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基板的生产作业方法、基板的拍摄条件决定方法及基板的生产作业装置

摘要

本发明提供一种基板的生产作业方法,具备以下工序:位置检测工序,检测设于基板的检测对象物的配置位置;及作业实施工序,基于检测出的配置位置对基板实施预定的生产作业,位置检测工序具有以下步骤:图像取得步骤,根据多个拍摄条件拍摄基板,取得包含配置于二维坐标上的各像素的亮度值在内的多个原图像数据;差量计算步骤,将多个原图像数据中的两个原图像数据作为计算对象,计算相同坐标值的像素的亮度值之差,取得由各像素的亮度差值构成的差量图像数据;及位置决定步骤,基于差量图像数据来决定配置位置。由此,能够在使用简易的装置结构的同时通过图像处理高精度地检测基板上的检测对象物的配置位置。

著录项

  • 公开/公告号CN105473979A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-04-06

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 富士机械制造株式会社;

    申请/专利号CN201380078989.1

  • 发明设计人 天野雅史;小谷一也;

    申请日2013-08-22

  • 分类号G01B11/00(20060101);G06T1/00(20060101);

  • 代理机构11219 中原信达知识产权代理有限责任公司;

  • 代理人穆德骏;谢丽娜

  • 地址 日本爱知县知立市

  • 入库时间 2023-12-18 15:16:23

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-10-16

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):G01B11/00 变更前: 变更后: 申请日:20130822

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2018-09-28

    授权

    授权

  • 2016-08-03

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01B11/00 申请日:20130822

    实质审查的生效

  • 2016-04-06

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及生产安装了多个元件的基板的作业方法、决定在生产 中途拍摄基板时的拍摄条件的方法及生产基板的作业装置。更加详细 地说,本发明涉及对拍摄基板而取得的原图像数据实施图像处理而检 测膏状焊料等检测对象物的配置位置并基于此对基板实施预定的生产 作业的方法及装置。

背景技术

作为生产安装有多个元件的基板的设备,具有焊料印刷机、元件 安装机、回流炉、基板检查机等,通过连结这些设备来构建基板生产 线的情况较多。其中,元件安装机通常具备基板搬运装置、元件供给 装置及元件移载装置。基板搬运装置进行基板的搬入搬出及定位。元 件供给装置将多个元件种类的元件依次向预定的供给位置供给。元件 移载装置具备:基板相机,拍摄被定位的基板;吸嘴,利用负压从元 件供给装置吸附拾取元件并将该元件安装于基板;及头驱动部,驱动 保持了基板相机及吸嘴的安装头。

为了将元件安装于基板上的预定的安装点,通常进行如下步骤: 拍摄被定位的基板的基准标记,预先校正定位误差。由此,能够使用 基板上的坐标值将吸嘴向安装点准确地进行位置控制。然而,当通过 焊料印刷机对相当于安装点的焊盘(电路图案中的、焊接元件的引脚 的部位)印刷膏状焊料时,有可能产生因某种原因而导致印刷出现偏 差并导致焊料位置从焊盘的中央偏移的情况。在该情况下,当进行基 于坐标值的位置控制时,即使元件的实际的安装点为焊盘的中央,也 会从焊料位置的中央偏移。于是,伴随着由回流炉再熔融后的焊料朝 向焊盘的中央的流动,产生元件被从作为原本的安装点的焊盘的中央 挤出或倾倒的问题。

为了防止因上述膏状焊料的印刷偏差而引发的问题,开发有TOP (TargetOnPaste)安装的技术。在TOP安装中,检测实际上印刷有膏 状焊料的焊料位置,并在与该位置相应地校正了元件的安装点的坐标 值后进行安装。由此,能够通过回流炉获得自对准效果。即,安装于 焊料位置的中央的元件伴随着再熔融后的焊料的流动而自动地朝向作 为原本的安装点的焊盘的中央附近被位置校正。为了进行TOP安装, 在专利文献1及专利文献2中公开有能够通过图像处理来检测印刷的 焊料位置的技术例。

专利文献1的三维测量装置具备:对测量对象物照射包含多个波 长成分并具有条状的光强度的光图案的单元;以各波长成分为单位分 离并拍摄来自测量对象物的反射光而取得图像数据的单元;使测量对 象物与光图案的相对相位关系发生变化的单元;及基于多种形式的相 对相位关系下的多个图像数据来计算测量对象物的高度的单元。由此, 能够与计算的高度相关地显著地提高计测精度。此外,在实施方式中 公开有通过对印刷形成于印刷基板的膏状焊料进行三维计测来进行优 劣判定的技术方案。

另外,专利文献2的丝网印刷机具备:从垂直上方拍摄转印有焊 料的基板上的检查对象区域的单色拍摄单元;从垂直上方对检查对象 区域进行照明的第一照明单元;从斜上方对检查对象区域进行照明的 第二照明单元;获得通过第一照明单元而映出焊盘的第一图像、并且 通过第二照明单元而映出焊盘及焊料的第二图像的单元;及获得通过 从第二图像减去第一图像而映出焊料的图像的单元。由此,能够使用 低价的单色相机获得仅映出焊料的图像。

专利文献1:日本特开2002-107125号公报

专利文献2:日本特开2012-124399号公报

发明内容

然而,专利文献1的三维测量装置需要通过使相对相位关系发生 变化的单元可变地控制相机与计测对象物的距离,结构复杂且价格非 常高。因此,无法在装备于通常的元件安装机的距离固定式的单色的 低价的基板相机中使用专利文献1的技术。进一步来说,即使是单色 相机,只要是预先面向图像处理而准备的基准标记,即可获得鲜明且 稳定的图像数据,因此即使不进行三维图像处理,也能够高精度地检 测位置。然而,由于膏状焊料并非是面向图像处理而被印刷的,因此 难以通过单色相机获得鲜明且稳定的图像数据,难以通过图像处理高 精度地检测焊料位置。

另外,由于专利文献2的技术使用低价的单色相机,因此在能够 应用于普通的元件安装机这一点上是优选的。然而,仅通过照明的方 向的不同来判别焊盘及焊料在现实中是非常困难的。实际上,作业人 员通过元件安装机的基板相机来重复包含照明的方向在内的各种拍摄 条件的变更,从而努力地寻找能够准确地检测焊料位置的图像数据。 在区别膏状焊料与其他材料的同时获得鲜明且稳定的图像数据的优选 的拍摄条件原本就不存在。

进而,作为之后维护用,通常在基板上实施有表示元件简写符号 等的印字、基板识别用的条形码等的丝网印刷。这些标记的丝网印刷 是通过与基板的基底色相对照的亮度值较高的颜色来进行印刷,亮度 值接近焊盘及焊料的情况较多。因此,在专利文献2的技术中,无法 消除将丝网印刷与焊盘、焊料混淆的隐患。于是,为了通过元件安装 机来进行TOP安装,需要能够使用单色相机来高精度地检测焊料位置 的技术。

此外,在基板的生产作业中,基于图像处理的位置检测的检测对 象物并不局限于膏状焊料,使用的相机也并不局限于单色相机。即, 作为检测对象物,除了膏状焊料以外,也可以考虑安装的元件、丝网 印刷的文字、条形码等符号类及以基准标记为代表的各种标记类等。 另外,也可以使用彩色相机来取得作为图像处理基础的原图像数据。

