JP2000266799A - プリント基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プリント基板検査装置において、被検査プリン
ト基板上の検査対象のポイントの密度が高い場合でも検
査を行うこと。 【解決手段】 下部検査治具２Ｂには、基板４の配線パ
ターンの検査ポイントの数に応じた本数の検査プローブ
ピンＰＢが植設さている。このプローブピンＰＢは、基
部ＰＢ’と電気的に接触しており、プローブピンＰＢあ
るいは基部ＰＢ’にバネが内蔵され、プローブピンＰＢ
の先端が保護板の表面に露出するに充分な長さのものと
なっている。そして、プローブピンの先端部の分布密度
は根元部の分布密度より小さくなっている。

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。）上の検査対象のポイントの密度が高い場合で
も検査を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】また、特願平９−１６２９５５号において
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、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が提案され
ている。本発明は、上記発明によって提案された位置ず
れ補正技術を、更に高密度の基板の検査にも適用する技
術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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１では、
被検査プリント基板に形成された配線パターンに、治具
に保持されたプローブピンを押圧手段によって押圧する
ことで電気的に接触させて、前記被検査プリント基板に
形成された配線パターンの導通／非導通の検査を行うよ
うに構成されたプリント基板検査装置において、前記被
検査プリント基板とプローブピンの先端との位置合わせ
をするべく調節機構を備えると共に、前記被検査プリン
ト基板と前記治具との間には前記押圧状態において前記
被検査プリント基板と密着する保護板が介装され、前記
プローブピンの先端は前記保護板を挿通して被検査プリ
ント基板に電気的に接触するべく配設され、前記保護板
面の一部におけるプローブピンの先端の分布密度は、前
記治具面におけるプローブピンの根元部分の分布密度よ
り大なるように構成されている。請求項２においては、
前記押圧力より弱い付勢力で、前記プリント基板を前記
治具から離間させる方向に付勢する第１付勢手段を備え
ている。請求項３においては、前記押圧力より弱い付勢
力で、前記保護板を前記治具から離間させる方向に付勢
する第２付勢手段を備えている。請求項４においては、
請求項１、２、または３に記載のプリント基板検査装置
に、被検査プリント基板の表面画像を撮像する撮像手段
と、撮像された画像データから被検査プリント基板とプ
ローブピンの先端との相対的な位置ずれを検出する検出
手段と、を備え、調節機構は、前記検出された位置ずれ
に基づいて前記被検査プリント基板とプローブピンの先
端との位置合わせをするように構成されている。請求項
５においては、請求項１、２、または３に記載のプリン
ト基板検査装置に、被検査プリント基板とプローブピン
の先端との間に介装された異方性導電ゴムを備えている
ことを特徴とする。請求項６においては、請求項１、
２、または３に記載のプリント基板検査装置に、被検査
プリント基板に形成された配線パターンの所定領域に電
気的に接触する面接触手段を備えていることを特徴とす
る。請求項７においては、請求項１、２、または３に記
載のプリント基板検査装置に、被検査プリント基板に形
成された配線パターンとの間で電磁結合によって検査信
号の供給もしくは検出をするように構成された電磁結合
手段を備えていることを特徴とする。

【０００５】なお、検査対象の基板の上下両面に配線パ
ターンが形成されている場合には、上下一対の治具を備
えるとともに、前記保護板もプリント基板の両面にそれ
ぞれ備えている。また、押圧手段としては、第１付勢手
段によって保護板と基板とが離間した状態と、第１付勢
手段に抗して押圧することによって保護板と基板とが密
着した状態と、第２付勢手段に抗して押圧された状態の
３つの状態に作動するとよい。

【０００６】

【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において、１２Ａ，１２Ｂは撮像手段として
のＣＣＤ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。７は制御装置であ
り、前記ＣＣＤカメラからの画像に基づいて位置ずれを
検出する検出手段と、位置ずれに基づいて前記上部調節
機構及び下部調節機構を制御する位置制御手段と、各プ
ローブピンと接続された電気的検査手段とを内蔵してい
る。

【０００７】６は下部検査治具２Ｂを駆動する主プレス
である。上部調節機構８Ａは、上側のベース６１Ａを駆
動するようにベース６２Ａに取り付けられている。下部
調節機構８Ｂは、下側のベース６１Ｂを駆動するように
ベース６２Ｂに取り付けられている。

【０００８】ベース６１Ａ，６１Ｂに固定された治具底
板６Ａ，６Ｂに取り付けられたカメラ１２Ａ，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。

