JP2009276096A - 基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】基板全体としての変形態様をより容易に捉えることのできる基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムを提供する。
【解決手段】予め基板上に設定した複数の目標位置について、基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の工程（ステップＳ１１〜Ｓ１３）と、各目標位置について、該目標位置と移動後の基板の位置とを関連付けした位置データを、記憶装置に記憶させる第２の工程（ステップＳ１４〜Ｓ１５）と、記憶装置に記憶された位置データをコンピュータに入力し、該コンピュータに、その位置データに基づくグラフィックデータを作成させるとともに、そのグラフィックデータを表示装置の画面に視認可能にグラフィック表示させ、該画面上のグラフィック表示に基づいて、基板の変形を認識する第３の工程と、を通じて、当該基板の変形特性を認識する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばプリント配線板など基板の変形態様をより容易に捉えるための基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムに関する。

例えばプリント配線板に電子部品を実装するため、又はプリント配線板自身を位置決めするなどのために、プリント配線板の所定の目標位置（目標座標）に穴を明ける穴明け装置がある。こうした穴明け装置では、プリント配線板の穴を明けるべき位置に、予めマークを印刷しておくことで、穴明け装置自身が装備する可視光カメラやＸ線カメラなどを用いて、そのマークを撮影し、さらにその画像を処理することで、そのマークの中心を算出することができる。このため、ドリルなどの穴明け加工具を用いて、その画像処理に基づき算出された位置に、穴を明けることで、穴を明けるべき位置、すなわち上記マークの中心に、比較的正確に穴を明けることが可能であった。

しかし、可視光カメラやＸ線カメラの特性上、その撮像範囲の中心付近で撮像した画像に比べて周辺付近で撮影した画像は歪んでしまうという欠点がある。しかも、その歪みは均一ではない。すなわち上記穴明け装置では、こうした歪みに起因して、中心付近で上記マークを撮影して画像処理した場合と、周辺部でマークを撮影して画像処理した場合とを比較すると、中心付近でマークを撮影した方が、より高い精度でマークの位置を算出することができる。逆に、周辺部付近で撮影した場合は、中心付近で撮影した場合よりも算出精度が低下し、実際の位置と算出した位置とのずれが大きくなる。したがって、高い精度でマークの中心に穴を明けたい場合には、できるだけカメラの中心に近い位置でマークを撮影することが好ましい。

次に、基板載置台、基板把持部、及び基板移動用アクチュエータ部を備える自動穴明け装置を使用してプリント配線板等の基板に穴明けをする場合について考える。この種の自動穴明け装置は、基板載置台に基板を投入する方向を?、それに直交する方向をＹ、ＸＹ平面に垂直な方向をＺとした場合、基板把持部により基板を把持しつつ、基板移動用アクチュエータ部によりＸＹ平面上を移動させることで、基板の任意の位置に穴を明けることができる。この穴明けに際しては、例えば基板を基板載置台の所定の位置に位置決めし、例えば基板の左上の端部を原点として、それ以降の基板の移動を基板の設計値（数値データ）に基づいて制御する。

例えば基板原点位置からマークの中心がカメラ中心と合致する位置まで基板を移動させる場合、設計値どおりに基板が作られていれば、移動が終了したときにはマークの中心とカメラの中心とが合致するはずである。しかし、外気温などの影響によって基板が伸縮し、マークの位置が設計値からずれてしまうと、マークの中心がカメラの中心と合致できなくなる。このように、基板の移動を数値制御した場合には、基板の伸縮などに起因してマークがカメラの中心からずれて遠ざかり、穴明け精度が低下するという問題があった。

こうした問題を避けるため、穴明け作業を行う技術者は通常、このような基板の伸縮による位置ずれ量（座標ずれ量）を相殺（キャンセル）することを試みる。具体的には、基板の伸縮によるマークの位置ずれを見越して、基板の移動に先立ち、設計値にその位置ずれ量を加味した補正をする。この場合における補正値は、基板１枚ごとに位置ずれ量を測定し、その測定値に基づいて決定することが望ましいが、実際は、手間的にも時間的にも、基板１枚ごとに補正値を設定することは、極めて困難である。このため通常は、マークの位置ずれ傾向を測定して、その位置ずれの平均値などに基づいて、各基板についての補正値を決定している。

