JP2002076569A - プリント基板の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板を検査台に確実に保持すること
ができて、検査精度を向上させることができるプリント
基板の検査装置を提供することにある。 【解決手段】そこでこの発明では、検査台２の保持面に
プリント基板１を静電吸着させた後、スクィージ部５に
よりプリント基板１に対してスクィージ処理および異物
除去処理を実行する。そして、プリント基板１を撮像部
４により撮像して得られた画像データに基づいて検出部
６によって配線パターン１１の欠陥を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、プリント基板の
表面に形成された配線パターンの欠陥やプリント基板の
貫通孔（スルーホール）の欠陥を検出するプリント基板
の検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリント基板の検査装置は、例
えば、その両面に銅膜などの金属膜によって配線パター
ンが形成されたプリント基板が載置される検査台を備え
ている。また、検査台に載置されたプリント基板の表面
を撮像する撮像カメラを有し、この撮像カメラによって
取得した画像データに基づいて上記配線パターンの欠陥
が検出される。

【０００３】上記検査台にプリント基板を保持する保持
機構として例えば図５に示すものがある。この保持機構
９２は検査台９１上に載置されたプリント基板９０の端
部をその上方から検査台９１に向けて押圧するクランプ
機構である。

【０００４】また、他の保持機構として例えば図６に示
すのがある。この保持機構９３は検査台９１上に載置さ
れたプリント基板９０を検査台９１に形成された多数の
吸着孔を介して真空吸着するための真空ポンプやブロワ
ーを備える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示すクランプ機構を用いた保持機構９２によると、上記
カメラによって撮像すべき領域よりも外側をクランプす
る必要がある。このため、板厚の薄く全面が波打ってい
るプリント基板９０を保持機構９２によってクランプす
ると、波打った状態でプリント基板９０が検査台９１に
保持され、その結果、欠陥検出の精度が低下するという
問題が発生する。

【０００６】また、図６に示す真空ポンプやブロワーに
よってプリント基板９０を真空吸着する保持機構９３に
よると、プリント基板９０に複数の貫通孔９４を形成さ
れているときに、この貫通孔９４から真空吸着力が逃げ
て、プリント基板９０が検査台９１に完全に密着しな
い。この結果、欠陥検出の精度が低下するという問題が
発生する。

【０００７】この問題を解決するために真空ポンプやブ
ロワーの出力を大きくして真空吸着力を高める方法が考
えられる。しかしながら、この方法によるとプリント基
板の吸着孔に当接している部分が変形して、この部分の
欠陥検出の精度が低下するという別の問題が発生する。

【０００８】本発明の目的は、上述のような点に鑑み、
プリント基板を検査台に確実に保持することができて、
検査精度を向上させることができるプリント基板の検査
装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに請求項１に係る発明は、少なくともその片面に配線
パターンを有するプリント基板を検査するプリント基板
の検査装置において、プリント基板の一方面を静電吸着
してプリント基板を保持する保持手段と、保持手段によ
って保持されたプリント基板の配線パターンが形成され
た他方面を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像
された画像データに基づいて前記配線パターンの欠陥を
検出する欠陥検出手段とを有することを特徴とする。

【００１０】請求項２に係る発明は、複数の貫通孔を有
するプリント基板を検査するプリント基板の検査装置に
おいて、測定光を透過する透明体であるとともに、プリ
ント基板の一方面を静電吸着してプリント基板を保持す
る保持手段と、保持手段を介してプリント基板の前記一
方面に測定光を照射する照射手段と、保持手段によって
保持されるとともに、照射手段によって測定光が照射さ
れたプリント基板の他方面を撮像する撮像手段と、撮像
手段によって撮像された画像データに基づいて前記貫通
孔の欠陥を検出する欠陥検出手段とを有することを特徴
とする。

