JP2002202270A - プリント基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板の板厚に拘わらず、撮像装置の
焦点の位置を適切に設定すること。 【解決手段】 下側プレート６０を支持装置２０により
上方に付勢するようにして支持する。また、上側プレー
ト７０を回転自在に支持する。上側プレート７０を水平
にしたときの位置を基準面３１ａにより位置決めした状
態で、ローラ３８により上側プレート７０を下方に付勢
して固定する。この状態で下側プレート６０を上昇さ
せ、プリント基板１を上側プレート７０に対して付勢す
る。上側プレート７０の位置は常に一定であるから、プ
リント基板１の板厚が変わっても、撮像装置８の位置を
同じにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント基板に加
工された穴の位置や形状等を検査するためのプリント基
板検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話の急速な普及や、ビルドアップ
基板の実用化等に伴い、プリント基板に加工する穴の小
径化（φ０．０５〜φ０．１）と狭ピッチ化が進み、一
枚の基板に加工する穴の数が数万個程度になっている。
このため、作業者が目視により、プリント基板に加工さ
れた穴の位置や穴の形状等の検査（以下、単に「穴の検
査」という。）をして品質を維持することは困難であ
り、プリント基板検査装置を用いて検査するようになっ
てきている。

【０００３】プリント基板検査装置には、接触式のもの
と非接触式のものとがあるが、一般に、非接触式のもの
の方が検査時間の短縮や検査精度の安定化を図ることが
できる。撮像装置によりプリント基板を撮像し、撮像デ
ータを画像処理して穴を検査する非接触式のプリント基
板検査装置には、プリント基板の表側又は裏側の一方か
ら光を照射し、ハーフミラーを使用することにより、光
の照射側で反射光を受光する反射タイプと、他方（裏又
は表）の側で加工された穴から漏れ出る光を受光する透
過タイプとがある。

【０００４】透過タイプのプリント基板検査装置の場
合、プリント基板を載置するテーブルを透光性のあるも
ので形成し、光源をテーブルの下側に配置し、テーブル
の上側に撮像装置を配置する。板厚の異なるプリント基
板を検査することができるように、撮像装置は、上下方
向に位置決め自在に支持される。

【０００５】プリント基板の反りやゆがみにより、焦点
の位置がずれると、測定結果の信頼性が低下する。そこ
で、プリント基板を透光性のあるプレートにより上部か
ら押え、プリント基板をテーブルとプレートの間に挟み
込む。そして、この状態、すなわちプリント基板の反り
やゆがみを矯正した状態で、撮像装置を上下に調節して
焦点の位置を調節し撮像する。テーブルやプレートの材
質としては、光の透過率に優れるガラスが採用される。

【０００６】ところで、プリント基板の厚さは製品毎に
異なる。このため、測定精度を向上させるためには、板
厚が変わる毎に焦点の位置を調節する必要がある。しか
し、この作業は時間を要する作業である。そこで、特開
平０８−１５５８９４号公報では、プリント基板の厚さ
を記憶する記憶装置を設け、予め入力されたプリント基
板の板厚データに基づいて焦点の位置を調節するように
している。この技術によれば、プリント基板の板厚が変
わっても、作業者が手動で焦点の位置を調節する必要が
なく、作業能率を向上させることができた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、同一の板厚と
して設定されるプリント基板であっても、その板厚には
誤差によるばらつきがある。従って、焦点の位置を公称
板厚に基づいて設定しても、実際に焦点の位置が適切に
設定されるとは限らない。このため、測定データの信頼
性が低下し、検査精度を向上させることができなかっ
た。

