(57)【要約】【課題】無線通信の信頼性が要求される電子部品の繰り返し衝撃負荷に対する正確なサイクル寿命を知ることが出来るサイクル試験装置及びサイクル試験方法を提供する。  【解決手段】無線通信を行う電子部品の耐衝撃性のサイクル試験装置であって、電子部品に落下衝撃を与える分銅部と、分銅保持部を上下駆動させる運動機構部と通信特性センサと通信特性読取処理部とを備え、常時該通信特性センサと通信特性読取処理部により、通信特性の読み取りと通信特性の良否を判断する手段を具備することを特徴とするサイクル試験装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信を行う電子部品の耐衝撃性のサイクル試験装置であって、電子部品に落下衝撃を与える分銅部と、分銅保持部を上下駆動させる運動機構部と電子部品の通信特性を読み取るための通信特性センサと通信特性読取処理部とを備え、常時該通信特性センサと通信特性読取処理部により、通信特性の読み取りと通信特性の良否を判断する手段を具備することを特徴とするサイクル試験装置。
【請求項２】
無線通信を行う電子部品の耐衝撃性のサイクル試験方法であって、電子部品に落下衝撃を与える分銅部と、分銅保持部を上下駆動させる運動機構部を備え、通信特性センサと通信特性読取処理部によって電子部品の通信特性を読み取って、通信特性が異常になるまで上記落下衝撃を繰り返し与え、常時、通信特性の読み取りを行って電子部品の寿命サイクルを知ることを特徴とするサイクル試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信特性が要求される電子部品の耐衝撃性を評価するサイクル試験装置およびサイクル試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子部品の信頼性を評価する手段として、電子部品の機械強度を評価する耐衝撃試験がある。従来、この試験方法としては、電子部品を直接落下させる試験方法（例えば、日本工業規格 ＪＩＳ  Ｃ６００６８−２−３２参照）や、正弦波振動などの動的ストレスを与える試験方法（例えば、日本工業規格 ＪＩＳ  Ｃ６００６８−２−６４参照）がある。
【０００３】
一般に電子部品に実行される耐衝撃試験において、例えば、落下試験に関しては、主な仕様として、最大荷重が５６ｋｇｆの電子製品を２８〜１８３ｃｍの高さから落下させることが規定されており、その規定を満足した耐衝撃試験装置が市販されている。
【０００４】
しかし、上述のような市販の耐衝撃試験装置は、電子部品のみならず電子部品が搭載された最終製品自体を落下させることを想定していることから、装置自体が非常に大型に設計されている。試験による耐衝撃性を判定する方法としては、予め規定したサイクル終了後に被検査品の電子部品を取り出して、電子部品に通信特性センサを装着して通信機能を確認するしかできない。更に、電子部品の機能性を評価しようとすると、電子部品に通信特性センサを装着して落下衝撃を与えることから、通信特性センサ自体に機械衝撃が与えられる可能性があり、サイクル中の機能測定を試験と同時に行うことは難しいことから、サイクル中に機能劣化をモニタリングすることは難しい。また、装置自体が大きく設計されていることから、ＩＣカードなどの小さな電子部品に対して、落下衝撃を均一に与えることは市販の耐衝撃試験装置では困難といえる。
【０００５】
従来、電子部品は各接合部に対する電気的接合信頼性が確保されていれば十分であったが、将来においてあらゆる流通市場への導入が期待されるＩＣタグ、ＩＣカードなどの非接触型電子部品には、無線通信に対する信頼性が強く要求される場合が多くなっている。例えば、日常生活において常に携帯された状態で使用されるＩＣカードなどに対しては、機械的強度が最も弱い構成材料であるＩＣチップの、押圧、曲げ、衝撃などの外力に対する高い信頼性が要求されることが一般的である。
【０００６】
