JPH1019958A - Ｉｃのインサーキットテスタによる足浮き検出方法並びに接触式ヒータープローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣのピンピッチのファイン化とパッケージ
の多様化に対応できてプロービングを容易に行なえよう
にし、打痕傷を少なくする。 【解決手段】 ＩＣ２８を加熱するヒータープローブ３
６を備え、そのＩＣ２８の被検査用入力又は出力ピン３
２が接続すべきパターン３４とグランド又は電源ピン３
２が接続すべきパターン３４とに測定用ピンプローブ３
８を押し当て、そのＩＣ２８を加熱する前後の被検査用
入力又は出力ピン３２と対応するパターン３４の間及び
グランド又は電源ピン３２と対応するパターン３４の間
の両導通状態を示す電気量をそれぞれ測定し、両電気量
の差を判定基準値と比較する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はピンボード方式、Ｘ
−Ｙ方式等のインサーキットテスタを用いて行なうプリ
ント基板に実装したＩＣ（集積回路）の足浮き検出方法
並びに接触式ヒータープローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、実装基板即ち多数の電子部品等を
装着し、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、その基板の必要な測定点に適宜ピンプロ
ーブの先端を接触させ、それ等の各部品の有無を電気的
に検出し、或いは各部品の特性値等を電気的に測定して
基板の良否の判定を行っている。この種のインサーキッ
トテスタには被検査基板を載せる測定台上に検査治具た
るフィクスチュアー（ピンボード）を設置するピンボー
ド方式のものと、被検査基板を載せる測定台上にＸ−Ｙ
ユニット等を設置するＸ−Ｙ方式のものとがある。

【０００３】そして、ピンボード方式ではボードに被検
査基板の測定点の数に等しい数のピンプローブを測定点
の位置に対応させて設け、被検査基板の上にフィクスチ
ュアーを載せることにより、各ピンプローブを各測定点
にそれぞれ接触する。一方、Ｘ−Ｙ方式では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１本のピンプローブをＺ軸
方向に可動可能に支持し、Ｘ−Ｙユニットを制御するこ
とにより、そのピン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
測定点に順次接触する。それ故、ピンボード方式のもの
は多量の同一被検査基板の測定に適するのに対し、Ｘ−
Ｙ方式のものは多品種少量の被検査基板の測定に適す
る。

【０００４】これ等の方式によるインサーキットテスタ
を用いて、プリント基板に実装したＩＣの半田付け不良
によるピン（リード）とパターンとの接触不良即ちＩＣ
の足浮きを検査する場合、通常はＩＣのピンとそのピン
が半田付けされるべき基板上のパターンにそれぞれ測定
用ピンプローブを接触し、ピンと対応するパターン間の
導通状態を示す抵抗値を測定することによって足浮きの
有無の判定を行なっている。その際、ＩＣのピンに対し
て正確なプロービングを必要とする。なお、通常は測定
用ピンプローブとしてその先端が鋭く突出するものを使
用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＣの
ピンピッチは近年狭くなってきており、ファインピッチ
化が著しい。それ故、インサーキットテスタを用いてピ
ンピッチの狭い例えばＱＦＰ型パッケージ等のＩＣに対
し、足浮きの検査を実施しようとしても、ピン上に先端
が鋭く突出した測定用ピンプローブを正確に立て難い。
特に、足浮き検出の精度を上げるには、図６に示すよう
な４端子法によって抵抗値の測定を行なう必要があるた
め、プロービングが一層困難になる。図中、１０がＩ
Ｃ、１２がそのピン、１４がプリント基板、１６がその
配線用パターンである。又、１８が計測部、２０がその
定電流源、２２が直流電流計、２４が直流電圧計、２６
が測定用ピンプローブである。

【０００６】又、ＩＣのパッケージは近年多様化してき
ており、側面に設けたピンを内側に折り曲げたＱＦＪ
型、ＳＯＪ型パッケージ、下面にピン又はボールを設け
たＰＧＡ型、ＢＧＡ型パッケージ等を基板に実装した場
合、ピン上に測定用ピンプローブを立てられないという
問題がある。なお、測定用ピンプローブは先端が鋭く突
出しているため、ＩＣのピンやパターンに押し当てると
打痕傷が付く。

