JP2007121183A

JP2007121183A - 回路基板検査装置

Info

Publication number: JP2007121183A
Application number: JP2005316089A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Minami; 秀明南; Yuji Tanaka; 裕士田中; Masamichi Nakumo; 正通奈雲
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2005-10-31
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2007-05-17

Abstract

【課題】正確なプロービングを可能としつつ、検査対象の基板を短時間で検査する。
【解決手段】回路基板１０上のプロービング点Ｐ１〜Ｐ８についてのＸ方向、Ｙ方向、および回路基板１０からの高さ方向の位置情報に基づいて移動機構を制御してプロービング点Ｐ１〜Ｐ８に対してプローブをプロービングさせる制御部を備え、制御部は、検査領域Ａ内における少なくとも３点の測定点（プロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７）について基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収し、Ｘ方向およびＹ方向の位置情報並びに吸収した情報に基づいて各測定点を含む仮想平面を求めると共に検査領域Ａ内において測定点とは相違する各プロービング点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８が仮想平面上に位置するように高さ方向の位置情報を補正し、プロービング時にＸ方向およびＹ方向の位置情報並びに補正処理後の高さ方向の位置情報に基づいて移動機構を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、各プロービング点に対してプローブをプロービングさせて基板を電気的に検査する回路基板検査装置に関するものである。

この種の回路基板検査装置として、特開平１０−２５３７１６号公報にプリント基板を電気的に検査するインサーキットテスタが開示されている。このインサーキットテスタは、Ｘ−Ｙ２軸ロボット（以下、「２軸ロボット」ともいう）にプローブピン昇降ユニット（以下、「昇降ユニット」ともいう）が取り付けられると共に、昇降ユニットにプローブピンが取り付けられ、プリント基板に対するプロービングを実行可能に構成されている。また、このインサーキットテスタは、プリント基板表面の凹凸を光学的に検出するための距離測定センサが２軸ロボットに取り付けられており、この距離測定センサによってプリント基板の全域において、その凹凸を検出可能に構成されている。

このインサーキットテスタによるプリント基板の検査に際しては、まず、プリント基板ガイドブロックに検査対象のプリント基板を固定する。次いで、２軸ロボットによってテストポイントの上方に距離測定センサを移動させて距離測定センサから基板表面（テストポイント）までの距離を測定させる。この際に、プリント基板に反りが生じて例えばテストポイントが基準位置（反りが生じていない基板におけるテストポイントの位置）よりも距離測定センサから離れているときには、距離測定センサによって測定される距離が基準値よりも長くなる。したがって、この際には、プローブピンを昇降させるための制御データを測定された距離に応じて補正し、プロービングに際しては、補正後の制御データに基づいて昇降ユニットを制御する。これにより、プリント基板に反りが生じているときであっても、テストポイントにプローブピンを確実に接触させてプリント基板を電気的に検査することが可能となる。
特開平１０−２５３７１６号公報（第３−６頁、第１−２図）

ところが、従来のインサーキットテスタには、以下の問題点がある。すなわち、従来のインサーキットテスタでは、各テストポイント（プロービング点）に対するプロービングの都度、距離測定センサによってテストポイントまでの距離を測定し、その測定結果に基づいて制御データ（テストポイントの位置情報）を補正する構成が採用されている。この場合、今日では、回路基板のファインピッチ化に伴い、回路基板１枚当りのプロービング点の数が極めて多数となっている。したがって、各プロービング点毎に距離の測定および制御データの補正を実行する従来のインサーキットテスタには、回路基板上のすべてのプロービング点に対するプロービングを完了するまでに非常に長い時間を要するという問題点がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、各プロービング点に対する正確なプロービングを可能としつつ、検査対象の基板を短時間で検査し得る回路基板検査装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の回路基板検査装置は、基板上の各プロービング点についてのＸ方向、Ｙ方向、および当該基板からの高さ方向の位置情報に基づいて移動機構を制御して当該各プロービング点に対してプローブをプロービングさせる制御部を備え、前記制御部は、前記基板上の検査領域内における少なくとも３点の測定点について基準点に対する当該基板からの高さ方向の相対的位置の情報を吸収する位置情報吸収処理と、前記Ｘ方向およびＹ方向の位置情報並びに前記吸収した前記相対的位置の情報に基づいて前記各測定点を含む仮想平面を求めると共に前記検査領域内において前記測定点とは相違する前記各プロービング点が当該仮想平面上または当該仮想平面上に近似する位置に位置するように当該各プロービング点についての前記高さ方向の位置情報を補正する補正処理とを実行し、前記プロービング時において前記Ｘ方向およびＹ方向の位置情報並びに前記補正処理後の前記高さ方向の位置情報に基づいて前記移動機構を制御する。なお、本発明における「基板からの高さ」とは、プローブをプロービングさせる方向において基板の基板面から離間した距離を意味する。

請求項２記載の回路基板検査装置は、請求項１記載の回路基板検査装置において、前記制御部は、前記基板上に規定された複数の前記検査領域毎に前記位置情報吸収処理と前記補正処理とを実行する。

