CN107006145B - 对基板作业机 - Google Patents

Abstract

在进行以设于基板的基准标记为基准的对基板作业的对基板作业机中，在对设有整体基准标记(FM1)和成为局部区域(A)的基准的局部区域基准标记(FM2)作为基准标记的基板进行对基板作业的情况下，在通过拍摄而识别这些基准标记时，进行应识别的基准标记是否被识别出的确认。在通过作为基准标记而确定的拍摄对象距正规位置的位置偏差量(ΔX、ΔY)、相对位置偏差量(ΔL)是否处于设定公差的范围内来进行该确认时，使局部区域基准标记的设定公差(TΔX2、TΔY2、TΔL2)设定得小于整体基准标记的设定公差(TΔX1、TΔY1、TΔL1)。通过将设定公差那样设定，能够可靠地进行确认处理。

Description

对基板作业机

技术领域

本发明涉及向基板装配电子元件的元件装配机等对基板进行作业的对基板作业机。

背景技术

在元件装配机等对基板作业机中，通过基板固定装置将基板固定，对于该固定的基板，进行电子元件的装配、粘结剂的涂布、检查等对基板作业。上述的对基板作业基于通过基板固定装置固定的基板的位置(以下，有时称为“固定位置”)进行，在大多数的对基板作业机中，通过拍摄装置拍摄设于基板的基准标记，基于其拍摄结果来取得该固定位置。即，对基板作业以识别出的基准标记为基准进行。另一方面，如下述专利申请记载那样，在一部分的基板中，出于需要提高对基板作业的精度等理由，除了成为基板整体的位置基准的整体基准标记之外，还设有成为局部的基板的区域(以下，有时称为“局部区域”)的基准的局部区域基准标记，该局部区域的对基板作业以该局部区域基准标记为基准进行。

专利文献

专利文献1：日本特开2003-101300号公报

发明内容

发明要解决的课题

在基板中，印制配线的焊盘等各种物体设于表面或者被显示，在通过拍摄来识别基准标记的情况下，进行拍摄对象为基准标记这一情况的确认即用于确认应识别的基准标记被识别出这一情况的处理。该确认处理希望可靠地进行，特别是在整体基准标记与局部区域基准标记并列设置那样的基板中，由于基准标记的个数多而且对基板作业要求高精度等原因，满足上述愿望的情况与提高对基板作业机的实用性的情况息息相关。本发明鉴于这样的实际情况而作出，课题在于提供一种实用性高的对基板作业机。

用于解决课题的方案

为了解决上述课题，本发明的对基板作业机具备：基板固定装置，固定基板；对基板作业装置，对固定于该基板固定装置的基板进行作业；拍摄装置，拍摄固定于该基板固定装置的基板的表面；及控制装置，在由该拍摄装置拍摄到的拍摄对象的位置偏差量处于设定公差的范围内时，识别为该拍摄对象是基准标记，并且为了执行以该识别出的基准标记为基准的作业而控制所述对基板作业装置，所述对基板作业机的特征在于，在固定于所述基板固定装置的基板是设有表示基板整体的基准的整体基准标记和表示局部区域的基准的局部区域基准标记作为所述基准标记的基板的情况下，用于识别所述局部区域基准标记的所述设定公差被设定得小于用于识别所述整体基准标记的所述设定公差。

顺便提及，本发明的上述“拍摄对象”是指拍摄到的图像中的被确定为基准标记的物体，如果拍摄对象是基准标记，则“拍摄对象的位置偏差量”是指拍摄对象的位置距该基准标记应存在的位置(也可以称为“正规位置”、“理论位置”等)的偏差。需要说明的是，“对于固定的基板进行的作业”即“对基板作业”包括元件的装配作业、在该装配作业之前进行的粘结剂涂布作业、检查装配作业的结果的检查作业等各种作业，同样，“对基板作业装置”包括元件装配装置、粘结剂涂布装置、检查装置等各种装置，而且，“对基板作业机”包括元件装配机、粘结剂涂布机、检查机等各种结构。此外，“局部区域”相当于例如在1个基板由电路图案相同的多个子基板构成时的这多个子基板中的一个。而且，例如关于在元件装配作业中特别要求精度的元件的装配，在该元件的附近设置基准标记，存在以该基准标记为基准进行该元件的装配的情况，这种情况下的装配该元件的区域及其附近的区域也相当于局部区域。