【０００７】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、第１にＩＣのピンピッチのファ
イン化とパッケージの多様化に対応できてプロービング
を容易に行なえる、打痕傷の少ないＩＣのインサーキッ
トテスタによる足浮き検出方法を提供することを目的と
する。又、第２にＩＣのインサーキットテスタによる足
浮き検出方法に使用するのに好適な接触式ヒータープロ
ーブを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による第１目的対応のＩＣのインサーキット
テスタによる足浮き検出方法ではインサーキットテスタ
を用いて、プリント基板に実装したＩＣのピンと対応す
るパターン間の導通状態を示す電気量を測定し、その測
定結果からＩＣの足浮きの有無を判定する。

【０００９】その際、ＩＣを加熱するヒータープローブ
を備え、そのＩＣの被検査用入力又は出力ピンが接続す
べきパターンとグランド又は電源ピンが接続すべきパタ
ーンとにそれぞれ測定用ピンプローブを１本ずつ押し当
て、そのＩＣを加熱する前の被検査用入力又は出力ピン
と対応するパターン間及びグランド又は電源ピンと対応
するパターン間の両導通状態を示す電気量を測定し、そ
のＩＣを加熱し、そのＩＣの温度が設定値に達した時の
被検査用入力又は出力ピンと対応するパターン間及びグ
ランド又は電源ピンと対応するパターン間の両導通状態
を示す電気量を測定し、それ等の両電気量の差を判定基
準値と比べる。

【００１０】又、第２目的対応の接触式ヒータープロー
ブにはＩＣのパッケージ部に接触する接触面を有するヒ
ーター付き接触部とその接触部を支える支持部とを備え
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態を説明する。図１は本発明を適用したピ
ンボード方式インサーキットテスタに備える測定用ピン
プローブ、接触式ヒータープローブのＩＣの足浮き検査
時におけるパターンとパッケージ部に対する配置関係を
示す斜視図である。図中、２８が検査の対象たるＳＯＰ
型パッケージＩＣ、３０がそのパッケージ部、３２（３
２ａ、……、３２ｎ、……）がピン、３４（３４ａ、…
…、３４ｎ、……）がそれ等の各ピン３２が接続すべき
パターンである。なお、ピン３２ｇがグランドピン、ピ
ン３２ｎが電源ピンであり、その他のピン３２が入力又
は出力ピンである。

【００１２】又、３６が接触式ヒータープローブ、３８
（３８ａ、３８ｇ）が測定用ピンプローブである。この
接触式ヒータープローブ３６はＩＣ２８のパッケージ部
３０に接触する接触面を有する直方体状の接触部４０と
その接触部４０を支える円柱状の支持部４２とからな
り、その接触部４０にヒーター４４として加熱冷却装
置、電熱変換装置等を備え付ける。そして、接触式ヒー
タープローブ３６の支持部４２をエアシリンダのピスト
ンロッド先端部に装着する等して使用する。又、測定用
ピンプローブ３８はピンボード方式による場合、ボード
に測定点の数だけ測定点の位置に対応させて備え付けな
ければならないが、図では被検査用入力又は出力ピン３
２ａと対応するパターン３４ａに接触すべき測定用ピン
プローブ３８ａと、グランドピン３２ｇと対応するパタ
ーン３４ｇに接触すべき測定用ピンプローブ３８ｇのみ
を示し、他の測定用ピンプロー３８は省略した。なお、
ピン３２と対応するパターン３４とはそのピン３２が接
続すべきパターン３４である。

【００１３】又、４６がコントロール部、４８がそのコ
ントロール部４６と接触式ヒータープローブ３６との間
に介在するスイッチ部、５０が計測部、５２がその計測
部５０と測定用ピンプローブ３８との間に介在するスキ
ャナ部である。このコントロール部４６はヒーター温度
調節部であり、ヒーター４４に流す電流値と時間とを制
御する。そして、スイッチ部４８にはコントロール部４
６の指示により、電流をオン、オフするスイッチを備え
る。又、計測部５０は被検査用入力又は出力ピン３２ａ
と対応するパターン３４ａとの間及びグランドピン３２
ｇと対応するパターン３４ｇとの間の両導通状態を示す
電流値を測定するための部分であり、定電圧源５４と直
流電流計５６とを備える。そして、スキャナ部５２によ
り入力又は出力ピン３２等の検査順位に合わせて、計測
部５０と各測定用ピンプローブ３８とを接続するチャン
ネルの適宜切り換えを行なう。

