JP2009508115A - ２つの実質的に平らな要素の相対位置を決定するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、実質的に一方を他方の上方にＺ方向に距離を置いて配置される、２つのほぼ平らな要素（２、３）のＸ‐Ｙ平面における相対位置を決定するための装置に関し、上記装置は、上記要素の互いに向かい合う各側面上の少なくとも２つの点を感知できる、要素同士間に配置された少なくとも１つの光学センサ（６〜８）を使用し、そして、上記点の画像をＸ‐Ｙ平面におけるその相対位置に対して評価する評価ユニットを使用する。光学センサは、少なくとも１つのラインセンサ（７、８）を備え、ラインセンサは、上記要素に対して移動可能であり、上記要素の互いに向かい合う側面が、少なくとも部分的に、スキャナの要領で光学的に走査されることができるように構成される。

Description

本発明は、Ｚ方向に離隔し、そして、一方が他方の実質的に上方に配置される２つの実質的に平らな要素同士間でＸ‐Ｙ平面における相対位置を決定するための、請求項１のプレアンブルに記載された装置に関する。

この種類の装置は、ステンシルとプリント形成対象の回路ボード又はプリント形成対象の基板との間のほぼ正確な相対位置を得、そして、これによって、例えば、はんだペースト又は接着剤等のプリント形成されるべき媒体が、ステンシルを介してプリント形成中に回路ボード上に設けられた夫々の接続点に到達することを確実にするために、回路ボード又は同様の基板に電気ストリップ導電体をプリント形成する、例えばスクリーン又はステンシルプリンタにおいて使用される。この点に関して、２０μｍ未満の精度が、実際の用途において要求される。

ＥＰ ０ ４６９ ８５６ Ａ３から公知の一般的な装置では、カメラ装置は、互いに対して位置決めされるべき２つの要素同士間に定められ、前記カメラ装置は、２つの要素の互いに向かいあう表面上に２つの基準点をそれぞれ決定する。評価ユニットは、これらの基準点の画像同士を比較し、次に互いに関して基準点の正確な位置を計算し、このようにして得られた座標は、２つの要素をＸ−Ｙ方向に互いに関して位置決めする調整装置へ補正変数の形で送られ、一対の基準点がそれぞれ互いに対して一致するようにする。

この公知の装置の不利なことは、システムが新しい回路ボードモデルに変更される場合に、そのシステムは、“訓練”を必要とするか、或いは、複雑な調整を必要とするように、回路ボード又は基板のバリエーションやサイズ毎に基準点を新たに形成しなければならない点、及び、ステンシルと回路ボードや基板との間の十分に正確な対応は、基板や回路ボードの製造誤差に起因して、ほんの僅かの対の基準点、特に２対の基準点では確保することが出来ない点、に見ることが出来る。特に、いわゆる“回路ボード引き伸ばし”は、通常、回路ボードの種類毎に個別に実験的に決定される必要がある大きな補正値を必要とする。これは、特に、高い監視費用を必要とし、比較的高い不良率を生じることになる。

当該技術のこの状況に基づき、本発明は、容易に操作でき、そして簡易な設計及び向上した精度を有する、冒頭に記述した種類の装置を開発することを目的とする。

この目的は、請求項１の特徴に従った装置によって達成される。

本発明の有利な実施形態は、従属請求項の目的を達成する。

Ｚ方向に互いに離隔し、そして、一方が他方の実質的に上方に配置される２つの実質的に平らな要素間でＸ‐Ｙ平面における相対位置を決定する装置は、通常、これらの要素間に配置されそして要素の互いに向かい合う表面の少なくとも２つの点を感知可能な少なくとも１つの光学センサを備える。この場合、Ｘ‐Ｙ平面は、２つの要素によって形成される平面又は２つの要素に対して平行に伸長する平面である。Ｚ方向は、要素によって形成される平面に垂直に伸長する軸であり、従ってＸ‐Ｙ方向に垂直である。

当該技術の現況とは異なり、光学センサは、互いに向かい合う表面がスキャナの要領で少なくとも部分的に走査されることができるような方法で、２つの要素に対して移動されることができる少なくとも１つのラインセンサを備える。ラインセンサは、好ましくは、カラーラインセンサの形で実現される。

言い換えれば、これは、当該技術の現況とは異なり、僅かな対の基準点の相対位置を決定するのではなく、むしろ、画像を作製するために両要素の表面領域が走査されることを意味する。これらの画像は、次に、評価ユニットに送られ、そこで、例えば自動ソフトウェア制御画像比較によって、Ｘ‐Ｙ平面における要素の相対位置に関して比較されることができ、そこで、このようにして決定された位置の差異が、第１及び／又は第２の要素の位置決め装置の補正信号として使用されることができる。個々の基準点の位置の差異よりもむしろ要素間の実際の位置の差異が決定されるので、一方では精度が向上されることができ、他方では要素の異なるタイプ及びバリエーションへ変更する時、トレーニング手順が必要とされない。本発明の装置のその他の重要な利益は、回路ボード引き伸ばしによる補正値が、もはや考慮される必要がないことである。

ラインセンサは、基本的に任意の方法で固定的に配置され、走査対象の２つの要素は、固定されたラインセンサを越えて移動される。この場合、唯一の重要な様態は、走査対象の要素とラインセンサとの間の相対移動である。本発明の一つの特に好適な実施形態に従えば、ラインセンサは、駆動部によって走査対象の要素間をＸ‐Ｙ平面において実質的に移動されることができるキャリア上に配置される。これによって、要素の互いに向かい合う表面の広範な領域を容易に走査することができる。