請求項３記載の回路基板検査装置は、請求項２記載の回路基板検査装置において、前記制御部は、隣り合う前記検査領域の境界部分に規定された前記測定点についての前記相対的位置の情報を前記位置情報吸収処理時に吸収し、当該境界部分の測定点について吸収した前記相対的位置の情報を前記隣り合う検査領域毎の前記補正処理時に共用する。

請求項４記載の回路基板検査装置は、請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査装置において、前記制御部は、前記位置情報吸収処理時において、前記測定点に対して電気的に接続された所定部位に一対の前記プローブのうちの一方を接触させた状態において他方を当該測定点に向けて移動させて当該他方が当該測定点に接触した時点における当該他方の高さに基づいて当該測定点についての前記高さ方向の相対的位置の情報を吸収する。

請求項５記載の回路基板検査装置は、請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査装置において、非接触型距離測定センサを備え、前記制御部は、前記位置情報吸収処理時において、前記移動機構を制御して前記非接触型距離測定センサを前記測定点上に移動させると共に当該非接触型距離測定センサを作動させて当該非接触型距離測定センサのセンサ信号に基づいて当該非接触型距離測定センサから当該測定点までの距離を測定し、その測定結果に基づいて当該測定点についての前記高さ方向の相対的位置の情報を吸収する。

請求項１記載の回路基板検査装置によれば、検査領域内の少なくとも３点の測定点について基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収する位置情報吸収処理と、Ｘ方向およびＹ方向の位置情報並びに吸収した相対的位置の情報に基づいて各測定点を含む仮想平面を求めると共に各測定点とは相違する各プロービング点が仮想平面上または仮想平面上に近似する位置に位置するように各プロービング点についての高さ方向の位置情報を補正する補正処理とを実行し、プロービング時にＸ方向およびＹ方向の位置情報並びに補正処理後の位置情報に基づいて移動機構を制御することにより、各テストポイント毎に距離測定センサによって距離を測定して制御用のデータを補正する従来のインサーキットテスタとは異なり、少なくとも３点の測定点について基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するだけで、その測定点が含まれている検査領域内のすべてのプロービング点についての高さ方向の位置情報を補正することができる。したがって、各プロービング点に対する正確なプロービングを行い、しかも、測定回数（位置吸収作業の回数）が少なくなる分だけ１枚の基板を検査するのに要する時間を十分に短縮し、短時間で検査を完了することができる。

また、請求項２記載の回路基板検査装置によれば、基板上に規定された複数の検査領域毎に位置情報吸収処理と補正処理とを実行することにより、１枚の基板上に１つの検査領域を規定してその検査領域内のすべてのプロービング点を一組の測定点についての高さ方向の相対的位置の情報に基づいて補正する構成と比較して、１枚の基板内に相反する方向への傾き（複雑な変形）が生じていたとしても、各検査領域毎に仮想平面を求めて各プロービング点についての位置情報を的確に補正することができる。

さらに、請求項３記載の回路基板検査装置によれば、隣り合う検査領域の境界部分に規定された測定点について基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を位置情報吸収処理時に吸収すると共に、境界部分の測定点について吸収した相対的位置の情報を隣り合う検査領域毎の補正処理時に共用することにより、各検査領域毎に３箇所以上の測定点をそれぞれ別個に規定して基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収して位置情報を補正する構成と比較して、１枚の基板についての位置情報吸収処理の回数（測定点の数）を一層少なくすることができる結果、一層短時間で基板を検査することができる。

また、請求項４記載の回路基板検査装置によれば、位置情報吸収処理時において測定点に対して電気的に接続された所定部位に一対のプローブのうちの一方を接触させた状態において他方を測定点に向けて移動させて他方が測定点に接触した時点における他方の高さに基づいてその測定点についての基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することにより、各測定点毎の高さ方向の相対的位置の情報を吸収するための測定器を別途配設することなく、基板を電気的に検査するためのプローブを用いて各測定点毎の基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することができる。したがって、製造コストの高騰を招くことなく、変形や傾きが生じた各種の基板に対して正確にプロービングさせることができる。

さらに、請求項５記載の回路基板検査装置によれば、非接触型距離測定センサを用いた測定結果に基づいて測定点についての基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することにより、プローブ等が電気的に接触したか否かの判別が困難な測定点、すなわち、導体パターン上ではない測定点についての基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することができる。したがって、基板に形成された導体パターンの位置や形状等に左右されることなく、検査領域の傾き等の検出に適した任意の位置に測定点を規定して基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することができる。この結果、基板の傾き（変形）等を一層的確に反映した高さ方向の位置情報の補正処理が可能となるため、各プロービング点に対してプローブを正確に接触させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る回路基板検査装置の最良の形態について説明する。

