JPH04123497A - Detection of position of substrate and means of loading part on substrate - Google Patents

Detection of position of substrate and means of loading part on substrate

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JPH04123497A
JPH04123497A JP2242321A JP24232190A JPH04123497A JP H04123497 A JPH04123497 A JP H04123497A JP 2242321 A JP2242321 A JP 2242321A JP 24232190 A JP24232190 A JP 24232190A JP H04123497 A JPH04123497 A JP H04123497A
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Abstract

PURPOSE:To accurately detect a mark position without being affected by the condition of the surface of an alignment mark prepared on a substrate by detecting the minimum one of configurations similar to a predetermined configuration at least partly in contact with the positioning mark obtained from a binary image signal and by using the position of the detected minimum configuration to detect the position of the positioning mark. CONSTITUTION:A pattern is detected (reference number 40), encoded into a binary value (reference number 41), and converted into a two dimensional binary digital image, followed by detecting the outermost border line of the pattern (reference number 42), further followed by obtaining summits of a totally convex polygon from a group of points composing the outermost border line (reference number 43), furthermore followed by obtaining the farmost point Voronoi-diagram for the summits of the totally convex polygon (reference number 44), again followed by obtaining a circle with the minimum radius from circles having the center at the Voronoi point and passing the three points corresponding to three Voronoi areas adjacent to the Voronoi points, that is, the minimum inclusive circle (reference number 45), and finally followed by letting the center of this minimum inclusive circle be the position of positioning mark. The minimum inclusive circle can be determined at a constant position despite a defect of the profile section, thereby being able to detect the position of the substrate accurately. With this, the position of a substrate can be accurately detected. Since the inclusive configurations have only to be circum-scribed about the positioning mark, they have only to be made similar to one another.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子部品を基板へ自動搭載する場合や搭載さ
れた部品の検査を行う場合などの、基板の位置検8方法
およびこれを用いた基板への部品搭載装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention provides eight methods for detecting the position of a board and its use, such as when automatically mounting electronic components on a board or inspecting the mounted components. The present invention relates to a device for mounting components onto a printed circuit board.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

電子部品の自動搭載機の基板位置検出法としては、辻ほ
かrmft認5a装置付きFICマウンタの開発」EJ
i、評論、 vo 1.68. No、 10. p 
p。
As a board position detection method for automatic electronic component mounting machines, Tsuji et al.
i, review, vo 1.68. No, 10. p
p.

21〜24(1986−10)に示されているように、
パターンの測定線に沿った明るさ波形を検出し、その変
化点を検出する方法か知られている。また、同論文には
、位置決めマークの重心を算呂する方法も一般的に行わ
れていることが記述されている。
21-24 (1986-10),
A known method is to detect a brightness waveform along a measurement line of a pattern and detect its changing points. The same paper also describes that a method of determining the center of gravity of a positioning mark is also commonly used.

他の基板の位置検出法としては、例えば、菅原「大型産
業基板用自動位置決め機能付スクリーン印刷機」センサ
技術、 v o l 、8 r N o 6 + p 
p 。
Other board position detection methods include, for example, Sugawara "Screen printing machine with automatic positioning function for large industrial boards" sensor technology, v o l, 8 r No 6 + p
p.

132〜135 (1988−5)に開示されている様
に、基板に設けられた2個以上の円形のアライメントマ
ークをカメラで検出し、その2値画像の重心を求めて基
板の位置を決定する方法が知られている。
132-135 (1988-5), two or more circular alignment marks provided on the substrate are detected with a camera, and the center of gravity of the binary image is determined to determine the position of the substrate. method is known.

また、特開昭61−165184号公報に記載されてい
る十字状アライメントマークの投影よりその中心位置を
検出するもの、電気学会論文誌第96−6巻。
Furthermore, a method for detecting the center position of a cross-shaped alignment mark from its projection is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-165184, Vol. 96-6, Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan.

