JP2000276233A

JP2000276233A - 位置ずれ検出装置及びそれを用いた位置決め装置

Info

Publication number: JP2000276233A
Application number: JP11079403A
Authority: JP
Inventors: Junya Inoue; 上淳也井
Original assignee: Moritex Corp
Current assignee: Moritex Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-24
Also published as: JP3356406B2

Abstract

(57)【要約】【課題】撮像光学系をワークの間に位置させることな
く、その対向面に形成されたアライメントマークを撮像
して、ワークの位置ずれを正確に検出できるようにす
る。【解決手段】Ｚ軸方向に所定のクリアランスで配置され
た二つのワーク（2A, 2B）を、二台の赤外線撮像装置
（5A，5B）で、ＸＹ面に直交する共通光軸（10）を介し
て一方向から同軸的に撮像するようにした。赤外線撮像
装置（5A，5B）の合焦領域（11A, 11B）は、各ワーク
（2A, 2B) の対向面（3A，3B）に形成された夫々のアラ
イメントマーク（4A，4B）を択一的に撮像できる位置に
設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣチップとイン
ターポーザを重ねて加熱圧着するときのように、複数の
ワークを正確に位置決めしなければならない場合に、そ
の位置ずれを検出する位置ずれ検出装置とそれを用いた
位置決め装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の携帯化，小型化，高密
度実装化が進み、ＩＣをより小型化することが要求さ
れ、そのためにＣＳＰ（チップサイズパッケージ）と称
する新たなパッケージングが提案されている。

【０００３】このＣＳＰは、チップサイズと同等又は僅
かに大きいＩＣパッケージの総称で、種々の構造のもの
が提案されており、例えば、片面側にグリッドアレイ状
のハンダバンプを形成したＩＣチップを、そのハンダバ
ンプ面を下向きにしてインターポーザ上にマウントする
構造等が代表的である。

【０００４】インターポーザは、ＩＣチップと実装基板
の線膨張率の違いにより生ずる歪みを緩和するもので、
ＩＣチップがマウントされる表面側に前記ハンダバンプ
に対応して基板電極が形成され、裏面に外部端子が形成
されている。そして、このインターポーザを介してＩＣ
チップを樹脂基板（実装基板）などへ実装することによ
り、樹脂基板への高信頼度実装を可能にしている。

【０００５】このようなＣＳＰを製造する場合、まず、
インターポーザ用基板上に多数形成されたＩＣチップ装
着面の夫々にＩＣチップを正確に位置決めして順次配置
し、次いで、ＩＣチップのハンダバンプをインターポー
ザ用基板の基板電極に加熱融着させて両者を固定するこ
とにより、フリップチップボンディング工程を完了す
る。そして最後に、インターポーザ用基板を各ＩＣチッ
プごとにダイシングしてＣＳＰを完成させてきた。

【０００６】ここで、電極ピッチは 0.2〜0.5 ｍｍ程
度、ハンダバンプの直径は0.15ｍｍ程度であるので、各
ＩＣチップとインターポーザ用基板を正確に位置決めし
なければ、組み立てられたＩＣは不良品となってしま
う。このため、従来より、ＩＣチップが正確に位置決め
されたか否かを確認するために、図５に示すような位置
ずれ検出装置が用いられている。

【０００７】この位置ずれ検出装置３０は、所定のワー
ク搬送機構（図示せず）により供給されるＩＣチップ３
１Ａとインターポーザ用基板３１Ｂとの間に、上方撮像
用カメラ３２Ａと下方撮像用カメラ３２Ｂを一体的に設
けた撮像光学系３３を進出させる。

【０００８】そして、ＩＣチップ３１Ａとインターポー
ザ用基板３１Ｂの対向する面３４Ａ，３４Ｂの対向する
位置に形成されたアライメントマーク３５Ａ，３５Ｂを
同時に撮像することにより、その位置ずれを検出する。
上方撮像用カメラ３２Ａと下方撮像用カメラ３２Ｂの各
光軸３６Ａ，３６Ｂは同軸的に形成されているので、こ
の撮像光学系３３でアライメントマーク３５Ａ，３５Ｂ
を撮像することにより、各光軸３６Ａ，３６Ｂを原点と
する各アライメントマーク３５Ａ，３５Ｂの位置を検出
できる。

