(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気基板の接点に対してコンタクトピンを接触させ、該基板の電気的検査を行う通電検査用プローブにおいて、
前記コンタクトピンの一端部には、前記基板に接触可能な接触部を有し、該接触部が、前記コンタクトピンの中心から半径外方向に延在し、且つ、前記コンタクトピンの軸線と直交した同一平面上に形成されて前記基板に線接触する少なくとも３つ以上の線接触部と、
一方の線接触部と他方の線接触部との間に設けられ、該一方の線接触部から前記コンタクトピンの他端部側に向かって傾斜した傾斜部と、
を備えることを特徴とする通電検査用プローブ。
【請求項２】
請求項１記載の通電検査用プローブにおいて、
前記線接触部は、４つの線分から十字状に形成されることを特徴とする通電検査用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板等の電気的検査に用いられる通電検査用プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な技術分野において電子制御化が進んでいる。これら電子制御部品の発展は著しく、特に、その高機能化、小型化に伴う高密度化等の様々な要求がある。これに伴って、電子制御基板に実装される部品は、従来のようなトランジスタ、ダイオード、コンデンサ等の単機能のディスクリート部品は少なくなり、チップ等の表面実装部品が主流となっている。
【０００３】
これらの表面実装部品は、従来のディスクリート部品に比べ非常に小型化され、以前にも増して高密度化できる反面、製造工程における検査工程においては、検査するためのスペースが限られてきている。また、電子制御部品の多機能化や高機能化に伴って個々の部品の重要性が非常に高まっている。
【０００４】
上述したような電子制御基板に実装される部品の通電検査には、例えば、特許文献１のように、数多くのコンタクトプローブを有するボードテスターが採用されている。このボードテスターによる検査工程では、複数のコンタクトプローブが組み付けられたフィクスチャーとバックアップボードの間に半田付け後の電子制御基板をセットし、バックアップボード上部に配設されたエアシリンダ等の押圧力により電子制御基板を押圧保持し、検査機から電圧又は電流を印加することによって部品や回路機能の検査が行なわれる。
【０００５】
従来、このような電子制御基板の半田付け工程は、一般的に、フラックス塗布、半田付け、フロン洗浄という工程を経て、上述したボードテスター検査を行なっていたが、環境保護上の理由から現在では前記フロン洗浄が行われずに未洗浄のままの状態でボードテスター検査が行なわれている。
【０００６】
しかしながら、このように電子制御基板が洗浄されないことによって該電子制御基板の裏面にフラックスが残存して残渣となり、ボードテスター検査時において、コンタクトプローブと電子制御基板の半田付け面との間に接触不良をもたらす原因となる。また、従来の先端が拡径したカップ式のコンタクトプローブでは、検査時に付着したフラックスの残渣が溜まりやすいため接触不良を生じやすく、しかも、互いに接近して配置された表面実装部品の間における検査を行うことが困難である。すなわち、フィクスチャーのメンテナンス頻度が短くなり、コンタクトプローブの交換頻度が増大してしまうという問題が生じる。
【０００７】
このような課題を解決するために様々な先端形状のコンタクトプローブが開発されてきた。例えば、特許文献２のように、先端を先細状にした針形状のコンタクトプローブが提案されている。このようなコンタクトプローブでは、例えば、先端に付着したフラックスの残渣が重力作用下に徐々に下方へと移動するため、該先端で検査を行う際の接触抵抗の原因となることが回避される。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１７２５６７号公報
【特許文献２】特開昭６０−３８６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２に係る従来技術では、コンタクトプローブの先端と半田付け面との接触が点接触となってしまうため接触不良が増大するという問題があると共に、前記半田付け面は必ずしも平坦であるとはいえないため、コンタクトプローブの先端が半田付け面に接触して押し付けられた際、前記半田付け面からずれてしまうという問題がある。
