JP4809481B2 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、検査装置及び検査方法に関し、特に電子部品の基板への実装状態を検査する検査装置及び検査方法に関する。

従来から、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等で構成される電極を持った液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（以下、パネルという）上に、電極を持ったＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板、半導体素子及びフレキシブル基板等の電子部品（以下、部品という）を実装することが行われている。

この実装では、部品とパネルとの間に異方性導電接着剤シート（以下、ＡＣＦという）を介在させた状態で部品のパネルへの仮圧着及び本圧着が行われ、パネルの電極（以下、パネル電極という）と部品の電極（以下、部品電極という）とが接合される。仮圧着においては、熱圧着加圧ヘッドにより部品を弱く押圧して部品の仮圧着が行われ、その後の本圧着では、仮圧着された部品を熱圧着加圧ヘッドにより低圧着より高い温度と高い圧力で押圧して部品の本圧着が行われる。さらに、部品の所定の実装位置からの相対的なずれ量（位置ずれ量）が検査装置により検出される。検出された位置ずれ量は次のパネルの部品実装にフィードバックされ、位置ずれを補正した実装が行われる。

部品の位置ずれ量を検出する検査装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この検査装置では、パネル電極と部品電極（バンプ）とのずれ量を検出することにより部品の位置ずれ量が検出される。

特開平８−３３０３９３号公報

ところで、特許文献１に記載の検査装置においてパネル電極及び部品電極の位置は、パネルの裏面（パネルの部品が実装されていない面）側に設けられた撮像装置によるパネル電極及び部品電極の撮像結果に基づいてオペレータにより算出される。従って、この検査装置では、ＡＣＦ等の導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することは極めて困難である。すなわち、金属等の導電性粒子は光を透過しないあるいは透過しにくいため、パネルの裏面側の撮像装置には部品電極からの光が届き難く、部品電極全体を撮像することができない。従って、オペレータにとって部品電極の位置を認識することが困難となり、位置ずれ量を精度良く算出することができないのである。部品の実装ピッチの狭ピッチ化が進むに従って導電性粒子の微細化・高密度化が進み、導電性粒子で光が遮られ易くなるので、より撮像装置に光が届き難くなる。その結果、導電性粒子越しに部品電極を認識し難くなるため、実装ピッチの狭ピッチ化が進むに従ってこの問題がより顕著になる。

そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することが可能な検査装置及び検査方法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、本発明の検査装置は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する装置であって、部品をパネルに実装する側とは反対側のパネルの裏面側に配設され、パネルに形成されたパネル認識マーク及び部品に形成された部品認識マークに光を照射する照明と、パネルに対し前記照明と反対側に配設され、前記光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するカメラと、前記カメラによる撮像結果としての画像から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出手段とを備え、前記照明は、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長で、前記画像においてハレーションが生じる光量の光を照射することを特徴とする。

ここで、前記照明は、前記画像における前記導電性粒子の平均粒径が実際の８０％以下となる光量の光を照射する。また、前記照明は、前記画像における前記パネル認識マーク及び部品認識マークを除いた部分の最小輝度値が最大輝度値の１５％より大きくなる光量の光を照射してもよい。

これにより、ハレーションが発生する程度の強い光をパネル認識マーク及び部品認識マークに照射してパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する。従って、導電性粒子の影響によりパネル認識マーク及び部品認識マークを認識できないようなことを抑制し、その結果、導電性粒子の影響を低減させて部品の位置ずれ量を算出することができるので、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。

また、得られたパネル認識マーク及び部品認識マークの画像に基づいて検査装置が部品の位置ずれ量を算出する。従って、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。

また、前記検査装置は、さらに、前記カメラのピント位置を前記パネル認識マーク及び部品認識マークのいずれか一方のマークに合わせた後、所定の量だけ前記カメラのピント位置をずらすピント調節手段を備えてもよい。

これにより、いずれか一方のマークにピント位置をあわせたために画像にて他方のマークの輪郭が不明瞭となった場合でも、カメラのピント位置をずらすことで他方のマークの輪郭を浮き上がらせることができる。

また、前記検査装置は、さらに、前記画像において、前記パネル認識マーク及び部品認識マークの特徴点を認識できるか否かを判定する判定手段を備え、前記ピント調節手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記カメラのピント位置をずらす。

また、前記検査装置は、さらに、前記画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得手段を備え、前記算出手段は、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出してもよい。

