(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板に実装した部品のリード又はそのリードが接続すべきパターンから放射される赤外線を受けて、部品のリード又はパターンの一方の温度を検出する第１放射温度センサーと、その第１放射温度センサーから入力信号を受け、部品のリード又はパターンの温度が一定値を超えないようにレーザー出力を調整するレーザー出力調整器と、そのレーザー出力調整器から出力信号を受けて、レーザーを部品のリード又はパターンに向けて放射するレーザー発生器と、パターン又は部品のリードから放射される赤外線を受けて、他方のパターン又は部品のリードの温度を検出する第２放射温度センサーと、そのレーザー発生開始より第１、第２の各放射温度センサーでそれぞれ検出している両検出温度の上昇値が等しくなるまでの時間がしきい値を超えているか判定し、その時間がしきい値を超えている場合に足浮きであると決定する足浮き検出器を備えることを特徴とするＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの非接触式足浮き検出装置。
【請求項２】
Ｘ−ＹユニットのＺ軸ユニットに、Ｚ軸方向に配置した回動軸を備え付け、その回動軸にレーザー発生器、第１、第２放射温度センサーを備えた支持部材を固定し、その第１放射温度センサーを回動軸の先端部付近に配置し、その第１放射温度センサーの両側にレーザー発生器と第２放射温度センサーをそれぞれ配置して、そのレーザー発生器を、プリント基板に実装した部品のリード又はそのリードが接続すべきパターン上に定めた第１放射温度センサーの測定点に向けてレーザーを発生させるため、第１放射温度センサーの近傍に設置し、第２放射温度センサーを前記パターン又はリード上に測定点を定めるため、第１放射温度センサーから離して設置することを特徴とする足浮き検出具。
【請求項３】
Ｘ−ＹユニットのＺ軸ユニットに、レーザー発生器、第１、第２放射温度センサーを備えた支持部材をＺ軸方向に可動可能に設置し、その第１放射温度センサーの両側にレーザー発生器と第２放射温度センサーをそれぞれ配置して、そのレーザー発生器を、プリント基板に実装した部品のリード又はそのリードが接続すべきパターン上に定めた第１放射温度センサーの測定点に向けてレーザーを発生させるため、第１放射温度センサーの近傍に設置し、第２放射温度センサーを前記パターン又はリード上に測定点を定めるため、第１放射温度センサーから離して設置することを特徴とする足浮き検出具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実装基板の検査に使用するＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの非接触式足浮き検出装置並びにその非接触式足浮き検出装置に用いる足浮き検出具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、実装基板即ち多数の電子部品等を装着し、半田付けしたプリント基板はインサーキットテスタを用いて、その基板の必要な測定点に適宜プローブの先端を接触させ、それ等の各部品の有無を電気的に検出し、或いは各部品の特性値等を電気的に測定して基板の良否の判定を行っている。特に、被検査基板を載せて固定する測定台上にＸ−Ｙユニットを設置したものは、そのＸ軸方向に可動するアームの上にＹ軸方向に可動するＺ軸ユニットを備え、そのＺ軸ユニットでプローブをＺ軸方向に可動可能に支持する等しているので使用し易く、そのＸ−Ｙユニットを制御すると、プローブを基板の上方からＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向にそれぞれ適宜移動して予め設定した各測定点に順次接触できる。
【０００３】
このようなプローブを備えたＸ−Ｙ方式インサーキットテスタを用いて、部品例えばＩＣ（集積回路）の足浮き（リードがパターンから離れて浮いている状態）の有無を検査する場合、そのリードとパターンとにプローブの先端をそれぞれ接触させて、それ等の間の抵抗値を測定しなければならない。しかも、足浮き検出の精度を上げるには、図１０に示すような４端子法によって測定を行なう必要がある。図中、１０がＩＣ、１２がそのリード、１４がプリント基板、１６がその配線用パターン、１８が低抵抗測定回路、２０がプローブである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プローブを用いると各Ｘ−ＹユニットのＺ軸ユニットでプローブを１本ずつそれぞれ支持しなければならないので、測定台上に設置するＸ−Ｙユニットを多数必要とする。しかも、各測定点に各プローブの先端をそれぞれ接触させなければならないので、各プローブの位置決めを高精度に行なう必要がある。又、リードやパターンにプローブを当てるので、打痕を残すことになる。因みに４端子測定法を実施する際に、＋ソース端子、＋センス端子に接続するプローブを一体化した専用プローブを１本と、−ソース端子、−センス端子に接続するプローブを一体化した専用プローブを１本使用することもできる。
