JPH04242955A - 基板の位置決め方法および装置 - 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】

【０００１】〔発明の目的〕

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば液晶表示装置に
用いられるガラス基板の外周部に形成された入力リード
に電子部品を実装するに際し、基板上に複数形成された
合せマークの位置を認識し、それに基づいて基板を位置
決めする方法および装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】液晶表示装置の製造工程中には、ガラス
基板の外周部に形成された入力リード端子と、フィルム
状のリードフレームに液晶駆動用ＩＣが実装された電子
部品の出力側リードとを異方性導電膜を介して接続する
アウターリードボンディング工程がある。このアウター
リードボンディング工程においては、リードのピッチが
２００μｍといった狭ピッチであり、かつ、多数のリー
ドの接続を行なうため、高精度の基板位置決めが必要で
ある。

【０００４】高精度の位置決めを行なう場合、一般的に
は、認識装置を用いてガラス基板上に形成された複数の
合せマークを読み取り、その位置データからＸＹθステ
ージを駆動させることにより、ガラス基板を並進および
回転させて所定の位置に移動させる方法が採られている
。

【０００５】中でも、ガラス基板を回転させるθステー
ジは、従来、図５に示すように、ガラス基板１の中心が
回転中心Ｏとなるものが通常使用されている。すなわち
、ガラス基板１が円盤状の載置ステージ５１上に中心を
ほぼ一致させた状態で仮位置決めされるとともに固定さ
れるが、この載置ステージ５１は、その中心を回転中心
としてθステージモーター５２により回転駆動されるも
のである。

【０００６】図５に示す装置を用いた基板位置決め方法
においては、まず、ガラス基板１が載置ステージ５１上
に供給されるとともに吸着固定される。その後、ガラス
基板１をＸＹθステージにより移動させながら、１台も
しくは複数台設置された認識用カメラにより、ガラス基
板１上に複数形成された識別用の合せマーク２のうち少
なくとも２か所以上の合せマーク２を認識し、画像処理
を介してガラス基板１の位置を確認する。つぎに、確認
された位置と所期の理論位置との差を求め、この差だけ
ガラス基板１の位置を補正して、所期の位置にガラス基
板１を位置決めする。特に、回転方向の位置決めは、θ
ステージモーター５２を駆動させて、ガラス基板１とと
もに載置ステージ５１を回転させることにより行なう。

【０００７】しかしながら、前記従来の方法では、製品
寸法の異なる多数の品種への対応が難しかった。すなわ
ち、θステージの構造上、ガラス基板１の中心が回転中
心となるため、全ての合せマーク２の位置が品種ごとに
異なることになり、その結果、認識用カメラの位置まで
基板の合せマーク２を移動させる際の移動距離が、品種
変更の都度変わる。また、補正量を求める計算が単純で
はないことから、制御が複雑になっている。

【０００８】さらに、単純マトリックス方式の液晶表示
装置に用いられるガラス基板１の場合は、図４に示すよ
うに、基板の外周部のＸ１辺、Ｘ２辺（長辺）に形成さ
れたＸ側電極のリード端子３とＹ辺（短辺）に形成され
たＹ側電極のリード端子４とが、フロントガラス５とリ
ヤガラス６とにそれぞれ分かれて形成されており、同一
ガラス面上にはない。そのために、作業者は、ガラス基
板１の一辺で電子部品の実装が終了するごとに、ガラス
基板１を載置ステージ５１から外して反転させる作業を
行なう必要がある。これとともに、載置ステージ５１上
でガラス基板１を仮位置決めするガイドは、ガラス基板
１のＸ１，Ｘ２辺に実装するときのものとＹ辺に実装す
るときのものとがそれぞれ別々に必要である。また、Ｘ
１，Ｘ２辺に実装するときとＹ辺に実装するときとで合
せマーク２の位置も異なる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
は、基板を回転方向において位置決めするとき、合せマ
ークとは無関係に、基板の中心を回転中心としていたた
め、回転方向の補正量計算が複雑になり、位置決めを効
率よく行なえない問題があった。

