(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1に示される測定治具では表面実装型の表面実装型圧電装置の様々な端子配置に対応するために複数の測定治具を準備する必要があり、検査費用が増大するという問題があった。
【0006】
本発明は、検査費用の増大が抑えられた表面実装型圧電装置を検査するための測定治具及び表面実装型圧電装置の検査方法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】
第1観点の測定治具は、第1主面及び第1主面の反対側の第2主面を有するベース基板と、複数のリード端子を有し複数のリード端子が第2主面に露出するようにベース基板の第1主面に載置されるピン型圧電デバイスとを備える表面実装の表面実装型圧電装置を検査するための測定治具である。また、測定治具は、第3主面及びその反対側の第4主面を有し、表面実装型圧電装置の第2主面を第3主面に面するように載置する載置部と、表面実装型圧電装置を載置部に固定する固定部と、載置部に固定され、表面実装型圧電装置が載置部に載置された場合に複数のリード端子に接触する複数の第1コンタクトプローブと、を有する。
【0008】
第2観点の測定治具は、第1観点において、第1コンタクトプローブが直線状に伸びた形状で載置部を第4主面から第3主面に貫通している。
【0009】
第3観点の測定治具は、第1観点又は第2観点において、ベース基板がリード端子に電気的に接続する複数の表面実装端子を第2主面に有する。また測定治具は、載置部に固定され、表面実装型圧電装置が載置部に載置された場合に複数の表面実装端子に接触する複数の第2コンタクトプローブを有する。
【0010】
第4観点の測定治具は、第3観点において、各第2コンタクトプローブが、表面実装端子に接触する接点部が第3面に垂直方向に弾性変形するように接点部から弓状に曲がった軸部を有し、打ち抜かれて形成されたプレートが複数枚重ね合って形成される。
【0011】
第5観点の表面実装型圧電装置の検査方法は、第1観点から第4観点の測定治具に複数のリード端子と複数の第1コンタクトプローブとが接触するように表面実装型圧電装置を載置部に載置する載置工程と、表面実装型圧電装置を固定部で固定する固定工程と、第1コンタクトプローブを介して表面実装型圧電装置の電源の供給及び出力信号の検査を行う検査工程と、を有する。
【0012】
第6観点の表面実装型圧電装置の検査方法は、第3観点又は第4観点の測定治具に複数の表面実装端子と複数の第2コンタクトプローブとが接触するように表面実装型圧電装置を載置部に載置する載置工程と、表面実装型圧電装置を固定部で固定する固定工程と、第2コンタクトプローブを介して表面実装型圧電装置の電源の供給及び出力信号の検査を行う検査工程と、を有する。
【発明の効果】
【0013】
本発明の表面実装型圧電装置を検査するための測定治具及び表面実装型圧電装置の検査方法によれば、表面実装型圧電装置の検査費用の増大を防ぐことができる。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明の範囲は以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【0016】
(第1実施形態)
<測定治具100の構成>
図1は、表面実装型圧電装置110及び測定治具100の斜視図である。表面実装型圧電装置110は、ベース基板112にピン型圧電デバイス111が載置されることにより形成されている。ベース基板112は矩形形状の平面を有する基板である。以下の説明では、ベース基板112の長辺に平行な軸をX軸、短辺に平行な軸をY軸、X軸及びY軸に直交する軸をZ軸として説明する。また、測定治具100に関しても、測定治具100に表面実装型圧電装置110が載置された場合の表面実装型圧電装置110の座標軸に合わせて説明する。
【0017】
ピン型圧電デバイス111は、例えば恒温槽付水晶発振器(OCXO)である。恒温槽付水晶発振器(OCXO)は、所定の振動周波数で振動する水晶振動片(不図示)を恒温槽内に配置し、ヒーターで水晶振動片の周囲を所定の温度に保つことで水晶振動片の振動周波数を高い精度で安定化させる水晶発振器である。また、ベース基板112は、+X軸側及び−X軸側の辺に沿って、表面実装端子113が形成されている。表面実装型圧電装置110は、ピン型圧電デバイス111がベース基板112の+Z軸側の面に載置されることにより形成される。表面実装型圧電装置110は、表面実装端子113を介してプリント基板等に表面実装されることにより使用される。
【0018】
