JP2024068395A - 部品搭載装置、部品搭載方法、及び部品位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品を目標位置に位置決めする手順を簡素化することが可能な部品搭載装置を提供する。【解決手段】パターン設計情報に基づいて、パターン面に、複数のパターンが設けられた電子部品を搭載ノズルが保持可能である。カメラが電子部品のパターン面の撮影を行い、搭載ノズル及び搭載ノズルの移動機構を制御可能である。パターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、電子部品を部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報３４を記憶する。さらに、電子部品のパターン面をカメラで撮影した画像を取得する。画像を解析して、登録パターン代表点の位置を求める。登録パターン代表点の位置と位置関係情報とから位置決め基準点を求め、目標位置に電子部品を搭載する。【選択図】図５

Description

本発明は、部品搭載装置、部品搭載方法、及び部品位置決め方法に関する。

基板に電子部品を実装する際に、所定位置に正確に実装するために電子部品や基板マークなどの被検出パターンを撮像し、その位置の認識を行う画像認識方法が公知である（特許文献１）。この画像認識方法では、被検出パターンを撮像し、予め登録された基準パターンと被検出パターンとのマッチングを行うことにより、被検出パターンの中心位置を検出する。被検出パターンの中心位置に基づいて、電子部品を所定の実装位置に実装する。

特開２００２－２１６１３０号公報

電子部品を目標位置に位置決めする場合、目標位置に位置合わせるべき電子部品の基準点（位置決め基準点）は、電子部品に設けられている複数のパターンに基づいて設定される。このパターンの形状や位置は、パターン設計情報によって定義されている。位置決め基準点の位置も、パターン設計情報に基づいて定義される。

電子部品の画像認識によって求められた被検出パターンの中心位置が、位置決め基準点の位置と一致するとは限らない。被検出パターンの中心位置を目標位置に位置決めしても、位置決め基準点は目標位置に一致しない。位置決め基準点を目標位置に一致させるために、試験的に、被検出パターンの中心位置を目標位置に位置決めして実装する。この状態で、電子部品の実装位置を測定する。測定された実装位置と、目標とする実装位置とのずれ量が、被検出パターンの中心位置と位置決め基準点の位置とのずれ量にほぼ対応する。したがって、測定された実装位置と、目標とする実装位置とのずれ量とから、被検出パターンの中心位置と位置決め基準点の位置とのずれ量を求めることができる。実際に電子部品を実装する場合は、被検出パターンの中心位置と位置決め基準点の位置とのずれ量を補償するように、電子部品の位置決めを行う。

このように、被検出パターンの中心位置と位置決め基準点の位置とのずれ量を求めるために、電子部品を試験的に実装して、その位置を測定するといった煩雑な手順が必要である。本発明の目的は、電子部品を目標位置に位置決めする手順を簡素化するとともに、位置合わせ精度を高めることが可能な部品搭載装置、部品搭載方法、及び部品位置決め方法を提供することである。

本発明の一観点によると、
パターン設計情報に基づいて、パターン面に、複数のパターンが設けられた電子部品を保持可能な搭載ノズルと、
前記電子部品の電気パターン面を撮影可能なカメラと、
前記搭載ノズルを、前記カメラで撮影される場所、及び部品搭載場所の間で移動させることが可能な移動機構と、
前記搭載ノズル及び前記移動機構を制御可能な制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記パターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、前記電子部品を前記部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、前記パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報を記憶する機能と、
前記電子部品の前記パターン面を前記カメラで撮影した画像を取得する機能と、
前記画像を解析して、前記登録パターン代表点の位置を求める機能と、
前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と前記位置関係情報とから求まる前記位置決め基準点を、前記部品搭載場所の目標位置に位置決めして前記電子部品を搭載する機能と
を有する部品搭載装置が提供される。

本発明の他の観点によると、
パターン設計情報に基づいて電子部品のパターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、前記電子部品を部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、前記パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報を予め記憶しておき、
前記電子部品を搭載ノズルで保持し、
前記搭載ノズルに保持した前記電子部品の前記パターン面の画像を取得し、
前記画像を解析して、前記登録パターン代表点の位置を求め、
前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と、前記位置関係情報とから求まる前記位置決め基準点を、前記部品搭載場所の目標位置に位置合わせして前記電子部品を搭載する部品搭載方法が提供される。

本発明のさらに他の観点によると、
複数のパターンが形成された電子部品のパターン面の画像を取得し、
前記画像を表示して、ユーザに、前記複数のパターンから登録パターンを選択させ、前記複数のパターンのうちいくつかのパターンを含むパターンマッチエリアを指定させ、
ユーザが選択した前記登録パターンを識別する情報、及びユーザが指定した前記パターンマッチエリアを識別する情報を記憶し、
前記パターン面の複数のパターンの形状及び位置を定義するパターン設計情報、及び前記登録パターンを識別する情報に基づいて、登録パターン代表点の位置を計算し、
前記パターン設計情報に基づいて、前記電子部品を実装すべき目標位置に位置合わせするための位置決めの基準となる位置決め基準点と、前記登録パターン代表点の位置との位置関係を計算し、
前記位置決め基準点と前記登録パターン代表点との位置関係情報を取得し、記憶する位置関係情報取得方法が提供される。

