探针洗净装置 【技术领域】
本发明涉及洗净夹具相对于固定于插接板的探针不接触而进行洗净的非接触方式的探针(プロ一ブピン)洗净装置。
背景技术
利用带电测试对安装有芯片部件的印刷电路板的各端子之间的电气参数进行测量，以检查布线不良、安装错误或零部件不良等。在带电测试中，使用了将与成为测试对象的印刷电路板的各端子分别对应的多个探针进行固定的试验夹具(以下称为插接板)。在该插接板通过由衬套和配设在该衬套内的线圈弹簧构成的滑动部、将探针沿其长度方向可滑动地进行保持的场合，导通检查时可将探针以规定的按压力与印刷电路板的各端子接触。但是，导通检查后，有时插接板所保持地探针前端会从印刷电路板上粘上焊剂焊药等污垢。
以往，对于探针的洗净，如专利文献1(日本专利特开平5-281257号公报，权项1，图1)所揭示的那样，主要使用利用对探针的触针部分直接进行洗净的刷子等的所谓接触方式的探针洗净装置。在该接触方式的探针洗净装置中，因刷子对探针施加大的外力，所以探针会受到变形等的损坏。
此外也有非接触方式的探针洗净装置。专利文献2(日本专利特开平8-290090号公报，权项1，图4)揭示了一种非接触方式的洗净机，其将对固定在插接板上并朝上放置的探针的触针部分粘附的污垢进行溶解的洗净液和洗净用空气从上方向探针的触针部分进行喷射进行洗净。该洗净机，对探针的变形等的损伤少。
而且，专利文献3(日本专利特开平5-264588号公报，权项1，图1)揭示了一种插接板，其以即使对没有进行过焊接焊药洗净的印刷电路板也能稳定进行导通检查为目的，对探针的触针部分施加静按压力和超声波振动使触针导通。但是，固定在该插接板上的探针粘上污垢时，其结果还是要使用上述传统的探针洗净装置进行洗净。
但是，传统的探针洗净装置具有上述结构，因而存在以下问题。
即，传统的非接触方式的探针洗净装置，有时对向朝上的探针进行喷射的洗净液通过探针进入插接板的滑动部内，使该滑动部内的线圈弹簧发生腐蚀。该场合，由于腐蚀的线圈弹簧使应该滑动的探针无法滑动规定的距离，因而存在探针与印刷电路板的各端子的接触不充分，无法实施精密的导通检查的问题。另外，作为洗净液，比如在使用异丙醇(IPA)或乙二醇醚(GE)的场合，其使用和进货比较困难，同时存在着洗净液对插接板渗透引起的龟裂等损伤(以下称为溶剂裂缝)的问题，需要另外具有喷射洗净液和洗净用空气的装置，因而存在装置本身大型化的问题。而且，传统的探针洗净装置，对于污垢的掉落情况，客户就这样目视确认微细的探针，或利用放大镜等装置进行确认，因而存在着洗净结束后的确认麻烦的问题。
本发明内容
本发明是为了解决上述问题的，其目的在于提供一种小型探针洗净装置，其洗净后对探针进行保持的插接板内不会发生溶剂裂缝等问题，能可靠地仅对探针的触针部分进行洗净，其洗净确认容易。
本发明的探针洗净装置主要包括：将探针立设固定的固定构件；对该固定构件进行支承的支承构件；盛放洗净液的洗净容器；以及使朝下的探针的触针部分浸渍的洗净液产生超声波振动的超声波振动发生装置。
如上所述，由于本发明具有使向下的探针的触针部分浸渍的洗净液产生超声波振动的超声波振动发生装置的结构，因而通过借助洗净液对探针的触针部分传递超声波振动，能仅对探针的触针部分高效而可靠地进行洗净，同时洗净液不会从探针向保持探针的插接板流下，因而具有能可靠地防止以往洗净后插接板内发生溶剂裂缝等问题的效果。另外，本发明不需要以往使用的喷射洗净液和洗净用空气的装置，具有实现装置本身小型化的效果。
附图的简单说明
图1是表示本发明的实施例1的探针洗净装置结构的局部剖视图。
图2是表示针对图1所示的探针洗净装置的洗净对象即探针而使用的不同构件的紫外线照射装置的主视图。
图3是表示本发明的实施例2的探针洗净装置结构的局部剖视图。
图4是表示本发明的实施例3的自动探针洗净装置结构的局部剖视图。
图5是用于说明图4所示的自动探针洗净装置动作的流程图。
【具体实施方式】
以下，对本发明的实施例进行说明。
实施例1
图1是表示本发明的实施例1的探针洗净装置结构的局部剖视图，图2是表示针对图1所示的探针洗净装置的洗净对象即探针而使用的不同构件的紫外线照射装置的主视图。
