JP2016511410A5 - - Google Patents

Description

テストフィンガは通常、スライドに取り付けられ、スライドに沿ってクロスメンバが移動することが可能であり、一方で、クロスメンバはさらにガイドされ、ガイドレール上を移動することが可能である。各テストフィンガは旋回アームを有し、旋回アームの端には、回路基板に接触する接触先端部が形成されている。テストフィンガはしたがって、スライドを移動するとともに旋回アームを回転させることによって、それらの接触先端部が概ね矩形であるテスト場内の任意の所望の地点にある状態で位置することができる。テストされる回路基板の接触点に接触するために、スライドがクロスメンバ上で鉛直に移動可能であるように設計されるか、又は、テストプローブがスライド上で鉛直に移動するように設計されるため、テストフィンガを、回路基板の接触点、すなわち回路基板のテスト地点の上方または下方から配置することができる。

この種類のフィンガテスタには通常、クロスメンバの軸に沿って離間したテスト地点に達することが可能であるように少なくとも２つの移動可能な接触フィンガが設けられ、いくつかのクロスメンバがテスト場の上方に設けられ、（いずれにしても両面にプリントされるプリント回路基板をテストするために）クロスメンバの軸に対して直角の第２の座標方向に離間したテスト地点に達するようにいくつかのクロスメンバがテスト場の下方に設けられている。（原則として、容量測定が用いられる場合、回路基板は単一のテストフィンガのみによってテストすることができる。この場合、理論上は、１つのみのテストフィンガが必要である。しかし、オーム測定は閉回路を必要とし、したがって２つのテストフィンガが必要であるため、２つのテストフィンガをレールに取り付けることが好ましい）。フィンガテスタを伴う自動化されたテスト方法を使用する場合、互い及びテスト場の双方に対するクロスメンバの相対位置を正確に知ることが重要である。欧州特許第０４６６１５３号明細書に記載されるフィンガテスタでは、クロスメンバは、移動可能であるように、テストフィンガの移動方向に対して直角にスタンドに取り付けられる。多くの場合に不可避であるクロスメンバの移動における遊びのために、クロスメンバの間隔は特定の変動幅を有し、使用される駆動システムに応じて、スリップによってクロスメンバの間隔が規定の許容範囲から出る可能性があるため、再調整が必要となる。少なくとも４つのクロスメンバのための関連する調整及び校正プロセスは、時間がかかり、多くの場合に不正確さにつながる。

欧州特許第０４５８２８０号明細書は、複数の別個に移動するクロスメンバを有する、プリント回路基板をテストするデバイスを開示しており、各クロスメンバには、回路基板の接触点に接触する接触フィンガを有するテストヘッドが設けられている。

欧州特許第１２１７３８２号明細書は、移動するクロスメンバを有する、プリント回路基板をテストする更なるデバイスを開示している。移動するクロスメンバのそれぞれには、テストヘッドが移動可能に取り付けられ、テストヘッドには、回路基板のテスト地点に接触する接触フィンガが設けられている。

本発明の１つの態様によれば、プリント回路基板のテスト装置の新規なクロスメンバユニットが提案される。クロスメンバユニットは、テストされるプリント回路基板を配置することができるテスト場にわたる少なくとも１つのクロスメンバを有し、テストフィンガの位置決めユニットを直線的に移動可能に保持するように設計されており、それによって、テストフィンガはテスト場の少なくとも一部を走査することが可能である。クロスメンバユニットは、各場合に位置決めユニットのうちの少なくとも１つをガイドするように、少なくとも２つのリニアガイドを互いに独立して保持するように設計されている。

