JP5325225B2 - Method and apparatus for positioning and aligning an object with a support plate, or positioning and alignment with a support plate, and use thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、物体を支持板に対して位置決めし、あるいはアライメントさせるための方法、または支持板とともに位置決めし、あるいはアライメントさせるための方法であって、光が物体へと照射され、特に位置決めすべき物体の少なくとも1つのマーキングの領域に照射され、位置決めすべき物体から反射され、特にマーキングおよび/または支持板から反射される変化させられた波長の光が、記録装置において記録され、場合によっては評価され、記録および場合によっては評価された反射光にもとづいて、物体の位置が割り出され、さらに/あるいは物体の位置またはアライメントが修正される方法に関する。さらに、本発明は、物体を支持板に対して位置決めし、あるいはアライメントさせるための装置、または支持板とともに位置決めし、あるいはアライメントさせるための装置であって、物体を照射し、特に位置決めすべき物体の少なくとも1つのマーキングの領域を照射する少なくとも1つの光源と、位置決めすべき物体から反射され、特にマーキングおよび/または支持板から反射される変化させられた波長の光を、記録し、場合によっては評価し、記録および場合によっては評価された反射光にもとづいて物体の位置を割り出し、さらに/あるいは物体の位置またはアライメントを修正する記録装置とが設けられている装置に関する。さらに、本発明は、そのような方法およびそのような装置の使用に関する。 The present invention is a method for positioning or aligning an object with respect to a support plate, or a method for positioning or aligning with a support plate, wherein the object is irradiated with light and should be particularly positioned At least one marking area of the object is illuminated, reflected from the object to be positioned, in particular light of a changed wavelength reflected from the marking and / or the support plate is recorded in the recording device and possibly evaluated And, based on the recorded and possibly evaluated reflected light, the position of the object is determined and / or the position or alignment of the object is modified. Furthermore, the present invention provides an apparatus for positioning or aligning an object with respect to a support plate, or an apparatus for positioning or aligning with a support plate, which irradiates the object, in particular an object to be positioned At least one light source that illuminates at least one area of the marking and, in some cases, the light of the changed wavelength reflected from the object to be positioned and in particular reflected from the marking and / or the support plate The present invention relates to an apparatus provided with a recording device for evaluation, recording and possibly determining the position of an object based on the evaluated reflected light and / or correcting the position or alignment of the object. Furthermore, the invention relates to the use of such a method and such a device.
冒頭で述べた種類の方法および装置を、例えば、特開平06333029号公報または米国特許第3,617,744号から得ることができる。これらの知られている構成の目的は、特にすでに完成されたプリント基板の欠陥を検出するために、変化させられた波長を有する光または放射によって記録された画像をマスクと比較することによって、プリント基板にすでに形成された配線または回路を検査することにある。記録された画像を使用するプリント基板の位置決めまたはアライメントは、知られているいずれの実施形態においても提供されていない。 A method and apparatus of the kind mentioned at the outset can be obtained, for example, from JP 06633030 or US Pat. No. 3,617,744. The purpose of these known configurations is to compare the image recorded by light or radiation with a changed wavelength with a mask, in particular to detect defects in already completed printed circuit boards. The purpose is to inspect wirings or circuits already formed on the substrate. No positioning or alignment of the printed circuit board using the recorded image is provided in any known embodiment.
以下では、本発明を、とりわけ、特にプリント基板の製造または加工の文脈において、あくまでも例として詳細に説明するが、本発明が、物体を支持板または保持具または支持装置に対して位置決めし、あるいはアライメントさせるための方法および装置であって、場合によっては異なる波長を有する光の放射によって、物体または物体を支持している支持板または支持装置から反射される光が、記録装置において記録され、物体の支持板に対する位置またはアライメントの修正、あるいは支持板の加工機に対する位置またはアライメントの修正が行われる方法および装置において、広く適用可能であることに留意すべきである。そのような方法および装置を、例えば被加工物に穿孔作業、切断作業、エッチング作業、などのきわめて正確な加工または機械加工を加える必要がある多数の用途において使用することができる。そのほか、正確なアライメントおよび位置決めは、例えば露光および挿入の作業においても不可欠である。 In the following, the present invention will be described in detail by way of example only, particularly in the context of printed circuit board manufacture or processing, but the present invention positions an object relative to a support plate or holder or support device, or A method and apparatus for alignment, in which light reflected from a support plate or support device supporting an object or object by the emission of light having different wavelengths is recorded in the recording device It should be noted that the present invention is widely applicable in methods and apparatus in which correction of the position or alignment of the support plate with respect to the support plate or correction of the position or alignment of the support plate with respect to the processing machine is performed. Such methods and apparatus can be used in a number of applications where very precise machining or machining needs to be applied to the workpiece, such as drilling, cutting, etching, etc. In addition, accurate alignment and positioning are essential, for example, in exposure and insertion operations.
