對基板作業機的制作方法

本發明涉及向基板裝配電子元件的元件裝配機等對基板進行作業的對基板作業機。

背景技術：

在元件裝配機等對基板作業機中，通過基板固定裝置將基板固定，對于該固定的基板，進行電子元件的裝配、粘結劑的涂布、檢查等對基板作業。上述的對基板作業基于通過基板固定裝置固定的基板的位置(以下，有時稱為“固定位置”)進行，在大多數的對基板作業機中，通過拍攝裝置拍攝設于基板的基準標記，基于其拍攝結果來取得該固定位置。即，對基板作業以識別出的基準標記為基準進行。另一方面，如下述專利申請記載那樣，在一部分的基板中，出于需要提高對基板作業的精度等理由，除了成為基板整體的位置基準的整體基準標記之外，還設有成為局部的基板的區域(以下，有時稱為“局部區域”)的基準的局部區域基準標記，該局部區域的對基板作業以該局部區域基準標記為基準進行。

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-101300號公報

技術實現要素：

發明要解決的課題

在基板中，印制配線的焊盤等各種物體設于表面或者被顯示，在通過拍攝來識別基準標記的情況下，進行拍攝對象為基準標記這一情況的確認即用于確認應識別的基準標記被識別出這一情況的處理。該確認處理希望可靠地進行，特別是在整體基準標記與局部區域基準標記并列設置那樣的基板中，由于基準標記的個數多而且對基板作業要求高精度等原因，滿足上述愿望的情況與提高對基板作業機的實用性的情況息息相關。本發明鑒于這樣的實際情況而作出，課題在于提供一種實用性高的對基板作業機。

用于解決課題的方案

為了解決上述課題，本發明的對基板作業機具備：基板固定裝置，固定基板；對基板作業裝置，對固定于該基板固定裝置的基板進行作業；拍攝裝置，拍攝固定于該基板固定裝置的基板的表面；及控制裝置，在由該拍攝裝置拍攝到的拍攝對象的位置偏差量處于設定公差的范圍內時，識別為該拍攝對象是基準標記，并且為了執行以該識別出的基準標記為基準的作業而控制所述對基板作業裝置，所述對基板作業機的特征在于，在固定于所述基板固定裝置的基板是設有表示基板整體的基準的整體基準標記和表示局部區域的基準的局部區域基準標記作為所述基準標記的基板的情況下，用于識別所述局部區域基準標記的所述設定公差被設定得小于用于識別所述整體基準標記的所述設定公差。

順便提及，本發明的上述“拍攝對象”是指拍攝到的圖像中的被確定為基準標記的物體，如果拍攝對象是基準標記，則“拍攝對象的位置偏差量”是指拍攝對象的位置距該基準標記應存在的位置(也可以稱為“正規位置”、“理論位置”等)的偏差。需要說明的是，“對于固定的基板進行的作業”即“對基板作業”包括元件的裝配作業、在該裝配作業之前進行的粘結劑涂布作業、檢查裝配作業的結果的檢查作業等各種作業，同樣，“對基板作業裝置”包括元件裝配裝置、粘結劑涂布裝置、檢查裝置等各種裝置，而且，“對基板作業機”包括元件裝配機、粘結劑涂布機、檢查機等各種結構。此外，“局部區域”相當于例如在1個基板由電路圖案相同的多個子基板構成時的這多個子基板中的一個。而且，例如關于在元件裝配作業中特別要求精度的元件的裝配，在該元件的附近設置基準標記，存在以該基準標記為基準進行該元件的裝配的情況，這種情況下的裝配該元件的區域及其附近的區域也相當于局部區域。

需要說明的是，上述本發明的對基板作業機優選的是，在固定于所述基板固定裝置的基板是設有相互分離的一對整體基準標記作為所述整體基準標記并設有對于一個局部區域而相互分離的一對局部區域基準標記作為所述局部區域基準標記的基板的情況下，用于識別所述整體基準標記的設定公差包含對這一對整體基準標記的分離距離的設定公差作為所述一對整體基準標記的相對位置偏差量的設定公差，用于識別所述局部區域基準標記的設定公差包含對這一對局部區域基準標記的分離距離的設定公差作為所述一對局部區域基準標記的相對位置偏差量的設定公差，對所述一對局部區域基準標記的分離距離的設定公差被設定得小于對所述一對整體基準標記的分離距離的設定公差。

在這種情況下，本發明的對基板作業機優選的是，對所述一對整體基準標記的分離距離的設定公差及對所述一對局部區域基準標記的分離距離的設定公差被設定為與它們的分離距離對應的大小。

