JP2008066541A - 検査装置システム - Google Patents

Abstract

【課題】 １のシステムで複数の検査ができ、かつ、プリント配線板の製造工程に適用できる検査装置システムを提供する。
【解決手段】 検査装置システム１は、被対象物であるプリント配線板αを搭載して搬送する搬送レール装置２０と、搬送レール装置２０の上方に設置され、プリント配線板αのはんだ実装状態を検査するはんだ状態検査装置３０と、搬送レール装置２０の下方に設置され、プリント配線板αの反りの状態を検査する反り検査装置４０を有する。更に検査装置システム１は、はんだ状態検査装置３０及び反り検査装置４０の夫々から検査終了の旨を受信した場合に、搬送レール装置２０の搬送を制御する搬送レール制御部５０とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、検査装置システムに係り、特に複数の検査が可能な検査装置システムに関する。

プリント配線板上に電子部品を実装して得られるプリント回路板（以下、便宜上「プリント配線板」とも言う。）の製造過程として代表的なものに以下の工程がある。第１にプリント配線板上の電極部分にはんだペーストを塗布するはんだ印刷工程、第２にはんだペーストが塗布されたプリント配線板に電子部品を実装する部品実装工程、第３に電子部品が実装されたプリント配線板をリフロー炉で加熱してはんだ接続を行う加熱過程がある。

ここで各工程の後には当該工程により不具合が発生していないかを検出する検査が行われる。例えば、はんだ印刷工程の後には、はんだ状態検査装置によりはんだ印刷されたプリント配線板の画像を取得し、未はんだ部分を検出することが行われる。

近年のプリント配線板は、両面実装が多用されている。即ち、両面実装を行う場合には、上述したはんだ印刷工程、部品実装工程、加熱工程を夫々２回ずつ経ることとなる。従って、プリント配線板の検査を各工程の後に行うこととすれば、検査の工程としては少なくもと６つの検査工程が必要となる。

例えば、特許文献１には、プリント配線板表裏の配線パターンの欠陥を同時に独立に検査できる技術が開示されている。
特開平５−２５６７９０号公報（３頁、図１参照）

しかしながら、上述した特許文献１は、あくまでプリント配線板表裏の配線パターンの欠陥を同時に行うことを目的としたに過ぎず、この検査のみをプリント配線板の製造工程に組み入れたとしても、他の検査が必要なため、必ずしも品質が確保されたプリント配線板（プリント回路板）を効率的に得られるとは限らない。また、プリント配線板の製造工程で行う検査システムを実現するにはプリント配線板が搬送される搬送レール装置の動きも考慮して全体の製造工程を設計する必要がある。

そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたもので、１のシステムで複数の検査ができ、かつ、プリント配線板の製造工程に適用できる検査装置システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の検査装置システムは、被対象物であるプリント配線板を搭載して搬送する搬送レール装置と、前記搬送レール装置の上方に設置され、前記プリント配線板の第１の状態を検査する第１の検査装置と、前記搬送レール装置の下方に設置され、前記プリント配線板の第２の状態を検査する第２の検査装置と、前記第１の検査装置及び前記第２の検査装置の夫々から検査終了の旨を受信した場合に、前記搬送レール装置の搬送を制御する制御部とを有することを特徴としている。

また、本発明の他の検査装置システムは、筐体と、前記筐体を水平方向に貫通し、被対象物であるプリント配線板を搭載して搬送する搬送レール装置と、前記筐体の内部であって、前記搬送レール装置の上方に設置され、前記プリント配線板の第１の状態を検査する第１の検査装置と、前記筐体の内部であって、前記搬送レール装置の下方に設置され、前記プリント配線板の第２の状態を検査する第２の検査装置と、前記第１の検査装置及び前記第２の検査装置の夫々から検査終了の旨を受信した場合に、前記搬送レール装置の搬送を制御する制御部とを有することを特徴としている。

