JP2010212394A - 部品実装基板の検査方法と装置及び部品実装装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の側縁部に実装された複数の部品の実装位置ずれを高精度にかつ短いタクトで効率良く検査する。
【解決手段】部品１１が実装された基板１０の側縁部の近傍位置を側縁部の長手方向に移動可能な反り矯正部２０にて側縁部の実質的な全長にわたって吸着保持し、反り矯正部２０にて基板１０の側縁部の近傍位置を吸着保持したまま、反り矯正部２０とともに基板１０を側縁部の長手方向に移動させて、各部品１１が実装された基板１０の実装位置を所定の検査位置４０に順次位置決めし、所定の検査位置４０にて検査可能に固定設置した赤外光カメラ２１と可視光カメラ２２で、その検査位置４０に位置決めされた部品１１の実装位置を画像認識し、基板１０に実装された各部品１１の実装位置ずれを検査するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板の側縁部に実装された部品の実装状態、特に実装位置ずれの検査を行う部品実装基板の検査方法と装置及びそれを適用した部品実装装置に関するものである。

液晶ディスプレイパネル（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製造においては、そのガラス基板の側縁部に設けられた実装部位に、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）部品、ＣＯＦ（Chip On Film）部品、ＣＯＧ（Chip On Glass ）部品、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）部品、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ基板）、その他の電子部品、機械部品、光学部品などの部品が実装される。

この種の部品実装基板１００は、例えば図１１に示すように、基板１０の長辺側（ソース側）と短辺側（ゲート側）の２つの側縁部（若しくは３つの側縁部）にそれぞれ複数配設された実装部位のそれぞれに部品１１を実装して構成されている。このような部品実装基板１００を製造する部品実装装置１０１は、図１２に示すように、実装ラインとして構成しており、その実装ラインにローダ１０２にて基板１０が供給され、洗浄機１０３にて供給された基板１０の実装部位が配設された側縁部が洗浄され、ＡＣＦ貼付装置１０４にて各実装部位にＡＣＦ（異方性導電材）が貼付けられ、仮圧着装置１０５にて部品供給ユニット１０６から部品１１を順次取り出し、各実装部位に部品１１を移載して仮圧着し、基板１０の長辺側用と短辺側用の本圧着装置１０７ａ、１０７ｂにて基板１０のそれぞれの側縁部に仮圧着された部品１１を本圧着し、製造された部品実装基板１００をアンローダ１０８にて次工程に向けて搬出される。以上のライン全体の制御と各装置の稼動状況に関する各種データの管理がラインコントローラ１０９にて行われる。

以上のような実装ラインで製造された部品実装基板１００の不良発生率を低減するため、実装ラインから搬出された部品実装基板１００に対する検査は従来から行われており、その検査として、通電検査とは別に、より品質の安定性を確保するために部品実装基板１００を適宜に抜き取って部品実装状態の検査が行われている。

また、実装ラインに検査装置が配設されている例もあるが、その検査装置としては、基板の側縁部及び部品の実装部が光透過性を有している場合に、基板を基板保持部で保持した状態で実装部位を順次検査位置に位置決めし、検査位置で基板側の実装部位の電極パターン若しくは位置マークと部品側の電極パターン若しくは位置マークを画像認識し、実装部品の位置ずれを検査するようにしたものが知られている。

また、部品がＣＯＧ部品のように、部品の実装部が可視光を透過せずかつ基板及び部品の電極パッドが微小でファインピッチで配設されている場合の検査方法として、基板の電極パッドに対して異方導電材中の導電粒子が圧着されることによって電極パッドに生じる隆起状態を、光透過性を有する基板を通して微分干渉顕微鏡にて観察することで検査する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

なお、基板の側縁部の複数の実装部位に仮圧着された部品を本圧着する本圧着装置において、複数の部品を同時に一括して本圧着する時に基板の側縁部を平面状態に保持するために、本圧着時に基板の側縁部を下方から支持するバックアップステージの側部に平行に、基板の側縁部近傍を略その全長にわたって吸着保持して平面状態を保持する反り矯正部を配設し、かつその吸着部にジャバラパッドを配設して基板に反りがあっても確実に吸着保持して平面状態を確保できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、基板の側縁部の複数の実装部位に部品をボンディングする装置において、移動手段にて水平なＸ方向と、Ｘ方向と直交するＹ方向と、垂直なＺ方向と、垂直軸心回りのθ方向に移動及び位置決め可能な基板保持部にて基板の略中央部を吸着保持し、基板保持部とは別に基板の側縁部を下方から吸着して支持する支持部を配設して、Ｘ方向には基板保持部と連動して移動し、Ｙ方向には移動自在に、かつＺ方向に昇降可能に構成し、部品のボンディング動作に際して、支持部を退避位置に下降させた状態で、基板保持部で保持した基板をＹ方向に移動させてその側縁部を支持部の上方に位置させた後、支持部を上昇させて基板の側縁部を吸着して支持し、その状態で基板保持部をＹ方向及びＸ方向に移動させて基板の側縁部の最初の実装部位をボンディング位置に位置決めし、その実装部位の位置を認識し、次に部品をボンディング位置に移載し実装部位に当接させた状態で部品の位置を認識し、その認識結果に応じて、部品を退避上昇させてθ位置を補正するとともに基板の側縁部を支持部で吸着保持したまま基板保持部にてＸ−Ｙ位置を補正した後、部品をボンディングし、その後、基板の側縁部を支持部にて吸着保持した状態を維持したままの状態で基板保持部にて基板をＸ方向に移動させることで、次の実装部位をボンディング位置に位置させ、上記と同様に部品をボンディングするという動作を繰り返すことで、複数の実装部位に部品を順次ボンディングするようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００３−２６９９３４号公報 特開２００６−２４７９７号公報 特許第３６３３４９３号明細書

