JPH1038984A - Method and apparatus for detecting failure site - Google Patents

Method and apparatus for detecting failure site

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JPH1038984A
JPH1038984A JP8190160A JP19016096A JPH1038984A JP H1038984 A JPH1038984 A JP H1038984A JP 8190160 A JP8190160 A JP 8190160A JP 19016096 A JP19016096 A JP 19016096A JP H1038984 A JPH1038984 A JP H1038984A
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JP
Japan
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magnetic field
electronic circuit
circuit device
magnet
target electronic
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JP8190160A
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Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Sasaki
恵一 佐々木
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for enabling a failure site to be detected without contact and with high resolution and high sensitivity without professional knowledge on design which can be applied to a wide range of electronic circuit devices of interest. SOLUTION: A magnet 11 for applying a magnetic field to an electronic circuit device 10 to be inspected which is in operation is provided. The magnet 11 is scanned by a scanning means 12 along a surface of the circuit device 10. Reaction force functioning to the magnet 11 when the magnetic field is applied by the scanning means 12 is detected as an electric signal by a reaction detection means 13. The electric signal detected by the means 13 is analyzed by an analyzing means 17 to express it in numeral. Reaction force data expressed in numeral is compared by a comparison means 17 with reaction force data corresponding to normal operation of the electronic circuit device 10 stored in a database in advance, thereby detecting a failure site.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ICや電子基板等
の電子回路装置の故障解析を自動的に行う故障部位検出
方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for detecting a failed part which automatically performs a failure analysis of an electronic circuit device such as an IC or an electronic substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】ICや電子基板の故障解析においては、
故障部位の特定が最も重要である。従来、その方法とし
て、ICの場合は、液晶解析法やエミッション顕微鏡、
EB(電子ビーム)テスタ、0BIC法(光誘起電流
法)、OBIRCH法(光加熱抵抗変化検出法)など
が、電子基板の場合は、赤外線画像を用いた手法や電子
部品を抽出して電気的特性を測定する方法などがある。
液晶解析法は、故障ICに液晶を塗布して通電し、リー
ク電流などによる異常発熱を検出する。塗布した液晶を
相転移温度直下の温度に保っておき通電すると、リーク
部だけが発熱により相転移温度を超える。このとき、リ
ーク部上の液晶だけが周りと違う分子配列になるので、
その部分の光の透過率が変わり、顕微鏡像で特定化でき
る。エミッション顕微鏡は、ICチッブ上の微小箇所の
微小発光を、光学顕微鏡を通して高感度フォトカウンテ
ィングカメラにより検出し映像化する。そして、この検
出した微小発光をイメージブロセッサに取り込み、画像
処理を行ってモニタに表示する。これを光学顕微鏡像と
重ね合わせることにより、発光箇所の特定化を行う。E
Bテスタは、電子ビームを試料に照射したときに発生す
る二次電子の検出器への到達量が電子線照射箇所の表面
電位に依存することを利用して、LSIの動作に同期し
た電子パルスビームを用いて、特定のタイミングでの配
線の電位を観察することができる。OBIC法では、レ
ーザー光線を半導体に照射させたときに発生する電子一
正孔対が、外部印加電界や内部電界により、ドリフトし
て外部に流れ出すOBICを検出ずる。そして、レーザ
ー照射位置と対応させてOBICの変化を検出すること
により、不良個所の特定化を行う。OBIRCH法は、
配線にレーザーを照射すると、その部分の配線温度が上
昇して抵抗が増大することを利用している。ポイドなど
が発生し熱伝導が悪くなっている部分では、特に温度上
昇が大きく抵抗も増大するので、これを電流変化として
検出し、レーザー照射位置と対応させて欠陥の存在箇所
を特定する。一方、赤外線画像を用いた方法では、診断
対象が発する赤外線を捕らえてその表面温度を観測し、
温度マップで見た異常発熱部を故障部位と特定する。電
子部品を抽出して電気的特性を測定する方法では、抽出
した部品の入出力特性をーつーつ調べて、異常な特性を
見いだす一般的なもの、アナログICの内部雑音を指標
としてアナログ基板上の故障を検出するもの、ディジタ
ルICのマージナルポルテージを指標としてディジタル
基板上の故障を検出するものなどがある。
2. Description of the Related Art In failure analysis of ICs and electronic boards,
Identifying the failure site is of utmost importance. Conventionally, in the case of IC, liquid crystal analysis method, emission microscope,
EB (electron beam) tester, 0BIC method (photo-induced current method), OBIRCH method (light-heating resistance change detection method), and the like. In the case of an electronic substrate, a method using an infrared image or an electronic component is extracted. There is a method for measuring characteristics, and the like.
In the liquid crystal analysis method, a liquid crystal is applied to a faulty IC and energized, and abnormal heat generation due to a leak current or the like is detected. When the applied liquid crystal is kept at a temperature just below the phase transition temperature and is energized, only the leak portion exceeds the phase transition temperature due to heat generation. At this time, only the liquid crystal on the leak part has a different molecular arrangement from the surroundings,
The light transmittance of that portion changes and can be specified by a microscope image. The emission microscope detects a minute light emission from a minute portion on the IC chip by using a high-sensitivity photo-counting camera through an optical microscope and forms an image. Then, the detected minute light emission is taken into an image processor, subjected to image processing, and displayed on a monitor. By superimposing this on an optical microscope image, a light emitting portion is specified. E
The B-tester utilizes the fact that the amount of secondary electrons generated when irradiating a sample with an electron beam to the detector depends on the surface potential of the electron beam-irradiated area, and uses an electron pulse synchronized with the operation of the LSI. With the use of the beam, the potential of the wiring at a specific timing can be observed. In the OBIC method, an electron-hole pair generated when a semiconductor is irradiated with a laser beam drifts due to an externally applied electric field or an internal electric field to detect an OBIC that flows to the outside. Then, by detecting a change in the OBIC in correspondence with the laser irradiation position, the defective portion is specified. The OBIRCH method is
Utilizing the fact that when a laser is irradiated to the wiring, the wiring temperature at that portion rises and the resistance increases. In a portion where the heat conduction is deteriorated due to the occurrence of a void or the like, the temperature rise is particularly large and the resistance increases. Therefore, this is detected as a current change, and the location of the defect is specified in correspondence with the laser irradiation position. On the other hand, in the method using an infrared image, the infrared temperature emitted from the object to be diagnosed is captured and its surface temperature is observed.
Identify the abnormal heat generation part as a failure part in the temperature map. In the method of extracting electronic components and measuring their electrical characteristics, a general method is to check the input / output characteristics of the extracted components and find abnormal characteristics. There is a method for detecting a failure on the digital board, and a method for detecting a failure on the digital board using the marginal voltage of the digital IC as an index.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】これまでのところ、I
Cにも電子基板にも適用できる故障部位検出装置は少な
い。現在ある例としては、赤外線画像を用いた方法が挙
げられるが、ICに対してこの手法を用いると、感度や
分解能の点で液晶解析法やその他の方法に劣る。また、
電子基板に対して用いた場合でも、正常部品一異常部品
間の熱伝達や同種部品における発熱量のばらつきなどが
原因で、誤診を起こしてしまう恐れがある。では、IC
専用の故障部位検出装置はどうかというと、液晶解析法
は、方法が簡単でかつコストも比較的かからないが、空
間分解能が数μmとあまり良くない。また、EBテスタ
はSEMを用いているので、試料を真空中に保持しなけ
ればならないという欠点がある。一方、エミッション顕
微鏡については、空間分解能:1μm〜、検出可能電
流:10nA)OBIC法は、空間分解能:0.1μm
〜、検出可能電流:数10pA〜、OBIRCH法は、
空間分解能:数100nmとそれぞれ分解能と感度が良
く、ICの故障部位検出には最適の装置である。しか
し、これらの装置には、電子基板に適用できないという
欠点がある。電子基板を対象とした方法には、赤外線画
像を用いた方法の他に、電子基板上の電子部品を抽出し
てーつーつ電気的特性を測定する方法がある。しかし、
この方法では、回路の知識を必要とするだけでなく時間
もかかり、故障解析の効率が悪くなる。
SUMMARY OF THE INVENTION So far, I
There are few failure site detection devices applicable to both C and electronic boards. A current example is a method using an infrared image, but using this method for an IC is inferior to a liquid crystal analysis method and other methods in terms of sensitivity and resolution. Also,
Even when used for an electronic substrate, there is a risk that a misdiagnosis may occur due to heat transfer between a normal component and an abnormal component, a variation in the amount of heat generated between similar components, and the like. Then, IC
Regarding a dedicated failure site detection device, the liquid crystal analysis method is simple and relatively inexpensive, but has a very poor spatial resolution of several μm. Further, since the EB tester uses the SEM, there is a disadvantage that the sample must be kept in a vacuum. On the other hand, for the emission microscope, the spatial resolution is 1 μm or more, and the detectable current is 10 nA.
~, Detectable current: several tens pA ~, OBIRCH method
Spatial resolution: The resolution and sensitivity are as good as several hundred nm, respectively. However, these devices have the disadvantage that they cannot be applied to electronic substrates. As a method for an electronic substrate, there is a method of extracting electronic components on the electronic substrate and measuring electrical characteristics in addition to a method using an infrared image. But,
In this method, not only knowledge of the circuit is required but also time is required, and the efficiency of the failure analysis is reduced.

