JP2004014693A - Method for detecting alignment mark position - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position detecting method for an alignment mark, which can detect the accurate position of the alignment mark by solving the problem of aberrations of a camera lens. <P>SOLUTION: The position of the alignment mark M is detected by first imaging by a camera member, and the relative positions of the camera member and a work are adjusted based upon the detected value of the position of the center Om of the alignment mark M which is detected for the first time in such a direction that a center Om' of the alignment mark M of the work is disposed on the center line of the camera lens of the camera member. After this adjustment, imaging by the camera member is carried out again to detect the center position Om' of the alignment mark M. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、二つのワークを接合させる際の位置合わせのためのアライメント・マークの位置検出を行う方法に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、TCP(Tape Carrier Package)やFPC(Flexible Printed Circuit),IC(Integrated Circuit)などの電子部品の回路基板等への取り付けは、それぞれに表示されているアライメント・マークの位置を検出して、この位置検出されたアライメント・マークが重なるように電子部品と回路基板の互いの位置合わせを行うことによって、行われる。
【0003】
そして、このアライメント・マークの位置検出による電子部品と回路基板の互いの位置合わせにより、両者に形成されている外部接続端子の互いの位置合せが行われて、あらかじめその対応が設定されている外部接続端子同士が接続される。
【0004】
このアライメント・マークの位置検出は、CCDカメラなどによってアライメント・マークの撮像を行い、その撮像によって得られる画像データに基づく画像解析により、そのアライメント・マークの中心位置を演算することにより行われる。
【0005】
図6は、このアライメント・マークの位置を検出するための従来の方法を示す画像説明図である。
この図6において、Pは、CCDカメラによって電子部品や回路基板等のワークのアライメント・マークMが表示されている部分を撮像した画像を示しており、図中、Opは画像Pの画像原点を、また、Omは画像P中に位置するアライメント・マークMの中心をそれぞれ示している。
【0006】
従来のアライメント・マークの位置検出方法は、アライメント・マークの位置検出を行うマイクロ・コンピュータ等の制御装置が、この図6に示される画像PのようなCCDカメラの画角内にアライメント・マークMが位置するワーク表面の画像データを取得すると、この画像データに基づいて画像解析を行うことにより、画像Pにおけるアライメント・マークMの中心Omの座標位置の検出を行う。
【0007】
そして、このアライメント・マークMの中心Omの座標位置と画像Pの画像原点Opの座標位置とを比較して、この中心Omと画像原点Opとの間のずれ量(ΔX,ΔY)の算出を行う。
【0008】
このようにして、算出された中心Omと画像原点Opとの間のずれ量(ΔX,ΔY)のデータは、アライメント・マークMの位置合わせの際の補正値として使用され、このずれ量(ΔX,ΔY)だけワークが移動されることにより、アライメント・マークMの位置合せが行われる。
【0009】
しかしながら、上記のようなアライメント・マークの位置検出方法においては、アライメント・マークMの位置が、CCDカメラの画角の隅の部分、すなわち、CCDカメラによる画像P内において画像原点Opから離れた位置に位置している場合、CCDカメラのカメラレンズの収差によって、検出されるアライメント・マークMの中心Omの位置の検出値に発生する誤差が大きくなる。
【0010】
このため、従来のアライメント・マークの位置検出方法では、アライメント・マークの位置合せを正確に行うことが出来ないといった場合が生じ、特に、電子部品と回路基板のように、互いの接合によって数ミクロン単位で配列される外部接続端子の接続が行われるような場合には、検出されたアライメント・マークの中心位置の検出値の誤差によって、設定された対応する外部接続端子同士の接続が行われず、不良品が発生してしまうといった問題が生じる。
【0011】
この発明は、上記のような従来のアライメント・マークの位置検出方法における問題点を解決するために為されたものである。
【0012】
