JP3001110B2 - 被検査基板用測定点座標検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインサーキットテスタ等の回路基板検査装置
の被検査基板用測定点座標検出装置に関する。

従来の技術 従来、実装基板即ち多数の電気部品を半田付けしたプ
リント基板には各種の回路基板検査装置を用いて、その
基板の必要な測定点に適宜プローブを接触させ、それ等
の各部品の電気的測定により基板の良否を判定してい
る。特に、被検査基板を設置する測定用テーブル上にサ
ーボモータ等により駆動されるＸ−Ｙユニットを設置し
たものは、その案内レールに沿って可動するアームの可
動部でプローブを支持しているので、そのＸ−Ｙユニッ
トを制御すると、プローブを基板の上方からＸ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸方向にそれぞれ適宜移動して、予め設定された
各測定点に順次接触できるため専用の治具が必要なくな
り、多品種少量生産に好都合である。

尤も、そのためには前もって被検査基板の測定点のｘ
−ｙ座標値を全て検知しておかなければならない。そこ
で、一般には座標読取装置であるデジタイザーを用い、
その画板上に設けたＸ−Ｙ座標面上に、測定点座標を求
める被検出物として、通常は被検査基板の配線パターン
を描いた版下を置き、デジタイザーのＸ−Ｙ座標に版下
即ち被検査基板のｘ−ｙ座標を一致させ、版下をＸ−Ｙ
座標面上にセロファンテープ等で固定した後、ペンやカ
ーソル等の座標指示器をマニュアルで動かして測定点を
指定し、そのＸ−Ｙ座標値をコンピュータに入力して、
測定点の位置データを得ている。

しかし、版下の倍率は被検査基板に対して１倍とは限
らないし、版下のｘ−ｙ座標をデジタイザーのＸ−Ｙ座
標に正確に一致させることもできない。何故なら、デジ
タイザーのＸ軸、Ｙ軸に対し、版下の対応するｘ軸、ｙ
軸をそれぞれ平行に配置しようとしても通常僅かのずれ
が発生するし、両者の座標原点を一致させようとしても
構造的に無理があり、僅かずらさなければならないから
である。そこで、デジタイザーで得た測定点のＸ−Ｙ座
標値に対し、更に版下の被検査基板に対する倍率と共
に、版下ｘ−ｙ座標のデジタイザーＸ−Ｙ座標を基準に
した回転角度と、そのｘ−ｙ座標原点のＸ−Ｙ座標原点
からのずれを考慮した各補正をそれぞれ行って、被検査
基板における測定点のｘ−ｙ座標値を得ている。なお、
版下の被検査基板に対する倍率を異ならせても、両者の
ｘ軸、ｙ軸や原点の位置は互いに一致する。しかし、各
軸の目盛は異なるようになる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、このような版下のｘ軸、ｙ軸をデジタ
イザーのＸ軸、Ｙ軸に対し、それぞれ正確に平行にしよ
うとしたり、両者の座標原点をできるだけ近付けようと
すると、作業上の時間的、労力的な負担が大きくなる。
しかも、版下のｘ−ｙ座標の回転角度や原点のずれを正
確に測定し難いため、被検査基板における測定点のｘ−
ｙ座標値を正確に知ることができない。

本発明はこのような従来の問題点に着目してなされた
ものであり、被検査基板における測定点のｘ−ｙ座標値
を作業上の負担を小さくして、短時間で、正確に検査す
ることのできる被検査基板用測定点座標検出装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための手段を、以下本発明を明示
する第１図を用いて説明する。

この被検査基板用測定点座標検出装置はデジタイザー
10のＸ−Ｙ座標面20の上に、測定点座標検出物として被
検査基板の版下36或は被検査基板自体を置き、その被検
査基板の配線パターン上で選定した複数の測定点の各ｘ
−ｙ座標値を検出するものに係る。

そして、上記被検査基板上で少なくとも２点44、46の
各ｘ−ｙ座標値（x1,y1）、（x2、y2）が明らかな測定
点座標被検出物36を用い、それ等の２点44、46をデジタ
イザー10の座標指示器でそれぞれ指定してＸ−Ｙ座標値
（X1,Y1）、（X2,Y2）を読み取り、測定点座標被検出物
36の被検査基板に対する倍率Ａ、被検査基板ｘ−ｙ座標
のデジタイザーＸ−Ｙ座標に対する回転角度θ、被検査
基板ｘ−ｙ座標の原点42のデジタイザーＸ−Ｙ座標の原
点からのオフセット値（X0,Y0）を示す各係数をそれぞ
れ算出し、デジタイザー10のＸ−Ｙ座標を被検査基板の
ｘ−ｙ座標に変換するマトリックス式 を作成する座標変換式作成手段48と、その座標変換式に
従って、デジタイザー10の座標指示器で指定した点のＸ
−Ｙ座標値（X,Y）から被検査基板における測定点のｘ
−ｙ座標値（x,y）を算出する測定点座標検出手段50と
を備えるものである。