最初に、回路基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。

図１に示す回路基板検査装置１は、載置台２、Ｘ−Ｙ−Ｚ移動機構３ａ，３ｂ、プローブ４ａ，４ｂ、測定部５、操作部６、記憶部７および制御部８を備えて検査対象の回路基板１０を電気的に検査可能に構成されている。載置台２は、回路基板１０を載置可能に構成されている。なお、実際には、回路基板１０を載置台２に固定するためのクランプ機構等を備えているが、これらについての図示および説明を省略する。Ｘ−Ｙ−Ｚ移動機構３ａ，３ｂ（以下、「移動機構３ａ，３ｂ」ともいう）は、本発明における移動機構に相当し、制御部８の制御に従い、移動機構３ａがプローブ４ａを移動させ、移動機構３ｂがプローブ４ｂを移動させることで両プローブ４ａ，４ｂを回路基板１０上の所定のプロービング点Ｐ（図２に示すプロービング点Ｐ１〜Ｐ８等）にプロービングさせる。プローブ４ａ，４ｂ（以下、「プローブ４ａ，４ｂ」ともいう）は、接触型の検査用プローブであって、移動機構３ａ，３ｂによって回路基板１０上のプロービング点Ｐに接触させられる。なお、本発明におけるプローブは、接触型の検査用プローブに限定されず、非接触型の検査用プローブがこれに含まれる。

測定部５は、制御部８の制御に従い、プローブ４ａ，４ｂを介して回路基板１０に検査用信号を出力することにより、例えば、回路基板１０上の導体パターンの絶縁状態（短絡の有無）や導通状態（断線の有無）を電気的に検査する。操作部６は、検査開始スイッチ（図示せず）等を備えている。記憶部７は、回路基板１０上の各プロービング点Ｐにプローブ４ａ，４ｂを接触させるための位置情報Ｄｐを記憶する。この場合、位置情報Ｄｐとしては、反り、変形および厚みのばらつき等が生じていない良品の回路基板１０を載置台２上に傾くことなくセットした状態において吸収した各プロービング点Ｐ１〜Ｐ８についての基準点Ｐｓに対する相対的位置を特定可能なＸ座標、Ｙ座標およびＺ座標（本発明における高さ方向の相対的な位置情報）の座標情報が記録されている。この場合、基準点Ｐｓは、一例として、移動機構３ａ，３ｂの駆動制御用の基準点（すなわち、Ｘ座標、Ｙ座標およびＺ座標が共に「０」の点）と一致するように規定されている。制御部８は、記憶部７に記憶されている位置情報Ｄｐに基づき、移動機構３ａ，３ｂを制御してプローブ４ａ，４ｂを回路基板１０上の各プロービング点Ｐにプロービングさせると共に、測定部５を制御して回路基板１０についての所定の電気的検査を実行させる。また、制御部８は、後述するように、各回路基板１０の傾きや反り等に応じて位置情報Ｄｐ（正確には、位置情報ＤｐにおけるＺ座標の座標情報）を補正すべく、基準点Ｐｓに対するプロービング点Ｐの高さ方向の相対的位置の情報を吸収する。

次に、回路基板検査装置１による回路基板１０の検査方法について、図面を参照して説明する。

まず、図１に示すように、検査対象の回路基板１０を載置台２の上にセットする。この場合、図２に示すように、検査対象の回路基板１０には、一例として、プロービング点Ｐ１〜Ｐ８が存在し、このプロービング点Ｐ１〜Ｐ８を含むようにして１つの検査領域Ａが規定されている。なお、実際には、１枚の回路基板１０上に数百箇所から数千箇所程度のプロービング点Ｐが存在するが、本発明についての理解を容易とするために、プロービング点Ｐ１〜Ｐ８以外の各プロービング点Ｐについての図示および説明を省略する。また、一例として、プロービング点Ｐ１〜Ｐ８のうちのプロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７の３点が本発明における測定点に相当し、プロービング点Ｐ２，Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８が本発明における「測定点とは相違する各プロービング点」に相当するものとして以下に説明する。さらに、測定点に相当するプロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７は、図示しない導体パターンを介して電気的に相互に接続されているものとする。なお、本発明における測定点としては、プロービング点Ｐ１〜Ｐ８に限定されるものではなく、プローブ４ａ，４ｂによってプロービングが可能な任意の点に規定することができる。

次いで、制御部８が、操作部６の検査開始スイッチの操作に応じて本発明における位置情報吸収処理を開始する。この処理では、制御部８は、まず、記憶部７に記憶されている位置情報Ｄｐに基づき、移動機構３ｂを制御してプローブ４ｂをプロービング点Ｐ７（本発明における「測定点に対して電気的に接続された所定部位」の一例）に接触させる。この際に、例えば、回路基板１０の裏面側に付着した異物等に起因して載置台２に対する回路基板１０の極く小さな傾きが生じているときには、その回路基板１０上のプロービング点Ｐ７が基準点（位置情報Ｄｐに基づいて特定される位置）よりも上方に位置する。このような状態において、プロービング点Ｐに向けてプローブ４ｂを高速に移動させたときには、回路基板１０およびプローブ４ｂの破損を招くおそれがある。したがって、制御部８は、位置情報Ｄｐに基づいて移動機構３ｂを制御することにより、プローブ４ｂをプロービング点Ｐ７の上方に移動させた後に、プロービング点Ｐ７に向けてプローブ４ｂを十分に低速で移動させる。続いて、制御部８は、位置情報Ｄｐに基づいて移動機構３ａを制御することにより、プローブ４ａをプロービング点Ｐ１（本発明における「測定点」の一例）の上方に移動させると共に、測定部５を制御してプローブ４ａ，４ｂ間に所定値の電圧を印加させる。

