JPH01237476A - 電子部品の検査方法、試験方法並びにこれらの装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子部品の耐熱性試験装置及びはんだ付け実験
時損傷検査装置に係り、特に電子部品加熱時の耐クラツ
ク性の評価に好適な耐熱性試験装置及びはんだ付け実装
時の電子部品のクラック発生検出に好適な損傷検査装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、電子部品のはんだ付け実装においては、基板に挿
入したリードの先端部のみをはんだ槽に浸漬する従来の
実装方式から、電子部品を基板表面に仮止めした後、電
子部品、基板全体を加熱する面付け実験方式へと主流が
移りつつある。このような実装方式では、例えば樹脂封
止型半導体装置の場合などのように、電子部品が吸湿性
を有している場合、電子部品内部に吸収された水分が、
はんだ付け時の加熱によって急激に気化し、膨張するた
め、電子部品にクラックが発生することがある。

第１５図は、−船釣な樹脂封止型半導体装置の構造を示
す透視図である。第１５図において、半導体素子］。は
、タブ２の上に接着剤などを用いて固定され、半導体素
子１上の端子はタブ２の周囲に配設された複数のり一部
３と金属細線４によって電気接続されている。リード３
及び、タブ２を支持するタブ吊りリード５は、いずれも
最初、図示していない共通の外枠に連結されて、タブ２
とともにリードフレーム６を形成しており、樹脂７によ
ってモールドを行った後、外枠から切離される。

このような半導体装置の樹脂７内部あるいは、半導体素
子１、タブ２と樹脂７との界面に水分が存在し、これが
はんだ付け時の高温にさらされると、水分が急激に気化
して、第１−６図に示すように水蒸気８が界面をはく離
させて、すき間を押し拡げる。発生した水蒸気８の一部
は、タブ吊すリート５と樹脂７の界面などを通して外部
に放出されるが、吸湿量が多い場合や、加熱温度、加熱
速度が高い場合には、内部の圧力が上昇し過ぎて、樹脂
７にクラック９を発生させるようになる。クラック９の
発生する形態としては、第１６図の例のように、タブ２
や半導体素子１の端部から発生して樹脂７の外表面に達
する場合のほか、タブ２、半導体素子］−の端部から樹
脂７内部のり一部３に向かって発生し、リード３と樹脂
７の界面から水蒸気８が放散される場合がある。後者の
場合、クラック９は半導体装置表面には表われないが、
いずれの場合でも、半導体装置の封止性能が損なわれる
ため信頼性」二好ましくない。

このような吸湿によるクラック発生の現象は、樹脂封止
型半導体装置だけでなく、チップコンデンサなど他の面
付実装用電子部品においても発生する可能性がある。さ
らに、樹脂と導体箔を積層した構造の配線基板において
も、水分の膨張によって層間にはく離が発生することが
ある。

上記のようなはんだ付け時のクラック発生を検査する方
法としては、従来、例えばアイ・イー・イー・イー　ト
ランザクションズ　オン　コンポーネンツ、ハイブリツ
ズ、アンド　マニュファクチャリング　テクノロジー、
シー　エイチ　エムティー　１０巻、第２号（１９８７
年）第２０９頁から第２１６頁（ＩＥＥＥＴｒａｎＳ、
ｏｎ　ＣｏｍｐｏｎｅｎｔＳ、ｔｌｙｂｒｊｄＳ。

ａｎｄ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｈｎｏｌ、
ｏｇｙ＋Ｖｏ１．ＣＨＭＴ　−１０。

Ｎｎ２　（１９８７）　、　ｐｐ、２０９−２１．６）
に記載されているように、はんだ付け実装試験終了後に
電子部品表面のクラックの有無を検査するか、あるいは
、試験終了後の電子部品を切断して、断面を観察するこ
とが行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のうち、電子部品の表面を検査する方法に
おいては、クラックが表面に貫通する形態の損傷モー１
〜しか発見することができず、内部のクランクを見落す
危険落があった。また、断面を観察する方法では、電子
部品内部のすべての部位についてクラックの有無を検査
することに多大の労力を要するため、やはり内部クラッ
クを見落す危険性が残されていた。また、断面を１＠察
する方法では、検査のために電子部品を破壊するため、
実際のはんだ付け実装工程での製品検査には適用するこ
とができなかった。

