JP3511756B2 - プリント配線板用検査機のプローブ位置の決定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は，プリント配線板の電気的導通検
査をするためのプリント配線板用検査機において，その
プローブ位置を決定するためのプローブ位置決定方法に
関する。

【０００２】

【従来技術】プリント配線板を製品出荷するに際して
は，それ以前にプリント配線板自体の検査（ベアボード
テスト），実装検査，インサーキットテスト，ファンク
ションテスト，性能検査などの各種検査が行われる。そ
して，これらの検査により，導体パターン等における不
良部分の検出を行ない，その補修が行われる。また，特
に初期の段階で行なうベアボードテストは，プリント配
線板に形成された導体パターンやスルーホールのショー
ト，断線を電気的に検査しようとするものである。

【０００３】そして，その検査に当たっては，図１３に
示すごとく，プリント配線板９における導体パターンの
一部である部品パッド９１に対して，検査機９５のプロ
ーブ（触針）９６の先端を接触させることにより行って
いる。一方，部品パッド９１は小さい形状であるため，
上記プローブ９６を接触させるためのプローブ位置は正
確であることが要求される。

【０００４】そこで，従来，プリント配線板形状のプロ
ーブ位置は，プリント配線板製造用のパターンフィルム
を見ながら，ディジタイザと称されるデータ入力装置を
利用して，手作業で決定していた。

【０００５】また，上記ディジタイザ方式とは別に，コ
ンピュータを利用して前記フィルムデータを読み込み，
プローブ位置の基準となる部品パッド形状を人間の指示
又はコンピュータの計算により認識させて，プローブ位
置を決定していた。即ち，上記部品パッド内のプローブ
位置をコンピュータの計算によって，部品パッドの中心
位置，更には隣接するプローブが互いに接触しない位置
に若干の位置補正を行ってプローブ位置を決定していた
（例えば，特開平６−２０７９６２号公報）。

【０００６】しかし，上記従来技術には次の問題があ
る。即ち，まず前者のディジタイザ使用方法では，人間
の手作業によるため，プローブ位置の精度が低い。特
に，近年は，電子部品の小型化に伴って，プリント配線
板上の部品パッドの幅は０．２〜０．３ｍｍというファ
インなものになってきている。一方，人間の手作業で
は，位置ズレが０．１ｍｍ程度ある。そのため，プロー
ブと部品パッドとの接触不良が発生し易い。

【０００７】また，プリント配線板の高密度化に伴い，
１枚のプリント配線板における部品パッドの数も，５０
００〜１００００個といった膨大なものもある。そのた
め，ディジタイザによるプローブ位置の決定方法は多大
な時間を必要とする。また，検査精度も問題となってい
る。一方，上記コンピュータ方法においては，コンピュ
ータの計算処理により，プローブ位置の決定を行うた
め，精度が高く，検査時間も短くて済む。また，人為的
ミスの発生もない。

【０００８】

【解決しようとする課題】しかしながら，上記コンピュ
ータによるプローブ位置決定方法においても，なお次の
問題がある。即ち，従来，コンピュータによりプローブ
位置を決定する際には，例えば図１４に示す部品パッド
形状の中，同図のＡ，Ｂに示す円形，四角形の部品パッ
ド３１，３２の場合には，部品パッドの形状中心位置が
コンピュータにより計算されてプローブ位置と決定され
ている。

【０００９】或いは，更に図１５に示すごとく，隣接す
る部品パッド３６との間隔が小さい場合には，プローブ
が互いに接触しないように，部品パッド３６の中心（○
印）からプローブ間の距離が大きくなる方向に位置補正
をして，プローブ位置（図中の×印）が決定されてい
た。

