(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準マークが形成さた対象物を撮像し、得られる画像から基準マークの配置位置を導出する基準マーク位置検出方法において、対象物を撮像して得られる画像を複数のエリアに分割し、各エリアごとに、画像中の画素サイズと対象物上における実寸とを関連づける演算値を与え、対象物を撮像して得られる画像中における基準マークに対応する画素を導出すると共にこの画素がいずれのエリアにあるかを識別し、このエリアに与えられた演算値を用いて、画像中における基準マークに対応する画素の位置から、対象物上の基準マークの配置位置を導出することを特徴とする基準マーク位置検出方法。
【請求項２】
画像を格子状の境界線にて複数のエリアに分割することを特徴とする請求項１に記載の基準マーク位置検出方法。
【請求項３】
画像を同心円状の境界線にて複数のエリアに分割することを特徴とする請求項１に記載の基準マーク位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対象物に形成された基準マークの配置位置を、対象物を撮像して得られる画像から検出する基準マーク位置検出方法に関し、特に配線板等に形成された基準マークの配置位置を検出し、配線板同士の積層による多層化等における配線板の位置決め等に利用することができる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配線板同士を積層して多層化する場合などには、積層される各配線板に基準マークを形成し、この基準マークの配置位置に基づいて各配線板の配置位置を検出し、この配線板の配置位置に基づいて配線板同士を位置合わせした状態で積層することにより、位置ずれなく配線板同士を積層することが行われていた。
【０００３】
上記のような配線板等の対象物に形成された基準マークの配置位置の検出は、一般的には、対象物上をＣＣＤカメラ等の撮像器で撮像し、得られた画像を画像処理して、基準マークの配置位置を導出することによって行われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、配線板等の対象物に形成された基準マークを撮像器にて撮像するにあたっては、基準マークの配置位置のずれが大きい場合でも基準マークを撮像できるように、集光レンズを介して撮像することが行われており、集光レンズの収差等によって、対象物と、得られた画像との間に歪が生じることがあった。特に、広い領域を撮像するために広角な集光レンズを用いる場合には、この歪が著しいものであり、このため、このような歪んだ画像に基づいて基準マークの配置位置を正確に検出することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、対象物を撮像した画像に歪が生じている場合でも、対象物上の基準マークの配置位置を正確に検出することができる基準マーク位置検出方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基準マーク位置検出方法は、基準マーク１３が形成さた対象物を撮像し、得られる画像８２から基準マーク１３の配置位置を導出する基準マーク位置検出方法において、対象物を撮像して得られる画像８２を複数のエリア８３に分割し、各エリア８３ごとに、画像８２中の画素サイズと対象物上における実寸とを関連づける演算値を与え、対象物を撮像して得られる画像８２中における基準マーク１３に対応する画素８５を導出すると共にこの画素８５がいずれのエリア８３にあるかを識別し、このエリア８３に与えられた演算値を用いて、画像８２中における基準マーク１３に対応する画素８５の位置から、対象物上の基準マーク１３の配置位置を導出することを特徴とするものである。
【０００７】
上記の画像８２は、格子状の境界線にて複数のエリア８３に分割することが好ましい。
【０００８】
また、上記の画像を同心円状の境界線にて複数のエリア８３に分割することも好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、本発明を多層配線板の製造工程に適用した例を挙げて、説明する。
【００１０】
対象物である配線板１，３は、樹脂積層板などの絶縁板の片面あるいは両面さらに内層に回路を設けて形成されるものであり、本発明では、下側に積層される下側配線板１と上側に積層される上側配線板３を用いるようにしてある。下側配線板１と上側配線板３はほぼ同じ大きさに形成されるものであり、この各配線板１，３の表面には、その端縁の個所において基準マーク１３が設けてある。図８は配線板１，３に設ける基準マーク１３の位置の一例を示すものであり、基準マーク１３は、一つの配線板１，３に一個又は複数個設けられるが、配線板１，３の配置位置を特定するためには、一つの配線板１，３に少なくとも二個の基準マーク１３を形成することが好ましい。本実施形態では、基準マーク１３は、配線板１，３の両側縁に、それぞれ配置する。
【００１１】
この下側配線板１や上側配線板３の大きさによって、下側配線板１や上側配線板３を何枚並べるかが決まるが、本実施の形態では、図７（ａ）に示すように下側配線板１と上側配線板３はそれぞれ横一列に３枚を並べるようにしてある。
【００１２】
プリプレグ２はガラス布などの基材にエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂液を含浸すると共に加熱・乾燥することによって、熱硬化性樹脂をＢステージ状態に半硬化させたものとして形成されるものである。このプリプレグ２は図７（ａ）のように、下側配線板１や上側配線板３を所要枚数並べた（本実施の形態では３枚を横一列）際の、下側配線板１あるいは上側配線板３を合計した大きさと略同じ大きさに形成するようにしてある。
【００１３】
