JP3610919B2 - 回路基板の検査用治具、検査方法、および製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回路基板、特にコンピュータマザーボードの検査に用いて好適な治具、検査方法、及び製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記回路基板の製造工程にあっては、所定の工程を経た後基板上の各回路を検査装置に接続し、前記回路基板との間で信号を授受することにより検査が行なわれている。
【０００３】
また、マザーボードなどの回路基板にあっては、キーボードやディスクドライブ等の機器が接続される場合があり、このような場合、検査プログラム上でこれらの機器の接続をシミュレーションしながら検査を行うのみならず、回路基板に設けられたコネクタにこれらの機器のコネクタを実際に接続して検査を行うことが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、生産効率の面から上記検査工程の省力化の要求があり、前記回路基板側のコネクタに対する機器側のコネクタの挿抜操作をいかに省力化するかが課題となっていた。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、回路基板の検査を省力化することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の検査用治具は、回路に接続された基板側コネクタ３２が表面に設けられた回路基板３と、該回路基板がセットされると所定の方向へ動作して前記回路基板に電気的に接続される検査装置との間に介在する検査用治具において、前記検査装置の固定側１に搭載され、前記基板側コネクタ３２の挿抜方向を前記動作方向に一致させて支持する第１の検査用治具６と、前記基板側コネクタ３２に対して挿抜可能な治具側コネクタ４６と、治具側コネクタ４６を支持する本体とから構成された第２の検査用治具４とから構成されてなり、該第２の検査用治具４は、前記治具側コネクタ４６をその挿抜方向を前記検査装置の動作方向と一致する方向へ向けて、かつ、前記動作方向と直交する平面内で移動可能に支持することを特徴とする。
また、前記回路基板３には、さらに、検査に必要な信号を取り出すべく回路中の所定部位に接続された導体からなるテストパッド３１が設けられ、前記第２の検査用治具４には、前記テストパッド３１に接触するプローブ４１が前記本体に支持され、該第２の検査用治具４は、前記プローブ４１を、前記動作の方向と交差する平面内で前記テストパッド３１と重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持することを特徴とする。
また、前記第１の検査用治具６には、前記テストパッド３１に接触するプローブ４１が前記動作方向に沿って移動可能に設けられたことを特徴とする。
また、前記第１および第２の検査用治具の一方には、前記操作方向と直交する平面内で他方の検査用治具のプローブと重なる位置に、プローブとの接触圧力を支持するサポート部材６１が設けられたことを特徴とする。
また、前記第１の治具６には、前記動作方向と直交する平面内で基板側コネクタ３２と重なる位置に、前記治具側コネクタを挿入する際の圧力を支持するサポート部材６１が設けられたことを特徴とする。
また、前記回路基板３に設けられた他の基板側コネクタに挿抜可能な第２の治具側コネクタ５１と、該第２の治具側コネクタを前記他の基板側コネクタに接続した状態で、前記動作方向と直交する平面内で前記第２の検査用治具４のプローブ６１と重なる位置に配置されたテストパッド５２とを有する補助回路基板５を有することを特徴とする。
また、前記サポート部材６１に代えて、前記動作方向と直交する平面内で基板側コネクタ３２と重ならない位置であって、前記基板側コネクタ３２の近傍に、補助サポート部材６２を設けたことを特徴とする。
また、前記治具側コネクタ４６の先端には、前記動作方向に対して傾斜した面４６ａが設けられたことを特徴とする。
