JP2012073194A

JP2012073194A - 外観検査装置における平面状板材の保持構造

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Publication number: JP2012073194A
Application number: JP2010220100A
Authority: JP
Inventors: Shosaku Yamamoto; 山本昌作
Original assignee: MEGA TRADE KK; Mega Trade Corp
Current assignee: MEGA TRADE KK; Mega Trade Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2012-04-12
Also published as: WO2012043690A1

Abstract

【課題】プリント基板を斜め上下方向に搬送させる場合、ピントのぼけをなくすようにするとともに、その取り付けや取り外し作業を簡単に行えるようにする。
【解決手段】傾斜させた状態でプリント基板５を載置して斜め上下方向に搬送させるステージ２１と、ステージ２１に載置されたプリント基板５を保持する保持部３とを備えてなる外観検査装置１において、保持部３を、ステージ２１に載置されるプリント基板５の裏面によってステージ２１の平面より下方側に押圧される顎片３１と、当該顎片３１を平面の下方に押圧することによって、当該顎片３１と一体的に回動し、プリント基板５の表面をステージ２１側に押圧させる押圧片３３と、前記顎片３１をステージ２１の平面よりも上方に突出させた第一の状態と、押圧片３３によって平面上板材をステージ２１の平面に押圧させた第二の状態とに切り替える弾性体とを有するように構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリント基板などの平面状板材を検査する際に使用される外観検査装置に関するもので、より詳しくは、斜め上方に平面状板材を搬送して、その形成状態を検査する際に、その平面状板材をステージに保持させるようにした構造に関するものである。

近年、プリント基板を斜め上方に搬送させてプリント基板の外観を検査するようにした外観検査装置が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、図６に示すように、プリント基板５の上端および下端を保持する保持部６０と、当該保持部６０に保持されたプリント基板５を約３０度の角度で斜め上下方向に搬送させる搬送部６と、当該搬送部６によって斜め上方に搬送されたプリント基板から表面画像を取得する画像取得部７とを備えてなる装置であって、画像取得部７で取得された画像に基づいてパッドや配線パターン、レジストなどの形成状態を検査できるようにしたものが開示されている。このような装置によれば、卓上でプリント基板を検査する際に、プリント基板５を水平移動させる場合に比べて設置面積を小さくすることができるとともに、プリント基板５が不良であった場合には、傾斜したプリント基板５を法線方向から目視判断させることができるというメリットがある。

特開２００８−８３０３４号公報

しかしながら、このような外観検査装置では次のような問題を生じる。

すなわち、上述の外観検査装置では、プリント基板５を保持させる場合、プリント基板５の上端および下端を保持する上端保持部６１および下端保持部６２をそれぞれ上方および下方に対向させて保持しているため、傾斜角度が小さくなるとプリント基板５の中央部分が自重で撓んでしまい、画像を取得する際のピントが合わなくなる可能性がある。特に、この上端保持部６１については、プリント基板５を下端側に向けてバネで強く押圧するようにしているため、そのバネの押圧力が大きいと、よりプリント基板５が撓んでピントが合わなくなるといった可能性がある。

さらには、プリント基板５の上端および下端を平面に沿った方向に押圧させる構造であると、上端保持部６１や下端保持部６２の奥方（底面側）に密着させていなくてもプリント基板５を保持させることができるため、カメラの撮像方向に対して傾いた状態でプリント基板５を保持させてしまうと、画像のピントが合わなくなってしまう。

また、プリント基板５を保持部６０に保持させる場合、上端部のバネにプリント基板５の端部を当接させて平面方向に押し上げ、その後、プリント基板５の下端部を下端保持部６２に保持させなければならないため、プリント基板５の載置方向や取り出し方向（すなわち、プリント基板５の平面に対して法線方向）と、その保持させるための方向（平面に沿った方向）が異なってしまい、取り付け作業や取り外し作業に時間がかかってしまうといった問題を生じていた。

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、プリント基板などの平面状板材を斜め上下方向に搬送させる際、ピントのぼけをなくすようにするとともに、その平面状板材の取り付けや取り外し作業を簡単に行えるようにした外観検査装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、傾斜させた状態で平面状板材を載置して斜め上下方向に搬送させるステージと、当該ステージに載置された平面状板材を保持する保持部とを備えてなる外観検査装置の平面状板材保持構造において、前記保持部を、ステージに載置される平面状板材の裏面によって当該ステージの平面より下方側に押圧される顎片と、当該顎片を平面の下方に押圧することによって、当該顎片と一体的に回動し、平面状板材の表面をステージ側に押圧させる押圧片と、前記顎片をステージの平面よりも上方に突出させた第一の状態と、押圧片によって平面上板材をステージの平面に押圧させた第二の状態とに切り替える弾性体とを有するように構成したものである。

