(57)【要約】  加工装置（１）は、加工対象（４）が載置される載置台（２６）の載置面と、載置された加工対象（４）を加圧する底面と、載置台（２６）の載置面を撮影して、載置台（２６）の載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置（３２）と、画像データを処理し、載置台（２６）の載置面と底面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、求められた補正方向および補正量に従って、載置台（２６）の載置面および底面の少なくとも一方の傾斜を変更し、載置台（２６）の載置面および底面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正処理装置と、を備える。
2020241753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象が載置される載置面と、
前記載置面に載置された前記加工対象を加圧して加工する加工面と、
前記載置面を撮影して、前記載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置と、
前記画像データを処理し、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、
求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を変更し、前記載置面および前記加工面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正装置と、
を備える傾斜補正装置。
【請求項２】
前記カメラ装置は、
照明装置と、
前記照明装置から射出された光を、複数の角度で偏光させる偏光フィルタ装置と、
前記複数の角度で偏光させられた光を用いて、複数の画素を含む前記載置面の画像の画像データを生成するカメラと、
を備え、
前記画像処理装置は、前記複数の角度で偏光させられた光を用いて生成された複数の画像に共通に含まれる画素のみを含む画像に基づいて補正方向および補正量を求める、
請求項１に記載の傾斜補正装置。
【請求項３】
前記補正方向および前記補正量を学習し、前記学習の結果に基づいて前記補正方向および前記補正量を求める学習装置をさらに備え、
前記補正装置は、学習の結果として求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を変更する、
請求項１または２に記載の傾斜補正装置。
【請求項４】
前記学習装置は、教師データを用いて前記補正方向および前記補正量を学習する、
請求項３に記載の傾斜補正装置。
【請求項５】
前記補正装置は、前記載置面および前記加工面の傾斜を補正して平行にする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の傾斜補正装置。
【請求項６】
前記画像処理装置は、
前記載置面において、前記加工面により加圧された範囲に含まれる画像データを抽出する抽出処理と、
抽出された前記範囲に含まれる画像データから、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を算出する算出処理と、
を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の傾斜補正装置。
【請求項７】
前記画像処理装置は、
前記算出処理において、
抽出された前記範囲の画像データを、前記範囲における複数の領域それぞれに対応する部分データに分割し、
前記複数の領域の領域それぞれの部分データに基づいて、前記補正方向および前記補正量を算出する、
請求項６に記載の傾斜補正装置。
【請求項８】
前記画像処理装置は、
前記抽出処理において、矩形の前記範囲に含まれる画像データを抽出し、
前記算出処理において、
矩形の前記範囲を、第１の方向および第２の方向にそれぞれ２等分した４つの部分の前記部分データに分割し、
４つの前記部分データそれぞれが示す前記加工面により加圧された面積を比較して、前記補正方向を算出する、
請求項７に記載の傾斜補正装置。
【請求項９】
前記画像処理装置は、４つの前記部分データそれぞれが示す前記加工面により加圧された面積に基づいて、前記補正量を算出する、
請求項８に記載の傾斜補正装置。
【請求項１０】
前記補正装置は、
前記載置面の外にある第１の回転軸を中心に前記載置面を回転させる第１のゴニオステージと、
前記載置面の外にあり、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に前記載置面を回転させる第２のゴニオステージと、
を備え、
算出された前記補正方向および前記補正量に従って、前記第１のゴニオステージおよび前記第２のゴニオステージの少なくとも一方に、前記載置面を回転させる、
請求項１から９のいずれか１項に記載の傾斜補正装置。
【請求項１１】
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは直交する、
請求項１０に記載の傾斜補正装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の傾斜補正装置と、
前記傾斜補正装置により前記載置面と前記加工面の傾斜が補正された状態で、前記載置面と前記加工面とで加工対象を加工する加工機構と、
を備える加工装置。
【請求項１３】
前記載置面には、半導体パッケージと、半導体チップと、導線とが、重ねて配置され、
前記加工機構は、前記導線と前記半導体チップと前記半導体パッケージとを、前記加工面により前記載置面に向けて加圧する、
請求項１２に記載の加工装置。
【請求項１４】
前記載置面には、太陽電池セルのパッケージと、太陽電池セル又は電極パッドと、導線とが、重ねて配置され、
前記加工機構は、前記導線と太陽電池セル又は電極パッドと前記太陽電池セルのパッケージとを、前記加工面により前記載置面に向けて加圧する、
請求項１２に記載の加工装置。
【請求項１５】
前記加工機構は、前記加工対象に電流を流して加熱加工する抵抗溶接ヘッドを含む、
請求項１２、１３又は１４に記載の加工装置。
【請求項１６】
前記抵抗溶接ヘッドは、加工対象を加圧する１つの加圧面を備え、前記載置面と前記加圧面との間に前記加工対象を介して電流を流し、或いは、複数の加圧面を備え、複数の加圧面の間に前記加工対象を介して電流を流す、
請求項１５に記載の加工装置。
【請求項１７】
加工対象が載置される載置面を撮影して、前記載置面の画像の画像データを生成し、
前記画像データに基づいて、前記載置面と、載置された前記加工対象を加工する加工面と、の傾斜を補正する補正方向および補正量を求め、
求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を補正する、
傾斜補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、傾斜補正装置、加工装置および傾斜補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップをパッケージに押圧して固定する加工装置が知られている。このような加工装置では、加工装置の載置面にパッケージが置かれ、パッケージの上に半導体チップが載せられる。加圧装置は、加圧ツールの加圧面で半導体チップに圧力を加えて、パッケージに半導体チップを固定する。このような加工装置により、半導体チップをパッケージに適切に固定するためには、加圧面と載置面とを平行に保つ必要がある。これらの面が平行に保たれず、これらの面の間に傾斜が生じると、半導体チップに応力が加えられて損傷したり、半導体チップとパッケージとの密着が不十分になったりする不具合が生じ得る。【０００３】
この問題を解決するために、特許文献１には、四隅に互いに同一形状の樹脂体を配設した透明矩形板部材を用いた実装加工を行い、実装加工後の樹脂が予め決められた形に変形するように加圧面の向きを調整する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３２６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の方法によっては加圧面の方向の補正方向および補正量を自動的に求めることはできない。従って、この方法によると、加圧面の方向を調整するたびに透明矩形板部材を用いた加工を行い、加工後の樹脂の形に基づいて加圧面の方向を再調整する、という手順を、加圧面と載置面との平行度が充分に高くなるまで繰り返す必要がある。このため、調整に手間と時間がかかる。また、この方法によると、透明矩形板部材の四隅の樹脂の不均一な経時変化に起因して、加圧面の方向の補正方向および補正量が変化してしまう可能性がある。このため、経時変化により、平行度の調整が困難となるおそれがある。【０００６】
