DE4406674A1

DE4406674A1 - Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte

Info

Publication number: DE4406674A1
Application number: DE4406674A
Authority: DE
Inventors: Yuichi Haruta; Kentaroo Sugawara; Keikichi Yagii
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2014-03-02
Also published as: JP2833402B2; DE4406674B4; US5537050A; JPH06258374A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte und insbeson dere ein Verfahren zum Prüfen des elektrischen Verbin dungszustandes der Elektroden einer zu prüfenden Elektro denplatte wie etwa einer gedruckten Leiterplatte mit vielen Elektroden oder dergleichen.

Im allgemeinen sind auf einer gedruckten Leiterplatte viele Elektroden ausgebildet, wobei es in einem solchen Fall notwendig ist, in einer Fertigungsstufe vor der Anbringung verschiedener funktionaler Teile auf der gedruckten Leiterplatte zu prüfen, ob sich die vielen Elektroden im gewünschten elektrischen Verbindungszustand bzw. im gewünschten elektrischen Isolationszustand befinden. Für diese Prüfung ist es notwendig, zwischen einer Elektrodenplatte wie etwa der erwähnten gedruckten Leiterplatte oder dergleichen und einer Prüfelektroden platte, auf der Prüfelektroden vorgesehen sind, die den auf der zu prüfenden Elektrodenplatte ausgebildeten Elektroden entsprechen, eine elektrische Verbindung herzustellen, indem die Prüfelektrodenplatte und die zu prüfende Elektrodenplatte so angeordnet werden, daß sie übereinander zu liegen kommen.

Für diesen Fall ist eine Ausrichtung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte bisher beispielsweise entweder dadurch ausgeführt worden, daß die in der Prüfelektrodenplatte vorgesehenen Aus richtstifte in die entsprechenden Stiftlöcher der zu prüfenden Elektrodenplatte eingeschoben werden, oder aber durch eine andere sogenannte mechanische Ausrichtvorrich tung.

In den letzten Jahren hat jedoch die Packungsdichte der Teile auf den gedruckten Leiterplatten oder dergleichen zugenommen, weiterhin hat sich auch die Dichte des Musters auf der gedruckten Leiterplatte erhöht. Im Ergebnis sind sowohl die Elektroden der Elektrodenplatte als auch die Verbindungsleitungen der gedruckten Leiter platte mit kleineren Abmessungen ausgebildet und mit höherer Dichte angeordnet worden. Wenn jedoch eine Ausrichtung zwischen einer derartigen zu prüfenden Elektrodenplatte und einer Prüfelektrodenplatte nur mittels einer mechanischen Ausrichtvorrichtung ausgeführt wird, wird lediglich ein grober Ausrichtzustand erhalten, so daß es unmöglich ist, die elektrische Verbindung sämtlicher Prüfelektrodenpaare, die jeweils aus einer zu prüfenden Elektrode und einer entsprechenden Prüfelek trode bestehen, in ausreichendem Maß zu erreichen.

Der Grund hierfür besteht darin, daß selbst dann, wenn die zu prüfenden Elektroden der Elektrodenplatte und die Prüfelektroden der Prüfelektrodenplatte grundsätzlich entsprechende Muster besitzen, die zu prüfenden Elektro den der Elektrodenplatte in Wirklichkeit an Positionen angeordnet sind, die, wenn auch in geringem Maß, von den Designpositionen abweichen, weil geringe Fehler bei der Fertigung der Elektrodenplatte oder Fehler aufgrund der Verformung der Elektrodenplatte selbst kaum zu vermeiden sind. Eine ähnliche Situation gilt auch für die Prüfelek troden der Prüfelektrodenplatte. Darüber hinaus ist bei der Verwendung von Ausrichtstiften ein sogenanntes Spiel zwischen den Ausrichtstiften und den entsprechenden Stiftlöchern erforderlich, was eine der Ursachen für die Positionsabweichung im Prüfelektrodenpaar darstellt.

Unter solchen Umständen ist es notwendig, zunächst beispielsweise durch eine mechanische Ausrichtvorrichtung eine grobe Ausrichtung zwischen der zu prüfenden Elektro denplatte und der Prüfelektrodenplatte auszuführen und dann eine feine Ausrichtung vorzunehmen, um eine genaue Ausrichtung der Positionen der zu prüfenden Elektroden der Elektrodenplatte auf die entsprechenden Positionen der Prüfelektroden der Prüfelektrodenplatte zu erreichen.

Es ist ein Verfahren für die Erzielung einer solchen feinen Ausrichtung bekannt, das umfaßt: Erzeugen einer geeigneten Ausrichtmarkierung auf einer Elektrodenplatte in einer speziellen räumlichen Beziehung zu den zu prüfenden Elektroden; Erzeugen einer Kontrollausrichtmar kierung auf der Prüfelektrodenplatte in derselben spezi ellen Beziehung zu den Prüfelektroden wie auf der Elek trodenplatte; Befestigen der Elektrodenplatte auf einem beweglichen Tisch, der sich in Längsrichtung oder in Querrichtung oder um eine Drehachse bewegen kann; Erfas sen der Positionen der beiden Ausrichtmarkierungen durch eine geeignete Erfassungseinrichtung; leichtes Bewegen der Elektrodenplatte relativ zur Prüfelektrodenplatte mittels des beweglichen Tisches, um so die erfaßte Positionsabweichung zu beseitigen und dadurch einen Zustand zu erhalten, in dem die beiden Ausrichtmarkierun gen in bezug auf ihre Position miteinander übereinstim men.

Bei einer solchen Feinausrichtungs-Einrichtung ist es jedoch unmöglich, die Fehler in bezug auf die Position oder die Form der Ausrichtmarkierungen selbst, die bei der Erzeugung der Markierungen auf der Elektrodenplatte bzw. auf der Prüfelektrodenplatte verursacht werden, vollständig zu beseitigen, weiterhin treten in gewissem Maß Fehler auf, wenn festgestellt wird, ob die beiden Ausrichtmarkierungen miteinander übereinstimmen. Daher ist eine sehr komplizierte Operation erforderlich, bis die angestrebte Feinausrichtung ausreichend erzielt worden ist, wobei selbst dann, wenn ein Zustand erhalten worden ist, in dem die Ausrichtmarkierungen vollständig miteinander übereinstimmen, die Gefahr besteht, daß es vorkommen kann, daß der gewünschte elektrische Verbin dungszustand bei einigen der tatsächlichen Prüfelektro denpaare nicht vorhanden ist.

Um Ausrichtmarkierungen auf der zu prüfenden Elektroden platte und der Prüfelektrodenplatte zu erfassen, ist es außerdem notwendig, beispielsweise eine Ausrichtmarkie rung-Beobachtungskamera oder eine andere Ausrichtmarkie rung-Erfassungsreinrichtung vorzusehen. Darüber hinaus muß eine solche Ausrichtmarkierung-Erfassungsreinrichtung über der Ausrichtmarkierung in einer zur Elektrodenplatte senkrechten Richtung angeordnet sein, außerdem muß selbstverständlich die Prüfelektrodenplatte so angeordnet sein, daß sie die Oberfläche der zu prüfenden Elektroden platte bedeckt. Folglich müssen die Ausrichtmarkierung- Erfassungseinrichtung und die Prüfelektrodenplatte praktisch am gleichen Ort vorgesehen sein, so daß es schwierig ist, sie in geeigneten Positionen anzuordnen.

Wie oben beschrieben, zielen sämtliche der herkömmlichen Feinausrichtungs-Verfahren auf die Ausrichtung zwischen den Elektroden der zu prüfenden Elektrodenplatte und den Prüfelektroden der Prüfelektrodenplatte; dennoch ist es nicht möglich, die Positionsabweichung, die tatsächlich zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte vorhanden ist, genau zu erfassen, weil jedes der Verfahren eine indirekte Abweichungserfas sungseinrichtung verwendet, die in einer speziellen räumlichen Beziehung zu der zu prüfenden Elektrodenplatte und zu der Prüfelektrodenplatte steht.