第1号(1976) r時分割パターン認識技術による
群制御トランジスタ組立システム」に記載されているt
め記憶された特定パターンのテンブレー1へマツチング
によりその位置を検出するもの、特開昭57−1548
87号公報記載のアライメントマークの1次元検出波形
より位置検出するものなとも知られている。
No. 1 (1976) "Group Control Transistor Assembly System Using Time-Division Pattern Recognition Technology"
Detecting the position by matching a stored specific pattern to template 1, JP-A-57-1548
It is also known that the position is detected from the one-dimensional detection waveform of the alignment mark described in Japanese Patent No. 87.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記した従来の位置検出法では、基板上のアライメント
マークあるいは特定パターンは、予め想定された形状で
正しく画像検出されることを前提としている。このため
、基板にははんだコートが施しである場合など、マーク
が正しい形状で検出できないと、基板の位置検出誤差が
大きくなり、部品の搭載や検査が正しく行えないという
課題があった。
The above-described conventional position detection method is based on the premise that the alignment mark or specific pattern on the substrate is correctly image-detected in a predetermined shape. For this reason, if the mark cannot be detected in the correct shape, such as when the board is coated with solder, the error in detecting the position of the board increases, making it impossible to correctly mount and inspect components.

本発明の目的は、上記課題を解決すべく、基板に設けら
れたアライメントマークの表面の状態に影響を受けずに
正確にマーク位置を検出する基板の位置検出方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a substrate position detection method that accurately detects the mark position without being affected by the surface condition of an alignment mark provided on the substrate.

また本発明の目的は、基板に設けられたアライメントマ
ークの表面の状態に影響を受けずに、正確にマーク位置
を検出して正確に部品を基板に搭載できるようにした基
板への部品搭載装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a device for mounting components on a board, which is capable of accurately detecting mark positions and mounting components on a board without being affected by the surface condition of alignment marks provided on the board. Our goal is to provide the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するため1本発明は、基板上の複数箇所
に、特定の形状のマークを配し、特定位置からマークの
形状を検出し、電気信号に変換し、電気信号に変換され
た画像をマークのパターンがパ1”、他が11011と
なる様に2値化し、2値化されたパターンを内包する大
きさ最小の図形(最小包含図形と呼ぶ)を検出し、その
位置に基づいて基板の位置を決定するようにしたもので
ある。
In order to achieve the above object, the present invention arranges marks of a specific shape at multiple locations on a substrate, detects the shape of the mark from a specific position, converts it into an electrical signal, and images the converted electrical signal. is binarized so that the mark pattern is Pa1" and the others are 11011, and the minimum size figure that includes the binarized pattern (called the minimum inclusive figure) is detected, and based on its position. This is to determine the position of the substrate.

即ち本発明は、基板の複数箇所に特定の形状のパターン
を位置決めマークとして配置し、該位置決めマークを光
学的に検出して光学像を得、上記光学像を電気信号に変
換し、該電気信号を該位置決めマークの少なくとも一部
分とその他の部分に2値化して2値化画像信号に変換し
、該2値化画像信号により得られる該位置決めマークの
少なくとも一部分の形状に外接する予め定められた形状
に相似の図形のうち最小の図形を検出し、該検出された
最小の図形の位置から上記位置決めマークの位置を検出
することを特徴とする基板の位置検出方法である。
That is, the present invention arranges patterns of specific shapes as positioning marks at a plurality of locations on a substrate, optically detects the positioning marks to obtain an optical image, converts the optical image into an electrical signal, and converts the optical signal into an electrical signal. a predetermined shape that circumscribes the shape of at least a portion of the positioning mark obtained by the binary image signal; This method of detecting the position of a substrate is characterized by detecting the smallest figure among figures similar to the figure, and detecting the position of the positioning mark from the position of the detected smallest figure.

また、本発明は、基板の位置決めマークの形状を検出す
る第1の手段と、該第1の手段により検出された検出形
状の外周輪郭の情報に基づき基板の位置を検出する第2
の手段と、上記第2の手段により検出された基板の位置
に基づき部品を基板に位置合せし搭載する手段とを備え
たことを特徴とする基板への部品搭載装置である。
The present invention also provides a first means for detecting the shape of the positioning mark on the substrate, and a second means for detecting the position of the substrate based on information about the outer peripheral contour of the detected shape detected by the first means.
This is a device for mounting components on a board, characterized by comprising means for positioning and mounting the component on the board based on the position of the board detected by the second means.

〔作用〕[Effect]

基板に設けられた位置検出に使用するマークを例えばリ
ング状の照明光源によって検出すると、マーク表面には
んだコートが施されている場合、その立体的な形状によ
って、第2図(b)〜(d)に示すように、マークの一
部が欠けたパターン形状として検出されることがある。
When a mark used for position detection provided on a board is detected using, for example, a ring-shaped illumination light source, if the mark surface is coated with solder, the three-dimensional shape will cause a difference between ), a mark may be detected as a pattern with part of it missing.

