JP4576294B2 - 回路基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、回路基板に対して所定の電気的検査を実行する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装置として、特開２００１−２３５５００号公報において出願人が開示した回路基板検査装置が知られている。この回路基板検査装置は、基板保持機構、検査用プローブおよび制御部などを備えて、回路基板についての電気的検査を実行可能に構成されている。この場合、基板保持機構は、回路基板を載置可能な載置台、および載置台の内部の空気を吸い出すエアポンプを備えて構成され、載置台に載置された回路基板を吸着によって保持する。
特開２００１−２３５５００号公報（第３頁、第１図）

ところが、上記の回路基板検査装置には、改善すべき以下の課題がある。すなわち、この回路基板検査装置では、吸着によって回路基板を載置台に保持させている。この場合、例えば、複数個取りの回路基板には、一般的に、導体パターン等が形成されていないフラットな余白部分が外周縁部に形成されている。このため、この種の回路基板を載置台に載置した際には、この余白部分が載置台の載置面に密着して回路基板が確実に保持される。一方、複数個取りの回路基板を個々の回路基板に切断するときには、余白部分も一緒に切断される。このため、切断後の単一の回路基板をこの載置面に載置した際には、余白部分が存在しない結果、吸着による保持が困難となる。この場合、この種の単一の回路基板を確実に保持するために、出願人は、特開平１１−３０４８８５号公報において開示している回路基板検査装置を既に開発している。しかしながら、単一の回路基板および上記した複数取りの回路基板の双方を検査するためには、この回路基板検査装置および上記した回路基板検査装置の２台の回路基板検査装置を用いる必要があり、検査コストが高騰する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、検査コストを低減し得る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請求項１記載の回路基板検査装置は、回路基板を保持する回路基板保持装置を備えて当該回路基板に対して所定の電気的検査を実行する回路基板検査装置であって、前記回路基板保持装置は、前記回路基板を吸着して保持するための第１吸気経路を有する第１保持板と、前記回路基板の角部を対角線方向に押圧する押圧部を有して当該回路基板を保持する第２保持板と、前記第１保持板および前記第２保持板を入れ替えて装着可能な装着部が形成されると共に当該装着部に装着された前記第１保持板の前記第１吸気経路に連通する第２吸気経路が形成された本体部と、前記装着部に装着された前記第２保持板の前記押圧部を駆動させる駆動部とを備えて構成され、前記第１保持板は、開口部が形成されると共に、当該開口部の外周部を取り囲むように形成されて前記回路基板の外周縁部を載置可能な段部を有する載置部を備え、かつ当該載置部の上面に前記第１吸気経路の吸気口が形成されて構成され、当該載置部に載置されている前記回路基板の前記外周縁部を前記吸気口からの空気の吸引によって吸着して保持する。

また、請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、前記第１保持板への前記回路基板の吸着を補助するためのシート体を前記装着部に向けて移動させる移動機構を備え、前記移動機構は前記駆動部によって駆動させられる。

請求項１記載の回路基板検査装置によれば、第１保持板および第２保持板を入れ替えて装着可能な装着部が形成されると共に第１保持板の第１吸気経路に連通する第２吸気経路が形成された本体部と、第２保持板の押圧部を駆動させる駆動部とを備えて回路基板保持装置を構成したことにより、回路基板を吸着して保持する機能、および回路基板を押圧して保持する機能のいずれか一方しか有していない従来の回路基板検査装置とは異なり、吸着によって保持するのが好ましい複数個取りの回路基板、および押圧によって保持するのが好ましい単一の回路基板の双方を保持板の交換だけで確実に保持することができる。したがって、この回路基板検査装置によれば、これらの回路基板についての電気的な検査を１台で実行することができる結果、検査コストを十分に低減することができる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、移動機構を駆動部によって駆動するように構成したことにより、移動機構を駆動するための専用の動力源を不要とすることができるため、その分、回路基板保持装置を簡易に構成することができる結果、回路基板保持装置ひいては回路基板検査装置の製造コストを十分に低減することができる。

