JP3006430B2 - 基板の位置検出方法 - Google Patents

基板の位置検出方法

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JP3006430B2
JP3006430B2 JP6253432A JP25343294A JP3006430B2 JP 3006430 B2 JP3006430 B2 JP 3006430B2 JP 6253432 A JP6253432 A JP 6253432A JP 25343294 A JP25343294 A JP 25343294A JP 3006430 B2 JP3006430 B2 JP 3006430B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の位置検出方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶パネルやプリント基板などの基板に
対し、部品を実装するなどの処理を施す装置では、処理
を行うに先立ち基板の位置検出が行われる。より具体的
には、基板には位置合せマーク(本明細書では、基板の
位置合せにのみ用いられるマークの他、このマークの代
用として観察される回路パターンなどを含めて「位置合
せマーク」という。)がそれぞれ離して複数箇所に付さ
れており、カメラなどの観察装置を用いて複数の位置合
せマークのそれぞれの位置を検出し、検出したデータに
基いて基板自体の位置決めが行われる。
【0003】ここで図11は従来の基板の位置検出方法
が行われる部品実装装置の第1例を示す平面図である。
図11中、1は基台、3は基台1上に載置され、Xモー
タ2により駆動されるXテーブル、4はXテーブル3上
に載置され、Yモータ5により駆動されるYテーブル、
6はYテーブル4上に載置され、基板7の下面中央部を
保持するθテーブルである。また9は基板7に対して部
品実装などの処理を行う作業部である。そして、基板7
の角部には、それぞれ離れて複数の第1の位置合せマー
ク7a、第2の位置合せマーク7bが付されている。1
0は基台1上に固定され、第1の位置合せマーク7a、
第2の位置合せマーク7bを観察するカメラである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ここで図示しているよ
うに、位置合せマーク7a,7bをカメラ10で観察す
るために、鎖線8で図示するように基板7を移動させて
いる。このため、必然的にテーブルの移動ストロークが
大きくなり、装置全体が大型化するという問題点があ
る。
【0005】図12は従来の基板の位置検出方法が行わ
れる部品実装装置の第2例を示す平面図である。図12
中、カメラ10は移動軸11によりX方向に移動できる
ようにしてあり、この例では、図11の例のように装置
全体を大型化しなくとも離れた位置合せマーク7a,7
bを観察できる。しかしながら、カメラ10自身が移動
するため、誤差を生じやすく基板7の位置を精度良く検
出できないという問題点がある。
【0006】以上のように従来の基板の位置検出方法で
は、装置全体の大型化の抑制と検出された位置の精度と
を両立させることが困難であるという問題点がある。
【0007】そこで本発明は、装置全体を大型化せず、
かつ位置検出精度を高く保持できる基板の位置検出方法
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の基板の位置検出
方法は、離れた位置に個の位置合せマークが付された
基板をテーブルに保持させ、一方の位置合せマークの近
傍に第1のカメラを配置するとともに、他方の位置合わ
せマークの近傍に第2のカメラを配置し、テーブルを駆
動することにより、基板を水平移動させて位置合せマー
クを近傍にあるカメラの視野に入れて観察し、位置合せ
マークの位置に基いて基板の位置を検出する基板の位置
検出方法であって、前記第1のカメラと前記第2のカメ
ラの相対的な位置関係を求める工程と、一方の位置合わ
せマークを第1のカメラの視野へ移動させてこの位置合
わせマークの位置ずれを検出する工程と、他方の位置合
わせマークを第2のカメラの視野へ移動させてこの位置
合わせマークの位置ずれを検出する工程と、検出された
2つの位置ずれに基づいて基板のXYθ方向の位置ずれ
を求める工程とを含み、前記他方の位置合わせマークを
前記第2のカメラの視野へ移動させるときの移動量を前
記相対的な位置関係を反映させて補正するようにした。
【0009】
【作用】上記構成により、カメラはそれぞれの位置合せ
マークの近傍に配設されており、基板を小距離移動させ
るだけで位置合せマークをカメラの視野に入れて位置検
出を行うことができる。即ち、基板の移動に要するエリ