【０００９】次いで、夫々の画像信号に基づいてＩＣチ
ップ３１Ａとインターポーザ用基板３１Ｂの位置ずれの
方向と量を算出する。この位置ずれのデータに基づいて
アライメントマーク３５Ａ，３５ＢのＸＹ座標が一致す
るようにＩＣチップ３１Ａとインターポーザ用基板３１
Ｂを正確に位置決めした後、撮像光学系３３を退避させ
てＩＣチップ３１Ａを下方に移動させれば、ＩＣチップ
３１Ａとインターポーザ用基板３１Ｂは適正に重ね合わ
せられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな位置ずれ検出装置３０を用いた場合、アライメント
マーク３５Ａ，３５ＢがＩＣチップ３１Ａ及びインター
ポーザ用基板３１Ｂの対向する面３４Ａ，３４Ｂに形成
されている関係上、撮像光学系３３をその間に挿通しな
ければ、二つのアライメントマーク３５Ａ，３５Ｂを撮
像することができない。

【００１１】したがって、両者のクリアランスが最低で
も３０〜５０ｍｍと広くならざるを得ず、位置決め終了
後にＩＣチップ３１Ａをインターポーザ用基板３１Ｂ上
に重ね合わせるときの移動距離が長くなるので、位置ず
れが起きやすいという問題を生じた。

【００１２】また、撮像光学系３３を退避させなければ
重ね合わせることができず、重ね合わせるときのＩＣチ
ップ３１Ａの移動距離も長いことから、位置決め終了
後、重ね合わせるまでに時間がかかり過ぎるという問題
もあった。

【００１３】さらに、撮像光学系３３を、ＩＣチップ３
１Ａ及びインターポーザ用基板３１Ｂの間に進退させて
位置ずれを検出しているので、可動部分のガタつきによ
り光軸３６Ａ，３６Ｂのずれや傾きを生ずるおそれがあ
るだけでなく、ワークが三つ以上の場合は各ワークの位
置ずれを検出することができないという問題があった。

【００１４】そこで本発明は、撮像光学系をワークの間
に位置させることなくアライメントマークの位置を検出
できるようにして上述の問題点を解消し、ワークの位置
ずれを正確に検出できるようにすることを技術的課題と
している。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、Ｚ軸方向に所定のクリアランスをもって
配置される複数のワークのＸＹ面内の位置ずれを、その
対向面に形成されたアライメントマークのＸＹ面上の位
置に基づいて検出する位置ずれ検出装置であって、前記
アライメントマークの数に応じた複数台の赤外線撮像装
置が、ＸＹ面に直交する共通光軸を介して各ワークを一
方向から同軸的に撮像するように配され、前記赤外線撮
像装置の合焦領域が、夫々のアライメントマークを択一
的に撮像できる位置に設定されたことを特徴とする。

【００１６】本発明によれば、複数台の赤外線撮像装置
が、ＸＹ面に直交する共通光軸を介して各ワークを一方
向から同軸的に撮像する。このとき、撮像光学系の撮像
装置として赤外線撮像装置を用いているので、ワークが
可視光を透過しない不透明なものであっても、赤外光を
透過する材質で形成されていれば、その赤外光によりワ
ークを透かしてアライメントマークを撮像できる。した
がって、撮像光学系をワークの間に進退させる必要はな
く、ワークの位置合わせを行う場合に、そのクリアラン
スを極めて小さく設定することができ、各ワークを重ね
合わせるときの移動距離も短くなる。

【００１７】また、各赤外線撮像装置の合焦領域は、夫
々のアライメントマークを択一的に撮像できる位置に設
定されているので、一つの赤外線撮像装置で二つのアラ
イメントマークを同時に撮像することはない。したがっ
て、各撮像装置の出力信号に基づいてアライメントマー
クの座標を算出する場合に、夫々の画面には一つのアラ
イメントマークしか撮像されないので、その画像信号に
基づいて各アライメントマークの中心座標を容易に求め
ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係る位置
ずれ検出装置の一例を示す説明図、図２はそれを用いた
位置決め装置を示す説明図、図３は画像を示す説明図、
図４は他の実施形態を示す説明図である。

