JP2965573B2

JP2965573B2 - 実装電子回路の配線検査装置

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Publication number: JP2965573B2
Application number: JP64000081A
Authority: JP
Inventors: 修北川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-05
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1999-10-18
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JPH02181669A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は電子回路（電気回路を含む）の通電状態を検
査する方法及び装置に関する。更に詳述すると、本発明
は回路における通電の有無の他、余分な配線（余配と言
われている）や誤った配線（誤配と言われている）及び
未配線（未配と言われている）短絡等の不良接続の有無
を検出する検査方法及び装置に関する。

（従来の技術）従来、電子回路例えばプリント基板（以下PCBと略称
する）やその他の各種配線の導通検査を行なうには、目
視検査やブザーあるいはテスター等を使用した導通チェ
ックが一般的である。また、大量生産品の場合には各PC
Bに対応したエミュレータを製作して、このPCBを検査し
ている。

（発明が解決しようとする課題）この従来の検査方法においては、各回路素子の端子間
あるいは配線間毎に検査をしなければならないので、導
通の有無を検査する場合には端子相互の導通チェックが
主であり、導通すべき端子相互間以外は全て未チェック
となる。従って、回路内の余配や誤配等をチエックする
場合には、決められた一つの端子から導通してはならな
い全ての端子に向かってそれぞれ点検しなければならな
い。

しかしながら、この検査は、検査ポイント（端子間）
が非常に多く、作業に多大な時間を要するばかりでな
く、極めて困難な作業となる。例えば、コンピュータ等
に使われる大型プリント基板を専用のエミュレータを使
用せず検査する場合、多い場合には端子数（スルーホー
ル数等）が数千箇所（例えば3000箇所）にも及び、或る
端子の余配や誤配を検査するにはその端子と残りの大多
数の端子（例えば2999本）の全ての間で導通チエックを
実施しなければならなくなる。このため、必要最少限の
導通検査即ち配線すべき箇所に配線されているか否かの
有無だけしか行われていないのが実状である。

ところが、回路内での短絡や不要接続、未接続は、そ
の回路の働きを不安定にし装置の誤動作を招く原因とな
ったりする。更に、短絡や不要接続がある場合には使用
部品の焼損を生じる場合がある。そこで、このような事
故を防止するには、短絡、余配及び誤配等を検査時に発
見することが望まれる。また、各PCBに対応したエミュ
レータを製作して、PCBをチェックすれば所望するポイ
ント間のチェックは全て可能ではあるが、このエミュレ
ータの製作には多大な費用がかかるばかりでなく、PCB
が若干変更された場合にはエミュレータのソフト及びハ
ードを変更する必要があり、この費用も多大なものとな
っている。

本発明は、導通検査は勿論のこと、不要接続または短
絡についても、容易かつ迅速に検査を可能にする安価な
検査方法及び装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）かかる目的を達成するため、回路基板に実装した状態
のまま電子回路の配線を検査する装置において、電気分
解によって発色ないし変色反応を起こす物質を含む含水
試験紙と、導電ゴムと金属箔を積層して成り含水試験紙
を支持して検査対象となる電子回路の全ての端子に同時
に導通可能に接触させる電極板と、含水試験紙を介在さ
せた状態で検査対象となる電子回路と電極板との間に電
圧を印加する検査用直流電源とを備え、含水試験紙を検
査対象となる電子回路の端子の凹凸に沿わせて密着させ
電極板と検査対象となる電子回路との間に通電するよう
にしている。

また、本発明の実装電子回路の配線検査装置は、回路
基板に実装した状態のまま電子回路の配線を検査する装
置において、電気分解によって発色ないし変色反応を起
こす物質を含む含水試験紙と、導電ゴムの裏面に金属蒸
着膜を有し含水試験紙を支持して検査対象となる電子回
路の全ての端子に同時に導通可能に接触させる電極板
と、含水試験紙を介在させた状態で検査対象となる電子
回路と電極板との間に電圧を印加する検査用直流電源と
を備え、含水試験紙を検査対象となる電子回路の端子の
凹凸に沿わせて密着させ電極板と検査対象となる電子回
路との間に通電するようにしている。