１のシステムで複数の検査ができ、かつ、プリント配線板の製造工程に適用できる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る検査装置システムの外観を示した概念図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面を示した図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態である検査装置システム１は、筐体１０と、搬送レール装置２０と、第１の検査装置３０と、第２の検査装置４０と、搬送レール制御部５０とから構成されている。

筐体１０は、搬送レール装置２０の一部と、第１の検査装置３０と、第２の検査装置４０と、搬送レール制御部５０とを収容する。筐体１０は、第１の検査装置３０を固定するための上面板１１と、第１の検査装置３０を搭載するための第１の装置設置板１２と、第２の検査装置４０を搭載するための第２の装置設置板１３と、搬送レール制御部５０を搭載するための底面板１４とを有する。上面板１１、第１の装置設置板１２、第２の装置設置板１３、底面板１４は、４本の枠体１５で支持されている。

図２に示すように、搬送レール装置２０は、レール２１と、ベルト２２とを有する。レール２１はＬ字状の断面を有したレールであり、本実施の形態ではレール２１は２本設けられている。レール２１は、筐体１０を水平方向に貫通する。ベルト２２は、環状の弾性部材からなり、レール２１のＬ字状の凹部に搭載される。搬送レール装置２０は、ベルト２２の駆動によりベルト２２上に搭載されたプリント配線板αを搬送する。

第１の検査装置３０は、筐体１０の内部であって、搬送レール装置２０の上方に設置されている。第１の検査装置３０は、取付板３１と、ピン連結部３２と、ガイドピン３３と、ステージ３４と、カメラ３５とを有する。４本のガイドピン３３は、鉛直に設けられ、上端は取付板３１の四隅で夫々支持され、下端は、２つのピン連結部３２の両端で夫々支持されている。平板のステージ３４は、その四隅でガイドピン３３に軸受（不図示）にて支持されている。これによりステージ３４は鉛直方向に移動が可能となる。

カメラ３５は、ステージ３４上を移動可能な機構で支持されている。カメラ３５は、自身が回転することで所定の視点角度を確保することができる。カメラ３５がこのように制御されることで、例えば後述するプリント配線板αの第２の面９０２（図５参照）の状態（第１の状態）を検査することとなる。

第２の検査装置４０は、筐体１０の内部であって、搬送レール装置２０の下方に設置されている。第２の検査装置４０は、取付板４１と、ピン連結部４２と、ガイドピン４３と、ステージ４４と、カメラ４５とを有する。４本のガイドピン４３は、鉛直に設けられ、下端は取付板４１の四隅で夫々支持され、上端は、２つのピン連結部４２の両端で夫々支持されている。平板のステージ４４は、その四隅でガイドピン４３に軸受（不図示）にて支持されている。これによりステージ４４は鉛直方向に移動が可能となる。

カメラ４５は、ステージ４４上を移動可能な機構で支持されている。カメラ４５は、自身が回転することで所定の視点角度を確保することができる。カメラ４５がこのように制御されることで、例えば後述するプリント配線板αの第１の面９０１（図５参照）の状態（第２の状態）を検査することとなる。

図２に示すように、第１の装置設置板１２は、カメラ４５によりプリント配線板αの検査が可能なように開口１２ａを有している。また、第１の検査装置３０及び、第２の検査装置４０は、締結部材１６により筐体１０と脱着可能に取り付けられている。

搬送レール制御部５０は、底面板１４上に設置され、第１の検査装置３０及び第２の検査装置４０より検査終了の旨を受信することで搬送レール装置２０へ搬送開始の旨を指示する役目を担う。

次に、検査装置システム１の機能を説明する。

図３は、検査装置システム１の機能ブロック図を示したものである。図３に示すように、検査装置システム１は、搬送レール装置２０と、第１の検査装置としてのはんだ状態検査装置３０と、第２の検査装置としての反り検査装置４０と、搬送レール制御部５０から構成されている。第１の検査装置３０と第２の検査装置４０は、搬送レール制御部５０と接続されている。搬送レール制御部５０は、搬送レール装置２０とも接続さている。

