JPH021570A - Inspecting method for circuit board - Google Patents

Inspecting method for circuit board

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JPH021570A
JPH021570A JP63143117A JP14311788A JPH021570A JP H021570 A JPH021570 A JP H021570A JP 63143117 A JP63143117 A JP 63143117A JP 14311788 A JP14311788 A JP 14311788A JP H021570 A JPH021570 A JP H021570A
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Abstract

PURPOSE:To execute a decision by including a temperature difference by setting a tolerance which has added a prescribed value to three times of a square average value of an impedance distribution characteristic of a non-defective substrate, and also, adding a tolerance corresponding to an ambient temperature difference to said tolerance and deciding the quality. CONSTITUTION:The impedance in each measuring point of a circuit board which has been confirmed as a non-defective is measured by a current detector 14, its average value Zmu is set as a reference impedance Zs of a measured value, and also, three times of a square average value sigma of the average value Zmu and impedance measured data, that is, 3sigma is calculated, and a value + or -alpha1=3sigma+ZmuX2% which has added, for instance, 2% of the average value Zmu to said 3sigma is set to a reference data memory 21c as a tolerance to a variance of a test board. Also, an ambient temperature difference DELTAT is detected by a temperature detector 23, and based on this variable DELTAT, the product -alpha2(or +alpha3)=ZmuXk3DELTAT to the average Zmu is added to alpha1 as an impedance variation portion of a diode caused by a variation of ambient temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子部品等が実装された回路基板の良否を
検査する回路基板検査方法に係り、特に周囲温度により
インピーダンスが比較的大きく変化するような素子等が
装着された回路基板に好適な検査方法に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a circuit board inspection method for inspecting the quality of a circuit board on which electronic components, etc. are mounted. The present invention relates to an inspection method suitable for circuit boards on which such elements and the like are mounted.

〔従 来 例〕[Conventional example]

電子部品等が実装された回路基板の検査にインサーキッ
トテスタと称される回路基板検査装置が利用されるよう
になってきた。
BACKGROUND ART Circuit board testing devices called in-circuit testers have come to be used to test circuit boards on which electronic components and the like are mounted.

第6図にその一例が示されているが5例えば信号源1か
ら所定周波数の測定用交流電圧を発し、増幅器2を介し
て被検査回路基板(以下、「テスト基板」と言う。)3
に加えると、同基板3にはそのインピーダンスZXの大
きさに逆比例した電流が流れる。この電流は例えば電流
検出器4に取り込まれて検出され、ここで電圧に変換さ
れたのち測定部5に加えられる。測定部5はこの入力電
圧をディジタル変換するとともにその変換データを利用
して上記テスト基板3のインピーダンス2工を演算によ
り求め、あらかじめメモリに記憶させておいた基準値Z
3と比較する。この場合、下記の式で示されるように所
定の許容差±α内に入っていれば良、許容差外であれば
不良と判定し、判定結果は表示器6などへ表示するよう
になっている。
An example of this is shown in FIG. 6. For example, a signal source 1 emits a measuring AC voltage of a predetermined frequency, and a circuit board to be tested (hereinafter referred to as "test board") 3 is transmitted via an amplifier 2.
In addition, a current flows through the substrate 3 that is inversely proportional to the magnitude of its impedance ZX. This current is taken into and detected by a current detector 4, for example, and is converted into a voltage there and then applied to a measuring section 5. The measuring section 5 digitally converts this input voltage, uses the converted data to calculate the impedance of the test board 3, and calculates the impedance Z of the test board 3, which is stored in the memory in advance.
Compare with 3. In this case, as shown by the formula below, if it is within a predetermined tolerance ±α, it is determined to be good, and if it is outside the tolerance, it is determined to be defective, and the determination result is displayed on the display 6 etc. There is.

「良」の判定  Z9(!≦ZX≦Zs+α「不良」の
判定 Zx<Zs−α 又は Zx>z、+α 〔発明が解決しようとする課題〕 この従来の回路基板検査方法においては、一般に、信号
源1からテスト基板3へ測定用交流電圧を加え、電流検
出器4から出力される電圧の平均値を測定してそのデー
タからインピーダンスZXを求めるようにしている。
Judgment of "good" Z9 (!≦ZX≦Zs+α Judgment of "defective"Zx<Zs-α or Zx>z,+α [Problems to be Solved by the Invention] In this conventional circuit board inspection method, generally, the signal An AC voltage for measurement is applied from the source 1 to the test board 3, the average value of the voltage output from the current detector 4 is measured, and the impedance ZX is determined from the data.

しかしながら、測定対象物が例えばダイオードなどの場
合にはそのインピーダンスが周囲温度の変化により比較
的大きく変わるという温度特性を有している。したがっ
て従来の検査方法においては、温度による影響を大きく
受けるような半導体素子については良否判定に対する適
切な許容差を設定することが困粟であった。
However, when the object to be measured is, for example, a diode, it has temperature characteristics such that its impedance changes relatively significantly due to changes in ambient temperature. Therefore, in conventional inspection methods, it is difficult to set an appropriate tolerance for pass/fail determination for semiconductor devices that are significantly affected by temperature.

