JPH06118115A - 両面基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電子部品が装着される基板の上下両面に
印刷された回路パターンの電気特性等を検査する両面基
板検査装置を提供する。 【構成】 プローブピンを備えた検査ユニット８，９を
ＸＹ平面上で移動させかつＸＹ平面と平行に回転させる
位置決め機構を上下に対向して昇降自在に設ける。それ
ぞれの検査ユニットに隣接してＣＣＤカメラ６，７を上
下に対向して固定する一方、ＣＣＤカメラ間、検査ユニ
ット間それぞれで停止するように移動するワーク移載台
４１を配置し、このワーク移載台の中央部に基板の裏面
が露出する窓部を設け、下方からプローブピンが基板に
接触できるように構成している。 【効果】 基板の上、下面それぞれに印刷された回路パ
ターンの正規の位置からのずれ、傾きをＣＣＤカメラで
検出してその検出量に応じてプローブピンの位置を変更
でき、所定の検査を確実に行うことができる。また、基
板上、下面同時に検査を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電子部品が装着さ
れる基板の上下両面に印刷された回路パターンの電気特
性等を検査する両面基板検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、各種機械の制御装置はコンパクト
化をはかるため、各電子部品、ＩＣ部品を基板上で接続
するに際して配線図が回路パターンとして印刷された基
板が数多く利用されている。この基板では、各電子部品
の装着前、または装着後にその耐電圧試験、導通試験等
の各種の試験を行って不良基板を排除したり、この基板
上装着されたＩＣ部品の機能試験等を行って不良部品、
不良回路パターンを排除する必要が生じている。この種
の試験を行う装置は各種あるが、いずれも所定位置に所
定数のプローブピンを備えた検査ユニットを手動操作に
より下降させて基板上の回路パターンに当接させる構成
となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そのため、作業開始前
にプローブピンの下方に基板をセットする際には、作業
者が目視により基板上の回路パターンの所定の位置に所
望プローブピンが位置するようにプローブピンの位置を
調整しなければならず、この作業が大変面倒な作業とな
るばかりか、基板下面に印刷された回路パターンの検査
の際には一旦基板を取外して基板を裏返してセットし、
再度位置決めして検査を行わねばならない等の欠点が生
じている。

【０００４】本発明は、上記欠点の除去を目的とするも
ので、基板上下両面に印刷された回路パターンの姿勢に
応じて検査ユニットを自動的に位置決めするとともに、
上下両面の回路パターンの検査を行えるようにした両面
基板検査装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】回路パターンの姿勢を示
すマークを上、下面に持つ基板が載置されるワーク移載
台を水平方向に往復移動させる移動手段が配置されてお
り、この移動手段のワーク移載台の中央部には基板の下
面が露出する窓部が設けられている。また、前記ワーク
移載台の移動路を挟む位置に上、下面のマークの位置を
それぞれ検出するＣＣＤカメラが対向して配置されてお
り、その下方または上方に位置する基板に印刷された回
路パターン中のマークの位置を検出するように構成され
ている。

【０００６】一方、前記ＣＣＤカメラそれぞれから水平
方向に所定距離離れた位置で、ワーク移載台の移動路を
挾む位置には所定検査を行う所定本数のプローブピンが
備付けられた検査ユニットをＸＹ平面上で移動させかつ
ＸＹ平面に平行に回転させる位置決め機構が対向して昇
降するように配置されている。

【０００７】さらに、前記各ＣＣＤカメラにはこれによ
り検出されるマークの位置から回路パターンの位置ずれ
量および傾き量を算出する演算部を持ち、しかもワーク
移載台が対向する位置決め機構の間に位置すると、前記
演算部から転送される位置ずれ量および傾き量を受けて
各位置決め機構を順次作動させる制御部が接続されてい
る。