換言すると、テスト装置は、コンポーネント化されていないか又はコンポーネント化されたプリント回路基板をテストする装置であり、プリント回路基板はテスト場に配置され、テストフィンガは個々の接触点を順次走査する。本発明の目的に関して、クロスメンバユニットは、一体であるか又は接続されるが、いずれにしても、テスト場にわたる少なくとも１つのクロスメンバを有する中実ユニットを形成する形状を意味するものと理解される。中実ユニットを形成する三次元形状はしたがって、いくつかの部分で、好ましくは単一の部分として作られる剛性の安定した構造ユニットである。その結果、クロスメンバユニットは、単一のクロスメンバを有するか又は単一のクロスメンバによって形成することができ、または、中実の構造ユニットを形成するように組み合わせられるいくつかのクロスメンバを有することができる。本発明の目的に関して、クロスメンバユニットは、クロスメンバユニットが取り付けられるスペースに固定されるテスト装置のスタンドから区別されるものとする。リニアガイドは、本発明の目的に関して、ガイド、例えば、位置決めユニットを特に直線で直線的にガイドするレールである。移動駆動装置をリニアガイドに一体化してもよく、別個に設けてもよい。リニアガイドが独立することは、本発明の目的に関して、異なるリニアガイドの位置決めユニットが移動中に互いに干渉しないことを意味するものと理解される。特に、リニアガイドは互いから隙間を置いて平行に延びる。回路基板上のテスト地点の容量走査のみが行われる場合、リニアガイドあたり（１つのテストフィンガに対して）１つの位置決めユニットで十分である。抵抗走査も多くの場合に行われるため、リニアガイドあたり、テストフィンガを有する２つの位置決めユニットが好ましい。リニアガイドあたりのより多くの位置決めユニットも可能である。

本発明のこの態様によると、位置決めユニットの少なくとも２つのグループは、この２つのグループの移動経路が互いに影響を与えることなく単一のクロスメンバユニット上を移動することができる（グループは１つ又は複数の位置決めユニットを含むことができる）。リニアガイドは単一の構成要素に取り付けられているため、互いに対するリニアガイドの位置合わせは正確に画定され、変更不可能である。したがって、調整及び校正に必要とされる労力が少ない。本発明によるクロスメンバユニットは、テスト装置のスタンドに動かないように取り付けてもよく、又は、それ自体が移動可能であるように取り付けてもよい。リニアガイドを１つしか有さない移動可能なクロスメンバとは対照的に、本発明によるクロスメンバユニットの場合、少なくとも２つのリニアガイドが変更不可能な相対位置を有するため、調整及び校正に必要とされる作業が少なくとも半分になる。より多くのリニアガイドがクロスメンバユニットに設けられるほど、この利点はより重要になる。

好ましい実施形態では、クロスメンバユニットは、テスト場にわたる少なくとも２つのクロスメンバを有し、２つ以上のクロスメンバのそれぞれは、リニアガイドのうちの少なくとも１つを有し、２つ以上のクロスメンバは好ましくは、互いに平行に延びる。この実施形態では、２つのリニアガイドは、単一のクロスメンバユニットに取り付けられ、すなわち接続された構成要素を形成するため、互いに対するそれらの相対位置が正確に画定され、変更不可能である。前述の実施形態と組み合わせて、２つのクロスメンバを有するクロスメンバユニットは、４つのリニアガイド、したがって、互いに独立して移動可能である４つのグループのテストフィンガを既に有することができる。２つ以上のクロスメンバがモジュールとして準備され、固定された三次元形態を提供するように簡単に接合することができる。これは、いくつかのリニアガイドを有するクロスメンバユニットをモジュールとして使用することができるため、異なるテスト装置ユニットの製造を大幅に単純化し、全ての位置決めユニットは互いに対して既に正確に位置調整されている。クロスメンバユニットのクロスメンバが、互いに隣接するように（すなわち、テスト場の同じ側に）接続される場合、クロスメンバ間の全ての点にテストフィンガが達することができるようにクロスメンバを離間させることが有利である。そのため、この場合にも、クロスメンバの軸に対して直角に離間するテスト地点の対を、テストフィンガの範囲内でテストすることができ、クロスメンバユニットの位置を変える必要はない。

好ましい実施形態では、クロスメンバユニットは、テスト装置のスタンドの規定の接続点において固定して取り付けられるように準備される。これによって、スタンドに対するクロスメンバユニットの位置は正確に画定され、変更不可能である。その結果、実施形態の組み合わせに応じて、２つから４つ以上のリニアガイドは、テスト装置におけるそれらの位置が既に正確に画定され、変更不可能である。原則的に、当然ながら、クロスメンバユニット自体を、スタンド上を移動可能であるように取り付けることも可能である。この場合も本発明の利点が少なくとも部分的に達成される。

