DE112017003765T5

DE112017003765T5 - Vorrichtung zum Erfassen der Basisplatinenposition

Info

Publication number: DE112017003765T5
Application number: DE112017003765.4T
Authority: DE
Inventors: Takahiro Ninomiya; Kensuke Takamura; Nobuyuki Umemura
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-04-13
Publication date: 2019-04-18
Also published as: JP6276809B2; TWI635786B; CN109315090B; US10743448B2; MX2019000751A; US20190174662A1; JP2018018962A; WO2018020752A1; TW201817305A; CN109315090A

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition angegeben, die dazu eingerichtet ist, die Geschwindigkeit der Positionserfassung eines Substrats zu steigern und eine Verringerung der Produktivität zu vermeiden. Eine Lötdruck-Prüfvorrichtung (Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition) führt vor einem Start der Prüfung einen Positionserfassungsvorgang an einer gedruckten Leiterplatte durch. Bei dem Positionserfassungsvorgang wird zunächst ein Bild einer ersten Erkennungsmarke auf der gedruckten Leiterplatte aufgenommen. Bei dem Positionserfassungsvorgang wird anschließend basierend auf Bilddaten, die bei der Bildaufnahme erhalten wurden, ein Erkennungsvorgang bezüglich der ersten Erkennungsmarke durchgeführt, während eine Relativ-Verschiebung einer Prüfeinheit (Kamera) zu einer Position einer zweiten Erkennungsmarke bewirkt wird. Bei dem Positionserfassungsvorgang wird dann ein Bild der zweiten Erkennungsmarke aufgenommen und basierend auf den erhaltenen Bilddaten einen Erkennungsvorgang bezüglich der zweiten Erkennungsmarke durchgeführt. Ein Wiederholungsvorgang wird im Falle eines Fehlschlagens der Erkennung von der ersten Erkennungsmarke und/oder der zweiten Erkennungsmarke durchgeführt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition, dazu eingerichtet, die Position einer gedruckten Leiterplatte oder Ähnlichem zu erfassen.
Technischer Hintergrund
In einer üblichen Produktionslinie zur Montage eines elektronischen Bauteils auf einer gedruckten Leiterplatte bzw. Leiterplatte wird zunächst Lötpaste durch ein Lötdruckgerät auf eine Leiterplatte gedruckt (Lötdruckvorgang). Das elektronische Bauteil wird anschließend durch eine Bestückungsvorrichtung auf der Leiterplatte montiert (Montagevorgang). Das elektronische Bauteil wird durch die Viskosität der Lötpaste oder dergleichen vorübergehend befestigt. Die Leiterplatte wird dann in einen Aufschmelzofen eingebracht, um dort gelötet zu werden (Aufschmelzvorgang).
Die Produktionslinie ist außerdem zum Beispiel mit einer Lötdruck-Prüfvorrichtung ausgestattet, die dazu eingerichtet ist, den Bedruckungszustand der Lötpaste zu überprüfen, bevor ein Bauteil montiert wird, oder mit einer Montage-Prüfvorrichtung, um die Leiterplatte nach der Montage des Bauteils zu überprüfen.
Begleitet von einer Erhöhung des Integrationsgrads der Leiterplatte und einer Verkleinerung des zu montierenden Bauteils gibt es einen Bedarf, die Leiterplatte in den vorstehend beschriebenen verschiedenen Vorrichtungen hochpräzise positionieren zu können. Erfassung und Korrektur der Position der Leiterplatte werden entsprechend in einem Vorstadium durchgeführt, bevor verschiedene Vorgänge in den vorstehend beschriebenen verschiedenen Vorrichtungen durchgeführt werden.
Bei einem üblichen Ablauf werden Bilder von einer Mehrzahl von Erkennungsmarken, die auf einer Leiterplatte vorgesehen sind, mit einer Kamera aufgenommen und die entsprechenden Erkennungsmarken basierend auf den erhaltenen Bilddaten erkannt, um die Neigung und die Positionierungs-Fehlausrichtung der Leiterplatte zu bestimmen.
Als eine der Vorrichtungen zur Positionserfassung, die solche Erkennungsmarken benutzen, mit dem Ziel der Steigerung der Geschwindigkeit der Positionserfassung eines Substrats, wird bei einer bekannten Technologie ein Bild von einer ersten Erkennungsmarke an einer ersten Position auf einer Leiterplatte mit einer vordefinierten Kamera aufgenommen, ein Erkennungsvorgang der ersten Erkennungsmarke basierend auf Bilddaten durchgeführt, die durch Bildaufnahme an der ersten Position erhalten wurden, während die Kamera zu einer zweiten Position entsprechend einer zweiten Erkennungsmarke verschoben wird, anschließend wird ein Bild der zweiten Erkennungsmarke an der zweiten Position aufgenommen und dann ein Erkennungsvorgang von der zweiten Erkennungsmarke basierend auf den erhaltenen Bilddaten durchgeführt (wie zum Beispiel in Patentliteratur 1 beschrieben).
In manchen Fällen allerdings kann die Erkennungsmarke aus verschiedenen Gründen nicht ordnungsgemäß aus den durch Bildaufnahme erhaltenen Bilddaten erkannt werden, zum Beispiel durch die Bedingungen und durch die Art der Leiterplatte und durch die Bildaufnahmebedingungen, die angewendet werden, um das Bild der Erkennungsmarke aufzunehmen. In solchen Fällen wird die Produktionslinie gestoppt als Antwort auf die Detektion eines Erkennungsfehlers, und das manuelle Nachjustieren durch das Bedienpersonal wird benötigt.
Das Auftreten selbst eines einzigen Erkennungsfehlers kann somit leicht die Produktivität deutlich verringern. Der Erkennungsfehler tritt zwar mit einer geringen Wahrscheinlichkeit auf, (z. B. ungefähr 1 bis 5 %), aber ist unvermeidbar in der Produktionslinie von Leiterplatten. Demzufolge kann selbst die Technologie nach dem Stand der Technik mit dem Ziel der Steigerung der Geschwindigkeit der Positionserfassung eines Substrats, wie die in Patentliteratur 1 beschriebene Technologie, leicht die Gesamtverarbeitungskapazität verringern.
In dem Fall eines Fehlschlagens bei der Erkennung der Erkennungsmarke ändert eine kürzlich vorgeschlagene Technologie zum Beispiel die Leuchtdichte der Beleuchtung, ohne dass irgendein manuelles Eingreifen des Bedienpersonals erforderlich ist, und wiederholt den Bildaufnahmevorgang und den Erkennungsvorgang der Erkennungsmarke (wie zum Beispiel in Patentliteratur 2 beschrieben).
Zitierliste
Patentliteratur

PTL 1: JP H11-261299A
PTL 2: JP 2009-182280A

Zusammenfassung
Technisches Problem
Bei der in Patentliteratur 2 beschriebenen Technologie jedoch wird die Kamera an der ersten Position angehalten, nachdem mit der Kamera ein Bild der ersten Erkennungsmarke an der ersten Position auf der Leiterplatte aufgenommen wurde, und die Kamera darf nicht zu der zweiten Position entsprechend der zweiten Erkennungsmarke verschoben werden, bis das Ergebnis des Erkennungsvorgangs der ersten Erkennungsmarke erhalten wurde (bis Erfordernis oder Nicht-Erfordernis einer Wiederholung bestimmt wurde), unabhängig davon, ob die erste Erkennungsmarke ordnungsgemäß erkannt wurde (ob eine Wiederholung erforderlich ist oder nicht).
Selbst in dem Fall einer erfolgreichen Erkennung ohne irgendeine Wiederholung bezogen auf alle Erkennungsmarken ist die Zeitspanne, die für die Positionserfassung der Leiterplatte benötigt wird, entsprechend länger als die Zeitspanne, die für die in Patentliteratur 1 beschriebene Technologie benötigt wird. Daher gibt es eine Schwierigkeit bei der Steigerung der Geschwindigkeit der Positionserfassung des Substrats. Infolgedessen kann dies die Produktivität verringern.
Unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Gegebenheiten ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition anzugeben, die dazu eingerichtet ist, die Geschwindigkeit der Positionserfassung eines Substrats zu steigern und eine Verringerung der Produktivität zu vermeiden.
Lösung des Problems
Im Folgenden werden verschiedene Aspekte beschrieben, die geeignet sind, die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen. Funktionen und vorteilhafte Effekte, die für jede der Ausführungsformen charakteristisch sind, werden gegebenenfalls auch beschrieben.
Aspekt 1. Es wird eine Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition angegeben, aufweisend einen Strahler, dazu eingerichtet, einen vordefinierten Bereich eines Substrats mit einem vordefinierten Licht zu bestrahlen; eine Bildaufnahmeeinheit, dazu eingerichtet, ein Bild des vordefinierten Bereichs des Substrats aufzunehmen, der mit dem vordefinierten Licht bestrahlt wurde; und eine Verschiebeeinheit, dazu eingerichtet, eine Relativ-Verschiebung von wenigstens der Bildaufnahmeeinheit und dem Substrat zu bewirken. Die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition ist dazu eingerichtet, nacheinander einen Verschiebevorgang zum Bewirken einer Relativ-Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit zu einer Position entsprechend einem vordefinierten Erkennungsobjekt aus einer Mehrzahl von auf dem Substrat vorgesehenen Erkennungsobjekten, einen Bildaufnahmevorgang zum Aufnehmen eines Bilds von dem vordefinierten Erkennungsobjekt unter einer vordefinierten Bildaufnahmebedingung und einen Erkennungsvorgang zum Erkennen des vordefinierten Erkennungsobjekts durchzuführen, basierend auf Bilddaten, die durch den Bildaufnahmevorgang erhalten wurden, bezüglich der Mehrzahl von Erkennungsobjekten, um die Position des Substrats zu erfassen. Nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs bezüglich des vordefinierten Erkennungsobjekts aus der Mehrzahl von Erkennungsobjekten führt die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition den Erkennungsvorgang bezüglich des vordefinierten Erkennungsobjekts durch, während die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition den Verschiebevorgang zum Bewirken der Relativ-Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit zu einer Position entsprechend eines anderen Erkennungsobjekts durchführt, welches sich von dem vordefinierten Erkennungsobjekt unterscheidet. Wenn das Erkennen wenigstens eines Erkennungsobjekts aus der Mehrzahl von Erkennungsobjekten durch wenigstens den Erkennungsvorgang, der bezüglich der Mehrzahl von Erkennungsobjekten durchgeführt wurde, fehlschlägt, führt die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition einen Wieder-Bildaufnahmevorgang zum Aufnehmen eines Bilds von dem Erkennungsobjekt der fehlgeschlagenen Erkennung wieder an einer Position entsprechend dem Erkennungsobjekt und einen Wieder-Erkennungsvorgang zum Erkennen des Erkennungsobjekts basierend auf Bilddaten durch, die durch den Wieder-Bildaufnahmevorgang erhalten wurden.
