TWI472284B - Wiring board measuring device - Google Patents

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TWI472284B
TWI472284B TW101135097A TW101135097A TWI472284B TW I472284 B TWI472284 B TW I472284B TW 101135097 A TW101135097 A TW 101135097A TW 101135097 A TW101135097 A TW 101135097A TW I472284 B TWI472284 B TW I472284B
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Description

配線板測定裝置
本發明是有關配線板測定裝置。
以往，為了安裝IC晶片，電阻，電容等的電子零件，而利用多層印刷配線板。如此的多層印刷配線板是分別形成各層的印刷配線板，最後使形成的印刷配線板層疊而取得。
在層疊印刷配線板時，若各印刷配線板的配線圖案彼此間不處於正確的位置關係，則會形成不良品，因此期望正確地測定被形成在印刷配線板的配線圖案的位置。特別是在大量生產多層印刷配線板時，藉由按各配線圖案的位置(位移)來區分層疊印刷配線板，可有效率地製造多層印刷配線板。
為了測定被形成在印刷配線板的配線圖案的位置，有將印刷配線板載置於載置台，而從鉛直上方來攝取被形成在印刷配線板的對準標記者(例如參照專利文獻1)。在記載於專利文獻1的裝置中，按各預定間隔形成有複數的基準標記之位置測定用的治具板是被固定於載置台，由攝取的畫像資料以治具板的基準標記為基準來測定印刷配線板，在印刷配線板設定開孔的位置。在記載於專利文獻1的裝置中，是考量治具板會因溫度變化而伸縮，基準標記間的距離會變化，而以溫度變化下不易變形的材料來形成 治具板。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕特開2005-349505號公報
在上述的裝置中是使用溫度變化下不易變形的治具板，但若固定有治具板的載置台隨溫度變化而變形，則大的力量會經由與載置台的固定處來加諸於治具板，治具板會變形而恐有基準標記間的距離變化之虞。
本發明是有鑑於上述實情而研發者，目的是在於不被溫度變化影響地利用治具板來測定印刷配線板。
為了達成上述目的，本發明的配線板測定裝置，係測定設有位置檢測用的標記的印刷配線板的前述標記的位置之配線板測定裝置，其特徵係具備：載置台，其係載置前述印刷配線板；治具板，其係形成有預先被測定間隔的複數的記號，在包含長邊方向的中央比長邊方向的2分之1還窄的區域亦即中央區域藉由固定手段來固定於前述載置台，且不是前述中央區域的非中央區域係未被固定於前述載置台；攝像手段，其係攝取前述印刷配線板及前述治具板； 控制手段，其係由藉由前述攝像手段所攝取的畫像資料之前述治具板的不同記號的位置資訊及預先被測定的該記號的間隔來校正藉由前述攝像手段所攝取的畫像資料的位置資訊，且由藉由前述攝像手段所攝取的前述印刷配線板的畫像資料來測定前述印刷配線板的標記的位置。
又，亦可具備：使前述治具板的非中央區域朝前述載置台靠上的靠上手段。
又，前述載置台係具有引導溝，前述治具板亦可被安裝於前述引導溝內。
若根據本發明，則可不被溫度變化影響地利用治具板來測定印刷配線板。
