JP5544226B2

JP5544226B2 - 基板検査装置

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Publication number: JP5544226B2
Application number: JP2010154786A
Authority: JP
Inventors: 孝浩佐野
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2010-07-07
Filing date: 2010-07-07
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2030-07-07
Also published as: JP2012018043A

Description

本発明は、少なくとも一面側に回路が形成された基板の導通検査等の検査を行う基板検査装置に関する。

電子部品を実装する配線基板等の基板では、形成した回路の導通検査等の検査を基板検査装置によって実施されている。かかる基板検査装置としては、例えば下記特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された基板検査装置の概略図を図７に示す。図７に示す基板検査装置では、固定板１００に固定された複数のソケット１０２，１０２・・の各々に、付勢部材としてのバネ（図示せず）によって先端方向に付勢されたテストプローブ１０４が、先端が固定板１００の一面側に突出するように収納されている。この固定板１００の一面側には、リフトボード１０５が設けられており、固定板１００の一面側とリフトボード１０５の他面側との間には、付勢部材としてのバネ１０６，１０６が設けられている。このため、リフトボード１０５は、バネ１０６によって固定板１００から離れる方向に付勢されている。かかるリフトボード１０５の一面側には、突起材１０８，１０８・・が立設されており、突起材１０８，１０８・・の各先端に基板１１０が、その回路形成面がリフトボード１０５を向くように載置されている。更に、リフトボード１０５には、ソケット１０２，１０２・・の各先端部が挿通される貫通孔１１２が貫通されており、リフトボード１０５の基板１１０側の面からテストプローブ１０４の先端が所定位置まで突出している。

かかる固定板１００に対して昇降する可動板１１４が設けられており、可動板１１４の固定板１００側には、リフトボード１０５に立設された突起材１０８，１０８・・の各々に対応するように、押圧棒１１６が設けられている。更に、可動板１１４の周縁近傍には、可動板１１４の降下を停止するストッパ１１８が設けられている。

実公平７−１４９２７号公報

図７に示す基板検査装置では、可動板１１４が固定板１００に近接したとき、図８に示す様に、可動板１１４に設けられている押圧棒１１６，１１６・・の各々が対応する突起材１０８が当接する基板１１０の対応面に当接し、基板１１０を押圧棒１１６と突起材１０８とで把持すると共に、バネ１０６，１０６の付勢力に抗してリフトボード１０５を固定板１００の方向に押圧する。かかる押圧棒１１６，１１６・・の押圧によって、リフトボード１０５は固定板１００側方向に移動し、基板１１０も固定板１００の方向に移動する。このため、固定板１００に固定されているソケット１０２，１０２・・の各々に収納されているテストプローブ１０４の先端は基板１１０の回路形成面の所定箇所に当接し、回路の導通検査等を実施できる。

ところで、図７及び図８に示す基板検査装置では、突起材１０８，１０８・・に載置された基板１１０を押圧棒１１６，１１６・・で押圧しても、撓むことなく水平状態を維持することが大切である。このためには、押圧棒１１６，１１６・・の押圧力を受けるリフトボード１０５の剛性が充分に高いことを要する。しかしながら、図７及び図８に示す基板検査装置では、基板１１０の回路形成面の所定位置にテストプローブ１０４，１０４・・の各先端を確実に当接するには、リフトボード１０５の基板１１０側の面からテストプローブ１０４の先端が所定位置まで突出している必要がある。このため、固定板１００と基板１１０との間に所定のスペースを確保することを要し、リフトボード１０５の剛性を充分に高めるべく、その厚さを厚くすることは困難である。従って、図７及び図８に示す基板検査装置では、検査可能の基板の大きさに限界が存在する。また、検査する基板１１０に応じて最適のテストプローブ１０４を使用することが必要である。しかし、図７及び図８に示す基板検査装置では、テストプローブ１０４を交換する際には、リフトボード１０５を取り外すことを要し、テストプローブ１０４の交換作業は煩雑である。

