JP2012032315A - 検査治具及び接触子 - Google Patents

Abstract

【課題】製造容易として安価に製造できるだけでなく保守も容易な、接触子と電極との導電接触を確実にすることと、接触子の内部抵抗の改善ができるプリント配線板などの電子部品に通電する検査治具及び接触子を提供する。
【解決手段】先端１１１が被検査プリント配線板の検査端子に導電接触する接触子１０は導電性の接触針１１とコイルばね１２とが連結されて一体となり、接触子保持体２０に保持され、検査装置と接続されている電極４１と被検査プリント配線板の検査端子とに圧接されて導電接触する。
コイルばね１２の電極４１と接触する電極端１２１は端末において，中心方向に曲げられて中心近傍において切断されている。この接触子１０を保持した接触子保持体２０をコイルばね１２と直列に電極４１を有する電極部４０に着脱可能に搭載する検査治具１
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント配線板などの電子部品に備えられた検査端子に接触される接触子及び検査治具に関するものである。

プリント配線板の検査ついて、一般的な構成を図１で説明する。検査治具１は被検査プリント配線板と検査装置の間に配置されて、導電を確保し抵抗値などの電気特性が検査される。被検査プリント配線板の検査端子に導電接触する複数の接触子１０を保持する接触子保持体２０、この接触子保持体２０を支持して接触子１０と導電接触する電極を有する電極部４０はコネクタ４６を介して検査装置と接続されている。この接触子保持体２０と電極部４０を分離可能にする構成は、製作と保守に有効である。

特許文献１に峡ピッチＩＣパッケージ用ＩＣソケットに使用するコンタクトピン（接触子）１４０として、図６のコンタクトピン１４０がある。プランジャー１４１とコイルバネユニット１４５が同軸に重合して配置されてＩＣソケットに保持されてなる。端子部１４２の先端が被検査ＩＣパッケージの半田ボールなどの検査端子と接触し、コイルバネユニット１４５の密着細巻き部１４８の端末が検査装置と接続されている電極と接触する。心棒部１４１の幅広部１４３がＩＣソケットとコイルバネユニット１４５とを係止して使用される。心棒部１４４が密着巻き部１４７の内周と摺動して伸縮し、検査時のコンタクトピン（接触子）１４０の内部抵抗とインダクタンスの改善をしている。

しかし、細巻きの最小外径にはコイルバネの特性で線径の４倍の限界があり、コイル径の小さい微細コイルバネの制約になっている。電極の表面の面積が大きいか突起している場合は有効であるが、面積の小さい、周辺にレジストがある凹んだ検査端子、位置ずれがある等の場合は接触が困難になる。

同様のコイルばねの端末として特許文献２において、（図７）に縮径密巻き部(符号５ｃ)がある。しかし、不都合は特許文献１と同様である。
同様に密着細巻き部１４７の機能をより確実にする先行技術として、特許文献３に円筒部材の接続端子(符号２４)がある。しかし、部品点数が増えて、製作コストが上がる。

電極と導電接触を確実にする円錐の形状になった先行技術として、特許文献４に受けピン(符号３)の先端部(符号３ａ)がある。しかし、部品点数が増え、受けピン(符号３)の加工が複雑であり、製作コストが上がる。
上記のように、検査治具１の電極４１と接触子１０との導電接触と、接触子１０の内部電気特性の改善に各種の工夫がなされている。

