JP2022068593A - 基板支持エリアの特定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板支持エリアの特定とその位置決め固定とが容易に行える基板支持エリアの特定方法及び装置を提供する。【解決手段】基板が当接する側の第１面を上にしてＸ－Ｙテーブルに基板をセットする。カメラで第１面を撮影し第１面画像を得る。第１面画像のカメラ光軸位置にピンマークを画像合成し合成画像をモニタに表示する。Ｘ－Ｙテーブルの移動中に、入力操作により基板支持エリア候補内にピンマークを位置させ支持位置データを取得する。支持位置データを反転処理してマーク反転位置データを得る。マーク反転位置データに基づき基板無しのＸ－Ｙテーブルを移動させマーク反転位置にカメラ撮影光軸を合わせる。基板無しのＸ－Ｙテーブルを撮影しＸ－Ｙテーブル画像を取得する。Ｘ－Ｙテーブル画像にピンマークを画像合成しモニタに表示する。モニタ画面の観察によりピンマークにバックアップピンを位置決めする。【選択図】図１３

Description

本発明は、基板支持部材による基板支持エリアの特定方法及び装置に関する。

従来、基板用リワーク装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この種の装置は、基板の両端を保持して基板の表面を平面状に維持する。そして、表面からリペア対象のチップ等の電子部品を取り外し、その後の基板の残留ハンダクリーニング、基板へのハンダ塗布、新規の電子部品の搭載、及びハンダ付けといったプリント基板に対する一連のリペア作業を連続的に行う。例えば、新規の電子部品のハンダ付けでは、ヒータにより基板を裏面から加熱する。

基板用リワーク装置では、電子部品を加熱して電子部品を基板にハンダ付けするときに、基板や電子部品等の自重で基板の中央が下方に撓む傾向がある。特に面積が広い基板や、部品点数が多い基板では撓み量が増加する。撓み量が一定値を超えると、実装した電子部品との間が狭まったり又は離れたりして、ハンダ付けを自動的に行う際に、ハンダブリッジや未ハンダ部分等のハンダ不良が発生する。また、基板には自重による撓みの他に、基板の取り付け状態などによって基板に反りが発生することもある。反りが発生した基板でも撓み同様にハンダ不良が発生する。

このため、バックアップピンや押さえ部材等の基板支持部材により基板を支持して、基板の撓みや反りを矯正することが行われている（例えば特許文献２参照）。

特開２０１４－４５１８５号公報 特開２００３－６２９７１号公報

ところで、バックアップピンで基板を支持する際に、支持箇所に電子部品等が有るとバックアップピンが電子部品等に当たり、基板が破損する。このため、電子部品等の無い箇所をバックアップピンで支持する必要がある。特許文献２に記載のクリーム半田印刷装置では、基板保持ピンの位置情報は、基板のキャドデータや基板保持ピンの行又は列単位での先端位置のデータを用いている。このため、リワーク装置のように多種多用な各種基板を作業対象にしている場合には、基板のキャドデータや先端位置データなどが入手困難である場合が多い。従って、オペレータにより手作業で基板の裏側を観察しながら、バックアップピンの支持位置を決める必要がある。

しかしながら、基板の裏側を観察しながら、バックアップピンの支持位置を決め、この位置にバックアップピンを固定することは、裏面の観察や狭い空間での固定作業を伴うため、オペレータにとって困難な作業となり、熟練を要するという問題がある。特に、電子チップが微小化し且つ高密度実装された基板では、支持位置を特定する作業はより一層困難になる。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、基板支持部材による基板支持エリアの特定とその位置決め固定とが容易に行える基板支持エリアの特定方法及び装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の基板支持エリアの特定方法は、基板保持部と基板支持部材とで保持された基板をカメラで撮影して基板に対して処理を行う基板処理装置の基板支持部材による基板支持エリアの特定方法であって、基板保持ステップ、第１撮影ステップ、第１表示ステップ、第１移動ステップ、位置データ取得ステップ、データ反転処理ステップ、第２移動ステップ、第２撮影ステップ、第２表示ステップ、及び位置決め完了検出ステップを含む。基板保持ステップでは、第１面及び第１面とは反対側の第２面を有する基板を基板保持部により第１面を上にして保持する。第１撮影ステップでは、基板保持ステップで保持される第１面をカメラで撮影して第１面画像を得る。第１表示ステップでは、第１面画像中にカメラの光軸位置で基板支持部材を示すマーク画像を第１面画像の表示倍率と同倍率で画像合成してモニタに表示する。第１移動ステップでは、基板保持部及びカメラの一方又は双方を第１面と平行な方向に相対移動させる。位置データ取得ステップでは、第１移動ステップ中のモニタの表示画面のオペレータの観察によりマーク画像が基板支持部材の支持エリアに入ったときの入力操作に基づき、基板に対する基板支持部材の支持位置データを取得する。データ反転処理ステップでは、基板保持部に基板の第１面及び第２面を反転してセットした状態の支持位置データであるマーク反転位置データを得る。第２移動ステップでは、マーク反転位置データに基づき基板が無い状態の基板保持部をカメラに対して相対移動させてマーク反転位置にカメラの光軸位置を合わせる。第２撮影ステップでは、第２移動ステップ後の基板保持部をカメラで撮影する。第２表示ステップでは、第２撮影ステップで撮影した基板保持部画像にマーク画像を画像合成してモニタに表示する。位置決め完了検出ステップでは、第２表示ステップによるモニタの表示画面のオペレータの観察によりマーク画像に基板支持部材を位置合わせして基板保持部に基板支持部材を固定したときの入力操作に基づき、基板支持部材固定完了信号を受け取る。

