JP2002005980A - プリント配線板の検査治具及び検査装置並びにプリント配線板と上下検査治具の位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】反り、撓みを有する高配線密度のプリント配線
板の導通・絶縁状態を精度良く検査するための検査治具
及び検査装置並びに検査装置を用いた位置合わせ方法を
提供することを目的とする。 【解決手段】第一絶縁板１及び１１、第二絶縁板２及び
１２、プローブ３及び１３、イメージガイド４及び１
４、間隙決定機構７０及び８０、弾性部材７及び１７に
て構成された検査治具１０及び検査治具２０で被検査体
であるプリント配線板２２を挟み込んで、プリント配線
板２２の反り、撓みを矯正した後導通・絶縁状態を検査
するものであり、検査工程に必要な加圧手段１１０、位
置決め制御手段１２０、導通・絶縁測定手段１３０、判
定手段１４０、判定結果出力手段１５０を備えた検査装
置１００である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線板の検
査治具に係わり、特に高配線密度で反り、撓みを有する
プリント配線板の検査治具及び検査装置並びにプリント
配線板と上下検査治具の位置合わせ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線板の電気検査を行う場合、
検査治具とプリント配線板の間に位置合わせ用カメラの
画像取り込み部を挿入し位置合わせを行い、位置合わせ
用カメラの画像取り込み部を待避させた後、検査治具と
プリント配線板を接触させるというのが一般的な手順で
ある。

【０００３】図４及び図５に従来の検査装置の構成概略
図を示す。図４は検査治具と位置合わせ用カメラの画像
取り込み部が分かれている検査装置２００、図５は検査
治具に位置合わせ用カメラの画像取り込み部を搭載して
いる検査装置３００を示す。

【０００４】図４の検査装置２００では、検査治具３１
及び検査治具３２とプリント配線板４４との間に位置合
わせ用カメラの画像取り込み部４２を挿入し、まず検査
治具３１及び検査治具３２をプリント配線板４４に接近
させ、位置合わせマーク４５の形状を取り込み、検査治
具３１及び検査治具３２とプリント配線板４４との位置
合わせを行う。位置合わせが終了したら位置合わせ用カ
メラの画像取り込み部４２を検査治具３１及び検査治具
３２の動作範囲に干渉しない位置に移動する。さらに、
検査治具３１及び検査治具３２をプリント配線板４４に
接近させると、プローブ３６の先端が検査点４６に接触
する。更に検査治具３１及び検査治具３２をプリント配
線板４４に接近させると個々のプローブに設けられた弾
性部材４０が縮み検査点４６にたいして所定の荷重で押
圧され、電気測定が行われるようになっている。

【０００５】図５の検査装置３００では、まず検査治具
５１及び検査治具５２をプリント配線板６４に接近さ
せ、位置合わせ用カメラの画像取り込み部６２から位置
合わせマーク６５の形状を取り込み、検査治具５１及び
検査治具５２とプリント配線板６４との位置合わせを行
う。位置合わせが終了した所でさらに、検査治具５１及
び検査治具５２をプリント配線板６４に接近させると、
やがてプローブ５６の先端が検査点６６に接触する。更
に、検査治具５１及び検査治具５２をプリント配線板６
４に接近させると弾性部材６０が縮み検査点６６にたい
して所定の荷重で押圧され、電気測定が行われるように
なっている。

【０００６】図４の検査装置２００では検査治具３１及
び検査治具３２をプリント配線板４４に接近させる時、
位置合わせ用カメラの画像取り込み部４２を検査治具３
１及び検査治具３２の動作範囲に干渉しない位置に移動
させなければならないため、検査治具３１及び検査治具
３２をプリント配線板４４に接近させる前に検査治具３
１及び検査治具３２とプリント配線板４４の位置合わせ
を行わなければならない。

【０００７】図５の検査装置３００では図４の検査装置
２００と異なり位置合わせ用カメラの画像取り込み部を
検査治具に搭載しているが、プローブ５６の先端が検査
治具５１及び検査治具５２の最外絶縁板５４の表面より
突出しているため、プリント配線板４４の反り、撓みを
矯正しないうちにプローブ５６の先端が検査点６６に接
触してしまい、その後は位置合わせはできない。したが
って、プローブ５６の先端が検査点６６に接触する前に
検査治具５１及び検査治具５２とプリント配線板６４の
位置合わせを終了しなければならない。

