WO2020194524A1 - 基板解析装置 - Google Patents

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WO2020194524A1
WO2020194524A1 PCT/JP2019/012936 JP2019012936W WO2020194524A1 WO 2020194524 A1 WO2020194524 A1 WO 2020194524A1 JP 2019012936 W JP2019012936 W JP 2019012936W WO 2020194524 A1 WO2020194524 A1 WO 2020194524A1
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WO
WIPO (PCT)
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state data
data
printed circuit
circuit board
unit
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/012936
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大樹 古賀
亨 平田
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2021508486A priority Critical patent/JPWO2020194524A1/ja
Priority to PCT/JP2019/012936 priority patent/WO2020194524A1/ja
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer

Definitions

  • the present invention relates to a substrate analyzer that analyzes a printed substrate.
  • Patent Document 1 discloses a method for inspecting an electronic component mounting circuit board that identifies a short-circuited portion after component mounting.
  • the state of the parts and solder mounted on the printed board may change when the printed board is mounted on an electronic device and used. There is a problem that the operation of the electronic device becomes poor due to factors such as short circuit or insulation of the circuit due to the change in the state of the parts and the solder mounted on the printed board.
  • An object of the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and to detect changes in the state of parts and solder mounted on a printed circuit board.
  • the substrate analysis apparatus of the present invention includes an observation unit that observes a printed circuit board on which a plurality of electronic components are mounted, a state data acquisition unit that acquires the state data of the printed circuit board observed by the observation unit, and a reference state of the printed circuit board.
  • a storage unit that stores reference data related to A determination unit for determining the state of the printed circuit board based on the state data and the reference data, and an output unit for outputting the determination result by the determination unit are provided.
  • the board analysis apparatus of the present invention includes an observation unit that observes a printed circuit board on which a plurality of electronic components are mounted, a state data acquisition unit that acquires state data of the printed circuit board observed by the observation unit, and a reference state of the printed circuit board.
  • the printed circuit board is provided with a storage unit for storing reference data related to the printed circuit board, a determination unit for determining the state of the printed circuit board based on the state data and the reference data, and an output unit for outputting the determination result. It is possible to detect changes in the state of mounted components and solder.
  • FIG. It is a figure which shows the schematic structure of the substrate analysis apparatus 1 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the outline of the printed substrate which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the heat distribution of the printed substrate which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the state data which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the example of the reference data which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the state data which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the state data which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the state data which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows another example of the reference data which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the flow of the process of the determination part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the schematic structure of the analyzer which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the flow of the process of the analyzer which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the general configuration example of the hardware which realizes the substrate analysis apparatus 1 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the schematic structure of the substrate analysis apparatus 2 which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a figure which shows the outline of the main part of the substrate analysis apparatus 3 which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the substrate analysis device 1 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an outline of the printed circuit board 101 to be observed.
  • the board analysis device 1 is composed of an observation unit 10 for observing the printed circuit board 101 mounted on the measuring table 200, a state data acquisition unit 20, a storage unit 30, a reference data creation unit 35, a determination unit 40, and an output unit 50. ing.
  • the observation unit 10 takes an image on the printed circuit board 101 placed at a predetermined position on the measuring table 200 to observe the degree of heat generation (heat distribution).
  • a device for observing the heat distribution for example, thermography can be used. Observe the entire area on the printed circuit board 101. By scanning and observing on the printed circuit board 101, heat generation at each position on the printed circuit board 101 can be observed.
  • Electronic components 111, 112, 113, 114, and 115 are mounted on the printed circuit board 101. Further, by placing the printed circuit board 101 at a predetermined position on the measuring table 200, the positions of the printed circuit board 101 and the mounted components on the printed circuit board 101 are determined.
  • the state data acquisition unit 20 digitizes the degree of heat generation observed by the observation unit 10 and converts it into state data. Correspond the state data with the information of the observation point.
  • the information of the observation point may be the coordinate information of the printed circuit board.
  • the value on the X-axis may be the value on the Y-axis that is orthogonal to the X-axis.
  • the observed printed circuit board position (X, Y) may be used. It is possible to display the heat distribution two-dimensionally by converting the converted state data into colors corresponding to the high and low temperatures and outputting it to a monitor (not shown). Further, the state data acquisition unit 20 may be provided in the observation unit 10.
  • the storage unit 30 stores the state data converted by the state data acquisition unit 20.
  • the state data and the information of the observation point are stored in association with each other.
  • the state data may include information on the observation point.
  • the state data input from the input unit (not shown) may be stored.
  • Specific examples of the state data stored in the storage unit 30 include state data of printed circuit boards 101 having different manufacturing times, state data of printed circuit boards 101 having different usage periods, state data of unused printed circuit boards 101, and failure. There is the state data of the printed circuit board 101 and the like.
  • reference data (described later) regarding reference information of the printed substrate 101 is stored.
  • the determination unit 40 determines the observed state of the printed substrate 101 based on the state data and the reference data.
  • the difference between the state data and the reference data at each position on the printed circuit board 101 is calculated and compared with a preset first threshold value. If the difference between the state data and the reference data at all positions on the printed circuit board 101 is less than the first threshold value, it is determined that the observed printed circuit board 101 is normal. Further, the state data and the reference data used for the determination do not have to be all positions on the printed substrate 101. It may be a specific position set in advance.
  • the first threshold can also be changed. The first threshold may be changed according to the position of the printed circuit board.
  • the determination unit 40 may determine whether the state data at each position on the printed circuit board 101 is within the first threshold range set in advance from the reference data.
  • the output unit 50 outputs the determination result made by the determination unit 40.
  • the output destination output by the output unit 50 is an analyzer described later. Further, it may be output to a monitor or a storage device (not shown).
  • FIG. 3 is a two-dimensional diagram showing the heat distribution of the printed circuit board 101.
  • FIG. 3 is a diagram showing the heat distribution by observing the printed circuit board 101 of FIG. 2 as an example.
  • the degree of heat generation is represented in five stages from a to e, and is represented in the order of a, b, c, d, and e from the highest temperature.
  • the parts shown in FIG. 2 are shown by broken lines.
  • the component 111 the central portion of the component has the highest temperature of 111a, and the temperature decreases as the distance from the central portion increases.
  • the peripheral portion of the component is 111b, and the peripheral portion of the component is 111d.
  • the component 113 the entire component shows a high temperature of 113a. As the distance from the part increases, the temperature decreases.
  • the temperature is shown in 5 steps, but the number of steps can be set arbitrarily.
  • the state data acquired by the state data acquisition unit 20 includes information for identifying the printed substrate 101, information regarding the use of the printed substrate 101, and information regarding the manufacture of the printed substrate 101, in addition to the data obtained by quantifying the degree of heat generation. You may be.
  • Information for identifying the printed circuit board, information regarding the use of the printed circuit board, and information regarding the manufacture of the printed circuit board may be input from an input unit (not shown).
  • the information that identifies the printed circuit board 101 is information that identifies the substrate, such as the substrate ID.
  • the information regarding the use of the printed circuit board 101 is information such as the observed usage history of the printed circuit board 101.
  • the usage history is information indicating a usage period, a usage location, and the like. For example, the usage period is information such as the elapsed time after being mounted on the electronic device.