登録パターン代表点の位置と、位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との位置関係情報が、パターン設計情報に基づいて求められているため、電子部品を試験的に実装して位置ずれを測定することなく、位置決め基準点を目標位置に位置決めして電子部品を実装することができる。その結果、電子部品を目標位置に位置決めする手順を簡素化するとともに、位置合わせ精度を高めることが可能になる。

図１は、第１実施例による部品搭載装置の概略図である。 図２は、複数の座標系の関係を示す図である。 図３は、位置関係情報を求める手順を示すフローチャートである。 図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、電子部品のパターン面の複数のパターンの設計上の配置を示す図である。 図５は、第１実施例による部品搭載装置が部品を搭載する手順を示すフローチャートである。 図６Ａ及び図６Ｂは、搭載ノズルで吸着された電子部品のパターン面を示す図である。 図７は、第２実施例による部品搭載装置の取り扱い対象となる電子部品のパターン面の図である。 図８は、第３実施例による部品搭載装置の取り扱い対象となる電子部品のパターン面の図である。 図９は、第３実施例の変形例による部品搭載装置の取り扱い対象となる電子部品のパターン面の図である。 図１０は、第４実施例による部品搭載装置の一部分の概略正面図である。

［第１実施例］
図１から図６Ｂまで図面を参照して第１実施例による部品搭載装置について説明する。
図１は、第１実施例による部品搭載装置１０の概略図である。部品搭載装置１０は、部品供給場所２０から電子部品４０をピックアップし、部品搭載場所２７に配置されている基板２９の目標位置に位置決めして搭載する。

鉛直上方をＺ軸の正の向きとするＸＹＺ直交座標系を定義する。移動機構１５は、Ｘ方向移動機構１５Ｘ、Ｙ方向移動機構１５Ｙ、及びＺ方向移動機構１５Ｚを含む。Ｙ方向移動機構１５Ｙは、Ｙ方向に平行なガイドレールを含み、制御装置３０の制御下でＸ方向移動機構１５ＸをＹ方向に移動させる。Ｘ方向移動機構１５Ｘは、Ｘ方向に平行なガイドレールを含み、制御装置３０の制御下でＺ方向移動機構１５ＺをＸ方向に移動させる。Ｚ方向移動機構１５Ｚは、制御装置３０の制御下で搭載ノズル１１をＺ方向に移動（昇降）させる。すなわち、移動機構１５は、搭載ノズル１１をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向に移動させることにより、搭載ノズル１１に保持された電子部品４０を、部品供給場所２０、カメラ２５で撮影される場所、及び部品搭載場所２７の間で移動させる。

次に、部品供給場所２０における部品搭載装置１０の動作について説明する。
ダイシングテープ２２に貼り付けられたウエハ２１をダイシングすることにより個片化された複数の電子部品４０が、部品供給場所２０に供給される。電子部品４０の各々の一方の面であるパターン面に複数のパターン４１、例えばパッド等の外部接続端子が設けられている。パターン面とは反対側の面（以下、裏面という。）がダイシングテープ２２に貼り付けられており、電子部品４０のパターン面が露出している。

電子部品４０を、ニードルと呼ばれる針状の細長い治具で下方から突き上げ、電子部品４０の各々のパターン面を反転ノズル１２で吸引することにより、反転ノズル１２に電子部品４０が吸着される。反転ノズル１２を反転させることにより、電子部品４０の裏面を上方に向ける。この状態で搭載ノズル１１が電子部品４０の裏面を吸引し、反転ノズル１２による吸引を停止することにより、電子部品４０が搭載ノズル１１に吸着される。電子部品４０が搭載ノズル１１に吸着された状態で、電子部品４０のパターン面は下方（Ｚ軸の負の方向）を向いている。これらの動作は、制御装置３０の制御下で行われる。

電子部品用トレイやパーツフィーダ（自動部品供給装置）等を用いて、電子部品４０を部品供給場所２０に供給してもよい。電子部品用トレイで電子部品４０を供給する場合は、ニードルを使用せず、電子部品用トレイに収容されている電子部品４０を反転ノズル１２で吸引する。パーツフィーダで電子部品４０を供給する場合は、パターン面が下方を向くように整えられた電子部品４０を、反転ノズル１２を介することなく搭載ノズル１１で吸引する。

次に、カメラ２５の位置における部品搭載装置１０の動作について説明する。
カメラ２５は、上方（Ｚ軸の正の方向）を向いて固定されている。搭載ノズル１１が電子部品４０を吸着した状態で、カメラ２５の画角（視野）内に電子部品４０を配置する。カメラ２５は、電子部品４０のパターン面を撮影する。撮影された画像は、制御装置３０に取り込まれる。

次に、部品搭載場所２７における部品搭載装置１０の動作について説明する。部品搭載場所２７に、ステージ２８が配置されており、ステージ２８に、電子部品４０を搭載すべき基板２９が保持されている。基板２９の部品搭載面に、電子部品４０を搭載すべき複数の目標位置が定義されている。例えば、基板２９の部品搭載面に位置決め用のマークが形成されており、目標位置は、位置決め用のマークに対する相対位置で定義される。

電子部品４０は、例えば、複数のパターン４１が設けられたパターン面を基板２９に対向させた状態で、基板２９の部品搭載面に設けられた接着層により、基板２９に接着される。次に、基板２９に複数の電子部品４０を搭載した後の工程の一例について説明する。

