JPH04501765A - 回路基板を試験する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 び　−る壮 本発明は回路基板を試験する装置に関し、特に、回路基板を試験するシステムに おいて使用するための試験用固定装置に関する。

ここで使用する「回路基板」という用語は、プリント回路基板上に装着された電 気回路及び副次回路を指し、複雑な計算機ベースオペレーティングシステム、素 子装着済みプリント回路基板などを含むが、それらに限定はされない。

試験用固定装置は回路基板の製造時に品質管理装置として最も一般的に使用され ており、試験すべき回路基板上の試験ポイントを、診断マイクロプロセッサを典 型的な１例とするデジタルコンピュータなどの評価システムに電気的に接続する ように機能する。

試験システムは、回路基板の機能に欠陥があるか否かを、場合に応じて、視覚的 に、又は聞き取れるように又は他の何らかの従来通りの方法によって指示するこ とにより、コンピュータの評価に応答し、また、試験すべき基板が受けている欠 陥の定性分析を実行しても良い。

試験用固定装置は、通常、試験プローブのアレイ（［クギのベッド（ｂｅｄ−ｏ ｆ−ｎａｉｌｓ）　Ｊと呼ばれるときもある）を具備し、試験プローブの先端は 、回路基板上の所定の試験ポイントを接触するようになっている０個々の試験プ ローブは、試験ポイントのアレイと試験プローブのアレイとが鏡像関係をなるよ うに、回路基板の表面にある対応する試験ポイントとアライメントされた状態で プラットフォームに取付けられる。各試験プローブは、試験システムのコンビエ ータに至る対応するコネクタに直接配線される。

１つの種類の回路基板を試験するために使用される固定装置１つについて何千も のそのような試験プローブが必要とされることば珍しくないので、異なる種類の 回路基板を試験するために試験用固定装置を配線し直すことは繁雑な作業である 。従って、数多（の種類の異なる基板を試験しなければならないメーカーは、通 常、異なる回路基板の構成に専用のクギのベッドアセンブリをそれぞれが有して いる多数の異なる試験用固定装置を所有している。

クギのヘッドアセンブリで使用される試験プローブは、当該技術で知られている いくつかの異なる種類の中の１つであれば良い。

接触試験ポイント間の高低の不規則を補償するために引込むことが可能な引込み 自在の先端を有するばね装荷試験プローブは特に有用であることがわかっている 。通常、プランジャが完全に押下げられる前に、約４オンスから約８オンスの圧 力をばね装荷接触プローブに加えることができる。

試験プローブはばねを装荷されているのが好ましく、非常に硬く、耐腐食性であ り且つ通常は一部が金メッキされた先端を有していなければならないので、比較 的高価である。これらの特徴は、各プローブが耐久性を有し且つ低い電気的接触 抵抗を示すことを保証するために望ましい、さらに、これらのプランジャ形試験 プローブは、通常、ａ）接触先端と試験ポイントとの間及びｂ）摺動プランジャ 機能と周囲を囲む管との間で適正な電気的接触を確保するために、高度の製造精 度を必要とする。

回路基板ごとに用意された配線のグラフトフオームを有する試験用固定装置の設 計と製造に関連する費用を低減するために努力がなされている。そのような努力 の例は以下に挙げる特許及びその中で引用されている引例の中に見られる。

米国特許第４．０１７，７９３号（発明者：　Ｈａｉｎｅｓ）はプリント回路基 板試験装置を開示する。試験用固定装置は、複数の回路基板構成のうちいずれか を試験する多重ユニット装置である。固定装置は、中心部分からパターンが切抜 かれているフオームシートを含む。

切抜き位置の形状は試験すべきプリント回路基板によって決まる。

フオームシートと必要な試験ユニットを除く全ての部分を遮蔽し、また、試験中 の基板のゆがみを最小限に抑える働きもする。

米国特許第４，１６４，７０４号（発明者：　Ｋａｔｏ等）は、カードをプロー ブに当接する状態で保持するために真空気泡破壊膜を使用する複数プローブ回路 カード固定装置を開示する。試験プローブは、それらを、試験チャンバの下面に 同時に挿入するために、剛性モジュールの中に取付けることにより、真空力に抗 して安定している。

米国特許第４，３２１，５３３号（発明者：　Ｍａｔｒｏｎｅ）は、交換自在の カードバーツナライザを有するプリント回路基板試験用固定装置を開示する。カ ードバーツナライザは、所定の試験プローブを遮蔽するように動作する平坦な板 である。マスクは、関連するプリント回路基板上の試験ポイントと接触する所定 のプローブの位置に対応する所定の位置に完全に貫通してあけられた複数の穴を 有する。マスクはその他のプローブがプリント回路基板と接触するのを阻止する ことにより、「ファミリー（ｆａｍｉｌｙ）　Ｊの同様な回路基板に対しては単 一の試験用固定装置を使用できるようにする。

