JP5437935B2 - INSPECTION METHOD AND INSPECTION DEVICE USED TO IMPLEMENT THE SAME - Google Patents
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Description
本発明は、ICパッケージ等の電子部品をプリント基板に実装した際の端子浮きを検査する検査方法、および、この検査方法を実施するために用いる検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection method for inspecting terminal floating when an electronic component such as an IC package is mounted on a printed board, and an inspection apparatus used for carrying out this inspection method.
プリント基板に電子部品が確実に半田付けされているか否かを検査する方法として、電子部品の保護ダイオードを導通状態にし、その導通状態を示す電気的パラメータに基づいて端子浮きを判別する検査方法が用いられている。
例えば、特許文献1においては、保護ダイオード(または寄生ダイオード、以下総称して保護ダイオードと称する)の順方向の閾値電圧よりもやや高い電圧を印加して、電流値を測定している。端子浮きが無ければ或いは接合状態が良好であれば、検出された電流は保護ダイオードの順方向特性で定まる所定の範囲内に収まる。また、断線状態であれば、検出された電流は所定範囲を大きく下回ることになり、端子浮きを判別することができる。
As a method for inspecting whether or not an electronic component is securely soldered to a printed circuit board, there is an inspection method in which a protection diode of the electronic component is turned on, and terminal floating is determined based on an electrical parameter indicating the conduction state. It is used.
For example, in Patent Document 1, a current value is measured by applying a voltage slightly higher than a forward threshold voltage of a protection diode (or a parasitic diode, hereinafter collectively referred to as a protection diode). If there is no terminal floating or if the bonding state is good, the detected current falls within a predetermined range determined by the forward characteristics of the protection diode. Moreover, if it is a disconnection state, the detected electric current will be far below a predetermined range, and terminal floating can be discriminated.
さらに、特許文献2においては、プリント基板のパターン上にバイパスコンデンサや浮遊容量が存在し、これらによる時定数により検査時間が延びることを抑制するため、直流電圧に対して浮遊容量等の持つ時定数よりも十分小さい周期を持つ交流電圧を重ね合わせて、浮遊容量等の影響を受けずに短時間で端子浮きを判別する検査方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2, there are bypass capacitors and stray capacitances on the pattern of the printed circuit board, and in order to prevent the inspection time from extending due to the time constants due to these, time constants such as stray capacitance with respect to the DC voltage are provided. An inspection method is disclosed in which AC voltage having a sufficiently smaller period is superimposed and terminal floating is discriminated in a short time without being affected by stray capacitance or the like.
ところが、従来の端子浮き検査方法には、以下の問題点がある。すなわち、保護ダイオードに対して順方向に電流を流すために電流量が大きくなりすぎて電子部品を壊すことになってしまうことを避けるため、印加できる電圧値を大きくすることが出来ない。特許文献2によると、0.7ボルトの直流電圧に0.1ボルト(1KHz)の交流電圧が利用されている。ダイオードはキャリアの移動に最低限必要な電圧(ポテンシャルバリア)があり、順バイアスで使用する場合は、順方向電圧分の電圧降下が生じる。従って、検査に利用できる電圧は印加した電圧よりもさらに小さくなる。また、保護ダイオードは、ツェナー特性については、保証されているが、順バイアスに対し、どのような特性を示すのかは保証がない。従って、大きな電流を流してしまう可能性もある。電流値測定のために、1オーム程度の小さな抵抗を用いて両端の電圧を測定するが、このような小さな電圧では有意義な検出データを得ることが困難である。 However, the conventional terminal floating inspection method has the following problems. In other words, in order to prevent the current from being excessively large and causing the electronic component to be broken due to the current flowing in the forward direction with respect to the protective diode, the voltage value that can be applied cannot be increased. According to Patent Document 2, an AC voltage of 0.1 volts (1 KHz) is used for a DC voltage of 0.7 volts. The diode has a minimum voltage (potential barrier) necessary for carrier movement. When the diode is used with forward bias, a voltage drop corresponding to the forward voltage occurs. Therefore, the voltage that can be used for the inspection is further smaller than the applied voltage. Further, the protection diode is guaranteed with respect to the Zener characteristic, but there is no guarantee as to what characteristic the forward diode exhibits with respect to the forward bias. Therefore, a large current may flow. In order to measure the current value, the voltage at both ends is measured using a small resistance of about 1 ohm, but it is difficult to obtain meaningful detection data with such a small voltage.
