CN109315090A - 基板位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

提供能够实现基板的位置检测的高速化并且抑制生产率下降等的基板位置检测装置。焊料印刷检查装置(基板位置检测装置)在检查开始前进行印刷基板的位置检测处理。在该位置检测处理中，首先拍摄印刷基板上的第一识别标记。之后，在使检查单元(相机)向与第二识别标记对应的位置相对移动的期间，基于通过之前的拍摄得到的图像数据执行与第一识别标记有关的识别处理。之后，拍摄第二识别标记，基于该图像数据进行第二识别标记的识别处理。这里，在第一识别标记和第二识别标记中的至少一者识别失败的情况下，执行重试处理。

Description

基板位置检测装置
技术领域
本发明涉及检测印刷基板等的位置的基板位置检测装置。
背景技术
一般来说，在印刷基板上安装电子部件的生产线中，首先通过焊料印刷装置对印刷基板印刷膏状焊料(焊料印刷工序)。接着，通过部件安装装置向印刷基板安装电子部件(安装工序)。这里，电子部件成为通过膏状焊料的粘性等临时固定的状态。之后，将所述印刷基板导入到回流炉，进行焊接(回流工序)。
另外，在这样的生产线中，例如也设置有在部件安装前检查膏状焊料的印刷状态的焊料印刷检查装置、进行与部件安装后的印刷基板相关的检查的安装检查装置等。
近年来，伴随着印刷基板的集成度的提高和安装部件的小型化等，在上述各种装置中要求印刷基板的高精度的定位。因此，在由上述各种装置执行各种作业的前一阶段，检测印刷基板的位置，进行修正处理等。
一般来说，分别由相机拍摄设置于印刷基板上的多个识别标记，基于其图像数据对识别标记进行识别，由此掌握印刷基板的倾斜度、位置偏差等。
作为利用上述识别标记的位置检测技术之一，已知有以下的现有技术：例如在印刷基板上的第一位置由预定的相机拍摄第一识别标记之后，将该相机移动到与第二识别标记对应的第二位置，并且基于之前在第一位置拍摄而得到的图像数据进行第一识别标记的识别处理，之后在第二位置拍摄第二识别标记，基于其图像数据进行第二识别标记的识别处理，如此地谋求基板的位置检测的高速化(例如，参照专利文献1)。
但是，由于印刷基板的状态和種類、拍摄识别标记时的拍摄条件等各种理由，存在无法根据拍摄得到的图像数据适当地对识别标记进行识别的情况。在该情况下，以往，成为识别错误，而停止生产线，由作业者进行人为的调整作业。
因此，一旦发生哪怕是一次识别错误，则可能会显著降低生产率。识别错误虽然是偶然发生(例如1～5％左右)却是在印刷基板的生产线中一定会发生的错误，因此即使是如专利文献1等那样谋求基板的位置检测的高速化的现有技术，也有可能会降低整体的处理能力。
与此相对，近年来，也有如下的技术：当识别标记的识别失败时，不通过作业者的人为作业而改变照明的亮度等，重试(retry)识别标记的拍摄处理和识别处理(例如，参照专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-261299号公报
专利文献2：日本特开2009-182280号公报
发明内容
发明所要解决的问题
但是，在专利文献2涉及的技术中，在印刷基板上的第一位置由相机拍摄第一识别标记之后，不管该第一识别标记是否能够被适当地识别(不管是否重试)，均使该相机待机在第一位置，不能使该相机移动到与第二识别标记对应的第二位置，直至每次第一识别标记的识别处理结果出来为止(直至了解到是否需要重试为止)。
因此，即使对于所有的的识别标记不重试而能够识别，印刷基板的位置检测所需的时间也比专利文献1涉及的技术长，难以实现基板的位置检测的高速化。结果，有可能会降低生产率。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能够实现基板的位置检测的高速化并且能够抑制生产率下降等的基板位置检测装置。
用于解决问题的手段
以下，关于适于解决上述问题的各技术方案分项进行说明。另外，根据需要对相应的技术方案附记特有的作用效果。
技术方案1.一种基板位置检测装置，其特征在于，包括：
照射单元，所述照射单元能够向基板的预定范围照射预定的光；
拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述预定的光的所述基板的预定范围；以及
移动单元，所述移动单元能够至少使所述拍摄单元和所述基板相对移动，
所述基板位置检测装置通过针对设置于所述基板的多个识别对象(例如识别标记)依次执行移动处理、拍摄处理以及识别处理，能够检测所述基板的位置，所述移动处理是使所述拍摄单元相对移动到与所述多个识别对象中的预定的识别对象对应的位置的处理，所述拍摄处理是在预定的拍摄条件之下拍摄该预定的识别对象的处理，所述识别处理是基于通过所述拍摄处理得到的图像数据来识别该预定的识别对象的处理，
所述基板位置检测装置的在与所述多个识别对象中的预定的识别对象有关的所述拍摄处理结束后，能够执行所述移动处理，使所述拍摄单元相对移动到与该预定的识别对象不同的其他识别对象对应的位置，并且执行与该预定的识别对象有关的所述识别处理，
在至少针对所述多个识别对象全部执行了所述识别处理之后，无法识别所述多个识别对象中的至少一个识别对象的情况下，能够执行再拍摄处理和再识别处理，所述再拍摄处理是在与该识别对象对应的位置再次拍摄该识别对象的处理，所述再识别处理是基于通过所述再拍摄处理得到的图像数据识别该识别对象的处理。
