JPH0652292B2 - 実装基板上のｉｃ部品の端子挿入状態判定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はプリント基板に実装したＩＣ部品の端子の挿入
状態を判定する方法に関する。

従来の技術 近年、ＩＣ部品を実装したプリント基板は小形化と量産
化に適するため、種々の電子装置に採用され、需要が著
しく増加している。しかし、その使用に際してはＩＣ部
品の実装状態を常に厳しく検査する必要がある。何故な
ら、適正に実装されていないと、ＩＣ部品の単なる損傷
に止まらず、装置全体の破壊に至ったりするからであ
る。このため、ＩＣ部品の各端子をプリント基板のリー
ド穴に挿入し、半田付けして実装した後、その挿入状態
が正常か、誤りかを検査する。尤も、一般にＩＣ部品は
その表裏を明確に区別できる形状となっており、電源端
子と接地端子とは対称の位置にある。従って、通常は電
源端子と接地端子とが逆に挿入されていないか検査すれ
ば済むことになる。

例えば、インサーキットテスタを用いる場合、一般には
ＩＣ部品に含まれるＴＴＬ回路等に付いている入力クラ
ンプダイオードやトランジスタのコレクタと接地間にあ
るサブストレートダイオード等の寄生保護ダイオードが
作る電流路を利用し、プローブの接触によりＩＣ部品の
電源端子又は接地端子と入力端子又は出力端子との間に
定電流源を与えて電流を流し、その端子間の電圧（電位
差）を測定して正常挿入か誤挿入（逆挿入）かを検査す
る。即ち、正常挿入時の端子間電圧を先に測定して基準
にし、その基準電圧と対応する検査による測定電圧とを
比較して、両電圧の違いから誤挿入を検出する。ところ
が、プリント基板に実装されたＩＣ部品の場合、測定に
はＩＣ部品の端子につながっている他の回路が影響し、
正常挿入、誤挿入の電圧値に僅かの差、例えば数ｍＶし
か差が発生しないことが多い。このため、インサーキッ
トテスタを用いても、実装基板におけるＩＣ部品の端子
誤挿入を検出するのは容易でない。

そこで、本出願人は先に昭和６２年特許願第３２７５９
８号として、検査の対象となるプリント基板に実装した
電源端子、接地端子、入力端子、及び出力端子を有する
ＩＣ部品に対し、両電源電圧の和はそのＩＣ部品に含ま
れる保護ダイオードの立ち上り電圧より大きいが、各電
源電圧単独ではその立ち上り電圧より小さくなる第１電
源と第２電源とを用い、第１電源電圧を電源端子と接地
端子とに印加し、第２電源電圧を電流計を介して電源端
子又は接地端子と入力端子又は出力端子とに印加し、電
流計の指示により実装基板上のＩＣ部品各端子のプリン
ト基板に対する挿入状態を検出し、その電流値と先に正
常挿入されたＩＣ部品を有する良品基板を用いて測定し
ておいた基準となる正常挿入時の電流値とを比較し、正
常挿入時と誤挿入時とで電流値が大きく異なることを利
用して正常挿入、誤挿入を判定する方法を提示し、実施
する場合には第２電源と電流計を接続するランド（リー
ド穴の周囲にあるパターン）を選び、正常挿入時に電流
計が指示する測定値を大きくし、誤挿入時には小さくほ
ぼ零にすると好都合になる旨を述べた。そして、更に平
成１年特許願第１０４１９１号として、正常挿入時の測
定値に補正を行って判定基準値を設定し、検査時の測定
値がその判定基準値以上の時には正常挿入、その値より
小さい時には誤挿入と判定する旨を述べた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このように実装基板上のＩＣ部品の端子
挿入状態を判定する際に、ＩＣ部品に含まれる保護ダイ
オードは半導体であるため、温度の影響を受け易く、周
囲温度が変化すると測定値が大きく変化することにな
る。例えば３社製の同様なＴＴＬ標準ロジックＩＣでは
周囲温度が１０℃から３０℃に変化すると、それぞれ電
流値が６０μＡから２００μＡへ、５０μＡから１
８０μＡへ、５０μＡから２００μＡへと変化する。
そこで、判定基準値は温度の変化と製品ばらつきを合せ
て考慮することにより、正常挿入時の測定値を補正して
大幅に値を下げ、例えば測定値の３割に設定する。この
ため、予想以上に温度変化が大きいと、判定基準値が固
定値であるために対応できず、正常挿入を誤挿入と判定
し易い。又、判定基準値を下げ過ぎると、今度は誤挿入
を正常挿入と判定し易くなる。なお、温度変化によって
電流値が大きく変化するのはダイオードの正方向即ち正
常挿入時の測定であり、逆方向ではほとんど変化しな
い。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたも
のであり、判定基準値を周囲温度の変化に応じた値に設
定することによって、正確に実装基板上のＩＣ部品の端
子挿入状態を判定する方法を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための手段を、以下実施例に対応す
る第１図を用いて説明する。

