(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力及び温度を含む環境条件により変動する抵抗成分を有する試料と、
環境条件による変動が抑制された所定の抵抗値をもつ固定基準抵抗と、
第1抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗をブリッジ接続し、前記第１抵抗を前記固定基準抵抗と前記試料とを直列接続した回路とし、前記第２抵抗乃至第４抵抗の抵抗値を前記固定基準抵抗と同一としたホイーストンブリッジ回路と、
前記ホイーストンブリッジ回路の前記第１抵抗と第４抵抗とを接続する第１接続点と、前記第２抵抗と第３抵抗とを接続する第３接続点との間に一定のブリッジ入力電圧を印加する定電圧電源と、
前記ホイーストンブリッジ回路の前記第１抵抗と第２抵抗とを接続する第２接続点と、前記第３抵抗と第４抵抗とを接続する第４接続点の間からのブリッジ出力電圧を入力し、前記ブリッジ出力電圧に応じて振幅が変化する所定周波数の搬送波信号を出力する動歪アンプ回路と、
前記動歪アンプ回路の搬送波信号のピークレベルをサンプリングして前記ブリッジ出力電圧を検出し、検出したブリッジ出力電圧に基づいて前記試料の抵抗を算出する測定抵抗演算部と、を備え、
前記固定基準抵抗は、前記第２乃至第４抵抗と同じ抵抗値を持つ歪ゲージであることを特徴とする試料抵抗測定装置。
【請求項２】
外力及び温度を含む環境条件により変動する抵抗成分を有する試料と、
環境条件による変動が抑制された所定の抵抗値をもつ固定基準抵抗と、
第1抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗をブリッジ接続し、前記第１抵抗を前記固定基準抵抗と前記試料とを直列接続した回路とし、前記第２抵抗乃至第４抵抗の抵抗値を前記固定基準抵抗と同一としたホイーストンブリッジ回路と、
前記ホイーストンブリッジ回路の前記第１抵抗と第４抵抗とを接続する第１接続点と、前記第２抵抗と第３抵抗とを接続する第３接続点との間に一定のブリッジ入力電圧を印加する定電圧電源と、
前記ホイーストンブリッジ回路の前記第１抵抗と第２抵抗とを接続する第２接続点と、前記第３抵抗と第４抵抗とを接続する第４接続点の間からのブリッジ出力電圧を入力し、前記ブリッジ出力電圧に応じて振幅が変化する所定周波数の搬送波信号を出力する動歪アンプ回路と、
前記動歪アンプ回路の搬送波信号のピークレベルをサンプリングして前記ブリッジ出力電圧を検出し、検出したブリッジ出力電圧に基づいて前記試料の抵抗を算出する測定抵抗演算部と、を備え、
前記固定基準抵抗を、熱膨張係数を同等とするベース基板上に固定配置した状態で断熱構造及び密閉構造を有する容器に収納したことを特徴とする試料抵抗測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記固定基準抵抗は、前記第２乃至第４抵抗と同じ抵抗値をもつ歪ゲージであることを特徴とする試料抵抗測定装置。
【請求項４】
請求項３記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記歪ゲージを、熱膨張係数を同等とするベース基板上に固定配置した状態で断熱構造および密閉構造を有する容器に収納したことを特徴とする試料抵抗測定装置。
【請求項５】
請求項２記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記固定基準抵抗は２分割された抵抗体を直列接続して構成され、一方の抵抗体を正の温度係数をもつ第１抵抗材料で構成し、他方の抵抗体を値が同等で負温度係数をもつ第２抵抗材料で構成したことを特徴とする試料抵抗測定装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記測定抵抗演算部は、前記試料の抵抗をΔＲ、前記固定基準抵抗及び前記ホイーストンブリッジの第２乃至第４抵抗をＲ、前記ブリッジ入力電圧をＥｉ及び前記ブリッジ出力電圧をＥｏとした場合、前記試料の抵抗ΔＲを
【数１】
0004831670.tif 000010
として算出することを特徴とする試料抵抗測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動試験や衝撃試験などの環境試験行う回路基板にハンダ付け実装されたＩＣ等の回路部品の電気的な接続状態を測定する試料抵抗測定装置に関し、特に、ホイーストンブリッジを利用して環境試験に伴う回路部品のハンダ付けポイントの微小な抵抗変化を測定する試料抵抗測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータ等の情報処理機器にあっては、ＣＰＵやメモリといった回路部品を回路ボード上にハンダ付けで実装している。また、近年にあっては、高密度実装を実現するため、集積回路のパッケージの構造にも工夫が凝らされたものが使われている。
【０００３】
このような集積回路の高密度実装に適したリードレスのパッケージ構造としてボールグリッドアレイ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）やＱＦＮパッケージ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｎｏｎ−Ｌｅａｄｅｄ  Ｐａｃｋａｇｅ）等が知られている。
【０００４】
ボールグリッドアレイ、通称ＢＧＡは、プリント基板に接するパッケージの裏面に半田ボールで構成したリードレス端子を格子状且つ一定間隔に配置したパッケージであり、リードレス端子を対応するプリント板のパターンに半田付けする。リードレス端子はパッケージの裏側にあり、パッケージとプリント板に挟まれた狭い空間にあるので、前もって接合用のペースト状の半田をプリント基板のパターンに印刷処理により塗布し、パッケージ全体を加熱して端子部分に着いている接合用半田を融解させて半田付けを行う。
【０００５】
また、ＱＦＮパッケージはリードをなくし、半田付け用の電極パッドのみを形成した構造のパッケージであり、電極パッドはパッケージの裏面に位置している。
【０００６】
一方、回路部品をプリント基板にハンダ付け実装した回路ボードについては、環境試験装置により振動試験、衝撃試験及び熱衝撃などの様々な環境試験が行われ、製品として出荷した際の信頼性と耐久性を保証している。
【０００７】
このような環境試験の際には、回路ボード上に実装している回路部品の各種の接続部分に熱応力や機械的応力が繰り返し加えられて歪が発生し、応力限界に達すると機械的に分離切断され、電気的接続が瞬間的に不通になる瞬断を起すことになる。
