JP4929532B2 - プリント配線板の検査方法及び検査装置 - Google Patents
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Description
【技術分野】
本発明は,プリント配線板の電気検査,及び該プリント配線板に複数立設した導電性接続端子の外観検査方法,及びこれに用いる検査装置に関する。
【0002】
【従来技術】
従来より,図15(A)に示すような,電子部品搭載用のプリント配線板9が知られている。
該プリント配線板9の表面回路931はプリント配線板9内部の対応する内部回路93と導通し,該内部回路932は図15(B)に示すように,プリント配線板9の裏面の対応する裏面端子933と導通するよう構成される。
なお,上記表面回路931,裏面端子933は半田バンプより構成されている。プリント配線板9にフリップチップ等の電子部品8を搭載する際,該電子部品8とプリント配線板9の内部回路932とを導通させるために,表面回路931と電子部品8に形成された半田バンプ81を介して接続する,フリップチップ方式で実装される。
【0003】
また,図16に示すごとく,上記プリント配線板9は,基板91における裏面端子933に,複数のピン912を立設してなる。該ピン912は,導電性接続端子であって,ピン状のリード線を用いたものである。
これにより,電子部品8からの出力を半田バンプ910,内部回路932を経てプリント配線板9の裏面側に引き出したり,裏面側からの入力を電子部品8に伝えたりすることができる。なお,図15においては,ピン912を省略してある。
【0004】
上記のようなプリント配線板9については,上記ピン912の導通検査,実装されたコンデンサ等の容量検査,及び上記ピン912の外観検査を行なっている。該外観検査とは,プリント配線板9において,例えば図16に示すようなピン曲がりが生じたピン912aの有無等の検査をいう。
そして,上記導通検査,容量検査,外観検査は,それぞれ,導通検査機,容量検査機,外観検査機を用いて行なう。
【0005】
【解決しようとする課題】
しかしながら,上記各検査は,上記導通検査機,容量検査機,外観検査機によって,それぞれ個別に行なわれる。即ち,検査すべき上記プリント配線板は,上記導通検査機,容量検査機,外観検査機のそれぞれに,搬入・搬出を繰返す必要がある。
そのため,検査効率を向上させることが困難であり,充分な生産性を確保することが困難である。
また,各検査機を個別に設置することにより,その設置スペースが大きくなる。更には,各検査機間に設ける必要がある搬送機等の付帯設備も多くなり,結果的に検査コストが高くなるという問題がある。
【0006】
本発明は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので,省スペース,低コストを実現し,かつ生産性に優れたプリント配線板の検査方法及び検査装置を提供しようとするものである。
【0007】
【課題の解決手段】
第1の発明は,回路を有する基板上に電子部品及び複数の導電性接続端子が立設されたプリント配線板を検査する方法において,
検査すべき上記プリント配線板を,移送手段にセットされた基板治具に搬入する搬入工程と,
上記プリント配線板の導通検査及び上記電子部品の容量検査を行う電気検査工程と,
上記導電性接続端子の外観検査を行なう外観検査工程と,
上記電気検査工程もしくは上記外観検査工程において不良品と判定されたプリント配線板は上記移送手段から不良品搬出用コンベアへ排出すると共に,良品と判定されたプリント配線板は上記移送手段から次工程へ搬出する分別工程とを行ない,
上記移送手段によって,上記プリント配線板を上記電気検査工程,外観検査工程に移送し,
かつ,上記不良品搬出用コンベアへ不良品を排出するに当っては,導通不良品については導通不良コンベアへ,容量不良品については容量不良コンベアへ,外観不良品については外観不良コンベアへ各不良項目ごとに分類して排出し,
また,上記外観検査工程においては,プリント配線板に立設した上記複数の導電性接続端子を挿入する複数のピン穴を有する検査治具と,レーザー光を走行させる透過型レーザーセンサとを有する外観検査機を用い,
上記透過型レーザーセンサは,レーザー光を発射する投射体と発射されたレーザー光を受光する受光体とを一対として,検査位置に配置した上記検査治具のピン穴に上記導電性接続端子を挿入した状態にあるプリント配線板の2つの対角線に沿って,二対を有してなり,
上記各一対の透過型レーザーセンサにおいて上記レーザー光を上記受光体に向けて発射させたとき,該レーザー光がプリント配線板によって遮断されない場合には当該プリント配線板は良品と判断し,遮断された場合には不良品と判断するよう構成してあることを特徴とするプリント配線板の検査方法にある(請求項1)。
【0008】
本発明においては,上記プリント配線板を上記移送手段に搬入した後,導通検査,容量検査,外観検査を行ない,その後プリント配線板を搬出又は排出する。そのため,上記導通検査工程,容量検査工程,外観検査工程のそれぞれに,プリント配線板を搬入・搬出を繰返す必要がない。それ故,検査効率が向上し,生産性に優れたプリント配線板の検査方法を得ることができる。
また,各検査工程の間に,多くの搬送機その他の付帯設備を設ける必要がないため,検査工程における省スペース,低コスト化を実現することができる。
また,本発明においては,上記不良品搬出用コンベアへ不良品を排出するに当っては,導通不良品については導通不良コンベアへ,容量不良品については容量不良コンベアへ,外観不良品については外観不良コンベアへ各不良項目ごとに分類して排出する方法を採用している。
特に,本発明においては,上記外観検査機はプリント配線板に立設した上記複数の導電性接続端子を挿入する複数のピン穴を有する検査治具と,レーザー光を走行させる透過型レーザーセンサとを有しており,上記透過型レーザーセンサは,上記検査治具のピン穴に上記導電性接続端子を挿入した状態にあるプリント配線板の2つの対角線に沿って二対を有してなる。
そして,上記レーザー光がプリント配線板によって遮断されない場合には当該プリント配線板は良品と判断し,遮断された場合には不良品と判断するよう構成してある。
そのため,多数の導電性接続端子が正確に立設されているか否かを容易に検査することができ,プリント配線板の外観検査を効率よく検査することができる。
そのため,上記各不良項目毎に不良品を自動的に分別することができる。それ故不良項目に関係する製造工程のチェックを早急に行なうことができ,生産性に優れている。
【0009】
以上のごとく,本発明によれば,省スペース,低コストを実現し,かつ生産性に優れたプリント配線板の検査方法を提供することができる。
【0010】
第2の発明は,回路を有する基板上に電子部品及び複数の導電性接続端子が立設されたプリント配線板を検査するための検査装置において,
該検査装置は,上記プリント配線板の導通検査を行なう導通検査機と,上記電子部品の容量検査を行う容量検査機と,上記導電性接続端子の外観検査を行なう外観検査機と,上記プリント配線板を保持し移送する移送手段とを有し,
上記導通検査機,容量検査機,及び外観検査機は,上記移送手段に沿って配されたそれぞれのステージに設けてあり,
かつ,上記導通検査機において導通不良とされた導通不良品は導通不良コンベアへ,上記容量検査機において容量不良とされた容量不良品は容量不良コンベアへ,上記外観検査機において外観不良とされた外観不良品は外観不良コンベアへ,各不良項目ごとに分類して排出する不良品排出機を有し,
また,上記外観検査機は,プリント配線板に立設した上記複数の導電性接続端子を挿入する複数のピン穴を有する検査治具と,レーザー光を走行させる透過型レーザーセンサとを有しており,
上記透過型レーザーセンサは,レーザー光を発射する投射体と発射されたレーザー光を受光する受光体とを一対として,検査位置に配置した上記検査治具のピン穴に上記導電性接続端子を挿入した状態にあるプリント配線板の2つの対角線に沿って,二対を有してなり,
上記各一対の透過型レーザーセンサにおいて上記レーザー光を上記受光体に向けて発射させたとき,該レーザー光がプリント配線板によって遮断されない場合には当該プリント配線板は良品と判断し,遮断された場合には不良品と判断するよう構成してあることを特徴とするプリント配線板の検査装置にある(請求項4)。
【0011】