さらに従来技術では、試験終了後のクラックの有無に関
する情報しか得られないため、加熱過程中、どの時点で
クラックが発生したかが分からず、信頼性の不足の程度
を定量的に知ることができなかった。また、クラックが
発生しない場合でも、電子部品内部にすき間が全く発生
しない場合や、水蒸気の発生量が樹脂の破壊限界よりも
真に低い場合だけでなく、発生した水蒸気が、タブ吊り
リード５と樹脂７の界面などから放散されて圧力が低減
される場合もあり、従来技術ではこれらを判別すること
ができなかった。

本発明の目的は、電子部品加熱時の水分膨張による損傷
を非破壊で感度良く検出し、また損傷時期の同窓及び損
傷モードの判別を行うことにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電子部品を加熱する際、その変形を測定す
ることにより、達成される。

本発明の電子部品の検査方法は、電子部品の加熱過程に
おける変形を測定してはんだ付け実装時の損傷を検査す
ることを特徴とする。

本発明の電子部品の試験方法は電子部品の変形を測定し
つつ加熱を行いその耐熱性を試験することを特徴とする
。

本発明の測定装置は、上記各方法に対応するものであっ
て、電子部品のはんだ付け実装時の損傷を検査すべく若
しくは電子部品の耐熱性を試験すべく電子部品の変形測
定手段と加熱手段とを併設してなることを特徴とする。

この場合、更に電子部品に損傷が発生したと判断する機
能を付加し、その損傷モード判別基準として変形量の絶
対値、変形量の単位時間当たりの変化率、若しくはこれ
らの組合せを用いること、或いは更に測定した変形挙動
と基準となる試料の変形挙動との差分を算出する機能を
付加することが望ましい。上記判断基準を利用するに際
しては、予め設定したこれらの基準値を越えたときを損
傷発生と判断することが好ましい。また電子部品は支持
台に真空吸着によって固定することが好ましい。

〔作用〕

電子部品の温度が上昇し、内部で水蒸気が膨張し始める
と、電子部品の外形にも変形が現れる。

内部にクラックが発生すると変形は急激に増加し、さら
にクラックが伸びて水蒸気の放散経路が電子部品の外部
まで到達すると、変形は急速に減少する。クラックが発
生することなく、微小なすき間から水蒸気が徐々に放散
される場合などには、変形の急激な増減は生じない。し
たがってこのような変形を測定し、その変化挙動を調べ
ることによって、電子部品に発生した損傷を検出し、さ
らに損傷モードの判別を行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は、本発明の一実施例である電子部品の耐熱性試
験装置の部分断面正面図である。第１図において、電子
部品１０は支持台１１の上に設置され、電子部品１０の
上部には、ガイド１２によって支持された石英ガラス製
の触針１３が鉛直に立てられている。電子部品１０は、
赤外線ヒータ１４によって加熱され、電子部品１ｏが変
形すると、触針］３が上下に移動して、触針１３の電子
部品１０接触端とは反対側の端部に取付けられた金属片
１５の変位が、非接触型の変位検出器１６によって測定
できるように配置されている。石英ガラスの線膨張係数
は０．４Ｘ１０−６／’Ｃ程度と小さく、触針１３自体
の熱膨張は無視できるので、変位検出器１６によって測
定された変位は、はぼ電子部品１０上面の変位とみなす
ことができる。

測定された変位の時間変化の例を第２図の（、）に示す
。第２図（ｂ）には参考のために、被測定電子部品と同
一仕様の別部品内に熱電対を埋め込んで測定した温度変
化も示しである。時間１＝０秒において赤外線ヒータ１
４の照射を開始すると、測定変位には第２図の（ａ）に
Ａ部で示すような電子部品１０の熱膨張変形が現われて
くる。温度が上昇し、電子部品１０内部で界面がはく離
し、水蒸気がすき間を押し拡げ始めると、第２図の（ａ
）にＢ部で示すように変位の増加率が増大するようにな
る。内部にクラックが発生すると第２図の（ａ）のＣ部
のように変位が急激に増加し、クラックが外部まで貫通
した瞬間、内部の圧力が急激するのでＤ部に示すように
変位も急減する。