そこで、本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、リフトボードの剛性を高めるべくリフトボードの厚さを充分に厚くでき、且つテストプローブの交換作業を簡易化できる基板検査装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された基板検査装置は、固定ユニットに対して接離方向に可動する可動ユニットが設けられ、前記固定ユニットに載置された、少なくとも一面側に回路が形成された基板が、前記可動ユニットが近接して把持されたとき、前記固定ユニットに設けられているテストプローブの先端が前記基板の所定箇所に当接する基板検査装置であって、前記固定ユニットには、前記基板の回路形成面方向に対向する一面側に先端部が突出するように複数本の前記テストプローブが設けられた固定ピンボードと、前記固定ピンボードを貫通する複数の貫通孔の各々に中途部が挿通されて、先端に前記基板が載置されている柱状支持体が立設されたリフトボードと、前記リフトボードを前記固定ピンボードの他面側に付勢する第１付勢部材とを具備し、前記可動ユニットには、前記固定ユニットに対して接離方向に可動する可動板と、前記可動板の一面側に設けられ、前記可動板が前記固定ユニットに近接したとき、前記基板を前記柱状支持体との間で把持すると共に、前記基板の回路形成面の所定箇所に前記テストプローブの先端が当接するように、前記柱状支持体の先端との当接面に対応する前記基板の対応面を、前記第１付勢部材の付勢力に抗して押圧する柱状押圧体とを具備することを特徴とする。

請求項２に記載された基板検査装置は、請求項１に記載されたものであって、前記テストプローブが、その先端の方向に第２付勢部材で付勢されて筒状のソケット内に収容され、且つ複数本の前記ソケットの各中途部が、収容された前記テストプローブの先端が前記基板の回路形成面方向を向くように、前記固定ピンボードに固着され、且つ前記リフトボードに前記固定ピンボードの他面側から突出する前記ソケットの突出部が挿通されるソケット用の貫通孔が形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載された基板検査装置は、請求項１に記載されたものであって、前記リフトボードは、前記柱状支持体が立設された立設面が前記固定ピンボードの他面側に当接されるように前記第１付勢部材によって付勢されていることを特徴とする。

請求項４に記載された基板検査装置は、請求項１に記載されたものであって、前記可動ユニットには、前記柱状押圧体の先端が前記基板に当接したとき、先端面が前記リフトボードの一面側に当接し、前記可動板の前記固定ユニット方向への近接を防止するストッパが設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載された基板検査装置は、請求項１に記載されたものであり、前記基板が、両面側に回路が形成された基板であって、前記柱状支持体の先端に載置された基板の前記可動板側面の所定箇所に先端が当接するテストプローブの中途部が、前記可動板を貫通して、前記可動板の他面側に設けられた可動ピンボードに固着され、且つ前記可動ピンボードが付勢部材によって前記可動板から離れる方向に付勢されていることを特徴とする。

請求項６に記載された基板検査装置は、請求項１に記載されたものであって、前記リフトボードには、前記固定ピンボードの一面側から先端面が所定距離突出するように受け部と前記柱状支持体とが立設されていると共に、前記柱状支持体の中途部が挿通される支持体用貫通孔と、前記受け部の中途部が挿通される受け部用貫通孔とが前記固定ピンボードに形成され、且つ前記可動板には、前記可動板が前記固定ユニットに近接したとき、前記基板に当接し押圧して前記柱状支持体との間で把持する柱状押圧体と、前記リフトボードを押圧して、前記基板の回路形成面の所定箇所に前記テストプローブの先端が当接するように、前記受け部の先端面に当接して押圧する押圧部材とが設けられていることを特徴とする。

本発明に係る基板検査装置では、基板の回路形成面に対向する一面側から先端が突出するように複数本のテストプローブが設けられた固定ピンボードの他面側に、固定ピンボードを貫通する複数の貫通孔の各々に中途部が挿通され、先端に基板が載置される柱状支持体が立設されたリフトボードが、付勢部材によって付勢されている。このため、本発明に係る基板検査装置では、固定ピンボードと基板との間にリフトボードが設けられていた従来の基板検査装置の如く、リフトボードの厚さ制限を受けることがなく、リフトボードの剛性を確保すべく、リフトボードの厚さを厚くできる。その結果、従来の基板検査装置では、リフトボードの剛性が不足して検査できなかった大型の基板を検査することが可能となった。また、本発明に係る基板検査装置では、テストプローブの交換は、リフトボードを外すことなく行うことができ、テストプローブの交換作業を簡易化でき、基板の検査準備作業を短時間で終了できる。

