KR101735992B1 - 프린트 기판 검사 장치 - Google Patents

Abstract

프린트 기판의 도통 및 절연의 양부를 검사하는 검사 장치에 있어서, 프린트 기판의 휨이나 비틀림을 고려할 필요가 없고, 또한 프린트 기판의 양쪽 면을 동시에 검사할 수 있는 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 검사 장치(1)에서는, 평판 형상의 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼운 상태로 검사를 행한다. 검사할 때에는, 승강 유닛(6)을 이용하여 상 검사 치구(4)를 하강시키고, 평판 형상의 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼운다. 이 상태에 있어서, 상 검사 치구(4)에 설치된 검사 핀을 프린트 기판(2)의 상면에 형성된 배선에 접촉시켜 검사 핀과 배선의 사이의 도통 또는 절연의 검사를 행한다.

Description

프린트 기판 검사 장치{PRINTED CIRCUIT BOARD INSPECTION DEVICE}

본 발명은 프린트 기판의 도통 불량 및 절연 불량을 검사하는 프린트 기판 검사 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 프린트 기판의 도통 불량 및 절연 불량을 검사하는 방식으로서, 핀 콘택트(pin contact) 방식과 비접촉(non-contact) 방식이 알려져 있다. 이 중 핀 콘택트 방식의 검사 장치에서는, 검사 대상 기판의 전기적인 도통의 상태를 판정하는 제어부에, 복수의 검사 핀(pin)의 각각의 단부가 커넥터를 통해 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 검사 핀의 선단을 검사 대상 기판에 설치된 배선에 접촉시킨 상태로 검사 핀 사이에 전압을 인가하여 저항값을 계측함으로써, 도통 및 절연의 양부(良否)를 판정하고 있다.

상술의 핀 콘택트 방식의 검사 장치에 있어서, 검사 대상이 플렉서블 프린트 기판의 경우에는, 프린트 기판의 휨이나 비틀림에 의해 검사 불량이 생기지 않도록 여러가지 대책이 세워져 있다.

특허 문헌 1의 배경 기술란에 기재된 검사 장치에서는, 진공 패드(pad)가 장착된 플레이트 상에 검사용 프린트 기판을 재치(載置)하고, 플렉서블 프린트 기판을 진공 흡착하여 플레이트(plate)에 고정한 상태로 검사를 행하고 있다. 이러한 상태로 검사를 행하면, 검사 핀이 패드에 맞닿아도 프린트 기판이 변형하지 않기 때문에 정확한 검사를 행할 수 있다.

이에 반해, 특허 문헌 1의 실시의 형태란에 기재된 검사 장치에서는, 플렉서블 프린트 기판의 테두리부를 클램퍼(clamper)로 클램프 한 상태로 잡아당기고, 프린트 기판이 평면을 이루도록 한 상태에서, 검사 핀의 선단을 프린트 기판의 패드에 접촉시키고 있다.

이 검사 장치에 의하면, 프린트 기판을 진공 패드로 흡착하여 고정하지 않아도 검사를 행할 수 있다. 또한, 양쪽 면의 검사를 동시에 행할 수가 있기 때문에 검사에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

한편, 플렉서블 프린트 기판의 제조시에는, 한 매의 시트 형상 프린트 기판에 동일 형상의 배선 패턴을 복수 형성하고, 검사 종료 후, 시트 형상 프린트 기판을 절단하여 개별의 프린트 기판으로 분리하는 경우가 많다. 이러한 프린트 기판은 시트의 상태로 검사가 행해진다.

프린트 기판을 검사하는 경우, 프린트 기판의 검사 개소에 대응하는 위치에 검사 핀을 배치한 전용의 치구를 작성할 필요가 있다. 이 치구는 검사 핀의 수가 많아진 만큼 고가로 되기 때문에, 상술한 시트 형상 프린트 기판에서는, 개별의 프린트 기판에 대응한 수의 검사 핀을 가지는 검사 치구를 준비하고, 시트(sheet)의 위치를 비켜 놓으면서 개별의 프린트 기판의 검사를 행하고 있다.

일본국 특허공표 2007－529008호 공보

특허 문헌 1의 배경 기술란에 기재된 것 같은, 프린트 기판을 흡착한 상태로 검사하는 타입의 검사 장치에서는, 프린트 기판의 한쪽 면마다 검사를 행할 필요가 있다. 또 프린트 기판의 이동에 맞추어 플레이트를 이동시키지만, 이동마다 흡착을 해제하고, 이동 후에 프린트 기판을 다시 흡착할 필요가 있기 때문에 검사 장치의 구조가 복잡화하고, 또 대형화한다.

또한, 프린트 기판을 흡착한 상태로 검사하는 검사 장치에서는, 양쪽 면에 배선이 형성된 프린트 기판에 대해서 한쪽 면마다 검사를 행하고, 한쪽 면의 검사 종료 후에 시트를 뒤집을 필요가 있기 때문에 검사를 완료할 때까지 시간이 걸린다.

한편, 특허 문헌 1의 실시의 형태란에 기재된 것 같은, 플렉서블 프린트 기판의 테두리부를 클램퍼로 클램프 한 상태로 검사를 행하는 장치에서는, 양쪽 면의 검사를 동시에 행할 수가 있지만, 검사가 종료할 때까지의 사이, 휨이나 비틀림이 생기지 않도록 프린트 기판을 계속 잡아당길 필요가 있고, 장력을 정확하게 제어할 수 있는 클램퍼가 필요하기 때문에 검사 장치가 고가로 된다.

본 발명은 상술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 프린트 기판을 흡착하거나 잡아당길 필요가 없고, 또한 프린트 기판의 양쪽 면을 동시에 검사할 수 있는 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관련되는 프린트 기판 검사 장치는, 적어도 일방의 면에 배선이 형성된 프린트 기판의 당해 배선의 소정의 개소에 검사 핀을 접촉시킴과 아울러, 선택된 2개의 검사 핀의 사이에 상기 배선을 통해 전압을 인가하여 상기 프린트 기판의 도통 또는 절연의 양부를 검사하는 프린트 기판 검사 장치로서,

상기 프린트 기판을 재치하는 절연 재료로 형성된 판상의 트레이(tray)와,

상기 프린트 기판의 상면의 배선의 검사를 행하는 상(上) 검사 치구 및 하면의 배선의 검사를 행하는 하(下) 검사 치구와,

상기 하 검사 치구의 상방에 배치된 상기 상 검사 치구를 하강시키고, 또한 상기 트레이에 재치된 상태의 프린트 기판을 상기 상 검사 치구 및 하 검사 치구에 끼움으로써, 상기 상 검사 치구의 검사 핀과 상기 프린트 기판의 배선을 접촉시키는 승강 유닛과,

상기 상 검사 치구의 선택된 2개의 검사 핀의 사이에 전압을 인가함과 아울러, 이들 사이의 저항값을 계측하는 검사 유닛과,

상기 승강 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 구비한 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 하 검사 치구의 검사 핀은 상기 트레이에 형성된 개구부를 통해 상기 프린트 기판의 하면의 배선에 접촉하고, 상기 검사 유닛은 상기 상 검사 치구 및 하 검사 치구의 선택된 2개의 검사 핀의 사이에 전압을 인가함과 아울러, 이들 사이의 저항값을 계측하는 것이 바람직하다.

또 상기 트레이의 상면에는 상기 프린트 기판에 형성된 위치 결정용의 구멍에 삽입되는 제1의 가이드 핀이 장착되어 있는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 하 검사 치구의 상면에는 상기 프린트 기판 및 트레이의 각각에 형성된 위치 결정용의 구멍에 삽입되는 제2의 가이드 핀이 장착되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련되는 프린트 기판 검사 장치는 상기 트레이에 재치된 프린트 기판을 수평 방향으로 반송하는 한 쌍의 기판 반송 유닛을 구비하고, 당해 기판 반송 유닛은 상기 트레이의 단부가 재치됨과 아울러, 당해 트레이에 형성된 위치 결정용의 구멍에 삽입되는 제3의 가이드 핀이 상면에 장착된 트레이 베이스와 당해 트레이 베이스로 상기 트레이를 파지(把持)하는 척(chuck)을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 기판 반송 유닛은 상기 트레이 베이스가 상하 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있고, 검사가 종료한 후, 상기 트레이 베이스에 재치된 트레이를 상승시키고, 상기 하 검사 치구의 제2의 가이드 핀을 상기 프린트 기판의 위치 결정용의 구멍으로부터 빼내는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 상기 기판 반송 유닛은 상기 트레이 베이스에 재치된 트레이를 반송할 때에는, 상기 트레이 베이스를 상기 하 검사 치구에 접촉하지 않는 위치까지 상승시키고, 검사를 행할 때에는, 상기 트레이 베이스를 상기 트레이가 상기 하 검사 치구에 재치되는 위치까지 하강시키는 것이 바람직하다.

또 상기 기판 반송 유닛은 상기 트레이가 상기 하 검사 치구에 재치되었을 때, 상기 척에 의한 상기 트레이의 파지를 개방하는 것이 바람직하다.

