JP6315683B2 - プリント基板検査装置及びプリント基板検査システム - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板検査装置及びプリント基板検査システムに関する。

従来、基板搬送経路に沿って搬送されるプリント基板を所定の基板停止位置に配置させて、プリント基板への所定の作業を行う装置、及び該プリント基板の位置検出に用いられる基板検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、プリント基板を保持して２次元面内を移動するステージをカメラに対して相対移動させながら、プリント基板表面を撮影することにより、プリント基板の検査を行う検査装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−４５１４０号公報 特開２００４−３１７２９１号公報

上記特許文献２のように、検査装置においてはステージが移動することから、作業者が誤って検査装置内に手を入れないよう、プリント基板の搬入口や搬出口に扉を設けることが好ましい。しかしながら、扉を設けた場合、扉とプリント基板とが接触することによりプリント基板が損傷するおそれがある。

１つの側面では、本発明は、プリント基板と開閉扉との接触を抑制することが可能なプリント基板検査装置及びプリント基板検査システムを提供することを目的とする。

一つの態様では、プリント基板検査装置は、外部から搬入されたプリント基板を検査し、検査後の前記プリント基板を外部へ搬出するプリント基板検査装置であって、前記プリント基板の外部からの搬入及び／又は前記プリント基板の外部への搬出の際に前記プリント基板が通過する開口を開閉する開閉扉と、前記開閉扉が閉状態において存在する位置に、前記プリント基板が位置していないかを検出するとともに、前記開閉扉が閉状態か否かを検出する光反射型のセンサと、前記光反射型のセンサの検出結果に基づいて、前記開閉扉の開閉を制御する制御部と、を備えている。

一つの態様では、プリント基板検査システムは、上記プリント基板検査装置と、前記プリント基板検査装置に対して前記プリント基板を搬入する第１搬送装置と、前記プリント基板検査装置から排出された前記プリント基板を搬送する第２搬送装置と、を備えている。

プリント基板と開閉扉との接触を抑制することができる。

一実施形態に係るプリント基板検査システムの構成を概略的に示す図である。 ステージ部を拡大して示す図である。 プリント基板検査装置の制御系を示すブロック図である。 図４（ａ）〜図４（ｃ）は、基板搬出検知センサの機能について説明するための図である。 制御装置のハードウェア構成図である。 プリント基板検査装置の処理の概要を示すフローチャートである。 図６のステップＳ１０の具体的処理を示すフローチャートである。 図６のステップＳ１４の具体的処理を示すフローチャートである。 図９（ａ）〜図９（ｃ）は、図７の処理を説明するための図（その１）である。 図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、図７の処理を説明するための図（その２）である。 図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、図８の処理を説明するための図（その１）である。 図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、図８の処理を説明するための図（その２）である。

以下、プリント基板検査システムの一実施形態について、図１〜図１２に基づいて詳細に説明する。

図１には、一実施形態にかかるプリント基板検査システム１００の概略構成が示されている。図１に示すように、プリント基板検査システム１００は、プリント基板検査装置１０と、第１搬送装置としての上流側コンベア６０と、第２搬送装置としての下流側コンベア７０と、を備える。なお、図１等においては、上流側コンベア６０と下流側コンベア７０によりプリント基板Ｐが搬送される方向をＹ軸方向、水平面内でＹ軸方向に直交する方向をＸ軸方向、Ｘ，Ｙ軸方向に直交する方向をＺ軸方向としている。また、以下においては、＋Ｙ側を上流側、−Ｙ側を下流側とも呼ぶものとする。

プリント基板検査装置１０は、上流側コンベア６０によって搬送されてきたプリント基板Ｐを受け入れ、プリント基板Ｐの検査を行い、検査が終了したプリント基板Ｐを下流側コンベア７０に受け渡す。

プリント基板検査装置１０は、図１に示すように、筐体５０と、筐体５０内部に設けられた検査部２０と、移動部としてのステージ部４０と、を備える。

筐体５０は、＋Ｙ側の壁に形成されたプリント基板の搬入口５０ａと、−Ｙ側の壁に形成されたプリント基板の搬出口５０ｂと、を有する。搬入口５０ａは、プリント基板Ｐの外部からの搬入の際にプリント基板Ｐが通過する開口であり、該搬入口５０ａ近傍には、搬入口５０ａを開閉する上流側シャッタ５２Ａが設けられている。搬出口５０ｂは、プリント基板Ｐの外部への搬出の際にプリント基板Ｐが通過する開口であり、該搬出口５０ｂ近傍には、搬出口５０ｂを開閉する開閉扉としての下流側シャッタ５２Ｂが設けられている。上流側シャッタ５２Ａは、図３に示す制御装置３０の指示の下、上流側シャッタ開閉部２６により上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。下流側シャッタ５２Ｂは、制御装置３０の指示の下、下流側シャッタ開閉部２８により上下方向（Ｚ軸方向）に駆動される。

