JP5514619B2 - 配線検査治具 - Google Patents

Description

本発明は、配線検査治具に関し、より詳しくは、配線基板の導通、短絡及び絶縁などの電気的な配線検査に用いる配線検査治具に関する。

現在、電子部品などが搭載される配線基板の出荷に際しては、配線パターンの短絡、断線及び絶縁などの異常を発見するための配線検査が行われている。なお、配線基板とは、半導体パッケージ、ＩＣサブストレート、ＩＣプローブヘッド、液晶モジュール、プラズマディスプレイの電極板、ガラス基板及びフィルムキャリアなど様々の配線を含む配線基板類をいう。一般的に、配線検査には、ユニバーサル治具を有する検査装置が使用されている。ユニバーサル治具とは、ユニバーサル検査機に対応する治具をいう。また、専用治具とは、専用検査機に対応する治具をいう。ここで、従来の配線検査装置２０００の構造例を図１６に例示する。

図１６に示す従来の配線検査装置２０００は、上部治具としての配線検査治具２５００、下部治具としての配線検査治具２１００、配線検査治具２５００に電気的に接続される上部制御部４０００及び配線検査治具２１００に電気的に接続される下部制御部３０００を備える。なお、配線検査治具及び制御部は、上部及び下部において同一のものを使用するため、以下、下部の配線検査治具２１００及び制御部３０００の構成について説明することにする。

図１６に示す従来の配線検査治具２１００は、上板部材２１１０、第１の中間部材２１２１、第２の中間部材２１２２、上面部２１３１、中間部２１３２及び下面部２１３３を有する下板部材２１３０及び同一長のプローブピン群２１４０を備える。制御部３０００は、図示しないが、検査対象物である配線基板の配線検査の制御を行うスキャナー及び測定部を備える。また、制御部３０００は、プローブピン群２１４０に接触させる配線検査用電極２１５０を備える。検査対象物である配線基板２３００は、第１の検査点２３１０及び第２の検査点２３２０を備える。

上板部材２１１０、第１の中間部材２１２１、第２の中間部材２１２２及び下板部材２１３０は、それぞれが貫通口を有している。このそれぞれの貫通口には、同一長のプローブピン群２１４０が傾斜をつけて挿入されている。このプローブピン群２１４０を、傾斜をつけて挿入することで、配線検査治具２１００は、配線基板２３００の微小ピッチに対応して、検査を行うことができる。プローブピン群２１４０は、下板部材２１３０の貫通孔２１３４に挿入されて、下板部材２１３０の下面部２１３３の下部に位置し、配線基板２３００の第２の検査点２３２０と配線検査用電極２１５０とを接触させる。これによって、配線検査治具２１００を用いて配線検査を行うことができる。

上述した従来の配線検査治具２１００では、コストを安くするため、プローブピン群２１４０のリサイクル使用、また、プローブピン群２１４０の長さを同一長に統一して使用している。配線検査において、プローブピン群２１４０の長さが同一長のものを使用すると、配線検査用電極２１５０と配線基板２３００の第２の検査点２３２０とを接触させるプローブピン群２１４０の傾斜角度が大きい場合、上板部材２１１０の表面からのプローブピン群２１４０の先端部の突出量は、小さくなる。一方、配線検査用電極２１５０と配線基板２３００の第２の検査点２３２０とを接触させるプローブピン群２１４０の傾斜角度が小さい場合、上板部材２１１０の表面からのプローブピン２１４０の先端部の突出量は、大きくなる。すなわち、同一長のプローブピン群２１４０を使用した場合、挿入する傾斜角度によって、配線基板２３００の第２の検査点２３２０に接触する、上板部材２１１０の表面から突出したプローブピン群２１４０の先端部が不揃いとなり大小差が生じる。

このため、配線検査において、配線基板２３００の第２の検査点２３２０とプローブピン群２１４０の先端部との接触が不安定な状態が生じやすい。プローブピン群２１４０の先端部が不揃いとなった場合、検査においては所定の圧力を掛けて検査するため、高く突出したプローブピン２１４０の先端は、第２の検査点２３２０に強く突き当たる。すなわち、プローブピン群２１４０の先端部の打痕が大きくなり、配線基板２３００に損傷を与える可能性がある。したがって、各第２の検査点２３２０に突き当たるプローブピンの圧力を抑制することが求められている。

そこで、例えば、特許文献１には、プリント配線板の微細ピッチにも少ない部品点数で組立を容易にし、接触の信頼性を確保する基板検査用治具が提案されている。この特許文献１においては、傾斜をつけて配置される接触子の検査装置側の先端と電極部との間にバネを配設して圧力を抑制しながら接触子と電極部とを接触させて導通検査を行っている。しかし、この特許文献１に記載のプリント配線板の導通検査を行う基板検査用治具では、接触子が接触する電極に刺さり、プリント配線板に打痕がつき、プリント配線板に損傷を与える可能性がある。また、特許文献１においては、接触子に傾斜をつけて配置するため、接触子の長さを考慮して配置する必要があり、作業効率が低下する可能性がある。

特開２００９−２５０９１７号公報

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、配線検査治具を用いて配線基板の配線検査を行う際に、配線基板へのプローブピン群による打痕を抑制して、配線基板の配線検査の品質が向上し、かつ、プローブピン群の接触が安定することで検査点との接触抵抗の増大を抑えることができ、配線検査のコストを低減することができる配線検査治具を提供することを目的とする。

本発明の一実施の形態に係る配線検査治具は、上面、下面及び上面から穿孔された円形の第１の穿孔と下面から穿孔された円形の第２の穿孔とから形成された複数の第１の貫通孔を備える上板部材と、第１の貫通孔に対応して配設される複数の第３の貫通孔を有し、かつ、上面部、中間部及び下面部を備える下板部材と、上部及び下部を有し、かつ、複数の第３の貫通孔のそれぞれに配置される複数の中間ピンと、同じ長さの複数のプローブピンと、を備え、複数の中間ピンのそれぞれの上部は、下板部材の上面部からそれぞれの中間ピンごとに予め定められた距離で配置され、複数のプローブピンは、それぞれ複数の第１の貫通孔を貫通して下板部材の上面部に対して所定の角度で挿入されて、複数のプローブピンのそれぞれの一端部は複数の第３の貫通孔のそれぞれに配置された中間ピンのそれぞれの上部に接触し、複数のプローブピンのそれぞれの他端部は複数の第１の貫通孔からの突出量が同一である、ことを特徴とする。

