JP2012522976A - プリント配線板を検査する検査装置用の接触ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、プリント配線板を検査する検査装置用の接触ユニットに関する。接触ユニットは、フルグリッドカセットとアダプタとを備える。フルグリッドカセットは、検査装置の基本グリッドの接点のグリッドに配置された複数のスプリング接触ピンが設けられている。アダプタは、フルグリッドカセットの各スプリング接触ピンを検査対象であるプリント配線板の配線板検査点に電気的に接続する検査ニードルが設けられ、スプリング接触ピンは、フルグリッドカセットの中でアダプタから遠い側に落ちないように固定され、検査ニードルは、アダプタの中でフルグリッドカセットから遠い側に落ちないように固定されている。アダプタ及びフルグリッドカセットは、互いに取り外し自在に接合されている。このようにして、スプリング接触ピン及び検査ニードルの両方が、アダプタとフルグリッドカセットとが組み付けられた状態において接触ユニットから落ちないように固定されている。
【選択図】図４a

Description

本発明は、コンポーネント化されていないプリント配線板を検査する並列テスタ用のフルグリッドカセット及びアダプタを備える接触ユニットに関する。

プリント配線板を検査する装置は、複数の接触フィンガを使用して検査対象であるプリント配線板の検査点を直列に走査するフィンガテスタと、アダプタを用いて検査対象であるプリント配線板のすべての検査点に同時に接触する並列テスタとの２つのグループに分類される。このようなアダプタは、検査装置の事前に設定された規則的な基本グリッドを検査対象であるプリント配線板の通常は不規則的である検査点の配置に変換するので、グリッドパターンアダプタとしても知られている。この種のアダプタは、原則として、検査ニードルを収容するよう設計されたガイド穴を有する複数の間隔を介したガイドプレートを備える。検査ニードルはアダプタの中で傾斜可能であり、規則的な基本グリッドの接点と、原則として基本グリッドの規則的な配置から外れているプリント配線板検査点との間の電気的接続を検査ニードルによって確立可能となっている。

原則として、アダプタは基本グリッド上に直接的に位置するのではなく、いわゆるフルグリッドカセットが基本グリッドとアダプタとの間に設けられている。アダプタと同様に、フルグリッドカセットは、基本グリッドのパターンと適合した接触ピンが設けられている複数のガイドプレートを備える。これらの接触ピンは、スプリング接触ピンとして設計されている。この種のフルグリッドカセットを使用する理由は、このようなスプリング接触ピンは、非常に太いためアダプタの中で傾斜させることができないが、フルグリッドカセットを用いることで、基本グリッドのパターンを検査対象であるプリント配線板の検査点に位置合わせするアダプタに取り付けることができるようになることにある。他方においては、フルグリッドカセットのスプリング接触ピンを用いて、検査対象であるプリント配線板の表面の不規則性、及び／又は、アダプタの中のニードルの傾斜に起因した高さのばらつきを補正することが必要であるためである。

この種のフルグリッドカセットは、検査装置の一体的な部品でもよい。しかし、フルグリッドカセットは、代替的に、検査装置の基本グリッドに取り替え自在に位置付けられた別個のコンポーネントとして設計されてもよい。

特別なアダプタが検査対象であるプリント配線板毎に製造されるべきである。他方では、フルグリッドカセットは、検査対象であるプリント配線板の種類とは独立である。

いわゆる単純なニードルがアダプタで使用できる。これらのニードルは、太さ０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍの細い直線的なワイヤの部分である。ほぼすべてのテスタが今日ではプリント配線板の両面を検査するため設計されているので、検査装置は、検査対象であるプリント配線板の下及び上の両方にアダプタの設置を必要とする。ニードルがアダプタから落ちるべきでない場合、ニードルは、アダプタの中に固定されるべきである。このような単純なニードルを使用する場合、ニードルは、有孔ラテックス膜を用いて、又は、ナイロン生地を用いて固定される。ラテックス膜は、ニードルが貫通するポイントに予め穿孔されるべきである。膜のこの種の穿孔は、非常に費用がかかる上に難しい。ニードルは個々の糸の間で生地を貫通できるので、生地を使用する方が著しく容易である。しかし、生地を用いることで、プリント配線板検査点の密度とその結果ニードルの密度とが増加する場合に重大な問題を引き起こす可能性があるニードルのオフセットが生じる。

欧州特許第１４９７７６Ｂ１号明細書によると、アダプタの中への滑落を防止するため一方端に球状ヘッド部を有しているアダプタ用の検査ニードルが知られている。しかしながら、この刊行物に記載されたアダプタは、球状ヘッド部をもつ検査ニードルが常にアダプタの上側にあることが必要であり、アダプタを裏返しにすることができないので、プリント配線板の片面検査用の装置にしか適さない。この種の検査ニードルは、ニードルの上端から僅かに離れた場所に球状プラスチックヘッド部を設けることによってさらに発展させられた。その結果、さらなる有孔プレートをアダプタに置くことができ、よってニードルのプラスチックヘッド部をこの有孔プレートとさらなるガイドプレートとの間に固定することができた。このようにして固定されたニードルは、決してアダプタから落ちることがない。しかし、これらのプラスチックニードル及び付加的な保持プレートは、隣接するニードル間に最小距離を必要とするので、この固定方法では、ニードル配置の密度をさらに増加することができない。

