JP2004093334A - プリント回路板の検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プリント回路板1に対峙して配列したプローブピン4、ピンホルダ3、各プローブピンと個々にワイヤ6を介して連繋したアクチュエータ5を装備し、被検査プリント回路板1の検査箇所ポイントに合わせて選択したプローブピン4をアクチュエータ操作により待機位置から突き出してプリント回路板に触針させて機能検査を行う検査装置において、プローブピン4を、その配列ピッチに合わせてピンガイド穴を穿孔した上下2枚のピンホルダにまたがって進退可能に案内支持するようにし、かつピンホルダの一方をプリント基板13として、プローブピンの配列ピッチに合わせて穿孔したメッキ付きスルーホール13a,および該スルーホールに連なる信号ラインの回路パターン13bを形成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を実装したプリント回路板について、その実装基板の検査ポイントにプローブピンを触針させて回路の機能検査を行うプリント回路板の検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
頭記したプリント回路板の検査装置として、プリント回路板の実装基板上での部品接続位置を規定する標準格子(basic grid) のピッチに対応して配列した多数本のプローブピンをフィックスチャーと呼ばれるピンホルダに支持し、このプローブピンを被検査プリント回路板上に指定した検査ポイント(回路部品のはんだ付けパッド,スルーホールなど)に触針させてアナログ,ディジタル的な機能検査を行うようにしたインサーキットテスタが周知である。
【0003】
また、回路構成が異なるプリント回路板にも対応が可能な汎用の検査装置として、前記標準格子の配列ピッチに対応して配列した多数本のプローブピンをピンホルダのピンガイド穴に嵌挿して進退可能に案内支持するとともに、プローブピンごとにワイヤ(ピアノ線)を介してアクチュエータを連繋し、被検査プリント回路板の検査ポイントに合わせて選択したプローブピンをアクチュエータ操作により待機位置から検査位置に突き出してプリント回路板に触針させて各種の機能検査を行うようにした検査装置が本発明と同一出願人より特願2001−90200号として先に提案されており、その構成を図5,図6に示す。
【0004】
まず、図5において、1は被検査のプリント回路板、2は検査装置であり、検査装置2には、先記した標準格子のピッチに合わせてピンホルダ3の板面に穿孔したピンガイド穴に1本ずつ嵌挿して上下方向に案内支持したプローブピン4、各プローブピン4と1対1に対応してピンホルダ3の上方側に配したアクチュエータ5、アクチュエータ5とプローブピン4との間を連繋するワイヤ(ピアノ線)6を装備しており、アクチュエータ5の駆動操作によりワイヤ6を介してプローブピン4をピンホルダ3から下方へ突き出してプリント回路板1の検査ポイント(パッド)に押し当て、この状態で次記のようにプローブピン4に接続した検査測定部でプリント回路板1の回路パターン,はんだ接合部,実装部品などに付いての機能検査を行うようにしている。なお、7はアクチュエータ5の支持台、8は検査装置のフレーム、9はワイヤ6のガイドチューブ、10はピンホルダ3のピンガイド穴に装着した信号端子兼用のピンソケットである。
【0005】
ここで、図6で示すように、ピンホルダ3に設けたピンソケット10にプローブピン4を1本ずつ嵌挿して上下に進退可能に案内支持するとともに、プローブピン4ごとに前記ピンソケット10にはんだ付けして引き出した信号線11を別置の検査測定部12に接続するようにしている。また、図示例のアクチュエータ5は、励磁コイル5aを巻装した非磁性材の外筒5bに可動鉄心5cを内装した小形のプランジャ形電磁石であり、その可動鉄心5cにワイヤ6を結合してプローブピン4との間を連繋している。
【0006】
かかる構成で、常時はアクチュエータ5の可動鉄心5cが外筒5aの上端側に設けた永久磁石(図示せず)に吸着保持されていてプローブピン4は待機位置に引き上げ保持されている。この状態で、被検査のプリント回路板1(図5参照)を検査位置にセットした上で、そのプリント回路板2の検査ポイントに合わせて選択したプローブピン4のアクチュエータ5を通電駆動すると、その電磁力により可動鉄心5cが下方に移動し、これに従動してプローブピン4が検査位置に向け下方に突き出してプローブピン4をプリント回路板1の測定ポイントに押し付けて触針させる。そして、この状態で測定部12から信号線11を通じてプローブピン4に測定電圧を印加して回路の機能チェックを行う。なお、検査後にプローブピン4を検査位置から後退させるには、電磁石の励磁を逆向きに切換えて可動鉄心5cを上方に駆動する。
