(57)【要約】【課題】ＢＧＡを用いた電子部品の接続箇所の検査を効率良く実施できるようにする。【解決手段】電子部品１は、複数の接続端子を配列したＢＧＡを用いて実装したＣＰＵ２を有する。検査装置１０は、検査する接続端子の組み合わせや短絡の有無の判定基準を示すデータをＣＰＵ２に送信する。ＣＰＵ２の端子設定部１５と、検査装置１０の端子設定部２４で全ての接続端子の論理レベルをランダムに設定し、モニタ部１７で短絡の有無を調べる。検査結果は、ＣＰＵ２の判定部１８でチェックし、その後、検査装置１０の判定部２２で最終的な確認を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半田接合による接続端子を複数有する電子部品の前記接続端子間の短絡の有無を電圧レベルの変化によって検査する電子部品の検査装置において、
全ての接続端子の電圧レベルをランダムに設定させるデータを作成する検査指示部と、
全ての前記接続端子の電圧レベルを同時に検出したときに、隣接する２つの前記接続端子の間の短絡の有無を検査した結果を受け取り、前記接続端子の間の短絡の有無を判定する判定部と、
を含むことを特徴とする電子部品の検査装置。
【請求項２】
前記検査指示部は、前記電子部品側で設定の変更が可能な前記接続端子を指定するデータと、短絡を検査する前記接続端子の組み合わせのデータとを前記電子部品に送信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の検査装置。
【請求項３】
前記検査指示部は、隣接する前記接続端子の間の短絡の有無を判定するときの基準となるデータを前記電子部品に送信するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップを表面実装する際には、ＩＣチップを収納するパッケージに小さいボール状の半田電極を格子状に配列させたＢＧＡ（ball grid array）パッケージが用いられることがある。
【０００３】
ここで、ＢＧＡに用いられる半田電極は微小であることから、半田電極を基板に接続した後で、半田電極が基板の電極に正しく接続されていることを検査する工程が設けられている。この検査工程は、全数検査であることが好ましいが、半田付けした箇所を直接に目視で確認することは困難である。さらに、Ｘ線を用いた検査では、製品の半田付け不良を確実に発見することが困難であった。このため、電気的な方法を用いて半田付けの不良、例えば短絡を検査する方法が検討されている。
【０００４】
従来の電気的な検査方法としては、ＩＣチップの接続端（半田電極）を１つずつ順番に選択し、他の接続端との間で短絡を調べるものがある。より詳細には、最初に１つの接続端を選択し、その接続端の論理レベルを「０」にセットする。さらに、選択した接続端に隣接する全ての接続端の論理レベルを「１」にセットする。選択した接続端と隣接する接続端の間に電圧を印加し、いずれかの接続端において電流上昇が検出された場合には、選択した接続端が他のいずれかの接続端と短絡していると判断する。そして、この検査を全ての接続端について順番に行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２２８１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の検査方法では、全ての接続端を１つずつ選択して検査する必要があった。つまり、検査回数が接続端の数に相当するので、接続端の数が多い場合には検査に時間がかかった。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、ＢＧＡを用いた電子部品の接続箇所の検査を効率良く実施できるようにすることを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の一観点によれば、半田接合による接続端子を複数有する電子部品の前記接続端子間の短絡の有無を電圧レベルの変化によって検査する電子部品の検査装置において、全ての接続端子の電圧レベルをランダムに設定させるデータを作成する検査指示部と、全ての前記接続端子の電圧レベルを同時に検出したときに、隣接する２つの前記接続端子の間の短絡の有無を検査した結果を受け取り、前記接続端子の間の短絡の有無を判定する判定部と、を含むことを特徴とする電子部品の検査装置が提供される。
【０００８】
本発明の別の観点によれば、前記検査指示部は、前記電子部品側で設定の変更が可能な前記接続端子を指定するデータと、短絡を検査する前記接続端子の組み合わせのデータとを前記電子部品に送信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品の検査装置が提供される。
【０００９】
