WO2009093445A1 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Classifications
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- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
Definitions
- the present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method, and more particularly to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting a mounting state of an electronic component on a substrate.
- TAB Tunnel Automated Bonding
- panels flat panel displays
- ITO Indium Tin Oxide
- components Mounting electronic components (hereinafter referred to as components) such as elements and flexible substrates is performed.
- provisional pressure bonding and main pressure bonding of the component to the panel are performed with an anisotropic conductive adhesive sheet (hereinafter referred to as ACF) interposed between the component and the panel.
- ACF anisotropic conductive adhesive sheet
- the electrode is joined.
- the component is weakly pressed by the thermo-compression pressure head and the component is temporarily bonded.
- the pre-bonded component is heated to a higher temperature and higher than the low pressure by the thermo-compression pressure head.
- the component is finally pressed by pressing with pressure.
- a relative deviation amount (position deviation amount) from a predetermined mounting position of the component is detected by the inspection apparatus. The detected misalignment amount is fed back to the component mounting of the next panel, and mounting with the misalignment corrected is performed.
- Patent Document 1 As an inspection apparatus for detecting the amount of positional deviation of a component, for example, there is one described in Patent Document 1.
- the displacement amount is detected by detecting the displacement amount between the alignment mark provided on the panel (transparent substrate) and the alignment mark provided on the component as the positional displacement amount of the component mounted on the panel.
- the position of the alignment mark of the component is irradiated with near-infrared light from the rear surface of the panel (the surface of the panel on which the component is not mounted on the panel).
- the alignment mark is imaged by the imaging device on the back side of the panel, and detected based on the imaging result.
- conductive particles such as metal do not transmit or hardly transmit near-infrared light
- the near-infrared light is applied to the alignment mark provided on the component. It does not reach and cannot image the alignment mark of the component.
- the present invention provides an inspection apparatus and an inspection method capable of accurately detecting the amount of displacement of a component mounted on a panel via an adhesive member containing conductive particles. With the goal.
- an inspection apparatus of the present invention is an apparatus for detecting a deviation amount from a predetermined mounting position of a component mounted on the surface of a panel via an adhesive member containing conductive particles, Illumination means for irradiating the panel recognition mark formed on the surface of the panel and the component recognition mark formed on the surface of the component facing the surface of the panel on which the component is mounted, and the side opposite to the illumination with respect to the panel And a predetermined position of a positional relationship between the panel recognition mark and the component recognition mark from an image as a result of imaging by the camera, and a camera that images the panel recognition mark and the component recognition mark irradiated with the light.
- Calculating means for calculating a deviation amount from the relationship wherein the illuminating means irradiates light at a wavelength that is transmitted through the panel and components and does not transmit through or is difficult to transmit through the conductive particles. And, the optical axis of the illumination means, characterized in that is tilted with respect to the normal line of the panel or component surface.
- the panel recognition mark and the component recognition mark are imaged using the illumination means whose optical axis is inclined with respect to the normal line of the panel or the surface of the component. Accordingly, the light from the illumination means is easily scattered by the conductive particles, and the scattered light enters the camera and forms an image of the panel recognition mark and the component recognition mark. Therefore, the panel recognition mark and the component recognition are affected by the influence of the conductive particles. It is possible to prevent the mark from being unrecognizable. As a result, it is possible to calculate the amount of misalignment of the component while reducing the influence of the conductive particles, so that the misalignment amount of the component mounted on the panel can be accurately detected via the adhesive member containing the conductive particle. be able to.
- the optical axis of the illumination means may intersect the panel recognition mark or the component recognition mark.
- the optical axis of the illuminating means preferably forms an angle of 45 ° or more and less than 60 ° with the surface of the panel or component.
- the illumination means is disposed on the back side of the panel opposite to the side on which the component is mounted on the panel, and the optical axis of the illumination means intersects the component recognition mark, and the surface of the component It is preferable to make an angle of 45 ° or more and less than 60 °.
- the light from the illumination means can be directly applied to the panel recognition mark or the component recognition mark, it is not necessary to use an illumination means with a large amount of light, and power consumption can be reduced.
- the optical axis of the illumination means may not intersect the panel recognition mark and the component recognition mark. In this case, it is preferable that the optical axis of the illumination means forms an angle of 50 ° or more and less than 85 ° with the surface of the panel or component. Further, the illumination means is disposed on the back side of the panel opposite to the side on which the component is mounted, and the optical axis of the illumination means is 50 ° or more and less than 85 ° with the surface of the component recognition mark. It is preferable to make the angle.
- the range of angles at which clear recognizable images of the panel recognition mark and the component recognition mark can be obtained is as wide as 50 ° or more and less than 85 °, the degree of design freedom can be increased.
- the illuminating means is composed of a plurality of illuminations that irradiate light to the panel recognition mark and the component recognition mark from different directions.
- each of the plurality of illuminations is arranged so that an optical axis of the illumination is orthogonal to a straight line portion that forms an outline of the panel recognition mark or the component recognition mark.
- the present invention also relates to a method for detecting the amount of deviation from a predetermined mounting position of a component mounted on the surface of the panel via an adhesive member containing conductive particles, the panel being formed on the surface of the panel.
- An illumination step for irradiating the component recognition mark formed on the surface of the component facing the surface of the panel on which the mark and the component are mounted, and an illumination step disposed on the opposite side of the illumination with respect to the panel A deviation amount from a predetermined positional relationship between the panel recognition mark and the component recognition mark is calculated from an imaging step of capturing the panel recognition mark and the component recognition mark, and an image as a result of imaging by the camera.
- the illumination step irradiates light at a wavelength that passes through the panel and components and does not or does not easily pass through the conductive particles;
- Ming optical axis can also be a test method which is characterized in that is tilted with respect to the normal line of the panel or component surface.
- FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a component mounting system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which components are mounted on the panel in the panel mounter of the component mounting system.
- FIG. 3A is a perspective view showing a schematic configuration of an inspection machine of the component mounting system.
- FIG.3 (b) is a figure which shows a mode that the mounted panel is test
- FIG. 4 is a diagram showing a state in which infrared light is irradiated to the panel recognition mark and the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 5 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the component mounting system.
- FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a component mounting system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which components are mounted on the panel in the panel mounter of the component mounting system.
- FIG. 3A is
- FIG. 6 is a sequence showing a feedback operation of the component mounting system.
- FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a component recognition mark.
- FIG. 7B is a diagram illustrating an example of the panel recognition mark.
- FIG. 7C shows an example of the panel recognition mark.
- FIG. 7D is a diagram illustrating an example of a component recognition mark and a panel recognition mark.
