JPH065263B2 - プリント回路基板検査装置の変換治具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ）産業上の利用分野 本発明はプリント回路基板検査装置の変換治具に関し、
詳しくは、必ずしも全試験点がオングリッド状に配置さ
れていないチップ部品を未実装のプリント回路基板（ベ
アボード）の検査時に使用し、プリント回路基板検査装
置のテストヘッドと被検査用プリント回路基板との間に
介挿して被検査用プリント回路基板上の各試験点と、こ
れらと個々に対応するテストヘッドのオングリッド状の
各電極部とを導通せしめる変換治具に関する。

ロ）従来の技術 プリント回路基板は、チップ部品が実装される前に、プ
リント回路基板上に設ける部品取付用穴（スルーホー
ル）や半田のパッド（フラットパッケージ型ＩＣ等の取
付に使う）の位置あるいはこれらを接続する回路パター
ンに不良がないかどうかを、プリント回路基板上の全ス
ルーホール及びパッドを試験点にとってプリント回路基
板検査装置を用い検査している。

このプリント回路基板検査装置は、そのテストヘッドに
設けられる多数の電極部を被検査用プリント回路基板の
上記試験点に接触させ、これら試験点にテストヘッドの
電極部から電流を流し、その結果を検査装置本体の分析
検査部で分析して被検査用プリント回路基板の良否を判
定刷るものであり、検査装置のいわゆるユニバーサル形
式のテストヘッドには、多種のプリント回路基板を検査
できるように、プリント回路基板の技術分野において規
格化された２．５４mm（１００mill）のピッチで格子の
交点上に多数の電極部が設けられている。

なお、検査装置のテストヘッドの電極部には、通常、接
触子がスプリング性をもつスプリングプローブが用いら
れるが、近時、スプリング性のない固定端子群の先端表
面に異方性導電ゴムシートを配設した電極部が開発され
ている。

ところで最近、半導体製造技術の著しい進歩とともに、
電子部品は小型化され、またその端子間隔も小さくなる
傾向にあり、このため、電子部品が実装されるプリント
回路基板のスルーホールのピッチも小さくなり、ユニバ
ーサル形式の検査装置のテストヘッドに設けられる電極
部群の基本格子（２．５４mmピッチ）から外れるスルー
ホールやパッドが出現して来た。

なお、基本格子状に配置されたテストヘッドの各電極部
に対し、プリント回路基板のスルーホールやパッド等の
試験点に位置的に対応する状態、すなわち、テストヘッ
ドと被検査用プリント回路基板とを密着させたときに特
定の試験点とこれに対応する特定の電極部とが接触する
状態をオングリッドあるいはオングリッドの状態と言
い、両者が位置的に対応せずに接触不能な状態をオフグ
リッドの状態と言う。

したがって、上記の如く、スルーホールやパッドのピッ
チが細密化したプリント回路基板では、オフグリッドの
試験点とオングリッドの試験点とが混在することになり
（細分化の程度によりオングリッドとオフグリッドの試
験点の混在比率は異なり、オングリッドの試験点が全く
ないこともありうる。）、オングリッド状に電極部が配
置されているテストヘッドをそのまま使用しても検査が
不可能である。このため、テストヘッドと被検査用プリ
ント回路基板の間に変換治具を介在して検査可能にして
いる。

第９図は従来の変換治具を示すものである。第９図にお
いて、１０１は第１図の絶縁プレート、１０２は第２の
絶縁プレート、１０３は第３の絶縁プレートであり、こ
れら各絶縁プレートは間隔をおいて平行に設けられ、特
に第２の絶縁プレート１０２と第３の絶縁プレート１０
３との間隔が大きくとられている。

第１の絶縁プレート１０１は、被検査用のプリント回路
基板と対面してこれに接触するものであり、そこにはプ
リント回路基板の試験点の位置に対応して細孔１０４が
あけられている。また、第２の絶縁プレート１０２にも
第１の絶縁プレート１０１の細孔１０４の位置と対応さ
せて細孔１０５があけられている。

第３の絶縁プレート１０３は、検査装置のテストヘッド
と対面してこれに接触するものであり、そこにはテスト
ヘッドのオングリッド状に配置される電極部の位置に対
応して多数のソケット金具１０６が設けられている。

