JPH06230060A - 回路基板検査機のプローブピン保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路基板にＸ方向及びＹ方向で配置されたチ
ップ部品等を１本のプローブピン１０で検査する。 【構成】 ２本のコンタクトプローブ１３，１４を有す
るプローブピン１０を設ける。このプローブピン１０を
チャックユニット１１により着脱自在に保持する。チャ
ックユニット１１に回動軸５４を取り付ける。回動軸５
４を回動ユニット１２のモータ６１により回転する。 【効果】 回動ユニット１２によりプローブピン１０を
９０°回転する。これにより、回路基板にＸ方向及びＹ
方向で配置されたチップ部品を１本のプローブピン１０
で検査することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板検査機のプロ
ーブピン保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回路基板のプリント配線の断線や短絡、
回路基板に実装された部品の種類や性能等の各種検査を
するために、プローブピンを測定部位に接触させて検査
する検査機がある。この検査機では、回路基板に合わせ
てプローブピンを固定した専用の治具（ピンボード）を
用いる他に、プローブピンをＸ−Ｙユニット及びＺ軸ユ
ニットにより移動させて行うものもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記移動式のもので
は、被測定基板毎に専用のピンボードを作る必要が無
く、しかもＺ軸ユニットを介してプローブピンをＺ軸に
対し傾斜させて取り付けることにより、測定部位に斜め
に接触することができ、通常のピンボードでは測定が困
難な高密度実装基板に対しても測定が可能になるという
利点があるため、広く用いられるようになってきてい
る。

【０００４】ところで、基板に実装するチップ部品やＱ
ＦＰ（クォターフラットパッケージ）等は年々小型化さ
れる傾向にある。したがって、Ｘ−Ｙユニットそれぞれ
に持たせたプローブピンによりチップ部品等の両端に接
触させて測定する方法では、部品の小型化に対応できな
い場合もでてきている。このため、図５に示すように、
２本のコンタクトプローブ２，３を並べてなるチップ部
品用プローブピン１を本出願人は提案している（例え
ば、実願平４−５９４１５号）。このチップ部品用プロ
ーブピン１では、各コンタクトプローブ２，３の先端に
コンタクトブロック４，５が取り付けられており、これ
の先端の傾斜面４ａ，５ａがチップ部品の電極又は半田
フィレット部に当たることで、チップ部品を検査するよ
うになっている。

【０００５】このチップ部品用プローブピンやＱＦＰ
（クワットフラットパッケージ）用プローブピン等を用
いて測定を行う場合には、チップ部品やＱＦＰの取り付
け向きに合わせて、Ｘ方向用又はＹ方向用プローブピン
を選択して用いるようにしている。このため、チップ部
品の取り付け向きに合わせて、プローブピンを交換する
必要があり、プローブピンの交換に手間を要するという
問題がある。また、この交換時間により測定時間が長く
なり、効率の良い測定が行えないという問題もある。

【０００６】本発明は上記課題を解決するためのもので
あり、プローブピンを交換することなく、チップ部品等
の向きに合わせて各種測定を行うことができる回路基板
検査機のプローブピン保持装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載した回路基板検査機のプローブピン
保持装置においては、Ｚ軸ユニットとプローブピンとの
間に、チャックユニットと、これを回動する回動ユニッ
トとを設けて、チャックユニットによりプローブピンを
着脱自在に保持するとともに、回動ユニットによりプロ
ーブピンを被検査部品の取り付け向きに合わせて回動さ
せるようにしたものである。

【０００８】また、請求項２記載の回路基板検査機のプ
ローブピン保持装置は、回動ユニットを、チャックユニ
ットに一体的に固定した回動軸と、この回動軸を回転す
るモータと、モータにより回転されたプローブピンの回
転角度を検出する手段と、この回転角度が被検査部品の
取り付け向きと同じ角度になった時にモータを停止させ
るコントローラとから構成したものである。

【０００９】また、請求項３記載の回路基板検査機のプ
ローブピン保持装置は、回動ユニットを、前記チャック
ユニットに一体的に固定した回動軸と、この回動軸に固
定されたピニオンと、ピニオンにかみ合うラックと、ラ
ックを往復動させる手段とから構成したものである。

【００１０】

【作用】チップ部品を検査する場合には、チップ部品用
プローブピンがＸ−Ｙユニットによりチップ部品上に位
置決めされる。この後、チップ部品の取り付け向きに合
わせて回動ユニットが回転され、チップ部品用プローブ
ピンの向きがチップ部品の取り付け向きに合わせられ
る。この後、Ｚ軸ユニットによりプローブピンが下降さ
れ、プローブピンの先端がチップ部品の両端部の半田フ
ィレット部又は電極に接触し、チップ部品が検査され
る。このように、１個のチップ部品用プローブピンによ
り、Ｘ方向及びＹ方向で取り付けられたチップ部品を検
査することができるようになる。