- FIG. 7E is a diagram illustrating an example of a component recognition mark and a panel recognition mark.
- FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a component recognition mark.
- FIG. 8B is a diagram illustrating an example of the panel recognition mark.
- FIG. 8C is a diagram illustrating an example of a component recognition mark and a panel recognition mark.
- FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a component recognition mark.
- FIG. 8B is a diagram illustrating an example of the panel recognition mark.
- FIG. 8C is a diagram illustrating an example of a
- FIG. 9A is a diagram illustrating an example of an image as a result of imaging by an IR camera.
- FIG. 9B is a diagram illustrating an example of an image as a result of imaging by the IR camera.
- FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the irradiation angle and the image evaluation result.
- FIG. 11A is a diagram illustrating a relationship among an irradiation angle, an image evaluation result, and a mark image.
- FIGS. 11B (a) and 11 (b) are diagrams illustrating examples of mark images.
- FIG. 11C is a diagram illustrating an example of a mark image.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 13 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 14 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the panel recognition mark and the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between an irradiation angle and an image evaluation result.
- FIG. 16 is a diagram illustrating a relationship among an irradiation angle, an image evaluation result, and a mark image.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a state in which the mounted panel is inspected by the inspection machine of the component mounting system.
- FIG. 18 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the panel recognition mark and the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 19 is a diagram illustrating an example of an image as a result of imaging by an IR camera.
- FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an image as a result of imaging by the IR camera.
- FIG. 21 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the panel recognition mark and the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 22 is a diagram illustrating an example of an image as a result of imaging by the IR camera.
- FIG. 23 is a diagram illustrating a state in which infrared light is irradiated to the component recognition mark in the inspection machine.
- FIG. 1 is a conceptual diagram showing an overall configuration of a component mounting system 100 according to the present embodiment.
- This component mounting system 100 includes a loader 101, a cleaning machine 102, two panel mounters 103a and 103b, a component supply unit 104, an inspection machine 105, and a loader 106, a line controller 108, a communication cable 109, It is composed of
- Loader 101 supplies the panel to the line.
- the cleaning machine 102 cleans the portion of the panel supplied with the loader 101 where the ACF is attached.
- the two panel mounters 103a and 103b mount components on different sides of the panel.
- the component supply unit 104 supplies components to the panel mounter 103a.
- the inspection machine 105 detects a relative shift amount (position shift amount) from a predetermined mounting position of a component mounted on the surface of the panel via the ACF.
- the loader 106 discharges a panel on which components are mounted (hereinafter referred to as a mounted panel).
- the line controller 108 manages and controls the operation status of the entire line, communication of various data, and the like.
- a communication cable 109 connects the line controller 108 and each device.
- the panel mounting machine 103a includes an ACF sticking device 113, a provisional pressure bonding device 114, and a main pressure bonding device 115.
- the ACF sticking device 113 sticks the ACF on the long side and the short side of the surface of the panel.
- the temporary pressure bonding device 114 places the component with a thermocompression pressure head and presses it weakly to temporarily pressure-bond it to the surface of the panel.
- the main crimping device 115 presses a component temporarily bonded to the long side of the surface of the panel with a thermocompression and pressure head at a temperature and pressure higher than the temporary pressure bonding and finally press-bonds to the panel surface.
- the panel mounter 103b is composed of a main crimping device 116.
- the main press bonding device 116 presses a part temporarily bonded to the short side of the surface of the panel by a thermocompression pressurizing head at a temperature and pressure higher than the temporary pressure bonding, thereby performing main pressure bonding on the surface of the panel.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the component 201 is mounted on the panel 200 in the panel mounters 103a and 103b.
- the panel 200 is moved to the temporary pressure bonding device 114.
- thermocompression and pressure head 202 that holds the component 201 is lowered (FIG. 2A), and the component 201 is placed on the surface of the panel 200 placed on the backup stage 203 where the ACF is attached. Temporary pressure bonding is performed (FIG. 2B).
- thermocompression and pressure head 204 is lowered (FIG. 2C), and the long side of the surface of the panel 200 placed on the backup stage 205 is moved.
- the component 201 that has been temporarily press-bonded is finally bonded (FIG. 2D).
- thermocompression pressing head 206 is lowered (FIG. 2 (e)), and the short side of the surface of the panel 200 placed on the backup stage 207 is moved.
- the pre-pressed component 201 is finally press-bonded (FIG. 2F).
- FIG. 3A is a perspective view showing a schematic configuration of the inspection machine 105
- FIG. 3B is a view showing a state where the mounted panel 300 is inspected by the inspection machine 105.
- FIG. 3A is a perspective view showing a schematic configuration of the inspection machine 105
- FIG. 3B is a view showing a state where the mounted panel 300 is inspected by the inspection machine 105.
- the inspection machine 105 includes a backup stage 301, a panel transfer stage unit 302, a panel lower transfer transfer shaft unit 303, an infrared light illumination 305, and an infrared (IR) camera 307.
- the mounted panel 300 is placed on the backup stage 301.
- the panel transfer stage unit 302 transfers the mounted panel 300 to the backup stage 301.
- the panel lower transfer / transfer shaft unit 303 transfers the mounted panel 300 to the panel transfer stage unit 302.
- the infrared light illumination 305 is disposed on the back side of the panel 200 (the surface of the panel 200 on the back side with respect to the surface on which the component 201 is mounted on the panel 200), and the panel 200 on which the component 201 is mounted on the panel 200. Infrared light is irradiated to the back surface of the mounted panel 300 which is the back surface with respect to the front surface. Since the panel 200 is transparent to infrared light, the infrared light irradiated by the infrared light illumination 305 is transmitted through the panel 200 and the surface of the panel 200 (the panel 200 on which the component 201 is mounted). And the component recognition mark formed on the surface of the component 201 facing the surface of the panel 200 (the surface of the component 201 that is parallel to the surface of the panel 200 and joined to the panel 200).
- the optical axis of the infrared light illumination 305 intersects the surface of the component recognition mark 520. Further, the optical axis of the infrared illumination 305 is inclined with respect to the normal of the surface of the component recognition mark 520 and the surface of the mounted panel 300 (the normal of the surface of the component 201). The angle is 45 ° or more and less than 60 °.
- the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 are irradiated with light by such an infrared illumination 305 having an inclined optical axis, the optical path length of the infrared light in the ACF 500 becomes long and conductive particles ( (ACF particles) 510.