本発明の検査装置においては,上記移送手段に沿って配されたそれぞれのステージに,上記導通検査機,容量検査機,及び外観検査機を設けてなる。そのため,上記移送手段に保持されたプリント配線板は,上記各ステージに順次移送される。即ち,上記導通検査機,容量検査機,外観検査機のそれぞれに,プリント配線板を搬入・搬出を繰返す必要がない。それ故,検査効率が向上し,生産性が向上する。
また,各検査機の間に,多くの搬送機その他の付帯設備を設ける必要がないため,検査工程における省スペース,低コスト化を実現することができる。
また,本発明(第2の発明)においては,上記導通検査機において導通不良とされた導通不良品は導通不良コンベアへ,上記容量検査機において容量不良とされた容量不良品は容量不良コンベアへ,上記外観検査機において外観不良とされた外観不良品は外観不良コンベアへ,各不良項目ごとに分類して排出する不良品排出機を有する。
特に,本発明においては,上記外観検査機は,プリント配線板に立設した上記複数の導電性接続端子を挿入する複数のピン穴を有する検査治具と,レーザー光を走行させる透過型レーザーセンサとを有し,上記透過型レーザーセンサは,レーザー光を発射する投射体と発射されたレーザー光を受光する受光体とを一対として,検査位置に配置した上記検査治具のピン穴に上記導電性接続端子を挿入した状態にあるプリント配線板の2つの対角線に沿って,二対を有する。
そして,上記レーザー光を上記受光体に向けて発射させたとき,該レーザー光がプリント配線板によって遮断されない場合には当該プリント配線板は良品と判断し,遮断された場合には不良品と判断するよう構成してある。
そのため,プリント配線板に立設してある多数の導電性接続端子が正確に立設されているかを容易に検査することができ,プリント配線板の外観検査を効率よく検査することができる。
そのため,上記各不良項目毎に不良品を自動的に分別することができる。それ故,不良項目に関係する製造工程のチェックを早急に行なうことができ,生産性に優れている。
【0012】
以上のごとく,本発明によれば,省スペース,低コストを実現し,かつ生産性に優れたプリント配線板の検査装置を提供することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
上記第1の発明(請求項1)において,上記導通検査とは,例えば,上記導電性接続端子や基板上の回路の断線,短絡の有無の検査などをいう。
また,上記電子部品とは,例えば,コンデンサ等をいう。そして,上記容量検査とは,例えば,コンデンサの静電容量が適切か否かの検査等をいう。
また,上記電気検査工程においては,例えば,プリント配線板に実装した抵抗やインダクタンス等の電気特性を検査することもできる。
【0014】
また,外観検査とは,例えば,上記導電性接続端子のピン曲がりやピン浮き等のピン不良の有無の検査等をいう。上記ピン曲がりとは,上記ピンが上記基板に対して斜めに立設されていること,及びピン自体が曲がっていること等をいう。また,上記ピン浮きとは,上記基板に立設したピンが,規定値よりも突出していることをいう。例えば,上記基板に形成された半田パッド内の半田バンプに,上記ピンが不完全な状態で当接されている場合に生ずる不具合である。
なお,上記外観検査において,例えば,ピン曲がりの検査とピン浮きの検査を同じ工程において行なってもよいし,別工程において行なってもよい。
上記の定義は以下においても同様である。
【0015】
また,上記電気検査工程と外観検査工程とは,いずれを先に行なってもよく,順序は問わない。また,上記分別工程は,上記電気検査工程と外観検査工程の後にそれぞれ別個に行なってもよく,双方終了後に一括して行なってもよい。
【0016】
また,上記移送手段は回転テーブルであることが好ましい(請求項2)。
この場合には,一層の省スペース,低コストを実現し,生産性を一層向上させることができる。
【0017】
また,上記電気検査工程及び上記外観検査工程においては,上記プリント配線板を複数個一組で検査し,そのうちの一部のみが上記電気検査工程及び上記外観検査工程で良品と判断された場合に,上記分別工程においては,上記良品のプリント配線板を仮置きし,その後に検査される複数個一組のプリント配線板のうちの一部のみが良品であった場合に,その良品のプリント配線板と上記仮置きされていたプリント配線板とを合せて搬出することが好ましい(請求項3)。
この場合には,不良品が生じた場合にも,良品を複数個一組で次工程へ搬出することが可能となるため,一層生産性を向上させることができる。
【0018】
例えば,上記プリント配線板を2個一組で検査する場合は,そのうちの1個のみが良品と判断された場合に,その良品のプリント配線板を仮置きする。
また,例えば,上記プリント配線板を3個一組で検査する場合は,そのうちの1個又は2個のみが良品と判断された場合に,その1個又は2個の良品のプリント配線板を仮置きする。
【0019】
次に,上記第2の発明(請求項4)において,上記導通検査機,容量検査機,外観検査機は,一台であっても複数台であってもよい。
また,上記移送手段は回転テーブルであることが好ましい(請求項5)。
この場合には,一層の省スペース,低コストを実現し,生産性を一層向上させることができる。
【0020】
また,上記検査装置は,良品のプリント配線板を仮置きする仮置きステージを有しており,上記導通検査機,容量検査機,外観検査機は,上記プリント配線板を複数個一組で検査し,そのうちの一部のみが各検査機によって良品と判断された場合に,上記搬出機は,上記良品のプリント配線板を上記仮置きステージに仮置きし,その後に検査される複数個一組のプリント配線板のうちの一部のみが良品であった場合に,その良品のプリント配線板と上記仮置きステージに仮置きされていたプリント配線板とを合せて搬出するよう構成されていることが好ましい(請求項6)。
この場合には,不良品が生じた場合にも,良品を複数個一組で次工程へ搬出することが可能となるため,一層生産性を向上させることができる。
【0021】
【実施例】
(実施例1)
本発明の実施例にかかるプリント配線板の検査方法及び検査装置につき,図1〜図11を用いて説明する。
本例のプリント配線板の検査方法は,図3に示すごとく,回路を有する基板11上に電子部品16及び複数の導電性接続端子12が立設されたプリント配線板1を検査する方法である。
上記導電性接続端子12としては,ピン状のリード線を用いた端子(以下,単に「ピン12」という。)を用いる。また,上記電子部品16としてはコンデンサを用いる(以下,「コンデンサ16」と表現する。)。
【0022】
上記検査方法は,以下の搬入工程と,電気検査工程と,外観検査工程と,分別工程とを,それぞれのステージにおいて行なう(図1)。
即ち,上記搬入工程においては,検査すべき上記プリント配線板1を,移送手段としての回転テーブル20にセットされた基板治具201に搬入する。
上記電気検査工程においては,上記プリント配線板1の導通検査及び上記コンデンサ16の容量検査を行う(図6,図7)。
【0023】
上記外観検査工程においては,上記ピン12の外観検査を行なう(図8〜図11)。
上記分別工程においては,上記電気検査工程もしくは上記外観検査工程において不良品と判定されたプリント配線板1を上記回転テーブル20から排出すると共に,良品と判定されたプリント配線板1を上記回転テーブル20から次工程へ搬出する。
そして,上記回転テーブル20によって,上記プリント配線板1を上記各ステージに順次移送する。
【0024】
上記電気検査工程は,上述のごとく,導通検査工程と容量検査工程とからなる。そして,上記各ステージとは,搬入ステージ21,導通検査ステージ22,容量検査ステージ23,外観検査ステージ24,搬出ステージ25,の5つのステージをいう。
また,上記導通検査とは,上記ピン12や基板11上の回路の断線,短絡の有無の検査などをいう。また,上記容量検査とは,上記コンデンサ16の静電容量が適切か否かの検査等をいう。
【0025】
また,外観検査とは,例えば,ピン曲がりやピン浮き等,ピン不良の有無の検査等をいう。上記ピン曲がりとは,上記ピン12が上記基板11に対して斜めに立設されていること(図9(A)の符号12a参照),及びピン12自体が曲がっていること等をいう。また,上記ピン浮きとは,上記基板11に立設したピン12が,規定値よりも突出していることをいう(図11(A)の符号12b参照)。例えば,上記基板11に形成された半田パッド内の半田バンプに,上記ピン12が不完全な状態で当接されている場合に生ずる不具合である。
なお,上記外観検査においては,ピン曲がりの検査とピン浮きの検査を同じ工程において行なう。
【0026】
次に,上記プリント配線板1を検査するための検査装置2について,図1を用いて説明する。
