JP5465617B2 - 基板検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板が供給される位置から基板に対する検査が行われる位置に向けて基板を移動させる移動機構と、基板に対する検査において用いる基板の画像を撮像する撮像部とを備えた基板検査装置に関するものである。

基板を搬送する搬送機構を備えた装置として、特開平６−３１８８００号公報に開示された部品装着装置が知られている。この部品装着装置は、透明治具に取り付けられた状態の基板が供給される供給位置から基板に電子部品が装着される装着位置まで基板を搬送する搬送装置と、装着位置に搬送された基板に対して電子部品を装着する直交座標型ロボットなどを備えて構成されている。

一方、この種の装置では、搬送機構を制御して基板の搬送の開始や停止を制御する構成として、一般的に、基板の位置を検出する非接触型の検出部（例えば光電センサ）を用いた構成が採用される。具体的には、搬送開始位置（上記の部品装着装置では、基板が供給される供給位置）の近傍、および搬送停止位置（上記の部品装着装置では、電子部品を基板に装着する装着位置）の近傍に検出部をそれぞれ配設する。そして、搬送開始位置の近傍に配設したセンサによって基板が検出されたときに搬送機構を制御して搬送を開始させ、搬送停止位置の近傍に配設したセンサによって基板が検出されたときに搬送機構を制御して搬送を停止させる。

特開平６−３１８８００号公報（第２−３頁、第４図）

ところが、上記した従来の搬送機構を基板検査装置に採用したときには、次のような課題が生じる。すなわち、従来の搬送機構では、基板の位置検出用の検出部を用いて搬送の開始や停止を制御している。一方、基板検査装置では、設置場所の省スペース化を図るために、小形化の要求が高まっている。このような小形化の要求の高い基板検査装置に従来の搬送機構を採用したときには、位置検出用の検出部を取り付ける位置が制約されて検出精度が低下したり、これとは逆に、検出精度の向上を優先させるために小形化が制約されるという課題が生じる。また、検出部を備えた分、装置の製造コストの低減が困難となるという課題も生じる。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、コストの上昇を抑えつつ小形化が可能な基板検査装置を提供することを主目的とする。

上記目的を達成すべく請求項１記載の基板検査装置は、基板が供給される第１位置から当該基板に対する検査が行われる第２位置に向けて当該基板を搬送可能に構成された搬送機構と、前記搬送機構を制御する第１制御部と、前記基板に対する前記検査を行う検査部と、撮像処理を実行して前記検査において用いる前記基板の画像を撮像する撮像部とを備えた基板検査装置であって、前記第１位置と前記第２位置との間で前記撮像部を移動可能に構成された移動機構と、当該移動機構および前記撮像部を制御する第２制御部とを備え、前記第２制御部は、前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第１位置に移動させると共に、前記撮像部を制御して前記第１位置において前記撮像処理を実行させた後に、前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第２位置に移動させると共に、前記撮像部を制御して前記第２位置において前記撮像処理を実行させ、前記第１制御部は、前記第１位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記第１位置から前記第２位置に向けての前記基板の搬送を開始させ、前記第２位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記基板の搬送を停止させる。

また、請求項２記載の基板検査装置は、請求項１記載の基板検査装置において、前記搬送機構は、前記第２位置から前記検査が終了した前記基板の搬出が行われる第３位置まで当該基板を搬送可能に構成され、前記移動機構は、前記第２位置と前記第３位置との間で前記撮像部を移動可能に構成され、前記第２制御部は、前記基板に対する前記検査が終了したときに前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第２位置から前記第３位置に移動させると共に、前記撮像部を制御して前記第３位置において前記撮像処理を実行させ、前記第１制御部は、前記基板に対する前記検査が終了したときに前記搬送機構を制御して前記第２位置から前記第３位置に向けての前記基板の搬送を開始させ、前記第３位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記基板の搬送を停止させる。

また、請求項３記載の基板検査装置は、請求項１または２記載の基板検査装置において、前記第２制御部は、前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第１位置から前記第２位置に移動させる途中において、当該第１位置と当該第２位置と間に位置する第４位置で前記撮像部の移動を停止させると共に、前記撮像部を制御して前記第４位置において前記撮像処理を実行させ、前記第１制御部は、前記第４位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記第１位置から前記第２位置に向けて搬送させている前記基板の搬送速度を減速させる。

