JP3736464B2

JP3736464B2 - Reference mark position detection method

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Publication number: JP3736464B2
Application number: JP2002019241A
Authority: JP
Inventors: 順一帆足
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2002-01-28
Publication date: 2006-01-18
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: JP2003214818A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に形成された基準マークの配置位置を、対象物を撮像して得られる画像から検出する基準マーク位置検出方法に関し、特に配線板等に形成された基準マークの配置位置を検出し、配線板同士の積層による多層化等における配線板の位置決め等に利用することができる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線板同士を積層して多層化する場合などには、積層される各配線板に基準マークを形成し、この基準マークの配置位置に基づいて各配線板の配置位置を検出し、この配線板の配置位置に基づいて配線板同士を位置合わせした状態で積層することにより、位置ずれなく配線板同士を積層することが行われていた。
【０００３】
上記のような配線板等の対象物に形成された基準マークの配置位置の検出は、一般的には、対象物上をＣＣＤカメラ等の撮像器で撮像し、得られた画像を画像処理して、基準マークの配置位置を導出することによって行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、配線板等の対象物に形成された基準マークを撮像器にて撮像するにあたっては、基準マークの配置位置のずれが大きい場合でも基準マークを撮像できるように、集光レンズを介して撮像することが行われており、集光レンズの収差等によって、対象物と、得られた画像との間に歪が生じることがあった。特に、広い領域を撮像するために広角な集光レンズを用いる場合には、この歪が著しいものであり、このため、このような歪んだ画像に基づいて基準マークの配置位置を正確に検出することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、対象物を撮像した画像に歪が生じている場合でも、対象物上の基準マークの配置位置を正確に検出することができる基準マーク位置検出方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基準マーク位置検出方法は、基準マーク１３が形成さた対象物を撮像し、得られる画像８２から基準マーク１３の配置位置を導出する基準マーク位置検出方法において、対象物を撮像して得られる画像８２を複数のエリア８３に分割し、各エリア８３ごとに、画像８２中の画素サイズと対象物上における実寸とを関連づける演算値を与え、対象物を撮像して得られる画像８２中における基準マーク１３に対応する画素８５を導出すると共にこの画素８５がいずれのエリア８３にあるかを識別し、このエリア８３に与えられた演算値を用いて、画像８２中における基準マーク１３に対応する画素８５の位置から、対象物上の基準マーク１３の配置位置を導出することを特徴とするものである。
【０００７】
上記の画像８２は、格子状の境界線にて複数のエリア８３に分割することが好ましい。
【０００８】
また、上記の画像を同心円状の境界線にて複数のエリア８３に分割することも好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、本発明を多層配線板の製造工程に適用した例を挙げて、説明する。
【００１０】
対象物である配線板１，３は、樹脂積層板などの絶縁板の片面あるいは両面さらに内層に回路を設けて形成されるものであり、本発明では、下側に積層される下側配線板１と上側に積層される上側配線板３を用いるようにしてある。下側配線板１と上側配線板３はほぼ同じ大きさに形成されるものであり、この各配線板１，３の表面には、その端縁の個所において基準マーク１３が設けてある。図８は配線板１，３に設ける基準マーク１３の位置の一例を示すものであり、基準マーク１３は、一つの配線板１，３に一個又は複数個設けられるが、配線板１，３の配置位置を特定するためには、一つの配線板１，３に少なくとも二個の基準マーク１３を形成することが好ましい。本実施形態では、基準マーク１３は、配線板１，３の両側縁に、それぞれ配置する。
【００１１】
この下側配線板１や上側配線板３の大きさによって、下側配線板１や上側配線板３を何枚並べるかが決まるが、本実施の形態では、図７（ａ）に示すように下側配線板１と上側配線板３はそれぞれ横一列に３枚を並べるようにしてある。
【００１２】
プリプレグ２はガラス布などの基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂液を含浸すると共に加熱・乾燥することによって、熱硬化性樹脂をＢステージ状態に半硬化させたものとして形成されるものである。このプリプレグ２は図７（ａ）のように、下側配線板１や上側配線板３を所要枚数並べた（本実施の形態では３枚を横一列）際の、下側配線板１あるいは上側配線板３を合計した大きさと略同じ大きさに形成するようにしてある。
【００１３】
図６は本発明の装置のレイアウトを示すものであり、左から粗位置決め部４、位置決め部５、溶着部６、取り出し部２１が一列に配置してある。粗位置決め部４から、位置決め部５、溶着部６に至る両側にはレール２２が設けてある。
【００１４】
粗位置決め部４は吸着テーブルなどの作業テーブル２３によって形成されるものであり、まず下側配線板１を作業テーブル２３の上に複数枚並べて載置し、次にこの下側配線板１の各上面に亘るようにプリプレグ２を重ねて載置し、さらにこのプリプレグ２の上に上側配線板３を複数枚並べて載置することによって、下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３からなる積重ね物７を粗位置決め部４の上にセットするようにしてある。ここで、複数枚の各上側配線板３は、図７（ｂ）に示すように、各下側配線板１と上下に対応した位置においてプリプレグ２の上に並べて配置されるものであり、下側配線板１に対して上側配線板３を粗位置決めしながら上側配線板３をプリプレグ２の上に載置するようにしてある。粗位置決め部４に下側配線板１、プリプレグ２、上側配線板３を載置する作業は、作業者の手作業で行なってもよく、ロボットを用いて行なっても良い。また下側配線板１に対する上側配線板３の粗位置決めは、±２ｍｍ程度の範囲で行なえばよく、作業者の目視確認や撮像器の撮像の画像処理による確認で行なうことができる。
【００１５】
上記のようにして下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３を重ねた積重ね物７は、粗位置決め部４から位置決め部５へと移送される。このとき、下側配線板１に対する上側配線板３の粗位置決め状態がずれないように、クランプ移載装置８を用い、積重ね物７の両側端をクランプして、下側配線板１と上側配線板３をプリプレグ２を介して挟持固定した状態で移送するようにしてある。図９はクランプ移載装置８のクランプ具２５を示すものであって、側面形状がコ字形の保持具２６と、保持具２６の上片２７に設けたプランジャー２８と、プランジャー２８の作動で上下動される押え片２９とで形成してあり、保持具２６の下片３０と押え片２９との間にクランプすることができるようにしてある。このクランプ具２５はレール２２に沿って移動駆動されるようにしてあり、レール２２に沿ってクランプ具２５を移動駆動できるようにしたものとしてクランプ移載装置８が形成されるものである。そして、クランプ具２５で下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３からなる積重ね物７の両側端をクランプした状態で、レール２２に沿ってこの積重ね物７を送り、粗位置決め部４から位置決め部５へと移送するものである。
【００１６】
図１０は位置決め部５を示すものであり、位置決め部５は吸着テーブル９と、吸引位置合わせユニット１２と、下側及び上側の撮像器１０，１１からなる。吸着テーブル９は上面に多数の吸引孔（図示省略）を設けて形成されるものであり、図１０（ａ）及び図１１に示すように、長手方向を３枚の下側配線板１を並べることができる長さに形成してある。吸着テーブル９の幅方向は下側配線板１の幅寸法より若干短めに形成してあり、両側端に垂れ防止板３２を所定間隔で側方へ突出して設けてある。クランプ移載装置８のクランプ具２５で側端縁をクランプした状態で位置決め部５へ移送された積重ね物７は吸着テーブル９の上に移送されるが、クランプ具２５に複数設けた下片３０が図１１のように、たれ防止板３２の間に逃げることによって、積重ね物７を吸着テーブル９の上に載置することができるものである。積重ね物７の側端部は垂れ防止板３２で支持され、吸着テーブル９から垂れ下がることを防ぐようにしてある。このようにして積重ね物７が吸着テーブル９に載置されると吸着テーブル９の上面を真空吸引状態にし、各下側配線板１を吸着テーブル９の上面に吸着固定した後に、クランプ具２５によるクランプを解除するようにしてある。
【００１７】
吸引位置合わせユニット１２は図１０（ｂ）に示すように、下面に多数の吸引孔（図示省略）を設けた吸引盤３３と、吸引盤３３を上下駆動させると共に吸引盤３３を吸着テーブル９の長手方向及びそれと直交する方向、さらに鉛直軸を中心に水平に回動させる方向、すなわちＸＹθ方向に移動駆動させる駆動機構部３４とからなるものである。吸引盤３３は上側配線板３よりやや小さい面積で形成されるものであり、図１２に示すように、吸引盤３３の四辺にそれぞれ複数本の補助吸引パッド３５が外方へ突出して設けてある。補助吸引パッド３５はプランジャー３６によって上下動されるようになっている。
【００１８】
図７に示す例では、駆動機構部３４は下面に吸引盤３３を設けた吸引支持部３４ａ、第一スライド駆動部３４ｂ、第二スライド駆動部３４ｃ、回転駆動部３４ｄ及び昇降駆動部３４ｅから構成され、吸引支持部３４ａは第一スライド駆動部３４ｂの下方に設けられており、第一スライド駆動部３４ｂはサーボモータ駆動等により、吸引支持部３４ａを一方向に水平移動可能に支持している。また、第一スライド駆動部３４ｂは、第二スライド駆動部３４ｃの下方に設けられており、第二スライド駆動部３４ｃはサーボモータ駆動等により、第一スライド駆動部３４ｂを、上記の第一スライド駆動部３４ｂによる吸引支持部３４ａの水平移動方向と直交する方向に水平移動可能に支持している。また、第二スライド駆動部３４ｃは回転駆動部３４ｄの下方に設けられており、回転駆動部３４ｄはサーボモータ駆動等により、第二スライド駆動部３４ｃを鉛直方向の回転軸を中心に回転可能に支持している。また回転駆動部３４ｄは昇降駆動部３４ｅの下方に設けられており、昇降駆動部３４ｅはシリンダ駆動等により、回転駆動部３４ｄを鉛直上下方向に昇降可能に支持している。
