JP4969130B2

JP4969130B2 - 実装部品極性判別装置

Info

Publication number: JP4969130B2
Application number: JP2006090202A
Authority: JP
Inventors: 才栄奚
Original assignee: 協立電機株式会社
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2007263797A

Description

本発明は、基板に実装済みの有極電子部品、例えば、ダイオード、コンデンサ等の実装状態における極性を判別するための実装部品極性判別装置に係り、特に、判別対象の有極電子部品に悪影響を与えることなく、比較的簡単な構成で精度よくその極性を判別することができるように工夫したものに関する。

基板に実装された有極電子部品の極性を判別する実装部品極性判別装置の構成を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等がある。

特開平０８−２３３８９４号公報特開２００３−１２１３６９号公報特開平０８−１９５６００号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。すなわち、特許文献１、特許文献２、特許文献３等に開示されている実装部品極性判別装置の場合には、何れもその構成が複雑であるという問題があった。
又、画像処理を利用してその極性を判別するものがあるが、そのような画像処理を行うための画像処理装置は比較的大掛かりな装置であるとともに高価なものになってしまうという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、判別対象の有極電子部品に悪影響を与えることなく、比較的簡単な構成で且つ高い精度で実装された有極電子部品の極性の判別が可能な実装部品極性判別装置を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による実装部品極性判別装置は、基板に実装された有極電子部品が有する２個の電極に対して夫々所定の同じ交流電圧信号を供給する一対の信号供給側プローブと、上記一対の信号供給側プローブに対して同じ交流電圧信号を供給する信号発生器と、上記有極電子部品が有する２個の電極の近傍に夫々配置され信号を検出する一対の信号検出側プローブと、上記一対の信号検出側プローブを介して検出される信号の差を算出・増幅して電位差信号を出力する増幅回路と、上記増幅回路より出力される電位差信号を入力してこれを反転させる反転回路と、上記信号発生器からの信号に基づいて上記反転回路により反転された電位差信号と反転される前の電位差信号にそれぞれタイミングパルス信号を作用させるタイミングパルス生成回路と、上記反転回路により反転された電位差信号と反転される前の電位差信号に上記タイミングパルス生成回路から出力されたタイミングパルス信号を作用させた信号を入力して特定周波数よりも高い周波数の信号を減衰・処理するローパスフィルタと、上記ローパスフィルタからの信号を入力してその入力した信号と予め設定されている正常な信号とを対比して上記有極電子部品が正常な状態で実装されているか極性が反対の状態で実装されているかを意味する対比結果を示す信号を出力するコンパレータと、を具備したことを特徴とするものである。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による実装部品極性判別装置は、基板に実装された有極電子部品が有する複数個の電極に対して夫々所定の同じ信号を供給する信号供給側プローブ群と、上記有極電子部品が有する複数個の電極の近傍に夫々配置され信号を検出する信号検出側プローブ群と、上記信号検出側プローブ群を介して検出された信号に基づいて信号の減衰量を算出し該減衰量に基づいて上記実装された有極電子部品の極性を判別する極性判別回路と、を具備した構成になっているので、まず、比較的簡単で安価な装置によって極性を判別することができるようになった。
又、請求項２による実装部品極性判別装置、請求項１記載の実装部品極性判別装置において、上記信号供給側プローブ群を介して所定の同じ電圧信号を供給し、上記信号検出側プローブ群を介して電位を検出し、上記極性判別回路によって上記信号検出側プローブ群を介して検出された電位の電位差を算出し該電位差に基づいて上記有極電子部品の極性を判別するようにした場合には、有極電子部品の電極に対して同じ電位の信号を供給するようにしているので、有極電子部品を破壊してしまうようなこともなく、安全な状態で極性の判別を行うことができるものである。
又、請求項３による実装部品極性判別装置、請求項１又は請求項２記載の実装部品極性判別装置において、上記信号検出側プローブ群は上記有極電子部品の電極に対して非接触の状態で設置されているので、有極電子部品側に信号検出側プローブ群を設置するための構成が不要であるという利点がある。
又、請求項４による実装部品極性判別装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の実装部品極性判別装置において、上記信号検出側プローブ群を構成する各信号検出側プローブと上記有極部品の内部の各電極との距離の差が所定の距離差になるように上記各信号検出側プローブを所定位置に配置するようにしたので、極性判別の精度を向上させることが可能になる。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態による実装部品極性判別装置の構成を示す図である。まず、実装された有極電子部品側の構成から説明する。プリント基板１があり、このプリント基板１上の所定位置には有極電子部品としての表面実装パッケージタイプのコンデンサ３が実装されている。このコンデンサ３は底面側に＋側電極５と−側電極７とを備えていて、これら＋側電極５と−側電極７を介して、上記プリント基板１上の所定位置に半田９、９によって固着されている。

