JP4338051B2

JP4338051B2 - プリント基板の検査装置

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Publication number: JP4338051B2
Application number: JP2008309221A
Authority: JP
Inventors: 保徳溝口; 徹石井; 憲吾土田
Original assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Current assignee: Yamaha Fine Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-12-04
Filing date: 2008-12-04
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2023-01-17
Also published as: JP2009085967A

Description

本発明は、プリント基板の接点に接触端子を接触させることによりプリント基板の電気検査を行うプリント基板の検査装置に関する。

従来から、電極パターンを有するプリント基板の回線を電気導通の有無により検査することが行われており、この場合、プリント基板に設けた接点に検査装置の接触端子を接触させて検査を行っている（例えば、特許文献１）。このような検査装置では、多数の接触端子が移動可能な可動部に取り付けられており、その各接触端子に配線が接続されている。そして、配線の他端は固定部に設けられ接触端子から送られる検出信号を計測する計測部に接続されている。

また、プリント基板は、検査用表面に複数の接点が設けられた絶縁性フィルムに電極パターンを積層し、接点と電極パターンを導通させて構成され、電極パターンには塑性変形が可能な銅等の材料が用いられている。そして、導通検査の際には、平面状に形成された検査治具の上面にプリント基板を固定し、可動部をプリント基板の上方から下降させて接触端子をプリント基板の接点に接触させることが行われる。また、プリント基板は複数の電極パターンが形成されたシート状に形成され、接触端子は、可動部に設けられたプローブヘッドに固定されている。

特開平１１−３４０５８８号公報

前記検査装置においては、基板全面に当接するプローブヘッドを作成すると多大なコストがかかる。このため、複数の電極パターンが形成されたプリント基板の検査を行う場合、一つの電極パターンに対応した検査用プローブヘッドを用いて、一つ一つの電極パターンを順番に検査する（ステップアンドリピート）方法が行われている。しかしながら、この方法においても、接触端子と同数の配線が、固定部に設けられた計測部に接続されているため、配線の数が多くなって嵩張ってしまうという問題が生じていた。

本発明は、上記した問題に対処するためになされたもので、その目的は、固定部と可動部との間を接続する配線の数を少なくすることにより、配線が嵩張ることがなく可動部の移動距離や移動速度の自由度を高めたプリント基板の検査装置を提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明に係るプリント基板の検査装置の構成上の特徴は、検査装置を制御するための制御装置を有する固定部と、設置装置に設置されたプリント基板の表面に沿って互いに直行するＸ方向及びＹ方向の２方向に移動する可動部とを備え、プリント基板の電気検査を行うプリント基板の検査装置であって、設置装置は、プリント基板を支持するための支持装置であって、プリント基板を挟持する挟持部を有する支持装置を備え、可動部は、接触端子支持部に取り付けられてプリント基板の複数の接点にそれぞれ接触する複数の接触端子がそれぞれ接続される複数の第１配線と、供給される接続切換信号により前記複数の第１配線の中から任意の配線を選択し接続を切り換える接続切換装置と、接続切換装置への接続切換信号を受信する接続切換信号受信装置とを備え、固定部は、接続切換装置への接続切換信号を送信する接続切換信号送信装置を備え、可動部と固定部とを接続し、接続切換信号送信装置からの接続切換信号を接続切換信号受信装置を介して接続切換装置に送信する第２配線と、可動部と固定部とを接続し、接続切換装置により複数の第１配線の中から選択され接続を切り換えられた前記任意の配線を固定部に接続する、複数の第1配線よりも少数の第３配線とを備えたことにある。
この場合、可動部は、さらに、前記Ｘ方向とＹ方向とに直交するＺ方向および前記Ｚ方向に沿った軸線周りに移動するようにするとよい。そして、可動部は、制御装置により制御されて移動する。また、可動部を、前記プリント基板の下方と上方にそれぞれ設けるとよい。

