(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気を導通可能な導電部を有する基板に対して実装された電子部品と、前記導電部との接合部の接合不良を検知可能な接合不良検知装置であって、電子部品に対して電気的に接触可能な部品側接触手段と、基板の導電部に対して電気的に接触可能な基板側接触手段と、電子部品を所定の加熱設定温度に加熱可能な部品加熱手段と、前記基板の温度を前記加熱設定温度よりも低温の温度範囲内に維持可能な恒温手段とを有し、部品側接触手段と基板側接触手段との間の電気的な導通状態を検知し、基板の温度を所定の温度範囲内に調整した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、部品加熱手段により電子部品を所定の加熱設定温度に加熱しつつ基板を加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較し、当該比較結果に基づいて導電部に対する電子部品の接合不良を検知可能な検知手段を備えていることを特徴とする接合不良検知装置。
【請求項２】
所定の平面上に基板を配置可能であり、部品加熱手段および部品側接触手段が、前記平面内の第１方向、当該第１方向に交差する第２方向、並びに、前記所定平面に対して交差する第３方向に移動可能であり、電子部品が非加熱状態であり且つ基板の温度を所定の温度範囲内に調整した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、部品加熱手段により電子部品を所定の加熱設定温度に加熱しつつ基板を加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較することを特徴とする請求項１に記載の接合不良検知装置。
【請求項３】
基板を収容可能な試験室を有し、当該試験室内に存在する気体の露点が基板保持温度以上であることを条件として、露点が基板保持温度未満の気体を試験室内に導入することを特徴とする請求項１又は２に記載の接合不良検知装置。
【請求項４】
電気を導通可能な導電部を有する基板に対して実装された電子部品と、前記導電部との接合部の接合不良を検知する接合不良検知方法であって、電子部品に対して電気的に接触可能な部品側接触手段と、基板の導電部に対して電気的に接触可能な基板側接触手段との間の電気的な導通状態を検知し、基板の温度を所定の温度範囲内に調整した初期状態において前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態を検知すると共に、部品加熱手段により電子部品を所定の加熱設定温度に加熱しつつ、基板を加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持した部品加熱状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態を検知し、初期状態における電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、部品加熱状態における電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較し、当該比較結果に基づいて導電部に対する電子部品の接合不良を検知することを特徴とする接合不良検知方法。
【請求項５】
基板を所定の試験室内に収容して実施され、当該試験室内に存在する気体の露点が基板保持温度以上であることを条件として、露点が基板保持温度未満の気体が試験室内に導入されることを特徴とする請求項４に記載の接合不良検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に設けられた導電部と電子部品との接合不良の検知に使用される接合不良検知装置、並びに、基板の導電部と電子部品との接合不良検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板に対して多数の電子部品が実装されたり、電子部品を実装するためのハンダとして鉛を含まない、いわゆる鉛フリーハンダが使用される傾向にあり、これに起因する接合不良が懸念されている。一般的に前記した鉛フリーハンダは、鉛を含有したハンダに比べて基板等に対する濡れ性が悪く、その分だけ接合強度が低くなる可能性がある。そのため、鉛フリーハンダを用いて基板に電子部品を実装すると、基板と電子部品との接合不良が発生する可能性が高い。さらに、近年は、電子部品を基板に対して高密度に実装すべく、ハンダ接合部の面積が縮小する傾向にあり、これによる接合不良の可能性も高まりつつある。
【０００３】
