JP3337499B2 - プリント基板検査装置 - Google Patents

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の検査治具への位置
合わせを正確に自動化す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、被検査プリント基板に設けたガイド孔に挿通する
ことによって、検査治具と被検査プリント基板との位置
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、上部検査治具と被検査プ
リント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１−１８０７８
０号の各公報に開示されている。

【０００３】特開平１−１８４４７３号は、上下方向を
撮像できる特殊なカメラを、上部検査治具と被検査プリ
ント基板との間に挿入して、上部検査治具と被検査プリ
ント基板とを重ねて撮像し、両者の画像のずれから両者
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。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
孔を通して被検査プリント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】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平１−１
８４４７３号や実開平１−１８０７８０号の技術では、
上部検査治具と被検査プリント基板との位置合わせは可
能であるが、上部検査治具と下部検査治具との位置合わ
せは出来なかった。 近年の微細なパターンを検査する
には、被検査プリント基板の上下両面に上下の検査治具
を正確に接触させる必要が、従来に況して要求されてい
るので、上述したような特開平１−１８４４７３号や実
開平１−１８０７８０号の技術では十分には対応出来な
いという問題があった。

【０００５】上部検査治具と被検査プリント基板のパタ
ーンとの相対的な位置のずれを検出する方法では、ずれ
がプリント基板パターンずれの許容値を超える場合であ
っても、単に上部検査治具の位置がずれている場合もあ
るので、この被検査プリント基板を不良と判定すること
が出来ないという問題があった。

【０００６】そこで、上下の検査治具と被検査プリント
基板の三者を正確に位置合わせすることの出来る検査装
置を提供すること及び、プリント基板パターンずれの許
容値を超える場合、この被検査プリント基板を不良と判
定することを可能にすることを目的として、本発明はな
されたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１では、
図７のに示したように、基板位置識別構造ａとガイド
孔ｂとが形成された被検査プリント基板ｃを検査するプ
リント基板検査装置において、上部検査治具ｄと下部検
査治具ｅと被検査プリント基板ｃとの間の相対位置を調
節する調節機構と、前記上部検査治具ｄに形成された上
部位置識別構造ｆと、下部検査治具ｅに立設されたガイ
ドピンｇと、上部検査治具ｄと下部検査治具ｅとの間に
導入配設されて、前記上部位置識別構造ｆ，前記ガイド
孔ｂ，該ガイド孔ｂに挿通されたガイドピンｇ，及び前
記基板位置識別構造ａを撮像する撮像手段ｈと、該撮像
手段ｈによる撮像デ−タに基づいて、前記上部位置識別
構造ｆと、前記ガイド孔ｂと、前記ガイドピンｇと、前
記基板位置識別構造ａとの平面的な相対的位置ずれを検
出する画像処理手段と、前記位置ずれに基づいて前記調
節機構を制御して、下部検査治具ｅ，被検査プリント基
板ｃ，及び上部検査治具ｄの位置ずれを補正する補正制
御手段とを設けるという手段を講じた。

【０００８】また、請求項２では、図７のに示したよ
うに、基板位置識別構造ａとガイド孔ｂとが形成された
被検査プリント基板ｃを検査するプリント基板検査装置
において、上部検査治具ｄと下部検査治具ｅと被検査プ
リント基板ｃとの相対位置を調節する調節機構と、前記
上部検査治具ｄに形成された透孔もしくは透明部ｉと、
前記上部検査治具ｄに形成された上部位置識別構造ｒ
と、下部検査治具ｅに立設されたガイドピンｇと、前記
上部検査治具ｄの上方に配設され、前記上部位置識別構
造ｒ，前記透孔もしくは透明部ｉを通した前記ガイド孔
ｂ及び前記ガイドピンｇ，及び前記基板位置識別構造ａ
を撮像する撮像手段ｈ２と、該撮像手段による撮像デー
タに基づいて、前記上部位置識別構造ｒと、前記ガイド
孔ｂと、前記ガイドピンｇと、前記基板位置識別構造ａ
との相対的な位置ずれを検出する画像処理手段と、前記
位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部検査
治具ｅ，被検査プリント基板ｃ，及び上部検査治具ｄの
位置ずれを補正する補正制御手段とを設けるという手段
を講じた。