このように構成すれば、平面状板材がステージ上に全面的に保持されるため、撓みを生じることなく表面の画像を取得することができる。しかも、ステージの傾斜角度を大きくした場合であっても、平面状板材を表面からステージに押圧しているため、確実にステージ上に平面状板材を密着させることができるようになり、さらには、平面状板材のステージの載置方向と平面状板材を保持させる方向とを一致させることができるため、平面状板材の載置もしくは取り出しのための作業を簡単に行うことができる。

また、このような発明において、前記顎片に、平面状板材の端部を平面状板材の平面に沿った方向に押圧する段部を設けるようにする。

このようにすれば、顎片を回動させて平面状板材の端部を保持させる際に、平面状板材の端部を段部に引っ掛けてその平面に沿った方向に押圧させることができ、より確実に平面状板材を固定することができる。

さらに、前記保持部を平面状板材の上端側に設け、下端側に平面状板材を自重でステージ上に密着させるようなテーパー部を有する下端保持部を設けるようにする。

このようにすれば、下端側についてもそのテーパー部でステージ側に平面状板材を密着させることができるようになる。特に、段部によって下方へ押圧させた際、そのテーパー部によって、より確実に平面状板材をステージに密着させることができるようになる。

本発明によれば、傾斜させた状態で平面状板材を載置して斜め上下方向に搬送させるステージと、当該ステージに載置された平面状板材を保持する保持部とを備えてなる外観検査装置の平面状板材保持構造において、前記保持部を、ステージに載置される平面状板材の裏面によって当該ステージの平面より下方側に押圧される顎片と、当該顎片を平面の下方に押圧することによって、当該顎片と一体的に回動し、平面状板材の表面をステージ側に押圧させる押圧片と、前記顎片をステージの平面よりも上方に突出させた第一の状態と、押圧片によって平面上板材をステージの平面に押圧させた第二の状態とに切り替える弾性体とを有するようにしたので、撓みを生じることなく画像取得時におけるピントのずれを防止することができる。また、ステージの傾斜角度を大きくした場合であっても、平面状板材を表面から押圧しているため、確実にステージ上に平面状板材を密着させることができる、さらには、平面状板材をステージに載置する方向と平面状板材を保持させる方向とを一致させることができるため、平面状板材の載置もしくは取り出しのための作業を簡単に行うことができる。

本発明の一実施の形態における外観検査装置の側面概略図同形態におけるステージおよび保持部の構造を示す正面図同形態におけるステージおよび保持部の構造を示す外観斜視図同形態における保持部の動作状態を示す図（顎片を突出させた第一の状態）同形態における保持部の動作状態を示す図（押圧片で押圧させた第二の状態）従来例における斜め搬送の外観検査装置

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。この実施の形態における外観検査装置１は、プリント基板５（図１における破線）に形成されたパッドや配線パターン、スルーホール、レジスト、シルクなどを検査できるようにしたものであって、プリント基板５を斜め上下方向に搬送させることによって設置面積を小さくし、しかも、目視によっても不良と判定されたプリント基板５を検査できるようにしたものである。そして、特徴的には、そのプリント基板５をステージ２１に載せて斜め上下方向に搬送させる際に、プリント基板５の上端部近傍を保持部３で保持し、プリント基板５を載置させる方向とプリント基板５を保持させる方向を一致させて、確実にプリント基板５を固定できるようにしたものである。以下、本実施の形態における外観検査装置１の構造について説明する。

この実施の形態における外観検査装置１は、図１に示すように、斜め上下方向に沿ってプリント基板５を搬送させる搬送部２と、その搬送部２によって搬送されたプリント基板５から画像を取得する画像取得部４とを備えている。