図６は本発明の装置のレイアウトを示すものであり、左から粗位置決め部４、位置決め部５、溶着部６、取り出し部２１が一列に配置してある。粗位置決め部４から、位置決め部５、溶着部６に至る両側にはレール２２が設けてある。
【００１４】
粗位置決め部４は吸着テーブルなどの作業テーブル２３によって形成されるものであり、まず下側配線板１を作業テーブル２３の上に複数枚並べて載置し、次にこの下側配線板１の各上面に亘るようにプリプレグ２を重ねて載置し、さらにこのプリプレグ２の上に上側配線板３を複数枚並べて載置することによって、下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３からなる積重ね物７を粗位置決め部４の上にセットするようにしてある。ここで、複数枚の各上側配線板３は、図７（ｂ）に示すように、各下側配線板１と上下に対応した位置においてプリプレグ２の上に並べて配置されるものであり、下側配線板１に対して上側配線板３を粗位置決めしながら上側配線板３をプリプレグ２の上に載置するようにしてある。粗位置決め部４に下側配線板１、プリプレグ２、上側配線板３を載置する作業は、作業者の手作業で行なってもよく、ロボットを用いて行なっても良い。また下側配線板１に対する上側配線板３の粗位置決めは、±２ｍｍ程度の範囲で行なえばよく、作業者の目視確認や撮像器の撮像の画像処理による確認で行なうことができる。
【００１５】
上記のようにして下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３を重ねた積重ね物７は、粗位置決め部４から位置決め部５へと移送される。このとき、下側配線板１に対する上側配線板３の粗位置決め状態がずれないように、クランプ移載装置８を用い、積重ね物７の両側端をクランプして、下側配線板１と上側配線板３をプリプレグ２を介して挟持固定した状態で移送するようにしてある。図９はクランプ移載装置８のクランプ具２５を示すものであって、側面形状がコ字形の保持具２６と、保持具２６の上片２７に設けたプランジャー２８と、プランジャー２８の作動で上下動される押え片２９とで形成してあり、保持具２６の下片３０と押え片２９との間にクランプすることができるようにしてある。このクランプ具２５はレール２２に沿って移動駆動されるようにしてあり、レール２２に沿ってクランプ具２５を移動駆動できるようにしたものとしてクランプ移載装置８が形成されるものである。そして、クランプ具２５で下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３からなる積重ね物７の両側端をクランプした状態で、レール２２に沿ってこの積重ね物７を送り、粗位置決め部４から位置決め部５へと移送するものである。
【００１６】
図１０は位置決め部５を示すものであり、位置決め部５は吸着テーブル９と、吸引位置合わせユニット１２と、下側及び上側の撮像器１０，１１からなる。吸着テーブル９は上面に多数の吸引孔（図示省略）を設けて形成されるものであり、図１０（ａ）及び図１１に示すように、長手方向を３枚の下側配線板１を並べることができる長さに形成してある。吸着テーブル９の幅方向は下側配線板１の幅寸法より若干短めに形成してあり、両側端に垂れ防止板３２を所定間隔で側方へ突出して設けてある。クランプ移載装置８のクランプ具２５で側端縁をクランプした状態で位置決め部５へ移送された積重ね物７は吸着テーブル９の上に移送されるが、クランプ具２５に複数設けた下片３０が図１１のように、たれ防止板３２の間に逃げることによって、積重ね物７を吸着テーブル９の上に載置することができるものである。積重ね物７の側端部は垂れ防止板３２で支持され、吸着テーブル９から垂れ下がることを防ぐようにしてある。このようにして積重ね物７が吸着テーブル９に載置されると吸着テーブル９の上面を真空吸引状態にし、各下側配線板１を吸着テーブル９の上面に吸着固定した後に、クランプ具２５によるクランプを解除するようにしてある。
【００１７】
吸引位置合わせユニット１２は図１０（ｂ）に示すように、下面に多数の吸引孔（図示省略）を設けた吸引盤３３と、吸引盤３３を上下駆動させると共に吸引盤３３を吸着テーブル９の長手方向及びそれと直交する方向、さらに鉛直軸を中心に水平に回動させる方向、すなわちＸＹθ方向に移動駆動させる駆動機構部３４とからなるものである。吸引盤３３は上側配線板３よりやや小さい面積で形成されるものであり、図１２に示すように、吸引盤３３の四辺にそれぞれ複数本の補助吸引パッド３５が外方へ突出して設けてある。補助吸引パッド３５はプランジャー３６によって上下動されるようになっている。
【００１８】
図７に示す例では、駆動機構部３４は下面に吸引盤３３を設けた吸引支持部３４ａ、第一スライド駆動部３４ｂ、第二スライド駆動部３４ｃ、回転駆動部３４ｄ及び昇降駆動部３４ｅから構成され、吸引支持部３４ａは第一スライド駆動部３４ｂの下方に設けられており、第一スライド駆動部３４ｂはサーボモータ駆動等により、吸引支持部３４ａを一方向に水平移動可能に支持している。また、第一スライド駆動部３４ｂは、第二スライド駆動部３４ｃの下方に設けられており、第二スライド駆動部３４ｃはサーボモータ駆動等により、第一スライド駆動部３４ｂを、上記の第一スライド駆動部３４ｂによる吸引支持部３４ａの水平移動方向と直交する方向に水平移動可能に支持している。また、第二スライド駆動部３４ｃは回転駆動部３４ｄの下方に設けられており、回転駆動部３４ｄはサーボモータ駆動等により、第二スライド駆動部３４ｃを鉛直方向の回転軸を中心に回転可能に支持している。また回転駆動部３４ｄは昇降駆動部３４ｅの下方に設けられており、昇降駆動部３４ｅはシリンダ駆動等により、回転駆動部３４ｄを鉛直上下方向に昇降可能に支持している。
【００１９】
このように構成される駆動機構部３４は、後述するシーケンサ８１から伝送されるＮＣデータによる数値制御によって、上記の吸引盤３３の位置調整動作が制御される。
