JP4986130B2 - 基板検査装置 - Google Patents
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Description
尚、本発明は、プリント配線基板に限らず、例えば、フレキシブル基板、多層配線基板、及び半導体パッケージ用のパッケージ基板やフィルムキャリアなど種々の基板における電気的配線の検査に適用でき、本明細書では、それら種々の配線基板を総称して「基板」という。
配線パターンに対して導通や絶縁検査が行われる場合には、配線パターン上に予め複数の検査点が設定され、これら検査点に針状の接触子(プローブ)が導通接触される。そして、これらの接触子を介して配線パターンに電圧を印加したり電流を供給したり、配線パターンから電気的信号を検出することによって、その導通状態や絶縁状態を検査している。
特に、シート基板に形成される単位基板は、材料歩留まりの問題に勘案して二つの単位基板を点対称に配置して形成されることが行われる。このように形成されたシート基板では、点対称に配置された複数の単位基板を効率良く検査するために、種々の検査装置が提供されている。
また、近年、単位基板の配線パターンの微細化が進み、導通・絶縁検査を行うための電気的信号を、僅かな誤差なく正確に把握する必要が生じている。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、点対称に配置される複数の単位基板が形成されるシート基板において、効率良く且つ精度良く検査治具を接触させることができるとともに電気的信号を正確に把握することができる基板検査装置を提供する。
請求項2記載の発明は、前記基板検査装置は、前記シート基板を該基板検査装置に投入する載置位置が設けられ、前記搬送手段は、前記検査位置と前記載置位置を結ぶ直線上を移動することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置を提供する。
請求項3記載の発明は、前記シート基板の単位基板がマトリクス状に配列される場合において、前記基板検査装置は、前記直線方向と直角の列に配置される単位基板毎に検査が行われることを特徴とする請求項2記載の基板検査装置を提供する。
請求項4記載の発明は、前記移動手段は、前記シート基板の表面に対して直角方向に移動するとともに、前記検査位置と前記載置位置を結ぶ直線に対して直角方向に移動することを特徴とする請求項2記載の基板検査装置を提供する。
請求項5記載の発明は、前記選出手段は、前記検査治具が有する前記接触子に夫々導通接続する接続端子を有し、前記接続端子が、前記供給手段の電気的に上流側及び下流側と前記検出手段の電気的に上流側及び下流側のいずれかと導通接続するように切替部を有することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置を提供する。
請求項6記載の発明は、前記基板検査装置は、載置位置において、前記シート基板を真空吸着して載置する載置台を有し、前記搬送手段は、前記載置台に載置されたシート基板の端部を把持するとともに該シート基板の外側方向に引張状態に保持する把持部を有することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置を提供する。
またさらに、ケーブルによるノイズを防止できるので、高絶縁が可能となり配線パターン間の絶縁検査を行う場合の判定閾値を高くすることができる。
請求項2記載の発明は、基板検査装置が、前記シート基板を該基板検査装置に投入する載置位置が設けられ、搬送手段が検査位置と載置位置を結ぶ直線上を移動するので、搬送手段の移動の効率を向上させることができる。
請求項3記載の発明は、記シート基板の単位基板がマトリクス状に配列される場合には、基板検査装置が、直線方向と直角の列に配置される単位基板毎に検査が行われるので、点対称に配置される複数の単位基板を、直角方向の列毎に検査を実施することになるので、効率良く検査を行うことができる。
この場合、直角方向の列に配置される所定の方向に配置される単位基板と所定方向と180度回転した位置に配置される単位基板が配置され、同一方向に配置された単位基板を検査した後、回転方向に配置された単位基板を列毎に検査することになる。
請求項4記載の発明によれば、移動手段が、シート基板の表面に対して直角方向に移動するとともに、検査位置と載置位置を結ぶ直線に対して直角方向に移動するので、搬送手段と移動手段が平面視において直交する方向に移動することになる。このため、搬送手段と移動手段が一つの直線上を移動することになり、所望の単位基板に検査治具を導通接触させる場合に、搬送手段と移動手段を制御することが容易となる。
