JPH04208845A - プリント配線板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、電気機器等に使用されるプリント配線板のパ
ターンの良否を判定するためのプリント配線板検査装置
に関する。

（従来の技術） 電気機器等に使用されるプリント配線板は、高い信頼性
か要求されるため、１枚ずつの検査が行われ、この検査
目的はプリント配線板に印刷されているパターンの断線
及び、他のパターンとのブリッジを検出する事にある。

ここで、従来この検査に用いられているプリント配線板
検査装置について説明する。第１３図に示すように、被
検査プリント配線板１を載置固定するための定盤２と、
プリント配線板１に印刷されている任意のパターン３の
検査点に接触させる複数の接触ピン４と、この接触ピン
４を位置決め固定する治具５と、この治具５をシリンダ
ー等で上昇、下降させ、パターン３と接触ピン４を位置
誤差かなく、任意の力で接触させる昇降装置６と、接触
ピン４に電気的に接続された電線７と、第１４図に示す
ように接触ピン４とパターン３との電気的接触状態等を
検査する制御検査装置８からなっている。

このような構成の検査装置を用いて検査するには、次の
ようにする。今、第１５図に示す被検査プリント配線板
１に印刷されたパターン３ａの検査を行う時、被検査プ
リント配線板１を検査者により定盤２に固定する。次に
、あらかしめ制御検査装Ｗ８に登録されたプログラムに
より、昇降装置６を駆動し、治具５を下降させ、接触ビ
ン４ａ。

４ｂをパターン３ａに接触させる。そして、制御検査装
置８により、接触ピン４ａ、４ｂ間に通電を行いパター
ン３ａを検査する。このように、瞬時に各接触ピン４ａ
、４ｂに通電し、全てのパターンを検査していく。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べた従来のプリント配線板の検査方式では、つぎ
のような問題点かある。

（１）プリント配線板１の種類数に対応した治具の数か
必要である。

（２）接触ピン４を、検査パターン３に押し付けて（接
触させて）検査をするため、パターン３を破損する恐れ
がある。

（３）接触ピン４を介して、電気的信号を取るため、接
触ピン４からの配線処理か複雑になり、検査装置の信頼
性確保が難作業である。

（４）プリント配線板１の高密度化に伴い、イ）検査点
が増加するのにつれて、高価な接触ピン４の使用数も増
加し、検査装置が高価なものになってきている。

口）第１６図の如く、パターン３に接続しているパッド
９間のＣ寸法が近年、０．６５ｔ＋ａから０．５ｍｔｎ
、さらに０．３　ａｍと狭くなり検査点間隔が挟まり、
接触ビン方式では不ｉｉＪ能になってきている。

ハ）検査点間隔か挟まり、治具の接触ピン間電気的絶縁
距離の確保か困難になってきている。

そこで、本発明は、検査すべきプリント配線板の種類に
関係なく使用でき、非接触で高密度化されたプリント配
線板の検査かできるプリント配線板検査装置を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、検査すべきプリント
配線板のパターンに熱エネルギーを供給する熱エネルギ
ー供給手段と、前記パターンから放射される熱エネルギ
ー分布を検出する検出手段と、この検出手段で検出され
た熱エネルギー分布を基準設定値と比較してパターンの
良とをｉｌｌ定する判定手段とを具備したものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面をコ照して説明する
。第１図は本発明の第１の実施例を概略構成図である。

被検査プリント配線板１１は、図示しない自動供給装置
より自動的に供給され温度制御された雰囲気中にある、
テーブル１２上に保持・固定される。

半導体レーザー発振装置１３で供給された熱エネルギー
は、図示しないロボット等により把持されたＸＹＺ方向
への移動機能を備えた半導体レーザー照射装置１４によ
りテーブル１２の上の被検査プリント配線板１１中の所
定のパターン１０に印加される。

検査パターン内を伝導した熱エネルギーによる温度上昇
の結果、検査パターンから放射される赤外線を検出する
ための２次元赤外線カメラ１５がテーブル１２の上部に
配置されている。

２次元赤外線カメラ１５でセンシングされ、最小画素に
分解された出力はＡ／Ｄ変換器１６て出力のＡ／Ｄ変換
か行われ、その結果は画素メモリー１７に保存される。

画像メモリー１７に保存された出力値はしきい値設定装
置１８て測定条件（基板の材質、板厚、最小パターン幅
等）により予め設定されたしきい値と比較器〕９で比較
される。