【００１０】しかし，近年，各種電子部品の実装上，或
いは機能上の制約から，プリント配線板上に形成する部
品パッドの形状も種々のものが用いられるようになっ
た。図１４のＡ〜Ｅは，その種々の形状の部品パッドを
示している。即ち，同図Ａの部品パッド３１は「円
形」，Ｂの部品パッド３２は「四角形」，Ｃの部品パッ
ド３３は「Ｃ形」，Ｄの部品パッド３４は「ヨ形」，Ｅ
の部品パッド３５は部品パッド内にブラインドバイアホ
ール，スルーホール等の穴３５０を有する「有穴形」を
示している。

【００１１】これらの形状の中，特に同図のＣ〜Ｅに示
す形状の部品パッド３３〜３５は，そのプローブ位置の
決定が非常に難しい。即ち，同図Ａ，Ｂに示す円形，四
角形の場合は，前述のように，その形状中心位置をプロ
ーブ位置とすれば良いが，同図Ｃ，Ｄに示すごとく，複
雑形状の部品パッド３３，３４の場合には，どこをプロ
ーブ位置とすべきかを単純に決定することができない。

【００１２】また，同図Ｅに示す有穴形の部品パッド３
５の場合には，ブラインドバイアホール等の穴３５０の
内部に絶縁性樹脂が埋められ，この穴の部分は非導電性
のためにプローブ位置と決定することができない。

【００１３】このように，近年は，従来のごとく，部品
パッドの中心位置をプローブ位置とする決定方法，隣接
するプローブの接触回避のために位置補正を行うといっ
た程度のプローブ決定方法では，対応することが困難と
なってきている。

【００１４】本発明は，かかる従来の問題点に鑑み，複
雑形状の部品パッドについても，容易かつ正確にプロー
ブ位置を決定することができる，プリント配線板検査機
のプローブ位置の決定方法を提供しようとするものであ
る。

【００１５】

【課題の解決手段】本発明は，下記の（Ａ）〜（Ｅ）工
程よりなることを特徴とするプリント配線板用検査機の
プローブ位置の決定方法にある。 （Ａ） プリント配線板中に設けた各種形状の部品パッ
ドの中から，まず１種類の形状の部品パッドを読み出
し，当該部品パッドの輪郭線データを作成する工程，
（Ｂ） 当該部品パッドの輪郭線データについて，所定
のピッチで格子状にポイントを定めたポイントデータを
作成する工程，（Ｃ） 上記ポイントデータにおける全
てのポイントについて，当該ポイントが上記輪郭線デー
タの輪郭線の内部にあるか否かをチェックし，内部にあ
るポイントについて，当該ポイントと輪郭線との最小距
離を算出する工程，（Ｄ） 上記輪郭線の内部にあり，
なおかつ輪郭線との最小距離が最大となるポイントを当
該形状の部品パッドのプローブ位置と決定する工程，
（Ｅ） 他の形状の部品パッドについて，上記Ａ〜Ｄ工
程を行ない，各形状の部品パッドに関するプローブ位置
を決定する工程。

【００１６】次に，本発明における上記各工程の作用に
つき説明する。これらの工程は，画像処理機能を有する
コンピュータにより行う。

【００１７】まず，Ａ工程においては，プリント配線板
に設けられている多数の部品パッド（５０００〜１００
００個）について，各種形状毎に部品パッドを区分し，
まずその中の１種類の形状の部品パッドを読み出す。そ
して，まず対象とする当該部品パッドについてその輪郭
線データを作成する（図１）。

【００１８】次いで，Ｂ工程において，当部品パッドの
輪郭線データについて所定のピッチで格子状にポイント
を定めたポイントデータを作成する（図２）。次に，Ｃ
工程において，上記全てのポイントについてそれが上記
輪郭線データの輪郭線の内部にあるか否かをチェックす
る（図３）。また，このとき，輪郭線の内部にあるポイ
ントについて，当該ポイントと輪郭線との間の最小距離
を算出する。