ところで、従来のように実装ラインから搬出された部品実装基板を適宜に抜き取って実装状態の検査を行っていたのでは、実装エラーを検出するまでに時間がかかって応答性良く対策を取ることができず、エラー対策の遅れによって高品質の基板を効率的にかつ安定して生産することができないという問題がある。

また、従来の実装ラインに配設されている検査装置では、分解能が比較的低く焦点深度の深い認識カメラが用いられ、実装部位における電極及びその配列ピッチが大きい基板に対して適用されているが、近年は基板及び部品が高精細化して実装部位及び部品における電極及びその配列ピッチが精細になっているため、それにともない高い分解能の認識カメラで画像認識する必要があり、その場合焦点深度が浅くなる。
また、その一方で近年は基板の薄型化・大型化が進行しているために基板を基板保持部で保持した状態では基板の側縁部に反りが発生し、そのため分解能が高く焦点深度の浅い認識カメラでは安定して画像認識できず、信頼性の高い検査が困難であるという問題がある。

また、特許文献１に記載された検査装置は、基板を透過して各部品の電極に対して異方性導電材中の導電粒子による接合状態を検査するものであり、各部品の電極ごとに画像認識して検査するため、１つの部品の検査にも時間がかかり、実装ラインにおける動作タクトに合わせ、検査する検査装置に、効率的に適用することは困難であるという問題がある。

なお、特許文献２には、基板の側縁部の近傍を吸着保持して基板の反りを解消した状態で、側縁部に配設された複数の実装部位に対する本圧着を一度に一括して行うようにした部品実装装置が開示されているが、固定設置された反り矯正部にて基板の側縁部を吸着保持したままで、複数の実装部位に対して一度に本圧着するものである。高精度に検査する
ため、固定設置した高精度の認識カメラにて、基板の側縁部に実装された複数の部品の実装状態を、基板を順次移動させて検査する検査装置に効率的に適用することは困難である。

また、特許文献３には、基板の側縁部の複数の実装部位に部品をボンディングするため、基板の側縁部を支持部で吸着保持して支持しているため、基板に実装した部品の実装状態を、基板を通して画像認識することはできず、またその支持部が基板保持部とＸ方向に連動して移動・位置決めされるように構成されているが、部品をボンディングする際にＸ−Ｙ方向の位置補正を行うために、Ｙ方向にも移動可能に構成されているので、支持部自体の位置精度を高くすることが困難であり、実装状態の部品の位置ずれを高精度に画像認識して検査するのが困難であるという問題がある。

また、本出願人は先に、可視光を透過する基板の側縁部に可視光を透過しないシリコンチップなどの部品を実装した部品実装基板における部品の位置ずれを検査する検査装置として、基板の実装部位に設けられた位置マークを、可視光を照射して画像認識し、実装された部品の実装面に設けられた認識マークを、部品を透過する赤外光を照射して画像認識するようにしたものを提案している（特願２００７−２５５３６３号参照）。

しかし、この検査装置を実装ラインに配設する場合、図１３に示すように、固定して設定された検査位置１１０の下部に基板１０の実装部位に設けられた位置マークを認識する認識カメラ１１１を配設し、検査位置１１０の上部に実装された部品に設けられた認識マークを認識する認識カメラ１１２を配設し、検査位置１１０の側部に基板の検査対象の実装部位の側部を吸着保持して基板の反りを矯正する反り矯正部１１３を配設して、高精度で焦点深度の浅い認識カメラ１１１、１１２で安定して画像認識できる構成とすることが考えられる。そして、このような構成では、検査に当たっては検査対象部位の側部を反り矯正部１１３で吸着保持した状態で画像認識して検査し、次に吸着を解除した後、基板１０の実質的な中央を保持している基板保持部（図示せず）を上昇させ、次の検査対象の部品が検査位置１１０に位置するように基板保持部（図示せず）を移動させた後下降させ、検査対象部位の側部を反り矯正部１１３で吸着保持した後画像認識して検査するという動作を繰り返すことになる。しかし、これでは動作に時間がかかるため、実装ラインのタクトに合わせて各部品の実装状態を検査するのは困難であるという問題があり、基板の側縁部に実装された部品を順次検査位置に移動させながら、基板の側縁部の反りを矯正して高精度で焦点深度の浅い認識カメラで高い信頼性をもって安定して画像認識できる検査装置を得ることが課題として残っている。

