JPH06258394A - Coordinate correcting method for board tester with movable probe - Google Patents
Coordinate correcting method for board tester with movable probeInfo
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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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- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for improving the position accuracy of a probe in an in-circuit tester.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art An in-circuit tester applies a probe to a board to be inspected, gives a test signal to the board to be inspected through the probe, and is formed on the board to be inspected based on a response signal to the test signal. The quality of the circuit is determined. FIG. 3 shows a configuration example of the in-circuit tester. This in-circuit tester is a stack of two XY tables. The number of XY tables to be stacked may be two or more. In FIG. 3, 1 is a substrate to be inspected, 2 is a table on which the substrate 1 to be inspected is fixed, 3 1 and 3 2 are X of the table 2.
Guide bars 4 1 , 4 2 extending in the axial direction are linear motors running along the guide bars 3 1 , 3 2 and 5 1 , 5 2 are arms moving in the X-axis direction by the linear motors 4 1 , 4 2. ,
6 1, 6 2 be mounted on the arm 5 1, 5 2, drive mechanism (not shown) by head along the arm 5 moves in the Y-axis direction, 7 1, 7 2 heads 6 1, 6 The probe is provided in No. 2 and moves up and down in the Z-axis direction by an elevating mechanism (not shown) to perform probing on the inspection position of the substrate 1 to be inspected. 8 1 and 8 2 are the X-axis direction of the heads 6 1 and 6 2 and Y
Position control means for controlling the movement in the axial direction, and 9 1 , 9 2 for controlling the ascending / descending operation of the probes 7 1 , 7 2 and a probe control means for exchanging a signal with the substrate 1 to be inspected via the probe, Reference numeral 10 is a C that controls the entire tester by exchanging signals with the position control means 8 1 and 8 2 and the probe control means 9 1 and 9 2.
It is PU.
【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。In the in-circuit tester having such a structure, the CPU 10 gives the designated coordinates designating the coordinates of the inspection position to the position control means 8 1 and 8 2 to move the probes 7 1 and 7 2 to X ,.
By moving in the Y direction, the probes 7 1 and 7 2 are positioned on the inspection position of the substrate 1 to be inspected. Here, the CPU 10 gives a command to the probe control means 9 1 , 9 2 to give probes 7 1 , 7 2.
And lower it to the inspection position. In this state, a test signal is applied to the inspected substrate 1, and the quality of the circuit formed on the inspected substrate 1 is determined based on the response signal to the test signal. The two XY tables are used properly according to the inspection position.
【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。In such an in-circuit tester, in order for the coordinates of the tips of the probes 7 1 and 7 2 provided on the two XY tables to become a common coincident XY coordinate, it is necessary to use each X coordinate.
The machining accuracy and assembly accuracy of the Y table must be improved. In order to achieve a more accurate match, software correction must be performed from the position control means 8 1 , 8 2 side. Conventionally, the correction for matching the XY coordinates of the two probe tips has been performed by matching the mechanical origins of the two XY tables. As a method for confirming the coincidence, there is a visual method. In addition, there are the following other confirmation methods. That is, a jig substrate having a reference position pattern is prepared, and the reference position pattern is scanned by each probe. Then, the presence or absence of electrical conduction between the pattern and the probe is detected to obtain the edge coordinate of the pattern seen from each probe, and the X and Y coordinate offset between the two probes is calculated from the obtained edge coordinate. However, in such a confirmation method, since the probe is repeatedly applied to the vicinity of the edge of the pattern to obtain the edge coordinates, the vicinity of the edge is missing. As a result, the probe does not hit the pattern accurately, and the edge coordinate detection accuracy deteriorates. Therefore, sufficient correction cannot be performed. Also, with this confirmation method, only the offset of the XY coordinates can be corrected.
【０００５】[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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the position of a dent left by a probe on a substrate when probing is measured by an image measuring camera. By indirectly obtaining the relationship between the board coordinate system and the probe coordinate system, and correcting the probe position based on this relationship, the probe position can be corrected with high accuracy, and An object of the present invention is to realize a coordinate correction method for an in-circuit tester that can correct various positional deviations of XY coordinates, including offset, rotation, expansion / contraction of coordinate axes, and the like.
【０００６】[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。The present invention is a coordinate correction method for an in-circuit tester as follows. (1) The substrate to be inspected is mounted on a tester, the probe is moved in a two-dimensional direction along the substrate surface by the position control means, and the probe is lowered when the probe is positioned on the inspection position of the substrate to be inspected. An image of the printed circuit board is taken by the in-circuit tester that contacts the inspection board, sends and receives signals to and from the inspected board via the applied probe for testing, and determines the quality of the circuit formed on the inspection board from the test results. A coordinate correction method for an in-circuit tester, comprising an image measurement camera that measures an image based on a captured image, and correcting the position of the probe according to the following steps. A step of giving designated coordinates to the position control means to determine the position of the probe, and lowering the probe at the determined position to make a dent on the substrate to be inspected. The step of measuring the position of the dent formed in the step of 1. by the image measuring camera. The designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dents measured by the image measuring camera are compared, and from the comparison result, the camera coordinate system for determining the measuring coordinates of the image measuring camera and the designated coordinate of the probe position are determined. A step of obtaining a first coordinate conversion formula for performing coordinate conversion with a defined probe coordinate system. A step of measuring the position of a position correction mark attached to a known position on the inspected substrate with an image measurement camera. The known coordinates of the position correction mark and the coordinates of the position correction mark measured by the image measurement camera are compared,
A step of obtaining a second coordinate conversion formula for performing coordinate conversion between the camera coordinate system and a board coordinate system that defines coordinates on the board to be inspected, from the comparison result. Based on the first coordinate conversion formula and the second coordinate conversion formula,
A step of obtaining a third coordinate conversion formula for performing coordinate conversion between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. A step of correcting the position of the probe determined by the position control means with respect to the substrate coordinate system using the third coordinate conversion formula. (2) The method according to (1), wherein a plurality of the probes are provided, a position control unit is provided for each probe, and the position of each probe is corrected in accordance with the steps 1 to 3.
