JP5329191B2 - 吸着装置および検査装置 - Google Patents

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本発明は、吸着対象体を吸着する吸着装置、およびその吸着装置を備えて吸着対象体に対する所定の検査を実行する検査装置に関するものである。
この種の検査装置として、特開2002−350483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、回路基板吸着装置、移動機構、検査用プローブおよび制御部等を備えて、回路基板吸着装置によって吸着された回路基板に対する検査を実行可能に構成されている。この場合、回路基板吸着装置は、上面が開口された箱状のケースおよび複数の吸気孔が形成されてケースの開口部位に装着された載置板を有する基板載置台と、基板載置台の内部空間の空気を吸引するエアポンプとを備えて、エアポンプによる内部空間の空気の吸引によって内部空間を負圧にすることにより、載置板に載置された回路基板を吸着可能に構成されている。
特開2002−350483号公報(第3頁、第1−2図)
ところが、上記の回路基板検査装置には、解決すべき以下の課題がある。すなわち、上記の回路基板検査装置における回路基板吸着装置では、エアポンプが作動を開始した際に、回路基板の全領域が一斉に吸着される。このため、例えば、回路基板が薄厚でかつ反ったりうねったりしている(平坦ではない)ときには、吸着の際にその反り等が矯正されずに皺となって現れ易いという課題があり、この点の改善が望まれている。
本発明は、かかる解決すべき課題に鑑みてなされたものであり、皺を生じさせることなく吸着対象体を確実に吸着し得る吸着装置および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記載の吸着装置は、一面に複数の吸気孔が形成されて当該一面に吸着対象体を載置可能に構成された箱状の載置台と、前記載置台の内部空間の空気を吸引する吸引機構と、前記吸引機構を制御して前記内部空間の空気を吸引させることによって前記一面に載置された前記吸着対象体を当該一面に吸着させる吸着処理を実行する制御部と、前記載置台の前記一面に吸着された前記吸着対象体を押圧する押圧部と、当該押圧部による押圧状態を維持しつつ当該押圧部および当該載置台のいずれか一方に対していずれか他方を相対的に移動させる移動機構とを備え前記載置台は、前記内部空間を区画して形成された複数の区画領域が前記一面に沿って並設されて構成され、前記吸引機構は、前記各区画領域内の空気を当該各区画領域毎に個別に吸引可能に構成され、前記押圧部は、回転可能に支持されて前記載置台の前記一面に吸着された前記吸着対象体に当接して当該吸着対象体を押圧する第1ローラーと、粘着性を有する部材が表面に配設されて当該表面が前記第1ローラーの表面に当接するように回転可能に支持された第2ローラーとを備えて構成され、前記制御部は、前記吸着処理時において、前記吸引機構を制御して、前記移動機構による前記相対的な移動に連動させて前記一面の一端部から他端部に向かう向きに沿って吸引状態の前記区画領域の数を徐々に増加させて前記一面に吸着させる前記吸着対象体の吸着面積を徐々に増加させる。
また、請求項載の検査装置は、請求項1記載の吸着装置と、当該吸着装置によって吸着されている吸着対象体に対する所定の検査を実行する検査部とを備えている。
請求項1記載の吸着装置および請求項記載の検査装置では、内部空間を区画して形成した複数の区画領域が一面に沿って並設されて載置台が構成され、各区画領域内の空気を各区画領域毎に個別に吸引可能に吸引機構が構成され、制御部が吸着処理時において吸引機構を制御して吸引状態の区画領域の数を徐々に増加させて一面に吸着させる吸着対象体の吸着面積を徐々に増加させる。このため、この吸着装置および検査装置によれば、吸着対象体に反り等が生じていたときに、吸着の際に矯正されるその反りの矯正分を未吸着の領域に順次繰り出すことができる結果、吸着対象体の全領域が一斉に吸着されて反りの矯正分の繰り出しが阻害されるおそれのある従来の構成とは異なり、吸着の際の吸着対象体における皺の発生を確実に防止することができる。
