JP3372799B2 - ペースト塗布機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルの吐出口に
対向するように基板をテ−ブル上に載置し、ペースト収
納筒に充填されたペーストをこのノズルの吐出口から該
基板上に吐出させながら該基板と該ノズルの相対位置関
係を変化させ、該基板上に所望形状のペーストパタ−ン
を描画するペースト塗布機に係り、特に、該基板上に描
画したペーストパタ−ンが所望形状になっているか直ち
に確認することができるようにしたペースト塗布機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】特開平７−２７５７７０号公報に記載さ
れているように、ノズルの吐出口に対向するように基板
をテ−ブル上に載置し、ペースト収納筒に充填したペー
ストを該吐出口から該基板上に吐出させながら該基板と
該ノズルの相対位置関係を変化させ、該基板上に所望形
状のペーストパタ−ンを描画するペースト塗布機に、該
吐出口と基板の表面との対向間隔を計測する距離計と、
この距離計と該基板とを該基板の表面に沿って相対的に
移動させる移動手段と、その相対的移動時における距離
計の計測デ−タで基板の表面に描画したペーストパタ−
ンの塗布高さや塗布幅を算出する断面捕捉手段を設けた
ものがある。

【０００３】具体的には、距離計はその下部が三角形状
に切り込まれており、その切り込み部の対向する２つの
斜面の一方に発光素子が、また、他方の斜面に複数の受
光素子が一列に夫々設けられ、ノズルは切り込み部の下
方に配置されている。発光素子はノズルの吐出口の真下
近傍を照射し、そこからの反射光をいずれかの受光素子
で受光するようになっている。ノズルと距離計は基板に
対して一緒に移動することによって、ノズルの吐出口と
基板表面の距離（間隔）が変化すると、反射光を捕らえ
る受光素子が替わるために、反射光を捕らえた受光素子
の位置を確認することによってノズルの吐出口と基板表
面の距離を非接触の三角測法で計測している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、発光素子が照射する光は指向性を持っており、基板
の表面に描画されたペーストパタ−ンの形状によって
は、受光素子が並んだ方向に反射しないことによってい
ずれの受光素子でもペーストパタ−ンでの反射光を捕捉
できないことがある。この場合には、ノズルの吐出口と
基板表面の距離は計測不能になってしまう。

【０００５】また、発光素子が照射する光は点状ビ−ム
光であるため、上記したようにノズルと距離計は基板に
対して一緒に移動させており、その移動時に発生する振
動で距離計と基板の間隔が微妙にずれてしまい、正確に
ペーストパタ−ンの高さを計測できない。正確さを重視
すれば、距離計と基板の相対移動速度を下げる必要があ
り、作業タクトは低下してしまう。

【０００６】本発明の目的は、かかる問題を解消し、描
画されたペーストパタ−ンがいかなる形状であっても正
確にしかも高速に計測することができるペースト塗布機
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ノズルの支持部材に、該ノズルとともに
基板に対する相対位置関係を変化しうるように、該基板
上に描画されたペーストパタ−ンにスリット光を照射す
る光源と、該基板での該スリット光が照射される領域を
画像認識する手段と、該画像認識手段で得られたペース
トパタ−ンと該スリット光の照射によって該ペーストパ
タ−ンを横切るように映出されるスリットマークとの画
像から該ペーストパタ−ンの高さを求める画像処理手段
とを設けた。

【０００８】より詳細には、該光源はスリット光をペー
ストパターンが描画される基板の主面に対して４５度の
俯角で照射するように上記支持部材に設けられ、画像認
識手段は該基板の主面に対して垂直な位置から画像認識
するように上記支持部材に設けられ、画像処理手段はス
リット光が照射されたペーストパタ−ンの最高地点であ
る画像上の位置と該スリット光の照射によって映出され
るスリットマークが該ペーストパタ−ンの該基板と接す
る端縁に交差する２位置を結ぶ画像上の直線へ該最高地
点である画像上の位置から前記スリット光の照射方向に
延長して引いた線の交点との距離をもって該スリット光
が照射されたペーストパタ−ンの最高地点の高さとする
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００１０】図１は本発明によるペースト塗布機の一実
施形態を示す斜視図であって、１は架台、２ａ，２ｂは
基板搬送コンベア、３は支持台、４は基板吸着盤、５は
θ軸移動テ−ブル、６ａ，６ｂはＸ軸移動テ−ブル、７
はＹ軸移動テ−ブル、８はサ−ボモ−タ、９はＺ軸移動
テ−ブル、１０はサ−ボモ−タ、１１はボ−ルねじ、１
２はサーボモータ、１３はペースト収納筒（シリン
ジ）、１４は距離計、１５は支持板、１６ａ，１６ｂは
画像認識カメラ、１７は制御部、１８はモニタ、１９は
キ−ボ−ド、２０は外部記憶装置、２１はケ−ブル、２
２は光源、２３は画像認識装置（画像認識手段）であ
る。