如图1所示，探针洗净装置1，是对位于立设固定在作为固定构件的插接板(PB)201内并朝下的多个探针(PP)101的前端的触针部分进行超声波洗净的洗净装置，主要包括：盛放洗净液2的有底箱状的洗净容器3；配置在该洗净容器3的内底部上并将使探针101面朝下状态的插接板201进行水平支承的支柱(支承构件)4；具有利用缓冲材料5对所述洗净容器3的上部开口3a的外缘部3b进行支承的上部开口缘部6a的外箱6；以及超声波振动发生装置7。超声波振动发生装置7配置在洗净容器3的底部与外箱6的底部之间形成的内空间8内，并且主要由固定于洗净容器3的外底部的振动器9、与该振动器9电气连接并置于外箱6外部的振荡器10构成。振荡器10通过使振动器9进行振动，借助洗净容器3对洗净液2施加超声波振动。另外，振荡器10能周期性或改变频率和振幅地输出超声波振动，可根据探针101的污垢程度而合理地改变振动模式。
作为洗净液2，最好使用比以往一直作为洗净液使用的IPA或GE更容易得到、对人体和环境无害、洗净能力及挥发性方面优良的乙醇(酒精)。不过，洗净液2并不局限于乙醇，只要是具有与乙醇同等洗净能力、无害性及挥发性的洗净液，无任什么洗净液都可使用。而乙醇浓度根据洗净对象的探针101的污垢程度、挥发性和经济性等而合理地确定。因此，洗净容器3由能够经得起洗净液2浓度的乙醇的耐乙醇性材料，比如不锈钢等形成。另外，洗净容器3的上部开口3a的尺寸及形状设定为插接板201可直接放入。因而，不必从插接板201中取出探针101，可同时高效地进行洗净固定于该插接板201的多个探针101的触针部分。
支柱4具有的高度，是能仅让设置在所支承的插接板201内的探针101的触针部分浸入洗净容器3内的洗净液2内，能对各插接板201长度不同的探针101的触针部分的位置与洗净液2的液面位置的关系进行补充，每洗净对象的插接板201准备专用的支柱4。
缓冲材料5是沿着外箱6的上部开口缘部6a上配设的大致环状的构件，作为缓冲材料5，最好由具有超声波振动仅使洗净容器3高效地进行振动且能遮断从洗净容器3向外箱6的超声波振动的传递的足够的弹性、经得起超声波振动的足够耐久性的材料形成，比如橡胶等的弹性体为佳。通过配置该缓冲材料5，在设置探针洗净装置1时可不必考虑超声波振动对周围的影响。
如此结构的探针洗净装置1，配设有不同构件的背光灯(紫外线照射装置)11及通风装置(未图示)。背光灯11在洗净前后对探针101照射紫外线，是用于确认探针101的触针部分有无污垢的装置，由此，对反射紫外线而发出白光的污垢，用户能容易地用目视确认。这里，目视并不意味着客户用肉眼进行观察，当然是表示通过紫外线除去过滤器进行观察。探针洗净装置1设置有超声波振动发生装置7、背光灯11及驱动送风装置(未图示)的驱动电源(未图示)，但以下的动作说明中，各装置处于可由驱动电源(未图示)驱动的状态。
下面对动作进行说明。
首先，如图2所示，将紫外线从背光灯11向作为洗净对象的插接板201的探针101进行照射，利用目视对探针101的触针部分的污垢进行确认。然后，如图1所示，在洗净容器3的内底部上设置上述插接板201专用的支柱4后，向洗净容器3内注入规定量的乙醇等洗净液2以达到规定的深度。
然后，使上述插接板201的探针101朝下地将插接板201倒置于支柱4上，探针101的触针部分的规定长度(比如1mm左右)浸入洗净液2后，将洗净容器3借助缓冲材料5设置在外箱6的上部。也可将洗净容器3借助缓冲材料5设置在外箱6的上部后，在洗净容器3的内底部设置支柱4，向洗净容器3内注入洗净液2，将插接板201倒置于支柱4上，使探针101的触针部分浸入洗净液2内。
接着，驱动超声波振动发生装置7的振荡器10，从振动器9借助洗净容器3向洗净液2产生超声波振动，开始对探针101的触针部分的洗净。然后，经过规定时间后，停止超声波振动发生装置7，根据需要，从送风装置(未图示)向从洗净容器3卸下的插接板201上的探针101进行送风，以使洗净液2挥发，然后再如图2所示，将紫外线从背光灯11向探针101朝上放置的插接板201的该探针101进行照射，根据目视对探针101的触针部分的污垢的掉落情况进行确认。当确认了污垢完全掉落时，该插接板201就可再次用于印刷电路板(未图示)等的导通检查。
如上所述，采用本实施例1，由于具有使向下的探针101的触针部分浸渍的洗净液2产生超声波振动的超声波振动发生装置7的结构，因而通过借助洗净液2对探针101的触针部分传递超声波振动，能仅对探针101的触针部分高效而可靠地进行洗净，同时，洗净液2不会从探针101向插接板201流下，具有能可靠地防止以往洗净后插接板201内发生溶剂裂缝等问题的效果。另外，本实施例1不需要以往使用的将洗净液和洗净用空气进行喷射的装置，具有实现装置本身小型化的效果。
