配線板測定装置及び配線板測定方法
【課題】簡易な構成でプリント配線板の温度変化に影響されずにプリント配線板を測定する。
【解決手段】配線板測定装置１は、押さえ板載せ部４によって押さえ板４０を、載置台２に載置されたプリント配線板ＰＣＢ上に載せる。そして、プリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０が載置された状態で、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂによりプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを測定する。これにより、プリント配線板ＰＣＢの歪みや変形を抑制してプリント配線板ＰＣＢを測定することができる。
【解決手段】配線板測定装置１は、押さえ板載せ部４によって押さえ板４０を、載置台２に載置されたプリント配線板ＰＣＢ上に載せる。そして、プリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０が載置された状態で、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂによりプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを測定する。これにより、プリント配線板ＰＣＢの歪みや変形を抑制してプリント配線板ＰＣＢを測定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板測定装置及び配線板測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣチップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を実装するために、多層プリント配線板が利用されている。このような多層プリント配線板は、各層のプリント配線板をそれぞれに形成し、最終的に、形成したプリント配線板を積層させることによって得られる。
【０００３】
プリント配線板を積層するときには、各プリント配線板の配線パターン同士が正確な位置関係にないと不良品になってしまうため、プリント配線板に形成されている配線パターンの位置を正確に測定することが望まれる。特に、多層プリント配線板を大量に生産する場合には、配線パターンの位置（ずれ）毎に分別してプリント配線板を積層することにより、効率よく多層プリント配線板を製造することができる。
【０００４】
プリント配線板に形成されている配線パターンの位置を検出するために、プリント配線板を載置台に載置して、プリント配線板に形成されたアライメントマークを鉛直上方から撮像するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、アライメントマークをＸ線カメラで撮像した画像に基づいてプリント配線板の仮の穿孔位置を求め、温度計で測定した載置台およびプリント配線板の温度に基づいて仮の穿孔位置を補正することにより、プリント配線板の温度変化にも対応してプリント配線板の穿孔位置を定めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２７４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器が高密度化した現状においては、高い加工精度や測定精度が要求され、プリント配線板の歪みや温度による変形は無視することができない。特許文献１に記載の装置では、検出温度に基づいてコンピュータにより撮像データを補正しているため、温度を検出するセンサやコンピュータの精度が求められる。このため、他の手法によっても温度変化に影響されずにプリント配線板を測定することが望まれる。
【０００７】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でプリント配線板の温度変化に影響されずにプリント配線板を測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る配線板測定装置は、
少なくとも２つの位置検出用のマークが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定装置であって、
前記プリント配線板が載置される載置台と、
前記プリント配線板を押さえる押さえ板と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に前記押さえ板を載せる押さえ板載せ機構と、
前記押さえ板載せ機構により前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出するマーク検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記載置台を所定の移動方向に移動する移動手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、前記移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出してもよい。
【００１０】
また、前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記プリント配線板の移動方向に沿って前記押さえ板を前記載置台上に移動させてもよい。
【００１１】
また、前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せてもよい。
【００１２】
また、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せるときには、前記移動手段は前記載置台を第１の距離だけ移動させ、前記押さえ板載せ機構は前記押さえ板を前記第１の距離より短い第２の距離だけ移動させてもよい。
【００１３】
また、前記載置台を水平に回転させる回転手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、鉛直上方から第１の範囲を撮像する第１の撮像手段と、鉛直上方から前記第１の撮像手段に比して小さい範囲を精密に撮像する第２の撮像手段とを有し、
前記配線板測定装置は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像し、該撮像したデータに基づいて、前記プリント配線板の少なくとも２つのマークが所定の基準マークの関係に等しくなるように前記回転手段により前記載置台を回転し、前記第２の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像してもよい。
【００１４】
また、前記マーク検出手段は、前記第２の撮像手段、前記第１の撮像手段の順に、前記載置台の初期位置から近い位置に設けられてもよい。
【００１５】
また、前記押さえ板載せ機構は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークが撮像されると想定される第１撮像位置への前記載置台の移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せてもよい。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る配線板測定方法は、
印刷によって導体層と少なくとも２つの位置検出用のマークとが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定方法であって、
載置台に前記プリント配線板を載置する工程と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に該プリント配線板の板面より大きい板面を有する押さえ板を載せる工程と、
前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記配線板のマークを検出する工程では、前記載置台を所定方向に移動する移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出し、
前記押さえ板を載せる工程では、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の配線板測定装置及び配線板測定方法によれば、簡易な構成でプリント配線板の温度変化に影響されずにプリント配線板を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る配線板測定装置の構成の概要を示す側面図である。
【図２】配線板測定装置の構成の概要を示す上面図である。
【図３】制御部の構成の概要を示す図である。
【図４】プリント配線板に印刷されたガイドマークの一例を示す図である。
【図５】配線板測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】プリント配線板上に押さえ板を載せるときの動作を説明するための模式図であり、（ａ）は本実施形態に係る配線板測定装置の動作を示し、（ｂ）は比較例に係る配線板測定装置の動作を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係る配線板測定装置について図を用いて説明する。配線板測定装置１は、図１及び図２に示すように、フレーム１０と、ワークであるプリント配線板ＰＣＢを載置するための載置台２と、載置台２を移動する搬送部３と、載置台２上に押さえ板４０を載せる押さえ板載せ部４と、載置台２を鉛直上方から撮像する撮像部５と、装置全体を制御する制御部６（図２では不図示）を備えている。以下、搬送部３によって載置台２が移動する方向をＹ方向、Ｙ方向に垂直で水平な方向をＸ方向、鉛直方向をＺ方向とする。なお、図１及び図２では、載置台２上のプリント配線板ＰＣＢを破線で示し、押さえ板４０を一点鎖線で示している。