この実装基板上のＩＣ部品の端子挿入状態判定方法はプ
リント基板に実装した電源端子１８、接地端子２０、入
力端子２２、及び出力端子２４を有するＩＣ部品１０に
対し、両電源電圧の和はそのＩＣ部品１０に含まれる保
護ダイオード２６、２８、３０、３２の立ち上り電圧よ
り大きいが、各電源電圧単独ではその立ち上り電圧より
小さくなる第１電源１２と第２電源１４とを用い、第１
電源電圧を電源端子１８と接地端子２０とに印加し、第
２電源電圧を電流計１６を介して電源端子１８又は接地
端子２０と入力端子２２又は出力端子２４とに印加し、
電流計１６が指示する測定値により、正常挿入されたＩ
Ｃ部品１０ａを有する良品基板におけるＩＣ部品１０ａ
の測定値を得て、その測定値に補正を行って判定基準値
を設定し、他に被検査基板におけるＩＣ部品１０ｂの測
定値を得て、その測定値を判定基準値と比較して、ＩＣ
部品１０ｂの各端子のプリント基板に対する正常挿入、
誤挿入を判定するものである。その際、上記各測定時に
は標準となるＩＣ部品３４を用いて同様に接続し、良品
基板におけるＩＣ部品１０ａの測定値を得て判定用基本
値を決定すると共に、その測定と同じ温度条件下で得た
標準ＩＣ部品３４の測定値を温度補正用基本値に決定
し、他に被検査基板におけるＩＣ部品１０ｂの測定値を
得ると共に、その測定と同じ温度条件下で標準ＩＣ部品
３４の測定値を得た後、その標準ＩＣ部品３４の測定値
を温度補正用基本値と比較して温度による値の変化率を
求め、その変化率で判定用基本値を温度補正し、更に製
品のばらつき補正を施して判定基準値を設定し、被検査
基板におけるＩＣ部品１０ｂの測定値を判定基準値と比
較して、その測定値が判定基準値以上の時には正常挿
入、その値より小さい時には誤挿入と判定する。

作用 上記のように構成すると、標準ＩＣ部品３４を用いるこ
とにより、基板検査時の周囲温度が良品基板測定時の周
囲温度と異なっていても、各測定時毎に同じ温度条件下
でそれぞれ標準ＩＣ部品３４の測定値を得ているため、
標準ＩＣ部品３４の温度による測定値の変化率を求め、
その変化率で良品基板測定時の判定用基本値を補正し
て、温度が不明でもその値を基板検査時の周囲温度に合
せることができる。そこで、標準ＩＣ部品３４には被検
査基板に備えられるＩＣ部品１０ｂの温度特性に類似し
た温度特性のものを採用するとよい。このように基板検
査時の周囲温度が不明でも判定用基本値を温度変化に応
じて補正できるため、一律に考慮するのは製品のばらつ
きに基づく補正のみとなり、好適な判定基準値が得られ
る。

実施例 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例を説明す
る。

第１図は本発明による実装基板上のＩＣ部品の端子挿入
状態判定方法をＩＣ部品を実装した基板に適用し、その
端子間電流を測定する回路図である。図中、１０はプリ
ント基板に実装したＩＣ部品、１２は第１電源、１４は
第２電源、及び１６は電流計である。なお、図にはプリ
ント基板に対してＩＣ部品１０を正常挿入した場合を示
している。このＩＣ部品１０はその外部に電源端子１
８、接地端子２０、入力端子２２、及び出力端子２４を
有する。しかも、その内部には通常第２図(a)に示すよ
うに電源、接地、出力の各端子１８、２０、２４に対し
ては等価回路的に２個の保護ダイオード２６、２８を含
んでいる。但し、両端子１８、２０の間に、各カソード
を電源端子側に向けて直列に接続した上、その中間点を
更に出力端子２４と接続する。又、第２図(b)に示すよ
うに電源、接地、入力の各端子１８、２０、２２に対し
ては等価回路的に２個の保護ダイオード３０、３２を含
んでいる。但し、両ダイオード３０、３２は電源、接地
の両端子１８、２０の間に、各カソードを電源端子側に
向けて直列に接続した上、その中間点を入力端子２２に
接続する。

