JP2023170361A - 作業装置およびカメラチェック方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの角度あるいはスケールに発生したずれを検知可能とする。【解決手段】対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗを含む視野Ｖ５１がウェハーカメラ５１によって撮像されて、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗを含む移動前画像Ｉ１（第１画像）が取得される。視野Ｖ５１の中心Ｃｖを対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗに一致させるために必要となる対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗに対する中心Ｃｖの相対的な移動量Ｍが当該移動前画像Ｉ１に基づき算出されて、Ｘ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５がウェハーＷに対してウェハーカメラ５１を移動量Ｍだけ移動させる。対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗを含む移動後画像Ｉ２（第２画像）が取得されて、移動後画像Ｉ２における中心Ｃｖと中心Ｃｗとの位置関係に基づき、ウェハーカメラ５１の角度あるいはスケールのずれ量が算出される。【選択図】図５

Description

この発明は、所定作業が実行されるワークを撮像するカメラのキャリブレーション技術に関する。

フィーダによって供給された部品を実装ヘッドによって保持して基板に実装する部品実装機では、カメラによって撮像した画像に基づき各種の制御が実行される。具体的には、部品実装機に搬入された基板の認識マークをカメラで撮像した画像に基づき認識マークの位置を認識したり（特許文献１）、実装ヘッドに吸着された部品を撮像した画像に基づき部品の位置を認識したりといった制御が実行される。

特開５３０４７３９号公報

ところで、カメラが取り付けられる角度やカメラのスケールには、種々の要因でずれ（換言すれば、誤差）が発生しうる。このようなずれが発生した状態では、カメラによって撮像した画像に基づく制御を的確に実行することができない。そこで、カメラの角度あるいはスケールに発生したずれを検知できる技術が求められていた。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、カメラの角度あるいはスケールに発生したずれを検知可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る作業装置は、所定の特徴箇所を有するワークを支持する支持部と、支持部に支持されるワークに対して所定作業を実行する作業部と、所定の視野を有して視野内を撮像するカメラと、支持部およびカメラの少なくとも一方の駆動対象を駆動することで、支持部に支持されるワークに対してカメラを相対的に移動させる駆動部と、駆動部によってワークに対するカメラの位置を調整しつつカメラに撮像を実行させることでワークのうち視野に重複する部分の画像を取得する制御部とを備え、制御部は、視野における所定の基準位置から特徴箇所がずれた状態で特徴箇所を含む画像を第１画像として取得する第１撮像動作と、基準位置を特徴箇所に一致させるために必要となる特徴箇所に対する基準位置の相対的な移動量を第１画像に基づき算出する移動量算出動作と、駆動部によって、ワークに対してカメラを移動量だけ移動させる移動動作と、移動動作の実行後において、特徴箇所を含む画像を第２画像として取得する第２撮像動作と、第２画像における基準位置と特徴箇所との位置関係に基づき、カメラの角度および画像の１画素の長さを示すスケールの少なくとも一方のずれ量を算出するずれ量算出動作とを実行する。

本発明に係るカメラチェック方法は、所定の特徴箇所を有するワークを支持する支持部および所定の視野を有して視野内を撮像するカメラの少なくとも一方の駆動対象を駆動することで支持部に支持されるワークに対してカメラを相対的に移動させる駆動部によってワークにカメラを対向させつつカメラに撮像を実行させることで、視野における所定の基準位置から特徴箇所がずれた状態で特徴箇所を含む第１画像を取得する第１撮像動作を実行する工程と、基準位置を特徴箇所に一致させるために必要となる特徴箇所に対する基準位置の相対的な移動量を第１画像に基づき算出する移動量算出動作を実行する工程と、駆動部によって、ワークに対してカメラを移動量だけ移動させる移動動作を実行する工程と、移動動作の実行後において、特徴箇所を含む第２画像を取得する第２撮像動作を実行する工程と、第２画像における基準位置と特徴箇所との位置関係に基づき、カメラの角度およびカメラが撮像する画像の１画素の長さを示すスケールの少なくとも一方のずれ量を算出するずれ量算出動作を実行する工程とを備える。

本発明に係るカメラチェックプログラムは、上記のカメラチェック方法をコンピュータに実行させる。

このように構成された本発明（作業装置、カメラチェック方法およびカメラチェックプログラム）では、カメラの視野の基準位置とワークの特徴箇所とが互いにずれた状態で、特徴箇所を含む視野がカメラによって撮像されて、特徴箇所を含む第１画像が取得される（第１撮像動作）。続いて、視野の基準位置をワークの特徴箇所に一致させるために必要となる特徴箇所に対する基準位置の相対的な移動量が当該第１画像に基づき算出されて（移動量算出動作）、駆動部がワークに対してカメラを移動量だけ移動させる（移動動作）。カメラの角度およびスケールにずれが発生していない場合には、移動動作の実行後において、カメラの視野内で基準位置と特徴箇所とが一致する（換言すれば、重なる）。一方、カメラの角度あるいはスケールにずれが発生している場合には、移動動作の実行後において、カメラの視野内で基準位置と特徴箇所とが一致しない（換言すれば、重ならない）。そこで、移動動作の実行後において、特徴箇所を含む第２画像が取得されて（第２撮像動作）、第２画像における基準位置と特徴箇所との位置関係に基づき、カメラの角度およびスケールの少なくとも一方のずれ量が算出される（ずれ量算出動作）。こうして、カメラの角度あるいはスケールに発生したずれを検知することが可能となっている。