本発明に係る基板検査装置の一例を説明する概略図である。図１に示すソケット１６の構成を説明する断面図である。図１に示す可動板５２が固定ユニット１０方向に移動し、基板１２の回路形成面にテストプローブ１４の先端が当接した状態を説明する概略図である。本発明に係る基板検査装置の他の例を説明する概略図である。本発明に係る基板検査装置の他の例を説明する概略図である。図５に示す可動板５２が固定ユニット１０方向に移動し、基板１２の両面にテストプローブ１４，１４の先端が当接した状態を説明する概略図である。従来の基板検査装置を説明する概略図である。図７に示す可動板１１４が固定板１００方向に移動し、基板１１０の回路形成面にテストプローブ１０４の先端が当接した状態を説明する概略図である。

以下、本発明を図面によって詳細に説明するが、本発明の範囲は図面に記載されたものに限定されるものではない。

本発明に係る基板検査装置の一例を図１に示す。図１に示す基板検査装置は、一面側に回路が形成された基板の導電検査を行う基板検査装置である。この基板検査装置には、所定位置に固定された固定ユニット１０に水平に載置された基板１２に対して可動ユニット５０が矢印Ａ方向に昇降可能に設けられている。

固定ユニット１０には、所定位置に固定ピンボード１８が固定されて設けられている。この固定ピンボード１８には、複数本の筒状のソケット１６，１６・・の中途部が固着され、ソケット１６，１６・・の各々には、固定ピンボード１８の一面側に先端が突出するようにテストプローブ１４が収納されている。かかるテストプローブ１４の先端は基板１２の回路形成面を向いている。この様に、ソケット１６内に収容されたテストプローブ１４の後端は、図２に示す様に、第２付勢部材としてのバネ２０によって先端方向に付勢されている。尚、テストプローブ１４の後端には、回路の導通検査に用いられる配線２１の一端が接続されている。

かかる固定ピンボード１８の他面側には、基板１２を支持する複数本の柱状支持体２４，２４・・が立設されているリフトボード２２が設けられている。この柱状支持体２４，２４・・の各々は、その中途部が固定ピンボード１８に形成された貫通孔２６に挿通され、先端が基板１２の回路形成面に当接して、基板１２を支持する。かかるリフトボード２２は、第１付勢部材としてのバネ２８，２８によって固定ピンボード１８の他面側に付勢されている。このため、リフトボード２２は、図１に示す様に、固定ピンボード１８の他面側に当接状態となるため、リフトボード２２には、固定ピンボード１８の他面側から突出するソケット１６，１６・・の突出部が挿通されるソケット１６用の貫通孔３０が形成されている。

かかる固定ユニット１０に対して、可動ユニット５０には、可動板５２がエアシリンダ（図示せず）によって矢印Ａ方向に昇降可能に設けられている。この可動板５２の一面側には、後述する様に、可動板５２が固定ユニット１０に載置された基板１２に近接したとき、柱状支持体２４，２４・・の各先端に載置されている基板１２を端面で押圧する柱状押圧体５４，５４・・が設けられている。かかる柱状押圧体５４，５４・・は、その各端面が固定ユニット１０に設けられた柱状支持体２４，２４・・の各端面と基板１２を介して対応するように設けられている。このため、可動板５２の柱状押圧体５４，５４・・の押圧力は、基板１２を介して柱状支持体２４，２４・・に伝達され、リフトボード２２をバネ２８，２８の付勢力に抗して降下させることができる。また、可動板５２の一面側には、可動板５２が過剰に降下することに因る基板１２等の損傷を防止すべく、ストッパ５６，５６が設けられている。かかるストッパ５６，５６の先端面は、固定ピンボード１８に形成された貫通孔１９，１９を通過してリフトボード２２の一面側に当接する。