検査部２０は、撮影装置と、照明装置と、を有する。撮像装置は、筐体５０内の所定位置に固定されている。撮影装置は、制御装置３０の指示の下、プリント基板Ｐの表面の所定範囲を撮影する。照明装置は、撮影装置が撮影を行う際に、制御装置３０の指示の下、閃光を発光し、プリント基板Ｐの表面を照明する。

ステージ部４０は、図２に拡大して示すように、ＸＹステージ４４と、ＸＹステージ４４の上面に設けられたコンベア４２と、ステージ駆動部２２（図３参照）と、コンベア駆動部２４（図３参照）と、を有する。

ＸＹステージ４４は、制御装置３０の指示の下、ステージ駆動部２２によりＸＹ方向に駆動される。ステージ駆動部２２は、送りねじ方式の駆動装置や、リニアモータ等を含んでいる。

コンベア４２は、その上面が−Ｙ方向に移動するように、制御装置３０の指示の下、コンベア駆動部２４により駆動される。コンベア４２は、プリント基板Ｐを−Ｙ方向に移動させるためのものである。

ステージ部４０には、図３に示すようなセンサ群１１が設けられている。センサ群１１は、基板搬入センサ１２と、減速センサ１４と、基板停止センサ１６と、基板搬出検知センサ１８と、を含んでいる。なお、各センサ１２，１４，１６，１８は、一例として、図２のように配置されている。

基板搬入センサ１２は、ＸＹステージ４４の＋Ｙ側端部近傍に設けられ、プリント基板Ｐが上流側コンベア６０から搬入されてきたことを検出するためのセンサである。基板搬入センサ１２としては、Ｚ軸方向に光を照射する光照射部と、光照射部が照射し、プリント基板Ｐで反射した光を受光する受光部を有し、受光部における受光量の変化に基づいて、プリント基板Ｐの存在有無を検出する反射型センサを用いることができる。

減速センサ１４は、ＸＹステージ４４のＹ軸方向中央部近傍に設けられ、プリント基板Ｐの−Ｙ端部がコンベア４２中間付近まで移動してきたことを検出するためのセンサである。減速センサ１４としては、基板搬入センサ１２と同様、反射型センサを用いることができる。

基板停止センサ１６は、ＸＹステージ４４の−Ｙ端部近傍に設けられ、プリント基板Ｐがコンベア４２（ＸＹステージ４４）の−Ｙ端部近傍に位置しているか否かを検出するためのセンサである。基板停止センサ１６としては、基板搬入センサ１２、減速センサ１４と同様、反射型センサを用いることができる。

基板搬出検知センサ１８は、ＸＹステージ４４の基板停止センサ１６下方に設けられており、図４（ａ）に示すように、筐体５０の下流側の搬出口５０ｂ近傍に位置した状態で、破線にて示す範囲にプリント基板Ｐが存在するか否かを検出するセンサである。基板搬出検知センサ１８としては、例えば、拡散反射型のセンサを用いることができる。すなわち、基板搬出検知センサ１８は、投光部と受光部とを有し、投光部から投光された光が図４（ｂ）に示すようにプリント基板Ｐにあたって反射し、受光部における受光量が変化した場合に、プリント基板Ｐが搬出口５０ｂ近傍に存在していることを検出する。

なお、基板搬出検知センサ１８は、図４（ｃ）に示すように、下流側シャッタ５２Ｂに設けられた反射部材５４で反射した光を受光部で受光することで、下流側シャッタ５２Ｂが閉状態であるか否かを検出することもできるようになっている。

なお、センサ群１１に含まれる各センサの検出結果は、制御装置３０に送信される。制御装置３０では、各センサの検出結果を用いて、各種処理を実行する。図５には、制御装置３０のハードウェア構成が示されている。この図５に示すように、制御装置３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９４、記憶部（ここではＨＤＤ（Hard Disk Drive））９６、ネットワークインタフェース９７、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。これら制御装置３０の構成各部は、バス９８に接続されている。制御装置３０では、ＲＯＭ９２あるいはＨＤＤ９６に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラムをＣＰＵ９０が実行することにより、図６〜図８の処理が実現される。

（プリント基板検査装置１０の処理）
次に、プリント基板検査装置１０（制御装置３０）の処理について、図６〜図８のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。

