電子部品実装装置及び電子部品実装方法
【課題】本発明は、アライメントマーク異常時に対処に必要な時間を短縮して作業効率を向上できる電子部品実装装置及び実装方法を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明は、少なくとも表示基板、またはその他の基板等のアライメントマークを撮像し、撮像した被サーチマークとあらかじめ登録しておいたテンプレートマークとの相関値がしきい値以下の場合、それぞれのマークを指定しておいた特徴量で比較し、異常内容を判定、表示し、オペレータのアシストまたは自動処理する電子部品実装装置及び処理作業方法。
【解決手段】この発明は、少なくとも表示基板、またはその他の基板等のアライメントマークを撮像し、撮像した被サーチマークとあらかじめ登録しておいたテンプレートマークとの相関値がしきい値以下の場合、それぞれのマークを指定しておいた特徴量で比較し、異常内容を判定、表示し、オペレータのアシストまたは自動処理する電子部品実装装置及び処理作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や有機ＥＬなどのＦＰＤ（=Flat Panel Display）の表示基板の周辺に駆動ＩＣの搭載やＣＯＦ（Chip on Film）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）などのいわゆるＴＡＢ（=Tape Automated Bonding）接続および周辺基板（ＰＣＢ=printed circuit board）を実装する電子部品組立装置及び電子部品実装方法に関するものである。具体的には、電子部品実装における処理作業箇所でのアライメントをより効率的に行う電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置は、例えば、液晶、有機ＥＬなどのＦＰＤの表示基板に、複数の処理作業工程を順次行うことで、該基板の周辺に、駆動ＩＣ，ＴＡＢおよびＰＣＢ基板などの電子部品を実装する装置である。
【０００３】
例えば、処理工程の一例としては、（１）表示基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程、（２）清掃後の表示基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ=Anisotropic Conductive Film）を貼付けるＡＣＦ工程、（３）ＡＣＦを貼付けた位置に基板配線を位置決めしてＴＡＢやＩＣを搭載する搭載工程、（４）搭載したＴＡＢを加熱圧着することで、ＡＣＦフィルムにより固定する圧着工程、（５）搭載したＴＡＢやＩＣの位置や接続状態を検査する検査工程、（６）ＴＡＢの基板側と反対側にＰＣＢ基板をＡＣＦなどで貼付け搭載するＰＣＢ工程（複数の工程）などからなる。さらには、処理する表示基板の辺の数や処理するＴＡＢやＩＣの数などで各処理装置の数や表示基板を回転する処理部などが必要となる。
【０００４】
また、上記工程の処理作業装置を連続して配置し、その間の搬送手段により表示基板を搬送することで、表示基板周辺処理を行うものである。
【０００５】
上記処理工程は、処理作業を行う前に表示基板と処理部の間、もしくは表示基板とその他の基板のアライメントを行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４９０３４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１は第１、第２の位置合わせマークを撮像し、どちらか一方を位置合わせするが、異物、汚れ、欠け、照明等の変動により第１、第２の位置合わせマーク両方を認識できない場合、もしくは一方のマークに重大な異常があった場合、オペレータが早急に判定、対処ができないという問題がある。
【０００８】
また、アライメントマークを複数のエリアに分割し、それぞれ基準画像のエリアと比較し一致あるいは不一致を判定、不一致エリア表示するが、オペレータは原因が不明かつ対処方法が分からない為、対処時間の遅延、あるいはヒューマンエラーが発生する。さらに、原因の把握と記録、ユニット間での情報の把握をしていない為、原因の切り分けが難しい。
【０００９】
そこで、本発明の主な目的は、アライメントマーク異常時に対処に必要な時間を短縮して作業効率を向上できる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する為に、本願発明は以下の点を特徴とする。
少なくとも表示基板、またはその他の基板等のアライメントマークを撮像し、撮像した被サーチマークとあらかじめ登録しておいたテンプレートマークとの相関値がしきい値以下の場合、特徴量を比較し、異常内容を判定、その原因と対処方法を表示し、オペレータのアシストまたは自動処理することを第１の特徴とする。
【００１１】
また、第１の特徴を達成する為、あらかじめ特徴量となるマークの面積、サイズ、アスペクト比、差画像等から異常の原因と対処方法を登録しておく機能を第２の特徴とする。
【００１２】
さらに、相関値しきい値以上でも特徴量を抽出することで、マークの類似度低下を観測し、装置の不具合、もしくは基板のロッド異常を検出する機能を第３の特徴とする。
【００１３】
また、工程毎、マークの類似度を観測、工程間の不具合検出する機能を第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アライメントマーク異常時の原因を把握してその原因を記録し、電子部品実装装置を構成するユニット間での情報把握を行い、その情報により原因の切り分け等を行い、異常への対応に必要な時間を短縮して作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表示基板モジュール組立装置を示す模式平面図。
【図２】ＡＣＦ貼付処理作業装置の模式図。
【図３】アライメントマーク検出に影響を及ぼす画像の例を示す図。
【図４】アライメント異常分類の手順を示すフローチャート。
【図５】類似度比較を示すフローチャート。
【図６】比較処理を示すフローチャート。
【図７】異常内容の登録画面の例を示す図。
【図８】異常内容の出力画面の例を示す図。
【図９】アライメントマークの面積を示す図。
【図１０】アライメントマークのフェレ径測定を示す図。
【図１１】アライメントマークの差画像生成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明にかかわる電子部品実装装置の一実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は表示基板モジュール組立装置構成の一例を示したものである。本実施形態における表示基板モジュール組立装置１は、隣接して配置された処理作業装置１１から１５で構成され、図中左から右に向かって表示基板１００を搬送装置５０により順次搬送しながら、表示基板１００の周辺部にＩＣやＴＡＢなどの実装組立を行う装置である。
【００１７】
そのために、表示基板モジュール組立装置１は、端子クリーニング処理作業装置１１と、ＡＣＦ貼付処理作業装置１２と、ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３と、本圧着処理作業装置１４と、ＰＣＢ基板実装処理作業装置１５を少なくとも具備している。
【００１８】
なお、図中、表示基板の符号１００は、処理作業装置１１のみに付しているが、処理作業装置１２から１５においても搬送装置５０上に示されている基板は、表示基板１００を示すものとする。
また、搬送装置５０は、処理作業装置１１から１５の間で表示基板１００を搬送する装置であり、基板アライメント駆動装置５１ａ〜５１ｅは、各処理作業装置１１から１５の間で表示基板１００をアライメント駆動する装置である。
【００１９】
以下に、処理作業装置１１から１５に関して、詳しく説明する。
【００２０】
端子クリーニング処理作業装置１１は、ＩＣやＴＡＢなどを接続する表示基板１００の端子部を清掃する装置であって、例えばアルコールを含浸した布テープでＩＣやＴＡＢなどを接続しようとする端子部を拭くことにより清掃する。この際、表示基板１００を搬送装置５０より、基板アライメント駆動装置５１ａまで搬送する。表示基板１００を受け取った基板アライメント駆動装置５１ａは清掃位置へアライメントするが、以下の処理作業装置でも同様に処理位置へのアライメントを行う。
【００２１】
ＡＣＦ貼付処理作業装置１２は、表示基板１００にＡＣＦを貼付ける装置であって、例えば端子清掃後の表示基板１００をアライメントし、ＡＣＦを表示基板１００に熱圧着する。
【００２２】
ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３は、ＡＣＦ貼付け済みの表示基板１００にＴＡＢ／ＩＣを搭載する装置であって、例えばＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３に隣接したＴＡＢ／ＩＣ供給搬送処理作業装置１６にてＣＯＦリールからＣＯＦを打ち抜き、表示基板１００の搭載位置に供給し、搭載後仮圧着する。また、ＡＣＦ貼付処理後の表示基板１００は圧着位置へアライメントし、ＴＡＢ／ＩＣ基板は表示基板１００に対してアライメントを行う。また、ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３内、もしくは後工程に搭載したＴＡＢやＩＣの位置や接続状態を検査する工程をおいてもよい。