プリント基板の製造または加工の文脈において、例えば、穿孔作業、特に、レーザ穿孔作業を実行するために、プリント基板または複数のプリント基板を含む実質的に板状の部材にマーキングを設け、プリント基板または、概して板状の部材を加工ステーションへと移し、支持板あるいは支持板を形成している保持具または支持装置に対して変位させて調節を行うことが知られており、例えばコンピュータ制御の穿孔プログラムに対応して正確に配置され、例えば、さらなる加工工程においてプリント基板の個々の構成要素を接続するため、追加の構成要素を挿入するため、あるいはプリント基板の種々の層を接合するために使用される複数の孔を、その後プリント基板、より一般的には、板状の部材に形成するために、通常は少なくとも2つのマーキングを設けることによって行われることが知られている。 In the context of printed circuit board manufacture or processing, for example, to perform a drilling operation, in particular a laser drilling operation, a marking is provided on a printed circuit board or a substantially plate-like member comprising a plurality of printed circuit boards, It is known to make adjustments by moving a generally plate-shaped member to a processing station and displacing it with respect to a support plate or a holder or support device forming the support plate, for example, a computer-controlled drilling program For example, to connect individual components of the printed circuit board in further processing steps, to insert additional components, or to join various layers of the printed circuit board In order to form a plurality of holes in a printed circuit board, more generally a plate-like member, usually at least 2 It is known to be effected by providing the markings.
今までのところ、この種のアライメントおよび位置決めの作業は、通常は、例えば適切に束ねられた光などの光を、位置決めすべき物体、例えば、プリント基板へとマーキングの領域に案内または当てて、プリント基板から反射され、あるいは一般的には位置決めすべき物体から反射される光、位置決めすべき物体を完全に貫いている穴状のマーキングが例えば存在する場合には、支持板から反射される光を、記録装置に記録し、場合によっては自動的な画像処理を行って、加工すべき物体の支持板に対する位置またはアライメントを割り出し、必要であれば、後の加工の作業、例えば、穿孔作業を適切に高い精度で実行できるようにするため、所定の設定値への設定または調節を行うことを含む。 To date, this type of alignment and positioning operation typically involves guiding or directing light, for example, a properly bundled light, onto an object to be positioned, such as a printed circuit board, in the area of marking, Light reflected from the printed circuit board, or generally reflected from the object to be positioned, or reflected from the support plate, for example, if there is a hole-like marking that completely penetrates the object to be positioned Is recorded in a recording device, and in some cases, automatic image processing is performed to determine the position or alignment of the object to be processed with respect to the support plate, and if necessary, subsequent processing operations such as drilling operations are performed. It includes setting or adjusting to a predetermined set value so that it can be executed with appropriate high accuracy.
このような反射光を記録して位置決めすべき物体の位置およびアライメントを割り出す知られている方法および装置は、位置決めすべき物体、特に、プリント基板または複数のプリント基板を含む板状の部材に反射面が少なくとも部分的に設けられると、位置決めすべき物体のマーキングの周囲の領域が、マーキングに対してまたは貫通穴状のマーキングの場合には、例えば充分なコントラストをもたらすべく明るい色または白色を呈している支持板に対して、相応に良好なコントラストをもたらすことが困難または不可能になるという欠点を含む。なぜならば、位置決めすべき物体の反射面から反射される光(迷光)と、マーキングまたはマーキングの下方に位置する支持板から反射され、物体の配置または向きを割り出すための基準を形成する光との間の区別を、必要な精度で行うことができなくなるからである。 Known methods and apparatus for recording such reflected light to determine the position and alignment of an object to be positioned reflect on the object to be positioned, in particular a printed circuit board or a plate-like member comprising a plurality of printed circuit boards. If the surface is at least partly provided, the area around the marking of the object to be positioned will exhibit a bright color or white, for example, to provide sufficient contrast to the marking or in the case of through-hole markings. It has the disadvantage that it is difficult or impossible to provide a correspondingly good contrast to the supporting plate. This is because the light reflected from the reflecting surface of the object to be positioned (stray light) and the light reflected from the marking or the support plate located below the marking to form a reference for determining the arrangement or orientation of the object This is because it becomes impossible to distinguish between them with the required accuracy.
特に、例えば部分的にきわめて小さな寸法である構成要素を後に接続または接合しなければならず、したがって適用される構成要素または例えば形成すべき孔について、小さな寸法を設けなければならないという点に鑑み、例えばプリント基板の製造または加工に必要とされる高い精度の文脈において、知られている方法および装置を使用した場合に、物体のうちの相応に多くの割合が、特に充分に正確に調節されていないがために、結果的に正確に加工されないことが予想され、したがって不良品の発生を予期しなければならない。さらには、大きなアライメントずれまたは位置決め誤差は、そのような場合に制御機構が通常は生産を停止させるため、生産の中断につながる。 In particular, in view of the fact that, for example, components that are partly very small in size must be subsequently connected or joined, so that the applied components or for example the holes to be formed must be provided with small dimensions. For example, in the context of the high precision required for the manufacture or processing of printed circuit boards, a correspondingly large proportion of the objects are adjusted particularly sufficiently accurately when using known methods and devices. As a result, it is expected that it will not be processed accurately as a result, and therefore the occurrence of defective products must be expected. Furthermore, a large misalignment or positioning error leads to production interruption in such cases, since the control mechanism normally stops production.