- the conductive particles 510 are spherical, the infrared light from the infrared light illumination 305 is easily scattered by the conductive particles 510 in the ACF 500. Therefore, when the optical axis of the infrared light 305 is parallel to the normal line of the surface of the mounted panel 300, the infrared light from the infrared light 305 directly enters the IR camera 307 due to the straightness of IR. Thus, an image of the component recognition mark 520 is formed. In this case, the portion where the conductive particle 510 overlaps the component recognition mark 520 has a wavelength at which infrared light does not pass through the conductive particle 510 or is difficult to pass through.
- the conductive particle 510 does not transmit or hardly transmits infrared light, the particle portion where the conductive particle 510 exists in the ACF 500 also appears bright in the image, and the particle portion and the conductive particle 510 do not exist. Since the luminance difference in the image with the binder portion (thermosetting resin portion) is small, the conductive particle 510 does not result in an image in which a part of the component recognition mark 520 is missing.
- the IR camera 307 is opposite to the infrared illumination 305 with respect to the mounted panel 300, that is, on the back side of the component 201 (the surface of the component 201 opposite to the surface where the component 201 is bonded to the panel 200). Arranged.
- the IR camera 307 images the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 irradiated with infrared light.
- the optical axis of the IR camera 307 is parallel to the normal of the surface of the component recognition mark 520 and the surface of the mounted panel 300 (the normal of the surface of the component 201).
- each material is mainly made of polyimide or Si
- the panel 200 is made of glass
- the panel recognition mark 530 and the part recognition mark 520 are made of Al
- the surface of the conductive particles 510 is made of Ni.
- FIG. 5 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the component mounting system 100.
- the line controller 108 includes a control unit 410, a storage unit 411, an input unit 412, a display unit 413, a communication I / F unit 414, and a calculation unit 415.
- the control unit 410 executes the line control data in the storage unit 411 according to an instruction from the operator, and controls each unit according to the execution result.
- the storage unit 411 is a hard disk, a memory, or the like, and holds line control data, a master table 411a, and the like.
- the master table 411a includes information indicating a set of associated mounting positions and a correction amount (feedback amount).
- the input unit 412 is a keyboard, a mouse or the like
- the display unit 413 is a CRT (Cathode-Ray® Tube), an LCD (Liquid Crystal Display) or the like. These are used for interaction between the line controller 108 and the operator.
- the communication I / F unit 414 is a LAN (Local Area Network) adapter or the like, and is used for communication between the line controller 108, the panel mounting machine 103a, and the inspection machine 105.
- LAN Local Area Network
- the calculation unit 415 calculates a correction amount based on the positional deviation amount of the component 201 mounted on the panel 200 of the mounted panel 300 calculated by the inspection machine 105, and updates the master table 411a of the storage unit 411.
- the panel mounter 103a includes a control unit 430, a storage unit 431, an input unit 432, a display unit 433, a communication I / F unit 434, a mechanism unit 435, and a data update unit 436.
- the control unit 430 executes the NC data in the storage unit 431 in accordance with an instruction from the operator, and controls each unit in accordance with the execution result.
- the storage unit 431 is a hard disk, a memory, or the like, and holds NC data, feedback data 431a, and the like.
- the feedback data 431a includes information indicating a set of associated mounting positions and correction amounts.
- the input unit 432 is a keyboard, a mouse, or the like
- the display unit 433 is a CRT, LCD, or the like. These are used for the dialogue between the panel mounter 103a and the operator.
- the communication I / F unit 434 is a LAN adapter or the like, and is used for communication between the panel mounter 103a and the line controller 108.
- the mechanism unit 435 is a set of mechanism parts including the thermocompression pressing heads 202, 204, and 206 of the panel mounting machine 103a, a transport unit, an arm, an XY table, a component supply unit, and a motor and a motor controller that drive these. is there.
- the data update unit 436 updates the feedback data 431a in the storage unit 431 based on the master table 411a transmitted from the line controller 108.
- the inspection machine 105 includes a control unit 440, a storage unit 441, an input unit 442, a display unit 443, a communication I / F unit 444, a mechanism unit 445, a deviation amount calculation unit 446, and an acquisition unit 448.
- the control unit 440 executes the NC data in the storage unit 441 in accordance with an instruction from the operator, and controls each unit in accordance with the execution result.
- the storage unit 441 is a hard disk, a memory, or the like, and holds NC data, inspection position data 441a, feature point data 441b, and the like.
- the inspection position data 441a is a collection of information indicating all positions to be inspected by the inspection machine 105.
- the feature point data 441b is information regarding the feature points of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520.
- the input unit 442 is a keyboard, a mouse, or the like
- the display unit 443 is a CRT, LCD, or the like. These are used for interaction between the inspection machine 105 and the operator.
- the communication I / F unit 444 is a LAN adapter or the like, and is used for communication between the inspection machine 105 and the line controller 108.
- the mechanism unit 445 is a set of mechanism parts including the panel transfer stage unit 302, the lower panel transfer transfer shaft unit 303, the infrared light illumination 305 and the IR camera 307 of the inspection machine 105, and a motor and a motor controller for driving them. It is.
- the deviation amount calculation unit 446 is an example of the calculation unit of the present invention, and a predetermined amount when the component 201 of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 is mounted on the panel 200 from the image as the imaging result by the IR camera 307.
- the amount of deviation from the mounting positional relationship is calculated. Specifically, the amount of deviation of the position of the predetermined feature point in the component recognition mark 520 from the predetermined position on the basis of the position of the feature point of the panel recognition mark 530 in the image as the imaging result by the IR camera 307 is calculated. To do.
- the obtaining unit 448 obtains the position of the predetermined feature point of the panel recognition mark 530 and the predetermined feature point of the component recognition mark 520 in the image as the imaging result by the IR camera 307.
- FIG. 6 is a sequence showing the feedback operation of the component mounting system 100.
- the control unit 440 of the inspection machine 105 causes the mechanism unit 445 to image one set of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 of the mounted panel 300 (step S11).
- the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 formed at one of the positions indicated by the inspection position data 441a are attached to the back surface of the mounted panel 300 (the back surface with respect to the surface on which the component 201 is mounted on the panel 200).
- Infrared light is irradiated from the side (side surface) by the infrared light illumination 305, and the panel recognition mark 530 and the component recognition are performed on the surface of the mounted panel 300 (the surface on which the component 201 is mounted on the panel 200).
- the mark 520 is imaged by the IR camera 307.
- control unit 440 of the inspection machine 105 causes the acquisition unit 448 to acquire the positions of the feature points of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 (step S12).
- a component recognition mark 520 as shown in FIG. 7A is formed on the surface of the component 201 (the surface of the component 201 facing the surface of the panel 200 on which the component 201 is mounted).