【００２３】
本圧着処理作業装置１４は、表示基板１００に搭載したＴＡＢあるいはＩＣを加熱圧着し、ＡＣＦを熱硬化することでＴＡＢまたはＩＣを表示基板１００に固定するとともに、ＡＣＦ中の導電粒子により表示基板１００とＴＡＢやＩＣとの電気的な接続を可能にする装置である。
【００２４】
ＰＣＢ基板実装処理作業装置１５は、表示基板１００にＣＯＦを介して周辺基板であるＰＣＢ基板を実装する装置であって、例えば、ＰＣＢ基板供給搬送処理作業装置にてＰＣＢへＡＣＦを熱圧着した後のＰＣＢを表示基板１００に対してアライメントし、表示基板１００に本圧着済であるＣＯＦの他端子とＰＣＢとを加熱圧着し接続する。
【００２５】
なお、図１において、表示基板モジュール組立装置１は各処理装置が各１個の構成を示しているが、表示基板１００の処理辺数や処理時間により複数を組み合わせる場合もある。
【００２６】
図２に、各処理作業装置１１〜１５内で表示基板１００のアライメントを行う構成を示す。各処理作業装置の構成は処理内容によって異なるが、一例として、表示基板１００にＡＣＦを圧着するＡＣＦ貼付処理作業装置１２を説明する。
【００２７】
基板アライメント駆動装置５１ｂは、ＸＹＺθ駆動テーブル２０６と、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂと、画像処理装置２０２と、画像モニタ２０１と、制御コントローラ部２０３を少なくとも具備している。
【００２８】
ＸＹＺθ駆動テーブル２０６は、表示基板１００をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への移動およびθ方向への回転をさせるために駆動する装置である。例えば、表示基板１００を負圧により吸着して、ＸＹＺθ駆動テーブル２０６にあるＸＹＺθモータにてアライメント動作する。ＸＹＺθ駆動テーブル２０６を動作制御する為、制御コントローラ部２０３は通信ケーブル２５４にて接続する。
【００２９】
アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂは表示基板１００のアライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂを撮像する装置であり、本例では、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いている。
【００３０】
画像処理装置２０２はアライメントカメラ２０５ａと２０５ｂより撮像した画像から表示基板１００の位置を演算する装置である。アライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂを撮像した画像を転送する為、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂは通信ケーブル２５２にて接続する。ここでは、事前に表示基板１００を撮像して取得したアライメントマーク１０１ａと１０１ｂをテンプレートマーク３０４として保存する。テンプレート画像はどちらかのテンプレートマークを使いまわし、もしくは人工的に作成した画像でも構わない。画像処理装置２０２は、テンプレートマーク３０４の画像とアライメントする表示基板１００から得られたアライメントマーク１０１ａおよび１０１ｂの画像から、例えば、正規化相関などの手法を用いたマッチング処理により位置を算出する。
【００３１】
画像モニタ２０１は、画像処理装置２０２より送信された画像や演算結果を表示する装置である。また、画像モニタ２０１はタッチパネルもしくはマウス等のユーザーインターフェースを有し、画像処理装置２０２もしくは制御コントロール部２０３のレシピ設定、異常内容の確認、装置の操作等ができる。画像モニタ２０１は画像や演算結果データを送信する為、画像処理装置２０２と通信ケーブル２５１にて接続、制御コントロール部２０３と通信ケーブル２５５にて接続する。また、制御コントロール部２０３は画像処理装置２０２より送信された演算結果よりＸＹＺθ駆動テーブル２０６の動作の制御も行う。例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを用いる。
【００３２】
このような構成により、ＡＣＦ貼付処理作業装置１２は以下の動作を行う。
まず、表示基板１００を基板搬送装置５０にて待機位置２１０Ｔ１で吸着し、ＸＹＺθ駆動テーブル２０６の受け渡し位置２０１Ｔ２に搬送する。ＸＹＺθ駆動テーブル２０６は、表示基板１００をＡＣＦ圧着ヘッド２０４の圧着位置２１０Ａ近傍へ搬送する。その後、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂよりアライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂを撮像し、ＡＣＦ貼付位置との位置ずれを算出する。表示基板１００は算出したＡＣＦ貼付位置にアライメント動作する為、制御コントローラ部２０３はＸＹＺθ駆動テーブル２０６を制御する。移動後、各ＴＡＢあるいはＩＣの搭載位置へＡＣＦ圧着ヘッド２０４を移動しながら、ＡＣＦを圧着するなどの実装組立を行う。なお、ここではＡＣＦ貼付処理作業装置１２で説明したが、各処理作業装置１１から１５においても、同様のアライメント動作が行われている。また、その他の基板の処理作業装置１６、１７も同様のアライメント動作を行っている。
【００３３】
ここで、画像処理装置２０２は表示基板１００のアライメントマーク１０１ａ、１０１ｂを認識するとしたが、例えば図３に示すような異物２８１、汚れ２８２、マーク欠け２８３等が存在する場合があり、位置の誤認識、正規化相関による相関値低下の発生がある。なお、ここで例として異物２８１、汚れ２８２、マーク欠け２８３を示したが、この例に限定されるものではない。この異物、汚れ、マーク欠け等によって異常となった場合、オペレータは異常の原因を判断できず、また対処方法も判らない為、対処に時間を要する。そのために、対処時間の遅延、あるいはヒューマンエラーが発生する可能性がある。
さらに、基板の処理作業工程中のある工程から相関値、あるいは類似度が低下し、アライメント位置がずれ、不良品を作り込んでしまう可能性がある。
【００３４】
そこで、図４に示す処理フローチャートにより、アライメントマーク検出異常時の異物、汚れ、欠け等の原因究明、異常対処方法表示を示す。以下に図４の処理の流れに沿って説明する。
【００３５】
ステップＳ１０１では、画像処理装置２０２内テンプレート部３０１に格納してあるテンプレートマーク３０４と、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂで撮像したアライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂの画像内にあるマークとのパターンマッチングにより相関値を求め、相関値の高いマークを候補マークする。この候補マークを「被サーチマーク」とする。
【００３６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で算出した相関値が、指定したしきい値以下か比較する。相関値がしきい値以下の場合は異常処理へ進む。また、相関値がしきい値以上の被サーチマークを２個以上検出した場合、１番高い相関値と２番目に高い相関値の比率が指定しきい値以下の場合にも、異常処理としてもよい。また、不良予防のため、全数類似度検査を行ってもよい。
【００３７】
ステップＳ１０３では、類似度比較を行う。テンプレートマークと被サーチマークのそれぞれの特徴量を算出する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、類似度比較Ｓ１０３で取得した特徴量とあらかじめ登録しておいた異常内容データベースＳ１０５とを比較し、最も近い異常内容を取得する。ここで、異常内容データベースＳ１０５は、画像処理装置２０２内にある異常データベース３０２に相当する。
【００３９】
ステップＳ１０６では、異常内容取得Ｓ１０４で取得した異常内容の適合有無を確認する。
【００４０】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で異常内容に適合した場合、異常の表示を行い、また、後で登録できるよう状況と画像を記録する。
【００４１】
ステップＳ１０８ではオペレータが排出またはリトライか判断する。排出の場合は、表示基板１００の排出処理を行い、リトライはＳ１０９からＳ１０１へ戻り、マークサーチから処理を開始する。
【００４２】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６で異常内容に適合しなかった場合、その異常内容から自動で異常対処を行うか判定する。
【００４３】
ステップＳ１１１では、Ｓ１１０で自動の異常対処判定した場合、その異常内容からリトライまたは排出を判定し、処理を行う。リトライの場合は、ステップＳ１１２からＳ１０１へ戻り、マークサーチから始める。この時、リトライ回数を指定する処理、もしくはレシピで指定した回数分リトライする処理を行ってもよい。
【００４４】