したがって、本発明は、冒頭で定義した種類の方法および装置において上述の問題を回避し、冒頭で定義した種類の方法および装置を、特に物体の高精度の製造または加工の際に、それぞれの品質要件を満たさない加工済みの物体の割合、すなわち不良品の割合を少なくするために、物体の支持板に対する、あるいは支持板とともに位置決めまたはアライメントを、反射光の簡単化または容易化された記録ならびに場合によっては評価によって、より高い精度で実行することができるという趣旨で、さらに発展させることを目的とする。 The present invention thus avoids the above-mentioned problems in the method and apparatus of the kind defined at the outset, and the method and apparatus of the kind defined at the outset, in particular during the high-precision production or processing of objects, In order to reduce the proportion of processed objects that do not meet the requirements, i.e. the proportion of defective products, the positioning or alignment of the object with respect to or with the support plate, simplified or facilitated recording of reflected light and cases It is intended to be further developed with the intention that some can be executed with higher accuracy by evaluation.
これらの目的を達成するために、冒頭で定義した種類の方法が、基本的に、照射に使用された光が、マーキングの領域に発光物質を使用することによって異なる波長の光へと変換され、異なる波長の光が、記録装置において選択的に記録され、場合によっては評価されることを特徴とする。物体、特に、マーキングまたは支持板から直接反射された光が記録され、場合によっては評価される知られている方法と対照的に、本発明によれば、照射に使用された光の波長について、異なる波長または変化させられた波長を有する光、一般的には、電磁波への変換が、マーキングの領域に発光または発光物質を使用することによって達成され、その後に、この変化させられた波長を有する光のみが、記録装置において選択的に記録され、場合によっては評価されるという事実ゆえ、例えばマーキングの周囲の領域において物体から反射され、物体、特に、マーキングの照射に使用された元々の光の波長を有する光が、記録装置に記録されることがなく、その結果、支持板に対して位置決めされ、あるいはアライメントさせられ、もしくは支持板または保持具あるいは支持装置とともに位置決めされ、あるいはアライメントさせられる物体の少なくとも1つのマーキングについて、実際の位置またはアライメントを、より高い精度で、場合によっては簡単化された記録および評価の方法によって、割り出すことが可能であることが保証されている。物体の特にマーキング領域を照射するために使用される光を、発光、すなわち蛍光またはリン光物質を使用することによって別の波長の光へと変換することで、アライメントおよび位置決めの精度が高められ、したがってこの改善されたより高い正確な位置決めおよびアライメントの後で、加工対象の物体を相応に高められた精度で加工することが可能になる。その結果、位置決めすべき物体について、不正確な位置決めまたはアライメントあるいは実際の位置およびアライメントの測定の誤りに起因する加工不良が、大幅に少なくなり、あるいは完全に防止され、したがって、それぞれの品質要件を満たさない加工済みの物体、すなわち生じる不良品の割合も、少なくなる。さらには、顕著なアライメントずれまたは位置決め不良に起因する作業の中断に関係する問題も、回避または撲滅が可能である。さらに、本発明による方法によって、アライメントまたは位置決めに要する時間も削減され、したがって本発明による方法を適用することで、効率または生産性の向上がもたらされる。実際に、反射光が記録および評価の装置へと導入されることがあり得ない一方で、少なくとも1つの光源から位置決めまたはアライメントを行うべき物体へと加えられる光が、発光または蛍光またはリン光によって別の波長の光、一般的には、電磁波へと変換され、この別の波長の放射が、記録および場合によっては引き続いてもたらされる評価方法の対象とされることが、本発明による方法にとって不可欠である。 In order to achieve these objectives, the type of method defined at the outset basically means that the light used for irradiation is converted into light of different wavelengths by using a luminescent material in the area of the marking, It is characterized in that light of different wavelengths is selectively recorded in a recording device and evaluated in some cases. In contrast to known methods in which light reflected directly from an object, in particular a marking or support plate, is recorded and possibly evaluated, according to the invention, for the wavelength of the light used for irradiation, Light having a different wavelength or a changed wavelength, generally conversion to electromagnetic waves is achieved by using a luminescent or luminescent material in the area of the marking, after which it has this changed wavelength Due to the fact that only light is selectively recorded and possibly evaluated in the recording device, it is reflected from the object, for example in the area surrounding the marking, and the original light used to illuminate the object, in particular the marking. Light having a wavelength is not recorded in the recording device, and as a result, is positioned or aligned with respect to the support plate, or For at least one marking of an object that is positioned or aligned with a holding plate or holder or support device, the actual position or alignment is more accurately and possibly simplified by a method of recording and evaluation. It is guaranteed that it can be determined. By converting the light used to illuminate the marking area of the object into light of another wavelength by using light emission, i.e. fluorescent or phosphorescent material, alignment and positioning accuracy is increased, Thus, after this improved and more precise positioning and alignment, it is possible to machine the object to be machined with a correspondingly increased accuracy. As a result, machining defects due to inaccurate positioning or alignment or errors in the actual position and alignment measurement are greatly reduced or completely prevented for the object to be positioned, thus reducing the respective quality requirements. The percentage of processed objects that do not satisfy, i.e., the resulting defectives, is also reduced. Furthermore, problems related to work interruptions due to significant misalignment or misalignment can be avoided or eradicated. In addition, the method according to the invention also reduces the time required for alignment or positioning, so that the application of the method according to the invention results in an increase in efficiency or productivity. In fact, while reflected light may not be introduced into the recording and evaluation device, the light applied from at least one light source to the object to be positioned or aligned is either luminescent or fluorescent or phosphorescent It is essential for the method according to the invention that it is converted into another wavelength of light, generally an electromagnetic wave, and this other wavelength of radiation is subject to recording and possibly subsequent evaluation methods. It is.
