(57)【要約】【課題】この発明の目的は、画像処理を用いないで照射光の影響を受けないで済み、しかも被検査物に余分な負荷をかけないで正確な平坦度の測定ができるようにした端子の平坦度測定方法を提供することにある。【解決手段】ワーク台に搭載した、側面に多数の金属端子を設けた非検査物における金属端子の平坦度を測定するに当たり、金属端子と同数のスイッチング機能を備えたコンタクトプローブを、駆動機構により金属端子に向けて前進させ、コンタクトプローブを金属端子に接触させてそのスイッチング機能を作動させ、基準面から金属端子にコンタクトプローブが接触してスイッチング機能が作動した位置までの距離を測定するようにしたことを特徴とする端子の平坦度測定方法。【選択図】  図１
2006170960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク台に搭載した、側面に多数の金属端子を設けた非検査物における金属端子の平坦度を測定するに当たり、
金属端子と同数のスイッチング機能を備えたコンタクトプローブを、駆動機構により金属端子に向けて前進させ、
コンタクトプローブを金属端子に接触させてそのスイッチング機能を作動させ、
基準面から金属端子にコンタクトプローブが接触してスイッチング機能が作動した位置までの距離を測定するようにしたことを特徴とする端子の平坦度測定方法。
【請求項２】
ワーク台に搭載した、側面に多数の金属端子を設けた非検査物における金属端子の平坦度を測定するに当たり、
金属端子と同数の第１のコンタクトプローブと、この第１のコンタクトプローブに対して所定の段差を有して配置した金属端子と同数の第２のコンタクトプローブとからなる、金属端子の２倍の数のコンタクトプローブを、駆動機構により順次金属端子に向けて前進させ、
第１のコンタクトプローブを金属端子に接触させた後、第２のコンタクトプローブを金属端子に接触させることにより、
基準面から金属端子に第１のコンタクトプローブおよび第２のコンタクトプローブが接触して導通した位置までの距離を測定するようにしたことを特徴とする端子の平坦度測定方法。
【請求項３】
駆動機構がステッピングモータと、このステッピングモータを制御するシーケンサ、ステッピングモータドライバおよび電源にて構成され、金属端子の上下高さをミクロン単位の分解能で高精度に測定できるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の端子の平坦度測定方法。
【請求項４】
ステッピングモータが、最速２０ＫＨｚの回転で上下移動を最大速度４０ｍｍ／ｓｅｃで軸方向に移動できるステッピングモータからなることを特徴とする請求項３に記載の端子の平坦度測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被検査物に列設された複数の端子の平坦度（コプラナリティ）を測定するための方法に関し、特にコネクタやＩＣ（集積回路装置）に列設された複数の端子のための平坦度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コネクタやＩＣ（集積回路装置）の樹脂成形品から突出するように列設された端子は精密な平坦度を実現することが要求されている。すなわち、それらを搭載する基板が高度に平坦化されていることから、基準面からの距離寸法を効率よく測定することが必要であり、現状樹脂成形品メーカーは隙間ゲージを使用して全数検査を行なっている。そのため作業に多大な手間や時間を要しており、また作業者の心的ストレスが大きな問題となっている。
【０００３】
そこで従来、隙間ゲージを使用しない端子の平坦度測定方法として、基準面上に被検査物の端子を載せ，端子の画像をカメラで取り込んで画像処理を行うことにより実行されてきている。
例えば、特開平５−１６６９０７号公報（特許文献１参照）には図８に示すような端子の平坦度測定方法が示されている。
【０００４】
図８において、光透過性のガラス製等の測定ステージ６２上にＩＣからなる被検査物６１を載せ，一方の側より光源６６から光を照射し、他方の側に配置したカメラ６４で被検査物６１の画像を得る。
【０００５】
以上のようにして得た被検査物６１の画像に予め測定ステージ６２をカメラ６４で撮像し白黒反転して得た基準平面６３の画像を合成した上、合成画像を２値化した画像を用いて各端子６５と基準平面６３との間隔を算出して端子６５の平坦度を得ていた。
