JP3228982B2 - インサーキット試験装置 - Google Patents

インサーキット試験装置

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JP3228982B2 JP35492191A JP35492191A JP3228982B2 JP 3228982 B2 JP3228982 B2 JP 3228982B2 JP 35492191 A JP35492191 A JP 35492191A JP 35492191 A JP35492191 A JP 35492191A JP 3228982 B2 JP3228982 B2 JP 3228982B2
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は測定およびテスト装置に
関し、より詳細にはインサーキット試験装置に関する。
さらに詳細には、集積回路とプリント回路基板との間の
接続のインサーキットテストに関する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】電子部品をプリント回路基板
に半田付した後にこの電子部品およびプリント回路基板
をテストすることが重要である。電子部品やプリント回
路基板をテストするためにいくつかの方法が開発されて
おり、それには機能テスト、インサーキットテスト、お
よび製造欠陥アナライザ等がある。
【０００３】機能テストは、所定の入力信号を印加しプ
リント回路基板の出力をモニタして、すべての部品が回
路基板上に与えられており且つ適正に動作しているかど
うかの判定を行う手順を用いる。機能テストはプリント
回路基板が適正に機能しているかどうかを判定する方法
を提供するが、基板上の個々の部品の機能に関する情報
ついてはほとんどあるいは全く提供しない。基板上の機
能していない部品の位置に関して、注意深く入力データ
を選択しまた出力結果を分析することによって、限られ
た情報を提供するのに複雑なプログラミング技術が用い
られてきた。このようなシステムは複雑で実施するには
経費がかかることが多く、また通常誤動作中の部品の位
置についてあいまいな情報しか提供しない。
【０００４】機能テストに限界があるため、プリント回
路基板上の部品を個々にテストしてそれらの部品が適正
に動作しているかどうかを判定するのにインサーキット
テスト技術が用いられてきた。この方法では個々の部品
それぞれにアクセスして各部品を個々にテストするため
の触針台テスタが用いられる。この方法では、機能して
いない部品を識別し取り替えて回路基板全体を廃棄する
ことを避けることができる。この方法は部品内部の回路
がわかっておりまた簡単にテストできる簡単な部品につ
いては良好に働く。テストされる部品が非常に複雑であ
る場合、あるいは部品内部の回路がわからない場合、イ
ンサーキットテストは満足な結果をもたらさないことが
ある。
【０００５】製造欠陥アナライザは簡単なテストを行
い、また実施費用の少ない別のクラスのテスト装置であ
る。この装置はプリント回路基板上のショート、集積回
路の欠落、部品ピンの曲がり、その他の製造欠陥を発見
するように設計されている。この装置はショートや著し
いアナログ的な欠陥を発見するにはそれなりのはたらき
をするが、基板のデジタル部分をテストする場合不十分
である。
【０００６】あらゆるプリント回路基板上でテストしな
ければならない非常に重要な潜在的問題の一つに各部品
のピンがすべて回路基板に半田付けされているかどうか
という問題がある。機能テストでは、ある特定のピンの
果たす機能が機能テストで完全にテストされない場合、
そのピンの欠陥を見逃すことがある。この種の欠陥のテ
ストは、特定アプリケーション用の集積回路（ＡＳＩ
Ｃ）の場合のように部品内部の回路がわかっていない場
合特に困難である。ＡＳＩＣの数は多く、またそれは複
雑であるため、この特定の部品を個別にテストするため
のインサーキットテストあるいは機能テストを設計する
ことは実行不可能である。
【０００７】したがって当該技術分野においては、部品
のすべてのピンが回路基板に半田付けされているかどう
かを判定する装置と方法が必要とされている。さらに、
部品内部に収容されている回路に左右されない装置と方
法が当該技術分野で必要とされている。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は部品のピンとプリント回
