| 【発明の名称】 |
光学的検出手段の検出データ更正方法及び光学的検出手段を備えた位置検出装置並びに電子部品の実装装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】阿南 誠
【氏名】岩田 裕二
【氏名】大草 隆
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| 【要約】 |
【課題】カメラその他の光学的検出手段における検出データの更正を、機械的な動作を伴う機構誤差の影響なしに実現することのできる更正方法及び当該更正方法を可能とする位置検出装置並びに当該位置検出装置を有する電子部品の実装装置を提供する。
【解決手段】撮像ユニット１６３，１６４の上方に、基準マークを配列形成した光学基準板１６５１を備えた基準ユニット１６５を繰り出し、撮像ユニット１６３，１６４の各カメラによって光学基準板１６５１を撮影し、各カメラ毎に、基準マークの検出データと基準マークの位置情報とから位置情報に関する基準パラメータを更新する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 対象物の位置を光学的に検出可能な光学的検出手段の検出データ更正方法であって、前記光学的検出手段によって検出可能な複数の基準マークを広がりを持って分布させてなる一体の基準部材を、前記光学的検出手段の検出範囲に重なる所定領域に配置し、前記基準部材を前記対象物として、前記光学的検出手段により前記基準マークを検出し、検出された前記基準マークに対応する予め格納された若しくは前記基準マークとともに読み取られたマーク位置情報と、前記光学的検出手段の前記基準マークに対する検出データとを比較することにより、前記光学的検出手段の検出データの位置情報に関する基準パラメータを決定し、該基準パラメータに基づいて前記光学的検出手段の検出データを更正することを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項２】 請求項１において、前記検出データの更正処理は、前記光学的検出手段の検出範囲内における特定位置の座標値を、前記マーク位置情報と、前記基準マークの検出データとの比較により求めて、前記基準パラメータの更新値とするものであることを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項３】 請求項１又は請求項２において、前記基準部材は、透明基板の板面に沿って前記基準マークを分布させてなるものであることを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項４】 請求項１から請求項３までのいずれか１項において、前記基準マークは前記基準部材において規則的に分散配置され、前記マーク位置情報は前記基準マークの配列アドレスを含むことを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項５】 請求項１から請求項４までのいずれか１項において、前記基準部材には、前記基準マーク毎に前記マーク位置情報が対応づけられた状態で前記光学的検出手段により光学的に読み取り可能に設けられていることを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項６】 請求項１から請求項５までのいずれか１項において、前記基準部材の前記基準マークを、複数の前記光学的検出手段の検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布させ、複数の前記光学的検出手段に対して一括して更正処理を行うことを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項７】 請求項１から請求項６までのいずれか１項において、前記基準部材の前記基準マークを、移動可能な前記光学的検出手段において設定された複数の検出位置における前記検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布させ、複数の前記検出範囲に対して一括して更正処理を行うことを特徴とする光学的検出手段の検出データ更正方法。
【請求項８】 対象物の位置を光学的に検出可能な光学的検出手段と、該光学的検出手段の検出データに基づいて前記対象物の位置を特定するように構成されたデータ処理手段とを有する位置検出装置であって、前記光学的検出手段の検出範囲に配置可能に構成され、前記光学的検出手段によって検出可能な複数の基準マークを広がりを持って分布させてなる一体の基準部材を有し、前記検出範囲に配置された前記基準部材を前記対象物として、前記光学的検出手段により前記基準マークを検出し、検出された前記基準マークに対応する予め格納された若しくは前記基準マークとともに読み取られたマーク位置情報と、前記光学的検出手段の前記基準マークに対する検出データとを比較することにより、前記光学的検出手段の検出データの位置情報を更正処理する更正処理手段を備えていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項９】 請求項８において、前記更正処理手段は、前記光学的検出手段の検出範囲内の特定位置の座標値を、前記マーク位置情報と前記基準マークの検出データとの比較により求めて、位置情報に関する基準パラメータとして更新するものであることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１０】 請求項８又は請求項９において、前記基準部材は、透明基板の板面に沿って前記基準マークを分布させてなることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１１】 請求項８から請求項１０までのいずれか１項において、前記基準マークは前記基準部材において規則的に分散配置されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１２】 請求項８から請求項１１までのいずれか１項において、前記基準部材には、前記基準マーク毎に前記マーク位置情報が対応づけられた状態で前記光学的検出手段により光学的に読み取り可能に設けられていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１３】 請求項８から請求項１２までのいずれか１項において、前記基準部材を、前記光学的検出手段の検出領域に対して出没可能に移動させる移動機構を備えていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１４】 請求項８から請求項１３までのいずれか１項において、複数の前記光学的検出手段が設けられ、前記基準部材の前記基準マークは、複数の前記光学的検出手段の検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布していることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１５】 請求項８から請求項１４までのいずれか１項において、前記光学的検出手段は複数の検出範囲を有するように移動可能に構成され、前記基準部材の前記基準マークは、複数の前記検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布していることを特徴とする位置検出装置。
