JP2810149B2 - 加振方法及び装置 - Google Patents
加振方法及び装置Info
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- JP2810149B2 JP2810149B2 JP1260016A JP26001689A JP2810149B2 JP 2810149 B2 JP2810149 B2 JP 2810149B2 JP 1260016 A JP1260016 A JP 1260016A JP 26001689 A JP26001689 A JP 26001689A JP 2810149 B2 JP2810149 B2 JP 2810149B2
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- Japan
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- circuit board
- printed circuit
- vibration
- inspection
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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、実装手段により組み上がった実装プリント
基板の振動試験に際し、これに振動を加える加振方法、
及び装置に関するものであり、特に、プリント基板上の
実装部品のはんだ付け部分の振動ストレス試験に利用し
て好適なものである。
基板の振動試験に際し、これに振動を加える加振方法、
及び装置に関するものであり、特に、プリント基板上の
実装部品のはんだ付け部分の振動ストレス試験に利用し
て好適なものである。
実装手段により、部品を搭載し、はんだ付けを行っ
て、組み上がった実装プリント基板に、振動ストレスを
印加して、プリント基板を検査するプリント基板振動試
験方法、装置として、従来では振動発生器上に、プリン
ト基板固定手段を設けたテーブルを取付け、被検査実装
プリント基板をセットして、振動を印加する方式がとら
れている。この振動方法は、振動数の上限、下限を決め
て、その間の振動数の正弦波を、下限から上限の振動
数、あるいは、上限から下限の振動数へと、時間的に変
化させて印加する正弦波スイープ加振や、ある振動数帯
域の範囲で、複数の振動数の振動を重ね合わせたランダ
ム波を印加するランダム加振等がある。
て、組み上がった実装プリント基板に、振動ストレスを
印加して、プリント基板を検査するプリント基板振動試
験方法、装置として、従来では振動発生器上に、プリン
ト基板固定手段を設けたテーブルを取付け、被検査実装
プリント基板をセットして、振動を印加する方式がとら
れている。この振動方法は、振動数の上限、下限を決め
て、その間の振動数の正弦波を、下限から上限の振動
数、あるいは、上限から下限の振動数へと、時間的に変
化させて印加する正弦波スイープ加振や、ある振動数帯
域の範囲で、複数の振動数の振動を重ね合わせたランダ
ム波を印加するランダム加振等がある。
上記従来技術は、例えば第2図に示すように、プリン
ト基板12上の各部品41a〜dを検査するための検査項目4
0a〜dの各通電試験を順番に行う場合において、これに
振動ストレスを印加するとき、検査中の部品を大きく振
動させる必要がある。しかしながら、検査中、正弦波ス
イーブ振動や、ランダム振動を印加する場合、検査中の
部品が搭載されている部分の基板の振動状態が節になっ
ていて、必ずしも大きく振動しているとは限らない。こ
のため、部品の通電試験順序に合わせて試験している部
品を有効に振動させることができないことがある。この
ため、振動試験の不良検出率が低下するという問題があ
った。
ト基板12上の各部品41a〜dを検査するための検査項目4
0a〜dの各通電試験を順番に行う場合において、これに
振動ストレスを印加するとき、検査中の部品を大きく振
動させる必要がある。しかしながら、検査中、正弦波ス
イーブ振動や、ランダム振動を印加する場合、検査中の
部品が搭載されている部分の基板の振動状態が節になっ
ていて、必ずしも大きく振動しているとは限らない。こ
のため、部品の通電試験順序に合わせて試験している部
品を有効に振動させることができないことがある。この
ため、振動試験の不良検出率が低下するという問題があ
った。
また、通電試験を行う場合で、通電は導通ピンを備え
た導通ピンユニットを、プリント基板に接触させて行う
場合に、これに振動ストレスを印加するとき、上記従来
技術では、振動発生器上に導通ピンユニットを設けなけ
ればならず、試験装置側の導通ピンユニットに振動スト
レスがかかり、装置の寿命が縮まるという問題もあっ
た。
た導通ピンユニットを、プリント基板に接触させて行う
場合に、これに振動ストレスを印加するとき、上記従来
技術では、振動発生器上に導通ピンユニットを設けなけ
ればならず、試験装置側の導通ピンユニットに振動スト
レスがかかり、装置の寿命が縮まるという問題もあっ
た。
さらに、導通ピンユニットごと基板を振動させるた
め、大きな加振力をもつ大型の振動発生器が必要になる
という問題もあった。
め、大きな加振力をもつ大型の振動発生器が必要になる
という問題もあった。
本発明の目的は、プリント基板を、その共振振動数を
選び、数点の共振振動数の正弦波を、交互にスポット的
にプリント基板に印加して振動させ、各共振点固有の振
動モードを変化させることによってプリント基板上の各
部の共振を利用して、小さな力で選択的に振動させるこ
とにある。
選び、数点の共振振動数の正弦波を、交互にスポット的
にプリント基板に印加して振動させ、各共振点固有の振
動モードを変化させることによってプリント基板上の各
部の共振を利用して、小さな力で選択的に振動させるこ
とにある。
また、プリント基板を、導通ピンを用いて通電試験す
る場合、導通ピンユニットを振動させず、プリント基板
だけを加振する加振方法を得ることにある。
る場合、導通ピンユニットを振動させず、プリント基板
だけを加振する加振方法を得ることにある。
上記目的は以下のようにして達成される。まず、プリ
ント基板の共振振動数を測定し、次に、各共振点での基
板の固有振動モードを調べ、この振動モードから、腹に
なる部分と節になる部分を明確にし、例えば、第1図の
