JP4377255B2

JP4377255B2 - 回路基板検査用プロービング装置および回路基板検査装置

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Publication number: JP4377255B2
Application number: JP2004034458A
Authority: JP
Inventors: 忠司友井
Original assignee: Hioki EE Corp
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Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-02-12
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Description

本発明は、検査対象の回路基板、および回路基板に実装された電子部品等の良否を電気的に検査するための回路基板検査用プロービング装置、および回路基板検査装置に関するものである。

この種の回路基板検査用プロービング装置を備えた回路基板検査装置として、出願人は、回路基板検査装置１を特開２００３−９８２１６号公報に開示している。この回路基板検査装置１は、同公報の図１に示すように、載置台２、検査プローブ４ａ，４ｂ、Ｚ軸移動機構６，７、移動体８ａ，８ｂ、第１Ｘ−Ｙ移動機構９、第２Ｘ−Ｙ移動機構１０および制御装置１１を備えている。この回路基板検査装置１によって回路基板を検査する際には、まず、制御装置１１が電動モータ１３ｃ，１５ｃを制御してリニアガイド１３ａ，１３ａ，１５ａ，１５ａの案内に従って第１Ｙ軸移動機構１２および第２Ｙ軸移動機構１４を平行移動させると共に、電動モータ１２ｃ，１４ｃを制御してリニアガイド１２ａ，１４ａの案内に従って第１移動体８ａおよび第２移動体８ｂ（以下、「移動体８ａ，８ｂ」ともいう）を平行移動させる。これにより、Ｚ軸移動機構６，７を介して移動体８ａ，８ｂに取り付けられている検査プローブ４ａ，４ｂが回路基板における所定の検査ポイント上に配置される。次に、制御装置１１は、Ｚ軸移動機構６，７を制御して検査プローブ４ａ，４ｂを回路基板に向けて移動させ、その先端部を検査ポイントに接触させる。次いで、制御装置１１は、検査プローブ４ａ，４ｂを介して検査ポイントに検査用信号を出力してその抵抗値等の電気的特性値を測定処理した後に、測定した電気的特性値に基づいて回路基板の良否を検査する。この後、制御装置１１は、Ｚ軸移動機構６，７および電動モータ１２ｃ〜１５ｃを制御して移動体８ａ，８ｂ（検査プローブ４ａ，４ｂ）を待避位置に待避させる。これにより、回路基板の検査が完了する。
特開２００３−９８２１６号公報

ところが、出願人が開示している回路基板検査装置１には、以下の改善すべき課題がある。すなわち、出願人が開示している回路基板検査装置１では、Ｚ軸移動機構６，７および電動モータ１２ｃ〜１５ｃを制御して検査プローブ４ａ，４ｂを任意の検査ポイントに接触させている。この場合、第１Ｙ軸移動機構１２および第２Ｙ軸移動機構１４を構成するリニアガイド１２ａ，１４ａ、送りねじ１２ｂ，１４ｂおよび電動モータ１２ｃ，１４ｃがある程度の重さを有しているため、第１Ｙ軸移動機構１２および第２Ｙ軸移動機構１４を移動させるための電動モータ１３ｃ，１５ｃに大きな負担が掛かっている。このため、出願人が開示している回路基板検査装置１には、検査プローブ４ａ，４ｂを移動させるための電動モータ１３ｃ，１５ｃとして十分に大きな力のモータを採用する必要があるため、回路基板検査装置１の製造コストを低減するのが難しいという課題が存在する。また、ある程度の重さを有している第１Ｙ軸移動機構１２および第２Ｙ軸移動機構１４を移動させる必要から、検査プローブ４ａ，４ｂを高速に移動させるのが困難となっており、出願人が開示している回路基板検査装置１には、回路基板の検査に要する時間を短縮するのが難しいという課題が存在する。

