JP2011227009A - プリント配線板用検査治具 - Google Patents

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Shinshichi Nakamura
愼七 中村
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
Ryo Kawasaki
亮 河▲崎▼
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Abstract

【課題】 プリント配線板に設けられたスルーホールの電気的導通検査を正確に行うことができるプリント配線板用検査治具を提供する。
【解決手段】 保持ボード10,12と、保持ボード10に進退動自在に保持されるプローブピン34と、保持ボード12に収容されるばね部材36と、を備える。プローブピン34は、その先端部40が保持ボード10から外部に突出される非検査位置と、その先端部40の少なくとも一部が保持ボード10に収容される検査位置との間を移動自在に構成される。プローブピン34の先端部40には、プローブピン34の軸線方向に対して傾斜する傾斜面46が形成されている。プリント配線板6の検査時には、プローブピン34の傾斜面46がプリント配線板6のスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てられる。
【選択図】 図2

Description

本発明は、プリント配線板に設けられたスルーホールの電気的導通検査に用いるプリント配線板用検査治具に関する。
プリント配線板に設けられたスルーホールの電気的導通検査には、プリント配線板用検査治具が用いられる(例えば、特許文献1参照)。従来のプリント配線板用検査治具は、保持ボードと、保持ボードに保持されるプローブピンと、を備えている。プローブピンの先端部は円錐形状に形成され、保持ボードから外部に突出されている。
このようなプリント配線板用検査治具は、次のようにして用いられる。検査すべきプリント配線板のスルーホールの開口の周囲には、ランドと呼ばれるリング状の電極が形成され、このランドの外周部はソルダーレジストによって被覆されている。プローブピンの先端部(即ち、円錐形状の頂部)をランドの所定部位(即ち、ソルダーレジストにより被覆されていない部位)に押し当てて両者を電気的に接触させることにより、スルーホールの電気的導通検査が所要の通りに行われる。
特開2000−171512号公報
近年、電子機器の小型化・軽量化に伴い、電子機器に搭載されるプリント配線板のランドの大きさ(ランド径)が小さくなる傾向にある。しかしながら、このようにランドの大きさが小さくなると、プリント配線板とプリント配線板用検査治具との位置合わせズレやプローブピンの植立精度のバラツキ、ソルダーレジストの寸法のバラツキなどにより、プローブピンがランドの上記所定部位に対して位置ずれするおそれがある。
プローブピンがランドの上記所定部位からその径方向内側に位置ずれすると、プローブピンの先端部がスルーホールの内周面に接触することによりプローブピン全体が撓むようになり、プローブピンに無理な外力が加わりプローブピンが破損するおそれがある。また、プローブピンがランドの上記所定部位からその径方向外側に位置ずれすると、プローブピンの先端部がランドの外周部(ソルダーレジストにより被覆された部位)に接触し、両者の電気的接触を確保することができない。
従って、従来のプリント配線板用検査治具では、プローブピンの先端部をランドの上記所定部位に正確に接触させることが難しく、スルーホールの電気的導通検査を正確に行うことができないという問題がある。
本発明の目的は、プリント配線板に設けられたスルーホールの電気的導通検査を正確に行うことができるプリント配線板用検査治具を提供することである。
本発明の請求項1に記載のプリント配線板用検査治具では、プリント配線板に設けられたスルーホールの電気的導通検査に用いるプリント配線板用検査治具であって、
保持ボードと、前記保持ボードに進退動自在に保持されるプローブピンと、前記保持ボードに収容され、前記プローブピンの基端部に作用するばね部材と、を備え、前記プローブピンは、その先端部が前記保持ボードから外部に突出される非検査位置と、その先端部の少なくとも一部が前記保持ボードに収容される検査位置との間を移動自在に構成され、前記プローブピンの先端部には、前記プローブピンの軸線方向に対して傾斜する傾斜面が形成されており、
