JPH0762653B2 - プリント基板検査装置の搬送走査機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、１葉の共通基板に印刷された同一配線パタ
ーンの複数のプリント基板に対する検査装置の搬送走査
機構に関するものである。

［従来の技術］ ICチップなどの電子部品を搭載するプリント基板には配
線用のパターンが投影、エッチングなどの加工により設
定されているが、加工段階においてなんらかの原因によ
り欠陥が生ずるので、プリント基板検査装置により配線
パターン検査が行われる。検査は比較方法によるが、比
較の基準として特に標準品を用いず、製品自体を相互に
比較するものである。初期の段階では、１葉の共通基板
に２枚のプリント基板を印刷して相互に比較するもので
あったが、データが一致しないとき、いずれが正しいの
か判定ができず、さらに目視などの検査を必要とするの
で、次の段階では３枚比較方式が行われ、判定の信頼性
と作業の効率が向上している。

さて、最近においては電子機器の需要の増加に対応し
て、プリント基板技術が進展し、１葉の大型サイズの共
通基板に４枚のプリント基板を印刷するものが現れ、こ
れを正確、迅速に検査する方式が必要となっている。こ
れに対して、この出願の発明者により効果的な欠陥判定
方式が提案され、特願「プリント基板配線パターンの欠
陥判定方式および判定回路」が同時出願されている。

第４図（ａ），（ｂ）は上記の４枚のプリント基板の検
査方式の概要を説明するもので、図（ａ）において、共
通基板１には同一のパターン配線を有する４枚のプリン
ト基板２（A,B,CおよびＤ）が配列されており、これら
に対して図（ｂ）に示すように、パターン検出器3a,3b,
3cおよび3dが対応して設けられ、各パターン検出器によ
り配線パターンの輪郭の特徴が抽出されて、相互比較に
より欠陥が判定される。比較および判定方法の詳細は省
略する。ここで、共通基板はプラスチック材で大型のも
のはＬが約1M、Ｈが約0.65Mのものがある。これに対し
て厚さｔは0.2〜1.6mmで、導いものはいわばペラペラで
ある。このような大きくて軟弱な共通基板を試験装置に
ロードして走査するにはそれなりの機構が必要であり、
特に共通基板が静電作用により互いに密着するため２ま
たは３枚以上が一緒に搬送される不都合がある。また、
面積の広い共通基板に吸着の痕跡が残らないこと、また
有害な屈曲などを生じないことも重要である。しかしな
がら、このような要求に適合する機構は従来存在してい
ない。

［発明の目的］ この発明は、以上の事情に鑑み複数のプリント基板を印
刷した大型で軟弱な共通基板を１枚づつ確実で、かつ吸
着の痕跡が残らないようにソフト接触により吸着して試
験台に搬送し、位置決めロードして配線パターンに対し
てX,Y方向に走査する機構を提供することを目的とする
ものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、同一の配線パターンを有する複数のプリン
ト基板が連続して印刷された１葉の共通基板をベース盤
に載置し、各プリント基板に対応する複数のパターン検
出器によりそれぞれの配線パターンを並行して同時にサ
ンプリング走査して、各配線パターンの特徴を抽出して
相互に比較するプリント基板検査装置における、共通基
板の搬送および走査機構であって、ベース盤の中央部に
共通基板を載置してＹ軸方向に移動する試験台と、ガイ
ドレールに沿ってＸ軸方向に移動し、上下駆動機構によ
り上昇下降し、共通基板をベース盤の一端と中央部の試
験台間および試験台と他端間をそれぞれ搬送する第１お
よび第２のキャリッジ機構と、第１および第２のキャリ
ッジ機構に設けられ、上記共通基板の表面の方向角度に
倣って方向を自在に変化して該表面に弾性的で、かつソ
フトに接触して吸着する複数個の吸着部と、上記第１の
キャリッジ機構に設けられ、上記の上下駆動機構による
共通基板の上昇下降と別個に、複数個のうちの一部の吸
着部を独立して上昇下降することにより共通基板の端部
のみを上下移動させる上下移動機構と、試験台の上方に
設けられ、複数のパターン検出器を一括してＸ軸方向に
移動する移動ブロックとにより構成されたものである。