本発明は、かかる改善すべき課題に鑑みてなされたものであり、製造コストの低減を図りつつ、検査用プローブを高速に移動し得る回路基板検査用プロービング装置および回路基板検査装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく本発明に係る回路基板検査用プロービング装置は、検査対象の回路基板にプロービングするための検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板上においてその平面方向に移動させる第１移動機構と、前記検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させる第２移動機構と、前記第１移動機構および前記第２移動機構を制御して前記検査用プローブを移動させる制御部とを備え、前記第１移動機構は、一端部が回転自在にベース部にそれぞれ固定された第１アームおよび第２アームと、一端部が前記第１アームの他端部に回転自在に固定された第３アームと、一端部が前記第２アームの他端部に回転自在に固定されると共に他端部が前記第３アームの他端部に回転自在に固定された第４アームと、前記第１アームを回転させる第１回転手段と、前記第２アームを回転させる第２回転手段とを有するパラレルリンク機構を備えて構成され、前記第２移動機構は、前記第３アームおよび前記第４アームのいずれか一方のアームと、前記第３アームの他端部に前記第４アームを固定する固定軸とのいずれかに固定されて、前記検査用プローブが取り付けられると共に前記制御部の制御下で当該検査用プローブを前記接離する方向に移動させるように構成され、前記第１回転手段は、前記ベース部に固定された第１回転機構、一端部が前記第１回転機構の回転軸に固定された第５アーム、および一端部が前記第５アームの他端部に回転自在に固定されると共に他端部が前記第１アームに回転自在に固定された第６アームを備えて当該第１回転機構によって当該第５アームを回転させて当該第６アームを押し引きすることで当該第１アームを回転させる第１リンク機構と、前記ベース部に固定されると共に前記第１アームの前記一端部が回転軸に固定された第２回転機構とのいずれかを備えて構成され、前記第２回転手段は、前記ベース部に固定された第３回転機構、一端部が前記第３回転機構の回転軸に固定された第７アーム、および一端部が前記第７アームの他端部に回転自在に固定されると共に他端部が前記第２アームに回転自在に固定された第８アームを備えて当該第２回転機構によって当該第７アームを回転させて当該第８アームを押し引きすることで当該第２アームを回転させる第２リンク機構と、前記ベース部に固定されると共に前記第２アームの前記一端部が回転軸に固定された第４回転機構とのいずれかを備えて構成され、前記第１回転手段が前記第１リンク機構を備える構成、および前記第２回転手段が前記第２リンク機構を備える構成の少なくとも一方を備えている。

また、本発明に係る回路基板検査用プロービング装置は、上記の回路基板検査用プロービング装置において、前記第２移動機構は、前記一方のアームと前記固定軸とのいずれかに固定された第５回転機構と、当該第５回転機構の回転軸に固定された第１固定具と、前記検査用プローブが固定されると共に平板状の弾性部材で形成された連結部を介して前記第１固定具に連結された第２固定具と、当該第２固定具を前記一方のアームに対して前記接離する方向で直動させる直動案内手段とを備え、前記第５回転機構によって前記第１固定具を回動させることによって前記検査用プローブを前記接離する方向に直動させる。

また、本発明に係る回路基板検査装置は、上記の回路基板検査用プロービング装置を複数備えると共に、当該各回路基板検査用プロービング装置の前記検査用プローブを介して前記回路基板に検査用信号を出力して当該回路基板を電気的に検査する検査部とを備えている。

さらに、本発明に係る回路基板検査装置は、上記の回路基板検査装置において、前記複数の回路基板検査用プロービング装置は、前記回路基板における所定の検査領域に対して少なくとも２つの前記検査用プローブをプロービング可能に配置されている。

本発明に係る回路基板検査用プロービング装置によれば、第１回転手段および第２回転手段によって第１アームおよび第２アームを回転させて検査用プローブを任意の検査ポイント上に移動させるパラレルリンク機構を備えて第１移動機構を構成したことにより、検査用プローブを検査対象の回路基板における平面方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させるための動力源を各アームに取り付ける必要がなくなるため、十分に軽量化を図ることができる。したがって、動力源として小さな力のモータ等を採用することができるため、回路基板検査用プロービング装置の製造コストを十分に低減することができる。また、軽量のアーム等を移動させるだけで検査用プローブを平面方向に移動させることができるため、検査用プローブを高速に移動させることができる。この結果、回路基板の検査に要する時間を十分に短縮することができる。

