JPH0833434B2 - 試験用取付具位置合わせ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主に自動試験装置に関し、特に、回路基板
の自動試験において使用される試験用の取付具とプリン
ト回路基板とを一線上に位置合わせするための装置に関
する。

［従来の技術］ プリント回路基板の自動試験では、一般に従来のバネ
式試験プローブを試験用の取付具に備えて試験の回路基
板をバネ式試験プローブに圧接して保持し、診断用即ち
試験用の装置と試験中の回路基板上の回路との間を電気
接触させている。一般に、各試験用の取付具は、試験中
の回路基板用のバネプローブアレイを有する基板即ちプ
ローブ板を含む。取付具と、同一の回路基板とを位置合
わせして１つずつ試験し、各基板に印刷された回路に欠
点があるか否かを判定する。

試験を行なっている間、試験中の回路基板に印刷され
た回路の試験点とバネ式試験プローブとを正確に位置合
わせしなければならない。このためには、回路基板を取
付具上で正確に位置合わせする必要があるので、バネ式
試験プローブと各回路基板に印刷された回路アレイの対
応する試験点とを自動的に整合する。回路基板と試験プ
ローブとを一線上に位置合わせするために、通常は、ま
ずドリルで回路基板に位置決めピン孔をあけている。ド
リルによる孔あけは基板製造業者によって行なわれ、通
常は、回路基板の対角線上で対向する隅に一対の位置決
めピン孔をあける。試験中、取付具の対向する隅に備え
られた位置決めピンを対応する位置決めピン孔に挿入
し、取付具上の試験プローブのアレイと回路基板とを自
動的に位置合わせする。この工程では、各回路基板を、
後で位置決めピンに取り付ける時、試験中に試験プロー
ブを回路基板と圧接する際に、回路基板に印刷された回
路と試験プローブとが自動的に整合されるようにするた
めに、位置決めピン孔は、基板製造業者によって回路基
板上に正確にドリルあけしておく必要がある。

通常、一定の製造業者によって製造されるプリント回
路基板は、ロット内で生産されるので、このようなロッ
ト内の回路基板を取付具に取り付ける際に、許容誤差か
ら誤った位置合わせの生じる場合がある。位置合わせ公
差は、業者で使用するロット毎に異なる。同一の回路基
板であっても、製造する製造業者が異なると、ロット毎
に様々な公差や誤った位置合わせを生じる可能性もあ
る。

一般に、プリント回路基板は、回路アレイ即ち回路基
板に印刷された「アートワーク」に対する既知の基準位
置の基板の縁に印刷された一対の「基準マーク」を有し
ている。この基準マークは、基板製造業者によって回路
基板上に印刷される。基準マークは、更に、回路基板を
位置決めピンに備える際に、この回路基板を試験プロー
ブに対して（好ましくは）自動的に位置合わせする基板
上の位置に、製造業者がドリルで位置決めピン孔をあけ
る際のガイドとして使用される。

［発明が解決しようとする課題］ このような方法を使用して、プリント回路基板と試験
用の取付具とを位置合わせすることには欠点がある。機
械的公差は、 （１）ドリル機におけるドリル工具の位置決め、 （２）回路基板上のアートワークを考慮したプリント回
路基板に、ドリルであけられた位置決めピン孔の位置を
決め、 （３）回路基板の位置決めピン孔を考慮した取付具の位
置決めピンの位置決め、 に伴って発生する。

この問題は、別々の製造業者からの基板ロットにおけ
る公差が異なることでより一層大きくなる。また、この
ような問題は、線が細く回路間の間隔も狭い印刷のため
に、試験中の回路と試験プローブとをより正確に整合す
る必要のあるプリント回路基板の従来技術において、一
層大きな問題となっている。例えば、現段階では、一般
的な試験用取付具における0.005〜0.008インチ（0.127
〜0.203mm）範囲内での試験プローブの誤った位置合わ
せは当然のこととされている。ところが、実際には、こ
れよりも正確に位置合わせすることが望まれている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、位置合わせ精度を向上させることができる
技術を提供するものである。

簡単に言えば、本発明は、基板に印刷された回路アレ
イにおける試験点のパターンと、取付具の対応する試験
プローブのアレイとを正確に整合できるように、プリン
ト回路基板を試験用の取付具上に正確に位置決めするた
めの装置を提供するものである。位置合わせ装置には、
取付具装置構成部品の内部位置合わせ（較正）に伴なっ
て迅速かつ容易に、低製造費用かつ短時間で極めて正確
に位置合わせできる上、様々な取付具間で交換可能であ
るという利点もある。

本発明の一態様によれば、プリント回路基板を試験す
るための試験用の取付具が提供できる。この取付具は、
基板に印刷された回路アレイにおける試験点のパターン
と接触して保持される試験プローブのアレイを有してい
る。回路アレイは、基板上の基準マークまたは他の基準
点を基準にして、基板上で位置決めされる。基板上の位
置決めピン孔や位置合わせ装置は、回路アレイを基準に
して基板上で位置決めされる。一態様において、位置決
めピン孔は、ドリル工具用の位置決めガイドとしての基
準マークを使用し、回路アレイを考慮して基板上で位置
決めされる。試験用の取付具は、位置決めピン孔や他の
位置合わせ装置を基板上で整合し、プリント回路アレイ
を取付具の試験プローブに対して定位置に保持する位置
決めピンを含む。取付具の検出手段は基準マークを検出
し、取付具の試験プローブが基板上の回路アレイにおけ
る対応する試験点に対して位置合わせされているか誤っ
た位置合わせ状態にあるかを示す出力を出力する。取付
具上の位置決めピンの位置は、取付具に対して基板を移
動させることで調節可能であり、これによって基板上の
回路アレイに対する試験プローブの誤った位置合わせを
補正する。検出手段の出力は、位置決めピンと基板の取
付具上の正しい位置への移動量及び移動方向を示し、基
板上の回路アレイと試験プローブとを正確に位置合わせ
する。位置決めピンは正しい位置に係止され、プリント
回路基板を取付具上の正規位置合わせ状態に保持する。

本発明の一態様において、基準マーク（または基板上
の何らかの指示基準）は、ボアスコープ、光ファイバイ
メージセンサ、またはレンズ系とビデオプローブとのア
センブリなどを備える光学検出手段によって検出され
る。

レンズ系及びビデオプローブは、基準マークの画像を
レンズ系及びビデオプローブに送る光ファイバイメージ
センサと併用することもできるし、光ファイバイメージ
センサ無しで使用することもできる。

位置合わせ、または誤った位置合わせを示す可視指標
は、基準マークの拡大画像を出力する光センサに応答す
る手段を有する光学系から得られる。基準マークの拡大
画像と比較することで、基板上の回路アレイに対して、
試験プローブが正しく位置合わせされているか誤った位
置合わせ状態にあるかについての指示を出力する既知の
較正ゼロ基準点となる基準マークの画像は、光学系内の
表示手段でも得られる。一態様において、ゼロ基準点は
調節可能であるので、光学装置とは独立した表示装置で
較正することができる。使用中、基準マークと基準点と
の間の相対移動についての表示画像を観察しながら、位
置決めピン及び基板を取付具に対して移動させ、２つの
基準点の光学的位置合わせによって、基板上の回路アレ
イにおける対応する試験点と取付具の試験プローブとを
正確に整合する。

本発明の一形態において、取付具に取り付けられた小
型ビデオカメラ装置によって、基板の位置合わせ、また
は誤った位置合わせを可視表示する。好ましくは、回路
基板の下方対向隅に最低２つのビデオカメラ装置を備え
る。一つの態様では、ビデオカメラとその画像送出光学
系は、取付具から取り外すことができ、様々な取付具間
で交換することができる。各ビデオカメラは、基板上の
対応する基準マークに集束する光学部材を有する。更
に、各ビデオカメラは、ビデオモニタに結合された出力
を有する。十字線発生器のような物によって得られる
と、好ましい基準指標表示装置によって、ビデオモニタ
上に表示された基準マークの画像上に基準指標を重ね合
わせ得る。基準指標表示装置は、試験プローブ領域に対
する基板上のアートワークの正確な位置合わせを示す較
正された既知のゼロ位置に設定されている。可動位置決
めピンの位置を変えると、基板も移動し、基準マークの
画像を十字線に対する表示画面上に移動させる。ビデオ
モニタ上の十字線と基準マークとの位置合わせをするこ
とによって、取付具上のプローブ領域に対する基板の位
置合わせを正確に行なうことができる。このような較正
は、光学系とは独立して行なわれる。