作用 上記のように構成し、被検査基板上で少なくとも２点
44、46の各ｘ−ｙ座標値（x1,y1）、（x2,y2）が明らか
な測定点座標被検出物36を用い、それ等の２点44、46を
デジタイザー10の座標指示器でそれぞれ指定すると、Ｘ
−Ｙ座標値（X1,Y1）、（X2,Y2）が読み取れる。そこ
で、座標変換式作成手段48では、測定点座標被検出物36
の被検査基板に対する倍率Ａ、被検査基板ｘ−ｙ座標の
デジタイザーＸ−Ｙ座標に対する回転角度θ、被検査基
板ｘ−ｙ座標の原点42のデジタイザーＸ−Ｙ座標の原点
からのオフセット値（X0,Y0）を示す各係数をそれぞれ
算出して、デジタイザー10のＸ−Ｙ座標を被検査基板の
ｘ−ｙ座標に変換するマトリックス式 を作成する。すると、測定点座標検出手段50により、そ
の座標変換式に従って、デジタイザー10の座標指示器で
指定した点のＸ−Ｙ座標値（X,Y）から被検査基板にお
ける測定点のｘ−ｙ座標値（ｘ−ｙ）を算出することが
できる。

実施例 以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例を説明す
る。

第２図は本発明を適用したインサーキットテスタ用の
被検査基板測定点座標検出装置を示すブロック図であ
る。図中、10はデジタイザー、12はその画板である。こ
の画板12の中央部には直交するＸ軸14とＹ軸16からな
り、原点18を左下コーナに有するＸ−Ｙ座標面20があ
る。各Ｘ軸14、Ｙ軸16の単位はmm或いはインチである。
なお、原点は希には左上コーナーにあるものもあるが、
そのようなものでも原点をスイッチの切り換えにより簡
単に左下コーナーに移せる。

又、22は被検査基板の配線パターン上で選定した複数
の測定点の各ｘ−ｙ座標値を検出するのに必要な処理を
行うCPUを備えた制御装置である。この制御装置22は例
えばマイクロコンピュータであり、CPU（中央処理装
置）24、ROM（読み出し専用メモリ）26、RAM（読み出し
書き込み可能メモリ）28、入出力ポート30、バスライン
32等から構成されている。CPU24はマイクロコンピュー
タの中心となる頭脳部に相当し、プログラムの命令に従
って全体に対する制御を実行すると共に、算術、論理演
算を行ない、その結果も一時的に記憶する。又、周辺装
置に対しても適宜制御を行なっている。ROM26には全体
を制御するための制御プログラムが格納されている。
又、RAM28はデジタイザー10で被検査基板の版下から読
み込んだ座標データ、キーボードで入力したデータ、フ
ロッピーディスクから入力た測定点座標検出処理プログ
ラム、CPU24で演算したデータ等の各種のデータを記憶
する。入出力ポート30にはデジタイザー10とキーボー
ド、フロッピーディスクドライバ、ディスプレイ等の他
の入出力機器34を接続する。なお、被検査基板の各測定
点の座標データはフロッピーディスクに格納して保存す
るか、直接インサーキットテスタに入力する。バスライ
ン32はそれ等を接続するためのアドレスバスライン、デ
ータバスライン、制御バスライン等を含み、周辺装置と
も適宜結合している。

次に、本実施例の動作を説明する。

第３図、及び第４図は被検査基板の測定点座標検出処
理プログラムを示すフローチャートであり、P1〜P13の
ステップにより実行される。先ず、デジタイザー10をマ
イクロコンピュータ22に接続し、フロッピーディスクか
ら測定座標検出処理プログラムを入力する。更に、測定
点座標被検出物として、被検査基板の版下36をデジタイ
ザー10のＸ−Ｙ座標面20の上に置き、固定する。その
際、作業者は目視により版下36のｘ軸（横の縁）38、ｙ
軸（縦の縁）40をそれぞれデジタイザー10のＸ軸14、Ｙ
軸16とおおよそ平行になるように配置し、その原点42を
原点18にできるだけ近付けるようにする。この版下36の
左下コーナー部付近では、その部分にある任意の異なる
２点44、46の各ｘ−ｙ座標値（x1,y1）、（x2,y2）がそ
れぞれ明らかになっている。なお、版下36が大きいと、
全ての測定点を１度に読み込むことができないので、１
度に読み込める部分毎に版下36を区分し、各部分毎に少
なくとも２点の各ｘ−ｙ座標値を明らかにしておく。

