JPH10282142A

JPH10282142A - 回路試験プローブ

Info

Publication number: JPH10282142A
Application number: JP9106698A
Authority: JP
Inventors: Morihiro Shimano; 守弘島野
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】長期間使用した場合であっても良好な回路試
験を行うことが可能な回路試験プローブを提供するこ
と。【解決手段】管状のハウジング（２）と、上方部分が
露出するように前記管状のハウジング（２）内に可動自
在に挿入されたプランジャー（３）と、該プランジャー
（３）の下端部分と前記ハウジング（２）の底部（２０
３）との間に介在された弾性体（４）とにより構成され
る回路試験プローブ（１）において、前記ハウジング
（２）の内壁に超微細なベアリング（５）を備えたこと
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント回路基板
等の電気的回路を試験するために使用する回路試験プロ
ーブに係り、より詳しくは、内部にベアリングを備えた
回路試験プローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、プリント回路基板等の電気回
路を試験するためには、回路試験プローブ（以下「プロ
ーブ」という。）が使用されている。

【０００３】図６は、この従来のプローブ１１を説明す
るための断面図であり、図にも示されているように、こ
のプローブ１１は、上部に開口を有するとともに下端に
洗浄用の小孔を有する管状のハウジング１２内に、プラ
ンジャー１３が、上方部分が露出されるように可動自在
に嵌入されている。また、前記ハウジング１２内の底部
と前記プランジャー１３の下端部分の間にはバネ１４が
介在されている。これにより、通常の状態においてはプ
ランジャー１３の上方部分が、バネ１４の弾性力により
ハウジング１２から露出しているが、プランジャー１３
の先端部分を押圧することにより、プランジャー１３が
バネ１４の弾性力に対抗してハウジング１２内に引っ込
むようになっている。

【０００４】また、ハウジング１２の中間部分より少し
上側には、くびれ部１２１が円周に沿って形成されると
ともに、該くびれ部１２１に対応する内壁には突出部１
２２が形成されている。一方、プランジャー１３は、下
端近傍に、くびれ部１３１を備え、それによって第一の
肩部１３２及び第二の肩部１３３が形成されている。そ
して、プランジャー１３は、第一の肩部１３２がハウジ
ング１２の突出部１２２の下側にくるようにハウジング
１２内に嵌入され、通常の状態においては、前記第一の
肩部１３２が前記突出部１２２に接触している。そのた
め、ばね１４の弾性力によりプランジャー１３はハウジ
ング１２から飛びだそうとするが、ハウジング１２内に
設けた突出部１２２が障害になり、ハウジング１２の外
へ飛び出すことはない。一方、バネの弾性力に対抗して
プランジャー１３の先端部分をハウジング１２側に押圧
すると、第二の肩部１３３が突出部１２２に接触するま
でプランジャー１３がハウジング１２内に引っ込む。そ
して、押圧を解くことにより、再びプランジャー１３は
第二の肩部１３２が突出部１２２に接触するまでハウジ
ング１２の長手方向の上側に移動する。

【０００５】ここで、図８を使用してこのプローブ１１
の使用方法を説明すると、図において１５は、上下に可
動自在な保持テーブル（図示せず）上に設置したプリン
ト回路基板である。そして、１６は、プリント回路基板
１５上に設けられた部品である。

【０００６】一方、１７はプローブ取付具であり、該プ
ローブ取付具１７には、前記プリント回路基板１５上の
部品に対応した位置にプローブ１１を挿入するためのソ
ケット１８が装着されている。

【０００７】そして、プリント回路基板の試験をする際
には、この予め取付具１７に装着してあるソケット１８
内に、プランジャー先端部分が上側になるようにプロー
ブ１１を挿入し、ソケット１８をケーブル１９を介して
コンピュータテスタ２０に接続する。

