JPH1117399A - プリント基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント基板の検査装置に関し、特には、検
査治具と基板の間における相対的な位置ずれを補正する
ときに、位置ずれを計測した状態から基板が微動だにし
ない構造の装置を提供すること。 【解決手段】 位置ずれの補正をするときは、主プレス
６を作動させて、下部検査治具２Ｂを降ろして上下の検
査プローブピンが基板から離れた状態にする。このと
き、エアーシリンダー９Ａ、９Ｂと加圧ピン33Ａ、34Ｂ
によって保護板３Ａ、３Ｂは基板４を上下から挟んだ状
態であるので、基板４がずれたり撓んだりすることは防
止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板検査装置
に関し、特に、被検査プリント基板（以下単に基板と略
称する。）の検査治具への位置合わせを正確に行える装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、検査治具に立設したガイドピ
ンを、基板に設けたガイド孔に挿通することによって、
検査治具と基板との位置を合わせることが行われていた
が、ますます高密度化するプリント基板に対応するに
は、更に正確な位置合わせを、迅速にすることが必要と
成ってきた。そこで、カメラと画像処理の技術を用い
て、上部検査治具と基板との相対的な位置のずれを検出
し、ＸＹθ軸の可動テーブルによって微調節することの
できる装置が、特開平１−１８４４７３号や実開平１−
１８０７８０号の各公報に開示されている。

【０００３】実開平１−１８０７８０号は、上部検査治
具に固定されたカメラで、上部検査治具に設けられた透
孔を通して基板の位置合わせ用のマーク等を撮像し、両
者の位置ずれを検出して位置補正するように構成された
ものである。

【０００４】しかし、特開平１−１８４４７３号や実開
平１−１８０７８０号の技術では、上部検査治具と基板
との位置ずれの補正を行うときには、基板の位置はガイ
ドピンで規制されているだけであるので、微妙にずれや
すい状態である。そのため、基板と治具との相対的な位
置ずれ量を如何に正確に算出しても、ある程度以上の精
度の向上は望めなかった。

【０００５】そこで、検査治具と基板の間における相対
的な位置ずれを補正するときに、位置ずれを計測した状
態から基板が微動だにしないように基板を保持する手段
を備えた検査装置を提供することを目的として、本発明
はなされたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１では、
基板に形成された配線パターンに電気的に接触しうる検
査電極が多数配設された治具を基板に押し当てる治具プ
レス手段と、治具の検査電極を介して基板に形成された
配線パターンの導通／非導通の検査を行う電気的検査手
段と、検査プローブピンと配線パターンとを相対的に微
動させる微動手段と、を備えたプリント基板検査装置に
おいて、治具と基板との間に介装され検査電極回りに隙
間が形成された第１保護板と、基板を第１保護板とで挟
み得る位置に配設された第２保護板と、基板の検査時に
おいては、第１保護板と第２保護板とで基板を挟持し、
非検査時においては、第１保護板と第２保護板を開いて
基板を開放する保護板開閉手段とを備え、配線パターン
の導通／非導通の検査時には、保護板開閉手段によって
第１保護板と第２保護板を閉じて基板を挟持するととも
に、治具プレス手段によって治具と基板とを近接させた
状態で、検査電極を基板の配線パターンに接触させて電
気的検査手段で検査し、位置ずれ修正時には、保護板開
閉手段によって第１保護板と第２保護板を閉じて基板を
挟持したままで、治具プレス手段によって治具と基板と
を離間させて検査電極を基板の配線パターンから離した
状態で、微動手段によって位置ズレを修正し、非検査時
には、保護板開閉手段によって第１保護板と第２保護板
を開くとともに、治具プレス手段によって治具と基板と
を離間させて検査電極を基板の配線パターンから離すよ
うに構成した。

【０００７】なお、検査対象の基板の両面に配線パター
ンが形成されている場合には、一対の治具を備えるとと
もに、第２保護板においても検査電極周りには隙間が形
成されているものとする。また、治具に多数配設されて
いる検査電極としては、スプリング内蔵のプローブピン
や厚み方向に導電性を備えた導電性ゴム等で検査電極を
構成してもよい。