しかしながら、市販されている耐衝撃試験装置では、無線通信を行う電子部品に対して、特定のサイクル履歴を与えた後に電子部品を取り出し、無線通信の可否を調べることしかできない。そのために、無線通信の信頼性が要求される電子部品の正確な耐衝撃性サイクル寿命を知ることができないという問題点がある（非特許文献１参照）。
【０００７】
更に、携帯電話機、ノートパソコン、携帯端末等の小型精密機器の繰り返し落下衝撃試験装置が考案されているが、電子部品を含んだ上記商品を繰り返し落下させるもので、上記課題の解決には至っていない（特許文献１参照）。
【非特許文献１】日本工業規格  ＪＩＳ  Ｃ６００６８−２−３２
【特許文献１】特開２００５−２１４９１２号  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記問題を解決するために、無線通信を行う電子部品の耐衝撃性を評価することを目的とした耐衝撃性のサイクル試験装置であって、電子部品に落下衝撃を与える分銅部と、分銅保持部を上下駆動させる運動機構部と電子部品の通信特性を読み取るための通信特性センサと通信特性読取処理部とを備えたことを特徴とするサイクル試験装置及びサイクル試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１にかかる発明は、無線通信を行う電子部品の耐衝撃性のサイクル試験装置であって、電子部品に落下衝撃を与える分銅部と、分銅保持部を上下駆動させる運動機構部と通信特性センサと通信特性読取処理部とを備え、常時該通信特性センサと通信特性読取処理部により、通信特性の読み取りと通信特性の良否を判断する手段を具備することを特徴とするサイクル試験装置である。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる発明は、無線通信を行う電子部品の耐衝撃性を評価することを目的とした耐衝撃性のサイクル試験方法であって、電子部品に落下衝撃を与える分銅部と、分銅保持部を上下駆動させる運動機構部を備え、通信特性センサと通信特性読取処理部によって電子部品の通信特性を読み取って、通信特性が異常になるまで上記落下衝撃を繰り返し与え、常時、通信特性の読み取りを行って電子部品のサイクル寿命を知ることを特徴とするサイクル試験方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電子部品の耐衝撃性を評価するためのサイクル試験装置及びサイクル試験方法によれば、電子部品に直接落下衝撃を繰り返し与え、サイクル試験途中、常時、電子部品の通信特性を確認することができることから、電子部品のサイクル寿命を容易に測定することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のサイクル試験装置、及びサイクル試験方法の最良の形態について、図１〜４を用いながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係わるサイクル試験装置の構成を示す側断面の説明図である。本サイクル試験装置で測定する電子部品１を保持した電子部品保持部２、落下衝撃を与える分銅部３と分銅保持部４、及び、分銅保持部４を制御する運動機構部５と、通信特性センサ７、通信特性読取処理部８と、両周辺部には、運動制御コントローラ６、ネット回線ケーブル（図示せず）等が設けられている。
図２は本発明の実施形態に係わるサイクル試験装置の分銅部落下の様子を示す側断面の説明図である。電子部品１は電子部品保持部２に保持される。運動機構部５は、運動制御コントローラ６によって制御され、分銅部３を保持した分銅保持部４は上方に移動する。分銅保持部は予め指示された経路及び手順のプログラムによって逐次、自動的に上下移動と分銅部の保持、切り離しを行う。上下移動は、上記プログラムによって設定された始点位置と終点位置の間を繰り返し行われる。前記プログラムでは、最初に始点位置から分銅部３を終点位置まで自由落下させる。
【００１４】