Der vorstehende „Erkennungsvorgang (Wieder-Erkennungsvorgang)“ wird nur dazu benötigt, um zu bestimmen, ob das Erkennungsobjekt wenigstens aus den Bilddaten erkennbar ist, die bei der Bildaufnahme erhalten wurden (Wieder-Bildaufnahmevorgang). Es ist nicht notwendig, die Positionsinformation (Koordinate) des Erkennungsobjekts in dem Stadium des vorstehenden „Erkennungsvorgangs (Wieder-Erkennungsvorgangs)“ zu berechnen.
Nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs mit Bezug auf das vordefinierte Erkennungsobjekt ermöglicht die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach dem vorstehend beschriebenen Aspekt 1, den Erkennungsvorgang bezüglich des vordefinierten Erkennungsobjekts durchzuführen, während die Relativ-Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit zu einer Position entsprechend einem anderen Erkennungsobjekt bewirkt wird. Diese Konfiguration startet die Relativ-Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit zu der Position entsprechend einem anderen Erkennungsobjekt, ohne auf das Ergebnis des Erkennungsvorgangs zu warten, unabhängig davon, ob das Erkennungsobjekt ordnungsgemäß erkannt wurde, nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs bezüglich des vordefinierten Erkennungsobjekts. Infolgedessen steigert diese Konfiguration die Geschwindigkeit der Positionserfassung von dem Substrat, wie die in Patentliteratur 1 beschriebene Technologie, wenn alle Erkennungsobjekte ohne den Wiederholungsvorgang (Wieder-Bildaufnahmevorgang und Wieder-Erkennungsvorgang) erfolgreich erkannt werden.
Wenn es andererseits irgendein Erkennungsobjekt gibt, dessen Erkennung bei dem Erkennungsvorgang, der bezüglich aller Erkennungsobjekte durchgeführt wurde, fehlgeschlagen ist, ist die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach Aspekt 1 dazu eingerichtet, automatisch einen Wiederholungsvorgang (Wieder-Bildaufnahmevorgang und Wieder-Erkennungsvorgang) durchzuführen. Diese Konfiguration beseitigt eine Notwendigkeit, die Vorrichtung (Produktionslinie) anzuhalten und das manuelle Eingreifen des Bedieners zu starten. Infolgedessen verbessert diese Konfiguration die Gesamtverarbeitungskapazität und vermeidet, dass die Produktivität verringert wird.
Aspekt 2. Die in Aspekt 1 beschriebene Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition kann dazu eingerichtet sein, einen Änderungsvorgang zum Ändern der Bildaufnahmebedingung durchzuführen, wenn der Wieder-Bildaufnahmevorgang durchgeführt wird.
In dem Fall eines Fehlschlagens beim Erkennen des Erkennungsobjekts aus den Bilddaten, die bei dem vorherigen Bildaufnahmevorgang erhalten wurden, ändert die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach Aspekt 2 automatisch die Bildaufnahmebedingung (ohne irgendein Eingreifen des Bedieners zu benötigen) und führt den Wiederholvorgang durch. Diese Konfiguration ermöglicht, dass das Erkennungsobjekt aus der fehlgeschlagenen Erkennung automatisch erkannt wird. Zum Beispiel kann die Änderung der Bildaufnahmebedingung bestimmt werden, basierend auf den Bilddaten, die bei dem vorherigen Bildaufnahmevorgang erhalten wurden. In einem anderen Beispiel kann die Bildaufnahmebedingung über eine Mehrzahl von Einstellungen geändert werden, die vorher in einer vordefinierten Abfolge bestimmt wurden.
Aspekt 3. Bei der in Aspekt 2 beschriebenen Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition kann als die Bildaufnahmebedingung eine Lichtintensität des von dem Strahler eingestrahlten Lichts geändert werden.
Die Erkennungsmarke kann erkennbar gemacht werden, indem die Lichtintensität des eingestrahlten Lichts geändert wird. Die vorstehend beschriebene Konfiguration nach Aspekt 3 ist in solchen Fällen besonders effektiv. Der Überschuss oder Mangel an der Lichtintensität ist leicht feststellbar aus den Bilddaten, die bei dem vorhergehenden Bildaufnahmevorgang erhalten wurden. Das Bestimmen der Änderung der Bildaufnahmebedingung (zum Beispiel eine Zunahme oder Abnahme der Lichtintensität) basierend auf den Bilddaten, die bei dem vorhergehenden Bildaufnahmevorgang erhalten wurden, ermöglicht, dass der Wiederholvorgang unter der geeigneteren Bildaufnahmebedingung durchgeführt wird.
„Ändern der Lichtintensität des von dem Strahler eingestrahlten Lichts“ umfasst „Ändern der Leuchtdichte einer Lichtquelle, die zum Einstrahlen des Lichts von dem Strahler benutzt wird“ und „Ändern der Anzahl von Lichtquellen, die zum Einstrahlen des Lichts von dem Strahler benutzt werden“.
Aspekt 4. Bei der Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition, die in Aspekt 2 oder Aspekt 3 beschrieben wurde, kann als die Bildaufnahmebedingung ein Einstrahlungswinkel des von dem Strahler eingestrahlten Lichts geändert werden oder wenigstens eine Lichtquelle, die zum Einstrahlen des Lichts von dem Strahler benutzt wird, kann geändert werden.
Zum Beispiel ist es möglich, dass in dem Fall eines Lotnivellierungs-Produkts (Verzinnungsprodukts), bei dem die Oberfläche einer Erkennungsmarke (Erkennungsobjekt) mit Lot bedeckt ist, die Oberfläche der Erkennungsmarke nicht flach ist. In solchen Fällen kann die Erkennungsmarke erkennbar gemacht werden, indem die Position der Lichtquelle oder der Einstrahlungswinkel geändert werden. Die Konfiguration von dem vorstehend beschriebenen Aspekt 4 ist in solchen Fällen besonders effektiv. „Ändern (der Position) von wenigstens einer Lichtquelle, die zum Einstrahlen des Lichts von dem Strahler benutzt wird“ umfasst zum Beispiel „Hinzufügen oder Entfernen einer Lichtquelle, die zum Einstrahlen des Lichts von dem Strahler benutzt wird“.
Aspekt 5. Bei der Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition wie in einem der Aspekte 2 bis 4 beschrieben kann als die Bildaufnahmebedingung die Farbe des von dem Strahler eingestrahlten Lichts geändert werden.
Die Umgebung (zum Beispiel ein Glas-Epoxidharz oder ein Kunstharzfilm) des Erkennungsobjekts auf einer gedruckten Leiterplatte oder Ähnlichem kann verschiedene Farben haben. Das Erkennungsobjekt kann erkennbar gemacht werden, indem die Farbe des Strahlungslichts geändert wird. Die Konfiguration nach Aspekt 5 wie vorstehend beschrieben ist in solchen Fällen besonders effektiv.
Aspekt 6. Bei der Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition wie in einem der Aspekte 1 bis 5 beschrieben kann das Substrat eine gedruckte Leiterplatte mit einem darauf montierten elektronischen Bauteil sein.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration nach Aspekt 6 wie vorstehend beschrieben verbessert die Positionierungsgenauigkeit einer gedruckten Leiterplatte und verbessert somit die Prüfgenauigkeit von Lötpaste und die Montagegenauigkeit von elektronischen Bauteilen.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm zur schematischen Veranschaulichung einer Lötdruck-Prüfvorrichtung;
2 ist ein Blockdiagramm zur Illustration der Konfiguration einer Produktionslinie einer gedruckten Leiterplatte;
3 ist ein Blockdiagramm zur Illustration der elektrischen Konfiguration der Lötdruck-Prüfvorrichtung;
4 ist eine Draufsicht zur Illustration der Konfiguration der gedruckten Leiterplatte und einer Verschiebeabfolge eines Bildaufnahme-Blickfelds einer Kamera;
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Erkennungsmarken-Extraktionsvorgangs zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das einen Teil des Erkennungsmarken-Extraktionsvorgangs zeigt;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das Zeitabläufe von verschiedenen Verarbeitungsschritten in dem Erkennungsmarken-Extraktionsvorgang zeigt;
8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm zur schematischen Illustration einer Lötdruck-Prüfvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
9 ist eine teils vergrößerte Schnittdarstellung zur Illustration einer Beleuchtungsvorrichtung zur Positionserfassung gemäß der zweiten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine Ausführungsform beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen. 1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm zur schematischen Veranschaulichung einer Lötdruck-Prüfvorrichtung 13, die mit einer Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition gemäß der Ausführungsform ausgestattet ist. Die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition gemäß dieser Ausführungsform stellt eine Funktion der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 dar.
Als erstes wird die Konfiguration einer gedruckten Leiterplatte als ein Objekt der Positionserfassung durch die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition (d. h., ein Objekt zur Überprüfung durch die Lötdruck-Prüfvorrichtung 13) im Detail beschrieben. Wie in 4 dargestellt ist eine gedruckte Leiterplatte P1 derart konfiguriert, dass eine Struktur (nicht dargestellt) und Erhebungen 51 aus Kupferfolie auf der Oberfläche eines flachen plattenförmigen Grundsubstrat 50 gebildet werden, das zum Beispiel aus einem Glas-Epoxidharz gebildet ist. Teile der Oberfläche des Grundsubstrats 50 außer den Erhebungen 51 werden mit einem Resistfilm 52 beschichtet. Lötpaste 53 wird auf die Erhebungen 51 gedruckt.
Erkennungsmarken sind auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte P1 als Objekte zur Erkennung für die Positionserfassung vorgesehen. Genauer gesagt sind eine erste Erkennungsmarke [A] und eine zweite Erkennungsmarke [B] in einer Kreisform jeweils an zwei Ecken vorgesehen, ausgerichtet an einer vordefinierten Diagonalen von vier Ecken auf der Oberfläche der gedruckten Leiterplatte P1. Die Erkennungsmarken [A] und [B] gemäß dieser Ausführungsform werden aus Kupferfolie gebildet wie die Erhebungen 51.