本発明は、上記従来の問題に鑑み、基板の側縁部に実装された複数の部品の実装位置ずれを高精度にかつ短いタクトで効率良く検査することができる部品実装基板の検査方法と装置及び部品実装装置を提供することを目的とする。

本発明の部品実装基板の検査方法は、基板の側縁部に設けられた複数の実装部位に実装された各部品の実装位置ずれを検査する検査方法であって、部品が実装された基板の側縁部の近傍位置を側縁部の長手方向に移動可能な反り矯正部にて側縁部の実質的な全長にわたって吸着保持する反り矯正工程と、反り矯正部にて基板の側縁部の近傍位置を吸着保持したまま、反り矯正部とともに基板を側縁部の長手方向に移動させて、各部品の実装位置を順次所定の検査位置に位置決めする移動・位置決め工程と、所定の検査位置にて検査可能に固定して設置された画像認識手段で、その検査位置に位置決めされた部品の実装位置を画像認識し、基板に実装された各部品の実装位置ずれを検査する検査工程と、を有するものである。

この構成によれば、複数の部品が実装された基板の側縁部近傍位置を反り矯正部で実質的な全長にわたって吸着保持した状態で、基板を側縁部の長手方向に移動させて各部品の実装位置を順次所定の検査位置に位置決めし、画像認識によって各部品の実装位置ずれを検査するので、基板の側縁部の平面度を保持して画像認識することができて焦点深度の浅い高精度の認識カメラにて高精細度で検査することができ、しかも基板の側縁部を吸着保持したまま基板を側縁部の長手方向に移動させ、各部品の実装位置を検査位置に順次位置決めして複数の部品の検査を行うので、短いタクトで検査することができ、実装ラインに配設してもその実装タクトに合わせることができる。

また、検査工程が、基板の実装部位に設けられた位置マークを、基板を透過する第１の検査光を照射して画像認識する基板マーク認識工程と、実装された部品の実装面に設けられた認識マークを、部品を透過する第２の検査光を照射して画像認識する部品マーク認識工程とを有すると、基板の実装部位と部品の実装面の間に異方性導電材の無数の微細な導電粒子が存在し、かつ部品がシリコンチップなどの可視光を透過しない部品である場合でも、異方性導電材の導電粒子の影響を受けることなく、基板の実装部位に設けられた位置マークを、基板を通して認識するとともに部品の実装面に設けられた位置マークを、部品を通して認識することができるので、部品の実装位置の位置ずれを確実に検査することができる。

また、本発明の部品実装基板の検査装置は、基板の側縁部に設けられた複数の実装部位に実装された各部品の実装位置ずれを検査する検査装置であって、固定した位置の所定認識位置にて基板に実装された部品の実装位置を画像認識する画像認識手段と、基板を保持して各実装部位を順次所定の検査位置に移動させ位置決めする移動手段と、基板の実装部位が設けられた側縁部の近傍を吸着保持し、側縁部の長手方向に沿った一方向にのみ移動自在な反り矯正部と、基板の側縁部の長手方向に沿う方向の移動に連動するように、移動手段と反り矯正部とを連結する連結手段とを備えたものである。

この構成によると、複数の部品が実装された基板の側縁部の近傍位置を、側縁部の長手方向に移動可能な反り矯正部により、側縁部の実質的な全長にわたって吸着保持した状態のままで、基板を側縁部の長手方向に沿って移動させて各部品の実装位置を順次、固定した位置の所定の検査位置に位置決めし、画像認識によって各部品の実装位置ずれを検査することができ、上記のように基板の側縁部の平面度を保持できて焦点深度の浅い高精度の認識カメラにて高精細度で検査することができ、しかも基板の側縁部を吸着保持したまま各部品の実装位置を検査位置に順次位置決めして複数の部品の検査を行うので、短いタクトで検査することができる。

また、画像認識手段が、基板の実装部位に設けられた位置マークを、基板を透過する第１の検査光を照射して画像認識する第１の認識手段と、実装された部品の実装面に設けられた認識マークを、部品を透過する第２の検査光を照射して画像認識する第２の認識手段から成ると、基板の実装部位と部品の実装面の間に異方性導電材の無数の微細な導電粒子が存在し、かつ部品がシリコンチップなどの可視光を透過しない部品である場合でも、異方性導電材の導電粒子の影響を受けることなく、基板の実装部位に設けられた位置マークを、基板を通して認識するとともに部品の実装面に設けられた位置マークを、部品を通して認識して部品の実装位置の位置ずれを確実に検査することができる。

