基板検査治具の基本

基板検査治具の基本 株式会社 FA プロダクツ 植地 祐奈

基板検査治具の基本 目次 １．はじめに 2．プリント基板とは 3．基板検査とは （1）外観・導通検査 （2）機能検査 4．基板検査治具とは 本資料では、「基板検査治具の基本」について詳しく解説します。プリント基板の概要や 基板検査の目的、そして特に基板検査において欠かせない基板検査治具についてご紹介し ます。現代の電子機器はますます複雑になり、その信頼性や品質確保が重要視されるよう になっています。そのため、製造工程での基板検査は不可欠な要素となり、それを支える 基板検査治具の役割はますます重要となっています。 まずは、プリント基板とは何かについて解説し、その後に基板検査の目的や種類について 詳しく説明します。外観・導通検査や機能検査といった基板検査の手法についても触れな がら、その重要性をお伝えします。そして、本資料のメインテーマである基板検査治具に ついて、その定義や役割、使用方法について具体的に解説します。 基板検査治具は、基板検査の正確性や効率性を向上させるために開発された装置や工具の 総称です。その役割や特徴について詳しく説明することで、基板検査における重要性を理 解していただけることでしょう。 本資料を通じて、基板検査治具の基本的な知識を身につけ、より効果的な基板検査を実施 できるようになることを目指しています。さまざまな業界や製品において、基板検査の品 質向上や生産性の向上に貢献するために、ぜひこの資料を参考にしていただければ幸いで す。 1

1. はじめに 身の回りの電化製品や自動車などの電化製品や電気を使う機械には、電子部品が使われ、 機能向上が図られています。この電子部品と回路を集積したものが、電子基板です。 電子基板の例を、図 1 に示します。このような基板は、コンピュータのマザーボードの大 きさから、炊飯器に組み込まれる小さな基板まで、様々な形で製造されています。この基 板が正しく作られているか、機能するかどうか、の確認が基板検査です。 基板がいろいろな場所で使われているように、その基板の形状と機能に合わせて、いろい ろな検査治具や検査方法が考案されています。 2. プリント基板とは 電子基板の多くはプリント基板を基礎として製造されていると言ってよいでしょう。プリ ント基板の基礎となる構成は、図 2 に示すようになっています。 プリント基板は絶縁材の表面を銅箔で配線がプリントされた基板であり、配線が片面のみ と両面にある基板があります。プリント基板は、絶縁された板に、IC やコンデンサ、抵抗 などの部品を設置し、銅箔パターン板上を銅箔で、部品間を縫うように張り付けた構成に なっています。スルーホールは絶縁板を貫く穴で、その目的は、プリント基板の表面と裏 面間の配線を接続し、層間に電流を流すことです。 2

プリント基板に部品を取り付けたイメージを、図 3 に示しています。 プリント基板は大量生産に向いた電子部品と言ってよく、電子基板が考えられた当初は、 電子回路の配線を 1 本 1 本接続するという手間がありました。しかし、プリント基板が考 えらえてから、電子回路の配線を 1 本 1 本作る必要がなくなり、その結果、配線の誤りが 減少し、大量生産を可能にしたという功績が挙げられます。 3. 基板検査とは プリント基板が起こる不良個所の示す図が、図 4 です。基板の不良個所は、基板の構造に よって多くの箇所があります。プリント基板の不良個所を見つける検査が、基板検査で す。 3

基板検査の方法は、外観や導通の検査と、機能検査に分けられます。 （1） 外観・導通検査 ⚫ 部品がプリント基板上に、設計通り実装されているかの確認 ⚫ この確認の一つが、画像認識によるチェック ⚫ この画像認識は、外観画像検査機器を用いてチェック ⚫ もう一つの確認法は、基板の上のパターン間の抵抗の測定 ⚫ この方法は、インサートチェッカーという検査機器を使う （2） 機能検査 ⚫ 基板が機能的に設計通り動作するかの確認 ⚫ 基板を製品に組み込んだような模擬の負荷・模擬入出力を与え、動作の確認を行う ⚫ この方法は、ファンクション・チェッカーという検査機器を使う 4. 基板検査治具とは 検査治具のイメージを図 5 に示します。 基板検査は、前項でお話ししたように、主に外観検査と機能検査を行います。 検査は、専用の検査機器を用いて行うことなりますが、特定の基板に合った機器として製 作されることは稀です。しかし、基板の数は多種類のものがあり、さらに量産品となる と、検査も次から次へと行うことが必要となります。 4

そこで登場するものが、基板検査治具です。検査治具は、基板に応じて検査機器に固定 し、検査機器の動作をコントロールできるように製作されます。 以下に記載することは、検査機器と一体となった治具が、備えるべき機能の事例です。 ⚫ 基板のはんだ付けがきちんとされているかを確認する ⚫ 回路部品に不備はないかを確認する ⚫ 通電ができて、機能が正しく働くのかを確認する ⚫ 機能確認のために、どの回路の動作も確認できるように製作されている ⚫ 基板に接続する端子から、通電して内部演算を出力・表示させ、モニタリングする ⚫ アナログのボタンから、オン・オフによる機能の確認を行う ⚫ 2 つの異なる基板の端子が同じであっても、機能プログラムはそれぞれの基板に応じ て準備する 5

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