該検査装置2は,上記プリント配線板1の導通検査を行なう導通検査機32と,上記コンデンサ16の容量検査を行う容量検査機33と,上記ピン12の外観検査を行なう外観検査機34と,上記プリント配線板1を保持し移送する回転テーブル20とを有する。
【0027】
上記導通検査機32,容量検査機33,及び外観検査機34は,上記回転テーブル20に沿って配されたそれぞれのステージに設けてある。即ち,導通検査機32は導通検査ステージ22に,容量検査機33は容量検査ステージ23に,外観検査機34は外観検査ステージ24に,それぞれ配設されている。
そして,上記回転テーブル20は,上記プリント配線板1を上記各ステージに順次移送する。
また,上記搬入ステージ21には搬入機31が,上記搬出ステージには搬出機35が配置されている。
また,各ステージに対応するように,検査すべきプリント配線板1を載置するための基板治具201〜205が回転テーブル20上に設けてある。
【0028】
以下において,本例のプリント配線板1の検査方法につき,詳細に説明する。
図1に示すように,本例の検査装置2は,円形の回転テーブル20を有し,該回転テーブル20を回転駆動するための駆動系(図示略)や制御系(図示略)より構成される。
この回転テーブル20に対し各ステージは外周に沿って環状,等間隔で配置される。これらの各ステージにおいて,プリント配線板1の検査に必要な各処理(各工程)が時間的に並列に,各プリント配線板1に対し行われる。
【0029】
また,各ステージと一対一で対応する5つの基板治具201〜205が回転テーブル20に等間隔に配置されている。各基板治具201〜205は2つの搭載部(図示略)を有し,2枚のプリント配線板1を同時に搭載可能である。また図示を略したが,基板治具201〜205は,プリント配線板1を該基板治具201〜205に固定するためのクランプを有する。
【0030】
以下に本例の検査装置2の動作について説明する。
図2に示すごとく,まず,複数個(本例においては8個)のプリント配線板1を搭載したパレット5は,投入機40から投入され,搬送用のコンベア4により搬入位置41まで搬送される。
該搬入位置41へ搬送されたパレット5上のプリント配線板1は,搬入機31により,搬入ステージ21における回転テーブル20上に設置された基板治具201上に移送される。
【0031】
上記基板治具201に載置されたプリント配線板1は,回転テーブル20を,図1,図2における矢印A方向に一定角度(本例では72°)ごとに回転移動を繰り返すことで,導通検査ステージ22,容量検査ステージ23,外観検査ステージ24にてそれぞれ検査を行い,該プリント配線板1が良品か否かを判別する。
【0032】
判別されたプリント配線板1の中で良品とみなされたものは,上記回転テーブル20の回転により搬出ステージ25に到達した時点で,搬出機35により良品用のコンベア4上に設置されたパレット5に移送される。そして,該パレット5における搭載部51全てに良品のプリント配線板1が載置された時点で,コンベア4上を受取機49へ向かって移動する。そして,受取機49に搬入されたパレット5上のプリント配線板1は,移載装置により,出荷用トレイに2個単位で収容され,該トレイに空きがなくなると,トレイは実出荷トレイ搬出部に移送される(図示略)。
【0033】
なお,図2に示すごとく,各ステージにおける検査工程の結果,不良品と判断されたプリント配線板1については,上記搬出機35により,不良品搬出用コンベア44上に載置されたパレット5に,不良項目ごとに分類されて排出される。即ち,上記不良品搬出用コンベア44は,導通不良コンベア442,容量不良コンベア443,外観不良コンベア444とからなる。
そして,上記導通検査工程において導通不良とされたプリント配線板1は上記導通不良コンベア442へ,上記容量検査工程において容量不良とされたプリント配線板1は上記容量不良コンベア443へ,上記外観検査工程において外観不良とされたプリント配線板1は上記外観不良コンベア444へ,それぞれ排出される。
【0034】
また,図1,図2に示すように,上記検査装置2には良品を仮置きするための仮置きステージ26が設置されている。
図4(A)〜(D)に示すように,上記パレット5は,搬出機35によってプリント配線板1を2個ずつ処理することができるよう,搭載部51を設けてある。即ち,上記搬出機35は,上記搬出ステージ25から搬出した2個のプリント配線板1を,上記パレット5の短手方向に並んだ2個の搭載部511,512に,一度に搭載することができる。
【0035】
しかしながら,各検査ステージでは,プリント配線板1を2個単位で検査し,例えば1個のみが良品として搬出ステージ25に移送される場合がある。この場合,搬出機35は上記プリント配線板1を,図5(A)に示すごとく,上記一対の搭載部511,512のうち一方にのみ搭載することとなる。そして,次に搬出されるプリント配線板1は,上記パレット5における他の一対の搭載部511,512の双方或いは一方に搭載される(図5(A)〜(D))。
すると,上記パレット5には,図5(D)に示すように,上記プリント配線板1が搭載されていない搭載部51が存在した状態で,受取機49へ送られるため,生産性が落ちてしまう。
【0036】
そこで,上記搬出機35がプリント配線板1を2個同時に処理できなくなった場合には,上記1個の良品のプリント配線板1を,図1,図2に示すように仮置きステージ26に一時的にストックしておく。そして,後に良品が1個だけ搬出ステージ25に移送されてきた場合に,上記仮置きステージ26にストックしておいたプリント配線板1と合せて2個同時に,コンベア4上のパレット5へ搬出する。
【0037】
このように仮置きステージ26を設けていれば,検査工程を経たプリント配線板1が搬出ステージに1個しか良品として移送されない場合でも,上述したように上記プリント配線板1が搭載されていない搭載部51が存在した状態(図5(D))でパレット5を搬出する必要がなくなる。
【0038】
なお,本例においては,プリント配線板1を2個一組で検査する例を示したが,本発明はこれに限定されず,3個以上一組で検査することもできる。この場合には,上記搬出機35,パレット5,仮置きステージ26等の構成,或いはプリント配線板1の処理方法等を,その検査方法(3個以上一組でプリント配線板を検査する方法)に適宜対応させる。
【0039】
各ステージについて,以下に説明する。
図1に示すごとく,搬入ステージ21においては,搬入機31を備えており,該搬入機31によってコンベア4から検査装置2内の回転テーブル20上に設けられた基板治具201に未検査のプリント配線板1を搬入する(搬入工程)。
【0040】
上記基板治具201上にプリント配線板1が載置された状態で,回転テーブル20を図1の矢印A方向に72°回転させ,該プリント配線板1が載置された基板治具201を導通検査ステージ22に移動させる。
【0041】
導通検査ステージ22においては,次のように,プリント配線板1の導通検査工程を行う。
図1,図6,図7に示すように,導通検査ステージ22には,導通検査機32が備えられている。該導通検査機32は,図6に示すように,プリント配線板1におけるピン12と一対一で対応可能に構成された,プローブピン323を備えたチェッカーヘッド322と,該プローブピン323と一対一で対応可能に構成された導線326と,プリント配線板1の上面側に一定の圧力を加える,押圧治具325とを備えている。
【0042】
上記プローブピン323は弾力性を有しており,ピン12が当接すると図6における下方に沈み,該ピン12は該プローブピン323に接続された導線326と導通する構造になっている(図7)。
【0043】
導通検査機32は,下記の送出部や検出部などを有している(図示略)。上記送出部は,プローブピン323に電流等,導通検査を行うのに必要な信号や電流,電圧等を与えるものである。また,上記検出部は,チェッカーヘッド322がプローブピン323を介して,ピン12に対し導通するか否かを検出して,導通信号や非導通信号を検出する。
【0044】
以下に,本導通検査機32を用いた,プリント配線板1に立設されたピン12の導通検査方法を,図6,図7を参照しながら説明する。なお,図6,図7においては,コンデンサ16を省略してある。
基板治具202が上記導通検査ステージ22に移動したとき,図6に示すように,基板11に立設されたピン12と上記チェッカーヘッド322のプローブピン323とが,確実に一体一の対応で当接されるように位置合わせされた状態で上記プリント配線板1が基板治具202に支承されている。
【0045】