このようにマークの位置ずれ傾向に基づいて補正値を決定する場合には、マークの位置ずれ傾向を正確に把握することが重要である。例えば１日を通してマークの位置ずれ傾向が一定の範囲内に収まっている場合と、ある特定の時間で位置ずれ傾向が変化している場合とでは、採用すべき補正値が変わってくる。具体的には、位置ずれ傾向が一定範囲内に収まっている場合は、１種類の補正値を設定するだけで足りるが、位置ずれ傾向が変化する場合は、その変化する傾向に合わせて、補正値とその補正値を適用すべき時間帯との両方を設定する必要がある。なお、こうした情報は、基板を生産する環境を改善するためにも重要である。
特開平９−１２３０４０号公報

基板の製造に際しては、製造現場の温度の安定性が、その生産性に大きく影響する。例えば上記１日を通して位置ずれ傾向が一定の範囲内に収まっている場合において、基板を加工する現場の気温が一定の温度で安定しているときであっても、基板を生産する段階のどこかで基板が伸縮するような熱が加えられることが考えられる。また、特定の時間で位置ずれ傾向が変化している場合においても、例えば基板を加工する現場の気温の管理が十分ではなく、温度が安定しない（変化してしまう）ことが考えられる。

すなわち、現場の温度管理を見直すことで基板の生産性を向上し得る。具体的には、基板の位置ずれ量に応じて現場の温度を調整すれば基板の伸縮を抑えることができるので、その位置ずれ量を相殺（キャンセル）することが可能になる。しかし上記特許文献１に記載の方法では、基板ごとにマークの位置を測定する場合には、１つのマークについての位置ずれ量しか測定することができず、またマークの位置ずれ傾向を測定する場合には、基板ごとに位置ずれ量を別途プロットするなどして、位置ずれの傾向を求めなければならない。このため、基板全体として、どのような傾向を持って位置ずれをしているのか、ひいては基板全体としてどのような傾向を持って変形をしているのかを検出することは容易ではなかった。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、基板全体としての変形態様をより容易に捉えることのできる基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムを提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及び、その作用効果について記載する。

本発明の第１の観点に係る基板変形認識方法では、予め基板上に設定した複数の目標位置について、前記基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の工程と、前記各目標位置について、該目標位置と前記移動後の基板の位置とを関連付けした位置データを、記憶装置に記憶させる第２の工程と、前記記憶装置に記憶された位置データに基づいて、前記基板の変形を認識する第３の工程と、を備える、ことを特徴とする。

前記第３の工程が、前記記憶装置に記憶された位置データの少なくとも一部をコンピュータに入力し、該コンピュータに、その位置データに基づくグラフィックデータを作成させるとともに、そのグラフィックデータを表示装置の画面に視認可能にグラフィック表示させ、該画面上のグラフィック表示に基づいて、前記基板の変形を認識するものである、ようにしてもよい。

前記第３の工程が、前記表示装置に、前記基板上に設定された全ての目標位置に係る位置データを同時に表示させ、それら表示された位置データに基づいて、前記基板の変形を認識するものである、ようにしてもよい。

複数の基板について変形を認識する方法であって、前記第３の工程においては、前記コンピュータにより所定の数の前記基板に係る位置データについて統計処理をした結果を、前記表示装置に表示させる、ようにしてもよい。

複数の基板について変形を認識する方法であって、前記第３の工程においては、前記コンピュータにより所定の数の前記基板に係る位置データについて予め設定した一乃至複数の時間帯ごとに統計処理をした結果を、前記表示装置に表示させる、ようにしてもよい。

複数の基板について変形を認識する方法であって、前記第３の工程は、前記表示装置に、各基板の位置データを順次表示させ、基板ごとの変形を順次認識するものである、ようにしてもよい。

前記複数の目標位置として、前記基板の全ての角の近傍に少なくとも１つの目標位置を設定する、ようにしてもよい。

前記第１の工程においては、移動後に基板を撮影し、その撮影中心に基づき前記移動後の基板の位置を検出する、ようにしてもよい。

本発明の第２の観点に係る基板変形認識装置では、予め基板上に設定した複数の目標位置について、前記基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の手段と、前記各目標位置について、該目標位置と前記移動後の基板の位置とを関連付ける第２の手段と、を備える、ことを特徴とする。

前記第２の手段により関連付けられた位置データを記憶可能とする記憶装置と、前記記憶装置に記憶された位置データが入力され、その位置データに基づくグラフィックデータを作成するコンピュータと、前記コンピュータにより作成されたグラフィックデータを表示する表示装置と、を備える、ようにしてもよい。

前記コンピュータは、前記位置データを所定の座標系にプロット表示するグラフィックデータを作成するものであり、ユーザの操作に基づき前記座標系の尺を拡大及び縮小する手段を備える、ようにしてもよい。