【００１１】

【実施例】図１はプローブピン１０と、これを着脱自在
に保持するチャックユニット１１と、これらを被検査物
であるチップ部品の向きに合わせて回動する回動ユニッ
ト１２とを示すものである。プローブピン１０は、２本
のコンタクトプローブ１３，１４と、これを２本並べて
保持するホルダ１５とから構成されており、その上部は
挿入軸部１６（図２参照）とされている。挿入軸部１６
の中央には、周方向にロック溝１７が形成されており、
これにチャックユニット１１のロックボール１８が係止
することで、プローブピン１０をチャックユニット１１
内に固定する。

【００１２】図１に示すように、コンタクトプローブ１
３，１４は、保持筒１９内にプローブ本体２０を移動自
在に設け、このプローブ本体２０をコイルバネ（図示せ
ず）で下方に付勢するように構成したものである。プロ
ーブ本体２０の先端にはコンタクトブロック２１が固着
されている。図３（Ａ）に示すように、コンタクトブロ
ック２１の下部には、斜めの接触面２１ａ，２１ｂが形
成されている。これら１対の接触面２１ａ，２１ｂによ
り、回路基板２５上のチップ部品２２の半田フィレット
部２３又は電極２４に接触するようになっている。斜め
の接触面２１ａ，２１ｂは向かい合わせで形成されてお
り、これにより接触面２１ａ，２１ｂ間の水平方向長さ
の範囲内で長さの異なるチップ部品２２の検査を可能に
している。なお、同図（Ａ）は、チップ部品２２を基板
２５上でＸ方向に取り付けたものを示し、同図（Ｂ）
は、チップ部品２２ａを基板２５上でＹ方向に取り付け
たものを示している。

【００１３】図２に示すように、ロック溝１７の上側の
軸部１６ａはテーパーに形成されており、チャックユニ
ット１１内への挿入が容易になっている。この上側軸部
１６ａの周面には軸方向に長く回動規制溝が形成されて
おり、これには、チャックユニット１１の内部に設けた
周り止めピン（ともに図示せず）が入り込み、プローブ
ピン１０の回転を規制する。

【００１４】チャックユニット１１は、大きく分けて、
筒状のユニット本体３１と、ユニット本体３１の軸方向
で移動自在に取り付けられるロックスリーブ３３と、ロ
ックボール１８と、プローブピン１０の上端部に接触し
て電気信号を測定器側に送るターミナルコネクタ３４と
から構成されている。

【００１５】ユニット本体３１内には、合成樹脂製のス
リーブ３７が配置されている。スリーブ３７の内周面は
テーパーに形成されており、このテーパー状の内周面に
より、上側軸部１６ａをしっかりと保持する。また、ユ
ニット本体３１の下端部にはロックボール１８の収納孔
４０が周方向で１２０°間隔で３個設けられている。収
納孔４０はユニット本体３１の中心軸に対して直交する
方向に形成されており、これにはロックボール１８が収
納されている。

【００１６】ロックスリーブ３３には下部内面にロック
ボール１８の退避凹部４１が形成されている。したがっ
て、ロックスリーブ３３を上方にシフトさせて、この凹
部４１を収納孔４０に位置させることにより、この凹部
４１内にロックボール１８が逃げることで、プローブピ
ン１０のロックが解除され、チャックユニット１１から
プローブピン１０の出し入れが可能になる。

【００１７】ロックスリーブ３３は、コイルバネ４３で
下方に付勢されている。したがって、通常は図２に示す
ように、ロックスリーブ３３はユニット本体３１の下部
に位置している。この状態では、ロックスリーブ３３の
内周面によりロックボール１８が内側に押し出されるた
め、プローブピン１０のロック溝１７にロックボール１
８が入り込み、プローブピン１０がユニット本体３１か
ら抜け出ることのないロック状態になる。また、ロック
スリーブ３３を上方に持ち上げると、退避凹部４１が収
納孔４０に位置するため、ロックボール１８がロック溝
１７から退避可能となり、プローブピン１０をチャック
ユニット１１から抜き取ることができる。

【００１８】ユニット本体３１の下部には抜け止めリン
グ４４が嵌められており、ロックスリーブ３３のユニッ
ト本体３１からの脱落と、ロックボール１８の収納孔４
０からの脱落とを規制している。