米国特許第４，３４４．０３３号（発明者：　Ｓｔｏｗｅｒｓ等）は、プリント 回路基板の真空作動試験用固定装置を開示する。試験用固定装置は、回路基板の 領域全体に、応力を局所に集中させることなく、下向きの大気圧を均等に配分す るために、剛性フレームと、ばねを装荷されたダイアフラム台板とを有する緩衝 ダイアフラムアセンブリを利用する。

米国特許第４，３５７，０６２号（発明者：　Ｅｖｅｒｅｔｔ）は汎用回路基板 試験用固定装置を開示する。各試験用固定装置は、背板を取付けるだめの一連の 交換自在で標準化され、取外し自在に取付けできる変位モジュールを含む。変位 モジュールは、試験すべき回路基板上の試験ポイントの配列に対応するパターン を成して配列された係合パッドを有する。そこで、保合バッドは、プラットフォ ーム上の所定の二段作用試験プローブを、所定の試験プローブが試験中にプリン ト回路基板と接触するように延出させる。

従って、本発明の主な目的は、従来の技術の欠点をもたず、回路基板上の試験ポ イントに対して電気的接続を成立させる新規な装置を提供することである。

本発明の別の目的は、複数の異なる回路基板のいずれについても、試験すべき新 たな回路基板ごとに試験用固定装置を配線し直・す必要なく、試験ポイントに対 し電気的接続を成立させるために迅速且つ便利に変形することができる新規な装 置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、回路基板又はその上の電子素子を損傷せずに回路基 板に対し電気的接続を成立させる装置を提供することである。

本発明のさらに別の目的は、双方からの操作を行える、すなわち、回路基板の両 面を同時に試験することを可能にする試験用固定装置を提供することと、従来の 自動試験装置と組合せできるか又は独立型ユニットとして構成できるように設計 された試験用固定装置を提供することと、裸の基板又はいくつかの技術が施され たデバイスが表面に装着されている装着済み基板と共に使用できるような固定装 置を提供することと、動作中に配線のいずれもがたわまないように構成されてい るような固定装置を提供することと、様々に異なる種類の基板を試験するための 迅速な切換えが、容易に取外しでき、自動的にアライメントされる試験ヘッドと 製品支持板によって行われるような固定装置を提供することである。

本発明のこれらの目的及びその他の目的は、フレームと、試験すべき回路基板を フレームに対して固定された位置に取付ける手段と、試験すべき回路基板の少な くとも第１の面にある試験ポイントの位置により決定される第１のアレイを成し て配設されている第１の複数の試験プローブを含む手段とを具備し、回路基板上 の試験ポイントに対し電気的接続を成立させる装置における改良によって達成さ れる。プローブと試験ポイントとを解放自在に移動して互いに接触させることに より、前記電気的接続を成立させる位置固定手段が設けられる。

本発明により実施される改良は、多数の種類の異なる回路基板のいずれか１つと 共に装置を使用すること、また、一実施例においてはそのような基板の両面で装 置を使用することを可能にする。

そのような改良は、装置のフレーム上の試験すべき回路基板の固定装置に関して 固定された位置に解放自在に取付は可能な取外し自在のプローブモジュールと、 回路基板がその固定位置にあるときにその基板の表面と対向するように、回路基 板上の試験ポイントの位置により決定されるアレイを成してモジュールに取付け られている複数の試験プローブとを含む、モジュールは、固定された標準アレイ を成す第１の所定の複数の電気的コネクタと、第１の複数の試験プローブの各プ ローブを第１の複数の電気的コネクタの対応する１つと電気的に接続する電気的 導体手段とを含む。

装置は、第１の複数の導体と同じ数だけあり、前記第１のアレイと同じ固定され た標準アレイを成して配列され且つ第１の複数の導体と解放自在に電気的に接触 すべく配設されている第２の複数のコネクタをさらに具備する。

本発明の位置固定手段は、試験ポイントと基板上の試験ボイン゛　トとの電気的 接触を成立させるように前記複数の試験プローブと、回路基板とを互いに対して 移動し、同時に、第１の複数の電気的コネクタと第２の複数の電気的コネクタと の電気的接触を成立させるようにそれらのコネクタを互いに対して移動する手段 を具備する。

本発明のその他の目的は一部は自明であろうし、一部は以下で明白になるであろ う。従って、本発明は、素子の構成、組合せ及び部品の配列を処理する装置から 成り、それらの全ては以下の詳細な開示の中に例示されており、また、その適用 範囲は請求の範囲に詳細に記載されている。

