JPH01131472A

JPH01131472A - 回路基板検査装置

Info

Publication number: JPH01131472A
Application number: JP29016287A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Sasaki; 佐々木　巽
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-05-24
Anticipated expiration: 2011-02-14
Also published as: JPH0814610B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発゛明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、回路基板に各程電子部品を実装して組み立て
られた電子回路基板を被検査体とし、この実装電子回路
基板を機能検査する回路基板検査装置に関する。

（従来の技術）この種の回路基板検査装置では、回路基板とテスターと
の間に、テストフィクチャーと呼ばれる部材を配置し、
回路基板のパタ〒ン面とテスターの出力端子とを接続す
ることでミ前記回路基板の機能テストを実行するように
なっている。

ここで、従来のテストフィクチャーは、基板の種類が変
更となる度に、テストフィクチャー全体を交換する必要
があり、回路基板毎に固有のテストフィクチャーを作成
せざるを得なかった。

また、第５図に示すように、テストフィクチャーを回路
基板側に配置されるプローブベース１００と、テスター
側に配置されるコネクターベース１０１と、このプロー
ブベース１００とコネクターベース１０１とを接続する
ための接続交換ベース１０２とで構成し、プローブベー
ス１００は基板の種類に拘らず共通化することも考えら
れる。

しかし、この場合、前記接続交換ベース１０２とコネク
ターベース１０１との接続にあたり、補助コネクターベ
ース１０３を使用し、かつ、この配線を同図のように引
き回して行う他なかっな。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように、テストフィクチャーを回路基板毎に用
意して、基板の種類が変わる度に交換するのでは、コス
トも高くなり、がっ、近年の多品杜少量生産の場合に交
換作業が極めて煩雑である等の問題がある。

また、第５図に示すテストフィクチャーにあっては、一
部部品の共通化が図れても、接続交換ベース１０２とコ
ネクターベース１０１．補助コネクターベース１０３と
の接続が手作業による配線であり、作業者の負担の軽減
にはならない。

さらに、大きな問題として、第５図に示すものにあって
は、テスターからプローブベース１００のプローブ先端
までの信号系の導電距離が、１゜Ｏｃｍ程度と長くなり
、テスターからの信号が回路基板に正確に伝わらないと
いうことが多く、正確な検査を実行することが困難とな
っていた。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来の
問題点を解決し、回路基板の種類が変わっても、一部の
部品の交換のみで容易に対処することができ、しかも、
回路基板とテスターとを最短距離で接続することにより
、正確な検査を実行することができる回路基板検査装置
を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、回路基板をテストフィクチャー上に載置固定
し、このテストフィクチャーによって回路基板とテスタ
ーとを接続することで、回路基板の機能検査を行う回路
基板検査装置において、回路基板のパターン面と対向し
て配置され、所定ピッチでマトリクス状の各位置に第１
のプローブピンを配列支持したプローブベースと、テス
ターの各出力端子に接触可能に第２のプローブピンを配
列支持したコネクターベースと、前記プローブベースと
コネクターベースとの間に配置され、検査対象の種類に
応じて前記第１のプローブピンを前記回路基板と接触さ
せ、かつ、前記第１．第２のプローブピンを電気的に接
続させる接続ピンを配列支持した接続変換ベースとを有
する構成としている。

（作用）本発明では、回路基板の種類に応じて接続変換ベースを
用意しておき、被検査対象に応じた前記接続変換ベース
を、前記プローブベースとコネクターベースとの間に配
置する。

ここで、接続変換ベースには、被検査対象となる回路基
板の種類に応じて接続ピンが配列支持されていて、この
接続ピンによって、プローブベースの第１のプローブピ
ンと、コネクターベースの第２まプローブピンとを接続
することができ、前記第１のプローブピンを回路基板に
、第２のプローブピンをテスターに接触させることで、
回路基板とテスターとを容易に接続することができる。