【０００５】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであり、実装部品のリードとパターンとの接続箇所における熱の良伝導性と高放射性を考慮した非接触式足浮き検出方法を採用することによって、検査時の位置決めが容易で、リードとパターンに打痕等の損傷を与えないＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの非接触式足浮き検出装置を提供することを目的とする。
又、測定台上に設置するＸ−Ｙユニットの数を少なくすることが可能で、取り扱いが容易な足浮き検出具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの非接触式足浮き検出装置２４にはプリント基板に実装した部品のリード又はそのリードが接続すべきパターンから放射される赤外線を受けて、部品のリード又はパターンの一方の温度を検出する第１放射温度センサー４６と、その第１放射温度センサー４６から入力信号を受け、部品のリード又はパターンの温度が一定値を超えないようにレーザー出力を調整するレーザー出力調整器６０と、そのレーザー出力調整器６０から出力信号を受けて、レーザーを部品のリード又はパターンに向けて放射するレーザー発生器４４と、パターン又は部品のリードから放射される赤外線を受けて、他方のパターン又は部品のリードの温度を検出する第２放射温度センサー４８とを備え、更にそのレーザー発生開始より第１、第２の各放射温度センサー４６、４８でそれぞれ検出している両検出温度の上昇値が等しくなるまでの時間がしきい値を超えているか判定し、その時間がしきい値を超えている場合に足浮きであると決定する足浮き検出器８０を備える。
【０００８】
又、本発明による足浮き検出具３８にはＸ−Ｙユニット３４のＺ軸ユニット３６に、Ｚ軸方向に配置した回動軸４０を備え付け、その回動軸４０にレーザー発生器４４、第１、第２放射温度センサー４６、４８を備えた支持部材４２を固定し、その第１放射温度センサー４６を回動軸４０の先端部付近に配置し、その第１放射温度センサー４６の両側にレーザー発生器４４と第２放射温度センサー４８をそれぞれ配置して、そのレーザー発生器４４を、プリント基板６８に実装した部品５４のリード５６又はそのリード５６が接続すべきパターン６４上に定めた第１放射温度センサー４６の測定点５８に向けてレーザーを発生させるため、第１放射温度センサー４６の近傍に設置し、第２放射温度センサー４８を前記パターン６４又はリード５６上に測定点６６を定めるため、第１放射温度センサー４６から離して設置する。
【０００９】
又、本発明による足浮き検出具にはＸ−ＹユニットのＺ軸ユニットに、レーザー発生器、第１、第２放射温度センサーを備えた支持部材をＺ軸方向に可動可能に設置し、その第１放射温度センサーの両側にレーザー発生器と第２放射温度センサーをそれぞれ配置して、そのレーザー発生器を、プリント基板に実装した部品のリード又はそのリードが接続すべきパターン上に定めた第１放射温度センサーの測定点に向けてレーザーを発生させるため、第１放射温度センサーの近傍に設置し、第２放射温度センサーを前記パターン又はリード上に測定点を定めるため、第１放射温度センサーから離して設置する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明を適用したＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの非接触式足浮き検出装置の構成を示すブロック図、図２はその非接触式足浮き検出装置付きＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの構成を示すブロック図である。図中、２２はＸ−Ｙ方式インサーキットテスタ、２４は非接触式足浮き検出装置である。又、２６はインサーキットテスタ２２の操作部、２８はＸ−Ｙ−Ｚ制御部、３０は測定部、３２はコントローラである。この操作部２６にはキーボード、表示装置、プリンタ、フロッピーディスクドライバ等の入出力機器を備える。そして、Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部２８により例えば３組のＸ−Ｙユニットにそれぞれ備えたサーボモータ等を駆動し、それ等のＸ−Ｙユニットをそれぞれ制御する。なお、フロッピーは登録商標である。