次いで、終点位置にある分銅部３を始点位置まで上昇させる。図３は始点位置にある分銅保持部４を終点位置まで移動させ、終点位置にある分銅部３を分銅保持部４によって掴み、始点位置まで上昇させる状態を説明する側断面の説明図である。
【００１５】
この分銅部の落下、衝突、上昇までの工程を１サイクルとし、当該通信特性が正常の間は前記のサイクルを継続する。当該通信特性が不良の場合には、始点位置まで上昇した状態で、前記のサイクルを停止し、その時点でのサイクル数をこの電子部品のサイクル寿命
とする。
【００１６】
サイクル試験の動作を図４に示す（但し、分銅保持部の動作は記していない）。サイクル試験がスタート（００１）すると同時に、試験サイクルはＮ＝０にセット（００２）される。分銅保持部４に分銅部３は保持され、始点位置まで上昇する（００３）。次いで分銅部は分銅保持部から切り離され、終点位置まで落下（００４）し電子部品に落下衝撃が与えられ、試験サイクルは１カウント分がプラスされる（００５）。次に、始点位置にある分銅保持部が運動機構部によって終点位置まで移動し、分銅部を保持して分銅部は始点位置までふたたび上昇（００３）する。分銅部は上記の始点位置まで上昇、落下、衝撃、上昇の動作を通信特性が不良になるまで繰り返される。
【００１７】
一方、サイクル試験がスタート（００１）と同時に通信特性の読み取り（００６）が始まり、通信特性良否の判定（００７）が行われる。サイクル試験が行われている間は常時、通信特性読み取りと通信特性良否の判断は行われる。
【００１８】
通信特性良否の判断が良の間ではサイクル試験は続行され、否の場合にはサイクル試験は終了（００９）となる。その時点で分銅部が運動機構部５によって制御される分銅保持部に保持され、分銅部は始点位置まで上昇（００９）し、試験サイクルが終了（０１０）する。
【００１９】
試験サイクルが終了時点のサイクル数Ｎをその電子部品のサイクル寿命とする。
【００２０】
以下、本実施形態の試験装置を用いたサイクル試験方法の一実施例について、具体的に説明する。電子部品１は接着力が強いテープで電子部品保持部２に固定する。この電子部品保持部２としては、無線通信への影響を与えないように、厚さ１ｃｍ程度のセラミックなどの非金属材料であることが望ましい。
【００２１】
なお、分銅保持部４、運動機構部５、運動制御コントローラ６、通信特性センサ７、通信特性読取処理部８を接続するケーブルには、アクリル系部材等で構成された電磁波遮蔽シート等で覆っておくことが望ましい。これによって、サイクル試験途中に、電子部品の無線通信に与える電磁波の影響を著しく小さくすることができる。
【００２２】
通信特性センサ７は、サイクル試験中において、電子部品中のセンサ感知部がある位置までのいわゆる通信距離は、規格で決められた距離（例えば、ＩＳＯ／ＩＥＣ１４４４３に従うと、１０ｃｍ）だけ離した位置に保持する。サイクル試験中においては常時、通信特性センサによる通信特性の良否評価を実行する。また、この通信特性センサ７は、電子部品１と通信特性センサ７との間に設けられた通信特性センサ保持部（図示せず）において、保持するアームの長さを可変できる構造としていることから、通信特性センサと電子部品との通信距離を自在に制御することが可能である。
【００２３】
運動制御コントローラ６は、公知の技術である上下往復移動する機構（図示せず）を有する運動機構部５を制御し、電子部品に落下させる分銅部を上方へ移動するための分銅保持部を上下往復させることによって、電子部品１に落下衝撃が与えられる。
【００２４】
サイクル試験のスタート時には分銅部３は始点位置まで上昇され、始点位置に停止している（図１参照）。始点位置にある分銅部３を分銅保持部４から離すことによって、分銅部３を終点位置まで自由落下させることで電子部品に対する落下衝撃を与える。
【００２５】
図２は、分銅部３を自由落下させる状態を説明する側断面図である。
【００２６】
図３は始点位置にある分銅保持部４を終点位置まで移動させ、終点位置にある分銅部３を分銅保持部４によって掴み、始点位置まで上昇させる状態を説明する側断面図である。
【００２７】
