JPH1062479A - 基板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装基板等の測定検査を、その基板に配され
た測定部位或いは測定対象物の配置状態に応じて安定し
て行うとともに、プロービングズレの許容値を大きくし
て確実に行うことができる基板検査装置を提供する。 【解決手段】 測定検査の際には、プローブ２１，２３
は、長手方向がＸ軸方向に形成されている矩形部３２
ａ，３３ａ上の測定部位Ｐ及びＱで接触し、それらのＸ
−Ｙ座標投影面に形成される、Ｐ及びＱを起点とする投
影像の向きは、両者ともＸ軸に対し３５度をなすので、
上記許容値は、およそ矩形部の幅ｍ（又はｎ）／ＳＩＮ
（３５゜）となり、また、プローブ２２，２４は、長手
方向がＹ軸方向に形成されている矩形部３２ｂ，３３ｂ
上の測定部位Ｐ１，Ｑ１で接触し、Ｐ１及びＱ１を起点
とする投影像の向きは、両者ともＸ軸に対し５５度をな
すので、上記許容値は、およそ矩形部の幅ｍ１（又はｎ
１）／ＣＯＳ（５５゜）となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、実装基板やベアボ
ード等の測定検査を、自動制御されたプローブを移動さ
せることによって行うことができる基板検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】実装基板やベアボード等の各種基板の測
定検査を、予め入力されたその測定部位の座標データに
基づいてプローブを移動させ、プローブの先端をその測
定部位に接触させることにより行う検査装置は周知であ
る。この種の基板検査装置としては、具体的には、検査
対象の実装基板等に接触させるプローブを昇降可能に保
持するヘッドを４つ備え、この４つのヘッドを、例えば
モータ等の駆動手段により、装置本体上のＸ軸及びそれ
に直交するＹ軸で形成されるＸ−Ｙ座標面上をそれぞれ
独立に、プローブが接触する基板上のＸ−Ｙ座標データ
に基づいて移動させてなるものがある。このようなプロ
ーブを移動させて実装基板等を測定検査する際には、各
種基板の測定に迅速に対応することができ、しかも、プ
ローブがその測定部位に確実に安定して接触し、精確な
測定結果を得ることができることが要求される。

【０００３】図１１は、従来から周知な基板検査装置で
の各ヘッド及び各ヘッドに取り付けられたプローブ相互
の配置関係を概略的に示した模式図で、４つのヘッド１
０１〜１０４は、上述のようにＸ−Ｙ座標面上をそれぞ
れ独立に移動することができ、各ヘッド１０１〜１０４
には、Ｘ−Ｙ座標面に垂直な軸に対しある角度をなして
プローブａ〜ｄがそれぞれ取り付けられている。そし
て、これらのプローブａ〜ｄのＸ−Ｙ座標投影面に形成
される投影像の向きとこれらに隣接するプローブａ〜ｄ
の上記投影面に形成される投影像の向きとが互いに直交
するように、例えば、プローブａについて見るとプロー
ブａとプローブｂ及びｄとが互いに直交するように配さ
れ、且つ、プローブａ〜ｄのＸ−Ｙ座標投影面に形成さ
れる投影像の向きがＸ軸又はＹ軸に対しそれぞれ４５度
をなすように配されている。このように配されたプロー
ブａ〜ｄは、図１２及び１３に示すように、上記Ｘ−Ｙ
座標面上の基板に表面実装された、例えばＩＣ１０５や
角型チップ抵抗器１０６を測定検査することができる。

