JP5314328B2 - アームオフセット取得方法 - Google Patents

Description

本発明は、プリント基板の両面検査を行う両面基板検査装置においてプローブの位置を計測し、位置的誤差の値を取得し、必要に応じてプローブの位置補正を行うためのアームオフセット取得方法に関するものである。つまり、本願明細書及び特許請求の範囲でいう「アームオフセット取得」とは、プローブの位置的な誤差を測定し、吸収（調整）するための動作を意味する。

従来、両面プリント配線板であるプリント基板の両面検査を行う両面基板検査装置においては、プリント基板の各面、即ち、表面及び裏面に対し、検査用プローブピン、即ち、プローブを打触して、検査を行う。この際、先ず、装置の基板固定部に定置されたプリント基板の所定位置にプローブを正確に接触させるためには、プローブを常に正しい位置座標の下で移動させることが必要である。

図３に、従来の両面基板検査装置１の一例の概略構成を示す。

本例では、両面基板検査装置１は、定置されたプリント基板１００の表面側と、裏面側に位置して、それぞれ、第１測定ユニット１０及び第２測定ユニット２０が配置されている。第１測定ユニット１０及び第２測定ユニット２０は、同じ構成とされ、プリント基板１００に対して対称配置されている。

第１及び第２測定ユニット１０、２０は、それぞれ、プリント基板１００の表面側及び裏面側の検査を行うために、プリント基板１００の平面に沿ってＸ−Ｙ方向に移動自在とされる。

従って、第１測定ユニット１０は、Ｘ軸及びＹ軸に沿って可動とされた可動体１３を備え、この可動体１３にプローブ１５を備えたＺ軸ユニット１４及び位置補正カメラ１６が取り付けられている。同様に、第２測定ユニット２０は、Ｘ軸及びＹ軸に沿って可動とされた可動体２３を備え、この可動体２３にプローブ２５を備えたＺ軸ユニット２４及び位置補正カメラ２６が取り付けられている。また、各プローブ１５、２５は、可動体１３、２３が移動するＸＹ平面に対して垂直なＺ軸方向に、即ち、プリント基板１００に対して垂直方向に離接可能とされる。

つまり、各測定ユニット１０、２０のプローブ１５、２５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の移動が、また、位置補正カメラ１６、２６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動が自在とされて、可動体１３、２３に設置されている。

斯かる構成の両面基板検査装置１では、特許文献１に記載するように、被検査基板であるプリント基板、或いは、被検査基板に代わる専用のダミー基板に設けられた基準マークを位置補正カメラにて撮影することにより、予め定められている基準となるべき理論座標の位置（理論値）からのズレを正確に検出し、誤差測定値として取得される。この誤差測定値は、装置本体に設けた演算部にて、各測定ユニットのＸ軸アームとＹ軸アームとの機構誤差分として把握され、検査時の移動座標に反映される。

しかしながら、特許文献１に記載するアームオフセット取得方法では、プリント基板に基準マークを設けておくことが必要となり、その分プリント基板のコストが増大する。まして、アームオフセット取得を実行しないプリント基板にとっては、この基準マークは無駄なものとなる。

また、基準マークを設けたダミー基板を使用するアームオフセット取得方法では、その都度、ダミー基板をセットする必要がある。これらの作業は極めて煩雑であり、多くの時間を余儀なくする。

一方、特許文献２に記載するように、アームオフセット取得時に、打痕シートを貼付したオフセット基板を使用することも行われている。

特許文献２は、プリント基板の片面を検査する基板検査装置について記載されているが、上記図３に示す両面基板検査装置１においても、採用されている。

つまり、両面基板検査装置１において、各測定ユニット１０、２０毎に、アームオフセット取得動作を行い、アームオフセット取得時には、打痕シートを貼付したオフセット基板を所定位置にセットし、Ｚ軸ユニットがオフセット基板上に移動し、プローブが打痕シート上を打触（プロービング）する。

これにより、打痕シート上には打痕が記録され、この打痕上に位置補正カメラを移動し、打痕位置を検出し、上記と同様に、理論値との誤差を数値化し、演算して検査時の移動座標に反映する。この方法は、シンプルで且つ正確にアームオフセット取得が可能であるという利点を有している。
特開２００２−２２１５５０号公報 特開平６−３３１６５３号公報

しかしながら、両面基板検査装置におけるアームオフセット取得は、装置による高精度の検査を達成するには、所定時間毎に定期的に行うことが好ましい。

上述の打痕シートを貼付したオフセット基板を使用するアームオフセット取得方法では、特許文献１に記載のダミー基板を使用した両面基板検査方法と同様に、その都度、オフセット基板をセットし、しかも、オフセット基板には打痕シートを貼付する必要がある。これらの作業は極めて煩雑であり、多くの時間を余儀なくする。