第３の貫通孔は、中間部の径が上面部及び下面部の径よりも大きく、かつ、上面部及び下面部の径は、中間ピンの径より小さく、複数の中間ピンは、それぞれ同じ長さであり、第３の貫通孔の中間部に配置してもよい。

第３の貫通孔は、下面部及び中間部の径が中間ピンの径より小さい同一の径であり、かつ、上面部において下面部及び中間部の径が上部方向に向かって拡開するテーパ形状であり、複数の中間ピンは、それぞれ同じ長さであり、複数の中間ピンは第３の貫通孔に圧入してもよい。

複数の第１の貫通孔と複数の第３の貫通孔とに対応して配置される複数の第２の貫通孔を有し、上板部材と下板部材との間に配置される少なくとも１つの中間部材をさらに備えてもよい。

本発明によれば、配線検査治具を用いて配線基板の配線検査を行う際に、配線基板へのプローブピン群による打痕を抑制して、配線基板の配線検査の品質が向上し、かつ、プローブピン群の接触が安定することで検査点との接触抵抗の増大を抑えることができ、さらには、同一長のプローブピン群を用いるためコストを低くすることができる配線検査治具が提供される。

本発明の第１の実施の形態に係る配線検査治具を示す斜視図である。 図１のＸ−Ｘ１断面におけるＡ領域を示す概略断面図である。 （ａ）は、図２のＤ領域を示す拡大図、（ｂ）は、図３（ａ）のＥ領域の一例を示す拡大図、（ｃ）は図３（ａ）のＥ領域の他の例を示す拡大図である。 第１の実施の形態に係る配線検査装置を示す概略断面図である。 （ａ）は、図４に示す配線検査装置の検査時におけるＥ領域の一例を示す概略断面図、（ｂ）は、図４に示す配線検査装置の検査時におけるＥ領域の他の例を示す概略断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る配線検査治具を示す概略断面図である。 図６のＦ領域を示す拡大図である。 図６に示す配線検査装置の検査時の状態を示す概略断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る配線検査治具用上板部材を示す拡大斜視図である。 （ａ）は、図９に示す本第３の実施の形態に係る上板部材に形成される複数の貫通孔のＸ−Ｘ１を示す断面図、（ｂ）は、図９に示す本第３の実施の形態に係る上板部材に形成される複数の貫通孔のＹ−Ｙ１を示す断面図、（ｃ）は、図９に示す本第３の実施の形態に係る上板部材に形成される１つの貫通孔を示す上面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１０（ａ）に示す１つの貫通孔を形成する場合の第１の穿孔及び第２の穿孔それぞれの中心軸の位置関係とプローブピンの挿入角度の関係とを示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、プローブピン及び貫通孔の角部と上板部材内部の角ｈ、角ｉとの関係を示す図である。 第３の実施の形態に係る配線検査装置を示す概略断面図である。 第３の実施の形態に係る配線検査装置を示す概略断面図である。 第３の実施の形態に係る配線検査装置を示す概略断面図である。 従来の配線検査装置を示す概略断面図である。 従来の配線検査治具用上板部材を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、説明する。

（第１の実施の形態）
（配線検査治具）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配線検査治具１１００を示す概略図である。図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る配線検査治具１１００は、上板部材１１１０、第１の中間部材１１２０、第２の中間部材１１３０、下板部材１１４０、複数のプローブピン群１１５０、第１のガイドピン１１６０、第２のガイドピン１１６１及びベース部材１１６２を備える。ここで、図１においては、複数のプローブピン群１１５０が、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域に配設される様子を示し、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域は、それぞれが異なる本数のプローブピン群１１５０を有する。なお、図１は例示であり、本発明の第１の実施の形態における複数のプローブピン群１１５０は、図示した本数に限定されず、数千〜数万のプローブピン群を有する場合もある。

配線検査治具１１００の上板部材１１１０の表面には、複数のプローブピン群１１５０の各先端部が突出している。すなわち、上板部材１１１０は、複数の第１の貫通孔１１７１を有し、プローブピン群１１５０は、所定の第１の貫通孔１１７１を貫通して挿入される。

第１の中間部材１１２０は、複数の第１の貫通孔１１７１に対応して、複数の第２の貫通孔１１７２を有する。第２の中間部材１１３０もまた、複数の第１の貫通孔１１７１及び複数の第２の貫通孔１１７２に対応して、複数の第３の貫通孔１１７３を有する。この第１の中間部材１１２０及び第２の中間部材１１３０は、プローブピン群１１５０の挿入をガイドするために設けられている。

下板部材１１４０は、上面部１１４１、中間部１１４２及び下面部１１４３を備える。この下板部材１１４０は、複数の第１の貫通孔１１７１、複数の第２の貫通孔１７２及び複数の第３の貫通孔１１７３に対応して、複数の第４の貫通孔１１７４を有する。下板部材１１４０の複数の第４の貫通孔１１７４には、中間ピン１１４７がそれぞれに配置される。

複数のプローブピン群１１５０は、複数の第１の貫通孔１１７１、複数の第２の貫通孔１１７２及び複数の第３の貫通孔１１７３をそれぞれ貫通することで、下板部材１１４０の上部面１１４１に対して所定の角度をもって挿入され、複数の第４の貫通孔１１７４に配置されるそれぞれの中間ピンの上部に接触するまで挿入される。そして、この複数のプローブピン群１１５０は、上板部材１１１０の第１の貫通孔１１７１からの突出量が同一である。複数のプローブピン群１１５０が第１の貫通孔１１７１からの突出量が同一であることの詳細については、後述する。