また、制御部は、ずれ量算出動作においてカメラの角度のずれ量を算出するように、作業装置を構成してもよい。かかる構成では、カメラの角度に発生したずれを検知することができる。

また、作業者に報知を実行する報知部をさらに備え、制御部は、ずれ量算出動作で算出されたカメラの角度のずれ量が所定の閾角度以上であると、報知部に報知を実行させるように、作業装置を構成してもよい。かかる構成では、作業者は、閾角度以上のずれ量がカメラの角度に発生したことを把握して、カメラの角度を調整するといったメンテナンスを適宜実行することができる。

また、制御部は、ずれ量算出動作で算出されたカメラの角度のずれ量を補正しつつ、画像に含まれる対象部分の角度を算出するように、作業装置を構成してもよい。かかる構成では、カメラの角度に発生したずれ量に基づく補正が実行される。そのため、カメラによって撮像した画像に含まれる対象部分の角度を適切に算出することができる。

また、カメラを駆動することでカメラの角度を変更するカメラ駆動部をさらに備え、制御部は、ずれ量算出動作で算出されたカメラの角度のずれ量に基づきカメラ駆動部によりカメラを駆動することで、カメラの角度を補正するように、作業装置を構成してもよい。かかる構成では、カメラの角度に発生したずれを修正することができる。

また、制御部は、ずれ量算出動作においてスケールのずれ量を算出するように、作業装置を構成してもよい。かかる構成では、カメラのスケールに発生したずれを検知することができる。

また、制御部は、ずれ量算出動作で算出されたスケールのずれ量を補正しつつ、画像に含まれる対象部分の位置を算出するように、作業装置を構成してもよい。かかる構成では、カメラのスケールに発生したずれを修正することができる。

なお、視野の基準位置の具体例は種々想定される。例えば、基準位置は、視野の中心であってもよい。

また、作業装置の具体例は種々考えられる。そこで、ワークは、シートと、シートに貼りつけられたベアチップとを有し、作業部は、シートから取り出したベアチップを基板に実装する実装作業を所定作業として実行する実装ヘッドであるように、作業装置を構成してもよい。すなわち、作業装置は部品実装機であってもよい。

この際、制御部は、支持部に支持されるワークの交換後、基板の作業装置からの搬出後、実装ヘッドに保持されるベアチップの位置ずれの検出時、実装作業の開始時、ワークのロットの切換時および一定時間の経過時うちのいずれかのタイミングで、第１撮像動作、移動量算出動作、移動動作、第２撮像動作およびずれ量算出動作を実行するように、作業装置を構成してもよい。このようなタイミングにおいて、カメラの角度あるいはスケールに発生したずれを的確に検知することができる。

以上のように、本発明によれば、カメラの角度あるいはスケールに発生したずれを検知することが可能となっている。

本発明に係る作業装置の一例である部品実装機の一例を模式的に示す平面図。 図１の部品実装機が備える電気的構成の一例を示すブロック図。 ウェハーカメラに対して実行されるカメラチェックの一例を示すフローチャート。 ウェハーカメラの視野とウェハーとの関係を模式的に示す平面図。 図３のカメラチェックで実行される各動作を模式的に示す図。 図３のカメラチェックによって算出される内容を模式的に示す図。 部品実装機の変形例を示すブロック図。

図１は本発明に係る作業装置の一例である部品実装機の一例を模式的に示す平面図である。図１に示すように、本明細書では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向で構成される直交座標軸を適宜用いる。ここで、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれは水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。

部品実装機１は、Ｘ方向（基板搬送方向）の上流側から搬入された基板Ｂに対して部品を実装してＸ方向の下流側に搬出する。基板Ｂには複数の実装対象点Ｂｐが設けられており、部品実装機１に具備された制御部１００は、部品実装機１の各部を制御することで、各実装対象点Ｂｐに部品Ｗｐを実装する。ここで、部品ＷｐはダイシングされたウェハーＷのベアチップであり、粘着性のシートＷｓに貼りつけられている。

この部品実装機１はＸ方向に基板Ｂを搬送する搬送部２を備える。搬送部２は、Ｘ方向にこの順番で並ぶ、搬入コンベア２１、実装コンベア２２および搬出コンベア２３を有し、これらのコンベア２１～２３が協働してＸ方向に基板Ｂを搬送する。搬入コンベア２１は、部品実装機１の外部から搬入した基板Ｂを待機させ、あるいは実装コンベア２２に受け渡す。実装コンベア２２は搬入コンベア２１のＸ方向の下流側に位置する実装位置Ｐｍに対して設けられ、搬入コンベア２１から受け取った基板Ｂを実装位置Ｐｍに固定し、あるいは搬出コンベア２３に受け渡す。搬出コンベア２３は実装位置ＰｍのＸ方向の下流側の位置に対して設けられ、実装コンベア２２から受け取った基板Ｂを部品実装機１の外部へ搬出する。