【０００８】

【作用】この装置では、ワーク移載台に基板がセットさ
れて後、移動手段が作動して基板が対向するＣＣＤカメ
ラ間に達すると、それぞれのＣＣＤカメラが回路パター
ン内にその姿勢検出用に設けられた２個のマークの位置
を読取り、それぞれのマークの位置情報を制御部に送
る。制御部ではこれら位置情報とあらかじめ記憶された
各マークの基準位置情報とから上面の回路パターン、下
面の回路パターンそれぞれの位置ずれ量および傾き量が
算出される。さらに、前記ワーク移載台が水平方向に移
動して、対向する位置決め機構間に達して停止すると同
時に、制御部で算出された位置ずれ量および傾き量はそ
れぞれ上、下面用の位置決め機構に送られ、位置ずれ量
および傾き量に応じて上、下面側それぞれの位置決め機
構が駆動され、それぞれの回路パターンの位置ずれ、傾
きに応じた検査ユニットの姿勢を保持する。上、下面側
の位置決めが完了すると、上面側の検査台が下降すると
ともに下面側の検査台が上昇し、上、下側のプローブピ
ンが回路パターンの位置ずれおよび傾きに拘わらず確実
に回路パターン上の所定の位置に当接し、所定の検査が
行われる。

【０００９】

【実施例】以下、実施例を図面に基づいて説明する。図
１ないし図４において、１は両面基板検査装置であり、
基台２に直立して固定されたコラム３を有し、このコラ
ム３にはその中間位置で水平に延びる移動手段の一例の
直交座標型のＸＹテーブル４が固定されている。このＸ
Ｙテーブル４は、ＸＹ平面上で移動するワーク移載台４
１を有しており、ワーク移載台４１に被検査ワークの一
例の基板５が載置されると、モータ（図示せず）の駆動
によりワーク移載台４１がワークセット位置から後記す
る第１，第２ＣＣＤカメラ６，７間まで移動するように
構成されている。また、前記ＸＹテーブルはワーク移載
台４１を第１，第２ＣＣＤカメラ６，７間からさらに水
平方向に所定距離離れて位置する第１，第２検査ユニッ
ト８，９間まで移動させてワーク移載台４１上の基板５
の中心が後記する位置決め機構１０，１３の回転台１０
ａ，１３ａの中心に一致させるように構成されている。
前記ワーク移載台４１は中央部に基板５の裏面に印刷さ
れた回路パターンが露出するように窓部４１ａを有して
おり、この窓部４１ａから回路パターン内のマークが露
出するように構成されている。

【００１０】また、前記直立するコラム３には前記ワー
ク移載台４１の移動路を挟むように後記する第１昇降ヘ
ッド８１，９１の側部に位置して第１、第２ＣＣＤカメ
ラ６，７が対向して位置するように固定されており、各
第１、第２ＣＣＤカメラ６，７先端の周囲に設けられた
リング状の第１、第２ストロボ６１，７１から光が投射
されると、基板５の上、下面に印刷された回路パターン
の姿勢を示すマークに反射して得られる二値化信号から
マークの位置を検出するように構成されている。また、
この第１、第２ＣＣＤカメラ６，７は前記マークの位置
情報を検出すると、これを後記する制御部（図示せず）
に送り、制御部でこれが基準位置情報として記憶され
る。