その他の実施形態によれば、走査対象の領域は、ラインセンサを移動可能なキャリア上に配置することによって拡大することができる。

原理上は、走査対象の第１の要素の表面領域を最初に走査する唯一のラインセンサを設置することも考えられる。次に、同一のラインセンサが、走査対象の第２の要素の表面領域を走査するために使用される。これは、例えば、ラインセンサが２つの要素同士間のギャップの通過中にラインセンサによって第１の要素を最初に走査し、そこで、ラインセンサは、次に実質的にキャリア上を１８０度回転し、続いて、戻り通過中に第２の要素を走査することによって、実現される。しかしながら、その他の実施形態によれば、少なくとも２つのラインセンサが設置され、そこで、少なくとも２つのラインセンサは、好ましくは、第１のラインセンサが第１の要素の指定表面に面しておりそして第２のラインセンサが第２の要素の指定表面に面するようにキャリア上に配置され、両要素が１回の通過で同時に走査されることができるように構成される。

本発明は、更に、いずれかの請求項に従う装置によって、電気ストリップ導電体を備えるべき回路ボード又は基板をプリント形成するシステムに関し、ここにおいて、２つの要素の内の第１の要素は、ステンシルによって構成され、２つの要素の内の第２の要素は、プリント形成対象の回路ボード又はプリント形成対象の基板によって構成される。

本システムの一つの好適な実施形態によれば、当該装置は、更に、プリント形成された領域におけるプリント形成された回路ボードを走査して評価ユニットにおいてもう一度このようにして得られた画像を基準画像と比較することによってプリント形成品質をチェックするために、回路ボード又は基板のプリント形成後に、前記システムにおいて使用される。この場合、前記チェックは、次に来る回路ボードが同時にプリント形成される間に実行される。これによって、別個の後続テスト装置をなくすことができる。

本発明を、図面において例示される唯一の実施形態を参照して以下により詳細に説明する。

図面は、概略的に指示されるベースフレーム１を備える本発明の装置の実施形態を示す。プリント形成対象の回路ボードの形である第１の要素２は、輸送及び保持装置（ここでは図示せず）上のこのベースフレーム１の上方に配置される。プリント形成ステンシルの形である第２の要素３は、Ｚ方向に回路ボード２の上方に配置され、フレーム装置（ここでは図示せず）によってこの位置に保持される。この場合、プリント形成ステンシルは、回路ボード２上にプリント形成されるべきパターンを備える。プリント形成ステンシル３は、回路ボード上へパターンを転移するために、正確に適合するように回路ボード２と接触させる必要があり、続くプリント形成プロセス中に、例えば接続点に対して、プリント形成ステンシル３が正確に配置されるように構成される。

実質的にＹ方向に伸長しそして概略的に例示された駆動部５によってＸ方向に移動されることができるキャリア４は、回路ボード２とプリント形成ステンシル３との間に配置される。上方及び下方のラインセンサ７及び８は、キャリア４上の支持プレート６上にそれぞれ配置され、駆動部５及びキャリア４によってＸ方向に移動される。支持プレート６は、Ｙ方向にキャリア４上を同時に移動可能であり、回路ボード２及びプリント形成ステンシル３の互いに向かい合う全表面を、２つのラインセンサ７及び８によって光学的に走査できる。評価ユニット（ここでは図示せず）を用いて２つのラインセンサ７及び８によって記録された回路ボード２及びプリント形成ステンシル３の対応する領域の画像の比較によって、高度で正確な方法で回路ボードとプリント形成ステンシルとの間の相対位置を容易に決定することができる。

本発明の装置の実施形態の概略上面図である。 図１に従う実施形態の側面図である。

Claims (7)

1. Ｚ方向に互いに離隔し、そして、一方が他方の実質的に上方に配置される２つの実質的に平らな要素間の、Ｘ‐Ｙ平面における相対位置を決定する装置であって、前記要素間に配置され、そして、前記要素の相互に向かい合う表面の少なくとも２つの点を感知可能な少なくとも１つの光学センサと、前記少なくとも２つの点の画像を、Ｘ‐Ｙ平面におけるそれらの相対位置に関して評価することが可能な評価ユニットとを備えるところの装置において、
   前記光学センサは、少なくとも１つのラインセンサ（７，８）を備えており、前記ラインセンサは、前記２つの要素（２、３）に対して移動可能であり、前記２つの要素（２、３）の互いに向かい合う表面が、スキャナのように、少なくとも部分において光学的走査されることを特徴とする装置。
2. 前記ラインセンサ（７、８）は、キャリア（４）上に配置され、前記キャリアは、駆動部（５）によって前記要素（２、３）間で、Ｘ‐Ｙ平面において実質的に移動可能である、請求項１に記載の装置。
3. 前記ラインセンサ（７、８）が、前記キャリア（４）上に移動可能に配置される、請求項２に記載の装置。
4. 少なくとも２つのラインセンサ（７、８）を備える、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
5. 前記少なくとも２つのラインセンサ（７、８）は、前記キャリア（４）上に配置され、第１のラインセンサ（７）が前記第１の要素（２）の指定表面を示し、そして、第２のラインセンサ（８）が第２の要素（３）の指定表面を示す、請求項４に記載の装置。
6. 前記ラインセンサ（７、８）は、カラーラインセンサである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項による装置によって、回路ボード又は基板にプリント形成を施して、電気ストリップ導電体を形成するシステムであって、前記２つの要素のうちの第１の要素が、プリントステンシル（３）によって構成され、前記２つの要素のうちの第２の要素が、プリント形成対象の回路ボード（２）又はプリント形成対象の基板によって構成されることを特徴とするシステム。

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