【0007】
また、かかる検査装置をプローブピンの多ピン化および狭ピッチ化に対応させるために、前記のピンホルダ3にスルーホール付きプリント基板を用いた構成が本発明と同一出願人より特願2002−17952号として提案されており、次にその構成を図7に示す。
【0008】
すなわち、この構成では、ピンホルダ3としてプリント基板13を用い、そのプリント基板13にはプローブピン4の配列ピッチに合わせて形成したメッキ付きスルーホール13aにプローブピン4を1本ずつ嵌挿するようにするとともに、プリント基板13の上面にはスルーホール13aと個々に連なる回路パターン13bを形成し、この回路パターン13bを信号ラインとして引出し、コネクタを介して図4に示した測定部12に接続するようにしている。また、プリント基板13のスルーホール13aに嵌挿したプローブピン4は図4と同様にスプリングワイヤ6を介してアクチュエータ5に連繋している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近のプリント回路板は実装部品の高密度化が益々進む傾向にあり、これに合わせて検査装置ではプローブピンの多ピン化,および狭ピッチ化に対応できることが要求される。かかる観点から従来の検査装置を見直すと、次記のような問題点がある。すなわち、
(1) 図6の構成では、検査時にプローブピン4から信号を取り出すために、ピンホルダ3に植設したピンソケット10に信号線11を配線しているために、プローブピン4を狭ピッチで多数本配列するとピンホルダ3の上に引き回す信号線11の配線処理が極めて困難となる。
【0010】
(2) 一方、図7のようにピンホルダ3にプリント基板13を用い、そのスルーホール13a,回路パターン13bを介してプローブピン4からの信号を取り出すようにした構成によれば、信号線の処理が簡単となってプローブピンの多ピン化,狭ピッチ化への対応が向上する。
しかしながら、プリント基板13に多数のスルーホール13aを狭小ピッチで加工するには基板の厚さに限界があり、実用的にはプリント基板13の板厚は0.5〜1.6mm程度である。これに対して、プローブピン4の進退操作に伴う移動ストロークは10mm以上である。このために、従来構成のままではプリント基板13で案内支持したプローブピン4の支持姿勢が不安定となって、アクチュエータ5で駆動操作した際にプローブピン4が傾いたりして安定した直進性が確保できず、このためにプローブピン4の触針位置精度が低下して検査機能に支障を来すおそれがある。
【0011】
(3) さらに、図6あるいは図7のように、プローブピン4とピンホルダ3のピンソケット10,プリント基板13のスルーホール13aとの接触によって検査の信号を取り出すようにしたものでは、ピンソケット10,スルーホール13aとプローブピン4との間にクリアランスがあるために、接触不良を引き起こすおそれがあって検査時の測定値に信頼性を欠く。
【0012】
本発明は上記の点に鑑みなされたものであり、その目的は前記課題を解決してプローブピンの多ピン化,狭ピッチ化にも十分対応でき、かつプローブピンの安定した進退動作,並びに測定に対する高い信頼性が確保できるように改良したプリント回路板の検査装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、プリント回路板の格子ピッチに対応して配列した複数本のプローブピン、該プローブピンを一括して進退可能に案内支持したピンホルダ、各プローブピンと個々にワイヤを介して連繋したアクチュエータ、および各プローブピンと個々に導通して引き出した信号ラインを備え、被検査プリント回路板の検査箇所ポイントに合わせて選択したプローブピンをアクチュエータ操作により待機位置から突き出してプリント回路板に触針させ、この状態で機能検査を行うようにしたプリント回路板の検査装置において、
第1の発明では、前記のプローブピンを、その配列ピッチに合わせてピンガイド穴を穿孔した複数枚のピンホルダにまたがって進退可能に案内支持する(請求項1)ものとし、具体的には次記のような態様で構成することかできる。
【0014】
(1) ピンホルダの少なくとも一枚をプリント基板で構成し、該プリント基板にプローブピンの配列ピッチに合わせて穿孔したメッキ付きスルーホール,および該スルーホールに連なる信号ラインの回路パターンを形成する(請求項2)。
(2) 各枚のピンホルダをプリント基板で構成した上で、各プローブピンに対応するメッキ付きスルーホールおよび回路パターンを各枚のプリント基板に分担形成する(請求項3)。
