(57)【要約】【課題】  面実装型ＩＣの未ハンダやハンダ不良を電気的導通検査で精度良く検出することが可能な回路基板検査方法及び回路基板検査装置を提供する。【解決手段】  回路基板２にハンダ付けされたＱＦＰ１を振動させる構成を有し、プランジャ５１を一定のストロークで往復動可能なプランジャ駆動装置５２と、所定の振幅及び周期でプランジャ５１が往復動するようにプランジャ駆動装置５２を制御する振動制御装置５３とを備えている。ＱＦＰ１を振動させることで、回路基板２にハンダ付けされたＱＦＰ１を回路基板２から相対的に離間させる方向の力がＱＦＰ１に断続的に作用する。未ハンダやハンダ不良でありながらハンダ付けされるべきランドとＱＦＰ１の端子１１とが接触して電気的には導通した状態となっている部分において、ＱＦＰ１の未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に回路基板２のランドから断続的に離間させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板にハンダ付けされた面実装型ＩＣを前記回路基板から相対的に離間させる方向の力を前記回路基板又は前記面実装型ＩＣに断続的に作用させることによって、前記回路基板のランドに当接している前記面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に前記回路基板のランドから離間させて前記回路基板のランドと電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせながら前記回路基板の電気的導通検査を行うことで、前記回路基板にハンダ付けされた前記面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を検出する回路基板検査方法。
【請求項２】
回路基板の電気的導通検査を実行可能な回路基板検査装置であって、前記回路基板にハンダ付けされた面実装型ＩＣを前記回路基板から相対的に離間させる方向の力を前記回路基板又は前記面実装型ＩＣに断続的に作用させることによって、前記回路基板のランドに当接している前記面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に前記回路基板のランドから離間させて前記回路基板のランドと電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせることが可能な強制離間手段を備えている、ことを特徴とした回路基板検査装置。
【請求項３】
請求項２において、前記強制離間手段は、前記回路基板又は前記面実装型ＩＣを一定の振幅及び周期で振動させる構成を有している、ことを特徴とした回路基板検査装置。
【請求項４】
請求項３において、前記強制離間手段は、一定のストロークで移動体を往復動可能な振動発生手段と、所定の振幅及び周期で前記移動体が往復動するように前記振動発生手段を制御する振動制御装置とを備え、前記移動体で前記回路基板又は前記面実装型ＩＣを振動させる、ことを特徴とした回路基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気的導通検査による回路基板検査方法、回路基板の電気的導通検査を実行可能な回路基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路基板の検査装置としては、検査プローブをランドに接触させて導通状態を検査する方法が一般的に知られており、例えば、多層基板のスルーホールや内層の導体パターンの断線を検出する回路基板検査装置が公知である（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１３１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、電子部品がハンダ付けされて実装された回路基板においては、導体パターンの断線や隣接する端子同士等がハンダブリッジしている状態を電気的導通検査で検出することは比較的容易であるが、未ハンダやハンダ付けが不十分なハンダ不良（ハンダ量不足やいわゆるイモハンダ等）を電気的導通検査で精度良く検出するのは困難である。なぜなら、未ハンダ又はハンダ不良が必ずしも電気的に非導通となるとは限らず、未ハンダやハンダ不良であっても、ハンダ付けされるべきランドと電子部品の端子とが接触していると、電気的には導通した状態となることがあるため、電気的な検査では検出することができない場合があるからである。そして、電気的に導通していても未ハンダ又はハンダ不良がある回路基板は、製品に搭載されて出荷された後に製品故障の原因となる可能性が高い。