しかし、マーク本来の輪郭の2分の1以上が欠けること
は、はとんどないことから、検出されたパターンを包含
する大きさ最小の図形(最小吊金図形)は、輪郭部の欠
けにかかわらす、一定の位置に決定することができ、こ
れによって、基板の位置を正確に検出することが可能に
なる。上記した包含図形は1位置決めマークに外接すれ
ば良いから、互いに相似であれば良く、限ずしも第3図
に示すように位置決めマークと同一形状である必要はな
い。
However, since it is rare for more than half of the original outline of the mark to be missing, the smallest size figure (minimum hanger figure) that includes the detected pattern is However, the position of the substrate can be determined at a constant position, thereby making it possible to accurately detect the position of the substrate. Since the above-mentioned inclusive figures need only circumscribe one positioning mark, they only need to be similar to each other, and do not necessarily have to have the same shape as the positioning mark as shown in FIG.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の一実施例を第1図および第4図から第8
図を用いて説明する。本実施例では、基板の位置検出に
使用するマークとして、円形パターンを用いる。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 4 to 8.
This will be explained using figures. In this embodiment, a circular pattern is used as the mark used to detect the position of the substrate.

第4図に示すように、本実施例では、パターンを検出し
く40で示す)、2値化しく41で示す)、2次元の2
値ディジタル画像とした後、パターンの最外部輪郭線を
検出しく42で示す)、次に最外部輪郭線を構成する魚
群から白色の頂点を求め(43で示す)、次に白色の頂
点をなす点の最遠点ボロノイ図を求め(44で示す)、
ボロノイ点を中心としボロノイ点に隣接す/、3つのボ
ロノイ領域に対応する3点を通る円のうち半径か最小と
なる円、すなわち最小包含円を求め(45て示す)、こ
の中心をもって位置決めマークの位置とする。
As shown in FIG.
After converting into a value digital image, the outermost contour of the pattern is detected (indicated by 42), then the white vertices are found from the school of fish forming the outermost contour (indicated by 43), and then the white vertices are determined. Find the farthest point Voronoi diagram of the points (indicated by 44),
Find the circle with the minimum radius, that is, the minimum enclosing circle (indicated by 45) among the circles centered on the Voronoi point and passing through the three points adjacent to the Voronoi point and corresponding to the three Voronoi regions (indicated by 45), and use this center as the positioning mark. position.

次に1本実施例で用いる最外部輪郭線、白色、最遠点ボ
ロノイ図について述へる。
Next, the outermost contour line, white color, and farthest point Voronoi diagram used in this embodiment will be described.

最外部輪郭線の検出は、第5図に示すように、検出され
た2値画像を、まず左から右、上から下ヘサーチし、そ
れぞれのY座標において値かはじめてit O”から1
11 P+に変化した点の画像上の座標を列挙し、続い
て右から左、下から上ヘサーチして同様に“0″から“
1″に変化した点の座標を列挙して一連の座標系列を生
成するものである。
To detect the outermost contour line, as shown in Fig. 5, the detected binary image is first searched from left to right and from top to bottom, and the value at each Y coordinate is changed from "it O" to "1".
11 List the coordinates on the image of the points that changed to P+, then search from right to left, bottom to top, and similarly from "0" to "
A series of coordinates is generated by enumerating the coordinates of points that have changed to 1''.

最外部輪郭線は、その検出法より明らかな様に、検出2
値パターンの最も外側の輪郭の候補点であり、続いて行
う白色の検出結果は、検出2値パターンのu 1 +t
の部分のすべての点の座標を用いて直接6包を検出した
場合に一致する。最外部輪郭線の検出は単純な画像処理
であるため、これによって、より複雑な処理を要求する
白色検出の入力データ量を減らすことかでき、結果的に
、全体の処理時間を減らすことかできる。
As is clear from the detection method, the outermost contour line is detected by detection 2.
This is the candidate point of the outermost contour of the value pattern, and the subsequent white detection result is u 1 +t of the detected binary pattern.
It matches when 6 capsules are directly detected using the coordinates of all points in the part. Since detection of the outermost contour line is simple image processing, this can reduce the amount of input data for white detection, which requires more complex processing, and, as a result, reduce the overall processing time. .

