(57)【要約】【課題】ＩＣチップを基板上に実装し、エンジンの制御ユニット等の電子機器を製造する製造工程において、当該ＩＣチップで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を高い確度で検出可能な静電気放電検出素子及び静電気放電検出方法を提供すること。【解決手段】ＩＣチップをプリント基板上に実装し、エンジンの制御ユニットを製造する製造工程において当該ＩＣチップで静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出するための静電気放電検出素子１である。この静電気放電検出素子１では、絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を絶縁抵抗試験器５等の機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けている。【選択図】図３
2009135283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に装着された電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出するための静電気放電検出素子であって、
前記絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を目視又は機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けたことを特徴とする静電気放電検出素子。
【請求項２】
請求項１に記載の静電気放電検出素子において、
前記絶縁破壊部位が、当該検出素子に設けた配線パターン若しくは抵抗体間を所定のギャップ幅で離隔した部位、又は、当該検出素子に設けた導電体又は半導体間を所定厚さの絶縁膜で絶縁した部位に設定され、当該配線パターン若しくは抵抗体間、又は導電体間が導通したことを目視又は機器を用いて観測することで前記絶縁破壊が発生した旨を確認可能とされている静電気放電検出素子。
【請求項３】
電子デバイスを基板上に実装してなる電子回路板であって、
請求項１又は請求項２に記載の静電気放電検出素子が前記電子デバイスと共に同一の基板上に実装されていることを特徴とする電子回路板。
【請求項４】
所定の機能を発揮する電子デバイスと、外部との信号のやりとりを行う入出力装置とを備えた電子機器であって、
請求項３に記載の電子回路板を搭載したことを特徴とする電子機器。
【請求項５】
電子デバイスを基板上に実装し、電子機器を製造する製造工程において当該電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出する静電気放電検出方法であって、
前記製造工程が、複数の部分工程からなり、
前記絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を目視又は機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けた静電気放電検出素子を基板上に実装し、
該静電気放電検出素子を実装した基板を前記製造工程に流して前記絶縁破壊が発生した部分工程を特定する静電気放電検出方法。
【請求項６】
請求項５に記載の静電気放電検出方法において、
前記静電気放電検出素子は、前記絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類され、当該階層分類された複数種の静電気放電検出素子を基板上に実装し、前記製造工程に流す静電気放電検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の製造工程において、静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出するための静電気放電検出素子、及び、該検出素子を用いて好ましく行われる静電気放電検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣチップ（Integrated Circuit；集積回路）等の半導体デバイス（電子デバイス）は、一般に静電気に対して敏感である。このため、該ＩＣチップをプリント基板（プリント配線板）上に実装してプリント回路板（電子回路板）を作成し、さらに該プリント回路板により自動車用機器、通信機器等の各種の電子機器を製造する製造工程においては、所謂静電気放電（ＥＳＤ；Electro-Static Discharge）により、該ＩＣチップの金属配線パターン若しくはＰ型、Ｎ型拡散層等の抵抗体間で絶縁破壊を生じ、得られる電子機器に不良品を発生させることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような静電気放電による絶縁破壊を防止するために、ＩＣチップにおいては静電気保護回路が当該ＩＣチップ内部の電源部や入出力部に設けられている場合がある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
