JP3993614B2 - テストフィクスチャ - Google Patents

Description

本発明は、複数のリードを導出させた電子デバイスの電気特性を測定するために前記リードを導体に接触させた状態に保持するテストフィクスチャに関する。

電子デバイスの電気特性を測定するには、電子デバイスに測定用信号を与える信号発生部と、電子デバイスから出力された信号を測定する信号処理部とを、電子デバイスの外部端子であるリードに接続しなければならない。このため、電子デバイスを所定位置に保持して信号発生部や信号処理部に接続された測定用基板の導体と電子デバイスのリードとを接触させて導通させるためのテストフィクスチャ（検査治具）が用いられる。

例えば、下記特許文献１に開示された電子デバイス測定治具は、図７に示すように、複数本のリード１０１が配設された電子デバイス１００を絶縁性のデバイス支持体１０２に載せ、このデバイス支持体１０２の一対の側面に各々形成された複数の溝１０３に２列各複数本のリード１０１を保持させる。そして、電子デバイス１００のリード１０１と測定用基板１０４の導体パターン１０５が平行となるように２枚の測定用基板１０４，１０４をリード１０１の外側に配置し、２つのブロック１０６，１０６を測定用基板１０４，１０４の外側にそれぞれ移動可能に配置して、このブロック１０６で導体パターン１０５をリード１０１に押し付けて導通を図っていた。

ところが、上述したような電子デバイス測定治具では、図７に示すように、リード１０１が比較的短い構成であるため、このリード１０１に導体パターン１０５を押し付けてリード１０１の曲がり，位置ずれなどの変形を矯正し、リード１０１を導体パターン１０５に正しく接触させることができるが、例えば、リードが細長い棒状に形成されている場合、変形したリードでは、リード全体を押圧したとしても導体パターンと十分に接触しないことがあった。

そこで、リードの先端部だけを導体パターンなどの導体と接触させて導通させるテストフィクスチャが本願発明者によって考えられた。このテストフィクスチャは、導体が設けられた基板上の所定位置にリードが配置され、このリードの先端部を導体と接触させるものである。このとき、配置されたリードの先端部以外の部分における特性インピーダンスが所定値となるように整合されている。そして、リード全体を一体的なブロック構造の押圧手段で押さえ付けることで、リードの曲がりを矯正してリードを正しい位置に保持するとともに、リードの先端部を導体に接触させる。
特開２００４−１９８３０３号公報

しかしながら、上述したようなテストフィクスチャでは、リードの曲がりを矯正しながら位置決めするための押圧と、リードを導体に接触させるための押圧とを１つの押圧手段で同時に行うため、前記各押圧のタイミングを個々に制御することができなかった。また、リードが導体に接触するときの接圧を調整することが困難であった。これにより、例えば、リードが導体に強い力で接触している状態で、このリードが位置決めされることがあり、この場合、導体に過度の物理的なストレスが生じたり、さらに、リードが導体上を摺動することがあることから導体が損傷することがあった。また、例えば、リードが位置決めされる前に、このリードが導体に強い力で接触している場合など、リードと導体との間に生じる摩擦力でリードがその接触部分で固定されてしまい正しい位置決めが行われずに、電子デバイスの電気特性を正確に測定できないことがあった。

さらに、テストフィクスチャに設けられた導体への過度の物理的ストレスを防ぎつつ電子デバイスを正確に測定するには、検査対象となる電子デバイスごとにリードが導体に接触するときの接圧を最適に調整する必要があり、従来、この調整作業に時間がかかっていた。

そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、リードの曲がりの矯正及び位置決めのための押圧と、リードを導体に接触させるための押圧とを分けてそれぞれの押圧のタイミングを制御可能に構成するとともに、その接圧を容易に調整することができ、この結果、導体の損傷を抑えて長寿命化を実現でき、且つリードを導体に確実に接触させるテストフィクスチャを提供し、もって、組立時の調整作業にかかる時間を短縮でき、電子デバイスの検査工程における作業性の向上によりコストの低減を図ることを目的とする。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のテストフィクスチャ１は、一端面から複数のリード３を導出させた電子デバイス２の電気特性を測定するために前記リード３を導体に接触させるテストフィクスチャ１であって、
前記リード３の間に挿入されるとともに該リード３の先端部３ａの一部を突出させ、前記各リード３を長手方向に沿って挿入する溝１７が形成されたホルダー板１６と、
前記リード３と接触して前記電子デバイス２の電気信号を外部コネクタ８へと導出する導体ライン１４，１５を有する伝送線路Ｌと、
前記リード３を前記ホルダー板１６の前記溝１７内に保持するように押し付ける第１の押圧部材２０と、
前記リード３の先端部３ａを前記導体ライン１４，１５に押し付ける第２の押圧部材２５と、
前記第１の押圧部材２０と前記第２の押圧部材２５とを押圧する押圧手段３０とを具備し、
前記押圧手段３０が、前記第１の押圧部材２０を押圧後、時間差を設けて前記第２の押圧部材２５を押圧することを特徴とする。

請求項２記載のテストフィクスチャ１は、前記第１の押圧部材２０と前記第２の押圧部材２５とが相対的に移動可能となるように構成されることを特徴とする。

請求項３記載のテストフィクスチャ１は、前記押圧手段３０は、前記第１の押圧部材２０を押圧する第１の押圧部３２と前記第２の押圧部材２５を押圧する第２の押圧部３３とを備え、
前記第１の押圧部３２と前記第２の押圧部３３とがそれぞれ可動することを特徴とする。

請求項４記載のテストフィクスチャ１は、前記第２の押圧部材２５と前記第２の押圧部３３との少なくともいずれか一方に押圧力調整手段が設けられることを特徴とする。

請求項５記載のテストフィクスチャ１は、前記第２の押圧部材２５には、前記複数のリード３のうち前記伝送線路Ｌの前記導体ライン１４，１５と接触するリード以外の非接触リード３Ｂの先端部３ｂが挿入されるリード逃げ部２９が設けられ、前記第２の押圧部材２５の押圧動作が前記非接触リード３Ｂにより妨害されることを防ぐことを特徴とする。

本発明によるテストフィクスチャによれば、第１の押圧部材によってリードの先端部以外を押し付けるタイミングと、第２の押圧部材によってリードの先端部を押し付けるタイミングとを個々に制御可能なことから、リードの曲がりを矯正しながらこのリードを所定位置に保持し、その後、リードの先端部を導体ライン（導体）に接触させることができるようになる。これにより、リードを導体ラインに所定の位置で確実に接触させることができる。また、これに加えて、リードが導体ラインに接触するときの接圧を調整することができることから、導体に生じる物理的なストレスを低減でき、導体ラインの損傷を抑えることができる。これにより、導体の長寿命化を実現することができる。

さらに、上記した接圧の調整を容易に行うことができることから、組立時の調整作業にかかる時間を短縮することができるようになる。この結果、検査工程における作業性が向上し、コストを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明によるテストフィクスチャの一実施の形態を示す斜視図、図２は同実施の形態の側面図、図３は同実施の形態の主要部を示す上方からの分解斜視図、図４は同実施の形態の主要部を示す下方からの分解斜視図、図５は同実施の形態の主要部を示す底面図、図６（ａ），（ｂ）は同実施の形態の主要部の動作を示す側断面図である。

本実施の形態によるテストフィクスチャ１は、一端面から複数本のリード３を略垂直に導出させた電子デバイス２の電気特性を測定する目的で、該電子デバイス２を保持してリード３からの電気信号を外部コネクタ８に導出させるために用いられる器具（治具）である。図２において、押圧部材２０，２５がテストフィクスチャ１の後側から押されて水平方向（後述する押圧方向）に関して図中右方に移動し、リード３を導体ライン１４，１５（図５参照）に接触させる。

このテストフィクスチャ１は、図１，３，４に示すように、主要な構成要素として、本体４と、伝送線路Ｌと、ホルダー板１６と、第１の押圧部材２０と、第２の押圧部材２５と、押圧手段３０とを備えている。

