JPH0727006B2 - 電子部品のテスト装置及び方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は電子部品の分野に係り、より具体的に言えば、
組立て工程の間で、電子部品を自動的にテストするため
の方法及び装置に関する。更に詳細に言えば、本発明
は、複数個のコンポーネントから電子部品をランダムに
選択し、選択された電子部品を自動的にテストするため
の方法及び装置に関する。

B.従来の技術 電子部品のテスト装置は公知である。特定の電子部品が
設計仕様の範囲内に入つているか否かを正確に且つ容易
に決定することのできる種々の計測器類や、テスト装置
が多くのメーカーによつて製造されている。これらのテ
スト装置は、多くの応用例において、全般的には満足さ
れ得るけれども、複雑さが増大している最新式の電子装
置は、高度の品質保証を達成するために、組立て工程の
間でテストされねばならない非常に多数の電子部品を必
要とする。

現在のところ、電子装置組立ての技術状態は、装置の操
作員が介入することなく、迅速に且つ正確に電子部品を
位置付けることの出来る自動装置を目指している。ロボ
ツト技術を利用して、基板、即ち回路板上に非常に小さ
な電子部品を反復して位置付けることのできる多数の装
置が知られている。基板、即ち回路板上に、同時に複数
個の電子部品を位置付けることのできる機械によつて、
この技術を改良する努力が払われている。例えば、パナ
ソニツク・ナシヨナル社（Panasonic National）は「型
番号がNM8270のパナサート式チツプ素子同時実装機械」
（Pansert Simultaneous Chip Component Placement Ma
chine Model No.8270）と名付けられたシステムを提供
している。基板、即ちプリント回路板上に多数の電子部
品を同時に装着する他のシステムは、多数の電子部品が
装荷されているプラスチツク製のキヤリア・チユーブを
使用している。このタイプのシステムの例は、1988年２
月18日に出願された米国特許出願第07/155945号に開示
されており、以下の説明でも参照される。

多数の電子部品をプリント回路板に実装するための組立
て装置において、その組立て装置で製造される製品につ
いて高いレベルの品質を維持するために、多くの電子部
品をテストする方法及び装置が必要である。高いレベル
の品質を達成するために、一般に、使用されるべき電子
部品の合計数に対して、僅かな割合の部品だけをテスト
することが必要であるけれども、最新式の組立てシステ
ムは、全電子部品のたとえ僅かな割合であつても非常に
大きな量になる膨大な数の電子部品を使用していること
は、品質保証の技術分野の専門家であれば容易に理解で
きるであろう。従つて、これらの電子装置を手操作でテ
ストすることは、対象になる膨大な数の電子部品を考慮
に入れると、システムの品質を維持する効果的な方法で
はない。従つて、高度の正確さを以つて迅速に且つラン
ダムに電子部品をテストする方法及び装置の必要性が生
じる。

C.発明が解決しようとする課題 従つて、本発明の目的は、電子部品をテストする方法及
び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、電子装置の組立て処理の間で、多
数の電子部品を自動的にテストするための新規なテスト
方法及び装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、多数の電子部品から特定の電子部
品をランダムに選択し、そして、これらの選択された電
子部品をテストするための電子部品の新規なテスト方法
及び装置を提供することにある。

D.課題を解決するための手段 本発明の方法及び装置において、ばらばらの方向を持つ
複数個の電子部品を収容し、且つ取外し可能なホツパが
用いられ、それらの電子部品は、空気流で撹拌され、そ
して、振動作用と重力とによつて、傾斜したトラツク・
プレートに設けられた溝の中で一定方向に向けられる。
トラツク・プレートの溝と協働して、シール・プレート
は細長い溢路を形成し、この細長い溢路には、電子部品
による閉塞を避けるために、断続的な空気圧が与えられ
る。溝中の所定のテスト位置に電子部品が存在すること
を検出するために、電子部品の検出回路が用いられてお
り、そして、移動可能な１対の導電性プローブが、テス
トされるべき電子部品と接触するよう動作される。テス
トに合格すると、テストされた電子部品は空気圧によつ
て排出されて、取外し可能なホツパ中に戻される。本発
明の１実施例においては、テスト結果が不合格であつた
電子部品は、装置の操作員の手作業によつて、テストが
治具から取出される。

