JP5456018B2 - 電子試験装置組立および較正装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の試験モジュールを備え、各試験モジュールが、電子部品を試験する複数の接点を有する電子試験機の組立(setup)と較正のための装置および方法に関する。

電子試験機の組立と較正は困難で、時間のかかる作業であることが知られている。通常、組立と較正工程は、接点アラインメントと検証、電源較正と検証、電流較正と検証、絶縁抵抗（ＩＲ）漏電測定較正と検証、および電源と測定補償の１つ以上の作業を含む。

現在、試験プレートの第２の列とアラインメント測定を自動化する接点チェックとを用いる、上部接点アラインメントツールとのソフトウェアアラインメントを用いる、アラインメント検証を行うことが知られているが、このツールは受動部で動作しない。また、デジタル電圧計（ＤＶＭ）を手動で用い、電圧と電流を測定することで、電源検証を行うことも知られている。しかし、各接点を記載されたリード(leads)と測定器により手動で試験(probed)しなければならないので、労働集約的な作業である。ケーブルに接続される精密抵抗を有するシステム上の測定カードを試験して、漏電の測定検証を行うことが知られている。これは、非限定的な一例をあげれば、６４個のチャネルと４つの値域を持つシステムの２５６回など多数回交換される精密抵抗を必要とする時間のかかる作業である。測定のこの結果は手動で記録される。しかし、これは絶縁された測定カードを試験しないが、電源からのノイズと電圧レベル誤差を含む。部品存在（part-present）接触チェック検証または容量と散逸測定検証（ＣＤ）を行うために、例えば、試験プレートに部品を手動で挿入して補償するための測定検証を行うことが知られている。較正の測定検証を行うべく、試験ケーブルと器具を接続するために、電子試験機器へアクセスする技術者を必要とすることが知られている。ポートは、一般的に、較正を行う外部コンピュータに接続されている。このことは、連続較正時に、非常に多くのケーブルを交換する技術者を必要とする半自動作業である。

配線は障害の主たる原因であるので、配線が交差しているか否かチェックする迅速な方法を提供することが望ましいが、悪い条件では、電子試験機のケーブル線の不連続性をチェックするのが望ましいだろう。また、絶縁された測定カードの精度をチェックする工程を提供するのも望ましいだろう。またさらに、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）較正「Ｋｅｉｔｈｌｅｙ」電源から直接電流を供給して、絶縁された測定カードを試験することが望ましいだろう。

ここで記載するように、電子試験機は、複数の試験モジュールを備えている。各試験モジュールは、関連する中心軸から延在する角度方向に間隔を置いた放射状の線の上に位置し、電子部品を試験する複数の接点を有している。電子試験機の電気試験組立（electrical test setup）及び較正のための装置及び方法は、任意の１つの接触対間に選択的に試験装置を電気的に挿入するために、試験位置間で移動可能な少なくとも１つの電極又は接点をトラック毎に有するプレートを備えている。この装置及び方法は、制御プログラムも有している。試験装置は、電圧計、電流計、精密電流源、精密電圧源、較正抵抗、及び較正キャパシタから構成される群から選択できる。非限定的な一例をあげれば、較正抵抗は、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）トレーサブル抵抗または安定基準キャパシタであり得、較正キャパシタは、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）トレーサブルキャパシタ又は安定基準キャパシタであり得る。制御プログラムは、プレートによって少なくとも１つの試験機能を実行する。この試験機能は、アラインメント検証、電圧／電流源検証、絶縁抵抗（ＩＲ）漏電測定検証、部品存在接触チェック検証、容量と散逸（capacitance and dissipation: ＣＤ）測定検証、ＩＲ／ＣＤ補償、及びＩＲ／ＣＤ較正から構成される群から選択できる。