白色は、第6図に示すように、すへての点を頂点あるい
は辺上、あるいは内部に含む凸の多角形である。白色検
出の目的は、白色の頂点のみを最外部輪郭線より抽出す
ることによって、最小包含円を決定する輪郭線上の3点
の情報を失うことなく、より複雑な処理を要求される最
遠点ボロノイ図の生成処理の入力データ量を減らし、結
果的に全体の処理時間を減らすことである。白色の検出
法は、例えば、伊理監修「計算幾何学と地理情報処理J
 bit別冊−PP79を共立出版(1986)に示さ
れたrGrahamの算法」を用いることによって実現
できる。なお、この場合、すでに最外部輪郭線を上記し
た様に左から右、上から下へ、また右から左、下から上
への順に検出しているので、rGrahamの算法」で
前処理として使用している偏角類のソーティングは不要
である。
As shown in FIG. 6, white is a convex polygon that includes all points on its vertices, sides, or inside. The purpose of white detection is to extract only white vertices from the outermost contour, without losing information on the three points on the contour that determine the minimum enclosing circle, and to detect the farthest point, which requires more complex processing. The goal is to reduce the amount of input data for the Voronoi diagram generation process, and as a result, reduce the overall processing time. For example, the white detection method is described in "Computational Geometry and Geographic Information Processing J.
Bit Bessatsu-PP79 can be realized by using Graham's algorithm shown in Kyoritsu Shuppan (1986). In this case, the outermost contour line has already been detected in the order of left to right, top to bottom, right to left, and bottom to top as described above, so it is used as preprocessing in rGraham's algorithm. There is no need for sorting of declinations.

最遠点ボロノイ図は、例えば、上記の「計算幾何学と地
理情報処理JppHOに述べられている様に、最小包含
円を効率良く、かつ厳密に求める場合、使用される。第
7図に第6図の点a−gに対する最遠点ボロノイ図を示
す。最遠点ボロノイ図は、各点に対応する「ボロノイ領
域」 (同図では小文字のアルファベットの点に対応す
る領域を大文字のアルファベットで示した)とそれらの
境界線、「ボロノイ辺」、およびボロノイ辺の交点、「
ボロノイ点」より成る。各ボロノイ領域、例えばA内の
すべての点は、点aまでの距離が、他の点b−gまでの
距離よりも大であるという性質を持つ。従って、第8図
に示すように、3つ(あるいは4つ以上)のボロノイ領
域の境界点であるボロノイ点は、それぞれのボロノイ領
域(第8図ではC,D、E)に対応する点(同図でC2
d、e)までの距離が等しく、かつ、他のどの点までの
距離も1点c、d、eまでの距離より小となる。この結
果、ボロノイ点は、(同図の場合、点c、d、eを通る
)包含円(すべての点を円周上または内部に含む円)の
中心となる。このように、最遠点ボロノイ図を生成し、
すべてのポロノイ点について包含的の半径を調へ、半径
か最小となるホロノイ点を見い出せば、最小包含的の中
心座標が決定できる。最遠点ボロノイ図の生成は。
The farthest point Voronoi diagram is used, for example, when the minimum enclosing circle is efficiently and precisely determined, as described in the above-mentioned ``Computational Geometry and Geographical Information Processing JppHO''. The farthest point Voronoi diagram for points a-g in Figure 6 is shown. ) and their boundaries, the ``Voronoi edges'', and the intersections of the Voronoi edges, ``
It consists of "Voronoi points". All points in each Voronoi region, for example A, have the property that the distance to point a is greater than the distance to other points b-g. Therefore, as shown in FIG. 8, the Voronoi points that are the boundary points of three (or more than four) Voronoi regions are the points (C, D, E in FIG. 8) corresponding to the respective Voronoi regions (C, D, E in FIG. In the same figure, C2
The distances to points d and e) are equal, and the distances to any other point are smaller than the distances to points c, d, and e. As a result, the Voronoi point becomes the center of an inclusive circle (a circle that includes all points on or inside the circumference) (in the case of the figure, passing through points c, d, and e). In this way, the farthest point Voronoi diagram is generated,
If we find the Holonoi point whose radius is the minimum by determining the inclusive radius for all Poronoi points, we can determine the center coordinates of the minimum inclusive point. How to generate the farthest point Voronoi diagram.

上記の[計算幾何学と地理情報処理Jpp136〜14
1に述べられている様に、「逐次添加法」「再帰2分法
)などを用いて効率良く実現できる。
[Computational Geometry and Geographic Information Processing Jpp136-14]
As described in 1, this can be efficiently realized using the "sequential addition method", "recursive bisection method", etc.

−旦、基板上の個々の位置決めマークの位置が求まれば
5従来の基板の位置決定法と同様の手法を用いて基板の
位置が決定できる。
- Once the positions of the individual positioning marks on the substrate are determined, the position of the substrate can be determined using a technique similar to the conventional substrate positioning method.