【００１９】
このように構成される駆動機構部３４は、後述するシーケンサ８１から伝送されるＮＣデータによる数値制御によって、上記の吸引盤３３の位置調整動作が制御される。
【００２０】
吸引位置合わせユニット１２は図１０（ｂ）に示すように移動体３７の天井架材３８の下側に取り付けてある。移動体３７は両側の支柱３９の上端間に天井架材３８を架設して門型に形成されるものであり、各支柱３９の下端に走行具４０が設けてある。吸着テーブル９の両側方にその長手方向に沿ってガイドレール４１が設けてあり、走行具４０をこのガイドレール４１に走行駆動自在に取り付けることによって、吸着テーブル９を跨いだ状態で移動体３７を吸着テーブル９の長手方向に移動できるようにしてある。
【００２１】
また移動体３７の両側の支柱３９にはそれぞれアーム４２ａによって上側撮像器１１が取り付けてあり、両側の各走行具４０にはアーム４２ｂによって下側撮像器１０が取り付けてある。各撮像器１０，１１は、集光レンズ、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子、Ａ／Ｄ変換回路、増幅回路等から構成され、撮像素子にて光電変換して得られる電気信号をＡ／Ｄ変換や増幅等の処理を施した後に、後述する画像処理部８０に伝送する。尚、Ａ／Ｄ変換回路、増幅回路等は撮像器１０，１１とは別途に設けても良く、例えばＡ／Ｄ変換回路、増幅回路等を画像処理部８０に設けても良い。
【００２２】
この上側撮像器１１は集光レンズを下向きにして、補助吸引パッド３５の間の位置において吸引盤３３の側方に配置してある。また下側撮像器１０は集光レンズを上向きにして、吸着テーブル９の両側端の下側位置に配置してある。
【００２３】
これらの撮像器１０，１１は、一対の上下の配線板１，３にそれぞれ形成された各基準マーク１３を撮像するものが、それぞれ設けられており、本実施形態では、上側撮像器１１と下側撮像器１０とが、それぞれ二個ずつ設けられている。
【００２４】
そして初期の状態では、移動体３７は吸着テーブル９の粗位置決め部４側の端部位置に配置されており、上記のように、吸着テーブル９の上に載置された積重ね物７の下側配線板１を吸着固定すると共にクランプ具２５によるクランプを解除した後、吸引位置合わせユニット１２の吸引盤３３を下動させて吸引盤３３の下面に端部の上側配線板３を吸引すると共に吸引盤３３の四周からはみ出る上側配線板３の端縁部を補助吸引パッド３５で吸引し、次いで吸引盤３３を上動させることによって上側配線板３を持ち上げるようになっている。
【００２５】
このとき、吸着テーブル９の上に吸着固定されている下側配線板１の端縁部が、クランプ具２５が退避したあとの垂れ防止板３２間の隙間から下側撮像器１０で撮像されている。また吸引盤３３で吸着した状態で上側配線板３の端縁部が補助吸引パッド３５の間から上側撮像器１１で撮像されている。これらの上側撮像器１１及び下側撮像器１０による撮像により得られる画像に基づき、後述する処理によって、下側配線板１に対して上側配線板３を正確に位置合わせし、この状態で吸引盤３３を下動させて上側配線板３をプリプレグ２の上に載置することによって、下側配線板１に対して正確に位置合わせした状態で上側配線板３を重ねることができるものである。この後、再度、下側配線板１と上側配線板３を下側撮像器１０と上側撮像器１１で撮像して、下側配線板１に上側配線板３が位置合わせされていることを確認した後、吸引盤３３による上側配線板３の吸引を解除する。
【００２６】
次に、吸引盤３３を上昇させた後、移動体３７を移動させて図１０（ａ）に想像線で示すように、真中に配置されている上側配線板３を上記と同様にして下側配線板１に対して位置合わせをし、さらに溶着部６に近い側の端部に配置されている上側配線板３を上記と同様して下側配線板１に対して位置合わせをするようにしてあり、このようにして、３枚の上側配線板３を順に対応する下側配線板１に位置合わせすることができるものである。図７（ｃ）は位置決め部５において上側配線板３を下側配線板１に正確に位置合わせをする様子を示しており、高い精度で位置を合わせることができるものである。
【００２７】
上記のようにして位置決め部５で各上側配線板３が各下側配線板１に位置決めされると、下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３を重ねた積重ね物７は、位置決め部５から溶着部６へと移送される。このときも、下側配線板１に対する上側配線板３の位置決め状態がずれないように、積重ね物７の両側端をクランプ具２５でクランプして、クランプ移載装置８で溶着部６へ移送するようにしてある。
【００２８】
図１３は溶着部６を示すものであり、搬送ベルト１４と、搬送ベルト１４の下方位置に配置される下側ヒータ１６と、上方位置に配置される上側ヒータ１７と、さらに下側ヒータ１６の下方と上側ヒータ１７の上方にそれぞれ配置される脱臭用吸引ダクト４３から溶着部６を形成するようにしてある。
【００２９】
搬送ベルト１４は例えば耐熱性を有する長尺の帯状のベルトで形成してあり、駆動ロール４４，４５によって駆動するように形成されている。ここで図１４に示すように、駆動ロール４４，４６の両端にはカラー５０が設けてあり、搬送ベルト１４を蛇行することなく送ることができるようにしてある。そして搬送ベルト１４は一方の駆動ロール４４から一対の下側送りロール４８間に掛け渡されて送られ、他方の駆動ロールに送られるようになっている。
【００３０】
上側ヒータ１７は先端の加熱部を下向きにして、図１３（ｂ）のように複数本配置してあり、上下動されるようにしてある。また下側ヒータ１６は先端の加熱部を上向きにして、下側送りロール４８の間において、搬送ベルト１４の両側部に沿って複数本配置してあり、上下動されるようにしてある。
【００３１】
初期の状態では、クランプ移載装置８のクランプ具２５で側端縁をクランプした積重ね物７を溶着部６に移送するものであり、積重ね物７は図１５（ａ）のように、搬送ベルト１４の上に載置される。ここで、搬送ベルト１４の幅は積重ね物７の幅よりも狭く形成してあり、積重ね物７を搬送ベルト１４上に載置した後も、図１３（ｂ）に示すように搬送ベルト１４の側端からはみ出す積重ね物７の側端部をクランプ具２５でクランプしておくことができ、下側配線板１と上側配線板３の位置合わせがずれて狂うことを防ぐことができる。
【００３２】
次に、図１５（ｂ）のように下側ヒータ１６が上動すると共に上側ヒータ１７が下動し、下側ヒータ１６が搬送ベルト１４を介して各下側配線板１に当接されると共に上側ヒータ１７が各上側配線板３に近接し、下側配線板１や上側配線板３を局所的に加熱してこの個所で接するプリプレグ２を局所的に溶融させ、各下側配線板１をプリプレグ２の下面に局所的に溶着させて仮接着すると共に各上側配線板３をプリプレグ２の上面に局所的に溶着させて仮接着することができるものである。またプリプレグ２の樹脂を溶融させる際に発生する臭いは脱臭用吸引ダクト４３で吸引して脱臭されるようになっている。
【００３３】
このように各下側配線板１や各上側配線板３をプリプレグ２に仮接着して一体化した後、図１５（ｃ）のように、上側ヒータ１７を上動させてから下側ヒータ１６を下動させる。この後に冷却用ドライエアーを溶着個所に吹き付けて冷却を行なうようになっている。ここまで、積重ね物７の側端部をクランプ具２５でクランプし続けているが、この段階でクランプ具２５によるクランプを解除する。クランプ具２５はレール２２に沿って粗位置決め部４の位置に復帰するようになっている。
【００３４】
この後、駆動ロール４４，４６が図１５（ｄ）のように回転駆動され、搬送ベルト１４が取り出し部２１の方向へ送られる。搬送ベルト１４が送られる際に、搬送ベルト１４に付着した樹脂はドクターブレード５１で掻き取られるようになっている。そしてプリプレグ２に下側配線板１や上側配線板３を仮接着させた積重ね物７は、搬送ベルト１４が取り出し部２１の方向へ送り移動されることによって、積重ね物７を溶着部６から取り出し部２１へと送り出すことができるものである。図７（ｃ）は溶着部６において上側配線板３と下側配線板１をプリプレグ２に溶着して仮接着する様子を示している。
【００３５】
尚、図１６は上側ヒータ１７の詳細構成を示すものであり、シリンダー５３から突出されるシリンダーロッド５４の先端にヒータ部５５が設けてあり、この下側に伝熱プレート５６が配置してある。伝熱プレート５６は真鍮などの熱伝導率が高い伝熱部５７の周囲に断熱部５８を設けて形成してあり、伝熱プレート５６の上面にはヒータ部５５がはまり込む嵌合凹部５９が凹設してある。６０は溶着後に冷却用ドライエアーを吹き付ける冷却ノズルである。このものにあって、伝熱プレート５６は積重ね物７の上側配線板３の上に載置されるものであり、シリンダー５３を作動させてシリンダーロッド５４を下動させ、ヒータ部５５を下降させて伝熱部５７の嵌合凹部５９にはめ込むと、ヒータ部５５で伝熱部５７が加熱され、伝熱部５７の下面に伝熱された熱で上側配線板３を加熱して溶着することができる。伝熱プレート５６の伝熱部５７以外の部分は断熱部５８となっており、断熱部５８にはヒータ部５５の熱は伝わらないので、伝熱部５７の部分だけで局所的に上側配線板３を加熱して溶着することができるものである。下側ヒータ１６についても、上下が逆である以外は、図１６のものと同じように形成してある。
【００３６】
取り出し部２１はコロコンベアなどで形成されるものであり、その上面に突出するように両側端部に位置決めピン６７が設けてあって、位置決めピン６７で両側端を位置決めされた状態で積重ね物７は取り出し部２１の上に送りこまれるようになっている。また図１７に示すように、取り出し部２１の一方の側方には第一プリプレグ搬入テーブル６２と第二プリプレグ搬入テーブル６３が、他方の側方には積載テーブル６４がそれぞれ配置してある。第一プリプレグ搬入テーブル６２にはプリプレグ６５が、第二プリプレグ搬入テーブル６３にはプリプレグ６６がそれぞれ積載してある。このプリプレグ６５，６６は相互に異なる組成の熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸して形成されているものであり、前記のプリプレグ２と同じ寸法に形成してある。
【００３７】