特許第３７６８１８３号公報 特許第３３２６０９５号公報 特開２０１０−７８４３２号公報 特許第３３６９４９２号公報

近年、電子機器の小型化が進行し、プリント配線板や電子部品などの微細化と高密度化が進み、検査端子の増加と検査間隔の微細化に反比例し接触子の高単価化することが相乗して、検査治具の価格が騰貴しコスト低減が重要な課題となっている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、製造容易として安価に製造できるだけでなく保守も容易な、接触子と電極との導電接触を確実にすることと、接触子の内部抵抗とインダクタンスの改善ができるプリント配線板に通電する検査治具及び接触子を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明に依れば、プリンド配線板などの電子部品に備えられた検査端子に先端が接触される接触子、検査装置と接続する電極部を備える検査治具において、電極部は検査装置と接続されるコネクタ、コネクタからのリード線の他端に電極板に固着される電極は接触子と直列に配設され、電極板は支持体に固着されて、支持体はコネクタと共に治具ベース板に固着されてなり、接触子は導電性の接触針とコイルばねからなり、接触針は先端、突出部、中継部、延設部からなり、コイルばねは中継端、ばね定数部、電極端からなり、中継部の外周と中継端の内周とが連結されて連結部を形成し一体となり、延設部はコイルばねの伸縮を案内し、接触子保持体に保持され、接触子保持体は、先端を検査端子に案内する第１案内板とコイルばねを電極に案内する第２案内板と、コイルばねを保持するコイルばね保持板からなり、コイルばねの電極端は端末において中心方向に曲げられて、中心近傍に切断があることを特徴とする。

請求項２記載の発明に依れば、請求項１記載の検査治具において、電極端の端点は接触針の中心近傍にあることを特徴とする。
請求項３記載の発明に依れば、請求項１又は請求項２記載の検査治具において、電極端の切断線はコイルばねの中心方向又は円周方向にあることを特徴とする。

請求項４記載の発明に依れば、プリンド配線板などの電子部品に備えられた検査端子と先端が接触され、電極端と検査装置に接続されている電極とを接触する接触子において、接触子は導電性の接触針とコイルばねからなり、接触針は先端、突出部、中継部、延設部からなり、コイルばねは中継端、ばね定数部、電極端からなり、中継部の外周と中継端の内周とが連結されて連結部を形成し一体となり、延設部はコイルばねの伸縮を案内し、接触子保持体に保持されて、電極と検査端子とに圧接されて導電接触し、コイルばねの電極端は端末において中心方向に曲げられて、中心近傍に切断があることを特徴とする。

請求項５記載の発明に依れば、請求項４記載の接触子において、電極端の端点は接触針の中心近傍にあることを特徴とする。
請求項６記載の発明に依れば、請求項４又は請求項５記載の接触子において、電極端の切断線はコイルばねの中心方向又は円周方向にあることを特徴とする。

請求項１発明に依れば、コイルばねの電極端の端面がコイルばねの中心近傍にあるので、電極部の電極と接触子保持体に保持された接触子の電極端との導電接触が確実に確保されるので検査の信頼性を確保できる。接触針を傾斜させることで、微小な間隔の検査端子の検査も容易にでき、検査端子の変更にも対応できることがある。延設部がコイルばねの伸縮を摺動しガイドするので、接触子の内部抵抗とインダクタンスを改善し、電極にコイルばねの荷重を効率良く伝達し導電接触を確実にする。接触針とコイルばねとが連結されているので連結部は導電接続となり内部抵抗が安定する。部品と接触子保持体の構成が単純で設計、部品の製造、及び検査治具の組立と保守において、接触子が一体となり接触針保持板が着脱可能で、組立と不良の接触子の交換とが容易でコスト低減に適合する。

請求項２及び５の発明に依れば、一体の接触子の両端を同軸の円錐として扱えるので適用の範囲が広く設計、組立、保守が容易である。
請求項３及び６の発明に依れば、接触子の接触荷重が小さい条件から大きい場合まで、同一径の電極の使用範囲が拡大し設計と製作が容易になる。
各々の請求項の発明の効果は、共通手段をコイルばねの電極端の中心近傍の切断と、延設部の案内による伸縮としているので、他の請求項の効果にもなる。

図１は本発明の実施形態を示す検査治具の全体の構成を示す説明図。 図２は本発明の実施形態における検査治具の断面図。 図３は本発明の実施形態を示すコイルばねを示す拡大図。 図４は本発明の実施形態のコイルばねの電極端の使用状態を模式的に示す説明図。 図５は本発明の実施例２における検査治具の断面図。 図６は従来の検査治具を示す断面図。