采用本实施例1，由于作为洗净液2使用了乙醇，因而与以往一直作为洗净液使用的IPA或GE相比具有更容易得到、能排除对人体和环境的坏影响、提高洗净能力、通过良好的挥发性能简单地使探针101进行干燥的效果。
采用本实施例1，由于其结构是具有用于将紫外线向探针101的触针部分进行照射、利用目视对探针101的污垢进行确认的背光灯11，因而洗净前后将紫外线向探针101进行照射，对其反射而发出白光的污垢，用户能容易地用目视确认。
实施例2
图3是表示本发明的实施例2的探针洗净装置的结构的局部剖视图。在本实施例2的组成构件中，与实施例1的组成构件共同的部分使用同一符号，并省略对该部分的说明。
本实施例2的特征在于，在洗净容器3的内底部设有反射镜12，以对准探针101的触针部分反射来自背光灯11的紫外线。本实施例2中，背光灯11配置在洗净容器3的斜上方，其能从洗净容器3的上部开口3a的斜上方向洗净容器3内的反射镜12照射紫外线。另外，在洗净容器3的内部由可透过紫外线的材料形成的场合，反射镜12也可设置在洗净容器3的外底部。
下面对动作进行说明。
首先，如图3所示，在设置于洗净容器3内底部的反射镜12上设置有上述插接板201专用的支柱4后，向洗净容器3内注入规定量的乙醇等洗净液2以达到规定的深度。
然后，使上述插接板201的探针101朝下地将插接板201倒置于支柱4上，探针101的触针部分的规定长度(比如1mm左右)浸入洗净液2后，将洗净容器3借助缓冲材料5设置在外箱6的上部。也可将洗净容器3借助缓冲材料5设置在外箱6的上部后，在洗净容器3的内底部设置支柱4，向洗净容器3内注入洗净液2，将插接板201倒置于支柱4上，使探针101的触针部分浸入洗净液2内。
接着，将背光灯11点灯，将紫外线朝设置在洗净容器3内底部上的反射镜12进行照射，边利用目视对探针101的触针部分粘附的因该紫外线而发出白光的污垢进行确认，边驱动超声波振动发生装置7的振荡器10，从振动器9借助洗净容器3而使洗净液2产生超声波振动，开始对探针101的触针部分的洗净。然后，经过规定时间后，如污垢仍未完全掉落，则根据需要延长洗净时间。当确认了污垢完全掉落的场合，关掉背光灯11并停止超声波振动发生装置7的驱动，根据需要，从送风装置(未图示)向从洗净容器3卸下的插接板201上的探针101进行送风，以使洗净液2挥发。由此，插接板201就可再次用于印刷电路板(未图示)等的导通检查。
如上所述，采用本实施例2，由于在实施例1的结构基础上还在洗净容器3的内底部设有反射镜12，以对准探针101的触针部分反射来自背光灯11的紫外线，因而具有如下效果：可边对粘附在探针101的触针部分的污垢的掉落情况即洗净程度进行确认、边通过驱动超声波振动发生装置7而产生的超声波振动仅对探针101的触针部分进行洗净。因此，本实施例2与将探针从洗净装置1取出后对探针101的触针部分的洗净程度进行确认的实施例1相比，具有缩短洗净时间及洗净高效化的效果。
实施例3
图4是表示本发明的实施例3的自动探针洗净装置结构的局部剖视图，图5是用于说明图4所示的自动探针洗净装置动作的流程图。在本实施例3的组成构件中，与实施例1的组成构件共同的部分使用同一符号，并省略对该部分的说明。
本实施例3的特征在于，使超声波振动对探针101触针部分的洗净自动化。即，如图4所示，在自动探针洗净装置20的洗净容器3的底部形成紫外线等不可见光透过区域3c，在内空间8内的不可见光透过区域3c的下侧配设具有不可见光照明功能的图像识别相机21。
图形识别相机21是这样一种装置：边针对由载放在洗净容器3上的插接板201保持的多个探针101中的至少1个探针101的触针部分照射紫外线，边对该触针部分进行重点逐次观察。另外，在洗净容器3的内底部上配设有：对上述图像识别相机21所观察的探针101以外的探针101触针部分的位置进行检测的触针位置检测传感器22；对注入洗净容器3内的洗净液2的液位进行检测的液位仪23；为改变探针101触针部分相对于洗净液2的液面的位置而使插接板201进行水平升降的电动升降机(升降装置)24。