本体４は、図１，２に示すように、両側部にハンドル５，５が設けられたベース基台６上に脚部７を介して螺着されている。本体４は金属などの導体からなり、後述する第１及び第２の伝送線路の電気信号を接地（ＧＮＤ）させる役割を果たす。また、本体４の前端面４ａ（押圧部材２０，２５の移動方向に関して前方の面をいう）には、外部接続用の接続端子である外部コネクタ８が設けられている。本実施の形態では、この外部コネクタ８は２個設けられている。さらに、本体４の後端面４ｂ（押圧部材２０，２５の移動方向に関して後方の面をいう）における両側部には、後述する連結軸が接続される接続孔９が設けられている。また、本体４には、伝送線路Ｌが形成されている。

伝送線路Ｌは、第１の伝送線路１０と、第２の伝送線路１２とで略構成されている。

第１の伝送線路１０は、図３，６に示すように、前記本体４（ＧＮＤ）と、本体４の後端面４ｂに配設された絶縁体からなる基板部１１と、この基板部１１上に配置される前記電子デバイス２のリード３とを構成要素としている。この第１の伝送線路１０は、リード３から本体４にかけての特性インピーダンスが所定値（約５０Ω）に整合されている。なお、本実施の形態では、基板部１１はテフロン（登録商標）で形成されている。

第２の伝送線路１２は、図４，５，６に示すように、前記本体４（ＧＮＤ）と、本体４の下面４ｃに前記第１の伝送線路１０を構成する基板部１１に対して略直交して配設されるとともに、前記基板部１１と端部同士が近接した基板部１３と、この基板部１３の表面上に形成され、前記電子デバイス２からの電気信号を前記外部コネクタ８へと導出させる導体ラインとしての導体パターン１４とを構成要素としている。なお、本実施の形態では、基板部１３は、上述した第１の伝送線路１０の基板部１１と同様にテフロン（登録商標）で形成されている。また、導体パターン１４は、銅箔などの金属の薄層で形成されている。

さらに、第２の伝送線路１２の導体パターン１４上における前記本体４の後端面４ｂ側端部には、例えば、金などのような導電性を有する素材からなる接点部材１５が設けられている。この接点部材１５は、導体パターン１４と共に第２の伝送線路１２の導体ラインをなし、リード２との接触面を前記第１の伝送線路１０の基板部１１に延出させた略Ｌ字状に形成されている。

ホルダー板１６は、図３〜５に示すように、リード３の間に挿入され、各リード３を直径方向に挿入する溝１７がリード３に沿って両面に形成されている。ホルダー板１６には、溝１７に沿ってリード３を挿入することで電子デバイス２が保持される。この溝１７の断面形状は略コ字形であり、その深さは、断面円形のリード３が直径方向にちょうど収まる程度に形成されている。各リード３は、この溝１７に挿入されることで曲がりなどの変形が簡易的に矯正され、その後、後述する第１の押圧部材によって更に適切に矯正されることとなる。なお、溝１７の断面形状はコ字形に限定されず、例えば、Ｖ字形，Ｕ字形などであってもよい。また、ホルダー板１６は、電子デバイス２を保持した状態で、各リード３の先端部３ａの一部を一端面から突出させている。さらに、ホルダー板１６の上方における両側端部には摘み部１８が設けられている。

前述した第１の押圧部材２０は、図２〜４に示すように、下部に切欠き２１を有する略矩形ブロック状に形成されている。この第１の押圧部材２０には、両側部に前述した押圧方向Ｘ（図２の矢線方向）に貫通する挿通孔２２が設けられている。また、この挿通孔２２に、前記本体４の接続孔９に挿通接続された前述した連結軸２３が挿通され、第１の押圧部材２０は本体４に押圧方向Ｘに移動可能に連結される。さらに、第１の押圧部材２０の下部中央には、切欠き２１の内面から押圧方向に貫通して貫通孔２４が設けられている。なお、本実施の形態では、この第１の押圧部材は、例えば、テフロン（登録商標）などの絶縁体で形成されている。

