JP2019054027A - Position specification method and position specification device and component mounting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のパターンが形成された実装領域の実装位置を特定する位置特定方法および位置特定装置ならびに複数の電極が形成された基板に部品を実装する部品実装装置に関する。 The present invention relates to a position specifying method and a position specifying apparatus for specifying a mounting position in a mounting area in which a plurality of patterns are formed, and a component mounting apparatus for mounting a component on a substrate on which a plurality of electrodes are formed.
基板に形成された複数の電極(パターン)に、部品に形成された複数のバンプを位置合わせして接合する部品実装装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載の部品実装装置では、基板の電極の近くに形成された基準マークをカメラで撮像して部品の実装位置を認識し、部品のバンプを基板の電極に位置合わせしている。特許文献1を含む従来技術では、基板の材質や製造精度などに起因して基板に形成された基準マークと複数の電極の相対的な位置関係がばらついた場合、基準マークに基づいて部品を基板に実装すると、部品のバンプが基板の電極からずれて実装されることがある。このため、基準マークではなく特定の複数の電極の位置より実装位置を特定する場合がある。
A component mounting apparatus is known in which a plurality of bumps formed on a component are aligned and joined to a plurality of electrodes (patterns) formed on a substrate (for example, Patent Document 1). In the component mounting apparatus described in
しかしながら、複数の電極の形状は同一もしくは類似しているとともに近接した領域に多数存在するため、カメラで撮像した画像には特定の電極のみならずこれと同一もしくは類似する形状をした電極も複数混在する。このため、特定の電極ではなく別の電極の位置を誤って検出してしまい、結果として誤った実装位置を認識してしまうという問題点があった。 However, since the shape of the plurality of electrodes is the same or similar, and there are many adjacent regions, not only a specific electrode but also a plurality of electrodes having the same or similar shape are mixed in the image captured by the camera To do. For this reason, there is a problem in that the position of another electrode instead of a specific electrode is erroneously detected, and as a result, the wrong mounting position is recognized.
そこで本発明は、同一または類似する複数の電極が形成された基板に部品を実装する位置を特定の電極より特定することができる位置特定方法および位置特定装置ならびに部品実装装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a position specifying method, a position specifying apparatus, and a component mounting apparatus that can specify a position at which a component is mounted on a substrate on which a plurality of identical or similar electrodes are formed by using a specific electrode. And
本発明の位置特定方法は、同一または類似の形状をした複数のパターンが形成された実装領域の実装位置を特定する位置特定方法であって、基準となる基準図形を登録する基準図形登録工程と、前記複数のパターンに含まれる複数の特定パターンの少なくとも1つを含み、前記実装位置の特定に使用される複数の特定図形を登録する特定図形登録工程と、前記特定図形が存在する領域であって前記特定パターンに類似するパターンを含まない複数の領域と前記基準図形との相対的な位置関係を登録する相対位置登録工程と、複数の前記特定図形と前記基準図形を含む領域を撮像して画像を得る撮像工程と、前記画像より前記基準図形を検出する基準図形検出工程と、前記基準図形検出工程において検出された基準図形と、前記相対位置登録工程において登録された相対的な位置関係より、前記画像内の複数の特定図形を検出する特定図形検出工程と、前記特定図形検出工程において検出された複数の特定図形の位置に基づいて、前記実装位置を算出する実装位置算出工程と、を含む。 The position specifying method of the present invention is a position specifying method for specifying a mounting position in a mounting area in which a plurality of patterns having the same or similar shape is formed, and a reference figure registration step for registering a reference figure as a reference; A specific figure registration step for registering a plurality of specific figures used for specifying the mounting position, including at least one of a plurality of specific patterns included in the plurality of patterns, and an area where the specific figure exists. A relative position registration step of registering a relative positional relationship between a plurality of regions not including a pattern similar to the specific pattern and the reference graphic, and imaging a region including the plurality of the specific graphic and the reference graphic. An imaging step for obtaining an image, a reference graphic detection step for detecting the reference graphic from the image, a reference graphic detected in the reference graphic detection step, and the relative position registration process The specific figure detection step of detecting a plurality of specific figures in the image from the relative positional relationship registered in the above, and the mounting position based on the positions of the plurality of specific figures detected in the specific figure detection step And a mounting position calculating step for calculating.
