JPH07287042A - In-circuit inspection method - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To achieve an inspection with a high quality judgment reliability inexpensively in the inspection of the soldered part of parts mounted to a printed wiring board. CONSTITUTION:A flying prober device is provided with three probes and an electrostatic capacity measuring instrument. A first probe 4 is brought into contact with an arbitrary terminal 3 of electronic parts to be inspected, a second probe 9 is brought into contact with a conductor pattern 8 at a soldered part to be inspected of the second probe 9, and then the electrostatic capacity between the probe 4 and the probe 9 is measured by an electrostatic capacity measuring instrument 11. Then, a third probe 10 is brought into contact with a terminal 1 of the electronic parts which are soldered to the conductor pattern 8, the terminal 1 is brought into contact with the conductor pattern 8 by a contact pressure, and the electrostatic capacity between the probe 4 and the probe 9 is measured again. The difference between the two measured values is calculated by a logic operation part in the flying prober, thus judging that the part was already soldered if the difference is larger than a specific threshold.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、プリント配線板に実装さ
れた電子部品のはんだ付け不良を検査する装置の分野に
関し、特に表面実装部品の端子の半田付けがオープン状
態であることを検出する方法に関する。なお本明細書に
おいて、インピーダンスには抵抗、容量などの他にダイ
オードの順方向および逆方向の抵抗を含むものとする。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of an apparatus for inspecting a soldering failure of an electronic component mounted on a printed wiring board, and more particularly to a method for detecting that a terminal of a surface mount component is soldered. Regarding In this specification, impedance includes resistance in the forward direction and reverse direction of the diode as well as resistance and capacitance.

【０００２】[0002]

【従来技術と問題点】電子機器の小型化・軽量化の要求
により、電子部品が高性能・高密度化されて端子ピッチ
の狭小化が進んでいる。それに伴い、プリント配線板も
配線の微細化が進み、また実装されたプリント回路板の
機能は複雑になっている。このため、実装プリント回路
板の検査の重要性が高くなっている。しかし微細化の傾
向は、信頼性の高い実装と検査の実現を困難にしてい
る。特に実装上の問題点は、部品の微細な端子と微細な
プリント・パターン間のはんだ付け不良である。半田付
け不良のために起こる重欠点は、端子とプリント・パタ
ーンが接触していない状態になることである。本明細書
では、この状態をオープンと言うことにする。プリント
回路板を検査する方法は、従来より種々考案されてき
た。複雑な機能のプリント回路板の検査は、まず始めに
インサーキット検査で、はんだ付けや部品の不良を検出
し、これを修理して次に動作させて機能検査を行う方法
が一般的である。インサーキット検査には、フィクスチ
ャー方式とフィクスチャーレス方式の２つの方式が実用
化されている。2. Description of the Related Art Due to the demand for smaller and lighter electronic devices, electronic parts have been improved in performance and density, and the terminal pitch has been narrowed. As a result, the wiring of printed wiring boards has become finer, and the functions of the mounted printed circuit boards have become complicated. Therefore, the inspection of the mounted printed circuit board is becoming more important. However, the trend toward miniaturization makes it difficult to realize reliable mounting and inspection. Particularly, a problem in mounting is a defective soldering between a fine terminal of a component and a fine printed pattern. A major drawback of poor soldering is that the terminals and printed patterns are not in contact. In this specification, this state is called open. Various methods for inspecting a printed circuit board have been conventionally devised. A general method for inspecting a printed circuit board having a complicated function is to first perform an in-circuit inspection, detect soldering or a defect in a component, repair it, and then operate it to perform a function inspection. Two methods, a fixture method and a fixtureless method, have been put to practical use for in-circuit inspection.

【０００３】フィクスチャー方式では、検査用の信号の
入出力ためのプローブピンを搭載したフィクスチャーを
用意する。プローブピンは検査に有効な特定の点に接触
しなければならないので、プリント回路板の種類毎に専
用のフィクスチャーが必要である。またフィクスチャー
には多数のプローブピンを搭載するので高価である。こ
れをプリント回路板の種類だけ用意しなければならない
ので、検査のコストがかさむ欠点がある。しかし、検査
スピードが早いので大量生産用の検査に適している。フ
ィクスチャーレス方式はフライング・プローバー方式あ
るいはＸ−Ｙインサーキット方式とも言われるものであ
る。通常複数のプローブが平面上の任意の点に移動し、
その移動平面に平行に置かれたプリント回路板にプロー
ブが接近し接触する。そのためこのプローブは、フライ
ング・プローブと名付けられている。フライング・プロ
ーバ方式は検査する点へプローブが移動していくので、
プリント回路板の種類別に専用のハードウェア治具を用
意する必要がない。すなわち検査を制御するプログラム
の中に、プローブの制御を組み込めばよいので、検査対
象の変化に柔軟に対応できる。従って、低コストで検査
を実施することができ、小量生産・変量生産に適する。
しかし、検査する点ごとにプローブが移動するので検査
時間はフィクスチャー方法に比べて長くなる。In the fixture system, a fixture having probe pins for inputting / outputting an inspection signal is prepared. Since the probe pin must contact a specific point effective for inspection, a dedicated fixture is required for each type of printed circuit board. Further, the fixture is expensive because it is equipped with a large number of probe pins. Since it is necessary to prepare only the type of the printed circuit board, there is a drawback that the inspection cost is high. However, since the inspection speed is fast, it is suitable for inspection for mass production. The fixtureless system is also called a flying prober system or an XY in-circuit system. Usually multiple probes move to any point on the plane,
The probe approaches and contacts a printed circuit board placed parallel to the plane of movement. Therefore, this probe is named a flying probe. In the flying prober system, the probe moves to the inspection point, so
There is no need to prepare a dedicated hardware jig for each type of printed circuit board. That is, since the control of the probe may be incorporated in the inspection control program, it is possible to flexibly respond to changes in the inspection target. Therefore, the inspection can be performed at low cost, which is suitable for small-quantity production and variable-volume production.
However, since the probe moves at each inspection point, the inspection time becomes longer than that of the fixture method.