【請求項１６】 請求項８から請求項１５までのいずれか１項に記載された位置検出装置と、電子部品を被実装部材に実装するための実装機構と、前記電子部品と前記被実装部材の少なくとも一方を前記光学的検出手段によって検出することにより得られた検出データから前記電子部品と前記被実装部材の少なくとも一方に関する位置情報を得て、該位置情報に基づいて実装時における前記電子部品又は前記被実装部材の位置決めを行うための制御手段とを有することを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項１７】 請求項１６において、前記位置検出装置には、前記電子部品を検出する第１の光学的検出手段と、前記被実装部材を検出する第２の光学的検出手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の光学的検出手段の前記検出データにより前記電子部品の位置情報を求めるとともに前記第２の光学的検出手段の前記検出データにより前記被実装部材の位置情報を求め、或いは、前記電子部品と前記被実装部材との相対的位置情報を求めるように構成されていることを特徴とする電子部品の実装装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学的検出手段の検出データ更正方法及び光学的検出手段を備えた位置検出装置並びに電子部品の実装装置に係り、特に、複数の光学的検出手段若しくは複数の検出位置を有する位置検出装置において好適な検出データ更正技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、従来の電子部品の実装装置においては、例えば特開平６−２３６９０４号に記載されている技術のように、電子部品のアライメントマークを検出する部品側カメラと、電子部品が実装される被実装部材である回路基板などのアライメントマークを検出する実装側カメラとを用意し、部品側カメラにより撮影した画像から電子部品の位置を特定し、実装側カメラにより撮影した画像から被実装部材の実装領域の位置を特定し、これらの位置関係に基づいて移動制御系を動作させ、例えば被実装部材を支持するＸＹθテーブルを稼動させることによって電子部品と被実装部材との相対的位置関係を適切なものに調整した上で、電子部品を実装するようにしている。
【０００３】近年の電子部品自体の小型化や電子部品に設けられた端子の狭ピッチ化などによって、電子部品の実装時における位置精度に対する要求は急速に厳しいものとなってきている。このため、電子部品の実装装置においては、部品側カメラ及び実装側カメラの環境変化（例えば温度変化）による位置ずれや部品側カメラ及び実装側カメラを移動させるための移動機構の機構誤差などに起因する電子部品と被実装部材との相対的位置関係の誤差が実装精度に大きく影響するようになってきた。
【０００４】そこで、従来、例えば特開平９−８１０４号に記載されているように、ボンディングステージ上にキャリブレーション用の基準マークを形成し、ボンディングステージをチップ検出位置に移動させて部品側カメラにより基準マークを検出しまた、ボンディングステージをボンディング位置に移動させて実装側カメラにより同じ基準マークを検出することによって、両カメラを移動制御する移動制御系のパラメータを補正更新してカメラ位置の更正を行い、この更新されたパラメータに基づいて以後の両カメラの移動制御を実施する方法が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来のカメラ位置の更正方法においては、チップ検出位置とボンディング位置との間を移動可能なボンディングステージ上の基準マークを用いて部品側カメラと実装側カメラの位置を更正しているため、ボンディングステージ等の基準となる移動体の存在が不可欠であり、このような移動体を不要とする実装装置やこのような移動体を組み込むことのできない構造の実装装置においては適用できないという問題点がある。
【０００６】また、上記の更正方法ではボンディングステージなどの移動体の移動機構における機械的誤差や当該誤差の経時変化がカメラ位置の更正精度に大きく影響するため、移動体の移動機構を高精度化する必要があるとともに、カメラ位置の更正精度が、機械的な動作を伴う移動機構の誤差によって制限されることにより、精度の向上に限界があるという問題点もある。
【０００７】そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、カメラその他の光学的検出手段における検出データの更正を、機械的な動作を伴う機構誤差の影響なしに実現することのできる更正方法及び当該更正方法を可能とする位置検出装置並びに当該位置検出装置を有する電子部品の実装装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために本発明の光学的検出手段の検出データ更正方法は、対象物の位置を光学的に検出可能な光学的検出手段の検出データ更正方法であって、前記光学的検出手段によって検出可能な複数の基準マークを広がりを持って分布させてなる一体の基準部材を、前記光学的検出手段の検出範囲に重なる所定領域に配置し、前記基準部材を前記対象物として、前記光学的検出手段により前記基準マークを検出し、検出された前記基準マークに対応する予め格納された若しくは前記基準マークとともに読み取られたマーク位置情報と、前記光学的検出手段の前記基準マークに対する検出データとを比較することにより、前記光学的検出手段の検出データの位置情報に関する基準パラメータを決定し、該基準パラメータに基づいて前記光学的検出手段の検出データを更正することを特徴とする。
【０００９】この発明によれば、一体の基準部材において広がりを持って複数分布された基準マークを光学的検出手段により検出し、当該基準マークのマーク位置情報と基準マークの検出データとを比較して検出データの位置情報に関する基準パラメータを決定し、この基準パラメータに基づいて検出データを更正するようにしたことにより、光学的検出手段の検出データに対する更正処理を基準部材における基準マークが分布する範囲内でさえあれば、任意の場所において行うことができるため、光学的検出手段が複数ある場合、光学的検出手段が移動可能に構成されていて複数の検出位置において対象物の位置検出を行う場合、光学的検出手段が移動可能に構成されていて対象物に応じて適宜の検出位置において位置検出を行う場合などにおいて、検出対象や検出手段を動作させる移動機構の移動精度など、機械的動作精度の影響を受けることなく、正確且つ確実に検出データの更正を行うことができる。
【００１０】ここで、検出データの更正としては、光学的検出手段において上記基準パラメータによる更正を行い、更正された検出データを光学的検出手段から出力する場合と、光学的検出手段から出力された検出データを外部装置（コンピュータなどのデータ処理手段）によって更正して用いる場合とのいずれの場合をも含むものである。
【００１１】また具体的には、例えば、基準マークのマーク位置情報から、基準部材を基準とする基準マークの位置データを求めることができ、この位置データと、基準マークの検出データとの関係から、検出データから基準部材を基準とする位置データを導出するための基準パラメータを求めることができる。基準部材を基準とする位置データは、光学的検出手段の検出位置の精度には影響を受けない。また、複数の光学的検出手段の検出データや複数の検出位置における検出データを用いる場合、基準部材を基準とする位置データは、これらの複数の検出データ間の整合性を確保するための指標となる。
【００１２】本発明において、前記検出データの更正処理は、前記光学的検出手段の検出範囲内における特定位置の座標値を、前記マーク位置情報と、前記基準マークの検出データとの比較により求めて、前記基準パラメータの更新値とするものであることが好ましい。
【００１３】この発明によれば、基準パラメータとして検出範囲内の特定位置の座標値を用いることにより、検出データの位置情報としての検出対象物における所定部位の座標値を、特定位置の座標値を示す基準パラメータにより容易に更正することができる。
【００１４】本発明において、前記基準部材は、透明基板の板面に沿って前記基準マークを分布させてなるものであることが好ましい。
【００１５】この発明によれば、透明基板の板面に沿って基準マークを分布させた基準部材を用いることにより、光学的検出手段により基準マークを容易に検出することができる。透明基板としては、石英や各種ガラスなどを用いることが変形を低減できる点で好ましい。また、基準マークは、基板板面上にフォトリソグラフィ法などによって形成された基準パターンであることが好ましく、例えば、金属蒸着膜などを用いることができる。
【００１６】本発明において、前記基準マークは前記基準部材において規則的に分散配置され、前記マーク位置情報は前記基準マークの配列アドレスを含むことが好ましい。
【００１７】この発明によれば、基準マークが規則的に分散配置されているとともにマーク位置情報として基準マークの配列アドレスが含まれていることにより、基準マークと配列アドレスによって基準マークの基準部材における位置付けを知ることができるため、基準マークの位置付けと、基準マークの検出データとによって、位置情報に関する基準パラメータを容易に導き出すことができる。