この発明は上記の事情に鑑みなされたもので、その目的
は、ダイオードなど特に順方向の低いインピーダンスに
ついてはその本来のバラツキに対する許容差に周囲温度
の影響による変化分を考慮した許容差を自動的に加算し
、正確な良否判定が行えるようにした高精度の回路基板
検査方法を提供することにある。
This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to automatically adjust the tolerance for low impedance, especially in the forward direction, such as a diode, by taking into account the variation due to the influence of ambient temperature in addition to the tolerance for the original variation. It is an object of the present invention to provide a highly accurate circuit board inspection method that allows accurate judgment of pass/fail by adding the above.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明の実施例が示されている第1図を参照すると、
上記の課題を解決するため次に示すイないし二の手段を
備えている。
Referring to FIG. 1, an embodiment of the invention is shown.
In order to solve the above problems, the following means A to II are provided.

イ0例えばあらかじめ良品と確認されているn個の回路
基板について1つの測定点ごとに信号源10から1サイ
クルの測定用交流信号を加え、その正の半波と負の半波
に対する応答信号をそれぞれ積分する積分器17.18
゜ 口0例えば上記積分器17.18から得られる積分電圧
のディジタル変換データにより測定用交流信号の正の半
波と負の半波に対するインピーダンスzsi(i==x
、2.・・・n)を測定してその平均値Zμを求め、こ
の値を当該測定点における基準インピーダンスZ、とじ
て保持する基準データメモリ21c。
For example, one cycle of AC signal for measurement is applied from the signal source 10 to each measurement point on n circuit boards that have been confirmed to be good in advance, and the response signals for the positive half wave and negative half wave are calculated. Integrators 17.18 to integrate respectively
For example, impedance zsi(i==x
, 2. . . . n), obtains the average value Zμ, and holds this value as the reference impedance Z at the measurement point.

ハ、上記測定点におけるn個のインピーダンスデータZ
5iとその平均値Zμ(基準インピーダンスZs)とか
らそれぞれ自乗平均値σを求め、例えばこの自乗平均値
σに基づいて被測定インピーダンスZ、のバラツキに対
する許容差α1を設定するとともに、周囲温度による上
記インピーダンスZXの変化に対して許容差α2もしく
はα、を設定する許容差設定手段21a0 二、テスト基板13のインピーダンス測定時には良品基
板測定時における周囲温度より上がった場合もしくは下
がった場合、その温度差に応じて例えば許容差α2もし
くはα3を上記許容差α1へ自動的に加算し、次の式に
よりインピーダンス比較を行ってテスト基板13の良否
を判定する比較手段21b。
C. n impedance data Z at the above measurement points
5i and its average value Zμ (reference impedance Zs), and for example, based on this root mean square value σ, set the tolerance α1 for the variation in the impedance to be measured Z, and also Tolerance setting means 21a0 for setting the tolerance α2 or α with respect to the change in impedance ZX.2.When measuring the impedance of the test board 13, if the ambient temperature rises or falls from the ambient temperature when measuring the good board, the temperature difference Accordingly, the comparison means 21b automatically adds, for example, the tolerance α2 or α3 to the tolerance α1, and performs impedance comparison according to the following equation to determine the quality of the test board 13.

(判 定 式) 周囲温度が上がった場合 (z p −a、) −ax≦Z、≦(Z μ+ a、
) −a。
(Judgment formula) When the ambient temperature rises (z p - a,) -ax≦Z,≦(Z μ+ a,
) -a.

・・・(1a) 周囲温度が下がった場合 (Zμ−α1)+α、≦ZX≦(Zμ+α、)+α。...(1a) If the ambient temperature drops (Zμ−α1)+α, ≦ZX≦(Zμ+α, )+α.

・・・(1b) (周囲温度に変化が無い場合、α2=α、=0)〔作 
  用〕 上記の手段を備えることにより、テスト基板のインピー
ダンス測定値に温度によって変化する量が含まれていて
もその良否は正しく判定される。
...(1b) (If there is no change in ambient temperature, α2 = α, = 0)
By providing the above means, even if the impedance measurement value of the test board includes an amount that changes depending on temperature, the quality of the test board can be correctly determined.

〔実 施 例〕〔Example〕

上記第1図によると、信号源10として例えば周波数が
1kHzで、1つの測定項目につきsin波形の交流電
圧を1サイクル出力する発振器が設けられており、この
信号源10から発せられる測定用の交流電圧は電流増幅
器12を介してテスト基板13に加えられる。
According to FIG. 1 above, the signal source 10 is provided with an oscillator that outputs a sine waveform AC voltage for one cycle with a frequency of 1 kHz for each measurement item, and the measurement AC voltage emitted from the signal source 10 is A voltage is applied to the test board 13 via a current amplifier 12.

