JP2023182863A - 検査治具 - Google Patents

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Abstract

【課題】 破損しにくい検査治具を提供する。【解決手段】 検査治具は、検査対象コネクタと電気的に接続される基板と、検査対象コネクタを着脱可能な第1可動部材と、第1可動部材を、基板から離れるように付勢する第1弾性部材と、基板を、第1可動部材に近づけるために使用される第2可動部材と、第2可動部材を、基板から離れるように付勢する第2弾性部材と、を備える。基板と検査対象コネクタとを電気的に接続させるときには、第1弾性部材が縮んだ後に、第2弾性部材が縮む。【選択図】 図14

Description

本発明は、検査治具に関する。
従来、特許文献1のように、プローブを用いた検査治具などが提案されている。
特許6380549号公報
しかしながら、プローブが直接検査対象物に接触する構成であり、検査治具が破損しやすかった。
したがって本発明の目的は、破損しにくい検査治具を提供することである。
本発明に係る検査対象コネクタの検査治具は、検査対象コネクタと電気的に接続される基板と、検査対象コネクタを着脱可能な第1可動部材と、第1可動部材を、基板から離れるように付勢する第1弾性部材と、基板を、第1可動部材に近づけるために使用される第2可動部材と、第2可動部材を、基板から離れるように付勢する第2弾性部材と、を備える。基板と検査対象コネクタとを電気的に接続させるときには、第1弾性部材が縮んだ後に、第2弾性部材が縮む。
以上のように本発明によれば、破損しにくい検査治具を提供することができる。
本実施形態の検査治具の分解斜視図である。 コネクタ接触部と、基板保持部と、基板部の分解斜視図である。 前側基板組立体の分解斜視図である。 前側フレキシブル基板を前側で且つ下側から見た斜視図である。 前側フレキシブル基板を後側で且つ下側から見た斜視図である。 前側フレキシブル基板の舌片がある領域を前側で且つ下側から見た斜視図である。 前側フレキシブル基板と前側コネクタの組立体、前側保持部、前側コネクタベース、前側プローブ群の分解斜視図である。 後側基板組立体の分解斜視図である。 検査治具を前側で且つ下側から見た斜視図である。 検査治具を前側から見た正面図である。 第1状態の検査治具と検査対象コネクタであって、第1バネがある領域を含むyz断面構成図である。 第1状態の前側フレキシブル基板の舌片がある領域を拡大したxz断面構成図である。 第2状態の検査治具と検査対象コネクタであって、第1バネがある領域を含むyz断面構成図である。 第3状態の検査治具と検査対象コネクタであって、第1バネがある領域を含むyz断面構成図である。 第4状態の検査治具と検査対象コネクタであって、第1バネがある領域を含むyz断面構成図である。 第4状態の前側フレキシブル基板の舌片がある領域を拡大したxz断面構成図である。 第5状態の検査治具と検査対象コネクタであって、第1バネがある領域を含むyz断面構成図である。
以下、本実施形態について、図1~図17を用いて説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。
(検査治具1)
図1に示すように、本実施形態における検査治具1は、コネクタ接触部10、基板保持部20、基板部30、水平位置調整部40を備える。検査治具1は、コネクタ接触部10を介して、検査対象の検査対象コネクタ(BtoBコネクタ、Board to Boardコネクタ)100と接触し、内部の前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aと電気的に接続する。なお、図1では、検査対象コネクタ100の図示を省略している。
方向を説明するために、2つの基板組立体(前側基板組立体31、後側基板組立体32)が並べられる水平方向(前後方向)をx方向とし、x方向に垂直で且つ2つの支持部43が並べられる方向(左右方向)をy方向、x方向とy方向に垂直な方向(上下方向)をz方向として説明する。図1において、xyz軸のそれぞれの矢印が指し示す方向をそれぞれ前方向、右方向、上方向と定義する。具体的には、後側基板組立体32から前側基板組立体31に向かう方向を前方向と定義し、2つの支持部43のうち図1の右下に位置するものから図1の左上に位置するものに向かう方向を右方向と定義し、コネクタ接触部10から水平位置調整部40に向かう方向を上方向と定義する。
(コネクタ接触部10)
図2に示すように、コネクタ接触部10は、フローティングガイド(第1可動部材)11、第1バネ(第1弾性部材)13を有する。フローティングガイド11は、z方向に貫通する孔を有する。フローティングガイド11の孔には、z方向上側から、下側保持部21の下端及び基板部30の下端が挿入される。フローティングガイド11の孔には、z方向下側から、検査対象コネクタ100の上端が挿入される。すなわち、フローティングガイド11には、検査対象コネクタ100が着脱可能な状態で取り付けられる。
フローティングガイド11の孔のz方向下側には、検査対象コネクタ100の挿入を容易にするため、z方向下側の開口が徐々に大きくなるような傾斜形状のガイド部11aが設けられるのが望ましい。
フローティングガイド11のz方向上側は、ネジ止めによって、下側保持部21に取り付けられる。フローティングガイド11と、下側保持部21の間には、第1バネ13が設けられる。第1バネ13は、フローティングガイド11を、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aからz方向に離れるように付勢する。このため、検査対象コネクタ100にz方向上側から検査治具1を押し込むなど、z方向で縮む方向に力を加えない限り、第1バネ13によって、フローティングガイド11と下側保持部21は、離れた状態が維持される。
(基板保持部20)
基板保持部20は、下側保持部(ピンブロックフレーム)21、上側保持部(接続板)23を有する。下側保持部21は、基板部30のz方向下側に設けられる。上側保持部23は、基板部30のz方向上側に設けられる。下側保持部21と上側保持部23は、z方向で基板部30を挟む。