【０００８】
環境試験においては、従来は試験終了時に、回路部品のハンダ付け部分を目視で検査して剥離やクラックなどが発生しているかどうか確認している。しかし、近年の高密度実装に使用されるＢＧＡやＱＦＮにあっては、ハンダ付け部分を外部から見ることができず、目視による検査は不可能である。
【０００９】
そこで、ハンダ付け部分を外から見ることのできない回路ボードの環境試験では、回路部品の電気的接続の状態を測定する方法として抵抗測定を行う必要がある。この抵抗測定には、データロガーを使用する方法、高速サンプリングのオシロスコープを使用する方法が知られている。一方、歪測定する方法としてホイーストンブリッジと動的現象を捉えられる高速アンプ（略称「動的アンプ」という）を組合わせた方法が知られている。この方法は、歪量の変化を抵抗値変化として高速に捉えるものである。
【００１０】
図１２（Ａ）は２線式のデータロガーであり、抵抗測定器１００から引出されたケーブルに試料１０４を接続し、抵抗測定器１００から試料１０４に一定電圧を供給して流れる電流を検出して試料１０４の抵抗を測定する。２線式のデータロガーの場合は、測定抵抗にケーブル１０２の配線抵抗が含まれ、試料１０４の抵抗が正確に計測できない。
【００１１】
図１２（Ｂ）は４線式のデータロガーであり、抵抗測定器１０６から４線式のケーブル１０８を引き出して試料１０４を接続し、抵抗測定器１０６から試料１０４に一定電圧を供給して流れる電流を検出して試料１０４の抵抗を測定する。この場合、４線式により測定抵抗にケーブル１０８の配線抵抗が含まれず、試料１０４の抵抗を正確に計測できる。
【００１２】
図１３は高速サンプリングのオシロスコ−プ１１０であり、試料１０４を接続するケーブル１１２に定電圧電源１１４を接続すると共に、オシロスコープ１１０側にモニタ用電流計１１６を接続している。
【００１３】
図１４（Ａ）はホイーストンブリッジを用いた動歪測定装置であり、ホイーストンブリッジ１１８、動歪アンプ１２０、歪ゲージ１２２、定電圧電源１２６及び動歪処理装置１２８で構成される。
【００１４】
歪ゲージ１２２はホイーストンブリッジ１１８のブリッジ辺の抵抗の一つとして接続され、定電圧電源１２６からブリッジ入力電圧Ｅｉを印加した状態で歪ゲージ１２２を含む全てのブリッジ抵抗を同じ抵抗値Ｒとしており、このとき動歪アンプ１２０に対するブリッジ出力電圧Ｅｏは０ボルトとなっている。
【００１５】
歪ゲージ１２２は図１４（Ｂ）のように振動試験を行う試料１２４に固着され、試料１２４が上向きに湾曲して歪ゲージ１２２が伸びると抵抗値が増加し、逆に試料１２４が下向きに湾曲して歪ゲージ１２２が縮むと抵抗値が減少する。このような歪ゲージ１２２の抵抗値の変化に応じてブリッジ出力電圧Ｅｏが変化する。
【００１６】
動歪アンプ１２０はブリッジ出力電圧Ｅｏを入力し、ブリッジ出力電圧Ｅｏに対応して変化する電流の搬送波を出力しており、搬送波出力による電圧変動をＡ／Ｄ変換器で高速サンプリングしている。そのため、ホイーストーンブリッジ１１８から試料１２４の信号線は２本であっても、試料１２４に設けた歪ゲージ１２２の振動による抵抗変化分を抽出することができる。
【特許文献１】特表平０８−５０７８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、振動試験や衝撃試験などを行う環境試験中の試料の接続部に発生する応力は、過渡現象的に発生するものであり、およそ１０Ｈｚ〜２ＫＨｚの周波数範囲の変化を捉える応答速度が必要となる。このため、測定サンプリング速度は応答速度の約５倍以上となる５０Ｈｚ〜１０ＫＨｚまで必要となる。
【００１８】
データロガーは、２線式および４線式のいずれも測定応答時間が最小でも０.１秒であり、１０Ｈｚレベルの応答速度に過ぎないことから完全に能力不足となる。また２線式のデータロガーの場合は、測定抵抗に抵抗測定器を試料に接続するケーブルの配線抵抗が含まれ、試料の抵抗変化が計測できない。更に４線式のデータロガーは試料の測定抵抗に配線抵抗が含まれないが、配線数が多くなる。
【００１９】
高速サンプリングのオシロスコープにあっては、チャンネルの数だけ定電流電源が必要となり、測定系が大掛かりとなる。このため同時に測定できるチャンネル数がせいぜい４チャンネル程度であり、１０チャンネル以上が要求される環境試験の際の多チャンネル測定には不向きである。また測定データが歪振動波形となることでデータ量が増大し、長時間記録にも問題がある。
【００２０】
一方、ホイーストンブリッジを用いた動歪測定装置は、歪ゲ−ジの微小抵抗変化を高倍率で増幅し、しかも多チャンネルに設計されている。サンプリング周期も１０〜２０ＫＨｚが標準であり、長時間記録にも対応し、応答性も記録システムとしても能力十分といえる。
【００２１】
しかしながら、ホイーストンブリッジを用いた動歪測定装置は、測定対象に固着した歪ゲージから振動による抵抗の変化量を抽出し、この抵抗変化量を歪物理量に換算するものであり、環境試験等を行っている試料の抵抗値変化を直接高感度でモニタすることはできないという問題がある。
【００２２】
本発明は、動歪測定器のホイーストンブリッジに対する試料抵抗分の配線構造を工夫することで、振動試験や衝撃試験等により高速で変動する試料の微小な抵抗値を高精度に測定可能とする試料抵抗測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、試料抵抗測定装置を提供する。本発明の試料抵抗測定装置は、
外力及び温度を含む環境条件により変動する抵抗成分を有する試料と、
環境条件による変動が抑制された所定の抵抗値をもつ固定基準抵抗と、
第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗をブリッジ接続し、第１抵抗を固定基準抵抗と試料とを直列接続した回路とし、第２抵抗乃至第４抵抗の抵抗値を固定基準抵抗と同一としたホイーストンブリッジ回路と、
ホイーストンブリッジ回路の第１抵抗と第４抵抗とを接続する第１接続点と、第２抵抗と第３抵抗とを接続する第３接続点との間に一定のブリッジ入力電圧を印加する定電圧源と、
ホイーストンブリッジ回路の第１抵抗と第２抵抗とを接続する第２接続点と、第３抵抗と第４抵抗とを接続する第４接続点の間からのブリッジ出力電圧を入力し、ブリッジ出力電圧に応じて変化する所定周波数の搬送波信号を出力する動歪アンプ回路と、