本発明の位置特定装置は、同一または類似の形状をした複数のパターンが形成された実装領域の実装位置を特定する位置特定装置であって、基準となる基準図形と、前記複数のパターンに含まれる複数の特定パターンの少なくとも1つを含み前記実装位置の特定に使用される複数の特定図形と、前記特定図形が存在する領域であって前記特定パターンに類似するパターンを含まない複数の領域と前記基準図形との相対的な位置関係と、を記憶する記憶部と、複数の前記特定図形と前記基準図形を含む領域を撮像して画像を得る撮像手段と、前記画像より前記基準図形を検出する基準図形検出部と、前記基準図形検出部が検出した基準図形と、前記記憶部が記憶する相対的な位置関係より、前記画像内の複数の特定図形を検出する特定図形検出部と、前記特定図形検出部が検出した複数の特定図形の位置に基づいて、前記実装位置を算出する実装位置算出部と、を備える。 The position specifying device of the present invention is a position specifying device for specifying a mounting position of a mounting region in which a plurality of patterns having the same or similar shape is formed, and includes a reference figure as a reference and the plurality of patterns. A plurality of specific figures including at least one of the plurality of specific patterns used for specifying the mounting position, and a plurality of areas in which the specific figure exists and does not include a pattern similar to the specific pattern A storage unit for storing a relative positional relationship with the reference graphic; a plurality of the specific graphic and an imaging unit that captures an image including an area including the reference graphic; and detecting the reference graphic from the image Specific figure detection for detecting a plurality of specific figures in the image from a reference figure detected by the reference figure detection part, a reference figure detected by the reference figure detection part, and a relative positional relationship stored in the storage part If, on the basis of the positions of a plurality of specific shapes in which the specific graphic detecting section detects, and a mounting position calculating unit for calculating the mounting position.
本発明の部品実装装置は、複数の電極が形成された基板に部品を実装する部品実装装置であって、基準となる基準図形と、前記複数の電極に含まれる複数の特定パターンの少なくとも1つを含む複数の特定図形と、前記特定図形が存在する領域であって前記特定パターンに類似する電極を含まない複数の領域と前記基準図形との相対的な位置関係と、を記憶する記憶部と、前記基板を撮像して画像を得る撮像手段と、前記画像より前記基準図形を検出する基準図形検出部と、前記基準図形検出部が検出した基準図形と、前記記憶部が記憶する相対的な位置関係より、前記画像内の複数の特定図形を検出する特定図形検出部と、前記特定図形検出部が検出した複数の特定図形の位置に基づいて、前記基板における前記部品の実装位置を算出する実装位置算出部と、を備える。 A component mounting apparatus according to the present invention is a component mounting apparatus that mounts a component on a substrate on which a plurality of electrodes are formed, and includes at least one of a reference figure serving as a reference and a plurality of specific patterns included in the plurality of electrodes. A storage unit that stores a plurality of specific figures including the plurality of specific figures, a plurality of areas including the specific figures that do not include an electrode similar to the specific pattern, and the reference graphic Imaging means for capturing an image by imaging the substrate, a reference graphic detection unit for detecting the reference graphic from the image, a reference graphic detected by the reference graphic detection unit, and a relative information stored in the storage unit Based on the positional relationship, a mounting position of the component on the board is calculated based on a specific graphic detecting unit that detects a plurality of specific graphic in the image and the positions of the specific graphic detected by the specific graphic detecting unit. And a instrumentation position calculating unit.
本発明によれば、同一または類似する複数の電極が形成された基板に部品を実装する位置を特定の電極の位置から特定することができる。 According to the present invention, a position where a component is mounted on a substrate on which a plurality of the same or similar electrodes are formed can be specified from the position of a specific electrode.
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品実装装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図1、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する2軸方向として、基板搬送方向のX方向(図4における上下方向)、基板搬送方向に直交するY方向(図1における左右方向)が示される。図1、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてZ方向(図1における上下方向)が示される。Z方向は、部品実装装置が水平面上に設置された場合の上下方向または直交方向である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The configuration, shape, and the like described below are illustrative examples, and can be appropriately changed according to the specifications of the component mounting apparatus. Below, the same code | symbol is attached | subjected to the element which respond | corresponds in all the drawings, and the overlapping description is abbreviate | omitted. In FIG. 1 and a part to be described later, as a biaxial direction orthogonal to each other in a horizontal plane, an X direction (vertical direction in FIG. 4) in the substrate transport direction and a Y direction (horizontal direction in FIG. 1) orthogonal to the substrate transport direction. Is shown. In FIG. 1 and a part to be described later, the Z direction (vertical direction in FIG. 1) is shown as the height direction orthogonal to the horizontal plane. The Z direction is a vertical direction or an orthogonal direction when the component mounting apparatus is installed on a horizontal plane.