すなわち、この発明は、ワークに表示されたアライメント・マークの位置検出を行う際に、アライメント・マークの撮像を行うカメラ部材のカメラレンズにおける収差の問題を解決して、正確なアライメント・マークの位置検出を行うことが出来る位置検出方法を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1の発明によるアライメント・マーク位置検出方法は、上記目的を達成するために、カメラ部材による撮像によってワークに表示されているアライメント・マークの位置検出を行う方法において、カメラ部材によりワークのアライメント・マークが表示されている部分の撮像を行ってそのアライメント・マークの中心位置の最初の検出を行い、この最初に検出されたアライメント・マークの中心位置の検出値に基づいてカメラ部材とワークとの相対的位置をこのワークのアライメント・マークの中心がカメラ部材のカメラレンズの中心線上に位置されるように最初の調整を行い、この最初の調整後にカメラ部材によるワークのアライメント・マークが表示されている部分の撮像を再度行ってアライメント・マークの中心位置の検出を行うことを特徴としている。
【0014】
この第1の発明によるアライメント・マーク位置検出方法によれば、先ず、位置検出を行う電子部品や回路基板等のワークが、そのアライメント・マークがCCDカメラ等のカメラ部材の画角内に入るように略位置決めされた後、このカメラ部材によって、そのワークのアライメント・マークが表示されている部分の最初の撮像が行われる。
【0015】
この最初の撮像の後、カメラ部材に接続されたマイクロ・コンピュータ等の制御装置による画像解析によって、アライメント・マークの中心位置が検出される。
【0016】
そして、この最初の撮像によるアライメント・マークの中心位置の検出値に基づいて、例えば、検出されたアライメント・マークの中心位置と撮像画像の画像原点との間のずれ量の算出値に基づいて、ワークが、そのアライメント・マークの中心が撮像画像の画像原点と一致する方向に、すなわち、アライメント・マークの中心がカメラ部材のカメラレンズの中心線上に位置する向きにその相対的位置が調整される。
【0017】
この最初の位置調整の後、カメラ部材によるワークのアライメント・マークが表示されている部分の第2回目の撮像が行われ、最初の撮像時の場合と同様にして、アライメント・マークの中心位置の検出が行われる。
【0018】
このように、最初の撮像によって得られたアライメント・マークの中心位置の検出値に基づいてワークの位置調整が行われ、アライメント・マークがカメラ部材のカメラレンズのほぼ中心線上に位置された状態で、再度撮像が行われることによって、アライメント・マークの中心位置の位置検出が行われるので、最初の撮像の際にアライメント・マークの中心がカメラ部材の画角の隅に位置していて、カメラレンズの収差によって、検出されたアライメント・マークの中心位置の検出値に誤差が発生している場合でも、第2回目の撮像によって、そのカメラレンズの収差による影響をほとんどキャンセルすることが出来、正確なアライメント・マークの中心位置の位置検出を行うことが出来るようになる。
【0019】
第2の発明によるアライメント・マーク位置検出方法は、前記目的を達成するために、第1の発明の構成に加えて、カメラ部材とワークの相対的位置の最初の調整後のカメラ部材による再度の撮像およびこの再度の撮像によるアライメント・マークの中心位置の検出値に基づくカメラ部材とワークの相対的位置の再度の調整を少なくとも一回行うことを特徴としている。
【0020】
この第2の発明によるアライメント・マーク位置検出方法によれば、最初の撮像に基づくワークの位置調整の後、第2回目の撮像によるアライメント・マークの中心位置の検出が行われ、この第2回目の撮像による位置検出によってもアライメント・マーク位置の検出値に誤差が発生する場合には、同じ操作が繰り返されることによって再度の撮像による位置検出が行われ、これによって、ワークの完全な位置合わせが行われる。
【0021】
第3の発明によるアライメント・マーク位置検出方法は、前記目的を達成するために、第1の発明の構成に加えて、互いに接合される二つのワークに表示されたそれぞれのアライメント・マークの位置検出を行う際に、この二つのワークのそれぞれのアライメント・マークが表示されている部分を互いに接合が行われる位置に位置させて、カメラ部材による最初の撮像とこの最初の撮像によって検出されたアライメント・マークの中心位置の検出値に基づくカメラ部材とワークの相対的位置の調整、および、このカメラ部材とワークの相対的位置の調整後のカメラ部材による再度の撮像によるアライメント・マークの中心位置の検出を行うことを特徴としている。
【0022】
この第3の発明によるアライメント・マーク位置検出方法によれば、例えば回路基板とTCPやFPCなどの電子部品のように、アライメント・マークによる位置合わせによって互いに接合される二つのワークに表示されているそれぞれのアライメント・マークの位置検出が、この二つのワークの実際の接合位置において同一条件下で行われる。
【0023】
これによって、アライメント・マークの位置検出が行われる位置から実際に接合が行われる位置までワークが移動される場合に生じるような誤差が発生するのを防止することができる。
【0024】
そして、このワークの接合位置におけるアライメント・マークの中心位置の検出が、最初の撮像によって得られたアライメント・マークの中心位置の検出値に基づいてワークの位置調整が行われ、アライメント・マークがカメラ部材のカメラレンズのほぼ中心線上に位置された状態で、再度撮像が行われて、アライメント・マークの中心位置の位置検出が行われることにより、非常に高い精度の位置検出を行うことが出来るようになる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の最も好適と思われる実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明を行う。
【0026】
なお、この発明は、アライメント・マークによって互いの位置合わせを行うあらゆるワークについてアライメント・マークの位置検出を行う際に適用することができるが、下記においては、TCPやFPC,IC等の電子部品をLCD(Liquid Crystal Display)のガラス基板に接合する際のアライメント・マークの位置検出を例に挙げて説明を行う。
【0027】
図1および2は、この発明によるアライメント・マークの位置検出方法が実施されるアライメント・マーク位置検出装置の一例を示す側断面図であり、図1は、LCDのガラス基板側のアライメント・マークに対する位置検出状態を、図2は、TCP側のアライメント・マークに対する位置検出状態をそれぞれ示している。