この際、回路基板の種類が変更される場合には、接続変
換ベースのみを交換するのみで足り、交換作業及び費用
が大幅に軽減される。

しかも、テスターと回路基板とは、第１のプローブピン
、接続ピン及び第２のプローブピンの接触によって確保
できるので、テスターと回路基板とを最短距離で接続す
ることができ、常時的確な検査を実行することができる
。

（実施例）以下、本発明を適用した一実施例について、図面を参照
して具体的に説明する。

まず、実施例装置の全体の概要について、第３図を参照
して説明する。

本実施例装置を大別すれば、被検査体である電子部品を
実装した回路基板１と、この回路基板１の機能検査を実
行するためのテスター１０と、前記回路基板１を載置固
定し、かつ、この回路基板１のパターン面と接続される
各種ピンを介して、前記テスタ１０と回路基板１とを接
続するテストフィクチャー前記テスター１０は、前記テストフィクチャー２０を昇
降可能に支持するりフタ−１１と、前記テストフィクチ
ャー２０の後述する支持ベース２１を位置決め案内する
案内部材の一例であるロケーティングピン１２と、前記
支持ベース２１を真空吸引するためのバキュームポート
１３と、前記テストフィクチャー２０と対向する面上に
、テスター１０の出力端子であるスプリング付きコンタ
クトプローブ１４とを有して構成されている。

次に、本実施例装置の特徴的構成である前記テストフィ
クチャー２０について、第１図、第２図を参照して説明
する。

前記テストフィクチャー２０は、プローブベース３０．
接続変換ベース（以下、ＣＴＢと略記する）４０及びコ
ネクターベース５０を有し、この各ベース３０，４０．
５０に後述する各種接続ピンを配置して、前記回路基板
・１とテスター１０との接続を行うようになっている。

尚、本実施例の場合、前記プローブベース３０及びコネ
クターベース５０は、前記回路基板１の種類に拘らず共
通に使用することができるものであり、回路基板１の種
類が変わった場合には、前記ＣＴＢ４０のみを基板１に
固有なものに変更すればよいようになつている。

まず、各ベース３０．４０．５０の取り付は構造につい
て説明すると、第１図に示すように前記テストフィクチ
ャー２０の基台となる支持ベース２１が設けられ、この
支持ベース２１に前記コネクターベース５０が固定され
ている。また、前記支持ベース２１には支柱２２が垂直
に支持固定されており、この支柱２２をガイドとして前
記プローブベース３０とＣＴＢ４０とが上下動可能に支
持されている。

前記ＣＴＢ４０は、各種回路基板１の桂類に応じて容易
に交換できるように、下記のようにして支持されている
。すなわち、前記支柱２２に沿って移動自在であって、
対向する面に溝２３ａを具備した移動案内部材２３を有
し、この移動案内部材２３の前記溝２３ａには、コ字状
断面の移動レール２４を配置している。そして、前記Ｃ
ＴＢ４０は、前記移動レール２４に沿って、第２図の表
面より裏面に向かう方向に移動自在に支持されている。

また、前記支持ベース２１に対して前記プローブベース
３０．コネクターベース５０を移動させるために、第１
８第２のエアーシリンダー２５゜２６が設けられている
。

そして、前記移動案内部材２３に固定された前記第１の
エアーシリンダー２５によって、前記プローブベース３
０に近づく方向に移動案内部材２３すなわちＣＴＢ４０
を移動可能とし、前記支持ベース２１に固定された第２
のエアーシリンダー２６によって、前記プローブベース
３０を支持ベース２１側に移動可能としている。

次に、前記プローブベース３０について説明する。

前記プローブベース３０は、前記回路基板１の部品実装
面とは反対側のパターン面と接触する第１のプローブピ
ン３１を支持するベースである。

本実施例では、前記第１のプローブピン３１を縦。

横共に例えば１／］０ｉｎｃｈのピッチで、総数約２万
本をマトリクス状の各点に配列支持している。

このように、本実施例においてマトリクス状の各位置に
細分して第１のプローブピン３１を配置している理由は
、このプローブベース３０を各種回路基板１に共通に使
用できるようにするためである。

