JP2015166680A - Contact type circuit pattern detection device and detection method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プリント基板上の接触点にプローブユニットの対応するピンを接触させてプリント基板の通電検査を行う接触型回路パターン検査装置、及びその検査方法に関する。 The present invention relates to a contact-type circuit pattern inspection apparatus for inspecting a printed circuit board by bringing a corresponding pin of a probe unit into contact with a contact point on the printed circuit board, and an inspection method therefor.
回路配線となる導電パターンを備えたプリント基板に対して、通電により断線及び短絡の有無を検査することが一般的である。例えば、特許文献１には、プリント基板上の接触点に給電ピンと検出ピンとからなる検査ピンを接触させて、給電ピンから導電パターンに検査信号を給電し、導電パターンを通った後に検出ピンを介して戻ってくる検査信号を検出信号として検出し、検出信号の有無又は減衰量に応じて断線及び短絡の有無を検査する接触型回路パターン検査装置が開示されている。 In general, a printed circuit board provided with a conductive pattern serving as a circuit wiring is inspected for disconnection and short-circuit by energization. For example, in Patent Document 1, an inspection pin consisting of a power supply pin and a detection pin is brought into contact with a contact point on a printed circuit board, and an inspection signal is supplied from the power supply pin to the conductive pattern. A contact-type circuit pattern inspection apparatus that detects an inspection signal that is returned as a detection signal and inspects for the presence or absence of a disconnection or a short circuit according to the presence or absence or the amount of attenuation of the detection signal is disclosed.
例えば、このような装置では、可動部に装着されたプローブユニットに、検査対象となるプリント基板の接触点に対応する検査ピンが取り付けられている。検査を実施する際には、まず、ステージ上にプリント基板を位置合わせしてセットする。次に、可動部がプリント基板の上方から下降されて、検査ピンがプリント基板の接触点に接触される。 For example, in such an apparatus, an inspection pin corresponding to a contact point of a printed circuit board to be inspected is attached to the probe unit attached to the movable part. When inspecting, first, the printed circuit board is aligned and set on the stage. Next, the movable portion is lowered from above the printed board, and the inspection pin is brought into contact with the contact point of the printed board.
また、このような装置では、１つの個片上において検査対象となる複数の接触点全てにプローブユニットの検査ピンをそれぞれ接触させる必要がある。このため、個片上には、一般的に、接触点と検査ピンとを正確に位置合わせするための位置合わせ特徴点が設けられている。 Moreover, in such an apparatus, it is necessary to make the test | inspection pin of a probe unit contact each of all the several contact points used as test | inspection object on one piece. For this reason, alignment feature points for accurately aligning the contact points and the inspection pins are generally provided on the individual pieces.
回路パターン検査を開始する際には、まず、治具ユニットに並設されたカメラで個片上の位置合わせ特徴点を撮影して、個片の位置情報を取得する。そして、取得した位置情報に基づいて、個片が検査位置に正確に位置されているかどうかを判断する。個片が位置ずれしている場合には、全ての検査ピンが検査対象の接触点に接触するように、プローブユニットを移動させて位置合わせする。そして、位置合わせ後に上述のような回路パターン検査が実施される。 When starting the circuit pattern inspection, first, the alignment feature points on the individual pieces are photographed with a camera arranged in parallel with the jig unit, and the position information of the individual pieces is acquired. Then, based on the acquired position information, it is determined whether or not the piece is accurately positioned at the inspection position. When the pieces are displaced, the probe unit is moved and aligned so that all the inspection pins come into contact with the contact points to be inspected. Then, after the alignment, the circuit pattern inspection as described above is performed.
上述のような接触型回路パターン検査装置では、プリント基板上の位置合わせ特徴点をカメラで撮影して、その位置が適正であることを確認（位置合わせ特徴点検出）した後に検査を開始する必要がある。しかしながら、プリント基板の複数の個片の検査を行う場合、全ての個片上の位置合わせ特徴点をカメラで撮影した後に検査をする必要があるわけではなく、１つの個片に関して、その個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に検査を行う必要があるのみである。例えば、Ｎ個の個片が検査対象であった場合、１番目の個片の位置合わせ特徴点検出が終了していれば、Ｎ個全ての個片の位置合わせ特徴点検出が完了するまで待たなくとも、１番目の個片の検査を行ってよい。 In the contact type circuit pattern inspection apparatus as described above, it is necessary to start the inspection after photographing the alignment feature point on the printed circuit board with a camera and confirming that the position is appropriate (detection of the alignment feature point). There is. However, when inspecting a plurality of pieces of a printed circuit board, it is not necessary to inspect after aligning feature points on all the pieces with a camera. It is only necessary to inspect after all the alignment feature points have been imaged. For example, if N pieces are to be inspected, if detection of the alignment feature points of the first piece has been completed, the process waits until detection of the alignment feature points of all N pieces is completed. Even if not, the first piece may be inspected.
それにもかかわらず、これまでの装置では、一般的に、複数の個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に検査を開始している。これは、個片上を移動するプローブユニットが一度通った経路の近傍を再び巡回することとなるため、プローブユニットの移動距離の増大につながり、効率的でない。 Nevertheless, in the conventional apparatus, the inspection is generally started after photographing all the alignment feature points on the plurality of pieces. This recirculates in the vicinity of the path once the probe unit moving on the piece passes once, leading to an increase in the moving distance of the probe unit, which is not efficient.
そこで、本発明は、複数のプリント基板個片を含むプリント基板の撮影及び検査を効率的に行うことができる接触型回路パターン検査装置及び方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a contact type circuit pattern inspection apparatus and method capable of efficiently photographing and inspecting a printed circuit board including a plurality of printed circuit board pieces.
本発明の一実施の形態は、複数のプリント基板個片を備え、前記複数のプリント基板個片の各々には、複数の接触点を有する導電パターンと、少なくとも１つの位置合わせ特徴点とを有する、プリント基板と、前記プリント基板個片上の前記位置合わせ特徴点を撮影するカメラユニットと、前記プリント基板個片の前記接触点に接触して検査信号を通電させることにより前記導電パターンを検査する検査部と、が設けられたプローブユニットと、前記プローブユニットを移動させる移動機構と、前記カメラユニットによる前記位置合わせ特徴点の撮影及び前記検査部による検査を行うときの前記プローブユニットの最小移動経路を計算する演算部とを具備し、前記最小移動経路は、前記複数のプリント基板個片のうちの１つのプリント基板個片に対して、前記１つのプリント基板個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に、前記１つのプリント基板個片の検査を行う条件を適用し、かつ、前記複数のプリント基板個片の全てに対して前記条件を適用することによって計算する接触型回路パターン検査装置である。 An embodiment of the present invention includes a plurality of printed circuit board pieces, and each of the plurality of printed circuit board pieces has a conductive pattern having a plurality of contact points and at least one alignment feature point. , A printed circuit board, a camera unit for photographing the alignment feature point on the printed circuit board piece, and an inspection for inspecting the conductive pattern by passing an inspection signal in contact with the contact point of the printed circuit board piece. A probe unit, a moving mechanism for moving the probe unit, a minimum movement path of the probe unit when photographing the alignment feature point by the camera unit and inspecting by the inspection unit And the minimum movement path is one printed circuit board piece of the plurality of printed circuit board pieces. On the other hand, after imaging all the alignment feature points on the one printed circuit board piece, a condition for inspecting the one printed circuit board piece is applied, and all of the plurality of printed circuit board pieces are applied. Is a contact type circuit pattern inspection apparatus that calculates by applying the above condition.
また、本発明の他の実施形態は、複数のプリント基板個片が装填され、前記複数のプリント基板個片の各々には、複数の接触点を有する導電パターンと、少なくとも１つの位置合わせ特徴点とが設けられている、プリント基板と、前記プリント基板個片上の前記位置合わせ特徴点を撮影するカメラユニットと、前記プリント基板個片の前記接触点に接触して検査信号を通電させることにより前記導電パターンを検査する検査部と、が設けられたプローブユニットと、前記プローブユニットを移動させる移動機構と、を具備する接触型回路パターン検査装置で前記カメラユニットによる前記位置合わせ特徴点の撮影及び前記検査部による検査を行うときの前記プローブユニットの最小移動経路を計算する方法であって、前記最小移動経路は、前記複数のプリント基板個片のうちの１つのプリント基板個片に対して、前記１つのプリント基板個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に、前記１つのプリント基板個片の検査を行う条件を適用し、かつ、前記複数のプリント基板個片の全てに対して前記条件を適用することによって計算する方法である。 According to another embodiment of the present invention, a plurality of printed circuit board pieces are loaded, and each of the plurality of printed circuit board pieces has a conductive pattern having a plurality of contact points and at least one alignment feature point. A printed circuit board, a camera unit that captures the alignment feature point on the printed circuit board piece, and energizing an inspection signal in contact with the contact point of the printed circuit board piece. The contact unit circuit pattern inspection apparatus comprising: a probe unit provided with an inspection unit that inspects a conductive pattern; and a moving mechanism that moves the probe unit. A method of calculating a minimum movement path of the probe unit when performing an inspection by an inspection unit, wherein the minimum movement path is Conditions for inspecting one printed circuit board piece after photographing all the alignment feature points on the one printed circuit board piece for one printed circuit board piece of the plurality of printed circuit board pieces And applying the condition to all of the plurality of printed circuit board pieces.