しかしながら、この保護回路も万全ではなく、電気特性への影響や保護回路の寸法的制限、さらにはＩＣチップ毎に異なる静電気耐量（静電気放電による絶縁破壊耐力）に対応した保護回路の選定の困難性が障害となっている。
【０００５】
また、上記した電子機器の製造工程は、リフロー処理工程や外観検査・補修工程等の複数の部分工程により構成されており、どの部分工程において静電気放電による絶縁破壊が発生しているかを特定できれば、例えば、当該製造工程に携わる作業者や製造設備の帯電防止・帯電除去等の適切な静電気放電抑制処置を採り得ると考えられる。
【特許文献１】特開平１０−１２６９１号公報
【特許文献２】特開２０００−２７７７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、現状では、電子機器の製造工程において、例えば、ＩＣチップの帯電量を計測しても、該帯電が絶縁破壊に至るものであるか否かを正確に判断できず、このため、静電気放電によりＩＣチップに絶縁破壊が発生している部分工程の特定は困難である。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、基板上に装着された電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を高い確度で検出可能な静電気放電検出素子及び静電気放電検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板上に装着された電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出するための静電気放電検出素子であって、前記絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を目視又は機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けたこと、を要旨とする。
【０００９】
同構成によれば、静電気放電検出素子において、静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を目視又は機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けている。このため、例えば、電子デバイスを基板上に実装し、電子機器を製造する製造工程において、当該静電気放電検出素子を実装した基板を同製造工程に流して該検出素子の絶縁破壊の状態を目視又は機器を用いて観測することで、当該電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を高い確度で検出できる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の静電気放電検出素子において、前記絶縁破壊部位が、当該検出素子に設けた配線パターン若しくは抵抗体間を所定のギャップ幅で離隔した部位、又は、当該検出素子に設けた導電体又は半導体間を所定厚さの絶縁膜で絶縁した部位に設定され、当該配線パターン若しくは抵抗体間、又は導電体間が導通したことを目視又は機器を用いて観測することで前記絶縁破壊が発生した旨を確認可能とされていること、を要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を目視又は機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位が、当該検出素子に設けた配線パターン若しくは抵抗体間を所定のギャップ幅で離隔した部位、又は、当該検出素子に設けた導電体又は半導体間を所定厚さの絶縁膜で絶縁した部位に設定されている。そして、目視又は機器を用いて観測することで当該配線パターン若しくは抵抗体間、又は導電体間に絶縁破壊が発生したことを確認可能とされている。このため、例えば、電子機器を製造する製造工程において、電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を実用的且つ合理的な手段によって高い確度で検出できる。さらに、当該検出素子において、配線パターン若しくは抵抗体間に設定した所定のギャップ幅、又は、導電体又は半導体間の絶縁膜に設定した所定の厚さで静電気放電による絶縁破壊が生じた場合は、同程度の絶縁破壊耐力を有する電子デバイスでも絶縁破壊が生じうることが高い確度で推定できるようになる。このため、当該絶縁破壊耐力を超えるように、例えば、配線パターン若しくは抵抗体間のギャップ幅を長くする、又は、導電体間の絶縁膜の厚さを厚くするように電子デバイスを設計すれば、同製造工程で得られる電子機器から不良品を発生させないことが高い確度で期待（保証）できるようになる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、電子デバイスを基板上に実装してなる電子回路板であって、請求項１又は請求項２に記載の静電気放電検出素子が前記電子デバイスと共に同一の基板上に実装されていること、を要旨とする。