また、部品実装機１は部品Ｗｐを供給する部品供給機構３を備える。部品供給機構３は、ウェハーＷを支持するウェハーテーブル３１と、ウェハーテーブル３１に支持されるウェハーＷの部品Ｗｐを取り出す部品取出部３５とを有する。部品取出部３５は、ウェハーテーブル３１から部品Ｗｐを取り出す取出ヘッド３６を有し、取出ヘッド３６をＸ方向およびＹ方向に駆動可能である。つまり、部品取出部３５は、取出ヘッド３６をＸ方向に移動可能に支持するＸ軸レール３５１と、Ｘ方向に延設されて取出ヘッド３６に取り付けられたボールネジを駆動するＸ軸モーター３５２とを有し、Ｘ軸モーター３５２によりボールネジを駆動することで、取出ヘッド３６をＸ方向に移動させることができる。また、部品取出部３５は、Ｘ軸レール３５１をＹ方向に移動可能に支持するＹ軸レール３５３と、Ｙ方向に延設されてＹ軸レール３５３に取り付けられたボールネジ３５４と、ボールネジ３５４を駆動するＹ軸モーター３５５とを有する。したがって、Ｙ軸モーター３５５によりボールネジ３５４を駆動することで、Ｘ軸レール３５１とともに取出ヘッド３６をＹ方向に移動させることができる。

取出ヘッド３６は、Ｘ方向に延設されたブラケット３６１と、ブラケット３６１に回転可能に支持された２個のノズル３６２とを有する。各ノズル３６２は、Ｘ方向に平行な回転軸を中心に回転することで、下方を向く吸着位置および上方を向く受渡位置（図１の位置）のいずれかに位置する。また、ブラケット３６１は、各ノズル３６２を伴って昇降可能である。

かかる部品供給機構３は、吸着位置に位置させたノズル３６２を、ウェハーテーブル３１上の部品Ｗｐに上方から対向させると、ノズル３６２を下降させて部品Ｗｐに接触させる。また、部品供給機構３は、シートＷｓを介して部品Ｗｐに下方から対向する突き上げ針を有し、この突き上げ針によって部品Ｗｐの中心を突き上げることで、シートＷｓからの部品Ｗｐを剥離させるとともに、ノズル３６２に負圧を与えて、シートＷｓからノズル３６２に部品Ｗｐを吸着させる。そして、部品供給機構３はノズル３６２を上昇させることで、ウェハーテーブル３１から部品Ｗｐを取り出す。さらに、部品供給機構３は、ノズル３６２を受渡位置に位置させることで、部品Ｗｐを供給する。

部品実装機１は、こうして部品供給機構３によって供給された部品Ｗｐを基板Ｂに実装する実装部４を備える。実装部４は、部品実装機１の天井にＹ方向に設けられた固定レールに沿って移動可能な支持部材４１と、支持部材４１によってＸ方向に移動可能に支持された実装ヘッド４２とを有し、実装ヘッド４２をＸＹ方向に移動させることができる。実装ヘッド４２は、下方を向く２個のノズル４２１を有する。

部品Ｗｐの吸着・実装に際しては、実装部４は、取出ヘッド３６の上方に移動して、受渡位置に位置するノズル３６２に保持される部品Ｗｐに対してノズル４２１を上方から対向させると、ノズル４２１を下降させて部品Ｗｐに接触させる。続いて、部品供給機構３がノズル３６２の負圧を解除するとともに、実装部４がノズル４２１に負圧を与えつつノズル４２１を上昇させる。こうして実装ヘッド４２によって部品Ｗｐを吸着すると、実装部４は、実装位置Ｐｍに固定された基板Ｂの実装対象点Ｂｐに部品Ｗｐを実装する。

また、部品実装機１は、Ｘ軸レール３５１によってＸ方向に移動可能に支持されたウェハーカメラ５１を有する。これに対応して、部品取出部３５は、Ｘ方向に延設されてウェハーカメラ５１に取り付けられたボールネジを駆動するＸ軸モーター３５６を有し、Ｘ軸モーター３５６によってボールネジを駆動することで、ウェハーカメラ５１をＸ方向に移動させることができる。さらに、Ｙ軸モーター３５５によりボールネジ３５４を駆動することで、Ｘ軸レール３５１とともにウェハーカメラ５１をＹ方向に移動させることができる。つまり、制御部１００は、Ｘ軸モーター３５２によってＸ方向におけるウェハーカメラ５１の位置を調整しつつ、Ｙ軸モーター３５５によってＹ方向におけるウェハーカメラ５１の位置を調整することで、ウェハーテーブル３１上の部品Ｗｐに対してウェハーカメラ５１を上方から対向させつつ、ウェハーカメラ５１によって部品Ｗｐを撮像して、部品Ｗｐを示す画像を取得することができる。

図２は図１の部品実装機が備える電気的構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、部品実装機１は、制御部１００と記憶部１１０とを備える。記憶部１１０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）あるいはＳＳＤ（Solid State Drive）といった記憶装置であり、後述するカメラチェックプログラム１２０や、各種画像Ｉ（移動前画像Ｉ１、移動後画像Ｉ２を保存する。