そして、１０７はピンであり、一端分を第３の絶縁プレ
ート１０３の所定のソケット金具１０６に装着するとと
もに、第２の絶縁プレート１０２及び第１の絶縁プレー
ト１０１の各々所定の細孔１０４，１０５に挿通して他
端部を第１の絶縁プレート１０１の表面より突出させて
いる。

なお、ピン１０７の他端部側にはスプリング１０８が配
設されている。

図示のように、４本のピン１０７のうち、両側の２本は
プリント回路基板のオングリッドの試験点と接触するも
のであり、中央の２本はオフグリッドの試験点と接触す
るものである。すなわち、プリント回路基板がオングリ
ッドにあるときは細孔１０４，１０５とソケット金具１
０６の位置が一致するためピン１０７は直伸状にセット
され、試験点がオフグリッドにあるときは細孔１０４，
１０５とソケット金具１０６に位置ずれがあるためピン
１０７は曲げられてセットされる。この装置に於て、第
２の絶縁プレート１０２を設ける意味は、ピン１０７を
第１の絶縁プレート１０１と第２の絶縁プレート１０２
の間で直伸させてピン１０７の他端部先端を被検査用プ
リント回路基板の試験点と直角に当接させ、正確に接触
できるようにするものであり、第２の絶縁プレート１０
２と第３の絶縁プレート１０３と間隔を大きくとるの
は、ピン１０７の曲強度を考慮してのことである。

従来は、被検査用プリント回路基板にオフグリッドの試
験点が存在する場合には、上記のような変換治具をテス
トヘッドと被検査用プリント回路基板の間にいれて使用
することで、検査を可能にしていた。

ハ）発明が解決しようとする問題点 上記のように構成される従来の変換治具は、基本的に、
ピン１０７に曲げを加えることオングリッドとオフグリ
ッドの位置ずれした対応点の間を導通させるものである
が、ピン１０７の曲強度の関係から、短い距離で急な曲
げができないため、ピン１０７の長さをある程度大きく
とって漸次曲げなければならないため、変換治具の高さ
が相当に大きくなって全体の形状が大きくなり、また多
数の長いピン１０７を使用し、また曲げたピン１０７を
支えるため絶縁プレートの厚くすること等から装置の重
量が大きくなり取扱上不便であり、価格も高くなる欠点
がある。

またプリント回路基板の試験点のピッチがさらに細密化
された場合には、ピン１０７自体の径も小さくしなけれ
ばならず、加えてピン１０７の曲げを大きくとらなけれ
ぱならないが、ピン１０７の径が小さくなれば、その
分、曲強度も小さくなるため、結局、従来の変換治具で
はプリント回路基板上の各試験点が微小ピッチ化される
と、ある限度以上は対応できないという欠点がある。

本発明は上記の従来装置の欠点を解決するものであり、
高さ及び形状を小さくでき、重量も軽量化でき、比較的
簡単な構造で安価に製作でき、またプリント回路基板の
微小ピッチの試験点にも対応して検査することができる
プリント回路基板検査装置の変換治具を提供することを
目的とする。

ニ）問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するための構成を、実施例に対応する
第３図ないし第６図を用いて説明すると、本発明のプリ
ント回路基板検査装置の変換治具は、必ずしも全数がオ
ングリッド状に配置されない被検査用プリント回路基板
１０上の試験点１１の位置に対応させ、軸方向に移動調
整可能として一端部２５，２５ａが上記試験点１１と接
触する互いに絶縁された多数の第１の接触ピン２４，２
４ａを備える第１の接触手段２１，２１ａと、プリント
回路基板検査装置１，１′のテストヘッド２のオフグリ
ッド状に配置された多数の電極部３の位置に対応し、か
つ、上記第１の接触手段２１，２１ａの第１の接触ピン
２４，２４ａと個々に対応関係をもち、軸方向に移動調
整可能として一端部３５，３５ａが上記電極部３と接触
する互いに絶縁された多数の第２の接触ピン３４，３４
ａを備える第２の接触手段３１，３１ａと、上記第１の
接触手段２１，２１ａ及び第２の接触手段３１，３１ａ
との間に配設し、個々に対応関係にある第１の接触手段
２１，２１ａの第１の接触ピン２４，２４ａと第２の接
触手段３１，３１ａの第２の接触ピン３４，３４ａとの
夫々他端部に２６，２６ａ，３６，３６ａに接触して両
者を導通させる導通部４３を、互いに絶縁して上記第１
の接触ピン２４，２４ａと第２の接触ピン３４，３４ａ
との対応する数だけ備える接続手段４１とから構成され
るものである。

