JP3277531B2 - 基板状態測定装置 - Google Patents

基板状態測定装置

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JP3277531B2 JP00730492A JP730492A JP3277531B2 JP 3277531 B2 JP3277531 B2 JP 3277531B2 JP 00730492 A JP00730492 A JP 00730492A JP 730492 A JP730492 A JP 730492A JP 3277531 B2 JP3277531 B2 JP 3277531B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板の状態を
測定する基板状態測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、基板状態測定装置は、機器の小型
化に伴うさらなる高密度実装により、目視による検査が
限界に近づくと共に、作業者不足を補う設備自動化への
要望からも最も自動化の遅れている検査工程の自動化の
ために、積極的に導入されようとしている。
【0003】以下図面を参照しながら、上述した従来の
基板状態測定装置の一例について説明する。図4は従来
の基板状態測定装置の構成を示す斜視図、図5はその詳
細の側面図である。
【0004】51は状態を測定検査される被測定基板で
あり、ガラエポ、セラミックス等で作られている。52
は基板搬送コンベアで基板ストッパー56によって基板
測定位置に基板を停止させることができる。また、57
は被測定基板を精度良く測定位置に停止させるために用
いられる、位置決めピンである。また、58は被測定基
板に設けられた、位置決めピン57の貫通する位置決め
穴である。53はカメラもしくはレーザースキャナー等
からなる基板状態測定ヘッドであり、X−Y2次元を移
動、位置決め可能なX−Yテーブル55に取り付けられ
た、上下に移動、位置決め可能なZ軸に固定されること
によって、被測定基板51の任意の場所の状態測定検査
が可能である。
【0005】以上のように構成されたプリント基板測定
装置について、以下その動作について説明する。
【0006】まず、測定検査されようとする被測定基板
51は基板搬送コンベア52によってA方向にローディ
ングされる。被測定基板51のローディングに伴い、基
板ストッパー56が被測定基板51を測定位置に止める
ために上昇し、あらかじめ決められた測定場所に被測定
基板51が基板ストッパー56によってその動きを止め
られ、その直後基板搬送コンベア52を駆動しているモ
ーターが停止する。さらに、その後位置決めピン57が
上昇し、被測定基板51に設けられた位置決め穴58を
貫通する事によって、測定検査のための正確な位置決め
を行う。被測定基板51が測定場所に正確に位置決めさ
れると、X−Yテーブル55とZ軸54は図にない制御
装置によってそのそれぞれの軸のモーターを駆動するこ
とによってあらかじめ教示された通りに、基板状態測定
ヘッド53は決められた場所に移動し、基板の状態をカ
メラやレーザースキャナーを用いて取り込み、測定検査
を行う。あらかじめ教示された測定検査すべて終了する
と、位置決めピン57は下降し位置決め穴58から離
れ、基板ストッパー56も下降し被測定基板51を遮ら
なくなる。そして、基板搬送コンベア52のモーターは
再び駆動し、被測定基板51をB方向に排出する。その
後、基板搬送コンベア52は次の被測定基板を同じ方法
によって測定場所に導く。この一連の動作が続けられ、
次々と測定検査が連続的に実施される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、被測定基板51の状態を3次元にて測定
しなければならない場合(例えば被測定基板上に印刷さ
れたクリーム半田の厚み等の測定)、X−Y2次元方向
には、位置決めピン57と位置決め穴58によって高精
度な位置決めができるが、Z軸方向は、被測定基板それ
ぞれにソリや曲がりが存在している事が多いため、あら
かじめ教示された状態と大きく異なり、高精度な測定が
できないという問題点を有していた。例えば図6に示し
たように、被検査基板51が基板状態測定ヘッド53の
方向に凸型に反っている場合には、図中に示すとおり、
第5図の様に平面にあるときよりもΔZの誤差がZ軸方
向に発生するため、高精度な測定ができなかった。
【0008】本発明は上記問題点を解決するために、被
測定基板を高精度に3次元測定することができる基板状
態測定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】上記目的を達成するため
に本願発明の基板状態測定装置はガラスエポキシ若し
くはセラミックスからなる被測定基板の状態を測定する
状態測定手段と、前記状態測定手段の設置位置を経るよ
うにして被測定基板を次々と移送する移送手段と、前記
状態測定手段により得られる被測定基板の状態を解析し
て各被測定基板を測定する測定処理手段と、前記被測定
基板を前記状態測定手段によって測定するため前記状態
測定手段を位置決めする位置決め手段と、前記被測定基
