JP2004198412A - プリント配線基板の検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 プリント配線基板の検査接点に当接する検査ヘッドを備えたプリント配線基板の検査治具において、ロングピン１０を用いずに検査治具を構成し、部材コストを大幅に低廉化するとともに、この発明の検査治具を用いることでプリント配線基板の検査コストを削減する。
【解決手段】 ヘッドプレート１２に所定レイアウトで挿通孔１２ａを開孔し、挿通孔１２ａにコイルバネ４０を収納し、コイルバネ４０の頭部をヘッドプレート１２から突設して検査ヘッドを形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、プリント配線基板の電気的接続を検査するために用いるプリント配線基板の検査治具に関するものである。

高密度実装技術の進展により高密度化したプリント配線基板の配線パターンの電気的接続を検査する方法として、プリント配線基板の検査接点にプローブピン（ロングピン）を当接させ、検査装置において所定検査接点間の配線の導通状態を検査する手段が採られている。こうした検査装置において、多数のロングピンの先端を突設した検査ヘッドを備えた検査治具が用いられている。

図６、７に、従来の検査治具を用いた検査方法の概要を示す。検査治具は、図６に示すように複数枚のプレート１２、１６、１８、２０、２１、２２を所定の間隔で層状に設けて矩形薄型に形成され、多数のロングピン１０を植設して先端をヘッドプレート１２から突設した検査ヘッドを備えている。ヘッドプレート１２は複数の支柱１４で上プレート１６に取り付けられ、外周縁に沿った複数の弾性リング体１７で上プレート１６と下プレート１８が組み付けられる。両プレート１６、１８の層状間隔内に、３枚のピン保持プレート２０、２１、２２が複数の支柱２３で上プレート１６に取り付けられる。各プレート１２、１６、１８、２０、２１、２２には所定レイアウトでピン挿通孔が開孔され、各ピン挿通孔に多数のロングピン１０を挿通して検査治具が組み付けられる。

図７に、この検査治具を用いたプリント配線基板の検査方法を示す。検査治具は、プリント配線基板の両面を検査するために上治具Ａ、下治具Ｂの一対が用いられ、上治具Ａと下治具Ｂとを検査ヘッドを対向させて検査装置にセットし、これらの間にプリント配線基板３０をセットする。検査装置において上方から押圧してロングピン１０の先端をプリント配線基板３０の検査接点に当接させ、検査装置で電気的スイッチング操作して検査接点間の導通状態を検査する。

こうして製作される検査治具は、ロングピン１０の単価が高価で、多数のロングピン１０を用いるために部材コストが高価であった。また、ロングピン１０を保持するために複数枚のプレート１２、１６、１８、２０、２１、２２を組み付けることが必要とされ、組立作業が煩雑であるとともに検査治具の高さ寸法も大きくなり、薄型化が困難であった。

一方、こうした検査治具を用いた検査方法において、検査装置側の電極３２が2.54ｍｍの間隔で格子状に配列した、図８に示すＡ、Ｂの２種類のものが一般に使用されている。これらの異なる検査装置で高密度プリント配線基板を検査するために、ロングピン１０を傾斜させ、電極接点側を電極３２に接触させて検査治具をセットした場合、検査時の検査装置の押圧で弾性リング体１７が扁平されて上プレート１６と下プレート１８の間隔が収縮し、下端のピン保持プレート２２が下降してピン保持プレート２２と下プレート１８の間隔が収縮する（図７中、下降したピン保持プレート２２ａを示す）。このため、ロングピン１０が屈曲して電極３２から離脱する現象が発生し（図７中、電極３２から離脱したロングピン１０ａを示す）、ロングピン１０の取り付け傾斜角度に制限があるとともに、傾斜角度が大きくなるとロングピン１０の長さが不足し、動きも硬くなるなどの動作上の課題があった。したがって、検査装置毎に専用の検査治具が必要とされ、プリント配線基板の適用範囲にも限界があり、また、一種類の検査治具で検査しようとすると検査装置の大幅な改造を要するなど、検査コストが極めて高価となるなどの課題があった。

この発明は、新規構成のプリント配線基板の検査治具を提供してこれらの課題を解決することを目的とするもので、ロングピン１０を用いずに検査治具を構成し、部材コストの大幅な低廉化を図ることを目的とするものである。また、部材を削減して組立作業性の向上を図るとともに、動作上の課題を解決することを目的とするものである。