另外，在上述“识别处理(再识别处理)”中，只要至少能够掌握到是否可以从通过拍摄处理(再拍摄处理)得到的图像数据识别出识别对象即可。即，在执行上述“识别处理(再识别处理)”的阶段，未必需要算出识别对象的位置信息(坐标)。
根据上述技术方案1，在与预定的识别对象有关的拍摄处理结束之后，使拍摄单元相对移动到与其他识别对象对应的位置的期间，能够执行与该预定的识别对象有关的识别处理。即，在与预定的识别对象有关的拍摄处理结束之后，不管该识别对象是否能够被适当地识别，均不等待识别处理的结果，能够开始拍摄单元向与其他的识别对象对应的位置的相对移动。结果，在针对全部的识别对象不进行重试(再拍摄处理和再识别处理)而能够识别的情况下，与专利文献1涉及的技术同样地，能够实现基板的位置检测的高速化。
另一方面，构成为在针对全部的识别对象执行了一遍识别处理之后，存在无法识别的识别对象的情况下，自动地执行重试(再拍摄处理和再识别处理)。即，无需停止装置(生产线)，进行作业者的人为的作业。结果，能够提高整体的处理能力，抑制生产率的下降。
技术方案2.如技术方案1所述的基板位置检测装置，其特征在于，在执行所述再拍摄处理时，能够执行变更所述拍摄条件的变更处理。
根据上述技术方案2，在从通过之前的拍摄处理得到的图像数据无法对识别对象进行识别的情况下，能够自动(不经由作业者)地变更拍摄条件而重试。由此，能够自动地识别无法识别的识别对象。另外，关于拍摄条件，例如在一个例子中可列举出基于通过之前的拍摄处理得到的图像数据决定变更内容、或者对预先确定的多组变更内容按预定的顺序切换设定等。
技术方案3.如技术方案2所述的基板位置检测装置，其特征在于，作为所述拍摄条件，能够变更从所述照射单元照射的光的光量。
存在通过变更照射光的光量而能够识别识别标记的情况。在该情况下，上述技术方案3更加奏效。另外，光量的过剩或不足能够容易从通过之前的拍摄处理得到的图像数据中判断，因此如果基于通过之前的拍摄处理得到的图像数据来决定变更内容(光量的增减等)，则在进行重试时能够在更适当的拍摄条件之下执行。
另外，“能够变更从照射单元照射的光的光量”包含“能够变更从照射单元照射光的光源的亮度”和“能够变更从照射单元照射光的光源的数量”。
技术方案4.如技术方案2或3所述的基板位置检测装置，其特征在于，作为所述拍摄条件，能够变更从所述照射单元照射的光的照射角度，或者能够变更从所述照射单元照射光的至少一个光源(的位置)。
例如在识别标记(识别对象)的表面被焊料涂布的焊料矫正品的情况下，存在识别标记的表面不平坦的情况。在该情况下，存在能够通过变更光源的位置和照射角度来识别识别标记的情况。在该情况下，上述技术方案4更加奏效。另外，“能够变更从照射单元照射光的至少一个光源(的位置)”包含“追加或减少从照射单元照射光的光源”等。
技术方案5.如技术方案2至4中任一个所述的基板位置检测装置，其特征在于，作为所述拍摄条件，能够变更从所述照射单元照射的光的颜色。
印刷基板等中的识别对象的周围(玻璃环氧树脂或抗蚀膜等)的颜色是各种各样的。因此，存在通过变更照射光的颜色能够识别识别对象的情况。在该情况下，上述技术方案5更加奏效。
技术方案6.如技术方案1至5中任一个所述的基板位置检测装置，其特征在于，所述基板是安装电子部件的印刷基板。
根据上述技术方案6，能够提高印刷基板的定位精度。进而，能够提高膏状焊料的检查精度和电子部件的安装精度等。
附图说明
图1是示意性地示出焊料印刷检查装置的简要构成图。
图2是示出印刷基板的生产线的构成的框图。
图3是示出焊料印刷检查装置的电气构成的框图。
图4是示出印刷基板的构成以及相机的拍摄视野的移动顺序的平面示意图。
图5是示出识别标记提取处理的一部分的流程图。
图6是示出识别标记提取处理的一部分的流程图。
图7是示出进行识别标记提取处理时的各种处理动作的定时的时序图。
图8是示意性地示出第二实施方式涉及的焊料印刷检查装置的简要构成图。
图9是示出第二实施方式涉及的位置检测用的照明装置的局部放大截面图。
具体实施方式
第一实施方式
以下，参照附图来说明一个实施方式。图1是示意性地示出具备本实施方式中的基板位置检测装置的焊料印刷检查装置13的简要构成图。本实施方式中的基板位置检测装置作为焊料印刷检查装置13的一个功能而实现。
首先，详细说明作为基板位置检测装置的位置检测对象(焊料印刷检查装置13的检查对象)的印刷基板的构成。如图4所示，印刷基板P1在由玻璃环氧树脂等形成的平板状的底基板50的表面形成有由铜箔形成的图案(省略图示)和焊盘51。在底基板50的表面在去除焊盘51的部分涂布有抗蚀膜52。并且，在焊盘51上印刷有膏状焊料53。
并且，在印刷基板P1的表面设置有作为用于位置检测的识别对象的识别标记。更具体地，在印刷基板P1的表面，在其四角中的在预定的对角线上排列的两个角部分别标注有圆形状的第一识别标记A和第二识别标记B。本实施方式涉及的识别标记A、B与焊盘51同样地由铜箔形成。
接着，参照图2来说明制造印刷基板P1的生产线。图2是示出印刷基板P1的生产线10的构成的框图。在本实施方式中的生产线10中，从其正面侧看，被设定为从左至右运送印刷基板P1。
