JP2021015923A - 取り外し検出装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の取り外しの検出を可能にする。【解決手段】第１所定電圧が印加される第１パッド１２と、前記第１パッド１２に端子２２が導電性接合部により接合された電子部品２０と、が設けられた回路基板１０からの前記電子部品２０の取り外しを検出する取り外し検出装置１は、前記第１パッド１２から離間して前記回路基板１０に設けられ、前記導電性接合部により前記端子２２及び前記第１パッド１２に接合される第２パッド１３と、前記第２パッド１３に電気的に接続され、前記第１パッド１２と前記第２パッド１３の電気的な遮断を検出するコントローラ４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、回路基板に実装された電子部品の取り外しを検出する取り外し検出装置及びそれを備える電子機器に関する。

電子部品が実装された回路基板は、演算処理又は制御処理を実行するために様々な機器に使用されている。このような回路基板に実装された真正な電子部品を不正な電子部品に交換して、回路基板を不正な演算処理又は制御処理に利用することが懸念される。そのような不正交換の対策として、様々な技術が開発されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開２０１２−１０５９５５号公報 特開２０１３−１０６６８７号公報

本発明は、電子部品の不正交換の対策として、電子部品の取り外しの検出を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、第１所定電圧が印加される第１パッドと、前記第１パッドに端子が導電性接合部により接合された電子部品と、が設けられた回路基板からの前記電子部品の取り外しを検出する取り外し検出装置であって、前記第１パッドから離間して前記回路基板に設けられ、前記導電性接合部により前記端子及び前記第１パッドに接合される第２パッドと、前記第２パッドに電気的に接続され、前記第１パッドと前記第２パッドの電気的な遮断を検出する検出部と、を備える取り外し検出装置である。

本発明の実施態様によれば、回路基板からの電子部品な取り外しを検出することができる。

回路基板及び電子部品を示した部分断面図である。 取り外し検出装置の回路図である。 第１変形例に係る回路基板及び電子部品を示した部分断面図である。 第２変形例に係る取り外し検出装置の回路図である。 第３変形例に係る取り外し検出装置の回路図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているので、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

＜＜＜電子機器及び取り外し検出装置＞＞＞
図１は、電子機器１００を示した部分断面図であり、図２は、電子機器１００の回路構成を示した回路図である。

電子機器１００は、回路基板１０、電子部品２０、半田３０、コントローラ４０、グランド部５０、抵抗器６０、電源７０及び電源８０を備える。この電子機器１００には、回路基板１０から電子部品２０の取り外しを検出する取り外し検出装置１が適用されている。取り外し検出装置１は、回路基板１０から電子部品２０の取り外しを検出するべく、以下のように構成されている。

図１に示すように、取り外し検出装置１は回路基板１０及び半田３０を備える。
回路基板１０は基板本体１１、第１パッド１２及び第２パッド１３を有する。
基板本体１１の内部若しくは表面又はこれら両方には導体の配線がプリントされており、基板本体１１の表面には電子部品２０以外の電子部品も実装されている。基板本体１１の表面には、印刷された配線の一部としての第１パッド１２及び第２パッド１３が形成されている。第１パッド１２と第２パッド１３は互いに離間している。半田３０が第１パッド１２及び第２パッド１３上に形成されて、第１パッド１２と第２パッド１３が半田３０を介して電気的に接続されている。

回路基板１０の表面、つまり基板本体１１の表面には、電子部品２０が表面実装されている。この電子部品２０はＱＦＰ（Quad Flat Package）型の電子部品であって、具体的には例えばＲＯＭ又はＩＣチップである。この電子部品２０は部品本体２１及び複数の端子（そのうち１つの端子２２のみを図示する）を有する。端子２２及びそれ以外の端子は部品本体２１の側面から突出している。端子２２は電源端子である。端子２２は半田３０に接合されている。半田３０が導電性接合部であり、端子２２が半田３０を介して第１パッド１２及び第２パッド１３に電気的に接続されている。端子２２以外の端子も基板本体１１の表面に設けられた複数のパッドに半田によってそれぞれ接続されている。

図２に示すように、取り外し検出装置１はコントローラ４０、グランド部５０、抵抗器６０、電源７０及び電源８０を更に有する。

グランド部５０は例えば筐体であり、グランド部５０の電位が基準電位となる。
電源７０は一次電池、二次電池又は電源回路である。電源７０の一部又は全体が回路基板１０に実装されていてもよいし、回路基板１０とは別の箇所に設けられていてもよい。電源７０は回路基板１０に電力を供給して、基準電位よりも高電位の第１所定電圧（以下、電源電圧という。）を第１パッド１２に印加する。電源電圧が第１パッド１２から半田３０及び端子２２を通じて電子部品２０に入力され、これにより電子部品２０が動作する。

