JPH0783954A

JPH0783954A - 配線板検査機

Info

Publication number: JPH0783954A
Application number: JP5227187A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Mori; 崇浩森
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-09-13
Filing date: 1993-09-13
Publication date: 1995-03-31

Abstract

(57)【要約】【目的】配線板の機種ごとに対応する検査治具を要さ
ずに、また煩雑な位置決め操作なども回避して、連続的
な配線板の検査を行い得る配線板検査機の提供を目的と
する。【構成】ピン型電極１群が列状ないし櫛形に配置され
て成る電極ユニット２と、前記ピン型電極１群の先端面
を被検査体としての配線板４のパターン4b面に接触ない
し近接させて電極ユニット２を走査する電極ユニット走
査機構と、前記配線板４のパターン4bに所要の電流，電
圧を加える電流，電圧印加手段と、前記電流，電圧を印
加した配線板４のパターン4b面を走査する電極ユニット
２の各ピン型電極１で電圧，電流，容量の少なくともい
ずれか１種を検知する電気特性検知機構とを具備して成
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配線板検査機に係り、特
に多層配線板やフレキシブル配線板など複雑な構成の配
線板検査を高速、かつ視認的に行い得る配線板検査機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】いわゆるプリント配線板などの配線板
は、各種の電気機器類の回路機構、もしくは回路装置と
して、広く実用に供されている。そして、この実用に当
たっては、当然のことながら、所要の回路機能を呈する
か、あるいは信頼性などの評価を要するため、配線板の
検査が行われている。この配線板の検査手段としては、
次のようなタイプが知られている。

【０００３】(1)ベアボードテスターと呼ばれているも
ので、検査を行う配線板のパターンの電極部分に接触す
るようにピンを立てた治具を備え、かつこれらの各ピン
を配線により端末に接続した構成を成す検査機である。
この検査機では、検査する配線板を、前記治具上面の所
定の位置に載置して、前記ピンおよびパターンの電極部
分が接触するようにプレスし、その接続・絶縁を良品の
データと比較して良否を判定する。

【０００４】(2)ユニバーサルテスターと呼ばれ、配線
板に異方性導電ゴムを当てて測定する手段である。被検
査体たる配線板のパッド部分と接するようパターンを描
く一方、側面もしくは裏面から電極を取れるようにした
配線板型治具を用いる。そして、裏面に導出した電極を
端末に接続し、表面側のパターンを被検査配線板のパッ
ド部分と異方性導電ゴムを介して接触させて検査を行
い、良品のデータと比較して判定する (3)フィクスチ
ャーレステスターと呼ばれ、複数の可動式電極をもって
おり、その可動式電極を測定点に順次移動させて一点づ
つ抵抗値を測定して、良品の抵抗値と比較して良否を判
定する。

【０００５】(4)パターン検査機と呼ばれ、カメラから
取り込んだ２〜４階調の被検査配線板の画像を処理し、
パターンのヒゲ、カケ、ゴミなどを判別する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の配線板
検査機ないし検査手段には、次のような不都合な点が認
められる。先ず、ピンを立てた治具を具備する (1)の方
式は、検査する配線板の機種ごとに対応する治具を用意
（作成）する必要があるばかりでなく、ピンが大きいの
で細密なパターンへの対応に限度あるし、さらにプレス
の大きさによって、検査できる配線板のサイズが決まっ
てしまい汎用性が劣るという問題がある。また、被検査
体たる配線板に異方性導電ゴムを当てて行う (2)の方式
も、検査する配線板の機種ごとに、治具としての配線板
を用意（作成）する必要があるとともに、使用する異方
性導電ゴムの寿命も短く、比較的頻繁な交換を要するの
で、メンテナンスの点での問題もある。さらに、複数の
可動式電極で抵抗値を測定する (3)の場合は、多くの検
査時間を要し非効率的であるし、 (4)のパターン検査機
の場合は、画像取り込みに長時間を要するばかりでな
く、最終的には人が判別しなければならないなど、実用
にはなお問題を抱えた検査手段といわざるを得ない。加
えて、上記の方式ないし手段はいずれの場合も、被検査
配線板の位置合せを要すること、検査工程がバッチ処理
であり、フレキシブル配線板のようなロールでの製品供
給に対応することが難しいことなどもあり、実用上さら
なる改良された検査手段、新しい発想に立った検査手段
の開発が待たれているといえる。