在生产线10中，从其上游侧(图2左侧)依次设置有焊料印刷机12、焊料印刷检查装置13、部件安装机14以及回流装置15。
焊料印刷机12用于在印刷基板P1的焊盘51上印刷膏状焊料53。
焊料印刷检查装置13用于检查如上地印刷的膏状焊料53的状态。后面叙述焊料印刷检查装置13的详细情况。
部件安装机14用于在印刷的膏状焊料53上搭载芯片等电子部件(省略图示)。电子部件具备多个电极和引线，该各电极和引线分别被临时固定到预定的膏状焊料53。
回流装置15加热熔融膏状焊料53，用于将焊盘51和电子部件的电极和引线进行焊料接合(焊接)。
另外，在生产线10中，在焊料印刷机12与焊料印刷检查装置13之间等上述各装置之间设置有用于运送印刷基板P1的输送带16等(参照图2)。另外，虽然省略了图示，但是在焊料印刷检查装置13与部件安装机14之间设置有分叉装置。并且，由焊料印刷检查装置13判断为合格品的印刷基板P1被引导到其下游侧的部件安装机14，另一方面被判断为不合格品的印刷基板P1由分叉装置排到不合格品储存部。
接着，详细说明焊料印刷检查装置13的构成。如图1所示，焊料印刷检查装置13包括：进行印刷基板P1的运送或定位等的运送机构22、用于进行印刷基板P1的检查的检查单元23、以及用于实施运送机构22和检查单元23的驱动控制等焊料印刷检查装置13内的各种控制和图像处理、运算处理的控制装置26(参照图3)。控制装置26构成本实施方式中的处理执行单元。
运送机构22包括：沿着印刷基板P1的运送方向配置的一对运送轨道22a、配置为能够相对于各运送轨道22a旋转的无端的输送带22b、驱动该输送带22b的马达等驱动单元(省略图示)、以及用于将印刷基板P1定位在预定位置的夹盘机构(省略图示)，并由控制装置26驱动控制。
在上述构成之下，向焊料印刷检查装置13运入的印刷基板P1中的在与运送方向正交的宽度方向上的两侧边缘部分别被插入到运送轨道22a，并且被放置在输送带22b上。接着，输送带22b开始动作，印刷基板P1被运送到预定的检查位置。当印刷基板P1到达检查位置时，输送带22b停止，并且夹盘机构工作。通过该夹盘机构的动作，输送带22b被上提，成为通过输送带22b和运送轨道22a的上边部夹持印刷基板P1的两侧缘部的状态。由此，印刷基板P1被定位固定到检查位置。当检查结束时，夹盘机构的固定被解除，并且输送带22b开始动作。由此，印刷基板P1从焊料印刷检查装置13被运出。当然，运送机构22的构成不限于上述方式，也可以采用其他构成。
检查单元23被配置在运送轨道22a(印刷基板P1的运送路径)的上方。检查单元23包括：对印刷基板P1上的预定范围(检查范围或识别范围)从斜上方照射预定的光的作为照射单元的第一照明23A和第二照明23B、从正上方拍摄印刷基板P1上的预定范围的作为拍摄单元的相机23C、能够向X轴方向移动的X轴移动机构23D(参照图3)、以及能够向Y轴方向移动的Y轴移动机构23E(参照图3)，并由控制装置26驱动控制。
第一照明23A和第二照明23B被构成为能够切换照射三维测量用的光和位置检测用的光。更具体地，第一照明23A和第二照明23B被构成为能够对印刷基板P1上的预定的检查范围(检查范围“1”～“15”，参照图4)照射三维测量用的预定的光(例如具有条纹状的光强度分布的图案光)，并且被构成为能够对预定的识别范围(第一识别标记A或第二识别标记B，参照图4)照射位置检测用的预定的光(例如光强度恒定的均匀光)。
第一照明23A包括发出预定的光的第一光源23Aa和透过来自该第一光源23Aa的光的第一液晶快门23Ab，由控制装置26驱动控制。第一液晶快门23Ab被构成为能够形成将来自第一光源23Aa的光变换为具有条纹状的光强度分布的第一图案光的第一光栅。因此，第一照明23A通过切换控制第一液晶快门23Ab，能够切换照射均匀光和图案光。
第二照明23B包括发出预定的光的第二光源23Ba和透过来自该第二光源23Ba的光的第二液晶快门23Bb，由控制装置26驱动控制。第二液晶快门23Bb被构成为能够形成将来自第二光源23Ba的光变换为具有条纹状的光强度分布的第二图案光的第二光栅。因此，第二照明23B通过切换控制第二液晶快门23Bb，能够切换照射均匀光和图案光。
第一光源23Aa和第二光源23Ba分别被构成为能够多级地切换照射光的亮度。
在上述构成之下，从各光源23Aa、23Ba发出的光分别被引导至聚光透镜(省略图示)，在那里成为平行光之后经由液晶快门23Ab、23Bb被引导至投影透镜(省略图示)，并对印刷基板P1作为均匀光或图案光投影。
尤其是在三维测量时投影图案光时，进行液晶快门23Ab、23Bb的切换控制，以使各图案光的相位分别偏移四分之一的间距。这里，作为光栅通过使用液晶快门23Ab、23Bb，能够照射接近理想的正弦波的图案光。由此，提高了三维测量的测量分辨率。另外，能够电控制图案光的相位偏移，能够实现装置的紧凑化。
此外，印刷基板P1上的检查范围和识别范围是以相机23C的拍摄视野(拍摄范围)K的大小作为1个单位而预先设定在印刷基板P1上的多个区域中的一个区域(参照图4)。
