CN103090788A

CN103090788A - 布线板测定装置

Info

Publication number: CN103090788A
Application number: CN2012104455191A
Authority: CN
Inventors: 盐泽育夫
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Chuangshi Co.,Ltd.
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2032-11-08
Also published as: JP2013102011A; TWI472284B; KR20130050890A; CN103090788B; KR101427870B1; JP5466687B2; TW201322862A

Abstract

本发明涉及一种半导体器件。夹具板（4）中，以等中心间隔沿着长度方向形成有多个小孔（40a），在长度方向的中央附近的区域即中央区域（4c）中以螺钉（41）固定在载置台（2）上，且在比中央区域（4c）更靠端侧不以螺钉固定在载置台（2）上。另外，通过设置在载置台（2）上的磁铁（2c），夹具板（4）的长度方向的两端被施压至载置台（2）侧。

Description

布线板测定装置

技术领域

本发明涉及一种布线板测定装置。

背景技术

以往，为了安装IC（integrated circuit，集成电路）芯片、电阻、电容器等电子零件而利用多层印刷布线板。这种多层印刷布线板是通过分别形成各层的印刷布线板，最终使所形成的印刷布线板积层而获得。

将印刷布线板积层时，如果各印刷布线板的布线图案彼此不为正确的位置关系，会产生不良品，因此，期望准确地测定形成在印刷布线板的布线图案的位置。尤其在大量生产多层印刷布线板的情况下，通过针对每个布线图案的位置（偏移）分开而积层印刷布线板，从而可高效地制造多层印刷布线板。

为了测定形成在印刷布线板的布线图案的位置，将印刷布线板载置在载置台上，从铅垂上方拍摄形成在印刷布线板上的对准标记（alignment mark）（例如参照日本专利特开2005-349505号公报）。日本专利特开2005-349505号公报中所记载的装置中，将每隔特定间隔形成多个基准标记的位置测定用的夹具板固定在载置台上。而后,根据拍摄获得的图像数据以夹具板的基准标记为基准测定印刷布线板，在印刷布线板上设定开孔的位置。在日本专利特开2005-349505号公报中所记载的装置中，考虑到夹具板因温度变化而伸缩、基准标记间的距离发生变化，由不易因温度变化而变形的材料形成夹具板。

发明内容

在所述装置中，使用不易因温度变化而变形的夹具板，但如果固定着夹具板的载置台随着温度变化而变形，会有如下可能性：通过和载置台的固定部位对夹具板施加较大的力，夹具板变形从而基准标记间的距离发生变化。

本发明是鉴于所述实情而完成的，其目的在于不受温度变化影响而使用夹具板来测定印刷布线板。

为了达成所述目的，本发明的布线板测定装置是测定设有位置检测用的标记的印刷布线板的所述标记的位置的布线板测定装置；其特征在于包含：

载置台，其载置所述印刷布线板；

夹具板，其形成预先测定间隔的多个记号，在包含长度方向的中央且比长度方向的二分之一狭窄的区域即中央区域内通过固定机构固定在所述载置台上，且在并非所述中央区域的非中央区域内不固定在所述载置台上；

摄像机构，其拍摄所述印刷布线板及所述夹具板；及

控制机构，其根据由所述摄像机构拍摄的图像数据中的所述夹具板的不同的记号的位置信息和预先测定的所述记号的间隔来校正由所述摄像机构拍摄的图像数据的位置信息，根据由所述摄像机构拍摄的所述印刷布线板的图像数据来测定所述印刷布线板的所述标记的位置。

另外，也可包含将所述载置台的所述夹具板的非中央区域施压至所述载置台的施压机构。

所述施压机构也可包含设置在所述载置台或所述夹具板的磁铁。

所述施压机构也可包含设置在所述载置台并对所述夹具板施加按压的力或吸引的力的弹性体。

另外，也可是：所述载置台具有引导槽；

所述夹具板安装在所述引导槽内。

根据本发明，可不受温度变化影响而使用夹具板来测定印刷布线板。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的布线板测定装置的构成的概要的侧视图。