したがって、クラック貫通の瞬間には第２図の（ａ）に
Ｅ点で示すような変位の鋭いピークが現れるクラックが
貫通した後は、水蒸気圧と蒸気放散経路の抵抗とがつり
合った状態で変形が進行するので、第２図の（ａ）にＦ
部で示すように変位の変化もゆるやかとなる。

上記に示したように、電子部品加熱中の変位の変化挙動
を観察すれば、電子部品に発生している界面のはく離、
水蒸気の膨張、クラックの発生、貫通などの損傷を容易
に検出あるいは判別することができ、損傷の発生した温
度を知ることもできる。

第２図に示したような変位の測定結果には、電子部品１
０の変形だけでなく、第１図に示した支持台１１や触針
１３など測定系の熱変形も含まれている。これら測定系
の熱変形は、温度に対してほぼ直線的に増、すｎするた
め、水蒸気の膨張による変形を識別することは比較的容
易にできる。しかし検出精度を向上させるためには、測
定系の熱変形の影響をできる限り小さくしておくことが
望ましい。このためには、被測定試料である電子部品１
０以外はできるだけ加熱されないように装置を配置し、
触針１３のような加熱を避けられない部分には石英ガラ
スを使用することが望ましい。支持台１］も同様に石英
ガラスなどの低熱膨張材で構成することが望ましいか、
これと同時に、電子部品１０から支持台」−１及び触針
］−３への熱伝導も小さくすることが望ましい。触針１
３は直径１−ｍ程度以下まで容易に細くすることができ
、また、電子部品］、０に接触する先端はさらに細くす
ることができるので問題ない。支持台」−１は、電子部
品１０を支持するのに必要な最小限の面積で電子部品１
０を支持するよう構成するか、あるいは多孔性セラミッ
クスなど断熱性の高い材料で構成することが望ましい。

変位の８１す定力法としては、第１図に示したよう（１
］） に触剣］３を介して行う方法のほか、接触型変位検出器
のプローブを直接、電子部品１　Ｑにあてる方法や、電
子部品１０表面の一部に金属箔をはり付けて、金属箔の
変位を電気的な非接た型変位検出器で測定する方法など
も使用することができる。

ただし、これら触針１３を使用しない方法では、変位検
出器１Ｇ自体も加熱されるため、第１図に示した方法に
比べて耐熱性の高い高価な変位検出器１６が必要となる
。

電子部品１０の変形を触針１−３の変位に変換する方法
としては、第」図のように、触針１３の軸方向の変位に
変換するほか、支持点まわりの回転変位に変換しても良
い。また、触針１３の変位を測定する方法としては、渦
電流や静電容量を利用した非接触変位検出器］６によっ
て金属片］−５の変位を測定する方法のほか、触剣１３
に取付けた金属棒の変位を差動トランスによって測定す
る方法、光学的に測定する方法や、種々の接触型変位検
出器を使用する方法が考えられる。

電子部品１−０表面において変形を測定する位置は、水
蒸気の膨張による変位が最も顕著に現れる位置が望まし
い。例えば第１５図に示したような一般の樹脂封止型半
導体装置の場合、水蒸気８の膨張は第１６図に示したよ
うに、タブ２と樹脂７の界面において最も発生しやすい
。これは、タブ２と樹脂７の接着強度も比較的弱い上に
、この部分の界面の面積が最が大きく、水蒸気圧による
力を最も強く受けやすいためである。この場合の変位の
測定は、第１５図の樹脂封止型半導体装置を上下反転し
て支持台１１上に設置し、その状態での上面、すなわち
、タブ２側の樹脂７表面の中央部の変位を測定すること
が望ましい。第２図の（、）に示した変位データは、こ
のようにして測定した厚さ２１ＩＩＴ＋の樹脂封止型半
導体装置の測定結果である。第２図の（ａ）に示したよ
うに水蒸気の膨張による変形は極めて大きいため、上下
反転しない場合でも変位の測定は可能である。