この状態で,上記チェッカーヘッド322を下方から図6に示す矢印F方向に上昇させ,開口部208を有する基板治具202上に載置されたプリント配線板1の下面側14に対し,該チェッカーヘッド322のプローブピン323を,それぞれ対応するピン12に当接させつつ,該プリント配線板1を該基板治具202から浮かせる。
次に,上記押圧治具325を矢印Gに示すごとく下降させることにより,該プリント配線板1の上面13に一定の圧力を加える(図7)。
【0046】
上述したように,上記プローブピン323は弾力性を有するため,上記ピン12と当接することにより,下方に沈み上記導線326に当接する。
上記ピン12はプリント配線板1の導体回路113を介して特定のピン同士で導通する構造になっているため,特定のピンに電気を流すことで,正常に導通すれば該ピンは正常に接続されていることが検出される。
【0047】
従って,導通するべきピン12が導通しない場合には,ピン12がなくなっている等の不良(OPEN不良)が検出され,一方,導通するはずのないピン同士が導通する場合には,製造工程の途中で余分なピン12が付着していたり,またピン12を接続している半田バンプ同士がつながっている等の不良(SHORT不良)であることが検出される。
以上の検査をピン全てに対して行うことで,プリント配線板1に立設されたピン12の導通検査が終了する。
【0048】
次に,回転テーブル20を図1の矢印A方向に72°回転させ,上記導通検査工程を終えたプリント配線板1を,容量検査ステージ23に移送する。
該容量検査ステージ23においては,次のように,容量検査工程を行なう。
容量検査機33の基本的な構造は上述した導通検査機32と同じであるため,説明は省略する。
プリント配線板1に実装されたコンデンサ16(図3)は,一対のピン12と対応するように配線されているため,該ピン12に電圧をかけることでその容量を検査する。以下に容量検査の一例を示す。
【0049】
本例のプリント配線板1上には12個のコンデンサ16が実装されており,該コンデンサ16は4個のネットと8個のネットに分かれてつながっている。本例においては,コンデンサ1個あたりの電気容量が1.00μFのものを用いている。
上記コンデンサ16に交流1V,100Hzの電圧を印加した際に,上述した該コンデンサ16の電気容量の,80%〜120%の容量を示したものを良品とする。つまり,上記4個のネットが3.2〜4.8μF,8個のネットが6.4〜9.6μFの範囲であれば良品とする。
【0050】
次に,回転テーブル20を図1の矢印A方向に72°回転させ,上記容量検査工程を終えたプリント配線板1を,外観検査ステージ24に移動させる。
該外観検査ステージ24においては,次のように外観検査工程を行なう。
【0051】
まず,外観検査ステージ24における,プリント配線板1に立設されたピン12の外観検査機34につき,図8〜図10を用いて説明する。
図8(B)に示すごとく,上記外観検査機34は,上記複数のピン穴342を有する検査治具340と,上記レーザー光341を走行させる透過型レーザーセンサ346とを有する。
上記検査治具340には,上方から上記プリント配線板1を,上記ピン穴342に上記ピン12を挿入させて載置する。
【0052】
上記透過型レーザーセンサ346は,図9(B),図11(B)に示すごとく,上記レーザー光341が,上記プリント配線板1によって遮断されたことを検知し,該検知信号により,上記プリント配線板1のピン曲がりが生じていることを検出する。
また,上記ピン穴342の開口部には,ピン12をピン穴342に挿入する際の,プリント配線板1と検査治具340との微小な位置ずれを調整するためのテーパ部345が設けてある。
【0053】
上記透過型レーザーセンサ346は,図8(B),図10に示すごとく,上記レーザー光341を発射する投射体347と,上記レーザー光341を受光する受光体348とを一対として有してなる。
【0054】
また,図10に示すごとく,上記レーザー光341は,上記基板11の2つの対角線に沿って2本走行させる。
その手段として,図10に示すごとく,上記透過型レーザーセンサ346を,上記基板11の2つの対角線の延長線上に2対配置する。即ち,方形の上記基板11における隣り合う2つの角部111の外側に,上記投射体347を各1個配置し,各投射体347に対して,上記基板11の対角となる2つの角部112の外側に,上記受光体348を各1個配置する。
【0055】
また,図8(A),図9(A),図11(A)に示すごとく,上記検査治具340の上記ピン穴342は,底部344を有している。そして,図8(B),図11(B)に示すごとく,該底部344に上記ピン12の先端121を当接させる。このとき,図11(B)に示すごとく,上記レーザー光341が上記プリント配線板1によって遮断されたことにより,上記プリント配線板1のピン曲がりとピン浮きの少なくとも一方が生じていることを検出する。
【0056】
上記ピン浮きとは,図11(A)に示すごとく,上記基板11に立設したピン12が,規定値よりも基板11から突出していることをいう。図11(A)においては,右から2番目のピン12bがピン浮きの状態となっている。例えば,上記基板11に形成された半田パッド内の半田バンプ(図示略)に,上記ピン12が不完全な状態で当接されている場合に生ずる不具合である。
また,上記規定値は,例えば,正常に立設されたピンの突出長さLに対して,1.1Lの関係を有する。また,上記ピン穴342の深さDは,正常に立設されたピンの突出長さLに対して,D=L±0.1mmの関係を有する。なお,より好ましくは,D=Lである。
【0057】
次に,本例のプリント配線板の検査方法の手順につき,図8〜図11を用いて説明する。なお,図8〜図11においては,コンデンサ16を省略してある。また,コンデンサ16に対応して,上記検査治具340には座繰りが設けてある(図示略)。
【0058】
まず,図8(A)に示すごとく,上記プリント配線板1は,開口部209を有する基板治具204に,上記ピン12が下向きになるように支承されている。なお,上記検査治具340は,上記基板治具の下方に配置されている。
この状態から,図8(A)の矢印Cに示すごとく,上記検査治具340を上方へ移動させる。これにより,図8(B)に示すごとく,該検査治具340の上面343に上記プリント配線板1を載置する。このとき,上記ピン穴342に上記ピン12を挿入させる。
【0059】
この状態で,上記透過型レーザーセンサ346により,上記プリント配線板1が上記検査治具340から規定値(M−N)よりも浮いているか,或いは浮いていないかを判定する。
即ち,図8(B)に示すごとく,上記プリント配線板1が規定値(M−N)よりも浮いていなければ,上記透過型レーザーセンサ346における投射体347から発射されたレーザー光341が,上記プリント配線板1によって遮断されずに,上記受光体348に達する。このとき,上記プリント配線板1は良品と判断される。
【0060】
一方,図9(B),図11(B)に示すごとく,上記プリント配線板1が規定値(M−N)よりも浮いていれば,上記投射体347から発射されたレーザー光341が,上記プリント配線板1によって遮断され,上記受光体348に達しない。このとき,上記プリント配線板1は不良品と判断される。
【0061】
このように,上記透過型レーザーセンサ346が,上記プリント配線板1の上面13が検査治具340の上面33から所定距離Mよりも上方にあることを検知したとき,ピン曲がり,或いはピン浮きが生じていることを検出する。
つまり,ピン曲がりもピン浮きも生じていない場合には,図8(B)に示すごとく,上記ピン12が,上記検査治具340のピン穴342に完全に挿入される。
【0062】
しかし,図9(A)に示すごとくピン曲がりが生じている場合には,図9(B)に示すごとく,上記ピン12aが上記ピン穴342の側壁に当接するなどする。それ故,上記ピン12は上記ピン穴342に完全に挿入されない。その結果,基板11が検査治具340から浮いた状態になる。
【0063】
また,図11(A)に示すごとくピン浮きが生じている場合には,図11(B)に示すごとく,突出量の大きい上記ピン12bが上記ピン穴342の底部344に当接する。それ故,上記ピン12は上記ピン穴342に完全に挿入されない。その結果,基板11が検査治具340から浮いた状態になる。
【0064】
従って,上記プリント配線板の上面13が,上記検査治具340の上面33から所定距離Mよりも上方にあるとき,ピン曲がり及びピン浮きの少なくとも一方が生じていることとなる。
【0065】