【０００４】ところで、ＩＣ１０５や角型チップ抵抗器
１０６を基板に表面実装する場合には、プリント配線さ
れた基板上の所定位置に、例えばＩＣ１０５を配し、そ
のＩＣ１０５の各ピン１０５ａ，１０５ｂ等を、これら
が接触する基板上のプリント配線の導体部（以下、パッ
ドと称す。）１０７，１０８等にハンダ付けすることに
よって実装される。そして、このようにハンダ付けされ
た、例えばＩＣ１０５の実際の測定検査に当たっては、
プローブａ〜ｄのうちプログラムで予め指定された一対
のプローブ、例えばプローブａとｃとを、パッド１０
７，１０８上でハンダ１０９が肉盛られていない矩形部
１０７ａ，１０８ａにそれぞれ接触させることによって
なされる（図１２）。しかるに、角型チップ抵抗器１０
６の場合には、例えばプローブａとｃとを、抵抗器１０
６のパッド１１０，１１１に接触させるのでなく、それ
らの上に肉盛られたハンダ１１２に直接接触させること
によってなされることが多い（図１３）。ところで、プ
ローブａ〜ｄが接触する矩形部１０７ａ，１０８ａやハ
ンダ１１２の形状を調べて見ると、矩形部１０７ａ，１
０８ａは、まれに正方形状をなす場合もあるが、ほとん
とが、図１２に示すようなＸ軸方向に長方形状をなす
か、或いはＹ軸方向に長方形状をなしており、また、肉
盛られたハンダ１１２は、三次元的に見れば、抵抗器１
０６の短辺１０６ａ上の点とそのパッド１１０，１１１
上に形成される曲線１１２ａ上の点を結ぶ略直線で囲ま
れる、円錐を一部切り欠いてできたような形状（以下、
切欠円錐形状という。）をなしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのために、従来の基
板検査装置では、プローブがパッドや肉盛られたハンダ
に接触する際に下記のような問題が生じ、測定検査を確
実に安定して行うことができない恐れがあった。即ち、
Ｘ−Ｙ座標面上の基板に表面実装されたＩＣについて測
定検査する場合に、プログラムで所定の測定部位、上記
のＩＣ１０５で言えば、矩形部１０７ａ及び１０８ａの
Ｐ２，Ｑ２（図１２）を指定しても、ＩＣ等が実装され
た基板は少なからずソリを有し、また、プローブの接触
による変形を伴っており、更にまた、ヘッド等における
位置決め誤差の影響を受けるので、プローブは、実際に
はその部位に接触せずにその部位から外れたところに接
触するようになる。したがって、この場合、所謂プロー
ビングズレの許容値は、プローブがこの矩形部１０７ａ
及び１０８ａで接触するものとして、Ｘ軸及びＹ軸に対
し４５度をなすプローブの向きに換算すると、およそ矩
形部の幅／ＳＩＮ（４５゜）、又は矩形部の幅／ＣＯＳ
（４５゜）であり、具体的には、矩形部の幅が小さいも
ので０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであるから、およそ０．４
ｍｍ〜０．７ｍｍぐらいと考えられる。ここで、矩形部
の幅とは、矩形部１０７ａ，１０８ａの短辺ｍ２，ｎ２
である。しかるに、この０．４ｍｍという許容値は、実
際の測定の際に発生する、Ｘ軸及びＹ軸方向のそれぞれ
の測定誤差０．１ｍｍ、並びに装置の摩耗、劣化を考慮
した場合には、測定検査を確実に安定して行うためには
十分であるとは言い難い問題があった。また、プローブ
が、Ｘ−Ｙ座標面上の基板に表面実装された角型チップ
抵抗器について、上述のような切欠円錐形状をなすハン
ダに直接接触して測定検査を行う場合に、プログラムで
Ｘ−Ｙ座標面上の所定の測定部位、上記の抵抗器１０６
で言えば、Ｒ２，Ｓ２を指定すると（図１３）、プロー
ブは、Ｒ２，Ｓ２から上方に外れた上記形状の母線上の
部位に接触する。したがって、このような場合には、プ
ローブのＸ軸に対する傾き角をできるだけ小さくして、
かかる接触部位を含む微小面に対し斜め方向から接触さ
せるのでなく、プローブ同士の干渉等を生じない範囲で
なるべく垂直方向から接触させるようにする必要があ
る。しかるに、従来の４５度をなすプローブで上記形状
をなすハンダに接触すると、その接触部位でスベリを生
ずる確率が高く安定して確実に測定することが困難にな
るという問題があった。

【０００６】更に、このような問題に加え、４つのヘッ
ドを駆動する駆動手段として使用される電動モータが、
電磁モータに属するものでも、例えば整流子モータや回
転磁界モータのようなものの場合には、装置自体が大型
化して、結果的に検査効率が低下するという問題もあっ
た。即ち、このような整流子モータや回転磁界モータで
は、ヘッドを直接駆動してＸ−Ｙ座標面上を移動させる
ことができず、ボールねじやリニアガイド等で構成され
る移動機構を介して駆動する必要があるために、そのよ
うな移動機構を各ヘッドについて設けなければならな
い。したがって、この種のモータを使用する限り、装置
自体の大型化は避けられず、検査効率が低下してしまう
という問題が生ずる。

【０００７】本発明の目的は、実装基板やベアボード等
の測定検査を、その基板に配された測定部位或いは測定
対象物の配置状態に応じて安定して行うとともに、プロ
ービングズレの許容値を大きくして確実に行うことがで
きる基板検査装置を提供することにある。また、本発明
の目的は、上記目的に加え、装置自体を小型化して検査
効率の向上を図ることができる基板検査装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の基板検査装置は、検査対象の実装基板等に
接触させるプローブを昇降可能に保持するヘッドを複数
個備え、これらヘッドを、装置本体上のＸ軸及びそれに
直交するＹ軸で形成されるＸ−Ｙ座標面上をそれぞれ独
立に、プローブが接触する実装基板上のＸ−Ｙ座標デー
タに基づいて移動させる駆動手段を備えており、しか
も、プローブのＸ−Ｙ座標投影面に形成される投影像の
向きとこのプローブに隣接するプローブのＸ−Ｙ座標投
影面に形成される投影像の向きとが互いに所定角で交叉
するように各プローブを配し、これら各プローブを、Ｘ
−Ｙ座標面に垂直な軸に対して所定角度だけ傾斜させる
とともに、各プローブがそれと対向するプローブ側に突
出されるように保持してなるものである。

