JPWO2009041005A1 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品のずれ量を精度良く検出することが可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。本発明の検査装置は、ＡＣＦを介してパネル表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する装置であって、パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像する可視カメラと、可視カメラによる撮像結果としての画像において、パネル認識マークの特徴点及び部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得部（４４８）と、可視カメラによる撮像結果としての画像において、パネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークの特徴点の位置のずれ量を算出するずれ量算出部（４４６）と、を備える。

Description

本発明は、検査装置及び検査方法に関し、特に電子部品の基板への実装状態を検査する検査装置及び検査方法に関する。
従来から、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等で構成される電極を持った液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（以下、パネルという）上に、電極を持ったＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板、半導体素子及びフレキシブル基板等の電子部品（以下、部品という）を実装することが行われている。
この実装では、部品とパネルとの間に異方性導電シート（以下、ＡＣＦという）を介在させた状態で部品のパネルへの仮圧着及び本圧着が行われ、パネルの電極（以下、パネル電極という）と部品の電極（以下、部品電極という）とが接合される。仮圧着においては、熱圧着加圧ヘッドにより部品を弱く押圧して部品の仮圧着が行われ、その後の本圧着では、仮圧着された部品を熱圧着加圧ヘッドにより仮圧着より高い温度と圧力で押圧して部品の本圧着が行われる。さらに、部品の所定の実装位置からの相対的なずれ量（位置ずれ量）が検査装置により検出される。検出された位置ずれ量は次のパネルの部品実装にフィードバックされ、位置ずれを補正した実装が行われる。
部品の位置ずれ量を検出する検査装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この検査装置では、パネル電極と部品電極（バンプ）とのずれ量を検出することにより部品の位置ずれ量が検出される。
特開平８−３３０３９３号公報
ところで、特許文献１に記載の検査装置においてパネル電極及び部品電極の位置は、パネルの裏面（パネルの部品が実装されていない側の透明基板であるパネルの面）側に設けられた撮像装置によるパネル電極及び部品電極の撮像結果に基づいてオペレータにより算出される。従って、この検査装置では、ＡＣＦ等の導電性粒子を含む接合部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することは極めて困難である。すなわち、金属等の導電性粒子は光を透過しないあるいは透過し難いため、パネルの裏面側の撮像装置には部品電極からの光が届き難く、部品電極全体を撮像することができない。従って、オペレータにとって部品電極の位置を認識することが困難となり、位置ずれ量を精度良く算出することができないのである。部品の実装ピッチの狭ピッチ化が進むに従って導電性粒子の微細化・高密度化が進み、導電性粒子で光が遮られ易くなるので、より撮像装置に光が届き難くなる。その結果、導電性粒子越しに部品電極を認識し難くなるため、実装ピッチの狭ピッチ化が進むに従ってこの問題がより顕著になる。
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することが可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の検査装置は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネル表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する装置であって、パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像するカメラと、前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得手段と、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
これにより、得られたパネル認識マーク及び部品認識マークの画像に基づいて検査装置が部品の位置ずれ量を算出する。従って、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。
ここで、前記検査装置は、さらに、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの特徴点を認識できるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記画像に補正を施す補正手段とを備え、前記取得手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できると判定された前記画像又は前記補正手段により補正が施された前記画像より、前記特徴点の位置を取得してもよい。
また、前記補正手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記画像より前記導電性粒子を削除し、前記画像の導電性粒子が削除された部分を直線補間又は曲線補間してもよい。
これにより、導電性粒子の影響により特徴点を認識することができない場合でも、画像補正により特徴点を取得可能な状態とすることができる。従って、導電性粒子の影響を受けることなく部品の位置ずれ量を算出することができるので、導電性粒子を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。
また、前記判定手段は、前記画像にて前記他方のマークの複数の特徴点のいずれかを認識できるか否かを順次判定し、前記補正手段は、前記複数の特徴点のいずれも認識できないと前記判定手段により判定された場合に、前記画像に前記補正を施してもよい。
また、前記判定手段は、前記画像を前記パネル認識マーク及び部品認識マークを含む複数の領域に分割し、前記複数の領域で前記特徴点を認識できるか否かを順次判定し、前記補正手段は、前記複数の領域のいずれでも前記特徴点を認識できないと前記判定手段により判定された場合に、前記複数の領域のいずれかに前記補正を施してもよい。
これにより、得られた画像の一部についてのみ補正を施すことで特徴点を取得可能な状態とすることができるので、導電性粒子を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を簡易に検出することができる。
また、前記検査装置は、さらに、パネルを透過し、かつ前記導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を前記パネル認識マーク及び部品認識マークに照射する照明を備え、前記カメラは、パネルに部品が実装される側とは反対側のパネルの裏面側に配設され、前記算出手段は、前記画像にて、前記パネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、前記部品認識マークの特徴点の位置のずれ量を算出する。
また、前記カメラは、可視カメラであり、前記照明は、可視光照明であってもよい。
これにより、特殊な照明及びカメラが必要とされないため、装置の大型化及び複雑化を防止することができる。
また、本発明は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する方法であって、パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像する撮像ステップと、前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得ステップと、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出ステップとを含むことを特徴とする検査方法とすることもできる。
これにより、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。
本発明によれば、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することが可能な検査装置及び検査方法を実現できるという効果が奏される。