本发明就是鉴于上述背景技术的问题点而作成的,其应解决的课 题在于提供在使用简易的装置结构的同时通过图像处理高精度地检测 基板上的检测对象物的配置位置的基板的生产作业方法、此时的基板 的拍摄条件决定方法及高精度地检测基板上的检测对象物的配置位置 的基板的生产作业装置。

解决上述课题的技术方案1的基板的生产作业方法的发明为一种 基板的生产作业方法,该基板的生产作业方法具备以下工序:位置检 测工序,检测设于基板的检测对象物的配置位置;及作业实施工序, 基于检测出的配置位置对上述基板实施预定的生产作业,上述位置检 测工序具有以下步骤:图像取得步骤,根据多个拍摄条件拍摄上述基 板,取得包含配置于二维坐标上的各像素的亮度值在内的多个原图像 数据;差量计算步骤,将上述多个原图像数据中的两个原图像数据作 为计算对象,计算相同坐标值的像素的亮度值之差,取得由上述各像 素的亮度差值构成的差量图像数据;及位置决定步骤,基于上述差量 图像数据来决定上述配置位置。

根据上述技术方案,计算根据多个拍摄条件拍摄基板而取得的多 个原图像数据的亮度值之差,并将其作为差量图像数据。在此,变更 拍摄条件时的各像素的亮度值一律不变化,换言之,亮度差值(亮度 值之差)与各像素的视野中的物体相对应地发生变化。例如,存在在 检测对象物的配置位置处亮度差值较大且在除了配置位置以外的其他 位置处亮度差值变小的第一情况。相反地,存在在配置位置处亮度差 值较小且在其他位置处亮度差值变大的第二情况。进而,还存在无论 是配置位置还是其他位置亮度差值均形成为相同程度的第三情况。因 此,通过设定显著地产生第一情况或第二情况的优选的多个拍摄条件, 能够基于差量图像数据的亮度差值的大小的差异来决定基板上的检测 对象物的配置位置。

对于具体的多个拍摄条件,可以参考已经具有生产业绩并且基板 基底色、检测对象物的材质等类似的现有基板所优选的拍摄条件来适 当地决定,另外,也可以通过技术方案11所公开的基板的拍摄条件决 定方法来决定。由此,即使在假设具有与检测对象物相同程度的亮度 值的其它物体存在于其他位置而无法根据各个原图像数据来判别检测 对象物与其它物体的情况下,也能够基于差量图像数据高精度地检测 基板上的检测对象物的配置位置。其理由在于,在差量图像数据上显 著地产生上述第一情况或第二情况,检测对象物的配置位置处的亮度 差值与其它物体的其他位置处的亮度差值大不相同。

进而,即使使用简易且低价的单色相机,也能够检测检测对象物 的配置位置。因此,适用于通过元件安装机进行TOP安装的用途,无 需在现有基础上大规模地改变元件安装机的装置结构。

技术方案11的基板的拍摄条件决定方法的发明为一种基板的拍 摄条件决定方法,是拍摄条件决定工序中的基板的拍摄条件决定方法, 该基板的拍摄条件决定方法具备以下工序:拍摄条件决定工序,预先 决定拍摄设于基板的检测对象物的多个拍摄条件;位置检测工序,基 于根据上述多个拍摄条件拍摄上述基板而取得的多个原图像数据,检 测上述检测对象物的配置位置;及作业实施工序,基于检测出的配置 位置对上述基板实施预定的生产作业,上述基板的拍摄条件决定方法 具有以下步骤:试行图像取得步骤,根据各种各样的拍摄条件拍摄设 有上述检测对象物并且上述配置位置已知的样品基板,取得包含配置 于二维坐标上的各像素的亮度值在内的各种各样的试行图像数据;试 行差量计算步骤,将上述各种各样的试行图像数据两两组合而得到的 多个组合作为计算对象,计算在各上述组合中相同坐标值的像素的亮 度值之差或差的绝对值,取得由上述各像素的亮度差值构成的多个试 行差量图像数据;及试行判定步骤,基于已知的上述配置位置,分别 判定上述多个试行差量图像数据是否适当,将作为判定为适当的试行 差量图像数据的来源的两个试行图像数据的拍摄条件决定为上述位置 检测工序中的多个拍摄条件。

根据上述技术方案,在拍摄条件决定工序中,对于根据各种各样 的拍摄条件拍摄样品基板而取得的各种各样的试行图像数据两两组合 而得到的多个组合,分别通过计算来取得试行差量图像数据并判定其 是否适当,根据判定为适当的试行差量图像数据来决定多个拍摄条件。 因此,不仅依赖于经验、感觉,还能够对于囊括所考虑到的拍摄条件 的所有组合来试行图像处理并选择适当的组合,因此能够可靠地决定 优选的多个拍摄条件。

附图说明

图1是表示第一实施方式的基板的生产作业方法所使用的元件安 装机的整体结构的立体图。

图2是与基板一并显示基板相机的侧视图,示例了落射光源及倾 射光源被同时开启控制为红光的状态。

图3是与图2相同的侧视图,示例了落射光源及倾射光源被同时 开启控制为蓝光的状态。

图4是与图2相同的侧视图,示例了落射光源被开启控制为红光、 倾射光源被进行了关闭控制的状态。

图5是与图2相同的侧视图,示例了落射光源被进行了关闭控制、 倾射光源被开启控制为红光的状态。

图6是说明第一实施方式的基板的生产作业方法的作业工序图。

图7是示例了根据第一拍摄条件拍摄在焊盘上印刷有膏状焊料的 基板时的第一原图像数据的图。

图8是示例了根据第二拍摄条件拍摄与图7相同的基板时的第二 原图像数据的图。

图9是示例了从图7的第一原图像数据减去图8的第二原图像数 据而取得的、由各像素的亮度差值构成的差量图像数据的图。

图10是示意性地表示在第一实施方式的元件安装实施工序中将 元件安装于基板的膏状焊料之上的状态的俯视图。

图11是示意性地表示在图10的元件安装实施工序之后通过回流 炉使基板上的膏状焊料再熔融的状态的俯视图。

图12是示意性地表示通过不进行TOP安装的现有技术将元件安 装于基板上的状态的俯视图。

图13是说明第二实施方式的基板的生产作业方法的作业工序图。

图14是说明第三实施方式的基板的生产作业方法的作业工序图。

图15是示例了在第三实施方式中通过试行图像取得步骤取得的 各种各样的试行图像数据中的6个试行图像数据的一部分的图。

图16是示例了在第三实施方式中通过试行差量计算步骤取得的 试行差量图像数据的图。

图17是表示在第三实施方式中针对一个试行差量图像数据的试 行判定步骤的实施内容的处理流程的图。

图18是示例说明第三实施方式的试行判定步骤所使用的试行差 量图像数据上的焊料位置、中立位置及其他位置的图。

具体实施方式

参考图1~图11说明本发明的第一实施方式的基板的生产作业方 法。首先,参考图1说明第一实施方式的基板的生产作业方法所使用 的元件安装机1的整体结构。元件安装机1是通过在机座9上组装基 板搬运装置2、元件供给装置3、元件移载装置4及元件相机5而构成 的。各装置2~5由省略图示的控制计算机控制,分别进行预定的生产 作业。

