JP4065805B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、接着部材が固定された板状基材に実装部品を位置合せして接着部材に取り付け固定する際に、板状基材および実装部品を撮像する撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、部品実装装置としては、複数の電極が一の面に形成されるとともにこれら電極を覆って接着部材が固定された板状基材に、各電極にそれぞれ対応する複数の端子が一の面に形成された実装部品を位置合せして接着部材に取り付け固定するものが知られている。かかる部品実装装置においては板状基材と実装部品を位置合せするにあたって板状基材および実装部品を撮像する撮像装置であるカメラが備えられている。
【0003】
部品実装装置としては、表示パネルとチップを水平方向に重ならないように距離を置いて位置決め固定し、表示パネルおよびチップのアライメントマークをそれらの下方に配置された1つのカメラによって撮影し、そして、撮影結果に基づいてチップを表示パネルの直上に移動させて位置合せした後、下降させ圧着してボンディングするものがある(特許文献1)。
【0004】
また、部品実装装置としては、位置決め固定された液晶パネルの透明基板の上方に平行に対向させて回路基板を位置決め固定し、透明基板の下方に配置された1つのカメラによって透明基板のアライメントマークを撮影すると同時に回路基板のアライメントマークを透明基板越しに撮影し、撮影結果に基づいて回路基板を液晶パネルに位置合せした後、下降させ圧着して接着するものがある(特許文献2)。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−45728号公報(第3,4頁、第2図)
【0006】
【特許文献2】
特開平11−102932号公報(第4頁、第3図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1の部品実装装置においては、表示パネルおよびチップのアライメントマークを撮像装置によって撮影した後にチップを表示パネルの直上に移動させているため、位置合せのための移動距離が長くなり、その分機械的要因による誤差が生じるので、正確に位置合せすることができないという問題があった。また、上記特許文献2の部品実装装置においては、回路基板のアライメントマークを透明基板越しに撮影する際に、撮像装置は透明基板の上面に貼着された接着部材(ACF;Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)越しに撮影するので、この接着部材によりアライメントマークを鮮明に撮影することができず、アライメントマークを確実に検出することができないという問題があった。
【0008】
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、接着部材による影響を受けることなく板状基材と実装部品を確実に撮像する撮像装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段および発明の作用・効果】
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、板状基材を第1撮影口を介して撮影する板状基材位置撮像手段と、板状基材に先に固定された接着部材を介して固定される実装部品を第2撮影口を介して撮影する実装部品位置撮像手段とからなる撮像装置において、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段は、第1および第2撮影口が同軸に配置され、かつ、板状基材および実装部品を同じ方向から撮影するように配置されたことである。
【0010】
これによれば、互いに平行に対向させて位置決めされた板状基材および実装部品を接着部材を設けた面の反対側から板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段によってそれぞれ撮影するので、接着部材越しに撮影することなく、板状基材および実装部品を直接撮影することができる。したがって、板状基材および実装部品の位置を確実に検出することができる。また、板状基材および実装部品を撮影した後に、実装部品を板状基材の直上に移動させる必要がないため、位置合せのための補正距離を短く抑えることができ、機械的要因による誤差が生じるのを抑えることができるので、正確に位置合せすることができる。
【0011】
また、請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、板状基材位置撮像手段は、先端部に第1撮影口を有する第1光学系と、この第1光学系に取り付けられて第1撮影口を介して板状基材を撮像する第1カメラとから構成され、実装部品位置撮像手段は、先端部に第2撮影口を有する第2光学系と、この第2光学系に取り付けられて第2撮影口を介して実装部品を撮像する第2カメラとから構成され、第1および第2光学系は、第1および第2光学系の各先端部が空間をおいて配置され、第1および第2光学系の各基端部が一体的に連結されてコ字状に形成されたことである。