【００１０】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、フラックス等の残渣が接触部に溜まりにくく、且つ、接触不良や接触ずれの発生を防止して確実に電気的検査を行うことが可能な通電検査用プローブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、電気基板の接点に対してコンタクトピンを接触させ、該基板の電気的検査を行う通電検査用プローブにおいて、
前記コンタクトピンの一端部には、前記基板に接触可能な接触部を有し、該接触部が、前記コンタクトピンの中心から半径外方向に延在し、且つ、同一平面上に形成された少なくとも３つ以上の線接触部と、
一方の線接触部と他方の線接触部との間に設けられ、該線接触部から前記コンタクトピンの他端部側に向かって傾斜した傾斜部と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、コンタクトピンの接触部には、同一平面状に形成され少なくとも３つ以上の線接触部が設けられると共に、前記線接触部の一方及び他方の間に該線接触部から前記コンタクトピンの他端部側に向かって傾斜した傾斜部が設けられる。そして、接触部を電気基板の接点に接触させて電気的検査を行う際、線接触部を接点に対して線接触させることができるため、例えば、接点が平面状に形成されずに球面状に形成された場合でも、前記接点に対して接触部を確実且つ安定的に接触させ、接触ずれ等による接触不良を防止することが可能となる。
【００１３】
また、電気基板に残存しているフラックス等の残渣が接触部に付着した場合でも、前記接触部からコンタクトピンの他端部側に向かって傾斜した傾斜部を設けているため、前記残渣を前記傾斜部に沿うように移動させて前記接触部から排除することができる。その結果、接触部にフラックス等の残渣が付着することによって生じる接触不良を確実に阻止することができる。
【００１４】
従って、線接触部を介して接触部を電気基板の接点に確実且つ安定的に接触させることにより、接触不良や接触ずれの発生を防止すると共に、前記接触部に対してフラックス等の残渣が溜まることがなく、前記残渣に起因した接触不良の発生が防止されるため、前記接触部を有するコンタクトピンによって電気基板の電気的検査を確実に行うことが可能となる。
【００１５】
また、線接触部を、４つの線分からなる十字状に形成するとよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１７】
すなわち、コンタクトピンの接触部に、同一平面状に形成され少なくとも３つ以上の線接触部を設けると共に、前記線接触部の一方及び他方の間に該線接触部からコンタクトピンの他端部側に向かって傾斜した傾斜部を設けることにより、前記接触部を電気基板の接点に確実且つ安定的に接触させ、且つ、前記接触部に対してフラックス等の残渣が溜まることを防止できる。その結果、電気基板に対する接触部の接触不良、接触ずれが防止され、前記接触部を有するコンタクトピンによって基板の電気的検査を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る通電検査用プローブについて実施の形態を挙げ、添付の図１〜図７を参照しながら説明する。図１は、通電検査用プローブが適用された基板検査装置を示す。
【００１９】
この基板検査装置１０は、図１に示されるように、基板（電気基板）１２が載置されると共に、該基板１２に臨む複数のコンタクトプローブ１４が設けられるフィクスチャー１６と、該フィクスチャー１６側（矢印Ａ方向）に向かって基板１２を押圧する押圧機構１８と、前記コンタクトプローブ１４が接続され、前記基板１２の電気的検査を行うことが可能な検査機２０とを含む。
【００２０】
フィクスチャー１６は、長方形状のプレートからなるベースプレート２２を含み、該ベースプレート２２に形成された複数の孔部には、コンタクトプローブ１４の装着されるソケット２４がそれぞれ挿入されて固定される。また、ベースプレート２２の角部には、基板１２を位置決めするための位置決めピン２６が上方に向かって立設されている。
【００２１】
