JP3106952B2 - 半田づけ不良検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子回路基板の半田
づけの不良を検出するための半田づけ不良検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路基板の半田ルーズや半田ブリッ
ジ等に半田づけの不良が発生すると、電源線やアース線
が信号線と接触したり、電源線とアース線の接触が生じ
る場合がある。このような接触が生じると、電子回路基
板の配線パターンが破壊したり、論理動作に誤動作が発
生したり、時には実装部品の破壊といった各種不具合を
引き起こすことになる。近時、電子回路基板について表
面実装技術が普及しており、これに伴って、表面実装部
品で構成される物や、表面実装部品と従来からのスルー
ホール実装部品との混在した物が増加している。これら
表面実装部品を使用した電子回路基板の製造不良の中
で、半田づけが不良のものの占める割合が高い。そこ
で、半田づけの不良を検出するための各種技術が存在す
る。

【０００３】第１の従来技術としては、光を利用した外
観検査装置がある。これは、雑誌「エレクトロ実装技
術」の１９９４年７月号における「自動外観検査装置」
と題する論文に記載がある。この技術では、光を利用し
た外観検査装置によって、半田の行われた箇所を画像認
識し、その画像パターンを良品の状態と比較することで
半田づけの不良を検出するようになっている。

【０００４】半田づけの不良を検出するための第２の技
術は、電子回路基板上の部品の各端子のインピーダンス
や容量、抵抗値等の電気的な特性を測定し、良品との比
較結果から半田づけの不良を判定するようになってい
る。この技術については、同じく「エレクトロ実装技
術」の１９９４年７月号における「足浮き検出機能付き
ＳＭＴテスタ」と題する論文に記載がある。ここでは、
ボード試験機の一種である非動作テスタと呼ばれる装置
を使用して特性を測定し判定を行っている。

【０００５】半田づけの不良を検出するための第３の技
術は、電子回路基板の論理動作によって半田づけの不良
を判定するものである。この技術では、電子回路基板に
対して論理信号を加えて、その応答信号から論理動作が
正常であるか否かを判定して半田づけの不良を判定する
ものである。前記したボード試験機と呼ばれるインサー
キット・テスタやファンクション・テスタを用いて判定
が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような従来から用
いられている半田づけ不良検出の技術のうち、良品との
比較を前提として不良検出行っているものでは、疑似的
に良品を不良品として判定したり、不良品を見逃してし
まうといった問題があった。良品の値自体にある範囲の
バラツキが存在することや、検査対象となる部品の端子
にフラックスが付いていたりすると測定値に誤差が生じ
てしまうことがあるからである。また、電子回路基板に
搭載された回路の構成によっては、たとえ良品であって
もその測定値が単体で測定した値と異なる場合もあり、
これによって良品が不良品と判定されたり、その逆に判
定される場合もある。

【０００７】また、論理動作から半田づけの良否を判定
するものでは、今後の回路基板の実装技術の動向から不
良品について高い検出率を確保することが困難になると
いう問題がある。電子回路基板は今後、ますます高集積
部品を多用し、部品の実装の高密度化を加速していくこ
とが予想される。これに適応して電子回路基板の診断を
行うテストプログラムを作成するには、膨大な工数がか
かることになる。したがって、検出率の高いテストプロ
グラムの開発にはかなりの負担がかかることになり、現
実的ではない。