  • the place of use is information indicating the mounted electronic device or the like.
  • the information regarding the manufacture of the printed circuit board 101 is the observed manufacturing information of the printed circuit board 101. For example, it is information indicating a manufacturing date and time, a manufacturing place, a lot, and the like.
  • the reference data is created by the reference data creation unit 35 from a plurality of state data acquired from the printed board 101.
  • the state data stored in the storage unit 30 may be used.
  • the conditions include information on use, information on manufacturing, and information on identifying the substrate.
  • information on use when a printed circuit board is used for an electronic device of a railway, the information on use includes information such as the route information used and the type used (local train, rapid train). Be done.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of state data from the substrate A to the substrate E.
  • FIG. 5 shows the date and time of manufacture, the period of use, and the degree of heat generation at the printed circuit board positions (X, Y).
  • the substrate A and the substrate B have the same manufacturing date and time and usage period.
  • the degree of heat generation at the printed circuit board positions (X, Y) of the substrate A and the substrate B is the same a.
  • the substrate C has a shorter usage period of about one year than the substrate A and the substrate B.
  • the degree of heat generation of the substrate C is b, which is lower than the degree of heat generation of the substrate A and the substrate B.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of reference data created from the state data of the substrate A to the substrate E of FIG.
  • the horizontal axis is the period of use
  • the vertical axis is the degree of heat generation. It can be seen that the degree of heat generation at the printed substrate positions (X, Y) increases as the period of use increases.
  • FIG. 6 is supplementary reference data.
  • the reference data created in this way for all positions of the printed substrate 101, it is possible to create the reference data for the entire printed substrate 101. That is, it is possible to create a reference heat distribution for the entire printed circuit board 101.
  • FIG. 10 is a diagram showing a processing flow in the determination unit 40.
  • the determination unit 40 acquires the state data of the observation board from the observation unit 10 (S101) and acquires the reference data from the storage unit 30 (S102).
  • the state of the observation board is determined based on the state data and the reference data.
  • the difference between the state data and the reference data is calculated (S103), and it is determined whether the difference between the state data and the reference data is less than the first threshold value (S104).
  • S104 the difference between the state data and the reference data is less than the first threshold value (S104: Yes)
  • the observation board determines that it is "normal", and the process ends.
  • the observation board determines that it is "not normal", and the process ends.
  • the first threshold value is set in advance and is a value indicating the degree of heat generation at which the electronic device on which the printed substrate 101 is mounted does not malfunction. In other words, even if it is equal to or higher than the first threshold value, the malfunction of the electronic device does not occur immediately.
  • the first preset threshold value is a value that serves as an index that may cause malfunction in the future. That is, the determination unit 40 can detect a sign of failure and detect a change in the state of the components and the solder mounted on the printed circuit board 101.
  • the determination unit 40 may determine whether the state data is within the first threshold range.
  • the state data is within the first threshold range (S104: Yes)
  • the observation board determines that it is "normal”, and the process ends.
  • the state data is out of the first threshold range (S104: No)
  • the observation board determines that it is "not normal", and the process ends.
  • the first threshold value is set in advance and is a value indicating the degree of heat generation that does not cause malfunction of the electronic device on which the printed circuit board 101 is mounted.
  • the determination unit 40 may determine whether the difference between the state data and the reference data is less than the second threshold value.
  • the second threshold value is set in advance. It is a value indicating the degree of heat generation that is likely to cause malfunction of the electronic device on which the printed circuit board 101 is mounted. In other words, if the difference between the state data and the reference data is equal to or greater than the second threshold value, there is a high possibility that the electronic device will malfunction.
  • the determination unit 40 may determine whether the state data is within the second threshold range when the state data is outside the first threshold range (S104: No).
  • the second threshold range is preset. It is a value indicating the degree of heat generation that is likely to cause malfunction of the electronic device on which the printed circuit board 101 is mounted. In other words, if the state data is outside the second threshold range, there is a high possibility that the electronic device will malfunction.
  • the difference between the state data and the reference data was calculated, but the ratio between the state data and the reference data may be calculated.
  • the difference at any position of the printed substrate 101 may be determined, or the difference may be determined from the difference at a plurality of positions. You may. Further, the printed circuit board 101 may be divided into a plurality of regions and the determination may be made within the regions. For example, the difference between the state data and the reference data at several positions in the region may be determined.
  • the determination unit 40 acquires the state data of the observation board from the observation unit 10 (S101), and acquires the reference data from the storage unit 30 (S102). Next, the difference between the state data and the reference data is calculated (S103), and it is determined whether the difference between the state data and the reference data is less than the first threshold value (threshold value T in FIG. 6) (S104).
  • the difference between the state data and the reference data is less than the first threshold value (S104: Yes)
  • the state data of the substrate P in FIG. 6 is determined to be "normal”
  • the difference between the state data and the reference data is equal to or greater than the first threshold value (S104: No)
  • the state data of the substrate ⁇ in FIG. 6 is determined to be “not normal”, and the process ends.
  • the determination unit 40 acquires the state data of the observation board from the observation unit 10 (S101), and acquires the reference data from the storage unit 30 (S102). Next, the usage period is read from the state data, the difference between the state data and the reference data (reference value) is calculated using the value (reference value) of the usage period in the reference data (S103), and the state data and the reference data are combined.
  • the substrate P It is determined whether the difference between the two is less than the first threshold value (threshold value T in FIG. 6) (S104). For example, in FIG. 6, in the substrate P, the usage period "9 years" is read from the state data, the difference between the state data and the reference data is calculated using the reference value (9 years) in the reference data, and is less than the first threshold value T. Judge whether it is. In this case, since the difference between the state data and the reference data is less than the first threshold value T, the substrate P is determined to be "normal". Further, in FIG.
  • the usage period "13 years” is read from the state data, the difference between the state data and the reference data is calculated using the reference value (13 years) in the reference data, and the first threshold value T Determine if it is less than.
  • the substrate P is determined to be “not normal”.
  • the determination unit 40 may extract the state data (state data of the substrate Q) determined to be "not normal” as a singular point.
  • the determination unit 40 may determine whether the state data is within the first threshold range (the range represented by the shaded area in FIG. 6).
  • the determination unit 40 acquires the state data of the observation board from the observation unit 10 (S101), and acquires the reference data from the storage unit 30 (S102). Next, the observation date is read from the state data, the difference between the state data and the reference data (reference value) is calculated using the value (reference value) of the observation date in the reference data (S103), and the state data and the reference data are combined. It is determined whether the difference between the two is less than the first threshold value (threshold value T in FIG. 9) (S104). For example, in FIG.
  • the observation date “2017/11/10” is read from the state data of the substrate A, and the difference between the state data and the reference data is calculated using the reference value (2017/11/10) in the reference data. It is determined whether it is less than the first threshold value T. In this case, since the difference between the state data and the reference data is less than the first threshold value T, the substrate A of 2017/11/10 is determined to be “normal”. Further, in FIG. 6, the observation date "2018/5/10” is read from the state data of the substrate A, and the difference between the state data and the reference data is calculated using the reference value (2018/5/10) in the reference data. , It is determined whether it is less than the first threshold value T.
  • the determination unit 40 may extract the state data (state data of the substrate A on 5/10/2018) determined to be “not normal” as a change point.
