JPH05341006A - プリント回路板診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント回路板の診断時間を短縮し良否判別
を簡略化する。 【構成】 ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＣＰＵを備えた演算装
置１と、プリント回路板７０へ電源を供給する電源部５
１とを有するプリント回路板診断装置において、消費電
流を時系列的に観測するために電源部５１とプリント回
路板７０の電源供給端子間にシャント抵抗３３を挿入す
る。このシャント抵抗３３の端子間電圧を差動アンプ３
１で増幅した後、ＡＤ変換器３２でＡＤ変換した信号を
演算装置１で処理し、ＲＯＭ内の理想の消費電流変化パ
ターンと比較することにより、良否判定を行う。プリン
ト回路板７０の消費電流の変化を顕著にするため電源制
御部により電源電圧のスローアップとスローダウン等の
制御を行う。 【効果】 プリント回路板の高密度化や大規模化に対し
て、診断時間の節約と良否判断を簡略化でき、微細ピッ
チにも適用できる。特にマイクロプロセッサ搭載の回路
板に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、各種電子機器に用い
られるプリント回路板の検査を行うための診断装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】プリント基板に多くの電気部品を半田付
けした実装プリント回路板の良否の判定には、それらの
部品の電気的特性の測定を行うため、一般にはインサー
キットテストやファンクションテストが多用されてい
る。このような従来技術に関しては、例えば、特開平２
−１２０７５号公報や、特開平２−８７０８２号公報、
あるいは特開平２−２２１８７５号公報などに記載され
ている。

【０００３】特開平２−１２０７５号公報には、各種の
アイソレーション技法を利用して回路基板上の個々の部
品についてピンチェックおよび総合機能試験を行って、
特定のピットパターンで入力ポートを刺激し、応答を測
定してこの出力を予想値と比較するプリント回路板の試
験方法について記載されている。また特開平２−８７０
８２号公報には、被検査実装基板に装着されている各部
品の良否に関する検査結果のうち不良判定があると、そ
れが部品自体の不良によるものか、プローブピンの接触
不良によるものかを自動的に判断する装置について記載
されている。更には特開平２−２２１８７５号公報に
は、テストポイントの位置を指定し、指定されたテスト
ポイントからの出力信号の波形または電圧を測定し、テ
ストポイントに対応したメッセージを表示することによ
り、容易に検査を可能とした測定装置について記載され
ている。

【０００４】さて上記のうち、特開平２−８７０８２号
公報に記載されている従来技術について図面を用いて詳
細に説明する。図３は、従来のインサーキットテスタの
構成を示すブロック線図であり、図４は、フィックスチ
ャー上に被検査用のプリント回路基板をプレス法により
固定した状態を示す断面配置図である。

【０００５】図３において、演算装置１は、プログラム
の命令に従って装置全体の制御を行うＣＰＵ１０と、制
御プログラムが格納されているＲＯＭ１１、および測定
した入力データやＣＰＵ１０の演算データを記憶するＲ
ＡＭ１２と、入出力ポート１３を有し、更にこれらを機
能的に接続しているバスライン１４より構成されてい
る。マルチプレクサ２は、測定端子としてのプローブピ
ン２０よりの信号２０ｂを入力し、本体計測部である演
算装置１の入出力ポート１３へ信号２ａを出力してい
る。入出力ポート１３からは、表示装置４や記録装置５
に信号１３ａ、１３ｂを出力している。記録装置５は、
測定演算されたデータ信号１３ｂをそれぞれ記録するも
のであるが、更に許容範囲を越えた被測定ポイントの印
字やシステムの異常状況をも印字するためのものであ
る。表示装置４は、測定演算されたデータ信号１３ａを
それぞれ表示するもので、許容範囲を越えたものや異常
状況を表示することもできる。