次いで、制御部８は、移動機構３ａを制御してプローブ４ａをプロービング点Ｐ１に向けて十分に低速で移動させる。この際に、移動機構３ａによって移動させられたプローブ４ａがプロービング点Ｐ１に接触したとき、すなわち、プローブ４ａがプロービング点Ｐ１に対して電気的に接続されたときには、プロービング点Ｐ１、導体パターンおよびプロービング点Ｐ７を介してプローブ４ａ，４ｂ間を電流が導通する。したがって、測定部５は、プローブ４ａ，４ｂ間を電流が導通した時点で所定の接触検出信号を制御部８に出力する。一方、測定部５からの接触検出信号の出力に応じて、制御部８は、その時点におけるプローブ４ａのＺ座標（プローブ４ａにおける先端部の高さ）をプロービング点Ｐ１についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報として吸収して、記憶部７に既に記憶されている位置情報ＤｐにおけるＺ座標の座標情報を吸収した高さ方向の相対的位置の情報で書き替える。

次いで、制御部８は、プローブ４ｂをプロービング点Ｐ７に接触させた状態を維持しつつ、移動機構３ａを制御してプローブ４ａをプロービング点Ｐ４の上方に移動させる。続いて、制御部８は、移動機構３ａを制御してプローブ４ａをプロービング点Ｐ４に向けて十分に低速で移動させ、プロービング点Ｐ１についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報の吸収と同様にしてプロービング点Ｐ４についてのＺ座標を吸収して記憶部７の位置情報Ｄｐを書き替える。次いで、制御部８は、プロービング点Ｐ４にプローブ４ａを接触させた状態を維持しつつ、移動機構３ｂを制御してプロービング点Ｐ７からプローブ４ｂを上方に一旦上昇させる。続いて、移動機構３ｂを制御してプロービング点Ｐ７に向けてプローブ４ｂを十分に低速で再び下降させ、プロービング点Ｐ１，Ｐ４についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報の吸収と同様にしてプロービング点Ｐ７についてのＺ座標を吸収して記憶部７の位置情報Ｄｐを書き替える。以上により、本発明における位置情報吸収処理が完了する。

続いて、制御部８は、上記の位置情報吸収処理によって吸収したプロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７の基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報と、記憶部７に既に記憶されている位置情報Ｄｐ（Ｘ座標およびＹ座標の座標情報）とに基づき、回路基板１０に許容範囲を外れた大きな変形や厚みのばらつき、および載置台２に対する許容範囲を外れた傾き等が存在しているか否かを判別する。具体的には、例えば、回路基板１０の裏面に付着した異物に起因して図２における右側の部位が載置台２から浮き上がるようにして回路基板１０が載置台２に対して傾いているときには、回路基板１０の表面において左側から右側に向かって徐々に高くなる向きの傾斜が生じる。この際には、上記の位置情報吸収処理によって吸収したプロービング点Ｐ４についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置が良品の回路基板１０から吸収した位置情報Ｄｐ（特にＺ座標の座標情報）に基づくプロービング点Ｐ４についての位置情報に対する許容範囲を外れて高い位置となる。したがって、制御部８は、回路基板１０に傾きが生じていると判別し、この回路基板１０に対するプロービング時に使用する位置情報Ｄｐを補正する。

具体的には、制御部８は、プロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７についての基準点Ｐｓに対する相対的位置の情報（各プロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７のＸ座標、Ｙ座標およびＺ座標）に基づき、プロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７が含まれる仮想平面（すなわち、載置台２上の回路基板１０の表面）の傾き（傾きの方向と、その量）を演算する（本発明におけるＸ方向およびＹ方向の位置情報並びに吸収した相対的位置の情報に基づいて各測定点を含む仮想平面を求める一例）。次いで、制御部８は、その演算結果に基づき、プロービング点Ｐ１〜Ｐ８のすべての位置情報を仮想平面の傾きに応じて補正する。この際に、制御部８は、検査領域Ａ内のすべてのプロービング点Ｐ１〜Ｐ８が上記の仮想平面上または仮想平面上に近似する位置に位置するように各プロービング点Ｐ１〜Ｐ８についての位置情報Ｄｐを補正する。具体的には、プロービング点Ｐ１（Ｘ座標＝ｘ１、Ｙ座標＝ｙ１）におけるＺ座標（基準点Ｐｓに基づいて特定される位置に対する高さ方向の相対的位置）を「ｚ１＝Ａ・ｘ１＋Ｂ・ｙ１＋Ｃ（式１）」とし、プロービング点Ｐ４（Ｘ座標＝ｘ４、Ｙ座標＝ｙ４）におけるＺ座標を「ｚ４＝Ａ・ｘ４＋Ｂ・ｙ４＋Ｃ（式２）」とし、プロービング点Ｐ７（Ｘ座標＝ｘ７、Ｙ座標＝ｙ７）におけるＺ座標を「ｚ７＝Ａ・ｘ７＋Ｂ・ｙ７＋Ｃ（式３）」とした場合、検査領域Ａ内の任意のプロービング点Ｐ（Ｘ座標＝ｘ、Ｙ座標＝ｙ）におけるＺ座標ｚ（位置情報Ｄｐに対応する位置を基準とする高さ方向の相対的位置）は「ｚ＝Ａ・ｘ＋Ｂ・ｙ＋Ｃ」となる。したがって、上記の式１〜３に基づき、「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」を求めることにより、例えば、プロービング点Ｐ２（Ｘ座標＝ｘ２、Ｙ座標＝ｙ２）におけるＺ座標ｚ２（「Ａ・ｘ２＋Ｂ・ｙ２＋Ｃ」）を演算することができる。以上により、本発明における補正処理が完了する。