ホ）作用 上記のように構成した本発明の変換治具２０，２０ａ，
２０ｂをプリント回路基板検査装置１，１′のテストヘ
ッド２と被検査用プリント回路基板１０との間に所定の
方向にセットしてこれらを互いに密着させると、第１の
の接触手段２１，２１ａの多数の第１の接触ピン２４，
２４ａが対応する被検査用プリント回路基板１０の対応
する試験点１１と一端部２５，２５ａで接触し、また第
２の接触手段３１，３１ａの多数の第２の接触ピン３
４，３４ａが対応するプリント回路基板検査装置１，
１′のテストヘッド２の電極部３と一端部３５，３５ａ
で接触し、対応関係にある第１の接触ピン２４，２４ａ
と第２の接触ピン３４，３４ａとは他端部２６，３６，
２６ａ，３６ａで接続手段４１，４１ａの特定の導電部
４３，４３ａに接触することにより、接続され、対応す
るプリント回路基板検査装置のテストヘッド２の電極部
３と被検査用プリント回路基板１０の試験点１１との導
通が変換治具２０，２０ａ，２０ｂを介してなされて検
査可能になる。

そして、第１の接触ピン２４，２４ａ及び第２の接触ピ
ン３４，３４ａは、軸方向に移動調整可能とされるた
め、さらに接続手段４１，４１ａの導電部４３，４３ａ
を導電性エラストマーとする場合には、導電部４３，４
３ａが弾性をもつため、第１の接触ピン２４，２４ａ及
び第２の接触ピン３４，３４ａの寸法誤差が吸収されて
接触各部が確実な接触となり、正確な検査が可能にな
る。

ヘ）実施例 以下、本発明の実施例を図面のついて説明する。

先ず、第１図及び第２図は、プリント回路基板検査装置
について説明する図であり、これら図に基いて検査装置
と被検査用プリント基板と変換治具との関係を簡単に説
明する。

第１図は押上テーブル１ａ上に位置決めして載置する被
検査用プリント回路基板１０を、下向きに固定されたテ
ストヘッド２に向って押付ける形式のプリント回路基板
検査装置である。テストヘッド２には下向きにしてオン
グリッド状に多数のスプリングプローブ（電極部３）が
配設されており、この各電極部３は配線６で図示しない
検査装置本体の分析検査部に接続されている。４は押上
テーブル１ａを駆動するシリンダー、５は押上テーブル
１ａ上で被検査用プリント回路基板１０の下に敷設する
緩衝材であり、本発明に係る変換治具２０は、テストヘ
ッド２の下面に位置決めしてセットされる。

また、第２図で図示するプリント回路基板検査装置１′
は、上向きに固定されたテストヘッド２上に被検査用プ
リント回路基板１０をセットして上方からプレスボード
７を押付する形式のものである。８はテストヘッド２を
固定するテスターテーブル、３はテストヘッド２に上向
きにしたオングリッド状に配設した多数のスプリングロ
ーブ（電極部）、６は各電極部３と図示しない測定器と
を接続する配線、４はプレスボード７を押下げるシリン
ダー、９はプレスボード７の表面に配設した緩衝材であ
り、本発明に係る変換治具２０は、テストヘッド２と被
検査用プリント回路基板１０の間に位置決めしてセット
される。

なお、前述のように、テストヘッド２の電極部３には、
コンタクトプローブの他に固定端子と異方導電性ゴムシ
ートとを組合わせたものも使用される。

次に本発明の実施例に係る変換治具２０を図面に基づい
て説明する。

第３図は検査装置のテストヘッド２及び被検査用プリン
ト回路基板１０と対応して示す変換治具２０の断面図、
第４図は拡大断面図である。

この変換治具２０は、基本的に、第１の接触手段２１
と、第２の接触手段３１と、接続手段４１とで構成され
る。

第１の接触手段２１は、薄手の第１の絶縁プレート２１
に必ずしも全部がオングリッド状に配置されない被検査
用プリント回路基板１０上の試験点１１の位置に対応し
て細孔２３をあけ、この細孔２３内に軸方向に遊動可能
にして小径で短い長さの第１の接触ピン２４を設けたも
のであり、第２の接触手段３１は、薄手の第２の絶縁プ
レート３２に、テストヘッド２にオングリッド状に配設
される電極部３の位置に対応して細孔３３をあけ、この
細孔３３内に軸方向に遊動可能にして小径で短い長さの
第２の接触ピン３４を設けたものである。