【０００９】互いに所定角で交叉するように配された各
プローブにおいて、例えば、ヘッドが８個の場合には、
上記交叉角は４５゜で、あるプローブのＸ軸に対する傾
斜角をθとすると、そのプローブに隣接するプローブの
Ｘ軸に対する傾斜角は、（４５゜−θ）又は（４５゜＋
θ）であり、また、ヘッドが６個の場合には、上記交叉
角は６０゜で、あるプローブのＸ軸に対する傾斜角をθ
とすると、上記傾斜角は、（６０゜−θ）又は（６０゜
＋θ）であり、更に、ヘッドが４個の場合には、上記交
叉角は９０゜で、あるプローブのＸ軸に対する傾斜角を
θとすると、上記傾斜角は、（９０゜−θ）又は（９０
゜＋θ）である。したがって、ヘッドの数が８、６、４
のいずれの場合にも、基板に表面実装された測定対象
物、例えばＩＣにおける上記パッドの矩形部の長手方向
がＸ軸方向に配置されているか、或いはＹ軸方向に配置
されているかによって、即ち、その基板に配された測定
部位がその長手方向をＸ軸方向にして配置されている
か、或いはＹ軸方向にして配置されているかに応じて、
上記ヘッドにそれぞれ装着されたプローブの中から適宜
なプローブを選択することにより、上記プロービングズ
レの許容値を大きくして確実に測定できる。また、基板
に表面実装される測定対象物、例えば抵抗器のパッド上
に切欠円錐形状をなすハンダが形成されているような場
合には、この抵抗器の長手方向がＸ軸方向に配置されて
いるか、或いはＹ軸方向に配置されているかによって、
即ち、その基板に配された測定対象物の配置状態に応じ
て、上述のように、上記ヘッドにそれぞれ装着されたプ
ローブの中から適宜なプローブを選択することにより、
ハンダとの接触部位でスベリを生じないように安定して
確実に測定できる。ところで、ヘッドが２や３個の場合
についても、これに適した上記測定部位や測定対象物の
配置状態を有する基板に対しては、上記許容値を大きく
して確実に測定できる。

【００１０】また更に、各プローブは、Ｘ−Ｙ座標面に
垂直な軸に対して所定角度だけ傾斜させてなるもので、
かかる角度は、プローブ或いはプローブを装着するヘッ
ド相互間で干渉を生じない範囲で、できるだけ垂直にす
ることが好ましい。更に、各プローブは、それぞれが対
向するプローブとの間で所要の挟角を形成するように、
ヘッドから突出してそれに保持されてなるもので、かか
る挟角は、上記測定部位や測定対象物に拠って異なる
が、実装基板やベアボード等の測定検査を行うような場
合には、プローブ或いはヘッド相互間のみならず測定対
象物とも干渉を生じない条件下で出来る限り小さくする
ことが、安定して確実な測定検査を行う上で好ましい。
ここで、対向とは、互いに向き合うことの意であり、ヘ
ッドが３個の場合のようなプローブの対向のしかたをも
含む意である。

【００１１】また、本発明の基板検査装置は、ヘッドを
４個備えるもので、これらヘッドにそれぞれ装着された
プローブを、それらの投影像の向きが互いに直交するよ
うに配するとともに、各プローブのＸ−Ｙ座標投影面に
形成される投影像の向きがＸ軸又はＹ軸に対し３５度或
いは５５度に形成されてなるものである。各プローブが
このような角度を形成するように配されると、上記投影
像の向きがＸ軸又はＹ軸に対し４５度に形成されてなる
従来のものに比べ、その基板に配された測定部位に応じ
て、プロービングズレの許容値をより大きくして確実
に、また、その基板に配された測定対象物の配置状態に
応じて、より安定して確実に測定できる。実際、３５
度、或いは５５度に形成すると、上述したＩＣのような
測定の場合には、その許容値は、およそパッドの幅／Ｓ
ＩＮ（３５゜）、又はパッドの幅／ＣＯＳ（５５゜）で
あり、パッドの幅が上記のように０．３ｍｍ〜０．５ｍ
ｍとすると、およそ０．５２ｍｍ〜０．８７ｍｍである
ので、上述した従来の許容値に比べおよそ２５％増加
し、したがって、従来より確実に測定でき、また、上述
した抵抗器の場合には、従来の傾斜角を４５度とするも
のより、ハンダとの接触部位を含む微小面に対しより垂
直にできるので、スベリを生ぜずより安定して確実に測
定できる。更に、本発明の基板検査装置は、各プローブ
のＸ−Ｙ座標面に垂直な軸に対する傾斜角度を６度に形
成してなるもので、これは、プローブをできるだけ垂直
に保持するとともに、プローブ或いはプローブを装着す
るヘッド相互間で干渉を生じないで測定できるようにす
るために、装置製作上の観点から実用上採用されたもの
である。