また、この吸着装置および検査装置では、制御部が、吸着処理時において吸引機構を制御して、一面の一端部から他端部に向かう向きに沿って吸引状態の区画領域の数を徐々に増加させる。このため、この吸着装置および検査装置によれば、吸着の際に、反りの矯正分を一面の一端部から他端部に向けて繰り出すことができる結果、一面の一端部に吸着対象体の一端部を位置決めすることで、両者の一端部同士の位置ずれを確実に防止することができる。
また、この吸着装置および検査装置では、載置台の一面に吸着された吸着対象体に対する押圧部による押圧状態を維持しつつ押圧部および載置台のいずれか一方に対していずれか他方を相対的に移動させる移動機構を備え、制御部が、吸着処理時において吸引機構を制御して、移動機構による相対的な移動に連動させて吸引状態の区画領域の数を徐々に増加させる。このため、この吸着装置および検査装置によれば、例えば、吸着対象体の剛性が高く、吸気孔からの吸引力だけでは反りの矯正が困難な場合であっても、押圧部の押圧力によって反りを確実に矯正することができる。また、この吸着装置および検査装置によれば、回転可能に支持されて載置台の一面に吸着された吸着対象体に当接して吸着対象体を押圧する第1ローラーと、粘着性を有する部材が表面に配設されて表面が第1ローラーの表面に当接するように回転可能に支持された第2ローラーとを備えて押圧部を構成したことにより、吸着対象体の表面に埃等の付着物が付着していて、吸着対象体の表面に当接している第1ローラーが回転する際にその付着物が第1ローラーの表面に転着したとしても、その付着物が第2ローラーの表面に配設されている粘着性を有する部材にさらに転着するため、吸着対象体の表面および第1ローラーの表面を清浄な状態に維持することができる。
以下、本発明に係る吸着装置および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、図1に示す基板検査装置1の構成について説明する。基板検査装置1は、本発明に係る検査装置の一例であって、同図に示すように、基板吸着装置2および検査部3を備えて、本発明における吸着対象体の一例としての回路基板100に対する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100は、一例として、フレキシブル基板等の薄厚の基板であって、例えば、厚みが0.4mm程度の基板本体と、基板本体に配設された導体パターンとを備えて構成されている。
基板吸着装置2は、本発明に係る吸着装置の一例であって、図2に示すように、載置台11、吸引機構12、押圧部13、移動機構14および制御部15を備えて構成されている。載置台11は、図4に示すように、内部に空間を有する箱状に形成されると共に、上面(本発明における一面)21に複数の吸気孔22が形成されて、上面21に回路基板100を載置可能に構成されている。また、載置台11は、その内部空間が隔壁25によって複数(例えば4つ)の区画領域(同図に示す、第1区画領域31a、第2区画領域31b、第3区画領域31cおよび第4区画領域31dであって、以下、区別しないときには「区画領域31」ともいう)に区画され、各区画領域31が上面21に沿って並設されて構成されている。また、載置台11の下面23には、各区画領域31にそれぞれ連通する複数(この例では、4つ)の排気孔24a〜24d(以下、区別しないときには「排気孔24」ともいう)が形成されている。
吸引機構12は、図2に示すように、吸引ポンプ41、および複数(この例では、4つ)の電磁バルブ42a〜42d(以下、区別しないときには「電磁バルブ42」ともいう)を備えて構成されている。この吸引機構12では、各電磁バルブ42と吸引ポンプ41との間が吸気管43(図4参照)によって接続されると共に、載置台11の下面23に形成されている各排気孔24と各電磁バルブ42との間が吸気管43によって接続されることにより、各排気孔24から吸引ポンプ41に至る4つの独立した吸気経路が形成されている。また、各電磁バルブ42は、制御部15の制御に従って作動して、各吸気経路の開閉を個別に行う。この構成により、吸引機構12は、各区画領域31内の空気を各区画領域31毎に個別に吸引することが可能となっている。