また、端子浮きは、実際に浮いていて導通が無い状態であるだけではなく、半田溶融しておらず、プリント基板と電子部品が半田により濡れた状態で接続されていない場合や、電気的な接続はしているがクラックが入っている場合もある。このような場合には、電子部品の端子とプリント基板のパターン間の接続抵抗は正常なものよりも高い抵抗値を示すが、一応は導通するため、接続抵抗をきめ細かく測定しないと、端子浮きを検出することはできない。 In addition, the terminal float is not only in a state where it is actually floating and there is no conduction, but also when the solder is not melted and the printed circuit board and the electronic component are not connected in a wet state by the solder, In some cases, it is connected but cracked. In such a case, the connection resistance between the terminal of the electronic component and the printed circuit board pattern shows a higher resistance value than normal, but since it is conductive for the time being, if the connection resistance is not meticulously measured, the terminal floating will occur. It cannot be detected.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、保護ダイオードに大きな電圧を印加した上で電子部品の端子浮きについての検査を行うことが可能な検査方法および検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides an inspection method and an inspection apparatus capable of inspecting a terminal floating of an electronic component after applying a large voltage to a protective diode. Objective.
上記目的を達成すべく、本発明では、信号端子に保護ダイオードを内部に有する電子部品を搭載したプリント基板に対し、当該プリント基板表面に現れた回路パターンにプローブを接触させ、前記信号端子を介して前記保護ダイオードに順方向となる電圧を印加して電気的特性値を取得し、取得した電気的特性値を用いて端子浮き検査をする検査方法において、前記プリント基板に対して搭載された電子部品を引き離す方向或いは押し上げる方向に交互に振動を与え、前記振動に同期して、振動が電子部品を引き離す方向であるときに複数回、前記保護ダイオードに対して当該保護ダイオードのポテンシャルバリアを超える電圧のパルス信号を、前記プローブを介して印加し、当該プローブを流れる電気的特性を測定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a probe is brought into contact with a circuit pattern appearing on the surface of a printed circuit board on which a signal terminal is mounted with an electronic component having a protection diode inside, and the signal terminal is interposed between the probe and the circuit pattern. In the inspection method of applying a forward voltage to the protection diode to obtain an electrical characteristic value, and performing a terminal floating inspection using the obtained electrical characteristic value, an electron mounted on the printed circuit board A voltage exceeding the potential barrier of the protection diode with respect to the protection diode a plurality of times when vibration is alternately applied in the direction of separating or pushing up the component and the vibration is in the direction of separating the electronic component in synchronization with the vibration. The pulse signal is applied through the probe, and the electrical characteristics flowing through the probe are measured.
保護ダイオードに大きな電圧を印加した上で、電子部品の端子とプリント基板のパターン間の接続抵抗を大きな電流値により測定可能であるため、電子部品の端子浮きについての検査をより正確に行うことができるという効果がある。 Since a large voltage is applied to the protection diode and the connection resistance between the electronic component terminal and the printed circuit board pattern can be measured with a large current value, it is possible to more accurately inspect the terminal floating of the electronic component. There is an effect that can be done.
図1は、入力、出力、或いは入出力端子102(信号端子)に保護ダイオード101が内部に設けられている電子部品100を示している。保護ダイオード101は、アバランシェ降伏の現象を積極的に利用して,この機能に特化したダイオードである。信号用のダイオードとは違い、順方向電圧に対する応答性能は保証されたものではないが、0.1msec前後のオーダであり低速である。 FIG. 1 shows an electronic component 100 in which a protective diode 101 is provided inside an input, output, or input / output terminal 102 (signal terminal). The protection diode 101 is a diode specialized for this function by actively utilizing the phenomenon of avalanche breakdown. Unlike the signal diode, the response performance to the forward voltage is not guaranteed, but it is on the order of about 0.1 msec and is low speed.
図1Bは、保護ダイオード101に対してテストを行う様子を示している。図において、端子102に接続されたプリント基板103上のパターン(パッド又はランド等)10104にプローブ105を押し当て、抵抗(1.3オーム)106を介して保護ダイオード101に対して順方向となる電圧V(2.8ボルト)を、電圧供給端x−yに印加している。このときの抵抗106における電圧降下を測定した結果を図2に示す。 FIG. 1B shows how the protection diode 101 is tested. In the figure, the probe 105 is pressed against a pattern (pad or land or the like) 10104 on the printed circuit board 103 connected to the terminal 102, and is forward with respect to the protective diode 101 via a resistor (1.3 ohm) 106. The voltage V (2.8 volts) is applied to the voltage supply terminal xy. FIG. 2 shows the result of measuring the voltage drop at the resistor 106 at this time.