さらに、異なる検査装置による様々な配線パターンの高密度プリント配線基板の検査に適用可能とし、検査治具のユニバーサル化を図ることでプリント配線基板の検査コストを削減することを目的とするものである。

こうした課題を解決するため、この発明は、プリント配線基板の検査接点に当接する検査ヘッドを備えたプリント配線基板の検査治具において、ヘッドプレート１２に所定レイアウトで挿通孔１２ａを開孔し、挿通孔１２ａにコイルバネ４０（バネプローブ）を収納し、コイルバネ４０の頭部をヘッドプレート１２から突設して検査ヘッドを形成したことを特徴とするものである。

請求項２に記載したプリント配線基板の検査治具は、図１に示すように構成され、ヘッドプレート１２に層状間隔を設けて下プレート１８を取り付け、下プレート１８に所定レイアウトで開孔した挿通孔１８ａにコイルバネ４０を収納し、コイルバネ４０の頭部を下プレート１８から突設して電極側ヘッドを形成する。そして、検査ヘッドのコイルバネ４０と電極側ヘッドのコイルバネ４０を線材４５で配線するものである。

請求項３に記載したプリント配線基板の検査治具は、図５に示すように構成され、検査ヘッドのコイルバネ４０を、測定器側コネクタを接続するコネクタ４８に線材４５で配線するものである。

請求項４に記載したプリント配線基板の検査治具は、請求項２又は３に記載のプリント配線基板の検査治具において、コイルバネ４０の下端で線材４５をハンダ付けして接合するものであり、挿通孔１２ａ、１８ａの表面から線材４５を挿通することで、挿通孔１２ａ、１８ａに容易にコイルバネ４０を収納することができる。

また、この発明のプリント配線基板の検査治具は、上記構成の検査治具において、コイルバネ４０の頭部にハンダボール４２を接合してヘッドを形成するものである。ハンダボール４２に代わって、コイルバネ４０の頭部にプランジャー４７を設けてヘッドを形成することもできる。

また、コイルバネ４０は一般的なストレート形の他、先端線状形のコイルバネ４０ｂ、タル形のコイルバネ４０ｃを用いることができ、組み付けの便宜を図るため、コイルバネ４０を上下２段で構成してもよい。

この発明の特徴的な効果は次の諸点である。
コイルバネ４０の頭部をヘッドプレート１２から突設して検査ヘッドを形成し、従来の高価なロングピン１０に代わって極めて安価なバネプローブを用いることで部材コストが大幅に低減され、また、ロングピン１０を保持するためのプレートが不要となり、プレート枚数が削減されて組立作業性に優れるとともに、高さ寸法も抑えられ、検査治具の薄型化・扁平化を図ることができる。このように、ロングピン１０に代わってバネプローブを用い、検査治具の部材コストの大幅な低廉化を図るものである。

また、下プレート１８に所定レイアウトで開孔した挿通孔１８ａにコイルバネ４０を収納し、コイルバネ４０の頭部を下プレート１８から突設して電極側ヘッドを形成し、検査ヘッドのコイルバネ４０と電極側ヘッドのコイルバネ４０を線材４５で配線して構成した検査治具においては、検査装置やプリント配線基板の検査接点に応じてコイルバネ４０を自由に配置することができ、配線の変更も容易で、異なる検査装置による様々な配線パターンの高密度プリント配線基板の検査に適用可能である。したがって、検査治具のユニバーサル化が図られ、プリント配線基板の検査コストを削減することができる。

また、この発明のプリント配線基板の検査治具を用いれば、検査時の検査装置の押圧でコイルバネ４０が収縮して押圧を吸収し、コイルバネ４０の頭部にハンダボール４２を接合する簡単な手段で、ヘッドの揺動や振れを防止することができ、電極側では電極３２からの離脱もなく、極めて安定した動作による正確な検査を可能とするものである。また、ハンダボール４２に代わって、コイルバネ４０の頭部にプランジャー４７を設けてヘッドを形成してもよい。

また、コイルバネ４０は一般的なストレート形の他、先端線状形のコイルバネ４０ｂ、タル形のコイルバネ４０ｃを用い、先端をヘッドプレート１２から突設してヘッドを形成することができ、また、コイルバネ４０を上下２段で構成することで、ヘッドプレート１２の挿通孔１２ａ内への組み付けの便宜を図ることができる。