【0004】そこで本発明は、ICや電子基板など広範
囲な対象に適用でき、かつ、設計上の専門的知識を必要
とせず、対象物の故障情報を力や磁場の大きさとして、
非接触でサンプリングし、高分解能かつ高感度な故障部
位検出を可能とすることを目的とする。
Therefore, the present invention can be applied to a wide range of objects such as ICs and electronic boards, and does not require specialized design knowledge.
An object of the present invention is to enable non-contact sampling to enable high-resolution and high-sensitivity failure detection.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、動作状
態にある対象電子回路装置に磁場を印加するための磁石
と、この磁石を対象電子回路装置の表面に沿ってスキャ
ンする走査手段と、この走査手段による磁場印加時に前
記磁石に働く反作用の力を電気信号として検出する反作
用検出手段と、この手段により検出した電気信号を解析
して反作用力を数値化する解析手段と、この手段により
数値化された反作用力データを予めデータベースに格納
された前記対象電子回路装置の正常時における対応する
反作用力データと比較する比較手段とから成ることを特
徴とする故障部位検出方法および装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a magnet for applying a magnetic field to a target electronic circuit device in an operating state, and scanning means for scanning the magnet along the surface of the target electronic circuit device. A reaction detecting means for detecting a reaction force acting on the magnet as an electric signal when a magnetic field is applied by the scanning means, an analyzing means for analyzing the electric signal detected by this means to quantify the reaction force, and A failure portion detecting method and device comprising comparing means for comparing the digitized reaction force data with the corresponding reaction force data in a normal state of the target electronic circuit device stored in a database in advance. You.

【0006】このように構成された故障部位検出方法お
よび装置においては、磁石の磁界と対象表面上の回路に
流れる電流との間に生ずる力を、磁石が対象から受ける
力として検出する。これはフレミングの左手の法則に基
づくものであり、非接触での測定が可能である。したが
って、対象や装置自体の磨耗の問題や配線の手間などが
なく、走査手段による表面スキャンも高速化が可能であ
る。また、この故障部位検出装置は、磁石の大きさと印
加磁界の大きさを変えることにより、また、それに対応
した走査手段を有することにより、対象を限定すること
なく、ICにも、電子基板にも適用できる。
[0006] In the method and apparatus for detecting a failed part configured as described above, the force generated between the magnetic field of the magnet and the current flowing through the circuit on the target surface is detected as the force that the magnet receives from the target. This is based on Fleming's left-hand rule, and enables non-contact measurement. Therefore, there is no problem of abrasion of the object or the apparatus itself, no trouble of wiring, and the like, and the speed of surface scanning by the scanning means can be increased. In addition, by changing the size of the magnet and the size of the applied magnetic field, and having the scanning means corresponding thereto, the failure site detecting device can be applied to ICs and electronic substrates without limiting the target. Applicable.

【0007】また、本発明によれば、前記磁場印加に用
いる磁石は、微小な単磁極ヘッドあるいは誘導型ヘッド
を用いることを特徴とする前記故障部位検出装置が提供
される。微小な単磁極ヘッドや誘導型ヘッドを用いるこ
とにより、微小領域の走査を可能とし、ICチップなど
の微細回路上で前記単磁極ヘッドや誘導型ヘッドが受け
る反作用の力を検出する。この装置においては、幅0.
1μmのオーダーでICやLSl上の微細回路の配線に
磁場を印加する。したがって、液晶解析法などより高分
解能な解析が可能となる。また、ハードディスクの磁気
ヘッドの技術を応用したりして高速なヘッド走査を実現
できる。
Further, according to the present invention, there is provided the above-mentioned faulty part detecting apparatus, characterized in that the magnet used for applying the magnetic field uses a minute single pole head or an induction type head. By using a minute single-pole head or an inductive head, a minute area can be scanned, and the reaction force applied to the single-pole head or the inductive head on a fine circuit such as an IC chip is detected. In this device, the width is 0.1 mm.
A magnetic field is applied on the order of 1 μm to the wiring of a fine circuit on an IC or LSl. Therefore, a higher resolution analysis such as a liquid crystal analysis method can be performed. Further, high-speed head scanning can be realized by applying the technology of the magnetic head of the hard disk.

【0008】また、本発明によれば、前記磁石は電磁石
であることを特徴とする前記故障部位検出装置が提供さ
れる。この装置においては、電磁石が対象から受ける反
作用の力が検出しにくいときは強磁場を発生して検出し
やすくし、また、磁場を印加したくない領域があるとき
は消磁して対象に悪影響を及ぼさないようにすることが
できる。
Further, according to the present invention, there is provided the faulty site detecting device, wherein the magnet is an electromagnet. In this device, when it is difficult to detect the reaction force that the electromagnet receives from the target, a strong magnetic field is generated to make it easier to detect.In addition, when there is an area where the magnetic field is not desired to be applied, the target is demagnetized to adversely affect the target. Can have no effect.

【0009】さらに、本発明によれば、動作状態にある
対象電子回路装置の表面に発生している磁場を電気信号
として検出する磁場検出器と、この磁場検出器を対象電
子回路装置の表面に沿ってスキャンする走査手段と、こ
の手段により検出した電気信号を解析し磁場の値として
数値化する解析手段と、この手段により数値化された磁
場データを予めデータベースに格納された前記対象電子
回路装置における対応する磁場データと比較する比較手
段とから成ることを特徴とする故障部位検出方法および
装置が提供される。
Further, according to the present invention, a magnetic field detector for detecting a magnetic field generated on the surface of a target electronic circuit device in an operating state as an electric signal, and the magnetic field detector is mounted on the surface of the target electronic circuit device. Scanning means for scanning along, analysis means for analyzing an electric signal detected by this means and quantifying it as a value of a magnetic field, and said target electronic circuit device in which magnetic field data quantified by this means is stored in a database in advance And a comparison means for comparing the magnetic field data with the corresponding magnetic field data.

