JP5451183B2 - 電気的試験システム及び電気的試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子装置の電気的試験システム及び電気的試験方法に関し、特に回路の短絡箇所及び有極性コンデンサの極性方向を確認する電気的試験システム及び電気的試験方法に関する。

電子装置においては、製造後、電気的試験（インサーキットテスト）が実施される。電気的試験において、例えば、電源とグランド間にショートが検出された場合、ショート箇所の特定は、電源とグランドとを接続している電子素子を１個ずつ取り外しながら電源とグランド間のショートチェックを行っていた。また、電源とグランド間に接続した有極性コンデンサの極性方向（逆実装）の確認検査においては、コンデンサの接続方向の確認は、１つずつ目視によって行っていた。

例えば特許文献１には、有極性コンデンサの逆実装を検査する技術が開示されている。特許文献１に記載の電解コンデンサの極性検出装置は、増幅器出力側に基板上でマイナス側として決められている電極リードが接続され、増幅器入力側で入出力間のループが負帰還ループとなる位置にケースが接続された被試験コンデンサと、予め決めた時間経過後の２時点における増幅器出力電圧が所定値以上異なるときに逆接続であることを警報する警報装置とから構成される。

特開平３−１３６３１２号公報 特開２００１−６０６５３号公報

以下の分析は、本発明の観点から与えられる。

電源とグランド間のショート箇所特定のために、電源とグランド間の電子素子を１つずつ取り外してショートチェックすることは、膨大な時間と工数を必要とする。また、電子素子を取り外した後、電子素子を再度実装する場合、新たな問題が発生する可能性もある。コンデンサの逆実装の目視確認においても、確認作業に時間を要すると共に、チェック漏れが生じるおそれがある。

特許文献１に記載の電解コンデンサの極性検出装置においては、電源とグランド間のショートの有無を確認することができない。また、コンデンサの逆実装確認検査においても、被検査体のコンデンサを１つずつ検査するので検査に時間を要する。

本発明の目的は、短絡確認検査及びコンデンサ逆実装確認検査を効率的に実施可能な電気的試験システム及び電気的試験方法を提供することである。

本発明の第１視点によれば、電気的試験装置と、電気的試験装置によって試験される電子装置と、を備える電気的試験システムが提供される。電子装置は、グループ毎に分けられた複数の電子素子と、各グループに少なくとも１つ配され、電源配線及びグランド配線のうち少なくともいずれかと電子素子との電気的接続を開閉するスイッチと、を有する。複数の電子素子のうち少なくとも１つは有極性コンデンサである。電気的試験装置は、スイッチの開閉を制御するスイッチ制御回路と、グループにおける電源配線とグランド配線間のショートの有無を検出するショート検出回路と、有極性コンデンサの実装方向を検出する逆実装検出回路と、電源配線とグランド配線に電力供給する電源回路と、を有する。

本発明の第２視点によれば、少なくとも１つの電子素子が配された各グループにおけるショートを検出するショート検出工程と、電子素子のうち有極性コンデンサの逆実装を検出する逆実装検出工程と、を含む電気的試験方法が提供される。ショート検出工程は、電子素子と電源配線及びグランド配線のうちの少なくともいずれかとの電気的接続を遮断する工程と、各グループにおける電源配線とグランド配線間のショートの有無を検出する工程と、を含む。逆実装検出工程は、電子素子のうち有極性コンデンサを充電する工程と、電子素子と電源配線及びグランド配線のうちの少なくともいずれかとの電気的接続を遮断する工程と、グループにおける電源配線とグランド配線の電圧降下速度を測定する工程と、電圧降下速度が所定の範囲内にあるか否かを検出する工程と、を含む。

本発明は、以下の効果のうち少なくとも１つを有する。

本発明においては、各グループを電気的に遮断してショートの有無を確認する。また、複数のグループを一括して試験することもできる。これにより、短時間でショート箇所を特定することが可能となる。

また、本発明においては、電子素子が有極性コンデンサである場合には、グループ毎に逆実装の有無を確認する。また、複数のグループを一括して試験することもできる。これにより、複数のグループにおける逆実装の存在の有無及びその箇所を短時間で特定することが可能となる。また、目視確認の場合のような逆実装の見落としを防止することができる。

本発明の電気的試験システムの一実施形態を示す概略構成図。 ショートの有無を検出するためのフローチャート。 電子素子の逆実装の有無を検出するためのフローチャート。 電圧降下速度比較を説明するためのグラフ。