また、近年は、上記したように電子部品が基板に対して高密度に実装されたり、半導体が高集積化される傾向にあり、これに伴って基板への通電時の発熱量が高くなる傾向にある。そのため、電子部品を高密度に実装した基板や、高集積化された半導体が取り付けられた基板では、基板と電子部品との線膨張係数の差に起因してハンダによる接合部に亀裂が入る等の不具合が発生する可能性が高い。
【０００４】
そこで、かかる事態の発生を想定し、従来より下記特許文献１，２に開示されているインサーキットテスタと称されるような接合不良検知装置を用いて、基板に設けられた導電部と電子部品との接合不良が検知されている。下記特許文献１，２に開示されているインサーキットテスタは、基板に実装された電子部品を加熱することにより通電に伴う電子部品の発熱状態の再現を試み、電子部品の発熱に伴う接合不良の発生を検知する構成とされている。
【特許文献１】特開平５−２９７０６２号公報
【特許文献２】特開平１０−１９９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１，２に開示されているようなインサーキットテスタは、電子部品を加熱手段によって加熱してもハンダ接合部に大きな温度差を与えることができず、実際に電子部品に通電を行った場合にハンダ接合部において接合不良が起こる可能性を正確に把握したり、ハンダ接合不良の発生状態を的確に再現することができないという問題があった。
【０００６】
かかる知見に基づき、本発明は、電子部品と基板との接合部に大きな温度差を与えることにより接合不良が発生する可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現可能な接合不良検知装置、並びに、接合不良検知方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、上記した課題を解決すべく提供される請求項１に記載の発明は、電気を導通可能な導電部を有する基板に対して実装された電子部品と、前記導電部との接合部の接合不良を検知可能な接合不良検知装置であって、電子部品に対して電気的に接触可能な部品側接触手段と、基板の導電部に対して電気的に接触可能な基板側接触手段と、電子部品を所定の加熱設定温度に加熱可能な部品加熱手段と、前記基板の温度を前記加熱設定温度よりも低温の温度範囲内に維持可能な恒温手段とを有し、部品側接触手段と基板側接触手段との間の電気的な導通状態を検知し、基板の温度を所定の温度範囲内に調整した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、部品加熱手段により電子部品を所定の加熱設定温度に加熱しつつ基板を加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較し、当該比較結果に基づいて導電部に対する電子部品の接合不良を検知可能な検知手段を備えていることを特徴とする接合不良検知装置である。
【０００８】
かかる構成によれば、電子部品と基板の導電部とが接合された部分に大きな温度差を与えることができ、基板に実装された電子部品が通電され発熱した場合に接合不良が発生する可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現可能な接合不良検知装置を提供できる。
【０００９】
また、上記請求項1に記載の接合不良検知装置は、基板の温度を所定の温度範囲内に調整した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、基板が所定の温度範囲内に維持され、基板を部品加熱手段による加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に調整された状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較し、当該比較結果に基づいて接合不良を検知可能な検知手段を備えた構成とすることも可能である。
【００１０】
かかる構成によれば、電子部品への通電に伴って電子部品と基板の導電部との接合部に熱的ストレスが作用する前後における電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態を再現することができる。従って、本発明によれば、電子部品と導電部との接合不良の発生の可能性の把握や、接合不良の発生状態の再現を的確に実施可能な接合不良検知装置を提供できる。
【００１１】
上記請求項１に記載の接合不良検知装置は、所定の平面上に基板を配置可能であり、部品加熱手段および部品側接触手段が、前記平面内の第１方向、当該第１方向に交差する第２方向、並びに、前記所定平面に対して交差する第３方向に移動可能であり、電子部品が非加熱状態であり且つ基板の温度を所定の温度範囲内に調整した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、部品加熱手段により電子部品を所定の加熱設定温度に加熱しつつ基板を加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持した状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較することを特徴とするものであってもよい（請求項２）。