第１の絶縁プレート２２及び第２の絶縁プレート３２は
ガラスエポキシ積層板やベークライト板等からなり、ま
た、第１の接触ピン２４及び第２の接触ピン３４は導電
性の良い金属材料からなり、あるいは表面に金属メッキ
等が施される。そして、第１及び第２の接触ピン２４，
３４は、細孔２３，３３で軸方向に遊動できるようにそ
の径を細孔２３，３３の内径より若干小さくされ、夫々
長さが揃えられており、第１及び第２の絶縁プレート２
２，３２の細孔２３，３３からの抜けを防ぐとともに、
その一端部２５，３５の第１及び第２の絶縁プレート２
２，３２表面からの突出長さが一定するように、その他
端部２６，３６に鍔部２７，３７が形成されている。

なお、第２の接触手段３１に比べて第１の接触手段２１
の方が、部分的により高密度で接触ピンが配置されるた
め、第１の接触ピン２４は第２の接触ピン３４に比べて
自ら小形化されたものとなる。

また、接続手段４１は、第１及び第２の接触手段２１，
３１の間に配設されるものであり、第３の絶縁プレート
４２に、対応関係にある第１の接触ピン２４と第２の接
触ピン３４とに対応する点を結び、言い換えれば、対応
関係にある被検査用プリント回路基板１０の試験点１１
とテストヘッド２の電極部３とに対応する点を結んで、
かつ、これら接触ピンの対応数だけ個々に独立して穴４
４をあけ、これら穴４４内に導電材４５を配設して導電
部４を構成するものである。この導電部４３は、対応関
係の第１の接触ピン２４と第２の接触ピン３４との対応
する点を含み、かつ、これら対応する点を接続して設け
られているため、第１及び第２の接触ピン２４，３４の
他端部２６，３６は導電部４３の表裏面と接触可能であ
り、また接触時には導電部４３を介して対応関係の第１
の接触ピン２４と第２の接触ピン３４とは導通可能にな
る。

この導電部４３の導電材としては、例えば、導電性エラ
ストマーが使用される。この導電性エラストマーは、具
体的には、シリコンゴム等の基材中に繊維状やビーズ状
の金、銀、ニッケル、カーボン等の金属材を含ませたも
ので、弾力性をもつ導電材であり、適宜な形状にするこ
とができるため、上記のような第３の絶縁プレート４２
の任意形状の穴４４内に詰めて導電部分を形成するのに
都合がよく、また、金属製の第１及び第２の接触ピン２
４，３４との接触が安定する点でも都合がよい。

これら第１及び第２の接触手段２１，３１並びに接続手
段４１は一つに組合されて変換治具２０を構成するが、
第３図のように、第１ないし第３の絶縁プレート２２，
３２，４２を所定の間隔で平行に対面させ、間に絶縁材
からなるスペーサー５０，５１を介挿し、これら互いに
位置合せした状態でボルト・ナットで締付固定したり、
接着剤で固着したりする。

第３図で図示する検査装置は第２図の形式に対応するも
のであり、ここで図示する押上テーブル１上の被検査用
プリント回路基板１０に於て、左側の試験点１１は、Ｉ
Ｃフラットパッケージ用のパッドであり、このパッドは
テストヘッド２の電極部３に対してオフグリッドの関係
にある。また、右側の試験点１１は、スルーホールであ
り、テストヘッド２の電極部３に対してオングリッドの
関係にある。

