(57)【要約】【課題】正確に２つの物体の位置決めを行うこと。【解決手段】ハーフミラー層１ａと、ハーフミラー層１ａの一方の面に接合する透光性のある第１の基材層１ｂと、ハーフミラー層１ａの他方の面に接合する透光性のある第２の基材層１ｂとを備える像合成用ハーフミラー１を、第１の物体１１と第２の物体１２との中間に配置し、その像合成用ハーフミラー１から出射する第１の物体１１における位置決め対象１１ａの像と第２の物体１２における位置決め対象１２ａの像とが重畳するように、第１の物体１１および／または第２の物体１２を、像合成用ハーフミラー１に対して平行に移動させるものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハーフミラー層と、
上記ハーフミラー層の一方の面に接合する透光性のある第１の基材層と、
上記ハーフミラー層の他方の面に接合する透光性のある第２の基材層と、
を備えることを特徴とする像合成用ハーフミラー。
【請求項２】
前記ハーフミラー層は、薄膜状であり、
前記第１の基材層と前記第２の基材層は、同一の材質であり、かつ同一の厚さであること、
を特徴とする請求項１記載の像合成用ハーフミラー。
【請求項３】
前記ハーフミラー層は、透過率と反射率が同一であることを特徴とする請求項１記載の像合成用ハーフミラー。
【請求項４】
前記ハーフミラー層は、１０オングストロームオーダーの厚さを有し、
前記第１の基材層と前記第２の基材層は、それぞれミリメートルオーダーの厚さを有すること、
を特徴とする請求項１記載の像合成用ハーフミラー。
【請求項５】
第１の物体および／または第２の物体を１次元方向または２次元方向に移動させて第１の物体と第２の物体との相対位置を調整し、上記第１の物体と上記第２の物体との位置を合わせる位置決め方法において、
ハーフミラー層と、上記ハーフミラー層の一方の面に接合する透光性のある第１の基材層と、上記ハーフミラー層の他方の面に接合する透光性のある第２の基材層とを備える像合成用ハーフミラーを、上記第１の物体と上記第２の物体との中間に配置し、
上記像合成用ハーフミラーから出射する上記第１の物体における位置決め対象の像と上記第２の物体における位置決め対象の像とが重畳するように、上記第１の物体および／または上記第２の物体を、上記像合成用ハーフミラーに対して平行に移動させること、
を特徴とする位置決め方法。
【請求項６】
第１の物体および／または第２の物体を１次元方向または２次元方向に移動させて第１の物体と第２の物体との相対位置を調整し、上記第１の物体と上記第２の物体との位置を合わせる位置決め装置において、
上記第１の物体と上記第２の物体との中間に配置され、ハーフミラー層と、上記ハーフミラー層の一方の面に接合する透光性のある第１の基材層と、上記ハーフミラー層の他方の面に接合する透光性のある第２の基材層とを有する像合成用ハーフミラーと、
上記第１の物体および／または上記第２の物体を、上記像合成用ハーフミラーに対して平行に移動させる移送手段と、
を備えることを特徴とする位置決め装置。
【請求項７】
前記第１の物体へ光を照射する第１の投光手段と、
前記第２の物体へ光を照射する第２の投光手段と、
を備えることを特徴とする請求項６記載の位置決め装置。
【請求項８】
前記像合成用ハーフミラーの前記ハーフミラー層は、薄膜状であり、
前記像合成用ハーフミラーの前記第１の基材層と前記第２の基材層は、同一の材質であり、かつ同一の厚さであること、
を特徴とする請求項６記載の位置決め装置。
【請求項９】
前記像合成用ハーフミラーの前記ハーフミラー層は、透過率と反射率が同一であることを特徴とする請求項６記載の位置決め装置。
【請求項１０】
前記像合成用ハーフミラーの前記ハーフミラー層は、１０オングストロームオーダーの厚さを有し、
前記像合成用ハーフミラーの前記第１の基材層と前記第２の基材層は、それぞれミリメートルオーダーの厚さを有すること、
を特徴とする請求項６記載の位置決め装置。
【請求項１１】
前記第１の投光手段の光によって照射された前記第１の物体からの光は前記ハーフミラー層で反射させ、前記第２の投光手段の光によって照射された前記第２の物体からの光は前記ハーフミラー層を透過させることで、前記第１の物体の像と前記第２の物体の像とを重畳するように配置すると共に、前記第１の投光手段による明るさと前記第２の投光手段による明るさの比を、前記ハーフミラー層の反射率と透過率の比の逆となる値に設定すること、