まず図1を参照して、部品実装装置1の全体構成を説明する。部品実装装置1は、基板に半導体チップなどの部品を実装する機能を有している。図1において、基台2上には、部品供給ステージ3、および基板保持ステージ4がY方向に配置されている。また、部品実装装置1は、各部を制御する制御部5を備えている。
First, the overall configuration of the
部品供給ステージ3は、部品供給部移動部6の上部に部品供給部7を設けて構成されている。部品供給部移動部6は制御部5によって制御されており、部品供給部7をX方向、Y方向に移動させる。部品供給部7の上部には、複数の部品8が保持されている。部品8はトレイ上に載置された状態、または粘着シート上に貼着された状態で部品供給部7の上部に保持される。
The
基板保持ステージ4は、基板保持部移動部9の上部に基板保持部10を設けて構成されている。基板保持部移動部9は制御部5によって制御されており、基板保持部10をX方向、Y方向に移動させる。基板保持部10は、制御部5によって制御される一対の搬送レール10aを備えている。基板保持部10は、搬送レール10aにより基板11を搬入して部品8が実装される位置に位置決めして保持する。また、基板保持部10は、部品8が実装された基板11を搬送レール10aにより搬出する。
The
ここで図2を参照して、部品8と基板11の構成について説明する。基板11は、複数(ここでは4個)の個別基板11aから構成されている。基板11には、個別基板11aを分離するための複数のスリット11bが形成されている。部品8が実装された基板11は、スリット11bに沿って個々の個別基板11aに分離される。個別基板11aの上面には、同一または類似の形状をした複数の電極11cが形成されている。なお、図4に示すように、複数の電極11cのうちの幾つかは、個別基板11aにおける部品8の実装位置Pを算出するための特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)に設定されている。
Here, with reference to FIG. 2, the structure of the
個別基板11aの上面には、複数の電極11cのいずれとも異なる形状をした位置認識用の基板マーク12が形成されている。この例では、個別基板11aの対角の位置に、形状の異なる2つの基板マーク12が形成されている。部品8の一の面には、個別基板11aの電極11cと接合されるバンプ8aが形成されている。部品8はバンプ8aが下方となる向きで、バンプ8aが個別基板11aの電極11cに重なるように基板11に実装される。すなわち、個別基板11aは、部品8が実装される同一または類似の形状をした複数の電極11c(パターン)が形成された実装領域である。
A
図1において、部品8は、バンプ8aが上方となる向きで部品供給部7上に保持されている。部品供給ステージ3の上方には、ピックアップヘッド13が設置されている。ピックアップヘッド13は、部品供給部7上の部品8を吸着して取り出す機能を有している。ピックアップヘッド13は、制御部5により制御されるピックアップヘッド駆動部14によってX軸を回転軸として回転する(矢印a)。また、ピックアップヘッド13は、後述する受け渡し位置まで移動する(矢印b)。すなわち、ピックアップヘッド13は、受け渡し位置において、バンプ8aが下方となる向きで部品8を保持している。
In FIG. 1, the
ピックアップヘッド13、および基板保持ステージ4の上方には、ボンディングヘッド15が設置されている。ボンディングヘッド15は、制御部5により制御されるボンディングヘッド駆動部16により、Y方向に移動する(矢印c、矢印d)。ボンディングヘッド15およびボンディングヘッド駆動部16は、受け渡し位置においてピックアップヘッド13から部品8を吸着して受け取り、基板保持部10が保持する基板11の実装位置まで部品8を移動させ、部品8を基板11に実装する機能を有している。
A bonding
図1において、部品実装装置1には、第1のカメラ17、第2のカメラ18、第3のカメラ19が設置されている。第1のカメラ17は、部品供給部7の上方に光軸方向を下方に向けた状態で設置されている。第1のカメラ17は、部品供給部7の部品8を撮像する。第2のカメラ18は、ボンディングヘッド15が受け渡し位置から基板11まで移動する経路の途中(矢印cと矢印dの間)に光軸方向を上方に向けた状態で設置されている。第2のカメラ18は、ボンディングヘッド15が保持する部品8を下方から撮像する。
In FIG. 1, the
第3のカメラ19は、基板11を保持する基板保持部10の上方に光軸方向を下方に向けた状態で設置されている。第3のカメラ19は、部品8が実装される基板11(個別基板11a)を撮像する。第1のカメラ17、第2のカメラ18、第3のカメラ19は、制御部5により制御されており、撮像結果は制御部5に転送される。
The
図1において、部品実装装置1は、制御部5に接続されたタッチパネル20を備えている。タッチパネル20は、表示部に表示された操作ボタンで制御部5へのデータ入力や部品実装装置1の操作を行うことができる。また、タッチパネル20は、表示部に各種情報や第1のカメラ17、第2のカメラ18、第3のカメラ19で撮像された各種画像を表示することができる。
In FIG. 1, the
次に図3を参照して、部品実装装置1の制御系の構成について説明する。部品実装装置1が備える制御部5は、部品供給部制御部21、基板保持部制御部22、ピックアップヘッド制御部23、ボンディングヘッド制御部24、供給部品認識部25、保持部品認識部26、基板認識部27、記憶部31、登録作業部32を備えている。
Next, the configuration of the control system of the
部品供給部制御部21は、部品供給部移動部6を制御して、部品供給部7が保持する実装対象の部品8を、ピックアップヘッド13によって取り出されるピックアップ位置に移動させる。供給部品認識部25は、第1のカメラ17を制御して、ピックアップ位置に移動した部品8を撮像して部品8の位置を認識する。部品供給部制御部21は、供給部品認識部25の認識結果に基づいて、ピックアップ位置の部品8の位置を補正する。
The component supply
図3において、ピックアップヘッド制御部23は、ピックアップヘッド13およびピックアップヘッド駆動部14を制御して、ピックアップ位置に供給された部品8をピックアップヘッド13によって吸着して取出し、吸着している部品8を表裏反転させて受け渡し位置まで移動させる。ボンディングヘッド制御部24は、ボンディングヘッド15およびボンディングヘッド駆動部16を制御して、受け渡し位置に移動した部品8をボンディングヘッド15によって吸着して受け取り、基板保持部10が保持する基板11の実装位置P(部品8が実装される位置)に実装する。