そして、まず図１７に▲１▼矢印で示すように第一プリプレグ搬入テーブル６２に積載したプリプレグ６５を取り出して積載テーブル６４の上に載置し、次に▲２▼矢印で示すように第二プリプレグ搬入テーブル６３に積載したプリプレグ６６を取り出して積載テーブル６４上のプリプレグ６５の上に載置し、次に▲３▼矢印で示すように第二プリプレグ搬入テーブル６３に積載したプリプレグ６６を取り出して取り出し部２１上の積重ね物７の上に載置し、次に▲４▼矢印のように第一プリプレグ搬入テーブル６２に積載したプリプレグ６５を取り出して取り出し部２１上のプリプレグ６６の上に載置し、次に▲５▼矢印のように取り出し部２１上の積重ね物７の上にプリプレグ６５，６６を重ねたものを取り出して積載テーブル６４上のプリプレグ６６の上に載置するようになっている。このようにして、積載テーブル６４の上に、図７（ｅ）のような積重ね物７の上下の外層にプリプレグ６５，６６を重ねた外層プリプレグ積重ね物６８を得ることができる。外層プリプレグ積重ね物６８は積載テーブル６４の上に複数組重ねて積載されるが、積載位置を交互にずらして取り出し易くなるようにしてある。積載テーブル６４上から取り出された外層プリプレグ積重ね物６８は、必要に応じてその外側に銅箔などの金属箔等を重ねた後に、プレス機に搬入して加熱加圧成形し、多層配線板の製造に供される。
【００３８】
図１８はプリプレグ６５，６６や積重ね物７を重ねるためのホイスト６９を示すものであり、吸引パッド７０とクランプ爪７１が設けてある。プリプレグ６５，６６は吸引パッド７０で吸引して第一プリプレグ搬入テーブル６２や第二プリプレグ搬入テーブル６３から取り出し、積み重ねを行なうようにしてある。また取り出し部２１上の積重ね物７の上にプリプレグ６５，６６を重ねたものはクランプ爪７１でクランプして取り出し、積み重ねを行なうようにしてある。
【００３９】
上記のような多層配線板の製造装置における、基準マーク１３の配置位置の検出に基づく、配線板１，３の位置合わせ制御について、詳述する。
【００４０】
この配線板１，３の位置合わせ制御は、画像処理部８０及びシーケンサ８１にて行われる。
【００４１】
画像処理部８０は、撮像器１０，１１から伝送された電気信号を、内部に記憶されているコンピュータプログラムに従って処理し、対象物（ここでは配線板１，３）上における撮像器１０，１１にて撮像される領域（撮像領域８４）の画像８２を構成し、更にこの画像８２に基づいて基準マーク１３の配置位置を識別する。この画像処理部８０における基準マーク１３の配置位置の導出にあたっては、例えば一般的な画像処理の手法に基づいて基準マーク１３の配置位置を導出すると共にこの基準マーク１３の中心位置に対応する画像８２中の画素８５の位置（アドレス）を特定する。そして、この特定された画素８５のアドレスから、基準マーク１３の撮像領域８４における位置を導出して、基準マーク１３の配置位置を検出するものである。
【００４２】
画像処理部８０における、基準マーク１３に対応する画素８５のアドレスから、基準マーク１３の配置位置を導出する手法を詳しく説明する。
【００４３】
画像処理部８０は、構成された画像８２を所定の複数のエリア８３に分割するものである。このエリア８３は任意に設定できるが、例えば図１に示すように、矩形状の画像８２内に、格子状の境界線にて分割された複数の矩形状のエリア８３を、マトリックス状に配列するように設定することができる。
【００４４】
また、画像処理部８０には、基準マーク１３を撮像する状態における、配線板１，３と平行な平面上の任意の点の位置を表示するための座標軸が設定されている。この座標軸としては、例えば撮像領域８４上の横方向と平行な基準方向の座標軸（ｘ軸）と縦方向と平行な基準方向の座標軸（ｙ軸）とからなる直交座標軸を設定することができる。また、各撮像器１０，１１にて撮像される各撮像領域８４における特定の点が基準点８６として設定され、上記の座標軸における基準点８６の座標が設定されている。
【００４５】
また、画像８２における複数のエリア８３には、各エリア８３における座標軸方向の画素サイズと、このエリア８３に対応する撮像領域８４上の座標軸方向の実寸とを関連付ける演算値と、この演算値に基づいて任意の画素に対応する撮像領域８４上の座標を導出する演算式とを予め導出しておき、この演算値及び演算式を画像処理部８０に記憶させておく。
【００４６】
演算値は、例えば一画素の座標軸方向のサイズに対応する、撮像領域８４の座標軸方向の実寸とすることができる。このとき演算値は実測に基づいて導出することができ、また座標軸として上記のような直交座標軸を設定している場合には、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれにつき、演算値を導出する。
【００４７】
演算値の導出方法の一例は次の通りである。
【００４８】
撮像領域８４における、画像８２中の各エリア８３に対応する領域内に、ｘ軸方向及びｙ軸方向に並ぶ複数の点を設定し、二点間の座標軸方向の実寸を、画像８２中におけるこの二点間の座標軸方向の画素数で除した値を導出する。この値を、ｘ軸方向とｙ軸軸方向のそれぞれにつき、複数組みの二点間の組み合わせを用いて導出し、得られた値の平均値を、ｘ軸方向とｙ軸方向の各座標軸方向の演算値とするものである。
【００４９】
例えば図３（ａ）に示すように、一つのエリア８３に対応する撮像領域８４中の領域内に、ｘ軸方向に四列、ｙ軸方向に三列の、合計１２個の点を設定し、ｘ軸方向の隣り合う８通りの点同士の組み合わせについて、二点間のｘ軸方向の実寸Ｘ１〜Ｘ８を、それぞれ画像８２のエリア８３中における各二点間の座標軸方向の画素数で除した値を導出する。そして、得られた八個の値の平均値を、ｘ軸方向の演算値とする。また、図３（ｂ）に示すように、一つのエリア８３に対応する撮像領域８４中の領域内に、ｘ軸方向に三列、ｙ軸方向に四列の、合計１２個の点を設定し、ｙ軸方向の隣り合う８通りの点同士の組み合わせについて、二点間のｙ軸方向の実寸Ｙ１〜Ｙ８を、それぞれ画像８２中における各二点間の座標軸方向の画素数で除した値を導出する。そして、得られた八個の値の平均値を、ｙ軸方向の演算値とする。
【００５０】
また、演算式の導出方法の一例は次の通りである。
【００５１】
ここでは、撮像領域８４の座標軸上の基準点８６を、矩形状の撮像領域８４の一つの隅部（図１（ｂ）に示された撮像領域８４の左上隅部）に設定し、そのアドレスを（Ａｘ₀，Ａｙ₀）とする。また画素のアドレスの原点８７を、撮像領域８４中の上記座標軸の基準点８６と対応する、画像８２の隅部に設定する。また画素のアドレスは、原点位置からｘ軸方向にｘ番目、ｙ軸方向にｙ番目に配置されているものを（ｘ，ｙ）と表示する。
【００５２】
また、この画素のアドレスに相当する、撮像領域８４上の点の座標を、（Ａｘ，Ａｙ）と表示する。
【００５３】
また、画素のアドレスの原点８７を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３のアドレスを（Ｘ，Ｙ）とし、このアドレス（Ｘ，Ｙ）にあるエリア８３のｘ軸方向の演算値をδ_X,Y、ｙ軸方向の演算値をε_X,Yとする。
【００５４】
この場合、画素のアドレスの原点８７を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３につき、次のような演算式の一般式が導出される。
【００５５】
Ａｘ＝Ａｘ₀＋δ_X,Y×ｘ
Ａｙ＝Ａｙ₀＋ε_X,Y×ｙ
そして、画像処理部８０には、上記の演算式及び演算値に基づいて、撮像領域８４上の、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させるものである。
【００５６】
このとき、画像処理部８０には、このような演算式の一般式及び演算値を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５のアドレス（ｘ，ｙ）、この画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）及び演算値の値に基づいて上記一般式から具体的な演算式を導出し、この演算式から撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させる。また、画像処理部８０には、画像８２内の各エリア８３に関連づけて、上記一般式と演算値から導出される、各エリア８３ごとの具体的な演算式を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）に基づいて、このエリア８３に関連づけられた具体的な演算式を選択し、この演算式に基づき、画素８５のアドレスから撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させても良い。
【００５７】
例えば、各エリア８３におけるｘ軸方向の画素数が１６００個、ｙ軸方向の画素数が１６００個であり、また基準点８６の座標がμｍ単位で（０，２５００００）であり、また画像処理部８０において画像処理にて導出された、基準マーク１３に対応する画素８５のアドレスが（１０００，４０００）であるとすると、この画素８５が配置されているエリア８３のアドレスは、（１，３）となる。この場合、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）は次の通りになる。
Ａｘ＝０＋δ_1,3×１０００
Ａｙ＝２５００００＋ε_1,3×４０００
このとき、δ_1,3＝１．５１８２１９（μｍ／一画素）、ε_1,3＝１．５２３２２９（μｍ／一画素）であるとすると、Ａｘ＝１５１８．２１９（μｍ）、Ａｙ＝２５６０９２．９１６μｍとなる。
【００５８】
また、演算式の導出方法の他例は次の通りである。
【００５９】
ここでは、撮像領域８４の座標軸上の基準点８６を、矩形状の撮像領域８４の一つの隅部（図１（ｂ）に示された撮像領域８４の左上隅部）に設定し、そのアドレスを（Ａｘ₀，Ａｙ₀）とする。また画素のアドレスの原点８７を、撮像領域８４中の上記座標軸の基準点８６と対応する、画像８２の隅部に設定する。また画素のアドレスは、原点位置からｘ軸方向にｘ番目、ｙ軸方向にｙ番目に配置されているものを（ｘ，ｙ）と表示する。
【００６０】
また、この画素のアドレスに相当する、撮像領域８４上の点の座標を、（Ａｘ，Ａｙ）と表示する。
【００６１】
また、各エリア８３におけるｘ軸方向の画素数をＭ個、ｙ軸方向の画素数をＮ個とする。
【００６２】
また、画素のアドレスの基準点８６を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３のアドレスを（Ｘ，Ｙ）とし、このアドレス（Ｘ，Ｙ）にあるエリア８３のｘ軸方向の演算値をδ_X,Y、ｙ軸方向の演算値をε_X,Yとする。
【００６３】
この場合、座標軸の原点８７を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３につき、次のような演算式が導出される。
【００６４】
【数１】