上記コンデンサ３の実装極性の正否を判別するための実装部品極性判別装置の構成は次のように構成されている。まず、上記プリント基板１の裏面側には、信号供給側ピンコネクトベース１１が設置されていて、この信号供給側ピンコネクトベース１１には、一対の信号供給側プローブ１３、１５が取り付けられている。これら一対の信号供給側プローブ１３、１５を介して、上記コンデンサ３の＋側電極５と−側電極７に対して同じ電圧信号を供給するように構成されている。

上記一対の信号供給側プローブ１３、１５には、信号発生・処理回路１７の信号発生器１９より所定の同じ電圧信号が供給される。上記電圧信号は図２（ａ）に示すような波形を示す電圧信号である。
尚、上記信号発生・処理回路１７の構成については後述する。

一方、コンデンサ３の図１中上方には信号検出側ピンコネクトベース２１が設置されていて、この信号検出側ピンコネクトベース２１には一対の信号検出側プローブ２３、２５が取り付けられている。これら一対の信号検出側プローブ２３、２５は、コンデンサ３の＋側電極５と−側電極７の近傍に設置されている。−側電極７と信号検出側プローブ２３との間のインピーダンス、＋側電極５と信号検出側プローブ２５との間のインピーダンスが異なるために、上記一対の信号検出側プローブ２３、２５によって検出される電位に差が生じる。この電位差に基づいて極性を判別するものである。
尚、上記一対の信号検出側プローブ２３、２５は上記コンデンサ３に対して非接触の状態で設置されている。又、上記信号検出側プローブ２３、２５は、信号検出側プローブ２３と電極７との距離（Ｌ１）と、信号検出側プローブ２５と電極５との距離（Ｌ２）の差が所定の距離差になるような所定位置に設置されている。この実施の形態の場合には、信号検出側プローブ２３、２５は上記コンデンサ３のそと筐に対して等距離の位置に設置されており、それによって、信号検出側プローブ２３と電極７との距離と、信号検出側プローブ２５と電極５との距離の差が所定の距離差になるものである。それによって判別の精度を向上させるようにしているものである。

上記一対の信号検出側プローブ２３、２５の検出信号は増幅回路２７に入力される。上記増幅回路２７は、増幅器２９と、増幅器３１と、差動増幅器３３とから構成されている。上記信号検出側プローブ２３を介して検出された電位信号は上記増幅器２９によって増幅される。又、上記信号検出側プローブ２５を介して検出された電位信号は上記増幅器３１によって増幅される。上記増幅器２９、３１によって増幅された信号は上記差動増幅器３３に入力される。この差動増幅器３３によって電位差が増幅された信号を得ることができる。

上記電位差を増幅した信号は、図３（ａ）に示すようなものである。上記電位差を増幅した信号は、既に述べた信号発生・処理回路１７に入力される。上記信号発生・処理回路１７は、既に説明した信号発生器１９と、タイミングパルス生成・増幅回路３５と、増幅・レベルシフト器３７と、反転回路３９と、スイッチ４１、４３と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４５と、コンパレータ４７とから構成されている。上記構成をなす信号発生・処理回路１７によってコンデンサ３の実装の極性の正否を判別するものである。上記ローパスフィルタ４５は特定周波数よりも高い周波数の信号を減衰・処理するためのフィルタである。又、上記コンパレータ４７は得られた信号データと正しい信号データとを対比して極性の正否を判別する信号を出力するものである。

