JP2007123676A - 検査基板構造および配線基板の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル基板を有する配線基板の位置決め固定を容易にして、検査準備に係る手間を省き、検査の自動化を容易にする。
【解決手段】複数の硬質基板１５〜１８をフレキシブル基板１９によって連結してなり、フレキシブル基板１９を湾曲させて複数の硬質基板１５〜１８が相互に重なるように折り畳んだ状態に組み立てられる配線基板２を検査するための検査基板３構造であって、配線基板２が、複数の硬質基板１５〜１８を略同一平面上に配するように展開され、配線基板２の周囲に間隔をあけて、配線基板２と略同一平面上に配置されるフレーム２０を備え、フレーム２０と各硬質基板１５〜１８とが、硬質基板１５〜１８と同一平面方向に延びる少なくとも１つの支持部材２１により切り離し可能に連結されている検査基板３構造を提供する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、検査基板構造および配線基板の検査方法に関するものである。

従来、特許文献１に示される構造のカプセル型医療装置が知られている。このカプセル型医療装置は、カプセル内に収容される配線基板として、フレキシブル基板に、部品を搭載するための複数の島を備えたものを採用している。この配線基板は、カプセル型医療装置を飲み込みやすく小型化するために、フレキシブル基板を湾曲させて複数の島が折り畳まれるように重ねられてカプセル内に収容されている。
特開平６−２３３１９６号公報

しかしながら、特許文献１に示される構造のカプセル型医療装置のように、フレキシブル基板を湾曲させて組み立てる装置においては、その配線基板を検査することが困難であるという問題がある。すなわち、配線基板が主としてフレキシブル基板により構成されている場合には、フレキシブル基板が湾曲してしまうため、フレキシブル基板によって検査すべき部品を固定することができないという不都合がある。このため、フレキシブル基板上に搭載された部品自体や端子自体をその都度位置決めして、プローブを接触させたり、検出器を近接させたりする必要があり、検査準備に手間がかかるとともに、検査の自動化が困難であるという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、フレキシブル基板を有する配線基板の位置決め固定を容易にして、検査準備に係る手間を省き、検査の自動化を容易にすることができる検査基板構造および配線基板の検査方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、複数の硬質基板をフレキシブル基板によって連結してなり、フレキシブル基板を湾曲させて複数の硬質基板が相互に重なるように折り畳んだ状態に組み立てられる配線基板を検査するための検査基板構造であって、前記配線基板が、前記複数の硬質基板を略同一平面上に配するように展開され、該配線基板の周囲に間隔をあけて、該配線基板と略同一平面上に配置されるフレームを備え、該フレームと前記各硬質基板とが、該硬質基板と同一平面方向に延びる少なくとも１つの支持部材により切り離し可能に連結されている検査基板構造を提供する。

本発明によれば、フレームと配線基板とが支持部材により連結され、配線基板がフレームによって略同一平面上に配された状態に維持されるので、フレームを位置決め状態に固定するだけで、各硬質基板自体や該硬質基板上の検査対象部品自体を位置決めすることなく、配線基板全体を位置決め状態に配することができる。したがって、フレームを固定し、予め設定された位置に検査装置を近接させるだけで、配線基板の検査を行うことが可能となり、検査準備に要する手間を大幅に削減することができる。一方、検査終了後には、支持部材によってフレームを切り離すことにより、配線基板のフレキシブル基板を湾曲できる状態に解放でき、フレキシブル基板を湾曲させて複数の硬質基板を折り重なるように配置し、配線基板をコンパクトに構成することができる。

上記発明においては、前記フレームが、前記硬質基板と同材質により構成され、前記支持部材が、前記フレキシブル基板と同材質により構成されていることが好ましい。
このようにすることで、硬質基板と同材質からなるフレームと配線基板の硬質基板とがフレキシブル基板と同材質の支持部材によって連結された構造となり、極めて簡易に製造することができる。また、配線基板からフレームを切り離す際には、フレキシブル基板と同材質の支持部材を切断することにより容易に切り離すことができる。

また、上記発明においては、前記硬質基板のいずれかに、電源供給用ランドが備えられていることとしてもよい。
このようにすることで、電源供給用ランドを介して外部から配線基板に電源を供給することができ、内部電源の消耗を防止することができる。配線基板の各硬質基板はフレームの位置決めによって位置決め状態に配されているので、電源供給用ランドへの電源端子の接触も容易に行うことができる。

また、上記発明においては、前記フレームに、位置決め手段が設けられていることとしてもよい。位置決め手段としては、例えば、ピン孔が挙げられる。このようにすることで、位置決め手段を用いてフレームを検査装置に簡易に位置決めすることができ、検査準備に要する手間をさらに省くことができるという利点がある。

