JPH06258394A - 可動型プローブを持ったボードテスタの座標補正方法 - Google Patents
可動型プローブを持ったボードテスタの座標補正方法Info
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- JPH06258394A JPH06258394A JP5043881A JP4388193A JPH06258394A JP H06258394 A JPH06258394 A JP H06258394A JP 5043881 A JP5043881 A JP 5043881A JP 4388193 A JP4388193 A JP 4388193A JP H06258394 A JPH06258394 A JP H06258394A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 プローブのＸＹ座標について、オフセット、
回転、座標軸の伸縮等を含んだ各種の位置ずれを補正す
ることができる可動型プローブを持ったボードテスタの
座標補正方法を実現する。 【構成】 プロービングを行うときにプローブが被検査
基板上に残した打痕の位置を画像計測カメラで計測す
る。位置制御手段に与えた指定座標と、画像計測カメラ
で計測した打痕の座標とを比較し、カメラ座標系とプロ
ーブ座標系間の座標変換式［Ａ］を求める。被検査基板
上の既知の位置に付けた位置補正マークの位置を画像計
測カメラで計測する。位置補正マークの既知座標と、カ
メラで計測した位置補正マークの座標を比較し、カメラ
座標系と基板座標系間の座標変換式［Ｂ］を求める。変
換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座
標系間の座標変換式［Ｃ］を求める。変換式［Ｃ｝を用
いて、プローブ位置の基板座標系に対する位置補正を行
う。
回転、座標軸の伸縮等を含んだ各種の位置ずれを補正す
ることができる可動型プローブを持ったボードテスタの
座標補正方法を実現する。 【構成】 プロービングを行うときにプローブが被検査
基板上に残した打痕の位置を画像計測カメラで計測す
る。位置制御手段に与えた指定座標と、画像計測カメラ
で計測した打痕の座標とを比較し、カメラ座標系とプロ
ーブ座標系間の座標変換式［Ａ］を求める。被検査基板
上の既知の位置に付けた位置補正マークの位置を画像計
測カメラで計測する。位置補正マークの既知座標と、カ
メラで計測した位置補正マークの座標を比較し、カメラ
座標系と基板座標系間の座標変換式［Ｂ］を求める。変
換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座
標系間の座標変換式［Ｃ］を求める。変換式［Ｃ｝を用
いて、プローブ位置の基板座標系に対する位置補正を行
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インサーキットテスタ
においてプローブの位置精度を向上させる方法に関する
ものである。
においてプローブの位置精度を向上させる方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】インサーキットテスタは、被検査基板に
プローブを当て、当てたプローブを介して被検査基板に
テスト信号を与え、このテスト信号に対する応答信号を
もとに被検査基板に形成された回路の良否を判別するも
のである。図３にインサーキットテスタの構成例を示
す。このインサーキットテスタはＸＹテーブルを２個重
ねたものである。ＸＹテーブルを重ねる数は２個以上で
あってもよい。図３で、１は被検査基板、２は被検査基
板１が固定されたテーブル、３1，３2はテーブル２のＸ
軸方向に延びたガイドバー、４1，４2はガイドバー
３1，３2に沿って走行するリニアモータ、５1，５2はリ
ニアモータ４1，４2によりＸ軸方向に移動するアーム、
６1，６2はアーム５1，５2に搭載されていて、駆動機構
（図示せず）によりアーム５に沿ってＹ軸方向に移動す
るヘッド、７1，７2はヘッド６1，６2に設けられてい
て、昇降機構（図示せず）によりＺ軸方向に昇降動作を
して被検査基板１の検査位置にプロービングを行うプロ
ーブである。８1，８2はヘッド６1，６2のＸ軸方向とＹ
軸方向の移動を制御する位置制御手段、９1，９2はプロ
ーブ７1，７2の昇降動作を制御するとともにプローブを
介して被検査基板１との間で信号を授受するプローブ制
御手段、１０は位置制御手段８1，８2とプローブ制御手
段９1，９2と信号を授受してテスタ全体の制御を司るＣ
ＰＵである。
プローブを当て、当てたプローブを介して被検査基板に
テスト信号を与え、このテスト信号に対する応答信号を
もとに被検査基板に形成された回路の良否を判別するも
のである。図３にインサーキットテスタの構成例を示
す。このインサーキットテスタはＸＹテーブルを２個重
ねたものである。ＸＹテーブルを重ねる数は２個以上で
あってもよい。図３で、１は被検査基板、２は被検査基
板１が固定されたテーブル、３1，３2はテーブル２のＸ
軸方向に延びたガイドバー、４1，４2はガイドバー
３1，３2に沿って走行するリニアモータ、５1，５2はリ
ニアモータ４1，４2によりＸ軸方向に移動するアーム、
６1，６2はアーム５1，５2に搭載されていて、駆動機構
（図示せず）によりアーム５に沿ってＹ軸方向に移動す
るヘッド、７1，７2はヘッド６1，６2に設けられてい
て、昇降機構（図示せず）によりＺ軸方向に昇降動作を
して被検査基板１の検査位置にプロービングを行うプロ
ーブである。８1，８2はヘッド６1，６2のＸ軸方向とＹ
軸方向の移動を制御する位置制御手段、９1，９2はプロ
ーブ７1，７2の昇降動作を制御するとともにプローブを
介して被検査基板１との間で信号を授受するプローブ制
御手段、１０は位置制御手段８1，８2とプローブ制御手
段９1，９2と信号を授受してテスタ全体の制御を司るＣ
ＰＵである。
【０００３】このような構成のインサーキットテスタで
は、ＣＰＵ１０は検査位置の座標を指定した指定座標を
位置制御手段８1，８2に与えてプローブ７1，７2をＸ，
Ｙ方向に移動させ、プローブ７1，７2を被検査基板１の
検査位置上に位置決めする。ここで、ＣＰＵ１０はプロ
ーブ制御手段９1，９2に指令を与えてプローブ７1，７2
を降下させて検査位置に当てる。この状態で、被検査基
板１にテスト信号を与え、このテスト信号に対する応答
信号をもとに被検査基板１に形成された回路の良否を判
別する。２つのＸＹテーブルは検査位置に応じて使い分
けられる。
は、ＣＰＵ１０は検査位置の座標を指定した指定座標を
位置制御手段８1，８2に与えてプローブ７1，７2をＸ，
Ｙ方向に移動させ、プローブ７1，７2を被検査基板１の
検査位置上に位置決めする。ここで、ＣＰＵ１０はプロ
ーブ制御手段９1，９2に指令を与えてプローブ７1，７2
を降下させて検査位置に当てる。この状態で、被検査基
板１にテスト信号を与え、このテスト信号に対する応答
信号をもとに被検査基板１に形成された回路の良否を判
別する。２つのＸＹテーブルは検査位置に応じて使い分
けられる。
【０００４】このようなインサーキットテスタで、２つ
のＸＹテーブルに設けられたプローブ７1と７2の先端の
座標が、共通の一致したＸＹ座標になるためには、各Ｘ
Ｙテーブルの機械加工精度や組立精度を高くしなければ
ならない。より高精度な一致を実現するためには位置制
御手段８1，８2側からソフト的な補正を施さなければな
らない。従来、２本のプローブ先端のＸＹ座標を一致さ
せるための補正は、２つのＸＹテーブルの機械的原点を
一致させることによって行っていた。その一致を確認す
る方法としては、目視によるものがあった。また、他の
確認方法としては次のものがあった。すなわち、基準位
置パターンを形成した治具基板を用意し、基準位置パタ
ーンをそれぞれのプローブで走査する。そして、パター
ンとプローブ間の電気的導通の有無を検出して各プロー
ブから見たパターンのエッジ座標を求め、求めたエッジ
座標から２つのプローブ間のＸ，Ｙ座標のオフセットを
算出する。しかし、このような確認方法ではエッジ座標
を求めるためにパターンのエッジ付近に何度もプローブ
を当てるため、エッジ付近が欠けてくる。これによっ
て、パターンに対して正確にプローブが当たらなくな
り、エッジ座標の検出精度が悪くなる。このため、十分
な補正が行われない。また、この確認方法では、ＸＹ座
標のオフセットのみについてしか補正できない。
のＸＹテーブルに設けられたプローブ７1と７2の先端の
座標が、共通の一致したＸＹ座標になるためには、各Ｘ
Ｙテーブルの機械加工精度や組立精度を高くしなければ
ならない。より高精度な一致を実現するためには位置制
御手段８1，８2側からソフト的な補正を施さなければな
らない。従来、２本のプローブ先端のＸＹ座標を一致さ
せるための補正は、２つのＸＹテーブルの機械的原点を
一致させることによって行っていた。その一致を確認す
る方法としては、目視によるものがあった。また、他の
確認方法としては次のものがあった。すなわち、基準位
置パターンを形成した治具基板を用意し、基準位置パタ
ーンをそれぞれのプローブで走査する。そして、パター
ンとプローブ間の電気的導通の有無を検出して各プロー
ブから見たパターンのエッジ座標を求め、求めたエッジ
座標から２つのプローブ間のＸ，Ｙ座標のオフセットを
算出する。しかし、このような確認方法ではエッジ座標
を求めるためにパターンのエッジ付近に何度もプローブ
を当てるため、エッジ付近が欠けてくる。これによっ
て、パターンに対して正確にプローブが当たらなくな
り、エッジ座標の検出精度が悪くなる。このため、十分
な補正が行われない。また、この確認方法では、ＸＹ座
標のオフセットのみについてしか補正できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、プロービング
を行うときにプローブが基板上に残した打痕の位置を画
像計測カメラで計測して基板の座標系とプローブの座標
系との関係を間接的に求め、この関係をもとにプローブ
の位置を補正することにより、プローブの位置を高精度
で補正することができ、しかもプローブのＸＹ座標につ
いて、オフセット、回転、座標軸の伸縮等を含んだ各種
の位置ずれを補正することができるインサーキットテス
タの座標補正方法を実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、プロービング
を行うときにプローブが基板上に残した打痕の位置を画
像計測カメラで計測して基板の座標系とプローブの座標
系との関係を間接的に求め、この関係をもとにプローブ
の位置を補正することにより、プローブの位置を高精度
で補正することができ、しかもプローブのＸＹ座標につ
いて、オフセット、回転、座標軸の伸縮等を含んだ各種
の位置ずれを補正することができるインサーキットテス
タの座標補正方法を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりのイ
ンサーキットテスタの座標補正方法である。 （１）被検査基板をテスタに装着し、位置制御手段によ
りプローブを基板面に沿った２次元方向に移動させ、プ
ローブが被検査基板の検査位置上に位置決めされたとこ
ろでプローブを降下させて被検査基板に当て、当てたプ
ローブを介して被検査基板と信号を授受してテストを行
い、テスト結果から被検査基板に形成した回路の良否を
判別するインサーキットテスタにおいて、プリント基板
の画像を撮影し、撮影画像をもとに画像計測を行う画像
計測カメラを有し、次の工程に従ってプローブの位置を
補正することを特徴とするインサーキットテスタの座標
補正方法。 前記位置制御手段に指定座標を与えてプローブの位置
を定め、定めた位置でプローブを降下させて被検査基板
上に打痕を付ける工程。 の工程で付けた打痕の位置を前記画像計測カメラ
により計測する工程。 前記位置制御手段に与えた指定座標と、前記画像計測
カメラで計測した打痕の座標とを比較し、比較結果か
ら、画像計測カメラの計測座標を定めるカメラ座標系
と、プローブ位置の指定座標を定めるプローブ座標系と
の間の座標変換を行う第１の座標変換式を求める工程。 前記被検査基板上の既知の位置に付けた位置補正マー
クの位置を画像計測カメラにより計測する工程。 前記位置補正マークについての既知の座標と、画像計
測カメラで計測した位置補正マークの座標とを比較し、
比較結果から、前記カメラ座標系と、被検査基板上にお
ける座標を定める基板座標系との間の座標変換を行う第
２の座標変換式を求める工程。 前記第１の座標変換式と第２の座標変換式をもとに、
