(57)【要約】【課題】  撮像画像が輻射熱による陽炎により揺らぎ、高精度認識する際の位置ずれ誤認識を防止する。【解決手段】  １００〜３００℃の高温ステージ１上に吸着搭載した被加工物Ｂ２の形状およびパターンを認識するために、被加工物Ｂ２をレンズを介して撮像する光学系を有し、撮像された画像が高温ステージ１からの輻射熱３を通して収集される画像収集装置であって、レンズ８の光路の障害とならないレンズ先端周辺部位置に、光路空間を取り囲むような多数個のエア噴出穴を配置し、エア噴出穴より噴出する空気により輻射熱３を光路空間に蓄積するエアカーテン４を構成した。これにより、レンズ８と被加工物Ｂ２との間に輻射熱３と常温の空間温度差により生じる陽炎を防止し、高温ステージ１上の被加工物Ｂ２の高精度認識が可能となる。【選択図】  図１
2005098775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００〜３００℃の高温ステージ上に吸着搭載した被加工物の形状およびパターンを認識するために、前記被加工物をレンズを介して撮像する光学系を有し、撮像された画像が前記高温ステージからの輻射熱を通して収集される画像認識装置であって、前記レンズの光路の障害とならないレンズ先端周辺部位置に、光路空間を取り囲むような多数個のエア噴出穴を配置し、前記エア噴出穴より噴出する空気により前記輻射熱を光路空間に蓄積するエアカーテンを構成したことを特徴とする画像収集装置。
【請求項２】
レンズ先端周辺部に配置されたエアーホルダにエア噴出穴が設けられ、前記エア噴出穴経路が高温ステージに対して０〜４５°の範囲で被加工物から外方向に配置されている請求項１記載の画像収集装置。
【請求項３】
レンズ先端周辺部に配置されたエアーホルダにエア噴出穴が設けられ、前記エア噴出穴が連続して１列および２列に輪状に配置されている請求項１または２記載の画像収集装置。
【請求項４】
エアカーテンが高温ステージを直接エア冷却しないように前記高温ステージ上面に断熱板を配置した請求項１記載の画像収集装置。
【請求項５】
被加工物認識時にのみエアカーテンを構成する請求項１記載の画像収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高温ステージ上に搭載された被加工物の認識精度向上する陽炎低減構成についての画像収集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光学系構成について図面を参照しながら説明する。
【０００３】
従来の被加工物の認識は、図３のような構成が用いられていた。図３のような構成において、高温ステージ１に吸着搭載された被加工物Ｂ２の形状あるいはパターンを認識するために焦点距離３（４０〜１１０ｍｍ位）離れた位置にレンズ８（４〜１２倍）が配置されている。
【０００４】
レンズには撮像用のＣＣＤカメラ１０と照明用の光ファイバあるいは、ＬＥＤ１１が挿入されている。光ファイバーの場合は光源１２と接続されている。また、前記構成部分は、ＸＹ軸１３とＺ軸２３に接続されている。また、レンズ８からオフセット量１４離れた位置にＺ軸先端の吸着コレット２１が配置されており、ＸＹ軸移動時には同時に移動するものである。また、吸着コレット２１の先端部には被加工物Ａ２０が吸着されており、被加工物Ａ２０の形状あるいはパターンを認識するために焦点距離１９（４０〜１００ｍｍ）離れた位置にレンズ１５が配置されている。レンズ１２には撮像用のＣＣＤカメラ１６と照明用の光ファイバあるいは、ＬＥＤ１７が挿入されており、光ファイバーの場合は光源１８と接続されている。また、図４は、前記構成の断面図である。
【０００５】
このような構成で、１００〜３００℃に一定保温された高温ステージ１上の被加工物Ｂ２をレンズ８を介しＣＣＤ１０で撮像する。この際画像は、輻射熱３を通して収集される。又、吸着コレット２１先端に吸着された被加工物Ａ２０も同時にレンズ１５を介しＣＣＤ１６で撮像する。その後、各被加工物の画像を認識処理し、重ね合わせ接合が可能なようにＸＹ軸１３及びＺ軸２３にてオフセット距離１４プラス認識補正量を動作させ、被加工物Ｂ２上に被加工物Ａ２０を搭載、接合する構成である。
【０００６】
あるいは、特許文献１のような構造及び方法もとられていた。
【特許文献１】特開平０９-１３９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のような従来の構成では、以下のような課題があった。１００〜３００℃に一定保温された高温ステージ１上に吸着搭載された被加工物Ｂ２の形状あるいはパターンの高精度認識時にレンズ８と高温ステージ１上の被加工物Ｂ２の焦点距離３（４０〜１００ｍｍ位）が常温大気エアを介して離れているために、被加工物Ｂ２とレンズ８との間で高温ステージ１からの輻射熱３の影響を受け、被加工物Ｂ２とレンズ８間の常温大気エア２７の空間にコントロール不可能な温度差が生じる。これにより、撮像画像は輻射熱による陽炎により揺らぎ、特に高倍率で高精度認識する際の位置ずれ誤認識によりボンディング精度に悪影響をおよぼしていた。