【００２１】
図１及び図２の白抜きの矢印は作業者の定位置であり、作業者は矢の方向（Ｙ軸の正方向）に向かって立ち、プリント配線板ＰＣＢを配線板測定装置１に投入し、測定が終わればプリント配線板ＰＣＢを配線板測定装置１から取り出す。プリント配線板ＰＣＢの投入と取り出しは、搬送装置によって行ってもよい。搬送装置は、例えばエアによって吸着する吸着器を備えたロボットアームで構成することができる。
【００２２】
載置台２は、上部の載置面にプリント配線板ＰＣＢを載置するものであり、搬送部３によってＹ軸方向に移動する。載置台２は、搬送部３によって、所定の高さで支持され、載置面が水平になっている。載置台２の中央部には、吸着孔２ａが形成され、吸着孔２ａを負圧にする図示しない吸着装置が連結されている。載置台２にプリント配線板ＰＣＢが載置された状態で吸着孔２ａが負圧にされることにより、プリント配線板ＰＣＢは載置台２に吸着されて固定される。
【００２３】
搬送部３は、載置台２をＹ方向に移動させるとともに載置台２をＺ方向回りに回転させて、載置台２の配置を調整することができる。搬送部３は、移動台３１と、フレーム１０に固定されてＹ方向に伸びる一組のガイドレール３２ａ、３２ｂと、Ｙ方向に伸びるボールねじ３３と、ボールねじ３３を回転する移動用モータ３４と、移動台３１に対して載置台２を回転させる回転テーブル３５とを備える。移動台３１は、載置台２を支持し、移動台３１に設けられた図示しないボールナットがボールねじ３３と係合する。こうした構成により、移動用モータ３４によってボールねじ３３が回転すると、移動台３１がガイドレール３２ａ，３２ｂに沿ってＹ方向に移動し、移動台３１に支持される載置台２が移動台３１と共にＹ方向に移動する。また、載置台２は、回転テーブル３５によって、移動台３１に対してＺ方向回りに回転する。回転テーブル３５は、載置台２を回転させる図示しない駆動機構を有する。
【００２４】
押さえ板載せ部４は、載置台２に載置されたプリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０を載せる。押さえ板４０は、プリント配線板ＰＣＢの板面より大きい板面を有し、透明な樹脂などによって矩形状に形成されている。押さえ板４０は、プリント配線板ＰＣＢの歪みや温度による変形を除去できるように十分な重さを有することが望ましく、また、温度による変形が小さく、且つ、撮像部５によるプリント配線板ＰＣＢの撮像を妨げないような材料、形状で形成される必要がある。こうした条件に基づいて押さえ板４０の材料や形状は適宜定めることができる。
【００２５】
押さえ板載せ部４は、押さえ板４０を昇降するアクチュエータ４１と、押さえ板４０をＹ方向に移動する押さえ板移動部４３とを備える。アクチュエータ４１は、押さえ板４０の四隅に位置する昇降台４２を同時に昇降させて、押さえ板４０を載置台２の載置面より上方に持ち上げたり、載置台２上に下ろしたりする。押さえ板移動部４３は、昇降台４２をＹ方向に移動させることにより、昇降台４２で持ち上げられている押さえ板４０をＹ方向に移動させる。押さえ板移動部４３は、載置台２や撮像部５に比して移動の精度が要求されないため、本実施形態では、ボールねじではなく、モータによってベルト４４を回転させることにより、ベルトに連動させて昇降台４２を移動させるものとした。
【００２６】
撮像部５は、１組のプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂと、１組の測定用カメラ５２ａ，５２ｂと、プリアライメント用カメラ５１ａ及び測定用カメラ５２ａを移動する左カメラ移動部５３Ｌと、プリアライメント用カメラ５１ｂ及び測定用カメラ５２ｂを移動する右カメラ移動部５３Ｒとを備える。
【００２７】
プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂは、鉛直上方からプリント配線板ＰＣＢの後述するガイドマークＭを撮像するものであり、比較的広い範囲（例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍの範囲）を撮像する。また、測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、鉛直上方からプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを撮像するものであり、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂに比して狭い範囲（例えば、数十ｍｍ×数十ｍｍの範囲）を精密に撮像することができる。プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂは、操作者から遠い側（図２中右側）において架台５４Ｌ，５４Ｒに固定され、測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、操作者から近い側（図２中左側）において架台５４Ｌ，５４Ｒに固定されている。
【００２８】
プリアライメント用カメラ５１ａ及び測定用カメラ５２ａは、架台５４Ｌに固定され、左カメラ移動部５３ＬによってＸ方向に移動する。左カメラ移動部５３Ｌは、Ｘ方向に伸びるボールねじ５５Ｌと、架台５４Ｌに固定されてボールねじ５５Ｌに係合する図示しないボールナットと、ボールねじ５５Ｌを回転する左カメラ用モータ５６Ｌとを備える。左カメラ移動部５３Ｌでは、左カメラ用モータ５６Ｌによってボールねじ５５Ｌを回転させることにより架台５４ＬがＸ方向に移動し、プリアライメント用カメラ５１ａ及び測定用カメラ５２ａがＸ方向に移動する。
【００２９】
プリアライメント用カメラ５１ｂ及び測定用カメラ５２ｂは、架台５４Ｒに固定され、右カメラ移動部５３ＲによってＸ方向に移動する。右カメラ移動部５３Ｒは、Ｘ方向に伸びるボールねじ５５Ｒと、架台５４Ｒに固定されてボールねじ５５Ｒに係合する図示しないボールナットと、ボールねじ５５Ｒを回転する左カメラ用モータ５６Ｒとを備える。右カメラ移動部５３Ｒでは、右カメラ用モータ５６Ｒによってボールねじ５５Ｒを回転させることにより架台５４ＲがＸ方向に移動し、プリアライメント用カメラ５１ｂ及び測定用カメラ５２ｂがＸ方向に移動する。
【００３０】
制御部６は、図３に示すように、制御ユニット６１、主記憶部６２、外部記憶部６３、操作部６４、表示部６５及び入出力部６６を備える。主記憶部６２、外部記憶部６３、操作部６４、表示部６５及び入出力部６６はいずれも内部バス６８を介して制御ユニット６１に接続されている。
【００３１】
制御ユニット６１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部６３に記憶されているプログラムに従って、後述する測定のための処理を実行する。
【００３２】
主記憶部６２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部６３に記憶されているプログラムをロードし、制御ユニット６１の作業領域として用いられる。
【００３３】
外部記憶部６３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc Rewritable）等の不揮発性メモリから構成され、前記の処理を制御ユニット６１に行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、制御ユニット６１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御ユニット６１に供給し、制御ユニット６１から供給されたデータを記憶する。
【００３４】
操作部６４はキーボードおよびマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボードおよびポインティングデバイス等を内部バス６８に接続するインターフェース装置から構成されている。操作部６４を介して、処理の開始または終了の指令などが入力され、制御ユニット６１に供給される。
【００３５】
表示部６５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂや測定用カメラ５２ａ，５２ｂの撮像や、測定したプリント配線板ＰＣＢの後述するガイドマークＭの座標、警告、作業者への指示等を表示する。
【００３６】
入出力部６６は、シリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースから構成されている。入出力部６６を介して、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂや測定用カメラ５２ａ，５２ｂのから撮像した画像信号等を入力する。また、載置台２の図示しない吸着部や搬送部３、押さえ板載せ部４、撮像部５を駆動する信号を出力する。
【００３７】
以上の構成の配線板測定装置１は、プリント配線板ＰＣＢを測定することが可能である。本実施形態におけるプリント配線板ＰＣＢは、図４に示すように、４カ所のガイドマークＭ１〜Ｍ４（以下、まとめて「ガイドマークＭ」ともいう）が印刷される。ガイドマークＭ１〜Ｍ４は、プリント配線板ＰＣＢの４頂点の近傍に配置され、矩形のプリント配線板ＰＣＢの４辺から等距離の位置に印刷される。
【００３８】
次に、配線板測定装置１の動作を説明する。配線板測定装置１の制御ユニット６１は、例えば起動時に、各種アクチュエータを駆動して初期処理を行う。初期処理では、載置台２、押さえ板４０、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂを所定の初期位置に移動する。本実施形態では、載置台２は、操作者から近い位置に配置され、押さえ板４０は載置台２上から外れた位置に配置される（図１及び図２参照）。
【００３９】
