(57)【要約】【課題】容量性負荷部品が搭載された回路基板であっても、電気抵抗の測定精度の低下を抑制できる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】検査装置は、容量性負荷部品を測定電流よりも大きい充電電流で充電する充電回路２と、回路基板に実装された部品の電気抵抗を測定する抵抗測定機３と、容量性負荷部品を測定電流よりも大きい放電電流で放電する放電回路４と、これら充電回路２、抵抗測定機３及び放電回路４を選択的に切り替える切替スイッチ５と含んで構成される。容量性負荷部品が実装された回路基板に測定電流を供給する前に、容量性負荷部品を充電し、回路基板に搭載された部品の電気抵抗を測定した後、容量性負荷部品を放電する。【選択図】図１
2015055596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容量性負荷部品が搭載された回路基板に測定電流を供給し、回路基板に実装された電子部品の電気抵抗を測定して検査を行う検査装置であって、
前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい充電電流で充電する充電回路と、
前記回路基板に実装された部品の電気抵抗を測定する抵抗測定機と、
前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい放電電流で放電する放電回路と、
前記充電手段、前記測定手段及び前記放電手段を選択的に切り替える切替スイッチと、
を具備する検査装置。
【請求項２】
容量性負荷部品が搭載された回路基板に測定電流を供給し、回路基板に実装された電子部品の電気抵抗を測定して検査を行う検査方法であって、
前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい充電電流で充電するステップと、
前記容量性負荷部品の充電後に、前記回路基板に実装された部品に測定電流を供給して電気抵抗を測定するステップと、
前記電気抵抗の測定後に、前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい放電電流で放電するステップと、
を含む検査方法。
【請求項３】
前記容量性負荷部品を充電するステップは、前記充電電流をモニタしつつ実行し、該充電電流が流れない場合、あるいは所定時間経過後に該充電電流の電流値が低下しない場合に、前記容量性負荷部品または前記容量性負荷部品の接続に不良があると判定する、請求項２に記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容量性負荷部品が搭載された回路基板に測定電流を供給し、回路基板に実装された電子部品の電気抵抗を測定して検査を行う検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、回路基板に実装された電子部品の電気抵抗を計測する方法として、例えば特許文献１に示されているように、プローブを回路基板上の配線パターンに接触させ、測定電流を流して電気抵抗を計測する方法がある。
抵抗測定機での抵抗測定は、測定する抵抗に対して、抵抗測定機が出力する一定電流を測定対象の抵抗に流し、発生した電位差を抵抗測定機内の電圧計で測定する。こうして得られた電位差と抵抗測定機から出力した一定電流から、抵抗測定機内部で演算をして抵抗値を求める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１０４０２６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、回路基板に容量性負荷部品（例えばコンデンサ）が搭載され、測定対象の抵抗に配線パターンを介して並列に接続されている場合、測定電流が容量性負荷部品に流れ込み、測定電流が小さくなって、精度良く電気抵抗を測定するのが難しい、という問題があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、容量性負荷部品が搭載された回路基板であっても、電気抵抗の測定精度の低下を抑制できる検査装置及び検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の検査装置は、容量性負荷部品が搭載された回路基板に測定電流を供給し、回路基板に実装された電子部品の電気抵抗を測定して検査を行う検査装置であって、前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい充電電流で充電する充電回路と、前記回路基板に実装された部品の電気抵抗を測定する抵抗測定機と、前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい放電電流で放電する放電回路と、前記充電手段、前記測定手段及び前記放電手段を選択的に切り替える切替スイッチと、を具備する。
【０００７】