を特徴とする請求項７記載の位置決め装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像合成用ハーフミラー、位置決め方法、および位置決め装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント回路基板の導電パターンに合わせて集積回路（以下、ＩＣという）を半田付けする場合には、予め、半田付けすべき位置にＩＣを正確に配置し、位置決めする必要がある。従来、このようなＩＣの位置決めは、ＩＣのリードとプリント回路基板上の導電パターンとを目視により合わせて行われていた。しかしながら、ＩＣの集積密度の向上に伴ってリードのピッチが小さくなると、目視による位置決めでは誤差が大きく、また、作業効率が悪くなる。
【０００３】
さらに、リードなどの接続部がＩＣの裏面（プリント回路基板側の面）に配置されているＰＬＣＣ（Ｐｌａｓｔｉｃ　Ｌｅａｄｅｄ　Ｃｈｉｐ　Ｃａｒｒｉｅｒ　）、ＢＧＡ（Ｂａｌｌ　Ｇｒｉｄ　Ａｒｒａｙ　）、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ　Ｓｉｚｅ　Ｐａｃｋａｇｅ　）などのパッケージの半導体デバイスについては、位置決めの際に、ＩＣの接続部の位置とプリント回路基板の導電パターンの位置を目視にて同時に観察することが困難である。したがって、このような半導体デバイスをプリント回路基板に搭載する場合には、光学系を使用して、対向する２つの物体（ここではＩＣとプリント回路基板）の内側を一度に観察しつつ、２つの物体の位置を調整して、位置決めが行われる。
【０００４】
図４は、特開平７−１１５３００号公報に記載の従来の位置決め装置の一例を示す図である。図４に示す従来の位置決め装置では、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの位置とプリント回路基板１２のランド１２ａの位置が一致するように位置決めが行われる。
【０００５】
その際、ＩＣ１１側からの光は、キューブ型ビームスプリッタ（以下、ＣＢＳという）１０１へ入射すると、光路Ｐ１１ａを通ってハーフミラー層１０１ａへ入射し、そのハーフミラー層１０１ａで反射し、光路Ｐ１２ａを通ってミラー１０１ｂに入射する。そして、その光は、ミラー１０１ｂで反射した後、光路Ｐ１２ａを通ってハーフミラー層１０１ａに入射し、ハーフミラー層１０１ａを透過した後、光路Ｐ１３を通ってＣＢＳ１０１から出射する。そして、その光は、撮像素子１０２に入射する。すなわち、ＩＣ１１側からの光は、ＣＢＳ１０１内で、光路Ｐ１１ａ，光路Ｐ１２ａ，光路Ｐ１２ａ，光路Ｐ１３を通り、入射方向とは垂直の方向に出射する。
【０００６】
一方、プリント回路基板１２側からの光は、ＣＢＳ１０１に入射すると、光路Ｐ１１ｂを通ってハーフミラー層１０１ａへ入射し、そのハーフミラー層１０１ａで反射し、光路Ｐ１３を通ってＣＢＳ１０１から出射する。そして、その光は、撮像素子１０２に入射する。すなわち、プリント回路基板１２側からの光は、ＣＢＳ１０１内で、光路Ｐ１１ｂ，光路Ｐ１３を通り、入射方向とは垂直の方向に出射する。
【０００７】
そして、撮像装置１０２により撮像された、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの像と、それに対応するプリント回路基板１２のランド１２ａの像とが重畳する位置に、プリント回路基板１２を移動させる。これにより、ＩＣ１１の半田ボール１１ａと、それに対応するプリント回路基板１２のランド１２ａとが、水平方向において同一位置に配置される。
【０００８】
上記の他、ＣＢＳ１０１の代わりに従来のハーフミラーを使用して、目視にて、ＩＣ１１の位置決めが行われる場合がある。図５は、従来のハーフミラーの構成を示す断面図である。
【０００９】
図５（Ａ）に示すように、従来のハーフミラー２０１では、透光性のある基材層２０１ｂ上に薄膜状のハーフミラー層２０１ａが形成される。このような従来のハーフミラー２０１では、図５（Ｂ）に示すように、外部からハーフミラー層２０１ａに入射した光は、ハーフミラー層２０１ａで反射され、外部から基材層２０１ｂに入射した光は、基材層２０１ｂを透過した後、さらにハーフミラー装置２０１ａを透過して出射する。
【００１０】
