JP2005009900A

JP2005009900A - 電子部品の特性測定装置および当該特性測定装置の動作方法

Info

Publication number: JP2005009900A
Application number: JP2003171461A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Matsumoto; 敏也松本; Masamichi Nishiyama; 真路西山
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13

Abstract

【課題】電子部品の特性測定を容易かつ確実に行うことのできる特性測定装置および当該装置の動作方法を提供する。
【解決手段】水晶発振器の特性を測定する装置は、上下方向に動作する昇降ステージＭと、昇降ステージＭに固定される搭載基板２と，昇降ステージに対向して設けられた固定ステージＦと、当該固定ステージに固定されるコンタクト基板３と、固定ステージを固定しかつ昇降ステージを上下方向に動作可能とする支柱Ｂと、昇降ステージＭに取り付けられた駆動部Ｍ１と、駆動部Ｍ１に駆動制御信号を与える駆動制御装置Ｓとからなる。コンタクト基板にはピン端子より長い位置決め用スタッドとが形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水晶発振器等の電子部品において、その特性を測定する装置および当該特性測定装置の動作方法に関するものであり、特に面状の外部引出電極を有する表面実装型の電子部品の特性測定装置および当該特性測定装置の動作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品、例えば温度補償型水晶発振器（ＴＣＸＯ）は、水晶振動素子と機能ＩＣで構成されており、近年電子機器の小型化、高機能化に伴って、超小型化あるいは多機能化が進むとともに、前記ＩＣへのデータの読み書き用端子等の入出力端子の数が増加し、これにより各端子サイズが小型化し、かつ端子間距離が狭くなっている。このような水晶発振器はパッケージに水晶振動素子や発振回路を構成する機能ＩＣを搭載し、キャップにて気密封止を行い、その後水晶発振器の特性を測定する必要がある。
【０００３】
例えば、実開平６−２８７５５号には、表面実装型の水晶振動子の測定治具が開示されている。当該特許文献には台座に２本の支柱を立設するとともに、水晶振動子を位置決めする枠部を設け、上記支柱に昇降自在に基台を貫装し、この基台に上記枠部に保持した水晶振動子の電極に接触するコンタクトピンおよびこのコンタクトピンを介して上記水晶振動子の電気的定数を測定する測定部を設けた構成である。特性測定時にはコンタクトピンを下降させ、水晶振動子の電極に接触させ、測定を実行する。
【０００４】
しかしながら上述のとおり、外部接続電極（端子）並びに外部接続電極（端子）間距離の狭小化により、水晶発振器の外部導出電極個々に対して測定プローブを当接し、特性を測定することは困難あるいは不可能なことがあった。
【０００５】
【特許文献１】
実開平６−２８７５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、電子部品の特性測定を容易かつ確実に行うことのできる特性測定装置および当該装置の動作方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による電子部品の特性測定装置は請求項１に示すように、電子部品を搭載するとともに、当該電子部品の外部接続電極に電気的接続されるコンタクト電極を有する保持部と、前記コンタクト電極と電気的接続された引出端子と、複数の位置決め用ホールと、を有する搭載基板と、前記引出端子に対応して直立して形成されたピン端子と、当該ピン端子を測定部に電気的に接続するための外部接続端子と、前記ピン端子より長く形成されるとともに、前記各位置決め用ホールにそれぞれ挿入される複数の位置決め用スタッドと、を有するコンタクト基板と、前記搭載基板とコンタクト基板とを近接あるいは離隔させ、最近接時にコンタクト電極とピン端子とを電気的に接続させる昇降機構と、を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明に適用する電子部品は、チップ型の電子部品であり、底面あるいは側面に外部接続電極が形成された構成である。このような電子部品は上記保持部にその外部接続電極が下方あるいは側方を向くように搭載される。保持部内には前記電子部品の外部接続電極に対応した位置にコンタクト電極が設けられている。すなわち外部接続電極が側面の場合は、当該電極に対応して側面にコンタクト電極が設けられ、外部接続電極が底面に形成されている場合は、当該電極に対応して下面にコンタクト電極が設けられている。
【０００９】
保持部は電子部品を挟持固定する機構を有することが好ましく、このような機構を有することにより、格納された電子部品が保持部内でがたつくことを抑制し、また電子部品の外形サイズが異なった際に保持部の容積を可変することができので、電子部品の外形サイズが変わったとしても、保持できる範囲を拡大することができる。
【００１０】
コンタクト電極と引出端子は１対１で電気的に接続されている。当該引出端子はピン端子との接続が行いやすい位置に設けることが好ましく、例えば搭載基板の外周近傍に引き出されている。また、ピン端子との接続を確実にするために各引出電極のサイズあるいは間隔はある程度の大きさの構成を選択すればよい。
【００１１】
請求項１によれば、コンタクト電極のサイズ、間隔に影響されずに引出端子のサイズ、間隔を決めることができる。これにより電子部品の外部接続電極のサイズ、間隔が狭小化しても、直接プローブを外部接続電極に当接することはなく、保持部内に形成されたコンタクト電極を介して引き出された引出端子に対して、ピン端子を当接させるので、確実な接続を行うことができる。
【００１２】
