(57)【要約】【課題】検査用のプローブに接触するバネ等の導電部をその保持部材に取り付ける際に、導電部に接続されたケーブルに手や物が触れることで導電部が保持部材から簡単に浮き上がってしまうことを防止できる配線検査治具、及びこれを含んだ配線検査装置を提供する。【解決手段】板状部材２２０の収容室Ｓ１に収容された導電部２２１に接続されるケーブル３が、板状部材２２０の貫通孔Ｐ１を貫通したところで伸縮性を有するシート状部材２５０を突き通る。ケーブル３は、シート状部材２５０を突き通ることによってシート状部材２５０に軽く固定された状態となり、貫通孔Ｐ１から収容室Ｓ１の方向へ押されても容易にその方向へ戻らなくなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の配線の検査に用いる配線検査治具であって、
各々の一端が前記基板の表面に接触する、導電性を有した複数の針状のプローブと、
前記複数のプローブの他端に接触する複数の導電部と、
前記複数の導電部に接続された複数のケーブルと、
前記複数のプローブの前記一端を前記基板の表面に案内し、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の導電部に案内する案内部と、
前記複数の導電部を収容する複数の収容室と、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の収容室へ導入する複数の開口部と、前記複数のケーブルが貫通する複数の第１貫通孔とを備えた第１板状部材と、
前記第１板状部材において前記複数の第１貫通孔が開口する面に設けられた、伸縮性を有するシート状部材と、
を有し、
前記複数の第１貫通孔から出た前記複数のケーブルがそれぞれ前記シート状部材を突き通る、
配線検査治具
【請求項２】
前記複数の第１貫通孔と対応する位置に設けられた複数の第２貫通孔を備え、前記第１板状部材の前記第１貫通孔が開口する面に前記シート状部材を介して密着する第２板状部材を有し、
前記複数のケーブルが更に前記複数の第２貫通孔を貫通する、
請求項１に記載の配線検査治具。
【請求項３】
前記シート状部材が、伸縮性を有する繊維を織って形成された布、又は、伸縮性を有する材料で形成された膜を含む、
請求項２に記載の配線検査治具。
【請求項４】
前記シート状部材を介して対面する前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが略同一の径を有する、
請求項２又は３に記載の配線検査治具。
【請求項５】
前記導電部は、伸縮する方向に延びて形成され、当該伸縮方向の一端において前記プローブの前記他端と接触し、当該伸縮方向の他端において前記ケーブルと接続された弾性部材を含み、
前記第１貫通孔は、前記弾性部材の前記他端より小径に形成される、
請求項２乃至４の何れか一項に記載の配線検査治具。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の配線検査治具と、
前記複数のケーブルにそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する回路と、
前記複数のケーブルのそれぞれから入力される電気信号を測定する回路と、
を備える配線検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成された配線の検査に用いられる配線検査治具に係り、特に、基板の電極にプローブピンを接触させて配線の導通や短絡、絶縁等の電気的検査を行うために用いられる配線検査治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品を実装する前のプリント基板（ベアボード）の配線に生じた断線や短絡等の欠陥を検査する基板配線検査装置が知られている（下記特許文献を参照）。基板配線検査装置は、基板の配線上のパッドにプローブを接触させて電気信号を供給し、パッド間の電気抵抗や静電容量を測定することにより配線の不良を検査する。
【０００３】
基板配線検査装置において基板にプローブを接触させる方式には、大きく分けて２つの方式がある。１つはフライングプローブ方式、もう１つは治具方式と呼ばれる。フライングプローブ方式は、プローブを機械的に移動させて基板の任意の位置に接触させる方式である。治具方式は、特定の基板用に作られた治具によって多数のプローブを保持し、それらを一度に基板の配線に接触させる方式である。治具方式は、特定の基板に合うように作られた専用の治具を用いるため、フライングプローブ方式のように任意の基板の検査を行うことはできないが、プローブの移動時間が存在しないので、一般にフライングプローブ方式より高速に検査を行うことができる。
【０００４】
この治具方式には、更に、ユニバーサル治具を使用する方式と専用治具を使用する方式とがある。
【０００５】