- a panel recognition mark 530 as shown in (c) is formed on the surface of the panel 200 (the surface of the panel 200 on which the component 201 is mounted) and the component 201 is mounted on the panel 200 at a predetermined mounting position, the component recognition is performed. Assume that the mark 520 and the panel recognition mark 530 have a positional relationship as shown in FIG. 7D or 7E.
- edges (corners) A1 and A2 where the straight lines constituting the contours of the component recognition mark 520 and the panel recognition mark 530 intersect are indicated as feature points in the feature point data 441b, the edges A1 and A2 The position is obtained.
- a component recognition mark 520 as shown in FIG. 8A is formed on the surface of the component 201 (the surface of the component 201 opposite to the surface of the panel 200 on which the component 201 is mounted), as shown in FIG.
- a panel recognition mark 530 as shown is formed on the surface of the panel 200 (the surface of the panel 200 on which the component 201 is mounted), and when the component 201 is mounted on the panel 200 at a predetermined mounting position, the component recognition mark 520 and the panel Assume that the recognition mark 530 has a positional relationship as shown in FIG. In this case, if the centroids B1 and B2 of the circles constituting the component recognition mark 520 and the panel recognition mark 530 are indicated as feature points in the feature point data 441b, the positions of the centroids B1 and B2 of the circles are acquired.
- the control unit 440 of the inspection machine 105 causes the shift amount calculation unit 446 to shift the position of the predetermined feature point of the component recognition mark 520 from the predetermined position based on the position of the feature point of the panel recognition mark 530.
- the amount is calculated as a displacement amount that is a displacement amount of the mounting position of the component 201 (step S13).
- the position of the predetermined feature point of the component recognition mark 520 is calculated based on the position of the predetermined feature point of the panel recognition mark 530, and the position of the predetermined feature point of the panel recognition mark 530 is used as a reference.
- the shift amount of the position of the predetermined feature point of the component recognition mark 520 calculated from the predetermined position is calculated.
- control unit 440 of the inspection machine 105 causes the communication I / F unit 444 to transmit the calculated positional deviation amount of the component 201 to the line controller 108 in association with the mounting position indicated in the inspection position data 441a. (Step S14).
- control unit 410 of the line controller 108 causes the calculation unit 415 to update the master table 411a of the storage unit 411 based on the positional deviation amount received via the communication I / F unit 414 (step S15).
- control unit 410 of the line controller 108 causes the communication I / F unit 414 to transmit the updated master table 411a to the panel mounter 103a (step S16).
- control unit 430 of the panel mounter 103a updates the feedback data 431a of the storage unit 431 based on the master table 411a received via the communication I / F unit 434 (Step S17).
- control unit 430 of the panel mounting machine 103a executes the NC data and causes the mechanism unit 435 to mount the component 201 on the panel 200 (step S18).
- the mounting position of the component 201 is corrected in consideration of the updated feedback data 431a, and the component 201 is mounted via the ACF 500 at the corrected mounting position.
- the inspection machine 105 calculates the positional deviation amount of the component 201 based on the obtained images of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520. Therefore, it is possible to accurately detect the amount of positional deviation of the component 201 mounted on the panel 200 via the ACF 500.
- the optical axis of the infrared light illumination 305 is inclined with respect to the normal of the surface of the mounted panel 300, and the optical axis of the infrared light illumination 305 is the mounted panel.
- An angle of 45 ° or more and less than 60 ° with the surface of 300 or the surface of the component 201 is formed. Therefore, since the influence of the conductive particles 510 can be suppressed and the part recognition mark 520 can be imaged, the amount of displacement of the part 201 can be calculated, and the position of the part 201 mounted on the panel 200 via the ACF 500 can be calculated. The amount of deviation can be reliably detected.
- the infrared light illumination 305 when the optical axis of the infrared light illumination 305 is parallel to the normal line of the surface of the mounted panel 300, as shown in FIG. 9A, the infrared light does not pass through or passes through the conductive particles 510. Since the wavelength is difficult, only the image in which the contours of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 are unclear and the feature points cannot be recognized can be obtained due to the influence of the conductive particles 510 blocking infrared light. However, by tilting the optical axis of the infrared light illumination 305 with respect to the normal of the surface of the mounted panel 300, the influence of the conductive particles 510 as shown in FIG. An image in which the outlines of the recognition mark 530 and the component recognition mark 520 are clear and the feature points can be recognized can be obtained.
- FIG. 10 shows an angle (irradiation angle) formed between the optical axis of the infrared light 305 and the surface of the mounted panel 300 or the surface of the component 201, and the images of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 have clear outlines.
- the relationship of the evaluation result (image evaluation result) of whether or not it is recognizable is shown.
- FIG. 11A shows the relationship between the irradiation angle, the image evaluation result, and the images (mark images) of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520.
- the infrared light illumination 305 has its optical axis (axis A in FIG. 12) intersecting the surface of the component recognition mark 520. Placed in. Therefore, since the infrared light from the infrared light illumination 305 can be directly applied to the component recognition mark 520, it is not necessary to increase the amount of light of the infrared light illumination 305, and power consumption can be reduced.
- the present invention is not limited to this embodiment.
- the present invention includes various modifications made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
- the inspection machine 105 is provided on the line.
- the panel mounters 103a and 103b may have a function of inspecting the mounted panel 300.
- the panel mounters 103a and 103b include an infrared illumination 305 and an IR camera 307 that are arranged with respect to the mounted panel 300 in the same positional relationship as the inspection machine 105 of the above embodiment.
- the inspection machine 105 is provided with the infrared illumination 305 and the IR camera 307 in order to image the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520.
- light that can capture the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 that is, illumination that transmits light having a wavelength that transmits through the panel 200 and the component 201 and does not transmit through the conductive particles 510 or is difficult to transmit, and can receive the light.
- the camera is not limited to this.
- the acquisition unit 448 acquires the position of one feature point in each of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520.
- the positions of the two feature points may be acquired.
- the amount of deviation of the inclination of the straight line between the two feature points and the amount of deviation of the center of the two feature points can also be calculated as the amount of positional deviation of the component 201. Therefore, the component 201 is mounted on the panel 200 via the ACF 500. The displacement amount of the component 201 can be detected with higher accuracy.
- the inspection machine 105 uses the displacement amount of the component recognition mark 520 as the displacement amount of the component 201 with the panel recognition mark 530 as a reference.
- the amount of deviation of the component 201 from the wiring pattern or circuit pattern of the component 201 based on the wiring pattern of the panel 200 may be used.
- the infrared light illumination 305 is arranged so that its optical axis intersects the surface of the component recognition mark 520.
