JP2001041992A - 回路基板検査装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板検査台が回転制御可能である場合におい
て、その実際の回転中心位置を演算により正確に求め
る。 【解決手段】 被検査回路基板が載置され、Ｘ−Ｙ方向
に移動可能なテーブルと、上記被検査回路基板に接触す
るプローブピンを有し、上記テーブルに対して垂直な回
転軸線を中心として回転可能な基板検査台６と、上記テ
ーブル面上を撮像するカメラおよびその画像処理手段と
を含み、基板検査台６の設計上の回転中心位置と実際の
回転中心位置との差を求めて、テーブルの移動量などを
制御する場合において、基板検査台６に１本の打痕用プ
ローブピンを取り付けて３６０゜回転させ、その間に、
打痕用プローブピンにより３点の打痕１〜３を付け、カ
メラおよび画像処理手段により求められた３点の打痕座
標データから、円の公式により基板検査台６の実際の回
転中心位置を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回路基板検査装置の
制御方法に関し、さらに詳しく言えば、被検査回路基板
をＸ−Ｙテーブルに載せて基板検査台に運んで検査する
回路基板検査装置の制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回路基板検査装置には大きく分けて、ピ
ンボート式とＸ−Ｙ式とがある。ピンボード式によれ
ば、一度に多点の検査を行なうことができるため、検査
基板数が多い場合に好適とされている。反面、基板の種
類が変わるごとに高価なピンボードを作製する必要があ
る。

【０００３】これに対して、Ｘ−Ｙ式は２〜３本のプロ
ーブピンをあらかじめプログラムされた位置（座標）デ
ータに基づいて検査個所に移動させて検査を行なうもの
であるため、高価なピンボードが不要であり、検査基板
数が比較的少ない場合に好適とされている。しかしなが
ら、１枚の基板検査にかかる時間が長くなる。

【０００４】このように両方式は一長一短である。そこ
で、折衷案的な方式として、Ｘ−Ｙテーブル式のものが
ある。これは、特に多面取り回路基板の検査に向いてお
り、図３の概略的な模式図により、その基本的な構成に
ついて説明する。

【０００５】すなわち、Ｘ−Ｙテーブル式回路基板検査
装置１は、Ｘ軸方向に配置されたＸ軸移動手段２と、Ｙ
軸方向に配置されたＹ軸移動手段３とを備えている。Ｘ
軸移動手段２およびＹ軸移動手段３は、送りねじ軸もし
くはリニアガイドレールなどからなり、それぞれ駆動手
段としての例えばサーボモータ２ａ，３ａにより、その
送りが制御される。

【０００６】この例では、Ｙ軸移動手段３がＸ軸移動手
段２によりＸ軸方向に移動されるようになされており、
そのＹ軸移動手段３に被検査回路基板Ｄが載置されるテ
ーブル４が取り付けられている。したがって、制御手段
としてのＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎ
ｇ ｕｎｉｔ）５により所定の位置データに基づいてサ
ーボモータ２ａ，３ａを駆動制御することにより、テー
ブル４がＸ−Ｙ方向に動かされる。

【０００７】テーブル４の移動範囲が図３の鎖線枠内で
あるとすると、その範囲内の所定位置に基板検査台６が
設けられている。図４に示されているように、基板検査
台６には複数のプローブピン６ａが植設されたピンボー
ド６ｂが着脱可能に取り付けられている。

【０００８】被検査回路基板Ｄが複数の回路基板形成領
域を有する多面取り回路基板の場合には、ピンボード６
ｂは１つの回路基板形成領域に対応する大きさもしくは
複数の回路基板形成領域に跨る大きさのいずれかとされ
る。

【０００９】この回路基板検査装置１によれば、被検査
回路基板（多面取り回路基板）Ｄはテーブル４上に載置
された状態で、Ｘ−Ｙ式のようにＸ軸移動手段２および
Ｙ軸移動手段３により基板検査台６の下方位置にまで運
ばれる。そして、基板検査台６により、ピンボード式の
検査が行なわれる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年ますま
す回路パターンが高精細化されてきており、これに伴な
ってテーブル４や基板検査台６などの各構成要素にもμ
単位での高い位置精度が要求されている。

