JP2004138385A - チェッカーヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な作業で製造でき、大電流にも対応でき、コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、部品点数も少ないチェッカーヘッドおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】配線固定板58の2本の通孔59に1本の導線60を通して仮固定する。導線を全部差し込んで配線が終わったら低粘度接着剤64で完全接着し、導線60の突出部分を除去して平坦にする。これに、前面板52、中間板54A、54B、背面板56、コンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40を組み付けて、チェッカーヘッドを製造する。
【選択図】 図1
【解決手段】配線固定板58の2本の通孔59に1本の導線60を通して仮固定する。導線を全部差し込んで配線が終わったら低粘度接着剤64で完全接着し、導線60の突出部分を除去して平坦にする。これに、前面板52、中間板54A、54B、背面板56、コンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40を組み付けて、チェッカーヘッドを製造する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷回路等の被検査体にコンタクトピンを接触させて電気的コンタクトをとるチェッカーヘッドに関する。さらに詳細には、DCテスタ等の回路テスタと被検査体に設けられたテストパッドとの導通をとるために回路テスタに接続されて使用されるチェッカーヘッドおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1のチェッカーヘッドの構成を図9に示す。チェッカーヘッドは、コンタクトピン120と、押しバネ130と、導線160とを直線状に配列するとともに、多数組のこの配列を3枚の積層されたベーク板からなる前板152、中板154、配線固定板158に貫通させたものである。前板152には、コンタクトピン120を通すための貫通孔153が、中板154には押しバネ130を通すための貫通孔155が、配線固定板158には、導線160を通すための貫通孔159が設けられている。そして、コンタクトピン120は釘状の形状をしており、その先端が前面の前板152から突出している。また、前板152の貫通孔153は中板154の貫通孔155より小径とされており、コンタクトピン120の鍔部122がこの段差に当たることによりその突出が規制されるようになっている。
【0003】
回路テスタに接続される導線160は、配線固定板158の貫通孔159に接着剤で固定されている。押しバネ130は圧縮された状態でチェッカーヘッドに組み込まれており、コンタクトピン120を図9中上方へ押圧している。この押圧によりコンタクトピン20から押しバネ130、導線160までが導通するようになっている。特に、コンタクトピン120の先端を被検査体である印刷回路90のテストパッド92に押し付けると、押しバネ130がさらに圧縮されて押圧が強まり、導通がより確実になる。この状態で、回路テスタからテストパッド92に電気信号(電圧や電流)を印加したり、テストパッド92の電気信号(同じ)を回路テスタで検出したりすることができる。
【0004】
ここで、導線160を配線固定板158へ固定する際には、導線160として、外周に接着層をコーティングした自己融着性の導線を用いる。そして、図10(A)に示すように、導線160を配線固定板158の貫通孔159を挿通し、仮固定させる。その後、導線160と配線固定板158の貫通孔159との隙間に更に接着剤を装填する。最後に、図10(B)に示すように、配線固定板158の表面を研磨する。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−88882号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平11−64378号公報
【0007】
【特許文献3】
特開平11−64379号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した引用文献1のチェッカーヘッドでは、電気抵抗のバラツキが発生することがあった。この原因を調べたところ、押しバネ130と導線160との間で接触抵抗が生じることがあることが分かった。即ち、図9に示す中板154の貫通孔155の中心線155Xと配線固定板158の貫通孔159の中心線159Xとがズレルと、押しバネ130の端部が配線固定板158側に引っ掛かり、押しバネ130と導線160との接触が適切に取れなくなり、接触抵抗が生じ、電気抵抗のバラツキになっていた。
【0009】
更に、図10(A)、(B)を参照して上述した製造方法、即ち、自己融着性の導線160を配線固定板158の貫通孔159を挿通し仮固定させても、他の導線160を挿通している間に抜け落ちてしまい、仮固定ができず、特許文献1の製造方法では実際に製造でないことが分かった。
【0010】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電気抵抗のバラツキを発生せずに、簡単な作業で製造でき、大電流にも対応でき、コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、部品点数も少ないチェッカーヘッドを、その製造方法とともに提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決のためになされた本発明のチェッカーヘッドは、穴が形成された前板と、前記前板の穴から先端が突出するとともに前記前板より後方の位置に前記穴より大径の鍔部が形成された導電性のコンタクトピンとを有し、このコンタクトピンの先端で被検査体に接触するチェッカーヘッドにおいて:
前記鍔部より後方に位置するとともに前記前板に対して固定され、前記前板の穴の位置に対応する位置に穴が形成された導線固定板と;
前記導線固定板の穴を貫通して設けられるとともに前記導線固定板に接着された導線と;
通孔が形成された背面板と;
前記背面板の通孔から先端が突出して前記導線に接触するとともに前記背面板より前方の位置に前記通孔より大径の鍔部が形成された導電性のバックピンと;前記コンタクトピンと前記バックピンとの間に圧縮状態で設けられた導電性のバネと;を有し、
前記コンタクトピンが前記背面板に向けて押圧されている状態では前記コンタクトピンと前記導線とが前記バネ及び前記バックピンを介して導通することを技術的特徴とする。
【0012】
このチェッカーヘッドでは、コンタクトピンの鍔部が前板の背面に位置している。そして、鍔部の前端が前板の穴の周縁に後方から当接することにより、コンタクトピンが前板の前方へ引き抜かれることが防止されている。同様に、バックピンの鍔部が背面板の前面(背面)に位置している。そして、鍔部の前端が背面板の通孔の周縁に後方から当接することにより、バックピンが背面板の後方へ引き抜かれることが防止されている。また、コンタクトピンの鍔部とバックピンの鍔部との間にはバネが圧縮状態で配置されている。バネに付勢されるバックピンの先端は導線固定板に接着されている導線に当接している。また、バネの前方端はコンタクトピンを前方へ向けて押圧している。コンタクトピンが被検査体に接触して押し込まれると、このバネの弾力により押し返されることになる。これによりコンタクトピンの先端と被検査体とが確実に接触し導通がとられる。また、バネ及びバックピンを介してコンタクトピンと導線とも接触して導通がとられる。
【0013】
バックピンと導線とが接触することで導通が取られるため、例え、バックピンを保持する背面板の貫通孔と、導線を固定する配線固定板の穴との位置がずれ、バックピンのセンターと導線のセンターとが一致しなくても、バックピンの先端が導線と点接触することで適切に接続を取ることができる。このため、電気抵抗のバラツキを発生することがない。