例えば、基板２９の部品実装面に複数の電子部品４０を接着した後、回路パターンが形成された半導体基板を複数の電子部品４０の上に載せ、複数の電子部品４０を基板２９から半導体基板に移し替えることができる。基板２９に対して複数の電子部品４０が位置決めして接着されているため、基板２９と半導体基板とを位置決めすることにより、複数の電子部品４０が半導体基板に位置決めされて固定される。

その他に、基板２９の部品実装面の複数の目標位置のそれぞれに、位置決め用のマークやパターンを形成しておいてもよい。例えば、電子部品４０のパターン面に、ハンダが載せられた外部接続端子が設けられており、基板２９の部品搭載面に設けられたランドに外部接続端子を載せ、ハンダのリフロー処理を行うことにより、電子部品４０を基板２９に固着してもよい。

制御装置３０が、搭載ノズル１１、反転ノズル１２、移動機構１５、ステージ２８を制御する。表示装置３１が、制御装置３０の制御下で種々の情報を画像または文字で表示する。入力装置３２から、部品搭載処理に必要な種々の情報が入力される。表示装置３１として、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等が用いられる。入力装置３２として、例えばマウス、タッチパネル、タッチパッド、その他のポインティングデバイス、キーボード等が用いられる。

次に、図２を参照して、本明細書で用いる「位置」の意味について説明する。
図２は、複数の座標系の関係を示す図である。部品搭載装置１０に対して、図１に示すようにＸＹＺ直交座標系が定義されている。搭載ノズル１１に吸着された電子部品４０のパターン面に、搭載ノズル１１の位置を基準としたｘｙ直交座標系が定義される。ｘｙ直交座標系は、搭載ノズル１１の移動と共に、ＸＹＺ直交座標系に対して移動する。

ｘｙ直交座標系以外に、電子部品４０のパターン面にｕｖ直交座標系が定義される。ｕｖ直交座標系は、パターン面に設けられる複数のパターンの形状及び位置を定義するパターン設計情報において用いられる。すなわち、ｕｖ直交座標系は、電子部品４０に対して固定されている。搭載ノズル１１による電子部品４０の吸着位置が変化すると、ｘｙ座標とｕｖ座標との相対位置関係が変化する。

電子部品４０のパターン面に、部品搭載場所２７（図１）の目標位置に位置決めする位置決め基準点４６が定義されている。位置決め基準点４６として、例えばパターン面に定義されている複数のパターンの全体の幾何中心を採用するとよい。位置決め基準点４６のｕｖ座標は、パターン設計時に決められている。電子部品４０を部品搭載場所２７（図１）の目標位置に位置決めするためには、位置決め基準点４６のｘｙ座標を求める必要がある。

次に、図３から図４Ｃまでの図面を参照して、第１実施例による部品搭載装置１０（図１）の制御装置３０に記憶される位置関係情報について説明する。図３は、位置関係情報を求める手順を示すフローチャートである。図３に示した複数のステップのうち太線で囲んだステップＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３、ＳＡ５、ＳＡ８は、制御装置３０（図１）の制御下で実行される。細線で囲んだステップＳＡ４、ＳＡ６、ＳＡ７の処理は、ユーザが行う。図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃは、電子部品４０のパターン面の複数のパターンの設計上の配置を示す図である。

まず、電子部品４０を搭載ノズル１１で吸着し、部品供給場所２０から電子部品４０をピックアップする（ステップＳＡ１）。搭載ノズル１１に吸着されている電子部品４０をカメラ２５の画角内に移動させ、電子部品４０のパターン面を撮影する。制御装置３０は、カメラ２５からパターン面の画像を取得し（ステップＳＡ２）、取得した画像を表示装置３１に表示させる（ステップＳＡ３）。

例えば、電子部品４０のパターン面に、図４Ａに示したように複数のパターン４１の形状及び位置が定義されている。電子部品４０のパターン面には、図４Ａに示した複数のパターンが形成される。複数のパターン４１には、例えば、正多角形、円形、細長い帯状の形状のものが含まれている。

ユーザが表示装置３１を見て、複数のパターン４１から２つのパターンを選択する（ステップＳＡ４）。ユーザが選択したパターンを登録パターンということとする。例えば、図４Ａに示すように、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの２つの登録パターンが選択される。

２つの登録パターンとして、パターン面の幾何中心を挟み、相互になるべく遠く離れたものを選択することが好ましい。また、登録パターンとして、パターンの画像解析を行うことによって、その幾何中心の位置を高精度に決定することが可能な形状のもの、例えば円形、正多角形のものを選択することが好ましい。

さらに、ユーザは、図４Ｂに示すように、第１登録パターン４１Ａ及び他のいくつかのパターン４１を含む第１パターンマッチエリア４２Ａと、第２登録パターン４１Ｂ及び他のいくつかのパターン４１を含む第２パターンマッチエリア４２Ｂとを指定する（ステップＳＡ４）。第１パターンマッチエリア４２Ａ及び第２パターンマッチエリア４２Ｂとして、パターンの配置や形状が特徴的なエリアを指定することが好ましい。制御装置３０は、登録パターン（例えば、登録パターンの位置情報）を記憶すると共に、第１パターンマッチエリア４２Ａ及び第２パターンマッチエリア４２Ｂのそれぞれのパターンからなる図形を、パターンマッチング用のテンプレートとして記憶する（ステップＳＡ５）。