基板搬运装置2将基板K相对于安装实施位置进行搬入、定位、 搬出。基板搬运装置2由第一导轨21及第二导轨22、一对传送带及夹 紧装置等构成。第一导轨21及第二导轨22以横跨机座9的上部中央 地在搬运方向(X轴方向)上延伸并且相互平行的方式组装于机座9。 在第一导轨21及第二导轨22的内侧并排设有相互平行地配置的一对 传送带(省略图示)。传送带在将基板K载置于传送机搬运面的状态 下进行轮转,从而将基板K相对于设定于机座9的中央部的安装实施 位置进行搬入及搬出。

在安装实施位置的传送带的下方设有夹紧装置(省略图示)。夹 紧装置上推基板K并以水平姿势进行夹紧,从而将基板K定位于安装 实施位置。由此,元件移载装置4能够在安装实施位置进行元件安装 动作。

元件供给装置3供给多个元件种类的元件。元件供给装置3是供 料器方式的装置,设于元件安装机1的长边方向上的前部(图1的左 前侧)。元件供给装置3具有能够装卸的多个盒式供料器31。盒式供 料器31具备主体32、设于主体32的后部的供给带盘33及设于主体 32的顶端的元件取出部34。在供给带盘33上卷绕保持有以预定间距 收纳有多个元件的细长的带(省略图示),该带被带齿卷盘(省略图 示)以预定间距拉出,继而元件被解除收纳状态并被依次送入到元件 取出部34。

元件移载装置4从元件供给装置3的元件取出部34吸附拾取元 件,并将元件搬运至被定位了的基板K,进而进行安装。元件移载装 置4是能够在X轴方向及Y轴方向上水平移动的XY机器人型的装置。 元件移载装置4由一对Y轴轨道41、42、Y轴滑动件43、X轴滑动件 46、安装头44、吸嘴45及基板相机6等构成。

一对Y轴轨道41、42以从机座9的长边方向的后部(图1的右后 侧)至前部的元件供给装置3的上方的方式进行配置。在Y轴轨道41、 42上,以能够在Y轴方向上移动的方式架装有Y轴滑动件43。在Y 轴滑动件43,以能够在X轴方向上移动的方式架装有X轴滑动件46。 在X轴滑动件46的前侧固定设置有安装头44。安装头44在其下侧能 够更换地保持吸嘴45。安装头44被两个伺服马达在水平两个方向(XY 方向)上驱动。头驱动部由两个伺服马达、Y轴轨道41、42、Y轴滑 动件43及X轴滑动件46等构成。另外,在X轴滑动件46的底面,朝 下地设有拍摄基板K的基板相机6(详细后述)。

元件相机5朝上地设于基板搬运装置2与元件供给装置3之间的 机座9的上表面。元件相机5在各头45~47从元件供给装置3向基板K 上移动的中途拍摄并检测各头45~47所吸附拾取的元件的状态。当元 件相机5检测到元件的吸附位置的误差、旋转角的偏差等时,根据需 要对元件安装动作进行微调,废弃安装困难的元件。

图2~图5是与基板K一并显示基板相机6的侧视图。基板相机6 被位置控制在被定位了的基板K的上方。基板相机6从上方拍摄印刷 有作为检测对象物的膏状焊料P的基板K。基板相机6由共享在上下 方向上延伸的中心轴线的拍摄部61、落射光源62及倾射光源63等构 成。拍摄部61具有二维配置的多个单色的拍摄元件(像素)而进行拍 摄动作,取得包含各像素的浓淡的亮度值在内的原图像数据。亮度值 例如能够通过由8位所表示的0~255数位(灰度)的数字值来表现, 数值越大,意味着越明亮的高亮度(白色),数值越小,意味着越暗 的低亮度(黑色)。进而,也可以通过增加使用的位数而将数位数(灰 度数)精细化。另外,并不局限于单色的拍摄元件,也可以使用具有 三原色的拍摄元件(像素)的彩色相机。拍摄部61阶段性可变地控制 拍摄时的曝光时间条件(快门速度)。

落射光源62沿着中心轴线朝向大致正下方照射照明光。倾射光源 63呈环状地配置于落射光源62的周围,朝向靠近大致斜下方的中心轴 线的方向照射照明光。作为拍摄时的光源色条件,落射光源62及倾射 光源63切换控制红光及蓝光。另外,落射光源62及倾射光源63为了 能够变更拍摄时的照射方向条件而被独立地进行开/关控制。

元件安装机1具备省略图示的控制计算机。控制计算机保持生产 的基板的种类与安装的元件的元件种类之间的对应关系、安装元件的 基板K上的安装点的坐标值等设计信息。控制计算机基于基板相机6、 元件相机5所拍摄到的图像数据及省略图示的传感器的检测信息等来 控制元件安装动作。

控制计算机控制基板相机6的拍摄条件。具体地说,当控制计算 机阶段性地控制拍摄部61的曝光时间条件时,与曝光时间的长短相应 地获得的原图像数据的明暗发生变化。另外,控制计算机切换控制落 射光源62及倾射光源63的光源色,对落射光源62及倾射光源63独 立地进行开/关控制。控制计算机接收基板相机6根据多个拍摄条件进 行拍摄动作而取得的多个原图像数据。控制计算机为了进行TOP (TargetOnPaste)安装而控制第一实施方式的基板的生产作业方法的 执行。

图2示例了落射光源62及倾射光源63被同时开启控制为红光(图 中的实线箭头)的状态。图3示例了落射光源62及倾射光源63被同 时开启控制为蓝光(图中的虚线箭头)的状态。另外,图4示例了落 射光源62被开启控制为红光(图中的实线箭头)而倾射光源63被进 行关闭控制的状态。相反地,图5示例了落射光源62被进行关闭控制 而倾射光源63被开启控制为红光(图中的实线箭头)的状态。图4及 图5的状态也能够切换为蓝光。

因此,拍摄时的光源色条件形成为红光及蓝光这两个条件。另外, 拍摄时的照射方向条件形成为仅落射光源62开启、仅倾射光源63开 启及落射光源62及倾射光源63开启这三个条件。此外,基板相机6 的照明用的光源并不局限于上述形式。例如,也可以是,光源的红光、 蓝光及黄光中的一个或者多个被进行开启控制、或者被划分为三个的 各光源被独立地进行开/关控制。进而,对于光源色条件及照射方向条 件的各组合,通过阶段性地控制拍摄部61的曝光时间条件而被设定为 各种各样的拍摄条件。

接着,根据图6的作业工序图说明第一实施方式的基板的生产作 业方法。第一实施方式的基板的生产作业方法由拍摄条件设定步骤 S10、焊料位置检测工序S2及元件安装实施工序S3构成。焊料位置检 测工序S2中,将印刷于基板K的膏状焊料P作为检测对象物,将存在 膏状焊料P的焊料位置作为应进行检测的配置位置。焊料位置检测工 序S2按实施顺序具有第一图像取得步骤S21、第二图像取得步骤S22, 差量计算步骤S23及位置决定步骤S24。

