JPS6281039A - Method for positioning microscopic pitch - Google Patents

Method for positioning microscopic pitch

Info

Publication number
JPS6281039A
JPS6281039A JP60220269A JP22026985A JPS6281039A JP S6281039 A JPS6281039 A JP S6281039A JP 60220269 A JP60220269 A JP 60220269A JP 22026985 A JP22026985 A JP 22026985A JP S6281039 A JPS6281039 A JP S6281039A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning
pattern
wiring
optical measurement
standard pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60220269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teru Fujii
藤井 輝
Kiyoe Iwaki
岩木 清栄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60220269A priority Critical patent/JPS6281039A/en
Publication of JPS6281039A publication Critical patent/JPS6281039A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0266Marks, test patterns or identification means
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/36Assembling printed circuits with other printed circuits
    • H05K3/361Assembling flexible printed circuits with other printed circuits

Abstract

PURPOSE:To perform position measuring and positioning operations without having restriction on the gap between jointed parts and the quality of material in a highly accurate manner by a method wherein a common dummy pattern is provided on the junction surface of two jointed parts which are the object of positioning, a standard pattern plate is mounted on an optical measuring means, and the positional correction of the wiring pattern and the dummy pattern of the two jointed parts are performed in line with the standard pattern plate within the field of an optical measuring means. CONSTITUTION:The position of a circuit module substrate 23 is measured in the field of observation of a charge coupled device (CCD) 6, and the comparative processing is performed on a standard pattern 21 and a dummy pattern 22, and a wiring pattern 26 and a dummy pattern 27 using a data processing device 9. A positional measurement is performed on an EPC 30, with which the position of the circuit module substrate 23 is corrected, in the field of observation of the CCD 6 using a table driving device 2, and the comparative processing is performed on the standard pattern 21 and the dummy pattern 22, and a wiring pattern 31 and a dummy pattern 32 is preformed by using the data processing device 9. The position of the FPC 30 is corrected by a hand-driving device 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、微小ピッチ位置決め方法に係り、特に精密加
工工程あるいは精密組立装置における。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a fine pitch positioning method, particularly in precision machining processes or precision assembly equipment.

例えば回路モジュールと配線用フィルム(FPC)等の
、視覚情報に基く位置決めに好適な微小ピッチ位置決め
方法に関するものである。
The present invention relates to a fine pitch positioning method suitable for positioning circuit modules, wiring films (FPC), etc. based on visual information, for example.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年、薄膜モジュールやフラットパッケージLSIは、
高集積化にともない、小さな面積で接続配線数が200
ビンを超えるものがあり、そのピッチは100μm以下
と微細化している。また、例えば16ドツ)/wと高解
像度の感熱記録ヘッドの配線ピッチは、60μm強であ
り、これらの接続技術、あるいは検査技術は、高精度の
位置決めが前提となる。例えば、このような微細な配線
の接続技術は、レーザによるノ・/ダ付けが有望である
が、その位置決め装置は光学計測ユニットを含め、複雑
で高価なものになる。
In recent years, thin film modules and flat package LSIs have
With high integration, the number of connection wires is 200 in a small area.
There are some that exceed the size of a bottle, and the pitch has become as fine as 100 μm or less. Further, the wiring pitch of a high-resolution thermal recording head (eg, 16 dots)/w is a little over 60 μm, and these connection techniques or inspection techniques require highly accurate positioning. For example, as a connection technology for such fine wiring, laser marking/dapping is promising, but its positioning device, including an optical measurement unit, is complicated and expensive.

従来、光学計測ユニットには、TVカメラを使用したも
のが多いが、TVカメラは解像度が低く、観測視野を大
きくとれない問題があった。そこで最近、解像度の高い
視覚セシサである電荷結合素子(Charge Cou
pled 1)evice 、以下CCDという)を使
用した計測法がさかんであるが、装置の複雑な点と高価
な点は変わらず、使用上の制約が多い。また、ソフトウ
ェアの負担が大きいという問題があった。
Conventionally, many optical measurement units use a TV camera, but the TV camera has a problem of low resolution and the inability to obtain a large observation field of view. Recently, charge-coupled devices, which are high-resolution visual sensors, have been developed.
Measurement methods using CCDs (hereinafter referred to as CCDs) are popular, but the devices are still complex and expensive, and there are many restrictions on use. Another problem was that the software burden was heavy.