利用圖來說明有關本發明的實施形態的配線板測定裝置。配線板測定裝置1是如圖1及圖2所示般具備：框架10，及用以載置工件即印刷配線板PCB的載置台2，及被固定於載置台2的治具板4，及移動載置台2的搬送部3，及從鉛直上方來攝取載置台2的攝像部5，及控制裝置全體的控制部6(在圖2是未圖示)。以下，將藉由搬送部3來移動載置台2的方向設為Y方向，將與Y方向垂直而水平的方向設為X方向，將鉛直方向設為Z方向。另外，在圖1及圖2是以虛線來表示載置台2上的印刷配線 板PCB。
圖1及圖2的箭號()是作業者的定位置，作業者是朝箭的方向(Y軸的正方向)站立，將印刷配線板PCB投入配線板測定裝置1，若測定終了，則從配線板測定裝置1取出印刷配線板PCB。印刷配線板PCB的投入及取出，在本實施形態是藉由作業者來進行，但亦可藉由搬送裝置來進行。搬送裝置是可使用具備藉由例如空氣來吸附的吸附器的機械手臂所構成。
載置台2是在上部的載置面載置印刷配線板PCB者，藉由搬送部3來移動於Y方向。載置台2是藉由搬送部3來支撐於預定的高度，載置面會形成水平。在載置台2的Y方向的中央部，如圖4所示般，用以安裝治具板4的引導溝2b會沿著X方向而設。在引導溝2b內的X方向的兩端附近埋設有磁鐵2c。並且，在引導溝2b的Y方向兩側形成有吸附孔2a，連結將吸附孔2a形成負壓的吸附裝置(未圖示)。在載置台2載置有印刷配線板PCB的狀態下吸附孔2a被形成負壓，藉此印刷配線板PCB會被吸附於載置台2而固定。
治具板4是剖面為長方形細長的板形狀，例如以殷鋼等線膨脹率小不易隨溫度變化而變形的材料所形成。治具板4是以X方向能成為長邊方向的方式安裝於載置台2的引導溝2b內。在治具板4是沿著其長邊方向來形成有複數的小孔40a。複數的小孔40a是如圖3所示般以相鄰的小孔40a彼此間的間隔LD能為等中心間隔的方式貫通治 具板4而形成。
治具板4是在X方向(長邊方向)的中央附近以2行2列的4點藉由螺絲41來固定於載置台2，在比此4點還要端側是未利用螺絲來固定。亦即，治具板4是如圖3~5所示般，在包含治具板4的長邊方向的中央之長度Lc的中央區域4c(在圖3及圖4中網狀部)以螺絲41來固定於載置台2。另外，中央區域4c是意指連結螺絲41的軸中心而成的矩形區域。並且，治具板4是長邊方向(X方向)的兩端會藉由設在載置台2的引導溝2b內的X方向兩端附近的磁鐵2c來靠上載置台2側。
藉由如此治具板4安裝於載置台2，治具板4是在中央區域4c以4點來固定於載置台2，因此可抑制治具板4與載置台2的位置移動。並且，未被固定於載置台2的治具板4的兩端是藉由設在載置台2的磁鐵2c來靠上載置台2側，因此可抑制治具板4的兩端從載置台2浮起。
如此的治具板4是如圖5(b)所示般，例如載置台2因溫度變化而熱膨脹時，由於位在中央區域4c的範圍內的治具板4是以螺絲41來固定，所以會受到載置台2的熱膨脹之變形的影響。具體而言，位在中央區域4c的範圍內的小孔40a彼此間的間隔LD會受到載置台2的熱膨脹之變形的影響，而形成比設計上的間隔更大。
相對的，比中央區域4c還要端側(不是中央區域4c的區域)因為未以螺絲來固定，所以如圖5(b)所示般，即使載置台2受到溫度變化的影響而熱膨脹時，不是中央 區域4c的區域不受其影響。因此，相較於在治具板4的長邊方向的兩端固定治具板4與載置台2時，可降低加在治具板4與載置台2的固定處之力。因此，可抑制治具板4隨載置台2的變形而變形。特別是可抑制中央區域4c的範圍外的小孔40a彼此間的間隔LD對於設計上的值變化。