  • the determination unit 40 may determine whether the state data is within the first threshold range (the range represented by the shaded area in FIG. 9).
  • the substrate determined to be "normal” by the determination unit 40 can continue to be used.
  • the difference between the state data and the reference data is equal to or greater than the first threshold value, it is determined that the data is “not normal”, but the present invention is not limited to this. For example, if it is not determined to be "normal”, it may end as it is.
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of the analyzer 60.
  • the analyzer 60 is composed of an input unit 61, a state data storage unit 62, an analysis processing unit 63, and an analysis result output unit 64.
  • the input unit 61 inputs data necessary for analysis from the outside of the analyzer 60.
  • the state data storage unit 62 stores a plurality of state data related to the print board 101.
  • the plurality of state data includes state data of printed boards 101 having different manufacturing times, state data of printed boards 101 having different usage periods, state data of unused printed boards 101, and state data of printed boards 101 in which a failure has occurred. Is included.
  • the state data storage unit 62 may store layout information regarding the print board 101. The layout information is the arrangement information of the parts at the board position. Further, the state data storage unit 62 may store the state data in the past when it is not normal (fault).
  • the analysis processing unit 63 analyzes the factors that were not determined to be "normal" by the substrate analysis device 1. Specifically, the substrate analysis device 1 analyzes the factors when the difference between the state data and the reference data at each position on the printed circuit board 101 is equal to or greater than a preset first threshold value.
  • the analysis result output unit 64 outputs the result analyzed by the analysis processing unit 63.
  • the output destination output by the analysis result output unit 64 is a monitor, a storage device, or the like (not shown).
  • FIG. 12 is a diagram showing a flow of processing in the analyzer 60.
  • the analyzer 60 acquires the state data of the observation board from the substrate analysis device 1 (S201).
  • state data indicating a failure is acquired from a plurality of state data stored in the state data storage unit 62 (S202).
  • the layout data of the printed circuit board is acquired (S202).
  • the state data of the past defect is acquired (S202).
  • the state data of the observation board and the state data indicating the failure are compared, and the reason why the difference between the state data and the reference data becomes equal to or more than the first threshold value is identified.
  • Various methods can be used to identify the factors.
  • the first specific example will be described.
  • the past state data of the state data indicating the failure and the time-dependent change data of the state data indicating the failure are obtained.
  • the correlation is identified by comparing the time-dependent data of the observation board with the time-dependent data of the state data indicating the failure. For example, when the time-dependent change data of the observation board and the state data indicating the failure correlate with the time-dependent change data indicating the failure of the electronic component 111, the observation board indicates that the electronic component 111 has a sign of failure.
  • the factor that the difference between the state data and the reference data on the observation board becomes equal to or more than the first threshold value is identified as a sign of failure of the electronic component 111.
  • the identified factor, that is, the analysis result is output to the analysis result output unit 64.
  • the determination unit 40 searches for the presence or absence of the same or similar past defect status data as the status data determined to be "not normal”. If there is status data of a past defect that is the same as or similar to the status data determined to be "not normal” by the determination unit 40, it is specified as a failure sign of the cause of the past defect.
  • the analyzer 60 may be provided inside the substrate analysis device 1.
  • the storage unit 30 of the board analysis device 1 and the state data storage unit 62 of the analysis device 60 can be shared.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the substrate analysis device 1 and the analysis device 60 is configured by a processor and a memory.
  • the processing circuit is composed of the processor 1000 and the memory 1001
  • each function of the processing circuit of the substrate analysis device 1 and the analysis device 60 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • the software or firmware is written as a program and stored in memory 1001.
  • each function is realized by the processor 1000 reading and executing the program stored in the memory 1001. That is, the processing circuit includes a memory 1001 for storing a program in which the processing of the substrate analysis device 1 and the analysis device 60 is to be executed as a result. Further, it can be said that these programs cause a computer to execute the procedures and methods of the substrate analysis device 1 and the analysis device 60.
  • the substrate analysis device 1 uses the observation unit 10 for observing the printed circuit board 101 on which a plurality of electronic components are mounted and the printed circuit board 101 observed by the observation unit 10 as state data.
  • a state data acquisition unit 20 to be acquired a storage unit 30 that stores reference data related to the reference state of the printed circuit board 101, a determination unit 40 that determines the state of the printed circuit board 101 based on the state data and the reference data, and a determination unit.
  • the output unit 50 that outputs the result of the determination by 40, it is possible to detect a change in the state of the components and the solder mounted on the printed circuit board 101 before the electronic device malfunctions.
  • the substrate analysis apparatus 1 improves the analysis accuracy by including at least one of the information regarding the use of the printed substrate 101 and the information regarding the manufacture of the printed substrate 101 in the state data.
  • various conditions can be selected.
  • the analysis accuracy is improved by creating the reference data from the state data of the plurality of printed circuit boards 101.
  • the reference data it is possible to use reference data in a state close to that of the analysis board.
  • the reference data is created based on at least one of the information regarding the use of the state data of the plurality of printed substrates 101 and the information regarding the production of the state data. As a result, when analyzing the printed substrate 101, it is possible to use the reference data in a state close to that of the analysis substrate.
  • the electronic device operates by the determination unit 40 determining whether the difference between the state data and the reference data is less than the preset first threshold value. It is possible to detect changes in the state of the components and solder mounted on the printed circuit board 101 before they become defective.
  • the substrate analysis device 1 includes an observation board by providing an analysis device 60 for identifying a factor when the difference between the state data and the reference data is not less than a preset first threshold value. It is possible to identify the factor that the difference between the state data and the reference data in the above is equal to or larger than the first threshold value.
  • the substrate analysis device 1 can easily analyze by observing the heat distribution of the printed circuit board 101.
  • Embodiment 2 In the first embodiment, the state of the printed circuit board 101 was determined by observing the heat distribution of the printed circuit board 101 and comparing it with the reference data.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that the radiation noise of the printed substrate 101 is observed instead of the heat distribution.
  • FIG. 14 is a diagram showing an outline of the substrate analysis device 2 of the present embodiment.
  • the board analysis device 2 includes an observation unit 11, a state data acquisition unit 20, a storage unit 30, a determination unit 40, and an output unit 50.
  • Electronic components 111, 112, 113, 114, and 115 are mounted on the printed circuit board 101. The difference from the first embodiment will be described.
  • the observation unit 11 takes an image on the printed substrate 101 and observes the degree of the magnetic field radiated from the substrate (magnitude of radiation noise). Observe the entire area on the printed circuit board 101. By scanning and observing on the printed circuit board 101, the degree of the magnetic field at each position on the printed circuit board 101 can be observed.
  • the state data acquisition unit 20 digitizes the degree of the magnetic field observed by the observation unit 11 and converts it into state data. By converting the converted state data into colors corresponding to the magnitude of the degree of magnetic field and outputting it to a monitor (not shown), it is possible to display the degree of magnetic field in two dimensions. Further, the state data acquisition unit 20 may be provided in the observation unit 11.
  • the state of the printed substrate 101 can be determined in the same flow as in the first embodiment, and the printed substrate can be determined before the electronic device malfunctions. It is possible to detect changes in the state of the parts and solder mounted on the 101.