下側保持部21は、z方向に貫通する孔を有する。下側保持部21の孔には、z方向上側から、基板部30の下端が挿入される。下側保持部21のz方向下側には凸部が形成され、当該凸部は、フローティングガイド11の孔にz方向上側から嵌め込まれる。
下側保持部21のz方向上側には、前側基板組立体31の前側保持部31c、及び後側基板組立体32の後側保持部32cが取り付けられる。前側保持部31cの下側保持部21への取り付けは、ボス孔を使った嵌合と接着によって行われる。後側保持部32cの下側保持部21への取り付けは、接着によって行われる。
上側保持部23のz方向下側には、前側基板組立体31の前側保持部31c、及び後側基板組立体32の後側保持部32cが取り付けられる。前側保持部31cの上側保持部23への取り付けは、z方向上側からで、且つ丸孔を使ったネジ止めによって行われる。後側保持部32cの上側保持部23への取り付けは、z方向上側からで、且つx方向に延びる長孔を使ったネジ止めによって行われる。上側保持部23のx方向に延びる長孔は、前側保持部31cと後側保持部32cのx方向の間隔の調整に用いられる。
前側保持部31cと後側保持部32cのx方向の間隔は、検査対象コネクタ100の電極位置のx方向の間隔に応じて決定される。検査対象コネクタ100の電極のx方向の間隔が狭い場合は、前側保持部31cと後側保持部32cのx方向の間隔が狭い状態で、前側保持部31cと後側保持部32cの下側保持部21への取り付け、及び前側保持部31cと後側保持部32cの上側保持部23への取り付けが行われる。検査対象コネクタ100の電極のx方向の間隔が広い場合は、前側保持部31cと後側保持部32cのx方向の間隔が広い状態で、前側保持部31cと後側保持部32cの下側保持部21への取り付け、及び前側保持部31cと後側保持部32cの上側保持部23への取り付けが行われる。
すなわち、基板保持部20は、複数のフレキシブル基板(前側フレキシブル基板31a、後側フレキシブル基板32a)を、x方向の間隔が調整可能な状態で、保持する。
(基板部30)
基板部30は、前側基板組立体31、後側基板組立体32を有する。前側基板組立体31はx方向前側に、後側基板組立体32はx方向後側に配置される。
(前側基板組立体31)
図3に示すように、前側基板組立体31は、前側フレキシブル基板(可撓性基板)31a、前側コネクタ31b、前側保持部31c、前側コネクタベース31d、前側コネクタ押さえゴム31e、前側コネクタカバー31f、前側プローブ群31g、前側第2バネ31h、前側プッシュブロック(第2可動部材)31iを有する。
(前側フレキシブル基板31a)
図4~図6に示すように、前側フレキシブル基板31aは、コネクタ接続端(一方の端部)31a1、保持部接続端(他方の端部)31a2、パターン部31a3を有する。
コネクタ接続端31a1は、前側フレキシブル基板31aのx方向前側で且つz方向上側の端部であり、コネクタ接続端31a1には、前側コネクタ31bが半田付けなどにより取り付けられる。保持部接続端31a2は、前側フレキシブル基板31aのx方向後側で且つz方向上側の端部であり、前側保持部31cに掛け止めされる。具体的には、保持部接続端31a2に設けられた孔31a21が、前側保持部31cのプローブ受け部31c1のz方向上側に設けられたボス31c3に嵌め込まれる。
パターン部31a3は、コネクタ接続端31a1と保持部接続端31a2の間の領域である。パターン部31a3のz方向下側(表側)の面には、コネクタ接続端31a1から延びる信号線及び接地線のパターンが形成される。パターン部31a3は、y方向から見て略V字形状になるように曲げられる。パターン部31a3のz方向下側の面で、略V字形状になるように曲げられた状態の下端部には、信号線及び接地線の端部が設けられる。当該信号線及び接地線の端部は、検査対象コネクタ100の電極と電気的に接続する基板側電極として使用される。また、当該信号線及び接地線の端部の周囲(パターン部31a3の検査対象コネクタ100と電気的に接続される部分を含む領域)には、スリットSが設けられ、当該スリットSにより、略U字形状の舌片31a4が形成される。スリットSは、両端が閉口端の切れ込み(切れ目)であるが、一端が開口端で他端が閉口端であってもよい。なお、パターン部31a3のz方向下側(表側)の面に設けられるパターンは、信号線及び接地線に限るものではない。パターン部31a3のz方向下側(表側)の面において、接地線が設けられつつ、検査対象コネクタ100と接続する領域(舌片31a4を含む領域)と、コネクタ接続端31a1の前側コネクタ31bが半田付けされる領域にだけ、複数のスルーホール31a5及び接地線が設けられてもよい。この場合、接地線を設けた領域が少なくなるので、接地線のパターンがパターン部31a3のz方向下側(表側)の全面に設けられた場合に比べて、安価となる。
後述する前側プローブ群31gのプローブPによりz方向下側に変位させる量を多くするためには、舌片31a4を形成するスリットSの長手方向の長さを長くするのが望ましい。一方、信号線の高周波領域での特性が劣化しないようにするためには、舌片31a4を形成するスリットSの長手方向の長さを短くするのが望ましい。このため、舌片31a4のz方向下側への変位量と、信号線の高周波領域での特性とを考慮しながら、舌片31a4を形成するスリットSの長手方向の長さが決定される。1つの舌片31a4の中には、信号線若しくは接地線が1つだけが設けられても良いし、信号線と接地線の少なくとも一方が複数設けられてもよい。
また、スリットSにより形成される舌片31a4は、略U字形状に限るものではなく、パターン部31a3が伸びない状態で、z方向上側から前側プローブ群31gのプローブPによりz方向下側に変位出来る限り、略V字形状、略C字形状、略L字形状、略溝形状など、他の形状であってもよい。
パターン部31a3のz方向上側(裏側)の面、すなわち、検査対象コネクタ100と電気的に接続される側と反対側には、z方向下側(表側)の面の接地線とは別の接地線若しくは接地面が設けられる。パターン部31a3には、z方向上側の面とz方向下側の面とを電気的に接続するためのスルーホール31a5が複数設けられる。なお、図4~図6は、複数のスルーホール31a5が設けられた例を示す。ただし、部材番号「31a5」の矢印線は、複数のスルーホール31a5のうちの1つにだけ指し示されている。