【0010】このように構成された方法および装置にお
いては、診断対象の動作中に対象の回路に流れる電流に
より対象表面上の空間に発生する磁場を、磁気センサで
非接触で検出する。この際、故障部位検出装置側から対
象に対して、光や磁場など外部作用を施さないので、対
象の回路構成によらずに対象表面全面にわたっての状態
検出が可能である。また、磁気センサの形状により、診
断対象をICから電子基板、その他の機器にまで広範囲
に広げられる。さらに、この故障部位検出方法および装
置においては、磁気センサを走査手段により対象表面全
体についてスキャンし、磁場分布をマッピングした結果
を正常状態のマッピング結果と比較することにより、故
障部や異常部を検出するので、設計情報や回路に関する
知識を必要としない。
In the method and apparatus configured as described above, the magnetic sensor detects the magnetic field generated in the space above the target surface by the current flowing through the target circuit during the operation of the target to be diagnosed by the magnetic sensor in a non-contact manner. At this time, since no external action such as light or a magnetic field is applied to the target from the failure site detection device side, the state can be detected over the entire surface of the target regardless of the circuit configuration of the target. In addition, depending on the shape of the magnetic sensor, a diagnosis target can be broadly expanded from an IC to an electronic substrate and other devices. Furthermore, in this method and apparatus for detecting a failed part, the magnetic sensor scans the entire target surface by the scanning means, and the result of mapping the magnetic field distribution is compared with the result of mapping in the normal state to detect a failed part or an abnormal part. Therefore, there is no need for design information or circuit knowledge.

【0011】さらに、本発明によれば、前記磁場検出器
は3次元の各軸方向の磁場成分を独立に検出するための
3つのMRヘッドあるいはGMRヘッドであることを特
徴とする前記故障部位検出装置が提供される。この装置
においては、3次元の各軸(x,y,z)方向の磁場成
分を独立に検出するため、それぞれの軸方向の磁場成分
検出に対応した3つのMRヘッドまたはGMRヘッドを
有し、前記3つのMRヘッドまたはGMRヘッドをそれ
ぞれ走査して、被測定対象表面上の各点における磁場成
分をそれぞれ磁気抵抗変化として検出し、前記磁気抵抗
変化の値を解析して、被測定対象表面上の各点における
磁場の大きさと向きを立体的に測定することが可能であ
り、また、MRヘッドまたはGMRヘッドを用いている
ので高感度で磁場を測定できる。さらに、MRヘッドや
GMRヘッドは薄膜で作製できるのでそのサイズや形状
の自由度が大きく、ICや電子基板、また、その他の機
器用にあったものを用いて広範囲な対象の表面磁場を測
定することが可能となる。さらに、3つのMRヘッドま
たはGMRヘッドを用いて3次元の各軸(x.y.z)
方向の磁場成分を独立に測定するので、磁場の微妙な変
化を検出しやすくなるというメリットも有する。
Further, according to the present invention, the magnetic field detector comprises three MR heads or GMR heads for independently detecting a magnetic field component in each of three-dimensional axial directions. An apparatus is provided. This device has three MR heads or GMR heads corresponding to the detection of the magnetic field components in the respective axial directions in order to independently detect the magnetic field components in the three-dimensional axial (x, y, z) directions. The three MR heads or GMR heads are respectively scanned to detect magnetic field components at respective points on the surface of the measured object as magnetoresistive changes. It is possible to measure the magnitude and direction of the magnetic field at each point three-dimensionally, and to measure the magnetic field with high sensitivity since an MR head or GMR head is used. Furthermore, since MR heads and GMR heads can be made of thin films, they have a large degree of freedom in size and shape, and measure the surface magnetic field of a wide range of objects using ICs, electronic substrates, and other devices. It becomes possible. Further, each of three-dimensional axes (xyz) using three MR heads or GMR heads
Since the magnetic field components in the directions are measured independently, there is also an advantage that a subtle change in the magnetic field can be easily detected.

【0012】さらに、本発明によれば、前記磁場検出器
としてフラックスゲー卜・マグネットメータを用いるこ
とを特徴とする前記故障部位検出装置が提供される。こ
の装置においては、フラックスゲート・マグネットメー
タにより,外部磁場をオペアンブの出力変化として検出
し,高感度かつ高分解能な磁場検出を実現する。また,
フラックスゲート・マグネットメータの利用は,装置の
小型化や対象の広範囲化に寄与する。
Further, according to the present invention, there is provided the faulty part detecting device, wherein a flux gate magnetometer is used as the magnetic field detector. In this apparatus, an external magnetic field is detected as a change in the output of an operational amplifier by a fluxgate magnetometer, thereby realizing high-sensitivity and high-resolution magnetic field detection. Also,
The use of fluxgate magnetometers contributes to downsizing of the equipment and widening of the target.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】このように本発明は、ICや電子
基板等の電子回路装置の故障解析を磁石がフレミングの
法則により診断対象電子回路装置の表面から受ける力や
診断対象電子回路装置の表面に発生している磁場を状態
量として検出することにより行うを特徴とし、対象の電
流状態変化によって引き起こされるこれらの状態量の変
化を観測して異常部や故障部を発見する故障部位検出方
法および装置を提供するものであるが、以下、本発明に
係る故障部位検出装置の実施形態を図1乃至図11を参
照して説明する。
As described above, according to the present invention, a failure analysis of an electronic circuit device such as an IC or an electronic substrate is performed by a magnet based on Fleming's law. A method of detecting a magnetic field generated on the surface as a state quantity, and detecting a change in the state quantity caused by a change in a current state of a target to detect an abnormal part or a faulty part. An apparatus for detecting a failed part according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11.

【0014】図1は、本発明の第1実施形態を示す故障
部位検出装置のブロック図である。この実施例の故障部
位検出装置は、故障部位検出対象である電子回路装置1
0の表面に磁場を印加する磁石11と、電子回路装置1
0の表面に沿ってこの磁石11を走査する走査手段12
と、磁石11が対象より受ける反作用の力を検出する反
作用検出手段13と、反作用検出手段13が検出した微
小信号を増幅する増幅手段14と、この増幅信号を計算
により力の大きさと向きに変換する解析手段15と、予
め磁石11から解析手段15により正常な対象電子回路
装置10について表面上の各測定点で磁石11が受ける
反作用の力を測定した結果を正常データとして蓄積して
おくデータベース16と、解析手段15で得られた解析
結果とデータベース16中の正常データを照合、比較し
て、故障部位を判定する比較・判定手段17と、解析結
果と比較・判定結果を出力する出力手段18と、測定の
座標系を統一するために対象を固定するためのホルダ1
9とから構成されている。図2は図1の要部を拡大して
示す斜視図で、磁石11で対象電子回路装置10動作状
態におき、これに磁場を印加した場合に生ずる力をフレ
ミングの左手の法則により説明するための図である。図
中図1の構成に対応する部分には同一番号を付し、詳細
な説明は省略する。図において、対象電子回路装置10
の特定の部位に流れる太いい矢印で示す電流Iに、磁石
11の白い矢印で示す磁束Bを印加し多場合、フレミン
グの左手の法則により細い矢印で示す力Fが磁石11に
作用する。ここで力Fは F=I×B×l (1) と表される。ここでF、I、Bはそれぞれベクトルを表
し、lは磁石11の電流Iに平行な辺の寸法である。
FIG. 1 is a block diagram of a faulty part detecting apparatus according to a first embodiment of the present invention. The failure site detection device of this embodiment is an electronic circuit device 1 that is a failure site detection target.
A magnet 11 for applying a magnetic field to the surface of the electronic circuit device 1
Scanning means 12 for scanning this magnet 11 along the surface of
A reaction detecting means 13 for detecting a reaction force received by the magnet 11 from a target; an amplifying means 14 for amplifying a small signal detected by the reaction detecting means 13; and converting the amplified signal into a magnitude and direction of force by calculation. And a database 16 for storing, as normal data, the results of measuring the reaction force applied to the magnet 11 at each measurement point on the surface of the normal target electronic circuit device 10 by the analysis means 15 from the magnet 11 in advance. A comparison / judgment unit 17 for comparing and comparing the analysis result obtained by the analysis unit 15 with the normal data in the database 16 to determine a failed part, and an output unit 18 for outputting the analysis result and the comparison / judgment result And a holder 1 for fixing an object to unify the coordinate system of measurement
9. FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a main part of FIG. 1, in which the target electronic circuit device 10 is operated by a magnet 11 and a force generated when a magnetic field is applied thereto is described by Fleming's left-hand rule. FIG. In the figure, portions corresponding to the configuration of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the figure, the target electronic circuit device 10
When a magnetic flux B indicated by a white arrow of the magnet 11 is applied to a current I indicated by a thick arrow flowing in a specific portion of the above-mentioned case, a force F indicated by a thin arrow acts on the magnet 11 according to Fleming's left-hand rule. Here, the force F is expressed as F = I × B × l (1). Here, F, I, and B each represent a vector, and 1 is a dimension of a side of the magnet 11 parallel to the current I.