【０００８】そこで本発明の目的は、信頼性が高くかつ
電子回路基板の高集積化にも十分対応することのできる
半田づけ不良検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、（イ）ゲートに印加する電圧がハイレベルとローレ
ベルの両論理レベルの中間的な電位になったときにそれ
ぞれホットエレクトロン現象で発光を行うｐ型ＭＯＳト
ランジスタとｎ型ＭＯＳトランジスタを直列に接続しそ
の直列回路の一端をグランドと同電位以外の所定の論理
レベルの電源に他端をグランドに接続すると共にこれら
のゲートを共通接続した独立した複数のモニタ回路のそ
れぞれに対して、試験電圧を時間的に並行してかつ独立
して印加する試験電圧印加手段と、（ロ）複数のモニタ
回路のそれぞれに電気的に接続されている信号線のうち
の半田づけで信号線間の電気的な接続が行われているか
否かの検査を行うべき特定の信号線同士に、この試験電
圧印加手段が論理の反転した信号を印加している状態
で、これらのモニタ回路の画像を拡大するエミション顕
微鏡と、（ハ）このエミション顕微鏡で拡大された画像
を増幅する増倍手段と、（ニ）この増倍手段で増幅され
た後の画像を光電変換する光電変換手段と、（ホ）この
光電変換手段で変換された後の電気信号を基にしてこれ
らのモニタ回路でホットエレクトロン現象による発光が
存在するか否かを判別することで特定の信号線同士で半
田づけによる電気的な接続が行われているか否かを判別
する発光判別手段とを半田づけ不良検出装置に具備させ
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】すなわち請求項１記載の発明では、試験電
圧印加手段から所定の半導体回路に対して試験電圧を印
加して、この半導体回路内の半田づけ不良により特定の
モニタ回路のゲートにハイレベルとローレベルの両論理
レベルの中間的な電位が印加されたときに、これを発光
判別手段で検出し、これらのモニタ回路とそれぞれ接続
された信号線同士の間での半田づけ不良の存在を検出で
きるようにしている。ここで、モニタ回路は、ｐ型ＭＯ
Ｓトランジスタとｎ型ＭＯＳトランジスタを直列に接続
しその直列回路の一端をグランドと同電位以外の所定の
論理レベルの電源に他端をグランドに接続すると共にこ
れらのゲートを共通接続した回路で構成されている。

【００１３】すなわち、請求項１記載の発明では、半導
体回路内の半田づけ不良によりモニタ回路のゲートにハ
イレベルとローレベルの両論理レベルの中間的な電位が
印加されたときに、これによる発光をエミション顕微鏡
で捕らえ、増倍手段で増倍して光電変換手段で電気信号
に変換し、これを処理することで発光判別手段によって
発光の有無を判別するようにしている。発光が判別され
れば、発光が判別されたそれぞれのモニタ回路に接続さ
れた信号線間での半田づけが不良ということになる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】これにより、複数のモニタ回路に対応した
半田づけ不良箇所の検出が可能になる他、これらのモニ
タ回路に至る線路同士で短絡が発生している場合にもそ
の検出が可能になる。

【００１７】

【００１８】

【発明の実施の形態】

【００１９】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２０】第１の実施例

【００２１】図１は本発明の第１の実施例による半田づ
け不良検出装置の全体的な構成を表わしたものである。
この装置は、電子回路基板１１を載置するための試料ス
テージ１２を備えている。電子回路基板１１には、発光
現象を確認するためのモニタ回路を配置したＬＳＩ（大
規模集積回路）１３が予め実装されている。試料ステー
ジ１２には、電子回路基板１１に試験信号１５を与える
ための試験信号発生装置１６が接続されている。また、
試料ステージ１２の真上には、ホットエレクトロンの発
生によって生じる微小な光を捕らえるための顕微鏡１７
が配置されている。この顕微鏡１７には、捕らえた光を
増幅するための光電子増倍管であるイメージ・インテン
シファイア１８を介して、固体撮像カメラ１９が接続さ
れている。固体撮像カメラ１９はイメージ・インテンシ
ファイア１８によって増幅された光像をテレビ信号２１
に変換する。このテレビ信号２１は画像処理装置２２に
送られ、発光画像と顕微鏡像との重ね合わせ処理が行わ
れる。これについては後に説明する。モニタテレビ２３
は、画像処理装置２２の処理した画像を表示することに
なる。

【００２２】このようなホットエレクトロン効果による
発光現象を利用する技術としては、ＬＳＩ内部の不良検
出方法が従来から存在する。この方法は、暗視技術とコ
ンピュータ画像技術とを結合したもので、飽和領域で動
作するＭＯＳ（Metal OxideSemiconductor ）トランジ
スタが発生させるホットエレクトロンを観察して、トラ
ンジスタの劣化しやすい場所を識別しようとするもので
ある。発生するホットエレクトロンは微弱な光なので、
これを数百倍に増幅して画像化すると共に、光学顕微鏡
を使用して観測するようになっている。例えば特開平６
−２８１７００号公報には、ＣＭＯＳ（Complementary
ＭＯＳ）について、そのフローティングゲートの故障に
よる発光と発熱の統合解析方法が記載されている。本発
明の半田づけ不良検出装置では、このようなトランジス
タの劣化を検出するのではなく、半田づけの不良の有無
を検出するようになっている。