請求項１記載の基板検査装置では、基板に対する検査において用いる画像を撮像する撮像部を第１位置および第２位置に移動させる移動機構を備え、第１制御部が、第１位置および第２位置において撮像された画像に基づいて搬送機構を制御して基板の搬送の開始および搬送の停止を行わせる。このため、この基板検査装置によれば、検査の際に用いる画像を撮像する撮像部を、供給または搬送される基板を検出するための検出部として利用して搬送機構による基板の搬送の開始や停止を制御することができる。つまり、検査の際に用いる画像を撮像する用途、および搬送される基板を検出する用途の双方に撮像部を兼用することができる。したがって、この基板検査装置によれば、例えば、基板を検出するための専用の検出部を第１位置および第２位置に設けた構成と比較して、これらの検出部が不要な分、製造コストを十分に低減することができると共に、検出部を設けるスペースが不要な分、十分な小形化を図ることができる。

また、請求項２記載の基板検査装置では、第２制御部が、基板に対する検査が終了したときに、移動機構を制御して撮像部を第３位置に移動させ、第１制御部が、搬送機構を制御して第２位置から第３位置に向けての基板の搬送を開始させ、第３位置における撮像処理によって撮像された画像に基づいて搬送機構を制御して基板の搬送を停止させる。このため、この基板検査装置によれば、搬送機構によって行われる検査終了後の基板の第３位置への搬送を制御する際にも、検査の際に用いる画像を撮像する撮像部を利用することができる。したがって、この基板検査装置によれば、基板を検出するための専用の検出部を第１位置および第２位置に加えて第３位置にも設けた構成と比較して、これらの検出部が不要な分、製造コストをさらに低減することができると共に、さらなる小形化を図ることができる。

また、請求項３記載の基板検査装置では、第２制御部が、移動機構を制御して撮像部を第１位置から第２位置に移動させる途中において、第１位置と第２位置との間の第４位置に停止させ、第１制御部が、第４位置における撮像処理によって撮像された画像に基づいて搬送機構を制御して基板の搬送速度を減速させる。このため、この基板検査装置によれば、第１位置と第２位置との間において搬送速度を減速させる制御を行う際にも、検査の際に用いる画像を撮像する撮像部を利用することができる。したがって、この基板検査装置によれば、例えば、基板を検出するための専用の検出部を第１位置、第２位置および第３位置に加えて第４位置にも設けた構成と比較して、これらの検出部が不要な分、製造コストを一層低減することができると共に、一層の小形化を図ることができる。

基板検査装置１の構成を示すブロック図である。 搬送機構１２、撮像部１３および移動機構１４の平面図である。 搬送機構１２、撮像部１３および移動機構１４の側面図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第１の説明図である。 検査処理５０のフローチャートである。 基板検査装置１の動作を説明するための第２の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第３の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第４の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第５の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第６の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第７の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第８の説明図である。 基板検査装置１の動作を説明するための第９の説明図である。

以下、基板検査装置の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

最初に、基板検査装置の一例としての基板検査装置１の構成について、図面を参照して説明する。図１に示す基板検査装置１は、検査部１１、搬送機構１２、撮像部１３、移動機構１４、表示部１５および制御部１６を備え、基板１００（図２参照）に対する電気的検査を実行可能に構成されている。

検査部１１は、図３に示すように、プロービング機構２１を備えて構成されている。プロービング機構２１は、一例として、複数のプローブピンを有する治具型のプローブ２００（同図参照）を基板１００に対して近接させることによってプロービングを行う。また、検査部１１は、プローブ２００を介して基板１００に検査用信号を供給する信号供給部を備えて構成され、基板１００に対する検査用信号の供給に伴って生じる電気的物理量に基づいて基板１００の良否検査（基板に対する検査の一例）を行う。

搬送機構１２は、図２，３に示すように、一例として、保持台３１および駆動部３２を備えて構成されている。保持台３１は、例えば吸着によって基板１００を保持する。この場合、基板１００の縁部をクランプして保持するクランプ機構を備えた保持台を採用することもできる。駆動部３２は、制御部１６の制御に従って図２，３に示す第１位置Ｐ１〜第３位置Ｐ３（以下、区別しないときには「位置Ｐ」ともいう）の間で保持台３１を移動させることにより、保持台３１によって保持されている基板１００を各位置Ｐに搬送する。この場合、第１位置Ｐ１は、検査対象の基板１００が供給される位置に相当し、第２位置Ｐ２は、検査部１１によって基板１００に対する良否検査が行われる位置に相当する。また、第３位置Ｐ３は、良否検査が終了した基板１００を基板検査装置１から搬出する位置に相当する。

撮像部１３は、例えばＣＣＤカメラで構成され、制御部１６の制御に従って撮像処理を実行し、基板１００に対する良否検査において用いる基板１００の画像や、搬送機構１２に対する制御（搬送の開始や搬送の停止の制御）において用いる画像を撮像して画像データＤｇを出力する。

