JP2017146120A - 検査装置、検査装置の製造方法 - Google Patents

検査装置、検査装置の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ノイズによる検査不良を抑制する。【解決手段】検査装置は、接触部を有する被検査基板を位置決めする位置決め部と、該位置決め部に位置決めされた被検査基板に対して、接近離間する方向に移動する移動体と、該移動体に固定され、一端部が該接触部に接触する通電体と、該通電体の他端部が、導電性を有する接合材により接合され、該通電体を介して該接触部に対して信号を送信又は受信する基板と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、検査装置、検査装置の製造方法に関する。
特許文献1には、プローブピンの先端部を被検査基板に接触させて、被検査基板の電気的な検査を行う基板検査装置が開示されている。
特開2012−88065号公報
被検査基板のパッド等の接触部に先端部が接触するプローブピン等の通電体を、電気的な検査のための信号を接触部に送信等する基板に、線材によって接続する構成では、線材にノイズがのる場合がある。
本発明は、通電体を線材によって基板と接続する構成に比べ、ノイズによる検査不良を抑制することを目的とする。
請求項1の発明は、接触部を有する被検査基板を位置決めする位置決め部と、該位置決め部に位置決めされた被検査基板に対して、接近離間する方向に移動する移動体と、該移動体に固定され、一端部が該接触部に接触する通電体と、該通電体の他端部が、導電性を有する接合材により接合され、該通電体を介して該接触部に対して信号を送信又は受信する基板と、を備える。
請求項2の発明では、前記通電体の他端部は、前記基板を貫通する穴に差し込まれた状態で、前記接合材により前記基板に接合されている。
請求項3の発明では、前記通電体は、開口を有する有底の第一筒体と、前記第一筒体の内部に挿入された弾性体と、先端部が前記開口から突出した状態で前記第一筒体の内部に挿入され、前記弾性体の弾性力によって前記被検査基板側へ押される軸体と、一端部に開口を有し、他端部が有底とされた第二筒体であって、軸方向の中間部が前記移動体に固定され、前記他端部が前記基板に接合された第二筒体と、を有し、前記第二筒体の開口から前記第二筒体に対して前記第一筒体が嵌め合わされている。
請求項4の発明では、前記通電体は、一端部に開口を有し、他端部が有底とされた筒体であって、軸方向の中間部が前記移動体に固定され、前記他端部が前記基板に接合された筒体と、前記筒体の内部に挿入された弾性体と、先端部が前記開口から突出した状態で前記筒体の内部に挿入され、前記弾性体の弾性力によって前記被検査基板側へ押される軸体と、を有する。
請求項5の発明は、請求項2を引用する請求項3に記載の第二筒体における前記中間部を前記移動体に圧入する工程と、前記移動体に圧入した前記第二筒体の他端部を前記基板の前記穴に差し込む工程と、前記基板の穴に差し込んだ前記第二筒体を前記接合材により前記基板に接合する工程と、を有する。
請求項6の発明は、請求項2を引用する請求項4に記載の筒体における前記中間部を前記移動体に圧入する工程と、前記移動体に圧入した前記筒体の他端部を前記基板の前記穴に差し込む工程と、前記基板の穴に差し込んだ前記筒体を前記接合材により前記基板に接合する工程と、を有する。
本発明の請求項1の構成によれば、通電体を線材によって基板と接続する構成に比べ、ノイズによる検査不良を抑制できる。
本発明の請求項2の構成によれば、基板における通電体の一端部側の表面に通電体の他端部の端面を接触させた状態で通電体の他端部が接合される構成に比べ、基板の背面(通電体の一端部側とは反対側の面)と通電体との電気的な接続がとりやすい。
本発明の請求項3の構成によれば、第一筒体が基板に接合される構成に比べ、軸体及び弾性体を含む第一筒体を交換しやすい。
本発明の請求項4の構成によれば、弾性体を有さない構成に比べ、接触部に通電部の一端部が接触した際の衝撃が、基板に伝わりにくい。
本発明の請求項5の構成によれば、第二筒体の他端部を基板の穴に差し込んでから移動体に圧入する場合に比べ、通電体の位置決め精度を確保しつつ、通電体を基板に対して接合して検査装置を製造できる。
本発明の請求項6の構成によれば、筒体の他端部を基板の穴に差し込んでから移動体に圧入する場合に比べ、通電体の位置決め精度を確保しつつ、通電体を基板に対して接合して検査装置を製造できる。