控制装置26通过对X轴移动机构23D和Y轴移动机构23E进行驱动控制，能够将检查单元23(拍摄视野K)移动到被定位固定于检查位置的印刷基板P1上的任意的检查范围和识别范围的上方位置。然后，构成为在设定于印刷基板P1上的多个识别范围和检查范围上依次移动检查单元23，并且执行与各识别范围有关的识别处理和与各检查范围有关的检查处理，由此执行印刷基板P1整个区域的检查(参照图4)。因此，通过X轴移动机构23D和Y轴移动机构23E来构成本实施方式中的移动机构。
相机23C具备透镜或拍摄元件等。在本实施方式中，作为拍摄元件采用了CCD传感器。当然，拍摄元件不限于此，例如也可以采用CMOS传感器等其他的拍摄元件。
相机23C由控制装置26驱动控制。更具体地，控制装置26与照明23A、23B的照射处理同步地执行相机23C的拍摄处理。
由相机23C拍摄得到的图像数据在该相机23C内部被变换为数字信号之后，以数字信号的形式被传送给控制装置26，并存储于后述的图像数据存储装置34。然后，控制装置26基于该图像数据实施后述的图像处理和运算处理等。
接着，对控制装置26的电气构成进行说明。如图3所示，控制装置26包括：执行焊料印刷检查装置13整体的控制的CPU以及输入输出接口31(以下称为“CPU等31”)、由键盘和鼠标、触摸面板等构成的作为“输入单元”的输入装置32、CRT或液晶等具有显示画面的作为“显示单元”的显示装置33、用于存储通过相机23C拍摄得到的图像数据等的图像数据存储装置34、用于存储各种运算结果的运算结果存储装置35、用于预先存储格柏数据(Gerberdata)(包含与识别标记有关的信息)等各种信息的设定数据存储装置36等。此外，这些各装置32～36与CPU等31电气地连接。
在设定数据存储装置36中存储有设定于印刷基板P1的多个识别范围和检查范围、以及对这些的相机23C的拍摄视野K的移动顺序有关的信息。这里“拍摄视野K的移动顺序”用于针对设定在印刷基板P1上的多个识别范围和检查范围确定以哪种顺序移动相机23C的拍摄视野K。
此外，与印刷基板P1有关的多个识别范围和检查范围以及对这些的拍摄视野K的移动顺序的设定基于格柏数据等通过事先预定的程序自动或者由作业者手动进行。
在本实施方式中，通常，在使相机23C的拍摄视野K首先移动到与第一识别标记A对应的第一识别范围之后，移动到与第二识别标记B对应的第二识别范围。之后，以预先确定的预定的检查范围作为起点，以检查单元23的移动路径为最短距离的方式设定拍摄视野K的移动顺序。例如，在图4所示的例子中，以右上角部的检查范围作为起点设定拍摄视野K的移动顺序(检查顺序)。此外，在图4中，由虚线框包围的范围示出拍摄视野K(识别范围和检查范围)，这里标注的数字“1”～“15”示出检查顺序。另外，在图4中，以箭头示出了拍摄视野K的移动方向(移动路径)。
接着，详细说明由焊料印刷检查装置13进行的印刷基板P1的检查例程。该检查例程由控制装置26(CPU等31)执行。
如上所述，当运入焊料印刷检查装置13的印刷基板P1被定位固定于预定的检查位置时，控制装置26首先执行印刷基板P1的位置检测处理。以下，参照图5～7来说明该位置检测处理。图5、6是示出检测识别标记A、B的识别标记提取处理的流程图。图7是示出进行识别标记提取处理时的各种处理动作的定时的时序图。
首先，控制装置26执行使检查单元23移动的移动处理，将相机23C的拍摄视野K对准与印刷基板P1上的第一识别标记A对应的第一识别范围(步骤S01)。
接着，从第一照明23A和第二照明23B照射均匀光，并且执行拍摄印刷基板P1上的第一识别标记A的拍摄处理(步骤S02)。
在第一识别标记A的拍摄处理结束后，开始使检查单元23移动到与印刷基板P1上的第二识别标记B对应的位置的移动处理(步骤S03)，同时基于在之前的拍摄处理中得到的第一识别标记A的图像数据开始该第一识别标记A的识别处理(步骤S04)。
在本实施方式中，基于图像数据中的各像素的亮度值检测第一识别标记A的边缘，由此识别第一识别标记A。当然，第一识别标记A的识别方法不限于此，也可以采用图案匹配等其他方法(对于后述的第二识别标记B也一样)。
然后，当第一识别标记A的识别处理结束时，将其结果存储于运算结果存储装置35。具体地说，存储是否能够从由步骤S02的拍摄处理得到的图像数据识别出第一识别标记A这样的对图像数据的评价结果。
另外，在本实施方式中，在通过上述识别处理能够识别到第一识别标记A的情况下，接着算出第一识别标记A的位置信息(例如中心坐标)，与所述评价结果一起将第一识别标记A的位置信息存储于运算结果存储装置35(对于后述的第二识别标记B也同样)。但是，也可以构成为第一识别标记A的位置信息的算出处理在后述的第二识别标记B的识别处理成功之后当检测印刷基板P1的位置信息时与第二识别标记B的位置信息(例如中心坐标)的算出处理一起进行。
另一方面，当检查单元23移动到对应于第二识别标记B的位置的移动处理完成并且相机23C的拍摄视野K对准完第二识别范围时，从第一照明23A和第二照明23B照射均匀光，并且执行拍摄印刷基板P1上的第二识别标记B的拍摄处理(步骤S05)。
在第二识别标记B的拍摄处理结束后，基于运算结果存储装置35中存储的与第一识别标记A有关的图像数据的评价结果来判断是否已识别出第一识别标记A(步骤S06)，同时基于在步骤S05中拍摄得到的第二识别标记B的图像数据开始该第二识别标记B的识别处理(步骤S07)。
然后，在步骤S06的判断处理中得到了意为已识别出第一识别标记A的判断结果的情况下，等待步骤S07中的第二识别标记B的识别处理结束，转移到下一处理(步骤S13)。