動歪アンプ回路の搬送波信号のピークレベルをサンプリングしてブリッジ出力電圧を検出し、検出したブリッジ出力電圧に基づいて試料の抵抗を算出する測定抵抗演算部と、
を備えたことを特徴とする。
【００２４】
試料は、振動試験、衝撃試験又は熱衝撃試験を含む環境試験により抵抗分が変化する。試料は、複数のピンを基板にハンダ付けして実装した回路部品であり、回路部品の複数のハンダ付けポイントを直列接続した回路の抵抗を測定対象とする。
【００２５】
本発明の試料抵抗測定装置は、固定基準抵抗、ホイーストンブリッジ回路、定電圧源、動歪アンプ及び測定抵抗演算部を環境試験モニタ装置側に配置し、環境試験モニタ装置側から環境試験機側に搭載した試料に接続する２本の信号線を備えた測定プローブを引き出したことを特徴とする。
【００２６】
固定基準抵抗は、第１乃至第３抵抗と同じ抵抗値をもつ歪ゲージである。歪ゲージは、熱膨張係数を同等とするベース基板上に固定配置した状態で断熱構造及び密閉構造を有する容器に収納する。
【００２７】
固定基準抵抗は２分割された抵抗体を直列接続して構成され、一方の抵抗体を正の温度係数をもつ第１抵抗材料で構成し、他方の抵抗体を値が同等で負温度係数をもつ第２抵抗材料で構成する。２分割された抵抗体を直列接続して構成された固定基準抵抗は、熱膨張係数を同等とするベース基板上に固定配置した状態で密閉構造（断熱構造なし）を有する容器に収納する。
【００２８】
測定抵抗演算部は、試料の抵抗をΔＲ、固定基準抵抗及びホイーストンブリッジの第２乃至第４抵抗をＲ、ブリッジ入力電圧をＥｉ及びブリッジ出力電圧をＥｏとした場合、試料の抵抗ΔＲを
【００２９】
【数２】
0004831670.tif 000002
として算出する。
【００３０】
測定抵抗演算部は、試料が複数のピンを基板にハンダ付けして実装した回路部品であり、回路部品の複数のハンダ付けポイントを直列接続した回路の抵抗を測定対象とする場合、試料のハンダ付けポイントのクラック発生に伴う抵抗値を算出する。
【００３１】
測定抵抗演算部は、環境試験に伴う試料抵抗値の変化量を算出する。測定抵抗演算部は、試料の抵抗変化量として、試料の抵抗値から試料への無負荷抵抗分を差し引いて算出する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、測定対象とする試料の微小な抵抗を、ホイーストンブリッジの一辺に接続する基準固定抵抗の抵抗変動分と見做し、基準固定抵抗を測定環境の外気及び外力から分離隔離して環境試験の影響を受けないように安定化させることで、ホイーストンブリッジのブリッジ出力電圧を環境試験に伴う試料の抵抗変化のみに対応して出力することで、ホイーストンブリッジと動歪アンプを利用して試料の微小な抵抗分を直接測定する高速で高精度な抵抗測定を実現することができる。
【００３３】
また環境試験モニタ装置側に、動歪アンプ、ホイーストンブリッジ及び外気外力から分離隔離した基準固定抵抗を配置し、試料側には２線のケーブルを測定プローブとして引き出すだけで良く、従来の動歪測定器と同様に、多チャンネル化が簡単に実現でき、環境試験で必要とされる試料の抵抗測定に必要なチャンネル数を確保できる。
【００３４】
また固定基準抵抗として、従来の動歪測定器で使用しているホイーストンブリッジに接続している歪ゲージをそのまま使用し、歪ゲージを外気及び外力から遮蔽することで、歪ゲージに温度変動や振動などが加わらず、歪ゲージの抵抗の変動によるノイズ成分を減少させ、これによって例えば１０ｍΩオーダーの微小な抵抗を高精度で測定することができる。
【００３５】
更に、ホイーストンブリッジの一辺に接続する固定基準抵抗として、正の温度係数を持つ抵抗体と同じ大きさの負の温度係数を持つ抵抗体とに分割して直列接続することで、固定基準抵抗の温度が変動しても抵抗変化が相殺されて抵抗値が変化せず、固定基準抵抗を収納する容器として断熱構造を不要にし、コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は本発明による試料抵抗測定装置の実施形態を示した回路ブロック図である。本実施形態は、振動試験や熱衝撃試験などを行う環境試験装置を適用した場合を例にとっており、環境試験モニタ装置１０を測定装置本体とし、測定装置本体側にブリッジボックス１２と遮蔽ボックス１４を配置し、測定装置本体から離れた試験機側の試料１６に対し測定プローブとなるケーブル２８を接続している。
【００３７】
環境試験モニタ装置１０内には、動歪アンプ３０、定電圧電源３２、測定抵抗演算部３４及び測定データファイル３６が設けられている。測定抵抗演算部３４及び測定データファイル３６は、環境試験モニタ装置１０に組み込まれたコンピュータのハードウェア機能により実現される。
【００３８】
ブリッジボックス１２にはホイーストンブリッジ回路１８が収納され、ホイーストンブリッジ回路１８は４辺のブリッジ抵抗で構成され、このうち第２抵抗２２、第３抵抗２４、第４抵抗２６についてはブリッジボックス１２内に組み込んでいるが、第１抵抗については、ホイーストンブリッジ回路１８から引き出された２本の信号線により、遮蔽ボックス１４内に収納した歪ゲージ２０と抵抗測定対象となる試料１６の抵抗成分ΔＲを直列接続している。
【００３９】
ここで、遮蔽ボックス１４に収納した歪ゲージ２０は環境条件による変動が抑制された所定の抵抗値Ｒを持つ固定基準抵抗であり、遮蔽ボックス１４としては外力及び外気（温度と湿度）の影響を遮蔽した安定した収納環境を提供している。
【００４０】
このため遮蔽ボックス１４に収納された歪ゲージ２０は、測定環境における振動や気温の変化による影響を受けず、したがって振動や気温などによる抵抗の変動がなく、常に安定した一定の固定基準抵抗としての値を維持する。
【００４１】
ホイーストンブリッジ回路１８の接続点Ｐ２とＰ４には、環境試験モニタ装置１０に設けている定電圧電源３２より一定のブリッジ入力電圧Ｅｉが印加されている。本実施形態にあっては、試料１６における環境試験における抵抗変化を１０ｍΩオーダーの高分解能で測定することができ、この場合、ブリッジ入力電圧Ｅｉとしては例えばＥｉ＝２．０ボルトを印加している。
【００４２】
ホイーストンブリッジ回路１８のブリッジ抵抗を構成する第２抵抗２２、第３抵抗２４及び第４抵抗２６は、それぞれ同じ抵抗値Ｒを持ち、また第１抵抗の一部を構成する歪ゲージ２０も同じ抵抗値Ｒを持っている。
【００４３】
本実施形態にあっては、動歪アンプ３０、ホイーストンブリッジ回路１８及び歪ゲージ２０として、従来の動歪測定装置の構成を可能な限り利用してコストの低減を図っており、、歪ゲージ２０の抵抗値Ｒは動歪測定装置で一般に使用されているＲ＝１２０Ωとし、第２抵抗２２、第３抵抗２４及び第４抵抗２６の抵抗値Ｒも、それぞれＲ＝１２０Ωとしている。