【００１８】ここで配列アドレスとしては、例えば、基準マークがマトリクス状に配列されている場合には、行数及び列数を規定した数字、或いは、この数字に所定の対応関係を有する任意の数字、文字若しくは図形等の種々の模様を用いることができる。
【００１９】本発明において、前記基準部材には、前記基準マーク毎に前記マーク位置情報が対応づけられた状態で前記光学的検出手段により光学的に読み取り可能に設けられていることが好ましい。
【００２０】この発明によれば、マーク位置情報が基準マークに対応付けられた状態で光学的検出手段により光学的に読み取り可能に設けられていることにより、基準マークの位置情報を、別途の手段を用いることなく、確実に獲得することができる。ここで、光学的に読み取られたマーク位置情報は、公知の画像処理技術（例えばＯＣＲ（光学的文字認識）技術に用いられる技術）によってイメージ（画像）データから所定の文字情報に変換してから用いることができる。
【００２１】本発明において、前記基準部材の前記基準マークを、複数の前記光学的検出手段の検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布させ、複数の前記光学的検出手段に対して一括して更正処理を行うことが好ましい。
【００２２】この発明によれば、複数の光学的検出装置の検出範囲を包含し得る領域に基準マークが広がるようにし、複数の光学的検出手段に対して一括して更正処理を行うことにより、機械的誤差を含まない状態で、また、基準部材の配置の位置精度にも影響されずに、光学的検出装置の各検出範囲間の位置情報を相互に整合させることができる。
【００２３】本発明において、前記基準部材の前記基準マークを、移動可能な前記光学的検出手段において設定された複数の検出位置における前記検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布させ、複数の前記検出範囲に対して一括して更正処理を行うことが好ましい。
【００２４】この発明によれば、光学的検出手段の複数の検出位置における検出範囲を包含し得る領域に基準マークが広がるように分布させることにより、複数の検出位置に対応する複数の検出範囲に対して一括して更正処理を行うことができるので、複数の検出位置の検出範囲間の位置情報を相互に整合させることができ、例えば、光学的検出手段の移動機構等による機械的誤差の影響を排して、また、基準部材の配置の位置精度にも影響されずに、検出データ間の位置関係を正確に求めることが可能になる。
【００２５】次に、本発明の位置検出装置は、対象物の位置を光学的に検出可能な光学的検出手段と、該光学的検出手段の検出データに基づいて前記対象物の位置を特定するように構成されたデータ処理手段とを有する位置検出装置であって、前記光学的検出手段の検出範囲に配置可能に構成され、前記光学的検出手段によって検出可能な複数の基準マークを広がりを持って分布させてなる一体の基準部材を有し、前記検出範囲に配置された前記基準部材を前記対象物として、前記光学的検出手段により前記基準マークを検出し、検出された前記基準マークに対応する予め格納された若しくは前記基準マークとともに読み取られたマーク位置情報と、前記光学的検出手段の前記基準マークに対する検出データとを比較することにより、前記光学的検出手段の検出データの位置情報を更正処理する更正処理手段を備えていることを特徴とする。
【００２６】本発明において、前記更正処理手段は、前記光学的検出手段の検出範囲内の特定位置の座標値を、前記マーク位置情報と前記基準マークの検出データとの比較により求めて、位置情報に関する基準パラメータとして更新するものであることが好ましい。
【００２７】本発明において、前記基準部材は、透明基板の板面に沿って前記基準マークを分布させてなることが好ましい。
【００２８】本発明において、前記基準マークは前記基準部材において規則的に分散配置されていることが好ましい。
【００２９】本発明において、前記基準部材には、前記基準マーク毎に前記マーク位置情報が対応づけられた状態で前記光学的検出手段により光学的に読み取り可能に設けられていることが好ましい。
【００３０】本発明において、前記基準部材を、前記光学的検出手段の検出領域に対して出没可能に移動させる移動機構を備えていることが好ましい。
【００３１】本発明において、複数の前記光学的検出手段が設けられ、前記基準部材の前記基準マークは、複数の前記光学的検出手段の検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布していることが好ましい。
【００３２】本発明において、前記光学的検出手段は複数の検出範囲を有するように移動可能に構成され、前記基準部材の前記基準マークは、複数の前記検出範囲を包含し得る領域に広がるように分布していることが好ましい。
【００３３】本発明の電子部品の実装装置は、上記のいずれかに記載された位置検出装置と、電子部品を被実装部材に実装するための実装機構と、前記電子部品と前記被実装部材の少なくとも一方を前記光学的検出手段によって検出することにより得られた検出データから前記電子部品と前記被実装部材の少なくとも一方に関する位置情報を得て、該位置情報に基づいて実装時における前記電子部品又は前記被実装部材の位置決めを行うための制御手段とを有することを特徴とする。
【００３４】本発明において、前記位置検出装置には、前記電子部品を検出する第１の光学的検出手段と、前記被実装部材を検出する第２の光学的検出手段とを有し、前記制御手段は、前記第１の光学的検出手段の前記検出データにより前記電子部品の位置情報を求めるとともに前記第２の光学的検出手段の前記検出データにより前記被実装部材の位置情報を求め、或いは、前記電子部品と前記被実装部材との相対的位置情報を求めるように構成されていることが好ましい。
【００３５】なお、上記各発明において、上記方法、位置検出装置を液晶パネルの実装領域への半導体チップの実装ユニットに用いることが好ましい。このユニットにおいては、実装前に半導体チップと液晶パネルとの相対的位置を検出する必要があり、撮像手段によって半導体チップ及び液晶パネルの所定部位を撮影し、その画像を処理することによって半導体チップと液晶パネルの実装領域とを相互に位置決めする。
【００３６】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明に係る光学的検出手段の検出データ更正方法及び光学的検出手段を備えた位置検出装置並びに電子部品の実装装置の実施形態について詳細に説明する。以下に詳述する実施形態は液晶パネルの製造工程において用いる液晶駆動用ドライバＩＣを液晶パネルに実装するための実装装置であり、特に、液晶パネルが液晶封入領域外の基板上に液晶駆動用ドライバＩＣを実装した所謂ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）構造を有する場合において、液晶パネルの基板上に上記ドライバＩＣを実装する一連の工程をインライン方式によって実行する装置に関するものである。
【００３７】［実装装置の全体構成］最初に、本実施形態の実装装置の全体構成を説明する。図１３は、本実施形態の実装装置の全体構成の平面図に相当するものを模式的に示す全体平面構成図である。この実装装置１００には給材ユニット１１０が設けられている。給材ユニット１１０は、液晶パネル（シール材を介して２枚の透明基板を貼り合わせ、シール材の内側に液晶を封入したもの。）Ｐを搬送コンベア１１１上に載置したトレイ１１２内に複数収容し、トレイ１１２を図示下方に向けて搬入する。搬入位置には移載ロボット１１３が設置されており、この移載ロボット１１３によってトレイ１１２上の液晶パネルＰを一つずつインデックステーブルＡ上に移載するようになっている。インデックステーブルＡには複数（図示例では４つ）の指定位置が設けられ、液晶パネルＰは最初の指定位置Ａ１に載置された後、インデックステーブルＡの回転に従って次の指定位置Ａ２に送られる。
