TWI776502B

TWI776502B - 電子電路異常檢測裝置

Info

Publication number: TWI776502B
Application number: TW110116933A
Authority: TW
Inventors: 菊地広; 福本眞介
Original assignee: 日商新川股份有限公司
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-09-01
Also published as: TW202244514A

Abstract

本發明儘早檢出電子電路的異常。電子電路異常檢測裝置10包括脈波發生器11、定向耦合器12及檢測單元14，且檢測單元14包括：基準反射波資料庫25，保存有基準反射波的波形資訊，該基準反射波的波形資訊是將脈波訊號輸入至與脈波加熱器30為相同配線圖案且無異常的基準電子電路時自定向耦合器12輸入；以及運算部21，將向脈波加熱器30輸入脈波訊號時自定向耦合器輸入的反射波的波形資訊、與保存於基準反射波資料庫25的基準反射波的波形資訊進行比較，藉此檢測脈波加熱器30的異常。

Description

電子電路異常檢測裝置

本發明是有關於一種檢測電子電路的異常的電子電路異常檢測裝置。

業界正使用下述覆晶接合(flip-chip bonding)方法，即：於半導體晶片內的配線部與基板之間放置焊料凸塊或金凸塊等導電性接合材，藉由加熱器將導電性接合材加熱熔融而將半導體晶片與基板接合。該方法中，可使用脈波加熱器(pulse heater)，該脈波加熱器可藉由加熱將存在金凸塊的接合部分整體急速升溫而使導電性接合材熱熔融，繼而藉由冷卻將接合部分急速降溫而使導電性接合材固化(例如參照專利文獻1)。

然而，脈波加熱器有時因反覆進行急速升溫、急速降溫而劣化，電阻線斷線。因此，提出有檢出脈波加熱器的電阻線的電阻值並根據電阻值的上升來檢測斷線的方法(例如參照專利文獻2)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平10-275833號公報

[專利文獻2]日本專利第3277862號公報

然而，脈波加熱器的電阻線若因通電而放熱則電阻值上升，因而專利文獻2所記載般的方法於局部斷線的異常狀態的情形時，有時由脈波加熱器的異常所致的電阻值上升與由通電時的放熱所致的電阻值上升混淆，無法儘早檢出脈波加熱器的異常。另外，反覆進行急遽的溫度上升與冷卻的脈波加熱器於斷線的情形時有產生急遽的溫度上升之虞，因而要求儘早檢出異常。

因此，本發明的目的在於儘早檢出電子電路的異常。

本發明的電子電路異常檢測裝置包括：脈波發生器，向電子電路輸入脈波訊號；定向耦合器，設於將電子電路與脈波發生器之間連接的連接線之間，擷取自脈波發生器輸入至電子電路的脈波訊號的反射波，所述反射波來自電子電路；檢測單元，連接於定向耦合器，對自定向耦合器輸入的反射波進行處理而檢測電子電路的異常，其中，檢測單元包括：記憶部，保存有基準反射波的波形資訊，所述基準反射波的波形資訊是將脈波訊號輸入至與電子電路為同一配線圖案且並無異常的基準電子電路時自定向耦合器輸入；以及運算部，將向電子電路輸入脈波訊號時自定向耦合器輸入的反射波的波形資訊、與保存於記憶部的基準反射波的波形資訊進行比較，藉此檢測電子電路的異常。

如此，向電子電路輸入脈波訊號，並將經電子電路反射的反射波的波形資訊與基準反射波的波形資訊進行比較，藉此進行電子電路的異常的檢測，因此可不受電子電路的溫度上升所致的電阻值變化的影響而進行異常檢測。藉此，可儘早地檢出由電子電路的異常所致的電阻值上升與由通電時的放熱所致的電阻值上升混淆的局部斷線般的異常。

本發明的電子電路異常檢測裝置中，亦可包含設於定向耦合器與檢測單元之間的低通濾波器，電子電路包含多個反射源，所述反射源將自脈波發生器輸入的脈波訊號反射，輸入至檢測單元的反射波及基準反射波具有使複合反射波通過低通濾波器的波形，所述複合反射波是經多個反射源反射而得的多個個別反射波重合而成，檢測單元的運算部於反射波的大小超過規定的臨限值後，反射波的大小與基準反射波的大小之差超過規定的範圍的情形時，檢測出電子電路的異常。