また、移動手段を、基板搬送方向及び反り矯正部の長手方向と平行なＸ方向に移動するＸテーブルと、Ｘテーブルの可動部上に配設されＸ方向と直交するＹ方向に移動するＹテーブルと、Ｙテーブルの可動部上にＸ−Ｙ平面に対して垂直なＺ方向に昇降及び垂直軸心回りのθ方向に回転可能に配設され基板の実質的な中央部を保持可能な基板保持部とを備え、Ｙ方向の移動が固定された反り矯正部とＹテーブルの可動部との間を連結したままで、Ｙ軸テーブルの可動部をＹ方向にスライド自在に連結する連結手段を設け、反り矯正部の長手方向と平行なＸ方向に、Ｘ軸テーブルを移動させることにより、Ｘ軸テーブルの移動とともに反り矯正部を移動させた構成とすると、連結手段にて反り矯正部を基板保持部のＸ方向のみの移動に連動して移動させることができ、基板のＸ方向の移動に完全に同期して基板の側縁部近傍を反り矯正部で吸着保持した状態で基板の側縁部をＸ方向に移動・位置決めすることができ、簡単な構成にて効率的にかつ精度良く位置ずれ検査を行うことができる。

また、本発明の部品実装装置は、以上の部品実装基板の検査装置を、基板の実装部位に異方性導電材を貼付ける異方性導電材貼付装置と、実装部位に貼付けられた異方性導電材を介して部品を基板の実装部位に仮圧着する仮圧着装置と、仮圧着された部品を本圧着する本圧着装置とを配設した実装ラインにおいて、実装ライン内の本圧着装置の後段側の実装ライン下流側に配設したものであり、基板に部品を実装する実装ライン内で実装状態の検査を行うことができる。

また、検査装置による検査結果データを分析して位置ずれエラーの発生原因を解析し、位置ずれエラーの原因となった装置に補正データをフィードバックする制御部を設けると、検査装置による検査結果に基づいて各実装装置をフィードバック制御することができ、応答性良くエラー要因に対する対策を行うことができて、高品質の基板を効率的にかつ安定して生産することができる。

本発明の部品実装基板の検査方法及び装置によれば、複数の部品が実装された基板の側縁部の近傍位置を、側縁部の長手方向に移動可能な反り矯正部により、側縁部の実質的な全長にわたって吸着保持した状態のままで、基板を側縁部の長手方向に沿って移動させて各部品の実装位置を順次、固定した位置の所定の検査位置に位置決めし、画像認識によって各部品の実装位置ずれを検査するので、基板の側縁部の平面度を保持して画像認識することができて焦点深度の浅い高精度の認識カメラにて高精細度で検査することができ、しかも基板の側縁部近傍を吸着保持したまま基板を側縁部の長手方向に移動させ、各部品の実装位置を検査位置に順次位置決めして複数の部品の検査を行うので、短いタクトで検査することができ、実装ラインに配設してもその実装タクトに合わせることができる。

以下、本発明を、ＬＣＤやＰＤＰのガラス基板などの基板の側縁部に複数の部品を実装する部品実装装置の実装ラインに配設した部品実装基板の検査装置の一実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。

図１において、１は実装ラインとして構成された部品実装装置であり、その実装ラインに基板１０を供給するローダ２と、実装部位１０ｃが配設されている基板１０の側縁部を洗浄する洗浄機３と、基板１０の各実装部位１０ｃにＡＣＦ（異方性導電材）を貼り付けるＡＣＦ貼付装置４と、部品供給ユニット６から部品を順次取り出し、基板１０の各実装部位１０ｃに部品１１を移載し、実装部位１０ｃに貼付けられた異方性導電材を介して部品を基板の実装部位１０ｃに加熱しつつ押圧して仮圧着する仮圧着装置５と、基板１０の長辺側と短辺側の側縁部に仮圧着された部品１１をそれぞれ仮圧着よりも高い温度と押圧力にて加熱しつつ押圧して本圧着する長辺側と短辺側の本圧着装置７ａ、７ｂと、本圧着装置７ａ、７ｂの後段側の実装ライン下流側にて、基板１０の側縁部に部品１１が実装された部品実装基板１００における部品１１の実装位置ずれを検査する検査装置８と、検査済の部品実装基板１００を次工程に向けて搬出するアンローダ９にて構成されている。

以上の部品実装装置１の実装ラインの各装置２〜９は制御部１２にて制御され、また制
御部１２は各装置２〜９の稼動状況に関する各種データの管理が行われている。さらに、本実施形態の制御部１２では、検査装置８による検査データが検査データ格納部１３に格納されるとともに、そのデータが検査結果解析部１４で分析されてエラー発生傾向が認められると未然にその要因の解析が行われ、その解析結果に基づいてフィードバック制御データ作成部１５で関係する装置に対する補正データを作成して当該装置にフィードバックするように構成されている。

検査装置８は、図２〜図５に示すように、架台１６上に、基板１０に部品１１が実装されている部品実装基板１００を搬入する搬送手段１７と、搬入された部品実装基板１００の実質的な中央部を基板保持部１９にて吸着保持可能にして移動・位置決めする移動手段１８と、部品１１が実装された基板１０の側縁部の実装部位１０ｃより基板中央側に向かって内側である基板１０の側縁部の近傍を吸着保持する反り矯正部２０と、基板１０の側縁部に配設された実装部位１０ｃに実装された部品１１に、上方から部品１１を透過する赤外光を照射して部品１１の実装面１１ｃに設けられている位置マーク１１ａ（図７、図８（ａ）参照）を画像認識する赤外光カメラからなる第１の認識手段２１と、基板１０の側縁部の各実装部位１０ｃに設けられている位置マーク１０ａ（図７、図８（ｂ）参照）に基板１０の下方から可視光を照射して画像認識する可視光カメラからなる第２の認識手段２２とを備えている。