添付図面と一緒に以下の説明を読んだとき、本発明のこれらとその他の用途は、当業者に明らかになるであろう。

ここで行う説明は、添付図面に言及するものであり、複数の図面を通して、同一の参照番号は同一の部品を示す。
較正プレート又はディスクに切り込み形成された複数の放射状のスロットの１つの簡略断面詳細表示を示す図である。 前面の４つの放射状のスロットが、較正プレートの外部の４つのトラック又はディスクを試験し、裏面の４つの放射状のスロットが、較正プレート又はディスクの内部の４つのトラックを試験する較正プレート又はディスクに切り込み形成された複数の放射状のスロットの簡略透視図である。 同軸ケーブルを上部／下部電極／接点配線に用いることができる電子試験機に設置したとき、較正プレート又はディスク上部の簡略平面図である。 コンプライアントな電極／接点が、ディスクから突出し、単一の下部電極／接点に接触する下部電極／接点の簡略透視図である。 図５は、接点の位置付けが重要であり、較正プレート又はディスクを接点整列試験に用いることができる、上部電極／接点の簡略透視図である。 少なくとも１つの試験モジュールを有し、各試験モジュールが、部品試験プレートにより試験位置の間で坦持された電子部品を試験する複数の接点対を有する電子試験機の簡略透視図である。 試験位置間で移動可能で、電子試験機の反対側の上部と下部接点対の間で選択的に試験される電子部品を電気的に挿入する製造試験プレートの詳細断面透視図である。 試験位置で移動可能で、電子試験機の対向上部と下部接点対の間に選択的に試験装置を電気的に挿入する少なくとも１つの試験電極又は接点を有する取り付けられた較正プレート又はディスクを備えた電気試験組立及び較正方法の簡略断面図である。 較正プレート又はディスクの回転に関連して試験位置の間で移動可能で、電子試験機の対向接点対の間に選択的に試験装置を挿入する複数の試験装置又は接点を示す簡略回路図である。

図６，７について簡単に説明する。電子試験機１０は、試験モジュール１２の少なくとも１つの上部接点１４と少なくとも１つの下部接点１６とを有している。各試験モジュール１２は、関連する中心軸から延在する角度方向に間隔を置いた放射状の線の上に位置することができ、電子部品を試験する複数の接点対１４，１６を有している。製造試験プレート又はディスク５０は、複数のポケット（pocket）５２を備えている。各ポケット５２は、電子部品５４を試験位置２６まで運び、電子部品５４の１回以上の試験を行うために、電子試験機器１０の試験モジュール１２の上部と下部接点１４，１６の間に電気的に挿入することができる。試験プレート５０は、中心軸の周囲で回転して、別の試験モジュール１２の対応する上部と下部接点１４，１６に関連する試験位置へ／から電子部品５４を移動する。本開示から逸脱することなく、接点対１４，１６を配置して、図７，８に示すように、試験される電子部品５４の対向端に接触するようにしてもよく、あるいは、接点対１４，１６を配置して、電子部品装置の構成に応じて、試験される電子部品の片側に接触するようにしてもよいことを理解すべきである。また、製造試験プレート又はディスク５０を、図２，図８に示すように、プレートの反対側の第１及び第２の電極３６，３８上に存在するように構成してもよく、あるいは、試験される接点対１４，１６の構成に応じて、第１及び第２の電極３６，３８がプレート５０の片側の上に存在するように構成できる。

ここで、図１〜５，８について説明する。電気試験組立及び較正装置２０は、試験位置２６間で移動可能で、電子試験機１０の接点対１４，１６の間で選択的に試験装置２８を電気的に挿入可能な少なくとも１つの試験電極又は接点２４を有する較正プレート又はディスク２２を備えることができる。この試験装置２８は、電圧計、電流計、精密電流源、精密電圧源、較正抵抗、及び較正キャパシタから構成される群から選択できる。較正抵抗は、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）トレーサブル抵抗または安定基準抵抗である。較正キャパシタは、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）トレーサブル抵抗または安定基準キャパシタである。制御プログラムは、プレート２２によって少なくとも１つの試験機能を実行する。この試験機能は、アラインメント検証、電圧／電流源検証、絶縁抵抗（ＩＲ）漏電測定検証、部品存在（part-present）接触チェック検証、容量と散逸（ＣＤ）測定検証、ＩＲ／ＣＤ補償とＩＲ／ＣＤ較正から構成される群から選択できる。ルックアップテーブルが提供されることにより、精度を制限するかもしれない試験装置２８によりもたらされるオフセットを補償できる。トラック間変動に対する堅牢さは、装置の設計と製造を簡略化し、価格を低下させるのに役立つことができるだろう。

