JPH0210102A - 基板の位置決めマーク検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電子部品をプリント基板に実装するに際して
プリント基板と装着ヘッドとの位置ズレを補正するのに
適用される基板の位置決めマーク検出方法に関するもの
である。

従来の技術 従来、プリント基板と装着ヘットとの位置ズレを補正す
るにあたってはＸＹテーブルの送り孔として基板面に形
成するパンチポールを光学的に検知し、その検出位置と
標準位置とのズレを演算して装着ヘットと基板との相関
関係を調整することが行われている（特開昭６０−２７
２００号）。

然し、このパンチポールは導電パターンとは別個に形成
されるものであるため、導電パターンとの間に位置ズレ
な生し易い。

その欠点に鑑みて、導電パターンを基板面に成形すると
同時に位置決めマークも設け、これらが酸化するのを防
止するべく導電パターンと共に位置決めマークの表面に
半田盛りを施すことによりプリント基板の位置決めマー
クとして形成し、その位置決めマーク並ひにマーク周辺
の基板面にＸＹテーブルの上方に配置した光源より光を
照射させて位置決めマーク並ひにマーク周辺の基板面か
ら反射する光をカメラ撮影機で捉えることにより位置決
めマークの光学像を像影し、この光学像をイメージセン
サ、二値化回路等で処理することにより位置決めマーク
を検出することが考えられている。

発明が解決しようとする課題 然し、その位置決めマークは第７図で示すように表面側
が画一的な平面及び曲面形状を呈するとは限らず、ラン
ダムな凹凸面を呈し或いは半田盛りに欠けや抜けか存在
することもあるから、位置決めマークＭに照射された光
が全て所定角で反射しないでカメラ撮影機のレンズＲに
部分的にしか入光しないことにより位置決めマークの形
状を全体的に光学像として開明に映像できない事態が生
ずる。この光学像をイメージセンサで処理すると第８図
ａで示すような縦軸の電気信号レベルと横軸の光学素子
位置とで表わされる波形として捉えられ、また、その処
理を容易にするへく二値化回路でデジタル信号に変換す
ると第８図すで示すような波形となって位置決めマーク
の全面を均等に捉えられないところから、上述した位置
決めマクからの反射光を基板の位置ズレ補正用の制御デ
ータとして用いるには適さない場合も生ずる。

芸において、本発明は半田盛りによる基板の位置決めマ
ークを正確に検出可能にする基板の位置決めマーク検出
方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明に係る基板の位置決めマーク検出方法においては
、プリント基板に設Ｇづられた位置決めマーク並びにマ
ーク周辺の基板面に偏向板を通して光源から光を照射し
、この光がカメラ撮影機に向かって反射するもののうち
で位置決めマークから反射する光をカメラ撮影機の前面
側に配置した偏向板で遮断すると共に、マーク周辺の基
板面から乱反射する光のみをカメラ撮影機に入光させ、
その光でカメラ撮影機に位置決めマークのシルエット像
を像影させて位置決めマークを検出するようにされてい
る。

作用 この基板の位置決めマーク検出方法では、基板の位置決
めマーク並びにマーク周辺の基板面に照射する光の反射
光のうちでマーク周辺の基板面で乱反射する光のみをカ
メラ撮影機で捉えて位置決めマークをシルエット像とし
て逆に像影するから、位置決めマークの表面状態に影響
されないで所定の位置決めマークを光学的に正確に捉え
られることにより半田盛りで形成した位置決めマークで
も装着ヘッドと基板との相関関係を正確に補正するデー
タとして用い得るようになる。

実施例 以下、第１〜６図を参照して説明すれば、次の通りであ
る。

この基板の位置決めマーク検出方法は第１図て示すよう
にＸＹテーブルＴに載置されたプリン１一基板Ｐの位置
決めマークでプリント基板Ｐの搭載位置を割り出し、そ
のプリント基板Ｐの板面に電子部品を実装する装着ヘッ
ト（図示せず）との相関的な位置関係を修正するのに適
用される。その修正は例えば装着ヘッド側のＸ、Ｙ方向
に沿う穆動で行うことができ、この修正に基づいてプリ
ント基板Ｐの板面に形成した導電パターンの所定位置に
電子部品を装着するのに適用されている。また、その位
置決めマークの検出にあたってはプリント基板Ｐの板面
に４電パターンと共に半田盛り成形した位置決めマーク
Ｍを用い、この位置決めマークＭに電源１０と接続した
光源１１から光を照射することによる反射光を上方に配
置したカメラ撮影機１２て捉えて位置決めマークＭの光
学像を像影すると共に、その光学像に基づいて後述する
如く画像処理装置１８て画像処理することにより装着ヘ
ットの位置修正データを割り出すことが行われている。

