JPS6267471A - 印刷回路板等の電子的試験装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、印刷回路板等の被試験物の接触部分と配列
板またはその類似物の完全なグリッドに従って配置され
る複数の弾−性接点部の１つとの間の電気接触を形成す
るための複数の実質上平行な試験ピンを備える印刷回路
板等の電子的試験装置であって、その印刷回路板に対し
て装置が押付けられ、マスク板が試験ピンに対して直角
に配置され、そのマスク板の貫通孔を試験ピンが貫通し
てそのチップ部分が予め定められた位置に配置された印
刷回路板等の接触部分と結合している印刷回路板等の試
験装置に関するものである。

［従来技術］ 西独特許出願（ＤＥ−Ｏ８）第２９３３６８２号明細書
には、基本格子上の接触点配列と電気的試験装置に押付
けられた印刷回路板との間に電気的接触を形成するため
の弾性の試験用のピンを備えている印刷回路板の電子的
試験装置あるいはアダプタが開示されている。各試験ピ
ンは接触配列を備える装置の案内チャンネルを結合する
ために接触配列の向かい側にチップを備え、案内チャン
ネルで接続された剛性の接点素子を電子的試験装置に接
続させる。試験中、印刷回路板の向かい側の端に、試験
ピンはパッドに電気的に接触するようにこの試験装置に
押付けられた印刷回路板の貫通孔（スルーホール）に接
続されたパッドと結合するために縦方向に弾性を有する
接触チップを備えている。

［発明の解決すべき問題点］ この様な性質を持つ試験用ピンの欠点の一つは縦方向に
弾性を有する接触チップが比較的ＷＩ雑で高価であると
いうことである。また、チップの弾性接触チップの部分
では比較的大きくされている。

このことはより複雑になり、印刷回路板のバッキング密
度が増加することによって不便になり、また接触部配列
の基本的なグリッド上の平均的な接触点密度が局部的に
接触パッド密度を過大にすることにもなる。弾性接触チ
ップの部分の試験用ピンが比較的直径が大きいことによ
って、高いパッド密度の場合に適用することはできない
。

また各試験用ピンが弾性接触チップを備えず、その代わ
りにグリッド配列された接続点配列の各接触素子自体が
弾性である構造あるいはアダプタもよく知られている。

この方法の欠点は、スプリングのない試験用ピンが装置
において縦方向に保持されるように外周に起伏のある輪
郭を形成しなければならないことである。たとえば予め
決められている部分で試験用ピンのチップの直径を大き
くすることによってこのような起伏のある輪郭が形成さ
れる。直径が大きくなると全体の構造を印刷回路板の端
に対するより高いパッド密度に適用する可能性を制限す
る。一方この様な起伏のある輪郭は部分的に試験用のピ
ンチップの直径を小さくすることによっても得ることが
できる。しかしながらこの場合試験用ピンチップの安定
性を損うことになる。

［発明の解決すべき問題点］ 前記のような問題点に鑑み、本発明は、スプリングのな
い、起伏のある輪郭を形成しない試験用ピンを使用する
ことのできる前述のような装置を構成することを目的と
する。

［問題点解決のための手段］ この目的は、前記のような印刷回路板等の電子的試験装
置において、マスク板から間隔を置いて平行に配置され
た弾性板によって、縦方向では弾性でない試験ピンが弾
性板の材質固有の弾性によって保持されるように前記弾
性板を貫通している印刷回路板等の電子的試験装置によ
って達成される。

本発明の１つの本質的な利点はスプリングのない、起伏
のある輪郭を有していない、あるいは頑丈な試験用ピン
が使用できることである。

この様な頑丈なピンのコストは弾性試験用ピンを製造す
るより約９０％から９５％安く、起伏した外面輪郭を成
さないピンを製造するより約７０％安い。

また試験用ピンの製造コストは大変低いので、特定の印
刷回路板のレイアウトに配置されたようなこの発明の装
置あるいはアダプタを経済的に蓄積しておくことがいき
る利点もある。一度組立てられればこの装置またはアダ
プタは分解する必要がなく、将来使用されるときに直ち
に使用できる。

本発明の起伏のある輪郭を有しない試験用のピンは、直
径が接続を形成するために必要な面め直径より小さい部
分を必要としない。その結果、直径は究極的に試験用の
ピンの安定性を決定するだけの接続面の寸法でよい。

本発明のもう１つの利点は試験用のピンの端部でヘッド
が設けられ、このようなヘッドは所望の形態を備え、そ
の形は両端で同じでよい。このことは試験用ピンがコス
ト１最も効果的な方法で製造されることを可能とする。