さらに、回路に接続された基板側コネクタ３３が表面に設けられた回路基板３と、該回路基板３がセットされると所定の方向へ動作して前記回路基板３に電気的に接続される検査装置との間に介在する検査用治具において、前記基板側コネクタ３３に挿抜可能な治具側コネクタ５１と、該治具側コネクタ５１を前記基板側コネクタ３３に接続した状態で、前記動作方向と交差する平面内に配置されるテストパッド５２とを有する補助回路基板５と、前記回路基板３を支持する第１の検査用治具６と、前記補助回路基板５のテストパッド５２に接触するプローブ４１と、このプローブ４１を支持する本体とから構成された第２の検査用治具４とから構成されてなり、該第２の検査用治具４は、前記プローブ４１を、前記動作の方向と交差する平面内で前記テストパッド５２と重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持することを特徴とする。
また前記回路基板３には、検査に必要な信号を取り出すべく回路中の所定部位に接続された導体からなるテストパッド３１がさらに設けられ、前記第２の検査用治具４には、前記回路基板３のテストパッド３１に接触するプローブ４１が前記本体に支持され、該第２の検査用治具は、前記プローブを、前記動作の方向と交差する平面内で前記回路基板３のテストパッド３１と重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持することを特徴とする。
また、前記回路基板３のテストパッド３１に接触するプローブ４１の一部が前記補助回路基板５のテストパッド５２に接触するプローブ４１を兼用していることを特徴とする。
また前記第１の検査用治具には、前記回路基板３のテストパッド３１に接触するプローブ６１が前記動作方向に沿って移動可能に設けられたことを特徴とする。
また前記第１および第２の検査用治具４，６の一方には、前記操作方向と交差する平面内で他方の検査用治具のプローブと重なる位置に、プローブとの接触圧力を支持するサポート部材６１が設けられたことを特徴とする。
【０００７】
また本発明の検査方法は、検査に必要な信号を取り出すべく回路中の所定部位に接続された導体からなるテストパッド３１と、前記回路に接続された基板側コネクタ３２とが表面に設けられた回路基板３と、該回路基板がセットされると所定の方向へ動作して前記回路基板３に電気的に接続される検査装置との間に第１および第２の検査用治具を介在させる工程と、前記第１の検査用治具４により、前記基板側コネクタ３２の挿抜方向を前記動作方向に一致させて支持する工程と、前記基板側コネクタ３２に挿抜される治具側コネクタ４６をその挿抜方向を前記検査装置の動作方向と一致する方向へ向けて、かつ、前記動作方向と直交する平面内で移動可能に支持するとともに、前記プローブ４１を、前記動作の方向と直交する平面内で前記テストパッド３１と重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持しつつ、前記第２の検査用治具を回路基板に接近させて前記治具側コネクタ４６を基板側コネクタに挿入するとともに、前記プローブ４１を前記テストパッドに接触させる工程と、前記治具側コネクタ４６およびプローブ４１を介して入出力される信号により前記回路基板を検査する工程とからなることを特徴とする。
また本発明の製造方法は、電子部品を回路基板に取り付ける工程の後、上記方法により回路基板を検査する工程を実行することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
符号１は検査装置の固定部、符号２は移動部であって、これらは互いに接近する方向および離れる方向へ相対移動可能に設けられている。図示例では、固定部１に対して移動部２が移動する構成、すなわち、この検査装置は、一つの自由度の方向（図１の上下方向）への動作によって検査を行うようになっている。
【０００９】
符号３は検査対象としての回路基板、符号４は移動部２に支持された治具、符号５は前記回路基板に取り付けられる補助回路基板、符号６は固定部１に支持された治具である。
【００１０】
前記回路基板３は、回路パターンが形成された基板に電子部品を実装し、はんだリフロー処理によって前記電子部品を回路パターンに電気的に接続することにより製造される。その表面には、検査に必要な信号を取り出すためのテストパッド３１が回路パターンの一部として設けられるとともに、キーボード、ディスクドライブ等の機器との接続に用いられるコネクタ３２，３３が設けられている。図示の場合、前記治具６の上に回路基板３を載せることにより、コネクタ３２，３３の挿抜方向と検査装置の動作方向とが一致するようになっている。具体的には、コネクタ３２，３３に内蔵された電極の方向が検査装置の動作方向と一致するように検査装置内に支持されている。なお、前記テストパッド３１は、検査用の信号の授受のために本来の回路パターンは別個に設けられたもののみならず、回路パターンそのものや実装部品のリードなど、検査のための信号が授受される全ての導体部分を含むものとする。