図2において、波形α(図2B)は電圧Vの波形、波形aは電圧Vの観測波形であり、波形bは抵抗両端の観測波形である。波形aは、波形αに対して時定数をもって立ち上がっている。これは、電圧供給端x−yの間に存在する、電子部品100内部の回路や、経路途中の抵抗、容量の影響による。波形aの立ち上がり期間p1において、波形bはこれに追従する。これは、保護ダイオード101が導通しておらずコンデンサのように機能するからである。その後、時点t1において保護ダイオードが導通する。期間p2において、期間p1の間に保護ダイオード101に蓄積された電荷が放電されるため、波形bは0レベルを下回り逆方向に振れる。その後、期間p3の過渡期ののち、時点t3(250msec)以降に定常状態の電圧値を示す。この例の場合は、0.03ボルトであり、抵抗106が1.3オームであるので、390mAの電流が流れている。電子部品にもよるが数十乃至数百mA程度の電流値は、電子部品に対してダメージを与える可能性があるため、長く流しておくことはできない。 In FIG. 2, a waveform α (FIG. 2B) is a waveform of the voltage V, a waveform a is an observation waveform of the voltage V, and a waveform b is an observation waveform of both ends of the resistor. The waveform a rises with a time constant with respect to the waveform α. This is due to the influence of the circuit inside the electronic component 100, the resistance in the middle of the path, and the capacitance existing between the voltage supply terminals xy. In the rising period p1 of the waveform a, the waveform b follows this. This is because the protection diode 101 does not conduct and functions like a capacitor. Thereafter, the protection diode becomes conductive at time t1. In the period p2, since the electric charge accumulated in the protection diode 101 during the period p1 is discharged, the waveform b falls below the 0 level and swings in the reverse direction. After that, after the transition period of the period p3, the steady-state voltage value is shown after the time point t3 (250 msec). In this example, it is 0.03 volts, and the resistance 106 is 1.3 ohms, so a current of 390 mA flows. Although it depends on the electronic component, a current value of about several tens to several hundreds of mA may damage the electronic component and cannot be kept flowing for a long time.
本実施例においては、波形aとして、保護ダイオード101の定常状態に至るよりも短いパルス幅を持つパルス信号c(図2C)を用いることとする。また、プリント基板103に対して振動を与えて、プリント基板のパターンから浮いている端子を振動により跳ね上げることにより、断線状態を確認する。この際にプリント基板103に対して与えられる振動は、パルス信号cと同じかその数倍の波長の振動を用いる。尚、プリント基板103の共振周波数は、数百MHzのオーダであるため(ガラス基板)、プリント基板に与えられた振動は、ほぼどの地点においてもほぼ同様の振動振幅状態にあると予想できる。 In this embodiment, a pulse signal c (FIG. 2C) having a shorter pulse width than that used to reach the steady state of the protection diode 101 is used as the waveform a. Further, the disconnection state is confirmed by applying vibration to the printed circuit board 103 and jumping up the terminal floating from the pattern of the printed circuit board by the vibration. At this time, the vibration applied to the printed circuit board 103 is the vibration having the same wavelength as the pulse signal c or several times the wavelength. Since the resonance frequency of the printed circuit board 103 is on the order of several hundred MHz (glass substrate), it can be expected that the vibration applied to the printed circuit board is in substantially the same vibration amplitude state at almost any point.