第２の押圧手段２５は、図２〜５に示すように、略矩形ブロック状に形成され、前記第１の押圧部材２０の切欠き２１内部に配設されている。また、第２の押圧部材２５の後端面（第２の押圧部材２５の移動方向に関して後方の面をいう）には略円柱形状の貫通軸２６が突設されている。さらに、この貫通軸２６の後端面（第２の押圧部材２５の移動方向に関して後方の面をいう）にはフランジ２７が設けられている。第２の押圧部材２５は、貫通軸２６が第１の押圧部材２０の貫通孔２４に挿通されることで、この第１の押圧部材２０と押圧方向Ｘに相対的に移動可能に連結されている。そして、前記本体４の後端面４ｂとフランジ２７との間における貫通軸２６の軸周りには戻りバネ２８が配設され、第２の押圧部材２５は戻りバネ２８の引張力によって後側（図２において、押圧方向Ｘに関して図中右方）へと引っ張られる。また、図５に示すように、第２の押圧部材２５には、上下方向に貫通され、前記ホルダー部１６（電子デバイス２）を保持した状態で、複数（４本）のリード３のうち後側に配置され、前記接点部材１５とは接触しない非接触リード３Ｂの先端部３ｂが挿通されるリード逃げ部２９が設けられている。このリード逃げ部２９は、第２の押圧部材２５が押圧方向Ｘに移動しても非接触リード３Ｂと接触しない程度の内径に形成されている。なお、本実施の形態では、リード逃げ部２９は貫通孔として形成されているが、これに限定されず、例えば、非接触リード３Ｂの先端部３ｂと接触しない深さの凹部であってもよい。また、本実施の形態では、第２の押圧手段２５は、上記した第１の押圧部材２０と同様に、テフロン（登録商標）などの絶縁体で形成されている。

押圧手段３０は、図１に示すように、押圧部３１と、操作部３８とで略構成されている。

押圧部３１は、図１〜４に示すように、長手方向が押圧方向Ｘを向いた２本の第１及び第２の押圧部としての上部及び下部プランジャ３２，３３で略構成されている。これら上下部プランジャ３２，３３は、連結板３４によって上下に連結されている。上部プランジャ３２は、前記第１の押圧部材２０を押圧方向Ｘに押圧し、下部プランジャ３３は、前記第２の押圧部材２５を押圧方向Ｘに押圧する。なお、上下部プランジャ３２，３３の先端部には、各押圧部材２０，２５を最適な押圧力で押圧するための押圧力調整手段としてのバネ（図示せず）が内蔵されている。また、上部プランジャ３２の後端には連結シャフト３７が同軸的に延設され、連結シャフト３７の後端部は、後述する操作部のリンク軸と連結されている。

操作部３８は、図１，２に示すように、基台３９上に突設された支柱部材４０に操作レバー４１の一端部が支持されている。操作レバー４１は、前述したリンク軸４２を介して前記連結シャフト３７と連動連結され、この操作レバー４１を操作することによって連結シャフト３７を押圧方向Ｘに移動させる。

次に、本実施の形態によるテストフィクスチャ１の作用を説明する。
検査対象となる電子デバイス２をこのテストフィクスチャ１に保持するには、まず、電子デバイス２のリード３の間に、リード３の先端部３ａからホルダー板１６をスライドさせて挿入し、各リード３を各溝１７に配置する。これにより、リード３は、先端部３ａをホルダー板１６の一端面から突出させて溝１６に沿って保持される。

次いで、図１，２に示すように、電子デバイス２を装着したホルダー板１６を、上方から本体４の後端面４ｂと第１の押圧部材２０との間に挿入する。このとき、図５に示すように、複数のリード３のうち押圧方向Ｘの後側に配置された非接触リード３Ｂの先端部３ｂを第２の押圧部材２５のリード逃げ部２９内に挿入する。