しきい値よりも大きな出力を検出てきた画素に２値化処
理装置２０により、“１”が設定される。

２値化処理装置２０により、“１”が設定されたデータ
に対して、Ｘ、Ｙ方向データの細線化処理が細線化処理
装置２１により実施される。細線化はＸ、Ｙに対して実
施される。

同−Ｘ座標上、またはＹ座標上に“１”が連続して奇数
個存在する場合は中央の“１″のみを残して他は全て“
０”にセットする。“１″が連続して偶数個存在する場
合は中央の“１“を２個残して他は全て“０″にセット
することで実施される。

この処理結果データと、標準パターン設定装置２２に示
されるで設定された、正しい配線パターンにに４応する
標準パターンデータとの比較か比較装置２３で比較され
る。

比較された結果は判定結果印字装置２４、判定結果表示
装置２５から判定結果としての“良”。

“否”及び“百”の場合は、不一致が発生した座標位置
か印刷および表示される。

以下、この様な構成のプリント配線板検査装置の作用に
ついて、第１図〜第８図を参照して説明する。第２図は
第１図の作用説明図で、プリント配線板検査装置をスタ
ートさせると（Ｓｌ）、標準パターン設定装置２２より
被検査プリント配線板１１の図面番号は？とＣＲＴ上に
聞いてくるので、今回検査する登録図面番号を選択して
インプットする。尚、標準パターン設定装置２２のデー
タヘースには、第４図に示すように図面番号毎に印加順
序、印加点座標、印加時間パターン図か登録されている
。図面番号かインプットされると、図示しない供給装置
よりテーブル］２に被検査プリンク配線板１１か供給さ
れ（Ｓ３）、位置決めされた後に固定される（Ｓ２）。

次に、標準パターン設定装置２２よりロボットコントロ
ーラ２７（第１図では図示しない）に、第４図に示すデ
ータか転送され、図示しないロボット等に把持された半
導体レーサ照射装置１４か印加順序１の印加点座標に移
動する。

すなわち、第３図に示すプリント配線板１１の熱エネル
ギー印加点］０１の座標Ｘ　：　５０．００　、Ｙ５３
．３５に半導体レーサ照射装置１４か移動し熱エネルギ
ーをｔ秒間、照射する（Ｓ４）。

尚熱エネルギー照射時間はプリント配線板１１のパター
ン１０の熱容量により設定している、又は照射熱エネル
ギーはプリント配線板１１に悪影響を与えないように設
定されている。

熱エネルギー印加点１０１に照射された熱エネルギーは
、パターン１０を伝導し、パターン１０の全体が温度上
昇する。

熱エネルギー照射後に２次元赤外線カメラ１５により温
度を計測しくＳ　５）　、Ａ／Ｄ変換器１６にり赤外線
を電気信号に変換しくＳ６）、画像メモリ１７に登録す
る。

第５図は被検査プリント配線板１１の熱エネルギー印加
点１０１より照射された後のパターン］０および周辺の
温度分布図を示している。

熱エネルギー印加点１０１近辺のパターン１０の温度は
、Ｔ　で距離にしたかってＴ２〜Ｔ、まで分布する。又
パターン１０の周辺絶縁部にも少し熱伝導し距離により
Ｔ　　　−Ｔ　　　まて分布すｎ＋ｎｌ　　　　　ｎ＋
ｎ４ る。

画像メモリー７に登録された画像は、周辺温度もおり込
んたほやけたものであるので、パターン１０を明確に表
わすようにしきい値設定装置１８、比較器１つ、２値化
処理装置２０および細線化処理装置２１をもちいてパタ
ーン処理する。

パターン１０の温度Ｔ１〜Ｔｎと周辺絶縁部温度Ｔ　　
　−Ｔ　　　をしきい値設定装置１８にて設ｎ＋ｎｌ　
　　ｎ＋ｎ４ 定されたしきい値をもとに比較器１９でパターン１０か
周辺絶縁部かの判別をする。すなわち、熱エネルギー印
加点１０１のパターン１０の温度はＴ　であるからＴ１
より低い周辺絶縁部の温度Ｔ　　はノイズとして除去す
る。又、パターンｎ＋ｎ１ １０の先端部の温度はＴ　であるから、Ｔ　よりｎ 低い周辺絶縁部の温度Ｔ　　はノイスとして除去ｎ＋ｎ
４ する。