【０００９】また、請求項３では、図７のに示したよ
うに、少なくとも一つのスルーホールｊと下面に基板位
置識別構造ｋが形成された被検査プリント基板ｃを検査
するプリント基板検査装置において、上部検査治具ｄと
下部検査治具ｅと被検査プリント基板ｃとの相対位置を
調節する調節機構と、下部検査治具ｅにおける、少なく
とも前記スルーホールｊに対応する部分に形成された透
孔もしくはアクリルによる透明部ｍと、上部検査治具ｄ
に形成された上部位置識別構造ｆと、下部検査治具ｅに
形成された下部位置識別構造ｎと、前記下部検査治具ｅ
の下方に配設され、前記下部位置識別構造ｎ，前記透明
部ｍを通した前記基板位置識別構造ｋ，前記透明部ｍを
通した前記スルーホールｊ，及び前記透明部ｍと前記ス
ルーホールｊを通した前記上部位置識別構造ｆを撮像す
る撮像手段ｈ３と、撮像データに基づいて、下部位置識
別構造ｎ，前記基板位置識別構造ｋ，前記スルーホール
ｊ，及び前記上部位置識別構造ｆの相対的な位置ずれを
検出する画像処理手段と、前記位置ずれに基づいて前記
調節機構を制御して、下部検査治具ｅ，被検査プリント
基板ｃ，及び上部検査治具ｄの位置ずれを補正する補正
制御手段とを設けるという手段を講じた。また、請求項
４では、図７のに示したように、少なくとも一つのス
ルーホールｊと上面に基板位置識別構造ｐが形成された
被検査プリント基板ｃを検査するプリント基板検査装置
において、上部検査治具ｄと下部検査治具ｅと被検査プ
リント基板ｃとの相対位置を調節する調節機構と、上部
検査治具ｄにおける少なくとも前記スルーホールｊに対
応する部分に形成された透孔もしくはアクリルによる透
明部ｑと、上部検査治具ｄに形成された上部位置識別構
造ｒと、下部検査治具ｅに形成された下部位置識別構造
ｓと、前記上部検査治具ｄの上方に配設され、前記上部
位置識別構造ｒ，前記透明部ｑを通した前記基板位置識
別構造ｐ，前記透明部ｑを通した前記スルーホールｊ，
及び前記透明部ｑと前記スルーホールｊを通した前記下
部位置識別構造ｓを撮像する撮像手段ｈ２と、撮像デー
タに基づいて、上部位置識別構造ｒ，基板位置識別構造
ｐ，スルーホールｊ，及び下部位置識別構造ｓの相対的
な位置ずれを検出する画像処理手段と、前記位置ずれに
基づいて前記調節機構を制御して、下部検査治具ｅ，被
検査プリント基板ｃ，及び上部検査治具ｄの位置ずれを
補正する補正制御手段とを設けるという手段を講じた。

【００１０】また、請求項５では、図７のに示したよ
うに、少なくとも一つのスルーホールｊと上下両面に基
板位置識別構造ｐ，ｋが形成された被検査プリント基板
ｃを検査するプリント基板検査装置において、上部検査
治具ｄと下部検査治具ｅと被検査プリント基板ｃとの相
対位置を調節する調節機構と、下部検査治具ｅにおけ
る、少なくとも前記スルーホールｊに対応する部分に形
成された透孔もしくはアクリルによる透明部ｍと、上部
検査治具ｄに形成された上部位置識別構造ｆと、下部検
査治具ｅに形成された下部位置識別構造ｎと、前記上部
検査治具ｄに下向きに配設されたされた鏡ｔと、前記下
部検査治具ｅの下方に配設され、前記下部位置識別構造
ｎ，前記透明部ｍを通した前記下面の基板位置識別構造
ｋ，前記透明部ｍを通した前記スルーホールｊ，前記透
明部ｍと前記スルーホールｊを通した前記上部位置識別
構造ｆ，及び前記鏡ｔに写された上面の基板位置識別構
造ｐを撮像する撮像手段ｈ３と、撮像データに基づい
て、下部位置識別構造ｎ，両面の基板位置識別構造ｐ，
ｋ，前記スルーホールｊ，及び前記上部位置識別構造ｆ
の相対的な位置ずれを検出する画像処理手段と、前記位
置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部検査治
具ｅ，被検査プリント基板ｃ，及び上部検査治具ｄの位
置ずれを補正する補正制御手段とを設けるという手段を
講じた。

【００１１】また、請求項６では、図７のに示したよ
うに、少なくとも一つのスルーホールｊと上下両面に基
板位置識別構造ｐ，ｋが形成された被検査プリント基板
ｃを検査するプリント基板検査装置において、上部検査
治具ｄと下部検査治具ｅと被検査プリント基板ｃとの相
対位置を調節する調節機構と、上部検査治具ｄにおけ
る、少なくとも前記スルーホールｊに対応する部分に形
成された透孔もしくはアクリルによる透明部ｑと、上部
検査治具ｄに形成された上部位置識別構造ｒと、下部検
査治具ｅに形成された下部位置識別構造ｓと、前記下部
検査治具ｅに上向きに配設されたされた鏡ｕと、前記上
部検査治具ｄの上方に配設され、前記上部位置識別構造
ｒ，前記透明部ｑを通した上面の前記基板位置識別構造
ｐ，前記透明部ｑを通した前記スルーホールｊ，前記透
明部ｑと前記スルーホールｊを通した前記下部位置識別
構造ｓ，及び前記鏡ｕに写された下面の基板位置識別構
造ｋを撮像する撮像手段ｈ２と、撮像データに基づい
て、下部位置識別構造ｓ，両面の基板位置識別構造ｐ
ｋ，前記スルーホールｊ，及び前記上部位置識別構造ｒ
の相対的な位置ずれを検出する画像処理手段と、前記位
置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部検査治
具ｅ，被検査プリント基板ｃ，及び上部検査治具ｄの位
置ずれを補正する補正制御手段とを設けるという手段を
講じた。

【００１２】また、請求項７では、請求項１乃至６にお
ける前記上部検査治具もしくは下部検査治具の少なくと
も何れか一方を、スルーホール部の検査用のプローブピ
ンが植設された第１の治具板とＳＭＴ用のパッド部の検
査用のプローブピンが植設された第２の治具板とから構
成するとともに、前記第１と第２の治具板を相対的に移
動可能に配設し、両第１と第２の治具板を相対的に移動
させる移動手段を設けるという手段を講じた。