［実施例］ 第１図には本発明による印刷回路板等の電子的に試験さ
れる装置１の実施例が簡略化した図で示される。この装
置は基本的に、マスク板３とそれと平行に広がりマスク
板３から離れて配置されている弾性板あるいは挿入板４
と、マスク板３と弾性板４とを所望の距離をおいて保持
する図示のように板の平面に直角に延在する２個のスペ
ーサ７．８と、弾性板４に垂直の方向に延在する試験用
ピン２と、グリッド配列の配列板１２に対して装置を弾
性的に押付けられるようにする弾性部材１１と弾性板４
と反対側のマスク板３の表面に配置されまた試験される
回路板１の厚さより若干厚い好ましいスペーシングアダ
プタ９を備えている。

配列板１２は個々のグリッド点における接続部１３にお
いて取付けられており、この接続部１３は図では概略的
に示されているが、縦の方向で弾性を有している。接続
部１３の構造は第６図により詳細に示されている。試験
用ピン２は所定の接続部１３と所定の印刷回路板１の貫
通接続部または接続パッドとの間の接続を形成する。簡
単にするために、第１図は１個の試験用のピン２のみを
示している。

試験用ピン２は好ましくはプラスチックガラス（商標名
ｐｌｅＸｉ０１ａｓｓ）で作られたマスク板３の貫通孔
１４を通って延在する。印刷回路板１の貫通接続部また
は接続パッドが配列板１２のグリッドに対応する場合に
は貫通孔１４もまたそのグリッドと整列される。印刷回
路板１の接続パッドまたは貫通接続部が配列グリッドに
一致しない場合貫通孔１４は貫通接続部あるいは接続パ
ッドの分布パターンに合うように配置される。弾性板４
は試験用ピン２の周囲にしっかりと結合され、試験用ピ
ン２が試験装置から外れて落下しないようにする。弾性
板４は十分に安定性を持つように構成され、しかも安定
した板として装置上に取付けられるように必要な弾性を
有している。板４の弾性が試験用ピン２の周面に対して
弾性的な圧力を加え、ピンはそれを囲む板４の材料によ
ってしつかり保持され動けないようにされる。比較的堅
い弾性板４は弾性重合材料、特に適度に強化された泡状
の材料＜　ｒｏａｍ）で作られていることが好ましい。

板４は、スペーサ７．８と圧力板１６をねじ結合させる
１５のような固定手段によってスペーサ７．８上に取付
けられる。また圧力板１６は弾性板４をスペーサ７．８
の反対側の端に弾性的に押付けるように動作する。マス
ク板３も同様のねじ取付は部材１７によってスペーサ７
．８に固定されることが好ましい。

またこの様なねじ取付１ブ部材の脚部はマスク板３の孔
を貫通し、また各々のねし取付は部材１７のヘッドは関
連した孔の端の部分を越えて広がり前記のスペーシング
アダプタ９として動作するように軸上に伸び出ている。

弾性部材１１は螺旋状のスプリングあるいは弾性材料で
できているブロックから成り、配列板１２に隣接したス
ペーサ７．８の端部に設けられる。少なくとも１つの弾
性部材１１がスペーサ７．８の各々の端部に設けられる
ことが好ましい。この弾性部材の作用については以下で
詳細に説明する。

前述の装置はマスク板３の対応する貫通孔１４に１つの
試験用ピン２を挿入することによって試験用のピン２に
装荷され、配列板１２の接続部１３と印刷回路板１の貫
通接続部または接続パッドとの間の接続をするために弾
性板４を貫通する。前述したようにそのように挿入され
た試験用のピンは、試験用のピンが装置から外れて落ち
ないように外周面がしっかりとした弾性板４に保持され
ている。

弾性板４に特定の試験用のピン２を適切に挿入しやすく
するために、テンプレートすなわち原型（図には示され
ていない）が設けられ、それには配列板１２のグリッド
に対応する開口が設けられている。この様な原型は予め
定められた位置に試験用のピン２を挿入するために弾性
板４上に配置される。

第２図は本発明のさらに発展した実施例を示している。

第２図では前述の原型は前述の位置のスペーサ７．８上
に配置され、弾性板あるいは挿入部４に平行な案内板５
に置換えられている。この様な頂部案内板５は、装置が
装荷されるときに個々の試験用のピン２をそれを通して
受取るために配列板１２の完全なグリッドに対応する貫
通孔１０を備えている。貫通孔１０がグリッドパターン
に対応する頂部案内板５は第１図に関連して前述された
ねじ取付は部材１５によってスペーサ７．８に固定され
る。また貫通孔は、特定の印刷回路板に適応するように
グリッドの任意の部分に対応して頂部案内板５に設けら
れることができる。

