JPH0961486A - 半田付け検査装置 - Google Patents

半田付け検査装置

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JPH0961486A
JPH0961486A JP7242501A JP24250195A JPH0961486A JP H0961486 A JPH0961486 A JP H0961486A JP 7242501 A JP7242501 A JP 7242501A JP 24250195 A JP24250195 A JP 24250195A JP H0961486 A JPH0961486 A JP H0961486A
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JP
Japan
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substrate
probe
land
waveform
inspection apparatus
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Application number
JP7242501A
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English (en)
Inventor
Eiji Konishi
永二 小西
Masayuki Yoshima
政幸 与島
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】BGAやSOJパッケージのように、パッケー
ジの下面に端子を有し、実装の際に半田付け部が基板と
パッケージの間に隠れるような集積回路装置の半田付け
検査を高速で行うことを可能にするよう構成される半田
付け検査装置の提供。 【解決手段】高周波パルス波を発生するパルス発生装置
1と、パルス波を基板8のランド7に印加する高周波プ
ローブ2と、反射波形を計測するオシロスコープ3と、
オシロスコープで計測された波形を分析する波形分析装
置4と、高周波プローブ2を基板8の所望のランド7に
移動・接触させるXY駆動機構5と、これを制御するX
Y駆動機構制御装置6と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、半田付け検査装置
に関し、特に集積回路装置と該集積回路装置が実装され
る基板との接続状態を検査する半田付け検査装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の半田付け検査装置として
は、図3に示すように、基板8上に搭載された集積回路
装置10の上部に配設されたX線源13から半田接続部9に
X線を照射し、透過したX線を基板8の裏面に配設され
た検出器14で検出して、検出器14の検出信号に対し所定
の信号処理を施してこれを画像化することにより、半田
の接続状態を検査するものが多く用いられている(「第
1の従来例」という)。
【0003】また、別の従来の半田付け検査装置とし
て、図4に示すように、半田接続部9に上部のレーザー
光源15からレーザー光を照射し、反射したレーザー光を
CCDカメラ16で検出することにより、半田フィレット
の形状で接続状態の良否を識別する方法も用いられてい
る(「第2の従来例」という)。
【0004】更に、最近では、図5に示すように、パル
ス波発生(発振)装置17と、パルス波発生装置17に電気
的に接続され、かつ集積回路装置10の表面に接続されて
いる超音波発生(発振)装置18と、伝達された超音波を
受信するために基板8に接続された超音波受信装置19
と、超音波受信装置19と電気的に接続されたレシーバ20
と、オシロスコープ3とから構成され、半田接続部9を
伝播する超音波を検出する半田付け検出装置も提案され
ている(例えば特開平3−84453号公報参照、「第3の従
来例」という)。
【0005】この第3の従来例においては、パルス発生
装置17によりパルス波を発振させ超音波発生器18で超音
波に変換し、この超音波が集積回路装置10及び半田接続
部9、基板(「実装基板」ともいう)8とに伝達し、基
板8に接続された超音波受信装置19で電気信号に変換さ
れ、レシーバ20で増幅されてオシロスコープ3により観
測される。その際、集積回路装置10の端子と基板8とが
接続されていない場合、超音波は反射され基板8に伝達
されないので、半田接続部9の接続状態を検出すること
ができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3に
示した、透過X線により形成された画像を用いる前記第
1の従来例では、基板8の上下両面に電子部品が搭載さ
れた両面実装型基板の検査の場合、上下両面の接続状態
が重なった状態で画像化されてしまうため、半田の接続
状態の良否の識別が困難になるという問題点があった。
【0007】また、図4に示した、レーザー光を用いる
前記第2の従来例では、BGA(ball grid array)パ
ッケージやSOJ(small outline j lead)パッケージ
を用いた集積回路装置10の場合、半田接続部9がパッケ
ージの下面に位置するため、半田接続部9にレーザー照
射されず、このため半田の接続状態の良否の識別ができ
ないという問題点を有している。
【0008】さらに、図5に示した、超音波を利用した
前記第3の従来例では、伝達する超音波が複雑に反射し
伝わるためノイズが多く識別が困難となり、かつ超音波
発生装置のセンサーと超音波受信装置のセンサーの表面
と、被測定対象物の表面との密着性を強くすることが必
要とされるため、複数の被測定対象物を連続的に測定す
る場合、超音波発生装置と超音波受信装置とのセッティ
ングに時間を要し、その結果、検査時間が長くなり、検
査工程の高速化及び効率化の達成が困難であるという問
題点を有していた。
【0009】従って、本発明は、上記従来技術の問題点
を解消し、BGAやSOJパッケージのように、パッケ