【0014】
このチェッカーヘッドは、導線をバネに押し込む作業を伴わずに製造できる。このため、製造工数が少なくて済み、また歩留まりも高い。また、バネの個数がコンタクトピン1本あたり1個で部品点数が少ないので、各コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、工程管理上の負担も小さい。
【0015】
このチェッカーヘッドでは、前板と背面板との間に挟持されるとともに前板および導線固定板の穴の位置に対応する位置に穴が形成された中板を有し、コンタクトピンの鍔部、バネおよびバックピンの鍔部が中板の穴の中に位置し、導線におけるバックピンと接する側の端面が、導線固定板における前板側の面と同一面であることが好ましい。このようにすると、導線を装着した導線固定板と、前板と中板と背面板とを接合しこれにコンタクトピンとバネとを装着したものとを容易に組み合わせることができるからである。
【0016】
また、本発明に係るチェッカーヘッドの製造方法では、(a)導線固定板に形成されている2つの穴に1本の導線を差し込み;
(b)前記導線と前記導線固定板とを接着し;
(c)前記導線における前記導線固定板の前面から突出している部分を除去し;(d)中板に形成されている穴に導電性のバネを挿入し、前板に形成されている穴に、その穴より大径かつ前記中板の穴より小径の鍔部を有する導電性のコンタクトピンを後方から挿通してその先端を前方に突出させ、背面板に形成されている通孔に、その通孔より大径かつ前記中板の穴より小径の鍔部を有する導電性のバックピンを前方から挿通してその先端を後方に突出させ;
(e)前記導線固定板と前記背面板と前記中板と前記前板とを重ね合わせて、前記導線と前記コンタクトピンとにより前記バネが圧縮された状態とする;ことを技術的特徴とする。
【0017】
この製造方法では、(a)工程〜(b)工程により、導線と導線固定板との接着体が得られる。この(c)工程では、(b)工程で使用した接着剤であって導線固定板の前面より上にはみ出て固化した部分も除去される。その上に、前板と中板と背面板とを、それらの穴にコンタクトピン、バネ、バックピンを挿入しつつ組み付けて、そして各板間を接合すれば、チェッカーヘッドが製造される。この製造過程には、導線をバネの内側に差し込む作業が含まれていないので、工数が少なくて済み、また良品率も高い。ここにおいて、前板、中板、背面板、コンタクトピン、バネおよびバックピンの組み付け順序には特に制限はない。例えば、前板の穴に後方からコンタクトピンを差し込み、背面板の通孔に前方からバックピンを差し込み、そして中板の穴にバネを挿入してから、中板を貼り合わせてその穴の中に鍔部が位置するようにしてもよい。あるいは、前板の穴に後方からコンタクトピンを差し込み、中板を貼り合わせてその穴の中に鍔部が位置するようにしてから、中板の穴にバネを押し込み、背面板の通孔に前方からバックピンを差し込み、中板側に背面板を、コンタクトピンやバネが外れないようにかつ中板の穴の中にバックピンの鍔部が位置するよう貼り合わせてもよい。
【0018】
この製造方法では、2つの穴に1本の導線を差し込む。これにより、接着剤等を用いることなく、(b)工程の前に導線と導線固定板とを仮固定することができる。実際にチェッカーヘッドを製造する場合には、多数の穴が導線固定板に設けられており(他の板も同様)、各穴にそれぞれ導線を差し込んで接着することになる。ここで、導線の差込が全部終わってから接着すると便利である。差し込み作業を続けている間に、すでに差し込んだ導線が抜けることがなく、また必要に応じて配線作業なども行うことができるからである。また、(b)工程の接着作業が1回で済むからである。また、特許文献1と異なり、仮固定のため導線の周囲に接着剤を薄く塗布した自己融着性のある導線を用いないため、接着剤分太い導線を用いることが可能になり、配線の強度が高まり、抵抗値を下げることができる。
【0019】
また、(c)工程では、導線の端面を導線固定板の前面に対して平坦にすることが好ましい。このようにすると、導線と導線固定板との接着体の上へ中板等を重ね合わせる作業がしやすいからである。また、導線の端面を導線固定板の前面に対して平坦にすることで、バネがコンタクトピンを前方へ向けて押圧する力が均一になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係るチェッカーヘッド10の主要部を、図1に示す。チェッカーヘッド10は、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40と導線60とを直線状に配置してこれを前面板52と中間板54A、54Bと背面板56と配線固定板58との積層体(ハウジング)50に貫通させたものである。
【0021】
コンタクトピン20は、図2(A)に示すように、軸部21と鍔部22とを有する釘形状の部材であり、SK材等の工具鋼で形成されている。軸部21の先端23は平坦に形成されている。軸部21の直径C1は0.13mmであり、鍔部22の直径D1は0.18mmである。軸部21の長さK1は、2.0mmである。バックピン40は、図2(B)に示すように、軸部41と鍔部42とを有する釘形状の部材であり、SK材等の工具鋼で形成されている。軸部41は先端43が尖るように形成されている。軸部41の直径C2は0.13mmであり、鍔部42の直径D2は0.18mmである。軸部41の長さK2は、2.0mmである。図1に示すように導電性のコイルスプリング30は、外径Eが0.18mm、自由長が2.0mmであり、コンタクトピン20の鍔部22の後方(図1中下方)に位置する。導線60は、直径Fが0.18mmであり、バックピン40のさらに後方に位置する。
【0022】
前面板52、中間板54A、54B、背面板56、配線固定板58は、エンジニアリングプラスチック等の、絶縁性と適度な剛性のある材質で形成された平板状の部材であり、互いに接着されている。これら5枚の板52、54A、54B、56、58にはそれぞれ、コンタクトピン20やコイルスプリング30、導線60を納める穴(ドリル穴)53、55A、55B、57、59が開けられている。前面板52は、厚さGが1.5mmで、穴(ガイド孔)53の直径Hが0.15mmである。中間板54A、54Bは、厚さIがそれぞれ2.0mmで、穴55A、55Bの直径Jが0.20mmである。背面板56は、厚さMが1.5mmで、穴(ガイド孔)57の直径Lが0.15mmである。配線固定板58は、厚さNが2.0mmで、穴59の直径Jが0.20mmである。
【0023】
コンタクトピン20は、その鍔部22が中間板54Aの穴55Aの中に位置し、軸部21が前面板52の穴53の中に位置する。そして、軸部21の先端23が外部に突出しており、その突出長Tは約0.5mmである。鍔部22の直径D1が前面板52の穴53の直径Hより大きいので、鍔部22の前面側が前面板52の裏面に当接した状態からさらに前方へ移動することはできない。
【0024】
同様に、バックピン40は、その鍔部42が中間板54Bの穴55Bの中に位置し、軸部41が背面板56の穴57の中に位置する。鍔部42の直径D2が背面板56の穴57の直径Lより大きいので、鍔部42の前面(背面)側が背面板56の前(裏)面に当接した状態からさらに後(前)方へ移動することはできない。
【0025】
コイルスプリング30は、中間板54A、54Bの穴55A、55Bの中に位置し、コンタクトピン20を前側へ、バックピン40を後方へ付勢している。
【0026】
導線60は、配線固定板58の穴59を貫通しており、後方(図1中下方)側が外部に出て回路テスタ80に接続されている。導線60と配線固定板58とは、図3に拡大して示すように接着剤64により接着されている。そして、導線60および接着剤64は、バックピン40側が研磨されており、配線固定板58の表面に対し平坦な面となっている。なお、図3中に示される接着剤64は固化した状態のものである。
【0027】