板を保持面に保持する被測定基板保持手段と、単独の
降可能な押さえ機構により前記保持面に前記被測定基板
を押し付け被測定基板の撓みを矯正する被測定基板矯正
手段と、前記保持面に前記被測定基板を低気圧発生装置
からの吸引力により前記保持面に吸着固定し前記被測定
基板の変形を解消する被測定基板固定手段とを備え、か
つ前記被測定基板固定手段により被測定基板を固定し
後は、前記被測定基板矯正手段の押さえ機構は測定動作
に影響を与えない位置に退去し、前記状態測定手段によ
って被測定基板の全面のクリーム半田の厚みを測定しう
るものである。
【0010】
【作用】この発明の基板状態測定装置は、被測定基板に
反りや曲がりが伴っている場合でも、被測定基板固定手
段によって被測定基板保持手段の保持面に被測定基板を
吸着固定して、被測定面の平面度を出すことによって、
基板の変形をなくし、高精度な3次元測定を可能にす
る。
【0011】
【実施例】以下、この発明の一実施例を、図面を参照し
ながら詳しく説明する。
【0012】図1は本実施例にかかる基板状態測定装置
の高性を示す斜視図、図2はその詳細の側面図である。
【0013】1は状態を測定検査される被測定基板であ
り、ガラエポ、セラミックス等で作られている。2は基
板搬送コンベアで基板ストッパー6によって基板測定位
置に基板を停止させることができる。7は被測定基板を
精度良く測定位置に停止させるために用いられる、位置
決めピン、8は被測定基板に設けられた、位置決めピン
7の貫通する位置決め穴である。9は被測定基板1を保
持するホルダープレートであり、被測定基板1を固定す
るための吸着穴9を適切な場所に複数個持ち、エアホー
ス11を介して、12の真空ポンプ等の低気圧発生装置
とつながれており、被測定基板1をホルダープレート9
の保持面に吸着固定させるものである。13は押さえ機
構であって外部から基板を任意の位置で押さえることが
可能である。3はカメラもしくはレーザースキャナー等
からなる基板状態測定ヘッドであり、X−Y2次元を移
動、位置決め可能なX−Yテーブル5に取り付けられ
た、上下に移動、位置決め可能なZ軸に固定されること
によって、被測定基板の任意の場所の状態測定検査が可
能である。
【0014】以上のように構成された基板状態測定装置
について、以下その動作について説明する。まず、測定
検査されようとする被測定基板1は基板搬送コンベア2
によってA方向にローディングされる。被測定基板1の
ローディングに伴い、基板ストッパー6が被測定基板1
を測定位置に止めるために上昇し、あらかじめ決められ
た測定場所に被測定基板1は基板ストッパー6によって
その動きを止められ、その直後基板搬送コンベア2を駆
動しているモーターが停止する。さらに、その後位置決
めピン7が上昇し、被測定基板1に設けられた位置決め
穴8を貫通することにより、測定検査のための正確な位
置決めを行う。次にホルダープレート9が基板搬送コン
ベア2上にある被測定基板1に接するところまで、シリ
ンダー等(図示せず)によって上昇することによって被
測定基板1を保持し、それと同時に被測定基板1を固定
するために設けられた複数個の吸着穴9からは、エアホ
ース11を介して接続されている真空ポンプ等の低気圧
発生装置12により吸引され、被測定基板1をホルダー
プレート9の保持面に吸着固定される。また、図3に示
すように、被測定基板1の反り方が著しい場合は、押さ
え機構13で任意の位置を、上方からΔZ押し込むこと
によって、ホルダープレート9の保持面に被測定基板1
を密着させることにより吸着固定することができる。被
測定基板1が保持面に吸着され固定されれば、基板の変
形が矯正され、高精度の測定を妨げる要因がなくなるの
で、高精度な3次元測定が可能となる。なお、吸着固定
されれば、押さえ機構13が再び上昇し、測定動作に影
響をあたえないような構成になっているのは、説明する
までもない。被測定基板1が測定場所に正確に位置決め
され、吸着固定されると、X−Yテーブル5とZ軸4は
制御装置(図示せず)によってそれぞれの軸のモーター
を駆動し、あらかじめ教示された通りに基板状態測定ヘ
ッド3をヘッドが測定しようと決められた場所に移動
し、基板の状態をカメラやレーザースキャナーを用いて
取り込み、測定検査を行う。あらかじめ教示された測定
検査がすべて終了すると、低気圧発生装置12からの吸
引は遮断されることにより、固定は解除され、位置決め
ピン7は下降し位置決め穴8から離れ、サポートホルダ
ー9が下降した後、基板ストッパー6も下降し被測定基
板1を遮らなくなる。そして、基板搬送コンベア2のモ
ーターは再び駆動し、被測定基板1をB方向に排出す
る。その後、基板搬送コンベア2は次なる被測定基板を
同じ方法によって測定場所に導く。この一連の動作が続
けることによって、次々と測定検査が連続的に実施され
る。
【0015】なお、本実施例における被検査基板の位置
決めには位置決めピンと位置決め穴を想定したが、被測
定基板外周を位置決め基準に押し当てて位置決め規正す
る外周規正方式でも同様の効果が期待される。また、本
実施例において押さえ機構は基板状態測定ヘッドに取り
付けられていたが、基板搬送コンベア近傍に取り付けら