ユニバーサル治具を使用する方式の場合、基板配線検査装置は、ユニバーサル治具が装着される汎用の検査ヘッド部を備える。検査ヘッド部には、通常の検査で必要とされる数よりも余裕を持たせた多数の電極部が平面上に規則的に配置されている。ユニバーサル治具は、各プローブの一方の尖端を基板表面の所定位置に案内し、他方の尖端を検査ヘッド部の所定の電極部に案内するように、複数の針状のプローブを保持する。検査ヘッド部の各電極部は、プローブの尖端を受けて伸縮するバネを含んでおり、バネの端が検査信号を供給するためのポートに接続されている。検査ヘッド部にユニバーサル治具を装着し、ユニバーサル治具から突き出たプローブを基板の表面に押し当てることにより、基板上の検査対象のパッドがユニバーサル治具を介して電極部と電気的に接続される。
【０００６】
他方、専用治具を使用する方式の場合、基板配線検査装置は、上述のような汎用の検査ヘッド部を備えておらず、プローブの尖端を接触させるための複数の電極部を専用治具が保持している。専用治具は、各プローブの一方の尖端を基板表面の所定位置に案内し、他方の尖端を所定の電極部に案内するように、複数の針状のプローブを保持する。各電極部は、プローブの尖端を受けて伸縮するバネを含んでおり、そのバネの端にケーブルが固定されている。各ケーブルは、検査信号を供給する所定のポートに接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０６−０５８９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５は、専用治具において電極部のバネを保持する部分を表した図である。専用治具は、プローブを保持する治具と電極部のバネを保持する治具とに分かれており、図５は後者の治具を示す。プローブを保持する治具は、図５に示す治具の上側の面に装着される。
【０００９】
電極部のバネ５０２には、それぞれケーブル５０３が取り付けられている。板状部材５０１に形成された多数の孔５０４に、電極部のバネ５０２がそれぞれ挿入される。図５に示すように孔５０４へ挿入されたバネ５０２の上端には、図示しない治具によって案内されたプローブの尖端が接触する。
【００１０】
ところで、この図５に示す治具における電極部のバネ５０２の間隔は、配線の微細化・狭ピッチ化のためにますます狭くなってきており、バネ５０２のサイズも非常に小さくなってきている。また、近年、基板の検査ポイント数はますます多くなってきており、片面で数千に達する場合がある。そのため、図５に示す治具の板状部材５０１には、ケーブル５０３が付いた非常に小さなバネ５０２を狭い間隔で大量に取り付けることになり、その作業は非常に困難なものとなっている。
【００１１】
図５に示す治具においてバネ５０２を孔５０４に挿入する場合、ケーブル５０３の一端を孔５０４の上側の開口部から下側の貫通孔５０５へ通し、バネ５０４の底が孔５０４の底に当接するまでケーブル５０３を下側に引っ張る。ところが、このとき隣接する別のケーブル５０３に手や物が僅かに触れると、このケーブル５０３につながったバネ５０２が浮き上がってしまい、孔５０４の開口部から簡単に飛び出してしまう。バネ５０２が孔５０４の開口部から飛び出した状態でプローブ用の治具を板状部材５０１の上側の面に装着すると、プローブの先がバネ５０２の上端と適切に接触しなくなったり、バネ５０２が上下の治具に挟まれて破損したりする場合がある。
【００１２】
このような事態を防ぐため、プローブ用の治具を板状部材５０１に装着する際には、その装着面におけるバネ５０２の浮き上がりを目視で確認し、浮き上がったバネ５０２のケーブル５０３を１本ずつ引っ張って浮き上がりをなくす必要がある。従って、電極部のバネ５０２の取り付けには相当な時間がかかり、また、作業者に熟練が要求されるなどの問題がある。
【００１３】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、検査用のプローブに接触するバネ等の導電部をその保持部材に取り付ける際に、導電部に接続されたケーブルに手や物が触れることで導電部が保持部材から簡単に浮き上がってしまうことを防止できる配線検査治具、及びこれを含んだ配線検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の観点は、基板の配線の検査に用いる配線検査治具に関するものである。この配線検査治具は、各々の一端が前記基板の表面に接触する、導電性を有した複数の針状のプローブと、前記複数のプローブの他端に接触する複数の導電部と、前記複数の導電部に接続された複数のケーブルと、前記複数のプローブの前記一端を前記基板の表面に案内し、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の導電部に案内する案内部と、前記複数の導電部を収容する複数の収容室と、前記複数のプローブの前記他端を前記複数の収容室へ導入する複数の開口部と、前記複数のケーブルが貫通する複数の第１貫通孔とを備えた第１板状部材と、前記第１板状部材において前記複数の第１貫通孔が開口する面に設けられた、伸縮性を有するシート状部材とを有し、前記複数の第１貫通孔から出た前記複数のケーブルがそれぞれ前記シート状部材を突き通ることを特徴とする。