較正プレート２２は、回転軸の周囲で別の角度位置へ回転させるため、複数の試験モジュール１２に関連する電子試験機１０の中心軸部３０と同軸状に整列可能な回転軸を有することができる。所望により、試験のため連続的に接点対１４，１６を選択的に整列させるために、較正プレート２２を中心軸部（center shaft）３０と係合させて、回転中の較正プレート２２を回転軸の周囲で別の角度位置に移動させることができる。少なくとも１つの試験電極又は接点２４は、試験される複数の試験モジュール１２の各々に対する各試験位置２６と関連する接点対と角度方向かつ放射状に整列可能である。

複数のトラック３２は、プレート２２上に位置している。試験電極２４は、プレート２２の回転角の周囲で等角度間隔に間隔を置くことができる。少なくとも１つの電極又は接点２４は、各トラック３２に関連する単一の配線接点３４を備えることができる。各配線接点３４は、互いに電気的に絶縁された第１の電極３６及び第２の電極３８を備えている。単一の配線接点３４のみ、一度に、電子試験機１０の接点対１４，１６に接触するように、配線接点３４をプレート上に配置できる。試験時に電気的干渉を低減させるには、８つのトラック３２が存在するプレート２２の２次元的に反対側に４つの放射状スロットを形成できる。非限定的な一例をあげれば、４つのスロットの第１のセットは、プレート２２の４つの外部トラック３２などのプレート２２の４つのトラック３２を試験することができ、非限定的な一例をあげれば、４つのスロットの第２のセットは、４つの内部トラック３２などのプレート２２の４つのトラック３２を試験することができる。

図３に示すように、コネクタ４０がプレート２２に取り付けられている。第１の電極３６は、互いに電気的に接続可能であり、かつコネクタ４０の内部及び外部導体の１つに電気的に接続される。第２の電極３８は、互いに電気的に接続可能であり、かつコネクタ４０の内部及び外部導体に電気的に接続される。図９の簡略回路図（electrical diagram）に最もよく示すように、第１の電極３６は、互いに電気的に接続され、かつコネクタ４０の内部及び外部導体の一方に電気的に接続されている。第２の電極３８は、互いに電気的に接続され、かつ較正プレート２２に取り付けられたコネクタ４０の内部及び外部コネクタの他方に電気的に接続されている。コネクタ４０は、第１及び第２の電極３６，３８を電子部品試験機１０の外部に配置できる試験装置２８に接続する。

非限定的な一例をあげれば、試験位置４２は、試験位置４２の間に３つの配線接点３２が存在するように、すべての第４の配線接点３４間に位置している。プレート２２が等角度間隔でインデックスされたとき、現在試験中の配線接点３４が移動して、接点対１４，１６との係合が解除され、別の配線接点３４が移動して、試験される別の接点対１４，１６と係合される。２００の結合された配線接点３４と試験位置４２を試験するため、プレート２２を３６０度回転させることができる。

電子部品試験機１０の組立及び較正のための方法又は工程を開示する。電子試験機１０は、試験モジュール１２に対し複数の接点１４を有している。各試験モジュール１２は、電子部品を試験するための複数の接点対１４，１６を有している。この工程又は方法は、較正プレートを位置付け、回転移動させ少なくとも１つの電極２４を試験位置２６の間に置いて、上述したように、選択的に接点対１４，１６の間に試験機２８を電気的に挿入する工程を含むことができる。また、この方法又は工程は、上述したように、制御プログラムを用い、プレート２２を介して少なくとも１つの試験機能を実行する工程も含むことができる。また、この方法又は工程は、ルックアップテーブルの値により、精度が制限されるであろう試験装置２８によりもたらされるオフセットを補償する工程も含むことができる。トラック間の変動に対する堅牢さは、装置２８の設計と製造を簡素化し、価格を低下させるのに役立つことができるだろう。