Eine Produktionslinie zur Herstellung der gedruckten Leiterplatte P1 wird als nächstes mit Bezug zu 2 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm zur Illustration der Konfiguration einer Produktionslinie 10 der gedruckten Leiterplatte P1. Gemäß der Ausführungsform ist die Produktionslinie 10 so eingerichtet, dass die gedruckte Leiterplatte P1 nach rechts transportiert wird, wenn sie von der Vorderseite betrachtet wird.
In der Produktionslinie 10 sind eine Lötdruckmaschine 12, die Lötdruck-Prüfvorrichtung 13, eine Bestückungsmaschine 14 und eine Aufschmelzvorrichtung 15 nacheinander von stromaufwärts (obere Seite in 2) angeordnet.
Die Lötdruckmaschine 12 ist dazu eingerichtet, die Lötpaste 53 auf die Erhebungen 51 der gedruckten Leiterplatte P1 zu drucken.
Die Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 ist dazu eingerichtet, den Zustand der Lötpaste 53, die wie vorstehend beschrieben gedruckt wird, zu überprüfen. Details der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 werden nachstehend beschrieben.
Die Bestückungsmaschine 14 ist dazu eingerichtet, ein elektronisches Bauteil wie einen Chip (nicht dargestellt) auf der gedruckten Lötpaste 53 zu montieren. Das elektronische Bauteil umfasst eine Mehrzahl von Elektroden und Leitungen, und die jeweiligen Elektroden und Leitungen werden vorübergehend an vordefinierten Orten auf der Lötpaste 53 befestigt.
Die Aufschmelzvorrichtung 15 ist dazu eingerichtet, die Lötpaste 53 zu erhitzen und zu schmelzen und die Elektroden und die Drähte des elektronischen Bauteils mit den Erhebungen 51 mit Lot zu verbinden (zu verlöten).
Ein Förderer 16 oder ähnliches, dazu eingerichtet, die gedruckte Leiterplatte P1 zu transportieren, ist zwischen den entsprechenden Vorrichtungen vorgesehen, zum Beispiel zwischen der Lötdruckmaschine 12 und der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 auf der Produktionslinie 10 (wie in 2 gezeigt). Eine Abzweigeinheit ist zwischen der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 und der Bestückungsmaschine 14 vorgesehen, die jedoch nicht dargestellt ist. Die von der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 als defektfrei bestimmte Leiterplatte P1 wird auf der stromabwärts gelegenen Seite zur Bestückungsmaschine 14 geführt, während die als defekt bestimmte Leiterplatte P1 von der Verzweigungseinheit in ein Defekte-Teile-Lager abgeladen wird.
Im Folgenden wird die Konfiguration der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 im Detail beschrieben. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 einen Fördermechanismus 22, der dazu eingerichtet ist, beispielsweise die Leiterplatte P1 zu transportieren und zu positionieren; eine Prüfeinheit 23, die dazu eingerichtet ist, die Leiterplatte P1 zu überprüfen; und eine Steuereinheit 26, die dazu eingerichtet ist, verschiedene Steuerungen, Bildverarbeitung und arithmetische Verarbeitung in der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 durchzuführen, einschließlich der Antriebssteuerung des Fördermechanismus 22 und der Prüfeinheit 23 (wie in 3 dargestellt). Die Steuereinheit 26 ist entsprechend der Ausführungsform als die Verarbeitungsausführungseinheit konfiguriert.
Der Fördermechanismus 22 umfasst ein Paar Förderschienen 22a, die entlang einer Transportrichtung der Leiterplatte P1 angeordnet sind, ein endloses Förderband 22b, das in Bezug auf die jeweiligen Förderschienen 22a drehbar angeordnet ist, eine Antriebseinheit (nicht dargestellt), wie beispielsweise einen Motor, der dazu eingerichtet ist, das Förderband 22b anzutreiben, und einen Spannmechanismus (nicht dargestellt), der dazu eingerichtet ist, die Leiterplatte P1 an einer vordefinierten Position zu positionieren, und wird von der Steuereinheit 26 angetrieben und gesteuert.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird die in die Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 eingebrachte Leiterplatte P1 auf dem Förderband 22b platziert, wobei entsprechende Kanten der Leiterplatte P1 in einer Breitenrichtung senkrecht zur Transportrichtung in die jeweiligen Förderschienen 22a eingesetzt werden. Das Förderband 22b beginnt den Betrieb, um die Leiterplatte P1 zu einer vordefinierten Prüfposition zu transportieren. Wenn die Leiterplatte P1 die Prüfposition erreicht, stoppt das Förderband 22b und der Spannmechanismus arbeitet. Die Betätigung des Spannmechanismus drückt das Förderband 22b nach oben, und die jeweiligen Kanten der Leiterplatte P1 werden vom Förderband 22b und den Oberseiten der Förderschienen 22a gehalten. Die Leiterplatte P1 wird entsprechend positioniert und an der Prüfposition fixiert. Nach Abschluss der Prüfung wird die Fixierung durch den Spannmechanismus gelöst und das Förderband 22b startet. Dadurch wird die Leiterplatte P1 aus der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 herausgebracht. Die Konfiguration des Fördermechanismus 22 ist nicht auf die Konfiguration der vorstehend beschriebenen Ausführungsform beschränkt, sondern eine andere Konfiguration kann alternativ verwendet werden.
Die Prüfeinheit 23 ist über den Förderschienen 22a (Transportweg der Leiterplatte P1) angeordnet. Die Prüfeinheit 23 umfasst eine erste Beleuchtungseinheit 23A und eine zweite Beleuchtungseinheit 23B, die als der Strahler dient, um einen vordefinierten Bereich (einen Prüfbereich oder einen Erkennungsbereich) auf der Leiterplatte 1 schräg nach unten mit einem vordefinierten Licht zu bestrahlen; eine Kamera 23C, die als Bildaufnahmeeinheit dient, um ein Bild des vordefinierten Bereichs auf der Leiterplatte P1 von unmittelbar oben aufzunehmen; einen X-Achsen-Verschiebemechanismus 23D, der dazu eingerichtet ist, eine Verschiebung in einer X-Achsenrichtung zu ermöglichen (in 3 dargestellt); und einen Y-Achsen-Verschiebemechanismus 23E, der dazu eingerichtet ist, eine Verschiebung in einer Y-Achsenrichtung (dargestellt in 3) zu ermöglichen, und von der Steuereinheit 26 angetrieben und gesteuert wird.
Sowohl die erste Beleuchtungseinheit 23A als auch die zweite Beleuchtungseinheit 23B ist dazu eingerichtet, das Strahlungslicht zwischen Licht für die dreidimensionale Messung und Licht für die Positionserfassung umzuschalten. Genauer gesagt, ist sowohl die erste Beleuchtungseinheit 23A als auch die zweite Beleuchtungseinheit 23B dazu eingerichtet, einen vordefinierten Prüfbereich (in 14 gezeigte Prüfbereiche „1“ bis „15“) auf der Leiterplatte P1 mit einem vordefinierten Licht für eine dreidimensionale Messung (z. B. strukturiertes Licht mit einer gestreiften Lichtintensitätsverteilung) zu bestrahlen, und auch dazu eingerichtet, einen vordefinierten Erkennungsbereich (die erste Erkennungsmarke [A] oder die zweite Erkennungsmarke [B] in 4) mit einem vordefinierten Licht für die Positionserfassung (z. B. gleichmäßiges Licht mit einer festen Lichtintensität) zu bestrahlen.
Die erste Beleuchtungseinheit 23A umfasst eine erste Lichtquelle 23Aa, die dazu eingerichtet ist, ein vordefiniertes Licht zu emittieren, und einen ersten Flüssigkristall-Shutter 23Ab, der dazu eingerichtet ist, das Licht von der ersten Lichtquelle 23Aa zu übertragen, und wird von der Steuereinheit 26 angetrieben und gesteuert. Der erste Flüssigkristall-Shutter 23Ab ist dazu eingerichtet, ein erstes Gitter zu bilden, das das Licht der ersten Lichtquelle 23Aa in ein erstes strukturiertes Licht mit einer gestreiften Lichtintensitätsverteilung umwandelt. Dementsprechend schaltet die erste Beleuchtungseinheit 23A das Strahlungslicht zwischen dem gleichmäßigen Licht und dem strukturierten Licht durch Schaltsteuerung des ersten Flüssigkristall-Shutters 23Ab um.
Der zweite Beleuchtungskörper 23B umfasst eine zweite Lichtquelle 23Ba, die dazu eingerichtet ist, ein vordefiniertes Licht zu emittieren, und einen zweiten Flüssigkristall-Shutter 23Bb, der dazu eingerichtet ist, das Licht von der zweiten Lichtquelle 23Ba zu übertragen, und wird von der Steuereinheit 26 angetrieben und gesteuert. Der zweite Flüssigkristall-Shutter 23Bb ist dazu eingerichtet, ein zweites Gitter zu bilden, das das Licht der zweiten Lichtquelle 23Ba in ein zweites strukturiertes Licht mit einer gestreiften Lichtintensitätsverteilung umwandelt. Dementsprechend schaltet der zweite Strahler 23B durch Schaltsteuerung des zweiten Flüssigkristall-Shutters 23Bb das Strahlungslicht zwischen dem gleichmäßigen Licht und dem strukturierten Licht um.
Sowohl die erste Lichtquelle 23Aa als auch die zweite Lichtquelle 23Ba ist dazu eingerichtet, die Leuchtdichte des Strahlungslichts zwischen einer Mehrzahl von Zuständen umzuschalten.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird das von jeder der Lichtquellen 23Aa und 23Ba emittierte Licht zu einer Kondensorlinse (nicht dargestellt) geführt, um in paralleles Licht umgewandelt zu werden, über den Flüssigkristall-Shutter 23Ab oder 23Bb zu einer Projektionslinse (nicht dargestellt) geführt und als das gleichmäßige Licht oder das strukturierte Licht auf die Leiterplatte P1 projiziert.
Insbesondere wenn das strukturierte Licht im Vorgang der dreidimensionalen Messung projiziert wird, wird eine Schaltsteuerung des Flüssigkristall-Shutters 23Ab oder 23Bb durchgeführt, um die Phase des jeweiligen strukturierten Lichts um jeden 1/4-Schritt zu verschieben. Die Verwendung des Flüssigkristall-Shutters 23Ab oder 23Bb als das Gitter gewährleistet die Einstrahlung des strukturierten Lichts mit einer im Wesentlichen idealen sinusförmigen Wellenform. Diese Konfiguration verbessert die Messauflösung der dreidimensionalen Messung. Diese Konfiguration ermöglicht auch die elektrische Steuerung der Phasenverschiebung des strukturierten Lichts und erreicht damit eine Verkleinerung der Vorrichtung.