Außerdem ist es als Folge des obenerwähnten Ergebnisses schwierig, eine genaue Feinausrichtungsoperation auszu führen, so daß viel Zeit und ein komplizierter Arbeits vorgang erforderlich sind, bis ein Zustand erreicht wird, in dem die räumliche Abweichung beseitigt worden ist und die gewünschte Ausrichtung gegeben ist. Schließlich ist es unmöglich, die gewünschte Prüfung einer Elektroden platte mit hoher Zuverlässigkeit und hoher Effizienz auszuführen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte mit hoher Zuverlässigkeit und sehr hoher Effizienz zu schaffen, das es ermöglicht, die tatsächliche räumliche Abweichung, die zwischen den zu prüfenden Elektroden der Elektrodenplatte und den entsprechenden Prüfelektroden der Prüfelektrodenplatte, also in den jeweiligen Prüfe lektrodenpaaren vorhanden ist, genau zu bestimmen, ohne daß eine spezielle Positionsabweichung-Erfassungseinrich tung verwendet wird, so daß mit dem Verfahren die ge wünschte Feinausrichtung einfach erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektrodenplatte mit mehreren zu prüfenden Elektroden, das die Ausführung einer Operation der Positionsabweichungserfassung umfaßt, wobei die Operation der Positionsabweichungserfassung ihrerseits die folgenden Schritte umfaßt:

(1) einen Schritt der Erfassung des Anfangszustandes, in dem die elektrischen Verbindungszustände der Prüfe lektrodenpaare, die jeweils aus einer zu prüfenden Elektrode der zu prüfenden Elektrodenplatte und einer Prüfelektrode einer Prüfelektrodenplatte mit entspre chenden Prüfelektroden bestehen, in einem Zustand er faßt werden, in dem eine Grobausrichtung zwischen den beiden Platten, die übereinanderliegend angeordnet sind, ausgeführt worden ist;
(2) einen Schritt der Erfassung des Zustandes nach der Drehung, in dem der elektrische Verbindungszustand zwischen der zu prüfenden Elektrode und der Prüfelek trode in jedem der Prüfelektrodenpaare erfaßt wird, nachdem die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prü felektrodenplatte, die sich im Zustand der Grobaus richtung befunden haben, um eine sowohl zu der zu prüfenden Elektrodenplatte als auch zu der Prüfelek trodenplatte im wesentlichen senkrechte Achse relativ zueinander um einen vorgegebenen Winkel gedreht wor den sind; und
(3) einen Schritt der Bestimmung der Positionsabweichung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte im Zustand der Grobausrichtung mittels einer Vorrichtung zur mathematischen Analyse, wobei die Bestimmung auf der Grundlage folgender In formationen ausgeführt wird: (i) der Informationen bezüglich der Positionen, die entweder von der zu prüfenden Elektrode oder von der Prüfelektrode derje nigen Prüfelektrodenpaare eingenommen werden, deren elektrische Verbindungszustände wenigstens durch den Drehvorgang im Schritt (2) verändert worden sind, wo bei die Positionen in Koordinaten gegeben sind, die auf die obenerwähnte Drehachse als Ursprung bezogen sind; (ii) der Informationen bezüglich der elektri schen Verbindungszustände eines jeden der Prüfelek trodenpaare, die im Schritt (I) der Erfassung des An fangszustandes und im Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung erfaßt worden sind; und (iii) der Informationen bezüglich der Richtung und des Winkels der Drehung im Drehvorgang des Schrittes
(2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird der Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung mit verändertem Drehwinkel und/oder veränderter Position der Drehachse mehrmals ausgeführt; und
wird der Schritt (3) der Bestimmung der Positi onsabweichung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte mittels einer Vorrichtung zur mathematischen Analyse im Zustand der Grobausrichtung auf der Grundlage der Ergebnisse und der Bedingungen ausgeführt, die im Schritt (1) der Erfassung des Anfangs zustandes und in den mehreren Schritten (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung erfaßt bzw. verwendet worden sind.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht zur Erläuterung der Verbindungstole ranzen bei einer beispielhaften zu prüfenden Elektrode;

Fig. 2 eine diagrammartige Ansicht des Zustandes, in dem zwischen einer zu prüfenden Elektrodenplatte und einer Prüfelektrodenplatte im Schritt (1) der Er fassung des Anfangszustandes des erfindungsgemä ßen Verfahrens eine Grobausrichtung vorgenommen worden ist;

Fig. 3 eine Ansicht zur Erläuterung des Vorgangs, in dem eine zu prüfende Elektrodenplatte und eine Prüfe lektrodenplatte im Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung des erfindungsgemäßen Verfahrens relativ zueinander gedreht werden;

Fig. 4 eine Ansicht zur Erläuterung der Anfangspositi onsabweichung und der Verschiebung aufgrund der relativen Drehung eines Prüfelektrodenpaars, das aus einer zu prüfenden Elektrode und aus einer Prüfelektrode besteht;

Fig. 5 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Gesamtsy stems, das beispielhaft als Vorrichtung ausgebil det ist, die zur praktischen Ausführung des er findungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;

Fig. 6 eine Ansicht zur Erläuterung einer speziellen Konstruktion einer Vorrichtung zum Prüfen von zu prüfenden Elektrodenplatten, bei der sich die Prüfelektrodenplatte in der Prüfstufe (zweiten Stufe) des Beispiels von Fig. 5 befindet;

Fig. 7 eine erläuternde Schnittansicht der Konstruktion einer Übergangsplatte in einer oberen Einheit des Beispiels von Fig. 6; und

Fig. 8 eine Ansicht zur Erläuterung der Anordnung der Elektroden einer gedruckten Leiterplatte, die für die Simulation des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird.

In den Fig. 1 bis 8 bezeichnen P, P1 und P2 zu prüfende Elektroden; D, D1 und D2 Prüfelektroden; PB eine zu prüfende Elektrodenplatte; DB eine Prüfelektrodenplatte; DP1 und DP2 Prüfelektrodenpaare; 10 einen Prüfvorrich tungskörper; 11 ein eigentliches Prüfgerät; 12 einen Steuercomputer; 13 einen Positionssteuercomputer; 14 einen Steuermechanismus; 15 einen Transporttisch; 17 eine Kamera für die Grobausrichtung; 18 eine Elektrodenplat tenhalterung; 21 eine obere Einheit; 22 eine untere Einheit; 23 eine Übergangsplatte; 24 eine anisotropisch leitende, elastomere Folie; 24A einen Vorsprung; 25 eine obere Grundplatte; 25A eine Verbindungselektrode; 26 eine Übergangsplatte; 27 eine anisotropisch leitende, elasto mere Folie; 28 eine untere Grundplatte; 29 einen Drucker zeugungsmechanismus; 30 eine gedruckte Leiterplatte; 41 eine Übergangsplatte; 42 eine elastomere Verbindungs schicht; 43 eine Verbindungselektrode; 44 einen leitenden Bereich; und 45 eine Verbindungsverdrahtung.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen einer Elektrodenplatte wird für eine zu prüfende Elektroden platte und eine Prüfelektrodenplatte in einem Grobaus richtungszustand ein Drehvorgang ausgeführt, um dieser beiden Platten relativ zueinander um einen vorgegebenen Drehwinkel (Φ) zu drehen. Außerdem wird sowohl im Zustand vor dem Drehvorgang (der im folgenden erster Zustand genannt wird) als auch im Zustand nach dem Drehvorgang (der im folgenden zweiter Zustand genannt wird) der elektrische Verbindungszustand in einem Prüfelektroden paar, das aus einer zu prüfenden Elektrode der Elektro denplatte und der entsprechenden Prüfelektrode der Prüfelektrodenplatte besteht, ausgeführt, um festzustel len, ob sich das Prüfelektrodenpaar im leitenden Zustand befindet, um dadurch die im folgenden unter (I) bis (III) angegebenen Informationen zu erhalten:

(I) Informationen bezüglich der Position des Prüfe lektrodenpaars, dessen elektrischer Verbindungs zustand durch den Drehvorgang verändert worden ist, wobei die Position in Koordinaten gegeben ist, die auf die zugehörige Drehachse als Ur sprung (O) bezogen ist;
(II) die speziellen Informationen bezüglich der Veränderung des elektrischen Verbindungszustandes in dem Prüfelektrodenpaar, d. h. ob eine Änderung vom leitenden Zustand zum nichtleitenden Zustand oder vom nichtleitenden Zustand in den leitenden Zustand stattgefunden hat; und
(III) Informationen bezüglich des Betrags (Winkel Φ) und der Richtung der Drehung im Drehvorgang.

