(57)【要約】【課題】  より低廉な設備で簡単かつ確実にバイパスコンデンサなとのチップ部品を含めて、その実装の有無を確実に検査できるようにする。【解決手段】 回路基板２０に対して相対的に移動可能な支持体１１１にバネ弾性体１１２を介して支持されるプローブ１１４と、そのプローブ１１４を介して回路基板２０の所定位置における電子部品２１の有無を判定する計測部１２０とを含む回路基板検査装置において、バネ弾性体１１２に取り付けられた歪みゲージ１１５を備え、計測部１２０は、プローブ１１４と回路基板２０とが相対的に近づく方向に移動する過程で歪みゲージ１１５より出力される歪み量の検出信号に基づいて回路基板２０の所定位置における電子部品２１の有無を判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に対して相対的に移動可能な支持体にバネ弾性体を介して支持されるプローブと、上記プローブを介して上記回路基板の所定位置における電子部品の有無を判定する計測部とを含む回路基板検査装置において、
上記バネ弾性体に取り付けられた歪みゲージを備え、上記計測部は、上記プローブと上記回路基板とが相対的に近づく方向に移動する過程で上記歪みゲージより出力される歪み量の検出信号に基づいて上記回路基板の所定位置における電子部品の有無を判定することを特徴とする回路基板検査装置。
【請求項２】
上記プローブと上記回路基板とが相対的に近づく方向が、上記回路基板の基板面と直交する方向であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板検査装置。
【請求項３】
上記プローブと上記回路基板とが相対的に近づく方向が、上記プローブを検出すべき上記電子部品の実装高さよりも低い位置に下げた状態で上記回路基板の基板面と平行な方向であることを特徴とする請求項１に記載の回路基板検査装置。
【請求項４】
上記計測部は、上記歪み量があらじめ設定されている基準値を超えた場合に、電子部品ありと判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回路基板検査装置。
【請求項５】
上記計測部は、上記歪み量があらじめ設定されている基準値を超えた場合に、上記回路基板と上記プローブの相対的な移動を停止させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の回路基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、実際に電子部品が実装されている回路基板の検査装置（インサーキットテスタ）に関し、さらに詳しく言えば、回路基板の所定位置における電子部品の有無を判定する実装検査に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
回路基板には、抵抗やコンデンサなどの種々の電子部品が実装される。これらの電子部品は、そのほとんどがチップ化され自動機により実装されるが、それでも実装ミスが発生することがあるため、最終的に実装検査が行われる。
【０００３】
この実装検査を行うため、インサーキットテスタと呼ばれる回路基板検査装置が用いられるが、その基本的な手法は、回路基板に測定信号を流して電子部品から測定値を得、その測定値が規格値内にあるかどうかにより良否判定を行う。
【０００４】
一例として、１ｋΩの抵抗素子が実装されているかどうかを検査する場合、その抵抗素子の両端間の抵抗値を測定し、その測定値が１ｋΩ±α（許容値）の範囲内であれば良品と判定し、例えば１００ｋΩが測定されたときには誤実装と判定される。
【０００５】
しかしながら、この判定方法は、バイパスコンデンサには適用できない場合がある。すなわち、バイパスコンデンサは、直流電流と交流電流とが重ね合わさって流れている回路において、例えば負荷抵抗に直流電流のみを流したい場合に、その負荷抵抗と並列に接続されればよく、コンデンサ自体に余り精度が要求されないため、往々にして静電容量値が異なるものが使用される。
【０００６】
多くの場合、バイパスコンデンサは回路基板の電源パターンとＧＮＤ（グランド）パターンとの間に、その複数個が並列的に接続される。例えば、電源パターンとＧＮＤパターンとの間にバイパスコンデンサとして、（１）１２０ｎＦ，（２）１５０ｎＦ，（３）１５０ｎＦ，（４）１００ｎＦ，（５）８０ｎＦの５個のコンデンサが並列に接続されているとする。
【０００７】