また、この方法を採用するには、載置台から加圧面を撮影した画像が必要である。したがって、実装加工に用いられる載置台を、調整用の透明な載置台にする必要が生じる。このため、調整に手間と時間がかかる。【０００７】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、加工対象を加圧する加圧面と、加工対象が載置される載置面との平行度を高く保つための調整を少ない手間と時間とで調整可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、実施の形態にかかる傾斜補正装置は、加工対象が載置される載置面と、載置された加工対象を加工する加工面と、載置面を撮影して、載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置と、画像データを処理し、載置面と加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、求められた前記補正方向および補正量に従って、載置面および加工面の少なくとも一方の傾斜を変更し、載置面および加工面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、画像データを処理し、載置面と加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求め、載置面および加工面の傾斜を補正する。これにより、加工対象を加工する加工面と、加工対象が載置される載置面と、の平行度を高く保つ調整を、少ない手間と時間とで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる加工装置の構成を示す図
【図２】図１に示す加工装置による加工対象の構成を例示する図
【図３】図１に示す部品トレイに載置される加工対象の部品を示す図
【図４】図１の加圧装置の構成を示す図
【図５】図１のカメラ装置の構成を示す図
【図６】実施の形態１にかかる制御装置の構成を例示する図
【図７】図１に示すＺ軸ゴニオステージの載置面に重ねられた加工対象の部品を例示する図
【図８】実施の形態１において、部品の画像から抽出される加圧部分の画像データを例示する図
【図９】（Ａ）加圧部分の範囲に含まれる画像データを例示する図、（Ｂ）加圧部分の範囲に含まれる画像データの二値化処理を例示する図、（Ｃ）加圧部分の範囲に含まれる画像の分割を例示する図
【図１０Ａ】実施の形態１において第１象限、第２象限、第３象限および第４象限それぞれにおける損傷範囲の占有率を示す図
【図１０Ｂ】実施の形態１において第１象限を基準として正規化した第１象限、第２象限、第３象限および第４象限それぞれにおける損傷範囲の占有率を示す図
【図１０Ｃ】Ｘ軸ゴニオステージおよびＺ軸ゴニオステージそれぞれに与えられる補正データα，βの方向を示す図
【図１１】実施の形態２にかかる加工装置の構成を示す図
【図１２】実施の形態２にかかる制御装置の構成を示す図
【図１３】図１２に示す加工装置の制御装置による学習処理のフローチャート
【図１４】図１２に示す加工装置による加工対象への実装加工処理のフローチャート
【図１５】実施の形態３にかかる加工装置の構成を示す図
【図１６】実施の形態３にかかる加工装置のカメラ装置の構成を示す図
【図１７】図１５に示す制御装置の構成を示す図
【図１８】（Ａ）図１６に示すカメラ装置が、表面に欠陥がある加工対象を偏光させられていない光を用いて撮影して得られた画像を例示する図、（Ｂ）図１６に示すカメラ装置により特定の方向に偏光させられた光を用いて撮影され、ノイズを含む加工対象の画像を例示する図、（Ｃ）図１６に示すカメラ装置により（Ｂ）に示した方向以外に偏光させられた光を用いて撮影され、ノイズを含まない加工対象の画像を例示する図、（Ｄ）、図１８（Ｂ）と（Ｃ）に示す画像を合成処理して得られる画像を例示する図、（Ｅ）、図１８（Ｄ）に示す画像を第１〜第４象限に分割し、二値化した画像を例示する図
【図１９】加工装置の制御装置による学習処理を示すフローチャート
【図２０】加工装置による加工対象への実装加工処理を示すフローチャート
【図２１】（Ａ）散乱光などの影響によりあたかも実際には存在しない欠陥が表面にあるかのように撮影された加工対象の画像を例示する図、（Ｂ）、（Ａ）に示した画像を二値化した画像を示す図、（Ｃ）、（Ｂ）に示した画像を第１〜第４象限に分割した画像を示す図
【図２２】実施の形態４にかかる加工装置の構成を示す図
【図２３】図２２に示した抵抗溶接ヘッドの構成を示す図
【図２４】図２２に示した抵抗溶接ヘッドが図２に示した加工対象の部品に電流を流す様子を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本開示の実施の形態にかかる傾斜補正装置、加工装置および傾斜補正方法を、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態において、同一の構成部分には同一の符号を付す。また、「部品４０−１〜４０−３」など、複数の構成要素を総称するとき、符号の添字を省略し、「部品４０」などと記載することがある。また、各図および以下の説明において、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を適宜用いる。
【００１２】
［実施の形態１］
本実施の形態１にかかる傾斜補正装置、加工装置および傾斜補正方法を説明する。
図１は、実施の形態１にかかる加工装置１の構成を示す図である。加工装置１は、半導体チップをパッケージに対して加圧および加熱して実装加工するボンディング装置である。図１に示すように、加工装置１は、実装加工を行う加工機構２と、加工機構２にケーブル１４を介して接続され、オペレータの操作に応答して、加工機構２による実装加工を制御する制御装置１０と、を備える。
【００１３】
図２に示すように、加工機構２による加工或いは製造の対象となる加工対象４は、例えば３種類の部品４０−１〜４０−３が、−Ｚ側から順に積み重ねられて加圧および加熱されて実装加工されて形成される。部品４０−１〜４０−３は、加工対象の例である。
【００１４】
加工機構２は、その構成要素を支える土台２００と、加工対象４の部品４０−１〜４０−３それぞれを載置する部品トレイ２０２−１〜２０２−３と、部品４０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移送する部品移送機構２２と、載置された部品４０をＹ軸方向に移送するＹ軸移送機構２４と、加工対象４が載置される載置台２６と、加工対象４に対する加圧を行う加圧装置３０と、加工対象４が載置される載置台２６の載置面を撮影するカメラ装置３２と、加圧装置３０およびカメラ装置３２をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動させ、載置面および加工面の撮影を行わせる移送機構２８と、を備える。
【００１５】
部品トレイ２０２−１上には、部品４０−１が、図３に例示するように、パレットに配置されて載置される。同様に、部品トレイ２０２−２上には、部品４０−２が、パレットに配置されて載置され、部品トレイ２０２−３上には、部品４０−３が、パレットに配置されて載置される。
【００１６】
載置台２６は、加工対象４を構成する３種類の部品４０が適切な順番に重ね合わされる載置部２６０と、Ｘ軸と平行な回転軸を中心として加工対象４を電動回転させるＸ軸ゴニオステージ２６２と、Ｘ軸ゴニオステージ２６２の＋Ｚ側に配置され、Ｚ軸と平行な回転軸を中心として加工対象４を電動回転させるＺ軸ゴニオステージ２６４と、を備える。Ｚ軸ゴニオステージ２６４の上面は、平面に加工され、加工対象４が載置される載置面を画定する。Ｘ軸ゴニオステージ２６２とＺ軸ゴニオステージ２６４とは、第１と第２のゴニオステージの例である。Ｘ軸ゴニオステージ２６２の回転軸とＺ軸ゴニオステージ２６４の回転軸とは、第１と第２の回転軸の例である。
【００１７】
