JP2008309587A - プリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、検査ポイントに接触する複数の検査用接触子をそれぞれ独立して検査部に導通させることができるプリント基板の検査装置を得る。
【解決手段】プリント基板の検査装置１０は、それぞれ被検査プリント基板１２の検査ポイントに独立して接触可能に配置された複数の検査用プローブ１４と、被検査プリント基板１２の機能を検査するための検査ユニット１８にそれぞれ独立して電気的に接続された複数の変換用プローブ２０と、複数の検査用プローブ１４のそれぞれと複数の変換用プローブ２０の少なくとも一部とを独立して電気的に導通させる配線変換基板２４と、を備えている。配線変換基板２４は、プリント基板にて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プリント基板の電気的接続を検査するための検査装置に関するもので、高密度プリント基板に適合するためのプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置に関するものである。

プリント基板の機能を検査するために、各種のプリント基板の検査装置が考えられている（例えば、特許文献１乃至特許文献４参照）。特許文献１乃至特許文献３に記載の装置では、被検査プリント基板の検査ポイントに接触する多数の検査用プローブが、それぞれ配線を介して測定部（テスター部）に導通されている。
特開２００６−１７０６２３号公報 特開２００５−６９９５４号公報 特開２００６−２２０５５２号公報 特開２００５−２９２９６０号公報

しかしながら、上記した従来の技術では、多数の検査用プローブと測定部における対応する部分（コネクタ等）とをそれぞれ配線を介して接続する構造であるため、換言すれば、検査用プローブに直接的に配線が接続される構成であるため、この配線のための作業が煩雑で、高コストの原因となっていた。

本発明は、上記事実を考慮して、２層以上のプリント基板で配線する簡単な構造で、検査ポイントに接触する複数の検査用接触子をそれぞれ独立して検査部に導通させることができるプリント基板の検査装置を得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係るプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置は、それぞれ被検査プリント基板の検査ポイントに独立して接触可能に配置された複数の検査用接触子と、前記被検査プリント基板の機能を検査するための検査部にそれぞれ独立して電気的に接続された複数の変換用接触子と、プリント基板より成り、前記複数の検査用接触子のそれぞれと、前記変換用接触子の少なくとも一部とを独立して電気的に導通させる配線変換部と、を備えている。

請求項１記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置では、複数の検査用接触子は、それぞれプリント基板より成る配線変換部を介して、複数の変換用接触子のうちの何れか対応する変換用接触子に電気的に導通される。したがって、検査用接触子は、配線変換部及び変換用接触子を介して、他の検査用接触子とは独立して検査部の対応する部分に導通される。このため、本プリント基板の検査装置では、検査用接触子と検査部とを直接配線で導通することなく、被検査プリント基板を検査する構成とされる。

このように、請求項１記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置では、２層以上のプリント基板で配線する簡単な構造で、検査ポイントに接触する複数の検査用接触子をそれぞれ独立して検査部に導通させることができる。そして、検査用接触子から変換用接触子までを例えばハンダ付け等による直接配線を用いることなく導通させることができるため、これらの間の煩雑な配線作業を不要にすることができる。

請求項２記載の発明に係るプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置は、請求項１記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置において、前記複数の変換用接触子は、前記複数の検査用接触子よりも多数設けられて、所定のパターンで配列されている。

請求項２記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置では、複数の検査用接触子よりも多数の変換用接触子が所定のパターンで（不特定の被検査基板の最大検査ポイント数をカバーするように）配列されると共にそれぞれ独立して検査部に電気的に接続されているため、検査部から変換用接触子までは各種の被検査プリント基板に対応して共通の構成とすることができる。このため、本プリント基板の検査装置では、検査用接触子及び配線変換部の変更により、検査用接触子と検査部とを例えばハンダ付け等による直接配線で導通することなく、回路パターンの異なる被検査プリント基板を検査することができる。

請求項３記載の発明に係るプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置は、請求項１又は請求項２記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置において、前記配線変換部は、基板と、前記基板の一方側の面に設けられ、前記複数の検査用接触子のそれぞれに独立して電気的に導通されるように接触される複数の被検査側導通部と、前記基板の他方側の面に設けられ、前記複数の変換用接触子の少なくとも一部に独立して電気的に導通されるように接触される複数の検査側導通部と、前記基板を貫通したスルーホールに設けられた部分を含み、前記被検査側導通部と前記検査側導通部とを電気的に接続する配線部と、を含んで構成されている。