【０００８】いずれの場合も上下検査治具をプリント配
線板に接近又は接触させる前に位置合わせを終了させな
ければならず、プリント配線板の反り、撓みを原因とす
る位置ずれに対応できない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑み考案されたもので、反り、撓みを有する高配線密度
のプリント配線板に対し、高精度で位置合わせを行うこ
とが可能な検査治具及びそれを用いた検査装置さらにそ
の検査装置を用いた位置合せ方法を提供することを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に於いて上記課題
を解決するために、まず請求項１においては、被検査体
であるプリント配線板の配線パターンの導通異常及び絶
縁異常の少なくとも一方の有無を検査するためのプリン
ト配線板の検査治具において、前記プリント配線板に接
触する接触面を有し、プリント配線板の検査点に対応す
る位置にプローブの通る第一貫通孔を有し、プリント配
線板の位置合わせマークに対応する位置にイメージガイ
ドが固定されている第一絶縁板と、第一絶縁板の前記接
触面とは反対側の面に対向して配置され、プローブが挿
入され、かつ固定される第二貫通孔を有する第二絶縁板
と、前記第二貫通孔を通過して前記第一貫通孔に遊挿さ
れ、先端が第一絶縁板の前記接触面から突出しないよう
に前記第二貫通孔に固定されるプローブと、前記第一基
板と前記第二基板とが互いに接近するとき、前記両基板
を互いに離間させるよう付勢する弾性部材と、前記第一
基板と前記第二基板とが互いに接近するとき、前記両基
板間の最小間隙を決定する間隙決定機構とを備えたこと
を特徴とするプリント配線板の検査治具としたものであ
る。

【００１１】また、請求項２においては、請求項１記載
のプリント配線板の検査治具を上下二つ用いて前記第一
絶縁板同士が対向するように配置されており、プリント
配線板に対し検査治具の加圧を行う加圧手段と、検査治
具とプリント配線板の位置決めを行う位置決め制御手段
と、複数の検査点の導通状態及び絶縁状態の少なくとも
一方を測定する測定手段と、前記導通状態及び絶縁状態
の測定値と所定の判定値とを比較して良否を判定する判
定手段と、判定結果を出力する判定結果出力手段とを備
えていることを特徴とするプリント配線板の検査装置と
したものである。

【００１２】さらにまた、請求項３においては、請求項
２記載のプリント配線板の検査装置を用いて、上下二つ
の検査治具の第一絶縁板でプリント配線板を挟み込み、
プリント配線板の反り、撓みを矯正し、プリント配線板
と上下検査治具の位置合わせを行うことを特徴とするプ
リント配線板と上下検査治具の位置合わせ方法としたも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につき
説明する。図１は本発明の検査治具の一実施例を示す模
式構成断面図である。本発明の検査治具１０は、図１に
示すように、第一絶縁板１、第二絶縁板２、プローブ
３、イメージガイド４、間隙決定機構７０及び弾性部材
７にて構成されている。第一絶縁板１にはイメージガイ
ド４が固定されており、プローブ３の通る第一貫通孔８
が形成されている。第二絶縁板２にはプローブ３が第一
絶縁板の第一貫通孔８に相対する位置に固定されてい
る。第一絶縁板１と第二絶縁板２との間には間隙決定機
構７０及び弾性部材７が設けられており、プローブ３の
押し量を決定する。

【００１４】図２（ａ）に間隙決定機構７０の構成部分
断面図を、図２（ｂ）に間隙決定機構７０に弾性部材７
を設けた構成部分断面図をそれぞれ示す。間隙決定機構
７０は段付シャフト５とストッパー６とからなり、段付
シャフト５は第一絶縁板１に固定されている。第二絶縁
板２には段付シャフト５の細い部分が通る孔があいてお
り、第二絶縁板２は段付シャフト５の細い部分を上下に
移動することができる。段付シャフト５の太い部分の長
さによって、第一絶縁板１と第二絶縁板２の最小間隙が
決定し、段付シャフト５の細い部分の長さとストッパー
６の位置によってプローブ３の押し量ｈが決定する。弾
性部材７はストッパー６と合わせて、第一絶縁板１と第
二絶縁板２の間隙を最大間隙Ｈにするように働く。

【００１５】弾性部材７は検査治具１０を加圧等の操作
を行う前の初期状態でプローブ３の先端部が第一絶縁板
１の表面より突出することを防止すためのもので、通常
バネが用いられる。弾性部材７の弾性は、所定の検査が
終わった後検査可能な初期状態を維持するための第一絶
縁板１と第二絶縁板２の最大間隙Ｈになるような弾性力
が必要である。