【００１２】また、本発明の基板検査装置は、ヘッドを
移動させる駆動手段が、ヘッドを装着した可動子を、回
転モータのステータに相当するプラテンに電磁的に係合
させ、プラテン面上を移動させてなる平面モータで構成
されるものである。ここで言う平面モータとは、リニア
直流モータ或いはリニアパルスモータで、回転モータを
切り開いて平面状に展開したものである。その具体的な
形態のものとして、リニアパルスモータに属する、リニ
ア３相サーフェイスモータがある。かかるモータの基本
的な構成は、回転モータのステータに相当するプラテン
と、ヘッドを装着した可動子とを電磁的に係合させてな
るものであり、上述のプラテンに設けられた磁極歯群に
対向する可動子に、一つの永久磁石とこの永久磁石の両
側に配置された一対のヨークで構成されるＸ方向可動ヨ
ーク及びＹ方向可動ヨークをそれぞれ直交して配し、上
記ヨークに巻回されたコイルに３相パルス電流を供給す
ると、Ｘ方向可動ヨークやＹ方向可動ヨークが所謂フレ
ミングの左手の法則に基づく力を受け、これにより、可
動子がプラテン面のＸ−Ｙ座標面上を移動するもので、
このとき、Ｘ方向可動ヨーク或いはＹ方向可動ヨークと
プラテンと間における吸引力に抗して高圧エアを作用さ
せ、可動子をプラテン面上に浮上させるようにしたもの
である。また、平面モータとしてリニアサーフェイスモ
ータがあり、これは、上記プラテンに設けられた磁極歯
群に対向する可動子に、一つの永久磁石とこの永久磁石
の両側に配置されたヨークで構成されるＸ方向可動ヨー
ク及びＹ方向可動ヨークをそれぞれ直交して配し、上記
ヨークに巻回されたコイルに位相が９０度ずれたパルス
電流を供給することによって、可動子をプラテン面のＸ
−Ｙ座標面上を移動するようにしたものであり、場合に
より、このような構成の平面モータであってもよい。こ
のようにヘッドを装着した可動子を直接駆動できる平面
モータを用いると、ボールねじやリニアガイド等で構成
される移動機構が不要になり、装置自体が小型化されて
検査効率の向上を図ることができる。その上、機械的な
摩耗部分がなく、シンプルなメカ構造のため長寿命が実
現できる。

【００１３】さらに、本発明の基板検査装置は、プラテ
ンは、所定間隔をなし、且つ互いに平行に対峙して配設
されてなるものである。プラテンとは、上述したように
ステータに相当するもので、平盤状をなし高透磁率を有
する鉄等の矩形板で構成され、この矩形板面上には上記
磁極歯群が刻設されている。このような、例えば一対の
プラテンを、その歯群を刻設した面が対峙するように配
設し、そして、その両面を所定間隔だけ離隔して、且つ
互いに平行に配し、各面にヘッドを装着した可動子をそ
れぞれ係合させて、それら可動子が各面上をそれぞれ移
動できるようにすると、実装基板の両面から測定検査を
行うことができるようになるために、更なる検査効率の
向上を図ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例を図１
〜５を参照して説明する。本実施の形態に係る基板検査
装置１は、４つのヘッド２〜５を、装置本体の基台１ａ
上のＸ軸及びそれに直交するＹ軸で形成されるＸ−Ｙ座
標面上をそれぞれ独立に移動せしめる駆動手段を備えて
おり、かかる駆動手段は、各ヘッド２〜５をそれぞれ支
持するアーム６〜９に係合し、これらアーム６〜９をリ
ニアガイド１０ａ，１１ａに沿って移動可能にする移動
機構１０，１１、並びにアーム６〜９をＸ軸方向にそれ
ぞれ駆動する駆動モータ１２〜１５及びアーム６〜９を
Ｙ軸方向にそれぞれ駆動する駆動モータ１６〜１９から
構成され、移動機構１０，１１に設けられたボールねじ
等を介して駆動モータ１２〜１９の回転運動がアーム６
〜９の直線運動に変換されるので、各ヘッド２〜５はＸ
軸方向又はＹ軸方向にそれぞれ移動することができる。
しかるに、搬送装置が測定対象物である実装基板（図示
せず）を載置して基台１ａ上の測定位置にまで搬入する
と、各ヘッド２〜５を上記駆動手段により、そして、各
ヘッド２〜５にそれぞれ装着されたプローブ２１〜２４
をそれぞれのモータにより（例えば、図３のプローブ２
１に対するモータ２７）、予めプログラムされた実装基
板上のＸ−Ｙ座標データに基づいて、実装基板の測定部
位に移動せしめ、所定の測定検査が行われる。ところ
で、上記駆動手段の駆動モータ１２〜１９は、整流子モ
ータに属する直流モータであり、或いは回転磁界モータ
に属するステップモータであり、半導体スイッチングデ
バイスによってパルス制御等されることによって、各ヘ
ッド２〜５を所定の測定部位に移動せしめる。

【００１５】図２は、ヘッド２〜５のうちの隣接するヘ
ッド２と３との配置関係をＸ−Ｙ座標投影面に拡大して
示したものである。アーム６の先端部に支持されたヘッ
ド２とアーム７の先端部に支持されたヘッド３とは、上
述のように、Ｘ−Ｙ座標面上の互いに直交する方向にそ
れぞれ移動されるが、ヘッド２の中心線は、Ｘ軸に対し
３５度、Ｙ軸に対し５５度に、また、ヘッド３のそれ
は、Ｘ軸に対し５５度、Ｙ軸に対し３５度になるように
アーム６及び７にそれぞれ支持されており、したがっ
て、ヘッド２の中心線とヘッド３のそれは、直交するよ
うに配される。このように、ヘッド２及び３の先端部
で、これらヘッド２或いは３の中心線を含む面内にその
中心線がそれぞれ配されるように取り付けられたプロー
ブ２１及び２２においては、上記投影面に形成されるプ
ローブ２１の投影像の向きとプローブ２２の投影像の向
きとは互いに直交するように配されるのであり、よっ
て、各ヘッド２〜５のプローブ２１〜２４の上記投影面
に形成される投影像の向きと、これらに隣接するプロー
ブ２１〜２４のこの投影面に形成される投影像の向きと
は互いに直交するように配されるのである。

