JP2963891B2 - Ｂ・ｇ・ａ、ｃ・ｓ・ｐのｉｃパッケージ用の基板の導通検査装置への同基板の供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｂ・Ｇ・Ａ、Ｃ・
Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板の導通検査装置への同
基板の供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、Ｂ・Ｇ・Ａ（ボール・グリッド・
アレイ）、Ｃ・Ｓ・Ｐ（チップ・サイズ・パッケージ）
のＩＣパッケージは表裏に電極パターンを有する基板の
表面に電気的に接続して半導体チップやＬＳＩチップを
載置して電気的接続を行い、その後にチップ等を樹脂で
封止して構成され、裏面の半田ボールやリードピンを電
気的に接続してプリント基板等に搭載されるこのような
ＩＣパッケージ用の基板の導通検査装置として本出願人
は特願平９−１２７０５４号、同１２７０５５号、同１
４２０３４号等を提案している。この導通検査装置は、
プローブを対向状に有する上下制御動可能な上下一対の
プローブ治具間にＩＣパッケージ用の基板を搬入原点位
置から送り動させ、上下一対のプローブを上下制御動さ
せて基板表裏の電極に接触させて導通検査する。尚、基
板は平面視正方形状を呈し、対角線コーナー部位に２か
所に基準点を有するタイプ、その基準点を有した上に一
か所のコーナー部位に面取りが付されているタイプ、そ
の基準点が各々平面形状を異にするタイプ等様々の種類
がある。搬入原点位置からの基板の送りに際しては、Ｘ
軸・Ｙ軸・θ方向に制御動可能な搬入原点位置の前後一
対のクランパでその基板を挟持し、撮像部でその基板を
撮像し画像解析して基準点の座標データを入手し、その
座標データと基準点の既知のマスター座標データとを比
較して修正データを算出し、その修正データを基板の上
下一対のプローブ間への送り量に加味している。この撮
像部での撮像及びその修正は同種の基板においても基準
点は高精度であるもの、外形寸法に微細な切断誤差があ
り、その微細な切断誤差に起因する送り量誤差を無くす
ためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
導通検査装置の前記前後一対のクランパへの基板の供給
は、搬入原点位置で挟持した外形寸法の誤差を修正する
前の基板をスイングアーム機構でコンベアまで移送し、
そのコンベア上でその基板の一面（前側面）に当接する
角度にストッパーを位置決めし、スイングアームでの受
け渡し時に搬入原点位置における前後一対のクランパで
クランプ可能にしている。しかしながら、このような手
立てでは基板の種類毎にストッパーを高精度でもって位
置決めする前段取りを必要とし、人手であることも関係
して非常に手間を要する。

【０００４】本発明は、従来事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、基板の種類毎のストッパーを
位置決め作業が不必要なＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・Ｓ・ＰのＩＣ
パッケージ用の基板の導通検査装置への同基板の供給装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に講じた技術的手段は、プローブを対向状に有する上下
制御動可能な上下一対のプローブ治具間にＢ・Ｇ・Ａ、
Ｃ・Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板を搬入原点位置か
ら送り動させ、上下一対のプローブを上下制御動させて
基板表裏の電極に接触させて導通検査するＢ・Ｇ・Ａ、
Ｃ・Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板の導通検査装置へ
の同基板の供給装置であって、前記基板を搬送するコン
ベアと、そのコンベアで搬送される基板を受け取って同
基板をコンベア上の平面視向きのまま前記搬入原点位置
に配置されている前後一対のクランパに移し替えるスイ
ングアーム機構と、そのスイングアーム機構のスイング
途中で同基板を下方から撮像する第１撮像部と、前記搬
入原点位置における前後一対のクランパでクランプされ
る同基板を撮像する第２撮像部と、画像処理部と、制御
部とを備え、前記画像処理部は、第１撮像部による基板
の撮像を画像解析して同基板の基準点もしくは外形の座
標データを記憶する第１記憶部と、搬入原点位置におけ
る第２撮像部での基板の撮像を画像解析してその基板の
基準点の座標データを記憶する第２記憶部とを具備し、
前記前後一対のクランパは、Ｘ軸・Ｙ軸・θ方向に制御
動可能であると共に、前後一対のクランパの各々のクラ
ンパを接近後退させて基板を挟持し且つその挟持を解除
するように構成され、前記制御部は、前記第１記憶部の
基準点もしくは外形の座標データに基づいて搬入原点位
置上の前後一対のクランパを制御動してスイングアーム
機構で移し替えられる基板をクランプした後、そのクラ
ンパを搬入原点位置に再び復動させ、搬入原点位置上の
第２記憶部の基準点の座標データと基準点の既知のマス
ター座標データとを比較して修正データを算出し、その
修正データを基にそのクランパを補正動することを要旨
とする。

