JP2735048B2 - 電子部品の半田接続検査方法及び検査装置 - Google Patents

電子部品の半田接続検査方法及び検査装置

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JP2735048B2 JP7248861A JP24886195A JP2735048B2 JP 2735048 B2 JP2735048 B2 JP 2735048B2 JP 7248861 A JP7248861 A JP 7248861A JP 24886195 A JP24886195 A JP 24886195A JP 2735048 B2 JP2735048 B2 JP 2735048B2
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    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
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    • G01R31/71Testing of solder joints

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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は半田接続検査方法及
び検査装置に関し、特に電子部品のリードの半田接続を
検査する方法及び検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】リードを有するQFP(Quad Flat Pack
age)等の半導体パッケージのリードの半田接続検査方
法(単に「リード接続検査方法」ともいう)として、従
来、例えばインサーキットテスタ(例えば日置電気社
製)を用い2本のプローブにて導通試験する電気的検査
方法がある。
【0003】半導体パッケージ等の電子部品のリード接
続検査方法の従来例を図面を参照して以下に詳細に説明
する。
【0004】図5は、2本のプローブで導通試験を行う
電気的検査方法による、従来の電子部品のリード接続検
査方法を説明するための図である。
【0005】図5を参照して、従来の検査方法は、4端
子測定用の同軸プローブ56、56′を2本用いて、回
路基板50側のパッド55と半導体パッケージ51のリ
ード53のリード肩部54との間に電流源57により電
流を流し、これにより発生した2本のプローブ56、5
6′間の電圧を電圧計58で測定し、電流値と電圧測定
値とからオームの法則によりプローブ56、56′間の
抵抗値を求め、リード53とパッド55との半田の接続
状態を検査するものである。
【0006】4端子測定法の場合、一般には、4本のプ
ローブで測定するが、半導体パッケージの狭ピッチ化に
伴い、リード53に2本のプローブを当接してプロービ
ングすることは困難となってきており、このため同軸プ
ローブを用いている。
【0007】なお、狭ピッチ化に伴い、半導体パッケー
ジのリード幅及びリード厚みが共に小さくなり、プロー
ブのコンタクトによるリードへの損傷(ダメージ)が大
きくなるため、接触式プロービングでは狭ピッチの半導
体パッケージへの対応に限界がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子部品の
リード半田接続検査方法は、4端子測定法による接触方
式の測定であるため、例えば、わずかに浮いているリー
ドに対して、接触圧力即ちプローブによる押圧により、
そのリードが回路基板50のパッド55と接触し、これ
によりプロービング時に該リードは電気的に接続状態と
なり良品と誤判定され、接続不良(不良品)を見逃して
しまうという可能性がある。
【0009】また、上記従来の電子部品のリード半田接
続検査方法においては、コンタクト(プローブ先端部と
の当接)に伴うリード53の損傷の発生等の問題がある
上、さらにプロービング時にソフトタッチ(コンタクト
に時間を要する)が要求されるため、高速プロービング
を実現することが著しく困難であるという問題を有して
いる。
【0010】従って、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解消し、狭ピッチの電子部品の半田接続検査
を、高速かつ確実に行うことを可能とする半田接続検査
方法及び検査装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、回路基板上に実装された、少なくとも半
導体パッケージを含む電子部品のリードの半田接続を検
査する方法において、前記リードの、半田接続部側とは
離間して位置する、所定の領域に近接して電界検出セン
サを配設し、前記リードが半田接続されるべき前記回路
基板上のパッド部にプローブを当接して信号を印加し、