【００１１】
前記治具４は、プラスチックなどの絶縁性材料により構成されていて、全体として板状をなし、検査装置の移動部２に取り付けられている。前記治具４には、前記テストパッド３１に接触するプローブ４１が移動部２の移動方向に沿って移動自在に設けられている。前記プローブ４１は金属により構成されていて、治具４の支持孔４２内に配置されている。プローブ４１には、フランジ部４３が固着されており、このフランジ部４３と前記支持孔４２を塞ぐ押さえ板４５との間には、圧縮ばね４４が設けられている。この結果、前記プローブ４１は、前記テストパッド３１と接触することにより、圧縮ばね４４を圧縮させながら図２の状態から図１の状態へ上昇し、この結果、プローブ４１とテストパッド３１との間に所定の接触圧力が生じるようになっている。
【００１２】
前記治具４には、前記コネクタ３２に対して挿抜されるコネクタ４６が支持板４７を介して取り付けられている。この支持板４７は、ボルト４８を該ボルト４８より大径のボルト孔４９を通して治具４にねじ込むことにより固定されており、この結果、支持板４７は、治具４の面方向（移動部２の移動方向と直交する平面内）で移動可能に支持されている。また前記コネクタ４６の端部には、傾斜面４６ａが設けられており、この傾斜面４６ａが前記コネクタ３２の先端と接触することにより、挿抜に際してコネクタ４６が面方向へ移動することができる。なお、前記治具６にも、治具４と同様のプローブ４１が設けられていて、前記回路基板３の下面のテストパッド３１と接触するようになっている。
【００１３】
一方、前記コネクタ３３と挿抜されるコネクタ５１は、補助回路基板５に取り付けられるもので、例えば、前記コネクタ３２より大きな挿抜力が必要であったり、挿抜に際してより高い位置決め精度が必要であったり、あるいは、挿抜方向が前記コネクタ３２と異なっている場合（例えば、図示していないが、挿抜方向が横向きである場合）に使用され、その電極は、補助基板５の上面のテストパッド５２に接続されている。なお、前記治具４１に設けられたプローブ４１の内、このテストパッド５２に接触するものの先端は、回路基板３のテストパッド３１に接触するものより上方の位置に配置されている。このような補助回路基板５を用いることにより、、前記コネクタ５１を介して接続すべき機器との間に長い配線を引き回すことにより、ノイズの混入などのおそれがある場合に、検査装置を回路基板３の回路に補助回路基板５ないしプローブ４２を経由する最短経路で接続することができる。
【００１４】
前記治具４，６には、前記プローブ４１やコネクタ４６との接触による力を受けるためのサポート部材６１が設けられている。すなわちこのサポート部材６１のうち、治具６に設けられるものは、前記回路基板３におけるテストパッド３１、コネクタ３２，３３と平面視において重なる位置に配置されていて、治具４のプローブ４１がテストパッド３１，５１に接触し、あるいは、コネクタ４６がコネクタ３２に挿入されるに際して、図１における下向きの力による回路基板３のたわみを防止し、ひいては、テストパッド３１等が下方へ逃げることによる接触不良の発生を防止するようになっている。また、治具４に設けられるサポート部材６１は、治具６側のプローブ４１と平面視において重なる位置に設けられていてその接触圧を支持している。
【００１５】
上記構成の治具４、５，６を用いた回路基板３の検査工程は下記の通りである。
▲１▼図２に示すように、移動部２を上昇させておき、治具６を固定部１にセットし、治具４を移動部２にセットする。
▲２▼治具６上の所定位置に回路基板３を載せる。ここに云う所定位置とは、プローブ４１が下面のテストパッド３１に接触し、かつ、上面のテストパッド３１に相当する位置にサポート部材６１が位置決めされる位置をいう。プローブ４１は、回路基板３が載せられてテストパッド３１に接触することにより、圧縮ばね４４を収縮させながら待避する。なお、治具６と回路基板３との位置決めのため、目印を設けたり、位置決め用の嵌合構造を設けるようにしてもよい。
▲３▼回路基板３上のコネクタ３３に補助回路基板５のコネクタ５１を挿入する。