精密位置計測あるいは精密位置決めを目的とした技術は
、マスクアライナなど半導体製造技術の中に見ることが
できる。例えば、特開昭52−11774号公報記載の
「パターンの相対位置検出方法」は、マスクアライメン
ト技術で、マスクとウェハのギャップが10〜50μm
程度に接近していることと、マスクが透明体でそのマス
ク上に形成されたターゲットマークと、ウェハのターゲ
ットマークとを合わせて位置決めするものであり、制約
条件が多く、組立あるいは配線接続を目的とした本発明
に係る微小ピッチの位置決めとは異なるものであった。
Technologies aimed at precision position measurement or precision positioning can be found in semiconductor manufacturing technologies such as mask aligners. For example, the "pattern relative position detection method" described in JP-A-52-11774 uses mask alignment technology, and the gap between the mask and the wafer is 10 to 50 μm.
In addition, the mask is transparent and the target mark formed on the mask is aligned with the target mark on the wafer for positioning, and there are many constraints, and it is difficult to use for assembly or wiring connection. This is different from the fine pitch positioning according to the present invention.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前述の従来技術の実状に鑑みてなされたもの
で、精密加工あるいは精密組立の一環として、微小ピッ
チの配線接続を行うための位置計測と位置決めを、接合
部品の部品間のギャップや材質に制約されることなく、
高精度に行いうる微小ピッチ位置決め方法の提供を、そ
の目的としている。
The present invention has been made in view of the actual state of the prior art described above, and it is possible to perform position measurement and positioning for making fine-pitch wiring connections as part of precision machining or precision assembly. Without being restricted by materials,
The purpose is to provide a fine pitch positioning method that can be performed with high precision.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係る微小ピッチ位置決め方法は、微小  □ピ
ンチで配線接続すべき2つの接合部品を、光学計測手段
で観測しつつ位置決めを行う微小ピッチ位置決め方法で
ろって、位置決め対象物の支持0手段と、少なくとも視
覚センサとズーム機構とを具備する光学計測手段と、こ
の光学計測手段の観測視野における光情報を処理して前
記位置決め対象物の支持手段を作動せしめる制御系とを
備えた位置決め装置を用い、位置決め対象物の2つの接
合部品の接合面に共通のダミーパターンを設け、前記位
置決め装置の光学計測手段に前記接合部品の微小ピッチ
の配線パターンおよびダミーパターンの基準となる標準
パターン板を装備し、前記光学計測手段の観測視野内で
ズーム機構により、前記標準パターン板に合わせて2つ
の接合部品の配線パターンおよびダミーパターンの位置
修正を行うように、前記位置決め装置の制御手段を作動
せしめる方法である。
The fine-pitch positioning method according to the present invention is a fine-pitch positioning method in which two bonded parts to be wire-connected in a tiny pinch are positioned while being observed with an optical measuring means, and there is no support means for the object to be positioned. , using a positioning device equipped with an optical measurement means that includes at least a visual sensor and a zoom mechanism, and a control system that processes optical information in the observation field of the optical measurement means and operates the support means for the positioning object. , a common dummy pattern is provided on the bonding surfaces of two bonded components of the object to be positioned, and the optical measurement means of the positioning device is equipped with a standard pattern board serving as a reference for the micro-pitch wiring pattern of the bonded components and the dummy pattern. , a method of activating the control means of the positioning device so as to correct the positions of the wiring patterns and dummy patterns of the two bonded parts according to the standard pattern board using a zoom mechanism within the observation field of the optical measurement means; be.

なお付記すると、本発明の特徴は、位置決め対象物であ
る2つの接合部品に共通の座標をもつことである。すな
わち、例えば配線接続における接合部分の視覚認識エリ
ア、換言すれば観測視野をパターン化し、その標準パタ
ーン板を光学計測ユニット内に装備し、ズーム機構を制
御して2つの部品の計測の焦点合わせを自動的に行うこ
とにより、微小ピッチの配線接続部の位置合わせを1つ
の座標および基準点で管理するものである。
It should be noted that a feature of the present invention is that two joint parts that are positioning objects have common coordinates. That is, for example, the visual recognition area of the joint part in wiring connection, in other words, the observation field of view, is patterned, the standard pattern board is installed in the optical measurement unit, and the zoom mechanism is controlled to focus the measurement of two parts. By automatically performing the alignment, the alignment of wiring connection portions at minute pitches can be managed using one coordinate and a reference point.

精密な位置決めは、より精密な計測を必要とするが、視
覚セ/すとしては高解像度のCODを使用し、シリンド
リカル・レンズと組合わせることにより、観測視野内の
光情報(反射光)を−次元処理するもので、装置の簡易
化とデータ処理の簡易化を図ることができる。
Precise positioning requires more precise measurement, but by using a high-resolution COD as a visual sensor and combining it with a cylindrical lens, it is possible to collect optical information (reflected light) within the observation field. By performing dimensional processing, it is possible to simplify the device and data processing.

なお、照明は垂直落射方式である。Note that the illumination is a vertical epi-illumination method.

計測と位置決めの手順は、まず位置決め対象物を7リン
ドリカル・レンズを介してCODで観測し、その出力を
標準パターンの観測データと比較して、位置決め対象物
のX、 Y方向、角度θ方向の位置ずれ量を算出し、さ
らに位置決め装置の分解能に合わせた位置修正量に換算
して位置決め装置を制御するようにしている。
The measurement and positioning procedure is as follows: First, the object to be positioned is observed with the COD through a 7-lindrical lens, and the output is compared with the observation data of the standard pattern to determine the positioning object in the X, Y, and angle θ directions. The amount of positional deviation is calculated and further converted into a positional correction amount that matches the resolution of the positioning device to control the positioning device.

また、位置決め対象物の材質は、光学的反射率など視覚
計測に大きく影響するので、反射率にともなう判定基準
線(閾値)など、実験的に求めた信頼性の高いデータを
、あらかじめテーブル化してソフト的に処理することに
より、材質に制限なく、かつ2つの部品間のギャップに
制限されない計測ができるものである。
In addition, since the material of the positioning target has a large effect on visual measurements such as optical reflectance, highly reliable data determined experimentally, such as judgment reference lines (threshold values) associated with reflectance, should be compiled in advance into a table. By performing software processing, measurements can be made without restrictions on materials or gaps between two parts.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図ないし第11図を参照
して説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 11.

はじめに、以下の説明を容易にするため、図面の簡単な
説明に合わせて、実施例として取上げるものの要部を説
明する。
First, in order to facilitate the following explanation, main parts of the embodiment will be explained along with a brief explanation of the drawings.

第1図は、本発明の一実施例に係る位置決め方法が適用
される位置決め装置の構成図で、回路モジュールに配線
用接続フィルム(1;”1exibleprint C
1rcuit 、以下FPCという)を、レーザによっ
てハンダ付けするための位置決め装置を対象としたもの
である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a positioning device to which a positioning method according to an embodiment of the present invention is applied, in which a wiring connection film (1; "1exible print C
The present invention is directed to a positioning device for soldering FPC (hereinafter referred to as FPC) using a laser.

第2図は、その位置決め対象物となる回路モジュールの
正面図、第3図は、第2図の回路モジュールの側面図で
、本実施例では製造工程の異なる薄膜回路モジュール2
5と、厚膜回路モジュール28.29を合体したのち、
FPC30をハンダ付けしたものである。
FIG. 2 is a front view of the circuit module that is the object to be positioned, and FIG. 3 is a side view of the circuit module in FIG.
5 and the thick film circuit module 28.29,
This is a soldered FPC30.