第一実施形態に係る検査装置の構成を示す概略図である。 第一実施形態に係る通電体の構成を示す概略図である。 第一実施形態に係る検査装置の製造方法における圧入工程を示す概略図である。 第一実施形態に係る検査装置の製造方法における差込工程を示す概略図である。 第一実施形態に係る検査装置の製造方法における差込工程を示す概略図である。 第一実施形態に係る検査装置の製造方法における接合工程を示す概略図である。 第二実施形態に係る検査装置の構成を示す概略図である。 第二実施形態に係る通電体の構成を示す概略図である。 第二実施形態に係る検査装置の製造方法における圧入工程を示す概略図である。 第二実施形態に係る検査装置の製造方法における差込工程を示す概略図である。 第二実施形態に係る検査装置の製造方法における差込工程を示す概略図である。 第二実施形態に係る検査装置の製造方法における接合工程を示す概略図である。 変形例に係る検査装置の構成を示す概略図である。
以下に、本発明に係る実施形態の一例を図面に基づき説明する。
〈第一実施形態〉
(検査装置10の構成)
まず、検査装置10の構成を説明する。図1は、第一実施形態に係る検査装置10の構成を示す概略図である。
検査装置10は、検査対象となるプリント基板100(被検査基板の一例)に対して、電気的な検査をする装置である。電気的な検査としては、例えば、インサーキット検査、ファンクション検査などがある。検査対象となるプリント基板100は、その表面(図1における上面)に形成されたパッド102(接触部の一例)と、後述の位置決めピン24が差し込まれる3つ以上の位置決め穴104と、を有している。
検査装置10は、具体的には、図1に示されるように、位置決め部20と、移動体30と、通電体40と、治具基板50(基板の一例)と、を有している。
位置決め部20は、プリント基板100を位置決めするものである。具体的には、位置決め部20は、プリント基板100が載せられる台22と、台22から上方へ突出する3つ以上の位置決めピン24と、を有している。
位置決め部20では、プリント基板100の3つ以上の位置決め穴104のそれぞれに、位置決めピン24が差し込まれた状態で、プリント基板100が台22に載せられる。これにより、プリント基板100が台22上で、図1における左右方向及び前後方向に位置決めされる。また、台22には、プリント基板100が台22上から浮き上がらないように、プリント基板100を保持する保持部(図示省略)が設けられている。
移動体30は、位置決め部20に位置決めされたプリント基板100に対して、プリント基板100の厚み方向に沿って接近離間する方向に移動するものである。移動体30は、具体的には、駆動部32によって、上方(離間する方向)及び下方(接近する方向)へ移動可能に構成されている。
また、移動体30は、樹脂等で構成された絶縁板34、36を重ねることで形成されている。絶縁板34には、通電体40が圧入される圧入穴35が形成されている。この圧入穴35は、絶縁板34の厚み方向に貫通している。具体的には、圧入穴35に対して、通電体40における後述の第二筒体42の張出部42Bが圧入されるようになっている。なお、圧入穴35の内径は、張出部42Bの外径よりも小径とされている。
また、絶縁板36には、圧入穴35よりも大径とされた大径穴37が圧入穴35の同軸上で形成されている。大径穴37は、下方へ向かって徐々に径が小さくなるテーパ形状をしている。大径穴37は、例えば、後述の第二筒体42を移動体30から取り外して交換する際に、第二筒体42を把持する工具を入れる穴として用いられる。なお、第二筒体42の移動体30からの取り外しは、後述のはんだ59を溶かして除去した後に行われる。
通電体40は、プリント基板100に通電するものであり、上下方向に長さを有している。この通電体40は、金属等の導電性を有する材料で形成されている。また、通電体40は、長手方向の中間部が移動体30の圧入穴35に圧入されることで、移動体30に固定されている。移動体30に固定された通電体40は、移動体30が下方へ移動することで、下端部(一端部の一例)が、プリント基板100のパッド102に接触する。