在图6的作业工序图的拍摄条件设定步骤S10中,作业人员在控 制计算机中设定通过基板相机6来拍摄基板K时的第一拍摄条件及第 二拍摄条件。第一拍摄条件及第二拍摄条件是为了判别印刷有膏状焊 料P的焊料位置及其以外的其他位置而设定的。因此,在比较根据各 个拍摄条件所取得的第一原图像数据和第二原图像数据时,优选亮度 的变化量在焊料位置与其他位置处大不相同的拍摄条件。换言之,优 选焊料位置处的亮度变化量较大并且其他位置处的亮度变化量较小的 拍摄条件,或者相反地,焊料位置处的亮度变化量较小并且其他位置 处的亮度变化量较大的拍摄条件。

然而,亮度的变化量在焊料位置与其他位置处是否大不相同取决 于基板基底色、膏状焊料P的产品编号及温度状态等,因此无法简单 地决定良好的第一拍摄条件及第二拍摄条件的组合。因此,作业人员 参考已经具有生产业绩并且基板基底色、膏状焊料P的产品编号等类 似的现有基板所优选的拍摄条件,适当地决定第一拍摄条件及第二拍 摄条件的组合。或者,作业人员通过实施后述的第三实施方式的拍摄 条件决定工序S1来决定第一拍摄条件及第二拍摄条件的组合。

接着,作业人员以实施焊料位置检测工序S2及元件安装实施工序 S3的方式对控制计算机下达指令。于是,以下控制计算机自动地实施 各工序S2(S21~S24)、S3。在焊料位置检测工序S2的第一图像取得 步骤S21中,控制计算机将基板相机6控制为第一拍摄条件并使其进 行拍摄动作,从而取得第一原图像数据Bd1。接着,在第二图像取得步 骤S22中,控制计算机将基板相机6控制为第二拍摄条件并使其进行 拍摄动作,从而取得第二原图像数据Bd2。

接着,在差量计算步骤S23中,控制计算机将第一原图像数据Bd1 及第二原图像数据Bd2作为计算对象,计算相同坐标值的像素的亮度 值之差,取得由各像素的亮度差值构成的差量图像数据Dd。此时,从 亮度值相对较高的(较明亮的)原图像数据中减去亮度值相对较低的 (较暗的)原图像数据,将亮度差值形成为正值。即便如此,在亮度 差值在一部分像素中形成为负值的情况下,将该像素的亮度差值看做 是零。不将亮度差值看做是负值的理由在于,为了在显示差量图像数 据Dd时不产生错误,以及无需将计算处理区分为不同情况。

接着,在位置决定步骤S24中,控制计算机基于差量图像数据Dd 来决定存在膏状焊料P的焊料位置。此时,由于亮度差值在差量图像 数据Dd上的焊料位置与其他位置处大不相同,因此能够容易地决定焊 料位置。具体地说,能够基于在差量图像数据Dd上各像素的亮度差值 与坐标值的变化相应地发生变化的变化量或变化率、或者基于差量图 像数据Dd的各像素的亮度差值与预定阈值的大小关系来决定焊料位 置。

例如,在焊料位置的亮度差值为100且其他位置的亮度差值为40 时,在各像素的亮度差值与坐标值的变化相应地从100减少至40的中 途,能够基于变化量或变化率来决定焊料位置的区域分界线。或者, 将焊料位置的亮度差值100与其他位置的亮度差值40之间的、例如亮 度差值70设定为预定阈值,从而能够将由亮度差值70以上的像素构 成的区域决定为焊料位置。此外,优选焊料位置检测工序S2中的焊料 位置的决定在远离基板K上的数个位置实施。

接着,控制计算机在元件安装实施工序S3的最初校正元件的安装 点的坐标值。该校正是在焊料位置检测工序S2中检测出的实际的焊料 位置相对于控制计算机预先保持的安装点的坐标值的设计信息发生偏 移的情况下进行实施的。控制计算机为了能够弥补实际的焊料位置的 偏移量而将元件安装于焊料位置的中央,从而进行校正。

在此,在元件安装机1的上游侧的焊料印刷机中的膏状焊料P的 印刷发生偏差时,因平行移动而导致偏差的情况较多。在该情况下, 在实施了焊料位置检测工序S2的基板K上的数个位置处,焊料位置的 偏移量为相同程度。因此,能够统一地校正所有元件的安装点的坐标 值。另外,在膏状焊料P的印刷的偏差伴随着旋转移动的情况下,在 实施了焊料位置检测工序S2的基板K上的数个位置处,焊料位置的偏 移量互不相同。此时,通过计算求得印刷的偏差的旋转中心及旋转角 度,从而针对每个元件进行不同的校正。或者,基于实测出的数个位 置的偏移量,针对每个元件而对安装点的坐标值进行插值校正。然后, 控制计算机进行TOP安装,换言之,基于校正后的安装点的坐标值, 将元件安装于膏状焊料P的大致中央。

接着,示例说明上述第一实施方式的基板的生产作业方法的作用。 图7是示例了根据第一拍摄条件拍摄在焊盘L1上印刷有膏状焊料P1 的基板K1时的第一原图像数据Bd1的图。图8是示例了根据第二拍摄 条件拍摄与图7相同的基板K1时的第二原图像数据Bd2的图。另外, 图9是示例从图7的第一原图像数据Bd1减去图8的第二原图像数据 Bd2而取得的、由各像素的亮度差值构成的差量图像数据Dd的图。

基板K1是基底色较浓的灰色,且形成有电路图案。电路图案的一 部分形成为焊盘L1,在焊盘L1上印刷有膏状焊料P1。拍摄基板K1 的第一拍摄条件为基板相机6的曝光时间条件40ms,光源色条件及照 射方向条件为落射光源62被进行关闭控制,倾射光源63被开启控制 为蓝光。在图7的第一拍摄条件的第一原图像数据Bd1中,在图像的 上部的稍靠右处标记了附图标记的焊盘L1实际上为大致正方形。另外, 被印刷于焊盘L1的大致中央的膏状焊料P1实际上为大致圆形状。在 第一原图像数据Bd12,焊盘L1及膏状焊料P1的亮度值均比基板K的 基底高,看起来较亮。在焊盘L1中,在亮度值中产生有光斑,局部亮 度值较高而接近膏状焊料P1的亮度值。因此,在第一原图像数据Bd1 中,无法准确地判别焊盘L1与膏状焊料P1。

另外,第二拍摄条件为基板相机6的曝光时间条件35ms,光源色 条件及照射方向条件为落射光源62被开启控制为红光、倾射光源63 被进行关闭控制。在图8的第二拍摄条件的第二原图像数据Bd2中, 与第一原图像数据Bd1中的相同位置处的焊盘L1及膏状焊料P1的亮 度值均比基板K的基底低,看起来较暗。并且,在焊盘L1的亮度值中 产生有若干光斑,并且焊盘L1的局部亮度值接近膏状焊料P1的亮度 值。因此,在第二原图像数据Bd2中也无法准确地判别焊盘L1与膏状 焊料P1。