前記プリント配線板の検査時には、前記プローブピンの前記傾斜面が前記プリント配線板の前記スルーホールの開口縁部に押し当てられ、これにより前記プローブピンが前記非検査位置から前記検査位置に移動されることを特徴とする。
また、本発明の請求項2に記載のプリント配線板用検査治具では、前記プローブピンは一対設けられ、前記一対のプローブピンは、前記保持ボードに間隔を置いて保持されていることを特徴とする。
また、本発明の請求項3に記載のプリント配線板用検査治具では、前記非検査位置における前記プローブピンの先端部の前記保持ボードからの突出長さをLとし、前記プローブピンの直径をDとしたとき、L/D=0.5〜1.5であることを特徴とする。
また、本発明の請求項4に記載のプリント配線板用検査治具では、前記プローブピンの先端部には円錐形状の接触部が設けられ、前記傾斜面は、前記接触部に形成されたテーパ面から構成されており、
前記プローブピンが前記非検査位置に位置付けられると、その前記接触部のみが前記保持ボードの外部に突出されることを特徴とする。
本発明の請求項1に記載のプリント配線板用検査治具によれば、プローブピンの先端部には、プローブピンの軸線方向に対して傾斜する傾斜面が形成され、プリント配線板の検査時には、プローブピンの傾斜面がプリント配線板のスルーホールの開口縁部に押し当てられる。このように構成されているので、例えばプリント配線板とプリント配線板用検査治具との位置合わせズレやプローブピンの植立精度のバラツキ、ソルダーレジストの寸法のバラツキなどにより、プローブピンがスルーホールの径方向内側に位置ずれした場合には、プローブピンの先端部がスルーホールの内周面に接触するようになるが、このときのプローブピンのスルーホールの径方向内側への偏倚量は比較的小さくなるため、プローブピン全体の撓み量は比較的小さくなる。これにより、プローブピンに無理な力が加わるのが抑制され、プローブピンの破損が防止される。また、プローブピンがスルーホールの径方向外側に位置ずれした場合には、プローブピンの先端部がランドの所定部位(ソルダーレジストにより被覆されていない部位)に接触され、プローブピンとランドとの電気的接触を確保することができる。従って、このプリント配線板検査治具では、プローブピンの先端部とスルーホールとの安定した電気的接触を確保することができ、スルーホールの電気的導通検査を正確に行うことができる。
また、本発明の請求項2に記載のプリント配線板用検査治具によれば、プローブピンは一対設けられ、一対のプローブピンは、保持ボードに間隔を置いて保持されているので、スルーホールの一方の開口縁部に一対のプローブピンの各傾斜面を押し当てることにより、スルーホールの電気的導通を検査する2端子検査を行うことができる。あるいは、スルーホールの両開口縁部にそれぞれ一対のプローブピンの各傾斜面を押し当てることにより、スルーホールの電気的導通を検査する4端子検査を行うことができる。
また、本発明の請求項3に記載のプリント配線板用検査治具によれば、非検査位置におけるプローブピンの先端部の保持ボードからの突出長さをLとし、プローブピンの直径をDとしたとき、L/D=0.5〜1.5であるので、プローブピンの傾斜面がスルーホールの開口縁部に押し当てられた際に、プローブピンに加わる外力を小さく抑えることができ、プローブピンの破損を防止することができる。
また、本発明の請求項4に記載のプリント配線板用検査治具によれば、プローブピンの先端部には円錐形状の接触部が設けられ、プローブピンが非検査位置に位置付けられると、その接触部のみが保持ボードの外部に突出されるので、接触部のテーパ面がスルーホールの開口縁部に押し当てられた際に、プローブピンに加わる外力を小さく抑えることができ、プローブピンの破損を防止することができる。
本発明の第1の実施形態によるプリント配線板用検査治具を示す断面図である。 検査時におけるプリント配線板用検査治具を示す断面図である。 検査時におけるプローブピンの先端部及びプリント配線板のスルーホールを拡大して示す断面図である。 本発明の第2の実施形態によるプリント配線板用検査治具を示す断面図である。 本発明の第3の実施形態によるプリント配線板用検査治具のプローブピンの先端部及びプリント配線板のスルーホールを拡大して示す断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に従うプリント配線板用検査治具の各種実施形態について説明する。