【０００８】そして、治具を微動させたときに検査電極
も微動しうるように、検査電極の回りには隙間が形成さ
れている。例えば、複数のプローブピンをまとめて保護
する板材を備えている場合は、その板材の回りに隙間を
設け、独立したプローブピンの場合は、それぞれのピン
の回りに隙間を設けるとよい。また、導電性ゴム板材の
場合は、その板材の回りに隙間を設けるとよい。

【０００９】また、保護板開閉手段としては、独立した
リニアアクチェーター等の開閉手段を備えてもよいが、
治具プレス手段を兼用してもよい。このとき、治具プレ
ス手段は、保護板が基板から離れた全開状態と、保護板
を閉じて治具の検査電極は基板に接触していない状態
と、治具の検査電極を基板に接触させた状態の３つの状
態に作動する手段とするとよい。

【００１０】

【実施の形態】以下に本発明のプリント基板検査装置
を、その実施の形態を示した図面に基づいて詳細に説明
する。図１、図２において、11Ａ，12Ａ，11Ｂ，12Ｂは
撮像手段としてのカメラ、２Ａは上部検査治具、２Ｂは
下部検査治具、３Ａ，３Ｂは保護板、４は基板、８Ａは
上部調節機構、８Ｂは下部調節機構である。

【００１１】９Ａは保護板３Ａを駆動する保護板用プレ
ス、９Ｂは保護板３Ｂを駆動する保護板開閉手段として
のエアーシリンダーである。６は下部検査治具２Ｂを駆
動する治具プレス手段としての主プレスである。上部調
節機構８Ａ、下部調節機構８Ｂ、エアーシリンダー９
Ａ、９Ｂは、主プレス６によって駆動されるベース６
Ａ，６Ｂに取り付けられている。

【００１２】微動板に取り付けられたカメラ11Ａ，12
Ａ，11Ｂ，12Ｂは、光軸上に４５度の角度の屈曲面を備
えた直角プリズムを備えたＣＣＤ撮像素子で構成され、
光軸の周囲に配設された複数の光ファイバーの終端から
照明用の光が光軸に沿って照射される。

【００１３】基板４には、両面に配線パターンが形成さ
れているとともに、位置決め用のガイド孔が穿設されて
いる。上部検査治具２Ａ、下部検査治具２Ｂには、基板
４の配線パターンに合わせて多数の検査プローブピンが
植設さている。保護板３Ａ、３Ｂは絶縁性の撓みにくい
板体、例えばガラスエポキシ板等によって形成され、検
査プローブピン周りには隙間が形成されている。

【００１４】エアーシリンダー９Ａ、９Ｂはシリンダー
内の空気圧によって保護板を昇降駆動する。保護板が押
圧されるとシリンダーの軸は若干押し込められる。保護
板加圧ピン33Ａ、34Ｂの軸は内蔵したつるまきバネによ
って突出方向に付勢された軸を備えている。この軸の先
端が保護板に当接し、保護板を治具板から離間させる方
向に付勢している。保護板が押圧されると加圧ピン33
Ａ、34Ｂの軸は若干押し込められる。

【００１５】主プレス６によって前記下部検査治具２Ｂ
を降ろし、搬送機構（図示せず）よって基板４を搬送し
て、図３に示したように、下部検査治具２Ｂに立設され
たガイドピン31を基板４のガイド孔に挿通するようにセ
ットする。

【００１６】次に、図１に示したように、主プレス６に
よって下部検査治具２Ｂを上昇させることによって保護
板３Ａ、３Ｂで基板４を上下から挟持して保持する。こ
のとき、上部検査治具２Ａと下部検査治具２Ｂの検査プ
ローブピンは基板の配線に押し当てられて接触する。エ
アーシリンダー９Ａ、９Ｂの軸は押し込められるととも
に、保護板加圧ピン33Ａ、34Ｂの軸も押し込められてい
る。