E.実施例 第１図は本発明の電子部品テスト・システム10の一部を
示す断面図である。図から理解できるように、電子部品
テスト・システム10は、２つの主要部分で構成されてい
る。即ち、一方の部分は細部まで示されている電子部品
テスト治具12であり、他方の部分は電子部品テスタ14で
ある。電子部品テスタ14はウエイン・ケル社（WWayne K
err Company）で製造されている6425型の精密部品分析
装置（Precision Component Analyzer Model No.6425）
のような任意の電子部品テスト装置であつてよいこと
は、この道の専門家には容易に理解出来るであろう。

電子部品テスト・システム10は、例えば、1989年５月５
日に出願された米国特許出願第07/347649号に開示され
ているようなチツプ処理システムと組合せて使用するの
が望ましい。上述のチツプ処理システム中に取外し可能
なホツパ16が含まれており、ホツパ16の収納室18は、抵
抗器、或はコンデンサのような表面実装用の受動的電子
部品、即ちチツプ20を何千個も収容する貯蔵庫として機
能するのに充分な大きさを持つている。ホツパ16の上板
34を持ち上げる、即ち上板34を取り除くことによつて、
収納室18中にチツプ20を加えることができる。取外し可
能なホツパ16は、ラツチ38のような複数個のラツチによ
つて定位置に保持され、そして、収納室18を空にするた
めに除去することができる。

図示されているように、複数個のチツプ20は、ばらばら
な方向で収納室18の中に収容されているので、これらの
チツプをテスト、または使用するためには適正な方向に
向けなければならない。図示された実施例に示されてい
るように、チツプ20を所望の一定の方向に向けるため
に、振動手段と、間欠的な空気の加圧による撹拌との組
合せが用いられていること、そして、収納室18の容積全
体を満たす量よりも少ない量のチツプで動作されるなら
ば、この処理動作は効果的に行なわれることは容易に理
解できるであろう。

従つて、電子部品のテスト治具12に給送するチツプ20の
数を選択的に制御する機構が用いられる。これは、収納
室18の底板22の下に設けられた空気マニホールド24を設
けることによつて達成される。ノズル・アセンブリ36に
よつて、圧縮空気が空気マニホールド24に与えられてお
り、結果の空気圧はオリフイス26のような複数のオリフ
イスによつて収納室18に結合される。第１図に示されて
いるように、マニホールド24中に圧縮空気が送り込まれ
た時、収納室18に収容されているチツプ20の一部がチヤ
ンバ32を通つて上方に吹き上げられた後、分離室42のチ
ヤンバ40に入るように、オリフイス26が収容室内に配置
されている。

次に、空気圧により分離室42のチヤンバ40中に誘導され
たチツプ20はトラツク・プレート44の方に落下する。次
に、トラツク・プレートの傾斜部分と結合している振動
発生装置48は、振動と重力の両方の作用によつて、チツ
プ20を下方にある電子部品テスト治具12の方に進ませ
る。図示されているように、分離室42はまた、チツプの
量を検出する感知器46のためにも利用される。チツプ量
検出用感知器46は光学的な感知器、または他の適当な感
知器であり、分離室42内にあるチツプの個数を検出する
ために用いられる。分離室42中の感知器46によつて、チ
ツプ20の量が不充分であることが検出された時、ノズル
・アセンブリ36に結合された空気圧供給管を周期的に付
勢させるために、感知器46からの出力信号に応答する適
当な制御回路が用いられる。