【０００４】フィクスチャー方式あるいはフィクスチャ
ーレス方式で、オープンを検出する方法には、抵抗測定
法と静電容量測定法がある。これらについて以下に詳述
する。図４は、抵抗測定法の基本原理図である。図はプ
リント回路板の断面図で、７がプリント配線板、６及び
８が導体パターンである。電子部品２の端子１および３
がそれぞれ導体パターン８及び６にはんだ付けされる。
図は、端子３と導体パターン６ははんだ接合５で接続さ
れているが、端子１と導体パターン８間ははんだ付けさ
れずオープンになっている例を示している。オープン検
査は、プローブ１０と９をそれぞれ端子１と導体パター
ン８に接触させ、プローブ間の抵抗を抵抗測定器１３で
測定し、その測定値からはんだ付け不良か否かの判定を
行う。図示するように、端子１と導体パターン８の間が
オープンであればこの検査方法でオープンを簡単に判定
できる。しかしプローブ１０を端子１に接触させると、
この接触圧によって微細な端子１は導体パターン８に一
時的な接触をする。この結果、正常なはんだ付けのとき
の抵抗と、一時的な接触のときの接触抵抗との差を判別
できないとオープンの判定はできないことになる。現実
の装置では、プローブ９、１０と抵抗測定器１３を結ぶ
導線の抵抗、プローブ９と導体パターン８の接触抵抗お
よびプローブ１０と端子１の接触抵抗の和が、端子１と
導体パターン８の間の接触抵抗や正常なはんだ接合抵抗
に比べて大きい。このため、はんだ付けの抵抗と一時的
な接触抵抗の差の判別は不可能である。従って、この基
本原理による検査方法は実用的ではない。There are a resistance measuring method and a capacitance measuring method as a method of detecting an open in the fixture system or the fixtureless system. These will be described in detail below. FIG. 4 is a basic principle diagram of the resistance measuring method. The figure is a cross-sectional view of a printed circuit board, where 7 is a printed wiring board and 6 and 8 are conductor patterns. Terminals 1 and 3 of electronic component 2
Are soldered to the conductor patterns 8 and 6, respectively.
The figure shows an example in which the terminals 3 and the conductor patterns 6 are connected by solder joints 5, but the terminals 1 and the conductor patterns 8 are not soldered and are open. In the open inspection, the probes 10 and 9 are brought into contact with the terminal 1 and the conductor pattern 8, respectively, and the resistance between the probes is measured by the resistance measuring device 13, and whether the soldering is defective or not is determined from the measured value. As shown in the drawing, if the space between the terminal 1 and the conductor pattern 8 is open, the open can be easily determined by this inspection method. However, when the probe 10 is brought into contact with the terminal 1,
This contact pressure causes the fine terminals 1 to make temporary contact with the conductor pattern 8. As a result, if the difference between the resistance during normal soldering and the contact resistance during temporary contact cannot be determined, the open determination cannot be made. In an actual device, the sum of the resistance of the conductor connecting the probes 9 and 10 and the resistance measuring device 13, the contact resistance between the probe 9 and the conductor pattern 8 and the contact resistance between the probe 10 and the terminal 1 is between the terminal 1 and the conductor pattern 8. Larger than the contact resistance and normal solder joint resistance. Therefore, it is impossible to determine the difference between the soldering resistance and the temporary contact resistance. Therefore, the inspection method based on this basic principle is not practical.

【０００５】上記の基本原理の欠点を解決するために、
従来技術では低抵抗の測定に適する４端子抵抗測定法を
応用している。図５にその構成を示す。図４のプローブ
９とプローブ１０がプローブ１４と１５に、２端子式の
抵抗測定器１３が４端子式抵抗測定器１６に置き換えら
れている。プローブ１４及び１５は、同軸形の構造で中
心導体と外部導体がそれぞれ接触ピンを構成している２
端子形プローブである。この２本のプローブで４端子を
構成している。４端子抵抗測定法は、プローブと抵抗測
定器間の接続導線の抵抗やプローブと被測定導体との接
触抵抗の影響を受ない。このため図４の方法に比較すれ
ば、プローブの接触圧による一時的な導通状態の抵抗値
と正常なはんだ付けの抵抗値の差が判別できそうであ
る。しかし、正常なはんだ付けの抵抗と一時的接触抵抗
の差が大きくないため、判別のしきい値を低くすると正
常なはんだ付けを不良と判定し、しきい値を高くすると
不良を良品と判定してしまい、誤判定を除くことは不可
能である。また、図では４端子の原理を示すため、簡単
な構造を示しているが、細密化された実装回路に実用で
きるプローブの構造は複雑である。このためプローブの
製造が困難でり、細密な端子や導体パターンに接触させ
るために接近している２つのピンに付着したはんだフラ
ックスの除去や機械的な保守がやっかいである。従っ
て、コスト高でもある。以上のように、４端子測定法も
プローブの接触圧で一時的に接触した不良を高い信頼性
で判別できない上に、コスト高のため少量生産に適して
いない。なお４端子抵抗測定法は、フィクスチャー方式
とフィクスチャーレス方式のいずれにも適用できるが、
高価な２端子式のプローブを用いるためフィクスチャー
レス方式の方が適している。In order to solve the drawbacks of the above basic principle,
In the prior art, a four-terminal resistance measuring method suitable for measuring low resistance is applied. The structure is shown in FIG. The probes 9 and 10 in FIG. 4 are replaced with probes 14 and 15, and the two-terminal resistance measuring instrument 13 is replaced with a four-terminal resistance measuring instrument 16. The probes 14 and 15 have a coaxial structure, and the center conductor and the outer conductor respectively form contact pins. 2
It is a terminal type probe. These two probes form four terminals. The four-terminal resistance measuring method is not affected by the resistance of the connecting conductor between the probe and the resistance measuring device or the contact resistance between the probe and the conductor to be measured. Therefore, compared to the method of FIG. 4, it is likely to be able to determine the difference between the resistance value in the temporary conductive state due to the contact pressure of the probe and the normal soldering resistance value. However, since the difference between the normal soldering resistance and the temporary contact resistance is not large, normal soldering is judged to be defective if the judgment threshold value is lowered, and failure is judged to be good if the threshold value is increased. It is impossible to eliminate erroneous judgment. Further, in the figure, a simple structure is shown in order to show the principle of four terminals, but the structure of the probe that can be practically used for the miniaturized mounting circuit is complicated. Therefore, it is difficult to manufacture the probe, and it is difficult to remove the solder flux adhered to the two pins that are close to each other in order to contact the fine terminals and the conductor pattern and to perform mechanical maintenance. Therefore, the cost is high. As described above, the four-terminal measuring method is not suitable for small-quantity production because it is not possible to reliably identify a defect that is temporarily contacted by the contact pressure of the probe and the cost is high. The 4-terminal resistance measurement method can be applied to both the fixture method and the fixtureless method.
The fixtureless method is more suitable because an expensive two-terminal probe is used.