第３図は、本発明の他の実施例である耐熱性試験装置の
断面図である。第３図において、ふっ素糸の不活性液体
１７は、容器１８内で電気ヒータ１９によって加熱され
沸騰しており、容器］８の」二部は、不活性液体１７の
飽和蒸気２０が満たされている。電子部品１０は、石英
ガラス製の支持台１１と同じく石英ガラス製の触針１３
にはさまれた状態で容器］８外部から飽和蒸気２０内へ
挿入できるようになっている。電子部品１０が飽和蒸気
２０内に挿入されると、電子部品１０は、飽和蒸気２０
の凝縮潜熱によって、不活性液体Ｊ７の沸点まで加熱さ
れる。適切な沸点の不活性液体１７を選択すれば、この
方法によって電子部品１０をはんだ付け温度まで加熱す
ることができ。

第１図に示したような赤外線ヒータ１４を使用する加熱
方法に比べて電子部品１０を均一かつ迅速に加熱するこ
とができる。この場合も、加熱時の電子部品］０の変形
挙動は、第」−図の加熱方法の場合と同様であり、変形
挙動を観察することによって電子部品の損傷を検出、判
別することができる。不活性液体１７の飽和蒸気２０を
使用する方法では、電子部品１０の一定温度までの均一
な加熱が可能となるので、電子部品］０の耐熱性を再現
性良く評価することができる。

第４図は、本発明のさらに他の実施例である耐熱性試験
装置の、電子部品１０支持部を示す断面図である。支持
台１１の電子部品１０搭載面には、真空吸着孔２５が開
口しており、真空吸着孔２５は支持台１１内部を経て、
真空ポンプに接続されている。この方法によれば、電子
部品１０を支持台１１に真空吸着して強固に固定するこ
とができるので、周囲の振動などの影響を受けることな
く、安定した測定を行うことができる。また、電子部品
１０と支持台１１との接触面積を小さくすることができ
るので、電子部品１０と支持台１１の間の熱伝導を最小
限にすることもできる。さらに、この方法によれば、電
子部品１０を任意の角度に保持したり、電子部品１０を
支持台１１とともに移動することも容易となるので、種
々の加熱方法を採用することができる。

電子部品１０の加熱方法としては、第１図及び第３図に
示した方法のほかに、電子部品１０を溶融はんだその他
の液体中に浸漬する方法や、電子部品１０に熱風をあて
る方法、レーザを照射する方法などが考えられる。ただ
し、電子部品１ｏの耐熱性を評価する場合、加熱速度が
遅過ぎると、電子部品１０内部の水蒸気圧上昇よりも、
電子部品１０の表面や、微小なすき間からの水蒸気の放
散の方が速くなり、損傷が発生しなくなる。また、加熱
速度が速過ぎると、電子部品１０の均一な加熱が困難と
なり、定量的な耐熱性評価が困難となる。耐熱性試験装
置としての加熱速度は、毎秒１℃から１０℃程度までの
範囲であることが望ましい。

第５図、本発明のさらに他の実施例である電子部品のは
んだ付け実験時損傷検査装置の断面図である。基板２１
上に電子部品１０をはんだ付けするため、１個もしくは
複数個の電子部品１０が基板２１の所定の位置に搭載さ
れている。各電子部品１０の上部には、石英ガラス製の
触針１３が鉛直に立てられており、触針１３の上端には
変位測定のための金属片１５が取付けられている。触針
１３を支持するガイド１２及び、触針１３の変位を測定
する変位検出器１６は、ケーシング２２に取付けられて
おり、ケーシング２２はフレーム２３に支持されて基板
２１上、もしくは基板２１と共通の支持台上に搭載され
ている。ケーシング２２には冷却水配管２４が取付けら
れており、変位検出器１６の周囲を覆うことによって変
位検出器１６の温度上昇を防止している。ケーシング２
２は個々の変位検出器１６ごどに設けても、また、複数
個の変位検出器１６に対して一括して設けても良い。電
子部品１０のはんだ付け実装を行うには、第４図に示し
た装置全体を基板２１上に図示のように配置して、赤外
線あるいは加熱飽和蒸気槽などの加熱装置内に入れる。