【００１９】図１及び図２は、本発明に係る位置ずれ検
出装置１及びそれを用いた位置決め装置１６を示し、Ｚ
軸方向に所定のクリアランスをもって配置される二つの
ワーク２Ａ，２Ｂが、Ｚ軸方向から見て互いに重なるよ
うに所定位置に供給されたときに、各ワーク２Ａ，２Ｂ
の対向面３Ａ，３Ｂ上の対向する位置に形成されたアラ
イメントマーク４Ａ，４ＢのＸＹ面上の位置に基づいて
ワーク２Ａ，２Ｂの位置ずれを検出するようになされて
いる。

【００２０】なお、各ワーク２Ａ，２Ｂ間のクリアラン
スは、ＸＹ面に沿って位置調整するときに両者が接触し
ない程度に小さく設定され、例えばハンダバンプがグリ
ッドアレイ状に形成されたＩＣチップ（ワーク２Ａ）と
インターポーザ用基板（ワーク２Ｂ）の位置ずれを検出
する場合、そのクリアランスは、ハンダバンプの直径0.
15ｍｍより、やや大きい0.2 ｍｍ程度に設定されてい
る。

【００２１】位置ずれ検出装置１は、各アライメントマ
ーク４Ａ，４Ｂの数に応じた二台の赤外線撮像装置５
Ａ，５Ｂを取り付けた撮像光学系７を備えている。この
撮像光学系７は、赤外線撮像装置５Ａ，５Ｂの光軸６
Ａ，６ＢをＸＹ面に直交する共通光軸１０に導き、当該
共通光軸１０を介して各ワーク２Ａ，２Ｂを一方向から
同軸的に撮像するように配されている。

【００２２】また、撮像光学系７には、図２に示すよう
に、各撮像装置５Ａ，５Ｂの光軸６Ａ，６Ｂに対して赤
外光を入射させる光入射口８Ａ，８Ｂが形成されてい
る。

【００２３】各撮像装置５Ａ，５Ｂは、倍率が等しく設
定されると共に、合焦距離が夫々個別に設定されてい
る。夫々の合焦距離に位置する合焦面９Ａ，９Ｂは、ア
ライメントマーク４Ａ，４Ｂが形成されている対向面３
Ａ，３Ｂと、ワーク２Ａ，２Ｂへの共通光軸１０の交差
位置と一致するように設定されており、その被写界深度
がワーク２Ａ，２Ｂのクリアランスの２倍未満、より好
ましくは、クリアランスより小さい値に設定されてい
る。これにより、各撮像装置５Ａ，５Ｂの合焦領域１１
Ａ，１１Ｂには、夫々のアライメントマーク４Ａ，４Ｂ
が一つずつしか存在しないことになる。

【００２４】また、赤外線撮像装置５Ａ，５Ｂを用いて
いるので、不透明なワーク２Ａ，２Ｂを透かしてその対
向面３Ａ，３Ｂに形成されたアライメントマーク４Ａ，
４Ｂを、当該各撮像装置５Ａ，５Ｂで個別に撮像でき
る。なお、赤外光は、絶縁体や半導体等の誘電体を透過
し、導体を透過しないので、ワーク２Ａ，２Ｂは、少な
くともアライメントマーク４Ａ，４Ｂが形成される部分
が誘電体など赤外光を透過する物質で形成されている。

【００２５】各撮像装置５Ａ，５Ｂの画像信号は、画像
処理装置１２に入力される。この画像処理装置１２は、
図３に示すように、各撮像装置５Ａ，５Ｂから出力され
た夫々の画像信号により形成される二つの画像を合成
し、各アライメントマーク４Ａ，４Ｂの画像を重ねてデ
ィスプレイ装置１３に映し出す。

【００２６】このとき、各撮像装置５Ａ，５Ｂは、共通
光軸１０を通りワーク２Ａ，２Ｂを同軸的に撮像してい
るので、ＸＹ座標面において共通光軸１０の位置を原点
としてこれらの画像を合成すれば、アライメントマーク
４Ａ，４Ｂが重なって映し出される。これにより、ワー
ク２Ａ，２Ｂが位置ずれしているか否かを目視により観
察できる。

