JP2007311711A - 基板バックアップ装置、該装置を備えた印刷半田検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の反り量に応じて押込み量が制御されるバックアップピンで支持することにより基板の姿勢を一律に保持できる。
【解決手段】基板Ｐを搬送する基板搬送手段３と、搬送される基板Ｐを所定位置にて停止させる基板停止手段６と、停止した基板Ｐを保持して基板Ｐを所定位置に固定する基板固定手段７と、所定位置に固定された基板Ｐの表面から所定間隔あけて表面形状に追従するように動作して基板Ｐ表面を測定する検査手段１０と、所定位置に固定される基板Ｐの下方に配設されるとともに基板Ｐの裏面に向けて上下可動に設けられたバックアップピン３７を備えるバックアップユニット３５と、検査手段１０の測定結果に基づいてバックアップピン３７が基板Ｐの裏面を所定の押込み量δ_Z で支持するように制御する制御手段４０とを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、所定位置に配置された基板の反り量に応じてバックアップピンの押込み量を制御して基板の姿勢を一律にする基板バックアップ装置、該装置を備えた印刷半田検査装置及び方法に関する。

従来より、プリント基板の製造ラインには、半田の印刷状態や、部品の搭載状態を検査する工程がある。このような製造ラインは、例えば、半田印刷機〜検査装置〜部品搭載機で構成されている。上記ライン上の検査装置には、前段の半田印刷機で半田が印刷されたプリント基板が搬入され、この基板の半田の状態を検査して後段の部品搭載機へと搬出する。部品搭載機ではパッケージＩＣやチップ部品などの電子部品が実装される。

また、検査装置では、前段の半田印刷機で印刷された半田の箇所を搬送手段の上部に配置されたＣＣＤやレーザ変位計などの検出手段で検出し、半田印刷の状態（欠損の有無等）を検査する。検出手段は、プリント基板上を走査して各半田の状態を検査するようになっている。

下記特許文献１は、プリント基板の表面状態を検査するプリント基板検査装置である。この検査装置は、プリント基板に対向配置され該基板にレーザビームを照射する光源と、光源から出射されたレーザビームをプリント基板上で走査させる偏向手段と、プリント基板の反射光の検出位置に基づき該基板上の突起の変位量を連続的に検出する受光素子からなる非接触型のセンサヘッドを備えている。また、この検査装置には、センサヘッドを突起の変位方向に移動自在なＺ軸移動手段が設けられ、センサヘッドから出力された変位量の検出信号に基づきＺ軸移動手段を駆動してセンサヘッドをプリント基板に対して常時測定可能な所定間隔となるように制御することができる。

上述した検査装置では、センサヘッドがＺ軸方向に移動することで、このセンサヘッドとプリント基板の表面との間を常に一定間隔とすることができる。この結果、この検査装置は基板の反り形状に影響を受けずに測定できるようになる。
なお、検査対象となるプリント基板の反り形状には、基板のサイズや種類によって規則性があり、この反り形状はロットごとに近似している。
特開２００１−１５６４２５号公報

しかしながら、上記したように基板の反り形状がロットごとに近似しているとはいえ、同じロットの中にも、例えば、図１３中の（ａ）と（ｂ）のように、反り形状の傾向は同じだが反り量の異なる基板Ｐ₁ ，Ｐ₂ が存在することがある。この場合、上記特許文献１のような検査装置では、図１３に示すように、各基板Ｐ₁ ，Ｐ₂ に照射されたレーザビームの反射光が僅かに角度を変えてしまい同じ条件で基板表面を測定することができず、高精度測定を行うことが難しかった。
また、この検査装置を工場などの床に設置した場合、検査装置は、上述したように前段を半田印刷機、後段を部品搭載機で構成されているため、これらの装置稼動中の床振動により基板が振動してしまう。その際にも上記特許文献１のような検査装置では、床振動が原因となるような基板の振動に追従できないことがあり、したがって、上記同様に高精度測定が困難となっていた。

そこで本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、基板の反り量に応じて押込み量が制御されるバックアップピンでバックアップすることにより所定位置にある基板の姿勢を一律にできる基板バックアップ装置を提供し、更に、この基板バックアップ装置を備えたことで基板の振動を低減させ、姿勢が安定して正確な検査を行うことができる印刷半田検査装置及び方法を提供することを目的としている。