部品移送機構２２は、部品トレイ２０２−１〜２０２−３に載置された部品４０それぞれを吸着する吸着ツール２２６と、吸着ツール２２６をＸ軸方向に移送するＸ軸移送機構２２０と、吸着ツール２２６をＹ軸方向に移送するＹ軸移送機構２２２と、吸着ツール２２６をＺ軸方向に移送するＺ軸移送機構２２４と、を備える。
移送機構２８は、加圧装置３０およびカメラ装置３２をＸ軸方向に移送するＸ軸移送機構２８０と、これらをＺ軸方向に移送するＺ軸移送機構２８２と、を備える。
【００１８】
図４に示すように、加圧装置３０は、加工対象４を加圧する加圧ツール３００と、加圧ツール３００を保持するツールホルダ３０２と、を備える。加圧ツール３００の−Ｚ側に位置し、加工位置においてＺ軸ゴニオステージ２６４の載置面に対向し、加工対象４に押し当てられる底面３０４は平坦に加工され、加工面を画定する。加工面は、加工対象４を押圧して加工するための加工装置の一部としての機能と平行度調整の対象として傾斜補正装置の一部としての機能を兼ね備える。
【００１９】
図５に示すように、カメラ装置３２は、載置面を撮影するカメラ３２０と、載置面の撮影に用いられる光学系３２２と、撮影のために載置面に光を当てる照明装置３２４−１〜３２４−３と、を備える。
【００２０】
図６は、図１に示した制御装置１０の構成を例示する図である。制御装置１０は、図６に示すように、オペレータに情報を示す画像を表示し、表示した画像に対する操作を受け入れるグラフィックオペレーションターミナル（ＧＯＴ）１００、周辺回路を含むＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）およびフラッシュメモリなどの不揮発性メモリを含むメモリ１０４と、部品移送機構２２、Ｙ軸移送機構２４およびＺ軸移送機構２８２に電力を供給する電源回路１４２と、電源回路１４２を介してこれらの構成要素の動作を制御する移送機構コントローラ１４０と、カメラ装置３２の構成要素の動作を制御するカメラコントローラ１４４と、載置面と加圧装置３０の加工面との傾斜を調整し、加工対象４に対する加圧加工および加熱加工を制御する加工コントローラ１４６とが、バス１２０を介して接続されて構成される。制御装置１０は、画像処理装置と補正装置の一例である。
【００２１】
以下、加工対象４に含まれる部品４０を加工する基本的な方法を説明する。図７に示すように、部品４０−１としての半導体パッケージの上に、部品４０−２としての半導体チップが重ねられ、さらに、部品４０−２の上に、部品４０−３としての接続用導線が重ねられる。加圧装置３０の加圧ツール３００の底面３０４は、加工対象４の加圧部分４２を加圧加工する。
【００２２】
さらに、加圧ツール３００の底面３０４とＺ軸ゴニオステージ２６４の載置面との間、即ち、載置面と加圧面の間に加圧対象を介して、電流が流され、加圧部分４２が加熱加工される。これらのような加圧加工および加熱加工により、加圧部分４２において部品４０−１へ部品４０−２，４０−３が接着され、部品４０−１への部品４０−２，４０−３の実装が行われ、加工対象４が製造される。
【００２３】
図６に示す制御装置１０の加工制御装置１０６は、移送機構コントローラ１４０を制御し、電源回路１４２を介して部品移送機構２２のＸ軸移送機構２２０、Ｙ軸移送機構２２２、Ｚ軸移送機構２２４および吸着ツール２２６それぞれに電力を供給させ、これらの動作を制御する。まず、加工制御装置１０６は、部品移送機構２２のＸ軸移送機構２２０、Ｙ軸移送機構２２２およびＺ軸移送機構２２４を制御し、吸着ツール２２６を、部品トレイ２０２−１に載置された部品４０−１の吸着に適した位置に移動させる。吸着ツール２２６は、部品トレイ２０２−１に載置された部品４０−１のいずれかを吸着し、載置台２６のＺ軸ゴニオステージ２６４の載置面に載置する。
【００２４】
次に、加工制御装置１０６は、吸着ツール２２６を、部品トレイ２０２−２に載置された部品４０−２の吸着に適した位置に移動させる。吸着ツール２２６は、部品トレイ２０２−２に載置された部品４０−２のいずれかを吸着し、Ｚ軸ゴニオステージ２６４の載置面に載置された部品４０−１の上に載せる。加工制御装置１０６は、吸着ツール２２６を、部品トレイ２０２−３に載置された部品４０−３の吸着に適した位置に移動させる。吸着ツール２２６は、部品トレイ２０２−３に載置された部品４０−３のいずれかを吸着し、Ｚ軸ゴニオステージ２６４の載置面に載置された部品４０−２の上に載せる。加工制御装置１０６による以上の制御により、加工対象４が載置面上に構成される。
【００２５】
加工制御装置１０６は、Ｙ軸移送機構２４を制御し、載置台２６を、加圧加工および加熱加工に適した位置に移動させる。加工制御装置１０６は、Ｘ軸移送機構２８０を制御し、加圧装置３０をＸ軸方向に移動させ、加圧装置３０を、加工対象４の加圧部分４２を正確に加圧できるように位置決めする。
【００２６】
加工制御装置１０６は、加工コントローラ１４６を介して、載置台２６、Ｚ軸移送機構２８２および加圧装置３０の動作を制御する。加工制御装置１０６は、画像処理装置１０８から入力される傾斜の補正方向および補正量を示す補正データに従って、Ｘ軸ゴニオステージ２６２およびＺ軸ゴニオステージ２６４を制御して載置面の傾斜を変更、即ち、補正する。この載置面の傾斜の補正により、Ｚ軸ゴニオステージ２６４の載置面と、加圧ツール３００の底面３０４とが平行にされる。
【００２７】
加工制御装置１０６は、Ｚ軸移送機構２８２を制御し、加圧装置３０をＺ軸方向に移動させ、底面３０４に、加工対象４の加圧部分４２を加圧させる。加工制御装置１０６は、加圧部分４２への加圧が済むと、加圧装置３０を制御して、底面３０４とＺ軸ゴニオステージ２６４の載置面との間に電流を流させる。即ち、載置面と前記加圧面との間に加工対象を介して電流を流し、この電流によるジュール熱で加圧部分４２が加熱され、部品４０−１，４０−２，４０−３は、加圧部分４２において接着させられ、実装加工が行われる。
【００２８】
加工対象４への実装加工が繰り返されると、底面３０４が摩耗したり、部品移送機構２２、Ｙ軸移送機構２４、Ｘ軸移送機構２８０およびＺ軸移送機構２８２の精度誤差が生じたりする。これらの原因により、加工面と載置面との間の傾斜が、実装加工に求められる精度を超えて平行から外れることがある。加工装置１は、このような場合に、Ｚ軸ゴニオステージ２６４の載置面の傾きを補正して、平行度を維持する。
【００２９】
以下、補正データの算出方法および載置面の方向の補正方法を説明する。
図６に示す画像処理装置１０８は、カメラ装置３２により載置面の画像を示す画像データを得て、この画像データを解析する。補正処理装置１１０は、画像データの解析結果に基づいて、Ｘ軸ゴニオステージ２６２およびＺ軸ゴニオステージ２６４に与えるべき補正データを算出する。補正データの算出は、加工対象４の加工内容などに応じた頻度で行われる。
【００３０】
以下、補正データの算出処理に必要な画像処理を説明する。実装加工の繰り返しに起因するＺ軸ゴニオステージ２６４の載置面の摩耗などにより、載置面に微細な傷を含む損傷範囲が生じる。また、載置面と加工面との傾斜により、載置面において微細な傷が生じる位置に偏りが生じる。さらに、加工面との加圧の力が強ければ強いほど、広い範囲に多くの傷が生じ、加工面との加圧の力が弱ければ弱いほど、狭い範囲に少ない傷が生じる。
【００３１】
画像処理装置１０８は、カメラコントローラ１４４を介して加圧装置３０を制御する。画像処理装置１０８は、加圧装置３０の照明装置３２４−１〜３２４−３を制御して、Ｚ軸ゴニオステージ２６４の載置面を、画像撮影用の光で照明する。
【００３２】
照明装置３２４−１は、載置面に対して垂直な方向から光を当てる。照明装置３２４−２は、載置面に対して（−Ｘ，＋Ｚ）方向から光を当てる。照明装置３２４−３は、載置面に対して（＋Ｘ，＋Ｚ）方向から光を当てる。照明装置３２４−１による照明は、例えば、照明光を散乱させる形状の損傷の検出に適する。また、照明装置３２４−２，３２４−３による照明は、細長い形状の傷を多く含み、多くの影を生じさせる損傷の検出に適する。
【００３３】
照明装置３２４−１〜３２４−３のいずれか、あるいは、これらの２つ以上の組み合わせを載置面の照明に用いるかは、実装加工の繰り返しにより載置面に与えられ得る損傷の種類および程度に応じて選択される。例えば、照明装置３２４−１により載置面を照明して得られた画像データと、照明装置３２４−２または照明装置３２４−３により得られた画像データとを比較して、照明装置３２４−１〜３２４−３による照明のうち、最も多くの損傷を検出しうるいずれかが選択される。
【００３４】