【００２３】図２は、この第１の実施例の半田づけ不良
検出装置の要部を示したものである。電子回路基板１１
のＬＳＩ１３には、一般的な内部論理回路３１の他に、
発光現象を確認するために特別に設けられたモニタ回路
３２が配置されている。モニタ回路３２には、電源Ｖ_DD
に一端を接続されたｐＭＯＳ（ｐ型Metal Oxide Semico
nductor ）３３と、グランドに一端を接続されたｎ（ｎ
型）ＭＯＳ３４が直列に配置されており、これらのゲー
トは内部論理回路３１を動作させるための信号線３６に
共通接続されている。この信号線３６は、半田づけ箇所
３７での半田づけによって電子回路基板１１内の信号線
３８と接続されている。この後者の信号線３８に対し
て、試験信号発生装置１６から出力される論理状態がＨ
（ハイ）レベルとＬ（ロー）レベルの組合わされた試験
信号１５が供給されるようになっている。なお、試験信
号発生装置１６から出力される試験信号１５は、信号線
３８と電気的に接続された信号線３９に対して信号印加
用プローブ４１を介して供給されるようになっている。

【００２４】今、モニタ回路３２に対応する半田づけ箇
所３７の半田づけの良否を判別するものとする。この場
合には、図１に示した試料ステージ１２の座標を調整し
て、図２におけるこの半田づけ箇所３７に対応するモニ
タ回路３２が顕微鏡１７の視野に入るようにする。半田
づけ箇所３７の半田づけが不良であれば、モニタ回路３
２の入力は中間電位状態になっている。

【００２５】ここで中間電位状態とは、ＭＯＳゲートが
フローティング状態になったことをいう。ｐＭＯＳ３３
やｎＭＯＳ３４等のゲートは、入力信号線で断線や開放
が生じた場合、フローティング状態になることが知られ
ている。このとき、ゲートの電位は０．９〜２．３Ｖ
（ボルト）程度になる。これについては、例えば雑誌
「日経マイクロデバイス」の１９９２年２月号の「エミ
ション顕微鏡を使い２ヵ月以上かかった故障解析を２〜
３日に短縮」と題する論文に記載がある。

【００２６】ＭＯＳゲートがこのように中間電位状態と
なると、モニタ回路３２内のｐＭＯＳ３３とｎＭＯＳ３
４がホットエレクトロンを発生させやすくなる。ホット
エレクトロンが発生すれば、顕微鏡１７によってこの発
光４３を捕らえることができる。発光４３は微小なもの
なので、イメージ・インテンシファイア１８がこの光を
増幅する役割を果している。増幅後の光像は固体撮像カ
メラ１９でテレビ信号２１に変換され、画像処理装置２
２がコンピュータ画像処理を行う。検査者は、半田づけ
箇所３７の半田づけが不良であるか否かをモニタテレビ
２３の表示内容によって確認することができる。

【００２７】以上説明した第１の実施例では、半田づけ
の良否を判別する箇所が試験信号発生装置１６から出力
される試験信号１５に対して１対１に対応している。し
たがって、該当するモニタ回路３２を顕微鏡１７の視野
に入れれば発光の有無によって半田づけの良否を判別す
ることができる。実際の電子回路基板１１では１つの信
号線が２つのＬＳＩに分岐して供給されている場合があ
る。このような場合にも、それぞれのＬＳＩとの接続箇
所における半田づけの良否を判別することができる。