そして、制御ユニット６１は、例えば、操作者によって図示しない測定スイッチがＯＮされることを契機として、図５に示す配線板測定処理を実行する。制御ユニット６１は、まず、測定対象であるプリント配線板ＰＣＢを載置台２上に載置して固定する（ステップＳ１）。このときには、制御ユニット６１は、例えば表示部６５にメッセージを表示してプリント配線板ＰＣＢの投入を促し、作業者がワークとしてのプリント配線板ＰＣＢを載置台２の上に載置する。
【００４０】
配線板測定装置１がプリント配線板ＰＣＢの供給と取り出しを行う搬送装置を備える場合には、搬送装置にプリント配線板ＰＣＢの投入を指示してプリント配線板ＰＣＢを載置台２上に投入させ、搬送装置からプリント配線板ＰＣＢの載置が終了したことを示す信号を受信する。
【００４１】
制御ユニット６１は、図示しない感圧センサや作業者からのスイッチの操作、搬送装置からの信号などによって載置台２上にプリント配線板ＰＣＢが載置されたと判断すると、載置台２の吸着孔２ａを負圧にしてプリント配線板ＰＣＢを載置台２に固定する。
【００４２】
続いて、制御ユニット６１は、載置台２の移動を伴ってプリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０を載せる（ステップＳ２）。このときには、図６に示すように、搬送部３はプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭ１がプリアライメント用カメラ５１ａの視野の範囲内に収まるとともにガイドマークＭ２がプリアライメント用カメラ５１ｂの視野内に収まると想定される位置に載置台２を移動させる。それと同時に押さえ板載せ部４は、押さえ板４０を載置台２に近づくように移動させる。このときの押さえ板４０の移動距離をＬｗ１とする。そして、押さえ板４０が載置台２上に移動したら、押さえ板載せ部４によって押さえ板４０を載置台２上に下ろす。本実施形態では、このようにプリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０が載せられるときに、移動機構による載置台２の移動距離Ｌｂより、押さえ板載せ部４による押さえ板４０の移動距離Ｌｗ１の方が小さくなるものとした（Ｌｂ＞Ｌｗ１）。
【００４３】
こうして押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられると、プリント配線板ＰＣＢの歪みや温度変化に伴う変形が押さえ板４０によって押さえられて抑制される。
【００４４】
続いて、制御ユニット６１は、押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられた状態で、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂによってプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像する（ステップＳ３）。このときには、制御ユニット６１は、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ同士の距離がガイドマークＭ１，Ｍ２のＸ方向の距離Ｌｘに等しくなるように架台５４Ｌ，５４Ｒを移動させて、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂによりガイドマークＭを撮像する。プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂは、上述したように、比較的広い範囲を撮像することができるため、容易にガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像することができる。
【００４５】
続いて、制御ユニット６１は、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂで撮像した画像データに基づいて、ガイドマークＭがＸ方向及びＹ方向に沿って配置されるように、回転テーブル３５によって載置台２を回転させてプリント配線板ＰＣＢの向きを調整する（ステップＳ４）。なお、回転テーブル３５による載置台２の回転に伴ってプリント配線板ＰＣＴや押さえ板４０も回転する。
【００４６】
作業者又は搬送装置による載置位置のずれや、プリント配線板ＰＣＢに形成された配線パターンの製造誤差などによって、載置台２に載置されるプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭ１〜Ｍ４は、設計上配置されるべき位置に対してＸ方向及びＹ方向にずれて配置される。このため、本実施形態では、比較的広い撮像範囲を有するプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂによってガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像し、撮像した画像データに基づいてガイドマークＭの位置が所定の関係（例えば、ガイドマークＭ１〜Ｍ４がＸ方向及びＹ方向に沿う関係）となるようにプリント配線板ＰＣＢの向きを調整する。
【００４７】
続いて、制御ユニット６１は、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを撮像する（ステップＳ５）。このときには、制御ユニット６１は、例えば、まず、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ３，Ｍ４が撮像可能な位置に載置台２を移動させ、測定用カメラ５２ａ，５２ｂの互いの距離がガイドマークＭのＸ方向の距離Ｌｘに等しくなるように架台５４Ｌ，５４Ｒを移動させて、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ３，Ｍ４を撮像する。次に、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ１，Ｍ２が撮像可能な位置に載置台２を移動させ、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像する。なお、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによる撮像を行うときには、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂで撮像したデータに基づいて測定用カメラ５２ａ，５２ｂのＸ方向の中心位置を移動させてもよい。
【００４８】
測定用カメラ５２ａ，５２ｂでは、プリント配線板ＰＣＢにおける配線パターンの位置が測定されるように、ガイドマークＭと共にプリント配線板ＰＣＢの特徴点を撮像する。例えば、プリント配線板ＰＣＢに予め設けられている図示しない基準マークや、プリント配線板ＰＣＢの縁をプリント配線板ＰＣＢの特徴点とすることができる。測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、上述したように、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂに比して精密に撮像することができるため、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってプリント配線板ＰＣＢを精密に測定することができる。また、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び回転テーブル３５によってガイドマークＭ１〜Ｍ４がＸ方向及びＹ方向に沿うようにプリント配線板ＰＣＢの向きを調整しているので、ガイドマークＭを容易に撮像中心付近で撮像することができ、プリント配線板ＰＣＢを迅速且つ精密に測定することができる。
【００４９】
このように、本実施形態では測定用カメラ５２ａ，５２ｂがプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂに比して載置台２の初期位置近くに配置されている。これに対して図６（ｂ）に示すように測定用カメラ５２ａ，５２ｂとプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂとの配置が逆に配置されている場合の押さえ板４０の移動距離をＬｗ２とするとＬｗ１＜Ｌｗ２となる。
【００５０】
従って図６（ａ）に示す構成と図６（ｂ）に示す構成とにおいて、プリント配線板ＰＣＢを投入してから押さえ板４０を載置台２上に下ろすまでの時間を一定とすると、図６（ａ）に示す構成では、図６（ｂ）に示す構成よりも押さえ板載せ部４の移動速度を遅くすることができる。また、押さえ板載せ部４の可動範囲を小さく設計することもできる。
【００５１】
測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを撮像したら、制御ユニット６１は、測定対象であるプリント配線板ＰＣＢの識別番号に関連づけて、撮像したデータに基づく測定データを主記憶部６２に記憶させる（ステップＳ６）。プリント配線板ＰＣＢの識別番号は、例えばその日初めて測定するプリント配線板であればナンバー１などとする。その他にも、ロット番号と関連づけるなどしてもよい。制御ユニット６１は、測定データとして、測定用カメラ５２ａ，５２ｂで撮像した画像データに基づいて、プリント配線板ＰＣＢにおける配線パターンの位置を算出して主記憶部６２に記憶させる。例えば、測定データとして、ガイドマークＭ１〜Ｍ４の中心からプリント配線板ＰＣＢの縁（特徴点）までのＸ方向およびＹ方向の距離をそれぞれに記憶することが考えられる。
【００５２】