画像処理装置１０８は、カメラ３２０により鮮明な画像が得られるように、光学系３２２を制御してピントの補正を行う。画像処理装置１０８は、カメラ３２０を制御して載置面を撮影させる。このような撮影により得られた載置面の画像データは、カメラコントローラ１４４を介して加工制御装置１０６に出力される。
【００３５】
図８は、部品４０の画像から抽出処理される加圧部分４２の画像データを例示する図である。画像処理装置１０８は、カメラ装置３２から入力された画像データから、図８に斜線を付して示すように、載置面において予め決められた加圧部分４２の範囲に含まれる部分を抽出する。
【００３６】
図９（Ａ）は加圧部分４２の範囲に含まれる画像データを例示する図である。図９（Ｂ）は加圧部分４２の範囲に含まれる画像データの二値化処理を例示する図である。図９（Ｃ）は加圧部分４２の範囲に含まれる画像の分割を例示する図である。
【００３７】
加工制御装置１０６は、カメラ装置３２により得られた載置面の画像データから、図９（Ａ）に示すように、載置面において予め決められた範囲に対応する加圧部分４２の画像データを抽出処理する。なお、図９（Ａ）においては、加圧部分４２の範囲において損傷の密度が多い部分が高密度のドットを含む領域として示され、損傷の密度が低い低密度のドットを含む領域として示される。
【００３８】
図９（Ａ）に示された加圧部分４２の範囲内の画像データは、図９（Ｂ）に示すように、傷を多く含む損傷範囲と、傷を少なく含む非損傷範囲とに二値化され、クラスタリングされる。なお、図９（Ｂ）においては、損傷範囲には斜線を付してある。さらに、クラスタリングされた画像データは、図９（Ｃ）に示すように、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ２等分され、加圧部分４２の第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４の４つの部分の画像データに分割される。画像処理装置１０８は、図９（Ｃ）に示された加圧部分４２の第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４の４つの部分の画像データを、補正処理装置１１０に出力する。４つの部分の画像データは、部分データの一例である。Ｘ方向とＹ方向に第１の方向と第２の方向の一例である。
【００３９】
上述したとおり、加圧部分４２の第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４それぞれにおいて、載置面と加工面との距離が近くなればなるほど、加工面との加圧の力が強くなり、広い面積に多くの傷が生じる。反対に、載置面と加工面との距離が遠ければ遠いほど、加工面との加圧の力が弱くなり、狭い面積に少ない傷が生じる。従って、第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４それぞれにおいて、損傷範囲の占有率が多い部分ほど載置面と加工面との距離が近いと考えられ、損傷範囲の占有率が少ない部分ほど載置面と加工面との距離が遠いと考えられる。
【００４０】
補正処理装置１１０は、画像処理装置１０８から入力された図９（Ｃ）に示す画像データから、Ｘ軸ゴニオステージ２６２に与えられる補正データαおよびＺ軸ゴニオステージ２６４に与えられる補正データβと、を、以下に説明するように算出処理する。
【００４１】
図１０Ａは第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４それぞれにおける損傷範囲の占有率（％）を例示する図である。図１０Ｂは第１象限４２−１を基準（１）として正規化した第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４それぞれにおける損傷範囲の占有率を例示する図である。図１０ＣはＸ軸ゴニオステージ２６２およびＺ軸ゴニオステージ２６４それぞれに与えられる補正データα，βの方向を例示する図である。
【００４２】
図９（Ａ）、図９（Ｂ）に示すように、第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４における損傷範囲の占有率がそれぞれ２５．５％，２９．４％，１７．４％，２７．８％であり、正規化された損傷範囲が１．００，１．１５，０．６８，１．０９である場合を具体例として考える。この具体例においては、正規化された損傷範囲の占有率が１．１５で一番大きい第２象限４２−２において最も載置面と加工面との距離が短く、正規化された占有率が１．０９の第４象限４２−４において次にこの距離が短く、正規化された占有率が１．００の第１象限４２−１においてさらにその次にこの距離が短く、正規化された占有率が０．６８の第３象限４２−３において、最もこの距離が長いことが理解される。
【００４３】
このような場合には、補正処理装置１１０は、図１０Ｂに示す正規化された損傷範囲の占有率１．００，１．１５，０．６８，１．０９から、下式（１）により、図１０Ｃに示すように補正データαの値を、−０．２６５°と求める。
【００４４】
（１．０９−０．６８）／２  −  １．１５  ＝  −０．２６５    ・・・（１）
【００４５】
また、このような場合、補正処理装置１１０は、Ｚ軸ゴニオステージ２６４により載置面に与えられるべき補正方向および補正量を示す補正データβを、図１０Ｂに示す損傷範囲の占有率１．１５，１．０９から、下式（２）により、図１０Ｃに示すように補正データβの値を、−１．１２°と求める。
【００４６】
−（１．１５＋１．０９）／２  ＝  −１．１２        ・・・（２）
【００４７】
補正処理装置１１０は、以上説明した補正データα，βを、加工コントローラ１４６に出力する。加工コントローラ１４６は、補正データα，βに従って、Ｘ軸ゴニオステージ２６２およびＺ軸ゴニオステージ２６４が載置面の傾斜を変更し、載置面と加工面との間の平行度が、予め決められた範囲のなかに含まれるように補正する。
【００４８】
また、例えば、補正処理装置１１０は、加圧部分４２における損傷範囲の占有率の総和の１／４が、予め決められた範囲を外れたときに、加圧装置３０の加圧ツール３００が、加工装置１による実装加工の精度を下げるほど摩耗したことを検出できる。この検出のために、例えば、補正処理装置１１０は、第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４おける損傷範囲の占有率がそれぞれ２５．５％，２９．４％，１７．４％，２７．８％の平均値が、下式（３）から、２５．００％以上であることを検出する。
【００４９】
（２９．４＋２９．３＋２５．５＋２７．８）／４  ＝  ２５．０２５  ・・・（３）
【００５０】
例えば、補正処理装置１１０は、第１象限４２−１、第２象限４２−２、第３象限４２−３および第４象限４２−４における損傷範囲の占有率の平均値が２５％以上であるときに、加圧ツール３００の摩耗が加工装置１による実装加工の精度を下げないと判断する。従って、画像データから図１０Ａに示された占有率が得られたときには、補正処理装置１１０は、オペレータに対して加圧ツール３００が摩耗した旨を表示しない。一方、例えば、補正処理装置１１０は、損傷範囲の占有率の平均値が２５％未満のときには、オペレータに対して、ＧＯＴ１００を介して加圧ツール３００に正常値を超えた摩耗が生じている旨を表示し、加圧ツール３００の交換を促す。
【００５１】
以上説明したように、加工装置１によれば、少ない手間と時間とにより、正確に載置面と加工面との平行度を判断でき、これらの平行度を保つための補正方向および補正量を自動的に算出処理することができ、また、平行度を保つための補正を自動的に行える。即ち、傾斜補正装置として機能しうる。さらに、加工装置１によれば、加圧ツール３００の過度の摩耗を確実に検出できるので、加工装置１による実装加工の精度を高く保つことができる。
【００５２】
また、加工面に付着する酸化膜および欠片を除き、常に清浄さを保つために、加工面は、ドレッシングと言われる面に擦り付けられ、削られることがある。載置面に生じる細長い傷の向きは、ドレッシングの刷り付けの方向により影響されるが、適切な照明装置３２４−１〜３２４−３の１つ以上またはこれらのうちの２つ以上の組み合わせを選択することにより、最適な載置面の画像が得られる。
【００５３】
［実施の形態２］
次に、本開示の実施の形態２を説明する。図１１は、実施の形態２にかかる加工装置５の構成を示す図である。図１１に示すように、加工装置５は、加工装置１の加工機構２および制御装置１０を、加工機構６および制御装置１６に置換した構成を有する。加工機構６は、Ｘ軸移送機構２８０にＺ軸ゴニオステージ２６４の載置面の傾斜を光学的に測定する傾斜計６０を配置し、土台２００に加圧ツール３００の加工面の傾斜を光学的に測定する傾斜計６２を配置した構成を有する。