图2是表示布线板测定装置的构成的概要的俯视图。

图3是表示载置台和夹具板的构成的概要的立体图。

图4是表示载置台和夹具板的构成的概要的分解立体图。

图5是表示载置台变形时的安装载置台和夹具板的情况的模式图。

图6是表示印刷在印刷布线板的引导标记的一个示例图。

图7是表示变形例中的载置台和夹具板的构成的概要的俯视图。

图8是表示变形例中的安装载置台和夹具板的情况的模式图。

具体实施方式

使用图对本发明的实施方式的布线板测定装置进行说明。布线板测定装置1如图1及图2所示，包括：框架10；载置台2，其用来载置作为工件的印刷布线板PCB；夹具板4，其固定在载置台2上；搬送部3，其移动载置台2；摄像部5，其从铅垂上方拍摄载置台2；及控制部6，其控制装置整体（在图2中未图示）。以下，将通过搬送部3移动载置台2的方向设为Y方向，将和Y方向垂直且水平的方向设为X方向，将铅垂方向设为Z方向。此外，在图1及图2中，以虚线表示载置台2上的印刷布线板PCB。

图1及图2的中空箭头是作业者的起始位置。作业者朝向箭头的方向（Y轴的正方向）站立，将印刷布线板PCB投入至布线板测定装置1中，测定结束后将印刷布线板PCB从布线板测定装置1中取出。印刷布线板PCB的投入和取出在本实施方式中由作业者来进行，但也可由搬送装置来进行。搬送装置可由包含例如通过空气吸附的吸附器的机械臂而构成。

载置台2是在上部的载置面上载置印刷布线板PCB，通过搬送部3在Y方向移动。载置台2通过搬送部3支撑在特定的高度，载置面成为水平。如图4所示，在载置台2的Y方向的中央部沿着X方向设置着用来安装夹具板4的引导槽2b。在引导槽2b内的X方向的两端附近埋入设置磁铁2c。另外，在引导槽2b的Y方向两侧形成着吸附孔2a，并连结着将吸附孔2a设为负压的未图示的吸附装置。在载置台2载置着印刷布线板PCB的状态下使吸附孔2a为负压，由此印刷布线板PCB吸附并固定在载置台2上。

夹具板4是剖面为长方形且为细长的板形状，例如由殷钢（invar）等线膨胀率较小且不易因温度变化而变形的材料而形成。夹具板4以X方向成为长度方向的方式安装在载置台2的引导槽2b内。在夹具板4上，沿着该长度方向形成着多个小孔40a。如图3所示，多个小孔40a以相邻的小孔40a的间隔LD为等中心间隔的方式贯通夹具板4而形成。以下，在本说明书中小孔40a的间隔是指中心间距离。

夹具板4在X方向（长度方向）的中央附近以2行2列共4个点通过螺钉41固定在载置台2上，在比该4点更靠端侧处未使用螺钉固定。即，如图3至图5所示，夹具板4在包含夹具板4的长度方向的中央的长度Lc的中央区域4c（图3及图4中的阴影部）由螺钉41固定在载置台2上。此外，中央区域4c是指连结螺钉41的轴中心而成的矩形区域。另外，通过设置在载置台2的引导槽2b内的X方向两端附近的磁铁2c，夹具板4的长度方向（X方向）的两端被施压至载置台2侧。在本实施方式中，通过磁铁2c吸引夹具板4的两端，接近载置台2。

通过这样将夹具板4安装在载置台2上，夹具板4在中央区域4c以4个点固定在载置台2上，因此可抑制夹具板4和载置台2的位置偏移。另外，通过设置在载置台2上的磁铁2c，未固定在载置台2上的夹具板4的两端被施压至载置台2侧，因此可抑制夹具板4的两端从载置台2上浮。

