(57)【要約】【課題】接触不良が発生する毎に製造ラインを止めなくても良く、かつ、使える状態でプローブピンを交換しなくても良くする。【解決手段】同じテストポイント３１に接触可能な２つのピン部１１、１２を備える。これにより、ピン部１１の摩耗などによる接触不良が発生したとしても、もう一方のピン部１２を用いて電気検査を継続することができる。そして、定期点検時などのように、何らかの要因によって製造ラインを停止するタイミングが到来したときに、同時に、摩耗したピン部１１の交換も行えば、接触不良が発生する毎にピン部１１の交換のためだけに製造ラインを止めなくても良くなる。また、ピン部１１を使えなくなるまで使用することができ、経済性を向上させることもできる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端を先端部とすると共に他端を根元部とする棒状の導体材料で構成され、電気回路が備えられた回路構成部材（３０）に備えられる同じテストポイント（３１）での電気特性の検査に用いられる少なくとも２本のピン部（１１、１２）を有すると共に、２本の前記ピン部を別々に長手方向において移動可能としつつ、該２本の前記ピン部の根元部を収容するケース（１４）を有するプローブピン（１０）と、
前記ピン部からの電気出力に基づいて前記回路構成部材の前記テストポイントでの電気特性の検査を行う制御部（２０）と、を備えていることを特徴とする電気検査装置。
【請求項２】
２本の前記ピン部の間には、該２本の前記ピン部の間を絶縁する絶縁部材（１３）が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の電気検査装置。
【請求項３】
２本の前記ピン部にはそれぞれ前記ケースから突き出す方向への移動を規制するストッパー（１１ａ、１２ａ）が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気検査装置。
【請求項４】
前記ケースには、２本の前記ピン部のうちの一方を他方よりも該ケースから突き出し量を大きくした状態で保持する保持機構（１１ｃ、１２ｃ、１５、１６、１７、１８）が備えられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電気検査装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１つにおける電気検査装置に用いられるプローブピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブピンを用いて電気特性の検査などを行う電気検査装置およびそれに用いられるプローブピンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気検査装置では、回路基板などに備えられた検査用貫通電極などのテストポイントに対してプローブピンを接触させ、各貫通電極との接触によって得られる電気出力（すなわち電圧信号や電流信号）に基づいて、電気特性の検査を行っている。例えば、特許文献１に示されるように、プローブピンは、先端が針状のもので構成され、電気検査装置は、１つのテストポイントに対して１つのプローブピンを配置し、テストポイントに対してプローブピンを接触させる構成とされている。
【０００３】
そして、プローブピンをテストポイントに接触させることで得られた電気特性が所望特性であるか否かに基づいて、回路基板の良不良判定を行っている。電気特性が所望特性でなく、不良判定が為された場合には、回路基板を製造ラインから取り除き、良品のみが製造ラインの後工程に移行させられるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、１つのテストポイントに対して１つのプローブピンを配置して電気特性の検査を行っていることから、プローブピンの摩耗によって接触不良が発生すると電気特性の検査を適切に行えなくなる。この場合、製造ラインを止めてプローブピンの取替えを行う必要がある。例えば、接触不良が発生し始めると、接触不良が発生し始めた箇所の電気特性が不良判定となる頻度が高くなり、その頻度が所定頻度に達するとプローブピン交換を行っている。したがって、製造ラインを止めなければならず、その間は生産できなくなって生産性が落ちるという問題がある。
【０００６】