搬送手段１７は、実装ラインにおける基板１０の搬送方向であるＸ方向と直交するＹ方向の手前側に配設されており、部品実装基板１１のＸ方向の両側部を下方から支持する一対のアーム２３ａを有する支持アーム部２３と、支持アーム部２３をＸ方向に移動自在に支持するガイド部２４と、支持アーム部２３をＸ方向に往復移動させる移動機構２５にて構成されている。移動機構２５は、支持アーム部２３に連結されたナット２５ａとボールねじ軸２５ｂを回転駆動するモータ２５ｃから成る送りねじ機構にて構成されている。

移動手段１８は、架台１６上のＹ方向の中間部に配設され、Ｘ軸テーブル２６とＹ軸テーブル２７とによってＸ−Ｙ方向に移動及び位置決め可能な可動部２８上にＺ軸方向の昇降及びθ方向の回転が可能な昇降回転機構２９を介して基板保持部１９を配設して構成されている。基板保持部１９には基板１０の実質的な中央部を吸着保持する吸着手段（図示せず）が配設されている。

反り矯正部２０は、架台１６上でＹ方向に、移動手段１８を間に挟んで搬送手段１７とは反対側に設けられ、Ｘ方向に沿って配設されている。具体的には、Ｘ方向に沿ってステージ３０が配設され、このステージ３０上にガイドレール３１がＸ方向に延設され、このガイドレール３１に沿って移動自在な複数のスライドガイド３２を介して長尺の吸着固定部材３３がＸ方向に移動自在に配設されている。吸着固定部材３３は、基板１０の実装部位１０ｃを配設した側縁部の近傍の基板１０の下面を、少なくとも実装部位１０ｃの配設領域を含む略全長にわたって吸着保持する長さを有しており、その長手方向に適当間隔置きに、吸引手段（図示せず）に接続された吸着穴３４が配設されている。さらに、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、各吸着穴３４には、その内部に退入可能に吸着固定部材３３の上面から突出するジャバラパット３５が配設され、図６（ａ）に示すように、吸着固定部材３３上に基板１０の側縁部の近傍が反りのある状態で載置されても、ジャバラパット３５が確実に基板１０の下面に密着し、その状態で吸着穴３４から吸引することで、図６（ｂ）に示すように、吸着固定部材３３の上面に基板１０の側縁部の近傍を密着させて平面状態に矯正して吸着固定するように構成されている。

図３、図４に示すように、吸着固定部材３３は、移動手段１８の可動部２８のＸ方向の移動のみに連動してＸ方向に移動するように、連結手段３６にて可動部２８に連結されている。連結手段３６は、具体的には、可動部２８のＸ方向の一側端にＹ方向のスライドガ
イド３７が配設され、このスライドガイド３７によってＹ方向に移動自在に支持されたガイドレール３８がＬ字連結杆３９の水平杆部３９ａの側面に固定され、Ｌ字連結杆３９の垂直杆部３９ｂの上端側が吸着固定部材３３に連結固定されている。

図３〜図５、図７に示すように、第１の認識手段２１と第２の認識手段２２は、部品実装基板１００の部品１１が実装されている基板１０の側縁部の近傍を吸着固定部材３３にて吸着固定した状態で吸着固定部材３３をＸ方向に移動させたときに部品１１が通過する位置に設定された検査位置４０を通る垂直軸心にその光軸の軸心を一致させて配設されている。第１の認識手段２１は、シリコンチップから成る部品１１を透過してその実装面１１ｃに設けられた位置マーク１１ａに照射する赤外光を出力する赤外光照明手段２１ａを有する赤外光（ＩＲ）カメラにて構成され、第２の認識手段２２は、基板１０を透過して基板１０の側縁部の上面に設けられた位置マーク１０ａに照射する可視光を出力する可視光照明手段２２ａを有する可視光カメラにて構成されている。

これら第１の認識手段２１と第２の認識手段２２による実装位置ずれを検査する要領について説明すると、部品実装状態では、図７に示すように、基板１０の実装部位１０ｃの電極１０ｂと、部品１１の電極１１ｂが異方性導電材の導電粒子４１を介して接合されるとともに、電極１０ｂ、１０ｂ間、１１ｂ、１１ｂ間に分離状態で導電粒子４１が存在しているが、赤外光にて部品１１を透過して部品１１の実装面１１ｃに設けられた位置マーク１１ａに照射されることで、導電粒子４１の影響を受けることなく、第１の認識カメラ２１にて位置マーク１１ａが画像認識され、また可視光にて基板１０を透過して実装部位１０ｃに設けられた位置マーク１０ａに照射されることで、導電粒子４１の影響を受けることなく、第２の認識カメラ２２にて位置マーク１０ａが画像認識される。これらの画像認識された位置マーク１１ａと１０ａの相対位置関係によって実装された部品１１の位置ずれ量が検出される。