【００１１】このような高い位置精度を実現するために
は位置補正が必要とされる。その一例として、基板検査
台６に対して、テーブル４もしくはそれに載置される被
検査回路基板Ｄの位置に回転ずれがある場合のことを考
慮して、図４のように、基板検査台６に回転軸６ｃを介
して図示しないモータを連結して、適宜基板検査台６を
回転させて位置補正ができるようにしている。なお、回
転軸６ｃはテーブル４に対して垂直である。

【００１２】ここで問題となるのは、組み立て誤差など
により、基板検査台６の設計上での回転中心位置と実際
の回転中心位置とがずれてしまうことである。したがっ
て、あらかじめその位置ずれ分をオフセットとして測定
しておく必要がある。

【００１３】そのため従来では、図５に示されているよ
うに、中心に１本の打痕用プローブピン７ａを有するオ
フセット取得用治具７を基板検査台６の回転中心位置に
合わせて取り付け、その打痕用プローブピン７ａにてテ
ーブル４上に置かれた打痕シート４ａに打痕を付ける。

【００１４】そして、テーブル４とともに打痕シート４
ａを撮像手段としての例えばＣＣＤカメラ８の下にまで
移動させて打痕を撮像し、図示しない画像処理手段によ
り打痕位置の座標データを求め、設計上での回転中心位
置と実際の回転中心位置とのずれ量（オフセット量）を
得るようにしている。

【００１５】しかしながら、これには次のような課題が
ある。すなわち、この測定はオフセット取得用治具７の
中心に打痕用プローブピン７ａが正確に取り付けられて
いること、また、オフセット取得用治具７の中心と基板
検査台６の回転中心とが正確に一致していることが前提
とされるが、これらの位置合わせ作業は人手によるもの
であるため完全とは言えない。仮に、完全な位置合わせ
が可能であるにしても、それにはかなりの熟練と労力が
要求される。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その目的は、基板
検査台が回転制御可能である場合において、その実際の
回転中心位置を演算により求められるようにした回路基
板検査装置の制御方法を提供することにある。

【００１７】上記目的を達成するため、本発明は、被検
査回路基板が載置されるテーブルと、同テーブルをＸ軸
方向およびＹ軸方向に移動させるテーブル移動手段と、
上記テーブルの移動範囲内の所定位置に設けられ、上記
被検査回路基板に対して選択的に接触するプローブピン
を着脱自在として有する基板検査台と、同基板検査台を
上記テーブルに対して垂直な回転軸線を中心として回転
させる回転駆動手段と、上記テーブル面上を撮像するカ
メラおよびその画像処理手段と、上記テーブル移動手
段、上記基板検査台および上記回転駆動手段の各動作を
制御する制御手段とを備え、上記基板検査台の設計上の
第１回転中心位置と実際に回転させた際の第２回転中心
位置との差を求めて、上記テーブルの移動量などを制御
する回路基板検査装置の制御方法において、上記基板検
査台に１本の打痕用プローブピンを取り付けた状態で、
上記制御手段から上記テーブル移動手段に上記第１回転
中心位置の座標データを与えて上記テーブルを上記基板
検査台の位置にまで移動させた後、上記回転駆動手段に
より上記基板検査台を３６０゜回転させるとともに、そ
の間に、上記打痕用プローブピンにより上記テーブル面
上に３点の打痕を付け、上記カメラにより上記テーブル
面を撮像して上記画像処理手段により上記３点の打痕座
標データを求め、上記制御手段にてそれらの各打痕座標
データから円の公式により上記第２回転中心位置の実測
座標を算出して、上記基板検査台の設計上の第１回転中
心位置と実際に回転させた際の第２回転中心位置との差
を求めることを特徴としている。

