JPH07229945A - 電子部品の加振による足浮き検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子部品のリードの半田付け不良による足浮
き状態を振動を加えて良好に検出する。 【構成】 電子部品２４を実装半田付けした基板２２
に、低周波域から高周波域まで種々の周波数成分を含む
振動を加え、その基板２２から電子部品２４のリード２
８に伝達する振動を検出し、そのリード２８の振動を周
波数成分に分解し、その高周波域に属する任意の周波数
成分と先に他の同一基板に同一振動を加え、同様に検出
して分解した半田付けが良好に行なわれている同一電子
部品の同一リードに伝達する振動の高周波域に属する同
一周波数成分とを比較することによって足浮きの有無を
判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＸ−Ｙ方式インサーキッ
トテスタ等の基板検査装置を用いて行うプリント基板に
実装半田付けしたＩＣ等の電子部品の足浮き検出方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、実装基板即ち多数の電子部品を実
装半田付けしたプリント基板はインサーキットテスタを
用いて、その基板の必要な各測定点に適宜測定プローブ
を接触させ、それ等の各部品の電気的測定によって基板
の良否の判定を行っている。特に、被検査基板を載せる
測定台上にＸ−Ｙユニットを設置したものは、そのＸ軸
方向に可動するアームの上に、Ｙ軸方向に可動するＺ軸
ユニットを備え、そのＺ軸ユニットで測定プローブをＺ
軸方向に可動可能に支持しているので、そのＸ−Ｙユニ
ットを制御すると、測定プローブを基板の上方からＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ適宜移動して、予め設定
した各測定点に順次接触できる。なお、１部品毎に複数
個の測定点を同時に測定しなければならないので、Ｘ−
Ｙ方式インサーキットテスタには通常複数のＸ−Ｙユニ
ットを備え付ける。

【０００３】このようなＸ−Ｙ方式インサーキットテス
タを用いて、プリント基板に表面実装半田付けしたフラ
ットパッケージＩＣ（集積回路）のリードの半田付け状
態を検査する場合、図４に示すように１本の測定プロー
ブ１０をＩＣ１２のリード（電極）１４に接触させ、他
の１本の測定プローブ１６をプリント基板１８のパター
ン２０に接触させた後、それ等のリード１４とパターン
２０の間の導通状態を知るため、定電流を流して電圧を
検出し、抵抗値を測定してリード１４の半田付け状態
（接触状態）の良否の判定を行っている。なお、これ等
の測定プローブ１０、１６には通常軸方向にスプリング
性を有するものを用い、先端を測定点に当て、静荷重を
加えることによって電気的接触を得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定プローブ１０、１６を用いると、そのスプリン
グ荷重により、本来不良品であるものを良品と判定する
ことがあるため問題がある。何故なら、図５に示すよう
にＩＣ１２のリード１４の先端部が半田付け不良のた
め、パターン２０から離れた足浮き状態にあっても、リ
ード１４に測定プローブ１０の先端が当って基板１８の
面に垂直方向（Ｚ軸方向）にスプリング荷重が加わる
と、図４に示すようにリード１４の先端部がパターン２
０と良好に接触してしまうからである。尤も、リード１
４の先端部がパターン２０から完全に離れて浮いた足浮
き状態では、スプリング荷重が加わっても、それが小さ
ければ当然接触せず、抵抗値が無限大となるため、誤り
なく不良品と判定できる。なお、被検査基板に対する非
接触の足浮き検出方法として、リードの半田付け箇所を
画像認識により判別し、足浮きを検出する方法もある
が、しきい値の設定が難しく、装置も高価になる等の問
題がある。

【０００５】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、Ｘ−Ｙ方式インサーキットテス
タ等の基板検査装置を用いて、基板に実装半田付けした
電子部品のリードの半田付け不良による足浮き状態を振
動を加えて良好に検出する方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による電子部品の加振による足浮き検出方法
では、電子部品２４を実装半田付けした基板２２に、低
周波域から高周波域まで種々の周波数成分を含む振動を
加え、その基板２２から電子部品２４のリード２８に伝
達する振動を検出し、そのリード２８の振動を周波数成
分に分解し、その高周波域に属する任意の周波数成分と
先に他の同一基板に同一振動を加え、同様に検出して分
解した半田付けが良好に行なわれている同一電子部品の
同一リードに伝達する振動の高周波域に属する同一周波
数成分とを比較することによって足浮きの有無を判定す
る。