【0012】
これによれば、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段はコ字状の一体構造体となるので、簡単な構成で確実に板状基材および実装部品の位置を検出することができる。また、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段を一体構造体としたので、これを移動させる移動機構を1つだけ用意すればよく、全体として簡単に構成することができる。
【0013】
また、請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、板状基材位置撮像手段は、先端部に第1撮影口を有する第3光学系と、この第3光学系に取り付けられて第1撮影口を介して板状基材を撮像する第3カメラとから構成され、実装部品位置撮像手段は、先端部に第2撮影口を有する第4光学系と、この第4光学系に取り付けられて第2撮影口を介して実装部品を撮像する第3カメラとから構成され、第3および第4光学系は、第3および第4光学系の各先端部が空間をおいて配置され、第3および第4光学系の各基端部が一体的に連結されてコ字状に形成されたことである。
【0014】
これによれば、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段は1つのカメラによって板状基材および実装部品の位置を撮影するので、低コストの撮像装置を提供することができる。
【0015】
また、請求項4に係る発明の構成上の特徴は、請求項2において、第1および第2光学系はこの第1および第2光学系の途中に第1および第2ライトが設けられ、この第1および第2ライトは第1および第2撮影口を介して板状基材および実装部品をその鉛直方向から照らすことである。
【0016】
これによれば、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段は板状基材および実装部品を確実に照明するので、板状基材および実装部品を鮮明に撮影することができる。
【0017】
また、請求項5に係る発明の構成上の特徴は、請求項3において、第3および第4光学系はこの第3および第4光学系の途中に第1および第2ライトが設けられ、この第1および第2ライトは第1および第2撮影口を介して板状基材および実装部品をその鉛直方向から照らすことである。
【0018】
これによれば、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段は板状基材および実装部品を確実に照明するので、板状基材および実装部品を鮮明に撮影することができる。
【0019】
また、請求項6に係る発明の構成上の特徴は、請求項4または請求項5において、第1および/または第2撮影口の周縁に沿って複数のライトが設けられ、この各ライトは板状基材および/または実装部品を斜めから照らすことである。
【0020】
これによれば、板状基材および実装部品の表面が粗面である場合でも、ライトの反射光が第1および第2撮影口に確実に入射するので、板状基材および実装部品を鮮明に撮影することができる。
【0021】
また、請求項7に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項6の何れか一項において、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段を水平方向に移動させる第1移動手段を備えたことである。
【0022】
これによれば、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段により板状基材および実装部品を撮影した後に、確実かつ容易に両撮像手段を待避させることができる。
【0023】
また、請求項8に係る発明の構成上の特徴は、請求項1乃至請求項6の何れか一項において、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段を鉛直方向に移動させる第2移動手段を備えたことである。
【0024】
これによれば、板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段により板状基材および実装部品を撮影する際に、確実かつ容易にピント合せすることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による撮像装置を液晶表示装置製造装置に適用した一実施の形態について図面を参照して説明する。図1は液晶表示装置製造装置の外観を示す右側面図である。