抵抗器６０は第２パッド１３とグランド部５０との間に接続されている。更に、抵抗器６０はコントローラ４０（特にコントローラ４０の信号入力端子）に接続されている。抵抗器６０には、基準電位となる第２所定電圧（以下、接地電圧という。）がグランド部５０によって印加される。

電源８０は一次電池、二次電池又は電源回路である。電源８０はコントローラ４０に電力を供給して、コントローラ４０を動作させる。なお、コントローラ４０が電源８０の電力ではなく、電源７０の電力によって動作するものとしてもよい。

コントローラ４０は例えばマイコンであって、第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断・接続を検出する検出部として機能する。このコントローラ４０は回路基板１０に実装されていてもよいし、回路基板１０とは別の箇所に設けられていてもよい。

コントローラ４０は、第２パッド１３の電圧を監視することによって、第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断・接続を監視する。
ここで、第１パッド１２と第２パッド１３が半田３０によって電気的に接続されているため、ハイレベルの電源電圧がコントローラ４０に入力される。これにより、コントローラ４０が第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な接続を検出する。

一方、電子部品２０が回路基板１０から不正に取り外されて、半田３０が除去される。そうすると、第１パッド１２と第２パッド１３が電気的に遮断され、第２パッド１３の電圧が電源電圧から接地電圧に変化する。そのため、ローレベルの接地電圧がコントローラ４０に入力される。これにより、コントローラ４０が第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断を検出する。更に、コントローラ４０は、第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断の旨を不揮発的に記憶する。そのため、その後に電源８０の遮断によりコントローラ４０が停止しても、第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断の旨の記録が消去されない。

＜＜＜有利な効果＞＞＞
以上のように構成された取り外し検出装置１は以下のような有利な効果を生じさせる。

（１） 回路基板１０からの電子部品２０の不正な取り外しを検出することができる。

（２） コントローラ４０が電子部品２０及び回路基板１０を動作させる電源７０とは別の電源８０によって動作するため、電子部品２０の不正取り外し時にコントローラ４０が不正者によって停止されることを防止できる。よって、回路基板１０からの電子部品２０の不正な取り外しの検出の確実性が高い。

（３） 電源８０が一次電池又は二次電池であれば、この取り外し検出装置１が実装された電子機器１００の主電源が不正者に落とされてしまっても、コントローラ４０が停止することがない。よって、回路基板１０からの電子部品２０の不正な取り外しの検出の確実性が高い。

（４） コントローラ４０は第２パッド１３の電圧を監視して、第２パッド１３の電圧の低下を電子部品２０の取り外しとして検出する。従って、電子部品２０の取り外しを検出するための論理がシンプルである。そのため、この取り外し検出装置１を様々な機器に適用しやすく、取り外し検出装置１の用途が広い。

＜＜＜変形例＞＞＞
なお、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更や改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれるのはいうまでもない。例えば、以下の（１）〜（６）に示すような変形が可能である。以下の（１）〜（６）の２以上の変形を組み合わせて適用してもよい。

（１） 上記実施形態では、電子部品２０がＱＦＰ（Quad Flat Package）型の電子部品である。それに対して、図３に示すように、電子部品２０がＢＧＡ（Ball Grid Array）型の電子部品であってもよい。ここで、ＢＧＡ型の電子部品２０は部品本体２１及び複数の端子（そのうち１つの端子２２のみを図示する）を有し、これら端子が部品本体２１の下面に二次元アレイ状に配列されて設けられている。

（２） 上記実施形態では、端子２２が電源用である。それに対して、図４に示すように、端子２２が接地用であってもよい。この場合、グランド部５０が第１パッド１２に接続され、第１所定電圧としての接地電圧がグランド部５０によって第１パッド１２に印加されて、電子部品２０に入力される。また、抵抗器６０は第２パッド１３と電源９０との間に接続されている。抵抗器６０はコントローラ４０（特にコントローラ４０の信号入力端子）に接続されている。抵抗器６０には、基準電位よりも高電位の第２所定電圧としての電源電圧が電源９０によって印加される。この電源９０は一次電池、二次電池又は電源回路である。なお、図５に示すように、コントローラ４０を動作させるための電源８０の電圧が抵抗器６０に印加されてもよい。

図４及び図５に示すように、電源７０が端子２２以外の電子部品２０の端子に接続され、電源電圧が電子部品２０に入力される。これにより電子部品２０が動作する。コントローラ４０は、第２パッド１３の電圧を監視することによって、第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断・接続を監視する。第１パッド１２と第２パッド１３が半田３０によって電気的に接続されているため、ローレベルの接地電圧がコントローラ４０に入力される。これにより、コントローラ４０が第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な接続を検出する。

