(57)【要約】【課題】搭載部品ズレ検査専用の検査スペースと検査時間とを排除し、組立ラインの長さ短縮とライン全体のタクト短縮が可能な表示基板モジュール組立装置を提供する。【解決手段】表示基板Ｐに搭載部品を熱圧着する熱圧着処理作業装置１７と、表示基板Ｐを搬送する搬送装置２と、表示基板Ｐに対する搭載部品の位置ズレを検査する搭載部品ズレ検査ユニット２０とを有する表示基板モジュール組立装置において、搭載部品ズレ検査ユニット２０は、搬送装置２による表示基板Ｐの１回の搬送中に位置ズレ検査に必要な撮像エリアを撮像する撮像手段を有する。【選択図】図６Ａ
2011249664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示基板に搭載部品を熱圧着する熱圧着処理作業装置と、前記搭載部品が熱圧着された前記表示基板を搬送する搬送手段と、前記表示基板に対する前記搭載部品の位置ズレを検査する搭載部品ズレ検査ユニットとを有する表示基板モジュール組立装置において、
前記搭載部品ズレ検査ユニットは、前記搬送手段による前記表示基板の１回の搬送中に前記位置ズレ検査に必要な撮像エリアを撮像する撮像手段を有することを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項２】
請求項１記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記搭載部品ズレ検査ユニットは、正反射用照明部および拡散反射用照明部と、前記正反射用照明部および拡散反射用照明部へ光を供給する光源とを含む照明手段を有することを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項３】
請求項２記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記光源は単一光源であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項４】
請求項２記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記光源は複数光源であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記光源はフラッシュ発光光源であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記フラッシュ発光光源の出射端には発光ムラを抑制する発光ムラ抑制手段が設けられていることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項７】
請求項６記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記発光ムラ抑制手段はレンズであることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項８】
請求項３又は４に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記光源は連続点灯光源であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記拡散反射用照明部の拡散反射用照明光量と前記正反射用照明部の正反射用照明光量とは、
正反射用照明光量＜拡散反射用照明光量
の関係にあることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項１０】
請求項９記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記光源と、前記正反射用照明部或いは拡散反射用照明部とを接続するライトガイドと、
前記ライトガイドの途中に挿入され、前記正反射用照明光量の調整又は前記拡散反射用照明光量の調整、或いはその両者の調整を行う光量絞り機構を備えたライトガイド接続器とを有することを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項１１】
請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記拡散反射用照明部はリング状であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項１２】
請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の表示基板モジュール組立装置において、
前記拡散反射用照明部はドーム状であることを特徴とする表示基板モジュール組立装置。
【請求項１３】
搭載部品を表示基板に熱圧着する熱圧着工程と、前記搭載部品が熱圧着された前記表示基板を搬送する搬送工程と、前記搬送工程において１回の搬送中に前記表示基板に対する前記搭載部品の位置ズレ検査に必要な撮像エリアを撮像する撮像工程とを有することを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記撮像工程は、１回の前記搬送工程の最中に、前記位置ズレ検査に必要な撮像エリアに対して正反射用照明と拡散反射用照明を行う照明工程を有することを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記照明工程は単一光源を用いて行われることを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記照明工程は複数光源を用いて行われることを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記複数光源は複数のフラッシュ発光光源であり、
前記照明工程は、前記複数のフラッシュ発光光源の発光ジッタを測定し発光タイミングを合わせる工程を有することを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【請求項１８】