본 발명에 관련되는 프린트 기판 검사 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 기판 반송 유닛의 이동 경로를 따라 설치된 한 쌍의 슬라이드 테이블의 사이에 상기 트레이에 재치된 프린트 기판의 방향을 반전시키는 기판 반전 유닛이 설치되고, 당해 기판 반전 유닛은 상기 트레이를 재치하는 테이블과, 당해 테이블을 회전시키는 회전 수단과, 당해 테이블을 상하 방향으로 이동시키는 제1의 승강 수단으로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

또 본 발명에 관련되는 프린트 기판 검사 장치에 있어서, 상기 한 쌍의 기판 반송 유닛의 이동 경로를 따라 설치된 한 쌍의 슬라이드 테이블의 사이에, 상기 프린트 기판에 형성된 복수의 배선 패턴 중 도통 불량 또는 절연 불량으로 판정된 배선 패턴에 식별용의 마크를 부여하는 식별 마크 부여 수단이 설치되어 있는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 식별 마크 부여 수단은 펀칭(punching) 유닛으로 구성되고, 당해 펀칭 유닛은 상기 프린트 기판을 끼우도록 서로 충돌하여 당해 프린트 기판에 구멍을 뚫는 상 펀처(upper puncher) 및 하 펀처(lower puncher)와, 당해 상 펀처 및 하 펀처를 상기 기판 반송 유닛에 의한 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동시키는 슬라이더와, 당해 상 펀처 및 하 펀처의 각각을 상하 방향으로 이동시키는 제2 및 제3의 승강 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 검사 장치를 이용하면, 프린트 기판을 트레이에 재치한 상태로 반송 및 검사가 행해지고, 프린트 기판의 휨이나 비틀림을 고려할 필요가 없기 때문에, 검사 장치의 구조가 단순하게 되고, 결과적으로 장치를 염가로 제조할 수 있다. 또, 프린트 기판의 양쪽 면을 동시에 검사할 수 있기 때문에 검사에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 프린트 기판 검사 장치의 주요 구성 부재의 정면도이다.
도 2는 도 1의 X－X선으로부터 하방을 본 실시의 형태 1에 관련되는 프린트 기판 검사 장치의 평면도이다.
도 3은 실시의 형태 1에 관련되는 프린트 기판 검사 장치의 전기계(電氣系)의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 트레이 및 트레이에 재치된 프린트 기판의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 5는 트레이에 재치된 프린트 기판(2)의 일부를 하방으로부터 올려다본 상태를 나타내는 도이다.
도 6은 실시의 형태 1의 상 검사 치구의 요부 단면도이다.
도 7은 실시의 형태 1의 기판 반송 유닛의 정면도이다.
도 8은 같은 기판 반송 유닛의 평면도이다.
도 9는 같은 기판 반송 유닛의 측면도이다.
도 10은 프린트 기판 검사 장치의 동작을 설명하는 플로차트이다.
도 11은 상 검사 치구와 하 검사 치구의 동작을 설명하는 요부 정면도이다.
도 12는 실시의 형태 2에 관련되는 프린트 기판 검사 장치의 기판 반전 유닛과 펀칭 유닛의 구성을 나타내는 평면도이다.
[발명을 행하기 위한 구체적인 내용]
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관련되는 프린트 기판 검사 장치에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(실시의 형태 1)
＜프린트 기판 검사 장치의 구성＞
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관련되는 프린트 기판 검사 장치(이후, 단지 「검사 장치」라고 말한다)의 주요 구성 부재를 정면에서 본 도이고, 도 2는 도 1의 X－X선으로부터 하방을 본 도이고, 도 3은 검사 장치의 전기계의 구성을 나타내는 블록도이다. 또한, 도 2에서는 지주(支柱)(601)를 생략하고, 또 보기 쉬움을 고려하여 트레이(3)에 대해서는 윤곽만을 2점 쇄선으로 나타내고 있다.
본 실시의 형태에 관련되는 검사 장치(1)는, 주로 표리(表裏) 양쪽 면에 배선이 형성된 플렉서블 프린트 기판(이후, 단지 「프린트 기판」이라고도 말한다)의 검사에 이용되고, 프린트 기판(2)의 상면의 배선의 검사를 행하는 상 검사 치구(4), 마찬가지로 하면의 배선의 검사를 행하는 하 검사 치구(5), 상 검사 치구(4)를 상하 방향으로 이동시키는 승강 유닛(6), 및 프린트 기판(2)이 재치된 트레이(3)를 수평 방향으로 반송하는 한 쌍의 기판 반송 유닛(7)으로 구성되어 있다.
검사 장치(1)의 각부의 구성에 대해서 설명하기 전에, 본 발명에 관련되는 검사 장치의 특징점에 대해서 설명한다.
본 발명에 관련되는 검사 장치의 제1의 특징점은, 상술의 플렉서블 프린트 기판(2)을 평판 형상의 트레이(3)에 재치한 상태로 검사를 행하는 것이다. 배경 기술란에서 설명한 것처럼, 플렉서블 프린트 기판을 대상으로 하는 종래의 검사 장치에서는, 프린트 기판의 휨이나 비틀림에 의한 검사 불량이 생기지 않도록, 프린트 기판을 진공 흡착하여 플레이트에 고정한 상태로 검사하거나 기판의 테두리부를 클램퍼로 잡아당긴 상태로 검사를 행하고 있었다.
이에 반해, 본 발명의 검사 장치에서는, 평판 형상의 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼운 상태로 검사를 행한다. 플렉서블 프린트 기판(2)의 검사를 트레이(3)에 재치된 상태로 행하면, 프린트 기판에 휨이나 비틀림이 생기지 않기 때문에, 프린트 기판을 흡착하거나 클램퍼로 잡아당길 필요가 없다. 또한, 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼운다고 하는 단순한 구성을 채용할 수 있기 때문에 검사 장치의 대폭적인 코스트 다운(cost down)을 실현할 수 있다.
도 4(a)에 트레이(3)의 일례, 도 4(b)에 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)의 일례를 나타낸다. 절연성의 합성수지로 제작된 평판 형상의 트레이(3)에는, 4개의 가이드 핀(301), 복수의 위치 결정용의 구멍(302, 303), 및 복수의 개구부(304)가 형성되어 있다. 한편, 프린트 기판(2)에는 배선(201)과 위치 결정용의 복수의 구멍(202)이 형성되어 있다.
가이드 핀(301)은 프린트 기판(2)의 탈락 방지를 겸하고 있고, 프린트 기판(2)의 대향하는 위치에 설치된 4개의 구멍(202)에 가이드 핀(301)을 각각 삽입함으로써, 프린트 기판(2)은 트레이(3)에 단단히 고정된다. 따라서, 기판 반송 유닛(7)을 이용하여 트레이(3)를 반송할 때, 프린트 기판(2)이 트레이(3)로부터 탈락하거나 위치가 어긋나거나 하는 일은 없다.
트레이(3)의 좌우 양단부에 형성된 4개의 구멍(302)은, 기판 반송 유닛(7)을 이용하여 트레이(3)를 반송할 때에 이용되는 것으로, 구멍(302)에 트레이 베이스(712)에 장착된 가이드 핀(713)(도 7 참조)을 삽입한 상태로 트레이(3)를 반송하면, 트레이(3)가 기판 반송 유닛(7)으로부터 탈락하는 일은 없다.
트레이(3)에 형성된 다른 구멍(303)과 프린트 기판(2)의 대향하는 위치에 형성된 구멍(202)은, 검사 치구에 대한 위치 결정용의 구멍이고, 이들 구멍에 하 검사 치구(5)에 설치된 가이드 핀(504)을 삽입함으로써, 프린트 기판(2)은 하 검사 치구(5)에 대해서 정확하게 위치 결정된다.
트레이(3)에 설치된 복수의 개구부(304)는, 검사할 때에 하 검사 치구(5)의 검사 핀을 프린트 기판(2)의 하면에 형성된 배선(201)의 검사 대상 개소(예를 들면 패드)에 접촉시키기 위한 것이다. 트레이(3)에 개구부(304)를 설치함으로써, 프린트 기판(2)이 트레이(3)에 재치된 상태에서도 지장 없이 검사를 행할 수가 있다.
검사할 때에는, 승강 유닛(6)을 이용하여 상 검사 치구(4)를 하강시키고, 평판 형상의 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼운다. 이 상태에 있어서, 각 검사 치구에 설치된 검사 핀을 프린트 기판(2)의 패드 등에 접촉시켜 배선의 도통 불량이나 절연 불량의 검사를 행한다.
도 5를 참조하여, 트레이(3)에 형성된 개구부(304)의 위치와 크기에 대해서 설명한다. 도 5는 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)의 일부를 하방으로부터 올려다본 상태를 나타내고 있다. 도 중에서, 배의 표피 형상의 부분은 프린트 기판(2)을 나타내고, 2점 쇄선의 프레임은 개구부(304)를 나타내고 있다. 도 5(a)와 도 5(b)에서는, 트레이(3)에 형성된 개구부(304)의 크기와 수가 다르게 되어 있다.
개구부(304)의 크기는 필요한 최소한으로 두고, 특히 프린트 기판(2)에 슬릿이 형성된 곳에 대해서는, 프린트 기판(2)에 휨이나 비틀림이 생기지 않도록 개구부를 설치하는 위치와 크기에 배려할 필요가 있다.
도 5(a)(b)에 나타낸 프린트 기판(2)은, 3개의 지(枝)부(2a, 2b, 2c)를 구비하고 있고, 지부의 주위에 슬릿이 형성되어 있다. 또 각각의 지부에는 배선(201)의 일부인 패드(203)가 형성되어 있다. 검사할 때에는, 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼우고, 하 검사 치구(5)의 검사 핀을 개구부(304)를 통해 패드(203)에 접촉시킨 상태로 검사 핀 사이에 전압을 인가한다.
