JPH0915302A - 回路基板検査機の位置決め装置および位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路基板検査機のプローブポイントの位置決
めを高速かつ、容易に行う。 【構成】 検査対象である回路基板５４を固定する検査
台１１と、検査台１１を移動させるＸ−Ｙテーブル２０
と、回路基板５４上の位置決め用のパターンを映像化す
るＣＣＤカメラ１６と、ＣＣＤカメラ１６からの出力を
２値画素情報として処理および記憶する画像処理装置２
２と、検査用プローブピン群１４とその保持部材１５と
からなるフィクスチャを回転方向に移動させる回動モー
タ１７と、回動モータ１７の回転中心１９を前記回路基
板５４上の２点の位置決め用パターンの中点と合致させ
たフィクスチャと、画像処理装置２２で得られた位置情
報をもとに、Ｘ−Ｙテーブル２０および回動モータ１７
の補正移動量の演算および補正移動の制御を行うコンピ
ュータ２３とにより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回路基板の電気的特性
を試験する回路基板検査機の位置決め装置および位置決
め方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回路基板検査機の位置決めに関する技術
として、特開平２−１５７６号公報がある。図９に、従
来技術の構成を示す。特開平２−１５７６号公報の回路
基板検査機の位置決め技術は、回路基板８の位置決め用
の撮像手段６Ａ，６Ｂと、回路基板８を載置した検査台
２に駆動手段１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを有し、撮像手段
６Ａ，６Ｂで得られた回路基板８の位置情報を学習し
て、その画像を基準画像として記憶し、撮像手段６Ａ，
６Ｂで得られた画像が前記の基準画像に近づくまで、検
査台２を駆動手段１０ＣによりＸ方向、駆動手段１０Ａ
および駆動手段１０ＢによりＹ方向、駆動手段１０Ａと
駆動手段１０Ｂと駆動手段１０Ｃとの駆動比によりθ方
向に移動させ、正確な位置決めを行うというものであ
る。

【０００３】また、撮像手段で得られた位置情報と予め
教示された基準位置とのずれ量を算出し、そのずれ量だ
け、回路基板を載置した検査台を、上記の従来技術のよ
うな駆動手段により移動させるという位置決め技術が知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術においては、θ方向駆動とＸ，Ｙ方向の駆動と
を１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの３つのモータの駆動量の差
で行っているため、θ方向の駆動手段を移動させると、
それにつれてＸ，Ｙの方向の座標が変化してしまい、一
度の位置補正では正確な位置決めは行えない。このた
め、正確な位置決めを行おうとすると、これらの駆動手
段と検査台の位置とをフィードバック制御を行う必要が
有り、複雑な補正計算を必要とするとともに、位置決め
に時間を要するという欠点があった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、回路基板検査機のプローブポイントの
位置決めを高速かつ、容易に行える回路基板検査機の位
置決め装置および位置決め方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下のように構成した。請求項１の発明
は、位置決め用の２点のパターンを有する回路基板の検
査機の位置決め装置において、検査対象である回路基板
を固定する検査台と、検査台を移動させる駆動機構と、
回路基板上の位置決め用のパターンを映像化する撮像手
段と、撮像手段からの出力を２値画素情報として処理お
よび記憶する画像処理装置と、検査用プローブピン群と
その保持部材とからなるフィクスチャを回転方向に移動
させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構の回転中心を
前記回路基板上の２点の位置決め用パターンの中点と合
致させたフィクスチャと、前記画像処理装置で得られた
位置情報をもとに、前記検査台駆動機構および前記回転
駆動機構の補正移動量の演算および補正移動の制御を行
う制御手段とにより構成した。

【０００７】請求項２の発明は、検査対象である回路基
板上の２点の画像認識用のプローブ、部品、パターンの
一部等のマークを撮像手段と画像処理装置により位置認
識し、予め測定しておいた基準のマーク認識位置とのず
れ量から、プローブピン群がプローブに当接する位置を
Ｘ，Ｙ，θの三次元の方向に補正をかける回路基板検査
機の位置決め方法において、回路基板上の２点のマーク
を映像化する第１の過程と、第１の過程における２点の
映像信号を２点の二値画像情報として記憶する第２の過
程と、第２の過程における２点の二値画像情報より、そ
れぞれの重心位置を算出し、２点の実際の位置情報とし
て記憶する第３の過程と、第３の過程で得られた２点の
座標位置の中点を予め教示しておいたこれらの２点の基
準座標の中点の座標に合致するように、請求項１記載の
駆動機構を制御する第４の過程と、第４の過程で移動し
た２点の座標を結んだ直線と、前記２点の基準座標を結
んだ直線とのなす角度の分だけ、請求項１記載のフィク
スチャの回転駆動機構を制御する第５の過程とから構成
した。