請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の表示基板モジュール組立方法において、
前記照明工程は、連続点灯光源を用いて行われることを特徴とする表示基板モジュール組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶やプラズマなどのＦＰＤ（＝Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）の表示基板の周辺への駆動ＩＣの搭載やＣＯＦ（Ｃｈｉｐ  ｏｎ  Ｆｉｌｍ）、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）などのいわゆるＴＡＢ（＝Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）接続および周辺基板（ＰＣＢ＝Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ）を実装する処理作業装置及びそれ等から構成される表示基板モジュール組立ラインに関する。より具体的には、搭載したＴＡＢやＩＣの位置ズレを検査する検査ユニットまたは検査結果に基づいて構成される表示基板モジュール組立装置及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示基板モジュール組立ラインは、液晶、プラズマなどのＦＰＤの表示基板（以下、基本的には単に基板と略し、その他の基板、例えばＰＣＢの場合はＰＣＢ基板と明記する）に、複数の処理作業工程を順次行なうことで、該基板の周辺に、駆動ＩＣ、ＴＡＢおよびＰＣＢ基板などを実装する装置である。
【０００３】
例えば、処理工程の一例としては、（１）基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程、（２）清掃後の基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ＝Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）を貼付けるＡＣＦ工程、（３）貼付けたＡＣＦの貼付け状態を検査するＡＣＦ検査工程、（４）ＡＣＦを貼付けた位置の基板配線にＴＡＢやＩＣを位置決めして搭載する搭載工程、（５）搭載したＴＡＢを加熱圧着することで、ＡＣＦにより固定する圧着工程、（６）圧着したＴＡＢやＩＣの位置や接続状態を検査する搭載検査工程、（７）ＴＡＢの基板側と反対側にＰＣＢ基板をＡＣＦなどで貼付け搭載するＰＣＢ工程（複数の工程）などからなる。さらには、処理する基板の辺の数や処理するＴＡＢやＩＣの数などで各処理装置の数や基板を回転する処理ユニットなどが必要となる。このような工程を得ることによって、基板上の電極とＴＡＢ／ＩＣ等の電極との間に設けたＡＣＦを熱圧着することによって基板とＴＡＢやＩＣを電気的に接続するものである。
【０００４】
前記ＡＣＦを熱圧着する際に、ＡＣＦやＩＣ、ＴＡＢの膨張、あるいはそれらが圧着時にわずかに移動し、搭載部品の位置ズレが発生する。そのため、その位置ズレ量が適正範囲に収まっているか検査する必要がある。従来は、基板を隣接位置に搬送し、停止させて検査していた。このような従来技術としては下記の特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１０７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術は、基板の寸法に応じた検査場所を必要とし、表示基板モジュール組立ラインが長くなる課題があった。また、上記従来技術は、検査のみの時間を必要とし、ライン全体の処理時間であるタクトが長くなる課題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、表示基板への搭載部品の位置ズレ検査専用の検査スペースと検査時間とを排除し、組立ラインの長さ短縮とライン全体のタクト短縮が可能な表示基板モジュール組立装置及び組立方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための一実施形態として、表示基板に搭載部品を熱圧着する熱圧着処理作業装置と、前記搭載部品が熱圧着された前記表示基板を搬送する搬送手段と、前記表示基板に対する前記搭載部品の位置ズレを検査する搭載部品ズレ検査ユニットとを有する表示基板モジュール組立装置において、前記搭載部品ズレ検査ユニットは、前記搬送手段による１回の搬送中に前記位置ズレ検査に必要な撮像エリアを撮像する撮像手段を有することを特徴とする表示基板モジュール組立装置とする。
【０００９】
また、搭載部品を表示基板に熱圧着する熱圧着工程と、前記搭載部品が熱圧着された前記表示基板を搬送する搬送工程と、前記搬送工程において１回の搬送中に前記表示基板に対する前記搭載部品の位置ズレ検査に必要な撮像エリアを撮像する工程とを有することを特徴とする表示基板モジュール組立方法とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、位置ズレ検査に必要な撮像エリアを１回の基板搬送中に撮像することにより、表示基板への搭載部品の位置ズレ検査専用の検査スペースと検査時間とを排除し、組立ラインの長さ短縮とライン全体のタクト短縮が可能な表示基板モジュール組立装置及び組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置を含む組立ラインの概略平面図である。
【図２】本発明の第1の実施例に係る表示基板モジュール組立装置の搬送装置の動作を説明する為のＸ方向から見た概略断面図であり、（ａ）は搬送前又は搬送後の状態を、（ｂ）は搬送途中の状態を示す。
【図３】本発明の第1の実施例に係る表示基板モジュール組立装置における搭載部品ズレ検査の検査箇所(図下側)とタイミングチャート(図上側)を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置におけるアライメントマークによる搭載部品ズレ検査原理と判定方法を示した図であり、（ａ）は不合格の例、（ｂ）は合格の例を示す。