【０００８】本発明の目的は、上記従来技術における課
題を解決し、プリント基板の板厚が変わっても、焦点の
位置（即ち撮像装置とプリント基板表面との距離）を適
切に設定することができるプリント基板検査装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、図４に示すように、検査すべきプリント基
板（１）を載置する載置部材（６１）と、該載置部材
（６１）に載置されたプリント基板（１）を撮像する撮
像手段（８）とを備え、該撮像手段（８）による撮像結
果に基づいて前記プリント基板（１）に形成された穴を
検査するプリント基板検査装置において、前記載置部材
（６１）に載置されたプリント基板（１）の表面を覆う
透明部材（７１）と、前記透明部材（７１）を固定する
固定機構（３１，３８，７４）と、前記載置部材（６
１）を前記透明部材（７１）に対して接近・離反させる
接近・離反機構（２０，３５，５５，６３，６４）と、
を備え、前記撮像手段（８）は、前記固定機構（３１，
３８，７４）を介して固定された透明部材（７１）に対
する一定位置で、該透明部材（７１）を透過して撮像を
行うことを特徴とするプリント基板検査装置にある。

【００１０】また、前記載置部材（６１）は透明な部材
で形成し、前記載置部材（６１）を透過して前記プリン
ト基板（１）を照射する光源（１０）を設けたことを特
徴とする。

【００１１】また、前記接近・離反機構は、前記載置部
材（６１）を前記透明部材（７１）に向けて付勢する付
勢手段（２０）を有することを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
るプリント基板検査装置の斜視図である。プリント基板
１を載置するテーブル２は、１対の直線案内装置３に支
持され、ベッド４上をＸ軸（前後）方向に位置決め自在
である。クロスレール５は、ベッド４に固定され、ベッ
ド４と一体である。Ｙ軸テーブル６は、クロスレール５
上をＸ軸と直角のＹ軸（左右）方向に移動自在である。
Ｚ軸テーブル７は、Ｙ軸テーブル６上をＺ軸（上下）方
向に移動自在である。撮像装置８（撮像手段）はＺ軸テ
ーブル７に固定されている。制御装置９は、各部の動作
を制御する。

【００１３】図２は、プリント基板検査装置の一部側面
断面図、図３は要部平面図である。バックライト１０
（光源）は、ベッド４に固定されている。テーブル２上
面の中央部には、前後方向に２対の軸受装置２０が配置
されている。また、テーブル２上面の前側には、駆動ユ
ニット３０を構成するガイドブロック３１とスタンド４
５が配置されている。ガイドブロック３１には、基準面
３１ａが形成されている。テーブル２上面の後側には、
駆動ユニット５０を構成するガイドブロック５１と支持
台５８が配置されている。

【００１４】軸受装置２０は、下側プレート６０を支持
している。下側プレート６０は、透明な下側ガラス板６
１（載置部材）と、下側ガラス板６１を保持する支持枠
６２とから構成されている。支持枠６２の下側表面の前
後には位置決めブロック６３と、位置決めブロック６４
が固定されている。下側ガラス板６１の上側表面には３
本の位置決めピン６５ａ〜６５ｃが固定されている。支
持台５８は、回転軸受け５９により上側プレート７０を
回転自在に支持している。

【００１５】クロスレール５の背面には、支持台９０
と、支持台９１が固定されている。支持台９０には、回
転軸受け９２を介してシリンダ９３が、支持台９１には
回転軸受け９４を介してアーム９５が、それぞれ回転自
在に支持されている。アーム９５の一端にはカムフォロ
ア９６が、他端には軸受け９７が配置されている。シリ
ンダ９３のロッドの端部は、軸受け９７を介してアーム
９５の一端に回転自在に支持されている。そして、図示
のようにシリンダ９３のロッドが最も突出していると
き、アーム９５は軸受け９７を下側にして僅かに左上が
りに位置決めされている。

【００１６】図４により、さらに詳細に説明する。図４
は、要部を断面した側面図である。軸受装置２０（付勢
手段）は、ガイドホルダ２１と、ピン２２と、ばね２３
と、盲栓２４および軸受２５とから構成されている。ガ
イドホルダ２１はテーブル２に固定されている。ピン２
２は軸受２５により上下方向移動自在に支持され、ばね
２３により上方に付勢されている。