【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載のプリント基板の検査装置において、前記
保持手段によって静電吸着されたプリント基板の前記他
方面をスクィージするスクィージ手段をさらに有するこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
プリント基板の検査装置において、前記スクィージ手段
がプリント基板の前記他方面に付着した異物を除去する
異物除去手段を兼用することを特徴とする。

【００１３】請求項５に係る発明は、請求項４に記載の
プリント基板の検査装置において、前記異物除去手段を
前記保持手段の保持面に当接させる手段を有し、前記異
物除去手段によって前記保持面に付着した異物を除去す
ることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
の一例について図面を参照しながら説明する。 ＜第１実施形態＞図１はこの発明の第１実施形態を示
し、プリント基板の検査装置の全体構成を模式的に示す
側面図であり、図２は図１の構成を装置上方から見た平
面図である。図１および図２に示すように、プリント基
板の検査装置は、検査台２、ＤＣ電源部３、撮像部４、
スクィージ部５、検出部６から主に構成されている。

【００１５】また、検査台２に載置される検査対象物で
あるプリント基板１には、例えばガラスエポキシ樹脂製
である本体の両面に例えば銅膜などの金属膜によって配
線パターン１１が全面にわたって形成されている。

【００１６】検査台２は、プリント基板１をその保持面
にクーロン力により静電吸着させるもので、保持面側に
絶縁体部２１を備え、この絶縁体部２１の下側に導電体
部２２を有する。誘電体部２２の内部には図示しない正
電極板および負電極板が水平方向に沿って交互に組み込
まれ、それぞれＤＣ電源部３の正電極端子および負電極
端子に電気的に接続される。なお、この検査台２などが
この発明の保持手段に相当する。

【００１７】ＤＣ電極部３は直流の高電圧を発生させ
て、この直流の高電圧を上記正電極板および負電極板を
介して導電体部２２に印加する。このように高電圧が印
加された導電体部２２の上部（プリント基板１側）に
は、上記正電極板および負電極板に対応して正電荷およ
び負電荷が発生する。

【００１８】導電体部２２の上部に発生した正電荷およ
び負電荷によって絶縁体部２１が静電分極して、絶縁体
部２１の上部（プリント基板１側）に正電荷および負電
荷が発生する。この絶縁体部２１の上部に発生した正電
荷および負電荷によるクーロン力によってプリント基板
１の検査台２側の下面に形成された配線パターン１１が
絶縁体部２１の上面、すなわち検査台２の保持面に引き
付けられて、プリント基板１が検査台２に静電吸着され
る。

【００１９】撮像部４は、検査台２に静電吸着されて保
持されたプリント基板１の上面を撮像する撮像カメラ４
２と、この撮像カメラ４２を、図示しないボールねじお
よび駆動モータなどによってＹ軸方向に沿って移動させ
るＹ軸駆動機構４１とを備える。また、撮像部４は図示
しないボールねじおよび駆動モータなどを有するＸ軸駆
動機構によってＸ軸方向に沿って移動可能に構成され
る。なお、この撮像部４はこの発明の撮像手段に相当す
る。

【００２０】スクィージ部５は、Ｙ軸方向に沿って延設
された円筒状のスクィージローラ５１を備える。このス
クィージローラ５１は、その中心軸周りに回転可能に一
対の第１支持部材５２によって両端部で軸支される。ス
クィージローラ５１の円筒面は粘着性を有しており、プ
リント基板１の上面に付着したごみなどの異物を除去す
るごみ取りローラとしても機能する。なお、このスクィ
ージ部５は、この発明のスクィージ手段および異物除去
手段に相当する。

【００２１】一対の第１支持部材５２はＹ軸駆動機構４
１の両端部からＸ方向に突出した一対の第２支持部材５
３によって支持されている。また、第１支持部材５２は
図示しないラック・アンド・ピニオンや駆動モータなど
を備えた昇降機構によって第２支持部材５３に対して昇
降自在に構成される。