一態様において、ビデオカメラレンズ系は、光ファイ
バによって生成された囲周光源を有し、位置合わせすべ
き基板上の基準マークを照らしている。カメラレンズ系
は、照らされた基準マークの画像を生成し、これを光フ
ァイバ管路及び焦点レンズによって、ビデオカメラに送
信し拡大ビデオ画像に変換する。これにより、位置合わ
せの手順を更に正確に行なうことができるようになる。

本発明の他の形態は、試験中の基板上の回路を示すア
ートワークを有する基準基板を提供する。本発明による
このような形態によって、基準マークや他の基板基準点
の画像を拡大する部材を使用する必要はなくなる。取付
具上の試験プローブのアレイと、基準基板上のアートワ
ークとを正確に位置合わせできるように、まず基準基板
を試験用取付具と位置合わせすることが好ましい。更
に、試験中の基板を基準基板に重ね合わせ、試験中の基
板上のアートワークと基準基板上のアートワークとを位
置合わせする。更に、２枚の基板を互いに接着して、こ
れらの間の相対運動を防止し、基準基板と取付具とを位
置合わせする。取付具上で移動可能な位置決めピンは、
試験中の回路上で位置決めピン孔や他の位置合わせ装置
と、一線上に並ぶ位置に移動される。位置決めピンを係
止し、基準基板を除去し、取付具のプローブ領域と、試
験中の回路基板上のアートワークとを自動的に位置合わ
せする。それから、基板を位置合わせする位置決めピン
の調整された位置を使って、同じ製造業者のロット内の
回路基板が試験のために取付具に装着可能となる。

本発明は、従来の試験方法では当たり前であった公差
の累積をかなり削減するように、試験プローブと基板上
の回路とを位置合わせし、試験精度を極めて向上させる
正確な部材を提供するものである。回路基板位置合わせ
装置は、かなり低費用で製造でき、回路基板の試験にお
いて簡単かつ正確に使用することができる。ゼロ基準較
正装置は光学系とは独立しているので、較正は迅速かつ
容易に、かなり低費用で実施することができる。この光
学系及び較正技術は、様々な取付具に簡単に適用するこ
とができる。

［実施例］ 本発明の上述した態様及び他の態様は、図面を参照し
た後述の詳細な説明と添付の図面からより一層明らかに
なろう。

図１は、プリント回路基板20の自動試験において使用
される試験用取付具としての１つの例である試験用取付
具10を示す。図示の実施例において、この取付具10は、
ハウジング12と、ハウジングの上面15に備えられた長方
形の圧縮ガスケット14とを有する。長方形の圧縮ガスケ
ット14は、回路基板20を取付具10に取り付けるためのも
のであり、バネ式の試験プローブ18のアレイを取り付け
る取付具10内で、領域の外周境界線を規定している。試
験プローブ18は図７において概略的に示し、図９乃至11
にも示してある。試験プローブ18は、所望のパターンで
取付具10内でその基底部をなすプローブ板25に取り付け
られ、試験中の回路基板20に印刷される回路における試
験点のパターンと一致している。プリント回路基板20
は、従来のアートワーク技術によって形成されたプリン
ト回路アレイ22を含む。図示の実施例において、プリン
ト回路アレイ22は、移動可能な上板16にあけられた孔を
貫通して突出する試験プローブ18のアレイと対向する回
路基板20の下側に印刷される。ガスケット14は、図９に
おいて示すように、移動可能な上板16の最上部に取り付
けられている。移動可能な上板16は、試験プローブ18の
アレイと平行に回路基板20を保持する。回路基板20の回
路アレイ22内の個々の試験点は、回路基板20上の回路の
自動試験を行なっている間は、対応する試験プローブ18
と接触している。

好ましい試験用取付具の構成において、プローブ板25
及び移動可能な上板16は、試験中の回路基板20の回路ア
レイ22における試験点と一致するパターン上に孔がドリ
ルであけられている。試験プローブ18は、プローブ板25
にバネによって取り付けられた移動可能な上板16にあけ
られた孔を貫通して上方に突出している。ドリルによっ
て孔をあけられたプローブ板25及び移動可能な上板16
は、試験中の個々の回路基板用のものであり、同一の回
路基板を１つずつ取付具10上で試験する。異なる回路基
板を試験するために、新たなプローブ板と移動可能な上
板とに、ドリルで新しいパターンの孔をあけ、新たな試
験プローブのアレイを使用して回路基板を試験する。こ
れ以外の点では、取付具10は全く同じものである。

本発明は、周知の「裸基板」のようなプリント回路の
アレイを有する回路基板を参照して述べられているが、
本発明の取付具位置合わせ装置は、集積回路パッケージ
のような回路構成部品を備えた「ロード回路基板」の試
験にも使用することができる。

プリント回路基板20を取付具10に取り付けた後、当業
者間で周知の方法と同様の方法で、回路基板20を含むキ
ャビティ上にヒンジ式のドア23をかぶせて真空圧力を加
え、バネ式の試験プローブ18を弾性的に偏心させ、回路
基板20に印刷された回路アレイにおける対応する試験点
と接触させる。圧力を印加するための一般的な方法を真
空下のキャビティに適用し、試験中は、圧縮ガスケット
14に対して回路基板20を密閉する。真空によって回路基
板20は引っ張られ、移動可能な上板16は、プローブ板25
上の試験プローブ18のアレイ方向へ下がる。回路基板20
上の電気回路における様々な試験点同志の連続、または
非連続は、回路基板20が機能しているか、または欠陥回
路であると看做せるかを判定するために使用される試験
プローブ18と電気的に接続された外部電子試験分析器
（図示せず）によって検出する。

試験を行なっている間、プローブ板25の対角線上で対
向する隅に備えられた一対の可動の位置決めピン24を、
回路基板20の対角線上で対向する隅にドリルであけられ
た対応する位置決めピン孔26に挿入する。（図１におい
ては一方の位置決めピン24のみを示す。他方は、プリン
ト回路基板20によって隠れている。）位置決めピン24を
位置決めピン孔26内に位置決めすることで、回路基板20
は取付具10の基底部（プローブ板25）と平行に、定位置
に取り付けられるので、回路アレイ22における試験点
は、回路基板20の回路を試験するための、対応する試験
プローブ18と自動的に一致する。位置決めピン24を位置
決めピン孔26に挿入して使用する方法は、回路基板20を
取付具10に取り付けるための部材の一例である。一方、
取付具10の位置決めピン24を回路基板20上の他の位置合
わせ装置と係合させ、取付具10として回路基板20を定位
置に保持することも可能である。１つの例として、直角
の凹部を有する位置決めピン24を回路基板20の直角の隅
と係合する方法も挙げられる。取付具10に回路基板10を
位置合わせする他の方法も可能である。

上述したように、必ずしも位置決めピン24は所望の位
置合わせ精度を得られるものでなくてもよい。位置決め
ピン孔26は、基板製造業者によって回路基板20にドリル
であけられる。基板製造業者によって回路基板20に基準
マーク28を印刷し、図において対角線上に対向する隅に
示すこれらの印は、回路基板20に印刷されたアートワー
クに対する既知の基準点即ち指標マークとなる。

（図１における回路基板20の上側に示す基準マーク28
は、実際に回路基板20の下側からも見ることができ
る。） 基板製造業者は、基準マーク28を基準として使用し、
回路基板20上のアートワークに鑑みて、ドリル工具を位
置合わせし、位置決めピン孔26は、回路基板20上で、こ
の基準マーク28を基準にして位置決め（ドリルあけ）さ
れる。然しながら、実際には、ドリル機械に対し、回路
基板20を位置決めする時や、ドリル工具をドリル機械に
位置決めする時、位置決めピン孔26をドリルあけする
時、ドリルであけた位置決めピン孔26に取付具10の位置
決めピン24を合わせる時などに、機械的公差の累積が発
生する。このため、可動位置決めピン24を位置決めピン
孔26に挿入して回路基板20と試験プローブ18とを圧接状
態にしておく際に、回路基板20にドリルあけした位置決
めピン孔26によって回路基板20上のアートワークと、バ
ネ式の試験プローブ18とを正確に合わせることができな
い場合もある。