前記基板座標系とプローブ座標系との間の座標変換を行
う第３の座標変換式を求める工程。 前記第３の座標変換式を用いて、前記位置制御手段に
より定めたプローブの位置の基板座標系に対する位置補
正を行う工程。 （２）前記プローブは複数本設けられ、各プローブ毎に
位置制御手段が設けられていて、各プローブの位置は前
記〜の工程に従って補正されることを特徴とする
（１）記載の方法。
ンサーキットテスタの座標補正方法である。 （１）被検査基板をテスタに装着し、位置制御手段によ
りプローブを基板面に沿った２次元方向に移動させ、プ
ローブが被検査基板の検査位置上に位置決めされたとこ
ろでプローブを降下させて被検査基板に当て、当てたプ
ローブを介して被検査基板と信号を授受してテストを行
い、テスト結果から被検査基板に形成した回路の良否を
判別するインサーキットテスタにおいて、プリント基板
の画像を撮影し、撮影画像をもとに画像計測を行う画像
計測カメラを有し、次の工程に従ってプローブの位置を
補正することを特徴とするインサーキットテスタの座標
補正方法。 前記位置制御手段に指定座標を与えてプローブの位置
を定め、定めた位置でプローブを降下させて被検査基板
上に打痕を付ける工程。 の工程で付けた打痕の位置を前記画像計測カメラ
により計測する工程。 前記位置制御手段に与えた指定座標と、前記画像計測
カメラで計測した打痕の座標とを比較し、比較結果か
ら、画像計測カメラの計測座標を定めるカメラ座標系
と、プローブ位置の指定座標を定めるプローブ座標系と
の間の座標変換を行う第１の座標変換式を求める工程。 前記被検査基板上の既知の位置に付けた位置補正マー
クの位置を画像計測カメラにより計測する工程。 前記位置補正マークについての既知の座標と、画像計
測カメラで計測した位置補正マークの座標とを比較し、
比較結果から、前記カメラ座標系と、被検査基板上にお
ける座標を定める基板座標系との間の座標変換を行う第
２の座標変換式を求める工程。 前記第１の座標変換式と第２の座標変換式をもとに、
前記基板座標系とプローブ座標系との間の座標変換を行
う第３の座標変換式を求める工程。 前記第３の座標変換式を用いて、前記位置制御手段に
より定めたプローブの位置の基板座標系に対する位置補
正を行う工程。 （２）前記プローブは複数本設けられ、各プローブ毎に
位置制御手段が設けられていて、各プローブの位置は前
記〜の工程に従って補正されることを特徴とする
（１）記載の方法。
【０００７】
【作用】このような本発明では、プロービングを行うと
きにプローブが被検査基板上に残した打痕の位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置制御手段に与えた
指定座標と、画像計測カメラで計測した打痕の座標とを
比較する。比較結果から、カメラ座標系とプローブ座標
系との間の座標変換式［Ａ］を求める。次に、被検査基
板上の既知の位置に付けた位置補正マークの位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置補正マークについ
ての既知の座標と、画像計測カメラで計測した位置補正
マークの座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標
系と基板座標系との間の座標変換式［Ｂ］を求める。求
めた座標変換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系と
プローブ座標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そ
して、座標変換式［Ｃ｝を用いて、プローブの位置の基
板座標系に対する位置補正を行う。
きにプローブが被検査基板上に残した打痕の位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置制御手段に与えた
指定座標と、画像計測カメラで計測した打痕の座標とを
比較する。比較結果から、カメラ座標系とプローブ座標
系との間の座標変換式［Ａ］を求める。次に、被検査基
板上の既知の位置に付けた位置補正マークの位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置補正マークについ
ての既知の座標と、画像計測カメラで計測した位置補正
マークの座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標
系と基板座標系との間の座標変換式［Ｂ］を求める。求
めた座標変換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系と
プローブ座標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そ
して、座標変換式［Ｃ｝を用いて、プローブの位置の基
板座標系に対する位置補正を行う。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明にかかる方法の実施に用いるインサーキットテ
スタの構成例を示した図である。図１で図３と同一のも
のは同一符号を付ける。図１に示すインサーキットテス
タではＸＹテーブルが３個設けられている。３番目のＸ
Ｙテーブルにおける構成要素３3、４3、５3、６3は、前
出した構成要素３1，３2、４1，４2、５1，５2、６1，
６2とそれぞれ同一のものである。２０はヘッド６3に取
り付けられた画像計測カメラである。画像計測カメラ２
０は、ブリント基板１の画像を撮影し、撮影した画像を
もとに画像計測を行う。２１は画像計測カメラ２０の撮
影を制御するカメラ制御手段、２２は位置制御手段８1
〜８3、プローブ制御手段９1，９2及びカメラ制御手段
２１と信号を授受してテスタ全体の制御を司るＣＰＵで
ある。２３はＣＰＵ２２からのデータをもとにプローブ
の位置を補正する補正手段である。
は本発明にかかる方法の実施に用いるインサーキットテ
スタの構成例を示した図である。図１で図３と同一のも
のは同一符号を付ける。図１に示すインサーキットテス
タではＸＹテーブルが３個設けられている。３番目のＸ
Ｙテーブルにおける構成要素３3、４3、５3、６3は、前
出した構成要素３1，３2、４1，４2、５1，５2、６1，
６2とそれぞれ同一のものである。２０はヘッド６3に取
り付けられた画像計測カメラである。画像計測カメラ２
０は、ブリント基板１の画像を撮影し、撮影した画像を
もとに画像計測を行う。２１は画像計測カメラ２０の撮
影を制御するカメラ制御手段、２２は位置制御手段８1
〜８3、プローブ制御手段９1，９2及びカメラ制御手段
２１と信号を授受してテスタ全体の制御を司るＣＰＵで
ある。２３はＣＰＵ２２からのデータをもとにプローブ
の位置を補正する補正手段である。
【０００９】このようなインサーキットテスタを用いて
プローブの位置を補正する方法を説明する。プローブ７
1の位置はプローブ制御手段９1に与える指定座標によっ
て定められる。この指定座標を定める座標系をプローブ
座標系とする。プローブ７2の位置も別のプローブ座標
系によって定められる。画像計測カメラ２０の計測座標
も、計測座標の基準になる座標軸に基づいて定められ
る。計測座標を定める座標系をカメラ座標系とする。被
検査基板１上の位置も、基板面上にＸ，Ｙ座標軸を置い
た座標系によって定められる。被検査基板１上の位置を
定める座標系を基板座標系とする。このように視点によ
って、３つの座標系が存在する。本発明では、これら３
つの座標系の間の座標変換式を求めることによってプロ
ーブ位置の補正量を算出する。
プローブの位置を補正する方法を説明する。プローブ７
1の位置はプローブ制御手段９1に与える指定座標によっ
て定められる。この指定座標を定める座標系をプローブ
座標系とする。プローブ７2の位置も別のプローブ座標
系によって定められる。画像計測カメラ２０の計測座標
も、計測座標の基準になる座標軸に基づいて定められ
る。計測座標を定める座標系をカメラ座標系とする。被
検査基板１上の位置も、基板面上にＸ，Ｙ座標軸を置い
た座標系によって定められる。被検査基板１上の位置を
定める座標系を基板座標系とする。このように視点によ
って、３つの座標系が存在する。本発明では、これら３
つの座標系の間の座標変換式を求めることによってプロ
ーブ位置の補正量を算出する。
【００１０】以下に座標変換式を算出する手順の概略を
説明する。位置制御手段に指定座標を与えてプローブの
位置を定め、定めた位置でプローブを降下させてプロー
ビングを行うと、被検査基板上のプロービング位置には
打痕が付けられる。このようにして付けた打痕の位置を
画像計測カメラ２０で計測する。ここで、位置制御手段
に与えた指定座標と、画像計測カメラ２０で計測した打
痕の座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標系と
プローブ座標系との間の座標変換式［Ａ］を求める。次
に、被検査基板上１の既知の位置に予め付けておいた位
置補正マークの位置を画像計測カメラ２０で計測する。
ここで、位置補正マークについての既知の座標と、画像
計測カメラ２０で計測した位置補正マークの座標とを比
較する。比較結果から、カメラ座標系と基板座標系との
間の座標変換式［Ｂ］を求める。求めた座標変換式
［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座標系
との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そして、座標変換
式［Ｃ］を用いて、プローブの位置の基板座標系に対す
る位置補正を行う。上述したように本発明では、カメラ
座標系を媒介として基板座標系とプローブ座標系との間
の座標変換式［Ｃ］を間接的に求め、この座標変換式
［Ｃ］を用いてプローブ位置の補正を行う。座標変換式
［Ａ］はインサーキットテスタ固有の特性であり、イン
サーキットテスタ毎に求める。座標変換式［Ｂ］は、通
常は、個々の基板固有の特性を含んでいるため、基板毎
に求める。ただし、特定種類の基板間で特性の差が無視
できる場合は、各種毎に標準基板について求めた座標変
換式で代表することができる。このような補正を各プロ
ーブ毎に行う。これによって、各プローブの先端の位置
が共通の座標系（基板座標系）に対して補正される。
説明する。位置制御手段に指定座標を与えてプローブの
位置を定め、定めた位置でプローブを降下させてプロー
ビングを行うと、被検査基板上のプロービング位置には
打痕が付けられる。このようにして付けた打痕の位置を
画像計測カメラ２０で計測する。ここで、位置制御手段
に与えた指定座標と、画像計測カメラ２０で計測した打
痕の座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標系と
プローブ座標系との間の座標変換式［Ａ］を求める。次
に、被検査基板上１の既知の位置に予め付けておいた位
置補正マークの位置を画像計測カメラ２０で計測する。
ここで、位置補正マークについての既知の座標と、画像
計測カメラ２０で計測した位置補正マークの座標とを比
較する。比較結果から、カメラ座標系と基板座標系との
間の座標変換式［Ｂ］を求める。求めた座標変換式
［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座標系
との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そして、座標変換
式［Ｃ］を用いて、プローブの位置の基板座標系に対す
る位置補正を行う。上述したように本発明では、カメラ
座標系を媒介として基板座標系とプローブ座標系との間
の座標変換式［Ｃ］を間接的に求め、この座標変換式
［Ｃ］を用いてプローブ位置の補正を行う。座標変換式
［Ａ］はインサーキットテスタ固有の特性であり、イン
サーキットテスタ毎に求める。座標変換式［Ｂ］は、通
常は、個々の基板固有の特性を含んでいるため、基板毎
に求める。ただし、特定種類の基板間で特性の差が無視
できる場合は、各種毎に標準基板について求めた座標変
換式で代表することができる。このような補正を各プロ
ーブ毎に行う。これによって、各プローブの先端の位置
が共通の座標系（基板座標系）に対して補正される。
【００１１】次に、座標変換式を算出する手順を具体的
な式を例にとって説明する。まず、プローブの位置を補
正する必要性について説明する。被検査基板をテスタに
装着し、正しい検査位置の指定座標を位置制御手段に与
えても、下記の要因により、プローブの位置と検査位置
との間に位置ずれが生じる。 （１）テスタのＸＹテーブルの座標の歪み （２）テスタのプロービング位置の再現性の誤差 （３）被検査基板の厚さ及び反りに起因するプロービン