図１は、本発明の実施の形態の部品実装システムの全体構成を示す概念図である。 図２は、同部品実装システムのパネル実装機において部品がパネルに実装される様子を示す図である。 図３（ａ）は、同部品実装システムの検査機の概略構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、同部品実装システムの検査機で実装済パネルが検査される様子を示す図である。 図４は、同部品実装システムの概略構成を示す機能ブロック図である。 図５は、同部品実装システムのフィードバック動作を示すシーケンスである。 図６（ａ）は、部品認識マークの一例を示す図である。図６（ｂ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｃ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｄ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｅ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。 図７（ａ）は、部品認識マークの一例を示す図である。図７（ｂ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図７（ｃ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。 図８は、同部品実装システムの検査機において画像補正が行われる様子を示す図である。 図９は、可視カメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。 図１０は、可視カメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。 図１１は、同部品実装システムの検査機において画像補正が行われる様子を示す図である。
符号の説明
１００ 部品実装システム
１０１、１０６ ローダ
１０２ 洗浄機
１０３ａ、１０３ｂ パネル実装機
１０４ 部品供給ユニット
１０５ 検査機
１０８ ラインコントローラ
１０９ 通信ケーブル
１１３ ＡＣＦ貼付装置
１１４ 仮圧着装置
１１５、１１６ 本圧着装置
２００ パネル
２０１ 部品
２０２、２０４、２０６ 熱圧着加圧ヘッド
２０３、２０５、２０７、３０１ バックアップステージ
２１０ ＡＣＦ
２１１ 導電性粒子
３００ 実装済パネル
３０２ パネル移載ステージ部
３０３ パネル下搬送移載軸部
３０４ 可視光照明
３０６ 可視カメラ
４１０、４３０、４４０ 制御部
４１１、４３１、４４１ 記憶部
４１１ａ マスタテーブル
４１２、４３２、４４２ 入力部
４１３、４３３、４４３ 表示部
４１４、４３４、４４４ 通信Ｉ／Ｆ部
４１５ 演算部
４３１ａ フィードバックデータ
４３５、４４５ 機構部
４３６ データ更新部
４４１ａ 検査位置データ
４４１ｂ 特徴点データ
４４６ ずれ量算出部
４４７ 補正部
４４８ 取得部
４４９ 判定部
以下、本発明の実施の形態における部品実装システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態の部品実装システム１００の全体構成を示す概念図である。
この部品実装システム１００は、ローダ１０１、洗浄機１０２、２つのパネル実装機１０３ａ及び１０３ｂ、部品供給ユニット１０４、検査機１０５並びにローダ１０６から構成されるラインと、ラインコントローラ１０８と、通信ケーブル１０９とから構成されている。
ローダ１０１は、パネルをラインに供給する。洗浄機１０２は、ローダ１０１により供給されたパネルのＡＣＦが貼り付けられる部分を洗浄する。２つのパネル実装機１０３ａ及び１０３ｂは、それぞれパネルの異なる辺に部品を実装する。部品供給ユニット１０４は、パネル実装機１０３ａに部品を供給する。検査機１０５は、ＡＣＦを介してパネルの表面に実装された部品の実装位置と部品の所定の実装位置との相対的なずれ量（位置ずれ量）を検出する。ローダ１０６は、部品が実装されたパネル（以下、実装済パネルという）を排出する。ラインコントローラ１０８は、ライン全体の稼動状況や各種データの通信等を管理・制御する。通信ケーブル１０９は、ラインコントローラ１０８と各装置とを接続する。
パネル実装機１０３ａは、ＡＣＦ貼付装置１１３、仮圧着装置１１４及び本圧着装置１１５から構成される。ＡＣＦ貼付装置１１３は、パネル表面の長辺部及び短辺部にＡＣＦを貼り付ける。仮圧着装置１１４は、熱圧着加圧ヘッドにより部品を載置し、押圧してパネル表面に仮圧着する。本圧着装置１１５は、パネル表面の長辺部に仮圧着された部品を熱圧着加圧ヘッドにより仮圧着より高い温度と圧力で押圧してパネル表面に本圧着する。
パネル実装機１０３ｂは、本圧着装置１１６から構成される。本圧着装置１１６は、熱圧着加圧ヘッドによりパネルの表面の短辺に仮圧着された部品を仮圧着より高い温度と圧力で押圧してパネル表面に本圧着する。
図２は、パネル実装機１０３ａ及び１０３ｂにおいて部品がパネルに実装される様子を示す図である。
まず、ＡＣＦ貼付装置１１３でパネル２００表面の側縁部での部品が実装される領域にＡＣＦ２１０を貼り付けた後、仮圧着装置１１４にパネル２００を移動させる。
次に、部品２０１を保持する熱圧着加圧ヘッド２０２を下降させ（図２（ａ））、バックアップステージ２０３上に載置されたパネル２００表面のＡＣＦ２１０が貼り付けられた部分に部品２０１を仮圧着する（図２（ｂ））。
次に、本圧着装置１１５にパネル２００を移動させた後、熱圧着加圧ヘッド２０４を下降させ（図２（ｃ））、バックアップステージ２０５上に載置されたパネル２００表面の長辺部に仮圧着された部品２０１を本圧着する（図２（ｄ））。
最後に、本圧着装置１１６にパネル２００を移動させた後、熱圧着加圧ヘッド２０６を下降させ（図２（ｅ））、バックアップステージ２０７上に載置されたパネル２００表面の短辺部に仮圧着された部品２０１を本圧着する（図２（ｆ））。
図３（ａ）は検査機１０５の概略構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は検査機１０５により実装済パネル３００が検査される様子を示す図である。
検査機１０５は、バックアップステージ３０１、パネル移載ステージ部３０２、パネル下搬送移載軸部３０３、可視光照明３０４及び可視カメラ３０６を備える。
バックアップステージ３０１には、実装済パネル３００が載置される。パネル移載ステージ部３０２は、バックアップステージ３０１に実装済パネル３００を移載する。パネル下搬送移載軸部３０３は、実装済パネル３００をパネル移載ステージ部３０２に移送する。
可視光照明３０４は、実装済パネル３００の裏面（実装済パネル３００の部品が実装されていない面）側に配設され、実装済パネル３００裏面に可視光を照射する。実装済パネル３００は可視光に対して透明であるため、可視光照明３０４により照射された可視光は実装済パネル３００を透過し、実装済パネル３００表面（実装済パネル３００の部品が実装されている面）に形成されたパネル認識マーク全面に照射される。一方、ＡＣＦに含まれる導電性粒子は可視光を透過しないあるいは透過し難いため、可視光照明３０４により照射された可視光は部品表面（部品のパネルと接合する面）に形成された部品認識マークの一部にのみ照射される。このとき、パネルは主にガラスを材質として、パネル認識マーク及び部品認識マークは主にＡｌを材質として、導電性粒子の表面は主にＮｉを材質として形成されている。
可視カメラ３０６は、実装済パネル３００に部品が実装されている側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側に配設される。可視カメラ３０６は、可視光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する。
図４は、部品実装システム１００の概略構成を示す機能ブロック図である。
ラインコントローラ１０８は、制御部４１０、記憶部４１１、入力部４１２、表示部４１３、通信Ｉ／Ｆ部４１４及び演算部４１５を備える。
制御部４１０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４１１のライン制御データを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。
記憶部４１１は、ハードディスクやメモリ等であり、ライン制御データ及びマスタテーブル４１１ａ等を保持する。マスタテーブル４１１ａは、対応付けられた一組の実装位置及び補正量（フィードバック量）を示す情報からなる。
入力部４１２は、キーボードやマウス等であり、表示部４１３は、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等である。これらは、本ラインコントローラ１０８とオペレータとが対話する等のために用いられる。
通信Ｉ／Ｆ部４１４は、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタ等であり、本ラインコントローラ１０８とパネル実装機１０３ａ及び検査機１０５との通信等に用いられる。
演算部４１５は、検査機１０５で算出された部品の位置ずれ量に基づいて補正量を算出し、記憶部４１１のマスタテーブル４１１ａを更新する。
パネル実装機１０３ａは、制御部４３０、記憶部４３１、入力部４３２、表示部４３３、通信Ｉ／Ｆ部４３４、機構部４３５及びデータ更新部４３６を備える。
制御部４３０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４３１のＮＣデータを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。
記憶部４３１は、ハードディスクやメモリ等であり、ＮＣデータ、及びフィードバックデータ４３１ａ等を保持する。フィードバックデータ４３１ａは、対応付けられた一組の実装位置及び補正量を示す情報からなる。
入力部４３２は、キーボードやマウス等であり、表示部４３３は、ＣＲＴやＬＣＤ等である。これらは、本パネル実装機１０３ａとオペレータとが対話する等のために用いられる。