【００２７】さらに、画像処理装置１２では、各撮像装
置５Ａ，５Ｂから出力された夫々の画像信号に基づいて
各アライメントマーク４Ａ，４Ｂの中心点を求め、その
ＸＹ座標を算出する。次いで、これらの座標データに基
づいてワーク２Ａ，２Ｂの位置ずれの方向と量を算出
し、これを位置ずれデータとして、ワーク２Ａ，２Ｂの
位置決めを行うアクチュエータ１４の駆動制御装置１５
に対して出力する。

【００２８】アクチュエータ１４は、例えば、上方に位
置するＩＣチップなどのワーク２Ａを、下方に位置する
インターポーザ用基板などのワーク２Ｂに対してＸＹＺ
の３軸方向に相対的に微動させることができるように形
成されている。また、駆動制御装置１５は、位置ずれデ
ータに基づいてアクチュエータ１４に対し、アライメン
トマーク４Ａ，４ＢのＸＹ座標が一致するようにワーク
２Ａを所定量，所定方向に微動させて、ワーク２Ａ，２
Ｂの位置決めを行う制御信号を出力する。

【００２９】すなわち、ワーク２Ａ，２Ｂの位置ずれデ
ータを出力する位置ずれ検出装置１と、その位置ずれデ
ータに基づいてワーク２Ａ，２Ｂを位置決めするアクチ
ュエータ１４とで位置決め装置１６が構成されている。
そして、この位置決め装置１６によりワーク２Ａ，２Ｂ
の位置決めが終了した後、さらに、前記アクチュエータ
１４でワーク２ＡをＺ軸方向に微動させてワーク２Ｂの
上に重ね合わせるように成されている。

【００３０】以上が本発明の一例構成であって、次にそ
の作用を説明する。ワーク２Ａ，２Ｂが所定の位置に供
給されると、各光入射口８Ａ，８Ｂから入射された赤外
光が各光軸６Ａ，６Ｂから同軸の共通光軸１０を通りワ
ーク２Ａ，２Ｂに照射され、夫々のアライメントマーク
４Ａ，４Ｂで反射された反射赤外光が各赤外線撮像装置
５Ａ，５Ｂに入射される。

【００３１】即ち、各アライメントマーク４Ａ，４Ｂか
ら反射されてくる赤外光を夫々の赤外線撮像装置５Ａ，
５Ｂで撮像するようにしたので、ワーク２Ａの陰となっ
て撮像光学系７側から肉眼では直接見ることのできない
各アライメントマーク４Ａ，４Ｂを撮像できる。

【００３２】また、ワーク２Ａ，２Ｂの間に撮像光学系
７を挿入させなくてもアライメントマーク４Ａ，４Ｂを
撮像できるので、ワーク２Ａ，２Ｂのクリアランスを極
めて小さくすることができる。

【００３３】このとき、各撮像装置５Ａ，５Ｂの合焦面
９Ａ，９Ｂは、アライメントマーク４Ａ，４Ｂが形成さ
れている対向面３Ａ，３Ｂと、ワーク２Ａ，２Ｂへの共
通光軸１０の交差位置と一致するように設定されてお
り、その被写界深度がワーク２Ａ，２Ｂのクリアランス
の２倍未満に設定されているので、合焦領域１１Ａ，１
１Ｂには夫々のアライメントマーク４Ａ，４Ｂが一つず
つしか存在しない。

【００３４】したがって、撮像装置５Ａはアライメント
マーク４Ａのみを撮像することができ、アライメントマ
ーク４Ｂは撮像されず、逆に、撮像装置５Ｂはアライメ
ントマーク４Ｂのみを撮像することができ、二つのアラ
イメントマーク４Ａ，４Ｂを一方の撮像装置５Ａ又は５
Ｂで同時に撮像することはない。

【００３５】次いで、各撮像装置５Ａ，５Ｂから出力さ
れる画像信号に基づき、各アライメントマーク４Ａ，４
Ｂの画像を、図３に示すように、画像処理装置１２で合
成し、ディスプレイ装置１３に二つの画像を重ねた状態
に映し出す。