このようにして、ある量のチツプ20が、上述の態様で収
納室18からチヤンバ32に入れられる。第１図に示した実
施例の動作において、このチツプ処理システム全体の動
作を良好に行なうためには、毎秒２個の周期的な空気圧
パルスの速度で、ノズル・アセンブリ36への供給管を付
勢すれば充分であることが判つている。これらのパラメ
ータは、個々の特定の装置に適するように調節されるこ
とは言うまでもない。例えば、トラツク・プレート44の
ところで傾斜した角度は、チツプ20が電子部品テスト・
システム10によつて処理される速度に対して劇的な影響
を与える。

溝付きのトラツク・プレート44のところで、チツプが適
正な方向に向けられ、そして、振動により電子部品テス
ト治具12中に移動された後に、本発明の電子部品テスト
・システム10は電子部品テスタ14によつて、そのチツプ
を自動的で且つ正確にテストすることが出来る。電子部
品テスト治具12の特徴を以下に詳細に説明する。

第２図は本発明の電子部品テスト治具12と関連して用い
られるトラツク・プレート44の一部を示す平面図であ
る。図から理解されるように、電子部品が組立て処理の
間でランダムにテストされ、チツプ20が、上述の米国特
許出願第07/155945号に開示されているようなキヤリア
・チユーブ、または他の装置に装荷されるように、電子
部品テスト治具12は、トラツク・プレート44の最左端側
に装着されるのが望ましい。上述のキヤリア・チユー
ブ、または他の装置に多数の電子部品を装荷するのを容
易にするために、図示の実施例によつて教示された態様
で用いられる複数本のキヤリア・チユーブの装荷用トラ
ツク52を含むのが好ましい。この装荷用トラック52を通
るチップは検査されることなく次の処理工程に送られ
る。

第２図から理解できるように、分離室42（第１図参照）
中で振動されたチツプ20が適正な方向に向けられ、且つ
電子部品テスト治具12によつてテストするための適正な
方向に向けられるように、テスタ用のトラツク50がトラ
ツク・プレート44内に含まれている。本発明の他の装置
として、電子部品テスト治具12を、トラツク・プレート
44と共に一体的に形成することも可能であることは、こ
の道の専門家には自明なことである。

第３図及び第４図は、本発明を適用した電子部品テスト
治具12の側面図であり、第３図は電子部品テスト治具12
の解放位置を示し、第４図は電子部品テスト治具12のテ
スト位置を示している。それら両方の図から判るよう
に、電子部品テスト治具12は、テスタ用のトラツク50内
に振動作用とチツプの重力とによつて適正に方向付けら
れたチツプ20が電子部品テスト治具12に受入れられるよ
うに、トラツク・プレート44と結合させて装着されてい
る。テスタ用のトラツク50中のチツプ20を、一度に１個
づつ連続した状態で、テスト・ブロツク70中に挿入する
ような適正な方向に向けるのを保証するために、シール
・プレート56が動作される。

図から理解できるように、電子部品テスト治具12は、移
動可能なプローブ支持部材58を含んでおり、この移動可
能なプローブ支持部材58は、空気力シリンダ60に供給さ
れる空気圧によつて、アセンブリ104に対して移動され
る。図示されているように、加圧空気が空気シリンダ60
に加えられると、シリンダのロツド62が伸長して、単独
板64に対して突き当り、そして、スプリング66によつて
与えられている機械的な偏倚力に抗して、上方向に移動
可能なプローブ支持部材58を押し上げる。

このようにして、テスト・ブロツク70中にチツプ20が検
出されるまで、移動可能なプローブ支持部材58は、第３
図に示した上昇位置、即ち解放位置に維持される。この
ことに関する細部はテスト・ブロツク70に関連して以下
に説明される。チツプ20が検出されると、空気力シリン
ダ60内の圧力は除去され、スプリング66によつて与えら
れた機械的な偏倚力が、第４図に示された降下位置に移
動可能なプローブ支持部材58を押し下げて、スプリング
力が加えられた１対の導電プローブを、テスト・ブロツ
ク70中のチツプ20に接触させる。