前記のように構成した本発明によれば、可動部に、複数の接触端子に接続される複数の第１配線を接続切り換えする接続切換装置を設けている。したがって、固定部と可動部との間には接続切換信号を送信する第２配線と、接続切り換えされた第１配線を固定部に接続する第３配線を設けるだけで、第１配線を介して複数の接触端子に測定信号を送ることができる。この結果、支持装置の挟持部により挟持されたプリント基板を検査する際に、従来検査装置のように、嵩張った多数の配線を可動部が引きずり回しながら導通検査を行うといったことがなくなる。また、接触端子に接続される複数の第１配線の他端は、可動部に取り付けられた接続切換装置に接続され得る。このため、この数の多い第１配線は短いものですむため経済的効果も生じる。

さらに、前記支持装置は、前記挟持部をそれぞれ有し、左右方向にそれぞれ移動して左右間隔を変更可能とする第１および第２支持装置からなるように構成するとよい。また、前記支持装置は、左右両側に設けられて左右方向にそれぞれ移動して左右間隔を変更可能とする第１および第２の支持装置からなり、第１支持装置は、前後方向に移動して前後間隔を変更可能に設けられるとともにプリント基板の角部を挟持する挟持部をそれぞれ有する第１および第２支持部を備え、かつ第２支持装置は、前後方向に移動して前後間隔を変更可能に設けられるとともにプリント基板の角部を挟持する挟持部をそれぞれ有する第３および第４支持部を備えるようにするとよい。これらによれば、プリント基板の長さに応じて第１および第２の支持装置の位置を決めることができたり、プリントの基板の幅に応じて、第１および第２支持部間の間隔と、第３および第４支持部間の間隔とを調整できたりする。

以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は同実施形態に係るプリント基板の検査装置１０の要部を示した概略構成図である。この検査装置１０は、図２に示した検査対象物であるプリント基板１１に設けられた電極パターン（図示せず）が適正に導通または絶縁しているかどうかを検査するための装置である。検査装置１０は、プリント基板１１を設置する設置装置と、移動装置に取り付けられ移動装置の駆動によってプリント基板１１の表面に沿って移動する可動部２０と、検査装置１０が備える各装置を制御するための後述する制御装置３２を含む固定部３０とで構成されている。また、プリント基板１１の表面には、電極パターンとその電極パターンに導通する接点１２が設けられている。

可動部２０は、図３および図４に示した検査装置本体４０に設けられており、Ｘ方向（プリント基板１１の上面における左右方向）、Ｘ方向とプリント基板１１の上面で直交するＹ方向、Ｘ方向とＹ方向とに直交するＺ方向およびＺ方向に沿った軸の軸周りのθ方向に移動可能になっている。検査装置本体４０は、プリント基板１１を所定位置に設置するための設置装置５０を備えており、この設置装置５０に設置されるプリント基板１１の設置位置の下方と上方にそれぞれ可動部２０が設置されている。

そして、設置装置５０および可動部２０は、後述する各移動装置等によって移動可能になった状態で基台４２に設置されている。基台４２は、上面に窓状の穴部４３が設けられた枠状の台で構成されており、上面における穴部４３の左右両側部分に設置装置５０を構成する一対の支持装置５０ａ，５０ｂがそれぞれ設けられている。

支持装置５０ａは、穴部４３の一方の縁部に沿って設けられたレール部５１ａと、レール部５１ａに沿って移動可能な一対の支持部５２ａ，５６ａからなっている。そして、支持部５２ａは、プリント基板１１に対して近接離間方向に延びる軌道部と、例えば、エアシリンダからなる駆動部で構成される移動装置５３ａと、移動装置５３ａの駆動部の駆動によって前記軌道部に沿って移動可能な移動部５４ａとからなっている。また、移動部５４ａの先端部はプリント基板１１の角部を挟んで固定するための挟持部５５ａが形成されている。

支持部５６ａは、支持部５２ａと前後方向を対称にした構成からなり、移動装置５７ａと移動部５８ａとからなっており、移動部５８ａの先端部は挟持部５９ａに形成されている。支持部５２ａ，５６ａは、レール部５１ａに沿って互いの間隔を広げたり狭めたりするように移動でき、プリント基板１１の幅に応じてその間隔を調整する。また、支持装置５０ａは、レール部７１ａ，７２ａに沿って移動可能に設けられており、プリント基板１１の長さに応じてその位置を決める。