図3は、本実施例に係る探針装置1を示している。探針装置1は、上下に配置された4角形状のテーブル2a、2bと、テーブル2a、2bの4隅に設けられたガイド3と、ガイド3に沿ってスライドする上冶具取付板4a及び下冶具取付板4bとを有している。上冶具取付板4aと下冶具取付板4bの夫々に対して、ガイド3に沿って上下動可能とするために、モータ5a、5bと、モータ5a、5bにより回転駆動されるボールネジ6a、6bが設けられている。モータ5a、5bを駆動させるとボールネジ6a、6bが回転し、これに螺合した上冶具取付板4a及び下冶具取付板4bが上昇・下降する。上冶具取付板4a及び下冶具取付板4bに夫々取り付けられる冶具7a、7bは、検査対象のプリント基板103上に搭載された電子部品100における入力、出力、入出力端子、接地端子、および電源端子に接続されプリント基板103の表面に現れたパターン(パット゛或いはランド)にそれぞれ接触するプローブ105が多数取り付けられている。冶具7a、7にはさらに振動機構9が取り付けられており、プリント基板103に対してプローブ105が押し当てられるのに並行して、プリント基板103に接触し振動を与える。尚、振動機構9がプリント基板103の上下に配置されているのは、電子部品100がプリント基板103の両面に配置されているからである。 FIG. 3 shows the probe apparatus 1 according to the present embodiment. The probe device 1 includes rectangular tables 2a and 2b arranged vertically, guides 3 provided at the four corners of the tables 2a and 2b, an upper jig mounting plate 4a that slides along the guides 3, and a lower jig And a jig mounting plate 4b. In order to be able to move up and down along the guide 3 with respect to the upper jig mounting plate 4a and the lower jig mounting plate 4b, motors 5a and 5b and ball screws 6a and 6b that are rotationally driven by the motors 5a and 5b are provided. Is provided. When the motors 5a and 5b are driven, the ball screws 6a and 6b are rotated, and the upper jig attaching plate 4a and the lower jig attaching plate 4b which are screwed into the screws are raised and lowered. The jigs 7a and 7b attached to the upper jig attachment plate 4a and the lower jig attachment plate 4b are respectively input, output, input / output terminals, ground terminals, and power supply terminals in the electronic component 100 mounted on the printed circuit board 103 to be inspected. A number of probes 105 that are connected to each other and come into contact with patterns (pads or lands) appearing on the surface of the printed circuit board 103 are attached. A vibration mechanism 9 is further attached to the jigs 7 a and 7, and in parallel with the probe 105 being pressed against the printed board 103, the jig 7 a and 7 come into contact with the printed board 103 to give vibration. The vibration mechanism 9 is disposed above and below the printed circuit board 103 because the electronic components 100 are disposed on both surfaces of the printed circuit board 103.
図4は、振動機構9の拡大断面図である。振動機構9は、固定冶具8(図3においては、冶具7a、7に固定した)に正極、負極のバネ式の端子10a、10bを介して振動体11を接続したものであり、振動体11にはプリント基板103を保持する保持材料12が取り付けられている。振動機構9に電圧を印加すると、電子部品100をプリント基板103から引き離す方向にプリント基板103を押す。電圧印加が止まると、端子10a、10bにより復帰する。これにより、1回の振動を発生する。 FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the vibration mechanism 9. The vibration mechanism 9 is configured by connecting a vibrating body 11 to a fixed jig 8 (fixed to the jigs 7a and 7 in FIG. 3) via positive and negative spring terminals 10a and 10b. Is attached with a holding material 12 for holding the printed circuit board 103. When a voltage is applied to the vibration mechanism 9, the printed circuit board 103 is pushed in a direction in which the electronic component 100 is pulled away from the printed circuit board 103. When the voltage application stops, the terminals 10a and 10b return. Thereby, one vibration is generated.
次に、検査装置20の回路構成について、図5を用いて説明する。検査装置20は、探針装置1、計算機30、テスタ20を備えている。計算機30は、CPU31、RAM32、ROM33及び各種外部インターフェイス35,36,37を備えている。第1インターフェイス35は、外部接続用のインターフェイスであり、他の計算機や表示画面や入力装置(図示せず)が接続される。第2インターフェイス36は、振動機構9を制御するインターフェイス、第3インターフェイス37はテスタ40を制御するインターフェイスである。ROM33には、後述するプログラムが格納されており、また、RAM32には、検査する対象となるプリント基板上のパターンの位置と、そのパターンが電源、或いは接地(グランド)であるか、または電子部品の入力、出力或いは入出力端子のいずれに接続されているかを示すデータ37が格納されている。テスタ40は第3インターフェイス36から指定されたプリント基板103の位置に対応するプローブ105に対して、指定されたタイミング、印加時間でパルス状の電圧を印加し、また抵抗104を介してプローブ上の信号を電圧信号にして読み取るものである。振動機構9は、第2インターフェイス35により指定されたタイミング、時間間隔でプリント基板103に対して振動を与える。 Next, the circuit configuration of the inspection apparatus 20 will be described with reference to FIG. The inspection device 20 includes a probe device 1, a calculator 30, and a tester 20. The computer 30 includes a CPU 31, a RAM 32, a ROM 33, and various external interfaces 35, 36, and 37. The first interface 35 is an interface for external connection, and is connected to another computer, a display screen, and an input device (not shown). The second interface 36 is an interface that controls the vibration mechanism 9, and the third interface 37 is an interface that controls the tester 40. The ROM 33 stores a program which will be described later, and the RAM 32 has a pattern position on the printed circuit board to be inspected and whether the pattern is a power source or a ground (ground), or an electronic component. Data 37 indicating which of the input, output or input / output terminal is connected is stored. The tester 40 applies a pulsed voltage at a designated timing and application time to the probe 105 corresponding to the position of the printed circuit board 103 designated from the third interface 36, and on the probe via the resistor 104. The signal is read as a voltage signal. The vibration mechanism 9 applies vibration to the printed circuit board 103 at the timing and time interval specified by the second interface 35.