【００３８】指定位置Ａ２に対応してプラズマ処理ユニット１２０が設置されている。プラズマ処理ユニット１２０は、所定の処理ガスをプラズマ化して指定位置Ａ２に載置された液晶パネルＰに吹付けるようになっている。例えば、上記の処理ガスを、放電ノズルを通して液晶パネルＰに向けて供給することによって、液晶パネルＰの実装領域上の有機物を分解除去することができる。また、実装領域における基板表面の濡れ性を向上させる効果も有する。処理ガスとしては例えば窒素ガスを用いることができる。このプラズマ処理ユニット１２０は、液晶パネルＰのインライン方式の処理過程を可能とするために大気圧プラズマ方式となっており、大気圧の処理ガスを電離してプラズマを発生させ、このプラズマをそのままインデックステーブルＡ上の液晶パネルＰに吹付けるように構成されている。
【００３９】次に、指定位置Ａ３においては、姿勢検出ユニット１３０によってインデックステーブルＡ上に載置された液晶パネルＰの実装領域を撮影し、実装領域上に形成されたアライメントマークを検出し、液晶パネルＰの姿勢を特定する。姿勢検出ユニット１３０には、液晶パネルＰの実装領域を撮影するＣＣＤカメラ等からなる撮像手段と、この撮像手段によって撮影された画像に画像処理を施して、実装領域に形成されたアライメントマーク（図示せず）を検出し、液晶パネルＰの載置姿勢を判定する画像処理部（例えばコンピュータ内のプログラムの一部として上記機能が実現されていてもよい。）とが設けられる。
【００４０】次に、そのまま液晶パネルＰは指定位置Ａ４へと送られ、移載ユニット１４０によってインデックステーブルＢへと移載される。移載ユニット１４０には、液晶パネルＰを保持する保持アーム部１４１と、保持アーム部１４１をインデックステーブルＡとインデックステーブルＢとの間において移動させる駆動部１４２とが設けられている。保持アーム部１４１は、インデックスユニットＡ上の液晶パネルＰを把持してインデックステーブルＢの指定位置Ｂ１にあるパネル保持部Ｃ上に載置する。このとき、上記の姿勢検出ユニット１３０において検出された液晶パネルＰの姿勢に応じて、保持アーム部１４１によるパネル保持部Ｃ上への載置状態が制御されるようになっており、パネル保持部Ｃ上には、液晶パネルＰがあらかじめ定められた所定の姿勢にて載置される。
【００４１】次に、指定位置Ｂ１のパネル保持部Ｃ上の液晶パネルＰはインデックステーブルＢの回転に従って指定位置Ｂ２に移動する。そして、指定位置Ｂ２のパネル保持部Ｃ上に載置された液晶パネルＰの実装部分には、ＡＣＦ貼着ユニット１５０によって異方性導電フィルム（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｅＦｉｌｍ）Ｑが貼着される。
【００４２】次に、異方性導電フィルムＱが実装領域上に貼着された液晶パネルＰは、インデックステーブルＢの回転に従って指定位置Ｂ３に移動する。この指定位置Ｂ３においては、仮圧着ユニット１６０により液晶駆動ドライバＩＣなどの半導体チップＲが液晶パネルＰの実装領域上の上記異方性導電フィルムＱの表面上に仮圧着されるようになっている。仮圧着ユニット１６０には、図示しない給材機構によって供給される半導体チップＲを受け取る一対のチップ支持部（半導体チップＲを所定姿勢で下方から支持し、所定姿勢で保持するための案内構造を備えたものである。）１６１ａ，１６１ｂを有し、これらのチップ支持部１６１ａ，１６１ｂの位置を反転させることの可能なチップ受け渡し機構１６１（半導体チップを予めほぼ一定姿勢で受け渡すように構成されたプリアライメント旋回機構である。）と、このチップ受け渡し機構１６１の図示右側に位置するチップ支持部から半導体チップを受け取る一対の仮圧着ヘッド（チップ支持部上に支持されている半導体チップＲを上方から把持するための機械的把持機構又は真空吸着構造などからなる保持手段を備えているとともに、保持された半導体チップＲの姿勢をＸ，Ｙ，θ方向に修正可能であって、さらに、図の紙面に直交する方向に移動可能且つ加圧可能に構成されている。）１６２ａ，１６２ｂを備え、これらの仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂの位置を交互に反転させることが可能であるとともに、全体として図示左右方向に移動可能であるように構成された仮圧着機構１６２とを有している。
【００４３】また、指定位置Ｂ３のパネル保持部Ｃに保持された液晶パネルＰの実装領域を下方から撮影するための撮像ユニット１６３と、上記仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂのうちの図示右側に位置する方に保持された半導体チップＲを下方から撮影するための撮像ユニット１６４とが並列して設けられている。これらの撮像ユニット１６３，１６４は、半導体チップＲが液晶パネルＰの実装領域上に仮圧着される直前において、液晶パネルＰの実装領域と、半導体チップＲの下面部とをそれぞれ撮影する。この撮影画像に基づいて、図示しないコンピュータ装置は所定のプログラムに従って実装領域に形成された図示しないアライメントマークの位置と、半導体チップＲの下面に形成された図示しないアライメントマークの位置を検出し、両者の位置関係を合わせるように上記仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂの姿勢を制御する。姿勢制御された仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂは、半導体チップＲを液晶パネルＰの実装領域上の異方性導電フィルムＱ上に押し付け、半導体チップＲを仮圧着させる。
【００４４】さらに、仮圧着ユニット１６０には、上記撮像ユニット１６３，１６４の検出データの位置情報の更正を行うための基準部材である光学基準板１６５１を取り付けた基準ユニット１６５が設けられている。この基準ユニット１６５は、光学基準板１６５１を図示斜め右上方向に移動可能とするように出没可能に構成されている。
【００４５】次に、インデックステーブルＢの回転に従って指定位置Ｂ４に移動した液晶パネルＰは、移載ユニット１７０によって後述する本圧着ユニット１８０の仮置テーブル１８２上に移載される。移載ユニット１７０は、インデックステーブルＢ上に載置された液晶パネルＰを保持する移載アーム１７１と、移載アーム１７１を移動させる駆動部１７２とから構成される。仮置テーブル１８２は、液晶パネルＰを複数（図示例では２つ）並列配置できるように構成されている。
【００４６】仮置テーブル１８２上において複数並列配置された液晶パネルＰは、駆動部１８５により駆動される移載ヘッド１８６によって本圧着テーブル１８３上へ移送され、本圧着機構１８１により半導体チップＲが液晶パネルＰ上に加熱された状態で加圧されることによって本圧着される。このように本圧着された液晶パネルＰは再び移載ヘッド１８６によって除材テーブル１８４へ移載される。
【００４７】上記本圧着機構１８１により加熱されながら液晶パネルＰの実装領域上に半導体チップＲが加圧されると、異方性導電フィルムＱの樹脂基材は軟化して薄肉化され、樹脂基材中に分散された導電粒子が半導体チップＲの電極端子と実装領域上の外部端子との双方に接触し、両者が導通した状態となり、この状態で加熱及び加圧が解除されると、樹脂基材が硬化して導通状態が維持される。
【００４８】このようにして本圧着処理が終了し、半導体チップＲが実装された液晶パネルＰは搬出ユニット１９０の除材ロボット１９１によって除材テーブル１８４からトレイ１９２上に移載され、搬出コンベア１９３によって搬出されていく。
【００４９】［仮圧着ユニットの細部構造］次に、図９及び図１０を参照して上記の仮圧着ユニット１６０の具体的な構造について説明する。仮圧着ユニット１６０の上記チップ受け渡し機構１６１、撮像ユニット１６３，１６４及び基準ユニット１６５は、図９に示すように、いずれも装置のフレーム台１００Ａ上に取り付けられている。また、図９に示すチップ受け渡し機構１６１と、撮像ユニット１６４との間の上方位置には、図１０に示す仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂを備えた仮圧着機構１６２が配置されている。仮圧着機構１６２はフレーム台１００Ａの上方に設置された図示しない支持枠に支持されており、仮圧着機構１６２全体が支持枠に対して指定位置Ｂ３に対して接離する方向に移動可能に構成されている。