支持装置５０ｂは、支持装置５０ａと左右対称で同一の構成からなっており、レール部５１ｂと、一対の支持部５２ｂ，５６ｂとからなっている。そして、支持部５２ｂは、移動装置５３ｂと移動部５４ｂとからなり、移動部５４ｂの先端部には挟持部５５ｂが形成されている。また、支持部５６ｂも、移動装置５７ｂと移動部５８ｂとからなっており、移動部５８ｂの先端部は挟持部５９ｂに形成されている。

支持部５２ｂ，５６ｂは、レール部５１ｂに沿って移動でき、プリント基板１１の幅に応じてその間隔を調整する。また、支持装置５０ｂは、レール部７１ｂ，７２ｂに沿って移動可能に設けられており、プリント基板１１の長さに応じてその位置を決める。また、支持装置５０ａの移動部５４ａ，５８ａと、支持装置５０ｂの移動部５４ｂ，５８ｂは、それぞれ移動装置部５３ａ，５７ａ，５３ｂ，５７ｂの軌道部に沿って移動できる。したがって、移動部５４ａ，５８ａ，５４ｂ，５８ｂは、先端の挟持部５５ａ，５９ａ，５５ｂ，５９ｂでプリント基板１１の各角部を挟持して移動することによって、プリント基板１１をテンションをかけて支持する。

プリント基板１１が設置される位置の上方に設けられる可動部２０は、基台４２の上面の前後に設けられた一対のレール部４４ａ，４４ｂの上面部に沿って移動可能な支持台４５に取り付けられている。この支持台４５は、回転駆動装置４６ａの駆動によりレール部４４ａ，４４ｂに沿って左右に移動できる。また、支持台４５には軌道部と回転軸部とで構成された移動装置４７が取り付けられている。

可動部２０は、移動装置４７に移動可能に取り付けられた移動部６１に取り付けられており、移動部６１とともに、移動装置４７の駆動により移動装置４７の長手方向に沿って移動可能になっている。可動部２０は、移動部６１が備える駆動装置（図示せず）の駆動により上下方向に移動するとともに、垂直軸を中心に回転する。

プリント基板１１が設置される位置の下方に設けられる可動部２０は、前述した支持台４５や移動装置４７等と上下対称に設けられた支持台４８や移動装置４９等によって、上下方向に移動するとともに、垂直軸を中心に回転する。

そして、可動部２０には、図１に示すように（図１には可動部２０は１個だけ図示している。）、複数の接触端子２１が取り付けられた接触端子支持部２２が複数設けられており、さらに各接触端子支持部２２が接続された複数（図１では２個）の接続切換装置２３と、固定部３０との間で信号データの送受信を行う入出力部２４とが含まれている。また、各接触端子２１は、同数からなる配線２５によってそれぞれが接続切換装置２３に接続されている。

接触端子２１は、細い針状に形成されており可動部２０の移動によって、プリント基板１１の接点１２と接触する。このときに各接触端子２１間が通電され、その電気抵抗値の大小によってプリント基板１１の電極パターンが適正に導通しているか否かを判定する。これは、良品のプリント基板１１の電気抵抗値をもとに検査判定値を設定し、その検査判定値に対する比率で判定される。すなわち、導通検査の場合は、検出した電気抵抗値が検査判定値に対して所定比率以下であれば、良品と判定し、所定比率以上であれば不良品と判定する。また、絶縁検査の場合であれば、検出した電気抵抗値が検査判定値に対して所定比率以上であれば、良品と判定し、所定比率以下であれば不良品と判定する。

接続切換装置２３は、接触端子支持部２２および各接触端子２１の作動・停止の状態を切り換えるための回路を備えており、制御装置３２から送られる切換指令信号に応じて内部に設けられたスイッチでその切り換えを行う。また、接続切換装置２３には、各接触端子２１に接続された接触端子２１と同数の配線２５が接続されており、各配線２５を介して各接触端子２１から検査信号が送られる。