この後、制御部８は、予め規定された検査手順に従い、補正処理後の位置情報Ｄｐに基づき、移動機構３ａ，３ｂを制御してプローブ４ａ，４ｂをプロービング点Ｐ１〜Ｐ８に順次接触させ、測定部５を制御して電気的検査を実行させる。これにより、基板の反り、変形、厚みのばらつきおよび載置台２に対する傾きが生じていたとしても、各プロービング点Ｐ１〜Ｐ８に対してプローブ４ａ，４ｂが非接触となる事態や、各プロービング点Ｐ１〜Ｐ８に対してプローブ４ａ，４ｂが過剰に強く押し付けられる事態が回避される。

このように、この回路基板検査装置１によれば、検査領域Ａ内の少なくとも３点の測定点（この例では、プロービング点Ｐ１，Ｐ４，Ｐ７）について基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収する位置情報吸収処理と、Ｘ座標およびＹ座標の座標情報並びに吸収した相対的位置の情報に基づいて各測定点を含む仮想平面を求めると共に各測定点とは相違する各プロービング点（この例では、プロービング点Ｐ１〜Ｐ８のすべて）が仮想平面上または仮想平面上に近似する位置に位置するように各プロービング点についての位置情報Ｄｐ（Ｚ座標の座標情報）を補正する補正処理とを実行し、プロービング時に補正処理後の位置情報Ｄｐ（Ｘ座標およびＹ座標の座標情報と、補正したＺ座標の新たな座標情報）に基づいて移動機構３ａ，３ｂを制御することにより、各テストポイント毎に距離測定センサによって距離を測定して制御用のデータを補正する従来のインサーキットテスタとは異なり、少なくとも３点の測定点について基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するだけで、その測定点が含まれている検査領域Ａ内のすべてのプロービング点Ｐ１〜Ｐ８についての高さ方向の位置情報Ｄｐを補正することができる。したがって、各プロービング点Ｐ１〜Ｐ８に対する正確なプロービングを行い、しかも、測定回数（位置情報吸収処理の回数）が少なくなる分だけ１枚の回路基板１０を検査するのに要する時間を十分に短縮し、短時間で検査を完了することができる。

また、この回路基板検査装置１によれば、位置情報吸収処理時において測定点（一例として、プロービング点Ｐ１）に対して電気的に接続された所定部位（この例では、プロービング点Ｐ７）にプローブ４ｂを接触させた状態においてプローブ４ａを測定点に向けて移動させてプローブ４ａが測定点に接触した時点におけるプローブ４ａの高さに基づいてその測定点についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することにより、各測定点毎の基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するための測定器を別途配設することなく、回路基板１０を電気的に検査するためのプローブ４ａ，４ｂを用いて各測定点毎の基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することができる。したがって、製造コストの高騰を招くことなく、変形や傾きが生じた各種の回路基板１０に対して正確にプロービングさせることができる。

なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、片面の回路基板１０についての回路基板検査について上記したが、両面の回路基板に対しても回路基板検査を行うことができる。この構成では、回路基板１０の裏面側に移動機構を備え、回路基板１０の表面側と同様にして裏面側の検査領域Ａ内の少なくとも３点の測定点について基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収する位置情報吸収処理と、Ｘ座標およびＹ座標の座標情報並びに吸収した相対的位置の情報に基づいて各測定点を含む仮想平面を求めると共に各測定点とは相違する各プロービング点が仮想平面上または仮想平面上に近似する位置に位置するように各プロービング点についての位置情報Ｄｐ（裏面側のＺ座標の座標情報）を補正する補正処理とを実行し、プロービング時に補正処理後の裏面側の位置情報Ｄｐ（Ｘ座標およびＹ座標の座標情報と、補正したＺ座標の新たな座標情報）に基づいて移動機構を制御する。また、この構成に代えて、回路基板１０の表面側において補正したＺ座標の新たな座標情報から回路基板１０の厚み分を差し引いて裏面側におけるＺ座標の新たな座標情報とすることもできる。この構成によれば、極めて簡易に裏面側におけるＺ座標の新たな座標情報を求めることができる。

