JP6856264B2

JP6856264B2 - 部品評価用フィクスチャー

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Publication number: JP6856264B2
Application number: JP2019071488A
Authority: JP
Inventors: 正信岡部
Original assignee: NEC Platforms Ltd
Current assignee: NEC Platforms Ltd
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2021-04-07
Anticipated expiration: 2039-04-03
Also published as: JP2020169895A

Description

本発明は、部品評価用フィクスチャーに関する。

例えば、半導体素子やＩＣ（integrated circuit）チップなどの対象部品を評価基板の搭載パターンに半田付けにより実装し、実装した対象部品の電気性能を評価する方法がある。

例えば、特許文献１には、測定用治具を使用して対象部品の性能を評価する方法が開示されている。

実開平０２−０９９３７６号公報

特許文献１の測定用治具では、ベース上に設けられている押さえ具で、ベース上に設けられている評価基板に対象部品を押さえつけることにより対象部品が評価される。
しかし、ベース上に押さえ具や評価基板を設ける場合、特定の対象部品のサイズや形状に合わせて、押さえ具や評価基板が固定して設けられることがある。
このため、特許文献１に開示された測定用治具は、押さえ具や評価基板をサイズや形状の異なる多種の対象部品に適用させることが難しいことがある。

本発明の目的は、上述した課題のいずれかを解決する部品評価用フィクスチャーを提供する。

第一の態様の部品評価用フィクスチャーは、締結部材が着脱可能に取り付けられる複数の取付穴を板面に有するベース板と、前記ベース板に取り付けられた前記締結部材により前記ベース板に押し付けられる評価基板と、前記ベース板に取り付けられた前記締結部材により前記ベース板に押し付けられ、前記評価基板に設けられた導電性パターンに接触された対象部品を、前記導電性パターンへ向けて押さえ付けるクランプと、を備える。

上述の態様によれば、多種の対象部品に適用できる。

第一実施形態における部品評価用フィクスチャーを示す斜視図である。第一実施形態における部品評価用フィクスチャーのベース板を示す平面図である。図１のIII-III線に沿う断面図である。第一実施形態における部品評価用フィクスチャーの評価基板を示す平面図である。第一実施形態における部品評価用フィクスチャーの評価基板を示す正面図である。最小構成の第二実施形態における部品評価用フィクスチャーを示す斜視図である。

以下、各実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において同一または相当する構成には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。

＜第一実施形態＞
部品評価用フィクスチャー１０の第一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１、図２に示すように、部品評価用フィクスチャー１０は、例えば、ＩＣチップが納められたＩＣパッケージなどの対象部品（対象デバイス）１の電圧や、印加電圧Ｖと電流Ｉとの関係を示すＶＩ特性などの性能を評価するための評価治具である。
部品評価用フィクスチャー１０は、ベース板１１と、評価基板１２と、クランプ１３と、を備えている。

ベース板１１は、例えば、アルミニウム材により板厚寸法Ｔの板状に形成された部材である。板厚寸法Ｔは、例えば、Ｔ＝１ｃｍに設定されている。なお、ベース板１１の板厚寸法Ｔについては適宜選択が可能である。
また、ベース板１１は、例えば、各ベース辺１１ａが等辺の矩形状に形成され、各ベース辺１１ａが評価基板１２の各基板辺１２ａに対して２倍以上の長さ寸法に形成されている。なお、ベース板１１の形状は、等辺や矩形状に限定するものではなく、任意の形状を選択することが可能である。

ベース板１１は、複数の取付穴１５を板面１１ｂに有する。
取付穴１５は、締結部材１６が取付可能に、あるいは貫通可能に形成されている。
例えば、ベース板１１は、ベース板１１の板面１１ｂ全域において複数の取付穴１５を有してもよい。

例えば、締結部材１６は、複数の取付穴１５のうち、任意の取付穴１５に取り付けることが可能であってもよい。これにより、ベース板１１に取り付ける締結部材１６の配列が、任意に選択できる。
例えば、締結部材１６の配列が任意に選択できるように、取付穴１５の個数は、ベース板１１に取り付ける締結部材１６の個数より多く設けられてもよい。