図１及び図２に示す基板検査装置を用いて基板１２の一面側に形成された回路の導通検査等の検査を施す際には、図１に示す様に、テストプローブ１４の先端が回路形成面に臨むように、基板１２を固定ユニット１０に載置する。この基板１２は、柱状支持体２４，２４・・の先端面に載置する。柱状支持体２４，２４・・は、バネ２８，２８の付勢力によって固定ピンボード１８の他面側に当接しているリフトボード２２に立設されている。次いで、図示しないエアシリンダを駆動し、可動板５２を固定ピンボード１８の方向に移動（降下）する。移動（降下）する可動板５２に設けられている柱状押圧体５４，５４・・の先端面は、基板１２の他面側に当接して押圧する。この押圧力は、基板１２を介して柱状支持体２４，２４・・に伝達され、図３に示す様に、リフトボード２２をバネ２８，２８の付勢力に抗して移動し、固定ピンボード１８に設けられているテストプローブ１４，１４・・の各先端が基板１２の回路形成面の所定箇所に当接する。この際に、基板１２の回路形成面の所定箇所に先端が当接したテストプローブ１４，１４・・の各々は、ソケット１６内に収容されているバネ２０（図２）の付勢力に抗して押圧される。このため、テストプローブ１４，１４・・の各先端は、基板１２の回路形成面の所定箇所に所定の力で押し付けられて確実に当接できる。この図３に示す状態で、テストプローブ１４，１４・・に接続された配線２１（図２）を用いて、基板１２の一面側に形成された回路の通電検査等を行うことができる。

ところで、柱状押圧体５４，５４・・の押圧力が加えられた基板１２の部分は、柱状支持体２４，２４・・の端面で支持されており、基板１２が変形することなく水平状態を保持して、リフトボード２２と共に降下できる。しかも、リフトボード２２としては、その剛性を充分に確保できる厚さのリフトボードを採用でき、柱状押圧体５４，５４・・の押圧力によって変形することを防止でき、基板１２の水平状態を充分に保持できる。尚、可動板５２が過剰に降下すると、基板１２やテストプローブ１４を損傷するため、可動板５２に設けられたストッパ５６，５６の先端が固定ピンボード１８に形成された貫通孔１９，１９を通過してリフトボード２２の一面側に当接し、可動板５２の降下を阻止している。

図３に示す状態で基板１２の一面側に形成した回路の通電検査等を終了したとき、図示しないエアシリンダを駆動して、可動板５２を固定ピンボード１８の一面側から離れる方向に移動（上昇）することによって、可動板５２による押圧力が解除され、バネ２８，２８の付勢力によってリフトボード２２を固定ピンボード１８の方向に移動する。このため、基板１２は、図１に示す様に、固定ピンボード１８の一面側から突出している柱状支持体２４，２４・・の先端面に載置されている状態として、基板１２を簡単に取り出すことができる。また、図１に示す基板検査装置では、基板１２を取り外した状態では、固定ピンボード１８の一面側が露出しているため、ソケット１６，１６・・に収容されているテストプローブ１４を取り出して、別のテストプローブ１４に簡単に交換できる。このため、検査する基板１２に最適なテストプローブ１４を使用できる。

図１〜図３に示す基板検査装置は、一面側に回路が形成された基板１２を検査する基板検査装置である。図４に両面側に回路が形成された基板１２を検査する基板検査装置を示す。図４に示す基板検査装置では、図１〜図３に示す基板検査装置を構成する部材と同一部材については、図１〜図３に示す部材番号と同一番号を付して詳細な説明を省略する。図４に示す基板検査装置では、可動板５２に他面側に、基板１２の基板形成面の所定箇所に先端が当接するテストプローブ１４，１４・・が固着されている可動ピンボード５８が設けられている。かかる可動ピンボード５８は、付勢部材としてのバネ６０，６０によって、可動板５２から離れる方向に付勢されている。尚、テストプローブ１４，１４・・の各中途部は可動板５２の貫通孔６２に挿通されている。