▲４▼検査装置の移動部２を下降させると、コネクタ３２の先端がコネクタ４６の傾斜面４６ａに接触することにより、ボルト孔４９とボルト４８との寸法差の範囲でコネクタ４６が面方向に移動し、この移動により位置合わせされながらコネクタ３２へ挿入される。この挿入による力は、回路基板３のコネクタ３２に対応する位置に配置されたサポート部材６１に接することにより、支持される。
【００１６】
▲５▼各プローブ４１は、テストパッド３１および５２に接触するとともに、圧縮ばね４４を収縮させながら上昇する。なお、テストパッド５２にプローブ４１に接触することによる力は、治具６におけるコネクタ３３に対応する位置に設けられたサポート部材６１により支持される。
▲６▼各プローブ４１が接続された検査装置（検査回路）との間、およびコネクタ４６が接続された外部機器との間で信号を授受することにより回路基板３の検査が行われる。
▲７▼移動部２を上昇させることにより検査が終了する。
【００１７】
上記実施形態では、コネクタ３２に対応する位置の治具６上にサポート部材６１を設けたが、これに代えて図３に示すようにサポート部材６２を配置してもよい。
すなわち、回路基板３２におけるコネクタ３２と反対側の面（図１の下面）にテストパッドが設けられていたりして、プローブを接触させることが必要な場合、図３に示すように、コネクタ３２の近傍（周囲）であってコネクタ３２と重ならない位置にサポート部材６２を配置するようにしてもよい。
【００１８】
また、回路基板３の表裏のテストパッドの位置が重なっていたり、極めて接近している場合にも、同様に、反対側の面のプローブ接触箇所と重ならない位置であってその近傍にサポート部材を配置するようにしてもよい。
【００１９】
また、上記実施形態では、検査装置の固定側と移動側とが一次元方向への自由度を以て相対移動しているが、軸を中心とする回転方向への自由度を以て相対移動する場合にも本発明を適用することができる。この場合、第２の治具４に対する支持板４７の取り付けに図示例の場合の如き移動方向と直交する平面内の各方向への自由度のみならず、移動方向に対して種々の角度で交差する各平面内での自由度を与えることが必要とされる。具体的には、支持板４７と第２の治具４の間にばねなどの弾性部材を介在させることによって、支持板４７を第２の治具４に対して多方向への自由度を以て支持することができる。
【００２０】
なお、本発明の適用対象たる回路基板は、上記実施形態のマザーボードに限定されるものではなく、基板上の回路と検査装置とをコネクタを介して接続することが必要な各種回路基板に適用することができるのはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば下記の効果を奏する。
検査装置の固定側に基板側コネクタの挿抜方向を前記動作方向に一致させて支持する第１の検査用治具と、前記基板側コネクタに対して挿抜可能な治具側コネクタと、前記テストパッドに接触するプローブと、これら治具側コネクタ及びプローブを支持する本体とから構成された第２の検査用治具とから構成され、該第２の検査用治具は、前記治具側コネクタをその挿抜方向を前記検査装置の動作方向と一致する方向へ向けて、かつ、前記動作方向と直交する平面内で移動可能に支持するとともに、プローブが動作方向と直交する平面内で前記テストパッドと重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持されているので、
検査装置の動作とともに、プローブをテストパッドに接触させて検査装置との間で所定の信号の授受を行うことができ、同時に、治具側コネクタを基板側コネクタに挿入して、回路基板を外部機器等に接続した状態として検査を行うことができる。
また、第１の検査用治具においても、テストパッドに接触するプローブが前記動作方向に沿って移動可能に設けられているので、回路基板の裏面にテストパッドが存在する場合であっても、これを載せることによってプローブをテストパッドに接触させることができる。
また、前記検査用治具のいずれかには、前記操作方向と直交する平面内で他方のプローブと重なる位置に、プローブとの接触圧力を支持するサポート部材が設けられているので、プローブの接触による力を受けて、これらの間の接触圧を所定の大きさ以上に維持して、電気的接続を確実にすることができる。