グ位置のずれ （４）被検査基板の伸縮とパターンの位置ずれ （５）被検査基板の装着時における基準位置からのずれ これらの要因のうち、（１）はテスタ固有の要因であ
り、比較的長期間にわたって固定的である。（２）もテ
スタ固有の要因であるが、位置ずれの量は不規則な値で
プロービングの都度変化する。（３）〜（５）はテスト
する基板が決まってテスタに固定されれば、検査が終わ
るまで変化の少ない要因である。（２）以外の要因によ
る位置ずれは、予め何らかの方法で、その特性や量が分
かっていれば、補正できる。（３）の要因のうち基板の
厚さは予め分っているため補正できる。しかし、基板の
反りは一般に不規則であり、２つの画像計測カメラを使
って予めレベル測定をしない限り予知できない。基板の
反りが無視でき、（１），（４）及び（５）の要因が、
座標軸の回転、スケールの一様な伸縮及び原点のオフセ
ットの組み合わせに帰着できれば、位置ずれは座標の線
形変換により補正できる。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標の変換特性が非線形特性をもっていても、非線
形の変化がなだらかであれば、全ワークエリアを適当に
分割した小区域では線形性を保証できる。
な式を例にとって説明する。まず、プローブの位置を補
正する必要性について説明する。被検査基板をテスタに
装着し、正しい検査位置の指定座標を位置制御手段に与
えても、下記の要因により、プローブの位置と検査位置
との間に位置ずれが生じる。 （１）テスタのＸＹテーブルの座標の歪み （２）テスタのプロービング位置の再現性の誤差 （３）被検査基板の厚さ及び反りに起因するプロービン
グ位置のずれ （４）被検査基板の伸縮とパターンの位置ずれ （５）被検査基板の装着時における基準位置からのずれ これらの要因のうち、（１）はテスタ固有の要因であ
り、比較的長期間にわたって固定的である。（２）もテ
スタ固有の要因であるが、位置ずれの量は不規則な値で
プロービングの都度変化する。（３）〜（５）はテスト
する基板が決まってテスタに固定されれば、検査が終わ
るまで変化の少ない要因である。（２）以外の要因によ
る位置ずれは、予め何らかの方法で、その特性や量が分
かっていれば、補正できる。（３）の要因のうち基板の
厚さは予め分っているため補正できる。しかし、基板の
反りは一般に不規則であり、２つの画像計測カメラを使
って予めレベル測定をしない限り予知できない。基板の
反りが無視でき、（１），（４）及び（５）の要因が、
座標軸の回転、スケールの一様な伸縮及び原点のオフセ
ットの組み合わせに帰着できれば、位置ずれは座標の線
形変換により補正できる。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標の変換特性が非線形特性をもっていても、非線
形の変化がなだらかであれば、全ワークエリアを適当に
分割した小区域では線形性を保証できる。
【００１２】座標の線形変換の一般式と変換定数につい
て説明する。ｘ−ｙ座標系からＸ−Ｙ座標系への線形変
換の一般式は次のとおりになる。
て説明する。ｘ−ｙ座標系からＸ−Ｙ座標系への線形変
換の一般式は次のとおりになる。
【数１】 （１）式のａ〜ｆは変換定数である。Ｘ−Ｙ座標系から
見たｘ−ｙ座標系の原点の座標を（Ｘ0，Ｙ0）とする
と、Ｘ 0＝ｃ，Ｙ0＝ｆである。逆に、ｘ−ｙ座標系から
見たＸ−Ｙ座標系の原点の座標を（ｘ0，ｙ0）は次式の
解で与えられる。
見たｘ−ｙ座標系の原点の座標を（Ｘ0，Ｙ0）とする
と、Ｘ 0＝ｃ，Ｙ0＝ｆである。逆に、ｘ−ｙ座標系から
見たＸ−Ｙ座標系の原点の座標を（ｘ0，ｙ0）は次式の
解で与えられる。
【数２】 従って、（１）式は次式で表すことができる。
【数３】 または、次式で表すこともできる。
【数４】 ここで、変換定数ａ〜ｆは、ｘ−ｙ座標系の点（ｘi，
ｙi）に対応するＸ−Ｙ座標系の点（Ｘi，Ｙi）を３組
与えれば、次式の連立方程式から求められる。連立方程
式の解が求められるために、３組の座標は一直線上にな
い座標である。
ｙi）に対応するＸ−Ｙ座標系の点（Ｘi，Ｙi）を３組
与えれば、次式の連立方程式から求められる。連立方程
式の解が求められるために、３組の座標は一直線上にな
い座標である。
【数５】 または、次のように表すこともできる。
【数６】 ここで、
【数７】 を変換マトリクスと称する。
【００１３】次に、直交座標系の軸の回転とスケールの
変更を行った場合における座標変換式について説明す
る。ｘ−ｙ座標系の原点を中心にして、ｘ軸及びｙ軸を
反時計方向にそれぞれφラジアン及びηラジアンだけ回
転した上で、各軸のスケールをそれぞれα倍及びβ倍し
た座標系をＸ−Ｙ座標系とすると、前出の変換定数ａ〜
ｆは次のとおりになる。
変更を行った場合における座標変換式について説明す
る。ｘ−ｙ座標系の原点を中心にして、ｘ軸及びｙ軸を
反時計方向にそれぞれφラジアン及びηラジアンだけ回
転した上で、各軸のスケールをそれぞれα倍及びβ倍し
た座標系をＸ−Ｙ座標系とすると、前出の変換定数ａ〜
ｆは次のとおりになる。
【数８】 回転角φとηが微小なときは、（７）式は次式で近似で
きる。
きる。
【数９】 この変換に座標原点のオフセットを考慮した変換式は、
（３）式または（４）式で与えられる。
（３）式または（４）式で与えられる。
【００１４】次に、線形座標系相互間の座標変換につい
て説明する。ある共通の基準座標系ｘ−ｙから他の線形
座標系Ｘ1−Ｙ1及びＸ2−Ｙ2への変換式が次式で与えら
れるとする。
て説明する。ある共通の基準座標系ｘ−ｙから他の線形
座標系Ｘ1−Ｙ1及びＸ2−Ｙ2への変換式が次式で与えら
れるとする。
【数１０】 （ｘ10，ｙ10）：座標系ｘ−ｙから見た座標系Ｘ1−Ｙ1
の原点座標 （ｘ20，ｙ20）：座標系ｘ−ｙから見た座標系Ｘ2−Ｙ2
の原点座標 このとき、座標系Ｘ1−Ｙ1から座標系Ｘ2−Ｙ2への変換
式は次式で与えられる。
の原点座標 （ｘ20，ｙ20）：座標系ｘ−ｙから見た座標系Ｘ2−Ｙ2
の原点座標 このとき、座標系Ｘ1−Ｙ1から座標系Ｘ2−Ｙ2への変換
式は次式で与えられる。
【数１１】 （Ｘ10，Ｙ10）：座標系Ｘ1−Ｙ1から見た座標系Ｘ2−
Ｙ2の原点座標 （Ｘ20，Ｙ20）：座標系Ｘ2−Ｙ2から見た座標系Ｘ1−
Ｙ1の原点座標 ここで、注意すべきことは、基準座標系ｘ−ｙが異なれ
ば（Ａ），（Ｂ）は変化するが、（Ｃ）及び（Ｘ10，Ｙ
10），（Ｘ20，Ｙ20）は変わらないことである。本発明
は上述した座標変換の理論を応用して座標変換を行う。
Ｙ2の原点座標 （Ｘ20，Ｙ20）：座標系Ｘ2−Ｙ2から見た座標系Ｘ1−
Ｙ1の原点座標 ここで、注意すべきことは、基準座標系ｘ−ｙが異なれ
ば（Ａ），（Ｂ）は変化するが、（Ｃ）及び（Ｘ10，Ｙ
10），（Ｘ20，Ｙ20）は変わらないことである。本発明
は上述した座標変換の理論を応用して座標変換を行う。
【００１５】本発明による座標変換の手順を説明する。
まず、カメラ座標系からプローブ座標系への座標変換式
を求める手順を説明する。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標変換特性が非線形特性をもっていても、非線形
の変化がなだらかで小さければ、全ワークエリアを適当
にｎ×ｍ（ただし、ｎ，ｍは整数）分割すると、各分割
区域内では座標変換特性を線形化できることは既に述べ
た。いま、全ワークエリアをカバーする大きさの基板
に、上記の区域分割を施し、任意の点、例えば点Ｐ0,0
を原点にして分割点の座標値を付けたものを基準ボード
として用意する。基準ボード上の分割区域の一例を図２
に示す。図２で、Ｓiは分割区域、Ｐi，j，Ｐi+1,j，Ｐ
i+1,j+1は分割点である。図２に示す分割区域Ｓiにて、
座標値が既知になった基準点を３点設け、これらの基準
点の位置を画像計測カメラとプローブで読み取れば、基
準ボードの座標系からカメラ座標系への変換定数、及
び、基準ボードの座標系からプローブ座標系への変換定
数が（６）式を用いて求められる。基準ボードの座標系
をｘ−ｙ、カメラ座標系をＸC−ＹC、プローブ座標系を
Ｘ p−Ｙpとする。基準ボードの座標系からカメラ座標系
への変換マトリクスを（Ｃi）、基準ボードの座標系か
らプローブ座標系への変換マトリクスを（Ｐi）とし、
カメラ座標系からプローブ座標系への変換マトリクスを
（Ｍi）とすれば変換式は次のとおりになる。
まず、カメラ座標系からプローブ座標系への座標変換式
を求める手順を説明する。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標変換特性が非線形特性をもっていても、非線形
の変化がなだらかで小さければ、全ワークエリアを適当
にｎ×ｍ（ただし、ｎ，ｍは整数）分割すると、各分割
区域内では座標変換特性を線形化できることは既に述べ
た。いま、全ワークエリアをカバーする大きさの基板
に、上記の区域分割を施し、任意の点、例えば点Ｐ0,0
を原点にして分割点の座標値を付けたものを基準ボード
として用意する。基準ボード上の分割区域の一例を図２
に示す。図２で、Ｓiは分割区域、Ｐi，j，Ｐi+1,j，Ｐ
i+1,j+1は分割点である。図２に示す分割区域Ｓiにて、
座標値が既知になった基準点を３点設け、これらの基準
点の位置を画像計測カメラとプローブで読み取れば、基
準ボードの座標系からカメラ座標系への変換定数、及
び、基準ボードの座標系からプローブ座標系への変換定
数が（６）式を用いて求められる。基準ボードの座標系
をｘ−ｙ、カメラ座標系をＸC−ＹC、プローブ座標系を
Ｘ p−Ｙpとする。基準ボードの座標系からカメラ座標系
への変換マトリクスを（Ｃi）、基準ボードの座標系か
らプローブ座標系への変換マトリクスを（Ｐi）とし、
カメラ座標系からプローブ座標系への変換マトリクスを
（Ｍi）とすれば変換式は次のとおりになる。
【数１２】 （ｘC0，ｙC0）：基準ボードの座標系ｘ−ｙから見たカ
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 （ｘp0，ｙp0）：基準ボードの座標系ｘ−ｙから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸCp0，ＹCp0）：カメラ座標系ＸC−ＹCから見たプロ
ーブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpC0，ＹpC0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見たカ
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 変換マトリクス（Ｃi）と（Ｐi）は、インサーキットテ
スタのＸＹテーブルの線形歪みを基準座標に基づいて補
正するための変換定数を与えるものである。そして、基
準ボード上の（Ｃi）と（Ｐi）の変化は、ＸＹテーブル
の非線形特性を表す。ここで注意すべきことは、カメラ
座標系からプローブ座標系への変換マトリクス（Ｍi）
に含まれた変換定数は、各分割区域毎に設けた３つの基
準点の位置を、基準ボードの座標系の座標値を介さず
に、カメラ座標系とプローブ座標系で読み取った座標値
をもとに求められることである。すなわち、各分割区域
毎に３つの指定座標を位置制御手段に与えて、プローブ
の先端で被検査基板をヒットする。このときに被検査基
板に付けられた打痕の位置を画像計測カメラで計測す
る。この計測座標値と、指定座標の値とを対応させるこ
とによって変換マトリクス（Ｍi）の各変換定数が求め
られる。
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 （ｘp0，ｙp0）：基準ボードの座標系ｘ−ｙから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸCp0，ＹCp0）：カメラ座標系ＸC−ＹCから見たプロ
ーブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpC0，ＹpC0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見たカ
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 変換マトリクス（Ｃi）と（Ｐi）は、インサーキットテ
スタのＸＹテーブルの線形歪みを基準座標に基づいて補
正するための変換定数を与えるものである。そして、基
準ボード上の（Ｃi）と（Ｐi）の変化は、ＸＹテーブル