【０００６】上記技術的手段によれば下記の作用を奏す
る。（請求項１）本導通検査装置へのＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・
Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板の供給装置におけるス
イングアーム機構は、コンベア上の基板をコンベア上の
平面視向きのまま向きを変えないで移送させるタイプで
ある。尚、コンベアには基板を所定の方向を向けて人為
的に載せ、搬送される基板をセンサー手段が検出すると
コンベア（ベルトコンベア）がいったん停止してスイン
グアームの受け取りに連係させる等、コンベアの連係策
は提案することができる。そのため、コンベア上の基板
を受け取ったスイング途中の基板を第１撮像部で撮像し
画像解析した基準点の座標データまたは外形の座標デー
タは、搬入原点位置における前後一対のクランパを制御
動してその基板を挟持すべく待機させる制御データとし
てそのまま使用できる。その待機位置で基板をクランプ
した同クランパは、搬入原点位置に再び復帰し、従来と
同様に第２撮像部で撮像され画像解析される基準点の座
標データと基準点の既知のマスター座標データとを比較
して基板固有の外形寸法誤差に起因する修正データを算
出する。導通検査する時には、その修正データを加味し
てクランパを上下一対のプローブ間に送り込み、同プロ
ーブを上下制御動させて表裏面の電極に接触させる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１乃至図９はＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・
Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板の導通検査装置への同
基板の供給装置の実施の形態を示している。

【０００８】この供給装置Ａは、Ｂ・Ｇ・Ａ、Ｃ・Ｓ・
ＰのＩＣパッケージ用の基板100 を搬送するコンベア１
と、そのコンベア１上の基板100 を受け取って同基板10
0を搬入原点位置Ｑにコンベア１上の平面視向きのまま
移し替えるスイングアーム機構２と、その搬入原点位置
に配置した前後一対のクランパ３と、そのクランパ３を
Ｘ軸・Ｙ軸・θ方向に制御動させるワーク移動機構４
と、スイングアーム機構２のスイング途中で前記基板10
0 を下方から撮像する第１撮像部５と、前記搬入原点位
置における前後一対のクランパでクランプされる同基板
を撮像する第２撮像部６と、画像処理部７と、制御部８
とを備えている。

【０００９】前記スイングアーム機構２は、図７、図８
に示すように高さ調整部12とスイング部22とからなって
いる。

【００１０】高さ調整部12は、前面の上下縁に突片12
ｂ、12ｂを突設した支持機体12ａのその前面にリニアス
ライド12ｃを設け、そのリニアスライド12ｃに逆Ｌ形片
12ｄのその垂直片部12ｄ’を摺動可能に係合し、その逆
Ｌ形片12ｄの水平片部12ｄ”を遊貫通するボールネジ12
ｅを前記突片12ｂ、12ｂに軸受けし、そのボールネジ12
ｅに高さ調整用サーボモータ12ｆを直結すると共に、ボ
ールネジ12ｅに固定ナット12ｇをスライド可能に螺合
し、その固定ナット12ｇにスイング用サーボモータ12ｉ
を支持する支持体12ｈを取り付け、スイング用サーボモ
ータ12ｉの回転軸12ｉ’にアーム本体32の基端部を固定
して構成してある。そして、高さ調整用サーボモータ12
ｆを作動させてボールネジ12ｅが正逆回転すると固定ナ
ット12ｇが上下動してスイング用サーボモータ12ｉを支
持した支持体12ｈと共に、アーム本体32が上下動する。

