(57)【要約】  小型の電子的構成要素を試験するための装置は、複数の離間した電子的構成要素を試験ステーションへ移動させるための試験板を含む。ローラは、試験板および電子的構成要素が移動している時には、１０グラムから２０グラムまでの間の第１の力を及ぼし、試験板が停止して、電子的構成要素が試験ステーション内に位置が合った時には、５０グラムの第２の力を及ぼして、試験板および電子的構成要素を押圧するように設計される。試験板および電子的構成要素に及ぼされる力は、流体作動式アクチュエータ、例えば空気圧アクチュエータまたはソレノイド等の、加力アクチュエータによって制御される。
2010511865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験ステーションを通る進行経路に沿って、運搬用試験板上に支持された電子的構成要素を試験するための装置であって、
前記装置は、
前記試験板および前記試験用試験板によって前記試験ステーションへ運搬される少なくとも１つの電子的構成要素の表面に沿って転動させるために、試験ステーションに配置された接触ローラと、
前記試験板が移動している間、前記試験板および支持された電子的構成要素上に前記接触ローラを通じて第１の所定の力を及ぼすように、第１のモードで動作可能であり、かつ、前記試験ステーションでの試験中に前記電子的構成要素が静止している間に、前記電子的構成要素上に前記接触ローラを通じて第２の所定の力を及ぼすように、第２のモードで動作可能である、増力印加アクチュエータと、
を特徴とする装置。
【請求項２】
前記増力印加アクチュエータは、前記接触ローラを通じて前記第１および第２の所定の力を印加するように選択的に動作可能な、空気圧アクチュエータを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記増力印加アクチュエータは、前記接触ローラを通じて前記第１および第２の所定の力を印加するための、通電モードと断電モードとの間で選択的に動作可能な、ソレノイドを含む請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記増力印加アクチュエータは、前記接触ローラを通じて前記第１および第２の所定の力を印加するための、第１のモードと第２のモードとの間で選択的に動作可能な、圧電アクチュエータを含む請求項１に記載の装置。
【請求項５】
試験ステーションを通る進行経路に沿って、運搬用試験板によって支持された少なくとも１つの電子的構成要素を試験するための方法において、
接触ローラが、試験中に、前記電子的構成要素と接触するために、前記試験ステーションに配置され、
前記方法は、
前記接触ローラと、前記試験板および前記支持された電子的構成要素のうちの少なくとも１つとの接触を継続的に保持するステップと、
前記試験板が移動している間に、前記試験板および前記電子的構成要素のうちの少なくとも１つに、前記接触ローラによって第１の所定の力を及ぼすステップと、
前記電子的構成要素が前記試験ステーションに静止している時にのみ、前記電子的構成要素に、前記接触ローラによって、前記第１の所定の力よりも大きい第２の所定の力を及ぼすステップと、
を特徴とする方法。
【請求項６】
第１の所定の力を及ぼすステップは、前記接触ローラを通じて前記第１の所定の力を印加する第１の作動モードと、前記接触ローラを通じて前記第２の所定の力を印加する第２の作動モードとの間で、アクチュエータを作動させるステップを含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記アクチュエータを作動させるステップは、前記第１および第２の作動モード間を変化させるように、ソレノイドの通電および断電を行うステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記アクチュエータを作動させるステップは、前記第１および第２の作動モード間を変化させるように、流体作動式アクチュエータを第１および第２の圧力に加圧するステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の所定の力を及ぼすステップは、約２０グラム以下の範囲を含む力を印加し、前記第２の所定の力を及ぼすステップは、約５０グラムの範囲を含む力を印加する請求項５〜８のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記電子的構成要素が前記試験ステーションに関して準備位置にある時に、前記試験板を停止するステップと、
前記準備位置で前記静止している電子的構成要素を試験するステップと、