独国特許出願公開第１０２００６０５９４２９Ａ１号明細書は、基本グリッドが２つの組み合わされた正方形グリッドで構成されている、コンポーネント化されていないプリント配線板を検査する並列テスタについて記載している。各正方形グリッドは、５０ミルのグリッド間隔を有している。２つのグリッドは、グリッド間隔の半分（＝２５ミル）ずつＸ方向及びＹ方向へ互いに相対的にオフセットされている（図２ｂ）。このようなグリッドは、角度４５°で置かれた正方形グリッドとして図示され、この傾斜した正方形グリッドのグリッド間隔は、約０．８９ｍｍである。基本グリッドの接点の密度は、概して、１平方センチメートル当たり１２４接点である。検査対象であるプリント配線板の検査点は、不規則的なパターンに配置されるので、密度が著しく増大される領域が存在する。例えば、１ｃｍ×１ｃｍの面積の中で、この密度は、プリント配線板検査点６００個を超えることがある。

隣接する検査ニードルの非常に緊密な間隔は、既知アダプタを用いて局所的に実現することができる。欧州特許第２０６７０４Ｂ１号明細書によると、先細の接触先端を自由端に有しているアダプタ用の検査ニードルが知られている。これらのニードルを用いると、隣接する接触先端の間の距離は、０．２５ｍｍ以下に短縮することができる。しかし、上述の固定方法（ラテックス膜、生地、プラスチックヘッド部）の結果として、このような緊密な間隔で設けられた複数の検査ニードルを、例えば、１ｃｍ×１ｃｍの事前に設定された面積の中に配置することは不可能である。従って、検査対象であるプリント配線板に対向する端において検査ニードルを１ｃｍ^２当たり６００個の密度で配置可能な、プリント配線板に接触する装置の必要性が高まっている。

独国特許第１９６４４７２５Ｃ１号明細書は、フルグリッドカセットの基本構造について記載している。このフルグリッドカセットでは、フルグリッドピンが取り付けられ、各フルグリッドピンは、弾性的かつ導電的な仕方でコイルスプリングによって互いに接続された上方ピン部分及び下方ピン部分を備える。このスプリングは、ピン部分より大きい径を有している。ピン部分及びスプリングを収容するための穴は段状であり、フルグリッドピンをフルグリッドカセットの中で拘束された状態にする。

独国特許第１９９００８３３Ｂ４号明細書は、検査装置の中でプリント配線板を保持する検査ホルダについて記載している。検査ホルダは、プローブプレートがその上に位置する支持プレートを備える。スプリング圧プローブを収容するための穴は、支持プレート１２とプローブプレートとの両方に設けられている。支持プレートとプローブプレートとの間に、スプリング圧プローブがその中を延在するプローブ保持膜が設けられている。この膜は、独立気泡ゴム、特に、ラテックスゴムから作ることができる。

仏国特許第２８８７０３４号明細書は、螺旋状に巻き付けられたスプリング部分を含むワイヤから形成された非被覆スプリング接触ピンの使用を図示している。このスプリング接触ピンは、基板とプリント配線板の半田ポイントとの間に位置している。審査官は、独立請求項に関連してこの文献を引用した。

米国特許第４８８４０２４号明細書は、プリント配線板を検査する装置を開示している。この装置は側壁を備え、ユニバーサル検査ピン支持板が側壁のうちの一方に回動的に搭載されている。

後に公開された国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６３０３８号明細書は、スプリング接触ピンが膜を用いて位置付けされているフルグリッドカセットを備え、コンポーネント化されていないプリント配線板を検査する検査装置を開示している。その結果、フルグリッドカセットを、どちら側が上方を向いていてもスプリング接触ピンが落ちることなく取り扱うことができる。これは、一方の側だけで検査ピンが落ちないように固定されているアダプタとの組み合わせにおいて特に有用である。

欧州特許第１４９７７６Ｂ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００６０５９４２９Ａ１号明細書 欧州特許第２０６７０４Ｂ１号明細書 独国特許第１９６４４７２５Ｃ１号明細書 独国特許第１９９００８３３Ｂ４号明細書 仏国特許第２８８７０３４号明細書 米国特許第４８８４０２４号明細書 国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０６３０３８号明細書

従って、本発明は、従来の装置と比べてより高い接点密度を局所的に可能にし、プリント配線板の両面を検査するのにより適している、コンポーネント化されていないプリント配線板を検査する並列テスタのための接触ユニットを作成するという課題に基づいている。

上記課題は、請求項１の特徴を備えた接触ユニットによって解決される。本発明の有利なさらなる展開は、従属請求項に明らかにされている。

プリント配線板を検査する検査装置用の本発明による接触ユニットは、フルグリッドカセットとアダプタとを備え、フルグリッドカセットは、検査装置の基本グリッドの接点のグリッドに位置している複数のスプリング接触ピンを有し、アダプタは、フルグリッドカセットの各スプリング接触ピンを検査対象であるプリント配線板の配線板検査点の１つに電気的に接続するため設けられた検査ニードルを有し、フルグリッドカセットの中のスプリング接触ピンは、アダプタから遠い側に落ちないように固定され、アダプタの中の検査ニードルは、フルグリッドカセットから遠い側に落ちないように固定され、アダプタ及びフルグリッドカセットは、アダプタ及びフルグリッドカセットが堅固に接合された接触ユニットを形成するように互いに取り外し自在に接続されている。

フルグリッドカセット及びアダプタは、互いに取り外し自在に接続されているので、これらが接続された状態で取り回しの良い接触ユニットが形成され、ここでスプリング接触ピンは、アダプタに向いている側ではアダプタによってフルグリッドカセットから落ちないように固定され、検査ニードルは、フルグリッドカセットの中の対応するスプリング接触ピンによってフルグリッドカセットの方にアダプタから落ちないように固定される。この接触ユニットは、従って、スプリング接触ピン又は検査ニードルのうちの一方を失う危険性なしに、どちら側が上方に向いていても取り扱うことができる。