  • the substrate analysis device 2 can perform not only the components mounted on the printed circuit board 101 but also the wiring of the inner layer of the printed circuit board 101 and the inner layers. It is possible to observe the state of connected via holes and the like. Further, since the dv / dt of the switching circuit component changes due to aging and the radiation noise changes, the accuracy of the time-dependent change data of the state data is improved when the analysis device 60 performs the analysis.
  • FIG. 15 is a diagram showing an outline of a main part of the substrate analysis device 3 of the present embodiment.
  • the substrate analysis device 3 includes state data acquisition units 21 and 22, a storage unit 31, a reference data creation unit 36, and a determination unit 41.
  • the heat distribution data acquisition unit 21 observes the heat distribution and acquires the converted state data.
  • the state data obtained by observing and converting the heat distribution is expressed as the state data related to the heat distribution.
  • the radiation noise data acquisition unit 22 observes the radiation noise and acquires the converted state data.
  • the state data obtained by observing and converting the radiation noise is expressed as the state data related to the radiation noise.
  • the reference data creation unit 36 creates reference data for state data related to heat distribution and state data related to radiation noise.
  • the reference data created from the state data related to the heat distribution is expressed as the reference data related to the heat distribution.
  • the reference data created from the state data related to radiation noise is expressed as the reference data related to radiation noise.
  • the storage unit 31 stores the reference data of the state data related to the heat distribution and the state data related to the radiation noise created by the reference data creating unit 36.
  • the reference data of the state data regarding the heat distribution and the state data regarding the radiation noise may be created by a device other than the reference data creation unit 36.
  • the determination unit 41 determines the observed state of the printed circuit board 101 based on the state data regarding the heat distribution, the state data regarding the radiation noise, the reference data of the state data regarding the heat distribution, and the reference data of the state data regarding the radiation noise. Specifically, the determination is made based on the state data regarding the heat distribution and the reference data regarding the heat distribution, and the determination is made based on the state data regarding the radiation noise and the reference data regarding the radiation noise.
  • Each determination method is the same as that of the conventional embodiments.
  • the result of judgment based on the state data related to the heat distribution and the reference data related to the heat distribution is expressed as the heat distribution judgment result.
  • the result of judgment based on the state data related to radiation noise and the reference data related to radiation noise is expressed as the radiation noise judgment result.
  • the determination unit 41 determines the state of the printed circuit board 101 based on the heat distribution determination result and the radiation noise determination result, and outputs the determination result to the output unit 50.
  • the accuracy of substrate analysis is improved by making a judgment based on the results of two types of measurement methods.
  • the output unit 50 outputs the determination result made by the determination unit 41.
  • the output unit 50 is the same as in the previous embodiments.
  • the substrate analysis device 3 has a first observation means data acquisition unit that observes the printed circuit board 101 by the first observation means and acquires it as the first state data, and a printed circuit board by the second observation means.
  • a second observation means data acquisition unit that observes 101 and acquires it as a second state data