【００１７】位置決めブロック６３、６４には、傾斜面
６３ａ、６４ａと平面６３ｂ、６４ｂを備える穴６３
ｃ、６４ｃがそれぞれ形成されている。傾斜面６３ａと
傾斜面６４ａはそれぞれ外側に拡大するように形成され
ている。また、平面６３ｂと平面６４ｂは同一平面にな
るように位置決めされている。

【００１８】上側プレート７０は、上側ガラス板７１
（透明部材）と、上側ガラス板７１を保持する支持枠７
２とから構成されている。支持枠７２の端部には、ロッ
ド７３が固定されている。支持枠７２の前端側には、ク
ランプ用ブロック７４が固定されている。クランプ用ブ
ロック７４には、傾斜面７５ａを備える穴７５ｃが形成
されている。

【００１９】スタンド４５に固定されたシャフト４６に
はばね４７が配置されている。ガイドブロック３１には
２個のステー３２を介してシリンダ３３が支持されてい
る。シリンダ３３のシリンダロッド３４は段付きに形成
され、先端にローラ３５を回転自在に支持している。ロ
ーラ３５は、平面６３ｂに当接している。

【００２０】シリンダロッド３４の小径部には、ガイド
ピース３６が係合している。ガイドピース３６は、ばね
４７により図の左方に付勢されている。ガイドピース３
６に固定されたシャフト３７は、先端にローラ３８を回
転自在に支持している。ローラ３８は穴７５ｃに対向す
るように位置決めされ、ローラ３５が平坦部６３ｂに当
接している時には、ローラ３８は穴７５ｃから離れてい
る。

【００２１】ガイドブロック５１には、２個のステー５
２を介してシリンダ５３が支持されている。シリンダロ
ッド５４は、先端にローラ５５を回転自在に支持してい
る。ローラ５５は、平坦部６４ｂに当接している。

【００２２】次に、この実施の形態の動作を説明する。
予め、撮像装置８を上方に退避させておき、シリンダ９
３を動作させてロッドを縮める。すると、図２において
矢印で示すように、アーム９５が反時計回りに回転する
ことにより、カムフォロア９６がロッド７３を付勢する
結果、上側プレート７０は回転軸受け５９を中心として
回転し、図２、４に２点鎖線で示すように前側が開く。
この際、上側プレート７０が水平位置から開口位置まで
移動する速度は、アーム９５の円運動により決まり、速
度０から徐々に上昇して最高速度に達した後、徐々に減
速し、速度０に近くなって停止する。

【００２３】この状態で、プリント基板１を下側ガラス
板６１上に載置する。このとき、プリント基板１を基準
ピン６５ａ〜６５ｃの３点あるいは基準ピン６５ａ、６
５ｂの２点に押し当て位置決めする。

【００２４】プリント基板１のセットが終了したら、シ
リンダ９３を動作させ、上側プレート７０を水平状態に
戻す。すると、上側プレート７０は、クランプ用ブロッ
ク７４が基準面３１ａに当接して停止する。なお、この
状態では、上側ガラス板７１の下面とプリント基板１の
表面との間に隙間が形成されている。

【００２５】次にシリンダ３３、５３を動作させ、シリ
ンダロッド３４、５４すなわちローラ３５とガイドピー
ス３６を図の左方向に、またローラ５５を図の右方向
に、それぞれ移動させる。ローラ３５とローラ５５がそ
れぞれ平面６３ｂ、６４ｂから傾斜面６３ａ、６４ａに
移動すると、ばね２３により下側プレート６０は上昇を
開始し、プリント基板１が上側板ガラス７１の下面に密
着するまで上昇する。こうして上記下側ガラス板６１に
載置されたプリント基板１の表面は上側ガラス板７１で
覆われた。なお、上述した位置決めブロック６３，６４
及びローラ３５，５５及び軸受装置２０により、下側ガ
ラス板６１を上側板ガラス７１に対して接近・離反させ
る接近・離反機構が構成されている。