【００２８】第２の実施例

【００２９】図３は、本発明の第２の実施例として２つ
のＬＳＩのそれぞれの接続箇所における半田づけの良否
を判別する場合を示したものである。図２と同一部分に
は同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略す
る。図３で試験信号発生装置１６Ａから出力される試験
信号１５Ａは、信号印加用プローブ４１を介して信号線
５１に供給される。この信号線５１は電子回路基板１１
の信号線５２と接続されている。信号線５２は、分岐し
て第１の半田づけ箇所３７₁ の半田づけによって第１の
ＬＳＩ１３₁ 内の第１の信号線３６₁ と、第２の半田づ
け箇所３７₂ の半田づけによって第２のＬＳＩ１３₂ 内
の第２の信号線３６₂ とそれぞれ接続されている。第１
の信号線３６₁ は第１の内部論理回路３１₁ と第１のモ
ニタ回路３２₁ に接続されており、第２の信号線３６₂
は第２の内部論理回路３１₂ と第２のモニタ回路３２₂
に接続されている。第１および第２のモニタ回路３
２₁ 、３２₂ の構成は図２と同一であるが、第１のモニ
タ回路３２₁ については構成部品の符号に添字“１”を
付けて表示し、第２のモニタ回路３２₂ については構成
部品の符号に添字“２”を付けて表示している。

【００３０】図４は、この第２の実施例における半田づ
け不良検出装置の各部の波形を示したものである。同図
（ａ）は、試験信号発生装置１６Ａから信号線５２へ印
加する試験信号１５Ａの論理状態を表わしている。試験
信号１５Ａは、第１および第２のＬＳＩ１３₁ 、１３₂
に対応させて第１の区間Ｔ₁ で論理状態がＨ（ハイ）レ
ベルとなり、次の第２の区間Ｔ₂ で論理状態がＬ（ロ
ー）レベルとなるようになっており、これらの論理変化
が必要な期間だけ繰り返される。

【００３１】今、第１のＬＳＩ１３₁ に対する第１の半
田づけ箇所３７₁ の半田づけが不良であり、第２のＬＳ
Ｉ１３₂ に対する第２の半田づけ箇所３７₂ の半田づけ
は正常に行われているものとする。同図（ｂ）は、正常
に半田づけが行われている第２のＬＳＩ１３₂ における
ｐＭＯＳ３３₂ の動作を示したものである。第１の区間
Ｔ₁ では、そのゲートがＨレベルとなるのでｐＭＯＳ３
３₂ は遮断（ＯＦＦ）され、第２の区間Ｔ₂ ではゲート
がＬレベルとなるので導通（ＯＮ）する。

【００３２】同図（ｃ）は正常に半田づけが行われてい
る第２のＬＳＩ１３₂ におけるｎＭＯＳ３４₂ の動作を
示したものである。第１の区間Ｔ₁ では、そのゲートが
ＨレベルとなるのでｎＭＯＳ３４₂ は導通し、第２の区
間Ｔ₂ ではゲートがＬレベルとなるので遮断される。

【００３３】同図（ｄ）は半田づけが正常な第２のモニ
タ回路３２₂ の出力状態を表わしたものである。ｐＭＯ
Ｓ３３₂ とｎＭＯＳ３４₂ の一方がオンのときに他方が
オフとなるので、全体的にはオフの状態となる。すなわ
ち、中間電位状態になることはないので、この正常な第
２のモニタ回路３２₂ の方でホットエレクトロン効果に
よる発光現象が観察されることはない。

【００３４】同図（ｅ）は、半田づけに不良がある第１
のＬＳＩ１３₁ におけるｐＭＯＳ３３₁ の動作を表わし
たものである。第１の半田づけ箇所３７₁ の半田づけが
不良なので、第１のＬＳＩ１３₁ の入力電圧が中間電圧
となる。このため、第１の区間Ｔ₁ および第２の区間Ｔ
₂ 共にｐＭＯＳ３３₁ の出力は、例えばこの図（ｅ）に
示したように中間的な状態となる。

【００３５】同図（ｆ）はこの第１のＬＳＩ１３₁ にお
けるｎＭＯＳ３４₁ の動作を表わしたものであるが、こ
れも同様に第１の区間Ｔ₁ と第２の区間Ｔ₂ でこの図に
一例として示したように中間的な電位状態となる。ＣＭ
ＯＳトランジスタは、中間電位にあると前記したように
ホットエレクトロン効果で発光現象を起こす。したがっ
て、ｐＭＯＳ３３₁ またはｎＭＯＳ３４₁ のどちらかが
発光４３を発生させることになる。この発光４３は顕微
鏡１７で捕らえられる。そして、図１で説明したように
イメージ・インテンシファイア１８、固体撮像カメラ１
９および画像処理装置２２を介してモニタテレビ２３で
半田づけの良否を確認することができる。同図（ｇ）
は、半田づけが不良時の第２のモニタ回路３２₂ の出力
の一例を表わしている。