フルグリッドカセットとアダプタとは、どちらもスプリング接触ピン又は検査ニードルを落ちないようにそれぞれフルグリッドカセット又はアダプタの両側に固定する手段を必要としない。フルグリッドカセットがアダプタから分離された場合、スプリング接触ピンと検査ニードルとは、機械的抵抗なしに、簡単に取り付けることができる。スプリング接触ピンと検査ニードルとがそこからフルグリッドカセット又はアダプタのそれぞれの中へ取り付けられる側に、スプリング接触ピンと検査ニードルとが落ちないように固定するプレートを保持する必要がない。このような保持プレートは、従来技術においてよく用いられるが、これらの保持プレートは、スプリング接触ピン及び検査ニードルを配置する最大密度を著しく低減する。

従って、本発明によれば、スプリング接触ピン及び検査ニードルの望ましい高密度を実現することができる接触ユニットを簡単な方法で作り出すことが可能である。

フルグリッドカセット及びアダプタを含む従来の並列テスタでは、フルグリッドカセット及びアダプタは、クランプ装置を用いて互いに独立に検査装置の中に保持されていた。アダプタは、位置合わせピン及び対応する位置合わせ穴を用いてフルグリッドカセットの上で位置合わせされた。アダプタとフルグリッドカセットとの間に機械的接続は存在しない。アダプタは、従って、フルグリッドカセットを邪魔することなく取り替えることができる。本発明は、アダプタ及びフルグリッドカセットが互いに永久に又は堅固に接合されて接触ユニットを形成している点で、この従来技術の検査装置と異なっている。接触ユニットは、組立体として検査装置の中に取り付けられ、組立体として取り替えられる。

本発明の好ましい実施形態では、アダプタとフルグリッドカセットとの間のこの取り外し自在接続は、スイベルジョイント及びロック装置によって提供される。組み付けられた状態で、フルグリッドカセット又はアダプタは、ロック装置を用いてロックすることができるので、剛体ユニットを形成する。折り畳み開放状態では、スプリング接触ピン又は検査ニードルを挿入可能なフルグリッドカセット及びアダプタの面に自由にアクセス可能である。従って、破損したスプリング接触ピン又は検査ニードルの取り替えは、簡単な作業である。

本発明の範囲内で、スイベルジョイント以外の取り外し自在の接続手段をロック装置との組み合わせで設けることができる。アダプタとフルグリッドカセットとの間に数個のロック装置及び／又はラッチ装置を設け、スイベルジョイントを用いることなく取り外し自在の相互装着を可能にすることが有利な場合もある。

スプリング接触ピンは、被覆なしでフルグリッドカセットの中に位置していることが好ましい。このようにして、高いスプリング接触ピン密度をもつフルグリッドカセットを比較的簡単な手段によって実現することができる。フルグリッドカセットは、スプリング接触ピンの軸方向に対して直角に遊びを持って設計されてもよい。

アダプタの検査ニードルは、好ましくは、螺旋状巻き付けなしで実質的に直線的であり、検査対象であるプリント配線板に対向するアダプタの側に向かって落ちることがないように検査ニードルを固定する厚化部分を有している。

本発明は、添付図面を参照して以下でより詳細に説明される。

アダプタの領域をフルグリッドカセットの隣接する部分と共に示す断面図である。 図１からのフルグリッドカセットの領域をアダプタの部分と共に示す断面図である。 アダプタの接触ニードルとフルグリッドカセットのスプリング接触ピンとの間の接触領域の断面を示す図である。 折り畳み開放状態にあるフルグリッドカセットとアダプタとを備える接触ユニットを含む略断面図である。 折り畳み無負荷状態にあるフルグリッドカセットとアダプタとを備える接触ユニットを含む略断面図である。 折り畳み負荷状態にあるフルグリッドカセットとアダプタとを備える接触ユニットを含む略断面図である。 アダプタの様々な接触ニードル及び接触ピンを検査対象であるプリント配線板と共に示す略図である。 ロック突起部を含むアダプタの接触ピンとアダプタのいくつかのガイドプレートを示す略図である。 図６ａからの接触ピンを収容するための穴を有するガイドプレートの略断面図である。 中心スプリング接点を有するスプリング接触ピンの端部分を示す略図である。 モジュールから構成された基本グリッドの部分の平面図である。

並列テスタは、規則的なグリッドパターンに配置された接触パッドの形をした複数の接点を有するプレート形状基本グリッド要素１（図２）を備える。基本グリッド要素１の各接点は、電子評価ユニットのポートに接続されている。基本グリッド要素は、原則として、複数のストリップ形状の断片から構成されている。

基本グリッド要素１は、スプリング接触ピン３を有するフルグリッドカセット２を支持する。フルグリッドカセット２のスプリング接触ピン３は、基本グリッド要素１の接点と同じグリッドパターンに配置されているので、基本グリッド要素１の各接点は、スプリング接触ピン３と接し、電気的に接触する。スプリング接触ピン３は、互いに平行に配置されている。

本実施形態では、フルグリッドカセット２は、基本グリッドプレート４及びアダプタプレート５を備える。プレート４、５の厚さは７ｍｍである。スプリング接触ピン３を１本ずつ収容する一定の断面をもつ貫通穴６がアダプタプレート５の中に設けられている。貫通穴６の径は、約０．７５ｍｍである。

基本グリッドプレート４は、同様に貫通穴７が設けられている。これらの貫通穴７は、環状段差８を有し、この貫通穴７の径は、環状段差８とアダプタプレート５に対向する基本グリッドプレート４の面との間の部分においてアダプタプレート５の貫通穴６の径に一致し、環状段差８から基本グリッド要素１に対向する基本グリッドプレート４の面までの部分では、若干小さく、例えば、０．６ｍｍになっている。