【００１７】この状態で、ＣＣＤカメラ11ＡとＣＣＤカ
メラ12Ａによって上部検査治具２Ａに設けられた基準孔
と基板上の基準マークを撮像して画像処理装置（図示せ
ず。）によって上部検査治具２Ａと基板との相対的な位
置ずれを算出すると共に、各配線パターンの所定の位置
に接触している検査プローブピン間の電気的な導通／非
導通の検査を行う。

【００１８】電気的な検査が不合格の場合には、検査プ
ローブピンが所定の位置に正確に接触していない事情が
考えられるので、位置ずれの補正を行う。位置ずれの補
正をするときは、主プレス６を作動させて、図２に示し
たように、下部検査治具２Ｂを降ろして上下の検査プロ
ーブピンが基板から離れた状態にする。

【００１９】この状態では、エアーシリンダーの空気圧
と加圧ピンの付勢力によって保護板は基板に押しつけら
れている。即ち、この状態においても、エアーシリンダ
ー９Ａ、９Ｂと加圧ピン33Ａ、34Ｂによって保護板３
Ａ、３Ｂは基板４を上下から挟んだ状態であるので、基
板４がずれたり撓んだりすることは防止される。

【００２０】このときは、基板４は２枚の保護板で保持
されているので、基板４とベース６Ａ、６Ｂとの水平方
向の位置関係は、基準孔回りを撮像した状態即ち電気的
に検査した状態と同じ状態であるので、画像処理によっ
て得られるずれ成分に基づいて正確な位置補正が可能と
なるのである。即ち、治具を昇降させても、基板は保護
板によってベース６Ａ、６Ｂを基準とした初期の位置に
保持されていることが、上記構成の特徴である。保護板
はベース６Ａ、６Ｂに対して取り付けられているので、
治具の昇降や位置ずれ補正のための微調整によっても、
基板の位置は変化しないような構成が実現されているの
である。

【００２１】画像処理装置によって、カメラ11Ａで得ら
れた基準孔回りにおける基板４のずれのデータと、カメ
ラ12Ａで得られた基準孔りにおける基板４のずれのデー
タとから、上部検査治具２Ａと基板４とのずれ成分（Ｘ
ａ，Ｙａ，θａ）を算出するする。このずれ成分に基づ
いて上部調節機構８Ａをコントロールして上部検査治具
２Ａを微動させて、上部検査治具２と基板４とを正確に
位置合わせする。

【００２２】同様に、ＣＣＤカメラ11ＢとＣＣＤカメラ
12Ｂによって下部検査治具２Ｂに設けられた基準孔と基
板上の基準マークを撮像して画像処理装置によって相対
的な位置ずれを算出し、下部調節機構８Ｂをコントロー
ルして下部検査治具２Ｂを微動させて、下部検査治具２
Ｂと基板４との相対的な位置ずれも補正する。このよう
にして、上部検査治具２Ａ，下部検査治具２Ｂ，基板４
の三者は、相互に正確に位置合わせされるのである。

【００２３】ここで用いる位置合わせの方法としては、
特願平３−２３１１９７において提案した技術を利用す
ることもできる。

【００２４】このようにして、位置ずれを補正した後
に、再度電気的な検査を行う。検査終了後は、図３に示
したように、再び、主プレスを大きく降下させることに
よって、基板４から保護板も治具も離し、搬送機構を用
いて良品基板のストック部，不良品基板のストック部に
それぞれ搬送してストックする。

【００２５】このようにして、このプリント基板検査装
置によれば、保護板によって基板を挟持したままの状態
で、治具のプローブピンを基板から離して、治具と基板
との相対的な位置ずれを補正するので、基板の位置が、
位置ずれを算出した状態からずれることは防止されるの
である。よって、位置ずれを算出してその結果に基づい
て微調整する度に、基板と治具との相対的な位置は正確
に一致するように補正されるのである。