【００１４】このような接触式ヒータープローブ３６と
測定用ピンプローブ３８を備えたピンボード方式インサ
ーキットテスタを用いてＩＣ２８の足浮きを検査する場
合、先ずＩＣ２８のパッケージ部３０の中央に接触式ヒ
ータープローブ３６の接触部４０の下面（接触面）を押
し当てる。そして、ＩＣ２８の全ての各ピン３２と対応
するパターン３４の任意の箇所に測定用ピンプローブ３
８をそれぞれ押し当てる。なお、検査治具としてピンボ
ードのボードに接触式ヒータープローブ３６を備え付
け、その検査治具をエアシリンダのピストンロッドの先
端部に取り付ける等すると、接触式ヒータープローブ３
６と全ての測定用ピンプローブ３８とを同時に上下動で
きて好ましくなる。

【００１５】このようにして、ＩＣ２８のパッケージ部
３０に接触部４０を押し当てると、ＩＣ２８のパッケー
ジ部３０に直接接触して熱を加えることができるため、
少しの発熱量でパッケージ部３０の広い範囲を効率良く
加熱できる。又、測定用ピンプローブ３８をピン３２よ
り通常少し幅広になっているパターン３４に押し当てる
と、測定用ピンプローブ３８を立て易く、ＩＣ２８のピ
ンピッチのファイン化とパッケージの多様化にも対応で
き、プロービングを容易に行なえる。当然、ＩＣピン３
２には打痕傷が付かない。

【００１６】次に、計測部５０をスキャナ部５２を介し
て例えば被検査用に選んだ１本の入力又は出力ピン３２
ａが接続すべきパターン３４ａに接触した測定用ピンプ
ローブ３８ａとグランドピン３２ｇが接続すべきパター
ン３４ｇに接触した測定用ピンプローブ３８ｇとにそれ
ぞれ接続する。そして、接触式ヒータープローブ３６の
ヒーター４４をオフの状態即ちヒーター４４に流す電流
を０にした状態で、計測部５０より両測定用ピンプロー
ブ３８ａ、ｇに対し、予め良品の同一ＩＣから得たデー
タに基づいて定電圧Ｖｃを印加する。すると、図２に示
すようにグランドピン３２ｇと多数存在する各入力又は
出力ピン３２（３２ａ、３２ｂ）との間には常に寄生ダ
イオード５８（５８ａ、５８ｂ）が存在するため、被検
査用入力又は出力ピン３２ａ、グランドピン３２ｇが足
浮き状態にあり、対応するパターン３４ａ、３４ｇとの
間が離れていても、グランドパターン３４ｇと各パター
ン３４との間には通常他の複数の入力又は出力ピン３２
に関する寄生ダイオード５２が並列の状態で介在してい
るので電流が流れる。なお、図２では入力又は出力ピン
３２を２本だけ例示した。

【００１７】この時、寄生ダイオード５８ａのＰＮ接合
部の加熱前温度ｔj1は雰囲気温度（周囲温度）ｔa と等
しくなり、寄生ダイオード５８ａにはダイオードの順方
向電流Ｉの一般式である数１において印加電圧Ｖ＝Ｖc
、接合部温度ｔj ＝ｔa とした電流が流れる。但し、
数１の式におけるＩ0 は逆方向飽和電流、ｑは電子の電
荷量、Ｋはボルツマン定数であり、更にＩ0 は数２の式
に従うが、そのＢは接合部の物性、ドーピング濃度等に
依存する定数（温度には依存しない）、Ｖg は接合電位
である。それ故、寄生ダイオード５８ａに流れる順方向
電流Ｉは印加電圧Ｖ、接合部温度ｔj に依存し、Ｖを一
定値Ｖc とした場合、接合部温度ｔj により変化する。