この状態では、コイルスプリング30がやや圧縮された状態となっており、そしてその後方の導線60が配線固定板58に対して固定されている。このため、コイルスプリング30の弾力によりコンタクトピン20は前方(図1中上方)に押しつけられている。そしてこの状態ではコイルスプリング30の弾力により、コンタクトピン20とコイルスプリング30とが、またコイルスプリング30とバックピン40とが、バックピン40と導線60とが接触している。これにより、コンタクトピン20から導線60までが電気的に導通することとなる。
【0028】
図4に、バックピン40とコイルスプリング30とを拡大して示す。コイルスプリング30とバックピン40の鍔部42とは、中間板54Bの穴55B内で接触している。このため、図9を参照して上述した特許文献1での技術でのバネ130と導線160のように、中心がずれることがなく、接触抵抗が発生することがない。
【0029】
また、図3に示すようにバックピン40と導線60とが接触することで導通が取られるため、例え、バックピン40を保持する背面板56の穴(ガイド孔)57と、導線60を固定する配線固定板58の穴59との位置がずれ、バックピン40のセンターと導線60のセンターとが一致しなくても、バックピン40の先端43が導線60と点接触する。このため、適切に接続が取れ、電気抵抗のバラツキを発生することがない。
【0030】
なお、図1では6組のコンタクトピン20等しか示していないが、実際には多数組が並列に前面板52等に対して取り付けられる。前述の寸法では、0.25mmピッチでコンタクトピン20等を設けることが可能である。
【0031】
このチェッカーヘッド10は、導線60をDCテスタ等の回路テスタ80と接続した状態で使用する。その状態で、コンタクトピン20の先端を印刷回路90のテストパッド92に押し付けると、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40と導線60とを介して回路テスタ80とテストパッド92とが導通し、回路テスタ80による印刷回路90の特性検査が可能な状態となる。このとき、テストパッド92によりコンタクトピン20が図1中下方に向けて押され、コイルスプリング30がさらに圧縮される状態となっている。このため、コイルスプリング30の弾力によりコンタクトピン20が押し返され、この押し返しによりコンタクトピン20とテストパッド92とが、またコイルスプリング30とコンタクトピン20と、コイルスプリング30とバックピン40と、バックピン40と導線60とが確実に接触して良好な導通が確保される。したがって、回路テスタ80からチェッカーヘッドを介してテストパッド92に電圧や電流の電気信号を印加したり、逆にテストパッド92の電気信号を回路テスタで測定したりすることができる。
【0032】
そしてチェッカーヘッド10では、導線60におけるコイルスプリング30と接触する端面が配線固定板58の表面と平坦面をなしているので、コイルスプリング30の圧縮の程度はどれも均一である。このため、コンタクトピン20がテストパッド92を押す押圧力が均一である。また、導線60として0.18mmφという太めのものを使用しているので、大電流に対応できる。このため、100Vクラスの電圧をかけるような特性検査もできる。即ち、導線の固定のために、固定端子(スリーブ)を用いた場合には、スリーブよりも導線を細くする必要があり、本実施形態と比べて、導線の径が1/2程度になった。これに対して、本実施形態では、導線の径を0.18mmと太くできるため、抵抗を下げると共に、導線の引っ張り強度を高めることができる。
【0033】
ここで、コンタクトピン20のストロークは、300μm程度に設定されている。このため、バックピン40と導線60との誤差を15μm以下に抑える必要がある。ここで、上述した接続端子(スリーブ)を配線固定板の穴に嵌入する方式では、接続端子の上面に30μm以上バラツキが出て、コンタクトピン20に均一な押圧力を発生させることができなかった。これに対して、本実施形態では、後述するように、配線固定板58の面を研磨により平滑化することで、導線相互の誤差を数μm以下に抑えることが可能になり、コンタクトピン20に均一な押圧力を発生させることができる。
【0034】
更に、ソケット内にピン及びバネを収容し、ピンを進退可能に保持する方式のチェッカーヘッドに対して、狭ピッチでも、ピンをソケットを用いない分だけコンタクトピンを太くすることができる、ピン曲がり、ピン折れが生じ難い。更に、コンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40を太いものを用いれるため、廉価に構成することができる。
【0035】
ここで、本実施形態では、コンタクトピン20の精度は、前面板52の穴(ガイド孔)53の位置精度により依るため、前面板に高精度でガイド孔53を穿設することで、簡単に高い位置精度を達成することができる。
【0036】
また、導線60として外周に接着層を設けていないものを用いるため、特許文献1の接着層を設けた銅線と比べて、銅線部分が太くなり、電気特性を改善することができる。
【0037】
次に、チェッカーヘッド10の製造方法を説明する。チェッカーヘッド10の製造のためには部品として、前述の寸法のコンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40、導線60、前面板52、中間板54A、54B、背面板56そして配線固定板58を用意する。前面板52、中間板54A、54B、背面板56そして配線固定板58には、コンタクトピン20等を取り付ける箇所にそれぞれ所定の径の穴をあけておく。また、導線60と配線固定板58との接着のための接着剤を用意する。この接着剤は、瞬間接着剤と通称される低粘度接着剤(例えば、東亞合成(株)製の商品名「ボンドアロンアルファ」等)を用いればよい。この低粘度接着剤であれば、アセトン等の溶剤により容易に接着を解除でき、導線の付け直しを行うことができる。
【0038】
まず、配線固定板58と導線60とを組み合わせる。このため、図5に示すように配線固定板58の2つの穴59に1本の導線60を挿通して、導線60を配線固定板58に仮固定する。
【0039】
仮固定された状態では導線60がひとりでに配線固定板58の穴59から抜けてしまうことはない。このため、導線60の差し込み作業を続けても、すでに差し込んだ導線60が抜けてしまうことはない。また、回路テスタへの接続その他の配線作業も行うことができる。
【0040】
すべての導線60を差し込み、必要な配線作業が済んだら、導線60と配線固定板58との接着を行う。導線60と配線固定板58との隙間に両面から低粘度接着剤を供給する。すると、導線60の直径より配線固定板58の穴59の方がわずかに大きいので、低粘度接着剤かそれらの隙間に浸透していく。先ず、図5中の上面側から低粘度接着剤を充填し、これが個化した後、裏面側から充填して固化させる。これにより、図6の状態が得られる。この状態では、導線60と配線固定板58の穴59との隙間が低粘度接着剤64が充填されており、強力な接着強度が得られている。
【0041】
次に、配線固定板58の表面から突出している余計な部分を除去する。さらにこの面を研磨し、図7の状態を得る。この状態では、配線固定板58の表面58Fと、導線60の端面60Tとが平坦な同一面をなしている。むろんこの状態でも、導線60と配線固定板58との接着状態は強固である。好ましくはこの状態で、導線60の端面60Tに接点グリスを塗布しておくと良い。この代わりに、金メッキまたはニッケル金メッキを無電解メッキ法により施すこともできる。接点グリスの塗布、又は、メッキをしておくと、端面60Tの酸化が防止され、後にコイルスプリング30との接触抵抗が増大することがなくなる。
【0042】
なお、図7に示す状態では、配線固定板58の表面に導線60が密集して配置され、これらを接着剤64が覆っている。接着剤64が配線固定板58を補強する役割を果たし、配線固定板58に上下方向の高い強度を持たせることができる。
【0043】