【００４４】
これに対し測定対象となる試料１６の抵抗成分ΔＲは、回路ポートに実装するＩＣなどの回路部品のハンダ付け接続部分の抵抗を検出対象としており、正常なハンダ接続が行われている場合には試料１６の抵抗成分ΔＲはごく小さな抵抗値となる。
【００４５】
このことから本実施形態にあっては、ホイーストンブリッジ回路１８の１辺の抵抗として歪ゲージ２０と試料１６を直列接続することで、等価的には歪ゲージ２０の微小な抵抗変化を試料１６の環境試験により作り出し、この歪ゲージ２０の抵抗変動分を測定していることに相当する。
【００４６】
このため試験開始前の状態（試料無負荷状態）にあっては、ホイーストンブリッジ回路１８の１辺の抵抗値である歪ゲージ２０と試料１６の直列回路の抵抗分（Ｒ＋ΔＲ）と他の３つのブリッジ抵抗Ｒによる抵抗ブリッジ接続が確立され、ブリッジ入力電圧Ｅｉの印加に対し、ホイーストンブリッジ回路１８からはブリッジ抵抗バランスが崩れた試料１６の抵抗分ΔＲに対応したブリッジ出力電圧Ｅｏを動歪アンプ３０に入力している。
【００４７】
この状態で試料１６の環境試験例えば振動試験を開始すると、試料１６にのみ振動による外力が加わり、この外力により試料１６における回路部品のハンダ付け部分の応力変動により抵抗が変動が生じ、この抵抗変動に応じたホイーストンブリッジ回路１８のブリッジ出力電圧Ｅｏが動歪アンプ３０に入力される。
【００４８】
動歪アンプ３０は従来の動歪測定装置で使用しているアンプと同じであり、ブリッジ出力電圧Ｅｏに応じて変化する所定周波数の搬送波電流信号を出力する。通常の振動試験などの環境試験にあっては、ホイーストンブリッジ回路１８から出力されるブリッジ出力電圧Ｅｏは１０Ｈｚ〜２ＫＨｚの範囲で変化しており、これに対し動歪アンプ３０の搬送波電流信号は十分に高い分解能の周波数５０Ｈｚ〜１０ＫＨｚを持っており、ブリッジ出力電圧Ｅｏを増幅した後に搬送波出力に変換し、測定抵抗演算部３４に出力する。
【００４９】
測定抵抗演算部３４は、動歪アンプ３０の搬送波信号を例えば搬送波周波数の約１０倍程度のサンプリングクロックを使用したＡ／Ｄ変換器でサンプリングしてデジタルデータに変換し、搬送波信号のピークレベルをホイーストンブリッジ回路１８からのブリッジ出力電圧Ｅｏとして検出し、試料１６の抵抗ΔＲをホイーストンブリッジ回路１８の各ブリッジ抵抗Ｒ＝１２０Ω、ブリッジ入力電圧Ｅｉ＝２ボルトとした場合、次式で試料１６の抵抗成分ΔスＲを算出する。
【００５０】
【数３】
0004831670.tif 000003
なお（１）式の試料１６の抵抗ΔＲの算出式の詳細は後の説明で明らかにする。環境試験中に測定抵抗演算部３４で算出された試料１６の抵抗ΔＲの値は、測定データファイル３６に格納されて保存される。
【００５１】
図２は本実施形態を環境試験設備に適用した説明図である。図２において、環境試験設備は振動試験を例にとっている。振動試験のため、環境試験モニタ装置１０、振動試験機１１及び振動試験制御装置１５が設置されている。
【００５２】
振動試験制御装置１５、振動試験を制御するためのパーソナルコンピュータ１５−２と、振動試験器１１を制御する制御ユニット１５−１で構成されている。振動試験機１１は試験器上に試料１６を搭載している。
【００５３】
環境試験モニタ装置１０側には、ホイーストンブリッジ回路１８を収納したブリッジボックス１２と、固定基準抵抗となる歪ゲージ２０を収納した遮蔽ボックス１４が設置され、この環境試験モニタ装置１０側からケーブル２８を引き出して振動試験器１１の試料１６に接続している。
【００５４】
なお、図２の環境試験設備にあっては試料１６の抵抗を１チャネルで測定する場合を例にとっているが、実際の環境試験設備にあっては、環境試験モニタ装置１０側から多チャネルで多数の試料に対し振動試験を行ってモニタしており、多チャネルとする場合には図１に示した本実施形態の構成を必要チャネル分、配置することになる。
【００５５】
図３は本実施形態における歪ゲージ２０を収納する遮蔽ボックス１４の説明図である。図３において、遮蔽ボックス１４はボックス本体３８と蓋４０で構成され、それぞれ外力及び外気熱を遮蔽する材料で構成されている。
【００５６】
例えばボックス本体３８及び蓋４０としては、外気からの熱の流入を防ぐために外側が発泡ウレタンなどの発泡体で覆われていることが望ましい。また外表面には熱を反射させるための光沢塗装や白色系の塗装を行う。
【００５７】
遮蔽ボックス１４内にはベース基板４２上に歪ゲージ２０が固着されており、歪ゲージ２０からのリード線を中継端子４４に接続した後、中継端子４４から２本の信号線でなるケーブル４８を引き出し、図１に示したホイーストンブリッジ回路１８及び試料に接続している。
【００５８】
歪ゲージ２０を固着するベース基板４２としては、歪ゲージ２０と同じ熱膨張係数を有する材料を使用している。またベース基板４２は、歪ゲージ２０に対し剛性が十分に高く、自己発熱が少なく、更に熱伝導率も同等のものを使用する。
【００５９】
歪ゲージ２０を固着したベース基板４２は、ボックス本体３８内に弾性接着剤４６により固定されている。弾性接着剤４６は、ボックス本体３８に外部振動などが加わっても、これを吸収し、直接、ベース基板４２の歪ゲージ２０に伝えないようにしている。
【００６０】
ボックス本体３８から信号線４８を引き出す部分には断熱シールドパッキン４５が組み込まれ、気密性を保持している。断熱シールドパッキン４５としては断熱シールド接着剤を使用するか、あるいは密着性の高いゴムパッキンを使用する。更に遮蔽ボックス１４内には乾燥剤などを用いた吸湿剤５０が収納されており、湿度の影響を低減できるようにしている。
【００６１】
このような外力及び外気（気温と湿度）の影響を遮蔽した遮蔽ボックス１４に歪ゲージ２０を収納することで、歪ゲージ２０を図１のホイーストンブリッジ回路１８に対し接続した際に、外力や外気の影響を受けずに、常に抵抗値が安定した固定基準抵抗として機能させることができる。
【００６２】
図４は本実施形態の抵抗測定の試料となる回路部品の説明図である。図４（Ａ）は回路基板５２に実装した表面実装部品５４であり、電極５６−１，５６−２の部分をハンダ付けして回路基板５２上のパターンに電気的に接続している。
【００６３】