在此，固定治具板4與載置台2的部位(亦即中央區域4c)只要是可抑制治具板4隨載置台2的變形而變形的部位即可。亦即，固定治具板4與載置台2的中央區域4c只要是設想成即使載置台2變形，治具板4所受的影響也小的中央附近的區域即可，最好是比治具板4的長邊方向的長度L的2分之1還窄的範圍。中央區域4c是例如可根據載置台2或治具板4的材質等來決定，包含長邊方向的中央，亦可設為長邊方向的3分之1的長度的區域或長邊方向的4分之1的長度的區域等。
搬送部3是如圖1及圖2所示般具備：移動台31，及被固定在框架10而延伸於Y方向的一組的導軌32a，32b，及延伸於Y方向的滾珠螺桿33，及旋轉滾珠螺桿33的移動用馬達34。移動台31是支撐載置台2，設在移動台31的滾珠螺帽(未圖示)會與滾珠螺桿33卡合。藉由如此的構成，一旦搬送部3藉由移動用馬達34來旋轉滾珠螺桿33，則移動台31會沿著導軌32a，32b而移動於Y方向，被移動台31支撐的載置台2會與移動台31一起移動於Y方向。
攝像部5是具備：1組的測定用攝影機52a，52b，及移動此測定用攝影機52a的攝影機移動部53L，53R。測定用攝影機52a，52b是由鉛直上方來攝取印刷配線板PCB的引導標記M1~M4(以下亦統稱「引導標記M」)，被固定在架台54L，54R。
攝影機移動部53L，53R是藉由使支撐測定用攝影機52a，52b的架台54L，54R移動來使測定用攝影機52a，52b分別移動於X方向。攝影機移動部53L，53R是分別具備延伸於X方向的滾珠螺桿55L，55R，及被固定在架台54L，54R而卡合於滾珠螺桿55L，55R的滾珠螺帽(未圖示)，及分別將滾珠螺桿55L，55R旋轉的攝影機用馬達56L，56R。在攝影機移動部53L，53R是藉由攝影機用馬達56L，56R來使滾珠螺桿55L，55R旋轉，藉此架台54L，54R會分別移動於X方向，測定用攝影機52a，52b會移動於X方向。
控制部6是使用以CPU(Central Processing Unit)等為中心的周知的微處理器，對搬送部3或攝像部5輸出驅動訊號，且從搬送部3或攝像部5接受訊號，進行裝置全體的控制。
以上的構成的配線板測定裝置1是可測定印刷配線板PCB。本實施形態的印刷配線板PCB是如圖6所示般，印刷有4處的引導標記M。引導標記M是被配置在印刷配線板PCB的4頂點的附近，從矩形的印刷配線板PCB的4邊來印刷於等距離的位置。
藉由配線板測定裝置1來測定印刷配線板PCB時，首先，為了補正溫度變化所造成配線板測定裝置1本身的變形，控制部6會藉由搬送部3來使載置台2移動，而使治具板4位於檢測用攝影機52a，52b的攝像位置，藉由檢測用攝影機52a，52b來攝取治具板4，測定攝取的資料之治具板4的小孔40a的距離。治具板4的小孔40a的中心的距離LD是被預定，且藉由不易因溫度變化而變形的材質所形成。於是，控制部6是由攝取的資料之小孔40a的距離與實際的小孔40a的距離LD來求取依據小孔40a的距離LD來補正(校正)檢測用攝影機52a，52b的攝像資料的距離之距離變換函數。此距離變換函數可按預定的期間(例如數小時或1日等)求取，或配線板測定裝置1起動時或操作者進行預定的操作時求取。
而且，控制部6會例如將訊息顯示於顯示部(未圖示)而催促測定對象亦即印刷配線板PCB的投入。一旦作業者將測定對象亦即印刷配線板PCB載置於載置台2上，則控制部6會使載置台2的吸附孔2a形成負壓來將印刷配線板PCB固定於載置台2。接著，控制部6會藉由測定用攝影機52a，52b來攝取印刷配線板PCB的引導標記M。此時，控制部6是藉由測定用攝影機52a，52b使載置台2移動至可攝取引導標記M的位置，且以測定用攝影機52a，52b的彼此的距離能等於引導標記M的X方向的距離Lx的方式使架台54L，54R移動，而藉由測定用攝影機52a，52b來攝取引導標記M。
