(57)【要約】【課題】従来の電子部品が実装された基板検査は、目視検査による実装の有無及び実装状態を判定しているため、検査時間を要し負担が大きく人為ミスが発生する虞がある。【解決手段】本発明は、基板に実装された各電子部品に対して当接する可動軸を有するリニアスケールプローブが複数配置された検査パネルを備え、検査パネルを基板に宛がい、電子部品に当接した可動軸の移動により、リニアスケールプローブ内の高周波電力が印加される励磁コイルから発する磁界中を磁性体が移動し、磁性体の磁界移動から検出コイルにより検出された電圧信号に基づき、基板に実装される電子部品の有無及びその実装状態を検査して判定する基板検査システムである。【選択図】      図１
2008177247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内を移動可能で一端が外部に延出し、他端に磁性体が設けられた可動軸と、前記磁性体と対向する位置に励磁用電力が印加され電界を発する一次コイルと、前記電界中の前記磁性体の移動により発生する誘導電流を取り込む２分割された二次コイルと、を備えるリニアスケールプローブが、前記可動軸が検査対象の基板に実装された各検査対象物に当接するように、複数配置される検査パネルと、
前記検査パネルを昇降移動させて、前記検査対象物が実装された基板に宛がい、前記可動軸の先端に前記検査対象物を当接させる昇降機構と、
前記リニアスケールプローブの前記一次コイルに励磁用電力を印加する電源部と、
前記検査対象物に当接した前記可動軸が移動した際に、前記リニアスケールプローブの前記二次コイルから前記誘導電流による検出信号を検出して判定するための電圧信号を生成する検出部と、
前記検出部が生成した電圧信号から前記検査対象物の実装の有無及び実装される姿勢を判定する判定部と、
前記昇降機構、前記電源部、前記検出部及び前記判定部の駆動を制御する制御部と、
前記制御部の指示により前記判定部による判定結果を告知する告知部と、
前記制御部に任意の指示を入力する入力部と、
を具備することを特徴とする基板検査システム。
【請求項２】
前記基板検査システムの前記検査パネルにおいて、
前記検査対象の基板に実装された形状が異なる複数の前記検査対象物に対して、前記可動軸の先端部が当接するまでの距離が均一となるように、リニアスケールプローブが嵌装されるようにスペーサを設けたことを特徴とする請求項１に記載の基板検査システム。
【請求項３】
前記基板検査システムの前記検査パネルにおいて、
前記検査対象の基板に実装された形状が異なる複数の前記検査対象物に対して、前記可動軸の先端部が当接するまでの距離が均一となるように、前記検査パネルの厚さに対して高低差となる凹凸部を形成することを特徴とする請求項１に記載の基板検査システム。
【請求項４】
前記基板検査システムの前記検査パネルにおいて、
前記検査対象の基板に実装された形状が異なる複数の前記検査対象物に対して、前記可動軸の先端部が当接するまでの距離が均一となるように、前記可動軸の長さを取ることを特徴とする請求項１に記載の基板検査システム。
【請求項５】
前記基板検査システムの前記検査パネルにおいて、
前記検査対象の基板に実装された形状が異なる複数の前記検査対象物に対して、前記可動軸の先端部が当接するまでの距離が均一となるように、前記可動軸の先端部にキャップ部を取り付けることを特徴とする請求項１に記載の基板検査システム。
【請求項６】
筐体内を移動可能で一端が外部に延出し、他端に磁性体が設けられた可動軸と、前記磁性体と対向する位置に励磁用電力が印加され電界を発する一次コイルと、前記電界中の前記磁性体の移動により発生する誘導電流を取り込む２分割された二次コイルと、を備えるリニアスケールプローブが、前記可動軸が検査対象の基板に実装された各検査対象物に当接するように、複数配置される検査パネルと、
前記検査パネルを昇降移動させて、前記検査対象物が実装された基板に宛がい、前記可動軸の先端に前記検査対象物を当接させる昇降機構と、
前記リニアスケールプローブの前記一次コイルに励磁用電力を印加する電源部と、
前記検査対象物に当接した前記可動軸が移動した際に、前記リニアスケールプローブの前記二次コイルから前記誘導電流による検出信号により検出して判定するための電圧信号を生成する検出部と、
前記検出部が生成した電圧信号から前記検査対象物の実装の有無及び実装される姿勢を判定する判定部と、
前記昇降機構、前記電源部、前記検出部及び前記判定部の駆動を制御するスレーブ制御部と、
前記制御部の指示により前記判定部による判定結果を告知する告知部と、
前記制御部に任意の指示を入力する入力部と、
前記スレーブ制御部に対して上位に位置し、システム全体の制御及び動作指示を行うマスタ制御部と、