前記コンピュータは、所定の数の前記基板に係る位置データについて統計処理をした結果をグラフィック表示するグラフィックデータを作成するものである、ようにしてもよい。

前記コンピュータは、所定の数の前記基板に係る位置データについて予め設定した一乃至複数の時間帯ごとに統計処理をした結果をグラフィック表示するグラフィックデータを作成するものである、ようにしてもよい。

前記コンピュータは、前記基板上に設定された全ての目標位置に係る位置データを同時に表示するグラフィックデータを作成するものである、ようにしてもよい。

前記基板を撮影する撮影手段を有し、前記第１の手段は、前記基板の移動後に前記撮影手段により該基板を撮影し、その撮影中心に基づき前記移動後の基板の位置を検出するものである、ようにしてもよい。

本発明の第３の観点に係る基板変形認識プログラムでは、コンピュータを、予め基板上に設定した複数の目標位置について、前記基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の手段、前記各目標位置について、該目標位置と前記移動後の基板の位置とを関連付ける第２の手段、前記第２の手段により関連付けられた位置データを、当該コンピュータの記憶装置に記憶させる第３の手段、前記記憶装置に記憶された位置データに基づくグラフィックデータを作成する第４の手段、当該コンピュータの表示装置に、前記グラフィックデータを視認可能にグラフィック表示させる第５の手段、として機能させる、ことを特徴とする。

基板全体としての変形態様をより容易に捉えることのできる基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムを提供する。

以下、図１〜図６を参照して、本発明に係る基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムを具体化した一実施形態について説明する。なお、本実施形態では、自動穴明け装置により基板１００（例えば多層配線構造のプリント基板）に穴を明ける場合を例にとって、その変形を認識する方法について説明する。

本実施形態の自動穴明け装置は、大きくは、図１に示すように、工場内の所定の場所に設置された装置本体１０と、該装置本体１０に固定されたＸ線発生装置１１及びＸ線カメラ１２と、これらＸ線発生装置１１及びＸ線カメラ１２と対向する位置に貫通孔１３ａを有する基板載置台１３と、該基板載置台１３上に基板１００を挟持して固定する固定治具１３ｂと、上記装置本体１０に支持され、基板１００に当接及び離間可能に往復動する穴明け用ドリル１４と、基板載置台１３に固定された基板１００を基板載置台１３ごと移動させる基板移動用アクチュエータ部１５と、当該穴明け装置に含まれる各種のアクチュエータ（上記ドリル１４及びアクチュエータ部１５など）を制御して基板１００の所定位置に穴を明けるとともに所定のデータ（Ｘ線カメラ１２の撮影データなど）を取得する制御解析部１６と、から構成されている。

ここで、基板１００は、例えば図２に示すように、予め設計された穴を明けるべき位置（目標位置）に、所定のマーク１００ａ〜１００ｄ（マークの形状は任意）を有する。本実施形態では、矩形状の基板１００の４つの角（全ての角）の近傍に１つずつ円形状のマーク１００ａ〜１００ｄが配置されている。これらマーク１００ａ〜１００ｄは、例えば当該基板１００の内部に印刷されており、Ｘ線発生装置１１及びＸ線カメラ１２により認識することができる。Ｘ線発生装置１１及びＸ線カメラ１２は、互いに対向するように設置されており、制御解析部１６により制御され、その設置位置において上記基板１００を撮影する。

基板移動用アクチュエータ部１５は、図示しないＸＹ移動機構によってＸＹ方向に移動可能な台座１５１を備える。この台座１５１は、Ｘテーブル１５２及びＹテーブル１５３をさらに備え、Ｘテーブル１５２及びＹテーブル１５３を介して基板載置台１３に連結されており、該基板載置台１３ごと、基板１００を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動可能とする。このとき、Ｘテーブル１５２及びＹテーブル１５３も、台座１５１と共に移動する。Ｘテーブル１５２及びＹテーブル１５３は、制御解析部１６に制御されることにより、基板載置台１３と台座１５１との相対的な位置関係を、それぞれＸ方向又はＹ方向にずらすことができる。すなわち、台座１５１が静止した状態にあっても、これらＸテーブル１５２及びＹテーブル１５３により、基板載置台１３を図中Ｘ軸方向及びＹ軸方向にそれぞれ移動させることができる。

穴明け用ドリル１４は、制御解析部１６により制御されてＺ軸方向（例えば鉛直方向に相当）に往復動するようになっており、穴明け時には基板１００に接近し、その他の時には基板１００から離間する。基板移動用アクチュエータ部１５により基板１００を移動させることで、このドリル１４により、基板１００のＸＹ平面上の任意の位置に穴を明けることができる。