在測定用攝影機52a，52b是以印刷配線板PCB的配線圖案的位置能被測定的方式，與引導標記M一起攝取印刷配線板PCB的特徵點及治具板4。印刷配線板PCB的特徵點是例如可以預先設在印刷配線板PCB的基準標記(未圖示)作為特徵點，或以印刷配線板PCB的邊緣作為特徵點。
一旦藉由測定用攝影機52a，52b來攝取印刷配線板PCB的引導標記M，則控制部6是連結於測定對象的印刷配線板PCB的識別號碼來記憶根據攝取後的資料之測定資料。印刷配線板PCB的識別號碼是例如若為該日最初測定的印刷配線板，則設為第1號等。其他亦可設為與批號有所關聯等。控制部6是根據以測定用攝影機52a，52b所攝取的畫像資料及利用治具板4所求取的距離變換函數來算出印刷配線板PCB之配線圖案的位置，作為測定資料來記憶於未圖示的記憶體。例如，可設想將從引導標記M1~M4的中心到印刷配線板PCB的緣部(特徵點)的X方向及Y方向的距離作為測定資料來分別記憶。
一旦如此印刷配線板PCB的測定資料被記憶，則控制部6會在使載置台2移動至初期位置之後，解除印刷配線板PCB與載置台2的固定，而終了配線板的測定。一旦配線板的測定終了，則作業者會從載置台2卸下印刷配線板PCB。
如以上般，本實施形態的配線板測定裝置1是治具板4會在長邊方向(X方向)的中央，比長邊方向的長度的 2分之1還窄的區域亦即中央區域4c中藉由螺絲41來固定於載置台2，且比中央區域4c還端側是未以螺絲來固定於載置台2，即使載置台2隨溫度變化而變形時，還是可抑制治具板4隨載置台2的變形而變形。因此，可不被溫度變化影響地利用治具板4來測定印刷配線板PCB。並且，因為在對應於治具板4的兩端的載置台2的位置設有磁鐵2c，所以可使治具板4未被固定的兩端靠上載置台2側，可抑制治具板4從載置台2浮起。
以上，舉一實施形態來說明本發明，但本發明並非限於上述實施形態，其應用及變形等為任意。例如，在上述實施形態中，治具板4是在載置台2的中央，以X方向能成為長邊方向的方式安裝於載置台2，但亦可如圖7所示般，以X方向能成為長邊方向的方式，治具板4A安裝於載置台2的Y方向的端部，或以Y方向能成為長邊方向的方式，治具板4B安裝於載置台2。又，如圖7所示般，亦可複數的治具板安裝於載置台2。
在上述實施形態中，治具板4是被安裝於載置台2的引導溝2b內，但亦可安裝於載置台2的載置面。並且，治具板4亦可對於載置台2不論X方向，Y方向，Z方向都可移動。
上述實施形態是在對應於治具板4的長邊方向的兩端之載置台2的位置設有磁鐵2c，但亦可在治具板4的兩端設有磁鐵。此情況，例如載置台2的引導溝2b的內部是以能被磁鐵吸引的材料所形成即可。並且，如圖8所示 般，亦可在載置台2設有將治具板4推至載置台2側的彈簧等的彈性體42。而且，亦可以能將治具板4拉至載置台2側的方式設置彈性體。
上述實施形態是在治具板4中設有複數的小孔40a作為記號，但記號是只要可利用測定用攝影機52a，52b作為測定基準來攝取者即可，例如亦可取代小孔40a或除此以外在治具板4以預定間隔設有刻度。
在上述實施形態中，治具板4是藉由螺絲41以2行2列的4點來固定於載置台2，但亦可以沿著X方向或Y方向的2點或中央的1點來固定於載置台2。此情況，亦可以連結遠離治具板4的中央的螺絲41的外緣而成的區域作為中央區域4c。換言之，中央區域4c是意指受到載置台2的變形的影響而小孔40a彼此間的間隔LD會變化的區域，不是中央區域4c的非中央區域是意指載置台2的變形不會對間隔LD造成影響的區域。