路基板との接続をテストするインサーキット試験装置と
方法を提供することである。本発明の他の目的は部品内
部に収容された回路に左右されないインサーキット試験
装置と方法を提供することである。
【０００９】
【発明の概要】本発明の目的は半導体部品が存在しプリ
ント回路基板に適正に接続されているかどうかを判定す
るための装置と方法を提供することによって達成され
る。本発明は用いられている集積回路の種別に関わりな
く、入出力、電源およひ接地を含むすべてのコネクタピ
ンがプリント回路基板に接続されているかどうかを判定
する。
【００１０】すなわち、本発明では非導電集積回路パッ
ケージの上に載置された銅箔等の金属電極を使用する。
次に触針台テスタを介してテストされるピンにつながっ
たプリント回路基板の配線パターンへの接続が行われ
る。この接続点は次に電流測定装置と発振器に接続され
る。発振器の出力は前記金属箔に接続される。発振器は
次に通常１０ボルト、１メガヘルツの電流を銅箔に供給
するように設定され、この電流が集積回路パッケージを
介してテストされるピンに容量性結合される。ピンから
プリント回路基板の配線パターンに流れ出る電流が測定
され、この電流が所定のしきい値を越える場合、このピ
ンは接続されていると考えられる。
【００１１】金属電極は集積回路パッケージ全体を覆っ
ているため、この金属電極はまたパッケージ上の他のす
べてのピンにも容量性結合し、これらのピンはそれらが
接続されているプリント回路の配線パターンにそれぞれ
導通する。プリント回路パターンは平行に走っているこ
とが多いため、これらのプリント回路パターン間に小さ
な容量性結合が発生し、二次電流あるいはシャント電流
がこれら他のピンからテストされる配線パターンに導通
する。したがって、ピンがプリント回路基板に接続され
ているとみなされるためには、テストされているピンか
ら測定される電流がシャント電流より大きなしきい値を
越えなければならない。通常、テストされるピンから流
れる電流の８０％がテストされるピンから流れ、２０％
が他のピンから容量性結合されたシャント電流によって
提供される。
【００１２】
【実施例】図１は本発明によるインサーキット試験装置
の概略図である。図１において、本発明装置１０２は通
常１０ボルト、１メガヘルツの交流信号を供給する発振
器１０４を用いる。発振器１０４の出力は集積回路パッ
ケージ１１０の上に載置される金属電極１０６に接続さ
れている。電極１０６と集積回路パッケージ１１０の間
に絶縁体１０８を置くこともできる。テストされるピン
１１２は電流計等の電流測定装置１１６に接続された集
積回路パターン１１４に接続される。電流計１１６への
接続は通常触針台接続装置を介して行われる。
【００１３】テストを実行するとき、発振器１０４が起
動され、電流が電極１０６に流される。容量性結合によ
ってこの電流は集積回路１１０のピン１１２を通過して
流れる。電流１１２は次に結線を介してプリント回路基
板パターン１１４に流れ、さらに電流の量を測定する電
流計１１６に流れる。電流のしきい値が電流計１１６で
測定される場合、ピン１１２は位置１１８において集積
回路パターン１１４に接続されているにちがいない。ピ
ン１１２が位置１１８に接続されていない場合には、適
切な量の電流が集積回路パターン１１４に流れず、電流
計１１６では適切な量の電流が測定されず、ピン開放に
よる不良の存在が示される。
【００１４】図２は集積回路パッケージ１１０と電極１
０６の平面切取図であり、図３は集積回路パッケージ１
１０と電極１０６の側面切取図である。図２と図３では
電極と集積回路のピンの間に発生する容量性結合の態様
を示す。図２および図３において、集積回路パッケージ
１１０は、集積回路２０２を収容している。集積回路２
０２には結線が含まれるが、これらの結線は集積回路パ
ッケージ１１０の外になされなければならない。したが
ってピン１１２は、ピン１１２を集積回路２０２に隣接
するある位置に接続する内部導体２０４に接続される。
導体２０４と集積回路２０２内のある位置の間は小さな
線で結ばれている。同様な結線が集積回路パッケージ１
１０の他のすべてのピンに対して行われている。
【００１５】導体２０４はコンデンサの一方の電極板と
してはたらく金属プレートを形成する。コンデンサの他
方の電極板はここでは破線で示す電極１０６であり、導
体１０６が集積回路パッケージ１１０の上に載置される