【0026】
液晶表示装置製造装置Aは、板状基材10に実装部品20を位置合せして実装するものであり、図1に示すように、板状基材10を保持し移動させる板状基材保持移動装置30と、実装部品20を保持し移動させる実装部品保持移動装置40と、板状基材10および実装部品20の位置を撮影する撮像装置50と、撮像装置50を支持し移動させる撮像装置支持移動装置60とからなる。
【0027】
液晶表示装置PLは、図2に示すように、板状基材10と、板状基材10の中央に設けられた液晶部PL1と、板状基材10の縁部に接着部材70によって固定されて液晶部PL1を駆動させる実装部品20とから構成されている。板状基材10は、透明な板状部材(例えばガラス板)であり、複数の電極が一の面に形成されている。板状基材10の一の面の縁部には、図3に示すように、複数の電極11が狭ピッチにて形成されている。これら電極11の近傍に第1および第2アライメントマーク12,13が形成されている。これらアライメントマーク12,13は円形、正方形などの形状に形成される。接着部材70は、異方性導電材からなる膜状部材(ACF;Anisotropic Conductive Film)である。
【0028】
実装部品20は、ICチップであり、板状基材10の各電極11に対応する複数の端子21が一の面に形成されたものである。図4に示すように、これら端子21の近傍には、第1および第2アライメントマーク12,13に対向させてこれらアライメントマーク12,13と同一の第1および第2アライメントマーク22,23が形成されている。実装部品20の第1および第2アライメントマーク22,23を板状基材10の第1および第2アライメントマーク12,13に重ね合わせることにより、実装部品20は板状基材10に位置合せされている。
【0029】
板状基材保持移動装置30は、主として図5に示すように、板状基材10を離脱可能に保持する板状基材保持部材31と、板状基材保持部材31を互いに直交するX、YおよびZ軸方向に移動させるとともに、Z軸周りに回転させる板状基材保持部材移動手段である板状基材保持部材移動機構32とからなる。
【0030】
板状基材保持部材移動機構32は、基台B上をX軸方向に沿って往復動するX軸テーブル33と、X軸テーブル33上をX軸方向と直交するY軸方向に沿って往復動するY軸テーブル34と、Y軸テーブル34上をX軸およびY軸に直交するZ軸方向に沿って往復動するZ軸スライダ35と、Z軸スライダ35に設けられてZ軸周りに回転する回転テーブル36を備えている。なお、X軸およびY軸は同一水平面に含まれており、X軸、Y軸およびZ軸方向は図5にて左右方向、垂直方向および上下方向を示している。
【0031】
X軸テーブル33の下面に固定された各摺動係合部33aは、本体37内にX軸方向に沿って延在するX軸レール33bに摺動可能に係合し、X軸テーブル33の下面に固定されたねじ係合部(不図示)は、X軸レール33bに平行に並べられ軸周りに回転可能に本体37に支承されたX軸送りねじ(不図示)にねじ係合されている。X軸送りねじにはX軸モータ33cが接続されており、X軸モータ33cによってX軸送りねじが回転されるとX軸テーブル33がX軸方向に沿って往復動する。
【0032】
Y軸テーブル34の下面に固定された各摺動係合部34aは、X軸テーブル33上にY軸方向に沿って延在するY軸レール34bに摺動可能に係合し、Y軸テーブル34の下面に固定されたねじ係合部(不図示)は、Y軸レール34bに平行に並べられ軸周りに回転可能にX軸テーブル33に支承されたY軸送りねじ(不図示)にねじ係合されている。Y軸送りねじにはY軸モータ34cが接続されており、Y軸モータ34cによってY軸送りねじが回転されるとY軸テーブル34がY軸方向に沿って往復動する。
【0033】
Z軸スライダ35は、Y軸テーブル上に立設された箱38の中に収納された図示しない機構(Z軸レール、Z軸送りねじ、Z軸モータなど)によってZ軸方向に沿って往復動する。なお、箱38はZ軸スライダ35より奥(図5にて紙面奥側)に位置している。
【0034】
回転テーブル36は、Z軸スライダ35の上部にZ軸周りに回転可能に支承されており、Z軸スライダ35の下部に固定されたQ軸モータ36aによって回転される。この回転テーブル36の上部には、テーブル状に形成された板状基材保持部材31が固定されている。板状基材保持部材31の上面には、複数の吸着孔が設けられており、吸着孔の吸引によって板状基材10を吸着保持し、吸引を解除することにより吸着保持を解除する。
【0035】
実装部品保持移動装置40は、主として図6に示すように、実装部品20を離脱可能に保持する実装部品保持部材41と、実装部品保持部材41を互いに直交するX、YおよびZ軸方向に移動させるとともに、Z軸周りに回転させる実装部品保持部材移動手段である実装部品保持部材移動機構42とからなる。
【0036】