第１のガイドピン１１６０は、検査対象物である配線基板の検査点が複数のプローブピン群１１５０に接触されるようにガイドする。第２のガイドピン１１６１は、上板部材１１１０、第１の中間部材１１２０、第２の中間部材１１３０及び下板部材１１４０をベース部材１１６２上に支持するために配置される。これによって、ベース部材１１６２上には、第２のガイドピン１１６１で固定した上板部材１１１０、第１の中間部材１１２０、第２の中間部材１１３０及び下板部材１１４０がベース部材１１６２と所定の間隔をもって配置されることになる。

配線検査治具１１００は、コネクタ支持台１２１０と、該コネクタ支持台１２１０上にコネクタ１２２０を備える。このコネクタ１２２０は、ワンタッチ接続またはケーブル接続で制御部に接続される。また、コネクタ１２２０には、下板部材１１４０の中間ピン１１４７と接続された配線１３００が電気的に接続される。ここでは、下板部材１１４０の中間ピン１１４７と一体の配線１３００を用いて、コネクタ１２２０に電気的な接続をしているが、下板部材１１４０の中間ピン１１４７と一体の配線１３００を用いずに、例えば、中間ピン１１４７に電気的に接続される電極を用いて、電気的に接続してもよい。つまり、配線検査において、電気的に接続していることが確認できればよい。

図１に示した配線検査治具１１００を用いて配線検査を行う際には、対向して配置された２つの配線検査治具１１００の間に配線基板を挟み込む。この場合には、配線基板の両側にそれぞれ複数設けられた検査点（以下、第１の検査点、第２の検査点という。）と、２つの配線検査治具１１００のそれぞれのプローブピン群１１５０とが接触するようにして挟み込む。そして、２つの配線検査治具１１００に圧力を加えて、それぞれの配線検査治具１１００のプローブピン群１１５０がそれぞれ第１の検査点及び第２の検査点に接触するようにする。

次に、図１に示す配線検査治具１１００のプローブピン群１１５０のＡ領域におけるＸ−Ｘ１断面の拡大図を図２に示す。上述したように、本発明の第１の実施の形態に係る配線検査治具１１００は、上板部材１１１０、第１の中間部材１１２０、第２の中間部材１１３０、下板部材１１４０及びプローブピン群１１５０を有する。なお、配線検査においては、図２に示した上板部材１１１０上には、検査対象物である第１の検査点１４１０及び第２の検査点１４２０を有する配線基板１４００が配置される。

上板部材１１１０は、複数の第１の貫通孔１１７１を有して、この第１の貫通孔１１７１から複数のプローブピン群１１５０を挿入する。なお、図示はしていないが、上板部材１１１０の複数の第１の貫通孔１１７１は、配線基板１４００側を上面、第１の中間部材１１２０側を下面とした場合、上面に形成される孔より下面に形成される孔が大きくなるように形成される。すなわち、この孔の形状は、下面側が拡開したテーパ状又は階段状であることが好ましい。テーパ状または階段状に形成することで、後述するプローブピン群１１５０を挿入する作業効率が向上する。配線検査を行う際の上板部材１１１０には、プレスにより押し圧力が加わるため、第１の中間部材１１２０及び第２の中間部材１１３０より厚いことが好ましい。

第１の中間部材１１２０は、複数の第２の貫通孔１１７２有して、この複数の第２の貫通孔１１７２は複数の第１の貫通孔１１７１に対応する。第２の中間部材１１３０は、複数の第３の貫通孔１１７３を有して、この複数の第３の貫通孔１１７３は複数の第２の貫通孔１１７２と対応する。第１の中間部材１１２０及び第２の中間部材１１３０は、プローブピン群１１５０を挿入する際に、プローブピン群１１５０をガイドするために配置する。なお、本第１の実施の形態においては、第１及び第２の２つの中間部材を配置しているが、中間部材の数はこれに限定されない。中間部材は、１つでもよいし、３つ配置してもよい。第１の中間部材１１２０及び第２の中間部材１１３０は、プローブピン群１１５０をガイドする必要がない場合、配置しなくてもよい。しかし、プローブピン群１１５０の強度を考慮すると、少なくとも１層以上中間部材を配置することが好ましい。また、第１の中間部材１１２０及び第２の中間部材１１３０の厚みは、上板部材１１１０より薄いことが好ましい。

図１では図示していないが、第２の中間部材１１３０と下板部材１１４０との間にはラバー１１３５が配置される。ラバー１１３５は、挿入したプローブピン群１１５０の落下を防止する。配線検査を行う際には、配線基板を配線検査治具で挟み込む必要がある。その際、配線検査治具１１００を反転させると挿入したプローブピン群１１５０が落下してしまうために、ラバー１１３５により防止している。なお、本発明の実施の形態では、ラバー１１３５を用いているが、プローブピン群１１５０の落下を防止できれば、材質は、ラバーに限定されず、例えば、スポンジ、ビニール、化学繊維類のいずれかであってもよい。

下板部材１１４０は、上面部１１４１、中間部１１４２及び下面部１１４３で構成する。この下板部材１１４０は、複数の第４の貫通孔１１７４を有して、この複数の第４の貫通孔１１７４は複数の第３の貫通孔１１７３と対応する。下板部材１１４０の複数の第４の貫通孔１１７４には、それぞれに複数の中間ピン１１４７が配置される。

ここで、第４の貫通孔１１７４は、断面形状が、中間部が径の大きい円筒状で、上部と下部が径の小さい円筒状の段付きの孔として形成される。この段付きの孔は、下板部材１１４０の上面部１１４１側及び下板部材１１４０の下面部１１４３側の両側からそれぞれにテーパドリルを用いて穿孔することで形成される。なお、段付きの孔を形成する際に用いるテーパドリルは、一例であってこれに限定されるものではなく、円筒状の段付き孔が形成できるものであれば、いずれのものを用いてもよい。

下板部材１１４０に形成する段付きの孔について、図２に示す下板部材１１４０のＤ領域の拡大図を示す図３（ａ）を参照して説明する。図３（ａ）に示す段付きの孔である第４の貫通孔１１７４は、第１の孔１１４８と第２の孔１１４４と第３の孔１１４９とからなる。第１の孔１１４８の径と第３の孔１１４９の径は、第２の孔１１４４の径より小さい。第２の孔１１４４には、内部に中間ピン１１４７が配置される。