【００１１】スイング部22は、前記回転軸12ｉ’の軸上
を回転中心とする固定プーリ22ａを前記支持機体12ａの
上側の突片12ｂに固定し、その固定プーリ22ａとアーム
本体32の先端部に回転可能に軸受けした従動プーリ22ｂ
とに亘ってベルト22ｃを掛け渡し、その従動プーリ22ｂ
からバキュームパッド42を垂設した構造になっている。
そして、前記スイング用サーボモータ12ｉが回動する
と、その回動分、従動プーリ22ｂが逆方向に回動して吸
着する対象物を吸着した時の平面視向きのまま向きを変
えないで移送することができる（図７参照）。ここで、
平面視向きのまま向きを変えないで移送するとは、図７
において上辺部100ａが紙面に対して常時上辺を保持す
るように基板100が回転しながら移送することを意味す
る。

【００１２】前後一対のクランパ３は、直角なクランプ
面13を内面に有し且つ外面を円弧面とした２片（後述で
は図３において右側クランパを符号13’を付して説明
し、左側クランパを符号13”を付して説明する）から構
成されている。また、左側クランパ13”は、ベーステー
ブル23の円孔23ａにころがり軸受け23ｂを介して設けた
ドーナツ板33に固定されている。右側クランパ13’は、
前記右側クランパ13’とで矩形状の対角コーナーを挟持
するように円孔23ａ内に設置すると共に下面からベース
テーブル23下方向にクランク状板43、43を２片延設し、
そのクランク状板43、43を案内するガイド体53をドーナ
ツ板33に固定して支持されている。

【００１３】前記クランプ面13は平面視のみならず縦断
面視でもクランプ状を呈してなり、その下面が載置面13
ａ、垂直面が実効クランプ面13ｂになっている。

【００１４】右側クランパ13’、左側クランパ13”での
挟持及びその挟持の解除を行う機構は、図５、図６に示
すようにベーステーブル23下方下にクランク状板43、43
の外側端部に取り付けてなりガイド体53に面する一方側
を開放したシリンダブロック63と、そのシリンダブロッ
ク63に摺動可能に収容されガイド体53の外側端面に先端
が当接するピストン73と、シリンダブロック63、ガイド
体53に亘って設けたスプリング83とから構成してなり、
エアー供給によってシリンダブロック63がガイド体53の
外側端面に突き当たり、その突出量分シリンダブロック
63が後退することによってクランク状板43、43と共に右
側クランパ13’を外方に逃がして挟持対象物を解除し、
圧搾空気の供給を停止するとスプリング83の勢力で再び
シリンダブロック63がガイド体53に接近する関係になっ
て挟持対象物を挟持するようになっている。

【００１５】ワーク移動機構４は、前記前後一対のクラ
ンパ３を搬入原点位置Ｑと上下一対のプローブ治具200
、200 との間に移動させるＸ軸移動機構14、同クラン
パ３をＹ軸に移動させるＹ軸移動機構24、クランパ３を
θ方向に移動させるθ移動機構34とからなっている。

【００１６】θ移動機構34は、図３、図４に示すように
ベーステーブル23の下面に設置したサーボモータ34ａと
それに直結されドーナツ板33の側周面に圧接してそのド
ーナツ板33を回転させるローラ34ｂとからなっており、
サーボモータ34ａの駆動によってドーナツ板33自体をθ
方向に制御動させることができるようになっている。

【００１７】Ｙ軸移動機構24は、図３、図４に示すよう
にベーステーブル23後端の板24ａにＹ軸方向のガイドレ
ール24ｂを設けると共に、その板24ａにガイドレール24
ｂへの係合部を有する支板24ｃを連結し、その支板24ｃ
にサーボモータの駆動源24ｄ及び駆動源24ｄに連結する
板カム24ｅを設け、更に板24ａに板カム24ｅでガイドさ
れるカムフォロア24ｆを設け、且つ支板24ｃに設けたピ
ン24ｇを板24ａに開設した馬鹿孔24ｈを挿通してベース
テーブル23上方に位置させると共にそのピン24ｇ先端と
板24ａとを図示するようにスプリング24ｉで連結して構
成してなり、駆動源24ｄの駆動で板カム24ｅ、カムフォ
ロア24ｆを介してベーステーブル23が支板24ｃと相対的
にＹ軸方向に制御動させることができるようになってい
る。