本発明の基板支持エリアの特定装置は、第１面及び第１面とは反対側の第２面を有する基板の第１面及び第２面の一方をカメラで撮影して基板に対して処理を行う基板処理装置の基板支持部材による基板支持エリアの特定装置であって、基板保持部、第１撮影部、第１表示部、第１移動部、位置データ取得部、データ反転処理部、第２移動部、第２撮影部、第２表示部、及び位置決め完了検出部を有する。基板保持部は、第１面及び第２面の一方を上にして基板の周縁を保持する。第１撮影部は、基板保持部で保持される基板の第１面をカメラで撮影して第１面画像を得る。第１表示部は、第１面画像中にカメラの光軸位置で基板支持部材を示すマーク画像を第１面画像の表示倍率と同倍率で画像合成してモニタに表示する。第１移動部は、基板保持部及びカメラの一方又は双方を第１面と平行な方向に相対移動させる。位置データ取得部は、第１移動部による基板の移動中のモニタの表示画面のオペレータの観察によりマーク画像が基板支持部材の支持エリアに入ったときの入力操作に基づき、基板に対する基板支持部材の支持位置データを取得する。データ反転処理部は、基板保持部に基板の第１面及び第２面を反転してセットした状態の支持位置データであるマーク反転位置データを得る。第２移動部は、マーク反転位置データに基づき基板が無い状態の基板保持部をカメラに対して相対移動させてマーク反転位置データにカメラの光軸位置を合わせる。第２撮影部は、第２移動部による移動後の基板保持部をカメラで撮影する。第２表示部は、第２撮影部で撮影した基板保持部画像にマーク画像を画像合成してモニタに表示する。位置決め完了検出部は、第２表示部のモニタの表示画面のオペレータの観察によりマーク画像に基板支持部材を位置合わせして基板保持部に基板支持部材を固定したときの入力操作に基づき、基板支持部材固定完了信号を受け取る。

なお、マーク画像よりも大きい外形を有する支持エリア確認マークをマーク画像と同心で表示することが好ましい。

本発明によれば、基板支持部材による基板支持エリアの特定と、特定した基板支持エリアへの基板支持部材の位置決め固定が容易に且つ正確に行える。

リワーク装置に設けた本発明の基板支持エリアの特定装置の一例を模式的に示す正面図である。 図１の右側面図である。 下部ヒータが退避位置状態の第１撮影ステップ中のＸ－Ｙテーブルを示す側面図である。 下部ヒータが加熱位置状態の第２撮影ステップ中のＸ－Ｙテーブルを示す側面図である。 基板の各位置を特定するＸ―Ｙ座標を示す説明図である。 バックアップピンの下部ヒータへの取り付け状態を示す平面図である。 図５におけるバックアップピンの取り付け状態を示す側面図である。 コントローラによる制御を示すブロック図である。 第１表示部によるモニタの画面を示す正面図である。 データ反転処理の説明図である。 第２表示部によるモニタの画面を示す正面図である。 複数のバックアップピンの取り付け状態を示す正面図である。 基板支持エリアの特定装置の操作手順を示すフローチャートである。 別実施形態におけるバックアップピンの位置決め固定を示す説明図である。

図１及び図２に示すように、本発明の基板支持エリアの特定装置１０は、基板処理装置の一例としての基板用リワーク装置（以下、「リワーク装置」と称す。）に設けられる。基板支持エリアの特定装置１０はリワーク装置の主要部品をそのまま共通部品として用いており、新たに基板支持エリアの特定方法を実施するプログラムが後述するコントローラ１８（図８参照）に格納されている。このプログラムが実行されることにより、リワーク装置は基板支持エリアの特定装置１０として機能する。リワーク装置は、プリント基板（以下、「基板」と称する）１１に対してリペア作業を行う。図３に示すように、基板１１には例えばその表裏面に、ＩＣ（Integrated Circuit）、抵抗、コンデンサ等の電子部品１１ｃ，１１ｄが取り付けられている。本実施形態では、基板支持部材としてのバックアップピン１２の先端面１２ａが当接する基板１１の裏面を第１面１１ｂとし、リペア対象の電子部品１１ｃが搭載されたリペア対象面である表面を第２面１１ａとして説明する。図面のなかで、第１面１１ｂと第２面１１ａとが容易に判るように、第２面１１ａの電子部品１１ｃを白抜きで表示し、第１面１１ｂの電子部品１１ｄを黒く塗りつぶして表示している。また、矢印及びその符号Ｘ，Ｙ，Ｚは、Ｘ－Ｙ面を水平面とし、Ｘ－Ｚ面、Ｙ－Ｚ面を鉛直面とするＸＹＺ直交座標系の各座標軸を示している。