これらより、導電性粒子の影響により特徴点を認識することができない場合でも、ピント位置をずらすことにより特徴点を取得可能な状態とすることができる。従って、導電性粒子の影響を抑制し部品の位置ずれ量を算出することができるので、導電性粒子を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。

また、前記カメラは、赤外カメラであり、前記照明は、赤外光照明であってもよい。

これにより、特殊な照明及びカメラが必要とされないため、装置の大型化及び複雑化を防止することができる。

また、本発明は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する方法であって、パネルに部品が実装される側とは反対側のパネルの裏面側に認識マークに光を照射する照明が配設され、パネルに形成されたパネル認識マーク及び部品に形成された部品認識マークに光を照射する照明ステップと、パネルに対し前記照明と反対に認識マークを撮像するカメラが配設され、前記光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する撮像ステップと、前記カメラによる撮像結果としての画像から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出ステップとを含み、前記照明ステップでは、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長で、前記画像においてハレーションが生じる光量の光を照射することを特徴とする検査方法とすることもできる。

ここで、前記照明ステップでは、前記画像における前記導電性粒子の平均粒径が実際の８０％以下となる光量の光を照射してもよい。また、前記照明ステップでは、前記画像における前記パネル認識マーク及び部品認識マークを除いた部分の最小輝度値が最大輝度値の１５％より大きくなる光量の光を照射してもよい。これにより、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く確実に検出することができる。

本発明によれば、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く確実に検出することが可能な検査装置及び検査方法を実現できるという効果が奏される。

図１は、本発明の実施の形態の部品実装システムの全体構成を示す概念図である。 図２は、同部品実装システムのパネル実装機において部品がパネルに実装される様子を示す図である。 図３（ａ）は、同部品実装システムの検査機の概略構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、同部品実装システムの検査機で実装済パネルが検査される様子を示す図である。 図４は、同部品実装システムの概略構成を示す機能ブロック図である。 図５は、同部品実装システムのフィードバック動作を示すシーケンス図である。 図６（ａ）は、部品認識マークの一例を示す図である。図６（ｂ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｃ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｄ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｅ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。 図７（ａ）は、部品認識マークの一例を示す図である。図７（ｂ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図７（ｃ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。 図８は、同部品実装システムの検査機において画像補正が行われる様子を示す図である。 図９は、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。 図１０は、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。 図１１は、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態における部品実装システムについて、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態の部品実装システム１００の全体構成を示す概念図である。

この部品実装システム１００は、ローダ１０１、洗浄機１０２、２つのパネル実装機１０３ａ及び１０３ｂ、部品供給ユニット１０４、検査機１０５並びにローダ１０６から構成されるラインと、ラインコントローラ１０８と、通信ケーブル１０９とから構成されている。

ローダ１０１は、パネルをラインに供給する。洗浄機１０２は、ローダ１０１により供給されたパネルのＡＣＦが貼り付けられる部分を洗浄する。２つのパネル実装機１０３ａ及び１０３ｂは、それぞれパネルの異なる辺に部品を実装する。部品供給ユニット１０４は、パネル実装機１０３ａに部品を供給する。検査機１０５は、ＡＣＦを介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からの相対的なずれ量（位置ずれ量）を検出する。ローダ１０６は、部品が実装されたパネル（以下、実装済パネルという）を排出する。ラインコントローラ１０８は、ライン全体の稼動状況や各種データの通信等を管理・制御する。通信ケーブル１０９は、ラインコントローラ１０８と各装置とを接続する。

パネル実装機１０３ａは、ＡＣＦ貼付装置１１３、仮圧着装置１１４及び本圧着装置１１５から構成される。ＡＣＦ貼付装置１１３は、パネルの表面の長辺及び短辺にＡＣＦを貼り付ける。仮圧着装置１１４は、熱圧着加圧ヘッドにより部品を載置し、弱く押圧してパネルの表面に仮圧着する。本圧着装置１１５は、パネルの表面の長辺に仮圧着された部品を熱圧着加圧ヘッドにより仮圧着より高い温度と圧力で押圧してパネルの表面に本圧着する。

パネル実装機１０３ｂは、本圧着装置１１６から構成される。本圧着装置１１６は、熱圧着加圧ヘッドによりパネルの表面の短辺に仮圧着された部品を仮圧着より高い温度と圧力で押圧してパネルの表面に本圧着する。