【０００８】その後、コンピューターテスタ２０から信
号を送りながら、前記保持テーブルを下側に動かすこと
によってプローブ１１の先端と部品とを接触させる。こ
れにより、部品からの出力を自動的に検査して部品の抵
抗値等をテストする。具体的には、例えば、部品１６が
１オームの抵抗値を有するものである場合には、テスタ
２０に１オームの値が出るかどうかを調べることにより
基板の試験を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の試験
においては、コンピューターテスター２０から送られた
信号は、ケーブル１９、ソケット１８、ハウジング１
２、プランジャー１３、部品１６の順に送られ、また部
品からの出力は、プランジャー１３、ハウジング１２、
ソケット１８、ケーブル１９、コンピューターテスター
２０の順に送られてくる。そのため、電気的接触を良好
に行うためには、プランジャー１３の上方部分の外径
は、できるだけハウジング１２の内径に近づける必要が
ある。

【００１０】一方、プランジャー１３の上方部分の外径
をハウジング１２の内径に近づけすぎると、プランジャ
ー１３の上下動が円滑に行えなくなる。そして、その結
果、基板上の部品に接触したプランジャー１３がハウジ
ング１２内に引っ込まず、プランジャー１３の先端部分
と接触する基板上の部品を傷つけることになる。そのた
め、従来から、電気的接触を良好に行いつつ、かつ、プ
ランジャーの上下動を円滑に行えるようなプローブの提
供が要求されていた。

【００１１】しかしながら、従来のプローブにおいて
は、例えばピン間が２．５４ミリメートルピッチの場合
は、ハウジングの内径が１．０６ミリメートルに対し
て、プランジャーの上方部分の内径は１．０２から１．
０３ミリメートルにするのが限界であった。

【００１２】一方、試験対象の部品表面には半田付け等
のために多少の凹凸があり、また、試験対象の部品に接
続されている導線等が曲がっている場合があり、更に、
基板そのものが上下動により多少歪むため、部品がプラ
ンジャー１３の先端を押圧する場合には、プランジャー
１３の先端部がハウジング１２の長手方向と同様の方向
（図７におけるＢ方向）に押圧されることはない。即
ち、プランジャー１３には横荷重が加わって、プランジ
ャー１３は、ハウジング１２の長手方向に対して少し斜
めの方向（図７におけるＣあるいはＤ方向）に向かって
ハウジング１２内に入り込むのが一般的である。そのた
め、回路基板の試験の際には、主に図６におけるＢ点に
おいてプランジャー１３とハウジングが接触して信号の
送受信が可能となっていた。

【００１３】しかしながら、回路試験は数千個から数万
個の回路基板に対して行うため、プローブは、一般的に
数千回から数万回も回路基板に接触する。そのため、基
板の試験を繰り返すことにより、ハウジングの長手方向
に対して斜め方向に向かってハウジング内に入り込んだ
プランジャーは、ハウジングとの接触部分においてハウ
ジングの内壁を削り落としてしまい、その結果接触不良
を起こしてしまうことになる。特にプランジャーに加わ
る横荷重が大きい場合には、プランジャーがハウジング
の内壁を削り落とす量が多くなり、プローブの寿命も短
くならざるを得なかった。

【００１４】また、ハウジングとしては、一般的に真
鍮、洋白、リン青銅といった電気導通性の良い物質を使
用しているが、削り落とされた前記汚染物質は、不導体
に近い物質になる。そのために、この削り落とされた汚
染物質がプローブ内に蓄積されると、ハウジングとプラ
ンジャーとの電気的接触を阻害し、試験対象の基板上の
部品の信号をテスター側へ正確に送ることができなくな
る。そしてその結果として、テスター側では、本来は良
品である基板を不良品と判断してしまうことになる。

【００１５】更に、ハウジング内に汚染物質が蓄積され
ると、蓄積された汚染物質がプランジャーの動きを阻害
してしまい、プランジャーが途中で動かなくなり、その
結果試験対象の基板上の部品を傷つけてしまうことも考
えられる。

【００１６】そのため、従来のプローブを使用して回路
試験をする場合には、プローブを使用する者は、平均的
に２〜４日で、検査ラインをストップし、すべてのプロ
ーブを交換しなければならなかった。

【００１７】一方、プランジャーがハウジングを削り落
とすことを防止するために、ハウジング内に潤滑油を塗
布する方法も考えられてはいる。しかし、潤滑油を使用
した場合には、潤滑油が蒸発等により消滅した後にはプ
ランジャーが上下動しなくなり、その結果試験対象の部
品等を傷つけることがあった。