制御部１００は、演算部１０１、駆動制御部１０２、撮像制御部１０３およびＵＩ制御部１０４を有する。演算部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサであり、駆動制御部１０２、撮像制御部１０３およびＵＩ制御部１０４を制御する。

駆動制御部１０２は、Ｘ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５を制御することで、ウェハーカメラ５１のＸ方向およびＹ方向への移動を制御する。具体的には、Ｘ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５はサーボモーターである。これに対して、駆動制御部１０２は、演算部１０１から受信したＸ方向に関する指令値とＸ軸モーター３５６のエンコーダーからの出力値とに基づきＸ軸モーター３５６を制御することで、ウェハーカメラ５１のＸ方向への位置を制御する。また、駆動制御部１０２は、演算部１０１から受信したＹ方向に関する指令値とＹ軸モーター３５５のエンコーダーからの出力値とに基づきＹ軸モーター３５５を制御することで、ウェハーカメラ５１のＹ方向への位置を制御する。

撮像制御部１０３はウェハーカメラ５１を制御する。つまり、撮像制御部１０３は、演算部１０１から受信した撮像指令に応じたタイミングでウェハーカメラ５１に撮像を実行させ、ウェハーカメラ５１によって撮像された画像Ｉを取得する。また、撮像制御部１０３は、ウェハーカメラ５１から取得した画像Ｉを演算部１０１に送信する。

具体的には、演算部１０１は、ウェハーテーブル３１上の部品Ｗｐをウェハーカメラ５１により撮像することで、撮像制御部１０３が得られた部品Ｗｐを示す画像Ｉを撮像制御部１０３から取得する。そして、演算部１０１は、ウェハーカメラ５１を駆動するＸ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５それぞれのエンコーダーの出力値が示すウェハーカメラ５１の位置（ＸＹ座標）と、画像Ｉにおける部品Ｗｐの位置（ＸＹ座標）に基づき、部品Ｗｐの位置を認識する。演算部１０１は、こうして認識された部品Ｗｐの位置に基づきＸ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５を制御することで、当該部品Ｗｐに対してノズル３６２を位置決めする。これによって、ノズル３６２によって部品Ｗｐをウェハーテーブル３１から取り出すことができる。

また、ＵＩ制御部１０４は、部品実装機１が備えるＵＩ（User Interface）５２を制御する。例えば、ＵＩ５２はタッチパネルディスプレイであり、ＵＩ制御部１０４は、作業者によるタッチパネルディスプレイへの入力操作をＵＩ５２から取得して演算部１０１に送信したり、演算部１０１からの表示指令に応じた内容をタッチパネルディスプレイに表示させたりする。

図３はウェハーカメラに対して実行されるカメラチェックの一例を示すフローチャートであり、図４はウェハーカメラの視野とウェハーとの関係を模式的に示す平面図であり、図５は図３のカメラチェックで実行される各動作を模式的に示す図であり、図６は図３のカメラチェックによって算出される内容を模式的に示す図である。

図３のカメラチェックは、演算部１０１の制御によって実行される。ステップＳ１０１では、駆動制御部１０２がＸ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５を制御することで、ウェハーテーブル３１上のウェハーＷに対してウェハーカメラ５１を上方から対向させる。図４に示すように、ウェハーカメラ５１は視野Ｖ５１を有し、視野Ｖ５１からの光を固体撮像素子により検出することで、視野Ｖ５１内を撮像する。特にステップＳ１０１では、ウェハーカメラ５１がウェハーＷに対向することから、視野Ｖ５１はウェハーＷを構成する複数の部品Ｗｐに重複し、視野Ｖ５１内には複数の部品Ｗｐが収まる。

ステップＳ１０２では、ウェハーカメラ５１がウェハーＷを構成する部品Ｗｐを撮像する。その結果、図５のステップＳ１０２の欄に示すように、視野Ｖ５１内の部品Ｗｐを示す移動前画像Ｉ１が取得される。なお、図５では、視野Ｖ５１内の部品Ｗｐのうち、視野Ｖ５１の中心付近の５個の部品Ｗｐのみが代表して示されている。ただし、５個の部品Ｗｐに限られず、視野Ｖ５１内に含まれる部品Ｗｐが移動前画像Ｉ１には表れる。この移動前画像Ｉ１には、複数の部品Ｗｐのうちの一の対象部品Ｗｐｔが含まれる。また、図５のステップＳ１０２の欄に示すように、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗが視野Ｖ５１の中心Ｃｖからずれた状態で、移動前画像Ｉ１が撮像される。

ステップＳ１０３では、演算部１０１は、移動前画像Ｉ１に基づき、視野Ｖ５１の中心Ｃｖを対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗに一致させるためにウェハーカメラ５１を移動させるべき移動量Ｍを算出する。具体的には、演算部１０１は、移動前画像Ｉ１が示す中心Ｃｖの位置および移動前画像Ｉ１が示す中心Ｃｗの位置を算出し、中心Ｃｖから中心Ｃｗに向かうベクトルを移動量Ｍとして移動前画像Ｉ１から算出する。

