(57)【要約】【課題】バイパスコンデンサが適切に接続されているか否かを比較的簡易に検出可能な検査装置を構成する。【解決手段】電源電位および接地電位から供給される電力により駆動される半導体装置における電源電位と接地電位との間に接続されたバイパスコンデンサ（ＢＣ）を検出するバイパスコンデンサ検出装置であって、第１コンデンサを含み共振により発振する発振回路と、発振回路と半導体装置との間に直列に接続されたスイッチ素子と、発振回路から出力された発振信号が入力される周波数測定部と、スイッチ素子と発振回路との間に直列に接続される第２コンデンサと、を備える、バイパスコンデンサ検査装置を採用する。【選択図】図１
2019039887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力により駆動される半導体装置における前記電源電位と前記接地電位との間に接続されたバイパスコンデンサを検出するバイパスコンデンサ検出装置であって、
第１コンデンサを含み帰還により発振する発振回路と、
前記発振回路と前記半導体装置との間に直列に接続されたスイッチ素子と、
前記発振回路から出力された発振信号が入力される周波数測定部と、
前記スイッチ素子と前記発振回路との間に直列に接続される第２コンデンサと、を備える、
バイパスコンデンサ検査装置。
【請求項２】
前記発振回路は、
所定の閾値に基づいて入力信号を二値化信号に変換する二値化回路と、
前記二値化回路の入力端子と接地電位との間に接続される前記第１コンデンサと、
前記二値化回路と並列接続される抵抗素子と、を含み、
前記二値化信号が前記発振信号として前記周波数測定部に出力される、
請求項１に記載のバイパスコンデンサ検査装置。
【請求項３】
前記発振回路は、
前記スイッチ素子がオフの状態では前記第１コンデンサの静電容量に基づく第１発振信号を出力し、
前記スイッチ素子がオンの状態では前記バイパスコンデンサと前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの合成静電容量に基づく第２発振信号を出力し、
前記周波数測定部により測定された前記第１発振信号と前記第２発振信号との比較に基づいて、前記バイパスコンデンサを検査するバイパスコンデンサ検出部をさらに備える、
請求項２に記載のバイパスコンデンサ検査装置。
【請求項４】
前記第２コンデンサと前記バイパスコンデンサとの合成静電容量は、前記第１コンデンサの静電容量よりも大きい、
請求項３記載のバイパスコンデンサ検査装置。
【請求項５】
前記半導体装置は、ボイス・コイル・モータの制御用半導体装置である、
請求項１ないし４のいずれかに記載のバイパスコンデンサ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に接続されるバイパスコンデンサを検査するバイパスコンデンサ検査装置などに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術の一例が特許文献１に開示されている。この特許文献１の非実装検査方法では、回路基板に実装されたバイパスコンデンサの両端に形成されているハンダパットに、検査用の各プローブを接触させることで、バイパスコンデンサの有無を検査する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２２１５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、回路に実装されるバイパスコンデンサには、極小のチップコンデンサが用いられることが多く、コンデンサの両端に形成されているハンダパットに正しくプローブを接触させることは難しい。また、プローブを接触させる位置を変化させることが考えられるが、回路基板は小型化および高集積化が進み、適切な位置にプローブを接触させることは困難である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００６】
本発明の一の手段は、
電源電位および接地電位から供給される電力により駆動される半導体装置（ＩＣ）における電源電位と接地電位との間に接続されたバイパスコンデンサ（ＢＣ）を検出するバイパスコンデンサ検出装置（１０）であって、
第１コンデンサ（Ｃ１）を含み帰還により発振する発振回路（１２）と、
発振回路と半導体装置との間に直列に接続されたスイッチ素子（ＳＷ）と、
発振回路から出力された発振信号が入力される周波数測定部（１４）と、
スイッチ素子と発振回路との間に直列に接続される第２コンデンサ（Ｃ２）と、を備える、
バイパスコンデンサ検査装置である。
【０００７】
上記構成のバイパスコンデンサでは、スイッチ素子のオン・オフの切り替えによる発振信号の周波数の変化によって、比較的容易にバイパスコンデンサが基板に実装されているかを検査することができる。
