JPS6291869A - Ｉｃ部品の逆插入検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、プリント基板上に実装されているＩＣ部品の
うち逆挿入されている部品を検出することのできるＩＣ
部品の逆挿入検出方法に関する。

「従来の技術」 プリント基板には、抵抗、コンデンサ、ＩＣ（Ｉｎｔｅ
ｇｒａｔｅｄ　Ｃ１ｒｃｕｉｔ）　部品等の電気部品が
高密度に実装されることが多い。実装後のプリント基板
については、電気部品の特性の点検やこれらの部品の取
付状態の目視検査等が行われ、不良とされた電気部品は
必要により取り替えられる。また取り付は忘れや逆挿入
の発見された電気部品は、プリント基板上の正しい位置
に取り付けられることになる。

ところで、ＩＣ部品は周知のように直方体のパッケージ
の側面に端子が配置された形状となっており、これらの
端子は対称に配置されているため逆挿入の危険性がある
。従来から、このような逆挿入の発見を前記した目視検
査のみに頼ると、作業者の熟練度等によっては必ずしも
十分な信頼性を得ることができないという問題があった
。

「発明が解決しようとする問題点」 そこで特願昭６０−１３４．２５０号公報では、ＩＣ部
品についてその極性を示すマークの配置されるべき表面
部分を画像処理し、この部分でマークが識別されるかど
うかによって逆挿入の有無を検出することとしている。

ところがこの方法では、画像の読み取りを行うためのイ
メージセンサ等の読み取り手段と、画像処理を行うため
の複雑な処理回路を必要とする。

一方、特開昭５７−３０５９号公報では、接地端子に相
当する端子を接地し、入力端子あるいは出力端子側に負
の電圧を印加してＩＣ部品の逆挿入等を検出している。

この方法では、両端子間が高インピーダンスになること
を逆挿入の判別条件としている。ところがプリント基板
に実装されているＩＣ部品の多くは、これらの端子が他
の部品の端子と電気的に接続されていることが多い。こ
のため、他の回路部品の影響でインピーダンスが低下す
る場合があり、プリント基板に実装されている状態では
逆挿入を検出できない場合が多いという問題があった。

そこで本発明の目的は、その外観の検査あるいは画像処
理に頼ることなくＩＣ部品の逆挿入を検出することので
きるＩＣ部品の逆挿入検出方法を提供することにある。

「問題点を解決するための手段」 本発明の逆挿入検出方法では、プリント基板に実装され
ているＩＣ部品の電源端子あるいは接地端子に相当する
位置に存在する端子と、入力端子あるいは出力端子に相
当する位置に存在する端子との間に定電流を流し、この
ときのこれらの端子間の電位差を大、小の２つのグルー
プのいずれかに区分けし、これを正常に実装されたＩＣ
部品について予め用意された電位差のグループ分けにつ
いての参照データと比較して、測定の行われたＩＣ部品
が逆挿入されている場合にこれを検出する。

このとき、通常のＩＣ部品についてはそのパッケージの
対向する角部に位置する端子を電源端子あるいは接地端
子と見做して電位差の測定を行うとよい。プリント基板
に実装されたＩＣ部品の検査に際しては、これらの部品
が相互に電気的に接続されている場合がある。そこでこ
のような場合には、測定用のノードを複数設定し、これ
らのノードによる測定結果を総合してＩＣ部品の逆挿入
の有無を検査することが望ましい。

「第１の実施例」 第１図は本発明の第１の実施例におけるＩＣ部品の逆挿
入検出方法の原理を表わしたものである。

本実施例では、ＩＣ部品１１０２つの端子にＡプローブ
１２ＡとＢプローブ１２Ｂの２つのプローブを接触させ
る。このうちＡプローブ１２Ａは定電流源１３に接続さ
れており、Ｂプローブ１２Ｂとの間に定電流が流される
。定電流源１３から供給される電流は０．５ｍＡ（ミＩ
Ｊアンペア）または３ｍＡに設定されている。

