(57)【要約】【課題】導電材料の材質の変化に起因する導電劣化を検査できるようにする。【解決手段】導通劣化試験装置は、供試体Ｗを収容可能な試験室３０と、試験室３０に収容された供試体Ｗの導通部に給電可能な給電部１８と、供試体Ｗの導通部における電気的特性を測定可能な電気特性測定部２０と、供試体Ｗから放射される赤外線エネルギを検知可能な赤外線検知部１６ａと、温度及び湿度が調整された試験室３０に収容されるとともに給電部１８によって給電されている供試体Ｗの少なくとも導通部の温度を赤外線検知部１６ａの検知に基づいて測定して出力可能な測定制御部５６及び表示部２２ｄと、試験室３０内の温度及び湿度の調整開始後の所定時間からの計時を行う計時部５５と、計時部５５によって計時された時間と試験室３０の温度及び湿度と前記導通部の温度とを関連付けて記録する記憶部６０と、を備える。【選択図】図１
2011002372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供試体が有する導通部の導通劣化を試験する装置であって、
供試体を収容可能な試験室と、
前記試験室に収容された前記供試体の前記導通部に給電可能な給電部と、
前記供試体の前記導通部における電気的特性を測定可能な電気特性測定部と、
前記供試体から放射される赤外線エネルギを検知可能な赤外線検知部と、
温度及び湿度が調整された前記試験室に収容されるとともに前記給電部によって給電されている前記供試体の少なくとも前記導通部の温度を前記赤外線検知部の検知に基づいて測定して出力可能な温度出力部と、を備えている導通劣化試験装置。
【請求項２】
前記温度出力部は、前記試験室内の温度及び湿度が調整された後の初期測定結果と、この初期測定から所定時間後の測定結果とを出力可能である請求項１に記載の導通劣化試験装置。
【請求項３】
前記試験室内の温度及び湿度の調整開始後の所定時間からの計時を行う計時部と、
前記計時部によって計時された時間と前記試験室の温度及び湿度と前記導通部の温度とを関連付けて記録する記憶部と、を備えている請求項１又は２に記載の導通劣化試験装置。
【請求項４】
前記温度出力部は、表示部を備え、前記赤外線検知部による検知結果に応じた温度情報を前記表示部に表示可能である請求項１から３の何れか１項に記載の導通劣化試験装置。
【請求項５】
前記赤外線検知部は、赤外線カメラに設けられており、
前記試験室内には、前記供試体を載置可能な載置部が設けられ、
前記載置部と前記赤外線カメラとは、相対的な位置関係を変更可能である請求項４に記載の導通劣化試験装置。
【請求項６】
前記温度出力部による出力結果に基づいて、前記供試体の前記導通部における導通劣化を判定する劣化判定部を備えている請求項１から５の何れか１項に記載の導通劣化試験装置。
【請求項７】
前記電気特性測定部による測定結果に応じて前記温度出力部による温度出力を行うか否かを判定する予備判定部を備えている請求項１から６の何れか１項に記載の導通劣化試験装置。
【請求項８】
前記試験室内の温度及び湿度を調整可能な環境調整部を備え、
前記環境調整部は、加熱器と調湿器と温湿度制御部とを備え、
前記調湿器は、温度調整水が入れられた平皿容器をペルチエ素子で加熱することにより加湿し、冷却することにより除湿する請求項１から７の何れか１項に記載の導通劣化試験装置。
【請求項９】
前記試験室内の温度及び湿度を調整可能な環境調整部を備え、
前記環境調整部は、前記試験室の温度及び湿度をそれぞれ上げる時には、まず温度を上げ、その後湿度を上げる一方、温度及び湿度をそれぞれ下げる時には、まず湿度を下げ、その後温度を下げる請求項１から７の何れか１項に記載の導通劣化試験装置。
【請求項１０】
供試体が有する導通部の導通劣化を試験する方法であって、
試験室内に供試体を収容する収容工程と、
試験室内の温度及び湿度を調整する環境調整工程と、
前記導通部に給電したときの電気的特性を測定する電気特性測定工程と、
温度及び湿度が調整された前記試験室内の前記供試体の前記導通部に給電したときの、少なくとも前記導通部における温度を、供試体から放射される赤外線エネルギの検知に基づいて測定して出力する出力工程と、が含まれている導通劣化試験方法。
【請求項１１】
前記環境調整工程による試験室内の温度及び調整が行われた後、初期測定が行われる初期測定工程が含まれ、
前記出力工程は、前記初期測定工程の後に行われる請求項１０に記載の導通劣化試験方法。
【請求項１２】
前記出力工程では、前記電気特性測定工程での測定結果に応じて当該導通部での温度の出力を行うか否かを判定する請求項１０又は１１に記載の導通劣化試験方法。
【請求項１３】
前記環境調整工程において、前記試験室の温度及び湿度をそれぞれ上げる時には、まず温度を上げ、その後湿度を上げる一方、温度及び湿度をそれぞれ下げる時には、まず湿度を下げ、その後温度を下げる請求項１０から１２の何れか１項に記載の導通劣化試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導通劣化試験装置及び導通劣化試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトロニクスの分野では、プリント配線基板の実装検査が行われている。例えば、実装後のはんだ接合部のショート・オープン不良や、部品欠陥不良等の検査が挙げられる。はんだ接合部または配線パターンの検査としては、例えば端子と導体パターンとの間にプローブを当てて微小抵抗値の測定を行う検査法が行われているが、この方法では、各接合部に対してプローブを当てながら検査を行うために、測定時間を要し、しかも導通の有無のみしか検査できないという問題がある。