具体的には、図2に示されるように、通電体40は、第一筒体41と、弾性体43と、ピン44(軸体の一例)と、第二筒体42と、を有している。第一筒体41は、下端部(一端部の一例)に開口41Aを有し、上端部(他端部の一例)が有底とされた円筒体で構成されている。弾性体43は、第一筒体41の内部に挿入された圧縮コイルバネで構成されている。
ピン44は、先端部が開口41Aから突出した状態で、且つ、軸方向(上下方向)に移動可能に、第一筒体41の内部に挿入されている。このピン44は、弾性体43の弾性力によって、下方(プリント基板100側)へ押されている。また、ピン44は、先端(下方)に向けて尖った先細りの形状をしている。なお、第一筒体41には、ピン44が開口41Aから抜け出ないようにするための抜け止め(図示省略)が設けられている。
第二筒体42は、下端部(一端部の一例)に開口42Aを有し、上端部(他端部の一例)が有底とされた円筒体で構成されている。第二筒体42の開口42Aから第一筒体41の上端部側が挿入されることで、第一筒体41は第二筒体42に対して取外可能に嵌め合わされている。なお、第一筒体41は、第二筒体42の内部に設けられた位置決め部(図示省略)によって、先端部(開口41A側の端部)が開口42Aから突出する位置で位置決めされた状態で、第二筒体42に嵌め合わされている。
また、第二筒体42の外周における軸方向の中間部には、径方向外側に張り出した張出部42Bが形成されている。張出部42Bは、第二筒体42の全周で径方向外側に張り出して鍔状に形成されている。また、張出部42Bは、第二筒体42の軸方向に沿った2カ所に形成されている。第二筒体42は、張出部42Bが絶縁板34の圧入穴35に圧入されることで、絶縁板34に固定されている。
治具基板50は、通電体40を介してパッド102に対して信号を送信又は受信する基板(プリント基板)である。治具基板50には、治具基板50を貫通する貫通穴としてのスルーホール52(穴の一例)が形成されている。スルーホール52には、パッド部54が形成されている。パッド部54は、例えば、スルーホール52の内周に円筒状に形成された円筒部分54Aと、治具基板50の背面(上面)においてスルーホール52の開口縁に環状に形成された環状部54Bと、を有している。なお、スルーホール52(パッド部54の円筒部分54A)の内径は、第二筒体42の外径よりも大径とされている。
通電体40の上端部(他端部の一例)がスルーホール52に差し込まれた状態で、はんだ59(導電性を有する接合材の一例)により接合されている。具体的には、通電体40の第二筒体42の上端部が円筒部分54Aの内部に差し込まれた状態で、パッド部54の環状部54Bに塗布されたはんだ59により接合されている。これにより、治具基板50のパッド部54と通電体40とが電気的に接続される。治具基板50は、複数のスペーサ60を介して、移動体30の絶縁板36の上面に固定されている。
(第一実施形態に係る作用)
次に、第一実施形態に係る作用を説明する。
第一実施形態では、通電体40の上端部が、治具基板50に対してはんだ59で接合されている。すなわち、通電体40の上端部が、治具基板50に対して、導線等の線材を用いずに、直接的に接合されている。
ここで、通電体40を線材によって治具基板50と接続する構成(第一比較例)では、線材にノイズがのる場合がある。
これに対して、第一実施形態では、前述のように、通電体40の上端部が、治具基板50に対して、導線等の線材を用いずに、直接的に接合されているため、第一比較例に比べ、ノイズが発生しにくく、ノイズによる検査不良が抑制される。
また、第一実施形態では、通電体40の上端部がスルーホール52に差し込まれた状態で、はんだ59により接合されている。このため、治具基板50における通電体40の下端部側の表面(下面)に通電体40の上端部の端面が接触された状態で該上端部が接合される構成(第二比較例)に比べ、治具基板50の背面(上面)と通電体40との電気的な接続がとりやすい。
また、第一実施形態では、治具基板50に接合された第二筒体42に対して、第一筒体41が取外可能に嵌め合わされている。このため、第一筒体41が治具基板50に接合される構成に比べ、ピン44及び弾性体43を含む第一筒体41を交換しやすい。
また、第一実施形態では、通電体40が治具基板50に直接的に接合されているため、通電体40を線材によって治具基板50と接続する第一比較例に比べ、通電体40の先端部がプリント基板100のパッド102に接触したときの衝撃が、治具基板50に伝わりやすくなっている。