[第1の実施形態]
まず、図1〜図3を参照して、第1の実施形態のプリント配線板用検査治具について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態によるプリント配線板用検査治具を示す断面図であり、図2は、検査時におけるプリント配線板用検査治具を示す断面図であり、図3は、検査時におけるプローブピンの先端部及びプリント配線板のスルーホールを拡大して示す断面図である。
図1を参照して、図示のプリント配線板用検査治具2は、上下に対向して配設された一対の検査治具本体4a,4bを備えている。上側に配設された検査治具本体4b及び下側に配設された検査治具本体4aはそれぞれ、相互に近接する方向(図1において矢印Pで示す方向)及び離隔する方向(図2において矢印Qで示す方向)に移動自在に構成されている。一対の検査治具本体4a,4bの間には、検査すべきプリント配線板6が所要の通りに配設される検査空間8が形成されている。一対の検査治具本体4a,4bの構造はそれぞれ実質上同一であり、一対の検査治具本体4a,4bはそれぞれ、上下の向きが相互に反対になるように(即ち、後述するプローブピン34の先端ピン部40が相互に対向するように)配設されている。以下、下側に配設された検査治具本体4aの構造について説明する。
検査治具本体4aはピンボード10及び配線ボード12を備え、これらピンボード10及び配線ボード12により保持ボードが構成される。ピンボード10は、保護ボード14、スペースボード16、上側ヘッドボード20及び下側ヘッドボード21を備えている。保護ボード14は、上側ヘッドボード20の上面側に配設され、スペースボード16は、上側ヘッドボード20と保護ボード14との間に介在されている。配線ボード12は、上側配線ボード18と、この上側配線ボード18の下面側に配設された下側配線ボード22と、を有している。上側配線ボード18は、下側ヘッドボード21の下面側に配設されている。保護ボード14、スペースボード16、上側ヘッドボード20、下側ヘッドボード21、上側配線ボード18及び下側配線ボード22は、例えば固定用ナット及びボルト(図示せず)により相互に固定されている。なお、これら各ボード14,16,18,20,21,22はそれぞれ、電気的絶縁材料から形成されている。
上側配線ボード18には一対の収容孔24が設けられている。上側ヘッドボード20には一対の中ガイド孔26が設けられ、下側ヘッドボード21には一対の下ガイド孔27が設けられている。また、保護ボード14には一対の上ガイド孔28が設けられている。収容孔24、中ガイド孔26、下ガイド孔27及び上ガイド孔28の横断面形状はそれぞれ、円形状に形成されている。中ガイド孔26、下ガイド孔27及び上ガイド孔28の各内径は実質上等しく、また収容孔24の外径は、中ガイド孔26、下ガイド孔27及び上ガイド孔28の各内径よりも幾分大きく構成されている。
また、下側配線ボード22には一対の挿通孔30が設けられており、これら一対の挿通孔30にはそれぞれリード線32が挿通支持されている。リード線32の一端部は、挿通孔30を通して外部に延び、検査機(図示せず)との接続コネクタの端子(図示せず)にハンダ付けにより電気的に接続固定される。
この検査治具本体4aは、更に、一対のプローブピン34及び一対のばね部材36を備えている。ばね部材36はコイルばねから構成され、上側配線ボード18の収容孔24に伸縮自在に収容されている。ばね部材36の下端部には、リード線32の他端部がハンダ付けにより電気的に接続されている。
プローブピン34は、その軸線C方向中間部に設けられた円柱形状の抜け止め用突部38と、抜け止め用突部38より先端側に延びる先端ピン部40と、抜け止め用突部40より基端側に延びる基端ピン部42と、を有している。このプローブピン34は、導電性を有する金属から形成されている。先端ピン部40の端部には円錐形状の接触部44が形成され、この接触部44に形成されたテーパ面46は、プローブピン34の軸線C方向に対して傾斜する傾斜面を構成する。プローブピン34の軸線Cに対するテーパ面46の傾斜角度θ(図3参照)は、例えば45〜60°の角度範囲における適宜の角度に設定される。また、基端ピン部42の端部は、先端ピン部40と同様に円錐形状に形成されている。