【図５】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置におけるダミーリードによる搭載部品ズレ検査原理と判定方法を示した概略平面図であり、（ａ）は搭載部品とそれが搭載される表示基板の対応する領域を、（ｂ）（ｃ）は位置ズレ評価に用いるパターンの例を、（ｄ）（ｅ）は位置ズレ評価判定の例を示す。
【図６Ａ】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置における搭載部品ズレ検査ユニットの概略構成を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施例に係る、位置ズレ検査パターンを撮影する為の照明とカメラを備えた搭載部品ズレ検査ユニットの構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置におけるＣＡＤデータから得られる搭載部品ズレ検査データを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置における検査フローチャートを示した図である。
【図９】本発明の第１の実施例に係る搭載部品ズレ検査ユニットにおける撮像手段のシャッタと照明手段の発光タイミングを示した図であり、（ａ）は撮像手段としてハイスピードエリアカメラを用いた場合、（ｂ）は通常のＣＣＤカメラ等のエリアカメラを用いた場合である。
【図１０】本発明の第１の実施例に係る表示基板モジュール組立装置を用いて組立を行う時の処理フローを示した図である。
【図１１】本発明の第１の実施例に係る搭載部品ズレ検査ユニットにおける照明機器構成例を示す図であり、（ａ）は全体構成平面図を、（ｂ）はライトガイド接続部の構成平面図を、（ｃ）は光源出射端の構成平面図を、（ｄ）はリング照明の概略側面図を、（e）はドーム型照明の概略断面図を示す。
【図１２】本発明の第２の実施例に係る搭載部品ズレ検査ユニットにおける照明機器構成例を示す図であり、（ａ）はスポット照明の全体平面図を、（ｂ）はリング照明の全体平面図を、（ｃ）はリング照明先端部平面図を、（ｄ）はスポット照明とリング照明の検出信号例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例により説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の第一の実施例について、図１から図１１を用いて説明する。図１は本実施例に係る表示基板モジュール組立装置を含む表示基板モジュール組立ライン１の概略平面図を、図２は基板の搬送装置２の動作を説明するための基本構成を示した概略断面図である。
【００１４】
図１の装置は、基板Ｐを保持する基板保持手段１２とその基板を隣接する処理作業装置の位置まで搬送するための基板搬送手段１１からなる搬送装置２によって、図中左から右に向かって基板Ｐを順次搬送しながら、基板Ｐの周辺部に各種処理作業を行って、ＩＣやＴＡＢなどの実装組立作業を行なう装置である。図１の装置は、まず、左側の基板長辺側の処理作業装置群１３Ｌ（図１上段）で基板長辺側の処理を行ない、基板長辺側の処理を行った後、基板Ｐを基板回転手段１９で回転させ（図１上段）、同様な構成を有する基板短辺側の処理作業装置群１３Ｓ（図１下段）で基板短辺側の処理を行なう。基板長辺側処理作業装置群１３Ｌ及び基板短辺側処理作業装置群１３Ｓにおいて、以下同一装置、同一機能については同一符号を記す。
【００１５】
図１で示す基板長辺側処理として、左から、（１）基板端部のＴＡＢ貼付け部を清掃する端子クリーニング工程（端子クリーニング処理作業装置での処理）、（２）清掃後の基板端部に異方性導電フィルム（ＡＣＦ）を貼付けるＡＣＦ貼付工程（ＡＣＦ貼付処理作業装置での処理）及び（３）貼付けたＡＣＦの貼付け状態を検査するＡＣＦ検査工程（ＡＣＦ貼付処理作業装置での処理）、（４）ＡＣＦを貼付けた位置の基板配線にＴＡＢやＩＣを位置決めして搭載する搭載工程（ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置での処理）、（５）搭載したＴＡＢやＩＣを加熱圧着することで、ＡＣＦにより固定する圧着工程（本圧着処理作業装置での処理）を順次行ない、さらに基板長辺側の最後には周辺基板であるＰＣＢ基板を実装する処理作業を行なうように構成されている。
【００１６】
図中の符号１４〜２０は、長辺側、短辺側とも同一符号で示し、それぞれ、端子クリーニング処理作業装置１４、ＡＣＦ貼付処理作業装置１５、ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１６、本圧着処理作業装置１７、基板回転手段１９及び本圧着処理作業装置１７の下流側の搬送路上に設けられた搭載部品ズレ検査ユニット２０を示している。また、ＡＣＦ貼付処理作業装置１５内に記載のａ〜ｄは圧着ヘッドを備えた処理作業ユニットを、双方向を示す矢印は処理作業ユニットの移動方向を示す。なお、ＰＣＢ基板実装作業処理装置は基板短辺側処理作業装置群１３Ｓの下流側にあるがここでは割愛している。
【００１７】
図２は基板Ｐの搬送方向であるＸ方向から見たＡ−Ａ断面図である。同図に示すように、搬送装置２は、基板搬送手段１１と基板保持手段１２とを有し、後述する図６Ａに示すように各処理作業装置に搬送される各基板の位置を検出するリニアエンコーダ２ａが設けてある。基板保持手段１２は基板搬送方向に細長い基板保持部材１２Ａを複数（図２では４本）有する。一方、基板搬送手段１１は前記基板保持部材１２Ａの間に複数（図２では３本）並置した、やはり、基板搬送方向に細長い基板搬送部材１１Ａと、図２（ａ）（ｂ）に示すように基板Ｐを前記基板保持部材１２Ａに載置又は離間するために前記基板搬送部材１１Ａを昇降させる基板搬送部材昇降手段１１Ｂと、基板搬送手段１１をガイドレール１１Ｃ上で搬送方向に移動させるスライダ１１Ｄを有する。