本実施例によれば、位置決めマークとして円形パターン
を用いているので、最も単純な処理で最小包含図形の位
置を決定でき、短時間に基板の位置を決定できるという
効果がある。
According to this embodiment, since a circular pattern is used as the positioning mark, the position of the minimum included figure can be determined with the simplest processing, and the position of the substrate can be determined in a short time.

なお、本実施例において、パターン検出は、検出器とし
てTVカメラ、CCDラインセンサの走査など、また照
明法としてリング状照明など、位置決めマークが鮮明に
検出できれば、公知のいずれのパターン検出法を用いて
も良い。また、処理時間の増大を許せば、最外部輪郭線
の検出又は最外部輪郭線および白色の検出を省いても良
い6また、本実施例において、検出画像のX方向、Y方
向にそれぞれ軸を持ち、それぞれの方向の径の比がP:
qであるような楕円を位置決めマークとして用いても良
い。この場合、白色を検出した後、頂点のXY座標をそ
れぞれ一倍、−倍し、同P     q 様に最小包含的を求め、その中心座標を2倍、q倍すれ
ば良い。この方法は、パターン検出の際、画像のサンプ
リング間隔がX方向とY方向で一致せず、結果的に画像
上で円形パターンが楕円になってしまった場合にも適用
できる。上記した座標変換は、白色検出後の少数の点に
ついて行っているので、全検出パターンを円に形状変換
して処理する場合に比べ、大幅な処理時間の短縮ができ
、かつ、上記した実施例と全く同様の効果を持つ。
In this embodiment, pattern detection can be performed using any known pattern detection method, such as a TV camera or CCD line sensor scanning as a detector, or ring-shaped illumination as an illumination method, as long as the positioning mark can be clearly detected. It's okay. Furthermore, if an increase in processing time is allowed, the detection of the outermost contour line or the detection of the outermost contour line and white color may be omitted. and the ratio of the diameters in each direction is P:
An ellipse such as q may be used as a positioning mark. In this case, after detecting white, the XY coordinates of the vertices are multiplied by 1 and -, respectively, the minimum inclusiveness is obtained in the same manner as P q , and the center coordinates thereof are multiplied by 2 and q. This method can also be applied when the sampling intervals of an image do not match in the X and Y directions during pattern detection, and as a result, a circular pattern becomes an ellipse on the image. Since the coordinate transformation described above is performed on a small number of points after white detection, the processing time can be significantly shortened compared to the case where all detected patterns are transformed into circles and processed. has exactly the same effect.

本実施例を実施するための処理装置は、画像信号を2値
化し、一定の時間間隔でサンプリングし、メモリに蓄え
、そのメモリの内容に対してプログラムによって自由に
処理を行うことのできる、いかなる形態の公知の処理装
置を用いても良い。
The processing device for carrying out this embodiment is any type of processing device that can binarize an image signal, sample it at regular time intervals, store it in a memory, and freely process the contents of the memory using a program. Any known processing device may be used.

次に、第9図および第10図を用いて本発明による第2
の実施例について述へる。
Next, using FIG. 9 and FIG.
An example will be described below.

本実施例では、第1の実施例と同様、円形パターンを位
置決めマークとして用い、第1の実M 例で述へた最小
包含的の検出23までの処理に加え。
In this embodiment, as in the first embodiment, a circular pattern is used as a positioning mark, and in addition to the processing up to the minimum inclusive detection 23 described in the first example.

円周候補点の抽出51及び最/IX2乗近似円の計算5
2を行う。
Extraction of circumference candidate points 51 and calculation of the most/IX squared approximation circle 5
Do step 2.

円周候補点の抽出は、第10図に示すように、白色の頂
点47の中から、最小包含的46の円周からの距離が一
定値α(例えば、1画素に相当する景)以内の点を抽出
することにより行う。従って48の円周候補点は除去さ
れる。
As shown in FIG. 10, the circumferential candidate points are extracted from among the white vertices 47 whose distance from the circumference of the minimum inclusive 46 is within a certain value α (for example, a scene corresponding to one pixel). This is done by extracting points. Therefore, 48 circumferential candidate points are removed.