本発明によれば、複数のプリント基板個片を含むプリント基板の撮影及び検査を効率的に行うことができる接触型回路パターン検査装置及び方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the contact-type circuit pattern test | inspection apparatus and method which can perform efficiently imaging | photography and test | inspection of the printed circuit board containing a some printed circuit board piece can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本実施形態による接触型回路パターン検査装置（以下、回路パターン検査装置と称する）１は、プリント基板の製造工程において、部品実装前のプリント基板上に形成された回路配線（回路パターン）である導電パターンに検査信号を通電して、不良の原因となる断線や短絡等の欠陥を検出する装置である。本実施形態では、プリント基板はフレキシブル基板であってもリジッド基板であってもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A contact type circuit pattern inspection apparatus (hereinafter referred to as a circuit pattern inspection apparatus) 1 according to the present embodiment is a conductive circuit circuit (circuit pattern) formed on a printed circuit board before component mounting in a printed circuit board manufacturing process. It is an apparatus for detecting defects such as disconnection and short circuit that cause defects by energizing a pattern with an inspection signal. In the present embodiment, the printed board may be a flexible board or a rigid board.
（回路パターン検査装置の構成）
図１は、回路パターン検査装置１の構成を概略的に示すブロック図である。回路パターン検査装置１は、プリント基板を把持する把持機構２と、後述するプローブユニット３６を備え、プリント基板を回路パターン検査する検査部３と、検査信号供給部５と、検出信号処理部６と、検査部３を移動させる移動機構７と、移動機構７を駆動制御する駆動制御部８と、カメラユニット９と、カメラユニット９を制御するカメラユニット制御部１０と、装置制御部１１と、入力部１２と、表示部１３とを有している。
(Configuration of circuit pattern inspection device)
FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the circuit pattern inspection apparatus 1. The circuit pattern inspection apparatus 1 includes a gripping mechanism 2 that grips a printed circuit board, a probe unit 36 described later, an inspection unit 3 that inspects the circuit pattern of the printed circuit board, an inspection signal supply unit 5, and a detection signal processing unit 6. , A moving mechanism 7 that moves the inspection unit 3, a drive control unit 8 that drives and controls the moving mechanism 7, a camera unit 9, a camera unit control unit 10 that controls the camera unit 9, an apparatus control unit 11, and an input It has a unit 12 and a display unit 13.
検査信号供給部５は、装置制御部１１からの命令を受信し、例えば、直流電圧信号からなる検査信号を生成して検査部３に供給する。検出信号処理部６は、検査部３から検出信号を受信して信号処理を施し、装置制御部１１に出力する。 The inspection signal supply unit 5 receives an instruction from the device control unit 11, generates, for example, an inspection signal including a DC voltage signal, and supplies the inspection signal to the inspection unit 3. The detection signal processing unit 6 receives the detection signal from the inspection unit 3, performs signal processing, and outputs it to the device control unit 11.
カメラユニット９は、プリント基板上に設けられた位置合わせ特徴点（例えば、後述するアライメントマーク１０３）を含む光学像を生成する光学系１４と、その光学像を電気信号に光電変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を含む撮像部１５とを有している。カメラユニット制御部１０は、画像処理部１６と、位置ずれ判断部１７とを有している。画像処理部１６は、撮像部１５から電気信号を受信して画像信号を生成する。位置ずれ判断部１７は、画像処理部１６からの画像信号に基づいて、位置合わせ特徴点が所望の位置にある否か、即ち、後述する検査ピン３２が接触点（例えば、後述するコンタクトパッド１０４）に接触する所定の位置にあるか否かを判断する。 The camera unit 9 includes an optical system 14 that generates an optical image including alignment feature points (for example, alignment marks 103 described later) provided on a printed circuit board, and a CCD or CMOS that photoelectrically converts the optical image into an electrical signal. And an imaging unit 15 including an imaging element such as the above. The camera unit control unit 10 includes an image processing unit 16 and a positional deviation determination unit 17. The image processing unit 16 receives an electrical signal from the imaging unit 15 and generates an image signal. Based on the image signal from the image processing unit 16, the misalignment determination unit 17 determines whether or not the alignment feature point is at a desired position, that is, the inspection pin 32 described later is a contact point (for example, a contact pad 104 described later) ) Is determined whether or not it is in a predetermined position.
入力部１２は、動作指示や各種データ等を入力するキーボードやタッチパネル等である。表示部１３は、検査結果を含む検査情報を表示する液晶ディスプレイ等である。表示部１３は、検査結果に加えて、位置ずれがあった場合に警告を表示してもよい。 The input unit 12 is a keyboard, a touch panel, or the like for inputting operation instructions and various data. The display unit 13 is a liquid crystal display or the like that displays inspection information including inspection results. The display unit 13 may display a warning when there is a displacement in addition to the inspection result.
装置制御部１１は、欠陥判断部１８と、メモリ１９と、演算部２０とを有している。装置制御部１１は、専用の制御部である必要はなく、例えば、汎用的なパーソナルコンピュータであってもよい。 The apparatus control unit 11 includes a defect determination unit 18, a memory 19, and a calculation unit 20. The device control unit 11 does not need to be a dedicated control unit, and may be a general-purpose personal computer, for example.
欠陥判断部１８は、検出信号処理部６で信号処理された検出信号の有無や減衰量（電圧低下）に基づいて、検査対象のプリント基板上に形成された導電パターンが欠陥を有するか否かを判断する。具体的には、検査信号を給電したにもかかわらず検出信号が得られない場合には、欠陥判断部１８は、導電パターンに断線による欠陥が発生していると判断し、また、検出信号が正常時の信号値の半分（又は、予め設定した判断値）以下であれば、ブリッジ等で隣接する導電パターンに電気的に接続されて短絡による欠陥が発生していると判断する。あるいは、欠陥判断部１８は、検査対象の導電パターンに隣接し並列配置された導電パターンからノイズ値以上の検出信号が検出された場合には、短絡の欠陥が発生していると判断してもよい。 The defect determination unit 18 determines whether the conductive pattern formed on the printed circuit board to be inspected has a defect based on the presence / absence of the detection signal processed by the detection signal processing unit 6 and the attenuation amount (voltage drop). Judging. Specifically, when the detection signal cannot be obtained even though the inspection signal is supplied, the defect determination unit 18 determines that a defect due to disconnection has occurred in the conductive pattern, and the detection signal is If it is less than half of the signal value at normal time (or a preset judgment value), it is judged that a defect due to a short circuit has occurred due to electrical connection to an adjacent conductive pattern by a bridge or the like. Alternatively, the defect determination unit 18 may determine that a short-circuit defect has occurred when a detection signal equal to or higher than the noise value is detected from conductive patterns arranged in parallel adjacent to the conductive pattern to be inspected. Good.
メモリ１９は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ又はフラッシュメモリ等の汎用メモリである。メモリ１９は、ユーザによる設定条件、制御用プログラム、各種演算用プログラム及びデータ（テーブル）等を記憶情報として書き換え可能に記憶している。演算部２０は、プログラムや設定された演算条件により演算処理を行う。 The memory 19 is a general-purpose memory such as a ROM, a RAM, or a flash memory, for example. The memory 19 stores rewritable setting conditions, control programs, various calculation programs, data (tables), and the like as storage information. The calculation unit 20 performs calculation processing according to a program or set calculation conditions.
図２は、検査部３による回路パターン検査の対象となる、プリント基板個片（以下、個片と称する）１０２を含むプリント基板１０１を概略的に示す上面図である。個片１０２は、１シートであるプリント基板１０１を製品１個のサイズにカットしたものに相当し、即ち、個片１０２の各々がプリント基板である。プリント基板１０１は、検査後に個片１０２のサイズに切り取られ、製品に実装される。 FIG. 2 is a top view schematically showing a printed circuit board 101 including a printed circuit board piece (hereinafter referred to as an individual piece) 102 to be subjected to circuit pattern inspection by the inspection unit 3. Each piece 102 corresponds to one sheet of the printed board 101 cut into one product size, that is, each piece 102 is a printed board. The printed circuit board 101 is cut into the size of the piece 102 after inspection and mounted on a product.
図２に示される例では、１枚のプリント基板１０１につき９個の個片１０２が３×３で整列して配列されている。しかしながら、個片１０２の数及びレイアウトはこれに限定されるものではなく、任意の数及びレイアウトが可能である。本実施形態では、各個片１０２は同一である。 In the example shown in FIG. 2, nine pieces 102 per one printed circuit board 101 are arranged in an array of 3 × 3. However, the number and layout of the pieces 102 are not limited to this, and any number and layout are possible. In this embodiment, each piece 102 is the same.
個片１０２上には、位置合わせをするためのアライメントマーク１０３が設けられている。図２では、１つの個片１０２上に２つのアライメントマーク１０３が略対角線上に設けられている。しかしながら、アライメントマーク１０３の数及び位置はこれに限定されるものではなく、任意の数及び位置で設けることができる。 An alignment mark 103 for alignment is provided on the piece 102. In FIG. 2, two alignment marks 103 are provided substantially diagonally on one piece 102. However, the number and position of the alignment marks 103 are not limited to this, and can be provided in any number and position.