様な、プリント基板通電試験中、プリント基板上の検査
中の部品を振動させたい場合は、その部品が搭載されて
いる部分のプリント基板が、腹となって振動する様な振
動モードを持つ共振振動数の振動を基板に印加して検査
中の部品に確実に振動を伝える。また、通電試験を行う
場合は、導通ピンが、プリント基板の裏側に、下部より
接触している状態で、加振棒を取付けた振動発生器を装
置天井側に設け、加振棒を介して、プリント基板の1点
に部分的に振動を印加することでプリント基板のみを振
動できる。また振動は共振を利用し、また、基板のみを
振動させるので、加振力は小さくて済み、小型の振動発
生器が使用できる。
ント基板の共振振動数を測定し、次に、各共振点での基
板の固有振動モードを調べ、この振動モードから、腹に
なる部分と節になる部分を明確にし、例えば、第1図の
様な、プリント基板通電試験中、プリント基板上の検査
中の部品を振動させたい場合は、その部品が搭載されて
いる部分のプリント基板が、腹となって振動する様な振
動モードを持つ共振振動数の振動を基板に印加して検査
中の部品に確実に振動を伝える。また、通電試験を行う
場合は、導通ピンが、プリント基板の裏側に、下部より
接触している状態で、加振棒を取付けた振動発生器を装
置天井側に設け、加振棒を介して、プリント基板の1点
に部分的に振動を印加することでプリント基板のみを振
動できる。また振動は共振を利用し、また、基板のみを
振動させるので、加振力は小さくて済み、小型の振動発
生器が使用できる。
以上により、上記目的が、達成される。
被検査プリント基板の共振点、及び振動モードは、実
際に、プリント基板を振動させて、実験的に求められ
る。振動モードからプリント基板の腹、節部分が明確に
なる。例として、プリント基板上の各部分について、こ
れを順番に通電試験を行う場合で、この時、同時に振動
ストレスを印加しようとするとき、予め、各共振点での
振動モードがわかっており、どの部分が腹になって振動
するという事がわかっているため、部品の通電試験順序
に合わせて、通電中の部品が腹となって振動する様な振
動モードをもつ共振振動数の正弦波を加え、プリント基
板を共振させる。通電試験対象の部品が別の部品に変わ
れば、今度は、その部品が搭載されている部分が、腹に
なって振動する様に、別の共振振動を基板に起こさせ
る。この様に、通電試験する部品の順序に合わせて、試
験項目ごとに、共振振動数を変化させて、選択的にプリ
ント基板上の部品に振動を印加する事により、通電試験
中の部品に、確実に、振動ストレスをかけることができ
る。このためスイーブ加振や、ランダム加振では、検出
もれが生じる恐れがある部品でも、確実にチェック出
来、不良検出率の向上につながるものとなる。
際に、プリント基板を振動させて、実験的に求められ
る。振動モードからプリント基板の腹、節部分が明確に
なる。例として、プリント基板上の各部分について、こ
れを順番に通電試験を行う場合で、この時、同時に振動
ストレスを印加しようとするとき、予め、各共振点での
振動モードがわかっており、どの部分が腹になって振動
するという事がわかっているため、部品の通電試験順序
に合わせて、通電中の部品が腹となって振動する様な振
動モードをもつ共振振動数の正弦波を加え、プリント基
板を共振させる。通電試験対象の部品が別の部品に変わ
れば、今度は、その部品が搭載されている部分が、腹に
なって振動する様に、別の共振振動を基板に起こさせ
る。この様に、通電試験する部品の順序に合わせて、試
験項目ごとに、共振振動数を変化させて、選択的にプリ
ント基板上の部品に振動を印加する事により、通電試験
中の部品に、確実に、振動ストレスをかけることができ
る。このためスイーブ加振や、ランダム加振では、検出
もれが生じる恐れがある部品でも、確実にチェック出
来、不良検出率の向上につながるものとなる。
また、通電試験を行う場合で、導通ピンを、プリント
基板の裏側に、下部より接触させて、通電試験を行う場
合は、加振棒を取付けた振動発生器を装置天井側に設け
て、加振棒を介して部分的に基板だけを振動させる。加
振点は、プリント基板の振動モードから、常に腹となっ
て振動する部分の基板上とする。以上の様にして、装置
自体を振動させることなく、プリント基板のみを振動さ
せることができる。さらに、共振を利用し、基板のみを
振動するため、加振力は小さくて済み、装置の小形化に
も、有効である。
基板の裏側に、下部より接触させて、通電試験を行う場
合は、加振棒を取付けた振動発生器を装置天井側に設け
て、加振棒を介して部分的に基板だけを振動させる。加
振点は、プリント基板の振動モードから、常に腹となっ
て振動する部分の基板上とする。以上の様にして、装置
自体を振動させることなく、プリント基板のみを振動さ
せることができる。さらに、共振を利用し、基板のみを
振動するため、加振力は小さくて済み、装置の小形化に
も、有効である。
以下、プリント基板の機能チェック試験を行いながら
振動試験を行う時の実施例を第1図、第3図〜第18図に
より説明する。
振動試験を行う時の実施例を第1図、第3図〜第18図に
より説明する。
本実施例のプリント基板加振デバッグ装置は、部品を
実装し終え、組み上がったプリント基板が正常に動作す
るかどうかを確認する機能チェックテスト中に、プリン
ト基板に振動ストレスを加える装置である。この目的
は、プリント基板に潜在している不良を、外部から振動
ストレスを印加することによって、強制的に検出し、後
工程へ、さらには場外へ不良基板が流出する可能性をで
きるだけ抑え、信頼性を向上させることにある。
実装し終え、組み上がったプリント基板が正常に動作す
るかどうかを確認する機能チェックテスト中に、プリン
ト基板に振動ストレスを加える装置である。この目的
は、プリント基板に潜在している不良を、外部から振動
ストレスを印加することによって、強制的に検出し、後
工程へ、さらには場外へ不良基板が流出する可能性をで
きるだけ抑え、信頼性を向上させることにある。
本装置は、プリント基板の潜在不良の中でも、特に多
い、面付ICのリードの未はんだ、はんだ不良によるリー
ド不付きを、プリント基板を振動させることにより、プ
リント基板を変形させて強制的にリードを浮かせて、通
電不良状態をつくり、機能チェック試験結果により、不
良検出を行うものである。
い、面付ICのリードの未はんだ、はんだ不良によるリー
ド不付きを、プリント基板を振動させることにより、プ