上記導通検査工程,容量検査工程,外観検査工程を経たプリント配線板1を載置した基板治具205は,回転テーブル20が72°回転することにより,搬出ステージ25に移動する。搬出ステージ25のプリント配線板1は,図2に示すごとく,搬出機35により,良品搬出用のコンベア4上に設置されたパレット5上に移送される。該パレット5は,搭載部51全てに良品のプリント配線板1が載置された時点(図4(D))で,コンベア4上を受取機49へ向かって移動する。
【0066】
一方,上記検査工程の結果,不良品と判断されたプリント配線板1については,図2に示すごとく,搬出ステージ25において搬出機35により,上記導通不良,容量不良又は外観不良の各不良項目ごとに分類され,不良品搬出用コンベア44上に載置されたパレット5に収納,搬出される(段落0033参照)。
【0067】
以降,上記工程が繰り返されることにより,順次検査すべき多数のプリント配線板1について,導通検査,容量検査,外観検査が順次実施されていく。また,搬入工程,分別工程,及び各検査工程は,時間的に並行して行われる。
【0068】
次に,本例の作用効果につき説明する。
本例においては,上記プリント配線板1を上記回転テーブル20に搬入した後,導通検査,容量検査,外観検査を行ない,その後プリント配線板1を搬出又は排出する。そのため,上記導通検査工程,容量検査工程,外観検査工程のそれぞれに,プリント配線板1を搬入・搬出を繰返す必要がない。それ故,検査効率が向上し,生産性に優れたプリント配線板の検査方法を得ることができる。
また,各検査工程の間に,多くの搬送機その他の付帯設備を設ける必要がないため,検査工程における省スペース,低コスト化を実現することができる。
【0069】
また,上記プリント配線板1の移送手段が回転テーブル20であるため,一層の省スペース,低コストを実現し,生産性を一層向上させることができる。
また,上記検査装置2は,仮置きステージ26を有するため,上述のごとく,不良品が生じた場合にも,良品のプリント配線板1を複数個一組(本例の場合は2個一組)で次工程へ搬出することが可能となるため,一層生産性を向上させることができる。
【0070】
以上のごとく,本例によれば,省スペース,低コストを実現し,かつ生産性に優れたプリント配線板の検査方法及び検査装置を提供することができる。
【0071】
(実施例2)
本例は,図12〜図14に示すごとく,本発明の検査方法により検査されるプリント配線板についての,具体的な例である。
図12に示すように,上記プリント配線板1は,基板11上に導体回路113と層間樹脂絶縁層143とを順次形成してなる。該プリント配線板1を構成する基板11の,上面(チップ搭載面)13及び下面(ドータボード,マザーボードとの接続面)14の表層には,内部回路113を保護するためのソルダーレジスト層136が形成されている。
該ソルダーレジスト層136上の複数箇所には開口部15が形成されている。該開口部15には導体回路113の一部が配置され,半田バンプ形成用の半田パッド137が形成されている。
【0072】
上記開口部15はプリント配線板1の上面13,下面14の両面に形成されている。プリント配線板1の上面13には,上記開口部15上にICチップ接続用の半田バンプ110が形成されている。
一方,プリント配線板1の下面14側には,該開口部15上に導電性接着剤となる半田バンプ110を介して,導電性を有する接続用のピン12が接続されている。該ピン12は,専用のピン整列治具に複数立設された状態から,上記基板11に接続される。
【0073】
上記ソルダーレジスト層136を開口して,上記開口部15を形成する方法としては,例えば,炭酸ガス(CO2)レーザー,紫外線レーザー,エキシマレーザーを用いる方法が挙げられる。
なお,上記エキシマレーザーを用いる場合,ホログラム方式のレーザーを用いることが望ましい。この方式のレーザーを用い,マスクを介してレーザー光を照射することにより,一度の照射でソルダーレジスト層136に,多数の開口部15を効率的に形成することができる。
上記ホログラム方式とは,レーザー光をホログラム,集光レンズ,レーザーマスク,転写レンズなどを介して目的物に照射する方法である。
【0074】
また,ソルダーレジスト組成物として感光性のソルダーレジスト組成物を使用した場合には,ソルダーレジスト層136を形成した後,該ソルダーレジスト層136上にフォトレジストを載置し,露光,現像処理を施すことにより,ソルダーレジスト層136を開口することができる。
【0075】
上記ソルダーレジスト層136を開口することにより露出した導体回路113部分は,脱脂液で処理することによって洗浄した後,ニッケル,パラジウム,金,銀,白金などの耐食性金属により被覆することが望ましい。
具体的には,ニッケル−金,ニッケル−銀,ニッケル−パラジウム,ニッケル−パラジウム−金等の金属により被覆層を形成することが望ましい。この中では,特にニッケル−金が適している。
上記被覆層は,めっき,蒸着,電着により形成することができるが,これらの中では,被覆層の均一性に優れるという点からめっきが望ましい。
【0076】
上記の方法によると,ニッケルめっき層の厚さは,0.5μm〜20μmであることがよく,特に,3μm〜10μmであることがよい。0.5μm未満であると,半田バンプとニッケルメッキ層との接続を図ることが困難になるおそれがある。逆に,20μmを超えると,半田バンプ110が開口部15内に完全に収まらず,半田バンプ110が剥離しやすくなるおそれがある。
【0077】
次いで,ニッケルメッキ層上には,電解金メッキによって厚さ0.03μm程度の金メッキ層が形成される。
以上により,半田パッド137が形成される。
該半田パッド137に,例えば厚さ25〜150μmのマスクを介して,半田ペーストを充填した後,半田バンプ110を形成する。
【0078】
上記マスクの厚さが25μm未満では,上記半田パッド137に充填することができる半田ペーストの量が少なくなるおそれがある。そのため,半田バンプ110を形成した後,プリント配線板1とICチップ等とを半田バンプ110を介して接続した際に,未接続の部分が発生するおそれがある。
【0079】
一方,150μmを超えると,マスクに形成された開口部における半田ペーストの抜け性が低下するおそれがある。そのため,半田パッド137内に充填することができる半田ペーストの量が少なくなり,多層プリント配線板1とICチップ等とを半田バンプ110を介して接続した際に未接続の部分が発生するおそれがある。また,マスクのソルダーレジスト層側(以下,こちら側をマスクの裏側といい,この反対側をマスクの表側という)での半田ペーストのにじみによる回り込みが発生し,半田ペーストが半田パッド137以外の部分に付着し,ソルダーレジスト層136の汚れや,得られた多層プリント配線板に短絡が発生する原因となるおそれがある。
そのため,上記マスクの厚さは,上記範囲に限定されることが好ましい。なお,更に望ましい上記マスクの厚さは,30〜75μmである。
【0080】
上記マスクの材質としては特に限定されず,プリント配線板の製造用印刷マスクやその他の印刷マスクに用いられているものが挙げられる。具体的には,ニッケル合金,ニッケル−コバルト合金,SUS等からなるメタルマスク,エポキシ樹脂,ポリイミド樹脂などからなるプラスチックマスク等が挙げられる。
上記マスクの開口部の製造方法としては,エッチング,アディティブ加工,レーザー加工等が挙げられる。これらの中では,アディティブ加工が望ましい。
【0081】
上記マスクに形成された開口部には,ソルダーレジスト層136側に拡径する形態のテーパが形成されていてもよい。該テーパを形成することにより,開口部における半田ペーストの抜け性が向上する。
【0082】
また,上記マスクに形成された開口部の径は,上記半田パッド137の径と同一か,またはこれよりも大きいことが望ましい。開口部の径を大きくすることで,基板11の半田パッド137とマスクに形成された開口部に微小なズレが生じていても,適切に半田パッド137内に半田ペーストを充填することができるからである。
上記マスクに形成された開口部の直径は特に限定されず,半田バンプ110の大きさを考慮して適宜選択すればよいが,通常,100〜300μmが望ましい。
【0083】
上記のようなマスクを上記ソルダーレジスト層136に載置した状態で,マスク上面から複数の開口部内に,半田ペーストを印刷充填する。該半田ペーストを印刷する場合,上記マスクは上記ソルダーレジスト層136上にしっかり密着するように載置することが望ましい。マスクとソルダーレジスト層136とがしっかり接触した状態で印刷を行うことにより,マスク下面側での半田ペーストのにじみによる回り込みが発生しにくくなる。その結果,ソルダーレジスト層136の表面が汚れたり,得られたプリント配線板1に短絡が発生したりすることを防止することができる。