ツェナーダイオード１４は、ツェナー電圧が２ボルトの
ものが用いられており、両プローブ１２Ａ、１２Ｂの間
に過度の電圧が印加されることを防止している。コンパ
レータ１５は、両プローブ１２Ａ、１２ＢがＩＣ部品１
１０２つの端子に接続された状態で、これらの端子間の
電圧をスレッショルドレベルＶ　（ＴＨ）と比較する。

この例の場合、コンパレータ１５のスレッショルドレベ
ルＶ　（ＴＨ）は９２０ｍＶ（ミリボルト）に設定され
ている。

コンパレータ１５から出力されるＨ（ハイ）レベルある
いはＬ（ロー）レベルの比較結果信号１６は、データ処
理部１７に供給され、ＩＣ部品１１が逆挿入されている
かどうかの判断が行われる。

第２図は、ＩＣ部品のピンアサインメントの一例を表わ
したものである。ＩＣ部品１１は、極性を示すマーク２
１を左端に配置したとき、これから反時計回り方向に端
子番号が付されるようになっている。この図で示された
ＩＣ部品では、第１から第１４までの端子番号が付され
ることになる。

ＩＣ部品１１は、多くの場合、図で左上隅の端子（この
例では第１４の端子）が電源端子■。０に、またこれと
対向する位置に存在する右下隅の端子（この例では第７
の端子〉が接地端子ＧＮＤとなっている。従って、これ
を逆挿入すると、第３図に示すように、電源端子ＶＣＣ
の存在すべき位置に、これと点対称の位置に存在する接
地端子ＧＮＤが配置され、また接地端子ＧＮＤが配置さ
れるべき位置に電源端子ＶＣＣが配置されることになる
。

次の第１−１表および第１−２表は、この型番“７４０
０”のＩＣ部品について、Ａプローブ１２Ａを第１４あ
るいは第７の端子に接続し、Ｂプローブ１２Ｂを他の端
子に接続したときの両プローブ１２Ａ、１２Ｂ間の電圧
を測定した結果を表わしたものである。また先の第２図
および第３図は、この型番“７４００”のＩＣ部品につ
いてのビンアサインメントを表わしたものである。

第１−１表 第１−２表 従って、例えばＡプローブ１２Ａを電源端子に相当する
第１４の端子の存在する位置に、またＢプローブ１２Ｂ
を入力端子あるいは出力端子に相当する端子位置（例え
ば正常実装時における第１３の端子位置）にそれぞれ接
触させたとする。

型番“７４００”のＩＣ部品が回路的に他の部品と独立
しているとすると、第２図に示すように正常に実装され
たＩＣ部品の場合、コンパレータ１５から出力される比
較結果信号１６はＨレベルとなる。また第３図のように
逆挿入が行われていた場合には、比較結果信号１６はＬ
レベルとなる。

このように、このＩＣ部品では、コンパレータ１５の出
力を調べることによって逆挿入の検出を行うことができ
る。以下、これと同一分類に付すことのできるＩＣ部品
をタイプＸのＩＣ部品と呼ぶことにする。これらの代表
的なものを次に列挙する。

（その１）　型番“７４３７４”のＩＣ部品次の第２−
１および第２−２表は、型番“７４３７４″についての
電圧測定データを表わしている。また第４図はこのＩＣ
部品についてのピンアサインメントを表わしている。

第２−１表 第２−２表 （その２）　型番“７４ＬＳ１０７”のＩＣ部品次の第
３−１および第３−２表は、型番“７４Ｌ３１０７″に
ついての電圧測定データを表わし、また第５図はこのＩ
Ｃ部品についてのピンアサインメントを表わしている。

（以下余白） 第３−１表 （以下余白） 第３−２表 （その３）　型番“７４Ｌ３１３８”のＩＣ部品次の第
４−１および第４−２表は、型番“７４ＬＳ１３８”に
ついての電圧測定データを表わし、また第６図はこのＩ
Ｃ部品についてのピンアサインメントを表わしている。

（以下余白） 第４−１表 第４−２表 （その４）　型番“７４ＬＳ３９３”のＩＣ部品次の第
５−１および第５−２表は、型番“７４ＬＳ３９３”に
ついての電圧測定データを表わし、また第７図はこのＩ
Ｃ部品についてのビンアサインメントを表わしている。