記録および場合によってはその後の例えば、特に自動的な画像評価を容易にするために、本発明による方法の好ましい実施形態によれば、物体を照射するために、所定の波長を有する光を使用し、この光を、発光物質によって、照射に使用した光の波長とは異なる波長を有する光へと変換することが提案される。 In order to facilitate recording and possibly subsequent, for example, in particular automatic image evaluation, according to a preferred embodiment of the method according to the invention, light having a predetermined wavelength is used to illuminate the object. It is proposed to convert this light into light having a wavelength different from the wavelength of the light used for irradiation by the luminescent material.
本発明による方法の文脈において、従来技術に照らして実質的に不変の記録装置を使用することができるよう、さらなる好ましい実施形態によれば、記録装置前方にフィルタ、特に光学フィルタを位置させ、このフィルタを、変化後の波長の光の波長へと同調させることが提案され、そのようなフィルタが、変換後または変化後の波長への簡単、確実、かつ正確な同調を可能にする。さらには、そのようなフィルタを使用することによって、例えば物体によって反射された元のままの波長の光ならびに存在しうる迷光が記録装置へと進入することを、簡単な方法で阻止できるようになる。 In the context of the method according to the invention, according to a further preferred embodiment, a filter, in particular an optical filter, is placed in front of the recording device, so that a substantially unchanged recording device can be used in the light of the prior art. It has been proposed to tune the filter to the wavelength of the light at the changed wavelength, and such a filter allows simple, reliable and accurate tuning to the converted or changed wavelength. Furthermore, the use of such a filter makes it possible to prevent, for example, light of the original wavelength reflected by the object and possible stray light from entering the recording device in a simple manner. .
これに代え、あるいはこれに加えて、本発明による方法の好ましいさらなる発展に対応するよう、迷光あるいは物体、特に、マーキングの領域の照射に用いた元々の光の反射光を記録してしまうことがないように、記録装置に異なる波長の光のための複数の記録チャンネルを備えることができ、反射光の記録およびその後の場合によっては評価において、チャンネルを変化後の波長の光に応じて選択することができる。 Alternatively or additionally, stray light or reflected light of the original light used to irradiate the marking area can be recorded to accommodate a preferred further development of the method according to the invention. The recording device can be provided with a plurality of recording channels for light of different wavelengths, and the channel is selected according to the changed wavelength of light in the recording of reflected light and in subsequent evaluation in some cases be able to.
相応に容易に入手できる光源を使用するきわめて簡単かつ確実な実施形態のために、さらなる好ましい構成によれば、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体を照射するための光源として、発光ダイオード、レーザダイオード、あるいはカラーフィルタに組み合わせられた白熱ランプおよびガス放電ランプを使用することが提案される。そのような光源は、基本的に、好ましくは比較的狭いスペクトル範囲内の任意の可視色の光あるいは紫外または赤外スペクトルの光を発することができ、結果として、物質が、使用される発光物質に応じて、そのような異なる色または波長の光によって励起され、異なる色または波長の光が放射され、次いで記録装置に記録されて、場合によっては評価される。 For a very simple and reliable embodiment using a correspondingly readily available light source, according to a further preferred configuration, as a light source for illuminating an object to be positioned and / or aligned, a light emitting diode, a laser diode Alternatively, it is proposed to use incandescent lamps and gas discharge lamps combined with color filters. Such a light source can basically emit light of any visible color or ultraviolet or infrared spectrum, preferably in a relatively narrow spectral range, as a result of which the material is a luminescent material used Depending on the light, it is excited by such different colors or wavelengths of light, the different colors or wavelengths of light are emitted and then recorded on a recording device and possibly evaluated.
変形例の実施形態によれば、本発明に従って、記録装置および/または光源の前方にダイクロイックミラーを位置させることが提案される。 According to a variant embodiment, it is proposed according to the invention to position a dichroic mirror in front of the recording device and / or the light source.
特に、本発明による方法を、複数のプリント基板を含んでいるプリント基板部材の加工または製造の分野に使用する場合に、本発明による方法のさらなる好ましい実施形態によれば、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体が、発光物質からなる少なくとも1つのマーキングを有する実質的に板状の部材で構成されることが提案される。 In particular, when the method according to the invention is used in the field of processing or manufacturing printed circuit board members comprising a plurality of printed circuit boards, according to a further preferred embodiment of the method according to the invention, positioning and / or alignment is performed. It is proposed that the object to be made consists of a substantially plate-like member having at least one marking made of a luminescent material.
確実かつ正確な位置決めのために、さらなる好ましい実施形態によれば、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体に、少なくとも2つのマーキングを、それ自体は知られている方法で設けることが提案される。 For a reliable and accurate positioning, according to a further preferred embodiment, it is proposed to provide at least two markings in a manner known per se on the object to be positioned and / or aligned.
記録ならびに場合によっては位置決めすべき物体の位置またはアライメントの評価を容易にするために、さらなる好ましい実施形態によれば、マーキングを窪みまたは凹所によって形成することが提案される。 In order to facilitate the recording and possibly the evaluation of the position or alignment of the object to be positioned, according to a further preferred embodiment, it is proposed that the marking is formed by a recess or a recess.