この搬送部２は、平面状に構成されたステージ２１を傾斜させた状態でプリント基板５を搬送するようにしたもので、図２に示すように、そのステージ２１の両側にフレーム２４を設け、ステージ２１をそのフレーム２４に沿って搬送させるようにしている。このフレーム２４は、初期状態では最下端側に位置させており、そこでプリント基板５をステージ２１上に載置させるとともに検査の終了したプリント基板５を取り出せるようにしている。そして、検査を開始することによって、モーターを駆動させてステージ２１を上方に移動させ、最上端の近傍で画像を取得して、そこで下方へ折り返して最下端まで移動させる。この搬送部２における傾斜角度としては、作業者が椅子に座って作業をする際に、プリント基板５を法線方向から視認させるような角度に設定しておくことが好ましく、例えば、机上に外観検査装置１を載せて使用する場合は、３０度〜７０度（好ましくは４５度〜６０度）の範囲内の角度に設定しておく。このような角度に設定すれば、設置面積を小さくすることができるとともに、椅子に座って作業をする際に、プリント基板５を法線方向から目視で確認することができる。なお、この実施の形態では、枠組みされたフレームによって傾斜角度が固定されているが、適宜、その傾斜角度を変更できるような角度変更機構を設けるようにしてもよい。このような角度変更機構としては、例えば、搬送部２の前端側に回動可能なヒンジを取り付けるとともに、後端側を任意の高さ位置で固定できるような固定部を設けて構成するとよい。もちろん、この傾斜角度を変更する際には、搬送部２だけでなく画像取得部４についても同じ角度で一体的に回動させるようにしておく。

画像取得部４は、搬送されてきたプリント基板５に対して斜め方向から光を照射し、その反射光を取得するように構成される。斜め方向から光を照射させる場合、蛍光灯やＬＥＤ、ハロゲンランプなどの光源４１を使い、その光源４１からの光を斜め方向からプリント基板５に照射させる。この光源４１による光は、プリント基板５によって反射され、プリント基板５の法線方向に設けられたラインセンサ４３によって取得される。このラインセンサ４３で反射光を取得する場合、ミラー４２をプリント基板５の法線方向に設けておき、そこで反射光を反射させてその反射光を取得するようにしている。

このように構成された外観検査装置１において、ステージ２１に設けられる保持部３は次のように構成される。この保持部３の構造について、図３から図５を用いて説明する。

一般的に、プリント基板５をステージ２１に載置させる場合、前述のように、プリント基板５を載置させる方向と押圧させる方向とが一致することが好ましく、また、検査の終了したプリント基板５を取り出す際は、ステージ２１とプリント基板５の間に隙間を設けてプリント基板５を指で取り出しやすくしておくのが好ましい。そこで、プリント基板５の載置方向と押圧方向などを一致させるように、図３に示すように、ヒンジ３４を中心に回動可能なＵ字状（あるいはＣ字状）の保持部３を設け、プリント基板５の載置方向と押圧方向とを一致させるとともに、取り外しの際にはプリント基板５をステージ２１から若干浮かせるようにする。

このステージ２１に設けられた保持部３は、ステージ２１の表面から出没可能に設けられた顎片３１と、プリント基板５の表面をステージ２１側へ押圧する押圧片３３とをそれぞれ設けてＵ字状に構成しており、それぞれの基端部分に設けられたヒンジ３４によって回動できるようになっている。また、このヒンジ３４の近傍と押圧片３３との間にはバネ３５が取り付けられており、このバネ３５の引っ張り力によって、顎片３１をステージ２１の表面から突出させた状態にする第一の状態と、顎片３１をステージ２１に沈み込ませて押圧片３３でプリント基板５を押圧させる第二の状態に切り替えられるようになっている。この第一の状態、すなわち、プリント基板５を取り付ける状態では、顎片３１と押圧片３３との先端部分の隙間に上からプリント基板５の端部を挿入できるようにしており、例えば、顎片３１と押圧片３３をステージ２１に対して４５度で傾斜させ、これによって顎片３１と押圧片３３の先端部分を結ぶ角度をステージ２１に対して１３５度程度の角度となるようにしている。このような角度で固定するには、押圧片３３の後方から延出する解除片３６をベース３７に当接させ、これによって顎片３１を突出させた状態に停止させる。このようにすれば、ステージ２１の法線方向から見た場合に、顎片３１と押圧片３３の先端部分の隙間Ｗ（図４参照）が大きくなり、ステージ２１に対して法線方向からプリント基板５の端部を差し込むことが容易になる。また、第二の状態（図５参照）、すなわち、プリント基板５を押圧させる状態では、顎片３１がステージ２１の表面と平行となっているか、もしくは、これよりも下方となるような状態となっており、これによって、押圧片３３によってプリント基板５の表面を押圧させる。