【０００３】
この問題に対し、下記特許文献１及び２の検査装置では、はんだ接合部を含む所定箇所を赤外線カメラで撮像し、得られた画像を利用して検査を行うようにしている。具体的に、特許文献１の検査装置では、はんだ接合部に熱エネルギ（レーザ光）を照射して、はんだ接合部から放射される赤外線を赤外線カメラで撮像し、この撮像された熱画像を画像処理して得られたはんだ接合部の表面の温度分布から欠陥の有無を判断するようにしている。さらに、配線パターンの長さ又ははんだ接合部の大きさに応じて、温度範囲の閾値を調整することにより、判定誤差の低減化を図っている。
【０００４】
一方、特許文献２の検査装置では、プリント基板上に実装された電子部品のはんだ接合部に電流を流して発熱させて、この発熱したはんだ接合部を赤外線カメラで撮像し、得られた画像と、予め得られている良品でのデータとを比較して良否判定を行うようにしている。このとき、良品データによって予め設定されているＸ方向及びＹ方向の温度分布と比較することにより、ショート不良、接合面積不足を判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５３０７８８号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１の検査装置は、配線パターンの長さ又ははんだ接合部の大きさに応じて、温度範囲の閾値を調整するので、検査精度を向上でき、しかも、正常な温度にある領域外の領域を抽出することにより、欠陥の種類（例えば、ボイド、はんだ不足、未接合等）と大きさを判別することができる。一方、前記特許文献２の検査装置では、ショート不良、接合面積不足を判定することができる。したがって、何れの検査装置でも接合状態に起因する欠陥を判別することができる。しかしながら、電子機器のユーザから導通不良として返品されるものの中には、導電材料の材質に起因する導通劣化があり、前記の検査装置においても、このような材質の劣化に起因する導通不良を検査することはできない。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、導電材料の材質の変化に起因する導電劣化を検査できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するため、本発明は、供試体が有する導通部の導通劣化を試験する装置であって、供試体を収容可能な試験室と、前記試験室に収容された前記供試体の前記導通部に給電可能な給電部と、前記供試体の前記導通部における電気的特性を測定可能な電気特性測定部と、前記供試体から放射される赤外線エネルギを検知可能な赤外線検知部と、温度及び湿度が調整された前記試験室に収容されるとともに前記給電部によって給電されている前記供試体の少なくとも前記導通部の温度を前記赤外線検知部の検知に基づいて測定して出力可能な温度出力部と、を備えている導通劣化試験装置である。
【０００９】
本発明では、試験室内の温度及び湿度が調整され、この試験室内に収容された供試体の導通部が給電される。そして、電気特性測定部が導通部の電気的特性を測定し、赤外線検知部が、供試体の導通部等から放射される赤外線エネルギを検知し、この検知に基づいて、温度出力部が供試体の少なくとも導通部における温度を測定して出力する。このため、所定の温湿度環境下におかれた供試体の導通部について、給電されたときの温度変化及びそのときの電気的特性を知ることができる。これにより、供試体の導通部における導通劣化を把握することが可能となる。したがって、導電材料の材質に起因する導通劣化の検査が可能となる。特に、導通部が、例えば有機系材料の導電性ペーストのように、湿度に対して劣化しやすい材料からなる場合には、この試験装置は有効なものとなる。また、試験室内の温度及び湿度が所定の温湿度に調整されるので、供試体の恒温恒湿試験を行うこともできる。なお、ここで言う導通部とは、供試体の中で導電体からなる部位を意味しており、導電体からなる配線自身や、この配線同士の接合部、配線と導電性ペーストとの接合部等が該当する。
【００１０】
ここで、前記温度出力部は、前記試験室内の温度及び湿度が調整された後の初期測定結果と、この初期測定から所定時間後の測定結果とを出力可能であってもよい。
【００１１】
供試体が配置された環境の温度及び湿度が変化すれば導通部における導通特性も変化するが、この態様では、環境調整後の初期測定結果と、そこから所定時間後の測定結果とを出力可能なので、導通劣化の有無又は導通劣化の程度を正確に把握することができる。
【００１２】
また、前記導通劣化試験装置は、前記試験室内の温度及び湿度の調整開始後の所定時間からの計時を行う計時部と、前記計時部によって計時された時間と前記試験室の温度及び湿度と前記導通部の温度とを関連付けて記録する記憶部と、を備えていてもよい。
【００１３】
この態様では、試験室内の温度及び湿度の調整開始後の所定時間からの時間が試験室の温湿度と導通部の温度とに関連付けられて記憶部に記憶されるので、導通劣化の評価を行い易くなる。
【００１４】
また、前記温度出力部は、表示部を備え、前記赤外線検知部による検知結果に応じた温度情報を前記表示部に表示可能であってもよい。
【００１５】
この態様では、赤外線検知部が、供試体の導通部等から放射される赤外線エネルギを検知し、温度出力部は、この検知結果に応じた温度情報を表示部に表示する。このため、温度が分かる状態で表示部に表示された画像に基づいて、導通劣化に伴う温度変化を判別することが可能となる。換言すれば、表示部に表示された画像に基づいて、導通劣化の有無を判断することが可能となる。