また、本発明に係る回路基板検査用プロービング装置によれば、第１リンク機構および第２回転機構のいずれかを備えて第１回転手段を構成すると共に、第２リンク機構および第４回転機構のいずれかを備えて第２回転手段を構成することにより、第１リンク機構や第２リンク機構を採用した場合には、各アームや第２移動機構の重量が第１アームおよび第２アームをベース部に固定している回転軸と、第１回転機構および第３回転機構の回転軸とに分散されるため、第１回転機構および第３回転機構に大きなストレスを与えることなく検査用プローブを移動させることができる。したがって、第１回転機構および第３回転機構を長期に亘って交換することなく使用することができる。また、第２回転機構や第４回転機構を採用した場合には、非常に簡易な構成で第１アームおよび第２アームを回転させることができる結果、パラレルリンク機構を一層軽量化することができる。このため、回転機構として小さなモータ等を採用することができる結果、回路基板検査用プロービング装置の製造コストを一層低減することができると共に、検査用プローブを高速に移動させて検査に要する時間を一層短縮することができる。

さらに、本発明に係る回路基板検査用プロービング装置によれば、連結部を介して第２固定具と連結した第１固定具を第５回転機構によって回転させることで移動させることにより、両固定具と連結部との間に遊び（隙間）が存在しないため、第２固定具をがたつかせることなく回路基板に対して接離動させることができる。この結果、検査用プローブを回路基板に対してスムーズに接離動させることができる。

また、本発明に係る回路基板検査装置によれば、回路基板検査用プロービング装置を複数備えて検査部によって回路基板を電気的に検査する構成を採用したことにより、例えば１枚の回路基板に対して、その導体パターンの絶縁状態や導通状態を迅速に検査することができる。

さらに、本発明に係る回路基板検査装置によれば、回路基板における所定の検査領域に対して少なくとも２つの検査用プローブをプロービング可能に複数の回路基板検査用プロービング装置を配置したことにより、２つの検査用プローブ間の抵抗値測定による断線検査、絶縁検査および短絡検査などの各種の電気的検査を実行することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査用プロービング装置および回路基板検査装置の最良の形態について説明する。

図１に示す回路基板検査装置１は、プリント基板、ＩＣパッケージ、ハイブリッド用基板およびＭＣＭ（Multi Chip Module ）などの回路基板Ｐにおける回路パターンや搭載された回路部品の良否を検査するための装置であって、基板搬送装置２、プロービング装置３、制御部４および検査部５を備えている。基板搬送装置２は、制御部４の制御下で検査対象の回路基板Ｐを搬送する。なお、この回路基板検査装置１では、基板搬送装置２がプロービング装置３による検査位置に回路基板Ｐを搬送した後に回路基板Ｐを保持すると共に、検査が完了した回路基板Ｐを所定の待避位置まで搬送する。

プロービング装置３は、制御部４と相俟って回路基板検査用プロービング装置を構成し、図２に示すように、プロービングユニット１０Ａ〜１０Ｄ（以下、区別しないときには、「プロービングユニット１０」ともいう）を備えている。プロービングユニット１０は、パラレルリンク機構ＲＭ１、直動機構１５および検査用プローブ１６を備えて、パラレルリンク機構ＲＭ１の先端部に直動機構１５を介して検査用プローブ１６が取り付けられて構成されている。なお、このプロービング装置３では、後述するように、回路基板Ｐについて四端子法による電気的検査を実行可能とするために、検査用プローブ１６，１６・・を検査領域Ａ２（図５参照）に接触（プロービング）させることができるようにプロービングユニット１０Ａ〜１０Ｄが配置されている。

パラレルリンク機構ＲＭ１は、図３〜５に示すように、平板状のベース部１１と、ベース部１１に固定されたモータ１２ａ，１２ｂと、一端部がモータ１２ａの回転軸に固定された（モータ１２ａを介してベース部１１に対して回転自在に固定された）アーム１３ａと、一端部がモータ１２ｂの回転軸に固定された（モータ１２ｂを介してベース部１１に対して回転自在に固定された）アーム１３ｂと、一端部がアーム１３ａの他端部に回転自在に固定されたアーム１４ａと、一端部がアーム１３ｂの他端部に回転自在に固定されると共に他端部がアーム１４ａの他端部に回転自在に固定されたアーム１４ｂとを備えた５節４腕リンク機構で構成されている。ベース部１１にはモータ１２ａ，１２ｂの回転軸を挿通させるための挿通孔１１ａ，１１ａが形成されて、このベース部１１はモータ１２ａ，１２ｂが固定された状態でプロービング装置３のフレーム（図示せず）に固定されている。モータ１２ａ，１２ｂは、本発明における第１回転手段および第２回転手段としての第２回転機構および第４回転機構にそれぞれ相当し、一例として超音波モータによって構成されている。このモータ１２ａ，１２ｂは、制御部４の制御に従って、アーム１３ａ，１３ｂを図５に示す矢印Ｂの方向に回転させる。なお、このプロービング装置３では、アーム１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂがそれぞれ本発明における第１アーム、第２アーム、第３アームおよび第４アームに相当する。