本発明による方法のさらなる好ましい発展に対応するように、きわめて単純なマーキングの構成を、例えば、マーキングを貫通穴によって形成し、支持板に発光物質からなる層を備えることで、もたらすことが可能である。 In order to correspond to a further preferred development of the method according to the invention, a very simple marking configuration can be provided, for example, by forming the marking by a through-hole and providing the support plate with a layer of luminescent material. is there.
さらに、上述の目的を達成するために、冒頭で定義した種類の装置が、基本的に、物体へと放射された光の波長に対して変化させられた波長の光であって、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体のマーキングの領域において発光物質を使用することによって反射された光を、選択的に記録する記録装置を特徴とする。本発明による方法の文脈においてすでに上述したように、本発明による装置が、変化させられた、すなわち変換された波長の光(波長の変化は、発光物質を用いることによって実現される)を選択的に記録するように使用され、さらには変化させられた波長に対応する反射光の記録が防止されることで、位置決めすべき物体の位置および/またはアライメントの簡単かつ確実な記録および評価が実現可能になる。 Furthermore, in order to achieve the above-mentioned object, a device of the kind defined at the outset is basically light of a wavelength that has been changed relative to the wavelength of the light emitted to the object, which comprises positioning and / or Or a recording device that selectively records the light reflected by using a luminescent material in the marking area of the object to be aligned. As already mentioned above in the context of the method according to the present invention, the device according to the present invention selectively selects light with a changed or converted wavelength (the change in wavelength is realized by using a luminescent material). The recording of reflected light corresponding to the changed wavelength is prevented, and simple and reliable recording and evaluation of the position and / or alignment of the object to be positioned can be realized. become.
迷光の進入を防止し、もっぱら変化させられた波長の光のみを記録装置に記録するための単純な手段を提供するために、好ましい実施形態によれば、記録装置の前方に、変化後の波長の光へと合わせられたフィルタ、特に光学フィルタを位置させることが提案される。 In order to prevent stray light from entering and to provide a simple means for recording only light of a changed wavelength on the recording device, according to a preferred embodiment, the changed wavelength is placed in front of the recording device. It is proposed to position a filter, especially an optical filter, adapted to the light.
これに代え、あるいはこれに加えて、本発明による装置のさらなる好ましい実施形態に対応するように、さらに記録装置を、異なる波長の光を記録するための複数のカラーチャンネルを含む記録装置、特にカメラで構成することができる。 Alternatively or additionally, the recording device further comprises a plurality of color channels for recording light of different wavelengths, in particular a camera, so as to correspond to a further preferred embodiment of the device according to the invention. Can be configured.
おそらくは必要とされる位置決めすべき物体の位置またはアライメントの修正のために、さらなる好ましい実施形態によれば、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体を支持板に対して変位させ、あるいは支持板とともに変位させるための装置を、記録装置に接続し、あるいは接続可能にすることが提案される。 According to a further preferred embodiment, possibly to correct the position or alignment of the object to be positioned that is required, the object to be positioned and / or aligned is displaced relative to the support plate or displaced together with the support plate. It is proposed that the device for making it connect to or be connectable to the recording device.
場合によっては狭いスペクトル範囲を有する確実かつ単純な光源を提供するために、さらなる好ましい実施形態によれば、光源を、発光ダイオード、レーザダイオード、あるいはカラーフィルタに組み合わせられた白熱ランプおよびガス放電ランプ、などによって形成することが提案される。 In order to provide a reliable and simple light source, possibly with a narrow spectral range, according to a further preferred embodiment, the light source is an incandescent lamp and gas discharge lamp combined with a light emitting diode, laser diode or color filter, It is proposed to form by such as.
さらなる好ましい実施形態によれば、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体が、発光物質からなる少なくとも1つのマーキングを含む実質的に板状の部材によって形成されることが提案される。 According to a further preferred embodiment, it is proposed that the object to be positioned and / or aligned is formed by a substantially plate-like member comprising at least one marking made of a luminescent material.
さらに、正確かつ適切な位置決めのために、さらなる好ましい実施形態によれば、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体に、それ自体は知られている方法で、少なくとも2つのマーキングを設けることが提案される。そのような位置的に離された2つのマーキングを、ただ1つの記録装置によって、記録装置を適切に移動させたあとで調べることができ、あるいは物体の位置またはアライメントに関する記録および場合によっては評価が、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体ならびに設けられるべきマーキングの位置に応じて、マーキングの数に一致する数の記録装置によって行われる。 Furthermore, for an accurate and appropriate positioning, according to a further preferred embodiment, it is proposed to provide at least two markings in a manner known per se on the object to be positioned and / or aligned. The Two such spaced apart markings can be examined by a single recording device after the recording device has been properly moved, or the recording and possibly evaluation of the position or alignment of the object Depending on the object to be positioned and / or aligned and the position of the marking to be provided, this is done by a number of recording devices corresponding to the number of markings.
さらに、適切なコントラストを実現するために、位置決めすべき物体のマーキングが、窪みまたは凹所によって形成される。 Furthermore, in order to achieve a suitable contrast, the markings of the object to be positioned are formed by depressions or recesses.
さらなる好ましい実施形態によれば、位置決めすべき物体のマーキングを貫通穴によって形成し、支持板に発光物質からなる層を備えることが、本発明によって提案される。 According to a further preferred embodiment, it is proposed by the present invention that the marking of the object to be positioned is formed by a through-hole and the support plate is provided with a layer of luminescent material.