また、例えば、プロービング点Ｐ１の基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報の吸収に際して、このプロービング点Ｐ１に電気的に接続されたプロービング点Ｐ７にプローブ４ｂを接触させた例について説明したが、本発明における「測定点に対して電気的に接続された所定部位」は、プロービング点および測定点と一致する点に限定されず、例えば、測定点に対して電気的に接続された導体パターン上の任意の位置（一例として、グランドパターン等）がこれに含まれる。また、１つの検査領域Ａ内において基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するプロービング点Ｐ（本発明における測定点）の数は、３つに限定されず、同一の検査領域Ａ内における４点以上の複数の測定点について吸収した基準点Ｐｓに対する相対的位置の情報に基づいて仮想平面を求め、その検査領域Ａ内の各プロービング点Ｐについての高さ方向の位置情報Ｄｐを仮想平面の傾きに応じて補正する構成を採用することができる。この場合、４点以上の測定点について吸収した基準点Ｐｓに対する相対的位置の情報に基づいて仮想平面を求めるときには、その検査領域Ａの実際の傾きに合致する仮想平面を例えば最小二乗法による演算で求めることができる。

さらに、１枚の回路基板１０に１つの検査領域Ａを規定して各プロービング点Ｐ１〜Ｐ８に対するプロービングを実施する例について説明したが、１枚の回路基板１０内に規定する検査領域Ａの数はこれに限定されない。例えば、図３に示すように、１枚の回路基板１０上に一例として検査領域Ａａ〜Ａｄの４つの領域を規定すると共に、各検査領域Ａ毎に上記の位置情報吸収処理と補正処理とを実行可能に回路基板検査装置１を構成することができる。この場合、１枚の回路基板１０上に規定する検査領域Ａの数については、例えば、１つの検査領域Ａ内に含まれるプロービング点Ｐの数、１つの検査領域Ａの面積、および回路基板１０上の回路種別毎等の各種事情に鑑みて適宜規定する。また、１枚の回路基板１０に複数の検査領域Ａを規定した場合には、各検査領域毎に相違する基準点Ｐｓを規定することもできる。

上記ように検査領域Ａａ〜Ａｄの４つの領域を規定した場合、検査領域Ａａについては、一例として、プロービング点Ｐａ１，Ｐａ２，Ｐａ５を本発明における測定点とし、これらについての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を前述した方法と同様にして吸収する。また、この検査領域Ａａについては、記憶部７に既に記憶されていたＸ座標およびＹ座標の座標情報と吸収した高さ方向の相対的位置の情報とに基づいて検査領域Ａａの仮想平面を求め、プロービング点Ｐａ１〜Ｐａ６のすべてが仮想平面上に位置するように各位置情報Ｄｐを補正する。さらに、検査領域Ａａ内のプロービング点Ｐａ１〜Ｐａ６に対するプロービングに際しては、補正後の位置情報Ｄｐに基づいて移動機構３ａ，３ｂを制御してプロービングする。一方、検査領域Ａｂについては、一例として、プロービング点Ｐｂ１，Ｐｂ３，Ｐｂ５についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収し、記憶部７に既に記憶されていたＸ座標およびＹ座標の座標情報と吸収した相対的位置の情報とに基づいて検査領域Ａｂの仮想平面を求めて各プロービング点Ｐｂ１〜Ｐｂ６のすべてについての位置情報Ｄｐを補正する。また、検査領域Ａｃ，Ａｄについては、検査領域Ａａ，Ａｂと同様にして各検査領域Ａ毎に位置情報吸収処理と補正処理とを実行した後に、補正処理後の位置情報Ｄｐに基づいて、各プロービング点Ｐｃ１〜Ｐｃ６，Ｐｄ１〜Ｐｄ６に対するプロービングを実行する。

このように、基板上に規定した複数の検査領域Ａａ〜Ａｄ毎に位置情報吸収処理と補正処理とを実行可能に回路基板検査装置１を構成したことにより、１枚の回路基板１０上に１つの検査領域Ａを規定してその検査領域Ａ内のすべてのプロービング点Ｐを一組の測定点についての高さ方向の相対的位置の情報に基づいて補正する構成と比較して、１枚の回路基板１０内に相反する方向への傾き（複雑な変形）が生じていたとしても、各検査領域Ａａ〜Ａｄ毎に仮想平面を求めて各プロービング点Ｐについての高さ方向の位置情報Ｄｐを的確に補正することができる。

また、１枚の回路基板１０上に複数の検査領域を規定した場合、回路基板１０上で隣り合う検査領域Ａ，Ａの境界部分に本発明における測定点を規定することで、両検査領域Ａ，Ａ内の各プロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐの補正に際して境界部分の測定点についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を共用することができる。具体的には、例えば、図４に示すように、回路基板１０上で隣り合う検査領域Ａａ，Ａｂについては、その境界部分に測定点Ｐｎ２，Ｐｎ９を規定し、隣り合う検査領域Ａｂ，Ａｃについては、その境界部分に測定点Ｐｎ４，Ｐｎ９を規定し、隣り合う検査領域Ａｃ，Ａｄについては、その境界部分に測定点Ｐｎ６，Ｐｎ９を規定し、隣り合う検査領域Ａｄ，Ａａについては、その境界部分に測定点Ｐｎ８，Ｐｎ９を規定する。次いで、測定点Ｐｎ１〜Ｐｎ９についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収する。なお、測定点Ｐｎ１〜Ｐｎ９は、一例として、グランドパターン上の任意の点であって、相互に電気的に接続されているものとする。