ここで、前面板52、中間板54A、54B、コンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40、背面板56の組立を行う。このため、前面板52の穴53に裏面側からコンタクトピン20の軸部21を差し込む。そして、前面板52の裏面に中間板54A、54Bを重ね合わせる。このとき、コンタクトピン20の鍔部22が中間板54Aの穴55Aの中に入るようにする。さらに、中間板54A、54Bの穴55A、55Bに裏面側からコイルスプリング30を差し込む。一方、背面板56の穴57に、表面側からバックピン40の軸部41を差し込む。そして、上述したコイルスプリング30を差し込んだ中間板54Bに、穴55Bにバックピン40の鍔部42が入るように、中間板54Bに背面板56を重ね合わせる。これにより図8に示す積層体が得られる。なお、この状態で、バックピン40の先端43が、背面板56の穴57から僅かながら突出している。
【0044】
この組立作業は、作業者にとってやりやすい順序で行えばよい。例えば、前面板52と中間板54A、54Bとを先に位置合わせしておき、これにコンタクトピン20とコイルスプリング30とを差し込んでもよい。あるいは、コンタクトピン20を差し込んだ前面板52に中間板54A、54Bを重ね合わせるとき、あらかじめ中間板54A、54Bの穴55A、55Bにコイルスプリング30、バックピン40を挿入しておいてもよい。
【0045】
そして、図7のものの上に図8のものを重ね合わせ(このときコイルスプリング30は圧縮される)、背面板56と配線固定板58とを位置合わせし位置決めピンでネジ止めすると、図1に示すチェッカーヘッド10が出来上がる。この製造方法には、導線をバネの内側に差し込む作業が含まれていないので、比較的簡単であり失敗しにくく、高い良品率が期待できる。
【0046】
以上詳細に説明したように本実施の形態では、配線固定板58の2つの穴59に1本の導線60を挿通して、導線60を配線固定板58に仮固定する。このため、いちいち接着しなくても、他の導線60の差込や配線等の作業を行うことができる。その後配線固定板58と導線60とを接着するので、コイルスプリング30の弾力に耐える接着強度が得られる。これにより、導線をバネの内側に差し込む作業なくしてチェッカーヘッド10を容易に製造できる。また、配線固定板58と導線60とを接着した後で突出部分を除去して平坦化するので、前面板52や中間板54A、54Bの組立体との接合が容易であるとともに、チェッカーヘッド10において各コンタクトピン20に対し均一な押圧力が掛かることとなる。さらに、大径の導線60を使用できるので、前面板52および中間板54A、54Bと、背面板56との位置合わせ精度をさほど厳格にしなくてもコイルスプリング30と導線60との導通が得られる。また、大電流にも対応できる。また、板材の枚数は5枚で済み、バネの種類も1種類で済むので、部品点数が少なく工程管理がしやすい。
【0047】
また、導線60を配線固定板58に接着剤で固定する方式を採用するため、スリーブ等の部品が不要であり、接続端子(スリーブ)を用いる方式に対して、数分の1の価格で配線固定板58を製造することができる。
【0048】
また、前面板52の穴53に裏面側からコンタクトピン20を差し込む作業と、中間板54A、54Bの穴にコイルスプリング30を装填する作業と、背面板56にバックピン40を差し込む作業と、配線固定板58に導線60を固定する作業とを別々の作業員が行うことができるため、短期間で製造することが可能である。
【0049】
上述した例では、前面板52、中間板54A、54B、背面板56、配線固定板58を位置決めピンにより固定した。このため、位置決めピンを抜くことで、分解ができ、容易にコンタクトピン20、コイルスプリング30,バックピン40の交換が行え、廉価にメンテナンスすることができる。なお、この代わりに、前面板52、中間板54A、54B、背面板56、配線固定板58を接着することもできる。この場合、廉価に製造することができる。
【0050】
更に、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40とを接続していないため、前面板52および中間板54A、54Bと、背面板56との位置合わせ精度に依らず、各コンタクトピン20に対し均一な押圧力を加えさせることができる。この理由を図11の模式図を参照して説明する。本実施形態を示す図11(A)では、前面板52と背面板56との位置決めがずれ、コンタクトピン20の中心線20Xと、バックピン40の中心線40Xとが偏位していても、コイルスプリング30に垂直方向以外の横方向の力を加えることがなく、コイルスプリング30によって、コンタクトピン20に対し均一な押圧力を加えさせることができる。一方、図11(B)に示すように、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40とが接続されていると、前面板52と背面板56との位置決めがずれ、コンタクトピン20の中心線20Xと、バックピン40の中心線40Xとが偏位すると、コイルスプリング30に垂直方向以外の横方向の力が加わり、コイルスプリング30によって、コンタクトピン20に対し均一な押圧力を加えさせることができなくなる。
【0051】
なお、前述の実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、各部品等の寸法として示した数値は、0.25mmピッチを前提とする場合の一具体例であり、他の寸法でもかまわない。
【0052】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、簡単な作業で製造でき、大電流にも対応でき、コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、部品点数も少ないチェッカーヘッドおよびその製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】チェッカーヘッドの全体構成を示す断面図である。
【図2】(A)はコンタクトピンを示す図であり、(B)はバックピンを示す図である。
【図3】配線固定板と導線との接合部分を拡大して示す図である。
【図4】背面板と配線固定板との接合部分を拡大して示す図である。
【図5】配線固定板の穴に導線を挿通した状態を示す図である。
【図6】配線固定板と導線とを接着した状態を示す拡大図である。
【図7】導線の配線固定板から突出している部分を除去した状態を示す図である。
【図8】コンタクトピン、バネ及びバックピンを前面板、中間板および背面板に組み付けた状態を示す図である。
【図9】特許文献1のチェッカーヘッドを示す図である。
【図10】(A)、(B)は、特許文献1のチェッカーヘッドの製造のために導線配線固定板に固定する工程を示す図である。
【図11】(A)は、本実施形態のチェッカーヘッドでのコイルスプリング動作を示す模式図であり、(B)は、比較例でのコイルスプリング動作を示す模式図である。
【符号の説明】
10 チェッカーヘッド
20 コンタクトピン
22 鍔部
30 コイルスプリング
40 バックピン
42 鍔部
52 前面板
53 穴
54A、54B 中間板
55A、55B 穴
56 背面板
57 穴
58 配線固定板
59 穴
60 導線
64 接着剤
80 回路テスタ
90 印刷回路
92 テストパッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷回路等の被検査体にコンタクトピンを接触させて電気的コンタクトをとるチェッカーヘッドに関する。さらに詳細には、DCテスタ等の回路テスタと被検査体に設けられたテストパッドとの導通をとるために回路テスタに接続されて使用されるチェッカーヘッドおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特許文献1のチェッカーヘッドの構成を図9に示す。チェッカーヘッドは、コンタクトピン120と、押しバネ130と、導線160とを直線状に配列するとともに、多数組のこの配列を3枚の積層されたベーク板からなる前板152、中板154、配線固定板158に貫通させたものである。前板152には、コンタクトピン120を通すための貫通孔153が、中板154には押しバネ130を通すための貫通孔155が、配線固定板158には、導線160を通すための貫通孔159が設けられている。そして、コンタクトピン120は釘状の形状をしており、その先端が前面の前板152から突出している。また、前板152の貫通孔153は中板154の貫通孔155より小径とされており、コンタクトピン120の鍔部122がこの段差に当たることによりその突出が規制されるようになっている。
