JPH0722171B2 - 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、各種電子部品が装着さ
れるセラミックス基板に印刷された回路パターンの電気
特性等を検査する基板検査装置特に回路パターン上の少
なくとも２個のマークから２点間の距離を算出してこの
算出値からセラミックス基板焼成時の収縮率を算出する
基板検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、各種機械の制御装置はコンパクト
化をはかるため、各電子部品、ＩＣ部品を基板上で接続
するに際して配線図が回路パターンとして印刷された基
板特にセラミックス基板が数多く利用されている。この
セラミックス基板では、各電子部品の装着前、または装
着後にその耐電圧試験、導通試験等の各種の試験を行っ
て不良基板を排除したり、この基板上装着されたＩＣ部
品の機能試験等を行って不良回路パターン、不良部品を
排除する工程が必要となっている。また、セラミックス
基板の場合その焼成時には大きく収縮してこれがセラミ
ックス基板の特性に大きな影響を与えることから、その
収縮率を算出してその算出値に応じてセラミックス基板
を選別する工程が必要となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、不良部品、
不良回路パターンを排除する工程でも、またセラミック
ス基板をその収縮率に応じて選別する工程でも、それぞ
れ専用の検査装置があるものの、回路パターンの印刷の
ずれ、傾きがある関係で、セラミックス基板の位置決め
の自動化ができず、手作業によりセラミックス基板の位
置を決めてそれぞれの検査装置を作動させねばならな
い。そのため、これら二つの工程をそれぞれ別個の検査
装置で行わねばならず、装置が大型化し、そのコストア
ップを招く等の問題があり、これら問題を解決するため
セラミックス基板の回路パターンの位置ずれに拘わらず
セラミックス基板を自動供給して所定の検査を行い、同
時にセラミックス基板の収縮率に応じてセラミックス基
板を選別して取出すことができる装置が要望されてい
る。

【０００４】本発明は、上記要望に鑑み発明されたもの
で、セラミックス基板に印刷された回路パターンの姿勢
に応じて検査ユニットを自動的に位置決めするととも
に、回路パターンの検査から得られる少なくとも２個の
マーク間の距離からセラミックス基板の収縮率を算出し
てこの収縮率に応じてセラミックス基板を選別して取出
すことができる基板検査装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】回路パターンの姿勢を示
すマークを持つセラミックス基板が載置されるワーク移
載台を水平方向に往復移動させる移動手段が配置されて
おり、このワーク移載台の移動路の上方にはワーク移載
台上のセラミックス基板のマークの位置を検出するＣＣ
Ｄカメラが配置されている。

【０００６】前記ＣＣＤカメラから水平方向に所定距離
離れた位置には、ワーク移載台の移動路の上方に位置し
て所定の検査を行う検査ユニットのプローブピンをＸＹ
平面上で移動させかつθ方向に回転させる位置決め機構
が昇降自在に配置されている。

【０００７】さらに、前記ＣＣＤカメラにはこれにより
検出される少なくとも２個のマークの位置から回路パタ
ーンの位置ずれ量および傾き量を算出する演算部を持つ
制御部が接続されており、この制御部はワーク移載台が
位置決め機構の下方に位置すると、前記位置ずれ量およ
び傾き量に応じて位置決め機構を作動させるように構成
されている。また、この制御部には焼成前の生セラミッ
クス基板上の少なくとも２個のマーク間の距離を記憶す
る記憶部とこの２個のマーク間の距離および被検査セラ
ミックス基板上の２個のマーク間の距離からセラミック
ス基板の収縮率を算出する演算部とが設けられている。

【０００８】

【作用】この装置では、ワーク移載台にセラミックス基
板がセットされて後、移動手段が作動して基板がＣＣＤ
カメラの下方に達すると、ＣＣＤカメラが回路パターン
内にその姿勢検出用に設けられた２個のマークの位置を
読取り、それぞれのマークの位置情報を制御部に送る。
制御部ではこれら位置情報とあらかじめ記憶された各マ
ークの基準位置情報とから回路パターンそれぞれの位置
ずれ量および傾き量が算出される。同時に、制御部では
２個のマーク間の距離が算出され、この算出値とあらか
じめ記憶された焼成前の生セラミックス基板上の２個の
マーク間の距離とからセラミックス基板の収縮率が算出
されて一時記憶される。