【００１１】図１において、架台１上には、Ｘ軸方向に
並行で、かつ昇降可能な２つの基板搬送コンベア２ａ，
２ｂが設けられており、図示していない基板を図面の奥
の方から手前の方に、即ち、Ｘ軸方向に水平に搬送す
る。また、架台１上に支持台３が設けられ、この支持台
３上に、θ軸移動テ−ブル５を介して基板吸着盤４が搭
載されている。このθ軸移動テ−ブル５は、基板吸着盤
４をＺ軸廻りのθ方向に回転させるものである。

【００１２】架台１上には、さらに、基板搬送コンベア
２ａ，２ｂよりも外側でＸ軸に平行にＸ軸移動テ−ブル
６ａ，６ｂが設けられ、これらＸ軸移動テ−ブル６ａ，
６ｂ間を渡るようにしてＹ軸移動テ−ブル７が設けられ
ている。このＹ軸移動テ−ブル７は、Ｘ軸移動テ−ブル
６ａに設けられたサ−ボモ−タ８の正転や逆転の回転
（正逆転）により、Ｘ軸方向に水平に搬送される。Ｙ軸
移動テ−ブル７上には、サ−ボモ−タ１０の駆動による
ボ−ルねじ１１の正逆転によってＹ軸方向に移動するＺ
軸移動テ−ブル９が設けられている。

【００１３】このＺ軸移動テ−ブル９には、ペースト収
納筒１３や距離計１４を支持固定した支持板１５が設け
られ、サーボモータ１２がこれらペースト収納筒１３や
距離計１４を、この支持板１５に設けられた図示してい
ないリニヤガイドの可動部を介してＺ軸方向に移動させ
る。ペースト収納筒１３は、このリニヤガイドの可動部
に着脱自在に取り付けられている。

【００１４】また、架台１の天板には、図示しない基板
の位置合わせなどのための画像認識カメラ１６ａ，１６
ｂが上方向を向けて設けられている。

【００１５】架台１の内部には、サーボモータ８，１
０，１２などを制御する制御部１７が設けられており、
この制御部１７はケーブル２１を介してモニタ１８やキ
ーボード１９，外部記憶装置２０と接続されており、か
かる制御部１７での各種処理のためのデータがキーボー
ド１９から入力され、画像認識カメラ１６ａ，１６ｂで
捉えた画像や制御部１７での処理状況がモニタ１８で表
示される。また、キ−ボ−ド１９から入力されたデータ
などは、外部記憶装置２０において、フロッピディスク
などの記憶媒体に記憶保管される。

【００１６】光源２２と画像認識装置２３は、支持板１
５に設けられているが、ペースト収納筒１３や距離計１
４のようにリニヤガイドを介して設けられていないの
で、サ−ボモ−タ１２が回転しても、Ｚ軸方向に移動す
ることはない。画像認識カメラ１６ａ，１６ｂで捉えた
画像と同様に、この画像認識装置２３で得られた画像も
制御部１７で処理される。

【００１７】図２は図１におけるペースト収納筒１３と
距離計１４との部分を拡大して示す斜視図であって、１
３ａはノズル、２４は基板であり、図１に対応する部分
には同一符号をつけている。

【００１８】同図において、距離計１４は下端部に三角
形の切込部があって、その切込部に発光素子と複数の受
光素子とが設けられている。ノズル１３ａは、距離計１
４の切込部の下部に位置付けられている。距離計１４
は、ノズル１３ａの先端部からガラスからなる基板２４
の表面（上面）までの距離を非接触の三角測法で計測す
る。

【００１９】即ち、上記三角形の切込部での片側の斜面
に発光素子が設けられ、この発光素子から放射されたレ
−ザ光Ｌは基板２４上の計測点Ｓで反射し、上記切込部
の他方の斜面に設けられた複数の受光素子のいずれかで
受光される。従って、レ−ザ光Ｌはペースト収納筒１３
やノズル１３ａで遮られることはない。

【００２０】また、基板２４上でのレ−ザ光Ｌの計測点
Ｓとノズル１３ａの直下位置とは基板２４上で僅かな距
離ΔＸ，ΔＹだけずれるが、この僅かな距離ΔＸ，ΔＹ
程度のずれでは、基板２４の表面の凹凸に差がないの
で、距離計１４の計測結果とノズル１３ａの先端部から
基板２４の表面（上面）までの距離との間に差は殆ど存
在しない。従って、この距離計１４の計測結果に基いて
サ−ボモ−タ１２を制御することにより、基板２４の表
面の凹凸（うねり）に合わせてノズル１３ａの先端部か
ら基板２４の表面（上面）までの距離（間隔）を一定に
維持することができる。

【００２１】このようにして、ノズル１３ａの先端部か
ら基板２４の表面（上面）までの距離（間隔）は一定に
維持され、かつノズル１３ａから吐出される単位時間当
りのペースト量が定量に維持されることにより、基板２
４上に塗布描画されるペーストパタ−ンは幅や厚さが一
様になる。

【００２２】図３は図１における支持板１５に設けられ
た光源２２と画像認識装置２３の部分を拡大して示す斜
視図であって、２３ａは照明器、２３ｂは画像認識カメ
ラ、２３ｃは鏡筒であり、図１に対応する部分には同一
符号をつけている。