【００２２】検出部６は上記撮像カメラ４２によって撮
像されて取得された画像データに基づいて配線パターン
１１の欠陥を検出するものである。欠陥検出の方法とし
ては、上記画像データと予め用意した理想データとを比
較して一致しない部分を欠陥として検出するパターンマ
ッチング法や、上記画像データと配線パターン１１を設
計するときの設計データ（例えばＣＡＤデータ）とを比
較して一致しない部分を欠陥として検出するデザインル
ールチェック法などが適用できる。また、検出部６は、
予め他の検査装置によって取得された欠陥の存在位置付
近を表示して欠陥の有無を再確認するベリファイ機能を
有するものでもよい。なお、検出部６は、この発明の欠
陥検出手段に相当する。

【００２３】次に上述のように構成されたプリント基板
の検査装置の動作について説明する。まず、操作者また
はオートローダによって検査台２の保持面上にプリント
基板１を載置する。このとき撮像部４およびスクィージ
部５は、Ｘ軸駆動機構によって図１において検査台２の
右側上方に配置されている。

【００２４】ＤＣ電源部３を作動させて導電体部２２に
直流の高電圧を印加して上述のように検査台２の保持面
にプリント基板１を静電吸着させる。検査台２による静
電吸着力はプリント基板１の下面のほぼ全面にわたって
形成された配線パターン１１にほぼ均等に作用する。こ
の結果、プリント基板１下面の全面にわたって検査台２
の保持面に静電吸着されて、保持される前のプリント基
板１が波打っていたとしても検査台２に保持されたとき
には平坦になる。

【００２５】そして、Ｘ軸駆動機構によってスクィージ
ローラ５１を図１における左方向に移動させる。このと
きスクィージローラ５１の高さ位置は昇降機構によって
その円筒面がプリント基板１の上面に当接する下方位置
に設定されている。したがって、左方向に移動させられ
るスクィージローラ５１は、プリント基板１を検査台２
方向にスクィージしつつその中心軸周りに回転する。こ
の結果、検査台２に保持されたプリント基板１が、まだ
波打っていたとしても、スクィージローラ５２によって
スクィージされて平坦となり、より確実に検査台２に静
電吸着することができる。

【００２６】また、スクィージローラ５１はごみ取りロ
ーラとしても機能するので、その円筒面にプリント基板
１の上面に付着したごみなどの異物を転写させて除去す
ることができる。この結果、プリント基板１に付着した
異物を配線パターン１１の欠陥であるとして検出部６が
誤検出することを防止できる。

【００２７】プリント基板１の上面の全面をスクィージ
ローラ５１によってスクィージした後、Ｘ軸駆動機構お
よびＹ軸駆動機構４１によって撮像カメラ４２をプリン
ト基板１の所望位置の上方まで移動させる。そして、撮
像カメラ４２によって所望位置周辺を撮像して画像デー
タを取得する。このとき、スクィージローラ５１の高さ
位置は昇降機構によって、その円筒面がプリント基板１
の上面に当接しない位置である上方位置に設定されてい
る。

【００２８】検出部６は上記画像データを上述のパター
ンマッチング法、デザインルールチェック法またはベリ
ファイ機能によって処理して配線パターン１１の欠陥を
検出する。欠陥検出処理が完了したプリント基板１は検
査台２上から操作者またはオートローダによって取り除
かれる。

【００２９】次に、検査台２の保持面のクリーニング動
作について説明する。この動作は、図３に示すように、
検査台２上にプリント基板１を載置する前や検査台２上
からプリント基板１が取り除かれた後、すなわち検査台
２上にプリント基板１が存在しないときに実行される。
図３に示すように、スクィージローラ（ごみ取りロー
ラ）５１の高さ位置を昇降機構によって上記下方位置よ
りもさらに下方の位置に設定して、その円筒面を保持面
に当接させつつＸ軸駆動機構によってＸ方向に沿って移
動させる。この結果、保持面に付着したごみなどの異物
がごみ取りローラの円筒面に転写して除去される。この
とき、ＤＣ電源部３は作動しておらず保持面には静電吸
着力が発生していない。このクリーニング動作によって
保持面からプリント基板１に異物が転写することを防止
することができて、異物の付着による欠陥の誤検出をな
くすことができる。

