JP4660616B2

JP4660616B2 - 基板検査装置

Info

Publication number: JP4660616B2
Application number: JP2009201038A
Authority: JP
Inventors: 清治黒沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-08-31
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2029-08-31
Also published as: US20110050264A1; US8106672B2; JP2011053035A

Description

この発明は、プローブピンを基板の導電部等の検査点に接触させて所定の測定を行う基板検査装置に関する。

プリント基板にＩＣ等の電子部品を実装した実装基板に対しては、実装後に、インサーキットテストやファンクションテストが行われる。インサーキットテストとは各電子部品、例えば抵抗、インダクタンス及びキャパシタンスが所要の特性を有しているか否かを調べるテストであり、ファンクションテストとは実装基板に形成された電気回路が所要の入出力特性を有しているか否かを調べるテストである。

インサーキットテストやファンクションテストでは、検査治具に固定されるプローブソケットとこのプローブソケットに対して着脱可能に装着されるプローブピンから成るプローブを用いて行われる。この場合、プローブピンを実装基板の導電部等の検査点に接触させて測定し、この測定結果をプローブソケットに接続される測定器で処理する。

ところで、上記プローブは、繰り返し使用によりプローブピンが磨耗または変形した場合に、プローブソケットからプローブピンのみを引き抜いて新品のプローブピンに交換される。通常、ピンの径によりプローブソケットは１種類であるが、プローブピンは加重や先端形状等により多種類があり、テスト箇所により使い分けている。定期保守で、多くのプローブピンを一度に交換する際には、どの部分のソケットにどのタイプのピンを装着するのか、わかりづらく間違え易い。プローブピンのタイプを間違えると、接触不良や近傍パットとの短絡、近傍部品への接触などの不具合を引き起こす危険性がある。

そこで、従来では、半導体装置検査用プローブピンを識別するために、プローブピンに色帯を形成したものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−１０６６８号公報

ところが、上記手法では、目視により識別するものであり、形状により物理的に誤種別のピンの挿入を防止するものではない。

そこで、この発明の目的は、プローブピンを交換する際に、プローブソケットに対するプローブピンの誤挿入を防止し得る基板検査装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明に係る基板検査装置は、検査対象である基板を載置する検査治具に固定され、一端部が基板の検査結果を処理する処理装置に接続されるプローブソケットと、このプローブソケットの他端部に着脱自在に装着され、先端が基板の検査点に接触し、かつ先端形状が接触する検査点ごとに異なり、プローブソケットへの装着側に先端形状を特定する突起または溝を形成したプローブピンと、プローブソケットの他端部に取り付けられ、プローブピンをプローブソケットに装着するべくプローブピンのプローブソケットへの装着側の形状に合わせた貫通孔を形成したアダプタとを備えるようにしたものである。

この構成によれば、プローブソケットとプローブピンとの間に、プローブピンの種類毎に異なる形状の貫通孔を形成したアダプタを介在させるようにしているので、このアダプタにより、適合した種類以外のプローブピンはプローブソケットに装着できなくなる。

この発明に係る基板検査装置のアダプタは、中央部にプローブソケットの他端部が挿入する貫通孔を形成し、貫通孔のプローブピンの挿入側に、プローブピンのプローブソケットへの装着側の形状に合わせた凹部または凸部を形成する。

この構成によれば、アダプタの中央部にプローブソケットの他端部が挿入する貫通孔を形成して、貫通孔のプローブピンの挿入側に、プローブピンの種類に合わせて凹部または凸部を形成するようにしているので、アダプタの加工が容易となる。

上記発明によれば、プローブピンを交換する際に、プローブソケットに対するプローブピンの誤挿入を防止し得る基板検査装置を提供することができる。

この発明の一実施形態に係る基板検査装置における検査状態を示す斜視図。上記図１に示したプローブを拡大して示す図。同実施形態におけるプローブソケットとアダプタとの接続構造を示す斜視図。同実施形態におけるプローブピンとアダプタとの接続構造を示す斜視図。同実施形態において、プローブピンがアダプタに挿入される前の状態と、プローブピンがアダプタに挿入された状態とを側面から見て示す断面図。