【００１６】
前記赤外線検知部は、赤外線カメラに設けられており、前記試験室内には、前記供試体を載置可能な載置部が設けられ、前記載置部と前記赤外線カメラとは、相対的な位置関係を変更可能であってもよい。
【００１７】
この態様では、載置部に載置された供試体のうち、赤外線カメラによって撮影される部位を変更することが可能となる。このため、供試体をズームで撮影しつつ、所望の部位を表示部に表示させることが可能となる。したがって、温度分布画像から温度変化の顕著な部位を正確に特定することができるようになる。
【００１８】
また、前記導通劣化試験装置は、前記温度出力部による出力結果に基づいて、前記供試体の前記導通部における導通劣化を判定する劣化判定部を備えていてもよい。
【００１９】
この態様では、劣化判定部によって導通劣化が判定されるので、判定精度を安定させることができる。
【００２０】
また、前記導通劣化試験装置は、前記電気特性測定部による測定結果に応じて前記温度出力部による温度出力を行うか否かを判定する予備判定部を備えていてもよい。
【００２１】
この態様では、電気的特性によって温度出力部による温度出力を行うか否かを判定するので、導通劣化の可能性のない導通部について温度測定をすることを抑止することができる。このため、試験に要する時間・手間を削減することができる。
【００２２】
また、前記導通劣化試験装置は、前記試験室内の温度及び湿度を調整可能な環境調整部を備え、前記環境調整部は、加熱器と調湿器と温湿度制御部とを備え、前記調湿器は、温度調整水が入れられた平皿容器をペルチエ素子で加熱することにより加湿し、冷却することにより除湿するようにしてもよい。
【００２３】
この態様では、温湿度制御部によってペルチエ素子に印加される電流を制御することにより、平皿容器内の温度調整水の蒸発量を調整し、これにより試験室内の湿度を調節することができる。すなわち、加湿と除湿を１つの手段で構成することができる。また、温湿度制御部によって加熱器及び調湿器を制御することにより、試験室内の温度を調節することができる。
【００２４】
また、前記導通劣化試験装置は、前記試験室内の温度及び湿度を調整可能な環境調整部を備え、前記環境調整部は、前記試験室の温度及び湿度をそれぞれ上げる時には、まず温度を上げ、その後湿度を上げる一方、温度及び湿度をそれぞれ下げる時には、まず湿度を下げ、その後温度を下げるようにしてもよい。
【００２５】
この態様では、湿度を上げる前に温度を上げる一方で、除湿してから温度を下げるようにしているので、供試体に結露が発生することを抑制することができる。このため、試験の再現性が阻害されることを防止することができる。
【００２６】
本発明は、供試体が有する導通部の導通劣化を試験する方法であって、試験室内に供試体を収容する収容工程と、試験室内の温度及び湿度を調整する環境調整工程と、前記導通部に給電したときの電気的特性を測定する電気特性測定工程と、温度及び湿度が調整された前記試験室内の前記供試体の前記導通部に給電したときの、少なくとも前記導通部における温度を、供試体から放射される赤外線エネルギの検知に基づいて測定して出力する出力工程と、が含まれている導通劣化試験方法である。
【００２７】
前記導通劣化試験方法において、前記環境調整工程による試験室内の温度及び調整が行われた後、初期測定が行われる初期測定工程が含まれ、前記出力工程は、前記初期測定工程の後に行われるようにしてもよい。
【００２８】
また前記導通劣化試験方法において、前記出力工程では、前記電気特性測定工程での測定結果に応じて当該導通部での温度の出力を行うか否かを判定するようにしてもよい。
【００２９】
この試験方法では、導通部の電気的特性の測定結果に応じて導通部の温度の測定を行うことができる。したがって、導通劣化の可能性がある場合にのみ導通部の温度の出力を行うことができるので、無駄な測定を回避でき、試験の効率を向上することができる。
【００３０】
前記導通劣化試験方法の前記環境調整工程において、前記試験室の温度及び湿度をそれぞれ上げる時には、まず温度を上げ、その後湿度を上げる一方、温度及び湿度をそれぞれ下げる時には、まず湿度を下げ、その後温度を下げるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、導電材料の材質の変化に起因する導電劣化を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る導通劣化試験装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】テストサンプルを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る導通劣化試験方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）前記導通劣化試験方法を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００３４】
図１に示すように、本実施形態に係る導通劣化試験装置１０は、導通部Ｗ１（図２参照）を有する供試体Ｗの導通劣化を検査可能な試験装置である。この供試体Ｗとしては、例えばプリント基板、フレキシブル基板、ＩＣカード、太陽電池パネル、表示器等のように配線パターンやはんだ接合部、導電性部材同士の接合部を有するものが挙げられる。そして、この供試体Ｗには、通電可能な導通部Ｗ１が導電性ペーストのような有機系材料で構成されるものもある。