上記５個のコンデンサ群の電源パターンとＧＮＤパターンとの間の静電容量Ｃを測定すると、並列接続であるからＣ＝６００ｎＦが得られる。ここで仮に、（４）１００ｎＦのコンデンサが非実装で実際に実装されていないとすると、Ｃ＝５００ｎＦとなる。したがって、良品判定基準値を例えば５００ｎＦ±３０％としてコンデンサの有無を検出する場合、（４）１００ｎＦのコンデンサが非実装でもＯＫ（ＰＡＳＳ）判定となる。
【０００８】
この点について、例えば特許文献１に記載されている画像処理によれば、上記したように多数の並列接続されたバイパスコンデンサの有無を正確に検査することができるが、画像処理には高価な設備を必要とするため、導入コスト負担が大きいという問題がある。
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２４３２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の課題は、画像処理によることなく、より低廉な設備で簡単かつ確実にバイパスコンデンサなとのチップ部品を含めて、その実装の有無を確実に検査できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、回路基板に対して相対的に移動可能な支持体にバネ弾性体を介して支持されるプローブと、上記プローブを介して上記回路基板の所定位置における電子部品の有無を判定する計測部とを含む回路基板検査装置において、上記バネ弾性体に取り付けられた歪みゲージを備え、上記計測部は、上記プローブと上記回路基板とが相対的に近づく方向に移動する過程で上記歪みゲージより出力される歪み量の検出信号に基づいて上記回路基板の所定位置における電子部品の有無を判定することを特徴としている。
【００１２】
本発明において、上記プローブと上記回路基板とが相対的に近づく方向は、上記回路基板の基板面と直交する方向であってもよいし、上記プローブを検出すべき上記電子部品の実装高さよりも低い位置に下げた状態で上記回路基板の基板面と平行な方向のいずれであってもよい。
【００１３】
本発明の好ましい態様によれば、上記計測部は、上記歪み量があらじめ設定されている基準値を超えた場合に、電子部品ありと判定する。また、上記計測部は、上記歪み量があらじめ設定されている基準値を超えた場合に、上記回路基板と上記プローブの相対的な移動を停止させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回路基板に対して相対的に移動可能な支持体にバネ弾性体を介して支持されるプローブを用い、そのバネ弾性体に歪みゲージを取り付けるという簡単な構成により、回路基板の所定位置に電子部品が実装されているかどうかを確実に検査することができる。
【００１５】
すなわち、例えばプローブを下降させていく過程で、プローブが何かに当接すればバネ弾性体が大きくたわみ、歪みゲージから大きな歪み量が検出され、プローブが何にも当接しなければバネ弾性体が大きなたわみを見せないため、歪みゲージからはほとんど歪み量が検出されない。本発明において、上記の何かが電子部品であり、歪みゲージから得られる歪み量によって電子部品の有無を検査することができる。
【００１６】
また、歪みゲージから出力される歪み量を常時監視し、基準値に対する歪み量の大小判定をコンパレータなどを用いて行うことにより、部品有無の実装検査をほぼ自動化することができる。また、歪みゲージから大きな歪み量が検出された時点で、プローブの下降を停止させることにより、プローブの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図１および図２により、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本発明による回路基板検査装置を簡略化してその要部のみを示す模式図、図２は検査状態の説明図で（ａ）は部品ありの状態を示す模式図，（ｂ）は部品なしの状態を示す模式図である。
【００１８】
図１を参照して、この回路基板検査装置１０は、回路基板２０の設計上決められた所定個所に電子部品２１が実装されているかどうかを検査することを主眼としており、図１には、検査対象の電子部品２１がチップ部品として示されているが、これ以外にリード端子ピンを介して回路基板２０に実装される、例えばアルミニウム電解コンデンサなどのディスクリート型電子部品も本発明によって検査することができる。
【００１９】