前記電界検出センサにて前記リードの前記所定領域にお
ける電界強度を検出し、前記リードと前記回路基板上の
パッドとの半田接続状態を検出することを特徴とする電
子部品の半田接続検査方法を提供する。
【0012】本発明においては、好ましくは、前記電界
検出センサが近接して配設される前記リードの所定の領
域が、前記リードの肩部であることを特徴とする。
【0013】また、本発明においては、好ましくは、前
記電界検出センサが、前記リード肩部に対して、その検
出感度が確保される範囲内の空間ギャップを介して設置
され、非接触状態にて電界強度を検出するようにしたこ
とを特徴とする。
【0014】さらに、本発明は、前記回路基板上のパッ
ド部に当接される前記プローブによる信号の印加は所定
のパッド部1箇所とし、信号が印加されるべき前記リー
ドの電界強度を測定する半田接続の検査に加え、前記リ
ードに相隣る、信号が印加されていないリードの電界強
度も同時に測定し、前記リードと前記相隣るリードとの
間の短絡状態(ショート)の検査も行うようにしたこと
を特徴とする。
【0015】そして、本発明は、前記回路基板上のパッ
ド部への信号の印加を、前記電子部品の全リードに共通
して、又は前記電子部品の各辺の複数のリードに共通し
て行っても良い。
【0016】本発明においては、好ましくは、前記電界
検出センサが、電気光学素子を含むEOセンサからな
る。
【0017】また、本発明は、回路基板上に実装され
た、リードを有する少なくとも半導体パッケージを含む
電子部品の半田接続を検査する装置において、前記電子
部品のリードの半田接続部側とは離間して位置する所定
の領域の近傍に対して予め定めた所定の空間ギャップを
介して配設され電界強度を検出する電界検出センサと、
前記リードと半田接続されるべき回路基板上のパッド部
に位置決めして当接されるプローブと、前記プローブを
介して前記パッド部に信号を印加するための信号発生器
と、前記電界検出センサの出力を入力し前記リードの前
記所定の領域における電界強度の検出信号の処理を行な
う信号処理手段と、を備え、前記電界強度のレベルを予
め定めた所定の値と比較判定して、前記リードと前記回
路基板上のパッドとの半田接続状態を検出することを特
徴とする電子部品の半田接続検査装置を提供する。
【0018】本発明によれば、信号を印加するためのプ
ローブは回路基板のパッド上のみに当接し、電気光学効
果を利用して電界を検出するEOセンサを用いてQFP
等の半導体パッケージのリード部の電界強度を測定し、
非接触方式で半田の接続状態を検査するようにしたこと
により、リードに対する損傷(ダメージ)を与えること
なく、確実に半田の未接続状態を検出することができ
る。また、本発明によれば、接触式の検査で必要とされ
るソフトタッチのプロービング動作が不要とされるため
(本発明ではEOセンサはリード部と非接触とされ
る)、高信頼性、高速、及び高効率な検査を可能とす
る。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に詳細に説明する。
【0020】
【実施形態1】図1は、本発明の第1の実施形態に係る
電子部品のリードの半田接続検査装置を説明するための
図である。
【0021】図1を参照して、本実施形態においては、
回路基板1上に実装された半導体パッケージ2のリード
4のうち、半田接続部11とは離間離した樹脂モールド
3側のリード肩部5に近接して電界強度を検出するEO
センサ7を配置し、リード4が半田接続されるべき回路
基板1上のパッド6部にプローブ8を当接して信号源9
から電圧を印加し、EOセンサ7でリード肩部5の電界
強度を検出し、EOセンサ7の出力を入力する信号処理
部10で信号レベルの大きさにより、リード4と回路基
板1上のパッド6との半田接続状態を検査する。
【0022】図2は、図1に示した本実施形態における
EOセンサ7の構成の一例を模式的に示す断面図であ
る。
【0023】図2を参照して、EOセンサ7は、光源と
してのレーザ21と、戻り光を除去するアイソレータ2
2と、レーザ光のS成分を100%反射すると共にP成
分はその一部を透過させる偏光ビームスプリッタ23
と、レーザ光を集光する第一の集光レンズ24と、電界
中に置かれると電気光学効果によりその屈折率が変化す
る電気光学素子(EO素子)25と、被測定物に近接し
た電界を電気光学素子25に導く金属体26と、電気光
学素子25の金属体26側の端面で反射し電気光学素子
25中で偏光変化を受けて偏光ビームスプリッタ23で
反射されたレーザ光をP、S成分に分光するウォラスト
ンプリズム27と、ウォラストンプリズム27で分光さ
れたP、S2つのレーザ光を集光する第二の集光レンズ
28と、集光された2つのレーザ光を受光し光量を電流
に変換する2チャンネルのフォトディテクタ29と、か
ら構成されている。
【0024】電界強度の変化に伴って、P、S成分の2
つのレーザ光強度が変化するため、両者の光強度の差を