接触子１０と電極部４０の電極４１とを確実に導電接触させる目的を、最小の部品点数で、製作と保守が容易に実現した。

本発明の実施形態の検査治具１は、図１に示すように、複数の接触子１０は接触子保持体２０に保持されて、電極板４２に着脱可能に装着されている。電極板４２には図２に示す電極４１が接触子１０のコイルばね１２と直列に配設されて支持体４３に固着している。支持体４３はコネクタ４６と共に治具ベース板４５に固着されている。電極４１とコネクタ４６はリード線４４で配線されて電極部４０を形成している。検査治具１が検査装置に搭載されて、コネクタ４６を介して電気的に接続される。接触子１０の先端１１１が被検査プリント配線板の検査端子に圧接して電気特性を測定することができることになる。

図２及び図３において、内部の構成を説明する。接触子１０は接触針１１とコイルばね１２を同軸に重合して配置されている。導電性金属の接触針１１は先端１１１、突出部１１２、中継部１１３、延設部１１４からなり、先端１１１は導電接触を確実にするために６０度の円錐となっている。突出部１１２は外径が大体コイルばね１２の中心径と同じで接触子保持体２０の第１案内板２１から伸縮可能に突出して被検査プリント配線板の検査端子との圧接を確保している。中継部１１３はコイルばね１２の内径より少し大きい径で係止の位置から２ｍｍ程度加工されて、コイルばね１２の中継端１２２に係止の位置まで圧入して握着されて連結部１１５を形成し一体となり、接触子保持体２０に保持されるために係止の機能をする。

連結部１１５の外径は第２案内孔２２１より大きい径になっている。延設部１１４はコイルばね１２の内径より少し小さく中継部１１３と連続して突出部１１２の反対側に圧接時コイルばね１２の電極端１２１と干渉しない長さ延設して９０度の円錐の端面で伸縮するコイルばね１２の内側と摺動し伸縮を同軸に案内して導電接触する。材質はＳＫ４、表面処理は金めっきとしているが、先端形状と合わせて使用条件により各々を変更しても良い。

第１案内板２１には先端１１１を被検査プリント配線板の検査端子に案内する第１案内孔２１１と、第２案内板２２にはコイルばね１２を電極に案内する第２案内孔２２１とが同軸に外側に形成され、内側は少し大きな径の第１貫通孔２１２と第２貫通孔２２２を形成している。コイルバネ保持板２３にはコイルばね１２が伸縮可能なコイルばね保持孔２３１が第２案内孔２２１と同軸に形成されて、第１案内板２１と第２案内板２２に整合して重ねて螺子止めされて接触子保持体２０を形成している。

コイルばね１２はピアノ線などの導電性の金属で、接触針１１と一体に付勢してコイルばね保持板２３に保持されている。コイルばね１２の表面処理は導電接触を確実にするために金めっきが望ましい。

電極４１は電極板４２にコイルばね保持孔２３１と同軸の電極孔４１１にエナメル線などのリード線４４が挿入されて接着剤４１１ａで固定されて平面加工されている。コイルばね１２と電極４１とが同軸の中心近傍で導電接触している。電極４１の表面処理も導電接触を確実にするために金めっきが望ましい。
接触子保持体２０に保持されて接触子１０は電極部４０に搭載されているので、コイルばね１２に付勢が掛けられて圧接の前に初期荷重を有する。これは、接触子１０の中継部１１３と中継端１２２は握着し導電接続しており、内部接触の電極端１２１と電極４１が導電接触している状態にあり、多数の接触子１０の確実な導電接触を確保することができる。

本発明のコイルばね１２について、図３において説明する。コイルばね１２は接触針１１の中継部１１３の外周に握着する中継端１２２、コイルばね１２の伸縮特性を有するばね定数部１２３、電極４１と導電接触する電極端１２１からなる。中継端１２２の端末処理は係止を確実するためにクローズドエンドの研磨とすることが望ましい。

電極端１２１の端末処理は、コイルばね中心線１２５を横切るように曲げられて、コイルばね中心線１２５の近傍で切断されている。製作仕様上は電極端１２１と電極４１とが接触する端点をコイルばね中心線１２５としている。そして、製作上の誤差（バラツキ）とコイル巻線機の制約等は使用可能な範囲で認められる。図３の（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図、（ｃ）は右側面図で、電極端１２１の端面処理の様子を示している。電極端１２１がコイルばね中心線１２５の近傍にあるので、電極４１とコイルばね１２との相対的な位置ずれの許容度を大きくすることができる。これは、位置ずれの可能性のあるリード線４４を接着して形成する電極４１や面積の小さな電極４１なども対応することができる。

