(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品が搭載された基板を、基板通電用のアダプタが取り付けられた状態で試験槽に入れ、温度制御された空気を吹き付けて当該基板の環境試験を行う環境試験装置において、
前記アダプタを前記試験槽内から外部に退避させるための開口部と、
前記試験槽内で前記基板を移動させて前記アダプタが当該試験槽内から退避した状態にする基板移動機構とを有していることを特徴とする環境試験装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記開口部を介して前記試験槽内から退避した前記アダプタに対して電気的に接触可能な通電用接続端子群と、
前記アダプタを前記通電用接続端子群に電気的に接触した状態に保持する保持機構とを有していることを特徴とする環境試験装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記試験槽に対して前記基板を搬入および搬出を行う搬送機構を有していることを特徴とする環境試験装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記試験槽として低温試験槽および高温試験槽を含み、
前記搬送機構は、前記低温試験槽および前記高温試験槽をこの順序で経由して前記基板を搬送するものであり、
前記高温試験槽には、前記開口部、前記基板移動機構、前記通電用接続端子群、および前記保持機構が備わっており、
前記低温試験槽には、前記開口部および前記基板移動機構が備わっていることを特徴とする環境試験装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記通電用接続端子群に接続される前記アダプタが外部に突出した状態で、複数枚の基板を整列状態で収納可能な搬送ボックスを有し、
前記搬送機構は前記搬送ボックスを搬送し、前記基板移動機構は当該搬送ボックスを移動させることを特徴とする環境試験装置。
【請求項６】
請求項５に記載のライン型環境試験装置による試験方法であって、
前記低温試験槽に搬入された前記搬送ボックスを前記基板移動機構によって移動して、前記アダプタのみを前記開口部から試験槽外に退避させた状態とし、
この状態で、前記基板に所定温度に制御された空気を吹き付けて環境試験を行うことを特徴とする試験方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記高温試験槽に搬入された前記搬送ボックスを前記移動機構によって移動させて、前記アダプタを前記開口部から試験槽外に退避させた状態とし、
前記保持機構によって、前記アダプタが前記通電用接続端子群に接続された状態に保持し、
前記基板に通電しながら、当該基板に所定温度に制御された空気を吹き付けて環境試験を行い、
しかる後に、前記基板移動機構によって搬送ボックスのみを下降させて、前記基板を当該搬送ボックスから露出した状態とし、
この状態で、前記基板に所定温度に制御された空気を吹き付けてさらに高い温度に加熱して環境試験を行うことを特徴とする環境試験方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用電子制御ユニットのような電子部品が搭載された基板を、搬送機構によって温度制御された試験槽に搬入して、実際の稼動状態と同様に通電しながら環境試験を行う環境試験装置、および当該試験装置を用いた試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の回路基板を温度制御された複数の試験槽に順次に搬入して環境試験を行う環境試験装置は、例えば、実公平５−２２８６８号公報に記載されている。このような環境試験装置を用いて、車載用電子制御ユニットなどの基板の試験を行う場合には、試験槽内において、基板の外部接続用のコネクタを試験装置に搭載されている通電回路側のコネクタに接続し、通電しながら環境試験が行われる。
【０００３】
ここで、基板の種類に応じて、そのコネクタの接続用端子ピンの配列パターンが異なっている場合が多い。このために、基板側コネクタと試験装置の通電回路側コネクタとの間を接続するためのアダプタが用意されている。このアダプタは、基板側のコネクタの端子ピン配列パターンに一致するピン穴パターンを備えたコネクタと、装置の通電回路のピン穴配列パターンに一致する端子ピン配列パターンを備えたコネクタと、これらのコネクタ間における対応する端子間を接続しているケーブル群とを備えた構成とされている。かかるアダプタを用いれば、試験対象の基板の種類が異なっても、アダプタを取り替えることにより、装置側の通電回路を各種の基板に接続できる。