  • a storage unit 31 that stores reference data related to the reference state of the printed circuit board 101, a first state data, and a second state data.

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Abstract

基板解析装置（１）は、複数の電子部品が実装されたプリント基板（１０１）を観測する観測部（１０）と、観測部（１０）により観測されたプリント基板（１０１）の状態データを取得する状態データ取得部（２０）と、プリント基板の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部（３０）と、状態データおよび基準データに基づいて、プリント基板（１０１）の状態を判定する判定部（４０）と、判定部（４０）が判定した結果を出力する出力部（５０）とを備える。

Description

基板解析装置
　本発明は、プリント基板の解析を行う基板解析装置に関する。
　電子装置などに搭載されるプリント基板は、部品実装前に配線パターン等の異常を検査し、部品実装後に部品とプリント基板との接合状態の確認、半田ミス等による短絡の検査が行われる。特許文献１には、部品実装後における短絡箇所を特定する電子部品実装回路基板の検査方法が開示されている。
特開２０１３－２０７２９２号公報
　プリント基板は、電子装置に搭載されて使用されることで、プリント基板に実装されている部品および半田の状態が変化することがある。プリント基板に実装されている部品および半田の状態が変化することで、回路の短絡または絶縁などの要因で、電子装置の動作が不良になるという問題があった。
　本発明の目的は、上記した問題を解決するためになされたものであり、プリント基板に実装されている部品および半田の状態の変化を検知するものである。
本発明の基板解析装置は、複数の電子部品が実装されたプリント基板を観測する観測部と、観測部により観測されたプリント基板の状態データを取得する状態データ取得部と、プリント基板の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部と、
　状態データおよび基準データに基づいて、プリント基板の状態を判定する判定部と、判定部が判定した結果を出力する出力部とを備える。
本発明の基板解析装置は、複数の電子部品が実装されたプリント基板を観測する観測部と、観測部により観測されたプリント基板の状態データを取得する状態データ取得部と、プリント基板の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部と、状態データおよび基準データに基づいて、プリント基板の状態を判定する判定部と、判定部が判定した結果を出力する出力部とを備えることにより、プリント基板に実装されている部品および半田の状態の変化を検知することができる。
実施の形態１にかかる基板解析装置１の概略構成を示す図である。 実施の形態１にかかるプリント基板の概略を示す図である。 実施の形態１にかかるプリント基板の熱分布を示す図である。 実施の形態１にかかる基準データの作成を示す図である。 実施の形態１にかかる状態データの例を示す図である。 実施の形態１にかかる基準データの例を示す図である。 実施の形態１にかかる状態データの別の例を示す図である。 実施の形態１にかかる状態データの別の例を示す図である。 実施の形態１にかかる基準データの別の例を示す図である。 実施の形態１にかかる判定部の処理の流れを示す図である。 実施の形態１にかかる分析装置の概略構成を示す図である。 実施の形態１にかかる分析装置の処理の流れを示す図である。 実施の形態１にかかる基板解析装置１を実現するハードウェアの一般的な構成例を示す図である。 実施の形態２にかかる基板解析装置２の概略構成を示す図である。 実施の形態３にかかる基板解析装置３の要部概略を示す図である。
　実施の形態１
　図１は、本実施形態の基板解析装置１の概略構成を示す図である。図２は、観測するプリント基板１０１の概略を示す図である。基板解析装置１は、測定台２００に載置されたプリント基板１０１を観測する観測部１０、状態データ取得部２０、記憶部３０、基準データ作成部３５、判定部４０および出力部５０から構成されている。
　観測部１０は、測定台２００の決められた位置に載置されるプリント基板１０１上を撮像して発熱の度合い（熱分布）を観測する。熱分布を観測する装置として、例えば、サーモグラフィなどが使用できる。プリント基板１０１上の全領域を観測する。プリント基板１０１上をスキャンし観測することで、プリント基板１０１上の各位置における発熱が観測できる。プリント基板１０１には、電子部品１１１、部品１１２、部品１１３、部品１１４、部品１１５が実装されている。また、プリント基板１０１が測定台２００の決められた位置に載置されることで、プリント基板１０１およびプリント基板１０１上の実装された部品の位置が決まる。
　状態データ取得部２０は、観測部１０が観測した発熱の度合いを数値化して、状態データに変換する。状態データと観測地点の情報を対応付ける。観測地点の情報は、プリント基板の座標情報でもよい。例えば、Ｘ軸の値とＸ軸と直交するＹ軸の値としてもよい。観測したプリント基板位置（Ｘ、Ｙ）でよい。変換した状態データを温度の高低に対応したカラーに変換し、図示しないモニタに出力することで二次元的に熱分布を表示することが可能となる。また、状態データ取得部２０は観測部１０内に備えられていてもよい。
　記憶部３０は、状態データ取得部２０で変換した状態データが記憶される。状態データと観測地点の情報が対応付けられて記憶される。状態データは、観測地点の情報が含まれてもよい。また、入力部（図示しない）から入力された状態データが記憶されてもよい。記憶部３０に記憶される状態データの具体例としては、製造時期が異なるプリント基板１０１の状態データ、使用期間の異なるプリント基板１０１の状態データ、未使用のプリント基板１０１の状態データおよび故障が発生したプリント基板１０１の状態データなどがある。また、プリント基板１０１の基準情報に関する基準データ（後述する）が記憶されている。
　判定部４０は、状態データおよび基準データに基づいて、観測したプリント基板１０１の状態を判定する。プリント基板１０１上の各位置における状態データおよび基準データの差を算出し、予め設定された第一の閾値と比較する。プリント基板１０１上の全位置における状態データおよび基準データの差が、第一の閾値未満であれば、観測したプリント基板１０１は正常であると判定する。また、判定する際に用いる状態データおよび基準データは、プリント基板１０１上の全位置でなくてもよい。予め設定された特定の位置であってもよい。また、第一の閾値は変更することもできる。第一の閾値は、プリント基板の位置に応じて変更してもよい。
　また、判定部４０は、プリント基板１０１上の各位置における状態データが基準データから予め設定された第一の閾値範囲内となっているか判定しても良い。
　出力部５０は、判定部４０が行った判定結果を出力する。出力部５０が出力する出力先は、後述する分析装置である。また、図示しないモニタや記憶装置などに出力してもよい。
　図３は、プリント基板１０１の熱分布を２次元的に示した図である。図３は、一例として図２のプリント基板１０１を観測し、熱分布を示した図である。図３では、発熱の度合いをａからｅの５段階で表し、温度の高い方からａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの順で表している。図２で示した部品を破線で示している。部品１１１については、部品の中央部が１１１ａと最も温度が高く、中央部からの距離が遠くなるにつれ、温度は低くなっている。部品の周縁部は１１１ｂ、部品の周辺部は１１１ｄとなっている。部品１１３については、部品全体が１１３ａと高い温度を示している。部品からの距離が遠くなるにつれ、温度は低くなっている。図３では、温度を５段階で示したが、段階の数は任意に設定できる。
　状態データ取得部２０が取得する状態データは、発熱の度合いを数値化したデータの他に、プリント基板１０１を特定する情報、プリント基板１０１の使用に関する情報やプリント基板１０１の製造に関する情報が含まれていてもよい。プリント基板を特定する情報、プリント基板の使用に関する情報、プリント基板の製造に関する情報は、入力部（図示しない）から入力してもよい。プリント基板１０１を特定する情報とは、基板ＩＤなど基板を特定する情報である。プリント基板１０１の使用に関する情報とは、観測したプリント基板１０１の使用履歴などの情報である。使用履歴とは、使用期間や、使用場所などを示す情報である。例えば、使用期間は、電子装置に搭載された後の経過時間などの情報である。使用場所は、搭載されていた電子装置などを示す情報である。
　プリント基板１０１の製造に関する情報とは、観測したプリント基板１０１の製造情報である。例えば、製造日時、製造場所やロットなどを示す情報である。
　次に、プリント基板１０１の基準情報に関する基準データについて説明する。基準データは、基準データ作成部３５で、プリント基板１０１から取得した複数の状態データから作成される。複数の状態データは、記憶部３０に記憶されている状態データを用いてもよい。