Der Prüfbereich oder der Erkennungsbereich auf der Leiterplatte P1 ist ein Bereich aus einer Mehrzahl von Bereichen, die auf der Leiterplatte P1 im Voraus festgelegt sind, bezogen auf die Größe eines Bildaufnahme-Blickfeldes (Bildaufnahmebereich) K der Kamera 23C als eine Einheit (wie in 4 dargestellt).
Die Steuereinheit 26 treibt und steuert den X-Achsen-Verschiebemechanismus 23D und den Y-Achsen-Verschiebemechanismus 23E an, um die Prüfeinheit 23 (Bildaufnahme-Blickfeld K) an einen Ort zu verschieben, der über einem beliebigen Prüfbereich oder Erkennungsbereich auf der Leiterplatte P1 liegt, die an der Prüfposition positioniert und fixiert ist. Die Prüfeinheit 23 wird nacheinander zu einer Mehrzahl von auf der Leiterplatte P1 festgelegten Erkennungsbereichen und Prüfbereichen verschoben und führt einen Erkennungsvorgang in Bezug auf die jeweiligen Erkennungsbereiche und einen Prüfvorgang in Bezug auf die jeweiligen Prüfbereiche durch, um die Prüfung des gesamten Bereichs der Leiterplatte P1 (wie in 4 dargestellt) zu implementieren. Dementsprechend bilden der Verschiebemechanismus 23D der X-Achse und der Verschiebemechanismus 23E der Y-Achse die Verschiebeeinheit gemäß der Ausführungsform.
Die Kamera 23C ist dazu eingerichtet, eine Linse, ein Bildaufnahmeelement und dergleichen zu umfassen. Gemäß der Ausführungsform wird ein CCD-Sensor als das Bildaufnahmeelement eingesetzt. Das Bildaufnahmeelement ist jedoch nicht auf den CCD-Sensor beschränkt, und ein anderes Bildaufnahmeelement, wie beispielsweise ein CMOS-Sensor, kann alternativ verwendet werden.
Die Kamera 23C wird von der Steuereinheit 26 angetrieben und gesteuert. Genauer gesagt, führt die Steuereinheit 26 einen Bildaufnahmevorgang unter Verwendung der Kamera 23C synchron zu einem Einstrahlungsvorgang mit den Beleuchtungseinheiten 23A und 23B durch.
Die von der Kamera 23C aufgenommenen Bilddaten werden in ein digitales Signal innerhalb der Kamera 23C umgewandelt, in Form des digitalen Signals an die Steuereinheit 26 übertragen und in einer später beschriebenen Bilddaten-Speichervorrichtung 34 gespeichert. Die Steuereinheit 26 führt beispielsweise Bildverarbeitung und arithmetische Verarbeitung basierend auf den Bilddaten durch, wie später beschrieben.
Im Folgenden wird der elektrische Aufbau der Steuereinheit 26 beschrieben. Wie in 3 dargestellt, umfasst die Steuereinheit 26 eine CPU und die Ein-/Ausgabe-Schnittstellen 31 (im Folgenden als „CPU und dergleichen 31“ bezeichnet), die dazu eingerichtet sind, die gesamte Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 zu steuern; einen Eingangsantrieb 32, der als „Eingabeeinheit“ dient und beispielsweise aus einer Tastatur, einer Maus und einem Touchscreen besteht; eine Anzeigevorrichtung 33, die als „Anzeigeeinheit“ dient und einen Bildschirm wie einen CRT oder eine Flüssigkristallanzeige aufweist; eine Bilddaten-Speichervorrichtung 34, die dazu eingerichtet ist, beispielsweise von der Kamera 23C aufgenommene Bilddaten zu speichern; eine Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35, die dazu eingerichtet ist, Ergebnisse verschiedener Berechnungen zu speichern; und eine Einstelldaten-Speichervorrichtung 36, die dazu eingerichtet ist, im Voraus verschiedene Informationen wie Gerberdaten (mit Informationen in Bezug auf Erkennungsmarken) zu speichern. Diese Vorrichtungen 32 bis 36 sind elektrisch mit der CPU und dergleichen 31 verbunden.
Die Einstelldaten-Speichervorrichtung 36 speichert Informationen über eine Mehrzahl von auf der Leiterplatte P1 festgelegten Erkennungsbereichen und Prüfbereichen und eine Verschiebesequenz des Bildaufnahme-Blickfelds K der Kamera 23 zu diesen Erkennungsbereichen und Prüfbereichen. Die „Verschiebesequenz des Bildaufnahme-Blickfelds K“ spezifiziert eine Sequenz der Verschiebung des Bildaufnahme-Blickfelds K der Kamera 23C in Bezug auf die Mehrzahl der auf der Leiterplatte P1 festgelegten Erkennungsbereiche und Prüfbereiche.
Die Mehrzahl von Erkennungsbereichen und die Prüfbereiche auf der Leiterplatte P1 und die Verschiebesequenz des Bildaufnahme-Blickfeldes K zu diesen Erkennungsbereichen und Prüfbereichen können nach einem vorgegebenen Programm auf der Grundlage der Gerberdaten und dergleichen automatisch im Voraus festgelegt werden oder von einem Bediener manuell im Voraus festgelegt werden.
Gemäß der Ausführungsform wird das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C zu einem normalen Zeitpunkt zunächst zu einem ersten Erkennungsbereich entsprechend der ersten Erkennungsmarke [A] verschoben und dann zu einem zweiten Erkennungsbereich entsprechend der zweiten Erkennungsmarke [B] verschoben. Die anschließende Verschiebesequenz des Bildaufnahme-Blickfeldes K wird aus einem vorgegebenen Prüfbereich festgelegt, der im Voraus als Ausgangspunkt für den kürzesten Weg als der Verschiebeweg der Prüfeinheit 23 bestimmt wird. So wird beispielsweise im veranschaulichten Beispiel von 4 die Verschiebesequenz (Prüfsequenz) des Bildaufnahme-Blickfeldes K aus einem Prüfbereich in einer oberen rechten Ecke als Ausgangspunkt festgelegt. In 4 stellt jeder der von gestrichelten Linienrahmen umgebenen Bereiche das Bildaufnahme-Blickfeld K (Erkennungsbereich oder Prüfbereich) dar, und die Ziffern „1“ bis „15“, die diesen Bereichen zugeordnet sind, geben die Prüfsequenz an. In 4 ist die Verschieberichtung (Verschiebeweg) des Bildaufnahme-Blickfeldes K durch Pfeile dargestellt.
Im Folgenden wird eine Prüfroutine der Leiterplatte P1 beschrieben, die von der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 durchgeführt wird. Diese Prüfroutine wird von der Steuereinheit 26 (CPU und dergleichen 31) durchgeführt.
Wie vorstehend beschrieben, führt die Steuereinheit 26 zunächst einen Positionserkennungsvorgang der Leiterplatte P1 durch, wenn die in die Lötdruckprüfvorrichtung P3 eingebrachte Leiterplatte P1 an einer vorbestimmten Prüfposition positioniert und fixiert ist. Im Folgenden wird der Vorgang der Positionserfassung mit Bezug auf 5 bis 7 beschrieben. Die 5 und 6 sind Flussdiagramme, die einen Extraktionsvorgang von Erkennungszeichen darstellen, der durchgeführt wird, um die Erkennungszeichen [A] und [B] zu erfassen. 7 ist ein Zeitdiagramm, das die Zeitpunkte verschiedener Verarbeitungsvorgänge im Erkennungszeichen-Extraktionsvorgang darstellt.
Die Steuereinheit 26 führt zunächst einen Verschiebevorgang zum Verschieben der Prüfeinheit 23 durch, um das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C auf den ersten Erkennungsbereich entsprechend der ersten Erkennungsmarke [A] auf der Leiterplatte P1 einzustellen (Schritt S01).
Die Steuereinheit 26 führt anschließend einen Bildaufnahmevorgang zum Aufnehmen eines Bilds der ersten Erkennungsmarke [A] auf der Leiterplatte P1 mit Einstrahlung von gleichmäßigem Licht von der ersten Beleuchtungsvorrichtung 23A und von der zweiten Beleuchtungsvorrichtung 23B durch (Schritt S02).
Nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs der ersten Erkennungsmarke [A] startet die Steuereinheit 26 einen Verschiebevorgang zum Verschieben der Prüfeinheit 23 zu einer Position entsprechend der zweiten Erkennungsmarke [B] auf der Leiterplatte P1 (Schritt S03), und startet gleichzeitig einen Erkennungsvorgang der ersten Erkennungsmarke [A], basierend auf den bei diesem Bildaufnahmevorgang aufgenommenen Bilddaten der ersten Erkennungsmarke [A] (Schritt S04).
Gemäß der Ausführungsform wird die erste Erkennungsmarke [A] durch Erfassen der Kante der ersten Erkennungsmarke [A] erkannt, basierend auf den Leuchtdichtewerten der jeweiligen in den Bilddaten enthaltenen Pixel. Das Verfahren zur Erkennung der ersten Erkennungsmarke [A] ist jedoch nicht auf diese Technik beschränkt, sondern es kann auch eine andere Technik wie Musterabgleich eingesetzt werden (das Gleiche gilt für das später beschriebene zweite Erkennungszeichen [B]).
Bei Beendigung des Erkennungsvorgangs der ersten Erkennungsmarke [A] speichert die Steuereinheit 26 das Ergebnis der Erkennung in der Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35. Genauer gesagt speichert die Steuereinheit 26 ein Auswertungsergebnis der Bilddaten, das bestimmt, ob die erste Erkennungsmarke [A] aus den durch den Bildaufnahmevorgang von Schritt S02 erhaltenen Bilddaten erkennbar ist.
Gemäß der Ausführungsform berechnet die Steuereinheit 26, wenn die erste Erkennungsmarke [A] durch den vorstehenden Erkennungsvorgang erfolgreich erkannt wurde, anschließend Positionsinformationen (z. B. Zentralkoordinate) der ersten Erkennungsmarke [A] und speichert die Positionsinformation der ersten Erkennungsmarke [A] zusammen mit dem vorstehend beschriebenen Auswerteergebnis in der Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35 (dasselbe gilt für die später beschriebene zweite Erkennungsmarke [B]). Gemäß einer Modifikation kann jedoch der Berechnungsvorgang der Positionsinformation der ersten Erkennungsmarke [A] zusammen mit einem Berechnungsvorgang der Positionsinformation (z. B. Zentralkoordinate) der zweiten Erkennungsmarke [B] im Erfassungsvorgang der Positionsinformation der Leiterplatte P1 nach einem später beschriebenen erfolgreichen Erkennungsvorgang der zweiten Erkennungsmarke [B] durchgeführt werden.