実装部品保持部材移動機構42は、基台Bに固定された架台42a上をX軸方向に沿って往復動するX軸スライダ43と、X軸スライダ43上をX軸方向と直交するY軸方向に沿って往復動するY軸スライダ44と、Y軸スライダ44上をX軸およびY軸に直交するZ軸方向に沿って往復動するZ軸スライダ45と、Z軸スライダ45に設けられてZ軸周りに回転する回転ホルダ46を備えている。なお、X軸およびY軸は同一水平面に含まれており、X軸、Y軸およびZ軸方向は図5にて左右方向、垂直方向および上下方向を示している。
【0037】
X軸スライダ43の下面に固定された各摺動係合部43aは、架台42aの上面にX軸方向に沿って延在するX軸レール43bに摺動可能に係合し、X軸スライダ43の下面に固定されたねじ係合部43cは、X軸レール43bに平行に並べられ軸周りに回転可能に架台42aに軸受43dを介して支承されたX軸送りねじ43eにねじ係合されている。X軸送りねじ43eにはX軸モータ43fが連結部43gを介して接続されており、X軸モータ43fによってX軸送りねじ43eが回転されるとX軸スライダ43がX軸方向に沿って往復動する。
【0038】
Y軸スライダ44の背面に固定された各摺動係合部44aは、X軸スライダ43の正面にY軸方向に沿って延在するY軸レール44bに摺動可能に係合し、Y軸スライダ44の背面に固定されたねじ係合部44cは、Y軸レール44bに平行に並べられ軸周りに回転可能にX軸スライダ43の正面に支承されたY軸送りねじ44eにねじ係合されている。Y軸送りねじ44eにはY軸モータ44fが接続されており、Y軸モータ44fによってY軸送りねじ44eが回転されるとY軸スライダ44がY軸方向に沿って往復動する。
【0039】
Z軸スライダ45の背面に固定された各摺動係合部45aは、Y軸スライダ44の正面にZ軸方向に沿って延在するZ軸レール45bに摺動可能に係合し、Z軸スライダ45の背面に固定されたねじ係合部45cは、Z軸レール45bに平行に並べられ軸周りに回転可能にY軸スライダ44の正面に軸受45dを介して支承されたZ軸送りねじ45eにねじ係合されている。Z軸送りねじ45eにはZ軸モータ45fが連結部45gを介して接続されており、Z軸モータ45fによってZ軸送りねじ45eが回転されるとZ軸スライダ45がZ軸方向に沿って往復動する。
【0040】
回転ホルダ46は、Z軸スライダ45の正面に設けた支持部材46aにZ軸周りに回転可能に支承されている。回転ホルダ46の上端には支持部材46a内に回転可能に支承された大径ギヤ46bが一体的に固定されている。支持部材46aにはQ軸モータ46cが固定されており、Q軸モータ46cの出力軸には大径ギヤ46bと歯合する小径ギヤ46dが固定されている。Q軸モータ46cによって小径ギヤ46dが回転されると回転ホルダ46がZ軸周りに回転する。
【0041】
回転ホルダ46には、実装部品保持部材41がZ軸方向にのみ往復動し、かつ回転ホルダ46と一体的に回転するように組み付けられている。実装部品保持部材41は、回転ホルダ46に収容された緩衝部41bが備えられている。緩衝部41bは、シリンダ41b1とピストン41b2からなる。シリンダ41b1には、内部の圧力が所定値以上となった場合に減圧する減圧弁41cが接続されている。この減圧弁41cにより、実装部品20を板状基材10に圧着する際に板状基材10および実装部品20に必要以上の圧力を加えることを防ぐことができるので、板状基材10および実装部品20が損傷したり破損したりするのを防止することができる。なお、減圧弁41cの代わりに、電空比例制御弁を設けて、シリンダ41b1内の圧力を制御することにより実装時に必要な圧着力を可変にすることができる。
【0042】
ピストン41b2の下端には実装部品20を吸着保持する保持部41aが固定されている。保持部41aは細長い方形状の下面を有しており、その下面には複数の吸着孔が設けられており、吸着孔の吸引によって実装部品20を吸着保持し、吸引を解除することにより吸着保持を解除する。また、保持部41aは加熱手段としてヒータ(不図示)を備えていて、吸着保持された実装部品20はヒータにより加熱される。
【0043】
撮像装置50は、主として図7、図10に示すように、所定位置に位置決めされた板状基材10を撮影する板状基材位置撮像手段である板状基材位置撮像部51と、板状基材10に平行に対向させて位置決めされた実装部品20を撮影する実装部品位置撮像手段である実装部品位置撮像部52とから構成されている。
【0044】
板状基材位置撮像部51は、先端部に第1撮影口53aを有する第1光学系53と、第1光学系53に取り付けられて第1撮影口53aを介して板状基材10を撮像する第1カメラ54とから構成されている。第1光学系53は、図8に示すように、反射部材としての第1および第2プリズム53b,53cと、その光学系の中間に設けられた第1ライト53dと、第1ライト53dからの光を入射して第1プリズム53bに反射するハーフミラー53eを備えている。第1ライト53dから照射された光は、ハーフミラー53eおよび第1プリズム53bでそれぞれ反射されて第1撮影口53aを通って被写体である板状基材10に到達し、到達した光は板状基板10で反射され、再び第1撮影口53aを通って第1プリズム53bで反射され、ハーフミラー53eを透過し第2プリズム53cで反射されて第1カメラ54に到達する。