【００１３】
同構成によれば、請求項１又は請求項２に記載の静電気放電検出素子が電子デバイスと共に同一の基板上に実装されて電子回路板を構成しているので、該電子回路板を市場に流通させた場合において、当該検出素子に絶縁破壊が発生したときに、その電子回路板の不良が静電気放電に由来する旨を高い確度で特定しうるとともに、当該不良品を流通ルートから選択的に排除することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、所定の機能を発揮する電子デバイスと、外部との信号のやりとりを行う入出力装置とを備えた電子機器であって、請求項３に記載の電子回路板を搭載したこと、を要旨とする。
【００１５】
同構成によれば、電子デバイス及び入出力装置を備えた電子機器において、請求項３に記載の電子回路板が搭載されているので、製品としての電子機器の流通ルートで何らかの原因で不良品が発生した場合、その原因が静電気放電によるものか否かが高い確度で特定できる。即ち、同電子機器において、運搬時の衝撃による故障を特定するべく搭載される衝撃センサや、水濡れによる故障を特定するべく搭載される水検出センサと同様な機能を発揮させることができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、電子デバイスを基板上に実装し、電子機器を製造する製造工程において当該電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出する静電気放電検出方法であって、前記製造工程が、複数の部分工程からなり、前記絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を目視又は機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けた静電気放電検出素子を基板上に実装し、該静電気放電検出素子を実装した基板を前記製造工程に流して前記絶縁破壊が発生した部分工程を特定すること、を要旨とする。
【００１７】
同構成によれば、電子デバイスを基板上に実装し、電子機器を製造する製造工程において、当該電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を高い確度で検出できる。これにより、該製造工程において、電子デバイスに絶縁破壊が発生した部分工程を高い確度で特定でき、さらに当該部分工程において、静電気放電の発生を抑制する処置を採ることができるようになる。また、同製造工程において静電気放電検出素子に絶縁破壊が発生した場合、製品として規格合格品であっても、同製造工程で得られた電子機器が静電気放電によってある程度のダメージを受けていると見做し、出荷停止等の措置を採ることが可能となる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の静電気放電検出方法において、前記静電気放電検出素子は、前記絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類され、当該階層分類された複数種の静電気放電検出素子を基板上に実装し、前記製造工程に流すこと、を要旨とする。
【００１９】
同構成によれば、絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類した複数種の静電気放電検出素子を電子機器の製造工程に流すことで、その部分工程のいずれかにおいて当該検出素子に絶縁破壊が発生したときに、その絶縁破壊の状態を統計的に観測すれば、当該部分工程の静電気による汚染の度合の判断基準とすることができる。これにより、当該各部分工程の汚染の度合いに応じて、静電気放電の発生を抑制する処置を採ることができるようになる。
【００２０】
また、絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類した複数種の静電気放電検出素子を電子機器の製造工程に流すことで、その部分工程のいずれかにおいて電子デバイスに絶縁破壊が発生したときに、各検出素子の絶縁破壊の状態を統計的に観測すれば、当該電子デバイスの絶縁破壊耐力の判断基準とすることもできる（電子デバイスの絶縁破壊耐力のレベルが定量化できる）。
【００２１】
さらに、一の部分工程において、所定の絶縁破壊耐力の静電気放電検出素子が絶縁破壊を生じたときに、当該絶縁破壊耐力を超える（配線パターン若しくは抵抗体間のギャップ幅を長くする、又は、導電体間の絶縁膜の厚さを厚くする）ように電子デバイスを設計すれば、同製造工程で得られる電子機器から不良品を発生させないことが高い確度で期待（保証）できるようにもなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、基板上に実装された電子デバイスで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を高い確度で検出可能な静電気放電検出素子及び静電気放電検出方法が提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。以下に示す各実施形態にかかる静電気放電検出素子は、電子デバイスとしてのＩＣチップをプリント基板（プリント配線板）上に実装し、エンジンの制御ユニット等の自動車用機器（電子機器）を製造する製造工程において、当該ＩＣチップの金属配線パターン又はＰ型、Ｎ型拡散層等の抵抗体間で静電気放電による絶縁破壊が発生した旨を検出するためのものである。
