JP2010272778A

JP2010272778A - 基板用反り矯正装置

Info

Publication number: JP2010272778A
Application number: JP2009124856A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Takeuchi; 芳男竹内; Shuichi Ishizaka; 修一石坂
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2009-05-25
Filing date: 2009-05-25
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】反りのある被検査基板に損傷を与えずに本来位置すべき基準水平面方向へとその面方向を矯正することができる基板用反り矯正装置の提供。
【解決手段】基台上に設置されるエアシリンダと、該エアシリンダが備える昇降ロッドに付設される反り矯正体２２とで構成され、該反り矯正体２２は、前記昇降ロッドの先端部に固着されるパッドアダプタ２３と、水平方向に定置される被検査基板Ｐの下面Ｐ２側に吸着させる吸着部２６を頂端部２５に有して縮退を可能にパッドアダプタ２３上に一体的に配置される吸着パッド２４と、非吸着時の吸着パッド２４の座高よりその高さを低くして該吸着パッド２４の囲繞空間部２４ａ内のパッドアダプタ２３上に植設されるサポートピン２８と、該サポートピン２８に設けた吸気口３０からの空気引きを可能に配設される通気部３３とで形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、水平方向に定置させた被検査基板をＸ−Ｙインサーキットテスタなどの基板検査装置を用いて検査する際に、該被検査基板が上反りや下反り状態にあると検査用のプローブピンを所定の測定ポイントに正確に接触させることが困難になることから、反り部位を強制的に水平方向に矯正して正確に検査できるようにするための基板用反り矯正装置に関する技術である。

Ｘ−Ｙインサーキットテスタなどのような基板検査装置においては、検査用のプローブピンをあらかじめ定められている測定ポイントに正確に接触させることが要求される。

一方、上記基板検査装置にて検査される被検査基板は、これを定置させた際にその被検査面が必ずしも水平状態を維持しているとは限らず、例えばプリントパターンの収縮などにより上反り状態となることも少なからずある。

このような上反り状態にある被検査基板に対しては、基板検査装置の検査用のプローブピンを測定ポイントに正確に接触させることはできない。特に、測定ポイントのファインピッチ化の傾向が強まるなかにあっては、プローブピンを斜め方向から測定ポイントへと向かわせて測定ポイントに接触させる必要が生じることもあって、とりわけ位置ずれが発生しやすくなる。。

このため、従来においては、被検査基板の周縁部をクランプした上で水平方向に引張し、上反り発生部位を強制的に水平状態に矯正するなどの方法がとられていた。

しかし、従来から行われている上記矯正手法による場合には、個々の上反り発生部位との関係で被検査基板のクランプ位置や引張力の程度を個別に定める必要があることから、そのために用意される引張機構が構造的に複雑化するのみならず、被検査基板自体に予期せぬ損傷を与えてしまうなどの不都合があった。

このような不都合を解消するものとしては、本願出願人が提案した下記特許文献１に開示されている基板の上反り矯正方法及び同矯正ユニットがある。

特開平１１−３１８７３号公報

上記特許文献１に開示されている基板の上反り矯正ユニットは、基台上に接離自在に設置されるエアシリンダと、該エアシリンダが備える昇降ロッドの先端に付設されてその到達高さの制御を自在とした下支えピンとを備える基板下支え機構と、基台上に接離自在に設置されるエアシリンダと、該エアシリンダが備える昇降ロッドの先端に付設されて被検査基板の下面に対する吸着制御を自在とした吸着パッドとを備える基板引下げ機構との２つの機構を組み合わせることで構成されている。

このため、上記特許文献１に開示されている基板の上反り矯正ユニットによれば、定置させた被検査基板の下面が本来位置すべき基準水平面に下支えピンの頂端を位置させた後、下支えピンの頂端に被検査基板の下面が接触して停止するに至るまで被検査基板に吸着させた吸着パッドを引き下げることにより、破損することなく被検査基板の上反り対応部位を水平状態へと矯正することができるので、基板検査装置が備える検査用のプローブピンを測定ポイントに正確に接触させて検査精度を向上させることができることになる。

