JP2015090933A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の反り量を取得するための専用の装置を設けることなく、反り量取得対象部位の反り量を取得可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】この表面実装装置１００（基板処理装置）は、基板処理のために基板２００の表面を撮像するとともに、反り量取得対象部位としての基板２００を撮像するカメラユニット５２と、カメラユニット５２により撮像された基板２００の画像に基づいて、少なくとも、基板２００上の予め決められた２つの基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の画像上の距離である距離Ｄ１を取得し、距離Ｄ１と、基準値としての反りが無い状態の基板２００の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の距離Ｄとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように構成された主制御部９１とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、基板処理装置に関し、特に、反り量を取得する基板処理装置に関する。

従来、反り量を取得する基板処理装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、傾きや凹凸などに起因する基板（反り量取得対象部位）の反り量を測定（取得）するための専用のレーザ変位計を備えた部品実装装置が開示されている。この部品実装装置では、レーザ変位計により基板の反り量を測定し、測定結果に基づいて、部品を実装する際の実装高さを補正するように構成されている。

特許第３４０８５８４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された部品実装装置では、基板の反り量を測定するための専用のレーザ変位計を設ける必要があるので、その分、部品実装装置の構造が複雑化するとともに大型化するなどの問題点が発生する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、基板の反り量を取得するための専用の装置を設けることなく、反り量取得対象部位の反り量を取得可能な基板処理装置を提供することである。

この発明の一の局面における基板処理装置は、基板処理のために基板の表面を撮像するとともに、反り量取得対象部位を撮像して画像を取得する基板認識カメラと、基板認識カメラにより撮像された反り量取得対象部位の画像に基づいて、少なくとも、反り量取得対象部位上の予め決められた２点の間の画像上の距離である第１距離を取得し、第１距離と、基準値としての反りが無い状態の反り量取得対象部位の２点の間の第２距離とに基づいて、反り量取得対象部位の反り量を取得するように構成された反り量取得部とを備える。

この発明の一の局面による基板処理装置では、上記のように、基板処理のために基板の表面を撮像する基板認識カメラにより撮像された反り量取得対象部位の画像に基づいて、少なくとも、反り量取得対象部位上の予め決められた２点の間の画像上の距離である第１距離を取得し、第１距離と、基準値としての反りが無い状態の反り量取得対象部位の２点の間の第２距離とに基づいて、反り量取得対象部位の反り量を取得する反り量取得部を設けることによって、基板処理のために基板の表面を撮像する基板認識カメラを流用して反り量取得対象部位の画像を撮像し、撮像した反り量取得対象部位の反り量を取得することができるので、たとえば、レーザ変位計などの反り量取得対象部位の反り量を取得するための専用の装置を設けることなく、反り量取得対象部位の反り量を取得することができる。また、反り量取得対象部位の反り量を取得するための専用の装置（レーザ変位計）を設ける場合とは異なり、基板処理装置の構造が複雑化するのを抑制することができるとともに、ヘッドユニットのサイズが大きくなるのを抑制することができる。

上記一の局面による基板処理装置において、好ましくは、反り量取得部は、第１距離および第２距離と、反り量取得対象部位から基板認識カメラまでの第１高さおよび基準値としての反りが無い状態の反り量取得対象部位から基板認識カメラまでの第２高さとに基づいて、反り量取得対象部位の反り量を取得するように構成されている。このように構成すれば、第１距離と、第２距離と、基準値としての第２高さとから幾何学的に第１高さを取得（算出）し、第２高さと第１高さとの差分から反り量取得対象部位の反り量を取得（算出）することができる。

この場合、好ましくは、反り量取得対象部位の設計値に基づく第２距離と第２高さとを記憶する記憶部をさらに備え、反り量取得部は、第１距離および記憶部に記憶された第２距離と、第１高さおよび記憶部に記憶された第２高さとに基づいて、反り量取得対象部位の反り量を取得するように構成されている。このように構成すれば、記憶部に記憶された反り量取得対象部位の設計値に基づく（反りが無い状態の）第２距離と第２高さとの情報を用いて反り量取得対象部位の反り量を取得（算出）することができるので、反り量取得対象部位の反り量を取得（算出）する際に、反りが無い状態の反り量取得対象部位を実測する場合と異なり、迅速かつ容易に反り量取得対象部位の反り量を取得することができる。