また、本発明の実装電子回路の配線検査装置は、請求
項１または２記載の実装電子回路の配線検査装置におい
て、含水試験紙と検査対象となる電子回路の端子との間
に導電性フィルムを介在させるようにしている。

また、本発明の実装電子回路の配線検査装置は、請求
項１または２記載の実装電子回路の配線検査装置におい
て、電極板と含水試験紙との間及び検査対象となる電子
回路の端子と含水試験紙との間に導電性フィルムをそれ
ぞれ介在させるようにしている。

（作用）したがって、チェック電圧を電気回路と電極板との間
にかけると、当然導通すべき端子の他、短絡や余配ない
し誤配によって導通している端子にも電流が流れ、含水
試験紙に含まれている反応物質を電気分解して着色ない
し変色反応を起こす。この着色ないし変色反応によって
通電の有無を視認できる。しかも、この着色ないし変色
反応は、短絡の場合、正常通電の場合に比べて流れる電
流が大きいので発色の程度が濃く、また誤配等の不要接
続は配線図と比較することによって容易に判明する。

（実施例）以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図に本発明の検査方法を実施する検査装置の一例
を概略説明図で示す。この検査装置は、電気分解によっ
て発色ないし変色反応を起こす物質を含む含水試験紙１
と、これを支持し検査対象となる電子回路あるいは回路
素子（これらを総称して検査対象回路と呼ぶ）８の端子
５の全てに検査電圧の一方を印加する電極板３と、該電
極板３と前記検査対象回路８の端子５との接触を確実な
ものとする導電ゴム２及び電極板３と検査対象回路８の
任意の端子５との間に検査用直流電圧を印加する直流電
源９とから成り、電極板３の上に、導電ゴムシート２、
含水試験紙１、検査対象である電気回路８を含むPCB4の
順に重ね、電極板３と任意の端子５との間に直流電圧を
印加するように構成されている。

前記反応物質としては、検査しようとする電子回路に
流し得る電流値及び印加し得る電圧値よりも小さな電流
あるいは低い電圧によって電気分解反応を起こし、発色
ないし変色反応を起こす物質であり、回路に悪影響を与
えないものであれば使用可能である。例えば、酸化鉛
（PbO）、過マンガン酸カリウム（KMnO₄）、クロム酸カ
リウム（Cr₂O₇K₂）、硝酸銀（AgNO₃）、硫酸銅（CuS
O₄）、硫酸ニッケル（NiSO₄）硫酸鉛（PbSO₄）塩化コバ
ルト（CoCl₂）、pH試験紙等に例えば酸又は塩性物質を
加えたもの等が挙げられ、低電流・低電圧で電気分解反
応する最も安価で入手し易いヨウ化カリウムが好まし
い。しかし、これに限定されものではなく、他のヨウ素
系化合物やイオン性化合物の使用が可能である。また、
電気分解によって発生する物質例えば水素や酸素と反応
することによって発色ないし変色反応を起こす物質も使
用可能である。これら物質は、水溶液にしてあるいは水
と共に試験紙に含ませ、試験紙自体を導電性物質として
いる。また、pH試験紙（チモールブルー（TB）、リトマ
ス）等に例えば酸又は塩性物質を加えておき、電気分解
によってpH値を変化させることによって変色させること
ができる。

また、反応物質を含ませる試験紙としては、紙に限る
物ではなく布、不織布、その他溶液浸透性のあるフィル
ム等、他の媒体物を用いることもある。尚、含水試験紙
１に検査対象たる回路の配線図、端子配置図等を印刷し
ておけば検査結果の判定が更に容易になる。