押圧機構１８は、フィクスチャー１６の上方に配置され、ベースプレート２２と同様に長方形状のベース部２８と、該ベース部２８を前記フィクスチャー１６に対して接近・離間させるよう昇降動作させるシリンダ部３０と、前記ベース部２８の下面に設けられ、基板１２に当接して前記フィクスチャー１６側（矢印Ａ方向）に押圧可能な押しピン３２とから構成される。
【００２２】
ベース部２８は、フィクスチャー１６の鉛直上方（矢印Ｂ方向）となるように設置され、その上面にはシリンダ部３０が接続される。このシリンダ部３０は、例えば、圧力流体の供給作用下に軸線方向に沿って変位自在なロッド３４を有するエアシリンダからなり、前記圧力流体を供給することによってベース部２８及び押しピン３２をフィクスチャー１６側（矢印Ａ方向）に向かって降下させる。
【００２３】
押しピン３２は、ベース部２８の下面に互いに所定間隔離間して複数設けられ、その長さは略同等に設定される。
【００２４】
コンタクトプローブ１４は、図２及び図３に示されるように、円筒状のホルダ３６と、該ホルダ３６の内部に挿入され、基板１２の接点部（接点）３８に接触可能なコンタクトピン４０と、前記ホルダ３６の内部に設けられるスプリング４２とを有する。このコンタクトプローブ１４は、基板検査装置１０で検査が行われる基板１２に実装された各部品６２の接点部３８（図７参照）に応じた位置、数量でそれぞれ配置される。
【００２５】
ホルダ３６は、一端部に開口端部４４を有し、該開口端部４４を介して内部にコンタクトピン４０及びスプリング４２が収容されている。このホルダ３６の開口端部４４近傍には、半径内方向に縮径し、内周面から内側に突出した環状のストッパ４６が形成される。なお、スプリング４２は、例えば、コイルスプリングからなり、ホルダ３６の他端部側に収容される。そして、ホルダ３６は、ソケット２４の内部に圧入され固定される。
【００２６】
コンタクトピン４０は、所定長さを有する軸体からなり、その一端部には基板１２に対して接触可能な接触部４８を備え、ホルダ３６の開口端部４４から突出する。一方、コンタクトピン４０の他端部は、前記ホルダ３６の内部に収容されてスプリング４２の端部が介装される。また、コンタクトピン４０は、ホルダ３６に対して回転自在に保持されている。
【００２７】
接触部４８は、図４〜図６に示されるように、同一平面上で十字状に形成された頂部（線接触部）５０と、該頂部５０からコンタクトピン４０の他端部側に向かって所定角度で傾斜した傾斜部５２とを有する。この頂部５０は、コンタクトピン４０の一端部において、軸心Ｃを中心として互いに直交する４つの線分５０ａ〜５０ｄから構成され、それぞれの端部が前記コンタクトピン４０の外周面まで延在している。すなわち、頂部５０を構成する線分５０ａ〜５０ｄの長さは、コンタクトピン４０の半径と同等となる。
【００２８】
傾斜部５２は、コンタクトピン４０の軸心Ｃを中心として該頂部５０の反時計回り方向に形成され、例えば、コンタクトピン４０の軸線に対して４５°で傾斜して該コンタクトピン４０の外周面まで延在している（図６参照）。
【００２９】
また、接触部４８には、図５に示されるように、コンタクトピン４０の軸心Ｃを中心とした該頂部５０の時計回り方向に壁部５４が形成される。壁部５４は、コンタクトピン４０の軸線Ｄと略平行に形成されると共に、頂部５０に対して直交するように形成される。すなわち、頂部５０を境として接触部４８を構成する一方の側面（傾斜部５２）が、コンタクトピン４０の軸線に対して所定角度傾斜し、他方の側面（壁部５４）が前記コンタクトピン４０の軸線Ｄと平行に形成される。
【００３０】
一方、図３に示されるように、コンタクトピン４０の他端部には、半径外方向に拡径したフランジ部５６が設けられ、該フランジ部５６がホルダ３６のストッパ４６に係合されると共に、該ホルダ３６の端部とフランジ部５６との間にスプリング４２が介装される。
【００３１】
このスプリング４２は、その弾発作用下にコンタクトピン４０をホルダ３６の開口端部４４側（矢印Ｂ方向）に向かって付勢する。
【００３２】
すなわち、フランジ部５６がストッパ４６によって係止されることにより、前記コンタクトピン４０に付与されるスプリング４２の弾発作用下に該コンタクトピン４０の他端部がホルダ３６の外部へと脱抜することが防止される。換言すれば、ホルダ３６のストッパ４６は、コンタクトピン４０の脱抜を防止する脱抜防止機構として機能している。
【００３３】