【0015】図3は、図1に示した反作用検出手段13
の概略構成例を説明するための斜視図である。(a)は
反作用の力による磁石11の変位を打ち消すようにバネ
21を伸ぴ縮みさせて磁石に外力を加え、その際のバネ
の延び縮みをコンデンサ22、23の容量の変化として
検出する方法であり、(b)は反作用の力による磁石1
1の変位を打ち消すように磁石24に電磁石25、26
で外力を加え、電磁石25、26に流す電流I1 、I2
の変化を検出する方法である。
FIG. 3 shows the reaction detecting means 13 shown in FIG.
FIG. 2 is a perspective view for explaining a schematic configuration example of FIG. (A) shows a method in which an external force is applied to the magnet by expanding and contracting a spring 21 so as to cancel the displacement of the magnet 11 due to the reaction force, and the expansion and contraction of the spring at that time is detected as a change in the capacitance of the capacitors 22 and 23. (B) shows the magnet 1 by the reaction force.
The electromagnets 25 and 26 are attached to the magnet 24 so as to cancel the displacement of 1.
Currents I 1 , I 2 flowing through the electromagnets 25, 26
Is a method of detecting a change in

【0016】反作用検出手段13で得られたコンデンサ
22、23の容量の変化あるいは電磁石25、26に流
す電流I1 、I2 の変化は解析手段15で解析される
が、この際の解析は例えば次のように行われる。まず、
図3(a)の場合について説明する。座標x軸方向へΔ
1 、y軸方向へΔd2 だけ、バネ21を縮ませて磁石
11に働く力が釣り合ったとする(Δd1 、Δd2 は正
の値も負の値も取れる)。このとき、コンデンサ22、
23の容量が電気測定により、それぞれC1 ´、C2 ´
だったとすると、 C1 ´=εS1 /(d1 +Δd1 ) (2) C2 ´=εS2 /(d1 +Δd2 ) (3) したがって、 Δd1 =εS1 /C1 ´−d1 =d1 (C1 /C1 ´−1) (4) Δd2 =εS2 /C2 ´−d2 =d2 (C2 /C2 ´−1) (5) したがって力Fの大きさは、
The changes in the capacitances of the capacitors 22 and 23 or the changes in the currents I 1 and I 2 applied to the electromagnets 25 and 26 obtained by the reaction detecting means 13 are analyzed by the analyzing means 15. It is performed as follows. First,
The case of FIG. 3A will be described. Δ in the x-axis direction
It is assumed that the force acting on the magnet 11 is balanced by compressing the spring 21 by d 1 and Δd 2 in the y-axis direction (Δd 1 and Δd 2 can take both positive and negative values). At this time, the capacitor 22,
The capacitance of 23 was determined by electrical measurement to be C 1 ′ and C 2 ′, respectively.
Then, C 1 ′ = εS 1 / (d 1 + Δd 1 ) (2) C 2 ′ = εS 2 / (d 1 + Δd 2 ) (3) Therefore, Δd 1 = εS 1 / C 1 ′ −d 1 = D 1 (C 1 / C 1 ′ −1) (4) Δd 2 = εS 2 / C 2 ′ −d 2 = d 2 (C 2 / C 2 ′ −1) (5) Therefore, the magnitude of the force F Is

【数1】 また、xy平面内で力Fがx軸となす角をθとすると、
θは次式
(Equation 1) Further, if an angle between the force F and the x axis in the xy plane is θ,
θ is

【数2】 を満たす角度である。(Equation 2) Is the angle that satisfies.

【0017】次に、図3(b)の場合について説明す
る。電磁石25、26が作る磁界は、電磁石25、26
に流れる電流に依存するから、x軸方向の磁界の関数お
よびy軸方向の磁界の関数はそれぞれHx(I)、Hy
(I)と表せる。磁石11に働く力が釣り合ったときの
電磁石25、26の電流をそれぞれI1 、I2 とする
と、釣り合い時の力Fのx軸方向およびy軸方向の成分
Fx、Fyはそれぞれ、 Fx=qm Hx(I1 ) (8) Fy=qm Hy(I2 ) (9) となる。したがって力Fの大きさFと方向θはそれぞれ
次式で与えられる。
Next, the case of FIG. 3B will be described. The magnetic field created by the electromagnets 25 and 26 is
, The function of the magnetic field in the x-axis direction and the function of the magnetic field in the y-axis direction are Hx (I) and Hy, respectively.
(I). Assuming that the currents of the electromagnets 25 and 26 when the forces acting on the magnet 11 are balanced are I 1 and I 2 , respectively, the components Fx and Fy of the force F in the x-axis direction and the y-axis direction at the time of balancing are Fx = q m Hx (I 1 ) (8) Fy = q m Hy (I 2 ) (9) Therefore, the magnitude F and the direction θ of the force F are given by the following equations.

【0018】[0018]

【数3】 (Equation 3)

【数4】 図4は、解析結果とデータベース16内の正常データと
の比較・判定の方法を説明する図である。それぞれ、同
じ測定点に対応するデータを比較し、解析結果が正常デ
ータの測定誤差内に入っていれば正常部と判定し、外れ
ていれば故障部と判定する。
(Equation 4) FIG. 4 is a diagram for explaining a method of comparing / determining the analysis result with the normal data in the database 16. Data corresponding to the same measurement point is compared, and if the analysis result is within the measurement error of the normal data, it is determined to be a normal part, and if not, it is determined to be a failure part.

【0019】図5は、出力手段18で出力する結果の出
力画像例である。測定した反作用のカの大きさと向きを
ベクトル表示し、正常データと解析データを並べて出力
する。異常部のベクトルは色分けをして表示し、各ベク
トルに対応する数値データも出力する。
FIG. 5 shows an example of an output image as a result output by the output means 18. The magnitude and direction of the measured reaction are displayed in a vector, and normal data and analysis data are output side by side. The abnormal part vector is displayed in different colors, and numerical data corresponding to each vector is also output.