上記一の局面による基板処理装置において、好ましくは、反り量取得対象部位は、基板であり、予め決められた２点の各々は、基板認識カメラにより撮像される際に認識される基板認識マーク、または、基板認識マークの近傍に配置される配線パターン上の点のいずれかである。このように構成すれば、基板上の配線パターン上の点を用いて、反り量取得対象部位の反り量を容易に取得することができる。また、基板に予め設けられた配線パターン上の点を流用する場合には、専用の（反り量取得の為だけの）配線パターンを基板に設ける場合と異なり、部品の実装領域などを削減することなく、反り量取得対象部位の反り量を容易に取得することができる。

上記一の局面による基板処理装置において、好ましくは、反り量取得対象部位は、基板であり、基板認識カメラは、所定の画素数の撮像素子を含み、反り量取得部は、取得した第１距離を構成する画素のうちの１画素に対応する距離である第１カメラスケールと、基準値としての反りがない状態の第２距離を構成する画素のうちの１画素に対応する距離である第２カメラスケールとに基づいて、基板の反り量を取得するように構成されている。このように構成すれば、反りがある状態の第１カメラスケールと基準値としての反りが無い状態の第２カメラスケールとを用いて、容易に、幾何学的に反り量取得対象部位の反り量を取得（算出）することができる。

この場合、好ましくは、反り量取得部は、基板認識カメラにより撮像された基板の画像に基づいて、少なくとも、第１距離から基板認識カメラが基板を撮像する際の第１視野サイズを取得し、第１視野サイズと、基準値としての基板認識カメラが反りが無い状態の基板を撮像する際の第２視野サイズとに基づいて、基板の反り量を取得するように構成されている。このように構成すれば、反りがある状態の第１視野サイズと基準値としての反りが無い状態の第２視野サイズとを用いて、容易に、幾何学的に反り量取得対象部位の反り量を取得（算出）することができる。

上記第１視野サイズと第２視野サイズとに基づいて基板の反り量を取得する構成において、好ましくは、反り量取得部は、基板から基板認識カメラまでの第１高さおよび基準値としての反りが無い状態の基板から基板認識カメラまでの第２高さの比率と、第１視野サイズおよび第２視野サイズの比率とに基づいて、基板の反り量を取得するように構成されている。このように構成すれば、第１高さおよび第２高さの比率と、第１視野サイズおよび第２視野サイズの比率とを用いて、容易に、幾何学的に第２高さと第１高さとの差分から反り量取得対象部位の反り量を取得（算出）することができる。

上記一の局面による基板処理装置において、好ましくは、反り量取得対象部位は、複数の個片基板に分割可能な基板であり、反り量取得部は、基板認識カメラにより撮像された複数の個片基板の画像に基づいて、少なくとも、複数の個片基板上の予め決められた２点の間の第１距離を取得し、第１距離と基準値としての反りが無い状態の複数の個片基板の２点の間の第２距離とに基づいて、複数の個片基板の反り量をそれぞれ取得するように構成されている。このように構成すれば、個片基板の反り量を容易に取得することができる。また、予め決められた２点の間が別個の個片基板上に配置されている（別個の個片基板を跨いでいる）場合には、別個の個片基板が隣接する反りが生じやすい領域の反り量を取得することができる。

本発明によれば、上記のように、基板の反り量を取得するための専用の装置を設けることなく、反り量取得対象部位の反り量を取得することができる。

本発明の第１実施形態による表面実装装置の全体構成を示した図である。 本発明の第１実施形態による表面実装装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態による表面実装装置のカメラユニットにより撮像される基板を示した図である。 本発明の第１実施形態による表面実装装置における基板の反り量を説明するための図である。 本発明の第１実施形態による表面実装装置の反り状態の基板の画像を示した図である。 本発明の第１実施形態による表面実装装置の基準状態の基板の画像を示した図である。 本発明の第１実施形態による表面実装装置における基板の反り量の算出方法を説明するための図である。 本発明の第２実施形態による表面実装装置における基板の反り量の算出方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態の変形例による表面実装装置のカメラユニットにより撮像される分割可能な基板を示した図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図７を参照して、本発明の第１実施形態による表面実装装置１００の構成について説明する。なお、表面実装装置１００は、本発明の「基板処理装置」の一例である。

表面実装装置１００は、図１に示すように、一対のコンベア２により１枚ものの基板２００をＸ１方向からＸ２方向（搬送方向）に搬送し、所定の実装作業位置で基板２００に部品４ａを実装する装置である。また、基板２００には、図３に示すように、配線パターン２１０が含まれるとともに、部品４ａが実装される。なお、基板２００は、本発明の「反り量取得対象部位」の一例である。

表面実装装置１００は、図１に示すように、基台１と、一対のコンベア２と、ベースプレート３と、部品供給部４と、ヘッドユニット５とを備えている。また、表面実装装置１００は、支持部６と、レール部７と、カメラユニット８と、制御装置９（図２参照）とを備えている。表面実装装置１００は、制御装置９により実装作業に関する動作が制御されるように構成されている。