検査機２０は、複数のコンタクトピン４０が装着されたソケット２４に対してそれぞれリード線５８によって接続され、前記ソケット２４及びコンタクトピン４０に対して電流及び電圧を供給している。
【００３４】
本発明の実施の形態に係る通電検査用プローブが適用された基板検査装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。先ず、ここで、基板検査装置１０によって検査される基板１２の構成について簡単に説明する。
【００３５】
基板１２は、図１に示されるように、ボード６０と、該ボード６０上に実装される部品６２と、該部品６２をボード６０に対して半田で接続する接点部３８（図７参照）とを含む。各部品６２は、ボード６０上に設けられた電気回路に対して半田で接続される。
【００３６】
次に、このように構成される基板１２の通電を基板検査装置１０によって検査する場合について、図１を参照しながら簡単に説明する。
【００３７】
先ず、図１に示されるように、基板１２における検査面がフィクスチャー１６側（矢印Ａ方向）となるようにし、該基板１２を前記フィクスチャー１６の上面側に載置する。そして、基板１２に設けられた孔部（図示せず）を位置決めピン２６に挿通させることにより、フィクスチャー１６に対して基板１２が位置決めされた状態となる。
【００３８】
次に、押圧機構１８を構成するシリンダ部３０を駆動させ、ベース部２８及び押しピン３２を一体的に下方へと降下させることにより、基板１２がフィクスチャー１６側に向かって押圧され、該基板１２に実装された各部品６２の接点部３８がコンタクトプローブ１４のコンタクトピン４０に当接する（図７参照）。
【００３９】
そして、シリンダ部３０による押圧作用下に基板１２をさらにフィクスチャー１６側（矢印Ａ方向）へと降下させることにより、前記基板１２の接点部３８によってコンタクトピン４０がスプリング４２の弾発力に抗して下方へと変位し、該コンタクトピン４０の接触部４８が接点部３８に接触した状態で保持される。
【００４０】
最後に、検査機２０から各コンタクトプローブ１４のコンタクトピン４０へと電流及び電圧が供給され、基板１２の各接点部３８における電気的検査が行われる。
【００４１】
以上のように、本実施の形態では、コンタクトピン４０の接触部４８に、同一平面状に形成された十字状の頂部５０が設けられているため、図７に示されるように、コンタクトピン４０を基板１２の接点部３８に対して接触させる際、前記頂部５０を前記接点部３８に対して線接触させることができる。その結果、基板１２のボード６０に対して略球面状に膨出した接点部３８に対しても接触部４８を確実且つ安定的に接触させることができる。そのため、基板１２の電気的検査を行う際に接触不良が生じることが防止され、好適に検査を行うことができる。
【００４２】
換言すれば、先端が針状に形成され、基板の接触点に対して点接触させていた従来のコンタクトピンで懸念されていた接触ずれによる接触不良を回避することができると共に、従来のコンタクトピンと比較し、接触部４８が接点部３８における所望の部位からずれて接触してしまった場合でも、前記接触部４８と接点部３８との接触抵抗を大きくして基板１２の長手方向となる水平方向（図７中、矢印Ｅ方向）へのずれを防止することができるため、接触不良が生じることがなく確実に検査を行うことができる。すなわち、ホルダ３６に対してコンタクトピン４０が回転した場合でも、接触部４８を接点部３８へと確実に接触させて基板１２の電気的検査を行うことができる。
【００４３】
また、基板１２の検査面には、各部品６２を半田付けする際に用いられたフラックスが残存し、コンタクトピン４０を基板１２の接点部３８に接触させて検査を行う際、前記フラックスの残渣が前記コンタクトピン４０の接触部４８に付着することがある。このような場合でも、コンタクトピン４０の一端部には、該コンタクトピン４０の軸線に対して所定角度傾斜した傾斜部５２を設けているため、接触部４８に対してフラックス等の残渣が付着した場合でも、該残渣を傾斜部５２に沿って重力作用下に下方へと移動させて接触部４８から排除することができる。その結果、接触部４８にフラックス等の残渣が付着することによって生じる接触不良を確実に阻止することができる。
【００４４】