通信Ｉ／Ｆ部４３４は、ＬＡＮアダプタ等であり、本パネル実装機１０３ａとラインコントローラ１０８との通信等に用いられる。
機構部４３５は、熱圧着加圧ヘッド、搬送部、アーム、ＸＹテーブル、部品供給部、及びこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。
データ更新部４３６は、ラインコントローラ１０８から送信されたマスタテーブル４１１ａを基に記憶部４３１のフィードバックデータ４３１ａを更新する。
検査機１０５は、制御部４４０、記憶部４４１、入力部４４２、表示部４４３、通信Ｉ／Ｆ部４４４、機構部４４５、ずれ量算出部４４６、補正部４４７、取得部４４８及び判定部４４９を備える。
制御部４４０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４４１のＮＣデータを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。
記憶部４４１は、ハードディスクやメモリ等であり、ＮＣデータ、検査位置データ４４１ａ及び特徴点データ４４１ｂ等を保持する。検査位置データ４４１ａは、検査機１０５にて検査が行われる対象となる全ての位置を示す情報の集まりである。特徴点データ４４１ｂは、部品認識マークの特徴点に関する情報である。
入力部４４２は、キーボードやマウス等であり、表示部４４３は、ＣＲＴやＬＣＤ等である。これらは、本検査機１０５とオペレータとが対話する等のために用いられる。
通信Ｉ／Ｆ部４４４は、ＬＡＮアダプタ等であり、本検査機１０５とラインコントローラ１０８との通信等に用いられる。
機構部４４５は、パネル移載ステージ部、パネル下搬送移載軸部、可視光照明及び可視カメラ並びにこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。
ずれ量算出部４４６は、本発明の算出手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像においてパネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークにおける所定の特徴点の位置のずれ量を算出する。
補正部４４７は、本発明の補正手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像にて所定の特徴点を認識できないと判定部４４９により判定された場合に、該画像に直線補間及び曲線補間のいずれかの補正を施し、さらに２値化処理の補正を施して特徴点を認識可能な画像とする。具体的には、可視カメラによる撮像結果としての画像から導電性粒子を削除し、該削除により画像の輪郭が不明瞭となった部分を直線又は曲線補間により補い、さらに２値化処理を施す。
取得部４４８は、本発明の取得手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像によりパネル認識マークの所定の特徴点及び部品認識マークの所定の特徴点の位置を取得する。
判定部４４９は、本発明の判定手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像より部品認識マーク及びパネル認識マークの所定の特徴点を認識できるか否かを判定する。
次に、部品実装システム１００のフィードバック動作（部品の位置ずれ量を部品実装にフィードバックする流れ）について詳細に説明する。図５は、部品実装システム１００のフィードバック動作を示すシーケンスである。
まず、検査機１０５の制御部４４０は、機構部４４５により実装済パネル３００のパネル認識マーク及び部品の部品認識マークを撮像させる（ステップＳ１１）。具体的には、検査位置データ４４１ａに示される位置に形成されたパネル認識マーク及び部品認識マークに、実装済パネル３００の部品が実装されている側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側から可視光照明３０４により可視光を照射させ、実装済パネル３００の部品が実装されている側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側より該パネル認識マーク及び部品認識マークを可視カメラ３０６により撮像させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、判定部４４９により撮像結果としての画像が良好な画像、つまりマークの輪郭が明瞭で特徴点を認識可能な画像であるか否かを判定させる（ステップＳ１２）。
例えば、図６（ａ）に示されるような部品認識マークが部品に形成され、図６（ｂ）又は（ｃ）に示されるようなパネル認識マークがパネルに形成され、部品が所定の実装位置でパネルに実装されると部品認識マーク及びパネル認識マークが図６（ｄ）又は（ｅ）に示されるような位置関係となるとする。この場合、部品認識マーク及びパネル認識マークの輪郭を構成する直線が交わるエッジ（コーナ）Ａ１及びＡ２が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示されているとすると、エッジＡ１及びＡ２が認識可能であるか否かが判定される。
また、図７（ａ）に示されるような部品認識マークが部品に形成され、図７（ｂ）に示されるようなパネル認識マークがパネルに形成され、部品が所定の実装位置でパネルに実装されると部品認識マーク及びパネル認識マークが図７（ｃ）に示されるような位置関係となるとする。この場合、部品認識マーク及びパネル認識マークを構成する円の重心Ｂ１及びＢ２が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示されているとすると、円の重心Ｂ１及びＢ２が認識可能であるか否かが判定される。
次に、撮像結果としての部品認識マークの画像が良好な画像でないと判定された場合（ステップＳ１２でＮｏ）、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、補正部４４７により画像からＡＣＦ２１０の導電性粒子２１１を削除させる（ステップＳ１３）。例えば、図９（ａ）及び（ｂ）に示されるように、部品認識マークの特徴点Ｃ、Ｄ及びＥ等に導電性粒子２１１が重なり、特徴点が導電性粒子２１１の影になって認識できない場合には導電性粒子２１１を削除させる。
導電性粒子２１１の画像の削除においては、記憶部４４１に予め導電性粒子２１１の画像を複数格納しておき、その格納された画像と比較して一致度の高いものが撮像により得られた画像から抽出され、抽出されたものが導電性粒子２１１として削除される。もしくは、撮像により得られた画像から円形度の高いもの、つまり重心から外形までの径が一定範囲内にあるものが抽出され、抽出されたものが導電性粒子２１１の画像として削除される。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ｃ）に示されるように、補正部４４７により、導電性粒子２１１が削除された画像において、導電性粒子２１１が削除された部分を直線補間又は曲線補間する補正を施させる（ステップＳ１４）。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ｄ）に示されるように、補正部４４７により補正の施された画像にコントラストを明確にするための２値化処理の補正をさらに施させる（ステップＳ１５）。これにより、図８（ｅ）に示されるように、パネル認識マーク及び部品認識マークの所定の特徴点の位置を取得可能な画像が得られる。
次に、良好な画像であると判定された場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）又は画像に２値化処理が施された場合、検査機１０５の制御部４４０は、取得部４４８に特徴点の位置を取得させる（ステップＳ１６）。具体的には、２値化処理が施された画像又は良好であると判定された画像におけるパネル認識マークの所定の特徴点の位置と、部品認識マークの特徴点の位置とを取得部４４８に取得させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、ずれ量算出部４４６によりパネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークの所定の特徴点の位置のずれ量を部品の実装位置のずれ量である位置ずれ量として算出させる（ステップＳ１７）。具体的には、パネル認識マークの所定の特徴点の位置を基準とした部品認識マークの所定の特徴点の位置を算出させ、パネル認識マークの所定の特徴点の位置を基準とした所定の位置からの算出された部品認識マークの所定の特徴点の位置のずれ量を算出させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、通信Ｉ／Ｆ部４４４により、算出された部品の位置ずれ量を検査位置データ４４１ａに示された実装位置に対応付けてラインコントローラ１０８に送信させる（ステップＳ１８）。
次に、ラインコントローラ１０８の制御部４１０は、演算部４１５により、通信Ｉ／Ｆ部４１４を介して受信した位置ずれ量に基づいて、記憶部４１１のマスタテーブル４１１ａを更新させる（ステップＳ１９）。
次に、ラインコントローラ１０８の制御部４１０は、通信Ｉ／Ｆ部４１４により、更新されたマスタテーブル４１１ａをパネル実装機１０３ａに送信させる（ステップＳ２０）。
次に、パネル実装機１０３ａの制御部４３０は、通信Ｉ／Ｆ部４３４を介して受信したマスタテーブル４１１ａに基づいて、記憶部４３１のフィードバックデータ４３１ａを更新する（ステップＳ２１）。
