JP2010101728A

JP2010101728A - 検査装置

Info

Publication number: JP2010101728A
Application number: JP2008272894A
Authority: JP
Inventors: Michiaki Arai; 倫明新井; Osamu Hara; 修原
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-05-06

Abstract

【課題】被検査基板の発光素子を判定するため、外乱光を避けて発光素子の発光だけを入射し、作業者の確認漏れの低減と、発光素子の点灯や確認を作業者が判断することなく検査する。
【解決手段】検査規格判定装置１は、検査アプリケーション１１と設定ファイル１２を備え、基板検査装置２は、発光素子２２の発光を受光する光電変換手段２６、光電変換手段２６からの信号を変換後、検査規格判定装置１へ送信し、規格値と比較判定する。発光素子２２の発光のみを受光するため、受光素子２２と光電変換手段２６の間に遮光手段２４を備える。発光素子２２の検査方法は、検査アプリケーション１１が設定ファイル１２から発光素子２２の規格値を読み出し、発光素子２２の駆動信号の送信、発光素子２２駆動時の発光を、外乱光を遮光する遮光手段２４で囲んだ光電変換手段２６で受光、Ａ／Ｄ変換して、あらかじめ設定の規格値で判定、発光素子２２の良否を判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＷＢ(Printed Wiring Board）の機能検査に係り、特に、被検査基板に実装された発光素子からの発光を光電変換手段によって信号として取り込み処理し自動判定を行う検査装置に関するものである。

基板検査装置により被検査基板（ＰＷＢ）に実装されている機能の中で、例えばモータやソレノイド等のアクチュエータを制御する信号に関しては、一旦信号処理を行った後ＰＣに取り込み、そのデータがあらかじめ設定してある条件に一致していれば、作業者の判断を必要とせずに自動で検査合格とする技術が既に知られている。図１２に従来の機能検査系のブロック図を示す。

また、特許文献１には、発光素子等の発光体の検査装置について開示され、この検査装置は、ある色の波長のみを透過するフィルタを有しており、このフィルタを通過した光を受光素子によって電圧変換を行って、あらかじめ設定された閾値に従って発光色の良否判定を行う構成が開示されている。
特開２００２−１９５８８２号公報

しかしながら、前述したような従来の技術の一つとして、発光素子の端子間電圧を測定しＰＣに取り込んで自動で検査する方法があるが、発光素子のばらつきにより実際の輝度を確認できないという問題があった。

また、作業者の目視により発光素子の点灯，消灯を判断する方法もある。この方法の場合、作業者の確認漏れの恐れがあるという問題があった。

前述した従来技術の問題を解決するためには、実際に発光素子の発光を確認し、かつ作業者の判断を伴わない検査手法として、発光素子からの発光を受光素子によって電圧に変換して検査を行う方式が考えられる。しかし、この方式においても図１３に示すように、被検査基板２１の実装密度が高く、複数の発光素子２２，２２’が近接している場合や検査環境の周囲に強い光源（照明光）があるといった場合、外乱光の入射により検査対象である発光素子２２の検査が正確に行えないという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、被検査基板（ＰＷＢ）の機能検査において、実装された発光素子の発光を受光素子（光電変換手段）により信号として取り込み自動判定を行うため、外乱光の影響を避けて検査対象の発光素子の発光だけを受光素子に入射させ、かつ作業者の確認漏れの低減を図り、発光素子の点灯や確認を作業者が判断することなく検査できる検査装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した検査装置は、発光素子を搭載した被検査基板の良否を判定する検査装置であって、発光素子の発光を受光して電流あるいは電圧の電気信号に変換する光電変換手段と、発光素子と光電変換手段の間に配設され、検査対象の発光素子からの発光のみを光電変換手段が受光できるように遮光する遮光手段と、光電変換手段からの信号を処理して発光素子の良否を判定する検査規格判定手段とを有することを特徴とする。

この構成によって、作業者の判断によらず発光素子の点灯や確認を自動ででき、検査対象の発光素子の発光時に一定値以上の輝度を得ることが可能となり、正確な判定を行うことができる。

また、請求項２，３に記載した発明は、請求項１の検査装置であって、遮光手段は、被検査基板に接触するように配設された合成樹脂からなること、さらに、遮光手段の先端部には、被検査基板に接触した後さらに押圧されると、発光素子から離れる方向に撓み開くようにスリットが設けられていることを特徴とする。

この構成によって、作業者の判断によらず発光素子の点灯や確認を自動ででき、遮光手段が発光素子を確実に覆うことで外乱光を防ぐことが可能となり、発光素子の発光時に一定値以上の輝度を得て正確な判定を行うことができる。