【００１３】また、請求項８では、請求項１における前
記撮像手段を、撮像素子と、レンズ群と、これらの光軸
に直角な方向からの照明を前記光軸に合うように屈折さ
せるハーフミラーと、前記光軸に直交する上方視野と下
方視野とを前記撮像素子側へ屈折させる屈折手段とを備
えた撮像手段とするという手段を講じた。

【００１４】

【作用】上記構成の本発明の請求項１のプリント基板検
査装置によれば、上部検査治具と下部検査治具との間に
導入配設された撮像手段によって、前記上部位置識別構
造，前記ガイド孔，該ガイド孔に挿通されたガイドピ
ン，及び前記基板位置識別構造を撮像し、画像処理手段
によって、前記撮像手段による撮像デ−タに基づいて、
前記上部位置識別構造と、前記ガイド孔と、前記ガイド
ピンと、前記基板位置識別構造との平面的な相対的位置
ずれを検出し、補正手段によって前記調節機構を制御す
るので、下部検査治具，被検査基板，及び上部検査治具
の位置ずれは補正される。

【００１５】このとき、請求項８のように、前記撮像手
段において、撮像素子とレンズ群の光軸に直角な方向か
らの照明をハーフミラーによって前記光軸に合うように
屈折させると、撮像対象に影ができない。また、屈折手
段によって、前記光軸に直交する上方視野と下方視野と
を前記撮像素子側へ屈折させるので、撮像手段において
は上方視野と下方視野とが同時に得られる。

【００１６】また、請求項２では、上部検査治具に透孔
もしくは透明部を形成したので、前記上部検査治具の上
方に配設された撮像手段によって、上部位置識別構造，
前記透孔もしくは透明部を通した前記ガイド孔及び前記
ガイドピン，及び前記基板位置識別構造を撮像し、この
撮像データに基づいて、前記上部位置識別構造と、前記
ガイド孔と、前記ガイドピンと、前記基板位置識別構造
との相対的な位置ずれを検出し、前記位置ずれに基づい
て前記調節機構を制御するので、下部検査治具，被検査
基板，及び上部検査治具の位置ずれは補正される。

【００１７】また、請求項３では、少なくとも一つのス
ルーホールと下面に基板位置識別構造が形成された被検
査プリント基板を検査するプリント基板検査装置におい
て、少なくとも被検査プリント基板のスルーホールに対
応する下部検査治具の部分に透孔もしくはアクリルによ
る透明部を形成し、前記下部検査治具の下方に配設され
た撮像手段によって、前記下部位置識別構造，前記透明
部を通した前記基板位置識別構造，前記透明部を通した
前記スルーホール，及び前記透明部と前記スルーホール
を通した前記上部位置識別構造を撮像して、それぞれの
相対的な位置ずれを検出し、調節機構を制御するの
で、、下部検査治具，被検査基板，及び上部検査治具の
位置ずれは補正される。

【００１８】また、請求項４では、検査治具に形成され
た透孔もしくはアクリルによる透明部は、下部検査治具
ではなく上部検査治具に設けたので、前記下部検査治具
の上方に配設され撮像手段による撮像データに基づい
て、上部位置識別構造，基板位置識別構造，スルーホー
ル，及び上部位置識別構造の相対的な位置ずれを検出す
ることによって、下部検査治具，被検査基板，及び上部
検査治具の位置ずれを補正する。

【００１９】また、請求項５では、請求項３における上
部検査治具に、鏡を下向きに配設することによって、撮
像手段で、前記鏡に写された上面の基板位置識別構造を
も撮像できるので、上下両面の基板位置識別構造の位置
ずれを確認しながら、下部検査治具，被検査基板，及び
上部検査治具の位置ずれを補正する。また、請求項６で
は、請求項４における下部検査治具に、鏡を上向きに配
設することによって、撮像手段で、前記鏡に写された下
面の基板位置識別構造をも撮像できるので、上下両面の
基板位置識別構造の位置ずれを確認しながら、下部検査
治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれを補正
する。

【００２０】また、請求項８では、前記上部検査治具も
しくは下部検査治具の少なくとも何れか一方の検査治具
を、スルーホール部の検査用のプローブピンが植設され
た第１の治具板とＳＭＴ用のパッド部の検査用のプロー
ブピンが植設された第２の治具板とから構成し、前記二
つの治具板を相対的に移動可能に配設するとともに、両
治具板を相対的に移動させることにより、スルーホール
部とＳＭＴ用のパツド部との位置ずれにも対応できる。

【００２１】

【実施例】以下に本発明のプリント基板検査装置を、そ
の実例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、１Ａ，１Ｂは撮像手段としてのカメラ、
２は上部検査治具、３は下部検査治具、４は被検査プリ
ント基板、５は制御装置、６，６’はプレス、７は画像
処理装置、８は上部調節機構、９は下部調節機構であ
る。

【００２２】４図に示したカメラ１Ａ、１Ｂは、光軸上
に４５度の角度の屈曲面１１，１２を備えた直角プリズ
ム１３を備えたものである。上方からと下方からの光線
は、それぞれ前記直角プリズム１３によって光軸方向に
屈折して、ハーフミラー１４とレンズ群１５を通ってＣ
ＣＤ撮像素子にて画像データが得られる。このとき、ハ
ーフミラー１４の光軸に直角な方向から、ランプもしく
は光ファイバー等による照明光を照射し、陰の生じない
ように落射照明を行う。

