JP5231295B2 - 検査装置およびその検査方法 - Google Patents

Description

本発明は検査装置およびその検査方法に関し、特にプリント回路またはプリント回路ユニットを検査するための検査装置およびその方法に関する。

プリント回路基板に電子素子を実装してプリント回路ユニットとなる。言い換えれば、プリント回路は非導電性の基板と電子素子とを備えており、このうち電子素子は能動素子、受動素子、配線などである。配線の製造方法については、非導電性の基板上の銅箔をエッチングすることで、配線を形成している。この配線は導電性の経路となって、能動素子および（または）受動素子を電気的接続する。非導電性の基板は電子素子の実装に用いることができる。

プリント回路基板は硬くて丈夫、コストが低いうえに信頼性が高い。最初は配線レイアウトのコストを投資する必要があるものの、簡単にしかも速く大量生産を行うことができる。

電子素子がプリント回路基板上にハンダ付けされた後、このプリント回路は検査に合格しなければならない。プリント回路が起動されていない場合、現在、目視検査、自動光学検査などの多種多様な検査方式がある。しかしながら、目視検査、自動光学検査でプリント回路を効率的に検査できるわけではない。

したがって、上記原因に基づいて、プリント回路またはプリント回路ユニットを検査するための新たな検査装置およびその方法が必要となる。

本発明は、能動素子、受動素子または配線である少なくとも一つの電子素子を備えたプリント回路を検査可能な検査装置を提供するものである。言い換えれば、この検査装置はプリント回路ユニットの検査に用いることができる。

本発明の実施例によれば、検査装置は、センサと、電源と、測定手段とを備える。センサはプリント回路における電子素子の上方に配置される。電源は電力をプリント回路に供給することで、プリント回路を起動する。測定手段はプリント回路が起動したとき、センサにより検知信号を測定する。

このように、検査装置は試験用ピンをプリント回路に設けることなく、電子素子に別途電子信号を提供することになる。そしてプリント回路が起動されると、検査装置は検知信号を測定することができる。

本発明はさらに、能動素子、受動素子または配線である少なくとも一つの電子素子を備えたプリント回路を検査可能な検査方法を提供するものである。言い換えれば、この検査装置はプリント回路ユニットの検査に用いることができる。

本発明の他の実施例によれば、検査方法は、
（１）電子素子の上方にセンサを配置し、
（２）電力をプリント回路に供給して、プリント回路を起動し、
（３）プリント回路が起動したとき、センサにより検知信号を測定する、ステップを含む。

このように、検査方法は試験用ピンをプリント回路に設けることなく、電子素子に別途電子信号を提供することになる。そしてプリント回路が起動されると、検査方法は検知信号を測定することができる。

以下、各種実施例をもって、上記説明および下記する実施例に詳細な説明を行うとともに、本発明に更に詳しい解説を行う。

検査装置は試験用ピンをプリント回路に設けることなく、電子素子に別途電子信号を提供することになる。そしてプリント回路が起動されると、検査装置は検知信号を測定することができる。

検査方法は試験用ピンをプリント回路に設けることなく、電子素子に別途電子信号を提供することになる。そしてプリント回路が起動されると、検査装置は検知信号を測定することができる。

本発明の記述をより詳細化して、充実させるためには、添付の図面および記載する各種実施例を参照することができる。図中同じ符号は同一または類似した構成要素を表わしている。また、本発明への不要な制限を避けるために、公知されている部材・素子および手順は実施例中には記載しない。

本発明の技術態様は、プリント回路基板の検査に応用可能な検査装置である。この検査装置は既存の設備中に組込みやすく、または関連する一連の技術体系に広く応用することができる。

本発明の一実施例に係る検査装置１００の概略図である図１を参照する。図に示すように、検査装置１００は、少なくとも一つの電子素子２１０を備えたプリント回路２００を検査することができる。本実施例において、プリント回路２００はプリント回路ユニット、プリント回路基板アセンブリ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ）または類似した装置とすることができる。

この電子素子２１０はプリント回路２００の能動素子、受動素子または配線である。能動素子は例えば、ＭＯＳ、バイポーラトランジスタなどである。受動素子は例えば抵抗器、キャパシタ、インダクタなどである。配線は導電性の経路となり、能動素子および（または）受動素子を電気的に接続する。

本実施例において、検査装置１００はセンサ１１０と、電源１２０と、測定手段１３０とを備えている。センサ１１０はプリント回路２００の電子素子２１０の上方に配置される。電源１２０は電力をプリント回路２００に供給することで、プリント回路２００が起動される。測定手段１３０はプリント回路２００が起動したとき、センサ１１０により検知信号を測定する。

このように、検査装置１００は試験用ピンをプリント回路２００に設けることなく、電子素子２１０も別途電子信号を提供することになる。そしてプリント回路２００が起動されると、検査装置１００は検知信号を測定することができる。