また、請求項４，５に記載した発明は、請求項１の検査装置であって、遮光手段は、内側に設けられる仕切り部を有し、仕切り部で仕切られた各領域のそれぞれに光電変換手段を配設したこと、さらに、遮光手段は、被検査基板に接触するように配設され、かつ遮光手段をなす外装部と該外装部の内側に設けられた仕切り部とが合成樹脂からなり、仕切り部の先端が外装部の先端に比して被検査基板から遠い位置に配設されて、外装部の先端部分には、被検査基板に接触した後さらに押圧されると、発光素子から離れる方向に撓み開くようにスリットが設けられていることを特徴とする。

この構成によって、近接配置された複数の発光素子においても、作業者の判断によらず発光素子の点灯や確認を自動ででき、遮光手段が発光素子を確実に覆うことで外乱光を防ぐことが可能となり、発光素子の発光時に一定値以上の輝度を得て正確な判定を行うことができる。

また、請求項６に記載した発明は、請求項１〜５の検査装置であって、光電変換手段は、可撓性を有する導光手段を介して発光素子の発光を受光することを特徴とする。

この構成によって、導光手段を発光素子の発光を確認するために、より近づけることができ、さらに正確な判定を行うことができる。

また、請求項７，８に記載した発明は、請求項１の検査装置であって、検査規格判定手段は、光電変換手段からの信号の大きさを規格値と比較して良否判定すること、さらに、検査規格判定手段は、光電変換手段からの信号の大きさを規格値と比較することに加えて、特定の発光パターンに合致していることによって良否判定することを特徴とする。

前記構成によれば、作業者の判断によらず発光素子の確認処理を自動で確実に行うことができる。

本発明によれば、遮光手段により発光素子と光圧変換手段の間を外部から分離して外乱光の入射を防止し、検査対象の発光素子からの発光のみを電圧へ変換すること、また信号処理回路（例えば、Ａ／Ｄ変換回路）によりデジタル値に置き換えて、このデジタル値を検査規格判定装置（例えば、ＰＣ）で取得し、あらかじめ設定した条件を満たすか否かで検査合否を判定することから、発光素子の点灯や確認等を作業者の判断によらず自動で確実に検査を行うことができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態における検査装置の概略構成を示すブロック図、図２は検査装置の検査規格判定装置の概略構成を示すブロック図、図３は検査規格判定装置の設定ファイルを例示した図、図４は検査規格判定装置における検査アプリケーションの実行画面の表示例を示す図、図５は検査処理のフローチャートである。

図１に示すように、検査規格判定装置１は検査アプリケーション１１と設定ファイル１２を備え、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等により構成される。また、基板検査装置２は、被検査基板２１に搭載された発光素子２２の発光を受光する受光素子の光電変換手段２６を備え、この光電変換手段２６からの信号を電流あるいは電圧の電気信号に変換し検査規格判定装置１へ送信し、規格値との比較により判定を行う。

さらに、基板検査装置２には、検査対象の発光素子２２からの発光のみを受光するため、受光素子２２と光電変換手段２６との間に配設される遮光手段２４を備えている。

また、検査規格判定装置１は、図２に示すように、作業者が装置操作をするための入力装置１３（例えば、キーボード，マウス等）、検査アプリケーションを実行し検査規格の判定を行うＣＰＵ１７で処理された結果を外部に出力する出力装置１４（例えば、液晶モニタ，ＣＲＴディスプレイ等）、実行時に呼び出される検査アプリケーション、設定ファイルが保存される内部記憶装置１５（例えば、ＨＤＤ等）、検査規格判定装置１の外部に接続され内部記憶装置１５と同等の機能を持つ外部記憶装置１６（例えば、光学ディスク，フラッシュメモリ等）を備えて構成される。

検査規格判定装置１の設定ファイル１２は図３に示すように、全体をテキスト形式で記述され編集を容易とする構成であり、検査アプリケーション１１には読み込まれない部分で作業者の可読性を高めるためのコメント行１２１と、検査対象の発光素子２２を発光させたときの光電変換手段２６の下限値と上限値を記述した規格値設定行１２２が記述されている。また、規格値設定行１２２は複数の発光素子に対して指定することも可能である。

さらに、検査規格判定装置１の検査アプリケーション１１は、図４に示すような検査の実行画面を表示する。図４に示す表示例において、表示装置の検査項目領域に、スタートボタン１１２が押下されると検査装置が実行する検査項目１１１が表示される。さらに、スタートボタン１１２を押下すると検査アプリケーションがスタートする。また、エンドボタン１１３を押下すると検査アプリケーションを終了する。

検査アプリケーションの現在の状態がステータス領域１１４に表示される。検査装置の検査結果は検査結果領域１１５に表示される。検査実行時の規格値，測定値等はログモニタ領域１１６に表示される。

以上のように構成された検査装置によって、被検査基板２１に搭載された発光素子２２の検査が行われる。この検査方法は、図５に示すように、検査規格判定装置１内の検査アプリケーション１１が設定ファイル１２から検査対象の発光素子２２の規格値を読み出す（Ｓ１）。