Durch Verwendung der Informationen in (I) bis (III) als Faktoren kann der Zustand der zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte vorhandenen Positionsabweichung im ersten Zustand durch eine Einrich tung zur mathematischen Analyse auf der Grundlage des Verschiebungszustandes in jedem Prüfelektrodenpaar bestimmt werden.

Folglich werden die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelektrodenplatte auf der Grundlage der wie oben bestimmten Positionsabweichung um die erforderliche Strecke und/oder den erforderlichen Winkel relativ zueinander bewegt, um die Positionsabweichung zu beseiti gen, wodurch die Feinausrichtung zwischen der zu prüfen den Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte einfach und sicher erreicht wird.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren im einzelnen erläutert. Zunächst werden die Grundlagen und der technische Hintergrund der vorliegenden Erfindung erläutert.

Normalerweise besteht bei der tatsächlichen Prüfung einer Elektrodenplatte hinsichtlich der elektrischen Verbindung zwischen einer zu prüfenden Elektrode der Elektrodenplat te und der entsprechenden Prüfelektrode einer Prüfelek trodenplatte, d. h. hinsichtlich der elektrischen Verbin dung des Prüfelektrodenpaars eine gewisse Verbindungsto leranz. Das bedeutet, daß es bei der Ausrichtung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektroden platte nicht stets notwendig ist, daß der Mittelpunkt der zu einem Prüfelektrodenpaar gehörigen Prüfelektrode genau mit dem Mittelpunkt der zum selben Prüfelektrodenpaar gehörigen zu prüfenden Elektrode übereinstimmt; es ist ein Verbindungsbereich vorhanden, der der effektiven Verbindungsfläche sowohl der zu prüfenden Elektrode als auch der Prüfelektrode entspricht. Selbst wenn die beiden Mittelpunkte nicht genau übereinstimmen, jedoch die Positionsabweichung im Verbindungsbereich liegt, wird faktisch ein elektrischer Verbindungszustand erzielt, so daß dies eine ausreichende Ausrichtung für die Prüfung darstellt.

Die maximale Verbindungstoleranz kann in Abhängigkeit von der Anordnung der zu prüfenden Elektroden in der Elektro denplatte, der Abmessung einer jeden zu prüfenden Elek trode und anderen tatsächlichen Faktoren verändert werden, wobei diese Verbindungstoleranz in Übereinstim mung mit den tatsächlichen Anforderungen in bezug auf die Prüfelektrodenplatte bestimmt wird.

Fig. 1 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Verbindungs toleranz einer beispielhaften Elektrode, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren geprüft wird. Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt, die zu prüfenden Elektroden P, die kreisförmig sind und einen Radius a besitzen, in einem Abstand 2a und somit einer Elektrodenschrittweite von 4a angeordnet sind und wenn die Prüfelektrode D denselben Radius a besitzt, ist der Bereich, innerhalb dessen die gewünschte Verbindung erzielt werden kann, die Fläche innerhalb eines Kreises mit Radius 2a, der mit t bezeich net ist, so daß die Verbindungstoleranz T die Größe 2a besitzt. Wenn daher beispielsweise die Elektrodenschritt weite 0,3 mm beträgt und die Breite sowohl der zu prüfen den Elektrode als auch der Prüfelektrode 150 µm beträgt, beträgt die Verbindungstoleranz normalerweise 150 µm.

Selbst in dem obigen Beispiel ist jedoch die Verbindungs toleranz nicht eindeutig bestimmt, wenn sie lediglich von den Abmessungen und der Anordnung der zu prüfenden Elektroden abhängig gemacht wird, weil der Fall auftreten kann, in dem die Verbindungstoleranz kleiner bestimmt werden muß, um wegen der maximalen Fehlerwerte bei der Fertigung der zu prüfenden Elektroden, der maximalen Fehlerwerte der Position der Prüfelektroden und anderer Faktoren eine höhere Zuverlässigkeit zu erhalten. Tat sächlich beträgt die Verbindungstoleranz in einer bei spielhaften, bestimmten gedruckten Leiterplatte nicht mehr als 50 µm.

Wie aus der obigen Erläuterung verständlich ist, hat der Zustand, in dem eine Feinausrichtung zwischen der Elek trodenplatte und der Prüfelektrodenplatte erzielt worden ist, die Bedeutung eines Zustandes, in dem sämtliche zu prüfenden Elektroden der Elektrodenplatte innerhalb der Verbindungstoleranz auf die entsprechenden Prüfelektroden der Prüfelektrodenplatte ausgerichtet sind.

In der vorliegenden Erfindung wird die Positionsabwei chung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte, die zueinander grob ausgerichtet sind, durch Ausführen des Schrittes (1) der Erfassung des Anfangszustandes, des Schrittes (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung und des Schrittes (3) der Bestimmung der Positionsabweichung, die im folgenden beschrieben werden, bestimmt.

Schritt (1) der Erfassung des Anfangszustandes

In dem Schritt (1) der Erfassung des Anfangszustandes werden zunächst die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelektrodenplatte grob aufeinander ausgerichtet. Die Vorrichtung für diese grobe Ausrichtung ist nicht kri tisch, wobei hierfür beispielsweise eine herkömmliche Ausrichtvorrichtung verwendet werden kann. Insbesondere kann eine mechanische Ausrichtvorrichtung verwendet werden, die Ausrichtstifte und entsprechende Stiftlöcher verwendet. Alternativ können eine optische Ausrichtvor richtung, die Ausrichtmarkierungen verwendet, ein auf einem Versuch-und-Irrtum-System basierendes Ausrichtver fahren, in dem die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelektrodenplatte relativ zueinander bewegt werden, um den besten Positionszustand zu finden, sowie weitere Verfahren verwendet werden. Auf diese Weise gelangen die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelektrodenplatte in den genannten ersten Zustand.

Im ersten Zustand, in dem die zu prüfende Elektrodenplat te und die Prüfelektrodenplatte lediglich grob aufeinan der ausgerichtet sind, ist gewöhnlich eine wenn auch geringe Positionsabweichung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte vorhanden (diese Positionsabweichung wird im folgenden als Anfangs positionsabweichung bezeichnet), wobei in einigen der vielen Prüfelektrodenpaare die Positionsabweichung innerhalb der Verbindungstoleranz liegen kann und diese einigen Prüfelektrodenpaare sich in einem leitenden Zustand befinden, jedoch in den anderen Paaren die Positionsabweichung jenseits der Verbindungstoleranz liegt und folglich diese Prüfelektrodenpaare im nichtlei tenden Zustand sind.

Fig. 2 ist eine diagrammartige Ansicht eines beispielhaf ten Grobausrichtungszustandes einer zu prüfenden Elektro denplatte und einer Prüfelektrodenplatte. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist im ersten Zustand die Anfangspositions abweichung ΔDP zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte PB und der Prüfelektrodenplatte DB vorhanden, wobei die zu prüfende Elektrode P2 und die Prüfelektrode D2, die das Prüfelektrodenpaar DP2 bilden, in einem nichtleiten den Zustand sind, während die zu prüfende Elektrode P1 und die Prüfelektrode D1, die das Prüfelektrodenpaar DP1 bilden, in einem leitenden Zustand sind.

Im ersten Zustand wird die erste Erfassung des elektri schen Verbindungszustandes sämtlicher Prüfelektrodenpaare ausgeführt.

Das Ausmaß der obenerwähnten Anfangspositionsabweichung übersteigt ein bestimmtes Ausmaß nicht, weil die Grobaus richtung vorgenommen worden ist, wobei selbst in demjeni gen Prüfelektrodenpaar, dessen Positionsabweichungsausmaß am größten ist, die Verschiebung Δdp dieses Prüfelektro denpaars (d. h. die Verschiebung der zu prüfenden Elek trode gegenüber der Prüfelektrode) maximal 70 µm beträgt. Die Anfangspositionsabweichung ΔDP und die Verschiebung Δ dp eines jeden Prüfelektrodenpaars sind selbstverständ lich in Abhängigkeit von der Ausrichtvorrichtung unter schiedlich und betragen beispielsweise bei Verwendung der Ausrichtstifte maximal ungefähr 100 µm.

Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung

Nach dem obenerwähnten Schritt (1) der Erfassung des Anfangszustandes wird der Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung ausgeführt.