【００１６】図３は、プローブ２１〜２４のうちのプロ
ーブ２１について、そのヘッド２に装着された状態を示
したものである。このヘッド２は、アーム６の先端部に
連結するための連結部材２５と、連結部材２５に取り付
けられるガイドレール２６及びモータ２７と、モータ２
７によりガイドレール２６に沿って摺動可能なプローブ
取付体２８と、プローブ取付体２８に連設されたプロー
ブホルダ２８ａとから構成され、プローブホルダ２８ａ
は、プローブ２１を一対のベアリング２９を介して保持
するとともに、プローブ２１の軸芯が上記ガイドレール
２６と平行に、且つ、その先端部がこのプローブ２１と
対向するプローブ２３側（図示せず）に突出するように
保持されている。そして、ガイドレール２６は、連結部
材２５に、Ｘ−Ｙ座標面に垂直な軸に対して傾斜角６度
だけ傾斜させて取り付けられており、したがって、プロ
ーブ２１も、Ｘ−Ｙ座標面に垂直な軸に対して傾斜角６
度に形成される。かかる傾斜角６度は、他のプローブ２
２〜２４においても全く同様に形成されているので、各
プローブ２１〜２４のそれぞれが対向するプローブ２１
〜２４間で形成される挟角は、本実施例では、１２度で
ある。ところで、各プローブ２１〜２４の先端、即ち測
定対象物と接触するところは立体角８度をなし、また、
その基端部は、スプリング３０によって上記突出方向に
付勢されていて、上記先端を測定対象物に確実に接触さ
せるとともに、接触したときには測定対象物に一定以上
の力が加わらないようにしている。

【００１７】次に、本装置を用いて測定検査を行う場合
の態様を、図面を参照しつつ説明する。まず、基板上の
所定位置に表面実装されたＩＣ３１の、例えば、ピン３
１ａと３１ｂとの導通状態を測定検査する場合の態様に
ついて図４を参照しつつ説明する。ＩＣ３１の各ピン３
１ａ，３１ｂ等は、これらが接触する基板上のパッド３
２，３３等にハンダ付けされ、これらパッド３２，３３
等には、ハンダ３４が肉盛られていない矩形部３２ａ，
３３ａが形成され、その矩形部３２ａ，３３ａの長手方
向がＸ軸方向に形成されている（図４（Ａ））。このよ
うなＩＣ３１を実装した基板が、搬送装置によって基台
１ａ上の所定位置にまで搬入されると、予めプログラム
されたその測定部位Ｐ及びＱ、即ち、矩形部３２ａ，３
３ａのＸ−Ｙ座標データに基づいて、上記駆動手段によ
り、指定された、例えばプローブ２１，２３を装着した
ヘッド２，４が、更に、モータ２７等により、プローブ
２１，２３が上記部位にそれぞれ移動して、導通状態の
測定検査が行われる。このとき、プローブ２１，２３の
先端は、矩形部３２ａ，３３ａ上の測定部位Ｐ及びＱで
接触し、それらのＸ−Ｙ座標投影面に形成される、Ｐ及
びＱを起点とする投影像の向きは、両者ともＸ軸に対し
３５度をなしている。したがって、上述の許容値は、お
よそ矩形部の幅ｍ（又はｎ）／ＳＩＮ（３５゜）、又は
矩形部の幅ｍ（又はｎ）／ＣＯＳ（５５゜）であり、従
来の上記投影像の向きを４５度とするものより増加する
ので、従来より確実に測定できる。

【００１８】また、図４（Ｂ）のように、矩形部３２
ｂ，３３ｂの長手方向がＹ軸方向に形成されている場合
には、指定されたプローブ２２，２４が測定部位Ｐ１及
びＱ１にそれぞれ移動して、その先端が、矩形部３２
ｂ，３３ｂ上の測定部位Ｐ１，Ｑ１で接触し、それらの
Ｘ−Ｙ座標投影面に形成される、Ｐ１及びＱ１を起点と
する投影像の向きは、両者ともＸ軸に対し５５度をなす
ので、上記許容値は、およそ矩形部の幅ｍ１（又はｎ
１）／ＳＩＮ（３５゜）、又は矩形部の幅ｍ１（又はｎ
１）／ＣＯＳ（５５゜）であり、このような場合にも、
従来の上記投影像の向きを４５度とするものに比べより
確実に測定できる。