【０００８】

【作用】請求項１，２の構成にあっては、撮像手段を介
し、画像認識された２点の画像認識のポイントの位置座
標の中点と、この２点の画像認識のポイントの基準座標
の中点すなわち、回転中心の座標とのずれ量だけ、Ｘ，
Ｙの方向に検査台を移動させ、画像認識された２点の画
像認識のポイントの位置座標と、この２点の画像認識の
ポイントとの傾き分だけ、検査台ではなく、プローブピ
ン群を固定しているフィクスチャを回動させる。すなわ
ち、検査台のＸ，Ｙ方向の駆動機構と、θ方向の駆動機
構とが、分離されていて、θの位置補正を行っても、検
査台のＸ，Ｙ方向の座標が変化することがないため、駆
動機構と位置とのフィードバック制御の必要がなく、一
度の位置補正だけで、高速かつ正確な位置決めが行え
る。

【０００９】

【実施例】

［実施例１］本発明の実施例１を図１〜図６に基づいて
説明する。図１は本実施例の回路基板検査機の位置決め
装置を示す構成図、図２は本実施例装置に備えた検査用
接触ピンであるプローブピン群の一部を下からみて示す
図、図３は本実施例装置に備えたＸ−Ｙテーブルを示す
斜視図、図４および図５は重心位置座標と基準位置座標
との関係を示す図、図６は検査対象である回路基板を示
す斜視図である。

【００１０】図８に示すように、検査対象基板５４は、
位置決め用の２点の画像認識用のパターン５５，５６を
有し、２点のパターン５５，５６は位置決め精度向上の
ため、極力、離れた位置に配置されていることを前提と
する。

【００１１】図１において、１７はプローブピン群１４
とその保持部材１５とからなるフィクスチャを回動させ
るモータで、支持体２１の上壁上面に固定されている。
回動モータ１７のシャフト１８は支持体２１の上壁を貫
通して配置されており、その先部にはプローブピン群１
４の保持部材１５が連結されている。

【００１２】プローブピン群１４は、図２に示すよう
に、画像認識用のパターンの１点目５５に当接するプロ
ーブピン３０と画像認識用のパターンの２点目５６に当
接するプローブピン３１とを結んだ直線３３の中点３２
が図１におけるフィクスチャの回動モータ１７の回転中
心１９と一致するように、その先部を下に向けて保持部
材１５により保持されている。

【００１３】１６は、画像認識用のパターン５５，５６
を映像化するためのＣＣＤカメラであり、支持体２１の
上壁下面に固定されている。ＣＣＤカメラ１６には、Ｃ
ＣＤ１６カメラで取り込んだ映像信号を二値信号として
取り出す画像処理装置２２が接続されている。

【００１４】プローブピン群１４とＣＣＤカメラ１６の
下方には、支持体２１の下壁上面に設けられたＸ−Ｙテ
ーブル２０が配置されている。Ｘ−Ｙテーブル２０上に
は検査台１１が載置され、図示されない搬送機構によ
り、矢印１２の方向から検査対象の回路基板５４が載置
されるように構成されている。

【００１５】また、前記回動モータ１７、Ｘ−Ｙテーブ
ル２０および画像処理装置２２にはコンピュータ２３が
接続されており、このコンピュータ２３は、画像処理装
置２２で得られた二値信号より画像認識用のパターン５
５，５６の位置情報と補正移動量を演算し、フィクスチ
ャの回動用モータ１７およびＸ−Ｙテーブル２０の補正
移動の制御を行うためのものである。

【００１６】図３に、Ｘ−Ｙテーブル２０および検査台
１１の詳細な図を示す。２０ｂはＸ軸テーブルで検査台
１１が設けられており、Ｘ軸モータ４０ｂにより、Ｘ方
向４２に検査台１１が移動できる構成になっている。２
０ａは支持体２１の上壁上面に固定されたＹ軸テーブル
で、Ｘ軸テーブル２０ｂが設けられており、Ｙ軸モータ
４０ａにより、Ｙ方向４１にＸテーブル２０ｂおよび検
査台１１を移動できる構成になっている。

【００１７】次に、本実施例の位置決め装置により回路
基板の位置決めを行う手順について説明する。図１にお
いて、検査対象である回路基板５４は、図示されない搬
送装置によって矢印１２の方向に図示されないガイド溝
上を搬送され、検査台１１上に図示されない固定機構に
より固定される。