与此相对,在图9的差量图像数据Dd中,情况则不同。即,与第 一原图像数据Bd1及第二原图像数据Bd2中的相同位置处的焊盘L1 的亮度差值比基板K的基底低,看起来较暗,亮度差值的光斑极少。 并且,焊盘L1的大致中央的膏状焊料P1的亮度差值明显比周围的的 焊盘L1的亮度差值高。因此,通过基于差量图像数据Dd,能够高精 度地检测印刷于焊盘L1的膏状焊料P1的焊料位置。

接着,比较未进行TOP安装的现有技术,示意性地说明第一实施 方式的基板的生产作业方法的效果。图10是示意性地表示在第一实施 方式的元件安装实施工序S3中在基板K2的膏状焊料P2之上安装了元 件的状态的俯视图。图11是示意性地表示在图10的元件安装实施工 序S3之后通过回流炉使基板上的膏状焊料P2再熔融的状态的俯视图。 另外,图12是示意性地表示通过未进行TOP安装的现有技术在基板 K2上安装了元件的状态的俯视图。此外,在图10~图12中,为了便于 表示而以涂黑的方式表示膏状焊料P2及再熔融后的焊料。

如图10及图12所示例的那样,基板K2为矩形,在各角部附近设 有基准标记F。在基板K2的电路图案的一部分形成有合计12个焊盘 L2。在各焊盘L2印刷有膏状焊料P2,且分别安装有6个元件B的两 侧的合计12个引脚Lead。控制计算机将设定于12个焊盘L2的中央的 安装点的坐标值作为设计信息并进行保持。在此,存在膏状焊料P2的 印刷相对于焊盘L2发生偏差的情况。在图10及图12的例子中,膏状 焊料P2的焊料位置分别相对于12个焊盘L2平行移动并向图中的右方 偏移。

在第一实施方式中,由于检测实际的焊料位置,因此能够求得焊 料位置相对于焊盘L2的偏移量。进而,能够将安装点的坐标值仅校正 偏移量。因此,通过进行TOP安装,如图10所示,能够在焊料位置的 中央而非焊盘L2的中央安装元件B的引脚Lead。由此,能够通过回 流炉获得自对准效果。即,如图11所示,安装于焊料位置的中央的元 件B伴随着再熔融的焊料朝向焊盘L2的中央的流动而被自动地朝向焊 盘L2的中央附近进行位置校正。

与此相对,在图11的现有技术中,基于作为设计信息的安装点的 坐标值,在焊盘L2的中央安装元件B的引脚Lead。但是,即使实际 的安装点为焊盘L2的中央,也会靠向从焊料位置的中央起偏移的一端。 于是,在通过回流炉再熔融后的焊料朝向焊盘L2的中央流动时,会产 生将元件B从焊盘L2的中央挤出、或者导致元件倾倒的问题。在第一 实施方式中,未产生该问题。

此外,在第一实施方式中,也可以取得多于两个的多个原图像数 据,并计算多个差量图像数据。多个差量图像数据例如将特定的第一 差量图像数据作为常用,将第二之后的差量图像数据作为预备,能够 仅在无法根据第一差量图像数据检测出焊料位置的情况下使用第二之 后的差量图像数据。另外,例如,也可以将多个差量图像数据作为常 用,比较核对根据各差量图像数据检测出的焊料位置,提高检测可靠 性。

第一实施方式的基板的生产作业方法具备以下工序:位置检测工 序(焊料位置检测工序S2),检测设于基板K1、K2的检测对象物(膏 状焊料P1、P2)的配置位置(焊料位置);及作业实施工序(元件安 装实施工序S3),基于检测出的配置位置对基板K1、K2实施预定的 生产作业(元件B的安装作业),位置检测工序具有以下步骤:图像 取得步骤S21、S22,根据多个拍摄条件拍摄基板K1、K2,取得包含 配置于二维坐标上的各像素的亮度值在内的多个原图像数据Bd1、 Bd2;差量计算步骤S23,将多个原图像数据Bd1、Bd2中的两个原图 像数据作为计算对象,计算相同的坐标值的像素的亮度值之差,取得 由各像素的亮度差值构成的差量图像数据Dd;及位置决定步骤S24, 基于差量图像数据Dd来决定配置位置。

根据上述技术方案,计算根据多个拍摄条件拍摄基板K1、K2而 取得的多个原图像数据Bd1、Bd2的亮度值之差,并作为差量图像数据 Dd。在此,变更拍摄条件时的各像素的亮度值一律不变化,换言之, 亮度差(亮度值之差)与各像素的视野中的物体相应地发生变化。因 此,在比较根据各个拍摄条件所取得的第一原图像数据Bd1与第二原 图像数据Bd2时,能够设定亮度的变化量在配置位置(焊料位置)与 其他位置处大不相同的两个拍摄条件的组合。由此,即使是假设在其 他位置存在具有与检测对象物相同程度的亮度值的其它物体而无法根 据各个原图像数据Bd1、Bd2判别检测对象物与其它物体的情况,也能 够基于差量图像数据Dd高精度地检测基板上的检测对象物(膏状焊料 P1、P2)的配置位置(焊料位置)。并且,能够基于检测出的配置位 置(焊料位置)进行TOP安装。

进而,在第一实施方式中,图像取得步骤S21、S22中的多个拍摄 条件是通过对拍摄基板的相机(拍摄部61)的曝光时间条件、拍摄时 对基板照射照明光的光源(落射光源62及倾射光源63)的光源色条件 及照明光的照射方向条件中的至少一个条件进行变更而获得的。

根据上述技术方案,能够从各种各样的拍摄条件的组合中自由地 选择配置位置(焊料位置)的检测所优选的两个拍摄条件的组合,因 此差量图像数据Dd上的配置位置(焊料位置)的检测变得容易,也提 高了检测精度。

进而,在第一实施方式中,位置检测工序是将印刷于基板K1、K2 的膏状焊料P作为检测对象物、将存在膏状焊料P的焊料位置作为配 置位置的焊料位置检测工序S2,作业实施工序是基于检测出的焊料位 置而将元件安装于基板K1、K2的膏状焊料P上的元件安装实施工序 S3。

根据上述技术方案,即使使用简易且低价的单色的基板相机6, 也能够检测焊料位置。因此,在通过元件安装机1进行TOP安装的用 途中是优选的,无需在现有基础上大规模地改变元件安装机1的装置 结构。

接着,参考图13的作业工序图,以与第一实施方式不同点为主说 明第二实施方式的基板的生产作业方法。在第二实施方式中,使用的 元件安装机1与第一实施方式相同。与第一实施方式相比,第二实施 方式的基板的生产作业方法在焊料位置检测工序S2A内追加了步骤 S25~S29。

在图13的作业工序图的拍摄条件设定步骤S10中,作业人员在控 制计算机中设定通过基板相机6拍摄基板K时的第一拍摄条件及第二 拍摄条件的组合。接着,在作业人员发出以实施焊料位置检测工序S2A 以下及元件安装实施工序S3为主旨的指令时,之后控制计算机自动地 实施各工序S2A(S21~S29)、S3。在焊料位置检测工序S2A的第一 图像取得步骤S21及第二图像取得步骤S22中,控制计算机将基板相 机6控制为第一拍摄条件及第二拍摄条件而使其进行拍摄动作,从而 取得第一原图像数据Bd1及第二原图像数据Bd2。