表面実装部品５４におけるハンダ接続部分の振動試験に伴う抵抗変化を測定するため、ケーブル２８−１を電極５６−１側の基板パターンに接続し、他方のケーブル２８−２を電極５６−２から引き出された回路基板上のパターンに接続する。これによってケーブル２８−１，２８−２の間に表面実装部品５４の２箇所の電極５６−１，５６−２のハンダ付け部分を通る回路が形成され、振動試験の際に加わる歪によるハンダ付け部分の抵抗変化を捉えることができる。
【００６４】
図４（Ｂ）は回路基板５２上にＱＦＰパッケージ部品５８を実装した場合であり、ＱＦＰパッケージ部品５８はパッド６０−１，６０−２により回路基板５２上のパターンにハンダ接続されている。したがって、ケーブル２８−１，２８−１をパッド６０−１，６０−２の回路基板５２上のパターンに接続する。これによって、ケーブルからパッド６０−１，６０−２を介してケーブル２８−２に至るハンダ付け部分を通る回路が形成できる。なおＱＦＰパッケージ部品５８は、多数のパッドを備えており、多数のパッドによるハンダ付けポイントを直列接続して、その両端にケーブル２８−１〜２８−２を接続するようになる。
【００６５】
図４（Ｃ）は回路基板５２上にＢＧＡパッケージ部品６２を実装した場合であり、部品下面のＢＧＡ６４−１〜６４−６により回路基板５２上のパターンにハンダ付け接続が行われている。このため、複数のＢＧＡ６４−１〜６４−６によるハンダ付け部分が直列接続されるようにし、ＢＧＡ６４−１側にケーブル２８−１を接続し、ＢＧＡ６４−６側にケーブル２８−２を接続することで、ＢＧＡ６４−１〜６４−６による複数のハンダ付け２部分を通る回路が形成され、振動試験などによる抵抗変動を検出できる。
【００６６】
図４（Ｄ）は回路基板５２上に実装したＢＧＡパッケージ部品６２に振動試験による歪６６，６８が加わった状態であり、このような振動試験に伴う歪６６，６８を受けて、ＢＧＡ６４−１〜６４−６による回路基板５２に対するハンダ付け部分に歪が生じ、この歪に起因して抵抗成分が変動することになる。
【００６７】
図４（Ｅ）は、振動試験において表面実装部品５４のハンダ付けポイントに発生するクラックの説明図であ，る。図４（Ｅ）において、表面実装部品５４は電極５６を回路基板５２上の回路パターンに対しハンダ接続部７０で電気的に接続している。このハンダ接続部７０に振動試験中に歪が加わることで、下側に拡大して示すようにクラック７２が発生すると、クラック７２が発生したことで、このハンダ接続部７０の抵抗成分は増加する。
【００６８】
更に振動試験が進んで、右側に示すようにクラック７２のようにクラックが大きくなると、ハンダ接続部７０の抵抗は更に増大することになる。そして最悪の場合には、クラック７２が広がってハンダ接続部７０が切断されることも起こり得る。
【００６９】
表面実装部品５４の場合にはハンダ接続部７０を外から見ることができるが、図４（Ｂ）のＱＦＰパッケージ部品５８や図４（Ｃ）のＢＧＡパッケージ部品６２の場合には、パッド６０やＢＧＡ６４によるハンダ付け部を外部から見ることができず、振動試験を行った後にハンダ付け部のクラックを確認することは不可能となる。
【００７０】
このような場合に本実施形態にあっては、回路部品のハンダ付け部分を直列接続して抵抗変化を直接測定しているため、もしクラックが発生していれば、クラックが発生した分だけ抵抗が僅かに増加し、試験終了時の抵抗値を試験開始前の抵抗値と比較することで、試料である回路部品のハンダ付け部分にクラックが発生していることを簡単に知ることができる。
【００７１】
またクラックの発生による測定抵抗の変化はごく僅かであるが、本実施形態にあっては１０ｍΩオーダーの高分解能を持つことから、クラックの発生による抵抗変化であっても確実に計測することができる。
【００７２】
また図４のような回路基板に実装した回路部品のハンダ付けポイント（ハンダ付け部分）の振動試験中における抵抗変化の測定は、複数の回路部品のハンダ付けポイントを直列接続することで、例えば通常であれば５００〜１０００ポイントを直列接続して抵抗変化を測定する。
【００７３】
５００〜１０００ポイントのハンダ付けポイントを直列接続した場合の抵抗値はおよそ５Ω程度となり、振動試験中には、初期的な５Ωの抵抗に振動試験の歪による微小な抵抗変化が加わることになる。また振動試験が終了した後の抵抗変化については、試験開始前の無負荷状態における抵抗値を試験終了後の抵抗値から差し引くことで求めることができる。実際の環境試験では、実用的には５〜１５００ポイントを１チャネルとして、試験中の抵抗変化を測定することになる。
【００７４】
図５は本実施形態におけるホイーストンブリッジ回路１８の出力電圧Ｅｏ、動歪アンプ３０の出力信号、更にＡ／Ｄ変換器のサンプルクロックのタイムチャートである。図５（Ａ）はホイーストンブリッジ回路１８のブリッジ出力電圧Ｅｏであり、時刻ｔ１で振動試験を開始した場合を例にとっている。
【００７５】
時刻ｔ１の試験開始前にあっては、試料１６のハンダ付けポイントの一定の抵抗に応じたブリッジ出力電圧Ｅｏが得られている。時刻ｔ１で振動試験を開始すると、振動試験に伴う歪の周期変化に応じ試料１６のハンダ付けポイントの抵抗が変動し、ブリッジ出力電圧Ｅｏも変動することになる。
【００７６】
図５（Ａ）のブリッジ出力電圧Ｅｏは動歪アンプ３０に入力され、図５（Ｂ）に示すように所定周波数の搬送波信号で変調された動歪アンプ出力信号が出力される。動歪アンプ出力信号はＡ／Ｄ変換器でサンプリングされてピークレベルが検出される。
【００７７】
図５（Ｃ）は動歪アンプ出力信号の一部を拡大しており、これに対し図５（Ｄ）のように、十分な分解能を持つＡ／Ｄ変換器のサンプルクロックによる動歪アンプ出力信号のサンプリングが行われ、動歪アンプ出力信号のピークレベルが検出され、これがホイーストンブリッジ回路１８の出力信号Ｅｏとして読み込まれ、測定抵抗演算部３４で試料１６の抵抗ΔＲの演算が行われることになる。
【００７８】
図６は試料１６の微小な抵抗を検出する本実施形態におけるホイーストンブリッジ回路１８の等価回路図であり、図６を参照して本発明における試料の微小な抵抗ΔＲの算出原理を説明すると次のようになる。
【００７９】
図６のホイーストンブリッジ回路１８にあっては、ブリッジ接続点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を結ぶそれぞれのブリッジ辺にブリッジ抵抗を接続しており、ブリッジ接続点Ｐ１とＰ４の間が第１抵抗となり、この第１抵抗は歪ゲージ２０による固定基準抵抗Ｒ１と試料１６のハンダ付けポイントの抵抗ΔＲとの直列抵抗（Ｒ１＋ΔＲ）となる。その他の第２抵抗２２、第３抵抗２４及び第４抵抗２６の抵抗値をＲ２，Ｒ３，Ｒ４としている。
【００８０】