次に各装置の要素を説明する。

搬送レール装置２０は、レール２１と、ベルト２２と、ベルト制御部２３と、ベルト駆動部２４とから構成される。ベルト２２はレール２１上に搭載され、レール２１上にプリント配線板αが搭載される。ベルト制御部２３は、ベルト駆動部２４を制御する。ベルト駆動部２４は、ベルト２２を駆動する。従って、ベルト駆動部２４は、ベルト制御部２３からの指示によりベルト駆動部２４を駆動させる。これによりベルト２２が駆動する。ベルト２２の駆動によりベルト２２に搭載されたプリント配線板αが搬送される。

搬送レール装置２０は、搬送レール制御部５０から搬送開始の指示を受信することで搬送を開始する。即ち、ベルト制御部２３は、ベルト駆動部２４を制御するものの、搬送の開始は、搬送レール制御部５０からの所定の信号を受信することで行う。

第１の検査装置３０は、主制御部３１１と、はんだ状態検出部３１２と、表示部３１３と、記憶部３１４と、ステージ制御部３４１と、カメラ制御部３５１と、ステージ３４と、カメラ３５とを主たる構成要素とする。

ここで、主制御部３１１と、はんだ状態検出部３１２と、表示部３１３と、記憶部３１４と、ステージ制御部３４１と、カメラ制御部３５１と、カメラ３５は、夫々バスＢに接続されている。また、ステージ制御部３４１は、ステージ３４にも接続している。カメラ制御部３５１は、カメラ３５にも接続している。

主制御部３１１は、第１の検査装置３０全体を制御する。はんだ状態検出部３１２は、カメラ３５により撮像した画像からはんだの塗布の状態（第１の状態）を検査する。表示部３１３は、第１の検査装置３０の検査環境の設定状態や検査結果を表示する。記憶部３１４は、検査環境の設定状態や撮像画像等の諸データを記憶する。ステージ制御部３４１は、ステージ３４の軸受を制御してステージ３４鉛直方向の動きを制御する。カメラ制御部３５１はカメラ３５の水平方向の動き、及び回転を制御する。はんだ状態検査装置３０は、１のプリント配線板αの検査が終了すると、その旨を搬送レール制御部５０に送信する。

反り検査装置４０は、主制御部４１１と、反り検出部４１２と、表示部４１３と、記憶部４１４と、ステージ制御部４４１と、カメラ制御部４５１と、ステージ４４と、カメラ４５とを主たる構成要素とする。

ここで、主制御部４１１と、反り検出部４１２と、表示部４１３と、記憶部４１４と、ステージ制御部４４１と、カメラ制御部４５１と、カメラ４５は、夫々バスＢに接続されている。また、ステージ制御部４４１は、ステージ４４にも接続している。カメラ制御部４５１は、カメラ４５にも接続している。

主制御部４１１は、反り検査装置４０全体を制御する。反り検出部４１２は、カメラ４５により撮像した画像からプリント配線板αの反りの状態（第２の状態）を検査する。表示部４１３は、反り検査装置４０の検査環境の設定状態や検査結果を表示する。記憶部４１４は、検査環境の設定状態や撮像画像等の諸データを記憶する。ステージ制御部４４１は、ステージ４４の軸受を制御してステージ４４鉛直方向の動きを制御する。カメラ制御部４５１はカメラ４５の水平方向の動き、及び回転を制御する。反り検査装置４０は、１のプリント配線板αの検査が終了すると、その旨を搬送レール制御部５０に送信する。

搬送レール制御部５０は、受信部５０１と、記憶部５０２と、レール駆動判断部５０３と、送信部５０４とを主たる構成要素とする。各要素は相互に接続されている。

受信部５０１は、はんだ状態検査装置３０及び反り検査装置４０から検査終了の旨の信号を受信する。記憶部５０２は、受信データ等の諸データを記憶する。レール駆動判断部５０３は、受信部５０１が受信した信号を基に搬送レール制御部５０の駆動開始を判断する。送信部５０４は、搬送レール装置２０への駆動開始の旨の信号を送信する。