アを小さくして、装置全体をコンパクトに形成すること
ができる。
【0010】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。なお従来技術の構成を示す図11、図12にお
ける構成要素と同様の構成要素については、同一符号を
付すことにより説明を省略する。
【0011】図1は本発明の一実施例における基板の位
置検出方法が行われる部品実装装置の平面図、図2は同
部品実装装置のブロック図である。
【0012】図1中、第1のカメラ10aは位置合せマ
ーク7aの近傍に、第2のカメラ10bは位置合せマー
ク7bの近傍に、それぞれ位置するように基台1に固定
されている。また図2中、12は第1、第2のカメラ1
0a,10bの画像に対し例えばパターンマッチング法
により位置合せマーク7a,7bの位置を検出し、全体
を制御する制御部13に画像上のずれdxa,dya,
dxb,dybを出力する位置検出部、14は点Mを原
点とするXY平面上の第1のカメラ10a、第2のカメ
ラ10bの原点Ca,Cbの座標(xa,ya),(x
b,yb)(なおxa,ya,xb,ybは設計値であ
り、|xa|≒|xb|,|ya|≒|yb|なる関係
がある)や、基板7が理想位置(基板7の中心が原点M
上にあり、かつXY軸に対する基板7の角度ずれθがゼ
ロである位置)における位置合せマーク7a,7b間の
X方向の距離AB、X軸からの位置合せマーク7a,7
bのY方向の高さWなどを記憶する記憶部、TはXテー
ブル3、Yテーブル4、θテーブル6などのXYθテー
ブル部である。
【0013】次に図3〜図8を参照しながら、本実施例
の基板の位置検出方法の各工程について説明する。図
3、図5、図7、図9は本発明の一実施例における基板
の位置検出方法の工程説明図、図4、図6、図8、図1
0は本発明の一実施例におけるカメラ画像の例示図であ
る。
【0014】本実施例では、基板7の理想位置からの
X,Y,θ軸方向のずれx,y,θを定義し、これらの
ずれx,y,θを算出するものとする。まず基板7の位
置を精度良く測定するために、次の初期設定を行う。第
1のカメラ10a、第2のカメラ10bの相対的な位置
関係を測定する。初めに、図3の鎖線で示すように、基
板7を理想位置と思われる位置にセットする。そして図
3の実線で示すように、θテーブル6を反時計方向に9
0度回転させると共に、Xテーブル3を駆動してX方向
に距離LX1、Yテーブル4を駆動してY方向に距離L
Y1だけ、基板7を水平移動させる。ここでLX1=x
a−W,LY1=ya−(AB/2)であり、これらの
距離LX1,LY1は記憶部14の既知データから簡単
に算出できる。
【0015】以上のように基板7を水平移動させると図
4のような第1のカメラ10aによるカメラ画像(位置
合せマーク7を含む)が得られる。そして位置検出部
12により第1のカメラ10aの原点Ca(xa,y
a)からの位置合せマーク7の位置ずれCXa,CY
aを検出し、記憶部14に一時格納する。なおこの時点
では、位置ずれCXa,CYaが第1のカメラ10a自
体の位置ずれによるものか、あるいは基板7のセット時
における位置ずれによるものかなどの点は不明である。
【0016】次に図5の実線で示すように、基板7を時
計方向に90度回転させ、XY方向にそれぞれ距離LX
2,LY2だけ移動させる。ここでLX2=xb−xa
−(AB/2)−W−CYa,LY2=(AB/2)−
W−CXaである。即ち、上述の位置ずれCXa,CY
aを反映させた距離移動させるものであり、幾何学的関
係から第1のカメラ10a、第2のカメラ10bが設計
値(xa,ya,xb,yb)通りに配設されていれ
ば、図3の実線位置において観察される位置合せマーク
7bの位置は第2のカメラ10bの原点Cbに一致する
はずである。しかしながら実際には、図に示すように
原点Cbと位置合せマーク7bがずれていることがあ
り、この位置ずれCXb,CYbを求め記憶部14に格
納する。以上で初期設定が完了する。
【0017】次に、初期設定後の位置検出動作について
説明する。ところで、θテーブル6上に保持された基板
7は、一般に図3実線で示すような理想位置にはなく、
図7の鎖線で示すようにずれ(x,y,θ)を有する状
態にある。まず図7の実線で示すように基板7をXY方
向にそれぞれLX3,LY3だけ移動させ、位置合せマ
ーク7aを第1のカメラ10aの視野に入れる。ここで
LX3=xa+(AB/2),LY3=ya−Wであ
る。図8は、このときの第1のカメラ10aの画像を示
す。そして位置検出部12により第1のカメラ10aの
原点Caからの位置合せマーク7aの位置ずれdxa,
dyaを求め、記憶部14に格納する。
【0018】次に図9の実線で示すように基板7をXY