（以下余白） 第５−１表 第５−２表 すなわち、これらタイプＸのＩＣ部品については、Ａプ
ローブ１２Ａを正常実装時の電源端子に相当する端子位
置に、またＢプローブ１２Ｂを入力端子あるいは出力端
子の存在すべき端子位置にそれぞれ接触させると比較結
果信号１６はＨレベルとなる。また逆挿入が行われた場
合には、Ａプローブ１２Ａが接地端子に、Ｂプローブ１
２Ｂが入力端子あるいは出力端子にそれぞれ接続される
ので、比較結果信号１６はＬレベルとなり逆挿入が検出
されることになる。ただしＢプローブ１２ＢがＮ　Ｃ（
Ｎｏ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）端子に接続された場合は
逆挿入を検出することができない。

次に、このタイプＸのＩＣ部品の他にも同様の手法で逆
挿入を検出することのできるものが存在する。これらの
ＩＣ部品をこの明細書ではタイプＹのＩＣ部品と呼ぶこ
とにする。タイプＹのＩＣ部品では、正常実装時の接地
端子に相当する端子位置にＢプローブ１２Ｂを接触させ
、入力端子あるいは出力端子に相当する端子位置にＡプ
ローブ１２Ａを接触させる。タイプＹのＩＣ部品の例を
次にいくつか示すことにする。

（その１）型番“７４８Ｃ１４”のＩＣ部品次の第６−
１および第６−２表は、型番“７４８Ｃ１４”について
の電圧測定データを表わし、また第８図はこのＩＣ部品
につ（１）でのビンアサインメントを表わす。

（以下余白） 第６−１表 （以下余白） 第６−２表 （その２）型番“７４８Ｃ２７”（７）ＩＣ部品次の第
７−１および第７−２表は、型番“７４８Ｃ２７”につ
いての電圧測定データを表わし、また第９図はこのＩＣ
部品についてのビンアサインメントを表わす。

（以下余白） 第７−１表 （以下余白） 第７−２表 （その３）型番“４０１１Ｂ”（７）ＩＣ部品次の第８
−１および第８−２表は、型番“４０１１Ｂ″について
の電圧測定データを表わし、また第１０図はこのＩＣ部
品についてのピンアサインメントを表わす。

（以下余白） 第８−１表 （以下余白） 第８−２表 （その４）型番“７４８Ｃ１０”のＩＣ部品次の第９−
１および第９−２表は、型番“７４８Ｃ１０”について
の電圧測定データを表わし、また第１１図はこのＩＣ部
品についてのビンアサインメントを表わす。

（以下余白） 第９−１表 （以下余白） 第９−２表 （その５）型番“４０１３Ｂ”のＩＣ部品次の第１０−
１および第１０−２表は、型番“４０１３Ｂ”について
の電圧測定データを表わし、また第１２図はこのＩＣ部
品についてのピンアサインメントを表わす。

（以下余白） 第１０−１表 （以下余白） 第１０−２表 以上説明したように、このＩＣ部品の逆挿入検出方法で
は、電源端子、接地端子およびＮＣ端子の位置のみ認識
してプローブの配置を考えればよく、入力端子および出
力端子の識別を全く必要としない。なお、この実施例で
は定電流源１３の電流値を０．５または３ｍＡとし、ス
レッショルドレベルＶ　（ＴＨ）を９２０ｍＶとしたが
、これは逆挿入の有無を判別するためのスレッショルド
レベルＶ　（ＴＨ）付近でのノ・ｆズマージンを５０ｍ
Ｖ以上に設定して安定した判別を可能とするためである
。従って、実施例以外の値に設定してＩＣ部品の逆挿入
を検出することは可能であり、本発明はそれらの範囲に
も適用されるものである。

「第２の実施例」 先の第１の実施例では、ＩＣ部品が回路的に独立して存
在する場合の逆挿入検出方法を取り扱った。本発明では
、この検出原理を応用して回路網ごおける逆挿入の検出
が可能である。

