(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の集積回路における信号入力用端子または信号出力用端子を含む信号入出力用端子並びに当該集積回路における電源端子およびグランド端子のいずれか一方の端子に接続されるべき各回路パターンに検査用プローブをそれぞれ接触させ、前記信号入出力用端子と前記一方の端子との間に介在する集積回路内の内部ダイオードが導通可能な電流を前記両検査用プローブを介して供給し、前記内部ダイオードの導通状態を示す電気的パラメータを測定し、当該測定した電気的パラメータに基づいて前記回路パターンに対する前記信号入出力用端子の端子浮きの有無を検査する集積回路の端子浮き検査方法において、
良品の回路基板における前記集積回路の前記信号入出力用端子についての前記電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより当該集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に前記電気的パラメータを測定すると共に、測定した両当該電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ａおよび下限値Ｂと、良品の回路基板における前記集積回路の前記信号入出力用端子についての前記電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却しない状態において前記所定温度に達するまでに要した時間経過後に前記電気的パラメータを測定すると共に、測定した両当該電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ｃとに基づき、当該上限値Ｃが前記下限値Ｂを超えないときには前記上限値Ａから当該下限値Ｂまでの範囲として規定し、かつ前記上限値Ｃが前記下限値Ｂを超えるときには前記上限値Ａから上限値Ｃまでの範囲として規定した基準データを使用し、
検査対象の回路基板における前記集積回路の前記信号入出力用端子についての前記電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより当該集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に前記電気的パラメータを測定し、測定した両当該電気的パラメータの差異値を求め、当該求めた差異値と前記基準データとを比較することにより当該信号入出力用端子の端子浮きの有無を検査することを特徴とする集積回路の端子浮き検査方法。
【請求項２】
検査対象の集積回路における信号入力用端子または信号出力用端子を含む信号入出力用端子並びに当該集積回路における電源端子およびグランド端子のいずれか一方の端子に接続されるべき各回路パターンにそれぞれ接触可能な検査用プローブと、前記信号入出力用端子と前記一方の端子との間に介在する集積回路内の内部ダイオードが導通可能な電流を前記両検査用プローブを介して供給する電流供給部と、前記内部ダイオードの導通状態を示す電気的パラメータを測定するパラメータ測定部と、当該測定された電気的パラメータに基づいて前記回路パターンに対する前記信号入出力用端子の端子浮きの有無を判別する判別部と、加熱または冷却することにより前記集積回路の内部温度を所定温度に制御する温度制御手段と、パラメータ記憶部とを備え、
前記パラメータ記憶部には、良品の回路基板における前記集積回路の前記信号入出力用端子についての前記電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより当該集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に前記電気的パラメータを測定すると共に、測定した両当該電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ａおよび下限値Ｂと、良品の回路基板における前記集積回路の前記信号入出力用端子についての前記電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却しない状態において前記所定温度に達するまでに要した時間経過後に前記電気的パラメータを測定すると共に、測定した両当該電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ｃとに基づき、当該上限値Ｃが前記下限値Ｂを超えないときには前記上限値Ａから当該下限値Ｂまでの範囲として規定し、かつ前記上限値Ｃが前記下限値Ｂを超えるときには前記上限値Ａから上限値Ｃまでの範囲として規定した基準データが予め記憶され、
前記判別部は、前記温度制御手段によって前記集積回路の内部温度が前記所定温度に制御された前後にそれぞれ測定された両前記電気的パラメータの差異値と前記基準データとを比較することにより前記端子浮きの有無を検査することを特徴とする回路基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板やＩＣパッケージ、ハイブリッド用基板およびＭＣＭ（Multi Chip Module ）などの回路基板における集積回路の端子浮きを検査する集積回路の端子浮き検査方法、および、この集積回路の端子浮き検査方法を実行可能に構成された回路基板検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回路基板に実装された集積回路の端子が回路パターンに確実に半田付けされているか否かを検査する集積回路の端子浮き検査方法として、いわゆる四端子法による検査方法が従来から用いられている。この検査方法では、検査対象集積回路の信号入出力用端子、およびその信号入出力用端子が半田付けされるべき回路パターンの両者に電流導通用ピンプローブをそれぞれ接触させた状態において、一方の電流導通用プローブ、集積回路の信号入出力用端子、回路パターン、および他方の電流導通用プローブに至る電流経路で定電流を導通させると共に、信号入出力用端子および回路パターンに他の電圧測定用プローブをそれぞれ接触させ、両電圧測定用プローブ間の電圧を測定する。この場合、測定した電圧値が所定電圧以下のときには、信号入出力用端子および回路パターン間の接触抵抗が小さいため、その端子が回路パターンに確実に半田付けされていると判別することができる。この四端子法による検査方法によれば、集積回路の端子浮きを簡易に検査することが可能となっている。