【００３５】
導通劣化試験装置１０は、試験槽１２と、環境調整部１４と、赤外線カメラ１６と、給電部１８と、電気特性測定部２０と、コントローラ２２とを備えている。試験槽１２は、上面が開放された槽本体２６と、この槽本体２６の上面開口を塞ぐように槽本体２６に着脱可能な蓋体２７とを有し、内側が空洞となっている。試験槽１２内には、槽内空間を上下に分割する仕切り部材２８が配設されている。仕切り部材２８は、槽本体２６の側壁部に架け渡されるように槽本体２６に固定されている。試験槽１２は、仕切り部材２８の上側に位置する試験室３０と、仕切り部材２８の下側に位置する空調室３１とを備えている。試験室３０は、供試体Ｗを収納可能な試験空間を形成し、空調室３１は、槽内空間の温度及び湿度を調整する調整空間を形成する。試験空間と調整空間とは、仕切り部材２８に形成された２つの連通孔２８ａ，２８ｂを通して互いに連通している。
【００３６】
試験室３０には、供試体Ｗを設置するための載置部３３が設けられている。載置部３３には、供試体Ｗを１つのみ設置可能であってもよく、複数の供試体Ｗを設置可能であってもよい。
【００３７】
試験室３０には、送風機３５が設けられている。送風機３５を駆動することにより、槽内空間内の空気は、試験空間と調整空間との間で循環する。なお、送風機３５は、空調室３１に設けるようにしてもよい。
【００３８】
槽本体２６には、供試体Ｗに接続するための配線を試験室３０内に引き込む引き込み口が形成されている。槽本体２６には、このほか、空調用の配管を接続するための接続口３９が形成されている。接続口３９には、開閉弁４０が設けられている。この接続口３９は、例えば、窒素ガス等の低温ガス源、冷却器、加熱ガス源、加湿源、除湿源などを接続するのに利用できる。これらを利用することにより、空調速度を上げることができる。
【００３９】
蓋体２７は、中央部分（上から見て載置部をカバーする範囲の部分）が下方に凹んだ形状に形成されている。この凹んだ中央部分は、赤外線を透過可能な材質（例えば赤外線透過ガラス）で構成されている。例えば赤外線カメラ１６が波長８〜１２μｍの遠赤外線を検出可能な構成である場合には、蓋体２７の中央部分は、波長１．８〜２０μｍの赤外線を透過可能なゲルマニウムを主成分とする材質で構成することができる。載置部３３の真上に位置する蓋体２７の中央部分を下方に凹ませることにより、赤外線カメラ１６を載置部上の供試体Ｗにより近づけることが可能となっている。
【００４０】
試験槽１２は、テーブル４２上に設置されている。テーブル４２は、ＸＹステージ付きスタンド４４上に設けられるものであり、水平面内で互いに直交する二方向に移動可能に構成されている。したがって、試験槽１２も水平方向に移動可能となっている。スタンド４４には、ＸＹステージの移動量を微調整可能な移動量調整部（図示省略）と、移動量を検知する移動量検知部（図示省略）とが設けられている。移動量調整部には、アクチュエータと、このアクチュエータを駆動制御するドライバ等が含まれる。移動量検知部には、変位センサ等が含まれる。
【００４１】
環境調整部１４には、加熱器４８と、調湿器４９と、これら加熱器４８及び調湿器４９を制御するための温湿度制御部である温湿度調節器５０と、が含まれる。加熱器４８は空調室３１に配設されている。調湿器４９は、ペルチエ素子が内蔵された加熱冷却プレート４９ａと、この加熱冷却プレート４９ａ上に設けられた平皿容器である加湿皿４９ｂとを備えている。加湿皿４９ｂには温度調整水が入っている。そして、ペルチエ素子を制御して加熱冷却プレート４９ａで加湿皿４９ｂを加熱することにより室内を加湿でき、一方、加熱冷却プレート４９ａで加湿皿４９ｂを冷却することにより室内を除湿できる。加熱冷却プレート４９ａは、テーブル４２の上面に設置されるとともに、槽本体２６の底面部に形成された貫通孔の内側に配置されている。したがって、加熱冷却プレート４９ａおよび加湿皿４９ｂは空調室３１内に配設されている。
【００４２】
温湿度調節器５０は、図略の設定部を有しており、試験室３０の目標温度及び目標湿度を設定可能となっている。温湿度調節器５０には、試験室３０内に配設された温湿度センサ５２から出力された信号が入力される。温湿度調節器５０は、温湿度センサ５２からの信号に基づいて、加熱器４８及び加熱冷却プレート４９ａを制御する。これにより、試験室３０内は、設定された温度及び湿度に調整される。なお、温湿度調節器５０を省略するとともに、温湿度制御機能をコントローラ２２が有する構成としてもよい。
【００４３】
赤外線カメラ１６は、供試体Ｗに向けて下向きに配置されるとともに、図略のスタンドに上下方向に移動可能に支持されている。赤外線カメラ１６には、赤外線を検知するとそれに応じて信号を出力する赤外線検知部１６ａが設けられている。したがって、赤外線検知部１６ａは、撮影された供試体Ｗの各部位から放射される赤外線を検知するとともに、それに応じた信号を出力する。赤外線カメラ１６から出力された信号は、コントローラ２２に入力される。
【００４４】
給電部１８は、試験室３０内に設置される供試体Ｗに給電するためのものであり、例えば定電圧電源や定電流電源によって構成される電源部と、この電源部と供試体Ｗとを電気的に接続するための配線とを有する。供試体Ｗの導通部Ｗ１には、この給電部１８から電力が供給される。
【００４５】