【００１０】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、基板を簡単な制御で効率よく回転方向に
おいて位置決めできるようにすることを目的とするもの
である。

【００１１】〔発明の構成〕

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は
、基板を所定の位置に仮位置決めするとともに保持する
載置ステージと、前記基板上に形成された複数の合せマ
ークの位置を認識する認識手段と、この認識手段により
得られた位置データに基づいて前記載置ステージを前記
基板と平行な平面内で並進的に移動させるとともに回転
させる並進手段および回転手段とを備えた位置決め装置
を用いた基板の位置決め方法である。そして、前記基板
の回転方向の位置決めに際し、前記認識手段により前記
基板の２か所の合せマークの位置を認識し、これら両合
せマークの位置データから求められた前記基板の方向性
と所期の方向性との差を算出し、この差に従い前記回転
手段を駆動させて、前記載置ステージを前記基板の一方
の合せマークを中心として回転させることにより、前記
基板を位置決めするものである。

【００１３】請求項２に記載の発明は、基板を所定の位
置に仮位置決めするとともに保持する載置ステージと、
前記基板上に形成された複数の合せマークの位置を認識
する認識手段と、この認識手段により得られた位置デー
タに基づいて前記載置ステージを前記基板と平行な平面
内で並進的に移動させるとともに回転させる並進手段お
よび回転手段とを備えた基板の位置決め装置である。そ
して、前記回転手段は、前記載置ステージを１点を中心
として回転自在に支持する支持機構と、前記載置ステー
ジを駆動する駆動機構とからなる。また、前記載置ステ
ージは、前記基板を仮位置決めしてこの基板の１つの合
せマークを載置ステージの回転中心に一致させる仮位置
決め手段を有するものである。

【００１４】

【作用】請求項１に記載の基板の位置決め方法では、特
に、基板の回転方向の位置決めに際して、認識手段によ
り基板の２か所の合せマークの位置を認識し、これら両
合せマークの位置データから求められた基板の方向性と
所期の方向性との差を算出し、この差に従い回転手段を
駆動させて、載置ステージを基板の一方の合せマークを
中心として回転させることにより、基板を位置決めする
ので、前記回転手段により回転させるべき角度の計算も
簡単であり、位置決めを効率よく行なえる。

【００１５】また、請求項２に記載の基板の位置決め装
置は、前記方法を実施するためのものであり、基板を載
置ステージにより保持したとき、この載置ステージの仮
位置決め手段により基板が仮位置決めされ、基板の１つ
の合せマークが載置ステージの回転中心に一致する。そ
して、基板の回転方向の位置決めに際しては、駆動機構
により載置ステージが駆動され、支持機構により回転自
在に支持されたこの載置ステージが、前記１つの合せマ
ークを中心に回転する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１から
図４を参照しながら説明する。なお、本実施例は、単純
マトリックス方式の液晶表示装置の電子部品実装に適用
したものである。

【００１７】位置決めの対象となる液晶表示装置のガラ
ス基板１上の各隅部にはそれぞれ合せマーク２ａ，２ｂ
，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが形成されている。これら合
せマーク２ａ，…，２ｆは、外形を基準として位置が決
められており、寸法の異なる品種によらず、隅を基準と
した位置はそれぞれ一定である。

【００１８】つぎに、位置決め装置の構成を説明する。

【００１９】図２において、１１は並進手段としてのＸ
軸ステージ、１２はこのＸ軸ステージ１１上に構成され
た並進手段としてのＹ軸ステージ、１３はこのＹ軸ステ
ージ２３上に構成された回転手段としてのθステージ、
１４はこのθステージ１３上にある載置ステージである
。

【００２０】前記Ｘ軸ステージ１１の固定ベース板１６
上に設けられた直線状のレール１７には、Ｘ軸方向スラ
イダー１８の下面に設けられたレール受け１９が摺動自
在に係合している。これにより、Ｘ軸方向スライダー１
８が水平面内でＸ軸方向へのみ移動できるように支持さ
れている。また、固定ベース１６上にはＸ軸方向スライ
ダー１８を駆動するＸ軸ステージモーター２０とねじ伝
達機構２１とが設けられている。すなわち、Ｘ軸ステー
ジモーター２０の出力軸と一体のねじがＸ軸方向スライ
ダー１８の下面に固定された図示していないナット部材
に螺合されている。