發明效果

大多數基板固定裝置是將通過輸送器裝置而停止的基板固定的結構，因此由于輸送器裝置的停止精度的關系，可認為通過該基板固定裝置固定的基板的固定位置(是包含“旋轉位置”、即“旋轉相位”、“方位”的概念)存在比較大的偏差。鑒于這種情況，為了容許整體基準標記的比較大的位置偏差，在本發明的對基板作業機中，增大用于識別上述整體基準標記的設定公差。在能夠識別整體基準標記的情況下，通過該整體基準標記，來掌握基板整體的位置，決定該基板上的各處的位置即基板上的坐標(以下，有時稱為“基準坐標”)，基于該坐標，來識別局部區域基準標記，因此可認為該局部區域基準標記的位置偏差比較小。鑒于此情況，在本發明的對基板作業機中，減小用于識別局部區域基準標記的設定公差。而且，局部區域是比較窄的區域，因此存在將可能誤認為局部區域基準標記的物體作為拍攝對象的情況。考慮到這種情況，為了避免該誤認，而減小用于識別局部區域基準標記的設定公差。通過以上的情況，根據本發明的對基板作業機，能可靠地進行上述的基準標記的確認處理即用于確認應識別的基準標記被識別出的處理。

另外，通常如果為整體基準標記，則為了取得基板的旋轉位置，多在基板的外緣部的對角位置設置一對整體基準標記，如果為局部區域基準標記，則為了取得局部區域的旋轉位置，多在局部區域的外緣部的對角位置設置一對局部區域基準標記。在這樣的情況下，作為基準標記的確認處理，上述一對基準標記的分離距離的偏差即一對基準標記的相對位置的偏差量作為基準標記的確認處理用的參數是有效的。詳細而言，例如，在具有撓性的基板即柔性基板的情況下，考慮到基板的撓性而進行基準標記的確認處理的情況特別有效。在這樣的基板中，一對整體基準標記間的分離距離的偏差量比較大，另一方面，一對局部區域基準標記間的分離距離的偏差量由于該區域多為比較窄而可考慮為比較小。考慮到這樣的情況，對一對局部區域基準標記的分離距離的設定公差被設定得小于對一對整體基準標記的分離距離的設定公差為優選。通過這樣設定上述一對基準標記間的分離距離，能進行更可靠的基準標記確認處理。

能夠容許的一對基準標記間的分離距離的偏差量優選設為與其分離距離對應的值。即，優選的是，分離距離越大則偏差量越大，分離距離越小則偏差量越小。這樣，通過將對一對基準標記的分離距離的設定公差設定為與該分離距離對應的大小，能進行更可靠的基準標記確認處理。

附圖說明

圖1是表示作為本發明的對基板作業機的一實施例的元件裝配機的整體結構的圖。

圖2是在實施例的元件裝配機中示意性地表示進行作為對基板作業的元件裝配作業的基板的圖。

圖3是表示在實施例的元件裝配機中進行的基準標記識別處理的流程圖。

圖4是示意性地表示拍攝基準標記時的相機的取得圖像的一例的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖，詳細說明本發明的代表性的實施方式，作為與將電子元件向電路基板裝配的元件裝配機相關的實施例。需要說明的是，要求權利的發明除了下述實施例之外，還能夠基于本領域技術人員的知識以實施了各種變更、改良的各種形態來實施。

實施例

[a]元件裝配機的結構

實施例的元件裝配機裝入于圖1所示的元件裝配系統，該系統包括系統基座10和在該系統基座10上并列配置的2個元件裝配機12而構成。這2個元件裝配機12具有彼此相同的結構，其一個一個是作為實施例的對基板作業機的元件裝配機。

元件裝配機12具備由基座14和配設在該基座14上的框架16構成的主體。在基座14上的前后方向的中央部配設有輸送器裝置18，在前方部，分別作為元件供給裝置發揮功能的多個元件供料器20沿左右方向并列配設。而且，在框架16支撐有作為對基板作業裝置的元件裝配裝置22。元件裝配裝置22包括：具有作為元件保持設備的吸嘴的裝配頭24；及使該裝配頭24沿前后左右及上下移動的頭移動裝置26。

輸送器裝置18是在前后兩通道中沿左右搬運基板的裝置，具備：以沿前后與各個通道相向的方式豎立設置而分別將傳送帶(省略圖示)支撐為能夠繞圈的一對支撐板28；及配設在這一對支撐板28之間而用于從下方將基板抬起的升降臺30。通過傳送帶，沿左右方向搬運基板s，在元件裝配作業時，通過升降臺30的上升，將被搬運至已設定的位置的基板s固定于與一對支撐板28各自的上端卡定的狀態。即，輸送器裝置18作為在元件裝配作業時將基板s固定的基板固定裝置發揮功能。