【０００８】
したがって、この発明の目的は、撮像画像が輻射熱による陽炎により揺らぎを低減し、高精度認識する際の位置ずれ誤認識を防止する画像収集装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の画像収集装置は、１００〜３００℃の高温ステージ上に吸着搭載した被加工物の形状およびパターンを認識するために、前記被加工物をレンズを介して撮像する光学系を有し、撮像された画像が前記高温ステージからの輻射熱を通して収集される画像収集装置であって、前記レンズの光路の障害とならないレンズ先端周辺部位置に、光路空間を取り囲むような多数個のエア噴出穴を配置し、前記エア噴出穴より噴出する空気により前記輻射熱を光路空間に蓄積するエアカーテンを構成した。
【００１０】
請求項２記載の画像収集装置は、請求項１記載の画像収集装置において、レンズ先端周辺部に配置されたエアーホルダにエア噴出穴が設けられ、前記エア噴出穴経路が高温ステージに対して０〜４５°の範囲で被加工物から外方向に配置されている。
【００１１】
請求項３記載の画像収集装置は、請求項１または２記載の画像収集装置において、レンズ先端周辺部に配置されたエアーホルダにエア噴出穴が設けられ、前記エア噴出穴が連続して１列および２列に輪状に配置されている。
【００１２】
請求項４記載の画像収集装置は、請求項１記載の画像収集装置において、エアカーテンが高温ステージを直接エア冷却しないように前記高温ステージ上面に断熱板を配置した。
【００１３】
請求項５記載の画像収集装置は、請求項１記載の画像収集装置において、被加工物認識時にのみエアカーテンを構成する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明の請求項１記載の画像収集装置によれば、レンズの光路の障害とならないレンズ先端周辺部位置に、光路空間を取り囲むような多数個のエア噴出穴を配置し、エア噴出穴より噴出する空気により輻射熱を光路空間に蓄積するエアカーテンを構成したので、レンズの光路空間と常温大気エア空間を空気のカーテンで隔離することにより、被加工物が搭載されている高温ステージからの輻射熱が常温大気エア空間に拡散することを抑え、輻射熱を空気カーテンとレンズ先端で囲まれた空間に蓄積し、光路空間の温度安定化を図ることができる。以上のことにより、レンズと被加工物との間に輻射熱と常温の空間温度差により生じる陽炎を防止し、高温ステージ上の被加工物の高精度認識が可能となる。
【００１５】
請求項２では、レンズ先端周辺部に配置されたエアーホルダにエア噴出穴が設けられ、エア噴出穴経路が高温ステージに対して０〜４５°の範囲で被加工物から外方向に配置されているので、エア噴出穴から噴出されるエアが光路の障害とならない。
【００１６】
請求項３では、レンズ先端周辺部に配置されたエアーホルダにエア噴出穴が設けられ、エア噴出穴が連続して１列および２列に輪状に配置されているので、高温ステージからの輻射熱が常温大気エア空間に拡散することを全周にわたって抑えることができる。
【００１７】
請求項４では、エアカーテンが高温ステージを直接エア冷却しないように高温ステージ上面に断熱板を配置したので、高温ステージや被加工物が冷却することによる影響を低減することができる。
【００１８】
請求項５では、被加工物認識時にのみエアカーテンを構成するので、エアカーテンによる被加工物の熱低下の影響を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態の光学系構成について示した概念図、図２は本発明の実施形態の要部断面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、１００〜３００℃の高温ステージ１上に吸着搭載した被加工物Ｂ２の形状およびパターンを認識するために、被加工物Ｂ２をレンズ８を介して撮像する光学系を有し、撮像された画像が高温ステージ１からの輻射熱３を通して収集される。この構成において、１００〜３００℃に一定保温された高温ステージ１の輻射熱３によりもたらされる陽炎を防止する必要がある。その為には、レンズ８と被加工物Ｂ２との間の光路２８間において輻射熱３と常温大気エア空間の温度差により生じる陽炎が発生しにくく、レンズ８と被加工物Ｂ２との間の輻射熱３が周囲の常温大気エアに拡散しにくいようにする必要がある。そこで、レンズ８の光路の障害とならないレンズ先端周辺部位置に、光路空間を取り囲むような多数個のエア噴出穴２９を連続して配置し、空気を噴出しエアカーテン４を構成し、輻射熱３を光路空間に蓄積させることができる構造とする。
【００２１】