また、本発明の検査方法は、容量性負荷部品が搭載された回路基板に測定電流を供給し、回路基板に実装された電子部品の電気抵抗を測定して検査を行う検査方法であって、前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい充電電流で充電するステップと、前記容量性負荷部品の充電後に、前記回路基板に実装された部品に測定電流を供給して電気抵抗を測定するステップと、前記電気抵抗の測定後に、前記容量性負荷部品を測定電流よりも大きい放電電流で放電するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、容量性負荷部品を予め充電してから、測定電流を流して抵抗値を測定するので、測定電流が容量性負荷部品を充電することに起因する、電気抵抗の測定精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る検査装置を示す概略構成図である。
【図２】検査対象の回路例を示す回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。
【図４】図３に続く検査手順を示すフローチャートである。
【図５】図４に続く検査手順を示すフローチャートである。
【図６】容量性負荷部品を充電する際の検査装置の接続例を示す回路図である。
【図７】抵抗値を測定する際の検査装置の接続例を示す回路図である。
【図８】容量性負荷部品を放電する際の検査装置の接続例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示す検査装置１は、充電回路２、抵抗測定機３、放電回路４、切替スイッチ５、及びプローブ６−１，６−２等を含んで構成されている。
充電回路２は、充電電流測定用の電流計２ａ、負荷抵抗２ｂ及びコンデンサ充電用電源２ｃを備えている。抵抗測定機３は、周知の抵抗測定機である。放電回路４は、放電完了確認用電流計４ａと放電用負荷抵抗４ｂを含んで構成されている。切替スイッチ５の可動接点Ｔ１は、プローブ６−１に接続されており、充電回路２、抵抗測定機３及び放電回路４にはそれぞれプローブ６−２が共通接続されている。切替スイッチ５は、可動接点Ｔ１が固定接点Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４にそれぞれ選択的に接続されることで、充電回路２、抵抗測定機３及び放電回路４をプローブ６−１，６−２間に接続するようになっている。
【００１１】
図１に示した検査装置は、例えば図２に示すような容量性負荷部品が搭載された回路基板（ここでは３相電動モータを駆動するインバータ回路）において、回路基板に半田付け、溶接、ロウ付等で実装された部品の故障検出、あるいは実装時の接続不良検出のための抵抗値の測定に用いられる。このインバータ回路は、電動モータのＵ相、Ｖ相及びＷ相をそれぞれ相毎に駆動する３組の半導体素子を備えた３相ブリッジ回路構成になっている。本例では、各半導体素子がＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ１１〜１６で構成されている。
【００１２】
ＭＯＳＦＥＴ１１，１２は、電源ライン（バスバーまたは回路基板の電源配線パターン）１７とＧＮＤライン（バスバーまたは回路基板の接地配線パターン）１８間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点にＵ相端子が接続される。ＭＯＳＦＥＴ１３，１４は、電源ライン１７とＧＮＤライン１８間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点にＶ相端子が接続される。また、ＭＯＳＦＥＴ１５，１６は、電源ライン１７とＧＮＤライン１８間にドレイン・ソース間が直列接続され、共通接続点にＷ相端子が接続されている。Ｕ相端子、Ｖ相端子及びＷ相端子はそれぞれ、電動モータのＵ相、Ｖ相及びＷ相に接続される外部端子である。各ＭＯＳＦＥＴ１１〜１６のゲート電極はそれぞれ、端子１１ａ〜１６ａに接続されている。
尚、各ＭＯＳＦＥＴ１１〜１６のソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードは、これらＭＯＳＦＥＴ１１〜１６の寄生ダイオードである。
【００１３】
上記インバータ回路２の電源ライン１７とＧＮＤライン１８との間には、平滑コンデンサ１９が接続されている。また、電源ライン１７には、電流検出用のシャント抵抗２０、ノイズ除去用コイル２１、コイル２２ａ及びリレー２３を介して電源端子２４が接続される。一方、ＧＮＤライン１８は、コイル２２ｂを介してＧＮＤ端子２５が接続される。コイル２２ａ，２２ｂは、コモンモードノイズ対策用である。上記コイル２１の一端とＧＮＤライン１８間、及び上記コイル２１の他端とＧＮＤライン１８間にはそれぞれ、ノイズ除去用のコンデンサ２６，２７が接続されている。そして、リレー２３がコントロールユニットで制御され、ＭＯＳＦＥＴ１１〜１６の短絡や地絡故障時に、電源の供給が遮断されるようになっている。