【００６５】
【数２】

【００６６】
尚、上記の演算式においては、δ_0,Y＝δ_X,0＝０、ε_0,Y＝ε_X,0＝０と定義する。
【００６７】
そして、画像処理部８０には、上記の演算式及び演算値に基づいて、撮像領域８４上の、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させるものである。
【００６８】
このとき、画像処理部８０には、このような演算式の一般式及び演算値を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５のアドレス（ｘ，ｙ）、この画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）及び演算値の値に基づいて上記一般式から具体的な演算式を導出し、この演算式から撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させる。また、画像処理部８０には、画像８２内の各エリア８３に関連づけて、上記一般式と演算値から導出される、各エリア８３ごとの具体的な演算式を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）に基づいて、このエリア８３に関連づけられた具体的な演算式を選択し、この演算式に基づき、画素８５のアドレスから撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させても良い。
【００６９】
例えば、各エリア８３におけるｘ軸方向の画素数が１６００個、ｙ軸方向の画素数が１６００個であり、また画像処理部８０において画像処理にて導出された、基準マーク１３に対応する画素８５のアドレスが（１０００，４０００）であるとすると、この画素８５が配置されているエリア８３のアドレスは、（１，３）となる。この場合、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）は次の通りになる。
Ａｘ＝Ａｘ₀＋δ_0,3×１６００＋δ_1,3×｛１０００−（１−１）×１６００｝
Ａｙ＝Ａｙ₀＋δ_1,0×１６００＋ε_1,1×１６００＋ε_1,2×１６００＋ε_1,3×｛４０００−（３−１）×１６００｝
このとき、上記のように基準点８６の座標がμｍ単位で（０，２５００００）であり、δ_0,3＝δ_1,0＝０であり、また、δ_1,3＝１．５１８２１９（μｍ／一画素）、ε_1,1＝１．５２２０７（μｍ／一画素）、ε_1,2＝１．５２７８８４（μｍ／一画素）、ε_1,3＝１．５２３２２９（μｍ／一画素）であるとすると、Ａｘ＝１５１８．２１９（μｍ）、Ａｙ＝２５６０９８．５０９６（μｍ）となる。
【００７０】
このように導出された演算式を用いると、基準マーク１３に対応する画素８５を含むエリア８３における演算値だけでなく、撮像領域８４における原点位置と基準マーク１３に対応する画素８５を含むエリア８３との間にある他のエリア８３における演算値をも用いて基準マーク１３に対応する座標が導出されるため、より正確に基準マーク１３に対応する座標が導出される。
【００７１】
尚、上記の例では、基準点８６の位置を撮像領域８４の隅部に設定したが、基準点８６は任意の位置に設定でき、例えば撮像領域８４の中心位置に設定することができる。この場合には、基準点８６の位置に応じて、演算値に基づき、適宜演算式を設定する。
【００７２】
すなわち、予め各撮像領域８４中の任意の点を基準点８６として設定して、この基準点８６の、配線板１，３平行な平面上の座標軸における座標と、この基準点８６に対応する画像８２中の画素のアドレスを画像処理部８０に記憶させておき、基準マーク１３の配置位置の検出にあたっては、画像処理部８０において、基準点８６に対応する画素と、基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５との間の、ｘ軸方向及びｙ軸方向の画素数を導出し、上記のように各エリア８３に与えられた演算値に基づいて導出される演算式にて、ｘ軸方向及びｙ軸方向の画素数をそれぞれ撮像領域８４におけるｘ軸方向の実寸とｙ軸方向の実寸に換算し、その値を基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標の値の差として、基準マーク１３の座標を導出するものである。
【００７３】
そしてこの演算式による、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標の値の差の導出にあたっては、基準マーク１３に対応する画素８５が含まれるエリア８３に与えられた演算値のみから導出される演算式を用い、ｘ軸方向の座標の差は前記画素間のｘ軸方向の画素数から前記エリア８３のｘ軸方向の演算値のみを用いて導出し、ｙ軸方向の座標の差は前記画素間のｙ軸方向の画素数から前記エリア８３のｙ軸方向の演算値のみを用いて導出することができる。
【００７４】
また画像８２中における基準点８６と基準マーク１３とにそれぞれ対応する画素を結ぶｘ軸方向とｙ軸方向の直線、あるいはこの直線のうちのｘ軸方向部分とｙ軸方向部分のうちの少なくとも一方を、その一端が基準点８６に対応する画素にあるときにはこの一端が基準マーク１３に対応する画素に、また逆に基準マーク１３に対応する画素にあるときには基準点８６に対応する画素に配置されるように平行移動した直線を設定し、この直線が通る全てのエリア８３の演算値を用いて、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標の値の差の導出することもできる。この場合は、ｘ軸方向の直線のうちの各エリア８３を通る部分の画素数を、そのエリア８３に与えられたｘ軸方向の演算値により撮像領域８４における実寸に換算して、その積算量を、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標のｘ軸方向の値の差とし、またｙ軸方向の直線のうちの各エリア８３を通る部分の画素数を、そのエリア８３に与えられたｙ軸方向の演算値により撮像領域８４における実寸に換算して、その積算量を、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標のｙ軸方向の値の差とすることができる。この場合、より正確に基準マーク１３の座標を導出することができる。
【００７５】
このようにして、各撮像領域８４における基準マーク１３の座標を導出した後、画像処理部８０は、この基準マーク１３の座標の情報を電気信号としてシーケンサ８１に伝送する。
【００７６】
シーケンサ８１は、画像処理部８０から伝送された、各基準マーク１３の座標の情報に基づいて、ベクトル演算により、上下の各配線板１，３の基準マーク１３が所定の配置関係となるために必要とされる、上側の配線板３のｘ軸方向及びｙ軸方向の移動距離及び配線板３のθ軸を中心とする回転角を導出し、この演算結果に基づくＮＣデータを生成して、下方に配置された配線板１と、上方に配置された配線板３とが、位置ずれのない所定の位置関係となるように、駆動機構部３４を数値制御する機能を具備する。例えば、上側の配線板３の基準マーク１３と下側の配線板１とが所定の位置関係になっている場合に、各配線板１，３の基準マーク１３の配置位置が平面視において同一位置に配置される場合には、シーケンサ８１はベクトル演算により、上側の配線板３の基準マーク１３が下側の基準マーク１３の配置位置と同一位置となるために必要とされる、上側の配線板３のｘ軸方向及びｙ軸方向の移動距離及び配線板３のθ軸を中心とする回転角を導出し、この演算結果に基づくＮＣデータを生成して、下方に配置された配線板１と、上方に配置された配線板３とが、位置ずれのない所定の位置関係となるように、駆動機構部３４を数値制御する機能を具備するものである。
【００７７】
上記のようにして基準マーク１３の配置位置を導出すると、撮像器１０，１１にて撮像された画像８２が実際の撮像領域８４に対して歪んでいても、複数のエリア８３ごとに設定された演算値に基づいて補正を行うことにより、基準マーク１３の正確な配置位置を導出することができ、上記のように配線板１，３同士の位置合わせに利用する場合には、配線板１，３同士を正確に位置合わせすることができるものである。
【００７８】
特に、上記のように配線板１，３同士の位置合わせを行う場合には、撮像器１０，１１は確実に基準マーク１３を撮像できるように、広角な集光レンズを用いる必要があり、集光レンズの収差が大きくなってしまうが、本発明によれば、このような収差による画像８２の歪を補正して、正確に基準マーク１３の配置位置を導出することができるものである。
【００７９】
また、レンズの収差による画像８２の歪の程度は、通常は画像８２の中心からの距離に依存するものであるから、演算値を設定するにあたっては、画像８２の中心からの距離が等しいか、あるいは近似するエリア８３に、同一の演算値を与えるようにすることができる。例えば図１に示すように、格子状の境界線にて分割されたエリア８３を設定する場合には、画像８２中のエリア８３を、中心に設定された四つのエリア８３の集合８８と、このエリア８３の集合８８を順次囲むロ字状のエリア８３の集合８８に分類し、各集合８８内のエリア８３には、それぞれ同一の演算値を与えるようにする。この場合、画像８２の中心からの距離が近似するエリア８３に同一の演算値を与えることができる。
【００８０】
また、画像８２内のエリア８３の設定方法は、上記のような格子状の境界線によるものには限られず、例えば図２に示すように、画像８２内を、画像８２の中心に対して同心円状に配置される複数の円周と、画像８２の中心に対して放射状に配置される直線とからなる境界線にて分割することができる。この場合、画像８２中のエリア８３を、同心円状の円周にて分割されるエリア８３の集合８８に分類し、各集合８８内のエリア８３にそれぞれ同一の演算値を与えるようにすることができる。この場合、画像８２の中心からの距離が等しいエリア８３に同一の演算値を与えることができ、より正確に基準マーク１３の配置位置を検出することができる。
【００８１】
【発明の効果】
上記のように本発明に係る基準マーク位置検出方法は、基準マークが形成さた対象物を撮像し、得られる画像から基準マークの配置位置を導出する基準マーク位置検出方法において、対象物を撮像して得られる画像を複数のエリアに分割し、各エリアごとに、画像中の画素サイズと対象物上における実寸とを関連づける演算値を与え、対象物を撮像して得られる画像中における基準マークに対応する画素を導出すると共にこの画素がいずれのエリアにあるかを識別し、このエリアに関連づけられた演算値を用いて、画像中における基準マークに対応する画素の位置から、対象物上の基準マークの配置位置を導出するため、対象物を撮像して得られる画像に歪が生じていても、基準マークの配置位置を正確に検出することができるものである。
【００８２】
また、画像を格子状の境界線にて複数のエリアに分割すると、このように分割されたエリアごとに演算値を与え、基準マークの配置位置を正確に検出することができるものである。
【００８３】
また、画像を同心円状の境界線にて複数のエリアに分割すると、このように分割されたエリアごとに演算値を与え、基準マークの配置位置を正確に検出することができるものであり、更に、画像の中心からの距離に応じて各エリアに演算値を与えることができ、画像の中心からの距離に従って変化する撮像器の集光レンズの収差による画像の歪の程度に応じて、各エリアに演算値を与えることができて、基準マークの配置位置を更に正確に検出することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は対象物を撮像した画像を示す概略図、（ｂ）は対象物である配線板の撮像領域を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示すものであり、対象物を撮像した画像を示す概略図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は演算値の導出方法の一例を説明する概念図である。
【図４】配線板同士の位置合わせを行う工程を示す概略の斜視図である。
【図５】同上の概略の正面図である。
【図６】配線板の多層化工程の一例を示す概略平面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｅ）は同上の各工程の様子を示す概略図である。
【図８】同上に用いる配線板の一例を示す平面図である。
【図９】同上のクランプ具の側面図である。
【図１０】同上の位置決め部を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１１】同上の吸着テーブルの平面図である。
【図１２】同上の吸引位置合わせユニットを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１３】同上の溶着部を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】同上の駆動ロールを示す平面図である。
【図１５】同上の溶着部での溶着の手順を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ正面図である。
【図１６】同上の上側ヒータを示す一部を断面とした正面図である。
【図１７】同上の取り出し部の部分の平面図である。
【図１８】同上のホイストの正面図である。
【符号の説明】
１３基準マーク
８２画像
８３エリア
８５画素[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reference mark position detection method for detecting the arrangement position of a reference mark formed on an object from an image obtained by imaging the object, and in particular, the arrangement position of the reference mark formed on a wiring board or the like. The present invention relates to a technique that can be used for detecting and positioning a wiring board in multilayering or the like by stacking wiring boards.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when wiring boards are laminated to form a multilayer, a reference mark is formed on each laminated wiring board, and the arrangement position of each wiring board is detected based on the arrangement position of the reference mark. Laminating the wiring boards in a state in which the wiring boards are aligned based on the arrangement position of the wiring boards has been performed to laminate the wiring boards without any positional deviation.
[0003]
In general, the position of the reference mark formed on an object such as a wiring board as described above is detected by capturing an image of the object with an image pickup device such as a CCD camera and performing image processing on the obtained image. This is done by deriving the position of the reference mark.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the reference mark formed on the object such as the wiring board is imaged by the image pickup device, the image is taken via the condenser lens so that the reference mark can be imaged even when the reference mark is greatly displaced. In some cases, distortion occurs between the object and the obtained image due to aberrations of the condenser lens. In particular, when a wide-angle condensing lens is used to image a wide area, this distortion is significant. For this reason, the arrangement position of the reference mark is accurately detected based on such a distorted image. It was difficult.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and a reference mark that can accurately detect the arrangement position of a reference mark on an object even when an image obtained by imaging the object is distorted. The object is to provide a position detection method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The reference mark position detection method according to the present invention images a target in which the reference mark 13 is formed, and the reference mark position detection method derives the arrangement position of the reference mark 13 from the obtained image 82. The obtained image 82 is divided into a plurality of areas 83. For each area 83, an operation value that associates the pixel size in the image 82 with the actual size on the object is given, and the image 82 obtained by imaging the object is obtained. The pixel 85 corresponding to the reference mark 13 in the inside is derived, the area 83 in which the pixel 85 is located is identified, and the calculated value given to the area 83 is used to calculate the reference mark 13 in the image 82. The arrangement position of the reference mark 13 on the object is derived from the position of the corresponding pixel 85.
[0007]
The image 82 is preferably divided into a plurality of areas 83 at a grid-like boundary line.
[0008]
It is also preferable to divide the above image into a plurality of areas 83 at concentric boundary lines.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to an example in which the present invention is applied to a manufacturing process of a multilayer wiring board.
[0010]
The