【００２３】同図において、光源２２は、ペーストが描
画される基板２４上に、その主面に対して４５度の俯角
で十字形スリット光を照射するように、支持板（支持部
材）１５に設けられている。スリット光の十字形は、図
１の手前側から見た場合、基板２４の主面に映る形がＸ
字状となるようにしている。即ち、この十字は、図１で
のＸ，Ｙ軸方向に対して４５度傾いている。

【００２４】画像認識装置２３は、基板２４の主面に対
して落射照明を行なう環状の照明器２３ａと、この照明
器２３ａの中央開口部を通して基板２４の主面を捉える
画像認識カメラ２３ｂと、この画像認識カメラ２３ｂに
取り付けられた鏡筒２３ｃとにより構成されている。画
像認識カメラ２３ｂの光軸は、照明器２３ａの中央開口
部の中心を通り、基板２４の主面に対して垂直になるよ
うにしている。光源２２と画像認識カメラ２３ｂは、支
持板１５に固定されているので、夫々基板２４上に任意
の高さで描画されるペーストパタ−ンへの焦点合わせ機
能を備えたものとなっている。

【００２５】十字形スリット光を照射する光源２２と落
射照明を行なう照明器２３ａとしては、基板２４やペー
ストでの反射や分光の特性から、画像認識カメラ２３ｂ
で捉えられる画像のコントラストが明確になるような照
明色を発するものを用いる。

【００２６】図４は図１における制御部の構成を示すブ
ロック図であって、１７ａはマイクロコンピュ−タ、１
７ｂはモ−タコントロ−ラ、１７ｃはＸ軸ドライバ、１
７ｄはＹ軸ドライバ、１７ｅはθ軸ドライバ、１７ｆは
Ｚ軸ドライバ、１７ｇは画像処理装置、１７ｈは外部イ
ンタ−フェ−ス、２５はサーボモータ、２６〜２９はエ
ンコ−ダであり、前出図面に対応する部分には同一符号
をつけている。

【００２７】同図において、制御部１７は、マイクロコ
ンピュ−タ１７ａやモ−タコントロ−ラ１７ｂ、Ｘ，
Ｙ，Ｚ，θの各軸ドライバ１７ｃ〜１７ｆ、画像認識カ
メラ１６ａ，１６ｂ，２３ｂで得られる映像信号を処理
する画像処理装置１７ｇ、キ−ボ−ド１９などとの間の
信号伝送を行なう外部インタ−フェ−ス１７ｈを内蔵し
ている。制御部１７は、さらに、基板搬送コンベア２
ａ，２ｂの駆動制御系を含むが、ここでは、図示を省略
している。また、マイクロコンピュ−タ１７ａは、図示
しないが、主演算部や後述する塗布描画を行なうための
処理プログラムを格納したＲＯＭ，主演算部での処理結
果や外部インタ−フェ−ス１７ｈ及びモ−タコントロ−
ラ１７ｂからの入力デ−タを格納するＲＡＭ，外部イン
タ−フェ−ス１７ｈやモ−タコントロ−ラ１７ｂとデ−
タをやりとりする入出力部などを備えている。

【００２８】サーボモータ２５はθ軸移動テ−ブル５を
駆動するものである。各サ−ボモ−タ８，１０，１２，
２５には、回転量を検出するエンコ−ダ２６〜２９が設
けられており、その検出結果をＸ，Ｙ，Ｚ，θの各軸ド
ライバ１７ｃ〜１７ｆに戻して位置制御を行なってい
る。

【００２９】サ−ボモ−タ８，１０がキ−ボ−ド１９か
ら入力されてマイクロコンピュ−タ１７ａのＲＡＭに格
納されているデ−タに基いて正逆回転することにより、
基板吸着盤４（図１）に真空吸着された基板２４（図
２，図３）に対し、ノズル１３ａ（図２）が、Ｚ軸移動
テ−ブル９（図１）を介して、Ｘ，Ｙ軸方向に任意の距
離を移動し、その移動中、ペースト収納筒１３に僅かな
気圧が継続して印加されてノズル１３ａの先端部の吐出
口からペーストが吐出され、基板２４に所望のペースト
パタ−ンが塗布描画される。このＺ軸移動テ−ブル９の
Ｘ，Ｙ軸方向への水平移動中に距離計１４がノズル１３
ａと基板２４との間隔を計測し、これを常に一定の間隔
を維持するように、サ−ボモ−タ１２がＺ軸ドライバ１
７ｆで制御される。