【００２３】前記上部検査治具２を上昇させておき、搬
送機構（図示せず）よって被検査プリント基板４を搬送
して、下部検査治具３に載せる。このとき、下部検査治
具３に立設されたガイドピン３１，３２を被検査プリン
ト基板４のガイド孔４１，４２に挿通するようにセット
する。

【００２４】次に、ＣＣＤカメラ１ＡとＣＣＤカメラ１
Ｂとを上部検査治具２の下側に導入配置して作動させ、
上部検査治具２に設けられたガイド孔４１，４２とその
周囲のランドパターン部４１’，４２’と、この孔に挿
通されたガイドピン３１，３２を撮像する。このとき、
カメラ１Ａ，１Ｂによって得られる画像は、図３に示し
たように、屈折面１１によって屈折した上部検査治具２
の画像Ｕと、屈折面１２によって屈折した下部検査治具
３と被検査プリント基板４との画像Ｄとに二分割された
画像となっている。即ち、前記上部検査治具２の特定の
マーク或は孔２１，２２は画像Ｕに、ガイド孔４１，４
２とランドパターン部４１’，４２’と、ガイドピン３
１，３２は画像Ｄに含まれている。

【００２５】よって、画像Ｕからは特定のマーク或は孔
の座標を算出することが出来る。また、画像Ｄからは、
ガイド孔４１，４２の中心の座標とランドパターン部４
１’，４２’の外形の中心の座標とガイドピン３１，３
２の中心の座標を算出してそれぞれのずれを算出するこ
とが出来る。このときガイド孔４１，４２の中心の座標
とランドパターン部４１’，４２’の外形の中心の座標
とのずれを直接算出できるため、これがプリント基板パ
ターンずれの許容値を超える場合には、ずれ自体により
この被検査プリント基板を不良と判定することができ
る。上部検査治具と被検査プリント基板のパターンとの
相対的な位置のずれを検出する方法では、単に上部検査
治具の位置がずれている場合もあるので、このような判
定は出来ない。

【００２６】このようにして、カメラ１Ａで得られたガ
イドピン３１回りにおける被検査プリント基板４のずれ
のデータと、カメラ１Ｂで得られたガイドピン３２回り
における被検査プリント基板４のずれのデータとから、
後述するようにして、下部検査治具３と被検査プリント
基板４とのずれ成分ａ（Ｘａ，Ｙａ，θａ）を算出する
とともに、画像Ｕから算出した特定のマーク或は孔２
１，２２の座標と、下部検査治具３のガイドピン３１，
３２の座標とから、両者のずれ成分ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ，θ
ｂ）を算出し、ａとｂを合成して合成成分ｃ（Ｘｃ，Ｙ
ｃ，θｃ）を得る。この制御データ（Ｘ座標成分，Ｙ座
標成分，θ座標成分）を算出する。カメラ１Ａで得られ
たガイドピン３１回りにおける被検査プリント基板４の
ずれのデータと、カメラ１Ｂで得られたガイドピン３２
回りにおける被検査プリント基板４のずれのデータとか
ら、下部検査治具３と被検査プリント基板４とのずれ成
分ａ（Ｘａ，Ｙａ，θａ）を算出する方法としては、種
々の方法を採用できるが、例えば、次のような方法でも
よい。先ず、ガイドピン３１回りにおける被検査プリン
ト基板４のランドパターン部４１’の外形の中心の座標
と、ガイドピン３２回りにおける被検査プリント基板４
のランドパターン部４２’の外形の中心の座標とから、
これらの二点を結ぶ直線の中点の座標を求める。次に、
ガイドピン３１とガイドピン３２とを結ぶ直線の中点の
座標を求める。そして、これらの二つのガイドピンの中
点の座標を基準して、前記二つのランドパターン部４１
‘、４２’の外形の中心を結ぶ直線の中点の座標のずれ
（Ｘａ，Ｙａ）を算出する。また、前記二つのガイドピ
ンを結ぶ直線の傾き角度を基準して、前記二つのランド
パターン部４１‘、４２’を結ぶ直線の傾き角度のずれ
（θ）を算出する。

【００２７】この制御データに基づいて上部調節機構８
或は下部調節機構９によって上部検査治具２又は下部検
査治具３を微動させて、上部検査治具２と下部検査治具
３と被検査プリント基板４とを正確に位置合わせする。
なお、前記ずれ成分ａとｂを合成せずに、別々に調整し
てもよい。このようにして、上部検査治具２，下部検査
治具３，被検査プリント基板４の三者は、相互に正確に
位置合わせされるのである。

【００２８】次に、プレス６によって、上部検査治具２
を上記位置関係を保ったまま正確に降下させて被検査プ
リント基板４の上面に接触させる。検査治具としては、
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】しかる後、上部検査治具２と下部検査治具
３の各プローブから得られた測定データによって当該被
検査プリント基板の良否を検査判定し、判定結果に基づ
いて既に出願した特願平３−３４６６５４，特願平４−
２１４３３３等において提案した搬送機構等を用いて良
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。

【００３０】このようにして、このプリント基板検査装
置によれば、カメラ１Ａ，１Ｂと画像処理装置によっ
て、上部検査治具２と下部検査治具３と被検査プリント
基板４との相対的位置ずれを検出し、上部調節機構８或
は下部調節機構９によって上部検査治具２又は下部検査
治具３を微動させて、上部検査治具２と被検査プリント
基板４との位置を微調節するので、正確に位置合わせす
ることができる。