図6は、パルス波形と振動の時間関係を示す図である。図6Aは、振動のパターンを示しており、第2インターフェイス35から振動機構9に与える制御電圧dを示している。図6Bは、第3インターフェイス36からテスタ40に対して指示するパルスcのタイミング、印加時間、電圧値を示している。これらは、振動機構9への制御電圧dに同期して与えられる。図中、r0〜r5は、第1インターフェイス34を介して外部の計算機または入力装置(図示せず)から指定されるパラメータであり、振動機構9による制御電圧印加開始時点T0から経過時間を示している。r0は、振動機構9による機械応答遅れを調整するパラメータであり、r1からr5は、パルス周期とデューティを示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating a time relationship between a pulse waveform and vibration. FIG. 6A shows a vibration pattern, and shows the control voltage d applied from the second interface 35 to the vibration mechanism 9. FIG. 6B shows the timing, application time, and voltage value of the pulse c instructed from the third interface 36 to the tester 40. These are given in synchronization with the control voltage d to the vibration mechanism 9. In the figure, r0 to r5 are parameters specified from an external computer or input device (not shown) via the first interface 34, and indicate the elapsed time from the control voltage application start time T0 by the vibration mechanism 9. Yes. r0 is a parameter for adjusting a mechanical response delay by the vibration mechanism 9, and r1 to r5 indicate a pulse period and a duty.
制御電圧を印加すると(オン状態)、図4において図面下向きに振動機構9が動作して、電子部品100をプリント基板103から引き離すように作用させる。制御電圧の印加を止めると(オフ状態)、プリント基板103は電子部品100を下から押し上げるように作用させる。 When the control voltage is applied (ON state), the vibration mechanism 9 operates downward in FIG. 4 to cause the electronic component 100 to be pulled away from the printed circuit board 103. When the application of the control voltage is stopped (OFF state), the printed circuit board 103 acts to push up the electronic component 100 from below.
V0も第1インターフェイス34から与えられるパラメータであり、パルスcの電圧値を示している。また、パルスcが印加されている期間(r1、r3、r5)の範囲内でどの時点で、抵抗105により得られる電圧値を測定するか否かも第1インターフェイスを介してパラメータGとして与えられ、テスタに設定される。具体的には、パルスcの立ち上がりからの経過時間がパラメータGである。 V0 is also a parameter given from the first interface 34, and indicates the voltage value of the pulse c. In addition, whether or not to measure the voltage value obtained by the resistor 105 within the range of the period during which the pulse c is applied (r1, r3, r5) is given as a parameter G via the first interface, Set to tester. Specifically, the elapsed time from the rise of the pulse c is the parameter G.
パラメータGのタイミングとしては、図2Cにおいて期間p3の範囲内おけるタイミング(波形cの立下りの直前)である。テスタ40は、このパラメータGに基づき、指定されたプリント基板103のパターン位置に対応するプローブ105を用いてテストを行う。 The timing of the parameter G is the timing within the period p3 in FIG. 2C (immediately before the fall of the waveform c). Based on the parameter G, the tester 40 performs a test using the probe 105 corresponding to the designated pattern position of the printed circuit board 103.
図7は、計算機30のフローを示す図である。図7Aは、テスタ40への設定ルーチンである。計算機30は、第1インターフェイス34から各パラメータを入力し、検査すべきプリント基板103の位置情報(データ37、図5)とともにテスタ40のメモリ41に設定する。 FIG. 7 is a diagram showing a flow of the computer 30. FIG. 7A is a setting routine for the tester 40. The computer 30 inputs each parameter from the first interface 34 and sets it in the memory 41 of the tester 40 together with position information (data 37, FIG. 5) of the printed circuit board 103 to be inspected.
図7Bは、検査フローを示しており、まず、振動機構9への制御電圧をオンオフして、プリント基板103の振動を開始する。振動しばらく行った後、振動機構9への制御電圧をオンにするとこれに同期して、テスタ40に測定指示を行う(計算機30の命令処理時間は、数100nsecなのでステップs1とs2は同時と見て良い)。テスタ40への指示は、1つのプローブ105に対してである。テスタ40は、設定ルーチンにより予め設定されたパラメータを用いて測定を開始する。一回の振動に対して数回(実施例では3回)測定した後、プリント基板103を元の状態にし、これを数回(実施例では3回)繰り返す。 FIG. 7B shows an inspection flow. First, the control voltage to the vibration mechanism 9 is turned on and off to start the vibration of the printed circuit board 103. After a while, when the control voltage to the vibration mechanism 9 is turned on, a measurement instruction is given to the tester 40 in synchronization with this (the instruction processing time of the computer 30 is several hundred nsec, so steps s1 and s2 are considered to be simultaneous. Good). The instruction to the tester 40 is for one probe 105. The tester 40 starts measurement using parameters preset by the setting routine. After measuring several times (three times in the embodiment) for one vibration, the printed circuit board 103 is returned to the original state, and this is repeated several times (three times in the embodiment).