特定の回路板用の試験ピン２に装荷されたこの種の装置
は、弾性板４がトップに位置するように逆さの位置で適
当な支持媒体（図には示されていない）上に置かれるこ
とによって将来の使用のために貯蔵されることができる
。この様な方法を使用し、また弾性板４に保持すること
によって、試験用のピン２は、弾性板４が装置の残存部
にしっかりと結合されないでも装置から落ちることはで
きない。

第３図は本発明のまたさらに発展した実施例を示してい
る。この実施例では、もう１つの案内板６が弾性板ある
いは挿入部４の下に配置され、案内板６は前述の基本的
なグリッドパターンに従った貫通孔を備え、前述の取付
は部材１５によってスペーサ７．８に固定されている。

この案内板６の貫通孔１８は特定の回路板１に適応する
ために配列板１２の完全な基本的グリッドあるいはその
グリッドのいずれかの部分に対応している。この場合弾
性板４は頂部および底部案内板５．６の間の空間に緩く
挟まれて配置された板またはシート形態のものであり、
それら両案内板５．６は予定された基本的配列グリッド
と整列している。この装置の１つの利点は案内板５．６
の間にゆるやかに置かれる弾性板４が、通常の製造で生
じるような印刷回路板１の不規則性に応じて弾性板４の
範囲で軸の方向で相互に変位される各試験用ピン２によ
って、回路板１の不規則性に適応できることである。

一旦回路板１が除かれると、この様な変位は本来の弾性
によって最初の状態に戻る弾性板４によって除去される
。

第３図に示される組立て構造体においての、特定の印刷
回路板接触形態のための試験用ピンと接触される装置は
、図に示されているように維持されている。また弾性板
４は案内板５．６の間の空間に保持される。装置が前記
のように底部でマスク板３に支持されている場合、案内
板６は取除かれて、他の目的に使用されることができる
。

個々の試験用ピンはヘッドを持たず外周面に特別に起伏
がない。むしろ試験用のピンは試験用ピン２が完全に対
称であるように両端が同じ形をしていてもよい。このよ
うにすればざらにそれらの製造コストを低くする。試験
用ピン２は弾性を有し、曲げることのできる材料より成
り、弾性で可換性の銅スプリング材料よりなることが好
ましい。

試験用のピン２の各々のチップは第４図乃至第６図に示
されるように切頭円錐形である。この様な試験用のピン
のチップの形は印刷回路板の貫通接触部とＳＭＤ回路板
の接続パッドの両方に接触することができる利点を有す
る。第５図に示されているように各試験用ピン２のチッ
プは切頭円錐形である。チップのフラットな端面との間
の、または回路板１の貫通孔２４に対する次第に細くな
るチップの周辺線１９に沿った接触が形成される。この
様な型の切頭円錐形の試験用ピンを第５図に示すように
接続パッド２０接触させるとき、端面２１が印刷回路板
１の接続パッド２０の表面と結合する。

端面２１は表面の圧力に影響を及ぼすので、接続パッド
２０の表面の仕上げ（金被覆）は機械的に破壊すること
はない。試験用ピン２のチップが平らでないと、試験中
に発生する圧力によってこの様な破壊を生じやすい。

配列板１２の周知の構造の接触部１３の接触面２２は漏
斗状で底部案内板６の貫通孔１８の内部壁に沿って擦る
試験用ピン２の周辺部によって発生する汚れを容易にト
ラップする。もしも、先の尖ったチップが試験用ピン２
で使用されると、漏斗状の接触面２２の底部に滞積する
汚れは表面２２からチップを押し上げ、接触を遮断する
。チップが前述の切頭円錐形であると、接触部１３が汚
れていてもすれば接触は確実になる。何故ならば平坦な
端部２１とチップのテーパ一部分の間のエツジ２３が環
状に作られるように漏斗状表面に接触するからである。

このような環状の接触は漏斗状表面２２の頂点より上に
生じる。環状のエツジ２３に沿ったエツジ型の接触は実
質上は先端の尖ったチップを使用するよりも接触の安全
性を高める。試験用ピン２のチップのは切頭円錐形の端
部を持ち、完全に垂直方向で接触部分１３に常に入るこ
とはないので、接触領域は実質上は漏斗状表面２２で統
計的に乱雑な位置を取る。その結果、接触部１３と試験
用ピン２の両方の寿命はかなり増す。端面を平らにする
ことによって得られる力の分配はその端面の寸法によっ
て制御することができる。