数個のガイド装置９が２つのプレート４、５のエッジ領域に配置されている。各ガイド装置９は、互いに相対的に移動可能である２つの円筒スリーブを備え、その中にコイルスプリング（図示せず）が位置している。ガイド装置９は、不確動的及び／又は確動的にプレート４、５に接合されている。基本グリッドプレート４及びアダプタプレート５の中の対応する穴は、２つのプレート４、５をある程度まで弾性的に押し離すように配置されている。外圧がフルグリッドカセット２に作用しない場合、約２乃至５ｍｍの間隔がガイド装置９によって２つのプレート４、５の間に作り出される。このようにして、ガイド装置９は、負荷が加えられると、２つのプレートが実質的にスプリング接触ピン３の軸方向１０だけに互いの方へ向けて移動させられるように２つのプレート４、５を案内する。

しかしながら、ガイド装置９は、基本グリッドプレート４とアダプタプレート５との間に軸方向１０に対して直角な遊びが存在するように２つのプレート４、５に配置され設計されている。スプリング接触ピン３は、例えば、太さ０．１２ｍｍであるワイヤが巻き付けられる。スプリング接触ピンは、スプリング接触ピン３の長さの大部分に沿って延在するスプリング部分１１を備える。スプリング部分１１では、スプリング接触ピン３は、隣接する巻き付けが互いに一定の距離に配置された螺旋状に巻き付けられるので、これらのスプリング部分は、弾性的なスプリング作用を提供する。

アダプタに対向する端部で、スプリング部分１１は、いわゆるラッパ形部分１２になる。ラッパ形部分１２は、軸方向に隙間のない僅かな数の巻き付けを備える。その結果、ラッパ形部分１２は剛性である。ラッパ形部分は、端部へ向かって再び広がるテーパを有している。これにより、アダプタに対向する凹部が作り出される。この凹部は、アダプタの接触ニードル又は接触ピンの端部を収容する。このテーパによって、ラッパ形部分にラッパの形状が与えられるので、この名前が付されている。出願人は、ラッパ形部分を含んでいるこのようなスプリング接触ピンを「ラッパ形スプリング」として識別する。

ラッパ形部分１２から遠い方の端部で、スプリング部分１１は、スプリング接触ピン３の他のすべての巻き付けの径より大きい径をもつ僅かな回数の巻き付けを含む厚化部分１３になる。

厚化部分１３には、スプリング接触ピン３のプラグイン部分１４が隣接している。プラグイン部分１４の個々の巻き付けは、スプリング部分１１の巻き付けより小さい径を持ち、隙間がないので、プラグイン部分１４は剛性である。スプリング部分１１からプラグイン部分１４への移行部で、スプリング接触ピン３は、貫通穴７の環状段差８に当接し、フルグリッドカセットから基本グリッド要素１側へのスプリング接触ピン３の落下を防止するテーパ又は段差を有する。基本グリッド要素から遠ざかる方向に関して、スプリング接触ピン３は、フルグリッドカセットの中で自由に移動可能である。

基本グリッド要素１に対向するプラグイン部分１４の端部で、スプリング接触ピン３は、僅かなテーパを有し、最後の巻き付け部分は、隣接する巻き付けより小さい半径まで湾曲させられるので、スプリング接触ピン３のワイヤの端部は、隣接する巻き付けに対してほぼ中心にある。これは、中心スプリング接点１５（図２、図８）を作り出す。

図８は、円形接触パッド１６を含んでいる基本グリッドの断面の平面図である。この基本グリッドは、２つの組み合わされた正方形グリッドを備える。各正方形グリッドは、５０ミルのグリッド間隔を有している。２つのグリッドは、Ｘ方向及びＹ方向にグリッド間隔の半分（＝２５ミル）ずつ互いに相対的にオフセットしている。

従来のスプリング接触ピンの接点は、図８において円形線１７として図式的に示された円形線上でスプリング接触ピンの中心の外側にある。スプリング接触ピンが接触パッドに対して正確に中心に設置されていない場合、スプリング接触ピンは接触点の外側で基本グリッド要素に接触することがあり、これによって、電気的接触が妨げられることになるという危険性が存在する。接点が偏心的に設けられると、円形線１７と接触パッド１６の外側エッジとの間の距離（＝Δｓ）に等しい程度に過ぎないオフセットの場合でも、接触が不良となることがある。

スプリング接点１５をスプリング接触ピン３上の中心に設置することで、スプリング接触ピン３は、完全に位置合わせされている場合、正確に中心で接触パッド１６に接触する。従って、不良接触の危険性が生じ始める許容範囲は、接触パッド１６の全半径Ｒを含み、従来のスプリング接触ピンを正確に設置することで達成される許容範囲Δｓの数倍である。

これは、基本グリッドが数個のモジュール１８から構成されている場合に特に有利である。モジュール間には当接エッジ１９が存在する。モジュールの当接エッジ１９の領域では、接触パッド１６は、製造技術上の理由のため僅かに切断されるので、接触パッド１６に対するスプリング接触ピンのオフセットに関する許容範囲は、より一層低減される。当接エッジ１９の領域では、偏心的な接点による不良接触が起こる危険性が著しく増大される。

図８に示された接触パッドの直径Ｄは、０．６３５ｍｍであり、半径は、０．３１７ｍｍである。最適な達成可能な許容範囲は、従って、０．３１７ｍｍである。従来のスプリングピンでは、円形線１７の直径は、０．４ｍｍ（ｒ＝０．２ｍｍ）である。これにより得られる許容範囲は、０．１１７ｍｍに過ぎない。接触パッド１６が当接エッジで切断される場合、この許容範囲は、０．０６ｍｍまで低減される。

基本グリッドプレート４及びアダプタプレート５は、非繊維性プラスチック材料で作られる。これにより、スプリング接触ピンの挿入を容易にする滑らかな表面を貫通穴６、７が有することになる。適当なプラスチック材料の例は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）である。本実施形態では、プレート４、５の厚さは７ｍｍである。５乃至１０ｍｍのプレート厚さが考えられる。