【００１９】次に、基板上の所定位置に表面実装された
抵抗器３５の測定検査する場合の態様について図５を参
照しつつ説明する。抵抗器３５は、基板上のパッド３
６，３７にハンダ付けされ、そのパッド３６及び３７上
のハンダ３８は、これらの上で肉盛られ、三次元的に見
れば、抵抗器３５の短辺３５ａ上の点とパッド３６及び
３７上に形成される曲線３８ａの点をそれぞれ結ぶ略直
線で囲まれる切欠円錐形状を形成している（図５
（Ａ））。このような抵抗器３５の測定検査では、例え
ばプローブ２１，２３が指定され、Ｘ−Ｙ座標面上の測
定部位Ｒ，Ｓが指定されると、それらの先端は、その部
位Ｒ，Ｓから上方に外れた上記形状の母線上の部位
Ｒ′，Ｓ′（図示せず）に接触する。しかしながら、プ
ローブ２１，２３のＸ−Ｙ座標投影面に形成される、
Ｒ′又はＳ′を起点とする投影像の向きは、両者ともＸ
軸に対し３５度をなすので、かかる接触部位Ｒ′又は
Ｓ′を含む微小面に、従来の上記投影像の向きを４５度
とするものに比べ、より垂直方向から接触させることが
でき、その接触部位でスベリを生ずることなく安定して
確実に測定することができる。

【００２０】また、図５（Ｂ）のように、抵抗器３５の
長手方向がＹ軸方向に実装されている場合には、指定さ
れたプローブ２２，２４が移動して、その先端が、Ｘ−
Ｙ座標面上の測定部位Ｒ１，Ｓ１に対応する、ハンダ３
８の上記形状の母線上の部位Ｒ″，Ｓ″（図示せず）に
接触するが、プローブ２２，２４のＸ−Ｙ座標投影面に
形成される、Ｒ″又はＳ″を起点とする投影像の向き
は、両者ともＸ軸に対し５５度をなすので、かかる接触
部位Ｒ″又はＳ″を含む微小面に対し、従来のものに比
べより垂直に接触させることができ、このような場合に
も、その接触部位でスベリを生ずることなく安定して確
実に測定することができる。

【００２１】ところで、上記実施の形態では、駆動手段
の駆動モータ１２〜１９として、直流モータやステップ
モータを用いた場合について説明した。以下の実施の形
態では、このような直流モータ等に代えリニア３相サー
フェイスモータ（平面モータ）を用い、かかるモータで
ヘッド２〜５を移動させる場合について、図６〜１０を
参照して説明する。尚、図６〜１０において、図１〜５
の構成要素と同一なものについては、同一符号を付すと
ともに、その説明は割愛する。本装置５０においては、
図６に示すように、平盤状をなし高透磁率を有する鉄等
の矩形板で構成される一対のプラテン５１及び５２は、
プラテン５１の下面５１ａ及びプラテン５２の上面５２
ａの両者に刻設された磁極歯群（図示せず）が対峙する
ように、しかも、下面５１ａと上面５２ａが所定間隔だ
け離隔され、且つ互いに平行に配され、そして、下面５
１ａにヘッド５３〜５６を装着した可動子６１ａ〜６４
ａを，また、上面５２ａにヘッド５７〜６０を装着した
可動子６５ａ〜６８ａをそれぞれ電磁的に係合させてな
るものであり、これら可動子６１ａ〜６８ａと各面５１
ａ，５２ａと間で８個のリニア３相サーフェイスモータ
６１〜６８を構成してなるものである。また、かかる装
置５０では、搬送装置によって測定対象物である実装基
板（図示せず）が、所定間隔だけ離隔された下面５１ａ
と上面５２ａ間、即ち、ヘッド５３〜５６とヘッド５７
〜６０間に搬入されるようになっている。

【００２２】ここで、上記モータ６１〜６８の構成及び
動作について図７〜９を参照して説明する。尚、以下の
説明においては、モータ６１について行うが、他のモー
タ６２〜６８についても全く同様である。可動子６１ａ
には、プラテン５１の下面５１ａに形成された磁極歯群
に対向して、一組のＸ方向可動ヨーク６９及びＹ方向可
動ヨーク７０が、図９のような態様で二組配設されてお
り、これらＸ方向可動ヨーク６９及びＹ方向可動ヨーク
７０は、一つの永久磁石７１とこの永久磁石７１の両側
に配置された一対のヨーク７２，７３でそれぞれ構成さ
れている。また、ヨーク７２及び７３には、等間隔に３
つの脚７２ａ〜７２ｃ及び７３ａ〜７３ｃが設けられ、
これらの脚は、一定間隔だけ離隔されて上記磁極歯群に
対向して配されており、これらの脚の、図８中のＪ１−
Ｊ２方向（Ｘ軸方向）及びＫ１−Ｋ２方向（Ｙ軸方向）
の幅は、磁極歯群の各歯幅とほぼ同一の大きさである。
ところで、上記脚７２ａ〜７２ｃには、Ｕ相コイル７
４、Ｖ相コイル７５及びＷ相コイル７６がそれぞれ巻回
され、これらのコイルには互いに位相が１２０度ずれた
３相電流が供給される。また、上記脚７３ａ〜７３ｃに
は、Ｕ相コイル７７、Ｖ相コイル７８及びＷ相コイル７
９がそれぞれ巻回され、これらのコイルにも同様の３相
電流が供給される。そして、この３相電流の上記位相の
ずれに対応させて、上記脚７２ａ〜７２ｃの配置ピッチ
は、上記磁極歯群の歯ピッチに対し所定量ずつずれてお
り、また、上記脚７３ａ〜７３ｃの配置ピッチも、磁極
歯群の歯ピッチに対し所定量ずつずれている。しかも、
各３相コイル７４〜７６に供給されるそれぞれの電流
は、各３相コイル７７〜７９に供給されるそれぞれの電
流に対応させて、位相角で１８０度ずれている。