試論用ピン２がスプリング鋼で作られていると、最大限
の柔軟性を示す。屈曲の後、試験用ピンの弾性は軸方向
の最初の位置にピンを戻す。この様な弾性屈曲は板ある
いはボードの幾何学的形状に適応するように発生し、配
列板１２の基本的グリッドとそのグリッドの外側にある
回路板１の接続部あるいはパッドとの間で接続を行なう
ことができる。また配列板１２の基本グリッドより密度
の高い回路板１上の接続点の局部的な集合の場合、試験
用ピン２あるいはその屈曲する集団によって補償が可能
であり、試験用ピンの長さを変化させずにこの様な屈曲
が生じる。

試験用ピン２の潜在的な屈曲を制限するために、スペー
サ７．８には試験用ごン２の軸に対して直角に配置され
、試験用ピンが屈曲することが予測される位置に貫通孔
３１を有する中間板３０が配置される。この様な中間板
３０は第１図に破線によって示される。マスク板３の貫
通孔１４が配列板１２のグリッドと整列する、前記中間
板の貫通孔はそのグリッドと整列する。一方、マスク板
３の貫通孔１４が配列板１４のグリッドに整列していな
い場合、中間板の貫通孔はずれており、配列板１２のグ
リッドの方に緩やかな変化で到着するように相互に配列
される。

次に装置が試験のために印刷回路板１に対して位置が定
められる。この櫟な装置は力Ｆ１（第３図）を出すため
に圧力板２３を備え、その力はスペーシングアダプタ構
成部品９を介してスペーサ７．８に直接伝送される。力
Ｆ１は弾力性のある媒体１１によって出る力Ｆ２に逆ら
れれる。一方力Ｆ１は回路板１に伝達され、回路板１か
ら試験用ピン２に伝達される。弾性を有する接触部１３
は試験用のピン２を介して逆方向の力Ｆ３を生じる。回
路板１とスペーサ７．８上のアダプタ部９とそれに接続
される構成部分を介して動作する圧力板２３の全体の力
Ｆ１によって、試験用のピン２はスペーサ７．８とそれ
に接続される構成部分と同じ距離だけ弾性を有する接触
部１３の力Ｆ３に抗して動かされる。試験用ピン２とマ
スク板３、中間板３０、案内板５．６との間に相対的な
運動は生じない。

マスク板３と中間板３０と案内板５．６はそれぞれマス
ク板３の貫通孔１４、中間板３０の貫通孔３１、頂部お
よび底部案内板５．６の貫通孔１０．１８の内部壁から
摩擦によって材料が引離されるようにする。

試験用ピンの外周面が接近して結合している弾性板、シ
ートあるいは挿入板によって、頂部表面の汚れおよびそ
れに似たようなマスク板、中間板、頂部板にある孔を通
って試験中に印刷回路板から落下する塵埃等の粒子を頂
部の表面で阻止する。

弾性板４が堅い泡状の材質である場合、試験用ピン２を
受るために孔を設けることが考えられる。

この装置で使用される外周面に起伏のない試験用のピン
２は、目立った起伏がないためにピンを容易に掴めるよ
うにするため自動ＣＡＦシステムで使用するには特に適
している。ＣＡＦ（コンピュータにより支援された固定
）システムは個々の回路板に使用できる穿孔データ、ざ
らにマスク板に使用できる穿孔データあるいはグリッド
配列された案内板に使用できる穿孔データから決定する
ように動作する。自動試験用ピン装荷装置が使用される
と、装荷されたデータは各回路板に使用できる穿孔デー
タから決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例の慨略図であり、第
４図は印刷回路板の貫通接続孔と接触する試験ピンのチ
ップを示し、第５図は印刷回路板の接続パッドと接触す
る試験用ピンのチップを示し、第６図は格子配列の接触
部の漏斗状開口と接触する試験ピンのチップを示す。 １・・・印刷回路板、２・・・試験ピン、３・・・マス
ク板、４・・・弾性板、５．６・・・案内板、７．８・
・・スペーサ、１２・・・配列板、１３・・・接触部、
１４・・・貫通孔、３０・・・中間板。