さらには、本発明によれば、本発明の方法および本発明の装置を、板状の部材、特に、プリント基板を、プリント基板の製造または加工の際に、位置決めするために使用することが提案される。 Furthermore, according to the present invention, it is proposed to use the method of the present invention and the apparatus of the present invention for positioning a plate-like member, in particular a printed circuit board, during the manufacture or processing of the printed circuit board. Is done.
特に好ましい実施形態によれば、本発明の方法および本発明の装置を、穿孔機、特に、レーザ穿孔機を用いる穿孔プロセス、フライス加工プロセス、写真印刷プロセス、マスキングプロセス、シルクスクリーンプロセス、露光プロセス、または挿入プロセスを実行するためのプリント基板の位置決めおよびアライメントに使用することが、さらに提案される。 According to a particularly preferred embodiment, the method and the device of the present invention can be used in a perforation process, in particular a laser perforation process, a milling process, a photo printing process, a masking process, a silk screen process, an exposure process, Or it is further proposed to use it for positioning and alignment of printed circuit boards for performing the insertion process.
以下で、本発明を、添付の図面に概略的に示されている例示的な実施形態によって、さらに詳しく説明する。 In the following, the invention will be described in more detail by means of exemplary embodiments schematically illustrated in the accompanying drawings.
図1は、加工および完成後に個々のプリント基板部材へと分割される参照番号2によって概略的に示されている複数のプリント基板部材を含む実質的に板状の部材で形成されている位置決めまたはアライメントを行うべき物体1を概略的に示している。図1による実施形態において、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体1は、例えば、特に図2を参照してさらに詳しく説明されるような貫通孔3の形態の2つのマーキング3を有する。
FIG. 1 shows a positioning or formation formed by a substantially plate-like member comprising a plurality of printed circuit board members schematically indicated by
光源4から、光が、概略的に示されているビーム経路5に沿って、板状の部材1のマーキングまたはマーキング3の領域へと放射され、以降の図面を参照してさらに詳しく説明されるとおり、マーキング3の領域に発光物質が設けられているがゆえに、光源4からビーム経路5に沿って放射された光に対して変化した波長を有する光、一般的には、電磁波が、参照番号7によって概略的に示されている記録装置、例えば、カメラへとビーム経路6に沿って伝えられる。このカメラ7の前方に、例えば光学フィルタ8が位置している。光学フィルタ8は、特に残りの図面を参照してさらに詳しく後述されるとおり、ビーム経路6による変化した波長の光についてのみ、記録装置またはカメラ7への進入を可能とする一方で、例えばマーキング3の周囲の領域から反射され、光源4から放射された波長と同一の波長を有する光については、フィルタ8の通過を妨げる。
Light is emitted from the
記録装置7は、位置決めすべき物体1の位置および/またはアライメントに関する評価、例えば、特に自動的な画像の評価を、記録装置7において受信された信号に応じて実行する評価および表示装置またはユニット10に、概略的に示されている接続線9によって接続されている。
The
評価装置10において、所定の値に対する板状の物体1のアライメントずれまたは位置異常が検出された場合、例えば直交座標系に従って矢印xおよびyの方向に板状の物体1を支持板または保持具または支持装置13に対して位置決めし、あるいは変位させるための装置12が、例えばマーキング3を物体1の正確な配置およびアライメントに照らして所定の設定値に一致させるべく、位置決めのために制御線11によって制御される。
When the
これに代え、あるいはこれに加えて、物体1のアライメントずれの場合に、支持板13または保持具または支持装置を矢印XおよびYの方向に変位させるための装置14を、後の加工工程のための板状の物体1の正確な配置を可能にするために、評価ユニット10によって制御してもよい。そのような後の加工工程は、例えば、詳しくは説明されない穿孔手段を用いるレーザ穿孔を含むことができる。
Instead of this, or in addition to this, in the case of misalignment of the
図1による実施形態において、位置決めすべき物体1について正確な空間的位置決めまたはアライメントを実現するために、第2の記録装置7を、対応する第2の光源4とともに、例えば正反対に位置する第2のマーキング3のために設けることができる。あるいは、記録装置7を、マーキング3の領域へと相応に移動させ、最初に物体、特に、マーキング3の領域を照射するために用いた波長に対して変更または変換された波長を有する光、一般的には、電磁波で、記録を再び行ってもよい。
In the embodiment according to FIG. 1, in order to achieve an accurate spatial positioning or alignment for the
図2による詳しい説明から、位置決めすべき実質的に板状の物体1のマーキング3が、貫通孔によって形成されていることが明らかである。さらに、図2には、やはり参照番号13によって示されている支持板または保持具または支持装置に、少なくとも位置決めすべき物体1のマーキング3の領域において発光物質の層15が設けられており、光源4からビーム経路5に沿って放射された光が、発光層15によってビーム経路16による異なる波長の光へと変換されることが、概略的に示されている。この異なる波長の光6が、光学フィルタ8の適切な選択の後で、光学フィルタ8を通過し、記録装置7に進入する。対照的に、ビーム経路16および17に沿って物体1の表面から反射される不変の波長の光は、光学フィルタ8によって阻止され、したがって記録装置7へと進入できず、結果として、記録装置7に進入する光が、光源4からの光がビーム経路5に沿ってマーキング3の下方に位置する発光物質15に衝突することによって変換される変化した波長の光であり、すなわち迷光の影響または、反射光による影響が、位置決めすべき物体1の正確な配置またはアライメントに関する評価に影響を及ぼさないことが、簡単かつ確実な方法で保証される。
From the detailed description according to FIG. 2, it is clear that the marking 3 of the substantially plate-
このようにして、単に発光層15を設け、元の波長を有するビーム経路5に沿った光を、変化した波長を有するビーム経路6の光へと単純に変換できるようにすることで、誤ったアライメントを軽減または撲滅すべく、位置決めすべき物体1の確実かつ正確な位置決めを実現することが可能になる。
In this way, the
この場合において、ビーム経路5に相当する少なくとも1つの光源4から位置決めすべき物体へと放射される光が、発光層15によって吸収され、発光層15が、変化した波長を有する光、一般的には、電磁波6を放射し、概略的に示されているビーム経路6による前記放射が、特にフィルタ8を通過した後で記録装置に実質的に記録され、場合によってはさらなる評価の対象とされることが、不可欠である。
In this case, light emitted from at least one
図1および図2に示されている蛍光または発光層を、例えば、蛍光または蛍光着色されたフィルムまたは箔、ポリマー、あるいはガラスで置き換えることも可能である。 It is also possible to replace the fluorescent or luminescent layer shown in FIGS. 1 and 2 with, for example, a fluorescent or fluorescent colored film or foil, a polymer, or glass.