【００１５】
好適に、上記配線検査治具は、前記複数の第１貫通孔と対応する位置に設けられた複数の第２貫通孔を備え、前記第１板状部材の前記第１貫通孔が開口する面に前記シート状部材を介して密着する第２板状部材を有してよく、前記複数のケーブルが更に前記複数の第２貫通孔を貫通してよい。
【００１６】
好適に、前記シート状部材が、伸縮性を有する繊維を織って形成された布、又は、伸縮性を有する材料で形成された膜を含んでよい。
【００１７】
好適に、上記配線検査治具は、前記シート状部材を介して対面する前記第１貫通孔と前記第２貫通孔とが略同一の径を有してよい。
【００１８】
好適に、前記導電部は、伸縮する方向に延びて形成され、当該伸縮方向の一端において前記プローブの前記他端と接触し、当該伸縮方向の他端において前記ケーブルと接続された弾性部材を含んでよく、前記第１貫通孔は、前記弾性部材の前記他端より小径に形成されてよい。
【００１９】
本発明の第２の観点に係る配線検査装置は、上記第１の観点に係る配線検査治具と、前記複数のケーブルにそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する回路と、前記複数のケーブルのそれぞれから入力される電気信号を測定する回路とを備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、検査用のプローブに接触するバネ等の導電部をその保持部材に取り付ける際に、導電部に接続されたケーブルに手や物が触れることで導電部が保持部材から簡単に浮き上がってしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】基板配線検査装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す治具の構成の一例を示す図である。
【図３】図２に示す第２治具の構成の一例を示す図である。
【図４】図２における点線枠内を拡大して示した図である。
【図５】基板配線検査用の専用治具において電極部のバネを保持する部分を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、基板配線検査装置の構成の一例を示す図である。
図１に示す基板配線検査装置は、検査対象の基板１０に接触する複数の針状のプローブ２を保持する治具２０と、治具２０の内部で複数のプローブ２と電気的につながれた複数のケーブル３と、複数のケーブル３が接続される複数の端子を備えた端子部３０と、検査用の電気信号の供給や測定を行う検査部４０と有する。
【００２３】
治具２０，複数のケーブル３，及び端子部３０は、検査対象の基板１０に検査用の電気信号を供給するための信号経路を形成するブロックである。図１の例において、基板配線検査装置は、このブロック（治具２０，複数のケーブル３，端子部３０）を２系統備えており、２系統の信号経路によって基板１０の両面（上側と下側）の検査を同時に行う。
【００２４】
検査部４０は、治具２０の複数のプローブ２へ検査信号を供給する複数のポートを備える。検査部４０は、任意のポートから検査用の電気信号を供給し、２つのプローブ２に生じる電圧や電流、プローブ２の抵抗、プローブ２と基準電位との間の静電容量などを測定する。
【００２５】
例えば検査部４０は、図１に示すように、信号発生回路４１と、測定回路４２と、スキャナ回路４３と、制御装置４４を有する。
信号発生回路４１は、複数のケーブル３にそれぞれ供給される検査用の電気信号を発生する。
測定回路４２は、複数のケーブル３からそれぞれ入力した電気信号を測定する。例えば、測定回路４２は、２つのケーブル３に接続された２つのポートの電圧値や電流値、交流信号の振幅等を測定する。
スキャナ回路４３は、信号発生回路４１及び測定回路４２につながる信号ラインと、端子部３０を介して複数のケーブル３につながる複数のポートとの接続を切り替える。
制御装置４４は、検査部４０の上述した各回路の動作を制御する装置であり、例えばコンピュータを含んで構成される。
【００２６】
図２は、治具２０の構成の一例を示す図であり、検査対象の基板１０が装着される平面（基板装着面）に対して垂直な断面を表す。図２の例において、治具２０は、複数のプローブ２（２Ａ，２Ｂ）を保持する第１治具２１と、この第１治具２１に重ねて配置される第２治具２２とを有する。
【００２７】
第１治具２１は、複数のプローブ２（２Ａ，２Ｂ）の一端を検査対象の基板１０の表面に案内し、複数のプローブ２（２Ａ，２Ｂ）の他端を第２治具２１の複数の導電部２２１に案内する。第１治具２１に保持されたプローブ２は、検査対象の基板１０が装着される基板装着面（図の上側の面）において一方の尖端が突き出し、第２治具２２に向き合う面（図の下側の面）において他方の尖端が突き出す。