制御解析部１６は、コンピュータ本体１６１のほか、出力機器としてのディスプレイ（表示装置）１６２、キーボード及びマウス等の入力機器１６３などを備える。このうち、コンピュータ本体１６１には、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ（Read Only Memory)、ＲＡＭ (Randam Access Memory)、及び通信機器（モデム等）などのほか、例えばハードディスクからなる不揮発性の記憶装置１６１ａを内蔵している。
記憶装置１６１ａは、以下に説明する解析処理を実行するためのプログラムを記憶している。
ＣＰＵは、プログラムを解釈・実行し、以下に説明する解析処理を実行する。
ＲＯＭは、ＣＰＵが動作するための、基本的なプログラムや固定データを記憶する。
ＲＡＭは、コンピュータの主メモリとして機能し、実行対象のプログラムが転送・展開される。また、ＣＰＵのワークメモリとして使用される。
これら各部は、内部バスなどを介して相互に接続されている。
この制御解析部１６としては、例えば市販されている一般的なコンピュータなどを用いることができる。

次に、上記図１に示した自動穴明け装置により基板１００に穴を明ける工程、及び、基板１００の変形を認識する工程の一例について説明する。この例では、基板載置台１３に基板１００を固定（固定治具１３ｂ等で固定）した後、図３に示す手順により、基板１００に穴を明けるとともに基板１００のデータを取得し、図４に示す手順により、そのデータに基づき基板１００の変形を認識する。
これら図３及び図４に示す各ステップは、制御解析部１６において、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、各部を制御して実行される。

基板１００の穴明けに際しては、図３に示すように、まず、加工しようとしている基板１００に基板識別番号をつける（ステップＳ１１）。基板識別番号は、例えばその日初めて加工する基板だったらナンバー１などとする。それ以外にもロット番号と関連付けるなどしてもよい。

次に、基板移動用アクチュエータ部１５により、所定の目標位置（数値データ等からなる設計値）に基板１００を移動させる。このとき、例えば図２に示すように、移動前における基板１００の所定の位置（例えば基板１００の左上の角）を原点ＯＧ（０，０）とすることで、各座標軸（Ｘ軸及びＹ軸）への移動量が把握可能となる。

マーク１００ａの中心に穴を明ける場合を例として説明する。まず、原点ＯＧを基準としたマーク１００ａの設計上の座標とＸ線カメラ１２の中心（詳細には撮影中心）とが重なるように基板１００を台座１５１により移動させる（ステップＳ１２）。

次に、マーク１００ａをＸ線カメラ１２で撮影し、撮影データを取得する（ステップＳ１３）。このとき通常は、マーク１００ａの中心と、Ｘ線カメラ１２の中心とは合致していない。その理由の１つは、基板１００が変形しているからである。

そこで、制御解析部１６はＸ線カメラ１２の中心とマーク１００ａの中心がどれだけずれているかを撮影データに基づいて、公知の画像処理手法により算出する。そして、加工しようとしているマーク番号（この場合マーク１００ａ）と、算出されたずれ量（ＸＹ座標）と、基板識別番号とを互いに関連付けて（いわゆる紐付けを行って）、記憶装置１６１ａに記憶する（ステップＳ１５）。

次に、算出したずれ量に基づき、穴明け用ドリル１４の回転中心とマーク１００ａの中心とが合致するようにＸテーブル１５２及びＹテーブル１５３により、基板１００を移動させた後に穴明けドリル１４を上下動させてマーク１００aの中心に穴を明ける（ステップＳ１６）。

なお、当該装置におけるＸ線カメラ１２の中心と穴明け用ドリル１４の回転中心とは、所定の位置関係になるように予め調整しておく。また、Ｘテーブル１５２及びＹテーブル１５３は台座１５１のＸＹ移動機構よりも高精度な移動機構を持つ。

本実施形態では、同様の工程を、マーク１００ｂ〜ｄに穴明け加工を実施する際にも実行する。さらに同一種類の複数の基板について、上記図３の各ステップを穴明け加工の度に実行して、その種類の基板１００における各マークの位置ずれデータを記憶装置１６１ａに蓄積する。そして、図４に示す各ステップにより、それら位置ずれデータに基づき、当該基板１００の変形及びその傾向を認識する。