ステップＳ１０４では、演算部１０１は、移動量Ｍだけウェハーカメラ５１を移動させる駆動指令を駆動制御部１０２に送信して、駆動制御部１０２は、この駆動指令に基づきＸ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５を制御する。これによって、ウェハーカメラ５１が移動量Ｍだけ移動する。

ステップＳ１０５では、図５のステップ１０３の欄に示したベクトルの移動量Ｍだけ移動したウェハーカメラ５１が部品Ｗｐを撮像する。その結果、図５のステップＳ１０５の欄に示すように、視野Ｖ５１内の部品Ｗｐを示す移動後画像Ｉ２が取得される。ウェハーカメラ５１の角度およびスケールに誤差がない場合には、移動後画像Ｉ２において視野Ｖ５１の中心Ｃｖと対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗとは一致する。しかしながら、図５のステップのステップＳ１０５の欄に示す例では、中心Ｃｖと中心Ｃｗとは一致せずに相互にずれている。これは、ウェハーカメラ５１の角度およびスケールの少なくとも一方に誤差が発生していることによる。

ステップＳ１０６では、演算部１０１は、移動後画像Ｉ２に基づきウェハーカメラ５１のスケールの誤差を算出する。ここで、スケールとは、ウェハーカメラ５１の１画素あたりの長さを示す。例えばウェハーカメラ５１の視野Ｖ５１において、Ｘ方向に長さＬの間に配列されるウェハーカメラ５１の画素の個数がＮ個である場合には、スケールＳＣは、次式
ＳＣ＝Ｌ／Ｎ
により算出される。なお、Ｙ方向についても同様である。かかるスケールＳＣの設定値は、例えば記憶部１１０に保持されている。

したがって、上記のステップＳ１０４で移動量Ｍを算出するにあたっては、中心Ｃｖに対応する画素と中心Ｃｗに対応する画素とが特定される。そして、視野Ｖ５１において前者の画素から後者の画素に向かう移動量Ｍが、これらの画素の間に存在する画素の個数とスケールＳＣとの積に基づき求められる。したがって、図６に示すように、演算部１０１は、移動前画像Ｉ１における視野Ｖ５１の中心Ｃｖの位置から移動後画像Ｉ２における視野Ｖ５１の中心Ｃｖの位置に向かう実移動量Ｍｒ（ベクトル）と、移動量Ｍとを比較することで、スケールＳＣに発生する誤差（スケール誤差）を求めることができる。

さらに、ステップＳ１０７では、演算部１０１は、移動量Ｍと実移動量Ｍｒとの間の角度θを、ウェハーカメラ５１の角度誤差として算出する。ここで、角度θは、Ｚ方向に平行な回転軸を中心Ｃｒとする角度である。

ステップＳ１０８では、演算部１０１は、スケール誤差を補正する。具体的には、記憶部１１０に保持されているスケールＳＣの設定値からスケール誤差を減じた値を、新たなスケールＳＣの設定値として記憶部１１０に保持する。こうして、記憶部１１０のスケールＳＣの設定値を更新することで、スケール誤差が補正される。

ステップＳ１０９では、演算部１０１は、角度θが所定の閾角度以上であるか否かを判定する。角度θが閾角度未満である場合（ステップＳ１０９で「ＮＯ」の場合）には、演算部１０１は角度誤差を補正する。具体的には、ウェハーカメラ５１が撮像した画像Ｉに基づき画像Ｉ内の対象物の位置を算出する際に演算部１０１が用いる座標軸（カメラ座標軸）の角度を、角度θだけ調整することで、角度誤差が補正される。

一方、角度θが閾角度以上である場合（ステップＳ１０９で「ＹＥＳ」の場合）には、演算部１０１は、ウェハーカメラ５１の角度誤差が大きいことを報知する内容を、ＵＩ５２のタッチパネルディスプレイに表示する（ステップＳ１１１）。

以上に説明する実施例では、ウェハーカメラ５１（カメラ）の視野Ｖ５１の中心Ｃｖ（基準位置）とウェハーＷ（ワーク）の対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗ（特徴箇所）とが互いにずれた状態で、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗを含む視野Ｖ５１がウェハーカメラ５１によって撮像されて、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗを含む移動前画像Ｉ１（第１画像）が取得される（ステップＳ１０２、第１撮像動作）。続いて、視野Ｖ５１の中心Ｃｖを対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗに一致させるために必要となる対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗに対する中心Ｃｖの相対的な移動量Ｍが当該移動前画像Ｉ１に基づき算出されて（ステップＳ１０３、移動量算出動作）、Ｘ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５（駆動部）がウェハーＷに対してウェハーカメラ５１を移動量Ｍだけ移動させる（ステップＳ１０４、移動動作）。ウェハーカメラ５１の角度およびスケールにずれが発生していない場合には、ステップＳ１０４の移動動作の実行後において、ウェハーカメラ５１の視野Ｖ５１内で中心Ｃｖと対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗとが一致する（換言すれば、重なる）。一方、ウェハーカメラ５１の角度あるいはスケールにずれが発生している場合には、ステップＳ１０４の移動動作の実行後において、ウェハーカメラ５１の視野Ｖ５１内で中心Ｃｖと中心Ｃｗとが一致しない（換言すれば、重ならない）。そこで、ステップＳ１０４の移動動作の実行後において、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗを含む移動後画像Ｉ２（第２画像）が取得されて（ステップＳ１０５、第２撮像動作）、移動後画像Ｉ２における中心Ｃｖと中心Ｃｗとの位置関係に基づき、ウェハーカメラ５１の角度およびスケールの少なくとも一方のずれ量が算出される（ステップＳ１０６およびＳ１０７、ずれ量算出動作）。こうして、ウェハーカメラ５１の角度あるいはスケールに発生したずれを検知することが可能となっている。