本発明の電気的試験システムの一実施形態について説明する。図１に、本発明の電気的試験システムの一実施形態を示す概略構成図を示す。

本発明の電気的試験システム１は、電気的試験装置１０と、電気的試験装置１０によって試験される被試験体となる電子装置４０と、を備える。

電気的試験装置１０は、電源回路１１と、スイッチ制御回路１２と、ショート検出回路１３と、逆実装検出回路１４と、を有する。逆実装検出回路１４は、電圧測定回路１５と、電圧降下速度比較回路１６と、を有する。

電子装置４０は、電源配線４１及びグランド配線４２を有するプリント基板と、プリント基板に実装された電子素子５２，６２，７２を有する。電子素子５２，６２，７２は、半導体素子のような能動素子でもよいし、コンデンサのような受動素子でもよい。以下の説明においては、電子素子５２，６２，７２は有極性コンデンサであるとして説明する。電子素子５２，６２，７２は、グループ分けされている。例えば、図１に示す形態においては、電子素子５２，６２，７２は、第１グループ５０、第２グループ６０、及び第３グループ７０にそれぞれ分けられている。すなわち、第１グループ５０は、少なくとも１つの第１電子素子５２を有し、第２グループ６０は、少なくとも１つの第２電子素子６２を有し、第３グループ７０は、少なくとも１つの第３電子素子７２を有する。グループの数及び各グループにおける電子素子の数は、適宜設定することができる。

電子装置４０は、各グループにおいて、電源配線４１及びグランド配線４２のうち少なくとも一方を開閉するスイッチ５１，６１，７１を有する。図１に示す形態においては、第１グループ５０は、電源配線４１に少なくとも１つの第１スイッチ５１を有し、第２グループ６０は、電源配線４１に少なくとも１つの第２スイッチ６１を有し、第３グループ７０は、電源配線４１に少なくとも１つの第３スイッチ７１を有する。また、第１〜第３グループ５０，６０，７０は、それぞれ、各グループの電気的測定するための測定ポイント５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ，７３ａ，７３ｂを有する。

電源回路１１は、電子装置４０のショートチェック及び電子素子５２，６２，７２の逆実装のチェックに必要な電力を供給する電源回路である。電子素子５２，６２，７２の逆実装のチェックする際には、電源回路１１は、少なくとも、コンデンサが完全充電することが電力を供給する。電気的試験を実施する際には、電源回路１１の第１電源端子１１ａは、電子装置４０の電源配線４１に設けられた第２電源端子４１ａと電気的に接続され、電源回路１１の第１グランド端子１１ｂは、電子装置４０のグランド配線４２に設けられた第２グランド端子４２ａと電気的に接続される。

スイッチ制御回路１２は、電子装置４０の第１〜第３スイッチ５１，６１，７１の開閉を制御する。スイッチ制御回路１２の第１スイッチ端子１２ａは、電子装置４０の第１〜第３スイッチ５１，６１，７１に設けられた第２スイッチ端子８１ａと電気的に接続される。電子装置４０の第１〜第３スイッチ５１，６１，７１は、電気的試験装置１０による電気的試験を実施しないとき、例えば電子装置４０の通常動作時には、常時閉状態（ＯＮ状態）となるように設定されている。

ショート検出回路１３は、各グループ５０，６０，７０において、電源配線４１とグランド配線４２間、すなわち第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａと第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ間のショートの有無を検出する。ショート検出回路１３の第１電源側端子１３ａは、電子装置４０の第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａに設けられた第２電源側端子９１ａと電気的に接続され、ショート検出回路１３の第１グランド側端子１３ｂは、電子装置４０の第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂに設けられた第２グランド側端子９１ｂと電気的に接続される。ショート検出回路１３は、ショートの有無を、全グループ５０，６０，７０同時に又は一括して測定できるものが好ましい。

電圧測定回路１５は、各グループ５０，６０，７０において、電源配線４１とグランド配線４２間、すなわち第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａと第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ間の電圧を測定する。電圧測定回路１５の第１電源側端子１５ａは、電子装置４０の第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａに設けられた第２電源側端子９１ａと電気的に接続され、電圧測定回路１５の第１グランド側端子１５ｂは、電子装置４０の第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂに設けられた第２グランド側端子９１ｂと電気的に接続される。電圧測定回路１５は、電源とグランド間の電圧を、全グループ５０，６０，７０同時に又は一括して測定できるものが好ましい。