リント基板を変形させて強制的にリードを浮かせて、通
電不良状態をつくり、機能チェック試験結果により、不
良検出を行うものである。
第1図に、プリント基板の試験装置の全体構成を示
す。この装置は、被検査プリント基板12の各機能を、プ
リント基板を振動させながらチェックする装置である。
基板の検査内容は、予め、被検査プリント基板12に記憶
してある。テスタ側のパソコン39と被検査基板12には、
RS232Cインタフェースが設けられており、これを介し
て、テスタ側のパソコン39の各種試験開始指令を被検査
基板12に送り、被検査基板12の機能チェック試験が始ま
る。試験プログラムは、予め、被検査基板中のROMに記
憶されている。
す。この装置は、被検査プリント基板12の各機能を、プ
リント基板を振動させながらチェックする装置である。
基板の検査内容は、予め、被検査プリント基板12に記憶
してある。テスタ側のパソコン39と被検査基板12には、
RS232Cインタフェースが設けられており、これを介し
て、テスタ側のパソコン39の各種試験開始指令を被検査
基板12に送り、被検査基板12の機能チェック試験が始ま
る。試験プログラムは、予め、被検査基板中のROMに記
憶されている。
試験方法については、大きく2つの方法に分けられ
る。まず、1つめは、ROMに書き込まれた試験プログラ
ムに合わせて、被試験基板12のCPUが、RAM等の各機能検
査を行う方法で、検査の結果は、RS232Cインタフェース
を介してテスタ側のパソコン39に送られる。もう1つの
試験方法は、CTR等の画像出力を検査するもので、テス
タ側のパソコン39から、被検査基板12に検査用画像の出
力指令を送り、画像信号を出力させて、この出力状態を
調べることによって検査を行うものである。これは、予
め、良品の画像信号を、テスタ側のパソコン39のフロッ
ピーディスクに格納しておき、これをマスタ画像メモリ
27にロードして、記憶させる。被検査プリント基板12か
ら画像出力信号42を取りだし、この信号と同期するよう
に、同期制御回路29を介して、マスタ画像出力信号43を
出力する。この2つの画像信号を、比較器28により比較
して、良不良の判定を行う。判定結果は、画像比較判定
部にRS232Cインタフェースを設けることにより、これを
通じて、テスタ側のパソコン39に送られる。
る。まず、1つめは、ROMに書き込まれた試験プログラ
ムに合わせて、被試験基板12のCPUが、RAM等の各機能検
査を行う方法で、検査の結果は、RS232Cインタフェース
を介してテスタ側のパソコン39に送られる。もう1つの
試験方法は、CTR等の画像出力を検査するもので、テス
タ側のパソコン39から、被検査基板12に検査用画像の出
力指令を送り、画像信号を出力させて、この出力状態を
調べることによって検査を行うものである。これは、予
め、良品の画像信号を、テスタ側のパソコン39のフロッ
ピーディスクに格納しておき、これをマスタ画像メモリ
27にロードして、記憶させる。被検査プリント基板12か
ら画像出力信号42を取りだし、この信号と同期するよう
に、同期制御回路29を介して、マスタ画像出力信号43を
出力する。この2つの画像信号を、比較器28により比較
して、良不良の判定を行う。判定結果は、画像比較判定
部にRS232Cインタフェースを設けることにより、これを
通じて、テスタ側のパソコン39に送られる。
例えば、第3図に示す様に、良品では、画像a中の文
字「A」が正常に出力されるのに対し、bでは「A」の
文字が不完全である。これより、bを不良基板と判定で
きる。
字「A」が正常に出力されるのに対し、bでは「A」の
文字が不完全である。これより、bを不良基板と判定で
きる。
以上の様にして、プリント基板12の機能チェック試験
が行われる。本実施例の装置は、この検査中のプリント
基板12に対して、振動ストレスを加えるものである。振
動は、パソコン39から、GPIBを介して、発振器30に指令
を送り、発振信号をアンプ31により増幅して、振動発生
器16を振動させ、プリント基板12に振動を印加すること
により行う。
が行われる。本実施例の装置は、この検査中のプリント
基板12に対して、振動ストレスを加えるものである。振
動は、パソコン39から、GPIBを介して、発振器30に指令
を送り、発振信号をアンプ31により増幅して、振動発生
器16を振動させ、プリント基板12に振動を印加すること
により行う。
第4図に装置の全体構成の1例を示す。検査ステーシ
ョンの天井側に設置したフレーム1に、加振ユニット2
がぶら下がった形で設置してある。さらに、プリント基
板を上から抑えるための、プリント基板押さえ棒ユニッ
ト13をセットするラック7が、フレーム1から伸びてい
るガイドレール6を介してフレーム1に設置してある。
加振ユニット2、及びプリント基板押さえ棒ユニット1
3、ラック7には、それぞれ上下駆動用に、ステッピン
グモーター3,5を設けてある。また加振ユニット2に
は、振動発生器16を設けてある。この振動発生機16はXY
ステージ18を介して取り付けてあり、ハンドル4,17によ
ってX,Yそれぞれの方向に調整可能となっている。12は
被検査プリント基板で、8はプリント基板搬送パレット
を示す、10は導通ピンユニットを示している。
ョンの天井側に設置したフレーム1に、加振ユニット2
がぶら下がった形で設置してある。さらに、プリント基
板を上から抑えるための、プリント基板押さえ棒ユニッ
ト13をセットするラック7が、フレーム1から伸びてい
るガイドレール6を介してフレーム1に設置してある。
加振ユニット2、及びプリント基板押さえ棒ユニット1
3、ラック7には、それぞれ上下駆動用に、ステッピン
グモーター3,5を設けてある。また加振ユニット2に
は、振動発生器16を設けてある。この振動発生機16はXY
ステージ18を介して取り付けてあり、ハンドル4,17によ
ってX,Yそれぞれの方向に調整可能となっている。12は
被検査プリント基板で、8はプリント基板搬送パレット
を示す、10は導通ピンユニットを示している。
以下に、この装置の動作を示す。被検査プリント基板
12は、予め、第5図に示す様な搬送用パレット8に搭載
されている。パレット8には、基板の位置決めピン19,
マウント20が設けてある。また後述する導通ピン11が立
つ部分は干渉しない様、打抜いてある。このパレット8