【０００６】図６は従来技術の静電容量測定法（または
静電容量性結合法と云う）による検査方法である。電子
部品２のパッケージの上面に絶縁膜１７を介して電極１
８を載値し、この電極と導体パターン８に接触している
プローブ２１との間に交流信号源１９と交流電流計２０
を接続し、電子部品の端子１に接続されている電子部品
内の導体と電極１８とで構成される静電容量（これを以
後Ｃfと記す）に交流電流を流す。この電流を交流電流
計２０で測定する。もし端子１と導体パターン８の間が
オープンであれば電流が検出されないか、正常のはんだ
付け時に比べて小さい値となるので、電流の大きさで良
否を判定する。図６の変形として、交流信号源１９と交
流電流計２０を静電容量測定器に置き換え、電極１８と
プローブ２１間の静電容量を測定する方法もある。この
方法では、導体パターン８と端子１の間のはんだ付けが
正常であればＣfを測定し、はんだ付け不良でオープン
であれば、端子１と導体パターン８で構成される静電容
量とＣfとの直列容量を測定する。従って正常にはんだ
付けされたプリント回路板でＣfの値をあらかじめ測定
しておき、検査時に測定値とＣfを比較し良否を判定す
る。図６のように、電子部品の端子１にプローブ２１を
接触させないので、検査時にオープンが一時的に導通状
態にならず、オープンの検出が可能である。静電容量性
結合は、電子部品の各々の端子について電流値あるいは
Ｃfをあらかじめ調べておく必要がある。さらに電子部
品のロットやバージョン変更の影響を考慮する必要があ
る。また再現性のあるＣfを確保するために、電子部品
２と電極１８の位置・平行度等の安定性も重要で、電極
１８をテスト治具に固定する必要がある。またプリント
回路板上の電子部品の数だけ電極を用意する必要があ
る。従ってこの方式はフィクスチャー方式に適用されて
いる。以上のように本方式は、オープンを検出できるが
コスト高となるため、大量生産のプリント回路板の検査
にのみ使用されている。静電容量性結合法については、
特願平３−３５４９２１、特願平５−７６２９６、特願
平５−１５７８２０および特願平５−３１７３７６を参
照のこと。FIG. 6 shows an inspection method by a conventional capacitance measuring method (or called capacitive coupling method). The electrode 1 is provided on the upper surface of the package of the electronic component 2 via the insulating film 17.
8 is mounted, and an AC signal source 19 and an AC ammeter 20 are provided between this electrode and the probe 21 in contact with the conductor pattern 8.
And an alternating current is passed through a capacitance (hereinafter referred to as Cf) formed by a conductor and an electrode 18 in the electronic component connected to the terminal 1 of the electronic component. This current is measured by the AC ammeter 20. If the connection between the terminal 1 and the conductor pattern 8 is open, no current is detected, or the value is smaller than that during normal soldering. As a modification of FIG. 6, there is also a method of replacing the AC signal source 19 and the AC ammeter 20 with a capacitance measuring device and measuring the capacitance between the electrode 18 and the probe 21. In this method, Cf is measured if the soldering between the conductor pattern 8 and the terminal 1 is normal, and if the soldering is defective and the solder is open, the capacitance formed by the terminal 1 and the conductor pattern 8 and Cf are measured. Measure the series capacitance of. Therefore, the value of Cf is measured in advance on the normally soldered printed circuit board, and the measured value and Cf are compared at the time of inspection to determine the quality. As shown in FIG. 6, since the probe 21 is not brought into contact with the terminal 1 of the electronic component, the open does not temporarily become a conductive state during the inspection, and the open can be detected. In the capacitive coupling, it is necessary to check the current value or Cf for each terminal of the electronic component in advance. Furthermore, it is necessary to consider the effects of electronic component lots and version changes. Further, in order to secure reproducible Cf, the stability of the position and parallelism between the electronic component 2 and the electrode 18 is important, and it is necessary to fix the electrode 18 to a test jig. In addition, it is necessary to prepare as many electrodes as the number of electronic components on the printed circuit board. Therefore, this method is applied to the fixture method. As described above, this method can detect an open circuit, but is costly, and thus is used only for inspection of mass-produced printed circuit boards. For the capacitive coupling method,
See Japanese Patent Application Nos. 3-354921, 5-76296, 5-157820 and 5-317376.

【０００７】以上に述べた各種の従来技術の問題点を要
約し、さらに共通の問題点について述べる。オープン状
態になっている電子部品の端子にプローブを接触したと
き、その接触圧でオープンが一時的に導通状態になり、
従来技術の抵抗測定法では良否の判定に誤りを生じる。
従来技術の静電容量測定法では、オープンを判別するこ
とができるが、高価な検査装置と高価な検査治具を必要
とするため、生産量の少ないプリント回路板に適用する
ことはコスト的に困難である。従来技術に共通の問題点
は、無洗浄のプリント回路板の場合に残留しているフラ
ックスのために、部品やパターンとプローブが接触不良
を起こし、検査に誤りを生じることである。特に、複雑
な構造のプローブにはフラックスが付着しやすく検査の
誤りの確率が高くなる。したがって従来技術では、少量
生産に適した低コストで信頼性の高い実用的な検査方法
がないのが現状である。The problems of the various conventional techniques described above will be summarized and common problems will be described. When the probe contacts the terminal of an electronic component that is in the open state, the contact pressure causes the open state to temporarily become conductive,
In the conventional resistance measuring method, an error occurs in the judgment of pass / fail.
With the capacitance measuring method of the prior art, it is possible to determine whether it is open, but since it requires an expensive inspection device and an expensive inspection jig, it is costly to apply it to a printed circuit board with a small production volume. Have difficulty. A common problem with the prior art is that the flux that remains in the case of uncleaned printed circuit boards causes contact failures between the components and patterns and the probe, resulting in erroneous inspection. In particular, the flux having a complicated structure is likely to be attached to the probe, which increases the probability of an error in the inspection. Therefore, in the conventional technology, there is currently no low-cost, highly reliable and practical inspection method suitable for small-quantity production.