図１に示すように、基板支持エリアの特定装置１０を含むリワーク装置は、Ｘ－Ｙテーブル１３と、カメラ１４と、リワーク部１５と、モニタ１６と、操作部１７を含むコントローラ１８とを備えている。

図３に示すように、リペア作業では、リペア対象面である第２面１１ａが上を向いた状態で基板１１がＸ－Ｙテーブル１３に保持される。また、基板支持部材としてのバックアップピン１２による基板支持エリアの特定時には、図４に二点鎖線で示すように、バックアップピン当接面である第１面１１ｂが上を向いた状態で基板１１がＸ－Ｙテーブル１３に保持される。リペア作業では、例えば、不合格の原因となったリペア対象の電子部品１１ｃが基板１１から取り外される。その後に、電子部品１１ｃが取り外された該当箇所に対して、ハンダクリーニング、新たなハンダの塗布、新しい電子部品の搭載及びハンダ付けといった作業が連続して行われる。

Ｘ－Ｙテーブル１３は基板１１を保持し、基板１１を水平面（Ｘ－Ｙ面）内でＸ軸方向及びＹ軸方向に平行移動する。カメラ１４は、基板１１を上方から撮影する。また、図４に示すように、基板１１がＸ－Ｙテーブル１３にセットされていない状態では、Ｘ－Ｙテーブル内のバックアップピン１２を含む下部ヒータ２３を上方から撮影する。カメラ１４は、リワーク装置に搭載されている部品位置決用カメラやフィデューシャルマーク用のカメラを用いることが設備コストの点から好ましいが、専用の新設カメラを用いても良い。

図２に示すように、カメラ１４はＹ移動部１４ａを有する。Ｙ移動部１４ａは、カメラ１４をＹ軸方向にシフトさせ、実線で表示した撮影位置と二点鎖線で表示した退避位置とに切り替える。撮影位置では、カメラ１４は基板１１又は基板１１が取り外された状態のＸ－Ｙテーブル１３を撮影する。退避位置では、カメラ１４は撮影位置からＹ軸方向に退き、リワーク部１５による基板１１のリワーク作業が行われる。モニタ１６は、カメラ１４の撮影画像を所望の解像度及び倍率で表示する。この外に、基板支持エリアの特定装置における操作入力案内の表示や必要に応じて案内の音声を出力する。

リワーク部１５は、クランプ部材１９、昇降部２０を有する。クランプ部材１９には各種のリワーク治具２１が着脱自在に取り付けられる。リワーク治具２１には、図１及び図２に示すようなニードル２１ａを有するものがある。リワーク治具２１を交換することにより、例えば、基板１１に対して電子部品１１ｃの取り外し、残留ハンダの平滑化、ハンダ塗布、新たな電子部品１１ｃの搭載、加熱などの処理が行われる。

図３及び図４に示すように、Ｘ－Ｙテーブル１３は、Ｘ移動部１３ａ、Ｙ移動部１３ｂ及び基板保持枠１３ｃと、下部ヒータ２３を有する。基板保持枠１３ｃは各種サイズの基板１１の１つの角部を原点位置として基準角部に当てた状態で、基板１１を保持するもので基板保持部に相当する。基板保持枠１３ｃは、１対の固定保持辺と１対の移動保持辺とを有し矩形枠状に構成される。１対の移動保持辺が基板１１の二辺を水平面内で押すことにより、１対の固定保持辺に基板１１の他方の二辺が押しつけられて、基板１１は水平に保持される。基板保持枠１３ｃの各保持辺は、適宜個数の押さえ片１３ｄを有する。押さえ片１３ｄは、Ｘ－Ｙ面に直交するＺ軸方向（鉛直方向）への基板１１の移動を阻止する。

Ｙ移動部１３ｂは、ＸＹ直交座標を構成するＹ軸方向に、基板保持枠１３ｃを平行移動する。Ｘ移動部１３ａは、Ｘ軸方向にＹ移動部１３ｂを平行移動する。これにより、基板１１はＸ－Ｙ面（水平面）の任意位置に移動及び固定が可能になる。そして、図５に示すように、基板１１の各位置は基準角部を原点とするＸ－Ｙ座標により特定される。例えば、バックアップピンの支持位置を３カ所としたときには、これら各支持位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が、Ｘ座標値とＹ座標値との組み合わせ位置データ（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）として原点（０，０）を基準にして特定される。