需要说明的是，上述本发明的对基板作业机优选的是，在固定于所述基板固定装置的基板是设有相互分离的一对整体基准标记作为所述整体基准标记并设有对于一个局部区域而相互分离的一对局部区域基准标记作为所述局部区域基准标记的基板的情况下，用于识别所述整体基准标记的设定公差包含对这一对整体基准标记的分离距离的设定公差作为所述一对整体基准标记的相对位置偏差量的设定公差，用于识别所述局部区域基准标记的设定公差包含对这一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差作为所述一对局部区域基准标记的相对位置偏差量的设定公差，对所述一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差被设定得小于对所述一对整体基准标记的分离距离的设定公差。

在这种情况下，本发明的对基板作业机优选的是，对所述一对整体基准标记的分离距离的设定公差及对所述一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差被设定为与它们的分离距离对应的大小。

发明效果

大多数基板固定装置是将通过输送器装置而停止的基板固定的结构，因此由于输送器装置的停止精度的关系，可认为通过该基板固定装置固定的基板的固定位置(是包含“旋转位置”、即“旋转相位”、“方位”的概念)存在比较大的偏差。鉴于这种情况，为了容许整体基准标记的比较大的位置偏差，在本发明的对基板作业机中，增大用于识别上述整体基准标记的设定公差。在能够识别整体基准标记的情况下，通过该整体基准标记，来掌握基板整体的位置，决定该基板上的各处的位置即基板上的坐标(以下，有时称为“基准坐标”)，基于该坐标，来识别局部区域基准标记，因此可认为该局部区域基准标记的位置偏差比较小。鉴于此情况，在本发明的对基板作业机中，减小用于识别局部区域基准标记的设定公差。而且，局部区域是比较窄的区域，因此存在将可能误认为局部区域基准标记的物体作为拍摄对象的情况。考虑到这种情况，为了避免该误认，而减小用于识别局部区域基准标记的设定公差。通过以上的情况，根据本发明的对基板作业机，能可靠地进行上述的基准标记的确认处理即用于确认应识别的基准标记被识别出的处理。

另外，通常如果为整体基准标记，则为了取得基板的旋转位置，多在基板的外缘部的对角位置设置一对整体基准标记，如果为局部区域基准标记，则为了取得局部区域的旋转位置，多在局部区域的外缘部的对角位置设置一对局部区域基准标记。在这样的情况下，作为基准标记的确认处理，上述一对基准标记的分离距离的偏差即一对基准标记的相对位置的偏差量作为基准标记的确认处理用的参数是有效的。详细而言，例如，在具有挠性的基板即柔性基板的情况下，考虑到基板的挠性而进行基准标记的确认处理的情况特别有效。在这样的基板中，一对整体基准标记间的分离距离的偏差量比较大，另一方面，一对局部区域基准标记间的分离距离的偏差量由于该区域多为比较窄而可考虑为比较小。考虑到这样的情况，对一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差被设定得小于对一对整体基准标记的分离距离的设定公差为优选。通过这样设定上述一对基准标记间的分离距离，能进行更可靠的基准标记确认处理。

能够容许的一对基准标记间的分离距离的偏差量优选设为与其分离距离对应的值。即，优选的是，分离距离越大则偏差量越大，分离距离越小则偏差量越小。这样，通过将对一对基准标记的分离距离的设定公差设定为与该分离距离对应的大小，能进行更可靠的基准标记确认处理。

附图说明

图1是表示作为本发明的对基板作业机的一实施例的元件装配机的整体结构的图。

图2是在实施例的元件装配机中示意性地表示进行作为对基板作业的元件装配作业的基板的图。

图3是表示在实施例的元件装配机中进行的基准标记识别处理的流程图。

图4是示意性地表示拍摄基准标记时的相机的取得图像的一例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的代表性的实施方式，作为与将电子元件向电路基板装配的元件装配机相关的实施例。需要说明的是，要求权利的发明除了下述实施例之外，还能够基于本领域技术人员的知识以实施了各种变更、改良的各种形态来实施。