この基板変形の認識に際しては、まず、ステップＳ２１において、上記図３の処理により記憶装置１６１ａに記憶された位置データに基づき、コンピュータ本体１６１がグラフィックデータを作成する。続けて、コンピュータ本体１６１は、次のステップＳ２２において、該ステップＳ２１で作成したグラフィックデータを、ディスプレイ１６２の画面にグラフィック表示させる。そして、続くステップＳ２３では、ユーザが、その画面上の表示に基づいて、基板ごとの変形特性を認識する。

ここで、上記ステップＳ２２においては、例えば図５に示すように、コンピュータ本体１６１が、目標位置（マーク中心）と移動後の基板の位置（撮影中心）との位置ずれ量を視認可能にするようなグラフィックデータを、ディスプレイ１６２に表示させる。この図５の例では、上記図３の処理を通じて取得した所定の基板１００に係る位置データを所定の座標系（ＸＹ座標系）にプロットして、ディスプレイ１６２の画面上のデータ表示部５０にグラフィック表示（プロット表示）している。

データ表示部５０の周囲には、データ表示部５０の強調率の値を表示する表示ボックス５１ａ及びその強調率を変更するためのスライドバー５１ｂからなる強調率調整部５１と、データ表示部５０の座標系のスケール（尺）の値を表示する表示ボックス５２ａ及びそのスケールを変更するためのスライドバー５２ｂからなるスケール調整部５２と、データ表示部５０の関連データ（撮影中心とマーク中心とのずれ量、データ取得時刻など）を表示又は入力する関連データ部５３と、データ表示部５０に表示されている位置データに係る基板１００の識別番号を表示する表示ボックス５４ａ及びその識別番号（複数の基板１００のうち、データ表示部５０に位置データを表示させたい特定の基板１００の識別番号）を変更するためのスライドバー５４ｂからなる基板選択部５４と、が表示されている。上記位置データのグラフィックデータをはじめ、これらデータの全ては、一画面上に同時に表示される。

データ表示部５０には、図中に示すように、基板１００上に配置された全てのマークが表示される。詳しくは、設計上のマーク５０１ａ〜５０１ｄの中心座標（例えば○で表示）と、実際にマーク５０１ａ〜５０１ｄを撮影して算出した各マークの中心座標５０２ａ〜５０２ｄ（例えば□で表示）とが、同時に表示される。このような表示態様とすることで、その基板１００において全体的にマークがどのようにずれているのかが視覚的に認識可能に表示され、ユーザは、基板１００全体がどのように変形しているのかを直接的（ひいては直感的）に捉え易くなる。

また、データ表示部５０の表示データ及びその表示態様は、スライドバー５１ｂ，５２ｂ，５４ｂの位置に応じて変化する。詳しくは、データ表示部５０の強調率又はスケールは、所定の基準値にスライドバー５１ｂ，５２ｂの位置に応じた係数を乗じた値となる。この際、強調率又はスケールの変更に係る係数は、ユーザが上記入力機器１６３（例えばキーボード）を介して任意の値を設定する（可変設定する）ことができるようになっている。また、データ表示部５０に表示される基板１００は、スライドバー５４ｂの位置が識別番号に対応していることで、スライドバー５４ｂの位置に応じて一意的に決まるようになっている。

すなわちユーザは、上記入力機器１６３（例えばマウス）を介して各スライドバー５１ｂ，５２ｂ，５４ｂをスライド操作することで、データ表示部５０の強調率もしくはスケールを調整すること、又は位置データを確認すべき基板１００を選択することができる。具体的には、例えば位置ずれ量は、一般に基板１００全体に対して極めて小さな値となる。基板のマーク間の距離が、「数１０ｍｍ〜数１００ｍｍ」オーダーであるのに対して、位置ずれ量はμ（ミクロン）オーダーである。そのため、プロットしても、例えば図６（ａ）に示すように、マーク中心５０１ａ〜５０１ｄと撮影中心５０２ａ〜５０２ｄとのずれ量が小さくて、位置ずれしていることが非常に分かりづらい場合がある。そこで、このように両者のずれを視覚的に捉えることが困難な場合には、例えばユーザがスライドバー５２ｂ（図５）をスライド操作し、図６（ｂ）に示すように、ユーザが認識可能な程度にずれ量を強調して表示させることが有効である。こうすることで、基板の変形度合を直接的（直感的）に捉え易くなる。また、例えばユーザがスライドバー５４ｂ（図５）をスライド操作することにより、基板ごとに次々と表示させることもでき、こうすることで、ユーザは同一種類の複数の基板にまたがったずれの傾向を捉え易くなる。

