JP2899492B2 - プリント基板検査方法と検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板の回路の
断線若しくは、ＩＣや抵抗・コンデンサ等の電子部品が
実装されたプリント基板における前記電子部品の有無、
抵抗値その他の性能を、プリント基板のソリを矯正して
両面同時に検査する方法と、電子部品実装前のプリント
基板の印刷回路を両面同時に検査する方法と、この検査
方法に使用する検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板や実装プリント基板
の検査を行う検査においては、プリント基板の種類毎に
専用の治具を製作し、所定の位置に配設された測定用プ
ローブを測定ポイントに当接させてプリント基板の良否
判定を行うのは、多数の専用治具を用意しなければなら
ず、プリント基板の種類毎に治具を交換する手間が掛か
る等の理由から、最近ではプリント基板の片面をマイク
ロコンピュータを備えてプログラムに従い測定用プロー
ブを２方向に移動させて測定ポイントに当接させること
で、プリント基板の良否を検査する汎用のプリント基板
検査装置が知られている。

【０００３】このようなプリント基板検査装置では、検
査装置内のプリント基板固定装置に検査対象のプリント
基板を搬入して、位置決め固定した後に複数のプローブ
を所定の測定ポイントへ移動後に当接させ、その得られ
た電気信号を計測器及びマイクロコンピュータで判定し
て、検査対象のプリント基板の良否を判別していた。

【０００４】ところで、前記プリント基板固定装置（フ
ィクスチャーとも言う）にプリント基板を固定するに
は、搬入されたプリント基板の基準孔とプリント基板固
定装置の基準ピンとを嵌合させて、プリント基板の縁部
を挟持させて固定する方法があり、または、予め多数の
測定用プローブを植設し、その上面に搬入したプリント
基板の片側面を真空装置で吸引して前記測定用プローブ
のピンに強制的に当接させて測定を行うものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
プリント基板の固定方法において、単に基準位置を合わ
せてプリント基板の縁部を挟持するだけの固定方法で
は、実装済みのプリント基板等におけるプリント基板の
ソリを是正することができない。

【０００６】このプリント基板のソリは、該基板の大き
さが大きくなるほど著しく発生し、基板面の凹凸をその
ままにして測定ポイントにプローブピンを当接させよう
としても、近年の高密度実装用のプリント基板では各測
定ポイントのピッチが狭くて近接しているので、前記基
板のソリによって測定ポイントの位置がズレてしまい測
定ができなかったり、他の測定ポイントにプローブピン
が当接したりしてミスタッチとなったりする問題があ
る。

【０００７】 また、前述のプリント基板の片面側を真
空装置で吸着して多数植設したプローブピンに当接させ
た状態で、該プリント基板をプリント基板固定装置に固
定する方法では、電子部品の実装・未実装に関わらずに
プリント基板のソリを是正することはできるが、その一
方でプリント基板の両面を検査することができずに非能
率的であり、更に前記プリント基板固定装置の吸着装置
自体が大がかりで複雑な構造となってプリント基板の検
査装置としてコストが嵩むものとなる。また、最近のプ
リント基板の実装方法の主流となってきている高密度表
面実装用のプリント基板において、電子部品等が実装さ
れた基板の測定ができないという欠点がある。更に、プ
リント基板は、通常、略長方形の形状のものが多く、そ
の四隅を引っ張る方法で基板のソリを是正する場合、各
隅を結ぶ交線上を正確に引っ張らないと却って歪みが発
生し易くなるおそれがある。そして、プリント基板がガ
ラスエポキシ等の弾力性の少ない材料であると、矯正さ
せることが困難であり、無理に矯正させるとパターンの
断線が生じるなど、現実には矯正困難なことが多い。こ
の他、プリント基板を水平にして両面検査するために直
接的に目視できない裏面側に移動自在な小型カメラを装
備したものが知られている（特開平４−１２０４７７
号）が、カメラ装備のため検査装置の構造が複雑になる
と共に、カメラで見ている部位が果たして指定の場所な
のかどうか確認をして行くのが大変困難である。更に、
製造コストが嵩むという欠点がある。