【0003】
回路テスタに接続される導線160は、配線固定板158の貫通孔159に接着剤で固定されている。押しバネ130は圧縮された状態でチェッカーヘッドに組み込まれており、コンタクトピン120を図9中上方へ押圧している。この押圧によりコンタクトピン20から押しバネ130、導線160までが導通するようになっている。特に、コンタクトピン120の先端を被検査体である印刷回路90のテストパッド92に押し付けると、押しバネ130がさらに圧縮されて押圧が強まり、導通がより確実になる。この状態で、回路テスタからテストパッド92に電気信号(電圧や電流)を印加したり、テストパッド92の電気信号(同じ)を回路テスタで検出したりすることができる。
【0004】
ここで、導線160を配線固定板158へ固定する際には、導線160として、外周に接着層をコーティングした自己融着性の導線を用いる。そして、図10(A)に示すように、導線160を配線固定板158の貫通孔159を挿通し、仮固定させる。その後、導線160と配線固定板158の貫通孔159との隙間に更に接着剤を装填する。最後に、図10(B)に示すように、配線固定板158の表面を研磨する。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−88882号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平11−64378号公報
【0007】
【特許文献3】
特開平11−64379号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した引用文献1のチェッカーヘッドでは、電気抵抗のバラツキが発生することがあった。この原因を調べたところ、押しバネ130と導線160との間で接触抵抗が生じることがあることが分かった。即ち、図9に示す中板154の貫通孔155の中心線155Xと配線固定板158の貫通孔159の中心線159Xとがズレルと、押しバネ130の端部が配線固定板158側に引っ掛かり、押しバネ130と導線160との接触が適切に取れなくなり、接触抵抗が生じ、電気抵抗のバラツキになっていた。
【0009】
更に、図10(A)、(B)を参照して上述した製造方法、即ち、自己融着性の導線160を配線固定板158の貫通孔159を挿通し仮固定させても、他の導線160を挿通している間に抜け落ちてしまい、仮固定ができず、特許文献1の製造方法では実際に製造でないことが分かった。
【0010】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電気抵抗のバラツキを発生せずに、簡単な作業で製造でき、大電流にも対応でき、コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、部品点数も少ないチェッカーヘッドを、その製造方法とともに提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決のためになされた本発明のチェッカーヘッドは、穴が形成された前板と、前記前板の穴から先端が突出するとともに前記前板より後方の位置に前記穴より大径の鍔部が形成された導電性のコンタクトピンとを有し、このコンタクトピンの先端で被検査体に接触するチェッカーヘッドにおいて:
前記鍔部より後方に位置するとともに前記前板に対して固定され、前記前板の穴の位置に対応する位置に穴が形成された導線固定板と;
前記導線固定板の穴を貫通して設けられるとともに前記導線固定板に接着された導線と;
通孔が形成された背面板と;
前記背面板の通孔から先端が突出して前記導線に接触するとともに前記背面板より前方の位置に前記通孔より大径の鍔部が形成された導電性のバックピンと;前記コンタクトピンと前記バックピンとの間に圧縮状態で設けられた導電性のバネと;を有し、
前記コンタクトピンが前記背面板に向けて押圧されている状態では前記コンタクトピンと前記導線とが前記バネ及び前記バックピンを介して導通することを技術的特徴とする。
【0012】
このチェッカーヘッドでは、コンタクトピンの鍔部が前板の背面に位置している。そして、鍔部の前端が前板の穴の周縁に後方から当接することにより、コンタクトピンが前板の前方へ引き抜かれることが防止されている。同様に、バックピンの鍔部が背面板の前面(背面)に位置している。そして、鍔部の前端が背面板の通孔の周縁に後方から当接することにより、バックピンが背面板の後方へ引き抜かれることが防止されている。また、コンタクトピンの鍔部とバックピンの鍔部との間にはバネが圧縮状態で配置されている。バネに付勢されるバックピンの先端は導線固定板に接着されている導線に当接している。また、バネの前方端はコンタクトピンを前方へ向けて押圧している。コンタクトピンが被検査体に接触して押し込まれると、このバネの弾力により押し返されることになる。これによりコンタクトピンの先端と被検査体とが確実に接触し導通がとられる。また、バネ及びバックピンを介してコンタクトピンと導線とも接触して導通がとられる。
【0013】
バックピンと導線とが接触することで導通が取られるため、例え、バックピンを保持する背面板の貫通孔と、導線を固定する配線固定板の穴との位置がずれ、バックピンのセンターと導線のセンターとが一致しなくても、バックピンの先端が導線と点接触することで適切に接続を取ることができる。このため、電気抵抗のバラツキを発生することがない。
【0014】
このチェッカーヘッドは、導線をバネに押し込む作業を伴わずに製造できる。このため、製造工数が少なくて済み、また歩留まりも高い。また、バネの個数がコンタクトピン1本あたり1個で部品点数が少ないので、各コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、工程管理上の負担も小さい。
【0015】
このチェッカーヘッドでは、前板と背面板との間に挟持されるとともに前板および導線固定板の穴の位置に対応する位置に穴が形成された中板を有し、コンタクトピンの鍔部、バネおよびバックピンの鍔部が中板の穴の中に位置し、導線におけるバックピンと接する側の端面が、導線固定板における前板側の面と同一面であることが好ましい。このようにすると、導線を装着した導線固定板と、前板と中板と背面板とを接合しこれにコンタクトピンとバネとを装着したものとを容易に組み合わせることができるからである。
【0016】
また、本発明に係るチェッカーヘッドの製造方法では、(a)導線固定板に形成されている2つの穴に1本の導線を差し込み;
(b)前記導線と前記導線固定板とを接着し;
(c)前記導線における前記導線固定板の前面から突出している部分を除去し;(d)中板に形成されている穴に導電性のバネを挿入し、前板に形成されている穴に、その穴より大径かつ前記中板の穴より小径の鍔部を有する導電性のコンタクトピンを後方から挿通してその先端を前方に突出させ、背面板に形成されている通孔に、その通孔より大径かつ前記中板の穴より小径の鍔部を有する導電性のバックピンを前方から挿通してその先端を後方に突出させ;
(e)前記導線固定板と前記背面板と前記中板と前記前板とを重ね合わせて、前記導線と前記コンタクトピンとにより前記バネが圧縮された状態とする;ことを技術的特徴とする。
【0017】
