JP2013238554A - 検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
回路基板が有する試験用の端子の全てにピンを同時に接触させるタイプの試験装置であっても性能を精密に検査することができる検査装置を提供する。
【解決手段】
プローブピンを有する試験治具を検査する検査装置において、プローブピンに押し当てられる検査端子および荷重センサを有する検査ヘッドと、試験治具を支持する支持部と、検査ヘッドと支持部を相対的に移動させる第１の移動機構と、検査ヘッドを試験治具に接離する方向に移動させる第２の移動機構と、第１の移動機構に、検査端子が複数のプローブピンの位置に順次に移動させるとともに、各位置において検査端子にプローブピンを押し込ませる制御部と、複数の押込量それぞれにおける荷重測定値をモニタしてプローブピンの良否判定を行ない複数の押込量の全てにおいて良と判定した場合にプローブピンを正常なプローブピンであると判定する判定部とを備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、回路基板を試験するための試験装置に搭載される試験治具を検査する検査装置に関する。

回路基板の製造においては、回路基板上への部品の実装状態を、試験装置を用いて試験することが行われている。回路基板の試験装置は、被検査対象の回路基板または部品に設けられた試験用の端子にプローブピンを接触させ、端子間の電気抵抗等の電気的特性を測定することによって接続の良否を判別する。

試験装置には、一対のプローブピンを回路基板に沿って移動させ、回路基板上の複数の端子に逐次接触させながら試験する、いわゆるフライングタイプの装置と、回路基板の試験用の複数端子に対応する数のプローブピンがフィクスチャと呼ばれる基体に配置され、これらのプローブピンを端子に同時に接触させるタイプの装置とがある。いずれのタイプの装置においても、プローブピンは、ばね付勢された端子に押し当てられる可動ピンを有しており、プローブピンの性能が劣化すると、この劣化に起因して良品である回路基板が不良と判別されたり（いわゆる疑似不良）、劣化の程度によっては回路基板を損傷させるおそれすらある。

ここで、特許文献１には、被測定回路基板が載る基台の基台面に沿って移動する一対の可動部に一対のプローブピンがそれぞれ設けられた回路基板検査装置が示されている。この検査装置では、プローブピン自体の良否を判断するため、プローブピンを、この検査装置上に設けられたプローブピン検査用導電体の位置に移動させて接触させる。そして、プローブピン自体の抵抗値を測定し、プローブピンの良否を判定する。

また、特許文献２にも、回路基板に沿って移動が自在なプローブピンを備える回路基板検査装置が示されている。この回路基板検査装置には、プローブピンの移動域内に、プローブピンの良否を判定するための、プローブピンが押し当てられる検出スイッチが配置設されている。この回路基板検査装置では検出スイッチのスイッチ片の接触圧が調整されており、プローブピンが検出スイッチを押し下げるか否かによって良否を判定する。

特許第３０７８５６２号明細書 特許第４２０９７０７号明細書

しかしながら，上記特許文献１や特許文献２の検査装置では、回路基板の試験用の複数端子にプローブピンを同時に接触させるタイプの試験装置に用いるプローブピン固定のフィクスチャ試験治具を検査することができない。また、特許文献１や特許文献２の技術ではピンの性能を精密に検査することができない。

本発明は上記問題点を解決し、回路基板が有する試験用の複数端子ピンを同時に接触させるタイプの試験装置であっても性能を精密に検査することができる検査装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明の検査装置は、面を有する基体と、この基体に対しバネ付勢されてこの基体への引込み方向に移動自在にこの面から突出した複数のプローブピンとを有し、被試験回路基板を試験する試験装置に搭載されてこの複数のプローブピンがこの被試験回路基板上の端子に同時に押し当てられるプローブピン固定試験治具を、この検査装置に代えて搭載してこの試験治具を検査する検査装置であって、
上記プローブピンに押し当てられる検査端子と、この検査端子がこのプローブピンに押し当てられたときのこの検査端子が受ける荷重を測定する荷重センサとを有する検査ヘッドと、
上記試験治具を、上記面を上記検査ヘッドに向けた姿勢に支持する支持部と、
上記検査ヘッドと上記支持部を相対的に、上記面に沿って２次元的に移動させる第１の移動機構と、
上記検査ヘッドを上記支持部に支持された上記試験治具に接離する方向に移動させる第２の移動機構と、
上記第１の移動機構を制御して、上記検査端子が上記複数のプローブピンそれぞれに対面した各対面位置に至るように順次に移動させるとともに、この各対面位置のそれぞれにおいて上記第２の移動機構を制御して、この検査端子に、この対面位置に対面している上記プローブピンにおける可動ピンを所定の規定押込量まで押し込ませる制御部と、
上記検査端子が上記可動ピンを上記規定押込量まで押し込むまでの間の１または複数の押込量それぞれにおける、上記荷重センサによる荷重測定値をモニタして、この１または複数の押込量それぞれにおけるこのプローブピンの良否判定を行ない、この１または複数の押込量から良と判定した場合にこのプローブピンを正常なプローブピンであると判定する判定部とを備えたことを特徴とする。