以下、本発明に係る回路基板検査装置の最良の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す回路基板検査装置１は、本発明に係る回路基板検査装置の一例であって、例えば、図３，４にそれぞれ示す回路基板１００ａ，１００ｂ（以下、区別しないときには「回路基板１００」ともいう）に対して所定の電気的検査を実行可能に構成されている。ここで、回路基板１００ａは、一例として、４個取りの回路基板であって、ほぼ長方形に形成されると共に、導体パターンが形成されていないフラットな余白部１０１が外周縁部と個々の回路基板間とに形成されている。一方、回路基板１００ｂは、回路基板１００ａにおける余白部１０１を切断して４分割した後の単一の回路基板であって、ほぼ正方形に形成されている。

回路基板検査装置１は、図１に示すように、回路基板保持装置（以下、単に「保持装置」ともいう）２、検査部３および制御部４を備えて構成されている。保持装置２は、図２に示すようにテーブル１１、第１保持板１２ａ（図３参照）、第２保持板１２ｂ（図４参照：以下、第１保持板１２ａおよび第２保持板１２ｂを区別しないときには「保持板１２」ともいう）、駆動部１３、移動機構１４、吸着補助シート１５（図５参照）および吸気装置１６（図１参照）を備えている。テーブル１１は、本発明における本体部に相当し、図２に示すように、全体として矩形の板状に構成されている。また、テーブル１１には、平面視が長方形状の開口部２１が形成されると共に、開口部２１の外周部を取り囲む段部で構成された装着部２２が形成されている。この場合、装着部２２を構成する段部は、第１保持板１２ａおよび第２保持板１２ｂを入れ替えて装着（嵌め込み）可能にその大きさが規定されると共に、装着された状態における保持板１２の表面がテーブル１１の表面と面一（ほぼ面一）となるように、つまり保持板１２の厚みとほぼ同じとなるように、その深さが規定されている。

また、テーブル１１には、図２に示すように、吸気経路２３ａ，２３ｂ，２３ｃ（本発明における第２吸気経路：以下、区別しないときには「吸気経路２３」ともいう）が形成されている。この場合、吸気経路２３ａ，２３ｂは、吸気装置１６（図１参照）に吸気管１６ａを介して連通している。また、吸気経路２３ｃは、装着部２２（段部）の表面に溝状に形成されており、装着部２２に装着された第１保持板１２ａの吸気経路３３（図３参照）に連通する。さらに、テーブル１１における互いに対向する２辺（図２における上下の２辺）には、後述する移動機構１４のスライダ６３ａ，６３ｂをスライドさせるためのレール２４ａ，２４ｂが取り付けられている。また、テーブル１１の装着部２２には、保持板１２を装着する際に位置合わせするための突起部２５，２５が形成されている。

第１保持板１２ａは、上記した回路基板１００ａの検査に際して、回路基板１００ａを吸着によって保持するための部材であって、図３に示すように、全体として長方形の板状に構成されている。また、第１保持板１２の中央部には、平面視が正方形の４つの開口部３１，３１・・が形成されると共に、各開口部３１，３１・・の外周部を取り囲む段部で構成された載置部３２が形成されている。この場合、載置部３２を構成する段部は、回路基板１００ａを載置（嵌め込み）可能にその大きさが規定されると共に、載置された状態における回路基板１００ａの表面が第１保持板１２ａの表面と面一（ほぼ面一）となるように、つまり回路基板１００ａの厚みとほぼ同じとなるようにその深さが規定されている。また、第１保持板１２ａには、同図に示すように、吸気経路（本発明における第１吸気経路）３３，３３・・が形成されている。この場合、吸気経路３３は、テーブル１１の吸気経路２３ｃに連通して、載置部３２の上面に形成された吸気口３３ａを介して空気が吸引されることにより、載置部３２に載置された回路基板１００ａの余白部１０１を吸着して回路基板１００ａを保持する。また、第１保持板１２ａには、テーブル１１の突起部２５を挿通可能な位置合わせ用の孔３４，３４が形成されている。