またピン端子は搭載基板に形成された引出端子に当接することが必要となるが、位置決め用のスタッドは当該ピン端子より長い構成である。これにより搭載基板とコンタクト基板を近接させる際に、まず前記位置決め用スタッドが位置決め用ホールに挿入され、この時点で搭載基板とコンタクト基板の位置決めが確実に行われる。その後ピン端子が引出端子に接触することにより、引出端子の数が多くかつ小さな面積であったり、あるいは端子間隔が狭い場合であっても、両者の位置がずれることなく正確に電気的接続を行うことができ、誤測定を防止できる。
【００１３】
また請求項２に示すように、請求項１記載の電子部品の特性測定装置であって、前記保持部は前記搭載基板から着脱自在であり、装着時にコンタクト電極が端子電極と電気的接続されるよう構成されている構成としてもよい。保持部は前述のとおり電子部品を挟持する構成が好ましいが、そのような機構を持たない場合、あるいは外部接続電極のサイズ、間隔が異なる場合は搭載基板自体が使用できなくなる。保持部の着脱は搭載基板に設けられた係止用凹部に、保持部に設けられた係止ピンを嵌合、係止する構成でもよいし、ネジ止め等により接合してもよい。請求項２に示すように、保持部を脱着可能な構成にすることにより、搭載基板に複数種類のサイズの保持部を設置することができ、用途に合わせて任意サイズの保持部を適用することができる。なお、この場合も保持部を装着した際にコンタクト電極が引出端子と電気的接続されるよう構成する必要がある。
【００１４】
請求項２によれば、搭載基板に対して保持部を脱着可能としているため、保持部のみの取り替えにより、外部接続電極の配置や外形サイズが異なった電子部品について、その特性の測定に対応することができ、搭載基板のはばひろいりようが可能となる。
【００１５】
また請求項３に上記電子部品の特性測定装置を動作させる方法として、請求項１または請求項２記載の搭載基板とコンタクト基板を昇降機構にて近接させ、前記位置決め用ホールに前記位置決め用スタッドを挿入するにあたり、搭載基板とコンタクト基板を所定の速度で近接させるとともに、前記位置決め用ホールに前記位置決め用スタッドを挿入する直前において、当該搭載基板とコンタクト基板の近接動作を一時停止し、その後前記所定速度より遅い速度で近接させ、前記挿入を実施するか、あるいは近接速度を前記所定速度より低下させ、前記挿入を実施するとよい。
【００１６】
前記搭載基板とコンタクト基板は昇降機構にて近接あるいは離隔させるが、コンタクト基板を上方に固定し、搭載基板を昇降させてもよいし、逆に搭載基板を固定し、コンタクト基板を昇降させてもよい。また両者を昇降させる構成としてもよい。前記近接速度の調整すなわち高速度移動、停止、低速度移動の調整は昇降機構を手動で駆動することにより動作させてもよいし、また予め設定した位置にて速度が可変するような制御機構により調整を行ってもよい。
【００１７】
請求項３によれば、搭載基板とコンタクト基板を近接させ、使用位置決め用スタッドを位置決め用ホールに挿入する際に、一時停止動作あるいは低速度にて近接させることにより、搭載基板とコンタクト基板の相対的な位置が決定され、その後、引出端子とピン端子とを正確に接続させることができる。従って測定対象となる端子が増加し、引出端子が小さくなっても、ピン端子との確実な接続を行うことができ、誤りのない電子部品の特性測定を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を水晶発振器を例にとり図面とともに説明する。図１は本発明による電子部品の測定装置を示す側面図、図２は図１においてスタッドを位置決め用ホールに挿入する前段階の状態を示す側面図、図３は図１において搭載基板とコンタクト基板を接触させた状態を示す側面図、図４は搭載基板の平面図、図５は水晶発振器（電子部品）と搭載基板上の保持部を示す斜視図である。
【００１９】
水晶発振器（電子部品）１は、図５に示すようにセラミック製のパッケージ１１と、当該パッケージ内に格納されるＩＣ（回路素子）並びに水晶振動板（圧電振動素子）と、パッケージを気密封止する金属製のリッド（フタ）１２とからなる。水晶発振器の下方側面にはキャスタレーションＣ１〜Ｃ８（一部図示せず）が形成されており、また当該キャスタレーション内には外部接続電極１１１〜１１８（一部図示せず）が形成されており、当該外部接続電極は水晶発振器の底面にも引き出されている。これら外部接続電極はパッケージ内部の水晶振動板とＩＣで構成される水晶発振回路の出力端子、電源端子、アース端子あるいは周波数制御端子等その他の機能端子が対応して引き出されている。
【００２０】
水晶発振器の特性を測定する装置は、図１乃至図４に示すように、上下方向に動作する昇降ステージＭと、昇降ステージＭに固定される搭載基板２と，昇降ステージに対向して設けられた固定ステージＦと、当該固定ステージに固定されるコンタクト基板３と、固定ステージを固定しかつ昇降ステージを上下方向に動作可能とする支柱Ｂと、昇降ステージＭに取り付けられた駆動部Ｍ１と、駆動部Ｍ１に駆動制御信号を与える駆動制御装置Ｓとからなる。
【００２１】
搭載基板２は図４に示すように、樹脂等の絶縁体からなる基台２０に保持部２３１〜２３８と、各保持部に対応した引出端子群２５１〜２５８と、位置決め用ホール２１，２２とが形成されている。保持部について保持部２３１を例にとり詳述すると、図５に示すように水晶発振器を保持する絶縁材料からなる枠体２３１ａを有しており、当該枠体２３１ａは短辺方向にその開口を拡大縮小させることができるよう構成されており、矢印Ｙ方向に水晶発振器を保持するようスプリング機構により挟持力を有している。また保持部２３１の底面に複数のコンタクト電極群２４１が形成されている。当該コンタクト電極群はコンタクト電極２４１ａ〜２４１ｈ（一部図示せず）からなり、水晶発振器の外部接続電極の配置に対応して形成されている。本実施の形態において水晶発振器の外部導出電極が底面にも形成されているので、底面に対応する位置にコンタクト電極群２４１が形成されている。
【００２２】
保持部の外周側には引出端子群２５１〜２５８が形成されているが、各引出端子は前記コンタクト電極と１対１で接続されており、例えばコンタクト電極２４１ａ〜２４１ｈ（一部番号明示せず）はそれぞれ引出端子２５１ａ〜２５１ｈ（一部番号明示せず）に電気的に接続されている。当該保持部にそれぞれ水晶発振器１を挟持固定し、コンタクト電極と電気的接続をする。