耐衝撃試験中は常時、通信特性センサ７と通信特性読取処理部８によって通信特性の読み取り通信特性の良否評価を行う。一度通信特性が異常になった電子部品が次の衝撃で正常に復帰する場合があり、結果として誤ったサイクル寿命となる危険があるため、常時、通信特性の読み取りを行うことによってこれを防いでいる。
【００２８】
読み取った通信特性が良好な場合は、サイクル試験を継続する。
【００２９】
前記当該通信特性の異常が確認された場合は、検査を停止するために、分銅部３を始点位置に上昇させた後、検査を停止しサイクル試験を終了する。このとき、異常が確認された時点でのサイクル回数を、本サイクル試験のサイクル寿命とする。
【００３０】
以上により、無線通信の信頼性が要求される電子部品の、耐衝撃性を評価するためのサイクル寿命を知ることができる。
【００３１】
本発明の形態による実施例について以下に説明する。試料として用いた電子部品は３種類のＩＣタグＡ、ＩＣタグＢ、ＩＣタグＣで各々のサイズは３．５ｃｍ×７．５ｃｍであって、そのＩＣチップ実装部は１．０ｍｍ×１．０ｍｍの大きさを有する。
【実施例１】
【００３２】
最初に、分銅部３が落下する際の振動などの副次的な影響があるかどうかを検証するために、試料のＩＣタグＣを用いた通信実験を行った。具体的には、分銅部３の落下時にＩＣタグＣに衝突しないようにＩＣタグＣを配置して、分銅部３の落下、及び、上昇によるサイクルを繰り返す際に通信特性を評価した。その結果、１００回のサイクル中において、ＩＣタグＣの通信特性に異常を示されず、安定して通信がとれることを確認した。この点から、本発明の試験装置では、分銅部落下時に発生する副次的な影響は著しく小さいことがわかり、ＩＣタグへの衝撃に対するサイクル寿命を評価できることを確認した。
【００３３】
実施例では、分銅部３に直径１０ｍｍ、高さ２０ｍｍ、重量１０ｇのオーステナイト系非磁性ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）を用いた。終点位置にはＩＣタグ中のＩＣチップを配置した。始点位置は終点位置におけるＩＣチップの中心から鉛直上に１０ｃｍの高さに設定した。
【００３４】
前記実施例の条件の下で、落下衝撃による１サイクルの試験を実行した。サイクル試験中は常時、ＩＣタグが通信特性センサ７と通信特性読取処理部８によって通信がとれるかどうかを調べた。試験を開始して最初に通信不良が生じたときのサイクル数を、ＩＣタグのサイクル寿命とした。
【００３５】
上記手順により、製造条件の異なるＩＣタグＡとＩＣタグＢにサイクル試験を実行した結果、ＩＣタグＡは５サイクルの衝突時にはじめて通信不良を示した。一方でＩＣタグＢは７４サイクルの衝突時にはじめて通信不良を示した。
【００３６】
この実施例の結果を受けて、ＩＣタグＡのサイクル寿命は５サイクル、ＩＣタグＢのサイクル寿命は７４サイクルと判断した。通信特性読み取りの判定は、事前に設定した通信感度閾値（検査規格）によって行った。
【００３７】
上記に示したように、電子部品の通信特性に対する耐衝撃性を数値で客観的に評価することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態によるサイクル試験装置の構成を示す側断面図
【図２】本発明の実施形態によるサイクル試験の分銅部落下工程を示す説明図
【図３】本発明の実施形態によるサイクル試験の分銅部上昇工程を示す説明図
【図４】本発明の実施形態によるサイクル試験の動作説明を示す図
【符号の説明】
【００３９】
１・・・電子部品
２・・・電子部品保持部
３・・・分銅部
４・・・分銅保持部
５・・・運動機構部
６・・・運動制御コントローラ
７・・・通信特性センサ
８・・・通信特性読取処理部
（００１）〜（０１０）・・・サイクル試験の動作
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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