ージの下面に端子を有し、実装の際に半田付け部が基板
とパッケージの間に隠れるような集積回路装置の半田付
け検査を高速で行うことを可能とする半田付け検査装置
を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、半導体装置の端子と該半導体装置が実装
される基板との半田の接続状態を検査する半田付け検査
装置において、所定の周波数帯のパルス波を前記基板の
実装面上の所望のランドにプローブを介して印加し、前
記基板側から反射してきた前記パルス波の反射波の波形
を測定して前記半田の接続状態の良否を判定するように
構成されてなることを特徴とする半田付け検査装置を提
供する。
【0011】また、本発明においては、前記プローブを
前記基板状においてX−Y方向に移動して所望のランド
に位置決めし前記プローブを前記ランドに当接させる手
段を備えることを特徴とする。
【0012】本発明は、所定の周波数帯のパルス波を発
生するパルス発生手段と、前記パルス発生手段からのパ
ルス波を基板のランドに印加するプローブと、前記プロ
ーブに電気的に接続され前記基板側から反射してきた反
射波の波形を計測する波形観測手段と、前記波形観測手
段に接続され前記波形観測手段で計測された反射波を分
析し半田接続の良否を判定する波形分析手段と、前記プ
ローブを前記基板の任意のランド位置に移動し該ランド
に当接させるXY駆動手段と、前記XY駆動手段を制御
するXY駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする半
田付け検査装置を提供する。
【0013】本発明においては、前記パルス発生手段の
代わりに、前記基板のパッドと、端子が該パッドと接続
される集積回路装置の集積回路チップのパッドと、の間
の伝送距離に基づき規定される波長にほぼ等しい波長の
パルス波を出力し、少なくとも出力波形を可変に制御可
能なファンクションジェネレータを備えた構成としても
よい。
【0014】
【作用】本発明によれば、基板のランドに高周波プロー
ブを介してパルス波を印加し、パルス波の伝播経路の線
路インピーダンスの差異により生じる反射波の波形、例
えば、集積回路装置の端子と基板との半田接続部の開放
状態と短絡状態との相違による反射波の波形の差異を、
測定器で計測して半田接続部の良否状態を識別するよう
な構成としたため、例えばBGAパッケージやSOJパ
ッケージを用いた集積回路装置のようにパッケージの下
面に半田接続部が位置し、実装の際に半田付け部が基板
とパッケージの間に隠れてしまうような場合でも、半田
接続の高速な検査が可能とされ、さらに基板の両面に部
品が実装されていても半田接続検査が可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して以下に説明する。
【0016】図1は、本発明の一実施形態に係る半田付
け検査装置の構成を示すブロック図である。
【0017】図1を参照して、本実施形態に係る半田付
け検査装置は、高周波パルス波を発生するパルス発生装
置1と、パルス発生装置1から出力されるパルス波を基
板8上のランド7に印加する高周波プローブ2と、高周
波プローブ2に接続され基板8側から反射してきた反射
波の波形を計測するオシロスコープ3と、オシロスコー
プ3に接続されオシロスコープ3で計測された反射波を
分析し半田接続の良否を判定する波形分析装置4と、高
周波プローブ2を基板8の任意のランド位置に移動して
ランド7に接触させるXY駆動機構5と、XY駆動機構
5を制御するXY駆動機構制御装置6と、から構成され
ている。
【0018】本実施形態に係る半田付け検査装置の動作
を以下に説明する。
【0019】パルス発生装置1で発生した高周波パルス
波は、基板8のランド部7に接触(当接)している高周
波プローブ2を介して、基板8上に形成された配線12を
伝播し、集積回路装置10の端子と基板8との半田接続部
9を通って集積回路装置10の端子及び集積回路チップ10
Aの入出力パッドに伝播すると共に、各伝播経路の線路
インピーダンスの差異により、それぞれの接続点で反射
波を生じる。
【0020】この反射波の波形は、入射パルス波が伝播
する経路の線路インピーダンスと各々の線路長によって
異なるため、反射波の波形をオシロスコープ3で計測
し、波形分析装置4で分析することにより伝播経路の状
態を識別することができる。この場合、オシロスコープ
3は、入力したパルス波の反射波を測定して伝搬経路の
故障を判定するための測定器として用いられる、いわゆ
るTDR(Time DomainReflectometer;時間領域反射測
定装置)として機能し、またオシロスコープ3は、入力
波形をサンプリングした後ディジタル変換してディジタ
ル符号でメモリに記憶保持する構成とし、記憶された波
形のディジタル符号を波形分析装置4に伝送して分析す
るようにしてもよい。
【0021】集積回路装置10の端子と基板8のランド7
との半田接続部9が未接続状態の場合、開放回路によ
り、半田接続部9でパルス波が全反射するため、反射波
の波形で半田接続部9の良否を容易に識別することがで
きる。
【0022】この高周波プローブ2をXY駆動機構制御
装置6によりXY駆動機構5を用いて、集積回路装置10
の全ての端子に重なるランドに移動させ、パルス印加と
反射波の計測及び波形分析を行うことにより、半田接続
部9の検査を行うことができる。
【0023】図2は、本発明の第2の実施形態に係る半
田付け検査装置の構成を示すブロック図である。
【0024】図2を参照して、本実施形態に係る半田付
け検査装置においては、前記第1の実施形態と相違し
て、パルス発生装置1の代わりに、信号発生源として、
出力波形が選択的(プログラマブル)に可変されるファ
ンクションジェネレータ(任意波形発生器)21を備えた
ことを特徴とするものであり、その他の構成は、図1に
示した前記第1の実施形態と同様である。ファンクショ
ンジェネレータ21は、好ましくは波長が略50psec以下の
パルスを発生する機能を有するものとする。