ところが、上記従来の画像処理を用いた端子６５の平坦度の測定方法においては、端子６５と基準平面６３との間の距離が小さい場合には、照射光の干渉や透過光量の不足により誤測定を起こすことがあるという欠点があった。したがって、精度の高い測定が困難であるという問題があった。
【０００６】
そのため、図９（ａ），（ｂ），（ｃ）のように複数の端子７５を接触部が端子接触面に在るように設けた被検査物７１を保持するワーク台７２と，前記端子接触面と平行な接触検出面を有し、前記端子接触面と垂直な方向に移動する接触検出ユニット７３と，前記接触検出面に前記端子の接触部それぞれに対応する位置に対をなして設けられた複数対のパッド７６，７７と，前記接触検出ユニットの前記端子接触面と垂直な方向の位置を測定する距離検出ユニット７４とを含み、対をなす前記パッドの導通により対応する前記端子の前記接触検出面との接触を検出するようにした端子の平坦度測定装置が提案されている（特開平１０−２８１７４８号公報、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平５−１６６９０７号公報
【特許文献２】特開平１０−２８１７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特開平１０−２８１７４８号公報に記載された端子の平坦度測定方法では、上述のように前記接触検出面の前記複数の端子の接触部それぞれに対応する位置に、対をなす複数対のパッド７６，７７が設けられ、この対をなすパッド７６，７７が前記端子の対応するものを介して導通したことを検出することにより、前記端子の前記接触検出面との接触を検出するようにしている。
【０００８】
そして、前記接触検出ユニット７３を前記複数の端子を全てが前記接触検出面と接触していない位置から前記複数の端子の全てが前記接触検出面と接触する位置まで移動させて前記端子が前記端子接触面と接触した時の前記接触検出ユニット７３の位置を測定したり、前記接触検出ユニット７３を前記複数の端子の全てが前記接触検出面に押されて弾性限度範囲内でたわまされた位置から前記複数の端子の全てが前記接触検出面と接触しない位置まで移動させて前記端子が前記端子接触面と接触した時の前記接触検出ユニット７３の位置を測定したりするようになっている。
【０００９】
しかしながら、前記接触検出ユニット７３を前記複数の端子を全てが前記接触検出面と接触していない位置から前記複数の端子の全てが前記接触検出面と接触する位置まで移動させるものであるため、端子に負荷がかかって非検査物７１に余分なストレスを与えたり、平坦度の測定が不正確になってしまうという欠点があった。
この発明の目的は、画像処理を用いないで照射光の影響を受けないで済み、しかも被検査物に余分な負荷をかけないで正確な平坦度の測定ができるようにした端子の平坦度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわちこの発明の端子の平坦度測定方法は、
ワーク台に搭載した、側面に多数の金属端子を設けた非検査物における金属端子の平坦度を測定するに当たり、
金属端子と同数のスイッチング機能を備えたコンタクトプローブを、駆動機構により金属端子に向けて前進させ、
コンタクトプローブを金属端子に接触させてそのスイッチング機能を作動させ、
基準面から金属端子にコンタクトプローブが接触してスイッチング機能が作動した位置までの距離を測定するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
またこの発明の端子の平坦度測定方法は、
ワーク台に搭載した、側面に多数の金属端子を設けた非検査物における金属端子の平坦度を測定するに当たり、
金属端子と同数の第１のコンタクトプローブと、この第１のコンタクトプローブに対して所定の段差を有して配置した金属端子と同数の第２のコンタクトプローブとからなる、金属端子の２倍の数のコンタクトプローブを、駆動機構により順次金属端子に向けて前進させ、
第１のコンタクトプローブを金属端子に接触させた後、第２のコンタクトプローブを金属端子に接触させることにより、
基準面から金属端子に第１のコンタクトプローブおよび第２のコンタクトプローブが接触して導通した位置までの距離を測定するようにしたことをも特徴とするものである。
【００１２】
この発明の端子の平坦度測定方法は、上記駆動機構がステッピングモータと、このステッピングモータを制御するシーケンサ、ステッピングモータドライバおよび電源にて構成され、金属端子の上下高さをミクロン単位の分解能で高精度に測定できるようにしたことをも特徴とするものである。
【００１３】