第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂを決定した後、ユーザは、登録パターン代表点４５（図４Ｃ）の位置を、パターン設計情報５０を用いて計算する（ステップＳＡ６）。次に、図４Ｃを参照して登録パターン代表点４５の位置の計算方法について説明する。

図４Ｃに示すように、パターン設計情報５０（図３）から、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂのそれぞれの中心位置（ｕｖ座標）を計算する。この２つの中心位置を両端とする線分の中点を、登録パターン代表点４５として採用する。第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂのそれぞれの中心位置から、登録パターン代表点４５の位置（ｕｖ座標）を計算する。電子部品４０を部品搭載場所２７の目標位置に位置決めするときの基準となる位置決め基準点４６の位置（ｕｖ座標）は、予め決められている。一例として、位置決め基準点４６として、電子部品４０のパターン面の中心が採用される。

ユーザは、登録パターン代表点４５の位置と、位置決め基準点４６の位置との位置関係を、パターン設計情報５０に基づいて計算する（ステップＳＡ７）。登録パターン代表点４５の位置と、位置決め基準点４６の位置との位置関係を表す情報を位置関係情報３４ということとする。一例として、位置関係情報３４は、登録パターン代表点４５の位置から位置決め基準点４６の位置までのｕ軸方向及びｖ軸方向のオフセット量ＯＦＳで定義される。

ユーザは、得られた位置関係情報３４を入力装置３２（図１）に入力する。制御装置３０は、入力装置３２に入力された位置関係情報３４を取得し、メモリに格納する（ステップＳＡ８）。

次に、図５から図６Ｂまでの図面を参照して第１実施例による部品搭載装置１０が部品を搭載する手順について説明する。図５は、第１実施例による部品搭載装置１０が部品を搭載する手順を示すフローチャートである。図５に示した各ステップは、制御装置３０（図１）の制御下で実行される。図６Ａ及び図６Ｂは、搭載ノズル１１で吸着された電子部品４０のパターン面を示す図である。

まず、搭載ノズル１１（図１）が部品供給場所２０から電子部品４０をピックアップする（ステップＳＢ１）。制御装置３０が、搭載ノズル１１でピックアップされた電子部品４０をカメラ２５（図１）の画界内まで移動させ、電子部品４０のパターン面の画像を取得する（ステップＳＢ２）。次に、制御装置３０が、画像解析を行い、登録パターン代表点４５の位置を求める（ステップＳＢ３）。

図６Ａを参照して、ステップＳＢ３の手順の一例について説明する。搭載ノズル１１に電子部品４０が吸着されている。第１パターンマッチエリア４２Ａのテンプレートを用いてパターンマッチング処理を行い、第１パターンマッチエリア４２Ａを検出する。これにより、第１登録パターン４１Ａの粗い位置検出が行われる。第１パターンマッチエリア４２Ａが検出されたら、その中の第１登録パターン４１Ａを検出する。第１登録パターン４１Ａが検出されたら、第１登録パターン４１Ａの画像を解析することにより、その中心点の位置（ｘｙ座標）を求める。同様に、第２登録パターン４１Ｂの中心点の位置（ｘｙ座標）を求める。

第１登録パターン４１Ａの中心点と第２登録パターン４１Ｂの中心点とを結ぶ線分の中点を登録パターン代表点４５として採用する。第１登録パターン４１Ａの中心点の位置と第２登録パターン４１Ｂの中心点の位置とから、登録パターン代表点４５の位置（ｘｙ座標）を計算する。

次に、登録パターン代表点４５の位置と、位置関係情報３４とに基づいて位置決め基準点４６の位置（ｘｙ座標）を計算する（ステップＳＢ４）。

図６Ｂを参照して、ステップＳＢ４の手順の一例について説明する。位置関係情報３４は、登録パターン代表点４５の位置から位置決め基準点４６の位置までのオフセット量ＯＦＳを含む。登録パターン代表点４５の位置と、オフセット量ＯＦＳとにより、位置決め基準点４６の位置を計算することができる。

位置決め基準点４６の位置が求まると、制御装置３０は、位置決め基準点４６を部品搭載場所２７（図１）の目標位置に位置決めし、電子部品４０を基板２９に搭載する（ステップＳＢ５）。

次に、第１実施例の優れた効果について説明する。
従来の方法では、電子部品４０のパターン面の被検出パターンの中心位置と位置決め基準点の位置とのずれ量を求めるために、試験的に電子部品４０を基板２９に搭載する。その後、試験的に搭載された電子部品４０の位置と、実際の目標位置との位置関係を測定することにより、登録パターン代表点４５と位置決め基準点４６との位置関係を求める。

これに対して第１実施例では、登録パターン代表点４５（図４Ｃ）の位置と、位置決め基準点４６（図４Ｃ）の位置との位置関係を示す位置関係情報３４が、パターン設計情報５０（図３）を用いて計算される（ステップＳＡ７）。このため、電子部品４０を基板２９に試験的に搭載するという煩雑な手順を実施することなく、位置関係情報３４を取得することができる。

また、電子部品４０を基板２９に試験的に搭載する方法では、搭載位置の機械的なばらつきや、搭載位置の測定に伴うばらつきが、位置関係情報に含まれてしまう。特に、電子部品４０の裏面にパターンが形成されていない場合、電子部品４０の位置の測定は、その外形の画像を解析して行うことになる。電子部品４０の外形には、ダイシング時の位置のばらつきも含まれる。このため、位置関係情報に、種々の誤差が含まれてしまう。位置関係情報３４に誤差が含まれていると、電子部品４０の搭載位置精度が低下してしまう。