かたちで示されている。このようにして作成したコンデ
ンサは小さいものではあるが、信号を電極１０６からピ
ン１２２に送るには十分である。
【００１６】図４は集積回路パッケージとそのリードを
他の回路に接続する関連のプリント回路パターンを示
す。図４において、集積回路パッケージ４０２は本発明
装置を用いてテストすべきピン４０４を含む。ピン４０
４はそれをプリント回路基板上の他の集積回路に接続す
るプリント回路配線パターン４０８に接続されている。
触針台テスタ（図示せず）を介して、位置４１８におい
てプリント回路パターン４０８への接続が行われる。破
線で示す電極４２０が集積回路パッケージ４０２の上に
載置され、図１に関して上述したように発振器（図４に
は示さない）に接続される。触針台テスタ（図示せず）
が４１８においてプリント回路パターン４０８への接続
を行い、またピン４０４からの電流を測定する電流計
（図示せず）への接続を行う。発振器が起動されると電
極４２０からの信号がピン４０４に送られ、ピン４０４
がプリント回路基板に接触する場所で半田付け接続がな
されている場合には、ピン４０４からの電流はプリント
回路パターン４０８を通って４１８における接続を介し
て電流計（図示せず）に流れる。しかし、電極４２０は
集積回路パッケージ４０２の全体を覆っているため、電
流は集積回路パッケージ４０２の他の７つのピンにも流
れる。電流がピン４０４に流されるのと同じ過程を経て
電流はピン４２４、ピン４２２その他にも流れる。ピン
４２４に流れる電流はプリント回路配線パターン４０６
を通る。プリント回路配線パターン４０６とプリント回
路配線パターン４０８はプリント回路基板上で互いに平
行に走っているため、これらの配線パターンは小さなコ
ンデンサの電極板を形成する。このコンデンサを破線で
示すコンデンサ４１２で示す。このコンデンサはプリン
ト回路配線パターン４０６を流れる電流のいくらかをプ
リント回路配線パターン４０８に流す。同様に、ピン４
２２からプリント回路パターン４１０に流れる電流もコ
ンデンサ４１４と４１６を介してプリント回路配線パタ
ーン４０８に流れる。したがって位置４１８で測定され
る電流は、ピン４０４を流れる電流と、コンデンサ４１
２、４１４、および４１６を介してのピン４２４および
４２２を流れる電流との和である。コンデンサ４１２、
４１４、および４１６を流れる電流はシャント電流と呼
ばれ、接続点４１８を流れる電流の約２０％から５０％
を占める。コンデンサ４１２、４１４、および４１６は
プリント回路基板上の部品ではなく、平行に走るプリン
ト回路配線パターンによって形成されるものであること
に注意しなければならない。
【００１７】接続点に流れる可能性のあるシャント電流
のために、テストされているピンが正しく接続されてい
るとみなす以前に、電流計がある電流のしきい値量を検
出してしまう場合もある。通常このシャント電流は総電
流の約２０％であるがそれより高い場合もある。このシ
ャント電流はテストに用いられていないすべてのプリン
ト回路配線パターンを接地することによって低減するこ
とができる。またテストされている集積回路の電源入力
ピンと接地ピンを接地してシャント電流の量を低減する
ことができる。
【００１８】図５は本発明をプリント回路基板全体をテ
ストするために用いた場合を示す図である。図５におい
て、プリント回路基板５００は複数の集積回路５０６、
５０８、５１０、その他を有する。複数の電極５０２、
５０３、５０４その他を有する基板５０１がプリント回
路基板５００の上に載置される。複数のプローブピン５
１２、５１４その他を有する触針台テスタ５１３をプリ
ント回路基板５００の下面に接触させ、プリント回路基
板５００上のプリント回路配線パターンへの接続を行
う。発振器５１８がセレクタ５１６に電流を供給する。
セレクタ５１６は基板５０１上のそれぞれの金属電極に
対して一つずつの複数の出力を有する。これらの電極す
べてに接続を行うための線を有するケーブル５１７がセ
レクタの出力を基板５０１に接続する。マルチプレクサ
５２０は、触針台テスタ５１３のピンのそれぞれに対し
て一つずつの一連の入力を有する。マルチプレクサ５２
０の出力は電流測定装置５２２に接続されている。コン
トローラ５２４が発振器５１８、セレクタ５１６、マル
チプレクサ５２０および電流測定装置５２２に接続され
ている。
【００１９】プリント回路基板５００上のすべての集積