【0025】一般に、集積回路装置10では端子が接続さ
れる基板のパッドから該端子にボンディングワイヤ等を
介して接続される集積回路チップ10Aの入出力パッドま
での長さが数cmであるため、好ましくは、波長が50psec
以下のパルス波を用いると反射距離を識別することが可
能となり、半田接続部9の良否を容易に識別することが
できる。
【0026】また、線路インピーダンスの異なる伝播経
路の各々の接続点で反射を生じているため、オシロスコ
ープ3で計測された波形が複雑になるが、ファンクショ
ンジェネレータ21を信号発生源として用いているため、
識別が容易な信号波形を選択して発生することができ
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高周波パルス発生装置により発生したパルス波を高周波
プローブを介して基板のランドから基板配線に印加し、
パルス波の伝播経路の線路インピーダンスの差異により
生じる反射波の波形、特に集積回路装置の端子と基板と
の半田接続部の開放状態と短絡状態との相違による反射
波の波形の顕著な差異をオシロスコープで計測し、波形
分析装置で分析して、半田接続部の良否状態を識別する
ように構成したため、例えばBGAパッケージやSOJ
パッケージを用いた集積回路装置のようにパッケージの
下面に半田接続部が位置していても、半田接続検査が可
能であり、また基板の両面に部品が実装されていても半
田接続検査が可能であるという効果を有している。
【0028】さらに、本発明によれば、検査信号として
パルス波を用いているため、信号印加の手段が点接触型
のプローブとすることが可能とされ、前記第3の従来例
のように超音波を用いる構成と異なり、面接触を必要と
しないため、高速で駆動することができるという効果を
有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】本発明の別の実施形態の構成を示すブロック図
である。
【図3】X線透過法を用いた従来の半田付け検査装置の
構成を模式的に示した図である。
【図4】レーザー光を用いた従来の半田付け検査装置の
構成を模式的に示した図である。
【図5】超音波を用いた従来の半田付け検査装置の構成
を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
1 パルス発生装置 2 高周波プローブ 3 オシロスコープ 4 波形分析装置 5 XY駆動機構 6 XY駆動機構制御装置 7 ランド 8 基板 9 半田接続部 10 集積回路装置 21 ファンクションジェネレータ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体装置の端子と該半導体装置が実装さ
    れる基板との半田の接続状態を検査する半田付け検査装
    置において、 所定の周波数帯のパルス波を前記基板の実装面上の所望
    のランドにプローブを介して印加し、 前記基板側から反射してきた前記パルス波の反射波の波
    形を測定して前記半田の接続状態の良否を判定するよう
    に構成されてなることを特徴とする半田付け検査装置。
  2. 【請求項2】前記プローブを前記基板状においてX−Y
    方向に移動して所望のランドに位置決めし前記プローブ
    を前記ランドに当接させる手段を備えることを特徴とす
    る請求項1記載の半田付け検査装置。
  3. 【請求項3】所定の周波数帯のパルス波を発生するパル
    ス発生手段と、 前記パルス発生手段からのパルス波を基板のランドに印
    加するプローブと、 前記プローブに電気的に接続され前記基板側から反射し
    てきた反射波の波形を計測する波形観測手段と、 前記波形観測手段に接続され前記波形観測手段で計測さ
    れた反射波を分析し半田接続の良否を判定する波形分析
    手段と、 前記プローブを前記基板の任意のランド位置に移動し該
    ランドに当接させるXY駆動手段と、 前記XY駆動手段を制御するXY駆動制御手段と、 を備えたことを特徴とする半田付け検査装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載の半田付け検査装置におい
    て、前記パルス発生手段の代わりに、前記基板のパッド
    と、端子が該パッドと接続される集積回路装置の集積回
    路チップのパッドと、の間の伝送距離に基づき規定され
    る波長にほぼ等しい波長のパルス波を出力し、少なくと
    も出力波形を可変に制御可能なファンクションジェネレ
    ータを備えたことを特徴とする半田付け検査装置。
  5. 【請求項5】前記ファンクションジェネレータから出力
    される前記波長を略50psとしたことを特徴とする請求項
    4記載の半田付け検査装置。
  6. 【請求項6】前記プローブが前記基板のランドと点接触
    状に当接するプローブからなることを特徴とする請求項
    1〜4のいずれか一に記載の半田付け検査装置。
JP7242501A 1995-08-28 1995-08-28 半田付け検査装置 Pending JPH0961486A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US12007443B2 (en) 2020-08-24 2024-06-11 Te Connectivity Germany Gmbh Contact arrangement having a measuring device for determining a contacting state of the contact arrangement by means of an acoustic signal

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Legal Events

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Effective date: 19980818