最後に、パネル実装機１０３ａの制御部４３０は、ＮＣデータを実行し、機構部４３５により部品をパネルに実装させる（ステップＳ２２）。実装に際しては更新されたフィードバックデータ４３１ａを加味して部品の実装位置が補正され、補正された実装位置に部品が実装される。
以上のように本実施の形態に係る検査機１０５によれば、検査機１０５が得られたパネル認識マーク及び部品認識マークの画像に基づいて部品の位置ずれ量を算出する。従って、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。
また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、導電性粒子の影響により部品認識マーク全体を認識することができない場合でも、画像の補正等により部品の位置ずれ量を算出可能な状態にすることができる。従って、導電性粒子の影響を受けることなく部品の位置ずれ量を算出することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。
また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、撮像により得られた画像に補間が施された後、さらに２値化処理が施される。従って、特徴点の位置をより正確に取得することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品のずれ量をより精度良く検出することができる。
以上、本発明の検査装置及び検査方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。
例えば、上記実施の形態において、ラインに検査機を設けるとした。しかし、パネル実装機に実装済パネルを検査する機能を持たせてもよい。この場合、パネル実装機は、上記実施の形態の検査機と同様の位置関係で配置された可視光照明及び可視カメラを備える。
また、上記実施の形態において、特徴点データに示される所定の特徴点の位置を認識できないと判定された場合には、撮像により得られた画像に補正を加えるとした。しかし、特徴点データには複数の特徴点がその優先度により順序付けて示され、判定部は最初に最も優先度の高い特徴点の位置を認識できるか否かを判定し、認識できないと判定された場合に次に優先度の高い特徴点を認識できるか否かを順次判定してもよい。この場合、特徴点データに示される特徴点のいずれかが認識可能であると判定された場合には部品認識マーク及びパネル認識マークの画像に補正が加えられず特徴点の取得処理（図５のステップＳ１６）が行われるが、いずれの特徴点についても認識可能であると判定されない場合には、画像の補正処理及び２値化処理（図５のステップＳ１３〜Ｓ１５）が行われる。
例えば、図１０に示されるような部品認識マークＧが部品に形成されている場合には、部品認識マークＧの輪郭を構成する直線が交わる複数のエッジＨ１〜Ｈ１１が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示される。そして、パネル認識マークとの距離が近い特徴点ほど優先度が高いとされる。図１０に示されるように複数の島状のマークＦ１〜Ｆ４から部品認識マークＧが構成される場合には、判定部により撮像結果としての画像がパネル認識マーク及び部品認識マークの両方を含む複数の領域に分割され、複数の領域で特徴点の認識判定が順次行われる。具体的には、まずマークＦ１を中心とした所定の領域Ｉ内で特徴点の認識判定が行われ、その後マークＦ２〜Ｆ４を中心とした所定の領域内で特徴点の認識判定が順次行われる。そして、いずれの領域においても特徴点が認識可能であると判定されなかった場合には、いずれかの領域例えばマークＦ１を中心とした所定の領域Ｉ内で、図１１に示されるような画像の補正処理及び２値化処理（図５のステップＳ１３〜Ｓ１５）が行われる。
また、上記実施の形態において、撮像により得られた画像に補間が施された後、２値化処理が施されるとするとした。しかし、この２値化処理の補正は行われなくてもよいし、また代わりにパターンマッチングの補正が施されてもよい。パターンマッチングが施される場合には、検査機１０５の記憶部４４１にマッチングの基準となる部品認識マークの画像が格納され、補間が施された部品認識マークの画像と記憶部４４１の部品認識マークの画像とがマッチングされる。
また、上記実施の形態において、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するために検査機には可視光照明及び可視カメラが設けられるとした。しかし、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像できる光つまりパネルを透過し、かつ導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を発する照明、及びその光を受光できるカメラであればこれに限られない。
また、上記実施の形態において、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するために検査機には可視光照明及び可視カメラが設けられるとした。しかし、可視光照明の代わりに赤外光照明が設けられ、可視カメラの代わりにＩＲカメラが設けられてもよい。この場合、赤外光照明及びＩＲカメラは部品の裏面（部品のパネルと接合しない面）側に配設され、赤外光照明は部品の裏面に赤外光を照射する。部品は赤外光に対して透明であるため、赤外光照明により照射された赤外光は部品を透過し、部品表面に形成された部品認識マーク全面に照射される。このとき、撮像により得られた画像において部品認識マーク及びパネル認識マークの所定の特徴点が認識できるか否かが判定部により判定され、この所定の特徴点の位置が取得部により取得される。なお、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像できる光つまり部品を透過し、かつ導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を発する照明、及びその光を受光できるカメラであれば赤外光照明及びＩＲカメラに限られない。
また、上記実施の形態において、取得部によりパネル認識マーク及び部品認識マークのそれぞれにおいて１つの特徴点の位置を取得するとした。しかし、２つの特徴点の位置を取得してもよい。これにより、２つの特徴点をむすぶ直線の傾きのずれ量や２つの特徴点の中心のずれ量も部品の位置ずれ量として算出することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量をより精度良く検出することができる。
また、上記実施の形態において、検査機はパネル認識マークを基準として部品認識マークのずれ量を部品の位置ずれ量とするとした。しかし、パネルの配線パターンを基準として部品の配線パターンのずれ量を部品の位置ずれ量としてもよい。
また、上記実施の形態において、検査機は導電性粒子が削除された画像に補正を施すとした。しかし、導電性粒子の削除は行われず、検査機は導電性粒子が削除されていない画像に補正を施してもよい。この場合、撮像により得られた画像において、認識マークが直線の組み合わせ形状の場合には分離された直線、あるいは認識マークが円形状の場合には所定の径寸法を持つ曲線を抽出し、直線及び曲線をむすぶように補間がなされる。
本発明は、検査装置及び検査方法に利用でき、特にパネルに部品を実装する部品実装システム等に利用することができる。
本発明は、検査装置及び検査方法に関し、特に電子部品の基板への実装状態を検査する検査装置及び検査方法に関する。
従来から、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等で構成される電極を持った液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（以下、パネルという）上に、電極を持ったＴＡＢ（Tape Automated Bonding）基板、半導体素子及びフレキシブル基板等の電子部品（以下、部品という）を実装することが行われている。
この実装では、部品とパネルとの間に異方性導電シート（以下、ＡＣＦという）を介在させた状態で部品のパネルへの仮圧着及び本圧着が行われ、パネルの電極（以下、パネル電極という）と部品の電極（以下、部品電極という）とが接合される。仮圧着においては、熱圧着加圧ヘッドにより部品を弱く押圧して部品の仮圧着が行われ、その後の本圧着では、仮圧着された部品を熱圧着加圧ヘッドにより仮圧着より高い温度と圧力で押圧して部品の本圧着が行われる。さらに、部品の所定の実装位置からの相対的なずれ量（位置ずれ量）が検査装置により検出される。検出された位置ずれ量は次のパネルの部品実装にフィードバックされ、位置ずれを補正した実装が行われる。
部品の位置ずれ量を検出する検査装置としては、例えば特許文献１に記載のものがある。この検査装置では、パネル電極と部品電極（バンプ）とのずれ量を検出することにより部品の位置ずれ量が検出される。
特開平８−３３０３９３号公報
ところで、特許文献１に記載の検査装置においてパネル電極及び部品電極の位置は、パネルの裏面（パネルの部品が実装されていない側の透明基板であるパネルの面）側に設けられた撮像装置によるパネル電極及び部品電極の撮像結果に基づいてオペレータにより算出される。従って、この検査装置では、ＡＣＦ等の導電性粒子を含む接合部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することは極めて困難である。すなわち、金属等の導電性粒子は光を透過しないあるいは透過し難いため、パネルの裏面側の撮像装置には部品電極からの光が届き難く、部品電極全体を撮像することができない。従って、オペレータにとって部品電極の位置を認識することが困難となり、位置ずれ量を精度良く算出することができないのである。部品の実装ピッチの狭ピッチ化が進むに従って導電性粒子の微細化・高密度化が進み、導電性粒子で光が遮られ易くなるので、より撮像装置に光が届き難くなる。その結果、導電性粒子越しに部品電極を認識し難くなるため、実装ピッチの狭ピッチ化が進むに従ってこの問題がより顕著になる。