これにより、同基板13にはそのインピーダンスZXの
大きさに逆比例した電流が流れ、例えば電流検出器14
に取り込まれて検出されたのち電圧に変換される。この
実施例においては、電流検出器14はその電流/電圧変
換倍率を切り換えるレンジ設定回路14aを備えており
、このレンジ設定回路14aの切り換え動作は例えばC
PU21からの制御信号によって行われるようになって
いる。すなわち、CPU21はA/Dコンバータ19及
び20のディジタル変換データの大きさを監視し、それ
によって例えば積分器17.18からそれぞれA/Dコ
ンバータに加わる被変換アナログ電圧が所定のレベル範
囲内に入るように上記レンジ設定回路14aを切り換え
る。これにより、電流検出器14においてはその検出電
流がレンジ設定回路14aの指定倍率で電圧に変換され
、例えば次段に設けられた余波整流形の絶対値回路15
により正又は負の一方の極性の脈流電圧にされたのち、
切換制御器11にて駆動されるスイッチ16に加えられ
るようになっている。
As a result, a current flows through the substrate 13 in inverse proportion to the magnitude of the impedance ZX, and for example, the current detector 14
After being captured and detected, it is converted into voltage. In this embodiment, the current detector 14 is equipped with a range setting circuit 14a that switches its current/voltage conversion magnification, and the switching operation of this range setting circuit 14a is, for example, C
This is performed using a control signal from the PU 21. That is, the CPU 21 monitors the magnitude of the digital conversion data of the A/D converters 19 and 20, thereby ensuring that the analog voltages to be converted, which are applied to the A/D converters from the integrators 17 and 18, respectively, fall within a predetermined level range. The range setting circuit 14a is switched as follows. As a result, in the current detector 14, the detected current is converted into a voltage at a magnification specified by the range setting circuit 14a.
After being made into a pulsating voltage of either positive or negative polarity by
It is designed to be applied to a switch 16 driven by a switching controller 11.

この実施例においては、上記信号源10は例えば図示し
ないD/Aコンバータと電圧増幅器とからなり、測定の
都度CPU21から発せられる量子化されたOoから3
60°までの1サイクル、1kl(zのSin波形デー
タをアナログ電圧に変換し、測定用交流定電圧として出
力するようになっている。また。
In this embodiment, the signal source 10 includes, for example, a D/A converter and a voltage amplifier (not shown), and the signal source 10 is composed of, for example, a D/A converter and a voltage amplifier (not shown).
One cycle up to 60°, 1 kl (z sin waveform data is converted to analog voltage and output as AC constant voltage for measurement.

上記切換制御器11は例えば図示しないゼロクロスコン
パレータとフリップフロップを含み、信号源10から発
せられる交流電圧の正の半サイクルと負の半サイクルに
同期して上記スイッチ16を接点A側と接点B側へそれ
ぞれ駆動するようになっている。
The switching controller 11 includes, for example, a zero-cross comparator and a flip-flop (not shown), and switches the switch 16 to the contact A side and the contact B side in synchronization with the positive half cycle and negative half cycle of the AC voltage generated from the signal source 10. It is designed to drive each.

よって、例えば測定用交流電圧の0がらπまでの半サイ
クル期間はスイッチ16が接点A側に駆動され、πから
2πまでの半サイクル期間は接点B側に駆動されるもの
とすると、絶対値回路15がら出力する脈流電圧のうち
、前の半サイクル期間の電圧は例えば積分器17に加え
られ、後の半サイクル期間の電圧は積分器18に加えら
れてそれぞれ積分されることになる。これらの積分電圧
は例えばA/Dコンバータ19.20にてディジタル変
換されCPU21に送られる。CPU21はこれらの積
分電圧データにより測定用交流電圧の正の半波と負の半
波におけるテスト基板13のインピーダンスZ。
Therefore, for example, if the switch 16 is driven to the contact A side during a half cycle period from 0 to π of the measurement AC voltage, and is driven to the contact B side during a half cycle period from π to 2π, the absolute value circuit Of the pulsating current voltages outputted from the oscilloscope 15, the voltage during the previous half cycle period is applied to the integrator 17, for example, and the voltage during the subsequent half cycle period is applied to the integrator 18 and integrated. These integrated voltages are digitally converted by, for example, A/D converters 19 and 20 and sent to the CPU 21. The CPU 21 calculates the impedance Z of the test board 13 in the positive half-wave and negative half-wave of the AC voltage for measurement based on these integrated voltage data.

をそれぞれ演算にて求め、上記判定式(1)により対応
する基準値Zsと比較して良否判定を行い、その結果や
測定データを例えば記録・表示部22へ送るようになっ
ている。
are calculated and compared with the corresponding reference value Zs using the above-mentioned judgment formula (1) to determine the quality, and the results and measurement data are sent to, for example, the recording/display section 22.

次に、第2図を参照しながら上記動作について補足説明
をする。なお、第1図には第2図の(イ)ないしくチ)
の動作を行う箇所に同一の参照符号が付されている。こ
の回路基板検査方法においては上記したようにまず良品
と確認されている回路基板を測定してそのデータをメモ
リに入れ、次にテスト基板を良品基板と同一条件で測定
してそのデータをとり両者を比較するようになっている
Next, a supplementary explanation of the above operation will be given with reference to FIG. In addition, (A) or (C) in Figure 2 is shown in Figure 1.
The same reference numerals are given to the parts where the operations are performed. In this circuit board inspection method, as described above, first measure a circuit board that has been confirmed to be good, store that data in memory, then measure the test board under the same conditions as the good board, and save the data. It is designed to compare.

すなわち、第2図(イ)に示されるように例えば信号源
10から1サイクルの測定用交流電圧が発せられると、
良品基板にはそのインピーダンスZSの大きさに逆比例
した同図(ロ)に示されるような電流が流れる。この電
流は電流検出器14にて検出されたのち電圧に変換され
、同図(ハ)に示されるように絶対値回路15により例
えば負極性の脈流電圧に変換されてスイッチ16に加え
られる。
That is, as shown in FIG. 2(a), for example, when one cycle of measurement AC voltage is emitted from the signal source 10,
A current as shown in the same figure (b) flows through a non-defective board, which is inversely proportional to the magnitude of its impedance ZS. This current is detected by a current detector 14 and then converted into a voltage, and as shown in FIG.