【００１２】
かかる構成によれば、多数の電子部品が基板上に実装されているなどして多数の接合部分を持つ基板についてもスムーズに接合不良の発生の可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現可能な接合不良検知装置を提供できる。
【００１３】
ここで、上記請求項１又は２に記載の接合不良検知装置は、基板を部品加熱手段による加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持可能な構成とされている。そのため、基板を収容可能な試験室内に存在する気体の露点が基板保持温度以上である場合は、恒温手段やこの近傍において結露が発生し、接合不良を正確に検知できなくなるおそれがある。
【００１４】
そこで、かかる問題に鑑み、上記請求項１又は２に記載の接合不良検知装置は、基板を収容可能な試験室を有し、当該試験室内に存在する気体の露点が基板保持温度以上であることを条件として、露点が基板保持温度未満の気体を試験室内に導入する構成とすることが望ましい（請求項３）。
【００１５】
かかる構成によれば、恒温手段やこの近傍において結露が発生するのを抑制でき、電子部品と基板の導電部との接合不良を正確に検知可能な接合不良検知装置を提供できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、電気を導通可能な導電部を有する基板に対して実装された電子部品と、前記導電部との接合部の接合不良を検知する接合不良検知方法であって、電子部品に対して電気的に接触可能な部品側接触手段と、基板の導電部に対して電気的に接触可能な基板側接触手段との間の電気的な導通状態を検知し、基板の温度を所定の温度範囲内に調整した初期状態において前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態を検知すると共に、部品加熱手段により電子部品を所定の加熱設定温度に加熱しつつ、基板を加熱設定温度以下の所定の温度範囲内に維持した部品加熱状態における前記電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態を検知し、初期状態における非加熱状態の電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態と、部品加熱状態における電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態とを比較し、当該比較結果に基づいて導電部に対する電子部品の接合不良を検知することを特徴とする接合不良検知方法である。
【００１７】
本発明の接合不良検知方法によれば、電子部品と基板の導電部との接合部に大きな温度差を与えることができ、基板に実装された電子部品が通電され発熱した場合に接合不良が発生する可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現することができる。
【００１８】
また、本発明の接合不良検知方法によれば、電子部品への通電に伴い、電子部品と導電部との接合部に熱的ストレスが作用する前後における電子部品と前記基板の導電部との間の電気的な導通状態を再現し、確認することができる。従って、本発明の接合不良検知方法によれば、電子部品への通電に伴う接合不良の発生の可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を忠実に再現することができる。
【００１９】
上記請求項４に記載の接合不良検知方法は、基板を所定の試験室内に収容して実施され、当該試験室内に存在する気体の露点が基板保持温度以上であることを条件として、露点が基板保持温度未満の気体を試験室内に導入するものであってもよい（請求項５）。
【００２０】
かかる方法によれば、電子部品と基板の導電部との接合不良を検知する際に恒温手段やこの近傍において結露が発生するのを抑制でき、接合不良を正確に検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、電子部品と基板の導電部との接合部に大きな温度差を与えることが可能であり、電子部品への通電時に接合不良が発生する可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現可能な接合不良検知装置、並びに、接合不良検知方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
