(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に貼着されたテープ部材の貼着状態を検査するテープ部材の貼着状態検査装置において、
前記テープ部材が貼着された前記基板の画像を撮像する撮像装置と、
この撮像装置により取り込まれた画像データに基づいて前記テープ部材の位置を検出する画像処理装置と、
前記テープ部材の位置と基準位置との間の距離を求め、この距離に基づいて前記テープ部材の貼着状態の良否を判定する制御装置と、を有することを特徴とするテープ部材の貼着状態検査装置。
【請求項２】
前記画像処理装置は、前記基板上に設けられた所定のパターンの位置を検出し、
前記制御装置は、検出された前記所定パターンの位置に基づいて基準位置を決定することを特徴とする請求項１記載のテープ部材の貼着状態検査装置。
【請求項３】
前記画像処理装置は、前記テープ部材の長手方向の端部位置を検出し、
前記制御装置は、前記端部位置と前記所定パターンとの間の距離を求め、この距離に基づいて前記テープ部材の貼着状態の良否を判定することを特徴とする請求項２記載のテープ部材の貼着状態検査装置。
【請求項４】
基板にテープ部材を貼着するテープ部材貼着装置において、
前記基板に貼着されたテープ部材の貼着状態検査装置として、請求項１乃至３のいずれかに記載のテープ部材の貼着状態検査装置を有することを特徴とするテープ部材貼着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に貼着されたテープ部材の貼着状態を検査するテープ部材の貼着状態検査装置、およびそれを用いた基板にテープ部材を貼着するテープ部材貼着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶デイスプレイパネル（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に代表されるフラットパネルディスプレイ等の製造工程では、ガラス基板の縁部に沿って配列された電極に、フィルム状部材にて形成された電子部品の電極を異方性導電フィルム（Anisotropic  Conductive  Film、以下「ＡＣＦ」という）等のテープ部材を介して接続することが行なわれている。
【０００３】
そして、この電子部品の接続に先立ち、ガラス基板の電極面にはＡＣＦ貼着装置を用いてＡＣＦが貼付される。ここで、ガラス基板と電子部品との接合部において電気的に良好な接続状態が得られるためには、ガラス基板の電極面にＡＣＦが確実に貼着されることが必要とされる。そこで、従来から、ＡＣＦ貼着装置によりガラス基板にＡＣＦが貼着された後、ＡＣＦ貼着状態検査装置を用いたＡＣＦの貼着状態の良否の判定が行なわれている。
【０００４】
従来のＡＣＦ貼着状態検査装置は、透過型センサを用いたものであり、投光部と受光部をガラス基板を挟んで対向配置してなる。そして、投光部から照射された光がガラス基板の電極の間を通って受光部に受光されたときの受光部の出力値に基づいて、ガラス基板にＡＣＦが貼着されているか否かを判定するものである。
【０００５】
この良否判定は、ガラス基板とＡＣＦの透過光量の違いを利用したものである。すなわち、ガラス基板は透明であるため光はほとんど減衰することなく透過するが、ＡＣＦは半透明であることから透過光は減衰する。そこで、投光部からの光をガラス基板のみを介して受光したときの受光部の出力値と、ＡＣＦとガラス基板とを介して受光したときの受光部の出力値との間にしきい値を設定し、受光部の出力値がしきい値以下となった場合は、ガラス基板にＡＣＦが貼着されていると判定し、受光部の出力値がしきい値を超えた場合には、ガラス基板にＡＣＦが貼着されていないと判定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、ガラス基板に配列された電極の間隔が狭くなる傾向にあり、投光部からの照射光を電極間を通過させて受光部で受光する従来方式では、ガラス基板の面方向での僅かな位置ずれが受光部の受光量に変化をもたらし、実際には、ＡＣＦが貼着されていないにもかかわらず、ＡＣＦが貼着されているものと誤った判定が成されるおそれを有していた。そして、このような判定が成された場合、後工程においてガラス基板に電子部品が実装されたとしても、ガラス基板と電子部品との間に電気的に良好な接続状態が得られず、製品不良となる問題があり改善が望まれていた。