取付具10は、試験中の回路基板20と試験用取付具10と
を一線上に位置合わせする際に見られた従来の欠点を解
決するための部材を提供する。取付具10は、位置決めピ
ン24をプローブ板25上で移動可能に位置決めするための
部材を有する位置合わせ装置と、試験中の回路基板20上
の基準マーク28の位置を検出するプローブ板25上のセン
サ30とを含む。可動の位置決めピン24によって、取付具
10上のプローブ領域に対して、回路基板20を手作業で取
り付けることができるようになる。センサ30は、プリン
ト回路基板20が移動して、プローブ領域と一列になるよ
うな基準マーク28の移動を検出する。更に、各基準マー
ク28の拡大画像を表示して、取付具10上の試験プローブ
18に対して、回路基板20を手作業で正確に位置合わせし
易くする。センサ30は、基準マーク28を検出し、この印
の画像を生成して、光学的位置合わせ表示装置における
基準指標として使用される既知のゼロ基準点の対応する
画像と関連して観察できるようにする。可動の位置決め
ピン24を手作業によって移動させ、表示画面上の対応す
る基準マーク28の動きを観察しながら、回路基板20を動
かすことが可能であるので、回路基板20を移動させて、
各基準マーク28と表示画面上に表示された基準点とを正
確に位置合わせすることができる。

このような動きは、回路アレイ22における試験点と、
取付具10の基底部（プローブ板25）の対応するバネ式の
試験プローブ18とを、正確に一列に位置合わせする位置
を自動的に決めるものである。図２乃至図６は、可動の
位置決めピン24を取付具10の基底部（プローブ板25）に
調節可能に取り付けるために好ましい装置を示す。これ
とは別に、試験中の回路基板20の基準マーク28または他
の指標点と一列に並び、かつ対角線上で対向する隅にお
いて、センサ30を取付具10の基底部（プローブ板25）の
定位置に取り付ける。センサ30、基準マーク28及び光学
的位置合わせ装置については、以下においてより詳細に
述べる。

図２乃至図６を参照して、可動の位置決めピン24の位
置の調節について述べる。各位置決めピン24は、円形断
面の直立した可動位置決めピン24と、これより大きく平
らな環状底面を有する円形基底部32とを備える。位置決
めピン24の直径は、回路基板20にドリルあけした位置決
めピン孔26の直径と一致するので、回路基板20を位置決
めピン24上に位置決めすることができる。位置決めピン
24を固定する大きめの円筒形軸部36は、円形基底部32の
下側から下方に延在している。この軸部36の外径は、位
置決めピン24の外径と同様であり、軸部36の軸は、位置
決めピン24を通る垂直軸と一列になっている。軸部36
は、プローブ板25即ち取付具10の基底部にあけられた取
付孔38内で位置決めされている。取付孔38は軸部36の外
径よりも大きいので、位置決めピン24の軸部分は、取付
具（プローブ板25）孔内で360゜自由に回転することが
できる。このような移動の間、位置決めピン24の円形基
底部32は、孔を完全に覆っており、位置決めピン24を常
に垂直に直立した位置で保持する支持基底部となってい
る。位置決めピン24を固定する部材の底部は、取付具10
の基底部（プローブ板25）の底面42から下方に突出する
外方にねじ切りした部分40を有する。位置決めピン24
は、固定装置の外方にねじ切りした底部分にしっかり固
定される内方にねじ切りした係止ナット44によって、取
付具10の基底部（プローブ板25）で定位置に保持されて
いる。組み立てを行なっている間、係止ナット44を固定
部材の突出底部分で回転させることにより、位置決めピ
ン24は取付具10の基底部の上面に対して一定の位置で保
持される。

組み立てを行なっている間の係止ナット44を取付具10
の底面に対して、しっかりと固定した後、位置決めピン
24の軸部36と隣接する取付具10の基底部（プローブ板2
5）の狭い通路48にカムピン46を挿入する。カムピン46
は、接着剤で接着するか、通路にしっかり固定し、取付
具10の基底部（プローブ板25）の底面42から突出してい
るカムピン46の下部分を係止ナット44と隣接させて定位
置に保持することが好ましい。カムピン46の突出してい
る下部分は、係止ナット44の狭い凹部50内に収容され
る。位置決めピン24の最上部の互に併行する面から成る
フラット52と、レンチ（図示せず）のフラットとを係合
し、レンチを回転させて、位置決めピン24をそのピンの
軸を中心として回動させることで、位置決めピン24は、
取付具10の基底部（プローブ板25）に対して可動となっ
ている。係止ナット44としっかりと連結されていた位置
決めピン24を緩め、孔38内で、位置決めピン24のアセン
ブリ全体を取付具10の基底部（プローブ板25）に対し
て、あらゆる方向に回動できるようにする。位置決めピ
ン24を所望の位置に移動させたら、取付具10の基底部
（プローブ板25）上に備えられた覗き孔からフラット52
用のレンチを使って、この位置決めピン24を回動させ、
位置決めピン24を基底部（プローブ板25）に係止する。
カムピン46は、係止ナット44の凹部50と係合し、位置決
めピン24を係止位置に固定した時の係止ナット444の回
転を防止する。位置決めピン24の上部は、移動可能な上
板16の大きめの孔（図９及び図10参照）を貫通して延在
しているので、位置決めピン24は、回路基板20を移動さ
せても移動可能な上板16を動かさずに、取付具10の基底
部（プローブ板25）上で移動することができる。

プリント回路基板20の試験プローブ18のアレイへの位
置合わせについて述べる。センサ30は、回路基板20上の
基準マーク28の位置を検出して、基準マークの検出位置
を示す出力信号を出力できるものであれば、どのような
検出装置であってもよい。基準マーク28は、回路基板20
に印刷されたアートワークに対する既知の基準位置とし
て印刷されているので、この基準マーク28によって、回
路基板20上に印刷された回路アレイ22内の試験点の位置
を考慮した正確な基準点を提供することができる。セン
サ30は、基準マーク28の位置を光学的に検出し、画面上
に表示された対応する既知のゼロ基準点に対する基準マ
ーク28の位置の拡大画像を表示する外部画像拡大装置及
び表示装置によって処理される出力を供給する光学セン
サを含むことが好ましい。

好ましい位置合わせ技術において、既知のゼロ基準を
最初に決定する。好ましくは、「金基板」として知られ
る基準基板を使用してゼロ基準を設定する。「金基板」
は、基板上のアートワークの位置を基準にした基板上の
位置を完璧に設定した基準マーク（または他の指標点）
を有するプリント回路基板20の複製である。「金基板」
は、対向する隅において完璧に設定された基準マークを
表わす「金ピン」と呼ばれる２本の固定ピンを有するこ
とが好ましい。「金基板」は、「金基板」上で位置決め
された固定位置決めピンを有し、「金基板」を取付具10
に完璧に位置合わせしている。「金基板」は「金基板」
の位置決めピンを固定基板の固定位置決めピン孔に挿入
することによって取付具10に取付けられ、取付具10に正
確に位置合わせされる。これにより、「金基板」上の基
準マーク「金ピン」と取付具10及びそのプローブ領域と
を正確に一列に位置合わせする。「金基板」は、可動の
位置決めピン24を収容するためのクリアランス孔を有す
るので、位置決めピン24の位置に関係なく「金基板」を
取付具10に取り付けることができる。「金基板」は位置
合わせのためにのみ使用されるので、「金基板」上には
回路は印刷されない。） 更に、センサ30を使用して各「金ピン」の位置を検出
し、「金ピン」の拡大画像を表示画面、即ちモニタ上に
表示する。各「金ピン」の画像は、１つのモニタ上で一
緒に表示することも可能であるが、別々のモニタ上に表
示することが好ましい。これとは別に、十字線生成器を
使用して、表示画面上に十字線画像を形成し、基板の取
付具10に対する完全なゼロ位置合わせを示す。モニタ上
に表示された各「金ピン」の画像の上に、別々の十字線
画像を重ねる。更に、モニタ上に表示されている画像を
使用して「金基板」の上の「金ピン」に対して、光学的
検出装置を位置合わせする。「金基板」を取付具10に対
して固定したまま、各十字線がモニタ上に表示された対
応する「金ピン」の拡大画像と完全に合わさるまで十字
線の画像を電子的に移動する。これにより、画像表示装
置を「金基板」上の各基準マーク「金ピン」に対して正
確に配置できるので、十字線ゼロ点を設定することで、
取付具10のプローブ領域に対して、回路基板上のアート
ワークを完全に位置合わせすることができる。それか
ら、「金基板」を取付具10から取り外す。その後、取付
具10の位置決めピンに備えられた回路基板20は、表示画
面上の十字線画像によって示されるゼロ許容誤差基準点
と位置合わせされる。回路基板20を最初に取付具10上に
取り付ける際、プローブ領域に対するアートワークの誤
った位置合わせがあれば、これは、基準マーク28に対応
するゼロ許容誤差を示す十字線ゼロ点に対する各基準マ
ーク28の誤った位置合わせによって示される。更に、可
動位置決めピン24を緩め、回路基板20を手作業で移動
し、各検出基準マーク28とこれに対応する十字線基準と
を一列に位置合わせするために、モニタを観察する。こ
れにより、回路基板20上で取付具10の試験プローブ18に
対して、アートワークを施し、自動的かつ正確に位置合
わせする。