第4図は、回路モジュールの一部で、薄膜回路モジュー
ル25と接続用の配線パターン26とを模擬的に一部拡
大した正面図で、ここで配線パターン26の両端にある
円形バター/27は、位置決め用のダミーパターンでア
ル。
FIG. 4 is a partially enlarged front view of the thin film circuit module 25 and the wiring pattern 26 for connection, which is a part of the circuit module. , a dummy pattern for positioning.

第5図は、位置決め対象物となるFPC30を模擬的に
拡大し九図で、配線パターン31の両端にある円形パタ
ーン32は、第4図のダミーバター/同様、位置決め用
マークである。
FIG. 5 is a simulated enlarged view of the FPC 30 which is a positioning object, and the circular patterns 32 at both ends of the wiring pattern 31 are positioning marks similar to the dummy butter/in FIG. 4.

第6図は、光学計測ユニット内に装備された標準パター
ン板の拡大正面図である。
FIG. 6 is an enlarged front view of the standard pattern plate installed in the optical measurement unit.

標準パターン板20は、位置決め対象物である第4図の
薄膜回路モジュール25の配線パターン26と、第5図
のFPC30の配線パターン31に共通で、かつ基準と
なるものであり、対象物によって変るものである゛。そ
れは対象物の形状によることは勿論、その他に例えば、
標準パターン板20のバンクグラウンドと、標準パター
ン21、標準の円形バタ、−ン22の材料の光学的反射
率が反転すると、観測データは当然変わるもので、それ
を第7図に示す。
The standard pattern board 20 is common and serves as a reference for the wiring pattern 26 of the thin film circuit module 25 shown in FIG. 4, which is the positioning object, and the wiring pattern 31 of the FPC 30 shown in FIG. 5, and varies depending on the object. It is something. This depends not only on the shape of the object, but also on other factors, such as:
When the optical reflectance of the bank ground of the standard pattern plate 20 and the materials of the standard pattern 21 and the standard circular patterns 22 are reversed, the observed data naturally changes, which is shown in FIG.

第7図(、)は、標準パターン板20に反射率の高い材
料を使用した場合の観測例で、第1図に示すシリンドリ
カル・レンズ9を介したCCD6の出力波形であり、基
準となる標準パターン21、標準の円形パターン22を
明確に認識できるように配慮しである。また、第7図(
b)は、実際の被測定物の材質や構成が異なり、バック
グラウンドが配線パターンより暗い、つまり反射率が低
い場合もあり得るので、これに対応できるように、デー
タの反転機能をもたせた波形例を示す。
Figure 7 (,) is an observation example when a material with high reflectivity is used for the standard pattern plate 20, and is the output waveform of the CCD 6 through the cylindrical lens 9 shown in Figure 1. This is done so that the pattern 21 and the standard circular pattern 22 can be clearly recognized. Also, Figure 7 (
For b), the material and configuration of the actual object to be measured may be different, and the background may be darker than the wiring pattern, that is, the reflectance may be lower. To cope with this, the waveform is equipped with a data inversion function. Give an example.

第8図は、光学計測ユニットの観測視野35内で観測さ
れるFPC30の位置状態を示す説明図で、FPC30
の配線パターン31.円形パターン32が、標準パター
ン21.標準の円形バター/22に対してずれている状
態を示している。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the positional state of the FPC 30 observed within the observation field 35 of the optical measurement unit.
Wiring pattern 31. The circular pattern 32 is the standard pattern 21. It shows a state that is deviated from the standard round butter/22.

第9図は、第8図に示した観測対象の観測波形で、第9
図(a)は、位置ずれ状況を示した波形、第9図(b)
は、位置修正後の正常な波形を示す。
Figure 9 shows the observed waveform of the observation target shown in Figure 8.
Figure (a) is a waveform showing the positional deviation situation, Figure 9 (b)
shows the normal waveform after position correction.

以上を総合して、第10図は本実施例の位置決め方法に
関する測定と位置修正の原理説明図であり、第11図は
位置決め方法の動作手順を示すフローチャートである。
To summarize the above, FIG. 10 is a diagram explaining the principles of measurement and position correction regarding the positioning method of this embodiment, and FIG. 11 is a flowchart showing the operating procedure of the positioning method.

続いて本実施例の詳細について、まず、第1図に示す位
置決め装置の構成から説明を進める。
Next, details of this embodiment will be explained first, starting with the configuration of the positioning device shown in FIG.

第1図において、1は、回路モジュール用基板23を位
置決めするためのXYθテーブル、2は、このXYθテ
ーブル1を、X、 Y方向および傾き角θを作動させる
テーブル駆動装置、3は、 FPC30を位置決め装着
するためのハンドで、FPC30は真空装置5によりハ
ンド3に真空吸着されるものである。4は、このハンド
3を作動させるハンド駆動装置であり、XYθテーブル
1とハンド3とで位置決め対象物の支持手段を構成して
いる。
In FIG. 1, 1 is an XYθ table for positioning the circuit module board 23, 2 is a table drive device that operates the XYθ table 1 in the X and Y directions and the inclination angle θ, and 3 is an FPC 30. This is a hand for positioning and mounting, and the FPC 30 is vacuum-suctioned to the hand 3 by a vacuum device 5. Reference numeral 4 denotes a hand driving device for operating the hand 3, and the XYθ table 1 and the hand 3 constitute means for supporting the object to be positioned.

6は、視覚センサに係る電荷結合素子(以下CODとい
う)、7は、観測視野における面積当りの光情報を圧縮
し平均化した形で、いわゆる−次元処理して示すシリン
ドリカル・レンズで、16に示すズーム機構とともに光
学計測手段に係る光学計測ユニットの主要構成要素とな
るものである。
6 is a charge-coupled device (hereinafter referred to as COD) related to a visual sensor, 7 is a cylindrical lens that compresses and averages the optical information per area in the observation field, which is so-called -dimensional processing; Together with the zoom mechanism shown, this is a main component of an optical measurement unit related to optical measurement means.