In FIG. 3, the pickup
保持部品認識部26は、第2のカメラ18を制御して、ボンディングヘッド15に保持された部品8を下方から撮像して部品8の位置を認識する。基板保持部制御部22は、基板保持部移動部9を制御して、部品8が実装される個別基板11aの実装位置Pが、ボンディングヘッド15が保持する部品8の中心位置と一致するように基板11を移動させる。その際、基板保持部制御部22は、保持部品認識部26によって認識された部品8の位置、および後述する基板認識部27によって特定された実装位置Pに基づいて、基板11の位置を補正する。
The holding
図3において、基板認識部27は、第3のカメラ19を制御して、部品8が実装される位置に移動した基板11(個別基板11a)を撮像し、得られた基板画像を認識して実装位置Pを特定する実装位置特定処理を実行する。すなわち、第3のカメラ19および基板認識部27は、基板11を撮像して基板画像を得る撮像手段である。基板認識部27は、基準図形検出部28、特定図形検出部29、および実装位置算出部30を備えている。
In FIG. 3, the
基準図形検出部28は、第3のカメラ19で取得した基板画像に含まれる基板マーク12を含む基準図形33(図4参照)を検出する基準図形検出処理を実行する。特定図形検出部29は、第3のカメラ19で取得した基板画像に含まれる特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)を含む特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)(図4参照)を検出する特定図形検出処理を実行する。基準図形検出処理および特定図形検出処理にはテンプレート画像によるパターンマッチングを適用している。
The reference
図3において、記憶部31は、基準図形検出処理で使用する基準図形テンプレートを記憶する基準図形テンプレート記憶部31aと、特定図形検出処理で使用する特定図形テンプレートを記憶する特定図形テンプレート記憶部31bと、同じく特定図形検出処理で使用する探索枠に関する情報(探索枠情報)を記憶する探索枠情報記憶部31cを有している。
In FIG. 3, the
図5(a)は、基準図形テンプレート33Tである。基準図形テンプレート33Tは、図4に示す基板画像から基板マーク12を囲む破線で示した領域の基準図形33を切り取って作成される。この基準図形33は、基板画像の中で基準図形テンプレート33Tと一致するユニークな図形である。本実施例では基板画像に一つしか存在しない基板マーク12を含む領域を基準図形33とし、この基準図形33と同一画像を基準図形テンプレート33Tとして基準図形テンプレート記憶部31aに記憶している。
FIG. 5A shows a reference
図5(b)〜(e)は、特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)である。特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)は、図4に示す基板画像から特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)を囲む破線で示した領域の画像を切り取って作成される。本実施の形態では特定パターンが4つ存在するので、これらを検出するための4つの特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)が特定図形テンプレート記憶部31bに記憶される。
5B to 5E are specific
さらに、本実施の形態では、特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)は、その中心がこれらに含まれる特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)の中心と一致する。これにより、特定図形検出処理で検出した特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の中心34c(1),34c(2),34c(3),34c(4)が、特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)の中心となる。
Furthermore, in the present embodiment, the specific
図3において、探索枠情報記憶部31cは、特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)を検出する際の探索範囲を定める探索枠の位置を示す探索枠位置と、探索枠の大きさである探索枠サイズとを含む探索枠情報を記憶している。基板画像には、特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)と一致または類似する図形が複数個所存在している。そのため、基板画像の全領域でパターンマッチングを行うと、特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の位置を正確に検出することが困難である。
In FIG. 3, the search frame
そこで、パターンマッチングを行う探索範囲を特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)が存在する領域であって特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)に類似するパターンを含まない領域に制限する必要がある。図4に2点鎖線示すように、本実施の形態では4つの探索枠35(1),35(2),35(3),35(4)が設定される。
Therefore, the search range for pattern matching is an area where the specific figures 34 (1), 34 (2), 34 (3), 34 (4) exist, and the
図4において、探索枠位置は、基準図形テンプレート33Tと一致する位置、すなわち基準図形33の中心33cと探索枠左上コーナー35c(1),35c(2),35c(3),35c(4)までの相対的な位置関係を示す情報である。本実施の形態では、前述の相対的な位置関係は基準図形33の中心33cを原点とする座標で定義され、探索枠35(1)の位置は(X3,Y1)、探索枠35(2)の位置は(X1,Y2)、探索枠35(3)の位置は(X2,Y1)、探索枠35(4)の位置は(X1,Y3)となる。