【００１１】さらに、前記コラム３にはワーク移載台４
１の移動路を挟むようにその上下部それぞれに第１検査
ユニット８、第２検査ユニット９が配置されている。前
記第１検査ユニット８は直立する方向に延びる２本の第
１リニアガイド８２を有しており、これら第１リニアガ
イド８２には第１軸受台８３を介して第１昇降ヘッド８
１が案内され、第１昇降駆動源（図示せず）の作動によ
り所定ストローク往復移動自在でしかも最下位置で所定
検査時間停止するように構成されている。前記第１昇降
駆動源は制御部から駆動指令信号を受けると、１ストロ
ーク作動し、後記するプローブピン１２ａ，１２ｂを昇
降させるように構成されている。前記第１昇降ヘッド８
１の下部には第１位置決め機構１０の第１回転台１０ａ
が固定されており、この第１回転台１０ａは第１θ軸モ
ータ１０ｄの駆動により後記するＸＹ平面と平行にすな
わちθ方向に回転するように構成されている。また、前
記第１回転台１０ａには第１Ｘ軸モータ１０ｅの駆動に
よりＸＹ平面上のＸ方向に往復移動する第１Ｘ軸テーブ
ル台１０ｂが配置されており、さらにこの第１Ｘ軸テー
ブル台１０ｂには第１Ｙ軸モータ１０ｆの駆動によりＹ
方向に往復移動する第１Ｙ軸テーブル台１０ｃが配置さ
れている。この第１Ｙ軸テーブル台１０ｃには一体に移
動するように第１検査台１１が固定されており、この第
１検査台１１には基板５の所定位置に当接して導通検査
を行う所定本数のプローブピン１２ａが直立して、しか
もその先端が同一面上に位置するように配置されてお
り、前記第１位置決め機構１０の作動によりプローブピ
ン１２ａが任意の位置に移動してその姿勢を変えること
ができるように構成されている。

【００１２】前記第２検査ユニット９は直立する方向に
延びる２本の第２リニアガイド９２を有しており、これ
ら第２リニアガイド９２には第２軸受台９３を介して第
２昇降ヘッド９１が前記第１昇降ヘッド８１の下方でこ
れと所定距離を隔てて昇降自在に配置されている。この
第２昇降ヘッド９１は、後記する第２位置決め機構１３
からの位置決め完了信号を受けて第２昇降駆動源（図示
せず）が作動するにともなって所定ストローク往復移動
し、しかも最上位置で所定検査時間停止するように構成
されている。前記第２昇降ヘッド９１の上部側には第２
位置決め機構１３の第２回転台１３ａが固定されてお
り、第２回転台１３ａは第２θ軸モータ１３ｄの駆動に
より回転するように構成されている。また、前記第２回
転台１３ａには第２Ｘ軸モータ１３ｅの駆動によりＸＹ
平面上のＸ方向に往復移動する第２Ｘ軸テーブル台１３
ｂが配置されており、さらにこの第２Ｘ軸テーブル台１
３ｂには第２Ｙ軸モータ１３ｆの駆動によりＹ方向に往
復移動する第２Ｙ軸テーブル台１３ｃが配置されてい
る。この第２Ｙ軸テーブル台１３ｃには一体に移動する
ように第２検査台１４が固定されており、この第２検査
台１４には基板５の所定位置に当接して導通検査を行う
所定本数のプローブピン１２ｂが上向きに直立して、し
かもその先端が同一面上に位置するように配置されてお
り、前記第２位置決め機構１３が作動するとプローブピ
ン１２ｂが任意の位置に移動してその姿勢を変えるよう
に構成されている。

【００１３】前記各位置決め機構１０，１３は制御部か
ら回路パターンの位置ずれ量および傾き量を受けると、
まず前記傾き量に応じて順次θ軸モータ１０ｄ，１３ｄ
を駆動して回転台１０ａ，１３ａすなわちプローブピン
１２ａ，１２ｂのθ方向の位置決めを行い、その後Ｘ軸
モータ１０ｅ，１３ｅおよびＹ軸モータ１０ｆ，１３ｆ
を駆動してプローブピン１２ａ，１２ｂのＸＹ方向の位
置決めを行って位置決め完了信号を制御部に出力するよ
うに構成されている。

【００１４】一方、前記第１、第２ＣＣＤカメラ６，７
には回路パターンの位置ずれ量および傾き量を算出する
演算部（図示せず）を有する制御部が接続されており、
この制御部にはあらかじめマークの位置情報を基準位置
情報として記憶する記憶部（図示せず）が設けられてい
る。また、この制御部は前記基準位置情報と検査中の基
板５から得られる位置情報とにより算出したデータをそ
れぞれ第１、第２位置決め機構１０，１３に転送し、各
位置決め機構１０，１３から位置決め完了信号が発信さ
れると、第１、第２昇降駆動源に作動指令信号を発信し
て各昇降駆動源からの原位置復帰信号を待って、次の検
査に備えるように構成されている。