規則的なグリッドパターンに配置されたスプリング接触ピンと、以下ではプリント配線板検査点と称される検査対象であるプリント配線板の不規則的に配置された接点との間の電気接続がアダプタ２１を介して確立される。アダプタ２１は、互いに平行に配置された複数のガイドプレートから構成されている。フルグリッドカセット２に隣接して、２つのプレートを含んでいるプレート組立体が設けられ、このプレート組立体は、フルグリッドカセットのスプリング接触ピン又は基本グリッドの接点のそれぞれのパターンに適合する穴を有している。このプレート組立体は、以下では、基本グリッドユニット２２、すなわち、ＢＧユニット２２と称される。ＢＧユニット２２は、カバープレート２３と構造プレート２４とを備える。カバープレートは、フルグリッドカセット２の直ぐ隣にあり、約１．５ｍｍの厚さを有している。構造プレート２４は、カバープレート２３と接触している。構造プレートは、３ｍｍの厚さを有し、フルグリッドカセットに対向する面でアダプタに必要な機械的強度を与える。

保持プレート２５は、構造プレート２４から僅かに距離をあけて設けられている。保持プレートの厚さは、３ｍｍである。

４つの薄いガイドプレート２６が互いに一定の間隔で配置されている。各ガイドプレートの厚さは、０．３ｍｍである。アダプタ２１のプリント配線板に対向する側では、以下ではプリント配線板ユニット、すなわち、ＰＣＢユニット２７と称される３つのプレートの組立体が設けられている。ＰＣＢユニットは、構造プレート２８と、ガイドプレート２９と、カバープレート３０とを備える。構造プレート２８によって、ＰＣＢユニット２７に必要な機械的強度が与えられる。この構造プレート２８の厚さは、４ｍｍである。

カバープレート２３及びカバープレート３０は、検査エリアの外側のアダプタのその他プレートにボルト締めされる。これらのネジ接続は、従って、アダプタの電気特性に影響を与えることがない。

ガイドプレート２９は、同様に、厚さ０．３ｍｍの薄いガイドプレートである。このような薄いプレートでは、接触ニードル及び接触ピンを案内する穴は、厚い構造プレート及び保持プレートよりも高精度で容易に製作することができる。ガイドプレート２９又はカバープレート３０は、それぞれ、プリント配線板検査点のパターンに適合する穴パターンを有しており、それによりアダプタ２１の検査ニードルがプリント配線板検査点に正確に位置合わせされることが確実になる。

カバープレート２３、３０を除いて、すべてのプレートは、いくつかの周知の柱機構部３３によって、所要の間隔で支えられている。ＢＧユニット２２とＰＣＢユニット２７との間に、位置合わせピン３４が設けられ、各位置合わせピンは、保持プレート２５及びガイドプレート２６の中の穴を確動的に貫通し、それによって、プレート２５、２６を正確に位置合わせする。

アダプタ２１には、検査ニードルとしての接触ニードル３１と接触ピン３２とが共に設けられている。接触ニードル３１は、検査対象であるプリント配線板のパッドアレイに接触するため使用される。接触ピン３２は、プリント配線板３５の鍍金された貫通穴３７に接触するよう設計される。

接触ニードル３１は様々な径を有する。本実施形態では、径０．１５ｍｍの接触ニードル３１．１と径０．２５ｍｍの接触ニードル３１．２とが設けられている（図５）。各接触ニードル３１は、円形断面を有している。フルグリッドカセットと対向する端部で、接触ニードルには厚肉部分３８が設けられている。この厚肉部分３８は、スナップ留めされるか、若しくは、収縮して留められるスリーブ３８．１、又は、接触ニードル３１．２の圧接部３８．２のいずれかによって製作できる。圧接は、より容易であり、またより費用対効果に優れている。しかし、圧接では接触ニードルのある程度の材料厚さが必要となり、主としてより太い接触ニードルの場合に適している。より細い接触ニードルには、付加的なスリーブ３８．１がより適している。

接触ニードル３１．２の圧接部３８．２を収容するために、段状の穴がカバープレート２３の中に設けられ、スリーブ３８．１を収容するために、段状の穴が保持プレート２５の中に設けられている（図３）。これらの段状穴によって、接触ニードル３１の厚肉部分３８がプレート２３、２５を通り抜けることが防止され、よって、接触ニードルが検査対象であるプリント配線板に向かって落ちないように固定される。フルグリッドカセット２の方向には、接触ニードル３１は、アダプタ２１の中を自由に移動可能である。

原則として、このような接触ニードル３１は、プリント配線板３５の表面の鍍金された貫通穴３７のエッジ領域に接触することができる。しかし、経験上、パッドアレイ３６のオフセットと鍍金された貫通穴３７のオフセットとは、使用された製造プロセスが異なるために互いに独立であることが分かっている。すなわち、原則として、すべてのパッドアレイ３６は、所定の量ずつかつ所定の方向に、これらのパッドアレイの理想的な位置に対して明確なオフセットを有しており、すべての鍍金された貫通穴は、所定の方向にかつ所定の量ずつ異なるオフセットを有している。接触ニードル３１は、小さいパッドアレイ３６に対して非常に正確に位置合わせされ調整されなければならない。

鍍金された貫通穴３７のために特に設計された接触ピン３２は、プリント配線板３５に対向する端部に拡幅された走査ヘッド部３９を有している（図５）。この走査ヘッド部３９の三角形ポイントは、プリント配線板３５の方を向いている。こうすることで、接触ニードル３１がパッドアレイ３６に位置合わせされている程度と同程度に正確に接触ピン３２が鍍金された貫通穴３７に位置合わせされていない場合でも、鍍金された貫通穴３７の確実な接触が可能になる。このようにして、アダプタ２１が主として接触ニードル３１及び対応するパッドアレイ３６を基準にプリント配線板３５に位置合わせされている場合でも、すべてのプリント配線板検査点３６、３７に確実に接触させることができる。

