JPH04350578A - プロービング装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対のプローブをプリ
ント板に接触させて導通検査或いは抵抗値測定等を行う
プリント板試験装置に装備されるプロービング装置（プ
ローブ駆動装置）に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４（ａ）　と（ｂ）　は従来のプロー
ビング装置の構成を示す模式的側面図と構成部材の細部
構造を示す要部側断面図である。

【０００３】図４（ａ）　に示すように、このプロービ
ング装置は、図示しないプローブ位置決め機構によって
水平方向に移動可能に設けられた一対のプローブ誘導機
構５と、このプローブ誘導機構５上に配置されたモータ
３０によって上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向移動）に駆動さ
れる一対のプローブホルダ４０と、このプローブホルダ
４０に装着されたプローブ機構９の動作をシーケンス的
に制御する制御部５５を装備する。図中、６はプローブ
ホルダ４０を上下方向に誘導するガイドレール、２０は
プリント板６０を載置するための加工テーブル、３１は
モータ３０によって回転駆動される駆動ネジ、６１はプ
リント板６０上に設けられた配線パターン、Ｐは配線パ
ターン６１の形成間隔（パターン間隔）、Ｄはプローブ
機構９の外形寸法（直径）、Ｈは測定対象物の高さ（こ
の場合は加工テーブル２０の上面から配線パターン６１
の表面までの寸法）をそれぞれ示す。なお、この図４（
ａ）　は紙面の都合から“対となる形”で配置されるプ
ローブ誘導機構５とガイドレール６，モータ３０，駆動
ネジ３１はそれぞれ片方だけを図示している。

【０００４】図４（ｂ）　はプローブ機構９の細部構造
を示す要部側断面図である。プローブホルダ４０の先端
部分に装着される〔図４（ａ）　参照〕このプローブ機
構９は、ハウジング９ｂと、このハウジング９ｂ内を矢
印Ｄ−Ｕ方向に移動可能に設けられたプローブピン９ａ
と、このプローブピン９ａを矢印Ｄ方向に付勢するコイ
ルバネ９ｃと、ケーブル９ｄとによって構成されている
。なお、前記図４（ａ）　にはこのケーブル９ｄが図示
されていないが、このケーブル９ｄは前記プローブピン
９ａと前記制御部５５を電気的に接続するためのもので
ある。

【０００５】以下図４（ａ）　に基づいて加工テーブル
２０上に載置されたプリント板６０の導通検査や抵抗測
定（以下測定と称する）を行う際の手順を述べる。なお
、この説明は図示しないプローブ位置決め機構によって
各プローブ誘導機構５が所定位置に誘導されてプローブ
ピン９ａがそれぞれ対応する配線パターン６１の上方に
位置決めされた時点から始める。 ■．　プローブピン９ａの位置決めが完了すると、モー
タ３０が作動して各プローブホルダ４０に装備されてい
るプローブ機構９を待機位置Ｈ０から測定位置Ｈ１まで
移動させる。 このプローブ機構９の矢印Ｄ方向移動によってプローブ
機構９に装備されているプローブピン９ａはプリント板
６０の配線パターン６１に接触する。なお、プローブピ
ン９ａと配線パターン６１間に働く接触力は、コイルバ
ネ９ｃのバネアクション（復元力）によって生じる。図
中、Ｚはプローブ機構９の移動量を示すが、このプロー
ブ機構９の移動量Ｚは測定対象物の高さＨ（加工テーブ
ル２０の面から配線パターン６１の表面までの寸法）を
基準に設定される。 ■．　プローブピン９ａと配線パターン６１が接触した
時点でモータ３０が停止し、測定が行われる。 ■．測定が終了すると再びモータ３０が作動して各プロ
ーブホルダ４０を上方（矢印Ｕ方向）に引き上げる。こ
の操作によってプローブ機構９は待機位置Ｈ０に戻る。