こうしてプリント配線板ＰＣＢの測定データが記憶されると、制御ユニット６１は、搬送部３によって載置台２を所定の持ち上げ位置に移動させるとともに、押さえ板移動部４３によって昇降台４２を移動させ、押さえ板４０の下方に昇降台４２を位置させる。次に、昇降台４２によって押さえ板４０を載置台２及びプリント配線板ＰＣＢ上から持ち上げた後に載置台２を初期位置に移動させ（ステップＳ７）、載置台２が初期位置に移動した後、プリント配線板ＰＣＢと載置台２の固定を解除して（ステップＳ８）、配線板測定処理を終了する。押さえ板４０は、その後の作業に備えて、その場に留めてもよいし、プリント配線板ＰＣＢの取り出し作業に支障があるようならば、押さえ板載せ部４の押さえ板移動部４３によってプリント配線板ＰＣＢの取り出しに支障のない位置まで移動させればよい。制御ユニット６１は、載置台２の吸着穴２ａの負圧を解除して載置台２の固定を解除した後には、例えば表示部６５にメッセージを表示してプリント配線板ＰＣＢの取り外しを促し、作業者にプリント配線板ＰＣＢを取り外させる。また、図示しない搬送装置を備えるときには、搬送装置を駆動してプリント配線板ＰＣＢを載置台２から取り外す。
【００５３】
以上のように、本実施形態の配線板測定装置１は、プリント配線板ＰＣＢの板面より大きい板面を有する押さえ板４０をプリント配線板ＰＣＢ上に載せて、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂによりガイドマークＭを測定するため、プリント配線板ＰＣＢの歪みや変形を抑制してプリント配線板ＰＣＢを測定することができ、温度変化に影響されずプリント配線板ＰＣＢを測定することができる。
【００５４】
また、搬送部３による載置台２の移動を伴って、押さえ板４０をプリント配線板ＰＣＢ上に載せるため、押さえ板載せ部４による押さえ板４０の移動距離を少なくすることができるので、押さえ板載せ部４の可動範囲を小さくしたり、迅速に押さえ板４０をプリント配線板ＰＣＢ上に載せたり、押さえ板載せ部４の移動速度を遅くすることができる。また、載置台２上に押さえ板４０を載置した後は押さえ板４０は搬送部３によって移動が行われる。従って本実施形態に記載のように押さえ板載せ部４を高価なボールねじではなく安価なベルトで駆動するような構成を採用することが可能となり、配線板測定装置1のコストを低くすることができる。
【００５５】
以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。例えば、上記実施の形態では、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂや測定用カメラ５２ａ，５２ｂとしてＣＣＤカメラを使用したが、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを測定できるものであれば、例えばＸ線カメラなど如何なるものを用いてもよい。この場合、押さえ板４０として、プリント配線板のマークの検出を妨げないものを用いればよい。また、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂと測定用カメラ５２ａ，５２ｂとで、異なる種類のカメラを用いてもよい。また、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、載置台２の下側または上側と下側との両側に配置されるものであってもよい。
【００５６】
上記実施の形態では、押さえ板４０の重みによってプリント配線板ＰＣＢの変形を抑制するものとしたが、押さえ板４０を載置台２の載置面に押しつける機構を備えてもよい。また、押さえ板４０を載置台２に押しつけることによって、吸着装置と共に、又は吸着装置に代えて、プリント配線板ＰＣＢが載置台２に固定されてもよい。
【００５７】
上記実施の形態では、搬送部３による載置台２の移動を伴って押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられるものとしたが、搬送部３による載置台２の移動を伴うことなく押さえ板載せ部４によって押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられてもよい。
【００５８】
上記実施の形態では、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂと測定用カメラ５２ａ，５２ｂとを備えるものとしたが、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂを備えなくてもよい。また、測定用カメラ５２ａ，５２ｂを上下させることで測定用カメラとプリアライメント用カメラとを兼用させてもよい。また、載置台２を回転させる回転テーブル３５を備えなくてもよいし、回転テーブル３５に代えて又は加えて載置台２をＸ方向に移動させる機構を備えてもよい。
【００５９】
上記実施の形態では、プリント配線板ＰＣＢには、四隅にガイドマークＭ１〜Ｍ４が設けられるものとしたが、こうした例に限定されるものではなく、ガイドマークが少なくとも２つ設けられていればよい。また、ガイドマークは、印刷されたものに限定されず、穴などでもよい。
【００６０】
また、配線板測定装置１には、例えばプリント配線板ＰＣＢに穴を開けるための穴開け機構など、他の構成が搭載されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 配線板測定装置
２ 載置台
２ａ 吸着穴
３ 搬送部
４ 押さえ板載せ部
５ 撮像部
６ 制御部
１０ フレーム
３０ 移動部
３１ 移動台
３２ａ，３２ｂ ガイドレール
３３ ボールねじ
３４ 移動用モータ
３５ 回転テーブル
４０ 押さえ板
４１ アクチュエータ
４２ 昇降台
４３ 押さえ板移動部
５１ａ，５１ｂ プリアライメント用カメラ
５２ａ，５２ｂ 測定用カメラ
５３Ｌ 左カメラ移動部
５３Ｒ 右カメラ移動部
６１ 制御ユニット
６２ 主記憶部
６３ 外部記憶部６３
６４ 操作部
６５ 表示部
６６ 入出力部
６８ 内部バス
Ｍ１〜Ｍ４ ガイドマーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線板測定装置及び配線板測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＩＣチップ、抵抗、コンデンサ等の電子部品を実装するために、多層プリント配線板が利用されている。このような多層プリント配線板は、各層のプリント配線板をそれぞれに形成し、最終的に、形成したプリント配線板を積層させることによって得られる。
【０００３】
プリント配線板を積層するときには、各プリント配線板の配線パターン同士が正確な位置関係にないと不良品になってしまうため、プリント配線板に形成されている配線パターンの位置を正確に測定することが望まれる。特に、多層プリント配線板を大量に生産する場合には、配線パターンの位置（ずれ）毎に分別してプリント配線板を積層することにより、効率よく多層プリント配線板を製造することができる。
【０００４】
プリント配線板に形成されている配線パターンの位置を検出するために、プリント配線板を載置台に載置して、プリント配線板に形成されたアライメントマークを鉛直上方から撮像するものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の装置では、アライメントマークをＸ線カメラで撮像した画像に基づいてプリント配線板の仮の穿孔位置を求め、温度計で測定した載置台およびプリント配線板の温度に基づいて仮の穿孔位置を補正することにより、プリント配線板の温度変化にも対応してプリント配線板の穿孔位置を定めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２２７４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電子機器が高密度化した現状においては、高い加工精度や測定精度が要求され、プリント配線板の歪みや温度による変形は無視することができない。特許文献１に記載の装置では、検出温度に基づいてコンピュータにより撮像データを補正しているため、温度を検出するセンサやコンピュータの精度が求められる。このため、他の手法によっても温度変化に影響されずにプリント配線板を測定することが望まれる。
【０００７】
本発明は上述した実情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成でプリント配線板の温度変化に影響されずにプリント配線板を測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る配線板測定装置は、
少なくとも２つの位置検出用のマークが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定装置であって、
前記プリント配線板が載置される載置台と、
前記プリント配線板を押さえる押さえ板と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に前記押さえ板を載せる押さえ板載せ機構と、
前記押さえ板載せ機構により前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出するマーク検出手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記載置台を所定の移動方向に移動する移動手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、前記移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出してもよい。
【００１０】
また、前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記プリント配線板の移動方向に沿って前記押さえ板を前記載置台上に移動させてもよい。
【００１１】
また、前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せてもよい。