【００１８】
このような構造における搬送方法を、図１に示す基板ＰをＡＣＦ貼付処理作業装置１５からＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１６に搬送する場合を例に説明する。基板搬送手段１１は、ＡＣＦ貼付処理作業装置１５の場所で、図２（ｂ）に示すように基板Ｐを基板搬送部材１１Ａにより保持し、基板搬送部材昇降手段１１Ｂにより上昇させ、基板Ｐを基板保持部材１２Ａから離間させる。その後、基板Ｐを上昇保持したままで、スライダ１１Ｄにより基板ＰをＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１６の位置まで搬送する。このとき、基板搬送部材１１Ａは、基板保持部材１２Ａの部材の間を移動する。ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１６では、基板Ｐを下降させ基板保持部材１２Ａに載置（図２（ａ））し、基板搬送部材１１Ａを基板Ｐから離間させる。そして、基板ＰはＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置１６で搭載作業が行なわれる。この搭載作業中に、基板搬送手段１１は、基板Ｐを保持していない姿勢を保持し、次の基板を搬送するためにＡＣＦ貼付処理作業装置１５まで戻る。上記一連動作は、組立ライン１で作業中のすべての基板Ｐに対して同期して行なわれるので、全ての基板Ｐが同期して搬送され、処理が行なわれることになる。
【００１９】
図１、図２に示す表示基板モジュール組立ライン１及び搬送装置２は一実施例であって、特に、どのような処理作業装置を連ねる必要があるかは、組立作業を行なう表示基板モジュール構成に依存する。また、上述の搬送装置２は一例であり、基板の搬送位置を検出する手段を備えた搬送手段であればよい。
【００２０】
次に、搭載部品ズレ検査ユニット２０について説明する。まず、搭載部品ズレ検査について説明する。図３は、後述する搭載部品ズレ検査の検査箇所(図３下側)とタイミングチャート（図３上側）を、図４は、アライメントマークによる検査原理と判定方法を示した図である。
【００２１】
図３の下側には、搭載部品Ｂ１〜Ｂ６が搭載される処理作業箇所Ｓ１〜Ｓ６（図３の例では６箇所）と各搭載部品Ｂ１〜Ｂ６のそれぞれの両端にはアライメントマークＭｍ１、Ｍｈ１〜Ｍｍ６、Ｍｈ６を有する基板Ｐの一辺を示している。アライメントマークＭｍ１、Ｍｈ１〜Ｍｍ６、Ｍｈ６には、図４（ａ）に示すように、基板Ｐに設けた基板アライメントマークＭＰと搭載部品Ｂに設けた搭載部品アライメントマークＭＴがある。そこで、それぞれのアライメントマークＭｍ１、Ｍｈ１〜Ｍｍ６、Ｍｈ６を含む破線で示す撮像エリアＨｍ１、Ｈｈ１〜Ｈｍ６、Ｈｈ６を撮像し、それぞれの両アライメントマークＭＰ、ＭＴを撮像して、そのズレ量、例えば図４（ａ）に示す両アライメントマークＭＰ、ＭＴの中心を示すプラスのクロス位置ＭＰｃ、ＭＴｃのズレ量を求め、そのズレ量が所定の範囲にあれは合格と判定する。極端な例ではあるが、図４（ａ）はズレ量が大きい不合格の例を、図４（ｂ）はクロス位置が一致した合格の例を示したものである。なお、クロス位置は必ずしも完全一致でなく、所定の範囲内であれば合格とすることができる。
【００２２】
搭載部品Ｂの位置ズレを検査する箇所としては、上述のアライメントマークの他、ダミーリードＤを用いることもできる。図５（ａ）は、図３に示す基板Ｐに搭載部品Ｂと対応する基板Ｐの処理作業箇所ＳにおけるダミーリードＤＴ、ＤＰと実際に使用される実リードＲＴ、ＲＰを示した図である。基板Ｐに基板ダミーリードＤＰが、搭載部品Ｂには搭載部品ダミーリードＤＴがある。それぞれダミーリードＤＰ、ＤＴは、それぞれ実際に使用されるリードＲＰ、ＲＴの端部に設けられている。ダミーリードには、図５（ｂ）に示すように基板ダミーリードＤＰが搭載部品ダミーリードＤＴより幅広で２箇所に分かれる離別タイプと、図５（ｃ）に示すように連続している連続タイプとがある。図５（ｄ）は離別タイプの、図５（ｅ）は連続タイプにおける、合格、不合格の例を示した図である。
【００２３】
以下の説明では、アライメントマークを用いた検査例について説明する。
先ず、本実施例における搭載部品位置ズレ検査方法の基本的な考え方を説明する。図１に示すように、撮像手段を備えた搭載部品ズレ検査ユニット２０を本圧着処理作業装置１７の熱圧着ヘッドの搬送方向に対して下流に設け、次の処理作業装置（例えば、図１の長辺側では基板回転手段１９）へ基板Ｐが搬送されている間に、各圧着処理作業箇所ＳのアライメントマークＭを含む撮像エリアＨを撮像し、画像を取込み検査する。基本的には、次の基板を処理する前に検査結果を得ることができる。たとえ、その後、検査時間を要したとしても、次の基板の熱圧着処理作業時間内に検査を完了することができるので、画像取込みと検査にのみ時間を設ける必要はない。
【００２４】
図６Ａは、本圧着処理作業装置１７、搭載部品ズレ検査ユニット２０及び次の処理作業装置の例として基板回転手段１９を示した図である。次の処理作業装置としては、基板回転手段１９の他、ＰＣＢ基板実装作業処理装置やラインから基板を搬出する基板搬出装置などが考えられる。図１、図６Ａに示すように、長辺側では、本圧着処理作業装置１７は２台の本圧着処理作業ユニット１７ａ、１７ｂを備えている。本実施例の搭載部品ズレ検査ユニット２０は、２台の本圧着処理作業ユニットのうち下流のユニット１７ｂと基板回転手段１９間の搬送手段の下に設けられ、前段の２台の本圧着処理作業ユニット１７ａ、１７ｂで熱圧着した処理作業箇所を一度に（１回の搬送で）検査する。なお、１回の搬送とは、基板保持部材１２Ａで保持された基板Ｐを基板搬送手段１１により持ち上げて移動し下ろすまでの搬送を意味し、この間にアライメントマークを撮像する。この搭載部品ズレ検査ユニット２０は、図１に示すように基板短辺側及び基板長辺側の処理作業装置群１３Ｓ、１３Ｌ毎に四角形で示した本圧着処理作業装置１７の下流側に１台ずつ設けられている。
【００２５】