【０００６】以上の説明から明らかなように、従来のプ
ロービング装置は、プローブ機構９に内蔵されているコ
イルバネ９ｃのバネアクション（復元力）を利用して配
線パターン６１にプローブピン９ａを接触させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のプロービング装
置は、プローブ機構９に内蔵されているコイルバネ９ｃ
のバネアクションを利用して配線パターン６１にプロー
ブピン９ａを圧接させるようになっていることから、コ
イルバネ９ｃはこのプロービング装置にとって不可欠な
構成部材である。しかし、このコイルバネ９ｃはその形
状からこれを或る限度以上に小型化（小径化）すること
はできない。従って、このコイルバネ９ｃを内蔵するプ
ローブ機構９の外形寸法（直径）Ｄを縮小するには限界
がある。一方，最近のプリント板６０は高密度実装ニー
ズを反映して配線パターン６１間の間隔Ｐ（以下パター
ン間隔Ｐと呼ぶ）が大幅に縮小される傾向にあるため、
プローブ機構９の外形寸法Ｄの方がパターン間隔Ｐより
も大きい（Ｄ＞Ｐ）プリント板が殆どである。このため
、従来のプロービング装置は隣接する配線パターン６１
間の測定を行うことができない（二つのプローブ機構９
同志が衝突する）。

【０００８】また、このプロービング装置は、“測定対
象物の高さＨが変化しないことを前提”として配線パタ
ーン６１とプローブピン９ａ間に働く接触力の制御を行
うようになっていることから、測定対象物の高さＨが異
なる場合はプローブピン９ａの位置決め制御が当然複雑
化する。

【０００９】このように、隣接する配線パターン６１間
の測定が不可能であったり，或いは測定対象物の高さＨ
が異なる場合の位置決め制御が複雑であるということは
、プリント板試験装置にとっては致命的ともいえる欠陥
である。

【００１０】本発明は、プローブピンを保持する保持部
材の姿勢を制御することでプローブピンと被測定物との
接触力が制御される装置構成とすることによってその機
能を格段に向上させたプロービング装置を実現しようと
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によるプロービン
グ装置は、図１に示すように、水平方向に位置移動可能
に設けられたプローブ誘導機構５に保持されて上下動を
行うプローブホルダ１０と、このプローブホルダ１０に
よって揺動可能に支持された揺動棹３と、一方の端部に
プローブ１を装備し，他方の端部に平衡錘１５を装備し
てなる当該揺動棹３の姿勢変化を検出する変位検出セン
サ７と、この変位検出センサ７からの信号によって前記
プローブホルダ１０を上下方向に駆動するモータ３０の
動作を制御する制御部５０とを具備し、前記揺動棹３の
姿勢対応に前記プローブホルダ１０の上下方向位置の制
御を行う。

【００１２】

【作用】このプロービング装置は、プローブ１を揺動可
能に保持する揺動棹３の姿勢対応にプローブホルダ１０
の上下方向（矢印Ｕ−Ｄ方向）の位置決めを行う方式で
あることから、測定対象物（この場合は配線パターン６
１がこれに該当する）の高さＨが個々に異なっていても
測定対象物（配線パターン６１）とプローブ１間に働く
接触力に変化が生じない。また、このプローブ１は従来
のプローブピン９ａ〔図４（ｂ）　参照〕とは根本的に
その構造が異なることから、その直径ｄを必要に応じて
縮小することができる。従ってプローブ１同志が干渉し
合って測定が不可能になるといった現象は一切発生しな
い。

【００１３】

【実施例】以下実施例図に基づいて本発明を詳細に説明
する。図１は本発明の一実施例を示す模式的要部側面図
、図２（ａ）　と（ｂ）　は本発明に用いる構成部材の
一構造例を示す模式的斜視図と側面図、図３（ａ）　と
（ｂ）　は本発明に用いる構成部材の一変形例を示す模
式的側面図と斜視図であるが、前記図４と同一部分には
それぞれ同一符号を付している。

【００１４】図１に示すように、このプロービング装置
は、水平方向に位置移動可能に設けられたプローブ誘導
機構５に保持されて矢印Ｕ−Ｄ方向に駆動されるプロー
ブホルダ１０と、このプローブホルダ１０によって矢印
Ｒ−Ｒ’方向に揺動可能に支持された揺動棹３と、一方
の端部にプローブ１を装備し，他方の端部に平衡錘１５
を装備してなる当該揺動棹３の姿勢変化を検出する変位
検出センサ７と、この変位検出センサ７からの信号に基
づいてモータ３０を制御する制御部５０とを具備し、前
記揺動棹３の姿勢対応に前記プローブホルダ１０の上下
方向位置の制御を行うようになっている。