一方、プローブピンの摩耗による接触不良の発生を抑制して生産性を改善するために、プローブピンを一定期間使用したら定期的に交換するという手法を採用することも可能であるが、まだ使用できるプローブピンを交換することになるため、不経済である。その反面、使えなくなるまでプローブピンを使用しようとすると、接触不良を発生させることとなり、上記問題を発生させる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、接触不良が発生する毎に製造ラインを止めなくても良く、かつ、使える状態でプローブピンを交換しなくても良い電気検査装置およびそれに用いられるプローブピン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】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一端を先端部とすると共に他端を根元部とする棒状の導体材料で構成され、電気回路が備えられた回路構成部材（３０）に備えられる同じテストポイント（３１）での電気特性の検査に用いられる少なくとも２本のピン部（１１、１２）を有すると共に、２本のピン部を別々に長手方向において移動可能としつつ、該２本のピン部の根元部を収容するケース（１４）とを有するプローブピン（１０）と、ピン部からの電気出力に基づいて回路構成部材のテストポイントでの電気特性の検査を行う制御部（２０）と、を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、一方のピン部の摩耗などによる接触不良が発生したとしても、もう一方のピン部を用いて電気検査を継続することができる。そして、定期点検時などのように、何らかの要因によって製造ラインを停止するタイミングが到来したときに、同時に、摩耗したピン部の交換も行えば、接触不良が発生する毎にピン部の交換のためだけに製造ラインを止めなくても良くなる。また、ピン部を使えなくなるまで使用することができ、経済性を向上させることもできる。これにより、接触不良が発生する毎に製造ラインを止めなくても良く、かつ、使える状態でプローブピンを交換しなくても良い電気検査装置とすることが可能となる。
【００１０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるプローブピンを断面視した電気検査装置の全体構成を示す図である。
【図２】プローブピンに備えられる電磁石の駆動回路図である。
【図３】プローブピンを回路基板のテストポイントに接触させた状態を示す図である。
【図４】プローブピンのピン部の一方が摩耗した場合に、他方を用いてテストポイントに接触させるようにした状態を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる電気検査装置のプローブピンに備えられる電磁石の駆動回路図である。
【図６】プローブピンのピン部の一方が摩耗した場合に、その一方の突き出し量を大きくしてテストポイントに接触させるようにした状態を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態にかかる電気検査装置に備えられるプローブピンを回路基板のテストポイントに接触させた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態にかかる電気検査装置は、プローブピン１０と制御部２０とを有した構成とされている。
【００１５】
プローブピン１０は、ここでは１組のみを図示してあるが、実際の電気検査装置には複数組が備えられており、その複数組のプローブピン１０が所定位置に配置された状態でユニット化されている。そのユニットを図３に示した回路基板３０に近づけると、回路基板３０に形成された各テストポイント３１に対して、対応する位置に配置された各プローブピン１０の先端が接触するようになっている。そして、各プローブピン１０から制御部２０に対して電気出力（すなわち電圧信号もしくは電流信号）が出力される。
【００１６】
図１に示したプローブピン１０は、２本の棒状のピン部１１、１２、絶縁部材１３、ケース１４、バネ部１５、１６、電磁石１７、１８などを備えた構成とされている。
【００１７】
２本のピン部１１、１２は、それぞれ導体材料で構成されており、２本１組で１つのテストポイント３１に対して接触させられる。ピン部１１、１２は、先端が先細りとされた棒状部材で構成されており、断面半円形状とされた半円柱形状の部材で構成され、円弧状の一面同士が対向するようにして２本が並べられて配置されている。２本のピン部１１、１２は、各ピン部１１、１２の各対向面の間に絶縁部材１３が配置されることで互いに電気的に分離されている。ピン部１１、１２は、根元部では長手方向に対して垂直な面で切断した断面寸法が一定とされているが、先端位置において断面寸法（より詳しくは断面径）が徐々に小さくされることで先細り形状とされている。具体的には、ピン部１１、１２のうち互いに対向する面は平行のままとされ、それらの外側に位置する側面が先端部において半円錐面とされることで先細り形状とされている。