ステップＳ１１３では、画像モニタ２０１に異常内容、対処方法を表示し、ユーザが異常内容の把握、対処方法に伴って処理することができる。
【００４５】
ステップＳ１１４では、ユーザが排出またはリトライか判断する。排出の場合は、表示基板１００の排出処理を行い、リトライはＳ１１５からＳ１０１へ戻り、マークサーチから処理を開始する。
【００４６】
次に、ステップＳ１０３のテンプレートマークと被サーチマークそれぞれの特徴量を算出する類似度比較の手順を図５のフローチャートに示す。
【００４７】
サブステップＳＳ２０１ではブロブ処理を行う。テンプレートマークと被サーチマークを２値化しラベリングを行い、面積、フェレ径を求める。ここで、面積は、図９に示す通り、２値の白もしくは黒どちらかの画素数で求める。図９において、５０１はアライメントマークの背景部を、５０２はアライメントマークのマーク部を表わす。また、フェレ径は、図１０に示す通り、Ｘ方向サイズ５０３とＹ方向サイズ５０４を求める。この結果からサブステップＳＳ２０２面積比較処理、サブステップＳＳ２０３アスペクト比比較処理、サブステップＳＳ２０４サイズ比較処理にてそれぞれの比較処理を行う。テンプレートマークはあらかじめブロブ処理し、特徴量を取得しておく。
【００４８】
サブステップＳＳ２０５では、テンプレートマークと被サーチマークの差画像を作成する。作成方法は図１１に示す。被サーチマーク５０５とテンプレートマーク５０６を差分生成部５０７より差画像５０８を作成する。差分生成は絶対値化とする。作成した差画像をブロブ処理し、面積を求める。この結果からサブステップＳＳ２０６差画像比較処理にて比較処理を行う。
【００４９】
図６に各比較処理のフローチャートを示す。サブステップＳＳ２０２、ＳＳ２０３、ＳＳ２０４、ＳＳ２０６の比較処理は比較する計算が異なるが、面積比較処理ＳＳ２０２を例にして説明する。
【００５０】
サブステップＳＳ３０１では、面積比較有無判定を行う。レシピで設定した面積比較の有無判定から判断し、面積比較有無の判定を行わない場合は、次の比較処理へ進む。他の比較処理も比較処理有無を個別にレシピを持っている。
【００５１】
サブステップＳＳ３０２では、面積比較計算を行う。テンプレートマークの面積をＳＴ、被サーチマークＳＨ、マーク全体の面積ＳＡ、面積類似度ＳＡＧＲＥＥとした時、下記の計算式となる。
ＳＡＧＲＥＥ＝（１−（ＳＴ−ＳＨ）÷ＳＡ）×１００
他の比較処理も下記に示す。
【００５２】
アスペクト比の類似度は、以下のようになる。
ＡＡＧＲＥＥ＝（ＦＹＨ÷ＦＸＨ）÷(ＦＹＴ÷ＦＸＴ)×１００
ここで、ＡＡＧＲＥＥ：アスペクト比類似度、ＦＸＴ：テンプレートマークＸフェレ径、ＦＹＴ：テンプレートマークＹフェレ径、ＦＸＨ：被サーチマークＸフェレ径、ＦＹＨ：被サーチマークＹフェレ径
サイズの類似度は、以下のようになる。
ＳＩＡＧＲＥＥ＝ＦＸＨ÷ＦＸＴ×１００
ここで、ＳＩＡＧＲＥＥ：サイズ類似度、ＦＸＴ：テンプレートマークＸフェレ径、ＦＸＨ：被サーチマークＸフェレ径
なお、サイズはＸ方向フェレ径、Ｙ方向フェレ径どちらを用いてもよい。
【００５３】
差画像の類似度は、以下のようになる。
ＳＵＢＡＧＲＥＥ＝（１−（ＳＵＢＳ÷ＳＡ））×１００
ここで、ＳＵＢＡＧＲＥＥ：差分面積類似度、ＳＵＢＳ：テンプレートマークと被サーチマークの差分面積、ＳＡ：マーク全体の面積
次に、異常内容データベースに異常内容を登録する画面を図７に示す。
異常Ｎｏ．４０１にて番号を設定し、その番号に対応する教示画像番号を画像Ｎｏ．４０２にて設定する。なお、教示画像は１つの異常に対し、複数枚設定できる。設定できる教示画像Ｎｏ．４０２を設定すると、登録しておいた元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄが図７で示す画面上に表示される。
【００５４】
読出しボタン４０８を押して画像ファイルを指定すれば、現画像データに教示画像番号を割り付ける。ここで、画像ファイルは、記憶媒体に保存してあるデータ、もしくはメモリ上に格納してあるデータを指すものとする。この時、自動でブロブ処理、差画像処理を行い、元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄを書き込む。
【００５５】
取込ボタン４０９を押すと、アライメントカメラ２０５ａもしくは２０５ｂで撮像しているアライメントマークをサーチし、その画像を現在の教示画像番号のデータに上書きする。この時、自動でブロブ処理、差画像処理を行い、元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄを書き込む。
【００５６】
自動登録ボタン４０５を押すと、現在の異常Ｎｏ．４０１に格納している複数枚の教示画像の各特徴量データから標準偏差を求め、平均値にその標準偏差を足してしきい値を決定する。標準偏差に任意の係数をかけることで、しきい値のＨｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗを自動計算する。例えば、Ｈｉｇｈを係数１、Ｍｉｄを係数０、Ｌｏｗを係数−１のように、あるいは統計処理の３α、２α、１αに対応してＨｉｇｈを係数３、Ｍｉｄを係数２、Ｌｏｗを係数１のように係数をあらかじめ決めておく。
【００５７】
異常内容設定４０６ａは、ユーザが異常内容をユーザインターフェース等（キーボードやＧＵＩ等）を用いてコメントの設定ができ、異常対処記入部４０６ｂも、異常対処方法をユーザインターフェース等を用いてコメントを設定することができる。
【００５８】
ユーザは、各特徴量の面積、サイズ、アスペクト比、差画像のしきい値設定を４０７ａ〜ｄにてＨｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗ、ＯＦＦから選択することができる。
【００５９】
これらの元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄ、自動登録で算出した各特徴量のしきい値、異常内容設定４０６ａ、異常対処記入部４０６ｂ、しきい値設定４０７ａ〜ｄは、保存ボタン４１０を押すことで画像処理装置２０２、制御コントロール部２０３のどちらかに格納される。
【００６０】
次に、異常発生時の原因、対処方法を表示した異常出力画面を図８に示す。
異常時に異常Ｎｏ．４５１と異常内容４５２ａ、異常対処４５２ｂを表示し、オペレータは異常時に、その表示を見ることで早急に対処できる。また、テンプレート画像４５３ａ、被サーチ画像４５３ｂ、不一致領域４５３ｃの画像と特徴量のデータの判定、類似度（一致率）４５４ａ〜ｄを表示することで視覚的に確認することができる。
【００６１】
オペレータが再度サーチすれば検出できると判断した時、リトライボタン４５５を押し、リトライを行う。
【００６２】
オペレータが表示基板１００を不良品と判断した時、取り出しボタン４５６を押し、表示基板１００を装置から排出する。
【００６３】
また、各工程や前工程の状況から異常の切り分けを行うことができる。
搭載（仮圧）工程前でマーク欠けが発生した例を用いて説明する。端子クリーナ工程、ＡＣＦ貼付工程は相関値の高い正常のマークで各特徴量のデータ、類似度を算出しておく。搭載(仮圧)工程の類似度から異常と判断した時、前工程と差画像、サイズを比較して、前工程より値が下がっていることを確認できることで、マークが欠けたと認識できる。
【００６４】
また、各工程毎、前工程の状況を常に把握し、類似度が連続で低下した場合、不良予防として警告を表示してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１：表示基板モジュール組立装置、１１：端子クリーナ処理作業装置、１２：ＡＣＦ貼付処理作業装置、１３：ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置、１４：本圧着処理作業装置、１５：ＰＣＢ基板実装処理作業装置、１６：ＴＡＢ／ＩＣ供給搬送処理作業装置、１７：ＰＣＢ基板供給搬送処理作業装置、
５０：基板搬送装置、５１ａ,５１b,５１c,５１d,５１ｅ：基板アライメント駆動装置、
１００：表示基板、１０１ａ,１０１ｂ：アライメントマーク、
２０１：モニタ、２０２：画像処理装置、２０３：制御コントロール部、２０４：ＡＣＦ圧着ヘッド、２０５ａ,２０５ｂ：アライメントカメラ、２０６：ＸＹＺθ駆動テーブル、２１０Ｔ１：待機位置、２１０Ｔ２：受け渡し位置、２１０Ａ：圧着位置、２５１：モニタと画像処理装置との間を接続する通信ケーブル、２５２：画像処理装置とアライメントカメラとの間を接続する通信ケーブル、２５３：画像処理装置とコントローラとの間を接続する通信ケーブル、２５４：コントローラと搬送装置との間を接続する通信ケーブル、２５５：コントローラとモニタとの間を接続する通信ケーブル、２８１：異物、２８２：汚れ、２８３：欠け、
３０１：テンプレート部、３０２：異常内容データベース、３０３：被サーチ画像格納部、３０４：テンプレートマーク、