抽出された点の座標を(xi、yi)i=1+2、・・
・、Nとし、円の方程式を x2+y”+2gx+2fy+c=Q−旧−(1)とし
たとき、最小2乗近似円は、 ε 2 : Σ(x+”+y、”+2 gx、+2fy
++c)”   −−−−(2)l冨l とおき、 の3元1次連立方程式をgyfycについて解けば、中
心(−g+−f)l半径J?117°下−として求める
ことができる。
The coordinates of the extracted point are (xi, yi)i=1+2,...
・, N, and the equation of the circle is x2+y"+2gx+2fy+c=Q-old-(1), the least squares approximation circle is ε 2 : Σ(x+"+y, "+2 gx, +2fy
++c)'' ----(2) If l is set and the three-dimensional linear simultaneous equations are solved for gyfyc, the center (-g+-f)l radius J?117° below- can be obtained.

本実施例では、このようにして求めた最小2乗近似円の
中心を位置決めマークの位置とし、基板の位置を決定す
る。
In this embodiment, the center of the least squares approximation circle obtained in this manner is set as the position of the positioning mark, and the position of the substrate is determined.

本実施例によれば、最終的に最小2乗近似円の中心とし
てマーク位置を検出しているので、画像のサンプリング
誤差を最小とし、かつ画素単位以下の高精度な位置検出
が可能になるという効果がある。
According to this embodiment, since the mark position is finally detected as the center of the least squares approximation circle, it is possible to minimize the image sampling error and to perform highly accurate position detection in pixel units or less. effective.

本実施例の場合も、第1の実施例の場合と同様、パター
ン検出及び処理装置として公知のいずれを用いても良い
。また、楕円形位置決めマークも同様に扱うことが可能
である。本実施例の場合、白色の頂点のxy座標を工倍
、工倍として、最小2    q 乗近似用の中心座標を2倍、q倍としすれば良い。
In this embodiment, as in the first embodiment, any known pattern detection and processing device may be used. Further, oval positioning marks can also be handled in the same way. In the case of this embodiment, the xy coordinates of the white vertices are set as the factor and the center coordinates for the minimum 2 q power approximation are set as 2 times and q times.

以上に述べた実施例では、円形パターン、楕円形パター
ンを位置決めマークとして用いたが、第11図に示すよ
うに、直線で構成されたパターン、複数のパターンから
成るパターン、内部に任意形状の空白さらには空白の中
にパターンが存在するパターン、任意の既知の曲線から
成るパターンなど、最外周の輪郭に既知形状(大きさは
未知で可)を含むパターンであれば、本発明の原理に従
って位置決めマークの位置を正確に検出できることは明
らかである。
In the embodiments described above, circular patterns and oval patterns were used as positioning marks, but as shown in FIG. Furthermore, if the pattern includes a known shape (the size may be unknown) on the outermost contour, such as a pattern that exists in a blank space or a pattern that consists of an arbitrary known curve, positioning can be performed according to the principles of the present invention. It is clear that the position of the mark can be detected accurately.

次に、第12図を用い、本発明による基板への部品搭載
装置について述べる。
Next, an apparatus for mounting components on a board according to the present invention will be described with reference to FIG.

上記した第1.第2の実施例に従えば、基板の位置決め
マークの位置を、はんだコートなどその表面状態にかか
わらず、誤りなく高精度に検出できる。まず、基板11
0は基板搬送機構によって部品搭載装置に搬送され、ガ
イドピン111によって機械的に粗位置決めされる。基
板110には円形の位置決めマーク2個、112a 、
 112bが形成されている。次に、全体制御装置10
1より9指令によって、リング照明107a 、 10
7bで照明された基板の位置決めマーク112a 、 
112bがTVカメラ106a 、 106bによって
検出され、画像処理装置100に画像が取り込まれる。
Above mentioned 1. According to the second embodiment, the position of the positioning mark on the board can be detected with high accuracy without error, regardless of its surface condition such as solder coating. First, the board 11
0 is transported to the component mounting device by the board transport mechanism, and roughly positioned mechanically by guide pins 111. The board 110 has two circular positioning marks, 112a,
112b is formed. Next, the overall control device 10
According to commands 1 to 9, ring lights 107a, 10
positioning mark 112a of the board illuminated by 7b,
112b is detected by the TV cameras 106a and 106b, and the image is captured into the image processing device 100.

画像処理袋[100によって第1の実施例又は第2の実
施例に示した位置検出力Cムか、l’〜゛カメラ106
 a 、 106 bで検出されたそれぞれの画像に対
して実行され、マーク112a、112bの位置が全体
制御装置]01に出力される。
The image processing bag [100 indicates the position detection power C or l'~' camera 106 shown in the first embodiment or the second embodiment.
This is executed for each of the images detected at 106a and 106b, and the positions of the marks 112a and 112b are output to the overall control device]01.