【００１８】更にまた、従来のプローブでは、試験を繰
り返すことにより、部品と接触するプランジャーの先端
部分が磨耗してしまい、良好な試験を行うことが困難に
なっていた。

【００１９】そこで、本発明は、電気的接触を良好に行
いつつプランジャーの上下動を円滑に行えるとともに、
繰り返し使用した場合であってもプランジャーがハウジ
ングの内壁を削り落とすことがなく、長期間使用した場
合であっても良好な回路試験を行うことが可能な回路試
験プローブを提供することを課題としている。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明の回路試験プロー
ブは、管状のハウジングと、上方部分が露出するように
前記管状のハウジング内に可動自在に挿入されたプラン
ジャーと、該プランジャーの下端部分と前記ハウジング
の底部との間に介在されたバネとにより構成される回路
試験プローブにおいて、前記ハウジングの内壁に超微細
なベアリングを備えたことを特徴とする。

【００２１】本発明の回路試験プローブでは、ハウジン
グの内壁に微細なベアリングを備えている。そのため、
長期間使用した場合であってもプランジャーがハウジン
グの内壁を削り落として汚染物質を生じさせることがな
い。その結果、長期間にわたり、良好な回路試験を行う
ことが可能となった。また、いわゆるベアリング効果に
よってプランジャーが円滑に上下動できるため、ハウジ
ングの内径とプランジャーの外径の差を少なくすること
が可能となった。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の回路試験プローブでは、
管状のハウジング内に、上方部分がハウジングから露出
するようにして、プランジャーをハウジングの長手方向
へ可能自在なように嵌入する。そして、ハウジングの内
部における底部とプランジャーの下端部分との間にバネ
を介在させる。また、ハウジングの内壁には、微細なベ
アリングを備える。

【００２３】ここで前記ベアリングは、ハウジング内壁
のみに備えてもよいが、より好ましくは、ハウジング内
壁のみならず、前記プランジャーの外面にも備えるとよ
く、また、ハウジングの内壁、プランジャーの外面に加
え、更に、前記スプリングの外面にも備えると良い。こ
れにより、いわゆるベアリング効果により、ハウジング
の内壁を削り落とすこと無く、円滑にプランジャーが上
下動することになる。

【００２４】また、前記ベアリングとしては、超微細な
固体潤滑剤を使用するとよく、より好ましくは、クラス
タ系のダイヤモンドを使用するとよい。

【００２５】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は本実施例の回路試験プローブであり、本実施例の
回路試験プローブ１は、上部が開口２０１を有するとと
もに、下端２０２に洗浄用の小孔を備える管状のハウジ
ング２と、上側部分３０１が露出するように前記ハウジ
ング２内に可動自在に嵌入されたプランジャー３と、該
プランジャー３の下端に設けられた尾の部分３０２と前
記ハウジング２の底部２０３との間に、長手方向に圧縮
して設けられたバネ４と、前記ハウジング３の内壁に備
えられたベアリング５とにより構成される。そして前記
プランジャー３は、先端部分３０３を下側に押圧するこ
とにより、前記バネ４の弾性力に対抗して前記ハウジン
グ２の長手方向の下側、図１におけるＥ方向に引っ込む
ようになっている。

【００２６】ここで前記プランジャー３は、ハウジング
２に滑り嵌入し得る寸法の外径を有しており、本実施例
では、ピン間が２．５４ミリメートルピッチのプローブ
を使用しており、ハウジング２の内径は１．０６ミリメ
ートルであり、それに対してプランジャー３の外径は
１．０５５ミリメートルにすることが可能となった。ま
た、ハウジングの全長は２５ミリメートルであり、プラ
ンジャーの全長は２０ミリメートルのものを使用してい
る。

【００２７】また、プランジャー３は、下端近傍にくび
れ部３０４を有しているとともに、第一の肩部３０５及
び第二の肩部３０６を有し、下端部分には、バネ４が接
続される尾部３０２を備えている。

【００２８】一方前記ハウジング２は、長手方向の中間
よりも少し上側に、円周に沿ってくびれ部２０４を有す
るとともに、該くびれ部２０４に対応する内壁には、突
出部２０５を有している。そして、前記プランジャー３
は、第一の肩部３０５がハウジング２の突出部２０５よ
りも下側に位置するように、ハウジング２内に嵌入され
ている。