請求項5記載の発明によれば、選出手段は、前記検査治具が有する前記接触子に夫々導通接続する接続端子を有し、接続端子が、供給手段の電気的に上流側及び下流側と検出手段の電気的に上流側及び下流側のいずれかと導通接続するように切替部を有するので、夫々の上流側や下流側との接続により効率良く制御することが可能となる。
請求項6記載の発明によれば、基板検査装置が、載置位置において、前記シート基板を真空吸着して載置する載置台を有し、搬送手段が、前記載置台に載置されたシート基板の端部を把持するとともに該シート基板の外側方向に引張状態に保持する把持部を有するので、シート基板を確実に把持して搬送させることができる。
まず、本発明にかかる基板検査装置が検査を好適に行うことができる検査対象基板について説明する。
図1は、本発明にかかる基板検査装置が検査を実施するための検査対象となるシート基板の一実施形態を示す平面図である。
本発明の基板検査装置が検査対象とするシート基板1は、例えば、フレキシブルプリント基板が該当する。このシート基板1には、複数の単位基板11が形成されている。
このようなシート基板1には、歩留まりを勘案して、シート基板1からできるだけ多数の単位基板11を形成することができるように、図1で示される如く、点対称となるように二つの単位基板が配置される。例えば、図1では、単位基板Aが形成配置されるとともに、中心Cを基準として点対称の位置に単位基板Bが配置されている。
このように二つの単位基板を点対称配置して、シート基板1を有効利用している。
尚、図1で示されるシート基板1には、単位基板11が二十四個形成されるとともに、点対称となる組が十二個示されており、その組が縦四個、横三個が配置されている。この図1に示されるシート基板1の単位基板11の数やその配列は特に限定されるものではない。
検査治具は、複数の接触子と、これら接触子を保持する保持体と、接触子と導通接触する電極部を有してなる。
この接触子は、針状又は棒状に形成される導電性且つ可撓性を有する部材であり、その一端は単位基板11の配線パターン上に設定される検査点に導通接触し、他端は電極部に導通接触する。
保持体は、所定の検査点へ接触子の一端を案内する案内孔を有するとともに、所定の電極部へ接触子の他端を案内する案内孔を有している。この保持体が有する夫々の案内孔は接触子毎に形成されている。
電極部は、接触子の他端と導通接触するとともに、後述する選出手段と導通接続されている。この電極部は接触子と選出手段を電気的に接続する。
基板検査装置2は、搬送手段21、供給手段22、検出手段23、判定手段24、制御手段25、移動手段26、選出手段27、記憶手段28、表示手段29を有してなる。
図2に示される回路基板CBは、4つの配線パターンP1〜P4を有している。この回路基板CBが有する配線パターンは、設計される回路基板CBに応じてその数及び形状が適宜設定される。
尚、図2の回路基板CBでは、一の字状の配線パターンP1と、Tの字状の配線パターンP2と、十の字状の配線パターンP3とP4が示されている。
図2では、各配線パターンP1〜P4に電気的に接触する4本の接触子(コンタクトプローブ)CPが示されている。
この接触子CPは、詳細は後述するが、検査治具に複数備えられてなり、基板検査装置2と回路基板CBを電気的に導通可能に接続する。また、この接触子CPの配置位置や配置本数は、回路基板CBに形成される配線パターンに応じて適宜設定されることになる。
尚、図2の実施形態では、後述する上流側及び下流側電流供給端子と上流側及び下流側電圧検出端子とを1本の接触子CPで、配線パターン上に設けられる所定検査位置に導通可能に接触させているが、電流供給端子と電圧検出端子の夫々を別々の2本のコンタクトプローブCPで所定検査位置に導通可能に接触させてもよい。
基板検査装置2は、図2で示される概略図において、接触子CPと接続される接続端子Tから左側に示される各構成が、基板検査装置2の内部となる。
この供給手段22は、例えば、カレント・コントローラー(Current Controller)を用いることができるが特に限定されるものではなく、検査対象間に所定の電力を供給することができるものであれば全て用いることができる。
なお、カレント・コントローラーを用いる場合には、カレント・コントローラーである供給手段22により、所定の配線パターンに電流を供給して、検査対象間に所定の電圧を印加することになる。