コンベア２は、基板２００を搬送方向（Ｘ方向）に搬送する機能を有する。また、コンベア２には、図示しないクランプ機構が設けられている。コンベア２は、このクランプ機構により、搬送中の基板２００を実装作業位置で停止させた状態で保持（固定）するように構成されている。

ベースプレート３は、コンベア２上を搬送される基板２００の下方に位置するように基台１上に設けられている。ベースプレート３には、基板２００を裏面（Ｚ２方向）から支持し、基板２００の撓みを抑制するバックアップピン（図示せず）が配置される。ベースプレート３は、実装作業時には、実装作業位置に固定された基板２００の裏面にバックアップピンが当接するまで上昇されるように構成されている。

部品供給部４は、基板２００に実装される部品４ａをヘッドユニット５に供給するように構成されている。部品供給部４は、ＩＣなどの小型の部品４ａが保持されている複数のフィーダ４１と、ＢＧＡなどの大型の部品４ａが載置されているトレイ４２および４３とを含んでいる。

ヘッドユニット５は、６本のヘッド５１と、カメラユニット５２と、Ｚ軸駆動モータ５４（図２参照）とを含んでいる。また、ヘッドユニット５は、支持部６およびレール部７によって、コンベア２の上方の位置で、ＸＹ方向に移動可能な状態で支持されている。ヘッド５１は、Ｚ軸駆動モータ５４が駆動されることによりヘッドユニット５に対してＺ軸方向（上下方向）に昇降するように構成されている。また、ヘッド５１（ヘッドユニット５）は、図示しない吸引ノズルにより、部品供給部４から部品４ａを取得するとともに、取得した部品４ａを基板２００に実装するように構成されている。なお、カメラユニット５２は、本発明の「基板認識カメラ」の一例である。

カメラユニット５２は、基板処理（部品実装）のために基板２００の表面を撮像する機能を有する。カメラユニット５２は、図１および図４に示すように、所定の画素数からなる（たとえば横方向の画素数Ｉｘ×縦方向の画素数Ｉｙ）矩形形状の撮像素子５３を含んでいる。ここで、第１実施形態では、カメラユニット５２は、反り量取得対象部位としての基板２００を撮像するように構成されている。また、カメラユニット５２は、基板２００を撮像する際に予め決められた一対（２つ）の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ（２０２ａおよび２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）（図３参照）の上方の位置に移動し、基板２００の認識した一対の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ（２０２ａおよび２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）の近傍（周辺）を撮像（認識）するように構成されている。この際、カメラユニット５２は、一対の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ（２０２ａおよび２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）が１つの画像に収まるように、画像を撮像するように構成されている。そして、第１実施形態では、カメラユニット５２により撮像された基板２００の画像に基づいて、制御装置９により一対の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ（２０２ａおよび２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）の間の領域の基板２００の反り量ΔＨが取得される制御（反り量取得制御）が行われる。なお、この制御の詳細については後述する。なお、カメラユニット５２は、本発明の「基板認識カメラ」の一例である。また、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ（２０２ａおよび２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）、は、本発明の「２点」の一例である。

支持部６は、図１に示すように、ボールネジ軸６１とボールネジ軸６１を回転させるＸ軸駆動モータ６２とを含んでいる。Ｘ軸駆動モータ６２が駆動されることにより、ヘッドユニット５はＸ方向に移動されるように構成されている。

レール部７は、支持部６の両端部（Ｘ方向）をＹ方向に移動可能に支持する一対のガイドレール７１と、Ｙ方向に延びるボールネジ軸７２と、ボールネジ軸７２を回転させるＹ軸駆動モータ７３とを含んでいる。Ｙ軸駆動モータ７３が駆動されることにより、ヘッドユニット５はＹ方向に移動されるように構成されている。

カメラユニット８は、基台１の上面上に固定的に設置されている。また、カメラユニット８は、各ヘッド５１の吸引ノズル（図示せず）に吸着された部品４ａを撮像し、部品４ａの実装に先立って部品４ａの吸着状態を認識するように構成されている。