【００１５】前記揺動棹３は支持軸２を回転中心として
矢印Ｒ−Ｒ’方向に揺動可能に構成された部材で、一方
の端部側にプローブ１を装備し、他方の端部側に前記支
持軸２を含む形で平衡錘１５を装備する。この揺動棹３
はプローブ１及びこれを支持する部分の重量の方が平衡
錘１５側の重量よりも重いので平常時はプローブ１側が
矢印Ｒ方向に傾斜している。なお、この揺動棹３の構造
については後述する。

【００１６】次に変位検出センサ７であるが、プローブ
ホルダ１０上に配置されたこの変位検出センサ７は、例
えば発光部と受光部とからなる光センサである。この変
位検出センサ７は支持軸２を回転中心としてその先端部
が矢印Ｒ−Ｒ’方向に揺動する前記揺動棹３の姿勢の変
化を当該変位検出センサ７と揺動棹３間の距離αの変化
によって検出する。

【００１７】以下図１に基づいてこのプロービング装置
の動作を説明する。なお、この説明は各プローブ誘導機
構５の誘導によってプローブ１がそれぞれ対応する配線
パターン６１の上方に位置決めされた時点から始める。 ■．　プローブ１の位置決めが完了すると、モータ３０
が作動して各プローブホルダ１０によって揺動可能に保
持されている揺動棹３を下方（矢印Ｄ方向）に移動させ
る。この揺動棹３の矢印Ｄ方向移動によってプローブ１
は加工テーブル２０上に載置されたプリント板６０の配
線パターン６１に接触する。なお、このプローブホルダ
１０の矢印Ｄ方向駆動は、揺動棹３が水平姿勢になって
プローブ１と配線パターン６１間に所定の接触力が生じ
るまで続行される。この揺動棹３が水平姿勢になったか
否かは変位検出センサ７によって検出される。 ■．　揺動棹３が水平姿勢になった時点でモータ３０を
停止させて測定を行う。 ■．測定が終了すると再びモータ３０が作動して各プロ
ーブホルダ１０を上方（矢印Ｕ方向）に引き上げる。こ
の操作によってプローブ１は待機位置に戻る。

【００１８】以上の説明から明らかなように、このプロ
ービング装置は、揺動棹３の姿勢を制御することによっ
てプローブ１と配線パターン６１間に働く接触力を制御
する方式であることから、プローブ１の寸法（直径）ｄ
を殆ど無制限に縮小することができる。従ってこのプロ
ーブ１はパターン間隔Ｐの狭いプリント板６０を測定す
る場合は特に有利である。なお、このプロービング装置
は、同様の理由で測定対象物の高さＨが個々に異なる場
合でも測定が可能である。

【００１９】次に図２（ａ）　と（ｂ）　に基づいて本
発明に用いる構成部材（揺動棹３）の構造を説明する。 図２（ａ）　と（ｂ）　に示すように、この揺動棹３は
、一方の端部に円錐形のプローブ１を装備し、他方の端
部に支持軸２を含む形で平衡錘１５を装備する。支持軸
２を回転中心として矢印Ｒ−Ｒ’方向に揺動可能に構成
されたこの揺動棹３は、プローブ１装着側の重量の方が
平衡錘１５装着側の重量よりも重くしてある（重心がプ
ローブ１装着側に偏っている）ので平常時の姿勢は２点
鎖線で示すようにプローブ１装着側に傾斜している。こ
のように当該揺動棹３の姿勢をプローブ１装着側に傾斜
させているのは、この揺動棹３が水平姿勢になった時に
プローブ１の先端に矢印Ｒ方向の力が作用するようにす
るためである。

【００２０】なお、この揺動棹３が水平姿勢になった時
に矢印Ｒ方向にどの程度の力が作用するようにするか（
測定を行う時にプローブ１と測定対象物＝配線パターン
６１との間にどの程度の接触力が作用するか）は測定条
件によって異なるので特定しない。

