JPH02150773A - インサーキットテスタ用試験治具のプローブピン構造 - Google Patents

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】 概要 インサーキットテスタ用試験治具のプローブピン構造に
関し、 長期間にわたり安定した接触力を得ることができるとと
もに、高温下でのインサーキットテストを可能にするこ
とを目的とし、 ベースプレート及びトッププレートを有する試験治具の
ベースプレートに固定され、トッププレート上に載置さ
れたプリント配線板ユニットのインサーキットテストを
行う際に使用される試験治具のプローブピンにおいて、
ベースプレートにその周囲に開口部を有するスリーブを
固定するとともに、該スリーブの一端部にインサーキッ
トテスタに電気的に接続される接続端子を設け、該スリ
ーブ内に大径部とクラウン部を有するコンタクトピンを
、該クラウン部がスリーブの他端部から突出するように
摺動自在に設け、前記接続端子とコンタクトピンの大径
部との間に所定温度で伸長してコンタクトピンのクラウ
ン部をプリント配線板ユニットのテストポイントに圧接
させる形状記憶合金部材を介装するとともに、コンタク
トピンの大径部とスリーブの他端部との間にノくイアス
用のバネを介装して構成する。

産業上の利用分野 本発明はインサーキットテスタ用試験治具のプローブピ
ン構造に関する。

従来、プリント板ユニットの部品取付ミス、取付忘れ等
の組立不良あるいは搭載済み部品不良は、作業者が目視
チエツクした後、その後の工程である機能テスト工程に
送るのが通常の方法である。

しかし、近年、プリント板１枚に搭載される部品点数の
増加に伴い、必ずしも能率のよい目視チエツクができず
、更に上述の部品不良の方は目視チエツクでは摘出でき
ないため、次工程で初めて発見されるのが普通であり、
この場合は目視チエツク工程が無駄となる不都合がある
。このため、このような不良を自動的にチエツクする目
的でインサーキットテスタが用いられるようになってき
た。

このインサーキットテスクは、部品が既に搭載され半田
付けの終わったプリント板ユニットをテスタの治具に装
着すると、逐次自動的に搭載部品のチエツクを行い、配
線不良、組立不良、部品不良等を自動的に検査するもの
である。即ち、インサーキットテスタでは被試験プリン
ト板ユニットの被試験点であるテストポイント（部品相
互間の電気的な接続点）に同時に多数のプローブピンを
押し付け、テストは測定しようとする部品毎にテスタの
測定回路を動作させ、一部品ずつシリアルに行うもので
ある。

従来の技術 従来のインサーキットテスタ用試験治具について第４図
乃至第６図を参照して説明する。第４図は作動前の従来
例断面図であり、第５図は作動中の従来例断面図である
。１は試験治具のベースプレートであり、このベースプ
レートの上面には複数個の緩衝部材１ａが固着されてい
るとともに、第６図を参照して後に詳述する複数のプロ
ーブピン２のレセプタクルが固着されている。プローブ
ピン２はコード３を介して図示しないインサーキットテ
スタに接続されている。ベースプレート１にはコイルバ
ネ４を介してトッププレート５が取り付けられており、
トッププレート５にはプローブピン２が挿入される貫通
孔５ａが設けられている。さらに、トッププレート５に
は電子部品６の搭載された被試験プリント板ユニット７
が搭載されるようになっている。ベースプレート１とト
ッププレート５の間には減圧室８が画成されており、こ
の減圧室８は通路９を介してコンプレッサ等のバキュー
ム吸引手段に連通されている。

次に第６図を参照してプローブピン２の詳細構造につい
て説明する。プローブピン２のレセプタクルｌＯには外
向き突起ｌ口ａと内向き突起１０ｂが形成されており、
外向き突起１０ａを治具のベースプレート１に係合する
ことによりレセプタクル１０がベースプレート１に固着
されている。

レセプタクル１０内にはスリーブ１１が挿入されており
、レセプタクル１０の内向き突起１０ｂがスリーブ１１
のストッパーとしての役目をしている。スリーブ１１の
上端部にはコンタクトピン１２が挿入される貫通孔１１
ａが形成されているとともに、その下端部１１ｂは絞ら
れており、コンタクトピン１２とスリーブ１１の下端部
１１ｂとの間に加圧バネ１３が介装されている。コンタ
クトピン１２はクラウン部１２ａを有しており、このク
ラウン部１２ａが電子部品６のリード１４の先端部に所
定圧力で当接するようになっている。