続いて、本発明の一実施形態にかかる接合不良検知装置、並びに、接合不良検知方法について図面を参照しながら詳細に説明する。図１において、１は本実施形態の接合不良検知装置である。本実施形態の接合不良検知装置１は、基板ＳにＩＣやコンデンサ、抵抗といったようなピンｐ１を持つ電子部品Ｐを実装し、ハンダを用いて接合したものを検査対象物とする。
【００２３】
ここで、基板Ｓは、従来公知のものと同様にベークライトやエポキシ樹脂、セラミックスなどの電気を通さない非導電性材料からなる基材ｓ１の表面に銅板や銅箔等のような導電性を有するものを接合して導電部ｓ２を設けた構成とされている。導電部ｓ２を構成する銅板等は、必要に応じてエッチング処理を施して回路を形成したり、メッキ処理を施した構成とされている。
【００２４】
電子部品Ｐは、ピンｐ１と、半導体材料等の材料をパッケージングしたパッケージ部ｐ２とを有し、ピンｐ１を基板Ｓの導電部ｓ２にハンダを用いて接合することにより基板Ｓに接合されている。電子部品Ｐは、ピンｐ１を介して通電すると、主としてパッケージ部ｐ２が発熱する。
【００２５】
図１に示すように、接合不良検知装置１は、試験室２を有し、この底部に恒温手段３が設けられ、部品加熱手段５や温度検知手段６、ピンプローブ７ａ，７ｂが試験室２内で自由に移動可能なように支持された構成とされている。また、接合不良検知装置１は、試験室２の外部に恒温手段３や部品加熱手段５の動作を制御するための温度制御手段８と、ピンプローブ７ａ，７ｂに電気的に接続された判定手段１０とを備えた構成とされている。
【００２６】
試験室２は、電子部品Ｐをハンダ接合した基板Ｓを収容可能な空間を形成している。また、試験室２には、気体導入口１５が設けられている。試験室２は、気体導入口１５を有し、気体導入口１５を閉止することにより気密状態に維持することが可能であると共に、気体導入口１５を介して外部から気体を導入し、この気体によって試験室２内に存在していた空気等の気体を置換することができる構成とされている。
【００２７】
恒温手段３は、平坦で基板Ｓを配置可能な基板配置面２０を有する。恒温手段３は、基板配置面２０が試験室２の底部側に露出するように配置されている。恒温手段３は、基板配置面２０の表面温度を適宜調整することができる構成とされている。本実施形態では、恒温手段３として、基板配置面２０の表面温度を室温から−６５℃の範囲内において温度調整可能であり、設定温度Ｔｈに対して±３℃程度の範囲内で維持可能なものが採用されている。そのため、恒温手段３の基板配置面２０上に基板Ｓを配置すると、基板Ｓをほぼ恒温状態に維持することができる。
【００２８】
恒温手段３には、基板配置面２０の表面温度を検知可能な温度センサ２１が設けられている。恒温手段３および温度センサ２１は、試験室２の外部に設けられた温度制御手段８に電気的に接続されている。恒温手段３の出力は、温度制御手段８により温度センサ２１の検知温度に基づき、基板配置面２０の表面温度が設定温度Ｔｈに対して±３℃程度の範囲内となるようにフィードバック制御される。
【００２９】
部品加熱手段５は、上記したように試験室２内を自由に移動することができる構成とされている。すなわち、部品加熱手段５は、基板配置面２０のように基板Ｓを試験室２内に配置した際に基板Ｓに対して平行な平面Ｌを想定した場合に、この平面内の第１方向（以下、必要に応じてＸ方向と称す）と、このＸ方向に対して直交する第２方向（以下、必要に応じてＹ方向と称す）と、前記平面Ｌに対して垂直な第３方向（以下、必要に応じてＺ方向と称す）に自由に移動可能な構成とされている。そのため、本実施形態の接合不良検知装置１は、部品加熱手段５を基板Ｓに実装されている所定の電子部品Ｐに相当する位置に移動させ、この電子部品Ｐのみを加熱することができる。
【００３０】
部品加熱手段５には、電子部品Ｐを上方に離れた位置から加熱可能なものが採用されている。さらに具体的には、部品加熱手段５は、例えば電熱線による加熱方式や、赤外線による加熱方式を採用したもの等、適宜のものを採用することができる。さらに詳細には、部品加熱手段５として電熱線による加熱方式を採用した場合は、内部に電熱線（電熱ヒータ）を備え、温度検知手段６によって検知される温度に基づいて電熱ヒータの出力や電熱ヒータを通過して基板Ｓに吹き付けられる気流の流量や流速を調整可能な構成のものを採用できる。また、部品加熱手段５として赤外線による加熱方式を採用する場合は、例えば内部にハロゲンランプヒータを備えたものを採用し、温度検知手段６によって検知される温度に基づいてハロゲンランプヒータのオン、オフや出力を調整する構成のものを採用することができる。
【００３１】
