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【発明の名称】 ＩＣ接続試験方法
【発明者】 【氏名】高橋 理
【要約】 【課題】複雑なＩＣ内部回路や多数の外部端子を必要とせずに、基板に実装ＩＣ各々について個別に試験することができ、単一電源を用いた方法よりも精度の高い接続試験が実施可能な試験方法の提供を目的とする。

【解決手段】電源４→ＩＣ２（電源端子２１→トランジスタ１１→出力端子２３→）ボンディングワイヤ→ＩＣ３（入力端子３２→保護ダイオード１０→電源端子３１）→電源５という閉回路を形成する。続いて、２つの電源電圧を調節し、閉回路内で電圧差を生じさせる。２つの電源間の閉回路が正しく接続されている場合、一定のリーク電流が発生するので、この変化より接続状態を確認する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 基板上に実装される前段ＩＣと、該基板上に実装され前記前段ＩＣに接続される後段ＩＣと、前記前段ＩＣ及び後段ＩＣからそれぞれ引き出され、前記基板外に接地を設ける接地線と、前記前段ＩＣ及び後段ＩＣにそれぞれ個別に接続され、各々のＩＣに任意の電圧を供給する可変調整可能な第１及び第２の電源を有し、前記前段ＩＣ内に設けられ、前記第１の電源から供給される電流を出力端子から流出させる出力バッファと、前記後段ＩＣ内に設けられ、入力端子から流入する電流を前記第２の電源に対して供給する入力バッファとを接続して構成される閉回路において、前記第１および第２の電源で相異なる電圧を設定し、該電圧差によって発生するリーク電流を測定することを特徴とするＩＣ接続試験方法。
【請求項２】 請求項１記載の構成に加えて、前記前段ＩＣの出力バッファと前記第２のＩＣの入力バッファとを接続する線から前記基板外に引き出される外部端子を有し、前記前段ＩＣ及び後段ＩＣのいずれかをハイインピーダンスに設定して電流を遮断し、前記外部端子とハイインピーダンスを設定されていないＩＣに接続される電源の間で構成される閉回路において、前記ハイインピーダンスを設定されていないＩＣに接続される電源と前記外部端子との間の電圧差によって発生するリーク電流を測定することを特徴とするＩＣ接続試験方法。
【請求項３】前記第１の電源と前記第２の電源の電圧差を０．５Ｖより小さくして行うことを特徴とする請求項１あるいは２記載のＩＣ接続試験方法。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機内部において半導体素子，スイッチ，電源等の電気部品を、ハンダ等の金属導電体やコネクタを用いて接続した閉回路に、電気信号を供給して動作させる基板構成に関し、特に基板上に実装された集積回路（以下、ＩＣと略す）と基板配線との接続試験方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンピュータ等の電子計算機に搭載される基板においては、その実装の多種化・高密度化に伴い、基板上に実装されたＩＣと配線の接続を確認する接続試験が不可欠である。
【０００３】このような接続試験方法の一例として、特開平７−８４００８号公報記載の「評価用半導体集積回路及びこれを用いた試験方法」につき、簡略に概要を説明する。
【０００４】従来技術においては、ＩＣ内部において、１つの機能別回路ブロックに対し独立に電源電圧を供給して消費電流を検出し、その評価を行うことを目的としている。
【０００５】図６に示すように、互いに機能が異なる複数の回路ブロックをＩＣチップ上に形成し、回路ブロックの電源電圧入力端子を、各回路ブロックに共通の内部電源配線に接続せず、ＩＣチップ上に設けた専用の電極パッドに接続する。これにより、その電極パッドを介して回路ブロックに独立に電源電圧を供給自在にしている。
【０００６】上述の、互いに機能が異なる複数の回路ブロックを有するＩＣに対し、１つの回路ブロックのみに電流検出器を介して電源電圧を供給することによって、この回路ブロックのみで消費される電流を測定する。こうして、１つの回路ブロックに対して独立に動作電流および非動作電流を測定する。したがってこの回路ブロックを他の回路ブロックと独立に評価することも可能となる。
【０００７】また、回路ブロックの１つに大きな異常電流が流れ、他の正常な回路ブロックに悪影響を与える恐れがある場合には、異常のある回路ブロックには電源電圧を供給しないことにより、正確な評価を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術のＩＣ接続試験方法は、これを実施するために、ＩＣ内部の回路ブロック毎にそれぞれ専用の電極パッド及び外部端子を必要とする。よって、ＩＣ内部の回路ブロック数が増加した場合、これに比例して専用パッド及び外部端子の数も増加し、ＩＣチップ上の配線や端子配線が複雑化する。これによりＩＣチップの表面積拡大、回路ブロック評価工数の増加に伴うコスト上昇が避けられない。