本第１の実施の形態においては、上板部材１１１０から突出する下板部材１１４０で、プローブピン群１１５０の先端部の高さを一定の高さにするために、中間ピン１１４７を用いている。ここで、図３（ａ）に示した中間ピン１１４７は、導電体で構成され、スプリング状に形成されている。より詳細に図３（ｂ）を参照して説明する。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＥ領域の拡大断面図である。図３（ｂ）に示すように、中間ピン１１４７の上部には、プローブピン群１１５０の接触が容易になるように、カップ状に形成され、中間ピン１１４７の下部には、中間ピン１１４７と一体型の配線１３００が形成されて制御部に接続される。また、中間ピン１１４７の他の例を図３（ｃ）に示す。図３（ｃ）に示した中間ピン１１４７は、導電体で構成され、テレスコピック状に形成されている。図示はしないが、テレスコピック状に形成された中間ピン１１４７の内部にはバネなどの弾性体が配置され圧力を吸収する。中間ピン１１４７の上部は、プローブピン群１１５０の接触が容易になるように、中心部に向かって窪みを有して構成され、中間ピン１１４７の下部には、中間ピン１１４７と一体型の配線１３００が形成されて制御部に接続される。なお、上述した２つの中間ピン１１４７の構造は、例であって、プローブピン群１１５０の先端部の高さを一定の高さにできれば、これに限定されない。

中間ピン１１４７の直径は、第１の孔１１４８及び第３の孔１１４９の径よりも大きく、第２の孔１１４４の径よりも小さい。ここで、図３（ａ）を参照すると、中間ピン１１４７を配置する段付きの孔は、下板部材１１４０の上面部１１４１に対する深さｄ１〜ｄ４がそれぞれ相違していることがわかる。この相違している深さｄ１〜ｄ４は、プローブピン群１１５０の先端部が接触する配線基板１４００の第２の検査点１４２０の位置に応じて変更している。

すなわち、プローブピン群１１５０は、図２に示すように、同一長のプローブピンを用いて、傾斜をつけて配置する。例えば、図２の左端に示すプローブピン１１５０は、上板部材１１１０の第１の貫通孔１１７１に対応する第１の中間部材１１２０の第２の貫通孔１１７２、第１の中間部材１１２０の第２の貫通孔１１７２に対応する第２の中間部材１１３０の第３の貫通孔１１７３、第２の中間部材１１３０の第３の貫通孔１１７３に対応する下板部材１１４０の第４の貫通孔１１７４の角度をそれぞれθ１として、同一の角度で挿入されている。これは、それぞれの孔の配置位置が各部材を重ね合わせた時に、角度θ１で直線上に位置するように形成されているためである。同様に、他のプローブピン１１５０の第２、第３及び第４の貫通孔におけるプローブピン群１１５０の傾斜は、角度θ２、θ３及びθ４で、それぞれが同一の角度を形成するように挿入される。上述した角度θ１、θ２、θ３及びθ４は、検査対象の配線基板の検査点の位置に合わせて決定される。その上で、角度θ１、θ２、θ３及びθ４と段付きの孔の深さｄ１、ｄ２、ｄ３及びｄ４が対応して設定され、プローブピン群１１５０の突出量が一定になるように設定される。

ここで、プローブピン群１１５０の傾斜をつける角度θ１〜θ４は、下板部材１１４０の上面部１１４１に対して、プローブピン群１１５０が垂直である場合を９０°として、９０°±２０°であることが好ましい。プローブピン群１１５０の角度が９０°±２０°を超えると、第１〜第４の貫通孔によってプローブピン群１１５０の動作が規制されるからである。

本発明では、同一のピン長を有するプローブピン群１１５０を、所定の角度で配置するためコストを削減でき、微細化した配線基板にも対応できる。この場合に、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を一定にするために、段付きの孔の配置の深さｄ１〜ｄ４とプロープピン群１１５０の挿入角度θ１〜θ４を対応させる。これによって、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を一定とすることができる。

なお、図３（ｂ）及び（ｃ）は、配線検査を行う前の状態を示し、中間ピン１１４７に圧力が加わる前の状態を示している。

本発明の第１の実施の形態に係る配線検査治具１１００では、同一長のプローブピン群１１５０を所定の角度で傾斜させ、下板部材１１４０の中間ピン１１４７の位置をそれぞれ調整することで、プローブピン群１１５０の先端部を一定の高さにしている。プローブピン群１１５０の先端部を一定の高さにすることにより、配線検査を効率よく行うことができる。

（配線基板の配線検査）
次に、配線検査装置１０００を用いて配線基板１４００の配線検査を行う場合について図４を参照して説明する。図４に示す配線検査装置１０００により配線検査を行う際には、図４に示すように、上述した配線検査治具１１００と同一の配線検査治具１１００で配線基板１４００を挟んで行う。ここで、配線検査装置１０００には、上部配線検査治具及び下部配線検査治具に電気的に接続され、配線基板の配線検査を制御する２つの制御部（上部制御部４０００、下部制御部３０００）が配置されている。この制御部は、図示しないが、スキャナー及び測定部を備えている。配線基板１４００の両面を配線検査治具１１００で挟み、図４に示す矢印方向に圧力を加えて第１の検査点１４１０及び第２の検査点１４２０をプローブピン群１１５０に接触させる。この際、下板部材１１４０の中間ピン１１４７は図５（ａ）に示すように、中間ピン１１４７が垂直方向で下側に押し下げられて、中間ピン１１４７が圧縮している。これによって圧力が吸収される。また、図３（ｃ）に示した他の中間ピン１１４７を使用した場合には、図５（ｂ）に示すように、中間ピン１１４７の中間部が垂直方向で下側に押し下げられて、中間ピン１１４７が圧縮している。これによって圧力が吸収される。なお、本発明の第１の実施の形態では、配線検査の際に、上から圧力を掛ける例を説明したが、圧力を掛ける方向は、これに限定されず、下側から圧力を掛けて配線検査を行ってもよい。