【０００７】又は、電子部品２４を実装半田付けした基
板２２に、低周波域から高周波域まで種々の周波数成分
を含む振動を加え、その基板２２から電子部品２４のリ
ード２８に伝達する振動を検出した後、その高周波域の
出力を取り出し、その高周波域の出力と先に他の同一基
板に同一振動を加え、同様に検出して取り出した半田付
けが良好に行なわれている同一電子部品の同一リードに
伝達する振動の同一高周波域の出力とを比較することに
よって足浮きの有無を判定する。

【０００８】

【作用】上記のように構成し、電子部品２４を実装半田
付けした基板２２に、低周波域から高周波域まで種々の
周波数成分を含む振動を加えると、リード２８の半田付
けが良好に行なわれている場合には基板２２の振動に含
まれる周波数成分は低周波域から高周波域まで良くリー
ド２８に伝わっていくのに対し、リード２８の半田付け
が不良の足浮き状態の場合には高周波域に属する周波数
成分が周波数が高くなる程急激に伝わり難くなる。それ
故、基板２２から電子部品２４のリード２８に伝達する
振動を検出し、そのリード２８の振動を周波数成分に分
解し、その高周波域に属する任意の周波数成分と先に他
の同一基板に同一振動を加え、同様に検出して分解した
半田付けが良好に行なわれている同一電子部品の同一リ
ードに伝達する振動の高周波域に属する同一周波数成分
とを比較すると、足浮きの有無を判定できる。

【０００９】又、電子部品２４を実装半田付けした基板
２２に、低周波域から高周波域まで種々の周波数成分を
含む振動を加え、その基板２２から電子部品２４のリー
ド２８に伝達する振動を検出し、その高周波域の出力を
取り出すと、当然リード２８の半田付けが良好に行なわ
れている場合には高周波域の出力が大きくなるのに対
し、足浮き状態の場合には高周波域の出力が小さくな
る。それ故、高周波域の出力と先に他の同一基板に同一
振動を加え、同様に検出して取り出した半田付けが良好
に行なわれている同一電子部品の同一リードに伝達する
振動の同一高周波域の出力とを比較すると、足浮きの有
無を判定できる。

【００１０】

【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。図１は本発明による電子部品の振動による
足浮き検出方法の実施に使用する装置の要部を示す図で
ある。図中、２２は被検査基板、２４は基板２２に実装
半田付けしたフラットパッケージＩＣ、２６はＩＣ２４
の本体、２８は本体２６の正、背面側からそれぞれ突出
する入力、出力、電源、グランド等の各リードである。
又、３０は基板２２を打って振動を加えるハンマー、３
２は基板２２からＩＣ２４のリード２８に伝達する振動
を検出する振動検出部、３４は検出した振動を周波数成
分に分解するＦＦＴ（高速フーリエ変換）アナライザ、
３６は周波数成分の比較を行なう比較器である。この振
動検出部３２は加速度ピックアップ３８付きの金属製の
細長い円錐状プローブ４０とアンプ４２からなる。そし
て、加速度ピックアップ３８には圧電素子、歪みゲージ
等を使用し、振動を電位差に換えて検出する。なお、加
速度ピックアップはアンプ内蔵型のものが市販されてい
る。

【００１１】図２は図１に示した装置の要部をコントロ
ールするＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの構成を示す
ブロック図である。図中、４４はＸ−Ｙ方式インサーキ
ットテスタ、４６はその操作部、４８はＸ−Ｙ−Ｚ制御
部、５０は測定部、５２はコントローラである。この操
作部４６にはキーボード、表示装置、プリンタ、フロッ
ピーディスクドライバ等の入出力機器を備える。そし
て、Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部４８により２組のＸ−Ｙユニット
（図示なし）にそれぞれ備えたサーボモータ等を駆動
し、それ等のＸ−Ｙユニットを制御して、各Ｘ−Ｙユニ
ットに備えたハンマー３０、振動検出プローブ４０を測
定台上でＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ適宜移動す
る。又、測定部５０は適宜の電圧、電流信号等を切換器
を介して各Ｘ−Ｙユニットに備えた他の測定プローブ
（図示なし）に与え、それ等のプローブが接触する箇所
の電流、電圧等を検出し、抵抗値等の測定を行なう。