直動機構１５は、本発明における第２移動機構に相当し、図３，４に示すように、固定金具２１、モータ２２、固定金具２３，２４、連結板２５および案内具２６を備えて、検査用プローブ１６を取り付け可能に構成されている。なお、このプロービング装置３では、モータ２２や案内具２６等を固定金具２１によってアーム１４ｂ（本発明における第４アーム）の先端部側に固定しているが、アーム１４ａ（本発明における第３アーム）の先端部側に取り付けることもできる。モータ２２は、本発明における第５回転機構に相当し、一例として超音波モータによって構成され、制御部４の制御下で、固定金具２３を図３に示す矢印Ｄの方向に回転させる。固定金具２３は、本発明における第１固定具に相当し、モータ２２の回転軸２２ａに取り付けられて、回転軸２２ａの回動に伴って図３に示す矢印Ｄの方向に回転させられる。

連結板２５は、本発明における連結部に相当し、一例として、カーボン繊維を用いた繊維強化樹脂で平板状に形成された板ばね（本発明における「平板状の弾性部材」の一例）であって、一端が固定金具２３にボルト締め（固定）されると共に他端が固定金具２４にボルト締め（固定）されている。固定金具２４は、本発明における第２固定具に相当し、検査用プローブ１６を取り付け可能に構成されると共に、案内具２６の案内に従ってスライドして固定金具２１に対して接離動可能に取り付けられている。案内具２６は、本発明における直動案内手段を構成し、固定金具２４がボルト締めされたスライド片と固定金具２１に取り付けられたスライドレールを備えて、固定金具２１が回動した際には、固定金具２４に取り付けられている検査用プローブ１６を回路基板Ｐに対して接離する方向に案内する。

検査用プローブ１６は、一例として、金属板を所定形状に打ち抜くことによって形成されている。具体的には、検査用プローブ１６は、直動機構１５に固定するためのベース部と、その両端部に円弧切り欠き支点がそれぞれ形成された一対のアームと、両アームを介してベース部に連結されたプローブ本体とを備えて、４節リンク機構で構成されている。この検査用プローブ１６は、先端部１６ａが回路基板Ｐに接触させられた状態において、例えばベース部に電気的に接続された信号線（図示せず）を介して検査部５から出力された検査用信号を回路基板Ｐに出力する。なお、このプロービング装置３では、図５に示すように、各プロービングユニット１０毎のパラレルリンク機構ＲＭ１による検査用プローブ１６（先端部１６ａ）の移動可能領域Ａ１が平面視扇状となっている。したがって、それぞれの移動可能領域Ａ１，Ａ１・・が重なるようにしてプロービングユニット１０Ａ〜１０Ｄを配置することにより、図６に示すように、４つの検査用プローブ１６，１６・・によるプロービングを可能な検査領域Ａ２が規定されている。

制御部４は、プロービング装置３におけるモータ１２ａ，１２ｂの動作を制御して検査用プローブ１６を回路基板Ｐ上においてその平面方向に移動させると共に、モータ２２の動作を制御して検査用プローブ１６を回路基板Ｐに対して接離する方向に移動させる。また、制御部４は、検査部５を制御して、回路基板Ｐについて検査用プローブ１６，１６・・を利用した所定の電気的検査（一例として、検査用プローブ１６，１６間の抵抗値測定による断線検査、絶縁検査および短絡検査）を実行させる。検査部５は、検査用プローブ１６，１６・・を介して検査対象の回路基板Ｐに検査用信号を出力することにより、回路基板Ｐを電気的に検査する。