ところで、この押圧片３３によってプリント基板５を押圧させる場合、プリント基板５の法線方向に沿ってプリント基板５を押圧させることができるが、プリント基板５の平面に沿った方向（例えば、下方側）にプリント基板５を押圧させることができない。そこで、この実施の形態では、顎片３１の表面に段部３２を設け、顎片３１を回動させる際に、その段部３２をプリント基板５の端部に当接させるようにして、回動によってプリント基板５の平面に沿った下方へ押圧させるようにしている。この段部３２としては、顎片３１の先端に向かって肉厚が薄くなるような構造を用い、これによって、保持部３を回動させる際に、いずれかの段部３２によってプリント基板５の端部を平面に沿った方向に押圧させるようにしている。

また、この保持部３には、プリント基板５の押圧状態を解除するための解除片３６が設けられている。この解除片３６は、押圧片３３の後端側に延出するように設けられるものであって、この解除片３６を上から押圧することによって、バネ３５の引っ張り力に抗して、顎片３１を上方へ回動させるようにしている。

このように構成された保持部３は、ステージ２１の表面に設けられた溝部２２上で上下方向にスライド可能に取り付けられており、任意の高さ位置でネジなどによって固定できるようになっている。そして、この保持部３と、ステージ２１の側方に設けられた突出片および、ステージ２１の下方に設けられた下端保持部２５によってプリント基板５を保持させる。なお、このプリント基板５を保持させる際、上端側のみを押圧したのではプリント基板５がステージ２１から外れて落ちてしまう可能性があるため、下端保持部２５に、プリント基板５の下端部を自重によってステージ２１側に押圧するテーパー部２５ａを設け、このテーパー部および保持部３の押圧力によってプリント基板５をステージ２１の表面へ押圧させるようにする。

次に、このように構成された保持部３の作用について説明する。

まず、プリント基板５をステージ２１に保持させる場合、プリント基板５の形状や大きさに対応させるべく、保持部３をステージ２１の溝部２２に沿った方向にスライドさせ、最適な位置でネジで固定させる。そして、このように保持部３を固定した状態で、検査対象となるプリント基板５の下端部分を下端保持部２５に当接させる。すると、そのプリント基板５の下端部分は、下端保持部２５のテーパー部２５ａによってステージ２１の表面側へと自重によって押圧される。

このように下端部分を位置決めした状態で、プリント基板５を左右方向にスライドさせて、プリント基板５の側端をステージ２１の側方に設けられた突出片２６（図１や図２参照）に位置させるように位置決めする。

このように下端部分および側端部分を位置決めした状態で、今度は、プリント基板５の上端部分をステージ２１の表面側に向けて押し付ける。すると、そのプリント基板５の上端部分は、保持部３の顎片３１と押圧片３３との間（隙間Ｗの間）に挿入され、顎片３１の先端部分の上部に接触する。この状態（図４の状態）でプリント基板５の上端部分をステージ２１側へ押圧すると、保持部３は、バネ３５の力に抗して第二の状態側へと回動し（図５の状態）、押圧片３３によってプリント基板５の上端部近傍を押圧する。このとき、プリント基板５の上端部は、顎片３１のいずれかの段部３２によって回動時に下端側へと押圧され、これによってプリント基板５を平面に沿った方向と法線方向に沿った方向に押圧することができる。

このようにプリント基板５をステージ２１に保持させた後、図示しない検査開始ボタンを押下すると、そのステージ２１は斜め上方に沿って搬送され、画像取得部４によって表面画像を取得して検査が行われる。そして、上端部で折り返して再び初期位置まで搬送される。

次に、検査の終了したプリント基板５をステージ２１から取り外す場合は、ステージ２１の側方に設けられた切欠部２３を介して指をプリント基板５の裏面側から表側へと押圧し、プリント基板５の保持状態を解除する。もしくは、保持部３の解除片３６を上から押圧してプリント基板５の保持状態を解除する。すると、プリント基板５は、顎片３１によってステージ２１よりも若干上方へと持ち上げられ、ステージ２１とプリント基板５との間に隙間を形成することができる。しかも、この際、プリント基板５の下端部分はテーパー部２５ａを有する下端保持部２５によって保持されているため、上端部分が持ち上げられても下端部分からプリント基板５が滑り落ちることがない。そして、このようにプリント基板５の上端近傍をステージ２１から持ち上げた状態で、ステージ２１との隙間に指を入れ、プリント基板５を持ち上げて回収する。