【０００３】
ところが、この検査方法では、先端が鋭く尖った電流導通用プローブや電圧測定用プローブを集積回路の信号入出力用端子に接触させるため、信号入出力用端子に傷が付くことがある。また、集積回路のファインピッチ化が著しい今日、ピンピッチの狭いＱＥＰ型の集積回路などを検査する場合には、電流導通用プローブや電圧検出用プローブを信号入出力用端子に接触させるのは極めて困難である。
【０００４】
このため、集積回路内の寄生ダイオードを導通状態にし、その導通状態を示す電気的パラメータに基づいて集積回路の端子浮きを検査する検査方法が用いられ始めている。この検査方法では、図１２に示すように、集積回路２の信号入出力用端子１５１が半田付けされるべき回路パターン１６１に一方の電流導通用プローブ１７１を接触させると共に、他の電流導通用プローブ１７２を集積回路２のグランド端子１５２に半田付けされるべき回路パターン１６２に接触させ、その状態において、両プローブ１７１，１７２間に電流計１８１を介して接続した定電圧源１８２から例えば０．９Ｖの定電圧を出力する。一方、集積回路２のグランド端子１５２と内部主要回路５１のグランド部位５１ａとの間には、いわゆるサブストレート抵抗１５５が存在し、かつ内部主要回路５１のグランド部位５１ａと信号入出力用端子１５１，１５３との間、および信号入出力端子１５１，１５３と電源端子１５４との間には、寄生ダイオード５２，５２・・がそれぞれ存在する。したがって、定電圧源１８２、電流計１８１、電流導通用プローブ１７２、サブストレート抵抗１５５、寄生ダイオード５２、電流導通用プローブ１７１および定電圧源１８２からなる電流経路ｉ１１が形成される。この場合、定電圧源１８２の出力電圧が寄生ダイオード５２の作動電圧よりも高電圧のため、所定電流が導通して、寄生ダイオード５２の順方向電圧およびサブストレート抵抗１５５の両端電圧は、それぞれ約０．７Ｖおよび約０．２Ｖとなり、電流計１８１は、その導通電流の電流値を測定する。
【０００５】
次に、同図においてスイッチ１９１をオンすることにより、他の信号入出力用端子１５３に半田付けされるべき回路パターン１６３および回路パターン１６２にそれぞれ接触させられている電流導通用プローブ１７３，１７４間に、定電圧源１８３から出力される１．２Ｖ程度の電圧を印加する。この状態では、他の信号入出力用端子１５３およびグランド端子１５２間における寄生ダイオード５２の順方向電圧が約０．７Ｖになるため、サブストレート抵抗１５５の両端電圧は、約０．５Ｖになる。したがって、信号入出力端子１５１に接続されている寄生ダイオード５２は、その両端電圧が作動電圧よりも低電圧の約０．２Ｖになって遮断状態にさせられる結果、電流経路ｉ１１内を導通する電流値が低減する。この場合、検査対象の信号入出力用端子１５１が回路パターン１６１から浮いているときには、電流計１８１によって測定された電流値が変化しないため、信号入出力用端子１５１に他の集積回路の信号入出力用端子が共通接続されている場合であっても、検査対象の信号入出力用端子１５１の端子浮きを検査することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来の寄生ダイオード５２の導通電流に基づいて集積回路２における信号入出力用端子の端子浮きを検査する検査方法には、以下の問題点がある。
すなわち、サブストレート抵抗１５５は、一般的には極めて低抵抗値である。したがって、サブストレート抵抗１５５の両端電圧を上記した例のように０．５Ｖにするためには、大電流を導通させなければならない。このため、集積回路２内の寄生ダイオード５２に大電流を導通させることになり、場合によっては、寄生ダイオード５２が電流破壊されてしまうという問題点がある。一方、寄生ダイオード５２の電流破壊を防止するために小電流を導通させようとする場合には、定電圧源１８３の出力電圧を低電圧にしなければならない結果、サブストレート抵抗１５５の両端電圧がそれ程上昇しない。このため、この従来の検査方法には、検査対象の信号入出力端子１５１に接続されている寄生ダイオード５２の導通電流が変化しないことに起因して、入出力用端子１５１についての端子浮きの判別を誤ってしまうことがあるという問題点がある。
【０００７】
また、サブストレート抵抗１５１の抵抗値は、集積回路の種類によってまちまちであり、しかも同種類の集積回路であっても、内部パターンの改良などによってその抵抗値が変動し、外部から観察する限りは抵抗値が変動したことを見極めるのは不可能である。その一方、寄生ダイオード５２の破壊を確実に防止するために定電圧源１８３の電圧値や、端子浮き判別の際における基準値としての導通電流の変化値を、集積回路の種類や改良などに応じてその都度的確に決定する必要がある。