【００１１】
その際、図３に示すように１組のＸ−Ｙユニット３４のＺ軸ユニット３６に足浮き検出具３８を設置して使用する。この足浮き検出具３８はＺ軸ユニット３６に備え付けてＺ軸方向に配置した回動軸４０と、その回動軸４０に固定した曲面付き支持板４２と、その支持板４２の一面に設けた円弧の曲面で支えるレーザー発生器４４、第１、第２放射温度センサー４６、４８等からなる。そして、支持板４２上において、第１放射温度センサー４６を回動軸４０の先端部付近に、そのセンサー４６の軸が回動軸４０の軸と一致するように配置し、その第１放射温度センサー４６の両側にレーザー発生器４４と第２放射温度センサー４８をそれぞれ配置して、そのレーザー発生器４４を第１放射温度センサー４６の近傍に設置し、第２放射温度センサー４８を第１放射温度センサー４６から少し離して設置する。なお、５０はＸ−Ｙユニット３４のＸ軸方向に配置したガイド棒、５２はＹ軸方向に配置したアームである。
【００１２】
このような足浮き検出具３８を用いると取り扱いが容易であり、Ｘ−Ｙユニット３４を制御して、図４に示すように第１放射温度センサー４６を足浮き検査の対象となる実装部品例えばＩＣ５４のリード５６上に定めた測定点５８の真上に容易に移動できる。それ故、第１放射温度センサー４６の近傍に設置したレーザー発生器４４から測定点５８に向けてレーザーを発生すると、そのレーザーによってリード５６を加熱し、そのリード５６から放射される赤外線を第１放射温度センサー４６で受けて、リード５６の温度を検出できる。なお、ＩＣ等の半導体が熱に弱いため、レーザー発生器４４にはレーザー出力調整器６０を付設する。すると、そのレーザー出力調整器６０によって、第１放射温度センサー４６からリード５６上に定めた測定点５８の温度に対応する入力信号を受け、レーザー発生器４４へリード５６の温度が一定値を超えないようにレーザー出力を調整する出力信号を与えることができる。因みに、レーザー発生器を第１、第２放射温度センサーの間に配置すると、両センサー間の距離を狭く調節し難くなる等の不都合が発生する。
【００１３】
このようにして、レーザーによってリード５６を熱すると、その熱は半田６２を介して熱伝導により或いは直接放射によって良好に対応するパターン６４へ伝わる。それ故、第１放射温度センサー４６から少し離して設置した第２放射温度センサー４８によって、パターン６４上に定めた測定点６６から放射される赤外線を受け、パターン６４の温度を検出できる。その際、サーボモータ等を駆動して軸４０をθ１の方向に回動すると、第１放射温度センサー４６とレーザー発生器４４の測定点５８に対する関係を変えずに支持板４２をθ２の方向に回動して、Ｘ−Ｙ面上で第２放射温度センサー４８の位置を変えることができる。このため、リード５６上にある測定点５８とパターン６４上にある測定点６６との距離を一定に保ちながら、パターン６４の配置状態に適宜対応できる。しかも、レーザー発生器４４、第１、第２放射温度センサー４６、４８等は指向性を有するだけで、直接リード５６とパターン６４上にある各測定点５８、６６に接触しないので、検査時の位置決めが容易であり、リード５６やパターン６４に打痕等の損傷を与えることもない。なお、６８はプリント基板である。
【００１４】
そして、他の各組のＸ−Ｙユニットにはプローブ７０（７０ａ、７０ｂ）をそれぞれ備え付けて使用する。又、測定部３０には一般的な電気的測定回路等を備え、適宜の直流電圧等を各Ｘ−ＹユニットのＺ軸ユニットに備えたプローブ７０に与えて、それ等のプローブ７０が接触する電子部品のリードやパターン等に流れる電流等を検出すると、静電容量、インダクタンス、抵抗値等の測定を行なえる。
【００１５】
コントローラ３２は本体側に備える例えばマイクロコンピュータであり、操作部２６、Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部２８、測定部３０等と共に、非接触式足浮き検出装置２４をもそれぞれ制御する。このマイクロコンピュータはＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＲＡＭ（読み出し書き込み可能メモリ）、入出力ポート、バスライン等から構成されている。なお、非接触式足浮き検出装置２４にもマイクロコンピュータ、表示装置、フロッピーディスクドライバ等が備えられている。