【０００５】
このようなことから、電子部品実装後の回路基板の検査において、未ハンダやハンダ不良を精度良く検出する必要性が高いにも関わらず、有効な検査方法がないため、従来は目視検査等に頼るしかなかった。しかし、特にＱＦＰ（Quad・Flat・Package）やＳＯＰ（Small・Outline・Package）等のフラットパッケージやＢＧＡ（Ball・Grid・Array）といった面実装型のＩＣ（Integrated・Circuit）は、端子のハンダ付け接合部分を目視で検査するとなると、多大な労力と時間を要するとともに検出精度もあまり良くない。そのため、未ハンダやハンダ不良がある回路基板が製品に組み込まれた後、たまたま動作試験等もクリアしてしまうと、そのまま出荷され、ユーザが使用しているときに未ハンダやハンダ不良に起因した回路故障が生ずるという事態に至ってしまう虞があった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑み成されたものであり、その課題は、面実装型ＩＣの未ハンダやハンダ不良を電気的導通検査で精度良く検出することが可能な回路基板検査方法及び回路基板検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、本発明の第１の態様は、回路基板にハンダ付けされた面実装型ＩＣを前記回路基板から相対的に離間させる方向の力を前記回路基板又は前記面実装型ＩＣに断続的に作用させることによって、前記回路基板のランドに当接している前記面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に前記回路基板のランドから離間させて前記回路基板のランドと電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせながら前記回路基板の電気的導通検査を行うことで、前記回路基板にハンダ付けされた前記面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を検出する回路基板検査方法である。
【０００８】
このように、回路基板にハンダ付けされた面実装型ＩＣを回路基板から相対的に離間させる方向の力を回路基板又は面実装型ＩＣに断続的に作用させる。それによって、未ハンダやハンダ不良であっても、ハンダ付けされるべきランドと電子部品の端子とが接触して電気的には導通した状態となっている部分において、面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に回路基板のランドから断続的に離間させることができる。したがって、面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子が回路基板のランドと電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせることができる。そして、その状態で回路基板の電気的導通検査を行うと、未ハンダやハンダ不良の部分の電気的信号が断続的にＯＮ／ＯＦＦすることになるので、未ハンダやハンダ不良でありながらハンダ付けされるべきランドと電子部品の端子とが接触して電気的には導通した状態となっている部分を、容易かつ高精度に検出することができる。
【０００９】
これにより、本発明の第１の態様に記載の回路基板検査方法によれば、未ハンダやハンダ不良でありながらハンダ付けされるべきランドと電子部品の端子とが接触して電気的には導通した状態となっている部分を、容易かつ高精度に検出することができるので、面実装型ＩＣの未ハンダやハンダ不良を電気的導通検査で精度良く検出することが可能になるという作用効果が得られる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、回路基板の電気的導通検査を実行可能な回路基板検査装置であって、前記回路基板にハンダ付けされた面実装型ＩＣを前記回路基板から相対的に離間させる方向の力を前記回路基板又は前記面実装型ＩＣに断続的に作用させることによって、前記回路基板のランドに当接している前記面実装型ＩＣの未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に前記回路基板のランドから離間させて前記回路基板のランドと電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせることが可能な強制離間手段を備えている、ことを特徴とした回路基板検査装置である。  
このような強制離間手段を備えている本発明の第２の態様に記載の回路基板検査装置によれば、回路基板の電気的導通検査を実行可能な回路基板検査装置において、前述した第１の態様に記載の発明と同様の作用効果が得られる。