例えば、取付穴１５は、ベース板１１の全域においてｎ箇所に等間隔に配列されてもよい。
例えば、取付穴１５は、ベース板１１の板面の全域に格子状に配列されてもよい。

例えば、取付穴１５は、穴径寸法Ｄ＝２．３ｍｍのねじ穴１５に形成されてもよい。
以下、取付穴１５を「ねじ穴１５」として説明する。なお、穴径寸法Ｄについては任意に選択が可能である。また、ねじ穴１５は、一例として、隣接する外周に対する間隔Ｓが、Ｓ＝５ｍｍに設定されている。なお、間隔Ｓについては任意に選択が可能である。

ベース板１１をアルミニウム材により板厚寸法Ｔ＝１ｃｍの板状に形成することにより、例えば、ベース板１１に複数のねじ穴１５を容易に加工できる。また、ベース板１１をアルミニウム材により形成することによりベース板１１の軽量化を図ることができる。
また、ねじ穴１５を穴径寸法Ｄ＝２．３ｍｍに形成し、隣接するねじ穴１５の外周どうしの間隔ＳをＳ＝５ｍｍに設定することにより、ベース板１１の強度を確保できる。

図３に示すように、ねじ穴１５に締結部材１６が着脱可能に取り付けられる。締結部材１６は、一例として、ビス１６を例示する。以下、締結部材１６を「ビス１６」として説明する。なお、例えば、締結部材１６としてクリップなどの他の部材を任意に選択することも可能である。
ビス１６は、ねじ部１８と、頭部１９と、を有する。ねじ部１８は、ねじ穴１５にねじ結合可能に形成されている。頭部１９は、例えば、ねじ部１８に対して拡径された（張り出された）円形に形成されている。
よって、ビス１６のねじ部１８をねじ穴１５にねじ結合することにより、ビス１６の頭部１９で評価基板１２の基板辺１２ａをベース板１１に押さえ付けることができる。

図４に示すように、実施形態においては、評価基板１２の４つの基板辺１２ａをビス１６の頭部１９でベース板１１に押さえ付ける例について説明するが、４つの基板辺１２ａのうち、少なくとも２つの基板辺１２ａをビス１６の頭部１９で押さえ付けてもよい。
また、図１に示すように、ベース板１１の全域に複数のねじ穴１５を形成するが、ベース板１１に、少なくとも２つのねじ穴１５を形成してもよい。
例えば、図３、図４に示すように、各基板辺１２ａに設けられる一対のビス１６は、互いのねじ部１８で評価基板１２の側面を外側から挟むように設けられてもよい。

なお、実施形態においては、取付穴１５をねじ穴１５として説明するが、その他の例として、例えば、取付穴１５を貫通孔とすることも可能である。この場合、貫通孔を貫通したビス１６のねじ部１８にナットをねじ結合することにより、ビス１６の頭部１９で評価基板１２の基板辺１２ａをベース板１１に押さえ付けることができる。

図４、図５に示すように、評価基板１２は、例えば、各基板辺（外側辺）１２ａにより矩形状に形成されている。評価基板１２は、表面１２ｂに導電性パターン２２と、導電性の突起２６と、を有する。さらに、評価基板１２は、チェック端子（図示せず）を有する。評価基板１２にチェック端子を設けることにより、対象部品１の性能を容易に評価できる。

導電性パターン２２は、例えば、主要部位として、対象部品１のＩＣパッケージのうち、「ＳＯＴ−８９ＰＫＧ（Small Outline Transistor-89 Package）」のパターン（ランドパターン）に対応するものであってもよい。
導電性の突起２６は、導電性パターン２２に電気的に接続されている。
導電性の突起２６は、端子として、導電性パターン２２に設けられている。
例えば、導電性の突起２６は、導電性パターン２２において複数のｎ箇所から突出されている導電性のボスである。以下、導電性の突起２６を「ボス２６」として説明する。導電性パターン２２に、導電性のボス２６を設けることにより、導電性パターン２２にボス２６を介して対象部品１の端子を安定的に接続できる。

