(57)【要約】【課題】コイルプリント回路基板（コイルＰＣＢ）を検査するための試験システムを提供する。【解決手段】コイルＰＣＢ試験システム（１００）は、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗（ＲＡｘ、ＲＢｙ、ＲＣｚ）、自己インダクタンス（ＬＡｘ、ＬＢｙ、ＬＣｚ）、コイルＰＣＢのコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス（ＭＡＢ、ＭＢＣ、ＭＣＡ）及びコイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するように構成され得る。【選択図】図５
2014219400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルプリント回路基板（コイルＰＣＢ）のための試験システムであって、抵抗、前記コイルＰＣＢの各コイル巻線の自己インダクタンス、前記コイルＰＣＢの前記コイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス及び前記コイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するように構成される、
システム。
【請求項２】
前記コイルＰＣＢを受けるように構成される取付プレートと；
前記コイルＰＣＢの半田パッドと電気的な接触を行うためのコネクタを有する取付ベースと；を有し、
前記取付プレート及び前記取付ベースは、前記コイルＰＣＢが、前記取付プレートに前記半田パッドが電気的な接続のない状態で配置される装填／排出状態から、前記コイルＰＣＢが、前記取付プレートに前記半田パッドが前記コネクタと電気的に接続する状態で配置される試験状態に、前記コイルＰＣＢが移動可能であるように、構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記コネクタは、前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線に電気的に接続するように構成される、
請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記コネクタは、前記半田パッドのそれぞれの１つと電気的に接触するためのバネ付勢されるピンを有する、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記取付ベースは、前記試験状態において前記バネ付勢されるピンへの接続のために前記コイルＰＣＢの前記半田パッドを案内するように構成される面取り部を有する、
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の抵抗及びインダクタンスを測定するように構成される第１の電気回路をさらに有する、
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記インダクタンスは、各前記コイル巻線の自己インダクタンス及び前記コイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンスを含む、
請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の電気回路は、一定振幅の正弦波電流又は電圧信号を前記コイル巻線それぞれに選択的に加えるように構成される、
請求項６又は７に記載のシステム。
【請求項９】
前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記逆ＥＭＦを測定するように構成される第２の電気回路をさらに有する、
請求項３乃至８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第２の電気回路はさらに、前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記抵抗を測定するように構成される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記逆ＥＭＦを測定するために磁界を前記コイルＰＣＢにかけるための磁石構造をさらに有する、
請求項９又は１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１及び／又は前記第２の電気回路は、前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記抵抗及び前記インダクタンス並びに／又は前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記逆ＥＭＦを測定するための測定ユニットを有する、
請求項６乃至１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記抵抗及び前記インダクタンス並びに／又は前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記逆ＥＭＦの自動的な測定のために、前記測定ユニットに結合される制御ユニットを有する、