- the infrared light illumination 305 may be arranged so that its optical axis (axis A in FIG. 13) does not intersect the surface of the component recognition mark 520.
- the infrared light illumination 305 has an optical axis of 50 ° or more and less than 85 ° with the surface of the component recognition mark 520, that is, the surface of the mounted panel 300 (a surface substantially parallel to the surface of the component 201). Arranged at an angle.
- the range of angles at which a clear image that can be recognized for position recognition can be obtained is as wide as 50 ° or more and less than 85 °. , The degree of design freedom can be increased.
- FIG. 15 shows the relationship between the irradiation angle and the evaluation result of the image when the infrared light illumination 305 is arranged in the positional relationship as shown in FIGS.
- FIG. 16 shows the relationship between the irradiation angle, the image evaluation result, and the mark images of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 when the infrared light illumination 305 is arranged as shown in FIGS. .
- “ ⁇ ” in the evaluation result of the image indicates that the images of the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 can be recognized with clear outlines, and “X” indicates that it is not.
- the inspection machine 105 is provided with only one infrared light illumination 305.
- the inspection machine 105 may be provided with a plurality of infrared light illuminations 305 that irradiate the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 from different directions.
- four infrared light illuminations 305 are arranged so as to obtain an image in which the edge of the component recognition mark 520 shown in FIG. 19 is emphasized.
- the four infrared light illuminations 305 are arranged so that the optical axis of the image as a result of imaging by the IR camera 307 is orthogonal to the straight line portion constituting the outline of the component recognition mark 520.
- the four infrared light illuminations 305 are arranged so as to obtain an image in which the edge of the circular component recognition mark 520 shown in FIG. 20 is emphasized (boundary boundary of the recognition mark).
- the infrared illumination 305 is disposed on the back side of the panel 200, and the IR camera 307 is disposed on the back side of the component 201.
- the infrared light 305 and the IR camera 307 are not limited to this as long as the IR light 305 and the IR camera 307 are opposed to each other across the mounted panel 300.
- the IR camera 307 is disposed on the back side of the panel 200, and the infrared light illumination 305 is It may be arranged on the back side of the component 201.
- the optical axis of the infrared light illumination 305 intersects the surface of the panel recognition mark 530, and the optical axis is the normal of the surface of the panel recognition mark 530, that is, the surface of the mounted panel 300 (the surface of the panel 200). And an angle of 45 ° or more and less than 60 ° with the surface of the mounted panel 300.
- the optical axis of the infrared light illumination 305 does not intersect the surface of the panel recognition mark 530, and the optical axis is inclined with respect to the normal line of the surface of the mounted panel 300, and 50 ° with respect to the surface of the mounted panel 300. The angle is less than 85 °.
- a plurality of infrared light illuminations 305 that irradiate light to the panel recognition mark 530 and the component recognition mark 520 from different directions are disposed on the back side of the component 201, and the IR camera 307 is a panel. 200 is disposed on the back side.
- the plurality of infrared light illuminations 305 are arranged so as to obtain an image in which the edge of the panel recognition mark 530 shown in FIG. 22 is emphasized. That is, the four infrared light illuminations 305 are arranged so that the optical axis is orthogonal to the straight line portion that forms the outline of the panel recognition mark 530 in the image as a result of imaging by the IR camera 307.
- the present invention can be used for an inspection apparatus and an inspection method, and in particular, can be used for a component mounting system for mounting components on a panel.
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Abstract
ＡＣＦ（５００）を介してパネル（２００）の表面に実装された部品（２０１）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（２００）表面に形成されたパネル認識マーク（５３０）及び部品（２０１）表面に形成された部品認識マーク（５２０）に赤外光を照射する赤外光照明（３０５）と、パネル（２００）に対し赤外光照明（３０５）と反対側に配設され、赤外光が照射されたパネル認識マーク（５３０）及び部品認識マーク（５２０）を撮像するＩＲカメラ（３０７）と、ＩＲカメラ（３０７）による撮像結果としての画像から、パネル認識マーク（５３０）及び部品認識マーク（５２０）の位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出するずれ量算出部とを備え、赤外光照明（３０５）の光軸は、パネル（２００）又は部品（２０１）の表面の法線に対して傾いている。