図３に示すように、下部ヒータ２３は、Ｘ－Ｙテーブル１３の下部に設けられる。下部ヒータ２３は、例えば複数の遠赤外線ヒータ２４とリフレクタ２５とステー２６とから構成され、ステー２６で複数の加熱エリアに分離される。

図６及び図７に示すように、ステー２６には、バックアップピン１２がレバー２７及びボルト２８により取り付けられる。バックアップピン１２は、レバー２７の一端部で、Ｘ－Ｙ面に直交するＺ軸方向に固定される。レバー２７は、長手方向に長孔２９を有する。ボルト２８はレバー２７の長孔２９に挿入された後に、ステー２６のネジ孔３０に締結される。長孔２９の任意位置で且つ任意角度でボルト２８により、レバー２７がステー２６に締結されることで、Ｘ－Ｙ面の任意位置にバックアップピン１２が位置決めされる。

図３及び図４に示すように、下部ヒータ２３は昇降機構３１を有する。昇降機構３１は、下部ヒータ２３を退避位置（図３参照）と加熱位置（図４参照）との間で昇降させる。加熱位置では、下部ヒータ２３が基板１１に接近し、基板１１を加熱する。そして、バックアップピン１２の先端面１２ａが基板１１の第１面１１ｂに接触し、基板１１の撓みを抑える。退避位置では下部ヒータ２３及びバックアップピン１２の先端面１２ａが基板１１から離れる。

ところで、図３に示すようにリワーク作業ではリワーク対象の電子部品１１ｃが上を向いた状態でＸ－Ｙテーブル１３に基板１１がセットされるので、バックアップピン１２による基板支持エリアは、リワーク作業では下向きの第１面１１ｂにある。したがって、第１面１１ｂが下を向いたままでは、電子部品１１ｃにバックアップピン１２が当たらないように、基板支持エリアを特定することは困難である。このため、基板支持エリアの特定装置１０はオペレータによるバックアップピン１２の基板支持エリアの特定作業と位置決め作業を支援する。この支援により、基板支持エリアの特定とバックアップピン１２の位置決めとが容易に且つ正確に行われる。

図８に示すように、リワーク装置はコントローラ１８により制御される。コントローラ１８は、コンピュータを主体とするものであり、実行部３７、記憶部３８、入出力部３９等を含む。コントローラ１８は、リペア作業プログラムの起動によって、各部を制御してオペレータによるリペア作業を支援する。このため、入出力部３９にはカメラ１４、モニタ１６、及び操作部１７やその他の各部を制御する駆動回路３３や各種センサが接続される。なお、入出力部３９にはその他にリペア作業時の各部を駆動する駆動源等が駆動回路を介して接続されるが、リペア作業用の各部について図示は省略している。

操作部１７は各種操作ボタン３４ａ，３４ｂ，３５ａ～３５ｄ，３６ａ～３６ｃを有する。各種操作ボタン３４ａ，３４ｂ，３５ａ～３５ｄ，３６ａ～３６ｃはオペレータによる入力操作を受けて、操作信号をコントローラ１８に送る。コントローラ１８は、各移動ボタン３５ａ～３５ｄが押されることで、各移動ボタン３５ａ～３５ｄの矢印が示す移動方向にＸ移動部１３ａ及びＹ移動部１３ｂを駆動する。操作部１７は、Ｘ移動部１３ａ及びＹ移動部１３ｂを手動操作する上下左右の移動ボタン３５ａ～３５ｄの他に、ズームボタン３４ａ，３４ｂ、バックアップピンセットボタン３６ａ、完了ボタン３６ｂ、及び決定ボタン３６ｃを備えている。ズームボタン３４ａはズームアップ時に用いられ、ズームボタン３４ｂはズームダウン時に用いられる。

コントローラ１８はバックアップピン位置決め作業プログラムの起動によって各部を制御し、第１撮影部４０、第１表示部４１、第１移動部４２、位置データ取得部４３、データ反転処理部４４、第２移動部４５、第２撮影部４６、第２表示部４７、及び位置決め完了検出部４８の機能ブロックを構成する。これらの機能ブロック４０～４８、カメラ１４、モニタ１６、及び操作部１７によって、本発明の基板支持エリアの特定装置１０が構成され、バックアップピン１２の支持エリアの特定とバックアップピン１２の位置決め作業を支援する。

第１撮影部４０は、基板１１の第１面１１ｂをカメラ１４で撮影して第１面画像を得る。第１表示部４１は、図９に示すように、モニタ１６に第１面画像５０とマーク画像５１とを表示する。マーク画像５１は第１面画像５０の撮影光軸４９の位置に画像合成される。マーク画像５１は、撮影光軸４９を通るＸ軸線５１ａ及びＹ軸線５１ｂと、これらの交点を中心とするピンマーク５１ｃと支持エリア確認マーク５１ｄとから構成される。ピンマーク５１ｃ及び支持エリア確認マーク５１ｄは、モニタ１６の画面に映る基板１１の第１面画像５０の表示倍率と同倍率で画像合成される。例えば、第１面画像５０が拡大して表示される場合にはその拡大倍率（表示倍率）と同倍率でピンマーク５１ｃ及び支持エリア確認マーク５１ｄも拡大表示される。また、ズームボタン２４ａが押されると、第１面画像５０がズームアップされ拡大表示される。ズームボタン２４ａが押されると第１面画像５０がズームダウンされ縮小表示される。これらの拡大又は縮小表示の際にも、ピンマーク５１ｃ及び支持エリア確認マーク５1ｄも第１面画像５０の表示倍率と同倍率で拡大又は縮小表示される。

