特許 5967452 プレス装置及びインサーキットテスタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5967452

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】プレス装置及びインサーキットテスタ

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/28 20060101AFI20160728BHJP

   B30B 9/00 20060101ALI20160728BHJP

   B30B 1/18 20060101ALI20160728BHJP

   B30B 15/04 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/28 K

   B30B9/00 Z

   B30B1/18 A

   B30B15/04 A

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-262985(P2014-262985)

(22)【出願日】2014年12月25日

(65)【公開番号】特開2016-121963(P2016-121963A)

(43)【公開日】2016年7月7日

【審査請求日】2015年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】598117366

【氏名又は名称】株式会社日本マイクロシステム

(74)【代理人】

【識別番号】100080182

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 三彦

(72)【発明者】

【氏名】齊鹿 勉

【審査官】 續山 浩二

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６０−０５３０６７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１１−０９４９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１４５１８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０７１９０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３０４４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３２２６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２７３１５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０８１２９４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１１−１７３１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 仏国特許出願公開第０１００４３６１（ＦＲ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

Ｂ３０Ｂ １／１８

Ｂ３０Ｂ ９／００

Ｂ３０Ｂ １５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象に荷重を加えるプレス装置であって、
上下方向に昇降可能なベースと、
前記ベースを昇降させる動力手段と、
少なくとも上端から下方に所定範囲が前記ベースの移動方向に平行なガイド部と、
上下方向にスライド可能に構成され、下降して対象の上面に荷重を加えるプレス部と、
前記プレス部に揺動可能に固定されており、前記ガイド部に案内される揺動部と、
を備え、
前記プレス部は前記ベースの上面に接触及び離反可能に当接し、前記ベースは上昇時に当該プレス部を上方向に押し上げ可能であり、
前記ガイド部は、その下端に、前記揺動部を前記ベースから離れる傾斜方向に案内する傾斜ガイドを有し、
前記ベースは、前記下方に移動することによって、前記揺動部を前記傾斜ガイドに押し込み可能な傾斜側面を有するとともに、前記揺動部を傾斜ガイドに押し込んだ状態に維持する鉛直側面を有することを特徴とするプレス装置。

【請求項2】

前記動力手段は、モータと、該モータの回転運動を前記ベースの昇降運動に変換して、前記ベースに動力を伝達する動力伝達手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。

【請求項3】

前記対象は回路基板であり、
当該回路基板が載置されるプローブピンと、
前記回路基板を上方からプレスする請求項１又は請求項２に記載のプレス装置と、
を備えることを特徴とするインサーキットテスタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、対象に荷重を加えるプレス装置、及び検査対象である回路基板に荷重を加えて、プローブピンと回路基板とを確実に接触させるインサーキットテスタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、回路基板の検査方法として、インサーキットテスタを用いて、検査対象の回路基板の必要な測定点に適宜複数のプローブピンの先端を接触させて、回路基板に実装された各部品や回路パターンの各部の抵抗、その他の特性値を電気的に測定し、得られた電気信号をコンピュータで判定して、当該回路基板の良否の判別を行っている（例えば特許文献１）。

【0003】

プローブピンの先端と回路基板の測定点とは、互いに確実に接触している必要があるので、プローブピンは例えばコイルばねを有しており、常時回路基板方向に付勢されている。したがって、プローブピンの先端と回路基板とを互いに接触させた状態で、プローブピンのストロークの範囲内でプローブピンまたは回路基板を押圧して、プローブピン及び回路基板の確実な接続を図っている（例えば特許文献２、特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−４１９７９号公報

【特許文献2】特開平１１−３４４５３９号公報

【特許文献3】特開平１１−９４９０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このように、プローブピン及び回路基板には互いに接近する方向に所定の力で押圧する必要があるが、過度な力が加わると、回路基板又はプローブピンが破損する恐れがある。

【0006】

そこで、本発明は、回路基板などの対象に荷重を加える装置であって、対象の破損を防止しつつ、対象を確実にプレスすることができるプレス装置及びインサーキットテスタ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】