電気特性測定部２０は、給電部１８から給電された導通部Ｗ１の電気的特性を測定可能なものであり、例えば抵抗計によって構成されている。電気特性測定部２０は、導通部Ｗ１の電気的特性の変化をモニターするために用いられるものであり、測定結果に応じた信号を出力する。すなわち、はんだ接合部等の導通部Ｗ１において抵抗値が大きくなると、導通劣化したと判断できるので、導通部Ｗ１の電気的特性を測定する電気特性測定部２０が設けられている。
【００４６】
電気特性測定部２０による電気的特性の測定は、所定の時間間隔で繰り返し行われる。供試体Ｗが電子製品等の場合のように、通電した状態で試験室３０内に設置されている場合には、その通電電流の電流値及び／又は電圧値を測定すればいいが、テストサンプル等のように供試体Ｗが通電しない状態で設置される場合には、電気的特性の測定を行うときのみ定電流等の所定の電力を印加して電気的特性の測定を行う。なお、電気特性測定部２０は、抵抗計に代え、電流計、電圧計等によって構成してもよい。
【００４７】
コントローラ２２は、ＣＰＵ２２ａ、ＲＯＭ２２ｂ、ＲＡＭ２２ｃ、表示部２２ｄ等を有し、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより所定の機能を発揮する。コントローラ２２の機能には、少なくとも計時部５５と測定制御部５６と位置特定部５７と予備判定部５８と劣化判定部５９と記憶部６０と処理制御部６１とが含まれる。表示部２２ｄは、赤外線カメラ１６による撮影画像等を表示可能となっている。
【００４８】
計時部５５は、試験槽１２内の温度及び湿度が目標温度及び目標湿度に達した時点（初期時点）からの時間を計測する。すなわち、計時部５５は、試験室３０内の温度及び湿度の調整開始後の所定時間からの計時を行う。なお、外部から入力された指令に基づいて、計時を開始するようにしてもよい（初期時点）。
【００４９】
測定制御部５６は、初期時点において赤外線カメラ１６による供試体Ｗの撮影を行う（初期測定）とともに、予備判定部５８によって、後述するように劣化の可能性ありと判定された場合に、赤外線カメラ１６による供試体Ｗの撮影を行う（熱的測定）。初期時点においても供試体Ｗの撮影を行うのは、試験室３０内の温度及び湿度が所定の温湿度になった時点での供試体Ｗの各導通部Ｗ１の温度を記録し、この初期測定値を基準値とするためである。
【００５０】
測定制御部５６は、赤外線カメラ１６から出力された信号に応じて、表示部２２ｄに熱画像を表示させる。熱画像は、検知された赤外線量に対応した温度を色情報に変換して表示した画像である。すなわち、表示部２２ｄには、撮影された像の熱分布が色分けされて表示される。したがって、表示部２２ｄに表示された熱画像を見れば、表示された各部位の温度が分かる。すなわち、表示部２２ｄと測定制御部５６とにより、赤外線検知部１６ａの検知に基づいて供試体Ｗの少なくとも導通部Ｗ１の温度を測定して出力可能な温度出力部が構成される。
【００５１】
供試体Ｗの撮影は、各導通部Ｗ１の発熱を検出するために行われるものであり、供試体Ｗが有する所定のはんだ接合部等を順次ズームして撮影することにより行われる。なお、一度導通劣化と判定された導通部Ｗ１については、それを記憶し、その後の撮影を行わないようにしてもよい。
【００５２】
位置特定部５７は、表示部２２ｄの各画素と供試体Ｗの各部位とを関連付ける。例えば、位置特定部５７は、赤外線カメラ１６によって撮影されて表示部２２ｄに表示された供試体Ｗ上の所定の位置（一点でも複数点でもよい）と、表示部２２ｄの画素とを対応させることにより、表示部２２ｄの各画素が供試体Ｗのどの部位に対応するかを特定する。なお、位置特定部５７は、ＸＹステージ（テーブル４２）の移動量や赤外線カメラ１６のズーム倍率をも考慮して、表示部２２ｄの各画素と供試体Ｗの各部位とを関連付けるようにしてもよい。
【００５３】
予備判定部５８は、電気特性測定部２０によって測定された電気的特性を所定の閾値と比較することにより、劣化の有無を予備的に判定する。すなわち、供試体Ｗには複数の接合部等があるため、供試体Ｗに設けられた端子間の抵抗値を測定するだけでは、どの接合部が劣化したのか判断できない。このため、後述するように、劣化判定部５９によって、接合部毎の温度を検出することにより、劣化箇所を特定することが可能となる。しかしながら、接合部毎に温度を検出するのは時間と手間がかかるため、供試体Ｗとしての電気的特性を測定することにより、導通劣化の有無についてのスクリーニングを行い、導通劣化した可能性があることが確認された供試体Ｗについてのみ接合部毎の温度を検出するようにしている。これにより、試験の手間を軽減しながら各接合部の導通劣化を検出することができる。
【００５４】
電気的特性に対して設定された予備判定部５８による判定の基準となる閾値は、予め設定された絶対値、初期時点における電気的特性値に対する変化率、あるいは初期時点における電気的特性値からの増加幅・減少幅等で表すことができる。
【００５５】
劣化判定部５９は、予備判定部５８によって導通劣化の可能性があると判定された供試体Ｗを対象とし、測定制御部５６によって測定された値が初期測定値に対してどの程度変化したか（温度変化率）を算出し、この算出された温度変化率が所定の値（閾値）以上であるか否かを判定することにより、導通劣化を判定する。すなわち、各画素に対して閾値に相当する画素の色の変化率が設定されており、劣化判定部５９は、温度変化率の閾値に相当する色の変化率の有無を判定するとともに、閾値以上となっている領域を特定する。なお、劣化判定部５９は、温度変化率に代え、予め設定された絶対値、初期測定値に対する変化率、あるいは初期測定値からの増加幅・減少幅等を算出し、これらに基づいて導通劣化の有無を判定するようにしてもよい。
【００５６】