ピンマーク５１ｃはバックアップピン１２の断面外形と同じ円形であり、支持エリア確認マーク５１ｄも、ピンマーク５１ｃと同心で且つ外形が大きい円形である。ピンマーク５１ｃと支持エリア確認マーク５１ｄの外径の差が余裕代となっており、この余裕代に応じてバックアップピン１２の位置決めが容易になる。

第１移動部４２は、オペレータによる移動ボタン３５ａ～３５ｄの操作入力により、Ｘ移動部１３ａ及びＹ移動部１３ｂを制御して、移動ボタン操作方向に基板１１を平行移動させる。この移動に伴い、図９に示すように、モニタ１６には移動中の第１面画像５０がスルー画像として表示される。

位置データ取得部４３は、基板１１に対するバックアップピン１２の支持位置データを取得する。まず、オペレータによる移動ボタン３５ａ～３５ｄの入力により基板１１がＸ移動部１３ａ及びＹ移動部１３ｂによって所望方向に移動する。オペレータはモニタ１６の画面を見て、バックアップピン１２の支持エリア候補となる電子部品１１ｃ間の隙間エリアを特定する。そして、移動ボタン３５ａ～３５ｄを操作して、この隙間エリアを基板支持エリア５２として、このエリア５２内に支持エリア確認マーク５１ｄを入れる。基板支持エリア５２に支持エリア確認マーク５１ｄが入るのであれば、このエリア５２ではバックアップピン１２が各電子部品１１ｃに当たることが無くなる。この状態で、支持エリア確認マーク５１ｄが基板支持エリア５２内に納まっていれば、決定ボタン３６ｃを押す。

位置データ取得部４３は、移動ボタン３５ａ～３５ｄの操作による基板１１のＸ方向移動量とＹ方向移動量とをカウントしている。そして、決定ボタン３６ｃが押された位置決め完了時に、そのカウント量を基準点からの移動量とする。この移動量は、基準位置を原点したＸ－Ｙ座標における支持位置Ｐ１の位置データ（ｘ１，ｙ１）とされ、記憶部３８に記憶される。

図５に示すように、基板１１のサイズに応じて、バックアップピン１２による支持位置が複数必要である場合には、第１の支持エリア決定と同様の操作を繰り返すことにより、第２、第３の支持位置Ｐ２，Ｐ３の位置データ（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３）が得られる。必要な支持位置Ｐ１～Ｐ３の全てが取得されると、オペレータにより完了ボタン３６ｂが操作される。完了ボタン３６ｂの操作により第１表示部４１は、基板取り外しを指示するための「基板取り」をモニタ１６に表示する。また、この表示と共に、基板取り外しの警報が鳴らされる。

完了ボタン３６ｂの操作により、データ反転処理部４４は、取得した位置データ（図５参照）から、図１０に示すように、基板保持枠１３ｃに基板１１の第１面１１ｂ及び第２面１１ａを反転してセットした状態の支持位置データであるマーク反転位置データＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３を得る。これらマーク反転位置データＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３は、基板１１の左右を反転して基板１１を裏返しした時の位置データである。例えば、Ｘ方向基板長さＬＸの中心部を通るＹ軸に平行な反転軸ＨＬを中心としてＸ座標のみが反転（１８０°回転）されて、第２面１１ａを上にした状態の支持エリアの位置データであるマーク反転位置データＨＰ１（ＬＸ－ｘ１），ｙ１）、ＨＰ２（ＬＸ－ｘ２），ｙ２）、ＨＰ３（ＬＸ－ｘ３），ｙ３）を得る。これらマーク反転位置データＨＰ１，ＨＰ２，ＨＰ３は、基板ＩＤ（識別番号）毎に記憶部３８に記憶される。そして、次回同じ基板ＩＤの基板１１を処理する際には、基板ＩＤに基づき対応するマーク反転位置データが読みとられ、これに基づきバックアップピン１２の位置決めが行われる。

第２撮影部４６は、第２移動部４５により移動された基板保持枠１３ｃをカメラ１４で撮影する。第２表示部４７は、第２撮影部４６で撮影した基板保持枠１３ｃの画像に、マーク画像５１を画像合成し、図１１に示すように、モニタ１６に表示する。