【００５４】
図１２は、図１１に示した制御装置１６の構成を示す図である。図１２に示すように、制御装置１６は、バス１２０に、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を機械学習用の演算装置として備える学習装置１６０と、傾斜計６０，６２により測定された加工面および載置面の角度を示す角度データを受け入れる傾斜計インターフェース（ＩＦ）１８０とを有する。これらは、相互に接続されている。
【００５５】
図１３は、加工装置５の制御装置１６による学習処理（ステップＳ１０）を示すフローチャートである。図１３に示すステップＳ１００において、画像処理装置１０８は、カメラコントローラ１４４を介してカメラ装置３２から画像データを受け入れ、メモリ１０４に記憶する。
【００５６】
ステップＳ１０２において、学習装置１６０は、傾斜計６０，６２により測定された載置面および加工面の傾斜を、傾斜計ＩＦ１８０を介して受け入れ、メモリ１０４に記憶する。なお、例えば、載置面の傾斜は、載置面の四隅と傾斜計６０との距離として定義される。また、例えば、加工面の傾斜は、加工面の四隅と傾斜計６２との距離として定義される。
【００５７】
ステップＳ１０４において、学習装置１６０は、ステップＳ１００，Ｓ１０２の処理により得られ、メモリ１０４に記憶された画像データおよび傾斜データが、機械学習の教師データとして必要とされる最低限の量以上だけ取得されたか否かを判断する。学習装置１６０は、画像データおよび傾斜データが、機械学習の教師データとして必要とされる最低限の量以上だけ取得されたときには（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６の処理に進む。学習装置１６０は、画像データおよび傾斜データが、機械学習の教師データとして必要とされる最低限の量以上だけ取得されていないときには（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１００の処理に戻る。
【００５８】
ステップＳ１０６において、学習装置１６０は、ステップＳ１００，Ｓ１０２の処理において取得された画像データおよび傾斜データを教師データとして用いた機械学習を行い、画像データと、載置面の傾斜データおよび加工面の傾斜データとの相関関係を示す機械学習データを求める。ステップＳ１０８において、学習装置１６０は、ステップＳ１０６の処理により得られた機械学習データを、メモリ１０４に記憶する。
【００５９】
図１４は、加工装置５による加工対象４への実装加工処理（ステップＳ１２）を示すフローチャートである。ステップＳ１２の処理は、予め決められた個数の加工対象４への実装加工が行われるごとに実行される。図１４に示すように、ステップＳ１２０において、加工装置５の画像処理装置１０８は、Ｚ軸ゴニオステージ２６４の載置面の画像を撮影して得られた画像データを取得し、補正処理装置１１０に出力する。ステップＳ１２２において、補正処理装置１１０は、メモリ１０４に記憶された機械学習データを参照し、ステップＳ１２０の処理において得られた画像データに対応する機械学習データを取得する。
【００６０】
ステップＳ１２４において、補正処理装置１１０は、ステップＳ１２２の処理において取得した機械学習データに基づいて、即応性情報としての補正データを算出処理する。ステップＳ１２６において、補正処理装置１１０は、載置台２６のＸ軸ゴニオステージ２６２およびＺ軸ゴニオステージ２６４を制御し、補正データに従って、載置面の傾斜を補正し、載置面と加工面との間の平行度を高める。ステップＳ１２８において、加工装置５は、加工対象４への実装加工を行う。
【００６１】
なお、学習装置１６０は、加工対象４を実装加工するたびにステップＳ１００，Ｓ１０２の処理を行い、画像データおよび傾斜データを、実装加工の間に次第に蓄積してもよい。このように、画像データおよび傾斜データ学習することにより、機械学習データの精度を向上させることができる。また、学習装置１６０は、制御装置１６に接続されたパーソナルコンピュータとして実現されてもよい。
【００６２】
また、ここでは、傾斜計６０，６２が、これらと載置面および加工面の四隅との距離を測定する場合が例示されたが、傾斜計６０，６２として、載置面および加工面の２次元的なデータを測定するプロファイルセンサなどを使用することもできる。また、傾斜計６０，６２を、載置面および加工面の両方を、三次元的に撮影する１台のカメラで置換することもできる。
【００６３】
また、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して説明した補正データの生成処理と、図１３、図１４に示した補正データの生成処理とを、適宜、組み合わせることができる。例えば、加圧部分４２における損傷範囲の占有率の総和の１／４が予め決められた範囲を外れたときに、図１３、図１４を参照して説明した処理を行い、総和の１／４が予め決められた範囲に含まれている間は、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）、図１０Ａ〜図１０Ｃを参照して説明した処理を行ってもよい。
【００６４】
［実施の形態３］
次に、本開示の実施の形態３を説明する。
図１５は、実施の形態３にかかる加工装置７の構成を示す図である。
図１５に示すように、加工装置７は、実施の形態２にかかる加工装置５の加工機構２および制御装置１６を、加工機構８および制御装置１８に置換した構成を有する。加工機構８は、加工機構２のカメラ装置３２を、特定の偏光成分を減衰させた光を用いて加工対象４を撮影するカメラ装置３４に置換した構成を有する。
【００６５】
図１６は、実施の形態３にかかる加工装置７のカメラ装置３４の構成を示す図である。図１６に示すように、カメラ装置３４は、加工装置１などのカメラ装置３２の光学系３２２と照明装置３２４−１〜３２４−３との間に、照明装置３２４−１〜３２４−３から射出された光を偏光させて光学系３２２に導く偏光フィルタ装置３４０を追加した構成を有する。
【００６６】
偏光フィルタ装置３４０は、照明装置３２４−１〜３２４−３からの光を偏光させる偏光フィルタ３４２と、偏光フィルタ３４２を移動及び回転するロータリアクチュエータ３４４とを備える。偏光フィルタ３４２は、入射光を、例えば、直線偏光或いは楕円偏光などに変換して出力する。ロータリアクチュエータ３４４は、偏光フィルタ３４２を支持し、制御装置１８の制御に従って、偏光フィルタ３４２をカメラ３２０および光学系３２２の撮影範囲内に移動させ、点線で示すように、偏光フィルタ３４２を光学系３２２の光軸に対して直角な面において１８０°以上、回転させ、また、偏光フィルタ３４２を撮影範囲外に除くことができる。つまり、ロータリアクチュエータ３４４が偏光フィルタ３４２を移動させ、回転させることにより、カメラ装置３４のカメラ３２０は、任意の方向に偏光させられた光、または、偏光させられていない光で加工対象４を撮影することができる。
【００６７】
図１７は、図１５に示した制御装置１８の構成を示す図である。図１７に示すように、制御装置１８は、図１２に示した制御装置１６のカメラコントローラ１４４を、カメラ装置３４のロータリアクチュエータ３４４の制御が可能なカメラコントローラ１４８に置換し、画像処理装置１０８を、加工対象４の画像に生じたノイズを抑制するさらに行う画像処理装置１１２に置換した構成を有する。
【００６８】
以下、加工装置７の制御装置１８の画像処理装置１１２によるノイズ抑制処理を説明する。図１８（Ａ）は、カメラ装置３４が、表面に欠陥がある加工対象４を、偏光させられていない光を用いて撮影して得られた画像４４０を例示する図である。図１８（Ｂ）は、カメラ装置３４により特定の方向に偏光させられた光を用いて撮影され、ノイズ４４８を含む加工対象４の画像４４２を例示する図である。図１８（Ｃ）は、カメラ装置３４により図１８（Ｂ）に示した方向以外に偏光させられた光を用いて撮影され、ノイズ４４８を含まない加工対象４の画像４４４を例示する図である。図１８（Ｄ）は、画像４４２，４４４を合成処理して得られる画像４４６を例示する図である。図１８（Ｅ）は、第１〜第４象限４４６−１〜４４６−４に分割され、二値化された画像４４６を例示する図である。
【００６９】