なお、個片上にアライメントマークが存在しない場合であっても、アライメントマークの代わりとなる特徴のある箇所を利用して位置合わせを行うことが可能である。本明細書では、アライメントマーク及びこのような特徴のある箇所を位置合わせ特徴点と称する。本実施形態では、位置合わせ特徴点はアライメントマーク１０３である。 Even when the alignment mark does not exist on the individual piece, it is possible to perform alignment by using a characteristic place as a substitute for the alignment mark. In the present specification, the alignment mark and the part having such a feature are referred to as an alignment feature point. In the present embodiment, the alignment feature point is the alignment mark 103.
また、個片１０２には、複数のコンタクトパッド１０４を有する導電パターンが設けられている。これらコンタクトパッド１０４は、検査部３の後述するプローブユニット３６の検査ピン（プローブ）３２が接触して電気的接続点となる電極である。コンタクトパッド１０４は、検査ピン３２の頂部の接触面積に対して、製造誤差又は周囲環境（雰囲気温度）による位置ずれ（検査ピン３２の移動）などの製造誤差を考慮した電極面積となるように設計されている。 Each piece 102 is provided with a conductive pattern having a plurality of contact pads 104. These contact pads 104 are electrodes that are in contact with inspection pins (probes) 32 of a probe unit 36 (to be described later) of the inspection unit 3 and serve as electrical connection points. The contact pad 104 is designed to have an electrode area that takes into account a manufacturing error such as a manufacturing error or a displacement due to the surrounding environment (atmosphere temperature) (movement of the testing pin 32) with respect to the contact area of the top of the testing pin 32. Has been.
図２に示される例では、１つの個片１０２のみにコンタクトパッド１０４が示されているが、各個片に同様のコンタクトパッド１０４が設けられている。コンタクトパッド１０４は、直流の検査信号を用いる場合には、基本的には導電パターンの両端に設けられている。また、交流の検査信号を用いる場合には、振幅変化、位相ずれ及びピーク・ピーク値の変化等により判断することも可能であるため、パッド位置は必ずしも導電パターンの両端に限定されるものではない。 In the example shown in FIG. 2, the contact pad 104 is shown only on one piece 102, but the same contact pad 104 is provided on each piece. The contact pads 104 are basically provided at both ends of the conductive pattern when a DC inspection signal is used. In addition, when an AC inspection signal is used, it is possible to make a determination based on changes in amplitude, phase shift, change in peak / peak value, and the like, so the pad position is not necessarily limited to both ends of the conductive pattern. .
なお、個片上にコンタクトパッドが存在しない場合であっても、コンタクトパッドの代わりに、検査ピン３２を当接可能な導電パターンに検査ピン３２を直接当接させて検査することが可能である。本明細書では、コンタクトパッド及びコンタクトパッドに代わって検査ピンを当接させて通電検査をすることが可能な個片上の点を接触点と称する。本実施形態では、接触点はコンタクトパッド１０４であり、検査時に検査ピン３２が個片１０２上の検査対象となる全てのコンタクトパッド１０４にそれぞれ当接されて、検査ピン３２−コンタクトパッド１０４間が通電される。 Even when the contact pad does not exist on the individual piece, it is possible to inspect by inspecting the test pin 32 directly on a conductive pattern capable of contacting the inspection pin 32 instead of the contact pad. In the present specification, a point on an individual piece that can be subjected to an energization test by contacting a test pin instead of the contact pad and the contact pad is referred to as a contact point. In this embodiment, the contact point is the contact pad 104, and the inspection pin 32 is brought into contact with all the contact pads 104 to be inspected on the individual piece 102 at the time of inspection, and the space between the inspection pin 32 and the contact pad 104 is Energized.
図３は、回路パターン検査装置１のプリント基板検査機構５０の構成を示す上面図である。プリント基板検査機構５０は、少なくとも、図１における把持機構２、検査部３、移動機構７、駆動制御部８及びカメラユニット９を含む機構である。図４は、図３のプリント基板検査機構５０のうち把持機構２のみを示す上面図である。図５は、図３のプリント基板検査機構５０のうち検査部３、移動機構７、駆動制御部８及びカメラユニット９を示す上面図である。 FIG. 3 is a top view showing the configuration of the printed circuit board inspection mechanism 50 of the circuit pattern inspection apparatus 1. The printed circuit board inspection mechanism 50 is a mechanism including at least the gripping mechanism 2, the inspection unit 3, the movement mechanism 7, the drive control unit 8, and the camera unit 9 in FIG. 4 is a top view showing only the gripping mechanism 2 in the printed circuit board inspection mechanism 50 of FIG. FIG. 5 is a top view showing the inspection unit 3, the moving mechanism 7, the drive control unit 8, and the camera unit 9 in the printed circuit board inspection mechanism 50 of FIG.
把持機構２は、２本のクランプベース軸２１と、２本のクランプベース２２とを有している。これらクランプベース２２は、図３並びに図４におけるＸ軸方向に延在した互いに平行なクランプベース軸２１と直交し、これらクランプベース軸２１上に図３並びに図４におけるＹ軸方向に延在して互いに平行に配置されている。また、クランプベース２２上には、１本のクランプベース２２につき２つ、従って２本のクランプベース２２につき４つのクランプ２３が設けられている。これらクランプ２３は、クランプベース軸２１及びクランプベース２２で囲まれる空間内にプリント基板１０１を把持する向きに配置されている。 The gripping mechanism 2 has two clamp base shafts 21 and two clamp bases 22. The clamp bases 22 are orthogonal to the parallel clamp base shafts 21 extending in the X-axis direction in FIGS. 3 and 4, and extend on the clamp base shafts 21 in the Y-axis direction in FIGS. 3 and 4. Are arranged parallel to each other. On the clamp base 22, two clamps 23 are provided for each clamp base 22, and accordingly, four clamps 23 for two clamp bases 22. These clamps 23 are arranged in a direction to hold the printed circuit board 101 in a space surrounded by the clamp base shaft 21 and the clamp base 22.
また、把持機構２は、検査開始時にプリント基板１０１を載置するためのステージ２４を有している。検査をする際には、まず、プリント基板１０１がステージ２４上に載置され、続いて、クランプ２３によってプリント基板１０１の端部が把持され牽引されてテンションを掛けた状態で、図４に破線で示されるクランプ位置で把持される。 The gripping mechanism 2 has a stage 24 for placing the printed circuit board 101 at the start of inspection. When inspecting, first, the printed circuit board 101 is placed on the stage 24, and then the end of the printed circuit board 101 is gripped and pulled by the clamp 23, and a broken line in FIG. It is gripped at a clamp position indicated by.
検査部３は、複数の検査ピン３２が設けられた治具３３を備えた治具ユニット３１を有している。検査ピン３２は、検査時に、プリント基板１０１を構成している各個片１０２のコンタクトパッド１０４にそれぞれ接触する。治具ユニット３１は、カメラユニット９と共に取着台３５に取り付けられ、治具ユニット３１及びカメラユニット９がプローブユニット３６を構成している。 The inspection unit 3 includes a jig unit 31 including a jig 33 provided with a plurality of inspection pins 32. The inspection pins 32 come into contact with the contact pads 104 of the individual pieces 102 constituting the printed circuit board 101 at the time of inspection. The jig unit 31 is attached to the mounting base 35 together with the camera unit 9, and the jig unit 31 and the camera unit 9 constitute a probe unit 36.
図６は、プローブユニット３６の側面図である。図７は、プローブユニット３６の上面図である。治具ユニット３１は、複数の検査ピン３２と、これら検査ピン３２を固定している治具３３と、治具交換用シリンダ３７と、駆動制御部８を構成しているサーボモータ８Ｈとを有している。 FIG. 6 is a side view of the probe unit 36. FIG. 7 is a top view of the probe unit 36. The jig unit 31 includes a plurality of inspection pins 32, a jig 33 that fixes the inspection pins 32, a jig replacement cylinder 37, and a servo motor 8 </ b> H that constitutes the drive control unit 8. doing.
検査ピン３２は、検査信号をコンタクトパッド１０４に給電するための給電ピンと、給電された検査信号を検出するための検査ピンとの少なくとも２種類に分類される。また、回路配線において、分岐箇所を有する導電パターンにおいては、１つの給電ピンに対して複数の検査ピンが用いられてもよい。これ以外にも、検査対象の導電パターンに隣接し並列配置された導電パターンのコンタクトパッド１０４に接触する検査ピンを短絡検査ピンとして利用し、さらに、検査を行う検査ピンに対してやや離れた位置（数パターン分の距離）の検査ピンを、周囲から個片１０２に重畳するノイズを検出するためのノイズ検査ピンとして利用してもよい。 The inspection pins 32 are classified into at least two types of power supply pins for supplying inspection signals to the contact pads 104 and inspection pins for detecting the supplied inspection signals. Further, in the circuit wiring, in a conductive pattern having a branched portion, a plurality of inspection pins may be used for one power supply pin. In addition to this, an inspection pin that contacts the contact pad 104 of the conductive pattern adjacent to the conductive pattern to be inspected and arranged in parallel is used as a short-circuit inspection pin, and is further away from the inspection pin to be inspected. You may use the inspection pin (distance for several patterns) as a noise inspection pin for detecting the noise superimposed on the piece 102 from the periphery.