この供給手段2が印加することになる電圧は、上記の説明の如き200〜250Vに設定される。
この電圧検出手段221が検出する電圧値と、供給手段22により供給される電流値や後述する検出手段23の検出する電流値とを用いることによって、検査対象間の抵抗値を算出することができる。さらに、この抵抗値を用いることによって、検査対象間の電気的特性を検査することができる。
尚、この電圧検出手段221が検出する電圧値によって、供給手段22の動作の制御を行うように設定することもできる。
尚、供給手段22により供給される電流値を決定することもできるが、この検出手段23を用いることによって、検査対象間の電流値を電気的な下流側で検出することができる。
この電流供給端子8は、供給手段22の上流側(正極側)と配線パターンを接続する上流側電流供給端子81と、供給手段22の下流側(負極側)又は電流検出手段4と配線パターンPとを接続する下流側電流供給端子82を有している。
図2で示される如く、この電流供給端子8の上流側電流供給端子81及び下流側電流供給端子82は、夫々の配線パターンPに対して設けられている。
これらの上流側電流供給端子81と下流側電流供給端子82は、夫々に選出手段27における切替部(スイッチ素子)SWを有しており、この選出手段27の切替部SWのON/OFF動作により、接続状態/未接続状態が設定されることになる。
この電流供給端子8は、静電気放電(electro-static discharge)保護用の抵抗が配置されることが好ましい。
この電圧検出端子9は、電圧検出手段221の上流側(正極側)と配線パターンPを接続する上流側電圧検出端子91と、電圧検出手段221の下流側(負極側)と配線パターンPを接続する下流側電圧検出端子92を有してなる。
図2で示される如く、この電圧検出端子9の上流側電圧検出端子91及び下流側電圧検出端子92は、夫々の配線パターンPに対して設けられている。
これらの上流側電圧検出端子91と下流側電圧検出端子92は、電流供給端子8と同様、夫々に選出手段27の切替部SWを有しており、この選出手段27の切替部SWのON/OFF動作により、接続状態/未接続状態が設定されることになる。
尚、図2では、上流側電流供給端子81の動作を制御する切替部を符号SW1とし、上流側電圧検出端子91の動作を制御する切替部を符号SW2とし、下流側電流供給端子82の動作を制御する切替部を符号SW4とし、下流側電圧検出端子92の動作を制御する切替部を符号SW3として示している。
この選出手段27は、上記した各接触子CPに導通接続される複数の切替部SWから構成されている。この選出手段27は、後述する制御手段25からの動作信号を受けることによりON/OFFの動作が制御されることになる。
この判定手段24が行う判定は、予め後述する記憶手段28に判定閾値が設定され、その閾値との大小比較によって、配線パターンの導通検査における良否や配線パターン間の絶縁検査における良否を判定する。
この記憶手段28に導通・絶縁検査に必要な情報が格納され、これらの情報を用いることによって、導通・絶縁検査が行われることになるとともに、検出される各検出値が格納される。
尚、この記憶手段28に検査対象となる配線パターンの順番が記憶され、この順番に沿って後述する制御手段25が選出手段27の動作を制御する。
この制御手段25が行う検査対象の配線パターンの選出方法は、予め記憶手段28に検査対象となる配線パターンの順番が設定され、この順番に従って検査対象の配線パターンが選出される方法を例示することができる。この選出方法は、上記の如き方法を採用することもできるが、検査対象となる配線パターンが順序良く選出される方法であれば特に限定されない。
この制御手段25が行う具体的な配線パターンの選出は、選出手段27を用いることにより実施される。例えば、選出手段27の各切替部SWのON/OFF制御を行うことにより、検査対象となる配線パターンを選出することができる。
図2の実施形態の基板検査装置2では、検査対象となる配線パターンが供給手段22と接続されるための上流側電流供給端子81と接続されるように、切替部SWがONされることになる。また同時に、上流側電圧検出手段91とこの配線パターンが接続されるように切替部SWがONされる。
また、この場合、検査対象の配線パターン以外の配線パターン(残りの配線パターン)に対応する切替部SW4がONされるように促す信号が送信される。