藉此，能可靠地檢出彎折多且長的電子電路般大量包含反射源的電子電路的異常。

本發明的電子電路異常檢測裝置中，電子電路與基準電子電路亦可為將電阻線多段折回配置的加熱器。

藉此，可儘早地檢出加熱器的異常。

本發明可儘早檢出電子電路的異常。

10:電子電路異常檢測裝置

11:脈波發生器

12:定向耦合器

13:低通濾波器

14:檢測單元

15:連接線

21:運算部

22:記憶部

23:CPU

24:運作程式

25:基準反射波資料庫

30:脈波加熱器

31:輸入端子

32:輸出端子

33:電阻線

34:彎折部

a:電阻線並無異常的情形

b、c:局部斷線的異常的情形

d:完全斷線的異常的情形

S101~S108:步驟

t0~tend:時刻

Vs:臨限值

△t:檢測間隙

圖1為表示實施形態的電子電路異常檢測裝置的構成的系統圖。

圖2為表示實施形態的電子電路異常檢測裝置進行異常檢測的脈波加熱器的電子電路的平面圖。

圖3為表示向脈波加熱器輸入脈波訊號時輸入至實施形態的電子電路異常檢測裝置的檢測單元的來自脈波加熱器的反射波的時間變化的圖表。

圖4為表示實施形態的電子電路異常檢測裝置的運作的流程圖。

以下，一方面參照圖式一方面對實施形態的電子電路異常檢測裝置10加以說明。再者，以下的說明中，設電子電路異常檢測裝置10檢測圖2所示的脈波加熱器30的電阻線33的異常而進行說明，但也可適用於檢測除此以外的電子電路的異常。

如圖1所示，電子電路異常檢測裝置10包含脈波發生器11、定向耦合器12、低通濾波器13及檢測單元14。

脈波發生器11將矩形或三角形的脈波訊號輸出至作為電子電路的脈波加熱器30的電阻線33(參照圖2)。定向耦合器12為下述機器，即：設於將脈波加熱器30與脈波發生器11之間連接的連接線15之間，擷取自脈波發生器11輸入至脈波加熱器30的脈波訊號的來自脈波加熱器30的複合反射波。低通濾波器13將自定向耦合器12輸入的複合反射波的高頻雜訊去除，作為反射波而輸出至檢測單元14。檢測單元14對自低通濾波器13輸入的反射波進行處理，檢測脈波加熱器30的電阻線33的異常。

檢測單元14包含：運算部21，包含作為於內部進行資訊處理的處理器的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)23；以及記憶部22，連接於運算部21，保存有運作程式24及包含基準反射波的波形資訊的基準反射波資料庫25。檢測單元14例如亦可包含通用計算機。

如圖2所示，成為異常檢測對象的脈波加熱器30的電阻線33於輸入端子31與輸出端子32之間多段地折回配置，包含多個彎折部34。自脈波發生器11輸出並進入電阻線33中的脈波訊號由多個彎折部34分別反射而成為個別反射波，自電阻線33向脈波發生器11反射。

電阻線33由於長度長且存在多個彎折部34，故而多個個別反射波自電阻線33向脈波發生器11反射。該些多個個別反射波於在電阻線33中行進的期間中成為經重合的複合反射波。複合反射波含有大的高頻雜訊。

自脈波加熱器30進入定向耦合器12的複合反射波由定向耦合器12擷取，並輸入至低通濾波器13。經低通濾波器13去除了高頻雜訊的訊號作為圖3所示般的反射波而輸入至檢測單元14。

如圖3所示，反射波的波形視異常的程度而發生各種變化。圖3所示的實線a表示電阻線33並無異常的情形，一點鏈線 b及二點鏈線c表示局部斷線的異常的情形，虛線d表示完全斷線的異常的情形。此處，所謂局部斷線，為電阻線33的一部分剖面積少於正常狀態的情形，例如，一點鏈線b表示產生了不使電阻線33斷裂的程度的微小龜裂的狀態的反射波的波形。二點鏈線c表示相較於一點鏈線b的情形而電阻線33的龜裂更大且剖面積的缺損更大的狀態的情形的反射波的波形。