次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載の基板バックアップ装置２は、基板Ｐの対向する一対の端縁を載せて該基板Ｐを搬送する基板搬送手段３と、
搬送される前記基板Ｐを所定位置にて停止させる基板停止手段６と、
前記所定位置に停止した前記基板Ｐの前記一対の端縁を保持して該基板Ｐを前記所定位置に固定する基板固定手段７と、
前記所定位置に固定された前記基板Ｐの表面から所定間隔あけて該表面の形状に追従するように動作して前記基板Ｐの表面を測定する検査手段１０と、
前記所定位置に固定される前記基板Ｐの下方に配設されるとともに該基板Ｐの裏面に向けて上下可動に設けられたバックアップピン３７を備えるバックアップユニット３５と、
前記検査手段１０の測定結果に基づいて前記バックアップピン３７が前記基板Ｐの裏面を所定の押込み量δ_Z で支持するように制御する制御手段４０と、
を具備することを特徴としている。

請求項２記載の基板バックアップ装置２は、前記バックアップピン３７が、前記所定位置に固定された前記基板Ｐの裏面を支持するようにマトリクス状に複数設けられ、
前記制御手段４０が、前記各バックアップピン３７をそれぞれ所定の押込み量δ_Z に制御する構成としている。

請求項３記載の印刷半田検査装置１は、搬送される基板Ｐを所定位置にて停止させ、前記所定位置に停止した前記基板Ｐを固定して該基板Ｐの表面に印刷された半田の状態を検査する印刷半田検査装置１において、請求項１又は２記載の基板バックアップ装置２を備えることを特徴としている。

請求項４記載の印刷半田検査方法は、請求項３記載の印刷半田検査装置１を用いた検査方法であって、
前記基板Ｐからサンプルとして測定する枚数ｎを設定するとともに、統計閾値σ_n を設定する第１の工程と、
前記所定位置に固定された前記サンプルとした基板Ｐ₀ を支持するバックアップピン３７を任意の基本位置に設定する第２の工程と、
前記検査手段１０によって前記サンプルとした基板Ｐ₀ の表面を測定する第３の工程と、
前記第１の工程で設定した枚数の前記サンプルとした基板Ｐ₀ を測定し、この測定結果に基づいてロットのばらつきσ_all を算出する第４の工程と、
前記第４の工程で算出した前記ロットのばらつきσ_all と前記統計閾値σ_n の大小関係を判別する第５の工程と、
前記第５の工程において、前記ロットのばらつきσ_all が前記統計閾値σ_n 以下であれば前記サンプルとした基板Ｐ₀ の高さの平均値を前記基板Ｐの反り量として算出する第６の工程と、
前記第６の工程で算出した前記基板Ｐの反り量に応じた前記バックアップピン３７の押込み量δ_Z を記憶する第７の工程と、
前記第７の工程で記憶した前記押込み量δ_Z で前記サンプルとした基板Ｐ₀ 以降の前記基板Ｐを支持する第８の工程と、
を具備することを特徴としている。

請求項５記載の印刷半田検査方法は、前記第５の工程において、前記ロットのばらつきσ_all が前記統計閾値σ_n より大きければ前記バックアップピン３７を任意の基本位置に設定して前記基板Ｐの反り量を算出する第９の工程と、
前記第９の工程で算出した前記基板Ｐの反り量に応じた前記バックアップピン３７の押込み量δ_Z を記憶する第１０の工程と、
前記第１０の工程で記憶した前記押込み量δ_Z で前記基板Ｐを支持して該基板Ｐの表面を再測定する第１１の工程と、
を具備することを特徴としている。

本発明によれば、所定位置に固定された基板の反り量に応じてバックアップピンの押込み量を制御することで基板の姿勢を一律にすることができる。これにより、検査手段は常に測定範囲内で基板表面を測定することが可能となり、この結果、検査を正確に行うことができるようになる。特に、基板がフラットになるようにバックアップピンの押込み量を制御すると更に正確な検査を行うことができる。また、基板が一律な湾曲姿勢となるようにバックアップピンの押込み量を制御しても上述した基板をフラット姿勢としたときと同様に正確に検査できることに加えて基板の振動を低減できるという効果が得られる。

さらに、マトリクス状に配置されたバックアップピンをそれぞれ制御して基板の裏面を支持することで、この基板を容易にフラット姿勢又は一律な湾曲姿勢とすることができるとともに、基板をより正しい姿勢に保持することが可能となる。また、基板の裏面に電子部品が実装されている場合には、実装部位を避けて基板裏面を支持することができる。

また、ロットごとに基板の反り形状の傾向が近似していることを利用してロットごとの基板の反り量を算出し、この反り量からバックアップピンの押込み量を算出する。これにより、基板を所定の押込み量で支持することでロットごとに容易に一律な姿勢とすることができる。この結果、検査位置における基板の姿勢を等しく安定させることができるようになる。