通信回線を通じて接続されて、外部から管理可能に設けられ、前記マスタ制御部とコマンドによりデータ及び指示を通信するホストシステムと、
を具備することを特徴とする基板検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント配線基板等に実装されている部品の取り付け状態を検査するための基板検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の製造分野においても、作業コストの削減や短期間の製造数の増大のためにロボット装置を用いた自動化が図られている。例えば、プリント配線基板等への部品の実装においても自動化が図られている。また、プリント配線基板等に実装された部品は、電気的な検査が行われる。まず、基板の接続端子に検査治具を接続し、所定のシーケンスにより自動的に試験し、その結果に基づき、良品を選別し、不良品に対しては、再度製造ラインに戻すか廃棄している。しかし、実装された部品の取り付け状態の良否は、取り付け位置の間違いや欠品などは、検査作業員の直視又は特許文献１に開示されているように撮影画像による目視検査を行っている。
【０００３】
実装された部品の取り付け状態を検査するシステムは、種々考えられている。例えば、距離を測定するレーザ光を走査させて、その反射光から部品までの距離を算出し、算出した距離データと予め測定した良品の測定データとを比較して良否を検査してもよい。
【０００４】
また検査に用いることができる小型プローブが知られている。小型プローブは、外装ケース内に可動軸が収容され、可動軸を検査対象に当接させ、可動軸の移動により電気信号を発する小型プローブが知られている。例えば、シンガーインスツルメンツ＆コントロール社（Singer Instruments & Control Ltd.）製の超小型バネ荷重型ＬＶＤＴ（micro-miniature spring-loaded LVDT ）が知られている。尚、ＬＶＤＴは、リニア可変作動トランス（Linear Variable Differential Transformer）である。 
【特許文献１】特開平５−２４９０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように従来は、熟練した検査者の目視による実装の有無及び実装状態を検査して判定結果を出したため、検査に時間を要するだけでなく、検査者に対する負担が大きく、見落としなどの人為ミスが発生する虞があった。
【０００６】
また、実装された部品の取り付け状態を検査するシステムにおいては、走査するレーザ光を用いる検査システムは、複雑で大掛かりな構成となり、基板検査に用いるのはあまり現実的ではない。さらに、前述した製品の小型プローブ（ＬＶＤＴ）は、１つのプローブに対して１つの検出器を宛がう構成であるため、多数本を使用しなければならない実装部品検査には、システムとしては構築できない。
【０００７】
そこで本発明は、高周波数電力で励磁される磁界中を磁性体が装着された可動軸を収容し、可動軸の移動状態を電気的に検知するリニアスケールプローブを用いた基板検査システムを提供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に、筐体内を移動可能で一端が外部に延出し、他端に磁性体が設けられた可動軸と、前記磁性体と対向する位置に励磁用電力が印加され電界を発する一次コイルと、前記電界中の前記磁性体の移動により発生する誘導電流を取り込む２分割された二次コイルと、を備えるリニアスケールプローブが、前記可動軸が各検査対象物に当接するように複数配置される検査パネルと、前記検査パネルを昇降移動させて、前記検査対象物が実装された基板に宛がい、前記可動軸の先端に前記検査対象物を当接させる昇降機構と、前記リニアスケールプローブの前記一次コイルに励磁用電力を印加する電源部と、前記検査対象物に当接した前記可動軸が移動した際に、前記リニアスケールプローブの前記二次コイルから前記誘導電流による検出信号を検出して判定するための電圧信号を生成する検出部と、前記検出部が生成した電圧信号から前記検査対象物の実装の有無及び実装される姿勢を判定する判定部と、を備える基板検査システムを提供する。
【０００９】