【0028】
この図1において、ガラス基板Bのアライメント・マークM1が表示されている部分を保持するサポート台Sが、例えばガラス等の透明材料によって形成されており、このサポート台Sの下方側からこのサポート台S上に保持されているガラス基板Bのアライメント・マークM1が、ガラス基板Bを通して認識出来るようになっている。
【0029】
なお、図3は、このガラス基板Bに表示されたアライメント・マークM1の一例を示している。
【0030】
そして、このサポート台Sの下方位置に、CCDカメラCが配置されている。
このサポート台S上にガラス基板Bを搬送してくる搬送テーブルTは、ガラス基板Bのアライメント・マークM1が表示されている部分をサポート台S上に位置する位置とサポート台S上から待避する位置との間でスライドさせるように、サポート台Sに対して進退自在に構成されている。
【0031】
アライメント・マークM2が表示された電子部品Eを保持する取付ヘッドHは、この電子部品Eを、サポート台S上のガラス基板Bへの装着位置とサポート台Sの上方においてこの装着位置から離間した位置との間で上下動させるように、昇降自在に構成されている。
【0032】
そして、この取付ヘッドHには、図示しないXYロボットが連結されていて、保持している電子部品Eを、このXYロボットによって、水平面内において互いに直交する二方向にスライドさせることが出来るようになっている。
【0033】
なお、図4は、この電子部品Eに表示されたアライメント・マークM2の一例を示している。
【0034】
上記アライメント・マーク位置検出装置は、アライメント・マークの位置検出動作時において、先ず、図1に示されるように、搬送テーブルTによって保持されたガラス基板Bのアライメント・マークM1が表示されている部分がサポート台S上に位置されて支持されると、このサポート台Sの下方位置に配置されたCCDカメラCによって、サポート台Sおよびガラス基板Bを通して、このガラス基板Bの上面側に表示されているアライメント・マークM1の撮像を行う。
【0035】
そして、このCCDカメラCに接続されたマイクロ・コンピュータ等の図示しない制御装置によるアライメント・マークM1の画像データの画像解析によって、このアライメント・マークM1の中心Om1(図3参照)の位置データが検出される。
このときの、アライメント・マークM1の中心Om1の位置データの検出方法については、後で詳述する。
【0036】
次に、図2に示されるように、このアライメント・マークM1の中心Om1の位置検出の後、搬送テーブルTが後退されて、ガラス基板Bのアライメント・マークM1の表示部分がサポート台S上から待避される。
【0037】
この後、取付ヘッドHが下降されて、この取付ヘッドHに保持された電子部品Eの下面のアライメント・マークM2が表示されている部分を、ガラス基板Bがサポート台S上に保持されているときのそのガラス基板Bの上面の位置と同じ高さに位置させる位置に、停止される。
【0038】
そして、この後、この取付ヘッドHによって保持された電子部品Eのアライメント・マークM2を、サポート台Sを通してCCDカメラCによって撮像し、アライメント・マークM1の位置検出の場合と同様に、CCDカメラCによる撮像によって得られる画像データを図示してない制御装置が画像解析することにより、サポート台S上での電子部品Eのガラス基板Bとの接合位置におけるアライメント・マークM2の中心Om2(図4参照)の位置データが検出される。
このときの、アライメント・マークM2の中心Om2の位置データの検出方法については、後で詳述する。
【0039】
制御装置は、上記のようにしてアライメント・マークM1の中心Om1とアライメント・マークM2の中心Om2のそれぞれの位置データを検出すると、それぞれの位置データを比較し、その比較結果に基づいて、取付ヘッドHに連結されたXYロボットを駆動制御することにより、電子部品Eをガラス基板Bへの取付高さに保持している状態の取付ヘッドHを、検出されたアライメント・マークM1の中心Om1とアライメント・マークM2の中心Om2の位置のずれ量だけ水平方向にスライドさせる。
【0040】
このようにして、この取付ヘッドHに保持されている電子部品Eが、そのアライメント・マークM2の中心Om2が先に検出されているアライメント・マークM1の中心Om1の位置と一致する位置に位置決めされると、この後、取付ヘッドHが上昇されて、電子部品Eがそのガラス基板Bへの装着位置から一旦待避される。
【0041】
そして、搬送テーブルTが前進されることによって、この搬送テーブルT上に保持されているガラス基板Bのアライメント・マークM1が表示されている部分が、サポート台S上に位置されて支持され、この後、取付ヘッドHが、再度、下降されて、この取付ヘッドHに保持されている電子部品Eがサポート台S上に保持されているガラス基板Bの上面に接合される。
【0042】
このとき、取付ヘッドHの下降に伴ってガラス基板Bへの装着位置まで下降した電子部品Eは、アライメント・マークM2の位置検出の際に、そのアライメント・マークM2の中心Om2の位置がサポート台S上のガラス基板Bのアライメント・マークM1の中心Om1の位置に一致するように位置調節されているので、サポート台S上のガラス基板B上のあらかじめ設定されている接合位置に正確に接合される。
【0043】
上記のアライメント・マーク位置検出装置は、電子部品Eのアライメント・マークM2の位置が、実際のそのガラス基板Bへの接合位置において検出されるので、このアライメント・マークM2の位置検出をガラス基板Bへの接合位置から離れた位置において行う場合のように、電子部品がそのアライメント・マーク位置の検出が行われた位置から実際に回路基板に装着される位置まで移動される際に誤差が発生するといったような虞が無いという特徴を有している。
【0044】
次に、上記において、アライメント・マークM1の中心Om1とアライメント・マークM2の中心Om2の位置検出の方法について説明を行う。
なお、このアライメント・マークM1とM2の位置検出の方法は同じであるので、アライメント・マークMの位置検出方法として一緒に説明を行う。