以上に対する実施態様としては、上記の第１および第２
のキャリッジ機構は、上記共通基板に対応する面を有
し、吸着部に対するエアダクトを構成する角パイプより
なるフレームと、該フレームに上記の複数の吸着部を配
設する。

上記の吸着部を構成する吸着パットには、軟質で通気性
のある布で覆って共通基板にソフトに接触する吸着面と
する。また、吸着パットを球係合により支持棒に支持し
て吸着面の方向を自在に変化できる自在係合とし、かつ
スプリングにより吸着パットを付勢して、共通基板と弾
性接触せしめる。

上記試験台に共通基板を位置決めする機構として、上記
試験台の４辺の一隅に、共通基板を位置決めするＬ字形
の位置決め金具を設け、試験台に設けられた溝に嵌合し
て移動し、該位置決め金具の２辺に対してそれぞれ垂直
方向に共通基板を押圧して当接させる２組の押圧機構を
有するものである。

［作用］ この発明によるプリント基板検査装置の搬送および走査
機構においては、移動ブロックに取り付けられた複数の
パターン検出器は一括してＸ軸方向に移動し、また試験
台がＹ軸方向に移動するので、各プリント基板に対して
並行して同時にX,Y方向のサンプリング走査ができる。

次に、２組のキャリッジ機構は角パイプによるフレーム
構成とし、共通基板に対応するフレームの面に複数の吸
着部が設けられ、吸着エアは角パイプの内部をエアダク
トとして外部より吸引される。吸着部の吸着面は軟質で
通気性のある布で覆われているので共通基板にソフトに
接触して吸着の痕跡が残ることがなく、さらに吸着部の
吸着パットが支持棒に自在係合し、かつスプリングによ
り付勢されているので確実、安定な吸着がなされるとと
もに、共通基板に有害無用の屈曲を生ずることが防止さ
れている。次に、ベース盤の一端に積層された多数の共
通基板のうちから最上部の基板を吸着する場合、共通基
板が２枚または３枚以上が密着して１度に持ち上げられ
ることが生ずる。これに対して上下移動機構を動作させ
て共通基板の端部を上下移動すると、最上部とその下側
の基板間にギャップができて空気が入り、２枚目または
それ以下が分離される。この場合、共通基板の厚さ、表
面状態などにより密着の強さが変わるので、それぞれに
対して別途制御装置により適当な上下間隔で必要な回数
の上下移動（または振動）を繰り返すことにより確実に
分離される。分離された共通基板はさらに持ち上げられ
て、ベース盤の一端から試験台に搬送され、試験台に設
けられた位置決め金具の位置にロードされる。位置決め
は、吸着を解放して共通基板を適当な位置に載置し、押
圧機構によりＬ字形の位置決め金具の２辺に垂直方向に
押圧して当接させることにより行われる。

試験台にロードされた共通基板は、移動ブロックによる
Ｘ軸方向の移動と、試験台のＹ軸方向の移動により、複
数のパターン検出器により並行して同時サンプリング走
査が行われる。これが終了すると、共通基板は第２のキ
ャリッジ機構によりベース盤の他端に搬送されるもので
ある。なお、第２のキャリッジ機構には密着分離用の上
下移動機構は必要でないので設けない。また、キャリッ
ジ機構を２組設けた理由な、搬送に要する時間を短縮す
るためである。

［実施例］ 第１図（ａ）〜（ｃ）は、この発明によるプリント基板
検査装置の搬送および走査機構の実施例における構造図
を示すもので、ベース盤５の両端に支持具5aを立ててこ
れに２本のガイドレール６を固定する。ガイドレール６
には第１および第２のキャリッジ機構７−1,7−２を取
り付けてそれぞれ独立にＸ軸方向に移動できるものとす
る。ベース盤の中央部にはＹ軸移動機構12を設け、その
移動部に試験台４を固定する。次に、第１のキャリッジ
機構７−１には多数の吸着部８が設けられ、図示Ｚ方向
に下降して被検査の共通基板１を吸着し、上昇して中央
の試験台４の位置まで搬送する。ここで、キャリッジ機
構が下降して共通基板は解放されてロードされる。一
方、試験台４の上部には移動ブロック10が設けられ、Ｘ
軸移動機構11によりＸ軸方向に移動できるものとし、こ
れに複数のパターン検出器３が搭載されている。パター
ン検出器の数は、被検査共通基板のプリント基板の数に
対応したものとし、図の場合は４組を示す。移動ブロッ
クのＸ軸方向の移動と、試験台のＹ軸方向の移動によ
り、パターン検出器により各プリント基板２は並行して
同時走査される。検査が終了すると、第２のキャリッジ
機構により共通基板は吸着されてベース盤の他端に搬送
される。