その他、従来のハーフミラー２０１を使用して合成像を得る装置としては、特開平９−１０１４６１号公報に記載のものなどがある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の位置決め装置では、（１）位置決めの対象となる２つの物体の像の明るさに大きな差が生じてしまう、（２）位置決めの対象となる２つの物体から同一の観察点までの光路長に差が生じてしまう、（３）位置決めの対象となる２つの物体の間隔を広くしておく必要がある、（４）物体を観察する方向が対象物体の合わせ軸の垂直方向に限定されてしまう、などの問題がある。
【００１２】
すなわち、例えば図４において、ＩＣ１１側からの光は、ハーフミラー層１０１ａによる反射、ミラー１０１ｂによる反射、およびハーフミラー装置１０１ａの透過を経た後、観測される。したがって、例えばハーフミラー層１０１ａの反射率および透過率を５０％、ミラー１０１ｂの反射率を９８％とした場合、ＩＣ１１側からの光がＣＢＳ１０１から出射する際の光量は、入射する際の光量の約２４．５％（＝０．５×０．９８×０．５）となってしまう。一方、その場合に、プリント回路基板１２からの光は、ハーフミラー層１０１ａによる反射を経た後、ＣＢＳ１０１から出射するため、入射する際の光量の約５０％となる。したがって、ＩＣ１１の像がプリント回路基板１２の像より暗く観察されてしまう。
【００１３】
また、ＣＢＳ１０１内でのＩＣ１１側からの光の光路長は、光路Ｐ１１ａの長さ、光路Ｐ１２ａの長さの２倍、および光路Ｐ１３の長さの和となり、プリント回路基板１２側からの光の光路長は、光路Ｐ１１ｂの長さ、および光路Ｐ１３の長さの和となるため、ＣＢＳ１０１の幅分程度、光路長の差が生じてしまう。このように、物体ごとに光路長が異なる場合、固定焦点レンズを有する撮像装置１０２では、一度に２つの物体に焦点が合わない可能性がある。
【００１４】
さらに、ＩＣ１１とプリント回路基板１２との間には、少なくともＣＢＳ１０１を配置できるだけの間隔が必要になるが、ＣＢＳ１０１は、立方体形状であり、その内部に４５度に傾いたハーフミラー層１０１ａを有するため、ＩＣ１１およびプリント回路基板１２の観察範囲が広くなれば、ＣＢＳ１０１の横幅を大きくすることになり、それに伴って、高さも大きくなる。したがって、位置決め時には、ＩＣ１１とプリント回路基板１２との間隔をＣＢＳ１０１の高さより広くしておく必要が生じる。
【００１５】
さらに、ＣＢＳ１０１からの光の出射方向は、ＩＣ１１とプリント回路基板１２の合わせ軸に垂直な方向となっているため、ＩＣ１１とプリント回路基板１２を観察する際には、その合わせ軸の垂直方向から観察する必要がある。
【００１６】
また、従来のハーフミラーを使用した従来の位置決め方法では、位置決めが正確になされている状態でも、位置決めの対象となる２つの物体の像にずれが生じてしまい、正確に位置決めを行うことが困難である。
【００１７】
すなわち、図５（Ｂ）に示すように、両面上の同一位置に同一の入射角θで入射した２つの光は、従来のハーフミラー２０１から出射する際に、異なる光路を通る。例えば、ハーフミラー２０１の板厚が３ミリメートルであり、入射角θが４５度であり、基材層２０１ｂが屈折率１．４５のガラスで構成されている場合、屈折角φは約２９度（＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（４５°）／１．４５））となり、出射時の光束のずれΔは、約２．４ミリメートル（＝３／ｃｏｓ（２９°）×ｓｉｎ（４５°））となる。このように、従来のハーフミラー２０１を使用した場合には、合わせ軸方向の同一位置に存在する物体からの光束にずれが生じてしまう。
【００１８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、対向して配置される２つの物体に平行な面内で同一位置の２つの像を正確に重畳させることができる像合成用ハーフミラー、並びに、その像合成用ハーフミラーを使用して正確に２つの物体の位置決めを行う位置決め方法および位置決め装置を得ることを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の像合成用ハーフミラーは、ハーフミラー層と、ハーフミラー層の一方の面に接合する透光性のある第１の基材層と、ハーフミラー層の他方の面に接合する透光性のある第２の基材層とを備える。
【００２０】
さらに、本発明の像合成用ハーフミラーは、上記発明の像合成用ハーフミラーに加え、薄膜状のハーフミラー層を有し、同一材質、かつ同一厚さの第１の基材層と第２の基材層を有する。