实施例

[A]元件装配机的结构

实施例的元件装配机装入于图1所示的元件装配系统，该系统包括系统基座10和在该系统基座10上并列配置的2个元件装配机12而构成。这2个元件装配机12具有彼此相同的结构，其一个一个是作为实施例的对基板作业机的元件装配机。

元件装配机12具备由基座14和配设在该基座14上的框架16构成的主体。在基座14上的前后方向的中央部配设有输送器装置18，在前方部，分别作为元件供给装置发挥功能的多个元件供料器20沿左右方向并列配设。而且，在框架16支撑有作为对基板作业装置的元件装配装置22。元件装配装置22包括：具有作为元件保持设备的吸嘴的装配头24；及使该装配头24沿前后左右及上下移动的头移动装置26。

输送器装置18是在前后两通道中沿左右搬运基板的装置，具备：以沿前后与各个通道相向的方式竖立设置而分别将传送带(省略图示)支撑为能够绕圈的一对支撑板28；及配设在这一对支撑板28之间而用于从下方将基板抬起的升降台30。通过传送带，沿左右方向搬运基板S，在元件装配作业时，通过升降台30的上升，将被搬运至已设定的位置的基板S固定于与一对支撑板28各自的上端卡定的状态。即，输送器装置18作为在元件装配作业时将基板S固定的基板固定装置发挥功能。

通过头移动装置26，一边使装配头24在元件供料器20与由输送器装置18固定的基板S之间移动，一边进行元件装配作业。详细而言，装配头24在吸嘴处保持从元件供料器20供给的元件，并将该保持的元件向由输送器装置18固定的基板S上载置。元件装配作业的输送器装置18、元件供料器20、元件装配装置22等的控制由一体化有操作面板的控制装置32进行。

在后文详细说明，在输送器装置18与元件供料器20之间设置元件相机34，保持于装配头24的元件由该元件相机34拍摄，通过对于由拍摄得到的图像的处理，来取得元件的保持位置的偏差量，一边考虑该偏差量，一边进行元件向基板S的载置。另一方面，拍摄基板S的表面的基板相机36与装配头24并列设置，通过头移动装置26而与装配头24一体移动。作为拍摄装置的基板相机36在元件装配作业时拍摄设于基板S的基准标记，通过该得到的图像的处理，来取得固定的基板S的位置的偏差量、即固定位置的偏差量，一边考虑该偏差量，一边进行元件向基板S的载置。上述的图像处理、偏差量的取得也由控制装置32进行。

[B]基板和设于该基板的基准标记

在元件装配机12中进行元件装配作业的基板例如是图2(a)、(b)所示的结构。图2所示的基板S被称为所谓多基板，是多个子基板集合而成的结构。换言之，基板S设有电路图案彼此相同的多个局部区域。具体而言，在图2(a)所示的基板S上，呈长2×宽2的矩阵状地设置4个局部区域A，在图2(b)所示的基板S上，呈长6×宽8的矩阵状地设置48个局部区域A。

如前述说明那样，通过元件装配装置22向由输送器装置18固定的基板S载置元件，但是由输送器装置18固定的基板S的位置即固定位置由于输送器装置18的搬运时的停止精度、前后方向的间隙等的关系而产生变动。具体而言，无论是前后方向位置还是左右方向位置都产生偏差，而且，旋转方向位置(旋转相位、方位)也产生偏差。由于需要考虑该偏差地进行元件装配作业，因此在基板S上设置基准标记。

具体而言，在图2(a)、(b)的任一基板S中，在该基板S的右上角、左下角设置一对基准标记FM1，按照各局部区域A而在该局部区域A的左上角、右下角设置一对基准标记FM2。基准标记FM1用于掌握基板S的整体的位置，可以称为整体基准标记。另一方面，基准标记FM2是成为载置于局部区域A的元件的基准的标记，可以称为局部区域基准标记。局部区域基准标记FM2为了提高局部区域A的元件的装配位置的精度而设置。