さらに、筐体内を移動可能で一端が外部に延出し、他端に磁性体が設けられた可動軸と、記磁性体と対向する位置に励磁用電力が印加され電界を発する一次コイルと、前記電界中の前記磁性体の移動により発生する誘導電流を取り込む２分割された二次コイルと、を備えるリニアスケールプローブが、前記可動軸が検査対象の基板に実装された各検査対象物に当接するように、複数配置される検査パネルと、前記検査パネルを昇降移動させて、前記検査対象物が実装された基板に宛がい、前記可動軸の先端に前記検査対象物を当接させる昇降機構と、前記リニアスケールプローブの前記一次コイルに励磁用電力を印加する電源部と、前記検査対象物に当接した前記可動軸が移動した際に、前記リニアスケールプローブの前記二次コイルから前記誘導電流による検出信号により検出して判定するための電圧信号を生成する検出部と、前記検出部が生成した電圧信号から前記検査対象物の実装の有無及び実装される姿勢を判定する判定部と、前記昇降機構、前記電源部、前記検出部及び前記判定部の駆動を制御するスレーブ制御部と、前記制御部の指示により前記判定部による判定結果を告知する告知部と、前記制御部に任意の指示を入力する入力部と、前記スレーブ制御部に対して上位に位置し、システム全体の制御及び動作指示を行うマスタ制御部と、通信回線を通じて接続されて、外部から管理可能に設けられ、前記マスタ制御部とコマンドによりデータ及び指示を通信するホストシステムと、を備える基板検査システムを提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高周波数電力で励磁される磁界中を磁性体が装着された可動軸を収容し、可動軸の移動状態を電気的に検知するリニアスケールプローブを用いた基板検査システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。                  
図１（ａ）には、基板検査システムに用いるリニアスケールプローブの構成例を示し説明する。図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａのリニアスケールプローブの断面構成を示している。
【００１２】
このリニアスケールプローブ１は、外装となる筒形状のプローブケース２と、プローブケース２内を長手方向（又は母線方向）に移動可能で一端（先端部）を外部に延出させている可動軸３と、プローブケース２内の可動軸３の他端（後端部）側に装着されたフェライト等からなる磁性体４と、可動軸３の後端部に取り付けられたスプリングガイド５と、可動軸３の後端部に取り付けられるスプリング６と、可動軸３の先端部に設けられたヘッド部７と、プローブケース２の先端側を封止し可動軸３が移動可能に貫通する孔が形成されたつば部８と、プローブケース２の後端側を封止して配線用孔が開口される固定ブッシュ９と、固定ブッシュ９に設けられた溝に嵌合するプローブケース２に設けられた凸形状の固定部１０と、通常位置にある磁性体４の略中央部分と対向しプローブケース２の内周面に環装される一次巻き線となる励磁コイル１１と、その励磁コイル１１の両側に配置され対向する磁性体４の両端から延出しない長さの二次巻き線となる検出コイル１２ａ，１２ｂとで構成される。
【００１３】
本実施形態の可動軸３は、直径φ２ｍｍ程度の円柱形状であり、プローブケース２は、φ３ｍｍ程度の筒形状を成している。また、プローブケース２の長さ（母線長）は、４０数ｍｍ程度であり、可動軸３は３０数ｍｍで、このうち外部に延出した軸の長さは１０数ｍｍ程度である。可動軸３の外部に延出した軸の長さを含めて、６０数ｍｍ程度である。勿論、この寸法に限定されるものではなく、測定対象によって設計や仕様により適宜、変更される。
【００１４】
可動軸３及びプローブケース２は、金属製が好ましく、剛性の点から例えば、真鍮、ステンレス材料又はチタン材料、又はこれらの合金等の鋼材料が好ましい。また、用途に応じて一回りサイズが大きくてもよければ、アルミニウム又はアルミ合金を用いることも可能である。また、金属材料については単体であっても、複数の金属材料を組み合わせてもよいし、異なる金属による層構造であってもよい。また、磁性体の金属、鉄、ニッケル又はクロム金属等は本実施形態には好適しない。
【００１５】
磁性体４は、筒形状を成し、可動軸３の後端周囲に嵌装され、接着剤等で固定される。勿論、磁性体４は、筒形状が複数例えば、母線方向に２つに分割された形状を成して、可動軸３の周囲を囲むように取り付けて接着固定されてもよい。この磁性体４の母線方向の長さは、可動軸３における移動距離に応じて適宜、設定される。
【００１６】
スプリングガイド５は、スプリング６内に配置され、可動軸３が後退してスプリング６が縮まった際に、可動軸３が固定ブッシュ９に衝突することを回避し且つスプリング６の縮みすぎによる捩れ等の損傷を防止するためのストッパとして機能する。ヘッド部７は、検出時に検査対象物（例えば、電子部品）に当接する部材であり、その大きさや長さは、検査対象物により適宜、最適なサイズを選択して取り付けることができる。但し、ヘッド部７の大きさや重さには制限があり、図２に示すように、磁性体４の側面と、励磁コイル１１及び検出コイル１２ａ，１２ｂとが正対向する位置を維持しなくてはならない。例えば、リニアスケールプローブ１のヘッド部を下に向けて垂直方向に取り付けた際に、多少の位置ずれが発生した場合であれば、バネ定数を変更したスプリングコイルに交換して位置補正することもできる。可動軸３の可動範囲は、内部構造により固定されている。