しかしながら、第一実施形態では、弾性体43が第一筒体41の内部に挿入されているため、弾性体43を有さない構成に比べ、パッド102への接触による衝撃が弾性体43で吸収され、治具基板50に伝わりにくい。
(検査装置10の製造方法)
次に、検査装置10の製造方法について説明する。
検査装置10の製造方法は、圧入工程と、差込工程と、接合工程と、を有している。圧入工程、差込工程及び接合工程は、この順で、実行される。
圧入工程では、図3に示されるように、第二筒体42の軸方向の中間部に形成された張出部42Bを、絶縁板34の圧入穴35に圧入する。このとき、通電体40の移動体30に対する上下方向位置が、予め定められた位置に位置するように、第二筒体42の張出部42Bが圧入される。
当該予め定められた位置とは、例えば、移動体30が下方へ移動した際に、弾性体43が予め定められた変形量で、ピン44の先端部がプリント基板100のパッド102に接触する位置である。
差込工程では、図4及び図5に示されるように、移動体30に圧入した第二筒体42の上端部を治具基板50のスルーホール52に差し込む。なお、治具基板50は、スルーホール52に第二筒体42の上端部が差し込まれた状態で、スペーサ60に固定される。
接合工程では、図6に示されるように、治具基板50のスルーホール52に差し込んだ第二筒体42の上端部をはんだ59により治具基板50に接合する。具体的には、第二筒体42の上端部が円筒部分54Aの内部に差し込まれた状態で、パッド部54の環状部54Bに塗布されたはんだ59により治具基板50に接合する。
ここで、スルーホール52(パッド部54の円筒部分54A)の内径が第二筒体42の外径よりも大径とされているため、差込工程の後に圧入工程を実行する場合(比較例)では、差込工程が実行された時点において、通電体40の予め定められた位置に位置決めされず、圧入工程を実行することで、通電体40が予め定められた位置に位置決めされる。また、第二筒体42の上端部がスルーホール52に差し込まれた状態で、圧入工程を実行すると、通電体40が傾くなどして、通電体40の位置決めがしにくくなる。
これに対して、第一実施形態では、圧入工程の後に差込工程が実行されるので、差込工程が実行される前に、通電体40が予め定められた位置に位置決めされる。このため、第一実施形態は、前述の比較例に比べ、通電体40の位置決め精度を確保しつつ、通電体40を治具基板50に対して接合して検査装置が製造される。
〈第二実施形態〉
(検査装置200の構成)
第二実施形態に係る検査装置200では、図7に示されるように、通電体40に替えて、通電体240が用いられている。この点で、検査装置200は、検査装置10と異なっている。
通電体240は、第二筒体42を有していない点で、通電体40と異なっている。通電体240は、具体的には、図8に示されるように、筒体241と、弾性体243と、ピン244(軸体の一例)と、を有している。
筒体241は、下端部(一端部の一例)に開口241Aを有し、上端部(他端部の一例)が有底とされた円筒体で構成されている。また、筒体241の外周における軸方向の中間部には、径方向外側に張り出した張出部241Bが形成されている。張出部241Bは、筒体241の全周で径方向外側に張り出して鍔状に形成されている。また、張出部241Bは、筒体241の軸方向に沿った2カ所に形成されている。筒体241は、張出部241Bが絶縁板34の圧入穴35に圧入されることで、絶縁板34に固定されている。なお、圧入穴35の内径は、張出部241Bの外径よりも小径とされている。
弾性体243は、筒体241の内部に挿入された圧縮コイルバネで構成されている。ピン244は、先端部が開口241Aから突出した状態で、且つ、軸方向(上下方向)に移動可能に、筒体241の内部に挿入されている。このピン244は、弾性体243の弾性力によって、下方(プリント基板100側)へ押されている。また、ピン244は、先端(下方)に向けて尖った先細りの形状をしている。なお、筒体241には、ピン244が筒体241から抜け出ないようにするための抜け止め(図示省略)が設けられている。
通電体240の上端部(他端部の一例)がスルーホール52に差し込まれた状態で、はんだ59(導電性を有する接合材の一例)により接合されている。具体的には、通電体240の筒体241の上端部が円筒部分54Aの内部に差し込まれた状態で、パッド部54の環状部54Bに塗布されたはんだ59により接合されている。スルーホール52に差し込まれた状態で、はんだ59により接合されている。これにより、治具基板50のパッド部54と通電体240とが電気的に接続される。なお、スルーホール52(パッド部54の円筒部分54A)の内径は、筒体241の外径よりも大径とされている。