本発明の検査装置では、検査ヘッドが試験治具の基体の面に沿って２次元的に移動することで、試験回路基板上の端子の全てに対応するプローブピンが設けられた試験治具であっても、全てのプローブピンについて検査が可能である。また、規定押込量まで押し込むまでの間の複数の押込量それぞれにおける荷重をモニタするので、例えば押込みの途中で生じる引掛かり等の異常も併せて判定することができる。したがって、複数端子のプローブピンを同時に接触させるタイプの試験装置であっても性能を精密に検査することができる。

ここで、上記本発明の検査装置は、上記検査端子が押し当てられた状態の上記プローブピンの電気抵抗を測定する測定部を備え、
上記判定部は、上記検査端子が上記プローブピンの可動ピンを上記規定押込量まで押し込んだ状態における、上記測定部により測定された電気抵抗値をモニタし、この電気抵抗値に基づいてこのプローブピンの良否判定を行なって、上記荷重センサによる荷重測定値に基づいて上記複数の押込量の全てにおいて良と判定し、さらにこの電気抵抗値に基づいてこのプローブピンを良と判定した場合に、このプローブピンを正常なプローブピンであると判定するものあることが好ましい。

電気抵抗値でも判定することで、汚れや錆等を起因とする電気的な特性異常も検査することができる。

また、上記本発明の検査装置において、上記判定部は、上記荷重センサで検出された荷重が上記プローブピンにおける可動ピンの押込量に応じて定められた上限値を超える場合、または下限値を下回る場合、当該プローブピンを不良と判定するものであることが好ましい。

検査端子がプローブピンに押し当てられていない状態も判定することで、例えばプローブピンの曲がりやずれに代表される不良が検査できる。

また、上記本発明の検査装置において、上記制御部は、上記荷重センサで検出された荷重が予め定めた範囲を超える場合、または下限値を下回る場合に押込みを中断させるものであることが好ましい。

例えばプローブピンが動かない場合、検査端子の押込みによる、プローブおよび試験治具の基体の破損が防止される。

また、上記本発明の検査装置は、いずれもが上記基体と上記複数のプローブピンとを有し、上記面を上記被試験回路基板のそれぞれ第１面および第２面に向けた状態にこの被試験回路基板を挟んでそれぞれこの第１面上の端子およびこの第２面上の端子に押し当てられる、上記試験治具としての第１および第２の試験治具が搭載されるものであって、
上記支持部が、上記第１の試験治具の支持を担うとともに、この第１の試験治具に替えてこの第２の試験治具の支持も担うものであることが好ましい。

支持部が第１および第２の試験治具の支持を担うので、検査端子や検査ヘッドの高さ調整を行うことなく、第１の試験治具に替えてこの第２の試験治具も検査することができる。

また、上記本発明の検査装置において、上記第１および第２の試験治具は、上記試験装置に搭載された状態において互いに嵌合して互いを位置決めする嵌合部を有し、
上記制御部は、上記第１の移動機構を制御するにあたり、上記嵌合部の位置を基準位置として制御するものであってもよい。

第１および第２の試験治具が互いを位置決めするための嵌合部を基準位置として利用することで、検査端子が精密に位置決めされる。

以上説明したように、本発明によれば、回路基板が有する試験用の端子の複数 ピンを同時に接触させるタイプの試験装置であっても性能を精密に検査することができる検査装置が実現する。

本発明の一実施形態である検査装置の検査対象である試験治具が設けられた試験装置を示す概略構成図である。 図１の試験装置が有するプローブピンの構造を示す破断図である。 図１に示す試験装置の回路構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態である検査装置の概略構成を示す図である。 支持治具が、下側試験冶具に代えて上側試験冶具を支持した状態を示す図である。 図４に示す検査装置の電気的構成を示すブロック図である。 プローブピンにおける可動ピンの押込量と荷重との関係を示すグラフである。 荷重測定値が下限値を下回る場合の例を説明する図である。 検査対象となる複数のプローブピンのそれぞれの抵抗値の例を示すグラフである。 検査装置の動作を説明するフローチャートである。 第２実施形態の検査装置における検査ヘッドと試験治具を示す図である。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