実際には、プリント回路２００は、プリント回路２００が起動したとき、プリント回路２００により生じた電流が負荷に出力されるように負荷に接続される。しかも、もしセンサ１１０が電子素子２１０の上方に配置されたならば、測定手段１３０は検知信号を測定することにより、検知信号は電子素子２１０の状態を明確に反映することができるようになる。もし電子素子２１０の状態が異常であれば、電子素子２１０またはその周辺素子に故障が生じていることを表わし、逆に、もし電子素子２１０の状態が正常であれば、電子素子２１０またはその周辺素子は正常に作動していることを表わす。

センサ１１０が電子素子２１０表面近くに配置され、プリント回路２００が起動されたとき、電子素子２１０とセンサ１１０との間に特性インピーダンスが発生する。センサ１１０はこの特性インピーダンスにより電子素子２１０から前記検知信号を検知することができる。この特性インピーダンスには静電性、電気抵抗性およびその結合した特性または類似した性質が含まれる。

検査装置１００が電子素子２１０またはその周辺素子の正常または異常を判断することについて、より充実した説明を行うために、引き続き図１を参照する。図に示すように、検査装置１００は更に記憶手段１４０と、監視手段１５０とを備える。本実施例において、記憶手段１４０は所定の閾値を予め格納している。監視手段１５０は前記検知信号が所定の閾値に符合しないときごとに、エラー条件を表示する。

このように、検査装置１００は前記検知信号と所定の閾値とを比較することで、電子素子２１０またはその周辺素子の正常または異常を判断することができる。

記憶手段１４０において、前記所定の閾値は、例えば静電結合定数、電磁結合定数、抵抗結合定数およびその組合わされた定数または類似した定数といった標準的な検知信号の一つ以上の定数を含む。上記した様々な定数はいずれも例示にすぎず、本発明を限定するためのものでなく、その他各種の定数もまた所定の閾値の実施方式のうちの一つとしてもよい。

例えば、プリント回路２００は、パルス幅変調コントローラと複数のＭＯＳとを備えた電力回路（例えば電圧レギュレータ）であって、このうち電子素子２１０はこれらＭＯＳのうちの一つとなる。プリント回路２００が起動されると、パルス幅変調コントローラは方形波信号を変調してこのＭＯＳ、つまり電子素子２１０を励起する。もしセンサ１１０がＭＯＳの表面近くに配置されると、ＭＯＳとセンサ１１０との間に特性インピーダンスが生じる。センサ１１０はこの特性インピーダンスによりＭＯＳから検知信号を検知する。この検知信号はＭＯＳのゲート、ドレインおよびソースといった電子素子２１０における複数のピン全体での検知から得られるものである。この検知信号の周波数はパルス幅変調コントローラのクロックに依存しており、約１００ＫＨｚから約５００ＫＨｚである。この検知信号の電圧レベルは約０．１から約１Ｖである。

検知信号の関連するパラメータを測定するためには、引き続き図１を参照する。図に示すように、検査装置１００はピーク間電圧の検出モジュール１６２と、デューティサイクル検出モジュール１６４と、計算モジュール１６６と、サンプリングモジュール１６８とを更に備えている。本実施例において、ピーク間電圧の検出モジュール１６２は検知信号からピーク間電圧を検出する。デューティサイクル検出モジュール１６４は検知信号のデューティサイクルを検出する。計算モジュール１６６は検知信号に基づいて、ＲＭＳ電圧を計算する。サンプリングモジュール１６８は検知信号の波形に対してサンプリングを行う。

このように、例えば検査装置１００は、ピーク間電圧、デューティサイクル、ＲＭＳ電圧および波形というような検知信号の関連するパラメータ取得することができる。

電子素子２１０の状態を分析する実施態様について、引き続き図１を参照する。図に示すように、検査装置１００は第１の記憶モジュール１７１と、第１の表示モジュール１７２とを更に備えている。本実施例において、第１の記憶モジュール１７１は所定のピーク間電圧の閾値を予め格納している。第１の表示モジュール１７２は前記検知信号がこの所定のピーク間電圧の閾値に符合しないときごとに、第１の相違状態を表示する。

このように、検査装置１００は前記検知信号と前記所定のピーク間電圧閾値とを比較することで、電子素子２１０の状態を分析することができる。

電子素子２１０の状態を分析する他の実施態様について、引き続き図１を参照する。図に示すように、検査装置１００は第２の記憶モジュール１７３と、第２の表示モジュール１７４とを更に備えている。本実施例において、第２の記憶モジュール１７３は所定のデューティサイクルの閾値を予め格納している。第２の表示モジュール１７４は前記検知信号のデューティサイクルが所定のデューティサイクルの閾値に符合しないときごとに、第２の相違状態を表示する。

このように、検査装置１００は前記検知信号と前記所定のデューティサイクルの閾値とを比較することで、電子素子２１０の状態を分析することができる。

例えば、プリント回路２００は、その中の電子素子２１０がハイサイドＭＯＳ（ｈｉｇｈ ｓｉｄｅ ＭＯＳ）である電力回路とする。前記所定のデューティサイクルの閾値は約１０．７５％である。しかしながら、前記検知信号のデューティサイクルは約３．９７％である。よって、電子素子２１０またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