この製造方法では、(a)工程〜(b)工程により、導線と導線固定板との接着体が得られる。この(c)工程では、(b)工程で使用した接着剤であって導線固定板の前面より上にはみ出て固化した部分も除去される。その上に、前板と中板と背面板とを、それらの穴にコンタクトピン、バネ、バックピンを挿入しつつ組み付けて、そして各板間を接合すれば、チェッカーヘッドが製造される。この製造過程には、導線をバネの内側に差し込む作業が含まれていないので、工数が少なくて済み、また良品率も高い。ここにおいて、前板、中板、背面板、コンタクトピン、バネおよびバックピンの組み付け順序には特に制限はない。例えば、前板の穴に後方からコンタクトピンを差し込み、背面板の通孔に前方からバックピンを差し込み、そして中板の穴にバネを挿入してから、中板を貼り合わせてその穴の中に鍔部が位置するようにしてもよい。あるいは、前板の穴に後方からコンタクトピンを差し込み、中板を貼り合わせてその穴の中に鍔部が位置するようにしてから、中板の穴にバネを押し込み、背面板の通孔に前方からバックピンを差し込み、中板側に背面板を、コンタクトピンやバネが外れないようにかつ中板の穴の中にバックピンの鍔部が位置するよう貼り合わせてもよい。
【0018】
この製造方法では、2つの穴に1本の導線を差し込む。これにより、接着剤等を用いることなく、(b)工程の前に導線と導線固定板とを仮固定することができる。実際にチェッカーヘッドを製造する場合には、多数の穴が導線固定板に設けられており(他の板も同様)、各穴にそれぞれ導線を差し込んで接着することになる。ここで、導線の差込が全部終わってから接着すると便利である。差し込み作業を続けている間に、すでに差し込んだ導線が抜けることがなく、また必要に応じて配線作業なども行うことができるからである。また、(b)工程の接着作業が1回で済むからである。また、特許文献1と異なり、仮固定のため導線の周囲に接着剤を薄く塗布した自己融着性のある導線を用いないため、接着剤分太い導線を用いることが可能になり、配線の強度が高まり、抵抗値を下げることができる。
【0019】
また、(c)工程では、導線の端面を導線固定板の前面に対して平坦にすることが好ましい。このようにすると、導線と導線固定板との接着体の上へ中板等を重ね合わせる作業がしやすいからである。また、導線の端面を導線固定板の前面に対して平坦にすることで、バネがコンタクトピンを前方へ向けて押圧する力が均一になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
以下、本発明を具体化した実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係るチェッカーヘッド10の主要部を、図1に示す。チェッカーヘッド10は、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40と導線60とを直線状に配置してこれを前面板52と中間板54A、54Bと背面板56と配線固定板58との積層体(ハウジング)50に貫通させたものである。
【0021】
コンタクトピン20は、図2(A)に示すように、軸部21と鍔部22とを有する釘形状の部材であり、SK材等の工具鋼で形成されている。軸部21の先端23は平坦に形成されている。軸部21の直径C1は0.13mmであり、鍔部22の直径D1は0.18mmである。軸部21の長さK1は、2.0mmである。バックピン40は、図2(B)に示すように、軸部41と鍔部42とを有する釘形状の部材であり、SK材等の工具鋼で形成されている。軸部41は先端43が尖るように形成されている。軸部41の直径C2は0.13mmであり、鍔部42の直径D2は0.18mmである。軸部41の長さK2は、2.0mmである。図1に示すように導電性のコイルスプリング30は、外径Eが0.18mm、自由長が2.0mmであり、コンタクトピン20の鍔部22の後方(図1中下方)に位置する。導線60は、直径Fが0.18mmであり、バックピン40のさらに後方に位置する。
【0022】
前面板52、中間板54A、54B、背面板56、配線固定板58は、エンジニアリングプラスチック等の、絶縁性と適度な剛性のある材質で形成された平板状の部材であり、互いに接着されている。これら5枚の板52、54A、54B、56、58にはそれぞれ、コンタクトピン20やコイルスプリング30、導線60を納める穴(ドリル穴)53、55A、55B、57、59が開けられている。前面板52は、厚さGが1.5mmで、穴(ガイド孔)53の直径Hが0.15mmである。中間板54A、54Bは、厚さIがそれぞれ2.0mmで、穴55A、55Bの直径Jが0.20mmである。背面板56は、厚さMが1.5mmで、穴(ガイド孔)57の直径Lが0.15mmである。配線固定板58は、厚さNが2.0mmで、穴59の直径Jが0.20mmである。
【0023】
コンタクトピン20は、その鍔部22が中間板54Aの穴55Aの中に位置し、軸部21が前面板52の穴53の中に位置する。そして、軸部21の先端23が外部に突出しており、その突出長Tは約0.5mmである。鍔部22の直径D1が前面板52の穴53の直径Hより大きいので、鍔部22の前面側が前面板52の裏面に当接した状態からさらに前方へ移動することはできない。
【0024】
同様に、バックピン40は、その鍔部42が中間板54Bの穴55Bの中に位置し、軸部41が背面板56の穴57の中に位置する。鍔部42の直径D2が背面板56の穴57の直径Lより大きいので、鍔部42の前面(背面)側が背面板56の前(裏)面に当接した状態からさらに後(前)方へ移動することはできない。
【0025】
コイルスプリング30は、中間板54A、54Bの穴55A、55Bの中に位置し、コンタクトピン20を前側へ、バックピン40を後方へ付勢している。
【0026】
導線60は、配線固定板58の穴59を貫通しており、後方(図1中下方)側が外部に出て回路テスタ80に接続されている。導線60と配線固定板58とは、図3に拡大して示すように接着剤64により接着されている。そして、導線60および接着剤64は、バックピン40側が研磨されており、配線固定板58の表面に対し平坦な面となっている。なお、図3中に示される接着剤64は固化した状態のものである。
【0027】
この状態では、コイルスプリング30がやや圧縮された状態となっており、そしてその後方の導線60が配線固定板58に対して固定されている。このため、コイルスプリング30の弾力によりコンタクトピン20は前方(図1中上方)に押しつけられている。そしてこの状態ではコイルスプリング30の弾力により、コンタクトピン20とコイルスプリング30とが、またコイルスプリング30とバックピン40とが、バックピン40と導線60とが接触している。これにより、コンタクトピン20から導線60までが電気的に導通することとなる。
【0028】
図4に、バックピン40とコイルスプリング30とを拡大して示す。コイルスプリング30とバックピン40の鍔部42とは、中間板54Bの穴55B内で接触している。このため、図9を参照して上述した特許文献1での技術でのバネ130と導線160のように、中心がずれることがなく、接触抵抗が発生することがない。
【0029】
また、図3に示すようにバックピン40と導線60とが接触することで導通が取られるため、例え、バックピン40を保持する背面板56の穴(ガイド孔)57と、導線60を固定する配線固定板58の穴59との位置がずれ、バックピン40のセンターと導線60のセンターとが一致しなくても、バックピン40の先端43が導線60と点接触する。このため、適切に接続が取れ、電気抵抗のバラツキを発生することがない。
【0030】
なお、図1では6組のコンタクトピン20等しか示していないが、実際には多数組が並列に前面板52等に対して取り付けられる。前述の寸法では、0.25mmピッチでコンタクトピン20等を設けることが可能である。
【0031】