【０００８】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、電子部品の実装・未実装に関わらずプリント基板
のソリによる測定ポイントの位置ズレをなくし、そし
て、プリント基板の両面を検査可能にしたプリント基板
の検査方法と検査装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の上記課題を解決
し上記目的を達成するための要旨は、プリント基板を縦
方向にしてその上下の両端縁部の略全長を挟着する把持
装置にて把持し、該把持装置で前記プリント基板に縦方
向のみに引張応力を加えて当該プリント基板のソリを矯
正し、該プリント基板の両面側に各々プリント基板面に
平行で２方向に移動自在な測定用プローブを備え、引張
応力が加えられている状態のプリント基板に測定用プロ
ーブを当接させ、該測定用プローブの位置ズレ及びバネ
圧による撓みを防止しながら、所望の検査を行うプリン
ト基板の検査方法に存する。

【００１０】

【００１１】

【００１２】 プリント基板の検査装置としては、検査
対象のプリント基板を装置本体内に搬入してプリント基
板固定装置で基準位置に固定し、当該プリント基板面に
平行で２方向に移動自在な測定用プローブを備え、前記
測定用プローブを所望の位置に移動せしめて測定ポイン
トにプローブピンを当接させ、前記プリント基板の回路
の断線や実装部品の有無若しくは性能等を検査するプリ
ント基板の検査装置において、装置本体内に搬入された
検査対象のプリント基板を縦方向にしてその上下の両端
縁部の略全長を挟着して把持し、かつ、縦方向のみに引
張応力を加えるプリント基板固定装置を備え、前記測定
用プローブを前記プリント基板固定装置で縦方向に保持
されたプリント基板の両面側に備えたことに存する。

【００１３】

【作用】本発明に係るプリント基板の検査方法によれ
ば、プリント基板固定装置における把持装置によってＸ
方向のソリはクランプ装置にクランプされた瞬間に矯正
される為、残りのＹ方向のソリに対して均一に引張応力
が加えられることによりプリント基板のソリが無理なく
理想的に是正され、そのような引張応力を加えながらプ
リント基板を測定するので、回路パターンの断線及び測
定ポイントの位置ズレがなくなるとともに、測定用プロ
ーブのバネ圧による撓みが防止され、検査精度が向上す
る。また、プリント基板を縦方向に保持して引張応力を
加えるという従来例にない水平思考的な独特の発想によ
り、プリント基板の測定ポイントに当接させる測定用プ
ローブの移動装置の構造が簡易となって検査装置の小型
化に大きく貢献するばかりでなく、プリント基板が縦方
向に保持されその両面を直接的に目視できるので、プロ
ーブの移動位置をプログラミングする際に、測定ポイン
トにプローブピンを当接させながらプローブの位置合わ
せや位置修正を能率的かつ容易に行うことができる。

【００１４】 本発明に係るプリント基板の検査装置に
よれば、プリント基板のソリを、縦方向に保持したプリ
ント基板の上下の両端縁部を均一に引っ張るという簡易
な機構で理想的に是正することができる。更に、プリン
ト基板を縦に保持しその両面側に測定用プローブを配設
することで、従来の検査装置においてプリント基板を横
（水平方向）に保持したものに比較して、装置全体の大
きさがより小さくなり、スペースの有効利用が図れるも
のである。また、プリント基板の両面を直接的に目視す
ることが出来て、プリント基板を水平にした場合の基板
裏面用のカメラやモニター装置等が不要となって検査装
置の大幅な製造コストの低減となる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は、本発明に係る検査装置の斜視図であり、図
２はプリント基板固定装置の一部を省略して示す斜視図
であり、図３はプリント基板固定装置の把持装置の機構
を説明する説明図であり、図４は測定用プローブを移動
自在にする機構の概略斜視図である。図において、符号
１は検査装置、２はプリント基板、３は固定装置の把持
装置、４は測定用プローブ、５はＹ軸アーム、６はキー
ボード、７はディスプレイ、８はクランプ装置、９はプ
リント基板固定装置を各々示している。