さらに、上記反り量を算出し、ロットごとの基板の反り形状の傾向から外れた不規則な反り形状を有する基板が混入していることが判明した場合は、該ロットの全基板の表面を１枚ごとに測定して反り量を算出し、この反り量から押込み量を算出する。そして、全ての基板をそれぞれの押込み量で支持して再測定することで稀に混入している不規則な反り形状を有する基板にも対応して測定できるようになる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して具体的に説明する。
図１は本発明による第１の実施の形態の基板バックアップ装置を備えた印刷半田検査装置を示す平面図、図２は同側面図、図３は同正面図、図４はセンサヘッドの略構成を示す斜視図、図５は検査手段の電気的構成を示すブロック図、図６（ａ），（ｂ）はバックアップピンの支持動作を示す図である。

印刷半田検査装置は、プリント基板の製造ラインに設けられ、前段の半田印刷機から搬入されてきたプリント基板の半田の状態（欠損の有無など）を検査し、後段の部品搭載機に搬出する。この検査装置では、所定の検査位置に配置されたプリント基板の裏面を基板バックアップ装置で支持して基板の姿勢を一律にすることで正確な検査が可能となる。
以下、本発明の要旨であり、上記印刷半田検査装置の大部分を構成している基板バックアップ装置を各実施の形態ごとに説明する。

まず、第１の実施の形態について説明する。
図１〜３に示すように、図中の印刷半田検査装置１には、第１の実施の形態の基板バックアップ装置２が具備されている。
この第１の実施の形態の基板バックアップ装置２は、基板搬送手段３と、基板停止手段６と、基板固定手段７と、検査手段１０と、バックアップユニット３５と、制御手段４０とで略構成されている。

図１に示すように、基板搬送手段３，３は一対で構成され、プリント基板Ｐの幅方向（Ｙ軸方向）に対向して配置されている。基板搬送手段３，３は、プリント基板Ｐの対向する一対の端縁を載せて所定の搬送方向に搬送する。このような基板搬送手段３、３としてベルトコンベアなどがあり、また、コンベアベルト４には、例えば、ウレタンゴムなどのエラストマーを素材とした無端状のものが使用されている。

図２に示すように、基板搬送手段としてのベルトコンベア３には、Ｘ軸方向の両端部に設けられたプーリ５，５間にコンベアベルト４が掛け回されている。さらに、コンベア３の一端部にはプーリ５を駆動するための図示しない駆動モータが設けられ、この駆動モータの駆動にプーリ５が連動駆動することでコンベアベルト４を走行させる。なお、ベルトコンベア３，３のＹ軸方向の間隔は、異なる幅サイズのプリント基板Ｐに応じて設定可能となっている。この場合、ベルトコンベア３，３の一方を固定側３ａとして動かさず、他方を可動側３ｂとしてＹ軸方向に移動させてコンベア３ａ，３ｂ間を設定する。

図１，２に示すように、基板停止手段としてのストッパーピン６は、前記固定側となるコンベア３ａに設けられ、搬送されてきたプリント基板Ｐを検査位置にて停止させる。このストッパーピン６は、基端側が図示しないエアシリンダなどの駆動部に連結され、Ｙ軸方向に進退自在となっている。

図１，２に示すように、基板固定手段７は、一対のクランプ板８，８と、一対のクランプレール９，９とで略構成されている。
クランプ板８，８は、長手方向が少なくとも検査するプリント基板ＰのＸ軸方向の最大サイズよりやや長い略矩形に形成されている。また、クランプ板８は、ベルトコンベア３の内方側面に配設されるとともに、上下（Ｚ軸方向）に移動可能となっている。なお、クランプ板８の下部は、このクランプ板８をＺ軸方向に移動させるための図示しないエアシリンダなどの駆動部に連結されている。

クランプレール９，９は、検査位置に配置されたプリント基板Ｐの両端縁の上方に配設されている。このクランプレール９，９は、クランプ板８，８によって押し上げられたプリント基板Ｐの両端縁をクランプ板８，８と共に上下に挟み込んで保持し、基板Ｐを検査位置に固定する。
なお、上記基板固定手段７によって検査位置に固定されたプリント基板Ｐは、これまで基板Ｐを搬送していたコンベアベルト４と動作的に切り離されており、したがって、プリント基板Ｐはコンベアベルト４の走行に関わらずこの位置に固定される。

図１〜３に示すように、検査手段１０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の各移動手段１１，１２，１３と、レーザ変位計のセンサヘッド２０とを備えている。
図１に示すように、Ｘ軸移動手段１１，１１は一対で構成され、前記ベルトコンベア３，３の外側にＸ軸方向に延びて設けられている。また、Ｘ軸移動手段１１，１１には、Ｙ軸移動手段１２をＸ軸方向に移動させるための図示しないボールネジやモータなどが設けられている。