しかし、上記特許文献１に開示されている基板の上反り矯正ユニットによる場合には、被検査基板に吸着させた吸着パッドを引き下げ過ぎるとき、相対的に下支えピンが被検査基板を突き上げることになり、結果的に被検査基板を損傷させてしまう不都合があった。

また、被検査基板が下反りしている場合には、下支えピンを被検査基板に直に接触させて突き上げなければならず、同様に被検査基板に損傷を与えてしまう不具合があった。

さらに、上記特許文献１の開示技術による場合には、各別に構成されている基板下支え機構と基板引下げ機構とをセットとして常に用意する必要があることから、設置コストが嵩むばかりでなく、基台上での設置作業もがそれだけ煩雑になって作業性を低下させてしまう問題もあった。

本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、反りのある被検査基板に損傷を与えずに本来位置すべき基準水平面方向へとその面方向を矯正することができる基板用反り矯正装置を提供することにその目的がある。

本発明は上記目的を達成すべくなされたものであり、基台上に設置されるエアシリンダと、該エアシリンダが備える昇降ロッドに付設される反り矯正体とで構成され、該反り矯正体は、前記昇降ロッドの先端部に固着されるパッドアダプタと、水平方向に定置される被検査基板の下面側に吸着させる吸着部を頂端部に有して縮退を可能に前記パッドアダプタ上に一体的に配置される吸着パッドと、非吸着時の前記吸着パッドの座高よりその高さを低くして該吸着パッドの囲繞空間内の前記パッドアダプタ上に植設されるサポートピンと、該サポートピンに設けた吸気口からの空気引きを可能に配設される通気部とで形成したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、定置させた被検査基板が上反りしている場合には、該被検査基板の下面が本来位置すべき基準水平面にサポートピンの頂端を位置させた後、該頂端に被検査基板の下面が接触して停止するに至るまで被検査基板に吸着させた吸着パッドを縮退させることにより、破損させることなく被検査基板の上反り対応部位を水平状態へと矯正することができるので、基板検査装置が備える検査用のプローブピンを測定ポイントに正確に接触させることができ、検査精度の向上に寄与させることができる。

また、定置させた被検査基板が下反りしている場合には、該被検査基板の下面が本来位置すべき基準水平面の高さまで吸着パッドともどもサポートピンの頂端を上昇させることにより、破損させることなく被検査基板の下反り対応部位を水平状態へと矯正することができるので、基板検査装置が備える検査用のプローブピンを測定ポイントに正確に接触させることができ、検査精度の向上に寄与させることができる。

本発明の一例を示す正面図。本発明における反り矯正体の動きを示す断面説明図であり、そのうちの（イ）は上反り状態にある被検査基板と非接触な空気引き前の状態を、（ロ）は被検査基板の下面に吸着パッドを当接させて空気引きを開始した直後の状態を、（ハ）は空気引きして被検査基板の下面がサポートピンの頂端に接触するまで引き下げた状態をそれぞれ示す。図１に示す基板用反り矯正装置を用いて上反り状態にある被検査基板を水平方向に矯正する際の処理手順例を示すフローチャート図。

図１からも明らかなように、基板用反り矯正装置１１は、基台Ｂ上に設置されるエアシリンダ１２と、該エアシリンダ１２が備える昇降ロッド１７に付設される反り矯正体２２とで構成されている。

このうち、エアシリンダ１２は、バレル部１３の下側に第１給排気部１４を、上側に第２給排気部１５をそれぞれ備えているほか、バレル部１３の下底部に固定用マグネット部１６を備えて形成されている。

このため、エアシリンダ１２は、固定用マグネット部１６を介することで鉄板等の磁性材からなる基台Ｂに対し位置移動を可能に磁着させて配置することができることになる。

一方、反り矯正体２２は、昇降ロッド１７の先端部１７ａに配設されるパッドアダプタ２３と、吸着部２６をその頂端部２５に有して縮退を可能にパッドアダプタ２３上に一体的に配置される吸着パッド２４と、非吸着時の吸着パッド２４の座高よりその高さを低くして該吸着パッド２４の囲繞空間部２４ａ内のパッドアダプタ２３上に植設されるサポートピン２８と、該サポートピン２８が備える吸気口２９からの空気引きを可能にパッドアダプタ２３を介して配設される通気部３３とを備えて形成されている。