本発明の性質と目的を更に十分に理解するために、添付の図面と共に考慮される 以下の詳細な説明を参照すべきである０図面中、第１図は、試験すべき基板の支 持体が装填又は取出しのための延出位置にあるところを示す、本発明を具備化し た試験用固定装置の部分横断面側面図であり； 第２図は、製品支持体が閉鎖位置、すなわち動作位置にある状態の第１図の実施 例を示し； 第３図は、固定装置のプローブモジュールが試験準備中又は試験後の開放位置に あるところを示す、第２図の実施例の部分横断面正面図であり；及び 第４図は、プローブモジュールが、プローブと試験すべき基板とが試験接触して いる閉鎖位置、すなわち試験位置にある状態の第３図の実施例を示す。

そこで、図面に関して説明すると、頂部、すなわち上方の取外し自在のプローブ モジュール２２と、底部、すなわち下方の取外し自在のプローブモジュール２３ とが取付けられたフレームアセンブリ２０を具備する本発明の試験用固定装置が 示されている。

フレームアセンブリ２０は、通常、プローブモジュール２２及び２３を解放自在 に取付けることができるチャンバ２８を形成するために底壁２４と、上壁２５と 、側壁２６及び２７とを有する矩形のフレームとして設けられている。

試験すべき回路基板に圧力を加える位置固定手段として、図示した実施例は、土 壁２５と、はぼ平坦で剛性の圧力板３ｏとの間に捕捉された空気貸２８を含む。

板３０は、その縁部で、複数の垂直案内柱３４（３本しか図示されていない）に 沿って直線的に動くようにそれらの案内柱に取付けられた複数のブシュ３２　（ ４つあるのが好ましいが、３つしか図示されていない）に固着されている。案内 柱３３及び３４は上板２５と、それぞれの支持アーム３５及び３６との間に結合 されており、支持アームは、それぞれ、対応する側壁２６及び２７の内部に沿っ た中間位置に結合されている。ブシュ３２は、板３０が上壁２５に向かって弾性 をもって偏向されるように、板３０と上壁２５との間でばねを装荷されている。

このため、板３０は、柱３４により拘束、すなわち規定される経路に沿って、板 ３０が土壁２５から離間してはいるが、上壁２５に最も近く隣接している上方位 置から、板３０の動きによってブシュ３２が支持アーム３５及び３６と隣接する ようになる下方位置、すなわち延出位置まで移動することができる。

プローブモジュール２２を試験すべき回路基板に対して通常は離間した関係で解 放自在に取付ける手段として、圧力板３０の下面には、頂部プローブモジュール ２２の上壁を支持するように板３０の側方縁部にそれぞれ隣接して配置された１ 対の水平溝３８が設けられている。プローブモジエール２２は土壁４０と、側壁 ４１及び４２と、底壁４４とを有する中空の箱の形態で示されており、土壁４０ は１対のタング５０を形成するように側壁４１及び４２の上縁部の先まで延出す る寸法を有し、タング５０自体は、板３０の下面に配置された溝３８の中に摺動 はするが、ぴったりと嵌合するような寸法を有する。

図面に示す本発明の実施例は、試験すべき基板を支持するほぼ平坦な基板支持板 ４６をさらに含む、板４６は、その中心に配設された開口４８を含むので、基板 ５０のような回路基板が板４６に載置されたとき、基板の両面に自由に接近する ことができる。

製品支持板４６には、回路基板５０にあらかじめ配置されている穴に対応する適 切な場所にあらかじめ配置される、たとえばピンなどの案内手段が設けられるの が好ましく、その場合には、そのようなピンと対応する穴との保合によって回路 基板が適正に取付けられたとき、基板上の試験ポイントの位置はプローブモジュ ールの試験プローブの位置と厳密に対応する、すなわち重なり合うようになる。

板４６の側方縁部の一定の位置には、板４６の平面から上方と下方の双方へ垂直 に延出する少なくとも２本の案内ピン５０及び５１が取付けられている。板４６ はその四角に隣接して４つのばねを装荷されたプランジャに取付けられているが 、プランジャのうち３つ５６．５７及び５８のみが図示されている。プランジャ 自体は４つの対応するシリンダ６０．６１及び６２−第４のシリンダは図示され ていない−の内部で垂直に摺動運動するように配設されている。