部品加熱手段５は、下方に存在する部分を局所的に室温から１８０℃の範囲内で加熱することが可能である。そのため、接合不良検知装置１は、部品加熱手段５を電子部品Ｐのパッケージ部ｐ２の上方に移動させた状態で部品加熱手段５を作動状態とすると、パッケージ部ｐ２を昇温させ、電子部品Ｐに通電を行った際の発熱状態や伝熱状態を忠実に再現することができる。部品加熱手段５は、上記した温度制御手段８に電気的に接続されている。
【００３２】
温度検知手段６は、従来公知の非接触式の温度計によって構成されている。温度検知手段６は、部品加熱手段５に対して隣接する位置に設けられており、部品加熱手段５の直下の部分の温度を検知可能な構成とされている。また、温度検知手段６は、部品加熱手段５に追従して試験室２内をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動できる。そのため、部品加熱手段５が電子部品Ｐの上方に移動すると、温度検知手段６もこれに追従して電子部品Ｐの上方に移動し、部品加熱手段５による電子部品Ｐの加熱状態を確認することができる。
【００３３】
温度検知手段６は、上記した温度制御手段８に電気的に接続されている。温度検知手段６によって検知された温度データは、温度制御手段８に送信される。温度制御手段８は、温度検知手段６によって検知された温度に基づき、部品加熱手段５の出力をフィードバック制御する。
【００３４】
ピンプローブ７ａ，７ｂは、それぞれ針状の電極であり、温度検知手段６と同様に部品加熱手段５に追従して試験室２内をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能な構成とされている。ピンプローブ７ａは電子部品Ｐのピンｐ１に接触させるための電極であり、ピンプローブ７ｂは基板Ｓの表面に設けられた導電部ｓ２に接触させるための電極である。ピンプローブ７ａ，７ｂは、共に判定手段１０に電気的に接続されている。
【００３５】
判定手段１０は、ピンプローブ７ａ，７ｂ間の導通状態を測定したり判定するために設けられたものである。判定手段１０は、定電圧電源２５と電流計２６と判定部２７とを備えている。判定手段１０は、電流計２６により定電圧電源２５をオン状態とした際にピンプローブ７ａ，７ｂ間を流れる電流を検知し、この検知結果に基づいて判定部２７によりピンプローブ７ａ，７ｂ間の導通状態を判定できる構成とされている。
【００３６】
続いて、本実施形態の接合不良検知装置１により、恒温手段３の基板配置面２０に配された基板Ｓにおける接合不良を検知する検知方法について図２に示すタイムチャートや、図３に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００３７】
接合不良検知装置１により電子部品Ｐと基板Ｓの導電部ｓ２との接合不良を検知する場合は、図３に示すように、先ずステップ１で制御手段（図示せず）に、基板Ｓの導電部ｓ２上において接合不良を検知すべき部分（検知ポイント）に関する情報が入力される。さらに具体的には、図１に示す例では基板Ｓの導電部ｓ２上にピンＰ１がハンダ接合されている部分（ハンダ接合部Ａ１，Ａ２）の位置情報や、検知ポイントの数（図１の例では２箇所）等のデータが入力される。さらに詳細には、部品Ｐが実装されている基板Ｓの回路図やＣＡＤデータ、基板Ｓの厚み等のデータを何らかの入力手段（図示せず）を用いて入力することにより検知ポイントに関するＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置情報を特定したり、検知ポイントに関するＸ，Ｙ，Ｚ方向の位置情報を任意に入力することにより、前記した制御手段に検知ポイントの位置情報や検知ポイントの数が入力される。その後、制御フローがステップ２に移行する。
【００３８】
制御フローがステップ２に移行すると、制御手段は、所定のタイミング（図２（ａ）において時刻ｔ１）に、恒温手段３を作動状態とする。この際、恒温手段３は、基板配置面２０の表面温度が設定温度Ｔｈとなるように出力調整される。また、設定温度Ｔｈは、室温よりも低温（室温〜−６５℃）の任意の温度に設定される。これにより、図２（ｃ）に示すように、基板配置面２０に配置されている基板Ｓの温度（基板温度Ｔｓ）や、電子部品Ｐのパッケージ部ｐ２の温度（パッケージ部温度Ｔｐ２）が時刻ｔ１〜ｔ２にかけて徐々に室温よりも低温になっていく。
【００３９】
一方、制御手段は、ステップ２において図１に示すように部品加熱手段５および温度検知手段６を接合不良の検知対象となる電子部品Ｐのパッケージ部ｐ２の上方に移動させる。この際、基板Ｓに対して電子部品Ｐが複数取り付けられている場合は、複数の電子部品Ｐから１つの電子部品Ｐが選ばれ、この上方に部品加熱手段５および温度検知手段６が移動した状態とされる。
【００４０】