次に、検査装置システム１における搬送レール装置２０のプリント配線板αの搬送方法について説明する。図４は、搬送レール制御部５０における搬送レール装置２０の制御の流れを示したフローチャートである。図５は、プリント配線板αの検査の様子を示した概念図である。

図５における被検査対象であるプリント配線板αは、第１の面９０１上に電極９３０を有し、第２の面９０２に電極９５０を有している。そして、既に第１の面９０１には、はんだ印刷機ではんだ９４０が塗布され、部品実装機で電子部品９１０及び電子部品９２０が実装され、かつリフロー炉で加熱して第１の面９０１の面のはんだ実装が完了している。その後、第２の面９０２の部品実装の為、第２の面９０２上の電極９５０にはんだ印刷がされた場合を想定している。

図４に示すように、まず搬送レール制御部５０は、第１の検査装置であるはんだ状態検査装置３０から検査終了の信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここではんだ状態検査装置３０は、プリント配線板αの第２の面９０２を撮像し、はんだ状態を検査する。はんだ状態検査装置３０による検査が終了すると、その旨を搬送レール制御部５０に送信することとなっている。

従って、レール駆動判断部５０３は、受信部５０１がはんだ状態検査装置３０から検査終了の信号を受信したか否を判断する。その結果、検査終了の信号を受信していないと判断した場合には（ステップＳ１０のＮｏ）、この信号を受信するまで後述の処理を行わない。

一方、検査終了の信号を受信したと判断した場合には（ステップＳ１０のＹｅｓ）、次に搬送レール制御部５０は、第２の検査装置である反り検査装置４０から検査終了の信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ２０）。即ち、レール駆動判断部５０３は、受信部５０１が反り検査装置４０から検査終了の信号を受信したか否を判断する。

反り検査装置４０は、プリント配線板αの第１の面９０１を撮像し、プリント配線板αの反りの状態を検査する。反り検査装置４０による検査が終了すると、その旨を搬送レール制御部５０に送信することとなっている。

その結果、検査終了の信号を受信していないと判断した場合には（ステップＳ２０のＮｏ）、この信号を受信するまで後述の処理を行わない。

一方、検査終了の信号を受信したと判断した場合には（ステップＳ２０のＹｅｓ）、搬送開始信号を送信する（ステップＳ３０）。即ち、レール駆動判断部５０３は、送信部５０４に命令し、搬送レール装置２０へ搬送開始の信号を送信する。

搬送レール装置２０がこの信号を受信すると、ベルト制御部２３はベルト駆動部２４へ駆動の開始を指示する。この指示により、ベルト２２が駆動しプリント配線板αが搬送される。従って、次のプリント配線板が検査装置システム１内に搬送されることとなる。

図６は、検査装置システム１を組み込んだプリント配線板製造システムを示した外観図である。本プリント配線板製造システム１００は、はんだ印刷機２と、検査装置システム１と、部品実装機３と、実装後検査装置４と、リフロー炉５と、加熱後検査装置６とから構成される。

例えば、図５に示したプリント配線板αの第２の面９０２のはんだ９６０の塗布をはんだ印刷機２で行った場合、検査装置システム１においてはんだ状態検査と、反り検査装置とを同時期に行うことができる。搬送レール装置２０による次のプリント配線板の搬送は、検査装置システム１内でのはんだ状態検査と、反り検査の検査が終了するのを待ってから行われる。

従って、検査装置システム１を上述した構成にすることで、１のシステムで複数の検査ができ検査工程を効率化することできる。また、本システムは第１の検査装置３０及び第２の検査装置４０の検査終了と、搬送レール装置２０によるレールの搬送との同期が取られているため、本システムを直接プリント配線板の製造工程に適用できる。

