JP2006284268A

JP2006284268A - プリント基板検査装置

Info

Publication number: JP2006284268A
Application number: JP2005102165A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Goi; 一宏五井
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

Abstract

【課題】プリント基板測定装置は、測定の際に測定箇所の位置決めが必要である。従来のプリント基板では目視ができず位置決めが困難で、両面プリント基板のような測定点が両面にわたる場合の測定に対応していない。
【解決手段】各種のモデルのプリント基板を検査する、プリント基板検査装置であって、一対からなり、間隔を調整する手段をもってプリント基板の一部を挟み、前記プリント基板を固定するベースと、前記ベースに取り付けられた外部測定装置への接続部位と、前記ベースに固定された前記プリント基板の実装面の任意の位置に移動し、固定可能な、可変移動手段を備え、設置時、測定時の目視及び、前記プリント基板の両面にわたる測定を可能とすることを特長とするプリント基板検査装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種プリント基板の測定が容易なプリント基板検査装置に関するものである。

図７は従来のＰＣＢ検査装置３１の原理を説明するための概略的な斜視図であり、図８は従来のＰＣＢ検査装置の要部のプローブ３２の正面図である。

従来のＰＣＢ検査装置３１は、ＰＣＢ３３のパターン面の下側から垂直方向にプローブ３２を選択的にアップダウン連接させて、ＰＣＢ３３から発生した信号を測定装備に連結させる装置を提供するものである。これは多様な種類のＰＣＢを検査するに極めて容易である。

すなわち、従来のＰＣＢ検査装置においては、プローブ３２をベース３４と別個に構成する。図７に示すように、ベース３４は、磁性体を接着／分離可能な金属板から構成され、前記ベース３４の上面には、別体のプローブ３２が必要に応じて任意の位置へ変更可能に、かつプローブピン３５の下段にはインシュレータ３６によりカバリングされるマグネット３７を一体的に構成した可変固定手段Ｇが、設けられ、前記プローブピン３５の下端部には、測定システムと連結されるコード３５ａを結線する。

前記プローブ３２の可変固定手段Ｇを構成するマグネット３７としては、電磁石（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔ）又は永久磁石（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ）を必要に応じて適宜選択して使用できる。この際、ベース３４も、単純な金属板だけでなく、プローブ３２に対応して電磁石、永久磁石に入れ替えて使用することができる。

又、可変固定手段Ｇを構成するマグネット３７に代えて、真空パッド（図示せず）をプローブ３２の下端に取り付け、ベース３４を多孔板で構成して、通常の真空吸着器により、真空パッドをベース３４上面の一定の位置から可変的に移動させて再配置する手段を採用してもよい。

一方、上記のように構成される従来のＰＣＢ検査装置３１は、特定のモデルのＰＣＢを検査プログラムにＸ、Ｙ座標にて入力して登録させた後、ＰＣＢのアートワーク図を入力して、測定点を指定して特定のＰＣＢモデルを登録した後、ＰＣＢ検査を行うようになる。ＰＣＢのモデルの変更時には、変更されたＰＣＢのモデルさえ選択すれば、ベース３４が下降してプローブ３２をロボットアーム３８、３９のロボットハンド３８ａによってクランピングした後、設定された位置へ移動してからアンクランピングして、プローブ３２を変更されたモデルの測定点に再配置するようになる。

この類のＰＣＢ検査用ソフトウェア及びプロープ３２を移動して再配置するためのロボットアーム３８、３９及びロボットハンド８ａ等は周知のものなので詳細な説明は省略する。

上記のように実施される従来のＰＣＢ検査装置は、各種の電子製品用ＰＣＢ３３を電子製品のケースに組み立てるに先だって、正常作動の可否をテストするために用いられるものであり、ＰＣＢの測定点は各ＰＣＢのモデル毎に相違し、測定点の個数も相違する。

従来のＰＣＢ検査装置は、ＰＣＢの測定点に接触するプローブ３２が、ベース３４から独立的に移動可能な構造になっているため、ＰＣＢモデルの変更時には、モデル変更登録さえすればロボットアーム３８、３９のロボットハンド３８ａによって、プローブ３２が設定の測定点へ移動するようになる。これは、従来のＰＣＢ検査装置のプローブ３２が、プローブピン３５の下端にベース３４の一定のポイントに固定される及び移動可能な構造を持っているから可能である。