【0045】
実装部品位置撮像部52は、先端部に第2撮影口55aを有する第2光学系55と、第2光学系55に取り付けられて第2撮影口55aを介して実装部品20を撮像する第2カメラ56とから構成されている。第2光学系55も、第1光学系53と同様に、反射部材としての第1プリズム55bおよび第2プリズム(不図示)と、その光学系の中間に設けられた第2ライト55dと、第2ライト55dからの光を入射して第1プリズム55bに反射するハーフミラー(不図示)を備えている。第2ライト55dから照射された光は、第2撮影口55aを通って被写体である実装部品20に到達し、到達した光は実装部品20で反射され、再び第2撮影口55aを通って第2カメラ56に到達する。
【0046】
これにより、板状基材位置撮像部51および実装部品位置撮像部52は板状基材10および実装部品20を確実に照明するので、板状基材10および実装部品20を鮮明に撮影することができる。
【0047】
上述のように構成された板状基材位置撮像部51および実装部品位置撮像部52は、第1および第2撮影口53a,55aが同軸に配置され、かつ、同一方向に向けて開口するように配置されている。第1および第2撮影口53a,55aが同軸に配置されているということは、両撮影口53a,55aのオーバーラップする領域すなわちオーバーラップする撮影領域ができるだけ広くなるように配置されているということである。また、撮像装置50の組み付け精度の関係上、第1および第2撮影口53a,55aが厳密には同軸とならない場合があるが、板状基材10と実装部品20の各アライメントマークが撮影領域内に撮影される程度のずれ量であれば問題とはならない。また、第1および第2撮影口53a,55aが同一方向に向けて開口するように配置されることにより、板状基材10および実装部品20を同じ方向から撮影することができる。
【0048】
また、板状基材位置撮像部51および実装部品位置撮像部52は、第1および第2光学系53,55の各先端部が空間をおいて配置され、第1および第2光学系53,55の各基端部が連結部57によって一体的に連結されている。これにより、撮像装置50は、コ字状の一体構造体となるので、簡単な構成で確実に板状基材10および実装部品20の位置を検出することができる。また、撮像装置50は一体構造体となったので、撮像装置50を移動させる移動機構を1つだけ用意すればよく、全体として簡単な構成とすることができる。
【0049】
なお、実装部品位置撮像部52の第2撮影口55aの周縁には、図7に示すように、周縁に沿って複数(本実施の形態においては8個)のライト58が設けられている。各ライト58は第2撮影口55aの中心軸方向に斜め上方に向けて配置されおり、実装部品20を斜めから照らすこととなる。これにより、実装部品20の表面が粗面である場合でも、ライト58の反射光が第2撮影口55aに確実に入射するので、板状実装部品20を鮮明に撮影することができる。なお、第1撮影口53aの周縁に沿って複数のライト58を設け、板状基材10を斜めから照らすようにしてもよい。また、複数のライト58の代わりに、リング状ライトを第2撮影口55aの周縁に設けてもよい。
【0050】
撮像装置支持移動装置60は、撮像装置50を互いに直交するX、YおよびZ軸方向に移動させるものであり、主として図9に示すように、基台Bに固定された架台61上をX軸方向に沿って往復動するX軸スライダ62と、X軸スライダ62上をX軸方向と直交するY軸方向に沿って往復動するY軸スライダ63と、Y軸スライダ63上をX軸およびY軸に直交するZ軸方向に沿って往復動するZ軸スライダ64を備えている。なお、X軸およびY軸は同一水平面に含まれており、X軸、Y軸およびZ軸方向は図5にて左右方向、垂直方向および上下方向を示している。
【0051】
X軸スライダ62の下面に固定された各摺動係合部62aは、架台61の上面にX軸方向に沿って延在するX軸レール62bに摺動可能に係合し、X軸スライダ62の下面に固定されたねじ係合部62cは、X軸レール62bに平行に並べられ軸周りに回転可能に架台61に軸受62dを介して支承されたX軸送りねじ62eにねじ係合されている。X軸送りねじ62eにはX軸モータ62fが連結部62gを介して接続されており、X軸モータ62fによってX軸送りねじ62eが回転されるとX軸スライダ62がX軸方向に沿って往復動する。
【0052】