の非線形特性を表す。ここで注意すべきことは、カメラ
座標系からプローブ座標系への変換マトリクス（Ｍi）
に含まれた変換定数は、各分割区域毎に設けた３つの基
準点の位置を、基準ボードの座標系の座標値を介さず
に、カメラ座標系とプローブ座標系で読み取った座標値
をもとに求められることである。すなわち、各分割区域
毎に３つの指定座標を位置制御手段に与えて、プローブ
の先端で被検査基板をヒットする。このときに被検査基
板に付けられた打痕の位置を画像計測カメラで計測す
る。この計測座標値と、指定座標の値とを対応させるこ
とによって変換マトリクス（Ｍi）の各変換定数が求め
られる。
【００１６】次に、基板座標系からカメラ座標系への座
標変換式を求める手順を説明する。被検査基板上の既知
の位置に位置補正マークを予め設けておく。位置補正マ
ークの位置を画像計測カメラで計測する。この計測座標
値と、既知になった位置補正マークの座標値を各位置補
正マーク毎に対応させることによって基板座標系からカ
メラ座標系への変換マトリクスの各変換定数が求められ
る。式を用いて説明する。位置補正マークの基板座標系
における座標値を（ＸBm，ＹBm）（ただし、ｍ＝１，
２，３）とする。この座標値は既知である。画像計測カ
メラで計測した位置補正マークの座標値を（ＸCm，
ＹCm）とする。基板座標系からカメラ座標系への変換マ
トリクスの各変換定数は（６）式から求められる。変換
マトリクスを（Ｃ B）とすると、変換式は次式のとおり
になる。
標変換式を求める手順を説明する。被検査基板上の既知
の位置に位置補正マークを予め設けておく。位置補正マ
ークの位置を画像計測カメラで計測する。この計測座標
値と、既知になった位置補正マークの座標値を各位置補
正マーク毎に対応させることによって基板座標系からカ
メラ座標系への変換マトリクスの各変換定数が求められ
る。式を用いて説明する。位置補正マークの基板座標系
における座標値を（ＸBm，ＹBm）（ただし、ｍ＝１，
２，３）とする。この座標値は既知である。画像計測カ
メラで計測した位置補正マークの座標値を（ＸCm，
ＹCm）とする。基板座標系からカメラ座標系への変換マ
トリクスの各変換定数は（６）式から求められる。変換
マトリクスを（Ｃ B）とすると、変換式は次式のとおり
になる。
【数１３】 この変換式は、同時に基板座標系からカメラ座標系への
補正の変換式でもある。位置補正マークの数により補正
できる内容は次のように制限される。 １マークのとき：１）基板の原点シフトのみ ２マークのとき：２）基板の原点シフト、一様な伸縮及
び回転のみ ３）基板の原点シフトと異方性をもった伸縮のみ等 ３マークのとき：４）線形歪み一般 上記の各場合において、変換マトリクス（ＣB）は次の
とおりになる。
補正の変換式でもある。位置補正マークの数により補正
できる内容は次のように制限される。 １マークのとき：１）基板の原点シフトのみ ２マークのとき：２）基板の原点シフト、一様な伸縮及
び回転のみ ３）基板の原点シフトと異方性をもった伸縮のみ等 ３マークのとき：４）線形歪み一般 上記の各場合において、変換マトリクス（ＣB）は次の
とおりになる。
【数１４】 従って、必要な数の位置補正マークが適切に配置され、
位置補正マークの基板座標系における座標値が既知にな
っている場合、同じ位置補正マークの位置を画像計測カ
メラで計測すれば、計測座標に対応した既知の座標値が
得られるため、変換マトリクス（ＣB）の各変換定数は
（６）式の解から求められる。
位置補正マークの基板座標系における座標値が既知にな
っている場合、同じ位置補正マークの位置を画像計測カ
メラで計測すれば、計測座標に対応した既知の座標値が
得られるため、変換マトリクス（ＣB）の各変換定数は
（６）式の解から求められる。
【００１７】ここで、基板座標系からプローブ座標系へ
の座標変換式を求める手順を説明する。（２０）式を
（１６）式に代入すれば、基板座標系からプローブ座標
系への変換マトリクス（Ｈi）は次のとおりになる。
の座標変換式を求める手順を説明する。（２０）式を
（１６）式に代入すれば、基板座標系からプローブ座標
系への変換マトリクス（Ｈi）は次のとおりになる。
【数１５】 （ＸBp0，ＹBp0）：プローブ座標系ＸB−ＹBから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpB0，ＹpB0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見た基
板座標系ＸB−ＹBの原点座標 このようにして求めた変換マトリクス（Ｈi）は、基板
座標系からプローブ座標系への総合変換を行うための変
換マトリクスである。この変換マトリクスを用いれば、
プローブの位置をインサーキットテスタの基板座標系に
対して補正することができる。このような補正を各プロ
ーブ毎に行う。各ＸＹテーブルが持っているプローブの
先端位置が共通の座標系（基板座標系）に対して補正さ
れる。
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpB0，ＹpB0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見た基
板座標系ＸB−ＹBの原点座標 このようにして求めた変換マトリクス（Ｈi）は、基板
座標系からプローブ座標系への総合変換を行うための変
換マトリクスである。この変換マトリクスを用いれば、
プローブの位置をインサーキットテスタの基板座標系に
対して補正することができる。このような補正を各プロ
ーブ毎に行う。各ＸＹテーブルが持っているプローブの
先端位置が共通の座標系（基板座標系）に対して補正さ
れる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 本発明では、プロービングを行うときにプローブが基
板上に残した打痕の位置を画像計測カメラで計測するこ
とにより、カメラ座標系とプローブ座標系との間の座標
変換式［Ａ］を求める。また、基板の既知の位置に付け
た位置補正マークの位置を画像計測カメラで計測するこ
とにより、カメラ座標系と基板座標系との間の座標変換
式［Ｂ］を求める。このようにして求めた２つの座標変
換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座
標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そして、求め
た座標変換式［Ｃ］を使って、プローブの先端位置の基
板座標系に対する補正を行う。プローブを当てる回数は
座標変換式に含まれた変換定数の数だけでよい。これに
よって、プローブにより基板のパターンが欠けることが
ないため、正確にプローブを当ることができ、高精度に
位置補正をすることができる。しかもプローブのＸＹ座
標について、オフセット、回転、座標軸の伸縮等を含ん
だ各種の位置ずれを補正することができる。 基板に対して非接触な画像計測カメラを用いて位置を
計測しているため、基板パターンやプローブ先端の損傷
や磨耗を生じることなく位置補正を行うことができる。
板上に残した打痕の位置を画像計測カメラで計測するこ
とにより、カメラ座標系とプローブ座標系との間の座標
変換式［Ａ］を求める。また、基板の既知の位置に付け
た位置補正マークの位置を画像計測カメラで計測するこ
とにより、カメラ座標系と基板座標系との間の座標変換
式［Ｂ］を求める。このようにして求めた２つの座標変
換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座
標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そして、求め
た座標変換式［Ｃ］を使って、プローブの先端位置の基
板座標系に対する補正を行う。プローブを当てる回数は
座標変換式に含まれた変換定数の数だけでよい。これに
よって、プローブにより基板のパターンが欠けることが
ないため、正確にプローブを当ることができ、高精度に
位置補正をすることができる。しかもプローブのＸＹ座
標について、オフセット、回転、座標軸の伸縮等を含ん
だ各種の位置ずれを補正することができる。 基板に対して非接触な画像計測カメラを用いて位置を
計測しているため、基板パターンやプローブ先端の損傷
や磨耗を生じることなく位置補正を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】基準ボード上に設けた分割区域の一例を示した
図である。
図である。
【図３】インサーキットテスタの従来例の構成図であ
る。
る。
１ 被検査基板 ２ テーブル ３1〜３3 ガイドバー ４1〜４3 リニアモータ ５1〜５3 アーム ６1〜６3 ヘッド ７1，７2 プローブ ８1〜８3 位置制御手段 ９1，９2 プローブ制御手段 ２０ 画像計測カメラ ２１ カメラ制御手段 ２２ ＣＰＵ ２３ 補正手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 可動型プローブを持ったボードテスタ
の座標補正方法
の座標補正方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可動型プローブを持っ
たボードテスタにおいてプローブの位置精度を向上させ
る方法に関するものである。
たボードテスタにおいてプローブの位置精度を向上させ
る方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】可動型プローブを持ったボードテスタの
一例としてインサーキットテスタがある。インサーキッ
トテスタは、被検査基板にプローブを当て、当てたプロ
ーブを介して被検査基板にテスト信号を与え、このテス
ト信号に対する応答信号をもとに被検査基板に形成され
た回路の良否を判別するものである。図３にインサーキ
ットテスタの構成例を示す。このインサーキットテスタ
はＸＹテーブルを２個重ねたものである。ＸＹテーブル
を重ねる数は２個以上であってもよい。図３で、１は被
検査基板、２は被検査基板１が固定されたテーブル、３
1，３2はテーブル２のＸ軸方向に延びたガイドバー、４
1，４2はガイドバー３1，３2に沿って走行するリニアモ
ータ、５1，５2はリニアモータ４1，４2によりＸ軸方向
に移動するアーム、６1，６2はアーム５1，５2に搭載さ
れていて、駆動機構（図示せず）によりアーム５に沿っ
てＹ軸方向に移動するヘッド、７1，７2はヘッド６1，
６2に設けられていて、昇降機構（図示せず）によりＺ
軸方向に昇降動作をして被検査基板１の検査位置にプロ
ービングを行うプローブである。８1，８2はヘッド
６1，６2のＸ軸方向とＹ軸方向の移動を制御する位置制
御手段、９1，９2はプローブ７1，７2の昇降動作を制御
するとともにプローブを介して被検査基板１との間で信
号を授受するプローブ制御手段、１０は位置制御手段８
1，８2とプローブ制御手段９1，９2と信号を授受してテ
スタ全体の制御を司るＣＰＵである。
一例としてインサーキットテスタがある。インサーキッ
トテスタは、被検査基板にプローブを当て、当てたプロ
ーブを介して被検査基板にテスト信号を与え、このテス
ト信号に対する応答信号をもとに被検査基板に形成され
た回路の良否を判別するものである。図３にインサーキ
ットテスタの構成例を示す。このインサーキットテスタ
はＸＹテーブルを２個重ねたものである。ＸＹテーブル
を重ねる数は２個以上であってもよい。図３で、１は被
検査基板、２は被検査基板１が固定されたテーブル、３
1，３2はテーブル２のＸ軸方向に延びたガイドバー、４
1，４2はガイドバー３1，３2に沿って走行するリニアモ
ータ、５1，５2はリニアモータ４1，４2によりＸ軸方向
に移動するアーム、６1，６2はアーム５1，５2に搭載さ
れていて、駆動機構（図示せず）によりアーム５に沿っ
てＹ軸方向に移動するヘッド、７1，７2はヘッド６1，
６2に設けられていて、昇降機構（図示せず）によりＺ
軸方向に昇降動作をして被検査基板１の検査位置にプロ
ービングを行うプローブである。８1，８2はヘッド
６1，６2のＸ軸方向とＹ軸方向の移動を制御する位置制
御手段、９1，９2はプローブ７1，７2の昇降動作を制御
するとともにプローブを介して被検査基板１との間で信
号を授受するプローブ制御手段、１０は位置制御手段８
1，８2とプローブ制御手段９1，９2と信号を授受してテ
スタ全体の制御を司るＣＰＵである。
【０００３】このような構成のインサーキットテスタで
は、ＣＰＵ１０は検査位置の座標を指定した指定座標を
位置制御手段８1，８2に与えてプローブ７1，７2をＸ，
Ｙ方向に移動させ、プローブ７1，７2を被検査基板１の