【０００７】[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。According to the present invention as described above, the position of the dent left on the substrate to be inspected by the probe during probing is measured by the image measuring camera. Here, the designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dent measured by the image measurement camera are compared. A coordinate conversion formula [A] between the camera coordinate system and the probe coordinate system is obtained from the comparison result. Next, the position of the position correction mark attached to the known position on the inspected substrate is measured by the image measurement camera. Here, the known coordinates of the position correction mark are compared with the coordinates of the position correction mark measured by the image measurement camera. A coordinate conversion formula [B] between the camera coordinate system and the substrate coordinate system is obtained from the comparison result. The obtained coordinate conversion formulas [A] and [B] are combined to obtain a coordinate conversion formula [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. Then, using the coordinate conversion formula [C}, the position of the probe position is corrected with respect to the substrate coordinate system.
【０００８】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an in-circuit tester used for carrying out the method according to the present invention. 1 that are the same as those in FIG. 3 are given the same reference numerals. The in-circuit tester shown in FIG. 1 is provided with three XY tables. Third X
The components 3 3 , 4 3 , 5 3 , 6 3 in the Y table are the components 3 1 , 3 2 , 4 1 , 4 2 , 5 1 , 5 2 , 6 1 ,
The same as 6 2 respectively. Reference numeral 20 is an image measurement camera attached to the head 6 3 . Image measurement camera 2
0 captures an image of the blind substrate 1 and performs image measurement based on the captured image. Reference numeral 21 is a camera control means for controlling the photographing of the image measurement camera 20, and 22 is a position control means 8 1.
˜8 3 , CPU for controlling the entire tester by exchanging signals with the probe control means 9 1 , 9 2 and the camera control means 21. Reference numeral 23 is a correction means for correcting the position of the probe based on the data from the CPU 22.
【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。A method of correcting the position of the probe using such an in-circuit tester will be described. Probe 7
The position of 1 is determined by the designated coordinates given to the probe control means 9 1 . The coordinate system that defines these designated coordinates is the probe coordinate system. The position of probe 7 2 is also defined by another probe coordinate system. The measurement coordinates of the image measurement camera 20 are also determined based on the coordinate axes that are the reference of the measurement coordinates. The coordinate system that defines the measurement coordinates is the camera coordinate system. The position on the substrate 1 to be inspected is also determined by a coordinate system having X and Y coordinate axes on the substrate surface. A coordinate system that defines a position on the substrate 1 to be inspected is a substrate coordinate system. Thus, there are three coordinate systems depending on the viewpoint. In the present invention, these 3
The correction amount of the probe position is calculated by obtaining the coordinate conversion formula between the two coordinate systems.
【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。The outline of the procedure for calculating the coordinate conversion formula will be described below. When the position of the probe is determined by giving designated coordinates to the position control means and the probe is lowered at the determined position to perform probing, a dent is made at the probing position on the substrate to be inspected. The position of the dent thus formed is measured by the image measuring camera 20. Here, the designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dent measured by the image measurement camera 20 are compared. A coordinate conversion formula [A] between the camera coordinate system and the probe coordinate system is obtained from the comparison result. Next, the position of the position correction mark previously attached to the known position on the inspected substrate 1 is measured by the image measurement camera 20.
Here, the known coordinates of the position correction mark are compared with the coordinates of the position correction mark measured by the image measurement camera 20. A coordinate conversion formula [B] between the camera coordinate system and the substrate coordinate system is obtained from the comparison result. The obtained coordinate conversion formulas [A] and [B] are combined to obtain a coordinate conversion formula [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. Then, using the coordinate conversion formula [C], the position of the probe position is corrected with respect to the substrate coordinate system. As described above, in the present invention, the coordinate conversion formula [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system is indirectly obtained through the camera coordinate system, and the probe position of the probe position is calculated using this coordinate conversion formula [C]. Make a correction. The coordinate conversion formula [A] is a characteristic peculiar to the in-circuit tester and is obtained for each in-circuit tester. Since the coordinate conversion formula [B] usually includes the characteristics peculiar to each substrate, it is obtained for each substrate. However, when the difference in characteristics between specific types of substrates can be ignored, it can be represented by the coordinate conversion formula obtained for each standard substrate. Such correction is performed for each probe. As a result, the position of the tip of each probe is corrected with respect to the common coordinate system (board coordinate system).
【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。Next, the procedure for calculating the coordinate conversion formula will be described by taking a concrete formula as an example. First, the necessity of correcting the position of the probe will be described. Even if the substrate to be inspected is mounted on the tester and the designated coordinates of the correct inspection position are given to the position control means, a displacement occurs between the probe position and the inspection position due to the following factors. (1) Distortion of coordinates of XY table of tester (2) Error of reproducibility of probing position of tester (3) Deviation of probing position due to thickness and warpage of inspected board (4) Expansion and contraction of inspected board Misalignment of pattern (5) Deviation from the reference position when mounting the substrate to be inspected Of these factors, (1) is a factor peculiar to the tester and is fixed for a relatively long period of time. Although (2) is a factor peculiar to the tester, the amount of positional deviation is an irregular value and changes every time probing is performed. (3) to (5) are factors that cause little change until the inspection is completed if the substrate to be tested is fixed and fixed to the tester. The positional deviation due to factors other than (2) can be corrected by some method if the characteristics and the amount thereof are known in advance. Among the factors of (3), the thickness of the substrate is known in advance, so it can be corrected. However, the warp of the substrate is generally irregular and cannot be predicted unless the level is measured in advance using two image measurement cameras. The warp of the substrate can be ignored, and the factors (1), (4) and (5) are
If the combination of rotation of the coordinate axes, uniform expansion / contraction of the scale, and offset of the origin can result, the positional deviation can be corrected by linear transformation of the coordinates. If all the work areas of the tester are viewed, even if the coordinate conversion characteristics have non-linear characteristics, if the non-linear changes are gentle, the linearity can be assured in a small area obtained by appropriately dividing all work areas.