電子素子２１０の状態を分析する更に他の実施態様について、引き続き図１を参照する。図に示すように、検査装置１００は第３の記憶モジュール１７５と、第３の表示モジュール１７６とを更に備えている。本実施例において、第３の記憶モジュール１７５は所定のＲＭＳ電圧の閾値を予め格納している。第３の表示モジュール１７６は前記ＲＭＳ電圧が所定のＲＭＳ電圧の閾値に符合しないときごとに、第３の相違状態を表示する。

このように、検査装置１００は前記検知信号と前記所定のＲＭＳ電圧の閾値とを比較することで、電子素子２１０の状態を分析することができる。

例えば、プリント回路２００は、その中の電子素子２１０がハイサイドＭＯＳ（ｈｉｇｈ ｓｉｄｅ ＭＯＳ）である電力回路とする。前記所定のＲＭＳ電圧の閾値は約２５６ｍＶである。しかしながら、前記検知信号のＲＭＳ電圧は約１０２ｍＶである。よって、電子素子２１０またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

電子素子２１０の状態を分析するまた更に他の実施態様について、引き続き図１を参照する。図に示すように、検査装置１００は第４の記憶モジュール１７７と、第４の表示モジュール１７８とを更に備えている。本実施例において、第４の記憶モジュール１７７は所定の波形モデルを予め格納している。第４の表示モジュール１７８は検知信号の波形が所定の波形モデルに符合しないときごとに、第４の相違状態を表示する。

このように、検査装置１００は前記検知信号の波形と前記所定の波形モデルとを比較することで、電子素子２１０の状態を分析することができる。

具体的に言えば、第４の表示モジュール１７８は形態の一致、数値分析または類似した方式により、サンプリングモジュール１６８が抽出した波形と第４の記憶モジュール１７７に予め格納されている基準波形とを比較するものである。

前記した形態の一致については、第４の表示モジュール１７８はサンプリングモジュール１６８が抽出した波形の形態を検査するか、または第４の表示モジュール１７８は第４の記憶モジュール１７７に格納されている基準波形の形態を検査してもよい。したがって、第４の表示モジュール１７８は基準波形の形態および抽出された波形の形態の一致または不一致を判断することで、電子素子２１０の状態を分析することができる。

例えば、記憶モジュール１７７に予め格納されている基準波形の形態を方形波とする。サンプリングモジュール１６８が抽出した波形の形態が別の方形波であり、しかも乱れが生じている。したがって、第４の表示モジュール１７８は基準波形の形態と抽出された波形の形態に一致が見られないと判断する。よって、電子素子２１０またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

前記数値の分析については、第４の表示モジュール１７８はサンプリングモジュール１６８が抽出した波形に基づいて、この抽出した波形を縦座標軸および（または）横座標軸に反映する量を計算することになる。また、第４の表示モジュール１７８は第４の記憶モジュール１７７に予め格納されている標準波形に基づいて、この標準波形を縦座標軸および（または）横座標軸に反映する量を計算する。したがって、第４の表示モジュール１７８はひいては標準波形を縦座標軸に反映する量と抽出された波形を縦座標軸に反映する量とが一致するか否かを判断するか、または、第４の表示モジュール１７８はひいては標準波形を横座標軸に反映する量と抽出された波形を横座標軸に反映する量とが一致するか否かを判断する。これにより、第４の表示モジュール１７８は電子素子２１０の状態を分析することができる。

例えば、第４の記憶モジュール１７７に予め格納されている標準波形を縦座標軸に反映する量が５ポイントであり、サンプリングモジュール１６８が抽出した波形を縦座標軸に反映する量が１１ポイントである。したがって、第４の表示モジュール１７８は標準波形を縦座標軸に反映する量と抽出された波形を縦座標軸に反映する量とが一致しないと判断する。よって、電子素子２１０またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

注意すべきは、前記センサ１１０はなんらかのネガティブフィードバックアンプを介して測定手段１３０に接続する必要はないということである。実証実験において、もしネガティブフィードバックアンプをセンサ１１０に電気的に接続するか、またはネガティブフィードバックアンプをセンサ１１０中に組込むと、不具合が生じてしまう。

検査装置３００の概略図である図２Ａを参照する。この検査装置３００は実証実験における照合グループとなる。図に示すように、検査装置３００は、少なくとも一つの電子素子２１０を備えたプリント回路２００を検査することができる。図２Ａにおいて、検査装置３００はセンサ１１０と、電源１２０と、測定手段１３０と、ネガティブフィードバックアンプ１９３とを備えている。センサ１１０はネガティブフィードバックアンプ１９３を介して測定手段１３０に接続される。ネガティブフィードバックアンプ１９３はフィードバック抵抗１９４と、演算アンプ１９５とを備えている。