請求項３記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置では、検査用接触子は、配線変換部における被検査側導通部、スルーホールを介して表裏に形成される配線部、検査側導通部を介して、変換用接触子に導通される。検査用接触子と電気的に導通される被検査側導通部は、被検査プリント基板の回路パターンを反転して容易に得ることができる。

請求項４記載の発明に係るプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置は、請求項３記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置において、前記複数の検査用接触子を保持すると共に前記配線変換部の基板が重ね合わされる治具をさらに備え、該治具と前記基板とを含む特定の前記被検査プリントに対する専用部分が小型かつ軽量に構成されている。

請求項４記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置では、治具と基板とを重ね合わせることで、治具に保持された検査用接触子と基板に設けられた被検査側導通部とが接触して導通される。検査用接触子は、配線用に治具から大きく突出される必要がないので、特定の被検査プリントに対する専用部分について、構造の簡素化、小型軽量化が図られる。

以上説明したように本発明に係るプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置は、２層以上のプリント基板で配線する簡単な構造で、検査ポイントに接触する複数の検査用接触子をそれぞれ独立して検査部に導通させることができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係るプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置としてのプリント基板の検査装置１０について、図１乃至図６に基づいて説明する。先ず、プリント基板の検査装置１０の概略全体構成について説明し、次いで、本発明の要部である配線変換構造５０について詳細に説明することとする。

（プリント基板の検査装置の全体構成）
図１には、プリント基板の検査装置１０の概略全体構成が模式図にて示されている。この図に示される如く、プリント基板の検査装置１０は、検査対象である被検査プリント基板１２の配線パターン、ベアボード等を両面から検査するようになっている。この実施形態では、プリント基板の検査装置１０は、被検査プリント基板１２の表面１２Ａ側を検査するための第１検査装置部１０Ａと、被検査プリント基板１２の裏面１２Ｂ側を検査するための第２検査装置部１０Ｂとを含んで構成されている。第１検査装置部１０Ａと第２検査装置部１０Ｂとは基本的に同様に構成されるので、以下、特記する以外は、単に「プリント基板の検査装置１０」の構成要素として、第１検査装置部１０Ａと第２検査装置部１０Ｂとの共通部分を説明することとする。

プリント基板の検査装置１０は、被検査プリント基板１２の検査ポイントに接触される複数（例えば、数千本）の検査用接触子としての検査用プローブ１４を備えている。図２にも示される如く、複数の検査用プローブ１４は、それぞれ共通のプローブ治具１６に保持されている。このプローブ治具１６が被検査プリント基板１２に対し接離することで、各検査用プローブ１４が被検査プリント基板１２の検査ポイントに接離する構成とされている。

また、プリント基板の検査装置１０は、複数の検査用プローブ１４を検査部としての検査ユニット１８の対応部位に電気的に導通させるための複数の変換用接触子としての変換用プローブ２０を備えている。図２にも示される如く、複数の変換用プローブ２０は、それぞれ共通のグリッド治具２２に保持されている。そして、各検査用プローブ１４は、後に詳述する配線変換構造５０を構成する配線変換基板２４を介して、それぞれ異なる複数の変換用プローブ２０と電気的に導通されている。したがって、プローブ治具１６とグリッド治具２２とは配線変換基板２４を挟み込んだ状態で被検査プリント基板１２に対し接離するようになっており、プローブ治具１６を介して治具取り付け枠２３に固定されて、プリント基板の検査装置１０の可動部２５を構成している。

さらに、各変換用プローブ２０は、フィード配線材２６を介して接続コネクタ２８に接続されている。図１に示される如く、接続コネクタ２８は、固定部３０を構成する検査ユニット１８にフィード配線材３２を介して電気的に接続された固定側コネクタ３４に対し、着脱可能に構成されている。したがって、プリント基板の検査装置１０では、各変換用プローブ２０は、フィード配線材２６、接続コネクタ２８、固定側コネクタ３４、フィード配線材３２を介して検査ユニット１８の対応する検査部に電気的に導通されている。

以上説明したプリント基板の検査装置１０では、第１検査装置部１０Ａ及び第２検査装置部１０Ｂの各可動部２５がそれぞれ固定部３０に対し被検査プリント基板１２側にプレスされてそれぞれの各検査用プローブ１４を被検査プリント基板１２の検査ポイントに接触された状態で、すなわち被検査プリント基板１２を表裏からそれぞれ複数の検査用プローブ１４で挟み込んだ状態で、検査ユニット１８によって、被検査プリント基板１２の配線パターン、ベアボードの電気検査が行われるようになっている。