測定治具100は、載置部101と、固定部102と、第1コンタクトプローブ103と、を含んで構成されている。載置部101はX軸方向に長辺が伸びY軸方向に短辺が伸びる矩形形状の平面を有し、+Z軸側の面に表面実装型圧電装置110が載置される。固定部102は載置部101の+Z軸側の面の+X軸側及び−X軸側の両端に配置され、載置部101に載置される表面実装型圧電装置110を固定する。また、載置部101の中央には載置部101をZ軸方向に貫通するように複数の第1コンタクトプローブ103が配置されている。
【0019】
図2(a)は、表面実装型圧電装置110の側面図である。ピン型圧電デバイス111の−Z軸側の面には複数のリード端子114が形成されている。ベース基板112にはベース基板112をZ軸方向に貫通する複数の貫通孔115(
図2(b)参照)が形成されており、リード端子114が貫通孔115に差し込まれることによりピン型圧電デバイス111がベース基板112に載置される。ベース基板112の+X軸側及び−X軸側の辺に沿って形成される表面実装端子113は、それぞれベース基板112の+Z軸側の面からベース基板112の側面を介して−Z軸側に引き出されるように形成されている。
【0020】
図2(b)は、ベース基板112の下面図である。ベース基板112の中央付近には、複数の貫通孔115が形成されている。貫通孔115の配置としては、例えばY軸方向に並ぶように貫通孔115が配置されて形成される列がX軸方向に並ぶように2本形成される。+X軸側の列は3つの貫通孔115により形成され、−X軸側の列は6つの貫通孔115により形成されている。このような貫通孔115の配置はリード端子114の配置に合わせられている。すなわち、リード端子114は、
図2(b)に示される貫通孔115の配置に重なるようにピン型圧電デバイス111の−Z軸側の面に形成されている。
【0021】
また、ベース基板112の−X軸側の辺には3つの表面実装端子113が形成されており、+X軸側の辺には4つの表面実装端子113が形成されている。以下では説明のために、−X軸側の表面実装端子113を+Y軸側から−Y軸側に向かって表面実装端子113a〜113cとし、+X軸側の表面実装端子113を+Y軸側から−Y軸側に向かって表面実装端子113d〜113gとする。各貫通孔115には電極(不図示)が形成されており、ピン型圧電デバイス114がベース基板112に載置された場合には貫通孔115の電極とリード端子114とが電気的に接続される。また、各表面実装端子113は、各貫通孔115に形成される電極に電気的に接続されている。
【0022】
表面実装型圧電装置110では、同一のピン型圧電デバイス111が用いられる場合でも、ベース基板112に形成される各表面実装端子113の役割(ピン配置)が異なる場合がある。例えば、表面実装端子113a、113b、113eは、それぞれ制御電圧用端子(VCONT)、基準電圧出力端子(Vref)、不使用端子(N.C.)とされる場合がある。別の例では、表面実装端子113a、113b、113eが、それぞれ不使用端子(N.C.)、電源(VCC)、接地端子(GND)とされる場合がある。このような表面実装端子のピン配置の違いは、表面実装型圧電装置110の使用者の要望に応えるため、表面実装端子113と貫通孔115に形成される電極とを接続する配線を変えていることに起因する。これに対して、ピン型圧電デバイス111のリード端子114のピン配置は統一されている。
【0023】
図3(a)は、測定治具100の平面図である。載置部101の中央付近には、複数の第1コンタクトプローブ103が配置されている。第1コンタクトプローブ103の配置としては、Y軸方向に並ぶように第1コンタクトプローブ103が配置されて形成される列がX軸方向に2本並んでいる。+X軸側の列は3つの第1コンタクトプローブ103により形成され、−X軸側の列は6つの第1コンタクトプローブ103により形成されている。このような第1コンタクトプローブ103の配置は、載置部101に表面実装型圧電装置110が載置された場合に、リード端子114が第1コンタクトプローブ103に接触する配置となっている。
【0024】
載置部101の+Z軸側の面には、載置部101の一部として表面実装型圧電装置110が載置される台座101aが形成される。
図3(a)では、台座101aの一部が示されている。表面実装型圧電装置110は台座101aに載置されることにより、表面実装型圧電装置110と載置部101の+Z軸側の面との間に隙間が形成される。台座101aは、この隙間に表面実装型圧電装置110の表面実装端子113及びリード端子114が露出するように形成される。
図3(a)では台座101aが載置部101の+X軸側及び−X軸側に形成されているが、台座101aは第1コンタクトプローブ103の+X軸側の列と−X軸側の列との間等の検査の妨げとならない様々な箇所に形成されることができる。