도 5(a)에 나타내듯이, 3개의 지부(2a, 2b, 2c)의 패드(203)가 모두 포함되는 것 같은 크기의 개구부(304)를 설치하면, 지부(2a, 2b, 2c)의 선단이 자중에 의해 휘어져 휨이나 비틀림이 생기고, 검사 핀이 목적으로 하는 패드(203)에 접촉하지 않는 경우가 있다. 이에 반해, 도 5(b)에 나타내듯이, 3개의 지부(2a, 2b, 2c)의 패드에 대향하는 위치에 비교적 작은 면적의 개구부(304)를 각각 형성하면, 지부(2a, 2b, 2c)는 거의 휘지 않고, 휨이나 비틀림에 의해 검사 핀이 패드(203)에 접촉하지 않게 되는 위험성을 회피할 수 있다.
이상 설명한 것처럼, 프린트 기판(2)은 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼워지고, 또한 가이드 핀(504)과 위치 결정용의 구멍(202)에 의해 정확하게 위치 결정된 상태로 검사가 행해지기 때문에, 정밀도가 높은 검사가 가능하게 된다. 검사 공정에 대해서는, 후에 도 10 및 도 11을 참조하여 상술한다.
또한, 트레이(3)의 가이드 핀(301), 구멍(302, 303) 및 개구부(304)의 위치나 크기는, 프린트 기판(2)에 형성된 배선 패턴의 형상이나 반복의 피치에 따라서 다르다. 따라서, 대상으로 되는 프린트 기판에 대응한 형상의 트레이를 준비할 필요가 있다.
본 발명에 관련되는 검사 장치의 제2의 특징점은, 동일 형상의 배선 패턴이 복수 형성된 프린트 기판(2)의 검사를 대상 에리어(area)를 나누어 복수회 행하는 것이다. 전술한 것처럼, 프린트 기판을 제작할 때에는, 면적이 넓은 1매의 시트 형상 프린트 기판(2)에 동일 형상의 배선 패턴을 복수 형성하고, 검사가 종료한 후에, 이들을 절단하여 개별의 프린트 기판으로 분리하고 있다. 본 발명의 검사 장치는 절단되기 전의 시트 형상 프린트 기판(2)을 대상으로 하여 검사를 행하고 있다.
도 4(b)에 나타내는 예에서는, 프린트 기판(2)에 동일 형상의 배선 패턴이 좌우 한 쌍씩 5열, 합계 10개의 배선 패턴이 규칙적으로 배열되어 있다. 이들 10개의 배선 패턴의 검사를 동시에 행하려고 하면, 검사 치구에 방대한 수의 검사 핀이 필요하기 때문에 검사 치구가 고가로 된다. 또, 기판에 대한 접촉 불량의 비율이 증가한다. 이를 피하기 위해서, 본 발명의 검사 장치에서는, 좌우 한 쌍의 배선 패턴에 대응한 수의 검사 핀을 구비한 검사 치구를 이용하여 검사를 행하고 있다.
이러한 검사 치구를 이용하여 검사를 행하는 경우, 프린트 기판(2)에 형성된 모든 배선 패턴을 검사하기 위해서는, 프린트 기판(2)이 재치된 트레이(3)를 수평 방향으로 이동시킬 필요가 있다. 한 쌍의 기판 반송 유닛(7, 7)은 그 때문에 이용된다.
트레이(3)는 좌우 한 쌍의 배선 패턴의 검사를 행할 때마다, 하 검사 치구(5)의 좌우에 배치된 한 쌍의 기판 반송 유닛(7, 7)에 의해, 수평 방향(도 2에 화살표 A로 나타내는 방향)으로 반송된다. 기판 반송 유닛(7)은 트레이 베이스(712)에 재치된 트레이(3)의 단부를 척(725)에 끼운 상태로 수평 방향으로 반송하는 기능, 및 트레이(3)를 하 검사 치구(5) 위에 재치하는 기능을 갖추고 있다. 기판 반송 유닛(7)에 대해서는 후에 도면을 참조하여 상술한다.
또한, 본 발명에 관련되는 검사 장치는 양쪽 면에 배선이 형성된 플렉서블 프린트 기판의 검사 장치로서 최적인 것이지만, 양쪽 면에 배선이 형성된 플렉서블 프린트 기판의 검사에 한정되는 것은 아니다. 일방의 면에만 배선이 형성된 플렉서블 프린트 기판이나 경질의 프린트 기판의 검사에 있어서도, 상술한 2개의 특징점을 살려 프린트 기판의 검사를 자동적이고 또한 단시간에 행할 수가 있다.
본 발명에 관련되는 검사 장치를 일방의 면에만 배선이 형성된 플렉서블 프린트 기판의 검사에 사용하는 경우에는, 하 검사 치구(5) 대신에, 하 검사 치구(5)와 동일한 형상 및 구조를 가지고 있지만 검사 핀을 가지지 않는 더미(dummy)의 치구를 준비하고, 그 위에 트레이를 재치하여 검사를 행한다.
다음에, 도 3을 참조하여, 검사 장치(1)의 전기계의 구성에 대해서 설명한다. 검사 장치(1)는 승강 유닛(6) 및 기판 반송 유닛(7)의 동작을 제어하는 제어 유닛(8)과 상 검사 치구(4) 및 하 검사 치구(5)의 검사 핀 사이에 전압을 인가함과 아울러, 그들 사이의 저항값을 계측하는 검사 유닛(9)을 구비하고 있다. 도시하지 않았지만, 제어 유닛(8) 및 검사 유닛(9)은 별도 설치된 검사 장치의 케이스 내에 수용되어 있다.
제어 유닛(8)은 프로그래머블 로직 콘트롤러(programmable logic controller)로 구성되고, 입력 표시부(801)로부터 입력되어 기억부(802)에 격납된 데이터에 기초하여 승강 유닛(6) 및 기판 반송 유닛(7)의 동작을 제어한다.
구체적으로 설명하면, 승강 유닛(6)에 대해서는, 에어 실린더를 구동함으로써 상 검사 치구(4)를 상하 방향으로 이동시킨다. 한편, 기판 반송 유닛(7)에 대해서는, 모터나 에어 실린더를 구동함으로써, 프린트 기판(2)이 재치된 트레이(3)를 수평 방향으로 반송하거나 수직 방향으로 이동시키거나 한다.
제어 유닛(8) 중 입력 표시부(801)는 터치 패널식의 액정 디바이스로 구성되고, 승강 유닛(6) 및 기판 반송 유닛(7)을 동작시키는데 있어서 필요한 데이터를 입력하고, 또 그 데이터를 표시한다. 기억부(802)는 플래시 메모리 등으로 구성되어 입력 표시부(801)로부터 입력된 데이터를 격납한다.
한편, 검사 유닛(9)은 퍼스널 컴퓨터로 구성되고, 입력 표시부(901), 계측부(902), 기억부(903) 및 제어부(904)를 구비하고 있다. 이 중 제어부(904)의 기능은 기억부(903)로부터 읽어낸 프로그램을 CPU(Central Processing Unit, 도시하지 않음)에서 실행함으로써 실현된다.
검사 유닛(9) 중 입력 표시부(901)는 터치 패널식의 액정 디바이스로 구성되고, 도통이나 절연의 양부 판정에 필요한 데이터를 입력하기 위해, 및 도통이나 절연의 양부 판정 결과를 표시하기 위해 이용된다.
계측부(902)는 상 검사 치구(4) 및 하 검사 치구(5)의 검사 핀 중 선택된 2개의 검사 핀의 사이에 프린트 기판(2)의 배선(201)을 통해 전압을 인가함과 아울러, 그 사이의 저항값을 계측한다.
기억부(903)는 통상, HDD(하드 디스크 드라이브)로 구성되고, 입력 표시부(901)로부터 입력된 프로그램이나 데이터, 판정 결과의 데이터 등을 격납하는데 이용된다.
제어부(904)는 계측부(902)에서 계측한 저항값과 기억부(903)에 격납된 양품(良品)의 프린트 기판의 저항값을 비교하여 대상인 프린트 기판의 도통 또는 절연의 양부를 판정한다. 판정 결과는 기억부(903)에 격납되고, 또 필요에 따라서 입력 표시부(901)에 표시된다.
다음에, 도 1에 나타내는 검사 장치(1)의 각 구성 부재에 대해서 설명한다. 최초에, 승강 유닛(6) 및 상 검사 치구(4)에 대해서 설명한다. 승강 유닛(6)은 상 검사 치구(4)를 상하 방향으로 이동시키는 것이다.
승강 유닛(6)은 기대(基臺)(101)에 설치된 4개의 지주(601)에 의해 받쳐진 천판(天板)(602), 상 검사 치구(4)를 지지하는 플레이트(603), 실린더 본체가 천판(602)에 장착되고 피스톤 로드(605)의 선단이 조인트(Joint)를 통해 플레이트(603)에 고정된 에어 실린더(604), 및 플레이트(603)의 네 모퉁이에 장착되고 지주(601)와 함께 플레이트(603)의 상하 움직임을 가이드하는 리니어 가이드(606)로 구성되어 있다.
상 검사 치구(4)는 플레이트(603)에 장착되어 있다. 구체적으로는, 플레이트(603)의 하면에 좌우 한 쌍의 길이가 긴 장착구(607, 607)가 설치되어 있고, 이 장착구(607)의 홈에, 상 검사 치구(4)의 지지판(402)의 좌우 양단부를 삽입함으로써, 상 검사 치구(4)는 플레이트(603)에 장착된다.
에어 실린더(604)의 피스톤 로드(605)를 줄이면, 플레이트(603)는 지주(601)를 따라 상승하고, 반대로 피스톤 로드(605)를 뻗으면, 플레이트(603)는 지주(601)를 따라 하강한다. 또한, 도에서는 번잡을 피하기 위하여 에어 실린더(604)에 압축 공기를 공급하는 튜브나 파이프를 생략하고 있다.
다음에, 상 검사 치구(4)에 대해서 설명한다. 상 검사 치구(4)는 복수의 검사 핀을 가지는 검사 보드(401), 상 검사 치구(4)를 승강 유닛(6)의 플레이트(603)에 장착하기 위한 평판 형상의 합성수지로 제작된 지지판(402), 및 검사 보드(401)를 지지판(402)에 고정하는 복수의 지주(403)로 구성되어 있다. 도시하지 않았지만, 검사 보드(401)와 지지판(402)의 사이의 공간은 검사 보드(401)의 검사 핀으로부터 인출된 리드 와이어의 통로로 되어 있다.
도 6은 검사 보드(401)의 요부 단면도이다. 도 6(a)는 검사 전의 상태를 나타내고, 도 6(b)는 검사 중의 상태를 나타낸다.
검사 보드(401)는 절연성의 수지로 제작된 2매의 보드(411, 412)가 적층된 것이다. 메인 보드(411)에는 압출 부재(413)와 프로브(probe)(417)가 장착되어 있고, 가이드 보드(412)에는 검사 핀을 안내하는 가이드 구멍(424)이 형성되어 있다.
압출 부재(413)는 가이드 보드(412)를 메인 보드(411)로부터 이간시키는 방향으로 압압(押壓)하는 것이다. 압출 부재(413)는 메인 보드(411)에 고정된 바닥이 있는 원통형의 케이스(414), 케이스(414)에 삽입된 원주형의 압출 핀(415), 및 케이스(414)와 압출 핀(415)의 사이에 삽입된 압축 스프링(416)으로 구성되어 있다. 가이드 보드(412)는 비검사시에는 압축 스프링(416)의 반발력에 의해 메인 보드(411)로부터 이간하고 있다.