【0045】
このアライメント・マークMの位置検出方法は、先ず、位置検出を行う電子部品や回路基板等のワークを、そのアライメント・マークMがCCDカメラの画角内に入るように略位置決めした後、このCCDカメラCによってそのワークのアライメント・マークMが表示されている部分の第1回目の撮像を行う。
【0046】
図5(a)は、このときのCCDカメラCによって撮像された画像を示している。
この図5(a)は、前述した図6と同様の画像であり、CCDカメラによって電子部品や回路基板等のワークのアライメント・マークMが表示されている部分を撮像した画像を示しており、図6と同一の符号が付されている。
【0047】
この第1回目の撮像の後、CCDカメラに接続されたマイクロ・コンピュータ等の制御装置が、画像Pの画像データに基づいて画像解析を行って、画像Pにおけるアライメント・マークMの中心Omの座標位置の検出を行う。
そして、画像Pの画像原点Opに対するアライメント・マークMの中心Omのずれ量(ΔX,ΔY)の算出を行う。
【0048】
そして、このようにして得られた中心Omと画像原点Opとの間のずれ量(ΔX,ΔY)のデータに基づいて、このずれ量(ΔX,ΔY)だけワークを移動することにより、アライメント・マークMの中心Omが画像Pの画像原点Opに一致する位置、すなわち、CCDカメラのカメラレンズの中心線上に位置するように位置決めする。
そして、この状態で、CCDカメラにより、第2回目の撮像を行う。
【0049】
図5(b)は、この第2回目の撮像によって得られる画像を示している。
ここで、第1回目の撮像の際に、アライメント・マークMの中心Omが画像Pの画像原点Opから離れた位置、すなわち、CCDカメラの画角の隅の位置において撮像されている場合には、カメラレンズの収差により、検出されたアライメント・マークMの中心Omの検出値に誤差が生じている場合がある。
【0050】
このため、図5(b)に示されるように、第1回目の撮像によって検出されたアライメント・マークMの中心Omの位置データに基づいて、ワークをそのアライメント・マークMの中心Omが画像Pの画像原点Opに一致するように移動して位置決めしても、第1回目の撮像時の位置検出誤差によって、アライメント・マークMの中心Omと画像Pの画像原点Opとの間に、ずれが発生する。
【0051】
このため、CCDカメラに接続されたマイクロ・コンピュータ等の制御装置によって、画像P’の画像データに基づいて画像解析を再度行って、画像P’におけるアライメント・マークMの中心Om’の座標位置の検出を行う。
そして、画像P’の画像原点Op’に対するアライメント・マークMの中心Om’のずれ量(ΔX’,ΔY’)の算出を行う。
【0052】
この第2回目の撮像によって検出されたアライメント・マークMの中心Om’の座標位置は、第1回目の撮像に基づくワークの位置合せによって、画像P’においてアライメント・マークMがCCDカメラのカメラレンズのほぼ中心位置において撮像されるので、カメラレンズの収差による検出誤差がほとんど発生しないか、発生しても無視出来るほど小さいものになっている。
【0053】
したがって、この第2回目の撮像による検出結果に基づいて算出されたアライメント・マークMの中心Om’と画像P’の画像原点Op’との間のずれ量(ΔX’,ΔY’)だけ、ワーク位置の再調整を行うことにより、アライメント・マークMの中心Om’を画像P’の画像原点Op’にほぼ完全に一致させることが出来るようになる。
【0054】
なお、第2回目の撮像による位置検出においてもアライメント・マーク位置の検出値に誤差が発生するような場合には、同じ操作を繰り返すことにより再度撮像を行って位置検出を行うことにより、ワークをほぼ完全に位置合わせすることが出来るようになる。
【0055】
このように、上記アライメント・マーク位置検出方法は、ワークの位置合わせのためにアライメント・マークの位置検出を行う際に、従来の方法に比べて、極めて正確な位置検出を行うことが出来るので、数ミクロン単位で行われる位置合せのための位置検出にも適用することが出来る。
【0056】
そして、図1および2に示されるようなアライメント・マーク位置検出装置と組み合わせて使用されることにより、さらに精度の高い位置検出を行うことが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるアライメント・マーク位置検出方法が実施されるアライメント・マーク位置検出装置の一例をガラス基板のアライメント・マークの位置検出を行っている状態で示す側面図である。
【図2】同例のアライメント・マーク位置検出装置を電子部品のアライメント・マークの位置検出を行っている状態で示す側面図である。
【図3】ガラス基板に表示されたアライメント・マークの一例を示す平面図である。
【図4】電子部品に表示されたアライメント・マークの一例を示す平面図である。
【図5】(a)は、この発明によるアライメント・マーク位置検出方法の実施形態の一例における最初の撮像による画像を示す説明図であり、(b)は、同例における第2回目の撮像による画像を示す説明図である。
【図6】従来のアライメント・マーク位置検出方法における撮像画像を示す説明図である。
【符号の説明】
B             …ガラス基板(ワーク)
C             …CCDカメラ(カメラ部材)
E             …電子部品(ワーク)
H             …取付ヘッド
M,M1,M2       …アライメント・マーク
Om,Om’,Om1,Om2…中心
Op,Op’        …画像原点
P,P’          …画像
S             …サポート台
T             …搬送テーブル
ΔX,ΔX’,ΔY,ΔY’ …ずれ量
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for detecting the position of an alignment mark for positioning when two workpieces are joined.