【００３６】このとき、各撮像装置５Ａ，５Ｂは、ＸＹ
面に直交する共通光軸１０を通ってワーク２Ａ，２Ｂを
撮像しているので、正確に位置決めされたときは二つの
アライメントマーク４Ａ，４Ｂが一つに重なり、正確に
位置決めされていないときは二つのアライメントマーク
４Ａ，４Ｂがずれて重なった状態に映し出される。

【００３７】また、画像処理装置１２では、各撮像装置
５Ａ，５Ｂから出力された夫々の画像信号に基づいて各
アライメントマーク４Ａ，４Ｂの中心点が求められ、そ
のＸＹ座標が算出される。夫々の撮像装置５Ａ，５Ｂに
は、一つのアライメントマーク４Ａ，４Ｂしか撮像され
ないので、画面上で二つのアライメントマーク４Ａ，４
Ｂを分離する必要もなく、夫々の画像信号に基づいて個
々のアライメントマーク４Ａ，４Ｂの座標を簡単に求め
ることができる。次いで、各アライメントマーク４Ａ，
４ＢのＸＹ座標に基づいてワーク２Ａ，２Ｂの位置ずれ
の方向と量が算出され、位置ずれデータとして出力され
る。

【００３８】位置決め装置１６では、位置ずれ検出装置
１から出力された位置ずれデータに基づいて、駆動制御
装置１５からアクチュエータ１４に対して制御信号が出
力され、このアクチュエータ１４によりワーク２ＡをＸ
Ｙ方向に微動させ、アライメントマーク４Ａ，４ＢのＸ
Ｙ座標が一致するように正確に位置決めが行われる。

【００３９】この位置決め装置１６によりワーク２Ａ，
２Ｂの位置決めが終了した後、さらに、前記アクチュエ
ータ１４でワーク２ＡをＺ軸方向に微動させれば、その
ワーク２Ａをワーク２Ｂの上に重ね合わせることができ
る。

【００４０】なお、ワーク２Ａ，２Ｂが、ＣＳＰを形成
するときのＩＣチップ及びインターポーザ用基板であっ
たときに、位置決めを行う各ワーク２Ａ，２Ｂ間のＺ軸
方向のクリアランスは、ハンダバンプの直径0.15ｍｍよ
りもやや大きい0.2 ｍｍもあれば十分である。このよう
に、ワーク２Ａ，２ＢのＺ軸方向のクリアランスを極め
て小さくすることができるので、ワーク２ＡをＺ軸方向
に移動させたときに、ＸＹ方向の位置ずれを起こすこと
はない。

【００４１】また、アライメントマーク４Ａ，４Ｂを撮
像するために撮像光学系７を進退させる必要もないの
で、その移動時間を無くすことができ、さらに、撮像光
学系７は固定しておくことができるので、可動部分のガ
タつきにより光軸のずれや傾きなどを起こすことも決し
てない。

【００４２】次に、本発明に係る他の位置ずれ検出装置
１’を図４（ａ），（ｂ）に基づいて説明する。なお、
その構成のほとんどは，図１及び図２と共通するので、
図１及び図２において異なる構成部分の符号のみをカッ
コ書きで示す。本例に係る位置ずれ検出装置１’は、図
４（ａ）に示すように下方（Ｚ軸方向片端側）に配置さ
れるワーク２Ｂが供給された後、図４（ｂ）に示すよう
に上方（Ｚ軸方向他端側）に配置されるワーク２Ａが供
給されて、夫々のワーク２Ａ，２ＢがＺ軸方向から見て
互いに重なるように配置される。

【００４３】そして、撮像光学系７’は、下方に配置さ
れるワーク２Ｂのアライメントマーク４Ｂを撮像する撮
像装置５Ｂ’が通常の可視光撮像装置であり、その光入
射口８Ｂから光軸６Ｂに対し照明光として可視光を入射
する以外は、前述の撮像光学系７と同様である。なお、
画像処理装置１２，ディスプレイ装置１３，アクチュエ
ータ１４，駆動制御装置１５は、図２と共通であるので
図示を省略する。また、本例においても位置ずれ検出装
置１’とアクチュエータ１４とで位置決め装置１６’が
形成されている（図２参照）。