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記取付ベースは、前記試験状態において前記コイルＰＣＢへの周囲圧力下で前記コイルＰＣＢを前記取付プレートに取付けるためにバキュームを適用するように構成されるチャネルを有する、
請求項２乃至１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
コイルＰＣＢを試験するための方法であって、
前記コイルＰＣＢの各コイル巻線の自己インダクタンス、前記コイルＰＣＢの前記コイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス及び前記コイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するステップを有する、
方法。
【請求項１６】
前記コイルＰＣＢが取付プレートに半田パッドが電気的な接続のない状態で配置される装填／排出状態から、前記コイルＰＣＢが前記取付プレートに前記半田パッドが取付ベースのコネクタと電気的に接続する状態で配置される試験状態に、前記コイルＰＣＢを動かすステップを有する、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記コネクタは、前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線に電気的に接続するように構成される、
請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記コネクタは、前記半田パッドのそれぞれの１つと電気的に接触するためのバネ付勢されるピンを有する、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記試験状態において前記バネ付勢されるピンへの接続のために前記コイルＰＣＢの前記半田パッドを案内するステップを有する、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の抵抗及びインダクタンスを測定するために第１の電気回路を使用するステップを有する、
請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記インダクタンスは、各前記コイル巻線の自己インダクタンス及び前記コイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンスを含む、
請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の電気回路は、一定振幅の正弦波電流又は電圧信号を前記コイル巻線それぞれに選択的に加えるように構成される、
請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記逆ＥＭＦを測定するために第２の電気回路を使用するステップをさらに有する、
請求項１７乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記第２の電気回路はさらに、前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記抵抗を測定するように構成される、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記逆ＥＭＦを測定するために、磁界を前記コイルＰＣＢにかけるための磁石構造を使用するステップをさらに有する、
請求項２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１及び／又は前記第２の電気回路は、前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記抵抗及び前記インダクタンス並びに／又は前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記逆ＥＭＦを測定するための測定ユニットを有する、
請求項１７乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記抵抗及び前記インダクタンス並びに／又は前記コイルＰＣＢの各前記コイル巻線の前記逆ＥＭＦの自動的な測定のために前記測定ユニットに結合される制御ユニットを使用するステップをさらに有する、
請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記試験状態において前記コイルＰＣＢへの周囲圧力下で前記コイルＰＣＢを前記取付プレートに取付けるためにバキュームを適用するステップをさらに有する、
請求項２乃至２７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルプリント回路基板（コイルＰＣＢ）のための試験システム及び方法、特に、例えば、ハードディスクドライブ及び冷却ファン並びに他の用途のための軸方向磁場スピンドルモータを作るために使用されるモータコイルＰＣＢ等、製造されたコイルＰＣＢの品質の自動的な及び大量の検査のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存のプリント回路基板（ＰＣＢ）試験装置は典型的には、最終的な接続性及び／又はＰＣＢの最終的な大まかな抵抗値のみしか検査しない。