通過頭移動裝置26，一邊使裝配頭24在元件供料器20與由輸送器裝置18固定的基板s之間移動，一邊進行元件裝配作業。詳細而言，裝配頭24在吸嘴處保持從元件供料器20供給的元件，并將該保持的元件向由輸送器裝置18固定的基板s上載置。元件裝配作業的輸送器裝置18、元件供料器20、元件裝配裝置22等的控制由一體化有操作面板的控制裝置32進行。

在后文詳細說明，在輸送器裝置18與元件供料器20之間設置元件相機34，保持于裝配頭24的元件由該元件相機34拍攝，通過對于由拍攝得到的圖像的處理，來取得元件的保持位置的偏差量，一邊考慮該偏差量，一邊進行元件向基板s的載置。另一方面，拍攝基板s的表面的基板相機36與裝配頭24并列設置，通過頭移動裝置26而與裝配頭24一體移動。作為拍攝裝置的基板相機36在元件裝配作業時拍攝設于基板s的基準標記，通過該得到的圖像的處理，來取得固定的基板s的位置的偏差量、即固定位置的偏差量，一邊考慮該偏差量，一邊進行元件向基板s的載置。上述的圖像處理、偏差量的取得也由控制裝置32進行。

[b]基板和設于該基板的基準標記

在元件裝配機12中進行元件裝配作業的基板例如是圖2(a)、(b)所示的結構。圖2所示的基板s被稱為所謂多基板，是多個子基板集合而成的結構。換言之，基板s設有電路圖案彼此相同的多個局部區域。具體而言，在圖2(a)所示的基板s上，呈長2×寬2的矩陣狀地設置4個局部區域a，在圖2(b)所示的基板s上，呈長6×寬8的矩陣狀地設置48個局部區域a。

如前述說明那樣，通過元件裝配裝置22向由輸送器裝置18固定的基板s載置元件，但是由輸送器裝置18固定的基板s的位置即固定位置由于輸送器裝置18的搬運時的停止精度、前后方向的間隙等的關系而產生變動。具體而言，無論是前后方向位置還是左右方向位置都產生偏差，而且，旋轉方向位置(旋轉相位、方位)也產生偏差。由于需要考慮該偏差地進行元件裝配作業，因此在基板s上設置基準標記。

具體而言，在圖2(a)、(b)的任一基板s中，在該基板s的右上角、左下角設置一對基準標記fm1，按照各局部區域a而在該局部區域a的左上角、右下角設置一對基準標記fm2。基準標記fm1用于掌握基板s的整體的位置，可以稱為整體基準標記。另一方面，基準標記fm2是成為載置于局部區域a的元件的基準的標記，可以稱為局部區域基準標記。局部區域基準標記fm2為了提高局部區域a的元件的裝配位置的精度而設置。

[c]基準標記的識別

基準標記的識別用的處理在通過輸送器裝置18固定了基板之后，將元件向該基板載置之前進行。詳細而言，通過控制裝置32執行圖3所示的流程圖表示的基準標記識別程序來進行。

在按照上述程序的處理中，首先，在步驟1(以下，簡稱為“s1”。其他的步驟也同樣)中，拍攝一對整體基準標記fm1的一方。具體而言，通過頭移動裝置26使基板相機36移動到基準標記的上方來進行基準標記的拍攝。基板相機36的移動位置是基準標記應存在的理論上的位置(以下，有時稱為“標記正規位置”)位于基板相機36的視野的中心的位置。在整體基準標記fm1的情況下，即，在假定為基板固定于正規的位置(理論上的位置)的情況下該整體基準標記fm1應存在的位置成為標記正規位置，在這種情況下由基板相機36拍攝的圖像成為例如圖4所示的情況。

接下來，在s2中，基于在s1中拍攝到的圖像的數據，來確定整體基準標記fm1，與該整體基準標記fm1距標記正規位置的左右方向(以下有時稱為“x方向”)及前后方向(以下有時稱為“y方向”)的位置x、y一起取得位置偏差量δx、δy。順便提及，若對圖4所示的情況進行說明，則位置x、y是以相對于該元件裝配機12設定的基準位置為基準的位置，而且，位置偏差量δx、δy成為圖示的值。需要說明的是，基準標記的確定基于預先登記的該基準標記的形狀、大小等，通過從圖像之中找到與該基準標記相當的形狀、大小的拍攝對象來進行。