そこで、本発明の目的は、簡単でしかも正確にアームオフセット取得が可能な、両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法を提供することである。

本発明の他の目的は、頻繁に行うことが容易であり、プローブの位置ズレ、及び、プローブの破損状況の監視を行うことができる、両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法を提供することである。

本発明の他の目的は、アームオフセット取得の自動化が可能な、両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法を提供することである。

上記目的は本発明に係るアームオフセット取得方法にて達成される。要約すれば、本発明は、プリント基板の表面及び裏面の検査を行うために、プリント基板の表面側及び裏面側にそれぞれ位置して、プリント基板の表面及び裏面を規定するＸ−Ｙ座標平面にてＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能とされる第１測定ユニット及び第２測定ユニットを有し、
前記第１及び第２測定ユニットは、それぞれ、Ｘ軸及びＹ軸に沿って可動とされた可動体を備え、前記可動体には、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直方向のＺ軸方向に移動可能な上下動機構付きプローブを備えたＺ軸ユニットと、位置補正カメラが取り付けられている、
両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法において、
前記プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、
（ａ）前記第１測定ユニットを予め定められたＸ−Ｙ座標の所定の位置に移動し、Ｚ軸ユニットの上下機構を駆動し、プローブをプロービング位置へと下降させ、
（ｂ）前記第２測定ユニットの位置補正カメラを前記第１測定ユニットのプローブと同じ座標位置に移動し、前記第２測定ユニットの位置補正カメラによって、前記第１測定ユニットのプローブの先端を撮影してその位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、前記第１測定ユニットのアームオフセット取得を行い、
（ｃ）前記第２測定ユニットを予め定められたＸ−Ｙ座標の所定の位置に移動し、Ｚ軸ユニットの上下機構を駆動し、プローブをプロービング位置へと下降させ、
（ｄ）前記第１測定ユニットの位置補正カメラを前記第２測定ユニットのプローブと同じ座標位置に移動し、前記第１測定ユニットの位置補正カメラによって、前記第２測定ユニットのプローブの先端を撮影してその位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、前記第２測定ユニットのアームオフセット取得を行う、
ことを特徴とする両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法である。

本発明の一実施態様によれば、両面基板検査装置の最初のアームオフセット取得は、前記第１及び第２測定ユニットにおいて、それぞれ、
（ｅ）打痕シートを貼付したオフセット基板を所定位置にセットし、Ｚ軸ユニットが前記オフセット基板上に移動し、打痕シート上を打触し、
（ｆ）同じ測定ユニットの位置補正カメラを前記打痕シートの打痕上に移動し、打痕位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、アームオフセット取得を行い、
（ｇ）その後、前記プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、前記（ａ）〜（ｄ）の前記第１及び第２測定ユニットのアームオフセット取得を行う。

本発明の他の実施態様によれば、前記（ａ）〜（ｄ）の前記第１及び第２測定ユニットのアームオフセット取得は、前記プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、所定時間間隔にて行う。

本発明のアームオフセット取得方法によれば、簡単でしかも正確にアームオフセットが取得できる。また、極めて簡易に実行することができることから、例えば１回／１時間の割合で頻繁に行うことが可能であり、プローブの位置ズレ、及び、プローブの破損状況の監視を行うことができる。更に、本発明のアームオフセット取得方法は、ダミー基板或いはオフセット基板のセットが不要であるため、アームオフセット取得の自動化が可能である。

以下、本発明に係るアームオフセット取得方法を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１に、本発明に係るアームオフセット取得方法を実施することのできる両面基板検査装置の一実施例を示す。

本実施例にて、両面基板検査装置１は、図３に示した従来の両面基板検査装置１と同じとされ、ダミー基板、或いは、打痕シートを貼付したオフセット基板を使用するアームオフセット取得方法を実施可能な装置であるとする。

図１を参照して、本実施例の両面基板検査装置１の概略構成について説明する。

本実施例の両面基板検査装置１は、所定位置にセットされたプリント基板１００の表面及び裏面の検査を行うために、プリント基板１００の表面側及び裏面側にそれぞれ位置して、プリント基板１００の表面及び裏面を規定するＸ−Ｙ座標平面にてＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能とされる第１測定ユニット１０及び第２測定ユニット２０が配置されている。第１測定ユニット１０及び第２測定ユニット２０は、同じ構成とされ、プリント基板１００に対して対称に配置されている。

第１測定ユニット１０は、Ｘ軸（Ｘ軸アーム１１）及びＹ軸（Ｙ軸アーム１２）に沿って可動とされた可動体１３を備え、この可動体１３には、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直方向のＺ軸方向に移動可能とされる上下動機構付きプローブ１５を備えたＺ軸ユニット１４と、ＣＣＤカメラのような撮像手段である位置補正カメラ１６が取り付けられている。