また、本発明は、複数の硬質基板がフレキシブル基板によって連結されてなり、フレキシブル基板を湾曲させて複数の硬質基板が相互に重なるように折り畳んだ状態に組み立てられる配線基板の検査方法であって、前記複数の硬質基板が略同一平面上に配されるように展開された配線基板の周囲に配置したフレームと各硬質基板とを切り離し可能に連結して略平面状に維持した状態で、配線基板の機能を検査する配線基板の検査方法を提供する。

本発明によれば、フレキシブル基板を含む配線基板が、フレームによって略平面状に維持されるので、検査装置に対する位置決めが容易であり、検査準備に要する手間を大幅に削減することができる。また、位置決めが容易であるため、検査の自動化を容易にすることができる。

上記発明においては、前記フレームに設けた位置決め手段により位置決めした状態で検査することとしてもよい。
このようにすることで、位置決め手段を用いてフレームを簡易に位置決めすることができ、検査準備に要する手間をさらに省くことができるという利点がある。

また、上記発明においては、前記硬質基板のいずれかに設けた電源供給用ランドに、外部から電源供給用プローブを接触させて、電源供給を行うことが好ましい。
このようにすることで、電源供給用ランドに電源供給用プローブを接触させて、外部から配線基板に電源を供給することができ、内部電源の消耗を防止することができる。配線基板の各硬質基板はフレームの位置決めによって位置決め状態に配されているので、電源供給用ランドへの電源端子の接触も容易に行うことができる。

本発明によれば、フレキシブル基板を有する配線基板の位置決め固定を容易にして、検査準備に係る手間を省き、検査の自動化を容易にすることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る検査基板構造について、図１〜図６を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る検査基板構造は、図１に示されるカプセル型内視鏡１の配線基板２を検査する際に用いられる検査基板３の構造である。

本実施形態に係る検査基板構造の説明に先立って、カプセル型内視鏡１について簡単に説明する。
このカプセル型内視鏡１は、小型のカプセル４内に配線基板２を折り畳んだ形態で収容し、樹脂充填材５によって固定した構造のものであり、カプセル４先端の透明キャップ６側に配置したＬＥＤのような照明装置７、検査対象からの戻り光を集める対物光学系８、集めた戻り光を検出する撮像装置９、撮像装置９による撮像タイミング等を制御する撮像制御装置１０、動作に必要な種々のデータ等を記憶する記憶装置１１、カプセル型内視鏡１の起動を行うためのスイッチ１２、各装置に電力を供給するバッテリ１３および、取得した画像情報等のデータの送受信を行う無線送受信装置１４等を備えている。

配線基板２は、複数の硬質基板１５〜１８を、フレキシブル基板１９によって連結した構造を備えており、上記各装置が硬質基板１５〜１８に固定され、各装置間の配線がフレキシブル基板１９によって構成されている。硬質基板１５〜１８とフレキシブル基板１９とは、多層基板構造をなし、フレキシブル基板１９は、厚さ方向の両側から硬質基板１５〜１８によって挟まれた構造となっている。

図２および図３に、前記配線基板２のフレキシブル基板１９を平坦に延ばし、全体を平面状に展開した平面図およびその側面図を示す。
平面状に展開されると、硬質基板１５〜１８に固定された照明装置７、対物光学系８、撮像装置９等の各装置はそれぞれ予め定められた方向に向かうようになっている。

本実施形態に係る検査基板３は、図４に示されるように、前記配線基板２と、フレーム部２０と、支持部材２１とにより構成されている。前記配線基板２は、図２および図３に示されるような平面状に展開された形態とされている。フレーム部２０は、配線基板２の周囲に間隔をあけて取り囲むように配置されている。支持部材２１は、配線基板２の各硬質基板１５〜１８とフレーム部２０との間隔位置に配置され、両者を連結している。

本実施形態に係る検査基板３の配線基板２、フレーム部２０および支持部材２１は、全て同一の配線基板材料を切り出した構造を備えている。すなわち、上述したように配線基板２の硬質基板１５〜１８は、ガラスエポキシ系樹脂基板によってフレキシブル基板１９を厚さ方向に挟んだ３層構造を有しており、フレーム部２０も硬質基板１５〜１８と同材質からなる３層構造を有している。また、配線基板２のフレキシブル基板１９は、硬質基板１５〜１８からガラスエポキシ系樹脂基板を除去した形態を有しており、支持部材２１もフレキシブル基板１９と同材質によって構成されている。これにより、配線基板２、フレーム部２０および支持部材２１は全て一体的に製造することができる。

支持部材２１には、配線基板２上の各装置に接続する配線は含まれていない。
また、フレーム部２０には、図４に示されるように、位置決め用の位置決め孔２２が設けられている。