また、演算部１０１は、ウェハーカメラ５１の角度のずれ量（誤差）を算出する（ステップＳ１０７）。かかる構成では、ウェハーカメラ５１の角度に発生したずれを検知することができる。

また、作業者に報知を実行するＵＩ５２（報知部）が具備され、演算部１０１は、ステップＳ１０７で算出されたウェハーカメラ５１の角度のずれ量が所定の閾角度以上であると、ＵＩ５２に報知を実行させる。かかる構成では、作業者は、閾角度以上のずれ量がウェハーカメラ５１の角度に発生したことを把握して、ウェハーカメラ５１の角度を調整するといったメンテナンスを適宜実行することができる。

また、演算部１０１は、ステップＳ１１０において角度誤差を補正する。つまり、以後において、演算部１０１は、ステップＳ１０７で算出されたウェハーカメラ５１の角度のずれ量を補正しつつ、画像Ｉに含まれる対象部分の角度を算出する。かかる構成では、ウェハーカメラ５１の角度に発生したずれ量に基づく補正が実行される。そのため、ウェハーカメラ５１によって撮像した画像Ｉに含まれる対象部分の角度を適切に算出することができる。

また、演算部１０１は、ウェハーカメラ５１のスケールのずれ量を算出する（ステップＳＳ１０８）。かかる構成では、ウェハーカメラ５１のスケールに発生したずれを検知することができる。

また、演算部１０１は、ステップＳ１０８においてスケール誤差を補正する。つまり、以後において、演算部１０１は、ステップＳ１０６で算出されたウェハーカメラ５１のずれ量を補正しつつ、画像Ｉに含まれる対象部分の位置を算出する。かかる構成では、ウェハーカメラ５１のスケールに発生したずれを修正することができる。

以上に説明したように本実施形態では、部品実装機１が本発明の「作業装置」の一例に相当し、制御部１００が本発明の「制御部」の一例に相当し、ウェハーテーブル３１が本発明の「支持部」の一例に相当し、Ｘ軸モーター３５６およびＹ軸モーター３５５が本発明の「駆動部」の一例に相当し、実装ヘッド４２が本発明の「作業部」の一例に相当し、ウェハーカメラ５１が本発明の「カメラ」の一例に相当し、ウェハーカメラ５１が本発明の「駆動対象」の一例に相当し、ＵＩ５２が本発明の「報知部」の一例に相当し、移動前画像Ｉ１が本発明の「第１画像」の一例に相当し、移動後画像Ｉ２が本発明の「第２画像」の一例に相当し、移動量Ｍが本発明の「移動量」の一例に相当し、視野Ｖ５１が本発明の「視野」の一例に相当し、ウェハーＷおよびシートＷｓが本発明の「ワーク」の一例に相当し、シートＷｓが本発明の「シート」の一例に相当し、部品Ｗｐが本発明の「ベアチップ」の一例に相当し、視野Ｖ５１の中心Ｃｖが本発明の「基準位置」の一例に相当し、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗが本発明の「特徴箇所」の一例に相当し、ステップＳ１０２が本発明の「第１撮像動作」の一例に相当し、ステップＳ１０３が本発明の「移動量算出動作」の一例に相当し、ステップＳ１０４が本発明の「移動動作」の一例に相当し、ステップＳ１０５が本発明の「第２撮像動作」の一例に相当し、ステップＳ１０６およびＳ１０７が本発明の「ずれ量算出動作」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、図７に示すように部品実装機１を構成してもよい。

図７は部品実装機の変形例を示すブロック図である。図７の部品実装機１では、Ｚ方向に平行な回転軸を中心としてウェハーカメラ５１を回転させるカメラ回転駆動部５３が具備されている。このカメラ回転駆動部５３は、例えばモーターあるいはアクチュエーターによってウェハーカメラ５１を駆動する。これに対して、制御部１００は、カメラ回転駆動部５３によるウェハーカメラ５１の駆動を制御するカメラ駆動制御部１０５を有する。

かかる部品実装機１では、図３のカメラチェックのステップＳ１１０において、演算部１０１は、ステップＳ１０７で算出した角度誤差を解消するために必要となる角度だけウェハーカメラ５１を回転させる回転指令値をカメラ駆動制御部１０５に送信する。そして、カメラ駆動制御部１０５は、この回転指令値に基づきカメラ回転駆動部５３を制御することで、回転指令値が示す角度だけウェハーカメラ５１を回転させる。こうして、ウェハーカメラ５１の角度誤差が解消される。