搭載部品ズレ検査ユニット２０は、図６Ａに示すように各辺にある複数の搭載部品Ｂが搭載される処理作業箇所ＳにあるアライメントマークＭを撮像するための照明手段２１及び撮像手段２２と、搬送装置２上の基板Ｐのリニアエンコーダ２ａから位置を検出する位置エンコーダセンサ２４及び装置制御手段である装置制御部３０からの指示を受けて、撮像タイミング等の制御、撮像した画像信号を処理する検査制御手段である画像処理部２３とからなる。搭載部品ズレ検査ユニット２０の搬送方向の装置の長さに影響を与える構成要素は、照明手段２１と撮像手段２２であるが、本実施例では特別な設置長さを必要とせず、従来の搬送装置２内に十分設置可能である。
【００２６】
図６Ｂは、それを実現する搭載部品ズレ検査ユニットのブロック図である。照明は２種類の照明を使用している。これは、搭載部品に付されたアライメントマークの撮影と基板Ｐに付されたアライメントマークの撮影を同時に行うためである。搭載部品Ｂに付されたアライメントマークは、例えばポリイミド上の銅板をエッチングして形成されており表面がデコボコしているため、それを撮影する為には、拡散反射により撮影する必要がある。それに対し、基板Ｐに付されたアライメントマークは、例えばガラス上の導体パターンで表面が平坦であり、それを撮影するためには、正反射により撮影すればよい。搭載部品Ｂに付されたアライメントマークと基板Ｐに付されたアライメントマークの双方を撮影するために、拡散反射の照明と正反射の照明を設けている。これらのアライメントマークを同時に照明して撮影することにより、基板搬送中であっても短時間に搭載部品ズレ検査用の画像を得ることができる。ここで、符号２１−１は光源、符号２１−２はライトガイド、符号２１−６はリング照明、符号１２２はハーフミラー、２２−１はカメラ、２２−２はレンズ、符号２３−１は画像ボード、符号２３−２はデジタルＩ／Ｏ、符号２３−３はＬＡＮを示す。
【００２７】
なお、搬送速度が高速で搬送中に画像を取得するために画像がブレない照明手段２１、撮像手段２２の構成及びそれらの制御タイミングが重要である。図９（ａ）は、撮像手段として、ハイスピードエリアカメラを用いた時、図９（ｂ）は、通常のＣＣＤカメラ等のエリアカメラを用いた時のシャッタと照明手段の発光タイミングを示した図である。
【００２８】
先ず、カメラ２２−１としてハイスピードエリアカメラを用いた時を説明する。ハイスピードエリアカメラのシャッタスピードは搬送速度に比べて速く、そのシャター開放時間Ｒａは短いために、照明手段２１を適切な光量Ｕａで点灯し続けて撮像する。本方法での照明機材は、連続点灯可能な水銀ランプ（アークランプ）やハロゲンランプ、フィラメント式ランプ等が使用可能である。さらに、カメラ２２−１として、ラインセンサカメラを用いることができる。ラインセンサカメラを用いた場合、撮像範囲はライン状であり、光量はそれほど必要がないが、前述したアライメントマークＭを検出できる分解能とシャッタスピードが必要である。なお、言うまでもないが、ラインセンサカメラは、そのライン方向が基板の搬送方向に対して直角となるように配置される。
【００２９】
一方、通常のエリアカメラでは、カメラのシャタースピードは遅く、シャター開放時間Ｒｂは搬送速度より十分は長いため、搬送により画像が流れてしまうために、照明手段２１を短時間に発光Ｕｂさせ、ブレのない画像を取得する。短時間Ｕｔの発光のため、高光量の照射手段が必要である。この際に、照明の点灯時間がシャターの開放時間に比べ十分に短いため、シャターの開放遅延時間ｄｔを考慮して、事前にカメラのシャターを開き、続いて照明を点灯させるようにすることが必要である。
【００３０】
本実施例では図９（ｂ）に示した場合の照明方法について説明するが、光源やカメラを除き特段の事情が無い限り図９（ａ）の場合にも適用できる。図１１は本実施例に係る搭載部品ズレ検査ユニットにおける照明機器構成例を示す図であり、図１１（ａ）は全体構成平面図を、図１１（ｂ）はライトガイド接続部の構成平面図を、図１１（ｃ）は光源出射端の構成平面図を、図１１（ｄ）はリング照明の概略側面図を、図１１（e）はドーム型照明の概略断面図を示す。短時間に高光量を得る光源として、キセノンランプを用いた。図１１（ａ）に示すように、例えば３０Ｗ程度のキセノンランプの出射端に光ファイバを用いた２分岐ライトガイド２１−２を取り付け、一方のライトガイド２１−４を拡散反射の照明用とし他方のライトガイド２１−３を正反射の照明用とすることにより、一度の発光で同時にそれぞれのアライメントマークを照明することが可能となる。
【００３１】
次に、正反射用のスポット照明について説明する。正反射用のスポット照明２１−５は、例えば２分岐ライトガイド２１−２から分岐した一方の光ファイバを用いたライトガイドの先端を同軸落射用のレンズに取り付けることで可能である。或いは、図６Ｂに示すように、カメラ２２−１のレンズ２２−２と撮影する物体の間に、ハーフミラー１２２をカメラ２２−１に対して４５度の角度で配しハーフミラー面に対し４５度の角度（カメラ２２-１に対して９０度）から前記光ファイバを用いたライトガイドの出射端を合わせることで、同軸落射用のレンズと同様の効果を得ることも可能である。
【００３２】
さらに、拡散反射用の照明について説明する。図１１（ａ）（ｄ）に示すように、２分岐ライトガイド２１−２から分岐した拡散反射用に振り分けた光ファイバを用いたライトガイドを円周上に配してリング照明２１−６ａとし、物点の１点に向くように照射光３１を調整することで(図１１（ｄ）)、拡散反射用の照明とすることが可能である。例えば、φ２０程度の円周上に内側４５度に光ファイバを用いたライトガイドの出射端を均一になるように配し、リング状にする(図１１（ａ）)。リング状になった光ファイバを用いたライトガイドを撮影する物体（基板Ｐ）の高さ１０ｍｍに置くことで拡散反射用照明の最適化を図ることができる。
【００３３】