本発明の第１の実施の形態では、下板部材１１４０における中間ピン１１４７の配置する深さをプローブピン１１５０の挿入角度に応じてそれぞれを調整することで、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を同一にすることができる。上述したように、プローブピン群１１５０は、第１及び第２の検査点と下板部材１１４０の中間ピン１１４７により最短距離になり、同一のピン長を用いて、所定の角度で傾斜をつけて配置した場合でも、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を同一にできるため、接触が安定し、且つ品質が向上した配線基板１４００の配線検査を行うことができる。

（第２の実施の形態）
（配線検査装置）
図６を基に本発明の第２の実施の形態について説明する。本発明の第２の実施の形態では、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を同一にするために、図６に示すように、上部１１８２、中間部１１８３及び下部１１８４を有する下板部材１１８０に形成した、第５の貫通孔１１７５に同じの長さの中間ピン１１８１を圧入したことに特徴がある。第５の貫通孔１１７５は、中間部材１１８０の上部１１８２から下部１１８４にかけて孔が小さくなるように形成される。すなわち、この孔の形状は、上部１１８２側が拡開したテーパ状であることが好ましい。本発明の第２の実施の形態では、図２に示した下板部材１１４０を下板部材１１８０として構成した例を図６に示す。なお、図６に示す下板部材１１８０は、中間ピン１１８１を介して配線検査用電極１１９０に接触する構成以外、図２に示す配線検査治具１１００と同一の構成であるため、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

図６に示した下板部材１１８０は、第５の貫通孔１１７５を形成した後に、圧入により長さが同一の中間ピン１１８１を挿入する。中間ピン１１８１の径は、第５の貫通孔１１７５の径よりも大きいため、圧力を掛けて挿入する。そして、それぞれの中間ピン１１８１は、必要に応じて圧力を変えることで、所定の深さまで挿入される。この所定の深さは、対応するプローブピンの傾斜角度に応じて調整される。従って、中間ピン１１８１の下端部が下板部材１１８０から突出する量も異なる。なお、検査時において、中間ピン１１８１は、配線検査用電極１１９０と接触して、電気的に接続している。配線検査用電極１１９０の下面には、図示しないが、スプリングが設けられる。スプリングを設けることで、配線検査の際に加わる圧力を吸収することができる。

図７は、図６に示す部分Ｆを拡大した概略断面図である。図７に示す同一長の中間ピン１１８１は、プローブピン群１１５０の所定の角度の傾斜に応じて配置する。そのため、中間ピン１１８１を挿入しない場合には、プローブピン１１５０が下板部材１１８０に対して垂直である可能性がある。また、中間ピン１１８１が下板部材１１８０の深さ方向に対して、浅く挿入されている場合は、プローブピンの傾斜が９０°±２０°である可能性がある。つまり、この中間ピン１１８１を挿入する第５の貫通孔１１７５の深さは、プローブピン群１１５０の所定の傾斜角度によって決定され、これによって、プローブピン群１１５０の先端部の突出する高さを同一できる。

（配線基板の配線検査）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る配線検査治具１１００を用いて配線基板１４００の配線検査を行う場合について図８を参照して説明する。図８に示す配線検査装置１０００により配線検査を行う際には、配線基板１４００を第１の実施の形態のように配線検査治具１１００と同一の配線検査治具１１００との間に挟んで行う。そして、図８に示す矢印方向に圧力を加えて第１の検査点１４１０及び第２の検査点１４２０をプローブピン群１１５０に接触させる。この際、図８に示すように、下板部材１１４０の中間ピン１１８１は、配線検査用電極１１９０と接触して、電気的な接続が図られる。配線検査用電極１１９０の下面には、上述したように、中間ピン１１８１と接触した際に、圧力を吸収するスプリングが設けられる。したがって、中間ピン１１８１の下端部の突出量が異なり配線検査用電極１１９０に加えられる圧力が異なっても、吸収することができる。なお、本発明の第２の実施の形態では、配線検査の際に、上から圧力を掛ける側を説明したが、圧力を掛ける方向は、これに限定されず、下側から圧力を掛けて配線検査を行ってもよい。

本発明の第２の実施の形態では、下板部材１１８０に対して、長さが同じ中間ピン１１８１の圧入量を変えて配置することで、中間ピン１１８１の上端部の位置を変え、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を同一にすることができる。したがって、同一のピン長を用いて、所定の角度で傾斜をつけて配置した場合でも、プローブピン群１１５０の先端部の突出量を同一にできるため、品質が向上し、かつ、プローブピンの接触が安定することで検査点との接触抵抗の増大を抑えることができ効率良く配線基板１４００の配線検査を行うことができる。

（第３の実施の形態）
（配線検査治具用上板部材）
本発明の第３の実施の形態について図を基に説明する。図９は、本発明の第３の実施の形態に係る配線検査治具用上板部材１５００の図１に示した領域Ａに相当する箇所の拡大斜視図である。本発明の第３の実施の形態は、配線検査治具用上板部材１５００に特徴がある。本第３の実施の形態の上板部材１５００は、複数の貫通孔１５４０にプローブピンを挿入するだけで、プローブピンを所定の角度で保持することができる。これは、本第３の実施の形態の上板部材１５００の貫通孔１５４０が、図９に示すように、上板部材１５００の厚さの中間位置より深く穿孔される孔の中心がずれるように形成されているためである。この複数の貫通孔１５４０は、上板部材１５００の上面１５１０側から穿孔された円形の第１の穿孔１５１５及び上板部材１５００の下面１５３０側から穿孔された円形の第２の穿孔１５３５から形成され、第１の穿孔１５１５及び第２の穿孔１５３５は、それぞれが上板部材１５００を貫通しないように穿孔されている。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る配線検査治具用上板部材１５００の上面１５１０及び下面１５３０のそれぞれを穿孔して複数の貫通孔１５４０を形成する方法について図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して具体的に説明する。図１０（ａ）〜（ｃ）においては、第１の穿孔１５１５及び第２の穿孔１５３５のそれぞれの穿孔する深さを、上板部材１５００の厚さの中間位置より深く穿孔する例について図示しているが、それぞれの穿孔する深さは、これに限定されるわけではない。それぞれの穿孔を、上板部材１５００の厚さの中間位置の深さに設定することも可能である。