次に、回路基板検査装置１による回路基板Ｐの検査方法について、図面を参照して説明する。

まず、基板搬送装置２が制御部４の制御下で回路基板Ｐをプロービング装置３の下方に搬送する。この際に、基板搬送装置２は、図６に示す矢印Ｆの向きで回路基板Ｐを搬送して、回路基板Ｐが検査領域Ａ２と一致するようにして、つまり回路基板Ｐが検査領域Ａ２内に含まれるようにして保持する。次に、パラレルリンク機構ＲＭ１が制御部４の制御に従って検査用プローブ１６，１６・・を回路基板Ｐ上の所定の検査ポイント上に移動させる。具体的には、制御部４は、モータ１２ａ，１２ｂを制御してアーム１３ａ，１３ｂを図５に示す矢印Ｂの方向で回動させる。これに伴い、アーム１４ａ，１４ｂがアーム１３ａ，１３ｂに対して矢印Ｃの方向に回動させられる。この結果、アーム１４ｂに固定されている直動機構１５がベース部１１に対して移動させられる結果、検査用プローブ１６が回路基板Ｐにおける所定の検査ポイント上に移動させられる。なお、モータ１２ａ，１２ｂの回転量と、検査用プローブ１６の移動先位置（移動量および移動方向）については、制御部４の動作プログラムとして図示しない記憶部に予め記憶されている。

次に、直動機構１５が制御部４の制御に従って検査用プローブ１６を検査ポイントに接触（プロービング）させる。具体的には、制御部４は、モータ２２を制御して図３に示す矢印Ｄの方向（この場合、時計回りの方向）で固定金具２３を回動させる。この際に、固定金具２３の回動に伴って連結板２５が弓なりに弾性変形しつつ、固定金具２４を押し下げる。この場合、固定金具２４は、案内具２６の案内に従って矢印Ｅに沿って下向きにスライド（下動）する。この際に、固定金具２３と連結板２５との間、および連結板２５と固定金具２４との間に遊び（隙間）が存在しないため、固定金具２４は、がたつくことなく下動する。この結果、固定金具２４の下動に伴って検査用プローブ１６が矢印Ｅに沿って下向きでスムーズに下動する。この際に、検査用プローブ１６は、その先端部１６ａが回路基板Ｐに当接した状態から、直動機構１５によってさらに下動させられることにより、検査用プローブ１６のリンク機構の働きによって先端部１６ａが固定金具２４に対して相対的に上動（上方に直動）する。この結果、検査用プローブ１６の先端部１６ａが、円弧切り欠き支点の弾性力によって回路基板Ｐに向けて（同図の下側に向けて）付勢される。この後、この状態の検査用プローブ１６を介して検査部５による電気的検査が実行される。

このように、この回路基板検査装置１によれば、モータ１２ａ，１２ｂによってアーム１３ａ，１３ｂを回転させて検査用プローブ１６を回路基板Ｐ上の任意の検査ポイントに移動させるパラレルリンク機構ＲＭ１を備えて構成したことにより、検査用プローブ１６を回路基板Ｐの平面方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させるための動力源を各アーム１３ａ〜１４ｂに取り付ける必要がなくなるため、十分に軽量化を図ることができる。したがって、モータ１２ａ，１２ｂとして小さな力のモータを採用することができるため、プロービング装置３の製造コストを十分に低減することができる。また、軽量のアーム１３ａ〜１４ｂ等を移動させるだけで検査用プローブ１６を平面方向に移動させることができるため、検査用プローブ１６，１６・・を高速に移動させることができる。この結果、回路基板Ｐの検査に要する時間を十分に短縮することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、ベース部１１に固定したモータ１２ａ，１２ｂに各アーム１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを固定してモータ１２ａ，１２ｂによってアーム１３ａ，１３ｂを回転させて検査用プローブ１６を回路基板Ｐ上の任意の検査ポイントに移動させる構成を採用したことにより、非常に簡易な構成でアーム１３ａ，１３ｂを回転させることができる結果、パラレルリンク機構ＲＭ１を一層軽量化することができる。このため、小さなモータの採用によってプロービング装置３の製造コストを一層低減することができると共に、検査用プローブ１６，１６・・を高速に移動させて検査に要する時間を一層短縮することができる。