この動作を、電子部品100の検査対象となる全ての端子102について行う。検査が終了すると、テスタ40から電気的特性値を測定結果として入手する。そして、抵抗105により得られた電圧を端子102の接続抵抗を表す電気的特性として、その値最大値、最小値、平均値を求めて第1インターフェイスを介して外部に出力する。本実施例では、振動機構による振動の周期は1.5msecであり、パルス信号cの周期(t1+t2)は0.4msecである。 This operation is performed for all terminals 102 to be inspected of the electronic component 100. When the inspection is completed, an electrical characteristic value is obtained from the tester 40 as a measurement result. Then, the voltage obtained by the resistor 105 is obtained as the electrical characteristics representing the connection resistance of the terminal 102, and the maximum value, the minimum value, and the average value thereof are obtained and output to the outside through the first interface. In this embodiment, the period of vibration by the vibration mechanism is 1.5 msec, and the period (t1 + t2) of the pulse signal c is 0.4 msec.
図8は、プリント基板103の良否を判定する判定フローを示したものである。最初に電子部品を実装した欠陥のないプリント基板に対して図7の検査フローによる検査を行い、その後に試験対象のプリント基板103の検査を図7の検査フローに従い同様にして行う。そして、夫々により、得られた最大値、最小値、平均値を比較して、試験対象のプリント基板103の良否判定を行う。 FIG. 8 shows a determination flow for determining whether the printed circuit board 103 is good or bad. First, the inspection substrate shown in FIG. 7 is inspected with respect to the printed circuit board having no defect on which the electronic component is mounted, and then the inspection target printed circuit board 103 is inspected in the same manner according to the inspection flow in FIG. Then, by comparing the obtained maximum value, minimum value, and average value, the quality of the printed circuit board 103 to be tested is determined.
最大値、最小値、平均値として検出された値は、電子部品100の端子102とプリント基板103のパターン間の接続抵抗の値に対応するものであるため、欠陥のないプリント基板に対して許容範囲を下回る小さな値を示すプリント基板103は、接続抵抗が正常よりも高く端子浮きがあるものとして、不良判定される。 The values detected as the maximum value, the minimum value, and the average value correspond to the value of the connection resistance between the terminal 102 of the electronic component 100 and the pattern of the printed circuit board 103, and therefore are acceptable for a printed circuit board having no defect. The printed circuit board 103 showing a small value below the range is determined to be defective as the connection resistance is higher than normal and the terminal floats.
本実施例においては、パルス波形cを用いて、0.1msecオーダの短い時間内に限って保護ダイオード101を通電させるため、電子部品に対する負荷が少ないという効果がある。抵抗104に従来と比較して大きな検出値が表れるため、検出制度があがるという効果がある。 In this embodiment, the protection diode 101 is energized only within a short time of the order of 0.1 msec using the pulse waveform c, so that there is an effect that the load on the electronic component is small. Since a large detection value appears in the resistor 104 as compared with the conventional case, there is an effect that the detection system is improved.
また、そのパルス信号cも、振動機構9と同期して与えているため、プリント基板103を電子部品100から引き離す方向に移動させる瞬間を捉えて、導通状態を取得することになり、端子浮きがある場合の検出確度が高められるという効果がある。 Further, since the pulse signal c is also given in synchronization with the vibration mechanism 9, the conduction state is acquired by capturing the moment when the printed circuit board 103 is moved away from the electronic component 100, and the terminal floating occurs. There is an effect that the detection accuracy in a certain case is increased.