【０００４】
この場合には、アダプタが取り付けられた状態で基板が試験槽に搬入されて、通電状態での環境試験が行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなアダプタ付きの基板を搬送して各試験槽において環境試験を行う場合には、基板のみを試験槽に搬入する場合に比べて、次のような問題点が発生する。すなわち、アダプタの熱容量が大きいので、基板のみを試験槽に入れた場合に比べて、試験装置の加熱あるいは冷却機構などの温度制御機構にかかる熱負荷が大きくなってしまう。この結果、試験対象の基板の加熱、冷却に必要とされる性能よりもはるかに大きな加熱、冷却性能を備えた温度制御機構を搭載しなければならず、装置の大型化、高コスト化を招いてしまう。
【０００６】
本発明の課題は、このような問題点に鑑みて、試験槽にアダプタ付き基板を搬入して通電しながら環境試験を行う際に、アダプタの熱容量に起因する弊害を回避可能な環境試験装置、および当該試験装置を用いた試験方法を提案することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、電子部品が搭載された基板を、基板通電用のアダプタが取り付けられた状態で試験槽に入れ、温度制御された空気を吹き付けて当該基板の環境試験を行う環境試験装置において、
前記アダプタを前記試験槽内から外部に退避させるための開口部と、
前記試験槽内で前記基板を移動させて前記アダプタが当該試験槽内から退避した状態にする基板移動機構とを有していることを特徴としている。
【０００８】
本発明では、試験槽に搬入されたアダプタ付き基板の環境試験を行う際に、基板移動機構によってアダプタを試験槽内から外部に退避させ、基板のみを試験槽内に保持した状態を形成できる。よって、この状態で所定温度に制御された空気を試験槽内に吹き込むことにより試験槽内を所定温度に保持する場合には、アダプタの熱容量による影響を実質的に受けることなく、温度制御を行うことができる。よって、試験槽内を所定温度に制御するための温度制御機構にかかる熱負荷を低減できる。
【０００９】
ここで、通電しながら基板の環境試験を行う場合には、上記構成に加えて、更に、
前記開口部を介して前記試験槽内から退避した前記アダプタに対して電気的に接触可能な通電用接続端子群と、
前記アダプタを前記通電用接続端子群に電気的に接触した状態に保持する保持機構とを配置すればよい。
【００１０】
また、一般的には、前記試験槽に対して前記基板を搬入および搬出を行う搬送機構を備えた構成とされる。
【００１１】
さらに、一般的には、前記試験槽としては、低温試験槽および高温試験槽が備わっており、基板は低温試験槽で環境試験に晒され、次に高温試験槽で環境試験に晒される。この場合には、前記高温試験槽において通電しながらの環境試験が行われるので、高温試験槽の側に、前記開口部、前記基板移動機構、前記通電用接続端子群、および前記保持機構を配置すればよい。また、前記低温試験槽の側には、前記開口部および前記基板移動機構を配置すればよい。
【００１２】
また、多数枚のアダプタ付き基板の試験をバッチ式で行うためには、前記アダプタが外部に突出した状態で、複数枚の基板を整列状態で収納可能な搬送ボックスを用いればよい。この場合には、前記搬送機構は前記搬送ボックスを搬送する機構とされ、同様に、前記基板移動機構も前記搬送ボックスを移動させる機構とすればよい。
【００１３】
前記搬送ボックスを用いて、低温試験槽および高温試験槽において環境試験を行うように構成された本発明による環境試験装置では、次のようにして環境試験を行うことができる。
【００１４】
まず、低温試験槽では、前記低温試験槽に搬入された前記搬送ボックスを前記基板移動機構によって移動して、前記アダプタのみを前記開口部から試験槽外に退避させた状態とし、
この状態で、前記基板に所定温度に制御された空気を吹き付けて環境試験を行えばよい。
【００１５】
次に、高温試験槽では、
前記高温試験槽に搬入された前記搬送ボックスを前記移動機構によって移動させて、前記アダプタを前記開口部から試験槽外に退避させた状態とし、