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑み、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することが可能な検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の検査装置は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネル表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する装置であって、パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像するカメラと、前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得手段と、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
これにより、得られたパネル認識マーク及び部品認識マークの画像に基づいて検査装置が部品の位置ずれ量を算出する。従って、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。
ここで、前記検査装置は、さらに、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの特徴点を認識できるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記画像に補正を施す補正手段とを備え、前記取得手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できると判定された前記画像又は前記補正手段により補正が施された前記画像より、前記特徴点の位置を取得してもよい。
また、前記補正手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記画像より前記導電性粒子を削除し、前記画像の導電性粒子が削除された部分を直線補間又は曲線補間してもよい。
これにより、導電性粒子の影響により特徴点を認識することができない場合でも、画像補正により特徴点を取得可能な状態とすることができる。従って、導電性粒子の影響を受けることなく部品の位置ずれ量を算出することができるので、導電性粒子を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。
また、前記判定手段は、前記画像にて前記他方のマークの複数の特徴点のいずれかを認識できるか否かを順次判定し、前記補正手段は、前記複数の特徴点のいずれも認識できないと前記判定手段により判定された場合に、前記画像に前記補正を施してもよい。
また、前記判定手段は、前記画像を前記パネル認識マーク及び部品認識マークを含む複数の領域に分割し、前記複数の領域で前記特徴点を認識できるか否かを順次判定し、前記補正手段は、前記複数の領域のいずれでも前記特徴点を認識できないと前記判定手段により判定された場合に、前記複数の領域のいずれかに前記補正を施してもよい。
これにより、得られた画像の一部についてのみ補正を施すことで特徴点を取得可能な状態とすることができるので、導電性粒子を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を簡易に検出することができる。
また、前記検査装置は、さらに、パネルを透過し、かつ前記導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を前記パネル認識マーク及び部品認識マークに照射する照明を備え、前記カメラは、パネルに部品が実装される側とは反対側のパネルの裏面側に配設され、前記算出手段は、前記画像にて、前記パネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、前記部品認識マークの特徴点の位置のずれ量を算出する。
また、前記カメラは、可視カメラであり、前記照明は、可視光照明であってもよい。
これにより、特殊な照明及びカメラが必要とされないため、装置の大型化及び複雑化を防止することができる。
また、本発明は、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する方法であって、パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像する撮像ステップと、前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得ステップと、前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出ステップとを含むことを特徴とする検査方法とすることもできる。
これにより、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。
本発明によれば、導電性粒子を含む接着部材を介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することが可能な検査装置及び検査方法を実現できるという効果が奏される。
図１は、本発明の実施の形態の部品実装システムの全体構成を示す概念図である。 図２は、同部品実装システムのパネル実装機において部品がパネルに実装される様子を示す図である。 図３（ａ）は、同部品実装システムの検査機の概略構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、同部品実装システムの検査機で実装済パネルが検査される様子を示す図である。 図４は、同部品実装システムの概略構成を示す機能ブロック図である。 図５は、同部品実装システムのフィードバック動作を示すシーケンスである。 図６（ａ）は、部品認識マークの一例を示す図である。図６（ｂ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｃ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｄ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。図６（ｅ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。 図７（ａ）は、部品認識マークの一例を示す図である。図７（ｂ）は、パネル認識マークの一例を示す図である。図７（ｃ）は、部品認識マーク及びパネル認識マークの一例を示す図である。 図８は、同部品実装システムの検査機において画像補正が行われる様子を示す図である。 図９は、可視カメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。 図１０は、可視カメラによる撮像結果としての画像の一例を示す図である。 図１１は、同部品実装システムの検査機において画像補正が行われる様子を示す図である。
以下、本発明の実施の形態における部品実装システムについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態の部品実装システム１００の全体構成を示す概念図である。
この部品実装システム１００は、ローダ１０１、洗浄機１０２、２つのパネル実装機１０３ａ及び１０３ｂ、部品供給ユニット１０４、検査機１０５並びにローダ１０６から構成されるラインと、ラインコントローラ１０８と、通信ケーブル１０９とから構成されている。
ローダ１０１は、パネルをラインに供給する。洗浄機１０２は、ローダ１０１により供給されたパネルのＡＣＦが貼り付けられる部分を洗浄する。２つのパネル実装機１０３ａ及び１０３ｂは、それぞれパネルの異なる辺に部品を実装する。部品供給ユニット１０４は、パネル実装機１０３ａに部品を供給する。検査機１０５は、ＡＣＦを介してパネルの表面に実装された部品の実装位置と部品の所定の実装位置との相対的なずれ量（位置ずれ量）を検出する。ローダ１０６は、部品が実装されたパネル（以下、実装済パネルという）を排出する。ラインコントローラ１０８は、ライン全体の稼動状況や各種データの通信等を管理・制御する。通信ケーブル１０９は、ラインコントローラ１０８と各装置とを接続する。
パネル実装機１０３ａは、ＡＣＦ貼付装置１１３、仮圧着装置１１４及び本圧着装置１１５から構成される。ＡＣＦ貼付装置１１３は、パネル表面の長辺部及び短辺部にＡＣＦを貼り付ける。仮圧着装置１１４は、熱圧着加圧ヘッドにより部品を載置し、押圧してパネル表面に仮圧着する。本圧着装置１１５は、パネル表面の長辺部に仮圧着された部品を熱圧着加圧ヘッドにより仮圧着より高い温度と圧力で押圧してパネル表面に本圧着する。
パネル実装機１０３ｂは、本圧着装置１１６から構成される。本圧着装置１１６は、熱圧着加圧ヘッドによりパネルの表面の短辺に仮圧着された部品を仮圧着より高い温度と圧力で押圧してパネル表面に本圧着する。
図２は、パネル実装機１０３ａ及び１０３ｂにおいて部品がパネルに実装される様子を示す図である。