板４６を、それ自身の平面の中で、圧力板３０と平行で、それに直接対向する（ 従って、回路基板を容易に載置することができない）第１の位置から、板４６が 板３０と対向しなくなる（従って、回路基板を容易に載置することができる）延 出位置へ移動させることができるようにするために、シリンダ６０及び６２はグ ライド６４に取付けられ、同様に、シリンダ６１及び第４のシリンダはグライド ６６に取付けられている。グライド６４及び６６は、底壁２４に支持された平行 なレール６８及び６９に沿って直線的に平行に摺動運動するように取付けられて いる。ガイド部６４及び６６の少なくとも一方はアーム７０を介して伝動ベルト ７２に結合されている。この伝動ベルトは、遊動輪７４と、可逆モータ７７によ り駆動される網車７６との間に延出するエンドレスベルトを構成する。

底部プローブモジュール２３は土壁８０と、側壁８１及び８２と、底壁８４とを 有する中空の箱の形態で示されており、このモジュールは板４６の下面と支持板 ８６との間に嵌合する寸法を有する。支持板８６は底壁２４に弾性をもって取付 けられている。

板８６を包囲し且つモジュール２３に対して周囲すべりばめを形成するために、 底壁２４にはフレーム８８も配設されている。

モジュール２２の底壁４４には、それを垂直下向きに貫通して、複数の細長い導 電性の試験プローブ９０が、全て互いにほぼ平行に１列に取付けられている。プ ローブ９０の先端は支持板４６の平面と平行な平面に位置するのが好ましい、モ ジュール２２の側方縁部には、ピン５０及び５２の上方へ突出する部分と整列す るように配設され且つそのような寸法を有するそれぞれのブシュ９１及び９２が 設けられている。

モジュール２３の頂壁８９には、それを垂直上向きに貫通して、全てが互いに平 行であるように、複数の細長い導電性の試験プローブ９４から成る別のアレイが 取付けられている。プローブ９４の先端も、板４６の平面と平行な平面に位置し ているのが好ましい、モジュール２３の側方縁部には、ピン５０及び５２の下方 へ突出する部分と整列するように配設され且つそのような寸法を有するそれぞれ のブシュ９６及び９８が設けられている。

特定のプローブモジュールから延出するプローブの数と、そのようなプローブを 配列しうるパターンとが、プローブと接触すべき回路基板上の試験ポイントの数 と配置によって決まることは明白であろう。この点に間して、プローブモジュー ル２２は試験すべき回路基板の上面に接触するプローブアレイを構成するための ものであり、また、プローブモジュール２３は同じ基板の下面にある試験ポイン トに接触するプローブを構成するためのものであるが、２つのモジュールのプロ ーブのアレイのパターンと数は同一である必要はなく、おそらくは多くの場合に 著しく異なることもわかるであろう。このように、複数の試験プローブ９０は、 試験すべき特定の種類の回路基板５０の上面にある試験ポイントの場所により決 定される固定したアレイを成して配置され、同様に、プローブ９４のアレイにお ける配置は、その特定の種類の回路基板５０の下面にある試験ポイントの場所に より決定される。

試験プローブ９０及び９４は、当該技術において知られているいくつかの異なる 種類のいずれかであれば良い、プローブはばねを装荷されている種類のものであ るのが好ましく、非常に硬く、耐腐食性であり且つ一部が金めっきされた先端を 有しているべきであるやこれらの特徴は、各プローブが耐久性にすぐれ且つその 接触抵抗が小さいことを保証するために望ましい、先端が引込み自在であるばね を装荷された試験プローブは、その場合、接触試験ポイント間の高低の不規則さ を補償するために長さが自動的に調整可能となるため、好ましい、１枚の回路基 板を試験するのに、何千ものそのような試験ポイントが必要になることは珍しく ない。

通常は、プランジャが完全に係合する前に、それぞれの接触プローブに約４オン スから約８オンスの圧力を加えることができる。

プローブ９０及び９４は、通常、それぞれのプローブモジュールの内部で根元部 にワイヤランプ柱を有する容器に差込まれる。

プローブ９０は、それぞれ、固定された標準アレイを成して配設されるリベット ヘッドなどの複数の電気的接点の形態をとる所定の一定数の接続点１０２のうち の対応する１つに、対応する導線、すなわちワイヤ１００により直接接続されて いる。接続点のアレイは、たとえば、モジエール２２の底壁４４にその縁部で隣 接して取付けられ、フレームアセンブリ２０のチャンバ２８の底部で壁２４に固 定されたペデスタル１０６に取付けられている複数の対応するプローブ１０４と 解放自在に互いに接続するようになっている。プローブ１０４は接続点１０２の 数と同じ数だけあり、プローブ１０４のそれぞれの固定標準アレイを成す接続点 １０２の対応する１つと残らず同時に接触することができるように、接続点１０ ４のアレイに整合する、すなわち、それと鏡像関係にあるアレイを成している。

同然のことではあるが、接続点の数は試験すべき回路基板上の試験ポイントの数 と少なくとも等しくなければならず、試験ポイントの数より多いのが好ましく、 余分の数の接続点は、いずれの場合も、単に使用されない、すなわち空いたまま になるだけである。