In der Zwischenzeit, wenn der Verschiebungsvorgang der Prüfeinheit 23 zu der Position entsprechend der zweiten Erkennungsmarke [B] abgeschlossen ist, um das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C auf den zweiten Erkennungsbereich einzustellen, führt die Steuereinheit 26 einen Bildaufnahmevorgang zum Aufnehmen eines Bilds der zweiten Erkennungsmarke [B] auf der Leiterplatte P1 mit Einstrahlung von gleichmäßigem Licht von der ersten Beleuchtungseinheit 23A und von der zweiten Beleuchtungseinheit 23B durch (Schritt S05).
Nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs der zweiten Erkennungsmarke [B] bestimmt die Steuereinheit 26, ob die erste Erkennungsmarke [A] anhand des Auswertungsergebnisses der Bilddaten in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A], das in der Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35 gespeichert ist, erfolgreich erkannt wurde (Schritt S06), und startet gleichzeitig einen Erkennungsvorgang der zweiten Erkennungsmarke [B] basierend auf den Bilddaten der zweiten Erkennungsmarke [B], die durch den Bildaufnahmevorgang von Schritt S05 erhalten wurden (Schritt S07).
Wenn der Bestimmungsvorgang von Schritt S06 ein Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde, wartet die Steuereinheit 26 auf die Beendigung des Erkennungsvorgangs der zweiten Erkennungsmarke [B] von Schritt S07 und fährt mit einem nächsten Vorgang fort (Schritt S13).
Bei Beendigung des Erkennungsvorgangs der zweiten Erkennungsmarke [B] von Schritt S07 speichert die Steuereinheit 26 das Ergebnis der Erkennung wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Erkennungsmarke [A] in der Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35 und fährt mit dem nächsten Vorgang fort (Schritt S13).
Wenn andererseits der Bestimmungsvorgang von Schritt S06 nicht das Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde, startet die Steuereinheit 26 einen Wiederholungsvorgang in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A]. Genauer gesagt, startet die Steuereinheit 26 einen Verschiebungsvorgang, um die Prüfeinheit 23 (das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C) wieder in die Position (erster Erkennungsbereich) zu verschieben, die der ersten Erkennungsmarke [A] auf der Leiterplatte P1 entspricht (Schritt S08). Gemäß der Ausführungsform (im veranschaulichten Beispiel von 7) wird der Verschiebungsvorgang (Schritt S08) nach Beendigung des Erkennungsvorganges der zweiten Erkennungsmarke [B] (Schritt S07) gestartet. Dieser Ablauf ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Gemäß einer Modifikation kann der Verschiebungsvorgang (Schritt S08) vor Beendigung des Erkennungsvorgangs der zweiten Erkennungsmarke [B] (Schritt S07) gestartet werden.
Nach Beendigung des Verschiebungsvorgangs der Prüfeinheit 23 zu der der ersten Erkennungsmarke [A] entsprechenden Position führt die Steuereinheit 26 einen Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] durch (Schritt S09). Gemäß einer Modifikation kann der Änderungsvorgang (Schritt S09) während des Verschiebungsvorgangs der Prüfeinheit 23 durchgeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform bestimmt die Steuereinheit 26 den Überschuss oder Mangel von der Lichtintensität, basierend auf den Bilddaten in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A], die durch den vorherigen Bildaufnahmevorgang erhalten wurden, und ändert die Lichtintensitäten des gleichmäßigen Lichts, das von der ersten Beleuchtungseinheit 23A und von der zweiten Beleuchtungseinheit 23B emittiert wird. Wenn beispielsweise das Bild der ersten Erkennungsmarke [A], das als Bilddaten aufgenommen wurde, größer ist als das als Gerberdaten gespeicherte Bild, bestimmt die Steuereinheit 26, dass es einen Überschuss der Lichtintensität gibt und verringert dementsprechend die Leuchtdichtewerte des von der ersten Lichtquelle 23Aa und des von der zweiten Lichtquelle 23Ba emittierten Lichts. In einem weiteren Beispiel, wenn andererseits das Bild der ersten Erkennungsmarke [A], das als Bilddaten aufgenommen wurde, kleiner ist mit fehlendem Teil verglichen mit dem als Gerberdaten gespeicherten Bild, stellt die Steuereinheit 26 fest, dass die Lichtintensität unzureichend ist, und erhöht entsprechend die Leuchtdichtewerte des von der ersten Lichtquelle 23Aa und des von der zweiten Lichtquelle 23Ba emittierten Lichts. Eine Modifikation kann dazu eingerichtet sein, die Lichtintensitäten durch Steuern der Flüssigkristall-Shutter 23Ab und 23Bb zu regulieren.
Nach Abschluss des Bildaufnahmevorgangs der Prüfeinheit 23 zum Anpassen des Bildaufnahme-Blickfelds K der Kamera 23C an den ersten Erkennungsbereich und des Änderungsvorgangs der Bildaufnahmebedingungen führt die Steuereinheit 26 einen Wieder-Bildaufnahmevorgang durch, bei dem ein Bild der ersten Erkennungsmarke [A] auf der Leiterplatte P1 erneut aufgenommen wird, wobei jeweils das gleichmäßige Licht unter den geänderten Bedingungen von der ersten Beleuchtungseinheit 23A und der zweiten Beleuchtungseinheit 23B eingestrahlt wird (Schritt S10).
Nach Beendigung des Wieder-Bildaufnahmevorgangs der ersten Erkennungsmarke [A] führt die Steuereinheit 26 einen Wieder-Erkennungsvorgang der ersten Erkennungsmarke [A] durch, basierend auf den Bilddaten der ersten Erkennungsmarke [A], die durch den Wieder-Bildaufnahmevorgang (Schritt S11) erhalten wurden. Der Wieder-Erkennungsvorgang der ersten Erkennungsmarke [A] ist ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen Erkennungsvorgang (Schritt S04) und wird nicht im Detail beschrieben (dasselbe gilt für einen später beschriebenen Wieder-Erkennungsvorgang der zweiten Erkennungsmarke [B]).
Die Steuereinheit 26 bestimmt anschließend anhand des Auswertungsergebnisses der Bilddaten in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A], ob die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde (Schritt S12). Wenn der Bestimmungsvorgang ein Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde, fährt die Steuereinheit 26 mit dem nächsten Vorgang fort (Schritt S13).
Wenn andererseits der Bestimmungsvorgang von Schritt S12 nicht das Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde, kehrt die Steuereinheit 26 zum vorstehend beschriebenen Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen von Schritt S09 zurück, und führt die Verarbeitung von Schritt S09 bis Schritt S12 wiederholt durch, bis die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde.
Wenn die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wurde, bestimmt die Steuereinheit 26, ob die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde, basierend auf dem Auswertungsergebnis der Bilddaten in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B], das in der Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35 (Schritt S13) gespeichert ist.
Wenn der Bestimmungsvorgang von Schritt S13 ein Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde, beendet die Steuereinheit 26 den Erkennungsmarken-Extraktionsvorgang.
Wenn andererseits der Bestimmungsvorgang von Schritt S13 nicht das Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde, startet die Steuereinheit 26 einen Wiederholungsvorgang in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B]. Genauer gesagt, startet die Steuereinheit 26 einen Verschiebungsvorgang, um die Prüfeinheit 23 (das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C) wieder in die Position (zweiter Erkennungsbereich) zu verschieben, die der zweiten Erkennungsmarke [B] auf der Leiterplatte P1 (Schritt S14) entspricht.
Wenn der Wiederholungsvorgang in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] (Verarbeitung von Schritt S08 zu Schritt S12) nicht durchgeführt wird, d. h. wenn durch den ersten Bildaufnahmevorgang (Schritt S02) geeignete Bilddaten in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] erhalten werden, wurde das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C bereits auf den zweiten Erkennungsbereich eingestellt. Der Verschiebungsablauf von Schritt S14 wird somit praktisch ausgelassen. In diesem Fall wird der Verschiebungsvorgang von Schritt S14 als ein Bestätigungsvorgang durchgeführt, um zu überprüfen, ob das Bildaufnahme-Blickfeld K der Kamera 23C an dem zweiten Erkennungsbereich positioniert ist.
Nach Beendigung des Verschiebungsvorgangs (Bestätigungsvorgangs) der Prüfeinheit 23 auf die der zweiten Erkennungsmarke [B] entsprechende Position führt die Steuereinheit 26 einen Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B] durch (Schritt S15). Der Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B] (Schritt S15) ist ähnlich dem Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] (Schritt S09) und wird daher nicht näher beschrieben.
Nach Abschluss des Bildaufnahmevorganges der Prüfeinheit 23 zum Anpassen des Bildaufnahme-Blickfelds K der Kamera 23C an den zweiten Erkennungsbereich und den Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen führt die Steuereinheit 26 einen Wieder-Bildaufnahmevorgang durch, bei dem ein Bild der zweiten Erkennungsmarke [B] auf der Leiterplatte P1 erneut aufgenommen wird, wobei das gleichmäßige Licht unter den geänderten Bedingungen von der ersten Beleuchtungseinheit 23A und von der zweiten Beleuchtungseinheit 23B abgestrahlt wird (Schritt S16).
Nach Beendigung des Wieder-Bildaufnahmevorgangs der zweiten Erkennungsmarke [B] führt die Steuereinheit 26 basierend auf den Bilddaten der zweiten Erkennungsmarke [B], die durch den Wieder-Bildaufnahmevorgang (Schritt S17) erhalten wurden, einen Wieder-Erkennungsvorgang der zweiten Erkennungsmarke [B] durch.
Die Steuereinheit 26 bestimmt anschließend anhand des Auswertungsergebnisses der Bilddaten in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B], ob die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde (Schritt S18). Wenn der Bestimmungsvorgang ein Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde, beendet die Steuereinheit 26 den Erkennungsmarken-Extraktionsvorgang.
Wenn andererseits der Bestimmungsvorgang von Schritt S18 nicht das Bestimmungsergebnis liefert, das anzeigt, dass die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde, kehrt die Steuereinheit 26 zum vorstehend beschriebenen Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen von Schritt S15 zurück, und führt die Verarbeitung von Schritt S15 bis Schritt S18 wiederholt durch, bis die zweite Erkennungsmarke [B] erfolgreich erkannt wurde.
