば試験対象電子部品中に不良製品が混入していた場合に検出されると考えられる電流又は電圧波形を電子部品試験装置が予め保持しておき、かかる電流又は電圧波形が検出された場合に、試験対象電子部品中に不良製品が混入していると判定する構成としても良い。
<処理の流れ>
<効果>
<<実施形態4>>
<概要>
<構成>
第一ブリッジ回路(1606)は、試験対象となる電子部品である試験対象電子部品をブリッジ回路の一部に組み込んだ回路である。実施形態3では、第一ブリッジ回路としてホイートストンブリッジ回路を用いたが、本実施形態では、第一ブリッジ回路として直角相ブリッジ回路を用いる。なお、第一ブリッジ回路に組み込まれる試験対象電子部品の数は特に限定するものではないが、一度に複数の電子部品の試験を行うという点で、2個以上の電子部品を電気的に接続して第一ブリッジ回路が構成されても良い。
配列部(1601)は、試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を配列載置するよう構成される。配列部に配列された試験対象電子部品は、電気的に接続されることでブリッジ回路の一部に組み込まれ、第一ブリッジ回路を構成する。
第一電源部(1602)において、第一ブリッジ回路に交流の電流又は電圧を印加する。一方、第二電源部(1603)においても、第一ブリッジ回路に第一電源部と同一の交流の電流又は電圧を印加するが、試験対象電子部品の成分に応じてその位相を第一電源部から発生する正弦波に対して所定位相ずらす。例えば、試験対象電子部品がコンデンサであり、試験基準電子部品が抵抗である場合には、コンデンサの位相は抵抗と比較してπ/2だけ進行するから、第二電源部は第一電源部に印加される交流の位相に対してπ/2だけ遅らせた交流の電流又は電圧を印加する。
第一検出部(1604)において、試験対象電子部品と基準電子部品の接続点に流れる電流又は電圧を検出する。電流又は電圧波形の検出は、例えば検流計を用いて行うことができる。
第一判定部(1605)において、試験対象電子部品の良否判定を行う。なお、試験対象電子部品の良否判定は、例えば第一検出部にて検出された電流又は電圧により行われても良いが、検出された電流又は電圧に処理を施した上で行われても良い。
第一検出部は、部分放電試験回路を構成していても良い。「部分放電」とは、例えばコンデンサの極板間が絶縁材料で構成される場合に、絶縁材料の不均一性や不良性により、コンデンサの一部で放電が起こる現象であり、「部分放電試験回路」とは、この部分放電を検出することにより電子部品の不良を検出するための回路のことである。例えばコンデンサの絶縁材料中にボイドがあると、その部分から電子部品の故障が生じてしまうため、その検出が望まれる。
第一検出部は信号処理回路を構成していても良い。例えば上述したように第一検出部が部分放電試験回路を構成している場合、第一検出部は試験対象電子部品の部分放電を検出することとなるが、部分放電はランダムに発生するために、検出された部分放電信号はそのままでは利用することができない。そこで、信号処理回路を用いて部分放電信号を処理し、試験対象電子部品の良否判定を行うことが好ましい。
なお、信号処理回路による信号処理は、アナログ信号処理としても良い。一般にデジタル信号処理は大容量の信号を処理できるというメリットがあるが、一方でアナログ信号処理に比較して遅いというデメリットがある。本件発明の場合、信号処理は電子部品の試験を行うために使用するものであるから、大容量の信号を処理するというよりはより高速に信号処理を行うことができる方が望ましい。
アナログ信号処理の具体例として、例えば信号処理回路がフーリエ変換を行う構成としても良い。例えばフーリエ変換を行うメリットとして、第一検出部にて検出される電流には多数のノイズ成分が重畳されていることが多い。すると、単に検出された電流から電子部品の不良を判断することは困難である。しかしながら、ノイズとして検出される各成分はその周波数が一定であることも多いから、フーリエ変換を用いて周波数成分を検出することにより、電子部品の不良に起因した電流のみを取り出すことができる。
また、アナログ信号処理の別の例として、例えば信号処理回路がWavelet変換を行う構成としても良い。Wavelet変換とは周波数解析手法の一つであり、基底関数としてWavelet関数と呼ばれる関数を用いる。フーリエ変換との違いとして、フーリエ変換は変換によりデータの時間成分が失われてしまうが、Wavelet変換では時間成分を残すことが可能である。
<処理の流れ>
<効果>
Claims (16)
- 試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を配列載置する配列部と、
配列された試験対象電子部品を電気的に接続して構成される第一回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧である第一インパルス波形を供給する第一電源部と、
第一インパルス波形の供給によって第一回路に流れる電流又は電圧波形である第一検出波形を検出する第一検出部と、
第一電源部にて第一インパルス波形を供給する複数の電子部品と同種の正常な電子部品を電気的に接続して構成される第一回路と同じ回路である第一リファレンス回路に第一インパルス波形を供給した場合に第一検出部にて検出されるべき電流又は電圧波形である第一リファレンス波形を保持する第一リファレンス波形保持部と、
第一検出部にて検出された第一検出波形と第一リファレンス波形とを比較して試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定する第一判定部と、
を有する電子部品試験装置。 - 請求項1に記載の第一回路を構成する試験対象電子部品の少なくとも一部を含む試験対象電子部品によって電気的に他の接続にて構成される第二回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧である第二インパルス波形を供給する第二電源部と、
第二インパルス波形の供給によって第二回路に流れる電流又は電圧波形である第二検出波形を検出する第二検出部と、