このチェッカーヘッド10は、導線60をDCテスタ等の回路テスタ80と接続した状態で使用する。その状態で、コンタクトピン20の先端を印刷回路90のテストパッド92に押し付けると、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40と導線60とを介して回路テスタ80とテストパッド92とが導通し、回路テスタ80による印刷回路90の特性検査が可能な状態となる。このとき、テストパッド92によりコンタクトピン20が図1中下方に向けて押され、コイルスプリング30がさらに圧縮される状態となっている。このため、コイルスプリング30の弾力によりコンタクトピン20が押し返され、この押し返しによりコンタクトピン20とテストパッド92とが、またコイルスプリング30とコンタクトピン20と、コイルスプリング30とバックピン40と、バックピン40と導線60とが確実に接触して良好な導通が確保される。したがって、回路テスタ80からチェッカーヘッドを介してテストパッド92に電圧や電流の電気信号を印加したり、逆にテストパッド92の電気信号を回路テスタで測定したりすることができる。
【0032】
そしてチェッカーヘッド10では、導線60におけるコイルスプリング30と接触する端面が配線固定板58の表面と平坦面をなしているので、コイルスプリング30の圧縮の程度はどれも均一である。このため、コンタクトピン20がテストパッド92を押す押圧力が均一である。また、導線60として0.18mmφという太めのものを使用しているので、大電流に対応できる。このため、100Vクラスの電圧をかけるような特性検査もできる。即ち、導線の固定のために、固定端子(スリーブ)を用いた場合には、スリーブよりも導線を細くする必要があり、本実施形態と比べて、導線の径が1/2程度になった。これに対して、本実施形態では、導線の径を0.18mmと太くできるため、抵抗を下げると共に、導線の引っ張り強度を高めることができる。
【0033】
ここで、コンタクトピン20のストロークは、300μm程度に設定されている。このため、バックピン40と導線60との誤差を15μm以下に抑える必要がある。ここで、上述した接続端子(スリーブ)を配線固定板の穴に嵌入する方式では、接続端子の上面に30μm以上バラツキが出て、コンタクトピン20に均一な押圧力を発生させることができなかった。これに対して、本実施形態では、後述するように、配線固定板58の面を研磨により平滑化することで、導線相互の誤差を数μm以下に抑えることが可能になり、コンタクトピン20に均一な押圧力を発生させることができる。
【0034】
更に、ソケット内にピン及びバネを収容し、ピンを進退可能に保持する方式のチェッカーヘッドに対して、狭ピッチでも、ピンをソケットを用いない分だけコンタクトピンを太くすることができる、ピン曲がり、ピン折れが生じ難い。更に、コンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40を太いものを用いれるため、廉価に構成することができる。
【0035】
ここで、本実施形態では、コンタクトピン20の精度は、前面板52の穴(ガイド孔)53の位置精度により依るため、前面板に高精度でガイド孔53を穿設することで、簡単に高い位置精度を達成することができる。
【0036】
また、導線60として外周に接着層を設けていないものを用いるため、特許文献1の接着層を設けた銅線と比べて、銅線部分が太くなり、電気特性を改善することができる。
【0037】
次に、チェッカーヘッド10の製造方法を説明する。チェッカーヘッド10の製造のためには部品として、前述の寸法のコンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40、導線60、前面板52、中間板54A、54B、背面板56そして配線固定板58を用意する。前面板52、中間板54A、54B、背面板56そして配線固定板58には、コンタクトピン20等を取り付ける箇所にそれぞれ所定の径の穴をあけておく。また、導線60と配線固定板58との接着のための接着剤を用意する。この接着剤は、瞬間接着剤と通称される低粘度接着剤(例えば、東亞合成(株)製の商品名「ボンドアロンアルファ」等)を用いればよい。この低粘度接着剤であれば、アセトン等の溶剤により容易に接着を解除でき、導線の付け直しを行うことができる。
【0038】
まず、配線固定板58と導線60とを組み合わせる。このため、図5に示すように配線固定板58の2つの穴59に1本の導線60を挿通して、導線60を配線固定板58に仮固定する。
【0039】
仮固定された状態では導線60がひとりでに配線固定板58の穴59から抜けてしまうことはない。このため、導線60の差し込み作業を続けても、すでに差し込んだ導線60が抜けてしまうことはない。また、回路テスタへの接続その他の配線作業も行うことができる。
【0040】
すべての導線60を差し込み、必要な配線作業が済んだら、導線60と配線固定板58との接着を行う。導線60と配線固定板58との隙間に両面から低粘度接着剤を供給する。すると、導線60の直径より配線固定板58の穴59の方がわずかに大きいので、低粘度接着剤かそれらの隙間に浸透していく。先ず、図5中の上面側から低粘度接着剤を充填し、これが個化した後、裏面側から充填して固化させる。これにより、図6の状態が得られる。この状態では、導線60と配線固定板58の穴59との隙間が低粘度接着剤64が充填されており、強力な接着強度が得られている。
【0041】
次に、配線固定板58の表面から突出している余計な部分を除去する。さらにこの面を研磨し、図7の状態を得る。この状態では、配線固定板58の表面58Fと、導線60の端面60Tとが平坦な同一面をなしている。むろんこの状態でも、導線60と配線固定板58との接着状態は強固である。好ましくはこの状態で、導線60の端面60Tに接点グリスを塗布しておくと良い。この代わりに、金メッキまたはニッケル金メッキを無電解メッキ法により施すこともできる。接点グリスの塗布、又は、メッキをしておくと、端面60Tの酸化が防止され、後にコイルスプリング30との接触抵抗が増大することがなくなる。
【0042】
なお、図7に示す状態では、配線固定板58の表面に導線60が密集して配置され、これらを接着剤64が覆っている。接着剤64が配線固定板58を補強する役割を果たし、配線固定板58に上下方向の高い強度を持たせることができる。
【0043】
ここで、前面板52、中間板54A、54B、コンタクトピン20、コイルスプリング30、バックピン40、背面板56の組立を行う。このため、前面板52の穴53に裏面側からコンタクトピン20の軸部21を差し込む。そして、前面板52の裏面に中間板54A、54Bを重ね合わせる。このとき、コンタクトピン20の鍔部22が中間板54Aの穴55Aの中に入るようにする。さらに、中間板54A、54Bの穴55A、55Bに裏面側からコイルスプリング30を差し込む。一方、背面板56の穴57に、表面側からバックピン40の軸部41を差し込む。そして、上述したコイルスプリング30を差し込んだ中間板54Bに、穴55Bにバックピン40の鍔部42が入るように、中間板54Bに背面板56を重ね合わせる。これにより図8に示す積層体が得られる。なお、この状態で、バックピン40の先端43が、背面板56の穴57から僅かながら突出している。
【0044】
この組立作業は、作業者にとってやりやすい順序で行えばよい。例えば、前面板52と中間板54A、54Bとを先に位置合わせしておき、これにコンタクトピン20とコイルスプリング30とを差し込んでもよい。あるいは、コンタクトピン20を差し込んだ前面板52に中間板54A、54Bを重ね合わせるとき、あらかじめ中間板54A、54Bの穴55A、55Bにコイルスプリング30、バックピン40を挿入しておいてもよい。
【0045】
そして、図7のものの上に図8のものを重ね合わせ(このときコイルスプリング30は圧縮される)、背面板56と配線固定板58とを位置合わせし位置決めピンでネジ止めすると、図1に示すチェッカーヘッド10が出来上がる。この製造方法には、導線をバネの内側に差し込む作業が含まれていないので、比較的簡単であり失敗しにくく、高い良品率が期待できる。
【0046】