【0007】

本発明のプレス装置は、対象に荷重を加えるプレス装置であって、上下方向に昇降可能なベースと、前記ベースを昇降させる動力手段と、少なくとも上端から下方に所定範囲が前記ベースの移動方向に平行なガイド部と、上下方向にスライド可能に構成され、下降して対象の上面に荷重を加えるプレス部と、前記プレス部に揺動可能に固定されており、前記ガイド部に案内される揺動部と、を備え、前記プレス部は前記ベースの上面に接触及び離反可能に当接し、前記ベースは上昇時に当該プレス部を上方向に押し上げ可能であり、前記ガイド部は、その下端に、前記揺動部を前記ベースから離れる傾斜方向に案内する傾斜ガイドを有し、前記ベースは、前記下方に移動することによって、前記揺動部を前記傾斜ガイドに押し込み可能な傾斜側面を有するとともに、前記揺動部を傾斜ガイドに押し込んだ状態に維持する鉛直側面を有することを特徴としている。

【0010】

また、本発明のプレス装置は、前記動力手段は、モータと、該モータの回転運動を前記ベースの昇降運動に変換して、前記ベースに動力を伝達する動力伝達手段とを備えることが好ましい。

【0011】

そして、本発明のインサーキットテスタは、前記対象は回路基板であり、当該回路基板が載置されるプローブピンと、前記回路基板を上方からプレスする請求項１から請求項４のいずれかに記載のプレス装置と、を備えることを特徴としている。

【発明の効果】

【0012】

本発明のプレス装置によると、動力手段によりベースが上昇するときには、プレス部がベースの上面に当接して、言い換えれば、プレス部がベースの上面に載置された状態で押し上げられるので、プレス部はベースの上昇に従って上昇する。そして、動力手段によりベースが下降するときには、プレス部がベースの上面に載置された状態でプレス部自身の自重により対象の上面に接触するまで下降する。そして、プレス部が対象の上面に接触すると、ベースは動力手段によりさらに下降するが、プレス部はベースから離反して下降を停止する。したがって、プレス部が対象に過度な荷重を加えることを防止することができる。

【0013】

また、本発明の好ましい形態のプレス装置によると、ガイド部の下端には、プレス部に揺動可能に固定される揺動部をベースから離れる傾斜方向に案内する傾斜ガイドを有しているので、揺動部がその下死点近傍において、傾斜ガイドにより、傾斜方向に案内されるので、プレス装置の下降が緩やかになり、プレス装置が対象に当接する際に、ソフトランディングすることができる。

【0014】

より好ましい形態のプレス装置によると、ベースには、下方に移動することによって、揺動部を傾斜ガイドに押し込み可能な傾斜側面を有するとともに、揺動部を傾斜ガイドに押し込んだ状態に維持する鉛直側面を有するので、ベースの下降に従って、傾斜側面によって揺動部が傾斜ガイドに押し込まれることにより、プレス部が対象を確実に押圧するとともに、その後、ベースの鉛直側面によって揺動部が傾斜ガイドに押し込まれた状態に維持するので、プレス部が対象を押圧した状態を維持することができる。

【0015】

また、本発明のプレス装置は、動力手段が、モータと、該モータの回転運動をベースの昇降運動に変換して、ベースに動力を伝達する動力伝達手段とを備えている場合に、モータの動作によって、プレス部が対象を確実に押圧することができる。特に、ベースが傾斜側面及び鉛直側面を有するより好ましい形態の場合は、プレス部が下死点に至ったときに、モータを停止しても鉛直側面によって揺動部が傾斜ガイドに押し込まれた状態に維持するので、プレス部が対象を押圧した状態を維持することができ、省電力化することができる。

【0016】

そして、本発明のインサーキットテスタによると、プレス装置が回路基板及びプローブピンに過度な荷重を加えることを防止することができる。特に、プレス装置のベースが傾斜側面及び鉛直側面を有するより好ましい形態の場合は、プレス部が下死点に至ったときに、鉛直側面によって揺動部が傾斜ガイドに押し込まれた状態に維持するので、確実に回路基板とプローブピンとを接触させた状態を維持することができ、動力手段がモータ及び動力伝達手段である場合に、下死点でモータを停止させることができるので、回路基板の検査中にモータによって発生するノイズをなくすことができ、プローブピンへのノイズの侵入を抑制し、より精密な検査を行うことができる。特に微細な電流で検査を行うインサーキットテスタにおいて、ノイズを低減するで精度の高い検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】ベース及びプレス部が上死点に位置しているときのインサーキットテスタの側面図。