8は、CCD6の出力波形を多値化処理する画像処理装
置、9は、画像処理装置8からの位置決め対象物の観測
データと、データテーブルから抽出されたデータ、標準
パターンから得られたデータとを比較し、その有意差に
従って位置決め対象物の位置修正量をテーブル駆動装置
2およびハンド駆動装置4に出力するデータ処理装置で
あり、これら画像処理装置8、データ処理装置9.テー
ブル駆動装置2、ハンド駆動装置4をもって位置決め対
象物の支持手段を作動せしめる制御系を構成している。
8 is an image processing device that performs multi-value processing on the output waveform of the CCD 6; 9 is an image processing device that performs multi-value processing on the output waveform of the CCD 6; and 9, observation data of the positioning target from the image processing device 8, data extracted from the data table, and data obtained from the standard pattern. This is a data processing device that outputs the position correction amount of the positioning target to the table driving device 2 and the hand driving device 4 according to the significant difference, and the image processing device 8, the data processing device 9. The table drive device 2 and the hand drive device 4 constitute a control system that operates the means for supporting the object to be positioned.

光学計測ユニットは、既に述べたように、視覚センサに
高解像度のCCD6を使用して、XYθテーブル1上の
回路モジュール用基板23、およびハンド3に真空吸着
されたFPC30を観測しうる構造となっているが、さ
らに詳しく説明すれば、CCD6の前面にはシリンドリ
カル・レンズ7と干渉フィルタ10とを配し、対物レン
ズ15は、ズーム機構16をモータ17で制御すること
により、回路モジュール用基板23や配線用FPC30
との焦点合わせを自動的に行うようになっている。この
ため、2つの位置決め対象物間のギャップに制約される
ことはない。
As already mentioned, the optical measurement unit uses a high-resolution CCD 6 as a visual sensor and has a structure that allows it to observe the circuit module substrate 23 on the XYθ table 1 and the FPC 30 vacuum-adsorbed on the hand 3. However, to explain in more detail, a cylindrical lens 7 and an interference filter 10 are arranged in front of the CCD 6, and the objective lens 15 is connected to the circuit module substrate 23 by controlling a zoom mechanism 16 with a motor 17. FPC30 for wiring
Focusing is automatically performed. Therefore, there is no restriction on the gap between two positioning objects.

照明は、う/プ11の光源をレンズ12に集束し、ハー
フミラ−13を介して垂直落射方式の照明光を得るよう
に構成されている。
The illumination is configured such that a light source of a mirror 11 is focused on a lens 12 and vertically illuminated illumination light is obtained via a half mirror 13.

また、計測および位置決めの基準点として、同じ計測ユ
ニット内に標準パターン板20を装備し、ハーフミラ−
14、対物レンズ19を介してCCD6で観測するが、
画像処理およびデータ処理を容易にするため、被測定物
の画像との重複を避けるように、シャッタ18を設けて
画像を切換えるように構成されている。
In addition, a standard pattern board 20 is installed in the same measurement unit as a reference point for measurement and positioning, and a half mirror
14. Observe with CCD 6 through objective lens 19,
In order to facilitate image processing and data processing, a shutter 18 is provided to switch images so as to avoid overlapping with images of the object to be measured.

本実施例における位置決めの対象は、第2図ないし第5
図に示す回路モジュールの配線組立である。
The object of positioning in this embodiment is as shown in FIGS. 2 to 5.
This is the wiring assembly of the circuit module shown in the figure.

これは、セラミック製の回路モジュール用基板23の両
面に、製造工程の異なる薄膜回路モジュール25と、厚
膜回、路モジュール28.29を構成するため、最終的
に配線用のFPC30による接続が必要になるものであ
る。
This is because the thin film circuit module 25 and the thick film circuit module 28 and 29, which are produced in different manufacturing processes, are configured on both sides of the ceramic circuit module substrate 23, so the final connection using the FPC 30 for wiring is required. It is something that becomes.

近年、回路モジュニルの高集積化にともない、小さな面
積で配線数が増大しているため、配線ピッチは非常に小
さく、100μm以下の微小ピッチとなっているから、
当然精密な位置計測と精密な位置決めが必要となる。
In recent years, with the increasing integration of circuit modules, the number of wires has increased in a small area, so the wiring pitch has become extremely small, less than 100 μm.
Naturally, precise position measurement and precise positioning are required.

そこで、微小ピッチの位置決め方法の一例として、第4
図の薄膜回路モジュール25に接続された配線パターン
26と、第5図のFPC30の配線パターン31とを組
立配線するための計測および位置決め方法について、以
下、第6図ないし第11図を参照して説明する。
Therefore, as an example of a fine pitch positioning method, the fourth
The measurement and positioning method for assembling and wiring the wiring pattern 26 connected to the thin film circuit module 25 shown in the figure and the wiring pattern 31 of the FPC 30 shown in FIG. 5 will be described below with reference to FIGS. 6 to 11. explain.

第6図は、標準パターン板20の拡大図で、これは被測
定物すなわち位置決め対象物の計測および位置決めの基
準になるものでおるから、配線ピッチや線幅などCCD
6で観測されるデータが、被測定物と同じになるように
光学的にも調整されている。この中で、檀筆パターン2
1は、実際には相当多数になるので、同一パターンが連
続する場合は、その端の位置を判別したり、計数基準に
なるものとして、両端に円形パターン22をダミーパタ
ーンとして形成している。したがって、被測定物すなわ
ち位置決め対象物である回路モジュール用基板23とF
PC30にも同様にダミーバター7として、それぞれ円
形パターン27.32を形成している。
FIG. 6 is an enlarged view of the standard pattern board 20, which serves as a reference for measurement and positioning of the object to be measured, that is, the positioning target, so that the wiring pitch, line width, etc.
It is also optically adjusted so that the data observed at 6 is the same as that of the object to be measured. Among these, Danbrush pattern 2
1 is actually quite large in number, so when the same pattern is continuous, circular patterns 22 are formed as dummy patterns at both ends to determine the position of the end and to serve as a counting reference. Therefore, the circuit module board 23, which is the object to be measured, that is, the object to be positioned, and the F
Similarly, circular patterns 27 and 32 are formed on the PC 30 as dummy butter 7, respectively.