したがって、この従来の検査方法には、判別の際の基準値の設定や検査環境条件の設定が煩雑であるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、集積回路を破壊することなく、集積回路の端子浮きを確実かつ容易に検査可能な集積回路の端子浮き検査方法および回路基板検査装置を提供することを主目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく請求項１記載の集積回路の端子浮き検査方法は、検査対象の集積回路における信号入力用端子または信号出力用端子を含む信号入出力用端子並びに集積回路における電源端子およびグランド端子のいずれか一方の端子に接続されるべき各回路パターンに検査用プローブをそれぞれ接触させ、信号入出力用端子と一方の端子との間に介在する集積回路内の内部ダイオードが導通可能な電流を両検査用プローブを介して供給し、内部ダイオードの導通状態を示す電気的パラメータを測定し、測定した電気的パラメータに基づいて回路パターンに対する信号入出力用端子の端子浮きの有無を検査する集積回路の端子浮き検査方法において、良品の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に電気的パラメータを測定すると共に、測定した両電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ａおよび下限値Ｂと、良品の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却しない状態において所定温度に達するまでに要した時間経過後に電気的パラメータを測定すると共に、測定した両電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ｃとに基づき、上限値Ｃが下限値Ｂを超えないときには上限値Ａから下限値Ｂまでの範囲として規定し、かつ上限値Ｃが下限値Ｂを超えるときには上限値Ａから上限値Ｃまでの範囲として規定した基準データを使用し、検査対象の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に電気的パラメータを測定し、測定した両電気的パラメータの差異値を求め、求めた差異値と基準データとを比較することにより信号入出力用端子の端子浮きの有無を検査することを特徴とする。
【００１０】
一般的に、ダイオードは、周囲温度の変化に応じて順方向電圧が変化し、定電圧を印加した状態では、導通電流の電流値も変化する。したがって、内部ダイオードの導通電流の電流値や順方向電圧を電気的パラメータとして測定することができるが、以下、導通電流を測定する場合を例に挙げて説明する。例えば、集積回路の信号入出力用端子とグランド端子との間に介在する集積回路内の内部ダイオードが導通するのに十分な電流を検査用プローブを介して供給し、集積回路の内部温度を所定温度に変化させた後の導通電流を測定し、測定した電流値に基づいて、信号入出力用端子の端子浮きを検査することも可能である。これは、信号入出力用端子が回路パターンに半田付けされていないときには、内部温度が変化したとしても、測定した導通電流の電流値は、温度変化前の導通電流の電流値とほぼ同じ値になるのに対し、信号入出力用端子が半田付けされているときには、温度変化後に測定した導通電流の電流値は、温度変化前の導通電流の電流値とは明らかに相違するからである。一方、検査対象信号入出力用端子に他の集積回路の信号入出力用端子が複数並列接続されている場合、温度変化後における導通電流の絶対値に基づいて端子浮きを検査すると、他の集積回路内の内部ダイオードの順方向電圧のばらつきなどによって、温度変化後における導通電流の絶対値もばらつくことがあり、端子浮きについて誤判定することも考えられる。
【００１１】
この集積回路の端子浮き検査方法では、所定温度に温度変化させた前後においてそれぞれ測定した両電気的パラメータとしての両導通電流の差異値に基づいて端子浮きの有無を検査する。この方法によれば、検査対象集積回路の内部温度を変化させたときには、検査対象信号入出力用端子に接続されている検査対象集積回路内の内部ダイオード以外の内部ダイオード（他の集積回路内の内部ダイオード）の温度変化前後における順方向電圧のばらつきに起因した導通電流の電流値が相殺される。このため、両導通電流の差異値は、検査対象信号入出力用端子に接続されている内部ダイオードにおける導通電流の変化分に等しくなる。したがって、検査対象信号入出力用端子の端子浮きを精度よく検査することが可能となる。この場合、内部ダイオードに導通させる電流値は大電流でなくてもよいため、集積回路を破壊することなく検査することが可能となる。さらに、内部ダイオードを導通する導通電流の電流値は、集積回路の種類が異なってもほぼ一定値である。このため、集積回路の種類に応じて導通電流の電流値を個別的に設定変更する必要がないため、迅速かつ容易に検査することが可能となる。
【００１２】
また、所定温度に温度変化させた前後においてそれぞれ測定した両電気的パラメータとしての両導通電流の差異値に基づいて、検査対象回路基板について検査対象集積回路の端子浮きの有無を検査する場合、良品回路基板における温度変化前後の両導通電流の差異値と、検査対象回路基板における温度変化前後の導通電流の差異値とを比較して検査を行うが、この際には、予め良否を判定するための許容範囲を決定する必要がある。かかる場合、良品回路基板から予め測定した差異値と経験値とに基づいて許容範囲を決定してもよいが、内部ダイオードの順方向電圧のばらつきなどにより、正確な許容範囲を定めるのは困難なこともある。この集積回路の端子浮き検査方法では、良品の回路基板において、最初に、その信号入出力用端子についての導通電流を所定温度に温度変化させる前に測定する。次いで、検査時において温度変化に要する時間経過後に、導通電流を再度測定し、測定した両導通電流の差異値を測定する。ここで、この差異値を測定するのは以下の理由からである。すなわち、測定対象の信号入出力用端子に導通電流を供給すると、その信号入出力用端子に並列接続されている他の集積回路内の内部ダイオードも導通する。したがって、その導通によって内部ダイオードの内部温度が上昇するため、他の集積回路内の内部ダイオードを導通する電流値も増加する。この結果、測定対象の信号入出力用端子についての温度変化前後における導通電流の電流値は同一ではなく若干増加してしまう。このため、より確実に端子浮きしていると判別するためには、温度変化前後における他の集積回路内の内部ダイオードに導通する導通電流の差異値を相殺することにより、検査対象の集積回路における信号入出力用端子のみについての温度上昇前後における差異値を測定する必要があるからである。これにより、温度変化させないで測定した信号入出力端子についての差異値とほぼ等しい差異値が測定された検査対象信号入出力用端子については、端子浮きしていると判別することが可能となる。このため、良品回路基板における温度変化前後に測定した差異値のみに基づいて端子浮き検査する場合と比較して、より正確に端子浮きを判別することが可能となる。