このようなＩＣ部品１０のプリント基板に対する各端子
１８、２０、２２、及び２４の挿入状態を検査するには
第１電源１２を電源端子１８と接地端子２０とに接続
し、第２電源１４を電流計１６を介して電源端子１８又
は接地端子２０と入力端子２２又は出力端子２４に接続
する。尤も、正常挿入時には第２図(a)の回路構成とな
るが、誤挿入（逆挿入）されていると、第２図(b)の回
路構成となり、第１電源１２は位置が入れ代った電源端
子１８と接地端子２０に接続され、第２電源１４と電流
計１６は接地端子２０と入力端子２２に接続される。こ
れらの回路構成によりＩＣ部品１０の端子挿入状態の判
定、即ち電源端子１８と接地端子２０との逆挿入の検出
に上述したダイオードの正、逆方向特性を利用すること
ができる。そこで、両電源電圧の和は各ダイオード２
６、２８、３０、３２の立ち上り電圧より大きくする
が、各電源電圧単独ではその立ち上り電圧より小さくす
る。例えばシリコンダイオードであれば、その立ち上り
電圧が０．６Ｖ程であるから、第１電源１２の電圧を
０．４Ｖ程に、第２電源１４の電圧を０．２Ｖ程にす
る。

このため、正常挿入時には保護ダイオード２８の正方向
に両電源電圧の和が加わり、それが立ち上るので、電流
計１６には矢印方向に大きな電流が流れる。又、逆挿入
時には保護ダイオード３０が正方向には第２電源電圧が
加わり、保護ダイオード３２には逆方向に両電源電圧の
和が加わるため、それらは立ち上らず、電流計１６には
矢印方向に点線に沿ってほんの僅かの電流が流れるだけ
である。

そこで、検査の対象となる実装基板におけるＩＣ部品１
０の各端子１８、２０、２２、２４の挿入状態を判定す
る際には、先ずその良品基板でＩＣ部品１０ａの正常挿
入時の電流を測定し、その値を判定用基本値Ｉに決定す
る。その際、同じ温度Ｔの条件下でＩＣ部品１０ａに代
えて標準となるＩＣ部品３４を用いて同様に接続し、そ
の測定値を温度補正用基本値Ｉｔに決定する。次に、良
品基板に代えて、ＩＣ部品各端子の挿入状態が不明の被
検査基板を同様に接続し、そのＩＣ部品１０ｂの測定値
Ｉ１を得る。その際、やはり同じ温度Ｔ１の条件下でＩ
Ｃ部品１０ｂに代えて標準ＩＣ部品３４を用い、同様に
接続して測定値Ｉt1を得る。その後、標準ＩＣ部品３４
の測定値Ｉt1を温度補正用基本値Ｉｔと比較し、温度に
よる値の変化率Ｑ＝Ｉt1／Ｉｔを求める。その変化率Ｑ
を判定用基本値Ｉに乗算して温度補正すると、その値
Ｉ′はＩ′＝Ｉ・Ｑとなる。例えばＩｔが５０μＡでＩ
t1が１５０μＡであると、Ｑは３となる。従って、Ｉが
６０μＡだとＩ′は１８０μＡになる。

このように検査時の周囲温度Ｔ１が良品基板測定時の周
囲温度Ｔと異なっていても、各測定時毎に同じ温度Ｔ、
Ｔ１の条件下でそれぞれ標準ＩＣ部品３４の測定値Ｉ
ｔ、Ｉt1を得ているため、標準ＩＣ部品３４の温度によ
る測定値の変化率Ｑを求め、その変化率Ｑで良品基板測
定時の判定用基本値Ｉを補正して、温度Ｔ、Ｔ１が不明
でもその値Ｉ′を基板検査時の周囲温度Ｔ１に合せるこ
とができる。そこで、標準ＩＣ部品３４には被検査基板
に備えられるＩＣ部品１０ｂの温度特性に類似した温度
特性のものを採用するとよい。当然、温度特性の全て異
なるものは使えない。なお、検査の対象となる基板の種
類が異なっていても、そこに備えられているＩＣ部品の
温度特性が大きく異ならないかぎり、標準ＩＣ部品は共
用できる。しかも、基板検査時の周囲温度Ｔ１が先に温
度補正した時の周囲温度と多少異なっていても、通常は
その都度温度補正をする必要性はなく、先の温度補正し
た値を共用できる。従って、基板検査時の周囲温度が不
明でも判定用基本値を温度変化に応じて適宜補正でき
る。

次に、判定用基本値Ｉを温度補正した値Ｉ′に対し、更
に製品のばらつきに基づく補正を行うと、判定基準値Ｉ
０が得られる。例えば製品のばらつき補正係数Ｋを０．
７にすると、Ｉ０はＩ０＝Ｉ′・Ｋになり、Ｉ′が１８
０μＡだと、Ｉ０は１２６μＡとなる。この結果、判定
用基本値Ｉを補正するのに一律に考慮するのは製品のば
らつき補正のみとなるため、好適な判定基準値Ｉ０が得
られる。