この場合、昇降ロッド１７の先端部１７ａは、その表面に雄ねじ部１８が刻入されており、該雄ねじ部１８にロックナット１９を螺合させた上で、パッドアダプタ２３が底部側に備える図示しない雌ねじ部側に螺着してロックナット１９を緊締することで一体化されている。しかも、例えば図１に示すように上反り状態にある被検査基板Ｐは、上面Ｐ1 に位置する被検査面を水平方向に向けた状態のもとで適宜のクランプを介して定置され、その下面Ｐ２側が吸着部２６に吸着されることになる。

シリコーンゴムなどのような弾性軟質材からなる吸着パッド２４は、その基端部２７がパッドアダプタ２３側と一体的に組み合わされ、かつ、頂端部２５に位置する吸着部２６を薄肉とすることで被検査基板Ｐへの密着度を高めて形成されている。

しかも、吸着パッド２４は、例えば蛇腹状とするなどして強制的に縮退させ、かつ、強制力を解除すると自動的に復位する適宜の屈曲構造が付与されてその全体が形成されている。

サポートピン２８は、吸着パッド２４を所定位置にまで縮退させた際の吸着面２６ａのレベルにその頂端２８ａの位置が一致する高さが付与されてパッドアダプタ２３上に植設されている。この場合、サポートピン２８の高さ調整は、図示しない搬送レール上に今回検査分の被検査基板Ｐに対応させた水平基準板を配置し、昇降ロッド１７を上昇させた状態のもとで、サポートピン２８の頂端２８ａが前記水平基準板に突き当たる位置関係のもとで行われる。具体的には、ロックナット１９を手で緩めてパッドアダプタ２３の全体を回しながら高さ調整が行われ、高さ調整を終えた後にロックナット１９を緊締することで、今回検査分の被検査基板Ｐに対するサポートピン２８の高さが位置固定されることになる。

一方、通気部３３は、パッドアダプタ２３に横方向から差し込まれた差込み部３４と、該差込み部３４内の通気路３５と連通させてパッドアダプタ２３の外側に引き出される連結部３５とを備えて形成されており、該連結部３５を介して図示しない真空ポンプ側と接続されている。

この場合、サポートピン２８は、先端２９ａ側に１以上の吸気口３０を備える吸気路３０、例えば頂端２８ａと該頂端２８ａ近傍の周面とに吸気口３０を備える吸気路３０がその長さ方向に形成されており、該吸気路２９は、その基端２９ｂ側を通気部３３の差込み部３４側に接続することで、該差込み部３４の通気路３５と連通している。

次に、基板用反り矯正装置１１を用いて行われる上反り状態にある被検査基板Ｐを水平方向に矯正する際の処理手順を図示例を参酌しながら説明すれば、図示しない基板検査装置に搬入された被検査基板Ｐは、例えば図１に示すように水平方向に配置することで位置固定される。

基板用反り矯正装置１１は、今回の検査ポイントとの関係で定まる基台Ｂ上の所定位置に固定用マグネット部１６を介して磁着配置される。

このようにして基台Ｂ上に配置された基板用反り矯正装置１１は、エアシリンダ１２のバレル部１３内へと第１給排気部１４から空気を圧送しつつ、第２給排気部１５側からは排気させることで、位置固定されている被検査基板Ｐの下面Ｐ２方向に向けて昇降ロッド１７を上昇させる。

反り矯正体２２は、昇降ロッド１７の先端部１７ａにパッドアダプタ２３を介して連結されているので、その全体が昇降ロッド１５の上昇に従動して上昇を開始する。つまり、サポートピン２６と吸着パッド２４とは、図２（ａ）に示すように同じタイミングのもとで同時に上昇を開始させることができる。

そして、昇降ロッド１７は、予め定められている被検査基板Ｐの基準水平面の位置に反り矯正体２２におけるサポートピン２８の頂端２８ａが到達した際に上昇を終了する。つまり、サポートピン２８と吸着パッド２４とは、同じタイミングのもとで同時に上昇を終了させることができる。

しかも、吸着パッド２４は、昇降ロッド１７がその上昇を終了した際に、吸着部２６が図２（ｂ）に示すように被検査基板Ｐの下面Ｐ２に当接する座高が付与されて形成されている。