【図2】ベース及びプレス部が上死点に位置しているときのインサーキットテスタの正面図。

【図3】揺動部の下端が傾斜ガイドに案内された状態のインサーキットテスタの側面図。

【図4】揺動部の下端が傾斜ガイドに案内された状態のインサーキットテスタの正面図。

【図5】揺動部の突出部の突出ローラがベース本体の傾斜側面に当接した状態を示すインサーキットテスタの側面図。

【図6】揺動部の突出部の突出ローラがベース本体の傾斜側面に当接した状態を示すインサーキットテスタの正面図。

【図7】ベースが下死点に至り、ベース本体の鉛直側面が揺動部の突出部の突出ローラに当接した状態を示すインサーキットテスタの側面図。

【図8】ベースが下死点に至り、ベース本体の鉛直側面が揺動部の突出部の突出ローラに当接した状態を示すインサーキットテスタの正面図。

【図9】サーボモータ及びベルトを示すインサーキットテスタの平面図。

【図10】ベース、プレス部、及び揺動部の動作を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係るプレス装置１及びインサーキットテスタ２の最良の実施形態について各図を参照しつつ説明する。本実施形態のプレス装置１は、インサーキットテスタ２が備えるものである。インサーキットテスタ２は、図示しない電子部品と回路基板３との接続信頼性を検査する装置であり，その手段として，回路基板３に実装された抵抗器やコンデンサなどの電子部品の定数，ダイオード特性などを測定することにより回路基板３の良否を判定する装置である。本実施形態のインサーキットテスタ２は、図１及び図２に示すように、プローブピン４と、プローブピン４に検査対象の回路基板３を押圧するためのプレス装置１と、プレス装置１を制御するとともに、プローブピン４を制御し電気検査を行う制御部５とを備える。

【0019】

なお、プレス装置１は、インサーキットテスタ２用のものに限定されるものではなく、対象を破損することなく、確実に押圧する必要がある様々な装置に用いることができる。

【0020】

プローブピン４は、予め平板状のピンボード６に設置し、当該ピンボード６をインサーキットテスタ２に固定することにより、検査対象である回路基板３の測定点に接触可能に配置している。プローブピン４は、図示しないが、例えばコイルバネなどの弾性体によって、先端が４ｍｍ以下のストロークで収縮するスプリングプローブであり、回路基板３に押し付けられて４ｍｍ以下の範囲で押し込まれることにより、その反発力で回路基板３とプローブピン４の先端とが密着する。

【0021】

プレス装置１は、上下方向に昇降可能なベース７と、ベース７を昇降させる動力手段８と、少なくとも上端から下方に所定範囲がベース７の移動方向に平行なガイド部９と、上下方向にスライド可能に構成され、下降して回路基板３の上面に荷重を加えるプレス部１０と、プレス部１０に揺動可能に固定されており、ガイド部９に案内される揺動部１１と、を備えている。なお、ベース７及びガイド部９はインサーキットテスタ２の左右に対象に設けられている。本実施形態において、特に指定が無い場合は、インサーキットテスタ２の側面側をベース７及びガイド部９の正面として説明する。

【0022】

ベース７は、図１及び図１０に示すように、後述するボールネジ８ａの回転によって、上下方向に移動するものである。ベース７は、両側の側面上部が鉛直側面７ｃを形成するとともに、側面下部が互いに接近する方向に傾斜する傾斜側面７ｄを形成し、いわゆる略ホームベース形に形成されたベース本体７ａと、ベース本体７ａの奥側に固定される直方体形状であり、ボールネジ８ａが螺合するネジ孔を有するとともに、ボールネジ８ａに並行な２本のサイドポール１２に摺動する摺動孔を備えたベース背面部７ｂと、を備えている。ベース７は、インサーキットテスタ２の左右両側にそれぞれ設けられている。インサーキットテスタ２には、その左右両側にボールネジ８ａがそれぞれ設けられるとともに、それぞれのボールネジ８ａの両側に平行にサイドポール１２が設けられている。すなわち、サイドポール１２は、インサーキットテスタ２のほぼ四隅にそれぞれ立設されている。