次に、検査規格判定装置１から発光素子２２を駆動させる信号を基板検査装置２へ送信する（Ｓ２）。発光素子２２が駆動したときの発光を、外乱光を遮光する遮光手段２４により囲まれた光電変換手段２６により受光し、アナログ値に変換する（Ｓ３）。このアナログ値を信号処理回路２５においてＡ／Ｄ変換してデジタル値にする（Ｓ４）。これを検査アプリケーション１１において、あらかじめ設定された規格値に従って判定し、発光素子２２の良否を判定する（Ｓ５）。

なお、検査規格判定装置１において、光電変換手段２６からの信号値と、あらかじめ設定された規格値との比較を行って良否判定を行っているが、この信号の比較判断に加え、発光素子２２で特定パターンの発光、例えば発光素子２２が点灯と消灯を１秒置きに繰り返すといったパターンを繰り返す場合、この発光パターンを検査アプリケーション１１が検知して規格に合致するか否かを判定するようにしても良い。

本実施の形態における別の構成例として、図６に示すような検査装置がある。図６の検査装置は、検査対象の発光素子２２からの発光を受けて光電変換手段２６まで伝達するための導光手段２３を備えて構成したものである。

被検査基板２１の上部に光電変換手段２６を設置する必要がないため、発光素子２２が高密度に実装されている場合に有効である。導光手段２３として、例えば光ファイバー等がある。

なお、光電変換手段２６として、フォトダイオードを受光素子として用いている。フォトダイオードは入射する光量と出力する電流との関係において、線形性が良好であることから、発光ダイオードといった発光素子の光量測定に適しているからである。

また、図７は検査装置における発光素子、導光手段、遮光手段の近傍を示す図であり、準備状態と検査状態を示している。図７に示す遮光手段２４をポリオレフィン樹脂，フッ素樹脂等を用いて形成する。これにより、遮光手段２４は、加工が容易なため発光素子２２に適した形状に成形できる、また絶縁性が高いため被検査基板２１とのショートを防止できる、また弾力性に富むため被検査基板２１との接触時に基板破壊を防止することができる、といった利点が挙げられる。

そして、図７に示すように、遮光手段２４の内部に発光素子２２が位置するため、外乱光の影響を受けることなく発光を検査することが可能となる。

また、図８は本実施の形態の実施例１における検査装置の発光素子、導光手段、遮光手段の近傍を示す図であり、準備状態と検査状態を示している。図８において、遮光手段２４にスリット２４ａを設けて構成したものである。検査状態において、遮光手段２４が被検査基板２１に接するとき、その先端部分が遮光手段２４の直下の発光素子２２から離れる方向に撓み開くように、先端部分を移動させるスリット２４ａを設けたものである。この遮光手段２４に設けたスリット２４ａにより、遮光性を増す効果が期待できる。

なお、図８では例として導光手段２３を用いた場合を示しているが、代替として光電変換手段２６を用いても同様の構成を実現することができる。

また、図９（ａ）〜（ｃ）は本実施の形態の実施例２における遮光手段の斜視図および断面図を示す図である。また、本実施例２の遮光手段２８は、前述した図８の円形の遮光手段２４に代えて矩形としたものである。実施例２の遮光手段２８の斜視図を示し、図９（ａ）は準備状態、図９（ｂ）は検査状態である。

また、図９（ｃ）は遮光手段２８の断面図に示すように、その先端部が被検査基板に接触すると破線部から下のスリット２８ａの部分が矢印方向に変形する。なお、先端部分は、矢印とは反対の方向に曲がりにくい形状となっている。

次に、図１０は本実施の形態の実施例３における検査装置の発光素子、導光手段、遮光手段の近傍を示す図であり、準備状態と検査状態を示している。本実施例３では、図１０に示すように、遮光手段２４として外装部と、外装部の内側に仕切り２７を設けて複数の領域に区切ったものである。さらに、仕切り２７によって区切った各領域に導光手段２３，２３’を設けたものである。

本実施例３において、例えば検査対象の発光素子２２が複数、かつ高密度に実装されている場合、遮光手段２４で複数の発光素子２２を覆うように形成するため、その内部に検査する発光素子２２の数だけ導光手段２３（あるいは、光電変換手段２６）を設置する。ただし遮光手段２４内には、各導光手段２３を光学的に分離できるよう仕切り２７を設置する。

また、遮光手段２４を形成する外装部と仕切り２７の各先端部分は、図１０に示すように、被検査基板２１から見て外装部に比して仕切り２７の方が遠くに位置するように形成されている、
また、図１０は各２個の発光素子２２，２２’、導光手段２３，２３’を用いた例を示している。検査状態では被検査基板２１が基板検査装置により上に移動し、発光素子２２，２２’が発光した場合に導光手段２３，２３’により光電変換手段へ伝達して、規格値に合致しているか否かを検査する。

