JP3817338B2 - プリント基板検査装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント基板検査装置に関し、特に、被検査プリント基板(以下単に基板と略称する。)の検査治具への位置合わせを正確に行える装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、検査治具に立設したガイドピンを、基板に設けたガイド孔に挿通することによって、検査治具と基板との位置を合わせることが行われていたが、ますます高密度化するプリント基板に対応するには、更に正確な位置合わせを、迅速にすることが必要と成ってきた。そこで、カメラと画像処理の技術を用いて、上部検査治具と基板との相対的な位置のずれを検出し、XYθ軸の可動テーブルによって微調節することのできる装置が、特開平1−184473号や実開平1−180780号の各公報に開示されている。
【0003】
実開平1−180780号は、上部検査治具に固定されたカメラで、上部検査治具に設けられた透孔を通して基板の位置合わせ用のマーク等を撮像し、両者の位置ずれを検出して位置補正するように構成されたものである。
【0004】
しかし、特開平1−184473号や実開平1−180780号の技術では、上部検査治具と基板との位置ずれの補正を行うときには、基板の位置はガイドピンで規制されているだけであるので、微妙にずれやすい状態である。
そのため、基板と治具との相対的な位置ずれ量を如何に正確に算出しても、ある程度以上の精度の向上は望めなかった。
【0005】
そこで、検査治具と基板の間における相対的な位置ずれを補正するときに、位置ずれを計測した状態から基板が微動だにしないように基板を保持する手段を備えた検査装置を提供することを目的として、本発明はなされたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1では、基板に形成された配線パターンに電気的に接触しうる検査電極が多数配設された治具を基板に押し当てるための主プレスと、治具の検査電極を介して基板に形成された配線パターンの導通/非導通の検査を行う電気的検査手段と、主プレスのベースに取り付けられて、検査電極を基板に対して相対的に微動させる微動手段と、を備えたプリント基板検査装置において、
治具と基板との間に介装され検査電極回りに隙間が形成された第1保護板と、基板を第1保護板とで挟み得る位置に配設され検査電極回りに隙間が形成された第2保護板と、主プレスのベースに取り付けられて、基板の検査時においては、第1保護板と第2保護板とで基板を挟持し、非検査時においては、第1保護板と第2保護板を開いて基板を開放し、検査時も非検査時においても、基板を、ベースを基準とした初期の位置に保持するように構成された保護板開閉手段とを備え、配線パターンの導通/非導通の検査時には、保護板開閉手段によって第1保護板と第2保護板を閉じて、基板を、ベースを基準とした初期の位置に挟持するとともに、主プレスによって治具と基板とを近接させた状態で、検査電極を基板の配線パターンに接触させて電気的検査手段で検査し、位置ずれ修正時には、保護板開閉手段によって第1保護板と第2保護板を閉じて、基板を、ベースを基準とした初期の位置に挟持したままで、主プレスによって治具と基板とを離間させて検査電極を基板の配線パターンから離した状態で、微動手段によって検査電極の位置ズレを修正し、非検査時には、保護板開閉手段によって第1保護板と第2保護板を開くとともに、主プレスによって治具と基板とを離間させて検査電極を基板の配線パターンから離すように構成した。
【0007】
なお、検査対象の基板の両面に配線パターンが形成されている場合には、一対の治具を備えるとともに、第2保護板においても検査電極周りには隙間が形成されているものとする。
また、治具に多数配設されている検査電極としては、スプリング内蔵のプロー ブピンや厚み方向に導電性を備えた導電性ゴム等で検査電極を構成してもよい。
【0008】
そして、治具を微動させたときに検査電極も微動しうるように、検査電極の回りには隙間が形成されている。例えば、複数のプローブピンをまとめて保護する板材を備えている場合は、その板材の回りに隙間を設け、独立したプローブピンの場合は、それぞれのピンの回りに隙間を設けるとよい。また、導電性ゴム板材の場合は、その板材の回りに隙間を設けるとよい。
【0009】
また、保護板開閉手段としては、独立したリニアアクチェーター等の開閉手段を備えてもよいが、治具プレス手段を兼用してもよい。このとき、治具プレス手段は、保護板が基板から離れた全開状態と、保護板を閉じて治具の検査電極は基板に接触していない状態と、治具の検査電極を基板に接触させた状態の3つの状態に作動する手段とするとよい。
【0010】
【実施の形態】
以下に本発明のプリント基板検査装置を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明する。
図1、図2において、