【0015】
(3) 前項(1) または(2) において、プローブピンと該プローブピンを案内支持したプリント基板のメッキ付きスルーホールとの間に液状導電材を充填する(請求項4)。
上記のようにプローブピンを複数枚(例えば2枚)のプリント基板形ピンホルダに跨がって案内支持することにより、個々のピンホルダの板厚が薄くてもプローブピンの安定した直進性を確保できる。また、特に前項(2) のように多数本のプローブピンに対する信号取り出しを複数枚のプリント基板で分担することにより、各プリント基板に形成する回路パターン(信号ライン)のレイアウトに余裕ができてプローブピンの多ピン化にも容易に対応できる。そして、前項(3) のようにプローブピンとプリント基板のメッキ付きスルーホールとの間に液状導電材(例えば水銀)を充填することで、プローブピンとスルーホールとの間の接触不良を防いで確実な信号取り出し,測定が行える。
【0016】
また、第2の発明では、プローブピンに導通する信号ラインの引出し手段として、前記ワイヤが個々に貫通するメッキ付きスルーホール,および該スルーホールに連なる回路パターンを形成したプリント基板をワイヤ布設経路上のアクチュエータ寄り位置に設置するものとする(請求項5)。
すなわち、プローブピンの狭ピッチ化が進むと、ピンホルダとして採用したプリント基板に対するスルーホールの加工,各スルーホールに連ねて基板上に形成する回路パターンのレイアウトが困難となる。かかる点、プローブピンと個々にワイヤを介して連繋,配置したアクチュエータは、プローブピンの配列ピッチに規制されることがないので、広い間隔に並べて配置されている。
【0017】
そこで、信号取り出し用のプリント基板をアクチュエータ寄りの位置に設置し、そのプリント基板のメッキ付きスルーホールにワイヤ(ピアノ線などの金属ワイヤ)を通して電気的に導通させるようにすれば、プローブピンからの信号を引き出す回路パターンのレイアウトに余裕ができ、これによりプローブピンの多ピン化,狭ピッチ化にも容易に対応できる。
【0018】
また、プローブピンとアクチュエータとの間を連繋するワイヤとその布設経路上に配したプリント基板のメッキ付きスルーホールとの間に、前記第1の発明と同様に液状導電材を充填することで、両者間の接触不良を防いで確実な信号取り出し,測定が行える。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1〜図4に示す実施例に基づいて説明する。なお、実施例の図中で図5〜7に対応する部材には同じ符号を付してその説明は省略する。
〔実施例1〕
図1は本発明の請求項1,2に対応する実施例を示すものである。この実施例においては、多数本のプローブピン4を一括して進退可能に案内支持するピンホルダ3が上下に間隔を隔てて対峙するように配置した2枚のピンホルダからなり、その一方のピンホルダをプリント基板13で構成し、その基板には各プローブピン4の配列ピッチに対応するメッキ付きスルーホール13aおよび信号ラインとなる回路パターン13bが形成されている。なお、図示例のプリント基板13は板厚を0.5〜1.6mm、スルーホール13aの穴径をプローブピン4の太さに合わせてφ0.5mmとしてそのプローブピン4の配列ピッチに合わせて形成している。
【0020】
そして、図示のようにプローブピン4を上下2枚のピンホルダ3に跨がって垂直姿勢に案内支持した上で、ワイヤ6を介して上方に配置したアクチュエータ5と個々に連繋している。また、プリント基板13に形成した回路パターン13bはコネクタ(図示せず)を介して図6で述べたように測定部12に接続するようにしている。
【0021】
上記の構成によれば、プローブピン4がその上下2枚のピンホルダ3で案内支持されているので、個々のピンホルダ3の板厚がプローブピン4の移動ストロークに比べて薄くても、アクチュエータ5の操作による進退動作時に姿勢が傾いたりすることがなく安定した直進性を確保でき、これにより高い位置精度でプローブピン4をプリント回路板1に触針させることができる。
【0022】
〔実施例2〕
図2は先記実施例1をさらに改良した本発明の請求項3に対応する実施例を示すものである。この実施例においては、上下2枚のピンホルダ3を共にプリント基板13で構成した上で、プローブピン4に対する信号取り出し手段として各枚のプリント基板13に形成したメッキ付きスルーホール13aおよび回路パターン13bを、2枚のプリント基板で分担するようにしている。すなわち、多数本のプローブピン4のうち、半数のプローブピンに対応する信号取り出し用のメッキ付きスルーホール13a,および回路パターン13bは上側に並ぶプリント基板13に形成し、残り本数のプローブピン4に対応するメッキ付きスルーホール13a,および回路パターン13bを下側に並ぶプリント基板13に形成している。