回路をテストするために、コントローラ５２４はまずセ
レクタ５１６をプログラミングすることによって基板５
０１上の電極の一つを選択する。次にコントローラ５２
４は発振器５１８を起動してセレクタ５１６を介してテ
ストされる集積回路の上部の真上にある基板５０１上の
電極に電流を供給する。次にコントローラ５２４はマル
チプレクサ５２０をプログラミングすることによって触
針台テスタ５１３のピンの一つを選択する。選択された
ピンはテストされる特定の集積回路の特定のピンに接続
されたプリント回路基板５００上のプリント回路基板パ
ターンにつながったピンである。マルチプレクサ５２０
が正しいピンを選択するようにプログラムされた後、コ
ントローラ５２４は電流測定装置５２２を起動して基板
５００上のプリント回路基板パターン上に適切な量の電
流が存在するかどうかを判定する。正しい電流の量は図
４に関して上述したように、まずそのパターンに容量性
結合されるシャント電流の量を（完全に機能する基板を
用いた別のテストで）判定し、次に測定された電流がこ
のシャント電流を越えるかどうかを判定することによっ
て判定される。
【００２０】次にこの処理が基板上のそれぞれの集積回
路のそれぞれのピンについてくり返される。この処理は
集積回路の種類に左右されず、ＴＴＬ、ＣＭＯＳその他
を簡単にテストすることができ、また同じプリント回路
基板上の多種の集積回路をテストできることに注目する
ことが重要である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインサー
キット試験装置は集積回路パッケージ上に載置した金属
電極に接続した発振器を含む。プローブピンは電流測定
装置に接続され、また試験するピンに半田付けされてい
るプリント回路パターンにも接続される。発振器は集積
回路パッケージを介して、試験しようとしているピンに
容量的に結合する。よって電流測定装置により電流を検
出した場合には、そのピンはプリント回路板に接続され
ていることになる。よって本発明によれば、半導体部品
の入力ピンが存在し、且つプリント回路板に半田付けさ
れているか否かを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインサーキット試験装置の使用状
態を示した図である。
【図２】集積回路の上部断面図である。
【図３】集積回路の側断面図である。
【図４】集積回路とそれに関連するプリント回路パター
ンを示した図である。
【図５】本発明による装置によりプリント回路板上の複
数個の集積回路をテストする状態を示した図である。
【符号の説明】
１０４：発振器、１１６：電流計、１０６、４２０、５
０２、５０３、５０４：金属電極板、１０８：絶縁体、
１１０、４０２：ＩＣパッケージ、１１２、４０４、４
２２、４２４：ピン、１１４、４０６、４０８、４１
０：プリント回路板パターン、２０２：ＩＣ、２０４；
内部導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎ ｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/28 G01R 31/02

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の電気部品を含むプリント回路基板
    を試験して、該電気部品の各々の複数のコネクタピンが
    プリント回路基板の複数のパターンに導電接続されてい
    るか否かを測定するためのシステムであって： 電流を加えるための信号手段と； 前記信号手段に各々接続されている複数の電極と、該複
    数の電極の各々が前記電気部品のそれぞれの表面と近接
    した表面を有し、前記電気部品のそれぞれの表面が非導
    電性本体の表面であることと； 前記プリント回路基板の複数のパターンの各々に接続す
    るための複数のプローブ手段と； 複数の入力を備えるマルチプレクサ手段と、入力の１つ
    が前記複数のプローブ手段の各々に接続されることと； 前記マルチプレクサ手段の出力に接続されている電流測
    定手段と；さらに前記マルチプレクサ手段を介して前記
    プローブ手段の１つを選択し、前記信号手段を起動し、
    前記電流測定手段を起動し、前記電流測定手段を用いて
    適切な量の電流が検出されるか否かを判定するための、
    手段と； を含むことを特徴とするシステム。