別々の較正板（「金基板」）及び電子的に調節可能な
十字線発生器によって、光学系とは独立して基準マーク
結像装置に対して固定されたゼロ基準点の位置合わせを
較正する。これにより、基準マーク28を結像するため
に、レンズ系に固定基準を作成する装置と比較して位置
合わせ装置にかかる費用を大幅に削減できる。

光学センサ30は、様々な形態とすることができる。一
実施例において、各センサ30は、光ファイバセンサを有
する。（他の検出装置については後述する。）好ましい
光ファイバセンサは、モノフィラメントの光ファイバコ
アを有する同軸光ファイバセンサと、これとは別個にコ
アの周囲に備えられた小さい光ファイバの束からなる光
ファイバ外管とを備える。モノフィラメントの光ファイ
バコアは、投光器として作用しても受光器として作用し
てもよい。更に、外周の光ファイバ管は、エミッタ用の
受信器、またはこれと逆に作用するエミッタとレシーバ
は、互いに隔離されており、外部結像装置は、回路基板
で反射する光信号を生成する１つの光ファイバ管路に信
号を送る。他方の光ファイバ管路は、回路基板からの反
射を拾う。光信号は、基準マークを通過して１つの型の
反射を生成する。一方、光信号が基準マークに集中する
と、反射は妨害されて、異なる反射光信号が検出され
る。このため、光ファイバとその結像装置とは、トラン
シーバとして作用し、基準マークの誤った位置合わせが
あった場合に、或る種の光信号を検出し、基準マークが
正しく位置合わせされている場合に、別の光信号を検出
する。

一方、光ファイバ型の光学的検出装置は、光信号を送
受信し、基準マークの位置を検出するための一対の並列
光ファイバを備えることもできる。

図９は、回路基板20の基準マーク28と一列に位置合わ
せして取付具10に取付けられた一対の光ファイバプロー
ブ66を備えたセンサ30の他の実施例を示す。光ファイバ
プローブ66は、基準マーク28の画像を取付具10の外部で
更に処理するために、外部に送信するための各々80,000
画素を有する可撓性画像管路であることが好ましい。図
９における取付具10には、遠隔表示装置に画像を送信す
る可撓性光ファイバ画像管路68も示されている。プリン
ト回路基板20を取付具に対して位置合わせする際、該基
板を、位置決めピン24上に取り付ける。光ファイバプロ
ーブ66は、バネによって偏心させて回路基板20の下側
と、バネ圧接させることも可能であるし、レンズ系と組
み合わせて使用し、試験中の回路基板20上の基準マーク
28に集束させることもできる。位置決めピン24の各々を
緩め、取付具10の基底部（プローブ板25）及び試験プロ
ーブ18に対して、回路基板20を手作業で移動できるよう
にする。

これにより、対応する光センサ30に対する各基準マー
ク28も移動する。好ましくは、１つの位置決めピン24に
関連する基準マーク28をモニタ上の対応する十字線（ゼ
ロ許容誤差基準点）と正確に位置合わせできるまで、１
つの位置決めピン24を調節し、その後で、他の位置決め
ピン24の位置を調節して、これに関連する基準マーク28
を動かし、関連した十字線と位置合わせすることが好ま
しい。

外部光位置検出結像装置に再帰反射型光センサを備
え、光ファイバプローブ66によって伝えられた外部光信
号を受信することも可能である。光ファイバを用いたセ
ンサ30によって抽出される特定色の光を反射し、他の光
を透過するはんだマスクで、試験中の回路基板20の下側
を覆ってもよい。このようなはんだマスクを通して基準
マーク28を見ることができる。外部ユニットの光センサ
30は、はんだマスクから反射した光から表示画面上に単
色で表示される外部光信号を受信する。光ファイバを用
いたセンサ30によって（回路基板20の正しい位置合わせ
位置への移動に基づいて）基準マーク28を検出すると、
光学的光信号は別の色に変わり、光センサ30と各々の基
準マーク28とが一列に位置合わせされたことを示す。各
基準マーク28の対応する光センサ30との位置合わせは結
像装置上で示され、その後で、取付具10の各位置決めピ
ン24を取付具10の基底部（プローブ板25）の定位置に係
止して、回路基板20を正確に位置合わせされた位置に保
持する。

別の結像装置において、光ファイバプローブ66は基準
マーク28に合焦しており、各光プローブの対向する端
は、遠隔地モニタ上に基準マーク28を表示するために使
用される第２のカメラレンズ系にプラグ止めされてい
る。

本発明の他の形態において、各光センサ30は、対応す
るボアスコープを備え、外部光検出結像装置によって生
成された周知の指標点に対する基準マーク28の位置を可
視画像を生成する。ボアスコープには、ボアスコープセ
ンサの視界内で対象物の画像を形成する画素と類似の光
ファイバのマトリスクを使用した高検出器型のものを使
用することができる。ボアスコープは焦点距離が決まっ
ており、その視野から反射した光を一点に集中させるの
で、このようなボアスコープは回路基板の下側から一定
距離でセットされている。

回路基板と取付具10とを正しく位置合わせするため
に、各ボアスコープや他の光学的集束装置から、正しい
設定距離で回路基板を保持できるように、この回路基板
を位置決めピン24上にい位置させる。まず位置決めピン
24を緩めるので、ボアスコープや他の光学的装置を使用
して、回路基板20上の基準マーク28を見る時に、取付具
10に対して回路基板20を手作業で移動させることができ
る。（回路基板20を載せる長方形のガスケット14は、上
板16及びプローブ領域に対して回路基板20を変位させる
のに十分なクリアランスを有している。）更に、図７及
び図８において最も良く示される結像装置を使用して回
路基板20を位置合わせする。各基準マーク28は、光学的
表示装置において生成された十字線や他のゼロ基準指示
を表示する接眼レンズ54を介して見ることができる。回
路基板20を移動させて基準マーク28を視野付近に位置さ
せると、ボアスコープや他の光学的装置は、基準マーク
28の画像を撮像する。

この画像は、固定されたゼロ基準点を基準にして接眼
レンズ54で見ることができる。基準マーク28及び固定さ
れた基準点を拡大し、回路基板20を取付具10上で正確に
位置決めするために、ビデオモニタ56の画面上に表示す
ることも可能である。画像拡大表示装置は、各接眼レン
ズ54からの可視出力を検出し、対応する固定ゼロ基準十
字線に対する各基準マーク28を示す表示画面上に、２つ
のボアスコープからの画像を取り入れる画像アダプタ58
を含むことも可能である。画像アダプタ58からの出力
は、ビデオ拡大装置60に送られ、各基準十字線の画像を
対応する基準マークの画像とともに拡大する。外部カメ
ラ62は画像拡大出力を受信し、これを表示端末としての
ビデオモニタ56に送信する。図８は、結像装置において
固定されたゼロ基準十字線64に対して、光センサ30によ
って検出された基準マーク28の拡大画像を含むビデオモ
ニタ56の画面上に表示されたビデオ出力を示す。

可動の位置決めピン24によって取付具10に対して回路
基板20を移動させることで、各基準マーク28の位置を、
これに対応する固定基準点64を考慮して位置合わせする
ことができる。ビデオモニタ56の画面では、回路基板20
上の基準マーク28と、２組の十字線とが正しく合わされ
まで各位置決めピン24を360゜自由に回転させて、手作
業で移動しながら観察することができる。更に、各位置
決めピン24は、取付具10上の適所に係止され、回路基板
20上の回路アレイ22における試験点と、取付具10の試験
プローブ18とを自動的かつ正確に位置合わせする。図８
に示す表示画面は、各基準マーク28及びこれに関連する
ゼロ基準十字線について、別々のモニタ上で同じような
映像を生ずる。総ての基準マーク28が位置合わせされる
まで、回路基板20を移動しながら、同時に総ての表示画
面をモニタリングする。