【0023】
上記のように、プローブピン4からの信号を取り出すメッキ付きスルーホール13aおよび回路パターン13bを2枚のプリント基板13に分担して形成することより、そのパターン形成のレイアウトに余裕ができてプローブピン4の多ピン化にも容易に対応できる。
〔実施例3〕
次に、本発明の請求項4に対応する実施例を図3に示す。この実施例においては、プローブピン4からの信号を取り出す手段として、アクチュエータ5の支持台7の下面側にメッキ付きスルーホール13aおよび回路パターン13bを形成したプリント基板13を配置し、前記スルーホール13aにプローブピン4とアクチュエータ5との間を連繋するワイヤ(ピアノ線などの金属ワイヤ)6を1本ずつ通してプローブピン4と回路パターン13bとの間の導通をとるようにしている。
【0024】
この構成により次記のような利点が得られる。すなわち、図7のようにピンホルダ3にプローブピン4と導通する信号ラインを形成する構成では、プローブピン4の配列ピッチが狭小ピッチであると信号ラインのレイアウトがプローブピンの配列ピッチpに規制される。これに対して、プローブピン4と個々にワイヤ6を介して連繋,配置したアクチュエータ5は、プローブピン4の配列ピッチpに規制されることがないので、広い間隔P(P>p)に配置されている。
【0025】
そこで、図示実施例のように信号取り出し用のプリント基板13をアクチュエータ寄りの位置に設置し、そのプリント基板13のメッキ付きスルーホール13aにワイヤ6を1本ずつ通して電気的に導通させるようにすれば、プローブピン4からの信号を引き出すための回路パターン13bのレイアウトに余裕ができ、これによりプローブピン4の多ピン化,狭ピッチ化にも容易に対応できる。
【0026】
なお、この実施例では、プローブピン4とプリント基板13に形成した信号ラインとしてのメッキ付きスルーホール13aとの間にはワイヤ(ピアノ線)6が介在するために、ワイヤ6の長さ分に対応する電気抵抗が増加する。そこで、あらかじめワイヤ6の抵抗値を測定しておき、プリント回路板の検査測定時には測定値からワイヤ6の抵抗値分をオフセットして真値とする。
【0027】
〔実施例4〕
次に、先記の各実施例1〜3において、プローブピン4,ワイヤ6とプリント基板13のメッキ付きスルーホール13aとの接触不良を防ぐように改良した本発明の請求項4,6に対応する実施例を図4(a),(b) に示す。
この実施例においては、図4(a) は、図1あるいは図2の構成でプローブピン4と該ピンを案内支持するプリント基板13のメッキ付きスルーホール13aとの間に水銀などの液状導電材14を充填し、この液状導電材14を介してプローブピン4とメッキ付きスルーホール13aとの間で確実な導通を確保するようにしている。また、図4(b) は、図3の構成でワイヤ6の布設経路上に配して該ワイヤを通したプリント基板13のメッキ付きスルーホール13aとの間に前記と同様に液状導電材14を充填して両者間の導通をとるようにしている。なお、プローブピン4,ワイヤ6とプリント基板13のメッキ付きスルーホール13aとの間のクリアランスは0.1mm程度であり、ここに充填した水銀はその表面張力により漏れ出るおそれはない。
【0028】
この構成によれば、プローブピン4,ワイヤ6とプリント基板13のメッキ付きスルーホール13aとの間のクリアランスに起因する接触不良を防ぐことができ、プリント回路板の測定時に確実な測定が行えて信頼性が向上する。
【0029】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の構成によれば次記の効果を奏する。
(1) プローブピンを、その配列ピッチに合わせてピンガイド穴を穿孔した複数枚のピンホルダで進退可能に案内支持した請求項1の構成により、ピンホルダの板厚が薄くてもプローブピンの直進性が確保され、プリント回路板の検査時における検査位置の精度が向上する。
【0030】
(2) 前記構成を基本として請求項2,3の構成を採用することでプローブピンの多ピン化に対応でき、特に多数本のプローブピンに対する信号取り出しを複数枚のプリント基板で分担するようにした請求項3の構成によれば、各プリント基板に形成する回路パターン(信号ライン)のレイアウトに余裕ができてプローブピンの狭ピッチ化にも容易に対応できる。
【0031】