パターン部31a3にスルーホール31a5が複数設けられていると、パターン部31a3の一面側(他の部材と電気的に接続される側、表側)のみに他の部材が電気的に接続されても、パターン部31a3の他面側(他の部材と電気的に接続される側の反対側、裏側)と他の部材を電気的に接続させることができる。
また、検査対象コネクタ100の仕様によって、パターン部31a3のz方向上側の面の接地線若しくは接地面、及び複数のスルーホール31a5は省略されてもよい。また、図4~図6以外の図では、パターン部31a3の信号線及び接地線、スリットS、舌片31a4、スルーホール31a5の図示を省略している。
また、検査対象コネクタ100と接続する領域(舌片31a4を含む領域)と、コネクタ接続端31a1の前側コネクタ31bが半田付けされる領域にだけ、複数のスルーホール31a5及びz方向上側(裏側)の接地領域(接地線若しくは接地面)が設けられてもよい。
(前側コネクタ31b)
図7に示すように、前側コネクタ31bは、前側フレキシブル基板31aのコネクタ接続端31a1に取り付けられる。前側コネクタ31bは、前側フレキシブル基板31aが、不図示の検査装置と電気的に接続するために使用される。
(前側保持部31c)
前側保持部31cは、x方向前側で前側コネクタベース31dを保持する。前側保持部31cは、x方向後側で前側フレキシブル基板31aの保持部接続端31a2を保持する。
(プローブ受け部31c1)
前側保持部31cのx方向後側で且つz方向下側には、前側プローブ群31gを保持するプローブ受け部31c1が設けられる。プローブ受け部31c1は、樹脂材で形成される。プローブ受け部31c1が金属材で形成される場合に比べて、軽量であり、加工が容易で安価である。なお、プローブ受け部31c1が金属材で形成されてもよい。
プローブ受け部31c1は、z方向に延びる溝(上溝部31c11、下溝部31c12)及びz方向に延びる孔(上孔部31c13、下孔部31c14)で構成される。上溝部31c11と下溝部31c12のx方向及びy方向の幅は、前側プローブ群31gを構成するプローブPのバネ収容部(バレル)P2の外径よりも大きい。上孔部31c13の上端は、上溝部31c11の下端と連通し、上孔部31c13の下端は、下溝部31c12の上端と連通する。上孔部31c13の内径は、前側プローブ群31gを構成するプローブPのバネ収容部P2の外径よりも大きい。下孔部31c14の上端は、下溝部31c12の下端と連通し、下孔部31c14の下端は、開口する。下孔部31c14の内径は、前側プローブ群31gを構成するプローブPの先端部P1の外径よりも大きく、バネ収容部P2の外径よりも小さい。
(プローブ受け部31c1の形成方法)
上溝部31c11と下溝部31c12は、金型により形成される。上孔部31c13と下孔部31c14の孔は、ピンなどを使って直方体領域に孔を開けることによって形成される。ただし、プローブ受け部31c1の形成方法は上述のものに限らない。
(前側フレキシブル基板31aの前側保持部31cへの取り付け)
前側フレキシブル基板31aは、以下の2つの条件を満たすように、前側保持部31cに取り付けられる。第1の条件:前側保持部31cのz方向下側が、前側フレキシブル基板31aのパターン部31a3のz方向上側の面と対向する。第2の条件:前側保持部31cのプローブ受け部31c1の下孔部31c14のz方向下側に、前側フレキシブル基板31aのパターン部31a3の信号線及び接地線の端部が位置する。
(プッシュブロック用溝部31c2)
前側保持部31cのプローブ受け部31c1のz方向上側には、z方向上側に開口した溝(プッシュブロック用溝部31c2)が設けられる。プッシュブロック用溝部31c2には、z方向上側から前側プッシュブロック31iが差し込まれる(図3参照)。
(ボス31c3)
前側保持部31cのプローブ受け部31c1のz方向上側には、z方向上側に延びるボス31c3が設けられる。ボス31c3は、前側フレキシブル基板31aの保持部接続端31a2を掛け止めするために用いられる。
(前側コネクタベース31d)
前側コネクタベース31dは、x方向前側で前側コネクタ31bを保持する。前側コネクタベース31dは、前側保持部31cよりもx方向前側に位置し、前側保持部31cに取り付けられる。
前側フレキシブル基板31aと前側コネクタ31bの組立体は、前側保持部31cと前側コネクタベース31dをx方向で挟み、且つ前側保持部31cの下端を包むようにして、前側保持部31c及び前側コネクタベース31dの組立体に取り付けられる。前側保持部31cの前側コネクタベース31dへの取り付けは、x方向後側からのネジ止めによって行われる。
(前側コネクタ押さえゴム31e)
前側コネクタ押さえゴム31eは、前側コネクタ31bと前側コネクタカバー31fの間に設けられる。前側コネクタ押さえゴム31eは、前側コネクタ31bの高さのバラツキによる検査装置との電気的な接続への悪影響を最小にするために用いられる。また、前側コネクタ押さえゴム31eは、当該検査装置から延びるケーブルの前側コネクタ31bとの着脱時に前側コネクタ31bを動きにくくするために用いられる。
(前側コネクタカバー31f)
前側コネクタカバー31fは、前側フレキシブル基板31aのパターン部31a3及び前側コネクタ31bのx方向前側を覆う。前側コネクタカバー31fの前側コネクタベース31dへの取り付けは、x方向前側からのネジ止めによって行われる。前側コネクタカバー31fと前側コネクタベース31dは、前側コネクタ31bと前側コネクタ押さえゴム31eをx方向で挟む。
(前側プローブ群31g)
前側プローブ群31gは、z方向に伸縮するプローブ(伸縮部材)Pを複数有する。複数のプローブPは、y方向に並べられる。前側プローブ群31gを構成するプローブPのそれぞれは、z方向下側に先端部P1を有し、先端部P1よりもz方向上側にバネ収容部P2を有する。バネ収容部P2には、バネ(不図示)が収容される。先端部P1は、バネ収容部P2のバネにより全長が伸びる方向に付勢される。
前側フレキシブル基板31aが前側保持部31cに取り付けられていない状態で、前側プローブ群31gを構成するプローブPのそれぞれが、前側保持部31cのプローブ受け部31c1に載置された場合、プローブPの先端部P1は、プローブ受け部31c1の下端部の孔(下孔部31c14)からz方向下側に突出する。ただし、下孔部31c14と下溝部31c12との段差で、バネ収容部P2が保持されるので、プローブPは下孔部31c14から落下しない。