[C]基准标记的识别

基准标记的识别用的处理在通过输送器装置18固定了基板之后，将元件向该基板载置之前进行。详细而言，通过控制装置32执行图3所示的流程图表示的基准标记识别程序来进行。

在按照上述程序的处理中，首先，在步骤1(以下，简称为“S1”。其他的步骤也同样)中，拍摄一对整体基准标记FM1的一方。具体而言，通过头移动装置26使基板相机36移动到基准标记的上方来进行基准标记的拍摄。基板相机36的移动位置是基准标记应存在的理论上的位置(以下，有时称为“标记正规位置”)位于基板相机36的视野的中心的位置。在整体基准标记FM1的情况下，即，在假定为基板固定于正规的位置(理论上的位置)的情况下该整体基准标记FM1应存在的位置成为标记正规位置，在这种情况下由基板相机36拍摄的图像成为例如图4所示的情况。

接下来，在S2中，基于在S1中拍摄到的图像的数据，来确定整体基准标记FM1，与该整体基准标记FM1距标记正规位置的左右方向(以下有时称为“X方向”)及前后方向(以下有时称为“Y方向”)的位置X、Y一起取得位置偏差量ΔX、ΔY。顺便提及，若对图4所示的情况进行说明，则位置X、Y是以相对于该元件装配机12设定的基准位置为基准的位置，而且，位置偏差量ΔX、ΔY成为图示的值。需要说明的是，基准标记的确定基于预先登记的该基准标记的形状、大小等，通过从图像之中找到与该基准标记相当的形状、大小的拍摄对象来进行。

从图4可知，在基板上，不仅设有基准标记，也设有配线图案P(也可以称为“焊盘”)，基准标记以外的物体也被拍摄为拍摄对象。在图中，配线图案P的端子T的形状、大小均与整体基准标记FM1类似，该端子T可能会被误识别为整体基准标记FM1。考虑到这种情况等，对于上述位置偏差量ΔX、ΔY来设定公差TΔX1、TΔY1，接下来在S3中，判断上述位置偏差量ΔX、ΔY是否处于设定公差TΔX1、TΔY1的范围内。在判断的结果是位置偏差量ΔX、ΔY的任一个不在设定公差TΔX1、TΔY1的范围内时，在S4中，报知误识别了基准标记这一内容，使该元件装配机12的工作停止。

在整体基准标记FM1的位置偏差量ΔX、ΔY这两者处于设定公差TΔX1、TΔY1的范围内时，经由S5的处理，对一对整体基准标记FM1的另一方进行S1～S3的处理。在对一对整体基准标记FM1的两方判断为位置偏差量ΔX、ΔY处于设定公差TΔX1、TΔY1的范围内时，进行S6的处理。

在S6中，一对整体基准标记FM1的分离距离L(参照图2)基于在S2中取得的各自的位置X、Y而取得，伴随于此，取得该分离距离L与正规的分离距离之差即分离距离差ΔL作为与一对整体基准标记FM1的相对位置相关的偏差量(相对位置偏差量)。对于该分离距离差ΔL也设定公差TΔL1，接下来在S7中，判断分离距离差ΔL是否处于设定公差TΔL1的范围内。在判断的结果是分离距离差ΔL不在设定公差TΔL1的范围内时，在S4中，报知误识别了基准标记这一内容，使该元件装配机12的工作停止。在判断为分离距离差ΔL处于设定公差TΔL1的范围内时，进行S8的处理。

在S8中，基于在S2中取得的一对整体基准标记FM1的位置X、Y，来设定对于该基板的基准坐标。基准坐标是考虑基板的固定位置的偏差而设定的坐标，S9以下的处理基于该基准坐标来执行。具体而言，例如，局部区域基准标记FM2的上述标记正规位置也成为按照基准坐标的位置。

S10以下的处理是关于局部区域基准标记FM2的处理，在S9中，按照已设定的顺位，从还未进行S10以下的处理的区域之中确定多个局部区域A中的进行S10以下的处理的1个区域。并且，对于该确定的局部区域A，进行S10～S15的处理。该S10～S15的处理是与先说明的S1～S7的处理同样的处理，简单而言，取得1个局部区域A的按照上述基准坐标的局部区域基准标记FM2的位置X、Y、位置偏差量ΔX、ΔY、分离距离差ΔL，判断上述位置偏差量ΔX、ΔY是否处于设定公差TΔX2、TΔY2的范围内、分离距离差ΔL是否处于设定公差TΔL2的范围内，在不处于范围内的情况下，报知误识别了基准标记这一内容。