【００２０】
吸引位置合わせユニット１２は図１０（ｂ）に示すように移動体３７の天井架材３８の下側に取り付けてある。移動体３７は両側の支柱３９の上端間に天井架材３８を架設して門型に形成されるものであり、各支柱３９の下端に走行具４０が設けてある。吸着テーブル９の両側方にその長手方向に沿ってガイドレール４１が設けてあり、走行具４０をこのガイドレール４１に走行駆動自在に取り付けることによって、吸着テーブル９を跨いだ状態で移動体３７を吸着テーブル９の長手方向に移動できるようにしてある。
【００２１】
また移動体３７の両側の支柱３９にはそれぞれアーム４２ａによって上側撮像器１１が取り付けてあり、両側の各走行具４０にはアーム４２ｂによって下側撮像器１０が取り付けてある。各撮像器１０，１１は、集光レンズ、電荷結合素子（ＣＣＤ）等の撮像素子、Ａ／Ｄ変換回路、増幅回路等から構成され、撮像素子にて光電変換して得られる電気信号をＡ／Ｄ変換や増幅等の処理を施した後に、後述する画像処理部８０に伝送する。尚、Ａ／Ｄ変換回路、増幅回路等は撮像器１０，１１とは別途に設けても良く、例えばＡ／Ｄ変換回路、増幅回路等を画像処理部８０に設けても良い。
【００２２】
この上側撮像器１１は集光レンズを下向きにして、補助吸引パッド３５の間の位置において吸引盤３３の側方に配置してある。また下側撮像器１０は集光レンズを上向きにして、吸着テーブル９の両側端の下側位置に配置してある。
【００２３】
これらの撮像器１０，１１は、一対の上下の配線板１，３にそれぞれ形成された各基準マーク１３を撮像するものが、それぞれ設けられており、本実施形態では、上側撮像器１１と下側撮像器１０とが、それぞれ二個ずつ設けられている。
【００２４】
そして初期の状態では、移動体３７は吸着テーブル９の粗位置決め部４側の端部位置に配置されており、上記のように、吸着テーブル９の上に載置された積重ね物７の下側配線板１を吸着固定すると共にクランプ具２５によるクランプを解除した後、吸引位置合わせユニット１２の吸引盤３３を下動させて吸引盤３３の下面に端部の上側配線板３を吸引すると共に吸引盤３３の四周からはみ出る上側配線板３の端縁部を補助吸引パッド３５で吸引し、次いで吸引盤３３を上動させることによって上側配線板３を持ち上げるようになっている。
【００２５】
このとき、吸着テーブル９の上に吸着固定されている下側配線板１の端縁部が、クランプ具２５が退避したあとの垂れ防止板３２間の隙間から下側撮像器１０で撮像されている。また吸引盤３３で吸着した状態で上側配線板３の端縁部が補助吸引パッド３５の間から上側撮像器１１で撮像されている。これらの上側撮像器１１及び下側撮像器１０による撮像により得られる画像に基づき、後述する処理によって、下側配線板１に対して上側配線板３を正確に位置合わせし、この状態で吸引盤３３を下動させて上側配線板３をプリプレグ２の上に載置することによって、下側配線板１に対して正確に位置合わせした状態で上側配線板３を重ねることができるものである。この後、再度、下側配線板１と上側配線板３を下側撮像器１０と上側撮像器１１で撮像して、下側配線板１に上側配線板３が位置合わせされていることを確認した後、吸引盤３３による上側配線板３の吸引を解除する。
【００２６】
次に、吸引盤３３を上昇させた後、移動体３７を移動させて図１０（ａ）に想像線で示すように、真中に配置されている上側配線板３を上記と同様にして下側配線板１に対して位置合わせをし、さらに溶着部６に近い側の端部に配置されている上側配線板３を上記と同様して下側配線板１に対して位置合わせをするようにしてあり、このようにして、３枚の上側配線板３を順に対応する下側配線板１に位置合わせすることができるものである。図７（ｃ）は位置決め部５において上側配線板３を下側配線板１に正確に位置合わせをする様子を示しており、高い精度で位置を合わせることができるものである。
【００２７】
上記のようにして位置決め部５で各上側配線板３が各下側配線板１に位置決めされると、下側配線板１とプリプレグ２と上側配線板３を重ねた積重ね物７は、位置決め部５から溶着部６へと移送される。このときも、下側配線板１に対する上側配線板３の位置決め状態がずれないように、積重ね物７の両側端をクランプ具２５でクランプして、クランプ移載装置８で溶着部６へ移送するようにしてある。
【００２８】
図１３は溶着部６を示すものであり、搬送ベルト１４と、搬送ベルト１４の下方位置に配置される下側ヒータ１６と、上方位置に配置される上側ヒータ１７と、さらに下側ヒータ１６の下方と上側ヒータ１７の上方にそれぞれ配置される脱臭用吸引ダクト４３から溶着部６を形成するようにしてある。
【００２９】
搬送ベルト１４は例えば耐熱性を有する長尺の帯状のベルトで形成してあり、駆動ロール４４，４５によって駆動するように形成されている。ここで図１４に示すように、駆動ロール４４，４６の両端にはカラー５０が設けてあり、搬送ベルト１４を蛇行することなく送ることができるようにしてある。そして搬送ベルト１４は一方の駆動ロール４４から一対の下側送りロール４８間に掛け渡されて送られ、他方の駆動ロールに送られるようになっている。
【００３０】
上側ヒータ１７は先端の加熱部を下向きにして、図１３（ｂ）のように複数本配置してあり、上下動されるようにしてある。また下側ヒータ１６は先端の加熱部を上向きにして、下側送りロール４８の間において、搬送ベルト１４の両側部に沿って複数本配置してあり、上下動されるようにしてある。
【００３１】
初期の状態では、クランプ移載装置８のクランプ具２５で側端縁をクランプした積重ね物７を溶着部６に移送するものであり、積重ね物７は図１５（ａ）のように、搬送ベルト１４の上に載置される。ここで、搬送ベルト１４の幅は積重ね物７の幅よりも狭く形成してあり、積重ね物７を搬送ベルト１４上に載置した後も、図１３（ｂ）に示すように搬送ベルト１４の側端からはみ出す積重ね物７の側端部をクランプ具２５でクランプしておくことができ、下側配線板１と上側配線板３の位置合わせがずれて狂うことを防ぐことができる。