電圧降下速度比較回路１６は、有極性の電子素子（有極性コンデンサ）５２，６２，７２の電圧降下速度と、電子素子５２，６２，７２が正常に（逆実装なく）実装されていた場合の電圧降下速度を比較する。

次に、本発明の電気的試験システムの動作及び電気的試験方法について説明する。

図２に、ショートの有無を検出するためのフローチャートを示す。まず、電源回路１１と電源配線４１及びグランド配線４２とを電気的に接続する。また、スイッチ制御回路１２と第１〜第３スイッチ５１，６１，７１とを電気的に接続する。

ショートの有無をチェックする場合、スイッチ制御回路１２により、第１〜第３スイッチ５１，６１，７１をすべて開状態（ＯＦＦ状態）とする（Ｓ１１）。これにより、各グループを他のグループや電源回路１１から電気的に分離する。次に、ショート検出回路１３により、第１〜第３グループ５０，６０，７０における第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａと第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ間の導通を（好ましくは同時に又は一括して）測定する（Ｓ１２）。各グループにおいて導通が検出されなければ、その電子装置４０にはショートが存在しないことになる。一方、導通が確認されたグループがある場合、そのグループには、電源とグランド間でショートが存在することになる。このとき、その電子装置４０を正常品から排除したり、ショート箇所を修理したりするなどのショートに対する措置を施す（Ｓ１４）。

図３に、電子素子の逆実装の有無を検出するためのフローチャートを示す。電子素子の逆実装をチェックする場合、スイッチ制御回路１２により、第１〜第３スイッチ５１，６１，７１をすべて閉状態（ＯＮ状態）とする（Ｓ２１）。次に、電源回路１１により、第１〜第３電子素子５２，６２，７２がすべてフルチャージするまで電力供給する（Ｓ２２）。次に、スイッチ制御回路１２により、第１〜第３スイッチ５１，６１，７１をすべて開状態（ＯＦＦ状態）とする（Ｓ２３）。これにより、第１〜第３電子素子５２，６２，７２に蓄積された電荷の放電が開始される。このとき、電圧測定回路１５により、各グループの電圧降下速度を測定する（Ｓ２４）。例えば、各グループにおいて、第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａと第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ間の電圧が所定の電圧になるまでの時間、もしくは所定の電圧降下するまでの時間を測定する。

図４に、所定のグループにおいて逆実装された電子素子を検出する際の電圧降下速度比較を説明するためのグラフを示す。図４において、縦軸は第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａと第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ間の電圧（Ｖ）であり、横軸は第１〜第３電子素子５２，６２，７２のディスチャージからの時間（Ｔ）である。グラフＡは、当該グループにおいて逆実装電子素子が存在しない場合の電圧降下グラフであり、比較の際の基準となるものである。グラフＢは、電圧測定回路１５によって測定した第１測定ポイント５３ａ，６３ａ，７３ａと第２測定ポイント５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ間の電圧降下のグラフである。有極性コンデンサが逆実装された場合、電力供給しても、逆実装されたコンデンサには蓄電されないので、逆実装コンデンサの放電時間は、適正に実装されているコンデンサと比較して短くなる。したがって、両者を比較することにより、逆実装の有無を検出することができる。

例えば、第１グループ５０において、逆実装された電子素子５２の有無を確認する場合、まず、電圧降下速度比較回路１６に、第１グループにおける逆実装電子素子が存在しない場合の電圧降下データ（例えば、電圧Ｖ_１から電圧Ｖ_２に降下するまでの時間Ｔ_１）（図４におけるグラフＡに相当）を記憶させておく。次に、Ｓ２４において、電圧測定回路１５によってディスチャージ開始時の電圧Ｖ_１から所定の電圧Ｖ_２になるまでの時間Ｔ_２を測定する（図４におけるグラフＢに相当）。電圧降下速度比較回路１６により、測定した時間Ｔ_２と、逆実装された電子素子５２が存在しない場合に電圧Ｖ_１から電圧Ｖ_２になるまでの要する時間Ｔ_１とを比較する。このとき、時間Ｔ_１と時間Ｔ_２の差ΔＴが所定値以下である場合には、第１グループ５０内に逆実装された電子素子５２が存在しないと判断する。一方、時間Ｔ_１と時間Ｔ_２の差ΔＴが所定値を越える場合には、第１グループ５０内に逆実装された電子素子５２が存在すると判断する。このようなチェックをグループ毎に（好ましくは同時に又は一括して）実施し、各グループにおいて逆実装された電子素子が存在しないか確認する。逆実装の存在が確認された場合、その電子装置４０を正常品から排除したり、逆実装を直したりするなどの逆実装に対する措置を施す（Ｓ２６）。