（配線変換構造）
図１及び図２に示される如く、プリント基板の検査装置１０は、各検査用プローブ１４をそれぞれ異なる変換用プローブ２０に導通させるための配線変換構造５０を備えている。配線変換構造５０は、狭義には複数の検査用プローブ１４と変換用プローブ２０との間に介在する配線変換基板２４として把握することができ、広義には、それぞれ複数の検査用プローブ１４、変換用プローブ２０を含んで構成されているものとして把握することができる。したがって、先ず、各検査用プローブ１４、各変換用プローブ２０について以下に補足する。

図３に示される如く、各検査用プローブ１４は、それぞれ被検査プリント基板１２の検査ポイントに接触する先端１４Ａが、プローブ治具１６における被検査プリント基板１２との対向面１６Ａから進退可能に、該プローブ治具１６のプローブ孔１６Ｂに抜け止め状態で保持されている。各プローブ孔１６Ｂには、それぞれ圧着バネ３６が配設されており、各検査用プローブ１４は、各プローブ孔１６Ｂ内で圧着バネ３６に差し込まれている。

この実施形態では、配線変換基板２４は、プローブ治具１６に固定されて各プローブ孔１６Ｂを閉止しており、各検査用プローブ１４は、それぞれ圧着バネ３６を介して、配線変換基板２４の被検査側パッド４２（後述）に導通されている。また、各圧着バネ３６は、軸方向に垂直動し、各検査用プローブ１４の対向面１６Ａからの突出量の違いを吸収し得る構成とされている。

一方、各変換用プローブ２０は、グリッド治具２２に固定的に保持されている。図４に部分的に抜き出して示される如く、各変換用プローブ２０は、所定の配列パターンで配列されてグリッド３８を構成しており、グリッド３８を構成する変換用プローブ２０の数は検査ユニット１８の最大検査ポイント数として設定（用意）されており、グリッド３８の形状（各変換用プローブ２０の配列パターン）は、被検査プリント基板１２として想定される各種基板に対応可能に設定されている。

以上により、図３に例示される如く、一部の変換用プローブ２０Ａは、配線変換基板２４を介して対応する検査用プローブ１４に導通され、残余の変換用プローブ２０Ｂは、何れの検査用プローブ１４にも導通されない構成とされている。一部の変換用プローブ２０Ａは、グリッド治具２２が配線変換基板２４に押し付けられて、配線変換基板２４の検査側パッド４４に接触し電機的導通を得る構成とされている。

次いで、配線変換構造５０の主要部を成す配線変換基板２４について説明する。配線変換基板２４は、複数層（この実施形態では２層）のプリント基板にて構成されている。具体的には、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）にぞれぞれ部分的に例示される如く、配線変換基板２４は、樹脂基板４０と、該樹脂基板４０の一方側の面４０Ａに形成され各検査用プローブ１４（圧着バネ３６）が接触する被検査側導通部としての被検査側パッド４２と、樹脂基板４０の他方側の面４０Ｂに形成され各変換用プローブ２０Ａが接触する検査側導通部としての検査側パッド４４と、被検査側パッド４２と検査側パッド４４とを導通する配線部としてのプリント配線部４６とを主要構成要素として構成されている。

プリント配線部４６は、基本的に、樹脂基板４０の一方側の面４０Ａに形成された被検査側配線部４６Ａと、樹脂基板４０の他方側の面４０Ｂに形成された検査側配線部４６Ｂと、樹脂基板４０を貫通するスルーホール４８に形成されて被検査側配線部４６Ａと４６Ｂとを接続する表裏接続配線部４６Ｃとを含んで構成されている。被検査側配線部４６Ａに代えて被検査側パッド４２、検査側配線部４６Ｂに代えて検査側パッド４４のみが形成されていても良い。

配線変換構造５０では、配線変換基板２４をプローブ治具１６とグリッド治具２２との間に介在させることで、各検査用プローブ１４と対応する変換用プローブ２０とが独立して導通される構成とされている。

次に、実施形態の作用を説明する。

上記構成のプリント基板の検査装置１０では、被検査プリント基板１２を第１検査装置部１０Ａと第２検査装置部１０Ｂとの間に配置し、それぞれの可動部２５を被検査プリント基板１２側へプレスして被検査プリント基板１２の検査ポイントに各検査用プローブ１４を接触させる。この状態から検査ユニット１８が作動されると、該検査ユニット１８によって、被検査プリント基板１２の配線パターンの電気的機能の検査が行わされる。