また、図５において撮影中心５０２ａ〜５０２ｄは全てマーク中心５０１ａ〜５０１ｄの内側に入っている。これは例えば基板１００が収縮したことを示している。これに対して基板１００が膨張したような場合には撮影中心５０２ａ〜５０２ｄはマーク中心５０１ａ〜５０１ｄの外側に位置する（位置ずれする）可能性が高い。そして、それを強調して表示した場合に基板１００の外側に位置してしまう場合もある。

そのような場合、基板１００を表示するスケールによっては、撮影中心５０２ａ〜５０２ｄが画面上に表示されないことがある。そのような場合は、スライドバー５２を調整して基板１００の表示スケールを小さくして撮影中心５０２ａ〜５０２ｄが表示されるようにすれば良い。

こうした基板変形認識方法によれば、基板１００全体としての変形態様を容易に捉えることが可能になる。このため、穴明け作業を行う技術者は複数の基板１００の変形態様、ひいてはマークの位置ずれの傾向に基づき、基板１００の伸縮によるマークの位置ずれを見越して、基板１００の加工時には、設計値にその位置ずれ量を加味した補正をする（例えば図３のステップＳ１１で設計値を補正する）ことが容易になる。この補正により、マーク中心と撮影中心とのずれ量を小さくすることができるので、マークの中心を算出する精度が向上する。このことにより穴明け加工の精度を向上させることができる。また、同じく位置ずれの傾向に基づき、生産現場の温度管理を見直すことで、基板１００の変形量を小さくすることができるので、生産性を向上することなども可能になる。

以上説明したように、本実施形態に係る基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムによれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。

（１）本実施形態に係る基板変形認識方法は、予め基板１００上に設定した複数の目標位置（マーク中心５０１ａ〜５０１ｄ）について、基板１００を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の工程（図３のステップＳ１１〜Ｓ１３）と、各目標位置について、該目標位置と移動後の基板の位置とを関連付けした位置データを、記憶装置１６１ａに記憶させる第２の工程（図３のステップＳ１４〜Ｓ１５）と、記憶装置１６１ａに記憶された位置データに基づいて、基板１００の変形を認識する第３の工程（図４）と、を備える。このように、目標位置ごとに移動後の基板の位置を関連付けすることで、どの基板でどの程度の位置ずれがあるか、あるいは基板上のどの位置でどの程度の位置ずれがあるか（基板全体の位置ずれ具合）などの位置ずれ情報を容易に把握することが可能になり、ひいては基板全体としての変形態様を、より容易且つより正確に測定することが可能になる。

（２）図４のステップＳ２１〜Ｓ２３においては、記憶装置１６１ａに記憶された位置データをコンピュータ（コンピュータ本体１６１）に入力し、該コンピュータ本体１６１に、その位置データに基づくグラフィックデータを作成させるとともに、そのグラフィックデータを表示装置（ディスプレイ１６２）の画面に視認可能にグラフィック表示させ、該画面上の表示に基づいて、基板１００の変形を認識するようにした。こうすることで、基板の位置ずれ傾向や基板の変形態様を視覚を通じて直接的（直感的）に捉えることが可能になる。

（３）図４のステップＳ２２においては、ディスプレイ１６２に、基板１００上に設定された全ての目標位置に係る位置データを同時に表示させるようにした（図５）。こうすることで、ユーザは、基板全体がどのように変形しているのかを直接的（直感的）に捉え易くなる。

（４）図４のステップＳ２３においては、ユーザがスライドバー５２ｂ（図５）をスライド操作することにより、位置ずれ量を任意に強調して表示するようにした。こうすることで、ユーザは位置ずれの傾向を容易に捉えることが可能になる。

（５）本実施形態に係る基板変形認識装置は、ユーザの操作に基づき位置データの座標系の尺（スケール）を拡大及び縮小する手段（スライドバー５２ｂ）を備える。これにより、位置データを適切なスケールで表示することが可能になり、基板の変形度合を直接的（直感的）に捉え易くなる。

（６）図３のステップＳ１３においては、基板１００の移動後にＸ線カメラ１２（撮影手段）により同基板を撮影し、その撮影中心に基づき、その移動後の基板の位置を検出するようにした。こうすることで、基板の位置を、より容易且つより正確に測定することが可能になる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

コンピュータ本体１６１により所定の数の位置データについて統計処理をした結果を、ディスプレイ１６２に表示させるようにしてもよい。例えば図７に示すように、複数のデータの平均をとって、複数の撮影中心５０２ａと共に、その平均値に相当する位置データ６０２ａをグラフィック表示するようにしてもよい。また、例えば図８に示すように、ずれ量を統計処理して、中央値に相当する位置データ６０２ａと共に、３σ（標準偏差）の範囲Ｒ１をグラフィック表示するようにしてもよい。