【００２３】
固定ステージに位置決め固定されるコンタクト基板３は、位置決め用スタッドピン３１，３２と、ピン端子群３３１〜３３８（一部図示せず）と、ピン端子群３３を外部に導出する外部接続端子（図示せず）を有している。位置決め用スタッド３１，３２は棒状金属からなり、前記搭載基板の位置決め用ホール２１，２２に対応する位置に設けられている。このうち位置決め用ホール２２はだ円または長円形状であり、位置決め時の当該ホールに対するスタッドの挿入を確実にしている。またピン端子群３３１〜３３８は細長い金属製の端子群であり、前記引出端子群２５１〜２５８の各々の配置に対応して形成されている。なお、ピン端子群の長さは位置決め用スタッドの長さより短く形成されている。
【００２４】
搭載基板を固定する昇降ステージＭは駆動制御装置Ｓからの信号により動作する駆動部Ｍ１を有しており、当該駆動部Ｍ１は電動モータ駆動あるいは油圧シリンダ駆動等からなり、可変動作等の動作制御可能なアクチュエータを備えている。
【００２５】
図１に示すように、保持部に水晶発振器を搭載した搭載基板２を昇降ステージＭに固定し、またその上方には固定ステージＦに位置決め用スタッド、ピン端子が搭載基板側に対向するようコンタクト基板３を固定する。そして、図２に示すように昇降ステージＭを駆動部により所定速度にて上昇させ、位置決め用ホールに位置決め用スタッドが挿入される直前で一時停止させる。その後、図３に示すように前記所定速度より低速度で昇降ステージＭを上昇させることにより、位置決め用スタッドを位置決め用ホールに正確に挿入させることができ、また各ピン端子も各引出端子に正確に接触させることができる。なお、このような動作の制御は駆動制御装置により予め定められた手順に従って行われる。
【００２６】
前述のようにピン端子と引出端子を接触させた状態で所定の測定を実施する。測定は例えばネットワークアナライザＮを用いて伝送法により行い、ＣＩ値、周波数，ＤＬＤ特性等を測定する。例えば、温度に対する周波数特性を測定する場合は、当該水晶発振器に対して所定の環境温度を与え、その周波数特性を測定する。測定は図示していないが、前記ピン端子に接続されたスイッチングユニットによって順次測定対象となる水晶発振器が電気的に切り換えられ、個々の水晶発振器の周波数データがメモリに記録される。測定の結果、仕分け設定された基準に基づいて特性毎に分類されたり、あるいは所定基準の特性を満たしていない場合は、不良品として除外される。
【００２７】
なお、本実施の形態においては１つの搭載基板と１つのコンタクト基板の組を用いた場合を例示したが、工業的にはこのような各基板の多数組をそれぞれ昇降ステージと固定ステージに取り付け、多数個の水晶発振器についての特性測定を行ってもよい。また搭載基板側が上昇することにより、搭載基板とコンタクト基板の接触を行っているが、コンタクト基板側が下降することにより電気的な接触を行う構成としてもよい。
【００２８】
さらに保持部は搭載基板から着脱可能な構成としてもよい。この場合、外形サイズが異なったり、あるいはコンタクト電極の配置を変更することができるが、引出端子との電気的な接続は確保する必要がある。
【００２９】
また本実施の形態においては、昇降ステージを上昇させる動作において、位置決め用スタッドが位置決め用ホールに挿入される直前に一時停止動作を行ったが、挿入される前の時点で前記上昇速度を低下させ、これによりピン端子と引出端子との接続を確実にしてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品の外部接続電極のサイズ、間隔が狭小化しても、直接プローブを外部接続電極に当接することはなく、保持部内に形成されたコンタクト電極を介して引き出された引出端子に対して、ピン端子を当接させるので、確実な接続を行うことができる。また搭載基板に形成された引出端子に当接するピン端子に対して、位置決め用のスタッドが長い構成である。これにより搭載基板とコンタクト基板を近接させる際に、まず前記位置決め用スタッドが位置決め用ホールに挿入され、この時点で搭載基板とコンタクト基板の位置決めが確実に行われる。その後ピン端子が引出端子に接触することにより、引出端子の数が多くかつ小さな面積であったり、あるいは端子間隔が狭い場合であっても、両者の位置がずれることなく正確に電気的接続を行うことができ、誤測定を防止できる。よって、電子部品の特性測定を容易かつ確実に行うことのできる特性測定装置を得ることができる。
【００３１】
請求項２によれば、上記効果に加えて、搭載基板に対して保持部を脱着可能としているため、保持部のみの取り替えにより、外部接続電極の配置や外形サイズが異なった電子部品について、その特性の測定に対応することができる。
【００３２】
請求項３によれば、搭載基板とコンタクト基板を近接させ、位置決め用スタッドを位置決め用ホールに挿入する際に、一時停止動作あるいは低速度にて近接させることにより、搭載基板とコンタクト基板の相対的な位置が決定され、その後、引出端子とピン端子とを正確に接続させることができる。従って測定対象となる端子が増加し、引出端子が小さくなっても、ピン端子との確実な接続を行うことができ、誤りのない電子部品の特性測定を行うことができる。よって、電子部品の特性測定を容易かつ確実に行うことのできる測定装置の動作方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す側面図
【図２】本発明の実施の形態を示す側面図
【図３】本発明の実施の形態を示す側面図
【図４】実装基板の平面図
【図５】保持部に実装される水晶発振器の構成を示す斜視図
【符号の説明】
１水晶発振器（電子部品）
１０パッケージ
２搭載基板
２３１保持部
２４１、２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８コンタクト電極
２５１、２５２，２５３，２５４，２５５，２５６，２５７，２５８引出端子
３コンタクト基板
３１，３２位置決め用スタッド
３３１，３３２，３３３，３３４，３３５，３３６，３３７，３３８ピン端子