れていても、あるいはまったく異なるところに取り付け
られていても、同様の働きをするものであればその種類
を問わない。
【0016】さらに、状態測定手段としては、例えば、
1ないし複数のカメラで構成されるイメージ測定手段が
ある。イメージ測定手段には、たとえば照射光であるレ
ーザ光を検出するCCD先差を備えたビデオカメラを挙
げる事ができるが、これに限らず照射X線を検出するX
線用ビデオカメラでも良い。前者の場合はレーザ光照射
手段がそれぞれ基板状態測定装置に設けられ、被測定基
板にレーザ光やX線が当てられることは言うまでもな
い。複数のカメラで構成されるイメージ測定手段の場
合、5〜6個のカメラを同時使用し3次元測定ができる
ようにしたマルチカメラ方式をとることもできる。
【0017】被測定基板移送手段としては、ベルトコン
ベア方式、移動テーブル方式等を初めさまざまな方式の
ものが用いられる。
【0018】測定処理部は、測定プログラム等を記憶す
るメモリおよび測定プログラムを実行するCPU等で主
に構成されている。
【0019】位置決め手段としてはパルスモーター等で
送りネジを駆動し、位置決めを行う移動テーブル方式、
リニアモーター等で直接駆動するダイレクトリニア駆動
方式等を始め様々なものが用いられる。
【0020】被測定基板保持手段としては被測定基板の
形状に応じて、被測定基板の測定面が平面性を確保でき
るよう、保持面を工夫したものが用いられる。一般的に
は、保持面は平面に維持されている場合が多いが、被測
定基板の形状により異なる。
【0021】被測定基板固定手段としては被測定基板保
持手段の保持面に吸引穴を設け、真空ポンプ等の低気圧
発生装置から吸引を行い、被測定基板が保持面に吸着す
ることによって固定されるものとする。
【0022】被測定基板矯正手段としては、被測定基板
の変形度合いが著しく、被測定基板固定手段のみでは固
定が困難な際に、被測定基板が被測定基板保持手段によ
って保持面に保持された際に、被測定基板の測定面に測
定に影響を与えない範囲で、例えば状態測定手段である
カメラユニット近傍に併設された基板押さえ機構によっ
て保持面に密着させるものであり、併設される場所は状
態測定に支障を来さない限り、被測定基板移送手段近傍
等にあってよい。
【0023】
【発明の効果】以上に述べたように、この発明の基板状
態測定装置の場合、被測定基板がサポートホルダーの保
持面に吸着固定されるので、基板の変形が原因であった
高精度な測定を妨げる要因がなくなり、高精度な3次元
測定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の基板状態測定装置の概略斜
視図
【図2】図1の基板保持の詳細を示す側面図
【図3】図2の被検査基板の変形程度が大きいときの例
を示す側面図
【図4】従来の基板状態測定装置の概略斜視図
【図5】図4の基板保持の詳細を示す側面図
【図6】図5の被検査基板の変形程度が大きいときの例
を示す側面図
【符号の説明】
1 被測定基板 2 基板搬送コンベア 3 基板状態測定ヘッド 4 Z軸 5 X−Yテーブル 9 サポートホルダー 12 低気圧発生装置 13 押さえ機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−67948(JP,A) 特開 昭53−69069(JP,A) 特開 昭63−154946(JP,A) 実開 平3−13769(JP,U) 実開 昭63−71534(JP,U) 実開 昭63−2146(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 H05K 3/32 - 3/34 512 H05K 13/08

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラスエポキシ若しくはセラミックスか
    らなる被測定基板の状態を測定する状態測定手段と、前
    記状態測定手段の設置位置を経るようにして被測定基板
    を次々と移送する移送手段と、前記状態測定手段により
    得られる被測定基板の状態を解析して各被測定基板を測
    定する測定処理手段と、前記被測定基板を前記状態測定
    手段によって測定するため前記状態測定手段を位置決め
    する位置決め手段と、前記被測定基板を保持面に保持す
    る被測定基板保持手段と、単独の昇降可能な押さえ機構
    により前記保持面に前記被測定基板を押し付け被測定基
    板の撓みを矯正する被測定基板矯正手段と、前記保持面
    に前記被測定基板を低気圧発生装置からの吸引力により
    前記保持面に吸着固定し前記被測定基板の変形を解消す
    る被測定基板固定手段とを備え、かつ前記被測定基板固
    定手段により被測定基板を固定した後は、前記被測定基
    板矯正手段の押さえ機構は測定動作に影響を与えない位
    置に退去し、前記状態測定手段によって被測定基板の
    面のクリーム半田の厚みを測定しうることを特徴とする
    基板状態測定装置。
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