前側フレキシブル基板31aが前側保持部31cに取り付けられた状態で、前側プローブ群31gを構成するプローブPのそれぞれが、前側保持部31cのプローブ受け部31c1に載置された場合、プローブPの先端部P1は、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4がある領域の裏側に接する。例えば、複数のプローブPのうち、第1のプローブPは、前側フレキシブル基板31aの検査対象コネクタ100と電気的に接続される領域の1つ(舌片31a4の1つ)と接する位置関係にある。また、複数のプローブPのうち、第1のプローブPとは別の第2のプローブPは、前側フレキシブル基板31aの検査対象コネクタ100と電気的に接続される領域の1つ(舌片31a4の1つ)であって、第1のプローブPに対応するものと別のものと接する位置関係にある。ただし、プローブPは軽いので、接するだけであって、舌片31a4をz方向下側に殆ど変位させない。
前側フレキシブル基板31aと前側コネクタ31bの組立体の前側保持部31cと前側コネクタベース31dの組立体への取り付けは、前側プローブ群31gを構成するプローブPのそれぞれが、プローブ受け部31c1に載置された状態で行われる。
(前側第2バネ31h、前側プッシュブロック31i)
前側プッシュブロック31iは、z方向に移動可能な状態で、z方向上側から前側保持部31cの溝(プッシュブロック用溝部31c2)に差し込まれる。前側プッシュブロック31iは、前側プローブ群31gを構成するプローブPのそれぞれをz方向下側に押し下げるために使用される。すなわち、前側プローブ群31gを構成する複数のプローブPは、前側フレキシブル基板31aと前側プッシュブロック31iの間に設けられる。
前側保持部31cと前側プッシュブロック31iの間には、前側第2バネ31hが設けられる。前側第2バネ31hは、前側プッシュブロック31iを、前側保持部31cからz方向に離れるように付勢する。
z方向で縮む方向に力が加えられた時、第1バネ13のz方向の圧縮が完了した後に、前側第2バネ31h及び後述する後側第2バネ32hのz方向の圧縮が完了するように、第1バネ13と前側第2バネ31hと後側第2バネ32hのバネ特性(バネ圧、バネ定数など)が設定される。
すなわち、第1バネ13が縮んだ後に、前側第2バネ31h及び後側第2バネ32hが縮む。
すなわち、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aと検査対象コネクタ100を接続させるとき、第1バネ13と前側第2バネ31h及び後側第2バネ32hとによって、以下のように、フローティングガイド11と前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aが動作制御される。フローティングガイド11と前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aとの第1距離d1が短くなった後に、前側プッシュブロック31iと前側フレキシブル基板31aとの第2距離d2が短くなり、略同じタイミングで、後側プッシュブロック32iと後側フレキシブル基板32aとの第2距離d2が短くなる。
例えば、第1距離d1は、フローティングガイド11の下端部(検査対象コネクタ100が挿入される開口領域)と、前側フレキシブル基板31aの下端部(パターン部31a3の検査対象コネクタ100と電気的に接続される領域)とのz方向の距離である。例えば、第2距離d2は、前側プッシュブロック31iの下端部(前側プローブ群31gと接する領域)と、前側フレキシブル基板31aの下端部(パターン部31a3の検査対象コネクタ100と電気的に接続される領域)とのz方向の距離である(図9参照)。
このため、検査対象コネクタ100にz方向上側から検査治具1を押し込むなど、z方向で縮む方向に力を加えても、第1バネ13が縮まない限り、前側第2バネ31hによって、前側プッシュブロック31iと前側保持部31cは離れた状態が維持され、後側第2バネ32hによって、後側プッシュブロック32iと後側保持部32cは離れた状態が維持される。
(後側基板組立体32)
後側基板組立体32は、後側フレキシブル基板(可撓性基板)32a、後側コネクタ32b、後側保持部32c、後側コネクタベース32d、後側コネクタ押さえゴム32e、後側コネクタカバー32f、後側プローブ群32g、後側第2バネ32h、後側プッシュブロック(第2可動部材)32iを有する。
x方向の向きが反転していること以外、後側基板組立体32の構成は、前側基板組立体31の構成と同様である。後側基板組立体32の後側フレキシブル基板32aは、前側基板組立体31の前側フレキシブル基板31aに相当する。後側基板組立体32の後側コネクタ32bは、前側基板組立体31の前側コネクタ31bに相当する。後側基板組立体32の後側保持部32cは、前側基板組立体31の前側保持部31cに相当する。後側基板組立体32の後側コネクタベース32dは、前側基板組立体31の前側コネクタベース31dに相当する。後側基板組立体32の後側コネクタ押さえゴム32eは、前側基板組立体31の前側コネクタ押さえゴム31eに相当する。後側基板組立体32の後側コネクタカバー32fは、前側基板組立体31の前側コネクタカバー31fに相当する。後側基板組立体32の後側プローブ群32gは、前側基板組立体31の前側プローブ群31gに相当する。後側基板組立体32の後側第2バネ32hは、前側基板組立体31の前側第2バネ31hに相当する。後側基板組立体32の後側プッシュブロック32iは、前側基板組立体31の前側プッシュブロック31iに相当する。
(水平位置調整部40)
水平位置調整部40は、第3バネ(第3弾性部材)41、支持部(第3可動部材)43、ブラケット45を有する(図1参照)。
(第3バネ41、支持部43)
支持部43は、y方向に2つ設けられる。2つの支持部43のそれぞれは、環状コイルスプリング(不図示)を内蔵する。