次に第５図は、本発明の他の実施例に係る変換治具２０
ａを示すものであり、この変換治具２０ａは、第１及び
第２の接触手段２１ａ，３１ａに於て、第１及び第２の
接触ピン２４ａ，３４ａの他端部２６ａ，３６ａに形成
される鍔部２２７ａ，３７ａの端面に、接点部２８ａ，
３８ａを設け、鍔部２７ａ，３７ａの端面を第３の絶縁
プレート４２ａの穴４４ａの端縁で係止可能にしたもの
であり、このようにするため、第３図に図示する変換治
具２０に比べて第１及び第２の接触ピン２４ａ，３４ａ
（特にその鍔部２７ａ，３７ａ）の径に対して接続手段
４１ａの穴４４ａの大きさを相対的に小さくしている。

この第５図に図示する変換治具２０ａは、検査時に、第
１及び第２の接触ピン２４ａ，３４ａが、その一端部２
５ａ，３５ａを押されてその他端部２６ａ，３６ａ側に
移動すると、鍔部２７ａ，３７ａの端面が第３の絶縁プ
レート４２の穴４３の端縁に係止されて第１及び第２の
接触ピン２４ａ，３４ａは他端部２６ａ，３６ａ方向へ
動きが制限されることになり、穴４４ａ内に配設され
た、例えば，導電性エラストマー等の導電材４５ａに過
大な圧力を加えず、これを保護できるという利点があ
る。この時、鍔部２７ａ，３７ａの端面の接点部２８，
３８が鍔部２７ａ，３７ａの端面から突出して導電材４
５ａと接触するため、電気接続も確実である。

なお、第５図に於て、５０ａ，５１ａは夫々第１及び第
２の絶縁プレート２２ａ，３２ａの内側に貼設したガラ
スエポキシ樹脂等の絶縁材からなるスペーサーであり、
このスペーサーは、第１及び第２の絶縁プレート２２
ａ，３２ａの多数の細孔２３ａ，３３ａと重なる位置
で、これらの細孔２３ａ，３３ａより若干径の大きな細
孔５２ａ，５３ａを穿設し、第１及び第２ａの絶縁プレ
ート２２ａ，３２ａの夫々の内面に貼設したのである。
このスペーサー５０ａ，５１ａにつては、必ずしも第５
図に図示するものに限定されず、第３図に図示するよう
に、外側部と、対面する第１ないし第３の絶縁プレート
２２ａ，３２ａ，４２ａ間の適所に部分的に配設する
（図示せず）こともできる。ただ、第５図に図示するス
ペーサー５０ａ，５１ａは第１ないし第３の絶縁プレー
ト２２ａ，３２ａ，４２ａの全面の間に介挿されるの
で、これら絶縁プレート２２ａ，３２ａ，４２ａの間隔
が全面にわたって一定に保持され好ましい。

次に、第６図は、本発明のさらに他の実施例に係る変換
治具２０ｂを示すものである。この第６図の変換治具２
０ｂは、第３図及び第５図に図示する変換治具（第６図
図示のものは第３図に対応する）の第１の絶縁プレート
２２の外表面に、厚さ方向の同一対応点間のみで導通可
能な弾性体シート６０を配設したものである。この弾性
体シート６０は異方導電性ゴムシートとして、電子部品
のコネクターに使用されている公知のものであり、例え
ば、第７図に図示するように、図示するように、絶縁性
ゴムシート６１の面に対して実質的に垂直方向に多数本
の導電性線条６２がゴムシートの両面に貫通して配列さ
れたものや、第８図に図示するように、絶縁性ゴムシー
ト６３の面に対して実質的に垂直方向に複数個の導電性
粒子６４を連続して配列したものであり、第８図のもの
は、所定の導通を得るにはゴムシート両面の対応する位
置で加圧しなければならない。

なお、この弾性体シート６０は、単に被検査用プリント
回路基板１０と変換治具２０，２０ａの間に敷いてもよ
い。

ここで、本発明を具体化したものと第９図に示す従来の
変換治具とを比較すると、例えば従来品の高さ（厚さ）
が８０〜１５０m/mであるのに対して本発明品は大きく
とも１０m/m位になり、接触ピンの径や長さとも本発明
品の方が（特に長さにおいて）小さく、当然に重量も本
発明品の方が軽量化される。また、例えば、従来品が
１．０〜１．５m/m迄の試験点の小ピッチに対応できる
のに対して、本発明品が０．５m/m位の微小ピッチ迄可
能（現時点での確認）である。