図１，２に示すように、Ｙ軸移動手段１２は、一対のＸ軸移動手段１１，１１上にＹ軸方向に延びて設けられている。さらに、Ｙ軸移動手段１２には、Ｚ軸移動手段１３をＹ軸方向に移動させるための図示しないボールネジやモータなどが設けられている。

図２に示すように、Ｚ軸移動手段１３は、Ｙ軸移動手段１２の一方側面に設けられている。また、Ｚ軸移動手段１３には、センサヘッド２０が設けられるとともに、このセンサヘッド２０をＺ軸方向に移動させるための図示しないボールネジやモータなどが設けられている。
上記各移動手段１１〜１３がそれぞれの方向に移動することによって、プリント基板Ｐの表面を測定するセンサヘッド２０はＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に走査移動自在となる。特に、Ｚ軸移動手段１３がセンサヘッド２０をＺ軸方向に移動させることで、このセンサヘッド２０は、検査位置に固定されたプリント基板Ｐの表面から所定間隔あけて表面形状（高さ）に追従するように動作する。

図４に示すように、センサヘッド２０の投光系では、光源２１から照射されるレーザビームを振動ミラー型などの偏向装置２２によって一定角度の範囲で偏向させ、この偏向させたビームをレンズ２３によって光軸が同一平面上で平行に移動するビームにする。そして、このビームをプリント基板Ｐの表面に所定の入射角度で照射し、その照射点Ｓを直線的に往復又は片道走査する。

照射点Ｓを直線的に走査させたビームは、入射角度と同角度で正反射され、照射点Ｓの像を第１の円筒面レンズ（シリンドリカルレンズ）２４及び第２の円筒面レンズ２５によって受光素子２６の受光面２６ａに結像される。上記走査によりプリント基板Ｐの表面の半田突起の高さに応じた検出信号が受光素子２６から出力される。そして、上記走査により半田突起の高さを一方向にわたって連続的に測定する。

図５に示すように、処理手段３０は、センサヘッド２０から出力される高さデータを含む検出信号に基づき、プリント基板Ｐの表面の半田の面積又は体積などを算出し、予め記憶されている座標形式の半田のデータベースと照合し、各半田の状態（欠損など）を検査する。

センサヘッド２０の検出信号（高さデータ）は、平均化手段３１で平均化される。また、範囲設定手段３２には、高さ方向（Ｚ軸方向）に関する所定範囲が設定されている。さらに、移動量算出手段３３は、平均化手段３１の高さの平均値が範囲設定手段３２に設定された測定範囲内に納まっているか否かを判断する。このとき、前記高さの平均値が測定範囲内であればＺ軸移動手段１３の制御を実行しない。一方、測定範囲外であればＺ軸移動手段１３を範囲内に納まる方向（Ｚ軸方向）に制御する。

図１〜３に示すように、バックアップユニット３５は、ベース部３６と、バックアップピン３７とを備えている。
図１に示すように、ベース部３６は、略矩形のブロック状に形成され、前記検査位置の下方に配設されている。なお、ベース部３６の上面は、少なくとも最大サイズのプリント基板Ｐと略同等のサイズを有しており、検査対象となる全てのプリント基板Ｐのサイズに対応できるようになっている。

図１〜３に示すように、バックアップピン３７は、略円柱状に形成され、ベース部３６の上面にマトリクス状に複数設けられている。各バックアップピン３７は、駆動手段としてのアクチュエータ３８の駆動によってＺ軸（上下）方向に移動可能に構成されている。また、図示しないが、各バックアップピン３７の先端部には、ゴムなどの弾性体やスポンジ状の部材からなる緩衝部が設けられている。このようにピン３７の先端部に緩衝部を設けたことでバックアップピン３７がプリント基板Ｐの裏面に当接するときの衝撃を弱めることができる。

図３に示すように、基板バックアップ装置に設けられた制御手段４０は、演算部４１と、判定部４２とを備えている。なお、この制御手段４０には、後述するバックアップピン３７の押込み量δ_Z の設定モードにおいて、サンプルとして測定するプリント基板Ｐ₀ の枚数ｎ，統計閾値（ばらつき）σ_n などの値を設定手段４５によって予め設定する。

演算部４１は、バックアップピン３７の押込み量δ_Z の設定モードにおいて、検査手段１０によるプリント基板Ｐの測定結果に基づいて、ロットのばらつきσ_all ，プリント基板Ｐ₀ の反り量，この反り量に応じたバックアップピン３７の押込み量δ_Z を算出する。また、このとき、演算部４１で算出されたバックアップピン３７の押込み量δ_Z を記憶手段４６に記憶する。