【０００８】[0008]

【発明の目的】本発明の目的は、従来技術の判定の信頼
性が低いこと、あるいは検査装置・治具が高価であるこ
と等の問題点を解決し、信頼性の高い検査を低コストで
実現する方法を提示することである。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art such as low reliability of judgment or expensive inspection equipment and jigs, and to perform highly reliable inspection at low cost. It is to show how to realize it.

【０００９】[0009]

【発明の概要】本発明の実施例は、フィクスチャー方式
に比べて低コストのフィクスチャーレス方式の検査装置
にインピーダンス測定を応用して、プローブの接触圧で
一時的に導通状態になるはんだ付け不良をも検出する方
法である。SUMMARY OF THE INVENTION In the embodiment of the present invention, the impedance measurement is applied to a fixtureless type inspection apparatus which is lower in cost than the fixture type, and soldering is performed in which the contact pressure of the probe causes a temporary conduction. This is also a method of detecting defects.

【００１０】[0010]

【発明の実施例】本発明の実施例おけるインピーダンス
測定には、静電容量測定と抵抗測定の他にダイオードの
順方向抵抗および逆方向抵抗測定があるが、静電容量測
定が実用上最も応用範囲が広い。従って、まず静電容量
測定を利用した検査方法を述べ、その変形として抵抗測
定とダイオードの抵抗測定を利用した方法について述べ
る。本発明の静電容量測定を利用した実施例の基本形を
図１に示す。図４、図５および図６と同じ構成要素には
同じ参照番号を付している。本発明の構成は、フィクス
チャーレス方式の３個のフライング・プローブ４、９と
１０、およびプローブ４とプローブ９の間に接続されて
いる静電容量測定器１１から成っている。図は、電子部
品２の端子１と導電パターン８の間のはんだ付けが不良
でオープンになっている例を示している。この部分がは
んだ付けされているか否かの判定をする順序をまず述べ
る。第１のプローブ４を被検査電子部品２の任意の端子
３に接触させ、第２のプローブ９を導体パターン８に接
触させ、第１のプローブと第２のプローブ間の静電容量
を静電容量測定器１１で測定する。このとき、第３のプ
ローブ１０は端子１には接触していない。次に第３のプ
ローブ１０を端子１に接触させ、再び第１のプローブと
第２のプローブ間の静電容量を測定する。プローバーの
演算制御部がこの２回の測定値の差を演算で求め、差が
あるときはんだ付け部分はオープンと判定する。次にこ
の判定の根拠を以下に述べる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Impedance measurement in the embodiments of the present invention includes forward resistance and reverse resistance measurement of a diode in addition to capacitance measurement and resistance measurement, but capacitance measurement is the most practical application. Wide range. Therefore, first, an inspection method using capacitance measurement will be described, and a modified method using resistance measurement and diode resistance measurement will be described. A basic form of an embodiment utilizing the capacitance measurement of the present invention is shown in FIG. The same components as those in FIGS. 4, 5 and 6 are designated by the same reference numerals. The configuration of the present invention comprises three fixtureless type flying probes 4, 9 and 10, and a capacitance measuring device 11 connected between the probes 4 and 9. The figure shows an example in which the soldering between the terminal 1 of the electronic component 2 and the conductive pattern 8 is defective and is open. First, the order of determining whether or not this portion is soldered will be described. The first probe 4 is brought into contact with an arbitrary terminal 3 of the electronic component 2 to be inspected, the second probe 9 is brought into contact with the conductor pattern 8, and the capacitance between the first probe and the second probe is electrostatically changed. It is measured by the capacity measuring device 11. At this time, the third probe 10 is not in contact with the terminal 1. Next, the third probe 10 is brought into contact with the terminal 1, and the capacitance between the first probe and the second probe is measured again. The calculation control unit of the prober calculates the difference between the two measured values, and when there is a difference, the soldered portion is determined to be open. Next, the basis for this determination will be described below.

【００１１】ここで、端子１に接続している電子部品内
の回路と端子３に接続している電子部品内の回路で構成
している静電容量をＣiと表す。次に導体パターン６に
接続しているプリント回路と導体パターン８に接続して
いるプリント回路との間の静電容量をＣpと表す。また
導体パターン８と端子１が接触していない時、この空隙
に構成される静電容量をＣgと表す。以下に端子１と導
体パターン８が接続されている場合と、オープンの場合
について、１回目と２回目の測定値について述べる。Here, the capacitance formed by the circuit in the electronic component connected to the terminal 1 and the circuit in the electronic component connected to the terminal 3 is represented by Ci. Next, the electrostatic capacitance between the printed circuit connected to the conductor pattern 6 and the printed circuit connected to the conductor pattern 8 is represented by Cp. Further, when the conductor pattern 8 and the terminal 1 are not in contact with each other, the electrostatic capacity formed in this space is represented by Cg. The first and second measurements will be described below for the case where the terminal 1 and the conductor pattern 8 are connected and the case where the conductor pattern 8 is open.

【００１２】端子１と導体パターン８が接続されている
場合の１回目の測定値Ｃ1sはＣiとＣpとの和になる。す
なわち、When the terminal 1 and the conductor pattern 8 are connected, the first measured value C1s is the sum of Ci and Cp. That is,

【００１３】[0013]

【数１】 [Equation 1]

【００１４】端子１と導体パターン８が接続されている
場合の２回目の測定値Ｃ2sは、１回目と等しい。The second measured value C2s when the terminal 1 and the conductor pattern 8 are connected is equal to the first measured value C2s.