本実施形態による接触ピン３２は、例えば、厚さ０．２ｍｍをもつ薄いシートメタルで作られている。走査ヘッド部は、同様に、このシートメタルで作られている。

ロック突起部４０は、走査ヘッド３９から僅かな距離に隣接して接触ピン３２上に設けられる（図５、６ａ）。

接触ピン３２を収容するため、以下では鍵穴４１と称される特別の穴がＰＣＢユニット２７に設けられている。これらの鍵穴は十分に大きいため、接触ピン３２をこの接触ピンの（複数の）ロック突起部４０と共に通過させることができる。鍵穴４１は、ロック突起部４０を収容するためのリセス部４２によって、プリント配線板から遠い側のＰＣＢユニット２７の面に隣接してもよい。図６ｂに示された実施形態では、鍵穴４１は、上から見た場合にＴ字形であるので、接触ピン３２は、この接触ピンのロック突起部４０と共に「Ｔ字の横棒４３」の中に案内され、その後直ぐに、ロック突起部４０と走査ヘッド部３９との間の領域にある接触ピン３２の狭い部分で「Ｔ字の縦棒４４」に沿って移動させられる。ロック突起部４０を収容するためのリセス部４２は、横棒４３から遠い方の縦棒４４の端部に隣接する。ロック突起部は、このリセス部４２に取り付けられ、接触ピンが横棒４３に向かって逆行すること、及び、アダプタ２１からプリント配線板に対向する側に落ちることを防止する。

リセス部４０は、ＰＣＢユニット２７の構造プレート２８の中に形成される。

本発明の範囲内で、鍵穴４１及びリセス部４２がその他の形状を有しても構わないことは明らかである。鍵穴４１はスロットとして設計されてもよく、リセス部４２は上から見た場合にこのスロットに対して直角に延在してもよい。この場合、接触ピン３２は、（複数の）ロック突起部４０の挿入に続いて、ロック突起部４０がリセス部の中に位置するように、鍵穴４１の中で９０°回転させられなければならない。

あるいは、鍵穴４１は対応するリセス部なしで設計されてもよい。他のガイドプレート２６の中のガイド穴が、非常に狭いために（複数の）ロック突起部４０がガイドプレート２７の上に位置することになるポイントで、接触ピン３２を鍵穴４１を通して案内するように配置される。図６ｂに示されたＴ字形鍵穴において、接触ピン３２の理想的な位置であるこの位置は、縦棒４４の領域に位置している。挿入又は取り外しのため、接触ピン３２は、Ｔ字形鍵穴４１の横棒４３を通してロック突起部４０を案内するため湾曲させられる必要がある。

アダプタ２１の中の接触ピン３２は、個別のプレート２３〜３０に対して実質的に垂直に向けられている。これに対して、接触ニードル３１は、多くの場合にアダプタ２１の中で傾斜している。その結果、検査対象であるプリント配線板のグリッドに位置していない接点と接触をとることが可能であり、高い接触密度を得るために、多数の接触ニードル３１の端部を検査対象であるプリント配線板側で局所的に制限された領域に設けることが可能である。フルグリッドカセット２に対向する反対側で、これらの接触ニードルの端部は、複数のスプリング接触ピン３に接触するもっと広いエリアに亘って分布している。この理由のため、できるだけ接触ニードル３１を傾斜させることが望ましい。原則として、接触ニードル３１の傾斜に機械的限界は存在しない。しかし、このような傾斜はいずれも、プレート２３〜３０に垂直な方向である軸方向において接触ニードル３１を短縮させる。軸方向でのこの長さの差は、スプリング接触ピン３によって補正される。

フルグリッドカセット２及びアダプタ２１は、スイベルジョイント２０を用いて互いに機械的に接合されている。スイベルジョイント２０は、フルグリッドカセット２のアダプタプレート５のエッジ、又は、アダプタ２１のＢＧユニット２２のエッジにそれぞれ搭載されている。スイベルジョイントは、取り外しできるように設計されることが好ましい。スイベルジョイントは、例えば、回動軸方向へのアダプタ又はフルグリッドカセットの直線運動によって取り外すことができる。このようにして、フルグリッドカセット２は、別のアダプタ２１と容易に組み合わせることができる。

スイベルジョイント２０の反対側にあるフルグリッドカセット２のアダプタプレート５のエッジ、又は、アダプタ２１のＢＧユニット２２のエッジに、少なくとも１つのロックピン４９とピンロケーション５０とを備えるロック装置が設けられている。本実施形態では、ロックピン４９は、フルグリッドカセット２に設けられ、ピンロケーション５０は、アダプタ２１に設けられている。ロックピン４９は、ピンロケーション５０の中にロックピン４９を位置付けるために、ピンロケーション５０におけるラッチ（図示せず）を解除可能に係止するためのノッチ５１を有している。

図４ａは、折り畳み開放状態にあるフルグリッドカセット２及びアダプタ２１を備える接触ユニットを非常に図式的かつ簡略的に表した図である。図４ｂは、折り畳まれた状態にある接触ユニットを示す。フルグリッドカセット２及びアダプタ２１は、ロック装置４９、５０を用いて互いに固定されている。このようにして、検査ニードル３１のうちの１つがスプリング接触ピン３のそれぞれに配置され、接触ユニットから落ちないように互いを固定する。従って、ロックされた状態では、いずれの側が上方を向いていても、検査ピン又は検査ニードルを失うことなく接触ユニットを取り扱うことができる。フルグリッドカセット２及びアダプタ２１が一緒に折り畳まれるとき、これらは、互いに向かい合うフルグリッドカセット２の表面とアダプタ２１の表面とが接触する瞬間に垂直であるように案内されることが好ましく、そのためスプリング接触ピン３と接触ニードル３１はどちらも落ちることがない。