【００１９】次にＤ工程において，輪郭線の内部にある
上記ポイントの中で輪郭線との最小距離が最大となるポ
イントをプローブ位置とする位置決定を行う。これによ
って，当該形状の部品パッドについてそのプローブ位置
が決定される。また，Ｅ工程においては，他の各形状の
部品パッドについて，上記Ａ〜Ｄ工程をそれぞれ行う。
これにより，全ての形状の部品パッドについてそのプロ
ーブ位置が決定できる。

【００２０】そのため，プリント配線板上の全ての部品
パッドについて，容易かつ正確に，その形状毎にプロー
ブ位置が決定され，これに基づいて検査機のプローブの
位置が修正され，固定される。したがって，本発明によ
れは，容易かつ正確にプローブ位置が決定できる。ま
た，上記Ａ〜Ｄ工程は，検査対象とするプリント配線板
の種類毎に行われる。

【００２１】また，上記Ｃ工程における，当該ポイント
が輪郭線の内部にあるか否かの検査は，当該ポイントを
基準として一方向走査を行ない，上記輪郭線を横切る回
数が奇数の場合には当該ポイントが輪郭線内部にあり，
一方偶数の場合には当該ポイントが輪郭線の外にあると
判定する方法を用いることもできる。この場合には，当
該ポイントが，上記輪郭線の内部にあるか，否かを容易
かつ正確に検査することができる。

【００２２】また，上記部品パッドの形状としては，真
円，楕円等の円形，正方形，矩形等の四角形，Ｃ形，ヨ
形などがある。また，上記各種形状の部品パッドは，ブ
ラインドバイアホール，スルーホール等の穴を有するこ
ともある。これらの場合には，特に本発明の効果を発揮
することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】

実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる，プリント配線板用検査機
のプローブ位置の決定方法につき，図１〜図８を用いて
説明する。本例においては，主として，図１，図６ｄに
示す「ヨ形」の部品パッドのプローブ位置について説明
する。本例のプローブ位置決定方法は，図形処理機能を
有するコンピュータを用いて，次のＡ〜Ｅ工程を行う。

【００２４】即ち，まずその概要を説明すると，Ａ工程
においては，プリント配線板中に設けた各種形状の部品
パッド（図６）の中からまず１種類の形状の部品パッド
３４（図６ｄ）を読み出す。そして，当該形状の部品パ
ッドの輪郭線２を示す輪郭線データを作成する（図
１）。

【００２５】次に，Ｂ工程において，上記部品パッドの
輪郭線データ（図２）について，所定のピッチで格子状
にポイント２を定めたポイントデータを作成する（図
２）。次に，Ｃ工程において上記ポイントデータにおけ
る全てのポイント２について，当該ポイントが輪郭線１
の内部にあるか否かをチェックする（図３）。そして，
内部にあるポイントについて，当該ポイント２と輪郭線
１との最小距離を算出する（図３）。

【００２６】次にＤ工程においては，上記輪郭線の内部
にあるポイントのうち上記最小距離が最大となるポイン
トを，当該形状の部品パッドにおけるプローブ位置とし
て決定する（図４のポイント２９）。次いで，他の形状
の部品パッドについても，上記Ａ〜Ｄ工程を行ない，全
ての形状について，プローブ位置を決定する。これによ
り，全ての部品パッドについてプローブ位置が決定さ
れ，検査機におけるプローブの位置が修正され，検査に
用いられる。

【００２７】次に，上記各工程について詳しく説明す
る。まず，上記Ａ工程においては，検査しようとするプ
リント配線板中にある各種形状の部品パッドの中から１
種類の形状の部品パッドを読み出す。即ち，プリント配
線板中の部品パッドには例えば，図６ａ〜ｅに示すごと
く，各種形状の部品パッド３１〜３５がある（図１４の
説明参照）。そこで，本例においては，まず最初に図ｄ
に示す「ヨ形」形状の部品パッド３４を読み出す。