また、第１実施形態では、制御装置９は、図２に示すように、ＣＰＵからなる主制御部９１と、記憶部９２と、カメラ制御部９３と、画像処理部９４と、駆動制御部９５とを含んでいる。また、記憶部９２には、表面実装装置１００の動作プログラムや個々の部品４ａが特定可能な情報（たとえば部品番号、形状などの情報）などが記憶（格納）されている。また、記憶部９２には、基板２００のＣＡＤデータなどの設計値に基づく、基準値としての反りが無い状態（以下、基準状態という）の基板２００の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の第２距離（以下、距離Ｄという）が記憶されている。また、記憶部９２には、設計値に基づく、基準状態の基板２００（基板２００のＺ１側の表面）からカメラユニット５２までの第２高さ（以下、高さＨという）が記憶されている。また、この制御装置９により、表面実装装置１００の実装動作に関する全体的な動作が制御される。なお、主制御部９１は、本発明の「反り量取得部」の一例である。

次に、図４〜図７を参照して、主制御部９１により実施される反り量取得制御の概要について説明する。主制御部９１は、カメラユニット５２により撮像された反りがある状態（以下、反り状態という）の基板２００の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の画像上（見かけ上の）の距離である第１距離（以下、距離Ｄ１という）と基準状態の距離Ｄとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように構成されている。具体的には、主制御部９１は、反り状態の距離Ｄ１を構成する画素数Ｐ１を取得し、反り状態の距離Ｄ１を構成する画素（画素数Ｐ１）のうちの１画素に対応する距離（１画素の幅）である第１カメラスケール（以下、カメラスケールＳ１という）（図５参照）を取得するように構成されている。また、主制御部９１は、カメラスケールＳ１からカメラユニット５２が基板２００を撮像する際の第１視野サイズ（長さ）（以下、視野サイズＶ１という）（図５参照）を取得するように構成されている。そして、主制御部９１は、視野サイズＶ１を用いて、反り状態の基板２００からカメラユニット５２までの第１高さ（以下、高さＨ１という）を取得する。また、記憶部９２には、図７に示すように、基準状態の距離Ｄを構成する画素数Ｐが距離Ｄと対応付けられて予め記憶されている。また、記憶部９２には、距離Ｄおよび高さＨに加えて、基準状態の距離Ｄを構成する画素（画素数Ｐ）のうちの１画素に対応する距離（１画素の幅）である第２カメラスケール（以下、カメラスケールＳという）（図６参照）と、カメラユニット５２が基板２００を撮像する際の第２視野サイズ（長さ）（以下、視野サイズＶという）（図６参照）とが予め記憶されている。そして、主制御部９１は、基準状態の高さＨおよび視野サイズＶ１を用いて取得（算出）される反り状態の高さＨ１との差分を取ることにより、基板２００の反り量ΔＨを取得するように構成されている。以下に、主制御部９１による基板２００の反り量取得制御の詳細について説明する。なお、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ以外の基板認識マーク２０２ａおよび２０２ｂ（２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）についても、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の領域における基板２００の反り量取得制御と同様の制御が行われる。このため、ここでは、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の領域における基板２００の反り量取得制御について説明し、それ以外の基板認識マークの間の領域における基板２００の反り量取得制御については、説明を省略する。

主制御部９１は、図４に示すように、反り状態の基板２００の画像に基づいて、基板２００上の予め決められた一対（２つ）の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の画像上の距離である距離Ｄ１を取得するように構成されている。この反り状態における画像上の距離Ｄ１は、見かけ上の距離である。すなわち、物理的な距離Ｄが、距離Ｄ１として見える。また、距離Ｄ１を構成する画像は、撮像素子５３（カメラユニット５２）のＰ１個の画素により構成されている（Ｐ１個の画素を含んでいる）。すなわち、反り状態における画像上の距離Ｄ１と画素数Ｐ１とは対応関係（図７参照）にある。反り状態の距離Ｄ１の間に含まれる画素数（Ｐ１個）は、図７に示す状態（基板２００が上方に向けて凸状に反った状態）では、基準状態の距離Ｄの間に含まれる画素数（Ｐ個）よりも大きい（Ｐ１＞Ｐ）。

また、基準状態における距離Ｄは、物理的な（見かけによらない）基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ間の距離に一致する。そして、距離Ｄを構成する画像は、撮像素子５３のＰ個の画素により構成されている（Ｐ個の画素を含んでいる）。すなわち、基準状態における距離Ｄと画素数Ｐとは対応関係（図７参照）にある。

また、主制御部９１は、物理的な距離Ｄを画素数Ｐ１で除して、反り状態のカメラスケールＳ１を取得するように構成されている。すなわち、カメラスケールＳ１は以下の式（１）により示される。
Ｓ１＝Ｄ／Ｐ１・・・（１）
また、基準状態のカメラスケールＳは、物理的な距離Ｄが画素数Ｐで除されたものである。すなわち、カメラスケールＳは以下の式（２）により示される。
Ｓ＝Ｄ／Ｐ・・・（２）