【００１８】Ｘ軸移動機構14は、図１、図２に示すよう
にクランパ３を備えたベーステーブル23背後の前記支板
24ｃに一端を連絡した平行なガイド軸14ａ、14ａを中空
コラムａの前側板部ａ１及び後側板部ａ２に設けた軸受
けに軸承させると共に、その前側板部ａ１と後側板部ａ
２とに亘って設けたボールネジ14ｂをその平行なガイド
軸14ａ、14ａに連結してなり、サーボモータ等の駆動源
14ｃでボールネジ14ｂを回転するとナット体14ｄと共に
ガイド軸14ａ、14ａがＸ軸方向に前動または後動するよ
うになっている。

【００１９】第１撮像部（ＣＣＤカメラ）５は、前記コ
ンベア１上の基板100 を受け取り前記搬入原点位置Ｑに
配置されている前記クランパ３にコンベア１上の平面視
向きのまま移し替える時の途中で一旦スイングアーム機
構２を停止させてその基板100 を下方から撮像するもの
である。尚、本実施の形態では対角線上のコーナー部位
に基準点101 、101 が２個付され、その一方が丸形状、
他方が四角形状である場合を示している。

【００２０】第２撮像部（ＣＣＤカメラ）６は搬入原点
位置Ｑの上方または下方に配置されている。

【００２１】画像処理部７は、前記第１撮像部５で基板
100 の撮像を画像解析（２値化）してその基板100 の基
準点101 、101 の座標データを記憶する第１記憶部（図
示せず）と、第２撮像部６で搬入原点位置Ｑにおける基
板100 の撮像を画像解析（２値化）してその基板100 の
基準点101 、101 の座標データを記憶する第２記憶部
（図示せず）とを具備している。

【００２２】制御部８は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵ、Ｉ
ＮＦ（インターフェース）を備え、バスを介して相互に
連絡されている。ＲＡＭは、既知の基準点のマスター座
標データ、更にＣＰＵが実行するための各種フラグ、レ
ジスタ等が予め記憶されている。尚、各種データの変更
は書き換えることで変更可能である。ＲＯＭは、装置全
体を統括制御するための制御プログラムが格納されてい
る。ＩＮＦは、制御部と各機構部との制御信号を相互に
変換させて制御レベルを合せるもので、本発明の各機構
部と直接的に相互に連絡する変換器である。ＣＰＵは、
ＲＯＭに格納された制御プログラムを実行し、各データ
を演算処理して各機構部へ指令を行い装置全体を統括制
御するものである。

【００２３】以上の構成になっているＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・
Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板の導通検査装置への同
基板の供給装置の作動は、まず ．人手で所定の向きにしてコンベア１に載せられた基
板100 はコンベア（ベルトコンベア）で搬送され、セン
サー手段（図示せず）で検出されるとコンベア（ベルト
コンベア）が停止し、スイングアーム機構２のバキュー
ムパッド42で吸着し、同スイングアーム機構２はスイン
グを開始する。 ．第１撮像部５真下でスイングアーム機構２のスイン
グを停止して基板100 を下方から撮像し、その撮像デー
タを画像処理部７で画像解析してその基板100 の基準点
101 、101 の座標データを第１記憶部に記憶する。 ．その座標データに基づいて前後一対のクランパ３が
制御動（Ｘ軸、Ｙ軸、θ方向に制御動）されて基板100
の受け取り位置に待機する。この待機時には前記クラン
プ面13の載置面13ａの余裕を利用して各々のクランパ３
は若干拡開した状態になっている。 ．基板100 を受け渡された両クランパ３で基板100 を
挟持して再び搬入原点位置Ｑに復動する。 ．第２撮像部６でその復動した基板100 を上方または
下方から撮像し、その撮像データを画像処理部７で画像
解析してその基板100 の基準点101 、101 の座標データ
を第２記憶部に記憶する。 ．その第２記憶部の座標データと既知の基準点101 、
101 のマスター座標データとを比較演算して修正データ
を算出する。 ．この算出データを加味してクランパ３がＸ軸・Ｙ軸
・θ方向に制御動されて基板を上下一対のプローブ治具
200 、200 間に送り込み、そのプローブ治具200、200
をＺ軸制御機構９で上下制御動して電極102 …にプロー
ブ201 、201 を接触させ、導通検査する（図１、図４参
照）。