【００２１】前記Ｘ軸方向スライダー１８上に設けられ
た直線状のレール２２には、Ｙ軸方向スライダー２３の
下面に設けられたレール受け２４が摺動自在に係合して
いる。これにより、Ｙ軸方向スライダー２３が水平面内
で前記Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向へのみ移動できるよ
うに支持されている。また、Ｘ軸方向スライダー１８上
にはＹ軸方向スライダー２３を駆動するＹ軸ステージモ
ーター２５とねじ伝達機構とが設けられている。このね
じ伝達機構は、図示していないが、前記Ｘ軸ステージ１
１のものと同様である。

【００２２】図１に示すように、前記θステージ１３は
、そのベース板である前記Ｙ軸方向スライダー２３上に
設けられた円弧状のスライドレール３１に、前記載置ス
テージ１４の下面に設けられた２対のベアリング３２が
摺動自在に挟み付けられている。すなわち、スライドレ
ール３１とベアリング３２とから構成された支持機構に
より、載置ステージ１４は、水平面内で１点を中心とし
て回転自在に支持されている。また、Ｙ軸方向スライダ
ー２３上には、載置ステージ１４を駆動する駆動機構と
して、θステージモーター３３およびボールねじ伝達機
構３４が設けられている。 すなわち、θステージモーター３３の出力軸と一体のね
じ３５がナット部材３６に螺合されており、このナット
部材３６上に軸着されたガイドローラー３７が載置ステ
ージ１４の側面に設けられたフォーク３８により摺動自
在に挟み付けられている。したがって、θステージモー
ター３３の駆動によりねじ３５が回転すると、ナット部
材３６およびローラー３７が直線的に移動して、載置ス
テージ１４がスライドレール３１およびベアリング３２
により円周方向へ案内されつつ回転することになる。

【００２３】前記載置ステージ１４は、その上面に載置
されるガラス基板１を所定の位置に外形基準で仮位置決
めするとともに固定して保持するものであり、仮位置決
め手段としての４つの仮位置決めピン４０ａ　，４０ｂ
　，４０ｃ　，４０ｄ　を有している。そのうち２つの
仮位置決めピン４０ａ　，４０ｂ　は、ガラス基板１の
１つの隅部のＹ辺とＸ１辺またはＸ２辺とにそれぞれ当
たり、また、他の２つの仮位置決めピン４０ｃ　，４０
ｄ　は、いずれかがガラス基板１のＸ１辺またはＸ２辺
に当たるものである。これにより、ガラス基板１の１つ
の合せマーク２ａ，２ｃ，２ｅが載置ステージ１４の回
転中心に一致するようになっている。なお、仮位置決め
ピン４０ｃ　，４０ｄ　は、それぞれＸ軸方向ないしＹ
軸方向に移動可能となっている。

【００２４】さらに、前記載置ステージ１４を駆動する
際の作用点すなわちローラー３７のフォーク３８への当
接点は、合せマーク２ａ，２ｃ，２ｅからねじ３５の中
心軸へ垂直に引いた直線Ｌ３上にあり、ガラス基板１の
回転方向の位置決めに際しては、±２°程度の補正が可
能となっている。

【００２５】また、前記位置決め装置は、ガラス基板１
上の合せマーク２ａ，２ｂ，……の位置を認識する認識
手段も備えている。この認識手段は、認識用カメラ４１
と図示していない画像処理装置とにより構成されており
、ガラス基板１の位置決めのための位置データを得るも
のである。