以上の構成を基にその作用を説明する。
最初に、コンデンサ３が正常な状態で実装されている場合から説明する。まず、信号発生器１９より一対の信号供給側プローブ１３、１５に対して同じ電圧信号が供給される。この電圧信号の波形は図２（ａ）に示すようなものである。次に、一対の信号検出側プローブ２３、２５を介して電位を検出する。その際、−側電極７と信号検出側プローブ２３との間のインピーダンス、＋側電極５と信号検出側プローブ２５との間のインピーダンスが異なるために、上記一対の信号検出側プローブ２３、２５によって検出される電位に差が生じる。上記信号検出側プローブ２５を介して検出される電位信号は図２（ｄ）に示すようなものであり、一方、上記信号検出側プローブ２３を介して検出される電位信号は図２（ｅ）に示すようなものである。

上記信号検出側プローブ２３を介して検出された電位信号は増幅器３１によって増幅される。同様に、信号検出側プローブ２５を介して検出された電位信号は増幅器２９によって増幅される。上記増幅器２９、３１によって増幅された信号は差動増幅器３３によってその差分が算出されると共に増幅される。その信号は図３（ａ）に示すようなものである。差動増幅器３３から出力された信号は増幅・レベルシフト器３７に入力される。この増幅・レベルシフト器３７によって増幅・レベルシフトされた信号は図３（ｂ）に示すようなものとなる。

次に、上記増幅・レベルシフト器３７より出力された信号は反転回路３９に入力される。この反転回路３９によって１８０°だけ反転されて図３（ｃ）に示すような信号となる。次に、上記反転回路３９より出力された信号がスイッチ４３を介してローパスフィルタ４５に入力される。同時に、増幅・レベルシフト器３７より出力された信号がスイッチ４１を介して上記ローパスフィルタ４５に入力される。

又、上記スイッチ４１、４３にはタイミングパルス生成・増幅回路３５よりタイミングパルス信号が入力される。上記スイッチ４１に入力されるタイミングパルス信号は図２（ａ）に示すようなものであり、上記スイッチ４３に入力されるタイミングパルス信号は図２（ｃ）に示すようなものである。上記二つのタイミングパルス信号の作用によって、上記ローパスフィルタ４５の入力側においては図３（ｄ）に示すような信号を得ることができる。すなわち、図３（ｂ）に示す波形７に対して図２（ｂ）に示す波形２が作用すると共に、図３（ｃ）に示す波形8に対して図２（ｃ）に示す波形３が作用する。その結果、図３（ｄ）に示すような波形９を得ることができる。そして、その信号は上記ローパスフィルタ４５によって処理されることにより、図３（ｅ）に示すような波形１０となる。

上記ローパスフィルタ４５からの信号はコンパレータ４７に入力される。コンパレータ４７はローパスフィルタ４５から入力された信号と予め設定・記憶されている正常な信号とを対比してその結果を出力するものである。その信号が図３（ｆ）に示す波形１１である。
因みに、この場合にはコンデンサ３が正常な極性で実装されているので、ローパスフィルタ４５から入力される信号と予め設定・記憶されている信号とが一致することになり、コンパレータ４７からは正常である旨の信号「１」が出力される。

次に、コンデンサ３がその極性が反対の状態で実装されている場合について説明する。基本的な手順はコンデンサ３が正常な状態で実装されている場合と同じであり、まず、信号発生器１９より一対の信号供給側プローブ１３、１５に対して同じ電圧信号が供給される。この電圧信号の波形は図２（ａ）に示すようなものである。次に、一対の信号検出側プローブ２３、２５を介して電位を検出する。その際、−側電極７と信号検出側プローブ２３との間のインピーダンス、＋側電極５と信号検出側プローブ２５との間のインピーダンスが異なるために、上記一対の信号検出側プローブ２３、２５によって検出される電位に差が生じる。上記信号検出側プローブ２５を介して検出される電位信号は図２（ｄ）に示すようなものであり、一方、上記信号検出側プローブ２３を介して検出される電位信号は図２（ｅ）に示すようなものである。