導電ゴム２は回路部品が実装されたPCB4と電極板３と
の電気的接触を考慮して使用されているが、全ての端子
が電極板３に対して確実に接触可能であれば導電ゴムシ
ート２を必ずしも使用することはない。また、金属板か
ら成る電極板３と導電ゴムシート２に代えて、導電性の
良い金属箔を導電ゴムシートでサンドイッチしたものや
導電ゴムシートの裏面に金属を蒸着したものを使用して
も良い。

以上のように構成された電子回路の配線検査装置を使
用して電子回路の導通検査、誤配等の不良接続を検査す
る方法を説明する。

PCB4上にはトランジスタ、抵抗、ICパッケージ等の回
路素子８が実装されている。ICパッケージ８にはT₁〜T₈
の８本の端子ピン５が並んでおり、左端の端子ピンT₁,T
₂がプリント配線によって結線され、それ以外の端子T₃
〜T₈はT₁,T₂とは結線されていないものとする。この電
気回路において、直流電源９の（−）極を電極板３に接
続し、（＋）極をT₁端子に接触させると、端子ピン５の
T₁,T₂と含水試験紙１の接触点6,7より、含水試験紙１、
導電ゴム２を厚さ方向に貫いて、電極板３に向かって電
流が流れる。導電ゴム２は厚さ方向には大して電気抵抗
とならないので下敷となっている電極板３から通電され
る。このとき、含水試験紙１に含まれるヨウ化カリウム
水溶液中において電気分解が起こる。即ち、含水試験紙
１と端子ピン５のT₁,T₂の接触点6,7において、ヨウ素イ
オンがヨウ素として分離され褐色を呈す。また、ヨウ化
カリウム水溶液中にあらかじめデンプンを含ませておく
と、電気分解が生じる部位、この場合には含水試験紙１
と端子ピン５のT₁,T₂の接触点6,7にヨウ素デンプン反応
によってヨウ化カリウムだけの場合よりも、検出感度を
高められると共に、青又は紫の彩色変化を生じる。ま
た、デンプンの種類によっては赤、赤褐色、褐色を呈す
るものもある。尚、電気ゴテ先などで変色点だけを加熱
することによって一度変色したヨウ化カリウムを気化さ
せた後、水分を補給すれば、残存する未分解のヨウ化カ
リウムが分散して再使用できるので、一回の検査ごとに
含水試験紙１を交換しなくとも検査を続けることができ
る。

発色が端子T₁にだけ起こり、端子T₂の点に現れない場
合はT₁,T₂間で結線不良が起きており、T₁,T₂以外の他の
端子に発色が現れた場合は不要結線が存在していること
がわかる。

本実施例において、ヨウ素カリウムの電気分解に必要
な直流電源９の電圧は0.7V程度、電流値としては数μＡ
以下であり、電気分解が生じた場合にはその反応部位に
目視可能な彩色変化（発色）を生じる。このため、検査
対象たる電子回路内に流れる電流や電圧よりも小さな検
査用電流によって回路チェックを行なうことができる。

また、回路上の部品、特にトランジスタ、Ｃ・MOS,TT
L等の半導体部品によっては部品内を電流が流れ、不要
結線でないものかかわらず、他の端子において発色が示
される場合がある。このような場合には、通電時間（検
査時間）、直流電源９の電圧、電流制限のため電源９と
直列に入れる抵抗器の値等を適切に調整することによっ
て、導体による接続と回路部品中を流れた電流値に差を
持たせて区別することができる。この電流の差によって
発色の程度に差が現れることから、多くの場合不要接続
と部品中を通る電流との判別を可能にできる。

また、ヨウ素は活性が比較的弱いので回路基板４等に
及ぼす化学的な影響は少ないので端子ピン５等と含水試
験紙１とを直接接触させているが、含水試験紙１とPCB4
との間に導電性フィルム10等を介在させることによっ
て、電解液と回路部品との直接接触を回避し、PCB4への
化学的影響を遮断した状態で電気分解を起こさせるよう
にしても良い。