【０００８】
上記バイパスコンデンサ検査装置において、好ましくは、
前記発振回路は、
所定の閾値に基づいて入力信号を二値化信号に変換する二値化回路（Ｉｎ１）と、
前記二値化回路の入力端子と接地電位との間に接続される第１コンデンサと、
前記二値化回路と並列接続される抵抗素子（Ｒ１）と、を含み、
前記二値化信号が発振信号として周波数測定部に出力される。
【０００９】
上記バイパスコンデンサ検査装置によれば、二値化された発振信号の周波数を測定することで、バイパスコンデンサが基板に実装されているかを判断することが可能な構成とすることができる。
【００１０】
上記バイパスコンデンサ検査装置において、好ましくは、
前記発振回路は、
前記スイッチ素子がオフの状態では前記第１コンデンサの静電容量に基づく第１発振信号を出力し、
前記スイッチ素子がオンの状態では前記バイパスコンデンサと前記第１コンデンサと前記第２コンデンサとの合成静電容量に基づく第２発振信号を出力し、
前記周波数測定部により測定された前記第１発振信号と前記第２発振信号との比較に基づいて、前記バイパスコンデンサを検査するバイパスコンデンサ検出部をさらに備える。
【００１１】
上記バイパスコンデンサ検査装置によれば、バイパスコンデンサ検出部は、第１発振信号の周波数および第２発振信号の周波数の比較に基づいて、バイパスコンデンサが基板に実装されているかを検査することができる。
【００１２】
上記バイパスコンデンサ検査装置において、好ましくは、
前記第２コンデンサと前記バイパスコンデンサとの合成静電容量は、前記第１コンデンサの静電容量よりも大きい。
【００１３】
上記バイパスコンデンサ検査装置によれば、周波数測定部によって測定される第１発振信号の周波数と第２発振信号の周波数との差が大きくなるため、検査精度を向上させることができる。
【００１４】
上記バイパスコンデンサ検査装置において、好ましくは、
前記半導体装置は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）の制御用半導体装置である。
【００１５】
上記バイパスコンデンサ検査装置は、たとえばモバイル用カメラモジュールが備えるボイス・コイル・モータの制御用半導体装置のバイパスコンデンサが実装されているかを検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はこの発明の一実施例のバイパスコンデンサ検査装置などの構成を示す回路図である。
【図２】図２は図１に示す発振回路の他の一例を示す回路図である。
【図３】図２は図１に示す発振回路の他の一例を示す回路図である。
【図４】図４は図１に示す半導体装置による制御対象の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態１
２．他の実施形態
３．補足事項
【００１８】
＜１．実施形態１＞
本実施形態のバイパスコンデンサ検査装置１０は、発振回路１２から出力される発振信号を周波数測定部１４に入力することで、半導体装置ＩＣ用のバイパスコンデンサＢＣが実装されているか否かを検査するよう構成されている。そして、バイパスコンデンサ検査装置１０は、半導体装置ＩＣと発振回路１２との間にスイッチ素子ＳＷおよび第２コンデンサＣ２がそれぞれ直列接続されていることを特徴の一つとしている。以下、本実施形態のバイパスコンデンサ検査装置１０について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１９】
図１は、本実施形態のバイパスコンデンサ検査装置１０などの構成を示す回路図である。
【００２０】
図１に示されるように、本実施形態のバイパスコンデンサ検査装置１０は、コネクタ１８を介して基板１６と接続され、第１コンデンサＣ１および抵抗素子Ｒ１などを含む発振回路１２と、その発振回路１２から出される発振信号が入力される周波数測定部１４と、半導体装置ＩＣと発振回路１２との間に直列に接続されるスイッチ素子ＳＷと、スイッチ素子ＳＷのオン・オフの状態を切り替える切替回路２０と、スイッチ素子ＳＷおよび発振回路１２の間に直列接続される第２コンデンサＣ２とを含んで構成される。
【００２１】
なお、バイパスコンデンサ検査装置１０には、電源を供給する回路などが含まれているが、図１では簡単のために図示を省略する。
【００２２】