【００３２】
次に、図１５（ｂ）のように下側ヒータ１６が上動すると共に上側ヒータ１７が下動し、下側ヒータ１６が搬送ベルト１４を介して各下側配線板１に当接されると共に上側ヒータ１７が各上側配線板３に近接し、下側配線板１や上側配線板３を局所的に加熱してこの個所で接するプリプレグ２を局所的に溶融させ、各下側配線板１をプリプレグ２の下面に局所的に溶着させて仮接着すると共に各上側配線板３をプリプレグ２の上面に局所的に溶着させて仮接着することができるものである。またプリプレグ２の樹脂を溶融させる際に発生する臭いは脱臭用吸引ダクト４３で吸引して脱臭されるようになっている。
【００３３】
このように各下側配線板１や各上側配線板３をプリプレグ２に仮接着して一体化した後、図１５（ｃ）のように、上側ヒータ１７を上動させてから下側ヒータ１６を下動させる。この後に冷却用ドライエアーを溶着個所に吹き付けて冷却を行なうようになっている。ここまで、積重ね物７の側端部をクランプ具２５でクランプし続けているが、この段階でクランプ具２５によるクランプを解除する。クランプ具２５はレール２２に沿って粗位置決め部４の位置に復帰するようになっている。
【００３４】
この後、駆動ロール４４，４６が図１５（ｄ）のように回転駆動され、搬送ベルト１４が取り出し部２１の方向へ送られる。搬送ベルト１４が送られる際に、搬送ベルト１４に付着した樹脂はドクターブレード５１で掻き取られるようになっている。そしてプリプレグ２に下側配線板１や上側配線板３を仮接着させた積重ね物７は、搬送ベルト１４が取り出し部２１の方向へ送り移動されることによって、積重ね物７を溶着部６から取り出し部２１へと送り出すことができるものである。図７（ｃ）は溶着部６において上側配線板３と下側配線板１をプリプレグ２に溶着して仮接着する様子を示している。
【００３５】
尚、図１６は上側ヒータ１７の詳細構成を示すものであり、シリンダー５３から突出されるシリンダーロッド５４の先端にヒータ部５５が設けてあり、この下側に伝熱プレート５６が配置してある。伝熱プレート５６は真鍮などの熱伝導率が高い伝熱部５７の周囲に断熱部５８を設けて形成してあり、伝熱プレート５６の上面にはヒータ部５５がはまり込む嵌合凹部５９が凹設してある。６０は溶着後に冷却用ドライエアーを吹き付ける冷却ノズルである。このものにあって、伝熱プレート５６は積重ね物７の上側配線板３の上に載置されるものであり、シリンダー５３を作動させてシリンダーロッド５４を下動させ、ヒータ部５５を下降させて伝熱部５７の嵌合凹部５９にはめ込むと、ヒータ部５５で伝熱部５７が加熱され、伝熱部５７の下面に伝熱された熱で上側配線板３を加熱して溶着することができる。伝熱プレート５６の伝熱部５７以外の部分は断熱部５８となっており、断熱部５８にはヒータ部５５の熱は伝わらないので、伝熱部５７の部分だけで局所的に上側配線板３を加熱して溶着することができるものである。下側ヒータ１６についても、上下が逆である以外は、図１６のものと同じように形成してある。
【００３６】
取り出し部２１はコロコンベアなどで形成されるものであり、その上面に突出するように両側端部に位置決めピン６７が設けてあって、位置決めピン６７で両側端を位置決めされた状態で積重ね物７は取り出し部２１の上に送りこまれるようになっている。また図１７に示すように、取り出し部２１の一方の側方には第一プリプレグ搬入テーブル６２と第二プリプレグ搬入テーブル６３が、他方の側方には積載テーブル６４がそれぞれ配置してある。第一プリプレグ搬入テーブル６２にはプリプレグ６５が、第二プリプレグ搬入テーブル６３にはプリプレグ６６がそれぞれ積載してある。このプリプレグ６５，６６は相互に異なる組成の熱硬化性樹脂組成物を基材に含浸して形成されているものであり、前記のプリプレグ２と同じ寸法に形成してある。
【００３７】
そして、まず図１７に▲１▼矢印で示すように第一プリプレグ搬入テーブル６２に積載したプリプレグ６５を取り出して積載テーブル６４の上に載置し、次に▲２▼矢印で示すように第二プリプレグ搬入テーブル６３に積載したプリプレグ６６を取り出して積載テーブル６４上のプリプレグ６５の上に載置し、次に▲３▼矢印で示すように第二プリプレグ搬入テーブル６３に積載したプリプレグ６６を取り出して取り出し部２１上の積重ね物７の上に載置し、次に▲４▼矢印のように第一プリプレグ搬入テーブル６２に積載したプリプレグ６５を取り出して取り出し部２１上のプリプレグ６６の上に載置し、次に▲５▼矢印のように取り出し部２１上の積重ね物７の上にプリプレグ６５，６６を重ねたものを取り出して積載テーブル６４上のプリプレグ６６の上に載置するようになっている。このようにして、積載テーブル６４の上に、図７（ｅ）のような積重ね物７の上下の外層にプリプレグ６５，６６を重ねた外層プリプレグ積重ね物６８を得ることができる。外層プリプレグ積重ね物６８は積載テーブル６４の上に複数組重ねて積載されるが、積載位置を交互にずらして取り出し易くなるようにしてある。積載テーブル６４上から取り出された外層プリプレグ積重ね物６８は、必要に応じてその外側に銅箔などの金属箔等を重ねた後に、プレス機に搬入して加熱加圧成形し、多層配線板の製造に供される。
【００３８】
図１８はプリプレグ６５，６６や積重ね物７を重ねるためのホイスト６９を示すものであり、吸引パッド７０とクランプ爪７１が設けてある。プリプレグ６５，６６は吸引パッド７０で吸引して第一プリプレグ搬入テーブル６２や第二プリプレグ搬入テーブル６３から取り出し、積み重ねを行なうようにしてある。また取り出し部２１上の積重ね物７の上にプリプレグ６５，６６を重ねたものはクランプ爪７１でクランプして取り出し、積み重ねを行なうようにしてある。
【００３９】
上記のような多層配線板の製造装置における、基準マーク１３の配置位置の検出に基づく、配線板１，３の位置合わせ制御について、詳述する。