スイッチ16は切換制御器11の出力により同図(ニ)
に示されるように例えばO〜πの正の半波期間は接点A
側に駆動され、π〜2πの負の半波期間は接点B側へ駆
動されるようになっている。よって絶対値回路15から
加えられる0〜π間の電圧は同図(ホ)に示されるよう
に積分器17にて積分され、π〜2π間の電圧は(へ)
に示されるように積分器18にて積分される。これら良
品基板の積分電圧をvs^+VS9とすると、この2つ
の積分電圧は(ト)及び(チ)に示されるようにそれぞ
れA/Dコンバータ19及び20にてディジタル変換さ
れ、CPU21に送られる。CPU21はこれらの積分
電圧データにより測定用交流電圧の正の半波と負の半波
に対する良品基板の基準インピーダンスZμいとZμ8
を演算するとともに、テスト基板のインピ−ダンスのバ
ラツキに対する許容差α1^、α11Iを例えば許容差
設定手段21aにて求める。
The switch 16 is activated by the output of the switching controller 11 (d) in the same figure.
As shown in, for example, during the positive half-wave period from O to π, the contact point A
During the negative half-wave period from π to 2π, the contact B is driven toward the contact B side. Therefore, the voltage between 0 and π applied from the absolute value circuit 15 is integrated by the integrator 17 as shown in (E) of the same figure, and the voltage between π and 2π is (E).
The signal is integrated by an integrator 18 as shown in FIG. Assuming that the integrated voltages of these non-defective boards are vs^+VS9, these two integrated voltages are digitally converted by A/D converters 19 and 20, respectively, as shown in (g) and (h), and sent to the CPU 21. Using these integrated voltage data, the CPU 21 calculates the reference impedances Zμ and Zμ8 of the good board for the positive half-wave and negative half-wave of the AC voltage for measurement.
At the same time, the tolerances α1^ and α11I for the impedance variation of the test board are determined by, for example, the tolerance setting means 21a.

このようにして良品基板の各測定点における基準インピ
ーダンスZμ^(zsA)、Zμ5(ZsB)、許容差
α工A、α□8が例えば許容差設定手段21aにてとり
終わると、テスト基板13について上記と同一方法によ
りそのインピーダンスZXAt zxaが測定され1式
(1)によりデータの比較が行われる。
In this way, when the reference impedance Zμ^ (zsA), Zμ5 (ZsB) and the tolerance αA, α□8 at each measurement point of the non-defective board are taken, for example, by the tolerance setting means 21a, the test board 13 is The impedance ZXAt zxa is measured by the same method as above, and the data are compared using Equation 1 (1).

この場合、式(1)におけるインピーダンスのバラツキ
に対する許容差α1と周囲温度の変化によるインピーダ
ンス変化に対して加算する許容差α2もしくはα3.は
、例えば次の式 %式%(2) にて求めるようになっている。なお、上式中に0゜k2
. k、は定数でΔTは周囲温度の差に関する変数であ
る。
In this case, the tolerance α1 for impedance variations in equation (1) and the tolerance α2 or α3 added for impedance changes due to changes in ambient temperature. is determined, for example, using the following formula (2). In addition, in the above equation, 0°k2
.. k is a constant and ΔT is a variable related to the difference in ambient temperature.

まず、許容差α1について第3図を参照しながら説明す
ると、横軸のZμは例えば良品基板n個の同一測定点に
おいて測定したインピーダンスZ、iの平均値であって
、すなわちその測定点の基準インピーダンスZ、を表し
、その両側は平均値からの偏差を表している。また、縦
軸には供試基板の数すなわち測定データの数を基準化し
て示しである。
First, to explain the tolerance α1 with reference to FIG. 3, Zμ on the horizontal axis is the average value of the impedance Z, i measured at the same measurement point of n non-defective substrates, that is, the standard of that measurement point. represents the impedance Z, and both sides represent the deviation from the average value. The vertical axis shows the number of test boards, that is, the number of measurement data.

同図において、平均値Zμは (i=1.2.  ・・・n) であり、nを適当な大きさにすると各偏差値に対する基
板の数の分布状態は例えば実線で示されるように平均値
Zμに対して左右対称の正規分布に近似する。よって、
その自乗平均値σをσ=((1/n)   Σ  (Z
s i   Z p )2)””i=1 から求めると、供試基板数の99%強が±3σの範囲内
に入り、この範囲から外れる数はよく知られているよう
に1%以下となる。
In the figure, the average value Zμ is (i = 1.2...n), and if n is set to an appropriate value, the distribution state of the number of substrates for each deviation value will be the average as shown by the solid line. Approximate a normal distribution that is symmetrical with respect to the value Zμ. Therefore,
The root mean square value σ is calculated as σ=((1/n) Σ (Z
s i Z p )2)""When calculated from i=1, over 99% of the number of test boards falls within the range of ±3σ, and as is well known, the number outside this range is less than 1%. Become.