第二電源部にて第二インパルス波形を供給する複数の電子部品と同種の正常な電子部品を電気的に接続して構成される第二回路と同じ回路である第二回路リファレンスに第二インパルス波形を供給した場合に第二検出部にて検出されるべき電流又は電圧波形である第二リファレンス波形を保持する第二リファレンス波形保持部と、
第二検出部にて検出された第二検出波形と第二リファレンス波形とを比較して試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定する第二判定部と、
第一判定部での一以上の判定結果と第二判定部での一以上の判定結果から第一回路又は/及び第二回路の不良製品が混入している領域を算出する不良製品混入領域算出部と、
をさらに有する請求項1に記載の電子部品試験装置。 - 第二回路は第一電源部にて第一インパルス波形を供給する試験対象電子部品の少なくとも一部に加えてこの試験対象電子部品と同種の電子部品によって構成される請求項2に記載の電子部品試験装置。
- 配列部に配列載置されている試験対象電子部品の相対的な電子部品同士の位置を変えずに電気的な接続を切り替えて第一回路から第二回路を構成し、又は/及び第二回路から第一回路を構成する回路構成変更部を有する請求項2又は3に記載の電子部品試験装置。
- 第一インパルス波形が試験対象電子部品のインピーダンスを測定するための波形であるインピーダンス測定用波形であり、第二インパルス波形が試験対象電子部品のキャパシタンスを測定するための波形であるキャパシタンス測定用波形である、
又は
第一インパルス波形がキャパシタンス測定用波形であり第二インパルス波形がインピーダンス測定用波形である
請求項2から4のいずれか一に記載の電子部品試験装置。 - インパルス波形に代えて交流波形とする請求項1から5のいずれか一に記載の電子部品試験装置。
- 試験対象電子部品はコンデンサである請求項1から6のいずれか一に記載の電子部品試験装置。
- 試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を電気的に接続して構成される第一回路をブリッジ回路の一部に組み込むことによって第一回路を構成する試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判断する電子部品試験装置。
- 試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を配列載置する配列ステップと、
配列された試験対象電子部品を電気的に接続して構成される第一回路を構成する第一回路構成ステップと、
第一回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧である第一インパルス波形を供給する第一インパルス波形供給ステップと、
第一インパルス波形の供給によって第一回路に流れる電流又は電圧波形である第一検出波形を検出する第一検出ステップと、
第一検出部にて検出された第一検出波形と第一電源部にて第一インパルス波形を供給する複数の電子部品と同種の正常な電子部品を電気的に接続して構成される第一回路と同じ回路である第一リファレンス回路に第一インパルス波形を供給した場合に第一検出部にて検出されるべき電流又は電圧波形である第一リファレンス波形とを比較して試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定する第一判定ステップと、
を有する電子部品試験方法。 - 請求項9に記載の第一回路を構成する試験対象電子部品の少なくとも一部を含む試験対象電子部品によって電気的に他の接続にて構成される第二回路を構成する第二回路構成ステップと、
第二回路に所定のインパルス波形の電流又は電圧である第二インパルス波形を供給する第二インパルス波形供給ステップと、
第二インパルス波形の供給によって第二回路に流れる電流又は電圧波形である第二検出波形を検出する第二検出ステップと、
第二検出部にて検出された第二検出波形と第二電源部にて第二インパルス波形を供給する複数の電子部品と同種の正常な電子部品を電気的に接続して構成される第二回路と同じ回路である第二回路リファレンスに第二インパルス波形を供給した場合に第二検出部にて検出されるべき電流又は電圧波形である第二リファレンス波形とを比較して試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判定する第二判定ステップと、
第一判定部での一以上の判定結果と第二判定部での一以上の判定結果から第一回路又は/及び第二回路の不良製品が混入している領域を算出する不良製品混入領域算出ステップと、
をさらに有する請求項9に記載の電子部品試験方法。 - 第二回路は第一電源部にて第一インパルス波形を供給する試験対象電子部品の少なくとも一部に加えてこの試験対象電子部品と同種の電子部品によって構成される請求項10に記載の電子部品試験方法。
- 配列載置されている試験対象電子部品の相対的な電子部品同士の位置を変えずに電気的な接続を切り替えて第一回路から第二回路を構成し、又は/及び第二回路から第一回路を構成する請求項10又は11に記載の電子部品試験方法。
- 第一インパルス波形が試験対象電子部品のインピーダンスを測定するための波形であるインピーダンス測定用波形であり、第二インパルス波形が試験対象電子部品のキャパシタンスを測定するための波形であるキャパシタンス測定用波形である、
又は
第一インパルス波形がキャパシタンス測定用波形であり第二インパルス波形がインピーダンス測定用波形である
請求項10から12のいずれか一に記載の電子部品試験方法。 - インパルス波形に代えて交流波形とする請求項9から13のいずれか一に記載の電子部品試験方法。
- 試験対象電子部品はコンデンサである請求項9から14のいずれか一に記載の電子部品試験方法。
- 試験対象となる複数の電子部品である試験対象電子部品を電気的に接続して構成される第一回路をブリッジ回路の一部に組み込むことによって第一回路を構成する試験対象電子部品中に不良製品が混入しているか判断する電子部品試験方法。
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