【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。A general expression and a conversion constant for linear conversion of coordinates will be described. The general formula for the linear transformation from the xy coordinate system to the XY coordinate system is as follows.
【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。[Equation 1]A to f in the equation (1) are conversion constants. From the XY coordinate system
The coordinates of the origin of the seen xy coordinate system are (X0, Y0) And
And X 0= C, Y0= F. Conversely, from the xy coordinate system
The coordinates of the origin of the viewed XY coordinate system are (x0, Y0) Is
Given by the solution.
【数２】 従って、（１）式は次式で表すことができる。[Equation 2] Therefore, the equation (1) can be expressed by the following equation.
【数３】 または、次式で表すこともできる。[Equation 3] Alternatively, it can be expressed by the following equation.
【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。[Equation 4] Here, the conversion constants a to f are the points (x i ,
If three sets of points (X i , Y i ) in the XY coordinate system corresponding to y i ) are given, they can be obtained from the simultaneous equations shown below. Since the solution of the simultaneous equations is obtained, the three sets of coordinates are coordinates that are not on a straight line.
【数５】 または、次のように表すこともできる。[Equation 5] Alternatively, it can be expressed as follows.
【数６】 ここで、[Equation 6] here,
【数７】 を変換マトリクスと称する。[Equation 7] Is called a transformation matrix.
【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。Next, the coordinate conversion formula in the case where the axes of the Cartesian coordinate system are rotated and the scale is changed will be described. With the origin of the xy coordinate system as the center, the x-axis and the y-axis are rotated counterclockwise by φ radians and η radians respectively, and then the coordinate system in which the scale of each axis is multiplied by α and β is multiplied by X is set. -If the Y coordinate system is used, the conversion constant a-
f is as follows.
【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。[Equation 8] When the rotation angles φ and η are small, the equation (7) can be approximated by the following equation.
【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。[Equation 9] The conversion formula that considers the offset of the coordinate origin in this conversion is
It is given by the equation (3) or the equation (4).
【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。Next, the coordinate conversion between the linear coordinate systems will be described. It is assumed that a conversion formula from one common reference coordinate system xy to the other linear coordinate systems X 1 -Y 1 and X 2 -Y 2 is given by the following formula.
【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。[Equation 10] (X 10 , y 10 ): Coordinate system X 1 -Y 1 viewed from coordinate system xy
Origin coordinates (x 20 , y 20 ): coordinate system X 2 -Y 2 viewed from coordinate system xy
At this time, the conversion formula from the coordinate system X 1 -Y 1 to the coordinate system X 2 -Y 2 is given by the following formula.
【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。[Equation 11] (X 10 , Y 10 ): Coordinate system X 2 seen from the coordinate system X 1 − Y 1 −
Y 2 origin coordinates (X 20 , Y 20 ): Coordinate system X 2 − Coordinate system X 1 seen from Y 2 −
Origin coordinate of Y 1 Here, it should be noted that (A) and (B) change if the reference coordinate system xy is different, but (C) and (X 10 , Y
10 ) and (X 20 , Y 20 ) are unchanged. The present invention performs coordinate conversion by applying the above-described theory of coordinate conversion.
【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。The procedure of coordinate conversion according to the present invention will be described.
First, the coordinate conversion formula from the camera coordinate system to the probe coordinate system
The procedure for obtaining is explained. See all tester work areas
If the coordinate conversion characteristics have nonlinear characteristics,
All work areas are suitable if the change in
When n × m (where n and m are integers) is divided into
It has already been mentioned that the coordinate transformation characteristics can be linearized within the area.
It was Now, a board of a size that covers the entire work area
The above area division is applied to the0,0
The reference board with the coordinate values of the dividing points starting from
Prepare as. FIG. 2 shows an example of a divided area on the reference board.
Shown in. In FIG. 2, SiIs a divided area, Pi，j, Pi + 1, j, P
i + 1, j + 1Is the dividing point. Divided area S shown in FIG.iAt
Three reference points with known coordinate values are provided.
If you read the position of the point with the image measurement camera and the probe,
Conversion constants from the quasi-board coordinate system to the camera coordinate system, and
And the conversion from the reference board coordinate system to the probe coordinate system.
The number is calculated using the equation (6). Reference board coordinate system
Is x-y, the camera coordinate system is XC-YC, The probe coordinate system
X p-YpAnd Reference board coordinate system to camera coordinate system
The conversion matrix to (Ci), The coordinate system of the reference board
To the probe coordinate system (Pi)age,
The conversion matrix from the camera coordinate system to the probe coordinate system
(Mi), The conversion formula is as follows.
【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。[Equation 12] (X C0 , y C0 ): origin coordinates of the camera coordinate system X C- Y C viewed from the reference board coordinate system xy (x p0 , yp 0 ): probe viewed from the reference board coordinate system xy origin coordinate of the coordinate system X p -Y p (X Cp0, Y Cp0): camera coordinate system X C -Y probe coordinate system viewed from C X p -Y p origin coordinates (X pC0, Y pC0): probe coordinate The origin coordinate transformation matrices (C i ) and (P i ) of the camera coordinate system X C -Y C viewed from the system X p -Y p correct the linear distortion of the XY table of the in-circuit tester based on the reference coordinates. To give a conversion constant for Then, changes in (C i ) and (P i ) on the reference board represent a non-linear characteristic of the XY table. It should be noted here that the transformation matrix (M i ) from the camera coordinate system to the probe coordinate system
The conversion constant included in is the coordinate value obtained by reading the positions of the three reference points provided for each divided area in the camera coordinate system and the probe coordinate system without passing through the coordinate values in the coordinate system of the reference board. That is what is required. That is, three designated coordinates are given to the position control means for each divided area so that the tip of the probe hits the inspected substrate. At this time, the position of the dent formed on the substrate to be inspected is measured by the image measurement camera. Each conversion constant of the conversion matrix (M i ) is obtained by associating the measured coordinate value with the value of the designated coordinate.