記憶部６０は、計時部５５によって計測された時間と、温湿度センサ５２によって計測された温度及び湿度（又は設定された目標温度及び目標湿度）と、各導通部Ｗ１（又は表示部２２ｄの各画素）の温度とを関連付けて記憶する。すなわち、記憶部６０には、導通劣化と判定された導通部Ｗ１に対して、劣化と判定されたときの測定時の時間及びそのときの温湿度が関連付けて記憶される。導通部Ｗ１の温度は、表示部２２ｄの各画素の色情報から割り出される温度情報又は赤外線カメラ１６から出力された信号に基づいて算出される温度情報から導出される。
【００５７】
処理制御部６１は、各部位に対して得られた温度情報について統計的な情報処理を行う。例えば、各部位について温度と時間との相関図を作成して表示部２２ｄに表示したり、温度情報を時系列でヒストグラム化して表示部２２ｄに表示したり、供試体Ｗの中での温度分布を示すマッピング画像を表示するマッピング処理を行うことができる。
【００５８】
以上のように構成された導通劣化試験装置１０を用いた導通劣化試験方法について説明する。
【００５９】
なお、ここでは、図２に例示するテストサンプル７１を供試体Ｗとした場合の導通劣化試験を例に挙げて説明する。このテストサンプル７１には、基板７２上に形成された複数の配線パターン７３，７３を導電性接着剤７４で結合した導通部Ｗ１が設けられている。各配線パターン７３及び導電性接着剤（導電性ペースト）７４は何れも導電性部材からなり、このテストサンプル７１では、配線パターン７３と導電性接着剤７４との接合部７５における導通劣化試験を行うことができる。このテストサンプル７１の電気的特性の測定は、例えば、何れか２つの配線パターン７３，７３間に所定電圧を印加してそのときの電流値を測定してもよく、あるいは何れか２つの配線パターン７３，７３間に所定の定電流を印加してそのときの電圧を測定するようにしてもよい。
【００６０】
また、テストサンプル７１には、基板７２上の既知位置を特定するためのパターン７６が設けられており、このパターン７６を利用して、画面において劣化と判定された位置（画素）からテストサンプル７１の故障位置を検出することができる。このとき赤外線カメラ１６によるズーム倍率やＸＹステージの移動量を加味して故障位置を特定するようにしてもよい。
【００６１】
図３に示すように、導通劣化試験では、テストサンプル７１を試験室３０内の載置部３３にセットした後、まず試験条件等の条件や設定値を入力する（ステップＳＴ１）。例えば、試験温度、試験湿度、試験時間、測定のインターバル等が入力される。なお、予備判定部５８及び劣化判定部５９で用いられる閾値は、このステップＳＴ１で入力するようにしてもよく、あるいは既定値としてコントローラ２２に予め記憶されていてもよい。
【００６２】
続いて、予備測定を行う（ステップＳＴ２）。この予備測定は、図４（ａ）〜（ｃ）にも示すように、試験室３０内の空調を開始する前に供試体Ｗとしてのテストサンプル７１の電気的特性を測定するものである（時間ｔ１）。この予備測定では、テストサンプル７１の配線パターン７３，７３間の抵抗値等の測定を行う。予備測定を行うことにより、給電部１８の配線がテストサンプル７１にきっちり接続されているかどうかを確認することができる。そして、電気的特性が異常な値であれば試験者に接続関係を見直すきっかけを与えることができる。なお、予備測定において正常な値が出ないようであれば、テストサンプル７１自体に問題があるので、そのような場合には、他のテストサンプル７１に交換して試験を行う。
【００６３】
また、予備測定において、赤外線カメラ１６による供試体Ｗの撮影を行い、各接合部７５の温度測定を行うようにしてもよい。図４（ｃ）は、予備測定において温度測定を行う場合のチャートを示している。なお、図４（ｃ）は、温度測定をするときのみ給電部１８による電流印加することを示しているが、これは、テストサンプル７１では、電子部品等のように動作電流を与えながら恒温恒湿試験を行うわけではないからである。供試体Ｗが電子部品等の場合には、供試体Ｗに常時、電流を印加しながら導通劣化試験を行うようにしてもよい。
【００６４】
なお、予備測定に先立ち或いは予備測定に際し、テストサンプル７１を表示部２２ｄに表示させた上で、画面上におけるテストサンプル７１中のパターン７６の位置を記憶するとともに、そのときのテーブル位置を原点位置としてコントローラ２２に記憶する。
【００６５】
電気的特性がおよそ正常な値であることが確認されたら、試験室３０内の温度及び湿度の調整を開始する（ステップＳＴ３、時間ｔ２）。このステップＳＴ３では、設定された試験温度及び試験湿度になるように、加熱器４８及び加熱冷却プレート４９ａを制御する。
【００６６】
図４（ａ）は、高温高湿条件に加熱及び加湿する場合を例示している。このように加熱及び加湿する場合には、まず温度を上げ、温度が試験温度に達してから加湿するのが好ましい（時間ｔ３）。そして、試験室３０内の温度及び湿度が設定された試験温度及び試験湿度に達すると、初期測定を行う（ステップＳＴ４、時間ｔ４）。この初期測定では、赤外線カメラ１６による撮影を行い、テストサンプル７１の各接合部７５の温度測定を行う。この初期測定値は、記憶部６０によって記憶される。
【００６７】