また、ファイバの出射端にレンズを入れ光の拡散を防止してＮ／Ａを上げることも可能である。拡散反射の照明方法として、リング型の照明方法としたが、図１１（ｅ）に示すようにドーム型の拡散反射用照明２１−６ｂを用いて撮影してもよい。ドーム内の照明は内周に沿って１列や２列に配置することができる。それ以上も可能だが、寸法や照度を考慮すると１〜３列が実用的であり、２列が好適である。また、リング型やドーム型のように周囲が連続した形態ではなく、照明部を幾つかのブロックに分割してもよい。この場合には、照明部のブロック数に応じた複数分岐ライトガイドを用いればよい。
【００３４】
なお、キセノンランプの発光ムラに対しては、図１１（ｃ）に示したように、例えばキセノンランプ２１−１０の出射端にレンズ２１−９を配することにより、発光ムラを抑制することができる。
【００３５】
次に、２つに分岐した光の使い方について説明する。一方の光を正反射用照明として、他方を拡散反射用照明として利用するが、その際に、正反射用照明より、拡散反射用照明の方により多くの光を割り振る必要がある。これは、正反射用照明は発光元の光がそのまま、受光側に取り入れられるのに対し、拡散反射用照明の場合、発光側の光の一部が受光側に取り入れられる為である。即ち、  
正反射用照明光量＜拡散反射用照明光量  
とする。そのために、光ファイバを用いたライトガイドのファイバの振り分け量を例えば、正反射用照明光量：拡散反射用照明光量＝３：７のように振り分け、正反射光量と拡散反射光量とを調整し、基板Ｐのアライメントマークと搭載部材Ｂのアライメントマークを同等の明るさで観察可能とする。
【００３６】
さらに、微細な光量の調整方法を説明する。図１１（ｂ）に示すように、例えば光ファイバを用いたライトガイドを途中で切断し、ライトガイド接続器２１−８を挿入するように配し、ライトガイド接続器２１−８内において光ファイバを用いたライトガイドの距離を調整する機構（光量絞り機構２１−７）を設けることで減光し、照射光量の調整を行うことが可能となる。或いは、ライトガイド接続器２１−８内において、光ファイバを用いたライトガイドの間に色つきのガラスフィルタ（光量絞り機構２１−７）を挿入することで減光し、照射光量の調整を可能とする。なお、光量絞り機構を備えたライトガイド接続器は、正反射用ライトガイド又は拡散反射用ライトガイド、或いはその両者に取り付けることができる。
【００３７】
正反射用照明光量と拡散反射用照明光量を調整することにより確実に基板側および搭載部品側のアライメントマークの撮像が可能となり、搭載部品ズレ検査を行なうことができる。
【００３８】
次に、搭載部品Ｂが基板Ｐに搭載された後の搭載部品ズレ検査のためのアライメントマークの撮影タイミングについて説明する。図３（上側）は、前述したように図６Ａに示した搭載部品ズレ検査ユニット２０の処理タイミングチャートを示す。図７はＣＡＤデータから得られる搭載部品ズレ検査に必要な搭載部品ズレ検査データ（以下、単に検査データという）例を示す。また、基板Ｐは、図３(下側)に示す矢印Ａの方向に、即ち、左から右に向けて搬送される。時間は逆に右から左へと流れる。なお、図３(下側)に示すＷはＹ方向の距離を示す。
【００３９】
基板Ｐが搬送された時に最初に撮像されるアライメントマークＭは、一番右側にある搭載部品Ｂ１の右側アライメントマークＭｍ１である。その後、搭載部品Ｂ１の左側アライメントマークＭｈ１、搭載部品Ｂ２の右側、左側アライメントマークＭｍ２、Ｍｈ２・・・と順次撮像される。図３(下側)において、アライメントマークＭの周囲に示す破線は、各位置における撮像エリアＨを表し、その添付符号は、アライメントマークＭの符号に合わせて、Ｈｍ１、Ｈｈ１、Ｈｍ２、Ｈｈ２・・・と表す。その撮像エリアの位置はその中心位置で表し、その符号は、搬送方向はＸ方向であるから、Ｘｍ１、Ｘｈ１、Ｘｍ２、Ｘｈ２・・・と表す。式（１）、式（２）に示す各撮像エリアの位置を得るためには、第１に一番右側にあるアライメントマークＭｍ１の本圧着処理作業装置における位置から撮像手段間での距離Ｌｍ１、第２に右側アライメントマーク間の距離Ｌｍ、第３に左右アライメントマーク間の距離Ｌｍｈ及び搭載位置個数ｎである。
【００４０】
Ｘｍｎ＝Ｌｍ１＋（ｎ−１）×Ｌｍ・・・・・・・・・（１）  
Ｘｈｎ＝Ｘｍｎ＋Ｌｍｈ・・・・・・・・・・・・・・（２）  
ここでｎ＝１〜６の整数
また、検査データとしては、撮像エリアの寸法を規定する、Ｘ方向とＹ方向の長さ、ＨＸ、ＨＹが必要である。実際の撮像エリアは、基板Ｐを搬送手段２上に、載置する際或いは搬送中に生じるズレのため位置ズレが発生する。しかし、この位置ズレは、そのズレを見込んで撮像エリアを広く設定するか、あるいは、本圧着処理作業装置のアライメントで得られる位置ズレ量により撮像エリアを補正することにより対応が可能である。
【００４１】
従って、本実施例の撮像手段２２の構成及びそれらの制御タイミングを制御するタイミング制御手段を有することで、確実に撮像エリアを撮像でき、搭載部品ズレ検査を行なうことができる。
【００４２】
次に、検査手順について説明する。
搭載部品ズレ検査ユニット２０の検査処理フローを図８に示し、その検査フローを図３(上側)に示す処理タイミングチャートを参照して説明する。
【００４３】
搭載部品ズレ検査ユニット２０は本圧着処理作業装置１７が処理作業を終了すると下記のステップにより検査処理を行なう。
先ずステップＳ８０１において、画像処理部２３はエンコーダパルス信号を監視する。搬送手段２が動き始めるとエンコーダパルス信号Ｓ２が出力し始める。そこで、エンコーダパルス信号Ｓ２をカウントする（ステップＳ８０２）。搬送手段２は、徐々に速度Ｖｈを上げ、その後速度を一定に保持し、基板Ｐが次の処理作業装置である基板回転手段１９に到着する手前から速度を徐々に低下させ停止する。エンコーダパルス信号Ｓ２は搬送手段２の速度の立上がりや立下がり時には、そのパルス幅は変化するが、撮像エリアＨの位置は時間で管理するのではなく、距離で管理するのでエンコーダパルス数をカウントすれば得ることができる。
【００４４】