図3は、ビーム経路5に従う光源4からの元の波長または初期波長の光が、やはり実質的に板状の物体18へとマーキング19の領域に再び加えられる変形例の実施形態を示しており、位置決めすべき物体18が、図3に示した実施形態においては、例えば多層プリント基板によって形成されている。図3から明らかであるとおり、マーキング19は、位置決めすべき物体18の表面に設けられた窪みまたは行き止まり穴によって形成されており、位置決めすべき多層の物体18が、やはり窪みまたはマーキング19の底部の領域に発光物質の層20を含んでおり、結果として、ビーム経路5に従って入射する光が、やはり変化した波長を有するビーム経路6による光、一般的には、電磁波へと変換され、やはり参照番号8によって示されている光学フィルタを通過した後で、記録装置7へと進入する。
FIG. 3 shows an alternative embodiment in which the light of the original or initial wavelength from the
図2による実施形態の場合と同様に、やはり参照番号16および17によって示されるビーム経路に沿って物体18の表面から反射される光は、フィルタ8を通過できず、あるいは大きく減らされた強度でしか通過できず、したがって記録装置7に入ることができない。
As in the embodiment according to FIG. 2, the light reflected from the surface of the
したがって、図3に示されている実施形態においては、図2による構成と対照的に、支持板13または保持具または支持装置に発光層を設ける必要がない。
Therefore, in the embodiment shown in FIG. 3, in contrast to the configuration according to FIG. 2, it is not necessary to provide a light-emitting layer on the
図4に示されている実施形態においては、参照番号21によって示されている位置決めすべき物体が、上面に発光物質によって形成されたマーキング22を有しており、結果として、先の実施形態の場合と同様に、ビーム経路5に沿って光源4から放射される光が、発光マーキング22に衝突した後で、やはりビーム経路6に従う変化した波長を有する光へと変換され、この光が、光学フィルタ8を通過した後で、やはり記録装置7に記録され、場合によってはさらなる評価が加えられる。
In the embodiment shown in FIG. 4, the object to be positioned, indicated by
図3による実施形態の場合と同等に、図4による実施形態においても、支持板13にはいかなる発光層も設けられていない。
As in the case of the embodiment according to FIG. 3, no light emitting layer is provided on the
板状の物体18または21のそれぞれを、支持板13に対して位置決めし、あるいは支持板13とともに位置決めするために、やはり板状の物体を変位させるための装置12および/または支持板13を板状の物体とともに変位させるための装置14を設けることができ、図1および図2による実施形態の場合と同様に、図3および図4による実施形態の記録装置7に従うように構成された評価装置に接続することができる。
In order to position each plate-
さらに、図2から図4において、説明のために、ビーム経路5および6のそれぞれが指示または提示されている光源4に加えて、例えば記録装置10の領域の分解能を高めるために使用することができる少なくとも1つのさらなる追加の参照番号4’で示されている光源を設けることができることが、示されている。
Furthermore, in FIGS. 2 to 4, for the sake of explanation, each of the
追加で示されている光源4’に代えて、例えば、複数の光源4’を、記録装置またはカメラ7を中心にして実質的に環状の様相で配置することができる。そのような配置について、例えば図1および図2に代表される非中心性の配置に対する利点は、特に複数の光源4’の環状配置において、影の影響が少ない点にある。
Instead of the additionally shown
光源4を、例えば、可視の範囲にあり、あるいはUV範囲または赤外範囲にあってもよく、好ましくは狭いスペクトル範囲を有しており、したがって境界明瞭な色および波長のそれぞれを有する光が放射されるよう、例えばカラーフィルタなどと組み合わせられる発光ダイオード、レーザダイオード、さまざまな種類のランプ、などで構成することができる。適切な波長および色を有する光源4を、位置決めすべき物体1の照射に用いられる光の波長を変換するために使用される発光物質15、20、または22との協調において選択することができる。
The
適切な電磁波、例えば、UV光を選択する際に、プリント基板、一般的には、位置決めすべき物体1の素材、特に、プリント基板または位置決めすべき物体1のポリマーの固有の蛍光を利用することも可能であり、これは、図3から図4による実施形態に特に適用可能である。同様の方法で、図1および図2による実施形態に、いわゆる逆コントラストとして適用することも可能である。
Utilizing the intrinsic fluorescence of the printed circuit board, generally the material of the
発光物質15、20、または22によって変化させられた波長に協調して、発光物質によってマーキング3、19、22の領域において放射される光の色または変化後の波長へと調節されたフィルタ特性を有するように相応に同調された光学フィルタ8が使用され、特に光源4または4’からの光が遮断される。
In coordination with the wavelength changed by the
記録装置7が隣接して配置されている光学フィルタ8を、例えば、複数の色チャンネルを有する記録装置7、例えば、RGBカメラで置き換えることも可能であり、その場合、色の区別あるいは発光物質15、20、または22によって変化させられた波長への区別または設定が、記録装置7の適切なチャンネルまたはチャンネルの組み合わせを選択することによって可能にされる。
It is also possible to replace the
複数の色チャンネルを有する記録装置またはカメラに代えて、例えば黒色/白色CCD、CMOS、など、さまざまな種類のカメラを、記録装置7として使用することが可能である。
Instead of a recording device or camera having a plurality of color channels, various types of cameras such as black / white CCD, CMOS, etc. can be used as the
さらには、記録装置7および/または少なくとも1つの光源4の領域に、ダイクロイックミラーを使用することが可能である。
Furthermore, it is possible to use dichroic mirrors in the area of the