４０１：異常Ｎｏ．、４０２：画像Ｎｏ．、４０３ａ：元画像表示、４０３ｂ：差画像表示、４０４ａ：表示画像面積比率、４０４ｂ：サイズ比率、４０４ｃ：アスペクト比比率、４０４ｄ：差画像比率、４０５：自動登録ボタン、４０６ａ：異常内容設定、４０６ｂ：異常対処記入部、４０７ａ：面積比率しきい値設定トグルスイッチ、４０７ｂ：サイズ比率しきい値設定トグルスイッチ、４０７ｃ：アスペクト比比率しきい値設定トグルスイッチ、４０７ｄ：差画像比率しきい値設定トグルスイッチ、４０８：読出しボタン、４０９：取込ボタン、４１０：保存ボタン、４１１：キャンセルボタン、４５１：異常Ｎｏ．、４５２ａ：異常内容表示、４５２ｂ：異常対処方法表示、４５３ａ：テンプレート画像表示、４５３ｂ：被サーチマーク表示、４５３ｃ：不一致領域表示、４５４ａ：面積比率類似判定、４５４ｂ：サイズ比率類似判定、４５４ｃ：アスペクト比比率類似判定、４５４ｄ：差画像比率類似判定、４５５：リトライボタン、４５６：取り出しボタン、４５７：メニュー戻りボタン、
５０１：アライメントマーク背景部、５０２：アライメントマークマーク部、５０３：アライメントマークＸ方向サイズ、５０４：アライメントマークＹ方向サイズ、５０５：被サーチマーク、５０６：テンプレートマーク、５０７：差画像生成部、５０８：差画像。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や有機ＥＬなどのＦＰＤ（=Flat Panel Display）の表示基板の周辺に駆動ＩＣの搭載やＣＯＦ（Chip on Film）、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）などのいわゆるＴＡＢ（=Tape Automated Bonding）接続および周辺基板（ＰＣＢ=printed circuit board）を実装する電子部品組立装置及び電子部品実装方法に関するものである。具体的には、電子部品実装における処理作業箇所でのアライメントをより効率的に行う電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置は、例えば、液晶、有機ＥＬなどのＦＰＤの表示基板に、複数の処理作業工程を順次行うことで、該基板の周辺に、駆動ＩＣ，ＴＡＢおよびＰＣＢ基板などの電子部品を実装する装置である。
【０００３】
例えば、処理工程の一例としては、（１）表示基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程、（２）清掃後の表示基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ=Anisotropic Conductive Film）を貼付けるＡＣＦ工程、（３）ＡＣＦを貼付けた位置に基板配線を位置決めしてＴＡＢやＩＣを搭載する搭載工程、（４）搭載したＴＡＢを加熱圧着することで、ＡＣＦフィルムにより固定する圧着工程、（５）搭載したＴＡＢやＩＣの位置や接続状態を検査する検査工程、（６）ＴＡＢの基板側と反対側にＰＣＢ基板をＡＣＦなどで貼付け搭載するＰＣＢ工程（複数の工程）などからなる。さらには、処理する表示基板の辺の数や処理するＴＡＢやＩＣの数などで各処理装置の数や表示基板を回転する処理部などが必要となる。
【０００４】
また、上記工程の処理作業装置を連続して配置し、その間の搬送手段により表示基板を搬送することで、表示基板周辺処理を行うものである。
【０００５】
上記処理工程は、処理作業を行う前に表示基板と処理部の間、もしくは表示基板とその他の基板のアライメントを行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４９０３４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１は第１、第２の位置合わせマークを撮像し、どちらか一方を位置合わせするが、異物、汚れ、欠け、照明等の変動により第１、第２の位置合わせマーク両方を認識できない場合、もしくは一方のマークに重大な異常があった場合、オペレータが早急に判定、対処ができないという問題がある。
【０００８】
また、アライメントマークを複数のエリアに分割し、それぞれ基準画像のエリアと比較し一致あるいは不一致を判定、不一致エリア表示するが、オペレータは原因が不明かつ対処方法が分からない為、対処時間の遅延、あるいはヒューマンエラーが発生する。さらに、原因の把握と記録、ユニット間での情報の把握をしていない為、原因の切り分けが難しい。
【０００９】
そこで、本発明の主な目的は、アライメントマーク異常時に対処に必要な時間を短縮して作業効率を向上できる電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する為に、本願発明は以下の点を特徴とする。
少なくとも表示基板、またはその他の基板等のアライメントマークを撮像し、撮像した被サーチマークとあらかじめ登録しておいたテンプレートマークとの相関値がしきい値以下の場合、特徴量を比較し、異常内容を判定、その原因と対処方法を表示し、オペレータのアシストまたは自動処理することを第１の特徴とする。
【００１１】
また、第１の特徴を達成する為、あらかじめ特徴量となるマークの面積、サイズ、アスペクト比、差画像等から異常の原因と対処方法を登録しておく機能を第２の特徴とする。
【００１２】
さらに、相関値しきい値以上でも特徴量を抽出することで、マークの類似度低下を観測し、装置の不具合、もしくは基板のロッド異常を検出する機能を第３の特徴とする。
【００１３】
また、工程毎、マークの類似度を観測、工程間の不具合検出する機能を第４の特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、アライメントマーク異常時の原因を把握してその原因を記録し、電子部品実装装置を構成するユニット間での情報把握を行い、その情報により原因の切り分け等を行い、異常への対応に必要な時間を短縮して作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】表示基板モジュール組立装置を示す模式平面図。
【図２】ＡＣＦ貼付処理作業装置の模式図。
【図３】アライメントマーク検出に影響を及ぼす画像の例を示す図。
【図４】アライメント異常分類の手順を示すフローチャート。
【図５】類似度比較を示すフローチャート。
【図６】比較処理を示すフローチャート。
【図７】異常内容の登録画面の例を示す図。
【図８】異常内容の出力画面の例を示す図。
【図９】アライメントマークの面積を示す図。
【図１０】アライメントマークのフェレ径測定を示す図。
【図１１】アライメントマークの差画像生成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明にかかわる電子部品実装装置の一実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は表示基板モジュール組立装置構成の一例を示したものである。本実施形態における表示基板モジュール組立装置１は、隣接して配置された処理作業装置１１から１５で構成され、図中左から右に向かって表示基板１００を搬送装置５０により順次搬送しながら、表示基板１００の周辺部にＩＣやＴＡＢなどの実装組立を行う装置である。
【００１７】
そのために、表示基板モジュール組立装置１は、端子クリーニング処理作業装置１１と、ＡＣＦ貼付処理作業装置１２と、ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３と、本圧着処理作業装置１４と、ＰＣＢ基板実装処理作業装置１５を少なくとも具備している。
【００１８】
なお、図中、表示基板の符号１００は、処理作業装置１１のみに付しているが、処理作業装置１２から１５においても搬送装置５０上に示されている基板は、表示基板１００を示すものとする。
また、搬送装置５０は、処理作業装置１１から１５の間で表示基板１００を搬送する装置であり、基板アライメント駆動装置５１ａ〜５１ｅは、各処理作業装置１１から１５の間で表示基板１００をアライメント駆動する装置である。
【００１９】
以下に、処理作業装置１１から１５に関して、詳しく説明する。
【００２０】
端子クリーニング処理作業装置１１は、ＩＣやＴＡＢなどを接続する表示基板１００の端子部を清掃する装置であって、例えばアルコールを含浸した布テープでＩＣやＴＡＢなどを接続しようとする端子部を拭くことにより清掃する。この際、表示基板１００を搬送装置５０より、基板アライメント駆動装置５１ａまで搬送する。表示基板１００を受け取った基板アライメント駆動装置５１ａは清掃位置へアライメントするが、以下の処理作業装置でも同様に処理位置へのアライメントを行う。
【００２１】
ＡＣＦ貼付処理作業装置１２は、表示基板１００にＡＣＦを貼付ける装置であって、例えば端子清掃後の表示基板１００をアライメントし、ＡＣＦを表示基板１００に熱圧着する。
【００２２】
ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３は、ＡＣＦ貼付け済みの表示基板１００にＴＡＢ／ＩＣを搭載する装置であって、例えばＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３に隣接したＴＡＢ／ＩＣ供給搬送処理作業装置１６にてＣＯＦリールからＣＯＦを打ち抜き、表示基板１００の搭載位置に供給し、搭載後仮圧着する。また、ＡＣＦ貼付処理後の表示基板１００は圧着位置へアライメントし、ＴＡＢ／ＩＣ基板は表示基板１００に対してアライメントを行う。また、ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１３内、もしくは後工程に搭載したＴＡＢやＩＣの位置や接続状態を検査する工程をおいてもよい。