発振回路１２は、図１に示されるように、第１コンデンサＣ１および抵抗素子Ｒ１を含み帰還により発振するＲＣ発振回路の一種である。この発振回路１２は、第１インバータＩｎ１と、第２インバータＩｎ２と、第１コンデンサＣ１と、抵抗素子Ｒ１とを含んで構成される。第１インバータＩｎ１は、半導体部品などで構成され、所定の閾値に基づいて入力信号を二値化信号に変換して出力する。第１コンデンサＣ１は、第１インバータＩｎ１の入力端子と接地電位との間に接続される。抵抗素子Ｒ１は、第１インバータＩｎ１と並列に接続される。第２インバータＩｎ２は、第１インバータＩｎ１と周波数測定部１４との間に直列で接続され、二値化信号の発振信号を出力する。すなわち、第２インバータＩｎ２から出力される発振信号が、発振回路１２の出力として周波数測定部１４に入力される。第２インバータＩｎ２によって、第２インバータＩｎ２よりも前段の回路（第１インバータＩｎ１など）がＣＰＵからのノイズ等の影響を受けないようになっている。同様に、ＣＰＵも、第２インバータＩｎ２よりも前段の回路からのノイズ等の影響を受けないようにされている。なお、第１インバータＩｎ１は二値化信号回路として機能する。
【００２３】
周波数測定部１４は、入力された発振信号の周波数を測定する。周波数測定部１４は、たとえばＣＰＵであり、ＣＰＵのＡ／Ｄポートに入力された発振信号の周波数を測定する。
【００２４】
スイッチ素子ＳＷは、たとえばリレー素子であり、切替回路２０によってオン・オフが切り替えられる。たとえば、切替回路２０は周波数測定部１４と同じＣＰＵの一部であり、スイッチ素子ＳＷはＣＰＵによってオン・オフの切り替えが制御される。なお、スイッチ素子ＳＷには、トランジスタなどが用いられてもよいし、作業者等によって直接操作されるスイッチ素子が用いられてもよい。
【００２５】
第２コンデンサＣ２は、スイッチ素子ＳＷがオンの状態で、第１コンデンサＣ１と共に充電される。なお、第２コンデンサＣ２の説明は後述するため、ここでの詳細な記述は省略する。
【００２６】
基板１６は、たとえばフレキシブルプリント配線板であり、半導体装置ＩＣおよびバイパスコンデンサＢＣなどが実装されている。半導体装置ＩＣは、電源電位および接地電位から供給される電力によって駆動し、たとえば後述するボイス・コイル・モータなどを制御する目的で基板１６に実装される。バイパスコンデンサＢＣは、半導体装置ＩＣに電力を供給する電源電位と接地電位との間に接続されたコンデンサである。したがって、半導体装置ＩＣは、バイパスコンデンサＢＣによって、電源電圧の変動などから保護される。
【００２７】
なお、基板１６には、半導体装置ＩＣによって制御される素子などが実装されているが、図１では簡単のために図示を省略する。また、基板１６は、たとえばリジッド基板などであってもよい。
【００２８】
コネクタ１８は、図１に示すように２つのラインでバイパスコンデンサ検査装置１０と基板１６とを電気的に接続する。たとえば、コネクタ１８は、基板１６と繋がる電源用および制御用の端子などを利用して、バイパスコンデンサ検査装置１０と基板１６とを接続する。なお、コネクタ１８に代えて、プローブ等を利用してバイパスコンデンサ検査装置１０が基板１６に接続されてもよい。
【００２９】
続いて、バイパスコンデンサ検査装置１０の動作を説明する。まず、図１に示すように、バイパスコンデンサ検査装置１０が基板１６に接続されていても、スイッチ素子ＳＷがオフの場合は、基板１６に実装された半導体装置ＩＣなどは電気的にバイパスコンデンサ検査装置１０から切り離された状態となる。この状態で第２インバータＩｎ２に電源電圧Ｖｄｄが印加されると、第１コンデンサＣ１が充放電を繰り返す。これにより、第１インバータＩｎ１の入力端子の電圧は、第１コンデンサＣ１の充放電によって変動する三角波となる。第１インバータＩｎ１は、この三角波を所定の閾値で二値化した二値化信号を出力し、この二値化信号は第２インバータＩｎ２で反転される。すなわち、第２インバータＩｎ２は、第１インバータＩｎ１の出力信号の位相を１８０度ずらした二値化信号を出力する。そして、第２インバータＩｎ２から出力された二値化信号は、発振信号として周波数測定部１４に入力される。つまり、スイッチ素子ＳＷがオフの状態では、第１コンデンサＣ１の静電容量に基づく第１発振信号が、発振回路１２から周波数測定部１４に入力される。なお、以下の説明では、スイッチ素子ＳＷがオフの状態における発振回路１２の合成静電容量は第１静電容量と言うことがある。また、二値化信号は方形波、矩形波などと言われることもある。
【００３０】