たとえば、２つの異なるモジュール２２のプローブ９０の数が、対応する回路基 板の種類の性質上、それぞれ４００個と、８００個であると仮定する。しかしな がら、２つの異なるモジュールのそれぞれにある各標準アレイの接続点１０２の 数は必然的に同じであり、さらに、そのような各アレイは、たとえば、矩形の３ ２×３２７レイにおいては、１０２４個のそのような接続点を含むであろうと仮 定することができる。一方のモジュール２２の他方のモジュールへの交換では、 プローブモジュールで必要とされるプローブ９０の数が著しく異なったとしても 、同じ数の接続点１０２が正確に得られる。

同様に、プローブ９４は、それぞれ、リベットヘッドなどの複数の電気的接点の 形態をとる固定された標準アレイを成して配設されている所定の一定数の接続点 １１０のうちの対応する１つに、対応する導線、すなわちワイヤ１０８により直 接接続されている。

接続点１１０は、たとえば、モジュール２３の底壁８４にその一方の縁部に隣接 して取付けられ、フレームアセンブリ２０内でチャンバ２８の底壁２４に取付け られた対応する複数のプローブ１１２と解放自在に互いに接続するようになって いる。プローブ１１２は接続点１１０の数と同じ数だけあり、それぞれのプロー ブ１１２が固定標準アレイを成す接続点の対応する１つと残らず同時に接触する ことができるように、接続点１１０のアレイに整合するアレイを成している。

ここで使用している「標準アレイ」という用語は、互いに関して標準アレイを成 す接続点１０２及び１１０と、対応するプローブ】０４及び１１２のアレイの数 と物理的位置が装置の製造者の希望に従って確定されており、従って、任意であ り、フレームアセンブリにどの特定のプローブモジュールが取付けられるかにか かわらず変更されないままであるのに対し、プローブモジュールのプローブ９０ 及び９４のアレイの数と位置は装置の製造者によって定められるのではなく、試 験すべき特定の種類の回路基板上の接点、すなわち試験ポイントの配列により決 定されることを示すものである。接続点アレイのこの同一性によって、様々に異 なる構成を有する回路基板を試験する際にそれぞれ使用するための無限の数のプ ローブモジュールを本発明のシステムで置換えることができるようになる。

プローブ１０４及び１１２の標準アレイは、ブローブモジュ−ｙしのプローブを 中間コネクタを介し、プローブ１０４及び１１２にそれぞれ結合された出カケー ブル１１４及び１１６を経て、コンピュータなどの診断装置に接続する手段を構 成するように設計され且つ意図されている。そのような中間コネクタを使用する と、プローブと接続点との間の配線がシステムの動作中にたわんだり、その他の 状況と妨害されたりすることのないように保証されると共に、様々に異なるプロ ーブモジュールにきわめて多様なプローブアレイを設けた上でシステムを使用し て、同様に多数の回路基板構成を試験することができる。

本発明の試験用固定装置で何らかの特定の回路基板５０を試験するためには、試 験すべきその特定の種類の回路基板５０の両面の試験ポイントの配列を映したそ れぞれのプローブアレイ配列を含む適切なプローブモジュール２２及び２３を選 択するだけで良い。プローブモジュールは、特定のアレイパターンを成すプロー ブのそれぞれを対応する標準化アレイの接続点１０２及び１１０に導通接続する ために必要とされる全ての配線を内部に含んでいる。次に、選択した取外し自在 のプローブモジュール２２を、モジュール２２を溝３８の中に位置決めするよう に、フレームアセンブリのチャンバに挿入する。同様に、モジエール２３をフレ ーム２８の中に位置決めする。

グライド６４及び６６を、レール６８及び６９に沿って、支持板４６が上部プロ ーブモジュール２２から解放されている延出位置へ引張るように、モータ７８が 動作されて、ベルト７２を駆動する。次に、基板５０上の試験ポイントの位置が 試験プローブ９０及び９４のアレイに厳密に対応するように、基板５０を開口４ ８を経て板４６の上に載置する０次に、モータ７８が逆転して、板４６と関連す る基板５０を２つのプローブモジュールの間の適正な位置へ移動する。モータ７ ８の動作と、板４６上への基板５０の装填を容易に自動化できる、すなわちコン ピュータで制御できることは明らかであろう、基板５ｏは、基板の最終的な用途 を指向した配列で互いに接続され且つ基板上に装着されている電子素子を支持す る「装着済み（ｌｏａｄｅｄ）　Ｊ　Ｉｓ板であることが可能である。当然のこ とながら、本発明は装着されていない、すなわち、いわゆる「裸の（ｂａｒｅ） 　Ｊ基板を試験するのにも等しく有用である。基板上の素子の配列は本発明の実 施には重大ではなく、本発明は、互いに同様のパターンを成して配置された特定 の数の試験ポイントを有する「ファミリー（ｆａｍｉｌｙ）　Ｊ　、すなわち単 一の種類の試験用基板に限定されるものではない。