【００２４】
＜第１実施形態＞
本実施形態の静電気放電検出素子１は、Ａｌ（アルミニウム）金属配線パターンにおいて静電気放電が起こることが想定されるＩＣチップをプリント基板上に実装し、エンジンの制御ユニットを製造する製造工程に適用されるものである。ここで、このＩＣチップのＡｌ金属配線パターンは、折り返し構造とされている。
【００２５】
図１（ａ）を参照して、この静電気放電検出素子１では、前記ＩＣチップのＡｌ金属配線パターンにおいて静電気放電による絶縁破壊が発生する状況で同様の不具合が起こるように、その回路基板２上に折り返し構造のＡｌ金属配線パターン１ａが形成されているとともに、当該Ａｌ金属配線パターン１ａにおいて、静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けている。
【００２６】
具体的には、前記絶縁破壊部位は、図１（ｂ）を参照して、前記Ａｌ金属配線パターン１ａ間を所定のギャップ幅ｄ１［ｎｍ］で離隔した部位に設けている。また、本実施形態で用いる８個（複数個）の静電気放電検出素子１，…では、全て前記ギャップ幅ｄ１［ｎｍ］が一定値に設定されている。ここで、ギャップ幅ｄ１［ｎｍ］は、前記ＩＣチップの絶縁破壊耐力に合致するように、当該ＩＣチップのパターンルールに従って決定される。
【００２７】
そして、前記静電気放電検出素子１，…は、例えば、プリント基板上に装着されたＩＣチップに静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を検出等すべく、前記ＩＣチップと同様にそれぞれ１個ずつ各プリント基板上に実装される。そして、こうして得られた８枚のプリント回路板（電子回路板）が、以下の８つ（複数）の部分工程Ｓ１〜Ｓ８からなるエンジンの制御ユニットの製造工程にその開始時点から流され、各部分工程Ｓ１〜Ｓ８が終了する都度、１枚ずつサンプリングされ、各静電気放電検出素子１の絶縁破壊部位に静電気放電による絶縁破壊が発生したか否かが機器を用いて確認される。
【００２８】
図２に示すように、まず、ＩＣチップ装着工程Ｓ１において、プリント基板上の半田を付着した配線部分にＩＣチップを装着する。そして、ＩＣチップリフロー処理工程Ｓ２において、リフロー処理により半田を溶解させてＩＣチップのプリント基板への半田付けを完了し、装着したＩＣチップをプリント基板に搭載する。
【００２９】
ＩＣチップ搭載後、外観検査・補修工程Ｓ３において、主として前記プリント基板上の半田付けの不具合箇所の発見と当該箇所の補修を行う。その後、電装部品装着工程Ｓ４において、当該プリント基板上の半田を付着した配線部分にコネクタやリレー回路等の電装部品を装着する。続いて、電装部品リフロー処理工程Ｓ５において、リフロー処理により半田を溶解させて電装部品の半田付けを完了し、装着した電装部品をプリント基板に搭載する。
【００３０】
電装部品搭載後、外観検査・補修工程Ｓ６において、主としてプリント基板上の半田付けの不具合箇所の発見と当該箇所の補修を行う。その後、プリント回路板の誤品・欠品検査工程Ｓ７において、プリント基板にＩＣチップ・電装部品の搭載を完了してなるプリント回路板において、当該チップ・部品の誤品や欠品の検査を行う。
【００３１】
そして、前記プリント回路板へケースやカバーを取り付けてエンジンの制御ユニットを完成させ、電子機器機能検査工程Ｓ８において、専用の検査装置を用い、当該制御ユニットの機能検査を行う。
【００３２】
上記各部分工程Ｓ１〜Ｓ８が終了する都度、本実施形態の静電気放電検出素子１を実装したプリント回路板を１枚ずつサンプリングしてゆき、当該各検出素子１の絶縁破壊部位に静電気放電による絶縁破壊が発生したか否かを機器を用いて観測する。
【００３３】
具体的には、図３（ａ）に示すように、前記製造工程からサンプリングしたオフライン状態で、前記静電気放電検出素子１を実装したプリント基板２０（プリント回路板）を絶縁抵抗試験装置の検査ステージ６上に載置し、該検出素子１の絶縁破壊部位にプローブ３及びケーブル４を介して絶縁抵抗試験器５（機器）を接続し、当該絶縁破壊部位の絶縁破壊状態を観測する。
【００３４】
詳細には、図３（ｂ）に示すように、プリント基板２０上の回路配線２０ａにリード線１ｂを介して実装された静電気放電検出素子１のＡｌ金属配線パターン１ａ，１ａ間のギャップ幅ｄ１［ｎｍ］で離隔してなる絶縁破壊部位（図１（ｂ）参照）に、プローブ３を接続し、さらにケーブル４を経由して絶縁抵抗試験器５に接続し、当該絶縁破壊部位の絶縁抵抗値［ＭΩ］を測定する。
【００３５】