次に、バイパスコンデンサ検査装置１０が基板１６に接続されている状態でスイッチ素子ＳＷがオンの状態になると、基板１６に実装された半導体装置ＩＣなどは、発振回路１２と電気的に接続された状態となる。この状態では、第１インバータＩｎ１の入力端子には、第１コンデンサＣ１と、その第１コンデンサＣ１に対して並列関係となる第２コンデンサＣ２およびバイパスコンデンサＢＣとが接続された状態となる。第２インバータＩｎ２に電源電圧Ｖｄｄが印加されると、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２およびバイパスコンデンサＢＣが充放電を繰り返す。すなわち、第１インバータＩｎ１の入力端子の電圧は、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２およびバイパスコンデンサＢＣの充放電によって変動する。スイッチ素子ＳＷがオフの時と同様、第１インバータＩｎ１は二値化信号を出力し、第２インバータＩｎ２は第１インバータＩｎ１の出力を反転させた二値化信号出力する。周波数測定部１４には、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２およびバイパスコンデンサＢＣの合成静電容量に基づく第２発振信号が入力される。なお、以下の説明では、スイッチ素子ＳＷがオンの状態の合成静電容量は第２静電容量と言うことがある。
【００３１】
ここで、第２コンデンサＣ２について説明する。第２コンデンサＣ２がスイッチ素子ＳＷと発振回路１２との間に直列に接続されていない場合、第１コンデンサＣ１に充電された電力は、第１インバータＩｎ１に流れず、半導体装置ＩＣに流れる。すなわち、発振回路１２が発信しなくなる。これに対して、上記のように第２コンデンサＣ２がスイッチ素子ＳＷと発振回路１２との間に直列に接続されている場合、第１コンデンサＣ１に充電された電力は、半導体装置ＩＣに流れず第１インバータＩｎ１に流れる。つまり、第２コンデンサＣ２は、第１コンデンサＣ１で充電された電力が半導体装置ＩＣに流れるのを防止する。そして、バイパスコンデンサＢＣが実装されている状態であれば、第２コンデンサＣ２も発振回路１２の発振に寄与する。
【００３２】
バイパスコンデンサ検査装置１０に、バイパスコンデンサＢＣなどが実装された基板１６が接続されている状態で、スイッチ素子ＳＷのオン・オフが切り替えられると、発振信号の周波数が変化する。つまり、周波数測定部１４は、スイッチ素子ＳＷがオフの状態では第１発振信号が入力され、スイッチ素子ＳＷがオンの状態では第２発振信号が入力される。そして、第２静電容量は、第１静電容量よりも大きくなるため、スイッチ素子ＳＷのオン・オフ状態が切り替わると、周波数測定部１４が測定する第１発振信号および第２発振信号の周波数が変化する。
【００３３】
一方、バイパスコンデンサ検査装置１０にバイパスコンデンサＢＣが実装されていない基板１６が接続されている状態で、スイッチ素子ＳＷのオン・オフが切り替えられると、発振信号の周波数は変化しない。具体的に説明すると、スイッチ素子ＳＷがオンになっても第２コンデンサＣ２はグランドに接続された状態にならず電圧が加わらないため、第２コンデンサＣ２の静電容量は変化しない。そのため、スイッチ素子ＳＷがオンの状態の第２静電容量は、第１コンデンサＣ１の静電容量となる。すなわち、この状態の第２静電容量は、第１静電容量と同等になる。そして、第１コンデンサＣ１の静電容量に基づく第２発振信号が周波数測定部１４に入力されると、周波数測定部１４が測定する第１発振信号および第２発振信号の周波数の変化は生じない。
【００３４】
このように、基板１６にバイパスコンデンサＢＣが実装されているか否かによって、周波数測定部１４が測定する周波数の変化量が異なる。具体的には、基板１６にバイパスコンデンサＢＣが実装されている状態の周波数の変化量は、基板１６にバイパスコンデンサＢＣが実装されていない状態の周波数の変化量よりも大きい。したがって、バイパスコンデンサ検査回路１０は、第１コンデンサＣ１の静電容量に基づく第１発振信号と、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２およびバイパスコンデンサＢＣの合成静電容量に基づく第２発振信号とを比較することで、バイパスコンデンサＢＣが実装されているか否かを検査することができる。すなわち、第１発振信号の周波数および第２発振信号の周波数の比較に基づいて、バイパスコンデンサＢＣが基板１６に実装されているかを検査することができる。
【００３５】
以上の説明からわかるように、実施形態１では、スイッチ素子ＳＷのオン・オフの切り替えによる発振信号の周波数の変化によって、比較的容易にバイパスコンデンサＢＣが基板１６に実装されているかを検査することができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、周波数測定部１４として機能するＣＰＵが、第１コンデンサＣ１の静電容量に基づく第１発振信号と、第１コンデンサＣ１、第２コンデンサＣ２およびバイパスコンデンサＢＣの合成静電容量に基づく第２発振信号とを比較する。そのため、ＣＰＵは、バイパスコンデンサ検出部と言われることもある。なお、検査の作業者が、第１発振信号と第２発振信号の周波数を比較することで、バイパスコンデンサＢＣが実装されているかを検査してもよい。