接着,在第一平滑化步骤S25及第二平滑化步骤S26中,控制计 算机对第一原图像数据Bd1及第二原图像数据Bd2进行平滑化校正处 理。在平滑化校正处理中,能够以使各像素的亮度值根据第一原图像 数据Bd1及第二原图像数据Bd2上的坐标值的变化而平滑地变化的方 式进行校正。由此,能够减少测定出现偏差的影响等,能够获得鲜明 且稳定的原图像数据Bd1、Bd2。

作为平滑化校正处理的具体手法,能够示例二维坐标上的移动平 均滤波处理、高斯滤波处理,但是并不局限于这些处理。在移动平均 滤波处理中,在计算对象像素的周围设定平均化区域,求得平均化区 域内的像素的亮度值的平均值并作为计算对象像素的校正后的亮度 值,对所有像素实施该处理。进而,在高斯滤波处理中,作为平均化 区域内的像素的亮度值的平均值,求得遵循高斯分布(正规分布)的 加权平均值。

接着,在差量计算步骤S23中,控制计算机将平滑化校正处理后 的第一原图像数据Bd1及第二原图像数据Bd2作为计算对象,计算相 同坐标值的像素的亮度值之差,取得由各像素的亮度差值构成的差量 图像数据Dd。在此,差量计算步骤S23包含在各像素的亮度差值形成 为负值的情况下使正负号反转而使其形成为正值的绝对值计算步骤 S27。使亮度差值的负值的正负号反转的理由在于,为了在显示差量图 像数据Dd时不产生错误,以及无需将计算处理区分为不同情况。此外, 由于第一原图像数据Bd1及第二原图像数据Bd2预先被进行平滑化校 正处理,因此差量图像数据Dd的亮度差值也根据坐标值的变化而平滑 地变化。

接着,在步骤S28中,控制计算机判定是否需要反转差量图像数 据Dd。即,仅限于差量图像数据Dd的配置位置(焊料位置)所包含 的像素的亮度差值比除了配置位置以外的其他位置所包含的像素的亮 度差值小的情况,进入反转计算步骤S29。在反转计算步骤S29中,控 制计算机使配置于差量图像数据Dd的二维坐标上的各像素的亮度差 值的大小关系反转。例如,切换亮度差值0、1、2、…、126、127与 亮度差值255、254、253、…、129、128。由此,差量图像数据Dd的 浓淡被反转,黑色与白色被切换。

反转计算步骤S29在焊料位置处亮度差值较大且在其他位置处亮 度差值较大的第一情况下不实施,在焊料位置处亮度差值较小且在其 他位置处亮度差值较大的第二情况下实施。因此,在第一及第二这两 种情况下,焊料位置的亮度差值被统一为比其他位置大。由此,在显 示差量图像数据Dd时,焊料位置始终看起来比其他位置亮(白),从 而使作业人员的目测性变得简明。另外,在第一及第二这两种情况下, 能够将以下计算处理共用化及单纯化。

在实施了反转计算步骤S29后,进入位置决定步骤S24,在步骤 S28中判定为不需要反转的情况下,也与位置决定步骤S24汇合。在位 置决定步骤S24中,控制计算机基于差量图像数据Dd来决定存在膏状 焊料P的焊料位置。此时,亮度差值在差量图像数据Dd上的焊料位置 与其他位置处大不相同,并且差量图像数据Dd的亮度差值根据坐标值 的变化而平滑地变化,因此能够容易地决定焊料位置。接着,控制计 算机在元件安装实施工序S3的最初校正元件的安装点的坐标值,然后 进行TOP安装。

在第二实施方式的基板的生产作业方法中,差量计算步骤S23包 含在各像素的亮度差值为负值的情况下使正负号反转而成为正值的绝 对值计算步骤S27,在位置决定步骤S24中,基于在差量图像数据Dd 上各像素的亮度差值根据坐标值的变化而变化的变化量或变化率,或 者基于差量图像数据Dd的各像素的亮度差值与预定阈值的大小关系, 判别配置位置(焊料位置)与除了配置位置以外的其他位置。

根据上述技术方案,由于在亮度差值形成为负值的情况下使正负 号反转而成为正值,因此无需将以下的计算处理区分为不同的情况。 另外,通过着眼于在差量图像数据Dd上亮度差值根据坐标值的变化而 变化的变化量或变化率、或者将亮度差值与预定阈值相比较,能够可 靠地检测配置位置(焊料位置)。

进而,在第二实施方式中,在图像取得步骤S21、S22之后具有平 滑化步骤S25、S26,在该平滑化步骤中,对原图像数据Bd1、Bd2进 行平滑化校正处理,使得各像素的亮度值根据坐标值的变化而平滑地 变化。

根据上述技术方案,由于原图像数据被进行平滑化校正处理,因 此差量图像数据Dd的亮度差值也根据坐标值的变化而平滑地变化。因 此,能够在差量图像数据Dd上进一步可靠地检测配置位置(焊料位 置)。

进而,在第二实施方式中,仅限于差量图像数据Dd的配置位置所 包含的像素的亮度差值比除了配置位置以外的其他位置所包含的像素 的亮度差值小的情况,在差量计算步骤S23之后具有使配置于二维坐 标上的各像素的亮度差值的大小关系反转的反转计算步骤S29。

根据上述技术方案,只要在差量图像数据Dd的焊料位置与其他位 置处亮度差值不同,则能够与原来的大小关系无关地将焊料位置的亮 度差值形成为比其他位置大,能够较为明亮地(白)显示。因此,作 业人员对差量图像数据的目测性变得简明。另外,能够与原来的大小 关系无关地将以下的计算处理共用化及单纯化。

接着,参照图14的作业工序图,以与第一实施方式及第二实施方 式之间的不同点为主说明第三实施方式的基板的生产作业方法。在第 三实施方式中,使用的元件安装机1与第一实施方式及第二实施方式 相同。第三实施方式的基板的生产作业方法具备拍摄条件决定工序S1、 焊料位置检测工序S2B及元件安装实施工序S3B。第三实施方式的焊 料位置检测工序S2B及元件安装实施工序S3B与第二实施方式相同, 但并不局限于此,也可以是与第二实施方式不同的方法。此外,第三 实施方式兼作本发明的基板的拍摄条件决定方法的实施方式。

第三实施方式的拍摄条件决定工序S1是预先决定焊料位置检测 工序S2B的图像取得步骤S21、S22中的多个拍摄条件的工序。拍摄条 件决定工序S1具有试行图像取得步骤S11、试行差量计算步骤S12及 试行判定步骤S13。