これに対して第１実施例では、パターン設計情報５０（図３）を用いて位置関係情報３４を求めるため、位置関係情報３４の精度を高めることができる。その結果、電子部品４０の搭載位置精度を高めることができる。

次に、第１実施例の変形例について説明する。
第１実施例では、電子部品４０を搭載ノズル１１で吸着したとき、Ｚ方向（図１）に平行な軸回りの回転方向の位置決めについて言及していない。本変形例では、電子部品４０を搭載ノズル１１でピックアップしたときに回転方向の位置決めが完了していない場合について説明する。この場合、搭載ノズル１１に、電子部品４０の回転方向の位置合わせを行う機構を持たせるとよい。制御装置３０は、図６Ａに示した第１登録パターン４１Ａの中心位置と第２登録パターン４１Ｂの中心位置とから、回転方向の位置を求める。その後、求められた回転方向の位置を目標とする位置に合わせるように電子部品４０を回転させるとよい。

また、制御装置３０は、電子部品４０のパターン面に設けられている複数のパターン４１のうち頻出するパターン４１を記憶している。頻出パターンとして、例えば円形、正多角形等のパターンを採用するとよい。円形や正多角形のパターンは、画像解析によって中心位置を求める際に、中心位置の誤差が小さくなる。制御装置３０は、ステップＳＡ３（図３）において電子部品４０のパターン面の画像を表示装置３１に表示する際に、頻出パターンを他のパターンと区別して認識できるよう表示するとよい。例えば頻出パターンを他のパターンと比べて強調して表示するとよい。

ユーザは、ステップＳＡ４（図３）において、頻出パターンの中から登録パターンを選択する。頻出パターンを他のパターンと区別して認識できるため、ユーザは、登録パターンの登録作業を簡便に行うことができる。

［第２実施例］
次に、図７を参照して第２実施例による部品搭載装置について説明する。以下、図１から図６Ｂまでの図面を参照して説明した第１実施例による部品搭載装置と共通の構成については説明を省略する。

図７は、第２実施例による部品搭載装置の取り扱い対象となる電子部品４０のパターン面の図である。第１実施例（図６Ａ）では、登録パターンとして第１登録パターン４１Ａと第２登録パターン４１Ｂとの２つが登録される。これに対して第２実施例では、１つの第１登録パターン４１Ａのみが登録される。第１登録パターン４１Ａの検出のために、例えば、第１登録パターン４１Ａを含む特徴的なパターンマッチエリアを定義する。このパターンマッチエリアの位置を検出し、その後、パターンマッチエリア内の第１登録パターン４１Ａを検出するとよい。登録パターン代表点４５は、１つの第１登録パターン４１Ａの位置に基づいて決定される。例えば、登録パターン代表点４５として、第１登録パターン４１Ａの中心点を採用する。第１実施例と同様に、登録パターン代表点４５から位置決め基準点４６までのオフセット量ＯＦＳを、位置関係情報３４（図３、図５）として定義する。

次に、第２実施例の優れた効果について説明する。
第２実施例においても第１実施例と同様に、電子部品４０を基板２９（図１）に試験的に搭載するという煩雑な手順を実施することなく、位置関係情報３４を取得することができる。さらに、第１実施例と同様に、位置関係情報３４の精度を高めることができるため、電子部品４０の搭載位置精度を高めることができる。

なお、第２実施例では、１つの第１登録パターン４１Ａの画像解析結果から登録パターン代表点４５の位置を決定するため、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの２つのパターンの画像解析結果から登録パターン代表点４５の位置を決定する第１実施例と比べて、位置精度の点でやや劣る。ただし、２つの登録パターンの画像解析を行う必要が無いため、処理時間が短くなるという優れた効果が得られる。求められる位置精度と、処理時間短縮の要請とを比較して、登録パターンの個数を１個にするか２個にするか決定するとよい。なお、位置精度を高めるために、登録パターンを３個以上にしてもよい。

［第３実施例］
次に、図８を参照して第３実施例による部品搭載装置について説明する。以下、図１から図６Ｂまでの図面を参照して説明した第１実施例による部品搭載装置と共通の構成については説明を省略する。

図８は、第３実施例による部品搭載装置の取り扱い対象となる電子部品４０のパターン面の図である。第１実施例（図４Ｃ、図６Ａ）では、第１パターンマッチエリア４２Ａ内の第１登録パターン４１Ａを検出し、第２パターンマッチエリア４２Ｂ内の第２登録パターン４１Ｂを検出し、検出された位置に基づいて、登録パターン代表点４５の位置が求められる。これに対して第３実施例では、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂを検出することなく、第１パターンマッチエリア４２Ａと第２パターンマッチエリア４２Ｂとを検出することにより、登録パターン代表点４５の位置を計算する。

例えば、第１パターンマッチエリア４２Ａと第１登録パターン４１Ａとの位置関係、及び第２パターンマッチエリア４２Ｂと第２登録パターン４１Ｂとの位置関係が、事前に登録されている。第１パターンマッチエリア４２Ａ及び第２パターンマッチエリア４２Ｂの検出結果と、事前に登録されている位置関係とから、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの位置を計算することができる。