一方、レセプタクル１０の下端部には接続端子１５が固
着されており、この接続端子１５にコード３がラッピン
グ接続されている。

然して、電子部品６の搭載されたプリント板ユニット７
のインサーキットテストを行うには、バキューム吸引手
段により第５図の矢印Ｂの如く減圧室８内の空気を吸引
すると、大気圧に押されてトッププレート５が圧縮バネ
４に抗して矢印Ａの如く下降し、プローブビン２のコン
タクトビン１２のクラウン部１２ａが電子部品６のリー
ド１４に所定圧力で当接する。この状態で測定しようと
する部品毎にインサーキットテスタの測定回路を動作さ
せ、一部品ずつシリアルに部品実装検査、パターン及び
半田付けの短絡、断線等の検査を行うようにしている。

発明が解決しようとする課題 従来のプローブビンは第６図に示すような構造であるた
め、コンタクトピン１２とスリーブ１１の貫通孔１１ａ
との間及び加圧バネ１３とスリーブ１１の内面との間に
摺動部が存在し、この摺動部が摩耗するため設計値約１
万回程度の寿命であるが、実際にはクラウン部１２ａが
リード１４の先端部に片当たり等するため、設計値より
もはるかに少ない回数でプローブピンを交換する必要が
あった。

また、プリント配線板上のリード１４の先端部等のコン
タクトポイントとプローブビンとの接触を取るために１
ピン当たり５０〜２００ｇ程度の接触圧力を必要とし、
プリント配線板全体の抑え力を１００Ｋｇ〜２００Ｋｇ
必要とするために、減圧室をバキュームで吸引する構成
をとっていた。このために、トッププレートとベースプ
レートにバキューム吸引効果を妨げる穴や隙間を開ける
ことができず、密閉構造にしなければならなかった。

更に、バキューム吸引によりコンタクトピンをプリント
配線板のコンタクトポイントに接触させているため、比
較的高温度（６０℃〜８０℃程度）でのインサーキット
テストは不可能であった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、長期間にわたり安定した接触力
を得ることができるとともに、高温下でのインサーキッ
トテストを可能としたインサーキットテスタ用試験治具
のプローブビン構造を提供するとこである。

課題を解決するための手段 試験治具のペースプレートにその周囲に開口部を有する
スリーブを固定し、このスリーブの一端部にインサーキ
ットテスタに電気的に接続される接続端子を設けるとと
もに、スリーブ内に大径部とクラウン部を有するコンタ
クトピンを、該クラウン部がスリーブの他端部から突出
するように摺動自在に設ける。そして、接続端子とコン
タクトピンの大径部との間に所定温度で伸長してコンタ
クトピンのクラウン部をプリント配線板ユニットのテス
トポイントに圧接させる形状記憶合金部材を介装すると
ともに、コンタクトピンの大径部とスリーブの他端部と
の間にバイアス用のバネを介装して構成する。

作　　　用 試験治具内に所定温度の熱気を導入すると、形状記憶合
金部材が変態により伸長して、コンタクトピンがスリー
ブ内で押し上げられ、コンタクトピンのクラウン部がプ
リント配線板ユニットのコンタクトポイントに所定圧力
で圧接される。この状態でコンタクトポイントはコンタ
クトピン、形状記憶合金部材、接続端子及び配線コード
を介してインサーキットテスタに接続されたことになり
、インサーキットテスタの測定回路を動作させて、被試
験プリント板ユニットに搭載されている一部品ずつ逐次
的にインサーキットテストを実行する。

インサーキットテストが終了すると、試験治具内に冷気
を導入する。これにより形状記憶合金部材が変態点以下
に冷却されるとともに、バイアス用のバネの力により収
縮するため、コンタクトピンのクラウン部がプリント配
線板ユニットのコンタクトポイントから離れる。

このように本発明ではコンタクトピンを移動させるため
に形状記憶合金部材の変態に伴うカを使用しているため
に、摺動による接触抵抗は殆ど発生することなく長期間
にわたり安定した接触力を得ることができる。また、従
来のバキューム吸引式の試験治具では不可能であった高
温下でのインサーキットテストが可能となる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第３図は本発明実施例のプローブビンを採用した試験治
具２０の断面図を示している。２２は治具本体であり、
この治具本体２２にはベースプレート２４とトッププレ
ート２６が固定されている。