【００３０】＜第２実施形態＞図４はこの発明の第２実
施形態を示し、プリント基板の検査装置の全体構成を模
式的に示す側面図である。図４に示す第２実施形態にお
いて上述の第１実施形態と異なる点は、プリント基板１
００に複数の貫通孔（スルーホール）ＴＨが形成されて
いる点、検査台７が透明体である点および検査台７の下
方に照明用光源８が配置されている点である。その他の
図４に示す構成で、図１に示す符号と同じ符号が付され
たものは、第１実施形態と同じ機能を有するものであ
る。なお、照明用光源８は、この発明の照射手段に相当
する。

【００３１】プリント基板１００は、例えばガラスエポ
キシ樹脂製である本体の両面に例えば銅膜などの金属膜
によって配線パターン１０１が全面にわたって形成され
ているとともに、プリント基板１００を貫通する複数の
貫通孔（スルーホール）ＴＨが形成されている。

【００３２】検査台７は照明用光源８から照射された測
定光を透過させる透明体である。具体的には、検査台７
は透明なガラス板からなる絶縁体部７１と、絶縁体部７
１の下方に設けられた透明な導電体部７２とから構成さ
れる。誘電体部７２の内部には図示しない透明電極から
なる正電極板および負電極板が水平方向に沿って交互に
組み込まれ、それぞれＤＣ電源部３の正電極端子および
負電極端子に電気的に接続される。なお、検査台７など
は、この発明の保持手段に相当する。

【００３３】第２実施形態におけるプリント基板の検査
装置の動作は、撮像カメラ４２によってプリント基板１
００上面の貫通孔ＴＨを含む領域を撮像し、このときに
プリント基板１００の下面に、照明用光源８から検査台
７を介して測定光が照射されている点が、上述の第１実
施形態の動作と異なる。このため撮像カメラ４２によっ
て撮像される画像データには、プリント基板１００の下
面に照射され貫通孔ＴＨを通過した測定光による画像デ
ータが含まれる。

【００３４】上述のように取得した画像データを、検出
部６によって上述のパターンマッチング法、デザインル
ールチェック法またはベリファイ機能を用いて処理し、
貫通孔ＴＨの形状欠陥や貫通孔ＴＨ内にごみなどの異物
が付着している欠陥を検出する。

【００３５】第２実施形態においても第１実施形態と同
様に、プリント基板１００に対するごみ取り動作を兼ね
るスクィージ動作、および、検査台７の保持面のクリー
ニング動作を実行することができる。

【００３６】＜第１実施形態および第２実施形態の変形
例＞ （１）上述の第１実施形態および第２実施形態において
は、プリント基板１，１００の両面に配線パターン１
１，１０１が形成されているが、その片面に配線パター
ンが形成されるプリント基板にこの発明を適用すること
もできる。この場合、撮像カメラ４２に配線パターンが
形成された面が対向するように検査台２の保持面にプリ
ント基板を載置する。そして、保持面に当接する例えば
ガラスエポキシ樹脂などで形成されたプリント基板の本
体を保持面に静電吸着して、検査台２にプリント基板を
保持する。

【００３７】（２）上記各実施形態においては、スクィ
ージ部５が撮像部４に同期して移動する構成であるが、
検査装置にスクィージ部５を設けずに、操作者がごみ取
りローラを兼ねるスクィージローラによって、プリント
基板１，１００の表面や検査台２，７の保持面に付着し
たごみなどの異物を除去する処理を手動で実行してもよ
い。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、請求項１に係
る発明によれば、検査対象であるプリント基板が保持手
段によって静電吸着されて保持されるので、プリント基
板のほぼ全面にわたって吸着力を作用させることができ
て、保持すべき基板が波打っていても保持したときには
平坦にすることができる。また、従来のように真空吸着
によって局所的にプリント基板を吸着しないので、プリ
ント基板に部分的な変形が発生しない。この結果、撮像
手段によって撮像して得られた画像データに基づいて欠
陥検出手段が配線パターンの欠陥を正確に検出すること
ができて、検査精度を向上させることができる。