【0025】
図3(b)は、表面実装型圧電装置110が載置された測定治具100の側面図である。
図3(b)では、説明のために、第1コンタクトプローブ103を載置部101の手前に表示させている。表面実装型圧電装置110は、載置部101に載置された状態で、固定部102によりベース基板112の+X軸側及び−X軸側の両端が固定される。固定部102は、例えばクリップとして形成される。バネ102aにより固定部102の先端102bがベース基板112に押し付けられることにより、ベース基板112の+X軸側及び−X軸側の両端が載置部101に固定される。
【0026】
表面実装型圧電装置110のリード端子114は、表面実装型圧電装置110が載置部101に載置された状態で、第1コンタクトプローブ103に接触する。これにより、第1コンタクトプローブ103を介して表面実装型圧電装置110の電気的特性の検査を行うことができる。
【0027】
第1コンタクトプローブ103は、例えば、リード端子114に接触するヘッド103aと、載置部101に固定される本体103bと、により構成される。ヘッド103aは、リード端子114の長さ、形状などに応じて取り外し及び付け替えが可能となっている。また、
図3(b)の右側に示される第1コンタクトプローブ103に点線で示されるように、本体103bの中にはスプリング103cが仕込まれている。これにより、表面実装型圧電装置110が載置部101に載置され固定されてヘッド103aとリード端子114とが接触した場合に、ヘッド103aにはリード端子114を押し返す力が生じ、ヘッド103aとリード端子114との接触を確実にすることができる。
【0028】
表面実装型圧電装置では、
図2(b)で説明されたように、各表面実装端子113のピン配置は様々である。また、各表面実装端子113のピン配置は使用者により異なるため統一化することができない。そのため、表面実装型圧電装置の検査を行うための測定治具を共通化することができず、表面実装型圧電装置ごとに測定治具を用意しなければならなかった。これにより、表面実装型圧電装置の電気的性質の検査に係る費用が大きくなるという問題があった。また、表面実装型圧電装置の表面実装端子113のピン配置が変更になった場合には新たな測定治具を作製しなければならないという手間が生じていた。
【0029】
測定治具100では、表面実装型圧電装置110のリード端子114に直接第1コンタクトプローブ103を接触させて検査を行うことにより、表面実装端子113のピン配置に関係なく検査を行うことができる。また、表面実装型圧電装置110では、リード端子114のピン配置を統一し、ベース基板112の配線を変更することで使用者ごとに異なる表面実装端子113のピン配置に対応することができる。測定治具100では、このような表面実装端子113のピン配置が異なる複数の表面実装型圧電装置に対応することができる。これにより、測定治具100を検査に使用した場合には表面実装型圧電装置に応じた複数の測定治具を用意する必要がないため検査の費用を削減することができる。また、表面実装型圧電装置の表面実装端子113のピン配置が変更になった場合でも新たな測定治具を作製する必要がなく好ましい。
【0030】
また、従来は市場からの戻り品としての表面実装型圧電装置を検査する場合に、ピン型圧電デバイス111をベース基板112から取り外した後にピン型圧電デバイス111の検査を行う場合があったが、測定治具100を用いる場合にはベース基板112からピン型圧電デバイス111を取り外さずにピン型圧電デバイス111の検査を行うことができるため、市場からの戻り品の検査が容易になる。
【0031】
さらに、従来は製造工程の途中でピン型圧電デバイス111の検査を行うため検査工程と製造工程との分離ができなかった。これに対して、測定治具100を用いた検査では表面実装型の表面実装型圧電装置110を組み上げた後に検査を行うことが可能であるため、検査工程と製造工程とを分離することが可能である。これにより、検査工程及び製造工程を互いの制約を受けることなく行えるため好ましい。
【0032】
(第2実施形態)
測定治具では、リード端子に接触する第1コンタクトプローブと共に、表面実装端子に接触する第2コンタクトプローブが形成されても良い。以下に第1コンタクトプローブと共に第2コンタクトプローブが形成された測定治具200について説明する。また、以下の説明では、第1実施形態と同様の部分に関しては第1実施形態と同様の符号を付してその説明を省略する。
【0033】
<測定治具200の構成>
図4(a)は、測定治具200の側面図である。測定治具200は、測定治具100に、さらに第2コンタクトプローブ203が配置されることにより形成されている。