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接着剤シート（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、パネルの電極と部品の電極とが接合される。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低圧着より高い温度と高い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。この検査装置においてずれ量の検出は、パネル（透明基板）に設けられたアライメントマークと、部品に設けられたアライメントマークとのずれ量をパネルに実装された部品の位置ずれ量として検出することにより行われる。
特開２００６－４０９７８号公報
ところで、特許文献１に記載の検査装置において部品のアライメントマークの位置は、パネルの裏面（パネルに部品が実装されていない側のパネルの面）側から該アライメントマークに近赤外光を照射し、パネルの裏面側で撮像装置により該アライメントマークを撮像し、その撮像結果に基づいて検出される。しかし、金属等の導電性粒子は近赤外光を透過しない又は透過し難いため、パネルの裏面側から近赤外光を照射しても、近赤外光が部品に設けられたアライメントマークに届くことは無く、部品のアライメントマークを撮像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、より部品のアライメントマークに光が届き難くなる。その結果、部品のアライメントマーク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。従って、この特許文献１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検出することは極めて困難である。
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装置であって、パネルの表面に形成されたパネル認識マーク及び部品が実装されるパネルの表面に対向する前記部品の表面に形成された部品認識マークに光を照射する照明手段と、パネルに対し前記照明と反対側に配設され、前記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カメラと、前記カメラによる撮像結果としての画像から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出手段とを備え、前記照明手段は、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しない又は透過し難い波長で光を照射し、前記照明手段の光軸は、前記パネル又は部品の表面の法線に対して傾いていることを特徴とする。
これにより、パネル又は部品の表面の法線に対して光軸が傾いた照明手段を用いてパネル認識マーク及び部品認識マークを撮像する。従って、照明手段からの光が導電性粒子により散乱され易くなり、散乱光がカメラに入ってパネル認識マーク及び部品認識マークの画像を形成するので、導電性粒子の影響によりパネル認識マーク及び部品認識マークが認識できないようなことを抑制することができる。その結果、導電性粒子の影響を低減させて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、前記照明手段の光軸は、前記パネル認識マーク又は部品認識マークと交差してもよい。また、前記照明手段の光軸は、前記パネル又は部品の表面と４５°以上６０°未満の角度をなすのが好ましい。また、前記照明手段は、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、前記照明手段の光軸は、前記部品認識マークと交差し、前記部品の表面と４５°以上６０°未満の角度をなすのが好ましい。
これにより、照明手段からの光をパネル認識マーク又は部品認識マークに直接照射することができるので、光量の大きな照明手段を用いる必要が無くなり、低消費電力化を図ることができる。
また、前記照明手段の光軸は、前記パネル認識マーク及び部品認識マークと交差しなくてもよい。この場合、前記照明手段の光軸は、前記パネル又は部品の表面と５０°以上８５°未満の角度をなすのが好ましい。また、前記照明手段は、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、前記照明手段の光軸は、前記部品認識マークの表面と５０°以上８５°未満の角度をなすのが好ましい。
これにより、パネル認識マーク及び部品認識マークの明瞭な認識可能な画像を得ることが可能な角度の範囲が５０°以上８５°未満と広くなるので、設計自由度を高くすることができる。
また、前記照明手段は、異なる方向から前記パネル認識マーク及び部品認識マークに光を照射する複数の照明から構成されるのが好ましい。この場合、前記複数の照明のぞれぞれは、該照明の光軸が前記パネル認識マーク又は部品認識マークの輪郭を構成する直線部と直交するように配置されるのが好ましい。
これにより、パネル認識マーク又は部品認識マークのエッジが強調された画像を得ることができる。
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、パネルの表面に形成されたパネル認識マーク及び部品が実装されるパネルの表面に対向する前記部品の表面に形成された部品認識マークに光を照射する照明ステップと、パネルに対し前記照明と反対側に配設され、前記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から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出ステップとを含み、前記照明ステップでは、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しない又は透過し難い波長で光を照射し、前記照明の光軸は、前記パネル又は部品の表面の法線に対して傾いている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。
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
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
３０５ 赤外光照明
３０７ ＩＲ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
４４８ 取得部
５００ ＡＣＦ
５１０ 導電性粒子
５２０ 部品認識マーク
５３０ パネル認識マーク
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
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
３０５ 赤外光照明
３０７ ＩＲ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
４４８ 取得部
５００ ＡＣＦ
５１０ 導電性粒子
５２０ 部品認識マーク
５３０ パネル認識マーク
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所定の実装位置からの相対的なずれ量（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、パネルの表面の長辺及び短辺に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、弱く押圧してパネルの表面に仮圧着する。本圧着装置１１５は、パネルの表面の長辺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の表面に本圧着する。
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の表面に本圧着する。
図２は、パネル実装機１０３ａ及び１０３ｂにおいて部品２０１がパネル２００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の表面の側縁部にＡＣＦ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の表面のＡＣＦ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の表面の長辺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の表面の短辺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、赤外光照明３０５及び赤外線（ＩＲ）カメラ３０７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。
赤外光照明３０５は、パネル２００の裏面（パネル２００に部品２０１が実装される表面に対する裏面側のパネル２００の面）側に配設され、パネル２００に部品２０１が実装されているパネル２００の表面に対する裏面である実装済パネル３００の裏面に赤外光を照射する。パネル２００は赤外光に対して透明であるため、赤外光照明３０５により照射された赤外光はパネル２００を透過し、パネル２００の表面（パネル２００に部品２０１が実装されるパネル２００の面）に形成されたパネル認識マーク、及びパネル２００の表面に対向する部品２０１の表面（パネル２００の表面と平行でパネル２００と接合する部品２０１の面）に形成された部品認識マークに照射される。
このとき、図４に示されるように、赤外光照明３０５の光軸は部品認識マーク５２０の表面と交差している。さらに、赤外光照明３０５の光軸は部品認識マーク５２０の表面及び実装済パネル３００の表面の法線（部品２０１の表面の法線）に対して傾いており、実装済パネル３００の表面と４５°以上６０°未満の角度をなしている。このような光軸の傾いた赤外光照明３０５によりパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０への光照射を行った場合には、ＡＣＦ５００における赤外光の光路長が長くなって導電性粒子（ＡＣＦ粒子）５１０に当たり易くなる。これにより、導電性粒子５１０は球形であるため、ＡＣＦ５００において赤外光照明３０５からの赤外光が導電性粒子５１０により散乱され易くなる。従って、赤外光照明３０５の光軸が実装済パネル３００の表面の法線に平行である場合には、ＩＲの直進性により赤外光照明３０５からの赤外光がＩＲカメラ３０７に直接入って部品認識マーク５２０の画像を形成する。この場合、導電性粒子５１０が部品認識マーク５２０に重なる部分は赤外線光が導電性粒子５１０を透過しない又は透過しにくい波長のため、導電性粒子５１０により部品認識マーク５２０の一部が欠けた画像になるが、赤外光照明３０５の光軸が傾いている場合には、赤外光の導電性粒子５１０による散乱光がＩＲカメラ３０７に入って部品認識マーク５２０の画像を形成する。その結果、導電性粒子５１０は赤外光を透過しない又は透過し難いにも関わらず、ＡＣＦ５００における導電性粒子５１０の存在する粒子部分も画像において明るく映り、粒子部分と導電性粒子５１０の存在しないバインダ部分（熱硬化性樹脂部分）との画像における輝度差が小さくなるため、導電性粒子５１０により部品認識マーク５２０の一部が欠けた画像となることが無くなる。