【０００７】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、配線板の機種ごとに対応する検査治具を要さずに、
また煩雑な位置決め操作なども回避して、連続的な配線
板の検査を行い得る配線板検査機の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る配線板検査
機は、ピン型電極群が列状ないし櫛形に配置されて成る
電極ユニットと、前記ピン型電極群の先端面を被検査体
としての配線板のパターン面に接触ないし近接させて電
極ユニットを走査する電極ユニット走査機構と、前記配
線板のパターンに所要の電流，電圧を加える電流，電圧
印加手段と、前記電流，電圧を印加した配線板のパター
ン面を走査する電極ユニットの各ピン型電極で電圧，電
流，容量の少なくともいずれか１種を検知する電気特性
検知機構とを具備して成ることを特徴とする。

【０００９】つまり、本発明は櫛形もしくは列状に配置
されたピン型電極を、その配列とほぼ直角方向に設定し
て、被検査体としての配線板のパターン面を走査するこ
とを骨子としている。ここで、櫛形もしくは列状に配置
・配列した個々のピン型電極が、被検査配線板のパター
ン面に接触ないし近接しながら電圧などを検知し、配線
板全面における導通領域、絶縁領域の判別が可能とな
る。そして、より具体的には、個々のピン型電極による
検査（検知もしくは検出）結果を、いわゆる画像処理し
て画像化するのが最も判別し易い。

【００１０】本発明においては、ピン型電極の櫛形もし
くは列状に配置・配列が重要視される。すなわち、ピン
型電極の配列については、図１ (a)に平面的に示す直線
状の配列が望ましいがピン型電極１の間隔を出来るだけ
狭くしたいときには、図１ (b)〜 (e)などに平面的に示
す電極配列、つまり、千鳥状配置，斜配置，ジグザグ配
置，ランダム配置などが考えられる。なお、図１ (e)の
ランダム配置において、密にピン型電極１を配置した電
極ユニット２の構成の場合は、被検査体としての配線板
面に対するピン型電極１の接触不良を軽減させることが
できる。そして、ピン型電極１の幅および間隔（ピッ
チ）は、被検査体としての配線板のパターンの精細度
（微細度）に応じて、適宜設定することが望ましく、概
ねピン型電極１の幅（径）を 0.1mm〜 0.3mm、ピン型電
極１の間隔を0.05mm〜 0.2mm程度に設定すれば、大部分
の配線板の検査を行うことができる。

【００１１】本発明において、ピン型電極１は弾性に富
むもので、かつ電気抵抗の低い材質で形成することが望
ましく、たとえば銅、鉄、燐青銅、ステンレス、あるい
は導電性組成物（たとえば導電性樹脂組成物）などが挙
げられ、さらに要すれば、前記金属製のピン型電極面に
メッキ、蒸着、ＣＶＤなどで表面処理を施してもよい。
また、前記ピン型電極１は、電極ユニット２として一体
的に配線板の被検査面上を接触ないし近接して走査され
るが、走査に当たって、配線板もしくは電極ユニット２
のいずれを移動させてもよい（相対的の問題である）。

【００１２】本発明において、配線板の非検査面に治具
を用いて電流，電圧を加え、他方の面に櫛形もしくは列
状に配置された電極を走査することによって、検査する
ことが可能である。この場合、従来の配線板検査用治具
を流用して検査を行うことも可能であり、コストの軽減
を図り得る。また、図２に斜視的に示すごとく、電極ユ
ニット２の櫛形もしくは列状に配置・配列されたピン型
電極１先端面と被検査配線板との間隔を一定に保持する
ためには、電極ユニット２に測距装置３を搭載するとと
もに、その測距結果を反映し、直ちにその間隔を補正す
る調整機を具備することが必要である。ここで、測距装
置３としては、赤外線、超音波、レーザーなどを用いた
ものが使用可能であり、前記間隔を一定に保持し、補正
する調整機は電極ユニット２側、被検査配線板側のどち
らに付設してもよい。ただし、配線板には十分な平面性
が求められるため、図３に側面的に示すごとく、被検査
配線板４を検査機の配線板固定台５にバキューム法など
で固定することが望ましく、この場合、被検査配線板４
も、測距装置３で測距する部分4aを設ける必要がある。
なお、図４は被検査配線板４の設計例を平面的に示した
もので、ピン型電極１の走査方向に沿って直線状あるい
は帯状に配線パターン4bのない部分が設けてある。そし
て、この検査においては、被検査配線板４の配線パター
ンが一定の厚さ以上であることも検知できる。