評価基板１２は、ベース板１１に取り付けられたビス１６によりベース板１１に押し付けられる。
例えば、評価基板１２が各基板辺１２ａにより矩形状に形成されている。この場合、評価基板１２は、各基板辺１２ａがビス１６の頭部１９によりベース板１１に押さえ付けられることにより、各基板辺１２ａがビス１６によりベース板１１に取り付けられる。
すなわち、評価基板１２は、ベース板１１にビス１６により固定される。

このように、評価基板１２の各基板辺１２ａがビス１６の頭部１９によりベース板１１に押さえ付けられることにより、評価基板１２の各基板辺１２ａがビス１６によりベース板１１に安定的に取り付けることができる。また、評価基板１２を、ビス１６を使用するだけの簡単な構成で、かつ簡単な着脱作業で、評価基板１２をベース板１１に着脱できる。

さらに、ベース板１１の全域に複数のねじ穴１５が形成されている。これにより、評価基板１２のサイズに対応するねじ穴１５にビス１６をねじ結合することにより、サイズや形状の異なる多種の評価基板１２を、ベース板１１にビス１６により容易に取り付けることができる。

ここで、評価基板１２は、各基板辺１２ａで矩形状に形成されている。また、ベース板１１も各ベース辺１１ａで矩形状に形成されている。よって、サイズや形状の異なる多種の評価基板１２をベース板１１に取り付ける際に、ベース板１１の全域を有効に利用できる。
また、ベース板１１において、隣接するねじ穴１５の外周どうしの間隔ＳがＳ＝５ｍｍと小さく設定されている。よって、サイズや形状の異なる多種の評価基板１２をベース板１１に取り付ける際に、多種の評価基板１２をベース板１１の最適な箇所に取り付けることができる。

加えて、評価基板１２の各基板辺１２ａに対して、ベース板１１の各ベース辺１１ａ（図１参照）が２倍以上の長さ寸法に設定されている。これにより、サイズや形状の異なる多種の評価基板１２を、ベース板１１にビス１６で取り付ける適用範囲を一層広げることができる。

図１に示すように、クランプ１３は、支持部３２と、アーム３３と、ハンドル（レバー）３４と、リンク３５と、押付部３６と、を備えている。
支持部３２は、第１のブラケット４１と、第２のブラケット４１と、を備えている。第１のブラケット４１および第２のブラケット４１はハンドル３４を中心にして対称の部材なので同じ符号を付して説明する。第１、第２のブラケット４１の各ベース４１ａにビス１６が差し込まれ、各ベース４１ａから突出したねじ部１８がねじ穴１５にねじ結合されている。すなわち、第１、第２のブラケット４１がビス１６によりベース板１１に着脱可能に取り付けられている。

第１、第２のブラケット４１の各脚部４１ｂの一端部の間にアーム３３の第１の基部３３ａが配置されている。この状態において、アーム３３は、第１の基部３３ａが各脚部４１ｂの一端部に第１のピン４２を介して回転可能に連結されている。また、アーム３３は、第２の基部３３ｂがハンドル３４の先端部３４ａに第２のピン４３を介して回転可能に連結されている。

ハンドル３４は、先端部寄りの部位３４ｂがリンク３５のリンク一端に第３のピン４４を介して回転可能に連結されている。リンク３５は、リンク他端が第１、第２のブラケット４１の各脚部４１ｂの他端部の間に配置されている。この状態において、リンク３５は、各脚部４１ｂの他端部に第４のピン４５を介して回転可能に連結されている。

アーム３３は、先端部３３ｃに押付部３６が取り付けられている。押付部３６は、先端部（下端部）３６ａに押付パッド４７を備えている。クランプ１３は、各部材により、いわゆるトグル機構が構成されている。
クランプ１３によれば、ハンドル３４のグリップ３４ｃを押さえ位置Ｐ１まで操作することにより、トグル機構によりグリップ３４ｃが押さえ位置Ｐ１に保持される。グリップ３４ｃを押さえ位置Ｐ１まで操作する際に、押付パッド４７が導電性パターン２２に向けて真上（すなわち、対象部品１および評価基板１２に対して直交する上方向）から移動する。