【００２３】
本圧着処理作業装置１４は、表示基板１００に搭載したＴＡＢあるいはＩＣを加熱圧着し、ＡＣＦを熱硬化することでＴＡＢまたはＩＣを表示基板１００に固定するとともに、ＡＣＦ中の導電粒子により表示基板１００とＴＡＢやＩＣとの電気的な接続を可能にする装置である。
【００２４】
ＰＣＢ基板実装処理作業装置１５は、表示基板１００にＣＯＦを介して周辺基板であるＰＣＢ基板を実装する装置であって、例えば、ＰＣＢ基板供給搬送処理作業装置にてＰＣＢへＡＣＦを熱圧着した後のＰＣＢを表示基板１００に対してアライメントし、表示基板１００に本圧着済であるＣＯＦの他端子とＰＣＢとを加熱圧着し接続する。
【００２５】
なお、図１において、表示基板モジュール組立装置１は各処理装置が各１個の構成を示しているが、表示基板１００の処理辺数や処理時間により複数を組み合わせる場合もある。
【００２６】
図２に、各処理作業装置１１〜１５内で表示基板１００のアライメントを行う構成を示す。各処理作業装置の構成は処理内容によって異なるが、一例として、表示基板１００にＡＣＦを圧着するＡＣＦ貼付処理作業装置１２を説明する。
【００２７】
基板アライメント駆動装置５１ｂは、ＸＹＺθ駆動テーブル２０６と、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂと、画像処理装置２０２と、画像モニタ２０１と、制御コントローラ部２０３を少なくとも具備している。
【００２８】
ＸＹＺθ駆動テーブル２０６は、表示基板１００をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への移動およびθ方向への回転をさせるために駆動する装置である。例えば、表示基板１００を負圧により吸着して、ＸＹＺθ駆動テーブル２０６にあるＸＹＺθモータにてアライメント動作する。ＸＹＺθ駆動テーブル２０６を動作制御する為、制御コントローラ部２０３は通信ケーブル２５４にて接続する。
【００２９】
アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂは表示基板１００のアライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂを撮像する装置であり、本例では、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を用いている。
【００３０】
画像処理装置２０２はアライメントカメラ２０５ａと２０５ｂより撮像した画像から表示基板１００の位置を演算する装置である。アライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂを撮像した画像を転送する為、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂは通信ケーブル２５２にて接続する。ここでは、事前に表示基板１００を撮像して取得したアライメントマーク１０１ａと１０１ｂをテンプレートマーク３０４として保存する。テンプレート画像はどちらかのテンプレートマークを使いまわし、もしくは人工的に作成した画像でも構わない。画像処理装置２０２は、テンプレートマーク３０４の画像とアライメントする表示基板１００から得られたアライメントマーク１０１ａおよび１０１ｂの画像から、例えば、正規化相関などの手法を用いたマッチング処理により位置を算出する。
【００３１】
画像モニタ２０１は、画像処理装置２０２より送信された画像や演算結果を表示する装置である。また、画像モニタ２０１はタッチパネルもしくはマウス等のユーザーインターフェースを有し、画像処理装置２０２もしくは制御コントロール部２０３のレシピ設定、異常内容の確認、装置の操作等ができる。画像モニタ２０１は画像や演算結果データを送信する為、画像処理装置２０２と通信ケーブル２５１にて接続、制御コントロール部２０３と通信ケーブル２５５にて接続する。また、制御コントロール部２０３は画像処理装置２０２より送信された演算結果よりＸＹＺθ駆動テーブル２０６の動作の制御も行う。例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などを用いる。
【００３２】
このような構成により、ＡＣＦ貼付処理作業装置１２は以下の動作を行う。
まず、表示基板１００を基板搬送装置５０にて待機位置２１０Ｔ１で吸着し、ＸＹＺθ駆動テーブル２０６の受け渡し位置２０１Ｔ２に搬送する。ＸＹＺθ駆動テーブル２０６は、表示基板１００をＡＣＦ圧着ヘッド２０４の圧着位置２１０Ａ近傍へ搬送する。その後、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂよりアライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂを撮像し、ＡＣＦ貼付位置との位置ずれを算出する。表示基板１００は算出したＡＣＦ貼付位置にアライメント動作する為、制御コントローラ部２０３はＸＹＺθ駆動テーブル２０６を制御する。移動後、各ＴＡＢあるいはＩＣの搭載位置へＡＣＦ圧着ヘッド２０４を移動しながら、ＡＣＦを圧着するなどの実装組立を行う。なお、ここではＡＣＦ貼付処理作業装置１２で説明したが、各処理作業装置１１から１５においても、同様のアライメント動作が行われている。また、その他の基板の処理作業装置１６、１７も同様のアライメント動作を行っている。
【００３３】
ここで、画像処理装置２０２は表示基板１００のアライメントマーク１０１ａ、１０１ｂを認識するとしたが、例えば図３に示すような異物２８１、汚れ２８２、マーク欠け２８３等が存在する場合があり、位置の誤認識、正規化相関による相関値低下の発生がある。なお、ここで例として異物２８１、汚れ２８２、マーク欠け２８３を示したが、この例に限定されるものではない。この異物、汚れ、マーク欠け等によって異常となった場合、オペレータは異常の原因を判断できず、また対処方法も判らない為、対処に時間を要する。そのために、対処時間の遅延、あるいはヒューマンエラーが発生する可能性がある。
さらに、基板の処理作業工程中のある工程から相関値、あるいは類似度が低下し、アライメント位置がずれ、不良品を作り込んでしまう可能性がある。
【００３４】
そこで、図４に示す処理フローチャートにより、アライメントマーク検出異常時の異物、汚れ、欠け等の原因究明、異常対処方法表示を示す。以下に図４の処理の流れに沿って説明する。
【００３５】
ステップＳ１０１では、画像処理装置２０２内テンプレート部３０１に格納してあるテンプレートマーク３０４と、アライメントカメラ２０５ａ及び２０５ｂで撮像したアライメントマーク１０１ａ及び１０１ｂの画像内にあるマークとのパターンマッチングにより相関値を求め、相関値の高いマークを候補マークする。この候補マークを「被サーチマーク」とする。
【００３６】
ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で算出した相関値が、指定したしきい値以下か比較する。相関値がしきい値以下の場合は異常処理へ進む。また、相関値がしきい値以上の被サーチマークを２個以上検出した場合、１番高い相関値と２番目に高い相関値の比率が指定しきい値以下の場合にも、異常処理としてもよい。また、不良予防のため、全数類似度検査を行ってもよい。
【００３７】
ステップＳ１０３では、類似度比較を行う。テンプレートマークと被サーチマークのそれぞれの特徴量を算出する。
【００３８】
ステップＳ１０４では、類似度比較Ｓ１０３で取得した特徴量とあらかじめ登録しておいた異常内容データベースＳ１０５とを比較し、最も近い異常内容を取得する。ここで、異常内容データベースＳ１０５は、画像処理装置２０２内にある異常データベース３０２に相当する。
【００３９】
ステップＳ１０６では、異常内容取得Ｓ１０４で取得した異常内容の適合有無を確認する。
【００４０】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で異常内容に適合した場合、異常の表示を行い、また、後で登録できるよう状況と画像を記録する。
【００４１】
ステップＳ１０８ではオペレータが排出またはリトライか判断する。排出の場合は、表示基板１００の排出処理を行い、リトライはＳ１０９からＳ１０１へ戻り、マークサーチから処理を開始する。
【００４２】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６で異常内容に適合しなかった場合、その異常内容から自動で異常対処を行うか判定する。
【００４３】
ステップＳ１１１では、Ｓ１１０で自動の異常対処判定した場合、その異常内容からリトライまたは排出を判定し、処理を行う。リトライの場合は、ステップＳ１１２からＳ１０１へ戻り、マークサーチから始める。この時、リトライ回数を指定する処理、もしくはレシピで指定した回数分リトライする処理を行ってもよい。
【００４４】
ステップＳ１１３では、画像モニタ２０１に異常内容、対処方法を表示し、ユーザが異常内容の把握、対処方法に伴って処理することができる。
【００４５】
ステップＳ１１４では、ユーザが排出またはリトライか判断する。排出の場合は、表示基板１００の排出処理を行い、リトライはＳ１１５からＳ１０１へ戻り、マークサーチから処理を開始する。
【００４６】