第２図（ａ）〜（ｃ）は第１図の第１のキャリッジ機構
７−１の詳細図を示すもので、図（ａ）においてコの字
形の支持具71はＸ軸移動機構９のベルト91に係合されて
おり、駆動モータ92の駆動によりガイドレール６に沿っ
てＸ軸方向に移動する。支持具71に２本のスライド棒72
を垂直に立て、これに摺動して上下駆動機構73により上
下に移動するフレーム74を取り付ける。フレームの水平
部分には角パイプ74−１などを配列固定しこれを吸着用
のエアダクトとして使用する。Ｙ軸方向の角パイプ74−
1,74−２にはブラケット75を用い、また角パイプ74−３
には上下移動機構76を用いてそれぞれに吸着部８を取り
付ける。吸着部は共通基板の大きさに対応する適当な数
とし、図の場合は一部を省略してあるが、４列４個づつ
全部で16個である。

第２図（ｂ）は吸着部８の断面図で吸着パット81には軟
質で通気性のある布82を覆って吸着面とする。また、吸
着パットは吸着面が共通基板に弾性接触するようにスプ
リング84により付勢し、また接触面の方向が自在に変化
できるように支持棒83との間に球係合85を挿入する。吸
着部８と角パイプ74の間は吸引パイプ86を接続しエアは
角パイプを通して吸引される。このような吸着部は布と
スプリングにより共通基板にソフトに接触して基板面に
接触の痕跡が全く残らない。この場合、布の通気性によ
りエアがリークするので多量のエアを吸引する。このた
めに断面積を大きくできる角パイプが有効である。

第２図（ｃ）は角パイプに取り付けられる上下移動機構
76の構造図で、角パイプ74−３に固定された固定部761
に対して駆動機構763により上下方向に移動する移動部7
62よりなり、この移動部に吸着部が取り付けられる。共
通基板を吸着して上昇するとき、静電作用により２、３
枚が密着して一緒に持ち上がることが生ずるが、この部
分の吸着部を上下方向に適当の間隔、回数移動または振
動させると、最上部の１枚と２枚目以下の共通基板との
間にギャップができて空気が入り密着が解放されて１枚
どりが確実に行われる。また共通基板の端を持ち上げた
とき、吸着パットと支持棒の球係合により共通基板に倣
って吸着パットが傾斜して共通基板に無理がかからな
い。なお、第２のキャリッジ機構は、試験台にロードさ
れた１枚の共通基板を吸着して搬送するものであるの
で、密着分離の問題がなく上下移動機構76を設けない。