なお、コンタクトピン４０における接触部４８は、頂部５０が４つの線分５０ａ〜５０ｄからなる十字状に形成される場合に限定されるものではなく、例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示される第１変形例に係るコンタクトピン７２のように、接触部７４を、同一平面状に形成された３つの線分７６ａ〜７６ｃからなる三叉状の頂部（線接触部）７６で構成するようにしてもよい。
【００４５】
または、図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、第２変形例に係るコンタクトピン８２のように、接触部８４を、同一平面状に形成された５つの線分８６ａ〜８６ｅからなる五又状の頂部（線接触部）８６としてもよい。なお、上述した接触部７４、８４には、本実施の形態に係るコンタクトプローブ１４の接触部４８のように、傾斜部５２及び壁部５４が頂部７６、８６に隣接してそれぞれ設けられている。
【００４６】
すなわち、接触部を構成する頂部は、同一平面状に形成され、且つ、少なくとも３つ以上に分岐した線分から形成されるものであればよい。
【００４７】
また、上述した本実施の形態では、接触部４８を構成する傾斜部５２が、図６に示されるように、コンタクトピン４０の軸線Ｄに対して４５°傾斜して形成される場合について説明したが、例えば、この傾斜部５２の傾斜角度θを、４５°より小さく設定した場合（θ＜４５°）には、接触部４８に付着したフラックス等の残渣をより確実且つ迅速に除去することができるという利点が得られる。一方、傾斜部５２の傾斜角度θを、４５°より大きく設定した場合（θ＞４５°）には、頂部５０をより一層安定的に基板１２の接点部３８に対して接触させることができるという利点が得られる。
【００４８】
すなわち、傾斜部５２の傾斜角度θは、接触部４８における残渣の除去、接点部３８に対する安定的な接触という利点のバランスを考慮して任意に設定すればよい。
【００４９】
なお、本発明に係る通電検査用プローブは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施の形態に係る通電検査用プローブが適用された基板検査装置及び基板の外観構成図である。
【図２】図１に示すコンタクトプローブと該コンタクトプローブが装着されるソケットの分解斜視図である。
【図３】図２に示すコンタクトプローブの縦断面図である。
【図４】図２に示すコンタクトプローブの接触部近傍を示す拡大斜視図である。
【図５】図２のコンタクトプローブにおける接触部を示す平面図である。
【図６】図２に示すコンタクトプローブの接触部近傍を示す拡大側面図である。
【図７】図１に示す基板検査装置において、コンタクトプローブを構成するコンタクトピンが基板の接点部に接触した状態を示す拡大説明図である。
【図８】図８Ａは、第１変形例に係るコンタクトプローブの接触部近傍を示す拡大斜視図であり、図８Ｂは、前記コンタクトプローブの接触部を示す平面図である。
【図９】図９Ａは、第１変形例に係るコンタクトプローブの接触部近傍を示す拡大斜視図であり、図９Ｂは、前記コンタクトプローブの接触部を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…基板検査装置                  １２…基板
１４…コンタクトプローブ            １６…フィクスチャー
１８…押圧機構                      ２０…検査機
２４…ソケット                      ３０…シリンダ部
３６…ホルダ                        ４０、７２、８２…コンタクトピン
４２…スプリング                    ４８、７４、８４…接触部
５０、７６、８６…頂部              ５２…傾斜部
５４…壁部
【図１】
0004597200.tif 000002
【図２】
0004597200.tif 000003
【図３】
0004597200.tif 000004
【図４】
0004597200.tif 000005
【図５】
0004597200.tif 000006
【図６】
0004597200.tif 000007
【図７】
0004597200.tif 000008
【図８】
0004597200.tif 000009
【図９】
0004597200.tif 000010