カメラ装置３４が表面に欠陥がある加工対象４を撮影すると、図１８（Ａ）に示すように、加工対象４の表面に欠陥を含む画像が得られる。一方、カメラ装置３４が表面に欠陥がない加工対象４を撮影すると、加工対象４の表面に欠陥を含まない画像が得られるはずである。しかしながら、加工装置７において、カメラ装置３４が、偏光フィルタ３４２により特定の方向に偏光させられた光を用いて加工対象４を撮影すると、周囲の物体により乱反射された光の影響を受けることがある。このようなときには、図１８（Ｂ）に示すように、実際には表面に欠陥が生じていない加工対象４に、あたかも欠陥が生じているかのようなノイズ４４８を含む画像が得られることがある。
【００７０】
一方、偏光フィルタ３４２が光に与える偏光の方向によっては、カメラ３２０は乱反射された光の影響を受けず、図１８（Ｃ）に示すように、画像４４４に、乱反射によるノイズ４４８が生じない。このように、偏光フィルタ３４２による偏光の方向を変化させることにより、加工対象４の画像４４４に生じるノイズ４４８を抑制できることがある。
【００７１】
図１８（Ａ）に示した画像４４０は、図１８（Ｂ）、図１８（Ｃ）に示した画像４４２，４４の重ね合わせであるとも考えることができ、また、周知のように、画像は多数の画素から構成される。従って、制御装置１８の画像処理装置１１２が、画像４４２，４４４を合成処理し、これらに共通に含まれる画素のみを取り出すことにより、図１８（Ｄ）に示すように、画像４４２からノイズ４４８を取り除いた画像４４６を得て、さらに、図１８（Ｅ）に示すように第１〜第４象限に分割し、二値化することができる。なお、この合成処理により、加工対象４の画像にブランクの部分、あるいは、色が薄い部分が生じたときには、加工対象４のこのような部分に欠陥が生じていると判断することができる。
【００７２】
図１９は、加工装置７の制御装置１８による学習処理（ステップＳ２０）を示すフローチャートである。図１９に示すステップＳ１６０において、カメラコントローラ１４８は、ロータリアクチュエータ３４４を制御し、カメラ３２０および光学系３２２の撮影範囲外に偏光フィルタ３４２を移動させ、照明装置３２４−１〜３２４−３から射出された光を偏光させずに光学系３２２に導く。
【００７３】
カメラコントローラ１４８は、さらに、カメラ３２０を制御して、偏光フィルタ３４２が使用されていない状態で加工対象４を撮影し、図１８（Ａ）に示した画像４４０の画像データを取得し、メモリ１０４に記憶する。学習装置１６０は、傾斜計６０，６２により測定された載置面および加工面の傾斜を示す傾斜データを、傾斜計ＩＦ１８０を介して受け入れ、画像４４０と対応づけてメモリ１０４に記憶する。
【００７４】
ステップＳ２０２において、カメラコントローラ１４８は、ロータリアクチュエータ３４４を制御し、偏光フィルタ３４２を撮影範囲内に移動させて回転させ、照明装置３２４−１〜３２４−３から射出された光を、例えば、０°，４５°，９０°，１３５°の４種類の角度に偏光させる。カメラコントローラ１４８は、カメラ３２０を制御して、偏光フィルタ３４２により０°，４５°，９０°，１３５°の４種類の角度に偏光させられた光それぞれを用いて加工対象４を撮影し、図１８（Ｂ）、図１８（Ｃ）に示したような４種類の画像４４２，４４４の画像データを取得する。学習装置１６０は、これら４種類の画像データを、ステップＳ２００において得られた画像データおよび傾斜データと対応づけてメモリ１０４に記憶する。
【００７５】
ステップＳ２０４において、画像処理装置１１２は、ステップＳ２００の処理において取得された画像４４０と、ステップＳ２０２の処理において取得された４種類の画像４４２，４４４の画像データを合成処理し、４種類の画像の全てに含まれる画素のみを含む画像データを生成する。学習装置１６０は、合成処理により得られた画像データを、ステップＳ２００，Ｓ２０２の処理により得られた画像データおよび傾斜データと対応づけてメモリ１０４に記憶する。
【００７６】
ステップＳ２０６において、学習装置１６０は、ステップＳ２００〜ステップＳ２０４の処理により、機械学習の教師データとして必要とされる量の画像データなどが得られたか否かを判断する。制御装置１８は、機械学習の教師データとして必要とされる量の画像データなどが得られたとき（ステップＳ２０６：Ｙｅｓ）にはステップＳ２０８の処理に進み、機械学習の教師データとして必要とされる量の画像データなどが得られていないとき（ステップＳ２０６：Ｎｏ）にはステップＳ２００の処理に戻る。
【００７７】
ステップＳ２０８において、学習装置１６０は、ステップＳ２００〜ステップＳ２０４の処理において取得された画像データおよび傾斜データを用いて、図１３に示したステップＳ１０６においてと同様な機械学習を行い、画像データと、載置面の傾斜データおよび加工面の傾斜データとの相関関係を示す機械学習データを求める。ステップＳ１７０において、学習装置１６０は、ステップＳ２０８の処理により得られた機械学習データを、メモリ１０４に記憶する。
【００７８】
図２０は、加工装置７による加工対象４への実装加工処理（ステップＳ２４）を示すフローチャートである。ステップＳ２４の処理は、予め決められた個数の加工対象４への実装加工が行われるごとに実行される。図２０に示すように、ステップＳ２４０において、加工装置７の画像処理装置１１２およびカメラコントローラ１４８は、偏光させられていない光を用いて加工対象４の画像データを取得し、補正処理装置１１０に出力する。
【００７９】
ステップＳ２４２において、補正処理装置１１０は、メモリ１０４に記憶された機械学習データを参照し、ステップＳ２４０の処理において得られた画像データに対応する機械学習データを取得する。
【００８０】
ステップＳ２４４において、補正処理装置１１０は、ステップＳ２４２の処理において取得した機械学習データに基づいて、図１４に示したステップＳ１２４の処理においてと同様に、即応性情報としての補正データを算出処理する。
【００８１】
ステップＳ２４６において、加工装置７は、画像検査処理を実行する。
【００８２】
ステップＳ２４８において、補正処理装置１１０は、図１４に示したステップＳ１２４，Ｓ１２６の処理においてと同様に、載置台２６のＸ軸ゴニオステージ２６２およびＺ軸ゴニオステージ２６４を制御し、補正データに従って、載置面の傾斜を補正し、載置面と加工面との間の平行度を高める。さらに、加工装置７は、加工対象４への実装加工を行う。
【００８３】
図２１（Ａ）は、図９（Ａ）に示した加圧部分４２の画像に対応し、散乱光などの影響により、あたかも実際には存在しない欠陥が表面にあるかのように撮影された加工対象４の画像４４０を例示する図である。図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）に示した画像を二値化した画像２５０を示す図である。図２１（Ｃ）は、第１〜第４象限４５０−１〜４５０−４に分割された画像４５０を示す図である。
【００８４】
以上説明したように、加工装置７においては、図２１（Ａ）に示したようにノイズ４４８を含む加工対象４の画像４４０から、図２１（Ｂ），図２１（Ｃ）に示すような実際には存在しないノイズ４４８の影響を排除した実装加工を行うことができる。従って、加工装置７によれば、加工装置５よりも、加工対象４へのより高い加工精度が得られる。
【００８５】
［実施の形態４］
次に、本開示の実施の形態４を説明する。図２２は、本開示の実施の形態４にかかる加工装置９の構成を示す図である。図１などに示した加工装置１は、半導体チップのパッケージだけでなく、人工衛星向け太陽電池セル等の接合部材を加工対象とすることもできる。つまり、加工装置１は、適切な変形により、実施の形態１において説明したようにボンディング装置として用いられるだけでなく、このような接合部材を抵抗溶接する抵抗溶接機としても用いられ得る。
【００８６】
図２２に示すように、実施の形態４にかかり、加工装置１を変形して得られる加工装置９は、図１に示した加工装置１の加圧装置３０を、抵抗溶接機に適した抵抗溶接ヘッド７０に置換した構成を有する加工機構９０を備える。さらに、加工装置９においては、さらに、図６に示した加工装置１の制御装置１０の加工コントローラ１４６の動作が、抵抗溶接ヘッド７０を制御するように変更される。
【００８７】