本発明によれば、グループ間を電気的に遮断してショートの有無を確認することにより、短時間でショート箇所を特定することが可能となる。また、電子素子が有極性コンデンサである場合には、逆実装の存在の有無及びその箇所を短時間で特定することが可能となる。また、目視確認の場合のような逆実装の見落としを防止することができる。

本発明の電気的試験システム及び電気的試験方法は、上記実施形態に基づいて説明されているが、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において、かつ本発明の基本的技術思想に基づいて、上記実施形態に対し種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において、種々の開示要素の多様な組み合わせ・置換ないし選択が可能である。

本発明のさらなる課題、目的及び展開形態は、請求の範囲を含む本発明の全開示事項からも明らかにされる。

１ 電気的試験システム
１０ 電気的試験装置
１１ 電源回路
１１ａ 第１電源端子
１１ｂ 第１グランド端子
１２ スイッチ制御回路
１２ａ 第１スイッチ端子
１３ ショート検出回路
１３ａ 第１電源側端子
１３ｂ 第１グランド側端子
１４ 逆実装検出回路
１５ 電圧測定回路
１５ａ 第１電源側端子
１５ｂ 第１グランド側端子
１６ 電圧降下速度比較回路
４０ 電子装置
４１ 電源配線
４１ａ 第２電源端子
４２ グランド配線
４２ａ 第２グランド端子
５０，６０，７０ 第１〜第３グループ
５１，６１，７１ 第１〜第３スイッチ
５２，６２，７２ 第１〜第３電子素子
５３ａ，６３ａ，７３ａ 第１測定ポイント
５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ 第２測定ポイント
８１ａ 第２スイッチ端子
９１ａ 第２電源側端子
９１ｂ 第２グランド側端子

Claims (6)

1. 電気的試験装置と、前記電気的試験装置によって試験される電子装置と、を備え、
   前記電子装置は、グループ毎に分けられた複数の電子素子と、各グループに少なくとも１つ配され、電源配線及びグランド配線のうち少なくともいずれかと前記電子素子との電気的接続を開閉するスイッチと、を有し、
   複数の前記電子素子のうち少なくとも１つは有極性コンデンサであり、
   前記電気的試験装置は、前記スイッチの開閉を制御するスイッチ制御回路と、前記グループにおける電源配線とグランド配線間のショートの有無を検出するショート検出回路と、前記有極性コンデンサの実装方向を検出する逆実装検出回路と、電源配線とグランド配線に電力供給する電源回路と、を有することを特徴とする電気的試験システム。
2. 前記逆実装検出回路は、前記グループにおける電源配線とグランド配線間の電圧を測定する電圧測定回路と、前記電圧測定回路によって測定された電圧変化と前記有極性コンデンサが適正に実装された場合における電圧変化とを比較する電圧降下時間比較回路と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電気的試験システム。
3. 前記ショート検出回路は、各グループにおけるショートの有無を一括して検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電気的試験システム。
4. 前記逆実装検出回路は、各グループにおける前記有極性コンデンサの逆実装の有無を一括して検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電気的試験システム。
5. 少なくとも１つの電子素子が配された各グループにおけるショートを検出するショート検出工程と、
   前記電子素子のうち有極性コンデンサの逆実装を検出する逆実装検出工程と、を含み、
   前記ショート検出工程は、
   前記電子素子と電源配線及びグランド配線のうちの少なくともいずれかとの電気的接続を遮断する工程と、
   各グループにおける電源配線とグランド配線間のショートの有無を検出する工程と、を含み、
   前記逆実装検出工程は、
   前記電子素子のうち有極性コンデンサを充電する工程と、
   前記電子素子と電源配線及びグランド配線のうちの少なくともいずれかとの電気的接続を遮断する工程と、
   前記グループにおける電源配線とグランド配線の電圧降下速度を測定する工程と、
   前記電圧降下速度が所定の範囲内にあるか否かを検出する工程と、を含むことを特徴とする電気的試験方法。
6. 前記所定の範囲は、前記有極性コンデンサが適正に実装されていた場合の前記グループにおける電源配線とグランド配線の電圧降下速度を基に決定することを特徴とする請求項５に記載の電気的試験方法。

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