判定部４２は、演算部４１で算出されたロットのばらつきσ_all と、設定手段４５で設定されたばらつきσ_n との大小関係を判別して、ロットのばらつきσ_all がばらつきσ_n 以下となるか、ロットのばらつきσ_all がばらつきσ_n より大きくなるかを判別する。

以上、第１の実施の形態の構成について説明したが、プリント基板を支持するときのバックアップピンの支持動作を図６を参照して以下に説明する。

図６（ａ）に示すように、検査位置に配置されたプリント基板Ｐは、基板Ｐごとの反り形状を有して基板固定手段７によって固定されている場合がある。なお、図中のプリント基板Ｐは、両面実装されるものであり、この基板Ｐの裏面には既に電子部品が実装されている。
そして、図６（ｂ）に示すように、制御手段４０は、検査手段１０の測定結果に基づいて検査位置に固定されたプリント基板Ｐの姿勢が一律（図６ではプリント基板Ｐがフラット姿勢）となるようにアクチュエータ３８（図３参照）を駆動制御する。この結果、複数のバックアップピン３７のうち最適なピン３７ａを最適な各押込み量で使用できるようになり、このピン３７ａがプリント基板Ｐの裏面に向けて伸長する。また、図示のように、バックアップピン３７ａは、プリント基板Ｐの裏面の電子部品を避けてこの基板Ｐを支持する。

この第１の実施の形態によれば、検査位置に固定されたプリント基板Ｐの反り量に応じた押込み量δ_Z で各バックアップピン３７を駆動制御することが可能となり、この結果、プリント基板Ｐの姿勢を一律なフラット姿勢とすることができる。これにより、検査手段１０のセンサヘッド２０は、常に測定範囲内でプリント基板Ｐの表面を測定することが可能となり、プリント基板Ｐの表面の検査を正確に行うことができるようになる。

また、ベース部３６の上面にマトリクス状の配置された複数のバックアップピン３７の１本１本を駆動制御することが可能となり、各バックアップピン３７を制御してプリント基板Ｐの裏面を支持することで基板Ｐを容易にフラット姿勢とすることができるとともに、プリント基板Ｐを精度よくフラットにできるようになる。さらに、両面実装により裏面には既に電子部品が実装されているようなプリント基板Ｐの表面を測定する場合でも、電子部品を避けて基板Ｐの裏面を支持することができる。

ここから、この第１の実施の形態の基板バックアップ装置を備える印刷半田検査装置を用いた検査方法を図７を参照して説明する。
図７はバックアップピンの押込み量を設定するときの処理手順を示すフローチャートである。

図７に示すように、前述したバックアップピン３７の押込み量δ_Z の設定モードにおいて、まず、ロットごとに検査するプリント基板Ｐの中からサンプルとして測定する基板Ｐ₀ の枚数ｎと、プリント基板Ｐのサイズや種類などによって決められた統計閾値（ばらつき）σ_n とを設定手段４５によって設定する（ＳＴ１）。
次いで、検査位置に固定されたプリント基板Ｐ₀ を支持するバックアップピン３７を任意の基本位置に設定する（ＳＴ２）。なお、この基本位置とは、バックアップピン３７がプリント基板Ｐ₀ に当接しない位置（電子部品がプリント基板Ｐの裏面に実装されている場合は、電子部品に当接しない位置）とする。
次いで、検査手段１０によってプリント基板Ｐ₀ の表面を測定する（ＳＴ３）。
さらに、設定手段４５によって設定された枚数ｎのプリント基板Ｐ₀ を測定し、この測定結果に基づいて制御手段４０の演算部４１がロットのばらつきσ_all を算出する（ＳＴ４）。
次いで、演算部４１で算出されたロットのばらつきσ_all と、ばらつきσ_n の大小関係を判別する（ＳＴ５）。
次いで、制御手段４０の判定部４２による判定結果が、σ_all ≦σ_n となれば、プリント基板Ｐの反り形状が同じ傾向にあると考えられ、制御手段４０の演算部４１がプリント基板Ｐ₀ のｎ枚の高さの平均値をプリント基板Ｐの反り量として算出する（ＳＴ６）。
次いで、前記反り量に応じてバックアップピン３７の押込み量δ_Z を記憶手段４５に記憶する（ＳＴ７）。
そして、サンプルとしたプリント基板Ｐ₀ 以降（ｎ枚以降）のプリント基板Ｐを押込み量δ_Z としたバックアップピン３７で支持して測定する（ＳＴ８）。

