JP3549969B2 - エアプローブ使用ｘ−ｙ方式インサーキットテスタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実装基板の検査に使用するＸ−Ｙ方式インサーキットテスタのＺ軸ユニットに、ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダを３個以上備える多ピンプローブユニットを装着してなるエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタに関する。
【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１本のピンプローブを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、ピン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、予め設定した各測定点に順次接触できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｘ−Ｙ方式では１部品毎に複数個の測定点を同時に測定しなければならないので、通常インサーキットテスタに測定点の数に一致する複数個のＸ−Ｙユニットを備え付ける必要がある。しかも、各Ｘ−Ｙユニットを個々的に制御して、それ等に備えた各ピンプローブの移動をそれぞれ行なわなければならない。それ故、検査のスピードを上げ難いという問題がある。なお、Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタにはＹ軸方向に可動するアーム上にＸ軸方向に可動するＺ軸ユニットを備えたものや、Ｘ−Ｙ平面上をＺ軸ユニットが任意の方向に移動できるサフェイスリニアモータ等もある。
【０００４】
そこで、本出願人は先に特願平６−１７２１３６号として、測定点の多い或いは大きさの異なる種々の実装部品等に対応し易くし、検査をスピード化するため、各Ｚ軸ユニットにピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダを３個以上備える多ピンプローブユニットを設置してなるＸ−Ｙ方式インサーキットテスタを提示した。このような圧縮空気駆動によるピンプローブ（エアプローブ）使用のＸ−Ｙ方式インサーキットテスタは、図４に示すような多ピンプローブユニット１０の各ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダに圧縮空気を供給し、制御するための装置１２を備えている。この多ピンプローブユニット１０はそのベース部材１４に５本のピンプローブ１６が扇状に並ぶように各ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダを設置してある。そして、圧縮空気供給制御装置１２は電磁弁連結体１８、電磁弁制御回路２０、パソコン等のコントローラ２２、エアレギュレータ２４等からなる。なお、２６は被検査基板、２８は圧縮空気源である。
【０００５】
この電磁弁連結体１８は各ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダへ送る空気の供給と停止を行ない、電磁弁制御回路２０はその電磁弁連結体１８に備える各電磁弁３０へ弁切換信号を送り、コントローラ２２はその電磁弁制御回路２０へ突出すべきピンプローブ指定信号を送り、エアレギュレータ２４はその電磁弁連結体１８へ送る圧縮空気源２８で発生した圧縮空気の圧力を一定に調節するものである。なお、矢印付きの実線で圧縮空気の経路を示し、矢印付きの点線で電気信号の経路を示している。
【０００６】
このようにして、多ピンプローブユニット１０の各ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダへ一定圧の圧縮空気を供給すると、コントローラ２２で指定した任意の本数の各ピンプローブ１６をＺ軸方向にそれぞれ突出させて、被検査基板２６の予め設定した対応する各測定点にそれぞれ接触できる。その際、各ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダへ供給する圧縮空気の圧力が一定のため、各ピンプローブ１６は測定点に達するまで加速を続け、測定点に最高速度で当ることになる。それ故、被検査基板２６が受ける衝撃が大きくなり、打痕等の損傷も大きくなる。なお、被検査基板の損傷を小さくするため空気圧を小さくすると、接触圧が小さくなるので、安定した計測を行なえなくなる。測定後、ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダへ供給する圧縮空気を停止すると、ばねの力によりピンプローブは後退し、被検査基板より離れる。
