JP3391617B2 - X−y方式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動によるプロービング方法 - Google Patents
X−y方式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動によるプロービング方法Info
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Description
用するX−Y方式インサーキットテスタのZ軸ユニット
に備えるタイミングベルト駆動によるプロービング方法
に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、実装基板即ち多数の電子部品等を
半田付けしたプリント基板はインサーキットテスタを用
いて、その基板の必要な測定点に適宜ピンプローブの先
端を接触させ、それ等の各部品の有無を電気的に検出
し、或いは各部の特性値等を電気的に測定して基板の良
否の判定を行っている。特に、被検査基板を載せて固定
する測定台上にX−Yユニットを設置したものは、その
X軸方向に可動するアームの上にY軸方向に可動するZ
軸ユニットを備え、そのZ軸ユニットでコンタクトプロ
ーブをZ軸方向に可動可能に支持しているので使用し易
く、そのX−Yユニットを制御すると、コンタクトプロ
ーブを基板の上方からX軸、Y軸、Z軸方向にそれぞれ
適宜移動して、そのコンタクトプローブに備えるピンプ
ローブを予め設定した各測定点に順次接触できる。 【0003】このようなZ軸ユニットに備えるコンタク
トプローブの駆動機構として、Z軸ユニットにモータと
そのモータ軸から駆動力を受けるタイミングベルト等を
設置し、そのタイミングベルトにコンタクトプローブを
連結して、タイミングベルトからコンタクトプローブに
駆動力を与えるものがある。そして、コンタクトプロー
ブをZ軸方向へ移動制御する際にモータ軸の回動を制御
することにより、タイミングベルトを介してコンタクト
プローブの位置と動きとの制御を行なっている。なお、
コンタクトプローブには圧縮コイルばねから付勢力を受
けて先端部が支持管から突出するピンプローブが備えら
れている。 【0004】しかも、コンタクトプローブを制御する際
にはコンタクトプローブを一旦上昇端まで上げた後下降
動作に入り、ピンプローブの先端が測定点(基板面が基
準測定点の位置)に接触した後、そのピンプローブの先
端部が支持管内に一定量後退して入る(予定した後退
量)までコンタクトプローブの下降を行なう。又、コン
タクトプローブの速度vとその下降時間tとの間に図6
に示すような関係を与え、コンタクトプローブが前半距
離下降する間はコンタクトプローブを等加速度で加速
し、後半距離下降する間は等加速度で減速する。但し、
加速時と減速時の両加速度の絶対値は等しくする。それ
故、コンタクトプローブの下降制御を簡単に行なえる。
なお、ピンプローブの先端は下降時間t0 で測定点に接
触する。 【0005】このようにして、コンタクトプローブを加
速し減速する際、その加速度をモータの定格にあったほ
ぼ最大加速度にして時間t0 を小さくし、検査スピード
を上げる。図7はこのようなコンタクトプローブの下降
距離sと下降時間tとの関係を示したものである。因み
に、距離s、加速度a、時間t、速度vとの間には数1
の式で示す関係がある。 【数1】 【0006】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにしてピンプローブの先端を測定点に当てると、被検
査基板が受ける衝撃が大きく、打痕等の損傷が大きくな
ることがある。なお、エアシリンダを採用し、ピンプロ
ーブの駆動に圧縮空気を用いても空気圧が一定であるた
め、やはり同様のことが起る。 【0007】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであり、ピンプローブが測定点に接触す
る直前までの速度を上げても、被検査基板が損傷を受け
難く、安定した計測の行なえるX−Y方式インサーキッ
トテスタのタイミングベルト駆動によるプロービング方
法を提供することを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるX−Y方式インサーキットテスタのタ
イミングベルト駆動によるプロービング方法ではX−Y