【００４４】画像処理装置１２では、図４（ａ）に示す
ようにワーク２Ｂが供給されたときに、当該ワーク２Ｂ
の表側に形成されたアライメントマーク４Ｂが可視光撮
像装置５Ｂ’で撮像され、その画像を記憶すると共に、
アライメントマーク４ＢのＸＹ座標を算出して記憶す
る。

【００４５】次いで、図４（ｂ）に示すように、上方の
ワーク２Ａが供給されたときに、当該ワーク２Ａの裏側
に形成されたアライメントマーク４Ａが赤外線撮像装置
５Ａで撮像され、その画像と、先に記憶した画像を重ね
た合成画像をディスプレイ装置１３に表示する。また、
画像信号に基づいてアライメントマーク４ＡのＸＹ座標
を算出し、先に記憶したアライメントマーク４ＢのＸＹ
座標と比較して、位置ずれの方向と量を表す位置ずれデ
ータを出力する。

【００４６】そして、位置決め装置１６’では、その位
置ずれデータに基づいて、駆動制御装置１５からアクチ
ュエータ１４に対して制御信号が出力され、ワーク２Ａ
をＸＹ方向に微動してアライメントマーク４Ａ，４Ｂの
ＸＹ座標が一致するように正確に位置決めを行うことが
できる。

【００４７】本例の位置ずれ検出装置１’によれば、ワ
ーク２Ａ，２Ｂの供給動作が完了する前に、可視光撮像
装置５Ｂによりアライメントマーク４Ｂを撮像し、その
画像信号に基づいて画像処理装置１２で所定のデータ処
理が開始されるので、その分、データ処理速度が速くな
り、アクチュエータ１４を駆動して正確に位置決めが完
了するまでの時間を短縮することができる。したがっ
て、１／１０秒の単位で製造効率の向上が要求されるＩ
ＣやＬＳＩの製造工程においては、特に有益である。

【００４８】なお、ワーク２Ａ，２ＢとなるＩＣチップ
とインターポーザ用基板の位置ずれを検出する場合、先
に供給されるワーク２ＢをＩＣチップとし、後から供給
されるワーク２Ａをインターポーザ用基板とすれば、樹
脂製のインターポーザ用基板の方がＩＣチップよりも赤
外線の透過率が高いので、より鮮明に撮像できるという
メリットがある。

【００４９】また、上述の説明では、いずれも二つのワ
ーク２Ａ，２Ｂの位置ずれを検出する場合について説明
したが、ワークの数は任意である。この場合、撮像装置
の数はアライメントマークの数だけ必要になる。例えば
三つのワークを重ねる場合は、下段と中段のワークの対
向する面と、中段と上段のワークの対向する面に各一対
ずつ合計四つのアライメントマークが形成されるので、
撮像装置は四台必要になる。

【００５０】さらに、照明光は光軸６Ａ，６Ｂと同軸的
に照射させる場合に限らず、共通光軸１０の周囲からワ
ーク２Ａ，２Ｂを照射したり、各ワーク２Ａ，２Ｂを透
過させるように撮像方向の反対側から撮像光学系７，
７’に対して照射する場合であってもよい。

【００５１】さらにまた、アライメントマーク４Ａ，４
Ｂは、位置決めの基準指標となるものであれば何でもよ
く、そのための特別なマークが形成されている場合に限
らず、ワーク２Ａ，２Ｂの対向面３Ａ，３Ｂに形成され
る回路やハンダバンプ等の任意のパターンを利用する場
合であってもよい。また、対角に位置する四つのハンダ
バンプ等を結ぶ仮想線をアライメントマークとし、これ
らの交差点のＸＹ座標に基づいて位置ずれを検知した
り、位置決めを行う場合であってもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、各
ワークの間に撮像光学系を挿入することなく、各ワーク
の対向面に形成されたアライメントマークを撮像するこ
とができるので、ワーク間のＺ軸方向のクリアランスを
極めて小さくすることができ、したがって、一方のワー
クをＺ軸方向に移動させて他方のワークに重ね合わせる
ときに、ＸＹ方向の位置ずれを起こすことが殆どないと
いう大変優れた効果がある。