以上詳細に説明したように本実施の形態では、配線固定板58の2つの穴59に1本の導線60を挿通して、導線60を配線固定板58に仮固定する。このため、いちいち接着しなくても、他の導線60の差込や配線等の作業を行うことができる。その後配線固定板58と導線60とを接着するので、コイルスプリング30の弾力に耐える接着強度が得られる。これにより、導線をバネの内側に差し込む作業なくしてチェッカーヘッド10を容易に製造できる。また、配線固定板58と導線60とを接着した後で突出部分を除去して平坦化するので、前面板52や中間板54A、54Bの組立体との接合が容易であるとともに、チェッカーヘッド10において各コンタクトピン20に対し均一な押圧力が掛かることとなる。さらに、大径の導線60を使用できるので、前面板52および中間板54A、54Bと、背面板56との位置合わせ精度をさほど厳格にしなくてもコイルスプリング30と導線60との導通が得られる。また、大電流にも対応できる。また、板材の枚数は5枚で済み、バネの種類も1種類で済むので、部品点数が少なく工程管理がしやすい。
【0047】
また、導線60を配線固定板58に接着剤で固定する方式を採用するため、スリーブ等の部品が不要であり、接続端子(スリーブ)を用いる方式に対して、数分の1の価格で配線固定板58を製造することができる。
【0048】
また、前面板52の穴53に裏面側からコンタクトピン20を差し込む作業と、中間板54A、54Bの穴にコイルスプリング30を装填する作業と、背面板56にバックピン40を差し込む作業と、配線固定板58に導線60を固定する作業とを別々の作業員が行うことができるため、短期間で製造することが可能である。
【0049】
上述した例では、前面板52、中間板54A、54B、背面板56、配線固定板58を位置決めピンにより固定した。このため、位置決めピンを抜くことで、分解ができ、容易にコンタクトピン20、コイルスプリング30,バックピン40の交換が行え、廉価にメンテナンスすることができる。なお、この代わりに、前面板52、中間板54A、54B、背面板56、配線固定板58を接着することもできる。この場合、廉価に製造することができる。
【0050】
更に、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40とを接続していないため、前面板52および中間板54A、54Bと、背面板56との位置合わせ精度に依らず、各コンタクトピン20に対し均一な押圧力を加えさせることができる。この理由を図11の模式図を参照して説明する。本実施形態を示す図11(A)では、前面板52と背面板56との位置決めがずれ、コンタクトピン20の中心線20Xと、バックピン40の中心線40Xとが偏位していても、コイルスプリング30に垂直方向以外の横方向の力を加えることがなく、コイルスプリング30によって、コンタクトピン20に対し均一な押圧力を加えさせることができる。一方、図11(B)に示すように、コンタクトピン20とコイルスプリング30とバックピン40とが接続されていると、前面板52と背面板56との位置決めがずれ、コンタクトピン20の中心線20Xと、バックピン40の中心線40Xとが偏位すると、コイルスプリング30に垂直方向以外の横方向の力が加わり、コイルスプリング30によって、コンタクトピン20に対し均一な押圧力を加えさせることができなくなる。
【0051】
なお、前述の実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能である。例えば、各部品等の寸法として示した数値は、0.25mmピッチを前提とする場合の一具体例であり、他の寸法でもかまわない。
【0052】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、簡単な作業で製造でき、大電流にも対応でき、コンタクトピンの押しつけ圧の不均一が出にくく、部品点数も少ないチェッカーヘッドおよびその製造方法が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】チェッカーヘッドの全体構成を示す断面図である。
【図2】(A)はコンタクトピンを示す図であり、(B)はバックピンを示す図である。
【図3】配線固定板と導線との接合部分を拡大して示す図である。
【図4】背面板と配線固定板との接合部分を拡大して示す図である。
【図5】配線固定板の穴に導線を挿通した状態を示す図である。
【図6】配線固定板と導線とを接着した状態を示す拡大図である。
【図7】導線の配線固定板から突出している部分を除去した状態を示す図である。
【図8】コンタクトピン、バネ及びバックピンを前面板、中間板および背面板に組み付けた状態を示す図である。
【図9】特許文献1のチェッカーヘッドを示す図である。
【図10】(A)、(B)は、特許文献1のチェッカーヘッドの製造のために導線配線固定板に固定する工程を示す図である。
【図11】(A)は、本実施形態のチェッカーヘッドでのコイルスプリング動作を示す模式図であり、(B)は、比較例でのコイルスプリング動作を示す模式図である。
【符号の説明】
10 チェッカーヘッド
20 コンタクトピン
22 鍔部
30 コイルスプリング
40 バックピン
42 鍔部
52 前面板
53 穴
54A、54B 中間板
55A、55B 穴
56 背面板
57 穴
58 配線固定板
59 穴
60 導線
64 接着剤
80 回路テスタ
90 印刷回路
92 テストパッド
Claims (4)
- 穴が形成された前板と、前記前板の穴から先端が突出するとともに前記前板より後方の位置に前記穴より大径の鍔部が形成された導電性のコンタクトピンとを有し、このコンタクトピンの先端で被検査体に接触するチェッカーヘッドにおいて:
前記鍔部より後方に位置するとともに前記前板に対して固定され、前記前板の穴の位置に対応する位置に穴が形成された導線固定板と;
前記導線固定板の穴を貫通して設けられるとともに前記導線固定板に接着された導線と;
穴が形成された背面板と;
前記背面板の穴から先端が突出して前記導線に接触するとともに前記背面板より前方の位置に前記穴より大径の鍔部が形成された導電性のバックピンと;
前記コンタクトピンと前記バックピンとの間に圧縮状態で設けられた導電性のバネと;を有し、
前記コンタクトピンが前記背面板に向けて押圧されている状態では前記コンタクトピンと前記導線とが前記バネ及び前記バックピンを介して導通することを特徴とするチェッカーヘッド。 - 前記前板と前記背面板との間に挟持されるとともに前記前板および前記導線固定板の穴の位置に対応する位置に穴が形成された中板を有し、前記コンタクトピンの鍔部、前記バネおよび前記バックピンの鍔部が前記中板の穴の中に位置し、前記導線における前記バックピンと接する側の端面が、前記導線固定板における前記前板側の面と同一面であることを特徴とする請求項1に記載のチェッカーヘッド。
- 少なくとも(a)〜(e)工程を備えることを特徴とするチェッカーヘッドの製造方法:
(a)導線固定板に形成されている2つの穴に1本の導線を差し込み;
(b)前記導線と前記導線固定板とを接着し;
(c)前記導線における前記導線固定板の前面から突出している部分を除去し;
(d)中板に形成されている穴に導電性のバネを挿入し、前板に形成されている穴に、その穴より大径かつ前記中板の穴より小径の鍔部を有する導電性のコンタクトピンを後方から挿通してその先端を前方に突出させ、背面板に形成されている穴に、その穴より大径かつ前記中板の穴より小径の鍔部を有する導電性のバックピンを前方から挿通してその先端を後方に突出させ;
(e)前記導線固定板と前記背面板と前記中板と前記前板とを重ね合わせて、前記導線と前記コンタクトピンとにより前記バネが圧縮された状態とする;ことを特徴とするチェッカーヘッドの製造方法。 - 前記(c)工程では、前記導線の端面を前記導線固定板の前面に対して平坦にすることを特徴とする請求項3のチェッカーヘッドの製造方法。
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-
2002
- 2002-10-15 JP JP2002300439A patent/JP2004138385A/ja active Pending
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