更に、導電ゴム２と含水試験紙１との間及びプリント
基板上の端子ピン５やその他の部品等のハンダ着け部分
と含水試験紙１の間には電池作用があるため微弱ではあ
るが起電力が生じる。この場合にも、微弱な自己起電力
によって起こる電気分解によって発色反応が起こるが、
短絡している所や正規導通箇所等にはそうでない部分よ
りも余分に流れるので発色濃度（濃淡）で判別すること
ができる。しかし、含水試験紙１の表裏両面に同じ導電
性フィルム10を用いることによって互いに起電力を打ち
消し合い、直流電源９の電圧を更に低くして用いること
が可能になる。

検査用直流電源９の電圧については、使用する物質即
ち、電気分解によって可視反応を起こす物質の種類によ
って、適宜決定されるものであるが、ダイオード、トラ
ンジスタ、Ｃ・MOS,TTL等の各種半導体の順方向電圧以
下の電圧とすることにより、適切な導通検査を行なうこ
とが可能となる。この場合、直流電源９の電圧が半導体
の順方向電圧以下であり、半導体を介しては電流は流れ
ず、導体のみとなる。従って、半導体部位での発色（電
気分解）は生じず、導通している導体の部位のみで発色
するので、導通状態の判断を確実、かつ容易に行なうこ
とができる。

次に、デジタル回路の検査例について第３図に基づい
て説明する。検査対象回路はT₃,T₅,T₆,T₇の４本の入力
端子５を有し、各端子はT₃“H",T₅“H",T₆“L",T₇“L"
の状態に有るとする。尚、“H"はその端子がハイレベル
の状態、“L"はロウレベルの状態に有ることを示す。ま
た、回路はT₂,T₄の２本の出力端子を有し、前記の入力
条件に従えば、端子T₂“L",端子T₄“H"の出力となる。
また、端子T₁,T₈は回路を動作させている電源の（＋）
側及び（−）側端子である。電極板３、導電ゴム２、含
水試験紙１の用い方は第１図及び第２図の場合と同様で
電源９と電極板３との結線が異なるだけである。

ハイレベルの端子を発色させる場合、即ち正論理の時
に発色を望む場合は、実線のように電源９の（−）極と
電極板３とを瞬間的に接続する。このとき、“H"の状態
に有る端子から含水試験紙１、導電ゴム２、電極板３の
方向に電流が流れ、端子T₃,T₄,T₅及び電源電圧のかかっ
ている端子T₁の先端部分に電気分解が生じ、含水試験紙
１上に発色の痕跡となって転写される。

また、“L"の端子の先端、即ち負論理の状態で発色さ
せようとする場合は、破線で示すように電源９の（＋）
極と電極板３とを瞬間的に接続する。このとき、正論理
状態での転写と異なるのは図面上で下から上へ向かって
電流が流れるので、含水試験紙１の下の面から発色が始
まる点である。

この方法をアナログ回路に用いた場合、含水試験紙１
を通る電気量によって、発色の度合が変わってくるので
その濃淡の程度を回路状況の判断材料とすることはでき
る。しかし、入力インピーダンスの高い部品等では含水
試験紙１を介して該部品に電流が流れ回路動作に影響し
てしまうので注意を要する。特にFET入力型の部品には
注意を要する。

更に、本発明の検査方法及び装置は、多くの電線を束
ねたケーブル、例えば電話用通信用ケーブル等の中の一
本一本の線について仕分けする必要がある時、例えば埋
設状態で火災その他の事故によって結線先が不明となっ
たとき等に用いることができる。