【００１３】
請求項２記載の回路基板検査装置は、検査対象の集積回路における信号入力用端子または信号出力用端子を含む信号入出力用端子並びに集積回路における電源端子およびグランド端子のいずれか一方の端子に接続されるべき各回路パターンにそれぞれ接触可能な検査用プローブと、信号入出力用端子と一方の端子との間に介在する集積回路内の内部ダイオードが導通可能な電流を両検査用プローブを介して供給する電流供給部と、内部ダイオードの導通状態を示す電気的パラメータを測定するパラメータ測定部と、測定された電気的パラメータに基づいて回路パターンに対する信号入出力用端子の端子浮きの有無を判別する判別部と、加熱または冷却することにより集積回路の内部温度を所定温度に制御する温度制御手段と、パラメータ記憶部とを備え、パラメータ記憶部には、良品の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に電気的パラメータを測定すると共に、測定した両電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ａおよび下限値Ｂと、良品の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却しない状態において所定温度に達するまでに要した時間経過後に電気的パラメータを測定すると共に、測定した両電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ｃとに基づき、上限値Ｃが下限値Ｂを超えないときには上限値Ａから下限値Ｂまでの範囲として規定し、かつ上限値Ｃが下限値Ｂを超えるときには上限値Ａから上限値Ｃまでの範囲として規定した基準データが予め記憶され、判別部は、温度制御手段によって集積回路の内部温度が所定温度に制御された前後にそれぞれ測定された両電気的パラメータの差異値と基準データとを比較することにより端子浮きの有無を検査することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る集積回路の端子浮き検査方法および回路基板検査装置の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る回路基板検査装置に相当するピンボード方式のインサーキットテスタ１における主要部の斜視図である。同図に示すように、インサーキットテスタ１は、検査対象のプリント基板Ｐ上に搭載された集積回路（以下、「ＩＣ」ともいう）２における信号入力端子または信号出力端子（以下、総称して、「信号入出力用端子」という）３，３・・、グランド端子３ｇ、および電源端子３ｐに接続されるべき回路パターン４，４・・，４ｇ，４ｐ（以下、他の回路パターンを含めて総称して、「回路パターン４」ともいう）にそれぞれ接触可能な検査用プローブ５，５・・，５ｇ，５ｐ（以下、他の検査用プローブを含めて総称して、「検査用プローブ５」ともいう）と、各ＩＣ２に対して上下動可能に構成された接触式のヒータ部６とを備えている。また、インサーキットテスタ１は、上下動可能なピンボード１１と、所定距離分上方に離間させられてピンボード１１に固定された図外のヒータ部固定用ボードとを備えており、ピンボード１１には検査用プローブ５，５・・のすべてがそれぞれ固定され、ヒータ部固定用ボードには、ヒータ部６に連結されヒータ部６を上下動させるためのエアシリンダ１２が固定されている。
【００１６】
なお、このインサーキットテスタ１では、独立した各回路パターン４には１つの検査用プローブ５が接触するように対応配置させられており、検査時にピンボード１１が同図の矢印Ａ方向に下動させられると、各検査用プローブ５，５・・は、一点鎖線で示すように、対応する各回路パターン４，４・・にそれぞれ接触させられる。なお、同図では、１つの信号入出力用端子３および電源端子３ｐのみを一点鎖線で示している。また、各ＩＣ２には１つのヒータ部６が接触可能に対応配置させられており、ヒータ部６は、ピンボード１１が下動させられた際には、ピンボード１１の下面と回路基板Ｐの上面との中間位置に位置させられ、その状態においてエアシリンダ１２にエアが供給されると下動させられ、一点鎖線で示すように、ＩＣ２のパッケージの表面２ａに接触する。これにより、ＩＣ２の内部温度は所定温度まで上昇させられる。
【００１７】
次に、図２，３を参照してヒータ部６の内部構造について説明する。両図に示すように、ヒータ部６は、耐熱樹脂製の保持部２１と、ネジ２６，２６によって保持部２１に連結され中央部に切欠部２２を有する直方体状の金属板２３と、切欠部２２にはめ込まれた発熱体２４とを備えている。この場合、発熱体２４と金属板２３とは、熱伝導性の良いシリコンゴム２５などで互いに接着されることにより熱的および機械的に結合されている。なお、比熱の大きいゴムやプラスチック樹脂によって保持部２１を構成することにより、ヒータ部６の下面における接触面２３ａによってＩＣ２を効率よく加熱することができ、かつ、ＩＣ２に接触する部分以外の外周面では、必要とする方向以外への熱の放射、伝導が抑えられる結果、熱効率を上げることができると共に、加熱対象のＩＣ２以外の周囲部品に対する熱の影響を抑えることができる。さらに、保持部２１としてプラスチック樹脂などを用いることにより、エアシリンダ１２や電源供給ピン１３ａ，１３ｂとの結合が容易になる。