【数１】

【数２】

【００１８】そこで、電流計５６により被検査用入力又
は出力ピン３２ａと対応するパターン３４ａの間及びグ
ランドピン３２ｇと対応するパターン３４ｇの間の両導
通状態を示す電流値Ｉ1 を測定する。次に、予め良品の
同一ＩＣから得たデータに基づいて設定した温度となる
ようにヒーター４４に流す電流値とオン時間とを制御
し、ＩＣ２８のパッケージ部３０を加熱する。この時、
ヒーター４４で発生した熱は寄生ダイオード５８ａのＰ
Ｎ接合部まで伝わり、接合部温度ｔj は図３に示すよう
に変化する。

【００１９】このような加熱状態において、寄生ダイオ
ード５８ａの接合部温度ｔj が周囲温度ｔa より所定量
例えば数度上昇してｔj2になった時に、再び先に印加し
た電圧と同一の定電圧Ｖc を印加する。すると、図４に
示すように接合部温度ｔj の変化に応じて、電流が変化
するので、電流計５０により接合部温度ｔj2に対応する
電流Ｉ2 を測定する。この時、接合部温度ｔj2はｔj2＞
ｔj1＝ｔa であり、被検査用入力又は出力ピン３２ａが
足浮きでなく、対応するパターン３４ａと良好に接触し
ている正常状態であればＩ2 ＞Ｉ1 となる。

【００２０】そこで、電流値Ｉ2 とＩ1の差を算出し、
予め良品の同一ＩＣから得たデータに基づいて作成した
判定基準値と比較する。図５はそのような各被検査用入
力又は出力ピン３２のピン番号（検査ステップ番号）と
対応する判定基準値との関係を示す図である。それ故、
例えば１番ピンに当る被検査用入力又は出力ピン３２a
の電流値Ｉ2 とＩ1 の差が判定基準値より小さければ足
浮きと判断し、ＮＧと表示する。又、その電流値Ｉ2 と
Ｉ1 の差が判定基準値以上の場合には正常と判断し、Ｇ
Ｏと表示する。

【００２１】このようにして、設定順に従って他の各入
力又は出力ピン３２に対しても、順次加熱の前後で同様
の測定を行ない、各入力又は出力ピン３２と対応するパ
ターン３４の間及びグランドピン３２ｇと対応するパタ
ーン３４ｇの間の両導通状態を示す電流値Ｉ2 とＩ1 の
差を対応する判定基準値とそれぞれ比較することによ
り、各入力又は出力ピン３２の足浮きの有無を判定す
る。なお、図５における各小丸６０はピン番号に対応す
る各入力又は出力ピン３２に関する電流値Ｉ2 とＩ1 の
差に当るデータ位置の例示であり、ピン番号１、２、
３、５、６に関する判定結果はいずれもＧＯと表示さ
れ、ピン番号４に関する判定結果はＮＧと表示される。

【００２２】なお、上記実施の形態ではＩＣの足浮きを
検査する際に、予め良品の同一ＩＣから得たデータに基
づいて印加電圧、ヒーターの温度を設定し、ヒーターに
流す電流値とオン時間を制御し、判定基準値を作成して
いるが、ＩＣを加熱する前後の電流値をそれぞれ測定
し、その差を算出して判定基準値と比較すればよいた
め、良品の同一ＩＣからデータを得て、デバックする作
業を省略し、直接ＩＣを検査することも可能である。

【００２３】又、上記実施の形態では被検査用入力又は
出力ピンと対応するパターン間及びグランドピンと対応
するパターン間の両導通状態を示す電流値の測定を行な
っているが、被検査用入力又は出力ピンと対応するパタ
ーン間及び電源ピンと対応するパターン間の両導通状態
を示す電流値の測定を行なってもよい。但し、後者の場
合には寄生ダイオードの方向性が反対になるので、印加
電圧を反対に加える。

【００２４】又、上記実施の形態では計測部に定電圧源
を備えて、ＩＣを加熱する前後の電流値をそれぞれ測定
し、その差を算出して判定基準値と比較しているが、定
電圧源の代わりに定電流源を用い、ＩＣを加熱する前後
の被検査用入力又は出力ピンと対応するパターン間及び
グランド又は電源ピンと対応するパターン間の両導通状
態を示す電圧値をそれぞれ測定し、その差を算出して判
定基準値と比較してもよい。