【００１６】本発明の検査装置１の構成を図１乃至図４
を参照して説明すると、検査対象のプリント基板２を装
置本体内に搬入し、該プリント基板２を縦にしてその両
端縁をクランプユニット８，８で把持し、かつ、該クラ
ンプユニット８の少なくとも一方を縦方向（Ｙ方向）に
引っ張って前記プリント基板２に引張応力を加えるプリ
ント基板固定装置９を備え、測定用プローブ４を前記プ
リント基板固定装置９で縦方向に保持されたプリント基
板２の両面側に備えたものであり、この他に操作用のキ
ーボード６、測定値や良否判定の表示をするディスプレ
イ７、検査プログラムに従ってサーボモータやエアシリ
ンダー等を作動指示するＣＰＵ（図示せず）を備えてい
る。

【００１７】前記プリント基板固定装置９の詳細を図２
乃至図３を参照して説明する。検査装置１の本体内に立
設されたガイド支柱１０，１０の間に、クランプ用の基
台１１と可動基台１２が縦方向に対向配置で架設されて
いる。

【００１８】そして、前記基台１１と可動基台１２の対
向面には把持装置３が装着されている。該把持装置３は
前記基台１１，可動基台１２にボルト等で固着されたＬ
型ブラケット１３，１３と、前記ブラケット１３に軸架
された伝達軸１４と、前記ブラケット１３の先端部に架
設されるとともに前記伝達軸１４及びリンク１５を介し
て回動されプリント基板２の端縁に当接する挟持面を有
する可動爪１６と、前記ブラケット１３に固定して架設
されるとともに前記可動爪１６の挟持面と対向するよう
になされた挟持面を有する固定爪１７と、からなる。

【００１９】前記可動爪１６を回動させる伝達軸１４
は、その一端部が前記把持装置１３の各々片側で基台１
１と可動基台１２から立設されたブラケット１８，１８
に軸支され、そして当該ブラケット１８に設けられたエ
アーシリンダー１９で回動せしめられるようになされて
いる。前記可動爪１６は前記エアーシリンダー１９で約
９０°回転されて（図３中の矢印で示す）、前記固定爪
１７の挟持面とともにプリント基板２の両縁部を挟持す
るものである。

【００２０】 前記固定爪１７のうちの一方の挟持面の
片端部には、プリント基板２の基準孔に挿通され位置決
め作用する基準ピン２０が突設されている。更に、前記
固定爪１７のうち他方の挟持面には、図３に示すよう
に、その長手方向に沿って凹溝が設けられ、その端面に
吸引口１７ａが設けられて、挟持されたプリント基板２
の縁部を真空装置で吸着して保持するようになされてい
る。また、前記可動爪１６と固定爪１７の挟持面はＸ方
向に連続した挟持面であり、プリント基板２の上下の両
端縁部の略全長に亘って挟着する。そして、その長さは
各種のプリント基板２を検査できるように、設計時に検
査対象のプリント基板２の最大寸法を十分カバーするよ
うにしておくものである。

【００２１】前記可動基台１２は、前記ガイド支柱１
０，１０の内部へ出没自在なスプラインガイド２１，２
１の先端部に架設されており、該スプラインガイド２１
とともに縦方向（Ｙ方向）に移動する。前記可動基台１
２を縦方向に移動させるのは、ボールネジ２２の伸縮に
よるものであり、ネジ溝を刻設した軸受部２３に螺合さ
れた前記ボールネジ２２がタイミングベルト２４を介し
てサーボモータ２５で回動され、それにより、ボールネ
ジ２２が前記軸受部２３に対して縦方向に移動し、それ
に伴ってスプラインガイド２１にガイドされながら前記
回動基台１２が縦方向に移動するものである。

【００２２】なお、前記サーボモータ２５及びタイミン
グベルト２４の回転と同じくして同調ベルト２６が回転
して、可動基台１２の他端部のボールネジ２２が回動せ
しめられ、よって前記可動基台１２は両スプラインガイ
ド２１，２１と両ボールネジ２２，２２によって縦方向
へ移動自在になされるものである。