先端ピン部40の外径(直径D)及び基端ピン部42の外径は実質上等しく構成され、抜け止め用突部38の外径は、先端ピン部40及び基端ピン部42の各外径よりも大きく構成されている。先端ピン部40の外径は、保護ボード14の上ガイド孔28の内径よりも僅かに小さく構成され、また基端ピン部42の外径は、上側ヘッドボード20の中ガイド孔26及び下側ヘッドボード21の下ガイド孔27の各内径よりも僅かに小さく構成されている。また、抜け止め用突部38の外径は、上ガイド孔28、中ガイド孔26及び下ガイド孔27の各内径よりも大きく構成されている。
プローブピン34の基端ピン部42は、上側ヘッドボード20の中ガイド孔26及び下側ヘッドボード21の下ガイド孔27に移動自在に挿通され、またその先端ピン部40は、保護ボード14の上ガイド孔28に移動自在に挿通されている。これにより、一対のプローブピン34は、上側ヘッドボード20、下側ヘッドボード21及び保護ボード14に進退自在に且つ間隔を置いて保持される。ここで、一対の上ガイド孔28の配置間隔は、一対の中ガイド孔26及び一対の下ガイド孔27の各配置間隔と等しく構成されているので、一対のプローブピン34は、相互に実質上平行に延びるようになる。また、一対のプローブピン34の配置間隔d1(即ち、軸線Cの配置間隔d1)は、検査すべきプリント配線板6のスルーホール48の内径d2よりも小さく設定されており(図3参照)、これにより、後述するように先端ピン部40の接触部44のテーパ面46にスルーホール48の開口縁部50aが押し当てられるようになる。
また、プローブピン34の基端ピン部42の端部には、上側配線ボード18の収容孔24に収容されたばね部材36の上端部が作用される。このばね部材36の弾性復元力により、プローブピン34は上方に向けて付勢され、その先端ピン部40の先端側(プローブピン34の先端部を構成する)が保護ボード14の上ガイド孔28を通して外部に突出される。これにより、プローブピン34は、その先端ピン部40の先端側が保護ボード14の外部に突出される非検査位置(図1参照)と、その先端ピン部40の先端側の一部が保護ボード14の上ガイド孔28に収容される検査位置(図2参照)との間を移動されるようになる。本実施形態では、プローブピン34の直径Dに対する、非検査位置におけるプローブピン34の先端ピン部40の保護ボード14からの突出長さLのアスペクト比L/Dは約1.0に設定される。
なお、プローブピン34が非検査位置に位置付けられると、抜け止め用突部38が保護ボード14の下面に接触され、これによりプローブピン34のピンボード10からの脱落が防止される。
本実施形態のプリント配線板用検査治具2は、次のようにして用いられる。検査すべきプリント配線板6にはスルーホール48が貫通して設けられ、スルーホール48の両端の開口の周囲にはそれぞれリング状のランド52a,52bが形成されている。また、ランド52a,52bの外周部はソルダーレジスト(図示せず)によって被覆されている。本実施形態では、スルーホール48の両端の開口縁部50a,50bにそれぞれ2本のプローブピン34を電気的に接触させて、スルーホール48の微小欠陥を検査する4端子検査を行う場合について説明する。
まず、検査すべきプリント配線板6は、位置決め用治具(図示せず)を用いて検査空間8に所定の位置関係に配設される。そして、一対の検査治具本体4a,4bが相互に近接する方向に移動すると、図3に示すように、下側の検査治具本体4a(上側の検査治具本体4b)における一対のプローブピン34の各接触部44のテーパ面46は、プリント配線板6のスルーホール48の下端における開口縁部50a(上端における開口縁部50b)に押し当てられる。一対の検査治具本体4a,4bが相互に上記近接方向に更に移動すると、図2に示すように、下側の検査治具本体4a(上側の検査治具本体4b)における保護ボード14から突出する一対のプローブピン34の各先端ピン部40が押し下げられ(押し上げられ)、先端ピン部40の先端側の一部が上ガイド孔28内に収容される。これにより、下側の検査治具本体4a(上側の検査治具本体4b)のプローブピン34が非検査位置から検査位置に移動してばね部材36を収縮させ、このばね部材36の弾性復元力によって、下側の検査治具本体4a(上側の検査治具本体4b)におけるプローブピン34の接触部44のテーパ面46がスルーホール48の下端における開口縁部50a(上端における開口縁部50b)に弾性的に押し当てられる。このようにして、プリント配線板6のスルーホール48と各検査治具本体4a,4bの一対のプローブピン34とが電気的に接続され、4端子検査を所要の通りに行うことができる。