図１０（ａ）は、図９に示す本第３の実施の形態に係る上板部材１５００に形成される複数の貫通孔１５４０のＸ−Ｘ１を示す断面図、（ｂ）は、図９に示す本第３の実施の形態に係る上板部材１５００に形成される複数の貫通孔１５４０のＹ−Ｙ１を示す断面図、（ｃ）は、図９に示す本第３の実施の形態に係る上板部材１５００に形成される１つの貫通孔１５４０を示す上面図である。図１０（ａ）及び（ｂ）に示したそれぞれの貫通孔１５４０は、第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５とが連結して形成される。各貫通孔１５４０は、図１０（ａ）のＸ−Ｘ１の断面図及び図１０（ｂ）のＹ−Ｙ１の断面図に示すように、第１の穿孔１５１５及び第２の穿孔１５３５の位置をずらして配置することで、階段状に貫通されている。そして、それぞれの貫通孔１５４０には、図１０（ａ）に示すように、角ｈ及び角ｉが形成される。即ち、貫通孔１５４０は、内部に２つの角を有する。

図１０（ｃ）に示した１つの貫通孔１５４０を形成する場合、上板部材１５００の上面１５１０側から穿孔される第１の穿孔１５１５の中心軸に対して、下面１５３０側から穿孔される第２の穿孔１５３５の中心軸を、Ｘ−Ｙ座標で所定の位置にずらして穿孔する。所定の位置は、その貫通孔１５４０に挿入するプローブピンを傾斜させる所定の角度及び傾斜させる方向に基づいて定められる。ただし、第２の穿孔１５３５の配置位置は、図１０（ｃ）に示した第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５との連結面における２つの穿孔の交点の距離（図１０（ｃ）中に示す「距離Ｗ」）が、プローブピンの直径以上になるように設定しなければならない。この距離Ｗがプローブピンの直径と同一又は小さければ、プローブピンが連結部分に当接して挿入できなくなるからである。

挿入されたプローブピンが、貫通孔１５４０の上板部材１５００の上面及び下面との角部及び貫通孔内部の角ｈ及び角ｉによって傾斜角度が所定の角度に保持される点について、図１１（ａ）〜（ｃ）を用いてより詳細に説明する。図１１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、第１の穿孔１５１５の中心軸に対して第２の穿孔１５３５の中心軸をずらした例を示し、図１１（ｃ）は、第１の穿孔１５１５の中心軸に対して第２の穿孔１５３５の中心軸をずらさない（貫通孔が階段状に貫通されていない孔になる）例を示している。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、図１０（ａ）に示す１つの貫通孔１５４０を形成する場合の第１の穿孔１５１５及び第２の穿孔１５３５それぞれの中心軸の位置関係とプローブピン１１５０の挿入角度の関係とを示す図である。図１１（ａ）及び（ｂ）に示した１つの貫通孔１５４０を形成する場合、上板部材１５００の上面１５１０側から穿孔される第１の穿孔１５１５の中心軸に対して、下面１５３０側から穿孔される第２の穿孔１５３５の中心軸を、Ｘ−Ｙ座標で所定の位置にずらして、第１の穿孔１５１５と同一の深さで穿孔する。所定の位置は、その貫通孔１５４０に挿入するプローブピン１１５０を傾斜させる所定の角度及び傾斜させる方向に基づいて定められる。ただし、第２の穿孔１５３５の配置位置は、図１１（ａ）及び（ｂ）に示した第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５との連結面における２つの穿孔の交点の距離Ｗが、プローブピン１１５０の直径以上になるように設定している。なお、図１１（ａ）及び（ｂ）においては、１つの貫通孔１５４０を形成する場合、第１の穿孔１５１５及び第２の穿孔１５３５を同一の深さで穿孔する例について図示しているが、それぞれの穿孔する深さは、同一に限定されるわけではない。第１の穿孔１５１５及び第２の穿孔１５３５を異なる深さに穿孔することも可能である。

図１１（ａ）は、第２の穿孔１５３５の中心軸が第１の穿孔１５１５の中心軸の近くに設定された例である。図１１（ｂ）は、第２の穿孔１５３５の中心軸を図１１（ａ）より遠くにずらして設定された例を示している。図１１（ａ）においては、形成された貫通孔１５４０の角ｈと角ｉとの貫通孔内部への突出量は小さくなり、従って、プローブピン１１５０は、上板部材１５００の上面の角と、下面の角とによって挿入角度が規制され、小さく傾斜して挿入される。また、図１１（ｂ）においては、形成された貫通孔１５４０の角ｈと角ｉとの貫通孔内部への突出量は大きくなり、従って、プローブピン１１５０は、角ｈと角ｉとによって挿入角度が規制され、大きく傾斜して挿入される。一方、図１１（ｃ）においては、形成された貫通孔１５４０は、上面又は下面から一気に貫通して形成されている。従って、プローブピン１１５０は、上板部材１５００に対して垂直に挿入される。このように、第２の穿孔１５３５の中心軸を、第１の穿孔１５１５の中心軸に対してＸ−Ｙ座標で所定の位置にずらすことで、プローブピン１１５０の傾斜角度を調整できる。この場合、第２の穿孔１５３５の中心軸をずらす距離によって、挿入されたプローブピン１１５０の傾斜角度を規制する箇所が変わってくる。形成された貫通孔１５４０の角ｈと角ｉとの貫通孔内部への突出量が小さければ、傾斜角度が小さくなり、角ｈと角ｉとの貫通孔内部への突出量が大きければ、傾斜角度が大きくなる。ただし、角ｈと角ｉとの貫通孔内部への突出量が大きくなるとプローブピン１１５０の挿入がスムースに行えなくなるので、できるだけ突出量が小さくなるように設定するのが好ましい。