[0002]
[Problems to be solved by the invention]
In general, when electronic components such as TCP (Tape Carrier Package), FPC (Flexible Printed Circuit), and IC (Integrated Circuit) are mounted on a circuit board or the like, the position of an alignment mark displayed on each is detected. The electronic component and the circuit board are aligned with each other so that the alignment marks whose positions have been detected overlap each other.
[0003]
Then, by positioning the electronic component and the circuit board with each other by detecting the position of the alignment mark, the external connection terminals formed on the both are aligned with each other, and the external connection terminals whose correspondence is set in advance are set. The connection terminals are connected.
[0004]
The position of the alignment mark is detected by imaging the alignment mark with a CCD camera or the like and calculating the center position of the alignment mark by image analysis based on image data obtained by the imaging.
[0005]
FIG. 6 is an image explanatory view showing a conventional method for detecting the position of the alignment mark.
In FIG. 6, P indicates an image obtained by capturing a portion of the work, such as an electronic component or a circuit board, on which the alignment mark M is displayed by a CCD camera. In the drawing, Op indicates the image origin of the image P. Om indicates the center of the alignment mark M located in the image P.
[0006]
In a conventional method for detecting the position of an alignment mark, a control device such as a microcomputer for detecting the position of the alignment mark uses an alignment mark M within an angle of view of a CCD camera such as an image P shown in FIG. When the image data of the workpiece surface where is located is obtained, the coordinate position of the center Om of the alignment mark M in the image P is detected by performing image analysis based on the image data.
[0007]
Then, the coordinate position of the center Om of the alignment mark M is compared with the coordinate position of the image origin Op of the image P, and the shift amount (ΔX, ΔY) between the center Om and the image origin Op is calculated. Do.
[0008]
The data of the deviation amount (ΔX, ΔY) between the center Om and the image origin Op thus calculated is used as a correction value at the time of alignment of the alignment mark M, and this deviation amount (ΔX , ΔY), the alignment of the alignment mark M is performed.
[0009]
However, in the above-described method for detecting the position of the alignment mark, the position of the alignment mark M is located at the corner of the angle of view of the CCD camera, that is, the position distant from the image origin Op in the image P by the CCD camera. , The error generated in the detected value of the position of the center Om of the detected alignment mark M increases due to the aberration of the camera lens of the CCD camera.
[0010]
For this reason, the conventional alignment mark position detection method may not be able to accurately align the alignment marks, and in particular, a few microns may be caused by joining each other like an electronic component and a circuit board. In the case where the connection of the external connection terminals arranged in units is performed, due to an error in the detected value of the detected center position of the alignment mark, the connection between the set corresponding external connection terminals is not performed, There is a problem that defective products are generated.
[0011]
The present invention has been made to solve the problems in the conventional alignment mark position detection method as described above.
[0012]
That is, the present invention solves the problem of aberration in the camera lens of the camera member that takes an image of the alignment mark when detecting the position of the alignment mark displayed on the workpiece, and corrects the position of the alignment mark. It is an object of the present invention to provide a position detection method capable of performing detection.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting the position of an alignment mark displayed on a workpiece by imaging with a camera member. An image of the portion where the mark is displayed is taken, the first detection of the center position of the alignment mark is performed, and the camera member and the workpiece are detected based on the detected value of the center position of the alignment mark detected first. The relative position is adjusted so that the center of the alignment mark of the workpiece is positioned on the center line of the camera lens of the camera member, and after the first adjustment, the alignment mark of the workpiece by the camera member is displayed. The center position of the alignment mark must be detected again by It is characterized in.
[0014]
According to the alignment mark position detecting method according to the first aspect of the present invention, first, a work such as an electronic component or a circuit board for performing position detection is performed such that the alignment mark falls within the angle of view of a camera member such as a CCD camera. After this, the camera member performs the first imaging of the portion of the work where the alignment mark is displayed.
[0015]
After the first imaging, the center position of the alignment mark is detected by image analysis by a control device such as a microcomputer connected to the camera member.
[0016]
Then, based on the detected value of the center position of the alignment mark by the first imaging, for example, based on the calculated value of the shift amount between the detected center position of the alignment mark and the image origin of the captured image, The relative position of the workpiece is adjusted in a direction in which the center of the alignment mark coincides with the image origin of the captured image, that is, in a direction in which the center of the alignment mark is located on the center line of the camera lens of the camera member. .
[0017]
After this first position adjustment, a second imaging of the portion where the alignment mark of the work is displayed by the camera member is performed, and the center position of the alignment mark is set in the same manner as in the first imaging. Detection is performed.
[0018]
In this way, the position of the work is adjusted based on the detected value of the center position of the alignment mark obtained by the first imaging, and the alignment mark is positioned substantially on the center line of the camera lens of the camera member. Since the position of the center position of the alignment mark is detected by performing imaging again, the center of the alignment mark is located at the corner of the angle of view of the camera member at the time of the first imaging, and the camera lens Even if an error occurs in the detected value of the detected center position of the alignment mark due to the aberration, the influence of the aberration of the camera lens can be almost canceled by the second imaging, and the accurate The position of the center of the alignment mark can be detected.