在上述實施形態是使用CCD攝影機作為測定用攝影機52a，52b，但亦可使用X線攝影機等。並且，除了測定用攝影機52a，52b以外，亦可具備預對準用的攝影機等其他的攝影機。而且，亦可藉由使測定用攝影機52a，52b形成上下來兼作測定用攝影機及預對準用的攝影機用。並且，測定用攝影機52a，52b亦可配置在載置台2的下側或上側與下側的兩側。
在上述實施形態中，印刷配線板PCB是在四處設有引導標記M1~M4，但並非限於此例，只要引導標記至少設 置2個即可。而且，引導標記並非限於被印刷者，亦可為孔等。
並且，在配線板測定裝置1中亦可搭載例如用以在印刷配線板PCB中開孔的開孔機構等其他的構成。
1‧‧‧配線板測定裝置
2‧‧‧載置台
2a‧‧‧吸附孔
2b‧‧‧引導溝
2c‧‧‧磁鐵
2d‧‧‧彈性體
3‧‧‧搬送部
4‧‧‧治具板
4c‧‧‧中央區域
5‧‧‧攝像部
6‧‧‧控制部
10‧‧‧框架
31‧‧‧移動台
32a，32b‧‧‧導軌
33‧‧‧滾珠螺桿
34‧‧‧移動用馬達
40a‧‧‧小孔
41‧‧‧螺絲
52a，52b‧‧‧測定用攝影機
53L‧‧‧左攝影機移動部
53R‧‧‧右攝影機移動部
M，M1~M4‧‧‧引導標記
圖1是表示本發明的實施形態的配線板測定裝置的構成的概要的側面圖。
圖2是表示配線板測定裝置的構成的概要的上面圖。
圖3是表示載置台與治具板的構成的概要的立體圖。
圖4是表示載置台與治具板的構成的概要的分解立體圖。
圖5是表示載置台變形時的載置台與治具板的安裝的樣子的模式圖。
圖6是表示被印刷於印刷配線板的引導標記的一例圖。
圖7是表示變形例的載置台與治具板的構成的概要的上面圖。
圖8是表示變形例的載置台與治具板的安裝的樣子的模式圖。
2‧‧‧載置台
2a‧‧‧吸附孔
2b‧‧‧引導溝
2c‧‧‧磁鐵
4‧‧‧治具板
4c‧‧‧中央區域
40a‧‧‧小孔
41‧‧‧螺絲
LD‧‧‧間隔

Claims (3)

  1. 一種配線板測定裝置，係測定設有位置檢測用的標記的印刷配線板的前述標記的位置之配線板測定裝置，其特徵係具備：載置台，其係載置前述印刷配線板；治具板，其係由磁性體所形成，形成有預先被測定間隔的複數的記號，在包含長邊方向的中央比長邊方向的2分之1還窄的區域亦即中央區域藉由固定手段來固定於前述載置台，且不是前述中央區域的非中央區域係未被固定於前述載置台；攝像手段，其係攝取前述印刷配線板及前述治具板；控制手段，其係由藉由前述攝像手段所攝取的畫像資料之前述治具板的不同記號的位置資訊及預先被測定的該記號的間隔來校正藉由前述攝像手段所攝取的畫像資料的位置資訊，且由藉由前述攝像手段所攝取的前述印刷配線板的畫像資料來測定前述印刷配線板的標記的位置，靠上手段，其係具備配置於前述載置台的磁鐵，藉由前述磁鐵來使前述治具板的非中央區域朝前述載置台靠上。
  2. 如申請專利範圍第1項之配線板測定裝置，其中，前述載置台係具有引導溝，前述磁鐵係被埋設於前述引導溝內，前述治具板係被安裝於前述引導溝內。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之配線板測定裝置，其中，前述載置台係於前述固定手段的附近具有吸附孔， 被載置於前述載置台的前述印刷配線板係藉由前述吸附孔來固定。
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