【００３９】請求項２に係る発明によれば、請求項１に
係る発明と同様に、保持手段によって平坦で部分的な変
形がない状態でプリント基板を保持することができる。
また、保持手段が透明体であるので、保持手段を介して
プリント基板に測定光を照射することができて、プリン
ト基板に形成された貫通孔の画像データを撮像手段によ
って正確に取得することができる。この結果、プリント
基板の貫通孔の欠陥検査の精度を向上させることができ
る。

【００４０】請求項３に係る発明によれば、保持手段に
よって保持されたプリント基板をスクィージ手段でスク
ィージすることができるので、プリント基板が波打って
保持されていたとしても平坦にすることができる。

【００４１】請求項４に係る発明によれば、スクィージ
手段が異物除去手段を兼ねているので、スクィージ手段
によるスクィージ動作中にプリント基板の表面に付着し
たごみなどの異物を除去することができる。この結果、
欠陥検出手段によって異物の付着を欠陥として検出する
誤検知がなくなり欠陥検査精度を向上させることができ
る。

【００４２】請求項５に係る発明によれば、異物除去手
段によって保持手段の保持面に付着したごみなどの異物
を除去することができる。この結果、保持面に付着した
異物がプリント基板に転写することを防止できて、上記
誤検知の発生をより確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を模式的に示す側面図
である。

【図２】図１の検査装置を上方から見た平面図である。

【図３】保持面のクリーニング動作を示す側面図であ
る。

【図４】この発明の第２実施形態を模式的に示す側面図
である。

【図５】従来の保持機構を示す側面図である。

【図６】従来の他の保持機構を示す側面図である。

【符号の説明】

１、１００ プリント基板 ２、７ 検査台 ３ ＤＣ電源部 ４ 撮像部 ５ スクィージ部 ６ 検出部 ８ 照明用光源

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともその片面に配線パターンを有
   するプリント基板を検査するプリント基板の検査装置に
   おいて、 プリント基板の一方面を静電吸着してプリント基板を保
   持する保持手段と、 保持手段によって保持されたプリント基板の配線パター
   ンが形成された他方面を撮像する撮像手段と、 撮像手段によって撮像された画像データに基づいて前記
   配線パターンの欠陥を検出する欠陥検出手段と、を有す
   ることを特徴とするプリント基板の検査装置。
2. 【請求項２】 複数の貫通孔を有するプリント基板を検
   査するプリント基板の検査装置において、 測定光を透過する透明体であるとともに、プリント基板
   の一方面を静電吸着してプリント基板を保持する保持手
   段と、 保持手段を介してプリント基板の前記一方面に測定光を
   照射する照射手段と、 保持手段によって保持されるとともに、照射手段によっ
   て測定光が照射されたプリント基板の他方面を撮像する
   撮像手段と、 撮像手段によって撮像された画像データに基づいて前記
   貫通孔の欠陥を検出する欠陥検出手段と、を有すること
   を特徴とするプリント基板の検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載のプリン
   ト基板の検査装置において、 前記保持手段によって静電吸着されたプリント基板の前
   記他方面をスクィージするスクィージ手段をさらに有す
   ることを特徴とするプリント基板の検査装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のプリント基板の検査装
   置において、 前記スクィージ手段がプリント基板の前記他方面に付着
   した異物を除去する異物除去手段を兼用することを特徴
   とするプリント基板の検査装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のプリント基板の検査装
   置において、 前記異物除去手段を前記保持手段の保持面に当接させる
   手段を有し、前記異物除去手段によって前記保持面に付
   着した異物を除去することを特徴とするプリント基板の
   検査装置。