從圖4可知，在基板上，不僅設有基準標記，也設有配線圖案p(也可以稱為“焊盤”)，基準標記以外的物體也被拍攝為拍攝對象。在圖中，配線圖案p的端子t的形狀、大小均與整體基準標記fm1類似，該端子t可能會被誤識別為整體基準標記fm1。考慮到這種情況等，對于上述位置偏差量δx、δy來設定公差tδx1、tδy1，接下來在s3中，判斷上述位置偏差量δx、δy是否處于設定公差tδx1、tδy1的范圍內。在判斷的結果是位置偏差量δx、δy的任一個不在設定公差tδx1、tδy1的范圍內時，在s4中，報知誤識別了基準標記這一內容，使該元件裝配機12的工作停止。

在整體基準標記fm1的位置偏差量δx、δy這兩者處于設定公差tδx1、tδy1的范圍內時，經由s5的處理，對一對整體基準標記fm1的另一方進行s1～s3的處理。在對一對整體基準標記fm1的兩方判斷為位置偏差量δx、δy處于設定公差tδx1、tδy1的范圍內時，進行s6的處理。

在s6中，一對整體基準標記fm1的分離距離l(參照圖2)基于在s2中取得的各自的位置x、y而取得，伴隨于此，取得該分離距離l與正規的分離距離之差即分離距離差δl作為與一對整體基準標記fm1的相對位置相關的偏差量(相對位置偏差量)。對于該分離距離差δl也設定公差tδl1，接下來在s7中，判斷分離距離差δl是否處于設定公差tδl1的范圍內。在判斷的結果是分離距離差δl不在設定公差tδl1的范圍內時，在s4中，報知誤識別了基準標記這一內容，使該元件裝配機12的工作停止。在判斷為分離距離差δl處于設定公差tδl1的范圍內時，進行s8的處理。

在s8中，基于在s2中取得的一對整體基準標記fm1的位置x、y，來設定對于該基板的基準坐標。基準坐標是考慮基板的固定位置的偏差而設定的坐標，s9以下的處理基于該基準坐標來執行。具體而言，例如，局部區域基準標記fm2的上述標記正規位置也成為按照基準坐標的位置。

s10以下的處理是關于局部區域基準標記fm2的處理，在s9中，按照已設定的順位，從還未進行s10以下的處理的區域之中確定多個局部區域a中的進行s10以下的處理的1個區域。并且，對于該確定的局部區域a，進行s10～s15的處理。該s10～s15的處理是與先說明的s1～s7的處理同樣的處理，簡單而言，取得1個局部區域a的按照上述基準坐標的局部區域基準標記fm2的位置x、y、位置偏差量δx、δy、分離距離差δl，判斷上述位置偏差量δx、δy是否處于設定公差tδx2、tδy2的范圍內、分離距離差δl是否處于設定公差tδl2的范圍內，在不處于范圍內的情況下，報知誤識別了基準標記這一內容。

在s16中，判斷是否進行了關于全部的局部區域a的處理，并對全部的局部區域a反復進行s10～15的處理。在全部的基準標記的識別處理良好地進行的情況下，基于取得的各局部區域a的局部區域基準標記fm2的位置x、y，執行對于各局部區域a的元件裝配作業。

在上述的基準標記的識別用的處理中，基于基準標記的位置偏差量δx、δy、相對位置偏差量即分離距離差δl，利用對它們的設定公差tδx1、tδy1、tδx2、tδy2、設定公差tδl1、tlδ2，進行用于確認應識別的基準標記被識別出的處理。具體而言，s3、s7、s12、s15是基準標記的確認處理，關于在上述確認處理中利用的設定公差tδx1、tδy1、tδx2、tδy2、設定公差tδl1、tδl2而言，在本元件裝配機12中，用于確認局部區域基準標記fm2的設定公差tδx2、tδy2、tδl2被設定得小于用于確認整體基準標記fm1的設定公差tδx1、tδy1、tδl1。根據此情況，在本元件裝配機12中，上述確認用的處理如前所述可靠地進行。

需要說明的是，從圖2可知，以局部區域a的個數等為起因，一對局部區域基準標記fm2的分離距離l根據基板而不同。在本元件裝配機12中，由于前述說明的理由，根據一對局部區域基準標記fm2的分離距離l，分離距離l越大則設定公差tδl設定得越大，分離距離l越小則設定公差tδl設定得越小。這有助于使基準標記的確認處理更可靠。

附圖標記說明

12：元件裝配機〔對基板作業機〕

18：輸送器裝置〔基板固定裝置〕

22：元件裝配裝置〔對基板作業裝置〕

32：控制裝置

36：基板相機〔拍攝裝置〕

s：基板

a：局部區域

fm1：整體基準標記

fm2：局部區域基準標記

δx、δy：位置偏差量

tδx1、tδy1、tδx2、tδy2：設定公差

δl：分離距離差〔相對位置偏差量〕

tδl1、tδl2：設定公差