【００２１】プローブ１の先端に生じる矢印Ｒ方向の力
を測定する方法の一つに図２（ｂ）　に示す方法がある
。この方法は揺動棹３が水平姿勢になった時の矢印Ｒ方
向の力をテンションゲージ８０で測定するという極めて
簡単な方法である。なお、プローブ１の先端に生じるこ
の力を調整するには平衡錘１５の重心点位置Ｏを変えて
やれば良いわけである。

【００２２】図３（ａ）　と（ｂ）　は前記揺動棹の一
変形例を示す模式的側面図と斜視図である。この揺動棹
３Ａは、平衡錘１５Ａ上に複数個の重心点調整孔１６を
装備している。この揺動棹３Ａは、重心点調整孔１６の
中に充填材１７を適宜挿入することによって当該揺動棹
３Ａの平常時の姿勢が決まる。このタイプの平衡錘１５
Ａを装備した揺動棹３Ａは平常時の姿勢を容易に調整し
得るという利点がある。なお、前記充填材１７には例え
ば鉛，鉄等が使用される。

【００２３】以上説明したように、このプロービング装
置は、プローブを殆ど無制限に小型化し得ることから、
パターン間隔の狭いプリント板に対しても支障無く測定
を行うことができる。また、このプロービング装置は測
定対象物の高さとは無関係に測定を行うことができるの
で、測定点の高さが個々に異なる測定対象物に対しても
複雑な制御手段を用いることなしにこれを測定すること
ができる。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるプロービング装置は、プローブの小型化が可能で
ある上、測定対象物の高さとは無関係にこれら測定対象
物にプローブを接触させることができるので、測定点の
高さが個々に異なる測定対象物に対する測定作業が著し
く効率化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の一実施例を示す模式的要部側面図
である。

【図２】　　本発明に用いる構成部材の一構造例を示す
模式的斜視図と側面図である。

【図３】　　本発明に用いる構成部材の一変形例を示す
模式的側面図と斜視図である。

【図４】　　従来のプロービング装置の構成を示す模式
的側面図と構成部材の細部構造を示す要部側断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　プローブ ２　　支持軸 ３，３Ａ　　揺動棹 ５　　プローブ誘導機構 ６　　ガイドレール ７　　変位検出センサ ９　　従来のプローブ機構 １０，４０　　プローブホルダ １５　　１５Ａ　　平衡錘 １６　　重心点調整孔 １７　　充填材 ２０　　加工テーブル ３０　　モータ ３１　　駆動ネジ ５０，５５　　制御部 ６０　　プリント板 ６１　　配線パターン ８０　　テンションゲージ Ｏ　　平衡錘の重心点 Ｏ１　　　支持軸の中心 Ｐ　　パターン間隔 Ｈ　　測定対象物の高さ Ｄ　　従来のプローブ機構の直径 ｄ　　プローブの直径

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　プローブ（１）　をプリント板（６０
   ）の配線パターン（６１）に接触させて導通検査或いは
   抵抗値測定等を行うプリント板試験装置に装備されるプ
   ロービング装置であって、水平方向に位置移動可能に設
   けられたプローブ誘導機構（５）　に保持されて上下動
   を行うプローブホルダ（１０）と、このプローブホルダ
   （１０）によって揺動可能に支持された揺動棹（３）　
   と、一方の端部に前記プローブ（１）　を装備し，他方
   の端部に平衡錘（１５）を装備してなる当該揺動棹（３
   ）　の姿勢変化を検出する変位検出センサ（７）　と、
   この変位検出センサ（７）　からの信号によって前記プ
   ローブホルダ（１０）を上下方向に駆動するモータ（３
   ０）の動作を制御する制御部（５０）とを具備し、前記
   揺動棹（３）　の姿勢対応に前記プローブホルダ（１０
   ）の上下方向位置の制御を行うようにしたことを特徴と
   するプロービング装置。
2. 【請求項２】　　揺動棹（３）　の重心位置を調整する
   ための重心点調整孔（１６）を備えた平衡錘（１５Ａ）
   を装備してなることを特徴とする請求項１記載のプロー
   ビング装置。