好ましい実施形態では、各位置決めユニットは旋回ユニット及び移動ユニットを有し、各テストフィンガは、関連する位置決めユニットの旋回ユニットに接合される旋回アームと、旋回アームに締結されるテストプローブとを有し、一方、移動ユニットは、各場合においてリニアガイドのうちの１つに取り付けられ、駆動ユニットによって移動させることができ、リニアガイドはクロスメンバユニットに取り付けられる。旋回アームのガイドは、クロスメンバユニット自体をシフト又は移動させることなく、テストフィンガをリニアガイドに対して直角に位置決めすることを容易にする。これは、クロスメンバユニットをスタンドにしっかりと取り付けることを容易にし、一方で、適用可能な場合、いくつかのクロスメンバユニットは、テスト場の長さを覆う必要があり得る。しかし、移動するクロスメンバユニットであっても、旋回アームによる位置決めは、移動されるより小さい質量に起因して、より迅速であり、よりストレスフリーであり、クロスメンバユニット全体の移動よりもエネルギー効率的である。２つのリニアガイドが１つのクロスメンバに設けられる場合、旋回アームは、位置決めユニット間のテスト場のエリアに達することを可能にする。駆動ユニットは、少なくとも部分的に位置決めユニットの一部の形態とすることができる（おそらくは、リニア駆動装置のロータまたはピニオンとして、関連するステータまたは歯付きレールがクロスメンバユニットに取り付けられる）か、又は、クロスメンバユニットに別個に取り付けることができる（おそらくは、ピストンまたは制御ワイヤの形態で）。旋回ユニットは、ステップモータ又は非回転リニアモータ（湾曲した移動経路を有するリニアモータ）を有することができる。テスト場平面に対して同一平面上の位置決めを達成するように旋回ユニットに加えて、テスト場平面に対して直角の位置決めを行うために持ち上げユニットも提供することができる。持ち上げユニットは例えば、リニアモータを有することができる。持ち上げユニット及び旋回ユニットを、構造的に組み合わせて、持ち上げ−旋回ユニットを形成することができる。重量の理由から、旋回アームは好ましくは炭素繊維から作られる。

好ましい実施形態では、位置決めユニットの２つの構造要素の接続面は、軸方向距離を変更する境界面として設計され、規定の厚さのスペーサを取り付けて、接続面間の軸方向距離を変更することを好ましくは含む。この設計の場合、そのような接続面が多くの場合にいずれの場合にも設けられるため、軸方向距離を簡単に変化させることが可能である。例えば旋回ユニットと移動ユニットとの間に境界面を設けることができる。それらのユニットの構造シーケンスに応じて、旋回ユニットと持ち上げユニットとの間、又は、持ち上げユニットと移動ユニットとの間に境界面を設けることも可能である。接続面が移動方向に対して平行であり、またテスト平面に対して直角であり、直接的に一緒に又は中間のスペーサを有して任意にねじ留めされる場合に、特に単純な解決策を得ることができる。１つの変形形態では、境界面は、テスト場平面に対して平行である接続面によって実現することができ、接続面は、移動ユニットから種々の距離で任意に使用可能なねじ留め地点等によって接続することができる。後者の場合、接続面に、規定のステップで調整可能な距離をはっきりと示すラッチ装置を設けることができる。

本発明の別の態様によれば、テストフィンガを用いるプリント回路基板のテスト装置が提案され、テストフィンガは、テストされるプリント回路基板が配置されるテスト場をテストフィンガによって走査することができるように取り付けられるとともに移動可能である。本発明によれば、テスト装置は、上記請求項のいずれか一項に記載の少なくとも１つのクロスメンバユニットを有する。

図１の図によると、テスト装置は、２つの取り付け梁３に取り付けられる２つのクロスメンバユニット２を有している。本発明の目的に関し、取り付け梁３はスタンドを形成する。各クロスメンバユニット２は、アタッチメントが取り付けられたフレーム４によって形成されている。フレーム４は以下でより詳細に記載する。各フレーム４は、いくつかの
リニアガイド（レール）５を担持し、リニアガイドのそれぞれには、移動可能であるように２つの位置決めユニット６が取り付けられている。位置決めユニット６のそれぞれは、ステータユニット７によって駆動され、テストフィンガ８を担持することができる。