この場合、供試基板にはすべて良品が用いられているの
で、3σから外れた1%以下の数も良品として判定する
必要がある。そこでこの実施例においては測定誤差等も
考慮し、例えば式(2)のに1を3、k2を2%とおき
、 α、=3 cr+0.02Zu(Ω〕・・・・・・(2
a)あるいは α1=(3σ/Zμ+0.02) X 100(%〕 
・・・・・・(2b)に設定されている。
In this case, since all the test boards used are non-defective products, it is necessary to determine that the number of deviating from 3σ of 1% or less is also a non-defective product. Therefore, in this embodiment, measurement errors are taken into account, and for example, in equation (2), 1 is set to 3 and k2 is set to 2%, α, = 3 cr + 0.02 Zu (Ω)... (2
a) Or α1=(3σ/Zμ+0.02) X 100(%)
......(2b) is set.

ここで1例えばテスト基板のインピーダンス分布が第3
図の点線で示されるようになっているものとすると、こ
の許容差α1を適用することによりそのバラツキに対す
る良否の検査を十分な精度で行うことができる。
Here, 1. For example, the impedance distribution of the test board is
Assuming that it is as shown by the dotted line in the figure, by applying this tolerance α1, it is possible to perform a pass/fail test for the variation with sufficient accuracy.

次に、インピーダンスの温度特性に対する許容差α!(
α、)について第4図を参照しながら説明すると、同図
(A)に示されるように良品基板とテスト基板を例えば
同じ周囲回度Tで測定した場合。
Next, the tolerance α for the temperature characteristics of impedance! (
α, ) will be explained with reference to FIG. 4. As shown in FIG. 4 (A), a non-defective board and a test board are measured at, for example, the same circumferential rotation T.

インピーダンスの中心値2μ及び各偏差値に対応するデ
ータ数の分布状態は上記第3図と同様になる。
The distribution state of the number of data corresponding to the central value 2μ of impedance and each deviation value is the same as that shown in FIG. 3 above.

このテスト基板を例えば上記と異なる周囲温度T+ΔT
、T−ΔTにて測定したらそれぞれ中心値をZX’tz
、1とする分布になったとすると、この実施例において
は上記第3図に示されている基板本来のバラツキに対す
る許容差α1へ中心値Zμからのズレ−α2又は+α3
を自動的に加算し、周囲温度が変化してインピーダンス
が変わっても良品を不良と誤判定することが無いように
されている。
For example, if this test board is placed at an ambient temperature T+ΔT different from the above,
, when measured at T-ΔT, the center value is ZX'tz
, 1, in this embodiment, the deviation from the center value Zμ is -α2 or +α3 to the tolerance α1 for the inherent variation of the substrate shown in FIG. 3 above.
is automatically added to prevent a non-defective product from being mistakenly judged as defective even if the ambient temperature changes and the impedance changes.

この許容差は次のようにして求められる。第4図(B)
にはダイオードの電圧−電流特性が示されているが、ダ
イオードに順方向の電圧VFを加えたとき流れる電流を
I、とすると、この電流I、は一般に次式で表されてい
る。
This tolerance is determined as follows. Figure 4 (B)
shows the voltage-current characteristics of a diode, and if the current that flows when a forward voltage VF is applied to the diode is I, this current I is generally expressed by the following equation.

Ip=Is(exP((IVr/kT)  1)−−(
4)ここで、 Is:逆方向電圧を加えたときの飽和電流(A)q:電
子の電気量 1.6X10−”(C)k:ボルツマン定
数 1.38 X 10−” (J / K)T:周囲
温度(K) である。
Ip=Is(exP((IVr/kT) 1)--(
4) Here, Is: Saturation current (A) when reverse voltage is applied q: Electricity of electron 1.6X10-" (C) k: Boltzmann constant 1.38 X 10-" (J/K) T: ambient temperature (K).

式(4)から明らかなように、この電・流IFは加える
電圧V、が一定とすると周囲温度Tを変数として指数関
数的に変化し、常温付近における一例が第4図(C)に
示されている。同図は周囲温度TをそれぞれT1.T2
.T3(T□> T −> T s )とした場合の電
圧−電流特性の例であるが、周囲温度の変化IK当り約
2.0〜2.5mVの負の温度係数を有し、温度差に比
例した間隔で横軸に沿いほぼ平行移動することが知られ
ている。なお、式(4)の飽和電流Isも温度Tによっ
て変化し、10℃高くなると電流がほぼ2倍になること
が知られている。よって、電流の変化をインピーダンス
の変化に置き換えれば周囲温度とインピーダンスとの関
係が求まる。
As is clear from equation (4), if the applied voltage V is constant, the current IF changes exponentially with the ambient temperature T as a variable, and an example near normal temperature is shown in Figure 4 (C). has been done. In the figure, the ambient temperature T is T1. T2
.. This is an example of the voltage-current characteristic when T3 (T□>T ->Ts) has a negative temperature coefficient of about 2.0 to 2.5 mV per change in ambient temperature IK, and the temperature difference It is known that the axis moves approximately in parallel along the horizontal axis at intervals proportional to . It is noted that the saturation current Is in equation (4) also changes depending on the temperature T, and it is known that when the temperature increases by 10° C., the current almost doubles. Therefore, by replacing changes in current with changes in impedance, the relationship between ambient temperature and impedance can be determined.