本発明の別の観点によれば、前記検査指示部は、隣接する前記接続端子の間の短絡の有無を判定するときの基準となるデータを前記電子部品に送信するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子部品の検査装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の接続端子のランダムに設定し、全ての接続端子について同時に検査を実施することができるので、接続端子を１つずつ選択して検査を実施した場合に比べて検査に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る電子部品の検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、ＣＰＵの接続端子の配置の一例を模式的に示す図である。
【図３】図３は、ＯＫ基準表のレイアウトの一例を示す図である。
【図４】図４は、ＯＫリストのレイアウトの一例を示す図である。
【図５】図５は、検査方法のフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態について以下に詳細に説明する。
図１に本実施形態において検査対象となる電子部品と、電子部品の検査装置の概略構成を示す。
この実施の形態において、電子部品１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２を有し、ＣＰＵ２の入力側には電気的又は電子的な回路３ａが接続されている。回路３ａは、カプラ４ａを介して他の部品や回路に接続可能に構成されている。また、ＣＰＵ２の出力側には電気的又は電子的な回路３ｂが接続されている。回路３ｂは、カプラ４ｂを介して他の部品や回路に接続可能に構成されている。このような電子部品１としては、例えば、自動車用のデバイスの制御に用いられるＥＣＵ（Electronic control unit）などがあげられる。電子部品１は、ＢＧＡを用いて半導体素子などの接続端子５が接続される構成を含んでいれば良く、他の回路３ａ，３ｂやカプラ４ａ，４ｂは必須の構成要素ではない。また、電子部品１の用途も自動車用のデバイスに限定されない。また、電子部品１と他の部品を接続する手段は、カプラ４ａ，４ｂに限定されない。
【００１３】
ここで、図２にＢＧＡの一例を示す。ＣＰＵ２は、回路３などに電気的に接続される接続端子５が多数設けられている。これら接続端子５は、半田電極から形成されており、縦横にアレイ状に配列されることでＢＧＡを形成している。そして、これら多数の接続端子５と、図示を省略する基板などの電極とを接合することで、ＣＰＵ２に電極を供給したり、必要な情報を入出力したりすることが可能になる。なお、図２の例では、接続端子５が「１」から「２５６」までの合計２５６個配列されているが、これ以外の数でも良い。また、接続端子５の配列も図２に限定されない。
【００１４】
さらに、ＣＰＵ２は、電子部品１としての機能に加えて、検査装置１０の指令に応じて検査用の動作が可能に構成されており、接続端子５の設定を行う端子設定部１５と、接続端子５の選択や接続端子５の論理レベルの設定をランダムに行うための乱数を生成する乱数発生部１６と、全ての接続端子５の電圧レベルを検出し、隣接する２つの接続端子５の間の短絡の有無を調べるモニタ部１７と、検査結果をまとめると共に検査が終了したことを判定する判定部１８とに機能分割できる。
【００１５】
検査装置１０は、電子部品１に接続させて使用され、電子部品１に信号を入力させることができる入力部１１と、検査の制御を行う検査制御部１２と、電子部品１から出力され
る信号を取り込む出力部１３とを有する。入力部１１は、差動増幅回路やスイッチなどを含み、電子部品１の入力用のカプラ４ａを介して所定の回路３ａに電圧を印加できるように構成されている。検査制御部１２は、ＣＰＵやメモリ、その他の回路などから構成されており、公知の通信インターフェイスを用いて電子部品１のＣＰＵ２と直接に信号の転送が可能に構成されている。通信インターフェイスは、電子部品１が自動車用のＥＣＵの場合に、例えばＣＡＮ／ＩＦ（Controller Area Network Interface）を用いることができる。出力部１３は、抵抗や差動増幅回路などを含み、電子部品１の出力用のカプラ４ｂを介して所定の回路３ｂからの信号を受け取り、所定の信号を生成するように構成されている。
【００１６】
検査制御部１２は、全ての接続端子５の電圧レベルをランダムに設定させる検査指示部２１と、検査が終了したことを判定する判定部２２とに機能分割できる。さらに、検査指示部２１は、接続端子５を入力端子や出力端子として選択する端子設定部２４と、検査条件のデータなどの電子部品１に送信するデータを作成するデータ処理部２５と、入力として使用する全ての接続端子５の電圧レベルをランダムに発生させる乱数発生部２６とに機能分割できる。