【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。Next, the coordinate from the substrate coordinate system to the camera coordinate system
A procedure for obtaining the standard conversion formula will be described. Known on the board under test
A position correction mark is previously provided at the position. Position correction
The position of the peak is measured with an image measurement camera. This measurement coordinate
The value and the coordinate value of the known position
Corresponding to each positive mark, the coordinates from the board coordinate system
Each conversion constant of the conversion matrix to the mel coordinate system is calculated.
It This will be explained using formulas. PCB coordinate system of position correction mark
The coordinate value at (XBm, YBm) (However, m = 1,
2, 3). This coordinate value is known. Image measurement
The coordinate value of the position correction mark measured by the cameraCm，
YCm). A conversion matrix from the board coordinate system to the camera coordinate system.
Each conversion constant of the trix is obtained from the equation (6). conversion
The matrix (C B), The conversion formula is
become.
【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。[Equation 13] This conversion formula is also a conversion formula for correction from the substrate coordinate system to the camera coordinate system. The contents that can be corrected by the number of position correction marks are limited as follows. 1 mark: 1) Origin shift of substrate only 2 marks: 2) Origin shift of substrate, uniform expansion and contraction only 3) Origin shift of substrate and expansion / contraction with anisotropy, etc. 3 marks When: 4) General linear distortion In each of the above cases, the transformation matrix (C B ) is as follows.
【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。[Equation 14] Therefore, the required number of position correction marks are properly arranged,
When the coordinate value of the position correction mark in the substrate coordinate system is known, if the position of the same position correction mark is measured by the image measurement camera, a known coordinate value corresponding to the measured coordinate can be obtained. Each conversion constant of C B ) is obtained from the solution of equation (6).
【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。Now, a procedure for obtaining a coordinate conversion formula from the substrate coordinate system to the probe coordinate system will be described. By substituting the equation (20) into the equation (16), the transformation matrix (H i ) from the substrate coordinate system to the probe coordinate system is as follows.
【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。[Equation 15] (X Bp0 , Y Bp0 ): Origin coordinates of the probe coordinate system X p -Y p viewed from the probe coordinate system X B -Y B (X pB0 , Y pB0 ): Board viewed from the probe coordinate system X p -Y p coordinate system X B -Y origin coordinate transformation matrix thus determined of B (H i) is the transformation matrix for performing an overall conversion from the substrate coordinate system to the probe coordinate system. With this transformation matrix,
The position of the probe can be corrected with respect to the substrate coordinate system of the in-circuit tester. Such correction is performed for each probe. The probe tip position of each XY table is corrected with respect to a common coordinate system (board coordinate system).
【００１８】[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。According to the present invention, the following effects can be obtained. In the present invention, the coordinate conversion formula [A] between the camera coordinate system and the probe coordinate system is obtained by measuring the position of the dent left on the substrate by the probe when performing probing. Further, the coordinate conversion formula [B] between the camera coordinate system and the substrate coordinate system is obtained by measuring the position of the position correction mark attached to the known position on the substrate with the image measurement camera. The two coordinate conversion equations [A] and [B] thus obtained are combined to obtain the coordinate conversion equation [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. Then, using the obtained coordinate conversion formula [C], the tip position of the probe is corrected with respect to the substrate coordinate system. The probe may be applied only the number of conversion constants included in the coordinate conversion formula. As a result, since the pattern of the substrate is not chipped by the probe, the probe can be hit accurately and the position can be corrected with high accuracy. Moreover, it is possible to correct various positional deviations of the XY coordinates of the probe, including offset, rotation, expansion / contraction of coordinate axes, and the like. Since the position is measured using the image measurement camera that is not in contact with the substrate, the position can be corrected without causing damage or abrasion of the substrate pattern or the probe tip.
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a diagram showing an example of divided areas provided on a reference board.
【図３】インサーキットテスタの従来例の構成図であ
る。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional example of an in-circuit tester.
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1 substrate to be inspected 2 table 3 1 to 3 3 guide bar 4 1 to 4 3 linear motor 5 1 to 5 3 arm 6 1 to 6 3 head 7 1 and 7 2 probe 8 1 to 8 3 position control means 9 1 and 9 2 probe control means 20 image measurement camera 21 camera control means 22 CPU 23 correction means
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年４月２２日[Submission date] April 22, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【書類名】 明細書[Document name] Statement
【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 Title: Board tester with movable probe
Coordinate correction method
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention has a movable probe.
The present invention relates to a method for improving the positional accuracy of a probe in a board tester .
【０００２】[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。2. Description of the Related Art A board tester with a movable probe
An example is an in-circuit tester. The in-circuit tester applies a probe to the inspected board, gives a test signal to the inspected board through the applied probe, and determines the quality of the circuit formed on the inspected board based on the response signal to the test signal. To do. FIG. 3 shows a configuration example of the in-circuit tester. This in-circuit tester is a stack of two XY tables. The number of XY tables to be stacked may be two or more. In FIG. 3, 1 is a substrate to be inspected, 2 is a table to which the substrate 1 to be inspected is fixed, 3
1 , 3 2 are guide bars extending in the X-axis direction of the table 2, 4
1 , 4 2 are linear motors that run along the guide bars 3 1 , 3 2 , 5 1 , 5 2 are arms that move in the X-axis direction by the linear motors 4 1 , 4 2 , and 6 1 , 6 2 are arms 5. 1, 5 2 be mounted on the drive mechanism head (not shown) along the arm 5 moves in the Y-axis direction, 7 1, 7 2 heads 6 1,
6 2 and is provided with a lifting mechanism (not shown) for Z
It is a probe that moves up and down in the axial direction to perform probing on the inspection position of the substrate 1 to be inspected. 8 1 and 8 2 are position control means for controlling the movements of the heads 6 1 and 6 2 in the X-axis direction and the Y-axis direction, and 9 1 and 9 2 control the raising / lowering operation of the probes 7 1 and 7 2 and the probes. Probe control means 10 for transmitting and receiving signals to and from the substrate 1 to be inspected via the position control means 8
1, a 82 and a probe control unit 9 1, 9 2 and CPU which then transfers control of the entire tester signals.