図２は、パネル実装機１０３ａ及び１０３ｂにおいて部品がパネルに実装される様子を示す図である。

まず、ＡＣＦ貼付装置１１３でパネル２００表面の側縁部にＡＣＦ２１０を貼り付けた後、仮圧着装置１１４にパネル２００を移動させる。

次に、部品２０１を保持する熱圧着加圧ヘッド２０２を下降させ（図２（ａ））、バックアップステージ２０３上に載置されたパネル２００表面のＡＣＦ２１０が貼り付けられた部分に部品２０１を仮圧着する（図２（ｂ））。

次に、本圧着装置１１５にパネル２００を移動させた後、熱圧着加圧ヘッド２０４を下降させ（図２（ｃ））、バックアップステージ２０５上に載置されたパネル２００表面の長辺に仮圧着された部品２０１を本圧着する（図２（ｄ））。

最後に、本圧着装置１１６にパネル２００を移動させた後、熱圧着加圧ヘッド２０６を下降させ（図２（ｅ））、バックアップステージ２０７上に載置されたパネル２００表面の短辺に仮圧着された部品２０１を本圧着する（図２（ｆ））。

図３（ａ）は検査機１０５の概略構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は検査機１０５により実装済パネル３００が検査される様子を示す図である。

検査機１０５は、バックアップステージ３０１、パネル移載ステージ部３０２、パネル下搬送移載軸部３０３、赤外光照明３０５及び赤外線（ＩＲ）カメラ３０７を備える。

バックアップステージ３０１には、実装済パネル３００が載置される。パネル移載ステージ部３０２は、バックアップステージ３０１に実装済パネル３００を移載する。パネル下搬送移載軸部３０３は、実装済パネル３００をパネル移載ステージ部３０２に移送する。

赤外光照明３０５は、実装済パネル３００の裏面（実装済パネル３００の部品が実装されていない面）側に配設され、実装済パネル３００裏面に赤外光を照射する。実装済パネル３００は赤外光に対して透明であるため、赤外光照明３０５により照射された赤外光は実装済パネル３００を透過し、実装済パネル３００の表面（実装済パネル３００の部品が実装されている面）に形成されたパネル認識マークに照射される。ＡＣＦに含まれる例えば直径２〜９μｍの導電性粒子は赤外光を透過しないあるいは透過し難いため、赤外光照明３０５により照射された赤外光は部品の表面（部品がパネルと接合する部品の面）に形成された部品認識マークの一部にのみ照射される。部品は赤外光に対して透明であるため、赤外光照明３０５により照射された赤外光の一部は部品を透過する。

ＩＲカメラ３０７は、部品の裏面（部品がパネルと接合する面とは反対側の部品の面）側に配設される。ＩＲカメラ３０７は、赤外光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する。

この時、それぞれの材質は主に、パネルはガラスでパネル及び部品の認識マークはＡｌであり、導電性粒子の表面はＮｉで形成されている。

赤外光照明３０５及びＩＲカメラ３０７は、同軸上に配置され、赤外光照明３０５とＩＲカメラ３０７とは実装済パネル３００を跨いで対向して位置する。なお、同軸上とは、赤外光照明３０５の向き（照明方向）と、ＩＲカメラ３０７の向き（撮像方向）とのそれぞれの光軸が実質的に同一直線上にあることをいう。

図４は、部品実装システム１００の概略構成を示す機能ブロック図である。

ラインコントローラ１０８は、制御部４１０、記憶部４１１、入力部４１２、表示部４１３、通信Ｉ／Ｆ部４１４及び演算部４１５を備える。

制御部４１０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４１１のライン制御データを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。

記憶部４１１は、ハードディスクやメモリ等であり、ライン制御データ及びマスタテーブル４１１ａ等を保持する。マスタテーブル４１１ａは、対応付けられた一組の実装位置及び補正量（フィードバック量）を示す情報からなる。

入力部４１２は、キーボードやマウス等であり、表示部４１３は、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等である。これらは、本ラインコントローラ１０８とオペレータとが対話する等のために用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部４１４は、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタ等であり、本ラインコントローラ１０８とパネル実装機１０３ａ及び検査機１０５との通信等に用いられる。

演算部４１５は、検査機１０５で算出された部品の位置ずれ量に基づいて補正量を算出し、記憶部４１１のマスタテーブル４１１ａを更新する。

パネル実装機１０３ａは、制御部４３０、記憶部４３１、入力部４３２、表示部４３３、通信Ｉ／Ｆ部４３４、機構部４３５及びデータ更新部４３６を備える。

制御部４３０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４３１のＮＣデータを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。