第３実施例では、ステップＳＢ３（図５）において、第１パターンマッチエリア４２Ａのテンプレートを用いてパターンマッチングを行った結果から、第１パターンマッチエリア４２Ａの位置を求める。同様に、第２パターンマッチエリア４２Ｂの位置を求める。

第１パターンマッチエリア４２Ａ及び第２パターンマッチエリア４２Ｂの位置が求まると、事前に登録されている位置関係を用いて、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの位置を計算する。第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの位置から、登録パターン代表点４５の位置（ｘｙ座標）を計算する。その後、第１実施例（図５）と同様に、登録パターン代表点４５の位置と、位置関係情報３４とから、位置決め基準点４６の位置（ｘｙ座標）を計算する。

次に、第３実施例の優れた効果について説明する。
第３実施例においても第１実施例と同様に、電子部品４０を基板２９（図１）に試験的に搭載するという煩雑な手順を実施することなく、位置関係情報３４を取得することができる。さらに、第１実施例と同様に、位置関係情報３４の精度を高めることができるため、電子部品４０の搭載位置精度を高めることができる。

第１実施例（図６Ａ）では、第１パターンマッチエリア４２Ａを検出した後、第１登録パターン４１Ａの画像解析を行うことにより、第１登録パターン４１Ａの中心位置を求める。これに対して第３実施例では、第１パターンマッチエリア４２Ａ及び第２パターンマッチエリア４２Ｂを検出したら、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの画像解析を行うことなく、第１登録パターン４１Ａ及び第２登録パターン４１Ｂの位置を計算する。このため、電子部品４０を搭載するときの計算時間が短くなるという優れた効果が得られる。

次に、図９を参照して第３実施例の変形例について説明する。図９は、第３実施例の変形例による部品搭載装置の取り扱い対象となる電子部品４０のパターン面の図である。

第３実施例（図８）では、第１パターンマッチエリア４２Ａ及び第２パターンマッチエリア４２Ｂの２つのパターンマッチエリアを用いて登録パターン代表点４５の位置を求めている。これに対して図９に示した変形例では、１つの第１パターンマッチエリア４２Ａのみを用いて登録パターン代表点４５の位置を求める。第１パターンマッチエリア４２Ａの幾何中心４２ＡＣが、登録パターン代表点４５として採用される。

図９に示した第３実施例の変形例のように、１つの第１パターンマッチエリア４２Ａのみに基づいて登録パターン代表点４５の位置を求めてもよい。

［第４実施例］
次に、図１０を参照して第４実施例による部品搭載装置について説明する。以下、図１から図６Ｂまでの図面を参照して説明した第１実施例による部品搭載装置と共通の構成については説明を省略する。

図１０は、第４実施例による部品搭載装置の一部分の概略正面図である。第１実施例（図１）では、部品供給場所２０において搭載ノズル１１が電子部品４０をピックアップした後、Ｘ方向移動機構１５Ｘを動作させて電子部品４０をカメラ２５の画角内まで移動させる。これに対して第４実施例では、搭載ノズル１１でピックアップされた電子部品４０をカメラ２５の画角内まで移動させる動作に、Ｘ方向移動機構１５Ｘは関与しない。

図１０に示すように、ノズル支持部材１６がＸ方向移動機構１５Ｘに、Ｘ方向に移動可能に支持されている。ノズル支持部材１６の下端に、回転機構１５Ｒを介して回転部材１８が回転可能に支持されている。回転部材１８の回転中心軸は、Ｚ軸方向に対して傾斜している。回転部材１８に複数の搭載ノズル１１が、それぞれＺ方向移動機構１５Ｚを介して取り付けられている。

ノズル支持部材１６に、カメラ２５が固定されている。回転部材１８を回転させると、複数の搭載ノズル１１のそれぞれが、部品供給場所２０のウエハ２１に対向する位置から、カメラ２５に対向する位置を通って、ウエハ２１に対向する位置に戻る周回運動を行う。搭載ノズル１１がウエハ２１に対向する状態でＺ方向移動機構１５Ｚを動作させると、搭載ノズル１１がＺ方向に移動し、電子部品４０をピックアップすることができる。

電子部品４０をピックアップした後、回転機構１５Ｒを動作させることにより、ピックアップされた電子部品４０を、カメラ２５の画角内に収めることができる。このとき、Ｘ方向移動機構１５Ｘを動作させる必要はない。複数の搭載ノズル１１の全てが電子部品４０をピックアップした後、Ｘ方向移動機構１５Ｘを動作させてノズル支持部材１６を部品搭載場所２７（図１）まで移動させる。この段階で、回転機構１５Ｒの動作によってカメラ２５の画角内を通過した電子部品４０のパターン面が撮影済であり、残りの電子部品４０のパターン面は未撮影の状態である。

ノズル支持部材１６を部品搭載場所２７まで移動させた後、回転機構１５Ｒを動作させて回転部材１８を一定角度回転させる動作と、Ｚ方向移動機構１５Ｚを動作させて搭載ノズル１１を昇降させる動作とを繰り返すことにより、電子部品４０を、部品搭載場所２７の基板２９（図１）に搭載する。電子部品４０の搭載時における回転機構１５Ｒの動作によって、パターン面が未撮影の電子部品４０がカメラ２５の画角内を通過し、パターン面の撮影が行われる。