すなわち、プローブピン３５の下段は、電磁石や永久磁石等のマグネット３７又は真空パッド等の可変固定手段Ｇからなり、これに対応するベース３４は磁性体を結合／分離可能な単純金属板、又は多様な磁性体、又は真空吸着器に連結される多孔板等からなっていることから、ロボットアーム３８、３９のロボットハンド３８ａがプローブ３２をクランピングして、変更された測定点へ簡単に移動し再配置することができるものである。

更に、プローブ３２の位置が変更された後には、プローブ３２は設定された位置を磁力又は真空吸着器の吸着力により定位置を保持するので、変更されたＰＣＢモデルを迅速且つ正確に検査できるものである。
特開平１０−２５３７２０号公報

プリント基板測定装置は、プリント基板を測定する際に、プローブ３２をプリント基板上の目的の位置に移動させる位置決めを行う。従来のＰＣＢ検査装置では、Ｘ、Ｙ座標を入力することでこの位置決めを行う。このＸ、Ｙを求める際、プローブ３２の位置はベース３４が同じ面にあるために目視することは出来ず困難を伴う。

また、下から支えるという構造上、両面プリント基板のように測定点が両面に渡る場合に用いることができない。

各種のモデルのプリント基板を検査する、プリント基板検査装置であって、
一対からなり、間隔を調整する手段をもってプリント基板の一部を挟み、前記プリント基板を固定するベースと、
前記ベースに取り付けられた外部測定装置への接続部位と、前記ベースに固定された前記プリント基板の実装面の任意の位置に移動し、固定可能な、可変移動手段を備え、
設置時、測定時の目視及び、前記プリント基板の両面にわたる測定を可能とすることを特長とする。

本発明では、プローブピンをプリント基板に対し一端からアームを用いて固定することにより、目視をしながら容易にプローブピンを設置できるようにし、測定効率の向上を図った。

また、プリント基板の固定方法として、両側から挟む構成をとることにより、重力に左右されず、どの向きにも置くことができ、両面プリント基板に対しても区別なく両面を測定することが可能になった。

本発明の請求項１に記載の発明は、各種のモデルのプリント基板を検査する、プリント基板検査装置であって、一対からなり、間隔を調整する手段をもってプリント基板の一部を挟み、前記プリント基板を固定するベースと、前記ベースに取り付けられた外部測定装置への接続部位と、前記ベースに固定された前記プリント基板の実装面の任意の位置に移動し、固定可能な、可変移動手段を備え、設置時、測定時の目視及び、前記プリント基板の両面にわたる測定を可能とするものである。

（実施の形態１）
図１は、本発明装置の実施の形態の一例を示す概略的な斜視図である。

これら図面に基づき本発明の実施形態を詳細に説明する。

本発明のプリント基板検査装置は、プリント基板３のパターン面の片側及び、両側から、プローブ２を選択的に連結させて、プリント基板３から発生した信号を測定装備に連結させる装置を提供するものである。これにより、多種多様なプリント基板の測定が容易に行える。

本発明では１ａ、１ｂの二つの部分からなるベース１を用いて両側から挟むことでプリント基板３を固定する。

プリント基板３の測定部位に連結させるプローブピン４は、伸縮アーム５により回転土台６に連結される。これにより、測定点を目視しながらプローブピン４を測定部位に連結させることができ、位置決めが正確かつ迅速に行える。

図において、１は、ベースであり、二つの部位１ａと１ｂより構成される。形状は、プリント基板３を挟めるように、プリント基板３と同程度の長さ、例えば長さ２０ｃｍほどの直方体で構成される。プリント基板３をその間に挟むため、内側は絶縁体より構成される。本検査装置は、このベース１にプリント基板３を固定するため、このベース１を周囲に固定する必要がある。ただし、プリント基板３とベース１が固定できれば、位置関係は変わらないので、ベース１の外部への固定に精度は要求されない。固定は１ａと１ｂのうちどちらでもよいが、以降支柱２を伴う１ａを固定することにして説明する。ガムテープによる固定や、机上においた万力による固定等が考えられる。