次に、大気圧より高い正圧を袋２８の中に送り込んで袋を膨張させ、板３０に圧 力を加える。これによって、板３ｏと上部プローブモジュールは、ブシュ３２の ばね荷重に抗して、柱３４に沿って下方へ駆動されるので、ビン５０及び５２は ブツシュ９１及び９２とそれぞれ係合して、上部プローブモジュールを製品支持 板４６と正しくアライメントする。モジエール２２が下方へ動き続けると、基板 ５０の上面にある試験ポイントのアレイは、鏡像関係にあるばね装荷試験プロー ブ９０のアレイと物理的且つ電気的に接触するようになり、また、同時に、接触 点１０２は中間接続プローブ１０４の標準アレイと物理的且つ電気的に接触する ようになっている。これら２つの接触は、試験すべき基板の上面にあるそれらの 試験ポイントと、診断用コンピュータとの導通接続を成立させ且つ維持するので ある。

上部プローブモジエールが下方へ動き続けると、プローブ９０は、プローブ９０ のアレイでばね荷重により与えられている弾性偏向に抗して、基板５０上の試験 ポイントに押付けられてゆくので、製品支持板４６は、シリンダ６０のばね荷重 に抗して、プランジャ５６に沿って強制的に押下げられることになる。板４６の この下降運動はピン５０及び５２の下部をブシュ９６及び９８中に押入れ、それ により、下部プローブモジュールを製品支持板４６と正しくアライメントする。

上部プローブモジュールにより加えられる圧力を受けて板４６が下方へ動き続け ると、開口４８によって露出されている基板５０の下面の試験ポイントは、鏡像 関係にあるプローブ９４のアレイと物理的且つ電気的に接触するようになり、ま た、接続点１１０の標準アレイは中間接続プローブ１１２と物理的且つ電気的に 接触するようになる。これら２つの接触は、試験すべき基板の下面にあるそれら の試験ポイントと、診断用コンピュータとの電気的導通接続を成立させ且つ維持 するのである。

袋２８から空気圧を解放すると、上部プローブモジエールと下部プローブモジュ ールとは、板８６の弾性取付けと、シリンダ６０及び６１におけるばね荷重と、 ブシュ３２におけるばね荷重とによって、試験すべき基板から離れ、プローブで 接続点との間並びにプローブと試験ポイントとの間のシステム内のあらゆる電気 的接続が遮断される。そこで、板４６は再びモータ７８によって延出可能となり 、基板５０を新しい試験用基板と取替えることができる。

本発明の試験用固定装置において試験しても良い回路基板の種類は、プローブの 標準アレイと診断用コンピュータとの間に結合された個々のワイヤ、すなわちリ ード線の本数と等しいか又はそれより少ない数の試験ポイントを有する回路基板 のみに限定される。

当業者は、以上説明した構成の利点を認めるであろう、試験すべき回路基板の種 類における試験ポイントのアレイに対応する試験プローブのアレイをそれぞれが 有し、試験用固定装置がら容易に取外しできるあらかじめ配線済みのモジエール 形ユニットを設けることにより、多種多様な試験基板配列を単一の試験用固定装 置で、試験すべき回路基板の種類ごとに試験用固定装置を配線し直す必要なく迅 速に試験することができる。

本発明の実現の結果、従来の技術による回路基板試験装置と比べて、コストの節 減が達成される。この節減は、１つには、新たな試験用固定装置を新たな回路基 板に適合させるために廃棄しなければならない材料のコストの節約によるもので ある。さらなる節減は、試験システムの休止時間の短縮、新たな試験用固定装置 を完全な形で入手する代わりに交換自在のモジュールを利用するときに必要な資 本投資が少なくてすむこと、また、多数の試験固定装置を保管するスペースと比 べてモジュールに対する保管必要スペースは縮小されることである。

本発明の範囲から逸脱せずに他の変更を実施しうろことを理解しておくべきであ る。すなわち、たとえば、一度に基板の一方の面のみが試験されるように、唯１ つの解放自在プローブモジュールを収容する構成に本発明のアセンブリを変形し ても良い。フレームを診断用コンビエータに直接配線しても良く、あるいは、必 要に応じてブロードキャストユニットに接続できることに注意すべきである。本 発明の取外し自在のプローブモジュールは上述のような箱形に限定されると考え るべきではなく、実際にはその他の多くの形状をとって良い。