【００１７】
つば部８は、後述する樹脂製の検査パネルに挿嵌して装着された際に、固定箇所となるため、固定状態を保持させる強度が必要であり、硬質な部材、例えばステンレスやチタンなどの金属材料や硬質樹脂材料で作製されている。勿論、複数の部材を組み合わせてもよく、可動軸３と接する円盤形状部分に樹脂材料を用いて、外装として金属薄板で覆う２層構造であってもよい。
【００１８】
固定ブッシュ９は、例えば樹脂材料により作製され、少なくとも１つの配線用孔が開口され、励磁コイル１１と接続する電力供給線１４と、検出コイル１２ａ，１２ｂと接続する出力信号線１３とが貫通して出力端子１５に引き出されている。電力供給線１４及び出力信号線１３は、システム側に接続され、交流電源１６から電力供給線１４を通じて高周波電力が一次コイルの励磁コイル１１に供給され、検出した二次コイルの検出コイル１２ａ，１２ｂからの出力（出力電圧）を出力端子１５を通じて後述する検出部に送出する。
【００１９】
次に、励磁コイル１１及び検出コイル１２ａ，１２ｂによる検査対象物の検出方法について説明する。  
本実施形態のリニアスケールプローブ１は、図２に示すように、磁性体４の略中央部分に配置された励磁コイルに１ＭＨｚ程度の高周波の正弦波交流電圧（電流）を印加して磁場を発生させる。図２に示すように、磁性体４が検出コイル１２ａ，１２ｂと正対して外れていない場合には、検出コイル１２ａ，１２ｂのそれぞれの出力のバランスが取れて、図３に示す可動軸位置「０」（通常時に停まる基準位置）となり、電圧差は「０」となる。
【００２０】
可動軸３の先端部が検査対象物に当接した後、さらにリニアスケールプローブ１が定位置まで押し付けられると、可動軸３はスプリング６に付勢されつつプローブケース２の後方に後退する。この移動に伴い磁性体４が移動して、検出コイル１２ａとは対向しなくなり、検出コイル１２ｂとは対向を維持している。この対向位置の移動により誘導電流が検出コイル１２ａ，１２ｂに発生する。しかし、検出コイル１２ａ，１２ｂの出力において左右のバランスが不均等になり、その偏りに応じて出力電圧として発生する。磁性体４が後退（図２の点線部分）した場合には、検出コイル１２ａは出力が減少し、検出コイル１２ｂは出力を維持する。従って、図３に示す矢印側に移動することになり、出力電圧（Ｖ）が発生する。尚、図３に示す振幅出力及び位相出力の特性曲線は、それぞれ特性を示すものであり、出力電圧の値については同等レベルで記載するものではない。
【００２１】
また例えば、可動軸３がプローブケース２の先端部から後端部に掛けて移動した場合には、大きく分けて３つの状態が発生し、リニアに変動する。まず、磁性体４は検出コイル１２ａと正対し、検出コイル１２ｂとは外れている位置から、それぞれに正対する位置に移動し、さらに、検出コイル１２ａとは外れ、検出コイル１２ｂと正対している正対する位置に移動する。これを図３に示す振幅出力特性では、可動軸位置「０」で出力電圧が最小値になり、位相出力では、出力値が高レベルから低レベルに切り換えられる。振幅出力特性においては、可動軸３の移動量に応じた電圧値が出力するため、検出された電圧値から可動軸３の先端部の移動距離を算出することができる。
【００２２】
次に、リニアスケールプローブ１のプローブケース２に設けられるスリットについて説明する。  
本実施形態の励磁コイル１１には、電力供給線１４を通じて高周波（例えば、１ＭＨｚ）の励磁用電力が印加されている。これは、低い低周波で駆動するＬＶＤＴと比較して、励磁コイル及び検出コイルの巻き数を減らすことができ、プローブ自体のコストを低く抑えることができる。
【００２３】
しかしながら、励磁用電力に高周波電力を用いた場合には、図４（ａ），（ｂ）に示すような誘導電流即ち、うず電流損が大きくなり、熱に変換されてしまう。従って、検出された検出コイル１２ａ，１２ｂのそれぞれの出力は、うず電流損により減少し、正確には検出できなくなる虞がある。前述した従来の小型プローブ（ＬＶＤＴ）では、このような事態を回避するために、一次巻き線に印加する交流電圧を励磁周波数４０Ｈｚ〜２０ＫＨｚ帯で比較的低い周波数帯を用いている。
【００２４】