検査位置上に位置決めする。ここで、ＣＰＵ１０はプロ
ーブ制御手段９1，９2に指令を与えてプローブ７1，７2
を降下させて検査位置に当てる。この状態で、被検査基
板１にテスト信号を与え、このテスト信号に対する応答
信号をもとに被検査基板１に形成された回路の良否を判
別する。２つのＸＹテーブルは検査位置に応じて使い分
けられる。
は、ＣＰＵ１０は検査位置の座標を指定した指定座標を
位置制御手段８1，８2に与えてプローブ７1，７2をＸ，
Ｙ方向に移動させ、プローブ７1，７2を被検査基板１の
検査位置上に位置決めする。ここで、ＣＰＵ１０はプロ
ーブ制御手段９1，９2に指令を与えてプローブ７1，７2
を降下させて検査位置に当てる。この状態で、被検査基
板１にテスト信号を与え、このテスト信号に対する応答
信号をもとに被検査基板１に形成された回路の良否を判
別する。２つのＸＹテーブルは検査位置に応じて使い分
けられる。
【０００４】このようなインサーキットテスタで、２つ
のＸＹテーブルに設けられたプローブ７1と７2の先端の
座標が、共通の一致したＸＹ座標になるためには、各Ｘ
Ｙテーブルの機械加工精度や組立精度を高くしなければ
ならない。より高精度な一致を実現するためには位置制
御手段８1，８2側からソフト的な補正を施さなければな
らない。従来、２本のプローブ先端のＸＹ座標を一致さ
せるための補正は、２つのＸＹテーブルの機械的原点を
一致させることによって行っていた。その一致を確認す
る方法としては、目視によるものがあった。また、他の
確認方法としては次のものがあった。すなわち、基準位
置パターンを形成した治具基板を用意し、基準位置パタ
ーンをそれぞれのプローブで走査する。そして、パター
ンとプローブ間の電気的導通の有無を検出して各プロー
ブから見たパターンのエッジ座標を求め、求めたエッジ
座標から２つのプローブ間のＸ，Ｙ座標のオフセットを
算出する。しかし、このような確認方法ではエッジ座標
を求めるためにパターンのエッジ付近に何度もプローブ
を当てるため、エッジ付近が欠けてくる。これによっ
て、パターンに対して正確にプローブが当たらなくな
り、エッジ座標の検出精度が悪くなる。このため、十分
な補正が行われない。また、この確認方法では、ＸＹ座
標のオフセットのみについてしか補正できない。
のＸＹテーブルに設けられたプローブ７1と７2の先端の
座標が、共通の一致したＸＹ座標になるためには、各Ｘ
Ｙテーブルの機械加工精度や組立精度を高くしなければ
ならない。より高精度な一致を実現するためには位置制
御手段８1，８2側からソフト的な補正を施さなければな
らない。従来、２本のプローブ先端のＸＹ座標を一致さ
せるための補正は、２つのＸＹテーブルの機械的原点を
一致させることによって行っていた。その一致を確認す
る方法としては、目視によるものがあった。また、他の
確認方法としては次のものがあった。すなわち、基準位
置パターンを形成した治具基板を用意し、基準位置パタ
ーンをそれぞれのプローブで走査する。そして、パター
ンとプローブ間の電気的導通の有無を検出して各プロー
ブから見たパターンのエッジ座標を求め、求めたエッジ
座標から２つのプローブ間のＸ，Ｙ座標のオフセットを
算出する。しかし、このような確認方法ではエッジ座標
を求めるためにパターンのエッジ付近に何度もプローブ
を当てるため、エッジ付近が欠けてくる。これによっ
て、パターンに対して正確にプローブが当たらなくな
り、エッジ座標の検出精度が悪くなる。このため、十分
な補正が行われない。また、この確認方法では、ＸＹ座
標のオフセットのみについてしか補正できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、プロービング
を行うときにプローブが基板上に残した打痕の位置を画
像計測カメラで計測して基板の座標系とプローブの座標
系との関係を間接的に求め、この関係をもとにプローブ
の位置を補正することにより、プローブの位置を高精度
で補正することができ、しかもプローブのＸＹ座標につ
いて、オフセット、回転、座標軸の伸縮等を含んだ各種
の位置ずれを補正することができる可動型プローブを持
ったボードテスタの座標補正方法を実現することを目的
とする。
点を解決するためになされたものであり、プロービング
を行うときにプローブが基板上に残した打痕の位置を画
像計測カメラで計測して基板の座標系とプローブの座標
系との関係を間接的に求め、この関係をもとにプローブ
の位置を補正することにより、プローブの位置を高精度
で補正することができ、しかもプローブのＸＹ座標につ
いて、オフセット、回転、座標軸の伸縮等を含んだ各種
の位置ずれを補正することができる可動型プローブを持
ったボードテスタの座標補正方法を実現することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次のとおりの補
正方法である。 （１）被検査基板をテスタに装着し、位置制御手段によ
りプローブを基板面に沿った２次元方向に移動させ、プ
ローブが被検査基板の検査位置上に位置決めされたとこ
ろでプローブを降下させて被検査基板に当て、被検査基
板のテストを行う可動型プローブを持ったボードテスタ
の座標補正方法において、プリント基板の画像を撮影
し、撮影画像をもとに画像計測を行う画像計測カメラを
有し、次の工程に従ってプローブの位置を補正すること
を特徴とする可動型プローブを持ったボードテスタの座
標補正方法。 前記位置制御手段に指定座標を与えてプローブの位置
を定め、定めた位置でプローブを降下させて所定の基板
上に打痕を付ける工程。 の工程で付けた打痕の位置を前記画像計測カメラ
により計測する工程。 前記位置制御手段に与えた指定座標と、前記画像計測
カメラで計測した打痕の座標とを比較し、比較結果か
ら、画像計測カメラの計測座標を定めるカメラ座標系
と、プローブ位置の指定座標を定めるプローブ座標系と
の間の座標変換を行う第１の座標変換式を求める工程。被検査基板 上の既知の位置に付けた位置補正マークの
位置を画像計測カメラにより計測する工程。位置補正マーク についての既知の座標と、画像計測カ
メラで計測した位置補正マークの座標とを比較し、比較
結果から、前記カメラ座標系と、被検査基板上における
座標を定める基板座標系との間の座標変換を行う第２の
座標変換式を求める工程。 前記第１の座標変換式と第２の座標変換式をもとに、
前記基板座標系とプローブ座標系との間の座標変換を行
う第３の座標変換式を求める工程。 前記第３の座標変換式を用いて、前記位置制御手段に
より定めたプローブの位置の基板座標系に対する位置補
正を行う工程。 （２）前記プローブは複数本設けられ、各プローブ毎に
位置制御手段が設けられていて、各プローブの位置は前
記〜の工程に従って補正されることを特徴とする
（１）記載の方法。
正方法である。 （１）被検査基板をテスタに装着し、位置制御手段によ
りプローブを基板面に沿った２次元方向に移動させ、プ
ローブが被検査基板の検査位置上に位置決めされたとこ
ろでプローブを降下させて被検査基板に当て、被検査基
板のテストを行う可動型プローブを持ったボードテスタ
の座標補正方法において、プリント基板の画像を撮影
し、撮影画像をもとに画像計測を行う画像計測カメラを
有し、次の工程に従ってプローブの位置を補正すること
を特徴とする可動型プローブを持ったボードテスタの座
標補正方法。 前記位置制御手段に指定座標を与えてプローブの位置
を定め、定めた位置でプローブを降下させて所定の基板
上に打痕を付ける工程。 の工程で付けた打痕の位置を前記画像計測カメラ
により計測する工程。 前記位置制御手段に与えた指定座標と、前記画像計測
カメラで計測した打痕の座標とを比較し、比較結果か
ら、画像計測カメラの計測座標を定めるカメラ座標系
と、プローブ位置の指定座標を定めるプローブ座標系と
の間の座標変換を行う第１の座標変換式を求める工程。被検査基板 上の既知の位置に付けた位置補正マークの
位置を画像計測カメラにより計測する工程。位置補正マーク についての既知の座標と、画像計測カ
メラで計測した位置補正マークの座標とを比較し、比較
結果から、前記カメラ座標系と、被検査基板上における
座標を定める基板座標系との間の座標変換を行う第２の
座標変換式を求める工程。 前記第１の座標変換式と第２の座標変換式をもとに、
前記基板座標系とプローブ座標系との間の座標変換を行
う第３の座標変換式を求める工程。 前記第３の座標変換式を用いて、前記位置制御手段に
より定めたプローブの位置の基板座標系に対する位置補
正を行う工程。 （２）前記プローブは複数本設けられ、各プローブ毎に
位置制御手段が設けられていて、各プローブの位置は前
記〜の工程に従って補正されることを特徴とする
（１）記載の方法。
【０００７】
【作用】このような本発明では、プロービングを行うと
きにプローブが所定の基板上に残した打痕の位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置制御手段に与えた
指定座標と、画像計測カメラで計測した打痕の座標とを
比較する。比較結果から、カメラ座標系とプローブ座標
系との間の座標変換式［Ａ］を求める。次に、被検査基
板上の既知の位置に付けた位置補正マークの位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置補正マークについ
ての既知の座標と、画像計測カメラで計測した位置補正
マークの座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標
系と基板座標系との間の座標変換式［Ｂ］を求める。求
めた座標変換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系と
プローブ座標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そ
して、座標変換式［Ｃ］を用いて、プローブの位置の基
板座標系に対する位置補正を行う。
きにプローブが所定の基板上に残した打痕の位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置制御手段に与えた
指定座標と、画像計測カメラで計測した打痕の座標とを
比較する。比較結果から、カメラ座標系とプローブ座標
系との間の座標変換式［Ａ］を求める。次に、被検査基
板上の既知の位置に付けた位置補正マークの位置を画像
計測カメラで計測する。ここで、位置補正マークについ
ての既知の座標と、画像計測カメラで計測した位置補正
マークの座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標
系と基板座標系との間の座標変換式［Ｂ］を求める。求
めた座標変換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系と
プローブ座標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そ
して、座標変換式［Ｃ］を用いて、プローブの位置の基
板座標系に対する位置補正を行う。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明にかかる方法の実施に用いるポードテスタの構
成例を示した図である。図１ではポードテスタの一例と
してインサーキットテスタを示している。図１で図３と
同一のものは同一符号を付ける。図１に示すインサーキ
ットテスタではＸＹテーブルが３個設けられている。３
番目のＸＹテーブルにおける構成要素３3、４3、５3、
６3は、前出した構成要素３1，３2、４1，４2、５1，５
2、６1，６2とそれぞれ同一のものである。２０はヘッ
ド６3に取り付けられた画像計測カメラである。画像計
測カメラ２０は、ブリント基板１の画像を撮影し、撮影
した画像をもとに画像計測を行う。２１は画像計測カメ
ラ２０の撮影を制御するカメラ制御手段、２２は位置制
御手段８1〜８3、プローブ制御手段９1，９2及びカメラ
制御手段２１と信号を授受してテスタ全体の制御を司る
ＣＰＵである。２３はＣＰＵ２２からのデータをもとに
プローブの位置を補正する補正手段である。
は本発明にかかる方法の実施に用いるポードテスタの構
成例を示した図である。図１ではポードテスタの一例と
してインサーキットテスタを示している。図１で図３と
同一のものは同一符号を付ける。図１に示すインサーキ
ットテスタではＸＹテーブルが３個設けられている。３
番目のＸＹテーブルにおける構成要素３3、４3、５3、
６3は、前出した構成要素３1，３2、４1，４2、５1，５
2、６1，６2とそれぞれ同一のものである。２０はヘッ