In FIG. 4, the search frame position corresponds to the reference
図4において、探索枠サイズは、矩形の探索枠の縦横のサイズ含む情報であり、パターンマッチングによる探索範囲を、特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)以外の図形で特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)に類似するパターンを含まない領域に限定するサイズとなっている。これにより、探索枠の中で特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)と一致する位置が一箇所に限定される。本実施の形態では、探索枠35(1)の縦横のサイズはh1,w1、探索枠35(2)はh2,w2、探索枠35(3)はh3,w3、探索枠35(4)はh4,w4である。
In FIG. 4, the search frame size is information including the vertical and horizontal sizes of a rectangular search frame, and the search range by pattern matching is specified as
図3において、実装位置算出部30は、特定図形検出部29が検出した複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の中心34c(1),34c(2),34c(3),34c(4)の位置に基づいて、基板11の実装領域(個別基板11a)における部品8の実装位置Pを算出する。本実施の形態では次のような要領で実装位置Pを算出する。
In FIG. 3, the mounting
図4において、まず実装位置算出部30は、特定図形検出部29が検出した特定図形34(1)の中心34c(1)と特定図形34(3)の中心34c(3)を結ぶ直線A、および特定図形34(2)の中心34c(2)と特定図形34(4)の中心34c(4)を結ぶ直線Bが交わる交点Cを算出する。記憶部31には、個別基板11aに形成された複数の電極11c間に相対的なずれがない理想的な状態における交点Cから実装位置Pまでのオフセット量(ΔXc,ΔYc)が記憶されている。
In FIG. 4, first, the mounting
次に実装位置算出部30は、算出した交点Cと記憶部31に記憶されたオフセット量(ΔXc,ΔYc)に基づいて、個別基板11aにおける部品8の実装位置Pを算出する。すなわち、実装位置算出部30は、特定図形検出部29が検出した複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の位置に基づいて、基板11の実装領域(個別基板11a)における部品8の実装位置Pを算出する。
Next, the mounting
図3において、登録作業部32は、基準図形テンプレート記憶部31a、特定図形テンプレート記憶部31b、探索枠情報記憶部31cに、基準図形テンプレート33T、特定図形テンプレート34T(1),34T(2),34T(3),34T(4)ならびに探索枠情報を登録する登録作業を作業者に案内する。
In FIG. 3, the
次に、図1、図4を参照しながら、登録作業部32による登録作業について説明する。最初に作業者は、基板保持部10に部品8が搭載されていない基板11をセットする。次に作業者は、タッチパネル20を操作して登録作業部32を起動させ、タッチパネル20に表示される案内に従って登録作業を行う。
Next, the registration work by the
登録作業部32は、タッチパネル20に第3のカメラ19で撮像した個別基板11aの基板画像を表示する。作業者は、タッチパネル20に表示された基板画像の中から基準図形33として登録すべき領域を選択し、タッチパネル20に表示された登録ボタンをタッチする。これにより登録作業部32は、基準図形33として作業者によって選択された領域を基準図形テンプレート33Tとして基準図形テンプレート記憶部31aに記憶する(基準図形登録工程)。本実施の形態では、図4の基板マーク12を取り囲む破線の内側の領域が基準図形33として選択されて、基準図形テンプレート33Tとして登録される。
The
次に作業者は、タッチパネル20に表示された基板画像の中から特定図形34として登録すべき領域を一つ選択し、タッチパネル20に表示された登録ボタンをタッチする。例えば作業者は、特定パターン11c(1)を含む領域を特定図形34(1)として登録する場合は、図4の2点鎖線で示すように特定パターン11c(1)とこれに隣接する電極11cの一部を包含する領域を選択する。次に作業者は、タッチパネル20に表示された登録ボタンをタッチする。
Next, the operator selects one area to be registered as the specific figure 34 from the substrate image displayed on the
これにより登録作業部32は、特定図形34(1)として作業者によって選択された領域を特定図形テンプレート34T(1)として特定図形テンプレート記憶部31bに記憶する(特定図形登録工程)。さらに登録作業部32は、デフォルトで設定されているサイズの探索枠35(1)を、特定図形34(1)の中心34c(1)を基準に設定するともに、基準図形33の中心を基準とした場合の探索枠35(1)の座標(X3,Y1)を探索枠位置として探索枠情報記憶部31cに記憶する(相対位置登録工程)。なお、探索枠のサイズや位置はタッチパネル20上で作業者が修正することができる。
Thus, the
作業者は、一つ目の特定図形34(1)とその探索枠35(1)の登録作業が終わったら、同じ要領で他の特定図形34(2),34(3),34(4)と探索枠35(2),35(3),35(4)の登録作業を行う。 When the operator finishes the registration of the first specific figure 34 (1) and the search frame 35 (1), the other specific figure 34 (2), 34 (3), 34 (4) is the same. The registration work for the search frames 35 (2), 35 (3), and 35 (4) is performed.