次に、ステップＳ１０３のテンプレートマークと被サーチマークそれぞれの特徴量を算出する類似度比較の手順を図５のフローチャートに示す。
【００４７】
サブステップＳＳ２０１ではブロブ処理を行う。テンプレートマークと被サーチマークを２値化しラベリングを行い、面積、フェレ径を求める。ここで、面積は、図９に示す通り、２値の白もしくは黒どちらかの画素数で求める。図９において、５０１はアライメントマークの背景部を、５０２はアライメントマークのマーク部を表わす。また、フェレ径は、図１０に示す通り、Ｘ方向サイズ５０３とＹ方向サイズ５０４を求める。この結果からサブステップＳＳ２０２面積比較処理、サブステップＳＳ２０３アスペクト比比較処理、サブステップＳＳ２０４サイズ比較処理にてそれぞれの比較処理を行う。テンプレートマークはあらかじめブロブ処理し、特徴量を取得しておく。
【００４８】
サブステップＳＳ２０５では、テンプレートマークと被サーチマークの差画像を作成する。作成方法は図１１に示す。被サーチマーク５０５とテンプレートマーク５０６を差分生成部５０７より差画像５０８を作成する。差分生成は絶対値化とする。作成した差画像をブロブ処理し、面積を求める。この結果からサブステップＳＳ２０６差画像比較処理にて比較処理を行う。
【００４９】
図６に各比較処理のフローチャートを示す。サブステップＳＳ２０２、ＳＳ２０３、ＳＳ２０４、ＳＳ２０６の比較処理は比較する計算が異なるが、面積比較処理ＳＳ２０２を例にして説明する。
【００５０】
サブステップＳＳ３０１では、面積比較有無判定を行う。レシピで設定した面積比較の有無判定から判断し、面積比較有無の判定を行わない場合は、次の比較処理へ進む。他の比較処理も比較処理有無を個別にレシピを持っている。
【００５１】
サブステップＳＳ３０２では、面積比較計算を行う。テンプレートマークの面積をＳＴ、被サーチマークＳＨ、マーク全体の面積ＳＡ、面積類似度ＳＡＧＲＥＥとした時、下記の計算式となる。
ＳＡＧＲＥＥ＝（１−（ＳＴ−ＳＨ）÷ＳＡ）×１００
他の比較処理も下記に示す。
【００５２】
アスペクト比の類似度は、以下のようになる。
ＡＡＧＲＥＥ＝（ＦＹＨ÷ＦＸＨ）÷(ＦＹＴ÷ＦＸＴ)×１００
ここで、ＡＡＧＲＥＥ：アスペクト比類似度、ＦＸＴ：テンプレートマークＸフェレ径、ＦＹＴ：テンプレートマークＹフェレ径、ＦＸＨ：被サーチマークＸフェレ径、ＦＹＨ：被サーチマークＹフェレ径
サイズの類似度は、以下のようになる。
ＳＩＡＧＲＥＥ＝ＦＸＨ÷ＦＸＴ×１００
ここで、ＳＩＡＧＲＥＥ：サイズ類似度、ＦＸＴ：テンプレートマークＸフェレ径、ＦＸＨ：被サーチマークＸフェレ径
なお、サイズはＸ方向フェレ径、Ｙ方向フェレ径どちらを用いてもよい。
【００５３】
差画像の類似度は、以下のようになる。
ＳＵＢＡＧＲＥＥ＝（１−（ＳＵＢＳ÷ＳＡ））×１００
ここで、ＳＵＢＡＧＲＥＥ：差分面積類似度、ＳＵＢＳ：テンプレートマークと被サーチマークの差分面積、ＳＡ：マーク全体の面積
次に、異常内容データベースに異常内容を登録する画面を図７に示す。
異常Ｎｏ．４０１にて番号を設定し、その番号に対応する教示画像番号を画像Ｎｏ．４０２にて設定する。なお、教示画像は１つの異常に対し、複数枚設定できる。設定できる教示画像Ｎｏ．４０２を設定すると、登録しておいた元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄが図７で示す画面上に表示される。
【００５４】
読出しボタン４０８を押して画像ファイルを指定すれば、現画像データに教示画像番号を割り付ける。ここで、画像ファイルは、記憶媒体に保存してあるデータ、もしくはメモリ上に格納してあるデータを指すものとする。この時、自動でブロブ処理、差画像処理を行い、元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄを書き込む。
【００５５】
取込ボタン４０９を押すと、アライメントカメラ２０５ａもしくは２０５ｂで撮像しているアライメントマークをサーチし、その画像を現在の教示画像番号のデータに上書きする。この時、自動でブロブ処理、差画像処理を行い、元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄを書き込む。
【００５６】
自動登録ボタン４０５を押すと、現在の異常Ｎｏ．４０１に格納している複数枚の教示画像の各特徴量データから標準偏差を求め、平均値にその標準偏差を足してしきい値を決定する。標準偏差に任意の係数をかけることで、しきい値のＨｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗを自動計算する。例えば、Ｈｉｇｈを係数１、Ｍｉｄを係数０、Ｌｏｗを係数−１のように、あるいは統計処理の３α、２α、１αに対応してＨｉｇｈを係数３、Ｍｉｄを係数２、Ｌｏｗを係数１のように係数をあらかじめ決めておく。
【００５７】
異常内容設定４０６ａは、ユーザが異常内容をユーザインターフェース等（キーボードやＧＵＩ等）を用いてコメントの設定ができ、異常対処記入部４０６ｂも、異常対処方法をユーザインターフェース等を用いてコメントを設定することができる。
【００５８】
ユーザは、各特徴量の面積、サイズ、アスペクト比、差画像のしきい値設定を４０７ａ〜ｄにてＨｉｇｈ、Ｍｉｄ、Ｌｏｗ、ＯＦＦから選択することができる。
【００５９】
これらの元画像４０３ａ、差画像４０３ｂ、特徴量データ４０４ａ〜ｄ、自動登録で算出した各特徴量のしきい値、異常内容設定４０６ａ、異常対処記入部４０６ｂ、しきい値設定４０７ａ〜ｄは、保存ボタン４１０を押すことで画像処理装置２０２、制御コントロール部２０３のどちらかに格納される。
【００６０】
次に、異常発生時の原因、対処方法を表示した異常出力画面を図８に示す。
異常時に異常Ｎｏ．４５１と異常内容４５２ａ、異常対処４５２ｂを表示し、オペレータは異常時に、その表示を見ることで早急に対処できる。また、テンプレート画像４５３ａ、被サーチ画像４５３ｂ、不一致領域４５３ｃの画像と特徴量のデータの判定、類似度（一致率）４５４ａ〜ｄを表示することで視覚的に確認することができる。
【００６１】
オペレータが再度サーチすれば検出できると判断した時、リトライボタン４５５を押し、リトライを行う。
【００６２】
オペレータが表示基板１００を不良品と判断した時、取り出しボタン４５６を押し、表示基板１００を装置から排出する。
【００６３】
また、各工程や前工程の状況から異常の切り分けを行うことができる。
搭載（仮圧）工程前でマーク欠けが発生した例を用いて説明する。端子クリーナ工程、ＡＣＦ貼付工程は相関値の高い正常のマークで各特徴量のデータ、類似度を算出しておく。搭載(仮圧)工程の類似度から異常と判断した時、前工程と差画像、サイズを比較して、前工程より値が下がっていることを確認できることで、マークが欠けたと認識できる。
【００６４】
また、各工程毎、前工程の状況を常に把握し、類似度が連続で低下した場合、不良予防として警告を表示してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１：表示基板モジュール組立装置、１１：端子クリーナ処理作業装置、１２：ＡＣＦ貼付処理作業装置、１３：ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置、１４：本圧着処理作業装置、１５：ＰＣＢ基板実装処理作業装置、１６：ＴＡＢ／ＩＣ供給搬送処理作業装置、１７：ＰＣＢ基板供給搬送処理作業装置、
５０：基板搬送装置、５１ａ,５１b,５１c,５１d,５１ｅ：基板アライメント駆動装置、
１００：表示基板、１０１ａ,１０１ｂ：アライメントマーク、
２０１：モニタ、２０２：画像処理装置、２０３：制御コントロール部、２０４：ＡＣＦ圧着ヘッド、２０５ａ,２０５ｂ：アライメントカメラ、２０６：ＸＹＺθ駆動テーブル、２１０Ｔ１：待機位置、２１０Ｔ２：受け渡し位置、２１０Ａ：圧着位置、２５１：モニタと画像処理装置との間を接続する通信ケーブル、２５２：画像処理装置とアライメントカメラとの間を接続する通信ケーブル、２５３：画像処理装置とコントローラとの間を接続する通信ケーブル、２５４：コントローラと搬送装置との間を接続する通信ケーブル、２５５：コントローラとモニタとの間を接続する通信ケーブル、２８１：異物、２８２：汚れ、２８３：欠け、
３０１：テンプレート部、３０２：異常内容データベース、３０３：被サーチ画像格納部、３０４：テンプレートマーク、
４０１：異常Ｎｏ．、４０２：画像Ｎｏ．、４０３ａ：元画像表示、４０３ｂ：差画像表示、４０４ａ：表示画像面積比率、４０４ｂ：サイズ比率、４０４ｃ：アスペクト比比率、４０４ｄ：差画像比率、４０５：自動登録ボタン、４０６ａ：異常内容設定、４０６ｂ：異常対処記入部、４０７ａ：面積比率しきい値設定トグルスイッチ、４０７ｂ：サイズ比率しきい値設定トグルスイッチ、４０７ｃ：アスペクト比比率しきい値設定トグルスイッチ、４０７ｄ：差画像比率しきい値設定トグルスイッチ、４０８：読出しボタン、４０９：取込ボタン、４１０：保存ボタン、４１１：キャンセルボタン、４５１：異常Ｎｏ．、４５２ａ：異常内容表示、４５２ｂ：異常対処方法表示、４５３ａ：テンプレート画像表示、４５３ｂ：被サーチマーク表示、４５３ｃ：不一致領域表示、４５４ａ：面積比率類似判定、４５４ｂ：サイズ比率類似判定、４５４ｃ：アスペクト比比率類似判定、４５４ｄ：差画像比率類似判定、４５５：リトライボタン、４５６：取り出しボタン、４５７：メニュー戻りボタン、
