JP2008197009A - 電子部品検査プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】被検査物である精細化した電子部品のプリントパターンや回路素子へ確実に接触しても被検査物を破損することなく、正確に検査できる簡易な検査プローブを提供する。
【解決手段】検査プローブ１は、多数の検査ポイント１２を備えた電子部品１１と、多数の入力リード線２６を備えた検査機器との間に、各々が絶縁された若干のバネ性を有する多数の金属芯線１８を介在させ、該電子部品１１を押し付けることで該金属芯線１８のバネ性によって各検査ポイント１２と各入力リード線の入力端子との間に各金属芯線の両端が接触して電気的に導通させる検査プローブであって、各金属芯線が、検査ポイントに向いた側の一端で、互いの間に間隙を持ちつつその金属芯線の径よりも拡大した検査ポイント接触ヘッド１３を有しており、該間隙の最短距離Ｈ_ｉｎが、隣り合う該検査ポイント１２の導通部の最遠距離Ｘ_ｏｕｔより短い。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品の導通確認等の回路検査を検査機器で行なうため、電子部品と検査機器との間を連結するのに用いられる検査プローブに関するものである。

電気機器に組み込まれるプリント基板、集積回路、液晶パネル等の電子部品は、そのプリントパターンや回路素子が精細なものである。そのパターンや素子のピッチ間隔は、数１００〜数１０μｍ程度にまで精細化されている。これら電子部品は、電気機器に組み込まれる前に、プリントパターンや回路、素子等の導通確認、絶縁確認、動作確認のような電気的性能検査が行なわれる。

性能検査の際、検査機器に接続するため電子部品検査のプローブが用いられる。検査プローブは、複数のピンプローブやプローブ線で構成されている。各ピンプローブ等は、電子部品のプリントパターンや回路、素子等の検査ポイントの大きさ・ピッチに合わせた距離だけ離され、絶縁されている。検査プローブを、検査ポイントへ接触させてから、導通確認等の所期の性能検査が行なわれる。

検査プローブ１は、図１に示すように、絶縁された多数のプローブ線２０が電子部品側の支持板１６と検査機器側の支持板２３とを貫通して支持されている。従来のプローブ線２０は、図６に示すように、電子部品１１の各検査ポイント１２と検査機器（不図示）への各リード線２６の入力端子の端面２６Ａとが、プローブ線２０の金属芯線１８を介して一直線上に並んでいた。すなわち、検査ポイント１２と、プローブ線２０が貫通する支持板１６および支持板２３の穴と、リード線端面２６Ａとのピッチが同じであった。この検査プローブで、電子部品１１を支持板１６へ押し付けると、検査ポイント１２が支持板１６から突出している金属芯線１８の先端に当たって押し、金属芯線１８がそれ自身のバネ性で若干撓みながらリード線端面２６Ａに押し付けられて接触する。その結果、検査ポイント１２は金属芯線１８を通ってリード線２６と導通する。

例えば電子部品検査プローブとして、特許文献１に、ピンプローブを大小の球に貫通させ、それを一定距離離して多数配置し、それ等の大球を隣接する球同士がいずれも接触して線状に並び、又小球を球同士がいずれも接触して線状に並んで、大球列と小球列が平行となるように支持し、ピンプローブにコイルスプリングを付設した多ピンプローブユニットが記載されている。

また特許文献２に、尖った先端を有するプローブ線先部が通過する前保持部と、プローブ線後部を固定する後保持部を備え、前保持部から前方にプローブ線先端部を、後保持部から後方に計測機器へ接続可能にするプローブ線後端部を突出させ、先端部が電子部品端子に接触して後部へ向く押圧力が発生し、それに応じ前保持部と後保持部の間のプローブ線が弾性変形して撓み先端部に反力を発生させるプローブ線ユニットが記載されている。

従来の検査ポイントでプローブ線を細径化したり、それを貫通させる穴を小さくしたりするのは、技術的、コスト的に困難である。しかも、プローブ線先端が尖っていると、検査ポイントを不必要に傷付けてしまい、電子部品の品質を悪化させる恐れがある。