支持部43は、前側基板組立体31の前側フレキシブル基板31aの舌片31a4がある領域、及び後側基板組立体32の後側フレキシブル基板32aの舌片がある領域に関する、検査対象コネクタ100の電極とz方向で対向する位置からのズレを吸収するために使用される。
例えば、前側基板組立体31の前側フレキシブル基板31aの舌片31a4がある領域、及び後側基板組立体32の後側フレキシブル基板32aの舌片がある領域が、検査対象コネクタ100の電極とz方向で対向する位置からxy平面上でずれているとする。この場合、検査治具1が検査対象コネクタ100に取り付けられる時に、水平位置調整部40が移動せずに、コネクタ接触部10と基板保持部20と基板部30が、xy平面上を移動することができる。
支持部43の上側保持部23への取り付けは、z方向下側からのネジ止めによって行われる。支持部43と上側保持部23との間には、第3バネ41が設けられる。第3バネ41は、支持部43を、上側保持部23からz方向に離れるように付勢する。
z方向で縮む方向に力が加えられた時、第1バネ13、前側第2バネ31h、及び後側第2バネ32hのz方向の圧縮が完了した後に、第3バネ41のz方向の圧縮が完了するように、第1バネ13と前側第2バネ31hと後側第2バネ32hと第3バネ41のバネ特性(バネ圧、バネ定数など)が設定される。
すなわち、第1バネ13、前側第2バネ31h、及び後側第2バネ32hが縮んだ後に、第3バネ41が縮む。
すなわち、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aと検査対象コネクタ100を接続させるとき、第1バネ13と前側第2バネ31h及び後側第2バネ32hと第3バネ41とによって、以下のように、フローティングガイド11、前側プッシュブロック31i、後側プッシュブロック32i、支持部43が動作制御される。フローティングガイド11と前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aの第1距離d1が短くなった後に、前側プッシュブロック31iと前側フレキシブル基板31aの第2距離d2が短くなり、略同じタイミングで、後側プッシュブロック32iと後側フレキシブル基板32aの第2距離d2が短くなる。前側プッシュブロック31iと前側フレキシブル基板31aの第2距離d2が短くなり、後側プッシュブロック32iと後側フレキシブル基板32aの第2距離d2が短くなった後に、支持部43と前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aの第3距離d3が短くなる。
例えば、第3距離d3は、支持部43の下端部(上側保持部23とz方向で対向する領域)と、前側フレキシブル基板31aの下端部(パターン部31a3の検査対象コネクタ100と電気的に接続される領域)とのz方向の距離である。
このため、検査対象コネクタ100にz方向上側から検査治具1を押し込むなど、z方向で縮む方向に力を加えても、第1バネ13と前側第2バネ31hと後側第2バネ32hが縮まない限り、第3バネ41によって、支持部43と上側保持部23は離れた状態が維持される。
バネ特性の例としては、第3バネ41のバネ圧は、前側第2バネ31h及び後側第2バネ32hのバネ圧よりも高く、前側第2バネ31h及び後側第2バネ32hのバネ圧は、第1バネ13のバネ圧よりも高くなるように、各バネのバネ特性が設定される形態が考えられる。
また、バネ特性の例としては、2つの第3バネ41の合成バネ定数(弾性係数)は、2つの前側第2バネ31h及び2つの後側第2バネ32hの合成バネ定数(弾性係数)よりも大きく、2つの前側第2バネ31h及び2つの後側第2バネ32hの合成バネ定数(弾性係数)は、2つの第1バネ13の合成バネ定数(弾性係数)よりも大きくなるように、各バネのバネ特性が設定される形態が考えられる。
(ブラケット45)
ブラケット45は、検査装置、工作機械など、検査治具1を保持し、移動させる装置(不図示)に取り付けられる。ブラケット45は、2つの支持部43のz方向上側に取り付けられる。ブラケット45の支持部43への取り付けは、z方向上側からのネジ止めによって行われる。
図9~図10に示すように、第1バネ13の一部が外部から見えるように、且つ前側第2バネ31hと後側第2バネ32hは殆ど外部から見えないように(x方向前側及びx方向後側から見えないように)、第1バネ13と前側第2バネ31hと後側第2バネ32hが配置される。また、第3バネ41は、伸びた状態において、少なくとも第3バネ41の一部が外部から見えるように配置される。
(各部の材料、金属部品、樹脂部品)
検査治具1を構成する部材のうち、前側フレキシブル基板31aなどの導通される領域、前側プローブ群31g、後側プローブ群32g、ネジは、金属で構成される。検査治具1を構成するその他の部材は、樹脂など非導電性部材で構成される。
(検査治具1の検査対象コネクタ100への接続手順)
次に、検査治具1をz方向上側からz方向下側に移動させて、検査対象コネクタ100に接続させる際の、第1バネ13の伸縮状態の変化などを説明する(図11~図17)。
なお、後側第2バネ32hは、図11、図13~図15、図17のyz断面構成図では図示されていないが、前側第2バネ31hのx方向後側に位置しており、前側第2バネ31hと同じように伸縮する。また、後側プッシュブロック32iは、図11、図13~図15、図17のyz断面構成図では図示されていないが、前側プッシュブロック31iのx方向後側に位置しており、前側プッシュブロック31iと同じように移動する。また、後側プローブ群32gは、図11、図13~図15、図17のyz断面構成図では図示されていないが、前側プローブ群31gのx方向後側に位置しており、前側プローブ群31gと同じように動作する。また、後側フレキシブル基板32aの舌片は、図示されていないが、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4のx方向後側に位置しており、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4と同じように変位する。