そこで、この装置の動作温度範囲を例えば5〜40℃と
すると、飽和電流I3は上記したように周囲温度10℃
の変化に対して2倍(もしくは1/2)になることから
、実用上例えば Isn” l5(n−1+X 2’τjl−7n−1)
/1G  、、、 、、、 、、、 (5)(n=1.
2,3.・・・) と近似することができる。
Therefore, if the operating temperature range of this device is, for example, 5 to 40°C, the saturation current I3 will be 10°C at the ambient temperature, as described above.
In practice, for example, Isn" l5(n-1+X 2'τjl-7n-1)
/1G , , , , , , (5) (n=1.
2, 3. ) can be approximated as

ここで、良品基板測定時の標準周囲温度を簡単化のため
例えば23℃(300K )とすると、このときの飽和
電流I 5(xi )に対して動作上限温度40℃(3
13K )における飽和電流Is’(4a)は、■、(
4゜)=工、(2,、X 2 (40−23)/i(1
与I 5(23) X 3.3      ・・・・・
・・・・(6)動作下限温度5℃(278K>  にお
ける飽和電流工。
Here, if the standard ambient temperature at the time of measuring a good board is, for example, 23°C (300K) for simplicity, then the operating upper limit temperature is 40°C (300K) for the saturation current I 5 (xi) at this time.
The saturation current Is'(4a) at 13K) is
4゜) = engineering, (2,,X 2 (40-23)/i(1
Given I 5 (23) X 3.3 ・・・・・・
...(6) Saturation current at a lower operating temperature of 5°C (278K>).

(G)は、 I!1(S)= I!1(231X 2(s”””押1
s<xx)73.5      ・・・・・・・・・(
7)となる。
(G) is I! 1(S)=I! 1(231X 2(s"""Press 1
s<xx)73.5 ・・・・・・・・・(
7).

よって、標準温度23℃に対する上限温度40℃の順方
向の電流比をΔIF1とすると、 ΔI P1= I P(4◎>/Iv(zs>であるか
ら、測定用電圧V、を例えば0.35Vとし、式(6)
を式(4)に代入することにより、ΔIFl= IP(
4111(exp(qVr/313k)  1 ) /
I 8Tai > (exp(qVr/ 300 k 
) −1)弁1.8           ・・・・・
・・・・(8)また、標準温度23℃に対する下限温度
5℃の電流比をΔIFtとすると、 ΔI F2 = I F(S )/ I P(23)で
あるから、式(7)を式(4)に代入して、ΔIrz=
Ir(s>(exp(qVp/278k)  1)/I
 8(2a )(19XP(’IVF/ 300 k 
)  1 )句0.78          ・旧・・
・・・(9)を得る。
Therefore, if the forward current ratio at the upper limit temperature of 40°C to the standard temperature of 23°C is ΔIF1, then ΔI P1= I P(4◎>/Iv(zs>), so the measurement voltage V is set to 0.35V, for example. and equation (6)
By substituting ΔIFl=IP(
4111(exp(qVr/313k) 1) /
I 8Tai > (exp(qVr/ 300k
) -1) Valve 1.8...
(8) Also, if the current ratio at the lower limit temperature of 5°C to the standard temperature of 23°C is ΔIFt, then ΔIF2 = IF(S)/IP(23), so equation (7) can be transformed into equation Substituting into (4), ΔIrz=
Ir(s>(exp(qVp/278k) 1)/I
8(2a)(19XP('IVF/300k
) 1) Phrase 0.78 ・Old...
...(9) is obtained.

標準温度と上限温度及び下限温度におけるインピーダン
スをそれぞれz(23)、 z(4゜l + Z (s
 ) トすると、標準温度に対する上、下限温度のイン
ピーダンス比は式(8)、 (9)で得られた値の逆数
となるから、 Z(4゜+/ Z(2,)= 1 /1.8″:0.5
6/ 1      ・・・・・・・・・(10)Z 
(51/ Z (23) = 110.78押1.3/
 1        ・・・・・・・・・(11)なお
、ちなみに下限温度と上限温度のインピーダンス比は Z (s )/ Z (4a )勿2.3/ 1   
   ・1旧・・(12)となる。
The impedance at the standard temperature, upper limit temperature, and lower limit temperature are respectively z (23) and z (4゜l + Z (s
) Then, the impedance ratio of the upper and lower temperature limits to the standard temperature becomes the reciprocal of the value obtained by equations (8) and (9), so Z(4°+/Z(2,)=1/1. 8″: 0.5
6/ 1 ・・・・・・・・・(10)Z
(51/ Z (23) = 110.78 press 1.3/
1 ・・・・・・・・・(11) Incidentally, the impedance ratio between the lower limit temperature and the upper limit temperature is Z (s)/Z (4a) of course 2.3/1
・1 old...(12).

周囲温度の変化によるインピーダンスの増減は上記した
ようにほぼ指数関数に沿って曲線的に変化するが、実用
上はこれを直線に近似させても特に支障はない。
As described above, the increase and decrease in impedance due to changes in ambient temperature changes in a curved manner almost along an exponential function, but in practice, there is no particular problem in approximating this to a straight line.