一方、電子部品２０が回路基板１０から不正に取り外されて、半田３０が除去されると、第１パッド１２と第２パッド１３が電気的に遮断され、第２パッド１３の電圧が接地電圧から電源電圧に変化する。そのため、ハイレベルの電源電圧がコントローラ４０に入力される。これにより、コントローラ４０が第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断を検出する。更に、コントローラ４０は、第１パッド１２と第２パッド１３の電気的な遮断の旨を不揮発的に記憶する。

グランド部５０が第１パッド１２に電気的に接続されていることから、不正者が電子部品２０の不正取り外し時に電源７０を落としてしまっても、接地電圧がコントローラ４０に入力される。よって、電源７０を落としてしまっても、回路基板１０からの電子部品２０の不正な取り外しを検出することができる。

（３） 上記実施形態では、コントローラ４０はマイコンである。それに対して、コントローラ４０が論路回路又はオペアンプ等を利用した回路であってもよい。例えばコントローラ４０が、第２パッド１３の電圧を所定閾値と比較することによって第２パッド１３の電圧をロー又はハイとして検出するコンパレータであってもよい。

（４） 第１パッド１２と第２パッド１３との間の領域の表面が濡れ性低下処理されて、例えばソルダーレジストが第１パッド１２と第２パッド１３との間の領域の表面に形成されていてもよい。このようにすれば、半田３０の除去時に半田３０の一部が第１パッド１２と第２パッド１３との間の領域の表面に残留しづらく、第１パッド１２と第２パッド１３が電気的に遮断されやすい。

（５） 第１パッド１２と第２パッド１３との間の領域の表面が凸状に設けられて、第１パッド１２及び第２パッド１３の表面よりも高くなっていてもよい。このようにすれば、半田３０の除去時に半田３０の一部が第１パッド１２と第２パッド１３との間の領域の表面に残留しづらく、第１パッド１２と第２パッド１３が電気的に遮断されやすい。

（６） 導電性接合部として半田３０を例にして挙げたが、導電性接合部は、端子２２を第１パッド１２及び第２パッド１３に機械的に接合して、且つ端子２２を第１パッド１２及び第２パッド１３に電気的に接続するものであれば、半田３０以外のものであってもよい。例えば、導電性接着剤又は導電性ペーストによって端子２２が第１パッド１２及び第２パッド１３に接合されてもよい。

１…取り外し検出装置
１０…回路基板
１１…基板本体
１２…第１パッド
１３…第２パッド
２０…電子部品
２１…部品本体
２２…端子
３０…半田（導電性接合部）
４０…コントローラ（検出部）
５０…グランド部
６０…抵抗器
７０，８０，９０…電源
１００…電子機器

Claims (11)

1. 第１所定電圧が印加される第１パッドと、前記第１パッドに端子が導電性接合部により接合された電子部品と、が設けられた回路基板からの前記電子部品の取り外しを検出する取り外し検出装置であって、
   前記第１パッドから離間して前記回路基板に設けられ、前記導電性接合部により前記端子及び前記第１パッドに接合される第２パッドと、
   前記第２パッドに電気的に接続され、前記第１パッドと前記第２パッドの電気的な遮断を検出する検出部と、
   を備える取り外し検出装置。
2. 前記検出部が、前記第２パッドの電圧の変化に基づいて、前記第１パッドと前記第２パッドの電気的な遮断を検出する
   請求項１に記載の取り外し検出装置。
3. 前記第１所定電圧と異なるレベルの第２所定電圧が印加されるとともに、前記第２パッドに電気的に接続される抵抗器
   を更に備える請求項１に記載の取り外し検出装置。
4. 前記第１所定電圧が電源電圧であり、前記第２所定電圧が接地電圧であり、前記電子部品が前記電源電圧により動作する
   請求項３に記載の取り外し検出装置。
5. 前記検出部が、前記電源電圧を前記第１パッドに印加する電源とは別の電源により動作する
   請求項４に記載の取り外し検出装置。
6. 前記別の電源が電池である
   請求項５に記載の取り外し検出装置。
7. 前記第１所定電圧が接地電圧であり、前記第２所定電圧が電源電圧である
   請求項３に記載の取り外し検出装置。
8. 前記検出部が、前記電源電圧を前記抵抗器に印加する電源により動作する
   請求項７に記載の取り外し検出装置。
9. 前記電源が電池である
   請求項８に記載の取り外し検出装置。
10. 前記電子部品が、前記電源とは別の電源により動作する
    請求項８又は９に記載の取り外し検出装置。
11. 基板本体と、前記基板本体に設けられるとともに所定電圧が印加される第１パッドと、前記第１パッドから離間して前記基板本体に設けられる第２パッドとを有した回路基板と、
    前記基板本体上に実装される部品本体と、前記部品本体に設けられる端子とを有した電子部品と、
    前記第１パッド、前記第２パッド及び前記端子に接合される導電性接合部と、
    前記第２パッドに電気的に接続され、前記第１パッドと前記第２パッドの電気的な遮断を検出する検出部と、
    を備える電子機器。

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