標準パターン板20は、光学的にパックグラウンドが明
る<、a準パターン21および円形パターン22の反射
率が低い場合を想定して、シリンドリカル・レンズ9を
介してCCD6で観測すると、その出力波形は第7図(
a)のようになる。この波形33から、波高値Vaをバ
ックグラウンドとして、■bの凹形部が円形パターン2
2.Vcの凹形部がaILパターン21を示す。
When the standard pattern plate 20 is observed with the CCD 6 through the cylindrical lens 9, assuming that the back ground is optically bright and the reflectance of the quasi-pattern 21 and the circular pattern 22 is low, the output waveform is as follows. Figure 7 (
It will be like a). From this waveform 33, with the wave height value Va as the background, the concave part of ■b is the circular pattern 2.
2. The concave portion of Vc indicates the aIL pattern 21.

また、被測定物の材質が変わることにより1.(ツクグ
ラウンドと観測パターンの光学的反射率が、第7図(a
)の波形33と逆転するものもあることを想定して、画
像処理装置8に反転機能を持たせて処理したのが、第7
図(b)の波形34である。この場合の波高値Va、V
b、Vcの関係は、波形33と逆転している。
Also, due to changes in the material of the object to be measured, 1. (The optical reflectance of the ground and observation pattern is shown in Figure 7 (a)
) The seventh waveform was processed by equipping the image processing device 8 with an inversion function, assuming that there may be cases where the waveform 33 is reversed.
This is the waveform 34 in Figure (b). In this case, the peak values Va, V
The relationship between b and Vc is reversed from that of waveform 33.

したがって、最初に位置決めされて観測視野35(第8
図参照)に入る被測定物の観測は、材質の反射率など予
め実験的に求めたデータをインプットしておけばよく、
その近傍に閾値を設定して制御することにより、標準パ
ターン板20は基準器として広範囲に有効に適用される
Therefore, the observation field 35 (the 8th
For observation of the object to be measured (see figure), it is sufficient to input data determined experimentally in advance, such as the reflectance of the material.
By setting and controlling a threshold value in the vicinity, the standard pattern plate 20 can be effectively applied as a standard over a wide range of areas.

第8図は、FPC30の観測例で、観測視野35内に捕
えられた配線バターy 31 ) 円形パターン32が
、標準パターン板20の標準パターン21、円形パター
ン22と比較されるものである。
FIG. 8 is an example of observation of the FPC 30, in which a wiring butter y 31 ) circular pattern 32 captured within the observation field 35 is compared with the standard pattern 21 and the circular pattern 22 of the standard pattern board 20.

説明上、始めに、正常な位置決め状態のときのCCD6
の出力波形を見てみると、第9図(b)の波形37とな
る。これは標準パターン21の標準の波形33に比べて
、バックグラウンドの波高値Va′をはじめ、円形パタ
ーン32を示す凹形部の波高値V b / ’、配線パ
ターン31を示す凹形部の波高(rfLvC′が、総体
的に反射率が低い材料であることを示している。ここで
、横方向および傾き(回転角のずれ)がないことは確認
できるが、縦方向の位置ずれは、波高値Va’ 、Vb
’ 。
For the sake of explanation, first, we will start with the CCD 6 in the normal positioning state.
Looking at the output waveform, it becomes waveform 37 in FIG. 9(b). This is compared to the standard waveform 33 of the standard pattern 21, including the wave height value Va' of the background, the wave height value Vb/' of the concave portion indicating the circular pattern 32, and the wave height of the concave portion indicating the wiring pattern 31. (rfLvC' indicates that the material has an overall low reflectance. Here, it can be confirmed that there is no horizontal direction or tilt (rotation angle deviation), but the vertical position deviation High value Va', Vb
'.

vC′に現われるので、正常値のデータが予め確認され
ていなければならない。
Since it appears in vC', normal value data must be confirmed in advance.

・ 再度第8図に戻って、FPC30の観測データと標
準パターン21の比較は、第9図(a)に示すようにな
り、標準の波形33に対して、FPC30を観測した波
形36はCCD6の検出軸に対する傾きを顕著に表わし
ている。
・ Returning to FIG. 8 again, the comparison between the observation data of FPC 30 and the standard pattern 21 is as shown in FIG. This clearly shows the inclination with respect to the detection axis.

CCD6とシリンドリカル・レンズ9の組合わせによる
観測の波形は、観測視野35における面積3りの光情報
を一次元処理する積分値で現われるものであるから、位
置決め対象物である配線パターン31の傾きは、第9図
(a)のVc“−vclで現われている。
The waveform observed by the combination of the CCD 6 and the cylindrical lens 9 appears as an integral value obtained by one-dimensionally processing the optical information of an area of 3 in the observation field of view 35, so the inclination of the wiring pattern 31, which is the object to be positioned, is , appears at Vc"-vcl in FIG. 9(a).

この傾きについて第10図で説明する。This inclination will be explained with reference to FIG.

第10図(a)において、観測視野35内に捕えられた
FPC30の傾き角度をθとすると、CCD6の出力は
第10図(b)の波形38となり、この波形38から検
出される一点鎖線で示す傾き39は、第10図(C)に
変換することができる。
In FIG. 10(a), if the tilt angle of the FPC 30 captured within the observation field of view 35 is θ, the output of the CCD 6 becomes a waveform 38 in FIG. 10(b), and the dashed line detected from this waveform 38 is The slope 39 shown can be converted to FIG. 10(C).