【０００９】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の配線パターンの検査ポイントの数に応じた本数の検
査プローブピンＰＡ，ＰＢが植設さている。このプロー
ブピンＰＡ，ＰＢは、基部ＰＡ’，ＰＢ’と電気的に接
触しておりプローブピンＰＡ，ＰＢあるいは基部Ｐ
Ａ’，ＰＢ’にバネが内蔵され、プローブピンＰＡ，Ｐ
Ｂの先端が保護板の表面に露出するに充分な長さのもの
となっている。

【００１０】以下においては、便宜上、１６本のプロー
ブピンが図２の（Ａ）のようにａ（mm）×ａ（mm）の範
囲に４（本）×４（列）に配設されている場合を例示し
て説明する。即ちこの例では、プローブピンの間隔はａ
／３（mm）となっている。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、プローブピンの先端が挿通されてその先端が基
板側の面に露出するように配設されているとともに、前
記１６本のプローブピンの先端は、図２の（Ｂ）のよう
に前記より狭いｂ（mm）×ｂ（mm）の範囲に１６本のプ
ローブピンの先端が配設されている。即ちこの例では、
プローブピンの先端の最小間隔はｃ（mm）となってい
る。ここで、ｃ＜ａ／３であり、プローブピンの先端部
の分布密度は根元部の分布密度より小さくなっている。
従って、従来のプローブピンを用いて高密度の配線パタ
ーンを検査することができるのである。

【００１１】５Ａは上側の基準板であり、支柱３８Ａに
よって上側のベース６２Ａに取り付けられている。５Ｂ
は下側の基準板であり、支柱３８Ｂによって下側のベー
ス６２Ｂに取り付けられている。３１はガイドピンであ
り、前記基準板５Ｂに立設され、プリント基板４に設け
られたガイド孔に先端が挿入されることによって、プリ
ント基板４と基準板５Ａ，５Ｂとの相対的な位置を決定
する。そして、支柱３８Ａ，３８Ｂによって前記基準板
５Ａ，５Ｂはそれぞれベース６２Ａ，６２Ｂに対して相
対的な位置が決定されている。

【００１２】３５Ｂは第１付勢手段としてのサポートピ
ンであり、基部は基準板５Ｂに固定され、内装されたバ
ネによって、先端が当接しているプリント基板４を保護
板３Ｂから離間させる方向に付勢している。３６Ｂは第
２付勢手段としての保護板ガイドピンであり、基部は上
部支持板２２Ｂおよび下部支持板２１Ｂに固定され、内
装されたバネによって、先端が固定されているプリント
保護板３Ｂを基準板５Ｂから離間させる方向に付勢して
いる。３４Ｂは保護板支持ピンであり、治具２Ｂに立設
され、先端は保護板３Ｂに固定されることによって、保
護板３Ｂと治具２Ｂとの相対的な位置を決定する。４０
Ｂは、保護板３Ｂを基準板５Ｂから離間させるために付
勢するバネである。

【００１３】３７Ｂは基準ピンであり、基部は治具底板
６Ｂに固定され、さらに、治具２Ｂ、下部支持板２１Ｂ
に挿通されて、上端は上部支持板２２Ｂに固定されてい
る。この基準ピン３７Ｂによって、前記治具底板６Ｂと
治具２Ｂと２１Ｂ２２Ｂの水平方向の相対的な位置関係
が固定され、前記保護板支持ピン３４Ｂによってさらに
２２Ｂと保護板３Ｂとの水平方向の相対的な位置関係も
固定されることになる。そして、前記ベース６１Ｂに固
定された治具底板６Ｂと、ベース６２Ｂの水平方向の相
対的な位置は、下部調節機構８Ｂによって微調整され
る。従って、前記下部調節機構８Ｂを制御することによ
って、プリント基板４とプローブピンＰＢの先端との位
置関係は微調整されるのである。

【００１４】なお、以上の説明においては、数字符号に
付加した「Ｂ」は、プリント基板４の下側の構成要素に
付した符号であって、プリント基板４の上側にも同様の
構成要素が配設されている。対応する上側の構成要素に
は、必要に応じて、同じ数字符号に「Ａ」を付して示し
た。特に説明の必要がないものは説明及び図示を省略し
た。

【００１５】以上の構成のプリント基板検査装置におい
て、実際のプリント基板を検査する場合を以下に説明す
る。まず、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１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のガイド孔に挿通してセット
する。