この接続切換装置２３には、それぞれ複数（図１では２個）の接触端子支持部２２から延びた配線２５の束の端部が接続されている。また、各接続切換装置２３は、所定部分に設けられた接続端子２３ａを互いに接続することによって連結されており、所定の接続切換装置２３は接続端子２３ａを接続端子２４ａに接続させることにより入出力部２４に連結されている。

入出力部２４は、接続切換信号を受信して接続切換装置２３の切換指令信号に変換する接続切換信号受信装置２７を備えている。また、この入出力部２４には、後述する入出力部３１からの検査信号を入力するとともに、接触端子２１を介してプリント基板１１を通ったのちに戻ってくる検査信号を入出力部３１に出力するための入出力ポート２８と、入出力部３１から送信される接続切換信号を受信するための入力ポート２９とが設けられている。そして、入出力ポート２８には配線２０ａ，２０ｂが接続され、入力ポート２９には配線３０ａが接続されている。配線２０ａ，２０ｂ，３０ａは、ともに配線２５よりもはるかに少ない数で構成されている。

固定部３０は、検査装置本体４０の近傍に設置された制御盤（図示せず）内に設けられており、可動部２０の入出力部２４との間で接続切換信号の送信を行うとともに検査信号を送受信する入出力部３１と、制御装置３２とを備えている。

入出力部３１には、配線２０ａ，２０ｂの端部が接続されて可動部２０への検査信号を出力するとともに、接触端子２１を介してプリント基板１１を通ったのちに戻ってくる検査信号を入力するための入出力ポート３３と、配線３０ａの端部に接続されて制御装置３２から送られてくる切換指令信号を可動部２０に送信する出力ポート３４とが設けられている。また、入出力部３１には、可動部２０から送られてくる検査信号を計測する回路からなる計測部３５と、接続切換信号受信装置２７に接続切換信号を送信する接続切換信号送信装置３６も設けられている。

制御装置３２は、ＣＰＵ３７，ＲＯＭ３８およびＲＡＭ３９を備えている。ＲＯＭ３８には、設置装置や移動装置を作動させるためのプログラムや、接続切換装置２３に接触端子２１を切り換えさせるためのタイミングのプログラム等の各種のプログラムが記憶されている。また、ＲＡＭ３９には、前述した検出信号等、導通検査を行うために必要な各種のデータが書き換え可能に記憶されている。ＣＰＵ３７は、ＲＯＭ３８およびＲＡＭ３９が記憶する各種のプログラムやデータに基づいて、検査装置１０を制御するとともに、計測部３５が計測した計測結果から検査結果の判定を行う。

また、制御装置３２は、配線（図示せず）を介して、回転駆動装置４６ａおよび移動装置４７にも接続されておりこれらの駆動制御も行う。また、この検査装置１０は、操作者が各操作を行うための操作パネルや、検査結果を表示するための表示パネルも備えている。また、配線３０ａとしては、デジタルバスやデジタルシリアル通信機能を備えたケーブルを用いる。

この構成において、検査装置１０を用いてプリント基板１１の導通検査を行う場合には、まず、プリント基板１１を、設置装置５０に設置する。ついで、回転駆動装置４６ａ等を駆動させることにより接触端子支持部２２をプリント基板１１における所定の接点１２の上方に移動させる。つぎに、接触端子支持部２２を下降させて、接触端子２１と接点１２とを接触させる。この状態でプリント基板１１の電極パターンの電気検査が行われる。詳細は後述する。

この場合、各移動装置は、ＣＰＵ３７から送信される指令信号に応じて移動するとともに、接触端子支持部２２は、ＣＰＵ３７から送信される切換指令信号に応じた接続切換装置２３の切り換えによって指定されたものが作動する。ＣＰＵ３７から送信された指令信号は、デジタル信号として入出力部３１および配線３０ａを介して入出力部２４に送られる。

この状態で、入出力部３１から送られる接続切換信号を入出力部２４が受信し、これに基づき、接続切換装置２３が配線２５との接続を切り換えて所定の接触端子２１を接続状態にする。この後、入出力部３１から検査信号を配線２０ｂ、入出力部２４および接続切換装置２３を介してプリント基板１１に入力する。この入力された検査信号を、他の接続状態にある接触端子２１から取り出し接続切換装置２３、入出力部２４および配線２０ａを介して入出力部３１に入力し、これに基づいて計測部３５が計測を行う。