第9図(a)、第10図(C)に示すように、配線パタ
ーンの長さをt、傾きを前述のようにVc” −VC′
で表わし、その傾きの角度をθ!とすると。
As shown in FIG. 9(a) and FIG. 10(C), the length of the wiring pattern is t, and the slope is Vc''-VC' as described above.
The angle of the inclination is θ! If so.

Vc” −Vc’ =l*tanθ1・・・・・・・・
・(1)0=−k (Vc” −Vc’ ) /l  
   −=・(2)となる。
Vc" - Vc' = l*tanθ1...
・(1) 0=-k (Vc"-Vc')/l
−=・(2).

ここで、係数−には、第10図(a)に示すhと、(V
c”−Vc’)によって決まるが、位置決め対象物の光
学的反射率や照明条件の影響を受けるため、実験的に信
頼性の高いデータをテーブル化してデータ処理装置9内
で処理することになる。
Here, the coefficient - is h shown in FIG. 10(a) and (V
c''-Vc'), but since it is affected by the optical reflectance of the positioning target and the illumination conditions, experimentally reliable data must be created into a table and processed within the data processing device 9. .

以上を総合して、本実施例の位置決め方法は、まず、位
置決め対象物の計測から始め、その計測データに基いて
最初に傾き角の修正を行う。
In summary, the positioning method of this embodiment starts with measuring the object to be positioned, and first corrects the inclination angle based on the measured data.

傾き角の修正は、前記(2)式より求めたデータを、位
置決め装置の分解能に合わせた修正量に換算し、XYθ
テーブル1とハンド3を制御して行う。
To correct the tilt angle, convert the data obtained from equation (2) above into a correction amount that matches the resolution of the positioning device, and
This is done by controlling table 1 and hand 3.

次に、X方向およびY方向を修正するが、X方向はCC
D6とビット対応で標準パターン21との差の修正にな
る。また、Y方向の修正は、傾き角の修正と同様に、位
置決め対象物の反射率の影響を受けるので、データテー
ブルにより閾値を設定して修正することになる。いずれ
も、位置決め対象物の支持手段に係るXYθテーブルl
とハンド3とを制御して修正するものである。
Next, the X direction and Y direction are corrected, but the X direction is CC
The difference between the standard pattern 21 and the D6 bit correspondence is corrected. Further, since the correction in the Y direction is affected by the reflectance of the positioning object in the same way as the correction of the tilt angle, the correction is performed by setting a threshold value using a data table. In both cases, the XYθ table l related to the means for supporting the positioning target
and hand 3 to control and correct them.

その制御系は、第1図に示すように、CCD6の出力波
形を画像処理装置8で多値化処理し、データ処理装置9
で、位置決め対象物の観測データを、データテーブルか
ら抽出されたデータや標準パターン21から得られたデ
ータと比較し、その有意差に従って算出された位置決め
対象物の位置修正量を、テーブル駆動装置2およびハン
ド駆動装置4に出力して、XYθテーブル1およびハン
ド3を駆動することによって位置修正がなされるもので
ある。
The control system, as shown in FIG.
The observation data of the positioning target is compared with the data extracted from the data table and the data obtained from the standard pattern 21, and the position correction amount of the positioning target calculated according to the significant difference is calculated by the table driving device 2. The position is corrected by outputting the data to the hand drive device 4 and driving the XYθ table 1 and hand 3.

本実施例による位置決め方法の動作フローチャートを第
11図に示す。
FIG. 11 shows an operation flowchart of the positioning method according to this embodiment.

まず、データテーブルをデータ処理装置9に入力し記憶
させる(手順■)。一方、標準パター/板20の計測を
行い、標準パターン211円形パターン22などのデー
タもデータ処理装置9に取込まれ記憶される(手順■)
。なお、データテーブルのデータはROM領域に、標準
パターン板20のデータはRAM領域に記憶される。
First, a data table is input into the data processing device 9 and stored (procedure ①). On the other hand, the standard putter/board 20 is measured, and the data of the standard pattern 211, circular pattern 22, etc. is also taken into the data processing device 9 and stored (procedure ■).
. Note that the data of the data table is stored in the ROM area, and the data of the standard pattern board 20 is stored in the RAM area.

次に、被測定体すなわち位置決め対象物の1つである回
路モジュール基板23をXYθテーブル1に取付けて、
CCD6の観測視野35で位置計測を行い、標準パター
ン板20の標準パターン21、円形パターン22と薄膜
回路モジュール25の配線パターン262円形パターン
27との比較処理をデータ処理装置9で行い、テーブル
駆動装置2を作動させて回路モジュール基板23の位置
修正を行う(手順■〜手順■)。
Next, the circuit module board 23, which is one of the objects to be measured, that is, the object to be positioned, is mounted on the XYθ table 1, and
The position is measured in the observation field 35 of the CCD 6, and the data processing device 9 compares the standard pattern 21 and circular pattern 22 of the standard pattern board 20 with the wiring pattern 262 and circular pattern 27 of the thin film circuit module 25. 2 is activated to correct the position of the circuit module board 23 (Steps ① to ③).

次いで、被測定体すなわち位置決め対象物の1つである
FPC30をハンド3に真空吸着させ、CCD6の観測
視野35で位置計測を行い、標準パターン板20の標準
パターン212円形パターン22とFPC30の配線パ
ターン31.円形パターン32との比較処理をデータ処
理装置9で行い、ハンド駆動装置4を作動させてFPC
30の位置修正を行う(手順■〜手順@)。
Next, the FPC 30, which is an object to be measured, that is, one of the objects to be positioned, is vacuum-adsorbed to the hand 3, and its position is measured in the observation field 35 of the CCD 6, and the standard pattern 212 circular pattern 22 of the standard pattern board 20 and the wiring pattern of the FPC 30 are 31. A comparison process with the circular pattern 32 is performed by the data processing device 9, and the hand drive device 4 is operated to
30 position corrections (Steps ■ to Steps @).

