(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
副走査方向に沿った所定のセンサ幅（ｄ）を有するセンサヘッド（Ｓ）を用い、主走査方向への移動と、前記副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板（Ｗ）表面を検査するプリント基板検査装置において、
前記センサヘッドは、前記副走査方向に沿って、前記センサ幅を２以上の自然数（ｐ）で乗じた近傍ピッチ幅ごとに複数（ｍ）個設けられた副走査方向センサヘッド群（２ａ，２ｂ）であり、
該副走査方向センサヘッド群が、前記主走査方向に前記自然数回走査されたことを検知して、前記副走査方向の始端側に配置されているセンサヘッド（Ｓ１）が、終端側に配置されているセンサヘッド（Ｓｍ）までの両端ピッチ幅（Ｄ）に前記センサ幅を加えた距離分だけ副走査方向へ、前記プリント基板に対し相対的に移動するように制御する制御手段（１１）と、
を具備することを特徴とするプリント基板検査装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記副走査方向センサヘッド群が、前記主走査方向へ前記プリント基板に対し相対的に移動した回数（ｋ）をカウントする計数手段（１２）と、
該計数手段からのカウント信号，前記センサ幅，前記近傍ピッチ幅，センサヘッドの個数及び前記両端ピッチ幅に基づき、演算処理をする演算手段（１３）と、
を具備することを特徴とする請求項１記載のプリント基板検査装置。
【請求項３】
副走査方向に沿った所定のセンサ幅（ｄ）を有するセンサヘッド（Ｓ）を用い、主走査方向への移動と、前記副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板（Ｗ）表面を検査するプリント基板検査装置において、
前記センサヘッドは、前記副走査方向に沿って前記センサ幅を２以上の自然数（ｐ）で乗じた近傍ピッチ幅ごとに複数（ｍ）個設けられた副走査方向センサヘッド群（２ａ，２ｂ）を、前記主走査方向に沿って所定の副走査ピッチ幅（ｓｐ）ごとに複数（ｎ）段設けたマトリクス状センサヘッド群（２ｄ）であり、
該マトリクス状センサヘッド群が、前記主走査方向に前記自然数回走査されたことを検知して、前記副走査方向の始端側に配置されているセンサヘッドが、終端側に配置されているセンサヘッドまでの両端ピッチ幅（Ｄ）に前記センサ幅を加えた距離分だけ副走査方向へ、前記プリント基板に対し相対的に移動するように制御する制御手段（１１）と、
を具備することを特徴とするプリント基板検査装置。
【請求項４】
前記制御手段（１１）は、
前記マトリクス状センサヘッド群が前記主走査方向へ前記プリント基板に対し相対的に移動した回数（ｋ）をカウントする計数手段（１２）と、
該計数手段からのカウント信号，前記センサ幅，前記近傍ピッチ幅，センサヘッドの個数及び前記両端ピッチ幅に基づき、演算処理をする演算手段と、
を具備することを特徴とする請求項３記載のプリント基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、副走査方向に沿った所定のセンサ幅を有するセンサヘッドを用い、主走査方向への移動と、前記副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板表面を検査するプリント基板検査装置に係り、特にセンサヘッドを複数個同時に相対移動させる基板検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリント基板の表面に印刷された半田の凹凸や電極パターンを検査する場合、プリント基板に対しセンサヘッドを略Ｓ字状に移動させてプリント基板表面を検査している。
【０００３】