【００１８】このようにして、本発明によれば、基板検
査台を１回転させて、テーブル面上（好ましくはテーブ
ルに置かれた打痕シート）に３点の打痕を付けるだけ
で、その後は演算処理により、基板検査台の実際の回転
中心位置が求められる。したがって、人手による誤差が
介入される余地がなく、正確なオフセットデータが得ら
れる。なお、打痕用プローブピンによりテーブル面上に
３点の打痕を付けるにあたっては、計算誤差を最小限に
止める上で、その各打痕を１２０゜間隔とすることが好
ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面に示されてい
る実施例により説明する。図１は、この実施例の概略的
な模式図であり、先に説明した図３の従来例と同一もし
くは同一と見なされる部分にはそれと同じ参照符号が付
されている。

【００２０】この回路基板検査装置１０においても、Ｘ
軸移動手段２とＹ軸移動手段３とを備えている。各移動
手段２，３は、例えばサーボモータ２ａ，３ａなどによ
り駆動される送りねじ軸もしくはリニアガイドレールな
どであってよい。

【００２１】被検査回路基板Ｄが載置されるテーブル
（Ｘ−Ｙテーブル）４はＹ軸移動手段３側に取り付けら
れている。この実施例では、Ｙ軸移動手段３がＸ軸移動
手段２によりＸ軸方向に移動可能となっているが、テー
ブル４をＸ軸移動手段２側に設けるとともに、Ｘ軸移動
手段２をＹ軸移動手段３によりＹ軸方向に移動可能とし
てもよい。

【００２２】いずれにしても、テーブル４の移動範囲内
の所定位置に基板検査台６が設けられている。この基板
検査台６は、先に図４で説明したのと同じ構成であり、
モータにより回転軸６ｃを介して回転駆動されるととも
に、その下面にはピンボード６ｂが着脱自在に取り付け
られる。

【００２３】基板検査台６および移動手段の各サーボモ
ータ２ａ，３ａは制御手段としてのＣＰＵ５により、そ
の動作が制御される。この他に、本発明においては、カ
メラ（例えばＣＣＤカメラ）１１およびその画像処理手
段１２が用いられる。カメラ１１は、好ましくは基板検
査台６に隣接して配置され、テーブル４の基板載置面を
撮像する。画像処理手段１２にて処理された画像データ
（座標データ）がＣＰＵ５に送られる。

【００２４】本発明によれば、次のようにして基板検査
台６の実際の回転中心位置（第２回転中心位置）が求め
られるとともに、その実際の回転中心位置と設計上の回
転中心位置（第１回転中心位置）とのずれ量（オフセッ
ト量）が算出される。

【００２５】まず、図５に示されているのと同じく、基
板検査台６に１本の打痕用プローブピン７ａを有するオ
フセット取得用治具７を取り付ける。この場合、打痕用
プローブピン７ａをオフセット取得用治具７の中心に必
ずしも正確に合わせる必要はなく、また、オフセット取
得用治具７の中心と基板検査台６の中心も必ずしも正確
に合わせる必要はない。ともにラフな位置合わせであっ
てよい。

【００２６】他方において、テーブル４上には、図５に
示されているのと同じく、打痕シート４ａを貼着する。
次に、ＣＰＵ５から各サーボモータ２ａ，３ａに対し
て、基板検査台６の設計上の回転中心位置の座標データ
を与えて、テーブル４を基板検査台６の下方にまで移動
させる。なお、便宜的に設計上の回転中心位置の座標を
（Ａ，Ｂ）とする。

【００２７】その後、図示しないモータにより基板検査
台６を３６０゜回転させる。図２において、基板検査台
６の実際の回転中心位置をＯとして、そこから打痕用プ
ローブピン７ａが距離ｒだけ偏心しているとすると、打
痕用プローブピン７ａは図示鎖線の円形軌跡を描く。