本方法によれば、はんだ付け実装中に、水蒸気の膨張に
よって発生する電子部品の界面はく離、クラック発生な
どの損傷を非破壊で検出することができる。本実施例の
場合、測定される変位は、基板２１の熱変形も重畳され
たものとなっているが、水蒸気の膨張による変形は温度
に対して直線的には変化しないため、容易に熱変形と識
別することができる。

第６図は、損傷の判定機能を付加した場合の本発明の一
実施例である耐熱性試験装置又は損傷検査装置の信号処
理部を示すブロック図である。第６図において、変位検
出器１６で測定した変位信号は、変換増幅器２６に入力
され、以後の信号処理に適した電気信号に変換される。

変換増幅器２６の出力信号は、比較器２７において、基
準値設定器２８によって設定された基準値と比較され、
基準値を越えた場合には、出力制御装置２９の出力信号
によって、表示ランプや液晶表示装置、陰極線管表示装
置、又は印字装置などの表示装置３０に損傷発生の表示
クス行われ、警報発生器３１からは警報音が発せられる
。ここで１表示装置３０と警報発生器３１は必ずしも両
方同時に備えられている必要はなく、片方のみであって
も良い。

本実施例によれば、変位の絶対値を監視することによっ
て、第２図（ａ）のＢ部に示したような界面はく離の発
生又は同図Ｃ部に示したようなりラック発生による電子
部品の変形増加を検出することができる。界面はく離発
生、クラック発生のいずれの段階を検出するかは、基準
値設定器２８で設定する基準値の大小に依存する。基準
値設定器２８で複数の基準値を設定するか、あるいは比
較器２７と基準値発生器２８を複数組使用すれば、界面
はく離とクラック発生の両方を分離検出することができ
る。

第７図は、損傷の判定機能を付加した場合の本発明の他
の実施例である耐熱性試験装置又は損傷検査装置の信号
処理部を示すブロック図である。

第７図においては、変換増幅器２６の出力信号は−たん
微分器３２によって微分された後、比較器２７に入力さ
れる。本実施例では、微分器３２を使用することによっ
て、変位の単位時間あたりの変化率を監視することがで
きる。したがって、符号が正の基準値を設定することに
よって、界面はく離、クラック発生、いずれの場合の変
化率増大をも検出し得ることはもちろん、負の基準値を
設定することによって、クラック貫通時の急激な変位の
減少をも捕えることができるので、電子部品の損傷を一
層確実に検出することができる。比較器２７における基
準値との比較方法及び基準値超過時の表示方法、警報出
力方法、さらに複数の基準値との比較方法については、
第６図の実施例の場合と同様である。

第８図は、損傷の判定機能を付加した場合の本発明のさ
らに他の実施例である耐熱性試験装置又は損傷検査装置
の信号処理部を示すブロック図である。第８図では、変
換増幅器２６の出力信号は分岐されて、片方は比較器２
７に直接入力され、他方は微分器３２を介して第２の比
較器２７に入力されている。変換増幅器２６から直接入
力される信号及び微分器３２を介して入力される信号の
両方がそれぞれの基準値を越えたとき、出力制御装置２
９から損傷発生の表示あるいは警報音発生の信号が出力
される。本実施例によれば、変位の絶対値と変化率の両
方を同時に監視できるので、電子部品及び測定系の熱変
形によるゆるやかな変位増加及び、周囲の振動あるいは
電気的雑音などによる一時的な変位信号の変動を、電子
部品の真の損傷による変位の変化と判別することができ
、損傷の判定精度を向上させることができる。

第９図は、損傷の判定機能を付加した場合の本発明のさ
らに他の実施例である耐熱性試験装置又は損傷検査装置
の信号処理部を示すブロック図である。第９図において
、変換増幅器２６の出方信号は演算・制御装置３３によ
って制御された信号入力装置３４によってディジタル信
号に変換され、記憶装置３５に格納される。演算・制御
装置３３は、記憶装置３５に格納された変位データと、
同じく記憶装置３５に格納された判定のための基準値を
使用して、第６図乃至第８図の実施例に示した信号処理
と同様の判定を行うことができ、判定の結果は表示装置
３０又は警報発生器３１に出力される。さらに第９図の
構成では、記憶装置３５に格納された変位の時間的変化
挙動を解析することによって、以下に示すような電子部
品に発生する種々の損傷モードを詳細に判別することが
できる。