第４図のように、ケーブル両端の外被覆14を切り取
り、さらに心線被覆15を一部取り除き、導体16を取り出
し、ゴム板13（絶縁性ゴム）と試験紙１の間に並べて置
き、その上から透明電極12を施したガラス板11で軽く圧
迫する。一方、ケーブルの他端の心線被覆も一部切り取
り、心線に電源９の（−）極を接続する。電源９の
（＋）極と透明電極12とは接地し、電源９の（＋）極、
大地、透明電極12、含水試験紙１、心線16を通って電源
９の（−）極の順に電流が流れる。その結果、含水試験
紙１には通電している心線と接している部分にのみ発色
し、容易に多数の心線を仕分けできる。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明の実装電子回
路の配線検査装置は、含水試験紙を検査対象回路の端子
の凹凸に沿わせて密着させてから、電極板と検査対象回
路との間に通電することによって、検査対象たる端子と
導通状態にある他の端子を電気分解に起因する発色反応
によって確認することができるので、従来の検査では困
難であった電気回路の余配、誤配、短絡及び未接続を短
時間で簡単かつ確実に行なうことができる。特に、含水
試験紙に含ませる反応物質としてヨウ化カリウムを使用
する場合、小さな電流低い電圧で作動するのでデジタル
回路の導通チェックに最適である。

また、本発明の検査装置によると、検査しようとする
電子回路基板あるいは回路素子そのものを含水試験紙上
に載せて検査しようとする端子に検査用電圧をかけるだ
けで、導通状態を発色により可視化できるので、簡単な
操作によって正規配線の導通の有無の他、不良配線、余
配、短絡等を確実に検査することができる。しかも、エ
ミュレータに比べて非常に安価である。

また、導電フィルムを含水試験紙と検査対象となる電
子・電気回路の端子との間に介在させれば、発色反応物
質によって回路素材が悪影響を受けることがないし、半
田付け部分等に発生する自己起電力を解消し、低い電圧
での検査を可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の検査方法及び装置の概略を示す中央縦
断面図、第２図は他の実施例を示す中央縦断面図、第３
図は更に他の実施例を示す断面図、第４図はケーブルの
心線チェックを行なう場合に適用した本発明のその他の
実施例を示す斜視図である。１……含水試験紙、２……導電ゴム、３……電極板、４
……プリント基板、6,7……発色している部分、９……
直流電源、10……導電フィルム。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板に実装した状態のまま電子回路の
配線を検査する装置において、電気分解によって発色な
いし変色反応を起こす物質を含む含水試験紙と、導電ゴ
ムと金属箔を積層して成り前記含水試験紙を支持して検
査対象となる前記電子回路の全ての端子に同時に導通可
能に接触させる電極板と、前記含水試験紙を介在させた
状態で検査対象となる前記電子回路と前記電極板との間
に電圧を印加する検査用直流電源とを備え、前記含水試
験紙の検査対象となる前記電子回路の端子の凹凸に沿わ
せて密着させ前記電極板と検査対象となる前記電子回路
との間に通電することを特徴とする実装電子回路の配線
検査装置。
【請求項２】回路基板に実装した状態のまま電子回路の
配線を検査する装置において、電気分解によって発色な
いし変色反応を起こす物質の含む含水試験紙と、導電ゴ
ムの裏面に金属蒸着膜を有し前記含水試験紙を支持して
検査対象となる前記電子回路の全ての端子に同時に導通
可能に接触させる電極板と、前記含水試験紙を介在させ
た状態で検査対象となる前記電子回路と前記電極板との
間に電圧を印加する検査用直流電源とを備え、前記含水
試験紙を検査対象となる前記電子回路の端子の凹凸に沿
わせて密着させ前記電極板と検査対象となる前記電子回
路との間に通電することを特徴とする実装電子回路の配
線検査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の実装電子回路の配
線検査装置において、前記含水試験紙と検査対象となる
前記電子回路の端子との間に導電性フィルムを介在させ
ることを特徴とする実装電子回路の配線検査装置。
【請求項４】請求項１または２記載の実装電子回路の配
線検査装置において、前記電極板と前記含水試験紙との
間及び検査対象となる前記電子回路の端子と前記含水試
験紙との間に導電性フィルムをそれぞれ介在させること
を特徴とする実装電子回路の配線検査装置。