ド６3に取り付けられた画像計測カメラである。画像計
測カメラ２０は、ブリント基板１の画像を撮影し、撮影
した画像をもとに画像計測を行う。２１は画像計測カメ
ラ２０の撮影を制御するカメラ制御手段、２２は位置制
御手段８1〜８3、プローブ制御手段９1，９2及びカメラ
制御手段２１と信号を授受してテスタ全体の制御を司る
ＣＰＵである。２３はＣＰＵ２２からのデータをもとに
プローブの位置を補正する補正手段である。
【０００９】このようなインサーキットテスタを用いて
プローブの位置を補正する方法を説明する。プローブ７
1の位置はプローブ制御手段９1に与える指定座標によっ
て定められる。この指定座標を定める座標系をプローブ
座標系とする。プローブ７2の位置も別のプローブ座標
系によって定められる。画像計測カメラ２０の計測座標
も、計測座標の基準になる座標軸に基づいて定められ
る。計測座標を定める座標系をカメラ座標系とする。被
検査基板１上の位置も、基板面上にＸ，Ｙ座標軸を置い
た座標系によって定められる。被検査基板１上の位置を
定める座標系を基板座標系とする。このように視点によ
って、３つの座標系が存在する。本発明では、これら３
つの座標系の間の座標変換式を求めることによってプロ
ーブ位置の補正量を算出する。
プローブの位置を補正する方法を説明する。プローブ７
1の位置はプローブ制御手段９1に与える指定座標によっ
て定められる。この指定座標を定める座標系をプローブ
座標系とする。プローブ７2の位置も別のプローブ座標
系によって定められる。画像計測カメラ２０の計測座標
も、計測座標の基準になる座標軸に基づいて定められ
る。計測座標を定める座標系をカメラ座標系とする。被
検査基板１上の位置も、基板面上にＸ，Ｙ座標軸を置い
た座標系によって定められる。被検査基板１上の位置を
定める座標系を基板座標系とする。このように視点によ
って、３つの座標系が存在する。本発明では、これら３
つの座標系の間の座標変換式を求めることによってプロ
ーブ位置の補正量を算出する。
【００１０】以下に座標変換式を算出する手順の概略を
説明する。位置制御手段に指定座標を与えてプローブの
位置を定め、定めた位置でプローブを降下させてプロー
ビングを行うと、所定の基板上のプロービング位置には
打痕が付けられる。ここで、所定の基板とは、インサー
キットテスタの調整段階においてテスタに装着される基
板であり、基板面はテスタのワークエリア一杯に渡って
拡がっている。所定の基板は、テスタの特性をとるため
に使われる基板である。このようにして付けた打痕の位
置を画像計測カメラ２０で計測する。ここで、位置制御
手段に与えた指定座標と、画像計測カメラ２０で計測し
た打痕の座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標
系とプローブ座標系との間の座標変換式［Ａ］を求め
る。次に、被検査基板上１の既知の位置に予め付けてお
いた位置補正マークの位置を画像計測カメラ２０で計測
する。ここで、位置補正マークについての既知の座標
と、画像計測カメラ２０で計測した位置補正マークの座
標とを比較する。比較結果から、カメラ座標系と基板座
標系との間の座標変換式［Ｂ］を求める。求めた座標変
換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座
標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そして、座標
変換式［Ｃ］を用いて、プローブの位置の基板座標系に
対する位置補正を行う。上述したように本発明では、カ
メラ座標系を媒介として基板座標系とプローブ座標系と
の間の座標変換式［Ｃ］を間接的に求め、この座標変換
式［Ｃ］を用いてプローブ位置の補正を行う。座標変換
式［Ａ］はインサーキットテスタ固有の特性であり、イ
ンサーキットテスタ毎に求める。座標変換式［Ｂ］は、
通常は、個々の基板固有の特性を含んでいるため、基板
毎に求める。ただし、特定種類の基板間で特性の差が無
視できる場合は、各種毎に標準基板について求めた座標
変換式で代表することができる。このような補正を各プ
ローブ毎に行う。これによって、各プローブの先端の位
置が共通の座標系（基板座標系）に対して補正される。
なお、所定の基板が披検査基板で代用できるときは、こ
れらを兼用してもよい。
説明する。位置制御手段に指定座標を与えてプローブの
位置を定め、定めた位置でプローブを降下させてプロー
ビングを行うと、所定の基板上のプロービング位置には
打痕が付けられる。ここで、所定の基板とは、インサー
キットテスタの調整段階においてテスタに装着される基
板であり、基板面はテスタのワークエリア一杯に渡って
拡がっている。所定の基板は、テスタの特性をとるため
に使われる基板である。このようにして付けた打痕の位
置を画像計測カメラ２０で計測する。ここで、位置制御
手段に与えた指定座標と、画像計測カメラ２０で計測し
た打痕の座標とを比較する。比較結果から、カメラ座標
系とプローブ座標系との間の座標変換式［Ａ］を求め
る。次に、被検査基板上１の既知の位置に予め付けてお
いた位置補正マークの位置を画像計測カメラ２０で計測
する。ここで、位置補正マークについての既知の座標
と、画像計測カメラ２０で計測した位置補正マークの座
標とを比較する。比較結果から、カメラ座標系と基板座
標系との間の座標変換式［Ｂ］を求める。求めた座標変
換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプローブ座
標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そして、座標
変換式［Ｃ］を用いて、プローブの位置の基板座標系に
対する位置補正を行う。上述したように本発明では、カ
メラ座標系を媒介として基板座標系とプローブ座標系と
の間の座標変換式［Ｃ］を間接的に求め、この座標変換
式［Ｃ］を用いてプローブ位置の補正を行う。座標変換
式［Ａ］はインサーキットテスタ固有の特性であり、イ
ンサーキットテスタ毎に求める。座標変換式［Ｂ］は、
通常は、個々の基板固有の特性を含んでいるため、基板
毎に求める。ただし、特定種類の基板間で特性の差が無
視できる場合は、各種毎に標準基板について求めた座標
変換式で代表することができる。このような補正を各プ
ローブ毎に行う。これによって、各プローブの先端の位
置が共通の座標系（基板座標系）に対して補正される。
なお、所定の基板が披検査基板で代用できるときは、こ
れらを兼用してもよい。
【００１１】次に、座標変換式を算出する手順を具体的
な式を例にとって説明する。まず、プローブの位置を補
正する必要性について説明する。被検査基板をテスタに
装着し、正しい検査位置の指定座標を位置制御手段に与
えても、下記の要因により、プローブの位置と検査位置
との間に位置ずれが生じる。 （１）テスタのＸＹテーブルの座標の歪み （２）テスタのプロービング位置の再現性の誤差 （３）被検査基板の厚さ及び反りに起因するプロービン
グ位置のずれ （４）被検査基板の伸縮とパターンの位置ずれ （５）被検査基板の装着時における基準位置からのずれ これらの要因のうち、（１）はテスタ固有の要因であ
り、比較的長期間にわたって固定的である。（２）もテ
スタ固有の要因であるが、位置ずれの量は不規則な値で
プロービングの都度変化する。（３）〜（５）はテスト
する基板が決まってテスタに固定されれば、検査が終わ
るまで変化の少ない要因である。（２）以外の要因によ
る位置ずれは、予め何らかの方法で、その特性や量が分
かっていれば、補正できる。（３）の要因のうち基板の
厚さは予め分っているため補正できる。しかし、基板の
反りは一般に不規則であり、２つの画像計測カメラを使
って予めレベル測定をしない限り予知できない。基板の
反りが無視でき、（１），（４）及び（５）の要因が、
座標軸の回転、スケールの一様な伸縮及び原点のオフセ
ットの組み合わせに帰着できれば、位置ずれは座標の線
形変換により補正できる。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標の変換特性が非線形特性をもっていても、非線
形の変化がなだらかであれば、全ワークエリアを適当に
分割した小区域では線形性を保証できる。
な式を例にとって説明する。まず、プローブの位置を補
正する必要性について説明する。被検査基板をテスタに
装着し、正しい検査位置の指定座標を位置制御手段に与
えても、下記の要因により、プローブの位置と検査位置
との間に位置ずれが生じる。 （１）テスタのＸＹテーブルの座標の歪み （２）テスタのプロービング位置の再現性の誤差 （３）被検査基板の厚さ及び反りに起因するプロービン
グ位置のずれ （４）被検査基板の伸縮とパターンの位置ずれ （５）被検査基板の装着時における基準位置からのずれ これらの要因のうち、（１）はテスタ固有の要因であ
り、比較的長期間にわたって固定的である。（２）もテ
スタ固有の要因であるが、位置ずれの量は不規則な値で
プロービングの都度変化する。（３）〜（５）はテスト
する基板が決まってテスタに固定されれば、検査が終わ
るまで変化の少ない要因である。（２）以外の要因によ
る位置ずれは、予め何らかの方法で、その特性や量が分
かっていれば、補正できる。（３）の要因のうち基板の
厚さは予め分っているため補正できる。しかし、基板の
反りは一般に不規則であり、２つの画像計測カメラを使
って予めレベル測定をしない限り予知できない。基板の
反りが無視でき、（１），（４）及び（５）の要因が、
座標軸の回転、スケールの一様な伸縮及び原点のオフセ
ットの組み合わせに帰着できれば、位置ずれは座標の線
形変換により補正できる。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標の変換特性が非線形特性をもっていても、非線
形の変化がなだらかであれば、全ワークエリアを適当に
分割した小区域では線形性を保証できる。
【００１２】座標の線形変換の一般式と変換定数につい
て説明する。ｘ−ｙ座標系からＸ−Ｙ座標系への線形変
換の一般式は次のとおりになる。
て説明する。ｘ−ｙ座標系からＸ−Ｙ座標系への線形変
換の一般式は次のとおりになる。
【数１】 （１）式のａ〜ｆは変換定数である。Ｘ−Ｙ座標系から
見たｘ−ｙ座標系の原点の座標を（Ｘ0，Ｙ0）とする
と、Ｘ 0＝ｃ，Ｙ0＝ｆである。逆に、ｘ−ｙ座標系から
見たＸ−Ｙ座標系の原点の座標（ｘ0，ｙ0）は次式の解
で与えられる。座標（Ｘ0，Ｙ0）及び（ｘ0，ｙ0）は、
換言すると、それぞれ一方の座標系に対する他方の座標
系の原点オフセットである。
見たｘ−ｙ座標系の原点の座標を（Ｘ0，Ｙ0）とする
と、Ｘ 0＝ｃ，Ｙ0＝ｆである。逆に、ｘ−ｙ座標系から
見たＸ−Ｙ座標系の原点の座標（ｘ0，ｙ0）は次式の解
で与えられる。座標（Ｘ0，Ｙ0）及び（ｘ0，ｙ0）は、
換言すると、それぞれ一方の座標系に対する他方の座標
系の原点オフセットである。
【数２】 従って、（１）式は次式で表すことができる。
【数３】 または、次式で表すこともできる。
【数４】 ここで、変換定数ａ〜ｆは、ｘ−ｙ座標系の点（ｘi，
ｙi）に対応するＸ−Ｙ座標系の点（Ｘi，Ｙi）を３組
与えれば、次式の連立方程式から求められる。連立方程
式の解が求められるために、３組の座標は一直線上にな
い座標である。
ｙi）に対応するＸ−Ｙ座標系の点（Ｘi，Ｙi）を３組
与えれば、次式の連立方程式から求められる。連立方程
式の解が求められるために、３組の座標は一直線上にな
い座標である。
【数５】 または、次のように表すこともできる。
【数６】 …（６） ここで、
【数７】 を変換マトリクスと称する。
【００１３】次に、直交座標系の軸の回転とスケールの
変更を行った場合における座標変換式について説明す
る。ｘ−ｙ座標系の原点を中心にして、ｘ軸及びｙ軸を
反時計方向にそれぞれφラジアン及びηラジアンだけ回
転した上で、各軸のスケールをそれぞれα倍及びβ倍し
た座標系をＸ−Ｙ座標系とすると、前出の変換定数ａ〜
ｆは次のとおりになる。
変更を行った場合における座標変換式について説明す
る。ｘ−ｙ座標系の原点を中心にして、ｘ軸及びｙ軸を
反時計方向にそれぞれφラジアン及びηラジアンだけ回
転した上で、各軸のスケールをそれぞれα倍及びβ倍し
た座標系をＸ−Ｙ座標系とすると、前出の変換定数ａ〜
ｆは次のとおりになる。
【数８】 …（７） 回転角φとηが微小なときは、（７）式は次式で近似で
きる。
きる。
【数９】 …（８） この変換に座標原点のオフセットを考慮した変換式は、
（３）式または（４）式で与えられる。
（３）式または（４）式で与えられる。
【００１４】次に、線形座標系相互間の座標変換につい