すなわち、例えば、図８（ａ）に示すような位置マーク１１ａが部品１１の実装面１１ｃに設けられ、図８（ｂ）に示すような位置マーク１０ａが基板１０の側縁部上面の実装部位１０ｃに設けられている場合、検査時に第１の認識手段２１にて位置マーク１１ａが、第２の認識手段２２にて位置マーク１０ａが画像認識されるので、それらの認識画像を重ね合わせることで、図８（ｃ）に示すような位置関係を基準として、両者の位置ずれ量によって部品１１の実装位置ずれ量が算出される。

次に、以上の構成の検査装置８により基板１０に部品１１が実装されている部品実装基板１００の実装位置ずれ検査において、基板１０の側縁部に配設された実装部位１０ｃに実装されている部品１１の実装位置ずれを検査する動作を図９、図１０を参照して説明する。

まず、基板１０の側縁部に複数の部品１１が実装された部品実装基板１００を、図１０（ａ）に示すように、搬送手段１７にて検査装置８の基板受渡位置に搬入する（ステップＳ１）。次に、その基板受渡位置で待機させていた移動手段１８の基板保持部１９上に部品実装基板１００を受け取った後、図１０（ｂ）に示すように、移動手段１８を動作させて基板１０の検査対象の部品１１が実装された側縁部の近傍を反り矯正部２０上に載置し（ステップＳ２）、反り矯正部２０にて基板１０の側縁部近傍を下面より吸着保持して基板１０の側縁部の反りを矯正し、部品１１が実装された基板１０の側縁部の平面度と高さ位置を高精度に確保する（ステップＳ３）。

次に、移動手段１８の基板保持部１９を移動・位置決めして基板１０に実装された複数の部品１１の内、Ｘ方向であり側縁部長手方向の端に位置する最初の部品１１を検査位置４０に位置決めし（ステップＳ４）、部品１１の実装面１１ｃに設けられた位置マーク１
１ａと基板１０の実装部位１０ｃに設けられた位置マーク１０ａを画像認識して、部品１１の実装位置ずれを検査する（ステップＳ５）。次に、全ての部品１１の検査が終了したか否かの判断を行い（ステップＳ６）、未検査の部品１１がある場合には、図１０（ｃ）にＸ方向の白抜矢印で示すように、基板１０の側縁部近傍を反り矯正部２０で保持したまま、次の部品１１を検査位置４０に位置決めし（ステップＳ７）、部品１１の実装位置ずれを検査する（ステップＳ５）という動作を繰り返す（ステップＳ５〜Ｓ７）。

なお、図示例のように基板１０の長辺側と短辺側の側縁部にそれぞれ部品１１が実装されている場合には、長辺側の全ての部品１１の検査が終了すると、反り矯正部２０による吸着保持を解除し、基板保持部１９を上昇させ、移動手段１８のＸ軸テーブル２６、Ｙ軸テーブル２７及び昇降回転機構２９を移動制御して短辺側の側縁部の近傍を反り矯正部２０上に位置させ、基板保持部１９を下降させて反り矯正部２０にて短辺側の側縁部の近傍を吸着保持し、上記検査動作を繰り返す。

以上のようにしてステップＳ６の判断で全ての部品１１の検査が終了すると、移動手段１８にて基板保持部１９を搬送手段１７との基板受渡位置に移動させ（ステップＳ８）、検査の終了した部品実装基板１００を搬送手段１７にて次の工程に向けて搬出する（ステップＳ９）。

以上の本実施形態によれば、複数の部品１１が実装された基板１０の側縁部の近傍位置を反り矯正部２０で実質的な全長にわたって吸着保持した状態で、基板１０を側縁部の長手方向であるＸ方向に移動させて各部品１１の実装位置を順次所定の検査位置４０に位置決めし、第１と第２の認識手段２１、２２によって各部品１１の位置マーク１１ａと基板１０の実装部位１０ｃの位置マーク１０ａを画像認識して実装位置ずれを検査するので、基板１０の側縁部の平面度を保持して画像認識することができ、基板の１０の薄型化や大型化によって反りが発生し易く、また実装部位１０ｃの配列ピッチがより精細化されても、第１と第２の認識手段２１、２２として焦点深度の浅い高精度の認識カメラを用いて高精細度で検査することができる。しかも、基板１０の側縁部を反り矯正部２０で吸着保持したまま基板１０を側縁部の長手方向に移動させ、各部品１１の実装位置を固定した位置の検査位置４０に順次位置決めして複数の部品１１の検査を行うので、短いタクトで検査することができ、実装ラインに配設してもその実装タクトに合わせることができる。