そこで、本実施形態においては、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、うず電流の電流通路に対して、スリット２１（空間による絶縁領域）を設けて、うず電流の電流通路を遮断する。このスリットをリニアスケールプローブ１に適用した場合には、図５（ａ），（ｂ）に示すように、プローブケース２において、母線方向に少なくとも１つのスリット２１を設ける。本実施形態では、対向する位置に２つのスリット２１を設けている。これらのスリット２１の長さは、磁性体４が移動する範囲内をカバーすることが好ましく、少なくとも励磁コイル１１及び検出コイル１２ａ，１２ｂをカバーする範囲とする。また、スリット２１の幅は、うず電流の電流通路が遮断できる幅であればよく、実際の設計に基づいて、適宜設定すればよい。
【００２５】
また、このようなスリット２１は、プローブケース２の母線方向に長く形成する及びスリット数が多いほど、プローブケース２の強度が低下することとなる。  
そこで、図６に示すように、プローブケース２の母線方向に縦断するスリット２２を設けて、スリット両端の間に連結スペーサ２３を挟み込み、接着剤により固定する。これは、スリット両端を連結スペーサ２３で繋いで強度を低下させない構造である。この連結スペーサ２３は、絶縁体により形成される。例えば、硬質樹脂（絶縁性）、硬質ゴム（絶縁性）、アルミナ等の酸化された金属薄板等々が考えられる。
【００２６】
以上説明したように、電流通路を遮断するスリットを設けることにより、うず電流損を減少させて、高周波数帯の励磁用交流電力を一次巻き線である励磁コイルに印加することができる。従って、励磁コイル及び検出コイルの巻き数を減らすことができ、プローブ自体のコストを低く抑えることができる。
【００２７】
次に、リニアスケールプローブ１に設けられるコンタクト部の構成例について説明する。図７（ａ）は、コンタクト部の正面から見た構成の概念図、図７（ｂ）は  コンタクト部の側面から見た構成の概念図、図７（ｃ）は、コンタクト部のハウジング部側から見た構成の概念図である。
【００２８】
前述した図１では、励磁コイル１１と接続する電力供給線１４と、検出コイル１２ａ，１２ｂと接続する出力信号線１３と固定ブッシュ９の配線用孔から外部に引き出されている構成であった。しかし、実際の製品においては、電力供給線１４と出力信号線１３が引き出されていた場合に、配線用孔からフリーな状態となるので長期に渡る曲げ伸ばしが行われると被覆の破れや断線する事態が想定される。さらに、後述する検査パネル製作時や使用時に、これらの配線に引っ張り等の負荷が掛かると、被覆が破損していなくとも内部の線芯が断線している事態も想定される。
【００２９】
本実施形態では、リニアスケールプローブ１の後端にコンタクト部３０を設ける。  
コンタクト部３０は、硬質プリント配線基板（以下、基板と称する）３１と、キャップ部３５と、ハウジング部３６とで構成される。基板３１の表裏主面には、複数のリード端子用電極及び配線用電極が形成されている。本実施形態の基板３１は、図７（ａ）に示すように、表裏主面に形成される２つの長形のリード端子用電極３２（３２ａ〜３３ｄ）と、表主面の他端側に６個の配線用電極３３（３３ａ〜３３ｆ）とが設けられている。
【００３０】
これらの配線用電極３３においては、図１に示したコイル構成であれば、２つの配線用電極３３ａ，３３ｂは短絡パターン接続された上、それぞれに検出コイル１２ａ，１２ｂの一端が半田付け接続される。また、配線用電極３３ｃ，３３ｄは、検出コイル１２ａ，１２ｂの他端に半田付け接続し、さらに配線用電極３３ｅ，３３ｆは、励磁コイル１１と半田付け接続する。また、配線用電極３３ａ，３３ｂは、表主面上でリード端子用電極３２ａ，３２ｂとパターン配線４０により接続される。配線用電極３３ｃ，３３ｄは、ビアホールを通じて裏主面上のリード端子用電極３２ｃ，３２ｄとパターン配線４１により接続される。基板３１は、半田付け終了後にリード端子用電極３２側からキャップ部３５に嵌め込まれ、配線用電極３３がキャップ部内に埋没するように樹脂を埋め込み固定される。その後、両面のリード端子用電極３２には、ハウジング部３６のリード端子３７がそれぞれ接触する。その状態で半田付けによる接続部４２によりリード端子３７をリード端子用電極３２に固定する。
【００３１】
このように構成されたハウジング部３６にシステム側のハウジング部を嵌合させて、高周波励磁用電力を励磁コイル１１に印加し、検出コイル１２ａ，１２ｂからそれぞれ検出信号を読み取る。
【００３２】
尚、キャップ部３５の直径は、原則として前述したプローブケース２の直径φ３ｍｍよりも小径である。これは、後述する検査パネルに開口された取り付け孔にコンタクト部３０から差し込み、つば部８のつば部で固定するためである。
【００３３】
以上説明したように、リニアスケールプローブの後端にコンタクト部を設けることにより、このプローブを用いて検査パネル等を作製する際に、ハウジングを嵌合させるだけで
簡単に電気接続が行える。また、電力供給線１４と出力信号線１３が外部に露呈していないため、曲げ伸ばしや組み立て時の負荷による断線がなくなる。
【００３４】