【００２１】
さらに、本発明の像合成用ハーフミラーは、上記各発明の像合成用ハーフミラーに加え、ハーフミラー層の透過率とハーフミラー層の反射率を同一としたものである。
【００２２】
さらに、本発明の像合成用ハーフミラーは、上記各発明の像合成用ハーフミラーに加え、１０オングストロームオーダーの厚さのハーフミラー層を有し、それぞれミリメートルオーダーの厚さの第１の基材層と第２の基材層を有する。
【００２３】
本発明の位置決め方法は、ハーフミラー層と、ハーフミラー層の一方の面に接合する透光性のある第１の基材層と、ハーフミラー層の他方の面に接合する透光性のある第２の基材層とを備える像合成用ハーフミラーを、第１の物体と第２の物体との中間に配置し、その像合成用ハーフミラーから出射する第１の物体における位置決め対象の像と第２の物体における位置決め対象の像とが重畳するように、第１の物体および／または第２の物体を、像合成用ハーフミラーに対して平行に移動させるものである。
【００２４】
本発明の位置決め装置は、第１の物体と第２の物体との中間に配置され、ハーフミラー層と、ハーフミラー層の一方の面に接合する透光性のある第１の基材層と、ハーフミラー層の他方の面に接合する透光性のある第２の基材層とを有する像合成用ハーフミラーと、第１の物体および／または第２の物体を、像合成用ハーフミラーに対して平行に移動させる移送手段とを備える。
【００２５】
さらに、本発明の位置決め装置は、上記発明の位置決め装置に加え、第１の物体へ光を照射する第１の投光手段と、第２の物体へ光を照射する第２の投光手段とを備える。
【００２６】
さらに、本発明の位置決め装置は、上記各発明の位置決め装置に加え、像合成用ハーフミラーに、薄膜状のハーフミラー層、および同一材質、かつ同一厚さの第１の基材層と第２の基材層を有する。
【００２７】
さらに、本発明の位置決め装置は、上記各発明の位置決め装置に加え、像合成用ハーフミラーのハーフミラー層の透過率とハーフミラー層の反射率を同一としたものである。
【００２８】
さらに、本発明の位置決め装置は、上記各発明の位置決め装置に加え、像合成用ハーフミラーに、１０オングストロームオーダーの厚さのハーフミラー層、およびそれぞれミリメートルオーダーの厚さの第１の基材層と第２の基材層を有する。
【００２９】
さらに、本発明の位置決め装置は、上記各発明の位置決め装置に加え、第１の投光手段の光によって照射された第１の物体からの光はハーフミラー層で反射させ、第２の投光手段の光によって照射された第２の物体からの光はハーフミラー層を透過させることで、第１の物体の像と第２の物体の像とを重畳するように配置すると共に、第１の投光手段による明るさと第２の投光手段による明るさの比を、ハーフミラー層の反射率と透過率の比の逆となる値に設定している。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００３１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る位置決め装置の構成を示すブロック図である。図１において、ＩＣ１１は、実施の形態１における位置決めの対象となる一方の物体である。このＩＣ１１としては、リードがパッケージの外周より外側に突出しているものの他、リードなどの接続部がパッケージの裏面に配置されているＰＬＣＣ、ＢＧＡ、ＣＳＰなどでもよい。図１では、一例としてＢＧＡ型のＩＣ１１としている。ＢＧＡ型のＩＣ１１には、裏面に、接続部としての半田ボール１１ａが２次元に配列されている。
【００３２】
プリント回路基板１２は、実施の形態１における位置決めの対象となる他方の物体である。プリント回路基板１２には、ＩＣ１１の半田ボール１１ａが結合されるランド１２ａが半田ボール１１ａと同様の間隔で２次元に配列されている。
【００３３】
像合成用ハーフミラー１は、対向する第１の物体（ここでは、ＩＣ１１）と第２の物体（ここでは、プリント回路基板１２）との中間に配置され、第１の物体の対向面（つまり、半田ボール１１ａが配された面）の像と第２の物体の対向面（つまり、ランド１２ａが配された面）の像とを合成する光学要素である。
【００３４】