次に、ロットのばらつきσ_all が、ばらつきσ_n より大きくなるとき、すなわち、ロットのプリント基板Ｐの反り形状の傾向から外れた反り形状を有する基板Ｐが混入していた場合に関して説明する。
図７に示すように、制御手段４０の判定部４２による判定結果が、σ_all ＞σ_n となれば、プリント基板Ｐの反り形状が同じ傾向にないと考えられ、バックアップピン３７を任意の基本位置のままでサンプルとした基板Ｐ₀ 以降（ｎ枚以降）のプリント基板Ｐの反り量を算出する（ＳＴ９）。
反り量を算出している間、このプリント基板Ｐは検査位置に固定したままの状態とする（ＳＴ１０）。
次いで、前記反り量に応じてバックアップピン３７の押込み量δ_Z を記憶手段４５に記憶する（ＳＴ１１）。
そして、このプリント基板Ｐを押込み量δ_Z としたバックアップピン３７で支持して再測定する（ＳＴ１２）。

このような検査方法によれば、ロットごとにプリント基板Ｐの反り形状の傾向が近似していることを利用してロットごと（全体）の基板Ｐの反り量を算出し、この反り量からバックアップピン３７の押込み量δ_Z を算出する。これにより、プリント基板Ｐを押込み量δ_Z で支持することでロットごとに容易に一律な姿勢とすることができる。この結果、検査位置におけるプリント基板Ｐの姿勢を等しく安定させることができるようになる。

また、ロットごとのプリント基板Ｐの反り形状の傾向から外れた不規則な反り形状を有するプリント基板Ｐが混入している場合は、該ロットの全てのプリント基板Ｐの表面を１枚ごとに測定して反り量を算出し、この反り量から押込み量δ_Z を算出する。そして、全てのプリント基板Ｐをそれぞれの押込み量δ_Z で支持して再測定することで稀に混入している不規則な反り形状を有するプリント基板Ｐにも対応できるようになる。

次に、第２の実施の形態について説明する。
図８は本発明による第２の実施の形態の基板バックアップ装置を備えた印刷半田検査装置を示す平面図、図９は同側面図、図１０は同正面図である。

図８〜１０に示すように、図中の印刷半田検査装置１には、第２の実施の形態の基板バックアップ装置５１が具備されている。
この第２の実施の形態の基板バックアップ装置５１は、基板搬送手段３と、基板停止手段６と、基板固定手段７と、検査手段１０と、バックアップユニット５２と、制御手段４０とで略構成されている。
なお、以下で説明する第２の実施の形態において、上述した第１の実施の形態と同等或いは同一箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図８，９に示すように、バックアップユニット５２は、ベース部５３と、バックアップピン５４とを備えている。
図８に示すように、ベース部５３は、Ｙ軸方向に延びた略矩形のブロック状に形成され、前記検査位置の下方に配設されている。このベース部５３は、Ｘ軸方向に移動可能に構成されている。

図８〜１０に示すように、バックアップピン５４は、略円柱状に形成され、ベース部５３の上面にＹ軸方向に一列に並んで設けられている。各バックアップピン５４は、駆動手段としてのアクチュエータ３８の駆動によってＺ軸（上下）方向に移動可能に構成されている。

第２の実施の形態でのプリント基板を支持するときのバックアップピンの動作を以下に説明する。

検査位置に配置されたプリント基板Ｐは、基板Ｐごとの反り形状を有して基板固定手段７によって固定されている場合がある。
そして、制御手段４０は、検査手段１０の測定結果に基づいて検査位置に固定されたプリント基板Ｐの反り量が最大の位置までベース部５３を移動する。ベース部５３が反り量最大位置の下方に到達すると、プリント基板Ｐの姿勢が一律となるようにアクチュエータ３８を駆動制御する。

この第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様に、検査位置に固定されたプリント基板Ｐの反り量に応じた押込み量δ_Z でバックアップピン５４を駆動制御することが可能となり、この結果、プリント基板Ｐの姿勢を一律なフラット姿勢とすることができる。これにより、検査手段１０のセンサヘッド２０は、常に測定範囲内でプリント基板Ｐの表面を測定することが可能となり、プリント基板Ｐの表面の検査を正確に行うことができるようになる。

ここから、この第２の実施の形態の基板バックアップ装置を備える印刷半田検査装置を用いた検査方法を図１１を参照して説明する。
図１１はバックアップピンの押込み量を設定するときの処理手順を示すフローチャートである。