【００１５】[0015]

【数２】 [Equation 2]

【００１６】次に端子１と導体パターン８がオープンの
場合の１回目の測定値Ｃ1oはＣiとＣgの直列容量とＣp
との和になる。Next, when the terminal 1 and the conductor pattern 8 are open, the first measured value C1o is the series capacitance of Ci and Cg and Cp.
Will be the sum of

【００１７】[0017]

【数３】 [Equation 3]

【００１８】２回目の測定では、プローブ１０の接触圧
で端子１が導体パターン８に接触するため、その測定値
はＣ2ｓになる。従って１回目と２回目の測定値の間に
差があれば、オープンであると判定することが出来る。
しかも電子部品やプリント回路内の静電容量をあらかじ
め測定しておく必要はない。２つの測定は短い間隔で行
われるので、短期的な測定系の安定度があれば高感度で
良否を判別でき、判定の信頼性は高い。しかも、静電容
量は接触抵抗に比べ高インピーダンスのため、プローブ
と被検査導体との間の接触抵抗の影響は無視できる。上
述で測定値の差の有無でオープンを判定すると述べた
が、実際の測定にはばらつきが伴う。それによる誤判定
を避けるために、あるしきい値を設定しそれを越えたと
き差が有ると判定しなければならない。このしきい値が
小さいほど判定の感度は上がるが、差が無いのに有りと
判定する誤りが大きくなる。この誤りを避けて、最も感
度が高い判定が可能なしきい値は、測定系の分解能であ
る。In the second measurement, the terminal 1 comes into contact with the conductor pattern 8 by the contact pressure of the probe 10, so that the measured value becomes C2s. Therefore, if there is a difference between the first measurement value and the second measurement value, it can be determined that it is open.
Moreover, it is not necessary to measure the capacitance in the electronic component or the printed circuit in advance. Since the two measurements are performed at short intervals, pass / fail can be determined with high sensitivity if the stability of the measurement system is short-term, and the reliability of the determination is high. Moreover, since the electrostatic capacitance has a higher impedance than the contact resistance, the influence of the contact resistance between the probe and the conductor to be inspected can be ignored. Although it has been described above that the open is determined based on whether or not there is a difference in the measured values, the actual measurement involves variations. In order to avoid erroneous determination due to it, it is necessary to set a certain threshold and determine that there is a difference when it exceeds the certain threshold. The smaller the threshold value is, the higher the determination sensitivity becomes, but the error in the determination that there is no difference increases. The threshold value that can avoid this error and make the most sensitive determination is the resolution of the measurement system.

【００１９】プローブ４を接触させる端子３は前述のよ
うに任意であるが、電子部品が半導体集積回路の場合は
電源端子または接地端子が最適である。その理由を述べ
る。半導体集積回路のＣiは主にゲートや隣接している
パターンで構成されている。従って、プローブ４を接触
させる任意の端子３を電源端子または接地端子にすると
Ｃiが大きくなる。その結果、Ｃiと端子がオープンの容
量Ｃgとの差が大きくなり、良否の判定がしやすくな
る。また上述では、プローブ４を端子３に接触させると
述べたが、導体パターン６に接触させても同様の結果が
得られる。ただし端子３と導体パターン６がオープンで
ないことが前提になる。一般に端子よりも導体パターン
の方が広いので、プローブ４を電源端子または接地端子
がはんだ付けされる導体パターン６側に接触させて測定
したい場合は、まずこの部分の半田付けを検査すればよ
い。Although the terminal 3 with which the probe 4 is brought into contact is arbitrary as described above, when the electronic component is a semiconductor integrated circuit, the power supply terminal or the ground terminal is most suitable. I will explain the reason. Ci of the semiconductor integrated circuit is mainly composed of gates and adjacent patterns. Therefore, if any terminal 3 with which the probe 4 is brought into contact is a power supply terminal or a ground terminal, Ci will increase. As a result, the difference between Ci and the capacitance Cg in which the terminal is open becomes large, and it becomes easy to judge the quality. In the above description, the probe 4 is brought into contact with the terminal 3, but the same result can be obtained by bringing the probe into contact with the conductor pattern 6. However, it is premised that the terminal 3 and the conductor pattern 6 are not open. Generally, since the conductor pattern is wider than the terminal, when it is desired to bring the probe 4 into contact with the conductor pattern 6 side to which the power supply terminal or the ground terminal is soldered, the soldering of this portion may be inspected first.

【００２０】図１に示す電子部品はリード付きである
が、リードなしの部品であってもプローブが接触できる
端子があれば、本発明の実施例で検査できる。もしプロ
ーブ１０の接触圧が加わっても端子１と導体パターン８
間がオープン状態を保持している場合があると、図１の
方法では１回目と２回目の測定値が変化しない。従って
この場合にはオープンを判別できない欠点がある。プロ
ーブ１０の接触圧でも端子１が導体パターン８に接触し
ない事例は、リードなし部品の場合や端子１と導体パタ
ーン８の間にフラックスが固まって残留した場合に発生
する可能性がある。Although the electronic component shown in FIG. 1 has a lead, it can be inspected in the embodiment of the present invention even if it is a component without a lead as long as it has a terminal with which the probe can contact. If the contact pressure of the probe 10 is applied, the terminal 1 and the conductor pattern 8
If there is a case where the space is kept open, the measured values of the first and second measurements do not change in the method of FIG. Therefore, in this case, there is a drawback that the open cannot be determined. The case where the terminal 1 does not come into contact with the conductor pattern 8 even with the contact pressure of the probe 10 may occur in the case of a leadless component or when the flux is solidified and remains between the terminal 1 and the conductor pattern 8.