【０００３】
しかし、例えば、モータ用ＰＣＢコイルの製造のために、発明者は、コイルＰＣＢが実際のモータを組み立てるために使用される前に、コイルＰＣＢの品質を検査する必要を認識していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、その認識された必要に対処するコイルＰＣＢのための試験システム及び方法を提供するように努める。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、コイルプリント回路基板（コイルＰＣＢ）のための試験システムが提供され、システムは、抵抗、コイルＰＣＢの各コイル巻線の自己インダクタンス、コイルＰＣＢのコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス及びコイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するように構成される。
【０００６】
本発明の第２の態様によれば、コイルＰＣＢを試験するための方法が提供され、方法は、抵抗、コイルＰＣＢの各コイル巻線の自己インダクタンス、コイルＰＣＢのコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス及びコイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するステップを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明は、添付の図面と関連付けて読まれるとき、以下の詳細な説明から最も良く理解される。一般的な方法にしたがって、図面の様々な機構／要素が正確な縮尺率で描かれていない場合があることが強調される。それどころか、様々な機構／要素の寸法は、明確にするために、任意に拡大又は縮小され得る。さらに、図面では、共通の参照番号が同様の機構／要素を表すために使用される。図面に含まれるのは以下の図である。
【図１ａ】抵抗及びインダクタンスを測定するための構成の例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムの回路図を示す。
【図１ｂ】逆起電力（逆ＥＭＦ）を測定するための構成の例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムの回路図を示す。
【図１ｃ】例示的な実施形態による試験システムの分解等角図を示す。
【図２ａ】試験されることになるコイルＰＣＢの写真を示す。
【図２ｂ】試験されることになるコイルＰＣＢに相当する記号を示す。
【図３】例示的な実施形態による、逆ＥＭＦ波形の試験結果を示すグラフを示す。
【図４】例示的な実施形態による、一定振幅の電圧又は電流を持つ純粋な正弦波電源の回路図を示す。
【図５】逆ＥＭＦ及び抵抗測定のための例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムの代替回路図を示す。
【図６】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムにおける回転永久磁石リング又はセグメントの分解等角図を示す。
【図７】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムにおけるコイルＰＣＢ取付構造の分解等角図を示す
【図８】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムにおけるバキューム補助コイルＰＣＢホルダを示す、図７の詳細である。
【図９】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムのコイルＰＣＢ取付け開始位置を示す等角図を示す。
【図１０】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムのコイルＰＣＢ取付け終了位置を示す等角図を示す。
【図１１】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムの断面図を示す。
【図１２】例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムのコネクタ部分の断面図を示す、図１１の詳細である。
【図１３】図１１のコイルＰＣＢ試験システムの等角図を示す。
【図１４】図１１のコイルＰＣＢ試験システムの正面図を示す。
【図１５】図１１のコイルＰＣＢ試験システムの上面図を示す。
【図１６】例示的な実施形態による、抵抗、インダクタンス及び逆ＥＭＦ測定を用いるコイルＰＣＢ試験のフローチャートを示す。