Y軸スライダ63の下面に固定された各摺動係合部63aは、X軸スライダ62の上面にY軸方向に沿って延在するY軸レール63bに摺動可能に係合し、Y軸スライダ63に固定されたねじ係合部63cは、Y軸レール63bに平行に並べられ軸周りに回転可能にX軸スライダ62の上面に支承されたY軸送りねじ63eにねじ係合されている。Y軸送りねじ63eにはY軸モータ63fが接続されており、Y軸モータ63fによってY軸送りねじ63eが回転されるとY軸スライダ63がY軸方向に沿って往復動する。
【0053】
Z軸スライダ64の背面に固定された各摺動係合部64aは、Y軸スライダ64の上面に立設された立上り部65の正面にZ軸方向に沿って延在するZ軸レール64bに摺動可能に係合し、Z軸スライダ64に固定されたねじ係合部64cは、Z軸レール64bに平行に並べられ軸周りに回転可能に立上り部65の正面に軸受64dを介して支承されたZ軸送りねじ64eにねじ係合されている。Z軸送りねじ64eにはZ軸モータ64fが連結部64gを介して接続されており、Z軸モータ64fによってZ軸送りねじ64eが回転されるとZ軸スライダ64がZ軸方向に沿って往復動する。このZ軸スライダ64に撮像装置50が固定されている。
【0054】
X軸スライダ62を移動させる機構とY軸スライダ63を移動させる機構からなる第1移動手段の作動により、撮像装置50を水平方向に移動させることができる。これによれば、板状基材10および実装部品20を撮影した後に、確実かつ容易に撮像装置50を待避させることができる。したがって、撮像後に実装部品20を板状基材10に移動(下降)させて装着する際に干渉するのを防止することができる。なお、第1移動手段をZ軸周りに回転させて移動させる機構としてもよい。また、Z軸スライダ64を移動させる機構である第2移動手段の作動により、撮像装置50を鉛直方向(Z軸方向)に移動させることができる。これによれば、撮像装置50により板状基材10および実装部品20を撮影する際に、確実かつ容易にピント合せすることができる。したがって、段取り替えによる生産対象である実装部品20や板状基材10の種類が変更されそれらの厚みが変わっても、これに対応することができる。
【0055】
次に、上述した液晶表示装置製造装置Aの作動について説明する。液晶表示装置製造装置Aの制御装置は、板状基材10を吸着保持した板状基材保持部材31を所定の位置に移動させる。また、実装部品保持部材41を部品採取位置上に移動させ、所定の高さ(例えば実装部品の1mm手前)まで早く下降させ、実装部品20までゆっくり下降させて、実装部品20を吸着保持する。
【0056】
そして、制御装置は、実装部品保持部材41を上昇させ水平方向に移動させて、板状基材10の実装位置すなわち電極上に対向させて位置決め固定する。このとき、製造を開始して(または段取り替え後)1回目の実装の場合には、予め入力された位置に移動される。
【0057】
また、制御装置は、撮像装置50も移動させて、板状基材10の位置を撮影する第1ポイントに位置決め固定する。このとき、板状基材位置撮像部51の第1撮影口53aは、図10に示すように、接着部材70が接着されていない面に面して位置され、実装部品位置撮像部52の第2撮影口55aは、実装部品20の端子が21が形成された面に面して位置される。なお、第1ポイントは各第1アライメントマーク12,22を撮影する場所である。そして、撮像装置50によって板状基材10および実装部品20の両第1アライメントマーク12,22が撮像される。
【0058】
次に制御装置は、撮像装置50を移動させて、板状基材10の位置を撮影する第2ポイントに位置決め固定する。第2ポイントは各第2アライメントマーク13,23を撮影する場所である。そして、撮像装置50によって板状基材10および実装部品20の両第2アライメントマーク13,23が撮像される。
【0059】
また、制御装置は第1および第2ポイントで撮像した撮像結果に基づいて、両第1アライメントマーク12,22の位置ずれ量および方向、および両第2アライメントマーク13,23の位置ずれ量および方向を導出し、この導出結果に基づいて板状基材保持部材31および実装部品保持部材41を移動させて位置ずれを補正する。なお、導出された位置ずれ量が予め入力された位置に対してずれていた場合には、位置ずれ量に実装部品保持移動機構42の機械精度に起因するずれ量が含まれているので、このずれ量を相殺するように2回目以降の実装部品保持部材41の板状基材10に対向する位置までの移動を補正するとよい。これによれば、2回目以降の位置合せは移動量をできるだけ少なく抑えることができるので、実装部品20を板状基材10の所定位置に正確に載置することができる。また、上述した補正後において、板状基材10および実装部品20の位置を撮像し、その結果位置ずれ量が所定範囲外である場合には、位置ずれ量が所定範囲内となるまで位置ずれの補正を繰り返し実行するようにしてもよい。これによれば、実装部品20を板状基材10の所定位置に確実に載置することができる。
【0060】