【０００７】
本発明は、基板に貼着されたテープ部材の貼着状態の検査を精度良く行なうことができるテープ部材の貼着状態検査装置およびそれを用いたテープ部材貼着装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１は、基板に貼着されたテープ部材の貼着状態を検査するテープ部材の貼着状態検査装置において、前記テープ部材が貼着された前記基板の画像を撮像する撮像装置と、この撮像装置により取り込まれた画像データに基づいて前記テープ部材の位置を検出する画像処理装置と、前記テープ部材の位置と基準位置との間の距離を求め、この距離に基づいて前記テープ部材の貼着状態の良否を判定する制御装置と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また本発明の第２は、基板にテープ部材を貼着するテープ部材貼着装置において、前記基板に貼着されたテープ部材の貼着状態検査装置として、第１の発明のテープ部材の貼着状態検査装置を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るＡＣＦ貼着状態検査装置を適用したＡＣＦ貼着装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係るＡＣＦ貼着状態検査装置を適用したＡＣＦ貼着装置の構成を示す正面図、図２は、図１のＡ−Ａ矢視図、図３は、本発明に係るＡＣＦ貼着状態検査装置の構成を示す側面図、図４は、図３のＡＣＦ貼着状態検査装置による動作状態を示すフローチャートである。
【００１２】
図において、ＡＣＦ貼着装置１は、ＡＣＦ搬送装置２、圧着機構３、ガラス基板搬送装置４、およびＡＣＦ貼着状態検査装置５を有する。
【００１３】
ＡＣＦ搬送装置２は、テープ部材としてのＡＣＦ６が貼付された離型紙７が巻回された供給リール８、離型紙７を巻き取る巻取りリール９、ＡＣＦ６付きの離型紙７を搬送する送りチャック１０、切断装置１１、ＡＣＦ剥離装置１２、および４つのガイドローラ１３を有する。そして、供給リール８から供給されたＡＣＦ６付きの離型紙７は、ガイドローラ１３に案内されつつ送りチャック１０の駆動によって搬送される。また、切断装置１１は、この送りチャック１０によるＡＣＦ６付き離型紙７の搬送中、離型紙７に貼付されたＡＣＦ６を離型紙７を残して切断し、ＡＣＦ剥離装置１２は、切断装置１１により切断されたＡＣＦ６のうち不要なＡＣＦ６を剥離する。なお、１４は、切断装置１１によるＡＣＦ６の切断時、およびＡＣＦ剥離装置１２によるＡＣＦ６の剥離時に、ＡＣＦ６を離型紙７を介して吸着保持する吸着ブロックである。
【００１４】
このような、ＡＣＦ搬送装置２によれば、供給リール８から供給されたＡＣＦ６は、送りチャック１０にて引き出され、この搬送途中で、切断装置１１にて所定の寸法に切断されるとともに、ＡＣＦ剥離装置１２により不要なＡＣＦ６が取り除かれ、貼着に必要な長さ毎に切り出されて圧着機構３によるガラス基板１５に対する貼着位置へと搬送されることとなる。なお、この貼着位置でＡＣＦ６がガラス基板１５に貼着された後、離型紙７は貼着されたＡＣＦ６から剥離されるのであるが、剥離された後の離型紙７は、巻取りリール９へと巻き取られ回収される。
【００１５】
圧着機構３は、ヘッド部１６、およびバックアップ部１７を有する。ヘッド部１６は、昇降自在に設けられヒータ１８を内蔵した圧着ツール１９、この圧着ツール１９を昇降動させる上下シリンダ２０を有する。また、バックアップ部１７は、ヒータ２１を内蔵し不図示の昇降装置にて昇降するバックアップツール２２を有する。