画像処理装置100は、入力された画像を一定のクロッ
クでサンプリングし、2次元ディジタル画像としてメモ
リに取り込むことかでき、かつ、取り込まれた画像に対
して専用ハードウェア、あるいは、マイクロプロセッサ
などのソフトウェアによって自由に処理できるものであ
れば、公知のいかなる形態の装置でも用いることができ
る。次に全体制御装置は、xyz直交ロボット103に
指令を出し、部品供給機構104から搭載すべき部品1
09を部品吸着機構105用いて取り出し、画像処理装
置100からの位置決めマーク112a 、 112b
の位置で補正した基板上の位置へ部品を搭載する。
The image processing device 100 is capable of sampling an input image at a constant clock and importing it into memory as a two-dimensional digital image, and processing the imported image using dedicated hardware or software such as a microprocessor. Any known type of equipment can be used as long as it can be processed freely by the following methods. Next, the overall control device issues a command to the xyz orthogonal robot 103 and supplies the component 1 to be loaded from the component supply mechanism
09 using the component suction mechanism 105 and positioning marks 112a and 112b from the image processing device 100.
Mount the component at the corrected position on the board.

なお1位置の補正は、XYZ直交ロボット103への位
置補正に限らず、基板110の支持機構をX。
Note that correction of one position is not limited to correction of the position of the XYZ orthogonal robot 103;

Yに移動させて行っても良い。以降、部品の取り出しと
搭載を指定された部品に対してすべて行った後、再び基
板搬送機構108を用いて基板110を搬比する。
You may also move it to Y. Thereafter, after all the parts have been taken out and mounted on the designated parts, the board 110 is transported again using the board transport mechanism 108.

なお、部品の取り出し/搭載は、XYZ直交ロボットと
部品吸着機構の他、いわゆるスカラー形のロボットなど
正しく機械的に部品の取り出し/搭載を行うことのでき
るものであれば何でも良い。
Note that the parts may be taken out/loaded using any device that can correctly mechanically take out/load parts, such as an XYZ orthogonal robot and a parts suction mechanism, or a so-called scalar robot.

また、画像の検出も、リング照明とTVカメラの組合せ
の他、位置決めマークを鮮明に2次元画像検出できれば
、公知のいがなる手段を用いても良い。
In addition to the combination of a ring illumination and a TV camera, the image may be detected by any known method as long as the positioning mark can be clearly detected as a two-dimensional image.

本実施例によれば、基板位置決めマークの表面状態にか
かわらず、正確な部品の搭載が可能になるという効果が
ある。
According to this embodiment, it is possible to accurately mount components regardless of the surface condition of the board positioning mark.

なお、以上の実施例では、部品の搭載を例にとったが1
部品搭載済の基板の検査など、基板の位置を検出する必
要のあるいかなる装置へも本発明方法が適用可能であり
、同様な効果が得られることはもちろんである。
In addition, in the above embodiment, mounting of parts was taken as an example, but 1
It goes without saying that the method of the present invention can be applied to any device that needs to detect the position of a board, such as inspection of a board on which components are mounted, and similar effects can be obtained.