【００５０】仮圧着機構１６２においては、仮圧着ヘッド１６２ａの基部と、中央の駆動軸１６２３とが２本のリンク１６２１（手前側のリンクのみを示す。）を介して連結され、仮圧着ヘッド１６２ｂの基部と、中央の駆動軸１６２３とが２本のリンク１６２２（手前側のリンクのみを示す。）を介して連結されていることにより、中央の駆動軸１６２３が回転することによって、一対の仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂが連動して回転するように構成されている。仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂは支持フレーム１６２４に取り付け支持され、この支持フレーム１６２４は駆動モータ１６２５によって回転駆動されるように構成されている。一方、駆動軸１６２３は最上部に配置された駆動モータ１６２６によって回転駆動される。また、上記の仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂは、支持フレーム１６２４に対して上下可能に取り付けられたヘッドフレーム１６２７に搭載されており、ヘッドフレーム１６２７は、通常は弾性力によって図示上方に付勢されているが、仮圧着時においては、図示しない駆動レバーが被圧端１６２８を下方に押し下げるように当接することによって、ヘッドフレーム１６２７とともに仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂが下方に移動し、半導体チップを実装領域に押し付けることができるように構成されている。
【００５１】図９に示すように、基準ユニット１６５においては、ガラス等からなる円盤状の光学基準板１６５１が支持枠１６５３に対して回転自在に装着されている。支持枠１６５３の基部には光学基準板１６５１の回転方向の角度姿勢を調整可能に保持する角度調整機構１６５４が設けられている。支持枠１６５３は可動部材１６５０の先端に取り付け固定される。可動部材１６５０はフレーム台１００Ａ上に固定された支柱１６５５の上端部において水平方向に移動可能に取り付けられ、エアシリンダなどの駆動部１６５６によって直線的に動作するように構成されている。
【００５２】図１には、仮圧着ユニット１６０の中心部の部分平面図を示す。液晶パネルＰは２枚の透明基板が貼り合わされたものであり、下側の透明基板が上側の透明基板よりも張り出すことによって形成された実装領域ＳがインデックステーブルＢの外周側に位置する姿勢でパネル保持部Ｃ上に吸着保持されている。指定位置Ｂ３においてパネル保持部Ｃ上の液晶パネルＰにおける実装領域Ｓの中心部には異方性導電フィルムＱが既に貼着されており、この異方性導電フィルムＱの表面上に、図示しない仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂに保持された半導体チップＲが仮圧着されるようになっている。
【００５３】指定位置Ｂ３に配置されたパネル保持部Ｃの下方には撮像ユニット１６３が配置され、図示しない仮圧着ヘッドに保持された半導体チップＲの下方には撮像ユニット１６４が配置されている。撮像ユニット１６３と撮像ユニット１６４は共に同一構造を有するので、図１１を参照して撮像ユニット１６３についてのみ概略構造を説明する。図１１（ａ）に示すように、撮像ユニット１６３は、例えばＣＣＤカメラよりなる第１カメラ１６３Ａと、同様の第２カメラ１６３Ｂとを有し、これらの第１カメラ１６３Ａ及び第２カメラ１６３Ｂの上方に光偏向モジュール１６３Ｃが配置されたものである。この実施形態では第１カメラ１６３Ａは通常、固定されており、第２カメラ１６３Ｂは図１１（ｂ）における上下方向に移動可能に構成されている。なお、後述するように、本実施形態では第１カメラ１６３Ａもまた移動可能に構成されており、通常動作時において第１カメラもまた移動させるようにしても構わない。
【００５４】光偏向モジュール１６３Ｃにおいては、第１カメラ１６３Ａの直上位置に傾斜したハーフミラー面１６３ｃ１が形成され、第２カメラ１６３Ｂの直上位置に傾斜した全反射面１６３ｃ２が形成されている。これらのハーフミラー面１６３ｃ１及び全反射面１６３ｃ２は図示例のようにプリズムなどの表面に形成されていてもよい。また、ハーフミラー面の変わりに偏光ビームスプリッタ等を用いることも可能である。この光偏光モジュール１６３Ｃは、図示上方から入射した光の一部を、ハーフミラー面１６３ｃ１を通過させて第１カメラ１６３Ａへと導くと同時に、その光の一部をハーフミラー面１６３ｃ１及び全反射面１６３ｃ２でそれぞれ反射させて第２カメラ１６３Ｂにも導くように構成されている。このため、図１１（ｂ）に示すように、第２カメラ１６３Ｂを、第１カメラ１６３Ａに対して図示左右方向に重なった位置に配置することも可能である。また、第２カメラ１６３Ｂは図示上下方向に移動可能に構成されているので、第２カメラ１６３Ｂの移動に従って撮像範囲１６３ｂもまた上下に移動する。したがって、図１１（ｂ）に示すように、第２カメラの位置を符号１６３Ｂ’に示すように図示左右方向に重ねて配置すると、その撮像範囲１６３ｂ’が第１カメラ１６３Ａの撮像範囲１６３ａに重なるように設定することができる。その結果、第１カメラ１６３Ａと第２カメラ１６３Ｂの鏡筒によって物理的に妨げられることなく、２つのカメラの撮像範囲を他方のカメラ位置に拘わらず相互に自由に設定することができる（両カメラの撮像範囲を完全に重ねる、すなわち完全に一致させることも可能である。）。
【００５５】図１２には、撮像ユニット１６３及び１６４によって液晶パネルＰの実装領域Ｓ及び半導体チップＲの下面を撮影する様子を示す。パネル保持部Ｃには光学的開口部ＣＡが形成されており、この光学的開口部ＣＡの直上位置に液晶パネルＰの実装領域Ｓが配置されている。そして、光学的開口部ＣＡは、撮像ユニット１６３の光軸１６３Ｇが通過するように設定されている。一方、指定位置Ｂ３に配置されたパネル保持部Ｃに隣接した位置に仮圧着ヘッド１６２ａが配置され、この仮圧着ヘッド１６２ａに保持された半導体チップＲを撮像ユニット１６４の光軸１６４Ｇが通過するように設定される。この図示の状態において、撮像ユニット１６３，１６４によって液晶パネルＰの実装領域Ｓと半導体チップＲの下面とが撮影され、これらの撮影画像に対して公知の画像処理を施すことによって、液晶パネルＰの実装領域Ｓに形成されている図示しないアライメントマークの位置と、半導体チップＲの下面に形成されている図示しないアライメントマークの位置とをそれぞれ検出し、実装領域Ｓと半導体チップＲとの間の位置ずれ情報が算出される。そして、この位置ずれ情報に基づき、仮圧着ヘッド１６２ａはそのＸ，Ｙ，θ調整機構によって姿勢が修正され、図示矢印Ｆに沿って移動し、半導体チップＲを異方性導電フィルムＱの表面上に押し付ける。
【００５６】一方、図１に示すように、基準ユニット１６５の光学基準板１６５１の外周には作用軸１６５７が取り付けられ、この作用軸１６５７は、角度調整機構１６５４の調整ネジ１６５４ａと、この調整ネジ１６５４ａの反対側に取り付けられ、作用軸１６５７を反対側から所定の弾性力を持って加圧する弾性支持ピン１６５４ｂとに挟み付けられた状態で支持固定されている。この角度調整機構１６５４においては、調整ネジ１６５４ａの螺合度合いを変化させることによって、作用軸１６５７の保持された位置を微妙に調整することができるように構成され、作用軸１６５７の保持された位置が変わることによって、光学基準板１６５１が支持枠１６５３内で回転し、光学基準板１６５１の回転角度方向の姿勢が変わるように構成されている。
【００５７】上記の光学基準板１６５１は、後述するように液晶パネルＰ及び半導体チップＲが退避した状態において、図９に示す駆動部１６５６によって、指定位置Ｂ３に配置された液晶パネルＰ及びこの液晶パネルＰに隣接して上記の仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂに吸着保持された半導体チップＲの配置されるべき空間領域へ繰り出されるように構成される。この光学基準板１６５１の繰り出し位置は、図１２の領域１６５Ａに示されている。すなわち、繰り出された光学基準板１６５１は、当該液晶パネルＰ及び半導体チップＲの配置される高さとほぼ同じ高さになる上記領域１６５Ａに配置されるように設定されている。