次に、リニアスケールプローブ１を用いた基板検査システムについて説明する。  
本実施形態の基板検査システムは、多数の電子部品が実装されたプリント配線基板に対して、検査パネルを用いた一度の検査により、全電子部品における実装の有無、取り付け姿勢の良否を検査するシステムである。
【００３５】
図８は、基板検査システムのブロック構成図を示す。この基板検査システムは、複数のリニアスケールプローブ１が嵌装されて構成される検査パネル５１と、これらのリニアスケールプローブ１に対して、それぞれ高周波電力の印加と検出信号（出力電圧）の伝搬を行う例えばマルチプレクサからなるインタフェース（ＩＦ）部５２と、リニアスケールプローブ１に印加する高周波電力を生成する電源部５３と、個々のリニアスケールプローブ１から検出信号を受信して出力電圧を生成する検出部５４と、出力信号に基づき、全電子部品における実装の有無、取り付け姿勢の良否を判定する判定部５５と、判定部５５における判定基準設定等のシステム全体の制御及び動作指示を行う制御部５６と、検査者による指示入力を行うためのキーボードやタッチパネル等の操作パネルからなる入力部５７と、判定結果や入力指示等を表示するための例えば液晶表示画面を有する表示部５８と、音声による入力又は音声による告知を行う音声部５９とで構成される。
【００３６】
図９（ａ），（ｂ）は、リニアスケールプローブ１が挿嵌された検査パネル５１の状態を示す図である。リニアスケールプローブ１は、コンタクト部３０側から検査パネル５１の開口された固定孔６５に差し込み、つば部８まで押し込み挿嵌する。次に、コンタクト部３０にシステム側のハウジング部３６を差し込む。
【００３７】
このように検査パネル５１にリニアスケールプローブ１を挿嵌するだけで容易に作製することができる。
【００３８】
さらに、図９（ａ）に示すように、リニアスケールプローブ１のプローブケース２の一部にコの字型の切り込み部を入れておき、その切り込み部の先端部分を突出させて、挿嵌後の固定強化及び脱落防止として機能するストッパを形成してもよい。また、図９（ｂ）に示すように、例えば、電子部品のうち、ＣＰＵ６８などのリード端子が多数あり、実装面積の大きい電子部品に対しては、例えば４隅に対してリニアスケールプローブ１を配置する。このような配置により、実装の有無だけではなく、その実装された姿勢例えば、基板に対して傾斜して取り付けられていないか否かを検査することができる。
【００３９】
ここで図１０（ａ），（ｂ）には、リニアスケールプローブ１が嵌装された検査パネルの第１の例を示し説明する。  
図１０（ａ）に示すように、基板７１上に実装される電子部品群７２は、それぞれの電子部品で実装面積が異なるだけでなく、その高さも異なっている。例えば、コンデンサ等は比較的高さを有しているが、ＣＰＵ等は低くなっている。従って、同じストローク長の可動軸のリニアスケールプローブ１を用いる場合には、検査パネル５１に高さ調整用のスペーサ７３を貼り付けて、実装された部品に適応させる必要がある。例えば図１０（ａ）に示すように、厚さの異なったスペーサ７３を検査パネル５１に貼り付けて、プローブ配置位置に固定孔を開口して、リニアスケールプローブ１を挿嵌する。
【００４０】
以上のように、平坦な検査パネル５１に検査対象となる電子部品の高さに合わせてスペーサを取り付けることにより、どのような実装基板にも対応できる自由度の高い検査パネルを作製することができる。
【００４１】
図１１（ａ），（ｂ）には、リニアスケールプローブ１が嵌装された検査パネルの第２の例を示し説明する。  
図１１（ａ）に示すように、平坦な検査パネル５１に同じストローク長の可動軸３のリニアスケールプローブ１を実装位置に合わせて嵌装する。
【００４２】
図１１（ｂ）に示すように、検査対象となる電子部品の高さに合わせた長さのキャップ部７４を可動軸３の先端部に差し込み、接着剤などを用いて固定する。このヘッド部７４は、樹脂のような軽量な材料により形成される。ヘッド部７４の内部は樹脂製で中空なキャップ構造であってもよい。例えば、長尺なパイプを部品までの距離に応じた長さに切り取り、可動軸３に差し込み固定することでキャップ部７４を形成してもよい。尚、このキャップ部７４を取り付けたことにより、前述した図１に示した磁性体４の側面と励磁コイル１１及び検出コイル１２ａ，１２ｂとが正対向する位置から位置ずれが発生した場合には、バネ定数を変更したスプリングコイルに交換して位置補正すればよい。
【００４３】
以上説明したように、平坦な検査パネル５１に平行するように挿嵌するリニアスケールプローブ１の可動軸３の先端部に、検査する部品までの距離に応じた長さのヘッド部を取り付けることにより、どのような実装基板にも対応できる自由度の高い検査パネルを作製することができる。
【００４４】