また、位置固定手段は、接触試験プローブを回路基板上の異なる試験ポイントと 係合させるために使用されてきた様々に異なる種類の手段であっても良い。それ らの手段は、（１１回路基板を真空によって試験プローブのアレイに押付けるこ とができるように試験プローブのアレイを収容した真空チャンバの中に回路基板 が配置される真空固定装置とｉ　（ｂ）アライメントされた試験すべき回路基板 を、確実な電気的接触を成立させ且つ維持するのに１分な力で、試験グローブの アレイに係合させるための機構が設けられる機械的圧力固定装置と；（Ｃ）通常 は、圧力差を生じさせて回路板をプローブのアレイに圧接させる空気圧ベローズ により作動されるその他の空気圧固定装置とを含む。

本発明の試験用固定装置は、構成が簡単であること、融通性があること、組立て と分解が容易なこと及び全体として使用る便利なことを特徴とする。装置は、回 路基板に装着されている素子の配列に関係なく、多種多様な回路基板の精密高速 試験を助ける。

装置の数多くの改良の特徴はここで明白になったはずである。

以上の説明の中で、本発明の構造及び機能の詳細と共に、利点を延べたが、以上 の開示は単に実例を示すものにすぎないということを理解すべきである。添付の 請求の範囲が表現されている用語の一般的な広い意味あいにより指示される本発 明の範囲から逸脱することなく、部品の形状、大きさ及び配置の様々な変更を実 施しうるのである。