［被試験回路基板の試験装置と試験治具］
図１は、本発明の一実施形態である検査装置の検査対象である試験治具が設けられた試験装置を示す概略構成図である。

図１に示す試験装置６は、被試験回路基板９を検査する装置である。より詳細には、試験装置６は、被試験回路基板９上に電子部品が仕様通りに実装されたか否かを試験するインサーキットテスタである。なお、図では、被試験回路基板９に実装された電子部品の図示は省略されている。

試験装置６は、被試験回路基板９を取り扱うハンドラ６Ａと、電気特性を試験するテスタ６Ｂとを備えている。ハンドラ６Ａには、上側試験冶具７および下側試験冶具８からなる２つの試験冶具を有する。２つの試験治具７，８は、被試験回路基板９を上下で挟む位置に配置されている。

上側試験治具７は、基体７Ａおよびプローブピン７Ｂを備えている。基体７Ａは、基板７１、スペーサ７２、および押え板７３を備えている。プローブピン７Ｂは、基体７Ａの、被試験回路基板９に対向する対向面７Ｆから被試験回路基板９に向かって突出して設けられている。また、基板７１には、下側試験冶具８に向かって突出した嵌合突起７４が設けられている。

下側試験冶具８は、上側試験治具７と同様に、基体８Ａおよびプローブピン８Ｂを備えており、基体８Ａは、基板８１、およびスペーサ８２を備えている。下側試験冶具８は、押え板を備えておらず、また、プローブピン８Ｂの配置が上側試験治具７とは異なる。また、下側試験冶具８には、嵌合突起７４の代わりに、嵌合突起７４が嵌入する嵌合穴８４が基板８１に設けられている。嵌合突起７４および嵌合穴８４が、本発明にいう嵌合部の一例に相当する。

被試験回路基板９には、図示しない部品の実装状態を試験するための複数の端子９ｔが配置されている。複数の端子９ｔのうちいずれか２つを選択して導通や電気特性を測定することにより、これら２つ端子９ｔの間に配線された部品の種類や接続状態が判定可能となる。

試験装置６は、被試験回路基板９の試験のために必要な複数の端子９ｔの全てにプローブピン７Ｂ，８Ｂを一度に押し当てるタイプの試験装置である。したがって、２つの試験治具７，８には、被試験回路基板９上に設けられた試験のために必要な複数の端子９ｔの全てに対応する数のプローブピン７Ｂ，８Ｂが配置されている。これら複数のプローブピン７Ｂ，８Ｂは、被試験回路基板９上の端子９ｔの配列に相応して配列されている。プローブピン７Ｂ，８Ｂのそれぞれは、テスタ６Ｂと電気的に接続されている。

図２は、図１の試験装置が有するプローブピンの構造を示す破断図である。

プローブピン７Ｂ，８Ｂのそれぞれは、可動ピンＬ、外筒Ｍ、およびバネＮを有する。外筒Ｍは棒状の可動ピンＬを受容する筒状の部材である。外筒Ｍは、試験治具７の基板７１、および試験治具８の基板８１（図１参照）に固定されている。バネＮは外筒Ｍ内に収容された圧縮バネである。可動ピンＬは、一部が外筒Ｍ内に収容されており、外筒Ｍから突出した先端部が、被試験回路基板９上の端子９ｔ（図１参照）に接触する。プローブピン７Ｂ，８Ｂが試験治具８の基板８１（図１参照）に取り付けられた状態で、可動ピンＬは基板８１への引込み方向Ｚに移動自在に保持されている。可動ピンＬは、バネＮによって外筒Ｍから突出する向きに付勢されている。

図１および図２を参照して説明を続ける。

図１に示すように、２つの試験冶具７，８が、対向面７Ｆ，８Ｆを被試験回路基板９に向けた姿勢で、被試験回路基板９を挟む位置に配置され、互いに近接する向きに移動すると、全てのプローブピン７Ｂ，８Ｂの可動ピンＬが、被試験回路基板９の端子９ｔにそれぞれ押し当てられている。上側試験治具７の嵌合突起７４が、下側試験冶具８の嵌合穴８４と嵌合することで、上側試験治具７と下側試験冶具８との互いの位置決めがなされる。

２つの試験冶具７，８は、プローブピン７Ｂ，８Ｂの可動ピンＬが、押込限度量（フルストローク）Ｓｆの２／３程度である標準押込量Ｓｍまで押し込まれる状態まで近接する。このとき、バネＮが弾性変形する。