第２保持板１２ｂは、上記した回路基板１００ｂの検査に際して、回路基板１００ｂを押圧によって保持するための部材であって、図４に示すように、第１保持板１２ａと同じ大きさの長方形の板状に構成されている。また、第２保持板１２ｂの中央部には、矩形の開口部４１が形成されると共に、開口部４１の周囲部を取り囲む段部で構成された載置部４２が形成されている。この場合、載置部４２を構成する段部は、回路基板１００ｂを載置（嵌め込み）可能にその大きさが規定されると共に、載置された状態における回路基板１００ｂの表面が第２保持板１２ｂの表面と面一（ほぼ面一）となるように、つまり回路基板１００ｂの厚みとほぼ同じとなるようにその深さが規定されている。また、第２保持板１２ｂは、載置部４２に載置された回路基板１００ｂの角部を対角線方向に押圧して保持する押圧部４３を備えている。また、第２保持板１２ｂには、テーブル１１の突起部２５を挿通可能な位置合わせ用の孔４４，４４が形成されている。

駆動部１３は、図２に示すように、エアシリンダ５１、アーム５２およびコンプレッサ５３（図１参照）を備えて構成されている。エアシリンダ５１は、両端部に取り付けられたエアカプラ５１ｂ，５１ｃを介してコンプレッサ５３から供給される圧縮空気によってスライダ５１ａを図２に示す矢印Ａ１または矢印Ａ２の方向にスライドさせる。この場合、スライダ５１ａは、その一端部が移動機構１４のベルト６１に固定されて、スライドに伴ってベルト６１を牽引する。また、スライダ５１ａには、緩衝用のスプリング５１ｅを介して当接部５１ｄが取り付けられている。アーム５２は、支点５２ａを中心として回動可能にテーブル１１に取り付けられている。また、アーム５２の一端部には、ベアリング５２ｂが取り付けられている。この場合、アーム５２は、スライダ５１ａのスライドに伴って当接部５１ｄがベアリング５２ｂに当接することによって回動させられる。また、アーム５２は、図７に示すように、テーブル１１に第２保持板１２ｂが装着されている状態において回動させられたときに、他端部５２ｃが第２保持板１２ｂの押圧部４３を移動させる。つまり、第２保持板１２ｂの押圧部４３は、駆動部１３によって駆動させられる。

移動機構１４は、図２に示すように、ベルト６１、プーリ６２，６２・・およびスライダ６３ａ，６３ｂを備えて構成されている。ベルト６１は、タイミングベルト（歯付きベルト）であって、同図に示すように、各プーリ６２，６２・・に架け渡されている。プーリ６２，６２・・は、テーブル１１における各隅部にそれぞれ配設されて、ベルト６１をガイドする。スライダ６３ａ，６３ｂは、テーブル１１のレール２４ａ，２４ｂにそれぞれスライド可能に取り付けられると共に、ベルト６１の両端部にそれぞれ固定されて、ベルト６１の牽引に伴って同図に示す矢印Ａ３または矢印Ａ４の方向にスライドさせられる。この場合、スライダ６３ａ，６３ｂは、吸着補助シート１５を固定可能に構成されて、固定された吸着補助シート１５をテーブル１１の装着部２２に向けて移動させる。

吸着補助シート１５は、本発明におけるシート体に相当し、第１保持板１２ａを用いた回路基板１００ａの検査に際して、第１保持板１２ａへの回路基板１００ａの吸着を補助するための部材であって、図５に示すように、枠部材８１およびシート８２を備えて構成されている。枠部材８１は、回路基板１００ａよりもやや大きい開口部８１ａを有する枠状に形成されている。シート８２は、例えば軟質の樹脂で構成されると共に、回路基板１００ａよりもやや小さい開口部８２ａが中央部に形成されて、その外周縁部が枠部材８１に貼付されている。