押圧部13は、図4に示すように、第1ローラー51、第2ローラー52および支持部53を備えて構成されている。第1ローラー51は、円柱状に形成されて、支持部53によって回転可能に支持されている。また、第1ローラー51は、その表面または全体が例えば弾性を有する材料(例えば軟質の樹脂やゴム等)で構成されている。第2ローラー52は、円柱状に形成されて、その表面が第1ローラー51の表面に当接するように支持部53によって回転可能に支持されている。また、第2ローラー52の表面には、粘着性を有する部材(例えば、取り替え可能な粘着シート等)が配設されている。この場合、第2ローラー52は、第1ローラー51の表面に付着した付着物を除去する機能を有している。また、押圧部13は、ばね等の付勢部材によって下向きに付勢されており、載置台11に吸着(載置)された回路基板100に第1ローラー51が当接して、回路基板100を押圧するように構成されている。
移動機構14は、制御部15の制御に従い、載置台11に吸着された回路基板100に対する押圧部13による押圧状態を維持しつつ載置台11を所定の向き(図4に示す矢印Aの向き)に沿って移動(押圧部13に対して相対的に移動)させる第1移動処理を実行する。また、移動機構14は、制御部15の制御に従い、載置台11への回路基板100の吸着が行われる吸着位置と、検査部3によって検査が行われる検査位置との間で載置台11を移動させる第2移動処理を実行する。
制御部15は、吸引機構12を制御して載置台11の内部空間の空気を吸引させることによって載置台11の上面21に載置された回路基板100を上面21に吸着させる吸着処理を実行する。この場合、制御部15は、吸着処理時において吸引機構12の各電磁バルブ42による吸気経路の開閉を制御して、移動機構14による載置台11の移動に連動させて吸引状態(吸引されている状態)の区画領域31の数を徐々に増加させることにより、上面21に吸着させる回路基板100の面積(吸着面積)を徐々に増加させる。また、制御部15は、移動機構14を制御して、図4に示す矢印Aの向きに沿って載置台11を移動させる。
検査部3は、図3に示すように、プロービング機構61および測定部62を備えて構成されている。プロービング機構61は、基板吸着装置2によって吸着されている回路基板100の所定のプロービングポイントに検査用プローブ71をプロービングさせる。測定部62は、検査用プローブ71を介して入力した電気信号に基づいて所定の物理量を測定すると共に、その物理量に基づいて回路基板100の良否を検査する。
次に、基板検査装置1を用いて回路基板100を検査する方法について、添付図面を参照して説明する。
まず、図4に示すように、基板吸着装置2の上面21に回路基板100を載置し、次いで、押圧部13の第1ローラー51を回路基板100の一端部(同図における左端部)に当接させて押圧部13で一端部を押圧させる。続いて、図外の操作部を用いて検査開始の操作を行う。これに応じて、基板吸着装置2の制御部15が、吸着処理を実行する。
この吸着処理では、制御部15は、載置台11における各区画領域31のうちの上面21の一端部(図4における左端部)に位置する第1区画領域31aに連通する排気孔24aに接続されている電磁バルブ42aを制御して、排気孔24aから吸引ポンプ41に至る吸気経路を開放させる。この際に、吸引ポンプ41の吸引力によって第1区画領域31a内の空気が吸引されて、第1区画領域31a内が負圧となるため、第1区画領域31aに面している上面21の第1範囲21a(図5参照)に形成されている吸気孔22から、載置台11の外部の空気が第1区画領域31a内に吸引される。これに伴い、同図に示すように、第1範囲21aに対向する回路基板100の第1範囲100aが第1範囲21aに吸着される。