프로브(417)는 검사할 때에 검사 핀(418)을 프린트 기판(2)의 검사 대상 개소(예를 들면 도 5에 나타낸 패드(203))에 맞닿게 하는 것이다. 프로브(417)는 검사 핀(418), 메인 보드(411)에 고정된 바닥이 있는 원통형의 소켓(419), 소켓(419)과 검사 핀(418)의 후단부(421)의 사이에 삽입된 압축 스프링(420), 및 소켓(419)의 후단부에 장착된 감전 방지용의 절연 파이프(422)로 구성되어 있다.
검사 핀(418) 압축 스프링(420) 및 소켓(419)은 도전성의 금속으로 제작되고, 소켓(419)의 후단부에는 리드 와이어(423)가 접속되어 있다. 도 6(a)에 나타내듯이, 검사 핀(418)은 압축 스프링(420)에 의해 항상 가이드 보드(412)측에 부세(付勢)되어 있다.
또한, 도 6에서는, 메인 보드(411)에 압출 부재(413)와 프로브(417)가 1개씩 장착되어 있지만, 실제의 검사 보드(401)에서는, 가이드 보드(412)를 누르는 힘이 균등하게 되도록, 압출 부재(413)가 직방체 형상의 메인 보드(411)의 4모퉁이에 각각 장착되어 있다. 또 프로브(417)는 프린트 기판(2)의 검사 대상 개소에 대향하는 위치에 각각 장착되어 있다.
검사할 때, 승강 유닛(6)에 의해 상 검사 치구(4)를 하강시키고, 프린트 기판(2) 및 트레이(3)를 끼워 하 검사 치구(5)에 접촉시키면, 도 6(b)에 나타내듯이, 에어 실린더(604)의 압력에 의해 압축 스프링(416)이 줄어든다. 그 결과, 검사 핀(418)의 선단이 가이드 구멍(424)으로부터 노출하여 프린트 기판(2)의 배선(201)에 접촉한다.
전술한 것처럼, 검사 핀(418), 소켓(419) 및 압축 스프링(420)은 도전성의 재료로 제작되어 있기 때문에, 검사 유닛(9)에 의해 선택된 2개의 검사 핀(418)의 사이에 정전압이 인가되면, 배선(201)을 통해 그러한 검사 핀 사이에 전류가 흐른다. 계측부(902)에 내장된 계측기로 검사 핀 사이의 저항값을 계측하고, 제어부(904)에 있어서, 그 값을 기억부(903)에 격납되어 있는 양품의 프린트 기판의 값과 비교하면, 프린트 기판의 도통이나 절연의 양부를 판정할 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 검사 보드(401)의 구조는 일례이고, 이 구조에 한정되는 것은 아니다. 마찬가지의 기능을 발휘할 수 있는 것이면, 다른 구조의 검사 보드를 채용해도 좋다.
도 1 및 도 2의 설명으로 돌아가 하 검사 치구(5)에 대해서 설명한다. 하 검사 치구(5)는 프린트 기판(2)의 하면에 형성된 배선의 검사를 행하는 것으로, 복수의 검사 핀을 가지는 검사 보드(501), 하 검사 치구(5)를 기대(101)에 고정된 플레이트(102)에 장착하기 위한 평판 형상의 합성수지로 제작된 지지판(502), 및 검사 보드(501)를 지지판(502)에 고정하는 복수의 지주(503)로 구성되어 있다. 검사 보드(501), 지지판(502) 및 지주(503)의 기능은 상 검사 치구(4)의 검사 보드(401), 지지판(402) 및 지주(403)의 각각의 기능과 차이가 없기 때문에 설명은 생략한다.
하 검사 치구(5)는 기대(101)에 고정된 플레이트(102)에 장착되어 있다. 플레이트(102)의 좌우에는 한 쌍의 길이가 긴 장착구(103, 103)가 설치되어 있고, 이 장착구(103)의 홈에 하 검사 치구(5)의 지지판(502)의 좌우 양단부를 삽입함으로써, 하 검사 치구(5)는 플레이트(102)에 장착된다.
상술한 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)의 차이점은, 상 검사 치구(4)가 승강 유닛(6)에 의해 상하 방향으로 이동할 수 있는데 반해서, 하 검사 치구(5)는 플레이트(102)를 통해 기대(101)에 고정되어 있는 점, 및 검사 보드(501)에 프린트 기판(2)의 위치 결정용의 가이드 핀(504)이 장착되고 상 검사 치구(4)의 대향하는 개소에 가이드 핀(504)을 수용하는 구멍(도시하지 않음)이 형성되어 있는 점이다.
프린트 기판(2)의 대향하는 위치에 형성된 위치 결정용의 구멍(202)(도 4 참조)에 검사 보드(501)의 4개소에 설치된 가이드 핀(504)을 삽입함으로써, 프린트 기판(2)은 하 검사 치구(5)에 대해서 정확하게 위치 결정되고, 검사 핀이 검사 대상 개소의 배선(예를 들면 패드)(201)에 오류없이 접촉한다.
검사할 때에는, 승강 유닛(6)을 구동하여 플레이트(603)를 하강시키고, 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)에 끼운다. 검사가 종료한 후는, 승강 유닛(6)을 구동하여 플레이트(603)를 상승시킨 후, 도 1에 나타내는 위치에 보유한다.
다음에, 전술의 도 1 및 도 2, 및 도 7~도 9를 참조하여, 기판 반송 유닛(7)에 대해서 설명한다. 도 7은 도 1의 한 쌍의 기판 반송 유닛(7, 7) 중 좌측의 유닛의 정면도, 도 8은 같은 유닛의 평면도, 도 9는 같은 유닛의 측면도이다.
또한, 도에서는 번잡함을 피하기 위해, 에어 실린더에 압축 공기를 공급하는 튜브나 밸브, 모터나 각종 센서와 제어 유닛(8)의 사이를 접속하는 배선은 생략하고 있다. 또, 도에는 부재를 고정하는 볼트나 너트가 표시되어 있지만, 이들은 범용의 체결 부재이므로 부호를 붙여 설명하는 것은 아니다.
전술한 것처럼 기판 반송 유닛(7)은 프린트 기판(2)이 재치된 트레이(3)를 수평 방향으로 반송하는 것이다. 도 2에 나타내듯이, 하 검사 치구(5)의 좌우에는, 단면이 직사각형의 한 쌍의 슬라이드 테이블(701)이 이동 경로를 따라 설치되어 있다. 슬라이드 테이블(701)은 트레이(3)를 수평 방향으로 반송하기 위한 부재이고, 테이블 내에 수용된 볼 나사(도시하지 않음)를 회전시키면, 슬라이드 블록(702)이 슬라이드 테이블(701)상을 화살표 A로 나타내는 방향으로 이동한다.
볼트에 의해 슬라이드 블록(702)에 고정된 지지판(703)에는, 트레이(3)를 수직 방향(도 7에 화살표 B로 나타내는 방향)으로 이동시키기 위한 부재, 및 반송되는 트레이(3)를 지지하기 위한 부재가 탑재되어 있다.
지지판(703)의 상면에는, 볼트 등에 의해 가이드 장착판(704)과 제1의 에어 실린더(705)가 장착되어 있다. 또 에어 실린더(705)의 피스톤 로드(706)의 상부에는 조인트를 통해 제1의 연결판(707)의 일방의 단(端)이 장착되고, 가이드 장착판(704)을 끼워 제1의 연결판(707)의 타방의 단에는 단면이 'L'자 형상의 암 베이스(arm base)(711)가 장착되어 있다.
가이드 장착판(704)의 측면에는, 암 베이스(711)의 승강을 가이드하는 제1의 리니어 가이드(708)가 장착되어 있다. 제1의 리니어 가이드(708)는 가이드 장착판(704)에 장착된 레일(709)과 암 베이스(711)에 장착된 블록(710)으로 구성되어 있다. 제1의 에어 실린더(705)의 피스톤 로드(706)를 줄이거나 뻗거나 하여 연결판(707)을 상하로 움직이게 하면, 블록(710)이 레일(709)을 따라 상하로 움직여 암 베이스(711)의 원활한 승강을 가능하게 하고 있다.
암 베이스(711)의 선단의 상면에는, 양단에 가이드 핀(713)이 설치된 트레이 베이스(712)가 장착되어 있고, 도 1에 나타내듯이, 이 트레이 베이스(712)에 트레이(3)의 단부를 실은 상태로 트레이(3)의 반송이 행해진다. 이 때에, 트레이(3)의 단부에 형성된 위치 결정용의 구멍(302)(도 3 참조)에 가이드 핀(713)을 삽입한다.
제1의 연결판(707)의 하면에는 제2의 에어 실린더(715)가 장착되어 있고, 피스톤 로드(716)의 선단에는 단면이 'L'자 형상의 제2의 연결판(717)이 조인트(joint)를 통해 장착되어 있다. 또한, 이 제2의 연결판(717)의 양단부에는 단면이 'U'자 형상의 한 쌍의 실린더 장착판(718, 718)이 각각 볼트를 통해 장착되어 있다.
실린더 장착판(718)의 홈에는 제3의 에어 실린더(721)가 수용되어 있다. 에어 실린더(721)의 후부는 핀(722)을 통해 실린더 장착판(718)에 회전 가능한 상태로 장착되고, 피스톤 로드(723)의 전단은 힌지 핀(hinge pin)(724)을 통해 척(725)에 연결되어 있다.
척(725)은 트레이 베이스(712)에 재치된 트레이(3)의 단부를 끼우는 것으로, 하부에 배치된 핀(726)을 통해 실린더 장착판(718)에 회전 가능한 상태로 장착되어 있다. 피스톤 로드(723)를 줄이면, 도 7에 2점 쇄선으로 나타내듯이 척(725)은 핀(726)을 지점으로 하여 시계 반대 방향으로 회전하고, 트레이(3)는 척(725)에 의한 파지로부터 개방된다. 척(725)의 하면에는 우레탄 시트(727)가 붙여져 있어 척(725)과 트레이 베이스(712)에 트레이(3)를 끼웠을 때에 생기는 덜거덕거림을 방지하고 있다.
실린더 장착판(718)과 암 베이스(711)의 사이에 제2의 리니어 가이드(731)가 설치되어 있다. 도 9에 나타내듯이, 제2의 리니어 가이드(731)는 암 베이스(711)의 상면에 실린더 장착판(718)과 평행하게 장착된 레일(732)과 실린더 장착판(718)의 하면에 장착된 블록(733)으로 구성되고, 실린더 장착판(718)의 수평 방향(도 7 및 도 8에 있어서 화살표 C로 나타내는 방향)에의 이동을 가이드 한다.
실린더 장착판(718)을 수평 방향으로 이동할 수 있도록 한 것은, 작업자가 트레이(3)를 트레이 베이스(712)에 장착할 때 혹은 트레이(3)를 트레이 베이스(712)로부터 떼어낼 때에 척(725)이 방해가 되지 않도록 하기 위한 것이다. 실린더 장착판(718)이 후퇴함으로써, 척(725)은 트레이(3)가 접촉하지 않는 위치까지 퇴피(退避)한다.
＜기판 검사 장치의 동작＞