【０００９】さらに、前記ワーク移載台が水平方向に移
動して、位置決め機構の下方で停止すると同時に、演算
部で算出された位置ずれ量および傾き量は位置決め機構
に送られ、位置ずれ量および傾き量に応じて位置決め機
構が駆動され、回路パターンの位置ずれ、傾きに応じて
検査ユニットの姿勢が変化する。位置決め機構の位置決
めが完了すると、セラミックス基板の上方に位置する検
査ユニットが下降し、これに取付けられたプローブピン
がセラミックス基板の位置ずれ量および傾き量に応じて
移動して回路パターン上の所定の位置に当接し、所定の
検査が行われる。

【００１０】所定検査が終了するにともなって、移動手
段が復動してワーク移載台がワークセット位置に復帰す
ると、所定検査結果に応じてセラミックス基板を良品、
不良品別に選別して取出すことができる。しかも、前記
検査結果によりセラミックス基板が良品である時には、
セラミックス基板の収縮率に応じて収縮率が似通ったセ
ラミックス基板を選別して取出すことができる。

【００１１】

【実施例】以下、実施例を図面に基づいて説明する。図
１ないし図４において、１は基板検査装置であり、基台
２に直立して固定されたコラム３を有し、このコラム３
にはその中間位置で水平に延びる移動手段の一例の直交
座標型のＸＹテーブル４が固定されている。このＸＹテ
ーブル４は、ＸＹ平面上で移動するワーク移載台４１を
有しており、モータ（図示せず）の駆動によりワーク移
載台４１をワークセット位置から後記するＣＣＤカメラ
６の下方まで移動させるように構成されている。また、
前記ＸＹテーブル４はワーク移載台４１をＣＣＤカメラ
６の下方からさらに水平方向に所定距離離れて位置する
検査ユニット８の下方まで移動させ、ワーク移載台４１
上のセラミックス基板５の中心が後記する位置決め機構
７の回転台７ａの中心に一致するように構成されてい
る。前記ワーク移載台４１は中央部にセラミックス基板
５を水平に載置して着脱自在に固定するように構成され
ており、ワーク移載台４１がワークセット位置にある
時、作業者が手作業でセラミックス基板５を供給、また
は取出すように構成されている。

【００１２】また、前記直立するコラム３には前記ワー
ク移載台４１の移動路の上方でかつ後記する検査ユニッ
ト８の側部に位置してＣＣＤカメラ６が固定されてお
り、このＣＣＤカメラ６の先端周囲にはリング状のスト
ロボ６１が取付けられている。前記ＣＣＤカメラ６は、
制御部９から作動指令信号を受けるとストロボ６１から
光が投射され、セラミックス基板５に印刷された回路パ
ターンのマークが反射してこのマークを二値化信号とし
て取込み、それぞれの中心を位置情報として検出し、こ
れを制御部９に送るように構成されている。