その結果、当該部分工程Ｓ１〜Ｓ８のいずれかの工程の終了後、例えば、電装部品装着工程Ｓ４及びプリント回路板の誤品・欠品検査工程Ｓ７の終了後に前記プリント基板２０と共にサンプリングした静電気放電検出素子１の絶縁抵抗値が所定値（例えば、１０［ＭΩ］）よりも低下していた場合には、当該部分工程Ｓ４及びＳ７において、静電気放電検出素子１に静電気放電により絶縁破壊が発生していた旨が確認される。
【００３６】
本実施形態の静電気放電検出素子１又は静電気放電検出方法によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を絶縁抵抗試験器５を用いて確認可能な絶縁破壊部位が、静電気放電検出素子１において、Ａｌ金属配線パターン１ａを、ＩＣチップの絶縁破壊耐力に合致する所定のギャップ幅ｄ１［ｎｍ］で離隔した部位に設定されている。そして、絶縁抵抗試験器５を用いて観測することで当該Ａｌ金属配線パターン１ａ間に絶縁破壊が発生したことを確認可能とされている。このため、エンジンの制御ユニットを製造する製造工程において、当該ＩＣチップで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合には、その旨を実用的且つ合理的な手段によって高い確度で検出できる。
【００３７】
（２）静電気放電検出素子１において、Ａｌ金属配線パターン１ａ間に設定した所定のギャップ幅ｄ１［ｎｍ］で静電気放電による絶縁破壊が生じた場合は、同程度の絶縁破壊耐力を有するＩＣチップでも絶縁破壊が生じうることが高い確度で推定できるようになる。このため、当該絶縁破壊耐力を超えるようにＡｌ金属配線パターン１ａ間のギャップ幅をｄ１［ｎｍ］よりも適宜長くするようにＩＣチップを設計すれば、同製造工程で得られるエンジンの制御ユニットから不良品を発生させないことが高い確度で期待（保証）できるようになる。
【００３８】
（３）静電気放電検出素子１の静電気破壊耐力を故意に低くする（換言すれば、静電気放電により絶縁破壊し易い状態とする）、つまり、Ａｌ金属配線パターン１ａ間のギャップ幅を適宜短くし、これを製造工程に流し、なおかつその状態で絶縁破壊が生じなければ、同程度の静電気破壊耐力を有するＩＣチップでも絶縁破壊が生じないことが高い確度で期待できることになる。この結果、当該エンジンの制御ユニットの製造工程への信頼性が高められるとともに同製造工程を経て製造されたエンジンの制御ユニットの品質への信頼性も向上する。
【００３９】
（４）実際に同製造工程によって製造されたエンジンの制御ユニットに故障が発生した場合に、当該故障が静電気放電に由来することが高い確度で推定できるとともに、該静電気放電が発生した箇所が前記部分工程Ｓ４又はＳ７であることが高い確度で特定できるようになる。これにより、当該部分工程Ｓ４又はＳ７において、同工程に携わる作業者や製造設備の帯電防止・帯電除去等の静電気放電の発生を抑制する処置を採ることができるようになる。
【００４０】
（５）一方、エンジンの制御ユニットに故障が発生しなかった場合でも、当該部分工程Ｓ４及びＳ７において、ＩＣチップに静電気放電が起こり、絶縁破壊が発生し易い状態であったことが高い確度で推定できるようになる。これにより、同製造工程で得られたエンジンの制御ユニットが製品として規格合格品であっても、静電気放電によってある程度のダメージを受けていると見做し、出荷停止等の措置を採ることが可能となる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
本実施形態の静電気放電検出素子１´は、Ｐ型（Ｎ型）拡散層からなる抵抗体において静電気放電が起こることが想定されるＩＣチップをプリント基板上に実装し、エンジンの制御ユニットを製造する製造工程に適用されるものである。
【００４２】
図４（ａ）を参照して、この静電気放電検出素子１´では、前記ＩＣチップの抵抗体において静電気放電による絶縁破壊が発生する状況で同様の不具合が起こるように、その回路基板（Ｎ型（Ｐ型）シリコン基板）２上にＰ型（Ｎ型）拡散層からなる抵抗体１ａ´が形成されているとともに、当該抵抗体１ａ´において、静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けている。
【００４３】
詳細には、前記絶縁破壊部位は、図４（ｂ）を参照して、Ｐ型（Ｎ型）拡散層からなる一対の抵抗体１ａ´，１ａ´において、先端が鋭角状とされ、所定のギャップ幅ｄ２［ｎｍ］で相対向して離隔する各々の突出部位１ｔ，１ｔに設けている。ここで、本実施形態で用いる３種（複数種）の静電気放電検出素子１´［１］〜１´［３］は、前記ギャップ幅ｄ２［ｎｍ］の範囲、即ち、当該検出素子１´の絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類されている。具体的には、前記ＩＣチップの絶縁破壊耐力に近似するように、下表１に示すとおりとされている。
【００４４】
【表１】
2009135283.tif 000003