第２移動部４５は、Ｘ移動部１３ａ及びＹ移動部１３ｂを制御して、マーク反転位置データに基づき基板１１が無い状態の基板保持枠１３ｃをカメラ１４に対して移動させてマーク反転位置データの座標位置にカメラ１４の撮影光軸４９を合わせる。この移動に伴い、図１１に示すように、モニタ１６には基板保持枠画像５３がスルー画像として表示される。

オペレータは、モニタ１６の表示画面を観察しながら、表示画面中のピンマーク５１ｃにスルー画像中のバックアップピン画像Ｇ１２が重なるように、バックアップピン１２の位置合わせを行う。バックアップピン１２の位置合わせは、図６及び図７に示すように、ボルト２８を弛めてレバー２７の取り付け位置を調整することにより行われる。バックアップピン１２の位置合わせ完了後に、ボルト２８を締結することにより、第１の位置決めが完了する。位置決め完了後は、オペレータが完了ボタン３６ｂを入力操作すると、同様にして、第２支持位置データの反転データに基づきＸ－Ｙテーブル１３が駆動され、第２支持位置の反転データに基づきカメラ１４の撮影光軸４９が位置決めされる。以下同様にして、モニタ画面の観察により第２バックアップピン１２の位置決め作業が行われる。同様にして第３支持位置データの反転データに基づきカメラ１４の撮影光軸４９が位置決めされ、第３バックアップピン１２の位置決め作業が行われる。図１２に示すように、全てのバックアップピン１２の位置決めが完了すると完了ボタン３６ｂの入力操作により、位置決め作業が終了する。

完了ボタン３６ｂの操作により、カメラ１４は撮影位置からリペア作業に支障の無い退避位置に移動する。位置決め作業の終了後は、「リペア対象電子部品を上にした基板のセット」がモニタ１６に表示される。オペレータは、基板保持枠１３ｃにリペア対象の電子部品１１ｃが上を向くように基板１１をセットした後に、完了ボタン３６ｂを操作する。

基板１１のセット完了後は、昇降機構３１が作動して、下部ヒータ２３を基板１１に近接させる。この近接により、バックアップピン１２の先端面１２ａが基板１１の第１面１１ｂの位置決めエリアに当接して、基板１１を押し上げて、基板１１を水平に保持し、基板１１の撓みが矯正される。この撓みが矯正された基板１１に対してリペア作業が行われる。

次に、図１３を参照して、本発明の基板支持エリアの特定方法について説明する。ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）では、基板支持エリアを特定するために、オペレータにより第１面１１ｂを上にして基板１１が基板保持枠１３ｃにセットされる。その後、Ｓ２において、操作部１７のバックアップピンセットボタン３６ａが操作される。バックアップピンセットボタン３６ａが操作されると、Ｓ３に進み、カメラ１４が退避位置から撮影位置に移動する。

Ｓ４ではカメラ１４が基板１１の第１面１１ｂを撮影し、第１面画像５０を得る。

Ｓ５では、図９に示すように、第１面画像５０がモニタ１６に表示される。Ｓ６では、第１面画像５０に撮影光軸位置でマーク画像５１を画像合成し、モニタ１６に表示する。マーク画像５１のピンマーク５１ｃ及び支持エリア確認マーク５１ｄは、モニタ画面の基板画像の表示倍率と同倍率で画像合成される。

Ｓ７では、オペレータがモニタ１６を観察しながら、移動ボタン３５ａ～３５ｄを操作する。Ｓ８では、移動ボタン３５ａ～３５ｄの操作に応じてＸ移動部１３ａ及びＹ移動部１３ｂを介して基板保持枠１３ｃが移動する。この移動により図９に示すようにマーク画像５１を基板支持エリア５２に合わせる。

Ｓ９では、モニタ１６の観察により、所望の基板支持エリア５２内に支持エリア確認マーク５１ｄに入ったか否かが判断される。Ｓ１０では、支持エリア確認マーク５１ｄが基板支持エリア５２内に入っていると、決定ボタン３６ｃが押される。これにより、Ｓ１１では、基板支持エリア５２の位置データが取得されて、この位置データが記憶部３８に記憶される。

Ｓ１２では、オペレータにより全支持位置データが取得されたか否かが判断される。基板１１を複数箇所で指示する場合には、Ｓ７に戻り、以下Ｓ７～Ｓ１１の処理が繰り返される。これにより、複数箇所のバックアップピン１２の位置データが得られる。所定の個数分の位置データが記憶されると、完了ボタン３６ｂが押されて、Ｓ１２の処理を終了する。

Ｓ１３では、全支持位置データの取得が完了すると、図１０に示すように、データ反転処理部４４が支持位置データである座標のうち、Ｙ軸線５０ｂの位置データをそのままにしてＸ軸線５０ａの位置データを反転処理してマーク反転位置データを得る。反転処理は、図１０に示すように反転軸ＨＬを中心としてＸ座標のみが反転される。位置データが複数ある場合には、すべてのマーク反転位置データを取得する。