Bei Abschluss des in den 5 bis 7 dargestellten Erkennungsmarken-Extraktionsvorgangs berechnet die Steuereinheit 26 Positionsinformation (z. B. Neigung und Positions-Fehlausrichtung) der Leiterplatte P1 basierend auf der vom Erkennungsmarken-Extraktionsvorgang erfassten Positionsinformation (Koordinaten) der ersten Erkennungsmarke [A] und der zweiten Erkennungsmarke [B] sowie Positionsinformation (Koordinaten) der ersten Erkennungsmarke [A] und der zweiten Erkennungsmarke [B], die als Gerberdaten gespeichert sind. Die Steuereinheit 26 beendet dann den Positionserfassungsvorgang der Leiterplatte P1. Die Steuereinheit 26 führt anschließend einen Korrekturvorgang zum Korrigieren der Fehlausrichtung der relativen Positionsbeziehung zwischen der Prüfeinheit 23 (Kamera 23C) und der Leiterplatte P1 basierend auf der Positionsinformation der Leiterplatte P1 durch.
Die Steuereinheit 26 startet anschließend einen Verschiebungsvorgang zum Verschieben der Prüfeinheit 23 zu einer Position, die dem „ersten“ Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 entspricht, gemäß der in der Einstelldaten-Speichervorrichtung 36 gespeicherten Prüfsequenz.
Bei Abschluss des Verschiebungsvorgangs der Prüfeinheit 23 zum Anpassen des Bildaufnahme-Blickfelds K der Kamera 23C an den „ersten“ Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 führt die Steuereinheit 26 einen Prüfvorgang in Bezug auf den „ersten“ Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 durch, wobei ein Streifenmuster von der ersten Beleuchtungseinheit 23A oder der zweiten Beleuchtungseinheit 23B eingestrahlt wird. Die Details dieses Prüfvorganges werden später beschrieben (das Gleiche gilt für den Prüfvorgang in Bezug auf alle anderen Prüfbereiche).
Nach Beendigung des Prüfvorganges in Bezug auf den „ersten“ Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 startet die Steuereinheit 26 einen Verschiebungsvorgang zum Verschieben der Prüfeinheit 23 zu einer Position, die dem „zweiten“ Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 entspricht, gemäß der in der Einstelldaten-Speichervorrichtung 36 gespeicherten Prüfsequenz.
Die Steuereinheit 26 führt dann in ähnlicher Weise Prüfvorgänge in Bezug auf den „zweiten“ bis „fünfzehnten“ Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 durch, um die Prüfung in Bezug auf die gesamte Leiterplatte P1 zu beenden.
Im Folgenden wird der Prüfvorgang beschrieben, der für jeden der Prüfbereiche auf der Leiterplatte P1 durchgeführt wird. Dieser Prüfvorgang wird von der Steuereinheit 26 (die CPU und dergleichen 31) durchgeführt.
Gemäß der Ausführungsform führt die Steuereinheit 26 bei der Prüfung in Bezug auf jeden der Prüfbereiche auf der Leiterplatte P1 vier Bildaufnahmevorgänge unter dem ersten strukturierten Licht mit unterschiedlichen Phasen mit Änderung der Phase des von der ersten Beleuchtungseinheit 23A abgestrahlten ersten strukturierten Lichts durch und führt anschließend vier Bildaufnahmevorgänge unter dem zweiten strukturierten Licht mit unterschiedlichen Phasen mit Änderung der Phase des von der zweiten Beleuchtungseinheit 23B abgestrahlten zweiten strukturierten Lichts durch, um insgesamt acht verschiedene Bilddaten zu erhalten. Diese Verarbeitungsreihe wird im Folgenden ausführlich beschrieben.
Wie vorstehend beschrieben, treibt und steuert die Steuereinheit 26 zunächst den X-Achsen-Verschiebemechanismus 23D und den Y-Achsen-Verschiebemechanismus 23E an, um die Prüfeinheit 23 zu verschieben und den Bildaufnahmebereich K der Kamera 23C auf einen vordefinierten Prüfbereich auf der Leiterplatte P1 einzustellen, führt anschließend die Schaltsteuerung der Flüssigkristall-Shutter 23Ab und 23Bb der beiden Beleuchtungseinheiten 23A und 23B durch und setzt die Positionen des ersten Gitters und des zweiten Gitters, die von den beiden Flüssigkristall-Shuttern 23Ab und 23Bb gebildet werden, auf vordefinierte Referenzpositionen.
Nach Abschluss der Umstellung und Einstellung des ersten Gitters und des zweiten Gitters bewirkt die Steuereinheit 26 die Lichtemission der ersten Lichtquelle 23Aa der ersten Beleuchtungseinheit 23A, um das erste strukturierte Licht abzustrahlen, und treibt und steuert die Kamera 23C an, um einen ersten Bildaufnahmevorgang unter dem ersten strukturierten Licht durchzuführen.
Gleichzeitig mit dem Abschluss des ersten Bildaufnahmevorgangs unter dem ersten strukturierten Licht schaltet die Steuereinheit 26 die erste Lichtquelle 23Aa der ersten Beleuchtungseinheit 23A aus und führt einen Schaltvorgang des ersten Flüssigkristall-Shutters 23Ab durch. Genauer gesagt, schaltet die Steuereinheit 26 um und stellt die Position des ersten Gitters, das durch den ersten Flüssigkristall-Shutter 23Ab gebildet wird, von der Referenzposition auf eine zweite Position um, wobei die Phase des ersten strukturierten Lichts um 1/4 Neigung (90 Grad) verschoben ist.
Nach Abschluss des Umschaltens und der Einstellung des ersten Gitters bewirkt die Steuereinheit 26, dass die Lichtemission der Lichtquelle 23Aa der ersten Beleuchtungseinheit 23A das erste strukturierte Licht abstrahlt und treibt und steuert die Kamera 23C, um einen zweiten Bildaufnahmevorgang unter dem ersten strukturierten Licht durchzuführen. Vier verschiedene Bilddaten unter dem ersten strukturierten Licht haben die Phasen, die sich um jeweils 90 Grad unterscheiden, die jeweils durch wiederholtes Durchführen dieser Verarbeitungsreihe erhalten werden.
Die Steuereinheit 26 bewirkt anschließend die Lichtemission von der zweiten Lichtquelle 23Ba der zweiten Beleuchtungseinheit 23B, um das zweite strukturierte Licht zu abstrahlen, und treibt und steuert die Kamera 23C an, um einen ersten Bildaufnahmevorgang unter dem zweiten strukturierten Licht durchzuführen.
Gleichzeitig mit dem Abschluss des ersten Bildaufnahmevorgangs unter dem zweiten strukturierten Licht schaltet die Steuereinheit 26 die zweite Lichtquelle 23Ba der zweiten Beleuchtungseinheit 23B aus und führt einen Schaltvorgang des zweiten Flüssigkristall-Shutters 23Bb durch. Genauer gesagt, schaltet die Steuereinheit 26 um und stellt die Position des zweiten Gitters, das durch den zweiten Flüssigkristall-Shutter 23Bb gebildet wird, von der Referenzposition auf eine zweite Position ein, wobei die Phase des zweiten strukturierten Lichts um 1/4 Neigung (90 Grad) verschoben ist.
Nach Abschluss des Umschaltens und Einstellung des zweiten Gitters bewirkt die Steuereinheit 26 die Lichtemission von der Lichtquelle 23Ba der zweiten Beleuchtungseinheit 23B, um das zweite strukturierte Licht abzugeben, und treibt und steuert die Kamera 23C an, um einen zweiten Bildaufnahmevorgang unter dem zweiten strukturierten Licht durchzuführen. Vier verschiedene Bilddaten unter dem zweiten strukturierten Licht haben die Phasen, die sich um jeweils 90 Grad unterscheiden, und werden jeweils durch wiederholtes Durchführen dieser Verarbeitungsreihe erhalten.
Die Steuereinheit 26 führt dann eine dreidimensionale Messung (Höhenmessung) der Lötpaste 53 nach dem bekannten Phasenverschiebungsverfahren basierend auf den vier verschiedenen Bilddaten durch, die unter jedem der strukturierten Lichter aufgenommen werden, und speichert die Messergebnisse in der Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung 35. Die Ausführungsform führt eine dreidimensionale Messung durch, indem die strukturierten Lichter aus zwei verschiedenen Richtungen abgestrahlt werden. Diese Konfiguration verhindert das Auftreten von Schattenbereichen, die nicht mit strukturiertem Licht bestrahlt werden.
Die Steuereinheit 26 führt anschließend ein Qualitätsbeurteilungsverfahren der Lötpaste 53 durch, basierend auf dem Ergebnis der dreidimensionalen Messung. Genauer gesagt erkennt die Steuereinheit 26 einen Bedruckungsbereich der Lötpaste 53, der höher als eine Referenzebene ist, basierend auf dem wie vorstehend beschrieben erhaltenen Messergebnis eines Prüfbereichs, und integriert die Höhen an entsprechenden Positionen im erfassten Bereich, um die Menge der gedruckten Lötpaste 53 zu berechnen.
Die Steuereinheit 26 vergleicht dann die Daten der Lötpaste 53 bezüglich der Position, der Fläche, der Höhe oder der so erhaltenen Menge der Lötpaste 53 mit vorab in der Einstelldaten-Speichervorrichtung 36 gespeicherten Referenzdaten (z. B. Gerberdaten) und bestimmt, ob das Ergebnis des Vergleichs in einem zulässigen Bereich liegt, um die gute oder schlechte Qualität des Bedruckungszustandes der Lötpaste 53 im Prüfbereich zu bestimmen.
Während die vorstehend beschriebene Bestimmung der guten oder schlechten Qualität nach dem Erhalt der acht verschiedenen Bilddaten wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird, verschiebt die Steuereinheit 26 die Prüfeinheit 23 zu einem nächsten Prüfbereich. Die obige Verarbeitungsserie wird wiederholt in Bezug auf alle Prüfbereiche auf der Leiterplatte P1 durchgeführt, um die Prüfung der gesamten Leiterplatte P1 zu beenden.
Wie vorstehend im Detail beschrieben, führt die Konfiguration der Ausführungsform nach Beendigung des Bildaufnahmevorganges in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] den Erkennungsvorgang in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] während der Relativ-Verschiebung der Prüfeinheit 23 (der Kamera 23C) zu der Position, die dem zweiten Erkennungszeichen [B] entspricht, durch.