図３は、図１に示す試験装置の回路構成を示すブロック図である。図３には、簡潔さのため２つの試験治具７，８のうち一方のみが示されている。

プローブピン７Ｂ，８Ｂのそれぞれは、試験治具７，８に設けられたコネクタＣを介して、テスタ６Ｂと接続されている。テスタ６Ｂは、マルチプレクサ６１と測定回路６２とを備えている。マルチプレクサ６１は、多数のプローブピン７Ｂ（または８Ｂ）のうちのいずれか２つ（試験の種類によっては３つ以上）からなる組を選択する。測定回路６２は、マルチプレクサ６１によって選択された組のプローブピン７Ｂ（または８Ｂ）に信号を供給し、あるいは特性を測定する。この測定によって、被試験回路基板９の、選択されたプローブピン７Ｂ（または８Ｂ）の間に配置された部品が仕様通りに接続されているか、あるいは間違った部品が実装されていないかが試験される。テスタ６Ｂでは、マルチプレクサ６１によって測定対象のプローブピン７Ｂ（または８Ｂ）の組を変更しがら、必要な箇所を順次試験する。

ここで、試験治具７，８が有するプローブピン７Ｂ，８Ｂ自体の導通特性が不適切であると、良品である被試験回路基板９が不良品と判断されるおそれがある（疑似不良）。また、プローブピン７Ｂ，８Ｂの可動特性が劣化すると、プローブピン７Ｂ，８Ｂの可動ピンＬが押し込まれず、被試験回路基板９に損傷を与えるおそれがある。また、プローブピン７Ｂ，８Ｂが、曲がりや傾き、ずれに起因して端子９ｔと接触しない場合にも、被試験回路基板９が不良品と判断される。したがって、被試験回路基板９の試験に先立ち、試験治具７，８を検査することが重要となる。ただし、試験治具７，８には、被試験回路基板９の端子９ｔに対応した多数のプローブピン７Ｂ，８Ｂが配置されているため、人手によって、それぞれの検査を行うことは容易でない。

［試験治具の検査装置］
図４は、本発明の一実施形態である検査装置の概略構成を示す図である。

試験治具７，８自体の検査の際、試験治具７，８は、図１に示す試験装置６に代えて図４に示す検査装置１に搭載される。検査装置１は、検査ヘッド１１、支持治具１２、Ｙ軸移動機構１３、Ｘ軸移動機構１４、Ｚ軸移動機構１５、および、制御装置１６を備えている。検査装置１は、試験治具７，８を自動で検査するための装置である。ここで、支持治具１２は、本発明にいう支持部の一例に相当する。また、Ｙ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４の組合せは本発明にいう第１の移動機構の一例に相当し、Ｚ軸移動機構１５は、本発明にいう第２の移動機構の一例に相当する。

検査ヘッド１１は、検査端子１１１、荷重センサ１１２、および抵抗センサ１１３を有する。検査端子１１１は、検査ヘッド１１の下端に配置された棒状体であり、下側試験冶具８のプローブピン８Ｂの可動ピンＬに押し当てられる。荷重センサ１１２は、検査端子１１１が可動ピンＬに押し当てられたときの検査端子１１１が受ける荷重を測定する。抵抗センサ１１３は、可動ピンＬを含めたプローブピン８Ｂの抵抗値を測定する。

支持治具１２は、試験冶具７，８を検査装置１に支持するための治具である。支持治具１２は、試験冶具７，８のいずれの支持も担う。図４には、下側試験冶具８を支持した状態が示されている。

図５は、支持治具が、下側試験冶具に代えて上側試験冶具を支持した状態を示す図である。

図４および図５の双方を参照して説明する。支持治具１２は矩形状の底板部１２１の両辺から一対の立壁部１２２が互いに対向して立設した概略形状であり、Ｕ字状の断面を有している。立壁部１２２には、試験冶具７，８いずれの基板７１，８１をも共通の高さに支持する支持凹部１２２ａが設けられている。また、立壁部１２２には、上側試験冶具７の押え板７３を支持する支持溝１２２ｂが設けられている。図４に示すように、下側試験冶具８の基板８１は、支持凹部１２２ａに直接に支持・位置決めされるのに加え、スペーサ８２を介して底板部１２１に支持されて、安定する。図５に示すように、上側試験冶具７のスペーサ７２は、下側試験冶具８のスペーサ８２よりも短い。しかし、上側試験冶具７の基板７１は、支持凹部１２２ａに直接に支持・位置決めされるのに加え、スペーサ８２および押え板７３を介して支持溝１２２ｂに支持されて、安定する。なお、上側試験冶具７は、図５において紙面手前から奥にＹ軸方向にスライドするようにして支持治具１２に装着される。支持治具１２は、試験冶具７，８を、試験冶具７，８の対向面７Ｆ，８Ｆを検査ヘッド１１に向けた姿勢に支持する。