【００３０】次に、図５により、この実施形態のペース
トパタ−ンの塗布描画処理と描画したペーストパタ−ン
の計測処理について説明する。

【００３１】図５において、電源が投入されると（ステ
ップ１００）、まず、塗布機の初期設定が実行されるが
（ステップ２００）、この初期設定工程では、図１にお
いて、サーボモータ８，１０を駆動することにより、Ｚ
軸移動テ−ブル９をＸ，Ｙ方向に移動させて所定の基準
位置に位置決めし、ノズル１３ａ（図２）を、そのペー
スト吐出口がペースト塗布を開始する位置（即ち、ペー
スト塗布開始点）となるように、所定の原点位置に設定
するとともに、さらに、ペーストパタ−ンデ−タや基板
位置デ−タ，ペースト吐出終了位置デ−タ，描画したペ
ーストパタ−ンの計測位置デ−タの設定を行なうもので
ある。かかるデ−タの入力はキ−ボ−ド１９（図１）か
ら行なわれ、入力されたデ−タは、前述したように、マ
イクロコンピュ−タ１７ａ（図４）に内蔵されたＲＡＭ
に格納される。

【００３２】この初期設定工程（ステップ２００）が終
了すると、次に、ペーストが所望のパタ−ンで塗布描画
されるべき基板２４を基板吸着盤４（図１）に搭載して
吸着保持させる（ステップ３００）。この基板搭載工程
は、基板搬送コンベア２ａ，２ｂ（図１）によってこの
基板２４がＸ軸方向に基板吸着盤４の上方まで搬送さ
れ、図１に図示していない昇降手段によってこれら基板
搬送コンベア２ａ，２ｂを下降させることにより、基板
２４を基板吸着盤４に搭載するものである。

【００３３】次に、基板予備位置決め処理（ステップ４
００）を行なう。この処理では、図１において、図示し
ていない位置決めチャックにより、この基板２４のＸ，
Ｙ方向の位置合わせが行なわれる。また、基板吸着盤４
に搭載された基板２４の位置決め用マ−クを画像認識カ
メラ１６ａ，１６ｂで撮影し、位置決め用マ−クの重心
位置を画像処理で求めて基板２４のθ方向での傾きを検
出し、これに応じてサ−ボモ−タ２５（図２）を駆動
し、このθ方向の傾きも補正する。

【００３４】なお、ペースト収納筒１３内の残りペース
トが少ない場合には、次のペースト塗布作業では、この
作業の途中でペーストの途切れがないようにするため
に、前以てペースト収納筒１３をノズル１３ａとともに
交換するが、このようにノズル１３ａを交換すると、そ
の位置ずれが生ずることがあるので、基板２４のペース
トパターンを形成しない箇所に交換した新たなノズル１
３ａを用いて点打ち描画を行ない、この点打ち描画の重
心位置を画像処理で求め、この重心位置と基板２４上の
位置決め用マ−クの重心位置との間の距離を算出して、
これをノズル１３ａのペースト吐出口の位置ずれ量ｄ
ｘ，ｄｙとしてマイクロコンピュ−タ１７ａに内蔵のＲ
ＡＭに格納する。これにより、基板予備位置決め処理
（ステップ４００）を終了する。かかるノズル１３ａの
位置ずれ量ｄｘ，ｄｙは、後に行なうペーストパターン
の塗布描画の動作時、この位置ずれを補正するようにす
る。

【００３５】次に、ペースト膜形成処理（ステップ５０
０）を行なう。この処理では、塗布開始位置にノズル１
３ａの吐出口を位置付けるために、Ｚ軸移動テ−ブル９
を移動させ、ノズル位置の比較・調整移動を行なう。

【００３６】このために、まず、先の基板予備位置決め
処理（ステップ４００）で得られてマイクロコンピュ−
タ１７ａのＲＡＭに格納されたノズル１３ａの位置ずれ
量ｄｘ，ｄｙが、図２に示したノズル１３ａの位置ずれ
量の許容範囲△Ｘ，△Ｙにあるか否かの判断を行なう。
許容範囲内（△Ｘ≧ｄｘ及び△Ｙ≧ｄｙ）であればその
ままとし、許容範囲外（△Ｘ＜ｄｘまたは△Ｙ＜ｄｙ）
であれば、この位置ずれ量ｄｘ，ｄｙを基にＺ軸移動テ
−ブル９を移動させてペースト収納筒１３を移動させる
ことにより、ノズル１３ａのペースト吐出口と基板２４
の所望位置との間のずれを解消させ、ノズル１３ａを所
望位置に位置決めする。

【００３７】次に、ノズル１３ａの高さ設定を行なう。
ペースト収納筒１３が交換されていないときには、ノズ
ル１３ａの位置ずれ量ｄｘ，ｄｙのデータはないので、
ペースト膜形成処理（ステップ５００）に入ったところ
で、直ちにノズル１３ａの高さ設定を行なう。この設定
される高さは、ノズル１３ａの吐出口から基板２４まで
の間隔がペーストの厚みになるようにするものである。

【００３８】以上の処理が終了すると、次に、マイクロ
コンピュータ１７ａのＲＡＭに格納されたペーストパタ
ーンデータに基づいてサーボモータ８，１０が駆動さ
れ、これにより、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板
２４に対向した状態で、このペーストパターンデータに
応じてＸ，Ｙ方向に移動するとともに、ペースト収納筒
１３に僅かな気圧を印加してノズル１３ａのペースト吐
出口からのペーストの吐出を開始する。これにより、基
板２４へのペーストパターンの塗布描画が開始する。