【図１７】例示的な実施形態による逆ＥＭＦ及び抵抗測定を用いるコイルＰＣＢ試験のフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の詳細な記載は、例証として、発明が実施され得る特定の詳細及び実施形態を示す添付の図面を参照する。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施することを可能にするよう十分詳細に記載されている。他の実施形態が用いられ得るとともに、構造的、及び論理の変更が本発明の範囲から離れることなしになされ得る。様々な実施形態は、必ずしも相互に排他的でなく、幾つかの実施形態は、新しい実施形態を形成するために１又は複数の他の実施形態と組み合わされることができる。
【０００９】
本発明が容易に理解され得るとともに実際に実施され得るために、特定の実施形態がここに、限定ではなく例示として、図を参照して記載される。
【００１０】
記載される実施形態は、大量生産のためにコイルＰＣＢの電気的性能を自動的に測定するためのシステムを提供することができる。記載される実施形態は好ましくは、例えばモータ組立における不具合を避けるために、コイルＰＣＢの各コイル巻線の断線、短絡及び非対称特性を検査することができる。発明者は、最終的な接続性又は最終結果の大まかな抵抗値を検査するために既存のＰＣＢ試験装置を使用することが、例えば、モータ用コイルＰＣＢの、品質管理に十分でない可能性があることを認識していた。この品質管理は、認定モータの組み立ての重要な部分を形成する。例示的な実施形態は好ましくは、品質管理の強化された要件を満たすことができるとともに、例えばコイルＰＣＢモータの、研究開発（Ｒ＆Ｄ）にも応用されることができる。
【００１１】
例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システム１００は、図１に示されるように、
３つの部分からなる：（１）コイルＰＣＢを高速に配置する、保持する及び取り除くための機械部品（図１ｃに相当）；（２）電気ユニット（図１ａ及びｂに相当）；（３）アプリケーションソフトウェア（図１ａ及びｂに相当）。この実施形態のシステム１００は、次の４つの機能を実行することができる：
１．各相巻線のＡＣ抵抗を測定する：ＲＡＸ、ＲＢＹ及びＲＣＺ
２．各相巻線の自己インダクタンスを測定する：ＬＡＸ、ＬＢＹ及びＬＣＺ
３．任意の２つの相巻線の間の相互インダクタンスを測定する：ＭＡＢ、ＭＢＣ及びＭＣＡ
４．ｅＡＸ、ｅＢＹ及びｅＣＺの逆起電力（逆ＥＭＦ）の波形及びそれらのＦＦＴスペクトルを測定する。
【００１２】
測定された抵抗、インダクタンス及び逆ＥＭＦＦＦＴ（高速フーリエ変換）スペクトルのそれらの標準値との比較を通して、コイルＰＣＢの品質を検査することができる。
【００１３】
図２は、試験されることになるコイルＰＣＢ２００を示す。図１（ａ）に数字１０１−１０３で示されるように、リレーＳＡ、ＳＢ及びＳＣとともに、プログラム可能な周波数及び振幅を用いる正弦波ＡＣ電源１０４が、相Ａ巻線の端子Ａ及びｘ、相Ｂ巻線の端子Ｂ及びｙ又は相Ｃ巻線の端子Ｃ及びｚに適用されることができる。
【００１４】
例示的な実施形態では、典型的なコイルＰＣＢのインダクタンスは小さい（例えば、マイクロヘンリーのオーダー）ので、例えば、１６ビットくらいの（例えば、１４、１８、２０、２４ビット）デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）、低歪み線形電力増幅器、低ドリフト電流検出回路及び１６ビットくらいの（例えば、１４、１８、２０、２４ビット）アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）データ取得（ＤＡＱ）システムを備える、高性能の１６ビットくらいの（例えば、１４、１８、２０、２４ビット）マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）が、コイルへの印可のための純粋な正弦波電圧又は電流ソースを発生させるために及びコイルの電流又は電圧を検出するために、用いられる。図４は、１６ビットＡＤＣ  ＤＡＱシステム及び電流閉ループコントローラ４０２を含む、例示的な実施形態による一定振幅の電圧又は電流を持つ純粋な正弦波電源４００の回路図を示す。純粋な正弦波の且つ一定振幅のＡＣ電圧又は純粋な正弦波の且つ一定振幅のＡＣ電流励起ソースが、いずれの周波数においても有利に、抵抗、自己インダクタンス及び相互インダクタンスを正確に測定するために、励起信号として使用される。
【００１５】
好ましくは、各コイルの抵抗及び自己インダクタンス、並びに任意の２つのコイルの間の相互インダクタンスは、それによって正確に測定されることができる。各チャネル配線の電圧低下を除去するために、２ウェイ差動接続ケーブル又は配線が採用される。より具体的には、コイルＰＣＢの各パッドが、１つの実施形態における２つの平行バネピンと接続され、このピンの一方は電流経路のためのリレーに接続されるとともにこのピンの他方はＤＡＱシステムの電圧検出チャネルに接続される。
【００１６】
図１ａ）に戻ると、一般的に、電源電圧は次のように表すことができる：
【００１７】
【数１】
2014219400.tif 000003
電圧が印可された後、相電流がＲｉｓｅｎｓｅ１０６の電圧低下を通じて検出されることができる：