【００２４】尚符号10はスイング式の搬出装置、11はモ
ニタである。また、前記基板100 は、前記基準点を有し
た上に一か所のコーナー部位に面取りが付されているタ
イプであっても良いものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のように、コンベアで搬送
される基板を、受け取り搬入原点位置に配置した前後一
対のクランパにコンベア上の平面視向きのまま向きを変
えないで移し替えるスイングアーム機構の移送途中の基
板を撮像し画像解析してその基準点または外形の座標デ
ータで前記クランパを制御動して待機させ、そのクラン
パで基板を挟持した後、搬入原点位置に復動させ、しか
る後、従来と同様にそこで撮像される基準点の座標デー
タと基準点の既知のマスター座標データとを比較して基
板固有の外形寸法誤差に起因する修正データを算出する
ようにした供給装置であるから、基板種類毎にコンベア
上のストッパーを位置決めする高精度で面倒な作業を行
う必要がなく、マスター座標データを組み込み、上下プ
ローブ治具を交換するだけで導通検査できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態Ｂ・Ｇ・Ａ、Ｃ・Ｓ・ＰのＩＣパ
ッケージ用の基板の導通検査装置の側面図で、一部切欠
して示す。

【図２】同横断面図で、基板の供給装置と共に示してい
る。

【図３】クランパ部分の拡大平面図で一部切欠して示
す。

【図４】図３の側面図で一部切欠して示し、併せて導通
検査する状態を示す。

【図５】図３の（５）−（５）線断面図。

【図６】図５の（６）−（６）線断面図。

【図７】スイングアーム機構の平面図。

【図８】図７の縦断面図。

【図９】スイングアーム機構が基板を吸着しスイングし
て、第１撮像部で基板を撮像し、且つクランパが待機状
態に制御動された状態を示す拡大平面図。

【符号の説明】Ａ ：供給装置 200 ：プローブ治具 201 ：プローブ 100 ：基板（ＩＣパッケージ用の
基板） １ ：コンベア ２ ：スイングアーム機構 ５ ：第１撮像部 ６ ：第２撮像部 ８ ：制御部 ３ ：クランパ ７ ：画像処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01R 31/00 - 31/07 G01R 31/26 - 31/31 G01R 1/06 - 1/073 H01L 21/64 - 21/66 H05K 13/00 - 13/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プローブを対向状に有する上下制御動可
   能な上下一対のプローブ治具間にＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・Ｓ・
   ＰのＩＣパッケージ用の基板を搬入原点位置から送り動
   させ、上下一対のプローブを上下制御動させて基板表裏
   の電極に接触させて導通検査するＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・Ｓ・
   ＰのＩＣパッケージ用の基板の導通検査装置への同基板
   の供給装置であって、前記基板を搬送するコンベアと、
   そのコンベアで搬送される基板を受け取って同基板をコ
   ンベア上の平面視向きのまま前記搬入原点位置に配置さ
   れている前後一対のクランパに移し替えるスイングアー
   ム機構と、そのスイングアーム機構のスイング途中で同
   基板を下方から撮像する第１撮像部と、前記搬入原点位
   置における前後一対のクランパでクランプされる同基板
   を撮像する第２撮像部と、画像処理部と、制御部とを備
   え、前記画像処理部は、第１撮像部による基板の撮像を
   画像解析して同基板の基準点もしくは外形の座標データ
   を記憶する第１記憶部と、搬入原点位置における第２撮
   像部での基板の撮像を画像解析してその基板の基準点の
   座標データを記憶する第２記憶部とを具備し、前記前後
   一対のクランパは、Ｘ軸・Ｙ軸・θ方向に制御動可能で
   あると共に、前後一対のクランパの各々のクランパを接
   近後退させて基板を挟持し且つその挟持を解除するよう
   に構成され、前記制御部は、前記第１記憶部の基準点も
   しくは外形の座標データに基づいて搬入原点位置上の前
   後一対のクランパを制御動してスイングアーム機構で移
   し替えられる基板をクランプした後、そのクランパを搬
   入原点位置に再び復動させ、搬入原点位置上の第２記憶
   部の基準点の座標データと基準点の既知のマスター座標
   データとを比較して修正データを算出し、その修正デー
   タを基にそのクランパを補正動することを特徴とすると
   するＢ・Ｇ・Ａ、Ｃ・Ｓ・ＰのＩＣパッケージ用の基板
   の導通検査装置への同基板の供給装置。