なお、検査ピン３２−コンタクトパッド１０４間の給電・検出は、電気的に分離された導電パターンであれば、１つずつ順次給電・検出するのではなく、複数の導電パターンのコンタクトパッド１０４に対して同時に給電・検出してもよい。 Note that power supply / detection between the test pin 32 and the contact pad 104 is not performed for power supply / detection one by one if the conductive pattern is electrically separated, but for the contact pads 104 having a plurality of conductive patterns. May be simultaneously fed and detected.
治具３３は、治具交換用シリンダ３７に装着され、サーボモータ８Ｈと連結されている。サーボアンプが装置制御部１１からの移動命令を受信するとサーボモータ８Ｈが駆動されて、治具３３がθ軸を中心として回転し、プリント基板１０１の面方向上で直交するＺ軸回りに角度を変化させることが可能である。 The jig 33 is mounted on a jig replacement cylinder 37 and connected to the servo motor 8H. When the servo amplifier receives the movement command from the apparatus control unit 11, the servo motor 8H is driven, and the jig 33 rotates about the θ axis, and the angle is set around the Z axis orthogonal to the surface direction of the printed circuit board 101. It is possible to change.
プローブユニット３６の取着台３５は、図７に示されるように、Ｚ軸方向移動機構７Ｚを構成するＺ軸ボールねじ３４に取り付けられている。従って、プローブユニット３６は、Ｚ軸ボールねじ３４に連結されたモータ８Ｚ（図６並びに図７には示されないが、図１参照）を駆動させることによりＺ軸方向（昇降方向）に移動可能である。 As shown in FIG. 7, the mounting base 35 of the probe unit 36 is attached to a Z-axis ball screw 34 constituting the Z-axis direction moving mechanism 7Z. Accordingly, the probe unit 36 can be moved in the Z-axis direction (lifting direction) by driving the motor 8Z (not shown in FIGS. 6 and 7 but shown in FIG. 1) connected to the Z-axis ball screw 34. is there.
さらに、移動機構７は、図５に示されるように、Ｙ軸方向に延在したＹ軸ボールねじ４０及びリニアガイド（リニアレール及びリニアブロック）４１により構成されるＹ軸方向移動機構７Ｙと、Ｙ軸方向移動機構７Ｙの上にこれと直交するようにリニアガイド４１のリニアブロックに取り付けられ、Ｘ軸方向に延在したＸ軸ボールねじ４２及びリニアガイド４３により構成されるＸ軸方向移動機構７Ｘとを有している。 Further, as shown in FIG. 5, the moving mechanism 7 includes a Y-axis direction moving mechanism 7Y configured by a Y-axis ball screw 40 and linear guides (linear rails and linear blocks) 41 extending in the Y-axis direction, An X-axis direction moving mechanism which is attached to the linear block of the linear guide 41 on the Y-axis direction moving mechanism 7Y so as to be orthogonal to the X-axis direction moving mechanism 7Y and is configured by an X-axis ball screw 42 and a linear guide 43 extending in the X-axis direction. 7X.
Ｘ軸ボールねじ４２及びリニアガイド４３上には、この上をＸ軸方向に摺動する可動部材４４が取り付けられている。また、可動部材４４には、Ｚ軸ボールねじ３４が取り付けられている。従って、プローブユニット３６は、Ｘ軸方向移動機構７Ｘ、Ｙ軸方向移動機構７Ｙ、Ｚ軸方向移動機構７Ｚ及びθ軸方向移動機構７Ｈにより構成される移動機構７により３軸方向及びθ軸方向に移動可能である。 On the X-axis ball screw 42 and the linear guide 43, a movable member 44 that slides in the X-axis direction is attached. A Z-axis ball screw 34 is attached to the movable member 44. Accordingly, the probe unit 36 is moved in the three-axis direction and the θ-axis direction by the moving mechanism 7 constituted by the X-axis direction moving mechanism 7X, the Y-axis direction moving mechanism 7Y, the Z-axis direction moving mechanism 7Z, and the θ-axis direction moving mechanism 7H. It is movable.
また、駆動制御部８は、Ｙ軸ボールねじ４０に連結され、プローブユニット３６のＹ軸方向の移動を駆動制御するモータ８Ｙと、Ｘ軸ボールねじ４２に連結され、プローブユニット３６のＸ軸方向の移動を駆動制御するモータ８Ｘとを有している。このように、モータ８Ｘ、８Ｙ、８Ｚ、８Ｈが駆動制御部８を構成している。 The drive control unit 8 is connected to the Y-axis ball screw 40 and is connected to the motor 8Y that controls the movement of the probe unit 36 in the Y-axis direction and the X-axis ball screw 42, and the probe unit 36 is moved in the X-axis direction. And a motor 8X for driving and controlling the movement. Thus, the motors 8X, 8Y, 8Z, 8H constitute the drive control unit 8.
従って、プローブユニット３６は、移動機構７を構成するＺ軸ボールねじ３４、Ｙ軸ボールねじ４０及びＸ軸ボールねじ４２が駆動制御部８を構成するモータ８Ｚ、８Ｙ、８Ｘによってそれぞれ駆動制御されることにより、互いに直交する３軸方向に移動可能である。また、プローブユニット３６の治具３３は、θ軸を中心として回転可能である。 Accordingly, in the probe unit 36, the Z-axis ball screw 34, the Y-axis ball screw 40, and the X-axis ball screw 42 that constitute the moving mechanism 7 are driven and controlled by the motors 8 </ b> Z, 8 </ b> Y, and 8 </ b> X that constitute the drive control unit 8. By this, it is possible to move in three axial directions orthogonal to each other. Further, the jig 33 of the probe unit 36 is rotatable around the θ axis.
（接触方式パターン検査の概要）
次に、回路パターン検査装置１による接触方式パターン検査について説明する。図８は、本実施形態の接触型回路パターン検査装置１による検査のフローチャートである。
(Outline of contact pattern inspection)
Next, contact pattern inspection by the circuit pattern inspection apparatus 1 will be described. FIG. 8 is a flowchart of inspection by the contact-type circuit pattern inspection apparatus 1 of this embodiment.
まず、ステップＳ１において、複数の個片１０２を含むプリント基板１０１がステージ２４上に載置される。そして、ステップＳ２においてプリント基板１０１をクランプ２３によって把持し、ステップＳ３においてプリント基板１０１にテンションをかけて張る。このとき、必要に応じて、おおまかな位置合わせとなるプリント基板１０１の位置の原点位置合わせが行われてもよい。 First, in step S <b> 1, the printed circuit board 101 including a plurality of pieces 102 is placed on the stage 24. In step S2, the printed circuit board 101 is held by the clamp 23, and in step S3, the printed circuit board 101 is tensioned. At this time, the origin position alignment of the position of the printed circuit board 101 which is a rough alignment may be performed as necessary.
その後、ステップＳ４において、ステージ２４の降下が完了したらすぐに撮影及び検査を行うことができるように、ステージ２４の降下開始と同時に、演算部２０が、カメラユニット９によるアライメントマーク１０３の撮影及び検査部３（プローブユニット３６）の検査ピン３２による検査時のプローブユニット３６の移動経路を最小にする、即ち最も効率よく撮影及び検査を行う最小移動経路を計算する（計算手法は後述する）。 After that, in step S4, the calculation unit 20 captures and inspects the alignment mark 103 by the camera unit 9 simultaneously with the start of the downward movement of the stage 24 so that the imaging and inspection can be performed as soon as the descending of the stage 24 is completed. The movement path of the probe unit 36 at the time of inspection by the inspection pin 32 of the unit 3 (probe unit 36) is minimized, that is, the minimum movement path for performing imaging and inspection most efficiently is calculated (calculation method will be described later).
その後、ステップＳ５において、ステップＳ４で計算した最小移動経路に従ってプローブユニット３６を移動させながら、カメラユニット９が個片１０２上のアライメントマーク１０３を撮影して、位置ずれ判断部１７がアライメントマーク１０３の位置ずれ判定をし、かつ、検査部３（プローブユニット３６）の検査ピン３２が個片１０２上のコンタクトパッド１０４に接触して検査信号を通電させることにより導電パターンを検査する。 Thereafter, in step S <b> 5, while moving the probe unit 36 along the minimum movement path calculated in step S <b> 4, the camera unit 9 captures the alignment mark 103 on the piece 102, and the misalignment determination unit 17 detects the alignment mark 103. The conductive pattern is inspected by making a positional deviation determination and energizing an inspection signal by the inspection pin 32 of the inspection unit 3 (probe unit 36) contacting the contact pad 104 on the piece 102.
撮影及び通電検査が終了すると、ステップＳ６においてステージ２４を上昇させる。そして、ステップＳ７において、プリント基板１０１にかけたテンションを緩ませる。さらに、ステップＳ８において、プリント基板１０１をクランプ２３から解放する。そして、検査が終了する。 When photographing and energization inspection are completed, the stage 24 is raised in step S6. In step S7, the tension applied to the printed circuit board 101 is loosened. In step S8, the printed circuit board 101 is released from the clamp 23. Then, the inspection ends.