【００３７】
＜２．他の実施形態＞
次に、本発明の他の実施形態について、図面を参照しながら説明する。他の実施形態のバイパスコンデンサ検査回路１０は、実施形態１のバイパスコンデンサ検査回路１０と比較して、発振回路１２の構成で相違し、それ以外の構成等は同様である。以下の説明では、他の実施形態が実施形態１と相違する点についての説明を行い、実施形態１と同様の構成等についてはその説明を省略する。
【００３８】
図２に示すように、他の実施形態のバイパスコンデンサ検査回路１０は、他の構成のＲＣ発振回路１２ａが用いられてもよい。たとえば、ＲＣ発振回路１２ａでは、第２インバータＩｎ２が省略される。この場合、単純なＲＣ発振回路の発振信号の周波数を測定することで、バイパスコンデンサＢＣが実装されているかを判断することが可能な構成とすることができる。
【００３９】
次に、図３に示すように、他の実施形態のバイパスコンデンサ検査回路１０は、ＬＣ発振回路１２ｂが用いられてもよい。すなわち、発振回路としては、ＲＣ発振回路だけに限らず、ＬＣ発振回路１２ｂなどコンデンサを用いた回路であれば利用することができる。
このように、コンデンサを含みそのコンデンサの静電容量の変化が発振周波数に影響する帰還型共振回路であれば、バイパスコンデンサ検査回路１０に適用することができる。
【００４０】
＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００４１】
上述した周波数測定部１４は、以下の数１に示す数式に基づいて発振信号の周波数から合成静電容量Ｃを算出することもできる。Ｖｄｄは、上述した通り電源電圧である。Ｖｐは、第２インバータＩｎ２の上限側の閾値電圧である。Ｖｎは、第２インバータＩｎ２の下限側の閾値電圧である。そして、ｆは、周波数測定部１４によって測定された周波数である。
【数１】
2019039887.tif 000003
【００４２】
たとえば、第１コンデンサＣ１及び第２コンデンサＣ２の静電容量が予め判っていれば、合成静電容量を算出することで、バイパスコンデンサＢＣの静電容量を算出することができる。これにより、適切な容量のバイパスコンデンサＢＣが実装されているかを判断することもできる。すなわち、バイパスコンデンサＢＣが実装されていたとしても、静電容量が異なるコンデンサが誤って実装される可能性もある。上記のようにバイパスコンデンサＢＣの静電容量を算出することで、実装されているコンデンサが適切な容量のものであるかも判断できるようになり、検査の精度を向上させることができる。
【００４３】
また、バイパスコンデンサ検査回路１０を製造ラインに組み込むことで、全自動で検査が行われるようにしてもよい。
【００４４】
また、第２コンデンサＣ２とバイパスコンデンサＢＣとの合成静電容量を、第１コンデンサＣ１の静電容量よりも大きくすることで、周波数の変化量を大きくすることができる。つまり、周波数の変化量を大きくすることで、誤った検査を減らすことができるため、検査精度を向上させることができる。
【００４５】
なお、図４に示すように、半導体装置ＩＣは、たとえばモバイル用カメラモジュールに搭載されるボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）を制御するためのものであってもよい。一例として、カメラモジュールが備えるレンズを光軸方向に移動させるために、半導体装置ＩＣはボイス・コイル・モータを制御する。他にも、手振れ補正用のボイス・コイル・モータを制御するために半導体装置ＩＣが用いられてもよい。このように、バイパスコンデンサ検査装置１０は、モバイル用カメラモジュールなどに用いられるボイス・コイル・モータの制御用半導体装置のバイパスコンデンサの検査に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、特に半導体装置のバイパスコンデンサを検査するためのバイパスコンデンサ検査装置１０として効果的に利用される。
【符号の説明】
【００４７】
１０    …  バイパスコンデンサ検査装置
１２    …  発振回路
１２ａ    …  ＲＣ発振回路
１２ｂ    …  ＬＣ発振回路
１４    …  周波数測定部
１６    …  基板
１８    …  コネクタ
ＩＣ    …  半導体装置
Ｃ１    …  第１コンデンサ
Ｃ２    …  第１コンデンサ
Ｒ１    …  抵抗素子
Ｉｎ１  …  第１インバータ（二値化回路）
Ｉｎ２  …  第２インバータ
【図１】
2019039887.tif 000004
【図２】
2019039887.tif 000005
【図３】
2019039887.tif 000006
【図４】
2019039887.tif 000007