【００４０】
この配線板１，３の位置合わせ制御は、画像処理部８０及びシーケンサ８１にて行われる。
【００４１】
画像処理部８０は、撮像器１０，１１から伝送された電気信号を、内部に記憶されているコンピュータプログラムに従って処理し、対象物（ここでは配線板１，３）上における撮像器１０，１１にて撮像される領域（撮像領域８４）の画像８２を構成し、更にこの画像８２に基づいて基準マーク１３の配置位置を識別する。この画像処理部８０における基準マーク１３の配置位置の導出にあたっては、例えば一般的な画像処理の手法に基づいて基準マーク１３の配置位置を導出すると共にこの基準マーク１３の中心位置に対応する画像８２中の画素８５の位置（アドレス）を特定する。そして、この特定された画素８５のアドレスから、基準マーク１３の撮像領域８４における位置を導出して、基準マーク１３の配置位置を検出するものである。
【００４２】
画像処理部８０における、基準マーク１３に対応する画素８５のアドレスから、基準マーク１３の配置位置を導出する手法を詳しく説明する。
【００４３】
画像処理部８０は、構成された画像８２を所定の複数のエリア８３に分割するものである。このエリア８３は任意に設定できるが、例えば図１に示すように、矩形状の画像８２内に、格子状の境界線にて分割された複数の矩形状のエリア８３を、マトリックス状に配列するように設定することができる。
【００４４】
また、画像処理部８０には、基準マーク１３を撮像する状態における、配線板１，３と平行な平面上の任意の点の位置を表示するための座標軸が設定されている。この座標軸としては、例えば撮像領域８４上の横方向と平行な基準方向の座標軸（ｘ軸）と縦方向と平行な基準方向の座標軸（ｙ軸）とからなる直交座標軸を設定することができる。また、各撮像器１０，１１にて撮像される各撮像領域８４における特定の点が基準点８６として設定され、上記の座標軸における基準点８６の座標が設定されている。
【００４５】
また、画像８２における複数のエリア８３には、各エリア８３における座標軸方向の画素サイズと、このエリア８３に対応する撮像領域８４上の座標軸方向の実寸とを関連付ける演算値と、この演算値に基づいて任意の画素に対応する撮像領域８４上の座標を導出する演算式とを予め導出しておき、この演算値及び演算式を画像処理部８０に記憶させておく。
【００４６】
演算値は、例えば一画素の座標軸方向のサイズに対応する、撮像領域８４の座標軸方向の実寸とすることができる。このとき演算値は実測に基づいて導出することができ、また座標軸として上記のような直交座標軸を設定している場合には、ｘ軸方向とｙ軸方向のそれぞれにつき、演算値を導出する。
【００４７】
演算値の導出方法の一例は次の通りである。
【００４８】
撮像領域８４における、画像８２中の各エリア８３に対応する領域内に、ｘ軸方向及びｙ軸方向に並ぶ複数の点を設定し、二点間の座標軸方向の実寸を、画像８２中におけるこの二点間の座標軸方向の画素数で除した値を導出する。この値を、ｘ軸方向とｙ軸軸方向のそれぞれにつき、複数組みの二点間の組み合わせを用いて導出し、得られた値の平均値を、ｘ軸方向とｙ軸方向の各座標軸方向の演算値とするものである。
【００４９】
例えば図３（ａ）に示すように、一つのエリア８３に対応する撮像領域８４中の領域内に、ｘ軸方向に四列、ｙ軸方向に三列の、合計１２個の点を設定し、ｘ軸方向の隣り合う８通りの点同士の組み合わせについて、二点間のｘ軸方向の実寸Ｘ１〜Ｘ８を、それぞれ画像８２のエリア８３中における各二点間の座標軸方向の画素数で除した値を導出する。そして、得られた八個の値の平均値を、ｘ軸方向の演算値とする。また、図３（ｂ）に示すように、一つのエリア８３に対応する撮像領域８４中の領域内に、ｘ軸方向に三列、ｙ軸方向に四列の、合計１２個の点を設定し、ｙ軸方向の隣り合う８通りの点同士の組み合わせについて、二点間のｙ軸方向の実寸Ｙ１〜Ｙ８を、それぞれ画像８２中における各二点間の座標軸方向の画素数で除した値を導出する。そして、得られた八個の値の平均値を、ｙ軸方向の演算値とする。
【００５０】
また、演算式の導出方法の一例は次の通りである。
【００５１】
ここでは、撮像領域８４の座標軸上の基準点８６を、矩形状の撮像領域８４の一つの隅部（図１（ｂ）に示された撮像領域８４の左上隅部）に設定し、そのアドレスを（Ａｘ0，Ａｙ0）とする。また画素のアドレスの原点８７を、撮像領域８４中の上記座標軸の基準点８６と対応する、画像８２の隅部に設定する。また画素のアドレスは、原点位置からｘ軸方向にｘ番目、ｙ軸方向にｙ番目に配置されているものを（ｘ，ｙ）と表示する。
【００５２】
また、この画素のアドレスに相当する、撮像領域８４上の点の座標を、（Ａｘ，Ａｙ）と表示する。
【００５３】
また、画素のアドレスの原点８７を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３のアドレスを（Ｘ，Ｙ）とし、このアドレス（Ｘ，Ｙ）にあるエリア８３のｘ軸方向の演算値をδX,Y、ｙ軸方向の演算値をεX,Yとする。
【００５４】
この場合、画素のアドレスの原点８７を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３につき、次のような演算式の一般式が導出される。
【００５５】
Ａｘ＝Ａｘ0＋δX,Y×ｘ
Ａｙ＝Ａｙ0＋εX,Y×ｙ
そして、画像処理部８０には、上記の演算式及び演算値に基づいて、撮像領域８４上の、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させるものである。
【００５６】