【００１６】
ガラス基板搬送装置４は、Ｘ、Ｙ、θ方向に移動可能な基板ステージ２３を有し、不図示のガラス基板供給位置において前工程等から搬送されるガラス基板１５を受け取り、圧着機構３によるＡＣＦ６の貼着位置へ搬送する。そして、基板ステージ２３は、圧着機構３にてＡＣＦ６が貼着されたガラス基板１５を、後工程への搬出位置へと移送する。また、ガラス基板搬送装置４は、不図示のガラス基板位置認識装置を有し、ガラス基板１５を上述のガラス基板供給位置から貼着位置へ移送する途中において、ガラス基板１５の位置を検出する。基板ステージ２３は、ガラス基板位置認識装置のガラス基板１５の位置検出結果に基づいて、ガラス基板１５の位置ずれを無くすように移動して、ガラス基板１５を貼着位置へ位置付ける。
【００１７】
ＡＣＦ貼着状態検査装置５は、図３に示すように、撮像装置としてのカメラ２４、光源２６、画像処理装置２７、画像メモリ２８、および制御装置２９を有する。
【００１８】
カメラ２４は、バックアップツール２２の近傍位置に、基板ステージ２３に載置されたガラス基板１５を下方から撮像可能に配置される。
【００１９】
光源２６は、カメラ２４の鏡筒２４ａに接続されており、光を不図示のハーフミラーを介してカメラ２４の光軸と同軸的に照射可能とされる。
【００２０】
画像処理装置２７は、公知のパターンマッチング手法に基づく画像処理により、カメラ２４にて取り込まれた画像データ中からガラス基板１５に設けられた基準マーク（所定のパターン）１５ａを検出するとともに、公知のエッジ抽出手法に基づく画像処理により、カメラ２４にて取り込まれた画像データ中からＡＣＦ６の画像を検出するものである。なおここで、基準マーク１５ａとは、ガラス基板１５に、例えば、エッチングにより形成された十字マークであり、図５（Ａ）に示されたように、ガラス基板１５におけるＡＣＦ６の貼着予定位置の長手方向（ガラス基板１５の電極の配列方向）における端部近傍であって、ＡＣＦ６の貼着予定位置と重ならない位置に形成される。
【００２１】
制御装置２９は、基準間隔Ｌ０を設定する基準間隔設定部２９ａ、ガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着位置ずれの許容値を設定するための設定記憶部２９ｂを有し、この許容値と、画像処理装置２７の検出結果に基づいて求めたガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着位置ずれとに基づいて、ガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着状態の良否を判定する。
【００２２】
ここで、基準間隔Ｌ０とは、図５（Ａ）に示すように、ガラス基板１５に貼着されたＡＣＦ６の長手方向基準マーク１５ａ側の端部（エッジ：以下「一方の端部」といい、ＡＣＦ６における対向する端部を「他方の端部」という）６ａの理想位置Ｒとガラス基板１５に設けられた基準マーク１５ａの位置Ｓとの間の間隔のことである。ここで図５において、左右方向をＸ方向、上下方向をＹ方向とする。
【００２３】
また、許容値とは、基準間隔Ｌ０に対して設定されるもので、本実施の形態では、ＡＣＦ６の長手方向端部の理想位置Ｒとガラス基板１５に形成された電極１５ｂの左端部位置Ｐとの間の距離Ｄに所定の安全率を乗じた値ｄである。なお、ｄ＜Ｄとする。
【００２４】
すなわち、制御装置２９によれば、実際に検出されたＡＣＦ６のエッジ６ａの位置とガラス基板１５の基準マーク１５ａとの間の間隔Ｌ１と基準間隔Ｌ０との差（Ｌ０−Ｌ１）を求め、この差が許容値（±ｄ）の範囲内であれば、ＡＣＦ６の貼着位置は「良」と判定し、許容値（±ｄ）の範囲外であれば、ＡＣＦ６の貼着状態は「不良」と判定する。
【００２５】