５０１：アライメントマーク背景部、５０２：アライメントマークマーク部、５０３：アライメントマークＸ方向サイズ、５０４：アライメントマークＹ方向サイズ、５０５：被サーチマーク、５０６：テンプレートマーク、５０７：差画像生成部、５０８：差画像。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、
前記表示基板および前記電子部品の少なくともいずれかに設けられたアライメントマークを撮像する撮像手段と、
撮像された前記アライメントマークの画像に基づいて前記表示基板の所定位置に前記電子部品を位置決めするアライメント手段と、
前記アライメントマークが正常か異常かの判定基準となるテンプレートマークの画像と、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの特徴量と、前記アライメントマークの異常情報を予め記憶しておく記憶手段と、
前記撮像手段により撮像されたアライメントマークの画像と、予め記憶された前記テンプレートマークの画像のそれぞれの特徴量を比較する比較手段と、
前記特徴量の比較結果を基にして、前記アライメントマークの異常有無を検出する異常検出手段と、を備え、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、異常情報を表示する表示手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記異常情報は、前記記憶手段に予め記憶された異常内容および該異常内容に対応した異常原因であることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項３】
請求項２記載の電子部品実装装置において、
前記異常原因に基づいて、前記記憶手段に予め記憶された前記異常原因に対する対処方法を前記表示手段に表示することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項４】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記特徴量として、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの面積と、アスペクト比と、サイズと、差画像の少なくとも一つが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項５】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記異常原因として、少なくとも前記アライメントマークに付着する異物あるいは汚れ、または前記アライメントマークの欠けが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項６】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記記憶手段に、特徴量に応じて設定された異常の有無の基準となるしきい値が記憶され、
前記異常検出手段は、前記しきい値に基づいて前記特徴量の比較結果から異常の有無を判定することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項７】
請求項６記載の電子部品実装装置において、
前記しきい値は、複数枚の教示画像を用いて演算手段により算出されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項８】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、
前記表示基板あるいは前記電子部品を前記電子部品実装装置から自動排出するか、もしくは前記異常検出手段においてアライメントマーク検出のサーチをリトライすることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項９】
表示基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
前記電子部品実装装置は、複数の処理作業装置により構成され、
前記複数の処理作業装置において、
前記表示基板および前記電子部品の少なくともいずれかに設けられた被サーチマークを撮像する撮像手段と、
撮像された前記被サーチマークの画像に基づいて前記表示基板の所定位置に前記電子部品を位置決めするアライメント手段と、
前記被サーチマークが正常か異常かの判定基準となるテンプレートマークの画像と、前記被サーチマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの特徴量と、前記被サーチマークの異常情報を予め記憶しておく記憶手段と、
前記撮像手段により撮像された被サーチマークの画像と、予め記憶された前記テンプレートマークの画像のそれぞれの特徴量を比較する比較手段と、
前記特徴量の比較結果を基にして、前記被サーチマークの異常有無を検出する異常検出手段と、を備え、
前記複数の処理作業装置の一つにおいて、前記被サーチマークの異常を検出した場合に、異常情報を他の処理作業装置に転送することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電子部品実装装置において、
転送された前記異常情報に基づいて、異常がいずれの処理作業装置において発生したかを切り分けできることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項１１】
請求項９記載の電子部品実装装置において、
前記比較手段による特徴量の比較が複数回行われた結果、前記被サーチマークと前記テンプレートとの類似度が前記複数の処理作業装置の一つの装置で連続して低下した場合に警報報知する手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項１２】
表示基板の所定位置に電子部品を位置決めするアライメント工程を有する電子部品実装方法において、
前記表示基板および前記電子部品の少なくともいずれかに設けられたアライメントマークと、前記アライメントマークが正常か異常かの判定基準となるテンプレートマークとを撮像装置にて撮像し該アライメントマークの画像を取得する撮像工程と、
前記テンプレートマークの画像と、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの特徴量と、前記アライメントマークの異常情報を予め記憶手段に記憶する記憶工程と、
前記撮像手段により撮像されたアライメントマークの画像と、予め記憶された前記テンプレートマークの画像のそれぞれの特徴量を、演算装置を用いて比較する特徴量比較工程と、
前記特徴量の比較結果を基にして、前記演算装置にて前記アライメントマークの異常有無を検出する異常検出工程と、を備え、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、異常情報を表示装置に表示することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記異常情報は、異常内容および該異常内容に対応した異常原因であることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の電子部品実装方法において、
前記異常原因に基づいて、前記異常原因に対する対処方法を前記表示手段に表示することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記特徴量として、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの面積と、アスペクト比と、サイズと、差画像の少なくとも一つが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記異常原因として、少なくとも前記アライメントマークに付着する異物あるいは汚れ、または前記アライメントマークの欠けが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記異常に応じて設定された異常の有無の基準となるしきい値を記憶する工程と、
前記しきい値に基づいて前記特徴量の比較結果から異常の有無を判定する異常判定工程とを有することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の電子部品実装方法において、
前記しきい値は、複数枚の教示画像を用いて演算手段により算出されることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、
前記表示基板あるいは前記電子部品を自動排出するか、もしくはアライメントマーク検出のサーチをリトライする工程を、さらに有することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１】
表示基板に電子部品を実装する電子部品実装装置において、
前記表示基板および前記電子部品の少なくともいずれかに設けられたアライメントマークを撮像する撮像手段と、
撮像された前記アライメントマークの画像に基づいて前記表示基板の所定位置に前記電子部品を位置決めするアライメント手段と、