【００５３】また、撮像光学系を進退させる必要がない
ので、その移動時間を無くすことができ、さらに、撮像
光学系を固定しておくことができるので、可動部分のガ
タつきにより光軸ずれや傾きを生ずることがないという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る位置ずれ検出装置を示す説明図。

【図２】それを用いた位置決め装置を示す説明図。

【図３】画像を示す説明図。

【図４】他の実施形態を示す説明図。

【図５】従来装置を示す説明図。

【符号の説明】

１・・・・・・・位置ずれ検出装置２Ａ，２Ｂ・・・ワーク３Ａ，３Ｂ・・・対向面４Ａ，４Ｂ・・・アライメントマーク５Ａ，５Ｂ・・・赤外線撮像装置５Ｂ’・・・・・可視光撮像装置６Ａ，６Ｂ・・・光軸７，７’・・・・撮像光学系１１Ａ，１１Ｂ・・合焦領域１２・・・・・・・画像処理装置１４・・・・・・・アクチュエータ１６，１６’・・・位置決め装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｚ軸方向に所定のクリアランスをもって配
置される複数のワーク（2A, 2B）のＸＹ面内の位置ずれ
を、その対向面（3A, 3B）に形成されたアライメントマ
ーク（4A, 4B）のＸＹ面上の位置に基づいて検出する位
置ずれ検出装置であって、前記アライメントマーク（4A, 4B）の数に応じた複数台
の赤外線撮像装置（5A, 5B）が、ＸＹ面に直交する共通
光軸（10）を介して各ワーク（2A, 2B）を一方向から同
軸的に撮像するように配され、前記赤外線撮像装置（5A, 5B）の合焦領域（11A, 11B）
が、夫々のアライメントマーク（4A, 4B）を択一的に撮
像できる位置に設定されたことを特徴とする位置ずれ検
出装置。
【請求項２】前記各赤外線撮像装置（5A, 5B）から出力
された夫々の画像信号に基づいて、対向するアライメン
トマーク（4A, 4B）の画像を重ねた合成画像を形成する
画像処理装置 (12) を備えた請求項１記載の位置ずれ検
出装置。
【請求項３】前記各赤外線撮像装置（5A, 5B）から出力
された夫々の画像信号に基づいて各アライメントマーク
（4A, 4B）のＸＹ座標を算出し、対向するアライメント
マーク（4A, 4B）の座標データに基づいて互いに重なり
合うワーク（2A, 2B）の位置ずれの方向と量を算出する
画像処理装置（12）を備えた請求項１又は２記載の位置
ずれ検出装置。
【請求項４】Ｚ軸方向に所定のクリアランスをもって配
置される複数のワーク(2A, 2B)が、Ｚ軸方向片端側に配
置されるワーク（2B）から他端側に配置されるワーク
（2A）まで順番に所定位置に供給されるときに、各ワー
ク(2A, 2B)のＸＹ面内の位置ずれを、その対向面(3A, 3
B)に形成されたアライメントマーク(4A,4B)のＸＹ面上
の位置に基づいて検出する位置ずれ検出装置であって、前記アライメントマーク（4A, 4B）の数に応じた複数台
の撮像装置（5A, 5B')が、ＸＹ面に直交する共通光軸
（10）を介して、各ワーク（2A, 2B）を最後に供給され
るワーク（2A）の側から同軸的に撮像するように配さ
れ、前記各撮像装置（5A, 5B')の合焦領域（11A, 11B）が、
夫々のアライメントマーク（4A, 4B）を択一的に撮像で
きる位置に設定され、撮像方向に対してワーク（2B）の表側に形成されたアラ
イメントマーク（4B）に合焦する撮像装置（5B')として
可視光撮像装置が用いられると共に、撮像方向に対して
ワーク（2A）の裏側に形成されたアライメントマーク
（2A) に合焦する撮像装置（5A）として赤外線撮像装置
が用いられたことを特徴とする位置ずれ検出装置。
【請求項５】各ワーク（2A, 2B）が供給されるごとに、
当該ワーク（2A, 2B）に形成されたアライメントマーク