【００１６】
次に、このような非接触式足浮き検出装置付きＸ−Ｙ方式インサーキットテスタによる実装部品の足浮き検出動作について説明する。
図５は非接触式足浮き検出装置２４に備えたマイクロコンピュータのメモリに格納する実装部品の足浮き検出処理用プログラムによる動作を示すＰ１〜Ｐ６のステップからなるフローチャートである。検査時、先ずＰ１でレーザーを発生し、ＩＣ５４のリード５６上にある測定点５８に当て、その測定点５８の温度を第１放射温度センサー４６で検出し、パターン６４上の測定点６６の温度を第２放射温度センサー４８で検出する。次にＰ２へ行く。Ｐ２ではレーザー発生後の時間を計る。次にＰ３へ行く。Ｐ３では一定時間経過後の第２放射温度センサー４８による検出温度の上昇値がしきい値を下回るか判定する。なお、足浮きでない場合、第１、第２放射温度センサー４６、４８でそれぞれ検出する温度（℃）と時間（ｓｅｃ）との関係を示す特性曲線Ｃ、Ｃ１  は図６のようになり、足浮きの場合、それ等の同様な特性曲線Ｃ、Ｃ２  は図７のようになる。
【００１７】
それ故、第２放射温度センサー４８による検出温度の上昇値Ｔは一定時間Ｓ１  後、足浮きでない場合Ｔ１  となるのに対し、足浮きの場合Ｔ２  となる。そこで、しきい値Ｔ０１をＴ２  ＜Ｔ０１＜Ｔ１  と設定しておく。Ｐ３でＹＥＳと判定される場合、Ｐ４へ行く。Ｐ４では足浮きと決定する。又、Ｐ３でＮＯと判定される場合、Ｐ５へ行く。Ｐ５では足浮きでないと決定する。次にＰ６へ行き、それ等の結果を表示する。なお、このようにしてＩＣ５４の足浮きの有無を検査すると、Ｘ−ＹユニットのＺ軸ユニット３６に足浮き検出具３８を１個備え付ければよいため、足浮きの検出に必要なＸ−Ｙユニットの数が少なくなる。
【００１８】
図８は非接触式足浮き検出装置７２に備えたマイクロコンピュータのメモリに格納する実装部品の足浮き検出処理用の他のプログラムによる動作を示すＰ１１〜Ｐ１６のステップからなるフローチャートである。このプログラムによる場合も、ステップＰ１１、Ｐ１２、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６等による動作は上記プログラムによる場合と同様である。但し、Ｐ１３では第２放射温度センサー４８で検出している検出温度の上昇値が一定値に達するまでの時間がしきい値を超えているか判定する。その際、図６、７から明らかなように第２放射温度センサー４８による検出温度の上昇値Ｔが一定値Ｔ３  に達するまでの時間Ｓは足浮きでない場合Ｓ２  となるのに対し、足浮きの場合Ｓ３  となる。そこで、しきい値Ｓ０１をＳ２  ＜Ｓ０１＜Ｓ３  と設定する。
【００１９】
図９は非接触式足浮き検出装置７４に備えたマイクロコンピュータのメモリに格納する実装部品の足浮き検出処理用の他のプログラムによる動作を示すＰ２１〜Ｐ２６のステップからなるフローチャートである。このプログラムによる場合も、ステップＰ２１、Ｐ２２、Ｐ２４、Ｐ２５、Ｐ２６等による動作は上記プログラムによる場合と同様である。但し、Ｐ２３では第１、第２の各放射温度センサー４６、４８でそれぞれ検出している両検出温度の上昇値が等しくなるまでの時間がしきい値を超えているか判定する。その際、図６、７から明らかなように第１、第２の各放射温度センサー４６、４８でそれぞれ検出している検出温度Ｔの上昇値が等しくなる時点Ｔ４  、Ｔ５  までの時間Ｓは足浮きでない場合Ｓ４  となるのに対し、足浮きの場合Ｓ５  となる。そこで、しきい値Ｓ０２をＳ４  ＜Ｓ０２＜Ｓ５  と設定する。
【００２０】
なお、上記実施例ではＺ軸方向に配置した回動軸にレーザー発生器、第１、第２放射温度センサー等を備えた支持部材を固定してなる足浮き検出具について説明したが、そのようなレーザー発生器、第１、第２放射温度センサー等を備えた支持部材を連結部材を介して無端のタイミングベルトに固定する等して、Ｚ軸方向に可動可能に設置することもできる。
【００２１】