【0084】
上記半田ペーストを印刷する際には,通常,印刷用スキージ(図示略)を用いる。該印刷用スキージの材料としては特に限定されず,ポリエチレン等のゴム,鉄,ステンレス等の金属,セラミック等の一般にプリント配線板の印刷に用いられる材質を使用することができる。これらの中では,目減りしにくく,磨耗による半田ペーストへの異物混入が起こりにくい点から金属が望ましい。
【0085】
上記スキージの形状としては,平型,角型等の様々な形状が挙げられる。このような形状のスキージには,適時切れ込みを入れることにより半田ペーストの充填性を向上させることもできる。
上記スキージの厚さは特に限定されないが,通常,10〜30mmが望ましく,15〜25mmがより望ましい。繰り返し印刷を行っても,反りやたわみが生じ難いからである。また,金属性のスキージの場合は,その厚さは50〜300μmが望ましい。
【0086】
また,半田ペーストの印刷は,密閉式のスキージユニットによる印刷を行ってもよい。このようなスキージとしては,エアー圧入型,ローラー圧入型,ピストン圧入型等が挙げられる。
【0087】
なお,半田パッド137を平面視した際の形状は特に限定されず,円形,長円形,正方形,長方形が挙げられるが,半田パッド137の形状の安定性,設計の自由度(半田パッド間のスペースが広くなり,配線を通すことができる),半田バンプ形状の安定性などの点から円形が望ましい。
【0088】
半田バンプ110の形成のための半田ペーストとしては,プリント配線板に一般的に使用されているものを用いることができる。具体的には,Sn−Pb系のもの(例えばSn:Pbが9:1〜6:4の範囲内にあるもの),Sn−Ag系のもの,Sn−Ag−Cu系のもの,Sn−Cu系のもの,Sn−Sb系のものが挙げられる。接着強度のバラツキも小さく,ヒートサイクル条件下やICチップの実装の熱によっても,後述するドータボード等の外部電子部品と接続するためのピン12の接着強度低下もなく,ピン12の脱落,傾きを引き起こさず,電気的接続も確保することが可能となる。
この中では,Sn−Pb系が望ましい。長期間に渡るヒートサイクルにおいても半田バンプにクラックが発生することがなく,接着強度に優れるためである。
【0089】
半田ペーストの融点は180℃〜280℃であることが望ましい。融点が180℃未満であると,ピン12に必要な接着強度2.0kg/pin以上を確保することができず,ヒートサイクル条件下やICチップ実装の際にかかる熱によって,導電性接続ピンの脱落,傾きが生じるおそれがある。
一方,融点が280℃を超えると,樹脂絶縁層143やソルダーレジスト層136に使用される樹脂が溶解して,樹脂絶縁層143や導体回路113の剥離,導体回路113の断線などを生じるおそれがある。また,加熱に要する時間がかかるため,作業性が悪くなる。
【0090】
半田ペーストの粘度は100Pa・S〜300Pa・Sに設定されることが好ましい。粘度が100Pa・S未満であると,半田バンプ110を所望の形状に保持することができなくなるおそれがある。逆に,粘度が300Pa・Sを超えると,半田ペーストを開口部15内へ効率よく充填できなくなるおそれがある。
【0091】
その後,温度250℃,時間30秒〜2分間で,窒素雰囲気下においてリフローを行うことにより,半田バンプ110が半田パッド137に固定された状態となる。この時点では半田バンプ110は半球状を呈している。
また,リフローを行う際に,半田ペースト内に形成された気泡を抜くことができる。半田ペーストをリフローする温度としては,180℃〜280℃が好ましい。これにより,適切に半田バンプ110を形成することが可能となる。
【0092】
半田ペーストをリフローする温度は,半田組成により異なり,半田の融点により設定する。融点+0℃〜+30℃の温度が望ましい。これにより,適切に半田バンプ110を形成することが可能となる。通常は,180℃〜280℃を加えることが好ましい。なお,Sn:Pb=63:37という組成の共晶半田を用いた場合,リフローは180℃〜210℃で行われることが好ましい。
【0093】
次に,図13(A),(B)に示すような一対の上治具61と下治具62を用いて半田バンプ110の頂部の厚さ方向に加熱,加圧処理を加えるフラッタニング処理を行う。これにより,半田バンプ110の頂部を平坦化して均一な高さに揃える。
このように半田バンプ110の頂部の高さを揃えることで,ICチップとプリント配線板1とを確実に接合することができるようになる。
プリント配線板1の下面14側を押圧するための下治具62としては,ステンレスのように硬質かつ耐圧性の金属材料からなるものが望ましい。もっとも,硬質かつ耐圧性のものであれば,窒化珪素のようなセラミックス材料を用いることもできる。
【0094】
フラッタニング処理の際の温度は,60℃から使用する半田の融点より10℃低い温度(液相線・固相線がある場合,液相線よりも10℃低い温度)に設定されることが好ましい。60℃未満であると,半田バンプ110が充分に軟化しないので,大きな押圧力を負荷する必要が生じ,半田バンプ110の破損につながるおそれがある。
一方,半田の融点を超えると,半田バンプ110が溶融してしまい,半田バンプとしての好適な形状が損なわれるおそれがある。なお,共晶半田(Sn:Pb=63:37)を選択した場合には,上記温度は100℃〜160℃に設定されていることが望ましい。
【0095】
フラッタニング処理の際の押圧力は10〜150kgf/cm2の範囲内で設定されることが好ましい。上記の範囲内であれば,半田バンプ110の頂部を最も効率よく平坦化することができるからである。
押圧力が10kgf/cm2未満であると,半田バンプ110の頂部を確実に平坦化することができないおそれがある。一方,押圧力が150kgf/cm2を超えると,半田バンプ110が破損するおそれがある。なお,押圧力は30〜100kgf/cm2の範囲内で設定されることがより望ましい。
【0096】
上治具61と下治具62によって加圧される時間は2分以内に設定されることがよく,好ましくは1分以内に設定されることがよい。加圧時間が2分を超えると,生産性が低下することに加え,熱が伝わりすぎて半田バンプ110の破損につながるおそれがある。
【0097】
フラッタニング処理を経た時点での半田バンプ110の頂部の高さ(具体的にはソルダーレジスト層136から露出した導体回路113を基準としたときの頂部の高さ)は,0μm〜100μmであることが望ましく,特に10〜50μmであることが望ましい。
上記突出部分が0μm未満であると,半田バンプ110とICチップ側の端子とが未接続になりやすくなり,100μmを超えると,半田バンプ110の頂部の高さを均一にしにくくなる。しかも半田バンプ110自体を大きくしなければならず,加熱後に短絡が発生しやすくなる。
【0098】
このような半田バンプ110を用いてICチップをプリント配線板1上に搭載することにより,ICチップ側とプリント配線板1側とが電気的に接続されるようになっている。なお,図13(B)における符号16はコンデンサを表す。
【0099】
次に,複数(3または4以上)のプリント配線板1を形成する基板を2枚以上に切断する「分割」を経て,1枚の分割基板を切断して2枚以上にする「個片化」を行う。
切断工程を分割,個片化の2回に分けて行うことにより,製造工程中の熱履歴により基板に反りが発生していても,正確な位置で基板を切断することができ,また切断時の基板の損傷を防止できる。そのため,切断時に基板の割れや導体回路113の断線が生じることはない。また,基板は設計通りに正確に切断されるため,切断後の個片化基板に対して半田バンプ110を形成しているので,半田バンプ110を正確な位置に接合できる。
【0100】
基板には,配線板形成部が,捨て耳部を介して複数配置されている。該捨て耳部は,上記分割の際または個片化の際に切断除去することが好ましい。これにより,基板搬送時の基板の欠け,傷を防止できる。
なお,捨て耳部は,基板の片側の側面だけに設けてもよいし,相対する一対の両側面に設けてもよい。また,基板を囲む全ての側面に設けてもよい。
上記捨て耳部の幅は,5〜15mmであることが好ましい。5mm未満の場合には基板搬送時に基板端に欠け,傷が発生するおそれがあり,15mmを超える場合には基板の捨て部分が多くなり生産コスト高につながる。
【0101】