图5中表示依据温度变化的载置台2和夹具板4的尺寸的关系。在图5的（a）侧图示了夹具板4安装在载置台2而无温度变化的状态。如图5的（b）侧所示，例如在载置台2因温度变化而热膨胀的情况下，处于中央区域4c的范围内的夹具板4由于由螺钉41固定，所以受到载置台2的热膨胀而导致的变形的影响。具体来说，处于中央区域4c的范围内的小孔40a彼此的间隔LD受到载置台2的热膨胀所导致的变形的影响，和所设计的间隔相比变大。

对此，由于比中央区域4c更靠端侧（并非中央区域4c的区域，以下也称为“非中央区域”）未由螺钉固定，所以如图5的（b）侧所示，即便在载置台2受到温度变化的影响而热膨胀的情况下，并非中央区域4c的区域并不受其影响。因而，根据本实施方式，和在夹具板4的长度方向的两端固定着夹具板4和载置台2的情况相比，可降低施加在夹具板4和载置台2的固定部位的力。因此，可抑制夹具板4随着载置台2的变形而变形。尤其可抑制中央区域4c的范围外的小孔40a彼此的间隔LD相对于所设计的值而变化。

此处，固定夹具板4和载置台2的部位（即中央区域4c）只要是抑制夹具板4随着载置台2的变形而变形的部位即可。即，固定夹具板4和载置台2的中央区域4c只要是假设即便载置台2变形夹具板4所受到的影响也较小的中央附近的区域即可，理想的是设为比夹具板4的长度方向的长度L的二分之一狭窄的范围。中央区域4c例如可根据载置台2及夹具板4的材质等而决定，也可包含长度方向的中央而设为长度方向的三分之一的长度的区域或长度方向的四分之一的长度的区域等。

如图1及图2所示，搬送部3包含：移动台31；一组导轨32a、32b，其固定在框架10上且沿Y方向延伸；滚珠螺杆33，其沿Y方向延伸；及移动用电动机34，其使滚珠螺杆33旋转。移动台31支撑载置台2，设置在移动台31上的未图示的滚珠螺母和滚珠螺杆33卡合。通过这样的构成，在搬送部3中，当通过移动用电动机34使滚珠螺杆33旋转时，移动台31沿着导轨32a、32b在Y方向上移动。因而，支撑在移动台31上的载置台2和移动台31一同在Y方向上移动。

摄像部5包含：1组测定用相机52a、52b；及相机移动部53L、53R，其使测定用相机52a、52b移动。测定用相机52a、52b从铅垂上方拍摄印刷布线板PCB的引导标记M1～M4（以下也统称为“引导标记M”），并固定在基座54L、54R上。

相机移动部53L、53R使支撑测定用相机52a、52b的基座54L、54R移动，由此分别使测定用相机52a、52b在X方向移动。相机移动部53L、53R包含：滚珠螺杆55L、55R，其分别在X方向上延伸的；滚珠螺母，其未图示，固定在基座54L、54R而卡合在滚珠螺杆55L、55R；及相机用电动机56L、56R，其使滚珠螺杆55L、55R分别旋转。在相机移动部53L、53R中，通过相机用电动机56L、56R使滚珠螺杆55L、55R旋转，由此基座54L、54R在X方向上分别移动，测定用相机52a、52b在X方向上移动。

控制部6使用以CPU（Central Processing Unit，中央处理器）等为中心的众所周知的微处理器。控制部6向搬送部3及摄像部5输出驱动信号并且从搬送部3及摄像部5接收信号，进行装置整体的控制。

以上构成的布线板测定装置1可测定印刷布线板PCB。本实施方式中的印刷布线板PCB如图6所示，印刷着4处引导标记M。引导标记M配置在印刷布线板PCB的4个顶点的附近，印刷在从矩形的印刷布线板PCB的4边起为等距离的位置。