続いて、検査領域Ａａ内の各プロービング点Ｐａ１〜Ｐａ６についての位置情報Ｄｐを補正する際には、測定点Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ８，Ｐｎ９について吸収した基準点Ｐｓに対する相対的位置の情報（位置情報Ｄｐ）を使用して仮想平面を求め、検査領域Ａｂ内の各プロービング点Ｐｂ１〜Ｐｂ６についての位置情報Ｄｐを補正する際には、測定点Ｐｎ２〜Ｐｎ４，Ｐｎ９について吸収した相対的位置の情報を使用して仮想平面を求める。したがって、この例では、隣り合う検査領域Ａａ，Ａｂにおいて測定点Ｐｎ２，Ｐｎ９についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報が共用されている。また、検査領域Ａｃ内の各プロービング点Ｐｃ１〜Ｐｃ６についての位置情報Ｄｐを補正する際には、測定点Ｐｎ４〜Ｐｎ６，Ｐｎ９について吸収した相対的位置の情報を使用して仮想平面を求め、検査領域Ａｄ内の各プロービング点Ｐｄ１〜Ｐｄ６についての位置情報Ｄｐを補正する際には、測定点Ｐｎ６〜Ｐｎ９について吸収した相対的位置の情報を使用して仮想平面を求める。したがって、この例では、隣り合う検査領域Ａｂ，Ａｃにおいて測定点Ｐｎ４，Ｐｎ９についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報が共用され、隣り合う検査領域Ａｃ，Ａｄにおいて測定点Ｐｎ６，Ｐｎ９についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報が共用され、隣り合う検査領域Ａｄ，Ａａにおいて測定点Ｐｎ８，Ｐｎ９についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報が共用されている。なお、上記の例では、検査領域Ａａ〜Ａｄのすべてにおいて測定点Ｐｎ９についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報が共用されている。

この場合、１枚の回路基板１０上に４つの検査領域Ａａ〜Ａｄを規定したときに、各検査領域Ａａ〜Ａｄ毎に３つのプロービング点Ｐについての高さ方向の相対的位置の情報を吸収する例（図３参照）では、１枚の回路基板１０につき１２箇所の位置情報吸収処理が必要となる。これに対して、図４に示すように、回路基板１０上において隣り合う検査領域Ａ，Ａの境界部分に測定点を規定したときには、回路基板１０上の９箇所の測定点Ｐｎ１〜Ｐｎ９についての基準点に対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するだけで、検査領域Ａａ〜Ａｄ内のすべてのプロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐを補正することができる。

このように、隣り合う検査領域（一例として、検査領域Ａａ，Ａｂ）の境界部分に測定点（この例では、測定点Ｐｎ２，Ｐｎ９）を規定して基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するように回路基板検査装置１を構成したことにより、各検査領域Ａ毎に３箇所以上の測定点をそれぞれ別個に規定して基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収して位置情報Ｄｐを補正する構成と比較して、１枚の回路基板１０についての位置情報吸収処理の回数（測定点の数）を一層少なくすることができる結果、一層短時間で回路基板１０を検査することができる。

さらに、隣り合う検査領域Ａ，Ａの境界部分に規定する測定点は、図４に示すように各検査領域Ａの角部に規定した測定点のみならず、図５に示すように、例えば、検査領域Ａａ，Ａｂの両領域の境界部分における角部以外の部位に測定点Ｐｍ２を規定してもよい。この例では、検査領域Ａａ内の各プロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐを補正するとき（検査領域Ａａについての仮想平面を求めるとき）と、検査領域Ａｂ内の各プロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐを補正するとき（検査領域Ａｂについての仮想平面を求めるとき）とで、測定点Ｐｍ２についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を共用することができる。また、検査領域Ａｃ，Ａｄの両領域の境界部分については、角部以外の部位に測定点Ｐｍ６を規定してもよい。この例では、検査領域Ａｃ内の各プロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐを補正するとき（検査領域Ａｃについての仮想平面を求めるとき）と、検査領域Ａｄ内の各プロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐを補正するとき（検査領域Ａｄについての仮想平面を求めるとき）とで、測定点Ｐｍ６についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を共用することができる。このように、隣り合う検査領域Ａ，Ａの境界部分における角部以外の部位に測定点Ｐｍ２，Ｐｍ６を規定することで、１枚の回路基板１０内の８箇所の測定点Ｐｍ１〜Ｐｍ８を吸収するだけで検査領域Ａａ〜Ａｄのすべて（すなわち、回路基板１０の全域）における各プロービング点Ｐについての位置情報Ｄｐを補正することができる。なお、同図に示す測定点Ｐｍ１〜Ｐｍ８は、一例として、グランドパターン上の任意の点であって、相互に電気的に接続されているものとする。