上記分割基板とは,基板を切断して得られた基板であり,プリント配線板1を形成すべき配線板形成部を2以上有する。
個片化基板とは,分割基板を切断して得られた基板であり,プリント配線板1を形成すべき配線板形成部を1のみ有する。
上記分割,個片化は,ダイシング,シングル刃またはマルチ刃によるダイシングルーター加工等により行うことができる。
【0102】
上記分割基板の面積は,5.1×10-3〜6.0×10-2m2の範囲であることが好ましい。5.1×10-3m2未満の場合には,分割基板に損傷が生じるおそれがある。また,6.0×10-2m2を超える場合には,熱履歴による反りの程度が大きく,半田バンプの形成,ICチップ実装などの精度が低下するおそれがある。
上記分割基板の面積は配線板形成部だけでなく,後述の捨て耳部を含む場合は該捨て耳部をも含む面積である。
【0103】
上記個片化基板の面積は,1.0×10-4〜5.0×10-3m2の範囲であることが好ましい。1.0×10-4m2未満の場合には,個片化基板に損傷が生じるおそれがある。また,5.0×10-3m2を超える場合には,ICチップ実装等の精度が低下するおそれがある。
上記個片化の面積は,捨て耳部を除去した,配線板形成部のみの面積である。
【0104】
次に,プリント配線板1の下面14(ドータボード,マザーボードとの接続面)に半田バンプ110及びピン12を配設する方法につき詳説する。
まず,上記プリント配線板1の下面14におけるソルダーレジスト層136上に,上述したものと同様の方法で導電性接着剤としての半田ペーストを印刷する。
【0105】
半田ペーストの粘度は100〜300Pa・Sに設定されることが好ましい。粘度が100Pa・S未満であると,半田バンプ110を所望の形状に保持することができなくなるおそれがある。逆に,粘度が300Pa・Sを超えると,半田ペーストを開口部15内へ効率よく充填できなくなるおそれがある。
【0106】
さらに,ピン12を適当なピン整列治具によって支持し,該ピン12を半田パッド137内の導電性接着剤としての半田バンプ110に当接させてリフローを行い,ピン12を半田バンプ110に固定する(図12)。
【0107】
プリント配線板1の下面14側(ドータボード,マザーボードとの接続面側)に形成される半田ペーストとしては,半田(Sn−Pb,Sn−Sb,Sn−Ag−Cu等),導電性樹脂,導電性ペーストを挙げることができる。この中では,半田で形成するのが最も好ましい。ピン12との接着強度に優れているとともに,熱にも強く,接着作業を行いやすいからである。
【0108】
導電性接着剤は,融点が180〜280℃の範囲のものを用いることがよい。これにより,ピン12の接着強度として例えば2.0kg/pin以上が確保され,ヒートサイクル条件下や実装の際にかかる熱によるピン12の脱落,傾きがなくなり,電気的接続も確保される。
融点が180℃未満であると,ピン12の接合後の加熱によって導電性接着剤層が再溶融・軟化しやすくなるため,導電性接着剤層に充分な接着強度を確保することが困難になる。従って,ピン12の傾きや位置ずれ,導電性接着剤層の破壊を回避できなくなる場合が生じるおそれがある。
一方,融点が280℃を超えると,樹脂絶縁層143やソルダーレジスト層136に使用される樹脂が溶解して,樹脂絶縁層143や導体回路113の剥離,導体回路113の断線などを生じるおそれがある。
【0109】
導電性接着剤を半田で形成する場合,基板の下面14側(ドータボード,マザーボードとの接続面側)に形成する半田バンプ110には,プリント配線板1の上面13側(ICチップ接続側)に形成した半田バンプ110よりも融点の高いものを用いるのが望ましい。
従って,基板11の上面13側にSn−Pb系(融点180℃)のものを用いた場合,基板11の下面14側にはSn−Sb系(融点240℃)よりなる半田を使用するのが望ましい。
【0110】
その理由は,後に上面13側の半田バンプ110にリフローを行うことによってICチップを接続する際,下面14側に用いる半田ペーストの融点が上面13側のものと同じ,あるいは低いと,下面14側に形成したピン12を固定していた半田ペーストが溶融してしまい,該ピン12の傾きや脱落を生じさせてしまうからである。
【0111】
なお,図12に示すように,ソルダーレジスト層136上に形成される半田パッド137は,該半田パッド137を部分的に露出させる開口部15が形成されたソルダーレジスト層(有機樹脂絶縁層)136により被覆されており,開口部15から露出した半田パッド137に導電性接着剤としての半田バンプ110を介してピン12の固定部が固定されていることが望ましい。
【0112】
図14に示すように,このソルダーレジスト層(有機樹脂絶縁層)136は,半田パッド137の周囲を押さえるように被覆しているので,ヒートサイクル時やプリント配線板1をマザーボードへ装着する際などに,ピン12に応力が加わっても,半田パッド137の破壊及び層間樹脂絶縁層143との剥離を防止できる。また,金属と樹脂という異なった素材同士の接着においても剥離し難くなっている。
なお,ここでは,層間樹脂絶縁層が形成された多層のプリント配線板1を例示したが,1枚の基板のみから成るプリント配線板にも適用することができる。
【0113】
上記のようにして印刷した半田ペーストに,温度250℃,時間30秒〜2分間で窒素雰囲気下においてリフローを行うことにより,半田バンプ110が開口部15内に固定された状態となる。このとき,この時点では半田バンプ110は半球状を呈している。
なお,リフローを行った際に半田ペースト内に形成された気泡を抜くことができる。半田ペーストをリフローする温度としては,180〜280℃が好ましい。これにより,適切に半田バンプ110を形成することが可能となる。
【0114】
その後,ピン12を適当なピン保持装置に取りつけて支持し,ピン12の固定部44を半田パッド137内の半田バンプ110に当接させる。
上記ピン12は,基本的に頭部125と脚部126とからなる。脚部126は断面略円形状の棒状態であり,一般的にはマザーボード等の外部基板側に設けられたソケットのピン挿入穴に挿入可能になっている。
図14に示すごとく,上記頭部125は脚部126の上端面側に位置している。より詳細にいうと,頭部125の下面125cは脚部126の上端面126cに対して一体的に連結されている。円盤状をなす頭部125は,脚部126よりも大径になっている。また,頭部125の肉厚の大きさは,脚部126の長さよりも相当小さいものとなっている。以上のことから,本例の導電性接続用のピン12はT型ピン(または釘状ピン)と呼ばれるべき形態を有している。
【0115】
また,本例のピン12は,銅,銅合金,鉄,スズ,亜鉛,アルミニウム,貴金属から選ばれる,少なくとも一種類以上の導電性金属を用いて形成される。その中でも,特に銅を主成分とするコバールや,鉄を主成分とするアロイ等の合金を選択することが望ましい。その理由は,これらの合金は,ピン用金属材料として信頼性が高いからである。
【0116】
ピン12の頭部125の上面125bは,ピン接合時に半田パッド137に対面するように配置され,かつ導電性接着剤層内に完全に埋没した状態となる。つまり,頭部125の上面125bはピン12における被接合面である。
【0117】
ピン12の頭部125の直径は,半田パッド137の直径の0.8倍〜1.2倍であることが望ましい。そのような条件に設定すれば,半田パッド137内における接合エリアが確保されるため,多層プリント配線板1に対してピン12を垂直に立てることが容易となるからである。
【0118】
そして,上記構成のピン12を上記基板11に接合するに当っては,専用のピン整列治具により複数個のピン12を立設した状態で整列する。この後,頭部125の上面125bを導電性接着剤層としての半田バンプ110に仮固定した状態でリフローを行うことにより,導電性接着剤層を再溶融させ,複数のピン12を半田パッド137に対して一括的に接合する。
【0119】
次に,温度250℃,時間30秒〜2分間でリフローを行うことにより,上記ピン12を半田バンプ110に固定する。これにより,リフロー時におけるピン12への半田のずり上がりを防ぐことができ,ピン12を適切に取りつける(半田付けする)ことが可能となる。
【0120】
このように半田ペーストをリフローして半田バンプ110を形成した後に,ピン12を半田バンプ110に当接させ,再びリフローをしてピン12を取りつけるのは,半田ペーストを印刷する時点で紛れ込む気泡を除去するためである。