Nach Beendigung des Bildaufnahmevorganges in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] startet die Konfiguration der Ausführungsform die Relativ-Verschiebung der Prüfeinheit 23 zu der der zweiten Erkennungsmarke [B] entsprechenden Position, ohne auf das Ergebnis des Erkennungsvorgangs zu warten, unabhängig davon, ob die erste Erkennungsmarke [A] erfolgreich erkannt wird. Dadurch erhöht diese Konfiguration die Geschwindigkeit der Positionserfassung der Leiterplatte P1, wenn die erste Erkennungsmarke [A] und die zweite Erkennungsmarke [B] ohne den Wiederholungsvorgang (Wieder-Bildaufnahmevorgang und Wieder-Erkennungsvorgang) erfolgreich erkannt werden.
Im Falle eines Fehlschlagens bei der Erkennung der ersten Erkennungsmarke [A] und/oder der zweiten Erkennungsmarke [B] durch den in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] und die zweite Erkennungsmarke [B] durchgeführten Erkennungsvorgang führt die Konfiguration der Ausführungsform hingegen automatisch den Wiederholungsvorgang (Wieder-Bildaufnahmevorgang und Wieder-Erkennungsvorgang) durch. Diese Konfiguration erübrigt es, die Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 (Produktionslinie 10) zu stoppen und das manuelle Eingreifen des Bedieners zu starten. Dadurch erhöht diese Konfiguration die Gesamtverarbeitungskapazität und verhindert, dass die Produktivität sinkt.
Darüber hinaus ändert die Konfiguration der Ausführungsform die Bildaufnahmebedingungen im Falle der Durchführung des Wiederholungsvorgang. Dementsprechend wird im Falle eines Fehlschlagens bei der Erkennung der ersten Erkennungsmarke [A] (oder die zweite Erkennungsmarke [B]) der Wiederholungsvorgang mit automatischer Änderung der Bildaufnahmebedingungen (ohne manuelles Eingreifen durch den Bediener) durchgeführt. Mit dieser Konfiguration kann die erste Erkennungsmarke [A] (oder die zweite Erkennungsmarke [B]) der fehlerhaften Erkennung automatisch erkannt werden.
Außerdem bestimmt die Konfiguration der Ausführungsform im Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen den Überschuss oder Mangel der Lichtintensität, basierend auf den Bilddaten in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] (oder die zweite Erkennungsmarke [B]), die durch den vorherigen Bildaufnahmevorgang erhalten wurden, und ändert die Lichtintensitäten des gleichmäßigen Lichts, das von der ersten Beleuchtungseinheit 23A und der zweiten Beleuchtungseinheit 23B emittiert wird. Dies ermöglicht es, den Wiederholungsvorgang unter den geeigneteren Bildaufnahmebedingungen durchzuführen.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform anhand von 8 und 9 beschrieben. Die gleichen Komponenten zu denen der ersten Ausführungsform werden durch die gleichen Bezugszeichen ausgedrückt, und ihre detaillierte Beschreibung entfällt. 8 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm, das schematisch eine Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt. 9 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, die eine Beleuchtungsvorrichtung zur Positionserfassung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
In der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform sind die erste Beleuchtungseinheit 23A und die zweite Beleuchtungseinheit 23B dazu eingerichtet, das Strahlungslicht zwischen dem Licht für die dreidimensionale Messung und dem Licht für die Positionserfassung umzuschalten. Die zweite Ausführungsform hingegen ist mit einer Beleuchtungseinheit zum Einstrahlen des Lichts zur Positionserfassung separat von der ersten Beleuchtungseinheit 23A und der zweiten Beleuchtungseinheit 23B ausgestattet, die als der Strahler ausschließlich für die dreidimensionale Messung dient.
Genauer gesagt ist, wie in den 8 und 9 dargestellt, eine Prüfeinheit 23 dieser Ausführungsform dazu eingerichtet, zusätzlich zu der ersten Beleuchtungseinheit 23A, der zweiten Beleuchtungseinheit 23B und der Kamera 23C eine Beleuchtungsvorrichtung 71 zur Positionserfassung aufzunehmen.
Die Beleuchtungsvorrichtung 71 beinhaltet eine erste Ringbeleuchtung 72, die am nächsten zu der Leiterplatte P1 liegt, eine zweite Ringbeleuchtung 73, die am zweitnächsten zu der Leiterplatte P1 liegt, und eine dritte Ringbeleuchtung 74, die am weitesten entfernt von der Leiterplatte P1 liegt.
Die jeweiligen Ringbeleuchtungen 72 bis 74 sind dazu eingerichtet, monochromatisches Licht von drei verschiedenen Farben, d. h. rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht, abzustrahlen und jeweils zwischen diesem umzuschalten. Die erste Ringbeleuchtung 72 ist dazu eingerichtet, die Leiterplatte P1 mit Licht in einem großen Einfallswinkel (z. B. 74 Grad) zu bestrahlen. Die zweite Ringbeleuchtung 73 ist dazu eingerichtet, die Leiterplatte P1 mit Licht in einem mittleren Einfallswinkel (z. B. 20 Grad) zu bestrahlen. Die dritte Ringbeleuchtung 74 ist dazu eingerichtet, die Leiterplatte P1 mit Licht in einem kleinen Einfallswinkel (z. B. 0 Grad) zu bestrahlen.
Unter der vorstehenden Konfiguration werden bei dem in 5 und 6 dargestellten Erkennungsmarken-Extraktionsvorgang der erste Bildaufnahmevorgang in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] (Schritt S02) und der erste Bildaufnahmevorgang in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B] (Schritt S05) unter dem monochromatischen Licht durchgeführt, das unter dem kleinen Einfallswinkel von der dritten Ringbeleuchtung 74 emittiert wird („rotes Licht“ gemäß der Ausführungsform).
Im Falle eines Fehlschlagens der Erkennung und der Durchführung eines Wiederholungsvorgangs in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] (Schritte S09 bis S12) und/oder eines Wiederholungsvorgangs in Bezug auf die zweite Erkennungsmarke [B] (Schritte S15 bis S18) wird die zweite Ringbeleuchtung 73 bei dem Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen (Schritt S09 und/oder Schritt S15) hinzugefügt. Ein Wieder-Bildaufnahmevorgang (Schritt S10 und/oder Schritt S16) wird dann unter zwei Strahlungslichtern durchgeführt, d. h. dem monochromatischen Licht, das unter dem kleinen Einfallswinkel von der dritten Ringbeleuchtung 74 („rotes Licht“ gemäß Ausführungsform) emittiert wird, und dem monochromatischen Licht, das unter dem mittleren Einfallswinkel von der zweiten Ringbeleuchtung 73 emittiert wird („rotes Licht“ gemäß der Ausführungsform).
Bei erneutem Fehlschlagen der Erkennung und einem zweiten Wiederholungsvorgang bezüglich der ersten Erkennungsmarke [A] und/oder der zweiten Erkennungsmarke [B] wird bei einem zweiten Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen das unter großem Einfallswinkel von der ersten Ringbeleuchtung 72 emittierte monochromatische Licht („rotes Licht“ gemäß der Ausführungsform) hinzugefügt. Ein zweiter Wieder-Bildaufnahmevorgang wird dann unter dem monochromatischen Licht, das von allen Ringbeleuchtungen 72 bis 74 („rotes Licht“ gemäß der Ausführungsform) emittiert wird, durchgeführt.
In ähnlicher Weise wird im Falle der Durchführung eines dritten Wiederholungsvorgangs ein dritter Wieder-Bildaufnahmevorgang unter dem monochromatischen Licht durchgeführt, das unter dem kleinen Einfallswinkel von der dritten Ringbeleuchtung 74 emittiert wird („grünes Licht“ gemäß der Ausführungsform).
Im Falle der Durchführung eines vierten Wiederholungsvorgangs wird ein vierter Wieder-Bildaufnahmevorgang unter zwei Strahlungslichtern durchgeführt, d. h. dem monochromatischen Licht, das unter dem kleinen Einfallswinkel von der dritten Ringbeleuchtung 74 emittiert wird („grünes Licht“ gemäß der Ausführungsform) und dem monochromatischen Licht, das unter dem mittleren Einfallswinkel von der zweiten Ringbeleuchtung 73 emittiert wird („grünes Licht“ gemäß der Ausführungsform).
Im Falle der Durchführung eines fünften Wiederholungsvorgangs wird ein fünfter Wieder-Bildaufnahmevorgang unter dem monochromatischen Licht, das von allen Ringbeleuchtungen 72 bis 74 („grünes Licht“ gemäß Ausführungsform) emittiert wird, durchgeführt.
Im Falle der Durchführung eines sechsten Wiederholungsvorgangs wird ein sechster Wieder-Bildaufnahmevorgang unter dem monochromatischen Licht durchgeführt, das unter dem kleinen Einfallswinkel von der dritten Ringbeleuchtung 74 emittiert wird („blaues Licht“ gemäß der Ausführungsform).
Im Falle der Durchführung eines siebten Wiederholungsvorgangs wird ein siebter Wieder-Bildaufnahmevorgang unter zwei Strahlungslichtern durchgeführt, d. h. dem monochromatischen Licht, das unter dem kleinen Einfallswinkel von der dritten Ringbeleuchtung 74 emittiert wird („blaues Licht“ gemäß der Ausführungsform) und dem monochromatischen Licht, das unter dem mittleren Einfallswinkel von der zweiten Ringbeleuchtung 73 emittiert wird („blaues Licht“ gemäß der Ausführungsform).
Im Falle der Durchführung eines achten Wiederholungsvorgangs wird ein achter Wieder-Bildaufnahmevorgang unter dem monochromatischen Licht, das von allen Ringbeleuchtungen 72 bis 74 („blaues Licht“ gemäß der Ausführungsform) emittiert wird, durchgeführt.
Wie vorstehend im Detail beschrieben, hat diese Ausführungsform ähnliche Funktionen und vorteilhafte Effekte wie die der ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Die Konfiguration dieser Ausführungsform ist besonders effektiv, wenn die Oberflächen der Erkennungsmarken [A] und [B] nicht flach sind, wie bei einem Lotnivellierungs-Produkt.
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform ist dazu eingerichtet, den Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen basierend auf den Bilddaten in Bezug auf die erste Erkennungsmarke [A] (oder die zweite Erkennungsmarke [B]) zu bestimmen, die durch den vorherigen Bildaufnahmevorgang erhalten wurden. Diese Ausführungsform ist andererseits dazu eingerichtet, die Bildaufnahmebedingungen zwischen der Vielzahl der im Voraus bestimmten Bildaufnahmebedingungen in der vorgegebenen Reihenfolge umzuschalten und einzustellen. Dies vereinfacht den Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Beschreibung der vorstehend genannten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann beispielsweise durch die nachfolgend beschriebenen Konfigurationen umgesetzt werden. Die vorliegende Offenbarung kann natürlich auch durch andere als die nachfolgend dargestellten Anwendungen und Änderungen umgesetzt werden.