このように熱エネルギー印加点１０１より距離ΔＬすつ
つのパターン１０のしきい値を持ち絶縁周辺部と比較し
ながら、パターン１０を２値化処理して明確にしていく
。

２値化処理後の画像は、パターン１０部と周辺絶縁部の
境界かギサギサしてパターンマツチングに適さないので
、細線化処理装置２１にて直線処理して画像メモリー７
に再生画像として登録する。

なお、この再生画像は、ＣＲＴ上でも見ることかできる
。

第６図は、パターン１０か、パターン切１０３で破断じ
ている場合の温度分布で、パターン切１０３より先端へ
の熱伝導か絶縁部を介しているため少い。すなわち、Ｔ
　とＴ　　の温度差か大３　　　ｎ＋ｎｘ きいため（しきい値より低い）、Ｔ　　はノイズｎ＋ｎ
ｘ として除去され再生画像には表われない。

第７図は隣りあうパターン１０ｃと１０ｄか、１０４て
ブリッジした状態の温度分布図でブリッジ１０４より熱
伝導か行われるため、ブリッジ１０４に接続されたパタ
ーン１０ｄの近辺の温度は、Ｔ　　と同等のため画像と
して再生処理されｎ＋ｎ３ る（Ｓ７）。

第８図はパターン１０か誤ってパターンｌＯｆにすれた
場合の温度分布でずれたパターン１０ｆの位置で再生画
像として表わされる。

次に、画像メモリ１７に登録されたパターン１０の再生
画像が標準パターン設定装置２２に登録されたパターン
図と合っているかどうかを判定するために、パターン比
較装置２３にてパターンマツチング行い比較して良否の
判定を行う（Ｓ８）。

比較結果は、判定結果印字装置２４および判定結果表示
装置２５により、印刷およびＣＲＴ表示される。

以降印加順序に従って繰り返し検査を行っていく　。

このような検査方法を行うことにより次のような効果が
期待できる。

１）非接触で検査できるため、プリント配線板１１に傷
がつかない。

２）相隣合う測定点の間隔が狭くても検査が容易である
。

３）従来、必要であったプリント配線板１１の種類毎の
治具および段取りか不要となる。

４）パターン１０のずれ、欠等も検査できる。

５）不良箇所が、判定結果印刷装置２４と判定結果表示
装置２５にそれぞれ印刷表示されるため、修正がやりや
すい。

次に本発明の第２の実施例を第９図および第１０図を用
いて説明する。第９図は被検査パターン１０の温度をパ
ターンの経路に沿ってピッチΔＬの区分単位で表示した
温度分布図であり、温度は熱エネルギー印加点１０１か
ら離れるに従い徐々に低下してＴ　＞Ｔ　＞Ｔ３・・・
・・となっている。

この場合、細線化処理された温度分布データを、標準パ
ターン設定装置２２に登録されているパターンの経路に
沿って順次、温度比較装置２６に送り込み、隣り合う区
分間の温度Ｔ　とＴ　　を比ｎ　　　ｎ＋１ 較する。パターンか健全である場合には相隣る区分間の
温度差か小さいか、第９図のＴｘとＴｙのようにその間
でパターンにパターン切れ１０３が存在する場合には熱
か伝導しないので、温度差か大きくなる。温度比較装置
２６は２つの温度の値を比較してその差ΔＴか一定値°
を越えると、判定結果印字装置２４及び判定結果表示装
置２５へ信号を発信し、パターン切れがあることを表示
する。

ここで、温度比較を行う順序は熱エネルギー印加点］０
１に近いＴ　とＴ２からパターンの経路■ に沿って順次に行っていくか、パターン上のどこで断線
か生じているかは温度分布のピッチΔＬおよび標準パタ
ーン設定装置２２に登録されているパターンデータから
算出されて判定結果印字装置２４及び判定結果表示装置
２５に表示される。