Ｓ１４では、カメラ１４を待避位置に移動し、基板１１の取り外しが容易に行えるようにする。Ｓ１５では、カメラ１４が待避位置に移動したので、基板１１を基板保持枠１３ｃから取り外す。モニタ１６の画面に「基板取り外し」が表示され、基板１１の基板保持枠１３ｃからの取り外しが標示される。また、この表示と共に、基板取り外しの警報が鳴らされる。

Ｓ１６では、基板１１の取り外しが完了したか否かが完了ボタン３６ｂの押下によって判定される。Ｓ１７では、基板１１が取り外された後に、カメラ１４が待避位置から撮影位置に移動する。Ｓ１８では、第２撮影部４６により基板保持枠１３ｃが撮影される。

Ｓ１９では、第２表示部４７により図１１に示すように基板保持枠画像５３にマーク画像５１を画像合成し、図１３に示すようにモニタ１６に表示する。

Ｓ２０では、マーク反転位置データに基づきＸ移動部１３ａ、Ｙ移動部１３ｂが駆動され、マーク反転位置データの座標位置にカメラ１４の撮影光軸４９が合わせられる。この移動に伴い、モニタ１６には移動中の基板保持枠画像５３がスルー画像として表示される。

Ｓ２１では、バックアップピン１２の位置決めを行う。バックアップピン１２の位置決めは、ボルト２８を緩め、モニタ画面を見ながらモニタ画面中でバックアップピン１２が支持エリア確認マーク５１ｄ内に入るように移動させる。そして、バックアップピン１２がピンマーク５１ｃ内に入った時点でボルト２８を締め、バックアップピン１２の位置決めを終了する。

Ｓ２２では、バックアップピン１２が複数ある場合には、第２のマーク反転位置データの座標位置に基板保持枠１３ｃが移動する。全ての支持位置データに基づき、全てのバックアップピン１２の位置決めが完了したか否かが完了ボタン３６ｂの押下により判定される。完了ボタン３６ｂが押下され、全てのバックアップピン１２の位置決めが完了したら、バックアップピン１２の位置決め作業が完了する。

完了ボタン３６ｂの押下がなく全てのバックアップピン１２の位置決めが完了しない場合には、Ｓ２０に戻り、以下Ｓ２０～Ｓ２２の処理が繰り返えされる。

なお、上記実施形態では、基板保持枠１３ｃを水平移動させて基板支持エリア５２の位置を取得したが、基板保持枠１３ｃ及びカメラ１４の一方又は双方を相対移動させて基板支持エリア５２の位置を取得してもよい。例えば、基板保持枠１３ｃの移動に代えて又は加えて、カメラ１４を水平移動させる。この場合には、カメラ１４の水平移動量に基づき又は水平移動量を加味して基板支持エリア５２の位置を特定する。

上記実施形態では、Ｘ軸方向長さの中心を通るＹ軸を反転軸として基板１１を反転させているが、Ｙ軸方向長さの中心を通るＸ軸を反転軸として基板１１を反転させてもよい。この場合には、反転軸を中心としてＹ座標のみが反転されて第２面１１ａを上にした状態の支持エリアの位置データが得られる。

上記実施形態では、バックアップピン１２をレバー２７とボルト２８によりＸ－Ｙ面の任意位置に固定したが、これに代えて、図１４に示すように、バックアップピン７０が挿脱自在に挿入される孔７１を多数有する基板支持部材７２を用いてもよい。この場合にはバックアップピン７０の孔７１へのセットは自動又は手動で行う。

上記実施形態では、リワーク装置に本発明の支持エリアの特定装置１０を設けたが、リワーク装置の他に、各種基板を取り扱う印刷機、各種ＳＭＴ(Surface mount technology)実装機、画像検査機などの反り矯正を必要とする各種実装関連機器に本発明の基板支持エリアの特定装置及び方法を実施することができる。

上記実施形態では、バックアップピン１２の支持エリアの位置データをＸＹ直交座標系により特定したが、他の極座標系などにより特定してもよい。

１０ 基板支持エリアの特定装置
１１ 基板
１１ａ 第２面
１１ｂ 第１面
１１ｃ，１１ｄ 電子部品
１２ バックアップピン（基板支持部材）
１２ａ 先端面
１３ Ｘ－Ｙテーブル
１３ａ Ｘ移動部
１３ｂ Ｙ移動部
１３ｃ 基板保持枠（基板保持部）
１３ｄ 押さえ片
１４ カメラ
１４ａ Ｙ移動部
１５ リワーク部
１６ モニタ
１７ 操作部
１８ コントローラ
１９ クランプ部材
２０ 昇降部
２１ リワーク治具
２１ａ ニードル
２３ 下部ヒータ
２４ 遠赤外線ヒータ
２５ リフレクタ
２６ ステー
２７ レバー
２８ ボルト
２９ 長孔
３０ ネジ孔
３１ 昇降機構
３３ 駆動回路
３４ａ，３４ｂ ズームボタン
３５ａ～３５ｄ 移動ボタン
３６ａ バックアップピンセットボタン
３６ｂ 完了ボタン
３６ｃ 決定ボタン
３７ 実行部
３８ 記憶部
３９ 入出力部
４０ 第１撮影部
４１ 第１表示部
４２ 第１移動部
４３ 位置データ取得部
４４ データ反転処理部
４５ 第２移動部
４６ 第２撮影部
４７ 第２表示部
４８ 位置決め完了検出部
４９ 撮影光軸
５０ 第１面画像
５１ マーク画像
５１ａ Ｘ軸線
５１ｂ Ｙ軸線
５１ｃ ピンマーク
５１ｄ 支持エリア確認マーク
５２ 基板支持エリア
５３ 基板保持枠画像（基板保持部画像）
７０ バックアップピン
７１ 孔
７２ 基板支持部材