この方法又は工程は、試験のために、接点対１４，１６を連続的に少なくとも１つの電極２４と選択的に整列させるために、軸の周囲で回転中のプレート２２を別の角度位置に移動させる工程も含むことができる。この工程は、少なくとも１つの試験電極２４を、試験される複数の試験モジュール１２の各々に対する各試験位置２６に関連する接点対１４，１６と、角度方向かつ放射状に整列させることができる。非限定的な一例をあげると、全部で８つのトラック３２は、プレート２２の回転軸の周囲で等角度間隔で、１．８度毎に間隔を置いた試験電極２４を有するプレート２２上に形成できる。この工程は、プレート２２上で第１の電極３６及び第２の電極３８を互いに電気的に絶縁して、各トラック３２に関連する単一の配線接点３４を規定する工程を含むことができる。配線接点３４は、例えば、単一の配線接点対３４のみが、一度に、電子試験機１０の接点対１４，１６に接触するように、プレート２２上に位置する。

図９に最もよく示すように、第１の電極３６は、互いに電気的に接続可能であり、かつプレート２２上に取り付けられたコネクタの内部及び外部導体の一方に接続できる。第２の導体３８は、互いに電気的に接続可能であり、かつコネクタ４０の導体の内部及び外部導体の他方に接続できる。非限定的な一例をあげれば、試験位置４２は、回転の７．２度に対応するすべての第４の配線接点３４の間に配置できるので、試験位置４２の間に３つの配線接点３４が存在する。この工程は、現在試験中の配線接点３４が移動して、接点対１４，１６との係合を解除し、他の配線接点３５が移動して、試験される別の接点対１４，１６と係合するように、１．８度ずつプレート２２をインデキシングする工程を含むことができる。３６０度にわたってプレート２２を回転する工程は、２００個の結合された配線接点３４と試験位置４２を試験する。

較正プレート又はディスク２２は、任意の上部／下部（Ｕ／Ｌ）接点対１４，１６の間に装置２８を電気的に挿入する自動化方法を提供する電気機械的機構である。上部／下部（Ｕ／Ｌ）接点対１４，１６の間に電気的に挿入されるこの装置２８は、上述した計量器と装置から選択できる。適切なサポートソフトウェアにより、較正プレート又はディスク２２は、１週間かかるシステムの検査を数時間に短縮させることができる。本発明の一実施形態に係わる装置２０は、サブシステム検査、及び較正とシステム／配線試験に用いることができる。本発明の一実施形態に係わる装置２０は、上部／下部接点１４，１６の間に精密抵抗を用いて、ＩＲ漏電測定を較正することで、現場での較正を簡素化することができる。本発明の一実施形態に係わる装置２０は、ソフトウェアサポートにより、アラインメント検証を行うことができる。所望により、ソフトウェアは、どのネジを、どの程度調整する必要があるか指定できる。また、本発明の一実施形態に係わる装置２０は、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）トレーサブル電流計／電圧計をＢＮＣ（bayonet Neill-Concelman）コネクタ４０に接続し、プレートを３６０度インデキシングして、各接点対を計量器(meter)に個別に置くことで、電流／電圧源の検証を行うことができる。汎用インタフェースバス（ＧＰＩＢ）を用いて、データを捕捉し、ソフトウェアが結果をスプレッドシートに出力する。ＢＮＣ４０の内部／外部導体を一緒にショートさせて、本発明の一実施形態に係わる装置２０により配線を試験し、次いで、較正プレート又はディスク２２を回転させて、配線に問題があるか否か判定しているときに、全チャネルの消費電流をスキャンできる。ルックアップテーブルは、精度を制限するであろう試験装置によりもたらされたオフセットを補償できる。トラック間のオフセットに対する堅牢さは、装置の設計と製造を簡素化し、価格を低下させる役割を果たすことができるだろう。