在图14的作业工序图的试行图像取得步骤S11中,控制计算机根 据各种各样的拍摄条件拍摄样品基板,取得包含配置于二维坐标上的 各像素的亮度值在内的各种各样的试行图像数据。样品基板是设有检 测对象物并且配置位置已知的基板,在第三实施方式中,相当于印刷 有膏状焊料并且焊料位置已知的基板。在此,已知的焊料位置的信息 需要从试行图像数据以外的外部取得。例如,通过向作业人员显示试 行图像数据并使用鼠标(位置指示器)等用户界面来指定焊料位置, 能够将焊料位置设为已知。或者,也可以使用不同于基板相机6的其 它的高精度的相机来检测焊料位置,并传输检测数据。

作为各种各样的拍摄条件,例如,当考虑光源色的两个条件、照 射方向的三个条件及曝光时间的五个条件时,考虑全部30种拍摄条件。 其中,对于除了考虑为明显不利之外的拍摄条件,控制计算机取得试 行图像数据。图15是示例在第三实施方式中以试行图像取得步骤S11 取得的各种各样的试行图像数据中的6个(试行图像数据Sd1~Sd6)的 一部分的图。在图示的6个试行图像数据Sd1~Sd6中,各像素的亮度 值与拍摄条件相应地互不相同。此外,也可以对各试行图像数据 Sd1~Sd6进行第二实施方式中说明的平滑化校正处理。

接着,在试行差量计算步骤S12中,控制计算机将各种各样的试 行图像数据两两组合而得到的多个组合作为计算对象,计算在各组合 中相同坐标值的像素的亮度值之差或差的绝对值,取得由各像素的亮 度差值构成的多个试行差量图像数据。例如,在试行图像数据为30个 时,这些数据中的两两组合为435种,为试行差量图像数据的最大数 量。图16是示例了在第三实施方式中以试行差量计算步骤S12取得的 试行差量图像数据SDd的图。图16的试行差量图像数据SDd是通过 将图15的上段右侧的试行图像数据Sd1及上段中央的试行图像数据 Sd2作为计算对象并计算相同坐标值的像素的亮度值之差的绝对值而 求得的。

接着,在试行判定步骤S13中,控制计算机基于已知的配置位置, 分别判定多个试行差量图像数据是否适当,将作为判定为适当的试行 差量图像数据的来源的两个试行图像数据的拍摄条件的组合决定为图 像取得步骤中的多个拍摄条件。即,控制计算机分别针对最大435个 试行差量图像数据判定是否能够高精度地检测焊料位置。例如,在图 16所示例的试行差量图像数据SDd中,判定是否能够高精度地检测两 个位置处的焊料位置SH。图17是表示在第三实施方式中针对一个试 行差量图像数据的试行判定步骤S13的实施内容的处理流程图。

在图17的处理流程的步骤S51中,控制计算机取得上述已知的焊 料位置的信息。接着,在步骤S52中,控制计算机判定是否能够基于 试行差量图像数据适当地检测焊料位置。详细地说,控制计算机对于 试行差量图像数据进行相当于第一实施方式所说明的位置决定步骤 S24的计算处理,决定焊料位置,并判定该焊料位置是否与已知的焊料 位置大致一致。在不一致的情况及无法决定焊料位置的情况下,控制 计算机将该试行差量图像数据判定为不适当并结束处理流程。

在步骤S52中,当能够适当地检测到焊料位置时,进入步骤S53, 控制计算机设定之后的计算处理所使用的焊料位置H、中立位置N及 其他位置T。中立位置N用于减少焊料位置H与其他位置T的边界线 附近处的亮度值的测定误差、偏差的影响。控制计算机在已知的焊料 位置或检测出的焊料位置的分界线的两侧设定预定宽度的中立位置N。 控制计算机在之后的步骤S54~S56中不使用中立位置N内的像素的亮 度差值,换言之,在是否适当的判定中不使用中立位置N内的像素的 亮度差值。

图18是示例说明在第三实施方式的试行判定步骤S13中使用的试 行差量图像数据上的焊料位置H、中立位置N及其他位置T的图。为 了便于表示,在图18中,在焊料位置H实施实线阴影,在其他位置T 实施虚线阴影。如图16所示例的那样,当已知的焊料位置、检测出的 焊料位置SH为大致圆形时,将焊料位置SH的圆形的直径D1作为基 准。并且,将以减小了10%的直径D2(=D1×0.9)的圆C1为外侧边 界线的区域作为在是否适当的判定中使用的焊料位置H。另外,以扩 大了10%的直径D3(=D1×1.1)的圆C2为内侧边界线,将以正方形 Sq为外侧边界线的区域作为在是否适当的判定中使用的其他位置T, 该正方形Sq以直径D1的2倍长度L(=2×D1)为一边。并且,将以 圆C1为内侧边界线、以圆C2为外侧边界线的环状的区域作为中立位 置N。

在是否适当的判定中使用的焊料位置H、中立位置N及其他位置 T的设定方法并不局限于上述方法。例如,即使已知的焊料位置或检测 出的焊料位置不是圆形,也能够在分界线的两侧设定预定宽度的中立 位置N。另外,其他位置T的内侧边界线及外侧边界线也可以形成为 与焊料位置H的外侧边界线相似的形状。进而,也可以将焊料位置H 与其他位置T的面积比、即像素数之比设定为可变。例如,在电路图 案复杂的基板中,为了减少其他焊盘等的影响,优选不过度扩大其他 位置T。

接着,在步骤S54中,控制计算机判定是否满足由焊料位置H所 包含的多个像素的亮度差值的平均值与其他位置T所包含的多个像素 的亮度差值的平均值的偏差所表示的平均亮度差形成为预定亮度差以 上的第一条件。接着,在步骤S55中,控制计算机判定是否满足焊料 位置H所包含的多个像素的亮度差值离散分布的分散值形成为预定分 散值以下的第二条件。进而,在步骤S56中,控制计算机判定是否满 足其他位置T所包含的多个像素的亮度差值离散分布的分散值形成为 预定分散值以下的第三条件。

在第一条件中,焊料位置H与其他位置T的平均亮度差越大,则 越能够可靠地判别焊料位置H与其他位置T,若平均亮度差较小,则 判别困难。另外,在第二条件及第三条件中,焊料位置H及其他位置 T的亮度差值的分散值越小,则焊料位置H及其他位置T越鲜明,若 分散值较大,则易于产生判别错误。在第三实施方式中,第一条件~第 三条件为用于高精度地检测焊料位置的必要条件。即,在未满足第一 条件~第三条件中的任一条件的情况下,控制计算机将该试行差量图像 数据判定为不适当而结束处理流程。在第一条件~第三条件全部满足的 情况下,控制计算机将该试行差量图像数据判定为适当而进入步骤 S57。

在步骤S57中,控制计算机采用作为判定为适当的试行差量图像 数据的来源的两个试行图像数据的拍摄条件的组合。控制计算机针对 所有试行差量图像数据实施图17的处理流程,然后,返回图14的焊 料位置检测工序S2B。此时,采用的拍摄条件并不局限于1个组合, 既存在多个组合的情况,也存在1个组合都不采用的情况。在组合数 过多或过少时,适当地校正第一条件的预定亮度差、第二条件及第三 条件的预定分散值,再次实施图17的处理流程。