回路基板20上の基準マーク28の画像と、十字線基準の
画像とが位置合わせされた時に、回路基板20上の回路ア
レイ22と、試験プローブ18とを位置合わせする既知のゼ
ロ位置に、結像装置の固定基準点（十字線64）を設定す
るためには、幾つかの可能な方法がある。好ましい方法
は、試験用の取付具10に取り付けると、ゼロ位置合わせ
誤差を表す従来「金基板」と呼ばれる較正板を使用する
ものである。「金基板」は、この「金基板」の対角線上
に対向して備えられた位置決めピンをプローブ領域に対
して既知の定位置で試験用の取付具10上の対応する孔に
収めると、試験プローブ18でゼロ位置合わせ誤差を生成
する。外部結像装置は、電子的に調節可能な十字線発生
器を備え、別々の十字線を基準点即ち、「金基板」上の
ピンと位置合わせするので、ゼロ位置合わせ誤差は、結
像装置内で発生する。このゼロ許容誤差を更に電子的に
較正して、十字線結像装置に送る。試験を行なっている
間、「金基板」を試験対象となる各回路基板に置き換
え、試験されている回路基板上の基準マーク28の拡大画
像を表示する。取付具10上の位置決めピン24を緩め、各
回路基板20の基準マーク28と較正装置によって設定され
た固定基準十字線とが位置合わせされるような位置に各
回路基板20を移動し、各回路基板20と取付具10のプロー
ブ領域とを自動的に位置合わせする。

画像アダプタは、図８において示すように、各位置決
めピン24の位置基準を、これに対応する基準マーク28に
鑑みて表示するようにしておくことが好ましい。この場
合、各基準マーク位置合わせ毎に、別々のモニタを使用
するか、または画面を分割して、１つの画面上に基準十
字線と基準マークの組を２つ同時に表示することもでき
る。

図10及び図11に、光センサ30と位置合わせ装置の別の
実施例を示す。図において、各光センサ30は、試験中の
回路基板20を見るために、プローブ領域に隣接して取付
具10に取付けられた別々の小型カメラレンズ・ビデオプ
ローブアセンブリ70を備えている。別々のカメラレンジ
・ビデオプローブアセンブリ70の各々は、取付具10の基
底部（プローブ板25）に着脱自在に取付けられている。
各アセンブリは、レンズと、光ファイバ画像管路と、光
源と、ビデオカメラと、画像拡大レンズと、外部ビデオ
モニタ66への接続部とを有し、これらは総て取付具10の
基底部（プローブ板25）から取り外すことができる。こ
のような構成は、他の取付具10にそのまま適用すること
ができる。

各カメラレンズ・ビデオプローブアセンブリ70は、ビ
デオカメラ74に取付けられた狭い円筒系のカメラレンズ
と光ファイバ画像管路72とを有する。画像管路72は、上
述した光プローブ66の場合と同様に、数千（一実施例に
おいて、80,000）画素即ち光ファイバの束からなる。レ
ンズと画像管路72は、取付具10の基底部（プローブ板2
5）に固定された延長管状ビデオプローブソケット76に
差し込まれている。カメラレンズと光管路、ビデオプロ
ーブのアセンブリは、取付具10の基底部（プローブ板）
25の下から下方に延在し、取付具10のハウジングの中空
内部領域78に挿入されている。このカメラレンズと光管
路、ビデオプローブのアセンブリは、試験中の回路基板
20の下側の対応する基準マーク28と、基底部の対角線上
で対向する隅とが位置合わせされるように取付けられて
いる。各ビデオプローブ及びこれに対応するのレンズ光
ファイバ画像管路72は、試験プローブ18の上板16の対向
する隅にあけられた別々の拡大孔80と位置合わせされ、
回路基板20上の対応する基準マーク28に合焦している。
図11は、基底部（プローブ板）25を開位置に枢支し、こ
の基底部に固定されたソケット76内のカメラ・ビデオプ
ローブアセンブリを取り付けるためのアクセスを前記取
付具ハウジングの中空内部領域78に確保する態様を示す
図である。

図10及び図11に示す取付具10の構成は、試験中の回路
基板20の下方の取付具ハウジング内にカメラレンズ・ビ
デオプローブアセンブリ70を取付けた一実施例を示すも
のである。図９に示す取付具10の構成は、カメラレンズ
・ビデオプローブアセンブリ70を（空間上の制限のため
に）取付具10から離れた所に置き、可撓性光ファイバ画
像管路68を取付具10から離れたところまで延長して、対
応するビデオカメラによるプローブ74と接続されている
他の実施例を示すものである。

図12及び図13は、カメラレンズ・ビデオプローブアセ
ンブリ70の構成を最も詳細に示した図である。光ファイ
バ画像管路72の前面は、不透明なシールド管84内に備え
られた両凸レンズアセンブリ82を有する。両凸レンズの
後ろに備えられた鋼管スペーサ86は、光ファイバ画像管
路68の画像を集束させる際に、レンズ用絞り装置とな
る。レンズアセンブリ及び光ファイバ画像管路68は、ビ
デオカメラハウジング92の前面に備えられたレンズ台90
を介して開口内に保持された不透明な直立型レンズ管88
内に取付けられている。不透明な外側の光ファイバレン
ズ管路91は、レンズ・ビデオカメラアセンブリを基底部
（プローブ板25）のビデオプローブソケット76に着脱自
在に取り付けるために使用される係止ナット93を備えて
いる。（一方、ビデオプローブ74を取付具10に対して保
持するソケットは、光学系を自動的に回転位置決めでき
る止め金で着脱自在にスナップ係止されているので、回
路基板20の移動は、モニタ上の対応する基準マーク28の
移動から判る。）取付具10の基底部（プローブ板25）上
の管状ソケット76は、長い不透明なカメラレンズ管88に
平行に配置され、これを囲む不透明な管状の光ファイバ
管路91を含む。２本の管は、内側のカメラレンズ管82
と、外側の管状の光ファイバ管路91との間に、環状の開
空管ができるように同軸で位置合わせされている。一実
施例において、56本の別々の光ファイバから成る複数の
可撓性光ファイバ94は、光ファイバレンズ管路91内の環
状の空間を介して、レンズ管の前面付近からビデオプロ
ーブハウジング92のランプハウジング96まで延在してい
る。ランプ98は、ハウジング92内のギャビテイ内のラン
プホルダーに取付けられている。可撓性光ファイバ94
は、同軸管内の管状空間からランプハウジング96内のキ
ャビティまで延びており、光源からの光を照らしてい
る。これについては、図12において符号98で概略的に示
してある。可撓性光ファイバ94は、ランプからカメラレ
ンズの先端まで光を伝達し、カメラのレンズ系を囲む光
ファイバリング100（図13参照）を形成する。光ファイ
バリング100は、回路基板20の表面を照らす照明源とな
る。この回路基板20は、試験中の回路基板であってもよ
いし、取付具10の位置合わせ較正に使用される「金基
板」であってもよい。両凸レンズから成るカメラレンズ
82の焦点は、基準マーク28上に集まり、光学軸101に沿
ってカメラレンズ管88を介して光ファイバ画像管路上
に、基準マーク28の拡大画像が生成される。

一方、光ファイバ画像管路72をリレーレンズ系に換え
て基準マーク28の画像を光学的にビデオカメラ74に送信
することも可能である。

ビデオプローブとなるビデオカメラ74は、光ファイバ
画像管路72及びレンズ台90を介して、開口部からカメラ
レンズアセンブリまで延在し、ビデオカメラのハウジン
グ92に挿入されている光学軸101上の管105に取付けられ
た一対のレンズ102及び104を含む。管105は、レンズ台9
0上のレンズの位置を調節するためにねじ切りされてお
り、カメラレンズ82とレンズ102及び104との間の距離を
調節する。ビデオカメラのレンズ102及び104は、色消し
レンズ及び色収差を補正するためのレンズを備えてい
る。この２つのレンズは、光ファイバ画像管路から基準
マークの拡大画像を受信し、ビデオプローブユニットに
収容された電荷結合素子（CCD）チップ106に結像する基
本的に1:1の画像を生成する。CCDチップは、ビデオレン
ズからの画像を図14に示すビデオ表示装置によって処理
されるデジタル情報に変換する。CCDチップからのデジ
タル情報は、図14に示すようなカメラコントローラユニ
ット（CCU）108に送られる。同図において、カメラレン
ズ82、光ファイバ画像管路72、ビデオカメラ74及び光フ
ァイバランプハウジング96を、光ファイバ光源に電力を
供給する電源110と共に概略的に示す。カメラケーブル1
12は、ビデオカメラ内のCCDチップからカメラコントロ
ーラユニット（CCU）108までデジタル信号を送る。ビデ
オCCU108は、日本のエルモ社（Elmo）から販売されてい
るEC−202やEM−102を使用することができる。CCUに
は、通常のAC電源からエルモ社のAC−E12アダプタのよ
うなACアダプタ114を介して電力を供給する。CCUからの
同軸ビデオケーブル116は、ビデオ信号をTVモニタ118に
送信する。カメラレンズ及びビデオプローブは、基準マ
ーク28の拡大画像をTVモニタ118の表示画面上に表示す
る。これとは別に、十字線発生器120の出力は、ビデオ
ケーブル116に電子的に結合され、ゼロ基準十字線64の
ビデオ画像をTVモニタ上で重ねる。十字線位置コントロ
ーラ122は、モニタ上の十字線の位置を制御する。図14
に示すビデオカメラと表示装置の装置では、各基準点即
ち回路基板20上に検出された基準マーク28毎に繰り返さ
れる。このような構成は、各ビデオプローブ毎に別々の
TVモニタを含む。これとは別に、分割画面を使用して基
準マーク28とこれに関連したゼロ基準十字線64とを同時
に表示することも可能である。