【００２１】次に本発明の第２の実施例として上記欠点
を除去する一例を図２に示す。図２の構成は、図１の構
成にスイッチ１２が追加されている。スイッチ１２は静
電容量測定器１１をプローブ９に接続させるか、プロー
ブ１０に接続させるかを切り換える。はんだ付け良否の
判定の順序は、図１の場合と同様である。まずプローブ
４を端子３に、プローブ９を導体パターン８に接触さ
せ、静電容量測定器１１がプローブ９に接続されされる
ようスイッチ１２を設定する。静電容量測定器はプロー
ブ９とプローブ４の間の静電容量を測定する。次にプロ
ーブ１０を端子１に接触させ、スイッチ１２をプローブ
１０側に切り換えて、プローブ１０とプローブ４の間の
静電容量を測定する。図１の実施例と同様に、この２回
の測定値の差が判別されたときオープンと判定する。プ
ローブ１０を端子１に接触させたとき、端子１が導体パ
ターン８に接触すれば、前記図１と同様に（２）式の静
電容量測定値Ｃ2sが得られオープンの判定をする。プロ
ーブ１０の接触圧が加わっても端子１と導体パターン８
間がオープン状態を保持している場合の測定値をＣ2oと
表すと、Ｃ2oは次式で表される。Next, as a second embodiment of the present invention, an example for removing the above-mentioned defects is shown in FIG. In the configuration of FIG. 2, the switch 12 is added to the configuration of FIG. The switch 12 switches whether the capacitance measuring device 11 is connected to the probe 9 or the probe 10. The order of determining the quality of soldering is the same as in the case of FIG. First, the probe 4 is brought into contact with the terminal 3 and the probe 9 is brought into contact with the conductor pattern 8, and the switch 12 is set so that the capacitance measuring device 11 is connected to the probe 9. The capacitance measuring device measures the capacitance between the probe 9 and the probe 4. Next, the probe 10 is brought into contact with the terminal 1, the switch 12 is switched to the probe 10 side, and the electrostatic capacitance between the probe 10 and the probe 4 is measured. Similar to the embodiment of FIG. 1, when the difference between the two measured values is discriminated, it is determined as open. When the probe 1 is brought into contact with the terminal 1 and the terminal 1 comes into contact with the conductor pattern 8, the capacitance measurement value C2s of the formula (2) is obtained as in the case of FIG. Even if the contact pressure of the probe 10 is applied, the terminal 1 and the conductor pattern 8
When the measured value when the open state is maintained is C2o, C2o is expressed by the following equation.

【００２２】[0022]

【数４】 [Equation 4]

【００２３】これは（３）式で示される１回目の測定値
Ｃ1oと異なるため、オープンの判定が可能である。次に
本発明の第３の実施例を図３に示す。本実施例の構成
は、２本のフライング・プローブ４と９および静電容量
測定器１１から成る。図３は図２を簡易化した方法で、
スイッチで静電容量測定のプローブを切り替えるのでは
なく、２回目の測定はプローブ９を端子１に移動し接触
させて行う方法である。この方法での測定値は図２の実
施例と同様で、端子１と導体パターン８がオープンのと
きの１回目の測定値は（３）式で、２回目の測定値でも
オープンを保持しているときの測定値は（４）式とな
り、オープンの判定が可能である。Since this is different from the first measured value C1o expressed by the equation (3), it is possible to judge the open. Next, a third embodiment of the present invention is shown in FIG. The configuration of this embodiment is composed of two flying probes 4 and 9 and a capacitance measuring device 11. 3 is a simplified method of FIG. 2,
The second measurement is a method in which the probe 9 is moved to the terminal 1 and brought into contact therewith instead of switching the probe for capacitance measurement with a switch. The measurement value by this method is the same as that of the embodiment of FIG. 2, and the first measurement value when the terminal 1 and the conductor pattern 8 are open is expressed by the formula (3) and the second measurement value keeps the open value. The measured value when there is is equation (4), and it is possible to determine whether it is open.

【００２４】電子部品が通常のディジタル集積回路や高
抵抗の組抵抗の場合は上記のように静電容量測定でオー
プンを検出できる。しかし、低抵抗の組抵抗の場合は、
静電容量に並列に低抵抗成分があるため、静電容量測定
では検出が困難になってくる。この場合、前述の静電容
量測定法の容量測定を抵抗測定に置き換え、同様の判定
方法でオープンの検出が可能になる。抵抗測定であって
も、従来技術の接触抵抗を測定する方法ではないため、
プローブと導体間の接触抵抗やプローブと抵抗測定器間
の導線の影響は受けない。また集積回路（以下ＩＣと記
す）の特定の端子に注目すれば、静電容量よりＩＣ内部
にあるダイードの抵抗を測定した方がオープンを検出し
やすい場合がある。従来技術では、逆向きに搭載された
電子部品を検出する目的でＩＣ内のダイオードを利用し
ている。本発明はこのダイオードをオープン検査に利用
するものであるが、部品の逆向き検査を同時に行うこと
ができる利点がある。本発明の検査方法に利用できるＩ
Ｃ内のダイオードの例を図７と図８に示す。図７はバイ
ポーラ演算増幅器の入力回路の例を、図８はＣＭＯＳの
入力回路の例である。図７のＮＰＮトランジスタ２３の
ベース・コレクタ接合は、ベースを陽極としコレクタを
陰極とするダイオードとみなせる。本発明の実施例で
は、ベースに接続している入力端子２４を陽極としコレ
クタに接続している電源端子２２を陰極としてダイオー
ドの順逆両方向の抵抗を下記の方法で測定し、良否を判
定する。図８では入力保護ダイオード２７の陽極が接地
端子２８に、陰極が保護抵抗２６を介して入力端子２５
に接続されている。従って端子２８を陽極とし、端子２
５を陰極とするダイオードとみなして演算増幅器の場合
と同様の測定と判定を行う。When the electronic component is an ordinary digital integrated circuit or a high resistance assembled resistor, the open can be detected by the capacitance measurement as described above. However, in the case of low resistance group resistance,
Since there is a low resistance component in parallel with the capacitance, it becomes difficult to detect it by capacitance measurement. In this case, the capacitance measurement of the capacitance measurement method described above is replaced with resistance measurement, and the open can be detected by the same determination method. Even resistance measurement is not a method of measuring contact resistance of the prior art,
It is not affected by the contact resistance between the probe and the conductor or the conducting wire between the probe and the resistance measuring instrument. Further, if attention is paid to a specific terminal of an integrated circuit (hereinafter referred to as an IC), it may be easier to detect an open by measuring the resistance of the diode inside the IC rather than the capacitance. In the prior art, the diode in the IC is used for the purpose of detecting the electronic component mounted in the opposite direction. Although the present invention uses this diode for open inspection, it has an advantage that it can simultaneously perform reverse inspection of components. I that can be used in the inspection method of the present invention
Examples of diodes in C are shown in FIGS. 7 and 8. 7 shows an example of the input circuit of the bipolar operational amplifier, and FIG. 8 shows an example of the input circuit of the CMOS. The base-collector junction of the NPN transistor 23 in FIG. 7 can be regarded as a diode whose base is the anode and whose collector is the cathode. In the embodiment of the present invention, with the input terminal 24 connected to the base as the anode and the power supply terminal 22 connected to the collector as the cathode, the resistance of the diode in both forward and reverse directions is measured by the following method to judge pass / fail. In FIG. 8, the anode of the input protection diode 27 is connected to the ground terminal 28, and the cathode of the input protection diode 27 is connected to the input terminal 25 via the protection resistor 26.
It is connected to the. Therefore, the terminal 28 is used as an anode and the terminal 2
The same measurement and determination as in the case of the operational amplifier is performed by regarding the diode 5 as the cathode.