また、制御部15は、吸着処理の実行開始に合わせて(連動して)移動機構14を制御して、図5に示すように、載置台11に吸着された回路基板100に対する押圧部13による当接状態を維持しつつ載置台11を矢印Aの向きに沿って移動させる第1移動処理を開始させる。この際に、載置台11の移動に伴って第1ローラー51が回転し、第1ローラー51の表面にその表面が当接している第2ローラー52が第1ローラー51の回転に伴って回転する。この場合、例えば、回路基板100の表面に埃等の付着物が付着していて、第1ローラー51の回転の際にその付着物が第1ローラー51の表面に転着したとしても、その付着物が第2ローラー52の表面に配設されている粘着性部材にさらに転着するため、回路基板100および第1ローラー51の表面が清浄な状態に維持される。
一方、例えば図4に示すように、初期状態(吸着前の状態)において回路基板100の第1範囲100aに反り等が生じていたとしても、図5に示すように、吸気孔22からの吸引力によってその反りが矯正されて、上面21の第1範囲21aに第1範囲100aが平坦な状態で吸着される。この場合、この時点では、回路基板100における第1範囲100aよりも右側の範囲が未吸着の状態となっている。このため、第1範囲100aにおける反りの矯正分(平坦な状態となることによって伸ばされた分)が第1範囲100aの右側に繰り出される。この結果、回路基板100の全領域が一斉に吸着される構成とは異なり、反りの矯正分の繰り出しが阻害されることに起因して第1範囲100aに皺が発生する事態が確実に防止される。また、この基板吸着装置2では、押圧部13の第1ローラー51によって回路基板100が押圧されているため、例えば、回路基板100の剛性が高く、吸気孔22からの吸引力だけでは反りの矯正が困難な場合であっても、押圧部13の押圧力によって反りを確実に矯正することが可能となっている。
続いて、制御部15は、押圧部13の第1ローラー51が載置台11の第1範囲21aにおける右端部に位置した時点で、載置台11における第1区画領域31aの右側に位置する(隣接する)第2区画領域31b(図6参照)に連通する排気孔24bに接続されている電磁バルブ42bを制御して、排気孔24bから吸引ポンプ41に至る吸気経路を開放させる。この際に、第1区画領域31aと同様にして、第2区画領域31b内が負圧となり、同図に示すように、第2区画領域31bに面している上面21の第2範囲21bに形成されている吸気孔22からの空気の吸引に伴い、第2範囲21bに対向する回路基板100の第2範囲100bが第2範囲21bに吸着される。この場合、第1範囲100aと同様にして、第2範囲100bに反り等が生じていたとしても、その反りが矯正されて第2範囲100bが上面21の第2範囲21bに平坦な状態で吸着されると共に、第2範囲100bにおける皺の発生が確実に防止される。
次いで、制御部15は、押圧部13の第1ローラー51が上面21の第2範囲21bにおける右端部に位置した時点で、載置台11における第2区画領域31bの右側に位置する第3区画領域31c(図7参照)に連通する排気孔24cに接続されている電磁バルブ42cを制御して、排気孔24cから吸引ポンプ41に至る吸気経路を開放させる。この際に、同図に示すように、第1区画領域31aおよび第2区画領域31bと同様にして、第3区画領域31cに面している上面21の第3範囲21cに対向する回路基板100の第3範囲100cが第3範囲21cに吸着される。この場合、第1範囲100aおよび第2範囲100bと同様にして、第3範囲100cに反り等が生じていたとしても、その反りが矯正されて第3範囲100cが上面21の第3範囲21cに平坦な状態で吸着されると共に、第3範囲100cにおける皺の発生が確実に防止される。
続いて、制御部15は、押圧部13の第1ローラー51が載置台11の第3範囲21cにおける右端部に位置した時点で、載置台11における第3区画領域31cの右側に位置する第4区画領域31d(図8参照)に連通する排気孔24dに接続されている電磁バルブ42dを制御して、排気孔24dから吸引ポンプ41に至る吸気経路を開放させる。この際に、同図に示すように、第1区画領域31a、第2区画領域31bおよび第3区画領域31cと同様にして、第4区画領域31dに面している上面21の第4範囲21dに対向する回路基板100の第4範囲100dが第4範囲21dに吸着される。この場合、第1範囲100a、第2範囲100bおよび第3範囲100cと同様にして、回路基板100の第4範囲100dに反り等が生じていたとしても、その反りが矯正されて第4範囲100dが上面21の第4範囲21dに平坦な状態で吸着されると共に、第4範囲100dにおける皺の発生が確実に防止される。