【００１８】
【数２】
2014219400.tif 000004
ここで、電流Ｉｍは：
【００１９】
【数３】
2014219400.tif 000005
によって得ることができ、θＺは電流と電圧との間の位相差である。
【００２０】
したがって、リレー１０１（ＳＡ）が閉じている場合、測定される相Ａ巻線の抵抗及び自己インダクタンスは次のようになる：
【００２１】
【数４】
2014219400.tif 000006
【００２２】
【数５】
2014219400.tif 000007
対応して、相ＢとＡとの間、及び相ＣとＡとの間の相互インダクタンスも以下によって得ることができる：
【００２３】
【数６】
2014219400.tif 000008
【００２４】
【数７】
2014219400.tif 000009
同様に、リレー１０２（ＳＢ）が閉じている場合、測定される相Ｂ巻線の抵抗及び自己インダクタンスは次のようになる：
【００２５】
【数８】
2014219400.tif 000010
【００２６】
【数９】
2014219400.tif 000011
対応して、相ＡとＢとの間、及び相ＣとＢとの間の相互インダクタンスも以下によって得ることができる：
【００２７】
【数１０】
2014219400.tif 000012
【００２８】
【数１１】
2014219400.tif 000013
リレー１０３（ＳＣ）のみが閉じているとき、測定される相Ｃ巻線の抵抗及び自己インダクタンスは次のようになる：
【００２９】
【数１２】
2014219400.tif 000014
【００３０】
【数１３】
2014219400.tif 000015
対応して、相ＢとＣとの間、及び相ＣとＡとの間の相互インダクタンスも以下によって得ることができる：
【００３１】
【数１４】
2014219400.tif 000016
【００３２】
【数１５】
2014219400.tif 000017
上述の測定された値を抵抗及びインダクタンスの標準値と比べることで、コイルＰＣＢの品質が、例示的な実施形態において、好ましくは容易に検査されることができる。例えば、限定的ではないが、これらの値が標準値＋／−７％又は他の特定の許容値の中にある場合、コイルＰＣＢは良品質であると分類され得る。
【００３３】
コイルＰＣＢの品質を有利にさらに検査するために、図１（ｂ）に示される、例示的な実施形態では、回転磁石１０８が、設けられるとともに磁界を試験中のコイルＰＣＢにかけるように構成される。磁石１０８は、設定速度で動くようにモータコントローラ１１２によって制御されるサーボモータ１１０によって回転される。図６は、回転磁石１０８の詳細を示し、例えば、機械的な留め具（図示せず）を用いて、支持構造６０６に取付けられる、永久磁石リング６００又は異なる実施形態における永久磁石セグメント例えば６０４のリングタイプ構造６０２を含む。支持構造６０６は、モータ１１０のロータヨーク６１０に機械的に結合される。
【００３４】
図１（ｂ）に戻ると、永久磁石１０８組立体は、精密な速度フィードバック制御モータ１１０によって駆動されるので、ヨークが回転しているとき、磁石軸フラックスもまた回転し、ＰＣＢコイルに電圧を誘起するとともに対応する逆ＥＭＦが発生する。誘起された電圧信号、すなわち逆ＥＭＦは、コイルＰＣＢ品質試験信号として使用されることができる。コイル逆ＥＭＦの検出された電圧信号は、順フーリエ変換（ＦＦＴ）を行うために及び対応するスペクトルを得るために、ＰＣ及びアプリケーションソフトウェア１１４（図１ｂ）例えば、１つの実施形態ではＭｓ−Ｗｉｎアプリケーションソフトウェア、によって、自動的に処理される。
【００３５】
逆ＥＭＦ波形３００、３０２、３０４は、図３に示されるように、端子Ａ及びｘ、Ｂ及びｙ、並びにＣ及びｚを通じて、好ましくは同時に、測定されることができる。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が次に、各相の逆ＥＭＦの全ての次数成分の値が、例えば、適用される標準の範囲にあるかどうかを決定するために、各相の逆ＥＭＦの全ての次数成分が検査されるように適用されることができる。一般的に、逆ＥＭＦは次のように表すことができる：
【００３６】
【数１６】
2014219400.tif 000018
例示的な実施形態では、抵抗、自己インダクタンス、相互インダクタンス及び逆ＥＭＦの全てが、例えば適用される試験標準の範囲の中にある場合、コイルＰＣＢは、合格と決定されることができ、そうでなければ不合格と決定されることができる。
【００３７】
図５に示される他の例示的な実施形態５００では、逆ＥＭＦ及び抵抗のみが測定される。抵抗値と逆ＥＭＦ  ＦＦＴと対応する位相角とにしたがって、コイルＰＣＢ５０２の品質はまた、好ましくは確実に検査されることができる。モータ５０４は、磁石５０６を設定速度で回転させるように始動される。コイル５０８−５０１の逆ＥＭＦ及び対応する位相角が測定される（図１ｂ及び対応する上述の記載に相当）。リレー５１１−５１３が次に選択的に閉じられ、電圧が電流検出抵抗５１４において抵抗値を決定するために別々に検出される。
【００３８】