このため、吸着パッド２４は、その吸着面２６ａが被検査基板Ｐの下面Ｐ２により塞がれた状態となった囲繞空間部２４ａを形成することになる。

したがって、囲繞空間部２４ａ内は、通気部３３が図示しない真空ポンプによる空気引き（真空動作）を開始することで、サポートピン２６の吸気口３０から空気引きされて負圧の程度を徐々に高めていくことになる。

さらに空気引き（真空動作）を続けると、吸着パッド２４は、囲繞空間部２４ａ内が負圧の程度を高めるにつれて吸着部２６が被検査基板Ｐの下面Ｐ２に密着し、やがて、外気圧との関係で自動的に縮み、その際の縮退力により被検査基板Ｐの下面Ｐ２を図２（ｃ）に示すようにサポートピン２８の頂端２８ａに当接する位置にまで引き下げることができることになる。

つまり、上反り状態にあった被検査基板Ｐは、サポートピン２８の頂端２８ａに当接する位置にまで下降させられて、基準水平面に合致する水平状態となるように矯正されることになる。

このようにして被検査基板Ｐを水平状態に矯正した後は、図示しない基板検査装置が備えるプローブピンを被検査基板Ｐの上面Ｐ１の検査ポイントに正確に接触させて所定の自動検査が行われることになる。

基板検査装置による所要の検査を終えた後は、通気部３３から逆に空気を送り込むことでサポートピン２８の吸気口３０を介して囲繞空間部２４ａへと空気を供給し、該囲繞空間部２４ａ内を陽圧（真空破壊）とすることで、被検査基板Ｐの下面Ｐ２に対する吸着パッド２４の吸着状態を解消させる。この場合、サポートピン２８の吸気口３０は、頂端２８ａのみならず、周面にも形成しておけば、真空破壊をより円滑に行うことができる。

被検査基板Ｐの下面Ｐ２に対する吸着パッド２４の吸着状態を解消させた後は、エアシリンダ１２のバレル部１３内へと第２給排気部１５側から空気を圧送しつつ第１給排気部１４から排気させて昇降ロッド１７を下降させることで、反り矯正体２２の全体も下降を開始させることができる。つまり、サポートピン２８と吸着パッド２４とは、同じタイミングのもとで同時に下降を開始し、所定位置にまで到達した時点でその動作を終了させることができる。

なお、被検査基板Ｐが下反り状態にある場合には、昇降ロッド１７の上昇を開始させてその下面Ｐ２にまず吸着パッド２４を接触させ、さらに上昇させることで吸着パッド２４側を強制的に縮退させながらサポートピン２８の頂端２８ａを接触させて所定位置にまで押し上げることで、水平状態へと矯正することができる。

１１基板用反り矯正装置
１２エアシリンダ
１３バレル部
１４第１給排気部
１５第２給排気部
１６固定用マグネット部
１７昇降ロッド
１７ａ先端部
１８雄ねじ部
１９ロックナット
２２反り矯正体
２３パッドアダプタ
２４吸着パッド
２４ａ囲繞空間部
２５頂端部
２６吸着部
２６ａ吸着面
２７基端部
２８サポートピン
２８ａ頂端
２９吸気路
２９ａ先端
２９ｂ基端
３０吸気路
３３通気部
３４差込み部
３５通気路
３６連結部
Ｂ基台
Ｐ被検査基板
Ｐ１上面
Ｐ２下面

Claims

基台上に設置されるエアシリンダと、該エアシリンダが備える昇降ロッドに付設される反り矯正体とで構成され、
該反り矯正体は、前記昇降ロッドの先端部に固着されるパッドアダプタと、水平方向に定置される被検査基板の下面側に吸着させる吸着部を頂端部に有して縮退を可能に前記パッドアダプタ上に一体的に配置される吸着パッドと、非吸着時の前記吸着パッドの座高よりその高さを低くして該吸着パッドの囲繞空間内の前記パッドアダプタ上に植設されるサポートピンと、該サポートピンに設けた吸気口からの空気引きを可能に配設される通気部とで形成したことを特徴とする基板陽反り矯正装置。