また、基板１０の実装部位１０ｃに設けられた位置マーク１０ａを、基板１０を透過する可視光を検査光として照射して可視光カメラからなる第２の認識手段２２で画像認識し、実装された部品１１の実装面１１ｃに設けられた認識マーク１１ａを、部品１１を透過する赤外光を照射して赤外光カメラからなる第１の認識手段２１で画像認識するようにしているので、基板１０の実装部位１０ｃと部品１１の実装面１１ｃの間に異方性導電材の無数の微細な導電粒子４１が存在し、かつ部品１１がシリコンチップなどの可視光を透過しない部品１１である場合でも、異方性導電材の導電粒子４１の影響を受けることなく、基板１０の実装部位１０ｃに設けられた位置マーク１０ａを、基板１１を通して認識するとともに部品１１の実装面１１ｃに設けられた位置マーク１１ａを、部品１１を通して認識することができるので、部品１１の実装位置の位置ずれを確実に検査することができる。

また、移動手段１８を、基板搬送方向及び反り矯正部２０の長手方向と平行なＸ方向に移動するＸ軸テーブル２６と、Ｘ軸テーブル２６の可動部上に配設されＸ方向と直交するＹ方向に移動するＹ軸テーブル２７と、Ｙ軸テーブル２７の可動部２８上にＸ−Ｙ平面に対して垂直なＺ方向に昇降及び垂直軸心回りのθ方向に回転可能に配設され基板１０の実質的な中央部を保持可能な基板保持部１９とを備えた構成とし、そのＹ軸テーブル２７の可動部２８とＹ方向の移動が固定された反り矯正部２０との間を連結したままで、Ｙ軸テ
ーブルの可動部をＹ方向にスライド自在に連結する連結手段３６にて連結しているので、反り矯正部２０の長手方向と平行なＸ方向に、Ｘ軸テーブル２６を移動させることにより、連結手段３６にてＸ軸テーブル２６の移動とともに反り矯正部２０を基板保持部１９のＸ方向の移動に連動して移動させることができ、基板１０のＸ方向の移動に完全に同期して基板の側縁部の近傍を反り矯正部２０で吸着保持した状態で基板１０の側縁部をＸ方向に移動・位置決めすることができ、簡単な構成にて効率的にかつ精度良く位置ずれ検査を行うことができる。また、反り矯正部２０はＸ方向の１軸方向にのみ移動するだけであるので、２軸方向に移動可能な構成に比して、移動中及び移動前後の位置精度及び平面度を高い精度で保持することができる。

また、本実施形態の部品実装装置１においては、図１に示すように、上記検査装置８を、基板１０の実装部位１０ｃに異方性導電材４１ａを貼付けるＡＣＦ貼付装置４と、実装部位１０ｃに貼付けられた異方性導電材４１ａ（図７参照）を介して部品１１を基板１０の実装部位１０ｃに仮圧着する仮圧着装置５と、仮圧着された部品１１を本圧着する本圧着装置７ａ、７ｂとを配設した実装ラインにおいて、実装ライン内の本圧着装置７ｂの後段側の実装ライン下流側に配設したので、基板１０に部品１１を実装する実装ライン内で実装状態の検査を行うことができ、かつ制御部１２にて検査装置８による検査結果データを分析して位置ずれエラーの発生原因を解析し、位置ずれエラーの原因となった装置に補正データをフィードバックするようにしているので、応答性良くエラー要因に対する対策を行うことができて、高品質の部品実装基板１００を効率的にかつ安定して生産することができる。

本発明によれば、複数の部品が実装された基板の側縁部の近傍位置を、側縁部の長手方向に移動可能な反り矯正部により、側縁部の実質的な全長にわたって吸着保持した状態のままで、基板を側縁部の長手方向に沿って移動させて各部品の実装位置を順次、固定した位置の所定の検査位置に位置決めし、画像認識によって各部品の実装位置ずれを検査するので、基板の側縁部の平面度を保持して画像認識することができて焦点深度の浅い高精度の認識カメラにて高精細度で検査することができ、しかも基板の側縁部を吸着保持したまま基板を側縁部の長手方向に移動させ、各部品の実装位置を検査位置に順次位置決めして複数の部品の検査を行うので、短いタクトで検査することができ、実装ラインに配設してもその実装タクトに合わせることができるので、各種基板に各種部品を実装する部品実装装置における実装状態の検査に好適に利用することができる。

本発明の部品実装基板の検査装置を適用した部品実装装置の概略構成図。 本発明の一実施形態の検査装置の全体概略構成を示す斜視図。 同実施形態の検査装置の要部構成を示す斜視図。 同実施形態の検査装置の要部構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は左側面図。 同実施形態の検査装置の部分拡大側面図（左側面図）。 同実施形態の検査装置における反り矯正部の吸着固定部材（正面拡大図）を示し、（ａ）は基板吸着前の状態説明図、（ｂ）は基板吸着前の状態説明図。 同実施形態の検査装置における位置マーク認識工程の説明図。 （ａ）は部品の位置マークの一例、（ｂ）は基板の位置マークの一例をそれぞれ示し、（ｃ）は両マークを重ね合わせて位置ずれ量を検出する様子の説明図。 同実施形態の検査装置における動作フロー図。 （ａ）〜（ｄ）は同実施形態の検査装置における各動作状態を説明する平面図。 部品実装基板の一例の斜視図。 従来例の部品実装装置の概略構成図。 部品実装装置に適用するために想定した部品実装基板の検査装置の要部の動作説明図。