また、主制御部９１は、カメラユニット５２により撮像された基板２００の画像に基づいて、反り状態の距離Ｄ１（画素数Ｐ１）からカメラユニット５２が基板２００を撮像する際の視野サイズＶ１（図５参照）を取得するように構成されている。詳細には、主制御部９１は、反り状態のカメラスケールＳ１（１画素の幅）と、撮像素子５３に含まれる距離Ｄ１が延びる方向と平行な方向の撮像素子５３の画素数Ｉとを乗じ、視野サイズＶ１を取得する。すなわち、視野サイズＶ１は以下の式（３）により示される。
Ｖ１＝Ｓ１・Ｉ・・・（３）
また、基準状態の基板２００を撮像する際の第２視野サイズ（以下、視野サイズＶという）（図６参照）は、基準状態のカメラスケールＳ（１画素の幅）が撮像素子５３の画素数Ｉと乗じられたものである。すなわち、視野サイズＶは以下の式（４）により示される。
Ｖ＝Ｓ・Ｉ・・・（４）

また、主制御部９１は、基板２００からカメラユニット５２までの高さＨ１および基準状態の基板２００からカメラユニット５２までの高さＨの比率と、視野サイズＶ１および視野サイズＶの比率とに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように構成されている。具体的には、図４に示すように、基準状態の高さＨおよび視野サイズＶと、反り状態の高さＨ１および視野サイズＶ１とが相似関係にあることから、以下の関係式（５）が成立する。
Ｈ：Ｈ１＝Ｖ：Ｖ１・・・（５）
Ｈ１＝（Ｈ・Ｖ１）／（Ｖ）・・・（６）
また、式（３）および式（４）によって、Ｈ１は以下の式（７）により示される。
Ｈ１＝（Ｈ・Ｓ１・Ｉ）／（Ｓ・Ｉ）・・・（７）
また、式（１）および式（２）によって、Ｈ１は以下の式（８）により示される。
Ｈ１＝（Ｈ・Ｄ／Ｐ１）／（Ｄ／Ｐ）・・・（８）
Ｈ１＝（Ｈ・Ｐ）／（Ｐ１）・・・（９）

以上から、式（９）により、反り量ΔＨ（＝Ｈ−Ｈ１）を示す以下の式（１０）が取得される。
反り量ΔＨ＝Ｈ−Ｈ１
＝Ｈ（１−Ｐ／Ｐ１）・・・（１０）
これにより、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の領域の基板２００の反り量ΔＨが取得される。

また、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ以外の基板認識マーク２０２ａおよび２０２ｂ（２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）の間の領域の基板２００の反り量ΔＨについても、順次取得される。このようにして取得された反り量ΔＨは、表面実装装置１００の動作プログラムに反映される。そして、反り量ΔＨが反映された動作プログラムにより実装作業が行われるので、基板２００に部品４ａが実装される際に、部品４ａに過度の付加（押圧力）が掛かるのを抑制することが可能である。

また、カメラ制御部９３は、図２に示すように、カメラユニット５２およびカメラユニット８のそれぞれを制御し、撮像動作を行わせるように構成されている。

画像処理部９４は、カメラユニット５２およびカメラユニット８が個々に取得した画像データの画像処理を行うように構成されている。

駆動制御部９５は、表面実装装置１００の駆動に関する制御を行うように構成されている。たとえば、駆動制御部９５は、Ｘ軸駆動モータ６２やＹ軸駆動モータ７３を駆動させる制御を行うように構成されている。