다음에, 도 10 및 도 11, 또한 전술의 각 도면을 참조하여, 본 발명에 관련되는 검사 장치(1)의 동작을 설명한다. 도 10은 검사 장치(1)의 동작의 흐름을 나타내는 플로차트, 도 11은 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)의 동작을 설명하는 요부 측면도이다.
작업을 개시하기 전, 기판 반송 유닛(7)은 도 2에 나타내는 위치에서 대기하고 있다. 또 트레이 베이스(712)는 하 검사 치구(5)보다 높은 위치에 보유되어 있다. 이 때에, 척(725)은 개방된 상태로 있고, 또한 척(725)은 리니어 가이드(731)에 의해 후퇴하고 있기 때문에, 작업자가 트레이(3)를 트레이 베이스(712)에 재치할 때에 방해가 되지 않는다.
최초에, 작업자는 트레이(3)의 양단부를 한 쌍의 기판 반송 유닛(7)의 각각의 트레이 베이스(712)에 장착한다(스텝 S11). 작업자는 트레이(3)의 양단부에 형성된 위치 결정용의 4개의 구멍(302)(도 4 참조)에 트레이 베이스(712)에 장착된 4개의 가이드 핀(713)을 각각 삽입하고, 트레이(3)를 트레이 베이스(712)에 재치한다(도 2 참조).
다음에, 작업자가 제어 유닛(8)의 버튼을 누르면, 제2의 에어 실린더(715)의 피스톤 로드(716)가 뻗어져 실린더 장착판(718)이 전진하고, 그 후, 제3의 에어 실린더(721)의 피스톤 로드(723)가 뻗어져 척(725)이 핀(726)을 중심으로 회전하고, 트레이 베이스(712)와의 사이에 트레이(3)의 단부를 파지한다(도 7 참조, 스텝 S12).
다음에, 작업자는 도 4(b)에 나타내듯이, 트레이(3)에 프린트 기판(2)을 재치함과 아울러, 프린트 기판(2)이 트레이(3)로부터 탈락하지 않도록 트레이(3)의 가이드 핀(301)을 프린트 기판(2)의 구멍(202)에 삽입한다(스텝 S13). 이에 의해 트레이(3) 반송의 준비를 완료한다.
이 이후의 동작은, 제어 유닛(8)의 기억부(802)(도 3 참조)에 격납된 데이터에 기초하여 자동으로 행해진다. 작업자가 제어 유닛(8)의 시작 버튼을 누르면, 슬라이드 테이블(701)이 구동되어 슬라이드 블록(702)이 수평 방향으로 이동하고 트레이(3)를 최초에 검사를 행하는 배선 패턴이 하 검사 치구(5)의 상방에 올 때까지 반송한다(스텝 S14).
이 상태를 도 11(a)에 나타낸다. 척(725)에 의해 파지된 트레이(3)의 하부에는 하 검사 치구(5)가 위치하고, 상방에는 승강 유닛(6)의 플레이트(603)에 장착된 상 검사 치구(4)가 위치하고 있다.
슬라이드 블록(702)이 지정된 위치까지 이동하여 정지하면, 트레이 반송 유닛(7)의 제1의 에어 실린더(705)가 구동되고, 피스톤 로드(706)가 줄어들어 암 베이스(711)가 하강한다. 또 암 베이스(711)의 하강에 병행하여, 제3의 에어 실린더(721)의 피스톤 로드(723)가 줄어들어 척(725)이 핀(726)을 중심으로 회전하고(도 7 참조), 트레이(3)가 척(725)의 파지로부터 개방된다(스텝 S15).
그 상태를 도 11(b)에 나타낸다. 이 때에, 프린트 기판(2)에 형성된 위치 결정용의 4개의 구멍(202)에, 트레이(3)에 형성된 구멍(303)을 통해 하 검사 치구(5)에 장착된 4개의 가이드 핀(504)이 각각 삽입된다. 위치 결정용의 구멍(202)의 직경과 가이드 핀(504)의 밑부분의 직경은 거의 같기 때문에, 프린트 기판(2)은 가이드 핀(504)에 의해 정확하게 위치 결정된다.
다음에, 승강 유닛(6)의 에어 실린더(604)를 구동하여 피스톤 로드(605)를 뻗음으로써 상 검사 치구(4)가 하강하고, 도 11(c)에 나타내듯이, 상 검사 치구(4)의 검사 보드(401)와 하 검사 치구(5)의 검사 보드(501)로 트레이(3)를 끼운 상태로 정지한다(스텝 S16).
상 검사 치구(4)의 검사 보드(401)와 하 검사 치구(5)의 검사 보드(501)로 트레이(3)를 끼운 상태에서는, 도 6(b)에 나타낸 것처럼, 압력에 의해 상 검사 치구(4)의 압축 스프링(416)이 수축하여 검사 핀(418)의 선단이 가이드 구멍(424)으로부터 노출하고, 프린트 기판(2)의 상면에 형성된 배선(201)에 접촉한다.
프린트 기판(2)의 하면에 형성된 배선(201)도 상 검사 치구(4)와 마찬가지로 압축 스프링이 수축하여 검사 핀의 선단이 가이드 구멍으로부터 노출하고, 프린트 기판(2)의 하면에 형성된 배선(201)에 접촉한다.
이 상태에 있어서, 프린트 기판(2)의 도통 또는 절연의 검사를 한다(스텝 S17). 구체적으로는, 검사 유닛(9)의 계측부(902)는 선택된 2개의 검사 핀(418)의 사이에 전압을 인가함과 아울러, 검사 핀 사이의 저항값을 계측하고 그 값을 제어부(904)에 보낸다.
제어부(904)는 계측된 검사 핀 사이의 저항값과 기억부(903)에 격납되어 있는 양품의 프린트 기판의 저항값을 비교하여 검사의 대상이 된 프린트 기판의 도통 또는 절연의 양부 판정을 행한다. 판정 결과는 제어부(904)에 의해 입력 표시부(901)에 표시되고 또한 기억부(903)에 기입된다.
검사가 종료하면, 승강 유닛(6)의 에어 실린더(604)를 구동하여 피스톤 로드(605)를 줄임으로써, 상 검사 치구(4)가 도 11(d)에 나타내는 위치까지 상승하고, 그 위치에 보유된다(스텝 S18). 도 11(d)에 나타내는 상 검사 치구(4)의 위치는 도 11(b)에 나타내는 상 검사 치구(4)의 위치보다 낮게 설정되어 있다. 이것은 다음의 검사를 행할 때의 상 검사 치구(4)의 하강 시간을 단축하기 위한 것이다.
다음에, 기판 반송 유닛(7)의 제1의 에어 실린더(705)가 구동되어 피스톤 로드(706)가 뻗고, 암 베이스(711)가 상승하여 트레이(3)가 하 검사 치구(5)로부터 떨어진다. 트레이(3)의 상승 개시보다 조금 늦게 기판 반송 유닛(7)의 제3의 에어 실린더(721)가 동작하고, 피스톤 로드(723)가 뻗어 척(725)이 핀(726)을 중심으로 시계 방향으로 회전하고, 트레이 베이스(712)와의 사이에 트레이(3)의 단부를 다시 파지한다(스텝 S19).
트레이(3)가 상승할 때, 가이드 핀(504)에 의해 하 검사 치구(5)에 고정되어 있던 프린트 기판(2)은, 위치 결정용의 구멍(202)으로부터 가이드 핀(504)이 빠지고, 하 검사 치구(5)로부터 떼어 놓아진다. 최종적으로, 트레이(3)는 도 11(a)에 나타내는 위치까지 상승한다.
검사 유닛(9)의 제어부(904)는 기억부(903)에 격납된 검사 데이터로부터, 프린트 기판(2)의 모든 배선 패턴의 검사가 종료했는지 어떤지를 확인하고(스텝 S20), 검사가 종료하고 있지 않은 경우(같은 스텝에서 No), 스텝 S14로 돌아가 스텝 S14~S19의 처리를 반복한다.
한편, 제어부(904)가 프린트 기판(2)의 모든 배선 패턴의 검사가 종료했다고 판단한 경우(스텝 S20에서 Yes), 제어 유닛(8)에 검사가 종료한 것을 나타내는 데이터를 송신한다. 제어 유닛(8)은 그 후, 상 검사 치구(4)를 도 11(a)에 나타내는 초기 위치까지 상승시킴과 아울러, 슬라이드 테이블(701)을 구동하여 기판 반송 유닛(7)을 초기 위치까지 이동시킨다(스텝 S21). 그 후, 작업자는 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2)을 트레이(3)로부터 떼어낸다(스텝 S22).
도 10에는 나타나 있지 않지만, 작업자는 검사 유닛(9)의 입력 표시부(901)에 표시된 검사 결과에 기초하여, 트레이(3)로부터 떼어내진 프린트 기판(2) 중, 도통 또는 절연이 불량으로 판정된 배선 패턴의 개소에 식별용의 마크가 표시된 씰(seal)을 붙인다.
식별용의 씰이 붙여진 프린트 기판(2)은 도시하지 않는 커터에 의해 배선 패턴마다 분리된다. 개개로 분리된 프린트 기판 중, 식별용의 씰이 붙여진 기판은 폐기되고, 양품의 프린트 기판만이 제품으로서 출하된다.
도 10의 설명으로 돌아가, 스텝 S22의 처리가 종료한 시점에 있어서, 작업자는 검사 대상인 모든 프린트 기판의 검사가 종료했는지 어떤지를 판단하고(스텝 S23), 검사가 종료하지 않은 프린트 기판이 있는 경우에는(No), 스텝 S13의 처리로 돌아가 새로운 프린트 기판(2)을 트레이(3)에 재치한다.
한편, 모든 프린트 기판에 대해서 검사가 종료한 경우에는(스텝 S23에서 Yes), 스텝 S24의 처리를 이행하고, 작업자는 트레이(3)를 기판 반송 유닛(7)으로부터 떼어낸다. 구체적으로는, 작업자가 제어 유닛(8)의 버튼을 누르면, 기판 반송 유닛(7)의 제3의 에어 실린더(721)의 피스톤 로드(723)가 줄어들어 척(725)이 핀(726)을 중심으로 회전하고, 트레이(3)가 척(725)에 의한 파지로부터 개방된다. 또한, 제2의 에어 실린더(715)의 피스톤 로드(716)가 줄어들어 척(725)이 후퇴한다.
그 후, 작업자는 트레이 베이스(712)로부터 트레이(3)를 떼어낸다. 이 때에, 척(7)은 퇴피 위치에 있기 때문에, 트레이(3)를 트레이 베이스(712)로부터 빼낼 때에 방해가 되지 않는다.
상술한 것처럼, 본 실시의 형태에 관련되는 검사 장치를 이용하면, 플렉서블 프린트 기판의 휨이나 비틀림을 고려할 필요가 없기 때문에, 장치의 구성이 단순하게 되고, 결과적으로, 검사 장치를 염가로 제조할 수 있다. 또한, 프린트 기판의 양쪽 면의 배선을 동시에 검사할 수 있기 때문에 검사에 필요한 시간을 단축할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 있어서, 승강 유닛(6) 및 기판 반송 유닛(7)의 구동 수단으로서 에어 실린더를 이용했지만, 이에 한정되지 않는다. 구동 수단으로서 유압의 실린더나, 전자석에 의해 구동되는 액츄에이터를 이용해도 마찬가지의 기능을 실현할 수 있는 것은 말할 것도 없다.
(실시의 형태 2)