前記試験中に、前記静止している電子的構成要素に前記第２の所定の力を保持するステップと、
前記試験が完了した後に、前記少なくとも１つの電子的構成要素から前記第２の所定の力を取り除くステップと、
をさらに含む請求項５〜９のうちのいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の所定の力を取り除いた後に、前記試験板に前記第１の所定の力を保持するステップと、
前記試験ステーションを通って、前記進行経路に沿って前記試験板を移動させるステップと、
をさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ソレノイドアクチュエータの作動または空気圧アクチュエータの作動に応答して、前記第１および第２の所定の力を印加するステップをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の所定の力を及ぼすために、前記ソレノイドアクチュエータを断電するステップと、
前記第２の所定の力を及ぼすために、前記ソレノイドアクチュエータに通電するステップと、
をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の所定の力を及ぼすために、前記空気圧アクチュエータを第１のモードで作動させるステップと、
前記第２の所定の力を及ぼすために、前記空気圧アクチュエータを第２のモードで作動させるステップと、
をさらに含む請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子的構成要素の機器を試験する分野に関係する。より具体的には、被試験デバイスに接触しながらそれらの端子表面または領域を一掃する、垂直型電気接触器の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型電子デバイスの分野では、それらの電子的機能の品質を保証する試験を必要とする導電性終端を有する小型コンデンサが存在する。電気測定を目的とする電子デバイスの導電性終端に一時的に接続するのに使用される接触器の一種には、接触ローラが挙げられる。
【０００３】
接触ローラは、導電性金属材料で作製され、該ローラは、ばね支持体を介して、ベースプレート、または試験機械のフレームワークに固定された軸を中心に回転することができる。ばね支持体は、長さを変化させてもよく、また、支持体を最大長さまで連続的にバイアスする、すなわち付勢するばねを含んでもよい。現在、接触ローラには、一定力が予め加えられている。試験板が移動すると、ばね支持体がローラを経路の表面に向かって付勢し、それによって、ローラが転動し、同時に試験経路の表面上を押圧する。電気部品が試験板を介して試験領域へ移動すると、ローラは、経路表面から電子的構成要素の端部上へ転動する。ローラが構成要素に完全に押圧されると、部品を試験できる状態となる。試験中にローラによって構成要素上に及ぼされた下向きの力は、試験板が移動する時に試験経路の表面上に及ぼされた所定の力と同じである。電子的構成要素に関する適切な試験測定を行うのに必要な接触力は、約５０グラムである。しかしながら、処理される構成要素が小さくなるにつれて、構成要素の金属端部の反発力は、許容接触荷重が安定した試験に必要な荷重より下に低下する点まで減少する。移動中の小型電子的構成要素に対する最大許容力は、わずか約２０グラムである。したがって、移動する電子的構成要素に追加的な力を加えることによって、構成要素を損傷する可能性がある。
【０００４】
電子的構成要素への損傷を排除するための別の手順は、試験板が移動している間に、ローラが試験板または電子的構成要素の表面に接触しないように、接触ローラを作動させるステップを含む。この手順では、試験板が移動している間は、接触ローラを、試験板および構成要素から引き込めて、その後、試験板が停止して構成要素が試験のための場所にある時には、引き出す必要がある。
【０００５】
この手順では、接触ローラは、ソレノイドコイルによって作動される。ソレノイドコイルが断電された時に、接触ローラは、試験板より上の上昇位置にある。試験板が停止し、電子的構成要素が試験用試験ステーションに配置されると、ソレノイドコイルに通電して、接触ローラを下降させる。接触ローラは、安定した試験環境を可能にするように、電子的構成要素上に５０グラムの垂直力が予め加えられる。この手順の不利な点は、接触ローラの昇降によって、試験システムの生産性が５％から１３％低下することである。
【発明の開示】
【０００６】