第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第１実施形態では、上記のように、基板処理のために基板２００の表面を撮像するカメラユニット５２により撮像された基板２００の画像に基づいて、基板２００上の予め決められた２点である基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の画像上の距離である距離Ｄ１を取得し、距離Ｄ１と、基準値としての反りが無い状態の基板２００の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の距離Ｄとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得する主制御部９１を設ける。これにより、基板処理のために基板２００の表面を撮像するカメラユニット５２を流用して基板２００の画像を撮像し、撮像した基板２００の反り量ΔＨを取得することができるので、たとえば、レーザ変位計などの基板２００の反り量ΔＨを取得するための専用の装置を設けることなく、基板２００の反り量ΔＨを取得することができる。また、基板２００の反り量ΔＨを測定するための専用の装置（レーザ変位計）をヘッドユニット５に設ける場合とは異なり、表面実装装置１００の構造が複雑化するのを抑制することができるとともに、ヘッドユニット５のサイズが大型化するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、距離Ｄ１および距離Ｄと、基板２００からカメラユニット５２までの高さＨ１および基準値としての反りが無い状態の基板２００からカメラユニット５２までの高さＨとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように主制御部９１を構成する。これにより、距離Ｄ１と、距離Ｄと、基準値としての反りが無い状態の基板２００からカメラユニット５２までの高さＨとから幾何学的に基板２００からカメラユニット５２までの高さＨ１を取得（算出）し、高さＨと高さＨ１との差分から基板２００の反り量ΔＨを取得（算出）することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、基板２００の設計値に基づく距離Ｄと高さＨとを記憶する記憶部９２を設け、距離Ｄ１および記憶部９２に記憶された距離Ｄと、高さＨ１および記憶部９２に記憶された高さＨとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように主制御部９１を構成する。これにより、記憶部９２に記憶された基板２００の設計値に基づく（反りが無い状態の）距離Ｄと高さＨとの情報を用いて基板２００の反り量ΔＨを取得（算出）することができるので、基板２００の反り量ΔＨを取得（算出）する際に、反りが無い状態の基板２００を実測する場合と異なり、迅速かつ容易に基板２００の反り量ΔＨを取得することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、予め決められた２点の各々は、カメラユニット５２により撮像される際に認識される基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂである。これにより、基板２００に予め設けられた基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂを流用して、容易に、基板２００の反り量ΔＨを取得することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、撮像素子５３を含むカメラユニット５２を設け、取得した距離Ｄ１を構成する画素のうちの１画素に対応する距離であるカメラスケールＳ１と、基準値としての反りがない状態の距離Ｄを構成する画素のうちの１画素に対応する距離であるカメラスケールＳとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように主制御部９１を構成する。これにより、反りがある状態のカメラスケールＳ１と基準値としての反りが無い状態のカメラスケールＳとを用いて、容易に、幾何学的に基板２００の反り量ΔＨを取得（算出）することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、カメラユニット５２により撮像された基板２００の画像に基づいて、距離Ｄ１からカメラユニット５２が基板２００を撮像する際の視野サイズＶ１を取得し、視野サイズＶ１と、基準値としてのカメラユニット５２が反りが無い状態の基板２００を撮像する際の視野サイズＶとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように主制御部９１を構成する。これにより、反りがある状態の視野サイズＶ１と基準値としての反りが無い状態の視野サイズＶとを用いて、容易に、幾何学的に基板２００の反り量ΔＨを取得（算出）することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、主制御部９１は、高さＨ１および高さＨの比率と、視野サイズＶ１および視野サイズＶの比率とに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように構成する。これにより、高さＨ１および高さＨの比率と、視野サイズＶ１および視野サイズＶの比率とを用いて、容易に、幾何学的に高さＨと高さＨ１との差分からカメラユニット５２の反り量ΔＨを取得（算出）することができる。

（第２実施形態）
以下、図８を参照して、本発明の第２実施形態による表面実装装置１１０の構成について説明する。なお、表面実装装置１１０は、本発明の「基板処理装置」の一例である。

この第２実施形態では、反り状態および基準状態のそれぞれのカメラユニット５２の視野サイズＶ１およびＶ（カメラスケールＳおよびＳ１）から基板２００の反り量ΔＨを取得する第１実施形態と異なり、反り状態および基準状態のそれぞれの基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ間の見かけ上の距離Ｄ１および距離Ｄから基板２００の反り量ΔＨを取得する表面実装装置１１０について説明する。なお、以下の説明で示される符号の部材のうち上記第１実施形態と同様であるものについては、その説明を省略する。

主制御部９１は、カメラユニット５２により撮像された反り状態の基板２００の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の画像上（見かけ上の）の距離である距離Ｄ１と基準状態の距離Ｄとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得するように構成されている。基準状態の距離Ｄは、反り状態においては、距離Ｄよりも大きい距離Ｄ１としてカメラユニット５２によって認識される（見える）。すなわち、物理的な距離Ｄはカメラユニット５２に近づくほど見かけ上、大きく見えるので、基板２００からカメラユニット５２までの高さと、認識される基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の距離の大きさとは反比例の関係にある。また、基準状態の距離Ｄを構成する画素数はＰであり、反り状態の距離Ｄ１を構成する画素数はＰ１である（図８参照）。

以上より、基準状態の高さＨおよび距離Ｄと、反り状態の高さＨ１および距離Ｄ１とのの間には、以下の関係式（１１）が成立する。
Ｈ：Ｈ１＝１／Ｄ：１／Ｄ１・・・（１１）
Ｈ１＝（Ｈ・Ｄ）／（Ｄ１）・・・（１２）
また、ＤおよびＤ１は、それぞれ、ＰおよびＰ１に対応しているので、式（１２）は以下のように示される。
Ｈ１＝（Ｈ・Ｐ）／（Ｐ１）・・・（１３）