記憶部４３１は、ハードディスクやメモリ等であり、ＮＣデータ、及びフィードバックデータ４３１ａ等を保持する。フィードバックデータ４３１ａは、対応付けられた一組の実装位置及び補正量を示す情報からなる。

入力部４３２は、キーボードやマウス等であり、表示部４３３は、ＣＲＴやＬＣＤ等である。これらは、本パネル実装機１０３ａとオペレータとが対話する等のために用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部４３４は、ＬＡＮアダプタ等であり、本パネル実装機１０３ａとラインコントローラ１０８との通信等に用いられる。

機構部４３５は、熱圧着加圧ヘッド、搬送部、アーム、ＸＹテーブル、部品供給部、及びこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。

データ更新部４３６は、ラインコントローラ１０８から送信されたマスタテーブル４１１ａを基に記憶部４３１のフィードバックデータ４３１ａを更新する。

検査機１０５は、制御部４４０、記憶部４４１、入力部４４２、表示部４４３、通信Ｉ／Ｆ部４４４、機構部４４５、ずれ量算出部４４６、補正部４４７、取得部４４８、判定部４４９及びピント調節部４５０を備える。

制御部４４０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４４１のＮＣデータを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。

記憶部４４１は、ハードディスクやメモリ等であり、ＮＣデータ、検査位置データ４４１ａ及び特徴点データ４４１ｂ等を保持する。検査位置データ４４１ａは、検査機１０５において検査が行われる対象となる全ての位置を示す情報の集まりである。特徴点データ４４１ｂは、部品認識マークの特徴点に関する情報である。

入力部４４２は、キーボードやマウス等であり、表示部４４３は、ＣＲＴやＬＣＤ等である。これらは、本検査機１０５とオペレータとが対話する等のために用いられる。

通信Ｉ／Ｆ部４４４は、ＬＡＮアダプタ等であり、本検査機１０５とラインコントローラ１０８との通信等に用いられる。

機構部４４５は、パネル移載ステージ部、パネル下搬送移載軸部、赤外光照明及びＩＲカメラ並びにこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。

ずれ量算出部４４６は、本発明の算出手段の一例であり、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像からパネル認識マークと部品認識マークとの部品をパネルに実装した時の所定の実装の位置関係からのずれ量を算出する。具体的には、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像においてパネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークにおける所定の特徴点の位置のずれ量を算出する。

補正部４４７は、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像に直線補間及び曲線補間のいずれかの補正を施し、さらに２値化処理の補正を施す。具体的には、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像から導電性粒子を削除し、該削除により画像の輪郭が不明瞭となった部分を直線又は曲線補間により補い、さらに２値化処理を施す。

取得部４４８は、本発明の取得手段の一例であり、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像においてパネル認識マークの所定の特徴点及び部品認識マークの所定の特徴点の位置を取得する。

判定部４４９は、本発明の判定手段の一例であり、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像においてパネル認識マーク及び部品認識マークの所定の特徴点を認識できるか否かを判定する。

ピント調節部４５０は、本発明のピント調節手段の一例であり、ＩＲカメラによる撮像結果としての画像において部品認識マークの所定の特徴点が認識可能となるように、ＩＲカメラのピント位置を調節する。ＩＲカメラのピント位置は、ＩＲカメラを上下動させることで調節される。尚、ＩＲカメラのピント位置調節は、カメラにピント調節機能が内蔵されている場合は、このカメラのピント調節機能で行ってもよい。

次に、部品実装システム１００のフィードバック動作（部品の位置ずれ量を部品実装にフィードバックする流れ）について詳細に説明する。図５は、部品実装システム１００のフィードバック動作を示すシーケンスである。

まず、検査機１０５の制御部４４０は、ピント調節部４５０によりＩＲカメラ３０７のピント位置を実装済パネル３００のパネル認識マークに合わさせた後、機構部４４５により実装済パネル３００のパネル認識マークを撮像させる（ステップＳ１１）。具体的には、検査位置データ４４１ａに示される位置に形成されたパネル認識マークに、実装済パネル３００に部品を実装する側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側から赤外光照明３０５により赤外光を照射させ、部品がパネルに実装される側とは反対側の裏面側にて該パネル認識マークをＩＲカメラ３０７により撮像させる。