検査部３は、図１に示すように、プローブ９１および移動機構９２を備えて構成され、制御部４の制御に従い、回路基板１００についての所定の電気的検査を実行する。制御部４は、コンプレッサ５３を制御することにより、駆動部１３におけるエアシリンダ５１の動作を制御する。また、制御部４は、検査部３を制御して、回路基板１００についての所定の電気的検査を実行させる。

次に、回路基板検査装置１を用いた回路基板１００ａ，１００ｂについての検査方法について、図面を参照して説明する。

最初に、回路基板１００ａについての検査方法について説明する。なお、初期状態において、保持装置２におけるエアシリンダ５１のスライダ５１ａが図６に示す初期位置Ｐ１に位置し、移動機構１４のスライダ６３ａ，６３ｂが同図に示す初期位置Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ位置しているものとする。この検査では、まず、テーブル１１の装着部２２に第１保持板１２ａを装着する。この際に、第１保持板１２ａの孔３４にテーブル１１の突起部２５を挿通させることにより、第１保持板１２ａをテーブル１１に対して位置合わせする。次いで、第１保持板１２ａをテーブル１１にねじ止めする。この場合、テーブル１１の吸気経路２３ｃと第１保持板１２ａにおける各吸気経路３３の外周側の端部とが連通する。続いて、第１保持板１２ａにおける載置部３２（段部）の表面と回路基板１００ａの裏面とが対向するようにして、回路基板１００ａを載置部３２に載置する。この場合、回路基板１００ａにおける裏面の外周縁部には導体パターン等が形成されていないフラットな余白部１０１が存在するため、回路基板１００ａは、この余白部１０１と載置部３２の表面とが密着した状態で載置部３２に載置される。次いで、移動機構１４のスライダ６３ａ，６３ｂに吸着補助シート１５を架け渡して、吸着補助シート１５の両端部をスライダ６３ａ，６３ｂにそれぞれ固定する。

続いて、回路基板検査装置１を作動させる。この際に、吸気装置１６が吸気を開始して、第１保持板１２ａの吸気経路３３およびテーブル１１の吸気経路２３ｃ，２３ａ，２３ｂを通って第１保持板１２ａにおける載置部３２の吸気口３３ａから空気が吸引される。このため、載置部３２の表面に対して回路基板１００ａの余白部１０１が吸着されて回路基板１００ａが第１保持板１２ａに固定される。次いで、制御部４が、コンプレッサ５３からエアシリンダ５１へのエアの供給を制御して、エアシリンダ５１を作動させる。この場合、制御部４は、エアカプラ５１ｃ側からエアを供給させることにより、エアシリンダ５１のスライダ５１ａを図６に示す矢印Ａ１の方向にスライドさせると共に、当接部５１ｄがアーム５２のベアリング５２ｂに当接する当接位置Ｐ４までスライダ５１ａが移動した時点でエアの供給を停止させる。この際に、スライダ５１ａのスライドに伴ってベルト６１が牽引されて、スライダ６３ａ，６３ｂが同図に示す矢印Ａ３の方向に移動させられて、スライダ６３ａ，６３ｂに固定されている吸着補助シート１５が同図に示す装着位置Ｐ５に位置する。続いて、スライダ６３ａ，６３ｂが下方向（同図において紙面の奥側）に移動することにより、吸着補助シート１５が第１保持板１２ａ（テーブル１１の装着部２２）に向けて移動させられる。この場合、例えば、回路基板１００ａが反っていて、第１保持板１２ａにおける載置部３２の表面と回路基板１００ａの余白部１０１との間に隙間が生じてたとしても、吸着補助シート１５によってその隙間が塞がれるため、載置部３２の表面に対して回路基板１００ａの余白部１０１が確実に吸着される結果、回路基板１００ａが第１保持板１２ａに確実に固定される。