【００２８】即ち，検査しようとするプリント配線板に
おける部品パッドの配置を記録したＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕ
ｔｏｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データより，図１
に示すごとく上記「ヨ形」形状の部品パッドの図形をデ
ィスプレイ上に表示させる。そして，当該部品パッドの
形状の輪郭線１を示す輪郭線データを作成する。

【００２９】次に，図２に示すごとく，Ｂ工程として，
当該輪郭線データについて，所定のピッチで格子状に多
数のポイント２を定めたポイントデータを作成し，その
画面を上記輪郭線データの画面と合成する。

【００３０】次に，Ｃ工程において，上記ポイントデー
タにおける全てのポイント２について，当該ポイント２
が上記輪郭線１の内部（内側）にあるか否かをチェック
する。このチェックに際しては，図３に示すごとく，あ
るポイント２５について一方向走査を行ない，その走査
線が輪郭線１を横切る回数が奇数の場合には，当該ポイ
ント２５は輪郭線内部にあると判断する。一方，ポイン
ト２６のように，一方向走査の走査線が輪郭線１を横切
る回数が偶数の場合には，当該ポイント２６は，輪郭線
１の外部にあると判断する。

【００３１】また，輪郭線の内部にあるポイントは，図
１に示すごとく多数あるが，図３に示すごとく，これら
のポイントについて，例えば当該ポイント２７の位置か
ら輪郭線１までの放射状の直線２７１〜２７４の距離を
測定する。なお，図３には，４本の直線２７１〜２７４
を示したが，実際はポイント２７を中心として３６０度
の方向に伸びる無数の直線について測定する。そして，
当該ポイント２７における最小距離を算出する。ここ
に，ポイント２７については，直線２７１が最小距離と
なる。更に，図２に示した上記多数のポイント２につい
て，上記のように輪郭線１内にある全てのポイントに関
して，その最小距離を算出する。

【００３２】次に，Ｄ工程においては，図３，図４に示
すごとく，上記輪郭線１の内部にある，多数の全てのポ
イント２７，２８，２９・・・ｎについて，それらの各
最小距離を比較して，最小距離が最大となるポイント２
９をプローブ位置と決定する。

【００３３】即ち，例えばポイント２７，２８，２９を
比較すると，それら各ポイントの最小距離は直線２７
１，２８１（２８２も同じ），２９１（２９２も同じ）
である。そして，これらの最小距離を比較すると，最小
距離の中，直線２９１（２９２）が最大となる。そこ
で，この直線２９１（２９２）を有するポイント２９を
プローブ位置とするのである。即ち，輪郭線内にある多
数のポイントのうち，その最小距離が最大であるポイン
ト２９をプローブ位置とすることにより，プローブが若
干のズレを生じても，上記輪郭線１の内部，つまり部品
パッドにプローブが当接するように定めるのである。

【００３４】以上により，「ヨ形」の部品パッド３４
（図６ｄ）について，そのプローブ位置を決定した。そ
こで，次に，例えば，図６ａ〜ｃ及びｅに示す形状の部
品パッド３１〜３３，３５についても同様にプローブ位
置を定める。それらについて定めたプローブ位置を，同
図に「×印」で示した。

【００３５】次に，図６ｅに示すごとく，部品パッド内
にブラインドバイアホール等の穴３５０を有する，「有
穴形」の部品パッド３５の場合について図５を用いて若
干補足説明する。図５に示すごとく，この部品パッド３
５の輪郭線１５内のポイント１６について見ると，ポイ
ント１６０はこれを一方向走査すると，直線１５２に示
されるごとく２ケ所で輪郭線１０と１とを横切るため，
輪郭線１５の内部にあると判断されない。つまり，ポイ
ント１６０は輪郭線１５の内部にあるように見えるが，
実際は部品パッド３５の穴３５０の位置にあるため（図
６ｅ），上記のように輪郭線の外部にあるとして除外さ
れる。