ここで、プリント基板の検査装置１０では、配線変換構造５０の配線変換基板２４を介して、所定のパターンで配列されている変換用プローブ２０のうち対応する変換用プローブ２０と、各検査用プローブ１４とが電気的に導通されるので、検査用プローブと検査部とを配線で導通することなく、被検査プリント基板を検査する構成が実現される。

そして、プリント基板の検査装置１０では、所定のパターンで配列されているグリッド３８を構成する変換用プローブ２０が、それぞれ独立して検査ユニット１８に電気的に接続されているため、検査ユニット１８からグリッド３８（変換用プローブ２０）までは各種の被検査プリント基板１２に対し共通の構成とすることができる。すなわち、プリント基板の検査装置１０は、ユニバーサル機能（汎用性）を備える。このため、本プリント基板の検査装置１０では、表裏の配線変換構造５０における各検査用プローブ１４（プローブ治具１６）及び配線変換基板２４にて構成されるユニット１０Ｃ（図１参照）を、ワンタッチ（一工程）で変更することで、複数の検査用プローブ１４をそれぞれ配線を介して独立して検査ユニット１８に導通することなく、回路パターンが異なる各種の被検査プリント基板１２を検査することができる。

例えば図７に示す比較例に係るプリント基板の検査装置１００では、複数の検査用プローブ１４がそれぞれ配線１０２を介して接続コネクタ２８（検査ユニット１８）に導通される構造であるため、各検査用プローブ１４と接続コネクタ２８の端子とを導通させるための多数（数千本）配線作業が煩雑である。これに対して、プリント基板の検査装置１０では、配線変換基板２４を用いることで、グリッド３８を構成する変換用プローブ２０の一部と複数の検査用プローブ１４とを配線に頼ることなく導通することができる。

また、上記比較例に係るプリント基板の検査装置１００では、複数の検査用プローブ１４と接続コネクタ２８とを配線にて導通する構造であるため、回路パターンの異なる被検査プリント基板１２を検査する毎に、該被検査プリント基板１２に対応する多数の配線作業を行う必要が生じる。これに対して、プリント基板の検査装置１０では、グリッド３８を構成する変換用プローブ２０の一部と複数の検査用プローブ１４とを配線変換基板２４を用いて導通するため、個別の配線に頼ることなく、回路パターンの異なる各種の被検査プリント基板１２の検査に対応した構成とすることが容易である。すなわち、プリント基板の検査装置１０では、配線変換基板２４を用いることで、回路パターンの異なる被検査プリント基板１２毎に専用となる部分である検査用プローブ１４を保持したプローブ治具１６を、各種の被検査プリント基板１２に共通に用いることができる変換用プローブ２０（グリッド３８）に対し、個別の配線を用いることなく導通することができる。

これらにより、プリント基板の検査装置１０では、プリント基板の検査装置１００の如く複数の検査用プローブ１４と接続コネクタ２８（の各端子）との間を個別に接続するための、煩雑な作業を伴う配線が不要となり、簡単かつ低コストで、回路パターンの異なる被検査プリント基板１２毎の専用部分を構成することが可能である。また、プリント基板の検査装置１０では、プリント基板の検査装置１００のプローブ治具１６（可動部）に対して、配線変換基板２４を含むプローブ治具１６（可動部２５）を小型化することができ、保管スペースを小さくすることができる。すなわち、プリント基板の検査装置１０では、プリント基板の検査装置１００に対し、低コスト化、作業性向上、管理性向上を図ることができる。

しかも、配線変換基板２４は、プリント配線部４６が表裏接続配線部４６Ｃを有することで、被検査側パッド４２と検査側パッド４４とが配線変換基板２４の表裏に分離して形成されるので、被検査プリント基板１２の回路パターンを反転した回路パターンを形成することで、被検査側パッド４２及び被検査側配線部４６Ａ（樹脂基板４０の一面４０Ａの回路パターン）を得ることができる。

このように、本実施形態に係るプリント基板の検査装置１０では、２層以上のプリント基板で配線する簡単な構造で、被検査プリント基板１２の検査ポイントに接触する複数の検査用プローブ１４をそれぞれ独立して検査ユニット１８に導通させることができる。