まず、図６のフローチャートに沿って、プリント基板検査装置１０（制御装置３０）の処理の概要について説明する。図６の処理では、まず、ステップＳ１０において、制御装置３０が、プリント基板搬入処理のサブルーチンを実行する。このステップＳ１０では、制御装置３０は、上流側コンベア６０から搬送されてくるプリント基板Ｐを受け入れ、ＸＹステージ４４上の所定位置にプリント基板Ｐを位置決めする処理を実行する。具体的には、制御装置３０は、図７のフローチャートに沿った処理を実行するが、その詳細については後述する。

次いで、ステップＳ１２では、制御装置３０は、検査処理を実行する。この検査処理においては、制御装置３０は、プリント基板Ｐが所定位置に位置決めされたＸＹステージ４４をＸＹ平面内で移動しつつ、検査部２０の撮影装置により、プリント基板Ｐの表面（ハンダの状態等）を撮影することで、検査を実行する。

次いで、ステップＳ１４では、制御装置３０が、プリント基板搬出処理を実行する。このステップＳ１４では、制御装置３０は、検査が終了したプリント基板Ｐを下流側コンベア７０に受け渡す処理を実行する。具体的には、制御装置３０は、図８のフローチャートに沿った処理を実行するが、その詳細については後述する。

次いで、ステップＳ１６では、制御装置３０が、終了か否かを判断する。例えば、作業者によって終了指示が出された場合や、検査予定のプリント基板の検査がすべて終了した場合などに、本ステップＳ１６の判断は肯定される。ステップＳ１６の判断が肯定された場合には、制御装置３０は、図６の全処理を終了するが、否定された場合には、ステップＳ１０に戻り、次のプリント基板に対する処理（Ｓ１０〜Ｓ１４）を実行する。

（プリント基板搬入処理）
次に、制御装置３０によるプリント基板搬入処理（Ｓ１０）について、図７のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。

図７の処理では、まず、ステップＳ２０において、制御装置３０は、ステージ駆動部２２を介して、ＸＹステージ４４を上流側の搬入口５０ａ近傍に移動させる。この場合、図９（ａ）に示すような位置にＸＹステージ４４が位置決めされる。

次いで、ステップＳ２２では、制御装置３０が、上流側シャッタ開閉部２６を介して、図９（ｂ）に示すように、上流側シャッタ５２Ａを開く。なお、このタイミングで、制御装置３０は、上流側コンベア６０に対して指示を出し、上流側コンベア６０によるプリント基板Ｐのプリント基板検査装置１０内への搬送を開始させる。

次いで、ステップＳ２４では、制御装置３０が、コンベア駆動部２４を介して、コンベア４２の駆動を開始する。次いで、ステップＳ２６では、制御装置３０が、プリント基板Ｐが基板搬入センサ１２により検出されるまで待機する。すなわち、コンベア４２の駆動により、プリント基板Ｐが図９（ｃ）に示す位置まで移動した段階で、制御装置３０は、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８に移行すると、制御装置３０は、プリント基板Ｐが減速センサ１４により検出されるまで待機する。すなわち、コンベア４２の駆動により、プリント基板Ｐが図１０（ａ）に示す位置まで移動した段階で、制御装置３０は、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０に移行すると、制御装置３０は、コンベア駆動部２４を介して、コンベア４２を減速する。次いで、ステップＳ３４では、制御装置３０が、プリント基板Ｐが基板停止センサ１６により検出されるまで待機する。すなわち、コンベア４２の駆動により、プリント基板Ｐが図１０（ｂ）に示す位置（所定位置）まで移動した段階で、制御装置３０は、ステップＳ３６に移行する。

ステップＳ３６に移行すると、制御装置３０は、コンベア駆動部２４の駆動を停止することで、コンベア４２を停止させる。なお、本実施形態では、ステップＳ３０において、コンベア４２を減速させているので、プリント基板Ｐが所定位置に達したタイミングでプリント基板Ｐを停止させ、位置決めすることができる。

次いで、ステップＳ３８では、制御装置３０が、上流側シャッタ開閉部２６に指示を出し、図１０（ｃ）に示すように上流側シャッタ５２Ａを閉じる。

以上により、プリント基板検査装置１０内（ＸＹステージ４４上）へのプリント基板Ｐの搬入が終了する。

（プリント基板搬出処理）
次に、制御装置３０によるプリント基板搬出処理（Ｓ１４）について、図８のフローチャートに沿って、その他図面を参照しつつ詳細に説明する。

図８の処理では、まず、ステップＳ５０において、制御装置３０は、ステージ駆動部２２を介して、ＸＹステージ４４を下流側の搬出口５０ｂ近傍に移動させる。この場合、図１１（ａ）に示すような位置にＸＹステージ４４が位置決めされる。