【００３６】第３の実施例

【００３７】図５は、本発明の第３の実施例における半
田づけ不良検出装置の要部を表わしたものである。この
第３の実施例で第１または第２の実施例と同一部分には
同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略す
る。本実施例で電子回路基板１１は第３のＬＳＩ１３₃
を備えている。第３のＬＳＩ１３₃ は、第３の内部論理
回路３１₃ と第３および第４のモニタ回路３２₃ 、３２
₄ を備えている。これらのモニタ回路３２₃ 、３２₄ は
第３のｐＭＯＳ３３₃ と第３のｎＭＯＳ３４₃ 、あるい
は第４のｐＭＯＳ３３₄ と第４のｎＭＯＳ３４₄ を備え
ているが、これらの回路構成は第２の実施例の第１およ
び第２のモニタ回路３２₁ 、３２₂ と同一なので、その
詳細な説明は省略する。

【００３８】電子回路基板１１の第１の信号線６１と第
２の信号線６２は、それぞれ対応する半田づけ箇所６
３、６４によって第３のＬＳＩ１３₃ 内の第１の信号線
６５または信号線６６と接続されている。第１の信号線
６５は途中で分岐しており、第３のモニタ回路３２₃ の
第３のｐＭＯＳ３３₃ と第３のｎＭＯＳ３４₃ のゲート
に接続されると共に第３の内部論理回路３１₃ の一方の
端子に接続されている。第２の信号線６６も途中で分岐
しており、第４のモニタ回路３２₄ の第４のｐＭＯＳ３
３₄ と第４のｎＭＯＳ３４₄ のゲートに接続されると共
に第３の内部論理回路３１₃ の他方の端子に接続されて
いる。

【００３９】本実施例では、第１および第２の２つの信
号線６１、６２に対応させて、これらに独立して試験信
号１５Ｂ、１５Ｃを与えるための試験信号発生装置１６
Ｂが用意されている。一方の試験信号１５Ｂは、信号印
加用プローブ４１₁ によって第１の信号線６１に接続さ
れた信号線６８に供給され、他方の試験信号１５Ｃは、
信号印加用プローブ４１₂ によって第２の信号線６２に
接続された信号線６９に供給される。

【００４０】ところでこの半田づけ不良検出装置の検査
対象となっている第３のＬＳＩ１３ ₃ では、隣接した２
つの半田づけ箇所６３、６４が半田ブリッジ７１によっ
て短絡（ショート）しているものとする。本実施例で
は、第３および第４のモニタ回路３２₃ 、３２₄ に接続
された信号線６８、６９が独立しているのを利用して、
これらに独立した試験信号１５Ｂ、１５Ｃを加えること
で、このような半田づけ不良を検出するようにしてい
る。

【００４１】図６は、この第３の実施例における半田づ
け不良検出装置の各部の波形を示したものである。同図
（ａ）は、試験信号発生装置１６Ｂから第１の信号線６
８へ印加する試験信号１５Ｂの論理状態を表わしてい
る。試験信号１５Ｂは、第１の区間Ｔ₁ と第３の区間Ｔ
₃ で論理状態がＨレベルとなり、第２の区間Ｔ₂ と第４
の区間Ｔ₄ で論理状態がＬレベルになるようになってい
る。また、同図（ｅ）は、試験信号発生装置１６Ｂから
第２の信号線６９へ印加する試験信号１５Ｃの論理状態
を表わしている。試験信号１５Ｃは、第１の区間Ｔ₁ と
第４の区間Ｔ₄ で論理状態がＨレベルとなり、第２の区
間Ｔ₂ と第３の区間Ｔ₄ で論理状態がＬレベルとなるよ
うになっている。

【００４２】まず、第１の区間Ｔ₁ では２つの試験信号
１５Ｂ、１５Ｃが共にＨレベルとなっている。このとき
第３のモニタ回路３２₃ 内の第３のｐＭＯＳ３３₃ は同
図（ｂ）に示すようにオフとなっており、第３のｎＭＯ
Ｓ３４₃ は同図（ｃ）に示すようにオンとなっている。
第４のモニタ回路３２₄ についても同様に第４のｐＭＯ
Ｓ３３₄ は第１の区間Ｔ₁ で同図（ｆ）に示すようにオ
フとなっており、第４のｎＭＯＳ３４₄ は同図（ｇ）に
示すようにオンとなっている。これらの場合は共に中間
電位状態が出現しておらず、発光現象が生じない。