【００１８】
金属板２３は、加熱対象のＩＣ２を効率よく加熱するものであって、接触面２３ａは平坦に形成されると共に、発熱体２４の熱容量よりも十分に大熱容量となるように構成されている。このように、金属板２３を発熱体２４の熱容量よりも十分に大熱容量となるように構成することにより、小発熱量の発熱体２４を用いたとしても、大容量の熱をＩＣ２に一時的に加えることができ、加熱時間の短縮化および発熱体２４の小型化を図ることができる。なお、金属板２３としては、熱伝導率が良く、比熱の小さい銅やアルミニウムなどの金属によって構成するのが好ましく、加熱対象であるＩＣ２の材質や形状に応じて確実に接触できるように、金属板２３の接触面２３ａを研磨したり、下面に熱伝導性ゴムを張り付けたりすることが、より好ましい。この場合、接触面２３ａが自在に傾くようにエアシリンダ１２にヒータ部６を取り付けることにより、接触面２３ａとＩＣ２の上面との接触を確実にすることができる。
【００１９】
発熱体２４は、金属板２３を加熱するものであって、温度に応じて抵抗値が変化するＰＴＣ型やＮＴＣ型のサーミスタ、白金抵抗体などが用いられている。発熱体２４は、そのリード２４ａ，２４ｂが電源供給ピン１３ａ，１３ｂに接続されており、検査時には、ＩＣ２の上方に位置しているときであっても、後述する電力供給部３８から電源供給ピン１３ａ，１３ｂを介して加熱用電流が供給されることにより発熱して常に定温を維持する。この結果、ＩＣ２の加熱時にのみ定温に制御される場合と比較して、加熱に要する時間を短縮することができるため、端子浮き検査に要する時間を短縮化することができる。なお、発熱体２４として、正の抵抗−温度特性を有するＰＴＣ型サーミスタや白金抵抗体を用いると共に電力供給源として定電圧電源を用いることにより、発熱体２４は、外部から温度制御を行わなくとも、それ自身で一定温度を維持するように動作する。また、負の抵抗−温度特性を有するＮＴＣ型のサーミスタを用いると共に電力供給源として定電流電源を用いることにより、発熱体２４は、同様にして一定温度を維持するように動作する。これらの場合には、温度センサなどを使用すると共にＰＷＭ制御などによって発熱体２４を一定温度に維持するという煩雑な制御を伴うフィードバック制御方法と比較し、装置の簡略化、省配線化、部品の低減化を図ることができる。なお、抵抗値Ｒを有するＰＴＣ型のサーミスタを定電圧ＶＣで駆動した場合には、下記の（１）式によって定まる電流値ＩＰの電流が導通し、抵抗値Ｒを有するＮＴＣ型のサーミスタを定電流ＩＣで駆動した場合には、下記の（２）式によって定まる電圧値ＶＮの電圧が発熱体２４の両端に発生する。
ＩＰ＝ＶＣ／Ｒ・・・・・・（１）式
ＶＮ＝ＩＣ×Ｒ・・・・・・（２）式
このため、これらの電流値ＩＰや電圧値ＶＮを監視することにより、発熱体２４および金属板２３の温度異状を容易に検出することができる。
【００２０】
次に、インサーキットテスタ１の電気的な構成について、図４を参照して説明する。
【００２１】
同図に示すように、インサーキットテスタ１は、本発明における判別部に相当し各種検査処理を実行するＣＰＵ３１と、ＣＰＵ３１の制御に従い複数の検査用プローブ５，５・・から１対の検査用プローブ５，５を選択するスキャナ部３２と、選択された１対の検査用プローブ５，５を介して所定の１対の回路パターン４，４に定電圧を供給する定電圧源（本発明における電流供給部に相当する）３３およびその際に検査用プローブ５，５間を導通する導通電流の電流値を測定する電流測定回路（本発明におけるパラメータ測定部に相当する）３４を有する計測部３５と、ＩＣ２の端子浮きを判別する際の基準データおよび測定値に基づく演算結果などを一時的に記憶するＲＡＭ３６と、各種部品の良否やＣＰＵ３１の動作プログラムなどを記憶するＲＯＭ３７と、電源供給ピン１３ａ，１３ｂを介してヒータ部６に電力を供給する電力供給部３８と、圧縮エアを供給するエア供給部３９とを備えている。また、インサーキットテスタ１には、複数の電磁弁４０，４０・・，４１が配設されている。各電磁弁４０は、各エアシリンダ１２とエア供給部３９との間にそれぞれ接続されており、ＣＰＵ３１の開閉信号に従って開閉することにより、エア供給用パイプ４２を介しての圧縮エアの各エアシリンダ１２への供給および供給停止を制御する。この場合、電磁弁４０が作動して圧縮エアを供給することにより、エアシリンダ１２は、ヒータ部６をＩＣ２の上面に接触させる。一方、電磁弁４１は、エア供給部３９とピンボード１１を上下動させるための図示しないエアシリンダとの間に接続されており、ＣＰＵ３１の開閉信号に従って開閉することにより、エア供給パイプ４３を介しての圧縮エアのエアシリンダへの供給および供給停止を制御する。この場合、電磁弁４１が作動して圧縮エアを供給することにより、エアシリンダは、ピンボード１１を下動させる。
【００２２】
次いで、ＩＣ２における信号入出力用端子３の端子浮き検査の基本的な検査原理について、図５，６を参照して説明する、
【００２３】
図５に示すように、ＩＣ２の信号入出力用端子３とグランド端子３ｇとの間、および信号入出力用端子３と電源端子３ｐとの間には、寄生ダイオード５２（本発明における内部ダイオードに相当する）が存在する。このインサーキットテスタ１では、信号入出力用端子３の端子浮きを検査する際には、まず、信号入出力用端子３に接続されるべき回路パターン４と、グランド端子３ｇに接続されるべき回路パターン４ｇに検査用プローブ５，５ｇをそれぞれ接触させ、信号入出力用端子３とグランド端子３ｇとの間に介在する寄生ダイオード５２が導通可能な電流を検査用プローブ５，５ｇを介して定電圧源３３から供給する。次いで、その状態において、電流測定回路３４が、寄生ダイオード５２を導通する導通電流の電流値Ｉ２１を測定する。次に、ヒータ部６を下動させて金属板２３をＩＣ２の上面に接触させることにより、ＩＣ２の内部温度を所定温度まで上昇させる。内部温度が所定温度に達した際には、電流測定回路３４が、寄生ダイオード５２を導通する導通電流Ｉ２２を再度測定する。この温度変化させた前後における導通電流の電流値Ｉは、一般的には、下記の（３）式で表される。なお、（３）式において、ＩＳ、ｑ、Ｖ、Ｋ、ｔｊは、それぞれ、逆方向飽和電流、電子の電荷量、寄生ダイオード５２の印加電圧、ボルツマン定数、接合部温度を意味する。