【０００６】ところでインサーキットテスタには、測定
時におけるプリント回路板のテスタに対する固定の方式
の違いから、プレス方式とバキューム方式とがある。図
４は、このうちプレス方式の一例を示すものである。プ
リント回路板２１には多くの電気部品２２（簡略化のた
め１個のみ記載）が搭載されている。電気部品２２はそ
の本体からソード２３が突出し、プリント回路板２１と
の間で半田付けされることにより電気的導通を取ってい
る。フィックスチャー２４は回路板に対応する検査治具
であり、測定個所に応じた複数のプローブピン２０が立
設されている。ガイドピン２５は、装置基台２６に植設
され装置基台２６から垂直方向に突出していて、プリン
ト回路板２１とフィックスチャー２４の各４隅に設けた
ガイド穴２１ａ、２４ａに挿通してこれらを位置決めす
るものである。プローブピン２０の下方にある導電部２
０ａにはリード線２７が巻かれている。リード線２７
は、プローブピン２０と本体の計測部であるマルチプレ
クサ２を介して入出力ポート１３とを電気的に接続し、
測定した情報を信号２０ｂとして伝達する。プリント回
路板２１をプローブピン２０に圧接するために、図示し
ないプレス板に下向きに突設させた複数の押え棒２８が
プリント回路板２１を押圧する。

【０００７】次に図３と図４を用いて動作を説明する。
初めに、プローブピン２０が立設したフィックスチャー
２４をガイドピン２５に位置決め固定する。このフィッ
クスチャー２４の上にプリント回路板２１をセットし、
押え棒２８を上方から下降させてプローブピン２０とで
挟持固定する。これによって、プリント回路板２１がプ
ローブピン２０に圧接され、各プローブピン２０の先端
は電気部品２２のソード２３に接触して電気的に導通す
る。

【０００８】ここで実際に、プリント回路板２１上の抵
抗器やコンデンサ、コイルなどの各電気部品２２に対し
てその電気的特性の測定を行うには、インサーキットテ
スタに備えた演算装置１の入出力ポート１３からマルチ
プレクサ２を介し、各プローブピン２０に接続されてい
るそれぞれのチャンネルを通じて、各電気部品２２に測
定電流を流すかまたは測定電圧を印加して、測定対象の
抵抗（Ｒ）や静電容量（Ｃ）あるいはインダクタンス
（Ｌ）などの測定値を得ることとなる。これによって、
プリント回路板２１の測定情報はリード線２７からマル
チプレクサ２を通して入出力ポート１３に入力される。

【０００９】演算装置１では、ＲＯＭ１１のプログラム
にしたがってＣＰＵ１０が回路を制御し、上記の測定情
報を演算処理してプリント回路板２１の良否を判断しＲ
ＡＭ１２に記憶する。ＲＡＭ１２に記憶された測定情報
は、許容範囲を越えたものや異常状況を含めて、表示装
置４に呼び出し表示したり、記録装置５に記録されたり
する。

【００１０】ここで、被測定物は一般の電気部品のみな
らず、電圧が現れるものであれば良く、これは独立パタ
ーン間のショート、オープン状態など一般のテスターと
同一である。異なる点は、測定プログラムを登録するこ
とのできるＲＯＭ１１に測定プログラムを登録し、マル
チプレクサ２を通して入出力ポート１３より順次測定プ
ログラムで規定された測定ポイントをＲＡＭ１２で読み
込み蓄積し、測定プログラムで規定された、通常最大値
と最小値で許容範囲が指定される値の中にあるかどうか
を診断する方式を採用する点である。換言すれば、ＣＰ
Ｕを備えた演算装置１で多点ポイント測定のためのプロ
グラム登録や、演算や統計的処理のような計測処理を行
うこととなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリント回路板
の診断装置は以上のように構成されているので、機械的
接触ポイントが多く、搭載部品の高密度化や微細ピッチ
化にともない、機械的接触が不可能となってきた。解決
策として、測定ポイントを電子ビームや電磁現象を利用
して接触に相当させるものも開発されているが、装置が
高価であるなどまだまだ実用の域には達していない。

【００１２】一方、ファンクションテストによる診断装
置においては、論理回路の大規模化にともない、診断時
間が長くなったり論理回路内の故障を検出して特定する
ことが困難になってきている。