本発明の一態様では、可動式試験板に沿って試験ステーションに運搬される、小型の電子的構成要素を試験するための方法が提供される。前記方法は、例えば、移動している試験板および移動している電子的構成要素に第１の所定の力を及ぼすステップと、電子的構成要素が試験ステーションにある時に試験プレートを停止するステップと、電子的構成要素が試験ステーションにあり、かつ試験プレートが停止している時に、電子的構成要素に第２の所定の力を及ぼすステップとを含む。電子的構成要素の試験中に、電子的構成要素への第２の所定の力は保持される。試験ステップが完了した後、第２の所定の力は取り除かれるが、第１の所定の力は、試験板および電子的構成要素に及ぼされたままである。
【０００７】
本発明の別の態様は、電子的構成要素を試験ステーションに運搬するために、選択的に移動および停止させることができる運搬用試験板を含む、電子的構成要素を試験するための装置を含む。接触ローラは、試験用試験ステーションに移送される試験板および電子的構成要素の表面に沿って転動させるために、試験ステーションに固定されて位置する。前記装置は、例えば、試験プレートが移動している時に、試験板および電子的構成要素に第１の所定の力を及ぼすための接触ローラと、電子的構成要素が試験される時に、電子的構成要素に第２の所定の力を及ぼすための接触ローラとをさらに含む。
【０００８】
当業者には、本発明のこれらの態様および他の適用例のさらなる詳細は、添付図面とともに以下の説明を読み通すことによって明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本願明細書の内容は、添付図面について言及したものであり、複数の図面を通じて、同じ参照番号は同じ要素を示す。
【図１Ａ】従来技術による、試験ステーションで試験構成要素と接触するための接触ローラを示す概略図である。
【図１Ｂ】従来技術による、試験ステーションで試験構成要素と接触するための接触ローラを示す概略図である。
【図２】接触ローラから電気部品への力を制御するためのステップを示すフローチャートである。
【図３Ａ】ソレノイドアクチュエータを備えた本発明の一実施形態による、試験ステーションにおける接触ローラの概略図である。
【図３Ｂ】ソレノイドアクチュエータを備えた本発明の一実施形態による、試験ステーションにおける接触ローラの概略図である。
【図４Ａ】流体作動式アクチュエータを備えた本発明の別の実施形態による、試験ステーションにおける接触ローラの概略図である。
【図４Ｂ】流体作動式アクチュエータを備えた本発明の別の実施形態による、試験ステーションにおける接触ローラの概略図である。
【図５】接触ローラに関する、接触ローラの力対時間と、試験板および電子的構成要素の位置とのグラフである。
【図６Ａ】圧電アクチュエータを備えた本発明の別の実施形態による、試験ステーションにおける接触ローラの概略図である。
【図６Ｂ】圧電アクチュエータを備えた本発明の別の実施形態による、試験ステーションにおける接触ローラの概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図面を参照すると、図１Ａ、１Ｂ、および３Ａ、３Ｂ、４Ａ、ならびに４Ｂの要素は参照番号によって識別され、６つの図面を通じて、同じ参照番号は同じ要素を示す。
【００１１】
試験装置（図示せず）は、試験のために、離間した個々の電子的構成要素を一方の試験ステーションから、他方の試験ステーションへ移動させるように、試験板２２を使用した、複数の試験ステーションを含むことができる。少なくとも１つの接触器が、各試験ステーションに固定される。各試験ステーションにおいて、構成要素は、一時的に適所に固定されて、接触器によって試験される。図１Ａおよび図１Ｂは、接触ローラの形態である接触器の１つの基本的な従来技術の構造を示している。接触器は、ローラ１２内の中心にある開口部を通る軸１６の周囲を同心円状に回転するように支持された円状外側転動面１４を有する、接触ローラ１２を含む。ローラ１２は、磁化ソレノイドロッド１８またはばね（図示せず）へ、軸１６によって支持される。ソレノイドロッド１８は、接触ローラ１２の適切な位置合わせを提供するように、案内軸受１９を通って軸１６の方へ延在する。ソレノイドコイル２０が断電された状態にある時に、ソレノイドロッド１８は、引き込められる、すなわち、試験板２２の経路に対して上昇した位置にある。試験板２２が移動している時の、電子的構成要素２４または試験板２２に対する接触ローラ１２の最下面の距離（ｇ）は、一般的に、０．５ミリメートルの空隙を形成する（図１Ａ）。
【００１２】