（4A, 4B）に合焦する撮像装置（5A, 5B')から出力され
た画像信号で形成される画像を順次記憶して、対向する
アライメントマーク（4A, 4B）同士の画像を重ねた合成
画像を形成する画像処理装置（12）を備えた請求項４記
載の位置ずれ検出装置。
【請求項６】各ワーク（2A, 2B）が供給されるごとに、
当該ワーク（2A, 2B）に形成されたアライメントマーク
（4A, 4B）に合焦する撮像装置（5A, 5B')から出力され
た画像信号に基づいて各アライメントマーク（4A, 4B）
のＸＹ座標を順次算出し、対向するアライメントマーク
（4A, 4B）の座標データに基づいて互いに重なり合うワ
ーク（2A, 2B）の位置ずれの方向と量を算出する画像処
理装置（12）を備えた請求項４又は５記載の位置ずれ検
出装置。
【請求項７】Ｚ軸方向に所定のクリアランスをもって配
置される複数のワーク（2A, 2B）のＸＹ面内の位置決め
を、その対向面（3A, 3B）に形成されたアライメントマ
ーク（4A, 4B）のＸＹ座標に基づいて行う位置決め装置
であって、前記アライメントマーク（4A, 4B）の数に応じた複数台
の赤外線撮像装置（5A, 5B）が、ＸＹ面に直交する共通
光軸（10）を介して、各ワーク（2A, 2B）を一方向から
同軸的に撮像するように配されると共に、前記各赤外線
撮像装置（5A,5B）の合焦領域（11A, 11B）が、夫々の
アライメントマーク（4A, 4B）を択一的に撮像できる位
置に設定され、前記各赤外線撮像装置（5A, 5B）から出
力された夫々の画像信号に基づいて各アライメントマー
ク（4A, 4B）のＸＹ座標を算出する画像処理装置（12）
を備えた位置ずれ検出装置（１）と、対向するアライメントマーク（4A, 4B）のＸＹ座標に基
づいて、これらの座標が一致するように互いに重なり合
うワーク（2A，2B）の少なくとも一方をＸＹ方向に移動
させるアクチュエータ（14）とを備えたことを特徴とす
る位置決め装置。
【請求項８】Ｚ軸方向に所定のクリアランスをもって配
置される複数のワーク（2A, 2B）が、Ｚ軸方向片端側に
配置されるワーク（2B）から他端側に配置されるワーク
（2A）まで順番に所定位置に供給されるときに、各ワー
ク（2A, 2B）のＸＹ面内の位置決めを、その対向面（3
A, 3B）に形成されたアライメントマーク（4A, 4B）の
ＸＹ座標に基づいて行う位置決め装置であって、前記アライメントマーク（4A, 4B）の数に応じた複数台
の撮像装置（5A, 5B')が、ＸＹ面に直交する共通光軸
（10）を介して、各ワーク（2A, 2B）を最後に供給され
るワーク（2A）の側から同軸的に撮像するように配さ
れ、前記各撮像装置（5A, 5B')の合焦領域（11A, 11B）
が、夫々のアライメントマーク（4A, 4B）を択一的に撮
像できる位置に設定され、各撮像装置（5A, 5B')の撮像
方向に対してワーク（2B）の表側に形成されたアライメ
ントマーク（4B）に合焦する撮像装置（5B')として可視
光撮像装置が用いられ、撮像方向に対してワーク（2A）
の裏側に形成されたアライメントマーク（2A) に合焦す
る撮像装置（5A）として赤外線撮像装置が用いられると
共に、各ワーク（2A, 2B）が供給されるごとに、当該ワ
ーク（2A, 2B）に形成されたアライメントマーク（4A,
4B）に合焦する撮像装置（5A, 5B')から出力された画像
信号に基づいて各アライメントマーク（4A, 4B）のＸＹ
座標を順次算出する画像処理装置（12）を備えた位置ず
れ検出装置（1') と、対向するアライメントマーク（4A, 4B）のＸＹ座標に基
づいて、これらの座標が一致するように互いに重なり合
うワーク（2A，2B）の少なくとも一方をＸＹ方向に移動
させるアクチュエータ（14）とを備えたことを特徴とす
る位置決め装置。