(3) また、プローブピンに導通させる信号ラインの引出し手段として、プローブピンとアクチュエータとの間を連繋するワイヤが個々に貫通するメッキ付きスルーホール,および該スルーホールに連なる回路パターンを形成したプリント基板をワイヤ布設経路上のアクチュエータ寄り位置に設置した請求項5の構成によれば、プローブピンの配列ピッチに制約されることなしに、信号取り出し用プリント基板に形成したメッキ付きスルーホール,回路パターンのレイアウトに余裕を持たせてプローブピンの多ピン化,狭ピッチ化に対応できる。
【0032】
(4) さらに、プローブピン,ワイヤと信号取り出し用プリント基板のメッキ付きスルーホールとの間に液状導電材を充填した請求項4,6によれば、接触不良を防いで確実な導通を確保することができて検査測定の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1に係わる検査装置の主要部構成図
【図2】本発明の実施例2に係わる検査装置の主要部構成図
【図3】本発明の実施例3に係わる検査装置の構成図
【図4】本発明の実施例4に係わる導通部の構造図で、(a),(b) はそれぞれプリント基板とプローブピン,プリント基板とワイヤとの間の導通部を表す断面図
【図5】本発明の実施対象となる検査装置の従来例の組立構成図
【図6】図5における主要部の略示構成図
【図7】図6と異なる従来例の略示構成図
【符号の説明】
1 プリント回路板
3 ピンホルダ
4 プローブピン
5 アクチュエータ
6 ワイヤ
13 プリント基板
13a スルーホール
13b 回路パターン
14 液状充填材
Claims (6)
- プリント回路板の格子ピッチに対応して配列した複数本のプローブピン、該プローブピンを一括して進退可能に案内支持したピンホルダ、各プローブピンと個々にワイヤを介して連繋したアクチュエータ、および各プローブピンと個々に導通して引き出した信号ラインを備え、被検査プリント回路板の検査箇所ポイントに合わせて選択したプローブピンをアクチュエータ操作により待機位置から突き出してプリント回路板に触針させ、この状態で機能検査を行うようにしたプリント回路板の検査装置において、
前記プローブピンを、その配列ピッチに合わせてピンガイド穴を穿孔した複数枚のピンホルダにまたがって進退可能に案内支持したことを特徴とするプリント回路板の検査装置。 - 請求項1に記載の検査装置において、ピンホルダの少なくとも一枚をプリント基板として、該プリント基板にプローブピンの配列ピッチに合わせて穿孔したメッキ付きスルーホール,および該スルーホールに連なる信号ラインの回路パターンを形成したことを特徴とするプリント回路板の検査装置。
- 請求項1に記載の検査装置において、各枚のピンホルダをプリント基板で構成した上で、各プローブピンに対応するメッキ付きスルーホールおよび回路パターンを各枚のプリント基板に分担形成したことを特徴とするプリント回路板の検査装置。
- 請求項2または3に記載の検査装置において、プローブピンと該プローブピンを案内支持したプリント基板のメッキ付きスルーホールとの間に液状導電材を充填したことを特徴とするプリント回路板の検査装置。
- プリント回路板の格子ピッチに対応して配列した複数本のプローブピン、該プローブピンを一括して進退可能に案内支持したピンホルダ、各プローブピンと個々にワイヤを介して連繋したアクチュエータ、および各プローブピンと個々に導通して引き出した信号ラインを備え、被検査プリント回路板の検査箇所ポイントに合わせて選択したプローブピンをアクチュエータ操作により待機位置から突き出してプリント回路板に触針させ、この状態で機能検査を行うようにしたプリント回路板の検査装置において、
プローブピンに導通する信号ラインの引出し手段として、前記ワイヤが個々に貫通するメッキ付きスルーホール,および該スルーホールに連なる回路パターンを形成したプリント基板をワイヤ布設経路上のアクチュエータ寄り位置に設置したことを特徴とするプリント回路板の検査装置。 - 請求項5に記載の検査装置において、ワイヤと該ワイヤの布設経路上に配したプリント基板のメッキ付きスルーホールとの間に液状導電材を充填したことを特徴とするプリント回路板の検査装置。
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GB2487845B (en) * | 2009-12-02 | 2015-02-11 | Hewlett Packard Development Co | Signal sensing devices and circuit boards |
KR101817286B1 (ko) | 2016-03-18 | 2018-01-11 | 주식회사 아이에스시 | 검사용 소켓 |
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