こうした統計処理は、任意の時間帯に区切って行うようにしてもよい。例えば関連データ部５３（図５）に開始時刻及び終了時刻（時間帯）を入力することにより、その時間帯におけるデータについて統計処理をした結果が、ディスプレイ１６２に表示されるようにしてもよい。

グラフィック表示と数値表示とを組み合わせて、位置データを表示するようにしてもよい。例えば図９に示すように、３σの範囲Ｒ１をグラフィック表示するとともに、その値を数値表示するようにしてもよい。

上記実施形態では、１つの基板１００ごとの位置データを表示するようにした。しかしこれに限られず、一画面上に複数の基板１００の位置データを同時に表示（例えば画面を分割して表示）するようにしてもよい。

上記実施形態では、ユーザがスライドバー５４ｂ（図５）をスライド操作することにより、任意の基板１００の位置データを表示するようにした。しかしこれに限られず、所定時間の経過の都度、自動的に位置データを切り替えて、各基板１００の位置データを順次表示させ、基板ごとの変形を順次認識するようにしてもよい。また、その他の構成又は設定についても、必要に応じて、適宜プログラム化（自動化）することができる。

上記実施形態では、実際に穴加工するマークの中心座標を基に基板１００の変形を認識できるようにした。しかしこれに限られず、例えば変形を認識するためのマークを別途設けてもよい。マークは基板１００の全ての角の近傍に少なくとも１つのマークを設けてもよいし、例えば図１０に示すように、対角に位置する１対の角のみに目標位置を設定するようにしてもよい。また、例えば図１１に示すように、特に変形を検出しようとする部位（同図１１の例では基板１００の中央部）に集中的に設けるようにしてもよい。

上記実施形態では、矩形状の基板について言及したが、基板の形状は任意であり、例えばその他の多角形状又は円形状であってもよい。

上記実施形態では、２次元座標によって位置データを表示するようにしたが、３次元座標によって位置データを表示するようにしてもよい。

上記実施形態では、目標位置（設計値）と移動後の基板１００の位置との位置データを所定の座標系（ＸＹ座標系）にプロットして、両者間の距離により、位置ずれ量を視認可能にグラフィック表示したが、ライン（線）やマークの太さや大きさ、又は色などによって位置ずれ量を視認可能にグラフィック表示するようにしてもよい。

上記実施形態では、ユーザが位置データのグラフィック表示に基づいて基板１００の変形を認識する場合について言及したが、コンピュータ本体１６１に演算させることにより、コンピュータ本体１６１に基板１００の変形を認識させるようにしてもよい。そして、グラフィックデータを作成し、例えば図１２に示すように、基板１００の変形態様をグラフィック表示するようにしてもよい。

図１に示した構成は適宜に変更可能である。例えば上記実施形態では、Ｘ線カメラを用いるようにしたが、撮影用のカメラは任意であり、例えば可視光カメラ等を用いるようにしてもよい。さらに、用途も穴明けに限られない。

この発明に係る基板変形認識方法及び基板変形認識装置及び基板変形認識プログラムの一実施形態について、該装置の概要を示す図。 プリント基板のマークの配置の一例を示す図。 基板に穴を明けるための処理手順の一例を示すフローチャート。 基板変形を認識するための処理手順の一例を示すフローチャート。 グラフィックデータの表示態様の一例を示す図。 グラフィックデータの表示スケールを調整態様について、（ａ）は、拡大前の表示を、（ｂ）は、拡大後の表示を、それぞれ示す図。 グラフィックデータの表示態様の別例を示す図。 グラフィックデータの表示態様の別例を示す図。 グラフィックデータの表示態様の別例を示す図。 プリント基板のマークの配置の別例を示す図。 プリント基板のマークの配置の別例を示す図。 グラフィックデータの表示態様の別例を示す図。

符号の説明

１２ Ｘ線カメラ（撮影手段）
１４ 穴明け用ドリル
１５ 基板移動用アクチュエータ部
１６ 制御解析部
５０ データ表示部
５１ｂ，５２ｂ，５４ｂ スライドバー
１００ 基板
１６１ コンピュータ本体
１６１ａ 記憶装置
１６２ ディスプレイ（表示装置）

Claims (16)