グリップ３４ｃが押さえ位置Ｐ１に保持されることにより、押付パッド４７が押付位置に保持される。この状態において、対象部品１が押付パッド４７により評価基板１２に押し付けた状態に保持される。
すなわち、クランプ１３は、例えば、対象部品１を押付パッド４７により導電性パターン２２に向けて真上から押さえ付けることができる（図５参照）。

図１、図４、図５に示すように、評価基板１２の導電性パターン２２から導電性のボス２６が突出されている。導電性パターン２２のボス２６に対象部品１の端子が接触した状態に配置される。この状態において、対象部品１は、クランプ１３の押付パッド４７により導電性パターン２２に向けて真上から下方向に向けて押さえ付けられる。よって、対象部品１を評価基板１２に対して移動させることなく（ずらすことなく）、押付パッド４７により押さえ付けることができる。これにより、対象部品１の端子が評価基板１２の導電性パターン２２にボス２６を介して接続した状態に保たれる。

クランプ１３は、ベース板１１に取り付けられたビス１６によりベース板１１に押し付けられる。
例えば、クランプ１３は、第１、第２のブラケット４１がベース板１１のねじ穴１５を利用してビス１６によりベース板１１に取り付けられている。
すなわち、クランプ１３は、ベース板１１にビス１６により固定される。
これにより、ビス１６をねじ結合するねじ穴１５を選択することにより、サイズや形状の異なる多種の対象部品１に合わせてクランプ１３の取付位置を任意に選択できる。
換言すれば、サイズや形状の異なる多種の対象部品１を、押付パッド４７で導電性パターン２２に向けて真上から押さえ付けることができるベース板１１の位置に、クランプ１３を取り付けることができる。

つぎに、部品評価用フィクスチャー１０を使用して対象部品１を評価する例を図１、図４、図５に基づいて説明する。
図１に示すように、ベース板１１に評価基板１２を配置した状態において、ベース板１１のねじ穴１５にビス１６をねじ結合する。ねじ穴１５にビス１６をねじ結合することにより、評価基板１２の各基板辺１２ａをビス１６によりベース板１１に押し付ける。これにより、評価基板１２がベース板１１にビス１６により取り付けられる。

図１、図４、図５に示すように、導電性パターン２２のボス２６に対象部品１の端子が接触した状態に対象部品１を配置する。この状態において、クランプ１３のグリップ３４ｃを押さえ位置Ｐ１まで操作して、対象部品１を押付パッド４７により導電性パターン２２に向けて真上から押さえ付ける。これにより、対象部品１の端子が評価基板１２の導電性パターン２２にボス２６を介して接続した状態に保たれる。対象部品１の端子を導電性パターン２２に接続した状態において、評価基板１２のチェック端子の電圧や、印加電圧Ｖと電流Ｉとの関係を示すＶＩ特性などを測定し、測定値に基づいて対象部品１の特性を評価する。

対象部品１を評価した後、クランプ１３のグリップ３４ｃを押さえ位置Ｐ１から上方へ向けて操作して、押付パッド４７を対象部品１から離れる方向（すなわち、上方）に移動する。よって、対象部品１を評価基板１２から外すことができる。これにより、対象部品１の特性を評価した後、クランプ１３のグリップ３４ｃを操作して対象部品１を交換することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ベース板１１は、複数のねじ穴１５を有する。
このため、評価基板１２のサイズや形状に対応するねじ穴１５にビス１６を結合することができ、サイズや形状の異なる多種の対象部品１に応じて、評価基板１２及びクランプ１３を取り付けることができる。
したがって、部品評価用フィクスチャー１０は、多種の対象部品１に適用させることができる。

また、本実施形態によれば、対象部品１の特性を評価する際に、対象部品１を半田ごてにより評価基板１２に半田付けをすることにより実装する必要がない。これにより、対象部品１の交換時間を少なく抑え、また、半田ごてを使用しないので、評価基板１２に対してストレスがなく使用寿命を長くできる。
さらに、対象部品１を交換する際に半田ごてを使用しないので、半田ごてにより評価基板１２や対象部品１に熱ストレスが発生することを抑制できる。加えて、評価基板１２や対象部品１に物理的なこじり等により引き起こされる損傷の発生を抑制できる。