以下にこの発明の実施の形態を、図面を用いて具体的に説明する。
図１は、この発明のプリント配線基板の検査治具の最初の実施例で、検査治具の要部の構成を示した説明図である。この検査治具は、それぞれ矩形形状のヘッドプレート１２と下プレート１８を支柱２３で組み付けて矩形薄型に形成され、両プレート１２、１８の間で層状間隔を設けている。両プレート１２、１８には、所定レイアウトで多数の挿通孔１２ａ、１８ａが開孔されている。

コイルバネ４０の下端で線材４５をハンダ付けして接合し、これを多数用いて所定の配置に従い、ヘッドプレート１２の挿通孔１２ａの表面から線材４５を挿通し、挿通孔１２ａにコイルバネ４０が収納されている。図２に示すように、挿通孔１２ａの下方が縮径したスロート部１２ｂが形成され、コイルバネ４０下端のハンダ４３が係止されるとともに、線材４５にひしチューブ４６を挿通してヘッドプレート１２の裏面に当接し、コイルバネ４０の挿通孔１２ａからの脱落を防止している。

コイルバネ４０は、その頭部をヘッドプレート１２から突設し、この突設した頭部には、予めハンダ槽でハンダ付けしたハンダボール４２が接合されている。このようにして、コイルバネ４０の頭部を所定配置に従ってヘッドプレート１２から突設して検査ヘッドを形成している。

一方、同じくコイルバネ４０の下端で線材４５をハンダ付けした部材を多数用いて所定の配置に従い、下プレート１８の挿通孔１８ａの表面（検査治具の底面）から線材４５を挿通し、挿通孔１８ａにコイルバネ４０が収納されている。線材４５にひしチューブ４６を挿通して同様にしてコイルバネ４０の脱落を防止し、コイルバネ４０は、ハンダボール４２を接合した頭部を下プレート１８から突設している。このようにして、コイルバネ４０の頭部を所定配置に従って下プレート１８から突設して電極側ヘッドを形成している。

両線材４５は所定の配線に従って接続され、検査ヘッドのコイルバネ４０と電極側ヘッドのコイルバネ４０が線材４５で導通状態に配線される。

このようにして組み付けられた検査治具を用い、上治具と下治具の一対を検査ヘッドを対向させて検査装置にセットし、上治具と下治具の間にプリント配線基板をセットする。そして、検査装置において上方から押圧して検査ヘッドのコイルバネ４０の頭部（ハンダボール４２）をプリント配線基板の検査接点に当接させ、検査接点間の導通状態を検査する。検査時の検査装置の押圧でコイルバネ４０が収縮し、押圧の大きさに応じてコイルバネ４０が伸縮することで押圧が吸収される。

図３は、コイルバネ４０の脱落を防止する他の手段を示すものである。図において、ヘッドプレート１２の裏面にスライド板２８が設けられ、スライド板２８には、ヘッドプレート１２と同じレイアウトで挿通孔２８ａが開孔され、この挿通孔２８ａを挿通孔１２ａとズレた状態（スライドした状態）でスライド板２８をヘッドプレート１２に取り付けている。コイルバネ４０を挿通孔１２ａに挿入した後にスライド板２８を取り付けて線材４５を挟持し、コイルバネ４０の挿通孔１２ａからの脱落を防止している。下プレート１８の裏面にスライド板２８を同様にして取り付けることで、コイルバネ４０の挿通孔１８ａからの脱落を防止することができる。

図４は、この検査治具で使用するコイルバネ４０及びヘッドの適用例である。Ａは一般的なストレート形のコイルバネ４０ａで、頭部にハンダボール４２を接合してボール形のヘッドを形成している。Ｂは、ストレート形のコイルバネ４０ａの頭部に、先端を錐形に形成したプランジャー４７を設けたものである。このプランジャー４７は、下半部４７ａをコイルバネ４０ａに圧入して頭部に取り付けられている。Ｃは、同じく頭部にプランジャー４７を設けるとともに、コイルバネ４０を上下２段で構成したものである。コイルバネ４０を分割することで、挿入孔１２ａ、１８ａ内への組み付けの便宜を図っている。