まず、ＡＣＦ貼付装置１１３でパネル２００表面の側縁部での部品が実装される領域にＡＣＦ２１０を貼り付けた後、仮圧着装置１１４にパネル２００を移動させる。
次に、部品２０１を保持する熱圧着加圧ヘッド２０２を下降させ（図２（ａ））、バックアップステージ２０３上に載置されたパネル２００表面のＡＣＦ２１０が貼り付けられた部分に部品２０１を仮圧着する（図２（ｂ））。
次に、本圧着装置１１５にパネル２００を移動させた後、熱圧着加圧ヘッド２０４を下降させ（図２（ｃ））、バックアップステージ２０５上に載置されたパネル２００表面の長辺部に仮圧着された部品２０１を本圧着する（図２（ｄ））。
最後に、本圧着装置１１６にパネル２００を移動させた後、熱圧着加圧ヘッド２０６を下降させ（図２（ｅ））、バックアップステージ２０７上に載置されたパネル２００表面の短辺部に仮圧着された部品２０１を本圧着する（図２（ｆ））。
図３（ａ）は検査機１０５の概略構成を示す斜視図であり、図３（ｂ）は検査機１０５により実装済パネル３００が検査される様子を示す図である。
検査機１０５は、バックアップステージ３０１、パネル移載ステージ部３０２、パネル下搬送移載軸部３０３、可視光照明３０４及び可視カメラ３０６を備える。
バックアップステージ３０１には、実装済パネル３００が載置される。パネル移載ステージ部３０２は、バックアップステージ３０１に実装済パネル３００を移載する。パネル下搬送移載軸部３０３は、実装済パネル３００をパネル移載ステージ部３０２に移送する。
可視光照明３０４は、実装済パネル３００の裏面（実装済パネル３００の部品が実装されていない面）側に配設され、実装済パネル３００裏面に可視光を照射する。実装済パネル３００は可視光に対して透明であるため、可視光照明３０４により照射された可視光は実装済パネル３００を透過し、実装済パネル３００表面（実装済パネル３００の部品が実装されている面）に形成されたパネル認識マーク全面に照射される。一方、ＡＣＦに含まれる導電性粒子は可視光を透過しないあるいは透過し難いため、可視光照明３０４により照射された可視光は部品表面（部品のパネルと接合する面）に形成された部品認識マークの一部にのみ照射される。このとき、パネルは主にガラスを材質として、パネル認識マーク及び部品認識マークは主にＡｌを材質として、導電性粒子の表面は主にＮｉを材質として形成されている。
可視カメラ３０６は、実装済パネル３００に部品が実装されている側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側に配設される。可視カメラ３０６は、可視光が照射されたパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する。
図４は、部品実装システム１００の概略構成を示す機能ブロック図である。
ラインコントローラ１０８は、制御部４１０、記憶部４１１、入力部４１２、表示部４１３、通信Ｉ／Ｆ部４１４及び演算部４１５を備える。
制御部４１０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４１１のライン制御データを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。
記憶部４１１は、ハードディスクやメモリ等であり、ライン制御データ及びマスタテーブル４１１ａ等を保持する。マスタテーブル４１１ａは、対応付けられた一組の実装位置及び補正量（フィードバック量）を示す情報からなる。
入力部４１２は、キーボードやマウス等であり、表示部４１３は、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等である。これらは、本ラインコントローラ１０８とオペレータとが対話する等のために用いられる。
通信Ｉ／Ｆ部４１４は、ＬＡＮ（Local Area Network）アダプタ等であり、本ラインコントローラ１０８とパネル実装機１０３ａ及び検査機１０５との通信等に用いられる。
演算部４１５は、検査機１０５で算出された部品の位置ずれ量に基づいて補正量を算出し、記憶部４１１のマスタテーブル４１１ａを更新する。
パネル実装機１０３ａは、制御部４３０、記憶部４３１、入力部４３２、表示部４３３、通信Ｉ／Ｆ部４３４、機構部４３５及びデータ更新部４３６を備える。
制御部４３０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４３１のＮＣデータを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。
記憶部４３１は、ハードディスクやメモリ等であり、ＮＣデータ、及びフィードバックデータ４３１ａ等を保持する。フィードバックデータ４３１ａは、対応付けられた一組の実装位置及び補正量を示す情報からなる。
入力部４３２は、キーボードやマウス等であり、表示部４３３は、ＣＲＴやＬＣＤ等である。これらは、本パネル実装機１０３ａとオペレータとが対話する等のために用いられる。
通信Ｉ／Ｆ部４３４は、ＬＡＮアダプタ等であり、本パネル実装機１０３ａとラインコントローラ１０８との通信等に用いられる。
機構部４３５は、熱圧着加圧ヘッド、搬送部、アーム、ＸＹテーブル、部品供給部、及びこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。
データ更新部４３６は、ラインコントローラ１０８から送信されたマスタテーブル４１１ａを基に記憶部４３１のフィードバックデータ４３１ａを更新する。
検査機１０５は、制御部４４０、記憶部４４１、入力部４４２、表示部４４３、通信Ｉ／Ｆ部４４４、機構部４４５、ずれ量算出部４４６、補正部４４７、取得部４４８及び判定部４４９を備える。
制御部４４０は、オペレータからの指示等に従って、記憶部４４１のＮＣデータを実行し、その実行結果に従って各部を制御する。
記憶部４４１は、ハードディスクやメモリ等であり、ＮＣデータ、検査位置データ４４１ａ及び特徴点データ４４１ｂ等を保持する。検査位置データ４４１ａは、検査機１０５にて検査が行われる対象となる全ての位置を示す情報の集まりである。特徴点データ４４１ｂは、部品認識マークの特徴点に関する情報である。
入力部４４２は、キーボードやマウス等であり、表示部４４３は、ＣＲＴやＬＣＤ等である。これらは、本検査機１０５とオペレータとが対話する等のために用いられる。
通信Ｉ／Ｆ部４４４は、ＬＡＮアダプタ等であり、本検査機１０５とラインコントローラ１０８との通信等に用いられる。
機構部４４５は、パネル移載ステージ部、パネル下搬送移載軸部、可視光照明及び可視カメラ並びにこれらを駆動するモータやモータコントローラ等を含む機構部品の集合である。
ずれ量算出部４４６は、本発明の算出手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像においてパネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークにおける所定の特徴点の位置のずれ量を算出する。
補正部４４７は、本発明の補正手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像にて所定の特徴点を認識できないと判定部４４９により判定された場合に、該画像に直線補間及び曲線補間のいずれかの補正を施し、さらに２値化処理の補正を施して特徴点を認識可能な画像とする。具体的には、可視カメラによる撮像結果としての画像から導電性粒子を削除し、該削除により画像の輪郭が不明瞭となった部分を直線又は曲線補間により補い、さらに２値化処理を施す。
取得部４４８は、本発明の取得手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像によりパネル認識マークの所定の特徴点及び部品認識マークの所定の特徴点の位置を取得する。
判定部４４９は、本発明の判定手段の一例であり、可視カメラによる撮像結果としての画像より部品認識マーク及びパネル認識マークの所定の特徴点を認識できるか否かを判定する。
次に、部品実装システム１００のフィードバック動作（部品の位置ずれ量を部品実装にフィードバックする流れ）について詳細に説明する。図５は、部品実装システム１００のフィードバック動作を示すシーケンスである。
まず、検査機１０５の制御部４４０は、機構部４４５により実装済パネル３００のパネル認識マーク及び部品の部品認識マークを撮像させる（ステップＳ１１）。具体的には、検査位置データ４４１ａに示される位置に形成されたパネル認識マーク及び部品認識マークに、実装済パネル３００の部品が実装されている側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側から可視光照明３０４により可視光を照射させ、実装済パネル３００の部品が実装されている側とは反対側の実装済パネル３００の裏面側より該パネル認識マーク及び部品認識マークを可視カメラ３０６により撮像させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、判定部４４９により撮像結果としての画像が良好な画像、つまりマークの輪郭が明瞭で特徴点を認識可能な画像であるか否かを判定させる（ステップＳ１２）。
例えば、図６（ａ）に示されるような部品認識マークが部品に形成され、図６（ｂ）又は図６（ｃ）に示されるようなパネル認識マークがパネルに形成され、部品が所定の実装位置でパネルに実装されると部品認識マーク及びパネル認識マークが図６（ｄ）又は図６（ｅ）に示されるような位置関係となるとする。この場合、部品認識マーク及びパネル認識マークの輪郭を構成する直線が交わるエッジ（コーナ）Ａ１及びＡ２が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示されているとすると、エッジＡ１及びＡ２が認識可能であるか否かが判定される。