ト）発明の効果 以上述べたように、本発明のプリント回路基板検査装置
の変換治具は、特許請求の範囲のように構成したので、
従来の変換治具に比べて高さを小さくして小型化でき、
軽量化もでき、より安価に製作できる。

また、微小ピッチの試験点にも対応することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリント回路基板検査装置の説明図、第２図は
形式のプリント回路基板検査装置の説明図、第３図はプ
リント回路基板検査装置のテストヘッド及び検査用プリ
ント回路基板と対応して示す変換治具の部分断面図、第
４図は同じく部分拡大断面図、第５図は他の実施例に係
る変換治具の部分拡大断面図、第６図はさらに他の実施
例に係る変換治具の部分断面図、第７図及び第８図は厚
さ方向の同一対応点間のみで導通可能な弾性材シートの
説明的断面図、第９図は従来の変換治具の断面図であ
る。 １，１′〜プリント回路基板検査装置 ２〜テストヘッド ３〜電極部 １０〜被検査用プリント回路基板 １１〜試験点 20,20a,20b〜変換治具 21,21a〜第１の接触手段 22,22a〜第１の絶縁プレート 23,23a〜細孔 24,24a〜第１の接触ピン 25,25a〜第１の接触ピンの一端部 26,26a〜第１の接触ピンの他端部 27,27a〜鍔部 ２８ａ〜接点部 31,31a〜第２の接触手段 32,32a〜第２の絶縁プレート 33,33a〜細孔 34,34a〜第２の接触ピン 35,35a〜第２の接触ピンの一端部 36,36a〜第２の接触ピンの他端部 37,37a〜鍔部 ３８ａ〜接点部 ４１〜接続手段 ４２〜第３の絶縁プレート ４３〜導電部 ４４〜穴 ４５〜導電材 ６０〜厚さ方向の同一対応点間のみで導通可能な導通シ
ート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】必ずしも全数がオングリッド状に配置され
   ない被検査用プリント回路基板上の試験点の位置に対応
   させ、軸方向に移動調整可能として一端部が上記試験点
   と接触する互いに絶縁された多数の第１の接触ピンを備
   える第１の接触手段と、プリント回路基板検査装置のテ
   ストヘッドのオフグリッド状に配置された多数の電極部
   の位置に対応し、かつ、上記第１の接触手段の第１の接
   触ピンと個々に対応関係をもち、軸方向に移動調整可能
   として一端部が上記電極部と接触する互いに絶縁された
   多数の第２の接触ピンを備える第２の接触手段と、上記
   第１の接触手段及び第２の接触手段との間に配設し、個
   々に対応関係にある第１の接触手段の第１の接触ピンと
   第２の接触手段の第２の接触ピンとの夫々他端部に接触
   して両者を導通させる導通部を、互いに絶縁して上記第
   １の接触ピンと第２の接触ピンとの対応する数だけ備え
   る接続手段とからなることを特徴とするプリント回路基
   板検査装置の変換治具。
2. 【請求項２】第１の接触手段の表面に、厚さ方向の同一
   対応点間のみで導通可能な弾性体シートを配設した特許
   請求の範囲第１項記載のプリント回路基板検査装置の変
   換治具。
3. 【請求項３】第１及び第２の接触手段は、平行に対面し
   て設ける第１及び第２の絶縁プレートに多数の細孔をあ
   け、この夫々の細孔に、他端部に鍔部を有する金属製の
   第１の接触ピン及び第２の接触ピンを挿通したものであ
   り、接続手段は、上記第１及び第２の絶縁プレートの間
   でこれらの絶縁プレートと平行に対面して設ける第３の
   絶縁プレートに多数の別個独立した穴をあけ、これらの
   穴内に導電材を配設して導電部を構成するものである特
   許請求の範囲第２項又は第３項のいずれかに記載のプリ
   ント回路基板検査装置の変換治具。
4. 【請求項４】導電部を構成する導電材は導電性エラスト
   マーである特許請求の範囲第３項記載のプリント回路基
   板検査装置の変換治具。
5. 【請求項５】第１及び第２の接触ピンは、鍔部の端面が
   第３の絶縁プレートの穴の端縁で係止可能である特許請
   求の範囲第３項又は第４項のいずれかに記載のプリント
   回路基板検査装置の変換治具。