そこで、カウント数が式（１）、式（２）に示すカウントかを判断する（ステップＳ８０３）。撮像エリアと判断されると、画像処理部２３は、照明手段２１、撮像手段２２に撮像パルスＳｔを出力する。そこで、照明手段２１は場合によってはフラッシングＦｓし、Ｆｓに同期して撮像手段２２は撮像し、画像データを画像処理部２３に転送する。画像処理部２３は、画像データを処理して位置ズレ検査をする（ステップＳ８０４）。検査の結果、位置ズレが規定範囲以上であるか判断し、合否の判定を行なう（ステップＳ８０５）。不合格ならば、不合格となった処理作業位置、処理作業した熱圧着ヘッドの番号及びその位置ズレ量等の検査結果を記憶する（ステップＳ８０６）。すべての処理作業箇所Ｓにおける検査が終了したら（ステップＳ８０７）、装置制御部３０は画像処理部２３による検査結果及び画像データを統括制御部６０に送信する(ステップＳ８０８)。
【００４５】
本実施例では、画像処理部２３は、本圧着処理作業装置１７の制御部を兼ねる装置制御部３０に内蔵したが、次の作業処理装置の制御部に内蔵してもよい。さらに、前述したように、搭載部品ズレ検査ユニット２０は、装置長さを必要としないが、画像処理部２３を装置制御部３０から独立し、搭載部品ズレ検査ユニット専用のユニット制御部を設け、その内部に設けてもよい。
【００４６】
また、本実施例では、撮像手段等を搭載部品ズレ検査ユニット２０として、本圧着処理作業装置１７の後段に設けたが、撮像手段等を本圧着処理作業装置１７の内部であって、最下流の本圧着処理作業ユニット、即ち本圧着処理作業ユニット１７ｂの熱圧着ヘッド１７ｂｈの下流に設けてもよい。
【００４７】
さらに、１枚の基板に対して本圧着処理作業箇所Ｓが多く、取得した画像の処理時間が所望の時間内、例えば、搬送中に処理できなければ、さらに、他の熱圧着ヘッドの下流に撮像に必要な撮像手段等を設けてもよい。例えば、熱圧着ヘッド１７ａｈと熱圧着ヘッド１７ｂｈの間に前記撮像手段等を設けることができる。
【００４８】
上述したように、搬送中に搭載部品ズレ検査を行なうことにより、搭載部品ズレ検査作業のみの処理時間が不要な、並びに搭載部品ズレ検査作業のために基板Ｐの寸法に応じた処理作業スペースが不要な、または基板Ｐの寸法に応じた専用の搭載部品ズレ検査装置が不要な、前記検査作業搭載部品ズレ検査が可能な処理作業装置または搭載部品ズレ検査方法を提供することができる。
【００４９】
また、搭載部品ズレ検査によりワーク(表示基板)の流れが妨げられないため、表示基板モジュール組立のタクト時間を短縮できる、また、搭載部品ズレ検査装置専用の基板搭載用ステージが不要であるため、ライン長の短い表示基板モジュール組立ライン及び表示基板モジュール組立方法を提供することができる。
【００５０】
次に、図８の搭載位置ズレ検査フローチャートのステップＳ８０６による判定結果を受信した装置制御部３０と、ライン全体を制御する統括制御部６０の処理を説明する。  
装置制御部３０は、画像処理部２３から得た検査結果情報と不合格となった搭載位置を有する基板ＩＤ情報とを、統括制御部６０に送信する。統括制御部６０は、搭載部品ズレ検査ユニット２０から下流の各装置に対して、例えば、基板回転手段１９の装置制御部３０等に前記基板ＩＤ情報を流し、各装置は当該基板に対して処理を行なわず、ただ単に流す、スルー処理をすることを指示する。
【００５１】
また、装置制御部３０は、検査より不合格が規定回数以上連続するか、又は不合格の頻度が指定割合を超えたときには、本圧着処理作業装置１７に異常ありと判断し、統括制御部６０にその旨を送信する。また、図１に示す装置では、本圧着処理作業装置１７に対して複数（長辺側２つ）の本圧着処理作業ユニットを設けている。この場合、同じ本圧着処理作業ユニット、特にその本圧着作業処理ユニットの有する熱圧着ヘッドで不合格を多発する、あるいは不合格の頻度の高いときは、装置制御部３０は、残りの本圧着処理作業ユニットで作業を継続させるかを判断し、その旨を統括制御部６０に伝える。統括制御部６０は、不合格を多発する、あるいは不合格の頻度の高い本圧着作業処理ユニットあるいは熱圧着ヘッドを表示装置６２に表示する。継続する場合は、例えば、表示結果を見て、その間に対象の本圧着処理作業ユニットを交換、或いは修理を行ない、ラインの維持を行なう。
【００５２】
さらに、装置制御部３０は不合格情報だけでなく、画像処理データ及び検出結果等自体を統括制御部６０に送信し、統括制御部６０では、これらのデータをサーバ６１に蓄積し、例えば貼付け誤差情報等を時系列的あるいは統計的に処理して、表示装置６２によりオペレータに提供する。
【００５３】
次に、作業品種の指定からその作業が終了するまでの処理フローについて説明する。
図１０は、本実施例に係る表示基板モジュール組立装置を用いて組立を行う時の処理フロー図である。
【００５４】
先ずステップＳ１０Ａにおいて作業員が作業品種を指定する。次に、ステップＳ１０Ｂにおいて新品種かどうか判断し、既品種ならば直接ステップＳ１０Ｄに進む。新品種であるならば、統括制御部６０は、サーバ６１に蓄積されているＣＡＤデータから図に示す搭載部品ズレ検査データを作成・保存（ステップＳ１０Ｃ）した後に、ステップＳ１０Ｄに進む。
【００５５】
ステップＳ１０Ｄにおいて、装置制御部３０は、搭載部品ズレ検査データを統括制御部６０から受取る。その後、図８に示すステップＳ８０１〜ステップＳ８０８の処理を行なう（ステップＳ１０Ｅ）。次に、ステップＳ１０Ｆにおいて、統括制御部６０は、必要枚数の処理が終了したかどうかを判断する。終了でなければ、上述したステップＳ１０Ｅに戻り、終了していれば次のステップＳ１０Ｇに進む。ステップＳ１０Ｇでは、品種切替の要求があるか判断し、あれば、ステップＳ１０Ａに戻り、なければ処理を終了する。
【００５６】
以上、説明したように、検査データをＣＡＤデータから自動的に得ることができ、作業員の負担を軽減できる搭載部品ズレ検査ユニットあるいは表示基板モジュール組立ラインを提供することができる。上記ステップ（Ｓ１０Ｃ）において、サーバ６１に蓄積されているＣＡＤデータから自動的に作成したが、入出力装置６３から入力してよい。
【００５７】