【００２５】ダイオード抵抗測定の構成は、本発明の前
述の構成において、静電容量測定器を抵抗測定器に置き
換えた低抵抗の組抵抗の構成と同様である。ただし抵抗
測定器は、測定電圧の極性が切り換え可能である必要が
ある。また静電容量測定の実施例と異なり、あらかじめ
電子部品の端子間のダイオードの存在とその順逆両方向
の抵抗を調べておく必要がある。測定の順序は、静電容
量測定の実施例と同様で、１回目の測定を図１、２また
は３に示す導電パターン８と端子３の間で、２回目の測
定を端子１と端子３の間で行う。それぞれの測定では測
定電圧の正負を切り換えて順方向と逆方向の抵抗を測定
する。この１回目の測定で、あらかじめ調査しておいた
所定のダイオードの抵抗が測定されれば、はんだ付けお
よび電子部品の搭載向きは正常と判定する。１回目の測
定で所定のダイオードの抵抗が測定されず、２回目の測
定で所定の値を示せばはんだ付け不良と判定する。２回
目も所定のダイードの抵抗を示さない時は電子部品の不
良または逆向きの搭載と判定する。以上に本発明の実施
例として静電容量測定法、抵抗測定法およびダイオード
抵抗測定法を示したが、例示の様式、部分形、配置、そ
の他に限定するものでなく、必要に応じて本発明の要旨
を失うことなく構成の変形も許容される。The configuration of the diode resistance measurement is the same as the configuration of the low resistance group resistance in which the capacitance measuring device is replaced by the resistance measuring device in the above-described configuration of the present invention. However, the resistance measuring device must be able to switch the polarity of the measurement voltage. Further, unlike the embodiment of capacitance measurement, it is necessary to check the existence of the diode between the terminals of the electronic component and the resistance in both forward and reverse directions in advance. The order of measurement is similar to that of the capacitance measurement example, and the first measurement is performed between the conductive pattern 8 and the terminal 3 shown in FIG. 1, 2 or 3, and the second measurement is performed between the terminals 1 and 3. Do in between. In each measurement, the positive and negative of the measurement voltage are switched to measure the resistance in the forward and reverse directions. If the resistance of a predetermined diode that has been investigated in advance is measured in this first measurement, it is determined that the soldering and mounting direction of the electronic component is normal. If the resistance of the predetermined diode is not measured in the first measurement and the predetermined value is shown in the second measurement, it is determined that the soldering is defective. If the resistance of the predetermined die does not appear for the second time, it is determined that the electronic component is defective or is mounted in the opposite direction. The capacitance measuring method, the resistance measuring method, and the diode resistance measuring method have been shown as the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to the exemplified forms, partial shapes, arrangements, etc. Modification of the configuration is allowed without losing the gist of.

【００２６】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、被検査プリント回路板
の正常値をあらかじめ記憶しておく必要がなく、高価な
専用治具も必要ない。特殊プローブを用いず、構造が簡
単で保守が容易な通常のプローブを用いて、短期間の２
回の測定値の差の有無で良否の判定を行う。これらによ
り、プローブの接触圧による一時的接触の影響を受け
ず、信頼性の高い判定が可能である。その結果、高価な
治具を用いることが出来ない多品種少量生産や試作等に
も信頼性の高い検査を実施でき、実用に供して有益であ
る。According to the present invention, it is not necessary to store in advance the normal values of the printed circuit board to be inspected, and no expensive dedicated jig is required. Use a normal probe that has a simple structure and is easy to maintain without using a special probe.
The quality is judged by the difference between the measured values of the times. As a result, highly reliable determination is possible without being affected by temporary contact due to the contact pressure of the probe. As a result, highly reliable inspection can be carried out even for high-mix low-volume production or trial production where expensive jigs cannot be used, which is useful for practical use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の実施例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第２の実施例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の第３の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図４】従来技術の抵抗測定法の基本原理を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a basic principle of a conventional resistance measuring method.

【図５】従来技術の４端子法による低抵抗測定法を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing a low resistance measuring method by a conventional four-terminal method.

【図６】従来技術の静電容量性結合法を示す図である。FIG. 6 illustrates a prior art capacitive coupling method.

【図７】演算増幅器集積回路の入力回路の一例を示す図
である。FIG. 7 is a diagram showing an example of an input circuit of an operational amplifier integrated circuit.