【００１６】第一絶縁板１の材料には、高絶縁性を有す
ること、温湿度の変化による伸縮が小さいこと、プリン
ト配線板の反り、撓みを矯正できる剛性を有すること、
プローブ３の先端が通る第一貫通孔８をあけられるこ
と、イメージガイド４が通る孔をあけられ、イメージガ
イド４を固定できること、といった性質が求められ、第
一絶縁板１の具体例としては、ＰＰＳ（ポリフェニレン
・サルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテル
・ケトン）、ポリイミド、ガラスエポキシ等の有機材
や、セラミック、ガラス等の無機材等があげられる。。
さらに、第一絶縁板１の厚さは特に制限はないが１〜２
（ｍｍ）程度が望ましい。第一絶縁板１の絶縁性は検査
治具に接続するテスターの機能、どの程度の絶縁検査を
実施するのかによるが、隣り合う２本のプローブ３にお
いてその間の距離が１００（μｍ）の場合で２５０
（Ｖ）の電圧を印加した時に１（ＧΩ）程度以上である
ことが望ましい。第一絶縁板１の伸縮は検査治具の作製
から運用に至る温湿度環境及び検査をするプリント配線
板２２のサイズ、検査点２４の最小サイズ、最小ピッチ
によるが、通常の環境の変化の範囲で、±１．５（μｍ
／ｃｍ）程度以内であることが望ましい。

【００１７】第二絶縁板２の材料としては、上述の第一
絶縁板に求められることに加え、すべてのプローブ３に
かかる荷重の総量に耐える剛性を有することが求めら
れ、具体的には、上記第一絶縁板１と同じ材料を使用す
ることが望ましい。第二貫通孔の径はプローブ３を通し
接着剤で第二絶縁板２にプローブ３を固定できればよ
く、特に制限はない。第二貫通孔の加工方法に制限はな
く、ドリル、エッチング、レーザー等が考えられる。接
着剤は密集したプローブ３に十分行き渡らせるため低粘
度であること、プローブ３が破損、消耗した場合に特定
のプローブ３だけを抜き取ることができるよう部分的に
再溶融できることが必要である。接着剤の具体例として
は、ジブチルヒドロキシトルエンを主剤とした溶剤系接
着剤があげられる。

【００１８】第二絶縁板２には第二貫通孔の部分でプロ
ーブ３が接着剤で固定されおり、プローブ３の固定位置
は第一絶縁板１の第一貫通孔８に対してわずかにずらす
（オフセットする）ことが好ましい。プローブ３の撓み
方向が一定となり、隣接するプローブ同士が干渉するこ
とがなくなる。第一絶縁板１と第二絶縁板２のオフセッ
ト量はプローブ３の撓む方向が一定になる範囲で極力小
さい方が望ましい。数十〜１００（μｍ）程度でよい。

【００１９】プローブ３は第一絶縁板１の第一貫通孔８
を通ってプリント配線板の検査点に接触する。第一貫通
孔８の径は大きいほどプローブ３が検査点２４に接する
位置のずれが大きくなり、逆にあまり小さいとプローブ
３のなめらかな動きが阻害されてしまう。第一貫通孔８
の径はプローブ３の径＋１０（％）程度が適当である。
第一貫通孔８の加工方法に制限はなく、ドリル、エッチ
ング、レーザー等が考えられる。さらに、プローブ３の
反対側はテスターに接続されて、プリント配線板の配線
パターンの導通或いは絶縁状態の測定値が取り込まれ
る。プローブ３の導通抵抗は小さい方が望ましく、φ１
００μｍで１Ω／ｃｍ以下であることが望ましい。

【００２０】プローブ３の材料としては、高速度鋼、ス
テンレス、ピアノ線、ベリリウム銅等があげられ、酸化
防止、接触抵抗及び接触抵抗のばらつきを低減させるた
めのメッキが施される。メッキの種類に制限はないが、
代表的なものとしてはニッケルメッキ下地の金メッキ又
はロジウムメッキがあげられる。プローブ３の太さは検
査点２４のピッチの２分の１程度であることが望まし
い。プローブ３の長さにとくに制限はないが、長くなる
ほど導通抵抗及び導通抵抗のばらつきの点で不利になる
ため必要最小限の長さであることが望ましく、各々のプ
ローブ３の長さのばらつきも数ｍｍ程度にとどめること
が望ましい。プローブ３が撓んだ時、互いに接触し電気
的に短絡することを防ぐために先端から数ｍｍの部分を
除いて絶縁性のコーティングを施すことが望ましい。コ
ーティングの種類に制限はないが、代表的なものとして
はテフロン、エナメルがあげられる。