次いで、操作部３８の操作レバー４１を操作する（押し下げる）ことで連結シャフト３７が押圧方向Ｘの前側（図２において、押圧方向に関して図中右方）に移動し、更に、上下部プランジャ３２，３３が押圧方向Ｘの前側に移動する。これにより、上下部プランジャ３２，３３は、それぞれ第１及び第２の押圧部材２０，２５を押圧する。なお、ここでは、上下部プランジャ３２，３３を上下の配置で説明するが、第１及び第２の押圧部材２０，２５の配置や形状にあわせて上下以外の位置関係に配置してもよい。

ここで、図６を参照して上下部プランジャ３２，３３による第１及び第２の押圧部材２０，２５の押圧動作について説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、操作レバー４１（図１，２参照）を押し下げることで上下部プランジャ３２，３３が押圧方向Ｘの前側（図６（ａ）において、押圧方向Ｘに関して図中右方）に移動し、まず、上部プランジャ３２による第１の押圧部材２０の押圧が始まる。このとき、電子デバイス２のリード３全体がホルダー板１６の溝１７内に押し付けられ、この溝１７内に挿入されただけでは矯正しきれないリード３の曲がりなどの変形が矯正され、且つリード３が所定位置に保持される。

次に、図６（ｂ）に示すように、上部プランジャ３２による第１の押圧部材２０の押圧が終わると、下部プランジャ３３による第２の押圧部材２５（フランジ２７）の押圧が始まる。このとき、所定位置に保持されたリード３の先端部３ａが第２の伝送線路１２の接点部材１５に押し付けられ、リード３の先端部３ａが接点部材１５に接触する。また、電子デバイス２の非接触リード３Ｂはリード逃げ部２９内に挿入されることで、第２の押圧部材２５が押圧方向Ｘに移動しても非接触リード３Ｂがこの移動の妨げとなることを防止している。さらに、第２の押圧部材２５は、下部プランジャ３３に内蔵されたバネ（図示せず）によって最適な押圧力で押圧される。これにより、リード３の先端部３ａが接点部材１５に接触するときの接圧が最適となる。

これで、上下部プランジャ３２，３３による第１及び第２の押圧部材２０，２５の押圧が完了する。なお、電子デバイス２が装着されたホルダー板１６をテストフィクスチャ１から取り外す際は、操作レバー４１を押し上げるだけでこのホルダー板１６の保持が解除される。

電子デバイス２のリード３は、基板部１１上における所定位置に配置され、特性インピーダンスが所定値に整合された第１の伝送線路１０を構成し、リード３の先端部３ａは第２の伝送線路１２（接点部材１５）と確実に接触することとなる。

この実施の形態によるテストフィクスチャ１によれば、第１の押圧部材２０によってリード３の先端部３ａ以外を押し付けるタイミングと、第２の押圧部材２５によってリード３の先端部３ａを押し付けるタイミングとを個々に制御可能なことから、リード３の曲がりを矯正しながらこのリード３を所定位置に保持し、その後、リード３の先端部３ａを接点部材１５に接触させることができるようになる。これにより、リード３を接点部材１５に確実に接触させることができる。また、これに加えて、リード３が接点部材１５に接触するときの接圧を最適に調整することができることから、接点部材１５に生じる物理的なストレスを低減でき、接点部材１５の損傷を抑えることができる。これにより、接点部材１５（導体）の長寿命化を実現することができる。

さらに、下部プランジャ３３によって第２の押圧部材２５を最適な押圧力で押圧することにより、上述したように、リード３が接点部材１５に接触するときの接圧を最適に調整することが容易となり、これまで組立時の調整作業にかかっていた時間を短縮することができるようになる。この結果、検査工程における作業性が向上し、コストを低減することができる。

また、第２の押圧部材２５が、リード３の先端部３ａを接点部材１５に押圧するときに、複数のリード３のうち押圧方向Ｘの後側に配置された非接触リード３Ｂを避けて押圧することが可能となる。