在S16中，判断是否进行了关于全部的局部区域A的处理，并对全部的局部区域A反复进行S10～15的处理。在全部的基准标记的识别处理良好地进行的情况下，基于取得的各局部区域A的局部区域基准标记FM2的位置X、Y，执行对于各局部区域A的元件装配作业。

在上述的基准标记的识别用的处理中，基于基准标记的位置偏差量ΔX、ΔY、相对位置偏差量即分离距离差ΔL，利用对它们的设定公差TΔX1、TΔY1、TΔX2、TΔY2、设定公差TΔL1、TLΔ2，进行用于确认应识别的基准标记被识别出的处理。具体而言，S3、S7、S12、S15是基准标记的确认处理，关于在上述确认处理中利用的设定公差TΔX1、TΔY1、TΔX2、TΔY2、设定公差TΔL1、TΔL2而言，在本元件装配机12中，用于确认局部区域基准标记FM2的设定公差TΔX2、TΔY2、TΔL2被设定得小于用于确认整体基准标记FM1的设定公差TΔX1、TΔY1、TΔL1。根据此情况，在本元件装配机12中，上述确认用的处理如前所述可靠地进行。

需要说明的是，从图2可知，以局部区域A的个数等为起因，一对局部区域基准标记FM2的分离距离L根据基板而不同。在本元件装配机12中，由于前述说明的理由，根据一对局部区域基准标记FM2的分离距离L，分离距离L越大则设定公差TΔL设定得越大，分离距离L越小则设定公差TΔL设定得越小。这有助于使基准标记的确认处理更可靠。

附图标记说明

12：元件装配机〔对基板作业机〕

18：输送器装置〔基板固定装置〕

22：元件装配装置〔对基板作业装置〕

32：控制装置

36：基板相机〔拍摄装置〕

S：基板

A：局部区域

FM1：整体基准标记

FM2：局部区域基准标记

ΔX、ΔY：位置偏差量

TΔX1、TΔY1、TΔX2、TΔY2：设定公差

ΔL：分离距离差〔相对位置偏差量〕

TΔL1、TΔL2：设定公差

Claims (2)

1.一种对基板作业机，具备：

基板固定装置，固定基板；

对基板作业装置，对固定于该基板固定装置的基板进行作业；

拍摄装置，拍摄固定于该基板固定装置的基板的表面；及

控制装置，在由该拍摄装置拍摄到的拍摄对象的位置偏差量处于设定公差的范围内的情况下，识别为该拍摄对象是基准标记，并且为了执行以该识别出的基准标记为基准的作业而控制所述对基板作业装置，

所述对基板作业机的特征在于，

在固定于所述基板固定装置的基板是设有表示基板整体的基准的整体基准标记和表示局部区域的基准的局部区域基准标记作为所述基准标记的基板的情况下，用于识别所述局部区域基准标记的所述设定公差被设定得小于用于识别所述整体基准标记的所述设定公差，

在固定于所述基板固定装置的基板是设有相互分离的一对整体基准标记作为所述整体基准标记并对一个局部区域设有相互分离的一对局部区域基准标记作为所述局部区域基准标记的基板的情况下，

用于识别所述整体基准标记的设定公差包含对这一对整体基准标记的分离距离的设定公差作为所述一对整体基准标记的相对位置偏差量的设定公差，用于识别所述局部区域基准标记的设定公差包含对这一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差作为所述一对局部区域基准标记的相对位置偏差量的设定公差，

对所述一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差被设定得小于对所述一对整体基准标记的分离距离的设定公差。

2.根据权利要求1所述的对基板作业机，其中，

对所述一对整体基准标记的分离距离的设定公差及对所述一对局部区域基准标记的分离距离的设定公差被设定为与它们的分离距离对应的大小。