次に、図1を参照しながら、部品実装装置1による実装作業について説明する。部品供給部移動部6は、部品供給部7の部品8を第1のカメラ17の撮像視野内に移動させる。供給部品認識部25は、第1のカメラ17で撮像した部品8の位置を認識し、ピックアップヘッド13によるピックアップ位置からの位置ずれを求める。部品供給部移動部6はこの位置ずれを補正して部品8をピックアップ位置に移動させる。
Next, a mounting operation by the
次に、ピックアップヘッド13は、部品8をピックアップする。その後。ピックアップヘッド駆動部14は、部品8を保持したピックアップヘッド13を表裏反転させ、受け渡し位置まで移動させる(図1の破線で示すピックアップヘッド13を参照)。次に、ボンディングヘッド15は、表裏反転されピックアップヘッド13から部品8を受け取って保持し、第2のカメラ18の撮像視野内に部品8を位置させる。その状態で保持部品認識部26は、第2のカメラ18で撮像した部品8を認識してその中心の位置を検出する(部品認識)。
Next, the
部品8が部品供給部7から第2のカメラ18まで移送されるのと並行して、基板保持部移動部9は第3のカメラ19の撮像視野内に基板保持部10に保持されている基板11の個別基板11a(実装領域)を移動させる。第3のカメラ19は、個別基板11aを撮像して基板画像を入手する(撮像工程)。基板認識部27は、この基板画像を認識して実装位置Pの位置を特定する(実装位置認識)。この実装位置認識については後述する。
In parallel with the transfer of the
次に、制御部5は、部品認識で得た部品8の位置と実装位置認識で得た実装位置Pに基づいてボンディングヘッド駆動部16と基板保持部移動部9を駆動し、実装位置Pに基板11の個別基板11a(実装領域)を位置決めする。その後、ボンディングヘッド15が下降して、部品8を実装位置Pに搭載する。
Next, the
次に、実装位置認識について説明する。基準図形検出部28は、基板画像の中から基準図形33を検出する(基準図形検出工程)。具体的には、基準図形テンプレート33Tでパターンマッチングを実行し、基板画像の中で基準図形テンプレート33Tに最も一致する位置を、基準図形33として検出する。
Next, mounting position recognition will be described. The reference
基準図形33を認識したら、特定図形検出部29は、探索枠情報記憶部31cに記憶されている探索枠位置と特定図形テンプレート記憶部31bに記憶された特定図形テンプレート34Tに基づいて、基板画像内の特定図形34を検出する(特定図形検出工程)。
After recognizing the reference graphic 33, the specific graphic detecting
特定図形34(3)を例に説明すると、特定図形検出部29は、探索枠情報記憶部31cから探索枠位置(X2,Y1)を読み取り、検出済みの基準図形33の中心33cを基準に探索枠35(3)を設定する。次に、特定図形検出部29は、探索枠35(3)の範囲内で特定図形テンプレート34T(3)を使用したパターンマッチングを実行して特定図形34(3)を検出する。本実施の形態では、検出した特定図形34(3)の中心は特定パターン11c(3)の中心と一致する。
The specific figure 34 (3) will be described as an example. The specific
特定図形検出工程で全ての特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)を検出したら、次に、実装位置算出部30は、特定図形検出工程において検出された特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の位置に基づいて、前述の要領で実装位置Pを算出する(実装位置算出工程)。
If all the specific figures 34 (1), 34 (2), 34 (3), and 34 (4) are detected in the specific figure detection process, then the mounting
このように、本実施の形態の位置特定方法は、基準図形登録工程と、特定図形登録工程と、相対位置登録工程と、撮像工程と、基準図形検出工程と、特定図形検出工程と、実装位置算出工程を含み、同一または類似の形状をした複数のパターン(電極11c)が形成された実装領域(個別基板11a)の実装位置Pを特定する。これによって、複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の位置から実装位置Pが算出されるため、基準図形33(基板マーク12など)と特定図形34の相対的な位置関係が歪んでいても(例えば、基板11が反っていても)、複数のパターンが形成された実装領域の実装位置Pを適切に特定することができる。
As described above, the position specifying method of the present embodiment includes the reference graphic registration process, the specific graphic registration process, the relative position registration process, the imaging process, the reference graphic detection process, the specific graphic detection process, and the mounting position. A mounting position P of the mounting region (
上記説明したように、本実施の形態の位置特定装置は、基準となる基準図形33と、複数のパターン(電極11c)に含まれる複数の特定パターン11c(1),11c(2),11c(3),11c(4)の少なくとも1つを含み実装領域(個別基板11a)の実装位置Pの特定に使用される複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)と、基準図形33と複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の相対的な位置関係(探索枠情報)と、を記憶する記憶部31を備えている。
As described above, the position specifying device according to the present embodiment has the reference figure 33 serving as a reference and the plurality of
さらに位置特定装置は、複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)と基準図形33を含む領域を撮像して画像(基板画像)を得る撮像手段(第3のカメラ19、基板認識部27)と、画像より基準図形33を検出する基準図形検出部28と、検出された基準図形33と、記憶された相対的な位置関係より、画像内の特定図形34を検出する特定図形検出部29と、検出された複数の特定図形34(1),34(2),34(3),34(4)の位置に基づいて、実装位置Pを算出する実装位置算出部30と、を備え、同一または類似の形状をした複数のパターンが形成された実装領域の実装位置Pを特定する。
Further, the position specifying device picks up an image (substrate image) by picking up an area including the plurality of specific figures 34 (1), 34 (2), 34 (3), 34 (4) and the reference figure 33. The
これによって、複数のパターン(電極11c)が形成された基板11の実装領域(個別基板11a)に部品8を実装する実装位置Pを適切に特定することができる。
Thereby, the mounting position P for mounting the
次に図6を参照して、基準図形の第2の実施例について説明する。図6に示す基板40には、9個の個別基板40aが形成されている。個別基板40aの間には、複数のスリット40bが形成されている。また、個別基板40aには、図4に示す個別基板11aと同様に複数の電極40cが形成されている。しかし、個別基板40aには、図4に示す個別基板11aに形成されている基板マーク12は形成されていない。