試験ステーションにおいて、試験板２２が停止し、電子的構成要素２４が接触ローラ１２と位置が合った時に、ソレノイドコイル２０に通電して、ソレノイドロッド１８およびローラ１４を、試験のために電子的構成要素２４上へ下降させ、さらに、好ましくは５０グラムの、所定の力を試験構成要素２４上に及ぼして、試験中の安定した試験環境を提供する（図１Ｂ）。試験の後、試験板２２を移動させ始める前に、ソレノイド２０を断電し、ローラ１２を、試験板２２および電子的構成要素２４より上に上昇させる。この手順によって、電子的構成要素２４への損傷を防止する。しかしながら、接触ローラ１２を昇降させることで、電子的構成要素２４の試験スループットが約５％から約１３％減少する。
【００１３】
最適な試験には５０グラムの力を及ぼす必要があるが、試験板２２が移動している間に、電子的構成要素２４と接触するための最大許容力は２０グラムである。試験ステーションにおいて試験板２２が停止し、電子的構成要素２４の位置が合った時にだけ、電子的構成要素への信頼性ある試験接続を行うのに必要な力を印加または及ぼすための、本発明の一実施形態による方法が開示される。試験板２２が移動している時には、低減された力が、接触ローラ１２によって及ぼされる。
【００１４】
図２は、試験板の状態および電子的構成要素の場所に基づいて、試験板２２および電子的構成要素２４に及ぼす力を変化させることによって、電子的構成要素２４を試験するための方法のフローチャートである。図３Ａおよび図３Ｂ、ならびに図４Ａおよび図４Ｂは、上述の方法を達成するための異なる手段を示す。
【００１５】
図３Ａでは、ソレノイドコイル２０が断電され、一方で、移動している試験板２２および試験構成要素２４に対する接触ローラ１２に作用する予荷重力、すなわち第１の所定の力は、ばね２１によって保持される。移送工程中に、試験板２２は、矢印３０で示されるように移動して、逐次的に離間した複数の電子的構成要素２４を試験用ステーションまで搬送する。接触ローラ１２は、試験板２２に対して図３Ａに示されるような位置にあるので、電子的構成要素２４が試験ステーションに到達する間、接触ローラ１２は、移動している試験板２２および／または試験構成要素２４と常に接触して、それらに第１の所定の力Ｆ1を及ぼすか、または印加する。電子的構成要素２４がローラ１２の下を移動する時に、電子的構成要素への損傷を防止するように、第１の所定の力Ｆ1が予め加えられる（ステップ３２）。例示目的に過ぎないが、板２２の運動中の電子的構成要素２４に対する接触のための最大許容力は、２０グラムである。理想的には、第１の所定の力Ｆ1は、約１０グラムから約２０グラムまでに保持することが好ましい。
【００１６】
試験構成要素２４が試験ステーションに位置する時には、試験板２２は停止する。試験板の移動が停止し（ステップ３４）、試験構成要素２４が試験ステーションの位置に合った（ステップ３３）場合、接触ロール１２によって静止している構成要素２４上に力Ｆ2を印加させる力を印加するために、ソレノイドコイルが通電される（ステップ３６）（図３Ｂ）。第２の所定の力Ｆ2は、接触ローラ１２の電子的構成要素２４への信頼性のある接続のために、約５０グラムであることが好ましい。試験ステーションでの試験手順中に、第２の所定の力Ｆ2は、静止している電子的構成要素２４上に保持される（ステップ３８）。電子的構成要素２４の試験が完了した時（ステップ４０）に、ソレノイドコイル２０を断電して、ソレノイドロッドに対して印加された力を取り除き、接触ローラ１２は、板２２の移動中に印加される力Ｆ1に戻り、別の構成要素を試験ステーションの準備位置に移送する。
【００１７】
代替的な一実施例では、図３Ａおよび図３Ｂ内のソレノイドコイル２０は、異なる圧力を接触ローラ１２に印加する一対の弁またはゲート２６、２８を有する空気圧アクチュエータ２５（図４Ａ、図４Ｂ）のような、流体作動式アクチュエータと置き換えられる。図３Ａおよび図３Ｂに示される実施例と同様に、図４Ａおよび図４Ｂに示される実施例の接触ローラ１２は、試験板２２および／または試験構成要素２４との接触を保持する。
【００１８】
図４Ａでは、ポート２６内の流体圧力は、試験中において静止している、電子的構成要素２４上に所定の量の力（すなわち、約５０グラム）を及ぼすように設定される。ゲート２８によって、流体圧力は、接触子が約２０グラムだけの力を試験経路２２および電子的構成要素２４上に及ぼすように、試験経路２２の移動中に、ポート２６からの力の一部を打ち消すことができる。試験経路２２および電子的構成要素２４が試験のために停止した時に、ゲート２８は、ポート２６内の流体圧力が、適切な試験のために、適切な力を電子的構成要素上に及ぼすように、流体圧力の全てを大気圧または陰圧まで排出するように切り換わる。