さらに、プリント基板の検査装置１０では、上記の如く被検査プリント基板１２の回路パターンを反転利用して配線変換基板２４（被検査側パッド４２及び被検査側配線部４６Ａ）を構成することができるので、該被検査プリント基板１２の（設計）完成後、速やかに該被検査プリント基板１２に対応したプリント基板の検査装置１０を構築することができ、図７のプリント基板の検査装置１００を用いる場合と比較して、被検査プリント基板１２の検査開始までの時間を大幅に短縮することができ、フライング検査に頼ることなく被検査プリント基板１２の短納期化に寄与する。なお、配線変換基板２４自体は、フライング検査により検査することができ、その品質を保証することができる。

また、プリント基板の検査装置１０では、検査ユニット１８からグリッド治具２２までを各種の被検査プリント基板１２に対応可能な汎用構造とすると共に、プローブ治具１６、配線変換基板２４を特定の被検査プリント基板１２に専用の構造としているため、例えば装置全体を各種の被検査プリント基板１２に対応可能な汎用構造とした構成と比較して、構造が簡単で安価な検査装置として構成することができる。すなわち、プリント基板の検査装置１０では、専用側の検査用プローブ１４と共通側の変換用プローブ２０とを、配線変換基板２４を介して導通される独立した部品として構成したため、換言すれば、フィード配線材２６を介して接続コネクタ２８（検査ユニット１８）に接続された変換用プローブ２０とは別部材として、被検査プリント基板１２の検査ポイントに対応して配置された複数の検査用プローブ１４が設けられているため、例えば、常に検査ユニット１８に接続されている検査用プローブを個別に使用位置と非使用位置とに切り替え得る駆動機構を備えた汎用装置と比較して、構造が著しく簡素化される。

上記実施形態では、表裏両面に回路パターンが形成された被検査プリント基板１２の機能検査を行うためのプリント基板の検査装置１０について例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、一方の面にのみ回路パターンが形成された被検査プリント基板１２や基板内部にも回路パターンが形成された多層の被検査プリント基板１２の機能検査を行うためのプリント基板の検査装置に本発明を適用可能であることはいうまでもない。

本発明の実施形態に係るプリント基板の検査装置の全体構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の検査装置の可動部を模式的に示す側面図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の検査装置の配線変換構造を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の検査装置の変換用プローブの配列パターンを示す平面図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の検査装置の要部を構成する配線変換基板の一部を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態に係るプリント基板の検査装置の要部を構成する配線変換基板の別の一部を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図６（Ａ）の６Ｂ−６Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の実施形態との比較例に係るプリント基板の検査装置を示す側面図である。

符号の説明

１０ プリント基板の検査装置
１２ 被検査プリント基板
１４ 検査用プローブ（検査用接触子）
１８ 検査ユニット（検査部）
２０ 変換用プローブ（変換用接触子）
２４ 配線変換基板（配線変換部）
４０ 樹脂基板（基板）
４２ 被検査側パッド（被検査側導通部）
４４ 検査側パッド（検査側導通部）
４６ プリント配線部（配線部）
４８ スルーホール

Claims (4)

1. それぞれ被検査プリント基板の検査ポイントに独立して接触可能に配置された複数の検査用接触子と、
   前記被検査プリント基板の機能を検査するための検査部にそれぞれ独立して電気的に接続された複数の変換用接触子と、
   ２層以上のプリント基板より成り、前記複数の検査用接触子のそれぞれと、前記変換用接触子の少なくとも一部とを独立して電気的に導通させる配線変換部と、
   を備えたプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置。
2. 前記複数の変換用接触子は、前記複数の検査用接触子よりも多数設けられて、所定のパターンで配列されている請求項１記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置。
3. 前記配線変換部は、
   基板と、
   前記基板の一方側の面に設けられ、前記複数の検査用接触子のそれぞれに独立して電気的に導通されるように接触される複数の被検査側導通部と、
   前記基板の他方側の面に設けられ、前記複数の変換用接触子の少なくとも一部に独立して電気的に導通されるように接触される複数の検査側導通部と、
   前記基板を貫通したスルーホールに設けられた部分を含み、前記被検査側導通部と前記検査側導通部とを電気的に接続する配線部と、
   を含んで構成されている請求項１又は請求項２記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置。
4. 前記複数の検査用接触子を保持すると共に前記配線変換部の基板が重ね合わされる治具をさらに備え、該治具と前記基板とを含む特定の前記被検査プリントに対する専用部分が小型かつ軽量に構成されている請求項３記載のプリント基板のユニバーサル機能を有する検査装置。
   

Images