(57)【要約】【課題】部品の検出精度を維持し得る部品検出プローブを提供する。【解決手段】保持筒２１と、保持筒２１から一端側が突出し、かつ他端側が保持筒２１内に位置した状態で保持筒２１によって摺動自在に保持された先端プローブ２３と、検査基板７に実装された部品８と一端側が当接して保持筒２１内へ摺動する先端プローブ２３の他端側と電気的に接触する後端プローブ２６とを備え、後端プローブ２６は、互いに電気的に絶縁された状態で保持筒２１内に一対配設され、先端プローブ２３は、少なくとも他端側が導電性材料で構成されて、保持筒２１内へ摺動した際に他端側で一対の後端プローブ２６を短絡させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
保持筒と、当該保持筒から一端側が突出し、かつ他端側が当該保持筒内に位置した状態で当該保持筒によって摺動自在に保持された先端プローブと、検査基板に実装された部品と前記一端側が当接して前記保持筒内へ摺動する前記先端プローブの前記他端側と電気的に接触する後端プローブとを備えた部品検出プローブであって、
前記後端プローブは、互いに電気的に絶縁された状態で前記保持筒内に一対配設され、
前記先端プローブは、少なくとも前記他端側が導電性材料で構成されて、前記保持筒内へ摺動した際に当該他端側で前記一対の後端プローブを短絡させる部品検出プローブ。
【請求項２】
請求項１記載の部品検出プローブと、
前記一対の後端プローブに接続されて当該一対の後端プローブ間の抵抗値を測定する測定部と、
当該測定部によって測定された前記抵抗値が予め決められた基準値を超えるときには前記部品は非実装状態であり、当該抵抗値が当該基準値以下のときには当該部品は実装状態であると判別する処理部とを備えている部品検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査基板に実装されるべき部品の有無を検出するための部品検出プローブおよびこの部品検出プローブを備えた部品検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の部品検出プローブとして、下記特許文献１に開示された種々の部品検出プローブ（部品有無検出プローブ）が知られている。これらの部品検出プローブのうちで最も一般的な部品検出プローブは、従来技術として開示された部品検出プローブであって、導電性材料で構成された保持筒と、この保持筒と導通状態を維持しつつ摺動自在に保持筒によって保持された金属製の（つまり、導電性を有する）第１のコンタクトプローブと、保持筒内に絶縁カラーを介して取り付けられた金属製の（つまり、導電性を有する）第２のコンタクトプローブとを備えて構成されている。
【０００３】
この部品検出プローブは、保持筒から突出している第１のコンタクトプローブの一端側から検査基板に向けて所定距離だけ移動させられ、この所定距離の移動の間に、この一端側が検査基板に実装されている部品と当接したときには、第１のコンタクトプローブが保持筒内に摺動させられて（押し入れられて）、他端側が保持筒内に取り付けられている第２のコンタクトプローブと電気的に接触する。一方、検査基板に部品が実装されていないときには、部品と当接する状態が発生しないため、第１のコンタクトプローブが保持筒内に摺動せず、これにより、第１のコンタクトプローブの他端側は第２のコンタクトプローブと接触しない。したがって、この部品検出プローブによれば、第１のコンタクトプローブと第２のコンタクトプローブとの間の抵抗値（具体的には、保持筒に接続されて、この保持筒を介して第１のコンタクトプローブと導通する線材と、第２のコンタクトプローブに接続された線材との間の抵抗値）を測定することにより、検査基板に部品が実行されているか否かを確実に検出することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２３００６３号公報（第２頁、第５図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、この部品検出プローブには、以下の改善すべき課題が存在している。すなわち、この部品検出プローブでは、第１のコンタクトプローブが保持筒との間で摺動しつつ電気的に接触する構成のため（言い換えれば、２つの部材における互いに摺動する状態で接する部位を接点とする構成のため）、経時変化による両者間の接触抵抗の増大が早期に招来する。このため、この部品検出プローブには、この接触抵抗の増大により、検出精度が早期に低下するおそれがあるという解決すべき課題が存在している。