光源１１からμが射する光は、偏向板１４で偏向させて
プリント基板Ｐの板面に形成された位置決めマークＭ並
ひにマーク周辺の基板面に照射する。また、この位置決
めマークＭ並びにマーク周辺の基板面から反射する光は
カメラ撮影機１２の前面側に配置する偏向板１５を通し
て遷択的にカメラ撮影機１２に入光させることにより所
定の位置決めマークＭの光学像として得る。詳しくは、
光源１１から光を偏向板１４に透過させて位置決めマー
クＭ並びにマーク周辺の基板面に照射すると、位置決め
マークＭの鏡面から反射する光とマーク周辺の相対的に
粗荒な基板面から乱反射する光とが生ずる。その反射光
のうち、位置決めマークＭからの光は位置決めマークＭ
の半田盛りに凹凸や欠は或いは抜けがあることにより第
２図て示ず如くカメラ撮影機１２に一部が入光しなくて
も、レンズに向って反射する反射光は偏向板１５の操作
でカメラ撮影機１２のレンズに入光させないよう遮断す
ることにより位置決めマークＭを像影する。その遮断は
偏向板１５の偏向角を反射光の偏向角に対して約９０”
　に設定することで可能であり、この角度設定で位置決
めマークＭからの反射光がカメラ撮影機１２に入光する
のをほとんど遮断できる。これと同時にマーク周辺の基
板面から反射する光も偏向板１５に向うが、その反射光
はマーク周辺の粗荒面で乱反射することにより偏向面が
崩れているから一部は偏向板１５で遮断されるものの、
多くはカメラ撮影機１２のレンズに入光する。この入光
でカメラ撮影機１２にはマク周辺の基板面か明レベルで
位置決めマークＭが暗レベルの光学像か像影され、それ
がイメージセンサ１６に光学像として結ばれる。このイ
メージセンサ１６は多数の光学素子を面上に配列したも
のでなり、その電気信号で第４図ａで示すような縦軸の
電気信号レベルと横軸の素子位置とからマーク周辺を明
レベルで表わすと共に位置決めマクＭを暗レベルで捉え
た波形として描出できる。この波形を所定の電気信号レ
ベルを越えるか或いは越えないかを横軸の素子位置に対
応して判別する二値化回路１７てデジタル処理すると、
第４図すに示す如くマーク周辺を２進“１″′で位置決
めマークＭを２進”　ｏ　”に置換することによりテレ
ビ受像機１３には第５図で示すようにデジタル信号に対
応してマーク周辺が白の画面で描出されて位置決めマー
クＭが黒のシルエット像Ｉで描出されるようになる。そ
のシルエット像■によれは位置決めマークＭの周縁は正
確に描出することができ、これを画像処理装置１８を介
してモニター用のテレビ受像機１３に送信することによ
り位置決めマークＭの現在位置を正確に映し出すことが
できる。その画像処理装置１８には画像メモリーとプロ
グラムメモリーとを内蔵し、この働きで６図で示すよう
に位置決めマークＭに応したシルエット像■の重心線℃
から上下、左右に移動する各操作線ｊ２＋　、　ｆ）、
２、ｆ！、３　、　Ａ２４を備′えて位置ズレ測定を行
うようにできる。

その操作線ｆ１．＋　、Ａ１２．ｆ１３．Ａ１４を用い
ては、第６図ａ、ｂで示すように操作線℃。

ｆｔ２、ｆｔ３．ｆｔ＜を上下並びに左右に別に移動さ
せてシルエット像Ｉの暗い点がなくなるまでスキャンす
ることにより位置ズレ測定を行うことができる。この操
作線ｆＬ＋　、Ａ２．１３　、Ａ１４の移動で求められ
た幅Ｗ、、Ｗ２が初期設定した値の許容士値内に位置す
るときには、位置決めマークＭを把握できたと判断てき
る。また、その許容士値内にシルエット像■がないとき
には二値化回路１７の所定の電気信号レヘルな変えて再
び操作線ｆｌｙ、立、、ｆ１．．．ｉ、を上下、左右に
移動させ、上述したと同様の方法でシルエット像■のエ
ツジを捜す。このようにして求めたＸ、Ｙ方向の操作線
のエツジから第６図Ｃで示すようにシルエット像■の中
心点０を割り出し、その中心点０が予め定めた標準パタ
ーンの中心点とＸＹ力方向座標軸の素子位置で何個相違
するかを画像処理装置１８で算出することにより位置ズ
レ量を求める。

その位置ズレデータをＮＣ制御装置１９に送って電子部
品の装着ヘットとＸＹテーブルＴの台上に載置された基
板との位置関係を修正した後に、装着ヘッドを下降動す
ることによりヘッド先端に吸持した電子部品をプリント
基板ＰＩ、：搭載すれば、所定の導電パターンに位置決
めさせて電子部品を半田付は固定できるようになる。

発明の効果 以上の如く、本発明に係る基板の位置決めマク検出方法
に依れば、電子部品の実装位置ズレを修正するデータと
して半田盛りによる位置決めマークを光学的に正確に把
握することを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る基板位置決めマークの検出方法を
適用する光学処理システムの概略説明図、第２．３図は
同基板位置決めマークの検出方法で反射光の光学処理シ
ステムを示す概略説明図、第４図ａ、ｂはカメラ撮影機
で像影した光学像に基づく電気信号の波形を示す説明図
、第５図は同検出方法によるテレビ受像機の画面状態を
示す説明図、第６図ａ〜Ｃはテレビ受像機における画像
処理を示す説明図、第７図は従来法による問題点を示す
説明図、第８図ａ、ｂは従来法によるカメラ撮影機で像
影した電気信号の波形を示す説明図である。 Ｐ　プリント基板、Ｍ　位置決めマーク、１１・光源、
１２　カメラ撮影機、１４．１５　　偏向板、■　シル
エット像。 第 図 一〇モニじ」−一 す。 第５図 第 図 夕３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プリント基板（Ｐ）に設けられた位置決めマーク（Ｍ）
   並びにマーク周辺の基板面に偏向板（１４）を通して光
   源（１１）から光を照射し、この光がカメラ撮影機（１
   ２）に向かって反射するもののうちで位置決めマーク（
   Ｍ）から反射する光をカメラ撮影機（１２）の前面側に
   配置した偏向板（１５）で遮断すると共に、マーク周辺
   の基板面から乱反射する光のみをカメラ撮影機（１２）
   に入光させ、その光でカメラ撮影機（１２）に位置決め
   マーク（Ｍ）のシルエット像（Ｉ）を像影させて位置決
   めマークを検出するようにしたことを特徴とする基板の
   位置決めマーク検出方法。