このとき、赤外光照明３０５は、ＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像においてハレーションを起こさせる程度の強い光（ＩＲカメラ３０７によりハレーションが撮像される程度の強い光）、つまりＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像における導電性粒子の平均粒径（平均直径）が実際の８０％以下となる光量の光をパネル認識マークに照射する。例えば実装済パネルにおけるパネル電極及び部品電極の間に位置する導電性粒子の３０〜６０％は、本圧着により扁平に変形して平均粒径は大きくなる。しかし、撮像結果としての画像における導電性粒子の平均粒径（画像における導電性粒子を表す黒丸の平均粒径）は、扁平に変形する前の平均粒径と比較して８０％以下と小さくなる。なお、撮像結果としての画像における導電性粒子の形状（画像における導電性粒子を表す黒丸の形状）が楕円等の真円でない場合には、画像における導電性粒子（画像における導電性粒子を表す黒丸）が外接する真円の平均径を画像における導電性粒子の平均粒径とする。

なお、光量は、撮像結果としての画像における導電性粒子の平均粒径（平均直径）が実際の３０％以上となる量に留めておくのが好ましい。これは、赤外光照明３０５に過度の負担をかけること無く認識マークを認識することができるためである。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、ピント調節部４５０によりＩＲカメラ３０７のピント位置をパネル認識マークから所定量だけずらさせた後、機構部４４５により部品の部品認識マークを撮像させる（ステップＳ１２）。具体的には、検査位置データ４４１ａに示される位置に形成された部品認識マークに、実装済パネル３００に部品が実装される側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側から赤外光照明３０５により赤外光を照射させ、部品がパネルに実装する側とは反対側の部品の裏面側から該部品認識マークをＩＲカメラ３０７により撮像させる。このときも同様に、赤外光照明３０５は、ハレーションを起こさせる程度の強い光を部品認識マークに照射する。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、判定部４４９により撮像結果としての部品認識マークの画像が良好な画像、つまりマークの輪郭が明瞭で特徴点を認識可能な画像であるか否かを判定させる（ステップＳ１３）。

例えば、図６（ａ）に示されるような部品認識マークが部品に形成され、図６（ｂ）又は（ｃ）に示されるようなパネル認識マークがパネルに形成され、部品が所定の実装位置でパネルに実装されると部品認識マーク及びパネル認識マークが図６（ｄ）又は（ｅ）に示されるような位置関係となるとする。この場合、部品認識マーク及びパネル認識マークの輪郭を構成する直線が交わるエッジ（コーナ）Ａ１及びＡ２が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示されているとすると、エッジＡ１が認識可能であるか否かが判定される。

また、図７（ａ）に示されるような部品認識マークが部品に形成され、図７（ｂ）に示されるようなパネル認識マークがパネルに形成され、部品が所定の実装位置でパネルに実装されると部品認識マーク及びパネル認識マークが図７（ｃ）に示されるような位置関係となるとする。この場合、部品認識マーク及びパネル認識マークを構成する円の重心Ｂ１及びＢ２が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示されているとすると、円の重心Ｂ１が認識可能であるか否かが判定される。

次に、撮像結果としての部品認識マークの画像が良好な画像でないと判定された場合（ステップＳ１３でＮｏ）、検査機１０５の制御部４４０は、ピント調節部４５０によりＩＲカメラ３０７のピント位置を更に所定量だけずらさせた後、機構部４４５により部品の部品認識マークを再度撮像させる（ステップＳ１４）。なお、ピント位置をずらす量の総量が所定の閾値を超えた場合には、撮像エラーとして部品認識マークの撮像が中止される。

次に、撮像結果としての部品認識マークの画像が良好な画像であると判定された場合（ステップＳ１３でＹｅｓ）、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、補正部４４７により画像からＡＣＦ２１０の導電性粒子２１１を削除させる（ステップＳ１５）。