さらに、この回路基板検査装置１によれば、連結板２５を介して固定金具２４に連結した固定金具２３をモータ２２によって回転させて固定金具２４と共に検査用プローブ１６を回路基板Ｐに対して接離する方向に移動させることにより、固定金具２３と連結板２５との間、および連結板２５と固定金具２４との間に遊び（隙間）が存在しないため、固定金具２４をがたつかせることなく回路基板Ｐに対して接離動させることができる。この結果、検査用プローブ１６を回路基板Ｐに対してスムーズに接離動させることができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、プロービングユニット１０Ａ〜１０Ｄを備えて検査部５によって回路基板Ｐを電気的に検査する構成を採用したことにより、例えば１枚の回路基板Ｐに対して、その導体パターンの絶縁状態や導通状態を迅速に検査することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、回路基板Ｐにおける所定の検査領域に対して４つの検査用プローブ１６，１６・・をプロービング可能にプロービングユニット１０Ａ〜１０Ｄを配置したことにより、例えば四端子法測定によって回路基板Ｐを電気的に検査することができる。

なお、本発明は、上記の方法および構成に限定されない。例えば、上記のプロービング装置３では、モータ１２ａ，１２ｂの回転軸にアーム１３ａ，１３ｂが固定されて、モータ１２ａ，１２ｂがアーム１３ａ，１３ｂを直接的に回転させる構成が採用されているが、本発明における第１回転手段および第２回転手段はこれに限定されず、ベース部１１に対してアーム１３ａ，１３ｂを回転させることが可能な各種の構成を採用することができる。具体的には、例えば、図８に示すプロービングユニット３０では、アーム３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂを介してアーム１３ａ，１３ｂをそれぞれ回転させる構成（同図におけるパラレルリンク機構ＲＭ２）が採用されている。このプロービングユニット３０では、アーム１３ａ，１３ｂがベース部１１に回転自在にそれぞれ固定されると共に、一端部がモータ１２ａ（本発明における第１回転機構）の回転軸に固定されたアーム３１ａ（本発明における第５アーム）と、一端部がアーム３１ａの他端部に回転自在に固定されると共に他端部がアーム１３ａに回転自在に固定されたアーム３２ａ（本発明における第６アーム）とを備えて本発明における第１回転手段が構成されている。また、このプロービングユニット３０では、一端部がモータ１２ｂ（本発明における第３回転機構）の回転軸に固定されたアーム３１ｂ（本発明における第７アーム）と、一端部がアーム３１ｂの他端部に回転自在に固定されると共に他端部がアーム１３ｂに回転自在に固定されたアーム３２ｂ（本発明における第８アーム）とを備えて本発明における第２回転手段が構成されている。

このプロービングユニット３０では、制御部４がモータ１２ａに対してアーム３１ａを矢印Ｂ１の方向に回転させてアーム３１ａにアーム３２ａを押し引きさせることによって（矢印Ｇａの方向に移動させることによって）、アーム１３ａがベース部１１に対して矢印Ｂ２の方向に回転させられる。また、制御部４がモータ１２ｂに対してアーム３１ｂを矢印Ｂ１の方向に回転させてアーム３１ｂにアーム３２ｂを押し引きさせることによって（矢印Ｇｂの方向に移動させることによって）、アーム１３ｂがベース部１１に対して矢印Ｂ２の方向に回転させられる。これにより、検査用プローブ１６が平面方向に移動させられる。この構成によれば、前述したプロービングユニット１０とは異なり、各アームや直動機構１５の重量がアーム１３ａ，１３ｂをベース部１１に固定している回転軸とモータ１２ａ，１２ｂの回転軸とに分散されるため、モータ１２ａ，１２ｂに大きなストレスを与えることなく検査用プローブ１６を移動させることができる。したがって、モータ１２ａ，１２ｂを長期に亘って交換することなく使用することができる。

この場合、例えば、図９に示すプロービングユニット４０のように、アーム１３ａについては、プロービングユニット３０と同様にしてアーム３１ａ，３２ａを介して回転させ、アーム１３ｂについては、プロービングユニット１０と同様にしてモータ１２ｂによって直接的に回転させる構成（同図におけるパラレルリンク機構ＲＭ３）を採用することもできる。また、アーム１３ａについては、モータ１２ａによって直接的に回転させ、アーム１３ｂについては、アーム３１ｂ，３２ｂを介して回転させる構成を採用することもできる。さらに、プロービングユニット３０におけるモータ１２ａ，１２ｂおよびアーム３１ａ，３２ａ，３１ｂ，３２ｂに代えて、例えば、ロッド伸縮型のアクチュエータを配設してアクチュエータのロッドを伸縮させることでアーム１３ａ，１３ｂを回転させる構成（図示せず）を採用することもできる。