図１ａ）及びｂ）では、アプリケーションソフトウェアが、バキューム制御を実行するために、簡単なクランプサブシステム運動、回転磁石の一定速度回転、ソース電圧又は電流の励起、コイルの電圧及び電流の検出並びに、抵抗、自己インダクタンス、相互インダクタンス及び逆ＥＭＦ  ＦＦＴスペクトルを得るための後処理を容易にするために、使用される。例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システムにおける試験をスピードアップするための特徴が、次に図７−１５を参照して記載される。
【００３９】
コイルＰＣＢの典型的なサイズが小さく且つ典型的な上部カバー電気絶縁層がショートを作る恐れを伴って容易に傷つけられることに起因して、制御可能な真空システムが、例示的な実施形態において、コイルＰＣＢ７０１をコイルＰＣＢ取付組立体７０４の一部としてのスライド可能な取付プレート７０２に吸引するために提供される。この実施形態では、取付プレート７０２は、空気孔、例えば７０８のアレイの周りに形成されたリム７０６を有する。リム７０６は、試験されることになるコイルＰＣＢ７０１に適合するように寸法決めされる。取付プレート７０２は、異なるサイズの及び／又は形状のコイルＰＣＢに適合するように交換され得る。取付プレート７０２が取付ベース７１０の中に完全にスライドされた後（図１０に相当）、取付ベース７１０上の位置決めセンサ（図示せず）が、例えばアプリケーションソフトウェアによる、操作のために真空コンプレッサ（図示せず）の制御のために信号を与える。コイルＰＣＢ７０１は、周囲の空気圧によって補助されて取付プレート７０２の上に据え付けられる。ここで一対のクランプ７１２、７１４を含む、簡単なクランプシステムが、取付プレート７０２を取付ベース７１０にしっかり固定する。同時に、図１２に示されるように、コイルＰＣＢ半田パッドの底面、例えば７１６が、対応するスプリングピンコネクタ、例えば７１８につながり、このスプリングピンコネクタ７１８は対応するチャネル信号線、例えば７２０に接続される。限定ではない例では、６個の半田パッドが、例えば３巻線／相コイルＰＣＢ用に、使用される。コイルＰＣＢ試験が終わったとき、コイルＰＣＢ７０１を取り出すためのシーケンスは、当業者によって理解されるように、試験されることになるコイルＰＣＢ７０１の取付けの逆のシーケンスである。プル／プッシュハンドル７２０が、この例では取付プレート７０２に設けられる。
【００４０】
図１１は、例示的な実施形態によるコイルＰＣＢ試験システム７００の断面図を示し、例えば、バキュームコンプレッサ（図示せず）への、ホースコネクタ７２８を介したバキュームホース（図示せず）への接続のために取付ベース７１９に形成されたバキュームチャネル７２６を示す。図１２に示されるように、コイルＰＣＢプレスプレート７２２が、スプリングコネクタ、例えば７１８との接続のためにコイルＰＣＢ７０１の半田パッド部分の受け入れ及び案内を容易にするように設けられた面取り部７２４を備えて、取付ベース７１０に、設けられる。
【００４１】
図１３は、コイルＰＣＢ試験システム７００の等角図を示し、例えば、取付組立体７０４の上に磁石構造７３２を支持するためのフレーム構造７３０を示す。図１４は、コイルＰＣＢ試験システム７００の正面図を示す。図１５は、コイルＰＣＢ試験システム７００の上面図を示す。
【００４２】
図１６は、例示的な実施形態による、コイルＰＣＢの抵抗、インダクタンス及び逆ＥＭＦ測定の試験手順を示すフローチャート１６００を示し、これは、例えば、Ｒ＆Ｄ並びに大量生産で使用されることができる。ステップ１６０２において、取付プレートが開始位置（図９に相当）に引き出される。ステップ１６０４において、試験されることになるコイルＰＣＢが取付プレートに挿入される。ステップ１６０６において、取付プレートが終了位置（図１０に相当）に押し込まれる。ステップ１６０８において、取付プレートが終了位置においてクランプされる。ステップ１６１０において、電圧又は電流が、コイルＰＣＢ相Ａ、Ｂ、及びＣに順番に、電源を用いてステップ１６２６に示される制御及び相選択を使って加えられる（図１ａに相当）。ステップ１６１２において、各コイルの２つの端子間の電圧信号及び電流検知抵抗における電圧が検出される（図１ａに相当）。ステップ１６１４において、モータが設定速度で磁石を回転させるように始動される（図１ｂに相当）。ステップ１６１６において、コイルの逆ＥＭＦが測定され、データがステップ１６２８において示される、コンピュータ制御指令及び試験処理に提供される（図１ｂに相当）。ステップ１６１８において、モータが停止される。ステップ１６２０において、取付ベースが解放される。ステップ１６２２において、取付ベースが引き出される（図９に相当）。ステップ１６２４において、試験されたコイルＰＣＢが取付プレートから取り外され、プロセスは試験されることになる他のコイルＰＣＢのためにステップ１６０４に戻る。ステップ１６２８に示されるコンピュータ制御指令及び試験処理は、例えば、ステップ１６１２、１６１４、１６１８及びステップ１６２６に含まれる。
【００４３】