このようなホイーストンブリッジ回路１８において、ブリッジ入力電圧Ｅｉとブリッジ出力電圧をＥｏとの間には次式が成立する。
【００８１】
【数４】
0004831670.tif 000004
ここで、ブリッジ抵抗Ｒ１を歪ゲージ２０とし、試料１６との接続により抵抗がΔＲだけ変化したとすると、次式が成立する。
【００８２】
【数５】
0004831670.tif 000005
ここで、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒとすると、
【００８３】
【数６】
0004831670.tif 000006
となる。
【００８４】
これをΔＲの算出式に変形すると次のようになる。
【００８５】
【数７】
0004831670.tif 000007
これは（１）式そのものである。
【００８６】
具体例として一般的な動歪測定器に使用されている歪ゲージの抵抗ＲはＲ＝１２０Ωであることから、本実施形態もこれを使用し、ブリッジ入力電圧ＥｉをＥｉ＝２．０ボルトとすると、
【００８７】
【数８】
0004831670.tif 000008
となる。
【００８８】
図７は前記（６）式により出力電圧Ｅｏの変化に対し算出された抵抗ΔＲを示した特性図である。なお横軸の出力電圧Ｅｏは１０-nを「１．Ｅ−ｎ」として表している。例えば１．Ｅ−０３＝１０-3＝０．００１ボルトを表している。
【００８９】
この計算特性７６にあっては、計算開始点７７におけるＥｏ＝２×１０-9から計算点７８となるＥｏ＝１０-1＝０．１ボルトまでは、出力電圧Ｅｏの変化に対し直線的に抵抗ΔＲが変化している。
【００９０】
計算点７８を超えると直線性が崩れ、ブリッジ入力電圧Ｅｉ＝２ボルトで飽和する。このことから本実施形態にあっては、計算点７８の抵抗ΔＲ＝２６．６６６６６７Ωを最大レンジとし、それ以下の範囲で抵抗ΔＲの値を極めて高い精度で測定することができる。
【００９１】
図８は本実施形態による動歪アンプ３０の出力を動歪測定装置により表示する場合の歪量指示値を縦軸とし、本実施形態で測定される抵抗ΔＲを横軸とした場合の実測特性を計算特性と比較して示した説明図である。
【００９２】
図８において、縦軸の歪量指示値は図７におけるブリッジ出力電圧Ｅｏに相当し、横軸が本実施形態によりブリッジ出力電圧Ｅｏから算出された抵抗ΔＲである。この場合、破線の計算特性８０に対し実測特性８２が図示の範囲でリニア特性として得られることが確認されている。
【００９３】
図９は本実施形態における試料抵抗測定処理のフローチャートであり、図１を参照して説明すると次のようになる。図９において、試料抵抗測定処理は、ステップＳ１で環境試験モニタ装置１０の電源投入に伴う初期化処理を行った後、ステップＳ２で測定開始の有無をチェックしている。
【００９４】
測定は、図２の振動試験制御装置１５に設けているパーソナルコンピュータ１５−２の試験開始操作により制御ユニット１５−１が振動試験装置１１を駆動することで開始される。
【００９５】
ステップＳ２で測定開始が判別されると、ステップＳ３に進み、動歪アンプ３０の出力をＡＤ変換により取り込み、ステップＳ４で（５）式に従って試料抵抗Ｒを演算し、ステップＳ５で演算した試料抵抗ΔＲを保存する。このようなステップＳ３からの処理を、ステップＳ６で振動試験の終了に伴う測定終了まで繰り返す。
【００９６】
測定が終了すると、ステップＳ７で測定データファイル３６に格納された測定抵抗について必要な処理を行って、これを出力する。
【００９７】
また測定中に測定開始前の無負荷状態における試料抵抗ΔＲに基づいて所定の閾値を設定し、測定中に得られた試料抵抗ΔＲの例えば所定サンプル数の移動平均による平均値が閾値を超えたような場合には、ハンダ付けポイントのクラック発生などと判断し、クラック発生をイベント情報として測定データに加えるようにしてもよい。もちろん、ハンダ付けポイントが振動試験中に完全に剥離した瞬断については、抵抗値が最大値に飽和することから、この場合には警報を出力して振動試験を強制的に終了させる。
【００９８】
図１０は試料を接続するケーブルの線路抵抗を相殺する他の実施形態の説明図である。本実施形態にあっては、環境試験モニタ装置１０側から測定対象となる試料１６に対し測定プローブとして使用するケーブル２８を引き出して接続しており、ケーブル２８の長さが２〜３メートル程度と短い場合にはケーブル２８の配線抵抗は問題にならないが、例えばケーブル２８が１０〜２０メートルと長くなった場合には、配線抵抗による変動が試料１６の測定抵抗ΔＲに含まれることで正確な試料１６の抵抗が測定できなくなる。
【００９９】
そこで図１０の実施形態にあっては、ケーブル２８の配線抵抗８６，８４を相殺するため、ホイーストンブリッジ回路１８の歪ゲージ２０と試料１６を直列接続したブリッジ接続点Ｐ１，Ｐ４の辺に隣り合うブリッジ接続点Ｐ１，Ｐ２の辺の第２抵抗２２と直列に補償抵抗８８を接続している。
【０１００】
補償抵抗８８の抵抗値Ｒｃは、ケーブル２８の配線抵抗８４，８６の抵抗値であるｒｃ１，ｒｃ２を加えた
Ｒｃ＝ｒｃ１＋ｒｃ２
とする。更にホイーストンブリッジ回路１８のブリッジ接続点Ｐ１と動歪アンプ３０を接続する信号線に補償抵抗９０を挿入接続し、この補償抵抗９０も補償抵抗８８と同じ抵抗値Ｒｃとする。
【０１０１】
このようなホイーストンブリッジ回路１８にケーブル２８の配線抵抗ｒｃ１，ｒｃ２を相殺する補償抵抗８８，９０による抵抗Ｒｃを接続することで、ホイーストンブリッジ回路１８においてケーブル２８の配線抵抗８４，８６の抵抗値ｒｃ１，ｒｃ２が相殺され、試料１６の抵抗ΔＲのみに依存したブリッジ出力電圧Ｅｏを動歪アンプ３０に入力することができる。
【０１０２】
このような図１０の配線抵抗の補償方法は、従来の動歪測定装置においてプローブケーブルが長くなった場合に行われている手法と基本的に同じである。
【０１０３】
図１１はホイーストンブリッジ回路１８の固定基準抵抗として、先の実施形態における遮蔽ボックス１４に収納した歪ゲージ２０の代わりに、正負の温度係数を持つ分割抵抗を使用した他の実施形態の説明図である。
【０１０４】
図１１において、本実施形態のホイーストンブリッジ回路１８は、ブリッジ接続点Ｐ１，Ｐ４のブリッジ辺に固定基準抵抗として分割した２つの第１抵抗９２と第２抵抗９４を直列接続し、これにケーブル２８により試料１６を接続している。
【０１０５】
固定基準抵抗を構成する第１抵抗９２と第２抵抗９４は、第１抵抗９２が負の抵抗温度係数を持ち、一方、第２抵抗９４が正の抵抗温度係数を持っている。また第１抵抗９２と第２抵抗９４の抵抗温度係数の値は同等のものを使用する。