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）印刷回路板等の被試験物の接触部分と配列板また
   はその類似物の完全なグリッドに従って配置される複数
   の弾性接点部の１つとの間の電気接触を形成するための
   複数の実質上平行な試験ピンを備える印刷回路板等の電
   子的試験装置であって、その印刷回路板に対して装置が
   押付けられ、マスク板が試験ピンに対して直角に配置さ
   れ、そのマスク板の貫通孔を試験ピンが貫通してそのチ
   ップ部分が予め定められた位置に配置された印刷回路板
   等の接触部分と結合している印刷回路板等の試験装置に
   おいて、 マスク板から間隔を置いて平行に配置された弾性板によ
   って、縦方向では弾性でない試験ピンが弾性板の材質固
   有の弾性によって保持されるように前記弾性板を貫通し
   ていることを特徴とする印刷回路板等の電子的試験装置
   。
2. （２）マスク板の貫通孔が配列板の基本グリッドに対応
   し、あるいは前記グリッドに整列していない特許請求の
   範囲第１項記載の装置。
3. （３）試験ピンが外周面に起伏のないピンであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の装
   置。
4. （４）各試験ピンが弾性的に屈曲できるスプリング鋼か
   ら成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３
   項のいずれか１孔に記載の装置。
5. （５）印刷回路板の反対側に位置するマスク板と前記試
   験ピンのチップに対して印刷回路板を押付ける圧力面と
   の間にスペーシングアダプタが設けられており、このス
   ペーシングアダプタは印刷回路板の厚さにほぼ対応した
   厚さを有し、印刷回路板および試験ピンと、スペーシン
   グアダプタおよびそれに連結される構成部分とが圧力面
   に与えられる力によって均等に移動されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか１項に
   記載の装置。
6. （６）マスク板と弾性板がスペーサによって間隔を保持
   され、前記スペーシングアダプタが各スペーサの一端に
   固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   記載の装置。
7. （７）弾性部材が各スペーサの他端に設けられ、試験装
   置が前記弾性部材によって生じる力に対向して配列板に
   対して押付けられることを特徴とする特許請求の範囲第
   ６項記載の装置。
8. （８）弾性部材が螺旋スプリングを備えることを特徴と
   する特許請求の範囲第７項記載の装置。
9. （９）弾性部材が弾性材料から成ることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項記載の装置。
10. （１０）各試験ピンの端部の少なくとも一方が切頭円錐
    形であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
    ９項のいずれか１項記載の装置。
11. （１１）頂部案内板が弾性板のマスク板側に設けられ、
    試験ピン用の貫通孔を備え、また貫通孔が配列板の全基
    本グリッドあるいは前記グリッドの予め選択された部分
    に従って設けられることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項乃至第１０項のいずれか１項に記載の装置。
12. （１２）弾性板と頂部案内板がスペーサに取付けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の装
    置。
13. （１３）弾性板と頂部案内板がスペーサに取付けられて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１１項または第
    １２項記載の装置。
14. （１４）底部案内板が頂部案内板から間隔を置いて設け
    られ、配列板の全基本グリッドあるいは前記グリッドの
    予め選択された部分に従って試験ピン用の貫通孔を備え
    、前記弾性板が頂部案内板と底部案内板の間に挟まれた
    弾性挿入部品であることを特徴とする特許請求の範囲第
    １１項乃至第１３項のいずれか１項に記載の装置。
15. （１５）弾性挿入部品の厚さが頂部および底部案内板の
    間の距離より小さいことを特徴とする特許請求の範囲第
    １４項記載の装置。
16. （１６）弾性板あるいは挿入部品物が堅い泡状の材質あ
    るいはゴムから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項乃至第１５項のいずれか１項記載の装置。
17. （１７）マスク板がボルト等の固定手段によってスペー
    サに固定され、各ボルト等の固定手段の脚部がマスク板
    に設けられた孔を通ってスペーサに固定され、スペーシ
    ングアダプタがこのボルト等の固定手段のヘッドによっ
    て形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第５
    項乃至第１６項のいずれか１項記載の装置。
18. （１８）マスク板がプラスチックガラスよりなることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１７項のいずれ
    か１項記載の装置。
19. （１９）少なくとも１つの中間板がマスク板と弾性板あ
    るいは頂部案内板との間にマスク板と平行に配置され、
    この中間板はマスク板の貫通孔のパターンが基本グリッ
    ドに対応する場合には配列板の基本グリッドに従って配
    置される貫通孔を備え、配列板の基本グリッドと整列し
    ないマスク板においては配列板の基本グリッドから貫通
    孔に次第に変位するように配置されている貫通孔を備え
    るていことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第１
    ８項のいずれか１項記載の装置。