【００１２】
また、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せるときには、前記移動手段は前記載置台を第１の距離だけ移動させ、前記押さえ板載せ機構は前記押さえ板を前記第１の距離より短い第２の距離だけ移動させてもよい。
【００１３】
また、前記載置台を水平に回転させる回転手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、鉛直上方から第１の範囲を撮像する第１の撮像手段と、鉛直上方から前記第１の撮像手段に比して小さい範囲を精密に撮像する第２の撮像手段とを有し、
前記配線板測定装置は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像し、該撮像したデータに基づいて、前記プリント配線板の少なくとも２つのマークが所定の基準マークの関係に等しくなるように前記回転手段により前記載置台を回転し、前記第２の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像してもよい。
【００１４】
また、前記マーク検出手段は、前記第２の撮像手段、前記第１の撮像手段の順に、前記載置台の初期位置から近い位置に設けられてもよい。
【００１５】
また、前記押さえ板載せ機構は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークが撮像されると想定される第１撮像位置への前記載置台の移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せてもよい。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る配線板測定方法は、
印刷によって導体層と少なくとも２つの位置検出用のマークとが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定方法であって、
載置台に前記プリント配線板を載置する工程と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に該プリント配線板の板面より大きい板面を有する押さえ板を載せる工程と、
前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記配線板のマークを検出する工程では、前記載置台を所定方向に移動する移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出し、
前記押さえ板を載せる工程では、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の配線板測定装置及び配線板測定方法によれば、簡易な構成でプリント配線板の温度変化に影響されずにプリント配線板を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る配線板測定装置の構成の概要を示す側面図である。
【図２】配線板測定装置の構成の概要を示す上面図である。
【図３】制御部の構成の概要を示す図である。
【図４】プリント配線板に印刷されたガイドマークの一例を示す図である。
【図５】配線板測定処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】プリント配線板上に押さえ板を載せるときの動作を説明するための模式図であり、（ａ）は本実施形態に係る配線板測定装置の動作を示し、（ｂ）は比較例に係る配線板測定装置の動作を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態に係る配線板測定装置について図を用いて説明する。配線板測定装置１は、図１及び図２に示すように、フレーム１０と、ワークであるプリント配線板ＰＣＢを載置するための載置台２と、載置台２を移動する搬送部３と、載置台２上に押さえ板４０を載せる押さえ板載せ部４と、載置台２を鉛直上方から撮像する撮像部５と、装置全体を制御する制御部６（図２では不図示）を備えている。以下、搬送部３によって載置台２が移動する方向をＹ方向、Ｙ方向に垂直で水平な方向をＸ方向、鉛直方向をＺ方向とする。なお、図１及び図２では、載置台２上のプリント配線板ＰＣＢを破線で示し、押さえ板４０を一点鎖線で示している。
【００２１】
図１及び図２の白抜きの矢印は作業者の定位置であり、作業者は矢の方向（Ｙ軸の正方向）に向かって立ち、プリント配線板ＰＣＢを配線板測定装置１に投入し、測定が終わればプリント配線板ＰＣＢを配線板測定装置１から取り出す。プリント配線板ＰＣＢの投入と取り出しは、搬送装置によって行ってもよい。搬送装置は、例えばエアによって吸着する吸着器を備えたロボットアームで構成することができる。
【００２２】
載置台２は、上部の載置面にプリント配線板ＰＣＢを載置するものであり、搬送部３によってＹ軸方向に移動する。載置台２は、搬送部３によって、所定の高さで支持され、載置面が水平になっている。載置台２の中央部には、吸着孔２ａが形成され、吸着孔２ａを負圧にする図示しない吸着装置が連結されている。載置台２にプリント配線板ＰＣＢが載置された状態で吸着孔２ａが負圧にされることにより、プリント配線板ＰＣＢは載置台２に吸着されて固定される。
【００２３】
搬送部３は、載置台２をＹ方向に移動させるとともに載置台２をＺ方向回りに回転させて、載置台２の配置を調整することができる。搬送部３は、移動台３１と、フレーム１０に固定されてＹ方向に伸びる一組のガイドレール３２ａ、３２ｂと、Ｙ方向に伸びるボールねじ３３と、ボールねじ３３を回転する移動用モータ３４と、移動台３１に対して載置台２を回転させる回転テーブル３５とを備える。移動台３１は、載置台２を支持し、移動台３１に設けられた図示しないボールナットがボールねじ３３と係合する。こうした構成により、移動用モータ３４によってボールねじ３３が回転すると、移動台３１がガイドレール３２ａ，３２ｂに沿ってＹ方向に移動し、移動台３１に支持される載置台２が移動台３１と共にＹ方向に移動する。また、載置台２は、回転テーブル３５によって、移動台３１に対してＺ方向回りに回転する。回転テーブル３５は、載置台２を回転させる図示しない駆動機構を有する。
【００２４】
押さえ板載せ部４は、載置台２に載置されたプリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０を載せる。押さえ板４０は、プリント配線板ＰＣＢの板面より大きい板面を有し、透明な樹脂などによって矩形状に形成されている。押さえ板４０は、プリント配線板ＰＣＢの歪みや温度による変形を除去できるように十分な重さを有することが望ましく、また、温度による変形が小さく、且つ、撮像部５によるプリント配線板ＰＣＢの撮像を妨げないような材料、形状で形成される必要がある。こうした条件に基づいて押さえ板４０の材料や形状は適宜定めることができる。
【００２５】
押さえ板載せ部４は、押さえ板４０を昇降するアクチュエータ４１と、押さえ板４０をＹ方向に移動する押さえ板移動部４３とを備える。アクチュエータ４１は、押さえ板４０の四隅に位置する昇降台４２を同時に昇降させて、押さえ板４０を載置台２の載置面より上方に持ち上げたり、載置台２上に下ろしたりする。押さえ板移動部４３は、昇降台４２をＹ方向に移動させることにより、昇降台４２で持ち上げられている押さえ板４０をＹ方向に移動させる。押さえ板移動部４３は、載置台２や撮像部５に比して移動の精度が要求されないため、本実施形態では、ボールねじではなく、モータによってベルト４４を回転させることにより、ベルトに連動させて昇降台４２を移動させるものとした。
【００２６】
撮像部５は、１組のプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂと、１組の測定用カメラ５２ａ，５２ｂと、プリアライメント用カメラ５１ａ及び測定用カメラ５２ａを移動する左カメラ移動部５３Ｌと、プリアライメント用カメラ５１ｂ及び測定用カメラ５２ｂを移動する右カメラ移動部５３Ｒとを備える。
【００２７】
プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂは、鉛直上方からプリント配線板ＰＣＢの後述するガイドマークＭを撮像するものであり、比較的広い範囲（例えば、１００ｍｍ×１００ｍｍの範囲）を撮像する。また、測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、鉛直上方からプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを撮像するものであり、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂに比して狭い範囲（例えば、数十ｍｍ×数十ｍｍの範囲）を精密に撮像することができる。プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂは、操作者から遠い側（図２中右側）において架台５４Ｌ，５４Ｒに固定され、測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、操作者から近い側（図２中左側）において架台５４Ｌ，５４Ｒに固定されている。
【００２８】
プリアライメント用カメラ５１ａ及び測定用カメラ５２ａは、架台５４Ｌに固定され、左カメラ移動部５３ＬによってＸ方向に移動する。左カメラ移動部５３Ｌは、Ｘ方向に伸びるボールねじ５５Ｌと、架台５４Ｌに固定されてボールねじ５５Ｌに係合する図示しないボールナットと、ボールねじ５５Ｌを回転する左カメラ用モータ５６Ｌとを備える。左カメラ移動部５３Ｌでは、左カメラ用モータ５６Ｌによってボールねじ５５Ｌを回転させることにより架台５４ＬがＸ方向に移動し、プリアライメント用カメラ５１ａ及び測定用カメラ５２ａがＸ方向に移動する。