前記保持機構によって、前記アダプタが前記通電用接続端子群に接続された状態に保持し、
前記基板に通電しながら、当該基板に所定温度に制御された空気を吹き付けて環境試験を行い、
しかる後に、前記基板移動機構によって搬送ボックスのみを下降させて、前記基板を当該搬送ボックスから露出した状態とし、
この状態で、前記基板に所定温度に制御された空気を吹き付けてさらに高い温度に加熱して環境試験を行えばよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したライン型環境試験装置の実施例を説明する。
【００１７】
（アダプタ付き基板および搬送ボックス）
本例のライン環境試験装置の説明に先だって、試験対象のアダプタ付き基板、および搬送ボックスについて説明する。
【００１８】
図１はアダプタ付き基板の一例を示す正面図、平面図および側面図である。これらの図に示すように、本例のアダプタ付き基板１は、基板２と基板通電用のアダプタ３から構成されており、基板２は長方形の板であり、その表面には回路パターンが印刷され、各種の電子機器（図示せず）が搭載されている。この基板２の一つの長辺に沿って外部接続用のコネクタ４が取り付けられており、コネクタ４には所定の配列パターンで接続端子ピン（図示せず）が配列されている。
【００１９】
アダプタ３は、上下に平行に配置した上プレート５および下プレート６と、これらの間を繋ぐ左右の側プレート７、８を備えており、下プレート６の下面には、基板側コネクタ４に形成されている接続端子ピンの配列パターンに一致したピン穴の配列パターンを備えた下側コネクタ（図示せず）が取り付けられている。上プレート５の上面には、後述するライン型試験装置の側の通電回路に接続するための上側コネクタ９が取り付けられている。この上側コネクタ９には、例えば複数本のピン穴１０が配列されている。これら下側コネクタおよび上側コネクタ９の間は、対応する接続端子毎にケーブル１０ａで相互に接続されている。
【００２０】
また、下プレート６の両端部分は基板２の両端よりも外側に延びており、これらの部分には、位置決め用の１本のピン穴１１、および同じく位置決め用の２本のピン穴１２ａ、１２ｂが形成されている。
【００２１】
次に、図２は搬送ボックスの一例を示す平面図および横断面図である。搬送ボックス２０は、複数枚のアダプタ付き基板１を整列状態で収納可能であり、後述のように、当該搬送ボックス２０によってアダプタ付き基板１が搬送されて、環境試験が行われる。
【００２２】
本例の搬送ボックス２０は、上方が開口部２１となっている直方体形状のボックス本体２２と、ボックス長辺方向に一定のピッチで配列されたボックス短辺方向に平行に延びる複数の仕切り枠２３とを備えている。仕切り枠２３は矩形枠であり、これらの仕切り枠２３によって、ボックス短辺方向に細長い複数の基板差し込み部２４が区画形成されている。また、ボックス本体２１における一方の長辺側の上端面２５には、各基板差し込み部２４に対応して１本のガイドピン２６が起立状態に取り付けられ、他方の長辺側の上端面２７には同様に２本ずつのガイドピン２８ａ、２８ｂが起立している。
【００２３】
この構成の搬送ボックス２０にアダプタ付き基板１を収納した状態を図２においては想像線で示してある。各基板差し込み部２４には、アダプタ付き基板１がその基板２の側から差し込まれて、アダプタ下プレート６の両端部分がボックス上端面２５、２７に乗った状態とされる。また、アダプタ下プレートの両端部分のピン穴１１、１２ａ、１２ｂには、それぞれ、ボックス側のガイドピン２６、２８ａ、２８ｂが差し込まれ、各アダプタ付き基板１が位置決めされた状態とされる。
【００２４】
（ライン型環境試験装置）
次に、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は本例のライン型環境試験装置を示す平面構成図、側面構成図および正面構成図である。これらの図を参照して説明すると、本例のライン型環境試験装置４０は、装置架台４１に搭載された２つの試験槽４２、４３を備えており、試験槽４２は低温試験槽であり、試験槽４３は高温試験槽である。
【００２５】
また、ライン型環境試験装置４０は、アダプタ付き基板１が収納された搬送ボックス２０を試験槽４２、４３をこの順序で経由して搬送するための搬送機構５０を備えている。この搬送機構５０は複数台、例えば各試験槽４２、４３の床面を規定している２台のコンベヤユニット５１、５２を含んでいる。