図11に示すように、検査治具1が検査対象コネクタ100と接触する前は、第1バネ13、前側第2バネ31h、後側第2バネ32h、第3バネ41は、伸びた状態であり、第1距離d1と第2距離d2と第3距離d3はいずれも短くなっていない(第1状態)。このとき、前側プローブ群31gを構成のプローブPのz方向下側の先端部P1は、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4に接する(図12参照)。しかしながら、プローブPは軽いので、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4はz方向下側に殆ど押し下げられない。同様に、後側プローブ群32gを構成のプローブPのz方向下側の先端部P1は、後側フレキシブル基板32aの舌片に接する。しかしながら、プローブPは軽いので、後側フレキシブル基板32aの舌片はz方向下側に殆ど押し下げられない。
図13に示すように、検査治具1のフローティングガイド11の孔に、検査対象コネクタ100が嵌め込まれた直後は、第1バネ13、前側第2バネ31h、後側第2バネ32h、第3バネ41は、伸びた状態であり、第1距離d1と第2距離d2と第3距離d3はいずれも短くなっていない(第2状態)。このとき、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aは、検査対象コネクタ100と接触していない。
図14に示すように、第2状態から、検査治具1がz方向下側に更に移動すると、第1バネ13がz方向に縮み、下側保持部21がフローティングガイド11に近づけられる(第3状態)。
このとき、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aは、検査対象コネクタ100と近接した状態になる。このため、第3状態の第1距離d1は、第2状態の第1距離d1と比べて短くなる。ただし、前側第2バネ31h、後側第2バネ32h、第3バネ41は、殆ど縮んでいない。このため、第3状態の第2距離d2は、第2状態の第2距離d2と比べて殆ど短くなっていない。第3状態の第3距離d3は、第2状態の第3距離d3と比べて殆ど短くなっていない。
図15に示すように、第3状態から、検査治具1がz方向下側に更に移動すると、前側第2バネ31hがz方向に縮み、前側プッシュブロック31iが前側保持部31cに近づけられる(第4状態)。同様に、後側第2バネ32hがz方向に縮み、後側プッシュブロック32iが後側保持部32cに近づけられる。
また、前側プッシュブロック31iがz方向下側に移動することにより、前側プローブ群31gのプローブPがz方向下側に移動し、プローブPの先端部P1が前側フレキシブル基板31aの裏側(z方向上側)を押す。これにより、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4がz方向下側に押し下げられる(図16参照)。すなわち、前側プローブ群31gのプローブPにより、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4が、検査対象コネクタ100の電極に近づけられる。同様に、後側プッシュブロック32iがz方向下側に移動することにより、後側プローブ群32gのプローブPがz方向下側に移動し、プローブPの先端部P1が後側フレキシブル基板32aの裏側(z方向上側)を押す。これにより、後側フレキシブル基板32aの舌片がz方向下側に押し下げられる。
すなわち、後側プローブ群32gのプローブPにより、後側フレキシブル基板32aの舌片が、検査対象コネクタ100の電極に近づけられる。
これにより、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aは、検査対象コネクタ100と電気的に接続した状態になる。また、第4状態の第1距離d1は、第3状態の第1距離d1と比べてさらに短くなる。また、前側プッシュブロック31i及び後側プッシュブロック32iは、z方向の移動可能範囲の最下端に押し下げられる。このため、第4状態の第2距離d2は、第3状態の第2距離d2とくらべて短くなる。ただし、第3バネ41は、殆ど縮んでいない。このため、第4状態の第3距離d3は、第3状態の第3距離d3と比べて殆ど短くなっていない。
図17に示すように、第4状態から、検査治具1がz方向下側に更に移動すると、第3バネ41がz方向に縮み、支持部43及びブラケット45が上側保持部23に近づけられる(第5状態)。このとき、支持部43は、上側保持部23と近接した状態になる。このため、第5状態の第3距離d3は、第4状態の第3距離d3と比べて短くなる。
前側第2バネ31h、及び後側第2バネ32hが縮んだ状態になったか否かは、x方向前側及びx方向後側からは視認出来ない。また、前側プッシュブロック31i、及び後側プッシュブロック32iがz方向下側に移動したか否かは、x方向前側及びx方向後側からは視認出来ない。しかしながら、第3バネ41の一部は、少なくとも伸びた状態の時に外部から視認出来る。このため、第3バネ41がある領域を外部から見ることで、第3バネ41が大きく縮み始めたか否か、すなわち、前側プッシュブロック31iなどのz方向下側への移動が完了して、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aが、検査対象コネクタ100と電気的に接続した状態になったか否かを確認することが出来る。
(検査治具1で2段階の弾性部材を用いることの効果)
先に、フローティングガイド11を介して、検査対象コネクタ100を前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aに近接させてから、前側プッシュブロック31i、後側プッシュブロック32i、プローブPなどを使って、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aを検査対象コネクタ100に接続させる。このため、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aを大きく変形或いは変位させずに、すなわち、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aを含む検査治具1が破損しにくい状態で、検査治具1に含まれる前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aと検査対象コネクタ100との電気的な接続が可能になる。