同様に、第２測定ユニット２０は、Ｘ軸（Ｘ軸アーム２１）及びＹ軸（Ｙ軸アーム２２）に沿って可動とされた可動体２０を備え、この可動体２０に、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直方向のＺ軸方向に移動可能とされる上下動機構付きプローブ２５を備えたＺ軸ユニット２４と、ＣＣＤカメラのような撮像手段である位置補正カメラ２６が取り付けられている。

上述のように、各プローブ１５、２５は、上下動機構１４、２４により、可動体１３、２３が移動するＸ−Ｙ平面に対して垂直なＺ軸方向に、即ち、プリント基板１００に対して垂直方向に離接可能とされる。

つまり、各測定ユニット１０、２０のプローブ１５、２５は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の移動が、また、位置補正カメラ１６、２６は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の移動が、自在とされて可動体１３、２３に設置されている。

次に、本発明に従った、上記構成の両面基板検査装置１におけるアームオフセット取得方法について説明する。

本発明のアームオフセット取得方法は、例えば自動検査時などにおいて、プリント基板１００が搬入される前に、装置が自動的にアームオフセットを取得することができる。

図１及び図２は、例えば、プリント基板１００が搬入される前であって、両面基板検査装置１のプリント基板固定部には、オフセット基板１００をも含め、いかなる基板もセットされていない状態を示す。

なお、図１は、プリント基板の表面側のアームオフセット取得時を示しており、図２は、プリント基板の裏面側のアームオフセット取得時を示している。

（第１測定ユニットのアームオフセット取得）
先ず、第１測定ユニット１０のアームオフセット取得を行う。

そこで、第１測定ユニット１０は、図１に示すように、予め定められたＸ−Ｙ座標の所定の位置（理論座標位置）に移動する。

次いで、Ｚ軸ユニット１４の上下機構を駆動し、プローブ１５を通常のプロービング位置へと下降させる。基板固定部には如何なる基板もセットされていないので、プローブ１５はプロービング動作を行うことなくその状態に保持される。

次に、第２測定ユニット２０の位置補正カメラ２６が、上記第１測定ユニット１０のプローブ１５と同座標位置に移動する。

第２測定ユニット２０の位置補正カメラ２６によって、第１測定ユニット１０のプローブ１５の先端を撮影し、画像処理手段１０１にてその位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、演算手段１０２にて演算して検査時の移動座標に反映する。

（第２測定ユニットのアームオフセット取得）
次に、第２測定ユニット２０のアームオフセット取得を行う。

そこで、第２測定ユニット２０は、図２に示すように、予め定められたＸ−Ｙ座標の所定の位置（理論座標位置）に移動する。

次いで、Ｚ軸ユニット２４の上下機構を駆動し、プローブ２５を通常のプロービング位置へと下降させる。基板固定部には如何なる基板もセットされていないので、プローブ２５はプロービング動作を行うことなくその状態に保持される。

次に、第１測定ユニット１０の位置補正カメラ１６が、上記第２測定ユニット２０のプローブ２５と同座標位置に移動する。

第１測定ユニット１０の位置補正カメラ１６によって、第２測定ユニット２０のプローブ２５の先端を撮影し、画像処理手段１０１にてその位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、演算手段１０２にて演算して検査時の移動座標に反映する。

上記本発明に従ったアームオフセット取得方法によれば、アームオフセット取得実行に際して、ダミー基板或いはオフセット基板等をセットすることは必要ではなく、極めて簡単である。従って、特に、自動検査時に、基板が基板固定部にセットされる前に装置が自動的にアームオフセットを取得することが可能となり、より良好な状態でのプリント基板の検査が可能となる。

又、重要なことは、第１及び第２測定ユニット１０、２０のプローブ１５、２５の先端を、それぞれ、対称配置された第２及び第１測定ユニット２０、１０の位置補正カメラ２６、１６にて撮影することにより、プローブ先端の変形、つぶれ、或いは、折れを、表示装置（ディスプレー装置）１０３に表示することができ、必要に応じて、プローブの交換等を実施することができる。このため、高精度の検査が可能となる。

本発明のアームオフセット取得方法は、極めて簡易な方法であり、従来のアームオフセット取得方法と組み合わせて採用することができる。

例えば、本実施例の両面基板検査装置１では、アームオフセット取得時に、打痕シートを貼付したオフセット基板を使用することができる。従って、この場合は、各測定ユニット１０、２０毎のアームオフセット取得時には、打痕シートを貼付したオフセット基板を所定位置にセットし、Ｚ軸ユニットがオフセット基板上に移動し、打痕シート上にプロービングする。これにより、打痕シート上には打痕が記録され、この打痕上に位置補正カメラを移動し、打痕位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、演算して検査時の移動座標に反映することができる。