よって、この実施例においては周囲温度が標準温度から
高くなる方向について例えば1℃当りの加算値に、を に、= (0,56−1) / (40−23)弁−2
,6[%] =−2μX0.026 [Ω] とし、周囲温度にΔTの差がある場合にはα、=に、X
ΔT=−Z μX0.026XΔT  [Qコ・・・・
・・・・・(13a) あるいは αt=−2.6xΔT[%]     ・1旧・・(1
3b)を加算するようにしている。
Therefore, in this embodiment, in the direction in which the ambient temperature increases from the standard temperature, for example, the additional value per 1°C is: = (0,56-1) / (40-23) valve-2
,6 [%] = -2μX0.026 [Ω], and if there is a difference of ΔT in the ambient temperature, α, =
ΔT=-Z μX0.026XΔT [Q...
......(13a) Or αt=-2.6xΔT[%] ・1 old...(1
3b) is added.

周囲温度が標準温度より下がる方向については例えば1
℃当りの加算値に3を に、= (1,3−1)/ (23−5)弁1.7[%
] =ZμX0.017 [Ωコ        ・・・・
・・・・・(14)とし、同様にΔTの温度差がある場
合にはα、=、に、XΔT=ZμX O,017XΔT
[Ω]・・・・・・・・・(15a) あるいは α、=1.7XΔT[%]      ・・・・・・・
・・(15b)を加算するようにしている。
For example, 1 for the direction in which the ambient temperature falls below the standard temperature.
Add 3 to the additional value per °C, = (1, 3-1) / (23-5) valve 1.7 [%
] =ZμX0.017 [Ωko...
...(14), and similarly if there is a temperature difference of ΔT, then α, =, XΔT=ZμX O, 017XΔT
[Ω]・・・・・・・・・(15a) Or α,=1.7XΔT[%] ・・・・・・・・・
...(15b) is added.

なお、インピーダンスのばらつきを表す3σの値が比較
的大きく、温度変化による加算値をそれほど細かく設定
する必要が無い場合には、式(12)の値を利用して例
えば1℃当り一律的にJ= (2,3−1)/(40−
5) へ4 [%コ =ZμX0.04 [Ω]      ・・・・・・・
・・(16)とし、許容差α8もしくはα3を a、=  Z μX0.04XΔT[Ω];−4×ΔT
[%]     ・・・・・・・・・(17a)a a
 ;−Z u X O,04XΔT[Ω]=4XΔT[
%]      ・・・・・・・・・(17b)として
加算するようにしてもよい、この場合、良品基板を測定
するifA準温度は動作温度範囲内ならば何度であって
もよく、実用上便利である。
Note that if the value of 3σ, which represents impedance variation, is relatively large and there is no need to set the additional value due to temperature change very precisely, use the value of equation (12) to uniformly calculate J per 1°C. = (2,3-1)/(40-
5) To4 [%co=ZμX0.04 [Ω] ・・・・・・・・・
...(16), and the tolerance α8 or α3 is a, = Z μX0.04XΔT [Ω]; -4×ΔT
[%] ・・・・・・・・・(17a)a a
;-Z u X O, 04XΔT[Ω]=4XΔT[
%] ・・・・・・・・・(17b) In this case, the ifA quasi-temperature at which a good board is measured may be any temperature as long as it is within the operating temperature range; It is convenient.

上記J、 k2. k、、α0.α2.α、等の値は一
例を示したものであり、装置の使用者側が基板検査の実
状に合せて適宜に定めてもよいことは当然である。例え
ば上記は周囲温度が変わってもインピーダンスの分布特
性(ばらつきの広がり幅)は変化しない場合におけるα
8.α、の設定例であるが、実際には変化することもあ
るのでその程度によってはα2.α3の値を調整するこ
とも必要となる。
J above, k2. k,,α0. α2. The values of α, etc. are shown as an example, and it goes without saying that the user of the apparatus may appropriately determine the values according to the actual situation of board inspection. For example, the above is α when the impedance distribution characteristics (width of variation) do not change even if the ambient temperature changes.
8. This is an example of setting α, but it may change in reality, so depending on the degree, α2. It is also necessary to adjust the value of α3.

また、応用例の1つとして許容下限値と許容上限値(第
4図(A)のP、Q)を適宜設定することにより、温度
変化に起因する装着部品のショート、オープン等の検出
も可能である。
In addition, as an example of application, by appropriately setting the allowable lower limit value and allowable upper limit value (P, Q in Figure 4 (A)), it is possible to detect short circuits, opens, etc. of installed parts caused by temperature changes. It is.

なお、ΔTは上記したように良品基板検査時とテスト基
板検査時における周囲温度の差であって、この実施例で
は例えば温度検出器23がそれを検出して測定部21ヘ
データを入力するようになっているが、室内の温度計な
どから読み取った値をマニアルで入力するようにしても
よい。
Note that, as described above, ΔT is the difference in ambient temperature between the inspection of a non-defective board and the time of inspection of a test board, and in this embodiment, for example, the temperature detector 23 detects it and inputs the data to the measurement section 21. However, it is also possible to manually enter the value read from an indoor thermometer.

ちなみに、第5図には許容差の自動設定をCPU21に
て制御する場合の一例が流れ線図で示されている。
Incidentally, FIG. 5 shows a flow diagram of an example in which automatic setting of tolerances is controlled by the CPU 21.