ここで、基準間隔Ｌ０に対して増加（＋）方向および減少（−）方向に許容値ｄを設定しているのは、ＡＣＦ６の他方の端部（エッジ）の位置ずれを考慮してのことである。すなわち、図３に示したＡＣＦ６の一方のエッジ６ａについて考えた場合、図において、右方向にエッジ６ａの位置ずれが生じたときには、その位置ずれが距離Ｄを越えると電極１５ｂが露出し、後工程での電子部品の実装に支障を来すおそれがある。他方、左方向にエッジ６ａの位置ずれが生じたときには、電極１５ｂの端部位置からのＡＣＦ６のはみ出し量が過剰になるだけで取り立てて不都合がないように思われる。しかしながら、ＡＣＦ６は、ガラス基板１５の電極１５ｂ部分を覆うに必要な長さに正確に切断されていることから、ＡＣＦ６の一方のエッジ６ａにおける電極１５ｂの端部からのはみ出し方向への位置ずれが大きくなれば、他方のエッジ６ａの電極１５ｂを露出させる方向への位置ずれが大きくなることを意味し、結果として、左方向にエッジ６ａの位置がずれた場合でも、前者と同様に後工程での電子部品の実装に支障を来すおそれが生じるのである。
【００２６】
次に、作動について説明する。
【００２７】
まず、基板ステージ２３がガラス基板供給位置へ移動し、前工程から搬送されてきたガラス基板１５を受け取る。ガラス基板１５を受け取った基板ステージ２３は、圧着機構３による貼着位置へ移動する。なお、この移動途中で、不図示のガラス基板位置認識装置によりガラス基板１５の位置ずれが検出され、基板ステージ２３は、この位置ずれに基づいてガラス基板１５の位置ずれを無くすようにして貼着位置へ移動する。
【００２８】
一方、ＡＣＦ搬送装置２は、送りチャック１０、切断装置１１、ＡＣＦ剥離装置１２の作動により、今回の貼着に必要な長さのＡＣＦ６を切り出して、圧着機構３による貼着位置へ搬送位置決めする。なお、ＡＣＦ６の供給動作の詳細については、例えば、特開平７−１０１６１８号公報に記載の技術を適用することができるので、省略する。
【００２９】
ＡＣＦ６とガラス基板１５が貼着位置に位置付けられると、バックアップツール２２が所定量上昇してガラス基板１５におけるＡＣＦ６の貼着対象部位を下方から支持する。次いで、上下シリンダ２０の作用により圧着ツール１９が離型紙７およびＡＣＦ６を押し下げつつ下降して、ＡＣＦ６をガラス基板１５上に離型紙７を介して貼着する。ガラス基板１５にＡＣＦ６が貼着された後、不図示の離型紙剥離機構により、ガラス基板１５に貼着されたＡＣＦ６から離型紙７が剥離される。
【００３０】
ＡＣＦ６が貼着されたガラス基板１５は、基板ステージ２３により、カメラ２４による撮像位置へ移送される。すなわち、図５（Ａ）に示すように、ＡＣＦ６の端部と基準マークとが同時にカメラ２４の撮像視野に取り込み可能となるようにガラス基板１５が位置付けられる。
【００３１】
この後、図４のフローチャートに示す手順で、ＡＣＦ貼着状態検査装置５によるＡＣＦ６の貼着状態の検査が行なわれる。
【００３２】
ステップＳ１：光源２６による照明のもとで、カメラ２４によりガラス基板１５を撮像する。カメラ２４により取り込まれた画像データは画像処理装置２７に送られ、画像メモリ２８に格納される。
【００３３】
すなわち、画像処理装置２７は、カメラ２４からの画像データを所定の二値化しきい値を用いて二値化処理することで、図５（Ｂ）に示すように二値化画像を生成し、この二値化画像を画像メモリ２８に格納する。ここで、所定の二値化しきい値は、たとえば、ガラス基板１５および背景部分Ｂと、ＡＣＦ６、基準マーク１５ａおよび電極１５ｂを分離するしきい値であり、各部分の明るさレベルが、明るい方から順に、基準マーク１５ａ、電極１５ｂ、ＡＣＦ６、ガラス基板１５、背景部分Ｂとした場合、ＡＣＦ６の明るさレベルとガラス基板１５の明るさレベルとの間に設定される。なお、二値化画像中では、背景部分Ｂとガラス基板１５とは共に暗色となり区別できないが、図５（Ｂ）においては、図をわかり易くするために、ガラス基板１５の外形を二点鎖線で示している。
【００３４】