なお、本実施例３では、発光素子、導光手段の各２個を用いた例を示したが、これに限るものではなく、複数個を設けても良い。

あるいは、図１１（ａ）に示す発光素子２２の複数が近接して配置されたような場合、図１１（ｂ）に示すように、導光手段２３と遮光手段２４との被検査基板２１に対向する先端部の位置を近づけ、遮光手段２４が発光素子２２に当接して覆った箇所での発光素子２２からの発光を、導光手段２３を介して光電変換手段へ伝達するように構成しても良い。この場合、導光手段２３と発光素子２２がより近接するため、ストッパー２９等を配置した基板に導光手段２３，遮光手段２４を固定するように設けても良い。

また、実施例１〜３において用いた導光手段２３においても、可撓性を有する部材によって構成することで、発光素子２２により近接させることが可能となって、確実に受光することができる。

本発明に係る検査装置は、発光素子の点灯や確認等を作業者の判断によらず自動で確実に検査を行うことができ、発光素子を有するＰＷＢの機能検査として有用である。

本発明の実施の形態における検査装置の概略構成を示すブロック図本実施の形態における検査装置の検査規格判定装置の概略構成を示すブロック図本実施の形態における検査規格判定装置の設定ファイルを例示した図本実施の形態における検査規格判定装置で検査アプリケーションの実行画面の表示例を示す図本実施の形態における検査処理のフローチャート本発明の実施の形態における別の検査装置の概略構成を示すブロック図本発明の実施の形態における別の検査装置における発光素子、導光手段、遮光手段の近傍で準備状態と検査状態を示す図本実施の形態の実施例１における検査装置の発光素子、導光手段、遮光手段の近傍で準備状態と検査状態を示す図本実施の形態の実施例２における遮光手段を示す（ａ），（ｂ）は斜視図、（ｃ）は断面図本実施の形態の実施例３における検査装置の発光素子、導光手段、遮光手段の近傍で準備状態と検査状態を示す図本実施例３における（ａ）は発光素子の配置例、（ｂ）は検査装置の発光素子、導光手段、遮光手段の近傍で検査状態を示す図従来の機能検査系を示すブロック図従来の発光素子、光電変換手段の近傍で検査状態を示す図

符号の説明

１検査規格判定装置
２基板検査装置
１１検査アプリケーション
１２設定ファイル
１３入力装置
１４出力装置
１５内部記憶装置
１６外部記憶装置
１７ＣＰＵ
２１被検査基板
２２，２２’ 発光素子
２３，２３’ 導光手段
２４，２８遮光手段
２４ａ，２８ａスリット
２５信号処理回路
２６光電変換手段
２７仕切り
２９ストッパー
１１１検査項目
１１２スタートボタン
１１３エンドボタン
１１４ステータス領域
１１５検査結果領域
１１６ログモニタ領域

Claims

発光素子を搭載した被検査基板の良否を判定する検査装置であって、
前記発光素子の発光を受光して電流あるいは電圧の電気信号に変換する光電変換手段と、
前記発光素子と前記光電変換手段の間に配設され、検査対象の前記発光素子からの発光のみを前記光電変換手段が受光できるように遮光する遮光手段と、
前記光電変換手段からの信号を処理して前記発光素子の良否を判定する検査規格判定手段とを有することを特徴とする検査装置。
前記遮光手段は、前記被検査基板に接触するように配設された合成樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
前記遮光手段の先端部分には、前記被検査基板に接触した後さらに押圧されると、発光素子から離れる方向に撓み開くようにスリットが設けられていることを特徴とする請求項２記載の検査装置。
前記遮光手段は、内側に設けられる仕切り部を有し、前記仕切り部で仕切られた各領域のそれぞれに前記光電変換手段を配設したことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
前記遮光手段は、前記被検査基板に接触するように配設され、かつ前記遮光手段をなす外装部と該外装部の内側に設けられた仕切り部とが合成樹脂からなり、
前記仕切り部の先端が前記外装部の先端に比して前記被検査基板から遠い位置に配設されて、前記外装部の先端部分には、前記被検査基板に接触した後さらに押圧されると、発光素子から離れる方向に撓み開くようにスリットが設けられていることを特徴とする請求項４記載の検査装置。
前記光電変換手段は、可撓性を有する導光手段を介して前記発光素子の発光を受光することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査装置。
前記検査規格判定手段は、前記光電変換手段からの信号の大きさを規格値と比較して良否判定することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
前記検査規格判定手段は、前記光電変換手段からの信号の大きさを規格値と比較することに加えて、特定の発光パターンに合致していることによって良否判定することを特徴とする請求項７記載の検査装置。