制御装置は、上述の撮像後、撮像装置50を水平方向に移動させて待避させる。その後、実装部品保持部材41を部品採取位置上に移動させ、所定の高さ(例えば実装部品の1mm手前)まで早く下降させ、実装部品20までゆっくり下降させて、実装部品20を板状基材10に当接させ、熱圧着する。この圧着は仮圧着であり、次工程にて本圧着される。熱圧着後、実装部品20の吸着状態は解除される。そして、制御装置は、実装部品保持部材41を上昇させて、部品採取位置上に移動させる。
【0061】
なお、事前準備として、板状基材10と板状基材位置撮像部51の第1撮影口53aとの間の距離、および実装部品20と実装部品位置撮像部52の第2撮影口55aとの間の距離を調整することにより、ピント合わせすることが望ましい。
【0062】
上述した説明から理解できるように、この実施の形態においては、互いに平行に対向させて位置決めされた板状基材10および実装部品20を接着部材70を設けた面の反対側から板状基材位置撮像部51および実装部品位置撮像部52によってそれぞれ撮影するので、接着部材70越しに撮影することなく、板状基材10および実装部品20を直接撮影することができる。(なお直接撮影とは、透明な部材を通して撮影することを含む。)したがって、板状基材10および実装部品20の位置を確実に検出することができる。また、板状基材10および実装部品20を撮影した後に、実装部品20を板状基材10の直上に移動させる必要がないため、位置合せのための補正距離を短く抑えることができ、機械的要因による誤差が生じるのを抑えることができるので、正確に位置合せすることができる。
【0063】
なお、上述した実施の形態においては、撮像装置50は板状基材位置撮像部51および実装部品位置撮像部52にそれぞれ1つずつ第1および第2カメラ54,56を設けるようにしたが、図11に示すように、板状基材位置撮像部51および実装部品位置撮像部52に共用のカメラ(第3カメラ81)を1つだけ設けるようにしてもよい。この場合、板状基材位置撮像部51は、先端部に第1撮影口53aを有する第3光学系53'と、第3光学系53'に取り付けられて第1撮影口53aを介して板状基材10を撮像する第3カメラ81とから構成されている。実装部品位置撮像部52は、先端部に第2撮影口55aを有する第4光学系55'と、第4光学系55'に取り付けられて第2撮影口55aを介して実装部品20を撮像する第3カメラ81とから構成されている。このような第3および第4光学系53',55'は、第3および第4光学系53',55'の各先端部が空間をおいて配置され、第3および第4光学系53',55'の各基端部が一体的に連結されてコ字状に形成されている。
【0064】
第3光学系53'は、第1光学系53と同様に、反射部材としての第1および第2プリズム53b,53cと、第1ライト53dと、ハーフミラー(不図示)とを備え、さらに、反射部材としての第3プリズム82の反射面82aを備えている。第1ライト53dから照射された光は、ハーフミラーおよび第1プリズム53bでそれぞれ反射されて第1撮影口53aを通って被写体である板状基材10に到達し、到達した光は板状基板10で反射され、再び第1撮影口53aを通って第1プリズム53bで反射され、ハーフミラーを透過し第2プリズム53cおよび第3プリズム82の反射面82aで反射されて第3カメラ81に到達する。
【0065】
第4光学系55'は、第2光学系55と同様に、反射部材としての第1および第2プリズム55b,55cと、第2ライト55dと、ハーフミラー(不図示)とを備え、さらに、反射部材としての第3プリズム82の反射面82bを備えている。第2ライト55dから照射された光は、ハーフミラーおよび第1プリズム55bでそれぞれ反射されて第2撮影口55aを通って被写体である実装部品20に到達し、到達した光は実装部品20で反射され、再び第2撮影口55aを通って第1プリズム55bで反射され、ハーフミラーを透過し第2プリズム55cおよび第3プリズム82の反射面82bで反射されて第3カメラ81に到達する。これにより、第3カメラ81は、板状基材10と実装部品20を同時に撮像する。
【0066】
また、上述した実施の形態においては実装部品20がチップである場合すなわちCOG(Chip on Glass)について本発明を適用したが、実装部品20がポリイミドフィルムをベース材に用いたFPC(Flexible Printed Circuit)である場合すなわちFOG(Film on Glass)の場合でも本発明を適用することも可能である。
【0067】
また、上述した実施の形態においてはアライメントマークを位置合せするようにしたが、特定の電極、端子を位置合せするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による撮像装置を適用した液晶表示装置製造装置の一実施の形態の外観を示す右側面図である。
【図2】 図1に示す液晶表示装置製造装置で製造される液晶表示装置の平面図ある。
【図3】 図2に示す液晶表示装置の電極周辺を示す部分拡大底面図である。