図1に示されているように、例えば複数のプリント基板またはプリント基板部材2を備える位置決めすべき物体1を使用する場合、個々のプリント基板部材2の領域に複数のドリル穴または通路またはマイクロヴィアを設けるための例えば穿孔装置、特に、レーザ穿孔装置を用いたプリント基板2の加工が、物体1の位置決めおよびアライメントが完了した後に実行される。これに代え、あるいはこれに加えて、少なくとも1つのフライス盤を使用するフライス加工も、使用することが可能である。
As shown in FIG. 1, for example when using an
さらには、写真印刷プロセス、マスキングプロセス、シルクスクリーンプロセス、露光または挿入作業、など、特にプリント基板の加工または製造の文脈において、加工対象の物体1について相応に正確かつ高度に正確なアライメントおよび位置決めが求められる他の製造工程も、同様に実行することが可能である。
Furthermore, there is a correspondingly accurate and highly accurate alignment and positioning of the
Claims (17)
マーキング(3、19)が、貫通穴によって形成されており、保持具あるいは支持装置(13)が、発光物質からなる層(15、20)を備えることを特徴とする、方法。 Irradiating at least one region of the marking (3,1 9) of the object to be Me-position-decided light (1,1 8), markings (3,1 9) and / or retainer or support device (13) light of a wavelength that is varied is reflected from the recording and rated life and death in the recording device (7), based on the recording and evaluation reflected light, indexing the position of the object (1, 1 8) by modifying further / or the position or alignment of the object (1, 1 8), a method for positioning relative to the object (1, 1 8) holder or supporting device (13) or alignment, Or a method for positioning or aligning together with a holder or support device (13), wherein the light used for irradiation is applied to the area of the marking (3, 19) in the area of the luminescent material (15, 2). 0) is converted into different wavelengths of light, and the different wavelengths of light are selectively recorded and evaluated in the recording device (7) ,
Method, characterized in that the marking (3, 19) is formed by a through hole and the holder or support device (13) comprises a layer (15, 20) made of a luminescent material .
記録装置(7)が、物体(1、18)へと放射された光の波長に対して変化させられた波長の光を選択的に記録し、前記変化させられた波長の光は、位置決めおよび/またはアライメントを行うべき物体(1、18)のマーキング(3、19)の領域において発光物質(15、20)を使用することによって反射され、
位置決めすべき物体(1、18)のマーキング(3、19)が、貫通穴によって形成されており、保持具あるいは支持装置(13)が、発光物質からなる層(15、20)を備えることを特徴とする、装置。 A device for positioning or aligning an object (1, 18) relative to a holder or support device (13) or for positioning or aligning with a holder or support device (13) , and at least one light source for irradiating a region of at least one marking (3,1 9) of the position the object to be Me-decided (1,1 8) (4, 4 '), markings (3,1 9) and / or the light of the wavelength was varied reflected from the holder or the support device (13), to evaluate recording vital, the position of the based on the recording and evaluation reflected light object (1, 1 8) the indexing, recording apparatus and (7) is provided it is to be modified further / or the position or alignment of the object (1, 1 8),
The recording device (7) selectively records light having a changed wavelength with respect to the wavelength of light emitted to the object (1, 18) , and the light having the changed wavelength is positioned. and / or reflected by the use of luminescent material (15,2 0) in the region of the marking (3, 19) of the object (1, 1 8) to perform alignment,
The marking (3, 19) of the object (1, 18) to be positioned is formed by a through hole, and the holder or support device (13) comprises a layer (15, 20) made of a luminescent material. A device characterized.
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