に搭載された被検査プリント基板12が、コンベア9によ
って検査ステーションに運ばれてくる。そして検査ステ
ーションでパレット8が位置決めされる。この時の状態
を第6図に示す。この後、装置上側から第4図に示すプ
リント基板押さえ棒ユニットラック7が下降し、押さえ
棒15がプリント基板上にセットされる。同時に、装置下
側から導通ピン11を備えた導通ピンユニット10が上昇
し、第6図に示す様に、導通ピン11は、搬送パレット8
の打抜き部を通過してプリント基板12の裏側のパターン
露出部分に接触する。接触する部分は、プリント基板12
のコネクタ部分の裏側のパターン部分である。こうし
て、押さえ棒15と導通ピン11で上下から固定されたプリ
ント基板12に対し、天井から、第4図中の加振ユニット
2が下降し、それに伴い、振動発生器16が下降する。第
6図、第7図に示すように振動発生器には加振棒20を設
けてあり、この加振棒20がプリント基板12に接したとこ
ろで加振ユニット2の降下が止まる。
12は、予め、第5図に示す様な搬送用パレット8に搭載
されている。パレット8には、基板の位置決めピン19,
マウント20が設けてある。また後述する導通ピン11が立
つ部分は干渉しない様、打抜いてある。このパレット8
に搭載された被検査プリント基板12が、コンベア9によ
って検査ステーションに運ばれてくる。そして検査ステ
ーションでパレット8が位置決めされる。この時の状態
を第6図に示す。この後、装置上側から第4図に示すプ
リント基板押さえ棒ユニットラック7が下降し、押さえ
棒15がプリント基板上にセットされる。同時に、装置下
側から導通ピン11を備えた導通ピンユニット10が上昇
し、第6図に示す様に、導通ピン11は、搬送パレット8
の打抜き部を通過してプリント基板12の裏側のパターン
露出部分に接触する。接触する部分は、プリント基板12
のコネクタ部分の裏側のパターン部分である。こうし
て、押さえ棒15と導通ピン11で上下から固定されたプリ
ント基板12に対し、天井から、第4図中の加振ユニット
2が下降し、それに伴い、振動発生器16が下降する。第
6図、第7図に示すように振動発生器には加振棒20を設
けてあり、この加振棒20がプリント基板12に接したとこ
ろで加振ユニット2の降下が止まる。
この第7図の状態で、導通ピン11を通じて、被検査プ
リント基板12と装置側で信号のやり取り、電源の供給を
行うことによって基板12の機能チェック試験を行う。同
時に、振動発生器16を、振動させ、その振動を加振棒20
を介して被検査プリント基板12に伝達させる。検査が終
了すると、プリント基板12は開放され、コンベア9を介
して運び出され、別の被検査プリント基板が来るのを待
つ。以上の様に、この装置は、基板12を通電しながら、
振動させるべく、導通ピン11を立てたまま、振動させる
ことができる様に、加振棒を介して、プリント基板のみ
を、部分的に加振する方法を用いた点に特徴がある。
リント基板12と装置側で信号のやり取り、電源の供給を
行うことによって基板12の機能チェック試験を行う。同
時に、振動発生器16を、振動させ、その振動を加振棒20
を介して被検査プリント基板12に伝達させる。検査が終
了すると、プリント基板12は開放され、コンベア9を介
して運び出され、別の被検査プリント基板が来るのを待
つ。以上の様に、この装置は、基板12を通電しながら、
振動させるべく、導通ピン11を立てたまま、振動させる
ことができる様に、加振棒を介して、プリント基板のみ
を、部分的に加振する方法を用いた点に特徴がある。
プリント基板12の機種が変わり、形状が変化するのに
伴い、加振点及びプリント板押さえ棒ユニット13の変更
の必要が生じる。段取り変更を容易にするため、加振点
の変更は、加振ユニット2に設けたハンドル4,17で、振
動発生器の位置を変えることによって行う。プリント基
板押さえ棒ユニット13の変更は、1機種専用の押さえ棒
ユニットを予め作成して置き、機種変更時には、第4図
中に示す押さえ棒ユニット13を取手14を持ってラック7
から引き抜き、次に検査しようとするプリント基板用の
押さえ棒ユニットに差し変えることで、機種変更に対応
する。
伴い、加振点及びプリント板押さえ棒ユニット13の変更
の必要が生じる。段取り変更を容易にするため、加振点
の変更は、加振ユニット2に設けたハンドル4,17で、振
動発生器の位置を変えることによって行う。プリント基
板押さえ棒ユニット13の変更は、1機種専用の押さえ棒
ユニットを予め作成して置き、機種変更時には、第4図
中に示す押さえ棒ユニット13を取手14を持ってラック7
から引き抜き、次に検査しようとするプリント基板用の
押さえ棒ユニットに差し変えることで、機種変更に対応
する。
次に、プリント基板12の振動方法について述べる。本
実施例の装置は、プリント基板12上の面付ICのリードの
未はんだ、はんだ不足によるリードのパターンへの不付
きをプリント基板を振動させることにより、強制的にリ
ードを浮かせ、その時の画像出力信号の変化をモニター
することにより不良検出を行うものである。第8図,第
9図は、プリント基板を振動させた時のガルウィングタ
イプのリードを持った面付IC(例QFO,SOP)のリード浮
き現象を示したものである。面付IC21から出しているリ
ード22,23のうち、23は未はんだリードである。第8図
に示す、通常の状態では、未はんだリード23は、プリン
ト基板12のパターンに接しており、ICは正常に動作す
る。ところが、プリント基板12に振動を加えると、基板
12にたわみが生じ、第9図に示す様に、基板12がIC側に
ある程度の曲率で凸にたわんだ時、未はんだリード23と
基板12との間にはがれが生じ、ICは正常に動作しなくな
る。本加振デバッグ装置は、プリント基板上の面付IC21
を対象にこの第9図の状態を強制的につくるものであ
る。また、本装置は、対象が、面付部品に限らずリード
部品についても、振動トレスの効果を発揮できるもので
ある。
実施例の装置は、プリント基板12上の面付ICのリードの
未はんだ、はんだ不足によるリードのパターンへの不付
きをプリント基板を振動させることにより、強制的にリ
ードを浮かせ、その時の画像出力信号の変化をモニター
することにより不良検出を行うものである。第8図,第
9図は、プリント基板を振動させた時のガルウィングタ
イプのリードを持った面付IC(例QFO,SOP)のリード浮