(支持部43とブラケット45を設けることの効果)
支持部43、ブラケット45などを介して、工作機械などに検査治具1を取り付けることが可能になる。
(第3バネ41を見える箇所に配置することの効果)
第1バネ13、前側第2バネ31h、後側第2バネ32hの圧縮が完了した後に、圧縮による縮みが大きくなる第3バネ41の伸縮度合いを見て、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aと検査対象コネクタ100の接続が完了したか否かを判断することが可能になる。このため、必要最小限の力を前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aに加えるだけで、前側フレキシブル基板31a及び後側フレキシブル基板32aを検査対象コネクタ100に接続させることが可能になる。
(複数の可撓性基板を設けることの効果)
電極が複数列に並べられた検査対象コネクタ100を、複数の可撓性基板(前側フレキシブル基板31a、後側フレキシブル基板32a)に電気的に接続させることが可能になる。また、当該複数列の間隔に応じて、複数の可撓性基板(前側フレキシブル基板31a、後側フレキシブル基板32a)の間隔を調整した状態で、検査治具1を構成することが可能になる。
(プローブPで個別に押し当てを行うことの効果)
信号線若しくは接地線における、検査対象コネクタ100と接触する部分(電極)の高さのバラツキを考慮して、電極ごとに個別にプローブPなどの伸縮部材を押し当て、それぞれの電極の検査対象コネクタ100との接続を確実に行うことが可能になる。
(前側フレキシブル基板31a、後側フレキシブル基板32aに舌片を設けることの効果)
電極の高さのバラツキを吸収するため、プローブPなどの伸縮部材が押し当てられて、部分的に力が加わった場合、力が加わった部分を含む領域に形成された前側フレキシブル基板31aの舌片31a4が、スリットSを介して、前側フレキシブル基板31aの舌片31a4に隣接する他の領域から離れて、当該押された方向(z方向下側)に変位する。また、力が加わった部分を含む領域に形成された後側フレキシブル基板32aの舌片が、スリットSを介して、後側フレキシブル基板32aの舌片に隣接する他の領域から離れて、当該押された方向(z方向下側)に変位する。このため、舌片を設けない場合に比べて、変位しても可撓性基板(前側フレキシブル基板31a、後側フレキシブル基板32a)が破損しにくい。
(1つの舌片に複数の電極を含めることの効果)
1つの舌片31a4に1つの電極だけを設ける形態に比べて、スリットSの数を少なく出来るので、狭い領域などに舌片31a4の形成が容易になる。後側フレキシブル基板32aの舌片についても同様である。
(端部を電極として使用することの効果)
信号線の途中で他の部材との電気的な接続が行われた場合には、当該接続箇所と端部との間がアンテナとして機能してノイズの受発信が行われるおそれがある。端部の近傍で他の部材との電気的な接続を行うことにより、ノイズの受発信を少なくすることが可能になる。なお、接地線の途中で他の部材との電気的な接続が行われた場合には、インピーダンスの整合が崩れるおそれがある。
(その他の実施形態、プローブ以外の伸縮部材)
本実施形態では、前側フレキシブル基板31aを裏側(z方向上側)からz方向下側に押す伸縮部材、及び後側フレキシブル基板32aを裏側(z方向上側)からz方向下側に押す伸縮部材として、プローブPを用いる形態を説明した。しかしながら、z方向に伸縮可能な部材であれば、プローブPに限らず、他の弾性部材が用いられてもよい。
(その他の実施形態、プローブが2列に限らない)
本実施形態では、前側プローブ群31gと後側プローブ群32gがx方向に並べられる、すなわち、y方向に並べられたプローブ群がx方向に2列並べられる形態を説明した。しかしながら、プローブ群の列の数は、検査対象コネクタ100の電極の配置に応じて、1列、若しくは3列以上であってもよい。
(その他の実施形態、バネ以外の弾性部材)
本実施形態では、フローティングガイド11と下側保持部21の間に第1バネ13が設けられ、前側保持部31cと前側プッシュブロック31iの間に前側第2バネ31hが設けられ、後側保持部32cと後側プッシュブロック32iの間に後側第2バネ32hが設けられ、上側保持部23と支持部43の間に第3バネ41が設けられる形態を説明した。しかしながら、z方向に伸縮可能な部材であれば、バネに限らず、他の弾性部材が用いられてもよい。
(その他の実施形態、基板)
本実施形態では、検査治具1に内蔵される基板は、可撓性がある基板であるとして説明した。しかしながら、検査治具1に内蔵される基板は、可撓性が無い基板であってもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
本明細書によれば、以下の態様が提供される。
(態様1)
検査対象コネクタの検査治具は、検査対象コネクタと電気的に接続される基板と、検査対象コネクタを着脱可能な第1可動部材と、第1可動部材を、基板から離れるように付勢する第1弾性部材と、基板を、第1可動部材に近づけるために使用される第2可動部材と、第2可動部材を、基板から離れるように付勢する第2弾性部材と、を備える。基板と検査対象コネクタとを電気的に接続させるときには、第1弾性部材が縮んだ後に、第2弾性部材が縮む。
先に、第1可動部材を介して、検査対象コネクタを基板に近接させてから、第2可動部材を使って、基板を検査対象コネクタに電気的に接続させる。このため、基板を大きく変形或いは変位させずに、すなわち、基板を含む検査治具が破損しにくい状態で、検査治具に含まれる基板と検査対象コネクタとの電気的な接続が可能になる。
(態様2)
好ましくは、検査治具は、第2可動部材を、第1可動部材がある方向に近づけるために使用される第3可動部材と、第3可動部材を、第2可動部材から離れる方向に付勢する第3弾性部材とを備える。基板と検査対象コネクタとを電気的に接続させるとき、第2弾性部材が縮んだ後に、第3弾性部材が縮む。
第3可動部材などを介して、工作機械などに検査治具を取り付けることが可能になる。
(態様3)
さらに好ましくは、第3弾性部材の少なくとも一部は、少なくとも第3弾性部材が伸びた状態で外部から見えるように配置される。