Next, a second example of the reference graphic will be described with reference to FIG. Nine
第2の実施例では、個別基板40aの上の辺に形成された複数の電極40cのうちの一番左に位置する電極40cと、左の辺に形成された複数の電極40cのうちの一番上に位置する電極40cの、2つの電極40cを含む領域を基準図形41とする基準図形テンプレートが基準図形テンプレート記憶部31aに記憶される。すなわち、基準図形41は、複数の電極40c(パターン)の少なくとも2つを含んでいる。基準図形41は個別基板40a(実装領域)の中でユニークな図形であるため、電極40cと異なる形状をした基板マーク12がなくても、個別基板40aにおける部品8の実装位置Pを特定することができる。
In the second embodiment, the
次に図7を参照して、基準図形の第3の実施例について説明する。図7に示す基板40は、図6と同じである。第3の実施例では、個別基板40aの左上の角を含む領域を基準図形42とする基準図形テンプレートが基準図形テンプレート記憶部31aに記憶される。すなわち、基準図形42は、複数の電極40cが形成された基板40(複数のパターンが形成された実装領域)の外周を含んでいる。基準図形42は個別基板40a(実装領域)の中でユニークな図形であるため、基板マーク12がなくても個別基板40aにおける部品8の実装位置Pを特定することができる。なお、基板40に形成されたスリット40bを含むユニークな図形を基準図形としてもよい。
Next, a third example of the reference graphic will be described with reference to FIG. The
なお上記は、基板11(基板40)の実装領域(個別基板11a、個別基板40a)の実装位置Pが、位置特定装置(部品実装装置1)によって特定される例であったが、特定される位置はこれに限定されることはない。例えば、特定される位置は、ボンディングヘッド15が保持する部品8の位置(中心)であってもよい。その場合、同一または類似の形状をした複数のパターンは部品8に形成されたバンプ8aであり、撮像手段は第2のカメラ18および供給部品認識部25である。そして、供給部品認識部25が、基準図形検出部28、特定図形検出部29、実装位置算出部30を備える。
The above is an example in which the mounting position P of the mounting region (
本発明の位置特定方法および位置特定装置ならびに部品実装装置は、同一または類似する複数の電極が形成された基板に部品を実装する位置を特定の電極の位置から特定することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。 The position specifying method, position specifying apparatus, and component mounting apparatus according to the present invention have an effect that a position where a component is mounted on a substrate on which a plurality of the same or similar electrodes are formed can be specified from the position of the specific electrode. However, it is useful in the field of mounting components on a substrate.
1 部品実装装置
8 部品
11、40 基板
11a、40a 個別基板(実装領域)
11c、40c 電極(パターン)
11c(1)〜11c(4) 特定パターン
12 基板マーク(基準パターン)
19 第3のカメラ(撮像手段)
33、41、42 基準図形
34(1)〜34(4) 特定図形
P 実装位置
DESCRIPTION OF
11c, 40c Electrode (pattern)
11c (1) to 11c (4)
19 Third camera (imaging means)
33, 41, 42 Reference figure 34 (1) to 34 (4) Specific figure P Mounting position
Claims (14)
基準となる基準図形を登録する基準図形登録工程と、
前記複数のパターンに含まれる複数の特定パターンの少なくとも1つを含み、前記実装位置の特定に使用される複数の特定図形を登録する特定図形登録工程と、
前記特定図形が存在する領域であって前記特定パターンに類似するパターンを含まない複数の領域と前記基準図形との相対的な位置関係を登録する相対位置登録工程と、
複数の前記特定図形と前記基準図形を含む領域を撮像して画像を得る撮像工程と、
前記画像より前記基準図形を検出する基準図形検出工程と、
前記基準図形検出工程において検出された基準図形と、前記相対位置登録工程において登録された相対的な位置関係より、前記画像内の複数の特定図形を検出する特定図形検出工程と、
前記特定図形検出工程において検出された複数の特定図形の位置に基づいて、前記実装位置を算出する実装位置算出工程と、を含む、位置特定方法。 A position specifying method for specifying a mounting position of a mounting area in which a plurality of patterns having the same or similar shape are formed,
A reference graphic registration process for registering a reference graphic as a reference;
A specific figure registration step for registering a plurality of specific figures used for specifying the mounting position, including at least one of a plurality of specific patterns included in the plurality of patterns;
A relative position registration step of registering a relative positional relationship between a plurality of areas that do not include a pattern similar to the specific pattern and an area where the specific figure exists, and the reference figure;
An imaging step of obtaining an image by imaging a region including a plurality of the specific figure and the reference figure;
A reference graphic detection step of detecting the reference graphic from the image;
A specific graphic detecting step for detecting a plurality of specific graphic in the image from the reference graphic detected in the reference graphic detecting step and the relative positional relationship registered in the relative position registering step;
A mounting position calculating step of calculating the mounting position based on the positions of a plurality of specific figures detected in the specific figure detecting step.