き現象を示したものである。面付IC21から出しているリ
ード22,23のうち、23は未はんだリードである。第8図
に示す、通常の状態では、未はんだリード23は、プリン
ト基板12のパターンに接しており、ICは正常に動作す
る。ところが、プリント基板12に振動を加えると、基板
12にたわみが生じ、第9図に示す様に、基板12がIC側に
ある程度の曲率で凸にたわんだ時、未はんだリード23と
基板12との間にはがれが生じ、ICは正常に動作しなくな
る。本加振デバッグ装置は、プリント基板上の面付IC21
を対象にこの第9図の状態を強制的につくるものであ
る。また、本装置は、対象が、面付部品に限らずリード
部品についても、振動トレスの効果を発揮できるもので
ある。
プリント基板の振動は、プリント基板の共振点を利用
して、振動させることにより、加振力は、最小限の力で
済む。共振を共振させ、面付ICの未はんだリードはがれ
を起こさせるために必要な加振力は2〜3N程度である。
このため、小形化の振動発生器を用いることができ、装
置の小型化に役立つ。以上により、振動は、プリント基
板を共振させることにより行う。プリント基板の共振点
の求め方を第10図に示す。第10図において、発振器30に
より10Hz〜500Hzの範囲の振動をスイーブ発振する。振
動はアンプ31により増幅され、振動発生器16を振動させ
る。振動は加振棒20を介してプリント基板12に伝達す
る。振動発生器にインピーダンスヘッド32を設け、これ
により、振動中の加速度α、及び加振力Fの信号を取出
す。それぞれの信号は、チャージアンプ33によって増幅
した後、FFTアナライザ34に取込み、イナータンスを測
定する。共振点は、イナータンスがピーク値を示すとこ
ろであり、測定結果から共振振動数が求まる。プリント
基板は形状が複雑であるため、共振点は、複数個現れ
る。
して、振動させることにより、加振力は、最小限の力で
済む。共振を共振させ、面付ICの未はんだリードはがれ
を起こさせるために必要な加振力は2〜3N程度である。
このため、小形化の振動発生器を用いることができ、装
置の小型化に役立つ。以上により、振動は、プリント基
板を共振させることにより行う。プリント基板の共振点
の求め方を第10図に示す。第10図において、発振器30に
より10Hz〜500Hzの範囲の振動をスイーブ発振する。振
動はアンプ31により増幅され、振動発生器16を振動させ
る。振動は加振棒20を介してプリント基板12に伝達す
る。振動発生器にインピーダンスヘッド32を設け、これ
により、振動中の加速度α、及び加振力Fの信号を取出
す。それぞれの信号は、チャージアンプ33によって増幅
した後、FFTアナライザ34に取込み、イナータンスを測
定する。共振点は、イナータンスがピーク値を示すとこ
ろであり、測定結果から共振振動数が求まる。プリント
基板は形状が複雑であるため、共振点は、複数個現れ
る。
さて、プリント基板を共振させると、そのプリント基
板形状固有の振動モードが現われる。第12図〜第14図
は、両端を支持したプリント基板を、それぞれ、第1
次,第2次,第3次共振振動数で振動させた時の振動状
態を模式的に示したものである。ここで、プリント基板
上の面付ICの動きについて見てみると、1次共振点の状
態である第12図においては、面付IC21a,及び21bはどち
らも振動している。これが、第2次共振状態になると、
第13図に示すように節37が現われ、その上のIC21aは、
振動が小さくなってしまう。第14図のように、第3次共
振状態では、IC21a部は振動が大きくなる反面、第2次
共振状態とは別の部分に発生し、節37上のIC21bはふれ
なくなってしまう。またICのリード浮きは、第9図で示
した様に、基板のたわみがある曲率に達した時に生ずる
もので、第12図の第1次共振点では、面付IC21a,b両方
とも振動しているにもかかわらず、リードはがれの生ず
る曲率まで基板をたわませるには、第2次,第3次共振
時に比べ、振幅を大きくしなければならず、大きな加振
力が必要となる。このため、第2次以上の共振振動数で
プリント基板を振動させることが望ましい。そして、上
記の様に、数点の共振振動数でプリント基板を振動さ
せ、振動モードを変化させることによって、腹にある部
分のICを有効に振動させることができる。逆に言えば、
プリント基板上の各部に搭載された面付ICのどれかを振
動させたい時は、そのICの搭載されている部分が、腹に
なる時の共振振動数を選べばよい。そのためには、予
め、各共振点でのプリント基板の振動モードを調べる必
要がある。
板形状固有の振動モードが現われる。第12図〜第14図
は、両端を支持したプリント基板を、それぞれ、第1
次,第2次,第3次共振振動数で振動させた時の振動状
態を模式的に示したものである。ここで、プリント基板
上の面付ICの動きについて見てみると、1次共振点の状
態である第12図においては、面付IC21a,及び21bはどち
らも振動している。これが、第2次共振状態になると、
第13図に示すように節37が現われ、その上のIC21aは、
振動が小さくなってしまう。第14図のように、第3次共
振状態では、IC21a部は振動が大きくなる反面、第2次
共振状態とは別の部分に発生し、節37上のIC21bはふれ
なくなってしまう。またICのリード浮きは、第9図で示
した様に、基板のたわみがある曲率に達した時に生ずる
もので、第12図の第1次共振点では、面付IC21a,b両方
とも振動しているにもかかわらず、リードはがれの生ず
る曲率まで基板をたわませるには、第2次,第3次共振
時に比べ、振幅を大きくしなければならず、大きな加振
力が必要となる。このため、第2次以上の共振振動数で
プリント基板を振動させることが望ましい。そして、上
記の様に、数点の共振振動数でプリント基板を振動さ
せ、振動モードを変化させることによって、腹にある部
分のICを有効に振動させることができる。逆に言えば、
プリント基板上の各部に搭載された面付ICのどれかを振
動させたい時は、そのICの搭載されている部分が、腹に
なる時の共振振動数を選べばよい。そのためには、予
め、各共振点でのプリント基板の振動モードを調べる必
要がある。
プリント基板の振動モードを実験的に求める方法とし
て、第11図に示す方法について説明する。
て、第11図に示す方法について説明する。
前述した様に、第10図に示した方法で、プリント基板