(a) Gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition als eine Funktion der Lötdruck-Prüfvorrichtung 13 ausgeführt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. So kann beispielsweise die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition als Teil einer anderen Vorrichtung, wie beispielsweise der Lötdruckmaschine 12 oder der Bestückungsmaschine 14, oder unabhängig davon bereitgestellt werden.
(b) Das Substrat als Objekt der Positionserfassung durch die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition ist nicht auf die in jeder der vorstehenden Ausführungsformen beschriebene Leiterplatte P1 beschränkt, sondern kann beispielsweise eine andere Art von Leiterplatte sein, wie beispielsweise ein doppelseitiges Substrat oder ein von der Leiterplatte unterschiedliches Wafersubstrat.
(c) Die Leiterplatte P1 gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist dazu eingerichtet, die erste Erkennungsmarke [A] und die zweite Erkennungsmarke [B] in Kreisform an den beiden Ecken an der vorgegebenen Diagonalen zwischen den vier Ecken ausgerichtet als die Erkennungsobjekte zur Positionserfassung zu haben.
Die Anzahl, die Form, die Größe, die Position, die Art und dergleichen des Erkennungsobjekts sind jedoch nicht auf die in den obigen Ausführungsformen beschriebenen beschränkt. So können beispielsweise Erkennungsmarken an drei oder mehr Positionen auf der Leiterplatte P1 vorgesehen sein. In einem weiteren Beispiel kann ein Durchgangsloch, das von der Oberfläche bis zur Rückseite der Leiterplatte durchgebohrt wird, als Erkennungsobjekt für die Positionserfassung verwendet werden.
(d) Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist dazu eingerichtet, die Bildaufnahmebedingungen im Falle der Durchführung des Wiederholungsvorgangs zu ändern. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Eine Modifikation kann dazu eingerichtet sein, den Wiederholungsvorgang mindestens einmal durchzuführen, ohne die Bildaufnahmebedingungen zu ändern.
(e) Die Einzelheiten des Änderungsvorgangs der Bildaufnahmebedingungen sind nicht auf die vorstehend genannten entsprechenden Ausführungsformen beschränkt. So ist beispielsweise die zweite Ausführungsform dazu eingerichtet, die Lichtintensität, den Abstrahlwinkel des Strahlungslichts und dergleichen zu ändern, indem die Ringbeleuchtungen 72 bis 74 der Beleuchtungsvorrichtung 71 nacheinander einzeln hinzugefügt werden. Eine Modifikation kann dazu eingerichtet sein, den Abstrahlwinkel des Lichts zu ändern oder die (Position der) Lichtquelle, von der das Licht emittiert wird, durch einzelnes Umschalten der Beleuchtung (Lichtquelle) zu verändern, z. B. in der Reihenfolge der „dritten Ringbeleuchtung 74“, der „zweiten Ringbeleuchtung 73“ und der „ersten Ringbeleuchtung 72“.
Eine weitere Modifikation kann dazu eingerichtet sein, die Leuchtdichtewerte der Ringbeleuchtungen 72 bis 74 der Beleuchtungsvorrichtung 71 zu ändern. Bei dieser Konfiguration kann beispielsweise bei einem Fehlschlagen der Erkennung der Erkennungsmarken [A] und [B] durch Änderung des Leuchtdichtewertes der dritten Ringbeleuchtung 74 die Modifikation dazu eingerichtet sein, die Lichtquelle auf die zweite Ringbeleuchtung 73 umzustellen (Strahlungswinkel ändern). Wenn es sich bei einem Objekt um ein Lotnivellierungs-Produkt handelt, ist es vorzuziehen, der Änderung des Strahlungswinkels Vorrang vor der Änderung der Lichtintensität im Änderungsvorgang der Bildaufnahmebedingungen zu geben.
Eine weitere Modifikation kann dazu eingerichtet sein, die Bildaufnahmebedingung (Lichtintensität) durch Ändern der Belichtungszeit der Kamera 23C, der Strahlungszeit des Lichts oder dergleichen zu ändern.
(f) Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist dazu eingerichtet, die Prüfeinheit 23 zu verschieben, während die Leiterplatte P1 fixiert ist. Diese Konfiguration ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Eine Modifikation kann dazu eingerichtet sein, die Leiterplatte P1 zu verschieben, während die Prüfeinheit 23 fixiert ist.
(g) Gemäß jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Prüfsequenz so festgelegt, den kürzesten Weg als Verschiebungsweg der Prüfeinheit 23 ausgehend von einem vorgegebenen, im Voraus bestimmten Prüfbereich (im dargestellten Beispiel von 4 ein Prüfbereich an einer oberen rechten Ecke) als Ausgangspunkt zu nehmen.
Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Gemäß einer Modifikation kann die Prüfsequenz so festgelegt werden, den kürzesten Weg als Verschiebungsweg der Prüfeinheit 23 ausgehend von der zweiten Erkennungsmarke [B] zu nehmen, die zuletzt zur normalen Zeit (ohne jeglichen Markenerkennungsfehler) abgebildet wurde, zwischen der ersten Erkennungsmarke [A] und der zweiten Erkennungsmarke [B] als Ausgangspunkt, oder ausgehend von einem Prüfbereich als Ausgangspunkt, der der zweiten Erkennungsmarke [B] am nächsten liegt.
Gemäß einer weiteren Modifikation kann im Falle der Durchführung des Wiederholungsvorgangs die Prüfsequenz so festgelegt werden, den kürzesten Weg als den Verschiebungsweg des Prüfbereichs 23 ausgehend von der ersten Erkennungsmarke [A] oder der zweiten Erkennungsmarke [B], die für den letzten Wiederholungsvorgang verwendet wird, als Ausgangspunkt, oder ausgehend von einem Prüfbereich, der der ersten Erkennungsmarke [A] oder der zweiten Erkennungsmarke [B] am nächsten liegt, als Ausgangspunkt zu nehmen.
Die vorstehenden Konfigurationen verkürzen die Zeitspanne bis zu einem Beginn der Prüfung in Bezug auf den ersten Prüfbereich und erhöhen damit die Geschwindigkeit der Prüfung.
Bezugszeichenliste
13.... Lötdruck-Prüfvorrichtung, 22... Fördermechanismus 23... Prüfeinheit, 23A... erste Beleuchtungseinheit, 23Aa... erste Lichtquelle, 23B... zweite Beleuchtungseinheit, 23Ba... zweite Lichtquelle, 23C... Kamera, 23D.... X-Achsen-Verschiebemechanismus, 23E.... Y-Achsen-Verschiebemechanismus, 26... Steuereinheit, 34... Bilddaten-Speichervorrichtung, 35... Berechnungsergebnis-Speichervorrichtung, 36... Einstelldaten-Speichervorrichtung, A... erste Erkennungsmarke, B... zweite Erkennungsmarke, K... Bildaufnahme-Blickfeld, P1.... (gedruckte) Leiterplatte
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H11261299 A [0009]
JP 2009182280 A [0009]

Claims

Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition, aufweisend einen Strahler, dazu eingerichtet, einen vordefinierten Bereich eines Substrats mit einem vordefinierten Licht zu bestrahlen; eine Bildaufnahmeeinheit, dazu eingerichtet, ein Bild des vordefinierten Bereichs des Substrats aufzunehmen, der mit dem vordefinierten Licht bestrahlt wurde; und eine Verschiebeeinheit, dazu eingerichtet, eine Relativ-Verschiebung von wenigstens der Bildaufnahmeeinheit und dem Substrat zu bewirken, wobei die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition dazu eingerichtet ist, nacheinander einen Verschiebevorgang zum Bewirken einer Relativ-Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit zu einer Position eines vordefinierten Erkennungsobjekts aus einer Mehrzahl von auf dem Substrat vorgesehenen Erkennungsobjekten, einen Bildaufnahmevorgang zum Aufnehmen eines Bilds von dem vordefinierten Erkennungsobjekt unter einer vordefinierten Bildaufnahmebedingung und einen Erkennungsvorgang zum Erkennen des vordefinierten Erkennungsobjekts durchzuführen, basierend auf Bilddaten, die durch den Bildaufnahmevorgang erhalten wurden, bezüglich der Mehrzahl von Erkennungsobjekten, um die Position des Substrats zu erfassen, wobei nach Beendigung des Bildaufnahmevorgangs bezüglich des vordefinierten Erkennungsobjekts aus der Mehrzahl von Erkennungsobjekten die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition den Erkennungsvorgang bezüglich des vordefinierten Erkennungsobjekts durchführt, während der Verschiebevorgang zum Bewirken der Relativ-Verschiebung der Bildaufnahmeeinheit zu einer Position entsprechend eines anderen Erkennungsobjekts durchgeführt wird, welches sich von dem vordefinierten Erkennungsobjekt unterscheidet, und wenn das Erkennen wenigstens eines Erkennungsobjekts aus der Mehrzahl Erkennungsobjekte durch wenigstens den Erkennungsvorgang, der bezüglich der Mehrzahl aller Erkennungsobjekte durchgeführt wurde, fehlschlägt, die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition einen Wieder-Bildaufnahmevorgang zum Aufnehmen eines Bilds von dem Erkennungsobjekt der fehlgeschlagenen Erkennung wieder an einer Position entsprechend dem Erkennungsobjekt durchführt und einen Wieder-Erkennungsvorgang zum Erkennen des Erkennungsobjekts durchführt, basierend auf Bilddaten, die durch den Wieder-Bildaufnahmevorgang erhalten wurden.
Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition dazu eingerichtet ist, einen Änderungsvorgang zum Ändern der Bildaufnahmebedingung durchzuführen, wenn der Wieder-Bildaufnahmevorgang durchgeführt wird.
Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach Anspruch 2, wobei als die Bildaufnahmebedingung eine Lichtintensität des Lichts, das von dem Strahler eingestrahlt wird, geändert wird.
Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei als die Bildaufnahmebedingung ein Einstrahlungswinkel des Lichts, das von dem Strahler eingestrahlt wird, geändert wird, oder wenigstens eine Lichtquelle, die zum Einstrahlen des Lichts von dem Strahler benutzt wird, geändert wird.
Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei als die Bildaufnahmebedingung die Farbe des Lichts, das von dem Strahler eingestrahlt wird, geändert wird.
Vorrichtung zum Erfassen der Substratposition nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Substrat eine gedruckte Leiterplatte mit einem darauf montierten elektronischen Bauteil ist.