２は、ベース１に固定された支柱である。機能は回転土台及び、装置接続端子を備えることで、形状にとらわれない。図１ではベース１とは分けてあるが、ベース１と一体に形成することもでき、ベース１に直接備える場合は必ずしも必要としない。

３は、測定するプリント基板である。ベース１が支えることができる限り自由な大きさの基板を測定可能である。また、ベース１に挟むという構成をとるため、一端に電子部品のない数ミリのスペースをもつプリント基板を想定する。この条件を満たす限り、その実装面が片面、両面であるかにとらわれない。形状も直方体である必要はない。

４は、測定点に接触させるプローブピンである。その詳細を図２に示す。１３はプローブピン４の土台となるプローブピン土台である。伸縮アーム５に直接固定されている。１０は測定部位に直接触れる導電体からなる測定点接触ピンである。この測定点接触ピン１０からの信号が、プローブピン土台１３を通じて伸縮アーム５へ流れる。１１は測定点接触ピン１０に固定されているプローブピン用バネで、これを矢印Ｅの方向へ縮めることにより、測定点接触ピンはプローブピン土台１３の溝へ押し込まれ、格納することができる。通常は、伸びた状態であり、測定点接触ピン１０をプリント基板３へ押し付ける役割を果たす。１２はプローブピン格納取っ手である。プローブピン用バネ１１に固定されており、これにより、測定点接触ピン１０に、直接触れずにプローブピン用バネ１１を容易に押さえ、格納することができる。これらの構造により、位置決めで移動させる際、プリント基板３上の他の部品への接触を避けることができる。

５は、伸縮アームであり、回転土台６とプローブピン４に接続している。細長い棒状の構造をとり、伸ばした際にプリント基板３全面を十分おおえる長さを持つ。全体又は、少なくとも内部は導電体の材質からなり、プローブピン４より受けた信号を、装置接続端子７へ伝える。伸縮の機構の例を図３に示す。伸縮アーム前段１４、伸縮アーム後段１５からなり、両者の間に摩擦があり、伸縮アーム後段１５を矢印Ｆの方向へ動かす。このとき手で動かすことは可能だが自然に伸縮することはない。具体的には、伸縮アーム後段１５の外径を伸縮アーム前段１４の内径よりもわずかに小さくすることで、伸縮アーム前段１４の内部に格納する、という構造が考えられる。これにより、伸縮アーム５の長さを目的に合わせて調節することができる。

６は、伸縮アーム５を支柱２に固定し、回転の支えとなる土台である。この支えのもとで、伸縮アーム５を任意の角度に回転させることができ、伸縮アーム５の伸縮の動きと合わせて、盤面の自由な位置にプローブピン４を移動させることができる。機能としては、回転土台６自体が導電体か、又は一部導電体の部位を持ち、伸縮アーム５の一端で信号を受け装置接続端子７へ伝える。回転を固定する手段としては、図４のようにネジを回転面と垂直方向の力を調整する機構が考えられる。また、６ａ、６ｂが示すように、支柱からの距離に差を設けることで、伸縮アームを設置する際にお互いに接触せず自由な配置が可能である。測定終了時は伸縮アーム５を支柱２に沿った位置に格納することで、プリント基板３の着脱を容易に行える。

７は、測定装置のプローブ等を接続させるための装置接続端子である。伸縮アーム５より導体で接続されていて、プリント基板３上の信号を取り出すことが出来る。

プリント基板３をベース１に固定する機構の例を図５、図６に示す。ベース幅調整ネジ８を矢印Ａの方向へ回すことにより、１ａ、１ｂをつなぐベース幅調整機構（ネジ）９が矢印Ｂの方向へ回転し、１ｂを矢印Ｃ、Ｄの方向へ動かし、１ａ、１ｂの間隔を調整することが出来る。

また、この例では４〜７はそれぞれ二つずつ、二点の測定が可能であるが、この数は限定しない。また、支柱２を両側に作ることで、両面の測定点を固定、計測することが可能である。