図５に示されるように、位置決めユニット６は、旋回軸Ｓを有する旋回ユニット１２を有している。旋回ユニット１２は、旋回軸Ｓを有する出力シャフト（ここでは詳細に図示せず）を有する旋回駆動装置を有している。位置決めユニット６は、リニアガイド５に取り付けられた移動ユニット１３も有している。旋回ユニット１２は、スペーサ１４を介して移動ユニット１３に固定されている。テストフィンガ８は、旋回ユニット１２の出力シャフトによって旋回することができる旋回アーム１５を有し、旋回アーム１５の端には、ここでは詳細には図示しないテスト針を保持する針保持体１６が取り付けられている。位置決めユニット６は、最後に、テストフィンガ８を上げ下げすることが可能な持ち上げユニット１７を有している。

位置決めユニット６の移動ユニット１３はベースプレート１８を有している。ベースプレート１８に締結されているのは、滑りブロック１９、ロータユニット２０及び位置エンコーダ２１である。滑りブロック１９はリニアガイド５をスライド可能に包囲し、したがって、リニアガイド５と組み合わせて滑り軸受を形成する。クランプトルクを回避するために、２つの滑りブロック１９を前後に設けることができることに留意されたい。ロータユニット２０は、ステータユニット７の内部へ上方に延び、ステータユニット７の内部では、ロータユニット２０が、そこに取り付けられるとともにステータユニット７の長さにわたって（ｙ方向に）極性を交互にして配置される永久磁石２２の間に延びている。ロータユニット２０は、詳細には図示しない電源によって電気的に励起することができる、詳細には図示しないコイルアセンブリを有している。ロータユニット２０のロータコイルとステータユニット７の永久磁石２２との間の電気力学的な相互作用が、加速又は制動、したがって、リニアガイド５に沿う移動ユニット１３の制御された移動につながる。それぞれの位置決めユニット６のステータユニット７及びロータユニット２０はしたがって、各場合に、（リニア）駆動ユニットを形成する。位置エンコーダ２１は、各場合に、クロスメンバ９に取り付けられる磁気テープ２３に向かって面し、磁気テープ２３の走査によって、クロスメンバ９上の移動ユニット１３の移動距離を正確に決定することを可能にする。

移動ユニット１３のベースプレート１８は取り付け面１８ａを有し、旋回ユニット１２のハウジングは取り付け面１２ａを有している。取り付け面１２ａ、１８ａは、旋回ユニット１２を移動ユニット１３に締結する境界面を形成し、スペーサ１４がそれらの間に設けられている。（取り付け面１２ａ、１８ａは、中間のスペーサ１４を有することなく旋回ユニット１２を移動ユニット１３に締結することも可能にする。これは、以下で詳細に説明する、第１の取り付けモードの主題である）。旋回ユニット１２の旋回軸Ｓとレール（リニアガイド）５の外面との間は、距離「ａ」であり、これは、旋回ユニット１２及び移動ユニット１３の寸法に加えて、スペーサ１４の厚さに主に依存する。

１つの設計の変形形態では、持ち上げ駆動装置自体を、検出ユニット２７を支持する模擬体の出力側に載る、テストフィンガ８の旋回アーム１５の、同様に旋回する保持体に取り付けることができる。更なる変形形態では、持ち上げユニットが移動ユニットに移動不可能に接続され、旋回ユニットが持ち上げユニットの出力側に取り付けられている。しかし、双方の変形形態では、持ち上げ移動（ｚ移動）に関与する慣性質量が増大する。