【００３６】そこで，輪郭線１５の内部にある多数のポ
イントについて，上記と同様に最小距離を測定し，その
最小距離が最大であるポイント１５９をプローブ位置と
決定する。なお，上記のポイントデータについては，そ
のポイントの間隔をより小さくすることにより，より精
度の高いプローブ位置を決めることができる。

【００３７】次に，上記プローブ位置の決定方法を行な
う際の，コンピュータにおけるフローチャート及びその
操作を行うための機器ブロック図につき，図７及び図８
を用いて説明する。

【００３８】まず，図７のステップ（Ｓ）５１において
は，各形状の部品パッドにつき輪郭線データを作成する
（Ａ工程）。ここでは，図８に示すごとく，プリント配
線板のデータファイル（ＣＡＤ）１７１より，部品パッ
ド読出し手段１７２により「ヨ形」の部品パッドを読み
出し，輪郭線データ作成手段１７３により，図１に示す
ヨ形の輪郭線１を有する輪郭線データを作成する。

【００３９】次いで，Ｓ５２において，上記輪郭線デー
タに対してポイントデータ作成手段１７４により，格子
状のポイントからなるポイントデータを作成する（図
２，Ｂ工程）。次いで，Ｓ５３において，ポイントチェ
ック手段１７５を用いて各ポイントが輪郭線内にあるか
否か，及び最小距離算出手段１７６を用いて，輪郭線内
の各ポイントにつき最小距離を算出する（図３，Ｃ工
程）。

【００４０】次いで，Ｓ５４において，プローブ位置決
定手段１７７を用いて最小距離が最大であるポイントを
プローブ位置と決定する（図４，Ｄ工程）。そして，当
該形状の部品パッドについてのプローブ位置を，プロー
ブ位置記憶手段１７８に記憶させる。次に，Ｓ５５にお
いて，全ての形状の部品パッドについて検査したか否か
をチェックして，上記Ｓ５１〜５４を繰り返す。

【００４１】全形状の部品パッドについて，上記検査を
終了したら，フローを終了する。これにより，プリント
配線板における全ての形状の部品パッドについて，その
プローブ位置が決定される。それらのデータは，図８に
示すごとく，検査機９５に送られ，プローブ位置が決定
される。上記のごとく，本例によれば，プローブ位置を
容易かつ正確に決定することができる。

【００４２】実施形態例２ 上記実施形態例１においては，輪郭線データ作成に当た
っての部品パッドの読み出しは，上記のごとく，ＣＡＤ
データより読み出したが，本例は図９〜図１２に示すご
とく，穴明けデータの読み込みを行って，図形処理を行
ない，各形状の部品パッドにつき輪郭線データを作成す
る方法を示す。

【００４３】即ち，本例においては，図１２のフローチ
ャートに示すごとく，まずＳ６１においてフィルムデー
タ及び穴明けデータの読み込みを行う。上記のフィルム
データは，図９ｍ〜ｑに示すごとく，部品パッドの形状
を構成する図形要素７１〜７５である。また，穴明けデ
ータは，実施形態例１に示したように，図６ｅに示す
「有穴形」の部品パッドに関するデータである。

【００４４】次に，図１２のＳ６２において，上記図形
要素７１〜７５（図９）を用いて，各形状の部品パッド
毎に部品パッド構成情報を記憶させる。ここでは，図１
０に示すごとく，例えば「ヨ形」部品パッドについて
は，５ケの長方形図形要素７４と１個の逆Ｕ字状図形要
素７３とよりなるものとして，その部品パッド構成情報
７０を作成する。

【００４５】次に，Ｓ６３において，全ての部品パッド
形状について，上記部品パッド構成情報７０を作成す
る。その後は，図１２に示すごとく，実施形態例１のＳ
５１に進み，図１１に示すごとく，各形状の部品パッド
につき上記部品パッド構成情報７０を用いて輪郭線デー
タ７００を作成する。次いで，実施形態例１と同様にＳ
５２以下の操作を順次行っていく。