由于之后的图14的焊料位置检测工序S2B及元件安装实施工序 S3B与第一实施方式及第二实施方式相同,因此省略说明。

第三实施方式的基板的生产作业方法在位置检测工序S2B之前具 备预先决定图像取得步骤S21、S22中的多个拍摄条件的拍摄条件决定 工序S1。

根据上述技术方案,由于能够从各种各样的拍摄条件中预先决定 适当的多个拍摄条件,因此不会产生中断基板的生产作业而根据试行 错误来决定拍摄条件的不高效的作业。

进而,在第三实施方式中,拍摄条件决定工序S1具有以下步骤: 试行图像取得步骤S11,根据各种各样的拍摄条件拍摄设有检测对象物 (印刷有膏状焊料)并且配置位置(焊料位置)已知的样品基板,取 得包含配置于二维坐标上的各像素的亮度值在内的各种各样的试行图 像数据Sd1~Sd6;试行差量计算步骤S12,将各种各样的试行图像数据 Sd1~Sd6两两组合而得到的多个组合作为计算对象,计算在各组合中相 同坐标值的像素的亮度值之差或差的绝对值,取得由各像素的亮度差 值构成的多个试行差量图像数据SDd;及试行判定步骤S13,基于已知 的配置位置,分别判定多个试行差量图像数据SDd是否适当,将作为 判定为适当的试行差量图像数据的来源的两个试行图像数据的拍摄条 件决定为图像取得步骤S21、S22中的多个拍摄条件。

根据上述技术方案,在拍摄条件决定工序S1中,不仅依赖于经验、 感觉,还使用样品基板来试行多个图像处理,并决定适当的多个拍摄 条件。因此,在位置检测工序S2B中,能够基于差量图像数据可靠且 高精度地检测基板上的检测对象物的配置位置(焊料位置SH)。

进而,在第三实施方式中,在试行判定步骤S13中,基于第一条 件、第二条件及第三条件中的至少一个条件,分别判定多个试行差量 图像数据SDd是否适当,上述第一条件为,由已知的配置位置(焊料 位置H)所包含的多个像素的亮度差值的平均值与除了已知的配置位 置以外的其他位置T所包含的多个像素的亮度差值的平均值的偏差所 表示的平均亮度差为预定亮度差以上;上述第二条件为,已知的配置 位置(焊料位置H)所包含的多个像素的亮度差值离散分布的分散值 为预定分散值以下;上述第三条件为,其他位置T所包含的多个像素 的亮度差值离散分布的分散值为预定分散值以下。

根据上述技术方案,由于能够定量且客观地评价多个试行差量图 像数据SDd是否适当而可靠地选择良好的试行差量图像数据,因此能 够可靠地决定适当的多个拍摄条件。

进而,在第三实施方式中,在试行判定步骤S13中,在配置位置 (焊料位置H)与其他位置T之间设定不用于判定像素的亮度差值是 否适当的中立位置N。

根据上述技术方案,由于能够减少焊料位置H与其他位置T的边 界线附近处的亮度值的测定误差、偏差的影响,因此提高了多个试行 差量图像数据的评价精度。因此,能够进一步可靠地选择良好的试行 差量图像数据,能够决定适当的多个拍摄条件。

另外,第三实施方式兼作本发明的基板的拍摄条件决定方法的实 施方式,具备以下工序:拍摄条件决定工序S1,预先决定拍摄设于基 板的检测对象物(印刷的膏状焊料)的多个拍摄条件;位置检测工序 (焊料位置检测工序S2B),基于根据多个拍摄条件拍摄基板而取得 的多个原图像数据,检测检测对象物的配置位置(焊料位置);及作 业实施工序(元件安装实施工序S3B),基于检测出的配置位置对基 板实施预定的生产作业,在拍摄条件决定工序S1中的基板的拍摄条件 决定方法中具有以下步骤:试行图像取得步骤S11,根据各种各样的拍 摄条件拍摄设有检测对象物并且配置位置已知的样品基板,取得包含 配置于二维坐标上的各像素的亮度值在内的各种各样的试行图像数据 Sd1~Sd6;试行差量计算步骤S12,将各种各样的试行图像数据Sd1~Sd6 两两组合而得到的多个组合作为计算对象,计算在各组合中相同坐标 值的像素的亮度值之差或差的绝对值,取得由各像素的亮度差值构成 的多个试行差量图像数据SDd;及试行判定步骤S13,基于已知的配置 位置(焊料位置SH),分别判定多个试行差量图像数据SDd是否适当, 将作为判定为适当的试行差量图像数据SDd的来源的两个试行图像数 据的拍摄条件决定为位置检测工序S2B中的多个拍摄条件。

根据上述技术方案,对于根据各种各样的拍摄条件拍摄样品基板 而取得的各种各样的试行图像数据Sd1~Sd6两两组合而得到的多个组 合,分别通过计算来取得试行差量图像数据SDd,并判定是否适当, 根据判定为适当的试行差量图像数据SDd决定多个拍摄条件。因此, 不是仅依赖于经验、感觉,而是对于囊括所考虑到的拍摄条件的所有 组合试行图像处理并选择适当的组合,因此能够可靠地决定优选的多 个拍摄条件。

进而,在第三实施方式所兼作的基板的拍摄条件决定方法中,在 试行判定步骤S13中,基于第一条件、第二条件及第三条件中的至少 一个条件,分别判定多个试行差量图像数据SDd是否适当,上述第一 条件为,由已知的配置位置(焊料位置H)所包含的多个像素的亮度 差值的平均值与除了已知的配置位置以外的其他位置T所包含的多个 像素的亮度差值的平均值的偏差所表示的平均亮度差为预定亮度差以 上;上述第二条件为,已知的配置位置(焊料位置H)所包含的多个 像素的亮度差值离散分布的分散值为预定分散值以下;上述第三条件 为,其他位置T所包含的多个像素的亮度差值离散分布的分散值为预 定分散值以下。

根据上述技术方案,由于能够定量且客观地评价多个试行差量图 像数据SDd是否适当而可靠地选择良好的试行差量图像数据,因此能 够可靠地决定适当的多个拍摄条件。

此外,第一实施方式~第三实施方式的各方法也能够作为相当于本 发明的基板的生产作业装置的元件安装机1来进行实施。实施方式的 元件安装机1的效果与第一实施方式~第三实施方式的各方法的效果相 同,省略说明。

工业实用性

本发明的基板的生产作业方法及基板的拍摄条件决定方法并不局 限于各实施方式中说明的元件安装机的TOP安装,也可以应用于其它 作业实施装置的各种的基板生产作业。另外,检测对象物也并不局限 于膏状焊料,也可以应用于安装的元件、丝网印刷的文字、条形码等 符号类及以基准标记为代表的各种标记类等的位置检测。

附图标记说明

1:元件安装机

2:基板搬运装置

3:元件供给装置

4:元件移载装置

5:元件相机

6:基板相机

61:拍摄部

62:落射光源

63:倾射光源

K、K2:基板

P、P1、P2:膏状焊料

L1、L2:焊盘

SH:焊料位置

H:焊料位置

T:其他位置

N:中立位置

Bd1:第一原图像数据

Bd2:第二原图像数据

Dd:差量图像数据

Sd1~Sd6:试行图像数据

SDd:试行差量图像数据

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