当步骤S07中的第二识别标记B的识别处理结束时，与上述第一识别标记A的情况同样地，将其结果存储于运算结果存储装置35，转移到下一处理(步骤S13)。
另一方面，在步骤S06的判断处理中未得到意为已识别出第一识别标记A的判断结果的情况下，开始与第一识别标记A有关的重试处理。更具体地，首先，开始移动处理，使检查单元23(相机23C的拍摄视野K)再次移动到对应于印刷基板P1上的第一识别标记A的位置(第一识别范围)(步骤S08)。另外，在本实施方式(图7所示的例子)中，构成为在第二识别标记B的识别处理(步骤S07)结束后开始所述移动处理(步骤S08)，但是不限于此，也可以构成为在第二识别标记B的识别处理(步骤S07)结束之前可以开始所述移动处理(步骤S08)。
然后，在检查单元23移动到对应于第一识别标记A的位置的移动处理结束后，执行与第一识别标记A有关的拍摄条件的变更处理(步骤S09)。当然，也可以构成为在检查单元23的移动处理的执行中执行所述变更处理(步骤S09)。
在本实施方式中，基于在之前的拍摄处理中得到的与第一识别标记A有关的图像数据来判断光量的过剩或不足，变更从第一照明23A和第二照明23B照射的均匀光的光量。例如，在图像数据中，当第一识别标记A被拍摄为大于格柏数据中存储的数据时，即当判断为光量过多时，降低从第一光源23Aa和第二光源23Ba照射的光的亮度。相反地，在图像数据中，当第一识别标记A被拍摄为小于格柏数据中存储的数据而缺少一部分时，即当判断为光量不足时，提高从第一光源23Aa和第二光源23Ba照射的光的亮度。代替之，也可以构成为通过液晶快门23Ab、23Bb的控制来调节光量。
接着，当检查单元23的移动处理和拍摄条件的变更处理完成并且相机23C的拍摄视野K对准完第一识别范围时，从第一照明23A和第二照明23B照射变更后的均匀光，并且执行再次拍摄印刷基板P1上的第一识别标记A的再拍摄处理(步骤S10)。
在第一识别标记A的再拍摄处理结束后，基于再次拍摄得到的第一识别标记A的图像数据执行该第一识别标记A的再识别处理(步骤S11)。另外，第一识别标记A的再识别处理与上述识别处理(步骤S04)同样，因此省略详细说明(关于后述的第二识别标记B的再识别处理也同样)。
接着，基于与第一识别标记A有关的图像数据的评价结果来判断是否已识别出第一识别标记A(步骤S12)。这里，当得到了意为已识别出第一识别标记A的判断结果时，转移到下一处理(步骤S13)。
另一方面，在步骤S12中，未得到意为已识别出第一识别标记A的判断结果的情况下，返回到上述步骤S09的拍摄条件变更处理，反复执行该步骤S09～步骤S12的处理，直至能够识别出第一识别标记A为止。
接着，当已识别出第一识别标记A时，基于运算结果存储装置35中存储的与第二识别标记B有关的图像数据的评价结果来判断是否已识别出第二识别标记B(步骤S13)。
然后，在步骤S13的判断处理中，得到了意为已识别出第二识别标记B的判断结果的情况下，结束识别标记提取处理。
另一方面，在步骤S13的判断处理中，未得到意为已识别出第二识别标记B的判断结果的情况下，开始与第二识别标记B有关的重试处理。更具体地，首先开始移动处理，使检查单元23(相机23C的拍摄视野K)再次移动到对应于印刷基板P1上的第二识别标记〔B〕的位置(第二识别范围)(步骤S14)。
但是，当未进行与上述的第一识别标记A有关的重试处理(步骤S08～步骤S12)时、即当在最初的拍摄处理(步骤S02)中拍摄到与第一识别标记A有关的适当的图像数据时，由于相机23C的拍摄视野K已经成为与第二识别范围吻合的状态，因此步骤S14的移动处理实质上被省略。在该情况下，在步骤S14的移动处理中，仅进行相机23C的拍摄视野K与第二识别范围的对位的确认处理。
然后，在检查单元23移动到对应于第二识别标记B的位置的移动处理(确认处理)结束后，执行与第二识别标记B有关的拍摄条件的变更处理(步骤S15)。此外，与第二识别标记B有关的拍摄条件的变更处理(步骤S15)和与第一识别标记A有关的拍摄条件的变更处理(步骤S09)同样，因此省略详细说明。
接着，当检查单元23的移动处理和拍摄条件的变更处理完成并且相机23C的拍摄视野K对准完第二识别范围时，从第一照明23A和第二照明23B照射变更后的均匀光，并且执行再次拍摄印刷基板P1上的第二识别标记B的再拍摄处理(步骤S16)。
在第二识别标记B的再拍摄处理结束后，基于再次拍摄得到的第二识别标记B的图像数据来执行该第二识别标记B的再识别处理(步骤S17)。
接着，基于与第二识别标记B有关的图像数据的评价结果来判断是否已识别出第二识别标记B(步骤S18)。这里，在得到了意为已识别出第二识别标记B的判断结果的情况下，结束识别标记提取处理。
另一方面，在步骤S18中，未得到意为已识别出第二识别标记B的判断结果的情况下，返回到上述步骤S15的拍摄条件的变更处理，反复执行该步骤S15～步骤S18的处理，直至能够识别出第二识别标记〔B〕为止。
然后，当上述图5～图7所示的识别标记提取处理结束时，控制装置26基于由该识别标记提取处理检测的第一识别标记A和第二识别标记B的位置信息(坐标)、以及格柏数据中存储的第一识别标记A和第二识别标记B的位置信息(坐标)来算出印刷基板P1的位置信息(倾斜度或位置偏差等)。由此，结束印刷基板P1的位置检测处理。然后，基于该印刷基板P1的位置信息执行修正检查单元23(相机23C)和印刷基板P1的相对位置关系的位置偏差的修正处理。