【００１１】
本発明の第３の態様は、前述した第２の態様において、前記強制離間手段は、前記回路基板又は前記面実装型ＩＣを一定の振幅及び周期で振動させる構成を有している、ことを特徴とした回路基板検査装置である。  
このように、一定の振幅及び周期で回路基板又は面実装型ＩＣを振動させることによって、未ハンダやハンダ不良の部分の電気的信号が、その周期で断続的にＯＮ／ＯＦＦするので、面実装型ＩＣの未ハンダやハンダ不良を電気的導通検査でより精度良く検出することができる。また、一定の振幅で振動させるので、回路基板や面実装型ＩＣに作用する力を一定以下に維持することができるので、回路基板にハンダ付けされた面実装型ＩＣに対して過大な力が作用して回路基板のランド部分や面実装型ＩＣの端子部分等が破損してしまう虞を低減させることができる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、前述した第３の態様において、前記強制離間手段は、一定のストロークで移動体を往復動可能な振動発生手段と、所定の振幅及び周期で前記移動体が往復動するように前記振動発生手段を制御する振動制御装置とを備え、前記移動体で前記回路基板又は前記面実装型ＩＣを振動させる、ことを特徴とした回路基板検査装置である。  
本発明の第４の態様に記載の回路基板検査装置によれば、振動発生手段の振幅及び周期を振動制御装置で制御することができるので、回路基板の大きさや特性、面実装型ＩＣの種類、数又は配置等に応じて、最適な振幅と周期で回路基板を振動させながら回路基板の電気的導通検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、本発明に係る「回路基板検査装置」の概略構成を図示したものであり、回路基板のＱＦＰが実装された部分を拡大して図示した平面図である。図２は、その側面図である。  
回路基板２にハンダ付けされて面実装される「面実装型ＩＣ」としてのＱＦＰ（Quad・Flat・Package）１は、端子１１がパッケージの４側面から取り出されており、各端子１１がＬ字型に成型されたフラットパッケージである。回路基板２には、ＱＦＰ１の各端子１１に対応する位置にランド（図示省略）が形成されており、各ランドは導体パターンを介して回路基板２に実装された他の電子部品等と電気的に接続されている。
【００１４】
回路基板２の電気的導通検査を実行可能な回路基板検査装置１００は、検査用プローブＴＰ１と検査用プローブＴＰ２と有している。例えば、回路基板２にハンダ付けされて面実装されているＱＦＰ１の端子１１ａに導体パターンＰ１を介して電気的に接続されているテスト用ランドＬ１に検査用プローブＴＰ１の先端を当接させ、ＱＦＰ１の端子１１ｂに導体パターンＰ２を介して電気的に接続されているテスト用ランドＬ２に検査用プローブＴＰ２の先端を当接させる。回路基板検査装置１００は、検査用プローブＴＰ１からテスト用ランドＬ１に所定のテスト信号を入力し、その入力信号に対してテスト用ランドＬ２を介して検査用プローブＴＰ２に出力された信号を測定する。そして、回路基板２の各テスト用ランドについて同様の検査を行い、入力信号に対する出力信号が全て正常であれば、当該回路基板２は、導体パターンの断線やハンダブリッジ等がなく電気的に正常な回路が構成され、実装されている各電子部品も全て正常に動作する正常な回路基板であると判定する。
【００１５】
ところが、回路基板２のランドとＱＦＰ１の端子１１とのハンダ接合部分に未ハンダ又はハンダ不良があると、その部分は必ずしも電気的に非導通となるとは限らない。つまり、未ハンダやハンダ不良であっても、ハンダ付けされるべきランドとＱＦＰ１の端子１１とが接触していると、電気的には導通した状態となることがある。そこで、本発明に係る回路基板検査装置１００は、回路基板２にハンダ付けされたＱＦＰ１を回路基板２から相対的に離間させる方向の力を回路基板２又はＱＦＰ１に断続的に作用させることによって、回路基板２のランドに当接しているＱＦＰ１の未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に回路基板２のランドから離間させて回路基板２のランドと電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせることが可能な「強制離間手段」を備えている。以下、具体的な実施例を参照しながら説明する。
【００１６】
図３は、本発明に係る回路基板検査装置１００における「強制離間手段」の第１実施例を図示した側面図である。  