図４ｂは、検査装置に無負荷で搭載された接触ユニットを示す。この状態では、基本グリッドプレート４及びアダプタプレート５は、ガイド装置９によって僅かに押し離され、スプリング接触ピン３が、解除された状態で貫通穴６、７の中に位置している。基本グリッドプレート４は、検査装置の基本グリッド要素１の位置合わせ穴４６と係合した数個の位置合わせピン４５で嵌め込まれている。スイベルジョイント２０を有するアダプタプレート５をアダプタのＢＧユニット２２に確実に接続することで、アダプタ２１に対してフルグリッドカセット２を位置合わせする。接触ニードル３１の厚化部分は、スプリング接触ピン３のラッパ形部分１２の凹部に収容されている。傾斜した接触ニードル３１は、検査対象であるプリント配線板から離れて配置されている。

この接触組立体が今度は負荷を加えられる場合、すなわち、適当な圧力によって圧縮される場合、基本グリッドプレート４及びアダプタプレート５は、ガイド装置９のスプリング作用に対抗して、フルグリッドカセット２の中で共に押される。これにより、スプリング接触ピン３がアダプタ２１の方へ押される。スプリング接触ピンは、今度は接触ニードル３１に対してスプリング荷重が加えられる。接触ニードル３１は、次に、検査対象であるプリント配線板の方へ押されるので、すべての接触ニードル３１が、それぞれのプリント配線板検査点に接触する。図４ｃは、傾斜配置及び非傾斜配置における接触ニードルとスプリング接触ピンとの間の接点におけるレベル差を明示している。

接触ニードル３１又は接触ピン３２が割り当てられていないスプリング接触ピン３は、アダプタ２１のカバープレート２３に押し付けられる。その上、カバープレート２３は、アダプタの中で柱機構部３３を固定するネジ要素を覆っている。従って、カバープレート２３によって、使用されていないスプリング接触ピン３とアダプタのその他の要素との間の望ましくない接触を確実になくすことができる。

なお、基本グリッドプレート４の位置合わせピン４５とアダプタプレート５の位置合わせピン４７とは互いに独立であり、基本グリッドプレート４及びアダプタプレート５がそれぞれ基本グリッド要素１又はアダプタ２１に独立に位置合わせできる。この独立した位置合わせは、基本グリッドプレート４とアダプタプレート５との間の遊びによってさらに容易になる。この遊びは、一方で、ガイド装置９によって提供され、他方で、スプリング接触ピン３が基本グリッドプレート４とアダプタプレート５との間のギャップをスチールスリーブなしで延在し、よって、スプリング接触ピンが軸方向１０に対して直角に移動可能であることによって提供される。

以上の通り、本発明をフルグリッドカセット及びアダプタがジョイントを用いて互いに接合されている実施形態を参照して説明した。本発明の範囲内では、どのような種類の解除可能な機械的接続でもフルグリッドカセットとアダプタとの間に設けることができる。例えば、複数のロック装置又はラッチ装置をフルグリッドカセット及びアダプタのエッジ領域の少なくとも２つの対抗する面に設けることで、アダプタをフルグリッドカセットから完全に取り外し可能にしてもよい。

あるいは、本発明の範囲内では、スプリング接触ピンは、膜を用いてフルグリッドカセットから落ちないように固定されてもよい。膜中の穴の幅はスプリング接触ピンの最大径未満であるので、スプリング接触ピンは膜によって軸方向に位置付けられる。アダプタの中で検査ニードルを位置付けることより、フルグリッドカセットの中でスプリング接触ピンを位置付ける方が容易である。フルグリッドカセットとアダプタとが組み付けられた状態では、アダプタの検査ニードルは、フルグリッドカセットのスプリング接触ピンによって落ちないように固定される。

本発明は、以下の通り簡単に要約することができる。

本発明は、プリント配線板を検査する検査装置用の接触ユニットに関する。接触ユニットは、フルグリッドカセットとアダプタとを備える。フルグリッドカセットは、検査装置の基本グリッドの接点のグリッドに配置された複数のスプリング接触ピンが設けられている。アダプタは、フルグリッドカセットの個別のスプリング接触ピンを検査対象であるプリント配線板の個別の配線板検査点に電気的に接続する検査ニードルが設けられ、フルグリッドカセットの中のスプリング接触ピンは、アダプタから遠い側に落ちないように固定され、アダプタの中の検査ニードルは、フルグリッドカセットから遠い側に落ちないように固定されている。アダプタ及びフルグリッドカセットは、互いに取り外し自在に接合されている。その結果、スプリング接触ピン及び検査ニードルの両方がアダプタ及びフルグリッドカセットが組み付けられた状態において落ちないように固定される。

１ 基本グリッド要素
２ フルグリッドカセット
３ スプリング接触ピン
４ 基本グリッドプレート
５ アダプタプレート
６ アダプタプレートの貫通穴
７ 基本グリッドプレートの貫通穴
８ 環状段差
９ ガイド装置
１０ スプリング接触ピンの軸方向
１１ スプリング部分
１２ ラッパ形部分
１３ 厚化部分
１４ プラグイン部分
１５ 中心スプリング接点
１６ 基本グリッドの接触パッド
１７ 円形線
１８ モジュール
１９ 当接エッジ
２０ スイベルジョイント
２１ アダプタ
２２ ＢＧユニット
２３ カバープレート
２４ 構造プレート
２５ 保持プレート
２６ ガイドプレート
２７ ＰＣＢユニット
２８ 構造プレート
２９ ガイドプレート
３０ カバープレート
３１ 接触ニードル
３２ 接触ピン
３３ 柱機構部
３４ 位置合わせピン
３５ プリント配線板
３６ パッドアレイ
３７ 鍍金された貫通穴
３８ 厚肉部分
３９ 走査ヘッド部
４０ ロック突起部
４１ 鍵穴
４２ リセス部
４３ 横棒
４４ 縦棒
４５ 位置合わせピン
４６ 位置合わせ穴
４７ 位置合わせピン
４８ 位置合わせ穴
４９ ロックピン
５０ ピンロケーション
５１ ノッチ