図１２には、リニアスケールプローブ１が嵌装された検査パネルの第３の例を示し説明する。  
この第３の例においては、厚い検査パネル７５を用いる。リニアスケールプローブ１ごとの検査する実装部品までの距離に応じて、検査パネル７５の不要部分を切削する。不要部分を削り取った検査パネル７５のプローブ配置位置に固定孔を開口して、リニアスケールプローブ１を挿嵌する。
【００４５】
以上説明したように、検査パネルの削りだしより、どのような実装基板にも対応できる自由度の高い検査パネルを作製することができる。
【００４６】
次に、本実施形態の基板検査システムによる基板検査について説明する。  
まず、前述したように、設計図面上又は、実装した検査サンプル（実製品でもよい）の実測データを用いて、前述した第１乃至第３の例による検査パネル５１を作製する。作製した検査パネル５１をモータ等の駆動源により下降及び上昇の微小な移動が可能な昇降機構６１に取り付ける。検査パネル５１に挿嵌されたリニアスケールプローブ１のコンタクト部３０にＩＦ部５２（マルチプレクサ）側のハウジングを嵌合する。測定用テーブルに予め定めている検査条件を判定部５５に読み出し、判定基準として設定する。例えば、検査パネル５１を作製したときの作成条件（ヘッド部から電子部品までの距離）を実装基板の製造番号やロット番号で登録しておき、入力部５７で指定して読み出す。
【００４７】
次に、検査を行う実装基板を検査パネル下方の検査テーブル６２に設置する。検査テーブル６２は、昇降機構６１の昇降方向と直交する２次元方向（ＸＹ方向）に移動可能に構成されて、検査パネルに対して位置合わせを行うことができる。昇降機構により検査条件に従って、検査パネル５１を実装基板に実装されている各電子部品に当接させる。
【００４８】
この時の各リニアスケールプローブ１の出力電圧を検査部５４で順次読み取り、判定部５５により良否判定を行う。この判定結果は、制御部５６により表示部５８にその判定結果が表示される。また、この時の検査結果の各電子部品における詳細に検出データを表示させてもよい。
【００４９】
尚、前述した検査パネルの検査方法においは、電子部品の実装面側から検査パネルを宛ててリニアスケールプローブにより検出したが、実装面側に限定されるものではなく、非実装面からリニアスケールプローブを当接させることにより、回路パターンにおける半田付け状態を検査することもできる。また、検査パネル上に均一にリニアスケールプローブを配置して、プリント基板などの板形状の検査対象物の平坦度を検査することもできる。同様に、凹凸を設けた板形状の検査対象物であっても、表面の凹凸形状を同様に検査することができる。
【００５０】
以上説明したように、検査対象となるそれぞれの実装部品にリニアスケールプローブが担当するように配置された検査パネルを用いることにより、一度の検査により、実装部品の欠落や実装状態の検査が正確で且つ簡単に検査の結果を求めることができる。従来では、熟練した検査者の目視による実装の有無及び実装状態を検査して判定結果を出したため、検査者に対する負担が大きく、見落としなどの人為ミスが発生したが、これらの課題を解決することができる。つまり、判定はコンピュータ等による判定部が判断し、熟練度を要さず、また見落としなどの人為的な検査ミスを防止することができる。
【００５１】
さらに、基板検査システムで用いている検査パネルは、リニアスケールプローブを挿嵌した構成であるため、新しい設計の実装基板や実装基板に設計変更があった場合にも容易に短時間で対応することができる。
【００５２】
また、基板検査システムは、実用にあたっては、複数の実装基板に対して、同時又は並列的に検査できるように、複数の検査パネル５１を搭載するシステムを構築する。
【００５３】
図１３には、図８に示した基板検査システムを複数用いて、主従関係を持たせたネットワークに適用できるホストシステムによる集中管理可能な基板検査システムの構成例を示している。ここで、図８に示した構成部位と同等のものには同じ参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
この基板検査システムは、多数のリニアスケールプローブ１が嵌装される複数の検査パネル５１ａ〜５１ｎと、これらのリニアスケールプローブ１に対して、選択機能を有し、一括的に又は個々に励磁用高周波電力の印加と検出信号（出力電圧）の伝搬を行う例えばマルチプレクサからなるインタフェース（ＩＦ）部５２ａ〜５２ｎと、リニアスケールプローブ１に印加する高周波電力を生成する電源部５３ａ〜５３ｎと、個々のリニアスケールプローブ１からの検出信号を受信して実装の有無、取り付け姿勢の良否を判定する検出／判定部６３ａ〜６３ｎと、検査パネル５１ａ〜５１ｎ毎に制御を行うスレーブ制御部８１ａ〜８１ｎと、スレーブ制御部８１ａ〜８１ｎに対して上位に位置し、判定基準設定等のシステム全体の制御及び動作指示を行うマスタ制御部８２と、通信回線により接続され外部から管理可能に設けられ、マスタ制御部８２とコマンドによりデータ及び指示等を通信するホストシステム８３と、マスタ制御部８２及びホストシステム８３にそれぞれ設けられる表示部８４，８６と、入力部８５，８７とで構成される。