【００３９】そして、これとともに、先に説明したよう
に、マイクロコンピュータ１７ａは距離計１４からノズ
ル１３ａのペースト吐出口と基板２４の表面との間隔の
実測デ−タを入力し、基板２４の表面のうねりを測定し
て、この測定値に応じてサーボモータ１２を駆動するこ
とにより、基板２４の表面からのノズル１３ａの設定高
さが一定に維持される。

【００４０】このようにして、ペーストパターンの描画
が進むが、上記のペーストパターンデータにより、ペー
ストパターンの塗布描画動作が完了しているかどうかを
判定し、この判定結果により、ペースト収納筒１３のペ
ースト吐出を継続するか終了するかの判定を行なう。

【００４１】このペースト膜形成工程（ステップ５０
０）は、ノズル１３ａのペースト吐出口が基板２４上の
上記ペーストパターンデータによって決まる描画パタ−
ンの終端であるか否かの判断により、この終端でなけれ
ば、再び基板の表面うねりの測定処理に戻り、以下、上
記の各工程を繰り返して、ペースト膜形成が描画パタ−
ンの終端に達するまで継続する。そして、この描画パタ
−ン終端に達すると、サーボモータ１２を駆動してノズ
ル１３ａを上昇させ、このペースト膜形成工程（ステッ
プ５００）が終了する。

【００４２】次に、この描画済みのペーストパタ−ンの
計測処理（ステップ６００）を実行する。

【００４３】図６において、いま、基板２４上にペース
トパターンＰＰを描画したものとし、この描画ペースト
パタ−ンＰＰは角部で丸味を持った口字状をなしている
ものとする。

【００４４】ここで、紙面をペーストパターンＰＰが描
画された基板２４の表面とし、図３に示す光源２２によ
り、この紙面に対して左斜め上方から４５度の俯角で十
字形のスリットを通した光、即ち、スリット光をこのペ
ーストパターンＰＰに照射すると、このペーストパター
ンＰＰの丸味を持った角部ａ〜ｄや直線部ｅ〜ｈに十字
形のスリットマークが、このペーストスパターンＰＰが
曲面をなすために、実線で示すような変形した形状で映
し出され、この角部ａ〜ｄや直線部ｅ〜ｈからの反射ス
リット光を受光して画像認識カメラ２３ｂがこの十字形
スリットマークを含む部分の画像を撮像する。

【００４５】なお、図６では、ペーストパターンＰＰの
角部ａ〜ｄや直線部ｅ〜ｈの映し出された十字形スリッ
トマークを一括して示しているが、実際には、これら各
部毎に順に十字スリットマークを映し出し、これを画像
認識カメラ２３ｂが撮像して、後述するように、この十
字形スリットマークが映し出された部分でのペーストパ
ターンＰＰの高さを計測する。このために、図１に示し
たＸ軸移動テ−ブル６ａ，６ｂやＹ軸移動テ−ブル７を
サーボモータ８，１０によって駆動することにより、支
持板１５に固定された画像認識カメラ２３ｂを基板２４
上のペーストパターンＰＰの高さを計測する位置に移動
させて撮像する。また、このようにスリット光の光軸が
ペーストパタ−ンＰＰの直線部と並行或いは直交するよ
うにするためには、図１に示したθ軸移動テ−ブル５で
もって基板２４の向きを調整する。

【００４６】次に、図６におけるペーストパターンＰＰ
の角部ａ〜ｄでの高さの計測について説明する。

【００４７】なお、これら各角部ａ〜ｄはスリット光に
対する角度が４５度づつ異なるだけで、高さの演算の原
理は同一であるので、角部ａを代表させて図７に基いて
説明する。

【００４８】図７（ａ）に示すように、十字形スリット
マークＭは、その交差部がペ−ストパタ−ンＰＰの最高
点に合うように、映し出される。ここでは、この十字形
スリットマークＭの一方の直線がペーストパターンＰＰ
の稜線に沿って映出され、これに直交する他方の線がペ
ーストパターンＰＰを横切って映出されるようにしたも
のとする。従って、図示するように、十字形スリットマ
ークＭの一方の線はペーストパターンＰＰの稜線に沿っ
て直線状に映出され、他方の線は、ペーストパターンＰ
Ｐ上では曲線となって映出される。図３で説明したよう
に、照明器２３ａでもって基板２４のこの十字形スリッ
トマークが映出された部分を照明し、この照明された部
分を画像認識カメラ２８ｂが撮像する。このため、この
画像認識カメラ２８ｂで得られる画像は図７（ａ）に示
すような画像である。

【００４９】但し、図７（ａ）において、ＴＰは十字形
スリットマークＭの２つの直線の交差点が映出される画
像上でのペ−ストパタ−ンＰＰの最高地点を表わし、Ｅ
１，Ｅ２は夫々映出された十字形スリットマークの一方
の線がペ−ストパタ−ンＰＰの端縁と交差する画像上で
の位置を表わす。これら位置Ｅ１，Ｅ２を結ぶ画像上の
破線で示す直線をＬ１とし、位置ＴＰからこの直線Ｌ１
へ十字形スリットマークＭの照射方向に延長して引いた
線をＰＬ１（図７（ｂ）参照）として、この直線Ｌ１と
線ＰＬ１との交点をＣＰ１とする。