図４には電極端１２１の電極４１との接触の状態を拡大表示して模式的に示している。（ａ）はコイルばね１２の線材がコイルばね中心線１２５を横切った位置で切断線１２１ａの端点がコイルばね中心線１２５の円錐の頂点になるように両刃のカッターで切断されている。電極端１２１の端面は切断により鋭利に形成されるので、低荷重でも確実な導電接触をすることができる。電極４１との接触角θは、ばね定数部１２３と同じオープンエンドの角度から６０度にするのが望ましい。（ｂ）はその底面図である。切断時に線材の変形があり切断線１２１ａの長さは線径よりも広くなるが図４では特に表示はしていない。電極端１２１が略円錐の形状になっており接触子１０として好都合である。

（ｃ）は切断線１２１ａがコイルばね中心線１２５の円周方向に形成されている。電極端１２１の接触端面は切断によるコイルばね１２の線材の円周になり切断線１２１ａの鋭利な端でないので、コイルばね１２の使用荷重が大きい時、電極４１の物理強度が弱い時に採用すると長期に安定した導電接触が得られて好都合である。（ｄ）はその底面図である。

圧接時、接触針１１の延設部１１４はコイルばね１２が圧縮する場合、ばね定数部１２３と摺動して圧縮を同軸に案内し導電接触する。コイルばね１２の電極端１２１の部分は通電時の直流抵抗と交流のインダクタンス成分として残ることになるが、ばね定数部１２３の部分が加算されないので改善の比率が大きい。

接触子１０の接触針１１とコイルばね１２が同軸に伸縮動作するので電極端１２１の電極４１と接触する端点は接触針１１の中心の近傍にあることになる。コイルばね保持孔２３１との干渉を避けて、コイルばね１２の荷重を電極４１と検査端子に効率良く伝え導電接触を確実にすることができる。

組立と保守について図１，２を参照して説明する。接触針１１の中継部１１３をコイルばね１２の中継端１２２に圧入し一体の接触子１０を準備する。次に第１案内板２１、第２案内板２２、コイルばね保持板２３を重ねて整合し螺子止めし、接触子保持体２０とする。コイルばね保持板２３を上側にして、接触子１０の先端１１１を前方にして全てのコイルばね保持孔２３１に挿入する。組立済みの電極部４０を９０度に設置する。接触子１０が装着された接触子保持体２０を電極板４２に整合して螺子で固着する。これで、検査治具１の組立は完了する。

不良の接触子１０の交換は、検査治具１を９０度に設置して、接触子保持体２０を取り外し不良の接触子１０を取り出して、良品の接触子１０を挿入する。接触子１０の挿入された接触子保持体２０を単体で取り扱う場合、コイルばね１２を下側にすると、全ての接触子１０が落下するので注意が必要であるが、手順は単純で容易である。
各板を整合する場合、図には示していないが、位置合わせピンと位置合わせ孔を整合すると機械的な位置が決まる構成になっているので作業は容易である。

電極４１の間隔より小さな微小な間隔の検査端子を検査する場合など、図２において、第１案内孔２１１、第２案内孔２２１、コイルばね保持孔２３１を同軸でなくシフトして接触子１０を少し傾斜させて、先端１１１の位置と電極４１の位置を少しシフトすることができる。

図５において具体的に説明する。先端１１１と電極孔４１１の中心線４１１ｂの位置がＡシフトしていることを示している。第１案内板２１は検査端子の位置に第１案内孔２１１を加工する、反対面から第１貫通孔２１２を所定値シフトして加工し孔を連結する。第２案内板２２は所定値シフトして第２貫通孔２２２を加工する、反対面から第２案内孔２２１を所定値シフトして加工し孔を連結する。コイルばね保持板２３はコイルばね保持孔２３１ａを所定値シフトして加工する、反対面からコイルばね保持孔２３１を所定値シフトして加工し孔を連結する。連結孔のコイルばね保持孔２３１とコイルばね保持孔２３１ａとがシフトしているがコイルばね１２は延設部１１４で案内されているので連結端での干渉はない。電極板４２は電極孔４１１を所定値シフトして加工する。