【００１６】次に、主プレス６によって下部検査治具２
Ｂを上昇させると、プリント基板４は上下の保護板３
Ａ，３Ｂによって押圧され始め、まず、サポートピン３
５Ｂのバネが縮んで保護板３Ａ，３Ｂで基板４を上下か
ら挟持して保持する。下側で説明すると、続いて、保護
板ガイドピン３６Ｂに内蔵されたバネと前記バネ４０Ｂ
が縮んで、プリント基板４と保護板３Ｂと基準板５Ｂと
が密着した状態となる。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ＰＡ，ＰＢの先端
は、プリント基板４の裏表の配線パターン等の検査ポイ
ントに押し当てられて電気的に接触する。この状態で、
上側のＣＣＤカメラ１２Ａと下側のＣＣＤカメラ１２Ｂ
によって上下の検査治具２Ａ，２Ｂに設けられた基準孔
と基板４の裏表に形成された基準マークを撮像して、制
御装置７によって上部検査治具２Ａと基板４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ＰＡ，ＰＢ間の電
気的な導通／非導通の検査を行う。なお、前記ＣＣＤカ
メラの光軸上の各板には、それぞれ孔が設けられている
ことは当然である。

【００１７】電気的な検査が不合格の場合には、検査プ
ローブピンＰＡ，ＰＢ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、
下部検査治具２Ｂを降ろして上下の保護板３Ａ，３Ｂと
上下の基準板５Ａ，５Ｂとを離間させ、さらに、プリン
ト基板４と上下の保護板３Ａ，３Ｂとを離間させ、保護
板３Ａ，３Ｂと基準板５Ａ，５Ｂとが相対的に移動でき
るようにしておく。なお、この場合には、保護板ガイド
ピン３６Ｂのバネおよび前記バネ４０Ｂが伸びて保護板
３Ｂと基準板５Ｂとを離間させ、サポートピン３５Ｂで
プリント基板４を保護板３Ｂから離間させた状態で保持
する。即ち、プリント基板４は上下のサポートピン３５
Ａ，３５Ｂで上下の保護板３Ａ，３Ｂから離間した状態
で支持されているのである。従って、この状態において
も、プリント基板４は上下のサポートピン３５Ａ，３５
Ｂによって上下から挟まれているので、プリント基板４
がずれたり撓んだりすることは防止され、正確な位置決
めが可能となるのである。

【００１８】即ち、治具を昇降させても、プリント基板
はサポートピン３５Ａ，３５Ｂによってベース６２Ｂ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。サポートピン３５Ａ，３５Ｂは治具と
ともにベース６２Ｂに固定されているので、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４と検
査機本体即ちベース６２Ｂとの水平方向の相対的な位置
は変化しないような構成が実現されているのである。

【００１９】制御装置７に内蔵された検出手段は、画像
処理技術によって、カメラ１２Ａ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、図示しない左側のカ
メラ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。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。

【００２０】同様に、ＣＣＤカメラ１２Ｂと図示しない
左側のＣＣＤカメラ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８
Ｂ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２Ｂ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（保護板３
Ａ），下部検査治具２Ｂ（保護板３Ｂ），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。ここで用
いる位置合わせの方法としては、特願平３−２３１１９
７において提案した技術を利用することもできる。

【００２１】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、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。

【００２２】このプリント基板検査装置によれば、サポ
ートピン３５Ａ，３５Ｂ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ＰＡ，ＰＢ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、近年の高
密度のプリント基板であっても、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。加えて、プ
ローブピンの構造上からの制限によって、治具に高密度
で配設することが困難であっても、プローブピンの先端
を近づけて高密度の配線パターンの検査も可能になった
のである。

【００２３】なお、上記構成における治具を取り外し
て、従来の治具（例えば、特願平９−１６２９５５号の
実施例の治具）と交換することも可能である。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、サポートピン３５Ａ，３５Ｂは
基板を挟むために、上下２枚備える必要がある。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３−３４６
６５４，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。