【００２５】又、上記実施の形態ではヒータープローブ
として接触式ヒータープローブを用いたが、ヒーターか
らレーザー、光、赤外線等を放射する非接触式ヒーター
プローブを用いてもよい。

【００２６】又、上記実施の形態ではピンボード方式イ
ンサーキットテスタを用いてＩＣの足浮きを検査した
が、接触式ヒータープローブや各測定用ピンプローブを
個々的に移動するＸ−Ｙ方式インサーキットテスタを用
いてＩＣの足浮きを検査してもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、請求項１
記載の発明では測定用ピンプローブをいずれもピンより
通常少し幅広になっているパターンに押し当てるため、
測定用ピンプローブを立て易く、ＩＣのピンピッチのフ
ァイン化とパッケージの多様化にも対応できてプロービ
ングを容易に行なえる。しかも、ＩＣピンに打痕傷が付
かない。

【００２８】又、請求項２記載の発明ではＩＣのパッケ
ージ部に直接接触して熱を加えることができるため、少
しの発熱量でパッケージ部の広い範囲を効率良く加熱で
きる。しかも、支持部を保持することによって、ヒータ
ープローブを簡単に移動できるので操作性が良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したピンボード方式インサーキッ
トテスタに備える測定用ピンプローブ、接触式ヒーター
プローブのＩＣの足浮き検査時におけるパターンとパッ
ケージ部に対する配置関係を示す斜視図である。

【図２】同足浮き検査の対象となるＩＣのグランドピン
と入力又は出力ピンとの間に存在する寄生ダイオードを
示す図である。

【図３】同足浮き検査時におけるＩＣに対する加熱の前
後に亘る寄生ダイオードの接合部温度ｔj の変化を示す
図である。

【図４】同足浮き検査時におけるＩＣの寄生ダイオード
の接合部温度ｔj の変化に応じて流れる電流の変化を示
す図である。

【図５】同足浮き検査時におけるＩＣに対する加熱の前
後でそれぞれ測定した電流値の差と判定基準値とのピン
毎の対応関係を示す図である。

【図６】従来のＸ−Ｙ方式インサーキットテスタに備え
る測定用ピンプローブの４端子法によるＩＣの足浮き検
査時におけるピンとパターンに対する配置関係を示す図
である。

【符号の説明】

２８…ＩＣ ３０…パッケージ部 ３２…ピン ３４…
パターン ３６…接触式ヒータープローブ ３８…測定
用ピンプローブ ４０…接触部 ４２…支持部 ４４…ヒーター ４６…コントロール部 ４８…スイッ
チ部 ５０…計測部 ５２…スキャナ部 ５４…定電圧
源 ５６…電流計 ５８…寄生ダイオード ６０…電流
値Ｉ2 とＩ1 の差を示すデータ位置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インサーキットテスタを用いて、プリン
   ト基板に実装したＩＣのピンと対応するパターン間の導
   通状態を示す電気量を測定し、その測定結果からＩＣの
   足浮きの有無を判定するＩＣのインサーキットテスタに
   よる足浮き検出方法において、上記ＩＣを加熱するヒー
   タープローブを備え、そのＩＣの被検査用入力又は出力
   ピンが接続すべきパターンとグランド又は電源ピンが接
   続すべきパターンとにそれぞれ測定用ピンプローブを１
   本ずつ押し当て、そのＩＣを加熱する前の被検査用入力
   又は出力ピンと対応するパターン間及びグランド又は電
   源ピンと対応するパターン間の両導通状態を示す電気量
   を測定し、そのＩＣを加熱し、そのＩＣの温度が設定値
   に達した時の被検査用入力又は出力ピンと対応するパタ
   ーン間及びグランド又は電源ピンと対応するパターン間
   の両導通状態を示す電気量を測定し、それ等の両電気量
   の差を判定基準値と比べることを特徴とするＩＣのイン
   サーキットテスタによる足浮き検出方法。
2. 【請求項２】 ＩＣのパッケージ部に接触する接触面を
   有するヒーター付き接触部とその接触部を支える支持部
   とを備えることを特徴とする接触式ヒータープローブ。