また、制御手段は、ピンプローブ７ａ，７ｂをステップ１で設定された検知ポイントのうちの一つに相当する位置に移動させる。さらに具体的には、ステップ２において、ピンプローブ７ａ，７ｂは、ハンダ接合部Ａ１近傍まで移動した状態とされる。そして、ピンプローブ７ａは、ハンダ接合部Ａ１において接合されている電子部品ＰのピンＰ１に接触し、ピンＰ１との間で通電可能な状態とされる。また、ピンプローブ７ｂは、ハンダ接合部Ａ１近傍の基板Ｓの導電部ｓ２に接触した状態とされ、導電部ｓ２との間で通電可能な状態とされる。
【００４１】
上記したように部品加熱手段５や温度検知手段６、ピンプローブ７ａ，７ｂが所定の位置にセットされると、電子部品Ｐと導電部ｓ２とのハンダ接合部Ａ１について、ハンダ接合不良の有無を検知可能な状態になる。このようにして準備が整うと制御フローがステップ３に移行し、基板温度Ｔｓやパッケージ部温度Ｔｐ２が設定温度Ｔｈ付近（Ｔｈ±３℃の範囲内）で恒温状態になっているか否かが確認される。ここで、基板温度Ｔｓやパッケージ部温度Ｔｐ２が設定温度Ｔｈ付近で恒温状態になっていることが確認されると、その時点（図２（ｃ）において時刻ｔ２）で制御フローがステップ４およびステップ５に移行し、判定手段１０により時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間Ｍ１（本実施形態では５秒間）にわたってハンダ接合部Ａ１についての電気的特性が確認される。
【００４２】
さらに具体的には、図２（ｃ）に示すように時刻ｔ２において基板Ｓの温度Ｔｓやパッケージ部ｐ２の温度Ｔｐ２が設定温度Ｔｈ付近で恒温状態になると、図２（ｄ）に示すように判定手段１０に設けられた定電圧電源２５が時刻ｔ２〜ｔ３の期間Ｍ１（本実施形態では５秒間）にわたってオン状態とされる。この際、判定手段１０の判定部２７により、電流計２６が検知する電流値に基づき、電子部品Ｐが非加熱状態である場合のピンプローブ７ａ，７ｂ間の導通状態が確認される。
【００４３】
期間Ｍ１が経過して時刻ｔ３になると、電気特性の計測を終了する。そして、制御フローがステップ６に移行し、部品加熱手段５がオン状態とされる。これにより、電子部品Ｐのパッケージ部ｐ２が、所定の加熱設定温度Ｔｐとなるように加熱される（図２（ｂ）参照）。これに伴い、図２（ｃ）に示すようにパッケージ部温度Ｔｐ２が上昇する。この際、基板温度Ｔｓもパッケージ部温度Ｔｐ２と同様にある程度上昇する。しかし、図２（ａ）に示すように、部品加熱手段５がオン状態となった後も恒温手段３はオン状態のままであり、基板Ｓの冷却が継続されている。そのため、部品加熱手段５がオン状態となっても、基板Ｓの温度上昇はパッケージ部ｐ２の温度上昇よりも緩やかである。従って、図２（ｃ）に示すように、部品加熱手段５がオン状態となった後、パッケージ部ｐ２の温度が前記した加熱設定温度Ｔｐに到達した頃にはパッケージ部温度Ｔｐ２と基板温度Ｔｓとの温度差Ｄが大きく開いた状態になる。
【００４４】
上記したようにしてパッケージ部ｐ２の加熱が開始されると、制御フローがステップ７に移行し、パッケージ部温度Ｔｐ２が加熱設定温度Ｔｐに到達して安定しているか否かが確認される。そして、パッケージ部温度Ｔｐ２が所定の加熱設定温度Ｔｐに到達し、安定したことが確認されると、図２（ｄ）に示すように、その時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間Ｍ２（本実施形態では５秒間）にわたって定電圧電源２５がオン状態とされる。これにより、上記したのと同様にしてハンダ接合部Ａ１についての電気的特性が確認される（ステップ８〜ステップ９）。
【００４５】
上記した期間Ｍ２の経過後、時刻ｔ６になると、制御フローがステップ１０に移行し、図２（ｂ）に示すように部品加熱手段５によるパッケージ部ｐ２の加熱が停止される。これに伴い、図２（ｃ）に示すように、パッケージ部温度Ｔｐ２および基板温度Ｔｓが徐々に冷却され、基板配置面２０の設定温度Ｔｈに近づいていく。
【００４６】
ステップ１０で部品加熱手段５によるパッケージ部ｐ２の加熱が停止すると、制御フローがステップ１１に移行し、ステップ１で設定された全ての検知ポイントについて上記ステップ２〜ステップ１０に至る一連の制御フローによるハンダ接合不良の検知が実施されたか否かが確認される。ここで、ハンダ接合不良を未だ検知していない検知ポイントがある場合は、制御フローがステップ２に戻され、上記したのとは別の検知ポイントについてハンダ接合不良が検知される。
【００４７】
さらに具体的には、図１に示す例のように検知ポイント（ハンダ接合部Ａ１，Ａ２）が２箇所ある場合は、図２において時刻ｔ６の時点では未だハンダ接合部Ａ２についてハンダ接合不良の検知が完了していない。そのため、この場合は制御フローがステップ２に戻され、上記したのと同様にしてハンダ接合部Ａ２についてハンダ接合不良が検知される。
【００４８】