  2. 【請求項２】 前記電気部品の各々が非導電性本体から
    なり、前記電極の各々が、前記電気部品のそれぞれの非
    導電性本体に隣接して載置される、請求項１記載のシス
    テム。
  3. 【請求項３】 前記電極の各々が金属箔からなる、請求
    項１記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記信号手段が、交流電流信号を加え
    る、請求項１記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記マルチプレクサ手段を介して前記プ
    ローブ手段の１つを選択し、前記信号手段を起動し、前
    記電流測定手段を起動し、前記電流測定手段を用いて適
    切な量の電流が検出されるか否かを判定するための手段
    が、電子コントローラ手段を含む、請求項１記載のシス
    テム。
  6. 【請求項６】 複数の電気部品を含むプリント回路基板
    を試験して、該電気部品の各々の複数のコネクタピンが
    プリント回路基板の複数のパターンに導電接続されてい
    るか否かを測定するためのシステムであって： 電流を加えるための信号手段と； 前記信号手段の出力に接続されているセレクタ手段と； 前記セレクタ手段の複数の出力の１つに各々接続され
    て、前記複数の電気部品の各々の表面に近接した複数の
    電極と、前記電気部品のそれぞれの表面が非導電性本体
    の表面であることと； 前記プリント回路基板の複数のパターンの各々に接続す
    るための複数のプローブ手段と； 前記複数のプローブ手段の各々の出力に接続されている
    電流測定手段と； 前記セレクタ手段を介して前記電極の１つを選択し、前
    記信号手段を起動し、前記電流測定手段を起動し、前記
    電流測定手段を用いて適切な量の電流が検出されるか否
    かを判定するための、手段と； を含むことを特徴とするシステム。
  7. 【請求項７】 前記電気部品の各々が非導電性本体から
    なり、前記電極の各々が、前記電気部品のそれぞれの非
    導電性本体に隣接して載置される、請求項６のシステ
    ム。
  8. 【請求項８】 前記電極の各々が金属箔からなる、請求
    項６記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記信号手段が、交流電流信号を加え
    る、請求項６記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記セレクタ手段を介して前記電極の
    １つを選択し、前記信号手段を起動し、前記電流測定手
    段を起動し、前記電流測定手段を用いて適切な量の電流
    が検出されるか否かを判定するための手段が、電子コン
    トローラ手段を含む、請求項６記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 プリント回路基板を試験して、プリン
    ト回路基板上の複数の部品の複数のコネクタピンがプリ
    ント回路基板の複数のパターンに各々導電接続されてい
    るか否かを測定するためのシステムであって： 交流電流を加えるための信号手段と； 前記信号手段の出力に接続されている入力を備え、複数
    の選択可能な出力を備えるセレクタ手段と； 複数の電極と、該電極の１つが前記セレクタ手段の複数
    の出力の各々に接続されていることと、前記電極の各々
    が前記複数の部品の１つの表面に近接した表面を有する
    ことと； 前記プリント回路基板の複数のパターンの各々に接続す
    るための複数のプローブ手段と； １つの出力と複数の選択可能な入力を備えるマルチプレ
    クサ手段と、該入力の１つが前記複数のプローブの各々
    に接続されることと；さらに前記マルチプレクサ手段の
    出力と前記信号手段の共通接続の間に接続され、選択さ
    れた電極と選択されたパターンの間の電流を測定するた
    めに前記加えられる電流を使用し、前記測定される電流
    が所定のしきい値よりも小さい場合に接続不良を示す、
    電流測定手段と； を含むことを特徴とするシステム。
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