方式インサーキットテスタのZ軸ユニットに、モータと
そのモータ軸から駆動力を受けるタイミングベルトとそ
のタイミングベルトから駆動力を受けるコンタクトプロ
ーブとを設置し、そのコンタクトプローブに圧縮コイル
ばねから付勢力を受けて先端部が支持管から突出するピ
ンプローブを備え、そのモータ軸の回動を制御すること
により、タイミングベルトを介してコンタクトプローブ
の位置と動きを制御する。 【0009】そして、コンタクトプローブを上昇端まで
上げた後に下降させ、そのコンタクトプローブの下降時
に、ピンプローブの先端が測定点の近傍にある予定した
位置に達するまで、そのほぼ前半距離下降する間コンタ
クトプローブを加速し、後半距離下降する間コンタクト
プローブを減速する。すると、ピンプローブの先端が測
定点に接触する直前までコンタクトプローブを高速で下
降させ、その下降時間を短くすることができる。 【0010】そこで、ピンプローブの先端が予定位置を
超えたらコンタクトプローブをほぼ一定速度にし、ピン
プローブの先端が測定点に接触した後ピンプローブが支
持管内に一定量後退して入るまでその一定速度を継続す
る。すると、コンタクトプローブの下降する速度をピン
プローブの先端が測定点に当っても損傷を与えないよう
な一定の速度に設定し、しかもピンプローブの接触圧を
安定した計測を行なえる圧力にすることができる。な
お、ピンプローブの先端が測定点に当ると、ピンプロー
ブは圧縮コイルばねの付勢力に抗して後退する。そこ
で、ピンプローブの後退量が一定量を超えた後予定した
最終の後退量に達するまで、そのほぼ前半距離下降する
間コンタクトプローブを加速し、後半距離下降する間コ
ンタクトプローブを減速する。すると、コンタクトプロ
ーブを下降端まで高速で下降させ、その下降時間を短く
することができる。 【0011】 【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態を説明する。図1は本発明を適用したX
−Y方式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動
によるコンタクトプローブ下降時のコンタクトプローブ
の速度と時間との関係を示す図、図2は同X−Y方式イ
ンサーキットテスタの構成を示すブロック図である。図
中、10はX−Y方式インサーキットテスタ、12はそ
の操作部、14はX−Y−Z制御部、16は測定部、1
8はコントローラである。この操作部12にはキーボー
ド、表示装置、プリンタ、フロッピーディスクドライバ
等の入出力機器を備える。そして、X−Y−Z制御部1
4により例えば2組のX−Yユニット(図示なし)にそ
れぞれ備えたサーボモータ、パルスモータ等のアクチュ
エータ等を駆動し、それ等のX−Yユニットを制御す
る。このX−YユニットはX軸方向に可動するアームの
上にY軸方向に可動するZ軸ユニットを備え、そのZ軸
ユニットにタイミングベルト使用のコンタクトプローブ
駆動機構を設置したものである。それ故、モータ軸の回
動を制御すると、タイミングベルトを介してコンタクト
プローブの位置と動きを制御できる。 【0012】図3はこのようなZ軸ユニットの一例を示
したものである。図中、20はZ軸ユニット、22はそ
のZ軸ユニット20のアームに対する固定用のベース
板、24はそのベース板22に備え付けたパルスモータ
等(図示なし)の駆動軸、26は無端のタイミングベル
ト、28はコンタクトプローブ、30はそのタイミング
ベルト26とコンタクトプローブ28とを連結する部
材、32は案内レールである。このタイミングベルト2
6はモータ軸24に固着した駆動ローラ34とベース板
22に軸36を固着した従動ローラ38との間に巻回し
てZ軸方向に張架する。コンタクトプローブ28は支持
管40の内部に圧縮コイルばねとピンプローブ42の中
央部を収納したものであり、その圧縮コイルばねによる
付勢力がピンプローブ42に対し、その先端部44を支
持管40の下端から下方に突出する方向(Z軸方向)に
作用している。なお、ピンプローブ42の後端部46も
常に支持管40の上端から上方に突出している。 【0013】このようなコンタクトプローブ28にその
外周をリング状に被って支持する2個のベース部材48
を重ねて固着し、L形状連結部材30の下端部付近に結
合する。そして、連結部材30の上端先端部付近をタイ
ミングベルト26に結合する。又、連結部材30の上端