wiring boards

1 and 3 that are objects are formed by providing a circuit on one or both surfaces of an insulating board such as a resin laminated board and further on the inner layer. In the present invention, the lower wiring board is laminated on the lower side. 1 and the upper wiring board 3 laminated on the upper side. The lower wiring board 1 and the upper wiring board 3 are formed to have substantially the same size, and a reference mark 13 is provided on the surface of each of the

wiring boards

1 and 3 at the edge portion. FIG. 8 shows an example of the position of the reference mark 13 provided on the

wiring boards

1, 3. One or a plurality of reference marks 13 are provided on one

wiring board

1, 3. In order to specify the arrangement position, it is preferable to form at least two reference marks 13 on one

wiring board

1, 3. In the present embodiment, the reference marks 13 are arranged on both side edges of the

wiring boards

1 and 3, respectively.
[0011]
Depending on the size of the lower wiring board 1 and the upper wiring board 3, it is determined how many lower wiring boards 1 and upper wiring boards 3 are arranged. In this embodiment, as shown in FIG. The lower wiring board 1 and the upper wiring board 3 are arranged in three horizontal rows.
[0012]
The prepreg 2 is formed by impregnating a base material such as a glass cloth with a thermosetting resin liquid such as an epoxy resin and heating and drying the semi-cured thermosetting resin in a B-stage state. is there. As shown in FIG. 7A, the prepreg 2 has the lower wiring board 1 or the upper wiring board 1 or the upper wiring board 3 when the required number of the lower wiring boards 1 and the upper wiring boards 3 are arranged (three in a horizontal line in this embodiment). The wiring board 3 is formed to have substantially the same size as the total size.
[0013]
FIG. 6 shows the layout of the apparatus of the present invention. From the left, the coarse positioning part 4, the positioning part 5, the welding part 6 and the take-out part 21 are arranged in a line. Rails 22 are provided on both sides from the coarse positioning portion 4 to the positioning portion 5 and the welded portion 6.
[0014]
The coarse positioning unit 4 is formed by a work table 23 such as a suction table. First, a plurality of lower wiring boards 1 are placed side by side on the work table 23, and then each of the lower wiring boards 1 is placed. The prepreg 2 is placed so as to extend over the upper surface, and a plurality of upper wiring boards 3 are placed side by side on the prepreg 2 to form the lower wiring board 1, the prepreg 2, and the upper wiring board 3. The stack 7 is set on the rough positioning portion 4. Here, as shown in FIG. 7B, the plurality of upper wiring boards 3 are arranged side by side on the prepreg 2 at positions corresponding to the lower wiring boards 1 and below, The upper wiring board 3 is placed on the prepreg 2 while the upper wiring board 3 is roughly positioned with respect to the side wiring board 1. The operation of placing the lower wiring board 1, the prepreg 2, and the upper wiring board 3 on the coarse positioning portion 4 may be performed manually by an operator or may be performed using a robot. The coarse positioning of the upper wiring board 3 with respect to the lower wiring board 1 may be performed within a range of about ± 2 mm, and can be performed by visual confirmation by an operator and confirmation by image processing of an image pickup device.
[0015]
The stack 7 in which the lower wiring board 1, the prepreg 2 and the upper wiring board 3 are stacked as described above is transferred from the rough positioning portion 4 to the positioning portion 5. At this time, the both ends of the stack 7 are clamped using the clamp transfer device 8 so that the coarse positioning state of the upper wiring board 3 with respect to the lower wiring board 1 is not shifted, and the lower wiring board 1 and the upper wiring The plate 3 is transferred while being clamped and fixed via the prepreg 2. FIG. 9 shows a clamp tool 25 of the clamp transfer device 8. The side face shape of the holder 26, the plunger 28 provided on the upper piece 27 of the holder 26, and the operation of the plunger 28 are shown. And a presser piece 29 that is moved up and down, and can be clamped between the lower piece 30 and the presser piece 29 of the holder 26. The clamp tool 25 is driven to move along the rail 22, and the clamp transfer device 8 is formed so that the clamp tool 25 can be driven to move along the rail 22. Then, the clamp 7 is used to feed the stack 7 along the rail 22 in a state where both ends of the stack 7 composed of the lower wiring board 1, the prepreg 2 and the upper wiring board 3 are clamped. It is transferred to the positioning unit 5.
[0016]
FIG. 10 shows the positioning unit 5, which includes a suction table 9, a suction positioning unit 12, and lower and

upper imaging devices

10 and 11. The suction table 9 is formed by providing a large number of suction holes (not shown) on the upper surface, and three lower wiring boards 1 are arranged in the longitudinal direction as shown in FIGS. It is formed to a length that can be used. The width direction of the suction table 9 is formed slightly shorter than the width dimension of the lower wiring board 1, and sag prevention plates 32 are provided on both side ends so as to protrude laterally at predetermined intervals. The stack 7 transferred to the positioning unit 5 with the side edge clamped by the clamp tool 25 of the clamp transfer device 8 is transferred onto the suction table 9, but a plurality of lower pieces 30 provided on the clamp tool 25. However, as shown in FIG. 11, the stack 7 can be placed on the suction table 9 by escaping between the sagging prevention plates 32. The side end portion of the stack 7 is supported by a sag prevention plate 32 so as not to hang from the suction table 9. When the stack 7 is placed on the suction table 9 in this way, the upper surface of the suction table 9 is brought into a vacuum suction state, and each lower wiring board 1 is sucked and fixed to the upper surface of the suction table 9. The clamp is released.
[0017]
As shown in FIG. 10 (b), the suction positioning unit 12 has a suction board 33 having a number of suction holes (not shown) on the lower surface, and the suction board 33 is driven up and down, and the suction board 33 is attached to the suction table 9. The driving mechanism 34 is configured to move and drive in the longitudinal direction, a direction orthogonal thereto, and a direction that rotates horizontally around the vertical axis, that is, the XYθ direction. The suction board 33 is formed with a slightly smaller area than the upper wiring board 3, and as shown in FIG. 12, a plurality of auxiliary suction pads 35 are provided on the four sides of the suction board 33 so as to protrude outward. . The auxiliary suction pad 35 is moved up and down by a plunger 36.
[0018]
In the example shown in FIG. 7, the drive mechanism unit 34 includes a suction support unit 34a having a suction disk 33 on the lower surface, a first slide drive unit 34b, a second slide drive unit 34c, a rotation drive unit 34d, and a lift drive unit 34e. The suction support portion 34a is provided below the first slide drive portion 34b. The first slide drive portion 34b supports the suction support portion 34a so as to be horizontally movable in one direction by a servo motor drive or the like. . The first slide drive unit 34b is provided below the second slide drive unit 34c. The second slide drive unit 34c is driven by a servo motor or the like so that the first slide drive unit 34b is moved to the first slide. It supports so that it can move horizontally in the direction orthogonal to the horizontal movement direction of the suction support part 34a by the drive part 34b. The second slide drive unit 34c is provided below the rotation drive unit 34d, and the rotation drive unit 34d can rotate the second slide drive unit 34c around a vertical rotation axis by servo motor drive or the like. I support it. The rotation drive unit 34d is provided below the elevating drive unit 34e, and the elevating drive unit 34e supports the rotation drive unit 34d so that it can be moved up and down vertically by cylinder driving or the like.
[0019]
The drive mechanism 34 configured as described above controls the position adjustment operation of the suction board 33 by numerical control based on NC data transmitted from a sequencer 81 described later.
[0020]
The suction positioning unit 12 is attached to the lower side of the ceiling member 38 of the moving body 37 as shown in FIG. The movable body 37 is formed in a gate shape by installing a ceiling frame 38 between the upper ends of the columns 39 on both sides, and a traveling tool 40 is provided at the lower end of each column 39. Guide rails 41 are provided on both sides of the suction table 9 along the longitudinal direction thereof, and the traveling object 40 is attached to the guide rail 41 so as to be driven to travel, so that the moving body 37 is straddled across the suction table 9. The suction table 9 can be moved in the longitudinal direction.
[0021]
Further, the upper imaging device 11 is attached to the support columns 39 on both sides of the movable body 37 by the arms 42a, and the lower imaging device 10 is attached to the traveling tools 40 on both sides by the arms 42b. Each of the

image pickup devices

10 and 11 includes a condenser lens, an image pickup device such as a charge coupled device (CCD), an A / D conversion circuit, an amplification circuit, and the like. An electric signal obtained by photoelectric conversion by the image pickup device is A. After performing processing such as / D conversion and amplification, the data is transmitted to an image processing unit 80 described later. Note that an A / D conversion circuit, an amplification circuit, and the like may be provided separately from the

imaging devices

10 and 11. For example, an A / D conversion circuit, an amplification circuit, and the like may be provided in the image processing unit 80.
[0022]
The upper image pickup device 11 is disposed on the side of the suction board 33 at a position between the auxiliary suction pads 35 with the condenser lens facing downward. Further, the lower image pickup device 10 is disposed at a lower position on both side ends of the suction table 9 with the condenser lens facing upward.
[0023]
Each of these

imagers

10 and 11 is provided to image each reference mark 13 formed on each of the pair of upper and