　図４は、基準データ作成を説明する図である。基準データ作成部３５は、入力された状態データから統計処理を行い、基準データを作成する。入力される状態データは、複数基板の状態データ（例えば、基板Ａから基板Ｅの状態データ）であってもよいし、同一基板の複数時点の状態データであってもよいし、複数基板の複数時点の状態データであってもよい。統計処理は様々な統計手法を使用することができる。基準データは、基準データ作成部３５以外で作成されてもよい。例えば、基準データ作成部３５以外で作成された基準データを記憶部３０に記憶してもよい。また、基準データは、条件を選択して作成することも可能である。条件の具体例としては、使用に関する情報や、製造に関する情報、基板を特定する情報などである。例えば、観測基板と製造時期が近い基板の観測時期と同時期の状態データを条件に選択して基準データを作成することも可能である。また、特定の基板の複数の観測日の状態データから基準データを作成することも可能である。また、使用に関する情報の例として、プリント基板が鉄道の電子装置に使用される場合は、使用に関する情報は、使用された路線情報や使用された種別（各駅停車、快速電車）などの情報があげられる。
　以下、基準データの具体例を３つ説明する。第１の具体例について説明する。図５は、基板Ａから基板Ｅの状態データの例を示す図である。図５には、製造日時、使用期間、プリント基板位置（Ｘ，Ｙ）における発熱度合いが示されている。簡略化のために１つの位置における発熱度合いを図示している。基板Ａおよび基板Ｂは、製造日時および使用期間は同じである。また、基板Ａおよび基板Ｂのプリント基板位置（Ｘ，Ｙ）における発熱度合いについても同じａである。基板Ｃは基板Ａおよび基板Ｂと比較して、約１年使用期間が短い。また、基板Ｃの発熱度合いはｂで基板Ａおよび基板Ｂの発熱度合いより低い。このように、様々な条件のプリント基板１０１の状態データがあり、これらの複数のプリント基板の状態データから基準データが作成される。
　図６は、図５の基板Ａから基板Ｅの状態データから作成された基準データの例を示す図である。横軸は使用期間、縦軸は発熱度合いである。プリント基板位置（Ｘ，Ｙ）における発熱度合いは、使用期間が長くなると高くなることがわかる。
　説明を簡単にするために、基板Ａから基板Ｅの５つの状態データから作成される例を示したが、状態データの数は限られない。また、基板Ａから基板Ｅの状態データにはない使用期間については、前後の使用期間から補完して算出することも可能である。図６は、補完して算出した基準データである。このように、様々な条件の状態データから基準データを作成することにより、観測基板と同じ使用期間の状態データが蓄積されていなくても、観測基板の使用時間における発熱度合いが推測することが可能となる。このように作成した基準データをプリント基板１０１の全位置に対して算出することで、プリント基板１０１全体の基準データを作成することが可能となる。つまり、プリント基板１０１全体の基準熱分布を作成することが可能となる。
　第２の具体例について説明する。図７は、基板Ａから基板Ｅの状態データの例を示す図である。図７には、製造日時、使用期間、プリント基板位置（Ｘ，Ｙ）における発熱度合いが示されている。簡略化のために１つの位置における発熱度合いを図示している。第１の具体例では、使用期間に対する基準データが作成される例を示したが、第２の具体例では、使用期間を考慮せず基準データを作成する例である。例えば、基板Ａから基板Ｅまでの状態データを平均して算出しても良い。図７の基板Ａから基板Ｅの状態データから作成された基準データは、例えば「c」となる。
　第３の具体例について説明する。図８は、基板Ａの複数の観測日の状態データの例を示す図である。図８には、観測日、プリント基板位置（Ｘ，Ｙ）における発熱度合いが示されている。簡略化のために１つの位置における発熱度合いを図示している。図９は、図８の状態データから作成された基準データの例を示す図である。横軸は観測日、縦軸は発熱度合いである。プリント基板位置（Ｘ，Ｙ）における発熱度合いは、使用期間が長くなると高くなることがわかる。また、基板Ａの将来の状態データを予測して算出することも可能である。図９の観測日２０１７／５以降の基準データ（破線）は、予測して算出した基準データである。このように、観測基板の将来の発熱度合いを推測することが可能となる。
　次に、判定部４０における処理について説明する。図１０は、判定部４０における処理の流れを示した図である。判定部４０は、観測部１０から観測基板の状態データを取得し（Ｓ１０１）、記憶部３０から基準データを取得する（Ｓ１０２）。次に、状態データおよび基準データに基づいて観測基板の状態を判定する。判定方法の具体例としては、状態データと基準データとの差を算出し（Ｓ１０３）、状態データと基準データとの差が第一の閾値未満であるか判断する（Ｓ１０４）。状態データと基準データとの差が第一の閾値未満である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、観測基板は「正常」と判定し、処理は終了する。状態データと基準データとの差が第一の閾値以上の場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、観測基板は「正常ではない」と判定し、処理は終了する。ここで、第一の閾値は予め設定されており、プリント基板１０１が搭載された電子装置の動作不良が起きない発熱度合いを示す値である。言い換えると、第一の閾値以上であったとしても、すぐに電子装置の動作不良が起きるわけではない。予め設定される第一の閾値は、今後、動作不良が起きる可能性がある指標となる値である。つまり、判定部４０は、故障の予兆を検知し、プリント基板１０１に実装されている部品および半田の状態の変化を検知することができる。
　また、判定部４０は、状態データが第一の閾値範囲内であるか判断してもよい。状態データが第一の閾値範囲内の場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、観測基板は「正常」と判定し、処理は終了する。状態データが第一の閾値範囲外の場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、観測基板は「正常ではない」と判定し、処理は終了する。ここで、第一の閾値は予め設定されており、プリント基板１０１が搭載された電子装置の動作不良が起きない発熱度合いを示す値である。
　判定部４０は、状態データと基準データとの差が第一の閾値以上の場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）に、状態データと基準データとの差が第二の閾値未満であるかを判断してもよい。ここで第二の閾値は予め設定されており。プリント基板１０１が搭載された電子装置の動作不良が起きる可能性が高い発熱度合いを示す値である。言い換えると、状態データと基準データとの差が第二の閾値以上であった場合、電子装置の動作不良が起きる可能性が高い。
　また、判定部４０は、状態データが第一の閾値範囲外の場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）に、状態データが第二の閾値範囲内であるかを判断してもよい。ここで第二の閾値範囲は予め設定されており。プリント基板１０１が搭載された電子装置の動作不良が起きる可能性が高い発熱度合いを示す値である。言い換えると、状態データが第二の閾値範囲外であった場合、電子装置の動作不良が起きる可能性が高い。
　上述の説明では、状態データと基準データとの差を算出したが、状態データと基準データとの比を算出してもよい。また、状態データと基準データとの差が第一の閾値未満であるかを判断する場合、プリント基板１０１のいずれかの位置における差を判断してもよいし、複数の位置における差から判断してもよい。また、プリント基板１０１を複数の領域に区分けして、領域内で判断してもよい。例えば、領域内の数か所の位置における状態データと基準データとの差を判断してもよい。
　前述の基準データの第１の具体例を用いた場合について判定部４０における処理について図６、図１０を用いて説明する。判定部４０は、観測部１０から観測基板の状態データを取得し（Ｓ１０１）、記憶部３０から基準データを取得する（Ｓ１０２）。次に、状態データと基準データとの差を算出し（Ｓ１０３）、状態データと基準データとの差が第一の閾値（図６の閾値Ｔ）未満であるか判断する（Ｓ１０４）。状態データと基準データとの差が第一の閾値未満である場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、例えば図６の基板Ｐの状態データは、「正常」と判定し、処理は終了する。状態データと基準データとの差が第一の閾値以上の場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、例えば図６の基板βの状態データは、「正常ではない」と判定し、処理は終了する。
　また、状態データと基準データの差を算出する際、基準データから、観測基板の使用期間と同じまたは近い基準データを使用することが望ましい。前述の基準データの第１の具体例を用いた場合について図６、図１０を用いて説明する。判定部４０は、観測部１０から観測基板の状態データを取得し（Ｓ１０１）、記憶部３０から基準データを取得する（Ｓ１０２）。次に状態データから使用期間を読み出し、基準データにおいて当該使用期間の値（基準値）を用いて状態データと基準データ（基準値）との差を算出し（Ｓ１０３）、状態データと基準データとの差が第一の閾値（図６の閾値Ｔ）未満であるか判断する（Ｓ１０４）。例えば図６において基板Ｐでは、状態データから使用期間「９年」を読み出し、基準データにおいて基準値（９年）を用いて状態データと基準データとの差を算出し、第一の閾値Ｔ未満であるか判断する。この場合は、状態データと基準データとの差は、第一の閾値Ｔ未満であるので基板Ｐは「正常」と判定する。また、図６において基板Ｑでは、状態データから使用期間「１３年」を読み出し、基準データにおいて基準値（１３年）を用いて状態データと基準データとの差を算出し、第一の閾値Ｔ未満であるか判断する。この場合は、状態データと基準データとの差は、第一の閾値Ｔ以上であるので基板Ｐは「正常ではない」と判定する。判定部４０は、「正常ではない」と判定した状態データ（基板Ｑの状態データ）を特異点として抽出してもよい。