【０００６】
本発明は、かかる課題を改善すべくなされたものであり、部品の検出精度を維持し得る部品検出プローブおよび部品検出装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成すべく請求項１記載の部品検出プローブは、保持筒と、当該保持筒から一端側が突出し、かつ他端側が当該保持筒内に位置した状態で当該保持筒によって摺動自在に保持された先端プローブと、検査基板に実装された部品と前記一端側が当接して前記保持筒内へ摺動する前記先端プローブの前記他端側と電気的に接触する後端プローブとを備えた部品検出プローブであって、前記後端プローブは、互いに電気的に絶縁された状態で前記保持筒内に一対配設され、前記先端プローブは、少なくとも前記他端側が導電性材料で構成されて、前記保持筒内へ摺動した際に当該他端側で前記一対の後端プローブを短絡させる。
【０００８】
上記目的を達成すべく請求項２記載の部品検出装置は、請求項１記載の部品検出プローブと、前記一対の後端プローブに接続されて当該一対の後端プローブ間の抵抗値を測定する測定部と、当該測定部によって測定された前記抵抗値が予め決められた基準値を超えるときには前記部品は非実装状態であり、当該抵抗値が当該基準値以下のときには当該部品は実装状態であると判別する処理部とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の部品検出プローブによれば、少なくとも一対の後端プローブの先端間には、互いに摺動する状態で接する部位を接点とする構成が含まれていないため、経時変化による接触抵抗の増大が早期に招来するといった事態を確実に回避することができる結果、先端プローブの他端側との接触状態における各後端プローブ間の抵抗値を長期に亘ってほぼゼロΩに近い抵抗値として測定し続けることができる。
【００１０】
請求項２記載の部品検出装置では、部品の実装状態での部品検出プローブの抵抗値をほぼゼロΩに近い抵抗値として長期に亘って測定することができる。したがって、この部品検出装置によれば、部品の非実装状態での部品検出プローブの抵抗値を極めて大きな抵抗値として測定することができることと相まって、このようにして測定した各部品検出プローブでの抵抗値を基準値と比較することにより、検査基板における部品の実装状態を高い検出精度で検出し続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】部品検出装置１の非検査状態での構成図である。
【図２】部品検出プローブ１２の中心軸に沿った非導通状態での断面図である。
【図３】部品検出装置１の検査状態での要部構成図である。
【図４】部品検出プローブ１２の中心軸に沿った導通状態での断面図である。
【図５】後端プローブ２６の一部切欠き側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、部品検出プローブ１２、および、この部品検出プローブ１２を備えた部品検出装置１の実施の形態について説明する。
【００１３】
最初に、部品検出装置１の構成について、図１，２を参照して説明する。
【００１４】
部品検出装置１は、図１に示すように、ピンボードユニット２、駆動部３、測定部４、処理部５および表示部６を備え、検査基板７の予め規定された１または複数の位置（実装位置）に部品（電子部品など）８が実装されているか否かを検査可能に構成されている。本例では発明の理解を容易にするため、一例として、２つの実装位置Ａ，Ｂに１つずつ部品８ａ，８ｂ（以下、特に区別しないときには「部品８」ともいう）が実装される例を挙げて説明する。
【００１５】
ピンボードユニット２は、ボード本体１１、および検査すべき部品８と同数の部品検出プローブ１２を備えている。ボード本体１１は、一例として非導電性材料（例えばアクリルなどの合成樹脂材料）を用いて平板状に形成されると共に、検査基板７に実装される部品８のうちの実装の有無を検出する部品８に対応する位置に厚み方向に沿って貫通孔１１ａが形成されている。本例では、検査基板７に実装される部品８ａ，８ｂが検査すべき部品であるため、各部品８ａ，８ｂに対応する位置に貫通孔１１ａがそれぞれ形成されている。