図１１に示すように、前述したバックアップピン５４の押込み量δ_Z の設定モードにおいて、まず、ロットごとに検査するプリント基板Ｐの中からサンプルとして測定する基板Ｐ₀ の枚数ｎと、プリント基板Ｐのサイズや種類などによって決められた統計閾値（ばらつき）σ_n とを設定手段４５によって設定する（ＳＴ２１）。
次いで、検査位置に固定されたプリント基板Ｐ₀ を支持するバックアップピン５４を任意の基本位置に設定する（ＳＴ２２）。なお、この基本位置とは、バックアップピン５４がプリント基板Ｐ₀ に当接しない位置（電子部品がプリント基板Ｐの裏面に実装されている場合は、電子部品に当接しない位置）とする。
次いで、検査手段１０によってプリント基板Ｐ₀ の表面を測定する（ＳＴ２３）。
さらに、設定手段４５によって設定された枚数ｎのプリント基板Ｐ₀ を測定し、この測定結果に基づいて制御手段４０の演算部４１がロットのばらつきσ_all を算出する（ＳＴ２４）。
次いで、演算部４１で算出されたロットのばらつきσ_all と、ばらつきσ_n の大小関係を判別する（ＳＴ２５）。
次いで、制御手段４０の判定部４２による判定結果が、σ_all ≦σ_n となれば、プリント基板Ｐの反り形状が同じ傾向にあると考えられ、制御手段４０の演算部４１がプリント基板Ｐ₀ のｎ枚の高さの平均値をプリント基板Ｐの反り量として算出する（ＳＴ２６）。
次いで、プリント基板Ｐ₀ における前記反り量が最大の位置までベース部をＸ軸方向に移動し、この反り量に応じてバックアップピン５４の押込み量δ_Z を記憶手段４５に記憶する（ＳＴ２７）。
そして、サンプルとしたプリント基板Ｐ₀ 以降（ｎ枚以降）のプリント基板Ｐを押込み量δ_Z としたバックアップピン５４で支持して測定する（ＳＴ２８）。

次に、ロットのばらつきσ_all が、ばらつきσ_n より大きくなるとき、すなわち、ロットのプリント基板Ｐの反り形状の傾向から外れた反り形状を有する基板Ｐが混入していた場合に関して説明する。
図１１に示すように、制御手段４０の判定部４２による判定結果が、σ_all ＞σ_n となれば、プリント基板Ｐの反り形状が同じ傾向にないと考えられ、バックアップピン５４を任意の基本位置のままでサンプルとした基板Ｐ₀ 以降（ｎ枚以降）のプリント基板Ｐの反り量を算出する（ＳＴ２９）。
反り量を算出している間、このプリント基板Ｐは検査位置に固定したままの状態とする（ＳＴ３０）。
次いで、プリント基板Ｐにおける前記反り量が最大の位置までベース部をＸ軸方向に移動し、この反り量に応じてバックアップピン５４の押込み量δ_Z を記憶手段４５に記憶する（ＳＴ３１）。
そして、このプリント基板Ｐを押込み量δ_Z としたバックアップピン５４で支持して再測定する（ＳＴ３２）。

このような検査方法によれば、ロットごとにプリント基板Ｐの反り形状の傾向が近似していることを利用してロットごと（全体）の基板Ｐの反り量を算出し、この反り量からバックアップピン５４の押込み量δ_Z を算出する。更に、反り量が最大の位置までベース部５３を移動する。これにより、プリント基板Ｐを押込み量δ_Z で支持することでロットごとに容易に一律な姿勢とすることができる。この結果、検査位置におけるプリント基板Ｐの姿勢を等しく安定させることができるようになる。

また、ロットごとのプリント基板Ｐの反り形状の傾向から外れた不規則な反り形状を有するプリント基板Ｐが混入している場合は、該ロットの全てのプリント基板Ｐの表面を１枚ごとに測定して反り量を算出し、それぞれの反り量から押込み量δ_Z を算出する。そして、全てのプリント基板Ｐをそれぞれの押込み量δ_Z で支持して再測定することで稀に混入している不規則な反り形状を有するプリント基板Ｐにも対応できるようになる。

なお、上述した第１及び第２の実施の形態によれば、検査位置に固定されたプリント基板Ｐを所定の押込み量δ_Z のバックアップピン３７（５４）で支持してフラット姿勢となるようにしたが、プリント基板Ｐが上方に凸となる一律な湾曲姿勢となるように押込み量を制御するようにしてもよい。これにより、上述したフラット姿勢としたときと同様に基板Ｐ表面の検査を正確に行うことができることに加えて基板の振動を低減できるという効果が得られる。

また、上述した第１及び第２の実施の形態では、各バックアップピン３７（５４）の先端部には緩衝部が設けられているが、図１２に示すように、各バックアップピン６０を上下に２段構成とし、ベース部３６（５３）に下部６２が固設され、下部６２と上部６１（先端部側）の間にバネなどの付勢部材６３が設けられた構成としてもよい。このように構成しても上記同様にバックアップピン６０がプリント基板Ｐの裏面に当接するときの衝撃を弱めることができる。