如圖3的實線a所示，於電阻線33並無斷裂等異常的正常狀態下，反射波的輸出電壓值於時刻t0上升至達到規定的臨限值Vs，輸出電壓值自時刻t0起急速變大，隨時間經過而成為大致一定的輸出電壓值。於一點鏈線b所示的具有微小龜裂的電阻線33的情形時，於時刻t0後，輸出與無斷裂的實線a同樣地增加直至時刻t1為止，於時刻t1後，較實線a稍許延遲而輸出電壓值階梯狀地增加，隨時間經過而成為較實線a所示的並無異常的情形稍小的大致一定的輸出電壓值。因此，實線a所示的來自並無異常的正常電阻線33的反射波的輸出電壓值、與一點鏈線b所示的由微小龜裂導致局部斷線的異常的情形時的來自電阻線33的反射波的輸出電壓值之差於圖3所示的時刻t1之後變大，然後差變小。

即便於局部斷線的異常的情形時，亦若斷線面積變大，則如二點鏈線c所示，反射波的波形接近虛線d所示的完全斷線的異常的情形的反射波的波形。於該情形時，輸出電壓值於時刻t0之後暫且變大，但於時刻t1轉而減小，隨時間經過而成為與無異常的正常狀態的波形相比相當小的大致一定的輸出電壓值。另外，於完全斷裂的情形時，亦同樣地於時刻t0後暫且變大，於時刻t1之後轉而減小，隨時間經過而成為與無異常的正常狀態的波形相比相當小的大致一定的輸出電壓值。此時的大致一定的輸出電壓值相較於二點鏈線c的局部斷線的情形而稍小。因此，實線a所示的來自並無異常的正常電阻線33的反射波的輸出電壓值、與二點鏈線c所示的局部斷線或虛線d所示的完全斷線般的有異常的情形的來自電阻線33的反射波的輸出電壓值之差於圖3所示的時刻t1之後逐漸變大。

此處，對保存於記憶部22的基準反射波資料庫25加以說明。保存於記憶部22的基準反射波資料庫25是將基準脈波加熱器作為基準電子電路，所述基準脈波加熱器與成為異常檢測對象的脈波加熱器30的電阻線33具有相同配線圖案且無異常，將自脈波發生器11向所述基準脈波加熱器輸入脈波訊號時自低通濾波器13輸入的反射波的輸出電壓值的時間變化作為基準反射波的參照電壓值的時間變化而保存。即，將圖3中實線a所示的反射波的波形的時間變化作為波形資訊而保存。基準反射波資料庫25例如亦可設為下述資料庫，即：自基準反射波的參照電壓值大於規定的臨限值Vs之時開始，保存基準反射波的參照電壓值相對於時間的時間變化。再者，若脈波加熱器30的電阻線33的配線圖案不同則反射波的波形不同，因而於基準反射波資料庫25，依脈波加熱器30的電阻線33的配線圖案的種類而保存有多個基準反射波的波形資訊。

以下，一方面參照圖4一方面對電子電路異常檢測裝置10的運作加以說明。如圖4的步驟S101所示，自脈波發生器11發送脈波訊號。於是，於檢測單元14，如圖3的時刻0至時刻t0所示，輸入有來自低通濾波器13的反射波的訊號。

如圖4的步驟S102所示，檢測單元14的運算部21待機至所輸入的反射波的輸出電壓值超過規定的臨限值Vs為止。輸出電壓值於圖3所示的時刻t0達到臨限值Vs，因而運算部21於圖3所示的時刻t0於步驟S102中判斷為是(YES)，進入圖4的步驟S103，使規定圖3所示的檢測期間的計時器啟動。繼而，運算部21進入圖4的步驟S104，算出時刻t0的反射波的輸出電壓值、與保存於基準反射波資料庫25的基準反射波的參照電壓值之差△V，判斷該差△V的絕對值是否超過規定值△Vs。此處，時刻t0的反射波的輸出電壓值為時刻t0的反射波的波形資訊，時刻t0的基準波的參照電壓值為時刻t0的基準波的波形資訊。

於圖3所示的時刻t0，一點鏈線b、二點鏈線c、虛線d所示的三個反射波的波形的輸出電壓值與和基準反射波的波形相同的實線a所示的波形的輸出電壓值基本相同，因而運算部21於圖4的步驟S104中判斷為否(NO)，進入圖4的步驟S106，待機至圖3所示的檢測間隙△t經過為止。繼而，成為自時刻t0經過檢測間隙△t後的時刻t1後，於圖4的步驟S107中判斷計時器是否結束，於圖4的步驟S107中判斷為否(NO)的情形時，回到圖4的步驟S104，算出時刻t1的反射波的輸出電壓值、與保存於基準反射波資料庫25的基準反射波的參照電壓值之差△V，判斷該差△V的絕對值是否超過規定值△Vs。