半田内に残留した気泡は,電子部品の動作時に発生した熱により,拡散あるいは膨張したりする。これにより,ピン12の接続強度が弱くなり,接続性,信頼性に影響を与えることがある。また,最悪の場合には,ドータボードのソケットの抜き差しにおいてピンが外れてしまうおそれがある。
【0121】
そのため,半田ペーストをリフローして半田バンプ110を形成する際に,半田ペースト内に形成された気泡を抜き取り,その後,再びリフローをしてピン12を取りつける。こうすることにより,リフローの際のピン12への半田のずり上がりを防ぐことができ,プリント配線板1の接続信頼性を向上させることが可能となる。
【0122】
なお,本例では上面13側の半田形成を行った後に下面14側の半田形成を行ったが,上面13側と下面14側の,両面の半田バンプ110を同時に形成してもよい。
【0123】
次に,上記工程を経て製造したプリント配線板1のソルダーレジスト層136上に,製品を識別するための表示文字,認識文字などの様々な文字や記号を,文字印刷またはバーコード印刷により行う。
印刷方法としては,基板治具及びマスクの印刷位置を検出,自動補正手段を有する印刷装置を用いて,レーザー加工等により行う。
【0124】
上述した工程を経て作成したプリント配線板1について,実施例1に示すような,配線回路の導通検査,及び実装されたコンデンサ16の容量検査,また該プリント配線板1に接続したピン12の外観検査を行なう。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における,プリント配線板の検査装置の上面図。
【図2】実施例1における,プリント配線板の検査装置とその周辺設備の上面図。
【図3】実施例1における,プリント配線板の断面図。
【図4】実施例1における,パレットにプリント配線板を搭載する方法を説明する上面図。
【図5】実施例1における,仮置きステージを設けないとした場合に,パレットにプリント配線板が搭載される様子を説明する上面図。
【図6】実施例1における,検査前のプリント配線板と導通検査機の断面説明図。
【図7】実施例1における,検査時のプリント配線板と導通検査機の断面説明図。
【図8】実施例1における,(A)プリント配線板を検査治具に載置する前の状態,(B)検査を行っている状態,をそれぞれ表す断面説明図。
【図9】実施例1における,(A)ピン曲がりの生じているプリント配線板を検査治具に載置する前の状態,(B)検査においてピン曲がりを検出した状態,をそれぞれ表す断面説明図。
【図10】実施例1における,検査時のプリント配線板と外観検査機の上面図。
【図11】実施例1における,(A)ピン浮きの生じているプリント配線板を検査治具に載置する前の状態,(B)検査においてピン浮きを検出した状態,をそれぞれ表す断面説明図。
【図12】実施例2における,プリント配線板の断面説明図。
【図13】実施例2における,フラッタニング処理の(A)斜視説明図,(B)(A)のA−A線矢視断面図。
【図14】実施例2における,ピン周辺のプリント配線板の断面説明図。
【図15】従来例における,電子部品を搭載したプリント配線板の(A)平面図,(B)断面図。
【図16】従来例における,ピン曲がりの生じたプリント配線板の断面説明図。
【符号の説明】
1...プリント配線板,
11...基板,
12...ピン(導電性接続端子),
2...検査装置,
20...回転テーブル(移送手段),
21...搬入ステージ,
22...導通検査ステージ,
23...容量検査ステージ,
24...外観検査ステージ,
25...搬出ステージ,
26...仮置きステージ,
31...搬入機,
32...導通検査機,
33...容量検査機,
34...外観検査機,
35...搬出機,
Claims (6)
- 回路を有する基板上に電子部品及び複数の導電性接続端子が立設されたプリント配線板を検査する方法において,
検査すべき上記プリント配線板を,移送手段にセットされた基板治具に搬入する搬入工程と,
上記プリント配線板の導通検査及び上記電子部品の容量検査を行う電気検査工程と,
上記導電性接続端子の外観検査を行なう外観検査工程と,
上記電気検査工程もしくは上記外観検査工程において不良品と判定されたプリント配線板は上記移送手段から不良品搬出用コンベアへ排出すると共に,良品と判定されたプリント配線板は上記移送手段から次工程へ搬出する分別工程とを行ない,
上記移送手段によって,上記プリント配線板を上記電気検査工程,外観検査工程に移送し,
かつ,上記不良品搬出用コンベアへ不良品を排出するに当っては,導通不良品については導通不良コンベアへ,容量不良品については容量不良コンベアへ,外観不良品については外観不良コンベアへ各不良項目ごとに分類して排出し,
また,上記外観検査工程においては,プリント配線板に立設した上記複数の導電性接続端子を挿入する複数のピン穴を有する検査治具と,レーザー光を走行させる透過型レーザーセンサとを有する外観検査機を用い,
上記透過型レーザーセンサは,レーザー光を発射する投射体と発射されたレーザー光を受光する受光体とを一対として,検査位置に配置した上記検査治具のピン穴に上記導電性接続端子を挿入した状態にあるプリント配線板の2つの対角線に沿って,二対を有してなり,
上記各一対の透過型レーザーセンサにおいて上記レーザー光を上記受光体に向けて発射させたとき,該レーザー光がプリント配線板によって遮断されない場合には当該プリント配線板は良品と判断し,遮断された場合には不良品と判断するよう構成してあることを特徴とするプリント配線板の検査方法。 - 請求項1において,上記移送手段は回転テーブルであることを特徴とするプリント配線板の検査方法。
- 請求項1又は2において,上記電気検査工程及び上記外観検査工程においては,上記プリント配線板を複数個一組で検査し,そのうちの一部のみが上記電気検査工程及び上記外観検査工程で良品と判断された場合に,上記分別工程においては,上記良品のプリント配線板を仮置きし,その後に検査される複数個一組のプリント配線板のうちの一部のみが良品であった場合に,その良品のプリント配線板と上記仮置きされていたプリント配線板とを合せて搬出することを特徴とするプリント配線板の検査方法。
- 回路を有する基板上に電子部品及び複数の導電性接続端子が立設されたプリント配線板を検査するための検査装置において,
該検査装置は,上記プリント配線板の導通検査を行なう導通検査機と,上記電子部品の容量検査を行う容量検査機と,上記導電性接続端子の外観検査を行なう外観検査機と,上記プリント配線板を保持し移送する移送手段とを有し,
上記導通検査機,容量検査機,及び外観検査機は,上記移送手段に沿って配されたそれぞれのステージに設けてあり,
かつ,上記導通検査機において導通不良とされた導通不良品は導通不良コンベアへ,上記容量検査機において容量不良とされた容量不良品は容量不良コンベアへ,上記外観検査機において外観不良とされた外観不良品は外観不良コンベアへ,各不良項目ごとに分類して排出する不良品排出機を有し,
また,上記外観検査機は,プリント配線板に立設した上記複数の導電性接続端子を挿入する複数のピン穴を有する検査治具と,レーザー光を走行させる透過型レーザーセンサとを有しており,
上記透過型レーザーセンサは,レーザー光を発射する投射体と発射されたレーザー光を受光する受光体とを一対として,検査位置に配置した上記検査治具のピン穴に上記導電性接続端子を挿入した状態にあるプリント配線板の2つの対角線に沿って,二対を有してなり,
上記各一対の透過型レーザーセンサにおいて上記レーザー光を上記受光体に向けて発射させたとき,該レーザー光がプリント配線板によって遮断されない場合には当該プリント配線板は良品と判断し,遮断された場合には不良品と判断するよう構成してあることを特徴とするプリント配線板の検査装置。 - 請求項4において,上記移送手段は回転テーブルであることを特徴とするプリント配線板の検査装置。
- 請求項4又は5において,上記検査装置は,良品のプリント配線板を仮置きする仮置きステージを有しており,上記導通検査機,容量検査機,外観検査機は,上記プリント配線板を複数個一組で検査し,そのうちの一部のみが各検査機によって良品と判断された場合に,上記搬出機は,上記良品のプリント配線板を上記仮置きステージに仮置きし,その後に検査される複数個一組のプリント配線板のうちの一部のみが良品であった場合に,その良品のプリント配線板と上記仮置きステージに仮置きされていたプリント配線板とを合せて搬出するよう構成されていることを特徴とするプリント配線板の検査装置。
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