つまり、この変形例では、ウェハーカメラ５１を駆動することでウェハーカメラ５１の角度を変更するカメラ回転駆動部５３（カメラ駆動部）が具備されている。そして、演算部１０１は、ステップＳ１０７で算出されたウェハーカメラ５１の角度のずれ量（角度誤差）に基づきカメラ回転駆動部５３によりウェハーカメラ５１を駆動することで、ウェハーカメラ５１の角度を補正する（ステップＳ１１０）。かかる構成では、ウェハーカメラ５１の角度に発生したずれを修正することができる。

また、図３のカメラチェックを行うタイミングは、種々想定される。したがって、演算部１０１は、
・ウェハーテーブル３１に支持されるウェハーＷの交換後
・基板Ｂの部品実装機１からの搬出後
・実装ヘッド４２に保持される部品Ｗｐの位置ずれの検出時
・部品実装機１が部品Ｗｐを基板Ｂに実装する実装作業を開始する時
・ウェハーＷのロットの切換時
・一定時間の経過時
のうちいずれかのタイミングで、カメラチェックを実行してもよい。このようなタイミングにおいて、ウェハーカメラ５１の角度あるいはスケールに発生したずれを的確に検知することができる。なお、実装ヘッド４２に保持される部品Ｗｐの位置ずれの検出は、実装ヘッド４２に保持される部品Ｗｐを下方からカメラによって撮像した画像に基づき実行できる。具体的には、部品Ｗｐの中心と部品Ｗｐを吸着するノズル４２１の中心との距離が所定の閾距離以上である場合には、部品Ｗｐの位置ずれが発生したと判定できる。

また、ウェハーテーブル３１に保持されるウェハーＷに対するウェハーカメラ５１の相対移動は、ウェハーカメラ５１の駆動によらずに、ウェハーテーブル３１を駆動することで実行してもよい。あるいは、ウェハーカメラ５１およびウェハーテーブル３１の両方を駆動することで、この相対移動を実行してもよい。

また、視野Ｖ５１の基準位置は、視野Ｖ５１の中心Ｃｖに限られず、中心Ｃｖ以外の位置でもよい。また、特徴箇所は、対象部品Ｗｐｔの中心Ｃｗに限られず、中心Ｃｗ以外の位置（例えば、対象部品Ｗｐｔの隅）でもよい。

また、図３のカメラチェックの実行対象は、ウェハーカメラ５１に限られず、部品実装機１に設けられた他のカメラであってもよい。要するに、カメラが撮像可能なワークの特徴箇所と当該カメラとについて、上記のカメラチェックを実行すればよい。

また、部品実装機１は、上述のように、取出ヘッド３６によって部品Ｗｐを反転させて部品Ｗｐを供給する。しかしながら、部品実装機１の構成はこれに限られず、例えば特許４３０８７３６号公報に記載の表面実装機において、カメラチェックを同様に実行できる。つまり、この表面実装機では、移載用ヘッドがＸＹテーブル上のウェハーから移載ステージに部品を移載して、ヘッドユニットが移載ステージから基板に部品を実装する。また、ＸＹテーブル上のウェハーを上方から撮像するカメラが具備されている。そこで、このカメラの角度あるいはスケールに発生した誤差を検出するために、上記のカメラチェックを実行することができる。

また、カメラチェックの対象となるカメラを搭載する装置は、部品実装機１に限られない。したがって、特開２０１１－１５１２２２号公報に記載の印刷装置に搭載されたフィデューシャルカメラに対してカメラチェックを実行してもよい。この印刷装置（作業装置）は、基板を支持する印刷ステージと、印刷ステージ上の基板にマスクを介して半田を印刷する印刷作業を実行するスキージとを備える。さらに、印刷ステージに支持される基板のフィデューシャルマークを撮像するフィデューシャルカメラが具備されている。そこで、このフィデューシャルカメラの角度あるいはスケールに発生した誤差を検出するために、上記のカメラチェックを実行することができる。この際、特徴箇所としては、基板のフィデューシャルマークあるいはランド等を使用することができる。

あるいは、ＷＯ２０１５/１０４７９９に記載の外観検査装置に搭載された撮像カメラに対してカメラチェックを実行してもよい。この外観検査装置は、基板を支持する搬送コンベアと、搬送コンベア上の基板の検査を実行する検査ヘッドとを備える。また、検査ヘッドは、基板を撮像する撮像カメラを有する。そこで、この撮像カメラの角度あるいはスケールに発生した誤差を検出するために、上記のカメラチェックを実行することができる。この際、特徴箇所としては、例えば基板のフィデューシャルマークを使用することができる。

１…部品実装機（作業装置）
１００…制御部
３１…ウェハーテーブル（支持部）
３５５…Ｙ軸モーター（駆動部）
３５６…Ｘ軸モーター（駆動部）
４２…実装ヘッド（作業部）
５１…ウェハーカメラ（カメラ、駆動対象）
５２…ＵＩ（報知部）
Ｉ１…移動前画像（第１画像）
Ｉ２…移動後画像（第２画像）
Ｍ…移動量
Ｖ５１…視野
Ｗ…ウェハー（ワーク）
Ｗｓ…シート（ワーク）
Ｗｐ…部品（ベアチップ）
Ｗｐｔ…対象部品
Ｃｖ…中心（基準位置）
Ｃｗ…中心（特徴箇所）
Ｓ１０２…ステップＳ１０２（第１撮像動作）
Ｓ１０３…ステップＳ１０３（移動量算出動作）
Ｓ１０４…ステップＳ１０４（移動動作）
Ｓ１０５…ステップＳ１０５（第２撮像動作）
Ｓ１０６…ステップＳ１０６（ずれ量算出動作）
Ｓ１０７…ステップＳ１０７（ずれ量算出動作）