ビデオカメラ装置を使用して取付具10上で、プローブ
領域に回路基板20を位置合わせする場合、まず「金基
板」で取付具10を較正する。ビデオカメラ74には電力を
供給し、更にビデオ装置によって「金基板」の各基準マ
ークを示す「金ピン」の拡大ビデオ画像を生成する。こ
のビデオ画像によって、「金ピン」がビデオモニタ56上
に表示された十字線64の表示と位置合わせされたことが
示されるまで、各十字線64の表示を調節する。次に「金
基板」を除去し、取付具10上で回路基板20を１ずつ試験
する。この時、回路基板20上の各基準マーク28は、ビデ
オモニタ56に表示されている。基準マーク28が十字線画
像に対して誤った位置合わせされている場合には、基準
マーク28の画像が十字線64と位置合わせされるまでプロ
ーブ領域に対して回路基板20を移動させながら、位置決
めピン24の位置は、簡単に調節される。更に、取付具10
上のプローブ領域に対して正確に回路基板20を位置合わ
せする。

ビデオカメラ位置合わせ装置は、迅速に位置合わせを
終えることができるので、極めて正確な回路基板調節部
材を提供する。極めて精密な回路基板の位置調節は、か
なり拡大された可視画像位置調節となり、回路基板の位
置合わせは極めて正確となる。小型ビデオカメラアセン
ブリは、取付具ハウジングとビデオ表示装置及びモニタ
を含む基本的な固定装置の一部としてもよい。必要なの
は、試験する回路基板毎に、新たなプローブ板25と上板
16にドリルで孔をあけ、位置合わせを較正するための
「金基板」を形成することのみである。カメラアセンブ
リをプローブ板25のソケット内に取り付ける。基準マー
ク28の拡大画像を形成するためのレンズ・ビデオプロー
ブ装置全体は、基底部から取り外したり基底部に取り付
けたりすることができる。

図15は、光学的検出部材及び基準マーク28と十字線即
ちゼロ基準十字線64の交点の拡大画像を生成する部材を
使用せずに、回路基板20を試験用取付具10に対して位置
合わせするための装置を提供する本発明の他の実施例を
示す。図示の実施例において、上述した「金基板」と同
様の指標即ち基準基板130を作成して、試験用の取付具1
0に対して回路基板20を完全に位置合わせする。基準基
板130は、試験中の回路基板20上の回路アレイ22におけ
る試験点の位置を示す指標マーク132のパターンを有す
る。試験すべき回路基板20は、基準基板130と位置合わ
せされているので、試験中の回路基板20上の回路におけ
る試験点134は、基準基板130上に印刷された試験点132
と一致し、これに重なる。好ましくは、基準基板130を
通して回路基板20上の試験点を見て基準基板130の試験
点132を試験中の回路基板20上の回路の対応する試験点1
34と位置合わせすることができるように、基準基板130
は透明にしておく。２つの重ねられた基板を互いに定着
させ、これらの間の相互移動を防止する。基準基板130
の試験点132に正確に関連した位置決めピン136または他
の位置合わせ部材を基準基板にも備えておく。基準基板
の位置決めピンは、基準基板130上で正確に位置決めさ
れているので、位置決めピン136が取付具10にあけられ
た位置決めピン孔138に整合されると、基準基板130の位
置合わせによって回路基板20は、取付具10上の試験プロ
ーブの領域と正確に位置合わせされる。基準基板130に
は、取付具10上の可動位置決めピン24の位置に対応する
対角線上で対向する隅に切り欠き領域140も備えられて
いる。図15の左側は、試験すべき回路基板20上に重ねら
れた透明な基準基板130を示す。ここで、基準基板130の
試験点132は、試験中の回路基板20上の回路における対
応する試験点134と可視的に位置合わせされる。２枚の
基板を完全に位置合わせし、これら２枚の基板を互いに
固定して相対移動を防止すると、図15の右側に示すよう
に、２枚の基板は反転させて取付具10に取り付けられる
（回路基板20及び基準基板130は解り易くするために、
別々に示してある）。基準基板130の位置決めピン136
を、正確に位置合わせされた取付具10の位置決めピン孔
138に挿入することによって、基準基板130を取付具10に
取り付ける。試験中の回路基板20の位置決めピン孔26と
同基板上のアートワークとが誤った位置合わせされてい
ると、取付具10にあけられた位置決めピン24は、試験中
の回路基板20の位置決めピン孔26と正確に揃わない。こ
の場合、位置決めピン24を緩め、位置決めピン24と位置
決めピン孔26とが正しく揃う位置まで移動させる。切り
欠き領域140は、位置決めピン24を位置合わせ位置まで
移動させるためのゆとりとなる。回路基板20を試験用の
取付具10に対して位置合わせした後、基準基板130を除
去し、同一の位置決めピン位置で同一ロット内の総ての
回路基板20を取付具10上で試験することができる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理による調節可能な位置合わせ装置
と試験用取付具を示す斜視図である。

図２は、取付具に備えられた調節可能な位置決めピンを
示す部分断面図である。

図３は、図２の線３−３で示す部分の平面図である。

図４は、図５の線４−４で示す部分の断面図であり、調
節可能な位置決めピンの係止用ナットを示す図である。

図５は、係止用ナットの平面図である。

図６は、位置決めピンを調節するための部材と、位置決
めピンを係止用ナットに係止するための部材を示す説明
図である。

図７は、取付具上で回路基板と試験プローブとを位置合
わせするための拡大表示部材用光学系の構成部品を示す
概略図である。

図８は、プリント回路基板を取付具に位置合わせするた
めに使用される指標部材の可視表示を示す概略図であ
る。

図９は、光学試験用取付具位置合わせ装置を含む試験用
取付具の一実施例を示す部分断面図である。

図10は、光学試験用取付具位置合わせ装置にビデオカメ
ラを含む試験用取付具の他の実施例を示す部分断面図で
ある。

図11は、図10と類似の部分断面図で、開位置に回転した
取付具を示す図である。

図12は、試験用取付具位置合わせを結像するための小型
ビデオカメラ装置の構成部品を示す概略断面図である。

図13は、図12の線13−13で示す部分の立面図である。

図14は、試験用取付具位置合わせ結像装置の電子構成部
品概略機能ブロック図である。

図15は、回路基板と試験用取付具とを位置合わせするた
めの別の技術を示す斜視図である。

10……試験用の取付具、16……移動可能な上板 18……バネ式の試験プローブ、20……回路基板 22……プリント回路アレイ、24……位置決めピン 25……プローブ板（基底部）、26……位置決めピン孔 28……基準マーク、30……光センサ、38……取付孔 54……接眼レンズ、56……ビデオモニタ 60……ビデオ拡大装置、62……外部カメラ 64……ゼロ基準十字線（固定基準点） 66……光ファイバプローブ 68……可撓性光ファイバ画像管路 72……光ファイバ画像管路、120……十字線発生器 122……十字線位置コントローラ 130……基準基板、132……指標マーク、134……試験
点 136……位置決めピン、138……位置決めピン孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バン ローン、ディビッド アール アメリカ合衆国、91765 カリフォルニア 州、ダイアモンド バー、シャディ リッ ジ レイン 2664 (56)参考文献 米国特許4820975（ＵＳ，Ａ) 米国特許4922434（ＵＳ，Ａ)