【００１７】
ここで、図３に、データ処理部で形成されるデータの一例として、ＯＫ基準表を示す。ＯＫ基準表３１とは、ＢＧＡを構成する複数の接続端子５から選択される２つの接続端子５の間で短絡が生じていないことを判断する基準値（ＯＫ基準値）をまとめた論理表である。
ＯＫ基準表３１は、左から「座標１」の欄３２、「座標２」の欄３３、「ＯＫ基準値」の欄３４を有し、これらの欄３２〜３４が２つの接続端子５の短絡の組み合わせの数だけ配列された構成を有する。座標１と座標２は、短絡の有無を調べる２つの接続端子５を特定する情報が１つずつ格納される。ＯＫ基準値は、２つの接続端子５の間に短絡がないことを判断するための情報が格納される。例えば、ＯＫ基準表３１の一列目は、「座標１」に「１」が格納され、「座標２」に「２」が、「ＯＫ基準値」に「１」がそれぞれ格納されている。これは、図２の左上の１番目の接続端子５と、その右隣の２番目の接続端子５の間の短絡を調べたときに、その結果がＯＫ基準値「１」を満たしている場合には、１番目と２番目の接続端子５の間に短絡はなく、これら接続端子５はＯＫ、すなわち短絡がないと判断できることを示す。
【００１８】
ＯＫ基準値は、例えば、「１」は、座標１の接続端子５の電圧レベルがＨ（High）レベル（第１の値）、かつ座標２の接続端子５の電圧レベルがＬ（low）レベル（第２の値）の場合とする。さらに、座標１の接続端子５の電圧レベルがＬレベル、かつ座標２の接続端子５の電圧レベルがＨレベルの場合も「１」とする。ＯＫ基準値「２」は、座標１の接続端子５の電圧レベルがＨ（High）レベル（第１の値）、かつ座標２の接続端子５の電圧レベルがＬ（low）レベル（第２の値）の場合、及び座標１の接続端子５の電圧レベルがＬレベル、かつ座標２の接続端子５の電圧レベルがＨレベルが成立したときとする。
【００１９】
その他としては、座標１の接続端子５が入力端子として使用される場合に、その電圧レベルがＨレベルであれば短絡なしとする場合（「３」）や、Ｌレベルであれば短絡なしとする場合（「４」）があげられる。また、座標２の接続端子５が入力端子として使用される場合に、その電圧レベルがＨレベルであれば短絡なしとする場合（「５」）や、Ｌレベルであれば短絡なしとする場合（「６」）がある。また、「７」として、２つの接続端子５の間で検査が不能なことを示す情報を加えても良い。
なお、ＯＫ基準表３１は、電子部品１の種類や機能に応じて予め作成され、検査制御部１２の図示を省略する記憶装置に登録されている。しかしながら、検査を開始する度に電子部品１の情報を受け取り、又は作業者の入力によってＯＫ基準表３１を作成しても良い。また、図３に示すＯＫ基準表３１は、一例であり、そのレイアウトやリストを構成する
項目、データの形式はこれに限定されない。
【００２０】
また、図４に、電子部品１のＣＰＵ２の判定部１８で作成されるデータであるＯＫリストの一例を示す。
ＯＫリスト４１は、検査対象の接続端子５の情報とＯＫ基準を満たしたことを示す情報を関連付けて格納するものである。具体的には、左から「座標１」の欄４２、「座標２」の欄４３、「ＯＫ基準値」の欄４４、データの結果を格納する欄４５，４６、判定の欄４７を有し、これらの欄４２〜４７が２つの接続端子５の組み合わせの数だけ配列された構成を有する。データの結果を格納する欄４５，４６は、２つ以上設けられている。これは、測定が複数回行われるためである。図４の例では、「１回目データ」の欄４５と、「２回目データ」の欄４６の２つだけが示されているが、３つ以上でも良い。また、検査回数に応じて欄４５，４６が追加されるように構成しても良い。判定の欄４７は、データの結果を格納する欄４５，４６のどれかにＯＫ基準を満たしたことを示す情報が格納される。
【００２１】
例えば、ＯＫリスト４１の１行目は、１番目の接続端子５と２番目の接続端子５のＯＫ基準値が「１」で、「１回目データ」の欄４５にＯＫ基準値を満たす情報として「１」が格納されたので、判定結果の欄４７に短絡がないことを示す情報として「１」が格納されている。これに対し、２行目は、１番目の接続端子５と２１番目の接続端子５のＯＫ基準値が「２」で、２回目の検査でＯＫ基準値を満たした結果、判定結果の欄４７に「１」が格納されたことを示す。なお、図４に示すＯＫリスト４１は、一例であり、そのレイアウトやリストを構成する項目、データの形式はこれに限定されない。
【００２２】
次に、検査装置１０を用いた電子部品１の検査方法について説明する。
最初に、ＢＧＡパッケージによりＣＰＵ２を実装した電子部品１の入力側のカプラ４ａに検査装置１０の入力部１１を接続する。電子部品１の出力側のカプラ４ｂには、検査装置１０の出力部１３を接続する。さらに、検査制御部１２とＣＰＵ２とを通信ケーブルで接続する。