通过布线板测定装置1测定印刷布线板PCB时，修正由温度变化所导致的布线板测定装置1本身的变形。为此，首先，控制部6通过搬送部3使载置台2移动以使夹具板4位于测定用相机52a、52b的拍摄位置。接下来，控制部6通过测定用相机52a、52b拍摄夹具板4，测定所拍摄的数据中的夹具板4的小孔40a的间隔。夹具板4由不易因温度变化而变形的材质形成，邻接的小孔40a的间隔LD预先决定。因此，控制部6根据所拍摄的数据中的小孔40a的间隔和实际的小孔40a的间隔LD来求出通过小孔40a的间隔LD修正（校正）测定用相机52a、52b的拍摄数据中的距离的距离转换函数。该距离转换函数既可在每个预先决定的时间（例如数小时或一天等）求出，也可在布线板测定装置1被启动时及/或由操作者完成特定的操作时求出。

接着，控制部6例如在未图示的显示部显示信息来督促投入作为测定对象的印刷布线板PCB。当作业者将作为测定对象的印刷布线板PCB载置在载置台2上时，控制部6通过吸附装置使载置台2的吸附孔2a为负压。由此，将印刷布线板PCB固定在载置台2上。下一步，控制部6通过测定用相机52a、52b拍摄印刷布线板PCB的引导标记M。此时，控制部6使载置台2移动至可通过测定用相机52a、52b拍摄引导标记M的位置，并且以测定用相机52a、52b彼此的距离等于引导标记M的X方向的距离Lx的方式使基座54L、54R移动，通过测定用相机52a、52b拍摄引导标记M。

测定用相机52a、52b一并拍摄引导标记M和印刷布线板PCB的特征点与夹具板4以测定印刷布线板PCB中的布线图案的位置。作为印刷布线板PCB的特征点，例如可将预先设定在印刷布线板PCB的未图示的基准标记作为特征点，或者将印刷布线板PCB的边缘设为特征点。

通过测定用相机52a、52b拍摄印刷布线板PCB的引导标记M之后，控制部6和作为测定对象的印刷布线板PCB的识别编号建立关联而储存基于所拍摄的数据的测定数据。就印刷布线板PCB的识别编号而言，例如只要是那一天初次测定的印刷布线板，则设为编号1等。另外，也可和批次编号建立关联等。控制部6根据使用由测定用相机52a、52b拍摄的图像数据和夹具板4求出的距离转换函数，算出印刷布线板PCB中的布线图案的位置作为测定数据，并储存在未图示的存储器中。例如，可考虑分别储存从引导标记M1～M4的中心向印刷布线板PCB的边缘（特征点）为止的X方向及Y方向的距离作为测定数据。

这样储存印刷布线板PCB的测定数据时，控制部6使载置台2移动至初始位置之后，解除印刷布线板PCB和载置台2的固定，结束布线板的测定。布线板的测定结束后，作业者将印刷布线板PCB从载置台2上卸除。

如上所述，本实施方式的布线板测定装置1中，夹具板4在长度方向（X方向）的中央且比长度方向的长度的二分之一狭窄的区域即中央区域4c通过螺钉41固定在载置台2上，并且比中央区域4c更靠端侧不由螺钉固定在载置台2。由此，在本实施方式中，即便在载置台2因温度变化而变形的情况下，也可抑制夹具板4随着载置台2的变形而变形。因而，可不受温度变化影响而使用夹具板4来测定印刷布线板PCB。另外，由于在夹具板4的两端所对应的载置台2的位置设置着磁铁2c，所以未固定夹具板4的两端可被施压至载置台2侧，从而可抑制夹具板4从载置台2上浮。

以上，列举一实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，其可任意应用及变形等。例如，在所述实施方式中，夹具板4在载置台2的中央以X方向成为长度方向的方式安装在载置台2上，但也可如图7所示，以X方向成为长度方向的方式将夹具板4A安装在载置台2的Y方向的端部，也可以Y方向成为长度方向的方式将夹具板4B安装在载置台2上。另外，如图7所示，也可将多个夹具板安装在载置台2上。