【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。In the in-circuit tester having such a structure, the CPU 10 gives the designated coordinates designating the coordinates of the inspection position to the position control means 8 1 and 8 2 to move the probes 7 1 and 7 2 to X ,.
By moving in the Y direction, the probes 7 1 and 7 2 are positioned on the inspection position of the substrate 1 to be inspected. Here, the CPU 10 gives a command to the probe control means 9 1 , 9 2 to give probes 7 1 , 7 2.
And lower it to the inspection position. In this state, a test signal is applied to the inspected substrate 1, and the quality of the circuit formed on the inspected substrate 1 is determined based on the response signal to the test signal. The two XY tables are used properly according to the inspection position.
【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。In such an in-circuit tester, in order for the coordinates of the tips of the probes 7 1 and 7 2 provided on the two XY tables to become a common coincident XY coordinate, it is necessary to use each X coordinate.
The machining accuracy and assembly accuracy of the Y table must be improved. In order to achieve a more accurate match, software correction must be performed from the position control means 8 1 , 8 2 side. Conventionally, the correction for matching the XY coordinates of the two probe tips has been performed by matching the mechanical origins of the two XY tables. As a method for confirming the coincidence, there is a visual method. In addition, there are the following other confirmation methods. That is, a jig substrate having a reference position pattern is prepared, and the reference position pattern is scanned by each probe. Then, the presence or absence of electrical conduction between the pattern and the probe is detected to obtain the edge coordinate of the pattern seen from each probe, and the X and Y coordinate offset between the two probes is calculated from the obtained edge coordinate. However, in such a confirmation method, since the probe is repeatedly applied to the vicinity of the edge of the pattern to obtain the edge coordinates, the vicinity of the edge is missing. As a result, the probe does not hit the pattern accurately, and the edge coordinate detection accuracy deteriorates. Therefore, sufficient correction cannot be performed. Also, with this confirmation method, only the offset of the XY coordinates can be corrected.
【０００５】[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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the position of a dent left by a probe on a substrate when probing is measured by an image measuring camera. By indirectly obtaining the relationship between the board coordinate system and the probe coordinate system, and correcting the probe position based on this relationship, the probe position can be corrected with high accuracy, and A movable probe that can correct various misalignment of XY coordinates, including offset, rotation, expansion / contraction of coordinate axes, etc.
The purpose of the present invention is to realize a coordinate correction method for the board tester .
【０００６】[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。The present invention is the following correction method. (1) The substrate to be inspected is mounted on a tester, the probe is moved in a two-dimensional direction along the substrate surface by the position control means, and the probe is lowered when the probe is positioned on the inspection position of the substrate to be inspected. Apply to the inspection board and inspect
A board tester with a movable probe for testing boards
In the coordinate correction method of (1), a movable probe characterized by having an image measurement camera for taking an image of a printed circuit board and performing image measurement based on the taken image, and correcting the position of the probe according to the following steps. Board tester seat
Standard correction method. A step of giving designated coordinates to the position control means to determine the position of the probe, lowering the probe at the determined position, and making a dent on a predetermined substrate . The step of measuring the position of the dent formed in the step of 1. by the image measuring camera. The designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dents measured by the image measuring camera are compared, and from the comparison result, the camera coordinate system for determining the measuring coordinates of the image measuring camera and the designated coordinate of the probe position are determined. A step of obtaining a first coordinate conversion formula for performing coordinate conversion with a defined probe coordinate system. A step of measuring the position of a position correction mark attached to a known position on the substrate to be inspected with an image measurement camera. Between the known coordinates of the position correction mark, compared with the coordinates of the position correction marks measured by the image measurement camera, the comparison result, and the camera coordinate system, the substrate coordinate system defining the coordinates in the inspected substrate A step of obtaining a second coordinate conversion formula for performing the coordinate conversion of. Based on the first coordinate conversion formula and the second coordinate conversion formula,
A step of obtaining a third coordinate conversion formula for performing coordinate conversion between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. A step of correcting the position of the probe determined by the position control means with respect to the substrate coordinate system using the third coordinate conversion formula. (2) The method according to (1), wherein a plurality of the probes are provided, a position control unit is provided for each probe, and the position of each probe is corrected in accordance with the steps 1 to 3.
【０００７】[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。According to the present invention as described above, the position of the dent left on the predetermined substrate by the probe during probing is measured by the image measuring camera. Here, the designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dent measured by the image measurement camera are compared. A coordinate conversion formula [A] between the camera coordinate system and the probe coordinate system is obtained from the comparison result. Next, the position of the position correction mark attached to the known position on the inspected substrate is measured by the image measurement camera. Here, the known coordinates of the position correction mark are compared with the coordinates of the position correction mark measured by the image measurement camera. A coordinate conversion formula [B] between the camera coordinate system and the substrate coordinate system is obtained from the comparison result. The obtained coordinate conversion formulas [A] and [B] are combined to obtain a coordinate conversion formula [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. Then, using the coordinate conversion formula [C ] , the position of the probe position is corrected with respect to the substrate coordinate system.
【０００８】[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。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 1
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a port tester used for carrying out the method according to the present invention. Figure 1 shows an example of a port tester
The in-circuit tester is shown. 1 that are the same as those in FIG. 3 are given the same reference numerals. The in-circuit tester shown in FIG. 1 is provided with three XY tables. Three
Elements 3 3 , 4 3 , 5 3 , in the th XY table,
6 3 is the above-mentioned constituent elements 3 1 , 3 2 , 4 1 , 4 2 , 5 1 , 5
They are the same as 2 , 6 1 and 6 2 , respectively. Reference numeral 20 is an image measurement camera attached to the head 6 3 . The image measurement camera 20 captures an image of the blind substrate 1 and measures the image based on the captured image. Reference numeral 21 is a camera control means for controlling the photographing of the image measuring camera 20, 22 is a position control means 8 1 to 8 3 , probe control means 9 1 and 9 2 and a signal to and from the camera control means 21 to control the entire tester. It is the controlling CPU. Reference numeral 23 is a correction means for correcting the position of the probe based on the data from the CPU 22.