当該実施例における「強制離間手段」は、図示の如くＱＦＰ１を一定の振幅及び周期で振動させる構成を有しており、「移動体」としてのプランジャ５１を一定のストロークで往復動可能な「振動発生手段」としてのプランジャ駆動装置５２と、所定の振幅及び周期でプランジャ５１が往復動するようにプランジャ駆動装置５２を制御する振動制御装置５３とを備えている。プランジャ駆動装置５２は、回路基板２に対して変位可能に配設される可動部６に取り付けられている。所定の振幅及び周期で往復動するプランジャ５１でＱＦＰ１を振動させることによって、回路基板２にハンダ付けされたＱＦＰ１を回路基板２から相対的に離間させる方向の力が所定の振幅及び周期でＱＦＰ１に断続的に作用する。それによって、未ハンダやハンダ不良でありながらハンダ付けされるべきランドとＱＦＰ１の端子１１とが接触して電気的には導通した状態となっている部分において、ＱＦＰ１の未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に回路基板２のランドから断続的に離間させることができる。
【００１７】
図４は、ＱＦＰ１の端子１１と回路基板２のランドとのハンダ接合部分を拡大して模式的に図示した側面図であり、プランジャ駆動装置５２により往復動されるプランジャ５１によってＱＦＰ１を回路基板２から離間させる方向の力をＱＦＰ１に断続的に作用させる前の状態を図示したものである。  
回路基板２にハンダ付けされて実装されているＱＦＰ１は、回路基板２に形成されている各ランド２１に各端子１１がハンダ１２で接合されている。ここで、端子１１Ｎは、対応するランド２１Ｎに対して未ハンダ状態（又はハンダ不良状態）であるが、対応するランド２１Ｎに接触している状態であり、ランド２１Ｎとは電気的に導通している状態となっている。したがって、このままの状態で電気的導通検査を行っても、端子１１Ｎとランド２１Ｎとが未ハンダ状態であることを検出することはできない。
【００１８】
図５は、ＱＦＰ１の端子１１と回路基板２のランドとのハンダ接合部分を拡大して模式的に図示した側面図であり、プランジャ駆動装置５２により往復動されるプランジャ５１によってＱＦＰ１を回路基板２から離間させる方向の力をＱＦＰ１に断続的に作用させたときの状態を図示したものである。  
回路基板２を固定した状態で、プランジャ５１をＱＦＰ１の表面に当接させた状態からプランジャ駆動装置５２によりプランジャ５１を往復動させてＱＦＰ１に一定の振幅及び周期で振動を与えると、ＱＦＰ１を回路基板２から離間させる方向の力がＱＦＰ１に一定の振幅及び周期で断続的に作用する。それによって、各ランド２１にハンダ付けされている各端子１１が一定の振幅及び周期で僅かに変形するので、ＱＦＰ１は、図示の如く回路基板２から離間する方向へ全体的に僅かに持ち上がった状態が断続的に生ずる。すると、未ハンダ状態の端子１１Ｎとランド２１Ｎとの間には、図示の如く僅かな隙間が断続的に生じて端子１１Ｎとランド２１Ｎとが断続的に電気的に非導通状態となる。
【００１９】
すなわち、回路基板２のランド２１Ｎに当接しているＱＦＰ１の未ハンダ端子１１Ｎを、強制的にランド２１Ｎから断続的に離間させて回路基板２のランド２１と電気的に非導通となる状態を断続的に生じさせることができる。したがって、この状態で電気的導通検査を行えば、未ハンダやハンダ不良の部分の電気的信号が断続的にＯＮ／ＯＦＦすることになるので、未ハンダやハンダ不良でありながらハンダ付けされるべきランドとＱＦＰ１の端子１１とが接触して電気的には導通した状態となっている部分を、容易かつ高精度に検出することができる。
【００２０】
このようにして、ＱＦＰ１等の「面実装型ＩＣ」の未ハンダやハンダ不良を電気的導通検査で精度良く検出することができる。
【００２１】
また、振動制御装置５３は、プランジャ５１を一定の振幅で振動させるので、ＱＦＰ１に作用する力を一定以下に維持することができるので、プランジャ５１の振動によって回路基板２にハンダ付けされたＱＦＰ１に過大な力が作用して回路基板２のランド部分やＱＦＰ１の端子部分等が破損してしまう虞を低減させることができる。さらに、プランジャ５１の振幅及び周期を振動制御装置５３で任意に設定して制御することができるので、回路基板２の大きさや特性、「面実装型ＩＣ」の種類、数又は配置等に応じて、最適な振幅と周期でＱＦＰ１を振動させながら回路基板２の電気的導通検査を行うことができる。
【００２２】
他の実施例としては、上述したプランジャ駆動装置５２のプランジャ５１で回路基板２を振動させることによって、回路基板２から離間させる方向の力をＢＧＡ（Ball・Grid・Array）に作用させる構成としたものが挙げられる。
【００２３】