【００２３】
検査にあたって、検査装置１０は、図５に示すようなフローに従って検査を実施する。
まず、検査装置１０は、検査指示部２１のデータ処理部２５がＯＫ基準表３１を記憶装置から読み出し、端子設定部２４が電子部品１側で条件の変更が可能な接続端子５を特定する端子指定データを記憶装置から読み出す。ＯＫ基準表３１のデータと端子指定データは、通信によって電子部品１のＣＰＵ２に送信される（ステップＳ１０１）。なお、端子指定データで指定された端子は、ＣＰＵ２側で出力論理レベルの設定が可能な端子と、未使用の出力端子である。
【００２４】
次に、検査装置１０は、乱数発生部２６で発生させた乱数に基づいて、端子設定部２４で入力部１１からＣＰＵ２の接続端子５に入力させる電圧の論理レベルをＨレベル又はＬレベルのいずれかに設定する（ステップＳ１０２）。乱数の発生には、例えば擬似乱数列発生関数を用いることができる。乱数発生部２６は、例えば「０」又は「１」をランダムに発生させ、各接続端子５に対応して順番に割り当てる。そして、端子設定部２４が「０」をＬレベルに、「１」をＨレベルに割り当てると、各入力の論理レベルが決定する。
【００２５】
一方、電子部品１では、ＣＰＵ２が検査装置１０からデータを受け取ったら、端子設定部１５が未使用の出力端子以外の接続端子５を入力端子に設定する（ステップＳ１０３）。その後、乱数発生部１６で発生させた乱数に従って、端子設定部１５が端子指定データで指定された接続端子５の中から、少なくとも１つを出力端子に変更する。これにより、端子指定データで指定された接続端子５は、ランダムに選択された出力端子と、ランダムに選択されなかった入力端子と、未使用の出力端子とに分けられる。さらに、乱数発生部１６で発生させた乱数に従って、ランダムに選択された出力端子と、未使用の出力端子の
それぞれの論理レベルをＨレベル又はＬレベルのいずれかにランダムに決定する（ステップＳ１０４）。乱数の発生には、例えば擬似乱数列発生関数を用いることができる。乱数発生部は、例えば「０」又は「１」をランダムに発生させ、各接続端子５に順番に割り当てる。出力端子を選択する場合には、例えば「０」を入力端子に、「１」を出力端子に割り当てる。各出力端子の論理レベルの決定手順は検査装置１０側での処理と同様である。各入力端子の論理レベルは、検査装置１０がステップＳ１０２で設定した論理レベルが適用される。
【００２６】
このようにして、各接続端子５を入力端子又は出力端子に設定し、かつそれぞれの論理レベルを設定したら、ＣＰＵ２のモニタ部１７がそれぞれの接続端子５の実際の入力及び出力のデータを取り込む（ステップＳ１０５）。判定部１８は、ＯＫ基準表３１を検索し、短絡を調べる接続端子５の組み合わせとＯＫ基準値を取得し、その接続端子５の論理レベルの実測値がＯＫ基準値を満たすか否か調べる。接続端子２の論理レベルと、ＯＫ基準値で指定された論理レベルとが一致したときのみ、その接続端子５の間で短絡は生じていないと判断する。この処理は、各接続端子５の組み合わせ、具体的には、ＯＫ基準表３１で指示された接続端子５の全ての短絡の組み合わせに対して行われる。これにより、接続端子間の短絡の有無が調べられるので、判定部１８は判定結果に基づいてＯＫリスト４１を作成する（ステップＳ１０６）。例えば、ＯＫ基準表３１の一列目の接続端子５の組み合わせで、ＯＫ基準を満たしていた場合には、図４のＯＫリスト４１の一行目が作成される。
【００２７】
さらに、判定部１８は、ＯＫ基準表３１で指定された組み合わせの全てについて短絡が生じていないことを示すＯＫリスト４１が作成されたか否かを調べる（ステップＳ１０７）。ＯＫリストで完成していない場合、つまり接続端子５の間で短絡が生じていないことが判明していない箇所があれば（ステップＳ１０７でＮｏ）、ステップＳ１０３からステップＳ１０６の処理を繰り返す。これに対し、検査を行う全ての接続端子５の間で短絡が検出されずに、ＯＫリスト４１が完成した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）、判定部１８は短絡がないことを示すＯＫデータを作成し、検査装置１０に出力する（ステップＳ１０８）。そして、電子部品１は、ここでの処理を終了する。
【００２８】
一方、検査装置１０は、電子部品１からＯＫデータが送信されたか否かを判定部２２で調べる（ステップＳ１０９）。ＯＫデータを受信していない場合（ステップＳ１０９でＮｏ）、ステップＳ１０２に戻って、２回目以降の検査のために入力端子の論理レベルをランダムに変更させる。ステップＳ１０２を繰り返して実施するときのタイミングは、電子部品１側での２回目以降の検査のタイミングに合うように設定されている。そして、ＯＫデータを受け取り、判定部２２が検査を行った接続端子５の間で短絡が生じていないことを確認したら（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、ここでの処理を終了する。なお、検査装置１０及び電子部品１は、それぞれの内部のカウンタで検査時間をカウントし、所定の時間が経過しても検査が終了しない場合には、その電子部品１に不良があると判断する。