以上から、式（１３）により、反り量ΔＨ（＝Ｈ−Ｈ１）を示す以下の式（１４）が取得される。
反り量ΔＨ＝Ｈ−Ｈ１
＝Ｈ（１−Ｐ／Ｐ１）・・・（１４）
これにより、基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の領域の基板２００の反り量ΔＨが取得される。

なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第２実施形態では、上記のように、基板処理のために基板２００の表面を撮像するカメラユニット５２により撮像された基板２００の画像に基づいて、基板２００上の予め決められた２点である基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の画像上の距離である距離Ｄ１を取得し、距離Ｄ１と、基準値としての反りが無い状態の基板２００の基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂの間の距離Ｄとに基づいて、基板２００の反り量ΔＨを取得する主制御部９１を設ける。これにより、基板処理のために基板２００の表面を撮像するカメラユニット５２を流用して基板２００の画像を撮像し、撮像した基板２００の反り量ΔＨを取得することができる。その結果、たとえば、レーザ変位計などの基板２００の反り量ΔＨを取得するための専用の装置を設けることなく、基板２００の反り量ΔＨを取得することができる。また、基板２００の反り量ΔＨを測定するための専用の装置（レーザ変位計）をヘッドユニット５に設ける場合とは異なり、表面実装装置１１０の構造が複雑化するのを抑制することができるとともに、ヘッドユニット５のサイズが大型化するのを抑制することができる。

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明を表面実装装置１００および１１０（基板処理装置）に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、たとえば、検査装置、印刷装置、および、ディスペンサ装置など、表面実装装置以外の基板処理装置にも適用可能である。

また、上記第１および第２実施形態では、本発明の反り量取得対象部位が基板である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、反り量取得対象部位が、たとえば基板に実装される電子部品など、基板以外の部分であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、設計値に基づく基準状態の基板（反り量取得対象部位）に関する情報が記憶部に予め記憶されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基準状態の基板（反り量取得対象部位）を実際に基板認識カメラで撮像し、基板に関する情報を取得してもよいし、ユーザが手入力で基板に関する情報を入力してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、１枚ものの基板２００（反り量取得対象部位）の反り量ΔＨを取得する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図９に示すように、複数の個片基板３２０に分割可能な基板３００（反り量取得対象部位）の反り量ΔＨを取得してもよい。詳細には、個片基板３２０に含まれる基板認識マーク３０１ａおよび３０１ｂの間の画像を撮像し、基板認識マーク３０１ａおよび３０１ｂの間の領域の反り量ΔＨを取得してもよい。これにより、個片基板３２０の反り量ΔＨを容易に取得することができる。また、隣接する個片基板３２０を跨ぐ基板認識マーク３０２ａおよび３０２ｂ（それぞれ別個の個片基板３２０に設けられている基板認識マーク３０２ａおよび３０２ｂ）の間の画像を撮像し、基板認識マーク３０２ａおよび３０２ｂの間の領域の反り量ΔＨを取得してもよい。これにより、別個の個片基板３２０が隣接する反りが生じやすい領域の反り量ΔＨを取得することができる。なお、基板３００は、本発明の「反り量取得対象部位」の一例である。また、基板認識マーク３０１ａおよび３０１ｂ（３０２ａおよび３０２ｂ）は、本発明の「２点」の一例である。

また、上記第１および第２実施形態では、基板（反り量取得対象部位）上の予め決められた２点が基板認識マーク２０１ａおよび２０１ｂ（２０２ａおよび２０２ｂ、２０３ａおよび２０３ｂ、２０４ａおよび２０４ｂ）である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図９に示すように、反り量取得対象部位上の予め決められた２点が、基板認識マーク３０３を認識した際に基板認識カメラの撮像範囲内に収まる２つの配線パターン３１０上の点３０３ａおよび３０３ｂであってもよい。また、反り量取得対象部位上の予め決められた２点のうち、一方の点が基板認識マーク３０３であり、他方の点がこの基板認識マーク３０３を認識した際に基板認識カメラの撮像範囲内に収まる配線パターン３１０上の点３０４であってもよい。これにより、基板に予め設けられた基板認識マークの近傍に配置される配線パターン上の点を流用して、容易に、反り量取得対象部位の反り量ΔＨを取得することができる。なお、配線パターン３１０上の点３０３ａおよび３０３ｂは、互いに平行に延びる２つの配線パターン３１０上や配線パターン３１０の折曲（好ましくは、略９０度に折曲）する位置に設けられていることが好ましい。これにより、カメラユニット５２により配線パターン３１０上の点３０３ａおよび３０３ｂを認識しやすくすることができるので、精度よく点３０３ａおよび３０３ｂの間の領域の基板３００の反り量ΔＨを取得することができる。なお、配線パターン３１０上の点３０３ａおよび３０３ｂは、本発明の「２点」の一例である。また、基板認識マーク３０３および配線パターン３１０上の点３０４は、本発明の「２点」の一例である。