【００２３】次に、前記測定用プローブ４とＹ軸アーム
５について、図４を参照して説明する。測定用プローブ
４は、Ｙ軸アーム５にベース４ａを介して摺動自在に載
置され、該ベース４ａがボールネジ２７と該ボールネジ
２７を回転させるＹ軸サーボモータ２８でＹ方向に移動
される。前記測定用プローブ４は、検査対象のプリント
基板２が電子部品実装前であれば、プリント基板固定装
置９で固定されたプリント基板２の板面に対して垂直に
なるようにして前記ベース４ａに固着されるものであ
る。

【００２４】そして、前記Ｙ軸アーム５は、Ｘ軸ビーム
２９に片端支持でＸ方向に摺動自在に載置され、ボール
ネジ３０とタイミングベルト３１及びＸ軸サーボモータ
３２によってＸ方向に移動自在になされるものである。

【００２５】上記のようにしてＸ方向に移動自在なＹ軸
アーム５を、前記プリント基板固定装置９の把持装置３
に把持されたプリント基板２を間に挟んで、その両面側
に各々２個ずつ前記Ｘビーム２９に配設するものであ
る。

【００２６】以上のようにして形成した検査装置１によ
り、検査対象のプリント基板２を検査する方法について
説明する。先ず、プリント基板２を検査装置１内に搬入
し、該プリント基板２を縦にしてその基準孔を固定爪１
７の基準ピン２０に嵌合させ、固定爪１７，１７の挟持
面に前記プリント基板２の両端縁を当接させる。そし
て、真空装置で吸引口１７ａから凹溝の空気を抜いてプ
リント基板２の縁部を挟持面に強く吸着する。

【００２７】次に、プリント基板固定装置９のエアーシ
リンダー１９，１９を作動させて両可動爪１６，１６を
約９０°回転させて、可動爪１６と固定爪１７の挟持面
で前記プリント基板２の両端縁を強く挟着して保持す
る。

【００２８】そして、前記プリント基板２のソリを矯正
すべく、サーボモータ２５を回転させてタイミングベル
ト２４と同調ベルト２６を介して可動基台１２の両端部
のボールネジ２２，２２を回転させる。該ボールネジ２
２の所定方向の回転により前記可動基板１２が縦方向
（Ｙ方向）の上へと強制的に押圧され、これにより、前
記可動基台１２の下面に固着された把持装置３が前記プ
リント基板２に引張応力を加えることになる。この引張
応力は最大で５０Ｋｇｆとし、そのコントロールはディ
ジタル設定する。

【００２９】 プリント基板２に加えられた均一な引張
応力により、プリント基板２のソリが強制的に、かつ、
理想的に是正されて、測定用プローブ４，４，…による
測定ポイントへの移動が正確なものとなる。前記測定用
プローブ４の組合せ方により、プリント基板２の両面を
同時に検査することもできるし、いづれか片面側を検査
することもできる。また、場合によっては、測定用プロ
ーブ４を、全部で４本のうちの３本を任意に組み合わせ
て電子部品の性能等を検査することもできる。