【００２１】イメージガイド４は位置合わせマークの形
状をカメラに送るものであり、具体例としてはグラスフ
ァイバー、ボアスコープ等があげられる。イメージガイ
ド４の径は位置合わせマーク２３の大きさによって定め
られる。イメージガイド４は第一絶縁板の位置合わせマ
ーク２３に対応する位置にあけられた透孔９に取り付け
られ、固定される。イメージガイド４の固定方法に制限
はなく、接着剤、ネジ等が考えられる。イメージガイド
４を固定する位置の精度はイメージガイド４のサイズ、
カメラレンズの倍率、位置合わせマーク２３のサイズに
したがって定められる。透孔９の径はイメージガイド４
を挿入して固定又は位置合わせマーク２３の形状を取り
込める範囲で極力小さい方が望ましい。

【００２２】透孔１９は第二絶縁板２にあけられた孔で
イメージガイド４が挿入される。透孔１９の径、位置は
第一絶縁板１と第二絶縁板２の間の距離がかわる際、イ
メージガイド４の動きが透孔１９に妨げられなければよ
く、特に制限はない。透孔９、１９の加工方法に制限は
なく、ドリル、エッチング、レーザー等が考えられる。

【００２３】弾性部材７はプリント配線板２２が上下検
査治具１０、２０の第一絶縁板１、１１に完全に平坦な
状態で挟み込まれている時を除いて、第一絶縁板１、１
１と第二絶縁板２、１２の間の距離を一定に保ち、上検
査治具１０においては各部材の重量によってプローブ３
の接触側の先端が第一絶縁板１の第一貫通孔８を通って
第一絶縁板１の表面より突出することを防止し、下検査
治具２０においてもプローブ１３が第一絶縁板３の表面
より突出することを防止する。

【００２４】以下、本発明の検査装置について説明す
る。図３は本発明の検査装置の一実施例を示す模式構成
断面図である。本発明の検査装置１００は上記検査治具
が上下に対向配置された検査治具１０及び検査治具２０
で被検査体であるプリント配線板２２を挟み込んで、プ
リント配線板２２の反り、撓みを矯正した後導通・絶縁
状態を検査するものであり、検査工程に必要な加圧手段
１１０、位置決め制御手段１２０、導通・絶縁測定手段
１３０、判定手段１４０及び判定結果出力手段１５０の
各種手段を備えたものである。

【００２５】まず、検査治具１０及び検査治具２０を加
圧手段１１０により保持枠２１にて保持されたプリント
配線板２２に接近させる。検査治具１０及び検査治具２
０の第一絶縁板１及び１１がプリント配線板２２に接し
た状態で、さらに加圧してプリント配線板２２の反り、
撓みを矯正する。このプリント配線板２２への加圧量は
押し量によって決定される。即ち、間隙決定機構７０及
び弾性部材７によって決定される。この場合、検査治具
１０及び検査治具２０の加圧、移動は検査治具１０また
は検査治具２０のいずれかを基準にして検査治具１０ま
たは検査治具２０のいずれかを加圧、移動するか、検査
治具１０及び検査治具２０を同時に移動するか、いずれ
の加圧、移動の方法でも構わない。

【００２６】次に、イメージガイド４にてプリント配線
板２２の位置合わせマーク２３の位置情報を取り込み、
位置決め制御手段１２０にて検査治具１０及び検査治具
２０の位置合わせを行う。この位置合わせはプリント配
線板２２を挟み込んだ状態で行うため、加圧しない状態
であらかじめプリント配線板２２の位置合わせマーク２
３とイメージガイド４との予備の位置合わせを行ってお
き、加圧した状態での移動量を最小限にしておくと、効
率よく位置合わせができる。

【００２７】さらに、検査治具１０及び検査治具２０を
加圧手段１１０にて加圧し、プローブ３及び１３がプリ
ント配線板２２の検査点２４を押圧することにより、テ
スターを経由して導通・絶縁測定手段１３０にて導通・
絶縁が測定される。さらに、判定手段１４０にて、前記
測定値と判定値とを比較判断して導通・絶縁の良、不良
を判定し、異常の有無を判定結果出力手段１５０にて、
例えば、ブザー、警告表示灯、端末ディスプレイ及びプ
リンター等に出力する。