すなわち、制御フローがステップ２に戻ると、ピンプローブ７ａ，７ｂがハンダ接合部Ａ２の位置まで移動し、それぞれハンダ接合部Ａ２に接合されたピンｐ１と、ハンダ接合部Ａ２近傍の導通部ｓ２に接触した状態とされる。この際、図２（ａ）に示すように恒温手段３についてはオン状態のまま維持される。また、部品加熱手段５および温度検知手段６についても、必要に応じて検知対象となる電子部品Ｐ上に移動される。図１に示す例では、ハンダ接合部Ａ１，Ａ２共に同一の電子部品Ｐについてハンダ接合不良が検知されるため、部品加熱手段５および温度検知手段６については電子部品Ｐ上から移動しない。
【００４９】
ステップ２でピンプローブ７ａ，７ｂや部品加熱手段５、温度検知手段６が所定の位置にセットされると、制御フローがステップ３に移行する。そして、ステップ３でパッケージ部温度Ｔｐ２および基板温度ＴｓがＴｈ±３［℃］の範囲で安定したことが確認されると、その時点（時刻ｔ８）から時刻ｔ９までの期間Ｍ３（５秒間）にハンダ接合部Ａ１についての電気的特性が計測される（ステップ４〜ステップ５）。その後、時刻ｔ９になると制御フローがステップ６に移行し、部品加熱手段５がオン状態とされる。これにより、ステップ７でパッケージ部温度Ｔｐ２が設定温度Ｔｐに到達し、安定したことが確認されると、その時点（時刻ｔ１０）から時刻ｔ１１までの期間Ｍ４（５秒間）にハンダ接合部Ａ１についての電気的特性が計測される（ステップ８〜ステップ９）。期間Ｍ４における電気的特性の計測後、時刻ｔ１２になると、図２（ｂ）に示すように部品加熱手段５がオフ状態とされ、制御フローがステップ１１に移行する。
【００５０】
ここで、図１に示す例では、検知ポイントがハンダ接合部Ａ１，Ａ２の２箇所であり、時刻ｔ１２に制御フローがステップ１１に移行した時点で全ての検知ポイントについてハンダ接合不良の検知が完了した状態となる。そのため、ステップ１１において、先に設定された全検知ポイントについてハンダ接合不良の検知が完了したことが確認されると、制御フローがステップ１２に移行して恒温手段３がオフ状態とされ、一連の計測動作が完了する。
【００５１】
図３に示す一連の計測動作が完了すると、これにより期間Ｍ１，Ｍ３に計測された電気的特性に関するデータと、期間Ｍ２，Ｍ４に計測された電気的特性に関するデータとを比較してハンダ接合部Ａ１が接合不良を起こしているか否かを判定する。
【００５２】
さらに具体的には、判定手段１０は、上記した期間Ｍ１，Ｍ２において電流計２６によって計測された電流値（Ｉ１，Ｉ２）、あるいは、これに基づいて導出される抵抗値（Ｒ１，Ｒ２）を比較する。判定手段１０は、期間Ｍ２において計測された電流値Ｉ２が期間Ｍ１において計測された電流値Ｉ１に対して極端に小さい場合や、期間Ｍ２において導出された抵抗値Ｒ２が期間Ｍ１において導出された抵抗値Ｒ１に対して極端に大きいことを条件として、基板Ｓの導電部ｓ２とピンＰ１とがハンダ接合されている部分（ハンダ接合部Ａ１）において接合不良が発生しているものと判断する。さらに詳細には、判定手段１０は、電流値Ｉ１や抵抗値Ｒ２が電流値Ｉ２や抵抗値Ｒ１の２００％以上（２倍以上）であることを条件としてハンダ接合部Ａ１においてハンダ接合不良が発生しているものと判断する。
【００５３】
また同様に、判定手段１０は、期間Ｍ３，Ｍ４において電流計２６によって計測された電流値（Ｉ３，Ｉ４）、あるいは、これに基づいて導出される抵抗値（Ｒ３，Ｒ４）を比較する。判定手段１０は、電流値Ｉ３や抵抗値Ｒ４が電流値Ｉ４や抵抗値Ｒ３の２００％以上（２倍以上）であることを条件としてハンダ接合部Ａ１においてハンダ接合不良が発生しているものと判断する。
【００５４】
上記したようにしてハンダ接合部Ａ１について計測動作が完了した時点、あるいは、接合不良の有無についての判定が完了した時点で、電子部品Ｐの別のピンｐ１が接合されている部分（ハンダ接合部Ａ２）について計測動作が完了していない場合や、基板Ｓに実装されている別の電子部品Ｐのピンｐ１が接合されている部分について計測動作が完了していない場合は、そのピンｐ１のハンダ接合部についても上記したのと同様にして計測動作や接合不良の判定を行うことができる。このようにして判定する場合であって、上記したのと同一の電子部品Ｐの別のピンｐ１についての接合不良を検知する場合は、検知対象となるピンｐ１の位置にあわせてピンプローブ７ａ，７ｂが移動する。また、上記したのと別の電子部品Ｐのピンｐ１についての接合不良を検知する場合は、ピンプローブ７ａ，７ｂに加えて部品加熱手段５や温度検知手段６が検査対象となる電子部品Ｐに相当する位置に移動する。
【００５５】