Claims (4)

1. 基板保持部と基板支持部材とで保持された基板をカメラで撮影して基板に対して処理を行う基板処理装置の前記基板支持部材による基板支持エリアの特定方法であって、
   第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有する前記基板を前記基板保持部により前記第１面を上にして保持する基板保持ステップと、
   前記基板保持ステップで保持される前記第１面を前記カメラで撮影して第1面画像を得る第１撮影ステップと、
   前記第1面画像中に、前記カメラの光軸位置で前記基板支持部材を示すマーク画像を前記第1面画像の表示倍率と同倍率で画像合成してモニタに表示する第１表示ステップと、
   前記基板保持部及び前記カメラの一方又は双方を前記第１面と平行な方向に相対移動させる第１移動ステップと、
   第１移動ステップ中の前記モニタの表示画面のオペレータの観察により前記マーク画像が前記基板支持部材の支持エリアに入ったときの入力操作に基づき、前記基板に対する基板支持部材の支持位置データを取得する位置データ取得ステップと、
   前記基板保持部に前記基板の第1面及び第２面を反転してセットした状態の前記支持位置データであるマーク反転位置データを得るデータ反転処理ステップと、
   前記マーク反転位置データに基づき前記基板が無い状態の前記基板保持部を前記カメラに対して相対移動させて前記マーク反転位置データに前記カメラの光軸を合わせる第２移動ステップと、
   前記第２移動ステップ後の基板保持部を前記カメラで撮影する第２撮影ステップと、
   第２撮影ステップで撮影した基板保持部画像に前記マーク画像を画像合成してモニタに表示する第２表示ステップと、
   前記第２表示ステップによる前記モニタの表示画面のオペレータの観察により前記マーク画像に前記基板支持部材を位置合わせして前記基板保持部に前記基板支持部材を固定したときの入力操作に基づき、基板支持部材固定完了信号を受け取る位置決め完了検出ステップと
   を有する基板支持エリアの特定方法。
2. 前記マーク画像よりも大きい外形を有する支持エリア確認マークを前記マーク画像と同心で表示する請求項１記載の基板支持エリアの特定方法。
3. 第１面及び前記第１面とは反対側の第２面を有する基板の前記第１面及び前記第２面の一方をカメラで撮影して基板に対して処理を行う基板処理装置の基板支持部材による基板支持エリアの特定装置であって、
   前記第１面及び前記第２面の一方を上にして前記基板の周縁を保持する基板保持部と、
   前記基板保持部で保持される前記基板の前記第１面を前記カメラで撮影して第１面画像を得る第１撮影部と、
   前記第１面画像中に、前記カメラの光軸位置で基板支持部材を示すマーク画像を前記第1面画像の表示倍率と同倍率で画像合成してモニタに表示する第１表示部と、
   前記基板保持部及び前記カメラの一方又は双方を前記第１面と平行な方向に相対移動させる第１移動部と、
   前記第１移動部による前記基板の移動中の前記モニタの表示画面のオペレータの観察により前記マーク画像が基板支持部材の支持エリアに入ったときの入力操作に基づき、前記基板に対する基板支持部材の支持位置データを取得する位置データ取得部と、
   前記基板保持部に前記基板の第１面及び第２面を反転してセットした状態の前記支持位置データであるマーク反転位置データを得るデータ反転処理部と、
   前記マーク反転位置データに基づき前記基板が無い状態の前記基板保持部を前記カメラに対して相対移動させて前記マーク反転位置データに前記カメラの光軸位置を合わせる第２移動部と、
   前記第２移動部による移動後の基板保持部を前記カメラで撮影する第２撮影部と、
   第２撮影部で撮影した基板保持部画像に前記マーク画像を画像合成してモニタに表示する第２表示部と、
   前記第２表示部の前記モニタの表示画面のオペレータの観察により前記マーク画像に基板支持部材を位置合わせして前記基板保持部に前記基板支持部材を固定したときの入力操作に基づき、基板支持部材固定完了信号を受け取る位置決め完了検出部と
   を有する基板支持エリアの特定装置。
4. 前記マーク画像よりも大きい外形を有する支持エリア確認マークを前記マーク画像と同心で表示する請求項３記載の基板支持エリアの特定装置。

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