【００５０】図７（ｂ）は図７（ａ）での状態を基板２
４上での断面で模式的に示したものである。

【００５１】図７（ｂ）において、画像認識カメラ２８
ｂはペーストパターンＰＰの十字形スリットマークＭが
映出された部分を真上から撮像するものであるから、図
７（ａ）に示す画像がこの画像認識カメラ２８ａによっ
て得られた場合、図７（ｂ）に示す断面図では、図７
（ａ）における位置ＴＰの基板２４上の直下の位置をＴ
としたとき、その真上のペ−ストパタ−ンＰＰの表面上
の位置ＴＰはこのペーストパターンＰＰの最高地点とい
うことになり、この最高点ＴＰに十字形スリットマーク
Ｍの上記交差点が映出されていることになる。また、図
７（ａ）における位置Ｅ１，Ｅ２は基板２４上の位置で
あり、従って、これら位置Ｅ１，Ｅ２を結ぶ直線Ｌ１も
基板２４上にあり、この直線Ｌ１上にある交点ＣＰ１も
基板２４上にある。

【００５２】一方、このペーストパターンＰＰの最高点
ＴＰと図７（ａ）における位置Ｅ１，Ｅ２とを含む平面
を考えると、これら最高点ＴＰと位置Ｅ１，Ｅ２とは十
字形スリットマークＭの一方の直線状の線上の点が映出
されたものであるから、この平面はスリット光の光軸に
平行である。従って、図７（ｂ）において、ペーストス
ターンＰＰの最高点ＴＰと基板２４上にある交点ＣＰ１
とを結ぶ直線ＰＬ１は、スリット光の光軸に平行であっ
て、このスリット光の光軸は、先に説明したように、基
板２４の表面に対して４５度をなしているから、位置Ｔ
Ｐ，ＣＰ１，Ｔによって形成される三角形は直角二等辺
三角形をなすことになる。従って、位置Ｔ，ＣＰ１間の
距離は位置ＴＰ，Ｔ間の距離、即ち、ペ−ストパタ−ン
ＰＰの高さに等しい。

【００５３】以上のことからして、画像認識カメラ２８
ｂによって得られる図７（ａ）に示すような画像におい
て、位置Ｔ，ＣＰ１間の距離を位置Ｔの真上の位置ＴＰ
とＣＰ１間の距離で求めることにより、ペーストパター
ンＰＰの高さを検出することができる。

【００５４】なお、ペーストパターンＰＰの角部ａ〜ｄ
での幅は、図７（ａ）に示すような場合には、位置Ｅ
１，Ｅ２間の距離に等しく、これから容易に求まる。

【００５５】図８（ａ）は図６における直線部ｅ〜ｈで
のペーストパターンの高さの計測方法を説明する図であ
り、ここでは、直線部ｆを代表させて示したものであ
る。

【００５６】この場合も、先の角部の場合と同様である
が、ここでは、図８（ａ）に示すように、十字形スリッ
トマークＭのスリット光がペーストパターンＰＰの長手
方向から仰角４５度で照射される。この場合も、十字形
スリットマークＭの２つの直線の交差点がペーストパタ
ーンＰＰの最高点に映出されるようにしているが、十字
形スリットマークＭのこれら２つの直線はペーストパタ
ーンＰＰを斜め４５度で横切るように映出される。この
ため、映出されるこれら２つの直線は、図示するよう
に、ペストパターンＰＰ上で曲線となる。

【００５７】この映出されたマークの部分が画像認識カ
メラ２８ｂで撮像され、図８（ａ）に示す画像が得られ
るのであるが、ここで、図７（ａ）の場合と同様に、Ｔ
Ｐはペ−ストパタ−ンＰＰの最高地点に対する画像上の
位置を示し、また、十字形スリットマークＭの一方の直
線の映出像がペ−ストパタ−ンＰＰと基板２４との境界
と交差する２つの位置の画像上での位置をＥ３，Ｅ４と
し、画像上でのこれら位置Ｅ３，Ｅ４を結ぶ破線で示す
直線をＬ２とし、画像上での位置ＴＰからこの直線Ｌ２
へ十字形スリットマークＭの照射方向に延長して引いた
破線で示す線ＰＬ２がこの直線Ｌ２と交差する点をＣＰ
２とする。

【００５８】図８（ｂ）は図８（ａ）での状態を基板２
４での断面で模式的に示した図である。

【００５９】この図８（ｂ）においても、図７（ｂ）で
説明したのと同様に、ペ−ストパタ−ンＰＰの最高地点
ＴＰと交点ＣＰ２と位置Ｔとがなす三角形は直角二等辺
三角形であって、交点ＣＰ２と最高地点ＴＰを基板２４
上に直下に降ろした位置Ｔとの間の距離は位置Ｔとペ−
ストパタ−ンＰＰの最高地点ＴＰとの間の距離、即ち、
ペ−ストパタ−ンＰＰの高さに等しい。従って、画像認
識カメラ２８ｂによって得られた図８（ａ）に示す画像
で位置ＴＰと交点ＣＰ２の長さを求めることにより、ペ
ーストパターンＰＰの高さが得られる。

