以下、図面を用いて本発明の好適な実施� ��を説明するが、まず、図1のAから図3のCによ り、本発明が適用されるBGA構造の従来の構成 及び問題点について説明する。

 図1のAは、従来のBGAの構成を説明する組� �図である。図1のAにおいて、符号1がLSI,2が中 継基板であるBGA基板、3がプリント回路基板� �示している。この例では、LSI1は半田ボール� ��用いたBGAによってBGA基板2に実装される。BGA 基板2の裏面にはマトリクス状に端子が設け� �れており、各端子には図1のBに示すように、 半田ボール5が取り付けられている。そして� �プリント回路基板3の上には、半田ボール5に 対応する位置に回路パターンに接続する導電 性のパッド6が設けられている。

 図1のCはプリント回路基板3にBGA基板2を介 してLSI1が実装されたBGAパッケージ10を側面か ら見たものであり、図2はBGAパッケージ10を平 面視したものである。なお、プリント回路基 板2には他の回路パターンは図示していない� �この状態でBGAパッケージ10を加熱すると、半 田ボール5が溶けて半田接合部となる。

 図3のAは、図1のCのP部を部分的に拡大し� �示すものであるが、厚さ方向の寸法は実際� �寸法を示すものではない。BGA基板2の裏面上� ��もパッド7があり、プリント回路基板3の上� �パッド6とBGA基板2の裏面上にもパッド7が半� �接合部5Aで電気的に接続されている。この半 田接合部5Aは、図1のCに示した半田ボール5が� ��加えられた熱で溶けた後に固まったもので� ��る。

 前述のように、BGAパッケージ10における� �田接合部5Aは歪や応力に弱いので、歪や応力 が印加され続けると、図3のBに示すように、� ��ラック9が入ってしまう。このクラック9が� �行すると、図3のCに示すように、クラック9� �半田接合部5Aの全面に入り、プリント回路基 板3の上のパッド6とBGA基板2の裏面上にもパッ ド7との電気的な接続が妨げられる。すると� �プリント回路基板3を組み込んだ電子装置が� ��動作する虞があり、電子装置内でシステム� ��害が生じる虞があった。

 一方、本発明者は、図1のCと図2に示すよ� ��なBGA構造においては、一般的にBGA基板2の外 形周辺部、特に、BGA基板2の四隅、即ち図1のC の符号5Cで示す部分に多くのストレスが印加� ��れ、半田接合部にクラックが発生して半田� ��合部が破断する不具合もこの部分で発生す� ��ことを見出した。本発明はこの事実から、B GA基板2に対してストレスが発生し易い場所で 半田接合部の破断を、診断用の電極パッドを 設けることによって診断し、半田接合部が完 全に破断する前に予め検出することによって 、電子機器のシステム障害を事前に予防する 診断装置及び方法を実現したので、以下に説 明する。

 図4のAは本発明の診断装置の基本構成に� �ける動作を説明するものである。図4のAに示 す部位は、図1のCのP部と同じ部位である。な お、本発明を説明するに当たっては、図1のA� ��ら図3のCで説明した部材と同じ構成部材に� �いては、同じ符号を付して説明する。

 本発明では、プリント回路基板3の上の所 望のパッド6を、診断用の電極パッド16とし、 この診断用の電極パッド16を少なくとも2つの 独立したテストパッドに分割し、分割したテ ストパッド間の導通を定期的に診断できる装 置を設ける。図4のAに示した構成では、プリ� ��ト回路基板3の上の所望のパッド6を、4つの� ��立したパッドであるテストパッド16A,16B,16C� �び16Rに分割する。そしてテストパッド16Rを� �準として、テストパッド16R-16A間に導通チェ� ��カ8A,テストパッド16R-16B間に導通チェッカ8B, テストパッド16R-16C間に導通チェッカ8Cを設け る。

 半田接合部5Aにクラックの発生がない場� �は、導通チェック時に、導通チェッカ8A,8B,8C の全てが導通を検出する。一方、半田接合部 5Aにクラック9が発生し、クラック9がテスト� �ッド16Cの部分まで発生した場合は、導通チ� �ック時に、導通チェッカ8A,8Bは導通を検出す るが、導通チェッカ8Cは導通を検出しない。� ��って、クラック9が僅かに入ったことが検出 できる。更に、半田接合部5Aのクラック9が進 行し、クラック9がテストパッド16Bの部分ま� �進行した場合は、導通チェック時に、導通� �ェッカ8Aは導通を検出するが、導通チェッカ 8B,8Cは導通を検出しない。よって、クラック9 が半田接合部5Aの半分迄進行したことが検出� ��きる。