(第二実施形態に係る作用)
第二実施形態では、通電体240の上端部が、治具基板50に対してはんだ59で接合されている。すなわち、通電体240の上端部が、治具基板50に対して、導線等の線材を用いずに、直接的に接合されている。
ここで、通電体240を線材によって治具基板50と接続する構成(第一比較例)では、線材にノイズがのる場合がある。
これに対して、第二実施形態では、前述のように、通電体240の上端部が、治具基板50に対して、導線等の線材を用いずに、直接的に接合されているため、第一比較例に比べ、ノイズが発生しにくく、ノイズによる検査不良が抑制される。
また、第二実施形態では、通電体240の上端部がスルーホール52に差し込まれた状態で、はんだ59により接合されている。このため、治具基板50における通電体240の下端部側の表面(下面)に通電体240の上端部の端面が接触された状態で該上端部が接合される構成(第二比較例)に比べ、治具基板50の背面(上面)と通電体240との電気的な接続がとりやすい。
また、第二実施形態では、通電体240が治具基板50に直接的に接合されているため、通電体240を線材によって治具基板50と接続する第一比較例に比べ、通電体240の先端部がプリント基板100のパッド102に接触したときの衝撃が、治具基板50に伝わりやすくなっている。
しかしながら、第二実施形態では、弾性体243は、筒体241の内部に挿入されているため、弾性体243を有さない構成に比べ、パッド102への接触による衝撃が弾性体243で吸収され、治具基板50に伝わりにくい。
(検査装置200の製造方法)
検査装置200の製造方法は、圧入工程と、差込工程と、接合工程と、を有している。圧入工程、差込工程及び接合工程は、この順で、実行される。
圧入工程では、図9に示されるように、筒体241の軸方向の中間部に形成された張出部241Bを、絶縁板34の圧入穴35に圧入する。このとき、通電体240の移動体30に対する上下方向位置が、予め定められた位置に位置するように、筒体241の張出部241Bが圧入される。
当該予め定められた位置とは、例えば、移動体30が下方へ移動した際に、弾性体243が予め定められた変形量で、ピン244の先端部がプリント基板100のパッド102に接触する位置である。
差込工程では、図10及び図11に示されるように、移動体30に圧入した筒体241の上端部を治具基板50のスルーホール52に差し込む。なお、治具基板50は、スルーホール52に筒体241の上端部が差し込まれた状態で、スペーサ60に固定される。
接合工程では、図12に示されるように、治具基板50のスルーホール52に差し込んだ筒体241の上端部をはんだ59により治具基板50に接合する。具体的には、通電体240の筒体241の上端部が円筒部分54Aの内部に差し込まれた状態で、パッド部54の環状部54Bに塗布されたはんだ59により治具基板50に接合する。
ここで、スルーホール52(パッド部54の円筒部分54A)の内径が筒体241の外径よりも大径とされているため、差込工程の後に圧入工程を実行する場合(比較例)では、差込工程が実行された時点において、通電体240の予め定められた位置に位置決めされず、圧入工程を実行することで、通電体240が予め定められた位置に位置決めされる。また、筒体241の上端部がスルーホール52に差し込まれた状態で、圧入工程を実行すると、通電体240が傾くなどして、通電体240の位置決めがしにくくなる。
これに対して、第二実施形態では、圧入工程の後に差込工程が実行されるので、差込工程が実行される前に、通電体240が予め定められた位置に位置決めされる。このため、第二実施形態は、前述の比較例に比べ、通電体240の位置決め精度を確保しつつ、通電体240を治具基板50に対して接合して検査装置が製造される。
(変形例)
第一実施形態の通電体40は、スルーホール52に差し込まれた状態で、はんだ59により接合されていたが、これに限られない。例えば、図13に示されるように、治具基板50における通電体40の下端部側の表面(下面)に形成されたパッド151に、通電体40の上端部の端面を接触させた状態ではんだ159により接合されていてもよい。なお、第二実施形態に係る通電体240においても、同様に、治具基板50における通電体240の下端部側の表面(下面)にはんだ59により接合される構成を採用してもよい。