【００２６】一方、ガイドピース３６が図の左方向に移
動することにより、ローラ３８が傾斜面７５ａに当接
し、図５に示すように、ばね４７が付勢する力の分力に
より上側プレート７０を下方に付勢して、上側プレート
７０をガイドブロック３１に固定する。これにより上側
ガラス板７１が固定される。この結果、プリント基板１
は上側プレート７０と下側プレート６０により確実に挟
持される。なお、上述したクランプ用ブロック７４及び
ローラ３８及びガイドブロック３１により、上側ガラス
板７１を固定する固定機構が構成されている。

【００２７】そこで、撮像装置８を撮像位置まで下降さ
せ、テーブル２を移動させてプリント基板１を撮像す
る。撮像装置８の撮像位置はプリント基板１の板厚に拘
わらず常に一定としている。撮像装置８による撮像結果
に基づいて公知の方法によりプリント基板１の穴の状態
を判定する。その後、上記と逆の動作をさせ、プリント
基板１を取り出して穴の検査を完了する。

【００２８】上記構成により、プリント基板１の上面が
常に一定高さ位置に保たれるので、プリント基板１の板
厚に拘わらず、撮像装置８とプリント基板１の表面との
距離は一定であるから、撮像装置８の焦点位置は常に最
適の位置に決定され、信頼性に優れる測定結果を得るこ
とができる。また、プリント基板１の板厚を測定する必
要が無いので作業能率を向上させることもできる。

【００２９】なお上述した実施形態では透過タイプのプ
リント基板検査装置を例に挙げて説明したが、本発明は
透過タイプのみに限定されない。例えば、プリント基板
の表側又は裏側の一方から光を照射し、ハーフミラーを
使用することにより、光の照射側で反射光を受光する反
射タイプのプリント基板検査装置にも採用することがで
きる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち請求項
１によれば、プリント基板の上面の位置を常に一定高さ
位置に保つから、プリント基板の板厚に関わらず、撮像
手段とプリント基板の表面との距離は同じである。従っ
て、撮像手段の焦点位置は常に最適の位置に決定され、
信頼性に優れる測定結果を得ることができる。また、プ
リント基板の板厚を測定する必要がないから、作業能率
を向上させることができる。

【００３１】また本発明のうち請求項２によれば、透過
タイプの好適なプリント基板検査装置が提供される。

【００３２】また本発明のうち請求項３によれば、検査
すべきプリント基板の変形や反り等を効果的に矯正して
検査を行うことができるので検査精度が高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るプリント基板検査装置の斜視図で
ある。

【図２】本発明に係るプリント基板検査装置の一部側面
断面図である。

【図３】本発明に係るプリント基板検査装置の要部平面
図である。

【図４】本発明に係るプリント基板検査装置の要部を断
面した側面図である。

【図５】本発明の動作を説明する図である。

【符号の説明】

１ プリント基板 ２０ 支持装置 ３１ａ 基準面 ３８ ローラ ６０ 下側プレート ７０ 上側プレート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査すべきプリント基板を載置する載置
   部材と、該載置部材に載置されたプリント基板を撮像す
   る撮像手段とを備え、該撮像手段による撮像結果に基づ
   いて前記プリント基板に形成された穴を検査するプリン
   ト基板検査装置において、 前記載置部材に載置されたプリント基板の表面を覆う透
   明部材と、 前記透明部材を固定する固定機構と、 前記載置部材を前記透明部材に対して接近・離反させる
   接近・離反機構と、を備え、 前記撮像手段は、前記固定機構を介して固定された透明
   部材に対する一定位置で、該透明部材を透過して撮像を
   行う、 ことを特徴とするプリント基板検査装置。
2. 【請求項２】 前記載置部材は透明な部材で形成し、 前記載置部材を透過して前記プリント基板を照射する光
   源を設けた、 ことを特徴とする請求項１記載のプリント基板検査装
   置。
3. 【請求項３】 前記接近・離反機構は、前記載置部材を
   前記透明部材に向けて付勢する付勢手段を有する、 ことを特徴とする請求項１又は２記載のプリント基板検
   査装置。