 図5Aは、本発明の半田接合部を有する電� �装置の診断装置の第1の実施例の構成を示す� ��のであり、図5のBは図5のAの一部分の部分拡 大図である。第1の実施例では、半田接合部� �診断を行うプリント回路基板3の上にマトリ� ��ス状に設けられているパッド6のうち、BGA基 板2の四隅に対応するパッド6を、図5のBに示� �ように診断用の電極パッド16とし、これらを それぞれテストパッド16A,16B,16C及び16Rに分割� ��る。診断用の電極パッド16は半田接合部に� �ラックが入りやすい方向(ストレスが印加さ� ��る方向)に直交する方向に分割する。

 テストパッド16A,16B,16C及び16Rは、それぞ� �リード線21により診断装置20に接続する。診� ��装置20には、図5のBに示すように、導通チェ ッカ8A、8B,8Cの機能を備えた診断部22がある。 診断部22にはコンピュータのような演算回路� ��ある。テストパッド16A,16B,16C及び16Rは、そ� �ぞれリード線21により診断部22の端子C,B,A,Rに 接続している。4つの診断装置20は全て同じ診 断動作を行う。

 図6は、図5のBに示した診断装置20の診断� �22の動作の一例を示すフローチャートである 。診断装置20は電子装置に内蔵されたプリン� ��回路基板の半田接合部の診断を常時行う必� ��はなく、電子装置が動作中の所定時間置き� ��例えば、1日置き或いは1週間置き、等の長� �周期で診断を行えばよい。従って、例えば� �図6に示す診断手順は、1日に1回程度行えば� �い。

 診断時には、まず、ステップ601において� ��端子Cに導通が有るか否かが判定される。こ れは図5のBに示した診断部が端子Rと端子Cの� �に導通が有るか否かを判定する動作である� �端子Cに導通が有る場合は、半田結合部にク� ��ックの発生はないとしてこのままこのルー� ��ンを終了する。一方、端子Cに導通がない場 合はステップ602に進む。

 ステップ602では、端子Bに導通が有るか否 かが判定される。これは図5のBに示した診断� ��が端子Rと端子Bの間に導通が有るか否かを� �定する動作である。端子Bに導通が有る場合� ��、半田結合部にクラックの発生はあるが、� ��れほど大きくはないとしてステップ604に進� ��。ステップ604では、半田結合部にクラック� ��発生しているので、要注意監視体制とし、� ��ラックの検出周期を半日置き程度に短縮し� ��このルーチンを終了する。一方、端子Bに導 通がない場合はステップ603に進む。

 ステップ603では、端子Aに導通が有るか否 かが判定される。これは図5のBに示した診断� ��が端子Rと端子Aの間に導通が有るか否かを� �定する動作である。端子Aに導通が有る場合� ��、半田結合部に発生したクラックがかなり� ��行したと判定してステップ605に進む。ステ� ��プ605では、半田結合部に発生したクラック� ��かなり大きくなってきたので、早い機会の� ��ニット交換を促し、クラックの検出周期を3 時間置き程度と、更に短縮してこのルーチン を終了する。一方、端子Aに導通がない場合� �ステップ606に進む。

 端子Aに導通がない場合は、クラックが非 常に大きくなってきた場合であるので、ステ ップ606においてアラームを出力し、電子装置 の動作の停止指示がなされてこのルーチンが 終了する。この結果、半田接合部が破断する 前に電子機器を安全に停止させることができ る。

 図7のAは本発明の半田接合部を有する電� �装置の診断装置の第2の実施例の構成を示す� ��のである。第2の実施例が第1の実施例と異� �る点は、第1の実施例では、各テストパッド� ��に診断装置20が設けられていたが、第2の実� ��例では診断装置20が4つのテストパッドに対� ��て1つしか設けられていない点のみである。

 図8は図7に示した半田接合部を有する電� �装置の診断装置20の動作の一例を示すフロー チャートである。この動作も1日に1回程度実� ��される。この実施例では、診断時に診断装� ��20が4箇所のテストパッドの診断を順番に行� ��ので診断動作の度に診断回数nの値がクリア される。なお、診断周期Tの初期値は1日のよ� ��な固定値であり、診断時に変更されると、� ��期値には戻らない。

 診断時には、まず、ステップ801において� ��診断回数nの値が1ずつ増やされる。診断回� �nはこの診断の開始時にクリアされるので、� ��テップ801に最初に進んできた時には診断回� ��の値が1になる。この実施例では、図7のAに� ��すように、4ヶ所のテストパッドの位置をそ れぞれ位置1、位置2、位置3及び位置4として� �明する。ステップ801が終了するとステップ80 2に進む。

 ステップ802では、位置1の端子Cに導通が� �るか否かが判定される。端子Cに導通が有る� ��合は、半田結合部にクラックの発生はない� ��してステップ807に進み、診断回数が4回に達 したか否かが判定される。診断回数が4回に� �した時はこのままこのルーチンを終了する� �、診断回数が4回に達していない時はステッ� ��801に戻り、診断回数nの値が1増えてステッ� �802以降の手順が位置2~4に対して繰り返され� �。一方、端子Cに導通がない場合はステップ8 03に進む。