【００５８】図２は光学基準板１６５１の平面形状を示す平面図である。本実施形態の光学基準板１６５１はガラス（例えば石英ガラスなど）によって形成され、その表面上にアルミニウム等の金属を蒸着することによって、縦横に規則的に（マトリクス状に）配列された複数の基準マーク１６５２ａと、各基準マーク１６５２ａに対応付けられて配置されたマーク位置情報１６５２ｂとからなる基準パターン１６５２が形成されている。
【００５９】この基準パターン１６５２は、基準板１６５１の表面上に公知のフォトリソグラフィ技術を適用することによって容易にパターニングすることができる。基準パターン１６５２の形成面は、撮像ユニット１６３及び１６４の直上位置に繰り出し配置されるときに、上述のように、図１２に示すアライメントマークの形成された実装領域Ｓの表面や半導体チップＲの下面にほぼ一致するように配置されることが好ましい。特に、撮像時において実装領域Ｓの表面と、半導体チップＳの下面とが同一高さに設定される場合には、基準パターン１６５２についても同一高さに配置されることが望ましい。
【００６０】基準パターン１６５２において、基準マーク１６５２ａは図２のＸ方向及びＹ方向に等しい間隔δｘ及びδｙとなるように分散配置されている。また、マーク位置情報１６５２ｂは３桁の数字からなり、最小桁の数字が基準マーク１６５２ａのＸの正方向の順番を示し、最大桁の数字が基準マーク１６５２ａのＹの正方向の順番を示すようになっている。ここで、注目する基準マーク１６５２ａに対応するマーク位置情報１６５２ｂを上記撮像ユニット１６３，１６４の画像から読み取り、或いは、当該画像中に、注目する基準マークに対応するマーク位置情報が存在しない場合には、隣接する基準マークの位置情報（当該画像中において読み取れるもの）を読み取り、これをもとに注目する基準マークの位置情報を求める。なお、このマーク位置情報は、基準マーク１６５２ａの形状や色調等のマーク自体の外観によって間接的に表現されていてもよく、この場合には予め当該形状や色調等の外観と、位置情報との関係を所定態様（例えば、メモリなどに計算式やデータテーブルなどと等価な情報形態）で保存しておく。
【００６１】基準マーク１６５２ａの形成間隔δｘ，δｙは、更正すべき位置検出手段である撮像ユニット内の各カメラの撮像範囲が任意の位置にあっても、必ず最低一つの基準マーク１６５２ａが撮像範囲内に含まれるように設定される。すなわち、上記撮像範囲がＸ方向及びＹ方向と平行な４辺を有する長方形状である場合、撮像範囲のＸ方向の幅をＸW、Ｙ方向の幅をＹWとすれば、ＸW＞δｘ、且つ、ＹW＞δｙとすることが好ましい。このようにすると、カメラの撮像範囲が基準パターン１６５２の範囲内にありさえすれば、必ずその撮像範囲内に最低一つの基準マークが含まれることになる。撮影された画像中に複数の基準マークが含まれる場合には予め決められた選定基準（例えばより小さな座標値を有するものを選択するなど）によってそのうちの一つを選定する。
【００６２】なお、本実施形態では基準マーク１６５２ａに対応するマーク位置情報１６５２ｂを光学基準板１６５１自体に形成しているが、マーク位置情報を光学基準板１６５１に設けることなく、撮像ユニット１６３，１６４によって得られた画像中の基準マーク１６５２ａの位置情報を撮像ユニット１６３，１６４のカメラ位置（カメラ駆動軸の位置）から推定するようにしても構わない。
【００６３】次に、図５及び図６を参照して本実施形態における仮圧着ユニット１６０の動作について説明する。通常の動作時においては、図５に示すように、インデックステーブルＢは１サイクルごとに図示時計周りに９０度ずつ回転し、パネル保持部Ｃにセットされた液晶パネルＰを指定位置Ｂ１からＢ２へ、Ｂ２からＢ３へ、Ｂ３からＢ４へ、Ｂ４から再びＢ１へと移動させる。チップ受け渡し機構１６１は上記サイクルと同期して１８０度旋回する動作を、間に一定の停止期間を挟んで繰り返し行う。この停止期間において、チップ支持部１６１ａ，１６１ｂのうち図示左側に位置するものには半導体チップＲが一つずつ供給され、予め定められた姿勢にて保持される。また、図示右側に位置するチップ支持部に搭載されている半導体チップＲは仮圧着機構１６２の仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂのうちの図示左側に位置するものに吸引保持される。
【００６４】仮圧着機構１６２もまた１８０度旋回する動作を一定の停止期間を挟んで繰り返し行うようになっており、この繰り返し動作は上記インデックステーブルＢのサイクルと同期して行われる。停止期間において、図示左側の仮圧着ヘッドはチップ受け渡し機構１６１から半導体チップＲを受け取り、その後、仮圧着機構１６２全体が図示右側へ移動し、撮像ユニット１６３，１６４によって液晶パネルＰの実装領域Ｓ及び図示右側の仮圧着ヘッドに保持されている半導体チップＲの撮影が行われた後、さらに図示右側へ移動して実装領域Ｓと半導体チップＲの位置関係に応じてアライメントされ、仮圧着が実施される。
【００６５】上記のような通常動作を繰り返し行っていくと、撮像ユニット１６３，１６４が環境温度やカメラ駆動機構の経時変化等によって影響を受け、その位置精度が低下したり、基準位置が狂ったりする。そこで、例えば、上記のサイクルを所定回数実施した後、或いは、装置の稼動時間が所定時間に達した際に、後述する撮像ユニットのキャリブレーション（更正）を行う。
【００６６】このキャリブレーションは、図６に示すように、基準ユニット１６５の可動部１６５０を撮像ユニット１６３，１６４の上方へ向けて繰り出させ、光学基準板１６５１を撮像ユニット１６３，１６４の直上位置に配置させた状態で行われる。このとき、上述のように光学基準板１６５１はパネル保持部Ｃ上の液晶パネルＰや仮圧着ヘッドに保持された半導体チップＲの撮影時の高さにほぼ一致するように配置される。このため、図６に示すように、繰り出された光学基準板１６５１を回避するように、インデックステーブルＢのパネル保持部Ｃが指定位置Ｂ１〜Ｂ４の中間位置（図示例では通常位置より４５度ずれた位置）に配置されるように回転して停止し、また、仮圧着機構１６２の一対の仮圧着ヘッド１６２ａ，１６２ｂを結ぶ線分が可動部１６５０の移動方向と平行になるように、すなわち、通常の動作時の停止期間における姿勢とは所定角度（図示例では約４５度）傾斜した姿勢になるように、仮圧着機構１６２も回転して停止する。可動部１６５０の繰り出し動作は、上記インデックステーブルＢと仮圧着機構１６２が通常姿勢に対してずれた位置に回転すると同時に、或いは回転後停止してから行われる。
【００６７】基準ユニット１６５の繰り出し動作が完了すると、後述するキャリブレーションが実施され、その後、基準ユニット１６５が再び図５に示す位置に退避し、通常の動作に復帰する。このような基準ユニット１６５の出没動作は装置稼動時において一時的に稼動サイクルを中断して実施される。
【００６８】［撮像ユニットのキャリブレーション］次に、上記基準ユニット１６５を用いて実施される撮像ユニット１６３，１６４のキャリブレーションについて説明する。上記の撮像ユニット１６３，１６４はそれぞれ全体として図１の図示左右方向であるＹ方向に移動可能に設けられている。また、各ユニットにおいて、第１カメラ１６３Ａ，１６４Ａ及び第２カメラ１６３Ｂ，１６４Ｂの合計４つのカメラは、図９に示すフレーム台１００Ａに対してそれぞれＸ方向（図示上下方向）に移動可能に構成されている。これらのユニット及び各カメラの移動はユニット内のカメラ移動機構に設けられた６つのパルスモータによって実行される。
【００６９】本実施形態によるキャリブレーションを実施する場合には、上述のように図６に示す状態で光学基準板１６５１を撮像ユニット１６３，１６４の直上位置に配置して行う。この状態で、図２に示すように、上記第１カメラ１６３Ａ及び１６４Ａ並びに第２カメラ１６３Ｂ及び１６４Ｂの撮像範囲１６３ａ及び１６４ａ並びに１６３ｂ及び１６４ｂが光学基準板１６５１内に位置するようにそれぞれのカメラ位置を移動させる。カメラ位置の移動は、上記の６つのパルスモータからなるカメラ移動機構によって行われる。