【００２８】本発明によると、基板検査台６が１回転す
る間に、同基板検査台６が３回下降し、打痕シート４ａ
上に３個の打痕１〜３を付ける。この実施例では、１２
０゜の間隔で打痕１〜３が付けられる。

【００２９】次に、テーブル４がカメラ１１の下方位置
に移動され、同カメラ１１により打痕シート４ａに付け
られた３個の打痕１〜３が撮像される。そして、画像処
理手段１２により、その各打痕１〜３についての座標デ
ータが求められ、その各座標データがＣＰＵ５に送られ
る。

【００３０】ＣＰＵ５においては、各打痕１〜３の座標
データにより、「円の公式」に基づいて、その中心位置
を算出する。ここで、円の中心座標が（ａ，ｂ）で、そ
の半径がｒであるとすると、求める円の公式は、 （ｘ−ａ）^２＋（ｙ−ｂ）^２＝ｒ^２…… で表される。

【００３１】各打痕１〜３の座標を（ｘ_１，ｙ_１），
（ｘ_２，ｙ_２），（ｘ_３，ｙ_３）として、各打痕１〜３
が同一円周上にあるならば、 （ｘ_１−ａ）^２＋（ｙ_１−ｂ）^２＝ｒ^２…… （ｘ_２−ａ）^２＋（ｙ_２−ｂ）^２＝ｒ^２…… （ｘ_３−ａ）^２＋（ｙ_３−ｂ）^２＝ｒ^２…… がそれぞれ成り立つ。

【００３２】上記式−により、 （ｘ_１＋ｘ_２）（ｘ_１−ｘ_２）−２ａ（ｘ_１−ｘ_２）＋（ｙ_１＋ｙ_２）（ｙ_１ −ｙ_２）−２ｂ（ｙ_１−ｙ_２）＝０…… 上記式−により同様に、 （ｘ_２＋ｘ_３）（ｘ_２−ｘ_３）−２ａ（ｘ_２−ｘ_３）＋（ｙ_２＋ｙ_３）（ｙ_２ −ｙ_３）−２ｂ（ｙ_２−ｙ_３）＝０…… となる。

【００３３】そして、上記式×（ｙ_２−ｙ_３）−上記
式×（ｙ_１−ｙ_２）なる演算を実行することにより、 ａ＝｛（ｘ_１＋ｘ_２）（ｘ_１−ｘ_２）（ｙ_２−ｙ_３）−
（ｘ_２＋ｘ_３）（ｘ_２−ｘ_３）（ｙ_１−ｙ_２）＋（ｙ_１
−ｙ_２）（ｙ_２−ｙ_３）（ｙ_１−ｙ_３）｝／｛２（ｘ_１
−ｘ_２）（ｙ_２−ｙ_３）−２（ｘ_２−ｘ_３）（ｙ_１−ｙ
_２）｝ として、中心座標が（ａ，ｂ）中のａが求められる。

【００３４】また、上記式×（ｘ_２−ｘ_３）−上記式
×（ｘ_１−ｘ_２）なる演算を実行することにより、 ｂ＝｛（ｘ_１−ｘ_２）（ｘ_２−ｘ_３）（ｘ_１−ｘ_３）＋
（ｙ_１＋ｙ_２）（ｙ_１−ｙ_２）（ｘ_２−ｘ_３）−（ｙ_２
＋ｙ_３）（ｙ_２−ｙ_３）（ｘ_１−ｘ_２）｝／｛２（ｙ_１
−ｙ_２）（ｘ_２−ｘ_３）−２（ｙ_２−ｙ_３）（ｘ_１−ｘ
_２）｝ として、中心座標が（ａ，ｂ）中のｂが求められる。

【００３５】ＣＰＵ５は、このようにして基板検査台６
の実際の回転中心位置の座標（ａ，ｂ）を算出した後、
設計上の回転中心位置（Ａ，Ｂ）と実際の回転中心位置
の座標（ａ，ｂ）との差を求めて、これをオフセット値
としてメモリ内に保持する。そして、以後はこのオフセ
ット値にてテーブル４の移動量などを補正する。