【００１６】
部品検出プローブ１２は、図１，２に示すように、保持筒２１、スリーブ２２、先端プローブ２３、スプリング２４、絶縁カバー２５、および一対の後端プローブ２６を備えている。保持筒２１は、一例として金属材料を用いて円筒状に形成されている。なお、保持筒２１は、円筒状に代えて、多角筒状（三角筒状や四角筒状など）に形成することもできる。スリーブ２２は、絶縁材料（例えば合成樹脂材料）を用いて形成されて、保持筒２１における一方の端部側（図１では上端部側、図２では左端部側）の内部に装着されている。また、スリーブ２２には、先端プローブ２３の後述するプランジャ２３ａが摺動自在に挿通される貫通孔２２ａ（中心軸と直交する平面での断面形状が一例として円形の孔）が形成されている。本例では一例として、スリーブ２２は、貫通孔２２ａの中心軸が保持筒２１の中心軸と一致した状態となるように配設されている。
【００１７】
先端プローブ２３は、柱状（本例では一例として円柱状）に形成されてスリーブ２２の貫通孔２２ａ内に摺動自在に挿通されたプランジャ２３ａ、プランジャ２３ａにおける保持筒２１の外部に突出する一端側（図１では上端部側、図２では左端部側）に配設されたヘッド部２３ｂ、およびプランジャ２３ａにおける保持筒２１の内部に位置する他端側（図１では下端部側、図２では右端部側）に配設された接点板２３ｃを備えている。本例では一例として、先端プローブ２３は、プランジャ２３ａ、ヘッド部２３ｂおよび接点板２３ｃが導電性を有する金属材料を用いて一体的に形成されて構成されている。なお、先端プローブ２３では、少なくとも接点板２３ｃが導電性を有すればよいため、プランジャ２３ａおよびヘッド部２３ｂは合成樹脂などの非導電性材料を用いて構成することもできる。また、ヘッド部２３ｂおよび接点板２３ｃは、プランジャ２３ａの外径よりも大きな平面形状（プランジャ２３ａの軸線方向から見た平面形状）に形成されて、先端プローブ２３がスリーブ２２から抜け落ちないように構成されている。
【００１８】
スプリング２４は、一例としてコイルスプリングで構成されて、プランジャ２３ａにおける保持筒２１の外部に突出する部位に外嵌されている（プランジャ２３ａのこの部位が内部に挿通された状態でヘッド部２３ｂとスリーブ２２との間に配設されている）。また、スプリング２４は、縮長された状態で配設されることにより、スリーブ２２に対してヘッド部２３ｂを常時離反する方向に付勢している。この構成により、ヘッド部２３ｂに対してスリーブ２２の向きの外力が加わっていない状態においては、先端プローブ２３はスプリング２４の付勢力によって後端プローブ２６から離反する向きに移動させられる結果、スリーブ２２における保持筒２１の内部に位置する端面に接点板２３ｃが当接した状態となっている。絶縁カバー２５は、絶縁材料（例えば合成樹脂材料）を用いて形成されて、保持筒２１における他方の端部側（図１では下端部側、図２では右端部側）の内部に装着されている。
【００１９】
一対の後端プローブ２６は、一例として図５に示すように、導電性を有する金属筒３１、導電性を有する金属製のコンタクト３２、導電性を有する金属製のスプリング３３、および導電性を有する金属製のコネクタ３４を有している。金属筒３１は、一例として円筒状に形成されると共に、長手方向（同図中の左右方向）に沿った中間部の内部に隔壁３１ａが形成されている。コンタクト３２は、柱状（本例では円柱状）に形成されると共に、後端側（同図中の右端側）が金属筒３１の一端側（同図中の左端側）から金属筒３１の内部に挿入されることにより、先端側（同図中の左端側）が金属筒３１から突出した状態で金属筒３１に装着されている。この構成により、コンタクト３２は、金属筒３１によって後端側がガイドされた状態で金属筒３１の軸線に沿って摺動可能となっている。
【００２０】