【００２８】
基板装着面において上側に突き出したプローブ２の尖端は、基板１０の配線形成面に接触する。図２の例には、接触相手の電極のサイズが異なる２種類のプローブ２Ａ，２Ｂが示されている。尖端が細いプローブ２Ａは表面実装部品のパッドに使用され、尖端が太いプローブ２Ｂはスルーホール実装部品のランドに使用される。
第２治具２２と向き合う面において下側に突き出したプローブ２の尖端は、第２治具２２に設けられた導電部２２１と接触する。
【００２９】
また、第１治具２１は、図２に示すように、一部のプローブ２を基板装着面に対して斜めに傾けて保持している。これは、基板１０の微細でピッチが狭い配線領域に密集したパッド群から、これより広い間隔で配置された導電部２２１に向かってプローブ２同士の間隔が広がるようにするためである。
【００３０】
第１治具２１は、例えば図２に示すように、各プローブ２を案内する貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１４）がそれぞれ形成された複数枚の板状部材（２１１〜２１４）を有する。板状部材２１１が基板１０と最も近い側に配置され、板状部材２１１から第２治具２２の側に向かって順に板状部材２１２，２１３，２１４が配置されている。板状部材（２１１〜２１４）は、少なくとも貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１４）において絶縁性を有しており、プローブ２同士の短絡を防止する。
【００３１】
板状部材２１１，２１２，２１３，２１４には、プローブ２をそれぞれ１本ずつ通す複数の貫通孔Ｈ１１，Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４が形成されている。各プローブ２は、４枚の板状部材（２１２〜２１４）に形成された４つの貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１４）を通ることによって、第１治具２１の両側から突出する尖端の位置が決められている。
【００３２】
板状部材２１１と２１２は直接重ねて固定され、板状部材２１２と２１３は支柱２１５によって間隙を設けて固定され、板状部材２１３と２１４は支柱２１６によって間隙を設けて固定される。
【００３３】
板状部材２１３と２１４の間には、伸縮性のあるシート状部材２１７（例えばゴムシート）が介挿されており、これを各プローブ２が突き通っている。第１治具２１を組み立てる際には、例えば上側の貫通孔Ｈ１１から貫通孔Ｈ１２，Ｈ１３，Ｈ１４の順にプローブ２を挿入し、その途中でシート状部材２１７にプローブ２を突き通す。これにより、個々のプローブ２がシート状部材２１７に固定された状態となり、貫通孔（Ｈ１１〜Ｈ１４）から容易に抜け落ちなくなるため、プローブ２が第１治具２１から外れて落下することを防止できる。例えば図２の上下を逆さまにして第１治具２１を使用しても、プローブ２が下に落ちることはない。
【００３４】
図３は、第２治具２２の構成の一例を示す図である。
第２治具２２は、第１治具２１から突き出た複数のプローブ２の尖端と接触する複数の導電部２２１と、この複数の導電部２２１を収容するための複数の収容室Ｓ１が形成された板状部材２２０と、板状部材２２０の下面に接して設けられたシート状部材２５０及び板状部材２５１を有する。
なお、板状部材２２０は、本発明における第１板状部材の一例である。
シート状部材２５０は、本発明におけるシート状部材の一例である。
板状部材２５１は、本発明における第２板状部材の一例である。
【００３５】
導電部２２１は、導電性の材料で形成された弾性部材であり、例えば図２，図３に示すように、伸縮方向に延びて形成された棒状のバネを含んで構成される。導電部２２１のバネの一端は、プローブ２の尖端が適切に受け止められるように加工される。図２の例では、バネの尖端近くに細く巻かれた小径の部分があり、小径部分から尖端に向かって巻き径が徐々に広がっている。このお椀状の尖端部にプローブ２の尖端が当たると、導電部２２１のバネはプローブ２を基板１０に向かって押し返す方向に付勢する。この付勢力によってプローブ２の両端の接点に適当な接触圧が生じ、安定的な導通が確保される。プローブ２と接触しないバネの他端には、ケーブル３が固定される。
【００３６】
板状部材２２０の治具２１が装着される面（図の上側の面）には、複数の開口部Ｈ１が形成される。開口部Ｈ１は、治具２１によって案内されたプローブ２の尖端を収容室Ｓ１の中へ導入する。
板状部材２２０の反対側の面（図の下側の面）には、複数の貫通孔Ｐ１が形成される。貫通孔Ｐ１は、収容室Ｓ１に収容される導電部２２１に接続されたケーブル３が通る孔である。貫通孔Ｐ１は、導電部２２１のバネが通らないようにするため、バネの端部（プローブ２に接触する端部に対して反対側の端部）より小さな径に形成される。