検出することにより、被測定物の電位状態を測定でき
る。一方、EOセンサ7の空間分決解能は金属体26の
先端の大きさで決まるが、先端径を例えば100μm程
度にすることにより、0.3mmピッチ程度の狭ピッチ
に対しても容易に対応できる。
【0025】図1を参照して、リード肩部5の電位によ
り生じる電界強度は、パッド6とリード4とが接続され
ている場合には一定レベル以上の値を示すが、未接続の
場合にはその電界強度はゼロレベルとなるため、検出さ
れた電界強度からリード4の半田接続状態を検査するこ
とができる。
【0026】また、電界強度は、リード肩部5からのE
Oセンサ7の距離、すなわち空間ギャップの大きさに依
存して指数関数的に減少するが、予め定めたしきい値を
基準として検出レベルとの比較により半田接続の良否判
定を行なうために、EOセンサ7の検出感度内で許容し
得る空間ギャップが設けられる。
【0027】すなわち、EOセンサ7を用いることによ
り、非接触方式による半田接続の検出が可能とされる。
特に、半田の未接続を検出するためには、リード肩部5
へのEOセンサ7の接触は極力避けた方が良い。本実施
形態は、このように、非接触方式で半田の接続状態(良
/不良)を検出することを特徴としており、リードに対
する損傷(ダメージ)の発生が回避され、確実に半田の
未接続状態を検出することができ、高信頼性、高速及び
高効率な検査を実現するという作用効果を有する。
【0028】
【実施形態2】図3は、本発明の第2の実施形態に係る
電子部品の半田接続検査方法を説明するための斜視図で
ある。
【0029】図3を参照して、回路基板上の1本のパッ
ド部6にプローブ8で信号源9からの電圧を印加し、電
圧が印加されているリード4の電界強度をEOセンサ7
により測定するという前記第1の実施形態の半田接続検
査に加え、本実施形態においては、リード4に相隣るリ
ードであって、電圧が印加されていないリード4′、
4″の電界強度もEOセンサ7をそれぞれのリード肩部
5′、5″に対して副走査(図中31で示す)し、電圧
が印加されているリード4と相隣るリード4′、4″間
とのショート(短絡)検査を行う。
【0030】この1連の測定を、電圧印加用プローブ8
とEOセンサ7を同期させてリードの配列方向に主走査
(図中30で示す)することで、半田接続検査とショー
ト検査を同時に行うことができる。
【0031】
【実施形態3】図4は、本発明の第3の実施形態を説明
するための斜視図である。
【0032】図4を参照して、半導体パッケージ2が実
装されるべき回路基板上のパッド部6へ共通電極32を
用いて各辺毎に一括して電圧を印加し、EOセンサ7を
半導体パッケージ2のリード肩部5の上方でリード4の
配列方向に主走査30することにより、各リードの半田
接続検査を行う。
【0033】EOセンサ7は、リード肩部5に対して、
所定の空間ギャップを保って定速移動されるため、高速
な検査を行うことができる。
【0034】例えば、EOセンサ7の移動速度を20m
m/sとすると、0.4mmピッチのQFPで、検査時
間は、0.02秒/ピンとなる。一般的なフライングプ
ローブ式のインサーキットテスタの検査時間が0.1秒
/ピンであり、本実施形態はこれの5倍の高速検査を実
現できる。また、本実施形態における検査の高速化の効
果は、ピッチが小さいほど大きくなる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子部品
の半田接続検査方法及び装置は、従来の4端子法による
半田接続検査方法が接触式であるのに対して、EOセン
サを用いて半導体パッケージのリード電圧を非接触方式
で測定するようにしたことにより、リードに対する損傷
(ダメージ)を与えることなく、確実に半田の未接続状
態を検出できる上、接触式の検査で必要とされるソフト
タッチのプロービング動作が不要とされるため、高信頼
性で且つ高速に検査を行うことができるという効果を有
する。
【0036】また、本発明によれば、EOプローブを走
査し、電圧が印加されていない、検査対象のリードに相
隣るリードの電界強度も測定することにより、リードと
相隣るリード間との短絡を検査することもできる。
【0037】さらに、本発明によれば、回路基板上のパ
ッド部への電圧印加を、全リードに共通して、又は各辺
のリードに共通して行うことにより検査工程の高速化を
達成している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を説明するための図であ
る。
【図2】本発明の一実施形態におけるEOセンサの構成
を説明するための断面図である。
【図3】本発明の別の実施形態を説明するための斜視図
である。
【図4】本発明のさらに別の実施形態を説明するための
斜視図である。
【図5】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