さらに、上記のプロービングユニット１０では、直動機構１５がアーム１４ｂ（またはアーム１４ａ）の先端部に固定されているが、本発明における第２移動機構の取り付け位置はこれに限定されない。例えば、アーム１４ｂ（またはアーム１４ａ）の長手方向中央部などの任意の位置に直動機構１５を固定する構成（図示せず）や、アーム１４ａ，１４ｂを固定している固定軸１４ｃ（図３〜５，８〜１１参照）に直動機構１５を固定する構成（図示せず）を採用することができる。また、例えばアーム１４ａの先端部をアーム１４ｂの長手方向中央部に回転自在に固定すると共に、アーム１４ｂにおけるアーム１４ａの固定部位よりも先端部側に直動機構１５を固定する構成（図示せず）を採用することもできる。さらに、例えばアーム１３ｂの先端部をアーム１４ｂの長手方向中央部に回転自在に固定すると共に、アーム１４ｂにおけるアーム１３ｂの固定部位よりも後端部側に直動機構１５を固定する構成（図示せず）を採用することもできる。

また、前述したプロービング装置３では、各移動可能領域Ａ１，Ａ１・・を重ね合わせるようにして（検査領域Ａ２を取り囲むようにして）プロービングユニット１０Ａ〜１０Ｄが配置されているが、本発明はこれに限定されず、例えば、図７に示すプロービング装置３Ａのように、プロービングユニット１０Ａ，１０Ｂを互いに対向させて配設すると共に、プロービングユニット１０Ａ，１０Ｂに隣接させると共に互いに対向させてプロービングユニット１０Ｃ，１０Ｄを配設することもできる。また、回路基板Ｐの表面側および背面側にプロービング装置３をそれぞれ配置して、回路基板Ｐに対して、その表裏両面からプロービング可能に構成することもできる。さらに、上記のプロービング装置３では、検査用プローブ１６，１６間の抵抗値測定による断線検査、絶縁検査および短絡検査などの電気的検査を実行しているが、本発明に係る回路基板検査装置による電気的検査の検査方法はこれに限定されず、検査用プローブ１６，１６間、またはグランドパターンなどの基準電極と検査用プローブ１６との間の容量測定による断線検査、絶縁検査および短絡検査などを行うことができる。

また、上記のプロービング装置３における直動機構１５では、カーボン繊維を用いた繊維強化樹脂で連結板２５を形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されず、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂および超弾性合金などの各種弾性部材で平板状の連結部を形成することができる。さらに、上記の直動機構１５では、固定金具２３、連結板２５および固定金具２４を別体に形成して固定用ボルトによってボルト締め（固定）した構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、固定金具２３、連結板２５および固定金具２４を例えば樹脂材料によって一体成形する構成を採用することができる。

また、検査用プローブ１６を上下動（回路基板Ｐに対して接離する方向に移動）させる構成は、上記の直動機構１５の構成に限定されない。例えば、プロービングユニット１０の直動機構１５におけるモータ２２、固定金具２３および連結板２５に代えて、一端部を固定金具２４に固定すると共に他端部をワイヤ巻き取り装置に固定したワイヤを配設し、このワイヤ巻き取り装置を例えばベース部１１に取り付けた構成を採用することができる。この構成では、ワイヤ巻き取り装置によってワイヤを巻き取ることによって固定金具２４を引き寄せて検査用プローブ１６を上動させ、ワイヤ巻き取り装置によってワイヤを送り出すことによって固定金具２４を押し下げることで検査用プローブ１６を下動させる。この構成によれば、直動機構１５におけるモータ２２の分だけ各アーム１３ａ〜１４ｂに掛かる重量を軽量化することができるため、検査用プローブ１６を一層高速に移動させることができる。

回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。プロービング装置３の底面図である。プロービングユニット１０の側面図である。プロービングユニット１０の他の側面図である。プロービングユニット１０の底面図である。プロービング装置３の各プロービングユニット１０および検査領域Ａ２の位置関係をプロービングユニット１０の底面側から見た底面図である。プロービング装置３Ａの底面図である。プロービングユニット３０の底面図である。プロービングユニット４０の底面図である。