図１７には、他の実施形態による代替試験手順を示すフローチャート１７００が示される。この実施形態では、逆ＥＭＦ及び抵抗のみが、各モータＰＣＢ試験の間に磁石リングを回転させるために回転しているモータを停止させる必要なしに、測定される。抵抗値と逆ＥＭＦＦＦＴ成分と対応する位相角とにしたがって、コイルＰＣＢの品質もまた好ましくは確実に検査されることができる。
【００４４】
ステップ１７０２において、取付プレートが開始位置（図９に相当）に引き出される。ステップ１７０４において、試験されることになるコイルＰＣＢが取付プレートに挿入される。ステップ１７０６において、取付プレートが終了位置（図１０に相当）に押し込まれる。ステップ１７０８において、取付プレートが終了位置においてクランプされる。ステップ１７１０において、モータが設定速度で磁石を回転させるように始動される（図１ｂ及び５に相当）。ステップ１７１２において、コイルの逆ＥＭＦが測定される（図１ｂに相当）。ステップ１７１４において、リレーが選択的に閉じられるとともに電圧が電流検知抵抗において別々に検出される（図５に相当）。ステップ１７１６において、取付ベースが解放される。ステップ１７１８において、取付ベースが引き出される（図９に相当）。ステップ１７２０において、試験されたコイルＰＣＢが取付プレートから取り外され、プロセスは試験されることになる他のコイルＰＣＢのためにステップ１７０４に戻る。ステップ１７２２に示されるコンピュータ制御指令及び試験処理は、例えば、ステップ１７１０、１７１２及びステップ１７１４に含まれる。
【００４５】
本発明の実施形態は、コイルプリント回路基板（コイルＰＣＢ）のための試験システム及び方法、例えば、ハードディスクドライブ及び冷却ファン並びに他の用途のための軸方向磁場スピンドルモータの製造されたコイルＰＣＢの品質を検査するために、コイルＰＣＢの電気的な性能を自動的な及び大量に測定するように特に適合されるシステム及び方法を提供することができる。例示的な実施形態のシステムは、次の３つの部分を含むことができる：（ａ）簡単な挿入／交換、及び好ましくはスクラッチなしの保持のための機械部品；（ｂ）信号ソース及び信号取得回路を持つ電気ユニット；（ｃ）アプリケーションソフトウェア。例示的な実施形態のシステムは、次の機能を実行することができる：
１．各相巻線のＡＣ抵抗を測定する、
２．各相巻線の自己インダクタンスを測定する、
３．任意の２つの相巻線の間の相互インダクタンスを測定する、
４．逆ＥＭＦ波形及びそれらのＦＦＴスペクトルを測定する。
【００４６】
測定された抵抗、自己インダクタンス、相互インダクタンス及び逆ＥＭＦＦＦＴスペクトルにしたがって、製造されたコイルＰＣＢの品質が例示的な実施形態において検査されることができる。システムはまた、２つのサブシステム、コイル抵抗、自己インダクタンス及び相互インダクタンスのパラメータ測定のサブシステム（図１ａに相当）、及び逆ＥＭＦ測定及びコイル抵抗のサブシステム（図１ｂに相当）に分けられることができる。サブシステムのそれぞれはまた、異なる実施形態において、コイルＰＣＢの品質を検査するために、独立して実装されるとともに使用されることができる。
【００４７】
例示的な実施形態は好ましくは、約０．１％の精度及び分解能での測定を提供することができる。例示的な実施形態は好ましくは、既存のＰＣＢ試験装置に比べてより低いコストのコイルＰＣＢ試験システムを提供することができる。
【００４８】
１つの実施形態では、コイルプリント回路基板（コイルＰＣＢ）のための試験システムが提供され、システムは、抵抗、コイルＰＣＢの各コイル巻線の自己インダクタンス、コイルＰＣＢのコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス及びコイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するように構成される。
【００４９】
試験システムは、コイルＰＣＢを受けるように構成される取付プレートと；コイルＰＣＢの半田パッドと電気的な接触を行うためのコネクタを有する取付ベースと；を有することができ；取付プレート及び取付ベースは、コイルＰＣＢが取付プレートに半田パッドが電気的な接続のない状態で配置される装填／排出状態から、コイルＰＣＢが取付プレートに半田パッドがコネクタと電気的に接続する状態で配置される試験状態にコイルＰＣＢが移動可能であるように、構成される。コネクタは、コイルＰＣＢの各コイル巻線に電気的に接続するように構成され得る。コネクタは、半田パッドのそれぞれの１つと電気的に接触するためのバネ付勢されるピンを有し得る。取付ベースは、試験状態においてバネ付勢されるピンへの接続のためにコイルＰＣＢの半田パッドを案内するように構成される面取り部を有し得る。
【００５０】
システムはさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗及びインダクタンスを測定するように構成される第１の電気回路を有し得る。インダクタンスは、各コイル巻線の自己インダクタンス及びコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンスを含み得る。
【００５１】
第１の電気回路は、一定振幅の正弦波電流又は電圧信号をコイル巻線それぞれに選択的に加えるように構成され得る。