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリント回路基板などを試験する試験用基
   板取付具において、 この試験用基板取付具が基板上のプリント回路アレイ内
   に設けた試験点のパターンと接触を保つ試験プローブの
   アレイを有し、 前記基板には、前記回路アレイの基板上における関係位
   置を確定する基準マークを備えるとともに、 前記回路アレイを整合させて前記取付具上に取付ける整
   合具を具備しており、 前記取付具が、 基板とのその回路アレイをこの取付具上の試験プローブ
   のアレイに対して定位置に保持するように、前記基板に
   設けた整合具を取付具上に係合する位置決めピンと、 前記取付具上の定位置にあって、前記基板上の基準マー
   クを検出し、基板上の回路アレイに試験プローブのアレ
   イが正しく位置合わせされているかどうかを示す出力を
   生成する検出部材とを含み、 基板を定位置に保持して前記検出部材からの出力を生成
   する第１位置に位置決めピンを確実に固定する部材であ
   り、かつ、定位置に設けた前記検出部材に対して基板が
   移動可能で、試験プローブのアレイに対する回路アレイ
   の不整合部分を修正するにあたり、前記出力を生成する
   検出部材で、この検出部材と基準マークとを整合させる
   のに必要な取付具上の補正された第２位置へ位置決めピ
   ンが正確に移動するようになされ、 基板上の回路アレイに対応する試験点と試験プローブの
   正確な整合を示す補正位置に基板を保持し、この補正さ
   れた第２位置に位置決めピンを確実に固定する部材とを
   備える試験用取付具位置合わせ装置。
2. 【請求項２】前記基板の位置合わせ後に行なう回路診断
   試験中に、試験プローブが回路アレイの試験点と合致す
   る正しい位置に基板を保持するように、前記位置決めピ
   ンを取付具上でその調節された位置に固定する部材を備
   えた請求項１記載の試験用取付具位置合わせ装置。
3. 【請求項３】プリント回路基板などを試験する試験用基
   板取付具において、 この試験用基板取付具が基板上のプリント回路アレイ内
   に設けた試験点のパターンと接触を保つ試験プローブの
   アレイを有し、 前記基板には、前記回路アレイの基板上における関係位
   置を確定する基準マークを備えるとともに、 前記回路アレイを整合させて前記取付具上に取付ける整
   合具を具備しており、 前記取付具が、 基板とその回路アレイをこの取付具上の試験プローブの
   アレイに対して定位置に保持するように、 前記基板に設けた整合具を取付具上に係合する位置決め
   ピンと、 取付具上の定位置に取り付けられ、基板上の基準マーク
   を検出して基準マークの位置を表示する画像を提供する
   光ファイバ検出部材と、 基準マーク位置の画像を位置合わせして、試験プローブ
   のアレイを基板上の試験点のパターンと合致できるよう
   な固定参照位置を示す固定参照点を提供する部材とを含
   み、 基板を定位置に保持して基準マーク位置を表わす前記画
   像を生成する第１位置に位置決めピンを確実に固定する
   部材であって、かつ、定位置に設けた前記検出部材に対
   して、基板が移動可能であり、基準マークの画像を固定
   参照点と整合させ、試験プローブのアレイと、基板上の
   回路アレイにおける試験点のパターンとが整合する正し
   い位置に基板が保持されるように補正された第２位置に
   位置決めピンを確実に固定する部材とを備える試験用取
   付具位置合わせ装置。
4. 【請求項４】前記光ファイバ検出部材が、 基準マークの画像を形成するレンズ及びこの画像を伝送
   する光ファイバ画像管路を備えるとともに、 伝送画像に応答して固定参照点に対する基準マークの拡
   大画像をビデオモニタ上に表示し、試験プローブに対す
   る試験点の正しい整合位置を示す光センサを備え、 前記固定参照点を提供する部材が電子的にモニタ上に生
   成される補正可能な画像を形成して、基板上の回路アレ
   イに対するプローブの正確な整合を示す部材からなる請
   求項３記載の試験用取付具位置合わせ装置。
5. 【請求項５】基板上のプリント回路アレイ内に設けた試
   験点のパターンに試験プローブのアレイを接触させる形
   式の試験用基板取付具上でプリント回路基板を診断する
   試験方法において、 試験対象となる前記回路基板が試験プローブと圧接状態
   に保持されて、取付具外部の診断試験装置と試験対象基
   板上の回路とを電気的に接触させ、 回路アレイはこの基板上に基準マークを基準にして基板
   上で位置決めされ、 基板上に回路アレイの位置合わせ用の整合具を備えてい
   て、取付具上の位置決めピンを基板上の整合具と位置合
   わせして、基板及びその回路アレイを取付具上の試験プ
   ローブに対する定位置に保持し、 位置決めピンによって保持される基板の上の基準マーク
   の画像を生成する光学的検出部材を取付具上の定位置に
   装着し、 基板上の試験点のパターンと試験プローブのアレイを正
   確に位置合わせする基準マークの画像を整合させる固定
   参照点の既知の正確な位置表示である参照画像を生成す
   るとともに、 位置決めピンを具備する取付具及び光学的検出部材の定
   位置に対して基板を移動して基準マークの画像を参照画
   像と整合させ、 試験プローブのアレイが基板上の試験点のパターンと正
   確に整合するするように位置の調節を行なう試験用取付
   具位置合わせ装置による回路基板の位置合わせ方法。
6. 【請求項６】前記試験プローブ及び基板上の試験点の正
   しい位置合わせを示す固定基準点の位置を調節すること
   によって検出手段を電子的に較正し、位置決めピンの占
   める位置を調節して基準マークの画像を移動させ、これ
   を固定基準点に整合させるようにした請求項５記載の回
   路基板の位置合わせ方法。
7. 【請求項７】プリント回路基板を試験する試験用基板取
   付具において、 この取付具が、 基底部と、 基板上の１つ以上の指標マークを基準にして位置付けら
   れている基板上の回路アレイに関し、前記基底部上に在
   って前記回路アレイの試験点パターンと整合させる試験
   プローブのアレイと、 前記基底部上に設けた試験プローブのアレイに対して基
   底部上で定位置に基板を保持する基板装着部材と、 この基板装着部材によって基板を基底部上に保持したと
   きに、基板上の指標マークの位置を検出し、基板上の回
   路アレイ内の試験点のパターンに対する試験プローブの
   アレイの整合・不整合の程度を出力するように基底部上
   の定位置に設けられた検出部材と、 基板を定位置に保持して前記検出部材による整合状態を
   出力する第１位置において前記基板装着部材を確実に固
   定し、かつ、基板が前記検出部材の定位置から移動する
   ことにより、前記整合状態の変化に対応するを出力が、
   回路アレイ内の試験点パターンを試験プローブのアレイ
   と正確に位置合わせするのに必要な基底部に対する基板
   位置の変更を示すようにして、正しい位置に基板が保持
   されるように補正された第２位置において前記基板装着
   部材を確実に固定する部材とからなり、 前記検出部材が光ファイバセンサとこの光ファイバセン
   サ出力に応じて前記整合の程度の可視画像を生成する可
   視表示装置から成り、更に前記検出部材が、光センサと
   して形成された試験プローブと、この試験プローブから
   の出力に応じて前記可視画像を生成する部材とを含み、
   前記光センサとして形成された試験プローブの出力を変
   換して、前記整合・不整合のビデオ画像を表示する部材
   により前記可視画像を生成し、前記指標マーク画像をビ
   デオモニタ上に拡大表示させて、このモニタ上に生成さ
   れ回路アレイに対するプローブの正確な位置を示す電子
   的に調整可能な指標マークと比較して位置合わせするよ
   うにした試験用取付具位置合わせ装置。
8. 【請求項８】基板上の基準マークに基づいて基板上に位
   置付けられたプリント回路に試験点のアレイを設けた回
   路基板を診断試験する方法であって、試験対象となる前
   記回路基板が試験プローブと圧接状態に保持されて、取
   付具外部の診断試験装置と試験対象基板上の回路とを電
   気的に接触させ、 回路アレイはこの基板上の基準マークを基準にして基板
   上で位置決めされ、 基板上に回路アレイの位置合わせ用の整合具を備えてい
   て、 取付具上の位置決めピンを基板上の整合具と位置合わせ
   して、基板及びその回路アレイを取付具上の試験プロー
   ブに対する定位置に保持し、試験中は試験対象となる回
   路基板が外部の診断試験装置と基板上の回路との間で電
   気的な接触を保つように圧接され、 試験プローブのアレイを備えた取付具基底部上の基板装
   着部材に基板を取り付けて基板上の回路における対応す
   る試験点のパターンと接触させ、 試験プローブのアレイに隣接する取付具基底部上の定位
   置に取り付けられた光学センサから基準マークの光学画
   像を生成するとともに、 試験点と試験プローブとの正確な整合結果を表わす固定
   基準表示を生成し、 基底部上のセンサ部材の定位置に対して基板を移動して
   取付具基底部上の基板装着部材の位置を調節し、プリン
   ト回路基板を取付具基底部上の試験プローブに対して移
   動させて、基準マークの光学画像と固定基準表示との位