このとき、画像処理部８０には、このような演算式の一般式及び演算値を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５のアドレス（ｘ，ｙ）、この画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）及び演算値の値に基づいて上記一般式から具体的な演算式を導出し、この演算式から撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させる。また、画像処理部８０には、画像８２内の各エリア８３に関連づけて、上記一般式と演算値から導出される、各エリア８３ごとの具体的な演算式を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）に基づいて、このエリア８３に関連づけられた具体的な演算式を選択し、この演算式に基づき、画素８５のアドレスから撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させても良い。
【００５７】
例えば、各エリア８３におけるｘ軸方向の画素数が１６００個、ｙ軸方向の画素数が１６００個であり、また基準点８６の座標がμｍ単位で（０，２５００００）であり、また画像処理部８０において画像処理にて導出された、基準マーク１３に対応する画素８５のアドレスが（１０００，４０００）であるとすると、この画素８５が配置されているエリア８３のアドレスは、（１，３）となる。この場合、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）は次の通りになる。
Ａｘ＝０＋δ1,3×１０００
Ａｙ＝２５００００＋ε1,3×４０００
このとき、δ1,3＝１．５１８２１９（μｍ／一画素）、ε1,3＝１．５２３２２９（μｍ／一画素）であるとすると、Ａｘ＝１５１８．２１９（μｍ）、Ａｙ＝２５６０９２．９１６μｍとなる。
【００５８】
また、演算式の導出方法の他例は次の通りである。
【００５９】
ここでは、撮像領域８４の座標軸上の基準点８６を、矩形状の撮像領域８４の一つの隅部（図１（ｂ）に示された撮像領域８４の左上隅部）に設定し、そのアドレスを（Ａｘ0，Ａｙ0）とする。また画素のアドレスの原点８７を、撮像領域８４中の上記座標軸の基準点８６と対応する、画像８２の隅部に設定する。また画素のアドレスは、原点位置からｘ軸方向にｘ番目、ｙ軸方向にｙ番目に配置されているものを（ｘ，ｙ）と表示する。
【００６０】
また、この画素のアドレスに相当する、撮像領域８４上の点の座標を、（Ａｘ，Ａｙ）と表示する。
【００６１】
また、各エリア８３におけるｘ軸方向の画素数をＭ個、ｙ軸方向の画素数をＮ個とする。
【００６２】
また、画素のアドレスの基準点８６を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３のアドレスを（Ｘ，Ｙ）とし、このアドレス（Ｘ，Ｙ）にあるエリア８３のｘ軸方向の演算値をδX,Y、ｙ軸方向の演算値をεX,Yとする。
【００６３】
この場合、座標軸の原点８７を含むエリア８３から数えてｘ軸方向にＸ個目、ｙ軸方向にＹ個目に配置されているエリア８３につき、次のような演算式が導出される。
【００６４】
【数１】
0003736464.tif 000002
【００６５】
【数２】
0003736464.tif 000003
【００６６】
尚、上記の演算式においては、δ0,Y＝δX,0＝０、ε0,Y＝εX,0＝０と定義する。
【００６７】
そして、画像処理部８０には、上記の演算式及び演算値に基づいて、撮像領域８４上の、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させるものである。
【００６８】
このとき、画像処理部８０には、このような演算式の一般式及び演算値を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５のアドレス（ｘ，ｙ）、この画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）及び演算値の値に基づいて上記一般式から具体的な演算式を導出し、この演算式から撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させる。また、画像処理部８０には、画像８２内の各エリア８３に関連づけて、上記一般式と演算値から導出される、各エリア８３ごとの具体的な演算式を記憶させておくと共に、画像処理にて導出された基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５を含むエリア８３のアドレス（Ｘ，Ｙ）に基づいて、このエリア８３に関連づけられた具体的な演算式を選択し、この演算式に基づき、画素８５のアドレスから撮像領域８４における基準マーク１３の配置位置の座標（Ａｘ，Ａｙ）を導出する機能を具備させても良い。
【００６９】
例えば、各エリア８３におけるｘ軸方向の画素数が１６００個、ｙ軸方向の画素数が１６００個であり、また画像処理部８０において画像処理にて導出された、基準マーク１３に対応する画素８５のアドレスが（１０００，４０００）であるとすると、この画素８５が配置されているエリア８３のアドレスは、（１，３）となる。この場合、基準マーク１３の配置位置に対応する点の座標（Ａｘ，Ａｙ）は次の通りになる。
Ａｘ＝Ａｘ0＋δ0,3×１６００＋δ1,3×｛１０００−（１−１）×１６００｝
Ａｙ＝Ａｙ0＋δ1,0×１６００＋ε1,1×１６００＋ε1,2×１６００＋ε1,3×｛４０００−（３−１）×１６００｝
このとき、上記のように基準点８６の座標がμｍ単位で（０，２５００００）であり、δ0,3＝δ1,0＝０であり、また、δ1,3＝１．５１８２１９（μｍ／一画素）、ε1,1＝１．５２２０７（μｍ／一画素）、ε1,2＝１．５２７８８４（μｍ／一画素）、ε1,3＝１．５２３２２９（μｍ／一画素）であるとすると、Ａｘ＝１５１８．２１９（μｍ）、Ａｙ＝２５６０９８．５０９６（μｍ）となる。
【００７０】