【０１０６】
このように固定基準抵抗を構成する第１抵抗９２と第２抵抗９４に、値が同じで極性が正負と逆の抵抗温度係数を持つことで、外気温の変動に対し第１抵抗９２と第２抵抗９４の温度に依存した変化が、第１抵抗９２はマイナス方向、第２抵抗９４はプラス方向と相互に逆の抵抗変化となり、また変化量が温度に対し同等であることから第１抵抗９２と第２抵抗９４の抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ２とすると、両者を加算した固定基準抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）は温度に対し常に一定値を維持することができる。
【０１０７】
このため、図１の実施形態で歪ゲージ２０を固定基準抵抗に使用した場合には、図３に示したように遮蔽ボックス１４内に歪ゲージ２０を収納して外気温の影響を遮断する必要があったが、本実施形態にあっては温度により固定基準抵抗即ち第１抵抗９２と第２抵抗９４の直列抵抗（Ｒ１＋Ｒ２）に変動はないことから、第１抵抗９２及び第２抵抗９４を外気を遮断した遮蔽ボックス１４に収納する必要はなく、外力が加わらないように遮蔽された簡単な構造のブリッジボックス１２内に収めるだけで済む。このため、歪ゲージ２０を収納した遮蔽ボックス１４を必要としない分、装置構成を簡単にし、且つコストを低減することができる。
【０１０８】
ここで固定基準抵抗を構成する第１抵抗９２と第２抵抗９４の具体例を説明すると次のようになる。まず負の抵抗温度係数をもつ第１抵抗９２の抵抗値をＲ１とすると、例えば窒化タンタル抵抗体を使用することができ、その抵抗温度係数ΔＲ１は
ΔＲ１＝−３０．９ｐｐｍ／℃
となる。
【０１０９】
また正の抵抗温度係数をもつ第２抵抗９４の抵抗値をＲ２とすると、ニクロム抵抗体を使用することができ、その抵抗温度係数ΔＲ２は、
ΔＲ２＝１００ｐｐｍ／℃
となる。
【０１１０】
ここで
温度変動ΔＴａ        ΔＴａ＝２０℃
固定基準抵抗値Ｒ      Ｒ＝Ｒ１＋Ｒ２＝１２０Ω
であったとすると、分割された第１抵抗９２と第２抵抗９４の温度補正前の抵抗値Ｒ１，Ｒ２は次のようになる。
Ｒ１＝１２０×｜ΔＲ２｜／（｜ΔＲ１｜＋｜ΔＲ２｜）
＝９２．３０７６９２３１Ω
Ｒ２＝１２０×｜ΔＲ１｜／（ΔＲ１＋ΔＲ２｜）
＝２７．６９２３０７６９Ω
【０１１１】
次に、抵抗値Ｒ１，Ｒ２の温度に対する相殺関係を求めると、次式のようになる。
（ΔＴａ×ΔＲ１×Ｒ１）＋（ΔＴａ×ΔＲ２×Ｒ２）＝０
左辺の第１項と第２項は、
（ΔＴａ×ΔＲ２×Ｒ２）＝２０×１００×１０-6×２７．６９＝０．０５５３８４６Ω
（ΔＴａ×ΔＲ１×Ｒ１）＝２０×−３０．９×１０-6×９２．３１
＝−０．０５７０４６１５Ω
となり、両者を加算した相殺結果は、
（ΔＴａ×ΔＲ１×Ｒ１）＋（ΔＴａ×ΔＲ２×Ｒ２）
＝０．０５５３８Ω−０．０５７０４６Ω＝０．００１６６６Ω＝−１．６７ｍΩ
となる。
【０１１２】
このため温度変動後の固定基準抵抗値Ｒは
Ｒ＝Ｒ１＋ΔＲ１＝Ｒ２＋ΔＲ２＝１２０．００１６７Ω
となり、誤差変動分０．００００１４％にすぎない。
【０１１３】
更に、固定基準抵抗の変動は、配線抵抗の差分と合わせて相殺することができる。まず第１抵抗９２と第２抵抗９４をセラミック板上に薄膜抵抗体として形成する場合のトリミング精度は０．０５％以下である。
【０１１４】
このため第１抵抗９２の抵抗値Ｒ１の変動範囲は、
Ｒ１＝９２．３０７±０．０５％＝９２．３０７±０．０４６Ω
Ｒ１ｍｉｎ＝９２．３５３Ω
Ｒ１ｍａｘ＝９２．２６１Ω
となる。
【０１１５】
また第２抵抗９４の抵抗値Ｒ２の変動範囲は、
Ｒ２＝２７．６９２±０．０５％＝２７．６９２±０．０１３Ω
Ｒ２ｍｉｎ＝２７．７０６Ω
Ｒ２ｍａｘ＝２７．６７９Ω
となる。
【０１１６】
このため第１抵抗９２と第２抵抗９４の個体差変動を含めた固定基準抵抗の抵抗値Ｒは、
Ｒ＝Ｒ１ｍｉｎ＋Ｒ２ｍｉｎ＝９２．２６１＋２７．６７９＝１１９．９４Ω
であり、誤差変動分を０．０００５％に抑えることができ、固定基準抵抗として十分な安定性が確保できる。
【０１１７】
なお上記の実施形態は、回路基板に実装された回路部品のハンダ付けポイントの振動試験による抵抗変化の測定を例に取るものであったが、本発明はこれに限定されず、適宜の試料に周期的に生ずる微小な抵抗変化の測定であれば、任意の用途にそのまま適用することができる。
【０１１８】
また上記の実施形態は環境試験として振動試験を例に取るものであったが、これ以外の衝撃試験や熱衝撃試験などの適宜の環境試験につきそのまま適用することができる。
【０１１９】
また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。
【０１２０】
ここで本発明の特徴を列挙すると次の付記のようになる。
（付記）
（付記１）
外力及び温度を含む環境条件により変動する抵抗成分を有する試料と、
環境条件による変動が抑制された所定の抵抗値をもつ固定基準抵抗と、
第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗及び第４抵抗をブリッジ接続し、前記第１抵抗を前記固定基準抵抗と前記試料とを直列接続した回路とし、前記第２抵抗乃至第４抵抗の抵抗値を前記固定基準抵抗と同一としたホイーストンブリッジ回路と、
前記ホイーストンブリッジ回路の前記第１抵抗と第４抵抗とを接続する第１接続点と、前記第２抵抗と第３抵抗とを接続する第３接続点との間に一定のブリッジ入力電圧を印加する定電圧電源と、
前記ホイーストンブリッジ回路の前記第１抵抗と第２抵抗とを接続する第２接続点と、前記第３抵抗と第４抵抗とを接続する第４接続点の間からのブリッジ出力電圧を入力し、前記ブリッジ出力電圧に応じて変化する所定周波数の搬送波信号を出力する動歪アンプ回路と、
前記動歪アンプ回路の搬送波信号のピークレベルをサンプリングして前記ブリッジ出力電圧を検出し、検出したブリッジ出力電圧に基づいて前記試料の抵抗を算出する測定抵抗演算部と、
を備えたことを特徴とする試料抵抗測定装置。（１）
【０１２１】
（付記２）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記試料は、振動試験、衝撃試験又は熱衝撃試験を含む環境試験により抵抗成分が変化することを特徴とする試料抵抗測定装置。
【０１２２】