実証実験において、プリント回路２００は、パルス幅変調コントローラと複数のＭＯＳとを備えた電力回路（例えば電圧レギュレータ）であって、このうち電子素子２１０はこれらＭＯＳのうちの一つとなる。プリント回路２００が起動されると、パルス幅変調コントローラは方形波信号を変調してこのＭＯＳ（つまり電子素子２１０）を励起する。このうち方形波信号の周波数は複合周波数である。もしセンサ１１０がＭＯＳの表面近くに配置されると、ＭＯＳとセンサ１１０との間に、静電性および（または）電気抵抗性となる特性インピーダンスが生じる。センサ１１０はこの特性インピーダンスによりこのＭＯＳから検知信号を検知することができる。この検知信号は電子素子２１０におけるＭＯＳのゲート、ドレインおよびソースといった複数のピン全体での検知から得られるものである。この検知信号の周波数はパルス幅変調コントローラの複合周波数に依存しており、約１００ＫＨｚから約５００ＫＨｚである。この検知信号の電圧レベルは約０．１から約１Ｖである。しかしながら、電子素子２１０とセンサ１１０との間に生じる特性インピーダンスはネガティブフィードバックアンプ１９３に電気的に結合されるため、ネガティブフィードバックアンプ１９３は特性インピーダンスとともにバンドパスフィルタと等価となる。バンドパスフィルタは高周波信号および低周波信号をろ波することができるので、複合周波数を持つ検知信号はバンドパスフィルタを通過した後に歪みが生じてしまう。

検査装置３０５の概略図である図２Ｂを参照する。検査装置３０５は実証実験における照合グループとなる。図に示すように、検査装置３０５は、少なくとも一つの電子素子２１０を備えたプリント回路２００を検査することができる。図２Ｂにおいて、検査装置３０５はセンサ１１０と、測定手段１３０と、信号源１９１と、ネガティブフィードバックアンプ１９３とを備えている。センサ１１０はネガティブフィードバックアンプ１９３を介して測定手段１３０に接続される。ネガティブフィードバックアンプ１９３はフィードバック抵抗１９４と、演算アンプ１９５とを備えている。

実証実験において、プリント回路２００は、パルス幅変調コントローラと複数のＭＯＳとを備えた電力回路（例えば電圧レギュレータ）であって、このうち電子素子２１０はこれらＭＯＳのうちの一つとなる。プリント回路２００が起動されると、信号源１９１はテスト信号を送出してこのＭＯＳ（つまり電子素子２１０）を励起する。このうちテスト信号の周波数は単一周波数である。もしセンサ１１０がＭＯＳの表面近くに配置されされ、このＭＯＳが励起されると、ＭＯＳとセンサ１１０との間に、静電性および（または）電気抵抗性となる特性インピーダンスが生じる。センサ１１０はこの特性インピーダンスによりこのＭＯＳから検知信号を検知することができる。この検知信号の周波数は信号源１９１の単一周波数に依存している。しかしながら、電子素子２１０とセンサ１１０との間に生じる特性インピーダンスはネガティブフィードバックアンプ１９３に電気的に結合されるため、ネガティブフィードバックアンプ１９３は特性インピーダンスとともにバンドパスフィルタと等価となる。したがって、もしテスト信号の単一周波数がこのバンドパスフィルタの通過帯域内に設定されていれば。検知信号はこのバンドパスフィルタを通過して歪みは生じなくなる。もしテスト信号の周波数がこのバンドパスフィルタの通過帯域外に設定されている場合には、検知信号はこのバンドパスフィルタを通過しない。

センサ１１０の記述をより詳細化して、充実させるために、それぞれ図１におけるセンサ１１０の側面方向の概略図である図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａおよび図４Ｂを参照する。

図３Ａにおいて、センサ１１０はプローブ１１１と、プリント回路基板１１２とを備えている。プリント回路基板１１２はプローブ１１１に電気的に接続されている。

このように、もしプリント回路基板１１２が電子素子２１０の表面近くに配置され、プリント回路２００が起動されると、電子素子２１０とセンサ１１０との間に特性インピーダンスが生じる。プローブ１１１はこのインピーダンス特性により電子素子２１０から検知信号を検知することができる。このインピーダンス特性には静電性、電気抵抗性およびその結合した特性または類似した性質が含まれる。

図３Ｂにおいて、センサ１１０はプローブ１１１とプリント回路基板１１２とを備えており、プリント回路基板１１２はプローブ１１１に電気的に接続されている。これ以外に、センサ１１０は第１の絶縁層３１０と、導電層３２０と、第２の絶縁層３３０と、リード線３４０と、信号バッファ３９０とを更に備えている。信号バッファ３９０はプローブ１１１に電気的に接続されている入力端３９１と、出力端３９２とを備えている。第１の絶縁層３１０はプローブ１１１を覆い、導電層３２０は第１の絶縁層３１０を覆い、第２の絶縁層３３０は導電層３２０を覆い、リード線３４０は導電層３２０に電気的に接続されている。例えば、リード線３４０は第２の絶縁層３３０を貫通して導電層３２０に接続されている。導電層３２０はリード線３４０を介して出力端３９２に接続されている。