試験室３０内は、初期測定が行われた温湿度に維持され、恒温恒湿試験が開始される（ステップＳＴ５、時間ｔ４）。恒温恒湿試験の最中に所定の時間ごとにテストサンプル７１の電気的特性の測定を繰り返し行う（ステップＳＴ６、時間ｔ５〜ｔ７）。そして、電気的特性を測定した結果、予備判定部５８によって導通劣化の可能性があると判定されると、テストサンプル７１に定電流を印加した状態で赤外線カメラ１６によって各接合部７５を撮影して熱的測定を行う（ステップＳＴ７）。この熱的測定では、赤外線カメラ１６の赤外線検知部１６ａで測定した素子ごとの赤外線エネルギから、撮影された各部位の温度情報を算出する。このときテーブル４２を適宜駆動しながら各接合部７５を表示部２２ｄに表示させ、撮影された各部位と各接合部７５とが位置特定部５７によって対応付けられることにより、各接合部７５の温度情報が取得される。そして、この各接合部７５についての温度情報を時間及び試験室３０内の温湿度と関連付けて記憶する。このとき、熱画像として表された接合部７５と実際のテストサンプル７１の接合部７５とが位置特定部５７によって対応付けられて記憶部６０に記憶される。
【００６８】
電気的特性の測定は所定の時間間隔で繰り返し行われるため、導通劣化の可能性ありと判定された場合には、熱的測定が繰り返し行われる。そして、各熱的測定において、各接合部７５に対して導通劣化の有無が判定される（ステップＳＴ８）。ただし、各接合部７５のうち、導通劣化と判定された接合部７５については、以降の撮影をスキップする。そして、設定された試験時間が経過するまで、各接合部７５に対し、導通劣化と判定されるまで繰り返し熱的測定が行われる。なお、全ての接合部７５が導通劣化と判定された場合には、その時点で試験を終了するようにしてもよい。
【００６９】
設定された試験時間が経過すると（時間ｔ８）、試験室３０内の湿度を下げ、所定の湿度まで下がると、試験室３０内の温度を下げる（恒温恒湿試験の終了）。このとき、加熱冷却プレート４９ａのペルチエ素子への印加を切り換えることにより、空調室３１内の冷却を行うことができる。そして、試験室３０内が所定の温湿度に戻ると、その時点で再度熱的測定を行うようにしてもよい（時間ｔ９）。そして、測定結果について、ヒストグラム化して表示部２２ｄに表示したり、マッピング画像を表示部２２ｄに表示したりする処理を行うことができ、この試験結果を記憶する（ステップＳＴ９）。その後、試験を終了する。
【００７０】
なお、１つの供試体Ｗについて導通劣化試験を行うものに限られず、複数の供試体Ｗについて同時に平行して導通劣化試験を行うようにしてもよい。また、所定の設定時間で導通劣化が生じなければ、試験時間を延長することが可能であり、また試験条件を変更することで劣化を促進させるようにしてもよい。また、供試体Ｗは、擬似黒体化しておいてもよい。これにより、供試体Ｗの赤外線反射や透過による測定誤差の要因を低減することができる。なお、擬似黒体化とは、つや消し黒色塗料などを薄く均一に塗布するか、表面に放射率の高い薄膜物質（例えば黒色テープ）を貼り付けることによって放射率を一様に高めることをいう。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態の導通劣化試験装置１０では、試験室３０内の温度及び湿度が調整され、この試験室３０内に収容された供試体Ｗの導通部Ｗ１が給電される。そして、温度出力部が供試体Ｗの少なくとも導通部Ｗ１における温度を出力する。このため、所定の温湿度環境下におかれた供試体Ｗの導通部Ｗ１について、給電されたときの温度変化を知ることができる。これにより、供試体Ｗの導通部Ｗ１における導通劣化を把握することが可能となる。したがって、導電材料の材質に起因する導通劣化の検査が可能となる。特に、導通部Ｗ１が、例えば有機系材料の導電性ペーストのように、湿度に対して劣化しやすい材料からなる場合には、この試験装置１０は有効なものとなる。また、試験室３０内の温度及び湿度が所定の温湿度に調整されるので、供試体Ｗの恒温恒湿試験を行うこともできる。
【００７２】
供試体Ｗが配置された環境の温度及び湿度が変化すれば導通部Ｗ１における導通特性も変化するが、本実施形態では、温湿度が調整された直後の初期測定結果と、そこから所定時間後の測定結果とを出力可能なので、導通劣化の有無又は導通劣化の程度を正確に把握することができる。
【００７３】
また本実施形態では、試験室３０内の温度及び湿度の調整開始後の所定時間からの時間が試験室３０の温湿度と導通部Ｗ１の温度とに関連付けられて記憶部６０に記憶されるので、導通劣化の評価を行い易くなる。
【００７４】
また本実施形態では、赤外線検知部１６ａが、供試体Ｗの導通部Ｗ１等から放射される赤外線エネルギを検知し、温度出力部は、この検知結果に応じた温度情報を表示部２２ｄに表示する。このため、温度が分かる状態で表示部２２ｄに表示された画像に基づいて、導通劣化に伴う温度変化を判別することが可能となる。換言すれば、表示部２２ｄに表示された画像に基づいて、導通劣化の有無を判断することが可能となる。
【００７５】
また本実施形態では、テーブル４２がＸＹ方向に移動可能に構成されているので、赤外線カメラ１６に対して供試体Ｗを移動させることができる。したがって、供試体Ｗのうち、赤外線カメラ１６によって撮影される部位を変更することが可能となる。このため、供試体Ｗをズームで撮影しつつ、所望の部位を表示部２２ｄに表示させることが可能となる。したがって、温度分布画像から温度変化の顕著な部位を正確に特定することができるようになる。
【００７６】
また本実施形態では、劣化判定部５９によって導通劣化が判定されるようにしているので、判定精度を安定させることができる。
【００７７】
また本実施形態では、熱的測定を行う前に電気的特性によって温度出力部による温度出力を行うか否かを予備判定部５８によって判定するので、導通劣化の可能性のない導通部Ｗ１について熱的測定をすることを抑止することができる。このため、試験に要する時間・手間を削減することができる。