また、プリント基板100の下面にパッド102(接触部の一例)が配置される場合には、移動体30、通電体40(通電体240)及び治具基板50は、上下が反転した状態で、位置決め部20の下側に配置される構成であってもよい。この構成では、通電体40(通電体240)が通過する穴が台22に形成される。そして、移動体30が上方へ移動することで、当該穴を通過した通電体40(通電体240)の先端部が、パッド102に接触する。
通電体40(通電体240)が接触する接触部としては、パッド102に限られず、例えば、プリント基板100に配設された電子部品のリードなどであってもよい。また、接触部の配置場所などに対応して、ピン44(ピン244)の先端の形状を変更してもよい。
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、その主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更、改良が可能である。例えば、上記に示した変形例は、適宜、複数を組み合わせて構成してもよい。
10 検査装置
20 位置決め部
30 移動体
40 通電体
41 第一筒体
41A 開口
42 第二筒体
42A 開口
43 弾性体
44 ピン(軸体の一例)
50 治具基板(基板の一例)
52 スルーホール(穴の一例)
59 はんだ(接合材の一例)
100 プリント基板(被検査基板の一例)
102 パッド(接触部の一例)
159 はんだ(接合材の一例)
200 検査装置
240 通電体
241 筒体
241A 開口
243 弾性体
244 ピン(軸体の一例)

Claims (6)

  1. 接触部を有する被検査基板を位置決めする位置決め部と、
    該位置決め部に位置決めされた被検査基板に対して、接近離間する方向に移動する移動体と、
    該移動体に固定され、一端部が該接触部に接触する通電体と、
    該通電体の他端部が、導電性を有する接合材により接合され、該通電体を介して該接触部に対して信号を送信又は受信する基板と、
    を備える検査装置。
  2. 前記通電体の他端部は、前記基板を貫通する穴に差し込まれた状態で、前記接合材により前記基板に接合されている
    請求項1に記載の検査装置。
  3. 前記通電体は、
    開口を有する有底の第一筒体と、
    前記第一筒体の内部に挿入された弾性体と、
    先端部が前記開口から突出した状態で前記第一筒体の内部に挿入され、前記弾性体の弾性力によって前記被検査基板側へ押される軸体と、
    一端部に開口を有し、他端部が有底とされた第二筒体であって、軸方向の中間部が前記移動体に固定され、前記他端部が前記基板に接合された第二筒体と、を有し、
    前記第二筒体の開口から前記第二筒体に対して前記第一筒体が嵌め合わされている
    請求項1又は2に記載の検査装置。
  4. 前記通電体は、
    一端部に開口を有し、他端部が有底とされた筒体であって、軸方向の中間部が前記移動体に固定され、前記他端部が前記基板に接合された筒体と、
    前記筒体の内部に挿入された弾性体と、
    先端部が前記開口から突出した状態で前記筒体の内部に挿入され、前記弾性体の弾性力によって前記被検査基板側へ押される軸体と、を有する
    請求項1又は2に記載の検査装置。
  5. 請求項2を引用する請求項3に記載の第二筒体における前記中間部を前記移動体に圧入する工程と、
    前記移動体に圧入した前記第二筒体の他端部を前記基板の前記穴に差し込む工程と、
    前記基板の穴に差し込んだ前記第二筒体を前記接合材により前記基板に接合する工程と、
    を有する検査装置の製造方法。
  6. 請求項2を引用する請求項4に記載の筒体における前記中間部を前記移動体に圧入する工程と、
    前記移動体に圧入した前記筒体の他端部を前記基板の前記穴に差し込む工程と、
    前記基板の穴に差し込んだ前記筒体を前記接合材により前記基板に接合する工程と、
    を有する検査装置の製造方法。
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