上述したように、スプリング力が加えられた導電性プロ
ーブ68に接続された電線は、テスト・ブロツク70中のチ
ツプ20が設計仕様の範囲に入つているか否かを、迅速に
且つ正確に決定するための適当な電子部品テスタ14に接
続されている。電子部品テスト治具12の下半分はマニホ
ールド72を含んでおり、マニホールド72は、本発明の実
施例においては、テスト・ブロツク70中のチツプ20の存
在を検出するために用いられるチツプの近接を感知する
感知器（図示せず）を含んでいる。チツプの近接を感知
する感知器の出力は、出力ライン84を経て適当な制御手
段に結合される。

第３図及び第４図に示されているように、マニホールド
72には、１対の入力管80及び82が設けられている。第６
図を参照して後述されるように、チツプの排出用空気入
口80は、テスト・ブロツク70から分離室42のチヤンバ40
にテストに合格したチツプ20を排出するために用いられ
る。同様に、テスタ用のトラツク50とシール・プレート
56とによつて形成された通路状の溢路が、複数のチツプ
20により閉塞されないように、閉塞防止用空気入口82が
用いられている。

本発明の１実施例において、移動可能なフローブ支持部
材58及びその装置アセンブリ104は、テストに合格しな
かつたチツプ20を、テスト・ブロツク70から手で除去す
るのを可能とするために、プローブ支持トラツク76に沿
つて長手方向に移動させることもできる。プローブ支持
トラツク76から装着アセンブリ104全体が抜け出るのを
防止するために、トラツク停止突起78がプローブ支持ト
ラツク76の上部に設けられている。本発明の１実施例に
おいて、装着アセンブリ104は、精密ボールベアリング
を用いて、プローブ支持トラツク76に滑動的に装着され
ている。

第５図は本発明の電子部品テスト治具12の正面図であ
る。図から理解できるように、本発明に基く自動的なテ
ストを行なうために、適正に方向付けられたチツプ20
が、振動作用と重力作用とによつてテスト・ブロツク70
の中の所定のテスト位置に誘導されるように、テスト・
ブロツク70にはトラツク・プレート44のテスタ用のトラ
ツク50と整列するテスト・ブロツク用トラツク92が設け
られている。装着アセンブリ104は、プローブ装着体を
固定するねじ86を用いることによつて、プローブ支持ト
ラツク76に固定されている。従つて、チツプ20のテスト
の結果、そのチツプが不合格である場合には、プローブ
装着体を固定するねじ86を緩めた後、装着アセンブリ10
4をプローブ支持トラツク76に沿つて持ち上げることに
よつて、テスト・ブロツク用トラツク92から不合格のチ
ツプ20を取除く。

最後に、第６図を参照すると、本発明の電子部品テスト
治具12の一部の断面が示されている。図から理解できる
ように、振動と重力の作用によつて適正に方向付けられ
たチツプ20が、シール・プレート56により制限されて直
列状態でテスト・ブロツク用トラツク92に入るように、
テスト・ブロツク70のテスト・ブロツク用トラツク92
は、トラツク・プレート44のテスタ用トラツク50と整列
されている。図示されたように、シール・プレート56及
びテスト・ブロツク用トラツク92は、通路状の細長い溢
路を形成している。閉塞防止用空気口82が空気通路88に
連続しており、更に、空気通路88は角度を付された閉塞
防止用開口90に連通している。シール・プレート56とテ
スト・ブロツク用トラツク92との間に形成された通路状
の溢路が、複数のチツプ20により閉塞されるのを防止す
るために、約８ヘルツの周波数と、毎平方センチメート
ル当り約0.7キログラムの圧力の空気パルスが空気口82
に与えられる。閉塞防止用空気口82に供給される空気パ
ルスの最適周波数は、トラツク・プレート44のところの
角度と、個々のチツプの重さとに依存していることは、
この道の専門家には容易に理解できるであろう。然しな
がら、閉塞を生じないで最大の効率を得るために、上述
の周波数及び圧力は、過剰な実験をすることなく決定す
ることができる。