【００２４】図３は、本発明の請求項５のプリント基板
検査装置の構成を示す構成図であり、異方性導電ゴム７
２Ａ，７２Ｂとピッチ変換基板７１Ａ，７１Ｂが保護板
とプリント基板との間に介装されている。図４は、本発
明の請求項６のプリント基板検査装置の構成を示す構成
図であり、面接触手段としてのショートゴム９１がシリ
ンダー９の先端に備えられている。ＣＰＵ等のＬＳＩの
装着面のように多数の検査ポイントが密集している部分
に前記ショートゴム９１を接触させて、複数の検査ポイ
ントを短絡させるように構成してもよい。図５は、本発
明の請求項７のプリント基板検査装置の構成を示す構成
図であり、電磁結合手段としての非接触センサー９２を
備え、プリント基板のパターン供給された微弱な交流信
号による電磁界または電磁波等を電磁結合によって非接
触で検出するように構成してもよい。また、非接触セン
サーに代えて接触センサーによって電磁結合させてもよ
い。更には、カメラを用いずに、各プローブピンとプリ
ント基板上の特定パターンとの電気的接触によって得ら
れる電気的特性に基づいて位置ずれを検出して補正する
ように構成してもよい。いずれにせよ、本発明の特許請
求の範囲に記載された構成を備えてプリント基板の電気
的検査をする技術はすべて本発明の技術的範囲に属する
ものである。

【００２５】

【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、高密度の配線パターンを正確に検査
できる治具を、従来のプローブピンを用いて実現するこ
とができるのである。

【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
成図である。

【図２】本発明のプリント基板検査装置の要部を説明す
る説明図である。

【図３】本発明の請求項５のプリント基板検査装置の構
成を示す構成図である。

【図４】本発明の請求項６のプリント基板検査装置の構
成を示す構成図である。

【図５】本発明の請求項７のプリント基板検査装置の構
成を示す構成図である。

【符号の説明】

１２Ａ ＣＣＤカメラ １２Ｂ ＣＣＤカメラ ２Ａ 上部検査治具 ２Ｂ 下部検査治具 ３１ ガイドピン ３４Ｂ 保護板支持ピン ３５Ｂ サポートピン ３６Ｂ 保護板ガイドピン ３Ａ 保護板 ３Ｂ 保護板 ４ 被検査プリント基板 ５Ａ 基準板 ５Ｂ 基準板 ６ 主プレス ６Ａ （上部）治具底板 ６Ｂ （下部）治具底板 ８Ａ 上部調節機構 ８Ｂ 下部調節機構 ＰＡ プローブピン ＰＢ プローブピン ＰＡ’ プローブピンの基部 ＰＢ’ プローブピンの基部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査プリント基板に形成された配線パタ
   ーンに、治具に保持されたプローブピンを押圧手段によ
   って押圧することで電気的に接触させて、前記被検査プ
   リント基板に形成された配線パターンの導通／非導通の
   検査を行うように構成されたプリント基板検査装置にお
   いて、前記被検査プリント基板とプローブピンの先端と
   の位置合わせをするべく調節機構を備えると共に、前記
   被検査プリント基板と前記治具との間には前記押圧状態
   において前記被検査プリント基板と密着する保護板が介
   挿され、前記プローブピンの先端は前記保護板を挿通し
   て被検査プリント基板に電気的に接触するべく配設さ
   れ、前記保護板面の一部におけるプローブピンの先端の
   分布密度は、前記治具面におけるプローブピンの根元部
   分の分布密度より大なることを特徴とするプリント基板
   検査装置。
2. 【請求項２】前記押圧手段による押圧力より弱い付勢力
   で、前記プリント基板を前記治具から離間させる方向に
   付勢する第１付勢手段を備えていることを特徴とする請
   求項１に記載のプリント基板検査装置。
3. 【請求項３】前記押圧手段による押圧力より弱い付勢力
   で、前記保護板を前記治具から離間させる方向に付勢す
   る第２付勢手段を備えていることを特徴とする請求項１
   に記載のプリント基板検査装置。
4. 【請求項４】被検査プリント基板の表面画像を撮像する
   撮像手段と、撮像された画像データから被検査プリント
   基板とプローブピンの先端との相対的な位置ずれを検出
   する検出手段と、を備え、調節機構は、前記検出された
   位置ずれに基づいて前記被検査プリント基板とプローブ
   ピンの先端との位置合わせをするように構成されている
   請求項１、２、または３に記載のプリント基板検査装
   置。
5. 【請求項５】被検査プリント基板とプローブピンの先端
   との間に介装された異方性導電ゴムを備えていることを
   特徴とする請求項１、２、または３に記載のプリント基
   板検査装置。
6. 【請求項６】被検査プリント基板に形成された配線パタ
   ーンの所定領域に電気的に接触する面接触手段を備えて
   いることを特徴とする請求項１、２、または３に記載の
   プリント基板検査装置。
7. 【請求項７】被検査プリント基板に形成された配線パタ
   ーンとの間で電磁結合によって検査信号の供給もしくは
   検出をするように構成された電磁結合手段を備えている
   ことを特徴とする請求項１、２、または３に記載のプリ
   ント基板検査装置。