【００２９】
プリアライメント用カメラ５１ｂ及び測定用カメラ５２ｂは、架台５４Ｒに固定され、右カメラ移動部５３ＲによってＸ方向に移動する。右カメラ移動部５３Ｒは、Ｘ方向に伸びるボールねじ５５Ｒと、架台５４Ｒに固定されてボールねじ５５Ｒに係合する図示しないボールナットと、ボールねじ５５Ｒを回転する左カメラ用モータ５６Ｒとを備える。右カメラ移動部５３Ｒでは、右カメラ用モータ５６Ｒによってボールねじ５５Ｒを回転させることにより架台５４ＲがＸ方向に移動し、プリアライメント用カメラ５１ｂ及び測定用カメラ５２ｂがＸ方向に移動する。
【００３０】
制御部６は、図３に示すように、制御ユニット６１、主記憶部６２、外部記憶部６３、操作部６４、表示部６５及び入出力部６６を備える。主記憶部６２、外部記憶部６３、操作部６４、表示部６５及び入出力部６６はいずれも内部バス６８を介して制御ユニット６１に接続されている。
【００３１】
制御ユニット６１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部６３に記憶されているプログラムに従って、後述する測定のための処理を実行する。
【００３２】
主記憶部６２は、ＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部６３に記憶されているプログラムをロードし、制御ユニット６１の作業領域として用いられる。
【００３３】
外部記憶部６３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc Rewritable）等の不揮発性メモリから構成され、前記の処理を制御ユニット６１に行わせるためのプログラムを予め記憶し、また、制御ユニット６１の指示に従って、このプログラムが記憶するデータを制御ユニット６１に供給し、制御ユニット６１から供給されたデータを記憶する。
【００３４】
操作部６４はキーボードおよびマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボードおよびポインティングデバイス等を内部バス６８に接続するインターフェース装置から構成されている。操作部６４を介して、処理の開始または終了の指令などが入力され、制御ユニット６１に供給される。
【００３５】
表示部６５は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂや測定用カメラ５２ａ，５２ｂの撮像や、測定したプリント配線板ＰＣＢの後述するガイドマークＭの座標、警告、作業者への指示等を表示する。
【００３６】
入出力部６６は、シリアルインタフェース又はＬＡＮ（Local Area Network）インターフェースから構成されている。入出力部６６を介して、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂや測定用カメラ５２ａ，５２ｂのから撮像した画像信号等を入力する。また、載置台２の図示しない吸着部や搬送部３、押さえ板載せ部４、撮像部５を駆動する信号を出力する。
【００３７】
以上の構成の配線板測定装置１は、プリント配線板ＰＣＢを測定することが可能である。本実施形態におけるプリント配線板ＰＣＢは、図４に示すように、４カ所のガイドマークＭ１〜Ｍ４（以下、まとめて「ガイドマークＭ」ともいう）が印刷される。ガイドマークＭ１〜Ｍ４は、プリント配線板ＰＣＢの４頂点の近傍に配置され、矩形のプリント配線板ＰＣＢの４辺から等距離の位置に印刷される。
【００３８】
次に、配線板測定装置１の動作を説明する。配線板測定装置１の制御ユニット６１は、例えば起動時に、各種アクチュエータを駆動して初期処理を行う。初期処理では、載置台２、押さえ板４０、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂを所定の初期位置に移動する。本実施形態では、載置台２は、操作者から近い位置に配置され、押さえ板４０は載置台２上から外れた位置に配置される（図１及び図２参照）。
【００３９】
そして、制御ユニット６１は、例えば、操作者によって図示しない測定スイッチがＯＮされることを契機として、図５に示す配線板測定処理を実行する。制御ユニット６１は、まず、測定対象であるプリント配線板ＰＣＢを載置台２上に載置して固定する（ステップＳ１）。このときには、制御ユニット６１は、例えば表示部６５にメッセージを表示してプリント配線板ＰＣＢの投入を促し、作業者がワークとしてのプリント配線板ＰＣＢを載置台２の上に載置する。
【００４０】
配線板測定装置１がプリント配線板ＰＣＢの供給と取り出しを行う搬送装置を備える場合には、搬送装置にプリント配線板ＰＣＢの投入を指示してプリント配線板ＰＣＢを載置台２上に投入させ、搬送装置からプリント配線板ＰＣＢの載置が終了したことを示す信号を受信する。
【００４１】
制御ユニット６１は、図示しない感圧センサや作業者からのスイッチの操作、搬送装置からの信号などによって載置台２上にプリント配線板ＰＣＢが載置されたと判断すると、載置台２の吸着孔２ａを負圧にしてプリント配線板ＰＣＢを載置台２に固定する。
【００４２】
続いて、制御ユニット６１は、載置台２の移動を伴ってプリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０を載せる（ステップＳ２）。このときには、図６に示すように、搬送部３はプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭ１がプリアライメント用カメラ５１ａの視野の範囲内に収まるとともにガイドマークＭ２がプリアライメント用カメラ５１ｂの視野内に収まると想定される位置に載置台２を移動させる。それと同時に押さえ板載せ部４は、押さえ板４０を載置台２に近づくように移動させる。このときの押さえ板４０の移動距離をＬｗ１とする。そして、押さえ板４０が載置台２上に移動したら、押さえ板載せ部４によって押さえ板４０を載置台２上に下ろす。本実施形態では、このようにプリント配線板ＰＣＢ上に押さえ板４０が載せられるときに、移動機構による載置台２の移動距離Ｌｂより、押さえ板載せ部４による押さえ板４０の移動距離Ｌｗ１の方が小さくなるものとした（Ｌｂ＞Ｌｗ１）。
【００４３】
こうして押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられると、プリント配線板ＰＣＢの歪みや温度変化に伴う変形が押さえ板４０によって押さえられて抑制される。
【００４４】
続いて、制御ユニット６１は、押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられた状態で、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂによってプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像する（ステップＳ３）。このときには、制御ユニット６１は、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ同士の距離がガイドマークＭ１，Ｍ２のＸ方向の距離Ｌｘに等しくなるように架台５４Ｌ，５４Ｒを移動させて、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂによりガイドマークＭを撮像する。プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂは、上述したように、比較的広い範囲を撮像することができるため、容易にガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像することができる。
【００４５】
続いて、制御ユニット６１は、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂで撮像した画像データに基づいて、ガイドマークＭがＸ方向及びＹ方向に沿って配置されるように、回転テーブル３５によって載置台２を回転させてプリント配線板ＰＣＢの向きを調整する（ステップＳ４）。なお、回転テーブル３５による載置台２の回転に伴ってプリント配線板ＰＣＴや押さえ板４０も回転する。
【００４６】
作業者又は搬送装置による載置位置のずれや、プリント配線板ＰＣＢに形成された配線パターンの製造誤差などによって、載置台２に載置されるプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭ１〜Ｍ４は、設計上配置されるべき位置に対してＸ方向及びＹ方向にずれて配置される。このため、本実施形態では、比較的広い撮像範囲を有するプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂによってガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像し、撮像した画像データに基づいてガイドマークＭの位置が所定の関係（例えば、ガイドマークＭ１〜Ｍ４がＸ方向及びＹ方向に沿う関係）となるようにプリント配線板ＰＣＢの向きを調整する。
【００４７】