【００６０】以上のようにして、ペーストパターンＰＰ
の高さを得ることができるが、この方法では、十字形ス
リットマークＭの交点をペ−ストパタ−ンＰＰの最高地
点ＴＰに精度良く一致させることは非常に困難であり、
作業タクトの低下をきたすことになる。そのために、か
かる方法を変形した以下に説明する方法によってもペ−
ストパタ−ンＰＰの高さを求めることができる。これを
図９により説明する。

【００６１】（１）まず、十字形スリットマークＭをペ
−ストパタ−ンＰＰに適当に映出させて画像認識カメラ
２８ｂでこれを撮像する。但し、十字形スリットマーク
Ｍの２つの直線のうち、少なくとも一方がペーストパタ
ーンＰＰを横切って映出されるようにする。 （２）画像処理装置１７ｇでは、このようにして得られ
た画像において、十字形スリットマークＭの画像がペ−
ストパタ−ンＰＰの端縁と交差する２つの位置の画像上
での位置Ｅ５，Ｅ６を決める。 （３）次に、これら位置Ｅ５，Ｅ６の中点ＮＰを求め、
この中点ＮＰを通るペ−ストパタ−ンＰＰに平行な仮想
線ＮＬを描く。 （４）そして、この仮想線ＮＬ上の各画素について明る
さを判定し、そのうちの一番明るい画素を選択し、その
画素をペ−ストパタ−ンＰＰの最高地点ＴＰの画像上の
位置Ｔとする。これは、描いたペ−ストパタ−ンＰＰの
幅方向の中心が最も高い位置にあるとの前提によるもの
である。 （５）次に、画像上において、位置Ｅ５，Ｅ６を結ぶ直
線Ｌ３を描いて位置Ｔから十字形スリットマークＭの照
射方向に延長させて線ＰＬ３を引き、これと直線Ｌ３と
の交点ＣＰ３を求め、図７及び図８に示した方法と同様
に、位置Ｔと交点ＣＰ３との距離を求める。この距離が
求めるペ−ストパタ−ンＰＰの高さである。なお、交点
ＣＰ３は、スリット光の交軸が基板の主面に交差する画
像上の位置である。

【００６２】以上のようにして、ペ−ストパタ−ンＰＰ
の任意の位置の高さを計測する。また、直線部ｅ〜ｈの
幅は、図８（ａ）に示す直線部ｆを例に取れば、位置Ｅ
３，Ｅ４間の距離と位置Ｅ１，Ｅ２を結ぶ直線のペース
トパターンＰＰに対する傾き角とから、三角関数を用い
て容易に算出することができる。

【００６３】以上は図５におけるパターン計測処理（ス
テップ６００）であったが、これが終了すると、図５の
描画したペ−ストパタ−ンの良否判定処理（ステップ７
００）を行なう。この良否判定にあたっては、マイクロ
コンピュ−タ１７ａ（図４）のＲＡＭに前もって格納し
ておいた高さの判定基準とペ−スト計測処理（ステップ
６００）で得られたペ−ストパタ−ンＰＰの高さと幅の
デ−タとを比較し、ペーストスターンＰＰの高さと幅が
規定範囲にあるか否かを判断する。

【００６４】この良否判定処理（ステップ７００）でペ
ーストパターンＰＰが描画された基板が良品と判定され
ると、次に、基板排出処置（ステップ９００）に進み、
図１において、基板２４の基板吸着盤４への吸着を解除
し、基板搬送コンベア２ａ，２ｂを上昇させて基板２４
をこれに載置させ、この基板搬送コンベア２ａ，２ｂに
より装置外に排出する。また、ステップ７００で基板が
不良と判定された場合には、この基板を製造ラインから
除去する不良処理（ステップ８００）が行なわれる。

【００６５】そして、以上の全工程を停止するか否かを
で判定し（ステップ１０００）、複数枚の基板に同じパ
タ−ンでペ−スト膜を形成する場合には、別の基板に対
して基板搭載処理（ステップ３００）から繰り返され、
全ての基板についてかかる一連の処理が終了すると（ス
テップ１０００）、作業が全て終了となる。

【００６６】以上説明したように、この実施形態では、
描いたペ−ストパタ−ンを一挙に画像認識カメラで撮像
した上で、画像処理手段で画像上で高さを計測するの
で、計測誤差が含まれることはないし、処理も高速に行
なわれて作業タクトは低下しない。

【００６７】また、ノズル１３ａで描いたペ−ストパタ
−ンは、直ちに隣接した画像認識カメラ２８ｂで撮像す
ることができるから、粘度が低くて傾けたりすると変形
し易いようなペ−ストであっても、描画直後の形状を正
確に計測することができる。