Claims (13)

1. フルグリッドカセット（２）とアダプタ（２１）とを備える、プリント配線板を検査する検査装置用の接触ユニットであって、
   前記フルグリッドカセット（２）は、前記検査装置の基本グリッドの接点のグリッドに位置している複数のスプリング接触ピン（３）を有し、
   前記アダプタ（２１）は、前記フルグリッドカセット（２）の各スプリング接触ピン（３）を検査対象であるプリント配線板の配線板検査点の１つに電気的に接続するため設けられた検査ニードル（３１、３２）を有し、
   前記フルグリッドカセットの中の前記スプリング接触ピンは、前記アダプタ（２１）から遠い側に落ちないように固定され、前記アダプタ（２１）の中の前記検査ニードル（３１、３２）は、前記フルグリッドカセットから遠い側に落ちないように固定され、前記アダプタ（２１）及び前記フルグリッドカセット（２）は、前記アダプタ（２１）及び前記フルグリッドカセット（２）が堅固に接合された接触ユニットを形成するように互いに取り外し自在に接続されている、接触ユニット。
2. 前記アダプタ（２１）と前記フルグリッドカセット（２）との間の取り外し自在の接続は、ラッチ及び／又はロック装置によってもたらされることを特徴とする、請求項１に記載の接触ユニット。
3. 前記アダプタ（２１）と前記フルグリッドカセット（２）との間の取り外し自在の接続は、スイベルジョイント（２０）とロック装置（４９、５０）とによってもたらされ、前記スイベルジョイント（２０）は、前記アダプタ（２１）及び前記フルグリッドカセット（２）の対向する表面のエッジに位置しており、従って前記アダプタ及び前記フルグリッドカセット（２）を備える接触ユニットを折り畳み開放状態にすることができ、前記フルグリッドカセット及び前記アダプタ（２１）が折り畳まれた状態で前記ロック装置（４９、５０）を用いてロックすることができることを特徴とする、請求項１又は２に記載の接触ユニット。
4. 前記スイベルジョイントは解除可能であることを特徴とする、請求項３に記載の接触ユニット。
5. 前記アダプタ（２１）及び前記フルグリッドカセット（２）は、解除可能なラッチ又はロック機構部を用いて互いに接続できることを特徴とする、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。
6. 前記スプリング接触ピン（３）は、螺旋状に巻き付けられたスプリング部分を含むワイヤから製作され、被覆なしで前記フルグリッドカセット（２）の内部に位置していることを特徴とする、請求項1乃至5のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。
7. 前記スプリング接触ピン（３）のそれぞれは、ワイヤが螺旋状に巻き付けられ、各スプリング接触ピン（３）の最大径は、０．８ｍｍを超えることがなく、そして、前記基本グリッドに対向する前記スプリング接触ピンの端部で、前記ワイヤの端部巻線が隣接する巻線より小さい半径に巻き付けられ、よって、前記ワイヤは、隣接する巻線に対し中心に位置し中心接点（１５）を形成する端部を有していることを特徴とする、請求項６に記載の接触ユニット。
8. 前記スプリング接触ピン（３）のそれぞれは、前記アダプタの側の端部にラッパ形部分（１２）を有していることを特徴とする、請求項６又は７に記載の接触ユニット。
9. 前記アダプタ（２１）の前記検査ニードル（３１）は、螺旋状巻線を含まずに実質的に直線的であり、前記検査ニードルが検査対象である前記プリント配線板に対向するアダプタの側に落ちないように固定するため設けられた厚肉部分（３８）を有していることを特徴とする、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。
10. 前記フルグリッドカセットは、前記アダプタ（２１）に対向するアダプタプレート（５）と、前記基本グリッドに対向する基本グリッドプレート（４）とから作られ、そして、前記アダプタプレート（５）と前記基本グリッドプレート（４）との間にあるガイド装置（９）は、前記アダプタプレート（５）及び前記基本グリッドプレート（４）が前記スプリング接触ピン（３）の軸方向に互いに相対的に移動可能であり、前記スプリング接触ピン（３）の軸方向（１０）に対して直角に延在する平面内に遊びを有するように設計されていることを特徴とする、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。
11. 前記アダプタ（２１）の前記検査ニードルは、接触ニードル（３１）及び／又は接触ピン（３２）を含むことを特徴とする、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。
12. 前記スプリング接触ピン（３）は、膜を用いて落ちないように前記フルグリッドカセット（２）の中に固定されており、前記膜は、前記スプリング接触ピン（３）の最大径より小さい幅をもつ穴を有していることを特徴とする、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。
13. 前記スプリング接触ピン（３）は、前記基本グリッドに対向する前記スプリング接触ピン（３）の端部に形成されるプラグイン部分（１４）を有し、前記プラグイン部分（１４）は、プラグイン部分（１４）から前記アダプタへ向かって延在する前記スプリング接触ピン（３）の部分より小さい径を有し、従って、テーパ部が存在し、個々のプラグイン部分（１４）を収容するため前記フルグリッドカセット（２）の中に貫通穴（７）が設けられ、前記貫通穴（７）は、前記スプリング接触ピン（３）の前記テーパ部の止め部としての役割を果たす環状段差（８）を有していることを特徴とする、請求項１乃至１２のうちのいずれか１項に記載の接触ユニット。

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