この発明の端子の平坦度測定方法は、上記ステッピングモータが、最速２０ＫＨｚの回転で上下移動を最大速度４０ｍｍ／ｓｅｃで軸方向に移動できるステッピングモータからなることをも特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したようにこの発明は、被検査物の端子の平坦度をコンタクトプローブで接触して算出するようにしており、光学画像を用いないために被検査物の両側面に端子が設けられていても正確に端子の平坦度を測定できるので、被検査物の形状による制限を受けないで端子の平坦度を測定できる。
【００１５】
また、被検査物の端子にたわませたりするような過度の負荷をかけて非検査物に余分なストレスを与えたり、平坦度の測定が不正確になってしまうという欠点のない端子の平坦度測定方法を提供することができる。
【００１６】
また、この発明は高価な光学装置や画像処理装置を用いないので、端子の平坦度測定装置の費用を安くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１はこの発明の端子の平坦度検査装置の１実施例を示す正面図、図２はその平面図、図３はその側面図、図４（ａ），（ｂ）はコンタクトプローブの動作時の概略説明図、図５はその電気的な接続状態を示すブロック図、図６はコンタクトプローブの他の例を示し、コンタクトプローブの動作時の概略説明図、図７はコンタクトプローブの基準面を調整をする際の概略説明図である。
【００１８】
図１ないし図３に示すように、ワーク台２上にコネクタやＩＣ（集積回路装置）等からなる被検査物１の本体を載せる。被検査物１の一方の側面には端子３が列設されている。端子３の先端は接触部をなし、被検査物１は端子３の接触部が平面（端子接触面）上に位置するように製作されている。
このワーク台２は、機枠１１上に支持脚１２を介して搭載されており、この支持脚１２は機枠１１に内蔵したセンサ付エアシリンダ１３により昇降可能となっている。１４は昇降ガイド、１５は昇降ガイド１４上端で支承した支持脚１２の取付アームである。
【００１９】
上記機枠１１上には支持フレーム１６が立設されており、その所定高さに昇降アーム１７がアクチュエータ１８を介して昇降可能に取り付けられている。昇降アーム１７の高さはアクチュエータ１８に付設したフォトマイクロセンサ１９により測定される。
昇降アーム１７の上部にはコンタクトプローブ２０の支持アーム２１を介して、コンタクトプローブ２０を取り付けたプローブボード２２が保持されており、コンタクトプローブ２０は昇降アーム１７の昇降に応じて上下移動する。２３はガイドピンである。
駆動機構を構成する上記アクチュエータ１８は、ステッピングモータ２４により駆動制御される。すなわち、モータドライバユニットはこのステッピングモータ２４とこれを制御する制御ボックス２５にて構成されている。
２６はトラブルの発生を報知する点滅式警報器、２７はシステム全体の始動スイッチである。
【００２０】
検査用治具は、端子３と同数のコンタクトプローブ２０を有している。
このコンタクトプローブ２０は図４のようにスイッチング機能を備えており、ピン部３１と外筒３２のそれぞれにソケットないしリード線で上記プローブボード２２に接続されている。３３はコイルバネ、３４はコンタクトプローブ２０の針先である。
そして、上記駆動機構により順次端子３に向けて前進させ、コンタクトプローブ２０の針先３４を端子３に接触させることにより、昇降アーム１７の初期位置である基準面から端子３にコンタクトプローブ２０が接触して導通が切れた位置までの距離を測定するのである。
【００２１】
上記ステッピングモータとしては、望ましくは最速２０ＫＨｚの回転で上下移動を最大速度４０ｍｍ／ｓｅｃで軸方向に移動できるステッピングモータを使用するのがよい。このようにすると、１パルスで２μｍ移動できるので、２μｍの分解能で端子３の上下高さを高精度に測定することができる。
また、複数の端子３に対し、同時に接触監視することができ、検査の処理速度も最速で０．１μ秒の能力を持つため、上下移動させながらリアルタイムで検査し、検査データを蓄積することができる。
上記ステッピングモータが最速２０ＫＨｚで回転することは、１パルス当たり５０μ秒ということになり、検査が十分追いついている理由となる（上下移動は最大速度４０ｍｍ／ｓｅｃ）。軸移動の完了後、端子３と基準面からの距離を瞬時に検査し、規格内に入っているかを判断する。
【００２２】