【００１５】上記両面基板検査装置では、図５（ａ）に
示すように基準となる基板５をワーク移載台４１に固定
し、第１、第２ＣＣＤカメラ６，７間まで移動させ、各
ＣＣＤカメラ６，７により基板５に印刷された２個のマ
ークの位置を二値化信号として検出する。また、各ＣＣ
Ｄカメラ６，７はこの二値化信号からマークの位置を位
置情報として算出し、これが制御部に送られ、記憶部で
基準位置情報として記憶されるとともに、これら位置情
報から基板５の中心位置が算出されて記憶される。

【００１６】その後、被検査ワークの基板５がワークセ
ット位置でワーク載置台４１にセットされると、図５
（ｂ）に示すようにＸＹテーブル４の作動によりワーク
移載台４１が第１、第２ＣＣＤカメラ６，７間まで移動
し、各ＣＣＤカメラ６，７により基板５に印刷された２
個のマークの位置が二値化信号として検出される。ま
た、各ＣＣＤカメラ６，７はこの二値化信号からマーク
の中心位置を算出し、これを位置情報として制御部に送
る。この時、基板５上の回路パターンが複数個印刷され
ていてマークの間隔が広い場合には、ＸＹテーブル４が
作動してワーク移載台４１を移動させ、基板５上の２個
のマークをＣＣＤカメラ６，７の下方に位置させて、同
様に位置情報を得る。前記制御部ではこの位置情報から
基板５に印刷された回路パターンの中心位置が算出さ
れ、位置ずれ量および傾き量が算出され、これらが各位
置決め機構１０，１３に送られる。

【００１７】同時に、ＸＹテーブル４が作動し、図５
（ｃ）に示すように基板５が第１、第２検査台１１，１
４間に達してその中心が回転台１０ａ，１３ａの中心に
一致するように位置決めされる。この位置決め完了後、
各位置決め機構１０，１３はまず各回路パターンの傾き
量に応じてθ軸モータ１０ｄ，１３ｄを順次駆動して各
回転台１０ａ，１３ａを回転させ、Ｘ軸テーブル台１０
ｂ，１３ｂおよびＹ軸テーブル台１０ｃ，１３ｃごと第
１、第２検査台１１，１４を介して取付けられたプロー
ブピン１２ａ，１２ｂを所定角度回転させる。続いて、
各回路パターンの位置ずれ量に応じて各Ｘ軸モータ１０
ｅ，１３ｅおよびＹ軸モータ１０ｆ，１３ｆを駆動し、
各Ｘ軸テーブル台１０ｂ，１３ｂ、Ｙ軸テーブル台１０
ｃ，１３ｃを移動させ、第１、第２検査台１１，１４の
中心を基板５上の２個のマーク間の中心に一致させ、基
板５にずれてしかも傾いて印刷された回路パターンに沿
って第１、第２検査台１１，１４のプローブピン１２
ａ，１２ｂの姿勢を変えることができる。その後、各位
置決め機構１０，１３から位置決め完了信号が発信され
ると、各昇降駆動源が作動して第１昇降ヘッド８１が所
定ストローク下降する一方で、第２昇降ヘッド９１が所
定ストローク上昇する。そのため、各昇降ヘッド８１，
９１とともに移動するプローブピン１２ａ，１２ｂが基
板５に印刷された回路パターン上の所定の位置に正確に
接触でき、所定の導通検査を行うことができる。