図１０は従来におけるプリント基板Ｗの検査方法を示す図である。矩形のプリント基板Ｗは、不図示の搬送手段によりＸ正方向に搬送され、所定の位置で停止させされる。搬送手段は、プリント基板Ｗを固定させた後、所定のストロークでＸ方向に直交するＹ方向に往復走査するようになっている。
【０００４】
プリント基板Ｗの上方には単一のセンサヘッドＳが設けられている。センサヘッドＳには、例えば半田の高さ等、ＸＹ平面に垂直なＺ方向（高さ）を検出する場合、変位測定装置が用いられる。変位測定装置Ｓは所定の走査幅ｓを有し、この走査幅ｓの範囲内でビームを走査する。ビームの走査方向は、Ｘ方向に平行になるように設定されている。変位測定装置Ｓは、不図示のセンサヘッド移動手段により、所定のピッチでＸ方向に前進する。
【０００５】
上記の場合、センサヘッドのＸ方向への前進移動と、搬送手段のＹ方向への往復走査と、によって、プリント基板Ｗに対し相対的に変位測定装置Ｓを移動させて、プリント基板Ｗ表面を検査している。なお、プリント基板Ｗ上の斜線で示す領域は、変位測定装置ＳがＹ方向に折り返したときに生じる走査幅ｓのオーバーラップ領域ＯＬであり、変位測定装置ＳのＸ方向への１回のピッチ移動量は、変位測定装置Ｓの走査幅ｓからオーバーラップＯＬの幅ｅを考慮した距離である。
【０００６】
しかし、単一の変位測定装置Ｓでは、プリント基板Ｗ全面を検査するには、時間がかかってしまい、検査効率上好ましくない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、センサヘッドを、所定のピッチ幅ごとに複数個設けることにより、効率のよいプリント基板の表面の検査を行い、タクトタイムの向上を図ることにある。
【０００８】
また他の目的は、副走査方向センサヘッド群が、主走査方向に自然数回走査されたことを検知して、副走査方向の始端側に配置されているセンサヘッドが、終端側に配置されているセンサヘッドまでの両端ピッチ幅にセンサ幅を加えた距離分だけ副走査方向へ、プリント基板に対し相対的に移動するように制御することにより、各センサヘッド間で検査領域を重複させずに更に効率よくプリント基板の表面の検査を行い、タクトタイムの向上を図ることにある。
【０００９】
更に他の目的は、複数のセンサヘッドをマトリクス状に配置して同時に移動させることにより、より広い面積を有するプリント基板に対しても、更に効率よく検査してタクトタイムの向上を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
要するに、本発明の請求項１記載のプリント基板検査装置は、副走査方向に沿った所定のセンサ幅を有するセンサヘッドを用い、主走査方向への移動と、前記副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板表面を検査するプリント基板検査装置において、
前記センサヘッドは、前記副走査方向に沿って、前記センサ幅を２以上の自然数で乗じた近傍ピッチ幅ごとに複数個設けられた副走査方向センサヘッド群であり、
該副走査方向センサヘッド群が、前記主走査方向に前記自然数回走査されたことを検知して、前記副走査方向の始端側に配置されているセンサヘッドが、終端側に配置されているセンサヘッドまでの両端ピッチ幅に前記センサ幅を加えた距離分だけ副走査方向へ、前記プリント基板に対し相対的に移動するように制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする。
【００１２】
更に、本発明の請求項２記載のプリント基板検査装置は、請求項１記載の基板検査装置において、前記制御手段は、
前記副走査方向センサヘッド群が、前記主走査方向へ前記プリント基板に対し相対的に移動した回数をカウントする計数手段と、
該計数手段からのカウント信号，前記センサ幅，前記近傍ピッチ幅，センサヘッドの個数及び前記両端ピッチ幅に基づき、演算処理をする演算手段と、