【００３６】以上、本発明を具体的な実施例により説明
したが、当業者であるならば容易に思い付くであろう変
形、改変、均等技術はすべて本発明に含まれる。例え
ば、上記実施例ではＣＰＵ５と画像処理手段１２とを別
のブロックとして示されているが、これを一つのマイク
ロコンピュータで置き換えることは可能である。

【００３７】また、上記実施例では、テーブル４上に打
痕シート４ａを置いているが、打痕シート４ａの代わり
に例えばスプレーなどによりテーブル４上に薄い塗膜を
形成するようにしてもよい。場合によっては、テーブル
４上にじかに打痕を付けるようにしてもよい。Ｘ軸移動
手段２およびＹ軸移動手段３の駆動源をサーボモータ２
ａ，３ａとしているが、駆動源はこれに限定されない。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板検査台を３６０゜回転させ、その間に３点の打痕を
打たせるだけの操作で、実際の回転中心位置およびその
オフセット量が正確に求められる。したがって、基板検
査台に対するＸ−Ｙテーブルの高精度の位置決めを行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を概略的に示した模式図。

【図２】上記実施例において、基板検査台を１回転させ
て打たせた打痕位置を示した平面図。

【図３】従来例を示した模式図。

【図４】本発明および従来例に共通に用いられる基板検
査台を示した側面図。

【図５】基板検査台の実際の回転中心位置を求める従来
法を説明するための側面図。

【符号の説明】

２ Ｘ軸移動手段 ３ Ｙ軸移動手段 ４ Ｘ−Ｙテーブル ５ ＣＰＵ（制御手段） ６ 基板検査台 １１ カメラ １２ 画像処理手段 Ｄ 被検査回路基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 恒明 長野県上田市大字小泉字桜町81 日置電機 株式会社内 Ｆターム(参考） 2G011 AA02 AC01 AC03 AC06 AE01 AF06 2G014 AA13 AA32 AB59 AC10 AC12 2G032 AE01 AE04 AE12 AF01 AF02 AK03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査回路基板が載置されるテーブル
   と、同テーブルをＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させる
   テーブル移動手段と、上記テーブルの移動範囲内の所定
   位置に設けられ、上記被検査回路基板に対して選択的に
   接触するプローブピンを着脱自在として有する基板検査
   台と、同基板検査台を上記テーブルに対して垂直な回転
   軸線を中心として回転させる回転駆動手段と、上記テー
   ブル面上を撮像するカメラおよびその画像処理手段と、
   上記テーブル移動手段、上記基板検査台および上記回転
   駆動手段の各動作を制御する制御手段とを備え、上記基
   板検査台の設計上の第１回転中心位置と実際に回転させ
   た際の第２回転中心位置との差を求めて、上記テーブル
   の移動量などを制御する回路基板検査装置の制御方法に
   おいて、 上記基板検査台に１本の打痕用プローブピンを取り付け
   た状態で、上記制御手段から上記テーブル移動手段に上
   記第１回転中心位置の座標データを与えて上記テーブル
   を上記基板検査台の位置にまで移動させた後、上記回転
   駆動手段により上記基板検査台を３６０゜回転させると
   ともに、その間に、上記打痕用プローブピンにより上記
   テーブル面上に３点の打痕を付け、上記カメラにより上
   記テーブル面を撮像して上記画像処理手段により上記３
   点の打痕座標データを求め、上記制御手段にてそれらの
   各打痕座標データから円の公式により上記第２回転中心
   位置の実測座標を算出して、上記基板検査台の設計上の
   第１回転中心位置と実際に回転させた際の第２回転中心
   位置との差を求めることを特徴とする回路基板検査装置
   の制御方法。
2. 【請求項２】 上記打痕用プローブピンにより上記テー
   ブル面上に３点の打痕を付けるにあたって、その各打痕
   を１２０゜間隔とす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の制御方法。