特開平１０−１７０５４８号公報 特開２００４−２３９６６７号公報

本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、被検査物である精細化した電子部品のプリントパターンや回路素子へ確実に接触しても被検査物を破損することなく、正確に検査できる簡易な検査プローブを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた特許請求の範囲の請求項１に記載の検査プローブは、多数の検査ポイントを備えた電子部品と、多数の入力リード線を備えた検査機器との間に、各々が絶縁された若干のバネ性を有する多数の金属芯線を介在させ、該電子部品を押し付けることで該金属芯線のバネ性によって各検査ポイントと各入力リード線の入力端子との間に各金属芯線の両端が接触して電気的に導通させる検査プローブであって、各金属芯線が、検査ポイントに向いた側の一端で、互いの間に間隙を持ちつつその金属芯線の径よりも拡大した検査ポイント接触ヘッドを有しており、該間隙の最短距離が、隣り合う該検査ポイントの導通部の最遠距離より短いことを特徴とする。

請求項２に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、前記ヘッドが、円柱状又は球状であることを特徴とする。

請求項３に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、前記ヘッドの側壁部分が、絶縁コーティングされていることを特徴とする。

請求項４に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、前記各金属芯線が絶縁されて一対ごとに束ねられていることを特徴とする。

請求項５に記載の検査プローブは、請求項１に記載されたもので、前記バネ性が、前記押し付けに対する金属芯線自身の復元力、又は前記金属芯線に巻き付けられ前記押し付けを復元するスプリングによることを特徴とする。

本発明の検査プローブは、検査ポイント接触ヘッドが金属芯線の径よりも拡大したものであるから、従来と同一のリード線配列のピッチであっても、金属芯線の配列間隔よりも微細な検査ポイントのピッチを有した電子部品の検査を可能とする。

その一方で隣り合う各検査ポイントが該各金属芯線へ接触し得る導通部の最遠距離即ち最大幅は、各金属芯線の間隙距離よりも長く、ヘッド同士の間隙の最短距離が、隣り合う各検査ポイントの導通部の最遠距離より短いから、ヘッドが確実に検査ポイントに接触できる。また、該各入力リード線の入力端子の配列間隔が、そこに接触する該各金属芯線の配列間隔よりも大きくできるから、金属芯線が確実に入力リード線端子に接触できるようになる。

したがって、本発明の検査プローブによれば、プリント基板、集積回路、液晶パネル等のような電子部品のプリントパターンや回路素子等が小さくそのピッチが微細であっても、確実かつ正確に、導通確認、絶縁確認のような検査を行なうことができる。

発明を実施するための好ましい形態

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の好ましい一態様を示している。

検査プローブは、支柱２７で固定された電子部品側の支持板１６と検査機器側の支持板２３とに、絶縁された多数の対のプローブ線２０が貫通して支持されたものである。検査機器側の支持板２３は、多数の入力リード線２６を備えた検査機器（不図示）に接続される。

プローブ線２０は、図２に示すように、絶縁被覆１７で絶縁された金属芯線１８からなり、曲げに対する自身の復元力によるバネ性を有している。その両端近傍は、表面が露出されている。

電子部品側の支持板１６に円形の穴１５がドリル加工によりあけられている。プローブ線２０の金属芯線１８が、この穴１５に貫通している。

金属芯線１８は、検査ポイントに向いた側の一端で、その径Ｄ_０よりも拡大した円柱状の検査ポイント接触ヘッド１３を有している。ヘッド１３同士は、互いに非接触的となって、間隙を有している。その間隙距離Ｈ_ｉｎは、検査ポイントの配列間隔Ｘ_ｐ以上の長さ、例えば丁度配列間隔Ｘ_ｐに調整されている。さらに、この間隙距離Ｈ_ｉｎは、隣り合う各検査ポイント１２が各金属芯線１８へ接触し得る最大幅Ｘ_ｏｕｔよりも小さくなっている。その結果、検査ポイント１２の配列間隔Ｘ_ｐは該金属芯線１８の配列間隔Ｐ_ｐよりも小さくなっている。