次いで、制御部15は、押圧部13の第1ローラー51が載置台11の第4範囲21dにおける右端部に位置した時点で、移動機構14を制御して、第1移動処理を終了させる。以上により、基板吸着装置2への回路基板100の吸着が完了する。この場合、この基板吸着装置2では、上記したように、吸引状態の区画領域31の数を徐々に増加させて、上面21に吸着させる回路基板100の吸着面積(範囲100a〜100dの数)を徐々に増加させている。このため、回路基板100に反り等が生じていたときに、吸着の際に矯正されるその反りの矯正分が順次繰り出されて、吸着の際の回路基板100における皺の発生が確実に防止されている。
続いて、制御部15は、移動機構14を制御して、第2移動処理を実行させる。この際に、移動機構14は、回路基板100を吸着している状態の載置台11を検査位置に移動させる。次いで、検査部3のプロービング機構61が、検査位置に移動させられた載置台11に吸着されている回路基板100の所定のプロービングポイントに対して検査用プローブ71をプロービングさせる。続いて、検査部3の測定部62が、検査用プローブ71を介して入力した電気信号に基づいて所定の物理量を測定すると共に、その物理量に基づいて回路基板100の良否を検査する。この場合、この基板検査装置1の基板吸着装置2では、上記したように、回路基板100に反り等が生じていたとしても、その反りが矯正されて回路基板100が上面21に平坦な状態で吸着されると共に、吸着の際の回路基板100における皺の発生が確実に防止されている。このため、この基板検査装置1では、検査用プローブ71をプロービングポイントに確実にプロービングさせることができる結果、検査精度を十分に向上させることが可能となっている。
次いで、検査部3による検査が終了したときには、基板吸着装置2の制御部15が、移動機構14を制御して第2移動処理を実行させて、回路基板100を吸着している状態の載置台11を検査位置から吸着位置に移動させる。続いて、移動機構14は、吸引機構12の各電磁バルブ42を制御して、各吸気経路を閉塞させる。この際に、各区画領域31内からの空気の吸引が停止して、回路基板100の吸着が解除される。次いで、他の回路基板100を検査する際には、上記した各工程を実行する
このように、この基板吸着装置2および基板検査装置1では、内部空間を区画した複数の区画領域31が上面21に沿って並設されて載置台11が構成され、各区画領域31内の空気を各区画領域31毎に個別に吸引可能に吸引機構12が構成され、制御部15が吸着処理時において吸引機構12を制御して吸引状態の区画領域31の数を徐々に増加させて上面21に吸着させる基板の吸着面積を徐々に増加させている。このため、この基板吸着装置2および基板検査装置1によれば、回路基板100に反り等が生じていたときに、吸着の際に矯正されるその反りの矯正分を未吸着の領域に順次繰り出すことができる結果、回路基板100の全領域が一斉に吸着されて反りの矯正分の繰り出しが阻害されるおそれのある従来の構成とは異なり、吸着の際の回路基板100における皺の発生を確実に防止することができる。
また、この基板吸着装置2および基板検査装置1では、制御部15が、吸着処理時において吸引機構12を制御して、上面21の一端部から他端部に向かう向きに沿って吸引状態の区画領域31を徐々に増加させる。このため、この基板吸着装置2および基板検査装置1によれば、吸着の際に、反りの矯正分を上面21の一端部から他端部に向けて繰り出すことができる結果、上面21の一端部に回路基板100の一端部を位置決めすることで、両者の一端部同士の位置ずれを確実に防止することができる。
また、この基板吸着装置2および基板検査装置1では、載置台11の上面21に吸着された回路基板100に対する押圧部13による押圧状態を維持しつつ押圧部13に対して載置台11を相対的に移動させる移動機構14を備え、制御部15が、吸着処理時において吸引機構12を制御して、移動機構14による載置台11の相対的な移動に連動させて吸引状態の区画領域31を徐々に増加させる。このため、この基板吸着装置2および基板検査装置1によれば、例えば、回路基板100の剛性が高く、吸気孔22からの吸引力だけでは反りの矯正が困難な場合であっても、押圧部13の押圧力によって反りを確実に矯正することができる。