移動機構１４は、図２，３に示すように、一例として、保持部４１および駆動部４２を備えて構成されている。保持部４１は、撮像部１３を保持する。駆動部４２は、制御部１６の制御に従い、各位置Ｐ（詳しくは、各位置Ｐの上方）に撮像部１３（撮像部１３を保持している保持部４１）を移動させる。この場合、駆動部４２は、搬送機構１２が基板１００を搬送する際の最大搬送速度よりも速い速度で撮像部１３を移動させることが可能となっている。表示部１５は、制御部１６の制御に従って検査結果などを表示する。

制御部１６は、第１制御部および第２制御部として機能し、図５に示す検査処理５０を実行する。この場合、制御部１６は、検査処理５０において、各位置Ｐにおける撮像部１３による撮像処理によって撮像された画像に基づいて搬送機構１２を制御すると共に、撮像部１３および移動機構１４を制御する。また、制御部１６は、検査部１１に対して良否検査の実行を指示すると共に、表示部１５を制御して、検査結果などを表示させる。

次に、基板１００を検査する際の基板検査装置１の動作について、添付図面を参照して説明する。

この基板検査装置１では、図２に示すように、初期状態において、搬送機構１２の保持台３１が第１位置Ｐ１に位置し、撮像部１３が第１位置Ｐ１（第１位置Ｐ１の上方）に位置している。基板検査装置１に対して検査開始操作を行ったときには、制御部１６が、図５に示す検査処理５０を実行する。この検査処理５０では、制御部１６は、撮像部１３を制御して撮像処理を実行させる。この場合、撮像部１３が、第１位置Ｐ１の上方から例えば保持台３１の中央部を継続的に撮像して、画像データＤｇを継続的に出力し、制御部１６は、撮像部１３から出力される画像データＤｇ（つまり、第１位置Ｐ１における撮像処理によって撮像された画像）に基づき、第１位置Ｐ１に位置している保持台３１に検査対象の基板１００が供給されたか否かを繰り返して判別する（ステップ５１）。

この状態において、第１位置Ｐ１に位置している保持台３１に検査対象の基板１００が供給されたときには、制御部１６は、その旨を判別し、撮像部１３を制御して第１位置Ｐ１における撮像処理を終了させると共に、移動機構１４の駆動部４２を制御して、図４に示すように、撮像部１３（撮像部１３を保持している保持部４１）を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２（第２位置Ｐ２の上方）に移動させる（ステップ５２）。次いで、制御部１６は、撮像部１３を制御して第２位置Ｐ２において撮像処理を実行させる。また、制御部１６は、第１位置Ｐ１に基板１００の供給された旨を判別したときに、搬送機構１２の駆動部３２を制御して、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けての基板１００の搬送（保持台３１の移動）を開始させる（ステップ５３）。

続いて、制御部１６は、第２位置Ｐ２における撮像処理によって撮像された画像に基づき、第２位置Ｐ２に基板１００が搬送されたか否かを繰り返して判別する（ステップ５４）。この状態において、図６に示すように、第２位置Ｐ２に基板１００が搬送されたときには、制御部１６は、その旨を判別し、次いで、搬送機構１２の駆動部３２を制御して基板１００の搬送を停止させる（ステップ５５）。続いて、制御部１６は、検査部１１を制御して良否検査を実行させる（ステップ５６）。

この良否検査では、検査部１１のプロービング機構２１が、第２位置Ｐ２において撮像部１３によって撮像された基板１００の画像に基づき、基板１００の位置を特定し、基板１００に対してプローブ２００を正確にプロービングさせる。次いで、検査部１１は、プローブ２００を介して基板１００に検査用信号を供給すると共に、検査用信号の供給に伴って生じる電気的物理量に基づいて基板１００の良否を判定する。続いて、検査部１１が、検査結果を示すデータを制御部１６に出力し、制御部１６がそのデータに基づく検査結果を表示部１５に表示させる。

一方、検査部１１によって良否検査が開始されたときに、制御部１６は、撮像部１３を制御して第２位置Ｐ２における撮像処理を終了させ、次いで、移動機構１４の駆動部４２を制御して、図７に示すように、撮像部１３を第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３（第３位置Ｐ３の上方）に移動させる（ステップ５７）。続いて、制御部１６は、撮像部１３を制御して第３位置Ｐ３において撮像処理を実行させる。

次いで、検査部１１による基板１００に対する良否検査が終了したか否かを繰り返して判別する（ステップ５８）。続いて、検査部１１による良否検査が終了したときには、制御部１６は、搬送機構１２の駆動部３２を制御して、第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に向けての基板１００の搬送を開始させる（ステップ５９）。