（付記３）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記試料は、複数のピンを基板にハンダ付けして実装した回路部品であり、前記回路部品の複数のハンダ付けポイントを直列接続した回路の抵抗を測定対象とすることを特徴とする試料抵抗測定装置。
【０１２３】
（付記４）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記固定基準抵抗、ホイーストンブリッジ回路、定電圧源、動歪アンプ及び測定抵抗演算部を環境試験モニタ装置側に配置し、前記環境試験モニタ装置側から環境試験機側に搭載した前記試料に接続する２本の信号線を備えた測定プローブを引き出したことを特徴とする試料抵抗測定装置。
【０１２４】
（付記５）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記固定基準抵抗は、前記第１乃至第３抵抗と同じ抵抗値をもつ歪ゲージであることを特徴とする試料抵抗測定装置。（２）
【０１２５】
（付記６）
付記５記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記歪ゲージを、熱膨張係数を同等とするベース基板上に固定配置した状態で断熱構造及び密閉構造を有する容器に収納したことを特徴とする試料抵抗測定装置。（３）
【０１２６】
（付記７）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記固定基準抵抗は２分割された抵抗体を直列接続して構成され、一方の抵抗体を正の温度係数をもつ第１抵抗材料で構成し、他方の抵抗体を値が同等で負温度係数をもつ第２抵抗材料で構成したことを特徴とする試料抵抗測定装置。（４）
【０１２７】
（付記８）
付記７記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記２分割された抵抗体を直列接続して構成された固定基準抵抗を、熱膨張係数を同等とするベース基板上に固定配置した状態で密閉構造を有する容器に収納したことを特徴とする試料抵抗測定装置。
【０１２８】
（付記９）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記測定抵抗演算部は、前記試料の抵抗をΔＲ、前記固定基準抵抗及び前記ホイーストンブリッジの第２乃至第４抵抗をＲ、前記ブリッジ入力電圧をＥｉ及び前記ブリッジ出力電圧をＥｏとした場合、前記試料の抵抗ΔＲを
【数９】
0004831670.tif 000009
として算出することを特徴とする試料抵抗測定装置。（５）
【０１２９】
（付記１０）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記測定抵抗演算部は、前記試料が複数のピンを基板にハンダ付けして実装した回路部品であり、前記回路部品の複数のハンダ付けポイントを直列接続した回路の抵抗を測定対象とする場合、前記試料のハンダ付けポイントのクラック発生に伴う抵抗値を算出することを特徴とする試料抵抗測定装置。（５）
【０１３０】
（付記１１）
付記１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記測定抵抗演算部は、前記環境試験に伴う試料抵抗値の変化量を算出することを特徴とする試料抵抗測定装置。
【０１３１】
（付記１２）
付記１１記載の試料抵抗測定装置に於いて、前記測定抵抗演算部は、前記試料の抵抗変化量として、算出した試料の抵抗値から試料への無負荷抵抗分を差し引いて算出することを特徴とする試料抵抗測定装置。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明による試料抵抗測定装置の実施形態を示した回路ブロック図
【図２】本実施形態を環境試験設備に適用した説明図
【図３】本実施形態における歪ゲージを収納する遮蔽ボックスの説明図
【図４】本実施形態の抵抗測定の試料となる回路部品の説明図
【図５】本実施形態におけるホイーストンブリッジの出力電圧、動歪アンプ出力、Ａ／Ｄ変換器のサンプルクロックのタイムチャート
【図６】試料の微小抵抗を検出する本実施形態におけるホイーストンブリッジの等化回路図
【図７】ホイーストンブリッジの出力電圧と試料抵抗の関係を示した特性図
【図８】ホイーストンブリッジの出力電圧に基づく歪量指示値と試料抵抗の関係について計算特性と実測特性を示した特性図
【図９】本実施形態における試料抵抗測定処理のフローチャート
【図１０】試料を接続するケーブルの線路抵抗を相殺する他の実施形態の説明図
【図１１】固定基準抵抗として正負の温度係数を持つ分割抵抗を使用した他の実施形態の説明図
【図１２】従来のデータロガーによる抵抗測定の説明図
【図１３】従来の高速サンプリングのオシロスコープによる抵抗測定の説明図
【図１４】ホイーストンブリッジを用いた従来の動歪測定装置の説明図
【符号の説明】
【０１３３】
１０：環境試験モニタ装置
１１：振動試験機
１２：ブリッジボックス
１４：遮蔽ボックス
１５：振動試験制御装置
１６：試料
１８：ホイーストンブリッジ回路
２０：歪ゲージ
２２：第２抵抗
２４：第３抵抗
２６：第４抵抗
２８：ケーブル
３０：動歪アンプ
３２：定電圧電源
３４：測定抵抗演算部
３６：測定データファイル
３８：ボックス本体
４０：蓋
４２：ベース基板
４４：中継端子
４５：断熱シールドパッキン
４６：弾性接着剤
４８：信号線
５０：吸湿剤
５２：回路基板
５４：表面実装部品
５６：電極
５８：ＱＦＰパッケージ部品
６０：パッド
６２：ＢＧＡパッケージ部品
６４：ＢＧＡ
６６，６８：歪
７０：ハンダ接続部
７２：クラック
８４，８６：配線抵抗
８８，９０：補償抵抗
９２：第１抵抗
９４：第２抵抗
【図１】
0004831670.tif 000011
【図２】
0004831670.tif 000012
【図３】
0004831670.tif 000013
【図４】
0004831670.tif 000014
【図５】
0004831670.tif 000015
【図６】
0004831670.tif 000016
【図７】
0004831670.tif 000017
【図８】
0004831670.tif 000018
【図９】
0004831670.tif 000019
【図１０】
0004831670.tif 000020
【図１１】
0004831670.tif 000021
【図１２】
0004831670.tif 000022
【図１３】
0004831670.tif 000023
【図１４】
0004831670.tif 000024