본 실시의 형태는, 실시의 형태 1의 검사 장치(1)의 슬라이드 테이블(701)의 후부의 근방에 기판 반전 유닛(11)과 펀칭 유닛(12)을 설치한 것이다. 도 12에, 슬라이드 테이블(701)의 후부 근방에 배치된 기판 반전 유닛(11)과 펀칭 유닛(12)을 나타낸다. 이하, 각각의 유닛을 설치하는 이유와 구성에 대해서 설명한다.
＜기판 반전 유닛＞
전술의 도 4(b)에 나타내듯이, 프린트 기판(2)에는 동일한 배선 패턴이 복수개 규칙적으로 형성되어 있다. 프린트 기판(2)의 검사가 종료한 후, 프린트 기판(2)을 절단하여 개별의 프린트 기판으로 분리한다.
도 4(b)에 나타낸 배선 패턴에 대해서 더 설명하면, 세로 방향으로 5개 배열된 배선 패턴의 각각은, 1개의 배선 패턴과 그것을 반전시킨 배선 패턴이 근접하여 배치된 것이다. 이와 같이 프린트 기판에 따라서는 배선의 밀도를 높이기 위해 1피치마다 배선 패턴의 방향을 반전시켜 배치하는 경우가 있다.
개개의 배선 패턴이 동일한 방향을 향하고 있는 경우에는, 기판 반송 유닛(7)에 의한 프린트 기판(2)의 반송을 반복하는 것만으로 기판 전체의 검사를 행할 수가 있다. 예를 들면, 1회의 검사로 좌우에 배열된 한 쌍의 배선 패턴의 검사를 행하는 경우, 한 쌍의 배선 패턴에 대응하는 수의 검사 핀(418)을 가지는 상 검사 치구(4)와 하 검사 치구(5)를 이용하고, 기판 반송 유닛(7)에 의해 배선 패턴을 1피치씩 비켜 놓으면서 검사를 반복함으로써, 프린트 기판(2) 전체의 검사를 행할 수가 있다.
이에 반해, 1피치마다 배선 패턴의 방향을 반전시킨 프린트 기판을 검사하는 경우, 순방향의 배열 패턴에 대응한 검사 핀과 역방향의 배열 패턴에 대응한 검사 핀의 2종류의 검사 핀을 가지는 검사 치구를 준비할 필요가 있다. 그러나, 검사 핀의 수가 많은 경우에는, 검사 치구(4, 5)를 제작하는데 비용이 들어 코스트 업(cost up)의 원인이 된다.
그래서, 본 실시의 형태에서는, 이러한 프린트 기판에 대해, 순방향의 배선 패턴의 검사가 종료한 후에, 기판 반전 유닛(11)을 이용하여 프린트 기판을 180도 회전시키고, 그 후, 역방향의 배선 패턴에 대해서, 순방향과 마찬가지의 순서로 배선의 검사를 행한다. 이와 같이 하면, 2종류의 검사 핀을 가지는 검사 치구를 준비할 필요가 없기 때문에, 검사 코스트를 저감할 수 있다.
도 12를 참조하여, 기판 반전 유닛(11)의 구성과 동작을 설명한다. 또한, 기판 반전 유닛(11)의 제어는 실시의 형태 1로 설명한 제어 유닛(8)에 의해 행해진다.
기판 반전 유닛(11)은 기판 반송 유닛(7)에 의해 반송된 트레이(3)를 재치하는 테이블(111), 테이블(111)을 회전시키는 에어 실린더(112), 및 테이블(111)을 승강시키는 에어 실린더(113)로 구성되어 있다.
도 12에, 테이블(111)에 재치된 트레이(3)의 윤곽을 2점 쇄선으로 나타낸다. 테이블(111)의 4모퉁이에는 가이드 핀(114)이 각각 설치되어 있다. 가이드 핀(114)을 트레이(3)의 대향하는 위치에 형성된 구멍에 삽입함으로써, 트레이(3)는 테이블(111)에 대해서 위치 결정되고, 또한 트레이(3)가 테이블(111)로부터 탈락하는 것을 방지하고 있다.
테이블(111)의 중심의 하면에는, 구동 수단인 에어 실린더(112)의 회전축이 접속되어 있다. 회전축은 한 쌍의 슬라이드 테이블(701, 701)의 중간점에 설치되어 있기 때문에, 에어 실린더(113)에 의해 테이블(111)에 재치된 트레이(3)가 180도 회전했을 때, 트레이(3)는 슬라이드 테이블(701)에 대해서 같은 위치에 보유된다.
기판 반전 유닛(11)의 동작을 설명한다. 테이블(111)은 비사용시에는 기판 반송 유닛(7)에 의한 트레이(3)의 반송의 방해가 되지 않도록, 에어 실린더(113)의 피스톤 로드(도시하지 않음)를 줄여 기판 반송 유닛(7)의 트레이 베이스(712)의 하방에 위치하고 있다.
순방향의 배선 패턴의 검사가 종료한 프린트 기판(2)은, 기판 반송 유닛(7)에 의해 도 12에 2점 쇄선으로 나타내는 위치까지 반송된다. 그 후, 트레이(3)는 척(725)의 파지로부터 개방되고, 또한 척(725)은 리니어 가이드(731)에 의해 트레이(3)의 취출(取出))의 방해가 되지 않는 위치까지 후퇴한다.
이 상태에 있어서, 에어 실린더(113)를 구동함으로써 테이블(111)이 상승하고, 트레이 베이스(712)에 재치된 트레이(3)에 맞닿아 트레이(3)를 들어 올린다. 이 때에, 가이드 핀(114)이 트레이(3)의 대향하는 위치에 형성된 구멍에 삽입된다.
트레이(3)는 트레이 베이스(712)의 상방에서 정지하고, 그 위치에서 에어 실린더(112)가 회전하여 트레이(3)를 180도 회전시킨다.
다음에, 에어 실린더(113)의 피스톤 로드(도시하지 않음)를 줄여 테이블(111)을 하강시키고, 반전한 트레이(3)를 트레이 베이스(712)에 재치한다. 테이블(111)은 트레이 베이스(712)의 아래까지 하강한 후 정지한다.
그 후, 척(725)이 리니어 가이드(731)에 의해 전진하고, 또한 트레이 베이스(712)에 재치된 트레이(3)의 단부를 파지한다. 반전된 트레이(3)는 검사 치구(4, 5)에 의한 검사가 행해지는 위치까지 반송되고, 전술의 순서에 따라서 역방향의 배선 패턴의 검사가 행해진다.
＜펀칭 유닛＞
도 10의 플로차트를 이용하여 설명한 것처럼, 검사를 끝낸 프린트 기판(2)은 개개의 배선 패턴마다 분리되고, 양품으로 판정된 기판만 출하된다. 분리할 때 도통 불량 또는 절연 불량으로 판정된 배선 패턴에 식별 마크가 부여되어 있으면, 분할 후, 그 기판만을 폐기하면 좋기 때문에 분별에 관련되는 시간을 단축할 수 있다.
실시의 형태 1에서는, 작업자가 불량으로 판단된 배선 패턴에 식별 마크로서 씰을 붙여 놓았지만, 이러한 방법에서는, 작업자에 의한 수작업이 필요하기 때문에 비용 상승(cost up)의 원인이 되고, 또한 검사에 필요한 시간이 길어진다.
본 실시의 형태에서는, 이를 해결하기 위한 수단으로서 프린트 기판의 배선 패턴 중 불량으로 판정된 배선 패턴에 식별용의 마크를 부여하는 식별 마크 부여 수단을 설치하고 있다. 구체적으로는, 도통 불량 또는 절연 불량으로 판정된 배선 패턴을 한눈에 알 수 있도록 펀칭 유닛(12)을 이용하여 불량으로 판정된 배선 패턴에 식별 마크로서 구멍을 뚫고 있다.
도 12에 나타내듯이, 펀칭 유닛(12)은 상 펀처(121)와 하 펀처(122), 하 펀처(122)를 상하로 움직이는 에어 실린더(123), 및 에어 실린더(123)를 수평 방향으로 이동시키는 슬라이더(124)로 구성되어 있다. 펀칭 유닛(12)의 제어는 기판 반전 유닛(11)과 마찬가지로 제어 유닛(8)에 의해 행해진다.
도시하지 않았지만, 상 펀처(121)와 하 펀처(122)는 'コ'자 형상의 암의 상단부와 하단부에 장착되어 있고, 슬라이더(124)에 의해 수평 방향으로 일체로 이동할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 상 펀처(121)에도 펀처를 상하로 움직이는 에어 실린더가 설치되어 있지만, 이것은 에어 실린더(123)와 마찬가지의 기능을 발휘하는 것이기 때문에, 보기 쉬움의 관점에서 도 12에서는 생략하고 있다.
상 펀처(121)는 비동작시에는 도시하지 않은 에어 실린더를 구동함으로써, 기판 반송 유닛(7)에 의한 트레이(3)의 반송을 방해하지 않도록, 트레이 베이스(712)보다 높은 위치에 보유된다. 마찬가지로 하 펀처(122)는 에어 실린더(123)를 구동함으로써, 트레이 베이스(712)보다 낮은 위치에 보유되어 있다.
펀칭 유닛(12)의 동작을 설명한다. 검사가 종료한 후, 기판 반송 유닛(7)에 의해 트레이(3)는 슬라이드 테이블(701)의 후부로 반송된다. 트레이(3)에 재치된 프린트 기판(2) 중 불량의 배선 패턴이 슬라이더(124)상에 왔을 때, 기판 반송 유닛(7)은 정지한다. 그 후, 슬라이더(124)를 구동시킴으로써, 상 펀처(121)와 하 펀처(122)는 트레이(3)의 개구부(304)가 있는 위치에서 정지한다.
이 상태에 있어서, 에어 실린더(도시하지 않음)를 구동하여 상 펀처(121)를 강하시키고, 또 에어 실린더(123)를 구동하여 하 펀처(122)를 상승시키면, 상 펀처(121)와 하 펀처(122)가 프린트 기판(2)을 끼운 상태로 충돌하고, 펀칭에 의해 프린트 기판(2)에 구멍이 형성된다.
이와 같이 하여, 도통 불량 또는 절연 불량의 배선 패턴에 구멍이 형성된 프린트 기판(2)은, 기판 반송 유닛(7)에 의해 초기 위치까지 반송된 후, 작업자의 손에 의해 트레이(3)로부터 떼어내진다.
트레이(3)로부터 떼어내진 프린트 기판(2)은 배선 패턴마다 분리되지만, 도통이나 절연이 불량인 배선 패턴에는 구멍이 뚫려 있기 때문에, 프린트 기판의 양부를 간단하게 분별할 수가 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 도통이나 절연이 불량인 배선 패턴을 식별하는 마크로서 프린트 기판에 구멍을 뚫었지만, 식별 마크는 이에 한정되지 않는다. 실시의 형태 1에서 설명한 것처럼, 프린트 기판의 해당하는 개소에 씰을 붙여 놓도록 해도 좋다.
또 본 실시의 형태에서는, 승강 유닛(6)이나 기판 반송 유닛(7)과 마찬가지로, 기판 반전 유닛(11) 및 펀칭 유닛(12)의 구동 수단으로서 에어 실린더를 이용했지만, 이들 대신에 유압 실린더나 전자석을 이용한 액츄에이터를 이용해도 좋은 것은 말할 것도 없다.
또 도 12에서는, 기판 반전 유닛(11)의 테이블(111)과 펀칭 유닛(12)의 슬라이더(124)가 일부 겹치는 상태로 설치되어 있지만, 이것은 스페이스(space)의 유효 활용을 의도한 것이다. 테이블(111) 및 하 펀처(122)의 승강에 지장이 없으면, 겹치는 위치에 설치해도 특히 문제는 생기지 않는다.