すなわち、電子部品の最少端子ピッチである１７１０１
ｎｃｈで縦横に第１のプローブピン３１を配置すること
で、回路基板１のパータンの相違に拘らず、このいずれ
かの第１のプローブピン３１を必要に応じて前記回路基
板ｌのパターン面に接触させることができ、プローブベ
ース３０の変更を要せずに各種回路基板１の検査に使用
することが可能となる。

前記第１のプローブピン３１は、第２図に詳図するよう
に、その両端に電気的に導通ずる接続片３２を有し、中
間部より上側にストッパー３３を備えている。そして、
前記接続片３２は、同図の矢印方向である軸方向の両端
側に突出付勢されるように、ダブルスプリングプローブ
ピンｊＲ造となっている。

この第１のプローブピン３１は、前記プローブベース３
０に形成した挿入穴３０ａに挿入され、かつ、前記スト
ッパー３３が前記挿入穴３０ａの上端に当接することで
、その自重によって所定位置に支持されるようになって
いる。

また、前記プローブベース３０の上面には、前記各第１
のプローブピン３１の配列位置に対応してガイド穴３５
ａを有するピンガイドプレート３５がプレートガイド３
６によって取り付は案内され、かつ、圧縮コイルスプリ
ング３７によって常時上方に付勢されている。そして、
前記ガイド穴３５ａに挿通されることにより、前記第１
のプローブピン３１を回路基板１のパターン面に正確に
接触できるように構成している。さらに、前記ピンガイ
ドプレート３５上には、回路基板１用のガイドピン３８
が垂直に立設され、前記基板１をピンガイドプレート３
５上で正確に位置決めできるようになっている。

次に、前記コネクターベース５ｏについて説明する。

このコネクターベース５０は、前記テスター１０のスプ
リング付きコンタクトプローブ１４と接触し、かつ、前
記ＣＴＢ４０の各種ピンと接触して、コネクターとして
の機能を有するベースであり、このベース５０には、前
記テスター１０のスプリング付きコンタクトプローブ１
４と対向する各位置に、第２のプローブピン５１が支持
されている。尚、この第２のプローブピン５１は、その
上端の接続片５２がスプリングによって常時上方に付勢
されている。また、図示していないが、このコネクター
ベース５０には、前記テスター１０のロケーティングピ
ン１２に挿通される被案内部材であるガイド穴が形成さ
れ、前記テスター側との正確な位置決めが成されるよう
になっている。

尚、このコネクターベース５０は、後述するように、テ
スター１０側に真空吸引されるので、テスター１０側へ
の空気の流入を防止する構造となっている。

次に、実動作状態における第２図を使用して、前記ＣＴ
Ｂ４０の構成について説明する。

このＣ’Ｔ’Ｂ４０には、前記プローブベース３０とコ
ネクターベース５０とを、各種基板１に共通に使用する
ため、４種類の接続ピンを各種回路基板１のパターンに
応じて配列支持するようになっている。

この４種類の接続ピンについて第２図を参照して説明す
ると、リフターピン４１とは、前記プローブベース３０
側の第１のプローブピン３１と接触してこれを上方に突
き上げる寸法であり、がっ、下方のコネクターベース５
０側の第２のプローブピン５１とは接触しない寸法に形
成されている。

コネクターピン４２とは、前記プローブベース３０側の
第１のプローブピン３１とは接触しない寸法であり、か
つ、下方のコネクターベース５０側の第２のプローブピ
ン５１とは接触してこれを下方に押し下げる寸法に形成
されている。

尚、前記リフターピン４１とコネクターピン４２とは、
接続電線４３によって電気的に接続されるようになって
いる。従って、前記リフターピン４１とコネクターピン
４２とを使用することで、上下に対向関係のない第１．
第２のプローブピン３１．５１を接続可能となっている
。

スルーピン４４とは、上下の第１．第２のプローブピン
３１．５１を共に突き上げ、押し下げる寸法となってい
て、上下に対向関係にある第１゜第２のプローブピン３
１．５１の接続を行うようになっている。