そして、前記静電気放電検出素子１´，…は、例えば、プリント基板上に装着されたＩＣチップに静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を検出等すべく、前記階層分類に基づき、ギャップ幅ｄ２［ｎｍ］の範囲が異なるものがそれぞれ３種（３個）ずつ、合計８枚の各プリント基板上に実装される。そして、こうして得られた８枚のプリント回路板が、図３に示す製造工程と同様に部分工程Ｓ１〜Ｓ８からなるエンジンの制御ユニットの製造工程にその開始時点から流され、各部分工程Ｓ１〜Ｓ８が終了する都度、１枚ずつサンプリングされ、各プリント基板上の３種の静電気放電検出素子１´［１］〜１´［３］の絶縁破壊部位に静電気放電による絶縁破壊が発生したか否かが第１実施形態と同様に絶縁抵抗試験器５を用いて確認される。
【００４５】
その結果、当該部分工程Ｓ１〜Ｓ８のいずれかの工程の終了後、例えば、電装部品リフロー処理工程Ｓ５の終了後に前記プリント基板２０と共にサンプリングした静電気放電検出素子１´［１］及び１´［２］の絶縁抵抗値が所定値（例えば、１０［ＭΩ］）よりも低下していた場合には、当該部分工程Ｓ５において、ギャップ幅ｄ２［ｎｍ］（＝１００〜１０００［ｎｍ］）に相当する絶縁破壊耐力以下の静電気放電検出素子１´（即ち、素子［１］及び［２］）に静電気放電により絶縁破壊が発生していた旨が確認される。
【００４６】
本実施形態の静電気放電検出素子１´又は静電気放電検出方法によれば、第１実施形態で得られる作用・効果に加えて、さらに以下のような作用・効果を得ることができる。
（６）絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類した３種の静電気放電検出素子１´，…を用いる統計的観測により、当該検出素子１´において静電気放電による絶縁破壊が生じた部分工程Ｓ５の静電気による汚染の度合の判断基準とすることができる。これにより、当該部分工程Ｓ５の汚染の度合いに応じて、静電気放電の発生を抑制する処置を採ることができるようになる。
【００４７】
（７）絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類した３種の静電気放電検出素子１´［１］〜１´［３］をエンジンの制御ユニットの製造工程に流すことで、その部分工程のいずれかにおいてＩＣチップに絶縁破壊が発生したときに、各検出素子１´の絶縁破壊の状態を統計的に観測すれば、当該ＩＣチップの絶縁破壊耐力の判断基準とすることもできる（ＩＣチップの絶縁破壊耐力のレベルが定量化できる）。
【００４８】
（８）さらに、本実施形態のように一の部分工程Ｓ５において、所定の絶縁破壊耐力の静電気放電検出素子１´［１］及び１´［２］に絶縁破壊が生じたときに、当該絶縁破壊耐力を超えるように、例えば、抵抗体間１ａ´，１ａ´のギャップ幅ｄ２［ｎｍ］を１０００［ｎｍ］よりも適宜長くした静電気放電検出素子１´と同等の絶縁破壊耐力を有するＩＣチップを設計すれば、同製造工程で得られるエンジンの制御ユニットから不良品を発生させないことが高い確度で期待（保証）できるようにもなる。
【００４９】
＜第３実施形態＞
本実施形態の静電気放電検出素子１０は、導電体としてのＭＲ素子（強磁性体磁気抵抗素子）において静電気放電が起こることが想定されるＩＣチップをプリント基板上に実装し、自動車用スイッチの制御ユニットを製造する製造工程に適用されるものである。
【００５０】
図５（ａ）を参照して、この静電気放電検出素子１０では、前記ＩＣチップのＭＲ素子において静電気放電による絶縁破壊が発生する状況で同様の不具合が起こるように、そのシリコン基板（半導体）１１上にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１２を介してＭＲ素子１０ａ，１０ａが形成されているとともに、当該ＭＲ素子１０ａ，１０ａにおいて、静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を機器を用いて確認可能な絶縁破壊部位を故意に設けている。尚、図５（ａ）において、前記シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）１２及びＭＲ素子１０ａ，１０ａは、層間絶縁膜（ＳｉＯ）１３及びパシベーション膜（ＳｉＮ）１４により更に被覆されている。
【００５１】
具体的には、前記絶縁破壊部位は、図５（ｂ）を参照して、前記ＭＲ素子１０ａ，１０ａとシリコン基板１１の間を所定の均一な膜厚ｄ３［ｎｍ］のシリコン酸化膜１２で絶縁した部位に設けている。また、本実施形態で用いる８個（複数個）の静電気放電検出素子１０，…では、全て前記膜厚ｄ３［ｎｍ］が一定値に設定されている。ここで、膜厚ｄ３［ｎｍ］は、前記ＩＣチップの絶縁破壊耐力に合致するように、例えば、５００［ｎｍ］以上１０００［ｎｍ］以下の範囲とされていることがよい。
【００５２】