[0019]
In order to achieve the above object, an alignment mark position detecting method according to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, uses the camera member again after the first adjustment of the relative position between the camera member and the workpiece. It is characterized in that the imaging and the re-adjustment of the relative position between the camera member and the work based on the detected value of the center position of the alignment mark by the re-imaging are performed at least once.
[0020]
According to the alignment mark position detecting method according to the second invention, after the position adjustment of the work based on the first image pickup, the center position of the alignment mark is detected by the second image pickup. If an error occurs in the detected value of the alignment mark position even when the position is detected by the imaging of the above, the same operation is repeated to perform the position detection by the imaging again, thereby achieving perfect alignment of the workpiece. Done.
[0021]
In order to achieve the above object, an alignment mark position detecting method according to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, detects the position of each alignment mark displayed on two works joined to each other. When performing the above, the portions where the respective alignment marks of the two workpieces are displayed are located at positions where joining is performed, and the first imaging by the camera member and the alignment and the alignment detected by the first imaging are performed. Adjustment of the relative position of the camera member and the work based on the detected value of the center position of the mark, and detection of the center position of the alignment mark by re-imaging with the camera member after the adjustment of the relative position of the camera member and the work It is characterized by performing.
[0022]
According to the alignment mark position detecting method according to the third aspect of the present invention, the two marks are displayed on two works joined to each other by the alignment mark, such as a circuit board and an electronic component such as a TCP or an FPC. The position detection of each alignment mark is performed under the same conditions at the actual joining position of the two works.
[0023]
As a result, it is possible to prevent an error from occurring when the workpiece is moved from the position where the position of the alignment mark is detected to the position where the joining is actually performed.
[0024]
The detection of the center position of the alignment mark at the joint position of the work is performed based on the detected value of the center position of the alignment mark obtained by the first imaging, and the position of the work is adjusted. An image is taken again in a state where the member is positioned substantially on the center line of the camera lens, and the position of the center position of the alignment mark is detected, so that very accurate position detection can be performed. become.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0026]
Note that the present invention can be applied to the detection of the position of an alignment mark for any workpiece that is aligned with each other using an alignment mark. In the following, electronic components such as TCP, FPC, and IC are used. The description will be made by taking as an example the detection of the position of an alignment mark when bonding to a glass substrate of an LCD (Liquid Crystal Display).
[0027]
FIGS. 1 and 2 are side sectional views showing an example of an alignment mark position detecting device in which a method for detecting the position of an alignment mark according to the present invention is performed. FIG. FIG. 2 shows a position detection state for the alignment mark on the TCP side.
[0028]
In FIG. 1, a support table S for holding a portion of the glass substrate B on which the alignment mark M1 is displayed is formed of, for example, a transparent material such as glass. The alignment mark M1 of the glass substrate B held on S can be recognized through the glass substrate B.
[0029]
FIG. 3 shows an example of the alignment mark M1 displayed on the glass substrate B.
[0030]
Then, a CCD camera C is disposed below the support table S.
The transfer table T for transferring the glass substrate B onto the support table S retracts the portion of the glass substrate B on which the alignment mark M1 is displayed from the position on the support table S and from the support table S. It is configured to be able to advance and retreat with respect to the support table S so as to slide between the positions.
[0031]
The mounting head H holding the electronic component E on which the alignment mark M2 is displayed has separated the electronic component E from the mounting position on the glass substrate B on the support table S and from the mounting position above the support table S. It is configured to be able to move up and down so as to move up and down between the positions.
[0032]
An XY robot (not shown) is connected to the mounting head H. The XY robot can slide the held electronic component E in two directions orthogonal to each other in a horizontal plane. ing.
[0033]
FIG. 4 shows an example of the alignment mark M2 displayed on the electronic component E.
[0034]
In the alignment mark position detecting device, when the position of the alignment mark is detected, first, as shown in FIG. 1, a portion of the glass substrate B held by the transfer table T on which the alignment mark M1 is displayed. Is positioned on and supported by the support table S, and is displayed on the upper surface side of the glass substrate B through the support table S and the glass substrate B by the CCD camera C disposed below the support table S. The imaging of the alignment mark M1 is performed.
[0035]
The position data of the center Om1 (see FIG. 3) of the alignment mark M1 is detected by image analysis of the image data of the alignment mark M1 by a control device (not shown) such as a microcomputer connected to the CCD camera C. Is done.
A method of detecting the position data of the center Om1 of the alignment mark M1 at this time will be described later in detail.
[0036]
Next, as shown in FIG. 2, after the position of the center Om1 of the alignment mark M1 is detected, the transport table T is retracted, and the display portion of the alignment mark M1 on the glass substrate B is moved from above the support table S. Be evacuated.
[0037]
Thereafter, the mounting head H is lowered, and the portion of the lower surface of the electronic component E held by the mounting head H, on which the alignment mark M2 is displayed, is held on the support base S by the glass substrate B. It stops at the position where it is positioned at the same height as the position of the upper surface of the glass substrate B at that time.