【００３０】以上のように、上記検査装置１の一実施例
として、検査対象のプリント基板２を縦にしてプリント
基板固定装置９で保持したが、これに限らず、プリント
基板２を横方向（水平方向）にして保持し、測定用プロ
ーブ４をプリント基板２の上下面側に各々設けてもよ
い。しかしながら、そのようにすると、プリント基板２
の下側の測定用プローブ４が外部から視認できないの
で、測定ポイントの設定や位置修正に手間が掛かるもの
となるので、プリント基板２を縦にするのが最も好まし
いものである。また、プリント基板の両端縁を挟持する
方法として、リンク式の倍力クランプ方式を説明した
が、これに限らずボルト・ナットで挟持するようにして
もよく、特に限定するものではない。また、Ｘビームの
駆動にタイミングベルト伝動方式を説明したが、これに
限らずカップリングを用いたダイレクト伝動方式を用い
ても良く、特に限定するものではない。更に、プリント
基板に引張応力を加える方法として、サーボモータでボ
ールネジを回転させてＹ方向に移動させて引張応力をプ
リント基板に加えているが、バネを介してプリント基板
を縦方向に引っ張るようにしてもよい。このように種々
要旨変更しない範囲で設計変更できるものである。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプリント
基板の検査方法は、プリント基板を縦方向にしてその上
下の両端縁部の略全長を挟着する把持装置にて把持し、
該把持装置で前記プリント基板に縦方向のみに引張応力
を加えて当該プリント基板のソリを矯正し、該プリント
基板の両面側に各々プリント基板面に平行で２方向に移
動自在な測定用プローブを備え、引張応力が加えられて
いる状態のプリント基板に測定用プローブを当接させ、
該測定用プローブの位置ズレ及びバネ圧による撓みを防
止しながら、所望の検査を行うようにしたので、前記把
持装置によって縦方向のみに均一に引張応力が加えられ
てプリント基板のソリが是正され、そのような引張応力
を加えながらプリント基板を測定するので、測定ポイン
トの位置ズレがなくなるとともに、測定用プローブのバ
ネ圧による撓みが防止され、検査精度が向上し検査装置
の信頼性が向上する。そして、プリント基板が縦方向に
保持されその両面を直接的に目視できるので、プローブ
の移動位置をプログラミングする際に、測定ポイントに
プローブピンを当接させながらプローブの位置合わせや
位置修正を能率的かつ容易に行うことができるばかりで
なく、測定用プローブの移動装置の構造が簡易となって
製造コスト低減となる。

【００３２】 本発明に係る検査装置によれば、プリン
ト基板のソリを、縦方向に保持したプリント基板の上下
の両端縁部を均一に引っ張るという簡易な機構で理想的
に是正することができる。更に、プリント基板を縦に保
持しその両面側に測定用プローブを配設することで、従
来の検査装置においてプリント基板を横（水平方向）に
保持したものに比較して、装置全体の大きさがより小さ
くなり、スペースの有効利用が図れるものである。ま
た、プリント基板の両面を直接的に目視することが出来
て、プリント基板を水平にした場合の基板裏面用のカメ
ラやモニター装置等が不要となって検査装置の大幅な製
造コストの低減となるという優れた効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査装置の斜視図である。

【図２】プリント基板固定装置の一部を省略して示す斜
視図である。

【図３】プリント基板固定装置の把持装置の機構を説明
する説明図である。

【図４】測定用プローブを移動自在にする機構の概略斜
視図である。

【符号の説明】

１ 検査装置、２ プリント基板、３ 固定装置の把持
装置、４ 測定用プローブ、５ Ｙ軸アーム、６ キー
ボード、７ ディスプレイ、８ クランプ装置、９ プ
リント基板固定装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 31/02 H05K 3/00 H05K 13/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント基板を縦方向にしてその上下の
   両端縁部の略全長を挟着する把持装置にて把持し、該把
   持装置で前記プリント基板に縦方向のみに引張応力を加
   えて当該プリント基板のソリを矯正し、該プリント基板
   の両面側に各々プリント基板面に平行で２方向に移動自
   在な測定用プローブを備え、引張応力が加えられている
   状態のプリント基板に測定用プローブを当接させ、該測
   定用プローブの位置ズレ及びバネ圧による撓みを防止し
   ながら、所望の検査を行うことを特徴としてなるプリン
   ト基板の検査方法。
2. 【請求項２】 検査対象のプリント基板を装置本体内に
   搬入してプリント基板固定装置で基準位置に固定し、当
   該プリント基板面に平行で２方向に移動自在な測定用プ
   ローブを備え、前記測定用プローブを所望の位置に移動
   せしめて測定ポイントにプローブピンを当接させ、前記
   プリント基板の回路の断線や実装部品の有無若しくは性
   能等を検査するプリント基板の検査装置において、装置
   本体内に搬入された検査対象のプリント基板を縦方向に
   してその上下の両端縁部の略全長を挟着して把持し、か
   つ、縦方向のみに引張応力を加えるプリント基板固定装
   置を備え、前記測定用プローブを前記プリント基板固定
   装置で縦方向に保持されたプリント基板の両面側に備え
   たことを特徴としてなるプリント基板の検査装置。