前記アライメントマークが正常か異常かの判定基準となるテンプレートマークの画像と、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの特徴量と、前記アライメントマークの異常情報を予め記憶しておく記憶手段と、
前記撮像手段により撮像されたアライメントマークの画像と、予め記憶された前記テンプレートマークの画像のそれぞれの特徴量を比較する比較手段と、
前記特徴量の比較結果を基にして、前記アライメントマークの異常有無を検出する異常検出手段と、を備え、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、異常情報を表示する表示手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記異常情報は、前記記憶手段に予め記憶された異常内容および該異常内容に対応した異常原因であることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項３】
請求項２記載の電子部品実装装置において、
前記異常原因に基づいて、前記記憶手段に予め記憶された前記異常原因に対する対処方法を前記表示手段に表示することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項４】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記特徴量として、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの面積と、アスペクト比と、サイズと、差画像の少なくとも一つが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項５】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記異常原因として、少なくとも前記アライメントマークに付着する異物あるいは汚れ、または前記アライメントマークの欠けが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項６】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記記憶手段に、特徴量に応じて設定された異常の有無の基準となるしきい値が記憶され、
前記異常検出手段は、前記しきい値に基づいて前記特徴量の比較結果から異常の有無を判定することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項７】
請求項６記載の電子部品実装装置において、
前記しきい値は、複数枚の教示画像を用いて演算手段により算出されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項８】
請求項１記載の電子部品実装装置において、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、
前記表示基板あるいは前記電子部品を前記電子部品実装装置から自動排出するか、もしくは前記異常検出手段においてアライメントマーク検出のサーチをリトライすることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項９】
表示基板に電子部品を実装する電子部品実装装置であって、
前記電子部品実装装置は、複数の処理作業装置により構成され、
前記複数の処理作業装置において、
前記表示基板および前記電子部品の少なくともいずれかに設けられた被サーチマークを撮像する撮像手段と、
撮像された前記被サーチマークの画像に基づいて前記表示基板の所定位置に前記電子部品を位置決めするアライメント手段と、
前記被サーチマークが正常か異常かの判定基準となるテンプレートマークの画像と、前記被サーチマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの特徴量と、前記被サーチマークの異常情報を予め記憶しておく記憶手段と、
前記撮像手段により撮像された被サーチマークの画像と、予め記憶された前記テンプレートマークの画像のそれぞれの特徴量を比較する比較手段と、
前記特徴量の比較結果を基にして、前記被サーチマークの異常有無を検出する異常検出手段と、を備え、
前記複数の処理作業装置の一つにおいて、前記被サーチマークの異常を検出した場合に、異常情報を他の処理作業装置に転送することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項１０】
請求項９記載の電子部品実装装置において、
転送された前記異常情報に基づいて、異常がいずれの処理作業装置において発生したかを切り分けできることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項１１】
請求項９記載の電子部品実装装置において、
前記比較手段による特徴量の比較が複数回行われた結果、前記被サーチマークと前記テンプレートとの類似度が前記複数の処理作業装置の一つの装置で連続して低下した場合に警報報知する手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項１２】
表示基板の所定位置に電子部品を位置決めするアライメント工程を有する電子部品実装方法において、
前記表示基板および前記電子部品の少なくともいずれかに設けられたアライメントマークと、前記アライメントマークが正常か異常かの判定基準となるテンプレートマークとを撮像装置にて撮像し該アライメントマークの画像を取得する撮像工程と、
前記テンプレートマークの画像と、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの特徴量と、前記アライメントマークの異常情報を予め記憶手段に記憶する記憶工程と、
前記撮像手段により撮像されたアライメントマークの画像と、予め記憶された前記テンプレートマークの画像のそれぞれの特徴量を、演算装置を用いて比較する特徴量比較工程と、
前記特徴量の比較結果を基にして、前記演算装置にて前記アライメントマークの異常有無を検出する異常検出工程と、を備え、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、異常情報を表示装置に表示することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記異常情報は、異常内容および該異常内容に対応した異常原因であることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の電子部品実装方法において、
前記異常原因に基づいて、前記異常原因に対する対処方法を前記表示手段に表示することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１５】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記特徴量として、前記アライメントマークおよび前記テンプレートマークそれぞれの面積と、アスペクト比と、サイズと、差画像の少なくとも一つが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記異常原因として、少なくとも前記アライメントマークに付着する異物あるいは汚れ、または前記アライメントマークの欠けが前記記憶手段に記憶されていることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１７】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記異常に応じて設定された異常の有無の基準となるしきい値を記憶する工程と、
前記しきい値に基づいて前記特徴量の比較結果から異常の有無を判定する異常判定工程とを有することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の電子部品実装方法において、
前記しきい値は、複数枚の教示画像を用いて演算手段により算出されることを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項１９】
請求項１２記載の電子部品実装方法において、
前記アライメントマークの異常を検出した場合に、
前記表示基板あるいは前記電子部品を自動排出するか、もしくはアライメントマーク検出のサーチをリトライする工程を、さらに有することを特徴とする電子部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−７４０６４（Ｐ２０１３−７４０６４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１１４９１（Ｐ２０１１−２１１４９１）
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２７日（２０１１．９．２７）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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