【００２６】つぎに、前記位置決め装置を用いた、ガラ
ス基板１の回転方向の位置決め方法について説明する。

【００２７】まず、作業者により載置ステージ１４上に
供給されたガラス基板１は、例えばガラス基板１のＸ１
辺に電子部品７を接続する場合、仮位置決めピン４０ａ
　，４０ｂ　がガラス基板１の１つの隅部のＹ辺とＸ１
辺とにそれぞれ当たり、また、仮位置決めピン４０ｃ　
がガラス基板１のＸ１辺に当たる。これにより、ガラス
基板１が外形基準で仮位置決めされ、このガラス基板１
の合せマーク２ａが載置ステージ１４の回転中心に一致
する。

【００２８】つぎに、図示していないスタートスイッチ
が押されると同時に、ガラス基板１は載置ステージ１４
に吸着保持される。これとともに、Ｘ軸ステージ１１お
よびＹ軸ステージ１２により、載置ステージ１４と一体
的にガラス基板１が並進的に移動し、このガラス基板１
の合せマーク２ａが認識用カメラ４１の位置へ移動する
。そして、このカメラ４１により画像処理を介して合せ
マーク２ａが認識され、この合せマーク２ａの位置が記
憶される。

【００２９】つぎに、あらかじめ入力された製品データ
を基に、Ｘ軸ステージ１１が駆動されて、ガラス基板１
がＸ軸方向へ合せマーク２ａ，２ｂ間の距離だけ移動す
る。そして、カメラ４１により合せマーク２ｂが認識さ
れ、この合せマーク２ｂの位置が記憶される。

【００３０】そして、図３に示すように、認識された合
せマーク２ａ，２ｂの位置データに基づいて、所期の理
論直線Ｌ１すなわち両合せマーク２ａ，２ｂが本来位置
すべき直線Ｌ１と、実際の合せマーク２ａから合せマー
ク２ｂへの線分Ｌ２とのなす角度θすなわち補正量が求
められる。このθが０でなければ、θモーター３３によ
りねじ伝達機構３４を介して載置ステージ１４が駆動さ
れ、θ＝０となるように、載置ステージ１４と一体的に
ガラス基板１が回転する。このとき、載置ステージ１４
は円弧状のスライドレール３１およびベアリング３２に
より円周方向に案内されるが、載置ステージ１４の回転
中心とガラス基板１の合せマーク２ａとが一致している
ので、ガラス基板１は合せマーク２ａを中心として回転
する。

【００３１】以上の工程により、ガラス基板１の回転方
向の位置決めが終了する。

【００３２】位置決めの終了したガラス基板１は、合せ
マーク２ａ，２ｂの位置データに基づいて、Ｘ軸ステー
ジ１１およびＹ軸ステージ１２により、所定の位置へ移
動し、ガラス基板１の入力リード端子３へ、図示してい
ないボンディングヘッドにより移載された電子部品７が
装着される。そして、複数の電子部品７の装着後、作業
終了となる。

【００３３】なお、以上、Ｘ１辺側への実装を行なう際
の位置決め方法について説明したが、Ｘ２辺側への実装
の際は、仮位置決めピン４０ａ　，４０ｂ　がガラス基
板１の１つの隅部のＹ辺とＸ２辺とにそれぞれ当たり、
また、仮位置決めピン４０ｃ　がガラス基板１のＸ２辺
に当たって、ガラス基板１が仮位置決めされる。この状
態で、ガラス基板１の合せマーク２ｃが載置ステージ１
４の回転中心に一致する。 また、Ｙ辺側への実装の際は、仮位置決めピン４０ａ　
，４０ｂ　がガラス基板１の１つの隅部のＸ１辺とＹ辺
とにそれぞれ当たり、また、仮位置決めピン４０ｄ　が
ガラス基板１のＸ１辺に当たって、ガラス基板１が仮位
置決めされる。この状態で、ガラス基板１の合せマーク
２ｅが載置ステージ１４の回転中心に一致する。

【００３４】以上のように、本実施例によれば、カメラ
４１により位置が認識される合せマーク２ａを回転中心
として、ガラス基板１の回転方向の位置決めを行なうの
で、簡単な三角関数で回転すべき角度を算出することが
できる。したがって、ガラス基板１の回転方向の位置決
めを簡単な制御で効率よく行なうことができる。