被検査プリント配線板に一部設計変更があり、検査端子の位置が少しシフトした場合にも、第１案内板２１、第２案内板２２、コイルばね保持板２３を交換することで対応することができる場合がある。これは、接触子１０の接触針１１とコイルばね１２が同軸に動作し両端を円錐として使用できる事例である。接触子１０の全長を傾斜しているので位置の変換効率が良い。そして、接触針１１の長さ、径などを変更することで適用の範囲を広げることもできる。

棒状部材の先端と中継部の端面を円錐に加工し接触針を形成し、コイルばね１２の内径を棒状の接触針より少し大きく製作し、コイルばね１２の中継端１２２を係止の位置まで挿入して溶接などで接合して連結部１１５を形成する。外観の形状は図５において、延設部１４４の外径が中継部１１３と突出部１１２まで同一径で棒状に連続することになる。接触針の加工が簡単になる。接触針とコイルばね１２とが固着した一体の接触子になるので、組立と保守は同様になる。

本発明の接触子は、プリント配線板、ＩＣ、ＩＣパッケージ等の電子部品に備えられた電極端子に接触される検査装置全般に用いることができる。

検査治具は、本発明の接触子を用いることができる通電治具に適用することができる。

１・・・・検査治具
１０・・・接触子
１１・・・接触針
１１１・・先端
１１３・・中継部
１１４・・延設部
１１５・・連結部
１２・・・コイルばね
１２１・・電極端
１２１ａ・切断線
１２２・・中継端
１２５・・コイルばね中心線
２０・・・接触子保持体
２１・・・第１案内板
２２・・・第２案内板
２３・・・コイルばね保持板
４０・・・電極部
４１・・・電極
４２・・・電極板
４４・・・リード線
４６・・・コネクタ

Claims (6)

1. プリンド配線板などの電子部品に備えられた検査端子に先端が接触される接触子、検査装置と接続する電極部を備える検査治具において、
   前記電極部は前記検査装置と接続されるコネクタ、前記コネクタからのリード線の他端に電極板に固着される電極は前記接触子と直列に配設され、前記電極板は支持体に固着されて、前記支持体は前記コネクタと共に治具ベース板に固着されてなり、
   前記接触子は導電性の接触針とコイルばねからなり、前記接触針は前記先端、突出部、中継部、延設部からなり、前記コイルばねは中継端、ばね定数部、電極端からなり、前記中継部の外周と前記中継端の内周とが連結されて連結部を形成し一体となり、前記延設部は前記コイルばねの伸縮を案内し、接触子保持体に保持され、
   前記接触子保持体は、前記先端を前記検査端子に案内する第１案内板と前記コイルばねを前記電極に案内する第２案内板と、前記コイルばねを保持するコイルばね保持板からなり、
   前記コイルばねの前記電極端は端末において中心方向に曲げられて、中心近傍に切断があることを特徴とする検査治具。
2. 前記電極端の端点は前記接触針の中心近傍にあることを特徴とする請求項１記載の検査治具。
3. 前記電極端の切断線は前記コイルばねの中心方向又は円周方向にあることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の検査治具。
4. プリンド配線板などの電子部品に備えられた検査端子と先端が接触され、電極端と検査装置に接続されている電極とを接触する接触子において、
   前記接触子は導電性の接触針とコイルばねからなり、前記接触針は前記先端、突出部、中継部、延設部からなり、前記コイルばねは中継端、ばね定数部、前記電極端からなり、前記中継部の外周と前記中継端の内周とが連結されて連結部を形成し一体となり、前記延設部は前記コイルばねの伸縮を案内し、接触子保持体に保持されて、前記電極と前記検査端子とに圧接されて導電接触し、
   前記コイルばねの前記電極端は端末において中心方向に曲げられて、中心近傍に切断があることを特徴とする接触子。
5. 前記電極端の端点は前記接触針の中心近傍にあることを特徴とする請求項４記載の接触子。
6. 前記電極端の切断線は前記コイルばねの中心方向又は円周方向にあることを特徴とする請求項４又は請求項５記載の接触子。