上記実施例においては、保護ダイオード101を定常状態にして測定を行ったが、保護ダイオード101の過渡的な状態における検査を行う実施例を以下に示す。
図9において、図9Bは電圧供給端x−yの間に与える保護ダイオード101に対して、定常状態に達するよりも短いパルス周期の波形βを示しており、図9Aはパルス信号βを与えたときの観測波形eを抵抗104の両端の観測波形fを示す。パルス信号eの立ち上がり直後の期間paにおいては、図2に示した期間p1と同じく保護ダイオード101はコンデンサとして働く。その後時点tbにおいて、保護ダイオード101が導通する。その後期間pbにおいて、過渡的な応答を示す。時点tcにおいてパルス信号eが立ち下がると、保護ダイオード101に蓄積されたキャリアより0ボルトを大きく下回る波形が期間pcにおいて観測される。その後、期間pdにおいて徐々に0ボルトに降下する波形がみられる。この期間においては、保護ダイオードが非通電状態となり電圧供給端間x−y(図1)間の容量が放電している。パルス信号eが立ち上がる時点te以降、paからpdまでの波形が繰り返される。ここで、一回目のパルスよりも2回目以降のパルスにおいて、保護ダイオード101が導通した際の波形が安定して同じ波形を示している。
In the above embodiment, the measurement was performed with the protection diode 101 in a steady state, but an embodiment in which the protection diode 101 is inspected in a transient state is shown below.
In FIG. 9, FIG. 9B shows a waveform β having a shorter pulse period than that for reaching the steady state with respect to the protection diode 101 provided between the voltage supply terminals xy, and FIG. 9A applied the pulse signal β. The observed waveform e at the time is an observed waveform f at both ends of the resistor 104. In the period pa immediately after the rising edge of the pulse signal e, the protection diode 101 functions as a capacitor as in the period p1 shown in FIG. Thereafter, at time tb, the protection diode 101 is turned on. Thereafter, a transient response is shown in the period pb. When the pulse signal e falls at the time point tc, a waveform that is significantly lower than 0 volt than the carrier accumulated in the protection diode 101 is observed in the period pc. Thereafter, a waveform gradually dropping to 0 volt is seen in the period pd. During this period, the protection diode is in a non-energized state, and the capacitance between the voltage supply terminals xy (FIG. 1) is discharged. From the time te when the pulse signal e rises, the waveforms from pa to pd are repeated. Here, in the second and subsequent pulses rather than the first pulse, the waveform when the protective diode 101 is turned on stably shows the same waveform.
このように短い時間周期でパルス信号eを与えたときの波形上の電圧をサンプリングして検出結果とする。具体的には、期間paの正のピーク電圧と期間pcの負のピークを取得する。或いは期間pdの正のピーク値又は期間pbにおける負のピークを取得しても良い。 The voltage on the waveform when the pulse signal e is applied in such a short time period is sampled to obtain a detection result. Specifically, a positive peak voltage in the period pa and a negative peak in the period pc are acquired. Alternatively, a positive peak value in the period pd or a negative peak in the period pb may be acquired.
正負のピーク電圧を取得するには、先の実施例におけるテスタ40の設定ルーチン(図7A)において、測定するタイミング(パラメータG)を指定する代わりにテスタ40に対して期間(pa〜pd)を定めて、正或いは負のいずれかのピーク値の測定を行うように設定する。ピーク値を取得するには、テスタ40において短い周期でサンプリングした計測値を順次比較して絶対値が大きいもののみを残す回路構成を採用すればよい。他のタイミング等のパラメータは先の実施例と同様である。この結果、検査ルーチン(図7B)において先の実施例と同様に、振動機構9にパルス信号eが与えられて、電子部品100から離れる方向にプリント基板103を押している期間において、いくつかのパルスについて抵抗106の両端で正負ピーク電圧を計測する。テスタ40からは、先の実施例と同様に、期間pa(或いはpd)における最大値、最小値、平均値と、期間pc(或いはpb)の最大値、最小値、平均値が、計算機20により求められる。そして、判定フロー(図8)に従い、プリント基板103の良否が判定される。 In order to acquire the positive and negative peak voltages, in the setting routine (FIG. 7A) of the tester 40 in the previous embodiment, a period (pa to pd) is set for the tester 40 instead of specifying the measurement timing (parameter G). And set to measure either positive or negative peak value. In order to obtain the peak value, it is only necessary to employ a circuit configuration in which the measurement values sampled in a short cycle in the tester 40 are sequentially compared to leave only those having a large absolute value. Other parameters such as timing are the same as in the previous embodiment. As a result, in the inspection routine (FIG. 7B), as in the previous embodiment, the pulse signal e is given to the vibration mechanism 9 and several pulses are applied during the period in which the printed circuit board 103 is pushed away from the electronic component 100. The positive / negative peak voltage is measured at both ends of the resistor 106. From the tester 40, the maximum value, the minimum value, and the average value in the period pa (or pd) and the maximum value, the minimum value, and the average value in the period pc (or pb) are calculated by the calculator 20 as in the previous embodiment. Desired. Then, the quality of the printed circuit board 103 is determined according to the determination flow (FIG. 8).