このように、もしプリント回路基板１１２が電子素子２１０の表面近くに配置され、プリント回路２００が起動されると、電子素子２１０とセンサ１１０との間に特性インピーダンスが生じる。プローブ１１１はこのインピーダンス特性により電子素子２１０から検知信号を検知することができる。このインピーダンス特性には静電性、電気抵抗性およびその結合した特性または類似した性質が含まれる。検知信号が信号バッファ３９０の入力端３９１から入力されると、信号バッファ３９０は検知信号の駆動能力を増強するとともに、この駆動能力が増強された検知信号を出力端３９２から出力する。プローブ１１１、第１の絶縁層３１０、導電層３２０および第２の絶縁層３３０を同軸ケーブルとしてもよい。これにより検知信号が外部の磁場に干渉されるのを防ぐとともに、プローブ１１１の長手方向での検知信号の検知がより効率的になる。

また、導電層３２０はリード線３４０を介して出力端３９２に接続されることで、プローブ１１１と導電層３２０との間に寄生静電容量が発生するのを防いでいる。実証実験において、もしリード線３４０をなくし、導電層３２０を接地するならば、プローブ１１１と導電層３２０との間の電位差により、プローブ１１１と導電層３２０との間に寄生静電容量が発生してしまう。

図４Ａにおいて、センサ１１０はプローブ１１３と、誘電体１１８とを備えている。プローブ１１３は電線（ｗｉｒｅ）１１４と、平坦頭部１１５とを備えている。平坦頭部１１５は第１の面１１６と、第２の面１１７とを備えており、第１の面１１６は第２の面１１７に対向している。電線１１４は平坦頭部１１５の第１の面１１６に電気的に接続されている。誘電体１１８は平坦頭部１１５の第２の面１１７上に配設されている。構造上、電線１１４は平坦頭部１１５と一体成形することができる。

このように、もし誘電体１１８が電子素子２１０の表面近くに配置され、プリント回路２００が起動されると、電子素子２１０と誘電体１１８との間に特性インピーダンスが生じる。プローブ１１３はこのインピーダンス特性により電子素子２１０から検知信号を検知することができる。このインピーダンス特性には静電性、電気抵抗性およびその結合した特性または類似した性質が含まれる。

図４Ｂにおいて、センサ１１０はプローブ１１３と、誘電体１１８とを備えている。プローブ１１３は電線（ｗｉｒｅ）１１４と、平坦頭部１１５とを備えている。平坦頭部１１５は第１の面１１６と、第２の面１１７とを備えており、第１の面１１６は第２の面１１７に対向している。電線１１４は平坦頭部１１５の第１の面１１６に電気的に接続されている。誘電体１１８は平坦頭部１１５の第２の面１１７上に配設されている。これ以外に、センサ１１０は第１の絶縁層３１０と、導電層３２０と、第２の絶縁層３３０と、リード線３４０と、信号バッファ３９０とを更に備えている。信号バッファ３９０は電線１１４に電気的に接続されている入力端３９１と、出力端３９２とを備えている。第１の絶縁層３１０は電線１１４を覆い、導電層３２０は第１の絶縁層３１０を覆い、第２の絶縁層３３０は導電層３２０を覆い、リード線３４０は導電層３２０に電気的に接続されている。例えば、リード線３４０は第２の絶縁層３３０を貫通して導電層３２０に接続されている。導電層３２０はリード線３４０を介して出力端３９２に接続されている。

このように、もしプリント回路基板１１２が電子素子２１０の表面近くに配置され、プリント回路２００が起動されると、電子素子２１０とセンサ１１０との間に特性インピーダンスが生じる。プローブ１１３はこのインピーダンス特性により電子素子２１０から検知信号を検知することができる。このインピーダンス特性には静電性、電気抵抗性およびその結合した特性または類似した性質が含まれる。検知信号が信号バッファ３９０の入力端３９１から入力されると、信号バッファ３９０は検知信号の駆動能力を増強するとともに、この駆動能力が増強された検知信号を出力端３９２から出力する。電線１１４、第１の絶縁層３１０、導電層３２０および第２の絶縁層３３０を同軸ケーブルとしてもよい。これにより検知信号が外部の磁場に干渉されるのを防ぐとともに、電線１１４の長手方向での検知信号の検知がより効率的になる。

また、導電層３２０はリード線３４０を介して出力端３９２に接続されることで、プローブ電線１１４と導電層３２０との間に寄生静電容量が発生するのを防いでいる。実証実験において、もしリード線３４０をなくし、導電層３２０を接地するならば、電線１１４と導電層３２０との間の電位差により、プローブ１１１と導電層３２０との間に寄生静電容量が発生してしまう。

本発明の他の技術態様は、プリント回路基板の検査に応用可能な検査方法である。この検査方法は既存の設備中に組込みやすく、または関連する一連の技術体系に広く応用することができる。

本発明の一実施例に係る検査方法４００のフローチャートである図５を参照する。本実施例において、検査方法４００は、少なくとも一つの電子素子を備えたプリント回路を検査することができる。プリント回路２００はプリント回路ユニット、プリント回路基板アセンブリ（ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ）または類似した装置とすることができる。

前記電子素子はプリント回路の能動素子、受動素子または配線である。能動素子は例えば、ＭＯＳ、バイポーラトランジスタなどである。受動素子は例えば抵抗器、キャパシタ、インダクタなどである。配線は導電性の経路となり、能動素子および（または）受動素子を電気的に接続する。