この穴１５と金属芯線１８との間に遊びを有する。プローブ線２０は、絶縁被覆１７の厚みにより、この穴１５の径よりも太くなっている。電子部品側の支持板１６から突き出たヘッド１３の先端面は、平坦であり、軸心に対し垂直になっている。この先端面は、電子部品１１の検査ポイント１２に向く。

一方、検査機器側の支持板２３にも同様に円形の穴２１があけられている。プローブ線２０の金属芯線１８がこの穴２１に挿入されている。この穴２１とプローブ線２０との間にも遊びを有する。プローブ線２０は、その弾性により丁度弛まない程度に緊張しつつ、検査機器側の支持板２３で支持されている。検査機器側で金属芯線１８の端面も、軸心に対し垂直になっている。

検査機器側の支持板２３は、電子部品検査機器から伸びる多数の入力リード線の支持板２５に固定される。これにより各金属芯線１８の端面２４と、各入力リード線２６の入力端子とが接触できるようになっている。

この検査プローブは、以下のように動作する。

図２（ａ）のように、電子部品１１を、図示外の治具を使い検査プローブに向け垂直降下させる。すると同図（ｂ）のようにプローブ線２０の金属芯線１８が、検査ポイント側の検査ポイント接触ヘッド１３の先端面で検査ポイント１２の頂点に接触し強く押し付けられ、検査機器側の支持板２３の方向へ押される。それに伴い、プローブ線２０が金属芯線１８自身の復元力に起因するバネ性により撓んで座屈する。その結果、プローブ線２０の金属芯線１８が検査機器側の端面２４で、入力リード線２６に強く接触する。検査ポイント１２は金属芯線１８を通って入力リード線２６と導通する。

対のプローブ線２０の金属芯線１８は、検査ポイント側の検査ポイント接触ヘッドの先端面１３を平坦としているので、それの各エッジで、２点の検査ポイント１２に接触する。そのため、各金属芯線１８の軸間距離よりも、遥かに小さなピッチ間隔で並ぶ各検査ポイント１２に、確実に接触させることができる。

検査機器から電流を流して、検査ポイント１２の導通確認、絶縁確認、動作確認、抵抗値測定のような性能検査を行なう。

性能検査が完了したら、電子部品１１を、上昇させる（不図示）。すると、プローブ線２０のバネ性で撓みが解消し元のように伸びた状態となるとともに、検査ポイント接触ヘッド１３と検査ポイント１２とが離れる。

なお、図２にプローブ線２０が１対であるものを図示したが、実際には複数対用いられる。そのプローブ線２０のピッチは、１０μｍ〜１０ｍｍの適当な間隔である。例えば、集積回路の性能を検査する検査プローブは、図１に示すように、数ｃｍ四方に数千本、例えば２５００〜４０００本のプローブ線２０を有している。各プローブ線２０が集積回路のパターン、各素子、または半田バンプに対応する。

図３は、本発明の実施の別な一態様を示している。同図に示すように、検査ポイント接触ヘッド１３が、球状であると、検査ポイント１２に不必要に傷を付けない。

２点の異なる検査ポイント１２に１対のプローブ線２本を夫々接触させる例を示したが、図４に示すように、１点の検査ポイント１２に１対のプローブ線２本、または２対のプローブ線４本を接触させ、接触精度を向上させてもよい。

図５は、本発明の実施の別な一態様を示している。同図に示すように、検査プローブは、電子部品側の支持板１６と検査機器側の支持板２３とに、対で一体化され絶縁されたプローブ線２０が貫通して支持されたものであってもよい。プローブ線２０は、２本の金属芯線１８が各々絶縁被覆１７で表面被覆されつつ接着剤による接着または熱溶着で束ねられている。そのため、プローブ線２０の断面は楕円になっている。対の金属芯線１８が有する検査ポイント接触ヘッド１３同士の間隙距離は、検査可能な検査ポイント１２の最少ピッチである。検査ポイント１２へ接触できるエッジを含む両検査ポイント接触ヘッド１３の端面が、表面露出され、軸心に対し垂直となっている。