【００３５】また、作業を外形寸法が異なる他のガラス
基板１に切換えるときも、回転中心となる合せマーク２
ａ，２ｃ，２ｅの位置は常に変わらない。すなわち、合
せマーク２ａ，…，２ｆは、もとよりガラス基板１の外
形を基準として位置が決められており、寸法の異なる品
種によらず、隅を基準とした位置はそれぞれ一定なので
、ガラス基板１は、品種によらず、仮位置決めピン４０
ａ　，４０ｂ　，４０ｃ　，４０ｄ　により仮位置決め
されたとき、合せマーク２ａが載置ステージ１４の回転
中心に一致することになる。

【００３６】したがって、品種切換えが容易で、制御が
簡単になり、仮位置決めピン４０ｃ　，４０ｄ　の移動
と、入力する製品データの変更とのみにより、品種の違
いに容易に対応することができる。このように、前記実
施例の構成は、外形寸法の異なる多品種のガラス基板１
への対応に有利な利点も有している。

【００３７】さらに、１つのガラス基板１においても、
Ｘ１，Ｘ２辺側への実装時とＹ辺側への実装時とで、そ
れぞれ回転中心となる合せマーク２ａ，２ｃ，２ｅの位
置が変わらないことにより、制御が簡単になる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、基板上
に形成された複数の合せマークのうち２つの合わせマー
クの位置を認識し、一方の合せマークを回転中心として
載置ステージとともに基板を回転させることにより、回
転させるべき角度の計算などが簡単になって、基板を簡
単な制御で効率よく回転方向において位置決めできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板の位置決め装置の一実施例を示す
もので、θステージの平面図である。

【図２】同上全体の斜視図である。

【図３】同上位置決め方法の説明図である。

【図４】ガラス基板の斜視図である。

【図５】従来のガラス基板の位置決め装置の一例を示す
もので、θステージの平面図である。

【符号の説明】

１　　　　基板 ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ　　　　合せマー
ク１１　　　　並進手段としてのＸ軸ステージ１２　　
　　並進手段としてのＹ軸ステージ１３　　　　回転手
段としてのθステージ１４　　　　載置ステージ ３１　　　　支持機構を構成するスライドレール３２　
　　　支持機構を構成するベアリング３３　　　　駆動
機構を構成するθステージモーター３４　　　　駆動機
構を構成するねじ伝達機構４０ａ　，４０ｂ　，４０ｃ
　，４０ｄ　　　　　仮位置決め手段としての仮位置決
めピン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板を所定の位置に仮位置決めすると
   ともに保持する載置ステージと、前記基板上に形成され
   た複数の合せマークの位置を認識する認識手段と、この
   認識手段により得られた位置データに基づいて前記載置
   ステージを前記基板と平行な平面内で並進的に移動させ
   るとともに回転させる並進手段および回転手段とを備え
   た位置決め装置を用いた基板の位置決め方法において、
   前記基板の回転方向の位置決めに際し、前記認識手段に
   より前記基板の２か所の合せマークの位置を認識し、こ
   れら両合せマークの位置データから求められた前記基板
   の方向性と所期の方向性との差を算出し、この差に従い
   前記回転手段を駆動させて、前記載置ステージを前記基
   板の一方の合せマークを中心として回転させることによ
   り、前記基板を位置決めすることを特徴とする基板の位
   置決め方法。
2. 【請求項２】　　基板を所定の位置に仮位置決めすると
   ともに保持する載置ステージと、前記基板上に形成され
   た複数の合せマークの位置を認識する認識手段と、この
   認識手段により得られた位置データに基づいて前記載置
   ステージを前記基板と平行な平面内で並進的に移動させ
   るとともに回転させる並進手段および回転手段とを備え
   た基板の位置決め装置において、前記回転手段は、前記
   載置ステージを１点を中心として回転自在に支持する支
   持機構と、前記載置ステージを駆動する駆動機構とから
   なり、前記載置ステージは、前記基板を仮位置決めして
   この基板の１つの合せマークを載置ステージの回転中心
   に一致させる仮位置決め手段を有することを特徴とする
   ガラス基板の位置決め装置。