このように導出された演算式を用いると、基準マーク１３に対応する画素８５を含むエリア８３における演算値だけでなく、撮像領域８４における原点位置と基準マーク１３に対応する画素８５を含むエリア８３との間にある他のエリア８３における演算値をも用いて基準マーク１３に対応する座標が導出されるため、より正確に基準マーク１３に対応する座標が導出される。
【００７１】
尚、上記の例では、基準点８６の位置を撮像領域８４の隅部に設定したが、基準点８６は任意の位置に設定でき、例えば撮像領域８４の中心位置に設定することができる。この場合には、基準点８６の位置に応じて、演算値に基づき、適宜演算式を設定する。
【００７２】
すなわち、予め各撮像領域８４中の任意の点を基準点８６として設定して、この基準点８６の、配線板１，３平行な平面上の座標軸における座標と、この基準点８６に対応する画像８２中の画素のアドレスを画像処理部８０に記憶させておき、基準マーク１３の配置位置の検出にあたっては、画像処理部８０において、基準点８６に対応する画素と、基準マーク１３の配置位置に対応する画素８５との間の、ｘ軸方向及びｙ軸方向の画素数を導出し、上記のように各エリア８３に与えられた演算値に基づいて導出される演算式にて、ｘ軸方向及びｙ軸方向の画素数をそれぞれ撮像領域８４におけるｘ軸方向の実寸とｙ軸方向の実寸に換算し、その値を基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標の値の差として、基準マーク１３の座標を導出するものである。
【００７３】
そしてこの演算式による、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標の値の差の導出にあたっては、基準マーク１３に対応する画素８５が含まれるエリア８３に与えられた演算値のみから導出される演算式を用い、ｘ軸方向の座標の差は前記画素間のｘ軸方向の画素数から前記エリア８３のｘ軸方向の演算値のみを用いて導出し、ｙ軸方向の座標の差は前記画素間のｙ軸方向の画素数から前記エリア８３のｙ軸方向の演算値のみを用いて導出することができる。
【００７４】
また画像８２中における基準点８６と基準マーク１３とにそれぞれ対応する画素を結ぶｘ軸方向とｙ軸方向の直線、あるいはこの直線のうちのｘ軸方向部分とｙ軸方向部分のうちの少なくとも一方を、その一端が基準点８６に対応する画素にあるときにはこの一端が基準マーク１３に対応する画素に、また逆に基準マーク１３に対応する画素にあるときには基準点８６に対応する画素に配置されるように平行移動した直線を設定し、この直線が通る全てのエリア８３の演算値を用いて、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標の値の差の導出することもできる。この場合は、ｘ軸方向の直線のうちの各エリア８３を通る部分の画素数を、そのエリア８３に与えられたｘ軸方向の演算値により撮像領域８４における実寸に換算して、その積算量を、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標のｘ軸方向の値の差とし、またｙ軸方向の直線のうちの各エリア８３を通る部分の画素数を、そのエリア８３に与えられたｙ軸方向の演算値により撮像領域８４における実寸に換算して、その積算量を、基準点８６と基準マーク１３にそれぞれ対応する座標のｙ軸方向の値の差とすることができる。この場合、より正確に基準マーク１３の座標を導出することができる。
【００７５】
このようにして、各撮像領域８４における基準マーク１３の座標を導出した後、画像処理部８０は、この基準マーク１３の座標の情報を電気信号としてシーケンサ８１に伝送する。
【００７６】
シーケンサ８１は、画像処理部８０から伝送された、各基準マーク１３の座標の情報に基づいて、ベクトル演算により、上下の各配線板１，３の基準マーク１３が所定の配置関係となるために必要とされる、上側の配線板３のｘ軸方向及びｙ軸方向の移動距離及び配線板３のθ軸を中心とする回転角を導出し、この演算結果に基づくＮＣデータを生成して、下方に配置された配線板１と、上方に配置された配線板３とが、位置ずれのない所定の位置関係となるように、駆動機構部３４を数値制御する機能を具備する。例えば、上側の配線板３の基準マーク１３と下側の配線板１とが所定の位置関係になっている場合に、各配線板１，３の基準マーク１３の配置位置が平面視において同一位置に配置される場合には、シーケンサ８１はベクトル演算により、上側の配線板３の基準マーク１３が下側の基準マーク１３の配置位置と同一位置となるために必要とされる、上側の配線板３のｘ軸方向及びｙ軸方向の移動距離及び配線板３のθ軸を中心とする回転角を導出し、この演算結果に基づくＮＣデータを生成して、下方に配置された配線板１と、上方に配置された配線板３とが、位置ずれのない所定の位置関係となるように、駆動機構部３４を数値制御する機能を具備するものである。
【００７７】
上記のようにして基準マーク１３の配置位置を導出すると、撮像器１０，１１にて撮像された画像８２が実際の撮像領域８４に対して歪んでいても、複数のエリア８３ごとに設定された演算値に基づいて補正を行うことにより、基準マーク１３の正確な配置位置を導出することができ、上記のように配線板１，３同士の位置合わせに利用する場合には、配線板１，３同士を正確に位置合わせすることができるものである。
【００７８】
特に、上記のように配線板１，３同士の位置合わせを行う場合には、撮像器１０，１１は確実に基準マーク１３を撮像できるように、広角な集光レンズを用いる必要があり、集光レンズの収差が大きくなってしまうが、本発明によれば、このような収差による画像８２の歪を補正して、正確に基準マーク１３の配置位置を導出することができるものである。
【００７９】