[0038]
After that, the alignment mark M2 of the electronic component E held by the mounting head H is imaged by the CCD camera C through the support base S, and the CCD camera C is moved in the same manner as in the case of detecting the position of the alignment mark M1. The control device (not shown) analyzes the image data obtained by the image pickup by the camera, and thereby, the center Om2 of the alignment mark M2 at the joint position of the electronic component E with the glass substrate B on the support base S (see FIG. 4) ) Is detected.
A method of detecting the position data of the center Om2 of the alignment mark M2 at this time will be described later in detail.
[0039]
When the control device detects the respective position data of the center Om1 of the alignment mark M1 and the center Om2 of the alignment mark M2 as described above, the control device compares the respective position data, and based on the comparison result, determines the mounting head. By controlling the driving of the XY robot connected to H, the mounting head H holding the electronic component E at the mounting height on the glass substrate B is aligned with the center Om1 of the detected alignment mark M1. Slide the mark M2 in the horizontal direction by the amount of shift of the center Om2.
[0040]
In this way, the electronic component E held by the mounting head H is positioned at a position where the center Om2 of the alignment mark M2 matches the position of the center Om1 of the alignment mark M1 detected earlier. Then, thereafter, the mounting head H is raised, and the electronic component E is temporarily evacuated from its mounting position on the glass substrate B.
[0041]
When the transfer table T is moved forward, the portion of the glass substrate B held on the transfer table T where the alignment mark M1 is displayed is positioned and supported on the support table S. Thereafter, the mounting head H is lowered again, and the electronic component E held by the mounting head H is joined to the upper surface of the glass substrate B held on the support table S.
[0042]
At this time, when the position of the alignment mark M2 is detected, the position of the center Om2 of the alignment mark M2 is changed to the position of the support table when the electronic component E has been lowered to the mounting position on the glass substrate B with the lowering of the mounting head H. Since the position is adjusted so as to coincide with the position of the center Om1 of the alignment mark M1 of the glass substrate B on S, the glass substrate B is accurately bonded to a predetermined bonding position on the glass substrate B on the support base S. You.
[0043]
Since the position of the alignment mark M2 of the electronic component E is detected at the actual bonding position to the glass substrate B, the alignment mark position detecting device detects the position of the alignment mark M2 on the glass substrate B. An error occurs when an electronic component is moved from a position where the alignment mark position is detected to a position where the electronic component is actually mounted on a circuit board, such as in a case where the electronic component is moved away from a bonding position. There is no risk of such a problem.
[0044]
Next, a method of detecting the positions of the center Om1 of the alignment mark M1 and the center Om2 of the alignment mark M2 will be described.
Since the method of detecting the positions of the alignment marks M1 and M2 is the same, the method of detecting the position of the alignment mark M will be described together.
[0045]
In the method of detecting the position of the alignment mark M, first, a workpiece such as an electronic component or a circuit board whose position is to be detected is roughly positioned so that the alignment mark M falls within the angle of view of the CCD camera. The camera C performs the first imaging of a portion of the work where the alignment mark M is displayed.
[0046]
FIG. 5A shows an image captured by the CCD camera C at this time.
FIG. 5A is an image similar to that of FIG. 6 described above, and shows an image obtained by capturing a portion of a work such as an electronic component or a circuit board on which an alignment mark M is displayed by a CCD camera. The same reference numerals as in FIG. 6 are used.
[0047]
After the first imaging, a control device such as a microcomputer connected to the CCD camera performs image analysis based on the image data of the image P, and coordinates of the center Om of the alignment mark M in the image P. Perform position detection.
Then, the shift amount (ΔX, ΔY) of the center Om of the alignment mark M with respect to the image origin Op of the image P is calculated.
[0048]
Then, based on the data of the deviation amount (ΔX, ΔY) between the center Om and the image origin Op obtained in this way, the workpiece is moved by this deviation amount (ΔX, ΔY), whereby the alignment Positioning is performed so that the center Om of the mark M coincides with the image origin Op of the image P, that is, on the center line of the camera lens of the CCD camera.
Then, in this state, the second imaging is performed by the CCD camera.
[0049]
FIG. 5B shows an image obtained by the second imaging.
Here, at the time of the first imaging, when the center Om of the alignment mark M is imaged at a position away from the image origin Op of the image P, that is, at the corner of the angle of view of the CCD camera, In some cases, an error occurs in the detected value of the center Om of the detected alignment mark M due to the aberration of the camera lens.
[0050]
For this reason, as shown in FIG. 5B, based on the position data of the center Om of the alignment mark M detected by the first imaging, the center Om of the alignment mark M is moved to the image P. , The position between the center Om of the alignment mark M and the image origin Op of the image P due to a position detection error at the time of the first imaging. appear.
[0051]
For this reason, a control device such as a microcomputer connected to the CCD camera re-analyzes the image based on the image data of the image P ′, and determines the coordinate position of the center Om ′ of the alignment mark M in the image P ′. Perform detection.
Then, the shift amount (ΔX ′, ΔY ′) of the center Om ′ of the alignment mark M with respect to the image origin Op ′ of the image P ′ is calculated.