上記信号検出側プローブ２３を介して検出された電位信号は増幅器３１によって増幅される。同様に、信号検出側プローブ２５を介して検出された電位信号は増幅器２９によって増幅される。上記増幅器２９、３１によって増幅された信号は差動増幅器３３によってその差分が算出されると共に増幅される。その信号は図４（ａ）に示すようなものである。
尚、この場合にはコンデンサ３が逆の極性で実装されているために、上記図４（ａ）に示す信号は正常時の図３（ａ）に示す信号に対して反転された信号になっている。
差動増幅器３３から出力された信号は増幅・レベルシフト器３７に入力される。この増幅・レベルシフト器３７によって増幅・レベルシフトされた信号は図４（ｂ）に示すようなものとなる。

次に、上記増幅・レベルシフト器３７より出力された信号は反転回路３９に入力される。この反転回路３９によって１８０°だけ反転されて図４（ｃ）に示すような信号となる。次に、上記反転回路３９より出力された信号がスイッチ４３を介してローパスフィルタ４５に入力される。同時に、増幅・レベルシフタ器３７より出力された信号がスイッチ４１を介して上記ローパスフィルタ４５に入力される。

又、上記スイッチ４１、４３にはタイミングパルス生成・増幅回路３５よりタイミングパルス信号が入力される。上記スイッチ４１に入力されるタイミングパルス信号は図２（ａ）に示すようなものであり、上記スイッチ４３に入力されるタイミングパルス信号は図２（ｃ）に示すようなものである。上記二つのタイミングパルス信号の作用によって、上記ローパスフィルタ４５の入力側においては図４（ｄ）に示すような波形９を得ることができる。すなわち、図４（ｂ）に示す波形７に対して図２（ｂ）に示す波形２が作用すると共に、図４（ｃ）に示す波形8に対して図２（ｃ）に示す波形３が作用する。その結果、図４（ｄ）に示すような波形９を得ることができる。そして、その信号は上記ローパスフィルタ４５によって処理されることにより、図４（ｅ）に示すような波形１０となる。

上記ローパスフィルタ４５からの信号はコンパレータ４７に入力される。コンパレータ４７はローパスフィルタ４５から入力された信号と予め設定・記憶されている正常な信号とを対比してその結果を出力するものである。その信号が図４（ｆ）に示す波形１１である。
因みに、この場合にはコンデンサ３が逆極性で実装されているので、ローパスフィルタ４５から入力される信号と予め設定・記憶されている信号とでは反転された状態になっていて一致することはなく、よって、コンパレータ４７からは正常ではない旨の信号「０」が出力されることになる。

以上本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、比較的簡単で安価な装置によって極性を判別することができるようになった。
又、コンデンサ３の＋側電極５と−側電極７に対して同じ電位の信号を供給するようにしているので、コンデンサ３を破壊してしまうようなこともなく、安全な状態で極性の判別を行うことができるものである。
又、この実施の形態の場合には、信号検出側プローブ２３、２５をコンデンサ３の電極５、７に対して非接触の状態で設置するように構成しているので、コンデンサ３側すなわちプリント基板１側に信号検出側プローブ２３、２５を設置するための構成が不要であるという利点もある。
又、上記信号検出側プローブ２３、２５は、信号検出側プローブ２３と電極７との距離（Ｌ１）と、信号検出側プローブ２５と電極５との距離（Ｌ２）の差が所定の距離差になるような所定位置に設置されているので、それによって、判別の精度を向上させるようにしているものである。

尚、本発明は前記一実施の形態に限定されるものではない。
例えば、前記一実施の形態の場合には、有極電子部品として、二極を備えたコンデンサを例に挙げて説明したが、それ以外にも様々な有極電子部品が想定され、その極数についても二つに限定されるものではない。
又、信号処理についても図示したものはあくまで一例であり、その他様々な構成が考えられる。