【０００９】また、複数のＩＣが実装、配線された基板上において、従来技術のＩＣ接続試験を適用しようとする場合、各ＩＣ内部の回路ブロック毎に試験を実施することになり、多大な工数を費やさなければならない。しかも基板に実装、配線された全てのＩＣに対し、ＩＣの内部共通の電源線に加え回路ブロック試験専用の電極パッド及び外部端子を設けることは、極めて非効率的であるとともに、基板上の配線レイアウトに大きな影響を与えてしまう恐れもある。
【００１０】本発明は、基板に実装、配線されたＩＣの接続試験を安価、迅速及び正確に実施することのできる試験方法の提供を目的としている。
【００１１】また本発明では、複雑なＩＣ内部回路や多数の外部端子を必要とせずに、基板に実装ＩＣ各々について個別に試験することができ、単一電源を用いた方法よりも精度の高い接続試験が実施可能な試験方法の提供を目的としている。
【００１２】さらに言うならば本発明は、ＩＣの出力端子および入出力端子にあらかじめ備えられているハイインピーダンス機能（以下ＨＩ−Ｚ）を利用し、リーク電流の方向を確定させることにより、基板に実装、配線された任意のＩＣの接続試験を行い得るＩＣ接続試験方法の提供を目的としている。
【００１３】このＨＩ−Ｚは、共通バスを介して互いにデータ授受を行う複数のＩＣにおいて、該当データに無関係のＩＣを共通バスから切離させるために設定する機能である。それにより、任意のＩＣの双方向（入出力兼用）端子や出力端子からの出力信号を無効にしたり、信号自体を出力させないようにすることができ、昨今のＩＣのほとんどに、標準的に備わっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のＩＣ接続試験方法は、基板上に実装される前段ＩＣと、該基板上に実装され前記前段ＩＣに接続される後段ＩＣと、前記前段ＩＣ及び後段ＩＣからそれぞれ引き出され、前記基板外に接地を設ける接地線と、前記前段ＩＣ及び後段ＩＣにそれぞれ個別に接続され、各々のＩＣに任意の電圧を供給する可変調整可能な第１及び第２の電源を有し、前記前段ＩＣ内に設けられ、前記第１の電源から供給される電流を出力端子から流出させる出力バッファと、前記後段ＩＣ内に設けられ、入力端子から流入する電流を前記第２の電源に対して供給する入力バッファとを接続して構成される閉回路において、前記第１および第２の電源で相異なる電圧を設定し、該電圧差によって発生するリーク電流を測定することを特徴とする。
【００１５】またさらに、本発明は上記の構成に加えて、前記前段ＩＣの出力バッファと前記第２のＩＣの入力バッファとを接続する線から前記基板外に引き出される外部端子を有し、前記前段ＩＣ及び後段ＩＣのいずれかをハイインピーダンスに設定して電流を遮断し、前記外部端子とハイインピーダンスを設定されていないＩＣに接続される電源の間で構成される閉回路において、前記ハイインピーダンスを設定されていないＩＣに接続される電源と前記外部端子との間の電圧差によって発生するリーク電流を測定することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１において、基板１上に２つのＩＣ２および３が実装されている。両ＩＣの電源端子２１および３１には、それぞれ電源４および５が接続されており、各ＩＣに対して任意の電圧をかけることができる。両ＩＣは信号端子２３および３２の間をボンディングワイヤで接続されており、それとは別に、基板外のＧＮＤで共通に接地されている。
【００１８】ＩＣ２は、入力バッファ６，内部論理回路８，および出力バッファ７により構成されている。これらの構成要素は、ボンディングワイヤによって相互に接続されており、前述の電源４から電圧供給を受けるともに、ＧＮＤで接地されている。
【００１９】出力バッファ７は、図２に示すように、２つのトランジスタ１１と２つの保護ダイオード１０によって、出力端子２３からのみ電流を流出し得る。また、入力バッファも同様に、２つの保護ダイオード１０とトランジスタ１１によって、入力端子２２から入力された電流を電源端子２１に対してのみ流出することができる。なお、ＩＣ３の構成はＩＣ２と同一であるので、説明は割愛する。
【００２０】次に、本発明のＩＣ接続試験方法の動作について順を追って説明する。
【００２１】電源４および５の電圧が等しくなるように、２つのＩＣの電源電圧を設定し、ＩＣ２の信号端子から”Ｈ”を出力させるように、基板入力端子への印加電圧を設定する。そして、この状態における基板１の消費電流（電源電流）を測定する。