次いで、ステップＳ５２では、制御装置３０が、下流側シャッタ開閉部２８を介して、図１１（ｂ）に示すように、下流側シャッタ５２Ｂを開く。なお、このタイミングで、制御装置３０は、下流側コンベア７０に駆動を開始させる。

次いで、ステップＳ５４では、制御装置３０が、コンベア駆動部２４を介して、コンベア４２の駆動を開始する。なお、制御装置３０は、ステップＳ５０〜５４の間に、基板搬出検知センサ１８による検知処理を開始しているものとする。

次いで、ステップＳ５６では、制御装置３０は、プリント基板Ｐが基板停止センサ１６により検出されなくなるまで待機する。すなわち、図１１（ｃ）に示すように、プリント基板Ｐがコンベア４２から下流側コンベア７０にほぼ受け渡された段階で、制御装置３０は、ステップＳ５８に移行する。

ステップＳ５８に移行すると、制御装置３０が、プリント基板Ｐが基板搬出検知センサ１８により検出されなくなるまで待機する。すなわち、図１２（ａ）に示すように、プリント基板Ｐが搬出口５０ｂを完全に通過し、プリント基板Ｐと下流側シャッタ５２Ｂとが干渉しない位置（接触しない位置）まで移動した段階で、制御装置３０は、ステップＳ６０に移行する。

ステップＳ６０に移行すると、制御装置３０は、コンベア駆動部２４の駆動を停止することで、コンベア４２を停止させる。次いで、ステップＳ６２では、制御装置３０が、上流側シャッタ開閉部２６に指示を出し、図１２（ｂ）に示すように下流側シャッタ５２Ｂを閉じる。なお、下流側シャッタ５２Ｂが閉まったか否かは、前述のように、基板搬出検知センサ１８を図４（ｃ）のように用いて検知するようにしてもよい。これにより、下流側シャッタ５２Ｂが閉じているか否かを検出するための専用のセンサを用意しなくてもよくなるため、部品点数の削減及び装置のコスト低減を図ることができる。

以上により、プリント基板検査装置１０内（ＸＹステージ４４上）からのプリント基板Ｐの搬出が終了する。

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、プリント基板検査装置１０は、プリント基板Ｐの外部への搬出の際にプリント基板Ｐが通過する搬出口５０ｂを開閉する下流側シャッタ５２Ｂと、下流側シャッタ５２Ｂが閉状態において存在する位置にプリント基板Ｐが位置しているか否かを検出する基板搬出検知センサ１８と、基板搬出検知センサ１８の検出結果に基づいて、下流側シャッタ５２Ｂの開閉を制御する制御装置３０と、を備えている。これにより、プリント基板検査装置１０内に作業者が手を入れないように下流側シャッタ５２Ｂを設けた場合において、プリント基板Ｐと下流側シャッタ５２Ｂとの接触を抑制することが可能となる。例えば、下流側コンベア７０側においてプリント基板が詰まり、基板停止センサ１６によりプリント基板が検出されないにもかかわらず、下流側シャッタ５２Ｂと接触する位置にプリント基板Ｐが位置しているような場合でも、下流側シャッタ５２Ｂとプリント基板Ｐとの接触を防止することができる。

また、本実施形態によると、基板搬出検知センサ１８は、光反射型（拡散反射型）のセンサであり、下流側シャッタ５２Ｂと接触する位置にプリント基板Ｐが位置しているか否かを検出するほか、下流側シャッタ５２Ｂが閉塞されているか否かを検出する。これにより、下流側シャッタ５２Ｂが閉じているか否かを検出するための専用のセンサを用意しなくてもよくなるため、部品点数の削減及び装置のコスト低減を図ることができる。また、本実施形態では、基板搬出検知センサ１８として比較的検出範囲の広い拡散反射型のセンサを用いることで、例えば、切り欠き等が形成されたプリント基板であっても誤検出を少なくすることができる。

また、本実施形態によると、プリント基板検査システム１００は、プリント基板検査装置１０と、上流側コンベア６０と、下流側コンベア７０とを備えているので、プリント基板Ｐが搬送経路（上流側コンベア６０及び下流側コンベア７０を含む）を搬送されている間に、検査を実行することが可能となる。

なお、上記実施形態では、搬入口５０ａ及び搬出口５０ｂを開閉する開閉扉がシャッタである場合について説明したが、これに限られるものではない。その他の開閉可能な扉を採用しても良い。