之后，按照设定数据存储装置36中存储的检查顺序，开始移动处理，使检查单元23移动到与印刷基板P1上的第一个检查范围对应的位置。
当检查单元23的移动处理完成并且相机23C的拍摄视野K对准印刷基板P1上的第一个检查范围时，从第一照明23A或第二照明23B照射条纹图案，执行与印刷基板P1上的第一个检查范围有关的检查处理。后面叙述该检查处理的详细情况(关于与其他的检查范围有关的检查处理也是同样的)。
之后，当与印刷基板P1上的第一个检查范围有关的检查处理结束时，按照设定数据存储装置36中存储的检查顺序开始移动处理，使检查单元23移动到与印刷基板P1上的第二个检查范围对应的位置。
以后，同样地，执行检查单元23的与印刷基板P1上的第二个～第十五个检查范围有关的检查处理，由此结束与印刷基板P1整体有关的检查。
接着，说明针对印刷基板P1的各检查范围进行的检查处理。该检查处理由控制装置26(CPU等31)执行。
在本实施方式中，在与印刷基板P1的各检查范围有关的检查中，改变从第一照明23A照射的第一图案光的相位，并且在相位不同的第一图案光之下进行四次拍摄处理之后，改变从第二照明23B照射的第二图案光的相位，并且在相位不同的第二图案光之下进行四次拍摄处理，获取合计八组图像数据。以下，具体说明。
如上所述，控制装置26首先驱动控制X轴移动机构23D和Y轴移动机构23E以使检查单元23移动，当相机23C的拍摄视野K对准印刷基板P1的预定的检查范围时，切换控制两个照明23A、23B的液晶快门23Ab、23Bb，将该两个液晶快门23Ab、23Bb中形成的第一光栅和第二光栅的位置设定到预定的基准位置。
当第一光栅和第二光栅的切换设定完成时，控制装置26使第一照明23A的第一光源23Aa发光，照射第一图案光，并且驱动控制相机23C，执行在该第一图案光之下的第一次拍摄处理。
之后，控制装置26结束第一图案光之下的第一次拍摄处理的同时熄灭第一照明23A的第一光源23Aa，并且执行第一液晶快门23Ab的切换处理。具体地，将形成在第一液晶快门23Ab中的第一光栅的位置从所述基准位置切换设定到第一图案光的相位偏移四分之一间距(90°)的第二位置。
当第一光栅的切换设定完成时，控制装置26使第一照明23A的光源23Aa发光，照射第一图案光，并且驱动控制相机23C，执行在该第一图案光之下的第二次拍摄处理。以后，通过反复进行同样的处理，获取相位相差90°的第一图案光之下的四组图像数据。
接着，控制装置26使第二照明23B的第二光源23Ba发光，照射第二图案光，并且驱动控制相机23C，执行在该第二图案光之下的第一次拍摄处理。
之后，控制装置26结束第二图案光之下的第一次拍摄处理的同时熄灭第二照明23B的第二光源23Ba，并且执行第二液晶快门23Bb的切换处理。具体地，将形成在第二液晶快门23Bb中的第二光栅的位置从所述基准位置切换设定到第二图案光的相位偏移四分之一间距(90°)的第二位置。
当第二光栅的切换设定完成时，控制装置26使第二照明23B的光源23Ba发光，照射第二图案光，并且驱动控制相机23C，执行在该第二图案光之下的第二次拍摄处理。以后，通过反复进行同样的处理，获取相位相差90°的第二图案光之下的四组图像数据。
然后，控制装置26基于在各图案光之下分别拍摄得到的四组图像数据通过公知的相移法进行膏状焊料53的三维测量(高度测量)，将该测量结果存储在运算结果存储装置35。另外，在本实施方式中，从两个方向照射图案光进行三维测量，因此能够防止产生未照射图案光的阴影的部分。
接着，控制装置26基于三维测量结果进行膏状焊料53的好坏判断处理。具体地，控制装置26基于如上得到的检查范围的测量结果来检测比基准面高的膏状焊料53的印刷范围，对该范围内的各部位的高度进行积分，由此算出印刷的膏状焊料53的量。
接着，控制装置26将如此地求出的膏状焊料53的位置、面积、高度或量等的数据与预先存储于设定数据存储装置36中的基准数据(格柏数据等)进行比较判断，根据该比较结果是否处于允许范围内，判断该检查范围中的膏状焊料53的印刷状态的好坏。
在获取上述八组图像数据之后，进行上述好坏判断处理期间，控制装置26使检查单元23移动到下一个检查范围。以后，上述一连串处理在印刷基板P1上的所有检查范围内反复进行，由此印刷基板P1整体的检查结束。
如上所述，根据本实施方式，在与第一识别标记A有关的拍摄处理结束后，在使检查单元23(相机23C)相对移动到与第二识别标记B对应的位置期间，能够执行与第一识别标记A有关的识别处理。
即，在与第一识别标记A有关的拍摄处理结束后，不管第一识别标记A是否被适当地识别，在不等待识别处理的结果的情况下，可以开始检查单元23向与第二识别标记B对应的位置的相对移动。结果，关于第一识别标记A和第二识别标记B，不执行重试处理(再拍摄处理和再识别处理)而识别成功的情况下，能够实现印刷基板P1的位置检测的高速化。
另一方面，构成为关于第一识别标记A和第二识别标记B执行了一遍识别处理之后，第一识别标记A和第二识别标记B的至少一者的识别失败的情况下，自动地执行重试处理(再拍摄处理和再识别处理)。即，无需停止焊料印刷检查装置13(生产线10)，进行作业者的人为的作业。结果，能够提高整体的处理能力，抑制生产率的下降。