＜部品評価用フィクスチャー１０の最小構成の第二実施形態＞
部品評価用フィクスチャー１０の最小構成の第二実施形態について、図６を参照して説明する。
部品評価用フィクスチャー１０は、ベース板１１と、評価基板１２と、クランプ１３と、を備える。
ベース板１１は、板面１１ｂに締結部材１６が着脱可能に取り付けられる複数の取付穴１５を有する。
評価基板１２は、ベース板１１に取り付けられた締結部材１６によりベース板１１に押し付けられる。
クランプ１３は、ベース板１１に取り付けられた締結部材１６によりベース板１１に押し付けられる。
クランプ１３は、評価基板１２に設けられた導電性パターン２２に接触された対象部品１を、導電性パターン２２へ向けて押さえ付ける。

本実施形態によれば、ベース板１１は、複数の取付穴１５を有する。
このため、評価基板１２のサイズや形状に対応する取付穴１５に締結部材１６を結合することができ、サイズや形状の異なる多種の対象部品１に応じて、評価基板１２及びクランプ１３を取り付けることができる。
したがって、部品評価用フィクスチャー１０は、多種の対象部品１に適用させることができる。

また、本実施形態によれば、対象部品１の特性を評価する際に、対象部品１を半田ごてにより評価基板１２に半田付けをする必要がない。これにより、対象部品１の交換時間を少なく抑え、また、評価基板１２の使用寿命を長くできる。さらに、半田ごてにより評価基板１２や対象部品１に熱ストレスが発生することを抑制できる。加えて、物理的なこじり等により引き起こされる損傷が評価基板１２や対象部品１に発生することを抑制できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものとする。

１対象部品
１０部品評価用フィクスチャー
１１ベース板
１１ａベース辺
１１ｂ板面
１２評価基板
１２ａ基板辺
１３クランプ
１５ねじ穴（取付穴）
１６ビス（締結部材）
２２導電性パターン
２６導電性の突起（ボス）
３２支持部

Claims

第一締結部材と第二締結部材とが着脱可能に取り付けられる複数の取付穴を板面に有するベース板と、
前記ベース板に取り付けられた前記第一締結部材により前記ベース板に押し付けられる評価基板と、
前記ベース板に取り付けられた前記第二締結部材により前記ベース板に押し付けられ、前記評価基板に設けられた導電性パターンに接触された対象部品を、前記導電性パターンへ向けて押さえ付けるクランプと、
を備え、
前記第一締結部材と前記第二締結部材とは、複数の前記取付穴のうち、任意の前記取付穴に取り付けることが可能である部品評価用フィクスチャー。
前記クランプは、
前記ベース板に前記第二締結部材により着脱可能に取り付けられる支持部を備える請求項１に記載の部品評価用フィクスチャー。
複数の前記取付穴は、ねじ穴であり、
前記第一締結部材と前記第二締結部材とは、前記ねじ穴にねじ結合可能なビスである
請求項１または請求項２に記載の部品評価用フィクスチャー。
前記ベース板は、アルミニウム材で形成された板状の部材である
請求項１から３の何れか一項に記載の部品評価用フィクスチャー。
複数の前記取付穴が、前記ベース板の板面に格子状に配列されている請求項１から４の何れか一項に記載の部品評価用フィクスチャー。
前記評価基板が、前記導電性パターンに、電気的に接続されている導電性の突起を有する請求項１から５の何れか一項に記載の部品評価用フィクスチャー。
前記評価基板は、
矩形状に形成され、前記評価基板の基板辺が前記第一締結部材で前記ベース板に取り付けられる請求項１から６の何れか一項に記載の部品評価用フィクスチャー。
前記ベース板は、
矩形状に形成され、ベース辺が前記評価基板の基板辺より２倍以上の寸法に形成されている請求項７に記載の部品評価用フィクスチャー。