以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る基板検査装置における検査状態を示している。図１において、符号１は検査治具であり、平面に多数（１００〜２００本程度）のプローブ２を有しており、図示しない昇降機構により図１中矢印Ｚ方向へ上下動する。この検査治具１には、実装基板３が載置される。ここで、プローブ２は、実装基板３の検査点に対応した位置に対応した数だけ配設してある。

実装基板３は、クリーム半田や半田槽を使用して上面に電子部品４を実装したものである。

検査時において、実装基板３の下面の検査点であるテストランドにプローブ２の先端を接触させる。かかる接触状態で各プローブ２を介して電子部品４に電圧を印加するとともに電流を供給して各種のテストを行う。当該テストの終了後は、実装基板３を取り外す。

上述の如き検査を良好に行うためには、常に所定の圧力でプローブ２を検査点に接触させる必要がある。接触圧力によりインピーダンス等の電気的特性が異なるからである。

図２は、上記基板検査装置の一部を抽出して示す拡大図である。
検査治具１には、複数のプローブソケット２１が配設されている。各プローブソケット２１は、一端部に導電部材で形成したプローブピン２２，２３を着脱可能に装着するものである。各プローブソケット２１の他端部は、リード線を介して処理装置としての測定器５に接続される。プローブピン２２は、先端が例えば王冠型であり、プローブソケット２１への装着側に王冠型を識別する突起部２２ａ，２２ｂを形成する。突起部２２ｂは、突起部２２ａに直交する位置に形成される。プローブピン２２の先端は、実装基板３の下面に形成されたテストランド３ａに接触することになる。

一方、プローブピン２３は、先端が例えば凸形状であり、プローブソケット２１への装着側に凸形状を識別する突起部２３ａ，２３ｂを形成する。突起部２３ｂは、突起部２３ａと逆方向の位置に形成される。プローブピン２３の先端は、実装基板３の下面に形成されテストランド３ａに比して広い面積を有するテストランド３ｂに接触することになる。

上記プローブ２は、プローブピン２２，２３がそれぞれ実装基板３のテストランド３ａ，３ｂに接触すると、プローブソケット２１からリード線を介して必要な信号を測定器５に供給する。すると、測定器５により電子部品４のテスト結果が処理される。

また、プローブソケット２１とプローブピン２２との間には、アダプタ２４が介在される。さらに、プローブソケット２１とプローブピン２３との間には、アダプタ２５が介在される。

次に、プローブ２の接続構造について説明する。ここでは、プローブソケット２１、プローブピン２２及びアダプタ２４を代表して説明する。

図３はプローブソケット２１とアダプタ２４との接続構造を示す斜視図であり、図４はプローブピン２２とアダプタ２４との接続構造を示す斜視図である。

アダプタ２４は、その略中央部にプローブソケット２１の一端部が挿入する貫通孔２４ａを形成し、貫通孔２４ａのプローブピン２２の挿入側に、突起部２２ａ、２２ｂが挿入可能な凹部２４ｂ，２４ｃを押し広げて形成している。また、アダプタ２５は、その略中央部にプローブソケット２１の一端部が挿入する貫通孔２５ａを形成し、貫通孔２５ａのプローブピン２３の挿入側に、突起部２３ａ、２３ｂが挿入可能な凹部２５ｂ，２５ｃを押し広げて形成している。但し、アダプタ２５に、プローブピン２２が挿入されようとすると、例えば突起部２２ｂがアダプタ２５の平面に当接することになるので、プローブピン２２はアダプタ２５に挿入不可能となる。

図５は、アダプタ２４にプローブソケット２１が取り付けられた状態で、プローブピン２２がアダプタ２４に挿入される前の状態と、プローブピン２２がアダプタ２４に挿入された状態とを側面から見て示している。

図５（ａ）に示す状態では、アダプタ２４にプローブソケット２１が取り付けられた状態にある。プローブピン２２は、アダプタ２４の貫通孔２４ａに挿入されると、その基部２２１がプローブソケット２１の孔部２１ａに挿入されていくことになる。そして、プローブピン２２の基部２２１がプローブソケット２１の孔部２１ａに深く挿入されていくと、図５（ｂ）に示すように、突起部２２ａが凹部２４ｂに当接し、これによりプローブピン２２がプローブソケット２１に装着される。このとき、プローブピン２２の突起部２２ｂは、アダプタ２４の凹部２４ｃに当接することになる。