スプリング３３は、金属筒３１に挿入されているコンタクト３２の後端と金属筒３１内の隔壁３１ａとの間に、金属筒３１の軸線に沿って伸縮自在に装着されている。また、スプリング３３におけるコンタクト３２の後端側の端部は、コンタクト３２の後端に導通状態が確保された状態で連結され、スプリング３３における隔壁３１ａ側の端部は、隔壁３１ａに導通状態が確保された状態で連結されている。この構成により、コンタクト３２は、金属筒３１から抜け落ちないようにスプリング３３を介して連結されている。また、コンタクト３２は、スプリング３３が弾性変形することにより、金属筒３１に対して摺動しつつ、金属筒３１内に突出入可能に構成されている。なお、一対の後端プローブ２６では、コンタクト３２における先端側の金属筒３１からの突出長は同じ長さに揃えられている。
【００２１】
コネクタ３４には、測定部４との間に配線された線材３５が接続されている。また、コネクタ３４は、柱状に形成されると共に、金属筒３１の他端側（同図中の右端側）から金属筒３１の内部に圧入されることにより、金属筒３１と電気的に接続されている。以上の構成により、各後端プローブ２６では、コンタクト３２が、スプリング３３、金属筒３１、コネクタ３４および線材３５を介して測定部４に電気的に接続される。なお、各後端プローブ２６では、コンタクト３２は、その外周面が金属筒３１の内周面と摺動可能な状態で接触することから、この外周面において金属筒３１と直接電気的に接触する状態となっているが、摺動部分での接触抵抗は不安定であるため、上記したように、主としてスプリング３３を介して金属筒３１と電気的に接続された状態となっている。
【００２２】
また、以上のように構成された一対の後端プローブ２６は、図１，２に示すように、各々のコンタクト３２が保持筒２１内に挿入された状態で、互いに平行で、かつ離間した状態で絶縁カバー２５に取り付けられている（固定されている）。また、各後端プローブ２６は、本例では一例として、プランジャ２３ａと平行な状態で、かつ金属筒３１の一端側（図１では上端部側、図２では左端部側）が絶縁カバー２５から保持筒２１の内部に突出し、他端側（図１では下端部側、図２では右端部側）が絶縁カバー２５から保持筒２１の外部に突出した状態で取り付けられている。また、ヘッド部２３ｂに対してスリーブ２２側への向きの外力が加わっていない状態（接点板２３ｃがスリーブ２２と接触している状態）での接点板２３ｃと、各後端プローブ２６におけるコンタクト３２の先端との距離Ｌ１は、等距離で、かつ実装状態を検査する部品８の高さＨ１よりも短くなるように規定されている。
【００２３】
以上のように構成された各部品検出プローブ１２は、ボード本体１１に形成された貫通孔１１ａに、ボード本体１１の表面から各先端プローブ２３の先端（ヘッド部２３ｂ）までの長さが同一となるように取り付けられている。
【００２４】
駆動部３は、処理部５によって制御されて、検査基板７およびピンボードユニット２のボード本体１１を互いに平行な状態を維持しつつ、検査基板７とピンボードユニット２とを相対的に接離動させる。本例では一例として、駆動部３は、検査基板７をボード本体１１と平行な状態に維持したまま、ピンボードユニット２に対して接離動させる。測定部４は、ピンボードユニット２に取り付けられた各部品検出プローブ１２の一対の後端プローブ２６（本例では後端プローブ２６を構成するコネクタ３４）と上記したように線材３５を介して電気的に接続されている。また、測定部４は、処理部５によって制御されて、各部品検出プローブ１２の一対の後端プローブ２６に対して検査用信号（一例として検査電流）を出力すると共に検査用信号の出力に起因して各後端プローブ２６間に発生する電圧を測定して、測定した電圧と検査電流とに基づいて、各部品検出プローブ１２の一対の後端プローブ２６間の抵抗値を測定する。また、測定部４は、測定した各部品検出プローブ１２についての上記の抵抗値を処理部５に出力する。
【００２５】
処理部５は、測定部４から出力される上記の各部品検出プローブ１２についての抵抗値（一対の後端プローブ２６間の抵抗値）と、予め規定された基準値（基準抵抗値）とを比較することにより、検査対象となっている検査基板７に対する部品８の実装状態を検査する実装状態検査処理を実行する。また、処理部５は、例えばディスプレイ装置で構成された表示部６に検査結果を表示させる。
【００２６】
次に、部品検出装置１の動作について説明する。なお、図１に示すように、検査基板７は、実装位置Ａには部品８ａが正常に実装され、実装位置Ｂには部品８ｂが実装されていない状態にあるものとする。