図５はステッピングモータ４２を内蔵した検査用治具４１と、これを制御する制御ボックス４３、および制御ボックス４３と接続したパーソナルコンピュータ４４（ワークステーション等を含む）との関係を示している。
上記検査用治具４１は、ワーク台２を昇降するセンサ付エアシリンダ１３と、ワーク台２に搭載した被検査物１にコンタクトプローブ２０を当接させるプローブボード２２、このプローブボード２２をワーク台２に搭載した被検査物１に向けて昇降させるステッピングモータ４２とを備えている。
上記制御ボックス４３は、漏電遮断器（ＥＬＢ）４５を介してコンセントと接続した電源４６と、この電源４６とそれぞれ接続したモータドライバ４７および、モータ駆動用パルス出力機能およびＩ／Ｏ制御機能を有するシーケンサ４８とを備え、シーケンサ４８はモータドライバ４７にモータ駆動用パルス信号を出力するようになっている。
なお、上記シーケンサ４８は漏電遮断器（ＥＬＢ）４５および電源４６の間にも接続されている。
上記パーソナルコンピュータ４４はＰＣＩスロットを備えた入出力カード５１と、ＰＣＩスロットを備えた高速入出力カード５２を内蔵している。
上記検査用治具４１と制御ボックス４３は、それぞれステッピングモータ４２およびモータドライバ４７の間、センサ付エアシリンダ１３とシーケンサ４８のＩ／Ｏ制御との間、プローブボード２２とモータ駆動用パルス出力機能との間において、コネクタ４９を介して接続されている。
上記制御ボックス４３とパーソナルコンピュータ４４は、それぞれＰＣＩ入出力カード５１とＩ／Ｏ制御との間、ＰＣＩ高速入出力カード５２とモータ駆動用パルス出力機能との間において接続されている。
なお、上記検査用治具４１のプローブボード２２とパーソナルコンピュータ４４のＰＣＩ高速入出力カード５２もコネクタを介して接続されている。
上記検査データは、このＰＣＩスロットに取り付けた入出力カード５１と高速入出力カード５２に記憶させることにより、将来のトレーサビリティに役立てることが望ましい。
【００２３】
検査の実行に際しては、先ずワーク台２上にコネクタやＩＣ（集積回路装置）等からなる被検査物１の本体を載せる。
このワーク台２を、センサ付エアシリンダ１３により上昇させて初期位置に設定する。
次いでモータドライバ４７に指示を与えてステッピングモータ４２を作動させ、アクチュエータ１８で昇降アーム１７を降下させる。
コンタクトプローブ２０が昇降アーム１７の移動に同期して降下するに際し、昇降アーム１７に取り付けたガイドピン２３が被検査物１もしくはワーク台２に設けたガイド孔にはめ込まれ、正確に位置決めされる。
ついでコンタクトプローブ２０を、上記駆動機構により順次被検査物１端子３に向けて前進させ、コンタクトプローブ２０の針先３４を端子３に接触させることにより、昇降アーム１７の初期位置である基準面から端子３にコンタクトプローブ２０の針先３４が接触して導通が切れた位置までの距離を測定する。
【００２４】
上記ステッピングモータ２０は１パルスで２μｍ移動できるので、２μｍの分解能で端子３の上下高さを高精度に測定することができる。
また検査の処理速度も最速で０．１μ秒の能力を持つため、上下移動させながらリアルタイムで検査し、検査データを蓄積することができる。
ステッピングモータ２０が軸移動を完了した後、端子３と基準面からの距離を瞬時に検査し、規格内に入っているかを判断する。
【００２５】
検査用治具は、図６のように端子３の２倍の数のコンタクトプローブを有するものとして構成してもよい。すなわち、この実施例では金属製の端子３と同数の第１のコンタクトプローブ１０１と、この第１のコンタクトプローブ１０１に対して所定の段差を有して配置した端子３と同数の第２のコンタクトプローブ１０２とからなっている。
このコンタクトプローブを、上記駆動機構により順次端子３に向けて前進させ、第１のコンタクトプローブ１０１を端子３に接触させた後、第２のコンタクトプローブ１０２を端子３に接触させることにより、昇降アーム１７の初期位置である基準面から端子３に第１のコンタクトプローブ１０１および第２のコンタクトプローブ１０２が接触して導通した位置までの距離を測定するのである。
【００２６】
上記実施例と同様に、上記ステッピングモータ１００は望ましくは最速２０ＫＨｚの回転で上下移動を最大速度４０ｍｍ／ｓｅｃで軸方向に移動できるステッピングモータを使用するのがよい。このようにすると、１パルスで２μｍ移動できるので、２μｍの分解能で端子３の上下高さを高精度に測定することができる。
また、複数の端子３に対し、同時に接触監視することができ、検査の処理速度も最速で０．１μ秒の能力を持つため、上下移動させながらリアルタイムで検査し、検査データを蓄積することができる。