第1弾性部材、第2弾性部材の圧縮が完了した後に、圧縮による縮みが大きくなる第3弾性部材の伸縮度合いを見て、基板と検査対象コネクタとの電気的な接続が完了したか否かを判断することが可能になる。
このため、必要最小限の力を基板に加えるだけで、基板を検査対象コネクタに接続させることが可能になる。
(態様4)
さらに好ましくは、検査治具は、基板保持部を更に備える。基板は、複数設けられる。基板保持部は、複数の基板を、間隔が調整可能な状態で、保持する。
電極が複数列に並べられた検査対象コネクタを、複数の基板に電気的に接続させることが可能になる。
また、当該複数列の間隔に応じて、複数の基板の間隔を調整した状態で、検査治具を構成することが可能になる。
(態様5)
また、第2弾性部材の弾性係数は、第1弾性部材の弾性係数よりも大きい。第3弾性部材の弾性係数は、前記第2弾性部材の弾性係数よりも大きい。
(態様6)
検査治具は、第2可動部材と基板の間に設けられた複数の伸縮部材を更に備える。複数の伸縮部材のうち、第1の伸縮部材は、基板の検査対象コネクタと電気的に接続される領域の1つと接する位置関係にある。複数の伸縮部材のうち、第2の伸縮部材は、基板の検査対象コネクタと電気的に接続される領域の1つであって、第1の伸縮部材に対応するものと別のものと接する位置関係にある。
信号線若しくは接地線における、検査対象コネクタと接触する部分(電極)の高さのバラツキを考慮して、電極ごとに個別にプローブなどの伸縮部材を押し当て、それぞれの電極の検査対象コネクタとの電気的な接続を確実に行うことが可能になる。
(態様7)
検査対象コネクタの検査治具は、検査対象コネクタと電気的に接続される基板と、検査対象コネクタを着脱可能な第1可動部材と、第1可動部材を、基板から離れるように付勢する第1弾性部材と、基板を、第1可動部材に近づけるために使用される第2可動部材と、第2可動部材を、基板から離れるように付勢する第2弾性部材とを備える。第2弾性部材の弾性係数は、第1弾性部材の弾性係数よりも大きい。
1 検査治具、10 コネクタ接触部、11 フローティングガイド(第1可動部材) 11a ガイド部、13 第1バネ(第1弾性部材)、20 基板保持部、21 下側保持部(ピンブロックフレーム)、23 上側保持部(接続板)、30 基板部、31 前側基板組立体、31a 前側フレキシブル基板(可撓性基板)、31a1 コネクタ接続端、31a2 保持部接続端、31a21 孔、31a3 パターン部、31a4 舌片、31a5 スルーホール、31b 前側コネクタ、31c 前側保持部、31c1 プローブ受け部、31c11 上溝部、31c12 下溝部、31c13 上孔部、31c14 下孔部、31c2 プッシュブロック用溝部、31c3 ボス、31d 前側コネクタベース、31e 前側コネクタ押さえゴム、31f 前側コネクタカバー、31g 前側プローブ群、31h 前側第2バネ(第2弾性部材)、31i 前側プッシュブロック(第2可動部材)、32 後側基板組立体、32a 後側フレキシブル基板(可撓性基板)、32b 後側コネクタ、32c 後側保持部、32d 後側コネクタベース、32e 後側コネクタ押さえゴム、32f 後側コネクタカバー、32g 後側プローブ群、32h 後側第2バネ(第2弾性部材)、32i 後側プッシュブロック(第2可動部材)、40 水平位置調整部、41 第3バネ、43 支持部、45 ブラケット、100 検査対象コネクタ、d1 第1距離、d2 第2距離、d3 第3距離、P プローブ(伸縮部材)、P1 先端部、P2 バネ収容部、S スリット

Claims (7)

  1. 検査対象コネクタと電気的に接続される基板と、
    前記検査対象コネクタを着脱可能な第1可動部材と、
    前記第1可動部材を、前記基板から離れるように付勢する第1弾性部材と、
    前記基板を、前記第1可動部材に近づけるために使用される第2可動部材と、
    前記第2可動部材を、前記基板から離れるように付勢する第2弾性部材と、を備え、
    前記基板と前記検査対象コネクタとを電気的に接続させるときには、前記第1弾性部材が縮んだ後に、前記第2弾性部材が縮む、検査治具。
  2. 前記第2可動部材を、前記第1可動部材がある方向に近づけるために使用される第3可動部材と、
    前記第3可動部材を、前記第2可動部材から離れる方向に付勢する第3弾性部材とを備え、
    前記基板と前記検査対象コネクタとを電気的に接続させるときには、前記第2弾性部材が縮んだ後に、前記第3弾性部材が縮む、請求項1に記載の検査治具。
  3. 前記第3弾性部材の少なくとも一部は、少なくとも前記第3弾性部材が伸びた状態で外部から見えるように配置される、請求項2に記載の検査治具。
  4. 基板保持部を更に備え、
    前記基板は、複数設けられ、
    前記基板保持部は、前記複数の基板を、間隔が調整可能な状態で、保持する、請求項1~請求項3のいずれかに記載の検査治具。
  5. 前記第2弾性部材の弾性係数は、前記第1弾性部材の弾性係数よりも大きく、
    前記第3弾性部材の弾性係数は、前記第2弾性部材の弾性係数よりも大きい、請求項2に記載の検査治具。
  6. 前記第2可動部材と前記基板の間に設けられた複数の伸縮部材を更に備え、
    前記複数の伸縮部材のうち、第1の伸縮部材は、前記基板の前記検査対象コネクタと電気的に接続される領域の1つと接する位置関係にあり、
    前記複数の伸縮部材のうち、第2の伸縮部材は、前記基板の前記検査対象コネクタと電気的に接続される領域の1つであって、前記第1の伸縮部材に対応するものと別のものと接する位置関係にある、請求項1~請求項5に記載の検査治具。
  7. 検査対象コネクタと電気的に接続される基板と、
    前記検査対象コネクタを着脱可能な第1可動部材と、
    前記第1可動部材を、前記基板から離れるように付勢する第1弾性部材と、
    前記基板を、前記第1可動部材に近づけるために使用される第2可動部材と、
    前記第2可動部材を、前記基板から離れるように付勢する第2弾性部材とを備え、
    前記第2弾性部材の弾性係数は、前記第1弾性部材の弾性係数よりも大きい、検査治具。
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