【００２６】よって、近年の高密度のプリント基板であ
っても、検査用プローブピンを所定の位置に正確に接触
させることが可能となる。

【００２７】なお、主プレス６は、一台のシリンダーで
なく、複数のシリンダーを組み合わせてもよい。また、
上部検査治具を昇降駆動するプレスを別途設けてもよ
い。また、基板が片面のみに配線パターンが形成された
ものである場合には、プローブピンが植設された治具は
上下何れか一方のみでよい。しかし、保護板は基板を挟
むために、上下２枚備える必要がある。

【００２８】また、位置ずれの補正は自動で行ってもよ
いが、手動によって行ってもよい。なお、搬送機構に
は、特願平３−３４６６５４，特願平４−２１４３３３
等において提案した技術を利用することができる。ま
た、治具としては、特願平２−１９６５６６，特願平３
−２４５６７６，特願平３−３４６６５４等に於いて提
案した技術を用いることも出来る。

【００２９】

【発明の効果】このようにして、本発明のプリント基板
検査装置によれば、上下の検査治具と基板の三者の間に
おける相対的な位置ずれを補正するときに、保護板によ
って基板を挟持することによって、位置ずれを計測した
状態から基板が微動だにしないように基板を保持するの
で、治具と基板との位置合わせを高い精度で行えるよう
になり、微細なパターンの基板の検査も容易にできると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプリント基板検査装置の構成を示す構
成図であり、電気的検査中の状態を示している。

【図２】前記プリント基板検査装置の構成図であり、位
置ずれ補正中の状態を示している。

【図３】前記プリント基板検査装置の要部の構成図であ
り、位置ずれ補正前もしくは補正後の状態を示してい
る。

【符号の説明】

11Ａ，12Ａ カメラ，撮像手段 11Ｂ，12Ｂ カメラ，撮像手段 ２Ａ 上部検査治具 ２Ｂ 下部検査治具 ３１，３２ ガイドピン ３Ａ 保護板、第１保護板 ３Ｂ 保護板、第２保護板 33Ａ 保護板加圧ピン 33Ｂ 保護板加圧ピン ４ 基板 ６ 主プレス、治具プレス手段 ８Ａ 上部調節機構、微動手段 ８Ｂ 下部調節機構、微動手段 ９Ａ エアーシリンダー、保護板開閉手段 ９Ｂ エアーシリンダー、保護板開閉手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板に形成された配線パターンに電気的に
   接触しうる検査電極が多数配設された治具を基板に押し
   当てる治具プレス手段と、治具の検査電極を介して基板
   に形成された配線パターンの導通／非導通の検査を行う
   電気的検査手段と、検査プローブピンと配線パターンと
   を相対的に微動させる微動手段と、を備えたプリント基
   板検査装置において、 治具と基板との間に介装され検査電極回りに隙間が形成
   された第１保護板と、 基板を第１保護板とで挟み得る位置に配設された第２保
   護板と、 基板の検査時においては、第１保護板と第２保護板とで
   基板を挟持し、非検査時においては、第１保護板と第２
   保護板を開いて基板を開放する保護板開閉手段とを備
   え、 配線パターンの導通／非導通の検査時には、保護板開閉
   手段によって第１保護板と第２保護板を閉じて基板を挟
   持するとともに、治具プレス手段によって治具と基板と
   を近接させた状態で、検査電極を基板の配線パターンに
   接触させて電気的検査手段で検査し、 位置ずれ修正時には、保護板開閉手段によって第１保護
   板と第２保護板を閉じて基板を挟持したままで、治具プ
   レス手段によって治具と基板とを離間させて検査電極を
   基板の配線パターンから離した状態で、微動手段によっ
   て位置ズレを修正し、 非検査時には、保護板開閉手段によって第１保護板と第
   ２保護板を開くとともに、治具プレス手段によって治具
   と基板とを離間させて検査電極を基板の配線パターンか
   ら離すように構成されていることを特徴とするプリント
   基板検査装置。