In diesem Schritt wird ein Drehvorgang ausgeführt. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird beispielsweise die zu prüfende Elektrodenplatte PB in bezug auf die Prüfelektrodenplatte DB entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, beispielsweise um einen kleinen Winkel Φ um die vertikale Drehachse C, die durch den Mittelpunkt der Prüfelektrodenplatte DB ver läuft, bis die zu prüfende Elektrode PB den zweiten Zustand erreicht.

Dieser Drehvorgang kann entweder durch Drehen der Prüfe lektrodenplatte DB bei festgehaltener zu prüfender Elektrodenplatte PB anstelle der Drehung der zu prüfenden Elektrodenplatte PB bei festgehaltener Prüfelektroden platte DB oder durch Drehen sowohl der zu prüfenden Elektrodenplatte PB als auch der Prüfelektrodenplatte DB ausgeführt werden. Die entsprechende Wahl wird in Abhän gigkeit von der besonderen Konstruktion einer tatsächli chen Prüfeinrichtung vorgenommen.

Im zweiten Zustand, in dem der Drehvorgang ausgeführt worden ist, wird die zweite Erfassung des elektrischen Verbindungszustandes auf dieselbe Weise wie die erste Erfassung des elektrischen Verbindungszustandes ausge führt.

Schritt (3) zur Bestimmung der Positionsabweichung (Analyseschritt)

Auf der Grundlage der Ergebnisse der ersten Erfassung des elektrischen Verbindungszustandes, die im Schritt (1) der Erfassung des Anfangszustandes erhalten wurden, der Ergebnisse der zweiten Erfassung des elektrischen Verbin dungszustandes, die im Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung erhalten wurden, und Informa tion bezüglich der Art des Drehvorgangs, der vor der zweiten Erfassung des elektrischen Verbindungszustandes ausgeführt wurde, d. h. des Betrages (Φ) und der Richtung der Drehung, wird die Positionsabweichung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte im ersten Zustand von einer Vorrichtung zur mathemati schen Analyse für jedes Prüfelektrodenpaar wie im folgen den erläutert berechnet.

Fig. 4 ist eine erläuternde Ansicht der Anfangspositions abweichung, die ein Prüfelektrodenpaar, das aus einer zu prüfenden Elektrode und aus einer Prüfelektrode besteht, sowie die Verschiebung aufgrund der Drehung dieses Paars darstellt.

In dem in Fig. 4 gezeigten Modell ist ein zweidimensiona les X-Y-Koordinatensystem vorgesehen, durch dessen Ursprung O die Drehachse der Drehung verläuft. Es ist ein Fall gezeigt, in dem eine Prüfelektrode P_n, deren Koordi natenposition durch (x_n, y_n) gegeben ist, als Basis verwendet wird, während die Abweichung der Koordinatenpo sition einer zu prüfenden Elektrode D_n, die zusammen mit der Prüfelektrode P_n ein Prüfelektrodenpaar bildet, durch (dx, dy, dR) gegeben ist und die Anfangspositionsabwei chung im ersten Zustand darstellt. D.h., daß die zu prüfende Elektrode D_n an der Position vorhanden ist, die um den Winkel dR entgegen dem Uhrzeigersinn aus der Basisposition gedreht ist, welche durch die Koordinaten position (x_n, y_n) der Prüfelektrode P_n gegeben ist, und die ferner in X-Richtung um dx und in Y-Richtung um dy verschoben ist.

Wenn die zu prüfende Elektrode D_n im Drehvorgang im Schritt der Erfassung des Zustandes nach der Drehung um einen Winkel Φ gedreht worden ist und wenn die Abweichung der Koordinatenposition der zu prüfenden Elektrode D_n gegenüber der Basisposition (x_n, y_n,) im zweiten Zustand mit Δr_n bezeichnet wird, gelten für das i-te Prüfelektro denpaar die folgenden Gleichungen (1) und (2) bezüglich der Abweichung Δr_n:

Δx_i = dx - y_i (Φ + dR) (1)
Δy_i = dy + x_i (Φ + dR) (2)

wobei der Drehwinkel Φ im Drehvorgang um der bequemen Rechnung willen gemäß Gleichung (3) definiert ist:

Φ = arctan(T/R) (3)

wobei T die Verbindungstoleranz ist und R der Mittelwert der Abstände der Gruppe der zu prüfenden Elektroden vom Ursprung O ist.

Unter den obigen Bedingungen kann anhand der Ergebnisse der ersten und der zweiten Prüfung des elektrischen Verbindungszustandes davon ausgegangen werden, daß die folgenden Gleichungen (4) bis (9) für die zu prüfenden Elektroden in den folgenden Fällen (a) bis (c) angenähert gelten:

(a) Fall der zu prüfenden Elektroden, bei denen im ersten Zustand die Positionsabweichung innerhalb der Verbin dungstoleranz liegt und bei denen im zweiten Zustand die Positionsabweichung ebenfalls innerhalb der Ver bindungstoleranz liegt: Σ_ir × (Φ/2) (-sinR) = Σ_iΔx_i (4)Σ_ir × (Φ/2) (cosR) = Σ_iΔy_i (5)
(b) Fall der zu prüfenden Elektroden, bei denen im ersten Zustand die Positionsabweichung innerhalb der Verbin dungstoleranz liegt und bei denen im zweiten Zustand die Positionsabweichung außerhalb der Verbindungsto leranz liegt: Σ_i(T + r_i×Φ/2)×(-sinR) = Σ_iΔx_i (6)Σ_i(T + r_i×Φ/2)×(cosR) = Σ_iΔy_i (7)
(c) Fall der zu prüfenden Elektroden, bei denen im ersten Zustand die Positionsabweichung außerhalb der Verbin dungstoleranz liegt und bei denen im zweiten Zustand die Positionsabweichung innerhalb der Verbindungsto leranz liegt: Σ_i(T - r_i×Φ/2)×(-sinR) = Σ_iΔx_i (8)Σ_i(T - r_i×Φ/2)×(cosR) = Σ_iΔy_i (9)

In den obigen Fällen (b) und (c) hat sich der elektrische Verbindungszustand der zu prüfenden Elektrode geändert, so daß für den Betrag der Bewegung der zu prüfenden Elektrode im Drehvorgang in jedem der Fälle (b) und (c) im Mittel der Wert T angenommen wird.

Auch in Gleichung (3) werden durch Definition der Verbin dungstoleranz zu 50 µm die Bedingungen geschaffen, unter denen der Betrag der Bewegung von 50% der zu prüfenden Elektroden im Drehvorgang innerhalb der Verbindungstole ranz liegt und der Betrag der Bewegung der verbleibenden 50% der zu prüfenden Elektroden durch den Drehvorgang außerhalb der Verbindungstoleranz liegt.

Unter Verwendung der obigen Gleichungen (1) bis (9) können die für jede Gleichung am besten geeigneten numerischen Werte von dx, dy und dR für sämtliche der zu prüfenden Elektroden D_n beispielsweise durch das Verfah ren der kleinsten Quadrate bestimmt werden, so daß die erhaltenen Ergebnisse gemeinsam für sämtliche zu prüfen den Elektroden verarbeitet werden können, um insbesondere den Zustand der Anfangspositionsabweichung der zu prüfen den Elektrodenplatte PB in bezug auf die Prüfelektroden platte DB zu bestimmen.

In der obigen Erläuterung werden die Ergebnisse sämtli cher der zu prüfenden Elektroden betrachtet; selbst wenn jedoch die Information der zu prüfenden Elektroden, deren elektrische Verbindungszustände sich durch den Drehvor gang nicht verändert haben, d. h. der zu prüfenden Elek troden im obigen Fall (a) ausgeschlossen wird und nur die Information der zu prüfenden Elektroden in den obigen Fällen (b) und (c) betrachtet werden, können auf ähnliche Weise verwendbare numerische Werte von dx, dy und dR bestimmt werden, obwohl die Zuverlässigkeit etwas abge senkt ist.

Oben ist ein Fall erläutert worden, in dem die Prüfelek trodenplatte die Basis ist und die Positionsabweichung einer zu prüfenden Elektrode, die in bezug auf die Prüfelektrode des Prüfelektrodenpaars vorhanden ist, geprüft wird; genau der gleiche Prüfvorgang kann jedoch auch im umgekehrten Fall ausgeführt werden, in dem eine zu prüfende Elektrodenplatte die Basis ist und die Positionsabweichung einer Prüfelektrode, die in bezug auf die zu prüfende Elektrode des Prüfelektrodenpaars vorhan den ist, geprüft wird.