本実施例によれば、保護ダイオード101に対しては、高い電圧を掛けた状態でありながら、その過渡応答を利用しているため、抵抗104に表れる信号値は大きいが、保護ダイオード101は深い導通状態に至っておらず、電子部品100に対する負荷が少ないという効果がある。 According to the present embodiment, the protection diode 101 is in a state where a high voltage is applied, and the transient response is used. Therefore, the signal value that appears in the resistor 104 is large, but the protection diode 101 is deep. There is an effect that the conductive state is not reached and the load on the electronic component 100 is small.
上記実施例においては、期間pa(或いはpd)における最大値、最小値、平均値、期間pc(或いはpb)における最大値、最小値、平均値を求めたが、テスタ40において正負のピーク間の電圧値に対する最大値、最小値、平均値を出力しても良い。また、テスタは、期間P1〜pdの夫々の中で最大値を測定するものの代わりに、期間P1〜pdを指定せずパルスの1周期の中でのサンプル測定値のうち単に正側の最大値、負側の最大値を残すようにして、測定するものでも良い。 In the above embodiment, the maximum value, the minimum value, the average value in the period pa (or pd), the maximum value, the minimum value, and the average value in the period pc (or pb) are obtained. The maximum value, minimum value, and average value for the voltage value may be output. In addition, the tester does not specify the periods P1 to pd but instead of measuring the maximum value in each of the periods P1 to pd, and simply determines the maximum value on the positive side of the sample measured values in one period of the pulse. Alternatively, the measurement may be performed while leaving the maximum value on the negative side.
1 探針装置
9 振動機構
20 検査装置
30 計算機
40 テスタ
100 電子部品
101 保護ダイオード
103 プリント基板
105 プローブ
106 抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Probe apparatus 9 Vibration mechanism 20 Inspection apparatus 30 Computer 40 Tester 100 Electronic component 101 Protection diode 103 Printed circuit board 105 Probe 106 Resistance
Claims (4)
前記プリント基板に対して搭載された電子部品を引き離す方向或いは押し上げる方向に交互に振動を与え、
前記振動に同期して、振動が電子部品を引き離す方向であるときに複数回、前記保護ダイオードに対して当該保護ダイオードのポテンシャルバリアを超える電圧のパルス信号を、前記プローブを介して印加し、
当該プローブを流れる電気的特性を測定することを特徴とする検査方法。
A probe is brought into contact with a circuit pattern appearing on the surface of the printed circuit board on a printed circuit board on which an electronic component having a protective diode inside is mounted on a signal terminal, and a forward voltage is applied to the protective diode through the signal terminal. In the inspection method of applying and acquiring the electrical characteristic value, and performing the terminal floating inspection using the acquired electrical characteristic value,
Vibration is alternately applied in the direction of separating or pushing up the electronic components mounted on the printed circuit board,
In synchronization with the vibration, a pulse signal having a voltage exceeding the potential barrier of the protection diode is applied to the protection diode a plurality of times when the vibration is in a direction to separate the electronic component, through the probe,
An inspection method characterized by measuring electrical characteristics flowing through the probe.
2. The inspection according to claim 1, wherein the measurement of electrical characteristics flowing through the probe is performed by specifying in advance a timing at which a current value flowing through the probe reaches a steady value after the pulse signal rises. Method.
2. The inspection method according to claim 1, wherein the measurement of electrical characteristics flowing through the probe measures a maximum value of positive and negative values within a range of one period of the pulse signal.
前記プリント基板に対して搭載された電子部品を引き離す方向或いは押し上げる方向に交互に振動を与える振動機構と、
前記振動に同期して、振動が電子部品を引き離す方向であるときに複数回、前記保護ダイオードに対して当該保護ダイオードのポテンシャルバリアを超える電圧のパルス信号を、前記プローブを介して印加するテスタとを有し、
前記テスタは当該プローブを流れる電気的特性を測定することを特徴とする検査装置。 A probe is brought into contact with a circuit pattern appearing on the surface of the printed circuit board on a printed circuit board on which an electronic component having a protective diode inside is mounted on a signal terminal, and a forward voltage is applied to the protective diode through the signal terminal. In the inspection device that acquires the electrical characteristic value by applying the terminal floating inspection using the acquired electrical characteristic value,
A vibration mechanism that alternately vibrates in a direction to pull away or push up an electronic component mounted on the printed circuit board;
A tester for applying, via the probe, a pulse signal having a voltage exceeding the potential barrier of the protection diode to the protection diode a plurality of times when the vibration is in a direction to separate the electronic component in synchronization with the vibration; Have
The tester is characterized by measuring an electrical characteristic flowing through the probe.
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