lower wiring boards

1 and 3, and in this embodiment, the upper imager 11 and the lower Two side imagers 10 are provided.
[0024]
In the initial state, the moving body 37 is disposed at the end position on the rough positioning portion 4 side of the suction table 9, and as described above, the lower side of the stack 7 placed on the suction table 9. After the wiring board 1 is sucked and fixed and the clamp 25 is released, the suction board 33 of the suction positioning unit 12 is moved downward to suck the upper wiring board 3 at the end of the suction board 33 and suck it. The upper wiring board 3 is lifted by sucking the edge of the upper wiring board 3 protruding from the four circumferences of the board 33 with the auxiliary suction pad 35 and then moving the suction board 33 upward.
[0025]
At this time, the edge portion of the lower wiring board 1 that is sucked and fixed onto the suction table 9 is imaged by the lower imager 10 from the gap between the sag prevention plates 32 after the clamp tool 25 is retracted. Yes. In addition, the upper edge of the upper wiring board 3 is picked up by the upper image pickup device 11 from between the auxiliary suction pads 35 while being sucked by the suction board 33. Based on the images obtained by the imaging by the upper imaging device 11 and the lower imaging device 10, the upper wiring board 3 is accurately aligned with respect to the lower wiring board 1 by a process described later, and in this state, the suction board By moving 33 downward and placing the upper wiring board 3 on the prepreg 2, the upper wiring board 3 can be overlapped with the lower wiring board 1 being accurately aligned. Thereafter, the lower wiring board 1 and the upper wiring board 3 are again imaged by the lower imaging device 10 and the upper imaging device 11, and it is confirmed that the upper wiring board 3 is aligned with the lower wiring board 1. After that, the suction of the upper wiring board 3 by the suction board 33 is released.
[0026]
Next, after raising the suction board 33, the movable body 37 is moved, and as shown by an imaginary line in FIG. Align with the wiring board 1 and align the upper wiring board 3 disposed at the end near the welded portion 6 with the lower wiring board 1 in the same manner as described above. Thus, the three upper wiring boards 3 can be aligned with the corresponding lower wiring boards 1 in this way. FIG. 7C shows a state in which the upper wiring board 3 is accurately aligned with the lower wiring board 1 in the positioning portion 5, and the positioning can be performed with high accuracy.
[0027]
When each upper wiring board 3 is positioned on each lower wiring board 1 by the positioning unit 5 as described above, the stacked object 7 in which the lower wiring board 1, the prepreg 2, and the upper wiring board 3 are stacked becomes the positioning part. 5 to the weld 6. Also at this time, both side ends of the stack 7 are clamped by the clamp tool 25 and transferred to the welding portion 6 by the clamp transfer device 8 so that the positioning state of the upper wiring board 3 with respect to the lower wiring board 1 is not shifted. It is like that.
[0028]
FIG. 13 shows the welding part 6. The conveyor belt 14, a lower heater 16 disposed at a lower position of the conveyor belt 14, an upper heater 17 disposed at an upper position, and a lower heater 16 are further illustrated. The welded portion 6 is formed from the deodorizing suction duct 43 disposed above and below the upper heater 17.
[0029]
The conveyor belt 14 is formed of, for example, a long belt-like belt having heat resistance, and is configured to be driven by drive rolls 44 and 45. Here, as shown in FIG. 14, collars 50 are provided at both ends of the drive rolls 44 and 46 so that the transport belt 14 can be fed without meandering. The conveyor belt 14 is fed from one drive roll 44 between a pair of lower feed rolls 48 and sent to the other drive roll.
[0030]
A plurality of upper heaters 17 are arranged as shown in FIG. 13B with the heating portion at the tip facing downward, and are moved up and down. A plurality of lower heaters 16 are arranged along the both side portions of the conveyor belt 14 between the lower feed rolls 48 with the heating portion at the tip facing upward, and are moved up and down.
[0031]
In the initial state, the stacked product 7 whose side edges are clamped by the clamp tool 25 of the clamp transfer device 8 is transferred to the welding portion 6, and the stacked product 7 is transported as shown in FIG. 14. Here, the width of the conveyor belt 14 is formed to be narrower than the width of the stack 7, and even after the stack 7 is placed on the conveyor belt 14, as shown in FIG. The side end portion of the stack 7 that protrudes from the side end can be clamped by the clamp 25, and the misalignment of the lower wiring board 1 and the upper wiring board 3 can be prevented.
[0032]
Next, as shown in FIG. 15B, the lower heater 16 moves up and the upper heater 17 moves down, and the lower heater 16 is brought into contact with each lower wiring board 1 via the conveyor belt 14. At the same time, the upper heater 17 comes close to each upper wiring board 3 and locally heats the lower wiring board 1 and the upper wiring board 3 to locally melt the prepreg 2 in contact therewith. Can be locally welded and temporarily bonded to the lower surface of the prepreg 2 and each upper wiring board 3 can be locally welded and temporarily bonded to the upper surface of the prepreg 2. Further, the odor generated when the resin of the prepreg 2 is melted is sucked by the deodorizing suction duct 43 to be deodorized.
[0033]
Thus, after each lower wiring board 1 and each upper wiring board 3 are temporarily bonded and integrated to the prepreg 2, the upper heater 17 is moved upward as shown in FIG. Move down. Thereafter, cooling air is blown onto the welding location to perform cooling. Up to this point, the side end portion of the stack 7 has been clamped with the clamp tool 25. At this stage, the clamp with the clamp tool 25 is released. The clamp tool 25 is configured to return to the position of the coarse positioning portion 4 along the rail 22.
[0034]
Thereafter, the drive rolls 44 and 46 are rotationally driven as shown in FIG. 15 (d), and the conveyor belt 14 is sent in the direction of the take-out unit 21. When the transport belt 14 is fed, the resin adhering to the transport belt 14 is scraped off by the doctor blade 51. Then, the stack 7 in which the lower wiring board 1 and the upper wiring board 3 are temporarily bonded to the prepreg 2 is taken out from the welded portion 6 by the transport belt 14 being fed and moved toward the takeout portion 21. It can be sent out to the part 21. FIG. 7C shows a state in which the upper wiring board 3 and the lower wiring board 1 are welded to the prepreg 2 and temporarily bonded at the weld portion 6.
[0035]
FIG. 16 shows a detailed configuration of the upper heater 17. A heater portion 55 is provided at the tip of a cylinder rod 54 protruding from the cylinder 53, and a heat transfer plate 56 is disposed below the heater portion 55. . The heat transfer plate 56 is formed by providing a heat insulating portion 58 around a heat transfer portion 57 having a high thermal conductivity such as brass, and a fitting recess 59 into which the heater portion 55 is fitted on the upper surface of the heat transfer plate 56. It is recessed. Reference numeral 60 denotes a cooling nozzle that blows dry air for cooling after welding. In this case, the heat transfer plate 56 is placed on the upper wiring board 3 of the stack 7, and the cylinder 53 is operated to move the cylinder rod 54 downward to lower the heater portion 55. Then, when fitted into the fitting recess 59 of the heat transfer section 57, the heat transfer section 57 is heated by the heater section 55, and the upper wiring board 3 is heated and welded by the heat transferred to the lower surface of the heat transfer section 57. Can do. The heat transfer plate 56 other than the heat transfer portion 57 is a heat insulating portion 58, and the heat of the heater portion 55 is not transmitted to the heat insulating portion 58, so that only the heat transfer portion 57 portion is locally connected to the upper wiring board. 3 can be heated and welded. The lower heater 16 is also formed in the same manner as in FIG. 16 except that the upper and lower sides are reversed.
[0036]
The take-out portion 21 is formed by a roller conveyor or the like, and positioning pins 67 are provided at both end portions so as to protrude from the upper surface of the take-out portion 21, and the stacked object 7 is positioned with both end portions positioned by the positioning pins 67. Is fed onto the take-out portion 21. As shown in FIG. 17, a first prepreg carry-in table 62 and a second prepreg carry-in table 63 are arranged on one side of the take-out unit 21, and a stacking table 64 is arranged on the other side. A prepreg 65 is loaded on the first prepreg loading table 62, and a prepreg 66 is loaded on the second prepreg loading table 63. The

prepregs

65 and 66 are formed by impregnating a base material with thermosetting resin compositions having different compositions, and are formed to have the same dimensions as the prepreg 2 described above.
[0037]
First, the prepreg 65 loaded on the first prepreg carry-in table 62 is taken out and placed on the loading table 64 as shown by the arrow (1) in FIG. 17, and then the second prepreg 65 as shown by the arrow (2). The prepreg 66 loaded on the prepreg loading table 63 is taken out and placed on the prepreg 65 on the loading table 64, and then the prepreg 66 loaded on the second prepreg loading table 63 is taken out as indicated by arrow (3). The prepreg 65 placed on the stack 7 on the take-out portion 21 and then loaded on the first prepreg carry-in table 62 is taken out and placed on the prepreg 66 on the take-out portion 21 as indicated by the arrow (4). Then, as shown by the arrow (5), the

prepregs

65 and 66 stacked on the stack 7 on the take-out portion 21 are taken out and placed on the stacking table 64. It is adapted to be mounted on top of the prepreg 66. In this way, an outer layer prepreg stack 68 in which the

prepregs

65 and 66 are stacked on the upper and lower outer layers of the stack 7 as shown in FIG. A plurality of outer layer prepreg stacks 68 are stacked and stacked on the stacking table 64, but the stacking positions are shifted alternately so that they can be easily taken out. The outer layer prepreg stack 68 taken out from the loading table 64 is stacked with a metal foil such as a copper foil on the outside as necessary, and then carried into a press machine and subjected to heat and pressure molding to form a multilayer wiring board. Provided for production.
[0038]
FIG. 18 shows a hoist 69 for stacking the

prepregs

65 and 66 and the stack 7, and a suction pad 70 and a clamp claw 71 are provided. The

prepregs

65 and 66 are sucked by the suction pad 70, taken out from the first prepreg carry-in table 62 and the second prepreg carry-in table 63, and stacked. Also, the

prepregs

65 and 66 overlaid on the stack 7 on the take-out portion 21 are clamped with a clamp claw 71 and taken out for stacking.
[0039]
The alignment control of the

wiring boards

1 and 3 based on the detection of the arrangement position of the reference mark 13 in the multilayer wiring board manufacturing apparatus as described above will be described in detail.
[0040]
The alignment control of the

wiring boards

1 and 3 is performed by the image processing unit 80 and the sequencer 81.
[0041]
The image processing unit 80 processes the electrical signals transmitted from the

image pickup devices

10 and 11 in accordance with a computer program stored therein, and sends them to the