第１３図は逆挿入の有無の試験を行おうとする回路の一
例を表わしたものである。この回路は発光ダイオードの
点灯制御に関するものである。すなわち、この回路では
スイッチ２１が押されるたびに２つのＩＣ部品２２．２
３からなる４つのフリップフロップ回路のＱ出力がＨレ
ベルとなり、発光ダイオード２４〜２７が順に点灯する
。この回路は、前記したＩＣ部品２２．２３の他にＩＣ
部品２８．２９も使用されており、プリント基板に実装
された状態でのＩＣ部品の逆挿入の有無を判別するのに
適した回路といえる。次の第１１表は、この回路に使用
した部品について型番等の詳細を表わしたものである。

第１１表 さてこの第２の実施例では、２つのプローブを複数の組
み合わせで回路に接触させ、それぞれについて得られる
電位差の総合結果から該当するＩＣ部品が逆挿入である
かどうかを判別する。この手順を第１３図の回路につい
て次に説明する。

まず、この回路の各ノードについてノード番号Ｎ１〜Ｎ
２１を付ける。そして次の第１２表に示すように、それ
ぞれのＩＣ部品２２．２３．２８．２９について電圧端
子と接地端子を除いた接続ノードとマスクノードの番号
の集合を作成する。

第１２表 ここで、ノード番号の集合を示した欄における最初の括
弧内は、そのＩＣ部品が接続されている電源端子および
接地端子を除いたノード番号の集合を示している。次の
括弧は、そのＩＣ部品におけるマスクノードの番号の集
合（番号は省略）を示している。マスクノードとは、逆
挿入検出のための結果を無視するノードの番号である。

つまり、着目するＩＣ部品が逆挿入されたときにこのＩ
Ｃ部品のＮＣ端子がプローブによって接触されるような
ノードをいい、マスクノードの番号の集合は、逆挿入検
出不可のノードを表わしたものであるということができ
る。

以上のようにして接続ノードとマスクノードの番号が整
理されたら、電圧■。Ｃの電源ラインのノードを基準ノ
ードとして、正常に実装された場合のこれに相当する端
子に第１図において示したＡプローブ１２Ａを接触させ
る。また接地端子を除くすべてのノードに相当する端子
に順次Ｂプローブ１２Ｂを接触させる。定電流源１３に
よって端子間に流される電流は３ｍＡとする。このよう
にして第１の実施例で説明したタイプＸのＩＣ部品に対
応する逆挿入の検査が行われる。

次に接地端子のノードを基準ノードとして、正常に実装
された場合のこれに相当する端子にＢプローブ１２Ｂを
接触させる。また電源ラインのノードに相当する端子を
除く他のすべての端子のそれぞれにＡプローブ１２Ａを
順次接触させる。このときの端子間に流れる定電流は０
．５ｍＡに設定する。このようにして同じく第１の実施
例で説明したタイプＹ（１１）ＩＣ部品に対応する逆挿
入の検査が行われる。

このようにこの実施例では両タイプを考慮した検査が行
われるので、実装された各ＩＣ部品がタイプＸに相当す
るかタイプＹに相当するかを事前に判別しておく必要が
ない。

第１４図から第２９図は、これらの測定結果を逆挿入の
有無の状態別に表わしたものである。第１３図に示した
回路では４個の論理ＩＣ部品を使用しているので、逆挿
入される場合のすべての組み合わせは１６通りとなる。

これらが第１５図から第２９図に示されている。第１４
図はすべて正常に実装されている場合を表わしたもので
ある。

ところで同一ノードにおける２種類の測定結果のうち、
いずれかの比較結果信号１６（第１図参照）がＬレベル
であれば、そのノードに接続されたＩＣ部品が逆挿入さ
れている可能性がある。これらのノードは、第１４図〜
第２９図の「逆挿入検出」欄に“ＮＧ”として示してい
る。現実にＩＣ部品が逆挿入されていたとすれば、その
ＩＣ部品の接続されたノードは、マスクノードを除いて
すべて“ＮＧ”となっているはである。そこで、第１図
と同様なデータ処理部で第１２表に示したマスクノード
と第１４図〜第２９図の“ＮＧ”となるノードとを比較
すれば、逆挿入されたＩＣ部品を検出することができる
。