【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、ピンプローブの突出開始速度を大きくし、突出動作中の速度をほぼ一定に保つことにより、ピンプローブの当たりによる被検査基板の損傷を小さくし、安定した計測を行えるエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタ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、本発明によるエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタではエアレギュレータと電磁弁連結体との間に空気圧可変装置を介在し、コントローラよりその空気圧可変装置へピンプローブ突出動作の時間経過に対応させて、空気圧を無段階或いは段階的に下げて行き、そのピンプローブが被検査基板に接触する少なくとも直前に安定した計測を行える適切な接触圧が得られる空気圧まで上げる空気圧可変信号を与えることを特徴とする。
【００１０】
【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エアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタに備える多ピンプローブユニットの圧縮空気供給制御装置の構成を示す図である。図中、３２が多ピンプローブユニット、３４が圧縮空気供給制御装置、３６が圧縮空気源、３８が被検査基板である。そして、圧縮空気供給制御装置３４は電磁弁連結体４０、電磁弁制御回路４２、パソコン等のコントローラ４４、エアレギュレータ４６、空気圧可変装置４８等からなる。これ等の多ピンプローブユニット３２や圧縮空気供給制御装置３４を構成する電磁弁連結体４０、電磁弁制御回路４２、コントローラ４４、エアレギュレータ４６、更に圧縮空気源３６、被検査基板３８等はいずれも先に説明した同一名称のものとそれぞれ等しい構成を有する。但し、圧縮空気供給制御装置３４にはそのエアレギュレータ４６と電磁弁連結体４０との間に空気圧可変装置４８が介在し、その空気圧可変装置４８にコントローラ４４からの信号線５０が接続する点が相違する。
【００１１】
この多ピンプローブユニット３２にはそのベース部材５２に３本以上、例えば５本のピンプローブ５４を扇状に並べるように、図２に示すような５個のピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダ５６を配設する。図中、５８はシリンダケース、６０はピンプローブ５４に固定したピストン、６２はピンプローブ５４に巻回した圧縮コイルばね、６４はシリンダケース５８に開けたエアポート、６６はピンプローブ５４に接続したリードワイヤである。それ故、ピンプローブ５４はばね力を受け、その先端は通常矢印で示す一方向に後退している。そして、エアポート６４から圧縮空気を入れた時のみ反対の矢印方向に突出する。なお、圧縮空気源３６は圧縮空気供給制御装置３４のエアレギュレータ４６へ送る圧縮空気の供給源であり、工場等に備えた他の圧縮空気を必要とする装置等と共同使用可能のものでよい。
【００１２】
電磁弁連結体４０には対応する各エアシリンダ５６へ送る圧縮空気の供給と停止を行なう電磁弁６８として、例えば３ポート２位置切換電磁弁を採用し、それ等を５本連結してマニホールドにする。電磁弁制御回路４２は各電磁弁６８へ弁切換信号を送る制御回路である。コントローラ４４は電磁弁制御回路４２へ突出すべきピンプローブ指定信号を送り、空気圧可変装置４８へ空気圧可変信号を送る例えばパソコン等のＲＯＭ（読出し専用メモリ）やＲＡＭ（書込み読出し可能メモリ）を備えたＣＰＵ（中央演算処理装置）である。エアレギュレータ４６は圧縮空気を清浄化するためのエアフィルタを備え、圧縮空気源３６で発生した圧縮空気の圧力を一定に調節し、最大空気圧として送出する装置である。なお、７０は空気中の不純物を取り除いて溜めるタンク、７２は空気圧調節つまみ、７４は圧力計である。空気圧可変装置４８には例えば電空比例弁を採用する。この電空比例弁は電気式の減圧弁機能を持つ３ポート弁であり、電流の大きさによって圧力を無段階に制御できる。
【００１３】
このような多ピンプローブユニット３２はそのベース部材５２を図３に示すような無端のタイミングベルト７６に連結すること等により、Ｚ軸方向（上下方向）に可動可能に支持しておく。なお、７８は連結部材、８０はＺ軸ユニットのアームに対する固定用のベース部材に据え付けたパルスモータ等の駆動軸である。それ故、モータ軸８０を矢印で示す一方向又は反対方向に回転させると、タイミングベルト７６を駆動して、ベース部材５２を任意に矢印で示すＺ軸方向に移動することができる。しかし、通常はベース部材５２を上昇端まで上げておき、各ピンプローブ５４を全て後退させておく。
【００１４】
検査時にはＸ−Ｙユニットを制御し、先ずＺ軸ユニットを移動して、多ピンプローブユニット３２を被検査基板３８の上方領域内の必要箇所に適宜移動する。次に、多ピンプローブユニット３２のベース部材５２を必要なだけ下降し、被検査基板面からの高さを任意に選択する。そこで、コントローラ４４からメモリに格納してあるプログラムの命令に基づき、電磁弁制御回路４２へ突出すべきピンプローブを指定する信号を発し、更に空気圧可変装置４８へピンプローブ突出動作の時間経過に対応させて空気圧を変える信号を発する。
【００１５】
すると、電磁弁制御回路４２から指定されたピンプローブ５４と対応する電磁弁６８に弁切換動作信号（ＯＮ信号）が出る。そこで、電磁弁６８の弁が切り換えられると、圧縮空気が対応するエアシリンダ５６のエアポート６４を経て、シリンダケース５８の内部に供給される。それ故、指定されたピンプローブ５４が圧縮コイルばね６２の付勢力に抗して突出を開始する。なお、図１ではベース部材５２の中央に設置したピンプローブ５４の突出を示している。