再び図４を参照して説明を続ける。Ｙ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４は、検査ヘッド１１と支持治具１２を相対的に、対向面７Ｆ，８Ｆに沿って２次元的に移動させる機構である。より詳細には、Ｙ軸移動機構１３は、本体１Ｈに対し、Ｙ方向に移動するＹ軸移動テーブル１３１と、Ｙ軸移動テーブル１３１を駆動するＹ軸モータ１３２とを有する。また、Ｘ軸移動機構１４は、本体１Ｈに対し、Ｘ方向に移動するＸ軸移動ヘッド１４１と、検査ヘッド１１を支持するＸ軸移動ヘッド１４１を駆動するＸ軸モータ１４２とを有する。Ｙ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４によって、Ｘ軸移動ヘッド１４１に支持された検査ヘッド１１が試験冶具７，８の上を、対向面７Ｆ，８Ｆに沿った水平方向であるＸ方向およびＹ方向に移動する。

Ｚ軸移動機構１５は、検査ヘッド１１を支持治具１２に支持された試験治具７，８に接離する方向、すなわちＺ方向（鉛直方向）に移動させる機構である。Ｚ軸移動機構１５は、Ｘ軸移動ヘッド１４１に対し、支持治具１２をＺ方向に移動させるＺ軸モータ１５２を有している。検査ヘッド１１が、試験治具７（８）に向かって移動すると、検査端子１１１が、プローブピン７Ｂ（８Ｂ）の可動ピンＬを押し下げることとなる。ここで、可動ピンＬが押し下げられる方向は、図２に示す引込み方向Ｚと同じ方向である。

［制御装置］
また、検査装置１には、制御装置１６、表示装置１７、および入力装置１８も備えられている。制御装置１６は、制御部１６１および判定部１６２を有する。

図６は、図４に示す検査装置の電気的構成を示すブロック図である。

制御装置１６には、荷重センサ１１２、抵抗センサ１１３、Ｘ軸モータ１４２、Ｙ軸モータ１３２、Ｚ軸モータ１５２、表示装置１７、および入力装置１８が接続されている。制御装置１６は、コンピュータであり、演算処理を行うＣＰＵ１６Ａと、ＣＰＵ１６Ａによって実行されるプログラムやデータを記録する記録媒体としてのメモリ１６Ｂと、インターフェース（ＩＦ）１６Ｃとを有する。メモリ１６Ｂに記憶されたプログラムが動作することで、制御装置１６には、上述した制御部１６１および判定部１６２の機能ブロックが構成される。また、メモリ１６Ｂには、検査対象となる試験治具のそれぞれについて全てのプローブピンの配置位置を表す位置情報が予め記憶されている。入力装置１８は、操作者の操作に応じて、動作の指示や、検査対象となる試験治具の種類を選択する指示を制御装置１６に入力する。また、表示装置１７は、制御装置１６における処理の状況や処理の結果が表示される。

再び図４〜図６を参照して説明を続ける。制御装置１６の制御部１６１は、Ｘ軸モータ１４２、Ｙ軸モータ１３２およびＺ軸モータ１５２を制御することによって、Ｙ軸移動機構１３、Ｘ軸移動機構１４およびＺ軸移動機構１５の動作を制御する。制御部１６１は、検査端子１１１にプローブピン７Ｂ（８Ｂ）の可動ピンＬ（図２参照）を押し込ませる。この時、判定部１６２は、荷重センサ１１２による荷重測定値をモニタする。

図７は、プローブピンにおける可動ピンの押込量（プローブストローク）と、プローブピンの可動ピンから受ける荷重（プローブ圧）との関係を示すグラフである。横軸の０は、検査端子１１１が可動ピンと接触する位置である。図７のパート（Ａ）には、劣化が無い標準のプローブピンにおける押込量と荷重の関係（プロファイル）Ｒが示されている。標準のプローブピンにおいては、可動ピンＬ（図２参照）と外筒Ｍとの間の摩擦が相対的に低いため、荷重は主にバネＮのバネ定数に影響され、押込量にほぼ比例する。

本実施形態の検査装置１では、標準のプローブピンにおける押込量とプローブ圧の関係Ｒに対し、公差や標準的な寿命を考慮した余裕を見込んで、押込量に対する力の上限Ｑｈを定める。上限Ｑｈは、押込量にほぼ比例している。

検査装置１では制御部１６１が、可動ピンＬを、押込限度量（フルストローク）Ｓｆの２／３程度である標準押込量Ｓｍまで押し込む。そして、判定部１６２が、この標準押込量Ｓｍまで押し込むまでの複数の押込量ｄ１，ｄ２，ｄ３…における判定点で荷重測定値を測定し、各押込量ｄ１，ｄ２，ｄ３…における荷重測定値が上限Ｑｈを超えるか否かによって、プローブピンの良否判定を行う。