交換アダプターピン４５とは、寸法的には前記スルーピ
ン４４と同様に、上下の第１のプローブピン３１．５１
を突き上げ、押し下げる寸法であるが、その上端には上
面に導電層４６ａを形成した絶縁キャップ４６が装着さ
れている。この結果、前記第１のプローブピン３１と導
電１４６ａとは導通するが、交換アダプターピン４５と
前記第１のプローブピン３１とは絶縁されるようになっ
ている。

この交換アダプターピン４５は、２本を一対として使用
され、一方の交換アダプターピン４５の中間部に巻回し
た交換配線４７の端部を、他方の交換アダプターピン４
５の前記絶縁キャップ４６上の前記導電層４６ａに接続
して使用するようになっている。

この結果、回路基板１のパターンに接触する２本の第１
のプローブピン３１．３１を、前記一対の交換アダプタ
ーピン４５を使用することにより、上下関係に無い逆の
第２のプローブピン５１にそれぞれ接続できるようにな
っている。

次に、上記検査装置の作用について説明する。

まず、この検査装置に被検査体としての回路基板１をセ
ットし、セットされた回路基板１に固有の前記ＣＴＢ４
０を選択し、これを前記移動案内部材２３の移動レール
２４に挿入して装着する。

そして、このＣＴＢ４０を前記移動レール２４に沿って
移動させ、前記回路基板１がセットされるピンガイドプ
レート３５に対向する下方に配置する。

次に、第１のエアーシリンダー２５を駆動し、前記ＣＴ
Ｂ４０を保持する移動案内部材２３を上方に移動させる
。この後、前記第２のエアーシリンダー２６を駆動し、
前記プローブベース３ｏ及びＣＴＢ４０を一体的に下降
移動させる。

このような移動によって、第２図に示すような各稚ピン
の接続状態を確保することができる。

ここで、前記回路基板１と接触するプローブベース３０
上の第１のプローブピン３１とは、リフターピン４１に
突き上げられたもの、スルーピン４４に突き上げられた
もの、交換アダプターピン４５に突き上げられたものの
３種類である。他の第１のプローブピン３１は、前記ピ
ンガイドプレート３５よりも突出されることがないので
、回路基板１との接続が行われない。

ここで、本実施例では、前記第１のプローブピン３１を
、電子部品の最少端子ピッチでマトリクス状の各位置に
備え、セットされる回路基板１に固有の前記ＣＴＢ４０
の上述したピン４１，４４゜４５によって、接続が必要
な第１のプローブピン３１のみを突き上げて使用してい
る。

この結果、多種類の回路基板１をこの検査装置で使用す
る場合であっても、回路基板１に応じたＣＴＢ４０を予
め作成しておき、基板１に応じてこのＣＴＢ４０のみを
交換するだけで、他に何等の変更を要せずに検査装置を
兼用することができ、従来のように、回路基板１に合わ
せて多数の部品の変更を要し、また多数の部材を使用す
るものに比べれば、汎用性が大幅に向上し、検査者の負
担を格段に軽減することができる。

また、このようにプローブベース３０及びコネクターベ
ース５０を、回路基板１の種類に拘らず兼用する場合、
プローブベース３０の第１のプローブピン３１を、これ
と上下関係にあるコネクターベース５０上の第２のプロ
ーブピン５１に単純に接続することが、前記テスター１
０の検査機能との関係で制限されることがある。

そこで、゛本実施例では前記ＣＴＢ４０に４種類のピン
４１，４２．４４．４５を各種回路基板１に応じて配置
し、接続される第１．第２のプローブピン３１．５１の
関係を変更可能としている。

以上のように、テストフィクチャー２０における接続状
態の設定終了後、前記テスター１０のバキュームポート
１３によって真空吸引し、前記テストフィクチャー２０
の基台である支持ベース２１をテスター１０側に吸引し
、前記コネクターベース５０に支持されている第２のプ
ローブピン５１の下端を、前記テスター１０のスプリン
グ付きコンタクトプローブ１４に接触させる。