そして、前記静電気放電検出素子１０，…は、例えば、プリント基板上に装着されたＩＣチップに静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、その旨を検出等すべく、前記ＩＣチップと同様にそれぞれ１個ずつ各プリント基板上に実装される。そして、こうして得られた８枚のプリント回路板が、図３に示す製造工程と同様に部分工程Ｓ１〜Ｓ８からなる自動車用スイッチの制御ユニットの製造工程にその開始時点から流され、各部分工程Ｓ１〜Ｓ８が終了する都度、１枚ずつサンプリングされ、各静電気放電検出素子１０の絶縁破壊部位に静電気放電による絶縁破壊が発生したか否かが第１及び第２実施形態と同様に絶縁抵抗試験器５を用いて確認される。
【００５３】
その結果、当該部分工程Ｓ１〜Ｓ８のいずれかの工程の終了後、例えば、電装部品搭載後の外観検査・補修工程Ｓ６の終了後に前記プリント基板２０と共にサンプリングした静電気放電検出素子１０の絶縁抵抗値が所定値（例えば、１０［ＭΩ］）よりも低下していた場合には、当該部分工程Ｓ６において、当該静電気放電検出素子１０に静電気放電により絶縁破壊が発生していた旨が確認される。
【００５４】
本実施形態の静電気放電検出素子１０又は静電気放電検出方法によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（９）静電気放電による絶縁破壊が発生し易く、且つ、該絶縁破壊が発生した旨を絶縁抵抗試験器５を用いて確認可能な絶縁破壊部位が、静電気放電検出素子１０において、ＭＲ素子１０ａ，１０ａとシリコン基板１１の間を、ＩＣチップの絶縁破壊耐力に合致する所定の均一な膜厚ｄ３［ｎｍ］のシリコン酸化膜１２で絶縁した部位に設定されている。そして、絶縁抵抗試験器５を用いて観測することで当該シリコン酸化膜１２に絶縁破壊が発生したことを確認可能とされている。このため、自動車用スイッチの制御ユニットを製造する製造工程において、ＩＣチップで静電気放電による絶縁破壊が発生した場合には、その旨を実用的且つ合理的な手段によって高い確度で検出できる。
【００５５】
（１０）静電気放電検出素子１０において、ＭＲ素子１０ａとシリコン基板１１の間のシリコン酸化膜１２に設定した所定の膜厚ｄ３［ｎｍ］で静電気放電による絶縁破壊が生じた場合は、同程度の絶縁破壊耐力を有するＩＣチップでも絶縁破壊が生じうることが高い確度で推定できるようになる。このため、当該絶縁破壊耐力を超えるようにシリコン酸化膜１２の膜厚をｄ３［ｎｍ］よりも適宜厚くするようにＩＣチップを設計すれば、同製造工程で得られる自動車用スイッチの制御ユニットから不良品を発生させないことが高い確度で期待（保証）できるようになる。
【００５６】
（１１）静電気放電検出素子１０の静電気破壊耐力を故意に低くする、つまり、ＭＲ素子１０ａ，１０ａとシリコン基板１１の間のシリコン酸化膜１２の膜厚を適宜薄くし、これを製造工程に流し、なおかつその状態で絶縁破壊が生じなければ、同程度の静電気破壊耐力を有するＩＣチップでも絶縁破壊が生じないことが高い確度で期待できることになる。この結果、当該自動車用スイッチの制御ユニットの製造工程への信頼性が高められるとともに同製造工程を経て製造された自動車用スイッチの制御ユニットの品質への信頼性も向上する。
【００５７】
尚、上記実施形態は以下のように変形してもよい。
・上記各実施形態では、絶縁破壊部位において静電気放電により絶縁破壊が生じた旨を機器としての絶縁抵抗試験器５で確認可能とした。しかし、本発明の技術的思想はこれに限られず、目視による確認手段、例えば、静電気放電検出素子１（１´，１０）の絶縁破壊部位、即ち、Ａｌ金属配線パターン１ａ（抵抗体１ａ´）のギャップ間（ＭＲ素子１０ａとシリコン基板１１の間）において、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を接続し、前記各電子機器の製造工程において、ＩＣチップを実装するプリント基板や、ＩＣチップを実装したプリント回路板と共に流したインライン状態で、静電気放電により絶縁破壊が発生したときに起こる発光を直接肉眼で観測してもよい。
【００５８】
・上記各実施形態では、絶縁破壊部位において静電気放電により絶縁破壊が生じた旨を機器としての絶縁抵抗試験器５で確認可能とした。しかしこれに限られず、機器による確認手段としては、所定のタイミングで製造工程から静電気放電検出素子１（１´，１０）をサンプリングしてオフライン状態で顕微鏡を用いて拡大して観察するようにしてもよい。
【００５９】
・上記各実施形態では、エンジンの制御ユニット等の電子機器の製造工程の部分工程Ｓ１〜Ｓ８が終了する都度、静電気放電検出素子１，１´，１０をサンプリングし、その絶縁破壊部位の絶縁抵抗値［ＭΩ］を測定して当該検出素子１，１´，１０の絶縁破壊の状態を観測し、その結果でＩＣチップに絶縁破壊が現に発生した部分工程又はＩＣチップに絶縁破壊が発生する可能性の高い部分工程を特定するようにした。しかしこれに限られず、前記部分工程Ｓ１〜Ｓ８が終了する都度、絶縁破壊部位の絶縁抵抗値［ＭΩ］を測定し、その結果、絶縁破壊の発生が確認されなければ、当該部分工程の次の部分工程に前記プリント基板又はプリント回路板を流し、当該プリント基板等を用いた電子機器の製造を継続するようにすることもできる。即ち、静電気放電検出素子１，１´，１０は、工程ラインチェック用として使用することが可能である。