【００２９】ここで、ハウジング２の内壁に備えられた
ベアリング５について説明すると、本実施例において
は、導電剤を塗布した超微細な炭素粒子の固体潤滑剤を
使用している。より詳しくは、衝撃波を利用することに
より製造される、０．０１ミクロン以下の径を有するク
ラスタ系のダイヤモンドにカーボンをコーティングした
ものを使用している。一般的に、ハウジングの内壁等に
は、加工傷、打こん痕等の微細な隙間が生じているが、
本実施例においては、これらの微細な隙間に上記クラス
タ系ダイヤモンドを注入している（図２参照）。より詳
しくは、クラスタ系ダイヤモンドを混ぜ合わせた液体に
ハウジング２を浸すことによって、ハウジング内壁の隙
間にベアリングを注入している。

【００３０】なお、本発明に使用するベアリングとして
はダイヤモンドには限られず、超微細なものであればい
ずれを用いても良く、例えばセラミック等でも良い。

【００３１】また、本発明では、ハウジング２の内壁の
隙間にベアリングを注入する形態には限られず、図３に
示されるように、ハウジングの内壁に加えて、プランジ
ャーの外面や、スプリングの外面に上記ベアリングを注
入しても良い。これによって、プランジャーの下端部が
ハウジングの内壁を削り落とすことを防止するだけでな
く、いわゆるベアリング効果によって、プランジャーの
上下動を円滑にすることも可能となり、その結果、プラ
ンジャーの上方の外径をハウジングの内径により近づけ
ることが可能となる。更に、試験対象の基板上の製品と
接触するプランジャーの先端部分の磨耗を最小限に押さ
えることも可能となる。

【００３２】次に本発明の作用を説明すると、試験対象
のプリント回路基板上に設けられている部品がプランジ
ャー３の先端部３０３を図１におけるＥ方向に押圧する
と、プランジャー３は、スプリング４の弾性力に対抗し
て、ハウジング２内に入り込む。そして、押圧が解かれ
ると、プランジャー３はスプリング４の弾性力によって
再びハウジング２の長手方向の上側に押し上げられる。

【００３３】この場合、ハウジング２の内壁、プランジ
ャー３の外面及びスプリング４の外面には超微細なベア
リング５が備えられているため、プランジャー３がハウ
ジング２の内壁を削り落とすことがない。また、ベアリ
ング５を備えているためにプランジャー３の上下動も円
滑に行える。更に、プランジャー３の先端部分３０３の
磨耗を防止することが可能となる。

【００３４】そして、本実施例のプローブ１を使用する
場合は、図６に示される従来のプローブの場合と同様
に、予めプローブ取付具に装着してあるソケット内に本
実施例のプローブを挿入してソケットをケーブルを介し
てコンピューターテスタに接続した後に、コンピュータ
ーテスタから信号を送りながら、プリント回路基板等に
設けられている部品の脚部等をプランジャーの先端部分
に接触させる。そして、部品の抵抗値をコンピューター
テスターで検査する。

【００３５】なお、上述したように、ハウジング２の内
面には突出部２０５が設けられて、前記プランジャー３
の第一の肩部３０５は前記突出部２０５の下側に位置し
ているため、この突出部２０５がプランジャー３の上下
動の際の障害になり、通常の状態では、第一の肩部３０
５が突出部２０５に接触する位置以上にプランジャー３
が上に上がることはなく、また、プランジャー３が押圧
された場合には、第二の肩部３０６が突出部２０５に接
触する位置までしかプランジャー３が下に下がることは
ない。

【００３６】図５は、本実施例の回路試験プローブの抵
抗値と、従来のプローブの抵抗値とを比較検討した試験
結果であり、本試験では、１，１９０，０００回プラン
ジャーの上下動を繰り返し、その抵抗値の比較を行っ
た。なお、図において、ＮＯ．１〜ＮＯ．９までが本発
明によるプローブであり、ＮＯ．１０〜ＮＯ．１６まで
が従来のプローブである。そして、本試験は、図４に示
されるように、１個のプローブに２本のケーブルを接続
することにより、プローブ単体の抵抗値の測定を行うこ
とによって行った。なおプランジャーのストロークは
４．５ミリで行った。