なお、ステップＳ５において、位置ずれ判断部１７が、撮影したアライメントマーク１０３が所望の位置からずれていると判断した場合、そのアライメントマーク１０３が設けられた個片１０２の位置がずれている。ずれが生じていると全ての検査ピン３２が個片１０２のコンタクトパッド１０４に接触しないため、適正な通電検査を行うことができない。従って、このようなずれが見つかった場合には、モータ８Ｘ、８Ｙ、８Ｈを駆動させることによって治具３３のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置及びθ軸方向の角度（個片１０２の主面方向と直交する軸の軸回りの角度）を調節して、全ての検査ピン３２が個片１０２上のアライメントマーク１０３に接触できるようにする。 In step S5, when the misalignment determination unit 17 determines that the photographed alignment mark 103 is deviated from a desired position, the position of the piece 102 provided with the alignment mark 103 is deviated. If there is a deviation, all the inspection pins 32 do not contact the contact pads 104 of the individual pieces 102, so that an appropriate energization inspection cannot be performed. Accordingly, when such a deviation is found, the motors 8X, 8Y, and 8H are driven to move the position of the jig 33 in the X-axis direction and the Y-axis direction and the angle in the θ-axis direction (the main surface of the piece 102). The angle around the axis perpendicular to the direction is adjusted so that all the inspection pins 32 can come into contact with the alignment mark 103 on the piece 102.
また、図８に示されるフローでは、ステップＳ５において、演算部２０で撮影及び検査時のプローブユニット３６の最小移動経路をシミュレーションにより計算しているが、プリント基板１０１の個片１０２のレイアウト、位置合わせ特徴点の数及び位置の情報に基づいて以下の手法で計算された最小移動経路のデータをメモリ１９あるいは外部メモリが予め記憶しており、それを呼び出して撮影及び検査を行う形式であってもよい。即ち、演算部２０が回路パターン検査装置１とは別体のパーソナルコンピュータ等であってもよい。 In the flow shown in FIG. 8, in step S5, the calculation unit 20 calculates the minimum movement path of the probe unit 36 at the time of imaging and inspection by simulation, but the layout and position of the pieces 102 of the printed circuit board 101 are calculated. The memory 19 or the external memory stores in advance the data of the minimum movement path calculated by the following method based on the number and position information of the matching feature points. Also good. That is, the arithmetic unit 20 may be a personal computer or the like separate from the circuit pattern inspection apparatus 1.
（撮影及び検査時のプローブユニットの最小移動経路の計算手法）
次に、接触型回路パターン検査装置１において、プローブユニット３６のカメラユニット９によるアライメントマーク１０３の撮影及び治具ユニット３１の検査ピン３２による接触方式パターン検査を行う際のプローブユニット３６の最小移動経路の計算手法について説明する。以下では、一例として、図２に示されるプリント基板１０１の撮影及び検査時のプローブユニット３６の最小移動経路について説明する。
(Calculation method of minimum movement path of probe unit during imaging and inspection)
Next, in the contact circuit pattern inspection apparatus 1, the minimum movement path of the probe unit 36 when photographing the alignment mark 103 by the camera unit 9 of the probe unit 36 and performing the contact method pattern inspection by the inspection pin 32 of the jig unit 31. The calculation method will be described. Hereinafter, as an example, the minimum movement path of the probe unit 36 during imaging and inspection of the printed circuit board 101 illustrated in FIG. 2 will be described.
図９は、図２に示されるプリント基板１０１において個片１０２ａを検査しているときのプローブユニット３６（治具ユニット３１、及びカメラユニット９の光学系１４のみが概略的に示される）の位置を示す上面図である。このときの治具ユニット３１のＸＹ平面における中心点を検査時中心点Ａ１とする。個片１０２ｂ〜１０２ｉを検査しているときの治具ユニット３１の中心点もまた、それぞれ、検査時中心点Ａ２〜Ａ９で示される。 9 shows the position of the probe unit 36 (only the jig unit 31 and the optical system 14 of the camera unit 9 are schematically shown) when the piece 102a is inspected on the printed circuit board 101 shown in FIG. FIG. The center point on the XY plane of the jig unit 31 at this time is defined as a center point A1 during inspection. The center points of the jig unit 31 when the pieces 102b to 102i are inspected are also indicated by inspection center points A2 to A9, respectively.
図１０は、図２に示されるプリント基板１０１において個片１０２ａのアライメントマーク１０３ａ１をカメラユニット９で撮影しているときのプローブユニット３６（治具ユニット３１、及びカメラユニット９の光学系１４のみが概略的に示される）の位置を示す上面図である。このときの治具ユニット３１の中心点を撮影時中心点Ｂ１とする。アライメントマーク１０３ａ２、１０３ｂ１、１０３ｂ２、…、１０３ｉ１、１０３ｉ２を撮影しているときの治具ユニット３１の中心点もまた、それぞれ、撮影時中心点Ｂ２〜Ｂ１８とする。図１１は、検査時中心点Ａ１〜Ａ９及び撮影時中心点Ｂ１〜Ｂ１８を示す図である。 10, only the optical system 14 of the probe unit 36 (the jig unit 31 and the camera unit 9, when the printed circuit board 101 shown in FIG. 2 are photographing alignment marks 103a 1 of piece 102a in the camera unit 9 FIG. The center point of the jig unit 31 at this time is defined as a center point B1 during photographing. The center points of the jig unit 31 when photographing the alignment marks 103a 2 , 103b 1 , 103b 2 ,..., 103i 1 , 103i 2 are also referred to as photographing center points B2 to B18, respectively. FIG. 11 is a diagram illustrating inspection center points A1 to A9 and imaging center points B1 to B18.
撮影及び検査時のプローブユニット３６の最小移動経路は、治具ユニット３１の中心点が点Ａ１〜Ａ９、Ｂ１〜Ｂ１８の全てを一度ずつ巡る経路を求めることによって算出される。出発点を出発し、全ての点を一度ずつ巡って出発点に戻る巡回路の総移動距離が最小となる経路を求めることは、巡回セールスマン問題（traveling salesman problem :TSP）として一般的に知られている。本実施形態におけるプローブユニット３６の最小移動経路も、プローブユニット３６の初期位置を始点として点Ａ１〜Ａ９、Ｂ１〜Ｂ１８の全てを一度ずつ巡って始点に戻る移動経路の最小化を考えることにより求める。 The minimum movement path of the probe unit 36 at the time of imaging and inspection is calculated by obtaining a path in which the central point of the jig unit 31 goes around all of the points A1 to A9 and B1 to B18 once. It is generally known as a traveling salesman problem (TSP) to find a route that minimizes the total travel distance of a circuit that departs from a starting point, goes around all points once, and returns to the starting point. It has been. The minimum movement path of the probe unit 36 in this embodiment is also obtained by considering the minimization of the movement path that goes around the points A1 to A9 and B1 to B18 once from the initial position of the probe unit 36 and returns to the start point. .
しかしながら、本実施形態の接触方式パターン検査では、１つの個片に着目したとき、その個片上の位置合わせ特徴点（例えば、アライメントマーク）を撮影した後でなければ検査をしてはならないという制約がある。１つの個片上に設けられた全ての位置合わせ特徴点を撮影してその位置情報を取得し位置ずれを判定することにより、その個片の全ての接触点（例えば、コンタクトパッド）に全ての検査ピンが接触するようにしなければならないからである。 However, in the contact method pattern inspection of the present embodiment, when focusing on one piece, a restriction that the inspection must be performed only after the alignment feature points (for example, alignment marks) on the piece are photographed. There is. All inspections are performed on all contact points (for example, contact pads) of the individual piece by photographing all the alignment feature points provided on one piece, acquiring the position information, and determining the positional deviation. This is because the pins must be in contact.
例えば、個片１０２ａと１０２ｂとの関係において、個片１０２ａの全てのアライメントマーク１０３ａ１、１０３ａ２を撮影した後には、個片１０２ａの検査をしても個片１０２ｂのアライメントマーク１０３ｂ１又は１０３ｂ２の撮影をしても構わないが、まだ撮影を終えていない個片１０２ｂの検査をしてはならない。このような制約を考慮した上でプローブユニット３６の最小移動経路を計算することが重要である。 For example, in the relationship between the pieces 102a and 102b, after photographing all the alignment marks 103a 1 and 103a 2 of the piece 102a, the alignment marks 103b 1 or 103b of the piece 102b are inspected even if the pieces 102a are inspected. 2 may be taken, but the piece 102b that has not yet been taken should not be inspected. It is important to calculate the minimum movement path of the probe unit 36 in consideration of such restrictions.