【0023】

動力手段８は、図２及び図９に示すように、インサーキットテスタ２の上部に設けられたサーボモータ８ｂと、サーボモータ８ｂの回転力をインサーキットテスタ２の左右に設けられているボールネジ８ａに伝達するベルト８ｃと、ベルト８ｃの方向を転換するプーリ８ｄと、インサーキットテスタ２の左右にそれぞれ立設されており、サーボモータ８ｂからベルト８ｃを介して伝達される回転力をベース７の昇降動作に変換するボールネジ８ａとにより構成されている。本発明における「モータ」は本実施形態ではこのサーボモータ８ｂがこれに相当し、本発明における「動力伝達手段」は、ベルト８ｃ及びボールネジ８ａがこれに相当する。なお、動力手段８はサーボモータ８ｂなどのモータに限定されるものではなく、例えば手動で動作するものであってもよい。図示しないが、例えば手動で揺動可能なレバーと、このレバーの揺動動作をベース７の昇降動作に変換して伝達する動力伝達部とを有する構成であってもよい。

【0024】

ガイド部９は、図１及び図１０に示すように、後述する揺動部１１を案内するレールであり、矩形平板を上端縁から切欠いて、当該矩形平板の内側に設けられた溝の端縁である。ガイド部９は、ベース本体７ａから距離を開けてベース本体７ａの両側面に対向するように設けられている。ガイド部９は、その上端、すなわち、揺動部１１の上死点から下方に所定範囲がベース本体７ａの移動方向に平行な、鉛直方向に形成されている。ガイド部９の下端近傍は、揺動部１１をベース本体７ａから離れる傾斜方向に案内する傾斜ガイド９ａを有する。傾斜ガイド９ａの傾斜する角度は、ベース本体７ａの傾斜側面７ｄに対して垂直となる角度である。

【0025】

プレス部１０は、図１、図２及び図１０に示すように、略直方体で、インサーキットテスタ２の水平断面を見た場合に、ほとんどすべてを占める大きさであり、当該インサーキットテスタ２の四隅に設けられたサイドポール１２に摺動可能な形状のプレス部本体１０ａと、プレス部本体１０ａの下面に複数設けられており、下降したときに検査対象の回路基板３の上面に荷重を加える押圧ピン１０ｂとを備えている。プレス部本体１０ａは、その下面の両側端部が、インサーキットテスタ２の左右両側のベース背面部７ｂの上面に接触する位置に配置されており、２つのベース背面部７ｂに架け渡されるように、ベース背面部７ｂに載置されている。プレス部本体１０ａがベース背面部７ｂに載置されることで、プレス部１０はベース７の昇降に従って昇降する。押圧ピン１０ｂが設けられる位置は、回路基板３に実装されている部品に干渉することが無いように、適宜調整されている。なお、本実施形態のインサーキットテスタ２は、回路基板３の下面にプローブピン４を接触させ、回路基板３の上面をプレス部１０の押圧ピン１０ｂでプレスする構成であるが、これに限定されるものではなく、プレス部本体１０ａの下面にも押圧ピン１０ｂに変えてプローブピン４が設けられる構成であってもよい。

【0026】

揺動部１１は、図１及び図１０に示すように、その上端が、プレス部本体１０ａに揺動可能に固定されており、ガイド部９に沿って移動可能に設けられている。揺動部１１の下端には自転可能な下端ローラ１１ａがガイド部９に接触するように設けられており、プレス部１０の昇降に従って下端ローラ１１ａが回転しつつ揺動部１１がガイド部９に沿って昇降する。揺動部１１は、ベース本体７ａ側に向かって突出する突出部１１ｂを有しており、この突出部１１ｂの先端にも突出ローラ１１ｃが設けられている。この突出部１１ｂの突出ローラ１１ｃは、ベース本体７ａの傾斜側面７ｄに接触可能な位置に配置されている。

【0027】

制御部５は、プレス装置１を制御するものであり、具体的には、サーボモータ８ｂを制御してベース７を昇降させ、また、計測ラインごとにプローブピン４に通電し、回路基板３の電気検査を行う。