【００２７】
図１に示すように、検査基板７がピンボードユニット２から離反している状態（非検査状態）においては、各部品検出プローブ１２では、スプリング２４の付勢力によって先端プローブ２３が後端プローブ２６から離反させられている。すなわち、先端プローブ２３と接点板２３ｃおよび後端プローブ２６のコンタクト３２は、図２に示すように、互いに非接触な状態となっている。
【００２８】
検査基板７に対する検査を実行するときには、処理部５は、まず、駆動部３を制御することにより、上記の状態から検査基板７をピンボードユニット２側（図１では下方）に向けて予め規定された距離だけ移動させ（ピンボードユニット２に接近させ）た後、検査基板７の移動を停止させる。これにより、検査基板７は、駆動部３によってピンボードユニット２に対して図３に示す位置まで移動させられる。
【００２９】
この状態において、実装位置Ａへの部品８ａの実装状態を検査するための部品検出プローブ１２では、部品８ａが正常に実装されているため、先端プローブ２３は、この部品８ａと当接すると共に、検査基板７の移動に伴い、図３，４に示すようにスプリング２４の付勢力に抗して後端プローブ２６側に移動させられて（保持筒２１内に摺動させられて）、先端プローブ２３の接点板２３ｃが各後端プローブ２６のコンタクト３２と接触する状態（接触状態）に移行している（図４参照）。なお、上記したように、後端プローブ２６は、そのコンタクト３２がスプリング３３の付勢力に抗して金属筒３１内に進入可能な構成となっている。このため、接点板２３ｃと各後端プローブ２６のコンタクト３２との当接時に部品８ａが部品検出プローブ１２から受ける応力は、このスプリング３３によって緩和されている。
【００３０】
一方、実装位置Ｂへの部品８ｂの実装状態を検査するための部品検出プローブ１２では、部品８ｂが実装されていないため、先端プローブ２３は、この部品８ｂとは当接せず、また部品８ｂの高さＨ１が接点板２３ｃと後端プローブ２６との間の距離Ｌ１よりも長いため、検査基板７とも当接しない状態となっている。これにより、この実装位置Ｂに対応する側の部品検出プローブ１２では、図３，４に示すように、先端プローブ２３は後端プローブ２６側に移動しない結果、先端プローブ２３の接点板２３ｃは各後端プローブ２６（具体的には、そのコンタクト３２）と非接触な状態（非接触状態）に維持されている。
【００３１】
次いで、処理部５は、測定部４に対する制御を実行して、各部品検出プローブ１２における一対の後端プローブ２６間の抵抗値を測定させる。本例では、実装位置Ａへの部品８ａの実装状態を検査するための部品検出プローブ１２では上記したように接点板２３ｃが後端プローブ２６のコンタクト３２と接触状態にある。つまり、一対の後端プローブ２６は接点板２３ｃによって短絡された状態となっている。また、各後端プローブ２６では、接点板２３ｃと接触するコンタクト３２は、金属筒３１との摺動部位を介して金属筒３１と電気的に接触するだけでなく、スプリング３３を介して金属筒３１と電気的に接続されているため、主としてスプリング３３、金属筒３１およびコネクタ３４を介して線材３５に電気的に接続され、さらにこの線材３５を介して測定部４に電気的に接続されている。これにより、一対の後端プローブ２６のうちの一方の後端プローブ２６から他方の後端プローブ２６に至る電流経路内には、２つの部材における互いに摺動する状態で接する部位で構成される接点が存在しない。このため、この部品検出装置１では、測定部４は、この摺動する状態で接する部位間の接触抵抗についての経時変化による抵抗値の変動の影響を受けることなく、接点板２３ｃによって短絡されたときの一対の後端プローブ２６間の抵抗値を、ゼロΩに極めて近い抵抗値として測定し続けることが可能となっている。
【００３２】
一方、実装位置Ｂへの部品８ｂの実装状態を検査するための部品検出プローブ１２では上記したように接点板２３ｃが後端プローブ２６のコンタクト３２と非接触状態にある。これにより、測定部４は、この部品８ｂの非実装状態での部品検出プローブ１２の抵抗値を無限大に近い極めて大きな抵抗値として測定して処理部５に出力する。
【００３３】