【００４３】第２の区間Ｔ₂ では、２つの試験信号１５
Ｂ、１５Ｃが共にＬレベルとなる。この状態では、第３
のモニタ回路３２₃ 内の第３のｐＭＯＳ３３₃ がオン
（同図（ｂ））となっており、第３のｎＭＯＳ３４₃ は
オフ（同図（ｃ））となっている。第４のモニタ回路３
２₄ についても同様に第４のｐＭＯＳ３３₄ はオン（同
図（ｆ））となっており、第４のｎＭＯＳ３４₄ はオフ
（同図（ｇ））となっている。これらの場合も共に中間
電位状態が出現しておらず、発光現象が生じない。この
ように２つの試験信号１５Ｂ、１５Ｃが共に同一の論理
レベルの状態では、半田ブリッジ７１が２つの半田づけ
箇所６３、６４を短絡していてもいなくても同様の結果
を得ることができる。なお、図６（ｄ）は第３のモニタ
回路３２₃の出力を表わしており、同図（ｈ）は第４の
モニタ回路３２₄ の出力を表わしている。

【００４４】第３の区間Ｔ₃ では、一方の試験信号１５
ＢがＨレベルとなり、他方の試験信号１５ＣがＬレベル
となる。このとき半田ブリッジ７１によって短絡した第
１および第２の信号線６１、６２には中間電位状態が生
じうる。このため、それぞれに対応する第３または第４
のモニタ回路３２₃ 、３２₄ の中のｐＭＯＳ３３₃ 、３
３₄ とｎＭＯＳ３４₃ 、３４₄ では同時に発光４３₁ 、
４３₂ を確認することができる。第４の区間Ｔ₄ で一方
の試験信号１５ＢがＬレベルとなり、他方の試験信号１
５ＣがＨレベルとなった場合にも全く同様である。

【００４５】これらの発光４３₁ 、４３₂ は、対応する
位置を視野に入れた顕微鏡１７₁ 、１７₂ によって捕ら
えることができる。顕微鏡１７₁ 、１７₂ は光学的に独
立したものであってもよいし、時間を異にしてそれぞれ
の位置に視野を定めたものであってもよい。顕微鏡１７
₁ 、１７₂ によって捕らえられた発光現象は、最終的に
は図１に示したモニタテレビ２３にコンピュータ処理さ
れた画像として表示されることになる。検査者は、モニ
タ回路３２₃ 、３２₄ における発光の位置と電子回路基
板１１での信号線６１、６２の配線位置関係から、半田
づけ箇所６３、６４での半田ブリッジ７１の存在を知る
ことができる。

【００４６】図７は、この第３の実施例の半田づけ不良
検出装置で検出できる配線パターンの不具合の他の例を
示したものである。ここでは半田づけ箇所６３、６４以
外の２つの信号線６１、６２の間で異常な接続７３が発
生した場合と、一方の信号線６１が位置７４で切断した
場合の２つの場合を同一の図面に同時に表示している。
異常な接続７３が発生した場合で例えば一方の試験信号
１５ＢがＬレベルとなり、他方の試験信号１５ＣがＨレ
ベルとなった場合には、疑似的に中間電位状態が発生す
る。すなわち図６の第３および第４の区間Ｔ₃ 、Ｔ₄ で
モニタ回路３２ ₃ 、３２₄ の双方で中間電位状態とな
り、顕微鏡１７₁ 、１７₂ によってこれらの箇所で発光
４３₁ 、４３₂ を捕らえることができる。