次いで、制御部１６は、第３位置Ｐ３における撮像処理によって撮像された画像に基づき、第３位置Ｐ３に基板１００が搬送されたか否かを繰り返して判別する（ステップ６０）。続いて、図８に示すように、第３位置Ｐ３に基板１００が搬送されたときには、制御部１６は、その旨を判別し、次いで、搬送機構１２の駆動部３２を制御して基板１００の搬送を停止させる（ステップ６１）。続いて、制御部１６は、基板１００が第３位置Ｐ３に搬送された旨を示す信号を、図外の搬出装置に対して出力する。次いで、制御部１６は、第３位置Ｐ３における撮像処理によって撮像された画像に基づき、基板１００が搬出されたか否かを繰り返して判別する（ステップ６２）。

続いて、第３位置Ｐ３から基板１００が搬出されたときには、制御部１６は、その旨を判別し、次いで、撮像部１３を制御して第３位置Ｐ３における撮像処理を終了させる。続いて、制御部１６は、移動機構１４の駆動部４２を制御して、図９に示すように、撮像部１３を第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に移動させ（ステップ６３）、次いで、撮像部１３を制御して第１位置Ｐ１において撮像処理を実行させる。

続いて、制御部１６は、搬送機構１２の駆動部３２を制御して、第３位置Ｐ３から第１位置Ｐ１に向けての保持台３１の搬送を開始させる（ステップ６４）。次いで、制御部１６は、第１位置Ｐ１における撮像処理によって撮像された画像に基づき、第１位置Ｐ１に保持台３１が搬送されたか否かを繰り返して判別する（ステップ６５）。続いて、図１０に示すように、第１位置Ｐ１に保持台３１が搬送されたときには、制御部１６は、その旨を判別し、次いで、搬送機構１２の駆動部３２を制御して保持台３１の搬送を停止させる（ステップ６６）。これにより、基板検査装置１が初期状態に復帰する。以下、制御部１６は、検査終了操作が行われるまで、上記の各処理を繰り返し実行する。

このように、この基板検査装置１では、基板１００に対する良否検査において用いる画像を撮像する撮像部１３を第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２に移動させる移動機構１４を備え、制御部１６が、第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２において撮像された画像に基づいて搬送機構１２を制御して基板１００の搬送の開始および搬送の停止を行わせる。このため、この基板検査装置１によれば、良否検査の際に用いる（具体的には、プロービングの際の位置調整に用いる）画像を撮像する撮像部１３を、供給または搬送される基板１００を検出するための検出部として利用して搬送機構１２による基板１００の搬送の開始や停止を制御することができる。つまり、良否検査の際に用いる画像を撮像する用途、および搬送される基板１００を検出する用途の双方に撮像部１３を兼用することができる。したがって、この基板検査装置１によれば、例えば、基板１００を検出するための専用の検出部を第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２に設けた構成と比較して、これらの検出部が不要な分、製造コストを十分に低減することができると共に、検出部を設けるスペースが不要な分、十分な小形化を図ることができる。

また、この基板検査装置１では、制御部１６が、基板１００に対する検査が終了したときに、移動機構１４を制御して撮像部１３を第３位置Ｐ３に移動させると共に、搬送機構１２を制御して第２位置Ｐ２から第３位置Ｐ３に向けての基板１００の搬送を開始させ、第３位置Ｐ３における撮像処理によって撮像された画像に基づいて搬送機構１２を制御して基板１００の搬送を停止させる。このため、この基板検査装置１によれば、搬送機構１２によって行われる検査終了後の基板１００の第３位置Ｐ３（搬出位置）への搬送を制御する際にも、良否検査の際に用いる画像を撮像する撮像部１３を利用することができる。したがって、この基板検査装置１によれば、基板１００を検出するための専用の検出部を第１位置Ｐ１および第２位置Ｐ２に加えて第３位置Ｐ３にも設けた構成と比較して、これらの検出部が不要な分、製造コストをさらに低減することができると共に、さらなる小形化を図ることができる。

次に、基板１００の搬送途中において搬送速度を変更する構成について説明する。この構成では、第２位置Ｐ２において停止させたときの衝撃による基板１００の位置ずれを防止するため、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて搬送している基板１００の搬送速度を、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で減速させる。具体的には、制御部１６が、上記した検査処理５０において第１位置Ｐ１に基板１００が供給された旨を判別した後に、移動機構１４の駆動部４２を制御して第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて撮像部１３を移動させる途中（上記したステップ５２の実行中）において、図１１に示すように、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間（中間）に位置する第４位置Ｐ４（第４位置Ｐ４の上方）で撮像部１３の移動を停止させる。続いて、制御部１６は、撮像部１３を制御して第４位置Ｐ４において撮像処理を実行させる。