図4(a)では、説明のために、第1コンタクトプローブ103及び第2コンタクトプローブ203を載置部101の手前に示している。第2コンタクトプローブ203は、表面実装型圧電装置110が測定治具200に載置された状態で第2コンタクトプローブ203の先端に形成される接点部203aが表面実装端子113に接触するように形成されている。また、第2コンタクトプローブ203は、第1コンタクトプローブ103と同様に載置部101の−Z軸側の面に第2コンタクトプローブ203の一部が突き出るように形成されている。
【0034】
図4(b)は、表面実装型圧電装置110が載置された測定治具200の側面図である。表面実装型圧電装置110は、顧客等の要求によりリード端子114が切断されて絶縁体であるエポキシ樹脂等のアンダーフィル(不図示)で覆われる場合がある。この場合には、リード端子114を介して表面実装型圧電装置110の検査を行うことができない。測定装置200では、このような場合等でも第2コンタクトプローブ203を介して表面実装型圧電装置110の検査を行うことができる。
【0035】
図4(b)では、表面実装型圧電装置110が測定治具200の載置部101に載置され、第2コンタクトプローブ203の接点部203aが表面実装端子113に接触している状態が示されている。測定治具200では、第2コンタクトプローブ203と表面実装端子113とを接触させることで、第2コンタクトプローブ203を介して表面実装型圧電装置110の電気的特性の検査を行うことができる。また、この第2コンタクトプローブ203を用いる検査では、第1コンタクトプローブ103が測定の妨げとならないように第1コンタクトプローブ103からヘッド103aが取り外されても良い。
【0036】
図5(a)は、第2コンタクトプローブ203の側面図である。第2コンタクトプローブ203は弓状に曲がった軸部203bを有しており、軸部203bの先端に接点部203aが形成される。測定治具200に表面実装型圧電装置110が載置されて接点部203aが表面実装端子113に接触した場合には、接点部203aが−Z軸方向に移動するように軸部203bがしなって弾性変形する。また、この反作用として接点部203aが表面実装端子113に押さえつけられる。これにより、接点部203aと表面実装端子113との接触が確実になる。
【0037】
図5(b)は、第2コンタクトプローブ203の上面図である。第2コンタクトプローブ203は、プレートが折り曲げられたように形成されるプレート式のコンタクトプローブである。第2コンタクトプローブ203は、様々な表面実装端子の形状、大きさに対応させるために、Y軸方向の幅が狭く形成されている。このような第2コンタクトプローブ203は、例えば所定の金型から打ち抜かれることにより形成される。
【0038】
図5(c)は、測定治具200の概略平面図である。
図5(c)では、説明のために固定部102が省略されて示されている。また、
図5(c)では、表面実装型圧電装置110の外形及び表面実装型圧電装置110の−Z軸側の面の表面実装端子113が点線で示されている。測定治具200では、3つの第2コンタクトプローブ203がY軸方向に重なり合うように束になって1つの端子204が形成されている。測定治具200では、1つの端子204が1つの表面実装端子113に対応するように形成されている。
【0039】
従来の測定治具にプレート式のコンタクトプローブを配置する場合には、1つのコンタクトプローブが1つの表面実装端子に対応するように形成されていた。しかし、1つのコンタクトプローブは、プレートが薄いため大電流を流すことができず、コンタクトプローブの接触が点接触となる可能性が大きく電源電圧が一定となる状態で電圧を印加することができない場合があった。また、厚いプレートを使用するには、コンタクトプローブを作製するための新たな金型を作る必要があり、検査のための費用が増大するという問題があった。
【0040】
測定治具200では、複数の第2コンタクトプローブ203を重ね合わせて束ねて使用することにより、1つの表面実装端子に複数の第2コンタクトプローブ203が接触するためコンタクトプローブの接触が1点のみでの接触とならず、大電流にも耐えられるコンタクトプローブとされている。また、測定治具200の端子204では、新たなコンタクトプローブが作製されている訳ではないので検査費用を増大させることがない。
【0041】
また、ピン型圧電デバイスをベース基板に取り付けて表面実装型圧電装置とした場合に、端子数の制約がある表面実装型圧電装置はピン型圧電デバイスよりも端子数が少なくなるため、ピン型圧電デバイスには実際に使用できない又は検査できないリード端子が存在する。測定治具100では、表面実装端子を有する表面実装型圧電装置のままでもリード端子を介してピン型圧電デバイスの検査を行えるため、表面実装端子を介しては検査できないリード端子の検査をも行うことが出来る。