【００１９】
図４Ｂは、電子的構成要素への可変力を達成するための、流体論理の別の機構である。ポート２６内の流体圧力は、試験経路および電子的構成要素の移動中に、接触子に適切な力を及ぼすように設定される。電子的構成要素の試験の準備ができた時に、ゲート２８が開口し、流体圧力は、安定した電子試験のための適切な力を及ぼす。試験の後、ゲート２８は高圧力を排気させて、ポート２６内に存在する低圧力になるように切り換わる。ポート２７によって、シリンダの下半分を、大気圧に解放することができる。
【００２０】
いずれの場合でも、接触ローラ１２は、試験板２２および電子的構成要素２４から離れて垂直に移動しない。接触ローラ１２は、試験板２２または電子的構成要素２４との接触を継続的に保持する。接触ローラ１２によって電子的構成要素２４上に印加される力だけが変化する。その結果、試験する電子的構成要素に対する接触子の衝撃は無く、電子的構成要素への損傷も最小限である。
【００２１】
ここで図５を参照すると、工程は、力に対する時間／試験板２２に対する接触ローラ１２の位置とするグラフ様式にて例示されている。ｔ0で、ローラ１２は、試験板２２の縁部と接触し、板２２がローラ１２に対して移動し、時間／位置ｔ1で、電子的構成要素２４を試験用準備位置内に導く。時間ｔ1で、板の移動が停止して、電子的構成要素２４を試験するのに必要な期間、時間ｔ1とｔ2との間、ローラ１２の印加する力はＦ1からＦ2まで増加する。印加する力をＦ1とＦ2との間で変化させるための、増力印加アクチュエータは、例えば、ソレノイドアクチュエータ２０（図３Ａ、図３Ｂ）、圧電アクチュエータ２３（図６Ａ、図６Ｂ）、または流体作動式アクチュエータ（図４Ａ、図４Ｂ）等の、あらゆる好適なアクチュエータとすることができるが、これに限定されない。試験が完了した時に、時間ｔ2で、力の増分Ｆ2は取り除かれる。ローラ１２の力は、次の電子的構成要素２４を試験用準備位置に位置決定するように板２２が移動している時間ｔ2からｔ3までの間はＦ1に戻される。試験は、力の増分Ｆ2が増加している時間ｔ3からｔ4の間、電子的構成要素２４の試験のために上述のように継続される。この工程は、試験する電子的構成要素２４の数だけ繰り返す。
【００２２】
ここで図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、圧電アクチュエータ２３は、移動している試験板２２および試験構成要素２４に対するローラ１２に第１の所定の力Ｆ1を印加するように、第１の所定の値まで通電される。移送工程中に、試験板２２は、矢印３０で示されるように移動して、逐次的に離間した複数の電子的構成要素２４を試験用ステーションまで搬送する。接触ローラ１２は、円形の外側転動面１４を有し、案内軸受１９を通って延在する軸２５によって軸１６に支持される。転送運動中に、接触ローラ１２は、移動している試験板２２および／または構成要素２４と常に接触して、第１の所定の力Ｆ1を印加する。構成要素２４が試験ステーションに配置された時に、試験板２２は停止する。試験手順中または試験ステーションでのサイクル中に、圧電アクチュエータ２３は、第２の所定の力Ｆ2を、静止している構成要素２４に対する接触ローラ１２上に及ぼすか、または印加するように、第２の所定の値まで通電される。試験サイクルが完了した時に、圧電アクチュエータ２３は、別の構成要素２４を試験ステーションの準備位置まで移送するための移送プロセスの開始前に、構成要素２４に印加された力が第１の所定の力Ｆ1まで減少するように、再び第１の所定の値で通電される。
【００２３】
本発明は、現在最も実用的かつ好適な実施形態と考えられているものに関して説明したが、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲内に含まれる種々の変更および同等の配設を包含することを意図したものであり、その範囲は、法律の下で許可されているように、全てのそのような変更および同等の構造体を包含するように最も広義に解釈されるものであると理解されたい。
【図１Ａ】
2010511865.tif 000003
【図１Ｂ】
2010511865.tif 000004
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2010511865.tif 000009
【図５】
2010511865.tif 000010
【図６Ａ】
2010511865.tif 000011
【図６Ｂ】
2010511865.tif 000012
【国際調査報告】
2010511865.tif 000013
2010511865.tif 000014