また、前記第１の治具には、前記動作方向と直交する平面内で基板側コネクタと重なる位置に、前記治具側コネクタを挿入する際の圧力を支持するサポート部材が設けられているので、コネクタの挿入に際して回路基板を支持して、そのたわみを防止しつつ、確実に基板側のコネクタに挿入させることができる。 また、回路基板に設けられた他の基板側コネクタに挿抜可能な第２の治具側コネクタと、該第２の治具側コネクタを前記他の基板側コネクタに接続した状態で、前記動作方向と直交する平面内で前記第２の検査用治具のプローブと重なる位置に配置されたテストパッドとを有する補助回路基板を設けることにより、検査装置の動作とともにコネクタの挿抜ができない場合であっても、コネクタにプローブを接触させることにより検査に必要な信号を授受することができる。
また、検査装置の動作方向と直交する平面内で基板側コネクタと重ならない位置であって基板側コネクタの近傍に、補助サポート部材を設けることにより、コネクタの裏側にテストパッドなどが存在している場合であっても、挿抜に際して加わる力を支持することができる。
また、治具側コネクタの先端には、前記動作方向に対して傾斜した面が設けられているので、基板側のコネクタの先端が接触することにより、治具側コネクタが面方向へ移動して位置合わせされる。
また、このような動作とともに行われる検査を回路基板への実装工程の後で行うことにより、コンピュータマザーボードなどの回路基板の製造効率を高めることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の断面図である。
【図２】図１の装置の作動前の状態の断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態の平面図である。
【符号の説明】
１ 検査装置（固定部） ２ 検査装置（移動部） ３ 回路基板
４ （第２の）治具 ５ 補助基板 ６ （第１の）治具３１ テストパッド ３２ コネクタ ３３ コネクタ
４１ プローブ ４２ 支持孔 ４４ 圧縮ばね
４６ コネクタ ４６ａ 傾斜面 ４７ 支持板
４８ ボルト ４９ ボルト孔 ５１ コネクタ
５２ テストパッド ６１ サポート部材 ６２ サポート部材

Claims (13)

1. 回路に接続された基板側コネクタが表面に設けられた回路基板と、該回路基板がセットされると所定の方向へ動作して前記回路基板に電気的に接続される検査装置との間に介在する検査用治具において、
   前記検査装置の固定側に搭載され、前記基板側コネクタの挿抜方向を前記動作方向に一致させて支持する第１の検査用治具と、
   前記基板側コネクタに対して挿抜可能な治具側コネクタと、この治具側コネクタを支持する本体とから構成された第２の検査用治具とから構成されてなり、
   該第２の検査用治具は、前記治具側コネクタをその挿抜方向を前記検査装置の動作方向と一致する方向へ向けて、かつ、前記動作方向と交差する平面内で移動可能に支持し、
   前記治具側コネクタの先端には、前記動作方向に対して傾斜した面が設けられたことを特徴とする検査用治具。
2. 前記回路基板には、検査に必要な信号を取り出すべく回路中の所定部位に接続された導体からなるテストパッドがさらに設けられ、
   前記第２の検査用治具には、前記テストパッドに接触するプローブが前記本体に支持され、該第２の検査用治具は、前記プローブを、前記動作の方向と交差する平面内で前記テストパッドと重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持することを特徴とする請求項１記載の検査用治具。
3. 前記第１の検査用治具には、前記テストパッドに接触するプローブが前記動作方向に沿って移動可能に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の検査用治具。
4. 前記第１および第２の検査用治具の一方には、前記操作方向と交差する平面内で他方の検査用治具のプローブと重なる位置に、プローブとの接触圧力を支持するサポート部材が設けられたことを特徴とする請求項３に記載の検査用治具。
5. 前記第１の治具には、前記動作方向と交差する平面内で基板側コネクタと重なる位置に、前記治具側コネクタを挿入する際の圧力を支持するサポート部材が設けられたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の検査用治具。