【0042】
すなわち、測定治具200では、製品で必要な表面実装端子113を測定するための第1コンタクトプローブ103を有すると共に、検査用として第2コンタクトプローブ203を使用することができる。
【0043】
(第3実施形態)
以下に、測定治具100又は測定治具200を用いた表面実装型圧電装置110の検査方法について説明する。また、以下の説明では、第1実施形態又は第2実施形態と同様の部分に関して第1実施形態又は第2実施形態と同じ符号を付してその説明を省略する。
【0044】
<表面実装型圧電装置110の検査方法>
図6は、表面実装型圧電装置110の検査方法が示されたフローチャートである。以下に
図6を参照して表面実装型圧電装置110の検査方法を説明する。
【0045】
ステップS101では、使用するコンタクトプローブが選択される。すなわち、ステップS101では表面実装型圧電装置110の表面実装端子113を使用して検査を行うかリード端子114を使用して検査を行うかが選択される。リード端子114を介して検査を行う場合には第1コンタクトプローブ103が選択される。測定治具には測定治具100又は測定治具200のどちらの測定治具が選択されても良い。表面実装端子113を介して検査を行う場合には第2コンタクトプローブ203が選択されるため、測定治具には測定治具200が選択される。使用するコンタクトプローブに第1コンタクトプローブ103が選択される場合にはステップS102に進み、第2コンタクトプローブ203が選択される場合にはステップS202に進む。
【0046】
ステップS102では、第1コンタクトプローブ103にリード端子114が接触するように表面実装型圧電装置110が載置部101に載置される。ステップS102は載置工程である。表面実装型圧電装置110を載置部101に載置する場合には、固定部102の先端102b(
図3(b)等参照)を+Z軸側に上げておく等して固定部102が載置の妨げとならないようにしておく。
【0047】
ステップS103では、表面実装型圧電装置110が固定部102で固定される。ステップS103は固定工程である。固定工程では、ベース基板112の+X軸側及び−X軸側の両端が固定部102の先端102bで抑えられることにより表面実装型圧電装置110が載置部101に固定される(
図3(b)参照)。
【0048】
ステップS104では、第1コンタクトプローブ103を介して表面実装型圧電装置110の検査が行われる。ステップS104は検査工程である。検査工程では、載置部101の−Z軸側の面から突き出た第1コンタクトプローブ103を介して表面実装型圧電装置110の電源の供給及び出力信号等の電気的特性が検査される。
【0049】
一方、ステップS202では、第2コンタクトプローブ203に表面実装端子113が接触するように表面実装型圧電装置110が載置部101に載置される。ステップS202は載置工程である。ステップS202では、表面実装端子113の大きさ及び使用電圧等を考慮して、測定治具200の各端子204に使用される第2コンタクトプローブ203の枚数が調整されて載置部101に配置される(
図5(c)参照)。その後、各第2コンタクトプローブ203の接点部203aが表面実装端子113に接触するように表面実装型圧電装置110が載置部101に載置される。また、表面実装型圧電装置110を載置部101に載置する場合には、ステップS102と同様に、固定部102の先端102b(
図4(b)等参照)を+Z軸側に上げておく等して固定部102が載置の妨げとならないようにしておく。
【0050】
ステップS203では、表面実装型圧電装置110が固定部102で固定される。ステップS203は固定工程である。固定工程では、ベース基板112の+X軸側及び−X軸側の両端が固定部102の先端102bで抑えられることにより表面実装型圧電装置110が載置部101に固定される(
図4(b)参照)。
【0051】
ステップS204では、第2コンタクトプローブ204を介して表面実装型圧電装置110の検査が行われる。ステップS204は検査工程である。検査工程では、載置部101の−Z軸側の面から突き出た第2コンタクトプローブ203を介して表面実装型圧電装置110の電源の供給及び出力信号等の電気的特性が検査される。
【0052】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更及び変形を加えて実施することができる。また、各実施形態の特徴を様々に組み合わせて実施することができる。