図４に示す基板検査装置でも、可動板５２が固定ピンボード１８方向に降下したとき、基板１２を柱状押圧体５４，５４・・の先端面と柱状支持体２４，２４・・との間で把持しつつ、リフトボード２２及び可動ピンボード５８を付勢部材としてのバネ２８，６０の付勢力に抗して押し下げる。このため、固定ピンボード１８のテストプローブ１４，１４・・及び可動ピンボード５８のテストプローブ１４，１４・・の各先端は、基板１２の回路形成面の所定箇所に当接し、回路の導通検査等を行うことができる。図４に示す基板検査装置においても、可動ピンボード５８は、可動板５２の他面側に設けられている。このため、可動ピンボード５８の厚さ等は自由に変更でき、且つテストプローブ１４，１４・・の交換も簡易である。尚、図２に示すソケット１６に収容されたテストプローブ１４を上下逆にして、可動ピンボード５８にソケット１６を固着して用いてもよい。

図１〜図４に示す基板検査装置では、基板１２を可動板５２に設けた柱状押圧体５４，５４・・で押圧し、リフトボード２２をバネ２８，２８の付勢力に抗して移動した。しかし、柱状押圧体５４，５４・・による押圧によって、基板１２の押圧痕が残るおそれがある。かかる押圧痕を回避できる基板検査装置を図５に示す。図５に示す基板検査装置では、柱状押圧体５４，５４・・による押圧は、柱状支持体２４，２４・・との間で基板１２を把持して位置決めを行う程度のものである。このため、リフトボード２２を、基板１２を介することなくバネ２８，２８の付勢力に抗して移動するように押圧する部材を設けた。尚、図５に示す基板検査装置でも、図１〜図３に示す基板検査装置を構成する部材と同一部材については、図１〜図３に示す部材番号と同一番号を付して詳細な説明を省略する。

リフトボード２２には、柱状支持体２４，２４・・が立設されていると共に、受け部３２，３２が立設されている。この受け部３２の先端部には、鍔状部３４が形成されている。かかる柱状支持体２４，２４・・及び受け部３２，３２は、リフトボード２２がバネ２８，２８によって固定ピンボード１８の他面側に付勢されることによって、固定ピンボード１８に形成された柱状支持体２４用の貫通孔２６，２６・・及び受け部３２用の貫通孔６４，６４を通過し、固定ピンボード１８の一面側に先端部や鍔状部３４が突出している。かかる柱状支持体２４，２４・・の先端には、基板１２が載置されている。また、可動ユニット５０を構成する可動板５２の固定ピンボード１８側には、柱状押圧体５４，５４・・と受け部３２，３２の各々に設けられた鍔状部３４と当接して押圧する押圧柱体５７とが設けられている。

図５に示す可動板５２が固定ピンボード１８の方向に移動（降下）し、柱状支持体２４，２４・・が基板１２に当接し、柱状押圧体５４，５４・・との間で基板１２を把持し、位置決めを行う。この際に、押圧柱体５７,５７と受け部３２，３２の各々に設けられた鍔状部３４とは当接する。更に、可動板５２が固定ピンボード１８の方向に移動（降下）すると、押圧柱体５７,５７が受け部３２，３２を押圧し、リフトボード２２をバネ２８，２８の付勢力に抗して移動（降下）する。このため、図６に示す様に、柱状支持体２４，２４・・と柱状押圧体５４，５４・・との間で基板１２を把持しつつ、基板１２の回路形成面の所定箇所にテストプローブ１４，１４・・の各先端が当接する。かかるテストプローブ１４，１４・・の各々は、先端が基板１２の回路形成面に当接した状態でバネ２０の付勢力に抗して移動し、テストプローブ１４，１４・・の各先端が所定の力で基板１２を押し付け、その当接状態を確実とする。この様に、リフトボード２２を移動させる押圧力は、押圧柱体５７,５７が受け部３２に伝達するため、柱状押圧体５４，５４・・による押圧によって基板１２に押圧痕が形成されることを防止できる。