【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。A method of correcting the position of the probe using such an in-circuit tester will be described. Probe 7
The position of 1 is determined by the designated coordinates given to the probe control means 9 1 . The coordinate system that defines these designated coordinates is the probe coordinate system. The position of probe 7 2 is also defined by another probe coordinate system. The measurement coordinates of the image measurement camera 20 are also determined based on the coordinate axes that are the reference of the measurement coordinates. The coordinate system that defines the measurement coordinates is the camera coordinate system. The position on the substrate 1 to be inspected is also determined by a coordinate system having X and Y coordinate axes on the substrate surface. A coordinate system that defines a position on the substrate 1 to be inspected is a substrate coordinate system. Thus, there are three coordinate systems depending on the viewpoint. In the present invention, these 3
The correction amount of the probe position is calculated by obtaining the coordinate conversion formula between the two coordinate systems.
【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。 The outline of the procedure for calculating the coordinate conversion formula will be described below. When probing is performed by giving the designated coordinates to the position control means to determine the position of the probe and lowering the probe at the determined position, a dent is made at the probing position on a predetermined substrate . Here, the predetermined substrate is an inserter.
The base installed on the tester during the adjustment stage of the kit tester
It is a board, and the board surface covers the work area of the tester.
It is spreading. A given board has the characteristics of a tester
It is a substrate used for. The position of the dent thus formed is measured by the image measuring camera 20. Here, the designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dent measured by the image measurement camera 20 are compared. A coordinate conversion formula [A] between the camera coordinate system and the probe coordinate system is obtained from the comparison result. Next, the position of the position correction mark previously attached to the known position on the inspected substrate 1 is measured by the image measurement camera 20. Here, the known coordinates of the position correction mark are compared with the coordinates of the position correction mark measured by the image measurement camera 20. A coordinate conversion formula [B] between the camera coordinate system and the substrate coordinate system is obtained from the comparison result. The obtained coordinate conversion formulas [A] and [B] are combined to obtain a coordinate conversion formula [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. Then, using the coordinate conversion formula [C], the position of the probe position is corrected with respect to the substrate coordinate system. As described above, in the present invention, the coordinate conversion formula [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system is indirectly obtained through the camera coordinate system, and the probe position of the probe position is calculated using this coordinate conversion formula [C]. Make a correction. The coordinate conversion formula [A] is a characteristic peculiar to the in-circuit tester and is obtained for each in-circuit tester. The coordinate conversion formula [B] is
Usually, since it includes characteristics peculiar to each substrate, it is obtained for each substrate. However, when the difference in characteristics between specific types of substrates can be ignored, it can be represented by the coordinate conversion formula obtained for each standard substrate. Such correction is performed for each probe. As a result, the position of the tip of each probe is corrected with respect to the common coordinate system (board coordinate system).
If the specified board can be used as a substitute,
You may combine these.
【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。Next, the procedure for calculating the coordinate conversion formula will be described by taking a concrete formula as an example. First, the necessity of correcting the position of the probe will be described. Even if the substrate to be inspected is mounted on the tester and the designated coordinates of the correct inspection position are given to the position control means, a displacement occurs between the probe position and the inspection position due to the following factors. (1) Distortion of coordinates of XY table of tester (2) Error of reproducibility of probing position of tester (3) Deviation of probing position due to thickness and warpage of inspected board (4) Expansion and contraction of inspected board Misalignment of pattern (5) Deviation from the reference position when mounting the substrate to be inspected Of these factors, (1) is a factor peculiar to the tester and is fixed for a relatively long period of time. Although (2) is a factor peculiar to the tester, the amount of positional deviation is an irregular value and changes every time probing is performed. (3) to (5) are factors that cause little change until the inspection is completed if the substrate to be tested is fixed and fixed to the tester. The positional deviation due to factors other than (2) can be corrected by some method if the characteristics and the amount thereof are known in advance. Among the factors of (3), the thickness of the substrate is known in advance, so it can be corrected. However, the warp of the substrate is generally irregular and cannot be predicted unless the level is measured in advance using two image measurement cameras. The warp of the substrate can be ignored, and the factors (1), (4) and (5) are
If the combination of rotation of the coordinate axes, uniform expansion / contraction of the scale, and offset of the origin can result, the positional deviation can be corrected by linear transformation of the coordinates. If all the work areas of the tester are viewed, even if the coordinate conversion characteristics have non-linear characteristics, if the non-linear changes are gentle, the linearity can be assured in a small area obtained by appropriately dividing all work areas.
【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。A general expression and a conversion constant for linear conversion of coordinates will be described. The general formula for the linear transformation from the xy coordinate system to the XY coordinate system is as follows.
【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。 [Equation 1]A to f in the equation (1) are conversion constants. From the XY coordinate system
The coordinates of the origin of the seen xy coordinate system are (X0, Y0) And
And X 0= C, Y0= F. Conversely, from the xy coordinate system
The coordinates of the origin of the viewed XY coordinate system (x0, Y0) Is the solution of
Given in.The coordinates (X 0 , Y 0 ) and (x 0 , y 0 ) are
In other words, one coordinate system and the other coordinate system
This is the origin offset of the system.
【数２】 従って、（１）式は次式で表すことができる。[Equation 2] Therefore, the equation (1) can be expressed by the following equation.
【数３】 または、次式で表すこともできる。[Equation 3] Alternatively, it can be expressed by the following equation.
【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。[Equation 4] Here, the conversion constants a to f are the points (x i ,
If three sets of points (X i , Y i ) in the XY coordinate system corresponding to y i ) are given, they can be obtained from the simultaneous equations shown below. Since the solution of the simultaneous equations is obtained, the three sets of coordinates are coordinates that are not on a straight line.
【数５】 または、次のように表すこともできる。[Equation 5] Alternatively, it can be expressed as follows.
【数６】 …（６） ここで、[Equation 6] (6) Where
【数７】 を変換マトリクスと称する。[Equation 7] Is called a transformation matrix.