[0052]
The coordinate position of the center Om ′ of the alignment mark M detected by the second imaging is determined by aligning the work based on the first imaging with the alignment mark M in the image P ′. , The detection error due to the aberration of the camera lens hardly occurs, or even if it occurs, it is negligibly small.
[0053]
Therefore, the workpiece is moved by the amount of displacement (ΔX ′, ΔY ′) between the center Om ′ of the alignment mark M and the image origin Op ′ of the image P ′ calculated based on the detection result of the second imaging. By re-adjusting the position, the center Om 'of the alignment mark M can be almost completely matched with the image origin Op' of the image P '.
[0054]
If an error occurs in the detected value of the alignment mark position even in the position detection by the second imaging, the work is performed by repeating the same operation to perform the imaging again to detect the position. Almost perfect alignment will be possible.
[0055]
As described above, the alignment mark position detection method can perform extremely accurate position detection as compared with the conventional method when detecting the position of the alignment mark for aligning the workpiece. The present invention can also be applied to position detection for alignment performed in units of several microns.
[0056]
When used in combination with the alignment / mark position detecting device as shown in FIGS. 1 and 2, position detection with higher accuracy can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an example of an alignment mark position detecting device in which an alignment mark position detecting method according to the present invention is performed, in a state where the position of an alignment mark on a glass substrate is detected.
FIG. 2 is a side view showing the alignment mark position detection device of the same example in a state where the position of the alignment mark of the electronic component is detected.
FIG. 3 is a plan view showing an example of an alignment mark displayed on a glass substrate.
FIG. 4 is a plan view illustrating an example of an alignment mark displayed on the electronic component.
FIG. 5A is an explanatory diagram showing an image obtained by first imaging in an example of an embodiment of an alignment mark position detecting method according to the present invention, and FIG. It is explanatory drawing which shows an image.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a captured image in a conventional alignment mark position detection method.
[Explanation of symbols]
B: Glass substrate (work)
C: CCD camera (camera member)
E: Electronic parts (work)
H ... Mounting heads M, M1, M2 ... Alignment marks Om, Om ', Om1, Om2 ... Center Op, Op' ... Image origin P, P '... Image S ... Support table T ... Transport table [Delta] X, [Delta] X', [Delta] Y , ΔY '... deviation amount

Claims (3)

カメラ部材による撮像によってワークに表示されているアライメント・マークの位置検出を行う方法において、
カメラ部材によりワークのアライメント・マークが表示されている部分の撮像を行ってそのアライメント・マークの中心位置の最初の検出を行い、
この最初に検出されたアライメント・マークの中心位置の検出値に基づいてカメラ部材とワークとの相対的位置をこのワークのアライメント・マークの中心がカメラ部材のカメラレンズの中心線上に位置されるように最初の調整を行い、
この最初の調整後にカメラ部材によるワークのアライメント・マークが表示されている部分の撮像を再度行ってアライメント・マークの中心位置の検出を行う、
ことを特徴とするアライメント・マーク位置検出方法。
In a method for detecting the position of an alignment mark displayed on a work by imaging with a camera member,
The part where the alignment mark of the workpiece is displayed is imaged by the camera member, and the first detection of the center position of the alignment mark is performed.
The relative position between the camera member and the work is determined based on the detected value of the center position of the alignment mark detected first so that the center of the alignment mark of the work is located on the center line of the camera lens of the camera member. Make the first adjustment to
After the first adjustment, the camera member performs imaging of the portion where the alignment mark of the work is displayed again to detect the center position of the alignment mark,
A method for detecting the position of an alignment mark.
カメラ部材とワークの相対的位置の最初の調整後のカメラ部材による再度の撮像およびこの再度の撮像によるアライメント・マークの中心位置の検出値に基づくカメラ部材とワークの相対的位置の再度の調整を少なくとも一回行う請求項1に記載のアライメント・マーク位置検出方法。The second imaging by the camera member after the first adjustment of the relative position of the camera member and the work, and the second adjustment of the relative position of the camera member and the work based on the detected value of the center position of the alignment mark by the second imaging. 2. The method according to claim 1, wherein the method is performed at least once. 互いに接合される二つのワークに表示されたそれぞれのアライメント・マークの位置検出を行う際に、この二つのワークのそれぞれのアライメント・マークが表示されている部分を互いに接合が行われる位置に位置させて、カメラ部材による最初の撮像とこの最初の撮像によって検出されたアライメント・マークの中心位置の検出値に基づくカメラ部材とワークの相対的位置の調整、および、このカメラ部材とワークの相対的位置の調整後のカメラ部材による再度の撮像によるアライメント・マークの中心位置の検出を行う請求項1に記載のアライメント・マーク位置検出方法。When detecting the positions of the respective alignment marks displayed on the two workpieces to be joined together, the portions of the two workpieces where the respective alignment marks are displayed are positioned at positions where the respective workpieces are joined. Adjusting the relative position between the camera member and the work based on the first image pickup by the camera member and the detected value of the center position of the alignment mark detected by the first image pickup; and the relative position between the camera member and the work 2. The alignment mark position detecting method according to claim 1, wherein the center position of the alignment mark is detected by re-imaging by the camera member after the adjustment.
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