次に、上記構成において、プローブピン２２，２３を交換する場合を例にしてその動作を説明する。

検査時において、実装基板３のテストランド３ａ，３ｂに合わせて、プローブピン２２，２３をそれぞれプローブソケット２１に装着する。そして、プローブピン２２を新たなプローブピンに交換する場合、以前は、目視により交換していたため、誤装着が多かったが、本実施形態の場合、プローブソケット２１とプローブピン２２との間にアダプタ２４を介在させるだけで、このアダプタ２４によりプローブピン２２と相違するタイプのプローブピンをプローブソケット２１に装着できない。従って、検査治具１やプローブソケット２１に何ら手を加える必要がない。

さらに、将来、新たなタイプのプローブピンが出現したとしても、それに対応するアダプタを製作し、交換するだけでよい。

以上のように上記実施形態では、プローブソケット２１と先端が王冠型のプローブピン２２との間に、プローブピン２２の突起部２２ａ，２２ｂが挿入可能な凹部２４ｂ，２４ｃを形成したアダプタ２４を介在させるようにし、プローブソケット２１と先端が凸形状のプローブピン２３との間に、プローブピン２３の突起部２３ａ，２３ｂが挿入可能な凹部を形成したアダプタ２５を介在させるようにしている。

従って、これらアダプタ２４，２５により、適合したタイプ以外のプローブピンはプローブソケット２１に装着できなくなり、これにより接触不良や、近傍パットとの短絡、近傍部品への接触などの不具合を防止できる。

また、上記実施形態によれば、アダプタ２４の中央部にプローブソケット２１が挿入する貫通孔２４ａを形成して、貫通孔２４ａのプローブピン２２の挿入側に、プローブピン２２の突起部２２ａ，２２ｂが挿入可能な凹部２４ｂ、２４ｃを形成するようにしているので、アダプタ２４の加工が容易となる。

なお、上記実施形態においては、実装基板３を検査対象としたが、このように検査対象を実装基板３に限定する必要はもちろんない。検査対象は、例えば電子部品を実装する前のプリント配線板等の基板そのものでもよい。

また、上記実施形態では、プローブピン２２，２３のプローブソケット２１への装着側に、先端形状を特定する突起部２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂを形成する例について説明したが、先端形状を特定する溝であってもよい。この場合、アダプタ２４，２５も、挿入されるプローブピンの溝に合わせて、凸部を形成するようにする。

その他、アダプタの形状、プローブピンの先端形状の種類、アダプタの凹部または凸部の形成方法等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

１…検査治具、２…プローブ、３…実装基板、４…電子部品、２１…プローブソケット、２２，２３…プローブピン、２４，２５…アダプタ、２２ａ，２２ｂ…突起部、２４ａ…貫通孔、２４ｂ、２４ｃ…凹部。

Claims

検査対象である基板を載置する検査治具に固定され、一端部が前記基板の検査結果を処理する処理装置に接続されるプローブソケットと、
このプローブソケットの他端部に着脱自在に装着され、先端が前記基板の検査点に接触し、かつ先端形状が接触する検査点ごとに異なり、前記プローブソケットへの装着側に前記先端形状を特定する突起または溝を形成したプローブピンと、
前記プローブソケットの他端部に取り付けられ、前記プローブピンを前記プローブソケットに装着するべく前記プローブピンの前記プローブソケットへの装着側の形状に合わせた貫通孔を形成したアダプタとを具備したことを特徴とする基板検査装置。
前記アダプタは、中央部に前記プローブソケットの他端部が挿入する貫通孔を形成し、前記貫通孔の前記プローブピンの挿入側に、前記プローブピンの前記プローブソケットへの装着側の形状に合わせた凹部または凸部を形成することを特徴とする請求項１記載の基板検査装置。
前記プローブピンは、前記プローブソケットへの装着側に２以上の突起または溝を形成し、
前記アダプタは、前記貫通孔の前記プローブピンの挿入側に、前記プローブピンの前記プローブソケットへの装着側の形状に合わせて２以上の凹部または凸部を形成することを特徴とする請求項２記載の基板検査装置。