【００２９】
ここで、必要な検査回数について検討する。
最初に、接続端子５が１番目の接続端子５と２番目の接続端子５の２つのみで、ＯＫ基準値が「１」である場合を考える。このとき、２つの接続端子５の論理レベルの設定値として取り得る組み合わせは、「Ｈレベル−Ｈレベル」、「Ｈレベル−Ｌレベル」、「Ｌレベル−Ｈレベル」、「Ｌレベル−Ｌレベル」の４通りである。この中でＯＫ基準値「１」を満たすのは、「Ｈレベル−Ｌレベル」と「Ｌレベル−Ｈレベル」の２通りである。すなわち、２つの接続端子５の論理レベルをランダムに設定した場合には、１／２の確率で短絡の有無を調べることができる。この場合の検査は、最小で１回、平均でも２回行えば良いことになる。
【００３０】
さらに、１つの接続端子５の周囲に２つ以上の接続端子５が配置された場合を考える。この場合、各接続端子５の設定がランダムに行われるとすると、接続端子５の数が増えても、２つの接続端子５の間の論理レベルの組み合わせは、接続端子５が２個しかないときと同じ、つまりＯＫ基準を満たす組み合わせが１／２、ＯＫ基準を満たさない組み合わせが１／２であると考えられる。このため、各接続端子５の設定がランダムに行われる場合に、１回の検査で合格する期待値は０．５であり、２回の検査で合格する期待値は、（ＯＫ基準を満たさない組み合わせ）×（ＯＫ基準を満たす組み合わせ）＝０．２５である。さらに、３回目の検査で合格する期待値は０．１２５で、Ｎ回目で検査が合格する期待値は、０．５Ｎである。ここで、２回目までの検査で合格する合計期待値は、０．５＋０．２５＝０．７５になる。そして、合計期待値が１を越えるときの検査回数を計算すると、Ｎ＝１７になる。つまり、最大でも１７回検査すれば、合格か不合格かを判別できると考えられる。
【００３１】
以上、説明したように、この検査装置１０では、電子部品１の接続端子５の論理レベルをＨレベル又はＬレベルにランダムに設定し、２つの接続端子５の間の短絡を同時に測定するように構成した。これにより、複数のポイントで短絡の検査を同時に行えるようになり、検査時間を短縮できる。従来では、接続端子の数だけ測定回数が必要であったのに対し、この検査方法では接続端子の数より少ない回数で検査が行える。
検査装置１０からの通信によってＣＰＵ２側の設定をＣＰＵ２で行うようにしたので、少ないデータ通信量で接続端子５の設定を細かく設定できる。さらに、検査を複数回実施する場合に設定の変更を迅速に行える。また、予めＯＫ基準値をＣＰＵ２に送り、短絡の有無の判定を１回の測定ごとにＣＰＵ２で行うようにしたので、検査装置１０側で判定を行う場合に比べて、ＣＰＵ２と検査装置１０の間の通信の回数やデータ量を低減できる。したがって、検査時間を短縮できる。
接続端子５の入力出がＨレベルとＬレベルの２通りに管理されるので、ＣＰＵ２に入出力するデータとしてデジタル信号とアナログ信号を同時に使用できる。このため、接続端子５に合わせてデジタル信号のみを使った検査と、アナログ信号のみを使った検査とを使い分ける必要がなくなって、検査時間を短縮できる。
【００３２】
なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されずに広く応用することができる。
例えば、ＯＫリスト４１の作成は、検査装置１０の検査制御部１２で作成しても良い。この場合、電子部品１は各接続端子５の論理レベルのデータを通信によって検査装置１０に送信し、検査制御部１２でＯＫリスト４１を作成する。ＯＫリスト４１が完成したら、検査装置１０から電子部品１にＯＫデータを送信して検査を終了させる。電子部品１は、ＯＫデータを受け取るまでは、所定の時間間隔でステップＳ１０３からＳ１０５を繰り返す。ＯＫ基準表３１は、検査装置１０のみが保有する。
【符号の説明】
【００３３】
１      電子部品
２      ＣＰＵ
５      接続端子
１０      検査装置
１５，２４      端子設定部
１６，２６      乱数発生部
１７      モニタ部
１８，２２      判定部
２１      検査指示部
２５      データ処理部
【図１】
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【図２】
2011017572.tif 000004
【図３】
2011017572.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011017572.tif 000007