そこで、被検査基板におけるＩＣ部品１０ｂの測定値Ｉ
１を判定基準値Ｉ０と比較して、その測定値Ｉ１が判定
基準値Ｉ０以上の時には正常挿入、その値Ｉ０より小さ
い時には誤挿入と判定する。例えばＩ１が２００μＡだ
と、Ｉ０は１２６μＡであるためにＩ１＞Ｉ０となり、
ＩＣ部品１０ｂの各端子はプリント基板に正常挿入され
ており、その実装基板は良品基板であることが明らかに
なる。

このような実装基板上のＩＣ部品の端子挿入状態判定方
法はインサーキットテスタに適用することができる。そ
の際は第３図に示すような構成にする。図中、３６は測
定ユニット、３８はマルチプレクサ、４０は制御、演算
装置例えばマイクロコンピュータである。この測定ユニ
ット３６には第１、第２電源１２、１４、電流計１６等
が含まれており、マルチプレクサ３８を介した接続切換
操作により、適宜検査の対象となる実装基板におけるＩ
Ｃ部品１０（ａ、ｂ）、又は標準ＩＣ部品３４と接続し
て、第１図に示す回路を形成する。又、マイクロコンピ
ュータ４０はらそれらの測定ユニット３６、マルチプレ
クサ３８等を制御しながら、適宜上述した判定用基本値
Ｉ、温度補正用基本値Ｉｔ、測定値Ｉ１、Ｉt1等のデー
タを取り込むと共に、変化率Ｑ、温度補正した値Ｉ′、
判定基準値Ｉ０等を演算し、測定値Ｉ１を判定基準値Ｉ
０と比較し、被検査基板に備えられたＩＣ部品１０ｂの
端子挿入状態の判定を自動的に行ない、その良否を明ら
かにする。なお、これらの動作はＲＯＭに格納された端
子挿入状態判定用の処理プログラムに従って行なう。

発明の効果 以上説明した本発明によれば、標準ＩＣ部品を用いるこ
とにより、基板検査時の周囲温度が不明でも、先に行っ
た良品基板測定時の値を温度変化に応じて適切に補正し
て、基板検査時の周囲温度に合せることができる。そこ
で、製品のばらつき補正のみを一律に考慮すればよく、
好適な判定基準値が得られる。従って、被検査基板にお
けるＩＣ部品の測定値をその判定基準値と比較すれば、
端子挿入状態を正確に判定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実装基板上のＩＣ部品の端子挿入
状態判定方法をＩＣ部品を実装した基板に適用し、その
端子間電流を測定する回路図、第２図は同ＩＣ部品にお
ける一般的な内部回路を示す図である。 第３図は同判定方法を適用したインサーキットテスタの
概略構成を示すブロック図である。 １０…ＩＣ部品、１２、１４…第１、第２電源、１６…
電流計、１８、２０、２２、２４…電源、接地、入力、
出力の各端子、２６、２８、３０、３２…保護ダイオー
ド、３４…標準ＩＣ部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント基板に実装した電源端子、接地端
   子、入力端子、及び出力端子を有するＩＣ部品に対し、
   両電源電圧の和はそのＩＣ部品に含まれる保護ダイオー
   ドの立ち上り電圧より大きいが、各電源電圧単独ではそ
   の立ち上り電圧より小さくなる第１電源と第２電源とを
   用い、第１電源電圧を電源端子と接地端子とに印加し、
   第２電源電圧を電流計を介して電源端子又は接地端子と
   入力端子又は出力端子とに印加し、電流計が指示する測
   定値により、正常挿入されたＩＣ部品を有する良品基板
   におけるＩＣ部品の測定値を得て、その測定値に補正を
   行って判定基準値を設定し、他に被検査基板におけるＩ
   Ｃ部品の測定値を得て、その測定値を判定基準値と比較
   して、被検査基板におけるＩＣ部品各端子のプリント基
   板に対する正常挿入、誤挿入を判定する実装基板上のＩ
   Ｃ部品の端子挿入状態判定方法において、上記各測定時
   に標準となるＩＣ部品を用いて同様に接続し、良品基板
   におけるＩＣ部品の測定値を得て判定用基本値を決定す
   ると共に、その測定と同じ温度条件下で得た標準ＩＣ部
   品の測定値を温度補正用基本値に決定し、他に被検査基
   板におけるＩＣ部品の測定値を得ると共に、その測定と
   同じ温度条件下で標準ＩＣ部品の測定値を得た後、その
   標準ＩＣ部品の測定値を温度補正用基本値と比較して温
   度による値の変化率を求め、その変化率で判定用基本値
   を温度補正し、更に製品のばらつき補正を施して判定基
   準値を設定し、被検査基板におけるＩＣ部品の測定値を
   判定基準値と比較して、その測定値が判定基準値以上の
   時には正常挿入、その値より小さい時には誤挿入と判定
   することを特徴とする実装基板上のＩＣ部品の端子挿入
   状態判定方法。