【0020】このように構成された本発明の故障部位検
出装置は、次のようにして故障部位を検出する。まず、
測定の座標系を統一するために、対象をホルダ19に固
定する。そして、走査手段12で反作用の力を検出した
い位置に磁石11を移動し、動作中の対象電子回路装置
10内を流れる電流に磁場を印加する。このとき、磁石
11は図2に示したような反作用力Fを対象電子回路装
置10から受ける。この力Fを、図3に示したような反
作用検出手段13でコンデンサの容量変化や、電磁石に
流す電流の大きさとして検出する。これらの検出信号を
増幅手段14で増幅し、解析手段15に入力する。解析
手段15は、前述したように検出信号を力Fの大きさと
方向θに変換する。ここまでの一連の測定を走査手段1
2で選択した各測定点について繰り返す。この際、走査
手段12による測定点のスキャン間隔やスキャン領域の
大きさは、対象電子回路装置10の種類毎に統一してお
き、これらの情報を入力できるようにしておく。すべて
の測定が終了したら解析結果を比較・判定手段17に入
力し、図4に示すように、データベース16に蓄積して
ある正常デ一夕と照合・比較する。解析結果と正常デー
タが測定誤差の範囲内で一致しているか否かを判定し、
解析結果と判定結果を出力手段18で図5に示すように
ディスプレイ上に表示する。また、これらの結果を故障
解析の情報として再利用できるように故障部位データと
して記憶媒体上に記録する。
The faulty part detecting device of the present invention thus configured detects a faulty part as follows. First,
The object is fixed to the holder 19 in order to unify the coordinate system for measurement. Then, the magnet 11 is moved to the position where the reaction force is to be detected by the scanning means 12, and a magnetic field is applied to the current flowing through the target electronic circuit device 10 during operation. At this time, the magnet 11 receives the reaction force F as shown in FIG. The force F is detected by the reaction detecting means 13 as shown in FIG. 3 as a change in the capacitance of the capacitor or the magnitude of the current flowing through the electromagnet. These detection signals are amplified by the amplification means 14 and input to the analysis means 15. The analysis means 15 converts the detection signal into the magnitude of the force F and the direction θ as described above. Scanning unit 1 performs a series of measurements up to this point.
Repeat for each measurement point selected in 2. At this time, the scan interval of the measurement points by the scanning means 12 and the size of the scan area are standardized for each type of the target electronic circuit device 10 so that such information can be input. When all the measurements are completed, the analysis result is input to the comparison / judgment means 17 and collated and compared with the normal data stored in the database 16 as shown in FIG. Determine whether the analysis result and the normal data match within the range of the measurement error,
The analysis result and the determination result are displayed on the display by the output means 18 as shown in FIG. Further, these results are recorded on the storage medium as failure site data so that the results can be reused as failure analysis information.

【0021】本実施例では、磁石と印加磁界の大きさを
調節し、それに対応した走査手段を有することにより、
対象を限定することなく、ICにも、電子基板にも適用
できる。また、真空系やレーザーなどの光学系も必要と
しないので装置の構成を単純化できる。さらに、反作用
の力と印加磁場の値から回路を流れる電流の値を非接触
で測定することが可能である。
In this embodiment, the magnitude of the magnet and the applied magnetic field are adjusted, and scanning means corresponding to the magnet is provided.
The present invention can be applied to an IC and an electronic substrate without limiting the target. In addition, since an optical system such as a vacuum system or a laser is not required, the configuration of the apparatus can be simplified. Furthermore, the value of the current flowing through the circuit can be measured without contact from the value of the reaction force and the value of the applied magnetic field.

【0022】図6はICのような微小電子回路装置を対
象とする場合に適する磁石走査手段の他の実施形態を示
す概略的構成図である。この実施形態においては、単磁
極ヘッドや誘導型ヘッドといったハードディスク用の微
小ヘッド31を磁石として用いる。また、走査手段に
は、ハードディスクのシーク動作に用いる機構を適用す
るが、微小ヘッド31をIC上に0.1μmのオーダー
で浮かせるために、外部からICチップ表面に空気を送
り、微小ヘッドに取り付けたスライダ32で浮力を生じ
させ、サスペンションアーム33のバネの力とを釣り合
わせる。反作用検出手段13、増幅手段14、解析手段
15、データベース16、比較・判定手段17および出
力手段18は前述した第1の実施形態の場合と同様の手
段が用いられる。走査手段であるスライダ32による測
定点のスキャン間隔やスキャン領域の大きさは、対象I
Cの種類毎に統一しておき、これらの情報を走査手段に
入力できるようにしておく。
FIG. 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the magnet scanning means suitable for a microelectronic circuit device such as an IC. In this embodiment, a micro head 31 for a hard disk such as a single pole head or an induction type head is used as a magnet. As the scanning means, a mechanism used for a seek operation of a hard disk is applied. In order to float the micro head 31 on the order of 0.1 μm on the IC, air is sent from the outside to the surface of the IC chip and attached to the micro head. The slider 32 generates buoyancy, and balances the force of the spring of the suspension arm 33. As the reaction detecting means 13, the amplifying means 14, the analyzing means 15, the database 16, the comparing / judging means 17, and the output means 18, the same means as those in the first embodiment are used. The scan interval of the measurement point and the size of the scan area by the slider 32 as the scanning means are determined by the target I
Each type of C is unified so that such information can be input to the scanning unit.

【0023】本実施形態では、微小領域の走査が可能と
なり、IC上の微細回路の故障部位を検出できるように
なる。また、走査手段や反作用検出手段も小型化するこ
とが可能となり、ヘッドによる高速な走査も実現でき
る。
In the present embodiment, it is possible to scan a minute area, and it is possible to detect a failure portion of a minute circuit on an IC. Further, the size of the scanning means and the reaction detecting means can be reduced, and high-speed scanning by the head can be realized.

【0024】なお、上記の実施形態においては磁石11
あるいは微小ヘッド31として永久磁石を用いる例を示
したが、電磁石を使用し、印加磁場を可変にすることも
可能である。この電磁石の電流値を調節して、対象表面
上で磁場を印加したくない部位では消磁し、対象の回路
電流が小さいなどの理由で反作用の力が検出しにくい部
位では強磁場を発生して、反作用の力を検出しやすくす
る。このような構成によれば、故障部位検出対象電子回
路装置としては、磁場を印加したくないような部品や回
路を含んでいる対象でもよく、表面全面について連続的
に電磁石をスキャンすることできる。また、強磁場を発
生できるので、反作用の力が検出しやすくなる。
In the above embodiment, the magnet 11
Alternatively, although an example in which a permanent magnet is used as the micro head 31 has been described, it is also possible to use an electromagnet and make the applied magnetic field variable. By adjusting the current value of this electromagnet, demagnetize the part on the target surface where you do not want to apply a magnetic field, and generate a strong magnetic field in the part where the reaction force is difficult to detect because the target circuit current is small. , Making it easier to detect the reaction force. According to such a configuration, the electronic circuit device to be subjected to the failure portion detection may be a target including a component or a circuit for which no magnetic field is to be applied, and the electromagnet can be continuously scanned over the entire surface. Further, since a strong magnetic field can be generated, the reaction force can be easily detected.