ステップＳ２：画像処理装置２７により、画像メモリ２８に格納された画像データ中から基準マーク１５ａの位置を検出する。すなわち、画像処理装置２７は、公知のパターンマッチング手法を用いた画像処理により、画像メモリ２８に格納された二値化画像中から基準マーク１５ａの位置を検出する。
【００３５】
ステップＳ３：画像処理装置２７により、画像データ中からＡＣＦ６のエッジ６ａの検出を行なう。すなわち、画像処理装置２７は、公知のエッジ抽出手法を用いた画像処理により、ＡＣＦ６の一方のエッジ（長手方向端部）６ａを検出する。具体的には例えば、ステップＳ２で求めた基準マーク１５ａの位置を基準とした所定の座標（図５（Ｂ）点Ａ）を開始点とし、その点Ａから右方向への走査を下方向へ所定の間隔で実行し、画像中のエッジ位置（たとえば、点ａ、ｂ、ｃ、ｄ）を検出する。
【００３６】
次に画像処理装置２７は、検出したエッジ位置ａ、ｂ、ｃ、ｄからリード１５ｂのエッジを除外する処理を行なう。すなわち、基準マーク１５ａと左端に位置するリード１５ｂの左端部との間隔ｘは既知であるので、各エッジ位置ａ、ｂ、ｃ、ｄと基準マーク１５ａとのＸ方向における間隔と間隔ｘとを比較して、間隔が間隔ｘ以上となるエッジ位置は、リード１５ｂのエッジであるとして除外する。図５（Ｂ）では、エッジ位置ａが除外されることとなる。この処理により残ったエッジ位置ｂ、ｃ、ｄはＡＣＦ６のエッジ６ａとされる。
【００３７】
続いて制御装置２９は、エッジ位置ｂ、ｃ、ｄのうち最も左側に位置する点を選択しＡＣＦ６のエッジ６ａ位置として検出する。なおここで、エッジ位置ｂ、ｃ、ｄの平均をＡＣＦ６のエッジ６ａ位置としたり、エッジ位置ｂ、ｃ、ｄ中の特異点を除いた残りのエッジ位置からＡＣＦ６のエッジ６ａ位置を選択することも可能である。
【００３８】
ステップＳ４：制御装置２９は、画像処理装置２７によりＡＣＦ６のエッジ６ａが検出された場合には、ガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着有りを判定し、ＡＣＦ６のエッジ６ａが検出されなかった場合（例えば、エッジ位置ａ、ｂ、ｃ、ｄと基準マーク１５ａとの間隔が全て間隔ｘ以上であった場合）には、ガラス基板１５に対するＡＣＦの貼着無し（貼着不良）を判定する。そして、貼着不良が判定された場合には、制御装置２９は、その旨をオペレータに報知すべく、警報を発するとともに、不図示のモニタにＡＣＦ６の貼着不良が生じた旨を表示する処理を実行する（ステップＳ８）。
【００３９】
貼着不良が判定されなかった場合には、次のステップＳ５に移る。
【００４０】
ステップＳ５：制御装置２９は、基準マーク１５ａの位置を基準位置として、この基準位置と画像処理装置２７にて求めたＡＣＦ６のエッジ６ａ位置とのＸ方向における間隔Ｌ１を算出する。
【００４１】
ステップＳ６：制御装置２９は、算出した間隔Ｌ１と基準間隔設定部２９ａに記憶された基準間隔Ｌ０とを比較し、この比較結果に基づいて、ガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着状態の良否を判定する。すなわち、間隔Ｌ１と基準間隔Ｌ０との差（Ｌ０−Ｌ１）を求め、この差が許容値（±ｄ）の範囲内である場合、ガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着位置は良好であり、したがって、ＡＣＦ６の貼着状態は「良」であると判定する（ステップＳ７）。また、比較の結果、間隔Ｌ１が基準間隔Ｌ０に対して許容値±ｄの範囲内にない場合には、ガラス基板１５にＡＣＦ６が貼着されていはいるもののその貼着位置が理想位置から大きくはずれた貼着不良であり、ＡＣＦ６の貼着状態は「不良」であると判定する（ステップＳ８）。
【００４２】
ここで、ＡＣＦ６の貼着位置が理想位置に対して位置ずれを生じる要因としては、例えば、必要長さに切断されたＡＣＦ６を圧着ツール１９により離型紙７を介して押し下げる際に、圧着ツール１９の押圧面と離型紙７との間に生じる可能性のあるＡＣＦ６の長手方向における滑り（位置ずれ）が考えられる。
【００４３】