図７のパート（Ｂ）およびパート（Ｃ）は、不良と判定されるプローブピンにおける、押込量と荷重の関係の例である。図７のパート（Ｂ）に示すグラフの例では、押込みが進むに従い、荷重すなわち抵抗が増大している。図７のパート（Ｃ）に示すグラフの例では、標準押込量Ｓｍ付近では、荷重が標準的であるが、押込み始めにおいて、荷重が極端に増大している。このような劣化の原因としては、例えば、プローブピンにおける錆、ほこりの蓄積、損傷が考えられ、試験装置６（図１参照）において繰り返し使用しているうちに劣化が進行し、上述した疑似不良や試験対象の回路基板の損傷の原因となる。本実施形態の検査装置１では、複数の押込量に対応する判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…で荷重測定値を測定し判定を行うため、試験治具の使用中に問題が顕在化する前に劣化を検知することができる。劣化と判定されたプローブピンは、結果の報知を受けた作業者によって新品のものに交換される。

また、本実施形態の検査装置１では、押込量に応じた荷重の下限Ｑｌを定めている。検査装置１の判定部１６２では、各押込量に対応する判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…における荷重測定値が各押込量に応じた下限値Ｑｌを下回る場合にも、当該プローブピンを不良と判定する。

図８は、荷重測定値が下限値を下回る場合の例を説明する図である。図８のパート（Ａ）は、検査端子１１１が可動ピンＬに突き当たった状態を示し、パート（Ｂ）は、検査端子１１１が可動ピンＬからずれた状態を示している。パート（Ｂ）に示すように、検査端子１１１が可動ピンＬからずれる原因としては、ピンの取付不良、ピンの曲がりが考えられる。いずれの場合であっても、劣化は、試験装置６（図１参照）における使用中に進行し疑似不良や試験対象の回路基板の損傷の原因となる。本実施形態の検査装置１によれば、試験装置６（図１参照）における試験治具の使用中に問題が顕在化する前に、プローブピンの曲がりといった劣化も検知することができる。検査端子１１１の端面は、被試験回路基板９の端子９ｔよりも小さいことが好ましい。

また、本実施形態の検査装置１における制御部１６１は、図７に示すように、限界荷重閾値Ｔが定められており、検査端子１１１が可動ピンＬを押し込む途中で、荷重センサで検出された荷重が限界荷重閾値Ｔを超える場合には、押込みを中断する。これは、プローブピンの可動ピンＬ（図２参照）が外筒Ｍに固着しているような場合に、押込みを進めると、プローブピンが取り付けられた基体７Ａ，８Ａが破損するからである。この押込みの中断によって、プローブピンおよび基体７Ａ，８Ａが破損するという事態が抑えられる。本実施形態では、限界荷重閾値Ｔを、一定の値に設定しており、より詳細には、標準押込量Ｓｍまで押し下げた場合の上限値Ｑｈと等しい値に設定している。なお、限界荷重閾値Ｔは、各押込量に応じた複数の閾値をとること考えられる。さらに、同様に荷重下限値も設けることでプローブピンのずれやプローブの曲がり等の異常時のプローブおよび基体の破損を防止できる。

本実施形態の検査装置１における制御部１６１および判定部１６２は、上述した検査を、試験冶具７（または８）の全てのプローブピン７Ｂ（８Ｂ）に対して行う。また、本実施形態の検査装置１における判定部１６２は、全てのプローブピンについて抵抗値を測定する。

図９は、検査対象となる複数のプローブピンのそれぞれの抵抗値の例を示すグラフである。グラフの横軸は、プローブピンの通し番号を示している。判定部１６２は、可動ピンＬが標準押込量Ｓｍまで押し込まれたときの抵抗値を抵抗センサ１１３によってモニタし、抵抗値が閾値Ｔｒを越えた場合には、不良と判定する。抵抗値の閾値Ｔｒは、予め、標準的なプローブピンの抵抗値に、公差や標準的な寿命を考慮した余裕を見込んで定められる。