充分な数のチツプ20がテスト・ブロツク用トラツク92内
に位置付けられた後に、１個のチツプ20が感知用開口94
上に乗る。この時点において、所定のテスト位置にチツ
プ20が存在することを表示する信号を発生するために、
反射型感知器96が使用される。反射型感知器96の出力
は、感知器の出力ライン84を介して適当な制御回路に接
続されており、この制御回路が動作すると、空気シリン
ダ60（第４図及び第５図）に連通している空気圧が除か
れ、シリンダ・ロツド62が引込められる。スプリング66
によつて与えられた機械的偏倚力は、スプリング力が与
えられている導電性プローブ68を下方の押し下げて、た
がね状の接点98とチツプ20のリード線部分とを電気的に
接触させる。

この時点で、スプリング力が与えられたプローブ68は電
子部品テスタ14（第１図参照）に接続される。チツプ20
は、テスト中の特定の部品の設計仕様の範囲内に入つて
いることを、電子部品テスタ14が表示すると、空気通路
102を通つてテスト・ブロツク70中の所定のテスト位置
に連通している排出用空気口80に空気圧が与えられる。
空気通路102中の空気圧が円筒状の停止ピン100に与えら
れて、テスト・ブロツク用トラック中の合格したチップ
20及び他の全てのチップ20をも排出させる。このように
して排出されたチツプ20は、分離室42中のトラツク・プ
レート44に戻される。このようにして、相次ぐチツプ20
は、分離室42中で撹拌され、ランダムに方向付けられた
チツプの群れからランダムに選択され、そして、振動作
用と重力作用とによつて、円筒状ピン100で画定される
テスト・ブロツク用トラツク92中の所定のテスト位置中
に導かれる。チツプのテストの結果、チツプ20が合格す
ると、空気圧によつて、分離室42の中にそのチツプ20を
排出するので、他のチツプがテスト位置にランダムに導
かれる。

電子部品テスタ14による測定の結果、チツプ20が設計仕
様に合格しない場合には、本発明の図示の実施例は、適
正な電気的接触が行なわれていることを確かめて、チツ
プ20の再テストを行なうために、移動可能なプローブ支
持部材58を複数回上下に移動させる。所定の回数だけ再
テストが行なわれた後、若し、チツプ20が、電子部品テ
スタで決められた設計仕様を、依然として満たさなけれ
ば、警報が鳴り、電子部品テスト・システム10の操作員
はプローブ装着体を固定するねじ86（第５図参照）を緩
めて、チツプを手操作で取り出すために、装着アセンブ
リ104を持ち上げる。