一般に、熱エネルギー印加点から離れるほど、パターン
１０の温度上昇か小さいため、周囲温度のノイズの影響
を受は易いか、本実施例の方法では隣り合う区分間の温
度を比較するので、ノイズの影響を受けることかなく、
信頼性の高い判定を行うことかできる。

第１１図は本発明の第３の実施例を示す被検査プリント
配線板１］のパターン図である。一般にプリント配線板
１１には数多くのパターンが印刷されており、検査はパ
ターンの数だけの回数を繰返さなければならない。第３
の実施例は複数のパターン１０を同時に検査する場合に
用いられる。

隣り合うパターン１０の熱エネルギー印加点をそれぞれ
異なる３段階の温度Ｔ、ＴＴ　　に１１１２ゝ　１３ 加熱する。一方、比較器１９のしきい値を温度１１、１
２、Ｔ１３に応して差をつけて設定するこＴ とにより、３つのパターン１０を同時に検査する。

温度差の設定は熱エネルギー印加時間の長さ、熱エネル
ギーの密度、焦点ずらし距離などを変えることにより行
う。

このようにすることにより、複数のパターンの検査を同
時に行うことかできる。本実施例においては温度設定段
階を３段階にしであるか、プリント配線板１１の加熱限
界と、赤外線カメラ１５および比較器１９の分解能の範
囲内で設定段階を多くするほど検査時間の短縮をはかる
ことができる。

第１２図は本発明の第４の実施例で、被検査プリント配
線板１１の表面と裏面にそれぞれ配置した２つの赤外線
カメラ１５Ａ、１５Ｂで別々に検知した温度データを図
示しない画像合成器で合成して１つの像として画像メモ
リー１７に保存するようにしたものである。

一般にプリント配線板１１は画板面にパターンが形成さ
れているので、このようにすることにより片面で検知す
るよりも感度良く信頼性の高い検査を行うことかできる
。なお、第４の実施例は、１台の赤外線カメラでプリン
ト配線板１１の両面を２度に分けて検知した温度データ
を合成してもよい。

［発明の効果］ 以上述べた本発明によれば、検査すべきプリント配線板
の種類に関係なく使用でき、非接触で高密度化されたプ
リント配線板の検査かできるプリント配線板検査装置を
提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプリント配線板検査装置の第１の
実施例の概略構成図、第２図〜第８図ははいずれも第１
図の作用を説明するためのものであって、第２図はフロ
ーチャートであり、第３図はプリント配線板のパターン
図であり、第４図は標準パターン設定装置の登録内容で
あり、第５図は熱エネルギー印加後のパターンの温度分
布を表わし、第６図はパターン切があった場合の温度分
布を表わし、第７図はパターンブリッジかあった場合の
温度分布を表わし、第８図はパターンすれかあった場合
の温度分布を表わす図、第９図および第１０図はそれぞ
れ本発明による第２の実施例のパターン温度分布図およ
び概略構成図、第１１図は本発明による第３の実施例の
プリント配線板のパターン図、第１２図は本発明の第４
の実施例の概略構成図、第１３図〜第１６図はいずれも
従来技術の問題点を説明するための図である。 １０．１．０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ。 １０ｆ・・パターン、１１・被検査プリント配線板、１
２・テーブル、１Ｂ・・半導体レーサ発振装置、１４　
半導体レーサ照射装置、１５．１５Ａ。 １５Ｂ・・２次元赤外線カメラ、１６・・Ａ／Ｄ変換器
、１７・・画像メモリ、１８・・・しきい値設定装置、
］９・・比較器、２０・・２値化処理装置、２］・・・
細線化処理装置、２２・・・標準パターン設定装置、２
３・パターン比較装置、２４・・・判定結果印字装置、
２５・・判定結果表示装置、１０１，１０１ａ・・熱エ
ネルギー印加点、１０３・・・パターン切、１０４　ブ
リッジ。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０′ｒＩＩＩ 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 検査すべきプリント配線板のパターンに熱エネルギーを
   供給する熱エネルギー供給手段と、前記パターンから放
   射される熱エネルギー分布を検出する検出手段と、 この検出手段で検出された熱エネルギー分布を基準設定
   値と比較してパターンの良否を判定する判定手段とを具
   備したプリント配線板検査装置。