言い換えれば、プローブユニット３６の最小移動経路は、複数の個片のうちの１つの個片に対して、その個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後にその個片の検査を行う条件を適用し、かつ、複数の個片の全てに対してこの条件を適用することによって計算する。本実施形態では、この最小移動経路は、プリント基板１０１の平面（ＸＹ平面）上において、カメラユニット９がアライメントマーク１０３を撮影しているときのプローブユニット３６の撮影時中心点Ｂ１〜Ｂ１８と、検出部３（プローブユニット３６）の検査ピン３２が個片１０２のコンタクトパッド１０４に接触して検査しているときの検査時中心点Ａ１〜Ａ９とを一度ずつ巡回する経路であるとする。 In other words, the minimum movement path of the probe unit 36 is a condition for inspecting an individual piece after photographing all the alignment feature points on the individual piece of a plurality of pieces. Apply and apply this condition to all of the multiple pieces. In the present embodiment, the minimum movement path is the center points B1 to B18 at the time of shooting of the probe unit 36 when the camera unit 9 is shooting the alignment mark 103 on the plane (XY plane) of the printed circuit board 101, and It is assumed that the inspection pin 32 of the detection unit 3 (probe unit 36) is a route that circulates once through the inspection center points A1 to A9 when the inspection is in contact with the contact pad 104 of the piece 102.
図１２は、最小移動経路計算の定式化のためにプリント基板１００１を模式的に示す図である。プリント基板１００１に含まれる個片１００２の数をｎ、各個片１００２に設けられた位置合わせ特徴点の数をｍとする。位置合わせ特徴点の数は、撮影時中心点の数と同一である。また、各個片１００２は、１つの検査時中心点を有する。従って、各個片１００２に対して、撮影又は検査を要するｍ＋１個の点がある。プリント基板１００１上の撮影又は検査を要する点の総数、即ちプリント基板１００１に対する撮影時中心点及び検査時中心点の数は、（ｍ＋１）×ｎ＝ｍｎ＋ｎである。ここで、各個片１００２の番号の集合をＢ＝｛１，２，３，…，ｌ｝とし、ｍｎ＋ｎ個の点の集合Ｎを考える（図１３）。 FIG. 12 is a diagram schematically showing the printed circuit board 1001 for formulation of the minimum movement path calculation. Assume that the number of pieces 1002 included in the printed circuit board 1001 is n, and the number of alignment feature points provided on each piece 1002 is m. The number of alignment feature points is the same as the number of center points at the time of shooting. Each piece 1002 has one inspection center point. Therefore, for each piece 1002, there are m + 1 points that require imaging or inspection. The total number of points that need to be photographed or inspected on the printed circuit board 1001, that is, the number of photographing center points and inspection center points for the printed circuit board 1001 is (m + 1) × n = mn + n. Here, a set of numbers of each piece 1002 is B = {1, 2, 3,..., L}, and a set N of mn + n points is considered (FIG. 13).
集合Ｎにおいて、任意の２点である点ｉ、点ｊ間の移動経路をｃｉｊとする。また、ｐ番目の個片の位置合わせ特徴点の集合をＡｐ、ｐ番目の個片の検査時中心点の集合をＩｐとする。ここで、点ｉと点ｊとを結ぶ０−１変数をｘｉｊ定義すると、
以上の概念及び計算手法に基づいて、アライメントマーク１０３の撮影及び個片１０２の接触方式パターン検査を効率よく行うプローブユニット３６（治具ユニット３１）の最小移動経路を計算する。以下に、この計算手法を用いて算出した最小移動経路のいくつかの具体例を挙げる。 Based on the above concept and calculation method, the minimum movement path of the probe unit 36 (the jig unit 31) that efficiently performs the imaging of the alignment mark 103 and the contact method pattern inspection of the piece 102 is calculated. The following are some specific examples of the minimum movement path calculated using this calculation method.
（例１）
図１４は、図２に示されるプリント基板１０１に対する治具ユニット３１の検査時中心点Ａ１〜Ａ９、撮影時中心点Ｂ１〜Ｂ１８及び原点（治具ユニット３１の中心の初期位置）を取り出した概略図である。図１５（ａ）は、従来技術における撮影及び検査時の治具ユニット３１の中心点の移動経路であり、（ｂ）は、本実施形態により最小化された移動経路である。
(Example 1)
FIG. 14 schematically shows the center points A1 to A9 at the time of inspection of the jig unit 31 with respect to the printed board 101 shown in FIG. 2, the center points B1 to B18 at the time of photographing, and the origin (the initial position of the center of the jig unit 31). FIG. FIG. 15A is a movement path of the central point of the jig unit 31 at the time of photographing and inspection in the prior art, and FIG. 15B is a movement path minimized by the present embodiment.
図１５（ａ）に示される従来の経路では、原点を出発して、１つの個片上の２つのアライメントマークを順次撮影することによって全ての個片上の全てのアライメントマークを撮影した後、最後に撮影したアライメントマークのある基板から順次検査を行っている。この経路は、アライメントマークの撮影及び基板の検査をそれぞれ独立した工程として捉えるとその各々は比較的短い経路であるが、撮影及び検査を連続した１工程として捉えると、撮影時に移動してきた経路の近傍を検査時に再び通って（矢印が交差して）おり、無駄な動きが多い。 In the conventional route shown in FIG. 15 (a), after taking all the alignment marks on all the pieces by sequentially taking two alignment marks on one piece, starting from the origin, The inspection is performed sequentially from the substrate with the alignment mark taken. Each of these paths is a relatively short path if the imaging of the alignment mark and the inspection of the substrate are regarded as independent processes. However, if the imaging and the inspection are regarded as one continuous process, the path of the path that has moved at the time of the imaging. The neighborhood passes again at the time of inspection (arrows cross), and there are many useless movements.
これに対して、図１５（ｂ）に示される本実施形態の最小移動経路は、１つの個片上に設けられた２つのアライメントマークを撮影した後であれば、その基板の検査をしても他の基板の撮影をしてもよいことに基づいて計算された最適経路である。この経路は、全ての点を非常に効率よく巡回している。図１５（ａ）に示される経路における総移動距離を約１００とすると、図１５（ｂ）に示される経路における総移動距離は約７５である。従って、本実施形態により移動距離を約２５％短縮することができ、撮影及び検査を効率よく行うことができる。 On the other hand, if the minimum movement path of this embodiment shown in FIG. 15B is after imaging two alignment marks provided on one piece, the substrate is inspected. This is the optimum route calculated based on the fact that another substrate may be photographed. This route goes around all points very efficiently. If the total movement distance in the route shown in FIG. 15A is about 100, the total movement distance in the route shown in FIG. Therefore, according to this embodiment, the moving distance can be reduced by about 25%, and photographing and inspection can be performed efficiently.
（例２）
図１６は、３列−２列−３列でジグザグに配列された個片２０２を含むプリント基板２０１を概略的に示す上面図である。１つの個片２０２上には２つのアライメントマーク２０３が設けられている。
(Example 2)
FIG. 16 is a top view schematically showing a printed board 201 including pieces 202 arranged in a zigzag manner in 3 rows, 2 rows, and 3 rows. Two alignment marks 203 are provided on one piece 202.
図１７は、図１６に示されるプリント基板２０１に対する治具ユニットの撮影時中心点、検査時中心点及び原点（治具の中心の初期位置）を取り出した概略図である。図１８（ａ）は、従来技術における撮影及び検査時の治具ユニットの中心点の移動経路であり、（ｂ）は、本実施形態により最小化された移動経路である。 FIG. 17 is a schematic diagram in which the center point at the time of photographing, the center point at the time of inspection, and the origin (initial position of the center of the jig) of the jig unit with respect to the printed board 201 shown in FIG. 16 are extracted. FIG. 18A is a movement path of the center point of the jig unit at the time of imaging and inspection in the prior art, and FIG. 18B is a movement path minimized by the present embodiment.
図１８（ａ）に示される経路における総移動距離は約９４であり、これに対して、図１８（ｂ）に示される経路における総移動距離は約７２である。従って、本実施形態により移動距離を約２４％短縮することができ、撮影及び検査を効率よく行うことができる。 The total movement distance in the route shown in FIG. 18A is about 94, whereas the total movement distance in the route shown in FIG. 18B is about 72. Therefore, according to this embodiment, the moving distance can be reduced by about 24%, and imaging and inspection can be performed efficiently.
（例３）
図１９は、４×２で配列された個片３０２を含むプリント基板３００を概略的に示す上面図である。１つの個片３０２上には２つのアライメントマーク３０３が設けられている。
(Example 3)
FIG. 19 is a top view schematically showing a printed circuit board 300 including pieces 302 arranged in 4 × 2. Two alignment marks 303 are provided on one piece 302.
図２０は、図１９に示されるプリント基板３０１に対する治具ユニットの撮影時中心点、検査時中心点及び原点（治具の中心の初期位置）を取り出した概略図である。図２１（ａ）は、従来技術における撮影及び検査時の治具ユニットの中心点の移動経路であり、（ｂ）は、本実施形態により最小化された移動経路である。なお、図２１（ａ）、（ｂ）では、明瞭化のために検査時中心点間の移動が一部曲線で示されているが、実際には検査時中心点間の移動も直線状の移動である。 FIG. 20 is a schematic diagram in which the center point at the time of photographing, the center point at the time of inspection, and the origin (initial position of the center of the jig) of the jig unit with respect to the printed board 301 shown in FIG. 19 are extracted. FIG. 21A is a movement path of the center point of the jig unit at the time of photographing and inspection in the prior art, and FIG. 21B is a movement path minimized by the present embodiment. In FIGS. 21A and 21B, for the sake of clarity, the movement between the center points at the time of inspection is shown by a partial curve. However, the movement between the center points at the time of inspection is actually linear. It is a move.