【００２６】
さらに、ライン型環境試験装置４０は、各試験槽４２、４３の槽内温度を制御するための温度制御機構７０を備えている。この温度制御機構７０は通常のライン型環境試験装置と同様であり、コンプレッサ７１、蒸発器７２、ヒータ７３などを含み、各試験槽４２、４３に対して、それらの側面上部に配置した吹き出し口７４、７５から所定温度に制御された温度調整用の空気を吹き込むようになっている。
【００２７】
次に、図４および図５には各試験槽４２、４３の構成および環境試験動作を示してある。各試験槽４２、４３は、基本的には同一構成であり、断熱材からなる壁によって区画されている。低温試験槽４２は、図４に示すように、試験槽内に搬入されてコンベヤユニット５１に乗っている状態の搬送ボックス２０を昇降させるための昇降機構８１（基板移動機構）を備えている。試験槽天井面には、搬送ボックス２０に収納されているアダプタ付き基板１のアダプタ３が通過可能な大きさの開口部８２が形成されている。
【００２８】
これに対して、高温試験槽４３は、図５に示すように、試験槽内に搬送されてコンベヤユニット５２に乗っている状態の搬送ボックス２０を昇降させるための昇降機構８１Ａ（基板移動機構）を備えている。試験槽天井面には、搬送ボックス２０に収納されているアダプタ付き基板１のアダプタ３が通過可能な大きさの開口部８２Ａが形成されている。さらに、試験槽４３の真上、すなわち、開口部８２Ａの真上の位置には、アダプタ３の上面に取り付けられているコネクタ９のピン穴１０と同一の配列パターンで端子ピンが配列されている通電回路側コネクタ８３（通電用接続端子群）が下向き状態で配置され、このコネクタ８３は通電回路が搭載されたドライバ基板８４に接続されている。これに加えて、アダプタ３を通電回路側コネクタ８３に接続した状態を保持するための保持機構８５も配置されている。
【００２９】
（環境試験動作）
このように構成した本例のライン型環境試験装置４０においては、前述したように複数枚のアダプタ付き基板１が搬送ボックス２０に収納された状態で、各試験槽４２、４３を経由する搬送路に沿って搬送されて、低温および高温での環境試験がこの順序で行われる。
【００３０】
まず、図４を参照して低温試験槽４２での試験手順を説明する。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、低温試験槽４２に搬送ボックス２０が搬入されると、昇降機構８１により搬送ボックス２０が持ち上げられ、試験槽天井面に開けた開口部８２を通って搬送ボックス２０に収納されているアダプタ付き基板１におけるアダプタ３のみが上側に引き上げられる。図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、アダプタ３が試験槽から完全に引き上げられた状態で昇降機構８１を停止した後に、この状態で、温度制御機構７０によって吹き出し口７４から温度調整された空気を試験槽内に吹き込み、搬送ボックス２０内の各基板１を所定温度に保持して環境試験を行う。
【００３１】
試験終了後には、昇降機構８１によって元の高さ位置まで搬送ボックス２０を下降させ、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、アダプタ３が試験槽内に位置した状態に戻す。
【００３２】
次に、図５を参照して、高温試験槽４３での試験手順を説明する。図５（ａ）、（ｂ）に示すように高温試験槽４３に搬送ボックス２０が搬入されると、昇降機構８１Ａにより搬送ボックス２０が持ち上げられ、試験槽天井面に開けた開口部８２Ａを通って搬送ボックス２０に収納されているアダプタ付き基板１におけるアダプタ３のみが上側に引き上げられる。
【００３３】
開口部８２Ａの真上には通電回路側コネクタ８３が下向き状態で配置されているので、下側から上昇したアダプタ上面に配置されているコネクタ９の各ピン穴に通電回路側コネクタ８３の端子ピンが差し込まれ、これらが接続された状態になる。この後は、保持機構８５を駆動して、アダプタ付き基板１を両側から挟持してこの状態に保持する。図５（ｃ）、（ｄ）にはこの状態を示してある。
【００３４】