〔効   果〕〔effect〕

、以上、詳細に説明したように、この発明においては良
品と確認されている回路基板の各測定点におけるインピ
ーダンスを測定し、その平均値Zμを当該測定値の基準
インピーダンスZ8とするとともに平均値Zμと上記イ
ンピーダンス測定データとの自乗平均値σの3倍すなわ
ち3σを算出し、この3σに例えば平均値Zμの2%を
加えた値上α、=3σ+Zμ×2%をテスト基板のバラ
ツキに対する許容差として設定するようになっている。
As described above in detail, in the present invention, the impedance at each measurement point of a circuit board that has been confirmed to be good is measured, and the average value Zμ is set as the reference impedance Z8 of the measured value, and the average value Zμ Calculate three times the root mean square value σ of the impedance measurement data and the above impedance measurement data, that is, 3σ, and add 2% of the average value Zμ to this 3σ, for example, α, = 3σ + Zμ × 2% as the tolerance for variations in the test board. It is now set as .

また、良品基板検査時とテスト基板検査時における周囲
温度の差ΔTを検出し、この変数ΔTと動作周囲温度T
に関連する既知の定数に1.及び上記当該測定点におけ
るインピーダンス平均値Zμとの積−α2(又は+α3
)=ZμXk、ΔTを周囲温度の変化によるダイオード
のインピーダンス変化分として上記α、へ自動的に加算
するようになっている。
In addition, the difference ΔT in ambient temperature between the inspection of the non-defective board and the test board is detected, and this variable ΔT and the operating ambient temperature T
1 to the known constants associated with . and the product of the above impedance average value Zμ at the relevant measurement point - α2 (or +α3
)=ZμXk, ΔT is automatically added to the above α as a change in impedance of the diode due to a change in ambient temperature.

したがってこの回路基板検査方法によれば、テスト基板
が有する本来のインピーダンスのバラツキに対してはも
とより、周囲温度差に起因するインピーダンスの変化も
含めて正確な良否判定を自動的に行うことができる。
Therefore, according to this circuit board testing method, it is possible to automatically perform accurate pass/fail judgments, taking into account not only variations in the original impedance of the test board but also changes in impedance caused by differences in ambient temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図ないし第5図はこの発明の実施例に係り、第1図
はこの発明が適用された回路基板検査装置の構成の一例
を示すブロック線図、第2図は各部の動作説明図、第3
図は良否判定許容差α1の設定原理説明図、第4図(A
)ないし第4図(C)は温度変化に対する加算許容差α
2(α3)の設定原理説明図、第5図は許容差α1.α
2(α3)をCPUにて自動的に設定する場合の一例を
示すフローチャート、第6図は従来装置の構成を示すブ
ロック線図である。 図中、10は信号源、13は被検査回路基板、14は電
流検出器、14aはレンジ設定回路、17.18は積分
器、 19゜ 20はA/Dコンバータ、 21はCPUで ある。 特 許 出 願 人 日置電機株式会社
1 to 5 relate to embodiments of the present invention; FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a circuit board inspection device to which the present invention is applied; FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of each part; Third
The figure is an explanatory diagram of the principle of setting the pass/fail judgment tolerance α1, and Fig. 4 (A
) to Figure 4 (C) are the addition tolerance α for temperature changes.
2 (α3), and Fig. 5 is an explanatory diagram of the setting principle for the tolerance α1.2 (α3). α
2(α3) is automatically set by the CPU, and FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a conventional device. In the figure, 10 is a signal source, 13 is a circuit board to be inspected, 14 is a current detector, 14a is a range setting circuit, 17 and 18 are integrators, 19° and 20 are A/D converters, and 21 is a CPU. Patent applicant Hioki Electric Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)信号源から被検査回路基板に測定用交流信号を加
えて得られる応答信号を所定のレンジにより電圧に変換
して積分し、そのディジタル変換データによりCPUに
て上記基板の所定測定点におけるインピーダンスを測定
するとともに該測定値をあらかじめ良品基板から取り込
んだ基準値と比較し、所定の許容差内にあるか否かによ
り上記基板の良否を判定する回路基板検査方法において
、上記基板のインピーダンスのバラツキに対しては上記
良品基板のインピーダンス分布特性の3σに所定値を加
えた許容差を設定し、上記基板インピーダンスの温度に
よる変化に対しては該インピーダンス測定時と上記良品
基板のインピーダンス測定時との周囲温度差に応じた許
容差を上記許容差に自動的に加算して良否判定を行うこ
とを特徴とする回路基板検査方法。
(1) A response signal obtained by applying an AC signal for measurement from a signal source to a circuit board under test is converted into a voltage using a predetermined range and integrated, and the digital conversion data is used by a CPU to generate a signal at a predetermined measurement point on the board. In a circuit board inspection method that measures impedance and compares the measured value with a reference value taken in advance from a non-defective board, and determines the quality of the board based on whether the impedance is within a predetermined tolerance, the impedance of the board is measured. For variations, a tolerance is set by adding a predetermined value to 3σ of the impedance distribution characteristic of the above-mentioned good board, and for changes in the above-mentioned board impedance due to temperature, a tolerance is set for the impedance measurement time and the impedance measurement time of the above-mentioned good board. A circuit board inspection method characterized by automatically adding a tolerance according to an ambient temperature difference to the tolerance to determine pass/fail.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4103566A1 (en) * 1990-02-06 1991-08-22 Nissan Motor SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING MULTIPLEX COMMUNICATIONS BETWEEN MASTER STATION AND RECEIVING STATIONS
DE4103566C2 (en) * 1990-02-06 1994-02-17 Nissan Motor Device and method for controlling multiplex communication between a master station and several receiving stations

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