て説明する。ある共通の基準座標系ｘ−ｙから他の線形
座標系Ｘ1−Ｙ1及びＸ2−Ｙ2への変換式が次式で与えら
れるとする。
て説明する。ある共通の基準座標系ｘ−ｙから他の線形
座標系Ｘ1−Ｙ1及びＸ2−Ｙ2への変換式が次式で与えら
れるとする。
【数１０】 （ｘ10，ｙ10）：座標系ｘ−ｙから見た座標系Ｘ1−Ｙ1
の原点座標 （ｘ20，ｙ20）：座標系ｘ−ｙから見た座標系Ｘ2−Ｙ2
の原点座標 このとき、座標系Ｘ1−Ｙ1から座標系Ｘ2−Ｙ2への変換
式は次式で与えられる。
の原点座標 （ｘ20，ｙ20）：座標系ｘ−ｙから見た座標系Ｘ2−Ｙ2
の原点座標 このとき、座標系Ｘ1−Ｙ1から座標系Ｘ2−Ｙ2への変換
式は次式で与えられる。
【数１１】 （Ｘ10，Ｙ10）：座標系Ｘ1−Ｙ1から見た座標系Ｘ2−
Ｙ2の原点座標 （Ｘ20，Ｙ20）：座標系Ｘ2−Ｙ2から見た座標系Ｘ1−
Ｙ1の原点座標 ここで、注意すべきことは、基準座標系ｘ−ｙが異なれ
ば（Ａ），（Ｂ）は変化するが、（Ｃ）及び（Ｘ10，Ｙ
10），（Ｘ20，Ｙ20）は変わらないことである。本発明
は上述した座標変換の理論を応用して座標変換を行う。
Ｙ2の原点座標 （Ｘ20，Ｙ20）：座標系Ｘ2−Ｙ2から見た座標系Ｘ1−
Ｙ1の原点座標 ここで、注意すべきことは、基準座標系ｘ−ｙが異なれ
ば（Ａ），（Ｂ）は変化するが、（Ｃ）及び（Ｘ10，Ｙ
10），（Ｘ20，Ｙ20）は変わらないことである。本発明
は上述した座標変換の理論を応用して座標変換を行う。
【００１５】本発明による座標変換の手順を説明する。
まず、カメラ座標系からプローブ座標系への座標変換式
を求める手順を説明する。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標変換特性が非線形特性をもっていても、非線形
の変化がなだらかで小さければ、全ワークエリアを適当
にｎ×ｍ（ただし、ｎ，ｍは整数）分割すると、各分割
区域内では座標変換特性を線形化できることは既に述べ
た。いま、全ワークエリアをカバーする大きさの基板
に、上記の区域分割を施し、任意の点、例えば点Ｐ0,0
を原点にして分割点の座標を正確な直交座標系で値付け
た基準ボードを用意する。基準ボード上の分割区域の一
例を図２に示す。図２で、Ｓiは分割区域、Ｐi，j，Ｐ
i+1,j，Ｐi+1,j+1は分割点である。図２に示す分割区域
Ｓiにて、座標値が既知になった基準点を３点設け、こ
れらの基準点の位置を画像計測カメラとプローブで読み
取れば、基準ボードの座標系からカメラ座標系への変換
定数、及び、基準ボードの座標系からプローブ座標系へ
の変換定数が（６）式を用いて求められる。基準ボード
の座標系をｘ−ｙ、カメラ座標系をＸC−ＹC、プローブ
座標系をＸ p−Ｙpとする。基準ボードの座標系からカメ
ラ座標系への変換マトリクスを（Ｃi）、基準ボードの
座標系からプローブ座標系への変換マトリクスを
（Ｐi）とし、カメラ座標系からプローブ座標系への変
換マトリクスを（Ｍi）とすれば変換式は次のとおりに
なる。
まず、カメラ座標系からプローブ座標系への座標変換式
を求める手順を説明する。テスタの全ワークエリアをみ
れば座標変換特性が非線形特性をもっていても、非線形
の変化がなだらかで小さければ、全ワークエリアを適当
にｎ×ｍ（ただし、ｎ，ｍは整数）分割すると、各分割
区域内では座標変換特性を線形化できることは既に述べ
た。いま、全ワークエリアをカバーする大きさの基板
に、上記の区域分割を施し、任意の点、例えば点Ｐ0,0
を原点にして分割点の座標を正確な直交座標系で値付け
た基準ボードを用意する。基準ボード上の分割区域の一
例を図２に示す。図２で、Ｓiは分割区域、Ｐi，j，Ｐ
i+1,j，Ｐi+1,j+1は分割点である。図２に示す分割区域
Ｓiにて、座標値が既知になった基準点を３点設け、こ
れらの基準点の位置を画像計測カメラとプローブで読み
取れば、基準ボードの座標系からカメラ座標系への変換
定数、及び、基準ボードの座標系からプローブ座標系へ
の変換定数が（６）式を用いて求められる。基準ボード
の座標系をｘ−ｙ、カメラ座標系をＸC−ＹC、プローブ
座標系をＸ p−Ｙpとする。基準ボードの座標系からカメ
ラ座標系への変換マトリクスを（Ｃi）、基準ボードの
座標系からプローブ座標系への変換マトリクスを
（Ｐi）とし、カメラ座標系からプローブ座標系への変
換マトリクスを（Ｍi）とすれば変換式は次のとおりに
なる。
【数１２】 （ｘC0，ｙC0）：基準ボードの座標系ｘ−ｙから見たカ
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 （ｘp0，ｙp0）：基準ボードの座標系ｘ−ｙから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸCp0，ＹCp0）：カメラ座標系ＸC−ＹCから見たプロ
ーブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpC0，ＹpC0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見たカ
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 変換マトリクス（Ｃi）と（Ｐi）及び原点オフセット
は、インサーキットテスタのＸＹテーブルの線形歪みを
基準座標に基づいて補正するための変換定数を与えるも
のである。そして、基準ボード上のｉ＝１〜ｎ×ｍ個の
区域間の（Ｃi）と（Ｐi）及び原点オフセットの変化
は、ＸＹテーブルの非線形特性を表す。ここで注意すべ
きことは、カメラ座標系からプローブ座標系への変換マ
トリクス（Ｍi）及び原点オフセットに含まれた変換定
数は、各分割区域毎に設けた３つの基準点の位置を、基
準ボードの座標系の座標値を介さずに、カメラ座標系と
プローブ座標系で読み取った座標値をもとに求められる
ことである。すなわち、各分割区域毎に３つの指定座標
を位置制御手段に与えて、プローブの先端で所定の基板
をヒットする。このときに所定の基板に付けられた打痕
の位置を画像計測カメラで計測する。この計測座標値
と、指定座標の値とを対応させることによって変換マト
リクス（Ｍi）と原点オフセットの各変換定数が求めら
れる。
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 （ｘp0，ｙp0）：基準ボードの座標系ｘ−ｙから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸCp0，ＹCp0）：カメラ座標系ＸC−ＹCから見たプロ
ーブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpC0，ＹpC0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見たカ
メラ座標系ＸC−ＹCの原点座標 変換マトリクス（Ｃi）と（Ｐi）及び原点オフセット
は、インサーキットテスタのＸＹテーブルの線形歪みを
基準座標に基づいて補正するための変換定数を与えるも
のである。そして、基準ボード上のｉ＝１〜ｎ×ｍ個の
区域間の（Ｃi）と（Ｐi）及び原点オフセットの変化
は、ＸＹテーブルの非線形特性を表す。ここで注意すべ
きことは、カメラ座標系からプローブ座標系への変換マ
トリクス（Ｍi）及び原点オフセットに含まれた変換定
数は、各分割区域毎に設けた３つの基準点の位置を、基
準ボードの座標系の座標値を介さずに、カメラ座標系と
プローブ座標系で読み取った座標値をもとに求められる
ことである。すなわち、各分割区域毎に３つの指定座標
を位置制御手段に与えて、プローブの先端で所定の基板
をヒットする。このときに所定の基板に付けられた打痕
の位置を画像計測カメラで計測する。この計測座標値
と、指定座標の値とを対応させることによって変換マト
リクス（Ｍi）と原点オフセットの各変換定数が求めら
れる。
【００１６】次に、基板座標系からカメラ座標系への座
標変換式を求める手順を説明する。被検査基板上の既知
の位置に位置補正マークを予め設けておく。位置補正マ
ークの位置を画像計測カメラで計測する。この計測座標
値と、既知になった位置補正マークの座標値を各位置補
正マーク毎に対応させることによって基板座標系からカ
メラ座標系への変換式の各変換定数が求められる。式を
用いて説明する。位置補正マークの基板座標系における
座標値を（ＸBm，ＹBm）（ただし、ｍ＝１，２，３）と
する。この座標値は既知である。画像計測カメラで計測
した位置補正マークの座標値を（ＸCm，ＹCm）とする。
基板座標系からカメラ座標系への変換マトリクスの各変
換定数は（６）式から求められる。変換マトリクスを
（Ｃ B）とすると、変換式は次式のとおりになる。
標変換式を求める手順を説明する。被検査基板上の既知
の位置に位置補正マークを予め設けておく。位置補正マ
ークの位置を画像計測カメラで計測する。この計測座標
値と、既知になった位置補正マークの座標値を各位置補
正マーク毎に対応させることによって基板座標系からカ
メラ座標系への変換式の各変換定数が求められる。式を
用いて説明する。位置補正マークの基板座標系における
座標値を（ＸBm，ＹBm）（ただし、ｍ＝１，２，３）と
する。この座標値は既知である。画像計測カメラで計測
した位置補正マークの座標値を（ＸCm，ＹCm）とする。
基板座標系からカメラ座標系への変換マトリクスの各変
換定数は（６）式から求められる。変換マトリクスを
（Ｃ B）とすると、変換式は次式のとおりになる。
【数１３】 この変換式は、同時に基板座標系からカメラ座標系への
補正式でもある。位置補正マークの数により補正できる
内容は次のように制限される。 １マークのとき：１）基板の原点シフトのみ ２マークのとき：２）基板の原点シフト、一様な伸縮及
び回転のみ ３）基板の原点シフトと異方性をもった伸縮のみ等 ３マークのとき：４）線形歪み一般 上記の各場合において、変換マトリクス（ＣB）は次の
とおりになる。
補正式でもある。位置補正マークの数により補正できる
内容は次のように制限される。 １マークのとき：１）基板の原点シフトのみ ２マークのとき：２）基板の原点シフト、一様な伸縮及
び回転のみ ３）基板の原点シフトと異方性をもった伸縮のみ等 ３マークのとき：４）線形歪み一般 上記の各場合において、変換マトリクス（ＣB）は次の
とおりになる。
【数１４】 従って、必要な数の位置補正マークが適切に配置され、
位置補正マークの基板座標系における座標値が既知にな
っている場合、同じ位置補正マークの位置を画像計測カ
メラで計測すれば、計測座標に対応した既知の座標値が
得られるため、変換マトリクス（ＣB）の各変換定数は
（６）式またはそれを４もしくは２個の連立方程式に縮
退させた式の解から求められる。
位置補正マークの基板座標系における座標値が既知にな
っている場合、同じ位置補正マークの位置を画像計測カ
メラで計測すれば、計測座標に対応した既知の座標値が
得られるため、変換マトリクス（ＣB）の各変換定数は
（６）式またはそれを４もしくは２個の連立方程式に縮
退させた式の解から求められる。
【００１７】ここで、基板座標系からプローブ座標系へ
の座標変換式を求める手順を説明する。（２０）式を
（１６）式に代入すれば、基板座標系からプローブ座標
系への変換式は次のとおりになる。
の座標変換式を求める手順を説明する。（２０）式を
（１６）式に代入すれば、基板座標系からプローブ座標
系への変換式は次のとおりになる。
【数１５】 （Ｈi）：基板座標系からプローブ座標系への総合変換
を行うための変換マトリクス （ＸBp0，ＹBp0）：プローブ座標系ＸB−ＹBから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpB0，ＹpB0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見た基
板座標系ＸB−ＹBの原点座標 この変換式を用いれば、プローブの位置をインサーキッ
トテスタの基板座標系に対して補正することができる。
このような補正を各プローブ毎に行う。各ＸＹテーブル
が持っているプローブの先端位置が共通の座標系（基板
座標系）に対して補正される。
を行うための変換マトリクス （ＸBp0，ＹBp0）：プローブ座標系ＸB−ＹBから見たプ
ローブ座標系Ｘp−Ｙpの原点座標 （ＸpB0，ＹpB0）：プローブ座標系Ｘp−Ｙpから見た基
板座標系ＸB−ＹBの原点座標 この変換式を用いれば、プローブの位置をインサーキッ
トテスタの基板座標系に対して補正することができる。
このような補正を各プローブ毎に行う。各ＸＹテーブル