1 : 기판 검사 장치
2 : 프린트 기판 3 : 트레이(tray)
4 : 상(上) 검사 치구 5 : 하(下) 검사 치구
6 : 승강 유닛
7 : 기판 반송 유닛
8 : 제어 유닛 9 : 검사 유닛
11 : 기판 반전 유닛
12 : 펀칭 유닛 101 : 기대(基臺)
102, 603 : 플레이트(plate)
103, 607 : 장착구
111 : 테이블 112 : 회전축
113, 123, 604, 705, 715, 721 : 에어 실린더
121 : 상 펀처(upper puncher)
122 : 하 펀처(lower puncher)
124 : 슬라이더(slider) 201 : 배선
202, 302, 303 : 위치 결정용 구멍
203 : 패드(pad)
301, 504, 713 : 가이드 핀(guide pin)
304 : 개구부
401, 501 : 검사 보드
402, 502 : 지지판
403, 503, 601 : 지주
411, 412 : 보드(board)
413 : 압출 부재 414 ; 케이스(case)
415 : 압출 핀
416, 420 : 압축 스프링
417 : 프로브(probe) 418 : 검사 핀
419 : 소켓(socket) 422 : 절연 파이프
423 : 리드 와이어 (lead wire) 602 ; 천판
605, 706, 716, 723 ; 피스톤 로드(piston rod)
606, 708, 731 : 리니어 가이드
701 : 슬라이드 테이블
702 : 슬라이드 블록
704 : 가이드 장착판
707, 717 : 연결판
711 : 암 베이스(arm base) 712 : 트레이 베이스(tray base)
718 : 실린더 장착판
724, 716 : 핀(pin)
727 : 발포 합성고무 800 : 프로세서
801, 901 : 입력 표시부
802, 903 : 기억부
902 : 계측부 904 : 제어부