11A,12A,11B,12Bは撮像手段としてのカメラ、2Aは上部検査治具、2Bは下部検査治具、3A,3Bは保護板、4は基板、8Aは上部調節機構、8Bは下部調節機構である。
【0011】
9Aは保護板3Aを駆動する保護板用プレス、9Bは保護板3Bを駆動する保護板開閉手段としてのエアーシリンダーである。
6は下部検査治具2Bを駆動する治具プレス手段としての主プレスである。
上部調節機構8A、下部調節機構8B、エアーシリンダー9A、9Bは、主プレス6によって駆動されるベース6A,6Bに取り付けられている。
【0012】
微動板に取り付けられたカメラ11A,12A,11B,12Bは、光軸上に45度の角度の屈曲面を備えた直角プリズムを備えたCCD撮像素子で構成され、光軸の周囲に配設された複数の光ファイバーの終端から照明用の光が光軸に沿って照射される。
【0013】
基板4には、両面に配線パターンが形成されているとともに、位置決め用のガイド孔が穿設されている。
上部検査治具2A、下部検査治具2Bには、基板4の配線パターンに合わせて多数の検査プローブピンが植設さている。
保護板3A、3Bは絶縁性の撓みにくい板体、例えばガラスエポキシ板等によって形成され、検査プローブピン周りには隙間が形成されている。
【0014】
エアーシリンダー9A、9Bはシリンダー内の空気圧によって保護板を昇降駆動する。保護板が押圧されるとシリンダーの軸は若干押し込められる。
保護板加圧ピン33A、34Bの軸は内蔵したつるまきバネによって突出方向に付勢された軸を備えている。この軸の先端が保護板に当接し、保護板を治具板から離間させる方向に付勢している。保護板が押圧されると加圧ピン33A、34Bの軸は若干押し込められる。
【0015】
主プレス6によって前記下部検査治具2Bを降ろし、搬送機構(図示せず)よって基板4を搬送して、図3に示したように、下部検査治具2Bに立設されたガイドピン31を基板4のガイド孔に挿通するようにセットする。
【0016】
次に、図1に示したように、主プレス6によって下部検査治具2Bを上昇させることによって保護板3A、3Bで基板4を上下から挟持して保持する。このとき、上部検査治具2Aと下部検査治具2Bの検査プローブピンは基板の配線に押し当てられて接触する。エアーシリンダー9A、9Bの軸は押し込められるとともに、保護板加圧ピン33A、34Bの軸も押し込められている。
【0017】
この状態で、CCDカメラ11AとCCDカメラ12Aによって上部検査治具2Aに設けられた基準孔と基板上の基準マークを撮像して画像処理装置(図示せず。)によって上部検査治具2Aと基板との相対的な位置ずれを算出すると共に、各配線パターンの所定の位置に接触している検査プローブピン間の電気的な導通/非導通の検査を行う。
【0018】
電気的な検査が不合格の場合には、検査プローブピンが所定の位置に正確に接触していない事情が考えられるので、位置ずれの補正を行う。
位置ずれの補正をするときは、主プレス6を作動させて、図2に示したように、下部検査治具2Bを降ろして上下の検査プローブピンが基板から離れた状態にする。
【0019】
この状態では、エアーシリンダーの空気圧と加圧ピンの付勢力によって保護板は基板に押しつけられている。
即ち、この状態においても、エアーシリンダー9A、9Bと加圧ピン33A、34Bによって保護板3A、3Bは基板4を上下から挟んだ状態であるので、基板4がずれたり撓んだりすることは防止される。
【0020】
このときは、基板4は2枚の保護板で保持されているので、基板4とベース6A、6Bとの水平方向の位置関係は、基準孔回りを撮像した状態即ち電気的に検査した状態と同じ状態であるので、画像処理によって得られるずれ成分に基づいて正確な位置補正が可能となるのである。
即ち、治具を昇降させても、基板は保護板によってベース6A、6Bを基準とした初期の位置に保持されていることが、上記構成の特徴である。保護板はベース6A、6Bに対して取り付けられているので、治具の昇降や位置ずれ補正のための微調整によっても、基板の位置は変化しないような構成が実現されているのである。
【0021】
画像処理装置によって、カメラ11Aで得られた基準孔回りにおける基板4のずれのデータと、カメラ12Aで得られた基準孔りにおける基板4のずれのデータとから、上部検査治具2Aと基板4とのずれ成分(Xa,Ya,θa)を算出するする。
このずれ成分に基づいて上部調節機構8Aをコントロールして上部検査治具2Aを微動させて、上部検査治具2と基板4とを正確に位置合わせする。
【0022】
同様に、CCDカメラ11BとCCDカメラ12Bによって下部検査治具2Bに設けられた基準孔と基板上の基準マークを撮像して画像処理装置によって相対的な位置ずれを算出し、下部調節機構8Bをコントロールして下部検査治具2Bを微動させて、下部検査治具2Bと基板4との相対的な位置ずれも補正する。
このようにして、上部検査治具2A,下部検査治具2B,基板4の三者は、相互に正確に位置合わせされるのである。
【0023】