部付近に1対の突部を設け、案内レール32の両壁面に
それぞれ設けた案内溝50に嵌める。この案内レール3
2はZ軸方向に配設してあり、両案内溝50もZ軸方向
に配設してあるため、案内レール32に沿って連結部材
30を移動させると、コンタクトプローブ28もZ軸方
向に移動する。なお、52はコンタクトプローブ28の
位置を検出するセンサ、54はコンタクトプローブ28
の位置を示す指示板、56はピンプローブ42の上端部
に結合するリードワイヤである。 【0014】このように各X−Yユニットを構成して制
御すると、各コンタクトプローブ28を測定台上でX
軸、Y軸、Z軸方向にそれぞれ適宜移動できる。又、測
定部16により適宜の電圧、電流信号等を切換器(図示
なし)を介して、2ピンプローブ42に与え、それ等の
各ピンプローブ42の先端が接触する例えばフラットパ
ッケージICのリードとパターン間の電圧を検出し、抵
抗値等の測定を行なう。 【0015】これ等の操作部12、X−Y−Z制御部1
4、測定部16はCPU(中央演算処理装置)を備えた
コントローラ18によってそれぞれ制御する。コントロ
ーラ18は例えば図4に示すようなマイクロコンピュー
タであり、CPU58、ROM(読み出し専用メモリ)
60、RAM(読み出し書き込み可能メモリ)62、入
出力ポート64、バスライン66等から構成されてい
る。CPU58はマイクロコンピュータの中心となる頭
脳部に相当し、プログラムの命令に従って全体に対する
制御を実行すると共に、算術、論理演算を行ない、その
結果も一時的に記憶する。又、周辺装置に対しても適宜
制御を行なっている。ROM60にはインサーキットテ
スタ全体を制御するための制御プログラム等が格納され
ている。 【0016】又、RAM62にはキーボード、フロッピ
ーディスクドライバ等の入力機器を用いて、外部から入
力した実装部品上の測定点の基板面からのZ軸方向の高
さを示すデータやコンタクトプローブ移動処理プログラ
ム、CPU58で演算したデータ等の各種データを記憶
する。入出力ポート64には操作部12、X−Y−Z制
御部14、測定部16等が接続する。バスライン66は
それ等を接続するためのアドレスバスライン、データバ
スライン、制御バスライン等を含み、周辺装置とも適宜
結合している。 【0017】検査時、ピンプローブ42の先端を被検査
基板上にある予定した測定点に接触させるため、コンタ
クトプローブ移動処理プログラムの命令に従ってコンタ
クトプローブ28の移動を制御する。その際、モータ軸
24を一方向又は反対方向に適宜回転してタイミングベ
ルト26を駆動し、そのタイミングベルト26から連結
部材30等を介してコンタクトプローブ28に駆動力を
伝える。すると、コンタクトプローブ28をZ軸方向
(上下方向)に適宜移動できる。そこで、先ずコンタク
トプローブ28を上昇端まで上げる。この上昇時、コン
タクトプローブ28の速度波形が二等辺三角形となるよ
うに、その前半距離上昇させる間にコンタクトプローブ
28を加速し、後半距離上昇させる間にコンタクトプロ
ーブを減速する。例えば、コンタクトプローブ28の上
昇距離Xが0.007mである場合、加速度(速度波形
の傾き)aを110m/s/sにすると、頂点での速度
vは0.875m/sとなり、コンタクトプローブ28
の上昇に必要な所要時間tは0.016sとなる。次
に、コンタクトプローブ28をその上昇位置で例えば3
0ms停止する。なお、コンタクトプローブ28の上昇
端の位置は基板に載っている部品の高さに応じて異なら
せる。 【0018】次に、コンタクトプローブ28を下降す
る。この下降時、ピンプローブ42の先端が上昇端より
0.005m下方にある測定点の近傍にある予定した位
置例えば上昇端より0.0044mに達するまで、コン
タクトプローブ28の速度波形が二等辺三角形となるよ
うに、その前半距離下降させる間にコンタクトプローブ
28を加速し、後半距離下降させる間にコンタクトプロ
ーブ28を減速する。その際、加速度aを105m/s
/sにすると、頂点での速度vは0.677m/sとな
り、コンタクトプローブ28のその下降に必要な所要時
間tは0.013sとなる。それ故、ピンプローブ42
の先端が測定点に接触する直前までコンタクトプローブ
28を高速で下降させ、その下降時間tを短くすること
ができる。 【0019】次に、ピンプローブ42の先端が予定位置
を超えたらコンタクトプローブ28を一定速度v例えば
0.0285m/sにし、距離X例えば0.0012m