【００７０】次に、図３を参照して本実施形態のキャリブレーション方法について説明する。この説明において用いる座標系としては、撮像ユニット１６３，１６４からの検出データ（画像データ）について画像処理系（実際にはコンピュータ等のマイクロプロセッサユニットと、これが動作させるプログラムとによって構成される。）がデータ処理の際に用いる論理座標系ＬＣと、撮像ユニット１６３，１６４内に設けられた各カメラの画素空間に対応した個々の画像座標系ＧＣと、各カメラの駆動軸を基準とする駆動座標系ＤＣとがある。
【００７１】ここで、論理座標系ＬＣは複数のカメラの全てに共通の座標系であり、装置のフレーム台１００Ａに固定された絶対座標系と等価であるため、絶対座標系を用いても構わない。本実施形態では、論理座標系ＬＣとして、図２に示す第１カメラ１６４Ａの駆動軸が原点位置（ＤＣ2a［０，０］）にあるときの撮像範囲１６４ａ内に含まれる任意の基準マーク１６５２ａの中心位置を原点（ＬＣ［０，０］）とする座標系を用いる。ここで、この基準マークのマーク位置情報から得られるアドレスをＡＲ［ｍ０，ｎ０］とする。アドレスＡＲとは、基準マーク１６５２ａの基準パターン１６５２内におけるＸ方向及びＹ方向の順番であり、上記マーク位置情報１６５２ｂが「２０３」であればＡＲ［３，２］である。この場合、アドレスはマーク位置情報そのものであってもよく、或いは、マーク位置情報１６５２ｂから予め記憶された所定の計算式や計算表などに基づいて導き出せるものであってもいっこうに構わない。
【００７２】この場合、第１カメラ１６４Ａ以外の第１カメラ１６３Ａ、第２カメラ１６３Ｂ及び１６４Ｂの駆動軸の原点はそれぞれＤＣ1a［０，０］、ＤＣ1b［０，０］及びＤＣ2a［０，０］であり、この各原点はそれぞれ後述する方法で論理座標系ＬＣによって表現され得るものである。
【００７３】このキャリブレーション方法の説明においては、各カメラがそれぞれの撮像範囲１６３ａ，１６３ｂ，１６４ａ，１６４ｂが光学基準板１６５１の基準パターン１６５２内に全て包含されるように移動したものとして以下説明する。もっとも、各カメラの撮像範囲が基準パターン１６５２内に含まれるならば、カメラの全てを、或いはそれらのうちの一部を移動させる必要がないことは言うまでもない。この説明において、各カメラの駆動軸の移動先は、それぞれの駆動座標系において、ＤＣ1a［ｒ１，ｓ１］、ＤＣ1b［ｒ２，ｓ２］、ＤＣ2a［ｒ３，ｓ３］、及びＤＣ2b［ｒ４，ｓ４］である。
【００７４】次に、上記４つのカメラについて同様であることから、上記のうちの第２カメラ１６３Ｂについてのみ説明する。この第２カメラ１６３Ｂの駆動軸は上記のようにＤＣ1b［ｒ２，ｓ２］にあり、その撮像範囲１６３ｂ内にて画像内に観測される基準マーク１６５２ａの中心位置は、画像座標系においてＧＣ1b［ｕ２，ｖ２］にあるものとする。そして、当該基準マーク１６５２ａの図示しないマーク位置情報１６５２ｂを画像から読み取る等によって、当該基準マーク１６５２ａのアドレスＡＲ［ｍ２，ｎ２］を求め、以下の式に従うことにより、当該基準マークの論理座標系の座標値ＬＣ［ｘ２，ｙ２］を知ることができる。ここで、δｘは基準マークのＸ方向の間隔、δｙは基準マークのＹ方向の間隔である。
【００７５】ｘ２＝（ｍ２−ｍ０）・δｘ …（１）
ｙ２＝（ｎ２−ｎ０）・δｙ …（２）
このとき、撮像範囲１６３ｂの画像座標系の原点ＧＣ1b［０，０］の論理座標系による表現ＬＣ［ｘ1bG0，ｙ1bG0］は、画像座標系の座標単位ピクセルと論理座標系の座標単位μｍとの変換係数ε［μｍ／ｐｉｘｅｌ］を用いると、ｘ1bG0＝ｘ２−ε・ｕ２ …（３）
ｙ1bG0＝ｙ２−ε・ｖ２ …（４）
にて表される。
【００７６】このようにして、カメラに取り込んだ画像に写る基準マークを用いることによって、上記のように基準マークの論理座標を求め、その後、撮像範囲の原点の論理座標ＬＣ［ｘ1bG0，ｙ1bG0］を求めることができる。
【００７７】次に、カメラ駆動軸が駆動座標系ＤＣの原点ＤＣ1b［０，０］にあるときの画像座標系ＧＣの原点位置ＧＣ1b［０，０］の論理座標ＬＣ［ｘ1bG0D=0，ｙ1bG0D=0］は、ｘ1bG0D=0＝ｘ０1bG0−ｒ２…（５）
ｙ1bG0D=0＝ｙ０1bG0−ｓ２…（６）
以上のようにして、画像座標系ＧＣの原点位置を、基準マーク１６５２ａの画像上の位置を基準として共通に構築した論理座標系ＬＣにてあらわすことによって、４つのカメラの撮像範囲を共通の論理座標系ＬＣにおいて特定することができるため、カメラ相互間の正確な位置関係を規定することが可能になる。この場合、カメラ駆動機構の基準パラメータとして上記式３及び４にて示した座標値や上記式５及び６にて示した座標値のいずれを用いてもよく、これらの座標値に１対１に対応した他の値を用いても構わない。上記の基準パラメータは、上記のキャリブレーション動作の度に補正更新されることにより、常にカメラ位置と画像座標との正確な対応関係を維持することができる。
【００７８】次に、図４を参照して、上記基準パラメータの更新処理について説明する。この説明においては、基準パラメータとして、カメラの駆動軸が駆動座標系の原点位置にあるときの画像座標系における原点位置の論理座標値（上記の式５及び６に示すＬＣ［ｘ1bG0D=0，ｙ1bG0D=0］）を用いる。カメラ駆動系によって前回と同じカメラ位置にセットした状態で、前回基準パラメータとして原点位置ＬＣ［ｘ1bG0,nD=0，ｙ1bG0,nD=0］を決定したときの基準マークの画像座標系における中心位置の座標値ＧＣ［ｕ２n、ｖ２n］に対して、今回の撮影画像において基準マークの中心座標がＧＣ［ｕ２n+1，ｖ２n+1］であったとすると、基準パラメータとしての画像座標系の原点位置を、 ｘ1bG0,n+1D=0＝ｘ1bG0,nD=0―ε・（ｕ２n+1―ｕ２n） …（７）
ｙ1bG0,n+1D=0＝ｙ1bG0,nD=0―ε・（ｖ２n+1―ｖ２n） …（８）
の式によって得られるＬＣ［ｘ1bG0,n+1D=0，ｙ1bG0,n+1D=0］として更新すればよい。
【００７９】上記の基準パラメータは、第２カメラ１６３ｂだけでなく、他の３つのカメラについてもそれぞれ実施される。これによって、各カメラの撮像範囲に対応した各画像データの正確な相対的位置関係が保証される。
【００８０】上記の基準パラメータの更新が行われた後に通常の動作に復帰し、各カメラの撮像範囲内に配置された実装領域Ｓ及び半導体チップＲのアライメントマークの画像座標系における座標値がＧＣ［ｕ２ａ，ｖ２ａ］であるとすると、当該アライメントマークの論理座標値ＬＣ［ｘ２ａ，ｙ２ａ］は、ｘ２ａ＝ｘ1bG0,n+1D=0＋ε・ｕ２ａ …（９）
ｙ２ａ＝ｙ1bG0,n+1D=0＋ε・ｖ２ａ …（１０）
となる。このようにして、上記アライメントマークの論理座標値をアライメントマークの位置座標データとして用いることによって、上記液晶パネルＰと上記半導体チップＲとの位置関係を正確に得ることができ、両者を正確にアライメントすることができる。
【００８１】上記の例は、複数のカメラを有する場合に、各カメラの検出データである画像データの位置情報を更正することによって、各カメラの撮像範囲の相対的位置関係を相互に整合性を持たせる場合について説明したものである。しかし、本実施形態は、カメラが複数の撮像位置を有するものである場合にも、複数の撮像位置においてそれぞれ検出される撮像範囲について同様に適用することができる。この場合には、カメラの駆動系を動作させて、上記光学基準板の複数の個所であって、それぞれ基準マークを含む複数の撮影位置で画像を撮影し、これらの複数の画像において、それぞれ、上記と同様に基準パラメータを求め、その基準パラメータを適宜に更新することによって、複数の画像データ間の相対的な位置関係を正確に維持することができる。
【００８２】この場合、図７に示すように、一つのカメラの駆動座標系において、複数の駆動軸の位置が撮影位置ＤＣ［ｒ１，ｓ１］、［ｒ２，ｓ２］、［ｒ３，ｓ３］，［ｒ４，ｓ４］として予め設定されているとすると、これらの撮影位置において上記基準パターン１６５２に対する複数の画像が順次撮影される。各画像においては上記と同様に基準となるべき基準マークが選択され、当該基準マークの画像座標系の座標値及びマーク位置情報から当該基準マークの論理座標値が求められ、これらの値から各撮影位置における基準パラメータが算出される。