【００６８】なお、上記実施形態では、図６に示したよ
うに、あらゆる形にペ−ストパタ−ンが描かれることを
想定して十字形のスリットマークを用いたものである
が、本発明は、これに限るものではなく、例えば、
「一」の字状などのような単純な直線状などのマークと
してもよいことはいうまでもない。

【００６９】また、スリット光の照射角度を俯角４５度
としたが、これは撮影した画面上で直角二等辺三角形が
得られ、高さの算出が簡単なためであるが、他の角度で
あっても直角三角形は得られるので、スリット光の照射
俯角は任意に選択して差し支えない。

【００７０】さらに、先に示した従来のペ−スト塗布機
のように、ノズル１３ａや距離計１４とともに画像認識
カメラ２３ｂは水平方向において固定し、基板側を水平
方向に移動させる形式のものにも、本発明を適用でき
る。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
描画されたペ−ストパタ−ンがいかなる形状であって
も、正確にしかも高速にこのペーストパターンを計測す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるペ−スト塗布機の一実施形態を示
す斜視図である。

【図２】図１に示した実施形態でのペ−スト収納筒と距
離計との配置関係を示す斜視図である。

【図３】図１に示した実施形態での画像認識装置の配置
関係を示す斜視図である。

【図４】図１に示した実施形態での制御系統を示すブロ
ック図である。

【図５】図１に示した実施形態の全体動作を示すフロ−
チャ−トである。

【図６】図１に示した実施形態での基板上に描画された
ペ−ストパタ−ンとこのペ−ストパタ−ンの各部で映出
される十字形スリットマークとの一具体例を示す図であ
る。

【図７】図１に示した実施形態での図６に示したペ−ス
トパタ−ンの高さの計測方法の一具体例を示す図であ
る。

【図８】図１に示した実施形態での図６に示したペ−ス
トパタ−ンの高さの計測方法の他の具体例を示す図であ
る。

【図９】図１に示した実施形態での図６に示したペ−ス
トパタ−ンの高さの計測方法のさらに他の具体例を示す
図である。

【符号の説明】

１ 架台 ２ａ，２ｂ 基板搬送コンベア ３ 支持台 ４ 基板吸着盤 ５ θ軸移動テ−ブル ６ａ，６ｂ Ｘ軸移動テ−ブル ７ Ｙ軸移動テ−ブル ８ サ−ボモ−タ ９ Ｚ軸移動テ−ブル １０，１２ サ−ボモ−タ １３ ペ−スト収納筒 １３ａ ノズル １５ 支持板 １７ 制御部 １７ｇ 画像処理装置 ２５ サ−ボモ−タ ２２ 光源 ２３ 画像認識装置 ２３ａ 落射照明器 ２３ｂ 画像認識カメラ ２３ｃ 鏡筒 ２４ 基板 ＰＰ ペ−ストパタ−ン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三階 春夫 茨城県竜ケ崎市向陽台５丁目２番 日立 テクノエンジニアリング株式会社 開発 研究所内 (56)参考文献 特開 平７−275770（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−140605（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−302608（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−55440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−264833（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−21310（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05C 11/00 B05C 5/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルの吐出口に対向するようにして基
   板をテ−ブル上に載置し、ペースト収納筒に充填したペ
   ーストを該吐出口から該基板上に吐出させながら該基板
   と該ノズルとの相対位置関係を変化させることにより、
   該基板上に所望形状のペーストパタ−ンを描画するペー
   スト塗布機において、 該ノズルの支持部材に、該ノズルとともに該基板に対す
   る相対位置関係が変化するように、該基板上に描画され
   たペーストパタ−ンに十字形スリットマークのスリット
   光を該基板の主面に対して４５度の俯角で照射する光源
   と、該基板上の該スリット光の照射によって該ペースト
   パターン上に該十字形スリットマークが映出される領域
   を該基板の主面に対して垂直な方向から画像認識する画
   像認識手段とを設け、 さらに、該画像認識手段で得たペーストパタ−ンと該ペ
   ーストパタ−ンを横切るように映出される該十字形スリ
   ットマークとの画像から、該スリット光が照射された該
   ペーストパタ−ンの最高地点である画像上の位置と映出
   された該十字形スリットマークの該ペーストパタ−ンを
   横切る線が該ペーストパタ−ンの該基板と接する端縁と
   交差する２位置を結ぶ画像上の直線へ該最高地点である
   画像上の該位置から該スリット光の照射方向に延長して
   引いた線の交点との間の距離をもって該スリット光が照
   射された該ペーストパタ−ンの最高地点の高さとして、
   該ペーストパターンの高さを求める画像処理手段を設け
   たことを特徴とするペースト塗布機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のペースト塗布機におい
   て、前記画像処理手段は、映出された前記十字形スリットマ
   ークの前記ペーストパタ−ンを横切る前記線が前記ペー
   ストパタ−ンの幅方向の中央で交差する前記画像上の位
   置を前記ペーストパタ−ンの前記最高地点とする ことを
   特徴とするペースト塗布機。