上記の説明の如く、制御手段25によって、回路基板CBの複数の配線パターンPから検査対象となる配線パターンPが選択され、導通検査又は絶縁検査が行われることになる。
この図3で示される基板検査装置2では、左手側に載置位置Aが設けられており、右手側に検査位置Bが設けられている。
この基板検査装置2では、載置位置Aにおいて、シート基板1を基板検査装置1の内部に投入する。この載置位置Aには、開閉可能な扉31が設けられている。
図3で示される扉31の下方には、シート基板1を載置する載置台32が配置されている。この載置台32は、シート基板1を載置する板状部32aを有しており、この板状部は厚み方向に貫通する貫通孔(図示せず)が複数形成されている。この貫通孔は、真空ポンプ(図示せず)のような吸引装置に接続され、この貫通孔から真空吸着して、載置されるシート基板1を板状部32aに固着することができる。
このように板状部32aを昇降させることによって、シート基板1を容易に載置させることができるとともに、搬送手段21が搬送する際の阻害要因となることを防止することができる。
この搬送手段21は、載置台31に載置されたシート基板1の端部を把持するとともにシート基板1の外側方向に引張状態に保持する把持部(図示せず)を有する。
この把持部は、シート基板1を確実に把持するために、シート基板1の四つの端部をシート基板1の厚み方向に挟持する四つの挟持機構を有している。また、把持部がシート基板1を挟持すると、この挟持機構は、シート基板1を引張状態に保持するために、各挟持機構がシート基板1の外側方向に所定の距離だけ移動する。
尚、この所定の距離は、シート基板1を引張状態に保持して、可能な限り平面(面一)状態となるように保持することができれば特に限定されるものではない。
この搬送手段21の四つの挟持機構は、載置位置Aと検査位置Bを直線的に結ぶレール上を、シート基板1を引張状態に保持して移動することになる。
このため、シート基板1を搬送中及び検査中において、常に引張状態にして維持する。
一つの行(例えば、a行)に配列される複数の単位基板11を検査した後に、搬送手段21が一つの行分シート基板1を搬送させて、次の行(例えば、b行)に配列される複数の単位基板11を検査することができるように、シート基板1を搬送する。
なお、このような場合、詳細は後述するが、a行に配置される単位基板11の検査手順としては、同一方向に向く三つの単位基板Aが検査された後、点対称に配置される三つの単位基板Bを検査する。また、単位基板A単位基板Bと交互に単位基板11を検査することもできる。
この検査手順は、シート基板1の行辺りの検査時間を短縮することができる方法を用いることができ、移動手段26の回転速度や移動速度に因る。
この場合、シート基板1の単位基板11の表面に配置される配線パターンを検査する検査治具5と、裏面に配置される配線パターンを検査する検査治具5が示されている。尚、これら二つの検査治具5を用いて表面と裏面に夫々端部を有する配線パターンを検査することもできる。
尚、搬送手段21と移動手段26ともに、夫々x−y方向に自由に移動するように設けることもできるが、基板検査装置2を小型化するためにも、搬送手段21と移動手段26が直交する一方向の移動機構を備えることが好ましい。
保持部261は、検査治具5を保持する保持機構である。この保持部261の保持機構は、選出手段27と導通接続するように検査治具5を保持することができれば特に限定されるものではなく、上記の如く、検査治具5と選出手段27が一体的な移動を行うことができるように確実に保持する必要がある。
この回転部262は、少なくとも点対称な単位基板A,Bを検査するために、検査治具5と選出手段27を回転させるために、180度回転することができる必要がある。
以上が本発明にかかる基板検査装置2の構成の説明である。
図5は、基板検査装置の動作を説明するための概略説明図であり、(a)は概略平面図であり、(b)は概略正面図である。
まず、図1に示される如きシート基板1を準備し、このシート基板1の単位基板11の表面と裏面の検査を実行することのできる検査治具5を夫々準備する。
シート基板1と検査治具5が準備されると、検査治具5を基板検査装置2の保持部261に保持させる。
シート基板1を基板検査装置2の扉31を開き、載置位置Aの載置台32の板状部32aの上にシート基板1の位置合わせを行いながら載置する。
このとき、載置台32の板状部32aはシート基板1を固定するために真空吸着が行われている。