前記実装位置は、前記部品が実装される位置である、請求項1から4のいずれかに記載の位置特定方法。 The plurality of patterns are a plurality of electrodes formed on a substrate on which a component is mounted,
The position specifying method according to claim 1, wherein the mounting position is a position where the component is mounted.
基準となる基準図形と、前記複数のパターンに含まれる複数の特定パターンの少なくとも1つを含み前記実装位置の特定に使用される複数の特定図形と、前記特定図形が存在する領域であって前記特定パターンに類似するパターンを含まない複数の領域と前記基準図形との相対的な位置関係と、を記憶する記憶部と、
複数の前記特定図形と前記基準図形を含む領域を撮像して画像を得る撮像手段と、
前記画像より前記基準図形を検出する基準図形検出部と、
前記基準図形検出部が検出した基準図形と、前記記憶部が記憶する相対的な位置関係より、前記画像内の複数の特定図形を検出する特定図形検出部と、
前記特定図形検出部が検出した複数の特定図形の位置に基づいて、前記実装位置を算出する実装位置算出部と、を備える、位置特定装置。 A position specifying device for specifying a mounting position of a mounting area in which a plurality of patterns having the same or similar shape are formed,
A reference figure that serves as a reference, a plurality of specific figures that include at least one of a plurality of specific patterns included in the plurality of patterns, and are used for specifying the mounting position, and an area where the specific figure exists, A storage unit that stores a plurality of regions that do not include a pattern similar to the specific pattern and a relative positional relationship between the reference graphic, and
Imaging means for obtaining an image by imaging a region including a plurality of the specific figure and the reference figure;
A reference graphic detector for detecting the reference graphic from the image;
A reference graphic detected by the reference graphic detection unit, and a specific graphic detection unit that detects a plurality of specific graphic in the image from a relative positional relationship stored in the storage unit;
And a mounting position calculation unit that calculates the mounting position based on the positions of a plurality of specific figures detected by the specific figure detection unit.
前記実装位置は、前記部品が実装される位置である、請求項6から9のいずれかに記載の位置特定装置。 The plurality of patterns are a plurality of electrodes formed on a substrate on which a component is mounted,
The position specifying device according to claim 6, wherein the mounting position is a position where the component is mounted.
基準となる基準図形と、前記複数の電極に含まれる複数の特定パターンの少なくとも1つを含む複数の特定図形と、前記特定図形が存在する領域であって前記特定パターンに類似する電極を含まない複数の領域と前記基準図形との相対的な位置関係と、を記憶する記憶部と、
前記基板を撮像して画像を得る撮像手段と、
前記画像より前記基準図形を検出する基準図形検出部と、
前記基準図形検出部が検出した基準図形と、前記記憶部が記憶する相対的な位置関係より、前記画像内の複数の特定図形を検出する特定図形検出部と、
前記特定図形検出部が検出した複数の特定図形の位置に基づいて、前記基板における前記部品の実装位置を算出する実装位置算出部と、を備える、部品実装装置。 A component mounting apparatus for mounting a component on a substrate on which a plurality of electrodes are formed,
A reference figure as a reference, a plurality of specific figures including at least one of a plurality of specific patterns included in the plurality of electrodes, and an area where the specific figure exists and does not include an electrode similar to the specific pattern A storage unit that stores a relative positional relationship between a plurality of regions and the reference graphic;
Imaging means for imaging the substrate to obtain an image;
A reference graphic detector for detecting the reference graphic from the image;
A reference graphic detected by the reference graphic detection unit, and a specific graphic detection unit that detects a plurality of specific graphic in the image from a relative positional relationship stored in the storage unit;
A component mounting apparatus comprising: a mounting position calculation unit that calculates a mounting position of the component on the substrate based on the positions of a plurality of specific graphics detected by the specific graphic detection unit.
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