以上のように構成された本実施の形態について、以下その動作について説明する。

手順１：ベース幅調整ネジ８を回し、ベース幅調整機構９へ回転を伝えることで、ベース１ａ、１ｂの間隔を矢印Ｃ方向に、測定対象のプリント基板３の厚さより大きく広げる。プリント基板３を、１ａと１ｂの間に入れた状態で、再度ベース幅調整ネジ８を回転させることにより、矢印Ｂの方向へ１ａと１ｂの幅を狭め、プリント基板３をベース１へ固定する。

手順２：伸縮アーム５を用い、プリント基板３上の目的の測定点にプローブピン４を連結させる。この操作には、伸縮アーム５の回転土台６に対する回転と、伸縮により実現される。まず、回転土台６に固定されている伸縮アーム５を、伸縮アーム固定ネジ１６を緩めることで、回転可能な状態にする。その後、目的の方向に伸縮アーム５を矢印Ｆの方向に動かす。再度、伸縮アーム固定ネジ１６を締めることで、伸縮アーム５を回転土台６へ固定する。また、長さを調整するためには、伸縮プローブ前段１４より、伸縮プローブ後段１５を長さを調整しながら引き出す。これらの操作の間、プローブピン３のプローブピン格納取っ手１１を抑えておき、プリント基板上の他の端子に触れないよう注意する。

手順３：手順２を繰り返し目的の測定点すべてにプローブピン３を連結させる。

手順４：測定装置を操作して、例えばプローブを装置接続端子７に連結させる。

手順５：測定装置を用いて計測を行う。

手順６：他の部位の測定を行う場合、手順２より手順５を繰り返す。

手順７：すべての測定を終えたら、測定装置、この場合はプローブを装置接続端子７より分離する。

手順８：プリント基板の取り外しを容易に行うため、伸縮アーム固定ネジ１６を緩め、伸縮アーム５を回転可能な状態にし、伸縮アーム５を測定前の位置、この例の場合、支柱２に重なる部分まで移動させ、伸縮アーム固定ネジ１６を締める。この間、プローブピン４をプローブピン格納取っ手１１を押さえて、プリント基板３に接触しないようにする。

手順９：ベース幅調整ネジ８を回し、ベース幅調整機構９へ回転を伝えることで、ベース１ａ、１ｂの間隔を矢印Ｃ方向に、測定対象のプリント基板３の厚さより大きく、ベース１のプリント基板３の固定をはずし、プリント基板３を取り出す。

本発明にかかるプリント基板検査装置は、アームによるプローブの固定により、目視しながらの測定が容易に行え、アームを一対のベースそれぞれに設けることで、両面を迅速に測定するという用途にも利用できる。

本発明の一実施形態を示す概略的な斜視図本発明の一実施形態における伸縮アームの構造図本発明の一実施形態におけるプローブピン断面図本発明の一実施形態における支柱側面図本発明の一実施形態におけるベース固定方法説明のための正面図本発明の一実施形態におけるベース固定時の部品の動作を示す概略図従来のＰＣＢ検査装置の一実施形態を示す概略的な斜視図従来のＰＣＢ検査装置の一実施形態における、主構成要素のプローブの一部切欠正面図

符号の説明

１ベース
２支柱
３プリント基板
４プローブピン
５伸縮アーム
６回転土台
７装置接続端子
８ベース幅調整ネジ
９ベース幅調整機構
１０測定点接触ピン
１１プローブピン用バネ
１２プローブピン格納取っ手
１３プローブピン
１４伸縮アーム前段
１５伸縮アーム後段
１６伸縮アーム固定ネジ

Claims

各種のモデルのプリント基板を検査する、プリント基板検査装置であって、
一対からなり、間隔を調整する手段をもってプリント基板の一部を挟み、前記プリント基板を固定するベースと、
前記ベースに取り付けられた外部測定装置への接続部位と、前記ベースに固定された前記プリント基板の実装面の任意の位置に移動し、固定可能な、可変移動手段を備え、
設置時、測定時の目視及び、前記プリント基板の両面にわたる測定を可能とすることを特徴とするプリント基板検査装置。