【００７８】
また本実施形態では、加熱冷却プレート４９ａのペルチエ素子に印加される電流を温湿度調節器５０によって制御することにより、試験室３０内の湿度を調節することができる。すなわち、加湿と冷却を１つの手段で構成することができる。また、温湿度調節器５０によって加熱器４８及び調湿器４９を制御することにより、試験室３０内の温度を調節することができる。
【００７９】
また本実施形態では、試験室３０内を高温高湿にするときに湿度を上げる前に温度を上げる一方で、低温低湿にするときには除湿してから温度を下げるようにしているので、供試体Ｗに結露が発生することを抑制することができる。このため、試験の再現性が阻害されることを防止することができる。
【００８０】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【００８１】
本実施形態では、試験槽１２が水平方向に移動することにより、供試体Ｗと赤外線カメラ１６との相対位置関係が変更される構成としたが、これに限られるものではない。例えば、試験槽１２を固定する一方、赤外線カメラ１６を固定するスタンド又は赤外線カメラ１６自体が水平方向（直交２軸方向）に移動する構成としてもよい。
【００８２】
また本実施形態では、赤外線カメラ１６を下向きに設置したが、これに限られるものではなく、供試体Ｗを横向きに設置するとともに赤外線カメラ１６を横向きに設置し、供試体Ｗの側方から撮影を行う構成としてもよい。この場合は、試験槽１２内の試験空間と調整空間とが上下に区画されるのではなく、側方に並ぶように配置されるように仕切り部材２８が設けられる構成としてもよい。
【００８３】
また本実施形態では、供試体Ｗから放射される赤外線エネルギを検知する赤外線検知部１６ａが赤外線カメラ１６に設けられる構成について説明したが、この構成に限られるものではない。
【００８４】
また本実施形態では、試験槽１２内を試験空間と調整空間とに区画する仕切り部材２８が設けられる構成としたが、これに限られない。例えば仕切り部材２８を省略した構成としてもよい。この構成では、試験槽１２内の空間が試験空間となる。この場合、試験槽１２内の空間に加熱器４８及び調湿器４９を配置してもよく、あるいは温度及び湿度が調整された空気が試験槽１２外から導入される構成としてもよい。この構成では環境調整部１４を有しない構成となる。
【００８５】
また本実施形態では、ペルチエ素子が設けられた加熱冷却プレート４９ａを有する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、加熱冷却プレート４９ａに電熱式ヒータが内蔵された構成としてもよく、超音波式の加湿器が設けられる構成としてもよい。また、ヒートパイプ、ヒートシンク等の熱搬送手段を除湿器として用いてもよい。また、空調室３１に冷凍機を配設するようにしてもよい。
【００８６】
また本実施形態では、熱的測定の前に電気的特性の測定を行うようにしたが、熱的測定と同時に電気的特性の測定を行うことも可能である。例えば、はんだ接合部の数が限られる供試体Ｗ等については、電気的特性によるスクリーニングを事前に行うことなく、導通部Ｗ１の温度を測定するようにしてもよい。この場合、導通劣化と判定される導通部Ｗ１のみについて画像情報を記憶するようにしてもよい。
【００８７】
また、劣化判定部５９を省略してもよい。この場合、試験者が熱画像又は温度測定値に基づいて導通劣化の判定を行うことになる。
【００８８】
また、位置特定部５７を省略してもよい。この場合、試験者が画像から導通部Ｗ１を特定することになる。
【００８９】
本実施形態では、試験室３０内に供試体Ｗをセットし、その後、試験槽１２内の温度及び湿度を調整するようにしたが、これに代え、温度及び湿度が調整された試験室３０内に供試体Ｗを入れるようにしてもよい。つまり、環境調整工程を行った後に、収容工程が行われるようにしてもよい。この場合、試験室３０外で予備測定を行い、この予備測定を行った供試体Ｗを試験室３０内に導入するようにしてもよい。
【００９０】
また本実施形態では、高温高湿条件に加熱及び加湿する際には、まず温度を上げ、温度が試験温度に達してから加湿するようにしたが、これに限られるものではない。つまり、供試体Ｗの温度が室内空気の露点よりも低くなって結露することを防止することが目的なので、この目的が達成される範囲で温湿度を調整してゆけばよい。したがって、室内の温度が試験温度（目標温度）に達していなくても、加湿を開始することは可能である。また、低温低湿条件にする場合においても、まず湿度を下げることになるが、試験室３０内が完全に除湿される前に温度の低下を開始するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１４    環境調整部
１６    赤外線カメラ
１６ａ  赤外線検知部
１８    給電部
２０    電気特性測定部
２２ｄ  表示部（温度出力部）
３０    試験室
３３    載置部
４８    加熱器
４９    調湿器
５０    温湿度調節器（温湿度制御部）
５２    温湿度センサ
５５    計時部
５６    測定制御部（温度出力部）
５７    位置特定部
５８    予備判定部
５９    劣化判定部
６０    記憶部
【図１】
2011002372.tif 000003
【図２】
2011002372.tif 000004
【図３】
2011002372.tif 000005
【図４】
2011002372.tif 000006