を具備することを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の請求項３記載の基板検査装置は、副走査方向に沿った所定のセンサ幅を有するセンサヘッドを用い、主走査方向への移動と、前記副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板表面を検査するプリント基板検査装置において、
前記センサヘッドは、前記副走査方向に沿って前記センサ幅を２以上の自然数で乗じた近傍ピッチ幅ごとに複数個設けられた副走査方向センサヘッド群を、前記主走査方向に沿って所定の副走査ピッチ幅ごとに複数段設けたマトリクス状センサヘッド群であり、
該マトリクス状センサヘッド群が、前記主走査方向に前記自然数回走査されたことを検知して、前記副走査方向の始端側に配置されているセンサヘッドが、終端側に配置されているセンサヘッドまでの両端ピッチ幅に前記センサ幅を加えた距離分だけ副走査方向へ、前記プリント基板に対し相対的に移動するように制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項４記載のプリント基板検査装置は、請求項３記載のプリント基板検査装置において、前記制御手段は、
前記マトリクス状センサヘッド群が前記主走査方向へ前記プリント基板に対し相対的に移動した回数をカウントする計数手段と、
該計数手段からのカウント信号，前記センサ幅，前記近傍ピッチ幅，センサヘッドの個数及び前記両端ピッチ幅に基づき、演算処理をする演算手段と、
を具備することを特徴とする。
【００１６】
複数のセンサヘッドからなるセンサヘッド群は、主走査方向への移動と、副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板表面を検査する。
【００１７】
副走査方向に隣り合うセンサヘッドは、センサ幅に所定の定数（自然数）を乗じた近傍ピッチ幅離れている。副走査方向センサヘッド群は、センサ幅のピッチで副走査方向に前進するとともに、主走査方向に移動する。主走査方向への走査回数は計数手段によりカウントされる。走査回数が所定の定数と一致したとき、これを検知して、副走査方向センサヘッド群は、演算手段により算出された両端ピッチ幅にセンサ幅を加えた距離分だけ、副走査方向へプリント基板に対し相対的に移動する。マトリクス状センサヘッド群も同様である。
【００１８】
主走査方向センサヘッド群は、主走査方向への走査と、副走査方向への前記センサ幅分の前進移動と、からなる連続動作により、プリント基板表面を検査する。
【００１９】
マトリクス状センサヘッド群の副走査方向への前進は、上記副走査方向センサヘッド群と同様であり、主走査方向への移動は、上記主走査方向センサヘッド群と同様である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施の形態について図１〜図６を用いて説明する。図１に示すように、プリント基板検査装置１は、複数のセンサヘッドからなるセンサヘッド群２，センサヘッド移動手段３及び未検査のプリント基板Ｗを順次搬送する搬送装置４と、で構成されている。
【００２１】
搬送装置４は、図１及び図２に示すように、２本の搬送ベルト５，５がプリント基板Ｗの搬送方向に沿うようにして円筒状の一対のプーリ６，６で巻回されている。一方のプーリ６には、搬送モータ７が設けられており、搬送ベルト５，５を回転させて未検査のプリント基板ＷをＸ正方向に搬送させる。２本の搬送ベルト５，５間の所定の位置には高さ方向（Ｚ方向）に上下動自在なストッパ８が設けられており、搬送されてくる未検査のプリント基板Ｗを停止させる。また、２本の搬送ベルト５，５間のストッパ８近傍にはＺ方向方向に上下動自在なクランパ９が設けられており、搬送ベルト５，５に替わってプリント基板Ｗを載置するとともに、搬送方向に直交するＹ方向に移動自在な突当て板１０，１０により、プリント基板Ｗを挟持する。
【００２２】