ここで、前記テスター１０によって、前記回路基板１に
通電を行い、所定の機能検査を実行することができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で社々の変形実施が可能である。

例えば、上記実施例装置に下記の各部材を付加し、検査
の確実性と作業性の向上とを確保するようにしてもよい
９すなわち、第４図に示すように、この検査装置の制御を
司どるＣＰＵ６０に下記の各部材を接続している。

まず、第１のセンサー６１は、前記第１のエアーシリン
ダー２５によって接続される１０−ブベース３０とＣＴ
Ｂ４０とのの接続状態を検出するものであり、このセン
サー６１としては、例えば第１のプローブピン３１とリ
フターピン４１とを使用し、この両ピン３１．４１の接
触抵抗が所定値以［になったことを検出するように構成
することができる。

第２のセンサー６２は、前記第２のエアーシリンダー２
６によって接続される３つのベース３０゜４０．５０の
接続状態を検出するものである。

この第２のセンサー６２としては、前記第１のセンサー
６１と同様に、各ベース３０，４０．５０に支持されて
いるピンのうち、例えば第１．第２のプローブピン３１
．５１とスルーピン４４とを使用することができ、この
間の接触抵抗が所定値以下となったことを検出するよう
に構成できる。

尚、上記第１．第２のセンサー６１．６２としては、上
述したようにベースに支持されたピンを利用するものに
限らず、光センサー等地の種々のセンサーを使用するこ
とができる。

駆動モータ６３は、前記ＣＴＢ４０を移動レール２４に
沿って自動搬送するものであり、例えば操作キー６４で
の入力に基づき駆動されるものである。また、第４図に
示す第１．第２のエアーシリンダー２５．２６は、第１
図に示したものと同一機能を有するものである。

ここで、検査を行うに際して、前記ＣＴＢ４０を移動レ
ール２４にセットし、前記操作キー６４を操作すると、
駆動モータ６３がＣＰＵ６０によって駆動され、前記Ｃ
ＴＢ４０を基板１と対向する位置まで自動搬送すること
になる。

次に、前記第１のエアーシリンダー２５がＣＰＵ６０に
よって駆動され、前記Ｃ’Ｔ’　Ｂ　４０をプローブベ
ース３０側に移動させることになる。

そして、前記第１のセンサー６１によって、上記両ベー
ス３０．４０のピンの接続状態が確認された後に、ＣＰ
Ｕ６０は第２のエアーシリンダー２６を駆動し、プロー
ブベース３０及びＣＴＢ４０を前記コネクターベース５
０側に移動することになる。

そして、その後、前記第２のセンサー６２によって、各
ベース３０，４０．５０のピンの接続状態が確認された
後に、以降の工程に移行することになる。

このように、各ベースの移動後に、センサーによって接
続状態を確認しているので、接続不良の下での検査を排
除することができ、常時確実な検査を実行することが可
能となる。また、ＣＴＢ４０を自動搬送することで、検
査のための負担が大幅に軽減される。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によればプローブベースと
コネクターベースは、検査対象なる回路基板の種類が変
わった場合にも共通に使用でき、この場合には各種基板
について予め作成された接続変換ベースのみを交換すれ
ばよいので、従来よりも汎用性が大幅に向上し、検査費
用の低減を図ることができる。