F.発明の効果 以上説明したように、本発明は、膨大な数の表面実装用
の受動的な電子部品から、そのような電子部品をランダ
ムに選択して、選択された電子部品、即ちチツプが所定
の設計仕様の範囲に入るか否かを決定するためのテスト
を自動的に行なう手段が設けられている。若し、選択さ
れたチツプが設計仕様の範囲内にあれば、そのチツプ
は、自動的に排出されて、分離室42の中に戻されて、チ
ツプのテストが繰り返される。このようにして、複数個
のチツプ20を用いた複雑な電子装置に使用される膨大な
量のチツプのうち、僅かな割合のチツプをランダムに選
択し、これを自動的にテストすることによつて、複雑な
電子装置の品質が保証される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子部品テスト・システムの一部を示
す側面図であつて、ホツパから感知室を通過して、電子
部品テスト治具と関連したトラツク・プレートに移動す
るチツプの運動を説明するための図、第２図は本発明の
電子部品テスト治具を用いたトラツク・プレートの一部
を示す平面図、第３図は本発明の電子部品テスト治具が
解放位置にあることを示す電子部品テスト治具の側面
図、第４図は本発明の電子部品テスト治具がテスト位置
にあることを示す電子部品テスト治具の側面図、第５図
は本発明の電子部品テスト治具の正面図、第６図は本発
明の電子部品テスト治具の一部を示す断面図である。 10……電子部品テスト・システム、12……電子部品テス
ト治具、14……電子部品テスタ、16……ホツパ、18……
ホツパの収納室、20……電子部品（チツプ）、42……分
離室、44……トラツク・プレート、46……チツプの量検
出感知器、48……振動発生装置、50……テスタ用のトラ
ツク、52……装荷用のトラツク、56……シール・プレー
ト、58……移動可能なプローブ支持部材、60……空気力
シリンダ、68……導電性プローブ、70……テスト・ブロ
ツク、80……排出用空気入口、82……閉塞防止用空気
口、92……テスト・ブロツク用トラツク、94……感知用
開口、96……反射型感知器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−138181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−157108（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−71174（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−195740（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−134082（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭58−22143（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面実装用の受動的電子部品をランダムに
   選択して、自動的にテストするための電子部品のテスト
   装置において、 ランダムな方向を持つ複数個の表面実装用の受動的電子
   部品を収容するためのホツパ手段と、 ランダムに選択された表面実装用の受動的電子部品を並
   べるための行列作成手段と、 所定のテスト位置にあり、一定の方向に向けられた表面
   実装用の受動的電子部品の存在を検出するための電子部
   品検出手段と、 上記電子部品検出手段に結合されており、且つ上記所定
   のテスト位置にある電子部品の検出に応答して、上記一
   定の方向に向けられた表面実装用の受動的電子部品を自
   動的にテストするためのテスト手段と、 テスト結果が合格であることに応答して、上記一定の方
   向に向けられた表面実装用の受動的電子部品を、上記所
   定のテスト位置から上記ホッパ手段に排出するための排
   出手段と からなる電子部品のテスト装置。
2. 【請求項２】上記行列作成手段は、一定方向に上記表面
   実装用の受動的電子部品を維持し且つ上記テスト位置に
   整列された少なくとも一つのテスト用溝を有するトラツ
   ク・プレートを含むことを特徴とする請求項（１）に記
   載の電子部品のテスト装置。
3. 【請求項３】上記トラック・プレートは、上記少なくと
   も一つのテスト用溝及び上記表面実装用の受動的電子部
   品を上記ホッパ手段から、該ホッパ手段の次の処理手段
   へ給送する装荷用溝を有することを特徴とする請求項
   （２）記載の電子部品のテスト装置。
4. 【請求項４】上記行列作成手段は、上記テスト用溝と協
   働して細長い溢路を形成するために、上記トラツク・プ
   レートの上部に装着されたシール・プレートを含むこと
   を特徴とする請求項（２）に記載の電子部品のテスト装
   置。
5. 【請求項５】上記行列作成手段は、上記表面実装用の受
   動的電子部品が上記細長い溢路を閉塞するのを避けるた
   めに、周期的に動作する空気圧作動手段を有することを
   特徴とする請求（４）に記載の電子部品のテスト装置。
6. 【請求項６】上記排出手段は、テストが合格したことに
   応答して、上記一定方向に向けられた表面実装用の受動
   的電子部品を、上記所定のテスト位置から上記ホッパ手
   段に排出するための空気圧作動手段を含むことを特徴と
   する請求項（１）に記載の電子部品のテスト装置。
7. 【請求項７】テストが不合格であることに応答して、上
   記所定のテスト位置の所に上記一定方向に向けられた表
   面実装用の受動的電子部品を保持するための制御手段を
   具備することを特徴とする請求項（１）に記載の電子部
   品のテスト装置。
8. 【請求項８】表面実装用の受動的電子部品をランダムに
   選択して、自動的にテストする方法において、 ランダムな方向にある複数個の表面実装用の受動的電子
   部品を収容室内に収納するステツプと、 上記複数個の表面実装用の受動的電子部品を一定の方向
   に向けるために撹拌するステツプと、 所定のテスト位置にあり、一定方向に向けられた表面実
   装用の受動的電子部品の存在を検出するステツプと、 上記検出動作に応答して上記一定方向に向けられた表面
   実装用の受動的電子部品をテストするステツプと、 テスト結果が合格であることに応答して、上記所定のテ
   スト位置から上記一定方向に向けられた表面実装用の受
   動的電子部品を上記収容室に排出するステツプと からなる電子部品の自動テスト方法。