Ｉ＝ＩＳ・（exp （ｑ・Ｖ／（Ｋ・ｔｊ）−１）・・・・・（３）式
【００２４】
上記した（３）式によれば、導通電流の電流値Ｉは寄生ダイオード５２の周囲温度ｔｊに応じて変化し、周囲温度ｔｊが所定温度に設定されると、その導通電流の電流値もほぼ所定値に定まる。したがって、所定温度に温度変化させた前後における導通電流の差異値と、良品の回路基板Ｐから吸収した温度変化前後における導通電流の差異値である基準データとを比較すれば、検査対象信号入出力用端子３の端子浮きを検出することができる。これは、信号入出力用端子３が回路パターン４に半田付けされていないときには、ＩＣ２の内部温度が所定温度に変化したとしても、導通電流の電流値Ｉ２１と電流値Ｉ２２とはほぼ同じで変化しないのに対し、信号入出力用端子３が半田付けされているときには、測定された差異値は基準データの範囲内に入るからである。したがって、図６に示すように、検査対象のＩＣ２ａにおける信号入出力用端子３が他のＩＣ２の信号入出力用端子３に並列接続されることにより、導通電流の電流値が電流値ｉ１〜ｉ３の合計値であったとしても、ＩＣ２ａのみを加熱することによって電流値ｉ１が増加すれば、電流値ｉ１〜ｉ３の合計値も必ず増加する。このため、加熱しない状態における導通電流の合計値と加熱した状態における導通電流の合計値とから求まる差異値と、基準データとを比較することにより、ＩＣ２ａの端子浮きを検出することができる。この場合、寄生ダイオード５２に導通させる電流値は大電流でなくてもよいため、ＩＣ２を破壊することなく検査することができる。さらに、寄生ダイオード５２を導通する導通電流は、ＩＣ２の種類が異なってもほぼ一定値である。このため、ＩＣ２の種類に応じて導通電流の電流値を個別的に設定変更する必要がなく、これにより、迅速かつ容易に検査することができる。なお、基準データは、良品のＩＣ２から吸収したデータのみならず、設計段階において予測される電流値を用いることもできる。
【００２５】
次に、図７〜９を参照して、実際の端子浮き検査方法の具体的な手順について、ＩＣ２の端子浮きを検査する際の基準データを作成する基準データ作成処理、および実際の検査処理に分けて具体的に説明する。
【００２６】
図７に示すように、基準データ作成処理では、ＣＰＵ３１は、最初に、データ吸収処理Ａを実行する（ステップ６１）。この処理では、良品の回路基板Ｐから、その信号入出力用端子３について端子浮きしていると判別するための基準となるデータΔＩ１を吸収する。ここで、データΔＩ１を求めるのは以下の理由からである。すなわち、データ吸収対象の信号入出力用端子３に導通電流を供給すると、その信号入出力用端子３に並列接続されている他のＩＣ２内の寄生ダイオード５２も導通する。したがって、その導通によって寄生ダイオード５２の内部温度が上昇するため、他のＩＣ２内の寄生ダイオード５２を導通する電流値も増加する。この結果、検査対象の信号入出力用端子３についての温度上昇前後における導通電流の電流値は同一ではなく若干増加してしまう。このため、より確実に端子浮きしていると判別するためには、温度上昇前後における他のＩＣ２内の寄生ダイオード５２に導通する導通電流の差異値を相殺することにより、検査対象のＩＣ２における信号入出力用端子３のみについての温度上昇前後における差異値をデータΔＩ１とする必要があるからである。
【００２７】
具体的には、図９（ａ）に示すように、ＣＰＵ３１は、良品回路基板Ｐの検査対象信号入出力用端子３に対して、検査用プローブ５，５ｇを介して定電圧源３３の定電圧を供給すると共に電流測定回路３４に対して、その際の導通電流の電流値Ｉ１を測定させる（ステップ７１）。次いで、検査対象以外の他のＩＣ２における寄生ダイオード５２の電流増加分を確実に相殺するために、実際の検査時においてＩＣ２を所定温度まで加熱するのと等しい時間分ウェイトする（ステップ７２）。この後、導通電流の電流値Ｉ２を再度測定する（ステップ７３）。次に、導通電流Ｉ２から導通電流Ｉ１を減算することによりデータΔＩ１を演算する（ステップ７４）。この後、ＣＰＵ３１は、演算したデータΔＩ１をＲＡＭ３６に記憶させて（ステップ７５）、この処理を終了する。なお、この処理では、検査対象のすべての信号入出力用端子３についてデータΔＩ１を個別的に吸収する。
【００２８】
次に、ＣＰＵ３１は、データ吸収処理Ｂを実行する（ステップ６２）。この処理では、良品の回路基板Ｐから、端子浮きしていないと判別するための基準となる正常データΔＩ１１を吸収する。具体的には、図９（ｂ）に示すように、ＣＰＵ３１は、良品回路基板Ｐの信号入出力用端子３に対して、検査用プローブ５，５ｇを介して定電圧源３３の定電圧を供給すると共に電流測定回路３４に対して、その際の導通電流の電流値Ｉ１１を測定させる（ステップ８１）。次いで、そのＩＣ２を所定温度まで加熱した（ステップ８２）後に、導通電流の電流値Ｉ１２を測定する（ステップ８３）。次に、導通電流Ｉ１２から導通電流Ｉ１１を減算することにより正常データΔＩ１１を演算する（ステップ８４）。
【００２９】
この場合、両電流値Ｉ１２とＩ１１との差異値を正常データΔＩ１１とするのは、以下の理由からである。すなわち、図６において、検査対象がＩＣ２ａとすれば、導通電流の合計値ｉ０は下記の（４）式で表される。
ｉ０＝ｉ１＋ｉ２＋ｉ３・・・・・・・・・・（４）式
一方、温度上昇後における合計値ｉ０１は、温度上昇後におけるＩＣ２ａの増加電流値をΔｉ１とすれば、下記の（５）式で表される。
ｉ０１＝（ｉ１＋Δｉ１）＋ｉ２＋ｉ３・・・・（５）式