本発明は、基板に実装済みの有極電子部品の極性を判別するための実装部品極性判別装置に係り、特に、比較的簡単な構成で精度良く極性を判別することができるように工夫したものに関し、例えば、ダイオード、コンデンサ等の実装時における極性を判別するための実装部品極性判別装置として好適である。

本発明の一実施の形態を示す図で、実装部品極性判別装置の構成を示す図である。本発明の一実施の形態を示す図で、図２（ａ）は供給される電圧信号の波形を示す波形図、図２（ｂ）は信号処理時に使用するタイミングパルス信号を示す波形図、図２（ｃ）は信号処理時に使用するタイミングパルス信号を示す波形図、図２（ｄ）は信号検出側の電位信号の波形を示す波形図、図２（ｅ）は信号検出側の電位信号の波形を示す波形図である。本発明の一実施の形態を示す図で、図３（ａ）は実装が正常な場合の電位差信号を示す波形図、図３（ｂ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した信号を示す波形図、図３（ｃ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した後反転させた信号を示す波形図、図３（ｄ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した後反転させ反転前の信号と反転後の信号から必要部分のみを抽出して得られた信号を示す波形図、図３（ｅ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した後反転させ反転前の信号と反転後の信号から必要部分のみを抽出して得られた信号をローパスフィルター（ＬＰＦ）を通して得られた信号を示す波形図である。本発明の一実施の形態を示す図で、図４（ａ）は実装が正常な場合の電位差信号を示す波形図、図４（ｂ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した信号を示す波形図、図４（ｃ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した後反転させた信号を示す波形図、図４（ｄ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した後反転させ反転前の信号と反転後の信号から必要部分のみを抽出して得られた信号を示す波形図、図４（ｅ）は実装が正常な場合の電位差信号を増幅した後反転させ反転前の信号と反転後の信号から必要部分のみを抽出して得られた信号をローパスフィルター（ＬＰＦ）を通して得られた信号を示す波形図である。

符号の説明

１プリント基板
３コンデンサ（有極電子部品）
５＋側電極
７ −側電極
９半田
１１信号供給側ピンコンタクトベース
１３信号供給側プローブ（信号供給側プローブ群）
１５信号供給側プローブ（信号検出側プローブ群）
１７信号発生・処理回路（極性判別回路の一部）
１９信号発生器
２１信号検出側ピンコンタクトベース
２３信号検出側プローブ
２５信号検出側プローブ
２７増幅回路（極性判別回路の一部）
２９増幅器
３１増幅器
３３差動増幅器
３５タイミングパルス生成・増幅回路
３７増幅・レベルシフタ器
３９反転回路
４１スイッチ
４３スイッチ
４５ローパスフィルタ
４７コンパレータ

Claims

基板に実装された有極電子部品が有する２個の電極に対して夫々所定の同じ交流電圧信号を供給する一対の信号供給側プローブと、
上記一対の信号供給側プローブに対して同じ交流電圧信号を供給する信号発生器と、
上記有極電子部品が有する２個の電極の近傍に夫々配置され信号を検出する一対の信号検出側プローブと、
上記一対の信号検出側プローブを介して検出される信号の差を算出・増幅して電位差信号を出力する増幅回路と、
上記増幅回路より出力される電位差信号を入力してこれを反転させる反転回路と、
上記信号発生器からの信号に基づいて上記反転回路により反転された電位差信号と反転される前の電位差信号にそれぞれタイミングパルス信号を作用させるタイミングパルス生成回路と、
上記反転回路により反転された電位差信号と反転される前の電位差信号に上記タイミングパルス生成回路から出力されたタイミングパルス信号を作用させた信号を入力して特定周波数よりも高い周波数の信号を減衰・処理するローパスフィルタと、
上記ローパスフィルタからの信号を入力してその入力した信号と予め設定されている正常な信号とを対比して上記有極電子部品が正常な状態で実装されているか極性が反対の状態で実装されているかを意味する対比結果を示す信号を出力するコンパレータと、
を具備したことを特徴とする実装部品極性判別装置。