於時刻t1，一點鏈線b、二點鏈線c、虛線d所示的三個反射波的波形的輸出電壓值與和基準反射波的波形相同的實線a所示的波形的輸出電壓值相差少許，但未達到規定值△Vs，因而運算部21再次於圖4的步驟S104中判斷為否(NO)而進入圖4的步驟S106，待機至下一檢測間隙△t經過為止，步驟S107中於計時器未結束之情形時，回到圖4的步驟S104。

如圖3所示，於時刻t2，一點鏈線b、二點鏈線c、虛線d所示的三個反射波的波形的輸出電壓值與和基準反射波的波形相同的實線a所示的波形的輸出電壓值之間有規定值△Vs以上的差異，因而運算部21於圖4的步驟S104中判斷為是(YES)而進入圖4的步驟S105，輸出檢測到異常。

另外，運算部21於在圖3所示的時刻t2判斷為否(NO)的情形時，執行圖4的步驟S106、步驟S107，於圖4的步驟S107中判斷為是(YES)的情形時，判斷為於檢測期間之間，反射波的輸出電壓值與基準反射波的參照電壓值之間並無差異，反射波的波形與基準反射波的波形並無差異，異常檢測對象的脈波加熱器30的電阻線33並無異常，於步驟S108中輸出無異常的訊號。

如以上所說明，實施形態的電子電路異常檢測裝置10向脈波加熱器30輸入脈波訊號，並將經脈波加熱器30的電阻線 33反射的反射波的波形資訊與基準反射波的波形資訊進行比較，藉此進行脈波加熱器30的電阻線33的異常檢測，因而可不受電阻線33的溫度上升導致的電阻值變化的影響而進行電阻線33的異常檢測。藉此，可儘早地檢出脈波加熱器30的異常所致的電阻值上升與通電時的放熱所致的電阻值上升混淆的局部斷線般的異常。

另外，實施形態的電子電路異常檢測裝置10中，於電阻線33包含多個彎折部34，且其作為將自脈波發生器11輸入的脈波訊號反射的反射源時，檢測單元14的運算部21於使經多個反射源反射而得的多個個別反射波重合而成的複合反射波通過低通濾波器13後的反射波、與基準反射波的大小之差超過規定的範圍的情形時，檢測出異常，因而即便於電阻線33中大量包含成為反射源的彎折部34的情形時亦可抑制誤檢出，可靠地檢出電阻線33的異常。

以上的說明中，設規定值△Vs為一個而進行了說明，但不限於此，亦可設定多個。例如，亦可將圖3的時刻t2的一點鏈線b與實線a之間的輸出電壓差△Vs2設為規定值，將圖3的時刻t2的二點鏈線c與實線a之間的輸出電壓差△Vs3設為第二規定值，於反射波的輸出電壓值、與保存於基準反射波資料庫25的基準反射波的參照電壓值之差△V超過△Vs2的情形時檢測出異常，進而於△V小於△Vs3的情形時，判斷為產生局部斷線而非完全斷線。另外，亦可於△V超過△Vs3的情形時，判斷為完全斷線。

以上所說明的電子電路異常檢測裝置10中，設為下述情況進行了說明，即：於定向耦合器12與檢測單元14之間連接低通濾波器13，將來自脈波加熱器30的電阻線33的複合反射波所含的高頻雜訊經去除的反射波輸入至檢測單元14，檢測單元14基於所輸入的反射波來檢測電阻線33的異常，但亦可不設置低通濾波器13，而將複合反射波直接輸入至檢測單元14來檢測電阻線33的異常。

於該情形時，檢測單元14的運算部21亦可對所輸入的複合反射波進行運算處理，將高頻雜訊去除而生成反射波，基於所生成的反射波來檢測電阻線33的異常。另外，亦可預先檢出高頻雜訊的波形、圖案並保存於基準反射波資料庫中，使用該資料來生成去除了高頻雜訊的反射波，使用所生成的反射波來檢測電阻線33的異常。或者，亦可藉由高速運算處理來檢測電阻線33的異常，所述高速運算處理將檢測單元14的運算部21的運算速度設為大幅超過高頻雜訊頻率的頻率。