【0025】図7は、本発明のさらに他の実施形態であ
る故障部位検出装置をしめす概略構成図である。この実
施形態においては、対象電子回路装置40の表面から発
生する磁場を何らかの信号として検出する磁場検出器4
1と、対象電子回路装置40の全表面にわたってこの磁
場検出器41を走査する走査手段42と、磁場検出器4
1が検出した検出信号を解析し、数値化する解析手段4
3と、予め磁場検出器41から解析手段43の手段で正
常な対象電子回路装置40についてその表面内の各測定
点で磁場を測定した結果を正常データとして蓄積してお
くデータベース46と、解析結果をデータベース46に
格納してある正常時の結果と比較して、故障か否かを判
定する比較・判定手段44と、解析結果及び比較・判定
結果を出力する出力手段45と、測定の座標系を統一す
るために対象を固定するためのホルダ47とから構成さ
れている。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a faulty part detecting apparatus according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, a magnetic field detector 4 that detects a magnetic field generated from the surface of the target electronic circuit device 40 as any signal.
Scanning means 42 for scanning the magnetic field detector 41 over the entire surface of the target electronic circuit device 40;
Analysis means 4 for analyzing the detection signal detected by 1 and digitizing it
3, a database 46 in which the results of measuring the magnetic field at each measurement point in the surface of the normal target electronic circuit device 40 from the magnetic field detector 41 by the analysis means 43 in advance are stored as normal data, and the analysis results Is compared with a normal result stored in the database 46 to determine whether or not there is a failure; an output means 45 that outputs an analysis result and a comparison / determination result; And a holder 47 for fixing an object to unify the objects.

【0026】この故障部位検出装置は次のようにして故
障部位を検出する。まず、測定の座標系を統一するため
に、対象電子回路装置40をホルダ47に固定する。そ
して、走査手段42で磁場検出器41を対象電子回路装
置40の表面上でスキャンし、対象電子回路装置40を
流れる電流により発生している磁場を、ホール素子やコ
イルで電流変化として捕らえたり、強磁性体の磁歪や磁
気抵抗の変化として検出したりする。これらの検出信号
を解析手段43に入力し、検出信号を磁場の大きさと向
きに変換する。ここまでの一連の測定を走査手段42で
選択した各測定点について繰り返す。この際、走査手段
42による測定点のスキャン間隔やスキャン領域の大き
さは、対象電子回路装置40の種類毎に統一しておき、
これらの情報を入力できるようにしておく。すべての測
定が終了したら解析結果を比較・判定手段44に入力
し、データベース46に蓄積してある正常データと照合
・比較する。解析結果と正常データが測定誤差の範囲内
で一致しているか否かで、正常であるか、異常であるか
の判定をし、これらの解析結果と判定結果を出力手段4
5で、ディスブレイ上に数値やベクトルとして表示す
る。また、これらの結果を故障解析の情報として再利用
できるように故障部位データとして記憶媒体上に記録す
る。
This faulty part detecting device detects a faulty part as follows. First, the target electronic circuit device 40 is fixed to the holder 47 in order to unify the coordinate system for measurement. Then, the magnetic field detector 41 is scanned on the surface of the target electronic circuit device 40 by the scanning means 42, and a magnetic field generated by a current flowing through the target electronic circuit device 40 is captured as a current change by a Hall element or a coil, It is detected as a change in magnetostriction or magnetoresistance of a ferromagnetic material. These detection signals are input to the analysis means 43, and the detection signals are converted into the magnitude and direction of the magnetic field. The series of measurements up to this point is repeated for each measurement point selected by the scanning means 42. At this time, the scan interval of the measurement points by the scanning unit 42 and the size of the scan area are unified for each type of the target electronic circuit device 40,
Be prepared to enter such information. When all the measurements are completed, the analysis result is input to the comparison / judgment means 44, and collated and compared with the normal data stored in the database 46. It is determined whether the analysis result is normal or abnormal based on whether or not the analysis result and the normal data match within the range of the measurement error, and outputs the analysis result and the determination result to the output unit 4.
At 5, the numerical value or vector is displayed on the display. Further, these results are recorded on the storage medium as failure site data so that the results can be reused as failure analysis information.

【0027】この実施形態では、故障部位検出装置から
対象電子回路装置40に対して、光や磁場など外部作用
を施す必要がないので、そのための装置が不要であり、
装置を単純化、小型化することができる。また、回路に
何の影響も与えないので、対象電子回路装置40の回路
構成によらずに対象装置の表面全面にわたっての状態検
出が可能である。さらに、磁場検出器41の形状によ
り、診断対象をICから電子回路基板、その他の機器に
まで広範囲に広げられる。
In this embodiment, there is no need to apply an external action such as light or a magnetic field to the target electronic circuit device 40 from the faulty part detection device, so that no device for that purpose is required.
The device can be simplified and miniaturized. Further, since no influence is exerted on the circuit, the state can be detected over the entire surface of the target electronic circuit device irrespective of the circuit configuration of the target electronic circuit device 40. Further, depending on the shape of the magnetic field detector 41, the diagnosis target can be widely extended from an IC to an electronic circuit board and other devices.

【0028】図8は本発明の故障部位検出装置に用いら
れる磁場測定手段のさらに他の実施形態を示す概略構成
図である。この磁場測定装置は、3次元座標の各軸
(x、y、z)方向の磁場成分を独立に検出する3次元
ヘッド51を備えている。3次元磁気ヘッド51は、
x、y、z軸方向の磁場成分をそれぞれ独立に検出する
ように立方体の3個の面に配置された3個のMRヘッド
またはGMRヘッド52、53、54により構成されて
いる。これらの3個のMRヘッドまたはGMRヘッド5
2、53、54にはそれぞれの電極55を介して電流源
・電圧計56から電流が供給され、磁気ヘッド51の磁
気抵抗変化が電圧変化として検出される。すなわち、電
流源・電圧計56はそれぞれの電極55により検出した
電圧変化から磁気抵抗変化を求める。求められた磁気抵
抗変化信号は解析手段57に送られ、ここでx、y、z
各軸方向の磁場成分が検出される。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the magnetic field measuring means used in the failure site detecting device of the present invention. This magnetic field measuring apparatus includes a three-dimensional head 51 that independently detects a magnetic field component in each of the three-dimensional coordinate axes (x, y, z). The three-dimensional magnetic head 51
It is constituted by three MR heads or GMR heads 52, 53, 54 arranged on three surfaces of a cube so as to independently detect magnetic field components in the x, y, and z axis directions. These three MR heads or GMR heads 5
A current is supplied from the current source / voltmeter 56 to the electrodes 2, 53, and 54 via the respective electrodes 55, and a change in the magnetic resistance of the magnetic head 51 is detected as a voltage change. That is, the current source / voltmeter 56 obtains a magnetoresistance change from a voltage change detected by each electrode 55. The obtained magnetoresistance change signal is sent to the analyzing means 57, where x, y, z
A magnetic field component in each axis direction is detected.