在所述实施方式中，夹具板4安装在载置台2的引导槽2b内，但也可安装在载置台2的载置面上。另外，夹具板4也可相对于载置台2可不论在X方向、Y方向、Z方向移动。

在所述实施方式中，在夹具板4的长度方向的两端所对应的载置台2的位置设置着磁铁2c，但也可在夹具板4的两端设置着磁铁。在此情况下，例如只要由使载置台2的引导槽2b的内部牵引至磁铁的材料形成即可。另外，如图8所示，也可在载置台2上设置对夹具板4施加按压至载置台2侧的力的弹簧等弹性体2d。进而，也可设置弹性体以将吸引至载置台2侧的力施加在夹具板4上。

在所述实施方式中，在夹具板4上设置多个小孔40a作为记号，但该记号只要可使用测定用相机52a、52b拍摄作为测定基准即可，例如代替或除了小孔40a以外，也可在夹具板4上以特定间隔设置刻度。

在所述实施方式中，夹具板4通过螺钉41以2行2列4个点固定在载置台2上，但也可在沿着X方向或Y方向的2点或中央的1点固定载置台2。在此情况下，也可将连结远离夹具板4的中央的螺钉41的外缘而成的区域设为中央区域4c。换而言之，将中央区域4c称为受到载置台2的变形的影响而导致小孔40a彼此的间隔LD会变化的区域，将并非中央区域4c的非中央区域称为载置台2的变形不对间隔LD带来影响的区域。

在所述实施方式中，使用CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）相机作为测定用相机52a、52b，但也可使用X射线相机等。另外，除了测定用相机52a、52b以外，也可包含预对准用的相机等其他相机。另外，也可通过使测定用相机52a、52b上下而兼用测定用相机和预对准用的相机。另外，测定用相机52a、52b也可配置在载置台2的下侧或上侧和下侧两侧。

在所述实施方式中，在印刷布线板PCB上，在四个角设置着引导标记M1～M4，但并不限定于该例，只要至少设置两个引导标记即可。另外，引导标记并不限定于印刷物，也可是孔等。

另外，在布线板测定装置1中，例如也可在印刷布线板PCB搭载用来开孔的开孔机构等其他构成。

本发明不脱离本发明的广义的精神和范围可进行各种实施方式及变形。另外，所述实施方式是用来对本发明进行说明的，并不限定本发明的范围。即，本发明的范围并非由实施方式表示，而是由权利要求表示。因而，在权利要求内及与其同等的发明的含义的范围内实施的各种变形被认为在本发明的范围内。

本申请案是根据2011年11月8日申请的日本专利申请案2011-244125号而主张优先权，在本申请案的说明书中，参照并引入日本专利申请案2011-244125号的说明书、权利要求、及图式的内容。

Claims

1.一种布线板测定装置，其测定设有位置检测用的标记的印刷布线板的所述标记的位置；其特征在于包含：

载置台，其载置所述印刷布线板；

夹具板，其形成预先测定间隔的多个记号，在包含长度方向的中央且比长度方向的二分之一狭窄的区域即中央区域内,通过固定机构固定在所述载置台上，且在并非所述中央区域的非中央区域内不固定在所述载置台上。

摄像机构，其拍摄所述印刷布线板及所述夹具板；及

2.根据权利要求1所述的布线板测定装置，其特征在于：

包含将所述载置台的所述夹具板的非中央区域施压至所述载置台的施压机构。

3.根据权利要求2所述的布线板测定装置，其特征在于：

所述施压机构包含设置在所述载置台或所述夹具板上的磁铁。

4.根据权利要求2所述的布线板测定装置，其特征在于：

所述施压机构包含设置在所述载置台并对所述夹具板施加按压的力或吸引的力的弹性体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的布线板测定装置，其特征在于：

所述载置台包含引导槽；

所述夹具板安装在所述引导槽内。