【００１３】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、プリント回路板の高密度化や
大規模化に対しても、診断時間を短くするとともに良否
判別を簡素化することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプリント回
路板診断装置は、(i) 出力電圧を任意に調整可能に構成
された電源と、(ii)被測定対象たるプリント回路板の消
費電流を測定する消費電流測定手段と、(iii) 電源電圧
の時系列的変化に対するプリント回路板の消費電流の理
想的な時系列的変化パターンを記憶するパターン記憶手
段と、(iv)電源の出力電圧の変化に伴って前記消費電流
測定手段により測定される消費電流の時系列的変化パタ
ーンを、前記パターン記憶手段に記憶されたパターンと
比較して、前記プリント回路板の良否を判定する判定手
段と、を有するものである。

【００１５】

【作用】本発明に係るプリント回路板診断装置では、プ
リント回路板に供給される電源電圧の変化に伴う消費電
流の変化パターンが測定され、予め設定された理想的な
時系列的変化パターンと比較することにより、プリント
回路板の良否が判定される。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例によるプリント回路
板の診断装置の回路構成図であり、図２はプリント回路
板の診断装置を表すブロック線図である。

【００１７】図２において、ＣＰＵ１０、ＲＯＭ１１、
ＲＡＭ１２、入出力ポート１３を備えた演算装置１は、
従来の構成と同じであるので詳細の説明は省略する。但
し、本実施例では、ＲＯＭ１１には、理想の消費電流変
化パターンが格納されているものとする。

【００１８】入出力ポート１３には、差動アンプ３１や
アナログ・ディジタル（以下ＡＤと略記する）変換器３
２，３８を有し電源電圧と消費電流などの測定情報３０
ａを入力する入力部３０が接続されている。また入出力
ポート１３は、パターン発生部４０と電源電圧制御部５
０に接続され、各々に対して制御信号４５，４６を出力
する。表示部６０は、入出力ポート１３から出力される
測定演算データや許容範囲外を示す異常表示信号１３ｃ
に応じた表示を行うとともに、表示部６０に設けられて
いる操作パネル６１から入力された操作信号６１ａを入
出力ポート１３に出力する。

【００１９】図１は回路構成図であり、被検査用のプリ
ント回路板７０は検査装置の上に載置され、コネクタな
どにより電気的信号を取り入れる。外付回路８０は、プ
リント回路板７０に供給する検査用の消費電流を変化さ
せるためのものである。電源部５１は電源電圧制御部５
０の制御により、その出力電圧が可変の電源であり、被
検査用のプリント回路板７０や外付回路８０への電源供
給を行う。シャント抵抗３３は電源部５１と、被検査対
象のプリント回路板７０の供給端子との間に直列に接続
されている。差動アンプ３１はシャント抵抗３３の端子
間電圧を増幅するものであり、増幅された電圧はＡＤ変
換器３２によりＡＤ変換され演算装置１に入力される。
また、電源部５１の出力電圧は、ＡＤ変換器３８により
直接ＡＤ変換され、演算装置１に入力される。パターン
発生部４０は、プリント回路板７０に対して所定のテス
トパターンを与えるためのものである。

【００２０】次に本発明の診断装置の動作について説明
する。まず、被検査用のプリント回路板７０を検査装置
の上に取り付け電気的導通を取る。ＣＰＵ１０は、操作
パネル６１から診断開始のための操作信号６１ａが入力
されると、電源電圧制御部５０に対し測定開始を指示す
る。これにより、被検査プリント回路板７０に電源部５
１より電源が供給され、測定が開始される。シャント抵
抗３３の端子間の電圧は差動アンプ３１で増幅され、Ａ
Ｄ変換器３２でＡＤ変換されたのち、入出力ポート１３
を介してＲＡＭ１２に時系列的に書き込まれる。

【００２１】消費電流の変化幅を広げるための手段とし
て電源電圧制御部５０を備えており、この電源電圧制御
部５０の制御により電源部５１の電圧をスローアップや
スローダウンさせることによって消費電流の変化を顕著
にするよう構成されている。これは消費電流の変化を激
しくすることで、論理回路の動作に変化を持たせるよう
にしたものである。