が持っているプローブの先端位置が共通の座標系（基板
座標系）に対して補正される。
【００１８】なお、実施例では本発明にかかる方法をイ
ンサーキットテスタに適用した場合について説明した
が、本発明にかかる方法はインサーキットテスタ以外の
可動型プローブを持ったボードテスタ、例えば、基板に
実装した電気部品の回路定数や取付方向等をテストする
ボードテスタ等に適用してもよい。
ンサーキットテスタに適用した場合について説明した
が、本発明にかかる方法はインサーキットテスタ以外の
可動型プローブを持ったボードテスタ、例えば、基板に
実装した電気部品の回路定数や取付方向等をテストする
ボードテスタ等に適用してもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 本発明では、プロービングを行うときにプローブが基
板上に残した打痕の位置を画像計測カメラで計測するこ
とにより、カメラ座標系とプローブ座標系との間の座標
変換式［Ａ］を求める。また、被検査基板の既知の位置
に付けた位置補正マークの位置を画像計測カメラで計測
することにより、カメラ座標系と基板座標系との間の座
標変換式［Ｂ］を求める。このようにして求めた２つの
座標変換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプロ
ーブ座標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そし
て、求めた座標変換式［Ｃ］を使って、プローブの先端
位置の基板座標系に対する補正を行う。プローブを当て
る回数は座標変換式に含まれた変換定数の数だけでよ
い。これによって、プローブにより基板のパターンが欠
けることがないため、正確にプローブを当ることがで
き、高精度に位置補正をすることができる。しかもプロ
ーブのＸＹ座標について、オフセット、回転、座標軸の
伸縮等を含んだ各種の位置ずれを補正することができ
る。 基板に対して非接触な画像計測カメラを用いて位置を
計測しているため、基板パターンやプローブ先端の損傷
や磨耗を生じることなく位置補正を行うことができる。
板上に残した打痕の位置を画像計測カメラで計測するこ
とにより、カメラ座標系とプローブ座標系との間の座標
変換式［Ａ］を求める。また、被検査基板の既知の位置
に付けた位置補正マークの位置を画像計測カメラで計測
することにより、カメラ座標系と基板座標系との間の座
標変換式［Ｂ］を求める。このようにして求めた２つの
座標変換式［Ａ］と［Ｂ］を結合して基板座標系とプロ
ーブ座標系との間の座標変換式［Ｃ］を求める。そし
て、求めた座標変換式［Ｃ］を使って、プローブの先端
位置の基板座標系に対する補正を行う。プローブを当て
る回数は座標変換式に含まれた変換定数の数だけでよ
い。これによって、プローブにより基板のパターンが欠
けることがないため、正確にプローブを当ることがで
き、高精度に位置補正をすることができる。しかもプロ
ーブのＸＹ座標について、オフセット、回転、座標軸の
伸縮等を含んだ各種の位置ずれを補正することができ
る。 基板に対して非接触な画像計測カメラを用いて位置を
計測しているため、基板パターンやプローブ先端の損傷
や磨耗を生じることなく位置補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】基準ボード上に設けた分割区域の一例を示した
図である。
図である。
【図３】インサーキットテスタの従来例の構成図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ 被検査基板 ２ テーブル ３1〜３3 ガイドバー ４1〜４3 リニアモータ ５1〜５3 アーム ６1〜６3 ヘッド ７1，７2 プローブ ８1〜８3 位置制御手段 ９1，９2 プローブ制御手段 ２０ 画像計測カメラ ２１ カメラ制御手段 ２２ ＣＰＵ ２３ 補正手段
Claims (2)
- 【請求項１】 被検査基板をテスタに装着し、位置制御
手段によりプローブを基板面に沿った２次元方向に移動
させ、プローブが被検査基板の検査位置上に位置決めさ
れたところでプローブを降下させて被検査基板に当て、
当てたプローブを介して被検査基板と信号を授受してテ
ストを行い、テスト結果から被検査基板に形成した回路
の良否を判別するインサーキットテスタにおいて、 プリント基板の画像を撮影し、撮影画像をもとに画像計
測を行う画像計測カメラを有し、次の工程に従ってプロ
ーブの位置を補正することを特徴とするインサーキット
テスタの座標補正方法。 前記位置制御手段に指定座標を与えてプローブの位置
を定め、定めた位置でプローブを降下させて被検査基板
上に打痕を付ける工程。 の工程で付けた打痕の位置を前記画像計測カメラ
により計測する工程。 前記位置制御手段に与えた指定座標と、前記画像計測
カメラで計測した打痕の座標とを比較し、比較結果か
ら、画像計測カメラの計測座標を定めるカメラ座標系
と、プローブ位置の指定座標を定めるプローブ座標系と
の間の座標変換を行う第１の座標変換式を求める工程。 前記被検査基板上の既知の位置に付けた位置補正マー
クの位置を画像計測カメラにより計測する工程。 前記位置補正マークについての既知の座標と、画像計
測カメラで計測した位置補正マークの座標とを比較し、
比較結果から、前記カメラ座標系と、被検査基板上にお
ける座標を定める基板座標系との間の座標変換を行う第
２の座標変換式を求める工程。 前記第１の座標変換式と第２の座標変換式をもとに、
前記基板座標系とプローブ座標系との間の座標変換を行
う第３の座標変換式を求める工程。 前記第３の座標変換式を用いて、前記位置制御手段に
より定めたプローブの位置の基板座標系に対する位置補
正を行う工程。 - 【請求項２】 前記プローブは複数本設けられ、各プロ
ーブ毎に位置制御手段が設けられていて、各プローブの
位置は前記〜の工程に従って補正されることを特徴
とする請求項１記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043881A JPH06258394A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 可動型プローブを持ったボードテスタの座標補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043881A JPH06258394A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 可動型プローブを持ったボードテスタの座標補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258394A true JPH06258394A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12676053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043881A Pending JPH06258394A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 可動型プローブを持ったボードテスタの座標補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258394A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08262114A (ja) * | 1995-03-23 | 1996-10-11 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置におけるプローブの移動制御方法 |
| JP2004069447A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Ibiden Engineering Kk | プリント配線板通電検査治具の検査装置 |
| JP2007121183A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置 |
| JP2008249368A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置 |
| JP2009019907A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hioki Ee Corp | 検査装置 |
| JP2009294155A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Hioki Ee Corp | アームオフセット取得方法 |
| JP2013250259A (ja) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 基板検査装置及びその位置補正方法 |
| US8654190B2 (en) | 2006-05-09 | 2014-02-18 | Tokyo Electron Limited | Imaging position correction method, imaging method, and substrate imaging apparatus |
| JP2019012005A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 日置電機株式会社 | 処理装置、基板検査装置、処理方法および基板検査方法 |
| CN114354986A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-15 | 苏州格拉尼视觉科技有限公司 | 飞针测试机及其测试轴极性分配方法 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5043881A patent/JPH06258394A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08262114A (ja) * | 1995-03-23 | 1996-10-11 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置におけるプローブの移動制御方法 |
| JP2004069447A (ja) * | 2002-08-06 | 2004-03-04 | Ibiden Engineering Kk | プリント配線板通電検査治具の検査装置 |
| JP2007121183A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置 |
| US8654190B2 (en) | 2006-05-09 | 2014-02-18 | Tokyo Electron Limited | Imaging position correction method, imaging method, and substrate imaging apparatus |
| JP2008249368A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置 |
| JP2009019907A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hioki Ee Corp | 検査装置 |
| JP2009294155A (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-17 | Hioki Ee Corp | アームオフセット取得方法 |
| JP2013250259A (ja) * | 2012-05-30 | 2013-12-12 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 基板検査装置及びその位置補正方法 |
| JP2019012005A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 日置電機株式会社 | 処理装置、基板検査装置、処理方法および基板検査方法 |
| CN114354986A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-04-15 | 苏州格拉尼视觉科技有限公司 | 飞针测试机及其测试轴极性分配方法 |
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