　また、判定部４０は、状態データが第一の閾値範囲（図６の網掛け部で表した範囲）内であるか判断してもよい。
　また、前述の基準データの第３の具体例を用いた場合について判定部４０における処理について図９、図１０を用いて説明する。判定部４０は、観測部１０から観測基板の状態データを取得し（Ｓ１０１）、記憶部３０から基準データを取得する（Ｓ１０２）。次に状態データから観測日を読み出し、基準データにおいて当該観測日の値（基準値）を用いて状態データと基準データ（基準値）との差を算出し（Ｓ１０３）、状態データと基準データとの差が第一の閾値（図９の閾値Ｔ）未満であるか判断する（Ｓ１０４）。例えば図６にて基板Ａの状態データから観測日「２０１７／１１／１０」を読み出し、基準データにおいて基準値（２０１７／１１／１０）を用いて状態データと基準データとの差を算出し、第一の閾値Ｔ未満であるか判断する。この場合は、状態データと基準データとの差は、第一の閾値Ｔ未満であるので２０１７／１１／１０の基板Ａは「正常」と判定する。また、図６にて基板Ａの状態データから観測日「２０１８／５／１０」を読み出し、基準データにおいて基準値（２０１８／５／１０）を用いて状態データと基準データとの差を算出し、第一の閾値Ｔ未満であるか判断する。この場合は、状態データと基準データとの差は、第一の閾値Ｔ以上であるので２０１８／５／１０の基板Ａは「正常ではない」と判定する。判定部４０は、「正常ではない」と判定した状態データ（２０１８／５／１０の基板Ａの状態データ）を変化点として抽出してもよい。
　また、判定部４０は、状態データが第一の閾値範囲（図９の網掛け部で表した範囲）内であるか判断してもよい。
　判定部４０において「正常」と判定された基板は、引き続き使用を継続することができる。上記の説明では、状態データと基準データとの差が第一の閾値以上の場合、「正常ではない」と判定したが、これに限られない。例えば、「正常」と判定しなければ、そのまま終了してもよい。
　次に、分析装置６０について説明する。図１１は、分析装置６０の概略構成を示す図である。分析装置６０は、入力部６１、状態データ記憶部６２、分析処理部６３および分析結果出力部６４から構成されている。
　入力部６１は、分析装置６０の外部から分析に必要なデータを入力する。
　状態データ記憶部６２には、プリント基板１０１に関する複数の状態データが記憶されている。複数の状態データには、製造時期が異なるプリント基板１０１の状態データ、使用期間の異なるプリント基板１０１の状態データ、未使用のプリント基板１０１の状態データおよび故障が発生したプリント基板１０１の状態データなどが含まれる。また、状態データ記憶部６２には、プリント基板１０１に関するレイアウト情報が記憶されていても良い。レイアウト情報とは、基板位置における部品の配置情報である。また、状態データ記憶部６２には、過去の正常ではない場合（不具合）の状態データが記憶されていても良い。
　分析処理部６３は、基板解析装置１で「正常」と判定されなかった要因を分析する。具体的には、基板解析装置１でプリント基板１０１上の各位置における状態データおよび基準データの差が、予め設定された第一の閾値以上であった場合に、要因を分析する。
　分析結果出力部６４は、分析処理部６３が分析した結果を出力する。分析結果出力部６４が出力する出力先は、図示しないモニタや記憶装置などである。
　次に、分析装置６０における処理について説明する。図１２は、分析装置６０における処理の流れを示した図である。分析装置６０は、基板解析装置１から観測基板の状態データを取得する（Ｓ２０１）。次に、状態データ記憶部６２に記憶された複数の状態データから故障を示す状態データを取得する（Ｓ２０２）。あるいは、プリント基板のレイアウトデータを取得する（Ｓ２０２）。あるいは過去の不具合の状態データを取得する（Ｓ２０２）。観測基板の状態データと故障を示す状態データを比較し、状態データと基準データとの差が第一の閾値以上となった要因を特定する。要因の特定手法は、様々な方法が利用できる。
　要因特定の具体例を３つ説明する。第１の具体例について説明する。観測基板における過去の状態データと直近の状態データから経時変化データを求める。また、故障を示す状態データの過去の状態データと故障を示した状態データの経時変化データを求める。観測基板の経時変化データと故障を示す状態データの経時変化データとを比較し、相関関係を特定する。例えば、観測基板の経時変化データと故障を示す状態データが、電子部品１１１の故障を示す経時変化データと相関がある場合、観測基板は電子部品１１１の故障の予兆があることを示す。すなわち、観測基板における状態データと基準データとの差が第一の閾値以上となった要因は、電子部品１１１の故障の予兆と特定する。特定された要因、つまり分析結果は分析結果出力部６４に出力される。
　第２の具体例について説明する。判定部４０にて「正常ではない」と判断された状態データの測定された観測基板上の位置情報とレイアウト情報とに基づいて「正常ではない」と判断された状態データの測定された位置に配置された部品の故障の予兆と特定する。
　第３の具体例について説明する。判定部４０にて「正常ではない」と判断された状態データと同じ、あるいは類似の過去の不具合の状態データの有無を検索する。判定部４０にて「正常ではない」と判断された状態データと同じ、あるいは類似の過去の不具合の状態データが有った場合は、過去の不具合の要因の故障予兆と特定する。
　上記説明した実施の形態１において、分析装置６０は基板解析装置１の内部に備えられていてもよい。分析装置６０が基板解析装置１の内部に備えられている場合、基板解析装置１の記憶部３０および分析装置６０の状態データ記憶部６２を共有することができる。
　図１３は、基板解析装置１および分析装置６０が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ１０００およびメモリ１００１で構成される場合、基板解析装置１および分析装置６０の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ１００１に格納される。処理回路では、メモリ１００１に記憶されたプログラムをプロセッサ１０００が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、基板解析装置１および分析装置６０の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ１００１を備える。また、これらのプログラムは、基板解析装置１および分析装置６０の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
　上述のように、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、複数の電子部品が実装されたプリント基板１０１を観測する観測部１０と、観測部１０により観測されたプリント基板１０１を状態データとして取得する状態データ取得部２０と、プリント基板１０１の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部３０と、状態データおよび基準データに基づいて、プリント基板１０１の状態を判定する判定部４０と、判定部４０が判定した結果を出力する出力部５０とを備えたことにより、電子装置が動作不良になる前にプリント基板１０１に実装されている部品および半田の状態の変化を検知することができる。
　また、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、状態データに、プリント基板１０１の使用に関する情報およびプリント基板１０１の製造に関する情報の少なくとも一方の情報を含むことにより、解析精度が向上する。プリント基板１０１を解析する際に、様々な条件を選択することが可能となる。
　また、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、基準データは、複数のプリント基板１０１の状態データから作成されることにより、解析精度が向上する。プリント基板１０１を解析する際に、解析基板と近い状態の基準データを利用することが可能となる。
　また、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、基準データは、複数のプリント基板１０１の状態データの使用に関する情報および状態データの製造に関する情報の少なくともいずれか一方の情報に基づいて作成されることにより、プリント基板１０１を解析する際に、解析基板と近い状態の基準データを利用することが可能となる。
　また、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、判定部４０が、状態データおよび基準データの差が予め設定された第一の閾値未満であるかの判定を行うことにより、電子装置が動作不良になる前にプリント基板１０１に実装されている部品および半田の状態の変化を検知することができる。