続いて、制御部４は、検査部３を制御することにより、移動機構９２に対して回路基板１００ａ上における所定の位置にプローブ９１を移動させると共に、回路基板１００ａについての検査を実行させる。この場合、回路基板１００ａが第１保持板１２ａに確実に固定されているため、回路基板１００ａについての検査が正確に行われる。次いで、回路基板１００ａについての検査を終了したときには、制御部４がエアカプラ５１ｂ側からエアシリンダ５１にエアを供給させることにより、エアシリンダ５１のスライダ５１ａが図６に示す矢印Ａ２の方向にスライドさせられて、初期位置Ｐ１に位置する。この際に、スライダ５１ａのスライドに伴ってベルト６１が牽引されて、スライダ６３ａ，６３ｂおよび吸着補助シート１５が同図に示す矢印Ａ４の方向に移動させられて、初期位置Ｐ２，Ｐ３にそれぞれ位置する。以下、他の回路基板１００ａについての検査を繰り返して行うときには、他の回路基板１００ａを載置部３２に載置して回路基板検査装置１を作動させる。

次に、回路基板１００ｂについての検査方法について説明する。この検査では、第１保持板１２ａに代えて第２保持板１２ｂを用いるため、まず、テーブル１１の装着部２２に装着されている第１保持板１２ａを取り外して、図７に示すように、第２保持板１２ｂを装着部２２に装着する。この際に、第２保持板１２ｂの孔４４にテーブル１１の突起部２５を挿通させることによって第２保持板１２ｂをテーブル１１に対して位置合わせした後に、第２保持板１２ｂをテーブル１１にねじ止めする。続いて、同図に示すように、第２保持板１２ｂにおける載置部４２（段部）の表面と回路基板１００ｂの裏面とが対向するようにして、回路基板１００ｂを載置部４２に載置する。また、この検査では、吸着補助シート１５を用いないため、移動機構１４のスライダ６３ａ，６３ｂに固定されている吸着補助シート１５を取り外す。

次いで、回路基板検査装置１を作動させる。この際に、制御部４が、エアカプラ５１ｃ側からエアを供給させることにより、エアシリンダ５１のスライダ５１ａを図７に示す矢印Ａ１の方向にスライドさせる。続いて、制御部４は、当接部５１ｄがアーム５２のベアリング５２ｂに当接する当接位置Ｐ４から所定距離だけ矢印Ａ１の方向にスライダ５１ａをさらにスライドさせた時点でエアの供給を停止させる。一方、スライダ５１ａが当接位置Ｐ４からさらにスライドさせられることで、当接部５１ｄがベアリング５２ｂを押圧する。このため、アーム５２が同図に示す矢印Ａ５の方向に回動させられて、アーム５２の他端部５２ｃが第２保持板１２ｂにおける押圧部４３の一端部を押圧して、押圧部４３が同図に示す矢印Ａ６の方向にスライドさせられる。これにより、押圧部４３の他端部が回路基板１００ｂの角部を対角線方向に押圧して、第２保持板１２ｂにおける載置部４２の角部に回路基板１００ｂを押し付けることにより、回路基板１００ｂが第２保持板１２ｂに確実に保持される。

続いて、制御部４は、検査部３を制御することにより、移動機構９２に対して回路基板１００ｂ上における所定の位置にプローブ９１を移動させると共に、回路基板１００ｂについての検査を実行させる。この場合、回路基板１００ｂが第２保持板１２ｂに確実に固定されているため、回路基板１００ｂについての検査が正確に行われる。次いで、回路基板１００ｂについての検査が終了したときには、制御部４は、エアカプラ５１ｂ側からエアシリンダ５１にエアを供給させることにより、エアシリンダ５１のスライダ５１ａを図７に示す矢印Ａ２の方向にスライドさせて、初期位置Ｐ１に位置させる。この際に、当接部５１ｄによるベアリング５２ｂに対する押圧が解除されて、アーム５２が同図に示すばね５４の付勢力によって矢印Ａ７の方向に回動させられることにより、押圧部４３による回路基板１００ｂに対する押圧が解除される。以下、他の回路基板１００ｂについての検査を繰り返して行うときには、他の回路基板１００ｂを載置部４２に載置して回路基板検査装置１を作動させる。