【0029】図9は、MR又はGMRヘッドの磁気抵抗
の磁場依存性を説明する図である。MR膜やGMR膜は
対象物からの磁場を受けると、膜内の磁化方向が変わ
る。これによって、MR膜やGMR膜の抵抗値が変化す
る。この磁気抵抗値は同図(A)に示されるように、細
い矢印で示す電流方向と太い矢印で示す磁化方向とが平
行となるときすなわち、電流方向と磁化方向が同一ある
いは全く逆方向になるときには最大となり、同図(B)
に示されるように、直角に交わるときに最小となる。同
図(C)は横軸が電流方向と磁化方向とのなす角度、縦
軸が抵抗値として、両者の関係を示すグラフである。こ
のようなMR又はGMRヘッドを構成する膜の両端に接
続した端子から電流を流しながら端子間の電圧を観測す
れば、電圧変動としてMR膜やGMR膜の抵抗変化を検
知できる。したがって、この膜を3次元の直交系の各軸
(x,v,z)方向の磁場成分に垂直になるように3つ
の磁気ヘッド52、53、54として配置してやれば、
対象が発生する磁場を立体的に測定することができる。
その後、検出した磁気抵抗変化を解析手段57に入力
し、この膜の磁気抵抗の磁場依存性から各磁気抵抗変化
を各磁場成分に変換する。そして、磁場の大きさ、向き
などを計算する。この解析結果は図1または図7で示し
た実施形態と同様に、走査手段により3次元磁気ヘッド
51を対象電子回路装置の表面上でスキャンさせなが
ら、磁場検出と解析を繰り返し、その測定結果をデータ
ベースに格納してある正常時の結果と比較して故障か否
かを判定し、測定結果及ぴ判定結果を出力および記憶す
る。
FIG. 9 is a diagram for explaining the magnetic field dependence of the magnetoresistance of the MR or GMR head. When an MR film or GMR film receives a magnetic field from an object, the magnetization direction in the film changes. Thereby, the resistance value of the MR film or the GMR film changes. As shown in FIG. 3A, when the current direction indicated by a thin arrow is parallel to the magnetization direction indicated by a thick arrow, that is, the current direction is the same as or completely opposite to the magnetization direction. Sometimes the maximum is reached, and FIG.
As shown in the figure, the minimum value is obtained at the right angle. FIG. 4C is a graph showing the relationship between the angle between the current direction and the magnetization direction on the horizontal axis and the resistance value on the vertical axis. By observing the voltage between the terminals while flowing a current from the terminals connected to both ends of the film constituting the MR or GMR head, a change in the resistance of the MR film or the GMR film can be detected as a voltage change. Therefore, if this film is arranged as three magnetic heads 52, 53, 54 so as to be perpendicular to the magnetic field components in the directions of each axis (x, v, z) of the three-dimensional orthogonal system,
The magnetic field generated by the object can be measured three-dimensionally.
Thereafter, the detected magnetoresistance change is input to the analysis means 57, and each magnetoresistance change is converted into each magnetic field component from the magnetic field dependence of the magnetoresistance of this film. Then, the magnitude and direction of the magnetic field are calculated. The analysis result is similar to the embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 7, and the magnetic field detection and analysis are repeated while scanning the three-dimensional magnetic head 51 on the surface of the target electronic circuit device by the scanning means. It is compared with the normal result stored in the database to determine whether or not a failure has occurred, and the measurement result and the determination result are output and stored.

【0030】この実施形態における磁場測定装置は、M
RヘッドまたはGMRヘッドを用いているので高感度で
磁場を測定できる。また、MRヘッドやGMRヘッドは
薄膜で作製できるのでそのサイズや形状が比較的自由に
変えられる。従って、ICや電子基板、また、その他の
機器用にあったサイズや形状のものを用いて広範囲な対
象の表面磁場を測定することが可能となる。さらに、3
つのMRヘッドまたはGMRヘッドを用いて3次元の各
軸方向の磁場成分を独立に測定するので、磁場の微妙な
変化を検出しやすい。
The magnetic field measuring apparatus according to this embodiment has an M
Since the R head or GMR head is used, the magnetic field can be measured with high sensitivity. Further, since the MR head and the GMR head can be made of a thin film, their sizes and shapes can be changed relatively freely. Therefore, it is possible to measure the surface magnetic field of a wide range of objects using an IC, an electronic substrate, or a device having a size and shape suitable for other devices. In addition, 3
Since the three-dimensional magnetic field components in each axial direction are measured independently by using one MR head or GMR head, it is easy to detect a subtle change in the magnetic field.

【0031】本発明の故障部位検出装置においては磁場
検出手段として上述した手段の他にフラックスゲート・
マグネトメータを用いることも可能である。図11はフ
ラックスマグネトメータの基本構成図である。最小構成
要素は一点鎖線で囲まれた基本ブロック60とCR平滑
回路61である。磁場検出原理は次の通りである。棒状
の磁心62に1次巻線と2次巻線を施こし、2次側に共
振用のコンデンサCsを接続する。共振電圧はコンパレ
ータとして動作するオペアンプ63に入力し、オペアン
プ出力は抵抗Rfを通して1次側に励磁電流を供給す
る。通常、外部磁界がないとき、このオペアンプ出力は
正・負対象の台形波であるが、外部磁界が存在すると、
バイアス効果により棒状磁心621の正・負の励磁期間
に差を生じる。正・負の励磁期間における台形波の振幅
は、オペアンプ63の飽和電圧により制限されるため、
直流分を発生し、コンデンサCoおよび抵抗Roからな
るCR平滑回路61で平滑することにより、正・負期間
の差に比例した直流電圧が取り出せる。この直流電圧が
外部磁界に比例した出力となるので、これを検出するこ
とにより磁場の測定ができる。
In the faulty part detecting device of the present invention, in addition to the means described above as the magnetic field detecting means, a flux gate
It is also possible to use a magnetometer. FIG. 11 is a basic configuration diagram of a flux magnetometer. The minimum components are a basic block 60 and a CR smoothing circuit 61 surrounded by a chain line. The principle of magnetic field detection is as follows. A primary winding and a secondary winding are applied to a rod-shaped magnetic core 62, and a resonance capacitor Cs is connected to the secondary side. The resonance voltage is input to an operational amplifier 63 that operates as a comparator, and the output of the operational amplifier supplies an excitation current to the primary side through a resistor Rf. Normally, when there is no external magnetic field, the output of this operational amplifier is a trapezoidal wave with positive and negative targets.
The bias effect causes a difference between the positive and negative excitation periods of the rod-shaped magnetic core 621. Since the amplitude of the trapezoidal wave during the positive and negative excitation periods is limited by the saturation voltage of the operational amplifier 63,
By generating a DC component and smoothing it by a CR smoothing circuit 61 including a capacitor Co and a resistor Ro, a DC voltage proportional to the difference between the positive and negative periods can be obtained. Since this DC voltage has an output proportional to the external magnetic field, the magnetic field can be measured by detecting the DC voltage.

【0032】この実施形態における故障部位検出装置で
は、フラックスマグネトメータにより高感度な磁場検出
が可能となるため故障部位の検出が容易になる。例え
ば、アモルファス無磁歪磁心(Fe4C066Si15
B15)を用いた場合、感度12.4V/Oe、最大分
解能1.3×10−60e程度が可能である。また、こ
のフラックスマグネトメータは、ICと同じくらいのサ
イズのものもあり、比較的小さな対象の磁場検出にも利
用できる。従って、この故障部位検出装置は、幅広い対
象に適用できる。さらに、装置の小型化も可能である。
In the faulty part detecting device according to this embodiment, a high sensitivity magnetic field can be detected by the flux magnetometer, so that the faulty part can be easily detected. For example, an amorphous magnetostrictive core (Fe4C066Si15
When B15) is used, a sensitivity of 12.4 V / Oe and a maximum resolution of about 1.3 × 10−60e are possible. Further, this flux magnetometer has a size similar to that of an IC, and can be used for detecting a magnetic field of a relatively small object. Therefore, this failure site detecting device can be applied to a wide range of objects. Further, the size of the device can be reduced.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、磁石と印
加磁界の大きさを調節し、それに対応した走査手段を有
することにより、対象電子回路装置を限定することな
く、ICにも、電子回路基板にもそれらの故障部位の検
出や診断にも適用できる。また、真空系やレーザーなど
の光学系も必要としないので装置の小型化を図ることが
できる。
According to the present invention described above, the size of the magnet and the applied magnetic field are adjusted, and the scanning means corresponding to the magnet is provided. The present invention can be applied to the detection and diagnosis of a circuit board as well as those failure parts. Further, since an optical system such as a vacuum system or a laser is not required, the size of the apparatus can be reduced.