第１０図は、電子部品を加熱した場合に測定される変位
の時ｒＩＩＪ変化を分類した結果である。第１０図の（
ａ）は、電子部品内部に水蒸気の膨張が発生せず、固体
の熱膨張変形のみが測定される場合の変位の変化挙動で
ある。変位はゆるやかに増加し、勾配の急激な変位は観
察されない。第１０図の（ｂ）は、電子部品内部の界面
がはく離して、水蒸気がすき間を押し拡げ、その状態で
クラックが発生することなく、電子部品が水蒸気圧に耐
えている場合の変位の変化挙動である。界面にはく離が
発生した段階で変位の増加率は増大するが、その後顕著
な増加率の変化は見られない。

第１０図の（ｃ）は、水蒸気がすき間を押し拡げた後、
電子部品内部にクラックが発生し、表面まで貫通する場
合の変化挙動である。クラックが発生した時点で変位は
急増し、貫通と同時に水蒸気圧が開放されて変位は急激
する。変位の変化曲線には鋭いピークが現れ、ピーク直
後に大きな変位の減少が現れる。第１０図の（ｄ）は、
発生したクラックが表面に貫通せずに電子部品内部のリ
ードなどに到達し、リードと樹脂の界面などを経由して
水蒸気が放散される場合の変位の変化挙動である。クラ
ックが発生した時点で変位は急増し、変位の変化曲線に
は鋭いピークが現れる。しかし、この場合には水蒸気放
散経路の抵抗が大きいため、水蒸気圧の低下は少なく、
ピーク直後の変位の減少量は小さい。第１０図の（ｅ）
は、水蒸気がすき間を押し拡げた後、第１５図の樹脂封
止型半導体装置の場合のタブ吊りリード５と樹脂７の界
面のように、外部まで到達している界面の接着をはく離
させ、そのすき間から徐々に放散される場合の変位の変
化挙動である。水蒸気の放散経路が外部に通じると変位
の増加率は減少するが、放散の抵抗が大きいため、クラ
ック発生の場合のような変位の鋭いピークは現れない。

第９図に示した信号処理部によって第１０図の各損傷モ
ードを判別する方法の例を第１１図のフローチャートに
よって説明する。まず加熱開始から加熱終了までの変位
データを第９図の記憶装置３５に取込み、取込んだ変位
データ中に所定値以上の変化率の増加がなければ、第１
０図の（ａ）の場合に該当するものとして、損傷なしと
判定する。変化率の増加があれば、界面はく離が発生し
たものと判定する。その後、所定値以上の変化率の減少
がなければ、第１０図の（ｂ）の場合に該当するものと
して判定を終了する。所定値以上の変化率の減少がある
場合は、さらに変位の鋭いピークの有無を調べ、ピーク
がない場合には、第１０図の（ｅ）の場合に該当するも
のとして、すき間からの水蒸気の漏れ発生と判定する。

ピークがある場合は、ピーク直後の変位の減少量を算出
し、減少量が所定値以上でなければ、第１０図の（ｄ）
の場合に該当するものとして、内部クラック発生と判定
する。変位の減少量が所定値以上であれば、第１０図の
（ｃ）の場合に該当するものとして、表面貫通型のクラ
ック発生と判定する。

以上のすべての損傷モードの判別は、加熱が終了した時
点で可能となるが、加熱途中でも、取込んだ変位の絶対
値あるいは変化率と基準値との比較を常時、上記の判定
処理と並行して演算・制御装置３３で行うことにより界
面はく離又はクラックの発生時点での検出が可能となる
。