これらの図面から明らかなように、この第１のタイプのアセンブリにおけるクロスメンバユニット２の構造は、旋回ユニット１２が、その取り付け面１２ａによって、スペーサを用いることなく移動ユニット１３のベースプレート１８の取り付け面１８ａに直接取り付けられることと、テストフィンガ８の旋回アーム１５が、検出ユニット２７の保持アーム２８とともに、第２のタイプのアセンブリにおけるよりも短いことという違いは別として、図４〜図７による第２のタイプのアセンブリの構造と同一である。これによって、各クロスメンバユニット２のテストフィンガ８の走査幅ｗ（図３参照）が第２のタイプのアセンブリにおけるよりも短くなり（図４参照）、２つの取り付け梁３によって形成されるスタンドに、１つのみのクロスメンバユニット２ではなく２つのクロスメンバユニット２を取り付けることが可能である。これは、テストフィンガ８の走査密度を高め、より多くのテスト地点を同時に走査することができる。換言すると、テスト装置１のスループットが高まる。

１ テスト装置
２ クロスメンバユニット
３ 取り付け梁
３ａ，３ｂ，３ｃ 支持面
４ クロスメンバユニット（フレーム）
５ レール（リニアガイド）
５ａ 端ぐり穴
６ 位置決めユニット
７ ステータユニット（リニア駆動ユニット）
８ テストフィンガ
９ クロスメンバ
９ａ ステータ位置付け面
９ｂ 上縁
９ｃ レール位置付け面
９ｄ 段部
９ｅ 穴
１０ 横材（接続片）
１１ 端部停止部
１２ 旋回ユニット
１３ スライド（移動ユニット）
１４ スペーサ
１５ 旋回アーム
１６ 針保持体
１７ 持ち上げユニット
１８ ベースプレート
１８ａ 取り付け面
１９ 滑りブロック
２０ ロータユニット（リニア駆動ユニット）
２１ 位置エンコーダ
２２ 永久磁石
２３ 磁気テープ
２４ テスト針（接触プローブ）
２５ 電機接続ユニット
２６ ケーブル送りリール
２７ 検出ユニット
２８ 保持アーム
２９ カメラモジュール
３０ カメラ
３０ａ 光軸
３１ 光ガイドユニット
３２ 鏡
３２ａ 光軸
３３ 旋回アーム保持体

ａ 軸方向距離
ｂ センサ距離
ｒ フレーム間隔
ｗ 走査幅
ｘ，ｙ，ｚ 空間方向
ｘ 長手方向（給送方向）
ｙ 横断方向
ｚ 鉛直方向

Ｅ テスト平面
Ｐ 走査点
Ｓ 旋回軸

参照番号及び符号の上記リストは、明細書の一体的な部分である。

Claims (14)