【００１９】ユニット本体３１の上部には、ターミナル
コネクタ３４が取付スリーブ４５及び取付リング４６に
より固定されている。ターミナルコネクタ３４は、金属
性のホルダ５０と、これに絶縁性のスリーブ５１を介し
軸方向に移動自在に取り付けたコネクタ本体５２とから
構成されている。コネクタ本体５２はスリーブ５１に内
蔵させたコイルバネ（図示せず）により下方に付勢され
ており、プローブピン１０のコンタクトプローブ１３，
１４の上端部に接触するようにされている。また、この
付勢により、ロックスリーブ３３を上方に持ち上げてプ
ローブピン１０を外す場合に、プローブピン１０が簡単
にユニット本体３１から初期排出される。したがって、
プローブピン１０の自重による落下と相まってプローブ
ピン１０がチャックユニット１１から確実に外れるよう
になる。また、コネクタ本体５２の上端部に接続コード
５３が接続され、これによりプローブピン１０からの電
気信号が測定器側に送られる。

【００２０】ターミナルコネクタ３４の上端には、回動
軸５４が一体的に形成されており、これの上端には嵌合
孔５５が形成されている。この嵌合孔５５には回動ユニ
ット１２の駆動軸５６が嵌合されている。したがって、
回動軸５６の回動によりターミナルコネクタ３４が回
り、これに伴いチャックユニット１１及びプローブピン
１０が回る。

【００２１】回動ユニット１２は、減速機６０が一体的
に設けられたステッピングモータ６１と、これをＺ軸ユ
ニット６２に取り付ける取付ブラケット６３とから構成
されている。

【００２２】図１に示すように、取付ブラケット６３
は、ターミナルコネクタ３４を回動自在に保持するもの
であり、垂直板６３ａに、モータ取付板６３ｂと、チャ
ックユニット保持板６３ｃとを水平に取り付けて構成さ
れている。図２に示すように、モータ取付板６３ｂの中
央には、回動軸５４が貫通する保持孔７０が形成されて
おり、この保持孔７０により回動軸５４が回動自在に保
持される。また、チャックユニット保持板６３ｃにはチ
ャックユニット保持孔７１が形成されており、この保持
孔７１はカラー７２を介してチャックユニット１１を回
動自在に保持する。

【００２３】モータ取付板６３ｂの下側には、回転角度
センサ６５が取り付けられている。回転角度センサ６５
は、ターミナルコネクタ３４に固定された回転角度検出
円盤６６の切欠き６６ａを検出する。この検出信号はコ
ントローラ（図示せず）に送られる。コントローラは、
この角度検出信号に基づきステッピングモータ６１の回
転を制御し、プローブピン１０をＸ方向及びＹ方向の所
望の向きで停止する。

【００２４】次に、本実施例の作用について説明する。
図３（Ａ）に示すように、Ｘ方向で回路基板２５に半田
付けされたチップ部品２２に対しては、コントローラは
Ｘ方向にプローブピン１０の２個のコンタクトブロック
２１が並ぶようにその向きを合わせる。まず、図２に示
すように、回転角度センサ６５により、現在のプローブ
ピン１０の各コンタクトブロック２１の向きを検出し、
これがＸ方向で並んでいる場合には、モータ６１を回転
することなく、Ｘ−Ｙユニット（図示せず）により被検
査対象のチップ部品２２の上にプローブピン１０を位置
決めする。

【００２５】また、プローブピン１０の２個のコンタク
トブロック２１がＹ方向に並んでいる場合には、モータ
６１を回転させて、図３（Ａ）に示すように、プローブ
ピン１０を９０°回転させ、プローブピン１０のコンタ
クトブロック２１の向きをＸ方向に変更する。この後、
Ｘ−Ｙユニットにより被検査対象である部品チップ２２
の上にプローブピン１０を位置決めする。位置決め後、
Ｚ軸ユニット６２を作動させて、プローブピン１０を下
降させ、チップ部品２２の半田フィレット部２３又は電
極２４にコンタクトブロック２１の傾斜面２１ａ，２１
ｂを接触させて測定を行う。

【００２６】また、図３（Ｂ）に示すように、Ｙ方向で
回路基板２５に半田付けされたチップ部品２２ａに対し
ては、コントローラはＹ方向にプローブピン１０の２個
のコンタクトブロック２１が並ぶようにその向きを合わ
せる。この後、Ｘ−Ｙユニットにより被検査対象である
部品チップ２２ａの上にプローブピン１０を位置決めす
る。位置決め後、Ｚ軸ユニット６２を作動させて、プロ
ーブピン１０を下降させ、チップ部品２２ａの半田フィ
レット部２３ａ又は電極２４ａにコンタクトブロック２
１の傾斜面２１ａ，２１ｂを接触させて測定を行う。