以上説明したように、プローブピン１１５０の挿入角度は、貫通孔１５４０を形成する２つの穿孔の直径、プローブピン１１５０の直径及び同一の深さで穿孔する２つの穿孔の中心軸の位置をずらすことによって調整できる。プローブピン１１５０の挿入容易性、挿入正確性及びプローブピン１１５０の検査位置の安定性を勘案して、穿孔の直径及び２つの穿孔のＸ−Ｙ座標における位置を設定すればよい。

さらに、上記した上板部材１５００の貫通孔１５４０を形成する際の変形例について説明する。本変形例は、第１の穿孔１５１５の中心軸と第２の穿孔１５３５の中心軸とをずらすことに加え、第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５の穿孔されずに残った部分の高さを調整することを特徴とする。これによって、プローブピンの傾斜角度の微調整が可能となる。

挿入されたプローブピンが、貫通孔１５４０の上板部材１５００の上面及び下面との角部及び貫通孔内部の角ｈ及び角ｉによって傾斜角度が所定の角度に保持される点について、図を用いてより詳細に説明する。図１２は、プローブピン１１５０及び貫通孔１５４０の角部と上板部材１５００内部の角ｈ、角ｉとの関係を示す図である。図１２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すように、プローブピン１１５０の傾斜角度は、貫通孔１５４０を形成する第１の穿孔１５１５の中心軸に対して第２の穿孔１５３５の中心軸をずらす位置、プローブピン１１５０の直径及び２つの穿孔の穿孔されずに残った部分の高さによって変化する。図１２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、穿孔の直径、プローブピン１１５０の直径は同一である。図１２（ａ）及び（ｂ）では、第１の穿孔１５１５に対する第２の穿孔１５３５の位置が反対になり、プローブピン１１５０の傾斜方向が逆向きとなる。なお、図１２（ａ）及び（ｂ）においては、穿孔の直径がプローブピン１１５０の直径より大きく、かつ穿孔されずに残った部分の高さが低い。このため、図１２（ａ）に示すように、プローブピン１１５０は、穿孔の角部の１つと角ｈ又は角ｉとによって保持されたり、又は、図１２（ｂ）に示すように、角ｈ及び角ｉによって保持されたりする。即ち、プローブピン１１５０の挿入角度に余裕を持つことができる。また、図１２（ａ）、（ｂ）と図１２（ｃ）とでは、上板部材１５００の穿孔されずに残った部分の高さが異なる。図１２（ａ）及び（ｂ）は、上板部材１５００の穿孔されずに残った部分の高さが同一であり、（ｃ）は（ａ）及び（ｂ）より上板部材１５００の穿孔されずに残った部分の高さが高く形成されている。従って、図１２（ｃ）においては、プローブピンは穿孔の２つの角部と角ｈ、角ｉとによって保持される。この場合プローブピンの挿入角度に余裕はない。以上、説明したように第１の穿孔１５１５の中心軸と第２の穿孔１５３５の中心軸とをずらすことに加え、第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５の穿孔する深さを調整することで、挿入されたプローブピンの傾斜角度を微調整することができる。

なお、本第３の実施の形態においては、第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５との直径は同一に形成しているが、これに限定されない。第２の穿孔１５３５の直径を第１の穿孔１５１５の直径よりも大きく設定すれば、プローブピンの傾斜角度を大きく設定することができ、またプローブピンが挿入し易くなるのでより好ましい。ここで、プローブピンを傾斜させる所定の角度とは、上板部材１５００の垂直方向において９０°±２０°であることが好ましい。プローブピンの角度が９０°±２０°を超えると、貫通孔１５４０によって、プローブピンの動作が規制されるからである。

以上のように、本第３の実施の形態に係る上板部材１５００の貫通孔１５４０は、２つの穿孔の中心位置をずらして連結させることで形成し、形成した連結部の上下に角ｈ及び角ｉが形成される。上板部材１５００の上面１５１０側からプローブピンを挿入すると、この２つの穿孔によって形成された連結部の角ｈ及び角ｉで挿入方向が規制される。従って、挿入されたプローブピンは、貫通孔１５４０の上板部材１５００の上面及び下面との角部及び貫通孔内部の角ｈ及び角ｉによって傾斜角度が所定の角度に保持される。言い換えれば、プローブピンは所定の角度（９０°±２０°）で貫通孔１５４０を貫通することになり、貫通孔１５４０自体が所定の角度を持つことになる。

なお、上記した本発明の第３の実施の形態は、上板部材１５００の貫通孔を形成する場合のみならず、プローブピンをガイドするために用いる中間部材の貫通孔を形成する場合にも応用することができる。中間部材の貫通孔を上記の方法で形成した場合、上述した上板部材１５００の場合と同様に、プローブピンの挿入が容易になる効果を得ることができる。

ここで、従来の配線検査治具用上板部材２１１０について図１６及び図１７を用いて説明する。従来の配線検査治具は、それぞれ貫通孔が形成された上板部材及び複数の中間部材を用い、それぞれに形成された貫通孔の位置を順次ずらして配置することで、プローブピンを所定の角度で保持する。上板部材及び複数の中間部材に形成される貫通孔は、それぞれの上面又は下面から一気に貫通して形成される。従って、層の厚さが厚い上板部材の貫通孔は長さが長くなり、挿入されるプローブピンの傾斜角度は必然的に規制され、角度の自由度が低下する。そこで、角度の自由度を確保するため、従来の配線検査治具用上板部材２１１０においては、図１７に示すように、貫通孔２６５０を配置するエリアについて、裏側を削って（これを、「座ぐる」という。）、貫通孔２６５０の長さを短くして角度の自由度を確保していた。このため、上板部材２１１０自体の強度が低下し、破損等の原因となっていた。また、上板部材及び複数の中間部材を配置するため、必然的に配線検査治具自体の高さが高くなる。また、１つのプローブピンを下板部材に達するように挿入するには、いくつもの貫通孔を貫通させる必要があるため、作業に長時間を要する。一方、上述した本第３の実施形態の上板部材１５００は、貫通孔１５４０自体が所定の角度を持つため、貫通孔１５４０にプローブピンを挿入するだけでプローブピンが所定の角度に保持される。従って、中間部材を省略し、又は極力少ない枚数にすることが可能となる。また角度の自由度を確保するために貫通孔１５４０が配置されるエリアを座ぐる必要がなく、上板部材１５００の強度を確保することができる。さらに、プローブピンを貫通孔１５４０に挿入するだけで所定の角度で下板部材まで容易に挿入できるため、作業効率が飛躍的に向上する。