【００１３】さらに、前記電極ユニット２による検査に
当たって、端子部のピン型電極１が接触ないし近接しな
い配線板４面の配線部分を、全てショートさせる機構を
付加することによって、検査面のパターンを簡便に検査
し得るようになる。図４に概略構成を側面的に示すごと
く、被検査配線板３を検査機の配線板固定台５にバキュ
ーム法などで固定し、配線板固定台４には金属あるいは
導電性ゴムなどの導体を配置することによって行うこと
ができる。

【００１４】また、本発明においては、配線板の検査効
率を向上させるため、複数の電極ユニット２を組み合わ
せ、電流・電圧・容量の供給側電極ユニットと検知側電
極ユニットとを分離することも可能であり、この場合、
供給側，検知側ともに電極ユニットのピン型電極幅を広
く設定することによって高速検査が可能になる。逆に、
検知側電極ユニットのピン型電極幅を狭く設定すること
によって細密な検査を行い得る。また、供給側電極ユニ
ットおよび検知側電極ユニットの数を増やすことによっ
て高速に検査を行い得るし、さらに被検査配線板３の表
裏面を同時走査する構成とすることによって、両面同時
検査を行い得る。そして、この構成においては、相対的
に相互を走査させてもよいが、少なくともいずれか１個
を走査させるればよい。

【００１５】

【作用】本発明に係る配線板検査機によれば、被検査体
の配線パターン面は、導通（導電パターン領域）部分お
よび非導通（非導電パターン領域）の二値化された形で
検出・判別され、配線板の電気検査と同時にパターンの
形状の検査を行うことができるので、たとえばカメラな
どによるイメージ画像よりも鮮明なものになって判別が
容易になるし、また判別のプログラムもグレースケール
を採り入れたものに比べて簡単なものになり、より判別
・評価の高速化を図り得る。

【００１６】さらにまた、本発明に係る配線板検査機に
よれば、配線板ごとに検査治具を交換する必要もない
し、煩雑な検査用治具の位置合わせも不要となるので、
たとえばフレキシブル配線板など含め、連続的な配線板
の検査も可能となり、検査効率の向上が図られる。特
に、検査結果をイメージ画像でチェックすることによ
り、容易かつ確実に不良箇所を検出、配線パターンの太
りやカケなどのチェック、さらにＣＡＤのデータなどの
採り込み、これらを比較データとすることによって、良
否の判別・評価を行い得る。

【００１７】

【実施例】以下図５および図６を参照して本発明の実施
例を説明する。

【００１８】実施例１図５は本発明に係る配線板検査機の要部構成例の概略を
斜視的に示したもので、２は電極ユニット、５は配線板
４を載置固定する配線板固定台、６は前記電極ユニット
２が具備するピン型電極１の配列に対応した同数の印字
素子から成る印字装置、７は駆動電源である。ここで、
電極ユニット２の櫛形に配置されているピン型電極１
は、 0.2mmのピッチで直線上に配列された構成を成して
おり、 0.1mm厚の燐青銅板をエッチングして形成したも
ので、個々のピン型電極１にはそれぞれ所要の配線がな
されており、この配線を介して印字装置６に接続されて
いる。そして、前記構成の配線板検査機においては、
電極ユニット２のピン型電極１を介して流れた電流によ
って、対応する印字素子が発熱し、被検査体たる配線板
４面の形態（配線パターンの形状など）に対応した形態
を感熱紙に印字することになる。一方、前記印字装置６
は駆動電源７を介して、たとえばステンレス製の配線板
固定台（ショートステージ）５に接続されている。ここ
で、配線板固定台５は、被検査配線板４の非被検査面を
密着させることによって、非検査面の配線パターンをシ
ョートさせる機能を成すとともに、また、配線板固定台
５は、被検査配線板４を電極ユニット２の櫛形に配置さ
れているピン型電極１の配列方向と直角な方向に、一定
速度（たとえば 100mm／ s）で移動可能に構成されてい
る。なお、前記印字装置６の紙送りは、配線板固定台５
の移動速度と連動している。実施例２図６は本発明に係る配線板検査機の他の構成例をフロー
チャートで示したものである。すなわち、本発明に係る
配線板検査機の機能概略をコンピュータ上に構築した例
であり、８はクロック発生部で、水晶発振子から成るコ
ンピュータの動作用クロック周波数発生部である。ここ
で、電極ユニット２を成す櫛形に配置されているピン型
電極１の数が多くなるほど、クロック周波数の高い高速
動作をするものが必要となる。そして、前記クロックを
利用してタイミング装置９で、配線板４の検査に必要な
周波数の電圧パルスを得るとともに、ピン型電極切替部
10、電極ユニット走査制御部11、パルス→画像変換部12
に送り、ピン型電極切替タイミング用、パルス発生用、
積算カウンタ用などに、前記電圧パルスを使用する。
また、ピン型電極切替部10は、発信側の電極と受信側の
電極を切り替え・制御する機能をもち、その制御信号お
よびタイミングをパルス発信部13、パルス受信部14に送
る。そして、パルス発信部13では、発信電極のデータお
よびタイミングのデータをピン型電極切替部10から受け
とり、指定の電極に電圧パルスを発信する機能をもって
いる。この電圧パルスは、前記櫛形に配置されているピ
ン型電極１群を通りパルス受信部14に送られる。パルス
受信部14では各ピン型電極１から送られた電圧パルス
を、順に並べたデータとしてパルス→画像変換部12に送
る。さらに、タイミング装置９から送られるタイミン
グのデータと各ピン型電極１から送られた電圧パルスと
のズレ過ぎ、電圧の下がり過ぎ、波形の極端ななまり
を、あるしきい値を持ってフィルターをかけたり、エラ
ーデータとしてパルス→画像変換部12に送る。そして、
前記櫛形に配置されているピン型電極１の全ては、１回
パルスを出した後、制御信号をパルス→画像変換部12に
送る機能をもっている。さらに、前記電極ユニット走査
制御部11は、電極ユニット２の移動を制御する部分で、
全てのピン型電極１がパルス発信を行った後、１ステッ
プ移動する機能をもっており、ステップ毎の確認は、タ
イミング装置９からの電圧パルスを積算カウントしてス
テップを認識する。電極ユニット２の走査開始、走査終
了、１ステップ移動したときには、パルス→画像変換部
12に制御信号を送る。