しかる後に、ドライバ基板８４に搭載されている通電回路によって基板２に通電しながら、温度制御機構７０によって温度調整された高温空気を吹き込み口７５から試験槽内に吹き込むことにより、基板２を所定温度まで加熱して環境試験を行う。
【００３５】
次に、昇降機構８１Ａによってコンベヤユニット５２を下降させ、搬送ボックス２０のみを下降させて基板２を当該搬送ボックス２０から露出した状態とする。図５（ｅ）、（ｆ）にはこの状態を示してある。そして、この状態で、通電しながら、温度制御機構によって基板２をさらに高い温度に加熱して環境試験を行う。
【００３６】
試験終了後は、昇降機構８１Ａによって搬送ボックス２０を持ち上げて、その中にアダプタ付き基板１が収納された状態とし、保持機構８５によるアダプタ付き基板１の把持を解除した後に、昇降機構８１Ａによって搬送ボックス２０を下降させて元の高さ位置に戻す。しかる後に、高温試験槽４３から搬送ボックス２０を搬出する。
【００３７】
（その他の実施の形態）
上記の例では、低温試験槽および高温試験槽を備えているが、例えば、高温試験槽のみを備えた構成であってもよい。また、３つ以上の試験槽を備えた構成とすることもできる。
【００３８】
さらに、アダプタを試験槽外に退避させるために、上記の例では各試験槽の天井面にアダプタ退避用の開口部を形成し、昇降機構によって搬送ボックスを上昇させてアダプタを退避させるようにしている。しかし、搬送ボックスを横方向あるいは下方向、場合によっては斜め方向に移動させる移動機構を配置し、移動方向の試験槽の内面に開口部を形成しておき、アダプタを試験槽外に退避させるようにしてもよい。
【００３９】
さらにまた、上記の例では搬送ボックスによってバッチ式で複数枚の基板を同時に試験するようにしているが、例えば、アダプタ付き基板を一枚ずつ試験槽に入れて試験を行うようにすることも可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のライン型環境試験装置および方法においては、アダプタ付き基板を試験槽内で試験する際に、アダプタのみを試験槽の天井面等に形成した開口部から試験槽外部に退避させ、この状態で基板のみを所定温度に加熱あるいは冷却するようにしている。
【００４１】
従って、本発明によれば、熱容量の大きなアダプタを加熱、冷却する必要がないので、熱エネルギを節約できる。よって、温度制御機構の容量を小さくできるので、その分、装置の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００４２】
また、本発明では複数枚のアダプタ付き基板が収納された搬送ボックスを各試験槽を経由して搬送することによりアダプタ付き基板の試験を行うようにしているので、アダプタ付き基板の試験をバッチ式で効率良く行うことができる。この場合には、搬送ボックスによって基板自体が保護された状態で搬送されるので、試験中に基板が傷つくなどといった弊害も回避できるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のライン型環境試験装置の試験対象であるアダプタ付き基板の一例を示す正面図、平面図および断面図である。
【図２】図１のアダプタ付き基板を収納して搬送するための搬送ボックスの一例を示す平面図および断面図である。
【図３】本発明を適用したライン型環境試験装置の一例を示す平面構成図、側面構成図および正面構成図である。
【図４】図３のライン型環境試験装置の低温試験槽での試験手順を示す説明図である。
【図５】図３のライン型環境試験装置の高温試験槽での試験手順を示す説明図である。
【符号の説明】
１    アダプタ付き基板
２    基板
３    アダプタ
４    コネクタ
９    コネクタ
２０  搬送ボックス
４０  ライン型環境試験装置
４１  架台
４２  低温試験槽
４３  高温試験槽
５０  搬送機構
５１、５２  コンベヤユニット
７０  温度制御機構
７４、７５  吹き出し口
８１、８１Ａ  昇降機構（基板移動機構）
８２、８２Ａ  開口部
８３  通電回路側コネクタ（通電用接続端子群）
８４  ドライバ基板
８５  保持機構
【図１】
0003708475.tif 000002
【図２】
0003708475.tif 000003
【図３】
0003708475.tif 000004
【図４】
0003708475.tif 000005
【図５】
0003708475.tif 000006