また、搬送装置４には搬送装置走査手段１１が設けられている。搬送装置走査手段１１は、搬送装置４を支持体１１ａで支持してＹ軸モータ１１ｂの駆動により、レール１１ｃを介して搬送装置４自身をＹ方向に走査させる。
【００２３】
検査対象となるプリント基板Ｗの表面には、半田が印刷されている。センサヘッドＳには、例えば半田の高さ等、ＸＹ平面に垂直なＺ方向高さを検出するため、変位測定装置が用いられる。図３に示すように、変位測定装置Ｓは所定の走査幅ｓを有し、この走査幅ｓの範囲内でビームを走査する。ビームの走査方向は、Ｘ方向に平行になるように設定されている。プリント基板Ｗ上の斜線で示す領域は、変位測定装置Ｓが主走査方向（Ｙ方向）に折り返したときに生じる走査幅ｓのオーバーラップ領域ＯＬである。
【００２４】
図３に示すように、変位測定装置Ｓは、変位測定装置Ｓが前進する方向である副走査方向（Ｘ方向）に沿って複数ｍ個（図３では２個）並列に配置されている。このＸ方向に沿って複数個並列に配置されている変位測定装置（以下「副走査方向センサヘッド群」）２ａは、隣り合う変位測定装置Ｓ１，Ｓ２同士で固定されており、図１に示すようにセンサヘッド移動装置３に接続されている。センサヘッド移動装置３は、副走査方向センサヘッド群２ａを支持する支持体３ａをＸ軸モータ３ｂの駆動により、レール３ｃを介してＸ方向に移動させる。
【００２５】
副走査方向センサヘッド群２ａは、センサヘッド移動手段３により、変位測定装置の走査幅ｓからオーバーラップ領域の幅ｅを引いた有効走査幅（以下「センサ幅」）ｄ分のピッチで副走査方向（Ｘ方向）に前進するようになっている。
【００２６】
副走査方向センサヘッド群２ａの隣り合う変位測定装置Ｓ１，Ｓ２同士は、所定のピッチ幅（以下「近傍ピッチ幅」）で配列されている。この近傍ピッチ幅は、予めセンサ幅ｄの自然数ｐ倍の幅ｐ×ｄに設計されている。本実施の形態では、センサ幅ｄの３倍が近傍ピッチ幅３ｄに設定されている。また、副走査方向の始端側に配置されている変位測定装置Ｓ１と終端側に配置されている変位測定装置Ｓｍ（図ではＳ２）までのピッチ幅を両端ピッチ幅Ｄとする。
【００２７】
センサヘッド移動手段３は、図４に示すように、制御手段１２に接続されている。制御手段１２は、計数手段１３と、演算手段１４とで構成されている。計数手段１３は、主走査方向センサヘッド群２ａがプリント基板Ｗに対し相対的に主走査方向（Ｙ方向）に移動した回数ｋ、即ち、搬送装置走査手段１１を走査した回数をカウントする。演算手段１４は、計数手段１３からのカウント信号，センサ幅ｄ，近傍ピッチ幅ｐ×ｄ，変位測定装置Ｓの個数ｍ及び両端ピッチ幅Ｄに基づき演算処理をする。センサ幅ｄ，近傍ピッチ幅ｐ×ｄ及び変位測定装置の個数ｍは、予め入力手段１５からプリセットされている。
【００２８】
次に本実施の形態の作用について図６を用いて説明する。まず、入力手段１５に初期設定値であるセンサ幅ｄ，近傍ピッチ幅ｐ×ｄ及び変位測定装置の個数ｍを入力する。両端ピッチ幅Ｄは、演算手段により（ｍ−１）×（ｐ×ｄ）で算出される。本実施の形態では、変位測定装置Ｓの個数ｍは２個であるので、両端ピッチ幅ＤはＤ＝３ｄとなる（ＳＴ１）。また、なお、プリント基板ＷのＸ方向の長さは、予め設定されているため、センサ幅ｄと変位測定装置の個数ｍとにより、ＳＴ３の測定終了のタイミングが予め設定されている。
【００２９】
検査対象となる未検査のプリント基板Ｗを搬送装置４により搬送する。ストッパを８上昇させ、搬送されてくるプリント基板Ｗを停止させるとともに、搬送モータ７を停止させる。クランパ９を上昇させ、プリント基板Ｗを搬送ベルト５，５から離間させて、クランパ９上にプリント基板Ｗが載置された状態にする。突当て板１０，１０をＹ方向に移動させて、プリント基板ＷのＹ方向に対向する２辺に当接させ、プリント基板Ｗを挟持する（ＳＴ２）。
【００３０】