図１０は、検査装置の動作を説明するフローチャートである。

検査装置１の動作は、制御装置１６の制御部１６１および判定部１６２によって制御される。入力装置１８（図４参照）の操作によって試験治具の種類が選択され、動作の開始が支持されると、制御部１６１はまずＹ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４を制御して、検査端子１１１を、プローブピン７Ｂ（８Ｂ）いずれかに対面した対面位置に至るように移動させる（ステップＳ１０）。具体的には、制御部１６１は、検査をする試験治具の種類ごとにメモリ１６Ｂ（図６参照）に記憶されたプローブピンの位置情報を読み出し、Ｙ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４を制御して検査ヘッド１１を位置情報に応じた対面位置に移動させる。続いて、制御部１６１は対面位置において、Ｚ軸移動機構１５を制御し、検査端子１１１に検査位置に対面しているプローブピン７Ｂの可動ピンＬを押し込ませる（ステップＳ１１）。制御部１６１は、判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…（図７参照）のいずれかまで押込みを続ける（ステップＳ１５でＮｏ）。しかし、荷重センサ１１２で検出された荷重が予め定めた限界荷重下限値または限界荷重閾値Ｔ（図７参照）を超える場合には押込みを即時に中断させる（ステップＳ１４）。これによって、プローブピンおよび基体７Ａ，８Ａの破損が抑えられる。なお、この下限界値、限界荷重閾値Ｔは、各押込量に応じた複数の値をとることもある。

押込量が、判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…（図７参照）のいずれかになると（ステップＳ１５でＹｅｓ）、判定部１６２が、荷重の判定を行う。判定部１６２は、荷重センサ１１２で検出された荷重測定値が下限値Ｑｌ（図７参照）を下回る場合には（ステップＳ１６でＹｅｓ）、当該プローブピンを不良と判定し記録を行う（ステップＳ２２）。これによって、プローブピンの曲がり等が判定される。また、判定部１６２は、各判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…における荷重測定値が、判定点に応じた上限Ｑｈ（図７参照）を超える場合にも、当該プローブピンの可動ピンを不良と判定し記録を行う（ステップＳ２２）。検査端子１１１による押込みと各判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…における判定は、押込量が標準押込量Ｓｍとなるまで繰り返される（ステップＳ１８でＮｏ）。これによって、可動ピンの押込みの途中で生じる引掛かりが検査される。

判定部１６２は、荷重センサ１１２による荷重測定値に基づき、複数の押込量に対応する判定点ｄ１，ｄ２，ｄ３…の全てにおいて良と判定し、押込量が標準押込量Ｓｍとなった場合（ステップＳ１８でＹｅｓ）、さらに、抵抗センサ１１３によってモニタした抵抗値が閾値Ｔｒを越えず当該プローブピンが良と判定された場合、当該プローブピンを正常なピンであると判定する（ステップＳ２１）。

制御部１６１は、試験治具の全プローブピンの検査が終了しない場合には（ステップＳ２３でＮｏ）、次の検査端子について、上記ステップＳ１１からＳ２２までの処理を繰り返す。このようにして、制御部１６１は、検査端子１１１を全てのプローブピンそれぞれに対面した対面位置に至るように順次に移動させ、各対面位置のそれぞれにおいて判定を行っていく。全プローブピンの検査が終了した場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）判定部１６２は、判定の結果を表示装置１７に表示する。より詳細には、全てのプローブピンが正常と判定された場合には、図４に示すように「ＯＫ！」の表示を行う。他方、不良のプローブピンがあった場合には、当該プローブピンの番号といった特定するための情報を表示する。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の第２実施形態の説明にあたっては、これまで説明してきた実施形態における各要素と同一の要素には同一の符号を付けて示し、前述の実施形態との相違点について説明する。

図１１は、第２実施形態の検査装置における検査ヘッドと試験治具を示す図である。図１１のパート（Ａ）は側面図であり、パート（Ｂ）は、試験治具の平面図である。

図１１に示す検査ヘッド２１には、レーザ位置検知器２１５が取り付けられている。レーザ位置検知器２１５は、レーザ光線を照射するとともに、反射光を検出することによって、物体の位置を検知する。本実施形態における制御部は、Ｙ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４を制御するにあたり、レーザ位置検知器２１５の検出結果に基づいて、上側試験冶具７の嵌合突起７４に対向する位置を検出する。そして嵌合突起７４に対向する位置を基準位置としてＹ軸移動機構１３およびＸ軸移動機構１４の駆動量を制御する。また、上側試験冶具７に代えて下側試験冶具８を検査する場合には、嵌合穴８４に対向する位置を検出し、嵌合穴８４に対向する位置を基準位置として駆動量を制御する。

上側試験冶具７の嵌合突起７４、および下側試験冶具８の嵌合穴８４は、嵌合することで互いの位置決めを行うものであり、プローブピンに対して高い精度で位置決めされている。第２実施形態の検査装置では、この嵌合突起７４または嵌合穴８４を利用することで、検査における検査端子１１１の位置決めがより精密である。
本実施形態では、限界荷重閾値Ｔを、一定の値に設定しており、より詳細には、標準押込量Ｓｍまで押し下げた場合の上限値Ｑｈと等しい値に設定している。