1. 予め基板上に設定した複数の目標位置について、前記基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の工程と、
   前記各目標位置について、該目標位置と前記移動後の基板の位置とを関連付けした位置データを、記憶装置に記憶させる第２の工程と、
   前記記憶装置に記憶された位置データに基づいて、前記基板の変形を認識する第３の工程と、
   を備える、
   ことを特徴とする基板変形認識方法。
2. 前記第３の工程は、前記記憶装置に記憶された位置データの少なくとも一部をコンピュータに入力し、該コンピュータに、その位置データに基づくグラフィックデータを作成させるとともに、そのグラフィックデータを表示装置の画面に視認可能にグラフィック表示させ、該画面上のグラフィック表示に基づいて、前記基板の変形を認識するものである、
   請求項１に記載の基板変形認識方法。
3. 前記第３の工程は、前記表示装置に、前記基板上に設定された全ての目標位置に係る位置データを同時に表示させ、それら表示された位置データに基づいて、前記基板の変形を認識するものである、
   請求項２に記載の基板変形認識方法。
4. 複数の基板について変形を認識する方法であって、
   前記第３の工程においては、前記コンピュータにより所定の数の前記基板に係る位置データについて統計処理をした結果を、前記表示装置に表示させる、
   請求項２に記載の基板変形認識方法。
5. 複数の基板について変形を認識する方法であって、
   前記第３の工程においては、前記コンピュータにより所定の数の前記基板に係る位置データについて予め設定した一乃至複数の時間帯ごとに統計処理をした結果を、前記表示装置に表示させる、
   請求項４に記載の基板変形認識方法。
6. 複数の基板について変形を認識する方法であって、
   前記第３の工程は、前記表示装置に、各基板の位置データを順次表示させ、基板ごとの変形を順次認識するものである、
   請求項２に記載の基板変形認識方法。
7. 前記複数の目標位置として、前記基板の全ての角の近傍に少なくとも１つの目標位置を設定する、
   請求項１に記載の基板変形認識方法。
8. 前記第１の工程においては、移動後に基板を撮影し、その撮影中心に基づき前記移動後の基板の位置を検出する、
   請求項１に記載の基板変形認識方法。
9. 予め基板上に設定した複数の目標位置について、前記基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の手段と、
   前記各目標位置について、該目標位置と前記移動後の基板の位置とを関連付ける第２の手段と、
   を備える、
   ことを特徴とする基板変形認識装置。
10. 前記第２の手段により関連付けられた位置データを記憶可能とする記憶装置と、
    前記記憶装置に記憶された位置データが入力され、その位置データに基づくグラフィックデータを作成するコンピュータと、
    前記コンピュータにより作成されたグラフィックデータを表示する表示装置と、
    を備える、
    請求項９に記載の基板変形認識装置。
11. 前記コンピュータは、前記位置データを所定の座標系にプロット表示するグラフィックデータを作成するものであり、
    ユーザの操作に基づき前記座標系の尺を拡大及び縮小する手段を備える、
    請求項１０に記載の基板変形認識装置。
12. 前記コンピュータは、所定の数の前記基板に係る位置データについて統計処理をした結果をグラフィック表示するグラフィックデータを作成するものである、
    請求項１０に記載の基板変形認識装置。
13. 前記コンピュータは、所定の数の前記基板に係る位置データについて予め設定した一乃至複数の時間帯ごとに統計処理をした結果をグラフィック表示するグラフィックデータを作成するものである、
    請求項１２に記載の基板変形認識装置。
14. 前記コンピュータは、前記基板上に設定された全ての目標位置に係る位置データを同時に表示するグラフィックデータを作成するものである、
    請求項１０に記載の基板変形認識装置。
15. 前記基板を撮影する撮影手段を有し、
    前記第１の手段は、前記基板の移動後に前記撮影手段により該基板を撮影し、その撮影中心に基づき前記移動後の基板の位置を検出するものである、
    請求項９に記載の基板変形認識装置。
16. コンピュータを、
    予め基板上に設定した複数の目標位置について、前記基板を各目標位置に逐次移動させ、目標位置ごとに移動後の基板の位置を検出する第１の手段、
    前記各目標位置について、該目標位置と前記移動後の基板の位置とを関連付ける第２の手段、
    前記第２の手段により関連付けられた位置データを、当該コンピュータの記憶装置に記憶させる第３の手段、
    前記記憶装置に記憶された位置データに基づくグラフィックデータを作成する第４の手段、
    当該コンピュータの表示装置に、前記グラフィックデータを視認可能にグラフィック表示させる第５の手段、
    として機能させる、
    ことを特徴とする基板変形認識プログラム。

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