【００２８】

【発明の効果】本発明の検査治具及び検査装置を用いる
ことにより、プリント配線板の反り、撓みが矯正され、
プリント配線板が検査治具に完全に平坦な状態に挟み込
まれ、検査治具とプリント配線板との間の位置合わせが
終了してからプローブが検査点に接触する。したがっ
て、高配線密度のプリント配線板の検査において、プリ
ント配線板の反り、撓みが矯正される際、プリント配線
板の位置がわずかにずれ、プローブが検査点にうまく当
たらないという不具合が発生することがなく、高密度プ
リント配線板の導通或いは絶縁状態を高精度に再現性良
く検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査治具の一実施例を示す模式構成断
面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の検査治具の間隙
決定機構及び弾性部材の一実施例を示す模式構成断面図
である。

【図３】本発明の検査装置の一実施例を示す模式構成断
面図である。

【図４】従来の検査装置の一例を示す模式構成断面図で
ある。

【図５】従来の検査装置の他の例を示す模式構成断面図
である。

【符号の説明】

１、１１……第一絶縁板 ２、１２……第二絶縁板 ３……プローブ ４……イメージガイド ５……段付シャフト ６……ストッパー ７……弾性部材 ８……第一貫通孔 ９、１８、１９、２９……透孔 １０、２０……検査治具 ２１……保持枠 ２２……プリント配線板 ２３……位置合わせマーク ２４……検査点 ３１、５１…上検査治具 ３２、５２…下検査治具 ３３、５３…配線用ヘッド ３４、５４…第一絶縁板 ３５、５５…第二絶縁板 ３６、５６…プローブ ３７、５７…プローブ／配線接続部材１ ３８、５８…透孔 ３９、５９…透孔 ４０、６０…弾性部材 ４１、６１…プローブ／配線接続部材２ ４２、６２…位置合わせ用カメラ画像取り込み部 ４３…治具側位置合わせマーク ４４、６４…プリント配線板 ４５、６５…プリント配線板側位置合わせマーク ４６、６６…検査点 ４７、６７…プリント配線板保持部材 ６３…透孔 ７０、８０……間隙決定機構 １００……検査装置 １１０……加圧手段 １２０……位置決め制御手段 １３０……導通・絶縁測定手段 １４０……判定手段 １５０……判定結果出力手段 ２００、３００……従来の検査装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査体であるプリント配線板の配線パタ
   ーンの導通異常及び絶縁異常の少なくとも一方の有無を
   検査するためのプリント配線板の検査治具において、 前記プリント配線板に接触する接触面を有し、プリント
   配線板の検査点に対応する位置にプローブの通る第一貫
   通孔を有し、プリント配線板の位置合わせマークに対応
   する位置にイメージガイドが固定されている第一絶縁板
   と、 第一絶縁板の前記接触面とは反対側の面に対向して配置
   され、プローブが挿入され、かつ固定される第二貫通孔
   を有する第二絶縁板と、 前記第二貫通孔を通過して前記第一貫通孔に遊挿され、
   先端が第一絶縁板の前記接触面から突出しないように前
   記第二貫通孔に固定されるプローブと、 前記第一基板と前記第二基板とが互いに接近するとき、
   前記両基板を互いに離間させるよう付勢する弾性部材
   と、 前記第一基板と前記第二基板とが互いに接近するとき、
   前記両基板間の最小間隙を決定する間隙決定機構とを備
   えていることを特徴とするプリント配線板の検査治具。
2. 【請求項２】請求項１記載のプリント配線板の検査治具
   を上下二つ用いて前記第一絶縁板同士が対向するように
   配置されており、プリント配線板に対し検査治具の加圧
   を行う加圧手段と、 検査治具とプリント配線板の位置決めを行う位置決め制
   御手段と、 複数の検査点の導通状態及び絶縁状態の少なくとも一方
   を測定する測定手段と、 前記導通状態及び絶縁状態の測定値と所定の判定値とを
   比較して良否を判定する判定手段と、 判定結果を出力する判定結果出力手段とを備えているこ
   とを特徴とするプリント配線板の検査装置。
3. 【請求項３】請求項２記載のプリント配線板の検査装置
   を用いて、上下二つの検査治具の第一絶縁板でプリント
   配線板を挟み込み、プリント配線板の反り、撓みを矯正
   し、プリント配線板と上下検査治具の位置合わせを行う
   ことを特徴とするプリント配線板と上下検査治具の位置
   合わせ方法。