Anhand der Information bezüglich der Anfangspositionsab weichung, die wie oben beschrieben bestimmt worden ist, werden die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelek trodenplatte um den erforderlichen Betrag in der erfor derlichen Richtung relativ zueinander bewegt, um die Anfangspositionsabweichung zu verringern, wobei es möglich ist, die Anfangspositionsabweichung zu beseitigen und eine Feinausrichtung zwischen den beiden Platten zu erzielen. Im Ergebnis kann eine Prüfung hinsichtlich der zu prüfenden Elektrodenplatte mit sehr hoher Zuverlässig keit ausgeführt werden.

Das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung kann folgen dermaßen zusammengefaßt werden: Wenn die zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelektrodenplatte relativ zueinander gedreht worden sind, werden wenigstens dieje nigen Prüfelektrodenpaare, deren elektrische Verbindungs zustände sich geändert haben, hinsichtlich dieser Verän derung analysiert, ferner werden die erhaltenen Ergeb nisse integriert, wobei die Richtung der Anfangspositi onsabweichung in Abhängigkeit davon bestimmt werden kann, ob die relative Drehung zwischen der zu prüfenden Elek trode und der Prüfelektrode im Prüfvorgang die Anfangspo sitionsabweichung zwischen den beiden Elektroden erhöht oder aber erniedrigt; durch Verwendung der Tatsache, daß sich bei der Drehung der Betrag der Bewegung eines jeden Prüfelektrodenpaars in Abhängigkeit vom Abstand des Paars vom Drehzentrum verändert, kann der Zustand der Anfangs positionsabweichung zwischen einer zu prüfenden Elektro denplatte und einer Prüfelektrodenplatte durch eine Vorrichtung zur mathematischen Analyse mit hinreichend hoher Genauigkeit, wenn auch approximativ, auf der Grundlage der Positionen des Prüfelektrodenpaars, die durch Koordinaten gegeben sind, deren Ursprung das Drehzentrum des Paars ist, und aufgrund der Informationen bezüglich der Veränderung des elektrischen Verbindungszu standes des Paars bestimmt werden.

Nachdem somit der Schritt (1) der Erfassung des Anfangs zustandes ausgeführt worden ist, wird wie oben erwähnt der Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung erstmals ausgeführt und dann durch einen Drehvor gang mit einem anderen Drehwinkel und/oder einer anderen Position der Drehachse in bezug auf den Drehwinkel und/oder die Position der Drehachse des Drehvorgangs in dem erstmals ausgeführten Schritt der Erfassung des Zustandes nach der Drehung zum zweiten Mal ausgeführt. Auf diese Weise kann Information erhalten werden, die in mehreren Schritten (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung durch eine Drehung um einen Winkel, der von demjenigen im Anfangszustand verschieden ist, gewonnen wird. Wenn ein entsprechender Analyseschritt (3) unter Verwendung dieser Information mehrmals ausgeführt wird, kann der Zustand der Anfangspositionsabweichung mit höherer Zuverlässigkeit erfaßt werden.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Gesamtsystems, das beispielhaft durch eine Vorrichtung gegeben ist, die bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Prüfen einer Elektrodenplatte verwendet werden kann. Die Vorrichtung umfaßt einen Prüfvorrichtungskörper 10, ein eigentliches Prüfgerät 11 mit vielen (nicht gezeigten Schalttafeln), das im Prüfvorrichtungskörper 10 vorgese hen ist, einen Steuercomputer 12 für das eigentliche Prüfgerät 11, einen Positionssteuercomputer 13 sowie einen Steuermechanismus 14.

Der Prüfvorrichtungskörper 10 ist in die drei Abschnitte der ersten Stufe, der zweiten Stufe und der dritten Stufe unterteilt, die horizontal angeordnet sind, ferner ist ein Transporttisch 15 vorgesehen, der sich zwischen den einzelnen Stufen bewegen kann. Auf diesem Transporttisch 15 ist eine (nicht gezeigte) Elektrodenplattenhalterung vorgesehen, die die Elektrodenplatte im wesentlichen in horizontaler Richtung hält, wobei sich die Halterung in X-Richtung, in Y-Richtung und in Drehrichtung bewegen kann.

In der ersten Stufe wird auf der Elektrodenplattenhalte rung auf dem Transporttisch 15 eine zu prüfende Elektro denplatte, beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte angebracht und später von dieser abgenommen. Die zweite Stufe ist die eigentliche Prüfstufe, in der der elektri sche Verbindungszustand zwischen der zu prüfenden Elek trodenplatte und der Prüfelektrodenplatte untersucht wird.

In der dritten Stufe wird die (nicht gezeigte) Elektro denplattenhalterung um den gesteuerten Betrag in X- Richtung und/oder in Y-Richtung und/oder in Drehrichtung auf dem Transporttisch 15 bewegt, wobei die Position der zu prüfenden Elektrodenplatte in bezug auf den Transport tisch 15 so eingestellt wird, daß dann, wenn der Trans porttisch 15 die zweite Stufe erreicht, ein Zustand mit grober Ausrichtung zwischen der zu prüfenden Elektroden platte und der Prüfelektrodenplatte erhalten werden kann. In dieser dritten Stufe sind zwei Kamerasysteme 17 für die Grobausrichtung angeordnet, welche die auf der zu prüfenden Elektrodenplatte ausgebildete Ausrichtungsmar kierung beobachten, um dadurch die obenerwähnte Grobaus richtung auszuführen.

Fig. 6 ist eine erläuternde Ansicht, die eine spezielle Konstruktion einer Prüfelektrodenplatten-Vorrichtung zeigt, die eine in der zweiten Stufe oder Prüfstufe zu verwendende Prüfelektrodenplatte besitzt. Diese Prüfelek trodenplatten-Vorrichtung umfaßt eine obere Einheit 21 und eine untere Einheit 22, wobei die auf der Elektroden plattenhalterung 18 des Beförderungstisches 15 gehaltene gedruckte Leiterplatte 30 zwischen der oberen Einheit 21 und der unteren Einheit 22 angeordnet ist.

Die obere Einheit 21, die sich über der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 30 befindet, ist aus einer Übergangsplatte 23, einer anisotropisch leitenden, elastomeren Folie 24 sowie einer oberen Grundplatte 25 aufgebaut, die in dieser Reihenfolge von unten nach oben übereinanderliegen. Die untere Einheit 22, die sich unter der Unterseite der gedruckten Leiterplatte 30 befindet, ist aus einer Übergangsplatte 26, einer anisotropisch leitenden, elastomeren Folie 27 sowie einer unteren Grundplatte 28 aufgebaut, die in dieser Reihenfolge von oben nach unten übereinanderliegen.

In der Übergangsplatte 23 in der oberen Einheit 21 ist auf die Unterseite eines isolierenden Plattenkörpers 41 eine elastomere Verbindungsschicht 42 einteilig gegossen, wie in Fig. 7 gezeigt ist, während auf der Oberseite des Plattenkörpers 41 Verbindungselektroden 43 in einer Anordnung ausgebildet sind, die der Anordnung der Verbin dungselektroden 25A auf der oberen Grundplatte 25 ent spricht. In der elastomeren Verbindungsschicht 42 sind gegeneinander isolierte leitende Bereiche 44 in einer Anordnung ausgebildet, die der Anordnung der zu prüfenden Elektroden entspricht, welche sich auf der Oberseite der gedruckten Leiterplatte 30 befinden, die die zu prüfende Elektrodenplatte darstellt. Jeder der leitenden Bereiche 44 ist mit irgendeiner der Verbindungselektroden 43 über eine geeignete Verbindungsverdrahtung 45 elektrisch verbunden.

Die Übergangsplatte 26 in der unteren Einheit 22 besitzt in bezug auf die gedruckte Leiterplatte 30 im wesentli chen dieselbe Konstruktion wie die Übergangsplatte 23 in der oberen Einheit 21.