手続補正書 平成　２年　５月２２日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８９１０３８３２ ２、発明の名称 回路基板を試験する装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （１）別紙の通り、印書せる明細書及び請求の範囲の翻訳文各１通を提出致しま す。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．試験すべき回路基板上の複数の試験ポイントに対して電気的接続を成立させ る装置であって、フレームと、前記試験すべき回路基板を前記フレームに対して 第１の位置に通常は位置決めする手段と、前記試験すべき回路基板の第１の面に ある複数の前記試験ポイントの位置により確定する第１のアレイに第１の複数の 試験プローブが配設されている第１のプローブモジュールを取付ける手段と、前 記試験すべき回路基板の反対側の面にある複数の前記試験ポイントの位置により 確定される第２のアレイに第２の複数の試験プローブが配設されている第２のプ ローブモジュールを取付ける手段と、前記プローブ及び前記試験ポイントを互い に接触した状態で解放自在に移動させることにより前記電気的接続を成立させる 位置固定手段とを具備する装置において、前記第１のプローブモジュールを取付 ける前記手段は、前記回路基板が前記第１の位置にあるときに、前記第１の複数 の試験プローブが前記第１の面に対向している状態で、通常は前記第１の位置か ら離間した第１の所定の場所に前記第１のプローブモジュールを位置決めする手 段を有し、前記フレームに取付けられる可動圧力板で前記圧力板を前記離間した 位置へ弾性をもって偏向する手段とを具備し； 前記第２のプローブモジュールを取付ける前記手段は、前記回路基板が前記第１ の位置にあるときに、前記第２の複数の試験プローブが前記回路基板の前記反対 側の面に対向する状態で、前記第２のプローブモジュールを前記フレーム上の、 通常は前記第１の位置から離間した第２の所定の場所に弾性をもって移動自在に 取付ける手段を具備し； 前記回路基板を位置決めする前記手段は、前記回路基板を自らの所定の位置に解 放自在に取付ける製品支持板を具備し；前記装置は、前記第１のプローブモジュ ールと前記製品支持板とに配設されるそれぞれのはめ合い部分を有する第１のア ライメント手段と、前記第２のプローブモジュールと前記製品支持板とに配設さ れるそれぞれのはめ合い部分を有する第２のアライメント手段とを具備し； 前記位置固定手段は、前記圧力板とそれに取付けられている前記第１のプローブ モジュールとを、前記圧力板を弾性をもって偏向する前記手段の偏向に抗して、 所定の圧力の下で第１の方向に前記回路基板の前記第１の位置に向かって移動す る手段を具備することによって、（ａ）前記第１のアライメント手段の各部分を まずはめ合わせて、前記第１のプローブモジュールと前記回路基板とをアライメ ントすることと、（ｂ）前記第１の複数の試験プローブを第１の方向に移動させ て、前記第１の複数の試験プローブと前記第１の複数の試験ポイントとを電気的 に接触させることと、（ｃ）前記第２のプローブモジュールと前記回路基板とを アライメントするように前記第２のアライメント手段の各部分をはめ合わせるこ とと、（ｄ）前記回路基板に前記第１の方向に圧力を加えて、前記第２のプロー ブモジュールを取付ける前記手段の弾性偏向に抗して、前記回路基板を前記第１ の方向に前記第１の位置から外へ移動させ、前記第２の複数の試験プローブと前 記第２の複数の試験ポイントとを電気的に接触させることと順次行なうことを特 徴とする装置。
2. ２．前記試験プローブはばねを装荷され、先端は引込み自在である請求項１記載 の装置。
3. ３．前記圧力板はほぼ平坦であり且つ前記回路基板とほぼ平行に配設され、 前記圧力板を移動させる前記手段は、前記圧力板をその平面に対してほぼ垂直に 前記第１の方向に移動する請求項１記載の装置。
4. ４．前記製品支持板はほぼ平坦であり且つ前記装置は、前記支持板を前記第１の 位置へ弾性をもって偏向する手段と、前記製品支持板とを、前記第１の方向に対 してほぼ垂直な方向に、前記製品支持板が前記圧力板とほぼ平行で、それに対向 する前記第１の位置と、前記製品支持板が前記圧力板とほぼ平行のままではある が前記圧力板に対向しなくなる第２の位置との間で移動させる手段とを含む請求 項１記載の装置。
5. ５．前記製品支持板を前記第１の位置と前記第２の位置との間で交互に駆動する モータ手段を含む請求項４記載の装置。
6. ６．前記圧力板を移動させる前記手段は空気圧により作動される請求項１記載の 装置。
7. ７．前記第１の複数のコネクタと前記第３の複数のコネクタの一方はばね装荷さ れたプローブのアレイから成り、前記第１の複数のコネクタと前記第３の複数の コネクタの他方は、前記ばねを装荷されたプローブのアレイの鏡像である電気的 接続点のアレイである請求項１記載の装置。
8. ８．前記製品支持板は、前記製品支持板に取付けられている回路基板の両面にあ る試験ポイントに、前記第１の複数のプローブ及び前記第２の複数のプローブの それぞれのプローブが接近できるような寸法の開口を有する請求項１記載の装置 。
9. ９．前記製品支持板は、前記圧力板により前記回路板に加えられる圧力に弾性を もって対抗するように弾性をもって取付けられる請求項４記載の装置。
10. １０．前記製品支持板の中心には、前記プリント回路基板が前記フレームに対し て前記固定された位置に取付けられときに前記プリント回路基板の両面に接近で きるように開口が形成されている請求項４記載の装置。
11. １１．前記第１のモジュールは、固定された第１の標準アレイを成す第１の所定 の複数の電気的コネクタと、前記第１の複数の試験プローブのそれぞれの前記プ ローブを前記第１の複数の電気的コネクタの対応する１つと電気的に接続する電 気的導線手段とを含み； 前記第２のモジュールは、固定された第２の標準アレイとして配列された第２の 所定の複数の電気的コネクタと、前記第２の複数の試験プローブのそれぞれの前 記プローブを前記第２の複数の電気的コネクタの対応する１つと電気的に接続す る電気的導線手段とを含み；＝ 前記装置は、前記第１の複数のコネクタと同じ数であり、前記第１の標準アレイ と同じ固定された標準アレイとして配列され、且つ前記第１の複数のコネクタが 解放自在に電気的に接触するように前記フレームに固定されている第３の複数の コネクタを具備し； 前記装置は、前記第２の複数のコネクタと同じ数であり、前記第２の標準アレイ と同じ固定された標準アレイとして配列され、且つ前記第２の複数のコネクタが 解放自在に電気的に接触するように前記フレームに固定されている第４の複数の コネクタを具備し； 前記コネクタと、試験プローブと、前記回路基板を取付ける手段とは、前記第１ の複数の試験プローブと前記第１の複数の試験ポイントとの接触と同時に、前記 第１の複数の電気的コネクタが前記第３の複数のコネクタの前記コネクタとの電 気的接触を成立させるように前記第１の方向に移動され、前記第２の複数の試験 プローブと前記第２の複数の試験ポイントとの接触と同時に、前記第２の複数の 電気的コネクタは前記第４の複数のコネクタの前記コネクタとの電気的接触を成 立させるように前記第１の方向に移動されるように、配設され且つ配置されてい る請求項１記載の装置。
12. １２．前記第２の複数のコネクタと前記第４の複数のコネクタの一方はばねを装 荷されたプローブアレイから成り、前記第２の複数のコネクタと前記第４の複数 のコネクタの他方は、前記ばねを装荷されたプローブのアレイの鏡像である電気 的接続点のアレイである請求項１１記載の装置。
13. １３．前記プローブモジュールを取付ける前記手段は、それぞれ、対応する前記 モジュールを解放自在に取付ける手段を具備する請求項１記載の装置。