本実施形態に係る検査基板３の構造においては、フレキシブル基板１９および支持部材２１は、一定の張力で引っ張られた状態に延び、全ての硬質基板１５〜１８およびフレーム部２０を同一平面上に維持している。なお、フレキシブル基板１９には、張力が付与されていなくてもよい。
また、硬質基板１５〜１８の内のいずれか、例えば、撮像制御装置１０および記憶装置１１が備えられている硬質基板１６には、信号の入出力を行うための信号用テストランド２３が設けられている。また、カプセル４内に組み込まれた際にバッテリ１３と接触することとなる硬質基板１７には、電源供給用ランド２４が設けられている。

このように構成された本実施形態に係る検査基板構造を有する検査基板３を用いた配線基板２の検査方法について、以下に説明する。
本実施形態に係る配線基板２の検査方法は、複数の硬質基板１５〜１８が略同一平面上に配されるように展開された配線基板２の周囲に配置したフレーム部２０と各硬質基板１５〜１８とを支持部材２１によって連結して略平面状に維持した状態で機能を検査する方法である。

本実施形態に係る検査基板３を用いて配線基板２を検査するには、図５に示されるように、検査装置２６の載置台２７に設けられた位置決めピン２８をフレーム部２０の位置決め孔２２に嵌合させた状態に検査基板３を載置台２７に載せる。これにより、フレーム部２０が検査装置２６の載置台２７に位置決めされ、フレーム部２０に固定されている配線基板２も検査装置２６に位置決めされる。

すなわち、本実施形態に係る検査基板構造によれば、検査装置２６の位置決めピン２８にフレーム部２０の位置決め孔２２を位置合わせしてフレーム部２０を載置台２７に載せるだけで、配線基板２を検査装置２６に位置決めすることができる。したがって、フレキシブル基板１９によって連結されている各硬質基板１５〜１８自体を位置決めする必要がなく、検査準備に要する手間を大幅に削減することができる。

配線基板２を載置台２７に位置決めすると、図５に示されるように、配線基板２の撮像装置９および対物光学系８が下向きに配置される。また、配線基板２の照明装置７、信号用テストランド２３、電力供給用ランド２４等が上向きに配置される。

したがって、検査装置２６としては、例えば、対物光学系８に対向する所定の位置に、上向きに照明光Ｌ１を出射する動作確認用の照明２９が載置台２７に対して固定されている一方、照明装置７の検査用の外部カメラ３０や信号用テストランド２３および電源供給用ランド２４に接触するプローブピン３１，３２を上下動可能に設けて、配線基板２の位置決め後に、配線基板２の上方から近接させることができるようになっている。図５中、符号３３は、ガラス板にクロムを蒸着してなる撮像動作確認用チャートである。

さらに具体的には、検査装置２６は、図６に示されるように、全体制御コンピュータ（全体制御ＰＣ）３４を備え、該全体制御ＰＣの指令に基づいて行われる。
全体制御ＰＣ３４は、基板制御機構３５を制御して、電源供給用ランド２４に電源用プローブピン３２を接触させ検査基板３の配線基板２に電源装置３６から電力供給するとともに、信号用テストランド２３に信号用プローブピン３１を接触させて、記憶装置１１に初期値データを書き込み、検査を開始する。
検査は、例えば、消費電流検査、照明点灯検査、撮像動作検査、メモリコンペア検査等である。

消費電流は、電源ラインに直列に挿入した抵抗値既知の抵抗の両端の電圧降下を測定することにより行われる。
照明点灯検査は、全体制御ＰＣ３４から基板制御機構３５を介して信号用プローブピン３１から配線基板２の信号用テストランド２３に照明の制御信号を送り、外部カメラ３０によって照明装置７の点灯状態を撮影し、画像処理等によって全ての照明装置７が点灯しているか等の判定を行う。例えば、照明装置７が全て点灯したときに外部カメラ３０で点灯状態を撮影すると、部分的に高輝度のスポットを有する画像が撮影されるので、その画像情報を全体制御ＰＣ３４に送り、予め用意しておいたテンプレート画像と正規化相関のパターンマッチング等を行うことにより判定する。なお、パターンマッチングに代えて、輝度平均値の算出により点灯状態を判定してもよい。

撮像動作検査は、全体制御ＰＣ３４から基板制御機構３５を介して信号用プローブピン３１から配線基板２の信号用テストランド２３に撮像装置９の制御信号を送り、外部に配置した照明２９と撮像動作確認用チャート３３とにより生成される画像を撮影する。撮像装置９から出力される画像情報は信号用テストランド２３から信号用プローブピン３１および基板制御機構３５を介して全体制御ＰＣ３４に送られる。そして、全体制御ＰＣ３４において、輝度測定およびパターンマッチング等の画像処理が行われることにより、撮像装置９が正常に作動しているか否かの判断がなされる。
また、メモリコンペア検査は、記憶装置１１に書き込んだデータの一部を読みだして、書き込んだデータと読み出したデータとが一致しているか否かの判定を行う。