【0034】さらに本発明によれば、故障部位検出装置
側から対象に対して電子、光あるいは磁場などの外部作
用を施す必要がないため、電子銃やレーザーなどの外部
入力系を必要としない。そして、対象電子回路装置の表
面空間に対象装置の回路を流れる電流が自発的に発生す
る磁場を磁気センサで非接触で検出するだけであるの
で、装置系の構成の単純化、小型化が可能である。
Further, according to the present invention, since there is no need to apply an external action such as an electron, light or a magnetic field to the object from the faulty part detecting device side, an external input system such as an electron gun or a laser is not required. Since the magnetic field, which is generated spontaneously by the current flowing through the circuit of the target device in the surface space of the target electronic circuit device, is simply detected by a magnetic sensor in a non-contact manner, the configuration of the device system can be simplified and downsized. It is.

【0035】また、磁気センサの形状により、診断対象
をICから電子基板、その他の機器にまで広範囲に広げ
られる。
Also, depending on the shape of the magnetic sensor, the object to be diagnosed can be widely extended from ICs to electronic boards and other devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態を示す故障部位検出装置
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a failure site detecting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部を拡大して示す斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a main part of FIG. 1;

【図3】図1の反作用検出手段13の概略構成例を説明
するための斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view for explaining a schematic configuration example of the reaction detection means 13 of FIG. 1;

【図4】図1の比較・判定手段17による比較・判定の
方法を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a comparison / judgment method by the comparison / judgment means 17 of FIG. 1;

【図5】図1の出力手段18の出力画像例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an output image of an output unit 18 in FIG. 1;

【図6】本発明の故障部位検出装置における磁石走査手
段の他の実施形態を示す概略的構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the magnet scanning means in the failure site detecting device of the present invention.

【図7】本発明のさらに他の実施形態である故障部位検
出装置をしめす概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a failure site detecting device according to still another embodiment of the present invention.

【図8】本発明の故障部位検出装置に用いられる磁場測
定手段のさらに他の実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing still another embodiment of the magnetic field measuring means used in the failure site detecting device of the present invention.

【図9】本発明の故障部位検出装置における磁場測定手
段に用いられるMRヘッド又はGMRヘッドの磁気抵抗
の磁場依存性を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the magnetic field dependence of the magnetic resistance of the MR head or GMR head used for the magnetic field measuring means in the failure site detecting device of the present invention.

【図10】本発明の故障部位検出装置における磁場測定
手段のさらに他の実施形態であるフラックスマグネトメ
ータの基本構成を示す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing a basic configuration of a flux magnetometer as still another embodiment of the magnetic field measuring means in the faulty part detection device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 電子回路装置 11 磁石 12 走査手段 13 反作用検出手段 14 増幅手段 15 解析手段 16 データベース 17 比較・判定手段 18 出力手段 19 ホルダ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic circuit device 11 Magnet 12 Scanning means 13 Reaction detection means 14 Amplification means 15 Analysis means 16 Database 17 Comparison / judgment means 18 Output means 19 Holder

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁石により動作状態にある対象電子回路
装置に磁場を印加し、この磁石を対象電子回路装置の表
面に沿ってスキャンして、この磁場印加時に前記磁石に
働く反作用の力を電気信号として検出し、この検出した
電気信号を解析して反作用力を数値化し、この数値化さ
れた反作用力データを予めデータベースに格納された前
記対象電子回路装置の正常時における対応する反作用力
データと比較することを特徴とする故障部位検出方法。
A magnet applies a magnetic field to a target electronic circuit device in an operating state, scans the magnet along the surface of the target electronic circuit device, and applies a reaction force acting on the magnet when the magnetic field is applied to the target electronic circuit device. It is detected as a signal, the detected electric signal is analyzed and the reaction force is quantified, and the quantified reaction force data is stored in advance in the database as the corresponding reaction force data at the time of normal operation of the target electronic circuit device. A method for detecting a failed part, wherein the method includes comparing.
【請求項2】 動作状態にある対象電子回路装置に磁場
を印加するための磁石と、この磁石を対象電子回路装置
の表面に沿ってスキャンする走査手段と、この走査手段
による磁場印加時に前記磁石に働く反作用の力を電気信
号として検出する反作用検出手段と、この手段により検
出した電気信号を解析して反作用力を数値化する解析手
段と、この手段により数値化された反作用力データを予
めデータベースに格納された前記対象電子回路装置の正
常時における対応する反作用力データと比較する比較手
段とから成ることを特徴とする故障部位検出装置。
2. A magnet for applying a magnetic field to a target electronic circuit device in an operating state, scanning means for scanning the magnet along the surface of the target electronic circuit device, and the magnet when the magnetic field is applied by the scanning means. Reaction detection means for detecting the reaction force acting on the reaction signal as an electric signal, analysis means for analyzing the electric signal detected by this means and quantifying the reaction force, and database of the reaction force data quantified by this means in advance. And a comparing means for comparing the target electronic circuit device with corresponding reaction force data stored in the target electronic circuit device in a normal state.
【請求項3】 前記磁場印加に用いる磁石は、微小な単
磁極ヘッドあるいは誘導型ヘッドを用いることを特徴と
する請求項2記載の故障部位検出装置。
3. The failure site detecting device according to claim 2, wherein the magnet used for applying the magnetic field uses a minute single pole head or an inductive head.
【請求項4】 前記磁石は電磁石であることを特徴とす
る請求項2記載の故障部位検出装置。
4. The faulty part detecting device according to claim 2, wherein said magnet is an electromagnet.
【請求項5】 動作状態にある対象電子回路装置の表面
に発生している磁場を電気信号として検出する磁場検出
器を対象電子回路装置の表面に沿ってスキャンし、この
検出した電気信号を解析して磁場の値として数値化し、
この数値化された磁場データを予めデータベースに格納
された前記対象電子回路装置における対応する磁場デー
タと比較する比較することを特徴とする故障部位検出方
法。
5. A magnetic field detector which detects a magnetic field generated on the surface of the target electronic circuit device in an operating state as an electric signal is scanned along the surface of the target electronic circuit device, and the detected electric signal is analyzed. And digitize it as the value of the magnetic field,
A method for detecting a failed part, wherein the digitized magnetic field data is compared with corresponding magnetic field data of the target electronic circuit device stored in a database in advance.
【請求項6】 動作状態にある対象電子回路装置の表面
に発生している磁場を電気信号として検出する磁場検出
器と、この磁場検出器を対象電子回路装置の表面に沿っ
てスキャンする走査手段と、この手段により検出した電
気信号を解析し磁場の値として数値化する解析手段と、
この手段により数値化された磁場データを予めデータベ
ースに格納された前記対象電子回路装置における対応す
る磁場データと比較する比較手段とから成ることを特徴
とする故障部位検出装置。
6. A magnetic field detector for detecting a magnetic field generated on a surface of a target electronic circuit device in an operating state as an electric signal, and a scanning unit for scanning the magnetic field detector along a surface of the target electronic circuit device. Analysis means for analyzing the electric signal detected by this means and quantifying it as a value of a magnetic field,
A failure portion detection device comprising comparison means for comparing the magnetic field data quantified by this means with the corresponding magnetic field data of the target electronic circuit device stored in a database in advance.
【請求項7】 前記磁場検出器は3次元の各軸方向の磁
場成分を独立に検出するための3つのMRヘッドあるい
はGMRヘッドであることを特徴とする請求項6記載の
故障部位検出装置。
7. The faulty part detecting apparatus according to claim 6, wherein said magnetic field detector is three MR heads or GMR heads for independently detecting magnetic field components in three-dimensional axial directions.
【請求項8】 前記磁場検出器としてフラックスゲー卜
・マグネットメータを用いることを特徴とする請求項6
記載の故障部位検出装置。
8. The method according to claim 6, wherein a flux gate magnetometer is used as the magnetic field detector.
The failure part detection device according to the above.
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