次の第１３表は、この方法による逆挿入されたＩＣ部品
の検出結果を表わしたものである。この表より、ＩＣ部
品の逆挿入が行われたとき、これが完全に検出されるこ
とがわかる。

（以下余白） 第１３表 このようにこの第２の実施例では、比較的簡単な回路を
取り扱ったので、逆挿入されているＩＣ部品は逆挿入さ
れていると正しく判別することができ、同様に正しく実
装されているＩＣ部品を正しく実装さていると判別する
ことができた。ところがより複雑な回路の試験に本発明
を用いると、正しく実装されているＩＣ１品を逆挿入さ
れているＩＣ部品として誤って判別してしまうことが起
こりうる。

第３０図はこの状態を説明するだめのものである。この
図に示すようにある回路網の中で特定のＩＣ部品ＩＣ−
Ａについて接続されるノード（図で括弧書きしているノ
ード１，４．７）が、他のＩＣ部品ＩＣ−Ｂ〜ＩＣ−Ｄ
における同様のノード（図で括弧書き〉とそれぞれ一致
したとする。

このとき、すべてのノードの逆挿入検出結果が“ＮＧ”
であったとすると、ＩＣ部品ＩＣ−Ａと係わりを生じた
他の３つのＩＣ１品ＩＣ−Ｂ〜ＩＣ−Ｄについては、こ
れ以外の測定データと併せて逆挿入の有無を確定させる
ことができる。ところがＩＣ部品ＩＣ−Ａについては、
これが本当に逆挿入されているか否かに係わらず逆挿入
されていると判別されてしまう。

同様の誤判別は、基準ノードと着目するすべての接続ノ
ードとの間にＬレベルの判定を行わせるような比較的低
い抵抗分が接続さている場合も生じうる。しかしながら
、これらはすべて［正常に実装されたＪＩＣ部品を「逆
挿入」と判別することであり、「逆挿入」されたＩＣ部
品を「正常に実装された」ものとして見過ごしてしまう
ケースは存在しない。もちろん、接続ノードのすべてが
マスクノードとなってしまう場合はこの限りでないが、
現実にはすべての端子がＮＣ端子となっている論理ＩＣ
部品は存在しないので、このことは保証される。従って
本発明の方法では、たとえ複雑な回路のために誤検出が
生じるとしても、逆挿入と指示されたＩＣ部品のみを作
業者が点検すれば足りることになる。

「第３の実施例」 さて、以上の第１および第２の実施例では、電源端子と
接地端子がＩＣ部品のパッケージで点対称の位置に配置
されている場合の逆挿入の検出について説明した。一部
のＩＣ部品では電源端子と接地端子がこのような点対称
の関係に配置されていない。、二のような非対称のＩＣ
部品のうち本発明を適用することができるものを、この
第３の実施例で説明する。

次の第１４表と第１５表は、本発明を適用することので
きるＩＣ部品の条件を表わしたものである。このうち、
第１４表は先のタイプＸに対応するタイプＸ′のＩＣ部
品についてであり、第１５表はタイプＹに対応するタイ
プＹ′のＩＣ部品についてである。なお第１６表と第１
７表は、タイプＸとタイプＹのＩＣ部品についての先に
説明した条件を参考的に表わしたものである。

（以下余白） 第１４表 （以下余白） 第１５表 （以下余白） 第１６表 （以下余白） 第１７表 ただし、これら第１４表〜第１７表に関する測定は第１
図と同等の回路を用い、スレッショルドレベルＶ　（Ｔ
Ｈ）　ヲ９２０　ｍＶに設定している。但し、この９２
０ｍＶの付近の電圧が第１図に示したコンパレータ１５
に人力されることはない。従ってＨレベルに区分される
電位差は９７０ｍＶ以上とみてよく、同様にＬレベルに
区分される電位差は８７０ｍＶ以下とみてよい。

第１４表または第１５表に示した条件を具備するＩＣ部
品であれば、タイプＸのＩＣ部品の場合に電源端子に接
続したＡプローブ１２Ａを、タイプＸ′の場合に接地端
子と点対称の位置にある端子に接続する点が異なるのみ
で、先の実施例の検出方法をそのまま適用することがで
きる。また、タイプＹのＩＣ部品の接地端子に接続した
Ｂプローブ１２Ｂを、タイプＹ′の場合に電源端子に点
対称の位置にある端子に接続する点が異なるのみで、同
様に先の実施例の検出方法をそのまま適用することがで
きる。