図２３は、図２２に示した抵抗溶接ヘッド７０の構成を示す図である。図２３に示すように。抵抗溶接ヘッド７０は、加工対象４に圧接し、溶接用の電流Ｉａを流すパラレルギャップ電極７００−１，７００−２と、パラレルギャップ電極７００−１，７００−２を保持する電極ホルダ７０２−１，７０２−２と、パラレルギャップ電極７００−１，７００−２を、加工対象４の微少な凹凸に追従させる微小加圧追従機構７０４と、パラレルギャップ電極７００−１，７００−２の高さを調節し、加工対象４への加圧の圧力を調整する加圧高調整機構７０６とを備える。なお、パラレルギャップ電極７００−１，７００−２が接触する加工対象４の部品４４−３により加工面が画定される。
【００８８】
図２３において、加工対象４は、前述のように、太陽電池セルの接合部材であり、例えば、部品４０１は太陽電池セルのパッケージ、部品４０２−１〜４０２−３は、パッケージ４０１の上に配置された太陽電池セル或いは電極パッド、部品４０３−１〜４０３−３は、接続用導線である。
【００８９】
図２４は、図２２に示した抵抗溶接ヘッド７０が図２に示した加工対象４の部品４０３−２，４０３−２に電流Ｉａを流す様子を示す図である。図２４に示すように、加工コントローラ１４６が、加圧高調整機構７０６を制御し、パラレルギャップ電極７００−１，７００−２を、加工対象４の部品４０２−２，４０３−２に電流を流すために適した位置に位置決めする。
【００９０】
さらに、加工コントローラ１４６は、位置決めされたパラレルギャップ電極７００−１，７００−２の間に電圧を印加し、図２４に点線で示すように、電流Ｉａを、部品４０３−２，４０２−２に流す。即ち、パラレルギャップ電極７００−１，７００−２の当接面に相当する複数の加圧面の間に加工対象を介して電流Ｉａを流す。電流Ｉａが流れると、部品４０２−２，４０３−３に熱が発生し、これら同士が溶着し、接合強度および導通強度が確保される。なお、部品４０２−１と４０３−１、４０２−３と４０３−３に同様の処理を行ってもよい。
【００９１】
以上本開示の実施の形態１〜４を説明したが、本開示は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、実施形態１から３の加工装置１，５，７により太陽電池パネルを加工してもよく、実施形態４の加工装置９により半導体装置を加工してもよい。さらに、加工対象は、半導体装置と太陽電池パネルに限定されず、圧接或いは熱溶接の対象物であれば、何でもよい。加工対象の材質は、金属、半導体、樹脂等でもよい。
加圧対象に電流を流して接合する例を示したが、電流を流さなくてもよい。この開示は、２つの部材を圧力のみ、圧力と熱、圧力と電流、圧力と熱と電流により接合、溶接等する場合に広く適用可能である。
加圧対象が載置される載置面を有する載置台の構成、加圧対象を加圧する加圧面を有する加圧装置の構成、加圧対象を搬送する部品移送の機構の構成なども適宜変更可能である。
【００９２】
本開示のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、請求の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００９３】
本出願は、２０１９年５月２８日に出願された、日本国特許出願特願２０１９−９９２６７号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１９−９９２６７号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。
【符号の説明】
【００９４】
１，５，７，９  加工装置、  ２，６，８，９０  加工機構、  ４  加工対象、  １０，１６，１８  制御装置、  １４  ケーブル、  ２２  部品移送機構、  ２４  Ｙ軸移送機構、  ２６  載置台、  ２８  移送機構、  ３０  加圧装置、３２，３４  カメラ装置、  ４０  部品、  ４２  加圧部分、  ６０，６２  傾斜計、  １００  ＧＯＴ、  １０２  ＣＰＵ、  １０４  メモリ、  １０６  加工制御装置、  １０８，１１２  画像処理装置、  １１０  補正処理装置、  １２０  バス、  １４０  移送機構コントローラ、  １４２  電源回路、  １４４，１４８  カメラコントローラ、  １４６  加工コントローラ、  １６０  学習装置、  １８０  傾斜計ＩＦ、  ２００  土台、  ２０２  部品トレイ、  ２２０  Ｘ軸移送機構、  ２２２  Ｙ軸移送機構、  ２２４  Ｚ軸移送機構、  ２６０  載置部、  ２６２  Ｘ軸ゴニオステージ、  ２６４  Ｚ軸ゴニオステージ、  ２８０  Ｘ軸移送機構、    ２８２  Ｚ軸移送機構、  ２２４，２８２  Ｚ軸移送機構、  ３００  加圧ツール、  ３０２  ツールホルダ、  ３０４  底面、  ３２  カメラ装置、  ３２０  カメラ、  ３２２  光学系、  ３２４  照明装置、  ３４０  偏光フィルタ装置、  ３４２  偏光フィルタ、  ３４４  ロータリアクチュエータ、  ４０１，４０２，４０３  部品、４４０，４４２，４４４，４４６  画像、  ４４８  ノイズ、  ７０  抵抗溶接ヘッド、  ７００  パラレルギャップ電極、７０２  電極ホルダ、  ７０４  抵抗溶接ヘッド、７０６  加圧高調整機構。
【図１】
2020241753.tif 000003
【図２】
2020241753.tif 000004
【図３】
2020241753.tif 000005
【図４】
2020241753.tif 000006
【図５】
2020241753.tif 000007
【図６】
2020241753.tif 000008
【図７】
2020241753.tif 000009
【図８】
2020241753.tif 000010
【図９】
2020241753.tif 000011
【図１０Ａ】
2020241753.tif 000012
【図１０Ｂ】
2020241753.tif 000013
【図１０Ｃ】
2020241753.tif 000014
【図１１】
2020241753.tif 000015
【図１２】
2020241753.tif 000016
【図１３】
2020241753.tif 000017
【図１４】
2020241753.tif 000018
【図１５】
2020241753.tif 000019
【図１６】
2020241753.tif 000020
【図１７】
2020241753.tif 000021
【図１８】
2020241753.tif 000022
【図１９】
2020241753.tif 000023
【図２０】
2020241753.tif 000024
【図２１】
2020241753.tif 000025
【図２２】
2020241753.tif 000026
【図２３】
2020241753.tif 000027
【図２４】
2020241753.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】令和3年7月27日(2021.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、実施の形態にかかる傾斜補正装置は、加工対象が載置される載置面と、載置された加工対象を加工する加工面と、載置面を撮影して、載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置と、画像データを処理し、載置面と加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、求められた補正方向および補正量に従って、載置面および加工面の少なくとも一方の傾斜を変更し、載置面および加工面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正装置と、を備え、画像データは、加工面による加圧によって生じた載置面の上の傷を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象が載置される載置面と、
前記載置面に載置された前記加工対象を加圧して加工する加工面と、
前記載置面を撮影して、前記載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置と、
前記画像データを処理し、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、
求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を変更し、前記載置面および前記加工面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正装置と、