image pickup devices

10 and 11 on the target (here, the wiring boards 1 and 3). Thus, an image 82 of the area to be imaged (imaging area 84) is constructed, and the arrangement position of the reference mark 13 is identified based on the image 82. In deriving the arrangement position of the reference mark 13 in the image processing unit 80, for example, the arrangement position of the reference mark 13 is derived based on a general image processing technique, and the image 82 corresponding to the center position of the reference mark 13 is obtained. The position (address) of the pixel 85 inside is specified. Then, the position of the reference mark 13 in the imaging region 84 is derived from the address of the identified pixel 85, and the arrangement position of the reference mark 13 is detected.
[0042]
A method for deriving the arrangement position of the reference mark 13 from the address of the pixel 85 corresponding to the reference mark 13 in the image processing unit 80 will be described in detail.
[0043]
The image processing unit 80 divides the configured image 82 into a plurality of predetermined areas 83. Although this area 83 can be set arbitrarily, for example, as shown in FIG. 1, a plurality of rectangular areas 83 divided by grid-like boundary lines are arranged in a matrix in a rectangular image 82. Can be set as follows.
[0044]
The image processing unit 80 is set with coordinate axes for displaying the position of an arbitrary point on a plane parallel to the

wiring boards

1 and 3 in a state where the reference mark 13 is imaged. As this coordinate axis, for example, an orthogonal coordinate axis composed of a coordinate axis (x axis) in a reference direction parallel to the horizontal direction on the imaging region 84 and a coordinate axis (y axis) in a reference direction parallel to the vertical direction can be set. Further, a specific point in each imaging region 84 imaged by each of the

imagers

10 and 11 is set as the reference point 86, and the coordinates of the reference point 86 on the coordinate axes are set.
[0045]
In addition, in the plurality of areas 83 in the image 82, a calculation value that associates the pixel size in the coordinate axis direction in each area 83 with the actual size in the coordinate axis direction on the imaging region 84 corresponding to the area 83, and based on this calculation value. An arithmetic expression for deriving coordinates on the imaging region 84 corresponding to an arbitrary pixel is derived in advance, and the arithmetic value and the arithmetic expression are stored in the image processing unit 80.
[0046]
The calculated value can be, for example, the actual size in the coordinate axis direction of the imaging region 84 corresponding to the size of one pixel in the coordinate axis direction. At this time, the calculated value can be derived based on actual measurement, and when the orthogonal coordinate axis as described above is set as the coordinate axis, the calculated value is derived for each of the x-axis direction and the y-axis direction.
[0047]
An example of the calculation value derivation method is as follows.
[0048]
A plurality of points arranged in the x-axis direction and the y-axis direction are set in an area corresponding to each area 83 in the image 82 in the imaging area 84, and the actual size in the coordinate axis direction between the two points is set in the image 82. A value divided by the number of pixels in the coordinate axis direction between two points is derived. This value is derived using a plurality of combinations of two points for each of the x-axis direction and the y-axis axis direction, and the average value of the obtained values is calculated for each coordinate axis direction in the x-axis direction and the y-axis direction. The calculated value of
[0049]
For example, as shown in FIG. 3A, a total of 12 points are set in the region in the imaging region 84 corresponding to one area 83, four rows in the x-axis direction and three rows in the y-axis direction. For the combination of eight adjacent points in the x-axis direction, the actual size X1 to X8 in the x-axis direction between the two points is divided by the number of pixels in the coordinate axis direction between the two points in the area 83 of the image 82, respectively. Derived value is derived. Then, an average value of the eight values obtained is set as a calculated value in the x-axis direction. Also, as shown in FIG. 3B, a total of 12 points are set in the region in the imaging region 84 corresponding to one area 83, three rows in the x-axis direction and four rows in the y-axis direction. The value obtained by dividing the actual dimensions Y1 to Y8 in the y-axis direction between two points by the number of pixels in the coordinate axis direction between the two points in the image 82 for the combination of eight adjacent points in the y-axis direction. Is derived. Then, an average value of the eight values obtained is used as a calculated value in the y-axis direction.
[0050]
An example of a method for deriving an arithmetic expression is as follows.
[0051]
Here, the reference point 86 on the coordinate axis of the imaging area 84 is set to one corner of the rectangular imaging area 84 (the upper left corner of the imaging area 84 shown in FIG. 1B), and its address is set. (Ax ₀ , Ay ₀ ). Further, the origin 87 of the pixel address is set at the corner of the image 82 corresponding to the reference point 86 of the coordinate axis in the imaging region 84. In addition, the address of the pixel is displayed as (x, y) when it is arranged x-th in the x-axis direction and y-th in the y-axis direction from the origin position.
[0052]
Further, the coordinates of a point on the imaging area 84 corresponding to the address of this pixel are displayed as (Ax, Ay).
[0053]
Further, the address of the area 83 arranged from the area 83 including the origin 87 of the pixel address to the Xth in the x-axis direction and the Yth in the y-axis direction is (X, Y), and this address ( The calculated value in the x-axis direction of the area 83 in X, Y) is δ _{X, Y} , The computed value in the y-axis direction is ε _{X, Y} And
[0054]
In this case, for the area 83 arranged from the area 83 including the origin 87 of the pixel address to the X-th in the x-axis direction and the Y-th in the y-axis direction, the following general expression is calculated: Derived.
[0055]
Ax = Ax ₀ + Δ _{X, Y} X
Ay = Ay ₀ + Ε _{X, Y} Xy
Then, the image processing unit 80 has a function of deriving the coordinates (Ax, Ay) of the point corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 on the imaging region 84 based on the arithmetic expression and the arithmetic value. Is.
[0056]
At this time, the image processing unit 80 stores the general expression and the operation value of such an arithmetic expression, and also the address (x of the pixel 85 corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 derived by the image processing. , Y), a specific arithmetic expression is derived from the above general expression based on the address (X, Y) of the area 83 including the pixel 85 and the value of the arithmetic value, and the reference mark 13 in the imaging region 84 is derived from the arithmetic expression. The function of deriving the coordinates (Ax, Ay) of the arrangement position is provided. In addition, the image processing unit 80 stores a specific arithmetic expression for each area 83 derived from the above general expression and arithmetic value in association with each area 83 in the image 82, and also performs image processing. Is selected based on the address (X, Y) of the area 83 including the pixel 85 corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 derived in (2), and this arithmetic expression is selected. Based on the above, a function for deriving the coordinates (Ax, Ay) of the arrangement position of the reference mark 13 in the imaging region 84 from the address of the pixel 85 may be provided.
[0057]
For example, the number of pixels in the x-axis direction in each area 83 is 1600, the number of pixels in the y-axis direction is 1600, the coordinates of the reference point 86 are (0,250,000) in μm units, and the image processing unit Assuming that the address of the pixel 85 corresponding to the reference mark 13 derived by image processing in 80 is (1000, 4000), the address of the area 83 in which the pixel 85 is arranged is (1, 3). It becomes. In this case, the coordinates (Ax, Ay) of the point corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 are as follows.
Ax = 0 + δ _1,3 × 1000
Ay = 250,000 + ε _1,3 × 4000
At this time, δ _1,3 = 1.518219 (μm / pixel), ε _1,3 = 1.523229 (μm / one pixel), Ax = 1518.219 (μm) and Ay = 256092.916 μm.
[0058]
Another example of the calculation method derivation method is as follows.
[0059]
Here, the reference point 86 on the coordinate axis of the imaging area 84 is set to one corner of the rectangular imaging area 84 (the upper left corner of the imaging area 84 shown in FIG. 1B), and its address is set. (Ax ₀ , Ay ₀ ). Further, the origin 87 of the pixel address is set at the corner of the image 82 corresponding to the reference point 86 of the coordinate axis in the imaging region 84. In addition, the address of the pixel is displayed as (x, y) when it is arranged x-th in the x-axis direction and y-th in the y-axis direction from the origin position.
[0060]
Further, the coordinates of a point on the imaging area 84 corresponding to the address of this pixel are displayed as (Ax, Ay).
[0061]
In each area 83, the number of pixels in the x-axis direction is M, and the number of pixels in the y-axis direction is N.
[0062]
In addition, the address of the area 83 that is Xth in the x-axis direction and Yth in the y-axis direction from the area 83 including the reference point 86 of the pixel address is (X, Y), and this address The calculated value in the x-axis direction of the area 83 in (X, Y) is δ _{X, Y} , The computed value in the y-axis direction is ε _{X, Y} And
[0063]
In this case, the following arithmetic expression is derived for the area 83 arranged from the area 83 including the origin 87 of the coordinate axis to the Xth in the x-axis direction and the Yth in the y-axis direction.
[0064]
[Expression 1]

[0065]
[Expression 2]

[0066]
In the above equation, δ _{0, Y} = Δ _{X, 0} = 0, ε _{0, Y} = Ε _{X, 0} = 0.
[0067]
Then, the image processing unit 80 has a function of deriving the coordinates (Ax, Ay) of the point corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 on the imaging region 84 based on the arithmetic expression and the arithmetic value. Is.
[0068]
At this time, the image processing unit 80 stores the general expression and the operation value of such an arithmetic expression, and also the address (x of the pixel 85 corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 derived by the image processing. , Y), a specific arithmetic expression is derived from the above general expression based on the address (X, Y) of the area 83 including the pixel 85 and the value of the arithmetic value, and the reference mark 13 in the imaging region 84 is derived from the arithmetic expression. The function of deriving the coordinates (Ax, Ay) of the arrangement position is provided. In addition, the image processing unit 80 stores a specific arithmetic expression for each area 83 derived from the above general expression and arithmetic value in association with each area 83 in the image 82, and image processing. Is selected based on the address (X, Y) of the area 83 including the pixel 85 corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 derived in (2), and this arithmetic expression is selected. Based on the above, a function for deriving the coordinates (Ax, Ay) of the arrangement position of the reference mark 13 in the imaging region 84 from the address of the pixel 85 may be provided.
[0069]
For example, the number of pixels in the x-axis direction in each area 83 is 1600, the number of pixels in the y-axis direction is 1600, and the pixel 85 corresponding to the reference mark 13 derived by the image processing in the image processing unit 80. Is (1000, 4000), the address of the area 83 in which the pixel 85 is arranged is (1, 3). In this case, the coordinates (Ax, Ay) of the point corresponding to the arrangement position of the reference mark 13 are as follows.
Ax = Ax ₀ + Δ _0,3 × 1600 + δ _1,3 × {1000- (1-1) × 1600}
Ay = Ay ₀ + Δ _1,0 × 1600 + ε _1,1 × 1600 + ε _1,2 × 1600 + ε _1,3 X {4000- (3-1) x 1600}
At this time, as described above, the coordinates of the reference point 86 are (0.250,000) in μm units, and δ _0,3 = Δ _1,0 = 0 and δ _1,3 = 1.518219 (μm / pixel), ε _1,1 = 1.52207 (μm / pixel), ε _1,2 = 1.527884 (μm / pixel), ε _1,3 = 1.523229 (μm / one pixel), Ax = 1518.219 (μm) and Ay = 256098.5096 (μm).
[0070]
Using the arithmetic expression derived in this way, not only the arithmetic value in the area 83 including the pixel 85 corresponding to the reference mark 13 but also the area 83 including the pixel 85 corresponding to the origin position in the imaging region 84 and the reference mark 13. Since the coordinates corresponding to the reference mark 13 are derived also using the calculated values in the other areas 83 between the coordinates, the coordinates corresponding to the reference mark 13 are more accurately derived.
[0071]
In the above example, the position of the reference point 86 is set at the corner of the imaging area 84. However, the reference point 86 can be set at an arbitrary position, for example, at the center position of the imaging area 84. In this case, an arithmetic expression is appropriately set based on the arithmetic value according to the position of the reference point 86.
[0072]
That is, an arbitrary point in each imaging region 84 is set as a reference point 86 in advance, and the coordinates of the reference point 86 on the coordinate axis on the plane parallel to the

