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【発明の名称】 回路基板検査装置の制御方法
【発明者】 【氏名】池田 健司

【氏名】新海 成典

【氏名】滝沢 恒明
【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。
【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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 ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ 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６ｂ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４ａ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、１２０゜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＝ｒ２……■で表される。
【００３１】各打痕１〜３の座標を（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）として、各打痕１〜３が同一円周上にあるならば、（ｘ１−ａ）２＋（ｙ１−ｂ）２＝ｒ２……■（ｘ２−ａ）２＋（ｙ２−ｂ）２＝ｒ２……■（ｘ３−ａ）２＋（ｙ３−ｂ）２＝ｒ２……■がそれぞれ成り立つ。
【００３２】上記式■−■により、 （ｘ１＋ｘ２）（ｘ１−ｘ２）−２ａ（ｘ１−ｘ２）＋（ｙ１＋ｙ２）（ｙ１−ｙ２）−２ｂ（ｙ１−ｙ２）＝０……■ 上記式■−■により同様に、 （ｘ２＋ｘ３）（ｘ２−ｘ３）−２ａ（ｘ２−ｘ３）＋（ｙ２＋ｙ３）（ｙ２−ｙ３）−２ｂ（ｙ２−ｙ３）＝０……■となる。
【００３３】そして、上記式■×（ｙ２−ｙ３）−上記式■×（ｙ１−ｙ２）なる演算を実行することにより、ａ＝｛（ｘ１＋ｘ２）（ｘ１−ｘ２）（ｙ２−ｙ３）−（ｘ２＋ｘ３）（ｘ２−ｘ３）（ｙ１−ｙ２）＋（ｙ１−ｙ２）（ｙ２−ｙ３）（ｙ１−ｙ３）｝／｛２（ｘ１−ｘ２）（ｙ２−ｙ３）−２（ｘ２−ｘ３）（ｙ１−ｙ２）｝
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■×（ｘ２−ｘ３）−上記式■×（ｘ１−ｘ２）なる演算を実行することにより、ｂ＝｛（ｘ１−ｘ２）（ｘ２−ｘ３）（ｘ１−ｘ３）＋（ｙ１＋ｙ２）（ｙ１−ｙ２）（ｘ２−ｘ３）−（ｙ２＋ｙ３）（ｙ２−ｙ３）（ｘ１−ｘ２）｝／｛２（ｙ１−ｙ２）（ｘ２−ｘ３）−２（ｙ２−ｙ３）（ｘ１−ｘ２）｝
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２ａ，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。
【出願人】 【識別番号】０００２２７１８０
【氏名又は名称】日置電機株式会社
【出願日】 平成１１年７月２９日（１９９９．７．２９）
【代理人】 【識別番号】１０００８３４０４
【弁理士】
【氏名又は名称】大原 拓也
【公開番号】 特開２００１−４１９９２（Ｐ２００１−４１９９２Ａ）
【公開日】 平成１３年２月１６日（２００１．２．１６）
【出願番号】 特願平１１−２１４５３１