本実施例において、図に示すように、検査方法４００は下記のステップを含む（本実施例にて提示するステップは、特にその順序を明記してあるものを除き、実際のニーズに応じて前後順序を調整でき、場合によっては同時または一部を同時に実行することができるということを理解されたい）。
ステップ４１０：電子素子の上方にセンサを配置し、
ステップ４２０：電力をプリント回路に供給して、プリント回路を起動し、
ステップ４３０：プリント回路が起動したとき、センサにより検知信号を測定する。

このように、検査方法は試験用ピンをプリント回路に設けることなく、電子素子に別途電子信号を提供することになる。そしてプリント回路が起動されると、検査方法４００は検知信号を測定することができる。

実際には、プリント回路は、プリント回路が起動したとき、プリント回路により生じた電流が負荷に出力されるように負荷に接続される。しかも、もしセンサが電子素子の上方に配置されたならば、ステップ４３０にて、検知信号を測定することにより、検知信号は電子素子の状態を明確に反映することができるようになる。もし電子素子の状態が異常であれば、電子素子またはその周辺素子に故障が生じていることを表わし、逆に、もし電子素子の状態が正常であれば、電子素子またはその周辺素子は正常に作動していることを表わす。

センサが電子素子表面近くに配置され、プリント回路が起動されたとき、電子素子とセンサとの間に特性インピーダンスが発生する。センサはこの特性インピーダンスにより電子素子から前記検知信号を検知することができる。この特性インピーダンスには静電性、電気抵抗性およびその結合した特性または類似した性質が含まれる。

検査方法４００が電子素子またはその周辺素子の正常または異常を判断することについて、より充実した説明を行うために、引き続き図５を参照する。図に示すように、検査方法４００は更に、
ステップ４４０：所定の閾値を予め格納し、
ステップ４５０：検知信号が所定の閾値に符合しないときごとに、エラー条件を表示する、ステップを含む。

このように、検査方法４００は前記検知信号と所定の閾値とを比較することで、電子素子２１０またはその周辺素子の正常または異常を判断することができる。

ステップ４４０において、前記所定の閾値は、例えば静電結合定数、電磁結合定数、抵抗結合定数およびその組合わされた定数または類似した定数といった標準的な検知信号の一つ以上の定数を含む。上記した様々な定数はいずれも例示にすぎず、本発明を限定するためのものでなく、その他各種の定数もまた所定の閾値の実施方式のうちの一つとしてもよい。

例えば、プリント回路は、パルス幅変調コントローラと複数のＭＯＳとを備えた電力回路（例えば電圧レギュレータ）であって、このうち電子素子はこれらＭＯＳのうちの一つとなる。プリント回路が起動されると、パルス幅変調コントローラは方形波信号を変調してこのＭＯＳ、つまり電子素子を励起する。もしセンサがＭＯＳの表面近くに配置されると、ＭＯＳとセンサとの間に特性インピーダンスが生じる。センサはこの特性インピーダンスによりＭＯＳから検知信号を検知する。この検知信号はＭＯＳのゲート、ドレインおよびソースといった電子素子における複数のピン全体での検知から得られるものである。この検知信号の周波数はパルス幅変調コントローラのクロックに依存しており、約１００ＫＨｚから約５００ＫＨｚである。この検知信号の電圧レベルは約０．１から約１Ｖである。

検知信号の関連するパラメータを測定するためには、検査方法４００の他のフローチャートである図６を参照する。図に示すように、検査方法４００は更に、
ステップ５１０：検知信号からピーク間電圧を検出し、
ステップ５２０：検知信号のデューティサイクルを検出し、
ステップ５３０：検出信号に基づいて、ＲＭＳ電圧を計算し、
ステップ５４０：検出信号の波形をサンプリングする、ステップを含む。

このように、検査方法４００は、ピーク間電圧、デューティサイクル、ＲＭＳ電圧および波形というような検知信号の関連するパラメータ取得することができる。

電子素子の状態を分析する実施態様について、引き続き図６を参照する。図に示すように、検査方法４００は更に、
ステップ５５０：ピーク間電圧を予め格納し、
ステップ５５５：前記検知信号がこの所定のピーク間電圧の閾値に符合しないときごとに、第１の相違状態を表示する、ステップを含む。

このように、検査方法４００は前記検知信号と前記所定のピーク間電圧の閾値とを比較することで、電子素子の状態を分析することができる。

電子素子の状態を分析する他の実施態様について、引き続き図６を参照する。図に示すように、検査方法４００は更に、
ステップ５６０：所定のデューティサイクルの閾値を予め格納し、
ステップ５６５：前記検知信号のデューティサイクルが所定のデューティサイクルの閾値に符合しないときごとに、第２の相違状態を表示する、ステップを含む。

このように、検査方法４００は前記検知信号と前記所定のデューティサイクルの閾値とを比較することで、電子素子の状態を分析することができる。

例えば、プリント回路は、その中の電子素子がハイサイドＭＯＳ（ｈｉｇｈ ｓｉｄｅ ＭＯＳ）である電力回路とする。前記所定のデューティサイクルの閾値は約１０．７５％である。しかしながら、前記検知信号のデューティサイクルは約３．９７％である。よって、電子素子またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