続いて、制御ユニット６１は、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを撮像する（ステップＳ５）。このときには、制御ユニット６１は、例えば、まず、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ３，Ｍ４が撮像可能な位置に載置台２を移動させ、測定用カメラ５２ａ，５２ｂの互いの距離がガイドマークＭのＸ方向の距離Ｌｘに等しくなるように架台５４Ｌ，５４Ｒを移動させて、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ３，Ｍ４を撮像する。次に、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ１，Ｍ２が撮像可能な位置に載置台２を移動させ、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってガイドマークＭ１，Ｍ２を撮像する。なお、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによる撮像を行うときには、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂで撮像したデータに基づいて測定用カメラ５２ａ，５２ｂのＸ方向の中心位置を移動させてもよい。
【００４８】
測定用カメラ５２ａ，５２ｂでは、プリント配線板ＰＣＢにおける配線パターンの位置が測定されるように、ガイドマークＭと共にプリント配線板ＰＣＢの特徴点を撮像する。例えば、プリント配線板ＰＣＢに予め設けられている図示しない基準マークや、プリント配線板ＰＣＢの縁をプリント配線板ＰＣＢの特徴点とすることができる。測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、上述したように、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂに比して精密に撮像することができるため、測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってプリント配線板ＰＣＢを精密に測定することができる。また、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び回転テーブル３５によってガイドマークＭ１〜Ｍ４がＸ方向及びＹ方向に沿うようにプリント配線板ＰＣＢの向きを調整しているので、ガイドマークＭを容易に撮像中心付近で撮像することができ、プリント配線板ＰＣＢを迅速且つ精密に測定することができる。
【００４９】
このように、本実施形態では測定用カメラ５２ａ，５２ｂがプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂに比して載置台２の初期位置近くに配置されている。これに対して図６（ｂ）に示すように測定用カメラ５２ａ，５２ｂとプリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂとの配置が逆に配置されている場合の押さえ板４０の移動距離をＬｗ２とするとＬｗ１＜Ｌｗ２となる。
【００５０】
従って図６（ａ）に示す構成と図６（ｂ）に示す構成とにおいて、プリント配線板ＰＣＢを投入してから押さえ板４０を載置台２上に下ろすまでの時間を一定とすると、図６（ａ）に示す構成では、図６（ｂ）に示す構成よりも押さえ板載せ部４の移動速度を遅くすることができる。また、押さえ板載せ部４の可動範囲を小さく設計することもできる。
【００５１】
測定用カメラ５２ａ，５２ｂによってプリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを撮像したら、制御ユニット６１は、測定対象であるプリント配線板ＰＣＢの識別番号に関連づけて、撮像したデータに基づく測定データを主記憶部６２に記憶させる（ステップＳ６）。プリント配線板ＰＣＢの識別番号は、例えばその日初めて測定するプリント配線板であればナンバー１などとする。その他にも、ロット番号と関連づけるなどしてもよい。制御ユニット６１は、測定データとして、測定用カメラ５２ａ，５２ｂで撮像した画像データに基づいて、プリント配線板ＰＣＢにおける配線パターンの位置を算出して主記憶部６２に記憶させる。例えば、測定データとして、ガイドマークＭ１〜Ｍ４の中心からプリント配線板ＰＣＢの縁（特徴点）までのＸ方向およびＹ方向の距離をそれぞれに記憶することが考えられる。
【００５２】
こうしてプリント配線板ＰＣＢの測定データが記憶されると、制御ユニット６１は、搬送部３によって載置台２を所定の持ち上げ位置に移動させるとともに、押さえ板移動部４３によって昇降台４２を移動させ、押さえ板４０の下方に昇降台４２を位置させる。次に、昇降台４２によって押さえ板４０を載置台２及びプリント配線板ＰＣＢ上から持ち上げた後に載置台２を初期位置に移動させ（ステップＳ７）、載置台２が初期位置に移動した後、プリント配線板ＰＣＢと載置台２の固定を解除して（ステップＳ８）、配線板測定処理を終了する。押さえ板４０は、その後の作業に備えて、その場に留めてもよいし、プリント配線板ＰＣＢの取り出し作業に支障があるようならば、押さえ板載せ部４の押さえ板移動部４３によってプリント配線板ＰＣＢの取り出しに支障のない位置まで移動させればよい。制御ユニット６１は、載置台２の吸着穴２ａの負圧を解除して載置台２の固定を解除した後には、例えば表示部６５にメッセージを表示してプリント配線板ＰＣＢの取り外しを促し、作業者にプリント配線板ＰＣＢを取り外させる。また、図示しない搬送装置を備えるときには、搬送装置を駆動してプリント配線板ＰＣＢを載置台２から取り外す。
【００５３】
以上のように、本実施形態の配線板測定装置１は、プリント配線板ＰＣＢの板面より大きい板面を有する押さえ板４０をプリント配線板ＰＣＢ上に載せて、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂによりガイドマークＭを測定するため、プリント配線板ＰＣＢの歪みや変形を抑制してプリント配線板ＰＣＢを測定することができ、温度変化に影響されずプリント配線板ＰＣＢを測定することができる。
【００５４】
また、搬送部３による載置台２の移動を伴って、押さえ板４０をプリント配線板ＰＣＢ上に載せるため、押さえ板載せ部４による押さえ板４０の移動距離を少なくすることができるので、押さえ板載せ部４の可動範囲を小さくしたり、迅速に押さえ板４０をプリント配線板ＰＣＢ上に載せたり、押さえ板載せ部４の移動速度を遅くすることができる。また、載置台２上に押さえ板４０を載置した後は押さえ板４０は搬送部３によって移動が行われる。従って本実施形態に記載のように押さえ板載せ部４を高価なボールねじではなく安価なベルトで駆動するような構成を採用することが可能となり、配線板測定装置1のコストを低くすることができる。
【００５５】
以上、一実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。例えば、上記実施の形態では、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂや測定用カメラ５２ａ，５２ｂとしてＣＣＤカメラを使用したが、プリント配線板ＰＣＢのガイドマークＭを測定できるものであれば、例えばＸ線カメラなど如何なるものを用いてもよい。この場合、押さえ板４０として、プリント配線板のマークの検出を妨げないものを用いればよい。また、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂと測定用カメラ５２ａ，５２ｂとで、異なる種類のカメラを用いてもよい。また、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂ及び測定用カメラ５２ａ，５２ｂは、載置台２の下側または上側と下側との両側に配置されるものであってもよい。
【００５６】
上記実施の形態では、押さえ板４０の重みによってプリント配線板ＰＣＢの変形を抑制するものとしたが、押さえ板４０を載置台２の載置面に押しつける機構を備えてもよい。また、押さえ板４０を載置台２に押しつけることによって、吸着装置と共に、又は吸着装置に代えて、プリント配線板ＰＣＢが載置台２に固定されてもよい。
【００５７】
上記実施の形態では、搬送部３による載置台２の移動を伴って押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられるものとしたが、搬送部３による載置台２の移動を伴うことなく押さえ板載せ部４によって押さえ板４０がプリント配線板ＰＣＢ上に載せられてもよい。
【００５８】
上記実施の形態では、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂと測定用カメラ５２ａ，５２ｂとを備えるものとしたが、プリアライメント用カメラ５１ａ，５１ｂを備えなくてもよい。また、測定用カメラ５２ａ，５２ｂを上下させることで測定用カメラとプリアライメント用カメラとを兼用させてもよい。また、載置台２を回転させる回転テーブル３５を備えなくてもよいし、回転テーブル３５に代えて又は加えて載置台２をＸ方向に移動させる機構を備えてもよい。
【００５９】
上記実施の形態では、プリント配線板ＰＣＢには、四隅にガイドマークＭ１〜Ｍ４が設けられるものとしたが、こうした例に限定されるものではなく、ガイドマークが少なくとも２つ設けられていればよい。また、ガイドマークは、印刷されたものに限定されず、穴などでもよい。
【００６０】
また、配線板測定装置１には、例えばプリント配線板ＰＣＢに穴を開けるための穴開け機構など、他の構成が搭載されていてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１ 配線板測定装置
２ 載置台
２ａ 吸着穴
３ 搬送部
４ 押さえ板載せ部
５ 撮像部
６ 制御部
１０ フレーム
３０ 移動部
３１ 移動台
３２ａ，３２ｂ ガイドレール
３３ ボールねじ
３４ 移動用モータ
３５ 回転テーブル
４０ 押さえ板
４１ アクチュエータ
４２ 昇降台
４３ 押さえ板移動部
５１ａ，５１ｂ プリアライメント用カメラ
５２ａ，５２ｂ 測定用カメラ
５３Ｌ 左カメラ移動部
５３Ｒ 右カメラ移動部
６１ 制御ユニット
６２ 主記憶部
６３ 外部記憶部６３
６４ 操作部
６５ 表示部
６６ 入出力部
６８ 内部バス