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、載置台11の内部空間を4つの区画領域31に区画した例について上記したが、区画領域31の数はこれに限定されず任意の複数に規定することができる。また、押圧部13を移動させずに載置台11を押圧部13に対して相対的に移動させる例について上記したが、載置台11を移動させずに押圧部13を載置台11に対して相対的に移動させる構成を採用することもできる。さらに、2つのローラー51,52を備えて押圧部13を構成した例について上記したが、1つのローラー(例えば上記した第1ローラー51)だけを備えて構成した押圧部13を採用することもできる。また、ローラー51,52に代えて、スキージ等の部材で押圧部13を構成することもできる。また、押圧部13および移動機構14を備えていない構成、つまり吸気孔22からの吸引力だけで回路基板100の反り等を矯正する構成を採用することもできる。また、吸着対象体としての回路基板100を吸着する例について上記したが、回路基板100以外の各種の吸着対象体を吸着することができ、この場合においても、上記と同様の効果を実現することができる。
基板検査装置1の構成を示す構成図である。 基板吸着装置2の構成を示す構成図である。 検査部3の構成を示す構成図である。 基板吸着装置2の動作を説明するための第1の説明図である。 基板吸着装置2の動作を説明するための第2の説明図である。 基板吸着装置2の動作を説明するための第3の説明図である。 基板吸着装置2の動作を説明するための第4の説明図である。 基板吸着装置2の動作を説明するための第5の説明図である。
符号の説明
1 基板検査装置
2 基板吸着装置
3 検査部
11 載置台
12 吸引機構
13 押圧部
14 移動機構
15 制御部
21 上面
22 吸気孔
25 隔壁
31a 第1区画領域
31b 第2区画領域
31c 第3区画領域
31d 第4区画領域
41 吸引ポンプ
42a〜42d 電磁バルブ
100 回路基板
100a 第1範囲
100b 第2範囲
100c 第3範囲
100d 第4範囲
A 矢印

Claims (2)

  1. 一面に複数の吸気孔が形成されて当該一面に吸着対象体を載置可能に構成された箱状の載置台と、前記載置台の内部空間の空気を吸引する吸引機構と、前記吸引機構を制御して前記内部空間の空気を吸引させることによって前記一面に載置された前記吸着対象体を当該一面に吸着させる吸着処理を実行する制御部と、前記載置台の前記一面に吸着された前記吸着対象体を押圧する押圧部と、当該押圧部による押圧状態を維持しつつ当該押圧部および当該載置台のいずれか一方に対していずれか他方を相対的に移動させる移動機構とを備え
    前記載置台は、前記内部空間を区画して形成された複数の区画領域が前記一面に沿って並設されて構成され、
    前記吸引機構は、前記各区画領域内の空気を当該各区画領域毎に個別に吸引可能に構成され、
    前記押圧部は、回転可能に支持されて前記載置台の前記一面に吸着された前記吸着対象体に当接して当該吸着対象体を押圧する第1ローラーと、粘着性を有する部材が表面に配設されて当該表面が前記第1ローラーの表面に当接するように回転可能に支持された第2ローラーとを備えて構成され、
    前記制御部は、前記吸着処理時において、前記吸引機構を制御して、前記移動機構による前記相対的な移動に連動させて前記一面の一端部から他端部に向かう向きに沿って吸引状態の前記区画領域の数を徐々に増加させて前記一面に吸着させる前記吸着対象体の吸着面積を徐々に増加させる吸着装置。
  2. 請求項1記載の吸着装置と、当該吸着装置によって吸着されている吸着対象体に対する所定の検査を実行する検査部とを備えている検査装置。
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