図２１（ａ）に示される経路における総移動距離を約８６であり、これに対して、図２１（ｂ）に示される経路における総移動距離は約６９である。従って、本実施形態により移動距離を約１９％短縮することができ、撮影及び検査を効率よく行うことができる。 The total movement distance in the route shown in FIG. 21 (a) is about 86, whereas the total movement distance in the route shown in FIG. 21 (b) is about 69. Therefore, according to this embodiment, the moving distance can be shortened by about 19%, and imaging and inspection can be performed efficiently.
（例４）
前述した例１〜例３では、１つの個片につき２つのアライメントマークが設けられていたが、１つの個片に設けられるアライメントマークの数はこれに限定されない。図２２は、４×３で配列された個片４０２を含むプリント基板４０１を概略的に示す上面図である。１つの個片４０２には、１つのアライメントマーク４０３が設けられている。なお、図２２における中央列の個片は、左列及び右列の個片に対して１８０°回転（反転）した状態で配置されている。
(Example 4)
In Examples 1 to 3 described above, two alignment marks are provided for each piece, but the number of alignment marks provided for each piece is not limited thereto. FIG. 22 is a top view schematically showing a printed circuit board 401 including pieces 402 arranged in 4 × 3. One piece 402 is provided with one alignment mark 403. Note that the pieces in the center row in FIG. 22 are arranged in a state rotated (inverted) by 180 ° with respect to the pieces in the left row and the right row.
図２３は、図２２に示されるプリント基板４０１に対する治具ユニットの撮影時中心点、検査時中心点及び原点（治具の中心の初期位置）を取り出した概略図である。図２４（ａ）は、従来技術における撮影及び検査時の治具ユニットの中心点の移動経路であり、（ｂ）は、本実施形態により最小化された移動経路である。 FIG. 23 is a schematic diagram in which the center point during photographing, the center point during inspection, and the origin (initial position of the center of the jig) of the jig unit with respect to the printed board 401 shown in FIG. 22 are extracted. FIG. 24A shows the movement path of the center point of the jig unit at the time of imaging and inspection in the prior art, and FIG. 24B shows the movement path minimized by the present embodiment.
図２４（ａ）に示される経路における総移動距離は約６１であり、これに対して、図２１（ｂ）に示される経路における総移動距離は約５４である。従って、移動距離を約１２％短縮することができ、１つの個片に設けられたアライメントマークが１つであっても本実施形態により移動経路が短縮されて撮影及び検査を効率よく行うことができる。 The total movement distance in the route shown in FIG. 24A is about 61, whereas the total movement distance in the route shown in FIG. Accordingly, the moving distance can be shortened by about 12%, and even if there is only one alignment mark provided on one piece, the moving path is shortened according to this embodiment, and imaging and inspection can be performed efficiently. it can.
なお、１つの個片に設けられたアライメントマークが１つの場合、アライメントマークが図２５に示されるような十字形等の位置や向きの判断が可能な形状であってもよい。アライメントマークが円形であれば、１つのアライメントマークを撮影しただけでそのアライメントマークを有する基板の回転方向の位置ずれを検出・判断するのは困難であるが、十字形等のアライメントマークであれば、１つのアライメントマークの撮影により個片のＸ軸方向、Ｙ軸方向又は回転方向の位置ずれを把握することができる。従って、１つのアライメントマークであってもより正確に位置合わせをすることが可能である。 When one alignment mark is provided on one piece, the alignment mark may have a shape such as a cross shape as shown in FIG. If the alignment mark is circular, it is difficult to detect and judge the positional deviation in the rotation direction of the substrate having the alignment mark by just photographing one alignment mark. By photographing one alignment mark, it is possible to grasp the positional deviation of the piece in the X-axis direction, the Y-axis direction, or the rotation direction. Therefore, even one alignment mark can be aligned more accurately.
以上説明したように、本実施形態によれば、１つの個片に着目したとき、その個片の全てのアライメントマークを撮影した後でなければ接触電気検査をしてはならないという制約に基づいてプローブユニットの最小移動経路を計算して、その最小移動経路に従って接触型回路パターン検査装置による撮影及び通電検査を行う。従って、移動経路の無駄を省き、より効率よく撮影及び検査を行うことができる。 As described above, according to the present embodiment, when attention is paid to a single piece, the electrical contact inspection must be performed only after all the alignment marks of the piece are photographed. The minimum movement path of the probe unit is calculated, and photographing and energization inspection by the contact type circuit pattern inspection apparatus are performed according to the minimum movement path. Therefore, it is possible to eliminate the waste of the moving route and perform photographing and inspection more efficiently.
また、移動距離が短縮されることにより、従来技術と同様の性能の移動機構及び駆動制御部を用いた場合にその検査に要する時間が短縮されることができる。 In addition, since the movement distance is shortened, the time required for the inspection can be shortened when the movement mechanism and the drive control unit having the same performance as the prior art are used.
なお、本実施形態では、治具ユニット３１の撮影時中心点及び検査時中心点を一度ずつ巡回する最小移動経路を求めているが、巡回する点はこれらに限定されるものではなく、治具ユニット３１及びカメラユニット９を備えたプローブユニット３６の他の所定の１点であってもよい。つまり、最小移動経路は、プリント基板１０１の平面上において、カメラユニット９がアライメントマーク１０３を撮影しているときのプローブユニット３６の所定の点（例えば、カメラユニット９の光学系１４の中心点）に対応する撮影時の点と、検査部３が個片１０２のコンタクトパッド１０４に接触して検査しているときの前記所定の点である検査時の点とを一度ずつ巡回する経路であればよい。 In the present embodiment, the minimum movement path for pausing the center point at the time of photographing and the center point at the time of inspection of the jig unit 31 is obtained, but the point of patrol is not limited to these. It may be another predetermined point of the probe unit 36 including the unit 31 and the camera unit 9. That is, the minimum movement path is a predetermined point of the probe unit 36 when the camera unit 9 is photographing the alignment mark 103 on the plane of the printed circuit board 101 (for example, the center point of the optical system 14 of the camera unit 9). And a point for inspection, which is the predetermined point when the inspection unit 3 is in contact with the contact pad 104 of the piece 102 for inspection, and a point at the time of inspection corresponding to Good.
なお、プリント基板１シート当たりの個片の数が多い（例えば、数十個）場合、複数の個片をまとめて検査グループとして、複数の個片をひとまとめにしたサイズで治具を製造し検査を行ってもよい。含まれる個片の数が多いプリント基板に対して１つの個片に合わせて治具を製造すると検査回数が増えて検査に時間がかかってしまう。このため、治具の大きさにかかるコスト及び検査時間のバランスを考えると、検査グループ単位で検査をすることが効率的である。 When the number of pieces per printed circuit board is large (for example, several tens), a plurality of pieces are combined into an inspection group, and a jig is manufactured and inspected with a size that combines the pieces. May be performed. If a jig is manufactured according to one piece of a printed circuit board that includes a large number of pieces, the number of inspections increases and inspection takes time. For this reason, considering the balance between the cost of the jig and the inspection time, it is efficient to inspect in units of inspection groups.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内でさまざまな改良及び変更が可能であることが当業者に明らかである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. It is clear to the contractor.
１…接触型回路パターン検査装置、２…把持機構、３…検査部、５…検査信号供給部、６…検出信号処理部、７…移動機構、８…駆動制御部、９…カメラユニット、１０…カメラユニット制御部、１１…装置制御部、１２…入力部、１３…表示部、１４…光学系、１５…撮像部、１６…画像処理部、１７…位置ずれ判断部、１８…欠陥判断部、１９…メモリ、２０…演算部、２１…クランプベース軸、２２…クランプベース、２３…クランプ、２４…ステージ、３１…治具ユニット、３２…検査ピン、３３…治具、３４…Ｚ軸ボールねじ、３５…取着台、３６…プローブユニット、３７…治具交換用シリンダ、４０…Ｙ軸ボールねじ、４１…リニアガイド、４２…Ｘ軸ボールねじ、４３…リニアガイド、４４…可動部材、５０…プリント基板検査機構、１０１…プリント基板、１０２…プリント基板個片、１０３…アライメントマーク、１０４…コンタクトパッド。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Contact-type circuit pattern inspection apparatus, 2 ... Gripping mechanism, 3 ... Inspection part, 5 ... Inspection signal supply part, 6 ... Detection signal processing part, 7 ... Movement mechanism, 8 ... Drive control part, 9 ... Camera unit, 10 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Camera unit control part, 11 ... Apparatus control part, 12 ... Input part, 13 ... Display part, 14 ... Optical system, 15 ... Imaging part, 16 ... Image processing part, 17 ... Position shift judgment part, 18 ... Defect judgment part , 19 ... Memory, 20 ... Calculation unit, 21 ... Clamp base shaft, 22 ... Clamp base, 23 ... Clamp, 24 ... Stage, 31 ... Jig unit, 32 ... Inspection pin, 33 ... Jig, 34 ... Z-axis ball Screws 35 ... Mounting base 36 ... Probe unit 37 ... Jig replacement cylinder 40 ... Y-axis ball screw 41 ... Linear guide 42 ... X-axis ball screw 43 ... Linear guide 44 ... Movable member 50 ... Printed circuit board査 mechanism, 101 ... printed circuit board, 102 ... printed circuit board pieces, 103 ... alignment mark 104 ... contact pad.