【００１２】これ等の操作部４６、Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部４
８、測定部５０はＣＰＵを備えたコントローラ５２によ
ってそれぞれ制御する。コントローラ５２は例えば図３
に示すようなマイクロコンピュータであり、ＣＰＵ（中
央処理装置）５４、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）５
６、ＲＡＭ（読み出し書き込み可能メモリ）５８、入出
力ポート６０、バスライン６２等から構成されている。
ＣＰＵ５４はマイクロコンピュータの中心となる頭脳部
に相当し、プログラムの命令に従って全体に対する制御
を実行すると共に、算術、論理演算を行ない、その結果
も一時的に記憶する。又、周辺装置に対しても適宜制御
を行なっている。ＲＯＭ５６にはＸ−Ｙ方式インサーキ
ットテスタ全体を制御するための制御プログラム等が格
納されている。又、ＲＡＭ５８は外部から入力したデー
タ、電子部品の振動による足浮き検出処理プログラム、
各測定プローブを用いて検出したデータ、それ等のデー
タからＣＰＵ５４で演算したデータ等の各種データを記
憶する。入出力ポート６０にはＦＦＴアナライザ３４、
比較器３６、操作部４６、Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部４８、測定
部５０等が接続する。バスライン６２はそれ等を接続す
るためのアドレスバスライン、データバスライン、制御
バスライン等を含み、周辺装置とも適宜結合している。

【００１３】これ等の装置を用いて、基板２２に実装半
田付けしたフラットパッケージＩＣ２４のリード２８の
足浮き状態を検出する場合、先ず１組のＸ−Ｙユニット
を制御して振動検出プローブ４０を移動し、その先端を
リード２８の例えば肩部の上面中央に当接する。そし
て、他の１組のＸ−Ｙユニットを制御し、ハンマー３０
を移動して基板２２を打ち、その基板２２に低周波域か
ら高周波域まで種々の周波数成分を含む振動を加える。
その際、ハンマー３０の先端部に金属、セラミック等の
硬い材質を使用すると、２０ＫＨｚ程度までの周波数成
分を一様に持つ振動（インパクト）を加えることができ
る。すると、リード２８の半田付けが良好に行なわれて
いる場合には基板２２の振動に含まれる周波数成分は低
周波域から高周波域まで良くリード２８に伝わっていく
のに対し、リード２８の半田付けが不良の足浮き状態の
場合には高周波域に属する５ＫＨｚ以上の周波数成分が
周波数が高くなる程急激に伝わり難くなる。

【００１４】そこで、リード２８に伝達する振動をプロ
ーブ４０を介して加速度ピックアップ３８で検出し、ア
ンプ４２で増幅した後、ＦＦＴアナライザ３４に与え
る。すると、ＦＦＴアナライザ３４でリード２８の振動
を周波数成分に分解できる。そこで、ＦＦＴアナライザ
３４から高周波域に属する任意の周波数成分、例えば２
０ＫＨｚ近傍の周波数成分を比較器３６に与える。する
と、その比較器３６で高周波域に属する任意の周波数成
分と先に他の同一基板に同一振動を加え、同様に検出し
て分解した半田付けが良好に行なわれている同一ＩＣの
同一リードに伝達する振動の高周波域に属する同一周波
数成分とを比較できる。それ故、足浮きの有無に対応さ
せて、比較器３６の出力信号を異ならせ、その出力信号
をＸ−Ｙ方式インサーキットテスタ４４に入れると、足
浮きの有無の判定結果を画面上、又は記録紙上に表示で
きる。このようにして、各Ｘ−Ｙユニットを制御し、振
動検出プローブ４０を移動して、そのプローブ４０の先
端をＩＣ２４の各リード２８に例えば端から順次当接
し、ハンマー３０で基板２２を打ちながら、繰り返して
足浮きの有無の判定を行なう。