图像识别相机21、触针位置检测传感器22、液位仪23、电动升降机24及超声波振动发生装置7的振荡器10分别与计算机25电气连接。因此，计算机25可根据来自图像识别相机21、触针位置检测传感器22、液位仪23的信息而对电动升降机24及超声波振动发生装置7进行控制。具体地说，构成计算机25与图像识别相机21配合，而对来自图像识别相机21的探针101的触针部分的图像信息进行分析，从而把握探针101的触针部分的洗净程度的图像识别装置。
另外，构成计算机25与触针位置检测传感器22及液位仪23配合，而对来自触针位置检测传感器22的探针101的触针部分的位置信息和来自液位仪23的洗净液2的液位信息进行分析，从而对探针101的触针部分是否浸渍在洗净液2内进行检测的检测装置。而且，在电动升降机24的上部配设有对是否载放有插接板201进行判断的重量传感器(未图示)。
作为形成不可见光透过区域3c的材料以玻璃为佳，但并不局限于此，只要具有与玻璃同等的透射比及机械强度，也可由其他材料形成不可见光透过区域3c。
电动升降机24，其升降的开始及停止时机是根据来自计算机25的指令电气地进行的，并且，只要是以毫米单位将插接板201精密地进行升降的装置，什么样的升降装置都可利用。
在插接板201上存在不能与乙醇等洗净液2接触的非接触部位26的场合，也可如图4所示，将覆盖非接触部位26的凸起物盖27利用按扣固定结构安装在插接板201上。
下面对动作进行说明。
首先，洗净开始前的电动升降机24停止在不使探针101的触针部分浸在洗净液2内的位置(以下称为上位置)，洗净液2的注入量确定为：插接板201倒置于电动升降机24上时，探针101的触针部分不浸渍在洗净液2内。该状态下，通过液位仪23对洗净容器3内的洗净液2的液位进行正确地检测(步骤ST1)，被检测后的场合，该液位信息被送往计算机25加以保存。
下面，通过重量传感器(未图示)对插接板201是否载放在电动升降机24上进行检测(步骤ST2)。一旦插接板201载放在了电动升降机24上，则该检测信息送往计算机25，其成为触发信号，通过触针位置检测传感器22对载放在电动升降机24的插接板201的触针部分的位置进行检测(步骤ST3)。该触针位置检测信息送往计算机25，计算机25根据触针位置检测信息和上述液位信息，求出仅使探针101的触针部分浸入洗净液2内的位置(以下称为下位置)，电动升降机24下降至该下位置(步骤ST4)。
接着，在探针101的触针部分浸入洗净液2内的状态下，通过图像识别相机21的背光灯功能通过不可见光透过区域3c将紫外线向探针101的触针部分进行照射，同时通过图像识别相机21，对洗净开始前的探针101的触针部分进行监视(步骤ST5)。该图像信息，作为显示探针101的触针部分的污垢程度的信息逐一送往计算机25。
接着，驱动超声波振动发生装置7的振荡器10，从振动器9借助洗净容器3使洗净液2产生超声波振动，开始对探针101的触针部分的洗净(步骤ST6)。然后，计算机25根据由图像识别相机21监视得到的图像信息，对探针101的触针部分的污垢是否完全掉落进行判断(步骤ST7)，若判断为污垢已经完全掉落的场合，停止图像识别相机21的动作及超声波振动发生装置7的驱动(步骤ST8)。
然后，在将电动升降机24上升至上位置的状态下，取出插接板201，根据需要对从送风装置(未图示)向该插接板201上的探针101进行送风，以使洗净液2挥发。由此，插接板201就可再次用于印刷电路板(未图示)等的导通检查。
如上所述，本实施例3除了超声波振动发生装置7以外，还构成具有对紫外线照射的探针101的触针部分的图像进行识别以确认探针101污垢情况的图像识别装置(图像识别相机21及计算机25)，因而具有边对探针101的触针部分的洗净程度进行监视边对探针101的触针部分进行超声波洗净这样的效果。因而能对洗净时间进行管理，具有能对探针101的触针部分的洗净进行自动化的效果。
采用本实施例3，由于具有对由插接板201保持的探针101的触针部分是否浸在洗净液2内进行检测的检测装置(触针位置检测传感器22、液位仪23及计算机25)、根据该检测装置的检测信息对探针101的触针部分相对于洗净液2液面的位置进行变更的电动升降机(升降装置)24，因而，具有如下那样的效果：客户只要将插接板201载放在电动升降机24上，就能自动地进行升降，以仅让探针101的触针部分浸渍在洗净液2内，实现洗净开始前的准备阶段的自动化。