また、プローブ４ａ，４ｂを用いて本発明における高さ方向の相対的位置の情報を測定する例について説明したが、図１に破線で示すように、移動機構３ａ，３ｂにレーザー変位計９（本発明における非接触型距離センサの一例）をそれぞれ取り付けると共に、位置情報吸収処理に際してレーザー変位計９を測定点上に移動させ、レーザー変位計９を作動させてレーザー変位計９のセンサ信号に基づいてレーザー変位計９から測定点までの距離を測定し、その測定結果に基づいて、測定点についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収する構成を採用することができる。このように、レーザー変位計９の測定結果に基づいて測定点についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収するように構成したことにより、プローブ４ａ，４ｂ等が電気的に接触したか否かの判別が困難な測定点、すなわち、導体パターン上ではない測定点についての基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することができる。したがって、回路基板１０に形成された導体パターンの位置や形状等に左右されることなく、検査領域Ａの傾き等の検出に適した任意の位置に測定点を規定して基準点Ｐｓに対する高さ方向の相対的位置の情報を吸収することができる。この結果、回路基板１０の傾き（変形）等を一層的確に反映した高さ方向の位置情報Ｄｐの補正処理が可能となるため、各プロービング点Ｐに対してプローブ４ａ，４ｂを正確に接触させることができる。

回路基板検査装置１の構成を示す構成図である。検査領域Ａと各プロービング点Ｐとの位置関係の一例を示す回路基板１０の平面図である。検査領域Ａａ〜Ａｄと各プロービング点Ｐとの位置関係の一例を示す回路基板１０の平面図である。検査領域Ａａ〜Ａｄ、各プロービング点Ｐおよび各測定点Ｐｎ１〜Ｐｎ９の位置関係の一例を示す回路基板１０の平面図である。検査領域Ａａ〜Ａｄ、各プロービング点Ｐおよび各測定点Ｐｍ１〜Ｐｍ８の位置関係の一例を示す回路基板１０の平面図である。

符号の説明

１回路基板検査装置
３ａ，３ｂＸ−Ｙ−Ｚ移動機構
４ａ，４ｂプローブ
５測定部
７記憶部
８制御部
９レーザー変位計
１０回路基板
Ａ，Ａａ〜Ａｄ検査領域
Ｄｐ位置情報
Ｐｓ基準点
Ｐ１〜Ｐ８，Ｐａ１〜Ｐａ６，Ｐｂ１〜Ｐｂ６，Ｐｃ１〜Ｐｃ６，Ｐｄ１〜Ｐｄ６プロービング点
Ｐｎ１〜Ｐｎ９，Ｐｍ１〜Ｐｍ８測定点

Claims

基板上の各プロービング点についてのＸ方向、Ｙ方向、および当該基板からの高さ方向の位置情報に基づいて移動機構を制御して当該各プロービング点に対してプローブをプロービングさせる制御部を備え、
前記制御部は、前記基板上の検査領域内における少なくとも３点の測定点について基準点に対する当該基板からの高さ方向の相対的位置の情報を吸収する位置情報吸収処理と、前記Ｘ方向およびＹ方向の位置情報並びに前記吸収した前記相対的位置の情報に基づいて前記各測定点を含む仮想平面を求めると共に前記検査領域内において前記測定点とは相違する前記各プロービング点が当該仮想平面上または当該仮想平面上に近似する位置に位置するように当該各プロービング点についての前記高さ方向の位置情報を補正する補正処理とを実行し、前記プロービング時において前記Ｘ方向およびＹ方向の位置情報並びに前記補正処理後の前記高さ方向の位置情報に基づいて前記移動機構を制御する回路基板検査装置。
前記制御部は、前記基板上に規定された複数の前記検査領域毎に前記位置情報吸収処理と前記補正処理とを実行する請求項１記載の回路基板検査装置。
前記制御部は、隣り合う前記検査領域の境界部分に規定された前記測定点についての前記相対的位置の情報を前記位置情報吸収処理時に吸収し、当該境界部分の測定点について吸収した前記相対的位置の情報を前記隣り合う検査領域毎の前記補正処理時に共用する請求項２記載の回路基板検査装置。
前記制御部は、前記位置情報吸収処理時において、前記測定点に対して電気的に接続された所定部位に一対の前記プローブのうちの一方を接触させた状態において他方を当該測定点に向けて移動させて当該他方が当該測定点に接触した時点における当該他方の高さに基づいて当該測定点についての前記高さ方向の相対的位置の情報を吸収する請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査装置。
非接触型距離測定センサを備え、
前記制御部は、前記位置情報吸収処理時において、前記移動機構を制御して前記非接触型距離測定センサを前記測定点上に移動させると共に当該非接触型距離測定センサを作動させて当該非接触型距離測定センサのセンサ信号に基づいて当該非接触型距離測定センサから当該測定点までの距離を測定し、その測定結果に基づいて当該測定点についての前記高さ方向の相対的位置の情報を吸収する請求項１から３のいずれかに記載の回路基板検査装置。