ここで、ＩＲカメラ３０７は、実装済パネル３００に対し赤外光照明３０５と反対側、つまり部品２０１の裏面（部品２０１がパネル２００と接合する面とは反対側の部品２０１の面）側に配設される。ＩＲカメラ３０７は、赤外光が照射されたパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０を撮像する。ＩＲカメラ３０７の光軸は部品認識マーク５２０の表面及び実装済パネル３００の表面の法線（部品２０１の表面の法線）と平行である。
このとき、それぞれの材質は主に、部品はポリイミドやＳｉで、パネル２００はガラスでパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０はＡｌであり、導電性粒子５１０の表面はＮｉで形成されている。
図５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で算出された実装済パネル３００のパネル２００に実装された部品２０１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、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、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、パネル実装機１０３ａの熱圧着加圧ヘッド２０２、２０４及び２０６、搬送部、アーム、ＸＹテーブル、部品供給部、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。
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及び取得部４４８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におい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、パネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０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、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、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、検査機１０５のパネル移載ステージ部３０２、パネル下搬送移載軸部３０３、赤外光照明３０５及びＩＲカメラ３０７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、ＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像からパネル認識マーク５３０と部品認識マーク５２０との部品２０１をパネル２００に実装した時の所定の実装の位置関係からのずれ量を算出する。具体的には、ＩＲカメラ３０７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５３０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５２０における所定の特徴点の位置のずれ量を算出する。
取得部４４８は、ＩＲカメラ３０７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５３０の所定の特徴点及び部品認識マーク５２０の所定の特徴点の位置を取得する。
次に、部品実装システム１００のフィードバック動作（部品２０１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６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１組のパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０を撮像させる（ステップＳ１１）。具体的には、検査位置データ４４１ａに示される位置の１つに形成されたパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０に、実装済パネル３００の裏面（パネル２００に部品２０１が実装された表面に対する裏面側の面）側から赤外光照明３０５により赤外光を照射させ、実装済パネル３００の表面（パネル２００に部品２０１が実装されている側の面）側において該パネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０をＩＲカメラ３０７により撮像させる。
次に、検査機１０５の制御部４４０は、取得部４４８にパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の特徴点の位置を取得させる（ステップＳ１２）。
例えば、図７（ａ）に示されるような部品認識マーク５２０が部品２０１の表面（部品２０１が実装されるパネル２００の面に対向する部品２０１の面）に形成され、図７（ｂ）又は（ｃ）に示されるようなパネル認識マーク５３０がパネル２００の表面（部品２０１が実装されるパネル２００の面）に形成され、部品２０１が所定の実装位置でパネル２００に実装されると部品認識マーク５２０及びパネル認識マーク５３０が図７（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５２０及びパネル認識マーク５３０のそれぞれ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の位置が取得される。
また、図８（ａ）に示されるような部品認識マーク５２０が部品２０１の表面（部品２０１が実装されるパネル２００の面に対向する部品２０１の面）に形成され、図８（ｂ）に示されるようなパネル認識マーク５３０がパネル２００の表面（部品２０１が実装されるパネル２００の面）に形成され、部品２０１が所定の実装位置でパネル２００に実装されると部品認識マーク５２０及びパネル認識マーク５３０が図８（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５２０及びパネル認識マーク５３０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の位置が取得される。
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５３０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５２０の所定の特徴点の位置のずれ量を部品２０１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Ｓ１３）。具体的には、パネル認識マーク５３０の所定の特徴点の位置を基準とした部品認識マーク５２０の所定の特徴点の位置を算出させ、パネル認識マーク５３０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５２０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２０１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Ｓ１４）。
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Ｓ１５）。
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Ｓ１６）。
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Ｓ１７）。
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２０１をパネル２００に実装させる（ステップＳ１８）。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２０１の実装位置が補正され、補正された実装位置に部品２０１がＡＣＦ５００を介して実装される。
以上のように本実施の形態に係る検査機１０５によれば、得られたパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の画像に基づいて検査機１０５が部品２０１の位置ずれ量を算出する。従って、ＡＣＦ５００を介してパネル２００に実装された部品２０１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、赤外光照明３０５の光軸は実装済パネル３００の表面の法線に対して傾き、赤外光照明３０５の光軸は実装済パネル３００の表面あるいは部品２０１の表面と４５°以上６０°未満の角度をなしている。従って、導電性粒子５１０の影響を抑制し部品認識マーク５２０を撮像することができるので、部品２０１の位置ずれ量を算出することができ、ＡＣＦ５００を介してパネル２００に実装された部品２０１の位置ずれ量を確実に検出することができる。
すなわち、赤外光照明３０５の光軸が実装済パネル３００の表面の法線に平行である場合、図９（ａ）に示されるように、赤外線光が導電性粒子５１０を透過しない又は透過しにくい波長のため、導電性粒子５１０が赤外線光を遮ることによる影響によりパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の輪郭が不明瞭で特徴点を認識できない画像しか得られない。しかし、赤外光照明３０５の光軸を実装済パネル３００の表面の法線に対して傾けることにより、図９（ｂ）に示されるような、導電性粒子５１０の影響が排除された、パネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の輪郭が明瞭で特徴点を認識可能な画像が得ることができる。
これは、図１０及び１１Ａから明らかである。図１０は、赤外光照明３０５の光軸と実装済パネル３００の表面あるいは部品２０１の表面とがなす角度（照射角度）、並びにパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の画像が輪郭の明瞭な認識可能なものであるか否かの評価結果（画像の評価結果）の関係を示している。図１１Ａは、照射角度、画像の評価結果並びにパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の画像（マーク画像）の関係を示している。なお、画像の評価結果の「○」はパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の画像が輪郭の明瞭な認識可能なものであることを示し、「×」はそうでないことを示している。図１０及び１１Ａでは、照射角度が４５°以上６０°未満のときに、マーク画像が輪郭の明瞭な認識可能なものになることが示されている。例えば、照射角度が４０°の場合には、図１１Ｂに示される輪郭の不明瞭なマーク画像しか得られず、画像処理（多値化処理）にて表されるグラフにおいて、Ｘ座標に対する認識マークの輝度レベルの変化点の境界が不明瞭で認識マークの境界の検出が困難である。一方、照射角度が５０°の場合には、図１１Ｃに示される輪郭の明瞭な認識可能なマーク画像が得られ、画像処理（多値化処理）にて表されるグラフにおいて、Ｘ座標に対する認識マークの輝度レベルの変化点の境界が明瞭で認識マークの境界の検出が可能であり、認識マークの位置認識が可能である。