又、上記実施例では支持部材に対し、レーザー発生器と第１放射温度センサーとをリード上にある測定点に向けてそれぞれ備え付け、第２放射温度センサーをそのリードと対応するパターン上にある測定点に向けて備え付けているのに対し、レーザー発生器と第１放射温度センサーとをパターン上にある測定点に向けて備え付け、第２放射温度センサーをリード上にある測定点に向けて備え付けてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項１記載の発明では実装部品のリードとパターンとの接続箇所における熱の良伝導性と高放射性を考慮して、レーザー発生器、第１、第２放射温度センサーを用い、レーザー発生開始より第１、第２の各放射温度センサーでそれぞれ検出している両検出温度の上昇値が等しくなるまでの時間がしきい値を超えているか判定して、その時間がしきい値を超えている場合に足浮きであると決定することにより、非接触式で足浮きを検出できる。それ故、検査時の位置決めが容易となり、リードとパターンに打痕等の損傷を与えることがない。
【００２３】
又、請求項２、３記載の発明ではレーザー発生器、第１、第２放射温度センサー等を備え、その第１放射温度センサーの両側にレーザー発生器と第２放射温度センサーをそれぞれ配置して、そのレーザー発生器を、プリント基板に実装した部品のリード又はそのリードが接続すべきパターン上に定めた第１放射温度センサーの測定点に向けてレーザーを発生させるため、第１放射温度センサーの近傍に設置し、第２放射温度センサーを前記パターン又はリード上に測定点を定めるため、第１放射温度センサーから離して設置した支持部材を用い、請求項２記載の発明では特にＸ−ＹユニットのＺ軸ユニットに、Ｚ軸方向に配置した回動軸を備え付け、第１放射温度センサーを回動軸の先端部付近に配置し、その回動軸に支持部材を固定して、その支持部材をＸ−Ｙ面上で移動し、請求項３記載の発明では特にＸ−ＹユニットのＺ軸ユニットに支持部材をＺ軸方向に可動可能に設置して、その支持部材を移動することにより、両発明はいずれも、第１放射温度センサーの両側にレーザー発生器と第２放射温度センサーがそれぞれ配置されているため、両センサー間の距離を狭く調節し易くなり、リードやパターン上にある各測定点に対し、レーザー発生器、第１、第２放射温度センサーの位置決めを適切に行なって、足浮きの検査を実施できる。それ故、取り扱いが容易であり、測定台上に設置するＸ−Ｙユニットの数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの非接触式足浮き検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同非接触式足浮き検出装置付きＸ−Ｙ方式インサーキットテスタの構成を示すブロック図である。
【図３】同Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタのＸ−ＹユニットのＺ軸ユニットに備える足浮き検出具の１例を示す斜視図である。
【図４】同足浮き検出具に備えるレーザー発生器、第１、第２放射温度センサー等の実装部品のリードとパターンに対する検査時の位置関係を示す正面図である。
【図５】同非接触式足浮き検出装置に備えるマイクロコンピュータのメモリに格納する実装部品の足浮き検出処理用プログラムによる動作を示すフローチャートである。
【図６】同足浮き検出具に備える第１、第２放射温度センサーでそれぞれ検出した実装部品が足浮きでない場合の温度と時間との関係を示す特性曲線図である。
【図７】同足浮き検出具に備える第１、第２放射温度センサーでそれぞれ検出した実装部品が足浮きである場合の温度と時間との関係を示す特性曲線図である。
【図８】同非接触式足浮き検出装置に備えるマイクロコンピュータのメモリに格納する実装部品の足浮き検出処理用の他のプログラムによる動作を示すフローチャートである。
【図９】同非接触式足浮き検出装置に備えるマイクロコンピュータのメモリに格納する実装部品の足浮き検出処理用の他のプログラムによる動作を示すフローチャートである。
【図１０】従来のＸ−Ｙ方式インサーキットテスタを用いて行なう４端子測定法による実装部品の足浮き検査時における各プローブのリードとパターンに対する配置状態を示す正面図である。
【符号の説明】
２２…Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタ  ２４、７２、７４…非接触式足浮き検出装置  ２８…Ｘ−Ｙ−Ｚ制御部  ３４…Ｘ−Ｙユニット  ３６…Ｚ軸ユニット  ３８…足浮き検出具  ４０…回動軸  ４２…支持板  ４４…レーザー発生器４６、４８…第１、第２放射温度センサー  ５４…ＩＣ  ５６…リード  ５８、６６…測定点  ６２…半田  ６４…パターン  ７６、７８、８０…足浮き検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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