【００１５】上記実施例ではリード２８に伝達する振動
をプローブ４０を介して加速度ピックアップ３８で検出
し、アンプ４２で増幅してＦＦＴアナライザ３４に与え
たが、増幅した後に５〜２０ＫＨｚ程度のバンドパスフ
ィルタに与えることもできる。この場合にはフィルタを
通して５〜２０ＫＨｚ程度の高周波の出力を取り出せ
る。その際、リード２８の半田付けが良好に行なわれて
いる場合には高周波域の出力が大きくなるのに対し、足
浮き状態の場合には高周波域の出力が小さくなる。それ
故、その高周波域の出力を比較器に与えると、その比較
器で高周波域の出力と先に他の同一基板に同一振動を加
え、同様に検出して取り出した半田付けが良好に行なわ
れている同一電子部品の同一リードに伝達する振動の同
一高周波域の出力とを比較できる。従って、やはり足浮
きの有無に対応させて比較器の出力を異ならせ、その出
力信号をＸ−Ｙ方式インサーキットテスタ４４に入れる
と、足浮きの有無の判定結果を画面上、又は記録紙上に
表示できる。

【００１６】なお、上記実施例ではリード２８の振動検
出用に加速度ピックアップ３８付きのプローブ４０を用
いたが、プローブ４０を用いずに加速度ピックアップ３
８の下端をリード２８に直接当接して振動を検出するこ
ともできる。又、上記実施例では振動検出センサとして
加速度ピックアップ３８を用いたがリード２８の振動に
よる加速度、速度、変位を検出できるセンサであれば、
いずれも振動検出センサとして使える。又、上記実施例
ではリード２８にプローブ４０の先端或いは加速度ピッ
クアップ３８の下端を当接して振動を検出する例を示し
たが、振動検出センサとしてレーザー変位計を用いる
と、リード２８にレーザー光を当て、反射光を受光する
ことにより非接触方式で振動を検出できる。なお、非接
触方式の振動検出センサとして渦電流センサ等も使え
る。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、基板に実
装半田付けした電子部品のリードの半田付け不良による
足浮き状態を振動を加えることによって、簡単に接触方
式でも非接触方式でも良好に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子部品の振動による足浮き検出
方法の実施に使用する装置の要部を示す図である。

【図２】同装置の要部をコントロールするＸ−Ｙ方式イ
ンサーキットテスタの構成を示すブロック図である。

【図３】同Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタのコントロ
ーラの構成を示すブロック図である。

【図４】従来のＸ−Ｙ方式インサーキットテスタによる
半田付け状態検査時のフラットパッケージＩＣのリード
とパターンに対する２測定プローブの配置状態を示す側
面図である。

【図５】同Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタによる半田
付け状態検査直前のフラットパッケージＩＣのリードと
パターンに対する２測定プローブの配置状態を示す側面
図である。

【符号の説明】

２２…被検査基板 ２４…ＩＣ ２８…リード ３０…
ハンマー ３２…振動検出部 ３４…ＦＦＴアナライザ
３６…比較器 ３８…加速度ピックアップ ４０…振動検出プローブ ４４…Ｘ−Ｙ方式インサーキ
ットテスタ ４６…操作部 ４８…Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部
５０…測定部 ５２…コントローラ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品を実装半田付けした基板に、低
   周波域から高周波域まで種々の周波数成分を含む振動を
   加え、その基板から電子部品のリードに伝達する振動を
   検出し、そのリードの振動を周波数成分に分解し、その
   高周波域に属する任意の周波数成分と先に他の同一基板
   に同一振動を加え、同様に検出して分解した半田付けが
   良好に行なわれている同一電子部品の同一リードに伝達
   する振動の高周波域に属する同一周波数成分とを比較す
   ることによって足浮きの有無を判定することを特徴とす
   る電子部品の加振による足浮き検出方法。
2. 【請求項２】 電子部品を実装半田付けした基板に、低
   周波域から高周波域まで種々の周波数成分を含む振動を
   加え、その基板から電子部品のリードに伝達する振動を
   検出し、その高周波域の出力を取り出し、その高周波域
   の出力と先に他の同一基板に同一振動を加え、同様に検
   出して取り出した半田付けが良好に行なわれている同一
   電子部品の同一リードに伝達する振動の同一高周波域の
   出力とを比較することによって足浮きの有無を判定する
   ことを特徴とする電子部品の加振による足浮き検出方
   法。