ベースプレート２４には後で詳細に説明する複数のプロ
ーブビン２８のスリーブが固着されている。

３０は電子部品３２の搭載されたプリント配線板ユニッ
トであり、図示しない位置決め手段及び装着手段により
トッププレート２６に位置決めされて装着されている。

３４は治具本体２２とともにエアーチャンバーを画成す
るカバーであり、治具本体２２に固定されている。カバ
ー３４の内面には緩衝部材３６が固定されており、この
緩衝部材３６にはプリント配線板ユニット３０を押さえ
るための複数個の押さえパッド３８が取り付けられてい
る。

治具本体２２には外部と連通ずる通路２２ａが設けられ
ており、この通路２２ａにはホース４０が接続されてい
る。特に図示しないがホース４０は熱気源又は冷気源に
切換接続可能であり、試験治具２０のエアーチャンバー
内にはホース４０及び通路２２ａを介して熱気又は冷気
が選択的に導入される。治具本体２２の反対側にも外部
と連通ずる通路２２ｂが形成されており、この通路２２
ｂを介してエアーチャンバー内の熱気又は冷気が排出さ
れるようになっている。各々のプローブビン２８は配線
コード４２　（布線）に接続されてふり、配線コード４
２はコネクタ４４及びコード４６を介して図示しないイ
ンサーキットテスタに接続されている。

次に第１図を参照して本発明のプローブビンの一実施例
について詳細に説明する。第１図（Ａ）は非動作状態の
実施例断面図を示しており、（Ｂ）は動作状態をそれぞ
れ示している。４８はプローブビン２８のスリーブであ
り、その周囲に複数の開口部４８ａが形成されている。

スリーブ４８には更に、その中間部分に絞り部４８ｂと
、下端部分に突起４８ｃが形成されており、この突起４
８Ｃがベースプレート２４に設けられた取付孔２４ａの
壁面に係合することにより、プローブビン２８がベース
プレート２４に固着される。スリーブ４８の上端部はト
ッププレート２６に設けられた貫通孔２６ａ中に挿入さ
れている。−スリーブ４８中には大径ｇＢ５０ａ及びク
ラウン部５０ｂを有するコンタクトピン５０が収容され
ている。スリーブ４８の下端部には接続端子５２が設け
られており、この接続端子５２には配線コード４２がラ
ッピング又は半田付けにより接続されている。

コンタクトピン５０の大径部５０ａと接続端子５２との
間には、形状記憶合金部材５４が介装されている。一般
的に形状記憶合金は電気伝導性がそれほど優れていない
ため、形状記憶合金部材５４の表面は電気伝導性のよい
貴金属で被覆されている。電流は部材の表面近くを多く
流れるため、このように貴金属で部材表面を被覆するこ
とにより、形状記憶合金部材５４の電気抵抗を非常に小
さくすることができる。形状記憶合金部材５４の上端部
はコンタクトピン５０の大径部５０ａに溶接又は圧接等
により固着されており、その下端部は接続端子５２に同
じく溶接又は圧接等により固着されている。また、スリ
ーブ４８の上端部とコンタクトピン５０の大径部５０ａ
との間にはバイアス用のバネ５６が介装されており、常
温状態でコンタクトピン５０のクラウン部５０ｂがスリ
ーブ４８の上端部から突出するように、形状記憶合金部
材５４及びバイアスバネ５６の寸法等が規定されている
。またバイアスバネ５６のバネ力は形状記憶合金部材５
４の変態による力よりも十分に弱く、且つ冷却された場
合形状記憶合金部材５４を元の状態に収縮させ得るよう
に、そのバネ定数が規定されている。

上述した実施例の動作について以下に説明する。

試験すべきプリント配線板ユニット３０を位置決めして
トッププレート２６の所定位置に装着した後、ホース４
０を介して熱気を試験治具２０内部に画成されたエアー
チャンバー内に導入する。