シート基板1が固定されると、搬送手段21の四つの把持部211が夫々シート基板1の四隅を挟持する。このとき、把持部211は、シート基板1の外側方向に向かって適宜移動する。
把持部211がシート基板1の四隅を夫々挟持すると載置台32が下降し、搬送手段21がシート基板1を載置位置Aから検査位置Bへ搬送する。
図1で示される如きシート基板1を検査する場合には、例えば、a行の左側に配置される単位基板Aの検査を実施するために、単位基板11の検査点に検査治具5の接触子が導通接触させるように、検査治具5を移動手段21が移動させる。
a行の左側単位基板Aの検査が終了すると、検査治具5が単位基板11から離間され、a行真ん中に配置される単位基板A(中央の単位基板A)の検査が行われる。この単位基板Aの検査も同様に実施され、次に右側単位基板Aの検査が実施される。
このように移動手段26により回転移動を行うことによって、単位基板Bに検査治具5を導通接触しやすくなる。
検査治具5が回転移動されると、単位基板Aの検査手順と同様に、単位基板Bが一つずつ検査される。a行の単位基板Bが全て検査されると、搬送手段21はシート基板1を一行分だけ搬送し、次に、b行の単位基板11が検査されることになる。この場合は、単位基板Bから単位基板Aへ検査が行われる。
このように、シート基板1に形成される単位基板11全ての検査終了するまで繰り返し行われる。
以上が本発明にかかる基板検査装置の動作の説明である。
2・・・・基板検査装置
21・・・搬送手段
22・・・供給手段
23・・・検出手段
24・・・判定手段
25・・・制御手段
26・・・移動手段
27・・・選出手段
SW・・・切替部
CP・・・接触子
Claims (6)
- 複数の配線パターンを有する複数の単位基板が点対称となるように二つ一組として配列されるシート基板において、該単位基板の配線パターン上に設定される検査点に対して導通接触する接触子を複数備える検査治具を単位基板毎に導通接触させて、該単位基板の検査対象となる配線パターンの電気的特性を検出して、該シート基板を検査する基板検査装置であって、
前記シート基板を保持するとともに、所定の検査位置まで搬送する搬送手段と、
前記検査対象となる配線パターンから電気的特性を検出するための電気的信号を検出する電力を供給する供給手段と、
前記電気的信号を検出する検出手段と、
前記電力と前記電気的信号から前記検査対象の配線パターンの電気的特性を算出し、該電気的特性を基に該配線パターンの良否を判定する判定手段と、
単位基板に形成される複数の配線パターンから検査対象の配線パターンとなるように選出するために、前記供給手段と前記検出手段を前記検査治具の接触子と導通接続させる選出手段と、
前記検査治具を前記単位基板の配線パターン上の検査点に導通接触させるために、前記検査治具を保持して移動させる移動手段を有し、
前記移動手段は、点対称に配置される一組の単位基板を検査することができるように、前記検査治具と前記選出手段を一体的に回転移動させることができることを特徴とする基板検査装置。 - 前記基板検査装置は、前記シート基板を該基板検査装置に投入する載置位置が設けられ、
前記搬送手段は、前記検査位置と前記載置位置を結ぶ直線上を移動することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。 - 前記シート基板の単位基板がマトリクス状に配列される場合において、
前記基板検査装置は、前記直線方向と直角の列に配置される単位基板毎に検査が行われることを特徴とする請求項2記載の基板検査装置。 - 前記移動手段は、前記シート基板の表面に対して直角方向に移動するとともに、前記検査位置と前記載置位置を結ぶ直線に対して直角方向に移動することを特徴とする請求項2記載の基板検査装置。
- 前記選出手段は、前記検査治具が有する前記接触子に夫々導通接続する接続端子を有し、
前記接続端子が、前記供給手段の電気的に上流側及び下流側と前記検出手段の電気的に上流側及び下流側のいずれかと導通接続するように切替部を有することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。 - 前記基板検査装置は、
載置位置において、前記シート基板を真空吸着して載置する載置台を有し、
前記搬送手段は、前記載置台に載置されたシート基板の端部を把持するとともに該シート基板の外側方向に引張状態に保持する把持部を有することを特徴とする請求項1記載の基板検査装置。
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