Claims (11)

1. 양쪽 면에 배선이 형성된 플렉서블 프린트 기판의 당해 배선의 소정의 개소에 검사 핀을 접촉시킴과 아울러, 선택된 2개의 검사 핀의 사이에 상기 배선을 통해 전압을 인가하여 상기 플렉서블 프린트 기판의 도통 또는 절연의 양부를 검사하는 프린트 기판 검사 장치로서,
   상기 플렉서블 프린트 기판의 상면의 배선의 검사를 행하는 상 검사 치구 및 하면의 배선의 검사를 행하는 하 검사 치구와,
   상기 하 검사 치구의 상방에 배치된 상기 상 검사 치구를 하강시키고, 또한 상기 플렉서블 프린트 기판을 상기 상 검사 치구 및 하 검사 치구에 끼움으로써, 상기 상 검사 치구의 검사 핀 및 하 검사 치구의 검사 핀과, 상기 플렉서블 프린트 기판의 배선을 각각 접촉시키는 승강 유닛과,
   상기 상 검사 치구 및 하 검사 치구의 선택된 2개의 검사 핀의 사이에 전압을 인가함과 아울러, 이들 사이의 저항값을 계측하는 검사 유닛과,
   상기 승강 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 구비하고,
   상기 검사 유닛에 의한 저항값의 계측은, 상기 플렉서블 프린트 기판이,
   판상의 절연 재료로 형성되고, 또한 상면에 당해 플렉서블 프린트 기판에 형성된 위치 결정용의 구멍에 삽입되는 제1의 가이드 핀이 장착된 트레이에 재치되고, 또한 상기 제1의 가이드 핀에 의해 당해 트레이에 대해 위치 결정되고, 또한, 상기 상 검사 치구 및 하 검사 치구에 끼워진 상태에 있어서 행해지고,
   또 상기 하 검사 치구의 검사 핀은, 상기 트레이에 설치된 개구부를 통해 상기 플렉서블 프린트 기판의 하면의 배선에 접촉하는 것을 특징으로 하는 프린트 기판 검사 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하 검사 치구의 상면에는 상기 플렉서블 프린트 기판 및 트레이의 각각에 형성된 위치 결정용의 구멍에 삽입되는 제2의 가이드 핀이 장착되어 있는 프린트 기판 검사 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 트레이에 재치된 플렉서블 프린트 기판을 수평 방향으로 반송하는 한 쌍의 기판 반송 유닛을 구비하고,
   당해 기판 반송 유닛은,
   상기 트레이의 단부가 재치됨과 아울러, 당해 트레이에 형성된 위치 결정용의 구멍에 삽입되는 제3의 가이드 핀이 상면에 장착된 트레이 베이스와,
   당해 트레이 베이스로 상기 트레이를 파지하는 척을 구비하고 있는 프린트 기판 검사 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 기판 반송 유닛은 상기 트레이 베이스가 상하 방향으로 이동할 수 있도록 구성되어 있고,
   검사가 종료한 후, 상기 트레이 베이스에 재치된 트레이를 상승시키고, 상기 하 검사 치구의 제2의 가이드 핀을 상기 플렉서블 프린트 기판의 위치 결정용의 구멍으로부터 빼내는 프린트 기판 검사 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 기판 반송 유닛은,
   상기 트레이 베이스에 재치된 트레이를 반송할 때에는, 상기 트레이 베이스를 상기 하 검사 치구에 접촉하지 않는 위치까지 상승시키고,
   검사를 행할 때에는, 상기 트레이 베이스를 상기 트레이가 상기 하 검사 치구에 재치되는 위치까지 하강시키는 프린트 기판 검사 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기판 반송 유닛은 상기 트레이가 상기 하 검사 치구에 재치되었을 때, 상기 척에 의한 상기 트레이의 파지를 개방하는 프린트 기판 검사 장치.
7. 제3항에 있어서,
   상기 한 쌍의 기판 반송 유닛의 이동 경로를 따라 설치된 한 쌍의 슬라이드 테이블의 사이에 상기 트레이에 재치된 플렉서블 프린트 기판의 방향을 반전시키는 기판 반전 유닛이 설치되고,
   당해 기판 반전 유닛은,
   상기 트레이를 재치하는 테이블과,
   당해 테이블을 회전시키는 회전 수단과,
   당해 테이블을 상하 방향으로 이동시키는 제1의 승강 수단으로 구성되어 있는 프린트 기판 검사 장치.
8. 제3항에 있어서,
   상기 한 쌍의 기판 반송 유닛의 이동 경로를 따라 설치된 한 쌍의 슬라이드 테이블의 사이에, 상기 플렉서블 프린트 기판에 형성된 복수의 배선 패턴 중 도통 불량 또는 절연 불량으로 판정된 배선 패턴에 식별용의 마크를 부여하는 식별 마크 부여 수단이 설치되어 있는 프린트 기판 검사 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 식별 마크 부여 수단은 펀칭 유닛으로 구성되고,
   당해 펀칭 유닛은,
   상기 플렉서블 프린트 기판을 끼우도록 서로 충돌하여 당해 플렉서블 프린트 기판에 구멍을 뚫는 상 펀처 및 하 펀처와,
   당해 상 펀처 및 하 펀처를 상기 기판 반송 유닛에 의한 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동시키는 슬라이더와,
   당해 상 펀처 및 하 펀처의 각각을 상하 방향으로 이동시키는 제2 및 제3의 승강 수단을 구비한 프린트 기판 검사 장치.
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