下降する。その際、コンタクトプローブ28が0.00
06m下降した時点でピンプローブ42の先端が測定点
に接触するが、ピンプローブ42が圧縮コイルばねの付
勢力に抗して支持管40の内部に0.0006m後退し
て入るまで、その一定速度vを継続する。すると、コン
タクトプローブ28の下降する速度vをピンプローブ4
2の先端が測定点に当っても損傷を与えないような一定
の低速度vに設定し、しかもピンプローブ42の接触圧
を安定した計測を行なえる圧力にすることができる。こ
のようなコンタクトプローブ28のその下降に必要な所
要時間tは0.042sとである。なお、コンタクトプ
ローブ28を一定速度vに変える位置はコンタクトプロ
ーブ28の高さ方向の位置決め誤差を考慮して決定す
る。 【0020】次に、ピンプローブ42の後退量が0.0
006mを超えた後予定した最終の後退量0.002m
に達するまで、コンタクトプローブ42を0.0014
m下降する。この下降時、その前半距離下降する間にコ
ンタクトプローブ42を加速し、後半距離下降する間に
コンタクトプローブ42を減速する。その際、加速度a
を114m/s/sにすると、頂点での速度vは0.4
m/sとなり、コンタクトプローブ28のその下降に必
要な所要時間tは0.007sとなる。このようにし
て、コンタクトプローブ28を下降端まで高速で下降さ
せると、ピンプローブ42を支持管40の内部に更に
0.0014m素早く押し込んで、下降時間tを短くす
ることができる。なお、ピンプローブ42の支持管40
内への後退量はピンプローブ42の接触圧等を考慮して
決定する。 【0021】このようなコンタクトプローブ28の下降
時における速度vと時間tとの関係を大略示したものが
図1であり、その区間2はコンタクトプローブ28が上
昇端から0.0044m下降する状態を示し、区間3は
更に0.0044mを超えて0.0056mまで下降す
る状態を示し、区間4は更に0.0056mを超えて
0.007mまで下降する状態を示している。なお、区
間2から区間3、又区間3から区間4への速度の変わり
目にはいずれもモータの動作に応答遅れがあるため、速
度が点線のように変わることなく実線のようになる。そ
して、コンタクトプローブ28の上昇時における速度v
と時間tとの関係は図6と同一になる。因みに、これ等
の図1、6ではコンタクトプローブ28に働く重力や摩
擦係数の存在等は無視している。 【0022】又、コンタクトプローブ28の上昇及び下
降のほぼ1サイクルにおける距離sと時間tとの関係を
正確に示したものが図5であり、その区間1はコンタク
トプローブ28が下降端から上昇端まで0.007m上
昇する状態を示し、区間2はコンタクトプローブ28が
上昇端から0.0044m下降する状態を示し、区間3
は更に0.0044mを超えて0.0056mまで下降
する状態を示し、区間4は更に0.0056mを超えて
0.007mまで下降する状態を示している。このよう
にして、ピンプローブ42を対応する測定点に適宜接触
させた後、必要とする測定を実施する。 【0023】 【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ピンプロ
ーブの先端が測定点に接触する直前までコンタクトプロ
ーブを高速で下降させて、下降時間を短くすることがで
きる。そして、ピンプローブの先端が予定位置を超えた
らコンタクトプローブをほぼ一定速度にし、その一定速
度をピンプローブが支持管内に一定量後退して入るまで
継続することにより、ピンプローブの先端が測定点に当
っても損傷を与えないようにし、しかもピンプローブの
接触圧を安定した計測を行なえる圧力にすることができ
る。又、ピンプローブの後退量が一定量を超えた後予定
した最終の後退量即ちコンタクトプローブが下降端に達
するまで高速で下降させて、下降時間を短くすることが
できる。
スタのタイミングベルト駆動によるコンタクトプローブ
下降時のコンタクトプローブの速度と時間との関係を示
す図である。 【図2】同X−Y方式インサーキットテスタの構成を示
すブロック図である。 【図3】同X−Y方式インサーキットテスタのX−Yユ
ニットに備えるZ軸ユニットの構造を示す斜視図であ
る。 【図4】同X−Y方式インサーキットテスタに備えるコ
ントローラの構成を示すブロック図である。 【図5】同X−Y方式インサーキットテスタのコンタク
トプローブ上昇及び下降のほぼ1サイクルにおけるコン