1、50 回路基板 2、52 半導体PKG 3、52 樹脂モールド 4、4′4″、53 リード 5、5′5″、54 リード肩部 6、55 パッド 7 EOセンサ 8、56、56′ プローブ 9 信号源 10 信号処理部 21 レーザ 22 アイソレータ 23 偏光ビームスプリッタ 24 第一の集光レンズ 25 電気光学素子 26 金属体 27 ウォラストンプリズム 28 第二の集光レンズ 29 フォトディテクタ 30 主走査 31 副走査 32 共通電極 57 電流計 58 電圧計

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回路基板上に実装された、少なくとも半導
    体パッケージを含む電子部品のリードの半田接続を検査
    する方法において、 前記リードの、半田接続部側とは離間して位置する、所
    定の領域に近接して電界検出センサを配設し、 前記リードが半田接続されるべき前記回路基板上のパッ
    ド部にプローブを当接して信号を印加し、 前記電界検出センサにて前記リードの前記所定領域にお
    ける電界強度を検出し、 前記リードと前記回路基板上のパッドとの半田接続状態
    を検出することを特徴とする電子部品の半田接続検査方
    法。
  2. 【請求項2】前記電界検出センサが近接して配設される
    前記リードの所定の領域が、前記リードの肩部であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の電子部品の半田接続検査
    方法。
  3. 【請求項3】前記電界検出センサが、前記リード肩部に
    対して、その検出感度が確保される範囲内の空間ギャッ
    プを介して設置され、非接触状態にて電界強度を検出す
    るようにしたことを特徴とする請求項2記載の電子部品
    の半田接続検査方法。
  4. 【請求項4】前記回路基板上のパッド部に当接される前
    記プローブによる信号の印加は所定のパッド部1箇所と
    し、 信号が印加されるべき前記リードの電界強度を測定する
    半田接続の検査に加え、 前記リードに相隣る、信号が印加されていないリードの
    電界強度も同時に測定し、 前記リードと前記相隣るリードとの間の短絡状態(ショ
    ート)の検査も行うようにしたことを特徴とする請求項
    1又は2記載の電子部品の半田接続検査方法。
  5. 【請求項5】前記回路基板上のパッド部への信号の印加
    を、前記電子部品の全リードに共通して、又は前記電子
    部品の各辺の複数のリードに共通して行うことを特徴と
    する請求項1又は4記載の電子部品の半田接続検査方
    法。
  6. 【請求項6】前記電界検出センサが、前記リード肩部に
    対して所定の空間ギャップを保ち所定の走査方向に沿っ
    て移動制御されるようにしたことを特徴とする請求項5
    記載の電子部品の半田接続検査方法。
  7. 【請求項7】前記電界検出センサが、電気光学効果によ
    り電界強度を検出することを特徴とする請求項1から6
    のいずれか一に記載の半田接続検査方法。
  8. 【請求項8】前記プローブから前記パッド部に電圧を印
    加することを特徴とする請求項1から7のいずれか一に
    記載の半田接続検査方法。
  9. 【請求項9】回路基板上に実装された、リードを有する
    少なくとも半導体パッケージを含む電子部品の半田接続
    を検査する装置において、 前記電子部品のリードの半田接続部側とは離間して位置
    する所定の領域の近傍に対して予め定めた所定の空間ギ
    ャップを介して配設され電界強度を検出する電界検出セ
    ンサと、 前記リードと半田接続されるべき回路基板上のパッド部
    に位置決めして当接されるプローブと、 前記プローブを介して前記パッド部に信号を印加するた
    めの信号発生器と、 前記電界検出センサの出力を入力し前記リードの前記所
    定の領域における電界強度の検出信号の処理を行なう信
    号処理手段と、 を備え、 前記電界強度のレベルを予め定めた所定の値と比較判定
    して、前記リードと前記回路基板上のパッドとの半田接
    続状態を検出することを特徴とする電子部品の半田接続
    検査装置。
  10. 【請求項10】前記電界検出センサを、前記電子部品の
    リードの長手方向に直交する方向に前記リードの肩部に
    対して所定の空間ギャップを保って移動走査する手段を
    備えたことを特徴とする請求項9記載の半田接続検査装
    置。
  11. 【請求項11】前記電界検出センサが、電気光学効果を
    有する素子を含むEOセンサからなることを特徴とする
    請求項9記載の半田接続検査装置。
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