これによって、回路モジュール基板23上の薄膜回路モ
ジュール25の配線バター726.円形パターン27と
、FPC30の配線パターン31゜円形パターン32と
の位置合わせ、すなわち配線接続すべき微小ピッチの位
置決めが、標準パターン板20の標準パターン21.円
形パターン22を共通の基準として、換言すれば同一座
標において行われることになる。
As a result, the wiring butter 726 of the thin film circuit module 25 on the circuit module board 23. The positioning of the circular pattern 27 and the wiring pattern 31° of the FPC 30 and the circular pattern 32, that is, the positioning of the minute pitches for wiring connections, is performed using the standard pattern 21. of the standard pattern board 20. Using the circular pattern 22 as a common reference, in other words, the processing is performed at the same coordinates.

そこでハンド3を作動させ、FPC30を下降させて、
所定の配線接合を行う(手順@)。接合を終ったワーク
は所定の場所へ搬送されて作業終了となる(手順@〜[
相])。
Then, activate hand 3, lower FPC 30,
Perform the specified wiring connections (procedure @). The workpieces that have been joined are transported to a predetermined location and the work is completed (steps @ ~ [
phase]).

このように、光学計測ユニットに標準パター/板20と
ズーム機構16とを装備したことにより、微小ピッチで
配線接続すべき接合作業に関して、1)配線組立用の2
つの位置決め対象物間のギャップに制約されない。
In this way, by equipping the optical measurement unit with the standard putter/plate 20 and the zoom mechanism 16, it is possible to improve the joining work that requires wiring connections at minute pitches by:
is not constrained by the gap between two positioning objects.

2)位置決め対象物の材質に制約されない、3)XYθ
テーブル1またはハンド3など、位置決め装置の支持手
段に位置決め用の基準点を設定する必要がないなど、従
来技術の問題点が解決されている。
2) Not restricted by the material of the positioning target, 3) XYθ
The problems of the prior art are solved, such as there being no need to set a reference point for positioning on the support means of the positioning device, such as the table 1 or the hand 3.

また、計測のソフトウェア面でも、本実施例の位置決め
方法では、全て標準パターンを基準とした一つの座標で
処理し、データ処理の簡易化を図ることができる。
In addition, in terms of measurement software, the positioning method of this embodiment performs all processing using one coordinate based on a standard pattern, thereby simplifying data processing.

なお、前述の実施例によれば、回路モジュール基板とF
PCとの配線接合の例を説明したが1本発明はこれに限
るものではなく、同様の効果が期待される微小ピッチで
配線接続すべき部品の位置合わせ、精密加工、あるいは
精密組立に広く適用されるものである。
In addition, according to the above-mentioned embodiment, the circuit module board and the F
Although an example of wiring connection with a PC has been described, the present invention is not limited to this, but can be widely applied to positioning, precision processing, or precision assembly of parts that need to be connected with wiring at minute pitches, where similar effects are expected. It is something that will be done.

例えば、回路モジュールの配線や、フラットパッケージ
LSI配線のハンダ付けをレーザ加工機で行う場合の位
置決め、電子部品や小物部品の精密組立のための位置決
めなど、応用範囲は広く、今後ますます高精度化が要求
される自動化技術に、不可欠な基本技術となるものであ
る。
For example, the range of applications is wide, such as positioning when wiring circuit modules and soldering flat package LSI wiring using a laser processing machine, and positioning for precision assembly of electronic components and small parts, and the precision will continue to increase in the future. This is an essential basic technology for automation technology that requires

これにより、精密加工あるいは精密組立装置に関する品
質向上、歩留向上が期待できる。
This can be expected to improve the quality and yield of precision processing or precision assembly equipment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、精密加工あるいは
精密組立の一項として、微小ピッチの配線接続を行うた
めの位置計測と位置決めを、接合部品の部品間のギャッ
プや材質に制約されることなく、高精度に行いうる微小
ピッチ位置決め方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, position measurement and positioning for making fine pitch wiring connections as part of precision machining or precision assembly are not limited by the gaps between the parts and the materials of the joined parts. It is possible to provide a fine pitch positioning method that can be performed with high precision without any problems.