【００５２】
システムはさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の逆ＥＭＦを測定するように構成される第２の電気回路を有し得る。第２の電気回路はさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗を測定するように構成され得る。システムはさらに、逆ＥＭＦを測定するために、磁界をコイルＰＣＢにかけるための磁石構造を有し得る。
【００５３】
第１及び／又は第２の電気回路は、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗及びインダクタンス並びに／又はコイルＰＣＢの各コイル巻線の逆ＥＭＦを測定するための測定ユニットを有し得る。システムはさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗及びインダクタンス並びに／又はコイルＰＣＢの各コイル巻線の逆ＥＭＦの自動的な測定のために、測定ユニットに結合される制御ユニットを有し得る。
【００５４】
取付ベースは、試験状態においてコイルＰＣＢへの周囲圧力下でコイルＰＣＢを取付プレートに取付けるためにバキュームを適用するように構成されるチャネルを有し得る。
【００５５】
１つの実施形態では、コイルＰＣＢを試験するための方法が提供され、方法は、抵抗、コイルＰＣＢの各コイル巻線の自己インダクタンス、コイルＰＣＢのコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンス及びコイルＰＣＢの逆起電力（逆ＥＭＦ）からなるグループの１又は複数を測定するステップを有する。
【００５６】
方法は、コイルＰＣＢが取付プレートに半田パッドが電気的な接続のない状態で配置される装填／排出状態から、コイルＰＣＢが取付プレートに半田パッドが取付ベースのコネクタと電気的に接続する状態で配置される試験状態にコイルＰＣＢを動かすステップを有し得る。コネクタは、コイルＰＣＢの各コイル巻線に電気的に接続するように構成され得る。コネクタは、半田パッドのそれぞれの１つと電気的に接触するためのバネ付勢されるピンを有し得る。方法は、試験状態においてバネ付勢されるピンへの接続のためにコイルＰＣＢの半田パッドを案内するステップを有し得る。方法は、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗及びインダクタンスを測定するために第１の電気回路を使用するステップを有し得る。インダクタンスは、各コイル巻線の自己インダクタンス及びコイル巻線の任意の２つの間の相互インダクタンスを含み得る。
【００５７】
第１の電気回路は、一定振幅の正弦波電流又は電圧信号をコイル巻線それぞれに選択的に加えるように構成され得る。
【００５８】
方法はさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の逆ＥＭＦを測定するために第２の電気回路を使用するステップを有し得る。第２の電気回路はさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗を測定するように構成され得る。方法はさらに、逆ＥＭＦを測定するために、磁界をコイルＰＣＢにかけるための磁石構造を使用するステップを有し得る。
【００５９】
第１及び／又は第２の電気回路は、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗及びインダクタンス並びに／又はコイルＰＣＢの各コイル巻線の逆ＥＭＦを測定するための測定ユニットを有し得る。方法はさらに、コイルＰＣＢの各コイル巻線の抵抗及びインダクタンス並びに／又はコイルＰＣＢの各コイル巻線の逆ＥＭＦの自動測定のために測定ユニットに結合される制御ユニットを使用するステップを有し得る。
【００６０】
方法はさらに、試験状態においてコイルＰＣＢへの周囲圧力下でコイルＰＣＢを取付プレートに取付けるためにバキュームを適用するステップを有し得る。
【００６１】
用語「実質的に」は、「正確に」及びその＋／−５％の変動を含み得る。限定ではない例として、句「Ａは実質的にＢと同じである」は、ＡがＢと全く同じである、又はＡが、Ｂの、例えば値の、＋／−５％の変動内にあり得る、或いはその逆の、実施形態を包含し得る。
【００６２】
本発明は、特定の実施形態を参照して具体的に図示されるとともに記載されているが、形態及び詳細における様々な変更が、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神及び範囲から離れることなしに行われ得ることが当業者によって理解されるべきである。本発明の範囲はしたがって、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び特許請求の範囲の均等物の範囲内に入る全ての変更がしたがって包含されることが意図される。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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