(発明の効果〕 本発明によれば、位置決めマークの表面の状態にかかわ
らず正確にマークの位置を検出できるので、部品の基板
への搭載または基板の検査のを誤りなく精度良く行うこ
とができるという効果がある。
(Effects of the Invention) According to the present invention, the position of the positioning mark can be accurately detected regardless of the surface condition of the mark, so it is possible to mount components on the board or inspect the board with high precision and without errors. There is an effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による自動位置検出方法の流れを示す図
、第2図は基板の位置決めマークの検出例を示す図、第
3図は最小包含図形を説明する図、第4図は本発明の第
1の実施例の流れを示す図。 第5図は最外部輪郭線の検出法を示す図、第6図は6包
を説明する図、第7図は最遠点ボロノイ図を説明する図
、第8図は最遠点ボロノイ図の性質を説明する図、第9
図は本発明による第2の実施例の流れを示す図、第10
図は第2の実施例によ否円周候補点の抽出法を示す図、
第11図は本発明による位置検出方法に使用できる基板
の位置決めマークの他の例を示す図、第12図は本発明
による基板への部品搭載装置の一実施例の構成を示す図
である。 100・・・画像処理装置、101・・・全体制御装置
、103・・・xyz直交ロボット、104・・・部品
供給機構、105部品吸着機構、106a 、 b −
T’ Vカメラ、107a。 b・・リング照明、108・・・基板搬送機構、109
・・・搭載部品、110一基板、ILI・・ガイドビン
、112a、b位置決めマーク。 第 第 巳 筋 巳 (cL) <b> (C) (d−) 躬 第 蔀 S 肥 第 第 膓 第 虐 浜、Cd、eUJh3’2+円 第 口 第 圀 (α) (b) <C> (cL) 第 閃
FIG. 1 is a diagram showing the flow of the automatic position detection method according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of detecting positioning marks on a board, FIG. 3 is a diagram explaining the minimum included figure, and FIG. 4 is a diagram according to the present invention. FIG. 3 is a diagram showing the flow of the first embodiment. Figure 5 is a diagram showing a method for detecting the outermost contour line, Figure 6 is a diagram explaining 6 capsules, Figure 7 is a diagram explaining the farthest point Voronoi diagram, and Figure 8 is a diagram explaining the furthest point Voronoi diagram. Diagram explaining properties, No. 9
The figure is a diagram showing the flow of the second embodiment according to the present invention.
The figure shows a method for extracting candidate points on the circumference according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing another example of a positioning mark on a board that can be used in the position detection method according to the present invention, and FIG. 12 is a diagram showing the configuration of an embodiment of a component mounting apparatus on a board according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Image processing device, 101... Overall control device, 103...
T'V camera, 107a. b...Ring illumination, 108...Substrate transport mechanism, 109
...Mounted parts, 110-board, ILI...guide bin, 112a, b positioning marks. No. 1 Suji Snake (cL) <b> (C) (d-) 躬蔀S Hidai Daidai Shirohama, Cd, eUJh3'2+Yendaikuchidaiku (α) (b) <C> ( cL) Second Flash

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.基板の複数箇所に特定の形状のパターンを位置決め
マークとして配置し、該位置決めマークを光学的に検出
して光学像を得、上記光学像を電気信号に変換し、該電
気信号を該位置決めマークの少なくとも一部分とその他
の部分に2値化して2値化画像信号に変換し、該2値化
画像信号により得られる該位置決めマークの少なくとも
一部分の形状に外接する予め定められた形状に相似の図
形のうち最小の図形を検出し、該検出された最小の図形
の位置から上記位置決めマークの位置を検出することを
特徴とする基板の位置検出方法。
1. A pattern with a specific shape is placed as a positioning mark at multiple locations on the substrate, the positioning mark is optically detected to obtain an optical image, the optical image is converted into an electrical signal, and the electrical signal is used as the positioning mark of the positioning mark. At least one part and the other part are binarized and converted into a binarized image signal, and a figure similar to a predetermined shape circumscribing the shape of at least a part of the positioning mark obtained by the binarized image signal is created. A method for detecting the position of a substrate, comprising: detecting the smallest figure among them, and detecting the position of the positioning mark from the position of the detected smallest figure.
2.上記位置決めマークの最外周の輪郭および外接する
最小の図形は円であることを特徴とする請求項1記載の
基板の位置検出方法。
2. 2. The method for detecting the position of a substrate according to claim 1, wherein the outermost circumferential outline and the smallest circumscribed figure of the positioning mark are circles.
3.検出された最小の外接円から一定距離内にある2値
化した位置決めマークの形状を構成する点を抽出し、上
記抽出した点を最小2乗近似して円をあてはめ、円の中
心位置をもって位置決めマーク位置とすることを特徴と
する請求項2記載の基板の位置検出方法。
3. Extract the points constituting the shape of the binarized positioning mark within a certain distance from the detected minimum circumscribed circle, apply the least squares approximation to the extracted points to fit a circle, and position using the center position of the circle. 3. The method for detecting a position of a substrate according to claim 2, wherein the position is a mark position.
4.基板の位置決めマークの形状を検出する第1の手段
と、該第1の手段により検出された検出形状の外周輪郭
の情報に基づき基板の位置を検出する第2の手段と、上
記第2の手段により検出された基板の位置に基づき部品
を基板に位置合せし搭載する手段とを備えたことを特徴
とする基板への部品搭載装置。
4. a first means for detecting the shape of the positioning mark on the substrate; a second means for detecting the position of the substrate based on information on the outer peripheral contour of the detected shape detected by the first means; and the second means. 1. A device for mounting components on a board, comprising means for aligning and mounting components on a board based on the position of the board detected by the method.
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