電子素子の状態を分析する更に他の実施態様について、引き続き図６を参照する。図に示すように、検査方法４００は更に、
ステップ５７０：所定のＲＭＳ電圧の閾値を予め格納し、
ステップ５７５：前記ＲＭＳ電圧が所定のＲＭＳ電圧の閾値に符合しないときごとに、第３の相違状態を表示する。

このように、検査方法４００は前記検知信号と前記所定のＲＭＳ電圧の閾値とを比較することで、電子素子の状態を分析することができる。

例えば、プリント回路は、その中の電子素子がハイサイドＭＯＳ（ｈｉｇｈ ｓｉｄｅ ＭＯＳ）である電力回路とする。前記所定のＲＭＳ電圧の閾値は約２５６ｍＶである。しかしながら、前記検知信号のＲＭＳ電圧は約１０２ｍＶである。よって、電子素子２１０またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

電子素子の状態を分析するまた更に他の実施態様について、引き続き図６を参照する。図に示すように、検査方法４００は更に、
ステップ５８０：所定の波形モデルを予め格納し、
ステップ５８５：検知信号の波形が所定の波形モデルに符合しないときごとに、第４の相違状態を表示する、ステップを含む。

このように、検査方法４００は前記検知信号の波形と前記所定の波形モデルとを比較することで、電子素子の状態を分析することができる。

具体的に言えば、ステップ５８５では形態の一致、数値分析または類似した方式により、ステップ５４０で抽出した波形とステップ５８０にて予め格納した基準波形とを比較するものである。

前記した形態の一致については、ステップ５８５にて、ステップ５４０にて抽出した波形の形態を検査するか、またはステップ５８５にて、ステップ５８０にて格納された基準波形の形態を検査してもよい。したがって、ステップ５８５では基準波形の形態および抽出された波形の形態の一致または不一致を判断することで、電子素子の状態を分析することができる。

例えば、ステップ５８０にて予め格納された基準波形の形態を方形波とする。ステップ５４０にて抽出した波形の形態が別の方形波であり、しかも乱れが生じている。したがって、ステップ５８５にて、基準波形の形態と抽出された波形の形態に一致が見られないと判断する。よって、電子素子またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

前記数値の分析については、ステップ５８５にて、ステップ５４０にて抽出した波形に基づいて、この抽出した波形を縦座標軸および（または）横座標軸に反映する量を計算することになる。また、ステップ５８５にて、ステップ５８０にて予め格納された標準波形に基づいて、この標準波形を縦座標軸および（または）横座標軸に反映する量を計算する。したがって、ステップ５８５では、ひいては標準波形を縦座標軸に反映する量と抽出された波形を縦座標軸に反映する量とが一致するか否かを判断するか、または、ステップ５８５で、ひいては標準波形を横座標軸に反映する量と抽出された波形を横座標軸に反映する量とが一致するか否かを判断する。これにより、ステップ５８５では電子素子２１０の状態を分析することができる。

例えば、ステップ５８０にて予め格納した標準波形を縦座標軸に反映する量が５ポイントであり、ステップ５４０にて抽出した波形を縦座標軸に反映する量が１１ポイントである。したがって、ステップ５８５では標準波形を縦座標軸に反映する量と抽出された波形を縦座標軸に反映する量とが一致しないと判断する。よって、電子素子またはその周辺素子が故障している可能性を意味することになる。

確かに本発明では実施例を上記のように開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の技術的思想および範囲を逸脱することなく、各種の変更および付加を行うことができるので、本発明の保護範囲は別紙の特許請求の範囲による限定を基準と見なす。

本発明の一実施例に係る検査装置１００の概略図である。 検査装置３００の概略図である。 検査装置３０５の概略図である。 、 、 および はそれぞれ図１におけるセンサ１１０の側面方向の概略図である。 本発明の一実施例に係る検査方法４００のフローチャートである。 検査方法４００の他のフローチャートである。

１００ 検査装置
１１０ センサ
１１１ プローブ
１１２ プリント回路基板
１１３ プローブ
１１４ 電線
１１５ 平坦頭部
１１６ 第１の面
１１７ 第２の面
１１８ 誘電体
１２０ 電源
１３０ 測定手段
１４０ 記憶手段
１５０ 監視手段
１６２ ピーク間電圧の検出モジュール
１６４ デューティサイクル検出モジュール
１６６ 計算モジュール
１６８ サンプリングモジュール
１７１ 第１の記憶モジュール
１７２ 第１の表示モジュール
１７３ 第２の記憶モジュール
１７４ 第２の表示モジュール
１７５ 第３の記憶モジュール
１７６ 第３の表示モジュール
１７７ 第４の記憶モジュール
１７８ 第４の表示モジュール
１９１ 信号源
１９３ ネガティブフィードバックアンプ
１９４ フィードバック抵抗
１９５ 演算アンプ
２００ プリント回路
２１０ 電子素子
３００ 検査装置
３１０ 第１の絶縁層
３２０ 導電層
３３０ 第２の絶縁層
３９０ 信号バッファ
３９１ 入力端
３９２ 出力端
４００ 検査方法
４１０〜４５０ ステップ
５１０〜５８５ ステップ