本発明の一実施の形態は、複数のプリント基板個片を備えたプリント基板を検査するための接触型パターン検査装置であって、前記複数のプリント基板個片の各々には、複数の接触点を有する導電パターンと、少なくとも１つの位置合わせ特徴点とが設けられ、前記プリント基板個片上の前記位置合わせ特徴点を撮影するカメラユニットと、前記プリント基板個片の前記接触点に接触して検査信号を通電させることにより前記導電パターンを検査する検査部と、が設けられたプローブユニットと、前記プローブユニットを移動させる移動機構と、前記カメラユニットによる前記位置合わせ特徴点の撮影及び前記検査部による検査を行うときの前記プローブユニットの最小移動経路を計算する演算部とを具備し、前記最小移動経路は、前記複数のプリント基板個片のうちの１つのプリント基板個片に対して、前記１つのプリント基板個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に前記１つのプリント基板個片の検査を行う条件を適用し、かつ、前記複数のプリント基板個片の全てに対して前記条件を適用することによって計算する接触型回路パターン検査装置である。 An embodiment of the present invention is a contact pattern inspection apparatus for inspecting a printed circuit board having a plurality of printed circuit board pieces, and each of the plurality of printed circuit board pieces has a plurality of contact points. a conductive pattern having, provided at least one alignment feature point, a camera unit for photographing the alignment feature point of the printed circuit board pieces strip, in contact with the contact points of the printed circuit board pieces inspection A probe unit provided with an inspection unit that inspects the conductive pattern by energizing a signal, a moving mechanism that moves the probe unit, imaging of the alignment feature point by the camera unit, and the inspection unit A calculation unit that calculates a minimum movement path of the probe unit when performing inspection, and the minimum movement path includes the plurality of A condition for inspecting one printed circuit board piece after photographing all the alignment feature points on the one printed circuit board piece is applied to one printed circuit board piece of the printed circuit board pieces. And it is a contact-type circuit pattern test | inspection apparatus which calculates by applying the said conditions with respect to all the said some printed circuit board pieces.
また、本発明の他の実施形態は、複数のプリント基板個片を備え、前記複数のプリント基板個片の各々には、複数の接触点を有する導電パターンと、少なくとも１つの位置合わせ特徴点とが設けられているプリント基板の、前記プリント基板個片上の前記位置合わせ特徴点を撮影するカメラユニットと、前記プリント基板個片の前記接触点に接触して検査信号を通電させることにより前記導電パターンを検査する検査部と、が設けられたプローブユニットと、前記プローブユニットを移動させる移動機構と、を具備する接触型回路パターン検査装置で前記カメラユニットによる前記位置合わせ特徴点の撮影及び前記検査部による検査を行うときの前記プローブユニットの最小移動経路を計算する方法であって、前記最小移動経路は、前記複数のプリント基板個片のうちの１つのプリント基板個片に対して、前記１つのプリント基板個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に前記１つのプリント基板個片の検査を行う条件を適用し、かつ、前記複数のプリント基板個片の全てに対して前記条件を適用することによって計算する方法である。 Another embodiment of the present invention comprises a plurality of printed circuit board pieces, wherein the each of the plurality of printed circuit board pieces, a conductive pattern having a plurality of contact points, and at least one alignment feature point the conductive pattern by energizing a camera unit for photographing the printed circuit board that is provided, the positioning feature points of the printed circuit board pieces strip, the test signal in contact with the contact points of the printed circuit board pieces In the contact type circuit pattern inspection apparatus, comprising: a probe unit provided with an inspection unit for inspecting the image; and a moving mechanism for moving the probe unit. A method of calculating a minimum movement path of the probe unit when performing an inspection by the method, wherein the minimum movement path includes the plurality of A condition for inspecting one printed circuit board piece after photographing all the alignment feature points on the one printed circuit board piece is applied to one printed circuit board piece of the printed circuit board pieces. And calculating by applying the condition to all of the plurality of printed circuit board pieces.
言い換えれば、プローブユニット３６の最小移動経路は、複数の個片のうちの１つの個片に対して、その個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後にその個片の検査を行う条件を適用し、かつ、複数の個片の全てに対してこの条件を適用することによって計算する。本実施形態では、この最小移動経路は、プリント基板１０１の平面（ＸＹ平面）上において、カメラユニット９がアライメントマーク１０３を撮影しているときのプローブユニット３６の撮影時中心点Ｂ１〜Ｂ１８と、検査部３（プローブユニット３６）の検査ピン３２が個片１０２のコンタクトパッド１０４に接触して検査しているときの検査時中心点Ａ１〜Ａ９とを一度ずつ巡回する経路であるとする。 In other words, the minimum movement path of the probe unit 36 is a condition for inspecting an individual piece after photographing all the alignment feature points on the individual piece of a plurality of pieces. Apply and apply this condition to all of the multiple pieces. In the present embodiment, the minimum movement path is the center points B1 to B18 at the time of shooting of the probe unit 36 when the camera unit 9 is shooting the alignment mark 103 on the plane (XY plane) of the printed circuit board 101, and test pin 32 of the inspection unit 3 (the probe unit 36) is assumed to be a path for cyclically by once an inspection at the center point A1~A9 when being inspected in contact with the contact pads 104 of the pieces 102.
Claims (4)
前記プリント基板個片上の前記位置合わせ特徴点を撮影するカメラユニットと、前記プリント基板個片の前記接触点に接触して検査信号を通電させることにより前記導電パターンを検査する検査部と、が設けられたプローブユニットと、
前記プローブユニットを移動させる移動機構と、
前記カメラユニットによる前記位置合わせ特徴点の撮影及び前記検査部による検査を行うときの前記プローブユニットの最小移動経路を計算する演算部とを具備し、
前記最小移動経路は、前記複数のプリント基板個片のうちの１つのプリント基板個片に対して、前記１つのプリント基板個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に前記１つのプリント基板個片の検査を行う条件を適用し、かつ、前記複数のプリント基板個片の全てに対して前記条件を適用することによって計算することを特徴とする接触型回路パターン検査装置。 A printed circuit board comprising a plurality of printed circuit board pieces, each of the plurality of printed circuit board pieces having a conductive pattern having a plurality of contact points and at least one alignment feature point;
A camera unit for photographing the alignment feature point on the printed circuit board piece; and an inspection unit for inspecting the conductive pattern by passing an inspection signal in contact with the contact point of the printed circuit board piece. A probe unit,
A moving mechanism for moving the probe unit;
An arithmetic unit that calculates the minimum movement path of the probe unit when performing imaging by the camera unit and photographing by the inspection unit and inspection by the inspection unit;
The minimum movement path is the one printed circuit board piece after photographing all the alignment feature points on the one printed circuit board piece with respect to one printed circuit board piece of the plurality of printed circuit board pieces. An apparatus for inspecting a contact type circuit pattern, wherein a condition for inspecting a piece is applied and the condition is applied to all of the plurality of printed circuit board pieces.
前記プリント基板個片上の前記位置合わせ特徴点を撮影するカメラユニットと、前記プリント基板個片の前記接触点に接触して検査信号を通電させることにより前記導電パターンを検査する検査部と、が設けられたプローブユニットと、
前記プローブユニットを移動させる移動機構と、を具備する接触型回路パターン検査装置で前記カメラユニットによる前記位置合わせ特徴点の撮影及び前記検査部による検査を行うときの前記プローブユニットの最小移動経路を計算する方法であって、
前記最小移動経路は、前記複数のプリント基板個片のうちの１つのプリント基板個片に対して、前記１つのプリント基板個片上の全ての位置合わせ特徴点を撮影した後に前記１つのプリント基板個片の検査を行う条件を適用し、かつ、前記複数のプリント基板個片の全てに対して前記条件を適用することによって計算することを特徴とする方法。 A printed circuit board loaded with a plurality of printed circuit board pieces, each of the plurality of printed circuit board pieces provided with a conductive pattern having a plurality of contact points and at least one alignment feature point;
A camera unit for photographing the alignment feature point on the printed circuit board piece; and an inspection unit for inspecting the conductive pattern by passing an inspection signal in contact with the contact point of the printed circuit board piece. A probe unit,
A moving mechanism for moving the probe unit, and calculating a minimum movement path of the probe unit when photographing the alignment feature point by the camera unit and inspecting by the inspection unit in a contact-type circuit pattern inspection apparatus comprising: A way to
The minimum movement path is the one printed circuit board piece after photographing all the alignment feature points on the one printed circuit board piece with respect to one printed circuit board piece of the plurality of printed circuit board pieces. A method of calculating by applying a condition for inspecting a piece and applying the condition to all of the plurality of printed circuit board pieces.
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