【００１９】ここで、パルス→画像変換部12は、パルス
受信部14より送られたデータを画像データに変換する機
能をもっており、前記櫛形に配置されているピン型電極
１の全てが１回パルスを出した１ステップ分のデータを
受けとった時点で、パルス受信部14と電極ユニット走査
制御部11からの制御信号を比較し、エラーの有無を確認
する。一方、パルス→画像変換部12は、電極ユニット走
査制御部11からの走査開始、走査終了の制御信号で１つ
の画像と判断し、そのデータをノイズ除去部15に送る機
能をもち、その後のデータ処理は全て画像データで行う
構成を採っている。なお、前記ノイズ除去部15は、実際
に電圧パルスを発信した電極が、配線板４面のパターン
部分4bに接触していないのに、電圧パルスを受けとって
いるなどのデータのみを除去する。

【００２０】前記ノイズ除去部15でノイズを除去された
信号は、次の画像の移動・回転16に送られる。この画像
の移動・回転16は、配線板４の位置合せ機能を持たない
検査機の場合有効である。つまり、本来の予定位置にな
いデータを移動・回転させ、比較データとの比較を行い
易くなるからである。さらに、記憶装置17は、主として
良品データの格納・取りだしに用いられ、良品データは
ＣＡＤのデータの採り込みや、エッチングなどで用いる
配線パターンのフィルムをスキャナーで読み取り、良品
配線板の検査などによって得ることができる。つまり、
画像比較判定部18では、前記記憶装置17が備えている良
品データと、検査データとの比較で配線板４の良品・不
良品を判別する。このとき、データは２値化画像なの
で、検査配線板４データのエッジの処理を行う程度で十
分信頼性のある評価結果が得られるし、さらに画像表示
部19をモニターなどとして用い、検査配線板の良品・不
良品を表示する機能、検査結果の画像データ、良品デー
タ、システムメンテナンスプログラム表示などを行わせ
ることも可能である。