導電性粒子２１１の画像の削除においては、記憶部４４１に予め導電性粒子２１１の画像を複数格納しておき、その格納された画像と比較して一致度の高いものが撮像により得られた画像から抽出され、抽出されたものが導電性粒子２１１として削除される。もしくは、撮像により得られた画像から円形度の高いもの、つまり重心から外形までの径が一定範囲内にあるものが抽出され、抽出されたものが導電性粒子２１１の画像として削除される。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ｃ）に示されるように、補正部４４７により、導電性粒子２１１が削除された画像において、導電性粒子２１１が削除された部分を直線補間又は曲線補間する補正を施させる（ステップＳ１６）。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ｄ）に示されるように、補正部４４７により補正の施された画像にコントラストを明確にするための２値化処理の補正をさらに施させる（ステップＳ１７）。これにより、図８（ｅ）に示されるように、パネル認識マーク及び部品認識マークの所定の特徴点の位置を取得可能な画像が得られる。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、取得部４４８に特徴点の位置を取得させる（ステップＳ１８）。具体的には、２値化処理が施された画像におけるパネル認識マークの所定の特徴点の位置と、部品認識マークの特徴点の位置とを取得部４４８に取得させる。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、ずれ量算出部４４６によりパネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークの所定の特徴点の位置のずれ量を部品の実装位置のずれ量である位置ずれ量として算出させる（ステップＳ１９）。具体的には、パネル認識マークの所定の特徴点の位置を基準とした部品認識マークの所定の特徴点の位置を算出させ、パネル認識マークの所定の特徴点の位置を基準とした所定の位置からの算出された部品認識マークの所定の特徴点の位置のずれ量を算出させる。

次に、検査機１０５の制御部４４０は、通信Ｉ／Ｆ部４４４により、算出された部品の位置ずれ量を検査位置データ４４１ａに示された実装位置に対応付けてラインコントローラ１０８に送信させる（ステップＳ２０）。

次に、ラインコントローラ１０８の制御部４１０は、演算部４１５により、通信Ｉ／Ｆ部４１４を介して受信した位置ずれ量に基づいて、記憶部４１１のマスタテーブル４１１ａを更新させる（ステップＳ２１）。

次に、ラインコントローラ１０８の制御部４１０は、通信Ｉ／Ｆ部４１４により、更新されたマスタテーブル４１１ａをパネル実装機１０３ａに送信させる（ステップＳ２２）。

次に、パネル実装機１０３ａの制御部４３０は、通信Ｉ／Ｆ部４３４を介して受信したマスタテーブル４１１ａに基づいて、記憶部４３１のフィードバックデータ４３１ａを更新する（ステップＳ２３）。

最後に、パネル実装機１０３ａの制御部４３０は、ＮＣデータを実行し、機構部４３５により部品をパネルに実装させる（ステップＳ２４）。実装に際しては更新されたフィードバックデータ４３１ａを加味して部品の実装位置が補正され、補正された実装位置に部品が実装される。

以上のように本実施の形態に係る検査機１０５によれば、得られたパネル認識マーク及び部品認識マークの画像に基づいて検査機１０５が部品の位置ずれ量を算出する。従って、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。

また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、ハレーションが発生する程度の強い光をパネル認識マーク及び部品認識マークに照射してパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する。このことにより、球体状である導電性粒子はハレーションにより光がまわり込み、導電性粒子を見かけ上小さくして画像認識の影響を低減し、平坦状であるパネルおよび部品の認識マークは光を反射することによってそれぞれの認識マークを撮像出来る。従って、導電性粒子の影響によりパネル認識マーク及び部品認識マークの特徴点を認識可能である。その結果、導電性粒子の影響を受けることなく部品の位置ずれ量を算出することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。

例えば、通常の光量の光を用いてパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像した場合には、図９に示されるようなマークの輪郭が不明瞭で特徴点を認識できず、ずれ量を検出することができない画像しか得られない。しかし、ハレーションが発生する程度の強い光（得られた画像における導電性粒子の平均粒径が実際の８０％以下となる光量の光）を用いてパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像した場合には、図１０及び図１１に示されるようにマークの輪郭が明瞭で特徴点を認識でき、ずれ量を検出可能な画像を得ることができる。

また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、パネル認識マークにピント位置を合わせた後、ピント位置をずらして部品認識マークを撮像する。パネル認識マークにピント位置を合わせた場合、部品認識マークの外領域については、パネル認識マークの内領域との距離が近いために部品認識マークの周囲で光が回り込み難く、図１０に示されるようなマークの輪郭が不明瞭な画像が得られやすい。しかし、ピント位置をずらすことで部品認識マークの輪郭を浮き上がらせることができ、図１１に示されるようなマークの輪郭が明瞭な画像を得ることができる。

また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、撮像により得られた画像に補間が施された後、さらに２値化処理が施される。従って、特徴点の位置をより正確に取得することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品のずれ量をより精度良く検出することができる。