そこで、プログラムによる処理を開始し、先ずP1で、
デジタイザー10のＸ−Ｙ座標を被検査基板のｘ−ｙ座標
に変換する式の各係数として、版下36の被検査基板に対
する倍率Ａ、被検査基板ｘ−ｙ座標のデジタイザーＸ−
Ｙ座標に対する回転角度θ、被検査基板ｘ−ｙ座標の原
点のデジタイザーＸ−Ｙ座標の原点からのオフセット値
（X0、Y0）等の初期値をそれぞれＡ＝１、θ＝０、X0＝
０、Y0＝０に設定する。一般に、版下36の被検査基板に
対する倍率Ａは１、２等である。次にP2で、それ等の各
係数を変換するか判定する。その際、版下36を新たに或
いは移動して固定した直後にはYESと判定され、P3へ行
く。P3では、デジタイザー10の座標指示器により、被検
査基板におけるｘ−ｙ座標値（x1,y1）が既知の版下36
上にある第１点44を指定し、そのＸ−Ｙ座標値（X1,Y
1）を入力する。次にP4で、同様にｘ−ｙ座標値（x2,y
2）が既知の版下36上にある第２点46を指定し、そのＸ
−Ｙ座標値（X2,Y2）を入力する。次にP5で、キーボー
ド34により、被検査基板における第１既知点44のｘ−ｙ
座標値（x1,y1）を入力する。次にP6で、同様に第２既
知点46のｘ−ｙ座標値（x2,y2）を入力する。次にP7へ
行く。P7では、デジタイザー10のＸ−Ｙ座標と被検査基
板のｘ−ｙ座標との関係を示すマトリックス式 から４元１次の連立方程式 X1＝Ａ（x1cosθ−y1sinθ）＋X0 Y1＝Ａ（x1sinθ＋y1cosθ）＋Y0 X2＝Ａ（x2cosθ−y2sinθ）＋X0 Y2＝Ａ（x2sinθ＋y2cosθ）＋Y0 をそれぞれ作成し、各係数Ａ、θ、X0、Y0を算出する。
すると、 X0＝｛X1（c²＋d²）−x1（ac＋bd）＋y1（bc−ad）｝／（c²＋d²） Y0＝｛Y1（c²＋d²）−x1（bc−ad）−y1（ac＋bd）｝／（c²＋d²） が得られる。但し、ａ＝X2−X1、ｂ＝Y2−Y1、ｃ＝x2−
x1、ｄ＝y2−y1である。

更に、これ等の各係数を算出する他の計算例を第５図
に基づき、以下に説明する。先ず、被検査基板ｘ−ｙ座
標の原点42のデジタイザーＸ−Ｙ座標18からのずれを示
すオフセット値（X0,Y0）を算出する。即ち、被検査基
板のｘ−ｙ座標とデジタイザー10のＸ−Ｙ座標との対応
する各軸成分の比から等式 （x2−x1）：（X2−X1）＝（x1−０）：（X1−X0） （y2−y1）：（Y2−Y1）＝（y1−０）：（Y1−Y0） をそれぞれ作成すると が求まる。

次に、倍率Ａは原点42と第１既知点44との直線距離に
着目し から求まる。

又、回転角度θは であるから から求まる。

次にP8へ行き、先に定めに各係数を新たに求めたそれ
等の各係数に適宜変更する。

次にP9へ行く。P9では、変更等した各係数とデジタイ
ザー10のＸ−Ｙ座標と被検査基板のｘ−ｙ座標との関係
を示すマトリックス式（イ）からデジタイザーのＸ−Ｙ
座標を被検査基板のｘ−ｙ座標に変換するマトリックス
式 を作成する。なお、P2でNOの場合には直接P9へ行く。次
にP10で、デジタイザー10の座標指示器により、版下36
上で求めたい点を指定し、そのＸ−Ｙ座標値を入力す
る。次にP11で、座標変換式（ロ）を用いて、そのＸ−
Ｙ座標値から被検査基板における測定点のｘ−ｙ座標値
を求める。次にP12で、そのｘ−ｙ座標データをRAM28に
記憶する。次にP13で、入力を続けるか判定する。版下3
6上で求める点が外にある場合にはYESとなり、P2へ戻
る。更に、P2〜P13のステップを適宜繰り返すと、各係
数を変更せずに或いは版下36の位置を移動して適宜各係
数を変更し、デジタイザー10の座標指示器で点を順次指
定し、読み取った各Ｘ−Ｙ座標値（X,Y）から変換によ
り被検査基板における測定点のｘ−ｙ座標値（x,y）を
順次算出し、それ等の各座標データをRAM28に記憶する
ことができる。その際、１枚の版下36に対する読み取り
作業の途中で、作業を中断し或いは版下36を移動して
も、それまでに獲得した変換データはRAM28に記憶され
ているため、作業継続後にそれ等の各データを再度作成
する必要がない。