【００２７】なお、上記実施例では、回動ユニット１２
をステッピングモータ６１により構成したが、この他
に、図４に示すように、取付ブラケット７９に設けたラ
ック８０とピニオン８１とによりプローブピン１０を９
０°回転するようにしてもよい。この場合には、ターミ
ナルコネクタ８２の上端にピニオン８１を一体的に設
け、これにラック８０を噛み合わせる。ラック８０は、
エアーシリンダ８３のロッド先端に連結されており、往
復動自在に構成されている。したがって、エアーシリン
ダ８３によりラック８０を往復動することで、プローブ
ピン１０を９０°回転することができる。なお、ターミ
ナルコネクタ８２には、Ｘ方向位置及びＹ方向位置で確
実にプローブピンの回転が停止することができるように
ストッパ（図示せず）を設けておくことが望ましい。ま
た、エアーシリンダ８３の代わりに、ソレノイドを用い
てもよく、更にはロータリーソレノイドにより直接にチ
ャックユニット１１及びプローブピン１０を回転するよ
うにしてもよい。

【００２８】また、上記実施例は、プローブピン１０を
９０°回転させてＸ方向及びＹ方向で配置されたチップ
部品２２，２２ａやＱＦＰ等を検査するようにしたが、
この他に、任意方向で配置されたチップ部品等に対して
も、その取り付け方向を角度指定することで、プローブ
ピン１０を任意回転角度で停止させ、チップ部品等の取
り付け方向にコンタクトブロックの並び方向を合わせて
これらを検査するようにしてもよい。

【００２９】また、上記実施例では、ボールチャック方
式のチャックユニット１１を用いたが、この他に、コレ
ットチャック方式のチャックユニットを用いてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プローブピンを回動ユニットにより回転させて、チップ
部品やＱＦＰの取り付け向きに合わせてプローブピンの
向きを変更するようにしたから、Ｘ方向及びＹ方向用の
２個のチップ部品用プローブピン等を設ける必要が無
く、１個のプローブピンでＸ及びＹ方向の２方向で配置
されたチップ部品等を検査することができる。しかも、
Ｘ及びＹ方向のプローブピンを交換する手間が不要にな
り、全体的な検査時間を短縮することができ、効率のよ
い検査を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した回路基板検査機のプローブピ
ン保持装置を示す斜視図である。

【図２】同プローブピン保持装置の要部を示す断面図で
ある。

【図３】（Ａ）はＸ方向で配置されたチップ部品とこれ
を検査するときのプローブピンの向きを示し、（Ｂ）は
Ｙ方向で配置されたチップ部品とこれを検査するときの
プローブピンの向きを示す斜視図である。

【図４】他の実施例の要部を示す斜視図である。

【図５】チップ部品用プローブピンを示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１，１０ プローブピン １１ チャックユニット １３，１４ コンタクトプローブ １７ ロック溝 １８ ロックボール ２１ コンタクトブロック ２１ａ，２１ｂ 傾斜面 ２２ 部品チップ ２３ 半田フィレット部 ２４ 電極 ３１ ユニット本体 ３３ ロックスリーブ ３４ コンタクトターミナル ５４ 回動軸 ６１ モータ ６５ 回転角度センサ ６５ 回転角度検出円盤 ８０ ラック ８１ ピニオン ８２ 回動軸 ８３ シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査回路基板と平行な平面に沿ってＸ
   −Ｙ軸方向に移動する可動部と、この可動部に取り付け
   られ、Ｚ軸方向に進退動可能なＺ軸ユニットと、Ｚ軸ユ
   ニットに取り付けられ、被検査回路基板の複数の測定部
   位に電気的に接触する複数個のコンタクトプローブを有
   するプローブピンとを備えた回路基板検査機のプローブ
   ピン保持装置において、前記Ｚ軸ユニットとプローブピ
   ンとの間に、チャックユニットと、これを回動する回動
   ユニットとを設けて、チャックユニットによりプローブ
   ピンを着脱自在に保持するとともに、回動ユニットによ
   りプローブピンを被検査部品の取り付け向きに合わせて
   回動させることを特徴とする回路基板検査機のプローブ
   ピン保持装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回路基板検査機のプロー
   ブピン保持装置において、回動ユニットを、チャックユ
   ニットに一体的に固定した回動軸と、この回動軸を回転
   するモータと、モータにより回転されたプローブピンの
   回転角度を検出する手段と、この回転角度が被検査部品
   の取り付け向きと同じ角度になった時にモータを停止さ
   せるコントローラとから構成したことを特徴とする回路
   基板検査機のプローブピン保持装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の回路基板検査機のプロー
   ブピン保持装置において、回動ユニットを、チャックユ
   ニットに一体的に固定した回動軸と、この回動軸に固定
   されたピニオンと、ピニオンにかみ合うラックと、ラッ
   クを往復動させる手段とから構成したことを特徴とする
   回路基板検査機のプローブピン保持装置。