検査が完了すると、一対の検査治具本体4a,4bが相互に離隔する方向に移動され、プリント配線板6が位置決め用治具から取り外される。各検査治具本体4a,4bの一対のプローブピン34は、ばね部材36の弾性復元力によって検査位置から非検査位置に移動し、図1に示すように、各検査治具本体4a,4bの一対のプローブピン34の各先端ピン部40の先端側が保護ボード14の上ガイド孔28を通して外部に突出される。
本実施形態のプリント配線板用検査治具2では、次のような作用効果が達成される。上述のように、プリント配線板6の検査時には、プローブピン34の接触部44のテーパ面46がスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てられる。これにより、例えばプリント配線板6とプリント配線板用検査治具2との位置合わせズレやプローブピン34の植立精度のバラツキ、ソルダーレジストの寸法のバラツキなどにより、プローブピン34がスルーホール48の径方向内側に位置ずれした場合には、図3において二点鎖線で示すように、先端ピン部40がスルーホール48の内周面に接触するようになるが、このときのプローブピン34のスルーホール48の径方向内側への偏倚量は比較的小さくなるため、プローブピン34全体の撓み量は比較的小さくなる。これにより、プローブピン34に無理な力が加わるのが抑制され、プローブピン34の破損が防止される。また、プローブピン34がスルーホール48の径方向外側に位置ずれした場合には、図3において二点鎖線で示すように、接触部44の頂部がランド52bの所定部位(即ち、ソルダーレジストにより被覆されていない部位)に接触され、プローブピン34とランド52bとの電気的接触を確保することができる。従って、本実施形態のプリント配線板用検査治具2では、プローブピン34の先端ピン部40とスルーホール48との安定した電気的接触を確保することができ、スルーホール48の電気的導通検査を正確に行うことができる。
また、上述のように、プローブピン34の直径Dに対する、非検査位置におけるプローブピン34の先端ピン部40の保護ボード14からの突出長さLのアスペクト比L/Dは約1.0に設定されているので、接触部44のテーパ面46がスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てられた際に、プローブピン34に加わる外力を小さく抑えることができる。このような作用効果を達成するには、アスペクト比L/Dは、0.5〜1.5であるのが好ましく、0.8〜1.2であるのがより好ましい。アスペクト比L/Dが1.5よりも大きいと、プローブピン34の径方向の強度が弱くなり、プローブピン34に加わる外力を小さく抑えることができない。また、アスペクト比L/Dが0.5よりも小さいと、先端ピン部40の突出長さLが短くなり、接触部44のテーパ面46をスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てるのが難しくなる。
なお、本実施形態では、スルーホール48の両端の開口縁部50a,50bにそれぞれ2本のプローブピン34を電気的に接触させる4端子検査を行う場合について説明したが、例えば上側の検査治具本体4bを省略し、スルーホール48の下端の開口縁部50bに2本のプローブピン34を電気的に接触させる2端子検査を行うこともできる。
[第2の実施形態]
次に、図4を参照して、第2の実施形態のプリント配線板用検査治具について説明する。図4は、本発明の第2の実施形態によるプリント配線板用検査治具を示す断面図である。なお、以下に示す各実施形態において、上記第1の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態のプリント配線板用検査治具2Aでは、先端ピン部40Aの長さは、上記第1の実施形態の先端ピン部40の長さよりも短く構成されている。これにより、プローブピン34Aが非検査位置に位置付けられた状態において、その接触部44のみが保護ボード14の外部に突出されるようになる。プリント配線板6の検査時に、接触部44のテーパ面46がスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てられると、下側の検査治具本体4a(上側の検査治具本体4b)におけるプローブピン34Aは、幾分押し下げられる(押し上げられる)ようになる。