基板支持装置２は、上述のプリント回路基板１２を固定、支持する装置である。また、ＩＣ吸着装置３は、上述のＩＣ１１を真空吸着して固定する装置である。これにより、プリント回路基板１２のランド１２ａから、高さＨの位置にＩＣ１１の半田ボール１１ａが配置され、高さＨ／２の位置を中央にして像合成用ハーフミラー１が配置される。なお、この基板支持装置２および／またはＩＣ吸着装置３は、位置決めの対象であるＩＣ１１および／またはプリント回路基板１２を水平面（すなわち、ＩＣ１１およびプリント回路基板１２と平行な面）内で平行移動させたり、ＩＣ１１および／またはプリント回路基板１２の中心を軸として回転させたりすることができる移送手段としても機能する。その際、基板支持装置２および／またはＩＣ吸着装置３は、図示せぬＸＹテーブルや回転アームなどにより移送手段として機能する。
【００３５】
図２は、実施の形態１における像合成用ハーフミラー１の構成を示す断面図である。図２に示すように、この像合成用ハーフミラー１は、ハーフミラー層１ａと、ハーフミラー層１ａの一方の面に接合する透光性のある第１の基材層１ｂと、ハーフミラー層１ａの他方の面に接合する透光性のある第２の基材層１ｃとを有する。
【００３６】
例えば、ハーフミラー層１ａを、平板状の基材層１ｂの一方の面上に、アルミなどを蒸着させて形成し、その後、ハーフミラー層１ａに他方の平板上の基材層１ｃを接合して、この像合成用ハーフミラー１が製造される。あるいは、ハーフミラー層１ａを、平板状の２つの基材層１ｂ，１ｃのそれぞれ一方の面上に、アルミなどを蒸着させて形成し、その後、２つの基材層１ｂ，１ｃのそれぞれ一方の面上に形成されたハーフミラー層１ａ同士を接合して、この像合成用ハーフミラー１が製造される。
【００３７】
これにより、ハーフミラー層１ａは、薄膜状に形成され、その厚さが例えば１０オングストロームオーダーとされる。
【００３８】
また、２つの基材層１ｂ，１ｃには、ガラス、ポリカーボネートなどの透光性のある材質の板材が使用される。２つの基材層１ｂ，１ｃは、同一の材質で、かつ同一の厚さとされ、その厚さは、例えばミリメートルオーダーとされる。
【００３９】
図１に戻り、照明装置４は、位置決めの対象物体であるＩＣ１１の半田ボール１１ａへ光を照射するランプなどの第１の投光手段である。また、照明装置５は、位置決めの対象物体であるプリント回路基板１２のランド１２ａへ光を照射するランプなどの第２の投光手段である。なお、照明４，５には、他の部分に光を照射しないように、遮光板を設けるようにしてもよい。また、これらの照明装置４，５により照射される光の量は、図示せぬ制御手段により制御可能である。
【００４０】
撮像装置６は、像合成用ハーフミラー１により合成されたＩＣ１１の半田ボール１１ａの像とプリント回路基板１２のランド１２の像とを撮像するＣＣＤカメラなどといった装置である。なお、目視にて、ＩＣ１１の半田ボール１１ａとプリント回路基板１２のランド１２の合成像を観察する場合には、撮像装置６は特に必要ない。また、この合成像は、撮像装置６により撮像され、例えば表示装置などにおいて表示される。その際、合成像を光学的にあるいは電気的に拡大して表示するようにしてもよい。
【００４１】
なお、上述の像合成用ハーフミラー１は、特定の平面内での移動のための移動機構（移送手段）を設けて、ベースとなる構造物に固定してもよいし、像合成用ハーフミラー１自体に脚をつけて、基板支持装置２やプリント回路基板１２に置いて使用するようにしてもよい。また、基板支持装置２、ＩＣ吸着装置３、照明４，５、および撮像装置６も、必要に応じて移動機構を設けた上で、ベースとなる構造物に固定される。
【００４２】
次に、上記装置の動作および上記装置を使用した位置決め方法について説明する。
【００４３】
まず、基板支持装置２上にプリント回路基板１２が載置され、ＩＣ吸着装置３により、ＩＣ１１がプリント回路基板１２から高さＨの位置に配置される。この際、ＩＣ１１とプリント回路基板１２とは平行に配置される。
【００４４】
次に、像合成用ハーフミラー１が、ＩＣ１１とプリント回路基板１２との中間に挿入され、プリント回路基板１２から高さＨ／２の位置に配置される。すなわち、像合成用ハーフミラー１とＩＣ１１との間隔と、像合成用ハーフミラー１とプリント回路基板１２との間隔が、同一とされる。この際、像合成用ハーフミラー１と、ＩＣ１１およびプリント回路基板１２とは平行に配置される。像合成用ハーフミラー１は平板状であるため、ＩＣ１１とプリント回路基板１２との間隔を広くする必要は特にない。両者の間隔を狭めた場合でも、像合成用ハーフミラー１に対する覗き角を小さくすることで、位置決め対象である両者を十分に観察することができる。