【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。Next, the coordinate conversion formula in the case where the axes of the Cartesian coordinate system are rotated and the scale is changed will be described. With the origin of the xy coordinate system as the center, the x-axis and the y-axis are rotated counterclockwise by φ radians and η radians respectively, and then the coordinate system in which the scale of each axis is multiplied by α and β is multiplied by X is set. -If the Y coordinate system is used, the conversion constant a-
f is as follows.
【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。[Equation 8] (7) When the rotation angles φ and η are small, the equation (7) can be approximated by the following equation.
【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。[Equation 9] (8) The conversion formula that considers the offset of the coordinate origin in this conversion is
It is given by the equation (3) or the equation (4).
【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。Next, the coordinate conversion between the linear coordinate systems will be described. It is assumed that a conversion formula from one common reference coordinate system xy to the other linear coordinate systems X 1 -Y 1 and X 2 -Y 2 is given by the following formula.
【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。[Equation 10] (X 10 , y 10 ): Coordinate system X 1 -Y 1 viewed from coordinate system xy
Origin coordinates (x 20 , y 20 ): coordinate system X 2 -Y 2 viewed from coordinate system xy
At this time, the conversion formula from the coordinate system X 1 -Y 1 to the coordinate system X 2 -Y 2 is given by the following formula.
【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。[Equation 11] (X 10 , Y 10 ): Coordinate system X 2 seen from the coordinate system X 1 − Y 1 −
Y 2 origin coordinates (X 20 , Y 20 ): Coordinate system X 2 − Coordinate system X 1 seen from Y 2 −
Origin coordinate of Y 1 Here, it should be noted that (A) and (B) change if the reference coordinate system xy is different, but (C) and (X 10 , Y
10 ) and (X 20 , Y 20 ) are unchanged. The present invention performs coordinate conversion by applying the above-described theory of coordinate conversion.
【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。The procedure of coordinate conversion according to the present invention will be described.
First, the coordinate conversion formula from the camera coordinate system to the probe coordinate system
The procedure for obtaining is explained. See all tester work areas
If the coordinate conversion characteristics have nonlinear characteristics,
All work areas are suitable if the change in
When n × m (where n and m are integers) is divided into
It has already been mentioned that the coordinate transformation characteristics can be linearized within the area.
It was Now, a board of a size that covers the entire work area
The above area division is applied to the0,0
Is the origin and the coordinates of the division pointPrice in an accurate Cartesian coordinate system
Prepare a reference board.One of the divided areas on the reference board
An example is shown in FIG. In FIG. 2, SiIs a divided area, Pi，j, P
i + 1, j, Pi + 1, j + 1Is the dividing point. Divided area shown in Figure 2
SiSet three reference points whose coordinate values have become known.
The positions of these reference points are read with an image measurement camera and probe.
If taken, the coordinate system of the reference board is converted to the camera coordinate system.
From constant and reference board coordinate system to probe coordinate system
The conversion constant of is calculated using equation (6). Reference board
Is the coordinate system of x-y and the camera coordinate system is xC-YC,probe
X coordinate system p-YpAnd Turtle from the reference board coordinate system
The conversion matrix to the La coordinate system is (Ci), On the reference board
The conversion matrix from the coordinate system to the probe coordinate system
(Pi) And change from the camera coordinate system to the probe coordinate system.
Convert matrix to (Mi), The conversion formula is
Become.
【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。[Equation 12](XC0, YC0): The power viewed from the coordinate system xy of the reference board.
Mera coordinate system XC-YCOrigin coordinates of (xp0, Yp0): Plan viewed from the coordinate system xy of the reference board
Lobe coordinate system Xp-YpOrigin coordinates (XCp0, YCp0): Camera coordinate system XC-YCProfessional seen from
Curve coordinate system Xp-YpOrigin coordinates (XpC0, YpC0): Probe coordinate system Xp-YpSeen from
Mera coordinate system XC-YCOrigin coordinate transformation matrix (Ci) And (Pi)And origin offset
Is the linear distortion of the XY table of the in-circuit tester.
It also gives a conversion constant for correction based on the reference coordinates.
Of. And on the reference boardi = 1 to n × m
Between areas(Ci) And (Pi)And origin offsetchange of
Represents the non-linear characteristic of the XY table. Be careful here
Kimono is a conversion coordinate from the camera coordinate system to the probe coordinate system.
Trix (Mi)And origin offsetConversion constants included in
The number is based on the positions of the three reference points provided for each divided area.
The camera coordinate system is used instead of the coordinate values of the quasi-board coordinate system.
Calculated based on the coordinate values read in the probe coordinate system
That is. That is, three designated coordinates for each divided area
To the position control means,Predetermined board
To hit. At this timePredetermined boardDents on the
The position of is measured with an image measurement camera. This measurement coordinate value
And the value of the specified coordinates are associated with each other
Rix (Mi)And origin offsetEach conversion constant of
Be done.
【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。Next, the coordinate from the substrate coordinate system to the camera coordinate system
A procedure for obtaining the standard conversion formula will be described. Known on the board under test
A position correction mark is previously provided at the position. Position correction
The position of the peak is measured with an image measurement camera. This measurement coordinate
The value and the coordinate value of the known position
Corresponding to each positive mark, the coordinates from the board coordinate system
Each conversion constant of the conversion formula to the Mera coordinate system is obtained. Expression
It demonstrates using. Position correction mark in the board coordinate system
Set the coordinate value to (XBm, YBm) (However, m = 1, 2, 3)
To do. This coordinate value is known. Measure with image measurement camera
Set the coordinate value of the position correction mark (XCm, YCm).
Each transformation matrix transformation from the board coordinate system to the camera coordinate system
The conversion constant is obtained from the equation (6). Transform matrix
(C B), The conversion formula is as follows.
【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。[Equation 13] At the same time, this transformation formula converts the board coordinate system to the camera coordinate system.
It is also a correction formula . The contents that can be corrected by the number of position correction marks are limited as follows. 1 mark: 1) Origin shift of substrate only 2 marks: 2) Origin shift of substrate, uniform expansion and contraction only 3) Origin shift of substrate and expansion / contraction with anisotropy, etc. 3 marks When: 4) General linear distortion In each of the above cases, the transformation matrix (C B ) is as follows.