【００２３】次に、かかるモータ６１の動作について説
明する。本実施例では、可動子６１ａ（モータ６１）の
移動量に比例したパルス列を駆動制御装置８０に入力し
て、可動子６１ａを駆動する。即ち、駆動制御装置８０
においては、所望の位置に可動子６１ａを移動させるべ
く入力されたパルス列から、移動量と移動方向及び移動
速度を演算し、これらの演算結果に応じた３相の移相波
形を出力する。ただし、この波形の電流を３相コイル７
４〜７９に供給する場合に、各コイル７４〜７９に供給
すべきその電流に比例したパルス幅変調（ＰＷＭ）を行
う。そして、ＰＷＭされたオンオフ信号でスイッチ回路
を制御するとともに、各３相コイル７４〜７９の電力損
失を抑える。このとき、スイッチ回路が、上記供給され
る電流偏差に対応したＰＷＭでオンオフ制御されるよう
にして、過電流がコイル７４〜７９に流れるのを防止す
る。このようにして制御された電流を各コイル７４〜７
６に供給し、同時に各コイル７７〜７９にも供給する。
すると、脚７２ａ〜７２ｃと上記磁極歯群との間、及び
脚７３ａ〜７３ｃと上記磁極歯群との間で、所謂フレミ
ングの左手の法則に基づく力が作用するために、Ｘ方向
可動ヨーク６９の場合には図８中のＪ１−Ｊ２方向の力
を受け、また、Ｙ方向可動ヨーク７０の場合には同図中
のＫ１−Ｋ２方向の力を受け、これにより、可動子６１
ａが、プラテン５１の下面５１ａに形成されるＸ−Ｙ座
標面上を移動するようになり、このとき、Ｘ方向可動ヨ
ーク６９とプラテン５１間、或いはＹ方向可動ヨーク７
０とプラテン５１間における磁気吸引力に抗してこの間
に高圧エアを作用させ、可動子６１ａを下面５１ａから
僅かに浮上させている。但し、コイル７４〜７６に供給
される電流とコイル７７〜７９に供給されるそれとは、
上述のように、位相角にして１８０度ずれているので、
Ｘ方向可動ヨーク６９やＹ方向可動ヨーク７０内で上記
力が相殺されてしまうことはない。また、可動子６１ａ
の移動方向の切り換え、即ち、図８中のＪ１方向の移動
をＪ２方向の移動に切り換えたり、同図中のＫ１方向の
移動をＫ２方向の移動に切り換えたりする場合には、コ
イル７４〜７６のうちのいずれか２つのコイルを選択
し、それらに供給する電流を入れ替えるとともに、コイ
ル７７〜７９の中からこの入れ替えに対応したものを選
択し、それらに供給する電流を入れ替えればよい。尚、
可動子６１ａを移動させるための駆動力を高める目的
で、ヨーク７２や７３に設けた脚７２ａ〜７２ｃや７３
ａ〜７３ｃを更に分割するとともに、これに対応させて
上記磁極歯群の歯幅を細かくしてなるリニア３相サーフ
ェイスモータであってもよいことはもちろんである。こ
のように、駆動手段にリニア３相サーフェイスモータ６
１〜６８を用いると、ボールねじやリニアガイド等で構
成される移動機構を要せず、言うなればヘッドを直接駆
動してＸ−Ｙ座標面上を移動させることができるので、
装置５０自体が小型化され、結果として検査効率の向上
を図ることができる。その上、機械的な摩耗部分がな
く、シンプルなメカ構造のため長寿命が実現できる。