【００４５】
そして、必要に応じて、照明４，５により、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの配列およびプリント回路基板１２のランド１２ａの配列に光が照射される。例えば、一般的な室内では、ＩＣ１１の上方に室内照明があるため、ＩＣ１１の半田ボール１１ａが配された面より、プリント回路基板１２のランド１２ａが配された面のほうが入射光が多い可能性がある。そこで、照明４，５により、ＩＣ１１の半田ボール１１ａが配された面や、プリント回路基板１２のランド１２ａが配された面へ、それぞれ適当な光量の光を照射することで、合成像の明るさのバランスをとることができる。
【００４６】
この状態で、目視、または撮像装置６を使用して、像合成用ハーフミラー１から出射する、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの配列の像と、プリント回路基板１２のランド１２ａの配列の像との合成像を確認する。
【００４７】
そして、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの配列の像と、プリント回路基板１２のランド１２ａの配列の像とが重畳するように、基板支持装置２および／またはＩＣ吸着装置３を駆動して、ＩＣ１１および／またはプリント配線基板１２を、像合成用ハーフミラー１に対して平行に移動させる。
【００４８】
図２（Ｂ）に示すように、同一の合わせ軸上に、互いに対応する半田ボール１１ａとランド１２ａが配置されると、それらの半田ボール１１ａとランド１２ａからの光は、像合成用ハーフミラー１から同一の光路を通って出射される。
【００４９】
すなわち、半田ボール１１ａからの光は、光路Ｐ１ａを通って基材層１ｂに入射する。そして、その光は、基材層１ｂの屈折率と外部の屈折率の違いに応じた屈折角で屈折した後、基材層１ｂ内で光路Ｐ２ａを通って進行し、ハーフミラー層１ａで反射する。その後、その光は、光路Ｐ３を通って基材層１ｂを再度進行した後、基材層１ｂの屈折率と外部の屈折率の違いに応じた屈折角で屈折して基材層１ｂから出射する。
【００５０】
一方、半田ボール１１ａと同一合わせ軸上に存在しかつ同一の距離だけ像合成用ハーフミラー１から離れた位置にあるランド１２ａからの光が、光路Ｐ１ｂを通って、半田ボール１１ａからの光の入射位置と平面上で同一の位置において基材層１ｃに入射すると、そのときの入射角は、半田ボール１１ａからの光が基材層１ｂに入射する際の入射角と同一となる。
【００５１】
そして、２つの基材層１ｂ，１ｃの屈折率が同一であるため、ランド１２ａからの光は、半田ボール１１ａからの光の場合と同一の屈折角で屈折した後、基材層１ｃ内の光路Ｐ２ｂを通って進行し、ハーフミラー層１ａに入射する。その際、２つの基材層１ｂ，１ｃの厚さが同一であるため、ランド１２ａからの光は、半田ボール１１ａからの光の入射位置と同一の位置で、ハーフミラー層１ａに入射する。
【００５２】
さらに、その光は、ハーフミラー層１ａを透過し、半田ボール１１ａからの光と同一の光路Ｐ３を通って基材層１ｂを進行した後、基材層１ｂの屈折率と外部の屈折率の違いに応じた屈折角で屈折して基材層１ｂから出射する。なお、ハーフミラー層１ａを透過する際、ハーフミラー層１ａの厚さに起因して、ランド１２ａからの光と半田ボール１１ａからの光には、ずれが生じるが、ハーフミラー層１ａの厚さは概して数十オングストロームというオーダーであるため、像合成および位置決めに関して特に問題は生じない。
【００５３】
このようにして、同一合わせ軸上に半田ボール１１ａとそれに対応するランド１２ａが存在すると、像合成用ハーフミラー１により、両者の像が正確に重畳して観察される。
【００５４】
すなわち、半田ボール１１ａからの光とランド１２ａからの光は、反射または透過を１回ずつ経て合成されるため、ハーフミラー層１ａの反射率と透過率が同一とした場合には、半田ボール１１ａの像とランド１２ａの像が同じ明るさで得られ、位置決め対象である２つの物体の像の明るさに差が生じない。
【００５５】
また、半田ボール１１ａからの光およびランド１２ａからの光の、像合成ハーフミラー１内での光路長が同一であり（光路Ｐ２ａ，Ｐ３の長さ＝光路Ｐ２ｂ，Ｐ３の長さ）、かつ、半田ボール１１ａから基材層１ｂまでの光路Ｐ１ａの長さと、ランド１２ａから基材層１ｃまでの光路Ｐ１ｂの長さとが同一であるため、位置決め対象である２つの物体からの光路長に差が生じない。