6. 前記回路基板に設けられた他の基板側コネクタに挿抜可能な第２の治具側コネクタと、該第２の治具側コネクタを前記他の基板側コネクタに接続した状態で、前記動作方向と交差する平面内で前記第２の検査用治具のプローブと重なる位置に配置されたテストパッドとを有する補助回路基板を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の検査用治具。
7. 前記第１の治具には、前記動作方向と交差する平面内で基板側コネクタと重なる位置に、前記治具側コネクタを挿入する際の圧力を支持するサポート部材が設けられたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の検査用治具。
8. 請求項７のサポート部材に代えて、前記動作方向と交差する平面内で基板側コネクタと重ならない位置であって、前記基板側コネクタの近傍に、補助サポート部材を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の検査用治具。
9. 回路に接続された基板側コネクタが表面に設けられた回路基板と、該回路基板がセットされると所定の方向へ動作して前記回路基板に電気的に接続される検査装置との間に介在する検査用治具において、
   前記基板側コネクタに挿抜可能な治具側コネクタと、該治具側コネクタを前記基板側コネクタに接続した状態で、前記動作方向と交差する平面内に配置されるテストパッドとを有する補助回路基板と、
   前記回路基板を支持する第１の検査用治具と、
   前記補助回路基板のテストパッドに接触するプローブと、このプローブを支持する本体とから構成された第２の検査用治具とから構成されてなり、
   該第２の検査用治具は、前記プローブを、前記動作の方向と交差する平面内で前記テストパッドと重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持し、
   前記回路基板には、検査に必要な信号を取り出すべく回路中の所定部位に接続された導 体からなるテストパッドがさらに設けられ、前記第２の検査用治具には、前記回路基板のテストパッドに接触するプローブが前記本体に支持され、該第２の検査用治具は、前記プローブを、前記動作の方向と交差する平面内で前記回路基板のテストパッドと重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持し、
   前記回路基板のテストパッドに接触するプローブの一部が前記補助回路基板のテストパッドに接触するプローブを兼用していることを特徴とする検査用治具。
10. 前記第１の検査用治具には、前記回路基板のテストパッドに接触するプローブが前記動作方向に沿って移動可能に設けられたことを特徴とする請求項９に記載の検査用治具。
11. 前記第１および第２の検査用治具の一方には、前記操作方向と交差する平面内で他方の検査用治具のプローブと重なる位置に、プローブとの接触圧力を支持するサポート部材が設けられたことを特徴とする請求項１０に記載の検査用治具。
12. 検査に必要な信号を取り出すべく回路中の所定部位に接続された導体からなるテストパッドと、前記回路に接続された基板側コネクタとが表面に設けられた回路基板と、該回路基板がセットされると所定の方向へ動作して前記回路基板に電気的に接続される検査装置との間に第１および第２の検査用治具を介在させる工程と、前記第１の検査用治具により、前記基板側コネクタの挿抜方向を前記動作方向に一致させて支持する工程と、前記基板側コネクタに挿抜される治具側コネクタをその挿抜方向を前記検査装置の動作方向と一致する方向へ向けて、かつ、前記動作方向と直交する平面内で移動可能に支持するとともに、前記プローブを、前記動作の方向と直交する平面内で前記テストパッドと重なる位置で前記動作の方向へ移動自在に支持しつつ、前記第２の検査用治具を回路基板に接近させて前記治具側コネクタを基板側コネクタに挿入するとともに、前記プローブを前記テストパッドに接触させる工程と、前記治具側コネクタおよびプローブを介して入出力される信号により前記回路基板を検査する工程とからなることを特徴とする回路基板の検査方法。
13. 電子部品を回路基板に取り付ける工程の後、請求項１２記載の方法により回路基板を検査する工程を実行することを特徴とする回路基板の製造方法。

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