また、搭載部品ズレに異常が発生したとき、その結果を本圧着処理作業装置にフィードバックすることで、稼働率の高い本圧着処理作業装置あるいは表示基板モジュール組立ラインを提供できる。また、搭載部品ズレに異常が発生したとき、その結果を表示基板モジュール組立ラインにフィードフォワードし、不要な作業を行なわず、効率のよい、信頼性の高い表示基板モジュール組立ラインを提供できる。さらに、搭載部品位置ズレ等の種々のデータを保存し、時系列変化、あるいは統計データを監視できる搭載部品ズレ検査ユニットまたは表示基板モジュール組立ラインを提供することができる。
【００５８】
以上、本実施例によれば、単一光源からの光を正反射用照明と拡散反射用照明として１回の基板搬送中に基板と搭載部品のそれぞれの位置ズレ検査用マークを照明し、その照明を利用して位置ズレ検査に必要な撮像エリアを１回の基板搬送中に撮像することにより、表示基板への搭載部品の位置ズレ検査専用の検査スペースと検査時間とを排除し、組立ラインの長さ短縮とライン全体のタクト短縮が可能な表示基板モジュール組立装置及び組立方法を提供することができる。
【実施例２】
【００５９】
第２の実施例について図１２を用いて説明する。図１２は本実施例に係る搭載部品ズレ検査ユニットにおける照明機器構成例を示す図であり、図１２（ａ）はスポット照明の全体平面図を、図１２（ｂ）はリング照明の全体平面図を、図１２（ｃ）はリング照明先端部平面図を、図１２（ｄ）はスポット照明とリング照明の検出信号例を示す。なお、符号３２は光ファイバ、符号４０は光センサを示す。
【００６０】
実施例１では、フラッシュ発光光源として単一のキセノンランプを使用したが、本実施例では図１２（ａ）（ｂ）に示すように、正反射用照明（図１２（ａ））と拡散反射用照明（図１２（ｂ））として別々のキセノンランプを用いる。なお、拡散反射用照明において、リング照明の各々の照明孔へは光ファイバ３２を用いて導くことができる（図１２（ｃ））。
【００６１】
２台のキセノンランプを用いる場合、全く同じタイミングで発光の指示を行っても、キセノンランプの個体差により発光ズレ（ｎ（ｍｓ））が発生することがある（図１２（ｄ））。これを抑制するために、本実施例では発光ジッタを測定し、発光タイミングを合わせた。実施例１では部材側と基板側のアライメントマークを同時に撮影しているが、本実施例ではそれらを１回の搬送中に別々に撮影し、位置補正を行って画像を合成することにより、搭載部材位置ズレ検査用の画像を得る。なお、光源の数を２台としたが、それ以上の複数台としてもよい。
【００６２】
正反射用照明と拡散反射用照明のそれぞれの照明として図９（ａ）で説明した連続照射が可能なランプ（水銀ランプ等）と、ハイスピードカメラ或いはラインセンサカメラを用いることにより、発光タイミングの調整は不要となる。本照明法を用いても搭載部品位置ズレ検査用の画像を得ることができる。
【００６３】
なお、正反射用照明と拡散反射用照明として２台の光源を用いる構成を除き、特段の事情が無い限り実施例１で示した表示基板モジュール組立装置や搬送装置の構成、搭載部品ズレ検査ユニットの構成、検査方法や表示基板組立方法、正反射用照明と拡散用照明の光量の調整法等、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は本実施例にも適用できる。
【００６４】
以上、本実施例によれば、複数（２つ）の光源からの光をそれぞれ正反射用照明及び拡散反射用照明として１回の基板搬送中に基板と搭載部品のそれぞれの位置ズレ検査用マークを照明し、その照明を利用して位置ズレ検査に必要な撮像エリアを１回の基板搬送中に撮像することにより、表示基板への搭載部品の位置ズレ検査専用の検査スペースと検査時間とを排除し、組立ラインの長さ短縮とライン全体のタクト短縮が可能な表示基板モジュール組立装置及び組立方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１：表示基板モジュール組立ライン、
２：搬送装置、２ａ：リニアエンコーダ、
１１：基板搬送手段、１１Ａ：基板搬送部材、１１Ｂ：基板搬送部材昇降手段、１１Ｃ：ガイドレール、１１Ｄ：スライダ、
１２：基板保持手段、１２Ａ：基板保持部材、
１３Ｌ：基板長辺側の処理作業装置群、１３Ｓ：基板短辺側の処理作業装置群、
１６：ＴＡＢ／ＩＣ搭載処理作業装置、
１７：本圧着処理作業装置、１７ａ〜ｂ：本圧着処理作業ユニット、１７ａｈ〜ｂｈ：熱圧着ヘッド、
１９：基板回転手段、
２０：搭載部品ズレ検査ユニット、
２１：照明手段、２１−１：フラッシュ発光光源、２１−２：２分岐ライトガイド、２１−３、２１−４：ライトガイド、２１−５：スポット照明、２１−６、２１−６ａ：リング照明、２１−６ｂ：拡散反射用ドーム照明、２１−７：光量絞り機構、２１−８：ライトガイド接続器、２１−９：レンズ、２１−１０：Ｘｅランプ、
２２：撮像手段、２２−１：カメラ、２２−２：レンズ、
２３：画像処理部、２３−１：画像ボード、２３−２：デジタルＩ／Ｏ、２３−３：ＬＡＮ、
２４：位置エンコーダセンサ、
３０：装置制御部、
３１：リング照明照射光、
３２：光ファイバ、
４０：光センサ、
６０：統括制御部、
６１：サーバ、
６２：表示装置、
６３：入出力装置、
１２２：ハーフミラー、
Ｍ：アライメントマーク、ＭＰ：基板アライメントマーク、ＭＴ：アライメントマーク、
Ｐ：基板（表示基板）、
Ｓ：処理作業箇所。
【図１】
2011249664.tif 000003
【図２】
2011249664.tif 000004
【図３】
2011249664.tif 000005
【図４】
2011249664.tif 000006
【図５】
2011249664.tif 000007
【図６Ａ】
2011249664.tif 000008
【図６Ｂ】
2011249664.tif 000009
【図７】
2011249664.tif 000010
【図８】
2011249664.tif 000011
【図９】
2011249664.tif 000012
【図１０】
2011249664.tif 000013
【図１１】
2011249664.tif 000014
【図１２】
2011249664.tif 000015