另外，在本实施方式中，构成为在执行重试处理时变更拍摄条件。由此，在第一识别标记A(或第二识别标记B)的识别失败的情况下，能够自动(不经由作业者)地变更拍摄条件而执行重试处理。由此，能够自动地对识别失败的第一识别标记A(或第二识别标记B)进行识别。
并且，在本实施方式中，构成为当进行拍摄条件的变更处理时，基于在之前的拍摄处理中得到的与第一识别标记A(或第二识别标记B)有关的图像数据来判断光量的过剩或不足，变更从第一照明23A和第二照明23B照射的均匀光的光量。结果，当进行重试处理时，能够在更合适的拍摄条件之下执行。
第二实施方式
以下，参照图8、图9说明第二实施方式。其中，对与第一实施方式相同的构成部分，标注同一符号，省略其详细说明。图8是示意性地示出第二实施方式涉及的焊料印刷检查装置13的简要构成图，图9是示出第二实施方式涉及的位置检测用的照明装置的局部放大截面图。
在上述第一实施方式涉及的焊料印刷检查装置13中，构成为第一照明23A和第二照明23B能够切换照射三维测量用的光和位置检测用的光，但是代替之，在本实施方式中，构成为将第一照明23A和第二照明23B设定为专用于三维测量的照明，另外设置能够照射位置检测用的光的照明。
具体地，如图8、9所示，本实施方式涉及的检查单元23构成为除了第一照明23A、第二照明23B以及相机23C还具备位置检测用的照明装置71。
照明装置71具备配置在最接近印刷基板P1的位置的第一环形灯72、紧接着该第一环形灯72配置在印刷基板P1的附近的第二环形灯73、以及配置在离印刷基板P1最远的位置的第三环形灯74。
各环形灯72～74分别被构成为能够切换照射红色光、绿色光以及蓝色光这三种颜色的单色光。另外，第一环形灯72被构成为以大入射角(例如74°)向印刷基板P1进行光照射。第二环形灯73被构成为以中入射角(例如20°)向印刷基板P1进行光照射。第三环形灯74被构成为以小入射角(例如0°)向印刷基板P1进行光照射。
在上述构成之下，在图5、6所示的识别标记提取处理中，当执行与第一识别标记A有关的最初的拍摄处理(步骤S02)和与第二识别标记B有关的最初的拍摄处理(步骤S05)时，在从第三环形灯74以小入射角照射的单色光(在本实施方式中为“红色光”)之下执行拍摄处理。
另外，在识别失败而执行与第一识别标记A有关的重试处理(步骤S09～步骤S12)和/或与第二识别标记B有关的重试处理(步骤S15～步骤S18)的情况下，在拍摄条件变更处理(步骤S09、S15)中追加第二环形灯73。然后，在从第三环形灯74以小入射角照射的单色光(在本实施方式中为“红色光”)和从第二环形灯73以中入射角照射的单色光(在本实施方式中为“红色光”)这两种照射光之下执行再拍摄处理(步骤S10、S16)。
之后，在识别再次失败而执行与第一识别标记A和/或第二识别标记B有关的第二次重试处理的情况下，在第二次拍摄条件变更处理中追加从第一环形灯72以大入射角照射的单色光(在本实施方式中为“红色光”)，在从全环形灯72～74照射的单色光(在本实施方式中为“红色光”)之下执行第二次再拍摄处理。
以下，同样地，当执行第三次重试处理时，在从第三环形灯74以小入射角照射的单色光(在本实施方式中为“绿色光”)之下执行第三次再拍摄处理。
当执行第四次重试处理时，在从第三环形灯74以小入射角照射的单色光(在本实施方式中为“绿色光”)和从第二环形灯73以中入射角照射的单色光(在本实施方式中为“绿色光”)这两种照射光之下执行第四次再拍摄处理。
当执行第五次重试处理时，在从全环形灯72～74照射的单色光(在本实施方式中为“绿色光”)之下执行第五次再拍摄处理。
当执行第六次重试处理时，在从第三环形灯74以小入射角照射的单色光(在本实施方式中为“蓝色光”)之下执行第六次再拍摄处理。
当执行第七次重试处理时，在从第三环形灯74以小入射角照射的单色光(在本实施方式中为“蓝色光”)和从第二环形灯73以中入射角照射的单色光(在本实施方式中为“蓝色光”)这两种照射光之下执行第七次再拍摄处理。
当执行第八次重试处理时，在从全环形灯72～74照射的单色光(在本实施方式中为“蓝色光”)之下执行第八次再拍摄处理。
如上所述，根据本实施方式，起到与上述第一实施方式同样的作用效果。尤其是根据本实施方式，在如焊料矫正品那样识别标记A、B的表面不平坦的情况下更加奏效。
另外，在上述第一实施方式中，构成为基于通过之前的拍摄处理得到的与第一识别标记A(或第二识别标记B)有关的图像数据决定拍摄条件的变更内容，但是在本实施方式中，构成为对预先确定的多组拍摄条件以预定顺序切换设定。由此，能够实现拍摄条件变更处理的简化。
另外，不限于上述实施方式的记载内容，例如也可以如下地实施。当然，以下未例示的其他应用例、变更例也是显而易见的。
(a)在上述各实施方式中，将基板位置检测装置具体化为焊料印刷检查装置13的一个功能。不限于此，例如也可以构成为作为焊料印刷机12和部件安装机14等其他装置的一部分或者独立地设置基板位置检测装置。
(b)作为基板位置检测装置的位置检测对象的基板不限于上述各实施方式涉及的印刷基板P1，例如可以是双面基板等不同类型的印刷基板，也可以是与印刷基板不同的晶片基板等。