第１２図は、本発明のさらに他の実施例である耐熱性試
験装置又は損傷検査装置の変位測定部を示すブロック図
である。試験又は検査の対象である電子部品１０と同時
に標準試料３６も同一の条件で加熱され、電子部品１０
と同一の方法で変位が測定される。電子部品１０と標準
試料３６のそれぞれの変位を測定する２個の変位検出器
１６の出力は、共通の変換差動増幅器３７に入力され、
変換差動増幅器３７からは、電子部品１０と標準試料３
６の変位の差分に相当する電気信号が出力される。変換
差動増幅器３７の出力信号は、記録計などに出力させ、
結果を人間が判定しても良いし、また、第６図乃至第９
図に示した信号処理回路の変換増幅器２６の出力信号の
かわりに使用して、比較器２７．又は微分器３２．信号
入力装置３４に入力しても良い。標準試料３６としては
、試験、検査対象となる電子部品１ｏと同一の材質、形
状を有する別の電子部品をあらかじめ十分乾燥させたも
のか、又は、試験、検査対象品とほぼ同一の材質及び寸
法を有する固形片などを使用する。

第１２図に示した実施例の動作を第１３図により説明す
る。第１３図の（ａ）は試験又は検査の対象である電子
部品１０の変位と標準試料３６の変位の変化挙動の例を
示している。試験、検査対象である電子部品１０の変位
には、電子部品１０自体や測定系の固体の熱膨張による
変形と、水蒸気の膨張による変形が重畳されている。こ
れに対して標準試料３６の変位は、固体の熱膨張変形量
のみであり、両者の熱膨張変形量はほぼ同程度の大きさ
となっている。したがって、両者の変位の差分を求める
ことにより、電子部品１０の水蒸気の膨張による変形量
だけを取り出すことができる。

第１３図の（ａ）に示した２つの変位の差を変換差動増
幅器３７によって求めた結果を第１３図の（ｂ）に示す
。電子部品１０と標準試料３６の変位の差を求めること
により、界面のはく離発生やクラック発生などによる変
位の変化が一層明瞭となり、損傷の検出精度を向上させ
ることができる。

電子部品１０と標準試料３６の変位の差を求めるには、
第１２図に示したように変換差動増幅器３７によって電
気的に減算を行うほかに、変位の差を１つの変位検出器
１６で直接測定できるよう変位検出器］６を配置又は選
択することもできる。

また、電子部品１０及び標準試料３６それぞれに第６図
乃至第９図に示した実施例と同様の変換増幅器２６を使
用し、これら２台の変換増幅器２６の出力を減算器によ
って減算しても良い。

第１４図は、本発明のさらに他の実施例である耐熱性試
験装置又は損傷検査装置の変位測定部及び信号処理部を
示すブロック図である。第１４図においては、試験、検
査対象の電子部品１０と、標準試料３６のそれぞれに対
して変位検出器１６及び変換増幅器２６を設け、２つの
変換増幅器２６の出力信号はともに、演算・制御装置３
３によって制御された信号入力装置３４によってディジ
タル信号に変換される。ディジタル信号化された変位デ
ータは、個別にそのまま記憶装置３５に格納されるか、
又は演算・制御装置３３によって−たん電子部品」０と
標準試料３６の変位差に変換された後、記憶装置３５に
格納される。本実施例によれば、特別な変換差動増幅器
３７あるいは変位検出器」−６を使用することなく、演
算・制御装置３３によって変位差を算出することができ
る。