wiring boards

1 and 3 and the image corresponding to the reference point 86 are set. The address of the pixel in 82 is stored in the image processing unit 80, and when detecting the arrangement position of the reference mark 13, the image processing unit 80 sets the pixel corresponding to the reference point 86 and the arrangement position of the reference mark 13. The number of pixels in the x-axis direction and the y-axis direction with respect to the corresponding pixel 85 is derived, and the x-axis direction is calculated using the arithmetic expression derived based on the arithmetic value given to each area 83 as described above. The number of pixels in the y-axis direction is converted into the actual size in the x-axis direction and the actual size in the y-axis direction in the imaging region 84, respectively, and the value is used as the difference between the coordinate values corresponding to the reference point 86 and the reference mark 13 Mark 13 seat It is intended to derive.
[0073]
Then, in deriving the difference between the coordinate values respectively corresponding to the reference point 86 and the reference mark 13 by this calculation formula, the difference is derived only from the calculated value given to the area 83 including the pixel 85 corresponding to the reference mark 13. The difference in coordinates in the x-axis direction is derived from the number of pixels in the x-axis direction between the pixels using only the calculated value in the x-axis direction of the area 83, and the difference in coordinates in the y-axis direction is The number of pixels in the y-axis direction between the pixels can be derived using only the calculated value of the area 83 in the y-axis direction.
[0074]
Further, a straight line in the x-axis direction and the y-axis direction connecting pixels corresponding to the reference point 86 and the reference mark 13 in the image 82, or at least one of the x-axis direction portion and the y-axis direction portion of the straight line. Are arranged at the pixel corresponding to the reference point 86, and when the one end is located at the pixel corresponding to the reference mark 13, the other end is located at the pixel corresponding to the reference point 86. It is also possible to set a straight line that has been moved in parallel, and use the calculated values of all the areas 83 through which the straight line passes to derive the difference between the coordinate values respectively corresponding to the reference point 86 and the reference mark 13. In this case, the number of pixels in the portion passing through each area 83 in the straight line in the x-axis direction is converted to the actual size in the imaging region 84 by the calculated value in the x-axis direction given to the area 83, and the integrated amount Is the difference between the values in the x-axis direction of the coordinates corresponding to the reference point 86 and the reference mark 13, respectively, and the number of pixels of the portion passing through each area 83 in the straight line in the y-axis direction is given to the area 83. In addition, the calculated value in the y-axis direction is converted into the actual size in the imaging region 84, and the integrated amount can be set as the difference between the values in the y-axis direction of the coordinates corresponding to the reference point 86 and the reference mark 13, respectively. In this case, the coordinates of the reference mark 13 can be derived more accurately.
[0075]
After deriving the coordinates of the reference mark 13 in each imaging region 84 in this way, the image processing unit 80 transmits information on the coordinates of the reference mark 13 to the sequencer 81 as an electrical signal.
[0076]
The sequencer 81 has a predetermined arrangement relationship between the reference marks 13 of the upper and

lower wiring boards

1 and 3 by vector calculation based on the coordinate information of each reference mark 13 transmitted from the image processing unit 80. The required distances of movement of the upper wiring board 3 in the x-axis direction and the y-axis direction and the rotation angle around the θ axis of the wiring board 3 are derived, and NC data based on the calculation result is generated, The wiring board 1 disposed below and the wiring board 3 disposed above have a function of numerically controlling the drive mechanism unit 34 so as to have a predetermined positional relationship with no positional deviation. For example, when the reference mark 13 of the upper wiring board 3 and the lower wiring board 1 are in a predetermined positional relationship, the arrangement positions of the reference marks 13 of the

wiring boards

1 and 3 are the same position in plan view. In the case where the sequencer 81 is placed in the upper wiring board, the sequencer 81 is required for the reference mark 13 of the upper wiring board 3 to be the same position as the arrangement position of the lower reference mark 13 by vector calculation. 3, the movement distance in the x-axis direction and the y-axis direction and the rotation angle about the θ axis of the wiring board 3 are derived, and NC data based on the calculation result is generated, and the wiring board 1 disposed below The drive board 34 is provided with a function for numerical control so that the wiring board 3 disposed above has a predetermined positional relationship with no positional deviation.
[0077]
When the arrangement position of the reference mark 13 is derived as described above, the reference mark 13 is set for each of the plurality of areas 83 even if the image 82 captured by the

imagers

10 and 11 is distorted with respect to the actual imaging region 84. By correcting based on the calculated value, the accurate arrangement position of the reference mark 13 can be derived. When the

wiring board

1 and 3 are used for alignment as described above, the

wiring board

1 and 3 are used. The three can be accurately aligned.
[0078]
In particular, when the

wiring boards

1 and 3 are aligned as described above, the

imagers

10 and 11 must use a wide-angle condensing lens so that the reference mark 13 can be reliably imaged. Although the aberration of the optical lens becomes large, according to the present invention, it is possible to correct the distortion of the image 82 due to such aberration and to accurately derive the arrangement position of the reference mark 13.
[0079]
In addition, since the degree of distortion of the image 82 due to lens aberration usually depends on the distance from the center of the image 82, in setting the calculation value, the distance from the center of the image 82 is equal, Alternatively, the same calculation value can be given to the approximate area 83. For example, as shown in FIG. 1, when an area 83 divided by a grid-like boundary line is set, the area 83 in the image 82 is set to a set 88 of four areas 83 set at the center. The sets 88 of the areas 83 are classified into a set 88 of square-shaped areas 83 that sequentially surround each other, and the same operation value is given to each area 83 in each set 88. In this case, the same calculation value can be given to the area 83 in which the distance from the center of the image 82 is approximate.
[0080]
Further, the method for setting the area 83 in the image 82 is not limited to the method using the grid-like boundary lines as described above. For example, as shown in FIG. It is possible to divide by a boundary line composed of a plurality of circumferentially arranged circles and a straight line arranged radially with respect to the center of the image 82. In this case, the area 83 in the image 82 is classified into a set 88 of areas 83 divided by a concentric circumference, and the same calculation value is given to each area 83 in each set 88. it can. In this case, the same calculation value can be given to the area 83 having the same distance from the center of the image 82, and the arrangement position of the reference mark 13 can be detected more accurately.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, the fiducial mark position detecting method according to the present invention images an object in the fiducial mark position detecting method in which the object on which the fiducial mark is formed is imaged and the arrangement position of the fiducial mark is derived from the obtained image. The image obtained in this way is divided into a plurality of areas, and for each area, a calculation value that associates the pixel size in the image with the actual size on the object is given, and the reference mark in the image obtained by imaging the object And a pixel corresponding to the area is identified, and the calculated value associated with the area is used to calculate the pixel on the object from the position of the pixel corresponding to the reference mark in the image. Since the arrangement position of the reference mark is derived, the arrangement position of the reference mark can be accurately detected even if the image obtained by imaging the object is distorted.
[0082]
Further, when an image is divided into a plurality of areas along a grid-like boundary line, a calculation value is given to each of the divided areas, and the arrangement position of the reference mark can be accurately detected.
[0083]
Further, when the image is divided into a plurality of areas by concentric boundary lines, a calculation value is given for each of the divided areas, and the arrangement position of the reference mark can be accurately detected. Depending on the distance from the center of the image, a calculation value can be given to each area, and each area depends on the degree of image distortion due to the aberration of the condenser lens of the imager that varies according to the distance from the center of the image. A calculation value can be given to the reference mark, and the arrangement position of the reference mark can be detected more accurately.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show an example of an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a schematic diagram showing an image obtained by imaging a target object, and FIG. 1B is a schematic diagram showing an imaging region of a wiring board that is the target object; It is.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an image obtained by capturing an object according to another example of the embodiment of the present invention.
FIGS. 3A and 3B are conceptual diagrams illustrating an example of a calculation value derivation method. FIGS.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a process of aligning wiring boards.
FIG. 5 is a schematic front view of the above.
FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of a multilayer circuit board forming process.
FIGS. 7A to 7E are schematic views showing the state of each process.
FIG. 8 is a plan view showing an example of a wiring board used for the above.
FIG. 9 is a side view of the same clamp device.
FIGS. 10A and 10B show the positioning part of the above, wherein FIG. 10A is a front view and FIG. 10B is a side view.
FIG. 11 is a plan view of the suction table.
12A and 12B show the same suction position alignment unit, where FIG. 12A is a front view and FIG. 12B is a plan view.
FIGS. 13A and 13B show the same welded portion, where FIG. 13A is a front view and FIG. 13B is a plan view.
FIG. 14 is a plan view showing the same drive roll.
FIG. 15 shows a welding procedure at the welding portion of the above, and (a) to (d) are front views, respectively.
FIG. 16 is a front view, partly in section, showing the upper heater.
FIG. 17 is a plan view of a portion of the take-out portion same as above.
FIG. 18 is a front view of the hoist same as above.
[Explanation of symbols]
13 Reference mark
82 images
83 area
85 pixels

Claims

In a reference mark position detection method for imaging an object on which a reference mark is formed and deriving the arrangement position of the reference mark from the obtained image, an image obtained by imaging the object is divided into a plurality of areas. For each, a calculation value that associates the pixel size in the image with the actual size on the object is given, and a pixel corresponding to the reference mark in the image obtained by imaging the object is derived, and this pixel is located in any area. A fiducial mark characterized by identifying the presence of the fiducial mark and deriving the position of the fiducial mark on the object from the position of the pixel corresponding to the fiducial mark in the image using the calculated value given to this area Position detection method.

The reference mark position detection method according to claim 1, wherein the image is divided into a plurality of areas along a grid-like boundary line.

The reference mark position detection method according to claim 1, wherein the image is divided into a plurality of areas by concentric boundary lines.