２つの手法により、絶縁抵抗漏電の測定検証を行うことができる。第１に、精密抵抗器又は標準キャップ(standard cap)を、精密電圧源と電気的やり取りをしているＢＮＣ４０の上に配置できるので、精密抵抗の一端に接地させ、自動化して、システムの絶縁抵抗（ＩＲ）性能を検証できる。第２に、絶縁された測定（ＭＥ）カードの測定値を試験するには、ＮＩＳＴ（National Industry Standard Test）較正した「Ｋｅｉｔｈｌｅｙ」源からＭＥカードに直接電流を供給できる。絶縁抵抗（ＩＲ）、部品の部品存在接触チェック、及び容量と散逸（ＣＤ）の測定検証時に取得した値に基づいて、補償を実行できる。ＢＮＣ４０は、接点１４，１６にまたがって標準キャップまたは精密抵抗を配置する簡単な方法を提供する。ＢＮＣ４０に接続された適切なサポート電子ハードウェアにより、オープン／ショート／標準補償をディスク２２の３回の回転で自動化できる。絶縁抵抗（ＩＲ）、部品存在接触チェック、及び容量と散逸（ＣＤ）の測定検証時に取得した値に基づいて、較正を行うことができる。電子部品試験機１０の背面に較正器具を接続する(plugging)代わりに、試験工具２８をディスク２２に直接接続して、障害又はミスの危険性を低減させることができる。精密抵抗をディスク２２に挿入し、電子試験機電源と測定装置の較正に用いることができる。効率的な方法と工具を用いた電子試験機システムのサービス、維持、及び較正機能により電子試験機システムに関連する中断時間とこの仕事を行うのに関連する労働時間を低減する。接点アラインメントチェック時に取得した値に基づいて、アラインメントを行うことができる。ここで、較正プレート２２は、接点対１４，１６を超えて微小移動して(micro-stepped)、試験電極２６が、電子試験機１０の接点対１４，１６と電気的に係合しているとき知らせることができる。角度位置を記録し、電子試験機１０のその特定試験位置で必要な接点対１４，１６のあらゆる物理的調整に変換される。

一実施形態での本発明は、所定数のトラック３２と、所定の角度間隔で間隔を置いた配線電極２４，３６，３８又は接点３４を有する較正プレート２２である。非限定的な一例をあげれば、１．８度毎に間隔を置いた配線電極３６，３８を備えた全部で８つのトラック３２を設けることができる。ここで、各トラック３２は、単一の配線電極３６，３８又は接点３４を備えている。この例において、各トラック３２に対して、１つの接点３４を規定する全部で８つの配線電極３６，３８が存在し得る。各配線電極３６，３８位置は、互いに電気的に絶縁された第１又は下部電極３６と、第２又は上部電極３８を有している。配線電極３６，３８は、単一の配線電極３６，３８又は接点３４が一度に電子試験機１０の上部電極１４，１６に接触するよう、較正プレート２２の上に位置している。この例において、ＢＮＣコネクタ４０が、較正プレート２２に取り付けられている。８つの上部電極３６が、互いに電気的に接続され、かつＢＮＣ４０の内部及び外部導体の一方に接続されている。８つの下部電極３６が、互いに電気的に接続され、かつＢＮＣ４０の内部及び外部導体の他方に接続されている。本発明の一実施形態により自動化することができる。この例において、上部接点１４，１６の下に、４つの接点３４毎に、又は７．２度毎に試験位置を設けることができるので、試験位置の間に３つの接点３４がある。較正プレート２２が１．８度インデックスされたとき、現在試験中の配線電極３６，３８又は接点３４が移動して、電子試験機１０の接点１４，１６との係合が解除され、新しい配線電極３６，３８又は接点３４が、電子試験機１０の別の接点１４，１６の下に移動して、別の接点１４，１６と電気的に係合する。非限定的な一例をあげれば、電子試験機１０の２００の接点１４，１６の各々を試験できるように、較正プレート２２を３６０度回転させることができる。

ある実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は開示した実施例に限定されず、それどころか、添付クレームの範囲に含まれる各種変更例と等価な構成を網羅することを意図している。この範囲は、法律で許されている上記の全ての変更例と均等な構成を包合するように、最も広い解釈に一致する。

Claims (10)