Ｄは先端から線を延ばした先端線状形のコイルバネ４０ｂで、ヘッドプレート１２から線の先端を突出してヘッドを形成する。Ｅは、先端線状形のコイルバネ４０ｂの下段にコイルバネ４０ａを設け、Ｃと同様にコイルバネ４０を上下２段で構成したものである。Ｆはタル形のコイルバネ４０ｃで、小径の先端を突出してヘッドを形成するとともに、下半の太径部分による挿入孔１２ａ、１８ａ内での安定を図っている。Ｇは極めて小径のコイルバネ４０ｄを用いたもので、先端をヘッドプレート１２から突設してそのままヘッドを形成している。コイルバネ４０ｄは後端に線を延ばしたものが用いられ、この線をヘッドプレート１２外へ導出し、線材４５とハンダ付け、圧着して接続されている。これらのコイルバネ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ及びヘッドの構成は、条件に応じて最適なものを選択して適用する。

図５は、この発明のプリント配線基板の検査治具の他の実施例で、検査治具の要部の構成を示した説明図である。この検査治具は、検査装置の測定器にコネクタを介して接続するタイプで、前例と同一の符号は同一の部材・要素である。図において、コイルバネ４０の下端で線材４５をハンダ付けして接合し、これを多数用いて所定の配置に従い、前例と同様にしてヘッドプレート１２の挿通孔１２ａにコイルバネ４０が収納され、コイルバネ４０の頭部をヘッドプレート１２から突設して検査ヘッドを形成している。一方、測定器側コネクタを接続するコネクタ４８が検査治具の側面に金具４９で固定され、コイルバネ４０は線材４５でコネクタ４８に配線される。

この検査治具は、上治具と下治具の一対を検査ヘッドを対向させて検査装置にセットし、測定器側コネクタをコネクタ４８に接続し、検査装置において上方から押圧して検査ヘッドのコイルバネ４０の頭部をプリント配線基板の検査接点に当接させ、検査接点間の導通状態を検査する。検査時の検査装置の押圧でコイルバネ４０が収縮し、押圧の大きさに応じてコイルバネ４０が伸縮することで押圧が吸収される。

この発明の最初の実施例の構成を示す説明図。 要部の拡大断面図。 コイルバネの他の脱落防止手段を示す拡大断面図。 コイルバネの適用例を示す説明図。 この発明の他の実施例の構成を示す説明図。 従来の検査治具の正面図。 従来の検査治具によるプリント配線基板の検査方法の説明図。 検査装置の電極配置図。

符号の説明

１２ ヘッドプレート
１２ａ 挿通孔
１８ 下プレート
１８ａ 挿通孔
４０、４０ｂ、４０ｃ コイルバネ
４２ ハンダボール
４５ 線材
４７ プランジャー
４８ コネクタ

Claims (9)

1. プリント配線基板の検査接点に当接する検査ヘッドを備えたプリント配線基板の検査治具において、
   ヘッドプレート１２に所定レイアウトで挿通孔１２ａを開孔し、挿通孔１２ａにコイルバネ４０（バネプローブ）を収納し、コイルバネ４０の頭部をヘッドプレート１２から突設して検査ヘッドを形成したことを特徴とするプリント配線基板の検査治具。
2. ヘッドプレート１２に層状間隔を設けて下プレート１８を取り付け、下プレート１８に所定レイアウトで開孔した挿通孔１８ａにコイルバネ４０を収納し、コイルバネ４０の頭部を下プレート１８から突設して電極側ヘッドを形成し、
   検査ヘッドのコイルバネ４０と電極側ヘッドのコイルバネ４０を線材４５で配線した請求項１に記載のプリント配線基板の検査治具。
3. コイルバネ４０を、測定器側コネクタを接続するコネクタ４８に線材４５で配線した請求項１に記載のプリント配線基板の検査治具。
4. コイルバネ４０の下端で線材４５をハンダ付けして接合した請求項２又は３に記載のプリント配線基板の検査治具。
5. コイルバネ４０の頭部にハンダボール４２を接合した請求項１、２、３又は４に記載のプリント配線基板の検査治具。
6. コイルバネ４０の頭部にプランジャー４７を設けた請求項１、２、３又は４に記載のプリント配線基板の検査治具。
7. 先端線状形のコイルバネ４０ｂを用いた請求項１、２、３又は４に記載のプリント配線基板の検査治具。
8. タル形のコイルバネ４０ｃを用いた請求項１、２、３又は４に記載のプリント配線基板の検査治具。
9. コイルバネ４０を上下２段で構成した請求項１から８のいずれかに記載のプリント配線基板の検査治具。

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