また、−たん記憶装置３５に格納された電子部品１０及
び標準試料３６個々の変位データを使用して変位差を算
出する方式では、試験、検査対象の電子部品１０と、標
準試料３６の加熱をを同時に行う必要がなく、別々に測
定された記憶装置３５に格納された変位データを、演算
・制御装置３３によって数値的に減算することができる
。さらに、試験、検査対象の電子部品１０と、標準試料
３６の変位測定を同時に行う必要がなくなるので、第１
４図の信号入力装置３４に入力する変位測定部を１系統
のみとし、同一の変位検出器１６、変換増幅器２６によ
って試験、検査対象品及び標準試料３６両方の変位を測
定することができる。この場合は、同一測定系による変
位データの減算を行うので、測定系の個体差の影響も除
去することができ、−層精度の高い損傷判定を行うこと
ができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電子部品に発生する種々の損傷を変位
の変化として検出することができるので、電子部品加熱
時の水分膨張による損傷を非破壊で感度良く検出し、ま
た損傷時期の同定及び損傷モードの判別を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る電子部品の耐熱性試験
装置の部分断面正面図、第２図は電子部品が加熱時の変
位と温度の時間変化を示す図、第３図は本発明の他の実
施例に係る電子部品の耐熱性試験装置の断面図、第４図
は本発明のさらに他の実施例に係る電子部品の耐熱性試
験装置の電子部品支持部を示す断面図、第５図は本発明
の一実施例に係る電子部品のはんだ付け実験時損傷検査
装置の断面図、第６図は損傷の判定機能を付加した場合
の本発明の一実施例に係る電子部品の耐熱性試験装置又
ははんだ付け実験時損傷検査装置の信号処理部を示すブ
ロック図、第７図は損傷の判定機能を付加した場合の本
発明の他の実施例に係る電子部品の耐熱性試験装置又は
はんだ付け実験時損傷検査装置の信号処理部を示すブロ
ック図、第８図及び第９図は損傷の判定機能を付加した
場合の本発明のさらに他の実施例に係る電子部品の耐熱
性試験装置又ははんだ付け実験時損傷検査装置の信号処
理部を示すブロック図、第１０図は電子部品加熱時の変
位の時間変化を分類した図、第１１図は第９図の信号処
理部によって電子部品の損傷モードを判別する方法を説
明するためのフローチャート、第１２図は本発明のさら
に他の実施例に係る電子部品の耐熱性試験装置又ははん
だ付け実験時損傷検査装置の変位測定部を示すブロック
図、第１３図は第１２図の変位測定部の動作を説明する
ための変位の時間変化を示す図、第１−４図は本発明の
さらに他の実施例に係る電子部品の耐熱性試験装置又は
はんだ付け実験時損傷検査装置の変位測定部及び信号処
理部を示すブロック図、第１５図は一般的な樹脂封止型
半導体装置の構造を示す透視図、第１６図は第１５図の
樹脂封止型半導体装置のクラック発生メカニズムを示す
断面図である。 １・・半導体素子、２・・・タブ、３・・・リード、４
・・・金属細線、５・・・タブ吊りリード、６・・・リ
ードフレーム、７・・・樹脂、８・・・水蒸気、９・・
・クラック、１０・・・電子部品、１１・・・支持台、
１２・・・ガイド、１３・・・触針、１４・・・赤外線
ヒータ、１５・・・金属片、］６・・・変位検出器、１
７・・・不活性液体、１８・・・容器、１９・・・電気
ヒータ、２０・・・飽和蒸気、２１・・・基板、２２・
・・ケーシング、２３・・・フレーム、２４・・・冷却
水配管、２５・・・真空吸着孔、２６・・・変換増幅器
、２７・・・比較器、２８・・・基準値設定器、２９・
・出力制御装置、３０・・・表示装置、３１・・・警報
発生器、３２・・・微分器、３３・・・演算・制御装置
、３４・・・信号入力装置、３５・・・記憶装置、３６
・・・標￥　ｌ　　図 璃　３　囚 堀　４　圀 羞ヅボンフ。 第　ダ　図 ２２ト１ １て１ζｇ □

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子部品の加熱過程における変形を測定してはんだ
   付け実装時の損傷を検査することを特徴とする電子部品
   の検査方法。 ２、電子部品の変形を測定しつつ加熱を行いその耐熱性
   を試験することを特徴とする電子部品の試験方法。 ３、電子部品のはんだ付け実装時の損傷を検査すべく若
   しくは電子部品の耐熱性を試験すべく電子部品の変形測
   定手段と加熱手段とを併設してなることを特徴とする測
   定装置。 ４、更に電子部品に損傷が発生したと判断する機能を付
   加し、その損傷モード判別基準として変形量の絶対値、
   変形量の単位時間当たりの変化率、若しくはこれらの組
   合せを用いることを特徴とする請求項３の測定装置。 ５、更に測定した変形挙動と基準となる試料の変形挙動
   との差分を算出する機能を付加したことを特徴とする請
   求項３または４の測定装置。