【００３１】即ち、上部検査治具２と下部検査治具３と
被検査プリント基板４の三者の相対的な位置を正確に合
わせることが出来、高密度のプリント基板であっても、
検査用のプローブを正確に接触させることが可能とな
る。

【００３２】以下に、本発明の請求項５，６にかかるプ
リント基板検査装置の実施例を、図５に基づいて説明す
る。図５において、５１Ａ，５１Ｂは撮像手段としての
カメラ、５２は上部検査治具、５３は下部検査治具、５
４は被検査プリント基板、５５は制御装置、５６，５
６’はプレス、５７は画像処理装置、５８は上部調節機
構、５９は下部調節機構である。

【００３３】上記構成において、図５に示すように、ま
ず、被検査プリント基板５４を下部検査治具５３に載せ
る。次に、ＣＣＤカメラ５１Ａと５１Ｂとを作動させ、
下部検査治具５３の透明部５Ｆ，５Ｆ’に設けられた位
置決めマークまたは孔５Ａ，５Ａ’と、被検査プリント
基板５４の下面のスルーホールのランドパターン部５
Ｂ，５Ｂ’と、それらの孔５Ｃ，５Ｃ’と、上部検査治
具５２の透明な治具板上の位置決めマーク或は孔５Ｅ，
５Ｅ’と、反射鏡５Ｍ，５Ｍ’によって反射した被検査
プリント基板５４の上面のランドパターン部５Ｄ，５
Ｄ’とを撮像する。前記透明部Ｆ，５Ｆ’は、下部検査
治具５３を貫通させて透視可能に形成された透孔による
透明部でもよく、または、下部検査治具５３の一部を透
明なアクリル樹脂によって透視可能に形成された透明部
でもよい。

【００３４】このとき、カメラ５１Ａ，５１Ｂによって
得られる画像は、図６に示したように、下部検査治具５
３の透明部５Ｆ，５Ｆ’の位置決めマーク或は孔５Ａ，
５Ａ’、被検査プリント基板５４の下面のランドパター
ン部５Ｂ，５Ｂ’と孔５Ｃ，５Ｃ’、上部検査治具５２
の透明な治具板上の位置決めマーク或は孔５Ｅ，５
Ｅ’、及び、反射鏡５Ｍ，５Ｍ’によって反射した被検
査プリント基板５４の上面のランドパターン部５Ｄ，５
Ｄ’を含んだ画像となっている。

【００３５】なお、前記カメラ５１Ａ，５１Ｂは撮像手
段に、ランドパターン５Ｂ，５Ｄ，５Ｂ’，５Ｄ’は上
下両面の基板位置識別構造に、下部検査治具５３の透明
部５Ｆ，５Ｆ’は透明部に、上部検査治具５２のマーク
５Ｅ，５Ｅ’は上部位置識別構造に、下部検査治具５３
のマーク５Ａ，５Ａ’は下部位置識別構造に、反射鏡５
Ｍ，５Ｍ’は鏡に、それぞれ対応している。

【００３６】このようにして、カメラ５１Ａ，５１Ｂで
得られた下部検査治具５３の透明部５Ｆ，５Ｆ’に設け
られた位置決めマークまたは孔５Ａ，５Ａ’と被検査プ
リント基板５４の下面のスルーホールのランドパターン
部５Ｂ，５Ｂ’とのずれのデータから、後述する方法等
で、下部検査治具５３と被検査プリント基板５４の下面
パターンとのずれ成分ａ’（Ｘａ’，Ｙａ’，θａ’）
を算出するとともに、上部検査治具５２の透明な治具板
上の位置決めマーク或は孔５Ｅ，５Ｅ’と反射鏡５Ｍ，
５Ｍ’によって反射した被検査プリント基板５４の上面
のランドパターン部５Ｄ，５Ｄ’の画像から、上部検査
治具５２と被検査プリント基板５４の上面パターンとの
ずれ成分ｂ’（Ｘｂ’，Ｙｂ’，θｂ’）を算出し、こ
の制御データ（Ｘ座標成分，Ｙ座標成分，θ座標成分）
を算出する。カメラ５１Ａで得られた下部検査治具５３
の透明部５Ｆ，５Ｆ’に設けられた位置決めマークまた
は孔５Ａ，５Ａ’と、カメラ５１Ｂで得られた被検査プ
リント基板５４の下面のスルーホールのランドパターン
部５Ｂ，５Ｂ’とのずれのデータから、下部検査治具５
３と被検査プリント基板５４の下面パターンとのずれ成
分ａ’（Ｘａ’，Ｙａ’，θａ’）を算出する方法とし
ては、種々の方法を採用できるが、例えば、次のような
方法でもよい。先ず、位置決めマークまたは孔５Ａの外
形の中心と、位置決めマークまたは孔５Ａ’の外形の中
心とを結ぶ直線の中点の座標を求める。次に、被検査プ
リント基板５４の下面のスルーホールのランドパターン
部５Ｂの外形の中心とスルーホールのランドパターン部
５Ｂ’の外形の中心とを結ぶ直線の中点の座標を求め
る。そして、前記二つの位置決めマークまたは孔５Ａ，
５Ａ’の外形の中心を結ぶ直線の中点の座標を基準し
て、前記二つのランドパターン部５Ｂ、５Ｂ’の外形の
中心を結ぶ直線の中点の座標のずれ（Ｘａ’，Ｙａ’）
を算出する。また、前記二つの位置決めマークまたは孔
５Ａ，５Ａ’の外形の中心を結ぶ直線の傾き角度を基準
して、前記二つのランドパターン部５Ｂ、５Ｂ’の外形
の中心を結ぶ直線の傾き角度のずれ（θａ’）を算出す
る。上部検査治具５２と被検査プリント基板５４の上面
パターンとのずれ成分ｂ’ （Ｘｂ’，Ｙｂ’，θｂ’）
に関しても同様に算出する。