次に、第４実施例の優れた効果について説明する。
第４実施例においても第１実施例と同様に、電子部品４０の搭載手順の簡素化、及び電子部品４０の搭載位置精度の向上を図ることができる。さらに、第４実施例では、１つの搭載ノズル１１で電子部品４０をピックアップしている期間、または１つの搭載ノズル１１にピックアップされている電子部品４０を基板２９に搭載している期間に、他の搭載ノズル１１にピックアップされた電子部品４０のパターン面の画像を取得することができる。このため、電子部品搭載工程のスループットを高めることができる。

上述の各実施例は例示であり、異なる実施例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。複数の実施例の同様の構成による同様の作用効果については実施例ごとには逐次言及しない。さらに、本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

本明細書に記載した上記実施例に基づき、以下の発明を開示する。
＜１＞
パターン設計情報に基づいて、パターン面に、複数のパターンが設けられた電子部品を保持可能な搭載ノズルと、
前記電子部品の前記パターン面を撮影可能なカメラと、
前記搭載ノズルを、前記カメラで撮影される場所、及び部品搭載場所の間で移動させることが可能な移動機構と、
前記搭載ノズル及び前記移動機構を制御可能な制御装置と
を備え、
前記制御装置は、
前記パターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、前記電子部品を前記部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、前記パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報を記憶する機能と、
前記電子部品の前記パターン面を前記カメラで撮影した画像を取得する機能と、
前記画像を解析して、前記登録パターン代表点の位置を求める機能と、
前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と前記位置関係情報とから求まる前記位置決め基準点を、前記部品搭載場所の目標位置に位置決めして前記電子部品を搭載する機能と
を有する部品搭載装置。

＜２＞
前記登録パターンとして複数のパターンが登録されており、
前記登録パターン代表点は、複数の前記登録パターンの幾何中心である＜１＞に記載の部品搭載装置。

＜３＞
前記登録パターンを含むパターンマッチエリアのテンプレートが記憶されており、
前記制御装置は、前記カメラで撮影した前記画像に対して前記テンプレートを用いてパターンマッチング処理を行い、パターンマッチングの結果に基づいて、前記登録パターン代表点の位置を求める＜１＞または＜２＞に記載の部品搭載装置。

＜４＞
前記カメラで撮影した前記画像を表示する表示装置と、
前記表示装置に表示された前記画像の複数のパターンから少なくとも１つのパターンを、ユーザの操作によって前記登録パターンとして選択する入力装置と
をさらに備え、
前記制御装置は、さらに、
前記カメラで撮影された前記画像を前記表示装置に表示させる機能と、
前記入力装置を操作することによって選択されたパターンを前記登録パターンとして記憶する機能と
を有する＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載の部品搭載装置。

＜５＞
前記制御装置は、
前記パターン面に設けられている複数のパターンのうち頻出するパターンを記憶しており、
前記カメラで撮影された前記画像を前記表示装置に表示させる機能において、頻出パターンを、他のパターンと区別して認識できるように、前記表示装置に表示する＜４＞に記載の部品搭載装置。

＜６＞
パターン設計情報に基づいて電子部品のパターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、前記電子部品を部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、前記パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報を予め取得しておき、
前記電子部品を搭載ノズルで保持し、
前記搭載ノズルに保持した前記電子部品の前記パターン面の画像を取得し、
前記画像を解析して、前記登録パターン代表点の位置を求め、
前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と、前記位置関係情報とから求まる前記位置決め基準点を、前記部品搭載場所の目標位置に位置合わせして前記電子部品を搭載する部品搭載方法。

＜７＞
前記登録パターンとして、複数のパターンが登録されており、
前記登録パターン代表点は、複数の前記登録パターンの幾何中心である＜６＞に記載の部品搭載方法。

＜８＞
前記登録パターン代表点の位置を求める際に、取得された前記画像に対して、予め準備されているテンプレートを用いてパターンマッチング処理を行い、パターンマッチングの結果に基づいて、前記登録パターン代表点の位置を求める＜６＞または＜７＞に記載の部品搭載方法。

＜９＞
前記パターン面の複数のパターンから少なくとも１つのパターンを、ユーザが前記登録パターンとして選択し、
前記パターン設計情報を用いて、前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と、前記位置決め基準点の位置との前記位置関係情報を求めておく＜６＞乃至＜８＞のいずれか１つに記載の部品搭載方法。

＜１０＞
複数のパターンが形成された電子部品のパターン面の画像を取得し、
前記画像を表示して、ユーザに、前記複数のパターンから登録パターンを選択させ、前記複数のパターンのうちいくつかのパターンを含むパターンマッチエリアを指定させ、
ユーザが選択した前記登録パターンを識別する情報、及びユーザが指定した前記パターンマッチエリアを識別する情報を記憶し、
前記パターン面の複数のパターンの形状及び位置を定義するパターン設計情報、及び前記登録パターンを識別する情報に基づいて、登録パターン代表点の位置を計算し、
前記パターン設計情報に基づいて、前記電子部品を実装すべき目標位置に位置合わせするための位置決めの基準となる位置決め基準点と、前記登録パターン代表点の位置との位置関係を計算し、
前記位置決め基準点と前記登録パターン代表点との位置関係情報を取得し、記憶する位置関係情報取得方法。