1. プリント回路基板のテスト装置（１）のクロスメンバユニット（２）であって、
   前記クロスメンバユニット（２）は、
   テストされるプリント回路基板を配置することができるテスト場にわたる少なくとも１つのクロスメンバ（９）と、
   前記プリント回路基板をテストするテストフィンガ（８）と、
   前記テストフィンガ（８）を担持する位置決めユニット（６）と
   を含み、
   前記クロスメンバユニット（２）は立体的な形状を有し、
   前記クロスメンバユニット（２）は、前記位置決めユニット（６）を直線的に移動可能に保持するように設計されており、それによって、前記テストフィンガ（８）は前記テスト場の少なくとも一部を走査することが可能であり、
   １つの前記クロスメンバ（９）は、前記位置決めユニット（６）のうちの少なくとも１つをガイドするように、少なくとも２つのリニアガイド（５）を互いに独立して保持するように設計され、
   前記リニアガイド（５）は、１つの前記クロスメンバ（９）に平行かつ直接に取り付けられ、
   前記位置決めユニット（６）の少なくとも２つのグループは、該２つのグループの移動経路が互いに影響を与えることなく単一の前記クロスメンバ（９）上を移動することができることを特徴とする、クロスメンバユニット。
2. 前記リニアガイド（５）は各クロスメンバ（９）の側面に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のクロスメンバユニット。
3. 前記クロスメンバ（９）のうちの少なくとも１つは２つのリニアガイド（５）を有し、該２つのリニアガイド（５）は互いに平行に延びることを特徴とする、請求項１または２に記載のクロスメンバユニット。
4. 前記クロスメンバユニット（２）は、前記テスト場にわたる少なくとも２つのクロスメンバ（９）を有し、該２つ以上のクロスメンバ（９）のそれぞれは、前記リニアガイド（５）のうちの少なくとも１つを有し、前記２つ以上のクロスメンバ（９）は、互いに平行に延びることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のクロスメンバユニット。
5. 前記２つ以上のクロスメンバ（９）のうち、少なくとも１つは前記プリント回路基板を配置することができる水平面であるテスト場平面（Ｅ）の一方の側に延び、少なくとも１つは前記テスト場平面（Ｅ）の他方の側に延びることを特徴とする、請求項４に記載のクロスメンバユニット。
6. 前記少なくとも２つのクロスメンバ（９）は、接続片（１０）と接合されて矩形状の環状の形状（４）を形成し、それによって、前記クロスメンバ（９）は、前記２つのクロスメンバ（９）間に前記テスト場が位置するように前記テスト場にわたることを特徴とする、請求項５に記載のクロスメンバユニット。
7. 前記クロスメンバユニット（２）は、前記テスト装置（１）のスタンドの規定の接続点（３ａ、３ｂ、３ｃ）において固定して取り付けられるように構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のクロスメンバユニット。
8. 各位置決めユニット（６）は旋回ユニット（１２）及び移動ユニット（１３）を有し、各テストフィンガ（８）は、関連する位置決めユニット（６）の前記旋回ユニット（１２）に接合される旋回アーム（１５）と、該旋回アーム（１５）に締結されるテストプローブ（２４）とを有し、前記各移動ユニット（１３）は、前記リニアガイド（５）のうちの１つに取り付けられ、駆動ユニット（７、２０）によって移動させることができ、前記リニアガイド（５）は前記クロスメンバ（９）に取り付けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のクロスメンバユニット。
9. それぞれの前記リニアガイド（５）から前記位置決めユニット（６）の前記旋回ユニット（１２）の旋回軸（Ｓ）までの距離（ａ）、及び／又は、特定の位置決めユニット（６）の前記旋回ユニット（１２）の前記旋回軸（Ｓ）からのテストプローブ（２４）のプローブ距離（ｂ）は変更可能であり、前記軸方向距離（ａ）及び／又は前記プローブ距離（ｂ）は、規定のステップで変更可能であることを特徴とする、請求項８に記載のクロスメンバユニット。
10. 前記位置決めユニット（６）の前記旋回ユニット（１２）の接続面（１２ａ）と前記移動ユニット（１３）の接続面（１８ａ）とは、前記軸方向距離（ａ）を変更する境界面として設計され、規定の厚さのスペーサ（１４）を装着し、前記旋回ユニット（１２）の前記接続面（１２ａ）と前記移動ユニット（１３）の前記接続面（１８ａ）との間の前記軸方向距離（ａ）を変更できることを特徴とする、請求項９に記載のクロスメンバユニット。
11. 前記旋回アーム（１５）は、前記プローブ距離（ｂ）を変更する、異なる長さの前記旋回アーム（１５）に交換可能であり、該旋回アーム（１５）は、前記旋回軸（Ｓ）と前記テストプローブ（２４）との間に取り付けることができることを特徴とする、請求項９または１０に記載のクロスメンバユニット。
12. 前記プローブ距離（ｂ）は、それぞれの前記軸方向距離（ａ）に適合させることができ、前記軸方向距離（ａ）を規定するスペーサ（１４）及び前記プローブ距離（ｂ）を規定する旋回アーム（１５）が、合致するスペーサ厚さ及び旋回アーム長さとなるように、それぞれ設けられることを特徴とする、請求項１１に記載のクロスメンバユニット。
13. テストフィンガ（８）を用いるプリント回路基板のテスト装置（１）であって、
    前記テストフィンガ（８）は、テストされるプリント回路基板を位置決めすることができるテスト場を前記テストフィンガ（８）によって走査することができるように取り付けられるとともに移動可能であり、
    前記テスト装置（１）は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の少なくとも１つのクロスメンバユニット（２）を有することを特徴とするテスト装置。
14. 前記テスト装置（１）は、静止したスタンドを有し、該スタンドは、前記テスト場に対して異なる位置への前記クロスメンバユニット（２）の締結を容易にする複数の接続点（３ａ、３ｂ、３ｃ）を有することを特徴とする、請求項１３に記載のテスト装置。