また、本実施の形態に係る検査機１０５によれば、図１２に示されるように、赤外光照明３０５はその光軸（図１２における軸Ａ）が部品認識マーク５２０の表面と交差するように配置される。従って、赤外光照明３０５からの赤外光を部品認識マーク５２０に直接照射することができるので、赤外光照明３０５の光量を大きくする必要が無くなり、低消費電力化を図ることができる。
以上、本発明の検査装置及び検査方法について、上記の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１０５を設けるとした。しかし、パネル実装機１０３ａ及び１０３ｂに実装済パネル３００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１０３ａ及び１０３ｂは、実装済パネル３００に対し、上記実施の形態の検査機１０５と同様の位置関係で配置された赤外光照明３０５及びＩＲカメラ３０７を備える。
また、上記実施の形態において、パネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０を撮像するために検査機１０５には赤外光照明３０５及びＩＲカメラ３０７が設けられるとした。しかし、パネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０を撮像できる光つまりパネル２００及び部品２０１を透過し、かつ導電性粒子５１０を透過しない又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、取得部４４８によりパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０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２０１の位置ずれ量として算出することができるので、ＡＣＦ５００を介してパネル２００に実装された部品２０１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１０５はパネル認識マーク５３０を基準として部品認識マーク５２０のずれ量を部品２０１の位置ずれ量とするとした。しかし、パネル２００の配線パターンを基準として部品２０１の配線パターン又は回路パターンとのずれ量を部品２０１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、図１２に示すように、赤外光照明３０５はその光軸が部品認識マーク５２０の表面と交差するように配置されるとした。しかし、図１３及び１４に示されるように、赤外光照明３０５はその光軸（図１３における軸Ａ）が部品認識マーク５２０の表面と交差しないように配置されてもよい。この場合には、赤外光照明３０５は、その光軸が部品認識マーク５２０の表面つまり実装済パネル３００の表面（部品２０１の表面に実質的に平行な面）と５０°以上８５°未満の角度をなすように配置される。これにより、導電性粒子５１０が赤外線光を遮ることによる影響が抑制された、パネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の輪郭が明瞭で特徴点を認識可能な画像を得ることができる。さらに、図１２に示されるような配置をした場合と比較して、位置認識のための画像認識可能な明瞭な画像を得ることが可能な角度の範囲が５０°以上８５°未満と広くなるので、設計自由度を高くすることができる。
これは、図１５及び１６から明らかである。図１５は、図１３及び１４に示されるような位置関係で赤外光照明３０５を配置したときの、照射角度、及び画像の評価結果の関係を示している。図１６は、図１３及び１４に示されるように赤外光照明３０５を配置したときの、照射角度、画像の評価結果及びパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０のマーク画像の関係を示している。なお、画像の評価結果の「○」はパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の画像が輪郭の明瞭な認識可能なものであることを示し、「×」はそうでないことを示している。図１５及び１６では、照射角度が５０°以上８５°未満のときに、マーク画像が輪郭の明瞭な認識可能なものになることが示されている。また、上記実施の形態において、検査機１０５には１つの赤外光照明３０５のみが配設されるとした。しかし、図１７及び１８に示されるように、検査機１０５には異なる方向からパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０に光を照射する複数の赤外光照明３０５が配設されてもよい。例えば、図１９に示される部品認識マーク５２０のエッジが強調された画像が得られるように４つの赤外光照明３０５が配置される。すなわち、ＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像において光軸が部品認識マーク５２０の輪郭を構成する直線部と直交するように４つの赤外光照明３０５が配置される。または、図２０に示される円形の部品認識マーク５２０のエッジ（認識マークの輪郭の境界）が強調された画像が得られるように４つの赤外光照明３０５が配置される。
また、上記実施の形態において、赤外光照明３０５がパネル２００の裏面側に配設され、ＩＲカメラ３０７が部品２０１の裏面側に配設されるとした。しかし、赤外光照明３０５及びＩＲカメラ３０７が実装済パネル３００を跨いで対向して位置すればこれに限られず、ＩＲカメラ３０７がパネル２００の裏面側に配設され、赤外光照明３０５が部品２０１の裏面側に配設されてもよい。この場合には、赤外光照明３０５の光軸がパネル認識マーク５３０の表面と交差し、さらに該光軸がパネル認識マーク５３０の表面つまり実装済パネル３００の表面の法線（パネル２００の表面の法線）に対して傾き、実装済パネル３００の表面と４５°以上６０°未満の角度をなすようにされる。または、赤外光照明３０５の光軸がパネル認識マーク５３０の表面と交差せず、さらに該光軸が実装済パネル３００の表面の法線に対して傾き、実装済パネル３００の表面と５０°以上８５°未満の角度をなすようにされる。
例えば、図２１に示されるように、異なる方向からパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０に光を照射する複数の赤外光照明３０５が部品２０１の裏面側に配設され、ＩＲカメラ３０７がパネル２００の裏面側に配設される。そして、複数の赤外光照明３０５は、図２２に示されるパネル認識マーク５３０のエッジが強調された画像が得られるように配置される。すなわち、４つの赤外光照明３０５は、ＩＲカメラ３０７による撮像結果としての画像において光軸がパネル認識マーク５３０の輪郭を構成する直線部と直交するように配置される。
また、図２３に示されるように、部品２０１の裏面に赤外光が照射されないように赤外光照明３０５が配置される場合、部品２０１の裏面の傷によるパネル認識マーク５３０及び部品認識マーク５２０の画像への悪影響を抑えることができる。
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。
Claims (10)
- 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装置であって、
パネルの表面に形成されたパネル認識マーク及び部品が実装されるパネルの表面に対向する前記部品の表面に形成された部品認識マークに光を照射する照明手段と、
パネルに対し前記照明と反対側に配設され、前記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カメラと、
前記カメラによる撮像結果としての画像から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出手段とを備え、
前記照明手段は、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しない又は透過し難い波長で光を照射し、
前記照明手段の光軸は、前記パネル又は部品の表面の法線に対して傾いている
ことを特徴とする検査装置。 - 前記照明手段の光軸は、前記パネル認識マーク又は部品認識マークと交差する
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。 - 前記照明手段の光軸は、前記パネル又は部品の表面と４５°以上６０°未満の角度をなす
ことを特徴とする請求項２に記載の検査装置。 - 前記照明手段は、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、
前記照明手段の光軸は、前記部品認識マークと交差し、前記部品の表面と４５°以上６０°未満の角度をなす
ことを特徴とする請求項３に記載の検査装置。 - 前記照明手段の光軸は、前記パネル認識マーク及び部品認識マークと交差しない
ことを特徴とする請求項１に記載の検査装置。 - 前記照明手段の光軸は、前記パネル又は部品の表面と５０°以上８５°未満の角度をなす
ことを特徴とする請求項５に記載の検査装置。 - 前記照明手段は、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、
前記照明手段の光軸は、前記部品認識マークの表面と５０°以上８５°未満の角度をなす
ことを特徴とする請求項６に記載の検査装置。 - 前記照明手段は、異なる方向から前記パネル認識マーク及び部品認識マークに光を照射する複数の照明から構成される
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の検査装置。 - 前記複数の照明のぞれぞれは、該照明の光軸が前記パネル認識マーク又は部品認識マークの輪郭を構成する直線部と直交するように配置される
ことを特徴とする請求項８に記載の検査装置。 - 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、
パネルの表面に形成されたパネル認識マーク及び部品が実装されるパネルの表面に対向する前記部品の表面に形成された部品認識マークに光を照射する照明ステップと、
パネルに対し前記照明と反対側に配設され、前記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から、前記パネル認識マーク及び前記部品認識マークの位置関係の所定の位置関係からのずれ量を算出する算出ステップとを含み、
前記照明ステップでは、パネル及び部品を透過し、かつ前記導電性粒子を透過しない又は透過し難い波長で光を照射し、
前記照明の光軸は、前記パネル又は部品の表面の法線に対して傾いている
ことを特徴とする検査方法。
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