本第３の実施の形態に係る上板部材１５００は、従来の配線検査治具の下板部材と組み合わせてもよいし、上述した本発明の第１及び第２の実施の形態に係る下板部材と組み合わせることもできる。それぞれと組み合わせて、配線検査治具とし、その配線検査治具を有する配線検査装置の例を、図１３〜図１５に示す。図１３は、本発明の第３の実施形態に係る上板部材１５００を従来の配線検査治具の下板部材２１３０と組み合わせた配線検査装置を示す断面図である。また、図１４は、本発明の第３の実施の形態に係る上板部材１５００と本発明の第１の実施の形態に係る下板部材１１４０とを組み合わせた配線検査装置を示す断面図である。図１５は、本発明の第３の実施の形態に係る上板部材１５００と本発明の第２の実施の形態に係る下板部材１１８０とを組み合わせた配線検査装置を示す断面図である。

図１３に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る配線検査治具１１００は、上板部材１５００、下板部材２１３０及び複数のプローブピン群１１５０を備える。配線検査治具１１００の上板部材１５００の表面には、複数のプローブピン群１１５０の各先端部が突出している。すなわち、上板部材１５００は、複数の第１の貫通孔１５４０を有し、プローブピン群１１５０は、所定の第１の貫通孔１５４０を貫通して挿入される。なお、第１の貫通孔１５４０は、図示しないが、第１の穿孔１５１５と第２の穿孔１５３５とを連結させて形成している。

下板部材２１３０は、上面部２１３１、中間部２１３２及び下面部２１３３を備える。この下板部材２１３０は、複数の第１の貫通孔１５４０に対応して、複数の第２の貫通孔１５２０を有する。

複数のプローブピン群１１５０は、複数の第１の貫通孔１５４０及び複数の第２の貫通孔１５２０をそれぞれ貫通することで、下板部材２１３０の上部面２１３１に対して所定の角度をもって挿入される。

図１３に示す配線検査装置は、上述した上板部材１５００を有することにより、中間部材を省略し、又は極力少ない枚数にすることができる。また、上板部材１５００自体の強度を確保することができる。さらにプローブピンを容易に所定の角度で挿入することができ、作業効率を向上させることができる。なお、プローブピン群の上板部材１５００からの突出量はそれぞれ異なる。

図１４及び図１５に示す配線検査装置の構成要素については、上述したため重複する詳細な説明は省略するが、いずれの配線検査装置においても、中間部材を省略し、又は極力少ない枚数とすることができる。また、上板部材１５００からのプローブピン群の突出量を同一にすることができる。従って、作業効率の飛躍的な向上、配線検査治具の高さの抑制を図ることができ、また、配線基板の配線検査を行う際に、配線基板へのプローブピン群による打痕を抑制して、配線基板の配線検査の品質が向上し、かつ、プローブピン群の接触が安定することで検査点との接触抵抗の増大を抑えることができ、さらには、同一長のプローブピン群を用いるためコストを低くすることができる。

１０００…配線検査装置、１１００…配線検査治具、１１１０…上板部材、１１２０…第１の中間部材、１１３０…第２の中間部材、１１４０…下板部材、１１４７…中間ピン、１１５０…プローブピン群、１１６０…第１のガイドピン、１１６１…第２のガイドピン、１１６２…ベース部材、１１７１…第１の貫通孔、１１７２…第２の貫通孔、１１７３…第３の貫通孔、１１７４…第４の貫通孔、１１７５…第５の貫通孔、１１８１…中間ピン、１１９０…配線検査用電極、１２１０…コネクタ支持台、１２２０…コネクタ、１３００…配線、１４００…配線基板、１４１０…第１の検査点、１４２０…第２の検査点、１５００…上板部材。

Claims (4)

1. 上面、下面及び前記上面から穿孔された円形の第１の穿孔と前記下面から穿孔された円形の第２の穿孔とから形成された複数の第１の貫通孔を備える上板部材と、
   前記第１の貫通孔に対応して配設される複数の第３の貫通孔を有し、かつ、上面部、中間部及び下面部を備える下板部材と、
   上部及び下部を有し、かつ、前記複数の第３の貫通孔のそれぞれに配置される複数の中間ピンと、
   同じ長さの複数のプローブピンと、を備え、
   前記複数の中間ピンのそれぞれの上部は、前記下板部材の上面部からそれぞれの前記中間ピンごとに予め定められた距離で配置され、
   前記複数のプローブピンは、それぞれ前記複数の第１の貫通孔を貫通して前記下板部材の上面部に対して所定の角度で挿入されて、前記複数のプローブピンのそれぞれの一端部は前記複数の第３の貫通孔のそれぞれに配置された前記中間ピンのそれぞれの上部に接触し、前記複数のプローブピンのそれぞれの他端部は前記複数の第１の貫通孔からの突出量が同一であることを特徴とする配線検査治具。
2. 前記第３の貫通孔は、前記中間部の径が前記上面部及び前記下面部の径よりも大きく、かつ、前記上面部及び前記下面部の径は、前記中間ピンの径より小さく、
   前記複数の中間ピンは、それぞれ同じ長さであり、前記第３の貫通孔の中間部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の配線検査治具。
3. 前記第３の貫通孔は、前記下面部及び前記中間部の径が前記中間ピンの径より小さい同一の径であり、かつ、前記上面部において前記下面部及び前記中間部の径が上部方向に向かって拡開するテーパ形状であり、
   前記複数の中間ピンは、それぞれ同じ長さであり、前記複数の中間ピンは前記第３の貫通孔に圧入されることを特徴とする請求項１に記載の配線検査治具。
4. 前記複数の第１の貫通孔と前記複数の第３の貫通孔とに対応して配置される複数の第２の貫通孔を有し、前記上板部材と前記下板部材との間に配置される少なくとも１つの中間部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の配線検査治具。