上記ステッピングモータが最速２０ＫＨｚで回転することは、１パルス当たり５０μ秒ということになり、検査が十分追いついている理由となる（上下移動は最大速度４０ｍｍ／ｓｅｃ）。軸移動の完了後、端子３と基準面からの距離を瞬時に検査し、規格内に入っているかを判断する。
【００２７】
検査の実行に際しては、コンタクトプローブ１００を上記駆動機構により順次被検査物１端子３に向けて前進させ、第１のコンタクトプローブ１０１を端子３に接触させた後、第２のコンタクトプローブ１０２を端子３に接触させることにより、昇降アーム１７の初期位置である基準面から端子３に第１のコンタクトプローブ１０１および第２のコンタクトプローブ１０２が接触して導通した位置までの距離を測定する。
【００２８】
上記ステッピングモータ１００は１パルスで２μｍ移動できるので、２μｍの分解能で端子３の上下高さを高精度に測定することができる。
また検査の処理速度も最速で０．１μ秒の能力を持つため、上下移動させながらリアルタイムで検査し、検査データを蓄積することができる。
ステッピングモータ１００が軸移動を完了した後、端子３と基準面からの距離を瞬時に検査し、規格内に入っているかを判断する。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上説明したようにこの発明によれば、被検査物に列設された複数の端子の平坦度（コプラナリティ）を測定するための方法に関し、特にコネクタやＩＣ（集積回路装置）等の各種の樹脂成形品に列設された複数の端子のための平坦度測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の端子の平坦度検査装置の１実施例を示す正面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】その側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はコンタクトプローブの動作時の概略説明図である。
【図５】その電気的な接続状態を示すブロック図である。
【図６】コンタクトプローブの他の例を示し、コンタクトプローブの動作時の概略説明図である。
【図７】コンタクトプローブの基準面を調整をする際の概略説明図
【図８】従来例の説明図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）は他の従来例の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  被検査物
２  ワーク台
３  端子
１１  機枠
１２  支持脚
１３  センサ付エアシリンダ
１４  昇降ガイド
１５  取付アーム
１６  支持フレーム
１７  昇降アーム
１８  アクチュエータ
１９  フォトマイクロセンサ
２０  コンタクトプローブ
２１  支持アーム
２２  プローブボード
２３  ガイドピン
２４  ステッピングモータ
２５  制御ボックス
２６  点滅式警報器
２７  始動スイッチ
３１  ピン部
３２  外筒
３３  コイルバネ
３４  コンタクトプローブの針先
４１  検査用治具
４２  ステッピングモータ
４３  制御ボックス
４４  パーソナルコンピュータ
４４（ワークステーション等を含む）との関係を示している。
４５  漏電遮断器（ＥＬＢ）
４６  電源
４７  モータドライバ
４８  シーケンサ
４９  コネクタ
５１  入出力カード
５２  高速入出力カード
１００  コンタクトプローブ
１０１  第１のコンタクトプローブ
１０２  第２のコンタクトプローブ
【図１】
2006170960.tif 000003
【図２】
2006170960.tif 000004
【図３】
2006170960.tif 000005
【図４】
2006170960.tif 000006
【図５】
2006170960.tif 000007
【図６】
2006170960.tif 000008
【図７】
2006170960.tif 000009
【図８】
2006170960.tif 000010
【図９】
2006170960.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月20日(2004.12.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006170960.tif 000012