【００３７】前記ずれ成分ａ’に基づいた制御データ
（Ｘ座標成分，Ｙ座標成分，θ座標成分）に基づいて、
下部調節機構５９によって下部検査治具５３を微動させ
て、下部検査治具５３と被検査プリント基板５４とを正
確に位置合わせする。また、前記ずれ成分ｂ’に基づい
た制御データ（Ｘ座標成分，Ｙ座標成分，θ座標成分）
に基づいて上部調節機構５８によって、上部検査治具５
２を微動させて、上部検査治具５２と被検査プリント基
板５４とを正確に位置合わせする。このようにして、上
部検査治具，下部検査治具，被検査プリント基板の三者
は、相互に正確に位置確認され合わされるのである。

【００３８】次に、プレス５６によって、上部検査治具
５２を上記位置関係を保ったまま正確に降下させて被検
査プリント基板５４の上面に接触させる。検査治具とし
ては、特願平２−１９６５６６，特願平３−２４５６７
６，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。

【００３９】しかる後、上部検査治具５２と下部検査治
具５３の各プローブから得られた測定データによって当
該被検査プリント基板の良否を検査判定し、判定結果に
基づいて、既に出願した特願平３−３４６６５４，特願
平４−２１４３３３等において提案した搬送機構等を用
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。

【００４０】このようにして、このプリント基板検査装
置によれば、カメラ５１Ａ，５１Ｂと画像処理装置によ
って、上部検査治具５２と下部検査治具５３と被検査プ
リント基板５４との相対的位置ずれを検出するだけでな
く、被検査プリント基板５４におけるスルーホール部５
Ｃ，５Ｃ’及び裏表両面のランドパターン部５Ｂ，５
Ｂ’，５Ｄ，５Ｄ’との間のずれをも検出できるので、
スルーホール部の検査用のプローブピンが植設された第
１の治具板２Ａ，３ＡとＳＭＴ用のパッド部の検査用の
プローブピンが植設された第２の治具板２Ｂ，３Ｂと
を、移動手段としての調節機構５８，５９で相対的に移
動させることにより、スルーホール部５Ｃ，５Ｃ’及び
裏表両面のランドパターン部５Ｂ，５Ｂ’，５Ｄ，５
Ｄ’との位置ずれの調節とともに、スルーホール部４３
とＳＭＴ用のパツド部４４との位置ずれも調節できる。

【００４１】よって、高密度のプリント基板であって、
穿孔加工によるスルーホール部とエッチング加工等によ
るランドパターンやＳＭＴ用のパッド部との間に少々の
位置ずれが発生しても、それぞれの検査用のプローブを
正確に接触させることが可能となる。

【００４２】なお、図７のに示したように、鏡ｕを下
部検査治具に上向きに設けて、上からカメラで撮像して
もよい。また、図７の，に示したように、鏡を設け
ずに撮像して、見える側の基板位置識別構造ｋ，ｐに基
づいて被検査プリント基板ｃの位置を合わせるようにし
てもよい。

【００４３】また、図７のに示したように、下部検査
治具に設けたガイドピンｇを下部位置識別構造ｎ，ｓに
代えることもできる。なお、上部もしくは下部検査治具
の透明部に形成した上部もしくは下部位置識別構造は、
撮像しうる位置であれば、上下何れの面に形成しても良
い。

【００４４】

【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、上部検査治具，下部検査治具，被検
査プリント基板の三者の相対的な位置を正確に合わせる
ことが出来るので、高密度のプリント基板であっても、
検査用のプローブを正確に接触させ、信頼性の高い検査
を行えるという効果が得られる。

【００４５】特に、請求項１のプリント基板検査装置に
よれば、上部検査治具と下部検査治具との間に導入配設
された撮像手段によって、前記上部位置識別構造，前記
ガイド孔，該ガイド孔に挿通されたガイドピン，及び前
記基板位置識別構造を撮像する。このとき、請求項８の
ように、ハーフミラーによる照明によって影ができない
画像を得ることができるので、画像処理が正確に行える
という効果が得られる。

【００４６】また、屈折手段によって上方視野と下方視
野とが同時に得られるので、上方画像と下方画像の位置
のずれを効率よく把握して、画像処理が効率よく行える
という効果が得られる。また、請求項２では、上部検査
治具に透孔もしくは透明部を形成することによって、上
部検査治具の上方に配設された撮像手段で撮像できるの
で、撮像手段の導入制御等の操作が不要となり、能率の
よい検査が行えるという効果が得られる。

【００４７】また、請求項３では、下部検査治具の部分
に透孔もしくはアクリルによる透明部を形成することに
よって、下部検査治具の下方に配設された撮像手段で撮
像できるので、ガイドピン以外の部分を撮像して位置合
わせをすることができるようになる。また、請求項４で
は、前記請求項３に対して、透明部を下部検査治具では
なく上部検査治具に設けたので、前記下部検査治具の上
方に配設された撮像手段によって撮像できる。