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

第1図は、本発明の一実施例に係る位置決め方法が適用
される位置決め装置の構成図、第2図は、その位置決め
対象物となる回路モジュールの正面図、第3図は、第2
図の回路モジュールの側面図、第4図は、その回路モジ
ュールの一部で薄膜回路部を模擬的に一部拡大した正面
図、第5図は、位置決め対象物となるFPCの拡大図、
第6図は、標準パターン板の拡大正面図、第7図は、シ
リンドリカル・レンズを介したCCDの出力波形図、第
8図は観測視野で観測されるFPCの位置状態を示す説
明図、第9図は、第8図に示した観測対象の観測波形図
、第10図は1本実施例の位置決め方法に関する測定と
位置修正の原理説明図、第11図は位置決め方法の動作
手順を示すフローチャートである。 1・・・XYθテーブル、2・・・テーブル駆動装置、
3・・・ハンド、4・・・ハンド駆動装置、6・・・C
CD、7・・・シリンドリカル・レンズ、8・・・画像
処理装置、9・・・データ処理装置、15.19・・・
対物レンズ、16・・・ズーム機構、20・・・標準パ
ターン板、21・・・標準パターン、22・・・円形パ
ターン、23・・・回路モジュール用基板、25・・・
薄膜回路モジュール、30・・・FPC,26,31・
・・配線パターン、27゜32・・・円形パターン、3
3,34,36,37゜(1ま刀)lるJ 、#l 目 茅20      茅3目 第4.口 某59 芋6固 茅7目 茅i固   、5
FIG. 1 is a block diagram of a positioning device to which a positioning method according to an embodiment of the present invention is applied, FIG. 2 is a front view of a circuit module that is an object to be positioned, and FIG.
FIG. 4 is a partially enlarged front view of the thin film circuit part of the circuit module, and FIG. 5 is an enlarged view of the FPC that is the object to be positioned.
Figure 6 is an enlarged front view of the standard pattern board, Figure 7 is a diagram of the output waveform of the CCD via a cylindrical lens, Figure 8 is an explanatory diagram showing the positional state of the FPC observed in the observation field, 9 is an observed waveform diagram of the observation target shown in FIG. 8, FIG. 10 is an explanatory diagram of the principle of measurement and position correction regarding the positioning method of this embodiment, and FIG. 11 is a flowchart showing the operating procedure of the positioning method. It is. 1...XYθ table, 2...Table drive device,
3...Hand, 4...Hand drive device, 6...C
CD, 7... Cylindrical lens, 8... Image processing device, 9... Data processing device, 15.19...
Objective lens, 16... Zoom mechanism, 20... Standard pattern board, 21... Standard pattern, 22... Circular pattern, 23... Circuit module board, 25...
Thin film circuit module, 30...FPC, 26, 31.
...Wiring pattern, 27°32...Circular pattern, 3
3, 34, 36, 37° (1 sword) lru J, #l eyes 20 eyes 3 eyes 4th. Kuchi 59 Imo 6 Komo 7me Kayo I Ko , 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、微小ピッチで配線接続すべき2つの接合部品を、光
学計測手段で観測しつつ位置決めを行う微小ピッチ位置
決め方法であつて、 位置決め対象物の支持手段と、少なくとも視覚センサと
ズーム機構とを具備する光学計測手段と、この光学計測
手段の観測視野における光情報を処理して前記位置決め
対象物の支持手段を作動せしめる制御系とを備えた位置
決め装置を用い、位置決め対象物の2つの接合部品の接
合面に共通のダミーパターンを設け、前記位置決め装置
の光学計測手段に前記接合部品の微小ピッチの配線パタ
ーンおよびダミーパターンの基準となる標準パターン板
を装備し、前記光学計測手段の観測視野内でズーム機構
により、前記標準パターン板に合わせて2つの接合部品
の配線パターンおよびダミーパターンの位置修正を行う
ように、前記位置決め装置の制御手段を作動せしめるこ
とを特徴とする微小位置決め方法。 2、特許請求の範囲第1項記載の方法において、光学計
測手段の視覚センサには電荷結合素子を用い、この電荷
結合素子とシリンドリカル・レンズを組合わせて位置決
め対象物を観測することによつて観測視野における面積
当りの光情報を一次元処理し、そのデータを標準パター
ン板の観測データと比較し、その有意差に従つて制御手
段を作動させて位置決め対象物の位置修正を行うように
した微小ピッチ位置決め方法。
[Claims] 1. A micro-pitch positioning method for positioning two bonded components to be wire-connected at a micro-pitch while observing them using optical measurement means, the method comprising: supporting means for the object to be positioned; and at least a visual sensor. A positioning device is used that includes an optical measurement means having a zoom mechanism, and a control system that processes optical information in the observation field of the optical measurement means to operate the support means for the positioning object. A common dummy pattern is provided on the bonding surfaces of the two bonded components, and the optical measurement means of the positioning device is equipped with a standard pattern plate serving as a reference for the micro-pitch wiring pattern of the bonded components and the dummy pattern, and the optical measurement The control means of the positioning device is operated to correct the positions of the wiring patterns and dummy patterns of the two bonded parts according to the standard pattern board using a zoom mechanism within the observation field of the means. Positioning method. 2. In the method described in claim 1, a charge-coupled device is used as the visual sensor of the optical measurement means, and the object to be positioned is observed by combining the charge-coupled device and a cylindrical lens. The optical information per area in the observation field is processed one-dimensionally, the data is compared with the observation data of the standard pattern board, and the position of the positioning target is corrected by operating the control means according to the significant difference. Fine pitch positioning method.
JP60220269A 1985-10-04 1985-10-04 Method for positioning microscopic pitch Pending JPS6281039A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60220269A JPS6281039A (en) 1985-10-04 1985-10-04 Method for positioning microscopic pitch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60220269A JPS6281039A (en) 1985-10-04 1985-10-04 Method for positioning microscopic pitch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6281039A true JPS6281039A (en) 1987-04-14

Family

ID=16748530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60220269A Pending JPS6281039A (en) 1985-10-04 1985-10-04 Method for positioning microscopic pitch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6281039A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153511A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Juki Corp Component mounting equipment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153511A (en) * 2006-12-19 2008-07-03 Juki Corp Component mounting equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5384000A (en) Semiconductor chip mounting method and apparatus
JP3605359B2 (en) METHOD AND APPARATUS FOR CALIBRATION OF LASER PROCESSING MACHINE FOR PROCESSING WORKING MATERIAL
JP4128540B2 (en) Bonding equipment
JP4343985B2 (en) Bonding apparatus and bonding stage height adjusting method for bonding apparatus
JPH079918B2 (en) Method and device for mounting semiconductor chip
JP2010162559A (en) Laser processing method, processing device and workpiece
JP2004528591A (en) Method and apparatus for registration control in manufacturing by imaging
US11823938B2 (en) Mounting device and mounting method
JPH10301052A (en) Method of correcting machining position deviation of laser beam machine
JP5096852B2 (en) Line width measuring apparatus and inspection method of line width measuring apparatus
US6768964B2 (en) Method and apparatus for determining dot-mark-forming position of semiconductor wafer
JP4351955B2 (en) Reference point position determination method
JPH06140799A (en) Component mounting method
US6266891B1 (en) Method of and apparatus for bonding component
KR100696211B1 (en) Bonding apparatus
JPS6281039A (en) Method for positioning microscopic pitch
JP3358847B2 (en) Control device for component mounting machine
JPH05180622A (en) Position and attitude detecting apparatus
JP3620868B2 (en) Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method
JP2000276233A (en) Position deviation detector and positioning device using the same
JP2844409B2 (en) Semiconductor positioning method
JPH08162503A (en) Method and device for aligning electronic parts
JP3643104B2 (en) Processing position correction method in laser processing apparatus
JP4264403B2 (en) Bonding equipment
JP3679460B2 (en) Mobile device and control method thereof