【００１４】
次に、上記図２に示したインバータ回路において、部品の故障検出、あるいは実装時の接続不良検出のための抵抗値の測定について、図３乃至図５のフローチャート、並びに図６乃至図８の回路図により詳しく説明する。
まず、検査装置１を起動し（ステップＳ１０１）、検査対象である図２に示した回路基板を治具にセットする（ステップＳ１０２）。
次に、測定装置１における切替スイッチ５の可動接点Ｔ１を固定接点Ｔ４に接続して（図１参照）、放電回路４を選択し（ステップＳ１０３）、図８に示すようにプローブ６−１を電源ライン１７に、プローブ６−２をＧＮＤライン１８にそれぞれ接触させ（ステップＳ１０４）、コンデンサ１９，２６，２７に残留している電荷の放電を行う（ステップＳ１０５）。この時の放電電流は、測定電流よりも大きくすると良い。そして、放電完了確認用電流計４ａで放電電流がほぼゼロになるまで放電を行う（ステップＳ１０６）。
電流がほぼゼロになった時点で、測定装置１における切替スイッチ５の可動接点Ｔ１を固定接点Ｔ２に接続して（図１参照）、充電回路２を選択する（ステップＳ１０７）。
【００１５】
この状態で、直流電源２ｃから負荷抵抗２ｂを介して、抵抗測定機３の端子間電圧以上の電圧を印加し、測定電流より大きな充電電流を流して、容量性負荷部品、本回路例ではコンデンサ１９，２６，２７の充電を開始する（ステップＳ１０８）。
この際、充電電流を電流計２ａでモニタし（ステップＳ１０９）、図４に示すステップＳ１１０で、充電電流が流れているか否か判定する。充電電流が流れなければ、全てのコンデンサ１９，２６，２７が不良品、全てが接続不良、あるいは電源ライン１７かＧＮＤライン１８に異常がある。よって、全てのコンデンサ１９，２６，２７を不良品または接続不良と識別する（ステップＳ１１４）。この場合には、測定を中止し（ステップＳ１１５）、作業者に不良があることを通知して当該回路基板に対する検査を終了する（ステップＳ１１６）。
【００１６】
ステップＳ１１０で、充電電流が流れていれば、この充電電流が所定の電流値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ１１１）。低くない場合には、コンデンサ１９，２６，２７のいずれかが故障（絶縁破壊）してショートしているか、または回路基板上で短絡している可能性がある。よって、各コンデンサ１９，２６，２７の容量値、充電電流の電流値、及び充電電流の経時変化等に基づき不良品を特定して識別する（ステップＳ１１４）。この場合にも、測定を中止し（ステップＳ１１５）、作業者に不良があることを通知して検査を終了する（ステップＳ１１６）。
【００１７】
続くステップＳ１１２では、所定時間経過後に充電電流が低下したか否かを判定する。コンデンサ１９，２６，２７への充電が完了すると、充電電流の電流値が低下するので、この電流値の低下を検出して電圧の印加を停止し、コンデンサ１９，２６，２７への充電を終了する（ステップＳ１１３）。
低下しない場合には、回路基板上での短絡やコンデンサ１９，２６，２７が故障（絶縁破壊）してショートしている可能性がある。また、短時間で充電電流が低下した場合には、コンデンサ１９，２６，２７の接続不良（オープン故障）が生じ、一部のコンデンサしか充電されていない可能性がある。このため、各コンデンサ１９，２６，２７の容量値、充電電流の電流値、及び充電電流の経時変化等に基づいて、不良が発生しているコンデンサを識別する（ステップＳ１１４）。そして、測定を中止し（ステップＳ１１５）、作業者に通知して当該回路基板に対する検査を終了する（ステップＳ１１６）。
【００１８】
続いて、図５に示すステップＳ１１７では、測定装置１における切替スイッチ５の可動接点Ｔ１を固定接点Ｔ３に接続して、抵抗測定機２を選択し（図１参照）、図７に示すようにプローブ６−１を電源ライン１７に、プローブ６−２を例えばＭＯＳＦＥＴ１５のソース側のバスバーまたは回路基板の配線パターンにそれぞれ接触させ（ステップＳ１１８）、抵抗値を測定する（ステップＳ１１９）。
ステップＳ１２０では、測定したＭＯＳＦＥＴ１５の抵抗値が規格値の範囲内か否かを判定し、範囲内であれば、例えばプローブ６−２をＭＯＳＦＥＴ１３のゲート電極に接続された端子１５ａに接触させて抵抗値を測定する。測定した抵抗値が規格値の範囲内か否かを判定し、範囲内であれば測定対象の素子を変更する（ステップＳ１２１）。例えばプローブ６−２をＭＯＳＦＥＴ１３のソース側のバスバーまたは回路基板の配線パターンにそれぞれ接触させ、抵抗値を測定する。測定したＭＯＳＦＥＴ１３の抵抗値が規格値の範囲内であれば、例えばプローブ６−２をＭＯＳＦＥＴ１３のゲート電極に接続された端子１５ａに接触させて抵抗値を測定する。そして、全ての素子の測定が終了したか否か判定し（ステップＳ１２５）、同様な測定を繰り返す。このようにして、ＭＯＳＦＥＴ１１〜１６の全ての測定を行う。他の素子に対しても同様である。