【００２１】上記説明したシステムのクロック発生部
８，タイミング装置９，ピン型電極切替部10, 電極ユニ
ット走査制御部11，パルス発信部13およびパルス受信部
14と、パルス→画像変換部12，ノイズ除去部15，画像の
移動・回転16，記憶装置17，画像比較判定部18および画
像表示部19とに分割して、２台のコンピュータ（Ｊ３１
００ＳＧＴ（株）東芝製）上に配線板検査機を構築し
た。なお、電極ユニット２は、幅 200mm、個々のピン型
電極１の幅 0.1mm、ピン型電極１間の隙間0.05mm、0.1m
m厚の燐青銅を用い、エッチングして作成したものであ
り、ピン型電極の配列はは直線上に並んでいるタイプを
使用した。電極ユニット２の１ステップ 0.1mm、検査速
度 1mm／ sで検査結果は高精度であった。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る配線板検査機によれば、配
線板の電気検査に加え、同時にパターンの形状の検査を
行うことが出来るばかりでなく、検査時間の大幅な短縮
も可能となる。また、配線板の機種ごとに対応する検査
治具を用意する必要もなくなり、連続して配線板の検査
を行えるので、たとえばフレキシブル配線板などの検査
も行い得る。そして、一定の被検査配線板の平面と、電
極ユニットのピン型電極先端面の距離を一定に保つ機構
を付加した場合は、併せて配線板のパターン厚さを測定
することができ、またイメージ画像として、検査結果を
出力し得るので、不良箇所の発見など配線板の検査・評
価が容易になるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a)， (b)， (c)， (d)， (e)は本発明に係る
配線板検査機が具備する電極ユニットにおけるピン型電
極のそれぞれ異なる配列例を示す平面図。

【図２】本発明に係る配線板検査機が具備する電極ユニ
ットの要部構成例を示す斜視図。

【図３】被検査体としての配線板例の平面図。

【図４】本発明に係る配線板検査機による検査の実施態
様を模式的に示す側面図。

【図５】本発明に係る配線板検査機の要部構成例を示す
斜視図。

【図６】本発明に係る配線板検査機の他の要部構成例を
示すフローチャート図。

【符号の説明】

１…ピン型電極２電極ユニット３…測距装置
４…配線板（被検査体） 4a…測距部 4b…配線
パターン５…配線板固定台６…印字装置７
…駆動電源８…クロック発生部９…タイミング
装置 10…ピン型電極切替部 11…電極ユニット走
査制御部 12…パルス→画像変換部 13…パルス発信部 14…パルス受信部 15…ノイズ
除去部 16…画像の移動・回転 17…記憶装置
18…画像比較判定部 19…画像表示部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ピン型電極群が列状ないし櫛形に配置さ
れて成る電極ユニットと、前記ピン型電極群の先端面を
被検査体としての配線板のパターン面に接触ないし近接
させて電極ユニットを走査する電極ユニット走査機構
と、前記配線板のパターンに所要の電流，電圧を加える
電流，電圧印加手段と、前記電流，電圧を印加した配線
板のパターン面を走査する電極ユニットの各ピン型電極
で電圧，電流，容量の少なくともいずれか１種を検知す
る電気特性検知機構とを具備して成ることを特徴とする
配線板検査機。
【請求項２】ピン型電極群が列状ないし櫛形に配置さ
れて成る電極ユニットと、前記ピン型電極群の先端面を
被検査体としての配線板のパターン面に接触ないし近接
させて電極ユニットを走査する電極ユニット走査機構
と、前記電極ユニットのピン型電極先端面と被検査体と
しての配線板面との間隔を測定する測距装置と、前記配
線板のパターンに所要の電流，電圧を加える電流，電圧
印加手段と、前記電流，電圧を印加した配線板のパター
ン面を走査する電極ユニットの各ピン型電極で電圧，電
流，容量の少なくともいずれか１種を検知する電気特性
検知機構とを具備して成ることを特徴とする配線板検査
機。
【請求項３】ピン型電極群が列状ないし櫛形に配置さ
れて成る第１の電極ユニットと、前記ピン型電極群の先
端面を被検査体としての配線板のパターン面に接触ない
し近接させて第１の電極ユニットを走査する電極ユニッ
ト走査機構と、前記配線板のパターンに所要の電流，電
圧を加えるピン型電極群が列状ないし櫛形に配置されて
成る第２の電極ユニットと、前記電流，電圧を印加した
配線板のパターン面を走査する電極ユニットの各ピン型
電極で電圧，電流，容量の少なくともいずれか１種を検
知する電気特性検知機構とを具備して成ることを特徴と
する配線板検査機。
【請求項４】ピン型電極群が列状ないし櫛形に配置さ
れて成る電極ユニットと、前記ピン型電極群の先端面を
被検査体としての配線板のパターン面に接触ないし近接
させて電極ユニットを走査する電極ユニット走査機構
と、前記配線板のパターンに所要の電流，電圧を加える
電流，電圧印加手段と、前記電流，電圧を印加した配線
板のパターン面を走査する電極ユニットの各ピン型電極
で電圧，電流，容量の少なくともいずれか１種をイメー
ジ画像化して表示する画像変換・表示機構とを具備して
成ることを特徴とする配線板検査機。