ここで用いる位置合わせの方法としては、特願平3−231197において提案した技術を利用することもできる。
【0024】
このようにして、位置ずれを補正した後に、再度電気的な検査を行う。
検査終了後は、図3に示したように、再び、主プレスを大きく降下させることによって、基板4から保護板も治具も離し、搬送機構を用いて良品基板のストック部,不良品基板のストック部にそれぞれ搬送してストックする。
【0025】
このようにして、このプリント基板検査装置によれば、保護板によって基板を挟持したままの状態で、治具のプローブピンを基板から離して、治具と基板との相対的な位置ずれを補正するので、基板の位置が、位置ずれを算出した状態からずれることは防止されるのである。
よって、位置ずれを算出してその結果に基づいて微調整する度に、基板と治具との相対的な位置は正確に一致するように補正されるのである。
【0026】
よって、近年の高密度のプリント基板であっても、検査用プローブピンを所定の位置に正確に接触させることが可能となる。
【0027】
なお、主プレス6は、一台のシリンダーでなく、複数のシリンダーを組み合わせてもよい。また、上部検査治具を昇降駆動するプレスを別途設けてもよい。
また、基板が片面のみに配線パターンが形成されたものである場合には、プローブピンが植設された治具は上下何れか一方のみでよい。しかし、保護板は基板を挟むために、上下2枚備える必要がある。
【0028】
また、位置ずれの補正は自動で行ってもよいが、手動によって行ってもよい。なお、搬送機構には、特願平3−346654,特願平4−214333等において提案した技術を利用することができる。
また、治具としては、特願平2−196566,特願平3−245676,特願平3−346654等に於いて提案した技術を用いることも出来る。
【0029】
【発明の効果】
このようにして、本発明のプリント基板検査装置によれば、上下の検査治具と基板の三者の間における相対的な位置ずれを補正するときに、保護板によって基板を挟持することによって、位置ずれを計測した状態から基板が微動だにしないように基板を保持するので、治具と基板との位置合わせを高い精度で行えるようになり、微細なパターンの基板の検査も容易にできるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のプリント基板検査装置の構成を示す構成図であり、電気的検査中の状態を示している。
【図2】前記プリント基板検査装置の構成図であり、位置ずれ補正中の状態を示している。
【図3】前記プリント基板検査装置の要部の構成図であり、位置ずれ補正前もしくは補正後の状態を示している。
【符号の説明】
11A,12A カメラ,撮像手段
11B,12B カメラ,撮像手段
2A 上部検査治具
2B 下部検査治具
31,32 ガイドピン
3A 保護板、第1保護板
3B 保護板、第2保護板
33A 保護板加圧ピン
33B 保護板加圧ピン
4 基板
6 主プレス、治具プレス手段
8A 上部調節機構、微動手段
8B 下部調節機構、微動手段
9A エアーシリンダー、保護板開閉手段
9B エアーシリンダー、保護板開閉手段
Claims (1)
- 基板に形成された配線パターンに電気的に接触しうる検査電極が多数配設された治具を基板に押し当てるための主プレスと、
治具の検査電極を介して基板に形成された配線パターンの導通/非導通の検査を行う電気的検査手段と、
主プレスのベースに取り付けられて、検査電極を基板に対して相対的に微動させる微動手段と、
を備えたプリント基板検査装置において、
治具と基板との間に介装され検査電極回りに隙間が形成された第1保護板と、
基板を第1保護板とで挟み得る位置に配設され検査電極回りに隙間が形成された第2保護板と、
主プレスのベースに取り付けられて、基板の検査時においては、第1保護板と第2保護板とで基板を挟持し、非検査時においては、第1保護板と第2保護板を開いて基板を開放し、検査時も非検査時においても、基板を、ベースを基準とした初期の位置に保持するように構成された保護板開閉手段と
を備え、
配線パターンの導通/非導通の検査時には、
保護板開閉手段によって第1保護板と第2保護板を閉じて、基板を、ベースを基準とした初期の位置に挟持するとともに、
主プレスによって治具と基板とを近接させた状態で、検査電極を基板の配線パターンに接触させて電気的検査手段で検査し、
位置ずれ修正時には、
保護板開閉手段によって第1保護板と第2保護板を閉じて、基板を、ベースを基準とした初期の位置に挟持したままで、
主プレスによって治具と基板とを離間させて検査電極を基板の配線パターンから離した状態で、微動手段によって検査電極の位置ズレを修正し、
非検査時には、
保護板開閉手段によって第1保護板と第2保護板を開くとともに、
主プレスによって治具と基板とを離間させて検査電極を基板の配線パターンから離すように構成されていることを特徴とするプリント基板検査装置。
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