タクトプローブの移動距離と時間との関係を示す図であ
る。 【図6】従来のX−Y方式インサーキットテスタのタイ
ミングベルト駆動によるコンタクトプローブ下降時のコ
ンタクトプローブの速度と時間との関係を示す図であ
る。 【図7】同X−Y方式インサーキットテスタのコンタク
トプローブ下降時におけるコンタクトプローブ移動距離
と時間との関係を示す図である。 【符号の説明】 10…X−Y方式インサーキットテスタ 12…操作部
14…X−Y−Z制御部 16…測定部 18…コン
トローラ 20…Z軸ユニット 22…ベース板 24
…モータ軸 26…タイミングベルト 28…コンタク
トプローブ 30…連結部材 32…案内レール 34
…駆動ローラ 38…従動ローラ 40…支持管 42
…ピンプローブ 48…ベース部材 52…位置検出セ
ンサ 54…位置指示板 56…リードワイヤ 58…
CPU 60…ROM 62…RAM 64…入出力ポ
ート 66…バスライン
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 X−Y方式インサーキットテスタのZ軸
ユニットに、モータとそのモータ軸から駆動力を受ける
タイミングベルトとそのタイミングベルトから駆動力を
受けるコンタクトプローブとを設置し、そのコンタクト
プローブに圧縮コイルばねから付勢力を受けて先端部が
支持管から突出するピンプローブを備え、そのモータ軸
の回動を制御することにより、タイミングベルトを介し
てコンタクトプローブの位置と動きを制御するX−Y方
式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動による
プロービング方法において、上記コンタクトプローブを
上昇端まで上げた後に下降させ、そのコンタクトプロー
ブの下降時にピンプローブの先端が測定点の近傍にある
予定した位置に達するまで、そのほぼ前半距離下降する
間コンタクトプローブを加速し、後半距離下降する間コ
ンタクトプローブを減速し、そのピンプローブの先端が
予定位置を超えたらコンタクトプローブをほぼ一定速度
にし、ピンプローブの先端が測定点に接触した後ピンプ
ローブの先端部が支持管内に一定量後退して入るまでそ
の一定速度を継続し、そのピンプローブの後退量が一定
量を超えた後予定した最終の後退量に達するまで、その
ほぼ前半距離下降する間コンタクトプローブを加速し、
後半距離下降する間コンタクトプローブを減速すること
を特徴とするX−Y方式インサーキットテスタのタイミ
ングベルト駆動によるプロービング方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP35193995A JP3391617B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | X−y方式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動によるプロービング方法 |
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---|---|---|---|
JP35193995A JP3391617B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | X−y方式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動によるプロービング方法 |
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JP35193995A Expired - Lifetime JP3391617B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | X−y方式インサーキットテスタのタイミングベルト駆動によるプロービング方法 |
Country Status (1)
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- 1995-12-26 JP JP35193995A patent/JP3391617B2/ja not_active Expired - Lifetime
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