しかも、３稚のベースに支持されたピンの接続によって
、回路基板とテスターとを接続しているので、最短距離
での接続が可能となり、特に高周波において検査信号が
改善され、的確な検査を実行することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である回路基板多機能検査装
置におけるテストフィクチャーの概略断面図、第２図は第１図の検査装置におけるテストフィクチャー
での各種ピンの接続状態を、実動作状態において寸法的
に示す概略説明図、第３図は第１図のテストフィクチャーを用いた回路基板
検査装置の全体構成を示す概略斜視図、第４図は第１図
の実施例装置に適用される制御系のブロック図、第５図は従来の検査装置におけるテストフィクチャーの
構造を示す概略説明図である。１・・・回路基板、１０・・・テスター、２０・・・テ
ストフィクチャー、２１・・・支持ベース、２５・・・第１のエアーシリンダー、２６・・・第２のエアーシリンダー、３０・・・プローブベース、３１・・・第１のプローブピン、４０・・・接続変換ベース、４１・・・リフターピン、
４２・・・コネクターピン、４４・・・スルーピン、４
５・・・交換アダプターピン、５０・・・コネクターベース、５１・・・第２のプローブピン、６１．６２・・・センサー。代理人　弁理士　井　上　　−（他１名）第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回路基板をテストフィクチャー上に載置固定し、
このテストフィクチャーによつて回路基板とテスターと
を接続することで、回路基板の機能検査を行う回路基板
検査装置において、回路基板のパターン面と対向して配置され、所定ピッチ
でマトリクス状の各位置に第１のプローブピンを配列支
持したプローブベースと、テスターの各出力端子に接触可能に第２のプローブピン
を配列支持したコネクターベースと、前記プローブベー
スとコネクターベースとの間に配置され、検査対象の種
類に応じて前記第１のプローブピンを前記回路基板と接
触させ、かつ、前記第１，第２のプローブピンを電気的
に接続させる接続ピンを配列支持した接続変換ベースと
を有することを特徴とする回路基板検査装置。
（２）各ベースは、対向間距離を可変とするように相対
的にスライド自在に支持され、このスライド移動によっ
て、前記接続ピンにより第１のプローブピンを押し上げ
て回路基板と接触させ、かつ、前記接続ピンと第２のプ
ローブピンとを接触させて、回路基板とテスターとを接
続するものである特許請求の範囲第１項記載の回路基板
検査装置。
（３）接続変換ベースに支持される前記接続ピンとして
、前記第１のプローブピンを押し上げて回路基板と接触さ
せ、かつ、前記第２のプローブピンとは接触しないリフ
ターピンと、前記第１のプローブピンを押し上げずかつこのピンと接
触せず、第２のプローブピンに接触するコネクターピン
と、前記第１のプローブピンを押し上げ、かつ、第２のプロ
ーブピンに接触するスルーピンと、前記第１のプローブ
ピンを絶縁キャップを介して押し上げ、かつ、前記第２
のプローブピンと接触する一対の交換アダプターピンと
を有し、前記リフターピンとコネクターピンとの中間部
を電気的に接続し、かつ、一対の前記交換アダプターピ
ンの一方の中間部と、他方の交換アダプターピンによっ
て押し上げられる第１のプローブピンとを、前記絶縁キ
ャップ上に取り付けられた導電体を利用して相互に電気
的に接続して構成した特許請求の範囲第２項記載の回路
基板検査装置。
（４）各ベースは、支持ベースに支持され、この支持ベ
ースをテスター側に移動させて、前記第２のプローブピ
ンとテスターの出力端子とを接続する特許請求の範囲第
２項又は第３項記載の回路基板検査装置。
（５）支持ベースは、テスター側に配置された案内部材
と係合する被案内部材を有し、前記支持ベースの移動を
案内するように構成した特許請求の範囲第４項記載の回
路基板検査装置。
（６）接続変換ベースは、前記プローブベース及びコネ
クターベースに対してスライド移動可能な移動部材に支
持され、かつ、この移動部材に対して、前記回路基板に
対向する位置としない位置とにスライド移動自在に支持
されたものである特許請求の範囲第２項記載の回路基板
検査装置。
（７）プローブベースに対して接続変換ベースをスライ
ド移動する第１のエアーシリンダーと、支持ベースに固
定されたコネクターベースに対して前記プローブベース
をスライド移動させる第２のエアーシリンダーと、プローブベースの第１のプローブピンと接続変換ベース
の接続ピンとが接触したことを検知するセンサーとを有
し、このセンサーで接触が検知された後に、前記第２のエア
ーシリンダーを駆動するように構成した特許請求の範囲
第５項記載の回路基板検査装置。
（８）接続ピンによって第１，第２のプローブピンが接
続されたことを検知するセンサーを設けた特許請求の範
囲第７項記載の回路基板検査装置。