【図4】 図2に示す実装部品を示す部分拡大底面図である。
【図5】 図1に示す板状基材保持移動装置を示す右側面図である。
【図6】 図1に示す実装部品保持移動装置を示す右側面図である。
【図7】 図1に示す撮像装置を示す外観斜視図である。
【図8】 図7に示す板状基材位置撮像部の内部を示す平面図である。
【図9】 図1に示す撮像装置支持移動装置を示す右側面図である。
【図10】 板状基材、実装部品および撮像装置の位置関係を示す側面図である。
【図11】 本発明による撮像装置の変形例を示し、その撮像装置、板状基材および実装部品の位置関係を示す側面図である。
【符号の説明】
10…板状基材、20…実装部品、30…板状基材保持移動装置、31…板状基材保持部材、32…板状基材保持部材移動機構、40…実装部品保持移動装置、41…実装部品保持部材、42…実装部品保持部材移動機構、50…撮像装置、51…板状基材位置撮像部、52…実装部品位置撮像部、53…第1光学系、53'…第3光学系、53a…第1撮影口、53d…第1ライト、54…第1カメラ、55…第2光学系、55'…第4光学系、55a…第2撮影口、55d…第2ライト、56…第2カメラ、58…ライト、60…撮像装置支持移動装置、70…接着部材、81…第3カメラ、82…第3プリズム、A…液晶表示装置製造装置、PL…液晶表示装置。
Claims (8)
- 板状基材を第1撮影口を介して撮影する板状基材位置撮像手段と、
前記板状基材に先に固定された接着部材を介して固定される実装部品を第2撮影口を介して撮影する実装部品位置撮像手段とからなる撮像装置において、
前記板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段は、前記第1および第2撮影口が同軸に配置され、かつ、前記板状基材および実装部品を同じ方向から撮影するように配置されたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1において、前記板状基材位置撮像手段は、先端部に前記第1撮影口を有する第1光学系と、該第1光学系に取り付けられて前記第1撮影口を介して前記板状基材を撮像する第1カメラとから構成され、
前記実装部品位置撮像手段は、先端部に前記第2撮影口を有する第2光学系と、該第2光学系に取り付けられて前記第2撮影口を介して前記実装部品を撮像する第2カメラとから構成され、
前記第1および第2光学系は、前記第1および第2光学系の各先端部が空間をおいて配置され、前記第1および第2光学系の各基端部が一体的に連結されてコ字状に形成されたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1において、前記板状基材位置撮像手段は、先端部に前記第1撮影口を有する第3光学系と、該第3光学系に取り付けられて前記第1撮影口を介して前記板状基材を撮像する第3カメラとから構成され、
前記実装部品位置撮像手段は、先端部に前記第2撮影口を有する第4光学系と、該第4光学系に取り付けられて前記第2撮影口を介して前記実装部品を撮像する前記第3カメラとから構成され、
前記第3および第4光学系は、前記第3および第4光学系の各先端部が空間をおいて配置され、前記第3および第4光学系の各基端部が一体的に連結されてコ字状に形成されたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項2において、前記第1および第2光学系は該第1および第2光学系の中間に第1および第2ライトが設けられ、該第1および第2ライトは前記第1および第2撮影口を介して前記板状基材および実装部品をその鉛直方向から照らすことを特徴とする撮像装置。
- 請求項3において、前記第3および第4光学系は該第3および第4光学系の中間に第1および第2ライトが設けられ、該第1および第2ライトは前記第1および第2撮影口を介して前記板状基材および実装部品をその鉛直方向から照らすことを特徴とする撮像装置。
- 請求項4または請求項5において、前記第1および/または第2撮影口の周縁に沿って複数のライトが設けられ、該各ライトは前記板状基材および/または実装部品を斜めから照らすことを特徴とする撮像装置。
- 請求項1乃至請求項6の何れか一項において、前記板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段を水平方向に移動させる第1移動手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
- 請求項1乃至請求項6の何れか一項において、前記板状基材位置撮像手段および実装部品位置撮像手段を鉛直方向に移動させる第2移動手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
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