【００１６】
このようなエアシリンダ５６に送られる圧縮空気の圧力はコントローラ４４から空気圧可変装置４８に送られる信号に基づき、ピンプローブ突出動作の時間経過に対応させて変えて行く。例えば、ピンプローブ５４の突出開始時にはエアレギュレータ４６で設定した最大空気圧とし、その後空気圧を時間の経過と共に無段階或いは段階的に下げて行き、一旦安定した計測を行える適切な接触圧が得られる空気圧を下回るまで下げる。しかし、そのピンプローブが被検査基板に接触する少なくとも直前には安定した計測を行える適切な接触圧が得られる空気圧まで戻す。このように空気圧を変えると、ピンプローブ５４の突出開始速度を大きくし、突出動作中の速度をほぼ一定に保って被検査基板にソフトライディングさせることができる。それ故、ピンプローブ５４の当たりによる被検査基板３８の損傷を小さく、接触圧を大きくして安定した計測を行える。なお、ピンプローブ５４の先端を被検査基板３８に接触させた後に、空気圧を上げたのでは接触状態が良好とならない場合があり、安定した計測を行えない。
【００１７】
或いは、ピンプローブ５４の突出開始時には小さな圧力の圧縮空気を供給し、その後無段階或いは段階的に上げて行き、そのピンプローブが被検査基板に接触する少なくとも直前には適切な接触圧の得られる空気圧にする。このように空気圧を変えると、ピンプローブ５４の突出開始速度を小さく、突出最終速度を大きくして被検査基板にソフトランディングさせることができる。それ故、やはりピンプローブ５４の当りによる被検査基板３８の損傷を小さく、接触圧を大きくして安定した計測を行なえる。なお、接触圧をエアレギュレータ４６で設定した最大空気圧にすることができる。
【００１８】
計測後、電磁弁制御回路４２から電磁弁６８へ送っていたＯＮ信号を切ると、弁が切り換えられてエアシリンダ５６に供給されていた圧縮空気が停止する。すると、突出していたピンプローブ５４には圧縮コイルばね６２の付勢力のみが作用するので、ピンプローブ５４は後退して上昇する。なお、同時に突出するピンプローブ５４の数はコントローラ４４で指定することによって適宜選択できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項１に記載された発明ではピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダへ供給する圧縮空気の圧力をピンプローブ突出動作の時間経過に対応させて、無段階或いは段階的に下げて行き、そのピンプローブが被検査基板に接触する少なくとも直前に安定した計測を行える適切な接触圧が得られる空気圧に上げるため、ピンプローブの突出開始速度を大きくし、突出動作中の速度をほぼ一定に保って被検査基板にソフトライディングさせることができる。それ故、ピンプローブの当たりによる被検査基板の損傷を小さく、接触圧を大きくして安定した計測を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタに備える多ピンプローブユニットの圧縮空気供給制御装置の構成を示す図である。
【図２】同多ピンプローブユニットに備えるピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダの内部構造を示す断面図である。
【図３】同多ピンプローブユニット駆動機構を示す図である。
【図４】従来のエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタに備える多ピンプローブユニットの圧縮空気供給制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
３２…多ピンプローブユニット ３４…圧縮空気供給制御装置 ３６…圧縮空気源 ３８…被検査基板 ４０…電磁弁連結体 ４２…電磁弁制御回路 ４４…コントローラ ４６…エアレギュレータ ４８…空気圧可変装置 ５０…信号線５２…ベース部材 ５４…ピンプローブ ５６…ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダ ６８…電磁弁

Claims (1)

1. ピンプローブ駆動用押し出し単動エアシリンダを３個以上備える多ピンプローブユニットと、それ等の各エアシリンダへ送る圧縮空気の供給と停止を行なう電磁弁連結体と、その電磁弁連結体に備える各電磁弁へ弁切換信号を送る電磁弁制御回路と、その電磁弁制御回路へ突出すべきピンプローブ指定信号を送るコントローラと、その電磁弁連結体へ送る圧縮空気の圧力を一定に調節するエアレギュレータとを備えるエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタにおいて、上記エアレギュレータと電磁弁連結体との間に空気圧可変装置を介在し、コントローラよりその空気圧可変装置へピンプローブ突出動作の時間経過に対応させて、空気圧を無段階或いは段階的に下げて行き、そのピンプローブが被検査基板に接触する少なくとも直前に安定した計測を行える適切な接触圧が得られる空気圧まで上げる空気圧可変信号を与えることを特徴とするエアプローブ使用Ｘ−Ｙ方式インサーキットテスタ。

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