１ 部品実装装置
４ ＡＣＦ貼付装置（異方性導電材貼付装置）
５ 仮圧着装置
７ａ、７ｂ 本圧着装置
８ 検査装置
１０ 基板
１０ａ 位置マーク
１０ｃ 実装部位
１１ 部品
１１ａ 位置マーク
１１ｃ 実装面
１２ 制御部
１３ 検査データ格納部
１４ 検査結果解析部
１５ フィードバックデータ作成部
１８ 移動手段
１９ 基板保持部
２０ 反り矯正部
２１ 第１の認識手段（赤外光カメラ、画像認識手段）
２２ 第２の認識手段（可視光カメラ、画像認識手段）
２６ Ｘ軸テーブル
２７ Ｙ軸テーブル
２８ 可動部
３３ 吸着固定部材
３６ 連結手段
４０ 検査位置
１００ 部品実装基板

Claims (7)

1. 基板の側縁部に設けられた複数の実装部位に実装された各部品の実装位置ずれを検査する検査方法であって、
   部品が実装された基板の側縁部の近傍位置を側縁部の長手方向に移動可能な反り矯正部にて側縁部の実質的な全長にわたって吸着保持する反り矯正工程と、
   反り矯正部にて基板の側縁部の近傍位置を吸着保持したまま、反り矯正部とともに基板を側縁部の長手方向に移動させて、各部品の実装位置を順次所定の検査位置に位置決めする移動・位置決め工程と、
   所定の検査位置にて検査可能に固定して設置された画像認識手段で、その検査位置に位置決めされた部品の実装位置を画像認識し、基板に実装された各部品の実装位置ずれを検査する検査工程と、を
   有することを特徴とする部品実装基板の検査方法。
2. 検査工程は、基板の実装部位に設けられた位置マークを、基板を透過する第１の検査光を照射して画像認識する基板マーク認識工程と、実装された部品の実装面に設けられた位置マークを、部品を透過する第２の検査光を照射して画像認識する部品マーク認識工程とを有することを特徴とする請求項１記載の部品実装基板の検査方法。
3. 基板の側縁部に設けられた複数の実装部位に実装された各部品の実装位置ずれを検査する検査装置であって、
   固定した位置の所定の検査位置にて基板に実装された部品の実装位置を画像認識する画像認識手段と、
   基板を保持して各実装部位を順次所定の検査位置に移動させ位置決めする移動手段と、
   基板の実装部位が設けられた側縁部の近傍を吸着保持し、側縁部の長手方向に沿った一方向にのみ移動自在な反り矯正部と、
   基板の側縁部の長手方向に沿う方向の移動に連動するように、移動手段と反り矯正部とを連結する連結手段とを
   備えたことを特徴とする部品実装基板の検査装置。
4. 画像認識手段は、基板の実装部位に設けられた位置マークを、基板を透過する第１の検査光を照射して画像認識する第１の認識手段と、実装された部品の実装面に設けられた認識マークを、部品を透過する第２の検査光を照射して画像認識する第２の認識手段から成ることを特徴とする請求項３記載の部品実装基板の検査装置。
5. 移動手段は、基板搬送方向及び反り矯正部の長手方向と平行なＸ方向に移動するＸ軸テーブルと、Ｘ軸テーブルの可動部上に配設されＸ方向と直交するＹ方向に移動するＹ軸テーブルと、Ｙ軸テーブルの可動部上にＸ−Ｙ平面に対して垂直なＺ方向に昇降及び垂直軸心回りのθ方向に回転可能に配設され基板の実質的な中央部を保持可能な基板保持部とを備え、Ｙ方向の移動が固定された反り矯正部とＹ軸テーブルの可動部との間を連結したままで、Ｙ軸テーブルの可動部をＹ方向にスライド自在に連結する連結手段を設け、反り矯正部の長手方向と平行なＸ方向に、Ｘ軸テーブルを移動させることにより、Ｘ軸テーブルの移動とともに反り矯正部を移動させることを特徴とする請求項３又は４記載の部品実装基板の検査装置。
6. 請求項３〜５の何れか１つに記載の部品実装基板の検査装置を、
   基板の実装部位に異方性導電材を貼付ける異方性導電材貼付装置と、実装部位に貼付けられた異方性導電材を介して部品を基板の実装部位に仮圧着する仮圧着装置と、仮圧着された部品を本圧着する本圧着装置とを配設した実装ラインにおいて、実装ライン内の本圧着装置の後段側の実装ライン下流側に配設した
   ことを特徴とする部品実装装置。
7. 検査装置による検査結果データを分析して位置ずれエラーの発生原因を解析し、位置ずれエラーの原因となった装置に補正データをフィードバックする制御部を設けた
   ことを特徴とする請求項６記載の部品実装装置。

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