Claims (11)

1. 所定の特徴箇所を有するワークを支持する支持部と、
   前記支持部に支持される前記ワークに対して所定作業を実行する作業部と、
   所定の視野を有して前記視野内を撮像するカメラと、
   前記支持部および前記カメラの少なくとも一方の駆動対象を駆動することで、前記支持部に支持される前記ワークに対して前記カメラを相対的に移動させる駆動部と、
   前記駆動部によって前記ワークに対する前記カメラの位置を調整しつつ前記カメラに撮像を実行させることで前記ワークのうち前記視野に重複する部分の画像を取得する制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記視野における所定の基準位置から前記特徴箇所がずれた状態で前記特徴箇所を含む前記画像を第１画像として取得する第１撮像動作と、
   前記基準位置を前記特徴箇所に一致させるために必要となる前記特徴箇所に対する前記基準位置の相対的な移動量を前記第１画像に基づき算出する移動量算出動作と、
   前記駆動部によって、前記ワークに対して前記カメラを前記移動量だけ移動させる移動動作と、
   前記移動動作の実行後において、前記特徴箇所を含む前記画像を第２画像として取得する第２撮像動作と、
   前記第２画像における前記基準位置と前記特徴箇所との位置関係に基づき、前記カメラの角度および前記画像の１画素の長さを示すスケールの少なくとも一方のずれ量を算出するずれ量算出動作と
   を実行する作業装置。
2. 前記制御部は、前記ずれ量算出動作において前記カメラの角度のずれ量を算出する請求項１に記載の作業装置。
3. 作業者に報知を実行する報知部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ずれ量算出動作で算出された前記カメラの角度のずれ量が所定の閾角度以上であると、前記報知部に報知を実行させる請求項１に記載の作業装置。
4. 前記制御部は、前記ずれ量算出動作で算出された前記カメラの角度のずれ量を補正しつつ、前記画像に含まれる対象部分の角度を算出する請求項２または３に記載の作業装置。
5. 前記カメラを駆動することで前記カメラの角度を変更するカメラ駆動部をさらに備え、
   前記制御部は、前記ずれ量算出動作で算出された前記カメラの角度のずれ量に基づき前記カメラ駆動部により前記カメラを駆動することで、前記カメラの角度を補正する請求項２または３に記載の作業装置。
6. 前記制御部は、前記ずれ量算出動作において前記スケールのずれ量を算出する請求項１に記載の作業装置。
7. 前記制御部は、前記ずれ量算出動作で算出された前記スケールのずれ量を補正しつつ、前記画像に含まれる対象部分の位置を算出する請求項６に記載の作業装置。
8. 前記基準位置は、前記視野の中心である請求項１に記載の作業装置。
9. 前記ワークは、シートと、前記シートに貼りつけられたベアチップとを有し、
   前記作業部は、前記シートから取り出した前記ベアチップを基板に実装する実装作業を前記所定作業として実行する実装ヘッドである請求項１に記載の作業装置。
10. 前記制御部は、前記支持部に支持される前記ワークの交換後、前記基板の前記作業装置からの搬出後、前記実装ヘッドに保持される前記ベアチップの位置ずれの検出時、前記実装作業の開始時、前記ワークのロットの切換時および一定時間の経過時うちのいずれかのタイミングで、前記第１撮像動作、前記移動量算出動作、前記移動動作、前記第２撮像動作および前記ずれ量算出動作を実行する請求項９に記載の作業装置。
11. 所定の特徴箇所を有するワークを支持する支持部および所定の視野を有して前記視野内を撮像するカメラの少なくとも一方の駆動対象を駆動することで前記支持部に支持される前記ワークに対して前記カメラを相対的に移動させる駆動部によって前記ワークに前記カメラを対向させつつ前記カメラに撮像を実行させることで、前記視野における所定の基準位置から前記特徴箇所がずれた状態で前記特徴箇所を含む第１画像を取得する第１撮像動作を実行する工程と、
    前記基準位置を前記特徴箇所に一致させるために必要となる前記特徴箇所に対する前記基準位置の相対的な移動量を前記第１画像に基づき算出する移動量算出動作を実行する工程と、
    前記駆動部によって、前記ワークに対して前記カメラを前記移動量だけ移動させる移動動作を実行する工程と、
    前記移動動作の実行後において、前記特徴箇所を含む第２画像を取得する第２撮像動作を実行する工程と、
    前記第２画像における前記基準位置と前記特徴箇所との位置関係に基づき、前記カメラの角度および前記カメラが撮像する画像の１画素の長さを示すスケールの少なくとも一方のずれ量を算出するずれ量算出動作を実行する工程と
    を備えたカメラチェック方法。
    

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