逆挿入かどうかの判断について、タイプＸのＩＣ部品で
は基準ノードを電源ラインのノードにとったが、タイプ
Ｘ′のＩＣ部品では接地端子に点対称の位置にある端子
に接続されるノードにとることが異なるのみである。ま
たタイプＹのＩＣ部品では基準ノードを接地ラインのノ
ードにとったが、タイプＹ′のＩＣ部品では電源端子に
点対称の位置にある端子に接続されるノードにとること
が異なるのみである。

第１８−１表および第１８−２表は、タイプＸ′のＩＣ
部品の一例として型番“７４ＬＳ９３”についての測定
データを表わし、第３１図はこのＩＣ部品についてのビ
ンアサインメントを表わしたものである。

（以下余白） 第１８−１表 （以下余白） 第１８−２表 「発明の効果」 以上説明したように本発明によればＩＣ部品の内部の回
路構成を全くのブラックボックスとして取り扱うことが
でき、それぞれのＩＣ部品の相違や製造メーカによる特
性の相違等を考察することなくプリント基板への逆挿入
を検出することができる。従って逆挿入の検出を簡便に
行うことができ、極めて実用的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるＩＣ部品の逆挿
入検出方法の原理を示す原理図、第２図はＩＣ部品のビ
ンアサインメントの一例を示す配置説明図、第３図は第
２図に示したＩＣ部品が逆挿入された場合を示す配置説
明図、第４図〜第７−図はタイプＸのＩＣ部品の各種ビ
ンアサインメントを示す配置説明図、第８図〜第１２図
はタイプＹのＩＣ部品の各種ピンアサインメントを示す
配置説明図、第１３図は第２の実施例で逆挿入の検出に
用いた回路図、第１４図〜第２９図は第１３図に示した
回路に用いられたＩＣ部品について逆挿入の有無の状態
別の測定データを表わした測定結果説明図、第３０図は
逆挿入と誤って判別される場合の一例を説明するための
説明図、第３１図はタイプＸ′のＩＣ部品のビンアサイ
ンメントの一例を示す配置説明図である。 １１．２２．２３．２８．２９・・・・・・ＩＣ部品、
１２Ａ・・・・・・Ａプローブ、 １２Ｂ・・・・・・Ｂプローブ、 １３・・・・・・定電流源、 １５・・・・・・コンパレータ、 １７・・・・・・データ処理部。 出願人　　　アテック　株式会社 代理人　　　弁理士　山内　梅雄 第４図　　　　第５図 第６図　　　第７図 第８図　　　　第９図 ■α　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｖｃｃ第１
０図　　　　第１１図 ４Ｑ１１Ｂ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　／
４ＭＬ；ＩＩＪ第１２図 Ｖｏ。 第３０図 ＣＣ ４ＬＳ９３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、プリント基板に実装されているＩＣ部品の電源端子
   あるいは接地端子に相当する位置に存在する端子と入力
   端子あるいは出力端子に相当する位置に存在する端子と
   の間に定電流を流し、このときのこれらの端子間の電位
   差を大および小の２つのグループに区分けし、正常に実
   装されたＩＣ部品について同様にして区分けしておいた
   参照データとこれを比較して、測定の行われたＩＣ部品
   が逆挿入されている場合にこの比較結果からこれを検出
   することを特徴とするＩＣ部品の逆挿入検出方法。 ２、ＩＣ部品のパッケージの対向する角部に位置する端
   子を電源端子あるいは接地端子と見做して電位差の測定
   を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＩ
   Ｃ部品の逆挿入検出方法。 ３、複数のＩＣ部品がそれらの一部の端子を共通に接続
   してプリント基板上に実装されている場合において、測
   定用のノードを複数設定し、これらのノードによる測定
   結果を総合してＩＣ部品の逆挿入の有無を検査すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＩＣ部品の逆
   挿入検出方法。