【００１８】
また、ピン部１１、１２の根元部にはフランジ部１１ａ、１２ａが設けられている。ピン部１１、１２は、根元部がケース１４内に収容された状態で別々に長手方向に移動させられることでケース１４からの突き出し量が調整される。ただし、フランジ部１１ａ、１２ａがストッパーとなってピン部１１、１２のケース１４から突き出す方向への移動が規制される。具体的には、フランジ部１１ａ、１２ａがケース１４の隔壁に接してピン部１１、１２がケース１４から飛び出すことが防止される。
【００１９】
なお、ピン部１１、１２には、電気配線１１ｂ、１２ｂが接続されており、それらの電気配線１１ｂ、１２ｂを通じて上記したように制御部２０に対して電気出力を伝えている。
【００２０】
また、ピン部１１、１２の後端位置には磁石１１ｃ、１２ｃが取り付けられている。これら磁石１１ｃ、１２ｃは永久磁石によって構成されており、磁石１１ｃ、１２ｃと電磁石１７、１８の磁気力とによる斥力または引力に基づいてピン部１１、１２の突き出し量の調整を行う。ここでは、電磁石１７、１８に電磁力を発生させたときに斥力が発生させられるように磁石１１ｃ、１２ｃの着磁方向を設定し、発生させられた斥力に基づいてピン部１１、１２の突き出し量の調整を行う形態について説明するが、引力に基づいて行っても良い。
【００２１】
ケース１４は、４つの空間１４ａ〜１４ｄを構成する中空筒状部材によって構成されており、例えば樹脂などの絶縁材料によって構成されている。具体的には、ピン部１１、１２の各根元部およびバネ部１５、１６を収容する収容空間１４ａ、１４ｂを備えている。ケース１４の収容空間１４ａ、１４ｂを構成する内壁面をフランジ部１１ａ、１２ａが摺動させられつつ、ケース１４のうちピン部１１、１２の突出し方向先端側の隔壁にフランジ部１１ａ、１２ａが当接させられることで、ピン部１１、１２の飛び出し防止が行われている。また、ケース１４には、電磁石１７、１８を収容する収容空間１４ｃ、１４ｄも備えられている。収容空間１４ｃ、１４ｄは、それぞれ収容空間１４ａ、１４ｂに隣接して配置され、収容空間１４ａ、１４ｂに対してピン部１１、１２の突き出し方向反対側に備えられている。各収容空間１４ａ〜１４ｄは仕切り壁１４ｅによって区画されている。
【００２２】
バネ部１５、１６は、ピン部１１、１２をケース１４における収容空間１４ａ、１４ｂの底部側、つまりピン部１１、１２の突出し方向と反対側の面にピン部１１、１２を付勢するものである。バネ部１５、１６は、それぞれ、一端が磁石１１ｃ、１２ｃに接着され、他端がケース１４における収容空間１４ａ、１４ｂの底部に接着されている。そして、圧縮方向の弾性力に基づいてピン部１１、１２の根元部をケース１４における収容空間１４ａ、１４ｂの底部側に付勢している。
【００２３】
電磁石１７、１８は、ケース１４に形成された収容空間１４ｃ、１４ｄ内にそれぞれ配置されている。収容空間１４ｃ、１４ｄ内において、電磁石１７、１８は、ピン部１１、１２の根元側に向かって斥力を発生させられるように配置されている。例えば、電磁石１７、１８は、鉄心１７ａ、１８ａの周囲にコイル１７ｂ、１８ｂを巻回することによって構成されている。
【００２４】
制御部２０は、電磁石１７、１８の駆動に基づくピン部１１、１２の突き出し量の制御と、ピン部１１、１２からの電気出力を受け取って、その電気出力が示す電気特性に基づく良不良判定を行っている。
【００２５】
制御部２０による電磁石１７、１８の駆動回路は、例えば図２に示す回路構成とされる。すなわち、電源２１に対して、電磁石１７と第１抵抗２２および第１スイッチ２３が直列接続された第１回路と、電磁石１８と第２抵抗２４および第２スイッチ２５が直列接続された第２回路とが備えられている。これら第１回路と第２回路とは並列接続されており、互いに独立して制御可能とされている。
【００２６】