(c)上述各实施方式涉及的印刷基板P1作为位置检测用的识别对象在其四角中的预定的对角线上排列的两个角部分别标注圆形状的第一识别标记A和第二识别标记B。
识别对象的数量或形状、大小、位置、种类等识别对象的构成不限于上述各实施方式。例如，也可以构成为在印刷基板P1上设置三处以上的识别标记。另外，也可以将贯穿印刷基板P1的表里的通孔等作为位置检测用的识别对象。
(d)在上述各实施方式中，构成为当执行重试处理时，变更拍摄条件，但是不限于此，也可以构成为至少一次不变更拍摄条件而执行重试处理。
(e)拍摄条件的变更内容不限于上述各实施方式。例如在第二实施方式中，随着重试处理，通过一个一个地依次追加照明装置71的环形灯72～74来变更照射光的光量和照射角度等，但是代替此，例如也可以如“第三环形灯74”→“第二环形灯73”→“第一环形灯72”那样一个一个地切换照明(光源)，来变更光的照射角度或者变更照射光的光源(的位置)。
另外，也可以构成为能够变更照明装置71的环形灯72～74的亮度。在该构成之下，例如在即使变更第三环形灯74的亮度也无法对识别标记A、B进行识别的情况下，也可以构成为对第二环形灯73切换光源(变更照射角度)。但是，在对象为焊料矫正品等的情况下，在拍摄条件的变更处理中，相比光量的变更优选优先进行照射角度的变更。
另外，也可以构成为通过变更相机23C的曝光时间和光的照射时间等来变更拍摄条件(光量)。
(f)在上述各实施方式中，构成为检查单元23在固定印刷基板P1的状态下移动，但是不限于此，也可以构成为在固定检查单元23的状态下移动印刷基板P1。
(g)在上述各实施方式中，以预先确定的预定的检查范围(在图4所示的例子中右上角部的检查范围)作为起点设定检查顺序，使得检查单元23的移动路径成为最短距离。
不限于此，也可以构成为以第一识别标记A和第二识别标记B中的、通常(没有标记识别错误的情况)最后拍摄的第二识别标记B作为起点，或者以位于第二识别标记B最近位置的检查范围作为起点设定检查顺序，以使检查单元23的移动路径成为最短距离。
另外，也可以构成为当进行重试处理时，以最后进行重试处理的第一识别标记A或第二识别标记B作为起点，或者以位于第一识别标记A或第二识别标记B最近位置的检查范围作为起点设定检查顺序，以使检查单元23的移动路径成为最短距离。
根据上述构成，能够缩短在最初的检查范围内开始检查之前的时间，能够实现检查的高速化。
符号说明
13…焊料印刷检查装置、22…运送机构、23…检查单元、23A…第一照明、23Aa…第一光源、23B…第二照明、23Ba…第二光源、23C…相机、23D…X轴移动机构、23E…Y轴移动机构、26…控制装置、34…图像数据存储装置、35…运算结果存储装置、36…设定数据存储装置、A…第一识别标记、B…第二识别标记、K…拍摄视野、P1…印刷基板。

Claims (6)

1.一种基板位置检测装置，其特征在于，包括：
照射单元，所述照射单元能够向基板的预定范围照射预定的光；
拍摄单元，所述拍摄单元能够拍摄被照射了所述预定的光的所述基板的预定范围；以及
移动单元，所述移动单元能够至少使所述拍摄单元和所述基板相对移动，
所述基板位置检测装置通过针对设置于所述基板的多个识别对象依次执行移动处理、拍摄处理以及识别处理，能够检测所述基板的位置，所述移动处理是使所述拍摄单元相对移动到与所述多个识别对象中的预定的识别对象对应的位置的处理，所述拍摄处理是在预定的拍摄条件之下拍摄该预定的识别对象的处理，所述识别处理是基于通过所述拍摄处理得到的图像数据来识别该预定的识别对象的处理，
所述基板位置检测装置在与所述多个识别对象中的预定的识别对象有关的所述拍摄处理结束后，能够执行所述移动处理，使所述拍摄单元相对移动到与该预定的识别对象不同的其他识别对象对应的位置，并且执行与该预定的识别对象有关的所述识别处理，
在至少针对所述多个识别对象全部执行了所述识别处理之后，无法识别所述多个识别对象中的至少一个识别对象的情况下，能够执行再拍摄处理和再识别处理，所述再拍摄处理是在与该识别对象对应的位置再次拍摄该识别对象的处理，所述再识别处理是基于通过所述再拍摄处理得到的图像数据识别该识别对象的处理。
2.如权利要求1所述的基板位置检测装置，其特征在于，
在执行所述再拍摄处理时，能够执行变更所述拍摄条件的变更处理。
3.如权利要求2所述的基板位置检测装置，其特征在于，
作为所述拍摄条件，能够变更从所述照射单元照射的光的光量。
4.如权利要求2或3所述的基板位置检测装置，其特征在于，
作为所述拍摄条件，能够变更从所述照射单元照射的光的照射角度，或者能够变更从所述照射单元照射光的至少一个光源。
5.如权利要求2至4中任一项所述的基板位置检测装置，其特征在于，
作为所述拍摄条件，能够变更从所述照射单元照射的光的颜色。
6.如权利要求1至5中任一项所述的基板位置检测装置，其特征在于，
所述基板是安装电子部件的印刷基板。
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CN114207378A (zh) * 2019-07-22 2022-03-18 国立大学法人东京大学 处理系统、标记方法、在该方法中检测的标记以及标记程序

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