　また、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、状態データおよび基準データの差が、予め設定された第一の閾値未満でない場合に、要因を特定する分析装置６０を備えることにより、観測基板における状態データと基準データとの差が第一の閾値以上となった要因を特定することができる。
　また、実施の形態１にかかる基板解析装置１は、プリント基板１０１の熱分布を観測することにより、簡便に解析することができる。
　実施の形態２
　実施の形態１では、プリント基板１０１の熱分布を観測し、基準データと比較することで、プリント基板１０１の状態を判定した。実施の形態２では、熱分布ではなくプリント基板１０１の放射ノイズを観測するところが実施の形態１と異なる。
　図１４は、本実施形態の基板解析装置２の概略を示す図である。基板解析装置２は、観測部１１、状態データ取得部２０、記憶部３０、判定部４０および出力部５０から構成されている。プリント基板１０１には、電子部品１１１、部品１１２、部品１１３、部品１１４、部品１１５が実装されている。実施の形態１と異なるところについて説明する。
　観測部１１は、プリント基板１０１上を撮像して、基板から放射される磁界の度合い（放射ノイズの大きさ）を観測する。プリント基板１０１上の全領域を観測する。プリント基板１０１上をスキャンし観測することで、プリント基板１０１上の各位置における磁界の度合いが観測できる。
　状態データ取得部２０は、観測部１１が観測した磁界の度合いを数値化して、状態データに変換する。変換した状態データを磁界の度合いの大小に対応したカラーに変換し、図示しないモニタに出力することで二次元的に磁界の度合いを表示することが可能となる。また、状態データ取得部２０は観測部１１内に備えられていてもよい。
　その他については、実施の形態１と同様である。実施の形態１における発熱の度合いを磁界の度合いにすることで、実施の形態１と同様の流れで、プリント基板１０１の状態を判定することができ、電子装置が動作不良になる前にプリント基板１０１に実装されている部品および半田の状態の変化を検知することができる。
　実施の形態２にかかる基板解析装置２は、プリント基板１０１の放射ノイズを観測することにより、プリント基板１０１上に実装された部品だけではなく、プリント基板１０１内部の層の配線および内部の層間を接続するビアホールなどの状態を観測することができる。また、スイッチング回路部品は経年変化によりｄｖ／ｄｔが変わり、放射ノイズが変化するため、分析装置６０において分析を行う際に、状態データの経時変化データの精度が向上する。
　実施の形態３
　実施の形態３では、熱分布による状態データおよび放射ノイズによる状態データを使用する。図１５は、本実施形態の基板解析装置３の要部概略を示す図である。基板解析装置３は、状態データ取得部２１、２２、記憶部３１、基準データ作成部３６および判定部４１を備えている。
　熱分布データ取得部２１は、熱分布を観測し変換された状態データを取得する。熱分布を観測し変換された状態データのことを、熱分布に関する状態データと表現する。
　放射ノイズデータ取得部２２は、放射ノイズを観測し変換された状態データを取得する。放射ノイズを観測し変換された状態データを放射ノイズに関する状態データと表現する。
　基準データ作成部３６は、熱分布に関する状態データおよび放射ノイズに関する状態データの基準データを作成する。熱分布に関する状態データから作成された基準データを熱分布に関する基準データと表現する。放射ノイズに関する状態データから作成された基準データを放射ノイズに関する基準データと表現する。
　記憶部３１は、基準データ作成部３６で作成された、熱分布に関する状態データおよび放射ノイズに関する状態データの基準データを記憶する。熱分布に関する状態データおよび放射ノイズに関する状態データの基準データは、基準データ作成部３６以外で作成されてもよい。
　判定部４１は、熱分布に関する状態データ、放射ノイズに関する状態データ、熱分布に関する状態データの基準データ、および放射ノイズに関する状態データの基準データに基づいて、観測したプリント基板１０１の状態を判定する。具体的には、熱分布に関する状態データおよび熱分布に関する基準データに基づいて判定し、放射ノイズに関する状態データおよび放射ノイズに関する基準データに基づいて判定する。それぞれの判定方法は、これまでの実施の形態と同様である。熱分布に関する状態データおよび熱分布に関する基準データに基づいて判定した結果を熱分布判定結果と表現する。放射ノイズに関する状態データおよび放射ノイズに関する基準データに基づいて判定した結果を放射ノイズ判定結果と表現する。
　さらに、判定部４１は、熱分布判定結果および放射ノイズ判定結果に基づいて、プリント基板１０１の状態を判定し、判定結果を出力部５０に出力する。２種類の測定方法による結果に基づき判定することで、基板解析の精度が向上する。
　出力部５０は、判定部４１が行った判定結果を出力する。出力部５０はこれまでの実施の形態と同様である。
　また、本実施形態において、これまでの実施の形態同様、分析装置６０により分析を行い、要因を特定することも可能である。
　実施の形態３にかかる基板解析装置３は、第一の観測手段によりプリント基板１０１を観測し第一の状態データとして取得する第一の観測手段データ取得部と、第二の観測手段によりプリント基板１０１を観測し第二の状態データとして取得する第二の観測手段データ取得部と、プリント基板１０１の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部３１と、第一の状態データ、第二の状態データおよび基準データに基づいて、プリント基板１０１の状態を判定する判定部４１と、判定部４１が判定した結果を出力する出力部５０とを備えることにより、異なる測定手段による結果に基づき判定することで、基板解析の精度が向上する。
１　　　　　　基板解析装置
１０，１１　　　　観測部
２０　　　　　　状態データ取得部
２１　　　　　　熱分布データ取得部
２２　　　　　　放射ノイズデータ取得部
３０，３１　　　　記憶部
３５，３６　　　　基準データ作成部
４０，４１　　　　判定部
５０　　　　　　出力部
６０　　　　　　分析装置
６１　　　　　　入力部
６２　　　　　　状態データ記憶部
６３　　　　　　分析処理部
６４　　　　　　分析結果出力部
１０１　　　　　　プリント基板
２００　　　　　　測定台
１１１　　　　　　電子部品
１１２　　　　　　部品
１１３　　　　　　部品
１１４　　　　　　部品
１１５　　　　　　部品
１０００　　　　　プロセッサ
１００１　　　　　メモリ

Claims (9)

  1. 複数の電子部品が実装されたプリント基板を観測する観測部と、
    前記観測部により観測された前記プリント基板の状態データを取得する状態データ取得部と、
    前記プリント基板の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部と、
    前記状態データおよび前記基準データに基づいて、前記プリント基板の状態を判定する判定部と、
    前記判定部が判定した結果を出力する出力部と、
    を備える基板解析装置。
  2. 　前記状態データには、前記プリント基板の使用に関する情報および前記プリント基板の製造に関する情報の少なくとも一方の情報が含まれる、
    請求項１に記載の基板解析装置。
  3. 　前記基準データは、複数の前記プリント基板の状態データから作成される、
    請求項１または２に記載の基板解析装置。
  4. 　前記基準データは、複数の前記プリント基板の前記状態データの使用に関する情報および前記状態データの製造に関する情報の少なくともいずれか一方の情報に基づいて作成される、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の基板解析装置。
  5. 　前記判定部は、前記状態データおよび前記基準データの差が予め設定された第一の閾値未満であるかの判定を行う、
    請求項１から４のいずれか１項に記載の基板解析装置。
  6. 　前記状態データおよび前記基準データの差が、予め設定された第一の閾値未満でない場合に、要因を特定する分析装置を備える、
    請求項５に記載の基板解析装置。
  7. 　前記観測部は、前記プリント基板の熱分布を観測する、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の基板解析装置。
  8. 　前記観測部は、前記プリント基板の放射ノイズを観測する、
    請求項１から６のいずれか１項に記載の基板解析装置。
  9. 第一の観測手段によりプリント基板を観測し第一の状態データとして取得する第一の観測手段データ取得部と、
    第二の観測手段により前記プリント基板を観測し第二の状態データとして取得する第二の観測手段データ取得部と、
    前記プリント基板の基準状態に関する基準データを記憶する記憶部と、
    前記第一の状態データ、前記第二の状態データおよび前記基準データに基づいて、前記プリント基板の状態を判定する判定部と、
    前記判定部が判定した結果を出力する出力部と、
    を備える基板解析装置。
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