【００４７】信号線６１が位置７４で切断した場合、切
断していない正常な信号線６２の方は中間電位状態が生
じることがなく、発光現象は発生しない。信号線６１の
方では中間電位状態が生じるので、顕微鏡１７₁ によっ
て発光４３₁ を捕らえ、電子回路基板の配線パターンの
異常を検出することができる。すなわち、本発明では単
に半田づけ不良を検出できるだけでなく、所定の場合に
は配線パターンの異常をも検出することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、ＬＳＩ等の半導体回路に予めホットエレクト
ロン現象検出用のモニタ回路を複数組み込んでおき、半
田づけが不良の場合にはモニタ回路が両論理レベルの中
間的な電位になることを利用してこれらのモニタ回路の
発光を検出してこれらのモニタ回路に接続された信号線
の間で半田づけによる電気的な接続が行われているか否
かの判別を行うようにしている。したがって、外観によ
って半田づけの良否を判別する方法と比べて、中間電位
の発生によるホットエレクトロン現象を利用するので擬
似不良を発生させたり不良品を見逃すことがなく、確実
な検査が可能になる。また、ボード試験機を使用した検
出と比較すると、複雑で手間のかかるテストプログラム
の作成が不要であり、また、検出作業がこれに比べてシ
ンプルなので、検出効率が高いという利点がある。

【００４９】また、本発明によれば、発光をエミション
顕微鏡で捕らえ、増倍手段で増倍して光電変換手段で電
気信号に変換し、これを処理することで発光判別手段に
よって発光の有無を判別するので、検出の自動化を図る
ことができる。また、発光をエミション顕微鏡で捕らえ
るので、半田づけの不良箇所の特定が容易であり、増倍
手段で増倍して光電変換手段で電気信号に変換するので
微小な発光でも安定して検出することができる。

【００５０】

【００５１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による半田づけ不良検出
装置の全体的な構成を表わした概略構成図である。

【図２】第１の実施例の半田づけ不良検出装置の要部を
示した説明図である。

【図３】本発明の第２の実施例として２つのＬＳＩのそ
れぞれの接続箇所における半田づけの良否を判別する場
合を示した説明図である。

【図４】第２の実施例における半田づけ不良検出装置の
各部の波形を示した各種波形図である。

【図５】本発明の第３の実施例における半田づけ不良検
出装置の要部を表わした説明図である。

【図６】第３の実施例における半田づけ不良検出装置の
各部の波形を示した各種波形図である。

【図７】第３の実施例の半田づけ不良検出装置で検出で
きる配線パターンの不具合の他の例を示した説明図であ
る。

【符号の説明】

１１ 電子回路基板 １２ 試料ステージ １３ ＬＳＩ １５ 試験信号 １６ 試験信号発生装置 １７ 顕微鏡 １８ イメージ・インテンシファイア １９ 固体撮像カメラ ２２ 画像処理装置 ２３ モニタテレビ ３１ 内部論理回路 ３２ モニタ回路 ３３ ｐＭＯＳ ３４ ｎＭＯＳ ３７ 半田づけ箇所 ７１ 半田ブリッジ ７３ 異常な接続 ７４ （切断）位置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/02 G01R 31/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲートに印加する電圧がハイレベルとロ
   ーレベルの両論理レベルの中間的な電位になったときに
   それぞれホットエレクトロン現象で発光を行うｐ型ＭＯ
   Ｓトランジスタとｎ型ＭＯＳトランジスタを直列に接続
   しその直列回路の一端をグランドと同電位以外の所定の
   論理レベルの電源に他端をグランドに接続すると共にこ
   れらのゲートを共通接続した独立した複数のモニタ回路
   のそれぞれに対して、試験電圧を時間的に並行してかつ
   独立して印加する試験電圧印加手段と、前記複数のモニタ回路のそれぞれに電気的に接続されて
   いる信号線のうちの半田づけで信号線間の電気的な接続
   が行われているか否かの検査を行うべき特定の信号線同
   士に、この試験電圧印加手段が論理の反転した信号を印
   加している状態で、これらのモニタ回路の画像を拡大す
   るエミション顕微鏡と、 このエミション顕微鏡で拡大された画像を増幅する増倍
   手段と、 この増倍手段で増幅された後の画像を光電変換する光電
   変換手段と、 この光電変換手段で変換された後の電気信号を基にして
   これらのモニタ回路で ホットエレクトロン現象による発
   光が存在するか否かを判別することで前記特定の信号線
   同士で半田づけによる電気的な接続が行われているか否
   かを判別する発光判別手段とを具備することを特徴とす
   る半田づけ不良検出装置。