符号の説明

１回路基板検査装置
２基板搬送装置
３，３Ａプロービング装置
４制御部
５検査部
１０Ａ〜１０Ｄ，３０，４０，５０プロービングユニット
１１ベース部
１１ａ挿通孔
１２ａ，１２ｂ，２２モータ
１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，５１ａ，５１ｂアーム
１４ｃ固定軸
１５直動機構
１６検査用プローブ
１６ａ先端部
２１固定金具
２２ａ回転軸
２３，２４固定金具
２５連結板
２６案内具
Ａ１移動可能領域
Ａ２検査領域
Ｐ回路基板
ＲＭ２，ＲＭ３パラレルリンク機構

Claims

検査対象の回路基板にプロービングするための検査用プローブと、当該検査用プローブを前記回路基板上においてその平面方向に移動させる第１移動機構と、前記検査用プローブを前記回路基板に対して接離する方向に移動させる第２移動機構と、前記第１移動機構および前記第２移動機構を制御して前記検査用プローブを移動させる制御部とを備え、
前記第１移動機構は、一端部が回転自在にベース部にそれぞれ固定された第１アームおよび第２アームと、一端部が前記第１アームの他端部に回転自在に固定された第３アームと、一端部が前記第２アームの他端部に回転自在に固定されると共に他端部が前記第３アームの他端部に回転自在に固定された第４アームと、前記第１アームを回転させる第１回転手段と、前記第２アームを回転させる第２回転手段とを有するパラレルリンク機構を備えて構成され、
前記第２移動機構は、前記第３アームおよび前記第４アームのいずれか一方のアームと、前記第３アームの他端部に前記第４アームを固定する固定軸とのいずれかに固定されて、前記検査用プローブが取り付けられると共に前記制御部の制御下で当該検査用プローブを前記接離する方向に移動させるように構成され、
前記第１回転手段は、前記ベース部に固定された第１回転機構、一端部が前記第１回転機構の回転軸に固定された第５アーム、および一端部が前記第５アームの他端部に回転自在に固定されると共に他端部が前記第１アームに回転自在に固定された第６アームを備えて当該第１回転機構によって当該第５アームを回転させて当該第６アームを押し引きすることで当該第１アームを回転させる第１リンク機構と、
前記ベース部に固定されると共に前記第１アームの前記一端部が回転軸に固定された第２回転機構とのいずれかを備えて構成され、
前記第２回転手段は、前記ベース部に固定された第３回転機構、一端部が前記第３回転機構の回転軸に固定された第７アーム、および一端部が前記第７アームの他端部に回転自在に固定されると共に他端部が前記第２アームに回転自在に固定された第８アームを備えて当該第２回転機構によって当該第７アームを回転させて当該第８アームを押し引きすることで当該第２アームを回転させる第２リンク機構と、
前記ベース部に固定されると共に前記第２アームの前記一端部が回転軸に固定された第４回転機構とのいずれかを備えて構成され、
前記第１回転手段が前記第１リンク機構を備える構成、および前記第２回転手段が前記第２リンク機構を備える構成の少なくとも一方を備えている回路基板検査用プロービング装置。
前記第２移動機構は、前記一方のアームと前記固定軸とのいずれかに固定された第５回転機構と、当該第５回転機構の回転軸に固定された第１固定具と、前記検査用プローブが固定されると共に平板状の弾性部材で形成された連結部を介して前記第１固定具に連結された第２固定具と、当該第２固定具を前記一方のアームに対して前記接離する方向で直動させる直動案内手段とを備え、前記第５回転機構によって前記第１固定具を回動させることによって前記検査用プローブを前記接離する方向に直動させる請求項１記載の回路基板検査用プロービング装置。
請求項１または２記載の回路基板検査用プロービング装置を複数備えると共に、当該各回路基板検査用プロービング装置の前記検査用プローブを介して前記回路基板に検査用信号を出力して当該回路基板を電気的に検査する検査部とを備えている回路基板検査装置。
前記複数の回路基板検査用プロービング装置は、前記回路基板における所定の検査領域に対して少なくとも２つの前記検査用プローブをプロービング可能に配置されている請求項３記載の回路基板検査装置。