12の共振振動数が求まる。第11図において、発振器30か
ら、プリント基板の共振振動数を発振し、アンプ31を介
して増幅し、振動発生器16を振動させ、プリント基板12
を共振させる。この時のプリント基板の各部の振れ具合
を調べるために加速度ピックアップ35を用いて、プリン
ト基板各部の加速度を測定する。測定は、振動計36によ
り行う。加速度ピックアップ35の場所によって加速度が
異なり、大きなところが腹、小さなところが節となる。
この様にして、各共振点での、プリント基板の振動モー
ドが求まる。
12の共振振動数が求まる。第11図において、発振器30か
ら、プリント基板の共振振動数を発振し、アンプ31を介
して増幅し、振動発生器16を振動させ、プリント基板12
を共振させる。この時のプリント基板の各部の振れ具合
を調べるために加速度ピックアップ35を用いて、プリン
ト基板各部の加速度を測定する。測定は、振動計36によ
り行う。加速度ピックアップ35の場所によって加速度が
異なり、大きなところが腹、小さなところが節となる。
この様にして、各共振点での、プリント基板の振動モー
ドが求まる。
次に、実際のプリント基板についての振動モード測定
の結果を示す。第15〜第17図はそれぞれ、第1次、第2
次、第3次共振点での振動モードである。第2次、第3
次共振時では、それぞれ異った部分に、節37が現れてい
ることがわかる。面付ICのリード浮きが生じる時のプリ
ント基板のたわみ量は、0.1mm程度である。
の結果を示す。第15〜第17図はそれぞれ、第1次、第2
次、第3次共振点での振動モードである。第2次、第3
次共振時では、それぞれ異った部分に、節37が現れてい
ることがわかる。面付ICのリード浮きが生じる時のプリ
ント基板のたわみ量は、0.1mm程度である。
次に、プリント基板の加振位置については、前述の振
動モード測定結果で、数点の共振点で振動させた時に、
常に腹となっている部分で、且つ、部品が搭載されてい
ない部分が加振点に決定する。上記の様にして、点数の
共振点で、プリント基板上のICを最小限の力(2〜3N)
で、リード浮きを起こさせる事ができるだけのたわみを
発生させることができる。
動モード測定結果で、数点の共振点で振動させた時に、
常に腹となっている部分で、且つ、部品が搭載されてい
ない部分が加振点に決定する。上記の様にして、点数の
共振点で、プリント基板上のICを最小限の力(2〜3N)
で、リード浮きを起こさせる事ができるだけのたわみを
発生させることができる。
以上の様な方法で、プリント基板の共振振動数がわか
り、また、振動モードとプリント基板のIC位置より、各
共振点で、大きく振動するICがわかる。さらに、加振位
置が決定できる。
り、また、振動モードとプリント基板のIC位置より、各
共振点で、大きく振動するICがわかる。さらに、加振位
置が決定できる。
機能チェック試験中のパソコン用プリント基板の加振
方法について説明する。
方法について説明する。
第18図に示す様に、実装パソコンプリント基板の機能
チェック試験項目は、プリンタ、フロッピーディスク、
ハードディスクドライブ、メモリCRT、マウス、シリア
ルI/F等、各項目の動作チェックで構成されている。プ
リント基板上の面付ICは、全体制御、メモリ制御、I/O
制御VRAMアクセス等、様々の用途に分かれている。よっ
て、1つの検査項目については、動作しているICとそう
でないICが混在しており、この項目の検査中は、その
時、動作しているICが搭載されている部分を大きく振動
させる事ができる様な、共振振動数を選ぶべきである。
次の検査項目が始まると、それに対応して、この項目で
動作するICを大きく振動させることができる共振振動数
に変える。その項目の検査中は、その振動数の振動を印
加し続けることが望ましい。第18図に示す様に、試験フ
ロー中の各検査項目38に対応して、その項目ごとに、斜
線で示したIC21が動作している。このIC21の搭載されて
いる部分が、腹になるような振動モードをもつ共振振動
を、各機能検査中、印加し続ける。振動は、単一振動数
成分のみを含んだ正弦波振動とする。従って、第18図に
示す様に、各項目検査時間t1〜t4にあわせて、その検査
に最適な第n1次共振振動数f1〜f4の振動を印加する正弦
波スポット加振を行う。
チェック試験項目は、プリンタ、フロッピーディスク、
ハードディスクドライブ、メモリCRT、マウス、シリア
ルI/F等、各項目の動作チェックで構成されている。プ
リント基板上の面付ICは、全体制御、メモリ制御、I/O
制御VRAMアクセス等、様々の用途に分かれている。よっ
て、1つの検査項目については、動作しているICとそう
でないICが混在しており、この項目の検査中は、その
時、動作しているICが搭載されている部分を大きく振動
させる事ができる様な、共振振動数を選ぶべきである。
次の検査項目が始まると、それに対応して、この項目で
動作するICを大きく振動させることができる共振振動数
に変える。その項目の検査中は、その振動数の振動を印
加し続けることが望ましい。第18図に示す様に、試験フ
ロー中の各検査項目38に対応して、その項目ごとに、斜
線で示したIC21が動作している。このIC21の搭載されて
いる部分が、腹になるような振動モードをもつ共振振動
を、各機能検査中、印加し続ける。振動は、単一振動数
成分のみを含んだ正弦波振動とする。従って、第18図に
示す様に、各項目検査時間t1〜t4にあわせて、その検査
に最適な第n1次共振振動数f1〜f4の振動を印加する正弦
波スポット加振を行う。
また、同じプリント基板でも共振点は、多少のばらつ
きがあり、これに対処するため各項目検査時間t中、各
共振点付近を数Hzスイーブ加振する。
きがあり、これに対処するため各項目検査時間t中、各
共振点付近を数Hzスイーブ加振する。
以上により、プリント基板上のすべてのICを選択的に
振動させることができる。
振動させることができる。
本実施例によれば、実装プリント基板を、動作試験を
行う上で、試験項目に合わせて、動作しているICを、そ
のICが振動する様な振動モードを選択し、集中的に振動
させることで、スイーブ加振や、ランダム加振に比べ
て、高い確率で、ICの未はんだリードの検出が可能とな
る。リード浮き検出は、試験中のプリント基板の画像信
号を良品の画像信号と比較する事により、自動的に行え
る。
行う上で、試験項目に合わせて、動作しているICを、そ