上述の判定で、貼着状態が「良」と判定された場合、ガラス基板１５は、後工程、例えば、ガラス基板１５に対する電子部品の実装工程へと移送するために、基板ステージ２３により搬出位置へと移送れる。一方、貼着状態が「不良」と判定された場合には、その旨をオペレータに報知すべく、警報を発するとともに、不図示のモニタにＡＣＦ６の貼着不良が生じた旨を表示する処理が実行される。
【００４４】
上記実施の形態によれば、カメラ２４にて取り込まれた画像データ中から、ガラス基板１５の基準マーク１５ａの位置とＡＣＦ６のエッジ６ａ位置とを検出し、検出した基準マーク１５ａ位置とエッジ６ａ位置との間の間隔Ｌ１と、基準間隔Ｌ０とを比較し、間隔Ｌ１が基準間隔Ｌ０に対する許容値内にあるか否かに基づいて、ガラス基板１５に対するＡＣＦ６の貼着状態の良否を判定することから、ＡＣＦ６の貼着の有無だけでなく、その貼着位置の良否までも精度良く判定することができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態において、基準マーク１５ａの位置をパターンマッチング手法を用いて検出し、ＡＣＦ６の位置をエッジ抽出手法を用いて検出する例で説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ＡＣＦ６および基準マーク１５ａ双方の位置をパターンマッチング手法を用いて検出するようにしてもよい。
【００４６】
また、ＡＣＦ６における一方の端部（エッジ）６ａについてのみ貼着状態の良否を判定する例で説明したが、これに限られるものではなく、他方のエッジ６ａについても良否判定を行なうようにしてもよいことは言うまでもない。こうすれば、切断装置１１によりＡＣＦ６が所定寸法に切断されなかった場合の貼着状態不良を検知することができる。
【００４７】
また、所定のパターンとしてガラス基板１５に設けられた基準マーク１５ａを用いる例で説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ガラス基板１５におけるＡＣＦ６長手方向の側の端部を所定のパターンとし、この端部を基準としてＡＣＦ６の貼着状態を検出するようにしてもよい。
【００４８】
また、基板は、ガラス基板に限らず、プリント基板などでも良く、光を透過しない基板の場合には、カメラを基板におけるテープ部材の貼着面側に対向して配置すれば良い。
【００４９】
また、テープ部材は、ＡＣＦ６に代えて導電性を有さない両面テープであっても良い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、基板に貼着されたテープ部材の貼着状態の検査を精度良く行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るＡＣＦ貼着状態検査装置を適用したＡＣＦ貼着装置の構成を示す正面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図３は、本発明に係るＡＣＦ貼着状態検査装置の構成を示す側面図である。
【図４】図４は、図３のＡＣＦ貼着状態検査装置による動作状態を示すフローチャートである。
【図５】図５は、ＡＣＦおよび基準マークの検出動作を説明するための模式図である。
【符号の説明】
１  ＡＣＦ貼着装置
２  ＡＣＦ搬送装置
３  圧着機構
４  ガラス基板搬送装置
５  ＡＣＦ貼着状態検査装置
６  ＡＣＦ（テープ部材）
６ａ  エッジ
１５  ガラス基板
２３  基板ステージ
２４  カメラ（撮像装置）
２６  光源
２７  画像処理装置
２８  画像メモリ
２９  制御装置
２９ａ  基準間隔設定部
２９ｂ  設定記憶部
【図１】
0003939159.tif 000002
【図２】
0003939159.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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