そのため、この回路基板検査装置１０は、リンク式プローブ手段１１０と計測部１２０とを備えている。リンク式プローブ手段１１０は、図示しない駆動手段により回路基板２０の基板面と直交するＺ軸に沿って移動（上下動）する支持体１１１を備え、この支持体１１１にプローブ１１４を有するプローブヘッド１１３が例えば上下一対のばね弾性体１１２を介して支持されている。
【００２０】
支持体１１１はＸ−Ｙ駆動ユニットに組み込まれてもよく、その場合、支持体１１１は回路基板２０上の任意の位置に移動可能となる。なお、リンク式プローブ手段１１０に対して回路基板２０側を上下動させてもよい。
【００２１】
この例において、各ばね弾性体１１２には板ばねが用いられており、その一方のばね弾性体１１２には歪みゲージ１１５が一体的に取り付けられている。その取り付け方法は、例えば接着材であってよい。また、上下一対のばね弾性体１１２により平行移動ばねを構成しているが、ばね弾性体１１２の数は任意に決められてよい。さらに、ばね弾性体１１２の傾きは任意であってよく、例えば回路基板２０に対して所定の角度で傾けられてもよい。
【００２２】
歪みゲージ１１５からばね弾性体１１２のたわみ量に比例した検出信号が計測部１２０に与えられる。また、プローブ１１４を計測部１２０に接続することにより、プローブ１１４を通常の測定用プローブとしても使用することができる。計測部１２０には、演算機能や判定機能を有するＣＰＵ，ＭＰＵもしくはマイクロコンピュータなどが用いられてよい。
【００２３】
次に、回路基板２０の所定位置に電子部品（この例ではチップ部品）２１が実装されているかどうかを検査する場合について説明する。まず、プローブ１１４が初期の高さ位置にある状態で、図示しないＸ−Ｙ駆動ユニットによりプローブ１１４をチップ部品２１の実装位置上に移動させる。その際、必ずしもプローブ１１４をチップ部品２１の電極端子２１ａ上に位置決めする必要はなく、例えばチップ部品２１の樹脂外装体２１ｂ上に位置決めしてもよい。
【００２４】
位置決めしたのち、プローブ１１４を下降させる。図２（ａ）に示すように、回路基板２０上にチップ部品２１が実装されている場合には、プローブ１１４がチップ部品２１に当接することにより、ばね弾性体１１２がたわみ、歪みゲーシ１１５から大きな歪み量が出力されるため、計測部１２０は部品ありと判定する。
【００２５】
これに対して、図２（ｂ）に示すように、回路基板２０上にチップ部品２１が実装されていない場合には、歪みゲーシ１１５から出力される歪み量は小さい値でほとんど変化しないため、計測部１２０は部品なしと判定する。
【００２６】
なお、計測部１２０は、少なくともプローブ１１４の下降中、コンパレータ機能により歪み量とあらかじめ設定されている基準値とを比較し、歪み量≧基準値（もしくは歪み量＞基準値）となった時点で部品ありと判定するが、プローブ１１４やばね弾性体１１２の破損を防止するため、それ以降の下降を停止させる。
【００２７】
また、図２（ｂ）の部品なしの場合で、プローブ１１４が回路基板２０に当接することによる誤検出を防止するには、プローブ１１４の下降ストロークを回路基板２０に当接する手前の位置に制限するか、もしくはプローブ１１４がチップ部品２１の高さ以下の所定高さ位置にまで下降した時点で、それ以降の歪み量をマスク（無視）するようにすればよい。
【００２８】
また、上記した例とは異なり、プローブ１１４をチップ部品２１が存在しない個所で回路基板２０上のチップ部品２１の実装高さよりも低い位置に下げた状態（例えば、回路基板２０の基板面にぎりぎりまで近づけた状態）として、そこから基板面と平行な横方向に移動させてチップ部品２１に当接させるようにしてもよい。
【００２９】
上記の例では、プローブヘッド１１３をばね弾性体１１２を介して支持体１１１の側面に片持的に支持させているが、例えば支持体１１１の底面側にバナナプラグ状のばね弾性体を介してプローブヘッド１１３を支持させ、そのバナナプラグ状のばね弾性体に歪みゲージを設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の回路基板検査装置を簡略化してその要部のみを示す模式図。
【図２】本発明による検査状態の説明図で、（ａ）は部品ありの状態を示す模式図，（ｂ）は部品なしの状態を示す模式図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  回路基板検査装置
１１１  支持体
１１２  ばね弾性体
１１３  プローブヘッド
１１４  プローブ
１１５  歪みゲージ
２０  回路基板
２１  電子部品
【図１】
2006200977.tif 000003
【図２】
2006200977.tif 000004