このように、この回路基板検査装置１によれば、第１保持板１２ａおよび第２保持板１２ｂを入れ替えて装着可能な装着部２２が形成されると共に第１保持板１２ａの吸気経路３３に連通する吸気経路２３が形成されたテーブル１１と、第２保持板１２ｂの押圧部４３を駆動させる駆動部１３とを備えて保持装置２を構成したことにより、回路基板を吸着して保持する機能、および回路基板を押圧して保持する機能のいずれか一方しか有していない従来の回路基板検査装置とは異なり、吸着によって保持するのが好ましい複数個取りの回路基板１００ａ、および押圧によって保持するのが好ましい単一の回路基板１００ｂの双方を保持板１２の交換だけで確実に保持することができる。したがって、この回路基板検査装置１によれば、これらの回路基板１００についての電気的な検査を１台で実行することができる結果、検査コストを十分に低減することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、移動機構１４を駆動部１３によって駆動するように構成したことにより、移動機構１４を駆動するための専用の動力源を不要とすることができるため、その分、保持装置２を簡易に構成することができる結果、保持装置２ひいては回路基板検査装置１の製造コストを十分に低減することができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、第１保持板１２ａを用いて複数個取り（上記の例では４個取り）の回路基板１００ａを検査する例について上記したが、吸着によって保持するのが好ましい各種の回路基板の検査に第１保持板１２ａを用いることができる。また、第２保持板１２ｂを用いて単一の回路基板１００ｂを検査する例について上記したが、押圧によって保持するのが好ましい各種の回路基板の検査に第２保持板１２ｂを用いることができる。さらに、駆動部１３で移動機構１４を駆動する例について上記したが、移動機構１４専用の駆動部を備えた構成を採用することもできる。また、駆動部１３の動力源としてエアシリンダ５１を用いた例について上記したが、エアシリンダ５１に代えて、モータ等を用いる構成を採用することもできる。

回路基板検査装置１の構成を示すブロック図である。 保持装置２の平面図である。 第１保持板１２ａおよび回路基板１００ａの平面図である。 第２保持板１２ｂおよび回路基板１００ｂの平面図である。 吸着補助シート１５の平面図である。 回路基板１００ａについての検査方法を説明するための説明図である。 回路基板１００ｂについての検査方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１ 回路基板検査装置
２ 保持装置
１１ テーブル
１２ａ 第１保持板
１２ｂ 第２保持板
１３ 駆動部
１４ 移動機構
１５ 吸着補助シート
２２ 装着部
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ 吸気経路
３３ 吸気経路
３３ａ 吸気口
４３ 押圧部
１００ａ，１００ｂ 回路基板

Claims (2)

1. 回路基板を保持する回路基板保持装置を備えて当該回路基板に対して所定の電気的検査を実行する回路基板検査装置であって、
   前記回路基板保持装置は、前記回路基板を吸着して保持するための第１吸気経路を有する第１保持板と、前記回路基板の角部を対角線方向に押圧する押圧部を有して当該回路基板を保持する第２保持板と、前記第１保持板および前記第２保持板を入れ替えて装着可能な装着部が形成されると共に当該装着部に装着された前記第１保持板の前記第１吸気経路に連通する第２吸気経路が形成された本体部と、前記装着部に装着された前記第２保持板の前記押圧部を駆動させる駆動部とを備えて構成され、
   前記第１保持板は、開口部が形成されると共に、当該開口部の外周部を取り囲むように形成されて前記回路基板の外周縁部を載置可能な段部を有する載置部を備え、かつ当該載置部の上面に前記第１吸気経路の吸気口が形成されて構成され、当該載置部に載置されている前記回路基板の前記外周縁部を前記吸気口からの空気の吸引によって吸着して保持する回路基板検査装置。
2. 前記第１保持板への前記回路基板の吸着を補助するためのシート体を前記装着部に向けて移動させる移動機構を備え、
   前記移動機構は前記駆動部によって駆動させられる請求項１記載の回路基板検査装置。

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