このように上記実施の形態によれば、傾斜させた状態でプリント基板５を載置して斜め上下方向に搬送させるステージ２１と、当該ステージ２１に載置されたプリント基板５を保持する保持部３とを備えてなる外観検査装置１において、前記保持部３を、ステージ２１に載置されるプリント基板５の裏面によって当該ステージ２１の平面より下方側に押圧される顎片３１と、当該顎片３１を平面の下方に押圧することによって、当該顎片３１と一体的に回動し、プリント基板５の表面をステージ２１側に押圧させる押圧片３３と、前記顎片３１をステージ２１の平面よりも上方に突出させた第一の状態と、押圧片３３によってプリント基板５をステージ２１の平面に押圧させた第二の状態とに切り替える弾性体とを有するようにしたので、撓みを生じることなく画像取得時におけるピントのずれを防止することができる。また、ステージ２１の傾斜角度を大きくした場合であっても、プリント基板５を表面から押圧しているため、確実にステージ２１上にプリント基板５を密着させることができる、さらには、プリント基板５をステージ２１に載置する方向とプリント基板５を保持させる方向とを一致させることができるため、プリント基板５の載置もしくは取り外しのための作業を簡単に行えるようにすることができる。

また、顎片３１に、プリント基板５の端部をプリント基板５の平面に沿った方向に押圧する段部３２を設けるようにしたので、顎片３１を回動させてプリント基板５の端部を保持させる際、プリント基板５の平面に沿った方向に押圧することができ、より確実に平面状板材を固定することができる。

さらに、保持部３をプリント基板５の上端側に設け、下端側にプリント基板５を自重でステージ２１上に密着させるようなテーパー部２５ａを有する下端保持部２５を設けるようにしたので、下端側についてもそのテーパー部２５ａでステージ２１の表面側にプリント基板５を密着させることができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、平面状板材としてプリント基板５を例に挙げて説明したが、プリント基板５に限定されるものではなく、液晶基板、ガラス、樹脂板などの平面状の部材などを用いるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ステージ２１を４５度〜６０度の角度で傾斜させて搬送させるようにしたが、水平な角度で搬送させる場合についても、この保持部３の構造を適用させることができる。

さらに、この実施の形態では、傾斜させて搬送させる際に、プリント基板５の上端部分を押圧させるようにしているが、プリント基板５の側端部分を同様の保持部３で保持させるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、手動によって保持部３を回動させるようにしているが、ソレノイドやモーターなどの駆動源を用いて保持部３を回動させるようにしてもよい。

１・・・外観検査装置
２・・・搬送部
２１・・・ステージ
２２・・・溝
２３・・・切欠部
２４・・・フレーム
３・・・保持部
３１・・・顎片
３２・・・段部
３３・・・押圧片
３４・・・ヒンジ
３５・・・バネ
３６・・・解除片
４・・・画像取得部
４１・・・光源
４２・・・ミラー
４３・・・ラインセンサ
５・・・プリント基板

Claims

傾斜させた状態で平面状板材を載置して斜め上下方向に搬送させるステージと、当該ステージに載置された平面状板材を保持する保持部とを備えてなる外観検査装置の平面状板材保持構造において、前記保持部を、
ステージに載置される平面状板材の裏面によって当該ステージの平面より下方側に押圧される顎片と、
当該顎片を平面の下方に押圧することによって、当該顎片と一体的に回動し、平面状板材の表面をステージ側に押圧させる押圧片と、
前記顎片をステージの平面よりも上方に突出させた第一の状態と、押圧片によって平面上板材をステージの平面に押圧させた第二の状態とに切り替える弾性体と、
を有するように構成したことを特徴とする外観検査装置の平面状板材保持構造。
前記顎片に、平面状板材の端部を平面状板材の平面に沿った方向に押圧する段部を設けた請求項１に記載の外観検査装置の平面状板材保持構造。
前記保持部を平面状板材の上端側に設け、下端側に平面状板材を自重でステージ上に密着させるテーパー部を備えた下端保持部を設けるようにした請求項１に記載の観検査装置の平面状板材保持構造。