のICが振動する様な振動モードを選択し、集中的に振動
させることで、スイーブ加振や、ランダム加振に比べ
て、高い確率で、ICの未はんだリードの検出が可能とな
る。リード浮き検出は、試験中のプリント基板の画像信
号を良品の画像信号と比較する事により、自動的に行え
る。
また、実施例では、パソコンプリント基板の、動作試
験中に、振動ストレスを印加する方法について述べた
が、本発明の振動方法は、これに限定されるものではな
い。
験中に、振動ストレスを印加する方法について述べた
が、本発明の振動方法は、これに限定されるものではな
い。
本発明によれば、プリント基板を、共振点を求め、プ
リント基板を第1次〜第n次の共振振動数で共振させ、
その振動モードを変化させることにより、プリント基板
上の各部分に搭載された部品に、選択的に、振動を伝え
る事ができる。例えば、基板上の各部品に対して、これ
を順番に通電試験を行う場合で、同時に振動ストレスを
かける場合、部品の通電試験順序に合わせて、試験対象
となっている部品に選択的に振動ストレスを加えること
ができるので、スイーブ加振やランダム加振に比べ、試
験中の不良検出率が向上する。
リント基板を第1次〜第n次の共振振動数で共振させ、
その振動モードを変化させることにより、プリント基板
上の各部分に搭載された部品に、選択的に、振動を伝え
る事ができる。例えば、基板上の各部品に対して、これ
を順番に通電試験を行う場合で、同時に振動ストレスを
かける場合、部品の通電試験順序に合わせて、試験対象
となっている部品に選択的に振動ストレスを加えること
ができるので、スイーブ加振やランダム加振に比べ、試
験中の不良検出率が向上する。
また、振動発生器に取付けた加振棒により、プリント
基板だけを振動させる事ができ、プリント基板に、通電
試験用の導通ピンが接触している場合でも、導通ピンユ
ニット等、装置側部分を振動させることなく、基板だけ
を振動させることができ、装置側の振動ストレスの影響
はなくなる。
基板だけを振動させる事ができ、プリント基板に、通電
試験用の導通ピンが接触している場合でも、導通ピンユ
ニット等、装置側部分を振動させることなく、基板だけ
を振動させることができ、装置側の振動ストレスの影響
はなくなる。
また、振動は、プリント基板共振点を利用し、基板の
みを利用するため、加振力が小さくて済み小形の振動発
生器を用いることができるため、装置の小形、軽量化に
有効である。
みを利用するため、加振力が小さくて済み小形の振動発
生器を用いることができるため、装置の小形、軽量化に
有効である。
第1図は本発明の一実施例を示すプリント基板の試験構
成を示すブロック図、第2図はプリント基板の検査と振
動方法についての説明図、第3図は良品、不良品の画像
信号の一例を示す図、第4図は本発明の一実施例のプリ
ント基板加振デバッグ装置全体図、第5図はプリント基
板搬送用パレット構造を示す斜視図、第6図、第7図は
プリント基板加振状態を示す図、第8図、第9図は面付
IC21の未はんだリードはがれのメカニズムを示す図、第
10図はプリント基板の共振点の測定方法を示す図、第11
図はプリント基板の振動モードの測定方法を示す図、第
12図、第13図、第14図はプリント基板の振動モードの変
化に対する実装ICの振動状態の模式図、第15図、第16
図、第17図は実際のプリント基板の第1次、第2次、第
3次振動モードを示す図、第18図はパーソナルコンピュ
ータ用プリント基板機能チェック試験のフローチャート
である。 1……フレーム、2……加振ユニット、3……加振ユニ
ット駆動用モータ、4……振動発生器X軸方向移動用ハ
ンドル、5……プリント基板押さえ棒ユニット用ラック
駆動用モータ、6……ガイドレール、7……プリント基
板押さえ棒ユニット用ラック、8……プリント基板搬送
用パレット、9……コンベア、10……導通ピンユニッ
ト、11……導通ピン、12……被検査プリント基板、13…
…プリント基板押さえ棒ユニット、14……取手、15……
押さえ棒、16……振動発生器、17……振動発生器Y軸方
向移動用ハンドル、18……XYステージ、19……位置決め
ピン、20……マウント、21……面付IC21(QFP、SOP)、
22……良品リード、23……未はんだリード、24……画面
処理用ゲートアレイ、25……カラーパレットLSI、26…
…フロッピーディスク、27……マスタ画像メモリ、28…
…比較器、29……同期制御部、30……発進器、31……ア
ンプ、32……インピーダンスヘッド、33……チャージア
ンプ、34……FFTアナライザ、35……加速度ピックアッ
プ、36……振動計、37……節、38……パソコンプリント
基板機能チェック試験項目、39……テスタパソコン、α
……加速度、F……加振力、t……時間、f……共振振
動数、40……プリント基板検査項目、41……部品、42…
…被検査基板出力画像信号、43……マスタ画像信号、44
……CRT画像
成を示すブロック図、第2図はプリント基板の検査と振
動方法についての説明図、第3図は良品、不良品の画像
信号の一例を示す図、第4図は本発明の一実施例のプリ
ント基板加振デバッグ装置全体図、第5図はプリント基
板搬送用パレット構造を示す斜視図、第6図、第7図は
プリント基板加振状態を示す図、第8図、第9図は面付
IC21の未はんだリードはがれのメカニズムを示す図、第
10図はプリント基板の共振点の測定方法を示す図、第11
図はプリント基板の振動モードの測定方法を示す図、第
12図、第13図、第14図はプリント基板の振動モードの変
化に対する実装ICの振動状態の模式図、第15図、第16
図、第17図は実際のプリント基板の第1次、第2次、第
3次振動モードを示す図、第18図はパーソナルコンピュ
ータ用プリント基板機能チェック試験のフローチャート
である。 1……フレーム、2……加振ユニット、3……加振ユニ
ット駆動用モータ、4……振動発生器X軸方向移動用ハ
ンドル、5……プリント基板押さえ棒ユニット用ラック
駆動用モータ、6……ガイドレール、7……プリント基
板押さえ棒ユニット用ラック、8……プリント基板搬送
用パレット、9……コンベア、10……導通ピンユニッ
ト、11……導通ピン、12……被検査プリント基板、13…
…プリント基板押さえ棒ユニット、14……取手、15……
押さえ棒、16……振動発生器、17……振動発生器Y軸方
向移動用ハンドル、18……XYステージ、19……位置決め