【００１９】
ステップＳ１２０で、測定したＭＯＳＦＥＴ１５の抵抗値が規格値の範囲外の場合には、不良品または接続不良であるので、ＭＯＳＦＥＴ１５が不良品または接続不良であると識別する（ステップＳ１２２）。その後は、測定を中止し（ステップＳ１２３）、作業者に不良があることを通知して検査を終了する（ステップＳ１２４）。
ステップＳ１２５で、全ての素子の抵抗値の測定が終了したと判定されると、測定装置１における切替スイッチ５の可動接点Ｔ１を固定接点Ｔ４に接続して（図１参照）、放電回路４を選択し（ステップＳ１２６）、図８に示すようにプローブ６−１を電源ライン１７に、プローブ６−２をＧＮＤライン１８にそれぞれ接触させ（ステップＳ１２７）、コンデンサ１９，２６，２７の放電を行う（ステップＳ１２８）。この時の放電電流も、測定電流よりも大きくすると良い。
そして、放電完了確認用電流計４ａで放電電流がほぼゼロになるまで放電を行い（ステップＳ１２９）、電流がほぼゼロになると作業を終了し（ステップＳ１３０）、作業者に良品であることを通知（ステップＳ１３１）して終了する。
【００２０】
上記のような検査装置及び検査方法によれば、容量性負荷部品を予め充電してから、測定電流を流して抵抗値を測定するので、測定電流が容量性負荷部品を充電することに起因する、電気抵抗の測定精度の低下を抑制することができる。また、容量性負荷部品の充電が完了するまで測定電流が流れて短絡と見なされる状態になり、不良品と誤判定されるのを抑制できる。
更に、測定電流よりも大きな充電電流を供給して、容量性負荷部品を充電するので、検査時間の短縮を図ることができる。容量性負荷部品が充電されているため、測定電流で容量性負荷部品が充電されるまで待機する必要がなく、抵抗測定機を回路基板のバスバーあるいは配線パターンに接続後、直ぐに測定を開始することができるので、この点からも検査時間を短縮することができる。
【００２１】
しかも、充電電流をモニタすることで、測定電流の供給前（抵抗値の測定前）に容量性負荷部品の不良、あるいは回路基板の実装時の接続不良を検出することができることから、検査の早期の段階で不良品を発見でき、検査工程も低減できる。
また、容量性負荷部品を充電する前に、予め容量性負荷部品を放電し、残留している電荷が無い状態にしてから、容量性負荷部品に充電を開始することで、正常な容量性負荷部品に充電電流を流したときの充電電流値及び充電時間が個体間で同等となり、不良品の検出精度を向上できる。
更に、抵抗値を測定後には、容量性負荷部品に充電した電荷を放電してから次工程に渡すため、次工程で例えば金属筐体内に搭載する際に、作業者が容量性負荷部品のプラス端子とマイナス端子間を接触させて短絡させてしまった場合においても、火花が飛んだりすることはなく安全である。
加えて、比較的高い電圧で充電された容量性負荷部品があった場合、抵抗測定機に直接接続して測定すると、抵抗測定機を破損する危険性があったが、例えば抵抗測定機３の端子電圧（プローブ６−１，６−２間の電圧）を０．４Ｖ程度の低い電位差にしても、測定に先立って充電回路２を接続して直流電源２ｃの電圧に設定するので、このような危険性を回避できる。
【００２２】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することが可能である。例えば、検査装置の切替スイッチを作業者が切り替える場合について説明したが、検査装置内にマイクロコンピュータを搭載し、切替スイッチの切り替え操作、充電電流による容量性負荷部品の不良並びに接続不良の識別、測定した抵抗値による不良部品並びに接続不良の識別、測定の中止、及び作業者への通知等の少なくとも一部をマイクロコンピュータで制御するようにしても良い。
また、充電電流をモニタして容量性負荷部品の不良及び接続不良を検出するようにしたが、抵抗値のみ測定できれば良いのであれば、ステップＳ１０６〜Ｓ１０９、Ｓ１１１は省略することができる。この場合には、検査装置の充電回路における充電電流測定用の電流計も不要である。
【００２３】
ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載の検査方法において、前記回路基板に複数の容量性負荷部品が接続されて実装されている場合に、前記充電電流をモニタし、該充電電流の電流値が所定の電流値よりも低下した場合に、前記複数の容量性負荷部品の容量値、充電電流の電流値、及び充電電流の経時変化に基づいて不良の容量性負荷部品を識別する、検査方法。
上記方法によると、複数の容量性負荷部品の中から不良品または接続不良品を特定できる。
【符号の説明】
【００２４】
１…検査装置、２…充電回路、３…抵抗測定機、４…放電回路、５…切替スイッチ、６−１，６−２…プローブ
【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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