   置合わせを行ない、基板上の試験点と取付具上の対応す
   る試験プローブとを正確に整合せしめる方法であり、 ここにおいて光学画像を生成する光学系は、基準マーク
   に合焦して基準マークの拡大画像を形成するとともに、
   モニタ上の固定基準表示の位置を調節する電気的制御部
   材を含み、この電気的制御部材を調節してモニタ上の基
   準表示の位置を変位させることで取付具に対する基板の
   較正された既知の正確な位置が視覚的にわかるように固
   定基準表示を較正し、次いで基準マーク画像を移動して
   較正した固定基準表示と整合させ、基板上の試験点を対
   応する取付具基底部上のプローブに正確に整合させるよ
   うにした試験用取付具位置合わせ装置によるプリント回
   路基板の診断試験方法。
9. 【請求項９】プリント回路基板を試験する試験用基板取
   付具において、この取付具が、 基板上のプリント回路アレイにおける試験点と試験プロ
   ーブのアレイが接触し、前記回路アレイがこの基板上に
   離間して配設される少なくとも一対の基準マークに対し
   て位置決めされており、 この取付具次に対して定位置に基板を保持する基板装着
   部材が取付具に設けられ、取付具上で離間する定位置
   に、この基板装着部材によって保持される基板上の各基
   準マークの画像を生成する光学画像管路が個別に設けら
   れ、 また、基板を定位置に保持して前記各基準マークの画像
   を生成する第１位置において前記基板装着部材を確実に
   固定し、かつ、基板が前記光学画像管路の定位置から移
   動することにより、対応する固定参照点と整合するよう
   に基準マークの画像を移動し、それによって基板上の試
   験点を対応する取付具上の試験プローブとの位置合わせ
   を行なって、正しい位置である第２位置に基板を保持し
   て前記基板装着部材を確実に固定する部材を備え、 固定参照点の画像を基板上の試験点にプローブが正しく
   位置合わせされていることを示す定位置にそれぞれ独自
   に調節できる電気的制御部材を含む試験用取付具位置合
   わせ装置。
10. 【請求項１０】前記各基準マークを別々のビデオ拡大画
    像に生成するそれぞれの画像管路と個別に位置合わせを
    行なうビデオカメラ機構を含み、このビデオカメラ機構
    が基準マークに焦点を合わせてビデオ画像を生成するレ
    ンズと光源並びに基準マークをビデオ画像にするビデオ
    カメラとからなり、取付具基底部に対して前記レンズ、
    光源およびビデオカメラが一体で移動可能に装着されて
    いる請求項９記載の試験用取付具位置合わせ装置。
11. 【請求項１１】試験取付具上の試験プローブにプリント
    回路基板を整合させる方法であって、プリント回路基板
    には取付具上の位置決めピンに基板を設置する場合に使
    用する整合具を備えており、 試験点のアレイを備えた参照基板を用意し、 基板上の回路における実用上の試験点のアレイが参照基
    板の試験点のアレイと整合するように試験対象となる回
    路基板を参照基板と整合させ、 取付具上の試験プローブが参照基板上の参照試験点と正
    確に整合するように夫々の基板を取付具上のそれらの整
    合した位置に各別に設置して、 取付具上の試験プローブと基板上の回路における実用上
    の試験点とが整合する取付具上の補正位置に基板が保持
    されるように、基板上の整合具と合致する補正位置まで
    取付具の位置決めピンを移動し、 基板上の回路における試験点と取付具上の試験プローブ
    とを接触させて基板上の回路を試験するようにした試験
    用取付具位置合わせ装置による回路基板の位置合わせ方
    法。
12. 【請求項１２】プリント回路基板などを試験する試験用
    基板取付具において、基板上の回路アレイは基板上の基
    準マークに基づいて位置決めされ、更に基板は回路アレ
    イに整合するように位置決めされた整合具を備えてお
    り、前記試験用取付具はこのような基板上のプリント回
    路アレイ内の試験点のパターンと接触を保つ試験プロー
    ブのアレイを備えた形式のもので、この試験用取付具
    が、 前記基板上の整合具に係合し、基板とその回路アレイを
    この取付具上の試験プローブのアレイに対して定位置に
    保持する位置決めピンと、 基準マークの位置を検出して基板上の回路アレイと試験
    プローブのアレイとが整合しているかどうかを出力表示
    する部材とからなり、 定位置に基板を保持して前記検出部材から出力を生成す
    るように取付具上の第１位置に位置決めピンを固定する
    部材で、かつ、試験プローブのアレイと回路アレイとの
    不整合部分を補正して取付具上の補正された第２位置ま
    で位置決めピンが移動できるように位置決めピンの固定
    を解除する部材を含み、前記検出部材の生成する出力
    で、この検出部材と基準マークとの整合に必要な取付具
    上の第２補正位置までの位置決めピンの動きを細かく示
    し、それによって基板上の回路アレイの対応する試験点
    と試験プローブとの正確な整合を表示するものであり、 前記固定部材は、その固定解除された位置から取付具上
    の補正された第２位置に位置決めピンを確実に固定する
    固定位置まで移動可能であって、次に行なう基板回路の
    回路診断試験の間、回路アレイの試験点と試験プローブ
    が合致する正しい位置に基板を保持するようにした試験
    用取付具位置合わせ装置。
13. 【請求項１３】プリント回路基板などを試験する試験用
    基板取付具において、基板上の回路アレイは基板上の基
    準マークに基づいて位置決めされ、更に基板は回路アレ
    イに整合するように位置決めされた整合具を備えてお
    り、前記試験用取付具はこのような基板上のプリント回
    路アレイ内の試験点のパターンと接触を保つ試験プロー
    ブのアレイを備えた形式のもので、この試験用取付具
    が、 前記基板上の整合具に係合し、基板とその回路アレイを
    この取付具上の試験プローブのアレイに対して定位置に
    保持する位置決めピンと、 この取付具上の定位置に設けられ、基板上の基準マーク
    を検出して基準マーク位置の表示である第１画像を生成
    する光ファイバ検出部材と、 前記基準マーク位置の画像を整合させることで前記基板
    上の試験点パターンと試験プローブのアレイを正確に合
    致させることができる固定参照点を表示させるための第
    ２画像生成部材と、 前記基板上の回路アレイと試験プローブとの正しい整合
    を示す補正された画像をモニタ上に再生する電気的制御
    部材とからなり、 定位置に基板を保持して前記第１画像を生成する第１位
    置において確実に支持される位置決めピンが、補正され
    た画像位置に移動可能な位置決めピンにより、第１と第
    ２の画像が合致するまで基板を取付具に対して移動さ
    せ、正確に試験プローブのアレイと試験点のパターンと
    を整合させるようにした試験用取付具位置合わせ装置。
14. 【請求項１４】プリント回路基板を試験する試験用基板
    取付具において、この取付具が、 前記基板上のプリント回路アレイで、前記基板上に離間
    した配設された少なくとも一対の基準マークを基準にし
    て基板上に位置付けられたこの回路アレイの試験点パタ
    ーンと接触状態におかれる試験プローブのアレイと、 前記取付具上に設けられ、この取付具に対して基板を定
    位置に保持する基板装着部材と、 基板上のプリント回路アレイにおける試験点と試験プロ
    ーブのアレイが接触し、前記回路アレイがこの基板上に
    離間して配設される少なくとも一対の基準マークに対し
    て位置決めされており、 この取付具に対して定位置に基板を保持する基板装着部
    材が取付具に設けられ、取付具上で離間する定位置に、
    この基板装着部材によって保持される基板上の各基準マ
    ークの画像を生成する光学画像管路が個別に設けられ、 また、基板を定位置に保持して前記各基準マークの画像
    を生成する第１位置において前記基板装着部材を確実に
    固定し、かつ、基板が前記光学画像管路の定位置から移
    動することにより、対応する固定参照点と整合するよう
    に基準マークの画像を移動し、それによって基板上の試
    験点を対応する取付具上の試験プローブとの位置合わせ
    を行なって、正しい位置である第２位置に基板を保持し
    て前記基板装着部材を確実に固定する部材を備え、 前記基板が定位置にあるとき、各光学画像管路と整合し
    てビデオモニタ上に各基準マークの拡大ビデオ画像を個
    別に生成するビデオ部材と、 前記試験プローブと基板上の試験点との正しい整合を表
    示する前記ビデオモニタ上で、対応する固定参照点が表
    示される位置を独自に調整できる電気的制御部材とから
    なり、 取付具基底部上の基板装着部材の位置が取付具及び光学
    画像管路の定位置に対してプリント回路基板を移動して
    調整することが可能であり、基板を補正位置まで移動し
    て前記対応する固定参照点との整合がとれるように基準
    マークの画像を変位させ、基板上の試験点と取付具上の
    対応する試験プローブとを整合させるようにした試験用
    取付具位置合わせ装置。