【００８３】例えば、基準パラメータとしての、各撮影位置における画像座標系の原点位置の論理座標値ＬＣ［ｘG0D=r1，ｙG0D=s1］），ＬＣ［ｘG0D=r2，ｙG0D=s2］），ＬＣ［ｘG0D=r3，ｙG0D=s3］），ＬＣ［ｘG0D=r4，ｙG0D=s4］）は、 ｘG0D=r1＝（ｍ１−ｍ０）・δｘ−ε・ｕ１ …（１１）
ｙG0D=s1＝（ｎ１−ｎ０）・δｙ−ε・ｖ１ …（１２）
ｘG0D=r2＝（ｍ２−ｍ０）・δｘ−ε・ｕ２ …（１３）
ｙG0D=s2＝（ｎ２−ｎ０）・δｙ−ε・ｖ２ …（１４）
ｘG0D=r3＝（ｍ３−ｍ０）・δｘ−ε・ｕ３ …（１５）
ｙG0D=s3＝（ｎ３−ｎ０）・δｙ−ε・ｖ３ …（１６）
ｘG0D=r4＝（ｍ４−ｍ０）・δｘ−ε・ｕ４ …（１７）
ｙG0D=s4＝（ｎ４−ｎ０）・δｙ−ε・ｖ４ …（１８）
の各式によって求めることができる。ここで、［ｍ１，ｎ１］，［ｍ２，ｎ２］，［ｍ３，ｎ３］，［ｍ４，ｎ４］はそれぞれ各撮像位置において画像内に取り込まれた基準マークのマーク位置情報であり、［ｍ０，ｎ０］は論理座標原点の位置情報である。また、δｘは基準マークのＸ方向の間隔、δｙは基準マークのＹ方向の間隔、εは上記と同様の画像座標系と論理座標系との変換係数、［ｕ１，ｖ１］，［ｕ２，ｖ２］，［ｕ３，ｖ３］，［ｕ４，ｖ４］はそれぞれ各撮像位置において画像内に取り込まれた基準マークの画像座標系の座標値である。
【００８４】この場合においても、上記と同様に、基準パラメータを順次に更新することによって、複数の撮像位置における画像データから得られる検出データ（アライメントマークの位置データ）間の位置関係を常に正確に維持することができる。すなわち、前回基準パラメータとして原点位置ＬＣ［ｘG0,nD=r1，ｙG0,nD=s1］，ＬＣ［ｘG0,nD=r2，ｙG0,nD=s2］，ＬＣ［ｘG0,nD=r3，ｙG0,nD=s3］，ＬＣ［ｘG0,nD=r4，ｙG0,nD=s4］を決定したときの基準マークの画像座標系における中心座標ＧＣ［ｕ１n、ｖ１n］，ＧＣ［ｕ２n、ｖ２n］，ＧＣ［ｕ３n、ｖ３n］，ＧＣ［ｕ４n、ｖ４n］に対して、今回の撮影画像において基準マークの中心座標がＧＣ［ｕ１n+1，ｖ１n+1］，ＧＣ［ｕ２n+1，ｖ２n+1］，ＧＣ［ｕ３n+1，ｖ３n+1］，ＧＣ［ｕ４n+1，ｖ４n+1］であったとすると、基準パラメータとしての画像座標系の原点位置を、 ｘG0,n+1D=r1＝ｘG0,nD=r1―ε・（ｕ１n+1―ｕ１n） …（１９）
ｙG0,n+1D=s1＝ｙG0,nD=s1―ε・（ｖ１n+1―ｖ１n） …（２０）
ｘG0,n+1D=r2＝ｘG0,nD=r2―ε・（ｕ２n+1―ｕ２n） …（２１）
ｙG0,n+1D=s2＝ｙG0,nD=s2―ε・（ｖ２n+1―ｖ２n） …（２２）
ｘG0,n+1D=r3＝ｘG0,nD=r3―ε・（ｕ３n+1―ｕ３n） …（２３）
ｙG0,n+1D=s3＝ｙG0,nD=s3―ε・（ｖ３n+1―ｖ３n） …（２４）
ｘG0,n+1D=r4＝ｘG0,nD=r4―ε・（ｕ４n+1―ｕ４n） …（２５）
ｙG0,n+1D=s4＝ｙG0,nD=s4―ε・（ｖ４n+1―ｖ４n） …（２６）
の各式に従って更新していくことができる。
【００８５】このように一つのカメラによって複数箇所の撮像範囲で撮影を実施し、複数画像間のデータの位置関係の整合性を維持するための基準パラメータを逐次補正更新していくことによって、カメラ駆動系の経時変化によって撮像範囲の位置に相対的なずれが生じた場合でも、これを確実に補償して正確な検出データを求めることが可能になる。
【００８６】なお、上記説明においては、各撮影範囲において撮影された画像データを全ての撮影範囲における共通の論理座標系ＬＣによって表現しているが、上記方法と等価な方法であれば、例えば各撮影範囲毎に設けた座標系間の関係を別のパラメータ等によって規定するなど、実際の処理手順が本実施形態とは異なる種々のデータ処理プロセスを用いることができる。
【００８７】最後に、上記光学基準板１６５１の初期調整方法について図８を参照して説明する。光学基準板１６５１は上述のように支持枠１６５３に対して回転可能に取り付けられ、調整ネジ１６５４ａを用いてその角度姿勢を調整することができるように構成されている。本実施形態では、基準パターン１６５２における基準マーク１６５２ａの分布するＸＹ方向と、撮像ユニット１６３，１６４の各カメラの画像座標系のＵＶ方向とを平行に設定する必要があるので、光学基準板１６５１の角度姿勢を調整するようにしている。この調整方法は、カメラ画像を観察しながら、図８（ａ）に示すように、画像座標系のｖ軸と平行に並ぶべき２つの基準マークの中心位置の画像座標系における座標値ｕ１とｕ２とが一致するように、また、画像座標系のｕ軸と平行に並ぶべき２つの基準マークの中心位置の画像座標系における座標値ｖ１とｖ２とが一致するように、上記調整ネジ１６５４ａを用いて光学基準板１６５１を回転させながら調整を行う。調整が完了すると、図８（ｂ）に示すようにｕ１＝ｕ２、ｖ１＝ｖ２となる。
【００８８】本実施形態は、所定範囲内に分散配置された複数の基準マークを備えた一体の光学基準板によって、各画像に対して所定の基準パラメータを逐次更新していくことによって、複数のカメラの画像或いは複数の撮影位置における画像間の位置情報の整合性を確保することができ、画像データから得られるアライメントマークの検出位置などの検出データ間における相対的精度を正確に維持していくことができる。
【００８９】尚、本発明の範囲は、上述の図示例によって限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００９０】たとえば、上記光学基準板として本実施形態ではガラスや石英を用いたが、ガラス、石英等の透明部材ではなく、例えば金属板に基準マークとしての細孔を形成したものなど、種々の構成材料や構造を有する光学基準板を用いることができる。ただし、光学基準板としては、更正精度を維持するために形状が変化しにくい剛性の高いものが好ましく、特に局部的な変形を生じにくい均質なものであることが望ましい。
【００９１】また、上記実施形態では複数のカメラを備えた或いは、複数の撮像範囲を備えたカメラを有する位置検出系に対して適用させているが、本発明としては、カメラに限らず、光学的に対象物の位置を検出することのできる種々の光学的検出手段でさえあればいかなるものであっても適用することができるものである。
【００９２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、一体の基準部材の所定面内において広がりを持って複数分布された基準マークを光学的検出手段により検出し、当該基準マークのマーク位置情報と基準マークの検出データとを比較して検出データの位置情報に関する基準パラメータを決定し、この基準パラメータに基づいて検出データを更正するようにしたことにより、光学的検出手段の検出データに対する更正処理を基準部材における基準マークが分布する範囲内でさえあれば、任意の場所において行うことができるため、光学的検出手段が複数ある場合、光学的検出手段が移動可能に構成されていて複数の検出位置において対象物の位置検出を行う場合、光学的検出手段が移動可能に構成されていて対象物に応じて適宜の検出位置において位置検出を行う場合などにおいて、検出対象や検出手段を動作させる移動機構の移動精度など、機械的動作精度の影響を受けることなく、正確且つ確実に検出データの更正を行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月１６日（１９９９．１２．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９３３８８
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 喜三郎 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１７４２１５（Ｐ２００１−１７４２１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月２９日（２００１．６．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３５７９５９ |
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