【００１３】前記コラム３には、ＣＣＤカメラ６から水
平方向に所定距離離れた位置でかつワーク移載台４１の
移動路の上方に位置して検査ユニット８が配置されてい
る。この検査ユニット８は直立する方向に延びる２本の
リニアガイド８２を有しており、これらリニアガイド８
２には軸受台８３を介して昇降ヘッド８１が案内され、
昇降駆動源８６の作動により所定ストローク往復移動自
在でしかも最下位置で所定検査時間停止するように構成
されている。前記昇降駆動源８６は制御部９から駆動指
令信号を受けると、１ストローク作動し、後記するプロ
ーブピン８４を昇降させるように構成されている。前記
昇降ヘッド８１の下部には位置決め機構７の回転台７ａ
が固定されており、この回転台７ａはθ軸モータ７ｄの
駆動によりＸＹ平面と平行にすなわちθ方向に回転する
ように構成されている。また、前記回転台７ａにはＸ軸
モータ７ｅの駆動によりＸＹ平面上のＸ方向に往復移動
するＸ軸テーブル台７ｂが配置されており、さらにこの
Ｘ軸テーブル台７ｂにはＹ軸モータ７ｆの駆動によりＹ
方向に往復移動するＹ軸テーブル台７ｃが配置されてい
る。このＹ軸テーブル台７ｃには一体に移動するように
検査台８５が固定されており、この検査台８５にはセラ
ミックス基板５の所定位置に当接して導通検査を行う所
定本数のプローブピン８４が直立して、しかもその先端
が同一面上に位置するように配置されており、前記位置
決め機構７の作動によりプローブピン８４が任意の位置
に移動してその姿勢を変えるように構成されている。

【００１４】前記位置決め機構７は制御部９から回路パ
ターンの位置ずれ量および傾き量を受けると、まず前記
傾き量に応じて順次θ軸モータ７ｄを駆動して回転台７
ａすなわちプローブピン８４のθ方向の位置決めを行
い、その後Ｘ軸モータ７ｅおよびＹ軸モータ７ｆを駆動
してプローブピン８４のＸＹ方向の位置決めを行って位
置決め完了信号を制御部９に出力するように構成されて
いる。

【００１５】一方、前記基板検査装置１の制御部９は基
準値記憶指令信号を受けると、ＸＹテーブル４に移動指
令信号を送るとともに、ＣＣＤカメラ６から位置情報を
受けるとＸＹテーブル４を復帰させるように構成されて
いる。また、この制御部９はセラミックス基板５がワー
ク移載台４１に供給されて後に作業開始信号を受ける
と、ＸＹテーブル４に移動指令信号を送る一方で、ＣＣ
Ｄカメラ６から位置情報を受けると、ＸＹテーブル４に
検査位置までの移動指令信号を送るように構成されてい
る。しかも、この制御部９はＣＣＤカメラ６から供給さ
れる位置情報に基づき２個のマーク間の中心位置等の基
準位置情報を算出する第１演算部９ａと、これらマーク
の基準位置情報を記憶する第１記憶部９ｂと、前記基準
位置情報と検査中のセラミックス基板５から得られる位
置情報とに基づき回路パターンの位置ずれ量および傾き
量を算出する第２演算部９ｃとを有し、第２演算部９ｃ
の算出値を一時記憶するように構成されている。

【００１６】また、前記制御部９は、ＸＹテーブル４か
ら検査位置での位置決め完了信号を受けると、前記位置
ずれ量および傾き量を位置決め機構７に送り、位置決め
機構７から位置決め完了信号が発信されると、昇降駆動
源８６に作動指令信号を発信して昇降駆動源８６を駆動
し、検査ユニット８からの検査結果を一時記憶して後、
この昇降駆動源８６からの原位置復帰信号を待って、Ｘ
Ｙテーブル４にワークセット位置復帰指令信号を送るよ
うに構成されている。

【００１７】さらに、前記制御部９は焼成前の生セラミ
ックス基板（図示せず）上の少なくとも２個のマーク間
の距離を記憶する第３記憶部９ｄと、ＣＣＤカメラ６か
ら前記２個のマークの位置情報を受けて算出される２個
のマーク間の距離と生セラミックス基板上の２個のマー
ク間の距離とからセラミックス基板５の収縮率を算出し
てこれを表示し、同時に一時記憶する第３演算部９ｅを
有している。