したがって、合計値ｉ０１と合計値ｉ０との差異値である正常データΔＩ１１は、下記の（６）式で表される。この式によれば、他のＩＣ２内の寄生ダイオード５２の導通電流のばらつきが相殺されるため、検査対象の信号入出力用端子３についての寄生ダイオード５２の導通電流のみの温度上昇前後における差異値を求めることができる。
ΔＩ１１＝ｉ０１−ｉ０
＝Δｉ１・・・・・・・・・・・・・・（６）式
この後、ＣＰＵ３１は、演算した正常データΔＩ１１をＲＡＭ３６に記憶させて（ステップ８５）、この処理を終了する。このようにして正常データΔＩ１１を求めることにより、より正確な端子浮き検査を行うことができる。なお、この処理でも、検査対象のすべての信号入出力用端子３について正常データΔＩ１１を個別的に吸収する。
【００３０】
次いで、ＣＰＵ３１は、基準データを作成する（ステップ６３）。この処理では、ＣＰＵ３１は、正常データΔＩ１１に対して例えば値１．２および０．８をそれぞれ乗算することにより、正常と判別するための上限値Ａおよび下限値Ｂを演算する。次いで、データΔＩ１に対して例えば値１．５を乗算することにより、端子浮きと判別するための上限値Ｃを演算する。この場合、上限値Ｃが、正常と判別するための下限値Ｂを超えない場合には、上限値Ａから下限値Ｂまでの範囲を基準データとする。一方、超える場合には、上限値Ａから上限値Ｃまでの範囲を基準データとする。この結果、正常データΔＩ１１のみに基づいて作成した基準データによって端子浮きを判別するのと比較して、より正確な端子浮きを判別することができる。これにより、基準データの作成処理を終了する。
【００３１】
次に、実際の検査処理について、図８を参照して説明する。
【００３２】
最初に、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３７に記憶されている動作プログラムに従い、スキャナ部３２の設定を実行する（ステップ９１）。次いで、ＣＰＵ３１は、選択した検査用プローブ５，５ｇを介して定電圧を供給した状態で導通電流の電流値Ｉ２１を測定する（ステップ９２）。その後、ＣＰＵ３１は、電磁弁４０を制御することにより、ヒータ部６を下動させて検査対象のＩＣ２に接触させる。これにより、検査対象のＩＣ２は所定温度まで加熱される（ステップ９３）。所定時間が経過して所定温度まで達したと判別したときに、ＣＰＵ３１は、再度定電圧を供給した状態で、導通電流の電流値Ｉ２２を測定する（ステップ９４）。次いで、ＣＰＵ３１は、電流値Ｉ２２から電流値Ｉ２１を減算することにより、温度上昇の前後における導通電流の差異値を演算する。次いで、その検査対象の信号入出力用端子３が端子浮きしているか否かを判別する（ステップ９６）。この場合、ＣＰＵ３１は、差異値が、上記した基準データ作成処理において作成した基準データの範囲内にある場合には、端子浮きしていないと判別し、基準データよりも小さいときには、端子浮きと判別する。次いで、すべてのＩＣ２の各信号入出力用端子３について端子浮きを検査したか否かを判別し（ステップ９７）、検査していないときには、ステップ９１〜ステップ９７を繰り返し実行し、すべてを検査したと判別したときには、この処理を終了する。
【００３３】
以上のように、このインサーキットテスタ１によれば、良品回路基板ＰにおけるＩＣ２を所定温度に加熱した前後に測定した導通電流Ｉ１１，Ｉ１２に基づいて正常データΔＩ１１を予め吸収すると共に、良品の回路基板ＰからデータΔＩ１を予め吸収し、吸収した両データに基づいて作成した基準データと、検査対象ＩＣ２における信号入出力用端子３についての加熱前後にそれぞれ測定した導通電流に基づく差異値とを比較することにより、端子浮きを確実に検査することができる。なお、正常データΔＩ１１と、検査対象ＩＣ２における信号入出力用端子３についての加熱前後にそれぞれ測定した導通電流に基づく差異値とを比較することによっても端子浮きを簡易に検査することもできる。
【００３４】
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されない。例えば、本実施形態では、温度制御手段としてのヒータ部６によって検査対象ＩＣ２を所定温度まで加熱することにより端子浮きを検査しているが、温度制御手段として冷却装置を用いることもできる。図１０，１１は、接触式の冷却装置の一例を示しており、この冷却装置１０１は、冷却部としてのペルチェ素子１０２、ヒートシンク１０３、熱電対、またはサーミスタや白金測温体などの測温抵抗体で構成された温度センサ１０４、および電力供給部１０５を備えて構成されている。ここで、電力供給部１０５は、温度センサ１０４のセンサ信号を増幅する差動増幅回路１０６と、直流電流を供給する直流電源１０７と、差動増幅回路１０６の増幅信号に基づいてペルチェ素子１０２の接触面側の温度を定温に維持するために直流電源１０７から出力される直流電流の供給および供給停止を制御する電力供給制御回路１０８とを備えている。この冷却装置１０１では、ペルチェ素子１０２の接触面（ヒートシンク１０３が取り付けられた面と逆側の面）を所定温度に冷却することができ、接触面を検査対象のＩＣ２に接触させることにより、簡易な構成でありながら、ＩＣ２を所定温度まで容易に冷却することができる。
【００３５】
また、検査対象ＩＣ２を加熱する加熱装置にも種々の構成を採用することができる。例えば、ペルチェ素子や、電力をジュール熱に変換する抵抗発熱体などを用いることが可能である。この場合、ＰＩＤ演算によるリニア制御やＰＷＭ制御などで定温制御するこことができる。さらに、加熱装置としては、ＩＣ２に接触させる熱伝導体内にヒートパイプを埋め込み、そのヒートパイプ内に、水または混合液などの液体や、シリコンオイル、またはホットエアなどの高温の媒体を循環させることにより熱伝導体を加熱してもよい。このような接触式の構成を採用する場合には、発熱部の温度を正確に制御できるため、加熱対象ＩＣ２に熱的ダメージを与えないという利点がある。なお、非接触式の加熱装置を採用することもできる。例えば、ホットエアをＩＣ２に吹き付けることで加熱を行う非接触式ヒータ構造などを採用してもよい。この場合、ホットエアを導くためのエアチューブをＩＣ２の上部に備え、部分加熱するのが好ましい。また、赤外線ランプ、白色光ランプ、レーザ、およびマイクロ波などの熱源を用いて、放射加熱する構成を採用することもできる。