なお、上述した実施形態には、本発明にいう閾値の例として、一定の値とした限界荷重閾値Ｔが示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、閾値は、押込量に応じて異なるものであってもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいう検査対象の試験冶具の例として、下側試験冶具および上側試験冶具が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、試験冶具は、いわゆる片面回路基板を試験する試験冶具のように、単体の試験冶具であってもよい。

また、上述した実施形態には、本発明にいう第１の移動機構の例として、検査ヘッドを移動させるＸ軸移動機構、およびテーブルを有するＹ軸移動機構が示されている。ただし、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、第１の移動機構は、検査ヘッドをＸ軸およびＹ軸双方に移動させる機構でもよく、また、回転伸縮自在な腕の先に検査ヘッドを配置した機構であってもよい。

１ 検査装置
１１，２１ 検査ヘッド
１２ 支持治具
１３ Ｙ軸移動機構
１４ Ｘ軸移動機構
１５ Ｚ軸移動機構
１１１ 検査端子
１１２ 荷重センサ
１１３ 抵抗センサ
１６１ 制御部
１６２ 判定部
２１５ レーザ位置検知器
６ 試験装置
７ 上側試験冶具
８ 下側試験冶具
７Ｆ，８Ｆ 対向面
７Ｂ，８Ｂ プローブピン
Ｌ 可動ピン
７Ａ，８Ａ 基体
７１，８１ 基板
７４ 嵌合突起
８４ 嵌合穴
９ 被試験回路基板
９ｔ 端子

Claims (6)

1. 面を有する基体と、該基体に対しバネ付勢されて該基体への引込み方向に移動自在に該面から突出した複数のプローブピンとを有し、被試験回路基板を試験する試験装置に搭載されて該複数のプローブピンが該被試験回路基板上の端子に押し当てられる試験治具を、該試験装置に代えて搭載して該試験治具を検査する検査装置であって、
   前記プローブピンに押し当てられる検査端子と、該検査端子が該プローブピンに押し当てられたときの該検査端子が受ける荷重を測定する荷重センサとを有する検査ヘッドと、
   前記試験治具を、前記面を前記検査ヘッドに向けた姿勢に支持する支持部と、
   前記検査ヘッドと前記支持部を相対的に、前記面に沿って２次元的に移動させる第１の移動機構と、
   前記検査ヘッドを前記支持部に支持された前記試験治具に接離する方向に移動させる第２の移動機構と、
   前記第１の移動機構を制御して、前記検査端子が前記複数のプローブピンそれぞれに対面した各対面位置に至るように順次に移動させるとともに、該各対面位置のそれぞれにおいて前記第２の移動機構を制御して、該検査端子に、該対面位置に対面している前記プローブピンを所定の規定押込量まで押し込ませる制御部と、
   前記検査端子が前記プローブピンを前記規定押込量まで押し込むまでの間の１または複数の押込量それぞれにおける、前記荷重センサによる荷重測定値をモニタして、該１または複数の押込量それぞれにおける該プローブピンの良否判定を行ない、該１または複数の押込量から良と判定した場合に該プローブピンを正常なプローブピンであると判定する判定部とを備えたことを特徴とする検査装置。
2. 前記検査端子が押し当てられた状態の前記プローブピンの電気抵抗を測定する測定部を備え、
   前記判定部は、前記測定部により測定された電気抵抗値をモニタし、該電気抵抗値に基づいて該プローブピンの良否判定を行なって、該電気抵抗値に基づいて該プローブピンを良と判定した場合に、該プローブピンを正常なプローブピンであると判定するものあることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
3. 前記判定部は、前記荷重センサで検出された荷重が前記プローブピンにおける可動ピンの押込量に応じて定められた上限値を超える場合、または下限値を下回る場合、当該プローブピンを不良と判定する請求項１または２記載の検査装置。
4. 前記制御部は、前記荷重センサで検出された荷重が予め定めた閾値を超える場合、または下限値を下回る場合に押込みを中断させるものであることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
5. 前記試験装置は、いずれもが前記基体と前記複数のプローブピンとを有し、前記面を前記被試験回路基板のそれぞれ第１面および第２面に向けた状態に該被試験回路基板を挟んでそれぞれ該第１面上の端子および該第２面上の端子に押し当てられる、前記試験治具としての第１および第２の試験治具が搭載されるものであって、
   前記支持部が、前記第１の試験治具の支持を担うとともに、該第１の試験治具に替えて該第２の試験治具の支持も担うものであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか１項記載の検査装置。
6. 前記第１および第２の試験治具は、前記試験装置に搭載された状態において互いに嵌合して互いを位置決めする嵌合部を有し、
   前記制御部は、前記第１の移動機構を制御するにあたり、前記嵌合部の位置を基準位置として制御するものであることを特徴とする請求項５項記載の検査装置。

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