Claims

電子部品を搭載するとともに、当該電子部品の外部接続電極に電気的接続されるコンタクト電極を有する保持部と、前記コンタクト電極と電気的接続された引出端子と、複数の位置決め用ホールと、を有する搭載基板と、前記引出端子に対応して直立して形成されたピン端子と、当該ピン端子を測定部に電気的に接続するための外部接続端子と、前記ピン端子より長く形成されるとともに、前記各位置決め用ホールにそれぞれ挿入される複数の位置決め用スタッドと、を有するコンタクト基板と、
前記搭載基板とコンタクト基板とを近接あるいは離隔させ、最近接時に引出端子とピン端子とを電気的に接続させる昇降機構と、を有する電子部品の特性測定装置。
前記保持部は前記搭載基板から着脱自在であり、装着時にコンタクト電極が端子電極と電気的接続されるよう構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品の特性測定装置。
請求項１または請求項２記載の搭載基板とコンタクト基板を昇降機構にて近接させ、前記位置決め用ホールに前記位置決め用スタッドを挿入するにあたり、搭載基板とコンタクト基板を所定の速度で近接させるとともに、前記位置決め用ホールに前記位置決め用スタッドを挿入する直前において、当該搭載基板とコンタクト基板の近接動作を一時停止し、その後前記所定速度より遅い速度で近接させ、前記挿入を実施するか、あるいは近接速度を前記所定速度より低下させ、前記挿入を実施することを特徴とする電子部品の特性測定装置の動作方法。