本実施形態のような構成であっても、上記第1の実施形態と同様に、接触部44のテーパ面46がスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てられた際に、プローブピン34Aに加わる外力を小さく抑えることができる。
[第3の実施形態]
次に、図5を参照して、第3の実施形態のプリント配線板用検査治具について説明する。図5は、本発明の第3の実施形態によるプリント配線板用検査治具のプローブピンの先端部及びプリント配線板のスルーホールを拡大して示す断面図である。
本実施形態のプリント配線板用検査治具2Bでは、プローブピン34Bの先端ピン部40Bの端面には、プローブピン34Bの軸線C’に対して傾斜する傾斜面54が形成されている。一対のプローブピン34Bの各傾斜面54は、相互に離隔する方向に下り傾斜するように構成されている。これにより、一対のプローブピン34Bの配置間隔を小さく保つことができ、プリント配線板6の検査時においては、この傾斜面54がスルーホール48の開口縁部50a,50bに押し当てられるようになる。従って、本実施形態のプリント配線板用検査治具2Bにおいても、上記第1の実施形態と同様の作用効果が達成される。
以上、本発明に従うプリント配線板用検査治具の各種実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
上記各実施形態では、各検査治具本体4a,4bにそれぞれ2本のプローブピン34(34A)(34B)を設けるように構成したが、例えば1本のプローブピン34(34A)(34B)のみを設けるように構成してもよい。
2,2A,2B プリント配線板用検査治具
6 プリント配線板
10 ピンボード
12 配線ボード
34,34A,34B プローブピン
36 ばね部材
40,40A,40B 先端ピン部
44 接触部
46 テーパ面
48 スルーホール
50a,50b 開口縁部
54 傾斜面










Claims (4)

  1. プリント配線板に設けられたスルーホールの電気的導通検査に用いるプリント配線板用検査治具であって、
    保持ボードと、前記保持ボードに進退動自在に保持されるプローブピンと、前記保持ボードに収容され、前記プローブピンの基端部に作用するばね部材と、を備え、前記プローブピンは、その先端部が前記保持ボードから外部に突出される非検査位置と、その先端部の少なくとも一部が前記保持ボードに収容される検査位置との間を移動自在に構成され、前記プローブピンの先端部には、前記プローブピンの軸線方向に対して傾斜する傾斜面が形成されており、
    前記プリント配線板の検査時には、前記プローブピンの前記傾斜面が前記プリント配線板の前記スルーホールの開口縁部に押し当てられ、これにより前記プローブピンが前記非検査位置から前記検査位置に移動されることを特徴とするプリント配線板用検査治具。
  2. 前記プローブピンは一対設けられ、前記一対のプローブピンは、前記保持ボードに間隔を置いて保持されていることを特徴とする請求項1に記載のプリント配線板用検査治具。
  3. 前記非検査位置における前記プローブピンの先端部の前記保持ボードからの突出長さをLとし、前記プローブピンの直径をDとしたとき、L/D=0.5〜1.5であることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント配線板用検査治具。
  4. 前記プローブピンの先端部には円錐形状の接触部が設けられ、前記傾斜面は、前記接触部に形成されたテーパ面から構成されており、
    前記プローブピンが前記非検査位置に位置付けられると、その前記接触部のみが前記保持ボードの外部に突出されることを特徴とする請求項1又は2に記載のプリント配線板用検査治具。























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