【図８】ＣＭＯＳ集積回路の入力回路の一例を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing an example of an input circuit of a CMOS integrated circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：電子部品の端子 ２：電子部品 ３：電子部品の端子 ４：プローブ ５：はんだ接合 ６：導体パターン ７：プリント配線板 ８：導体パターン ９：プローブ １０：プローブ １１：静電容量測定器 １２：スイッチ １３：抵抗測定器 １４：２端子形プローブ １５：２端子形プローブ １６：４端子式抵抗測定器 １７：絶縁膜 １８：電極 １９：交流信号源 ２０：交流電流計 ２１：プローブ ２２：演算増幅器の電源端子 ２３：演算増幅器のトランジスタ ２４：演算増幅器の入力端子 ２５：ＣＭＯＳの入力端子 ２６：ＣＭＯＳの保護抵抗 ２７：ＣＭＯＳの保護ダイオード ２８：ＣＭＯＳの接地端子 1: Terminal of electronic component 2: Electronic component 3: Terminal of electronic component 4: Probe 5: Solder joint 6: Conductor pattern 7: Printed wiring board 8: Conductor pattern 9: Probe 10: Probe 11: Capacitance measuring instrument 12 : Switch 13: Resistance measuring device 14: 2 terminal type probe 15: 2 terminal type probe 16: 4 terminal type resistance measuring device 17: Insulating film 18: Electrode 19: AC signal source 20: AC ammeter 21: Probe 22: Calculation Amplifier power supply terminal 23: Operational amplifier transistor 24: Operational amplifier input terminal 25: CMOS input terminal 26: CMOS protection resistor 27: CMOS protection diode 28: CMOS ground terminal

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】プリント配線板に搭載された部品のはんだ
付けの良否を検査する装置において、第１のプローブを
被検査搭載部品の任意の端子または該端子がはんだ接合
する導体パターンに接触させ、第２のプローブを該部品
の被検査箇所の導体パターンに接触させ、第１のプロー
ブと第２のプローブ間のインピーダンスを測定し、次に
第３のプローブを該部品の前記被検査箇所の部品の端子
に接触させて、再び第１のプローブと第２のプローブ間
のインピーダンスを測定し、該２回の測定値を演算処理
して該検査箇所のはんだ付けの良否を判定することを特
徴とする、インサーキット検査方法。1. An apparatus for inspecting the quality of soldering of a component mounted on a printed wiring board, wherein a first probe is brought into contact with an arbitrary terminal of a component to be inspected or a conductor pattern to which the terminal is soldered, The second probe is brought into contact with the conductor pattern of the part to be inspected, the impedance between the first probe and the second probe is measured, and then the third probe is connected to the part of the part to be inspected. The impedance between the first probe and the second probe is measured again, and the measured values of the two measurements are arithmetically processed to determine the quality of soldering at the inspection location. Yes, in-circuit inspection method. 【請求項２】プリント配線板に搭載された部品のはんだ
付けの良否を検査する装置において、第１のプローブを
被検査搭載部品の任意の端子または該端子がはんだ接合
する導体パターンに接触させ、第２のプローブを該部品
の被検査箇所の導体パターンに接触させ、第１のプロー
ブと第２のプローブ間のインピーダンスを測定し、次に
第３のプローブを該部品の前記被検査箇所の部品の端子
に接触させて、第１のプローブと第３のプローブ間のイ
ンピーダンスを測定し、該２回の測定値を演算処理して
該検査箇所のはんだ付けの良否を判定することを特徴と
する、インサーキット検査方法。2. An apparatus for inspecting the quality of soldering of a component mounted on a printed wiring board, wherein a first probe is brought into contact with an arbitrary terminal of a component to be inspected or a conductor pattern to which the terminal is soldered, The second probe is brought into contact with the conductor pattern of the part to be inspected, the impedance between the first probe and the second probe is measured, and then the third probe is connected to the part of the part to be inspected. And measuring the impedance between the first probe and the third probe, and processing the measured values twice to judge the quality of soldering at the inspection location. , In-circuit inspection method. 【請求項３】プリント配線板に搭載された部品のはんだ
付けの良否を検査する装置において、第１のプローブを
被検査搭載部品の任意の端子または該端子がはんだ接合
する導体パターンに接触させ、第２のプローブを該部品
の被検査箇所の導体パターンに接触させ、第１のプロー
ブと第２のプローブ間のインピーダンスを測定し、次に
第２のプローブを該部品の前記被検査箇所の部品の端子
に接触させて、第１のプローブと第２のプローブ間のイ
ンピーダンスを測定し、該２回の測定値を演算処理して
該検査箇所のはんだ付けの良否を判定することを特徴と
する、インサーキット検査方法。3. A device for inspecting the quality of soldering of a component mounted on a printed wiring board, wherein a first probe is brought into contact with an arbitrary terminal of a component to be inspected or a conductor pattern to which the terminal is soldered, The second probe is brought into contact with the conductor pattern of the inspected portion of the component, the impedance between the first probe and the second probe is measured, and then the second probe is attached to the component of the inspected portion of the component. And measuring the impedance between the first probe and the second probe, and performing arithmetic processing on the measured values of the two times to determine the quality of soldering at the inspection location. , In-circuit inspection method. 【請求項４】前記測定するインピーダンスが静電容量に
関連した値であることを特徴とする請求項１、２、また
は３に記載のインサーキット検査方法。4. The in-circuit inspection method according to claim 1, 2, or 3, wherein the measured impedance is a value related to capacitance. 【請求項５】前記測定するインピーダンスが抵抗に関連
した値であることを特徴とする請求項１、２、または３
に記載のインサーキット検査方法。5. The impedance to be measured is a value related to resistance, 1, 2, or 3.
In-circuit inspection method described in. 【請求項６】前記測定するインピーダンスがダイオード
の順方向抵抗と逆方向抵抗に関連した値であることを特
徴とする請求項１、２、または３に記載のインサーキッ
ト検査方法。6. The in-circuit inspection method according to claim 1, wherein the measured impedance is a value related to a forward resistance and a reverse resistance of a diode. 【請求項７】前記検査の良否判定を行う演算処理が、前
記２回の測定値の差を演算しこの値が測定系の分解能よ
り大きいときはんだ付け不良と判定することを特徴とす
る請求項１、２、または３記載のインサーキット検査方
法。7. The calculation process for judging whether the inspection is good or bad is characterized in that the difference between the two measured values is calculated, and when this value is larger than the resolution of the measuring system, it is judged that the soldering is defective. The in-circuit inspection method described in 1, 2, or 3. 【請求項８】前記第１のプローブを接触させる任意の端
子を、被検査電子部品の電源端子まは接地端子とするこ
とを特徴とする請求項１、２、または３に記載のインサ
ーキット検査方法。8. The in-circuit test according to claim 1, 2 or 3, wherein any terminal with which the first probe is brought into contact is a power supply terminal or a ground terminal of the electronic component under test. Method.