【００６０】
・上記各実施形態では、静電気放電検出素子１，１´，１０を実装したプリント基板又はプリント回路板を電子機器の製造工程に流し、プリント基板２０に実装したＩＣチップに静電気放電による絶縁破壊が発生した場合に、当該製造工程を構成する部分工程のいずれで当該絶縁破壊が発生したかを特定する目的等に用いた。しかしこれに限られず、静電気放電検出素子１，１´，１０は、製品としてのプリント回路板や電子機器において、ＩＣチップ等の電子デバイスと共に同一のプリント基板上に実装して市場に流通させることも可能である。ここで、電子機器とは、所定の機能を発揮するＩＣチップと、外部との信号のやりとりを行う入出力装置とを備えたものをいい、例えば、上記実施形態で例示した自動車用機器や、各種の汎用通信機器が挙げられる。これにより、当該プリント回路板や電子機器を市場に流通させた場合において、当該検出素子１，１´，１０に絶縁破壊が発生したときに、そのプリント回路板や電子機器の不良が静電気放電に由来する旨を高い確度で特定しうるとともに、当該不良品を流通ルートから選択的に排除することが可能となる。また、製品としてのプリント回路板や電子機器の流通ルートで何らかの原因で不良品が発生した場合、その原因が静電気放電によるものか否かが高い確度で特定できる。即ち、同プリント基板や電子機器において、運搬時の衝撃による故障を特定するべく搭載される衝撃センサや、水濡れによる故障を特定するべく搭載される水検出センサと同様な機能を発揮させることができる。
【００６１】
・上記第１実施形態では、静電気放電検出素子１に折り返し構造のＡｌ金属配線パターン１ａを使用したが、このようなＡｌ金属配線パターン１ａに代えて、第２実施形態で用いたようなＰ型（Ｎ型）拡散層からなる抵抗体１ａ´を折り返し構造として使用してもよい。
【００６２】
・上記第２実施形態では、静電気放電検出素子１に、Ｐ型（Ｎ型）拡散層からなり、所定のギャップ幅ｄ２［ｎｍ］となるように近接して相対向する突出部位１ｔ，１ｔを有する抵抗体１ａ´を使用したが、このようなＰ型（Ｎ型）拡散層からなる抵抗体１ａ´に代えて、第１実施形態で用いたようなＡｌ金属配線パターン１ａを同様の突出部位を有するように使用してもよい。
【００６３】
・上記第２実施形態では、Ｐ型（Ｎ型）拡散層からなる抵抗体１ａ´において静電気放電が起こることが想定されるＩＣチップを用いた製造工程を対象としたが、これに限られず、Ｎｉ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、多結晶シリコンからなる抵抗体において静電気放電が起こることが想定されるＩＣチップを用いた製造工程を対象とすることもできる。
【００６４】
・上記第２実施形態では、絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類した複数種の静電気放電検出素子１´，…を用い、これらを電子機器の製造工程に流し、統計的観測により、当該検出素子１´において静電気放電による絶縁破壊が生じた部分工程の静電気による汚染の度合の判断基準とした。しかしこれに限られず、第１実施形態で用いた静電気放電検出素子１や第３実施形態で用いた静電気放電検出素子１０をそれらの絶縁破壊部位の絶縁破壊耐力範囲に基づいて階層分類した上で、そのような統計的観測により部分工程の静電気による汚染の度合の判断基準としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る静電気放電検出素子の構造を示す図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその絶縁破壊部位の拡大図。
【図２】電子機器の製造工程の一例を示す製造工程図。
【図３】本発明の第１実施形態に係る静電気放電検出素子の絶縁抵抗値を絶縁抵抗試験器で測定している状態を示す図であり、（ａ）はその全体図、（ｂ）は要部拡大図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る静電気放電検出素子の構造を示す図であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）はその絶縁破壊部位の拡大図。
【図５】本発明の第３実施形態に係る静電気放電検出素子の構造を示す図であり、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその絶縁破壊部位の拡大図。
【符号の説明】
【００６６】
１，１´，１０…静電気放電検出素子、１ａ…Ａｌ金属配線パターン、１ａ´…Ｐ型（Ｎ型）拡散層からなる抵抗体、１ｔ…突出部位、２…回路基板、１１…シリコン基板、２０…プリント基板、ｄ１，ｄ２…ギャップ幅、ｄ３…（シリコン酸化膜の）膜厚、Ｓ１〜Ｓ８…部分工程。
【図１】
2009135283.tif 000004
【図２】
2009135283.tif 000005
【図３】
2009135283.tif 000006
【図４】
2009135283.tif 000007
【図５】
2009135283.tif 000008