５２ カメラユニット（基板認識カメラ）
５３ 撮像素子
９１ 反り量取得部（主制御部）
９２ 記憶部
１００、１１０ 表面実装装置（基板処理装置）
２００、３００ 基板（反り量取得対象部位）
２０１ａ、２０１ｂ、２０２ａ、２０２ｂ、２０３ａ、２０３ｂ、２０４ａ、２０４ｂ、３０１ａ、３０１ｂ、３０２ａ、３０２ｂ、３０３ 基板認識マーク
２１０、３１０ 配線パターン
３０３ａ、３０３ｂ、３０４ 配線パターン上の点
３２０ 個片基板
Ｄ 距離（第２の距離）
Ｄ１ 距離（第１の距離）
Ｈ 高さ（第２の高さ）
Ｈ１ 高さ（第１の高さ）
Ｓ カメラスケール（第２カメラスケール）
Ｓ１ カメラスケール（第１カメラスケール）
Ｖ 視野サイズ（第２視野サイズ）
Ｖ１ 視野サイズ（第１視野サイズ）

Claims (8)

1. 基板処理のために基板の表面を撮像するとともに、反り量取得対象部位を撮像して画像を取得する基板認識カメラと、
   前記基板認識カメラにより撮像された前記反り量取得対象部位の画像に基づいて、少なくとも、前記反り量取得対象部位上の予め決められた２点の間の画像上の距離である第１距離を取得し、前記第１距離と、基準値としての反りが無い状態の前記反り量取得対象部位の前記２点の間の第２距離とに基づいて、前記反り量取得対象部位の反り量を取得するように構成された反り量取得部とを備える、基板処理装置。
2. 前記反り量取得部は、前記第１距離および前記第２距離と、前記反り量取得対象部位から前記基板認識カメラまでの第１高さおよび基準値としての反りが無い状態の前記反り量取得対象部位から前記基板認識カメラまでの第２高さとに基づいて、前記反り量取得対象部位の反り量を取得するように構成されている、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記反り量取得対象部位の設計値に基づく前記第２距離と前記第２高さとを記憶する記憶部をさらに備え、
   前記反り量取得部は、前記第１距離および前記記憶部に記憶された前記第２距離と、前記第１高さおよび前記記憶部に記憶された前記第２高さとに基づいて、前記反り量取得対象部位の反り量を取得するように構成されている、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記反り量取得対象部位は、基板であり、
   予め決められた前記２点の各々は、前記基板認識カメラにより撮像される際に認識される基板認識マーク、または、前記基板認識マークの近傍に配置される配線パターン上の点のいずれかである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
5. 前記反り量取得対象部位は、基板であり、
   前記基板認識カメラは、所定の画素数の撮像素子を含み、
   前記反り量取得部は、取得した前記第１距離を構成する画素のうちの１画素に対応する距離である第１カメラスケールと、基準値としての反りがない状態の前記第２距離を構成する画素のうちの１画素に対応する距離である第２カメラスケールとに基づいて、基板の反り量を取得するように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記反り量取得部は、前記基板認識カメラにより撮像された基板の画像に基づいて、少なくとも、前記第１距離から前記基板認識カメラが基板を撮像する際の第１視野サイズを取得し、前記第１視野サイズと、基準値としての前記基板認識カメラが反りが無い状態の基板を撮像する際の第２視野サイズとに基づいて、基板の反り量を取得するように構成されている、請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記反り量取得部は、基板から前記基板認識カメラまでの第１高さおよび基準値としての反りが無い状態の基板から前記基板認識カメラまでの第２高さの比率と、前記第１視野サイズおよび前記第２視野サイズの比率とに基づいて、基板の反り量を取得するように構成されている、請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記反り量取得対象部位は、複数の個片基板に分割可能な基板であり、
   前記反り量取得部は、前記基板認識カメラにより撮像された複数の個片基板の画像に基づいて、少なくとも、複数の個片基板上の予め決められた２点の間の第１距離を取得し、前記第１距離と基準値としての反りが無い状態の複数の個片基板の前記２点の間の第２距離とに基づいて、複数の個片基板の反り量をそれぞれ取得するように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
   

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