また、図７（ａ）に示されるような部品認識マークが部品に形成され、図７（ｂ）に示されるようなパネル認識マークがパネルに形成され、部品が所定の実装位置でパネルに実装されると部品認識マーク及びパネル認識マークが図７（ｃ）に示されるような位置関係となるとする。この場合、部品認識マーク及びパネル認識マークを構成する円の重心Ｂ１及びＢ２が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示されているとすると、円の重心Ｂ１及びＢ２が認識可能であるか否かが判定される。
次に、撮像結果としての部品認識マークの画像が良好な画像でないと判定された場合（ステップＳ１２でＮｏ）、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示されるように、補正部４４７により画像からＡＣＦ２１０の導電性粒子２１１を削除させる（ステップＳ１３）。例えば、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、部品認識マークの特徴点Ｃ、Ｄ及びＥ等に導電性粒子２１１が重なり、特徴点が導電性粒子２１１の影になって認識できない場合には導電性粒子２１１を削除させる。
導電性粒子２１１の画像の削除においては、記憶部４４１に予め導電性粒子２１１の画像を複数格納しておき、その格納された画像と比較して一致度の高いものが撮像により得られた画像から抽出され、抽出されたものが導電性粒子２１１として削除される。もしくは、撮像により得られた画像から円形度の高いもの、つまり重心から外形までの径が一定範囲内にあるものが抽出され、抽出されたものが導電性粒子２１１の画像として削除される。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ｃ）に示されるように、補正部４４７により、導電性粒子２１１が削除された画像において、導電性粒子２１１が削除された部分を直線補間又は曲線補間する補正を施させる（ステップＳ１４）。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、図８（ｄ）に示されるように、補正部４４７により補正の施された画像にコントラストを明確にするための２値化処理の補正をさらに施させる（ステップＳ１５）。これにより、図８（ｅ）に示されるように、パネル認識マーク及び部品認識マークの所定の特徴点の位置を取得可能な画像が得られる。
次に、良好な画像であると判定された場合（ステップＳ１２でＹｅｓ）又は画像に２値化処理が施された場合、検査機１０５の制御部４４０は、取得部４４８に特徴点の位置を取得させる（ステップＳ１６）。具体的には、２値化処理が施された画像又は良好であると判定された画像におけるパネル認識マークの所定の特徴点の位置と、部品認識マークの特徴点の位置とを取得部４４８に取得させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、ずれ量算出部４４６によりパネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、部品認識マークの所定の特徴点の位置のずれ量を部品の実装位置のずれ量である位置ずれ量として算出させる（ステップＳ１７）。具体的には、パネル認識マークの所定の特徴点の位置を基準とした部品認識マークの所定の特徴点の位置を算出させ、パネル認識マークの所定の特徴点の位置を基準とした所定の位置からの算出された部品認識マークの所定の特徴点の位置のずれ量を算出させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、通信Ｉ／Ｆ部４４４により、算出された部品の位置ずれ量を検査位置データ４４１ａに示された実装位置に対応付けてラインコントローラ１０８に送信させる（ステップＳ１８）。
次に、ラインコントローラ１０８の制御部４１０は、演算部４１５により、通信Ｉ／Ｆ部４１４を介して受信した位置ずれ量に基づいて、記憶部４１１のマスタテーブル４１１ａを更新させる（ステップＳ１９）。
次に、ラインコントローラ１０８の制御部４１０は、通信Ｉ／Ｆ部４１４により、更新されたマスタテーブル４１１ａをパネル実装機１０３ａに送信させる（ステップＳ２０）。
次に、パネル実装機１０３ａの制御部４３０は、通信Ｉ／Ｆ部４３４を介して受信したマスタテーブル４１１ａに基づいて、記憶部４３１のフィードバックデータ４３１ａを更新する（ステップＳ２１）。
最後に、パネル実装機１０３ａの制御部４３０は、ＮＣデータを実行し、機構部４３５により部品をパネルに実装させる（ステップＳ２２）。実装に際しては更新されたフィードバックデータ４３１ａを加味して部品の実装位置が補正され、補正された実装位置に部品が実装される。
以上のように本実施の形態に係る検査機１０５によれば、検査機１０５が得られたパネル認識マーク及び部品認識マークの画像に基づいて部品の位置ずれ量を算出する。従って、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を精度良く検出することができる。
また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、導電性粒子の影響により部品認識マーク全体を認識することができない場合でも、画像の補正等により部品の位置ずれ量を算出可能な状態にすることができる。従って、導電性粒子の影響を受けることなく部品の位置ずれ量を算出することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量を確実に検出することができる。
また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、撮像により得られた画像に補間が施された後、さらに２値化処理が施される。従って、特徴点の位置をより正確に取得することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品のずれ量をより精度良く検出することができる。
以上、本発明の検査装置及び検査方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。
例えば、上記実施の形態において、ラインに検査機を設けるとした。しかし、パネル実装機に実装済パネルを検査する機能を持たせてもよい。この場合、パネル実装機は、上記実施の形態の検査機と同様の位置関係で配置された可視光照明及び可視カメラを備える。
また、上記実施の形態において、特徴点データに示される所定の特徴点の位置を認識できないと判定された場合には、撮像により得られた画像に補正を加えるとした。しかし、特徴点データには複数の特徴点がその優先度により順序付けて示され、判定部は最初に最も優先度の高い特徴点の位置を認識できるか否かを判定し、認識できないと判定された場合に次に優先度の高い特徴点を認識できるか否かを順次判定してもよい。この場合、特徴点データに示される特徴点のいずれかが認識可能であると判定された場合には部品認識マーク及びパネル認識マークの画像に補正が加えられず特徴点の取得処理（図５のステップＳ１６）が行われるが、いずれの特徴点についても認識可能であると判定されない場合には、画像の補正処理及び２値化処理（図５のステップＳ１３〜Ｓ１５）が行われる。
例えば、図１０に示されるような部品認識マークＧが部品に形成されている場合には、部品認識マークＧの輪郭を構成する直線が交わる複数のエッジＨ１〜Ｈ１１が特徴点として特徴点データ４４１ｂに示される。そして、パネル認識マークとの距離が近い特徴点ほど優先度が高いとされる。図１０に示されるように複数の島状のマークＦ１〜Ｆ４から部品認識マークＧが構成される場合には、判定部により撮像結果としての画像がパネル認識マーク及び部品認識マークの両方を含む複数の領域に分割され、複数の領域で特徴点の認識判定が順次行われる。具体的には、まずマークＦ１を中心とした所定の領域Ｉ内で特徴点の認識判定が行われ、その後マークＦ２〜Ｆ４を中心とした所定の領域内で特徴点の認識判定が順次行われる。そして、いずれの領域においても特徴点が認識可能であると判定されなかった場合には、いずれかの領域例えばマークＦ１を中心とした所定の領域Ｉ内で、図１１に示されるような画像の補正処理及び２値化処理（図５のステップＳ１３〜Ｓ１５）が行われる。
また、上記実施の形態において、撮像により得られた画像に補間が施された後、２値化処理が施されるとするとした。しかし、この２値化処理の補正は行われなくてもよいし、また代わりにパターンマッチングの補正が施されてもよい。パターンマッチングが施される場合には、検査機１０５の記憶部４４１にマッチングの基準となる部品認識マークの画像が格納され、補間が施された部品認識マークの画像と記憶部４４１の部品認識マークの画像とがマッチングされる。
また、上記実施の形態において、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するために検査機には可視光照明及び可視カメラが設けられるとした。しかし、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像できる光つまりパネルを透過し、かつ導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を発する照明、及びその光を受光できるカメラであればこれに限られない。