 ステップ803では、端子Bに導通が有るか否 かが判定される。端子Bに導通が有る場合は� �半田結合部にクラックの発生はあるが、そ� �ほど大きくはないとしてステップ804に進む� �ステップ804では、半田結合部にクラックが� �生しているので、要注意監視体制とし、ク� �ックの検出周期Tを半分に短縮し、前述のス� ��ップ807に進む。一方、端子Bに導通がない場 合はステップ805に進む。

 ステップ805では、端子Aに導通が有るか否 かが判定される。端子Aに導通が有る場合は� �半田結合部に発生したクラックがかなり進� �したと判定してステップ806に進む。ステッ� �806では、半田結合部に発生したクラックが� �なり大きくなってきたので、早い機会のユ� �ット交換を促し、クラックの検出周期を更� �短縮して、半日の3割の時間毎に実行するよ� ��にしてステップ807に進む。一方、端子Aに導 通がない場合はステップ808に進む。

 端子Aに導通がない場合は、クラックが非 常に大きくなってきた場合であるので、ステ ップ808においてアラームを出力し、電子装置 の動作の停止指示がなされてこのルーチンが 終了する。この結果、半田接合部が破断する 前に電子機器を安全に停止させることができ る。

 なお、以上説明した第1と第2の実施例で� �、診断用の電極パッド16の位置を、BGA基板2� �四隅にそれぞれ位置する1つのパッドとして� ��たが、図9のAに示すように、3つのパッド6を 診断用の電極パッド16に置き換えても良い。� ��の場合は、診断用の電極パッド16の分割の� �向をそれぞれ異ならせることが可能である� �

 また、図9のBに示すように、BGA基板2の四� ��にそれぞれ位置する1つのパッド6を診断用� �電極パッド16に置き換えると共に、各辺の中 央部に位置するパッド6を、それぞれ診断用� �電極パッド16に置き換えても良い。診断用の 電極パッド16の分割の方向は、それぞれ実験� ��よって求められた半田接合部にクラックが� ��じやすい方向に直交する方向とすれば良い� ��

 なお、診断用の電極パッド16の分割の方� �としては、図7のBに示すように、第1と第2の� ��施例で使用したテストパッド16A,16B、16C、16R を、分割方向に垂直な方向に更に2分割して� �テストパッド16Aa,16Ba、16Ca、16Raとテストパッ ド16Ab,16Bb、16Cb、16Rbに分けることができる。

 この場合は、テストパッド16Raを基準とし て、テストパッド16Ra-16Aa間に導通チェッカ8Aa ,テストパッド16Ra-16Ba間に導通チェッカ8Ba,テ� ��トパッド16Ra-16Ca間に導通チェッカ8Caを設け� ��。また、テストパッド16Rbを基準として、テ ストパッド16Rb-16Ab間に導通チェッカ8Ab,テス� �パッド16Rb-16Bb間に導通チェッカ8Bb,テストパ� ��ド16Rb-16Cb間に導通チェッカ8Cbを設ける。

 診断用の電極パッド16を図7のBに示すよう に分割した場合は、半田結合部にクラックが X方向から形成されても、また、逆にY方向か� ��形成されても、半田結合部にクラックが発� ��して進行しているか否かの診断を行うこと� ��できる。

 更に、診断用の電極パッド16の分割の方� �としては、図7のCに示すように、テストパッ ド16A,16B、16C、16Rを同心のリング状に4分割し� ��更に所望の角度で複数の方向に分割するこ� ��ができる。図7のCは、同心のリング状のテ� �トパッド16A,16B、16C、16Rを更に90度毎に4つの� ��域に分割して、4つの方向からのクラックを 検出できるようにしている。この図には、テ ストパッド16Rを基準として、テストパッド16R -16A間に導通チェッカ8A,テストパッド16R-16B間� ��導通チェッカ8B,テストパッド16R-16C間に導通 チェッカ8Cを設ける構成が、1つの領域に対し て描かれているが、実際には残りの3つの領� �に対しても同様の導通チェッカが設けられ� �。

 診断用の電極パッド16を図7のCに示すよう に分割した場合は、半田結合部にクラックが 4つの方向のどの方向から形成されても、半� �結合部にクラックが発生して進行している� �否かの診断を行うことができる。同心のリ� �グ状のテストパッド16A,16B、16C、16Rは、更に� ��さな角度で複数の領域に分割すれば、更に� ��かいクラックを検出することができる。

 なお、以上説明した実施例では、BGAパッ� ��ージにおける半田接合部について説明した� ��、本発明はBGAパッケージにおける半田接合� ��に限定されるものではなく、半田ボールを� ��用した半田接合部であれば有効に適用する� ��とができる。また、分割する電極パッドの� ��状も円形でなくとも良い。