【００３７】図からも明らかなように、従来のプローブ
においては、１０万回の時点で異常値が出始め、１１９
万回の時点では、ほとんどが異常値あるいは試験不能
（ＮＧ）となっているのに対し、本発明によるプローブ
では、１１９万回の時点でも、ほとんどが試験開始時と
変わらない値となっている。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３９】本発明の回路試験プローブでは、ハウジン
グの内壁に超微細なベアリングを備えているため、プラ
ンジャーがハウジングの内壁を削り落として汚染物質が
発生することがない。その結果、汚染物質がプローブ内
部に蓄積してハウジングとプランジャーとの電気的接触
を阻害したりプランジャーの上下動を阻害することを防
止でき、長期間使用した場合であっても、良好な回路試
験を行うことが可能となる。

【００４０】また、ハウジングの内壁にベアリングを備
えることにより、いわゆるベアリング効果によってプラ
ンジャーが円滑に上下動するため、プランジャーの上方
部分の外径をハウジングの内径により近づけることが可
能となった。

【００４１】更に、プランジャーの外面及びスプリング
の外面にもベアリングを備えた場合には、汚染物質の発
生を防止できるのみならず、プランジャーの先端部分の
磨耗を防止することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回路試験プローブの実施例の断面を示
す図である。

【図２】本発明の回路試験プローブに用いられるベアリ
ングを説明するための図である。

【図３】本発明の回路試験プローブの他の実施例の断面
図である。

【図４】本発明の回路試験プローブの試験方法を説明す
るための図である。

【図５】本発明の回路試験プローブの性能検査の結果を
示す表である。

【図６】従来の回路試験プローブを説明するための図で
ある。

【図７】回路試験プローブのプランジャーの作動方向を
説明するための図である。

【図８】回路試験プローブの使用方法を説明するための
図である。

【符号の説明】

１回路試験プローブ２ハウジング２０１開口２０２洗浄用小孔２０３底部２０４くびれ部２０５突出部３プランジャー３０４くびれ部３０５第一の肩部３０６第二の肩部４ばね５ベアリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管状のハウジング（２）と、上方部分が露
出するように前記管状のハウジング（２）内に可動自在
に挿入されたプランジャー（３）と、該プランジャー
（３）の下端部分と前記ハウジング（２）の底部（２０
３）との間に介在された弾性体（４）とにより構成され
る回路試験プローブ（１）において、前記ハウジング
（２）の内壁に超微細なベアリング（５）を備えたこと
を特徴とする回路試験プローブ。
【請求項２】管状のハウジング（２）と、上方部分が露
出するように前記管状のハウジング（２）内に可動自在
に挿入されたプランジャー（３）と、該プランジャー
（３）の下端部分と前記ハウジング（２）の底部（２０
３）との間に介在された弾性体（４）とにより構成され
る回路試験プローブ（１）において、前記ハウジング
（２）の内壁及び前記プランジャー（３）の外面に超微
細なベアリング（５）を備えたことを特徴とする回路試
験プローブ。
【請求項３】管状のハウジング（２）と、上方部分が露
出するように前記管状のハウジング（２）内に可動自在
に挿入されたプランジャー（３）と、該プランジャー
（３）の下端部分と前記ハウジング（２）の底部（２０
３）との間に介在された弾性体（４）とにより構成され
る回路試験プローブ（１）において、前記ハウジング
（２）の内壁、前記プランジャー（３）の外面、及び前
記弾性体（４）の外面にそれぞれ超微細なベアリング
（５）を備えたことを特徴とする回路試験プローブ。
【請求項４】前記弾性体（４）がバネであることを特徴
とする請求項１乃至請求項３に記載の回路試験プロー
ブ。
【請求項５】前記ベアリング（５）が固体潤滑剤である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記
載の回路試験プローブ。
【請求項６】前記固体潤滑剤がクラスタ系ダイヤモンド
であることを特徴とする請求項５に記載の回路試験プロ
ーブ。