プリント基板Ｗを挟持した状態で、図５に示すようなタイミングで、搬送装置４ごとプリント基板ＷをＹ正方向に所定のストロークで移動させ、副走査方向センサヘッド群２ａを片道走査させる。計数手段１３はＹ方向の走査回数ｋをカウントする（ＳＴ３）。
【００３１】
測定終了か否かを判断する（ＳＴ４）。測定終了でない場合（ＳＴ４−Ｎ）、副走査方向センサヘッド群２ａのＹ方向への走査回数ｋがｐ回（本実施の形態ではｐ＝３）か否かを判別する（ＳＴ５）。走査回数ｋがｐに満たない場合（ＳＴ５−Ｎ）、副走査方向センサヘッド群２ａをＸ方向にセンサ幅ｄピッチで前進させる（ＳＴ６）。
【００３２】
ＳＴ３〜ＳＴ６までをｋ−１回（本実施の形態では２回）繰り返してから、再び、副走査方向センサヘッド群２ａのＹ方向への走査回数ｋがｐ回か否かを判別する（ＳＴ５）。
【００３３】
Ｙ方向の走査回数ｋが初期設定値ｐと一致（ｋ＝ｐ）した場合（ＳＴ５−Ｙ）、図３に示すように、両端ピッチ幅Ｄにセンサ幅ｄを加えた距離Ｄ＋ｄ分（本実施の形態では４ｄ）だけＸ方向へ、副走査方向センサヘッド群２ａを前進させる（ＳＴ７）。この後、計数手段１３では、Ｙ方向の走査回数ｋは０にリセットされる。
【００３４】
この一連の動作を繰り返して、副走査方向センサヘッド群２ａをプリント基板Ｗに対し略Ｓ字状に移動させることとなる。なお、測定終了と判断された場合（ＳＴ４−Ｎ）、副走査方向センサヘッド群２ａは、初期位置に後退させられる。一方、搬送装置移動手段１１も停止され、突当て板１０，１０がプリント基板Ｗ側面から離間し、クランパ９が下降する。検査が終了したプリント基板Ｗが搬送ベルト５，５上に載置されて、搬送方向に搬出されるとともに、未検査のプリント基板Ｗが搬入される。
【００３５】
次に、本発明の第２実施の形態について説明する。本実施の形態は、図７に示すように、変位測定装置Ｓを副走査方向に沿って近傍ピッチ幅ごとに３個（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）設けて、副走査方向センサヘッド群２ｂを構成する。本実施の形態では、センサ幅ｄ，定数ｐ＝３，近傍ピッチ幅ｐ×ｄ＝３ｄ，変位測定装置Ｓの個数ｍ＝３であるので、両端ピッチ幅Ｄは、Ｄ＝６ｄとなる。したがって、Ｙ方向への走査回数ｋがｋ＝ｐとなったとき、図８に示すように、両端ピッチ幅Ｄにセンサ幅ｄを加えた距離Ｄ＋ｄ分（本実施の形態では７ｄ）だけＸ負方向へ、副走査方向センサヘッド群２ｂを前進させる。
【００３６】
なお、上記いずれの形態においては、定数ｐ＝３，変位測定装置の個数ｍ＝２（第１実施の形態），ｍ＝３（第２実施の形態）としたが、これに限定されることはなく、任意に設定することができる。
【００３７】
次に、本発明の第３実施の形態について説明する。図８に示すように、本実施の形態の変位測定装置Ｔは、主走査方向（Ｙ方向）に沿って所定の主走査ピッチ幅ｓｐごとに複数ｎ個（図では２個）設けて、主走査方向センサヘッド群２ｃを構成している。変位測定装置Ｔ１，Ｔ２間の主走査ピッチ幅ｓｐは、検査対象となるプリント基板Ｗの主走査方向の幅の半分の値に設定される。本形態では、主走査方向へのピッチ移動は常に等間隔であり、主走査方向のストロークは、従来の半分となる。なお、変位測定装置の個数ｎは２個に限定されず、複数個用いることができる。
【００３８】
次に、本発明の第４実施の形態について説明する。本実施の形態は、図９に示すように、第１又は第２実施の形態で示した副走査方向センサヘッド群２ａ，２ｂを、第３実施の形態のように、所定の副走査ピッチ幅ｓｐごとに複数ｎ（図では２列）配列させて、ｍ×ｎ（図では２×２）のマトリクス状センサヘッド群２ｄを構成している。本実施の形態は、副走査方向の前進移動については第１実施の形態と同様であり、主走査方向の移動については、第４実施の形態と同様である。即ち、副走査方向に配列されている変位測定装置Ｓ１１，Ｓ１２は、近傍ピッチ幅ｐ×ｄ離れており、主走査方向に配列されている変位測定装置Ｓ２１，Ｓ２２は、主走査ピッチ幅ｓｐ離れている。なお本形態では、マトリクス状センサヘッド群２ｄは、２×２行列で配置されている変位測定装置であるが、２×２行列に限定されることはなく、任意のｍ×ｎ行列に設定することができる。