Die leitenden Bereiche 44 in der elastomeren Verbindungs schicht 42, die auf der oberen Übergangsplatte 23 ausge bildet ist, wirken als Prüfelektroden für die zu prüfen den Elektroden auf der Oberseite der gedruckten Leiter platte 30, wobei diese leitenden Bereiche 44, die in einer solchen elastomeren Schicht ausgebildet sind, verhältnismäßig große Verbindungsbereiche besitzen können, so daß sich der Vorteil ergibt, daß die Verbin dungstoleranz in bezug auf die zu prüfenden Elektroden groß wird.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die obere Grundplatte 25 in der oberen Einheit 21 im Prüfvorrichtungskörper 10 befestigt, während die untere Grundplatte 28 in der unteren Einheit 22 so angebracht ist, daß sie auf der Oberseite eines am Prüfvorrichtungskörper 10 befestigten Druckerzeugungsmechanismus 29 nach oben und nach unten beweglich ist.

Sämtliche in der Figur gezeigten anisotropisch leitenden elastomeren Folien 24 und 27 besitzen über ihre jeweilige gesamte Oberfläche verteilt Vorsprünge 24A, wobei sich innerhalb eines jeden der Vorsprünge leitende Teilchen befinden, die aus einem Metall oder dergleichen bestehen und sich fein verteilen, wenn die Folie in Richtung in Dicke komprimiert wird, wobei durch die obigen Vorsprünge leitende Pfade in Richtung der Dicke gebildet werden.

In der dritten Stufe der Vorrichtung mit der obenerwähn ten Konstruktion wird die Ausrichtmarkierung, die auf der auf der Elektrodenplattenhalterung des Transporttisches 15 gehaltenen gedruckten Leiterplatte 30 ausgebildet ist, mittels der Kamera 17 beobachtet, um zwischen den zu prüfenden Elektroden und den leitenden Bereichen 44, welche die Prüfelektroden auf der Übergangsplatte 23 darstellen, eine Grobausrichtung vorzunehmen, wobei dann, wenn der Transporttisch 15 zur zweiten Stufe transpor tiert wird, der erste Zustand erreicht worden ist, in dem eine Grobausrichtung zwischen der gedruckten Leiterplatte 30, die die zu prüfende Elektrodenplatte darstellt, und der Übergangsplatte 23, die die Prüfelektrodenplatte darstellt, vorhanden ist.

In diesem ersten Zustand wird die erste Erfassung der elektrischen Verbindung folgendermaßen ausgeführt: Die untere Einheit 22 wird durch den Druckerzeugungsmechanis mus 29 nach oben bewegt, um die Leiterplatte 30 zwischen die untere Einheit 22 und die obere Einheit 21 zu pres sen, wobei die obere Fläche der gedruckten Leiterplatte 30 gegen die elastomere Verbindungsschicht 42 der Über gangsplatte 23 gepreßt wird. Hierbei werden sämtliche der zu prüfenden Elektroden auf der oberen Fläche der ge druckten Leiterplatte 30, die innerhalb der Verbindungs toleranz liegen, gegen die die Prüfelektroden darstellen den leitenden Bereiche 44 in der elastomeren Verbindungs schicht 42 gepreßt und im Zustand einer elektrischen Verbindung mit den leitenden Bereichen 44 gehalten. In diesem Zustand werden die elektrischen Verbindungszustän de sämtlicher Prüfelektrodenpaare in dem Steuercomputer 12 gespeichert.

Anschließend werden die gedruckte Leiterplatte 30 und die Übergangsplatte 23 relativ zueinander gedreht und im zweiten Zustand gehalten. Genauer wird dieser Drehvorgang durch Bewegen der Elektrodenplattenhalterung relativ zum Transporttisch 15 ausgeführt, wobei die Position der Drehachse, die Richtung der Drehung und der Betrag der Drehung (Winkel Φ) im Drehvorgang in dem Positionssteu ercomputer 13 gespeichert werden.

In diesem zweiten Zustand wird außerdem die zweite Erfassung der elektrischen Verbindung ausgeführt, wobei die Ergebnisse der zweiten Erfassung der elektrischen Verbindung auf ähnliche Weise in dem Positionssteuercom puter 13 gespeichert werden.

Im Positionssteuercomputer 13 wird beispielsweise gemäß dem obenbeschriebenen Beispiel die notwendige Berechnung durch eine Vorrichtung zur mathematischen Analyse ausge führt, um den Zustand der Anfangspositionsabweichung zu bestimmen, die zwischen der gedruckten Leiterplatte 30 und der Übergangsplatte 23 im ersten Zustand vorhanden ist. Danach wird eine Feinausrichtung vorgenommen, um die Anfangspositionsabweichung zu beseitigen, so daß im Ergebnis der Zustand erhalten wird, in dem sämtliche zu prüfenden Elektroden mit den entsprechenden Prüfelektro den elektrisch verbunden sind. In diesem Zustand wird die gewünschte Prüfung der zu prüfenden Elektrodenplatte ausgeführt.

In dem in der Figur gezeigten Beispiel besitzt die gedruckte Leiterplatte 30 sowohl an ihrer Oberseite als auch an ihrer Unterseite Elektroden; wenn jedoch die Anordnung der Verbindungselektroden in der Übergangsplat te 26 der unteren Einheit 22 vollständig mit der Anord nung der Verbindungselektroden 43 in der Übergangsplatte 23 der oberen Einheit 21 in Richtung von oben nach unten übereinstimmt, kann die Ausrichtung der Elektroden auf beiden Oberflächen der gedruckten Leiterplatte 30 in bezug auf die Übergangsplatten 23 und 26 der oberen Einheit 21 bzw. der unteren Einheit 22 gleichzeitig erzielt werden, indem nur die gedruckte Leiterplatte 30 bewegt wird.

In dem Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung gemäß der vorliegenden Erfindung kann sich die Drehachse theoretisch an jeder beliebigen Position befinden.

Wenn jedoch die Position der Drehachse in den Mittelpunkt des Bereichs gesetzt ist, in dem die Prüfelektrodenpaare angeordnet sind, wird es in einigen Fällen notwendig, den Absolutwert des Drehwinkels Φ sehr groß zu machen, weil bei kleinerem Drehwinkel der Anteil der Prüfelektroden paare, deren elektrischer Verbindungszustand sich durch die Drehung verändert, kleiner ist.

Wenn andererseits die Position der Drehachse in einer großen Entfernung von dem Bereich gesetzt ist, in dem die Prüfelektrodenpaare angeordnet sind, nähern sich die Verschiebungen, die vielen Prüfelektrodenpaaren durch die Drehung verliehen werden, im wesentlichen den Verschie bungen im Falle einer parallelen Bewegung an, so daß die Differenz von Verschiebungen, die sich aus unterschiedli chen Positionen der Prüfelektrodenpaare ergeben, gering wird. Wenn daher eine auf der Drehung basierende Analyse ausgeführt wird, wird die Erfassung des Zustandes der Anfangspositionsabweichung mit ausreichend hoher Zuver lässigkeit zunehmend schwieriger.

Der Drehwinkel Φ im Drehvorgang kann theoretisch jeder beliebige Winkel sein; um jedoch eine vernünftige mathe matische Analyse der Ergebnisse zu ermöglichen, um den Zustand der Anfangspositionsabweichung als besondere Verschiebung zu erhalten, ist es günstig, daß z. B. in der obenerwähnten Gleichung (3) der Drehwinkel so definiert ist, daß er die Verbindungstoleranz als Faktor enthält. Falls eine ausreichende mathematische Analyse theoretisch möglich ist, kann der Drehwinkel selbstverständlich ein auf einer anderen Definition basierender Winkel sein.

Vorzugsweise liegt der Drehwinkel beispielsweise im Bereich von 0,01° bis 1,0°.

Um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, ist die Information bezüglich der Verdrahtung der zu prüfenden Elektroden auf der Elektrodenplatte, d. h. die Information bezüglich der elektrischen Verbindung und der elektri schen Isolation zwischen den zu prüfenden Elektroden notwendig.

Wenn die durch das erfindungsgemäße Verfahren zu erfas sende Anfangspositionsabweichung zu groß ist, besitzt das erhaltene Prüfergebnis keine sehr hohe Zuverlässigkeit. Daher ist im Schritt der Erfassung des Anfangszustandes die Grobausrichtung notwendig, wobei deren Grad bei spielsweise innerhalb der doppelten Verbindungstoleranz angesiedelt ist.