検査時には、先ずフロッピーディスク等に格納してあ
る被検査基板の各測定点の座標データをインサーキット
テスタのコンピュータに入力する。そして、インサーキ
ットテスタの測定用テーブル上に被検査基板を載せ、そ
のｘ軸、ｙ軸をそこに備えられている複数のＸ−Ｙユニ
ットの共通なＸ軸、Ｙ軸とそれぞれ一致させて固定す
る。そこで、各Ｘ−ＹユニットのプローブをＸ−Ｙ座標
データに従ってそれぞれ移動し、基板面の測定点に順次
接触させていき、各プローブを経て各部品にそれぞれ測
定電流を流し或いは測定電圧を印加する。すると、抵抗
値、静電容量値、インダクタンス値等が測定でき、被検
査基板の良否を正確に判定できる。

なお、上記実施例ではデジタイザーの座標検出方式が
電磁誘導方式によるものを用いたので、測定点座標被検
出物として被検査基板の版下を使用したが、光学的方式
によるものを用いると、被検査基板自体から直接測定点
の座標を検出することができる。

発明の効果 以上説明した本発明によれば、測定点座標被検出物を
デジタイザーのＸ−Ｙ座標面上に装着する際に、作業者
は目視により被検出物のｘ軸、ｙ軸がそれぞれデジタイ
ザーのＸ軸、Ｙ軸とおおよそ平行になるように配置する
だけでよいから測定点座標検出の準備に要する作業上の
負担を少なくできる。そして、倍率、回転角度、オフセ
ット値等の各係数を自動的に正確に検出して、デジタイ
ザーのＸ−Ｙ座標を被検査基板のｘ−ｙ座標に変換する
式を作成し、その座標変換式を用いるので、被検査基板
の測定点座標値を短時間で、正確に検知することができ
る。しかも、各係数を適宜変更して座標変換式を容易に
作成できるため、測定点座標被検出物をデジタイザーの
Ｘ−Ｙ座標面上へ繰り返し装着し易くなり、１度に読み
込めないような大きな被検出物でも何回かに分け、読み
取り箇所を移動して読み取れるので、取扱いに好都合と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による被検査基板用測定点座標検出装置
を示す図である。 第２図は本発明を適用したインサーキットテスタ用の被
検査基板用測定点座標検出装置を示すブロック図であ
る。 第３図、及び第４図は被検査基板用測定点座標検出処理
プログラムを示すフローチャートである。 第５図はデジタイザーのＸ−Ｙ座標と被検査基板のｘ−
ｙ座標との関係を示す図である。 10……デジタイザー、14、16……Ｘ軸、Ｙ軸、18、42…
…原点、20……Ｘ−Ｙ座標面、36……測定点座標被検出
物、38、40……ｘ軸、ｙ軸、44、46……座標値（x1,y
1）、（x2,y2）が既知の２点、48……座標変換式作成手
段、50……測定点座標検出手段、θ……ｘ−ｙ座標のＸ
−Ｙ座標に対する回転角度、X0、Y0……ｘ−ｙ座標原点
のＸ−Ｙ座標原点からオフセット値、X1、Y1……第１既
知点に対応するＸ−Ｙ座標値、X2、Y2……第２既知点に
対応するＸ−Ｙ座標値

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デジタイザーのＸ−Ｙ座標面上に、測定点
   座標被検出物として被検査基板の版下或は被検査基板自
   体を置き、その被検査基板の配線パターン上で選定した
   複数の測定点の各ｘ−ｙ座標値を検出する被検査基板用
   測定点座標検出装置において、上記被検査基板上で少な
   くとも２点の各ｘ−ｙ座標値（x1,y1）、（x2、y2）が
   明らかな測定点座標被検出物を用い、それ等の２点をデ
   ジタイザーの座標指示器でそれぞれ指定してＸ−Ｙ座標
   値（X1,Y1）、（X2,Y2）を読み取り、測定点座標被検出
   物の被検査基板に対する倍率Ａ、被検査基板ｘ−ｙ座標
   のデジタイザーＸ−Ｙ座標に対する回転角度θ、被検査
   基板ｘ−ｙ座標の原点のデジタイザーＸ−Ｙ座標の原点
   からのオフセット値（X0,Y0）を示す各係数をそれぞれ
   算出し、デジタイザーのＸ−Ｙ座標を被検査基板のｘ−
   ｙ座標に変換するマトリックス式 を作成する座標変換式作成手段と、その座標変換式に従
   って、デジタイザーの座標指示器で指定した点のＸ−Ｙ
   座標値（X,Y）から被検査基板における測定点のｘ−ｙ
   座標値（x,y）を算出する測定点座標検出手段とを備え
   ることを特徴とする被検査基板用測定点座標検出装置。