処理部５は、このようにして測定部４で測定された各部品検出プローブ１２についての抵抗値を入力して、実装状態検査処理を実行する。この実装状態検査処理では、処理部５は、各部品検出プローブ１２についての抵抗値を基準値と比較して、基準値を超えるときには実装位置に部品８が実装されていないと判別してその検査結果を表示部６に表示させ、また基準値以下のときには実装位置に部品８が実装されていると判別してその検査結果を表示部６に表示させる。最後に、処理部５は、駆動部３に対する制御を実行して、検査基板７をピンボードユニット２から離反させて、ピンボードユニット２の上方で停止させる。これにより、検査基板７に対する検査が完了する。
【００３４】
このように、この部品検出プローブ１２では、一対の後端プローブ２６が、保持筒２１に摺動自在に装着された先端プローブ２３の接点板２３ｃに対して摺動しない状態で接触して、この接点板２３ｃによって短絡される構成となっている。
【００３５】
したがって、この部品検出プローブ１２によれば、少なくとも一対の後端プローブ２６の先端間（本例では一対の後端プローブ２６のコンタクト３２間）には、互いに摺動する状態で接する部位を接点とする構成が含まれていないため、経時変化による接触抵抗の増大が早期に招来するといった事態を確実に回避することができる結果、接点板２３ｃとの接触状態における各後端プローブ２６間の抵抗値を長期に亘ってほぼゼロΩに近い抵抗値として測定し続けることができる。また、この部品検出プローブ１２によれば、各後端プローブ２６における接点板２３ｃと接触（当接）するコンタクト３２が金属筒３１に対してスプリング３３を介して電気的に接続される構成のため、このコンタクト３２と金属筒３１との間にも、互いに摺動する状態で接する部位を接点とする構成が含まれていないことから、接点板２３ｃとの接触状態における各後端プローブ２６間の抵抗値を長期に亘ってより確実にほぼゼロΩに近い抵抗値として測定し続けることができる。
【００３６】
また、この部品検出プローブ１２を使用した部品検出装置１では、部品８が実装されている実装位置に対応する部品検出プローブ１２（部品８の実装状態での部品検出プローブ１２）の抵抗値を上記したようにほぼゼロΩに近い抵抗値として長期に亘って測定することができる。したがって、この部品検出装置１によれば、部品８が実装されていない実装位置に対応する部品検出プローブ１２（部品８の非実装状態での部品検出プローブ１２）の抵抗値を極めて大きな抵抗値として測定することができることと相まって、このようにして測定した各部品検出プローブ１２での抵抗値を基準値と比較することにより、検査基板７における部品８の実装状態を高い検出精度で検出し続けることができる。
【００３７】
なお、上記の部品検出プローブ１２では、金属材料を用いて保持筒２１を形成する構成を採用しているが、樹脂材料を用いて形成する構成を採用することもできる。この構成を採用した場合には、樹脂材料として絶縁性を有する材料を使用することにより、保持筒２１と絶縁カバー２５とを一体的に形成することもできることから、製造工程の簡略化を図ることができる。また、部品検出プローブ１２の特徴点は、１つの部品検出プローブ１２に後端プローブ２６を一対（２つ）配設して、部品８と当接して後端プローブ２６側に移動する先端プローブ２３で一対の後端プローブ２６を短絡させる構成であるため、この構成を確保できる限り、先端プローブ２３の保持筒２１への取付構造について上記の構成以外の構成を採用できるのは勿論である。
【００３８】
また、上記の部品検出装置１では、検査基板７をピンボードユニット２に対して接離動させる構成を採用しているが、駆動部３が、処理部５によって制御されて、ボード本体１１を検査基板７と平行な状態に維持したまま、ピンボードユニット２を検査基板７に対して接離動させる構成を採用することもできる。
【符号の説明】
【００３９】
１  部品検出装置
４  測定部
５  処理部
７  検査基板
８  部品
１２  部品検出プローブ
２１  保持筒
２３  先端プローブ
２６  後端プローブ
【図１】
2012141152.tif 000003
【図２】
2012141152.tif 000004
【図３】
2012141152.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012141152.tif 000007