以上、本発明の検査装置及び検査方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態において、ラインに検査機を設けるとした。しかし、パネル実装機に実装済パネルを検査する機能を持たせてもよい。この場合、パネル実装機は、上記実施の形態の検査機と同様の位置関係で配置された赤外光照明及びＩＲカメラを備える。

また、上記実施の形態において、撮像により得られた画像に補間が施された後、２値化処理が施されるとするとした。しかし、この２値化処理の補正は行われなくてもよいし、また代わりにパターンマッチングの補正が施されてもよい。パターンマッチングが施される場合には、検査機１０５の記憶部４４１にマッチングの基準となる部品認識マーク及び基板認識マークの画像が格納され、補間が施された部品認識マーク及び基板認識マークの画像と記憶部４４１の部品認識マーク及び基板認識マークの画像とがマッチングされる。

また、上記実施の形態において、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するために検査機には赤外光照明及びＩＲカメラが設けられるとした。しかし、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像できる光つまりパネル及び部品を透過し、かつ導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を発する照明、及びその光を受光できるカメラであればこれに限られない。

また、上記実施の形態において、取得部によりパネル認識マーク及び部品認識マークのそれぞれにおいて１つの特徴点の位置を取得するとした。しかし、２つの特徴点の位置を取得してもよい。これにより、２つの特徴点をむすぶ直線の傾きのずれ量や２つの特徴点の中心のずれ量も部品の位置ずれ量として算出することができるので、ＡＣＦを介してフラットパネルに実装された部品の位置ずれ量をより精度良く検出することができる。

また、上記実施の形態において、検査機はパネル認識マークを基準として部品認識マークのずれ量を部品の位置ずれ量とするとした。しかし、パネルの配線パターンを基準として部品の配線パターンあるいは、回路パターンとのずれ量を部品の位置ずれ量としてもよい。

また、上記実施の形態において、検査機は導電性粒子が削除された画像に補正を施すとした。しかし、導電性粒子の削除は行われず、検査機は導電性粒子が削除されていない画像に補正を施してもよい。この場合、撮像により得られた画像にて、認識マークが直線の組合せ形状の場合には分離された直線あるいは認識マークが円形状の場合には、所定の径を持つ曲線を抽出し、直線および曲線をむすぶように補間がなされる。

また、上記実施の形態において、パネル認識マークにピント位置を合わせてパネル認識マークを撮像した後、ピント位置をずらして部品認識マークを撮像するとした。しかし、パネル認識マークにピント位置を合わせた状態で部品認識マークの特徴点を認識できる場合には、ピント位置をずらすことなく部品認識マークを撮像してもよい。また、パネル認識マークにピント位置を合わせて撮像を行うことなくピント位置をずらした後、パネル認識マーク及び部品認識マークの両方を撮像してもよい。この場合には、特徴点を認識可能な２つのマークの画像を同時に得ることができ、位置ずれ量の算出時間を短縮できる。

また、上記実施の形態において、部品認識マークの特徴点を認識できないと判定された場合に、ＩＲカメラのピント位置を所定量だけずらさせるとした。しかし、部品認識マークの特徴点を認識できるか否かの判定を行うことなく、部品認識マークの撮像を行う前には必ずＩＲカメラのピント位置を所定量だけずらさせてもよい。この場合、検査機の記憶部４４１には例えば基板及び部品の種類（例えば基板及び部品の厚み）とピント位置のずれ量とが対応付けられたテーブルが格納され、このテーブルと検査対象となる実装済パネルを構成する基板及び部品の種類に基づいてピント位置のずれ量を決定するずれ量決定部と、基板及び部品の種類を認識する認識部とが検査機に備えられる。

また、上記実施の形態において、ＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像における導電性粒子の平均粒径が実際の平均粒径の８０％以下となる光量の光がハレーションを起こさせる程度の強い光であるとした。しかし、ＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像におけるパネル認識マーク及び部品認識マークを除いた部分の最小輝度値が該部分の最大輝度値の１５％より大きくなる光量の光がハレーションを起こさせる程度の強い光であるとしてもよい。これは、表１に示されるＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像における輝度値（パネル認識マーク及び部品認識マークを除いた部分の平均輝度値、最大輝度値及び最小輝度値）の測定結果に基づくものである。すなわち、最小輝度値が最大輝度値の１５％以下となる光量の光でマークを撮像した場合には特徴点を認識できなくなるという結果に基づくものである。