図６は、ＢＧＡの外観図であり、図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は底面図である。図７は、回路基板２のＢＧＡが実装された部分を拡大して図示した側面図である。  
回路基板２にハンダ付けされて面実装される「面実装型ＩＣ」としてのＢＧＡ３は、底面に外部入出力用の円形状の端子（パッド）が多数並んだ構造を有しており、各パッドには、ハンダボール３１が付されている。ＢＧＡ３は、回路基板２の取り付け位置に配置した状態で加熱することによってハンダボール３１が溶解し、回路基板２の各ランドとＢＧＡ３の各パッドとが溶解したハンダボール３１によってハンダ付けされて回路基板２に電気的に接続されて実装される。
【００２４】
図８は、本発明に係る回路基板検査装置１００における「強制離間手段」の第２実施例を図示した側面図である。  
当該実施例における「強制離間手段」は、第１実施例と同様に、プランジャ５１を一定のストロークで往復動可能なプランジャ駆動装置５２と、所定の振幅及び周期でプランジャ５１が往復動するようにプランジャ駆動装置５２を制御する振動制御装置５３とを備えている。そして、第２実施例においては、プランジャ５１によって回路基板２を一定の振幅及び周期で振動させる。所定の振幅及び周期で往復動するプランジャ５１で回路基板２を振動させることによって、回路基板２にハンダ付けされたＢＧＡ３を回路基板２から相対的に離間させる方向の力がＢＧＡ３に断続的に作用する。
【００２５】
それによって、未ハンダやハンダ不良でありながらハンダ付けされるべきランドとＢＧＡ３のパッドとが接触して電気的には導通した状態となっている部分において、ＢＧＡ３の未ハンダ端子又はハンダ不良端子を強制的に回路基板２のランドから断続的に離間させることができる。したがって、この状態で電気的導通検査を行えば、未ハンダ状態又はハンダ不良状態であることを容易かつ高精度に検出することができる。
【００２６】
また、振動制御装置５３は、プランジャ５１を一定の振幅で振動させるので、回路基板２に作用する力を一定以下に維持することができるので、プランジャ５１の振動によって回路基板２に過大な力が作用して回路基板２のランド部分やＢＧＡ３のパッド部分等が破損してしまう虞を低減させることができる。さらに、プランジャ５１の振幅及び周期を振動制御装置５３で任意に設定して制御することができるので、回路基板２の大きさや特性、「面実装型ＩＣ」の種類、数又は配置等に応じて、最適な振幅と周期で回路基板２を振動させながら回路基板２の電気的導通検査を行うことができる。
【００２７】
尚、プランジャ５１の往復動による振動によってＢＧＡ３に作用する力が１０ｋｇを超えると、回路基板２のランドとＢＧＡ３のパッドとのハンダ接合部分が破損してしまう虞がある。したがって、例えば、回路基板２から離間する方向の力がＢＧＡ３全体に対して約４ｋｇ程度の力で作用する程度の振幅及び周期の振動が回路基板２に作用するように、プランジャ５１の振幅及び周期を振動制御装置５３で設定すると良い。
【００２８】
このようにして、ＢＧＡ３等の「面実装型ＩＣ」の未ハンダやハンダ不良を電気的導通検査で精度良く検出することができる。
【００２９】
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る「回路基板検査装置」の概略構成を図示した平面図である。
【図２】本発明に係る「回路基板検査装置」の概略構成を図示した側面図である。
【図３】本発明に係る「強制離間手段」の第１実施例の側面図である。
【図４】ＱＦＰの端子と回路基板のランドとのハンダ接合部分の側面図である。
【図５】ＱＦＰの端子と回路基板のランドとのハンダ接合部分の側面図である。
【図６】ＢＧＡの外観図であり図６（ａ）は平面図、図６（ｂ）は底面図である。
【図７】回路基板のＢＧＡが実装された部分を拡大して図示した側面図である。
【図８】本発明に係る「強制離間手段」の第２実施例の側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ＱＦＰ、２  回路基板、３  ＢＧＡ、６  可動部、７  吸盤、１１  端子、３１  ハンダボール、５１  プランジャ、５２  プランジャ駆動装置、５３  振動制御装置、１００  回路基板検査装置、ＴＰ１、ＴＰ２  検査用プローブ、
【図１】
2007201013.tif 000003
【図２】
2007201013.tif 000004
【図３】
2007201013.tif 000005
【図４】
2007201013.tif 000006
【図５】
2007201013.tif 000007
【図６】
2007201013.tif 000008
【図７】
2007201013.tif 000009
【図８】
2007201013.tif 000010