この場合、図１のような構成において、高温ステージ１に吸着搭載された被加工物Ｂ２の形状あるいはパターンを認識するために焦点距離７（４０〜１１０ｍｍ位）離れた位置にレンズ８（４〜１２倍）が配置されており、レンズ先端には光路２８の障害とならないように多数個のエア噴出穴２９が図２の断面図に示すような０〜４５°のノズル角度θ２６で外側傾斜した状態で１列以上輪状に連続して配置されたエアホルダ５が取リ付けられている。
【００２２】
また、エアホルダ５の取り付いたレンズ８には撮像用のＣＣＤカメラ１０と照明用の光ファイバあるいは、ＬＥＤ１１が挿入されている。光ファイバの場合は光源１２と接続されている。また、前記構成部分は、ＸＹ軸１３とＺ軸２３に接続されている。また、レンズ１５からオフセット量１４離れた位置にＺ軸先端の吸着コレット２１が配置されている。吸着コレット２１の先端部には被加工物Ａ２０が吸着されており、被加工物Ａ２０の形状あるいはパターンを認識するために焦点距離１９（４０〜１００ｍｍ）離れた位置にレンズ１５が配置されている。レンズ１５には撮像用のＣＣＤカメラ１６と照明用の光ファイバあるいは、ＬＥＤ１７が挿入されている。また、吸着コレット２１はボンドヘッド２２に取り付けられ、モータ２４によりＺ軸方向に駆動する。
【００２３】
このような構成で、高温ステージ１上の被加工物Ｂ２をレンズ８及びＣＣＤ１０で撮像する。被加工物Ｂ上に移動後、被加工物Ｂの認識前に、レンズ８先端のエアホルダ５に取付けられたエアバルブ６より高圧エア９を供給する。供給後、エアホルダ５に連続して配置された多数個のエア噴出穴２９からエアが０〜７０°程度の角度を持って広がりながら噴射されクローズなエアカーテン４を形成することができ、高温ステージ１からの輻射熱３をエアカーテン４とレンズ８先端で蓄積することができる。このように、高温ステージ１からの輻射熱３の一時蓄積により認識時に陽炎の原因となる常温空間の温度差減少を図り、高精度認識を可能とする。
【００２４】
また、エアカーテン４の最下部には高温ステージ１をエア冷却しない構造を有する。すなわち、エアカーテン４の内側は高温ステージ１をブロー、エア冷却することがないような位置関係とし、高温ステージ１の側壁及び被加工物Ｂ２周辺がブロー冷却されないようにブローエア断熱整流板２５を取付けることで、エアカーテン４の下部への影響を低減することができる。
【００２５】
以上のような状態で被加工物Ｂ２を認識する。又、吸着コレット２１先端に吸着された被加工物Ａ２０も同時にレンズ１５を介しＣＣＤ１６で撮像する（被加工物Ａ２０は常温雰囲気であるため、そのまま認識）する。その後、各被加工物の画像を認識処理し、重ね合わせ接合が可能なようにＸＹ軸１３及びＺ軸２３にてオフセット距離１４プラス認識補正量動作させ、被加工物Ｂ２上に被加工物Ａ２０を搭載、接合する構成である。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明にかかる画像収集装置は、レンズの光路空間と常温大気エア空間を空気のカーテンで隔離することにより、被加工物が搭載されている高温ステージからの輻射熱が常温大気エア空間に拡散することを抑え、輻射熱を空気カーテンとレンズ先端で囲まれた空間に蓄積し、光路空間の温度安定化を図ることができる。そのため、１００〜３００℃の加熱されたステージ上の被加工物をステージからの輻射熱による陽炎の影響をあまり受けずに高精度認識する構成として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態の光学系構成について示した概念図である。
【図２】本発明の実施形態の要部断面図である。
【図３】従来例の光学系構成について示した概念図である。
【図４】従来例の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    高温ステージ
２    被加工物Ｂ
３    輻射熱
４    エアカーテン
５    エアホルダ
６    エアバルブ
７    焦点距離（ＷＤ）
８    レンズ
９    高圧エア
１０    ＣＣＤカメラ
１１    光ファイバあるいは、ＬＥＤ
１２    光源
１３    Ｘ軸Ｙ軸
１４    オフセット距離
１５    レンズ
１６    ＣＣＤカメラ
１７    光ファイバあるいは、ＬＥＤ
１８    光源
１９    焦点距離（ＷＤ）
２０    被加工物Ａ
２１    吸着コレット
２２    ボンドヘッド
２３    Ｚ軸
２４    モータ
２５    ブローエア断熱整流板
２６    ノズル角度θ
２７    常温大気エア
２８    光路
２９    エア噴出穴
【図１】
2005098775.tif 000003
【図２】
2005098775.tif 000004
【図３】
2005098775.tif 000005
【図４】
2005098775.tif 000006