このエアーチャンバーはトッププレート２６により第１
エアーチヤンバー５８と第２エアーチヤンバー６０に分
割されているが、両エアーチャンバーはトッププレート
２６に設けられた複数の連通孔２６ｂにより連通されて
いる。第１エアーチヤンバー５８内に導入された熱気は
スリーブ４８の開口部４８ａを介してスリーブ内に入り
形状記憶合金部材５４を加熱する。形状記憶合金部材５
４が変態点以上の温度に加熱されると、形状記憶合金部
材５４は変態により第１図（Ｂ）に示すように伸長し、
コンタクトピン５０を上方に突き上げる。この突き上げ
力によりコンタクトピン５０のクラウン部５０ｂがプリ
ント配線板ユニット３０に搭載されている電子部品３２
のリード３３の先端部に所定圧力で当接する。これによ
りリード３３は、コンタクトピン５０、形状記憶合金部
材５４、接続端子５２、配線コード４２、コネクタ４４
及びコード４６を介してインサーキットテスタに接続さ
れたことになり、インサーキットテスタの測定回路を動
作させて、被試験プリント板ユニット３０に搭載されて
いる一部品ずつ逐次的にインサーキットテストを実行す
る。

インサーキットテストが終了すると、図示しない切換手
段を作動させてホース４０を介して冷気をエアーチャン
バー５８．６０内に導入する。形状記憶合金部材５４が
変態点温度以下に冷却されると、バイアスバネ５６によ
りコンタクトピン５０の大径部５０ａが下方に押される
ため、形状記憶合金部材５４は第１図（Ａ）に示す元の
位置に収縮する。このプローブピン２８の伸長及び収縮
の様子が第２図に模式的に示されている。

上述した本実施例によれば、コンタクトピンを駆動する
のに形状記憶合金部材の変態力を利用しているため、摺
動による接触抵抗を非常に小さくすることができ、長期
間にわたり安定した接触力を得ることができる。また従
来のバキューム吸引式の試験治具では不可能であった比
較的高温下（６０℃〜８０℃）でのインサーキットテス
トを実施できるため、過酷な条件下でのテストにより試
験結果の信頼性を向上することができる。

また上述した実施例ではホースを介して熱気及び冷気を
選択的に試験治具のエアーチャンバー内に導入している
が、試験治具をレールに沿ってテスト領域まで搬送し、
レール内に設けた溝を介して熱気又は冷気をエアーチャ
ンバー内に導入するようにしてもよい。

発明の効果 本発明のプローブピン構造は以上詳述したように構成し
たので、被試験プリント板ユニットのコンタクトポイン
トと長期間にわたり安定した接触力を得ることができる
。また、プリント板ユニットとプローブピンが同−雰囲
気内に収められるために、バキューム式では実現困難で
あった高温下でのインサーキットテストを極めて容易に
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の断面図であり、（Ａ）は非作動
状態を、（Ｂ）は動作状態をそれぞれ示している。 第２図はプローブピンの作用を模式的に示す説明図、 第３図は本発明実施例のプローブピンを採用した試験治
具断面図、 第４図は作動前の従来例断面図、 第５図は作動中の従来例断面図、 第６図は従来のプローブピン断面図である。 ０・・・試験治具、 ２・・・治具本体、 ４・・・ベースプレート、 ６・・・トッププレート、 ８・・・プローブピン、 ０・・・被試験プリント板ユニット、 １・カバー ・・・ホース、 ・・・スリーブ、 ・・・コンタクトビン、 ｂ・・・クラウン部、 ・・・接続端子、 ・・・形状記憶合金部材、 ・・・バイアスバネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　ベースプレート（２４）及びトッププレート（２６）
   を有する試験治具のベースプレート（２４）に固定され
   、トッププレート（２６）上に載置されたプリント配線
   板ユニット（３０）のインサーキットテストを行う際に
   使用される試験治具のプローブピンにおいて、ベースプ
   レート（２４）にその周囲に開口部（４８ａ）を有する
   スリーブ（４８）を固定するとともに、該スリーブ（４
   ８）の一端部にインサーキットテスタに電気的に接続さ
   れる接続端子（５２）を設け、該スリーブ（４８）内に
   大径部（５０ａ）とクラウン部（５０ｂ）を有するコン
   タクトピン（５０）を、該クラウン部（５０ｂ）がスリ
   ーブ（４８）の他端部から突出するように摺動自在に設
   け、 前記接続端子（５２）とコンタクトピン（５０）の大径
   部（５０ａ）との間に所定温度で伸長してコンタクトピ
   ンのクラウン部（５０ｂ）をプリント配線板ユニット（
   ３０）のテストポイントに圧接させる形状記憶合金部材
   （５４）を介装するとともに、 コンタクトピンの大径部（５０ａ）とスリーブ（４８）
   の他端部との間にバイアス用のバネ（５６）を介装した
   ことを特徴とするインサーキットテスタ用試験治具のプ
   ローブピン構造。