【００３６】
さらに、検査対象ＩＣ２を冷却する冷却装置にも種々の構成を採用することができる。例えば、接触式冷却装置としては、ＩＣ２に接触させる熱伝導体内にパイプを埋め込み、水または混合液などの液体、低温エア、液体窒素、液体ヘリウムなどの液化ガスからなる冷媒を、そのパイプ内に循環させることによって熱伝導体を定温に冷却することもできる。この構成の場合にも、熱伝導体に温度センサを取り付け、冷媒の温度あるいは流量を制御して温度を制御することができる。さらに、冷媒をＩＣ２に吹き付ける非接触式冷却装置を採用してもよい。この場合、冷媒として低温エア、液体窒素、液体ヘリウムなどの液化ガスを用いることができ、ナイロンチューブやテフロンチューブなどの管を介して吹き付けることにより、部分冷却を行うのが好ましい。
【００３７】
また、本実施形態では、導通電流の変化に基づいて端子浮きを検査する例について説明したが、信号入出力用端子３およびグランド端子３ｇ（または電源端子３ｐ）間に定電流源と電圧測定回路とを並列接続することにより、加熱または冷却の前後における寄生ダイオード５２の順方向電圧を測定した後、両測定値の差異値に基づいて端子浮きを検査してもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る集積回路の端子浮き検査方法および回路基板検査装置によれば、良品の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却することにより集積回路の内部温度を所定温度に変化させ、その温度変化後に電気的パラメータを測定すると共に、測定した両電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ａおよび下限値Ｂと、良品の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての電気的パラメータを測定した後、加熱または冷却しない状態において上記所定温度に達するまでに要した時間経過後に電気的パラメータを測定すると共に、測定した両電気的パラメータの差異値に基づいて算出した正常と判別する範囲を規定するための上限値Ｃとに基づき、上限値Ｃが下限値Ｂを超えないときには上限値Ａから下限値Ｂまでの範囲として規定し、かつ上限値Ｃが下限値Ｂを超えるときには上限値Ａから上限値Ｃまでの範囲として規定した基準データを使用し、この基準データと、検査対象の回路基板における集積回路の信号入出力用端子についての温度変化前後における電気的パラメータの差異値とを比較することにより検査対象の回路基板における信号入出力用端子の端子浮きの有無を検査することにより、集積回路を破壊することなく、信号入出力用端子の端子浮きを確実、迅速かつ容易に検査することができる。また、測定対象の信号入出力用端子に並列接続されている他の集積回路内の内部ダイオードも導通してその内部温度が上昇し、それに伴いこの内部ダイオードを導通する電流値も増加するが、この他の集積回路内の内部ダイオードを導通する電流値の増加を考慮した基準データを使用しているため、良品回路基板における温度変化前後に測定した差異値のみに基づいて作成した基準データによって端子浮きを判別するのと比較して、より正確に端子浮きを判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態に係るインサーキットテスタの主要部の斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態に係るヒータ部の分解斜視図である。
【図３】  ヒータ部の一部を切り欠いた側面図である。
【図４】  本発明の実施の形態に係るインサーキットテスタのブロック図である。
【図５】  検査対象の集積回路の等価回路を含めた測定系の概略を示す接続図である。
【図６】  回路基板上の複数の集積回路における各信号入出力用端子の接続状態および導通電流の経路を示す説明図である。
【図７】  基準データ作成処理のフローチャートである。
【図８】  検査処理のフローチャートである。
【図９】  （ａ）はデータ吸収処理Ａのフローチャートであり、（ｂ）はデータ吸収処理Ｂのフローチャートである。
【図１０】  他の実施形態に係る冷却装置の斜視図である。
【図１１】  他の実施形態に係る冷却装置のブロック図である。
【図１２】  従来の集積回路の端子浮き検査方法を実施する際における、検査対象の集積回路の等価回路を含めた測定系の概略を示す接続図である。
【符号の説明】
１  インサーキットテスタ
２  ＩＣ
３  信号入出力用端子
３ｇ  グランド端子
３ｐ  電源端子
４  回路パターン
５  検査用プローブ
６  ヒータ部
３１  ＣＰＵ
３３  定電圧源
３４  電流測定回路
３７  ＲＡＭ
【図１】
0003652479.tif 000002
【図２】
0003652479.tif 000003
【図３】
0003652479.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003652479.tif 000008
【図８】
0003652479.tif 000009
【図９】
0003652479.tif 000010
【図１０】
0003652479.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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