【0028】

以上のように構成されるインサーキットテスタ２を用いて、回路基板３を検査する際には、図１、図２及び図１０（Ａ）に示すように、予め回路基板３の測定点に応じた位置にプローブピン４を固定したピンボード６をインサーキットテスタ２に固定する。そして、サーボモータ８ｂを駆動して、ベルト８ｃを介して、ボールネジ８ａを回転させる。ボールネジ８ａが回転すると、ベース７は下方への移動を開始する。ベース７が下方に移動すると、ベース背面部７ｂの上面に架設されるように載置された状態となっているプレス部１０はベース７の下降に従って、自重によってサイドポール１２を摺動しつつ下降する。プレス部１０が下降すると、プレス部本体１０ａの下面に設けられている押圧ピン１０ｂがプローブピン４の上に配置されている回路基板３に接近する。

【0029】

プレス部１０の下降に従って、揺動部１１もガイド部９に沿って下降する。図３、図４、及び図１０（Ｂ）に示すように、揺動部１１の下端がガイド部９の傾斜ガイド９ａに至ると、揺動部１１は傾斜ガイド９ａに沿って揺動しながら下降する。そして、プレス部１０の押圧ピン１０ｂの先端が回路基板３に接触すると、図５、図６、及び図１０（Ｃ）に示すように、ベース７はさらに下降するが、プレス部１０は下降を停止するため、ベース背面部７ｂからプレス部本体１０ａが離れる。

【0030】

このように、プレス部１０の押圧ピン１０ｂが回路基板３の上面に接触すると、ベース７はさらに下降するが、プレス部１０はベース７から離反して下降を停止するので、プレス部１０の押圧ピン１０ｂが回路基板３や回路基板３の下のプローブピン４に過度な荷重を加えることを防止することができる。しかも、揺動部１１がその下死点近傍において、傾斜ガイド９ａにより、傾斜方向に案内されるので、プレス部１０の下降が緩やかになり、プレス部１０が回路基板３に当接する際に、ソフトランディングすることができる。

【0031】

そして、ベース７がさらに下降すると、揺動部１１の突出部１１ｂの先端に設けられた突出ローラ１１ｃにベース本体７ａの傾斜側面７ｄが接触し、さらにベース７が下降することにより、揺動部１１の下端が傾斜ガイド９ａに押し込まれる。これによって、プレス部１０の押圧ピン１０ｂは、４ｍｍ以内の範囲で、さらに回路基板３をプローブピン４の方向にプレスする。これにより、プローブピン４は、内蔵されたコイルバネによって先端が収縮し、その反発力により回路基板３に対してプローブピン４が確実に密着する。

【0032】

そして、ベース７は、図７、図８、及び図１０（Ｄ）に示すように、ベース本体７ａの鉛直側面７ｃが揺動部１１の突出部１１ｂに設けられた突出ローラ１１ｃに当接する位置まで下降する。このように、ベース７の鉛直側面７ｃによって揺動部１１が傾斜ガイド９ａに押し込まれた状態になると、揺動部１１が上昇しようとしても、ベース本体７ａの鉛直側面７ｃがストッパとなって上昇することができず、しかも揺動部１１からベース本体７ａの鉛直側面７ｃに加えられる力はベース７の上昇方向の力に変換されることがないので、揺動部１１がその位置から上昇することはできない。したがって、サーボモータ８ｂの駆動を停止しても、揺動部１１の位置が上昇することはなく、揺動部１１が固定されているプレス部１０も上昇することができない。

【0033】

したがって、サーボモータ８ｂを停止させても、回路基板３をプレスする状態を維持できるので、サーボモータ８ｂからノイズが発生することなく、精度の高い検査を行うことができる。

【0034】

なお、本発明の実施の形態は上述の形態に限ることなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明に係るプレス装置１及びインサーキットテスタ２は、回路基板３を検査する装置として、好適に用いることができる。

【符号の説明】

【0036】

１ プレス装置
２ インサーキットテスタ
３ 回路基板
４ プローブピン
７ ベース
８ 動力手段
９ ガイド部
９ａ 傾斜ガイド
１０ プレス部
１１ 揺動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】