方向にそれぞれLX4,LY4だけ移動させ、位置合せ
マーク7bを第2のカメラ10bの視野に入れる。ここ
でLX4=xb−xa−AB−CXb,LY4=−CY
bである。即ち、この移動距離LX4,LY4に初期設
定で求めたカメラの位置ずれCXb,CYbを反映さ
せ、移動量を補正している。
【0019】次に、図10で示すように第2のカメラ1
0bで位置合せマーク7bを観察し、位置検出部12に
より第2のカメラ10bの原点Cbに対する位置合せマ
ーク7bの位置ずれdxb,dybを求め、記憶部14
に格納する。
【0020】次に制御部13は、次の計算を行う。まず
位置合せマーク7aの座標(AX,AY)、位置合せマ
ーク7bの座標(BX,BY)を次式で求める。
【0021】
【数1】
【0022】さらに上記座標(AX,AY),(BX,
BY)から求めるずれ(x,y,θ)を次式で算出す
る。
【0023】
【数2】
【0024】その後、Xテーブル3、Yテーブル4を駆
動してθテーブル6の中心を点Mからずれ(x,y)を
考慮した分ずらした位置へ移動させると共に、θテーブ
ル6を駆動して、ずれ(θ)を補正する。これにより、
基板7は理想位置に位置決めされる。
【0025】
【発明の効果】本発明の基板の位置検出方法によれば、
基板の水平移動距離を小さくし、装置の大型化を抑制で
きると共に、固定されたカメラにより精度の良い位置検
出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における基板の位置検出方法
が行われる部品実装装置の平面図
【図2】本発明の一実施例における基板の位置検出方法
が行われる部品実装装置のブロック図
【図3】本発明の一実施例における基板の位置検出方法
の工程説明図
【図4】本発明の一実施例におけるカメラ画像の例示図
【図5】本発明の一実施例における基板の位置検出方法
の工程説明図
【図6】本発明の一実施例におけるカメラ画像の例示図
【図7】本発明の一実施例における基板の位置検出方法
の工程説明図
【図8】本発明の一実施例におけるカメラ画像の例示図
【図9】本発明の一実施例における基板の位置検出方法
の工程説明図
【図10】本発明の一実施例におけるカメラ画像の例示
【図11】従来の基板の位置検出方法が行われる部品実
装装置の第1例を示す平面図
【図12】従来の基板の位置検出方法が行われる部品実
装装置の第2例を示す平面図
【符号の説明】
6 テーブル 7 基板 7a 位置合せマーク 7b 位置合せマーク 10a カメラ 10b カメラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−283899(JP,A) 特開 平5−75300(JP,A) 特開 平4−123497(JP,A) 特開 昭62−62590(JP,A) 特開 昭62−36503(JP,A) 特開 平3−253100(JP,A) 特開 平6−29695(JP,A) 特開 平5−110296(JP,A) 特開 平4−346300(JP,A) 特開 平1−183898(JP,A) 特開 昭62−240871(JP,A) 実開 平5−31300(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 13/08 H05K 13/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】離れた位置に個の位置合せマークが付さ
    れた基板をテーブルに保持させ、一方の位置合せマーク
    の近傍に第1のカメラを配置するとともに、他方の位置
    合わせマークの近傍に第2のカメラを配置し、前記テー
    ブルを駆動することにより、基板を水平移動させて位置
    合せマークを近傍にあるカメラの視野に入れて観察し、
    位置合せマークの位置に基いて基板の位置を検出する
    板の位置検出方法であって、 前記第1のカメラと前記第2のカメラの相対的な位置関
    係を求める工程と、一方の位置合わせマークを第1のカ
    メラの視野へ移動させてこの位置合わせマークの位置ず
    れを検出する工程と、他方の位置合わせマークを第2の
    カメラの視野へ移動させてこの位置合わせマークの位置
    ずれを検出する工程と、検出された2つの位置ずれに基
    づいて基板のXYθ方向の位置ずれを求める工程とを含
    み、前記他方の位置合わせマークを前記第2のカメラの
    視野へ移動させるときの移動量を前記相対的な位置関係
    を反映させて補正する ことを特徴とする基板の位置検出
    方法。
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