Ｍ１〜Ｍ４ ガイドマーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの位置検出用のマークが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定装置であって、
前記プリント配線板が載置される載置台と、
前記プリント配線板を押さえる押さえ板と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に前記押さえ板を載せる押さえ板載せ機構と、
前記押さえ板載せ機構により前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出するマーク検出手段と、
を備えることを特徴とする配線板測定装置。
【請求項２】
前記載置台を所定の移動方向に移動する移動手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、前記移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線板測定装置。
【請求項３】
前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記プリント配線板の移動方向に沿って前記押さえ板を前記載置台上に移動させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線板測定装置。
【請求項４】
前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せる、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の配線板測定装置。
【請求項５】
前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せるときには、前記移動手段は前記載置台を第１の距離だけ移動させ、前記押さえ板載せ機構は前記押さえ板を前記第１の距離より短い第２の距離だけ移動させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の配線板測定装置。
【請求項６】
前記載置台を水平に回転させる回転手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、鉛直上方から第１の範囲を撮像する第１の撮像手段と、鉛直上方から前記第１の撮像手段に比して小さい範囲を精密に撮像する第２の撮像手段とを有し、
前記配線板測定装置は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像し、該撮像したデータに基づいて、前記プリント配線板の少なくとも２つのマークが所定の基準マークの関係に等しくなるように前記回転手段により前記載置台を回転し、前記第２の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像する、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の配線板測定装置。
【請求項７】
前記マーク検出手段は、前記第２の撮像手段、前記第１の撮像手段の順に、前記載置台の初期位置から近い位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項６に記載の配線板測定装置。
【請求項８】
前記押さえ板載せ機構は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークが撮像されると想定される第１撮像位置への前記載置台の移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せる、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の配線板測定装置。
【請求項９】
印刷によって導体層と少なくとも２つの位置検出用のマークとが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定方法であって、
載置台に前記プリント配線板を載置する工程と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に該プリント配線板の板面より大きい板面を有する押さえ板を載せる工程と、
前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出する工程と、
を含むことを特徴とする配線板測定方法。
【請求項１０】
前記配線板のマークを検出する工程では、前記載置台を所定方向に移動する移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出し、
前記押さえ板を載せる工程では、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せる、
ことを特徴とする請求項８に記載の配線板測定方法。
【請求項１】
少なくとも２つの位置検出用のマークが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定装置であって、
前記プリント配線板が載置される載置台と、
前記プリント配線板を押さえる押さえ板と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に前記押さえ板を載せる押さえ板載せ機構と、
前記押さえ板載せ機構により前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出するマーク検出手段と、
を備えることを特徴とする配線板測定装置。
【請求項２】
前記載置台を所定の移動方向に移動する移動手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、前記移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の配線板測定装置。
【請求項３】
前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記プリント配線板の移動方向に沿って前記押さえ板を前記載置台上に移動させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の配線板測定装置。
【請求項４】
前記押さえ板載せ機構は、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せる、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の配線板測定装置。
【請求項５】
前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せるときには、前記移動手段は前記載置台を第１の距離だけ移動させ、前記押さえ板載せ機構は前記押さえ板を前記第１の距離より短い第２の距離だけ移動させる、
ことを特徴とする請求項４に記載の配線板測定装置。
【請求項６】
前記載置台を水平に回転させる回転手段を更に備え、
前記マーク検出手段は、鉛直上方から第１の範囲を撮像する第１の撮像手段と、鉛直上方から前記第１の撮像手段に比して小さい範囲を精密に撮像する第２の撮像手段とを有し、
前記配線板測定装置は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像し、該撮像したデータに基づいて、前記プリント配線板の少なくとも２つのマークが所定の基準マークの関係に等しくなるように前記回転手段により前記載置台を回転し、前記第２の撮像手段により前記プリント配線板のマークを撮像する、
ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の配線板測定装置。
【請求項７】
前記マーク検出手段は、前記第２の撮像手段、前記第１の撮像手段の順に、前記載置台の初期位置から近い位置に設けられる、
ことを特徴とする請求項６に記載の配線板測定装置。
【請求項８】
前記押さえ板載せ機構は、前記第１の撮像手段により前記プリント配線板のマークが撮像されると想定される第１撮像位置への前記載置台の移動を伴って、前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せる、
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の配線板測定装置。
【請求項９】
印刷によって導体層と少なくとも２つの位置検出用のマークとが設けられたプリント配線板の前記マークの位置を測定する配線板測定方法であって、
載置台に前記プリント配線板を載置する工程と、
前記載置台に載置したプリント配線板上に該プリント配線板の板面より大きい板面を有する押さえ板を載せる工程と、
前記押さえ板が載せられた状態で、鉛直上方から前記プリント配線板のマークを検出する工程と、
を含むことを特徴とする配線板測定方法。
【請求項１０】
前記配線板のマークを検出する工程では、前記載置台を所定方向に移動する移動手段によって前記載置台が所定位置に移動したときに前記プリント配線板のマークを検出し、
前記押さえ板を載せる工程では、前記移動手段による前記載置台の前記所定位置への移動を伴って前記プリント配線板上に前記押さえ板を載せる、
ことを特徴とする請求項８に記載の配線板測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９８５００（Ｐ２０１３−９８５００Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２８５０（Ｐ２０１１−２４２８５０）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
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