更に、第１の検査装置３０及び、第２の検査装置４０は、締結部材１６により筐体１０と脱着可能で取り付けられている。従って、第１の検査装置３０、第２の検査装置４０は、上述したはんだ状態検査装置や反り検査装置に限られず、部品の実装状態の検査装置やはんだ接合状態の検査装置等、他の検査装置と置き換えることができ、プリント配線板の製造工程の自由度が確保される。

本発明の実施の形態に係る検査装置システムの外観を示した概念図。 図１のＡ−Ａ断面を示した図。 検査装置システム１の機能ブロック図。 搬送レール制御部５０における搬送レール装置２０の制御の流れを示したフローチャート。 プリント配線板αの検査の様子を示した概念図。 検査装置システム１を組み込んだプリント配線板製造システムを示した外観図。

符号の説明

１ 検査装置システム
１０ 筐体
１１ 上面板
１２ 第１の装置設置板
１３ 第２の装置設置板
１４ 底面板
１５ 枠体
１６ 締結部材
１００ プリント配線板製造システム
２ はんだ印刷機
２０ 搬送レール装置
２１ レール
２２ ベルト
２３ ベルト制御部
２４ ベルト駆動部
３ 部品実装機
３０ 第１の検査装置（はんだ状態検査装置）
３１，４１ 取付板
３２，４２ ピン連結部
３３，４３ ガイドピン
３４，４４ ステージ
３５，４５ カメラ
３１１，４１１ 主制御部
３１２ はんだ状態検出部
３１３，４１３ 表示部
３１４，４１４ 記憶部
３４１，４４１ ステージ制御部
３５１，４５１ カメラ制御部
４ 実装後検査装置
４０ 第２の検査装置（反り検査装置）
４１２ 反り検出部
５ リフロー炉
５０ 搬送レール制御部
５０１ 受信部
５０２ 記憶部
５０３ レール駆動判断部
５０４ 送信部
６ 加熱後検査装置
９００ 基板
９０１ 第１の面
９０２ 第２の面
９１０，９２０ 電子部品
９３０，９５０ 電極
９４０，９６０ はんだ
α プリント配線板

Claims (7)

1. 被対象物であるプリント配線板を搭載して搬送する搬送レール装置と、
   前記搬送レール装置の上方に設置され、前記プリント配線板の第１の状態を検査する第１の検査装置と、
   前記搬送レール装置の下方に設置され、前記プリント配線板の第２の状態を検査する第２の検査装置と、
   前記第１の検査装置及び前記第２の検査装置の夫々から検査終了の旨を受信した場合に、前記搬送レール装置の搬送を制御する制御部と
   を有することを特徴とする検査装置システム。
2. 前記第１の検査装置における前記第１の状態の検査は、前記プリント配線板上のはんだの塗布の状態の検査であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置システム。
3. 前記第２の検査装置における前記第２の状態の検査は、前記プリント配線板の反りの状態の検査であることを特徴とする請求項１に記載の検査装置システム。
4. 前記第１の検査装置と、前記第２の検査装置とが同時期に行われることを特徴とする請求項１に記載の検査装置システム。
5. 筐体と、
   前記筐体を水平方向に貫通し、被対象物であるプリント配線板を搭載して搬送する搬送レール装置と、
   前記筐体の内部であって、前記搬送レール装置の上方に設置され、前記プリント配線板の第１の状態を検査する第１の検査装置と、
   前記筐体の内部であって、前記搬送レール装置の下方に設置され、前記プリント配線板の第２の状態を検査する第２の検査装置と、
   前記第１の検査装置及び前記第２の検査装置の夫々から検査終了の旨を受信した場合に、前記搬送レール装置の搬送を制御する制御部と
   を有することを特徴とする検査装置システム。
6. 前記第１の検査装置は前記筐体から脱着可能であることを特徴とする請求項５に記載の検査装置システム。
7. 前記第２の検査装置は前記筐体から脱着可能であることを特徴とする請求項５に記載の検査装置システム。

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