制御部２０は、第１、第２スイッチ２３、２５のオンオフを制御することによって、電磁石１７、１８に電磁力を発生させる状態と発生させない状態との切替えを行っている。本実施形態の場合、電気検査を行う前の状態では第１、第２スイッチ２３、２５を共にオフしているが、電気検査を行う際には、第１、第２スイッチ２３、２５のオンオフ状態が逆になるように連動させられて制御される。すなわち、第１スイッチ２３がオンのときには第２スイッチ２５がオフとされ、第２スイッチ２５がオンのときには第１スイッチ２３がオフとされる。
【００２７】
以上のような構造によって、本実施形態にかかるプローブピン１０を有する電気検査装置が構成されている。続いて、本実施形態にかかるプローブピン１０を有する電気検査装置の動作について説明する。
【００２８】
まず、制御部２０にて第１スイッチ２３をオン、第２スイッチ２５をオフとして、電磁石１７を駆動して電磁力を発生させる。これにより、電磁石１７が発生させる電磁力と磁石１１ｃの着磁方向とに基づいて斥力が発生させられ、ピン部１１の突き出し量がピン部１２の突き出し量よりも大きくなる。この状態で、図３に示すように、回路基板３０に備えられたテストポイント３１にプローブピン１０を接触させると、ピン部１１側がテストポイント３１に接触させられる。テストポイント３１は、スルーホールなどによって構成されており、メッキ処理などによって内壁面が図示しない導体材料で覆われた構造となっている。この内壁面を覆う導体材料は回路基板３０に形成された回路パターンの所望位置に電気的に接続されており、テストポイント３１にプローブピン１０を接触させることで、プローブピン１０が回路基板３０の回路パターンの所望位置に電気的に接続される。なお、ここではテストポイント３１をスルーホールで構成している例を挙げてあるが、スルーホールに限らず、例えば回路パターンの所望部位をテストポイント３１としても良い。
【００２９】
これにより、プローブピン１０に接続させられた回路パターンの所望位置の電位が入力され、電気配線１１ｂを通じてその電位が電気出力として制御部２０に出力される。制御部２０は、この電位が所望の電位であるか否かを判定することで、良不良判定を行っている。
【００３０】
このとき、ピン部１１の摩耗などによる接触不良が発生すると、不良判定が為される頻度が高くなる。この場合、ピン部１１を取り替えるのではなく、第１スイッチ２３をオフに切替えると共に、第２スイッチ２５をオンに切り替える。これにより、図４に示すように、ピン部１１が引っ込められ、ピン部１２の突き出し量がピン部１１よりも大きくされる。そして、ピン部１１の代わりにピン部１２がテストポイント３１に接触させられて、例えばピン部１２に回路パターンの所望位置の電位が入力される。したがって、電気配線１２ｂを通じてその電位が電気出力として制御部２０に出力されるため、制御部２０は、この電位が所望の電位であるか否かを判定することで、良不良判定を行うことができる。
【００３１】
このように、ピン部１１の摩耗などによる接触不良が発生したとしても、もう一方のピン部１２を用いて電気検査を継続することができる。そして、定期点検時などのように、何らかの要因によって製造ラインを停止するタイミングが到来したときに、同時に、摩耗したピン部１１の交換も行えば、接触不良が発生する毎にピン部１１の交換のためだけに製造ラインを止めなくても良くなる。また、ピン部１１を使えなくなるまで使用することができ、経済性を向上させることもできる。これにより、接触不良が発生する毎に製造ラインを止めなくても良く、かつ、使える状態でプローブピンを交換しなくても良い電気検査装置とすることが可能となる。
【００３２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対して制御部２０による電磁石１７、１８の駆動回路を変更すると共に、プローブピン１０の制御方法を変更したものである。その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３３】
図５に示すように、本実施形態では、第１、第２抵抗２２、２４を可変抵抗とし、制御部２０によって抵抗値を変化させられる構成としている。
【００３４】
このような構成の駆動回路を用いる場合、第１、第２抵抗２２、２４の抵抗値を変化させることによって、ピン部１１、１２の突き出し量を可変とすることができる。例えば、電源２１の電圧が一定である場合、制御部２０によって第１、第２抵抗２２、２４の抵抗値を変化させると、電磁石１７、１８のコイル１７ｂ、１８ｂに流れる電流の大きさが変化する。すなわち、第１、第２抵抗２２、２４の抵抗値を小さくすると、コイル１７ｂ、１８ｂに流れる電流が大きくなり、電磁石１７、１８が発生させる電磁力が大きくなって、磁石１１ｃ、１２ｃとの斥力が大きくなる。これにより、ピン部１１、１２の突き出し量を増加させることが可能となる。