【００２２】このとき、電源４と電源５の間では、電源４→ＩＣ２（電源端子２１→トランジスタ１１→出力端子２３→）ボンディングワイヤ→ＩＣ３（入力端子３２→保護ダイオード１０→電源端子３１）→電源５という閉回路が形成される。その様子を図３に示す。なお、この段階では、２つの電源電圧は等しいため、閉回路内に両電源間のリーク電流は発生しない。
【００２３】続いて、２つの電源電圧を調節し、閉回路内で電圧差を生じさせる。このとき、電圧差が大きすぎると過電流が発生し、バッファを破壊する恐れがあるので、電圧差が０．５Ｖになるよう、電源４の電圧＝５．０Ｖ，電源５の電圧＝４．５Ｖに設定する。そして出力端子２３から”Ｈ”を出力させるような、入力端子２２への印加電圧を設定する。
【００２４】２つの電源間の閉回路が正しく接続されている場合、即ち２つのＩＣ間の接続に異常がない場合は、電圧差によって、図３の太線矢印で示した経路を通り一定のリーク電流が発生する。このときの基板１の消費電流は、２つの電源間のリーク電流を含んでいるので、先に測定した消費電流の値から変動する。この変化を読みとることで、基板１上に実装された２つのＩＣの接続状態を確認する。
【００２５】次に、本発明の第２の実施例について、図面を参照して説明する。
【００２６】図４に示すように、基板１上の、２つのＩＣ間のボンディングワイヤから、外部端子１２が引き出されている。また、第１の実施例と同様に、基板１に２系統の電源を配し、電源４をＩＣ２の電源端子に、電源５をＩＣ３の電源端子にそれぞれ接続する。そして、それぞれのＩＣ中の内部論理回路８には、ＨＩ−Ｚ機能を設定するためのＨＩ−Ｚ設定端子２４および３４を設ける。
【００２７】電源４から外部端子１２の間の接続を確認するため、電源４と電源５の電圧を同じ値に調整する。本実施例でも第１の実施例と同様に双方５．０Ｖに調節するものとする。それから、ＨＩ−Ｚ設定端子３４から信号を入力し、ＩＣ３のＨＩ−Ｚ機能を動作させるとともに、ＩＣ２の接続を切り離した状態にさせる信号を、ＨＩ−Ｚ設定端子２４から入力する。こうして、電源５から外部端子１２の間の接続試験中は、ＩＣ２（電源４）の電源電圧、信号端子のＨＩ−Ｚを維持し、試験の対象外に保つ。
【００２８】信号端子をＨＩ−Ｚにすることにより、電源５と外部端子１１の間では、外部端子１２→ＩＣ３（入力端子３２→保護ダイオード１０→電源端子３１）→電源５という、図７に示すような閉回路が形成される。
【００２９】信号端子をＨＩ−Ｚに設定した後、電源４を０Ｖに設定し、外部端子から印加電圧を与える。この際、外部端子への印加電圧が大きすぎると、過電流の発生によりバッファを破壊してしまう恐れがあるので、これは（０Ｖ＜電圧差＜０．５Ｖ）の範囲に設定することが望ましい。
【００３０】電源５から外部端子１２の間の接続が正常であれば、この間の電圧差により、図５の太線矢印に示す経路で、一定のリーク電流が発生する。このリーク電流を測定することにより、ＩＣ３と外部端子１２間の接続を確認することができる。
【００３１】反対に、電源４から外部端子１２の接続試験を実施した場合、設定した２つの電源電圧を入れ替え、かつＩＣ３のＨＩ−Ｚ機能を設定するための信号をＨＩ−Ｚ設定端子３４に入力する。以下、電源５と外部端子１２間の場合と同様に、電源４の電圧を０にし、外部端子１２から０．５Ｖ程度の電圧をかけてリーク電流を測定し、ＩＣ２と外部端子１２間の接続を確認する。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、基板に供給する複数系統の電源を用いて、基板上に実装、配線された複数のＩＣで形成される閉回路に任意の電圧差を与え、この際に発生するリーク電流を測定することにより、任意のＩＣについて個別に試験を行うことが可能となり、単一の電源を使用した方法に比べて、精度の高い接続試験を実現することができる。
【００３３】また、本発明によれば、ＩＣの出力端子及び入出力端子のＨＩ−Ｚ機能を利用して、上述のリーク電流の方向を設定することにより、基板に実装、配線された任意のＩＣの接続試験をより詳細に設定し実施することができる。現在のＩＣには、ほとんど出力端子及び入力端子のＨＩ−Ｚ機能が備えられており、ＩＣの仕様変更等をする必要もなく、基板に電源系統を追加するだけでよい。これによって非常に安価な接続試験を実現することができる。
【出願人】 【識別番号】０００２３２０４７
【氏名又は名称】日本電気エンジニアリング株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）１２月１７日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】京本 直樹 （外２名）
【公開番号】 特開平１１−１８３５４８
【公開日】 平成１１年（１９９９）７月９日
【出願番号】 特願平９−３４７５０１