【００４８】また、請求項５では、請求項３における上
部検査治具に、鏡を下向きに配設して、前記鏡に写され
た上面の基板位置識別構造をも撮像するので、上下両面
の基板位置識別構造の位置ずれを確認しながら、下部検
査治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれをよ
り正確に補正できるという効果が得られる。また、請求
項６では、前記請求項５に対して、透明部を下部検査治
具ではなく上部検査治具に設け、鏡は上部検査治具では
なく下部検査治具に設けたので、前記下部検査治具の上
方に配設され撮像手段によって撮像できる。

【００４９】また、請求項８では、スルーホール部とＳ
ＭＴ用のパツド部との位置ずれにも対応できるので、よ
り高機能のプリント基板検査装置を提供できるという効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例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】前記プリント基板検査装置の構成の要部を説明
する説明図である。

【図３】前記プリント基板検査装置におけるカメラにて
得られる画像の例を示す図である。

【図４】カメラの要部の構造を示す構造図である。

【図５】本発明の請求項５，６にかかるプリント基板検
査装置の実施例を示す構成図である。

【図６】前記プリント基板検査装置におけるカメラにて
得られる画像の例を示す図である。

【図７】本発明の各請求項の概念を説明するための概念
図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ カメラ，撮像手段 ２，５２ 上部検査治具 ２１，２２，５Ｅ，５Ｅ’ 上部位置識別構造 ３，５３ 下部検査治具 ３１，３２ ガイドピン ３Ａ，２Ａ スルーホール用の第１の治具板 ３Ｂ，２Ｂ ＳＭＴ用の第２の治具板 ４，５４ 被検査プリント基板 ４１，４２ ガイド孔 ４１’，４２’５Ｄ，５Ｄ’上面の基板位置識別構造，
ランドパターン ４４ ＳＭＴ用のパッド部 ４３，５Ｃ，５Ｃ’ スルーホール ５，５５ 補正制御手段 ５Ａ，５Ａ’ 下部位置識別構造 ５Ｂ，５Ｂ’ 下面の基板位置識別構造，ランド
パターン ５Ｆ，５Ｆ’ 透明部 ７，５７ 画像処理手段 ８，９，５８，５９ 調節機構，移動手段 ５Ｍ，５Ｍ’ 鏡 １３ 屈折手段 １４ ハーフミラー １５ レンズ群 １６ 撮像素子 ａ，ｐ 上面の基板位置識別構造 ｂ ガイド孔 ｃ 被検査プリント基板 ｄ 上部検査治具 ｅ 下部検査治具 ｆ，ｒ 上部位置識別構造 ｇ ガイドピン ｈ，ｈ２，ｈ３ 撮像手段 ｉ，ｍ，ｑ 透孔もしくは透明部 ｊ スルーホール ｋ 下面の基板位置識別構造 ｎ，ｓ 下部位置識別構造