【００３５】
したがって、図６の破線で示したように、摩耗前の状態において、ピン部１１の突き出し量をフランジ部１１ａがケース１４の隔壁に接触しない程度までに抑え、接触不良が発生したときにピン部１１の突き出し量を増加させる。例えば、接触不良が発生したときにはフランジ部１１ａをケース１４の隔壁に接触させる。これにより、摩耗分を加味してピン部１１の突き出し量を増加させられ、さらにピン部１１の使用限度を上げることが可能となる。
【００３６】
なお、フランジ部１１ａがケース１４の隔壁に接触させられてから更にピン部１１の摩耗が進んだ場合には、ピン部１１ではなくピン部１２を用いて電気検査が行われるようにする。この場合にも、ピン部１２の突き出し量を変化させることで、さらにピン部１２の使用限度を上げることが可能となる。
【００３７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対してプローブピン１０の制御方法および電気検査の方法を変更したものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３８】
図７に示すように、本実施形態では、ピン部１１、１２の両方をテストポイント３１に接触させることで電気検査を行う。ピン部１１、１２は、絶縁部材１３によって互いに絶縁されているため、ピン部１１、１２のいずれか一方が摩耗による接触不良によってテストポイント３１と接触させられていなくても、もう一方が接触させられることで電気検査が継続できる。また、ピン部１１、１２の電気出力を比較することで、ピン部１１、１２の摩耗を検出することもできる。すなわち、ピン部１１、１２のうちの一方の電気出力が不良判定を行うものであったとしても、他方の電気出力が良判定を行うものであった場合には、不良判定とされる電気出力を発生させている方が摩耗していると判定することができる。そして、ピン部１１、１２のうちの一方において摩耗が発生した場合には、もう一方のみを用いて電気検査を行えば、製造ラインを止めるタイミングが到来したときに、同時に、ピン部１１、１２のうちの摩耗した方を交換すれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００４０】
例えば、ピン部１１、１２については２本以上の複数本が備えられたものであれば、３本以上であっても構わない。その場合、いずれか１本ずつを用いて電気検査を行う場合には、第１、第２実施形態と同様の動作を行うことで電気検査を行うことができる。また、複数本のうちの全部もしくは複数を同時に用いて電気検査を行う場合には、第３実施形態と同様の動作を行うことで電気検査を行うことができる。
【００４１】
さらに、ピン部１１、１２の形状や突き出し量を変化させる形態についても任意である。例えば、ピン部１１、１２のうち一方が他方よりも突き出し量が大きくされた位置で保持する保持機構として、磁石１１ｃ、１２ｃやバネ部１５、１６および電磁石１７、１８を用いた。これらは保持機構の一例を示したのであり、例えば、２色ボールペンのように、機械的な構造によってピン部１１、１２を出し入れ可能な構造や、シーソー構造でピン部１１、１２の一方が突き出されているときに他方が引っ込められる構造であっても良い。
【００４２】
また、回路基板３０に備えられるテストポイント３１での電気特性の検査を行う場合について説明したが、回路基板３０に限らず、回路素子などを備えた電気回路が備えられた回路構成部材のテストポイントでの電気特性の検査を行うものに対して本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０            プローブピン
１１、１２      ピン部
１１ｃ、１２ｃ  磁石
１３            絶縁部材
１４            ケース
１５、１６      バネ部
１７、１８      電磁石
２０            制御部
３０            回路基板
３１            テストポイント
【図１】
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【図２】
2017009325.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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