Um den Analyseschritt (3) gemäß der vorliegenden Erfin dung auszuführen, ist es notwendig, Information hinsicht lich der Positionen zu besitzen, an denen sich sämtliche der zu prüfenden Elektroden einer Elektrodenplatte befinden sollten, d. h. Information bezüglich der Koordi naten der Positionen sämtlicher der zu prüfenden Elektro den.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen einer Elektro denplatte erfordert wie oben angegeben die Ausführung des Schrittes (1) der Erfassung des Anfangszustandes, des Schrittes (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung und den Analyseschritt (3), wobei die Grobaus richtung im Schritt der Erfassung des Anfangszustandes wie oben erwähnt ein für sämtliche Prüfungen wesentlicher Vorgang ist. Die Berechnung im Analyseschritt kann bei Verwendung eines Computers tatsächlich während einer sehr kurzen Zeitspanne ausgeführt werden.

Außerdem können die Erfassung des elektrischen Verbin dungszustandes und der Drehvorgang in kurzer Zeit ausge führt werden. Daher kann erfindungsgemäß der Zustand der Anfangspositionsabweichung insgesamt in sehr kurzer Zeit geprüft werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der erfaßte Zustand der Anfangspositionsabweichung als spezielle Verschiebung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte bestimmt werden. Daher ist es auf der Grundlage dieses Ergebnisses möglich, sofort die Feinausrichtung der beiden Elektrodenplatten auszuführen und die angestrebte Ausrichtung sicher zu erhalten.

Ferner werden erfindungsgemäß Ausrichtmarkierungen und andere indirekte Ausrichtungsmittel nicht verwendet, so daß nicht die Gefahr von Fehlern besteht, die durch derartige Ausrichtmittel selbst unvermeidlich ins Spiel kommen. Darüber hinaus wird der Zustand der Anfangsposi tionsabweichung auf der Grundlage der Verschiebung zwischen den zu prüfenden Elektroden einer auszurichten den Elektrodenplatte und den Prüfelektroden einer Prüfe lektrodenplatte bestimmt. Daher wird eine sehr hohe Zuverlässigkeit erhalten.

Die Erfassung der Anfangspositionsabweichung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vor der Prüfung des elektri schen Verbindungszustandes ausgeführt werden, wobei jede Prüfung jeder Elektrodenplatte wiederholt ausgeführt wird. Ferner ist selbst in diesem Fall der Betrag, um den sich die für jede Elektrodenplatte erforderliche Prüfzeit verlängert, sehr gering.

Beispiel 1

Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Simulation, mit der die Wirkung der vorliegenden Erfindung bestätigt wird.

In dieser Simulation wurde, wie in Fig. 8 gezeigt ist, eine zu prüfende Elektrodenplatte PB in Form eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 9 mm verwendet, wobei längs jeder Seite insgesamt 170 zu prüfende kreisförmige Elektroden D vorgesehen sind, die jeweils einen Durchmes ser von 50 µm besitzen und in einer Schrittweite p von 0,3 mm doppelreihig angeordnet sind, ferner wurde eine Prüfelektrodenplatte verwendet, deren Elektrodenanordnung derjenigen der zu prüfenden Elektroden D der Elektroden platte PB entspricht. Im Analyseschritt wurde eine Verarbeitung gemäß den obenerwähnten Gleichungen (1) bis (9) ausgeführt. In diesem Fall betrug die Verbindungsto leranz [T in der obigen Gleichung (3)] 50 µm.

Die folgende Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse, die erhalten wurden durch beabsichtigtes Drehen der Elektrodenplatte um -0,2° (dR = -0,2°) aus dem Zustand, in dem die zu prüfende Elektrodenplatte vollständig mit der festgehal tenen Prüfelektrodenplatte übereinstimmte, durch geringes Verschieben der zu prüfenden Elektrodenplatte um einen veränderlichen Betrag dx und um einen veränderlichen Betrag dy, um den Zustand zu verwirklichen, in dem eine Anfangspositionsabweichung vorhanden ist, sowie durch Berechnen der Verschiebung (ΔD) eines jeden der 170 Prüfelektrodenpaare, um die Verschiebung des Prüfelektro denpaars mit der maximalen Verschiebung zu bestimmen.

In diesem Fall ist die Verschiebung (ΔD) eine Strecke längs einer geraden Linie zwischen der Prüfelektrode und der zu prüfenden Elektrode des Prüfelektrodenpaars. Für dx und dy wurden jeweils insgesamt 11 Werte von -100 µm bis +100 µm im Abstand von jeweils 20 µm gewählt.

Die danach gezeigte Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Feinausrichtungen, die für jeden der in Tabelle 1 gezeig ten Zustände ausgeführt wurden. Die Zahlen haben die Bedeutung von Maximalwerten der Verschiebungen der zu prüfenden Elektroden, die auf die gleiche Weise wie diejenigen von Tabelle 1 bestimmt wurden. Wenn die Drehachse durch den Mittelpunkt der Elektrodenplatte PB verlief, betrug der Drehwinkel Φ 0,589°.

In Tabelle 2 bedeuten daher die Zahlen von dx und dy nicht in jedem Fall die tatsächliche Position der Elek trodenplatte. Sie zeigen die Position der Elektrodenplat te PB vor der Feinausrichtung und stellen eine Art Index dar, der mit Tabelle 1 zu vergleichen ist.

Tabelle 1

Tabelle 2

In den Tabellen 1 und 2 hat der Bereich, in dem die durch eine dicke durchgezogene Linie umrahmten Werte 50 µm oder weniger betragen, die Bedeutung, daß der Grad der Positi onsabweichung sämtlicher Prüfelektrodenpaare innerhalb der Verbindungstoleranz liegt und daß der elektrische Verbindungszustand gewährleistet ist.

In Tabelle 2 bezeichnet "X" den Bereich, in dem die obenerwähnte mathematische Analyse nicht möglich ist.

Aus Tabelle 1 geht hervor, daß der Bereich, in dem die Abweichung innerhalb der Verbindungstoleranz von 50 µm oder weniger liegt, der Bereich ist, bei dem dx von -20 um bis +20 µm reicht und dy von -20 µm bis +20 µm reicht; selbst in diesem Bereich liegt die Abweichung in einigen Fällen außerhalb der Verbindungstoleranz.

Andererseits ist aus Tabelle 2 verständlich, daß der Bereich, in dem es möglich ist, daß die Abweichung innerhalb der Verbindungstoleranz liegt, der Bereich ist, in dem dx von -60 µm bis +60 µm reicht und dy von -60 µm bis +60 µm reicht, außerdem ist aus Tabelle 2 verständ lich, daß in dem Bereich, in dem dx von -40 µm bis +40 µm reicht und dy von -40 µm bis +20 µm reicht, der Grad der Positionsabweichung sicher innerhalb der Verbindungstole ranz liegt.

Beispielsweise ist aus Tabelle 1 ersichtlich, daß bei dx = 40 µm und dy = -40 µm unter den 170 Prüfelektrodenpaa ren der Grad der Positionsabweichung des Prüfelektroden paars, dessen Positionsabweichungsgrad maximal ist, 81 µm beträgt.

Als daher in dem Zustand, in dem die in Tabelle 1 gezeig te Anfangspositionsabweichung vorlag, auf der Grundlage des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfaßten Zustan des der Positionsabweichung eine Feinausrichtung vorge nommen wurde, betrug der maximale Wert der Positionsab weichung 24 µm, wie in Tabelle 2 gezeigt ist, und lag somit innerhalb der Verbindungstoleranz. Daraus ist ersichtlich, daß die angestrebte Prüfung möglich ist.

Die folgenden Tabellen 3 und 4 zeigen Ergebnisse einer Simulation, die auf die gleiche Weise wie in den Tabellen 1 und 2 ausgeführt worden ist, mit der Ausnahme, daß dR um +0,2° geändert wurde, die Position der Drehachse in die Ecke der Elektrodenplatte verlegt wurde und der Drehwinkel Φ auf 0,394° geändert wurde.

Aus den Tabellen 3 und 4 ist auch verständlich, daß ähnlich wie in den Tabellen 1 und 2 der gewünschte Ausrichtungszustand sicher und mit hoher Genauigkeit erhalten werden kann, wenn auf der Grundlage der Ergeb nisse der Erfassung der Anfangspositionsabweichung gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung die Feinausrich tung ausgeführt wird.