１０ 部品搭載装置
１１ 搭載ノズル
１２ 反転ノズル
１５ 移動機構
１５Ｒ 回転機構
１５Ｘ Ｘ方向移動機構
１５Ｙ Ｙ方向移動機構
１５Ｚ Ｚ方向移動機構
１６ ノズル支持部材
１８ 回転部材
２０ 部品供給場所
２１ ウエハ
２２ ダイシングテープ
２５ カメラ
２７ 部品搭載場所
２８ ステージ
２９ 基板
３０ 制御装置
３１ 表示装置
３２ 入力装置
３４ 位置関係情報
４０ 電子部品
４１ パターン
４１Ａ 第１登録パターン
４１Ｂ 第２登録パターン
４２Ａ 第１パターンマッチエリア
４２ＡＣ 幾何中心
４２Ｂ 第２パターンマッチエリア
４２ＢＣ 幾何中心
４５ 登録パターン代表点
４６ 位置決め基準点
５０ パターン設計情報

Claims (10)

1. パターン設計情報に基づいて、パターン面に、複数のパターンが設けられた電子部品を保持可能な搭載ノズルと、
   前記電子部品の前記パターン面を撮影可能なカメラと、
   前記搭載ノズルを、前記カメラで撮影される場所、及び部品搭載場所の間で移動させることが可能な移動機構と、
   前記搭載ノズル及び前記移動機構を制御可能な制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記パターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、前記電子部品を前記部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、前記パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報を記憶する機能と、
   前記電子部品の前記パターン面を前記カメラで撮影した画像を取得する機能と、
   前記画像を解析して、前記登録パターン代表点の位置を求める機能と、
   前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と前記位置関係情報とから求まる前記位置決め基準点を、前記部品搭載場所の目標位置に位置決めして前記電子部品を搭載する機能と
   を有する部品搭載装置。
2. 前記登録パターンとして複数のパターンが登録されており、
   前記登録パターン代表点は、複数の前記登録パターンの幾何中心である請求項１に記載の部品搭載装置。
3. 前記登録パターンを含むパターンマッチエリアのテンプレートが記憶されており、
   前記制御装置は、前記カメラで撮影した前記画像に対して前記テンプレートを用いてパターンマッチング処理を行い、パターンマッチングの結果に基づいて、前記登録パターン代表点の位置を求める請求項１または２に記載の部品搭載装置。
4. 前記カメラで撮影した前記画像を表示する表示装置と、
   前記表示装置に表示された前記画像の複数のパターンから少なくとも１つのパターンを、ユーザの操作によって前記登録パターンとして選択する入力装置と
   をさらに備え、
   前記制御装置は、さらに、
   前記カメラで撮影された前記画像を前記表示装置に表示させる機能と、
   前記入力装置を操作することによって選択されたパターンを前記登録パターンとして記憶する機能と
   を有する請求項１または２に記載の部品搭載装置。
5. 前記制御装置は、
   前記パターン面に設けられている複数のパターンのうち頻出するパターンを記憶しており、
   前記カメラで撮影された前記画像を前記表示装置に表示させる機能において、頻出パターンを、他のパターンと区別して認識できるように、前記表示装置に表示する請求項４に記載の部品搭載装置。
6. パターン設計情報に基づいて電子部品のパターン面に設けられた複数のパターンから選択された少なくとも１つの登録パターンから特定される登録パターン代表点の位置と、前記電子部品を部品搭載場所に搭載するときの位置決めの基準となる位置決め基準点の位置との、前記パターン設計情報に基づく位置関係を示す位置関係情報を予め取得しておき、
   前記電子部品を搭載ノズルで保持し、
   前記搭載ノズルに保持した前記電子部品の前記パターン面の画像を取得し、
   前記画像を解析して、前記登録パターン代表点の位置を求め、
   前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と、前記位置関係情報とから求まる前記位置決め基準点を、前記部品搭載場所の目標位置に位置合わせして前記電子部品を搭載する部品搭載方法。
7. 前記登録パターンとして、複数のパターンが登録されており、
   前記登録パターン代表点は、複数の前記登録パターンの幾何中心である請求項６に記載の部品搭載方法。
8. 前記登録パターン代表点の位置を求める際に、取得された前記画像に対して、予め準備されているテンプレートを用いてパターンマッチング処理を行い、パターンマッチングの結果に基づいて、前記登録パターン代表点の位置を求める請求項６または７に記載の部品搭載方法。
9. 前記パターン面の複数のパターンから少なくとも１つのパターンを、ユーザが前記登録パターンとして選択し、
   前記パターン設計情報を用いて、前記画像を解析して得られた前記登録パターン代表点の位置と、前記位置決め基準点の位置との前記位置関係情報を求めておく請求項６または７に記載の部品搭載方法。
10. 複数のパターンが形成された電子部品のパターン面の画像を取得し、
    前記画像を表示して、ユーザに、前記複数のパターンから登録パターンを選択させ、前記複数のパターンのうちいくつかのパターンを含むパターンマッチエリアを指定させ、
    ユーザが選択した前記登録パターンを識別する情報、及びユーザが指定した前記パターンマッチエリアを識別する情報を記憶し、
    前記パターン面の複数のパターンの形状及び位置を定義するパターン設計情報、及び前記登録パターンを識別する情報に基づいて、登録パターン代表点の位置を計算し、
    前記パターン設計情報に基づいて、前記電子部品を実装すべき目標位置に位置合わせするための位置決めの基準となる位置決め基準点と、前記登録パターン代表点の位置との位置関係を計算し、
    前記位置決め基準点と前記登録パターン代表点との位置関係情報を取得し、記憶する位置関係情報取得方法。
    

Images