なお、上述した実施の形態では、リード３の先端部３ａを接点部材１５に接触させる際、第２の押圧手段２５にかかる押圧力を最適に調整するための押圧力調整手段としてのバネは下部プランジャ３３側に設ける構成としているが、第２の押圧手段２５側に設ける構成としてもよい。これにより、上述した実施の形態と同様に、リード３の先端部３ａが第２の伝送線路１２の接点部材１５に接触するときの接圧を最適に調整することが容易となるという効果が得られる。

また、上述した実施の形態では、電子デバイス２のリード３を保持するための溝１７がホルダー板１６に形成されているが、第１の伝送線路１０の基板部１１における所定位置に溝が形成され、この溝にリード３が保持される構成としてもよい。これにより、上述した実施の形態と同様に、リード３の曲がりが矯正されるという効果に加えて、リード３のより正確な位置決めが可能となる。

本発明によるテストフィクスチャの一実施の形態を示す斜視図である。 同実施の形態を示す側面図である。 同実施の形態の主要部を示す分解斜視図である。 同実施の形態の主要部を示す分解斜視図である。 同実施の形態の主要部を示す底面図である。 （ａ）同実施の形態の主要部の動作を示す側断面図である。 （ｂ）同実施の形態の主要部の動作を示す側断面図である。 従来のテストフィクスチャの主要部の構造を示す概略的な斜視図である。

符号の説明

１…テストフィクスチャ
２…電子デバイス
３…リード
３Ｂ…非接触リード
３ａ，３ｂ…先端部
８…外部コネクタ
１４，１５…導体ラインとしての導体パターン，接点部材
１６…ホルダー板
１７…溝
２０…第１の押圧部材
２５…第２の押圧部材
２９…リード逃げ部
３０…押圧手段
３２…第１の押圧部としての上部プランジャ
３３…第２の押圧部としての下部プランジャ
Ｌ…伝送線路

Claims (5)

1. 一端面から複数のリード（３）を導出させた電子デバイス（２）の電気特性を測定するために前記リードを導体に接触させるテストフィクスチャ（１）であって、
   前記リードの間に挿入されるとともに該リードの先端部（３ａ）の一部を突出させ、前記各リードを長手方向に沿って挿入する溝（１７）が形成されたホルダー板（１６）と、
   前記リードと接触して前記電子デバイスの電気信号を外部コネクタ（８）へと導出する導体ライン（１４，１５）を有する伝送線路（Ｌ）と、
   前記リードを前記ホルダー板の前記溝内に保持するように押し付ける第１の押圧部材（２０）と、
   前記リードの先端部を前記導体ラインに押し付ける第２の押圧部材（２５）と、
   前記第１の押圧部材と前記第２の押圧部材とを押圧する押圧手段（３０）とを具備し、
   前記押圧手段が、前記第１の押圧部材を押圧後、時間差を設けて前記第２の押圧部材を押圧することを特徴とするテストフィクスチャ。
2. 前記第１の押圧部材（２０）と前記第２の押圧部材（２５）とが相対的に移動可能となるように構成されることを特徴とする請求項１記載のテストフィクスチャ。
3. 前記押圧手段（３０）は、前記第１の押圧部材（２０）を押圧する第１の押圧部（３２）と前記第２の押圧部材（２５）を押圧する第２の押圧部（３３）とを備え、
   前記第１の押圧部と前記第２の押圧部とがそれぞれ可動することを特徴とする請求項１又は２記載のテストフィクスチャ。
4. 前記第２の押圧部材（２５）と前記第２の押圧部（３３）との少なくともいずれか一方に押圧力調整手段が設けられることを特徴とする請求項１又は２又は３記載のテストフィクスチャ。
5. 前記第２の押圧部材（２５）には、前記複数のリード（３）のうち前記伝送線路（Ｌ）の前記導体ライン（１４，１５）と接触するリード以外の非接触リード（３Ｂ）の先端部（３ｂ）が挿入されるリード逃げ部（２９）が設けられ、前記第２の押圧部材の押圧動作が前記非接触リードにより妨害されることを防ぐことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載のテストフィクスチャ。

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