【００３９】
なお、上記いずれの形態においても、センサヘッドＳに変位測定装置を用いたが、プリント基板Ｗ上の電極パターンを検査する場合等は、ＣＣＤラインセンサを用いてもよい。
【００４０】
また、上記いずれの形態においても、センサヘッド群２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）の副走査方向への移動にはセンサヘッド移動手段３を用い、固定されたプリント基板Ｗを搬送装置走査手段１１により主走査方向に移動させることにより、センサヘッド群２がプリント基板Ｗに対し相対的に略Ｓ字状に移動していたが、これに限定されることはない。センサヘッド群２がプリント基板Ｗに対し相対的に略Ｓ字状に移動していれば、プリント基板Ｗが固定された状態でセンサヘッド群２を略Ｓ字状に移動させてもよく、また、センサヘッド群２が固定された状態でプリント基板Ｗを略Ｓ字状に移動させてもよい。
【００４１】
更に、上記いずれの実施の形態においても、センサヘッド２をプリント基板Ｗに対し略Ｓ字状に相対移動させていたが、センサヘッド２を主走査方向（Ｙ方向）に往復走査した後、副走査方向（Ｘ方向）に前進させることとしてもよい。この場合、カウント回数ｋは、主走査方向（Ｙ方向）への主走査１往復につき１回カウントされることとする。
【００４２】
【発明の効果】
センサヘッドを、所定のピッチ幅ごとに複数個設けることにより、効率のよいプリント基板の表面の検査を行い、タクトタイムの向上を図ることができる。
【００４３】
また、副走査方向センサヘッド群が、主走査方向に自然数回走査されたことを検知して、副走査方向の始端側に配置されているセンサヘッドが、終端側に配置されているセンサヘッドまでの両端ピッチ幅にセンサ幅を加えた距離分だけ副走査方向へ、プリント基板に対し相対的に移動するように制御することにより、各センサヘッド間で検査領域を重複させずに更に効率よくプリント基板の表面の検査を行い、タクトタイムの向上を図ることができる。
【００４４】
更に、複数のセンサヘッドをマトリクス状に配置して同時に移動させることにより、より広い面積を有するプリント基板に対しても、更に効率よく検査してタクトタイムの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプリント基板検査装置の概略側面図である。
【図２】本発明のプリント基板検査装置における搬送装置の概略上面図である。
【図３】本発明のプリント基板検査装置の第１実施の形態の動作図である。
【図４】本発明のプリント基板検査装置のブロック構成図である。
【図５】本発明のプリント基板検査装置の第１実施の形態のタイミングチャートである。
【図６】本発明のプリント基板検査装置の第１実施の形態のフローチャートである。
【図７】本発明のプリント基板検査装置の第２実施の形態の動作図である。
【図８】本発明のプリント基板検査装置の第３実施の形態の動作図である。
【図９】本発明のプリント基板検査装置の第４実施の形態の動作図である。
【図１０】従来のプリント基板検査装置の動作図である。
【符号の説明】
１…プリント基板検査装置
２…センサヘッド群
２ａ，２ｂ…副走査方向センサヘッド群
２ｃ…主走査方向センサヘッド群
２ｄ…マトリクス状センサヘッド群
１１…制御手段
１２…計数手段
１３…演算手段
ｄ…センサ幅
ｓｐ…主走査ピッチ幅
Ｓ…センサヘッド
Ｗ…プリント基板
Ｄ…両端ピッチ幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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