Tabelle 3

Tabelle 4

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde eine zu prüfende Elektrodenplat te mit der gleichen Konstruktion wie im Beispiel 1 verwendet, ferner wurde unter den Bedingungen einer Verbindungstoleranz von 40 µm die folgende Operation ausgeführt:

Die zu prüfende Elektrodenplatte wurde um geringe Strec ken in bezug auf die Prüfelektrodenplatte bewegt, um die Prüfung des elektrischen Verbindungszustandes zu wieder holen, wobei die Position der zu prüfenden Elektroden platte, bei der die stabilste Prüfung ausgeführt wurde, bestimmt wurde und wobei entschieden wurde, daß diese Position die angestrebte Position ist.

Anschließend wurde die zu prüfende Elektrodenplatte um dx, dy und dR bewegt, wie in Tabelle 5 gezeigt ist. Der hierbei erhaltene Zustand war ein Zustand, der als erster Zustand angesehen werden konnte, bei dem eine Grobaus richtung durchgeführt worden ist, wobei in diesem Zustand die erste Erfassung der elektrischen Verbindung ausge führt wurde.

Die Verschiebung eines jeden Prüfelektrodenpaars im ersten Zustand wurde berechnet, um die Verschiebung des Prüfelektrodenpaars mit maximaler Verschiebung zu bestim men. Dies ist in Tabelle 5 die "Verschiebung vor Ausrich tung".

Anschließend wurde die zu prüfende Elektrodenplatte aus dem ersten Zustand um einen Winkel Φ gedreht. Der Dreh winkel Φ betrug hier 0,392°, wobei die Position der Drehachse durch den Mittelpunkt einer Seite des Quadrats verlief. In diesem Zustand wurde die zweite Erfassung der elektrischen Verbindung ausgeführt.

Auf der Grundlage der so erhaltenen Ergebnisse der ersten Erfassung und der zweiten Erfassung der elektrischen Verbindung, der Anordnung der zu prüfenden Elektroden der verwendeten Elektrodenplatte, insbesondere der Informa tion über eine schlechte Verbindung, die von der Prüfvor richtung erhalten wird, sowie der Designdaten der zu prüfenden Elektrodenplatte wurde der Grad der Positions abweichung der Elektrodenplatte anhand der Gleichungen (1) bis (9) berechnet, um die Anfangspositionsabweichung zu bestimmen.

Auf der Grundlage der somit erfaßten Anfangspositionsab weichung wurde eine Feinausrichtung ausgeführt, woraufhin die Verschiebung eines jeden Prüfelektrodenpaars berech net wurde, um den maximalen Wert als "Verschiebung nach Ausrichtung" zu bestimmen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.

Tabelle 5

Aus Tabelle 5 ist verständlich, daß der Zustand nach der Feinausrichtung von der Art war, daß die Verschiebung innerhalb der Verbindungstoleranz von 40 µm lag und daß ein guter Leitungszustand in sämtlichen Prüfelektroden paaren erzielt wurde.

In der vorliegenden Erfindung ist die Prüfvorrichtung nicht kritisch und kann jede Prüfvorrichtung sein, in der eine zu prüfende Elektrodenplatte und die Prüfelektroden platte relativ zueinander gedreht werden können.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen einer Elektrodenplatte kann die Anfangspositionsabweichung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte nach Ausführung einer Grobausrich tung durch einen sehr einfachen Vorgang auf der Grundlage der Verschiebung zwischen den zu prüfenden Elektroden der Elektrodenplatte, die den direkten Gegenstand bildet, und der Prüfelektroden der Prüfelektrodenplatte mit hoher Zuverlässigkeit erfaßt werden, außerdem ist die hierfür erforderliche Zeit sehr kurz. Die Anfangspositionsabwei chung wird als spezielle Verschiebung zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte und der Prüfelektrodenplatte erhalten, wobei auf der Grundlage dieser speziellen Verschiebung eine Feinausrichtung sofort ausgeführt werden kann, um die angestrebte Ausrichtung zu erreichen. Danach kann die gewünschte Prüfung der zu prüfenden Elektrodenplatte mit hoher Effizienz ausgeführt werden.

Außerdem kann dann, wenn nach der Ausführung des Schrit tes der Erfassung des Anfangszustandes der Schritt der Erfassung des Zustandes nach der Drehung mehrmals ausge führt wird, die Anfangspositionsabweichung mit höherer Zuverlässigkeit erfaßt werden.

Claims

1. Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektro denplatte (PB) mit mehreren zu prüfenden Elektroden (P), das die Ausführung einer Operation der Positionsabwei chungserfassung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Operation der Positionsabweichungserfassung die folgenden Schritte umfaßt:

(1) einen Schritt der Erfassung des Anfangszustandes, in dem die elektrischen Verbindungszustände der Prüfe lektrodenpaare, die jeweils aus einer zu prüfenden Elektrode (P) der zu prüfenden Elektrodenplatte (PB) und einer Prüfelektrode (D) einer Prüfelektrodenplat te (DB) mit entsprechenden Prüfelektroden (D) beste hen, in einem Zustand erfaßt werden, in dem eine Grobausrichtung zwischen den beiden Platten (PB, DB), die übereinanderliegend angeordnet sind, ausgeführt worden ist;
(2) einen Schritt der Erfassung des Zustandes nach der Drehung, in dem der elektrische Verbindungszustand zwischen der zu prüfenden Elektrode (P) und der Prüf elektrode (D) in jedem der Prüfelektrodenpaare erfaßt wird, nachdem die zu prüfende Elektrodenplatte (PB) und die Prüfelektrodenplatte (DB), die sich im Zu stand der Grobausrichtung befunden haben, um eine so wohl zu der zu prüfenden Elektrodenplatte (PB) als auch zu der Prüfelektrodenplatte (DB) im wesentlichen senkrechte Achse (O) relativ zueinander um einen vor gegebenen Winkel (Φ) gedreht worden sind; und
(3) einen Schritt der Bestimmung der Positionsabweichung (ΔDP) zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte (PB) und der Prüfelektrodenplatte (DB) im Zustand der Grobausrichtung mittels einer Vorrichtung zur mathe matischen Analyse (12, 13), wobei die Bestimmung auf der Grundlage folgender Informationen ausgeführt wird: (i) der Informationen bezüglich der Positionen, die entweder von der zu prüfenden Elektrode (P) oder von der Prüfelektrode (D) derjenigen Prüfelektroden paare eingenommen werden, deren elektrische Verbin dungszustände wenigstens durch den Drehvorgang im Schritt (2) verändert worden sind, wobei die Positio nen in Koordinaten (X, Y) gegeben sind, die auf die obenerwähnte Drehachse als Ursprung (O) bezogen sind; (ii) der Informationen bezüglich der elektrischen Verbindungszustände eines jeden der Prüfelektroden paare, die im Schritt (1) der Erfassung des Anfangs zustandes und im Schritt (2) der Erfassung des Zu standes nach der Drehung erfaßt worden sind; und (iii) der Informationen bezüglich der Richtung und des Winkels (Φ) der Drehung im Drehvorgang des Schrittes (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung.

2. Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektro denplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß
der Schritt (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung mehrmals mit verändertem Drehwinkel (Φ) und/oder veränderter Position der Drehachse ausgeführt wird; und
der Schritt (3) der Bestimmung der Positionsab weichung (ΔDP) zwischen der zu prüfenden Elektrodenplatte (PB) und der Prüfelektrodenplatte (DB) mittels einer Vorrichtung zur mathematischen Analyse (12, 13) im Zustand der Grobausrichtung auf der Grundlage der Ergeb nisse und der Bedingungen ausgeführt wird, die im Schritt (1) der Erfassung des Anfangszustandes und in den mehre ren Schritten (2) der Erfassung des Zustandes nach der Drehung erfaßt bzw. verwendet worden sind.

3. Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektro denplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Verbindungstoleranz eines jeden der Prüfelek trodenpaare 50 µm oder weniger trägt.

4. Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektro denplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Drehwinkel im Drehvorgang im Bereich von 0,01° bis 1,0° liegt.

5. Verfahren zum Prüfen einer zu prüfenden Elektro denplatte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Grobausrichtung im Schritt (1) der Erfassung des Anfangszustandes so ausgeführt wird, daß der Ver schiebungsbetrag innerhalb der zweifachen Verbindungsto leranz des jeweiligen Prüfelektrodenpaars liegt.