【００１８】上記回路基板５４の位置決めを行う前に、
マスターとなる回路基板を前記搬送機構および前記固定
機構により検査台１１に載置し、マスター回路基板の画
像認識用のパターン５５，５６がＣＣＤカメラ１６の視
野の中心にくるＸ−Ｙテーブル２０のそれぞれの座標を
教示しておく。以後、これらの座標を予め教示された基
準位置座標と呼び、図４に４６，４７で示す。この基準
位置座標４６，４７にあって、パターン５５とプローブ
ピン３０およびパターン５６とプローブピン３１が当接
し、基準位置座標４６，４７の中点４８が回動モータ１
７の回転中心１９と一致している。

【００１９】検査対象の固定された回路基板５４は、図
６に示すように２点の画像認識用のパターン５５，５６
を有し、その中の１点目５５がＣＣＤカメラ１６の視野
内にくるように予め教示された位置にコンピュータ２３
の指令を受けたＸ−Ｙテーブル２０により、移動される
（図４参照）。そして、ＣＣＤカメラ１６により、この
パターン５５が映像化され、画像処理装置２２により、
二値画像に変換され、その重心位置座標４３がコンピュ
ータ２３に記憶される。

【００２０】次に、もう１点の画像認識用のパターン５
６がＣＣＤカメラ１６の視野内にくるように予め教示さ
れた位置にコンピュータ２３の指令を受けたＸ−Ｙテー
ブル２０により、移動される。そして、ＣＣＤカメラ１
６により、この画像認識用のパターン５６が映像化さ
れ、画像処理装置２２により、二値画像に変換され、そ
の重心位置座標４３，４４がコンピュータ２３に記憶さ
れる。

【００２１】次に、この２点の重心位置座標４３，４４
の中点４５と、マスターとなる回路基板に基づいて予め
教示しておいた２点の基準位置座標４６，４７の中点４
８とのずれ量分、すなわちΔＸ，ΔＹだけ、Ｘ−Ｙテー
ブル２０を移動させる。

【００２２】これにより、図５のように、回路基板１３
上の２点の画像認識用のパターン５５，５６の中点４５
と、予め教示しておいた、この２点の基準位置座標４
３，４４の中点４８とが一致したことになり、次に、重
心位置座標４３，４４を結ぶ直線４９と基準位置座標４
６，４７を結ぶ直線５０とがなす角度θだけ、フィクス
チャを回動モータ１７により回動させれば良い。

【００２３】なお、本実施例では、回動モータ１７のシ
ャフト１８と保持部材１５とを直結した場合を例示した
が、回動モータ１７の回転速度をウォーム・ギアで減速
させて保持部材１５を回動させる構成とすることで、よ
り回転の精度を向上させることができる。

【００２４】［実施例２］本発明の実施例２を図７およ
び図８に基づいて説明する。図７は本実施例の回路基板
検査機の位置決め装置を示す構成図、図８は重心位置座
標と基準位置座標との関係を示す図である。本実施例
は、ＣＣＤカメラを２台設けた点のみが実施例１とは異
なるので、この点について説明する。

【００２５】本実施例において、１６ａは画像認識用の
１点目のパターン５５を映像化するための第１ＣＣＤカ
メラであり、１６ｂは画像認識用の２点目のパターン５
６を映像化するための第２ＣＣＤカメラである。第１Ｃ
ＣＤカメラ１６ａと第２ＣＣＤカメラ１６ｂは、前記回
路基板上の２点のパターン５５，５６の位置関係と同じ
位置関係にあり、２点のパターン５５，５６が第１ＣＣ
Ｄカメラ１６ａまたは第２ＣＣＤカメラ１６ｂに同時に
映像化される位置で支持体２１の上壁下面に固定されて
いる。

【００２６】次に、本実施例の位置決め装置により回路
基板の位置決めを行う手順について説明する。実施例１
と同様にして検査台１１に固定された回路基板５４は、
２点の画像認識用のパターン５５，５６が第１ＣＣＤカ
メラ１６ａおよび第２ＣＣＤカメラ１６ｂの視野内にく
るように、予め教示された位置にコンピュータ２３の指
令を受けたＸ−Ｙテーブル２０により移動される。そし
て、第１ＣＣＤカメラ１６ａおよび第２ＣＣＤカメラ１
６ｂにより、この２点のパターン５５，５６が映像化さ
れ、画像処理装置２２により、２点のパターン５５，５
６が二値画像に変換され、それぞれの重心位置座標がコ
ンピュータ２３に記憶される。