つまり、朝一番における両面基板検査装置１のアームオフセット取得時には、即ち、両面基板検査装置の最初のアームオフセット取得は、第１及び第２測定ユニット１０、２０に対して、それぞれ、従来の通常のアームオフセット取得方法を採用して、
（１）打痕シートを貼付したオフセット基板を所定位置にセットし、Ｚ軸ユニットがオフセット基板上に移動し、打痕シート上を打触し、
（２）打痕シートの打痕上に位置補正カメラを移動し、打痕位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、演算して検査時の移動座標に反映する。

その後、本発明に従った第１及び第２測定ユニットのアームオフセット取得を行う。

つまり、本発明に従ったアームオフセット取得方法は、簡単でしかも正確にアームオフセットが取得できる。そのために、通常の朝一番の従来の方法に従ったアームオフセット取得後、プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、更には、所定の時間間隔にて、例えば１回／１時間の割合で頻繁に行うことが可能である。従って、本発明のアームオフセット取得方法によれば、併せて、プローブのその後の位置ズレ、及び、上述したように、プローブの破損状況の監視を行うことができ、極めて有効である。また、本発明のアームオフセット取得方法は、ダミー基板或いはオフセット基板のセットが不要であるため、アームオフセット取得の自動化が可能である。

本発明に係るアームオフセット取得方法を説明するための両面基板検査装置の概略構成図である。 本発明に係るアームオフセット取得方法を説明するための両面基板検査装置の概略構成図である。 従来のアームオフセット取得方法を説明するための両面基板検査装置の概略構成図である。

符号の説明

１ 両面基板検査装置
１０、２０ 第１及び第２測定ユニット
１１、２１ Ｘ軸アーム（Ｘ軸）
１２、２２ Ｙ軸アーム（Ｙ軸）
１３、２３ 可動体
１４、２４ Ｚ軸ユニット
１５、２５ プローブ
１６、２６ 位置補正カメラ（撮像手段）

Claims (3)

1. プリント基板の表面及び裏面の検査を行うために、プリント基板の表面側及び裏面側にそれぞれ位置して、プリント基板の表面及び裏面を規定するＸ−Ｙ座標平面にてＸ軸及びＹ軸に沿って移動可能とされる第１測定ユニット及び第２測定ユニットを有し、
   前記第１及び第２測定ユニットは、それぞれ、Ｘ軸及びＹ軸に沿って可動とされた可動体を備え、前記可動体には、Ｘ軸及びＹ軸に対して垂直方向のＺ軸方向に移動可能な上下動機構付きプローブを備えたＺ軸ユニットと、位置補正カメラが取り付けられている、
   両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法において、
   前記プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、
   （ａ）前記第１測定ユニットを予め定められたＸ−Ｙ座標の所定の位置に移動し、Ｚ軸ユニットの上下機構を駆動し、プローブをプロービング位置へと下降させ、
   （ｂ）前記第２測定ユニットの位置補正カメラを前記第１測定ユニットのプローブと同じ座標位置に移動し、前記第２測定ユニットの位置補正カメラによって、前記第１測定ユニットのプローブの先端を撮影してその位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、前記第１測定ユニットのアームオフセット取得を行い、
   （ｃ）前記第２測定ユニットを予め定められたＸ−Ｙ座標の所定の位置に移動し、Ｚ軸ユニットの上下機構を駆動し、プローブをプロービング位置へと下降させ、
   （ｄ）前記第１測定ユニットの位置補正カメラを前記第２測定ユニットのプローブと同じ座標位置に移動し、前記第１測定ユニットの位置補正カメラによって、前記第２測定ユニットのプローブの先端を撮影してその位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、前記第２測定ユニットのアームオフセット取得を行う、
   ことを特徴とする両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法。
2. 両面基板検査装置の最初のアームオフセット取得は、前記第１及び第２測定ユニットにおいて、それぞれ、
   （ｅ）打痕シートを貼付したオフセット基板を所定位置にセットし、Ｚ軸ユニットが前記オフセット基板上に移動し、打痕シート上を打触し、
   （ｆ）同じ測定ユニットの位置補正カメラを前記打痕シートの打痕上に移動し、打痕位置を検出し、理論値との誤差を数値化し、アームオフセット取得を行い、
   （ｇ）その後、前記プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、前記（ａ）〜（ｄ）の前記第１及び第２測定ユニットのアームオフセット取得を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法。
3. 前記（ａ）〜（ｄ）の前記第１及び第２測定ユニットのアームオフセット取得は、前記プリント基板が基板固定部にセットされていない時に、所定の時間間隔にて行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の両面基板検査装置におけるアームオフセット取得方法。

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