【００５５】
入力部８５，８７は、検査者による指示入力を行うためのキーボードやタッチパネル等の操作パネル等が好適する。また表示部８４，８６は、判定結果や入力指示等を表示するための例えば液晶表示装置により構成される。
【００５６】
以上説明したように、主従関係を持たせた制御部は、ＬＡＮ等のネットワークを用いたシステム構築することができ、異なる居所から複数の検査対象となる実装部品に対して、同時又は並列的に検査に対する指示を行うことができる。これは、ホストシステムを設けることにより作業現場以外の居所より、遠隔的に指示を与えたり、適宜、検査結果を得ることができ、検査状況を把握するためには非常に有用である。また、マスタ制御部により、一括的に管理ができ、効率的である。
【００５７】
さらに、部品の配置が異なる検査パネルであっても、同時に又は並列的に検査を実施することができる。さらに、他の仕様の検査パネルに変更する際にも、ブロック単位で制御できるため、あるブロックで検査を実施しつつ、他のブロックでは検査パネルの仕様変更の作業を行うことができる。従って、新しい設計の実装基板や実装基板に設計変更があった場合にも容易に短時間で且つ効率的に対応することができる。
【００５８】
尚、本実施形態では、マスタ制御部と各スレーブ制御部８１ａ〜８１ｎがシリーズに接続されたネットワークであるが、これに限定されず、周知なバス型ネットワーク、スター型ネットワーク及びリング型ネットワークのいずれにおいても実施形態を適用して、ネットワークを構築できることは勿論である。また、各スレーブ制御部８１ａ〜８１ｎ、マスタ制御部８２及びホストシステム８３とは、ＬＡＮだけではなく、インターネットを介して、接続されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１（ａ）は、基板検査システムに用いるリニアスケールプローブの構成例を示す図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＡ−Ａのリニアスケールプローブの断面構成を示す図である。
【図２】リニアスケールプローブにおける磁性体と、励磁コイル及び検出コイルの位置関係と発生する電圧について説明するための図である。
【図３】可動軸の位置と振幅出力と位相出力について説明するための図である。
【図４】うず電流とスリットとの関係について説明するための図である。
【図５】スリットが設けられたリニアスケールプローブの構成例を示す図である。
【図６】連結スペーサが挟み込まれるスリットが設けられたリニアスケールプローブの構成例を示す図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｃ）は、リニアスケールプローブに設けられるコンタクト部の構成例を示す図である。
【図８】実施形態として基板検査システムのブロック構成を示す図である。
【図９】図９（ａ），（ｂ）は、リニアスケールプローブが挿嵌された検査パネルを示す図である。
【図１０】図１０（ａ），（ｂ）は、リニアスケールプローブが嵌装された検査パネルの第１の例を示す図である。
【図１１】リニアスケールプローブが嵌装された検査パネルの第２の例を示す図である。
【図１２】リニアスケールプローブが嵌装された検査パネルの第２の例を示す図である。
【図１３】複数の検査パネルによる主従関係を有する基板検査システムの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１…リニアスケールプローブ、２…プローブケース、３…可動軸、４…磁性体、５…スプリングガイド、６…スプリング、７…ヘッド部、８…つば部、９…固定ブッシュ、１０…固定部、１１…励磁コイル、１２ａ，１２ｂ…検出コイル、３０…コンタクト部、５１，５１ａ〜５１ｎ…検査パネル、５２，５２ａ〜５２ｎ…ＩＦ部（マルチプレクサ）、５３，５３ａ〜５３ｎ…電源部、５４…検査部、５５…判定部、５６…制御部、５７，８５，８７…入力部、５８，８４，８６…表示部、５９…音声部、６１…昇降機構、６２…検査テーブル、６３ａ〜６３ｎ…検出／判定部、８１ａ〜８１ｎ…スレーブ制御部、８３…ホストシステム。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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