ピン、20……マウント、21……面付IC21(QFP、SOP)、
22……良品リード、23……未はんだリード、24……画面
処理用ゲートアレイ、25……カラーパレットLSI、26…
…フロッピーディスク、27……マスタ画像メモリ、28…
…比較器、29……同期制御部、30……発進器、31……ア
ンプ、32……インピーダンスヘッド、33……チャージア
ンプ、34……FFTアナライザ、35……加速度ピックアッ
プ、36……振動計、37……節、38……パソコンプリント
基板機能チェック試験項目、39……テスタパソコン、α
……加速度、F……加振力、t……時間、f……共振振
動数、40……プリント基板検査項目、41……部品、42…
…被検査基板出力画像信号、43……マスタ画像信号、44
……CRT画像
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01M 7/00 - 7/02 H05K 13/08 G01R 31/02 - 31/04
Claims (3)
- 【請求項1】プリント基板を振動させて該プリント基板
に搭載された被検査部品のはんだ付けの良否を検査する
振動検査装置に於いて、 前記プリント基板を振動発生器により振動できるように
固定し、前記振動発生器により前記プリント基板に正弦
波振動を印加して複数の共振振動数を予め測定し、前記
共振振動数での前記プリント基板の固有振動モードを前
記複数の共振振動数の各々について測定して前記各々の
固有振動モードにおける前記プリント基板の固有振動モ
ードの腹になる部分を特定し、測定された前記複数の共
振振動数の内で前記被検査部品の搭載部分が前記特定さ
れた固有振動モードの腹になる共振振動数を前記プリン
ト基板の前記特定された腹の部分であって且つ前記被検
査部品が搭載されていない部分に選択的に印加して検査
することを特徴とする検査方法。 - 【請求項2】プリント基板を固定する固定部材と、前記
プリント基板に振動を与える振動印加手段と、前記プリ
ント基板を前記固定部材で固定して通電し且つ前記振動
印加手段により振動が与えられた状態で前記プリント基
板の動作信号を取り出し前記プリント基板に搭載された
部品のはんだ付け状態の良否を判定する動作信号検査手
段を備えた振動検査装置に於いて、 前記動作信号検査手段は前記プリント基板の一方の面か
ら信号線パターンの露出部分に接触して検査すべき信号
を取り出す導通ピンを備え、 前記固定部材は前記プリント基板を前記導通ピンの接触
面とは反対側の他方の面から押さえて固定する押さえ棒
を備え、 前記振動印加手段は発生した振動を前記プリント基板に
印加する加振棒と該加振棒の前記プリント基板に接触す
る加振位置を任意の位置に調整できる位置調整手段を備
え、 前記動作信号検査手段は、前記加振棒の前記プリント基
板への加振位置を予め特定された共振振動数での固有振
動モードの腹の部分に前記調整手段により位置決めがさ
れ且つ前記特定された共振振動数が前記プリント基板に
前記加振棒を介して印加された状態で、前記導通ピンを
介して取り出された信号に基づいて前記プリント基板に
搭載された部品のはんだ付け状態の良否を判定すること
を特徴とした振動検査装置。 - 【請求項3】前記動作信号検査手段は良品の画像信号と
前記プリント基板から前記導通ピンを介して取り出され
た画像出力信号とを比較して良不良を判定する手段を備
えたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の振動
検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1260016A JP2810149B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 加振方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1260016A JP2810149B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 加振方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03122537A JPH03122537A (ja) | 1991-05-24 |
JP2810149B2 true JP2810149B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=17342137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1260016A Expired - Lifetime JP2810149B2 (ja) | 1989-10-06 | 1989-10-06 | 加振方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2810149B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100408993C (zh) * | 2004-02-02 | 2008-08-06 | 沈光新 | 力学结构抗振性能仿真试验平台系统 |
JP5245295B2 (ja) * | 2007-06-12 | 2013-07-24 | オムロン株式会社 | Ic部品接続部検査方法およびic部品接続部検査装置 |
WO2023218571A1 (ja) * | 2022-05-11 | 2023-11-16 | 日本電信電話株式会社 | 支援装置、支援方法およびプログラム |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4061017A (en) * | 1975-11-17 | 1977-12-06 | Time/Data Corporation | Structural analysis system |
-
1989
- 1989-10-06 JP JP1260016A patent/JP2810149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03122537A (ja) | 1991-05-24 |
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