【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。[Equation 14] Therefore, the required number of position correction marks are properly arranged,
When the coordinate value of the position correction mark in the substrate coordinate system is known, if the position of the same position correction mark is measured by the image measurement camera, a known coordinate value corresponding to the measured coordinate can be obtained. Each conversion constant of C B ) is reduced to Eq. (6) or 4 or 2 simultaneous equations.
It can be obtained from the solution of the withdrawn formula .
【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。Now, a procedure for obtaining a coordinate conversion formula from the substrate coordinate system to the probe coordinate system will be described. By substituting the equation (20) into the equation (16), the conversion equation from the substrate coordinate system to the probe coordinate system is as follows.
【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。[Equation 15] ( Hi ): Comprehensive conversion from the substrate coordinate system to the probe coordinate system
Transformation matrix (X Bp0 , Y Bp0 ): origin coordinate of the probe coordinate system X p −Y p seen from the probe coordinate system X B −Y B (X pB0 , Y pB0 ): probe coordinate system X p − by using origin coordinates the conversion formula of the substrate coordinate system X B -Y B as viewed from the Y p, you are possible to correct the position of the probe relative to the substrate coordinate system of the in-circuit testers.
Such correction is performed for each probe. The probe tip position of each XY table is corrected with respect to a common coordinate system (board coordinate system).
【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。 The method according to the present invention is used in the embodiment.
I explained about the case of applying it to the circuit tester.
However, the method according to the present invention is not limited to the in-circuit tester.
Board tester with a movable probe, for example on a board
Test circuit constants, mounting direction, etc. of mounted electrical parts
It may be applied to a board tester or the like.
【００１９】[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。According to the present invention, the following effects can be obtained. In the present invention, the coordinate conversion formula [A] between the camera coordinate system and the probe coordinate system is obtained by measuring the position of the dent left on the substrate by the probe when performing probing. Further, the coordinate conversion formula [B] between the camera coordinate system and the substrate coordinate system is obtained by measuring the position of the position correction mark attached to the known position on the inspected substrate with the image measurement camera. The two coordinate conversion equations [A] and [B] thus obtained are combined to obtain the coordinate conversion equation [C] between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. Then, using the obtained coordinate conversion formula [C], the tip position of the probe is corrected with respect to the substrate coordinate system. The probe may be applied only the number of conversion constants included in the coordinate conversion formula. As a result, since the pattern of the substrate is not chipped by the probe, the probe can be hit accurately and the position can be corrected with high accuracy. Moreover, it is possible to correct various positional deviations of the XY coordinates of the probe, including offset, rotation, expansion / contraction of coordinate axes, and the like. Since the position is measured using the image measurement camera that is not in contact with the substrate, the position can be corrected without causing damage or abrasion of the substrate pattern or the probe tip.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【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。FIG. 2 is a diagram showing an example of divided areas provided on a reference board.
【図３】インサーキットテスタの従来例の構成図であ
る。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional example of an in-circuit tester.
【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[Explanation of reference symbols] 1 board to be inspected 2 table 3 1 to 3 3 guide bar 4 1 to 4 3 linear motor 5 1 to 5 3 arm 6 1 to 6 3 head 7 1 , 7 2 probe 8 1 to 8 3 position control Means 9 1 , 9 2 Probe control means 20 Image measurement camera 21 Camera control means 22 CPU 23 Correction means
Claims (2)
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。1. A substrate to be inspected is mounted on a tester, a probe is moved in a two-dimensional direction along a substrate surface by a position control means, and the probe is lowered when the probe is positioned on an inspection position of the substrate to be inspected. Touch the board to be inspected,
The in-circuit tester, which sends and receives signals to and from the inspected board via the applied probe to determine the quality of the circuit formed on the inspected board from the test results, captures an image of the printed circuit board and captures the captured image. A coordinate correction method for an in-circuit tester, which has an image measurement camera for performing image measurement and corrects the position of the probe according to the following steps. A step of giving designated coordinates to the position control means to determine the position of the probe, and lowering the probe at the determined position to make a dent on the substrate to be inspected. The step of measuring the position of the dent formed in the step of 1. by the image measuring camera. The designated coordinates given to the position control means and the coordinates of the dents measured by the image measuring camera are compared, and from the comparison result, the camera coordinate system for determining the measuring coordinates of the image measuring camera and the designated coordinate of the probe position are determined. A step of obtaining a first coordinate conversion formula for performing coordinate conversion with a defined probe coordinate system. A step of measuring the position of a position correction mark attached to a known position on the inspected substrate with an image measurement camera. The known coordinates of the position correction mark and the coordinates of the position correction mark measured by the image measurement camera are compared,
A step of obtaining a second coordinate conversion formula for performing coordinate conversion between the camera coordinate system and a board coordinate system that defines coordinates on the board to be inspected, from the comparison result. Based on the first coordinate conversion formula and the second coordinate conversion formula,
A step of obtaining a third coordinate conversion formula for performing coordinate conversion between the substrate coordinate system and the probe coordinate system. A step of correcting the position of the probe determined by the position control means with respect to the substrate coordinate system using the third coordinate conversion formula.
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。2. The method according to claim 1, wherein a plurality of the probes are provided, a position control means is provided for each probe, and the position of each probe is corrected according to the steps of to. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043881A JPH06258394A (en) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | Coordinate correcting method for board tester with movable probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043881A JPH06258394A (en) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | Coordinate correcting method for board tester with movable probe |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258394A true JPH06258394A (en) | 1994-09-16 |
Family
ID=12676053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043881A Pending JPH06258394A (en) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | Coordinate correcting method for board tester with movable probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06258394A (en) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114354986A (en) * | 2022-01-18 | 2022-04-15 | 苏州格拉尼视觉科技有限公司 | Flying probe tester and test shaft polarity distribution method thereof |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5043881A patent/JPH06258394A/en active Pending
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