上記したように、本実施形態の接合不良検知装置１によれば、部品加熱手段５により電子部品Ｐを所定の加熱設定温度Ｔｐに加熱し、基板Ｓを加熱設定温度Ｔｐ以下の温度範囲内に維持した状態において、ピンプローブ７ａ，７ｂ間の電気的な導通状態を検知し、この検知結果に基づいて導電部ｓ２に対する電子部品Ｐの接合不良を検知することができる。そのため、接合不良検知装置１によれば、電子部品Ｐと基板Ｓの導電部ｓ２とが接合された部分に大きな温度差を与えることができ、基板Ｓに実装された電子部品Ｐが通電され発熱した状況を忠実に再現し、この場合にハンダ接合部Ａ１等において接合不良が発生する可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現することができる。
【００５６】
上記したように、本実施形態の接合不良検知装置１では、部品加熱手段５やピンプローブ７ａ，７ｂがＸ，Ｙ，Ｚ方向に自由に移動することができる。そのため、接合不良検知装置１によれば、多数の電子部品Ｐが基板Ｓ上に実装されていたり、多数の接合部分を持つ基板Ｓについてもスムーズに接合不良の発生の可能性を正確に把握したり、接合不良の発生状態を的確に再現することができる。
【００５７】
上記したように、本実施形態では、上記した期間Ｍ１，Ｍ３のように基板Ｓの温度を所定の温度範囲内に調整した状態と、期間Ｍ２，Ｍ４のように電子部品Ｐを高温に加熱しつつ基板Ｓを低温に維持した状態の双方で電子部品Ｐと導電部ｓ２との間の電気的な導通状態を比較し、この比較結果に基づいて接合不良を検知している。そのため、接合不良検知装置１によれば、電子部品Ｐへの通電に伴って電子部品Ｐと基板Ｓの導電部ｓ２との接合部に熱的ストレスが作用する前後における電子部品Ｐと前記基板Ｓの導電部ｓ２との間の電気的な導通状態を忠実に再現しつつ、電子部品Ｐと導電部ｓ２との接合不良の発生の可能性の把握や、接合不良の発生状態を的確に再現することができる。
【００５８】
上記したように、本実施形態では１箇所のハンダ接合部Ａ１の接合不良を検知するために、図２のタイミングチャートや図３のフローチャートに示すように２度にわたって電子部品Ｐのピンｐ１と基板Ｓの導電部ｓ２との間における電気的な導通状態を検知する構成とされている。そのため、本実施形態のようにして接合不良を検知すれば、ハンダ接合部Ａ１等の接合不良を正確に検知できる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、一連のフローにおいて１箇所のハンダ接合部Ａ１について２度にわたって接合不良を検知する構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１箇所につき１回だけ接合不良を検知する構成としても、さらに多数回にわたって接合不良を検知する構成としてもよい。
【００６０】
上記したように、本実施形態の接合不良検知装置１では、ハンダ接合部Ａ１，Ａ２等の接合不良を検知する際に恒温手段３を作動させ、基板配置面２０やこれに配置される基板Ｓ等の温度を室温よりも低温の設定温度Ｔｈとする。そのため、試験室２内に存在する空気等の気体の露点によっては、基板配置面２０や基板Ｓが結露し、接合不良の検知精度が低下する可能性がある。そのため、接合不良検知装置１を使用して接合不良を検知する場合に、設定温度Ｔｈを試験室２内に存在する気体の露点以下の低温に設定する場合は、気体導入口１５から例えば窒素ガスやドライエアといったような露点が設定温度Ｔｈよりも低温の気体を導入し、試験室２内に存在する気体を置換することが望ましい。
【００６１】
なお、上記実施形態では、試験室２に気体導入口１５を設けた例を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、気体導入口１５を持たない構成のものであってもよい。かかる構成とした場合は、接合不良の検知を行う際に結露が生じる可能性があるが、気体導入口１５を設けない分だけ装置構成を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる接合不良検知装置の構成、並びに、当該接合不良検知装置の使用状況を示す断面図である。
【図２】図１に示す接合不良検知装置により接合不良を検知する際のタイミングチャートである。
【図３】図１に示す接合不良検知装置により接合不良を検知する際のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６３】
１  接合不良検知装置
２  試験室
３  恒温手段
５  部品加熱手段
６  温度検知手段
７ａ  ピンプローブ（部品側接触手段）
７ｂ  ピンプローブ（基板側接触手段）
１０  判定手段
１５  気体導入口
２０  基板配置面
Ｓ  基板
ｓ２  導電部
Ｐ  電子部品
ｐ１  ピン
Ｌ  平面
Ｔｐ  加熱設定温度
Ａ１，Ａ２  ハンダ接合部
【図１】
0004676370.tif 000002
【図２】
0004676370.tif 000003
【図３】
0004676370.tif 000004