【００２７】図８は、２点のパターン５５，５６が画像
認識され、求められた重心位置座標とそれぞれの基準位
置座標との関係を示す図で、図８（ａ）はパターン５
５、図８（ｂ）はパターン５６によるものである。図８
において、２点の重心位置座標５０，５１と、それぞれ
マスターとなる回路基板に基づいて予め教示しておいた
２点の基準位置座標５２，５３とのずれ量のＸ，Ｙ方向
の平均値であるΔＸ３，ΔＹ３（式１，式２参照）を求
め、ΔＸ３，ΔＹ３の分だけＸ−Ｙテーブル２０を移動
させる。ここで、ΔＸ３およびΔＹ３は、重心位置座標
５０と基準位置座標５２および重心位置座標５０と基準
位置５３とを画像認識し、求めた重心位置との差分をそ
れぞれΔＸ１，ΔＹ１およびΔＸ２，ΔＹ２とすると、 ΔＸ３＝（ΔＸ１＋ΔＸ２）／２・・・・式１ ΔＹ３＝（ΔＹ１＋ΔＹ２）／２・・・・式２ となる。

【００２８】これにより、実施例１と同様に、Ｘ，Ｙ方
向の座標が合ったことになり、次に、基準位置座標５
２，５３を結んだ直線と、重心位置座標５０，５１を結
んだ直線とがなす角度だけ、フィクスチャを回動モータ
１７により回せば良い。

【００２９】本実施例によると、実施例１の効果に加
え、２点の画像取り込みが座標の移動を伴わずにできる
分、高速に位置決めができる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、回路基板テスタのプロ
ーブポイントの位置決めをフィードバック制御すること
なく、高速かつ容易に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の回路基板検査機の位置決め
装置を示す構成図である。

【図２】本発明の実施例１の回路基板検査機の位置決め
装置に備えた検査用接触ピンであるプローブピン群の一
部を下からみて示す図である。

【図３】本発明の実施例１の回路基板検査機の位置決め
装置に備えたＸ−Ｙテーブルを示す斜視図である。

【図４】本発明の実施例１の回路基板検査機の位置決め
方法における重心位置座標と基準位置座標との関係を示
す図である。

【図５】本発明の実施例１の回路基板検査機の位置決め
方法における重心位置座標と基準位置座標との関係を示
す図である。

【図６】検査対象である回路基板を示す斜視図である。

【図７】本発明の実施例２の回路基板検査機の位置決め
装置を示す構成図である。

【図８】本発明の実施例２の回路基板検査機の位置決め
方法における重心位置座標と基準位置座標との関係を示
す図である。

【図９】従来の回路基板検査機の位置決め装置を示す構
成図である。

【符号の説明】

１１ 検査台 １４ ピローブピン群 １５ 保持部材 １６ ＣＣＤカメラ １７ 回動モータ ２０ Ｘ−Ｙテーブル ２２ 画像処理装置 ２３ コンピュータ ４３，４４，５０，５１ 重心位置座標 ４５，４８ 中点 ４６，４７，５２，５３ 基準位置座標 ５４ 検査対象基板 ５５，５６ 画像認識用のパターン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 位置決め用の２点のパターンを有する回
   路基板の検査機の位置決め装置において、検査対象であ
   る回路基板を固定する検査台と、検査台を移動させる駆
   動機構と、回路基板上の位置決め用のパターンを映像化
   する撮像手段と、撮像手段からの出力を２値画素情報と
   して処理および記憶する画像処理装置と、検査用プロー
   ブピン群とその保持部材とからなるフィクスチャを回転
   方向に移動させる回転駆動機構と、前記回転駆動機構の
   回転中心を前記回路基板上の２点の位置決め用パターン
   の中点と合致させたフィクスチャと、前記画像処理装置
   で得られた位置情報をもとに、前記検査台駆動機構およ
   び前記回転駆動機構の補正移動量の演算および補正移動
   の制御を行う制御手段とにより構成したことを特徴とす
   る回路基板検査機の位置決め装置。
2. 【請求項２】 検査対象である回路基板上の２点の画像
   認識用のプローブ、部品、パターンの一部等のマークを
   撮像手段と画像処理装置により位置認識し、予め測定し
   ておいた基準のマーク認識位置とのずれ量から、プロー
   ブピン群がプローブに当接する位置をＸ，Ｙ，θの三次
   元の方向に補正をかける回路基板検査機の位置決め方法
   において、回路基板上の２点のマークを映像化する第１
   の過程と、第１の過程における２点の映像信号を２点の
   二値画像情報として記憶する第２の過程と、第２の過程
   における２点の二値画像情報より、それぞれの重心位置
   を算出し、２点の実際の位置情報として記憶する第３の
   過程と、第３の過程で得られた２点の座標位置の中点を
   予め教示しておいたこれらの２点の基準座標の中点の座
   標に合致するように、請求項１記載の駆動機構を制御す
   る第４の過程と、第４の過程で移動した２点の座標を結
   んだ直線と、前記２点の基準座標を結んだ直線とのなす
   角度の分だけ、請求項１記載のフィクスチャの回転駆動
   機構を制御する第５の過程とを備えたことを特徴とする
   回路基板検査機の位置決め方法。