【００５６】
さらに、半田ボール１１ａからの光およびランド１２ａからの光がともにいずれかの一方の基材層１ｂ，１ｃを透過するため、像合成用ハーフミラー１からの出射時に光路のずれがほとんど生じない。
【００５７】
さらに、像合成ハーフミラー１に対する覗き角がどの角度でも、同一合わせ軸上の半田ボール１１ａからの光およびランド１２ａからの光の光路にずれがほとんど生じないため、例えば観察位置の意図せぬ変動やずれがあっても、ずれのない良好な合成像が得られる。
【００５８】
そして、ＩＣ１１およびプリント回路基板１２の位置決めが完了し、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの配列とプリント回路基板１２のランド１２ａの配列とが、合わせ軸とは垂直な平面内で同一位置に配置された後、像合成用ハーフミラー１は、ＩＣ１１とプリント回路基板１２との間から外される。なお、ＩＣ１１とプリント回路基板１２との間への像合成用ハーフミラー１の挿入および抜脱は、手動で行ってもよいし、図示せぬ移送手段により機械的、電気的に行うようにしてもよい。
【００５９】
そして、基板支持装置２および／またはＩＣ吸着装置３を駆動させ、合わせ軸に平行、つまりＩＣ１１およびプリント回路基板１２に対して垂直に、ＩＣ１１および／またはプリント回路基板１２を移動させ、プリント回路基板１２上にＩＣ１１を載置する。これにより、半田ボール１１ａの配列とランド１２ａの配列が正確に接合する。
【００６０】
以上のように、上記実施の形態１によれば、像合成用ハーフミラー１は、ハーフミラー層１ａと、ハーフミラー層１ａの一方の面に接合する透光性のある第１の基材層１ｂと、ハーフミラー層１ａの他方の面に接合する透光性のある第２の基材層１ｃとを備える。これにより、対向して配置される２つの物体に平行な面内で同一位置の２つの像を正確に重畳させることができる。
【００６１】
また、上記実施の形態１によれば、ハーフミラー層１ａが薄く、２つの基材層１ｂ，１ｃが、同一の材質、かつ同一の厚さであるため、位置決め対象の像をより正確に重畳させることができる。
【００６２】
また、上記実施の形態１によれば、その像合成用ハーフミラー１を、位置決め対象の第１の物体と第２の物体との中間に配置し、その像合成用ハーフミラー１から出射する第１の物体における位置決め対象（ここでは、ＩＣ１１の半田ボール１１ａの配列）の像と第２の物体における位置決め対象（ここでは、プリント回路基板１２のランド１２ａの配列）の像とが重畳するように、第１の物体および／または第２の物体を、像合成用ハーフミラー１に対して平行に移動させる。これにより、その像合成用ハーフミラー１を使用して正確に２つの物体の位置決めを行うことができる。
【００６３】
さらに、上記実施の形態１によれば、照明装置４は、位置決め対象としての第１の物体であるＩＣ１１の半田ボール１１ａの配列へ光を照射し、照明装置５は、位置決め対象としての第２の物体であるプリント回路基板１２のランド１２ａの配列へ光を照射する。これにより、位置決め対象についての合成像の明るさのバランスをとることができ、最適な合成像を得ることができる。
【００６４】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係る位置決め装置により、位置決めされるメタルマスク２１とプリント回路基板１２の配置の一例を示す断面図である。
【００６５】
この実施の形態２では、メタルマスク２１とプリント回路基板１２が位置決めされる。その際、メタルマスク２１の開口部２１ａの配列の像とプリント回路基板１２のランド１２ａの配列の像が、像合成用ハーフミラー１により合成される。
【００６６】
そして、メタルマスク２１の開口部２１ａの配列の像とプリント回路基板１２のランド１２ａの配列の像が重畳して一致するように、メタルマスク２１および／またはプリント回路基板１２が移動させられる。
【００６７】
両者が重畳した状態で、像合成用ハーフミラー１が、メタルマスク２１とプリント回路基板１２との間から外され、メタルマスク２１がプリント回路基板１２の上に載置される。これにより、メタルマスク２１の開口部２１ａにプリント回路基板１２のランド１２ａが正確に配置される。
【００６８】