【００１８】上記基板検査装置では、作業開始前に生セ
ラミックス基板に印刷された回路パターン上の２個のマ
ーク間の距離を制御部９内の記憶部９ｂに記憶する。ま
た、図５（ａ）に示すように基準となる焼成後のセラミ
ックス基板５をワーク移載台４１に固定して後、制御部
９が基準値記憶指令信号を受けると、ＸＹテーブル４が
作動し、セラミックス基板５がＣＣＤカメラ６の下方ま
で移動する。この位置決めが完了すると、ストロボ６１
が作動してＣＣＤカメラ６がセラミックス基板５に印刷
された２個のマークの位置を二値化信号として検出す
る。このＣＣＤカメラ６はこの二値化信号からマークの
中心位置を算出し、マークの位置情報として制御部９に
送る。この位置情報から２個のマーク間の中心位置が第
１演算部９ａで算出され、この中心位置が前記位置情報
とともに第１記憶部９ｂで記憶される。同時に、ＸＹテ
ーブル４にワークセット位置復帰指令信号が送られ、Ｘ
Ｙテーブル４がワークセット位置に復帰する。

【００１９】その後、作業者によりセラミックス基板５
がワーク載置台４１に載置され、しかも制御部９が作業
開始指令信号を受けると、図５（ｂ）に示すようにＸＹ
テーブル４が往動してワーク移載台４１がＣＣＤカメラ
６の下方まで移動し、ＣＣＤカメラ６によりセラミック
ス基板５に印刷された２個のマークの位置が二値化信号
として検出される。また、ＣＣＤカメラ６はこの二値化
信号からマークの中心位置を算出し、これを制御部９に
送る。制御部９ではこの位置情報から２個のマークの中
心位置すなわちセラミックス基板５に印刷された回路パ
ターンの中心位置が算出され、この位置情報および算出
値と第１記憶部９ａで記憶された基準位置情報とから位
置ずれ量および傾き量が算出される。また、前記２個の
マークの位置情報から２個のマーク間の距離が算出さ
れ、この距離と第３記憶部９ｄで記憶された生セラミッ
クス基板上のマーク間の距離とからこのセラミックス基
板５の収縮率が算出され、これらが一時記憶される。

【００２０】前記位置ずれ量および傾き量ならびに収縮
率が算出されると、ＸＹテーブル４がさらに検査位置ま
で往動し、図５（ｃ）に示すようにセラミックス基板５
が検査ユニット８の下方に達してその中心が回転台７ａ
の中心に一致するように位置決めされる。この位置決め
完了後、前記位置ずれ量および傾き量が位置決め機構７
に送られ、位置決め機構７はまず回路パターンの傾き量
に応じて回転台７ａを回転させ、Ｘ軸テーブル台７ｂお
よびＹ軸テーブル台７ｃごと検査ユニット８のプローブ
ピン８４を所定角度回転させる。続いて、回路パターン
の位置ずれ量に応じてＸ軸モータ７ｅおよびＹ軸モータ
７ｆが駆動され、Ｘ軸テーブル台７ｂ、Ｙ軸テーブル台
７ｃを移動させ、検査ユニット８の中心をセラミックス
基板５上の２個のマーク間の中心に一致させ、セラミッ
クス基板５に傾いて印刷された回路パターンに沿って検
査ユニット８のプローブピン８４を位置させることがで
きる。その後、位置決め機構７から位置決め完了信号が
発信されると、昇降駆動源８６が作動して昇降ヘッド８
１が所定ストローク下降する。そのため、昇降ヘッド８
１とともに移動するプローブピン８４がセラミックス基
板５に印刷された回路パターン上の所定の位置に正確に
接触でき、所定の導通検査を行うことができる。

【００２１】また、この導通検査が終了すると、その完
了信号によりＸＹテーブル４がワークセット位置に復動
すると同時に、作業者がその結果に基づいてすなわち検
査結果が不良で取付け部品あるいは回路パターンに欠陥
がある時には、不良基板を不良基板用位置に取出す。一
方、前記検査結果が良好で取付け部品あるいは回路パタ
ーンが良品である場合には、一時記憶された収縮率が表
示部（図示せず）で表示され、この表示値に応じて作業
者が良品のセラミックス基板５を所定の収縮率を持つ基
板用の取出し位置に取出すことができる。