以上、説明してきた図１〜図６に示す基板検査装置では、固定ユニット１０に用いたテストプローブ１４は、図２に示す様に、固定ピンボード１８に固着され、バネ２０が収容されているソケット１６内に、先端部を除く本体部が収容されて使用されている。かかるテストプローブ１４を、ソケット１６を用いることなく直接固体ピンボーズ１８に固着してもよい。また、図１〜図４に示す基板検査装置では、可動板５２のストッパ５６，５６の先端が固定ピンボード１８に形成された貫通孔１９，１９を通過してリフトボード２２の一面側に当接している。しかし、可動板５２及びリフトボード２２を、固定ピンボード１８よりも広く形成した場合、ストッパ５６，５６の先端がピンボード１８の外周縁よりも外側を通過してリフトボード２２の一面側に当接できるように、ストッパ５６，５６を可動板５２に設けることができる。

本発明に係る基板検査装置は、配線基板に形成された回路の導通検査に用いることができる。

１０は固定ユニット、１２，１１０は基板、１４，１０４はテストプローブ、１６，１０２はソケット、１８は固定ピンボード、２０，２８，６０，１０６は付勢部材としてのバネ、２１は配線、２２，１０５はリフトボード、２４は柱状支持体、１９，２６，３０，６２，６４は貫通孔、３２は受け部、３４は鍔状部、５０は可動ユニット、５２，１１４は可動板、５４は柱状押圧体、５６，１１８はストッパ、５８は可動ピンボード、５７は押圧柱体、１００は固定板、１０８は突起材、１１６は押圧棒である。

Claims

固定ユニットに対して接離方向に可動する可動ユニットが設けられ、前記固定ユニットに載置された、少なくとも一面側に回路が形成された基板が、前記可動ユニットが近接して把持されたとき、前記固定ユニットに設けられているテストプローブの先端が前記基板の所定箇所に当接する基板検査装置であって、
前記固定ユニットには、前記基板の回路形成面方向に対向する一面側に先端部が突出するように複数本の前記テストプローブが設けられた固定ピンボードと、前記固定ピンボードを貫通する複数の貫通孔の各々に中途部が挿通されて、先端に前記基板が載置されている柱状支持体が立設されたリフトボードと、前記リフトボードを前記固定ピンボードの他面側に付勢する第１付勢部材とを具備し、
前記可動ユニットには、前記固定ユニットに対して接離方向に可動する可動板と、前記可動板の一面側に設けられ、前記可動板が前記固定ユニットに近接したとき、前記基板を前記柱状支持体との間で把持すると共に、前記基板の回路形成面の所定箇所に前記テストプローブの先端が当接するように、前記柱状支持体の先端との当接面に対応する前記基板の対応面を、前記第１付勢部材の付勢力に抗して押圧する柱状押圧体とを具備することを特徴とする基板検査装置。
前記テストプローブが、その先端の方向に第２付勢部材で付勢されて筒状のソケット内に収容され、且つ複数本の前記ソケットの各中途部が、収容された前記テストプローブの先端が前記基板の回路形成面方向を向くように、前記固定ピンボードに固着され、且つ前記リフトボードに前記固定ピンボードの他面側から突出する前記ソケットの突出部が挿通されるソケット用の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記リフトボードは、前記柱状支持体が立設された立設面が前記固定ピンボードの他面側に当接されるように前記第１付勢部材によって付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記可動ユニットには、前記柱状押圧体の先端が前記基板に当接したとき、先端面が前記リフトボードの一面側に当接し、前記可動板の前記固定ユニット方向への近接を防止するストッパが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記基板が、両面側に回路が形成された基板であって、前記柱状支持体の先端に載置された基板の前記可動板側面の所定箇所に先端が当接するテストプローブの中途部が、前記可動板を貫通して、前記可動板の他面側に設けられた可動ピンボードに固着され、且つ前記可動ピンボードが付勢部材によって前記可動板から離れる方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記リフトボードには、前記固定ピンボードの一面側から先端面が所定距離突出するように受け部と前記柱状支持体とが立設されていると共に、前記柱状支持体の中途部が挿通される支持体用貫通孔と、前記受け部の中途部が挿通される受け部用貫通孔とが前記固定ピンボードに形成され、
且つ前記可動板には、前記可動板が前記固定ユニットに近接したとき、前記基板に当接し押圧して前記柱状支持体との間で把持する柱状押圧体と、前記リフトボードを押圧して、前記基板の回路形成面の所定箇所に前記テストプローブの先端が当接するように、前記受け部の先端面に当接して押圧する押圧部材とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。