また、レンズの収差による画像８２の歪の程度は、通常は画像８２の中心からの距離に依存するものであるから、演算値を設定するにあたっては、画像８２の中心からの距離が等しいか、あるいは近似するエリア８３に、同一の演算値を与えるようにすることができる。例えば図１に示すように、格子状の境界線にて分割されたエリア８３を設定する場合には、画像８２中のエリア８３を、中心に設定された四つのエリア８３の集合８８と、このエリア８３の集合８８を順次囲むロ字状のエリア８３の集合８８に分類し、各集合８８内のエリア８３には、それぞれ同一の演算値を与えるようにする。この場合、画像８２の中心からの距離が近似するエリア８３に同一の演算値を与えることができる。
【００８０】
また、画像８２内のエリア８３の設定方法は、上記のような格子状の境界線によるものには限られず、例えば図２に示すように、画像８２内を、画像８２の中心に対して同心円状に配置される複数の円周と、画像８２の中心に対して放射状に配置される直線とからなる境界線にて分割することができる。この場合、画像８２中のエリア８３を、同心円状の円周にて分割されるエリア８３の集合８８に分類し、各集合８８内のエリア８３にそれぞれ同一の演算値を与えるようにすることができる。この場合、画像８２の中心からの距離が等しいエリア８３に同一の演算値を与えることができ、より正確に基準マーク１３の配置位置を検出することができる。
【００８１】
【発明の効果】
上記のように本発明に係る基準マーク位置検出方法は、基準マークが形成さた対象物を撮像し、得られる画像から基準マークの配置位置を導出する基準マーク位置検出方法において、対象物を撮像して得られる画像を複数のエリアに分割し、各エリアごとに、画像中の画素サイズと対象物上における実寸とを関連づける演算値を与え、対象物を撮像して得られる画像中における基準マークに対応する画素を導出すると共にこの画素がいずれのエリアにあるかを識別し、このエリアに関連づけられた演算値を用いて、画像中における基準マークに対応する画素の位置から、対象物上の基準マークの配置位置を導出するため、対象物を撮像して得られる画像に歪が生じていても、基準マークの配置位置を正確に検出することができるものである。
【００８２】
また、画像を格子状の境界線にて複数のエリアに分割すると、このように分割されたエリアごとに演算値を与え、基準マークの配置位置を正確に検出することができるものである。
【００８３】
また、画像を同心円状の境界線にて複数のエリアに分割すると、このように分割されたエリアごとに演算値を与え、基準マークの配置位置を正確に検出することができるものであり、更に、画像の中心からの距離に応じて各エリアに演算値を与えることができ、画像の中心からの距離に従って変化する撮像器の集光レンズの収差による画像の歪の程度に応じて、各エリアに演算値を与えることができて、基準マークの配置位置を更に正確に検出することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）は対象物を撮像した画像を示す概略図、（ｂ）は対象物である配線板の撮像領域を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の他例を示すものであり、対象物を撮像した画像を示す概略図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は演算値の導出方法の一例を説明する概念図である。
【図４】配線板同士の位置合わせを行う工程を示す概略の斜視図である。
【図５】同上の概略の正面図である。
【図６】配線板の多層化工程の一例を示す概略平面図である。
【図７】（ａ）乃至（ｅ）は同上の各工程の様子を示す概略図である。
【図８】同上に用いる配線板の一例を示す平面図である。
【図９】同上のクランプ具の側面図である。
【図１０】同上の位置決め部を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１１】同上の吸着テーブルの平面図である。
【図１２】同上の吸引位置合わせユニットを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１３】同上の溶着部を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図１４】同上の駆動ロールを示す平面図である。
【図１５】同上の溶着部での溶着の手順を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ正面図である。
【図１６】同上の上側ヒータを示す一部を断面とした正面図である。
【図１７】同上の取り出し部の部分の平面図である。
【図１８】同上のホイストの正面図である。
【符号の説明】
１３  基準マーク
８２  画像
８３  エリア
８５  画素
【図１】
0003736464.tif 000004
【図２】
0003736464.tif 000005
【図３】
0003736464.tif 000006
【図４】
0003736464.tif 000007
【図５】
0003736464.tif 000008
【図６】
0003736464.tif 000009
【図７】
0003736464.tif 000010
【図８】
0003736464.tif 000011
【図９】
0003736464.tif 000012
【図１０】
0003736464.tif 000013
【図１１】
0003736464.tif 000014
【図１２】
0003736464.tif 000015
【図１３】
0003736464.tif 000016
【図１４】
0003736464.tif 000017
【図１５】
0003736464.tif 000018
【図１６】
0003736464.tif 000019
【図１７】
0003736464.tif 000020
【図１８】
0003736464.tif 000021