なお、位置決め装置のその他の構成や機構などは、実施の形態１の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００６９】
以上のように、上記実施の形態２では、像合成用ハーフミラー１を使用して、メタルマスク２１とプリント回路基板１２が正確に位置決めされる。
【００７０】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る位置決め方法は、旋盤などのドリルやバイトの先端を、加工対象の部材の加工位置に合わせるものである。なお、位置決め方法の手順や位置決め装置の構成については、実施の形態１，２と同様であるので、その説明を省略する。
【００７１】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な例であるが、本発明は、これらに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において、種々の変形、変更が可能である。
【００７２】
例えば、位置決め対象としては、実施の形態１，２のように２次元に配列しているものの他、１次元に配列しているものでもよく、実施の形態３のように特に配列していないものでもよい。
【００７３】
さらに、第１の投光手段となる照明装置４による明るさと、第２の投光手段となる照明装置５による明るさを、ハーフミラー層１ａの反射率と透過率を考慮して決めるようにしても良い。たとえば、ハーフミラー層１ａの反射率と透過率が異なる場合、照明装置４による明るさと、照明装置５による明るさの比を、ハーフミラー層１ａの反射率と透過率の比の逆となる比に設定するのが好ましい。
【００７４】
すなわち、上述の各位置決め装置では、照明装置４の光によって照射された第１の物体１１からの光はハーフミラー層１ａで反射させ、照明装置５の光によって照射された第２の物体１２からの光はハーフミラー層１ａを透過させることで、第１の物体１１の像と第２の物体１２の像とを重畳するように配置している。このため、ハーフミラー層１ａの反射率が透過率より高ければ、第１の物体１１の像が第２の物体１２の像より明るくなる。照明装置４，５以外の光が無い場合、２つの像の明るさを同じにするには、第１の投光手段となる照明装置４による明るさと、第２の投光手段となる照明装置５による明るさの比を、ハーフミラー層１ａの反射率と透過率の比の逆となる値に設定する必要がある。照明装置４，５以外の光が存在する場合は、その光と、照明装置４，５の光と、ハーフミラー層１ａの反射率および透過率とを全て考慮して、第１の物体１１の像と第２の物体１２の像とが同一の明るさになるように、照明装置４，５の明るさを決めるのが好ましい。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によれば、対向して配置される２つの物体に平行な面内で同一位置の２つの像を正確に重畳させることができる像合成用ハーフミラー、並びに、その像合成用ハーフミラーを使用して正確に２つの物体の位置決めを行う位置決め方法および位置決め装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る位置決め装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１における像合成用ハーフミラーの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る位置決め装置により、位置決めされるメタルマスクとプリント回路基板の配置の一例を示す断面図である。
【図４】従来の位置決め装置の一例を示す図である。
【図５】従来のハーフミラーの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　像合成用ハーフミラー
１ａ　ハーフミラー層
１ｂ　基材層（第１の基材層）
１ｃ　基材層（第２の基材層）
２　基板支持装置（移送手段）
３　ＩＣ吸着装置（移送手段）
４　照明装置（第１の投光手段）
５　照明装置（第２の投光手段）
１１　ＩＣ（第１の物体）
１２　プリント回路基板（第２の物体）
２１　メタルマスク（第１の物体）
【図１】
2004045689.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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