また、上記実施形態では、下流側シャッタ５２Ｂとプリント基板Ｐとの接触を回避するために、基板搬出検知センサ１８を用いる場合について説明したが、これに代えて、又はこれとともに、上流側シャッタ５２Ａとプリント基板Ｐとの接触を回避するために、基板搬出検知センサ１８と同様のセンサを用いることとしてもよい。

なお、上記実施形態では、ＸＹステージ４４の一部に基板搬出検知センサ１８を設ける場合について説明したが、これに限らず、筐体５０内の所定箇所に基板搬出検知センサ１８を設けることとしてもよい。

なお、上記の処理機能は、コンピュータによって実現することができる。その場合、処理装置が有すべき機能の処理内容を記述したプログラムが提供される。そのプログラムをコンピュータで実行することにより、上記処理機能がコンピュータ上で実現される。処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体（ただし、搬送波は除く）に記録しておくことができる。

プログラムを流通させる場合には、例えば、そのプログラムが記録されたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体の形態で販売される。また、プログラムをサーバコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワークを介して、サーバコンピュータから他のコンピュータにそのプログラムを転送することもできる。

プログラムを実行するコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたプログラムもしくはサーバコンピュータから転送されたプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、コンピュータは、自己の記憶装置からプログラムを読み取り、プログラムに従った処理を実行する。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。また、コンピュータは、サーバコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。

なお、以上の実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 外部から搬入されたプリント基板を検査し、検査後の前記プリント基板を外部へ搬出するプリント基板検査装置であって、
前記プリント基板の外部からの搬入及び／又は前記プリント基板の外部への搬出の際に前記プリント基板が通過する開口を開閉する開閉扉と、
前記開閉扉が閉状態において存在する位置に、前記プリント基板が位置しているか否かを検出するセンサと、
前記センサの検出結果に基づいて、前記開閉扉の開閉を制御する制御部と、
を備えるプリント基板検査装置。
（付記２） 前記センサは、光反射型のセンサであり、
前記開閉扉が閉状態において存在する位置に、前記プリント基板が位置しているか否かを検出するとともに、前記開閉扉が閉塞されているか否かを検出することを特徴とする付記１に記載のプリント基板検査装置。
（付記３） 前記プリント基板を保持して移動する移動部と、
前記移動部が前記プリント基板を保持して移動している間に、前記プリント基板を撮影する検査部と、を更に備える付記１又は２に記載のプリント基板検査装置。
（付記４） 付記１又は２に記載のプリント基板検査装置と、
前記プリント基板検査装置に対して前記プリント基板を搬入する第１搬送装置と、
前記プリント基板検査装置から排出された前記プリント基板を搬送する第２搬送装置と、
を備えるプリント基板検査システム。
（付記５） 前記第１搬送装置及び／又は前記第２搬送装置は、前記プリント基板検査装置の前記制御部からの指示を受信して、前記プリント基板を搬送することを特徴とする付記４に記載のプリント基板検査システム。

１０ プリント基板検査装置
１８ 基板搬出検知センサ（センサ）
２０ 検査部
３０ 制御部
４０ ステージ部（移動部）
５０ｂ 搬出部（開口）
５２Ｂ 下流側シャッタ（開閉扉）
６０ 上流側コンベア（第１搬送装置）
７０ 下流側コンベア（第２搬送装置）
１００ プリント基板検査システム
Ｐ プリント基板

Claims (3)

1. 外部から搬入されたプリント基板を検査し、検査後の前記プリント基板を外部へ搬出するプリント基板検査装置であって、
   前記プリント基板の外部からの搬入及び／又は前記プリント基板の外部への搬出の際に前記プリント基板が通過する開口を開閉する開閉扉と、
   前記開閉扉が閉状態において存在する位置に、前記プリント基板が位置していないかを検出するとともに、前記開閉扉が閉状態か否かを検出する光反射型のセンサと、
   前記光反射型のセンサの検出結果に基づいて、前記開閉扉の開閉を制御する制御部と、
   を備えるプリント基板検査装置。
2. 前記光反射型のセンサは、拡散反射型のセンサである、ことを特徴とする請求項１に記載のプリント基板検査装置。
3. 請求項１又は２に記載のプリント基板検査装置と、
   前記プリント基板検査装置に対して前記プリント基板を搬入する第１搬送装置と、
   前記プリント基板検査装置から排出された前記プリント基板を搬送する第２搬送装置と、
   を備えるプリント基板検査システム。
   

Images