この状態において、図１２に示すように、第４位置Ｐ４に基板１００が搬送されたときには、制御部１６は、第４位置Ｐ４における撮像処理によって撮像された画像に基づいてその旨を判別する。次いで、制御部１６は、移動機構１４の駆動部４２を制御して、図１３に示すように、撮像部１３を第４位置Ｐ４から第２位置Ｐ２に移動させると共に、搬送機構１２の駆動部３２を制御して基板１００の搬送速度を低下させる。続いて、制御部１６は、上記したステップ５４〜ステップ６６を実行する。

このように、この基板検査装置１では、制御部１６が、移動機構１４を制御して撮像部１３を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に移動させる途中において、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の第４位置Ｐ４に停止させ、第４位置Ｐ４における撮像処理によって撮像された画像に基づいて搬送機構１２を制御して基板１００の搬送速度を減速させる。このため、この基板検査装置１によれば、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間において搬送速度を減速させる制御を行う際にも、良否検査の際に用いる画像を撮像する撮像部１３を利用することができる。したがって、この基板検査装置１によれば、例えば、基板１００を検出するための専用の検出部を第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２および第３位置Ｐ３に加えて第４位置Ｐ４にも設けた構成と比較して、これらの検出部が不要な分、製造コストを一層低減することができると共に、一層の小形化を図ることができる。

なお、第１位置Ｐ１〜第３位置Ｐ３の間（３つの位置Ｐの間）で基板１００を搬送させる構成例について上記したが、第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間（２つの位置Ｐの間）だけで基板１００を搬送させる構成や、４つ以上の位置Ｐの間で基板１００を搬送させる構成を採用することができる。このような構成を採用した場合においても、搬送機構１２を制御して各位置Ｐに撮像部１３を移動させることで、上記した効果を実現することができる。

１ 基板検査装置
１１ 検査部
１２ 搬送機構
１３ 撮像部
１４ 移動機構
１６ 制御部
１００ 基板
Ｐ１ 第１位置
Ｐ２ 第２位置
Ｐ３ 第３位置
Ｐ４ 第４位置

Claims (3)

1. 基板が供給される第１位置から当該基板に対する検査が行われる第２位置に向けて当該基板を搬送可能に構成された搬送機構と、前記搬送機構を制御する第１制御部と、前記基板に対する前記検査を行う検査部と、撮像処理を実行して前記検査において用いる前記基板の画像を撮像する撮像部とを備えた基板検査装置であって、
   前記第１位置と前記第２位置との間で前記撮像部を移動可能に構成された移動機構と、当該移動機構および前記撮像部を制御する第２制御部とを備え、
   前記第２制御部は、前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第１位置に移動させると共に、前記撮像部を制御して前記第１位置において前記撮像処理を実行させた後に、前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第２位置に移動させると共に、前記撮像部を制御して前記第２位置において前記撮像処理を実行させ、
   前記第１制御部は、前記第１位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記第１位置から前記第２位置に向けての前記基板の搬送を開始させ、前記第２位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記基板の搬送を停止させる基板検査装置。
2. 前記搬送機構は、前記第２位置から前記検査が終了した前記基板の搬出が行われる第３位置まで当該基板を搬送可能に構成され、
   前記移動機構は、前記第２位置と前記第３位置との間で前記撮像部を移動可能に構成され、
   前記第２制御部は、前記基板に対する前記検査が終了したときに前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第２位置から前記第３位置に移動させると共に、前記撮像部を制御して前記第３位置において前記撮像処理を実行させ、
   前記第１制御部は、前記基板に対する前記検査が終了したときに前記搬送機構を制御して前記第２位置から前記第３位置に向けての前記基板の搬送を開始させ、前記第３位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記基板の搬送を停止させる請求項１記載の基板検査装置。
3. 前記第２制御部は、前記移動機構を制御して前記撮像部を前記第１位置から前記第２位置に移動させる途中において、当該第１位置と当該第２位置と間に位置する第４位置で前記撮像部の移動を停止させると共に、前記撮像部を制御して前記第４位置において前記撮像処理を実行させ、
   前記第１制御部は、前記第４位置における前記撮像処理によって撮像された画像に基づいて前記搬送機構を制御して前記第１位置から前記第２位置に向けて搬送させている前記基板の搬送速度を減速させる請求項１または２記載の基板検査装置。

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