【００２２】なお、実施例ではワーク移載台４１はＸＹ
テーブル４に取付けられているが、所定ストロークを持
つシリンダ機構（図示せず）を使用してもよい。また、
実施例では収縮率を所定検査前に算出しているが、検査
後に算出してもよい。さらに、所定検査およびその良否
結果の表示ならびに収縮率の演算およびその表示は制御
部で行うように構成されているが、これらをパーソナル
コンピュータで行ってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は所定検査
を行う検査ユニットのプローブピンをＸＹ平面上で移動
させ、かつＸＹ平面に平行に回転させる位置決め機構を
昇降自在に設けるとともに検査ユニットから所定距離を
隔ててＣＣＤカメラを取付ける一方、ＣＣＤカメラ、検
査ユニットそれぞれの下方で停止するように平行移動す
るワーク移載台を配置し、このワーク移載台のセラミッ
クス基板に検査ユニットのプローブピンが接触できるよ
うに構成するとともに、ＣＣＤカメラにより検出される
セラミックス基板の回路パターン上の２個のマーク間の
距離からセラミックス基板の収縮率を算出し、この収縮
率に応じてセラミックス基板の取出し位置を基板供給ロ
ボットに送るように構成しているため、セラミックス基
板に印刷された回路パターンが正規の位置からずれてい
たり、また傾いていたりしても、これをＣＣＤカメラで
検出してプローブピンの位置を変更でき、導通検査等所
定の検査を確実に行うことができるばかりか、このセラ
ミックス基板をワーク移載台から取出す際にセラミック
ス基板の収縮率に応じてセラミックス基板を選別して取
出すことができ、セラミックス基板の回路パターンの不
良検出からセラミックス基板の選別取出しまでの工程を
高速化でき、検査選別に要する時間を短縮することがで
きる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板検査装置の全体正面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】本発明に係る制御部の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】図１の基板検査装置をシンボル化した一部断面
正面図である。

【図５】本発明に係る検査ユニットの概略動作説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 基板検査装置 ２ 基台 ３ コラム ４ ＸＹテーブル ４１ ワーク移載台 ５ セラミックス基板 ６ ＣＣＤカメラ ６１ ストロボ ７ 位置決め機構 ７ａ 回転台 ７ｂ Ｘ軸テーブル台 ７ｃ Ｙ軸テーブル台 ７ｄ θ軸モータ ７ｅ Ｘ軸モータ ７ｆ Ｙ軸モータ ８ 検査ユニット ８１ 昇降ヘッド ８２ リニアガイド ８３ 軸受台 ８４ プローブピン ８５ 検査台 ８６ 昇降駆動源 ９ 制御部 ９ａ 第１演算部 ９ｂ 第１記憶部 ９ｃ 第２演算部 ９ｄ 第３記憶部 ９ｅ 第３演算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路パターンの姿勢を示すマークを持つ
   セラミックス基板が載置されるワーク移載台を水平方向
   に往復移動させる移動手段を配置するとともに、このワ
   ーク移載台の移動路の上方に位置して、ワーク移載台上
   のセラミックス基板のマークの位置を検出するＣＣＤカ
   メラを配置し、 さらに、前記ＣＣＤカメラから水平方向に所定距離離れ
   た位置で、ワーク移載台の移動路の上方に位置して所定
   検査を行う検査ユニットのプローブピンをＸＹ平面上で
   移動させかつθ方向に回転させる位置決め機構を昇降す
   るように配置する一方、 前記ＣＣＤカメラにより検出される少なくとも２個のマ
   ークの位置から回路パターンの位置ずれ量および傾き量
   を算出する演算部を持ち、ワーク移載台が位置決め機構
   の下方に位置すると前記位置ずれ量および傾き量に応じ
   て位置決め機構を作動させる制御部を設けるとともに、
   この制御部に焼成前の生セラミックス基板上の少なくと
   も２個のマーク間の距離を記憶する記憶部とこの２個の
   マーク間の距離および被検査セラミックス基板上の２個
   のマーク間の距離からセラミックス基板の収縮率を算出
   する演算部とを設けたことを特徴とする基板検査装置。