本発明は、検査装置及び検査方法に利用でき、特にパネルに部品を実装する部品実装システム等に利用することができる。

１００ 部品実装システム
１０１、１０６ ローダ
１０２ 洗浄機
１０３ａ、１０３ｂ パネル実装機
１０４ 部品供給ユニット
１０５ 検査機
１０８ ラインコントローラ
１０９ 通信ケーブル
１１３ ＡＣＦ貼付装置
１１４ 仮圧着装置
１１５、１１６ 本圧着装置
２００ パネル
２０１ 部品
２０２、２０４、２０６ 熱圧着加圧ヘッド
２０３、２０５、２０７、３０１ バックアップステージ
２１０ ＡＣＦ
２１１ 導電性粒子
３００ 実装済パネル
３０２ パネル移載ステージ部
３０３ パネル下搬送移載軸部
３０５ 赤外光照明
３０７ ＩＲカメラ
４１０、４３０、４４０ 制御部
４１１、４３１、４４１ 記憶部
４１１ａ マスタテーブル
４１２、４３２、４４２ 入力部
４１３、４３３、４４３ 表示部
４１４、４３４、４４４ 通信Ｉ／Ｆ部
４１５ 演算部
４３１ａ フィードバックデータ
４３５、４４５ 機構部
４３６ データ更新部
４４１ａ 検査位置データ
４４１ｂ 特徴点データ
４４６ ずれ量算出部
４４７ 補正部
４４８ 取得部
４４９ 判定部
４５０ ピント調節部

Claims (10)

1. 導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する装置であって、
   部品をパネルに実装する側とは反対側のパネルの裏面側に配設され、パネルに形成されたパネル認識マーク及び前記部品に形成された部品認識マークに光を照射する照明と、
   パネルに対し前記照明と反対側に配設され、前記光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するカメラと、
   前記カメラによる撮像結果としての画像から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出手段とを備え、
   前記照明は、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長で、前記画像においてハレーションが生じる光量の光を照射する
   ことを特徴とする検査装置。
2. 前記照明は、前記画像における前記導電性粒子の平均粒径が実際の８０％以下となる光量の光を照射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 前記照明は、前記画像における前記パネル認識マーク及び部品認識マークを除いた部分の最小輝度値が最大輝度値の１５％より大きくなる光量の光を照射する
   ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
4. 前記検査装置は、さらに、前記カメラのピント位置を前記パネル認識マーク及び部品認識マークのいずれか一方のマークに合わせた後、所定の量だけ前記カメラのピント位置をずらすピント調節手段を備える
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査装置。
5. 前記検査装置は、さらに、前記画像において、前記パネル認識マーク及び部品認識マークの特徴点を認識できるか否かを判定する判定手段を備え、
   前記ピント調節手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記カメラのピント位置をずらす
   ことを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
6. 前記検査装置は、さらに、前記画像において、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得手段を備え、
   前記算出手段は、前記画像において、前記パネル認識マーク及び部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する
   ことを特徴とする請求項５に記載の検査装置。
7. 導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する方法であって、
   部品をパネルに実装する側とは反対側のパネルの裏面側に配設された照明により、パネルに形成されたパネル認識マーク及び部品に形成された部品認識マークに光を照射する照明ステップと、
   パネルに対し前記照明と反対側に配設されたカメラにより、前記光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する撮像ステップと、
   前記カメラによる撮像結果としての画像から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出ステップとを含み、
   前記照明ステップでは、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しない波長で、前記画像においてハレーションが生じる光量の光を照射する
   ことを特徴とする検査方法。
8. 前記照明ステップでは、前記画像における前記導電性粒子の平均粒径が実際の８０％以下となる光量の光を照射する
   ことを特徴とする請求項７に記載の検査方法。
9. 前記照明ステップでは、前記画像における前記パネル認識マーク及び部品認識マークを除いた部分の最小輝度値が最大輝度値の１５％より大きくなる光量の光を照射する
   ことを特徴とする請求項７に記載の検査方法。
10. 前記検査方法は、さらに、
    前記カメラのピント位置を前記パネル認識マーク及び部品認識マークのいずれか一方に合わせる第１ピント調節ステップと、
    前記一方のマークに合わせられたピント位置を所定の量だけずらす第２ピント調節ステップとを含み、
    前記撮像ステップは、前記第１ピント調節ステップでピント位置の合わせられた一方のマークを撮像する第１撮像サブステップと、前記第２ピント調節ステップでピント位置のずらされた状態で他方のマークを撮像する第２撮像サブステップとを含む
    ことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の検査方法。

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