電子部品側の支持板１６に楕円形の穴があけられている。プローブ線２０の両金属芯線１８がこの穴に貫通されている。この穴と先端側の両金属芯線１８との間に遊びを有する。一方、検査機器側の支持板２３にも同様に楕円形の穴があけられている。プローブ線２０の金属芯線１８が他端側でこの穴に挿入されている。この穴とプローブ線２０との間に遊びを有する。プローブ線２０は丁度弛まない程度に緊張して支持されている。

これらの穴もプローブ線２０の断面も楕円であるので、プローブ線２０は、自由に回転できず、方向が定まっている。

この検査プローブは、プローブ線２０が一体化しているので両金属芯線１８が連動すること以外は、前記と同様に動作する。

なお、両金属芯線１８が連動する例を示したが、絶縁された両金属芯線１８を低表面抵抗樹脂で覆いつつそれらが独自に動く構成にしてもよい。

これらにより、検査ポイント１２のピッチを小さくしつつ、入力リード線２６を太いマグネットワイヤにしてそのピッチＴ_ｐを大きくしつつ接触精度を向上させたり、入力リード線２６の入力端子の配列間隔を大きくしたりすることができる。

検査ポイント接触ヘッド１３は、検査ポイント１２と接触し得る部位以外の部位で、絶縁コーティングされていてもよい。

本発明の検査プローブは、プリント基板、集積回路（ＩＣ）ソケット、液晶パネル、半導体のような各種電子部品について、導通確認、絶縁確認、動作確認、抵抗値測定のような性能検査をするのに、用いられる。

本発明を適用する検査プローブの実施の一態様での使用途中を示す全体図である。 本発明を適用する検査プローブの実施の一態様での使用途中を示す部分図である。 本発明を適用する検査プローブの別な実施態様での先端面近傍を示す部分図である。 本発明を適用する検査プローブの別な実施態様での先端面近傍を示す部分図である。 本発明を適用する検査プローブの別な実施態様での使用途中を示す部分図である。 本発明を適用外であって従来の検査プローブの使用途中を示す部分図である。

符号の説明

１は検査プローブ、１１は電子部品、１２は検査ポイント、１３は検査ポイント接触ヘッド、１５は穴、１６は電子部品側の支持板、１７は絶縁被覆、１８は金属芯線、２０はプローブ線、２１は穴、２３は検査機器側の支持板、２４は検査機器側の端面、２５はリード線支持板、２６は入力リード線、２６Ａは入力リード線の端面、２７は支柱、Ｘ_ｐは検査ポイントの配列間隔、Ｘ_ｏｕｔは検査ポイントが各金属芯線へ接触し得る最遠距離、Ｈ_ｉｎは検査ポイント接触ヘッドの間隙距離、Ｐ_ｐは金属芯線の配列間隔、Ｄ_０は金属芯線の径、Ｔ_ｐは入力端子の配列間隔である。

Claims (5)

1. 多数の検査ポイントを備えた電子部品と、多数の入力リード線を備えた検査機器との間に、各々が絶縁された若干のバネ性を有する多数の金属芯線を介在させ、該電子部品を押し付けることで該金属芯線のバネ性によって各検査ポイントと各入力リード線の入力端子との間に各金属芯線の両端が接触して電気的に導通させる検査プローブであって、各金属芯線が、検査ポイントに向いた側の一端で、互いの間に間隙を持ちつつその金属芯線の径よりも拡大した検査ポイント接触ヘッドを有しており、該間隙の最短距離が、隣り合う該検査ポイントの導通部の最遠距離より短いことを特徴とする検査プローブ。
2. 前記ヘッドが、円柱状又は球状であることを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
3. 前記ヘッドの側壁部分が、絶縁コーティングされていることを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
4. 前記各金属芯線が絶縁されて一対ごとに束ねられていることを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。
5. 前記バネ性が、前記押し付けに対する金属芯線自身の復元力、又は前記金属芯線に巻き付けられて前記押し付けを復元するスプリングによることを特徴とする請求項１に記載の検査プローブ。

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