【００１８】なお、実施例ではワーク移載台４１はＸＹ
テーブル４に取付けられているが、所定ストロークを持
つシリンダ機構（図示せず）を使用してもよい。また、
位置決め機構は回転台をＸＹ平面上で移動するように構
成してもよい。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は所定検査
を行うプローブピンを備えた検査ユニットをＸＹ平面上
で移動させかつＸＹ平面に平行に回転させる位置決め機
構を上下に対向して昇降自在に設けるとともにそれぞれ
の検査ユニットに隣接してＣＣＤカメラを上下に対向し
て所定間隔を隔てて固定する一方、ＣＣＤカメラ間、検
査ユニット間それぞれで停止するように平行移動する基
板載置用ワーク移載台を配置し、このワーク移載台の中
央部に基板の裏面が露出する窓部を設け、下方からプロ
ーブピンが基板に接触できるように構成しているため、
基板の上、下面それぞれに印刷された回路パターンが正
規の位置からずれていたり、また傾いていたりしても、
これをＣＣＤカメラで検出してその検出量に応じてプロ
ーブピンの位置を変更でき、導通検査等所定の検査を自
動化して確実に行うことができるばかりか、基板上、下
面同時に検査を行うことができ、検査時間を短縮するこ
とができる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両面基板検査装置の全体正面図であ
る。

【図２】図１の要部側面図である。

【図３】図１の両面基板検査装置をシンボル化した一部
断面正面図である。

【図４】図１の両面基板検査装置をシンボル化した平面
図である。

【図５】本発明にかかる要部動作説明図である。

【符号の説明】

１ 両面基板検査装置 ２ 基台 ３ コラム ４ ＸＹテーブル ４１ ワーク移載台 ４１ａ 窓部 ５ 基板 ６ 第１ＣＣＤカメラ ６１ 第１ストロボ ７ 第２ＣＣＤカメラ ７１ 第２ストロボ ８ 第１検査ユニット ８１ 第１昇降ヘッド ８２ 第１リニアガイド ８３ 第１軸受台 ９ 第２検査ユニット ９１ 第２昇降ヘッド ９２ 第２リニアガイド ９３ 第２軸受台 １０ 第１位置決め機構 １０ａ 第１回転台 １０ｂ 第１Ｘ軸テーブル台 １０ｃ 第１Ｙ軸テーブル台 １０ｄ 第１θ軸モータ １０ｅ 第１Ｘ軸モータ １０ｆ Ｙ第１軸モータ １１ 第１検査台 １２ａ，１２ｂ プローブピン １３ 第２位置決め機構 １３ａ 第２回転台 １３ｂ 第２Ｘ軸テーブル台 １３ｃ 第２Ｙ軸テーブル台 １３ｄ 第２θ軸モータ １３ｅ 第２Ｘ軸モータ １３ｆ 第２Ｙ軸モータ １４ 第２検査台

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路パターンの姿勢を示すマークを上、
   下面に持つ基板が載置されるワーク移載台を水平方向に
   往復移動させる移動手段を配置し、この移動手段のワー
   ク移載台の中央部に基板の下面が露出する窓部を設ける
   とともに、このワーク移載台の移動路を挾む位置に上、
   下面のマークの位置をそれぞれ検出するＣＣＤカメラを
   対向して配置し、 さらに、前記ＣＣＤカメラそれぞれから水平方向に所定
   距離離れた位置で、ワーク移載台の移動路を挾むよう
   に、所定検査を行う所定本数のプローブピンが備付けら
   れた検査ユニットをＸＹ平面上で移動させかつＸＹ平面
   に平行に回転させる位置決め機構を対向して昇降するよ
   うに配置する一方、 前記各ＣＣＤカメラにはこれより検出されるマークの位
   置から回路パターンの位置ずれ量および傾き量を算出す
   る演算部を持ち、しかもワーク移載台が位置決め機構の
   間に位置すると、前記演算部から転送される位置ずれ量
   および傾き量を受けて各位置決め機構を順次作動させる
   制御部を接続したことを特徴とする両面基板検査装置。
2. 【請求項２】 移動手段はＸＹテーブルであることを特
   徴とする請求項１に記載の両面基板検査装置。