本発明による基板バックアップ装置の第１の実施の形態を備えた印刷半田検査装置を示す平面図である。 同印刷半田検査装置を示す側面図である。 同印刷半田検査装置を示す正面図（一部ブロック図を含む）である。 センサヘッドの略構成を示す斜視図である。 検査手段の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）バックアップピンの支持動作を示す図である。 バックアップピンの押込み量を設定する処理手順を示すフローチャートである。 本発明による基板バックアップ装置の第２の実施の形態を備えた印刷半田検査装置を示す平面図である。 同印刷半田検査装置を示す側面図である。 同印刷半田検査装置を示す正面図（一部ブロック図を含む）である。 バックアップピンの押込み量を設定する処理手順を示すフローチャートである。 他の例のバックアップピンを示す図である。 （ａ），（ｂ）従来の検査装置による検査時の基板を示す図である。

符号の説明

１…印刷半田検査装置
２…基板バックアップ装置
３…基板搬送手段（ベルトコンベア）
６…基板停止手段（ストッパーピン）
７…基板固定手段
１０…検査手段
３５…バックアップユニット
３７…バックアップピン
４０…制御手段
Ｐ…プリント基板
Ｐ₀ …サンプルとしたプリント基板
ｎ…サンプル設定枚数
σ_n …統計閾値（ばらつき）
σ_all …ロットのばらつき
δ_Z …押込み量

Claims (5)

1. 基板（Ｐ）の対向する一対の端縁を載せて該基板を搬送する基板搬送手段（３）と、
   搬送される前記基板を所定位置にて停止させる基板停止手段（６）と、
   前記所定位置に停止した前記基板の前記一対の端縁を保持して該基板を前記所定位置に固定する基板固定手段（７）と、
   前記所定位置に固定された前記基板の表面から所定間隔あけて該表面の形状に追従するように動作して前記基板の表面を測定する検査手段（１０）と、
   前記所定位置に固定される前記基板の下方に配設されるとともに該基板の裏面に向けて上下可動に設けられたバックアップピン（３７）を備えるバックアップユニット（３５）と、
   前記検査手段の測定結果に基づいて前記バックアップピンが前記基板の裏面を所定の押込み量（δ_Z ）で支持するように制御する制御手段（４０）と、
   を具備することを特徴とする基板バックアップ装置。
2. 前記バックアップピン（３７）が、前記所定位置に固定された前記基板（Ｐ）の裏面を支持するようにマトリクス状に複数設けられ、
   前記制御手段（４０）が、前記各バックアップピンをそれぞれ所定の押込み量（δ_Z ）に制御することを特徴とする請求項１記載の基板バックアップ装置。
3. 搬送される基板（Ｐ）を所定位置にて停止させ、前記所定位置に停止した前記基板を固定して該基板の表面に印刷された半田の状態を検査する印刷半田検査装置（１）において、請求項１又は２記載の基板バックアップ装置（２）を備えることを特徴とする印刷半田検査装置。
4. 請求項３記載の印刷半田検査装置を用いた検査方法であって、
   前記基板（Ｐ）からサンプルとして測定する枚数（ｎ）を設定するとともに、統計閾値（σ_n ）を設定する第１の工程と、
   前記所定位置に固定された前記サンプルとした基板（Ｐ₀ ）を支持するバックアップピン（３７）を任意の基本位置に設定する第２の工程と、
   前記検査手段（１０）によって前記サンプルとした基板の表面を測定する第３の工程と、
   前記第１の工程で設定した枚数の前記サンプルとした基板を測定し、この測定結果に基づいてロットのばらつき（σ_all ）を算出する第４の工程と、
   前記第４の工程で算出した前記ロットのばらつきと前記統計閾値の大小関係を判別する第５の工程と、
   前記第５の工程において、前記ロットのばらつきが前記統計閾値以下であれば前記サンプルとした基板の高さの平均値を前記基板の反り量として算出する第６の工程と、
   前記第６の工程で算出した前記基板の反り量に応じた前記バックアップピンの押込み量（δ_Z ）を記憶する第７の工程と、
   前記第７の工程で記憶した前記押込み量で前記サンプルとした基板以降の前記基板を支持する第８の工程と、
   を具備することを特徴とする印刷半田検査方法。
5. 前記第５の工程において、前記ロットのばらつき（σ_all ）が前記統計閾値（σ_n ）より大きければ前記バックアップピン（３７）を任意の基本位置に設定して前記基板（Ｐ）の反り量を算出する第９の工程と、
   前記第９の工程で算出した前記基板の反り量に応じた前記バックアップピンの押込み量（δ_Z ）を記憶する第１０の工程と、
   前記第１０の工程で記憶した前記押込み量で前記基板を支持して該基板の表面を再測定する第１１の工程と、
   を具備することを特徴とする請求項４記載の印刷半田検査方法。

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