を備え、
前記画像データは、前記加工面による加圧によって生じた前記載置面の上の傷を含む、傾斜補正装置。
【請求項２】
前記カメラ装置は、
照明装置と、
前記照明装置から射出された光を、複数の角度で偏光させる偏光フィルタ装置と、
前記複数の角度で偏光させられた光を用いて、複数の画素を含む前記載置面の画像の画像データを生成するカメラと、
を備え、
前記画像処理装置は、前記複数の角度で偏光させられた光を用いて生成された複数の画像に共通に含まれる画素のみを含む画像に基づいて補正方向および補正量を求める、
請求項１に記載の傾斜補正装置。
【請求項３】
前記補正方向および前記補正量を学習し、前記学習の結果に基づいて前記補正方向および前記補正量を求める学習装置をさらに備え、
前記補正装置は、学習の結果として求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を変更する、
請求項１または２に記載の傾斜補正装置。
【請求項４】
前記学習装置は、教師データを用いて前記補正方向および前記補正量を学習する、
請求項３に記載の傾斜補正装置。
【請求項５】
前記補正装置は、前記載置面および前記加工面の傾斜を補正して平行にする、
請求項１から４のいずれか１項に記載の傾斜補正装置。
【請求項６】
前記画像処理装置は、
前記載置面において、前記加工面により加圧された範囲に含まれる画像データを抽出する抽出処理と、
抽出された前記範囲に含まれる画像データから、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を算出する算出処理と、
を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の傾斜補正装置。
【請求項７】
前記画像処理装置は、
前記算出処理において、
抽出された前記範囲の画像データを、前記範囲における複数の領域それぞれに対応する部分データに分割し、
前記複数の領域の領域それぞれの部分データに基づいて、前記補正方向および前記補正量を算出する、
請求項６に記載の傾斜補正装置。
【請求項８】
前記画像処理装置は、
前記抽出処理において、矩形の前記範囲に含まれる画像データを抽出し、
前記算出処理において、
矩形の前記範囲を、第１の方向および第２の方向にそれぞれ２等分した４つの部分の前記部分データに分割し、
４つの前記部分データそれぞれが示す前記加工面により加圧された面積を比較して、前記補正方向を算出する、
請求項７に記載の傾斜補正装置。
【請求項９】
前記画像処理装置は、４つの前記部分データそれぞれが示す前記加工面により加圧された面積に基づいて、前記補正量を算出する、
請求項８に記載の傾斜補正装置。
【請求項１０】
前記補正装置は、
前記載置面の外にある第１の回転軸を中心に前記載置面を回転させる第１のゴニオステージと、
前記載置面の外にあり、前記第１の回転軸とは異なる第２の回転軸を中心に前記載置面を回転させる第２のゴニオステージと、
を備え、
算出された前記補正方向および前記補正量に従って、前記第１のゴニオステージおよび前記第２のゴニオステージの少なくとも一方に、前記載置面を回転させる、
請求項１から９のいずれか１項に記載の傾斜補正装置。
【請求項１１】
前記第１の回転軸と前記第２の回転軸とは直交する、
請求項１０に記載の傾斜補正装置。
【請求項１２】
加工対象が載置される載置面と、
前記載置面に載置された前記加工対象を加圧して加工する加工面と、
前記載置面を撮影して、前記載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置と、
前記画像データを処理し、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、
求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を変更し、前記載置面および前記加工面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正装置と、
を備え、
前記カメラ装置は、
照明装置と、
前記照明装置から射出された光を、複数の角度で偏光させる偏光フィルタ装置と、
前記複数の角度で偏光させられた光を用いて、複数の画素を含む前記載置面の画像の画像データを生成するカメラと、
を備え、
前記画像処理装置は、前記複数の角度で偏光させられた光を用いて生成された複数の画像に共通に含まれる画素のみを含む画像に基づいて補正方向および補正量を求める傾斜補正装置。
【請求項１３】
加工対象が載置される載置面と、
前記載置面に載置された前記加工対象を加圧して加工する加工面と、
前記載置面を撮影して、前記載置面の画像の画像データを生成するカメラ装置と、
前記画像データを処理し、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を求める画像処理装置と、
求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を変更し、前記載置面および前記加工面の傾斜を、予め決められた範囲内に補正する補正装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記載置面において、前記加工面により加圧された範囲に含まれる画像データを抽出する抽出処理と、
抽出された前記範囲に含まれる画像データから、前記載置面と前記加工面との傾斜を補正する補正方向および補正量を算出する算出処理と、
を行う傾斜補正装置。
【請求項１４】
前記画像処理装置は、
前記算出処理において、
抽出された前記範囲の画像データを、前記範囲における複数の領域それぞれに対応する部分データに分割し、
前記複数の領域の領域それぞれの部分データに基づいて、前記補正方向および前記補正量を算出する、
請求項１３に記載の傾斜補正装置。
【請求項１５】
前記画像処理装置は、
前記抽出処理において、矩形の前記範囲に含まれる画像データを抽出し、
前記算出処理において、
矩形の前記範囲を、第１の方向および第２の方向にそれぞれ２等分した４つの部分の前記部分データに分割し、
４つの前記部分データそれぞれが示す前記加工面により加圧された面積を比較して、前記補正方向を算出する、
請求項１４に記載の傾斜補正装置。
【請求項１６】
前記画像処理装置は、４つの前記部分データそれぞれが示す前記加工面により加圧された面積に基づいて、前記補正量を算出する、
請求項１５に記載の傾斜補正装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の傾斜補正装置と、
前記傾斜補正装置により前記載置面と前記加工面の傾斜が補正された状態で、前記載置面と前記加工面とで加工対象を加工する加工機構と、
を備える加工装置。
【請求項１８】
前記載置面には、半導体パッケージと、半導体チップと、導線とが、重ねて配置され、
前記加工機構は、前記導線と前記半導体チップと前記半導体パッケージとを、前記加工面により前記載置面に向けて加圧する、
請求項１７に記載の加工装置。
【請求項１９】
前記載置面には、太陽電池セルのパッケージと、太陽電池セル又は電極パッドと、導線とが、重ねて配置され、
前記加工機構は、前記導線と太陽電池セル又は電極パッドと前記太陽電池セルのパッケージとを、前記加工面により前記載置面に向けて加圧する、
請求項１７に記載の加工装置。
【請求項２０】
前記加工機構は、前記加工対象に電流を流して加熱加工する抵抗溶接ヘッドを含む、
請求項１７、１８又は１９に記載の加工装置。
【請求項２１】
前記抵抗溶接ヘッドは、加工対象を加圧する１つの加圧面を備え、前記載置面と前記加圧面との間に前記加工対象を介して電流を流し、或いは、複数の加圧面を備え、複数の加圧面の間に前記加工対象を介して電流を流す、
請求項２０に記載の加工装置。
【請求項２２】
加工対象が載置される載置面を撮影して、前記載置面の画像の画像データを生成し、
前記画像データは、前記加工面による加圧によって生じた前記載置面の上の傷を含み、
前記画像データに基づいて、前記載置面と、載置された前記加工対象を加工する加工面と、の傾斜を補正する補正方向および補正量を求め、
求められた前記補正方向および前記補正量に従って、前記載置面および前記加工面の少なくとも一方の傾斜を補正する、
傾斜補正方法。
【国際調査報告】
2020241753.tif 000029
2020241753.tif 000030
2020241753.tif 000031
2020241753.tif 000032