また、上記実施の形態において、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像するために検査機には可視光照明及び可視カメラが設けられるとした。しかし、可視光照明の代わりに赤外光照明が設けられ、可視カメラの代わりにＩＲカメラが設けられてもよい。この場合、赤外光照明及びＩＲカメラは部品の裏面（部品のパネルと接合しない面）側に配設され、赤外光照明は部品の裏面に赤外光を照射する。部品は赤外光に対して透明であるため、赤外光照明により照射された赤外光は部品を透過し、部品表面に形成された部品認識マーク全面に照射される。このとき、撮像により得られた画像において部品認識マーク及びパネル認識マークの所定の特徴点が認識できるか否かが判定部により判定され、この所定の特徴点の位置が取得部により取得される。なお、パネル認識マーク及び部品認識マークを撮像できる光つまり部品を透過し、かつ導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を発する照明、及びその光を受光できるカメラであれば赤外光照明及びＩＲカメラに限られない。
また、上記実施の形態において、取得部によりパネル認識マーク及び部品認識マークのそれぞれにおいて１つの特徴点の位置を取得するとした。しかし、２つの特徴点の位置を取得してもよい。これにより、２つの特徴点をむすぶ直線の傾きのずれ量や２つの特徴点の中心のずれ量も部品の位置ずれ量として算出することができるので、ＡＣＦを介してパネルに実装された部品の位置ずれ量をより精度良く検出することができる。
また、上記実施の形態において、検査機はパネル認識マークを基準として部品認識マークのずれ量を部品の位置ずれ量とするとした。しかし、パネルの配線パターンを基準として部品の配線パターンのずれ量を部品の位置ずれ量としてもよい。
また、上記実施の形態において、検査機は導電性粒子が削除された画像に補正を施すとした。しかし、導電性粒子の削除は行われず、検査機は導電性粒子が削除されていない画像に補正を施してもよい。この場合、撮像により得られた画像において、認識マークが直線の組み合わせ形状の場合には分離された直線、あるいは認識マークが円形状の場合には所定の径寸法を持つ曲線を抽出し、直線及び曲線をむすぶように補間がなされる。
本発明は、検査装置及び検査方法に利用でき、特にパネルに部品を実装する部品実装システム等に利用することができる。
１００ 部品実装システム
１０１、１０６ ローダ
１０２ 洗浄機
１０３ａ、１０３ｂ パネル実装機
１０４ 部品供給ユニット
１０５ 検査機
１０８ ラインコントローラ
１０９ 通信ケーブル
１１３ ＡＣＦ貼付装置
１１４ 仮圧着装置
１１５、１１６ 本圧着装置
２００ パネル
２０１ 部品
２０２、２０４、２０６ 熱圧着加圧ヘッド
２０３、２０５、２０７、３０１ バックアップステージ
２１０ ＡＣＦ
２１１ 導電性粒子
３００ 実装済パネル
３０２ パネル移載ステージ部
３０３ パネル下搬送移載軸部
３０４ 可視光照明
３０６ 可視カメラ
４１０、４３０、４４０ 制御部
４１１、４３１、４４１ 記憶部
４１１ａ マスタテーブル
４１２、４３２、４４２ 入力部
４１３、４３３、４４３ 表示部
４１４、４３４、４４４ 通信Ｉ／Ｆ部
４１５ 演算部
４３１ａ フィードバックデータ
４３５、４４５ 機構部
４３６ データ更新部
４４１ａ 検査位置データ
４４１ｂ 特徴点データ
４４６ ずれ量算出部
４４７ 補正部
４４８ 取得部
４４９ 判定部

Claims (10)

  1. 導電性粒子を含む接着部材を介してパネル表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する装置であって、
    パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像するカメラと、
    前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得手段と、
    前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出手段とを備える
    ことを特徴とする検査装置。
  2. 前記検査装置は、さらに、
    前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの特徴点を認識できるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記画像に補正を施す補正手段とを備え、
    前記取得手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できると判定された前記画像又は前記補正手段により補正が施された前記画像により、前記特徴点の位置を取得する
    ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記補正手段は、前記判定手段により前記特徴点を認識できないと判定された場合に、前記画像より前記導電性粒子を削除し、前記画像の導電性粒子が削除された部分を直線補間又は曲線補間する
    ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。
  4. 前記判定手段は、前記画像にて前記他方のマークの複数の特徴点のいずれかを認識できるか否かを順次判定し、
    前記補正手段は、前記複数の特徴点のいずれも認識できないと前記判定手段により判定された場合に、前記画像に前記補正を施す
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の検査装置。
  5. 前記判定手段は、前記画像を前記パネル認識マーク及び部品認識マークを含む複数の領域に分割し、前記複数の領域で前記特徴点を認識できるか否かを順次判定し、
    前記補正手段は、前記複数の領域のいずれでも前記特徴点を認識できないと前記判定手段により判定された場合に、前記複数の領域のいずれかに前記補正を施す
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の検査装置。
  6. 前記検査装置は、さらに、パネルを透過し、かつ前記導電性粒子を透過しないあるいは透過し難い波長の光を前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークに照射する照明を備え、
    前記カメラは、パネルに部品が実装される側とは反対側のパネルの裏面側に配設され、
    前記算出手段は、前記画像にて、前記パネル認識マークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、前記部品認識マークの特徴点の位置のずれ量を算出する
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査装置。
  7. 前記カメラは、可視カメラであり、
    前記照明は、可視光照明である
    ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。
  8. 導電性粒子を含む接着部材を介してパネルの表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する方法であって、
    パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像する撮像ステップと、
    前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得ステップと、
    前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出ステップとを含む
    ことを特徴とする検査方法。
  9. 部品をパネルに実装する実装装置と、導電性粒子を含む接着部材を介してパネル表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する検査装置とを備え、前記ずれ量に基づいて前記実装装置における部品の実装位置を補正可能な部品実装システムであって、
    前記検査装置は、パネルに形成されたパネル認識マーク、及び部品に形成された部品認識マークを撮像するカメラと、
    前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得手段と、
    前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出手段とを備える
    ことを特徴とする部品実装システム。
  10. 部品をパネルに実装する実装装置と、導電性粒子を含む接着部材を介してパネル表面に実装された部品の所定の実装位置からのずれ量を検出する検査装置とを備え、前記ずれ量に基づいて前記実装装置における部品の実装位置を補正する部品実装方法であって、
    パネルに形成されたパネル認識マーク、及び前記部品に形成された部品認識マークを撮像する撮像ステップと、
    前記カメラによる撮像結果としての画像より、前記パネル認識マークの特徴点及び前記部品認識マークの特徴点の位置を取得する取得ステップと、
    前記画像にて、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークのいずれか一方のマークの特徴点の位置を基準とした所定の位置からの、他方のマークの特徴点の位置のずれ量を算出する算出ステップとを含む
    ことを特徴とする部品実装方法。
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