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板位置識別構造とガイド孔とが形成され
   た被検査プリント基板を検査するプリント基板検査装置
   において、 上部検査治具と下部検査治具と被検査プリント基板との
   間の相対位置を調節する調節機構と、 前記上部検査治具に形成された上部位置識別構造と、 下部検査治具に立設されたガイドピンと、 上部検査治具と下部検査治具との間に導入配設されて、
   前記上部位置識別構造，前記ガイド孔，該ガイド孔に挿
   通されたガイドピン，及び前記基板位置識別構造を撮像
   する撮像手段と、 該撮像手段による撮像デ−タに基づいて、前記上部位置
   識別構造と、前記ガイド孔と、前記ガイドピンと、前記
   基板位置識別構造との平面的な相対的位置ずれを検出す
   る画像処理手段と、 前記位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部
   検査治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれを
   補正する補正制御手段とを設けたことを特徴とするプリ
   ント基板検査装置。
2. 【請求項２】基板位置識別構造とガイド孔とが形成され
   た被検査プリント基板を検査するプリント基板検査装置
   において、 上部検査治具と下部検査治具と被検査プリント基板との
   相対位置を調節する調節機構と、 前記上部検査治具に形成された透孔もしくは透明部と、 前記上部検査治具に形成された上部位置識別構造と、 前記下部検査治具に立設されたガイドピンと、 前記上部検査治具の上方に配設され、前記上部位置識別
   構造，前記透孔もしくは透明部を通した前記ガイド孔及
   び前記ガイドピン，及び前記基板位置識別構造を撮像す
   る撮像手段と、 該撮像手段による撮像データに基づいて、前記上部位置
   識別構造と、前記ガイド孔と、前記ガイドピンと、前記
   基板位置識別構造との相対的な位置ずれを検出する画像
   処理手段と、 前記位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部
   検査治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれを
   補正する補正制御手段とを設けたことを特徴とするプリ
   ント基板検査装置。
3. 【請求項３】少なくとも一つのスルーホールと下面に基
   板位置識別構造が形成された被検査プリント基板を検査
   するプリント基板検査装置において、 上部検査治具と下部検査治具と被検査プリント基板との
   相対位置を調節する調節機構と、 下部検査治具における、少なくとも前記スルーホールに
   対応する部分に形成された透孔もしくはアクリルによる
   透明部と、 前記上部検査治具に形成された上部位置識別構造と、 前記下部検査治具に形成された下部位置識別構造と、 前記下部検査治具の下方に配設され、前記下部位置識別
   構造，前記透明部を通した前記基板位置識別構造，前記
   透明部を通した前記スルーホール，及び前記透明部と前
   記スルーホールを通した前記上部位置識別構造を撮像す
   る撮像手段と、 撮像データに基づいて、下部位置識別構造，前記基板位
   置識別構造，前記スルーホール，及び前記上部位置識別
   構造の相対的な位置ずれを検出する画像処理手段と、 前記位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部
   検査治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれを
   補正する補正制御手段とを設けたことを特徴とするプリ
   ント基板検査装置。
4. 【請求項４】少なくとも一つのスルーホールと上面に基
   板位置識別構造が形成された被検査プリント基板を検査
   するプリント基板検査装置において、 上部検査治具と下部検査治具と被検査プリント基板との
   相対位置を調節する調節機構と、 前記上部検査治具における少なくとも前記スルーホール
   に対応する部分に形成された透孔もしくはアクリルによ
   る透明部と、 前記上部検査治具に形成された上部位置識別構造と、 前記下部検査治具に形成された下部位置識別構造と、 前記下部検査治具の上方に配設され、前記上部位置識別
   構造，前記透明部を通した前記基板位置識別構造，前記
   透明部を通した前記スルーホール，及び前記透明部と前
   記スルーホールを通した前記下部位置識別構造を撮像す
   る撮像手段と、 撮像データに基づいて、上部位置識別構造，基板位置識
   別構造，スルーホール，及び上部位置識別構造の相対的
   な位置ずれを検出する画像処理手段と、 前記位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部
   検査治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれを
   補正する補正制御手段とを設けたことを特徴とするプリ
   ント基板検査装置。
5. 【請求項５】少なくとも一つのスルーホールと上下両面
   に基板位置識別構造が形成された被検査プリント基板を
   検査するプリント基板検査装置において、 上部検査治具と下部検査治具と被検査プリント基板との
   相対位置を調節する調節機構と、 前記下部検査治具における、少なくとも前記スルーホー
   ルに対応する部分に形成された透孔もしくはアクリルに
   よる透明部と、 前記上部検査治具に形成された上部位置識別構造と、 前記下部検査治具に形成された下部位置識別構造と、 前記上部検査治具に下向きに配設されたされた鏡と、 前記下部検査治具の下方に配設され、前記下部位置識別
   構造，前記透明部を通した前記下面の基板位置識別構
   造，前記透明部を通した前記スルーホール，前記透明部
   と前記スルーホールを通した前記上部位置識別構造，及
   び前記鏡に写された上面の基板位置識別構造を撮像する
   撮像手段と、 撮像データに基づいて、下部位置識別構造，両面の基板
   位置識別構造，前記スルーホール，及び前記上部位置識
   別構造の相対的な位置ずれを検出する画像処理手段と、 前記位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部
   検査治具，被検査プリント基板，及び上部検査治具の位
   置ずれを補正する補正制御手段とを設けたことを特徴と
   するプリント基板検査装置。
6. 【請求項６】少なくとも一つのスルーホールと上下両面
   に基板位置識別構造が形成された被検査プリント基板を
   検査するプリント基板検査装置において、 上部検査治具と下部検査治具と被検査プリント基板との
   相対位置を調節する調節機構と、 前記上部検査治具における、少なくとも前記スルーホー
   ルに対応する部分に形成された透孔もしくはアクリルに
   よる透明部と、 前記上部検査治具に形成された上部位置識別構造と、 前記下部検査治具に形成された下部位置識別構造と、 前記下部検査治具に上向きに配設されたされた鏡と、 前記上部検査治具の上方に配設され、前記上部位置識別
   構造，前記透明部を通した上面の前記基板位置識別構
   造，前記透明部を通した前記スルーホール，前記透明部
   と前記スルーホールを通した前記下部位置識別構造，及
   び前記鏡に写された下面の基板位置識別構造を撮像する
   撮像手段と、 撮像データに基づいて、下部位置識別構造，両面の基板
   位置識別構造，前記スルーホール，及び前記上部位置識
   別構造の相対的な位置ずれを検出する画像処理手段と、 前記位置ずれに基づいて前記調節機構を制御して、下部
   検査治具，被検査基板，及び上部検査治具の位置ずれを
   補正する補正制御手段とを設けたことを特徴とするプリ
   ント基板検査装置。
7. 【請求項７】前記上部検査治具もしくは下部検査治具の
   少なくとも何れか一方を、スルーホール部の検査用のプ
   ローブピンが植設された第１の治具板とＳＭＴ用のパッ
   ド部の検査用のプローブピンが植設された第２の治具板
   とから構成するとともに、前記第１と第２の治具板を相
   対的に移動可能に配設し、前記第１と第２の治具板を相
   対的に移動させる移動手段を設けたことを特徴とする請
   求項１乃至６に記載のプリント基板検査装置。
8. 【請求項８】前記撮像手段は、 撮像素子と、レンズ群と、これらの光軸に直角な方向か
   らの照明を前記光軸に合うように屈折させるハーフミラ
   ーと、前記光軸に直交する上方視野と下方視野とを前記
   撮像素子側へ屈折させる屈折手段とを備えた撮像手段で
   あ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。