【００２２】このようにしてＲＡＭ１２に書き込まれた
測定データは、あらかじめＲＯＭ１１に格納された理想
の消費電流変化パターンと比較され、プリント回路板７
０の良否が判断される。この結果としての判定データは
ＲＡＭ１２に記憶されるとともに、表示部６０へ表示信
号１３ｃとして出力され、判定結果が表示される。

【００２３】このように、本実施例では、電源電圧制御
部５０を設けて、電源部５１の出力電圧をスローアップ
／スローダウンさせることにより消費電流の変化幅を広
げることが可能である。これはマイクロプロセッサ搭載
のプリント回路板の診断に特に有効である。これは、電
源投入によりプリント回路板７０自身がパワーオンリセ
ットによるイニシャル処理などの自動動作を行うため、
消費電流が大きく変化するためである。

【００２４】また、パターン発生部４０よりプリント回
路板７０にテストパターンを与えて消費電流を変化させ
たり、外付回路８０により変化させることもできる。

【００２５】以上のように、電源電圧の変化に応じて消
費電流の変化を時系列的に読み込むことにより、プリン
ト回路板の良否判断を行うことができる。

【００２６】なお、演算装置１の中のディジタル信号処
理方式としては時間の関数として行う方式と、周波数の
関数として行う方式とがある。時間の関数として行う方
式には実時間処理やバッチ処理があり、これは被検査用
のプリント回路板７０の特徴をうまく利用するものであ
る。

【００２７】また、上記実施例では単独の診断装置とし
て説明したが、従来のインサーキットテスタやファンク
ションテスタなどと並用しても良い。

【００２８】また、診断装置と被検査用のプリント回路
板７０、パターン発生部４０、シャント抵抗３３、ある
いは外付回路８０との接続方式としては、コネクタや接
栓方式などによる接続を利用すると良く、あるいはピン
接触方式でも良い。

【００２９】更に、外付回路８０により消費電流を変化
させる方法としては、例えば次の２つの方法がある。１
つは、図５（Ａ）に示すようにオープンコレクタなどの
パスインタフェース回路を用いて外付け抵抗を付加する
方法であり、２つめは、図５（Ｂ）に示すようにファン
アウトを増加させる方法である。

【００３０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、被検査
用のプリント回路板の電源電圧および消費電流を時系列
的に取り込んで、信号処理により良否判断するように構
成したので、プリント回路板が高密度化あるいは大規模
化しても、診断を迅速に行うことができ、良否判断の方
法を簡素化することができる。また、機械的な接触を無
くすこともできるので、微細ピッチのものにも適用でき
る効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるプリント回路板診断装
置の回路構成図である。

【図２】本発明によるプリント回路板診断装置を表すブ
ロック線図である。

【図３】従来のインサーキットテスタを示すブロック線
図である。

【図４】従来のインサーキットテスタにおいてフィック
スチャー上に被検査プリント回路板をプレス法により固
定した状態を示す配置図である。

【図５】外付回路により消費電流を変化させる方法を示
す説明図である。

【符号の説明】

１ 演算装置 １０ ＣＰＵ １１ ＲＯＭ １２ ＲＡＭ １３ 入出力ポート ３０ 入力部 ３１ 差動アンプ ３２，３８ ＡＤ変換器 ３３ シャント抵抗 ４０ パターン発生部 ５０ 電源電圧制御部 ５１ 電源部 ６０ 表示部 ６１ 操作パネル ７０ 被検査対象のプリント回路板 ８０ 外付回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力電圧を任意に調整可能に構成された
   電源と、 被測定対象たるプリント回路板の消費電流を測定する消
   費電流測定手段と、 電源電圧の時系列的変化に対するプリント回路板の消費
   電流の理想的な時系列的変化パターンを記憶するパター
   ン記憶手段と、 前記電源の出力電圧の変化に伴って前記消費電流測定手
   段により測定される消費電流の時系列的変化パターン
   を、前記パターン記憶手段に記憶されたパターンと比較
   して、前記プリント回路板の良否を判定する判定手段
   と、 を具備することを特徴とするプリント回路板診断装置。