1. 中心軸から延在する角度方向に間隔を置いた放射状の線の上に位置する複数の試験モジュールを有し、各試験モジュールが、電子部品を試験する複数の接点対を有する電子試験機であって、
   電気試験組立及び較正のための装置は、
   前記複数の接点対のうちの接点対の間に試験装置を電気的に接続するため試験位置の間で移動可能な少なくとも１つの試験電極を有するプレートと、ここで、前記試験装置は、電圧計、電流計、精密電流源、精密電圧源、較正抵抗、及び較正キャパシタから構成される群から選択され、
   前記プレートを介して少なくとも１つの試験機能を実行するように構成され、前記試験機能が、アラインメント検証、電圧／電流源検証、絶縁抵抗（ＩＲ)漏電測定検証、部品存在接触チェック検証、容量と散逸（ＣＤ)測定検証、ＩＲ／ＣＤ補償、及びＩＲ／ＣＤ較正から構成される群から選択される、制御プログラムとを具備することを特徴とする
   電子試験機。
2. 試験のために前記少なくとも１つの試験電極を前記複数の接点対のうち複数の異なる接点対に連続的に整列させるべく、回転軸の周囲で別の角度位置に回転させるため前記中心軸と同軸状に整列された回転軸を有するプレートをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電子試験機。
3. 前記プレートの上に位置する複数のトラックをさらに備え、
   前記少なくとも１つの試験電極は、前記プレートの前記回転軸の周囲で等角度間隔で間隔を置いて位置する試験電極を備えることを特徴とする請求項２に記載の電子試験機。
4. 前記少なくとも１つの電極はさらに、各トラックに関連する単一の配線接点を備え、前記単一の配線接点のそれぞれは、互いに電気的に絶縁され、前記単一の配線接点のみが前記複数の接点対のうち試験される接点対に一度に接触するように、前記プレート上に位置すると共に、第１の電極及び第２の電極を有することを特徴とする請求項３に記載の電子試験機。
5. 前記プレート上に取り付けられたコネクタ、互いにかつ前記コネクタの内部導体に電気的に接続された前記第１の電極、及び互いにかつ前記コネクタの外部導体に電気的に接続された前記第２の電極をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電子試験機。
6. 前記プレートが、等角度間隔でインデックスされたとき、現在試験中の前記配線接点が移動して前記複数の接点対のうちの接点対との係合が解除され、他の配線接点が移動して前記複数の接点対のうち試験される別の接点対と係合することを特徴とする請求項３に記載の電子試験機。
7. 中心軸から延在する角度方向に間隔を置いた放射状の線の上に位置する複数の試験モジュールを有し、各試験モジュールが、電子部品を試験する複数の接点対を有する電子試験機の組立及び較正方法であって、
   複数の試験位置の１つに少なくとも１つの電極を置き、前記複数の接点対のうちの接点対の間に試験装置を電気的に接続するべく、試験される前記試験モジュールに対し回転軸の周囲で回転移動させるためプレートを位置付ける工程と、
   電圧計、電流計、精密電流源、精密電圧源、較正抵抗、及び較正キャパシタから構成される群から接続される前記試験装置を選択する工程と、
   制御プログラムにより、前記プレートを介して少なくとも１つの試験機能を実行する工程と、
   アラインメント検証、電圧／電流源検証、絶縁抵抗（ＩＲ)漏電測定検証、部品存在接触チェック検証、容量と散逸（ＣＤ)測定検証、ＩＲ／ＣＤ補償、及びＩＲ／ＣＤ較正から構成される群から、実行される前記試験機能を選択する工程とを含むことを特徴とする組立及び較正方法。
8. 試験のために、前記少なくとも１つの電極を前記複数の接点対のうち複数の異なる接点対に連続的に整列させるために、前記回転軸の周囲で回転中の前記プレートを別の角度位置に移動させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
9. 前記少なくとも１つの試験電極を、前記複数の接点対のうち試験される複数の試験モジュールの各々に対する各試験位置に関連する接点対に対し角度方向かつ放射状に整列させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項７または８記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの電極を整列させる工程が、
    前記プレート上の第１の電極及び第２の電極を互いに電気的に絶縁し、前記プレートの各トラックに関連すると共に、前記プレート上に位置する単一の配線接点を、前記単一の配線接点のみが、前記複数の接点対のうち試験される接点対に一度に接触するように、規定する工程をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の方法。

Images