このように、本実施形態に係る検査基板３の構造および配線基板２の検査方法によれば、フレキシブル基板１９によって硬質基板１５〜１８を連結した形態の配線基板２をフレーム部２０に固定して平面状に維持された状態で検査されるので、フレーム部２０を検査装置２６に位置決めするだけで、各検査対象装置自体を個別に位置決めする必要がない。したがって、予め定められた位置に、外部カメラ３０や照明２９、プローブピン３１，３２等を配置するだけで、検査を行うことができ、また、検査の自動化を容易に図ることができる。

また、本実施形態に係る検査基板３の構造によれば、検査が終了した後には、支持部材２１を切断することにより、配線基板２をフレーム部２０から容易に切り離すことができる。そして、その後、フレキシブル基板１９を湾曲させて、硬質基板１５〜１８が折り重なるように折り畳むことにより、カプセル４内に収納可能なコンパクトな形態に構成することができる。

このように、本実施形態に係る検査基板３の構造および配線基板２の検査方法によれば、カプセル４に組み込む前の状態で検査を行うことを前提としているので、組み込んだ後の完成品として検査を行う場合と比較すると、検査において不良が発見された場合に、カプセルから取り出して分解修理する手間が不要となり、また、カプセル型内視鏡１内に組み込まれるバッテリ１３を使用しないので、製品として使用される際のバッテリ寿命を低下させずに済むという利点がある。

なお、本実施形態においては、フレーム部２０を硬質基板１５〜１８と同一材質により構成し、フレキシブル基板１９と支持部材２１とを同一材質により構成することで、製造工程を簡易化することとしたが、これに限定されるものではなく、例えば、硬質基板１５〜１８から外方に支持部材２１を突出させておき、別工程で製造したフレーム部２０を支持部材２１に接着等により固定することで一体化させてもよい。その逆に、支持部材２１を備えるフレーム部２０に平面状に展開した配線基板２を接着することにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る検査基板構造を構成する配線基板を組み込むカプセル型内視鏡の概略構成を説明する縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る検査基板構造を構成する配線基板の平面図である。 図２の配線基板の側面図である。 図２の配線基板を組み込んだ本実施形態に係る検査基板構造を示す平面図である。 図４の検査基板構造を有する検査基板を用いた本実施形態に係る配線基板の検査方法を説明する図である。 図５の検査方法に用いる検査装置の一例を示すブロック図である。

符号の説明

２ 配線基板
３ 検査基板
１５〜１８ 硬質基板
１９ フレキシブル基板
２０ フレーム部（フレーム）
２１ 支持部材
２２ 位置決め孔（位置決め手段）
２４ 電源供給用ランド
３２ 電源供給用プローブピン（電源供給用プローブ）

Claims (7)

1. 複数の硬質基板をフレキシブル基板によって連結してなり、フレキシブル基板を湾曲させて複数の硬質基板が相互に重なるように折り畳んだ状態に組み立てられる配線基板を検査するための検査基板構造であって、
   前記配線基板が、前記複数の硬質基板を略同一平面上に配するように展開され、
   該配線基板の周囲に間隔をあけて、該配線基板と略同一平面上に配置されるフレームを備え、
   該フレームと前記各硬質基板とが、該硬質基板と同一平面方向に延びる少なくとも１つの支持部材により切り離し可能に連結されている検査基板構造。
2. 前記フレームが、前記硬質基板と同材質により構成され、
   前記支持部材が、前記フレキシブル基板と同材質により構成されている請求項１に記載の検査基板構造。
3. 前記硬質基板のいずれかに、電源供給用ランドが備えられている請求項１または請求項２に記載の検査基板構造。
4. 前記フレームに、位置決め手段が設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の検査基板構造。
5. 複数の硬質基板がフレキシブル基板によって連結されてなり、フレキシブル基板を湾曲させて複数の硬質基板が相互に重なるように折り畳んだ状態に組み立てられる配線基板の検査方法であって、
   前記複数の硬質基板が略同一平面上に配されるように展開された配線基板の周囲に配置したフレームと各硬質基板とを切り離し可能に連結して略平面状に維持した状態で、配線基板の機能を検査する配線基板の検査方法。
6. 前記フレームに設けた位置決め手段により位置決めした状態で検査する請求項５に記載の配線基板の検査方法。
7. 前記硬質基板のいずれかに設けた電源供給用ランドに、外部から電源供給用プローブを接触させて、電源供給を行う請求項５または請求項６に記載の配線基板の検査方法。

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