【００３７】
板状部材２２０は、少なくとも収容室Ｓ１，開口部Ｈ１，貫通孔Ｐ１において絶縁性を有しており、プローブ２同士や導電部２２１同士の短絡を防止する。
【００３８】
図４は、図２における点線枠Ａの枠内を拡大して示した図である。
図２〜４において示すように、板状部材２２０において複数の貫通孔Ｐ１が開口する面には、シート状部材２５０と板状部材２５１が設けられている。
【００３９】
シート状部材２５０は、伸縮性を有するシート状の部材であり、例えば伸縮性を有する繊維（ナイロン等）を織って形成された布や、伸縮性を有する材料（ゴム等）で形成された膜である。
【００４０】
板状部材２５１は、板状部材２２０の複数の貫通孔Ｐ１と対応する位置に複数の貫通孔Ｐ２が形成される。板状部材２２０の貫通孔Ｐ１と板状部材２５１の貫通孔Ｐ２は、ほぼ同一の径を有する。板状部材２５１は、板状部材２２０の貫通孔Ｐ１が開口する面にシート状部材２５０を介して密着する。
【００４１】
シート状部材２５０は、板状部材２２０と板状部材２５１の間に挟まれて固定される。このシート状部材２５０を介して、板状部材２２０の貫通孔Ｐ１と板状部材２５１の貫通孔Ｐ２とが重なり合っている。従って、図４に示すように、収容室Ｓ１の中の導電部２２１に接続されたケーブル３は、板状部材２２０の貫通孔Ｐ１を貫通し、シート状部材２５０を突き通り、更に板状部材２５１の貫通孔Ｐ２を貫通して、収容室Ｓ１の外に出る。
【００４２】
収容室Ｓ１に導電部２２１のバネを収容する場合には、図３において示すように、まず、導電部２２１のバネに固定されたケーブル３が開口部Ｈ１から反対側の貫通孔Ｐ１，Ｐ２に挿通される。その際、ケーブル３はシート状部材２５０に突き通る。そして、ケーブル３は、導電部２２１のバネが収容室Ｓ１の底部にあたるまで、貫通孔Ｐ１，Ｐ２から外側に引き出される。
【００４３】
このように、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、板状部材２２０の収容室Ｓ１に収容された導電部２２１に接続されるケーブル３が、板状部材２２０の貫通孔Ｐ１を貫通したところで伸縮性を有するシート状部材２５０を突き通る。ケーブル３は、シート状部材２５０を突き通ることによってシート状部材２５０に軽く固定された状態となり、貫通孔Ｐ１から収容室Ｓ１の方向へ押されても容易にその方向へ戻らなくなる。
従って、板状部材２２０の多数の収容室Ｓ１に導電部２２１を取り付ける作業において、取り付けが済んだ別の導電部２２１のケーブル３に手や物が触れても、ケーブル３が貫通孔Ｐ１から収容室Ｓ１の方向に戻って導電部２２１が浮き上がり、開口部Ｈ１から出てしまうことがほとんど無くなる。
このように、導電部２２１が浮き上がりが殆どなくなるため、ケーブル３を外側に引っ張って導電部２２１の浮き上がりをなくす煩雑な作業が削減され、作業効率を大幅に向上することができる。
また、導電部２２１が浮き上がりが減ることによって、第１治具２１を第２治具２２に装着する際に浮き上がった導電部２２１がこれらの治具の間に挟まれたり、プローブ２と導電部２２１とが適切に接触しなくなる不具合を生じ難くすることができる。
【００４４】
更に、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、板状部材２２０と板状部材２５１の間にシート状部材２５０が挟まれて固定されてる。これにより、シート状部材２５０のずれが生じ難くなるため、ケーブル３をシート状部材２５０に突き通し易くすることができる。
【００４５】
また、本実施形態に係る基板配線検査装置によれば、シート状部材２５０を介してほぼ同一径の貫通孔Ｐ１と貫通孔Ｐ２とが重なり合っている。これにより、貫通孔Ｐ１の縁と貫通孔Ｐ２の縁とによってシート状部材２５０がコンパクトに固定され、伸縮性のあるシート状部材２５０の延びしろが小さくなるため、ケーブル３をシート状部材２５０により一層突き通し易くすることができる。
【００４６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。
【００４７】
図２において示す第１治具２１，第２治具２２の構成（板状部材の枚数、シート状部材有無や挿入する位置、プローブの種類や本数など）は一例であり、本発明はこれに限定されない。
【符号の説明】
【００４８】
２，２Ａ，２Ｂ…プローブ、３…ケーブル、１０…検査用の基板、２０…治具、２１…第１治具、２２…第２治具、３０…端子部、４０…検査部、２１１〜２１４，２２０，２５１…板状部材、２１５…支柱、２１７，２５０…シート状部材、２２１…導電部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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