また、プリント基板１１におけるつぎの検査部分の電気検査を行う場合には、再度各移動装置を駆動させることにより、接触端子支持部２２を上昇させるとともに、つぎの検査位置に移動させる。そして、接触端子支持部２２を下降させてその部分の電気検査を行う。そして、前述した操作を順次繰り返していくことにより、プリント基板１１における全ての部分の検査を行う。

このように、本発明の検査装置１０は、接続切換装置２３を設けて、固定部３０側から送られる接続切換信号によって、電気検査を行う接触端子２１と配線２５の接続状態を切り換えるようにしている。そして、計測部３５は、入出力部２４側から送られる検査信号を順次受け取るようにしている。したがって、可動部２０と固定部３０とを接続する配線２０ａ，２０ｂ，３０ａを極めて少数にすることができる。また、可動部２０の移動量、移動速度の自由度を高め、検査自由度を向上させ、検査時間の短縮ができる。

なお、本実施形態では、接続切換信号を、時分割多重処理して送出するようにしているが、接続切換信号を少ない配線中で、使用する周波数帯域を異ならせて同時に多重化するようにしてもよい。

本発明の一実施形態による検査装置の要部を示した概略構成図である。プリント基板の導通検査を行う状態を示す正面図である。検査装置本体を示す平面図である。検査装置本体を示す正面図である。

符号の説明

１０…検査装置、１１…プリント基板、１２…接点、２０…可動部、２１…接触端子、２２…接触端子支持部、２３…接続切換装置、２４，３１…入出力部、２０ａ，２０ｂ，２５，３０ａ…配線、２７…接続切換信号受信装置、３０…固定部、３３…制御装置、３５…計測部、３６…接続切換信号送信装置、３７…ＣＰＵ、３８…ＲＯＭ、３９…ＲＯＭ。

Claims

検査装置を制御するための制御装置を有する固定部と、設置装置に設置されたプリント基板の表面に沿って互いに直行するＸ方向及びＹ方向の２方向に移動する可動部とを備え、前記プリント基板の電気検査を行うプリント基板の検査装置であって、
前記設置装置は、プリント基板を支持するための支持装置であって、プリント基板を挟持する挟持部を有する支持装置を備え、
前記可動部は、
接触端子支持部に取り付けられてプリント基板の複数の接点にそれぞれ接触する複数の接触端子がそれぞれ接続される複数の第１配線と、
供給される接続切換信号により前記複数の第１配線の中から任意の配線を選択し接続を切り換える接続切換装置と、
前記接続切換装置への前記接続切換信号を受信する接続切換信号受信装置とを備え、
前記固定部は、前記接続切換装置への接続切換信号を送信する接続切換信号送信装置を備え、
前記可動部と前記固定部とを接続し、前記接続切換信号送信装置からの接続切換信号を前記接続切換信号受信装置を介して前記接続切換装置に送信する第２配線と、
前記可動部と前記固定部とを接続し、前記接続切換装置により前記複数の第１配線の中から選択され接続を切り換えられた前記任意の配線を前記固定部に接続する、前記複数の第1配線よりも少数の第３配線と
を備えたことを特徴とするプリント基板の検査装置。
前記支持装置は、前記挟持部をそれぞれ有し、左右方向にそれぞれ移動して左右間隔を変更可能とする第１および第２支持装置からなる請求項１に記載のプリント基板の検査装置。
前記支持装置は、左右両側に設けられて左右方向にそれぞれ移動して左右間隔を変更可能とする第１および第２の支持装置からなり、
前記第１支持装置は、前後方向に移動して前後間隔を変更可能に設けられるとともにプリント基板の角部を挟持する挟持部をそれぞれ有する第１および第２支持部を備え、かつ
前記第２支持装置は、前後方向に移動して前後間隔を変更可能に設けられるとともにプリント基板の角部を挟持する挟持部をそれぞれ有する第３および第４支持部を備えた請求項１に記載のプリント基板の検査装置。