次に、第３図は共通基板を試験台に位置決めするための
機構を示すもので、試験台４の一隅にＬ字形の位置決め
金具41を固定する。試験台の表面には、位置決め金具の
２辺に平行に溝42を穿ち、押圧機構43の押圧子431が溝
に嵌入して移動し、共通基板を押圧して２辺の内側に当
接させることにより位置決めがなされるものである。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明によるプリ
ント基板検査装置の搬送および走査機構においては、大
型サイズで厚さの薄い共通基板を有害な痕跡や屈曲が残
らないように安全に吸着することができ、また静電気に
より２、３枚が密着した場合は端部を上下に振動する方
法により分離させて１枚どりが確実とされている。吸着
された共通基板はベース盤の一端から試験台に安定に搬
送され、正確に位置決めして試験台にロードされる。ロ
ードされた共通基板はプリント基板の数に対応した複数
のパターン検出器により並行して同時にサンプリング走
査されるものである。なお、この発明による機構は、当
初に述べた大型サイズで４枚のプリント基板を印刷した
共通基板の外、任意のサイズまたは枚数が異なるプリン
ト基板を印刷したものに対しても適用することができる
もので、その場合はサイズに対しては吸着部の使用個数
を変更し、また各プリント基板の大きさ、枚数に対して
は、パターン検出器の位置ならびに使用組数の変更など
を行うものであり、プリント基板の検査装置の効率向上
に寄与する効果には大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は、この発明による
プリント基板検査装置の搬送および走査機構の実施例に
おける構造図、第２図（ａ），（ｂ）および（ｃ）は第
１図のキャリッジ機構の構造と動作の説明図、第３図は
第１図の位置合わせ機構の詳細な構造図、第４図（ａ）
および（ｂ）は４枚同時検査のプリント基板検査方式の
概要の説明図である。 １……共通基板、２……プリント基板、 ３……パターン検出器、４……試験台、 41……位置決め金具、42……溝、 43……押圧機構、431……押圧子、 ５……ベース盤、5a……支持具、 ６……ガイドレール、７……キャリッジ機構、 ７−１……第１のキャリッジ機構、 ７−２……第２のキャリッジ機構、 71……支持具、72……スライド棒、 73……上下駆動機構、、74……フレーム、 74−1,74−2,74−3,74−４……角パイプ、 75……ブラケット、76……上下移動機構、 ８……吸着部、81……吸着パット、 82……布、、83……支持棒、 84……スプリング、85……球係合、 86……吸引パイプ、9,11……Ｘ軸移動機構、 10……移動ブロック、12……Ｙ軸移動機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新保 仙治 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日 立電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 新田 憲之 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (72)発明者 安喰 昇 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館工場内 (56)参考文献 特開 昭59−90987（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一の配線パターンを有する複数のプリン
   ト基板を１葉に連続して印刷した共通基板をベース盤に
   載置して、該各プリント基板に対応する複数のパターン
   検出器によりそれぞれの配線パターンを並行して同時に
   サンプリング走査し、各配線パターンの輪郭の特徴を抽
   出して相互に比較するプリント基板検査装置において、
   ベース盤の中央部に上記共通基板を載置してＹ軸方向に
   移動する試験台と、ガイドレールに沿ってＸ軸方向に移
   動し、上下駆動機構により上昇下降し上記共通基板をベ
   ース盤の一端と中央部の上記試験台間および該試験台と
   ベース盤の他端間をそれぞれ搬送する第１および第２の
   キャリッジ機構と、該第１および第２のキャリッジ機構
   に設けられ、上記共通基板の表面の方向角度に倣って方
   向を自在に変化して該表面に弾性的で、かつソフトに接
   触して吸着する複数個の吸着部と、上記第１のキャリッ
   ジ機構に設けられ上記上下駆動機構による共通基板の上
   昇下降と別個に、上記複数個のうちの一部の吸着部を独
   立して上昇下降することにより共通基板の端部を上下に
   移動させる上下移動機構と、上記試験台の上方に設けら
   れ上記の複数のパターン検出器を一括してＸ軸方向に移
   動する移動ブロックとにより構成されたことを特徴とす
   る。プリント基板検査装置の搬送走査機構。
2. 【請求項２】上記共通基板に対応する面を有し、かつ上
   記吸着部に対するエアダクトを構成する角パイプよりな
   るフレームと、該フレームに上記複数個の吸着部を配設
   した上記第１および第２のキャリッジ機構を有する、特
   許請求の範囲第１項記載のプリント基板検査装置の搬送
   走査機構。
3. 【請求項３】吸着パットを軟質で通気性のある布で覆っ
   て構成された吸着面により共通基板に対してソフトに接
   触する上記吸着部を有する、特許請求の範囲第１項記載
   のプリント基板検査装置の搬送走査機構。
4. 【請求項４】上記吸着パットを球係合により支持棒に支
   持して上記吸着面の方向を自在に変化できる自在係合と
   し、かつ該吸着パットをスプリングにより付勢して共通
   基板と弾性接触する上記吸着部を有する、特許請求の範
   囲第１項および第３項記載のプリント基板検査装置の搬
   送走査機構。
5. 【請求項５】上記試験台の４辺の一隅に、上記共通基板
   を位置決めするＬ字形の位置決め金具を設け、該試験台
   に設けられた溝に嵌入して移動し、該Ｌ字形の位置決め
   金具の２辺に対してそれぞれ垂直方向に上記共通基板を
   押圧して当接させる２組の押圧機構を有する、特許請求
   の範囲第１項記載のプリント基板検査装置の搬送走査機
   構。