【００４６】本例によれば，フィルムデータを利用し
て，プローブ位置を決定することができる。また，本例
においても実施形態例１と同様の効果を得ることができ
る。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば，複雑形状の部品パッド
についても，容易かつ正確にプローブ位置を決定するこ
とができる，プリント配線板検査機のプローブ位置の決
定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例１における輪郭線の説明図。

【図２】実施形態例１における輪郭線とポイントの説明
図。

【図３】実施形態例１における輪郭線とポイントの位置
判定，最小距離の説明図。

【図４】実施形態例１における最小距離とプローブ位置
の説明図。

【図５】実施形態例１における，「有穴形」部品パッド
のプローブ位置の説明図。

【図６】実施形態例１における，各種形状の部品パッド
の説明図。

【図７】実施形態例１における，プローブ位置決定方法
のフローチャート図。

【図８】実施形態例１における，プローブ位置決定方法
に用いる手段の機能ブロック図。

【図９】実施形態例２における，フィルムデータの図形
要素の説明図。

【図１０】実施形態例２における，部品パッド構成情報
の説明図。

【図１１】実施形態例２における，部品パッド構成情報
から輪郭線を作成する説明図。

【図１２】実施形態例２における，プローブ位置決定方
法のフローチャートの説明図。

【図１３】従来例における，ベアボードテストの説明
図。

【図１４】従来例における，各種形状の部品パッドの説
明図。

【図１５】従来例における，プローブ位置決定の説明
図。

【符号の説明】

１・・・輪郭線， ２・・・ポイント， ２７，２８（２９）・・・輪郭線内部のポイント， １５９，２９・・・プローブ位置，

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−207962（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−326070（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−95030（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229571（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−110217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−54579（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−176147（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−131711（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 31/02 - 31/06 G01R 1/06 - 1/073 G01R 31/28 - 31/3193 G01B 11/00 - 11/30 102 G06T 7/00 - 7/00 350 G06T 7/20 - 7/60 300

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記の（Ａ）〜（Ｅ）工程よりなること
   を特徴とするプリント配線板用検査機のプローブ位置の
   決定方法。 （Ａ） プリント配線板中に設けた各種形状の部品パッ
   ドの中から，まず１種類の形状の部品パッドを読み出
   し，当該部品パッドの輪郭線データを作成する工程，
   （Ｂ） 当該部品パッドの輪郭線データについて，所定
   のピッチで格子状にポイントを定めたポイントデータを
   作成する工程，（Ｃ） 上記ポイントデータにおける全
   てのポイントについて，当該ポイントが上記輪郭線デー
   タの輪郭線の内部にあるか否かをチェックし，内部にあ
   るポイントについて，当該ポイントと輪郭線との最小距
   離を算出する工程，（Ｄ） 上記輪郭線の内部にあり，
   なおかつ輪郭線との最小距離が最大となるポイントを当
   該形状の部品パッドのプローブ位置と決定する工程，
   （Ｅ） 他の形状の部品パッドについて，上記Ａ〜Ｄ工
   程を行ない，各形状の部品パッドに関するプローブ位置
   を決定する工程。
2. 【請求項２】 請求項１において，上記Ｃ工程におけ
   る，当該ポイントが輪郭線の内部にあるか否かの検査
   は，当該ポイントを基準として一方向走査を行ない，上
   記輪郭線を横切る回数が奇数の場合には当該ポイントが
   輪郭線内部にあり，一方偶数の場合には当該ポイントが
   輪郭線の外にあると判定することを特徴とするプリント
   配線板用検査機のプローブ位置の決定方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において，上記部品パッ
   ドの形状はＣ形，ヨ形であることを特徴とするプリント
   配線板用検査機のプローブ位置の決定方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３において，上記部品パッド
   は穴を有することを特徴とするプリント配線板用検査機
   のプローブ位置の決定方法。