Claims (8)

1. パルス幅変調コントローラと、少なくとも一つのＭＯＳを備えた電力回路を検査するための検査装置であって、
   前記ＭＯＳの上方に配置されるセンサと、
   前記電力回路に電力を供給することで、前記電力回路を起動し、前記パルス幅変調コントローラにより方形波信号を変調してＭＯＳを励起する電源と、
   増幅器を介さずに前記センサと接続された測定手段であって、前記電力回路が起動したとき、前記センサにより前記ＭＯＳのゲート、ドレインおよびソースの全体からの検知信号を測定することで、前記ＭＯＳの状態に対応した検知信号を測定する測定手段と、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号からピーク間電圧を検出する検出モジュールと、
   所定のピーク間電圧の閾値を予め格納する第１の記憶モジュールと、
   前記ピーク間電圧が前記所定のピーク間電圧の閾値に符合しないときごとに、第１の相違状態を表示する第１の表示モジュールと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号のデューティサイクルを検出する別の検出モジュールと、
   所定のデューティサイクルの閾値を予め格納する第２の記憶モジュールと、
   前記デューティサイクルが前記所定のデューティサイクルの閾値に符合しないときごとに、第２の相違状態を表示する第２の表示モジュールと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号に基づいて、ＲＭＳ電圧を計算する計算モジュールと、
   所定のＲＭＳ電圧の閾値を予め格納する第３の記憶モジュールと、
   前記ＲＭＳ電圧が前記所定のＲＭＳ電圧の閾値に符合しないときごとに、第３の相違状態を表示する第３の表示モジュールと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号の波形のサンプリングを行うサンプリングモジュールと、
   所定の波形モデルを予め格納する第４の記憶モジュールと、
   前記波形が前記所定の波形モデルに符合しないときごとに、第４の相違状態を表示する第４の表示モジュールと、を備えた、ことを特徴とする検査装置。
2. 所定の閾値を予め格納している記憶手段と、
   前記検知信号が前記所定の閾値に符合しないときごとに、エラー条件を表示する監視手段と、を更に備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記センサが、
   プローブと、
   前記プローブに電気的に接続されているプリント回路基板と、を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
4. 前記センサが、
   前記プローブを覆う第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層を覆う導電層と、
   前記導電層を覆う第２の絶縁層と、
   前記導電層に電気的に接続されているリード線と、
   前記プローブに電気的に接続されている入力端と、前記リード線を介して前記導電層に接続されている出力端とを有する信号バッファと、を更に備えた、ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置。
5. 前記センサが、
   電線と、第１の面と第２の面とを有する平坦頭部とを有し、前記電線が前記平坦頭部の前記第１の面に電気的に接続されているプローブと、
   前記平坦頭部の前記第２の面上に配設されている誘電体と、を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
6. 前記センサが、
   前記電線を覆う第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層を覆う導電層と、
   前記導電層を覆う第２の絶縁層と、
   前記導電層に電気的に接続されているリード線と、
   前記電線に電気的に接続されている入力端と、前記リード線を介して前記導電層に接続されている出力端とを有する信号バッファと、を更に備えた、ことを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
7. パルス幅変調コントローラと、少なくとも一つのＭＯＳを備えた電力回路を検査するための検査方法であって、
   前記ＭＯＳの上方にセンサを配置するステップと、
   電力を前記電力回路に供給して、前記電力回路を起動するステップと、
   前記電力回路が起動したとき、前記パルス幅変調コントローラにより方形波信号を変調して前記ＭＯＳを励起するステップと、
   前記電力回路が起動したとき、増幅器を介さずに前記センサにより前記ＭＯＳのゲート、ドレインおよびソースの全体からの検知信号を測定することで、前記ＭＯＳの状態に対応した検知信号を測定するステップと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号からピーク間電圧を検出するステップと、
   所定のピーク間電圧の閾値を予め格納するステップと、
   前記ピーク間電圧が前記所定のピーク間電圧の閾値に符合しないときごとに、第１の相違状態を表示するステップと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号のデューティサイクルを検出するステップと、
   所定のデューティサイクルの閾値を予め格納するステップと、
   前記デューティサイクルが前記所定のデューティサイクルの閾値に符合しないときごとに、第２の相違状態を表示するステップと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号に基づいて、ＲＭＳ電圧を計算するステップと、
   所定のＲＭＳ電圧の閾値を予め格納するステップと、
   前記ＲＭＳ電圧が前記所定のＲＭＳ電圧の閾値に符合しないときごとに、第３の相違状態を表示するステップと、
   前記ＭＯＳの状態に対応した前記検知信号の波形のサンプリングを行うステップと、
   所定の波形モデルを予め格納するステップと、
   前記波形が所定の波形モデルに符合しないときごとに、第４の相違状態を表示するステップと、を含む、ことを特徴とする検査方法。
8. 所定の閾値を予め格納するステップと、
   前記検知信号が前記所定の閾値に符合しないときごとに、エラー条件を表示するステップと、を更に含む、ことを特徴とする請求項７に記載の検査方法。

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