【００２４】ところで、可動子６１ａ〜６４ａに装着さ
れたヘッド５３〜５６、及び可動子６５ａ〜６８ａに装
着されたヘッド５７〜６０は、可動子６１ａ〜６８ａに
装着されるように構成される点を除いて上記ヘッド２〜
５と同一構成であり、したがって、例えば、図１０に示
すように、プラテン５１の下面５１ａのＸ−Ｙ座標面上
において、可動子６１ａに装着されたヘッド５３の中心
線は、Ｘ軸に対し３５度、Ｙ軸に対し５５度に、また、
ヘッド５３と隣り合うヘッド５４，５６のそれは、Ｘ軸
に対し５５度、Ｙ軸に対し３５度になるように可動子６
２ａ，６４ａにそれぞれ装着されており、したがって、
ヘッド５３の中心線とヘッド５４及び５６のそれとは、
それぞれ直交するように配される。尚、同図において、
一端が可動子６１ａ〜６４ａにそれぞれ固着されたケー
ブルベア８１〜８４は、可動子６１ａ〜６４ａの移動に
追従できるように配設されたフレキシブル配管であり、
この配管内には、上記コイルに電流を供給するためのケ
ーブルや高圧エアを供給するためのエアホースが収納さ
れている。このように、ヘッド５３〜５６のそれぞれに
取り付けられたプローブ２１〜２４であって、ヘッド５
３〜５６の中心線を含む面内にその中心線がそれぞれ配
されるように取り付けられてなるものにおいては、各ヘ
ッド５３〜５６のプローブ２１〜２４の上記Ｘ−Ｙ座標
投影面に形成される投影像の向きと、これらに隣接する
プローブ２１〜２４のこの投影面に形成される投影像の
向きとは互いに直交するように配されるのであり、ま
た、ヘッド５７〜６０のそれぞれに取り付けられたプロ
ーブ２１〜２４においても、プラテン５２の上面５２ａ
のＸ−Ｙ座標面上において全く同様に、それらの投影像
の向きが互いに直交するように配される。 これによ
り、本装置５０においても、上記装置１と同様に、基板
上に表面実装されたＩＣ３１の導通状態を測定検査する
場合（図４）には、上記許容値を従来のものより大きく
できるので確実に測定でき、また、抵抗器３５の測定検
査する場合（図５）には、上記接触部位でスベリを生ず
ることを防止できるので、安定して、且つ確実に測定で
きる。また、本装置５０では、プラテン５１と５２間に
実装基板が配される構成を採っているために、実装基板
の両面から測定検査を行うことができるようになり、上
述の確実な測定検査の実現に加え、検査効率の向上をも
図ることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の基板検査装置によれば、実装基
板やベアボード等の測定検査を、その基板に配された測
定部位或いは測定対象物の配置状態に応じて安定して行
うとともに、プロービングズレの許容値を大きくして確
実に行うことができる。また、本発明の基板検査装置に
よれば、装置自体が小型化されて検査効率の向上を図る
ことができ、その上、機械的な摩耗部分がなく、シンプ
ルなメカ構造のため長寿命が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係る基板検査装置の概
略を示す平面図である。

【図２】 図１の４つのヘッドのうちの隣接する２つの
ヘッドの配置関係をＸ−Ｙ座標投影面に示す拡大図であ
る。

【図３】 図１のヘッドにフローブが装着された側面図
である。

【図４】 図１の装置を用いてＩＣ（電子部品）の測定
検査を行う場合の説明図である。

【図５】 図１の装置を用いて抵抗器（電子部品）の測
定検査を行う場合の説明図である。

【図６】 本発明の他の実施の形態に係る基板検査装置
の概略を示す正面図である。

【図７】 図６のリニア３相サーフェイスモータの概略
構成図である。

【図８】 図７の一組のＸ方向可動ヨーク及びＹ方向可
動ヨークがプラテン面に配される状態を示す斜視図であ
る。

【図９】 図７のＸ方向可動ヨーク及びＹ方向可動ヨー
クの配設状態を示す斜視図である。

【図１０】 図６のＺ−Ｚ矢視図で、４つのヘッドの配
置関係の概略図である。

【図１１】 従来のヘッド及びそれに装着されたフロー
ブ相互間の配置関係をＸ−Ｙ座標投影面に示す模式図で
ある。

【図１２】 従来の装置を用いてＩＣの測定検査を行う
場合の説明図である。

【図１３】 従来の装置を用いて抵抗器の測定検査を行
う場合の説明図である。

【符号の説明】

１，５０ 基板検査装置 ２〜５，５３〜６０ ヘッド ２１〜２４ プローブ ５１，５２ プラテン ５１ａ 下面（プラテンの） ５２ａ 上面（プラテンの） ６１〜６８ リニア３相サーフェイスモータ
（平面モータ） ６１ａ〜６８ａ 可動子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象の実装基板等に接触させるプロ
   ーブを昇降可能に保持するヘッドを複数個備え、該ヘッ
   ドを、装置本体上のＸ軸及びそれに直交するＹ軸で形成
   されるＸ−Ｙ座標面上をそれぞれ独立に、前記プローブ
   が接触する実装基板上のＸ−Ｙ座標データに基づいて移
   動させる駆動手段を備えてなる基板検査装置において、
   前記プローブの前記Ｘ−Ｙ座標投影面に形成される投影
   像の向きと該プローブに隣接するプローブの前記投影面
   に形成される投影像の向きとが互いに所定角で交叉する
   ように前記各プローブを配し、該各プローブを、前記Ｘ
   −Ｙ座標面に垂直な軸に対して所定角度だけ傾斜させる
   とともに、前記各プローブがそれと対向するプローブ側
   に突出されるように保持してなることを特徴とする基板
   検査装置。
2. 【請求項２】 前記ヘッドを４個備え、前記各プローブ
   をそれらの投影像の向きが互いに直交するように配する
   とともに、前記各プローブの前記Ｘ−Ｙ座標投影面に形
   成される投影像の向きがＸ軸又はＹ軸に対し３５度或い
   は５５度に形成されてなることを特徴とする請求項１に
   記載の基板検査装置。
3. 【請求項３】 前記各プローブの前記Ｘ−Ｙ座標面に垂
   直な軸に対する傾斜角度を６度に形成してなることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の基板検査装置。
4. 【請求項４】 前記ヘッドを移動させる駆動手段は、前
   記ヘッドを装着した可動子を、回転モータのステータに
   相当するプラテンに電磁的に係合させ、該プラテン面上
   を移動させてなる平面モータであることを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれかに記載の基板検査装置。
5. 【請求項５】 前記プラテンは、所定間隔をなし、且つ
   互いに平行に対峙して配設されてなることを特徴とする
   請求項４に記載の基板検査装置。