(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を保持し、透明性を有する透明ヘッドと、透明ヘッドを通して電子部品の電極面と反対側の面の外形画像を撮像するとともに位置決め用ポイントが設けられた基板を透明ヘッドを通して撮像する第１の撮像装置と、電子部品の電極部を含む電極面側の外形画像を撮像する第２の撮像装置と、これらの撮像装置からの撮像画像に基づいて、電子部品の電極反対面側の外形画像に対する電子部品の電極部の相対位置を認識するとともに、撮像した位置決め用ポイントの位置データから基板のパターンにおける電極対応部分の位置データを算出し、基板の電極対応部分と電子部品の電極部との位置データが一致するように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させる制御手段とを備えた電子部品実装装置。
【請求項２】
透明ヘッド側から基板までの距離を測定する測定手段を３つ以上設け、これらの測定手段により測定した距離データに基づいて、透明ヘッド側から基板までの距離が一致して透明ヘッドに保持された電子部品と基板とが平行になるように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させる制御手段を設けた請求項１記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
透明性を有する透明ヘッドにより電子部品を保持し、透明ヘッドにより電子部品を保持した状態で透明ヘッドを通して第１の撮像装置により電子部品の電極面と反対側の面の外形画像を撮像するとともに、第２の撮像装置により電子部品の電極部を含む電極面側の外形画像を撮像し、これらの２つの画像に基づいて電子部品の電極面と反対側の面の外形画像に対する電子部品の電極部の相対位置を認識し、電子部品を保持した透明ヘッドを基板に対向する姿勢に相対的に移動させた際に、透明ヘッドを通して、第１の撮像装置により基板に設けられた位置決め用ポイントと電子部品の外形画像とを撮像し、撮像した位置決め用ポイントの位置データから基板のパターンにおける電極対応部分の位置データを算出し、撮像した電子部品の外形画像から電子部品の電極部の位置データを算出し、これらの基板パターンの電極対応部分の位置データと電子部品の電極部の位置データとが一致するように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させ、これらの位置データが一致した位置で電子部品を基板に実装する電子部品実装方法。
【請求項４】
電子部品を保持した透明ヘッドを基板に対向させた際に、透明ヘッド側から基板までの距離を３点以上測定し、これらの距離データに基づいて、透明ヘッド側から基板までの距離が一致して透明ヘッドに保持された電子部品と基板とが平行になるように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させる請求項３記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はベアＩＣ部品などの電子部品を基板に実装する電子部品実装方法および電子部品実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示すように、基板１のパターン部分にベアＩＣ部品２の電極部２ａを合わせて接合するＣＯＢ（チップオンボード）実装方法が既に行われている。
【０００３】
このように、ベアＩＣ部品２を基板１に実装する従来の方法としては、回転ヘッドで回転駆動される吸着ノズル３によりベアＩＣ部品２を吸着し、ベアＩＣ部品２を吸着した吸着ノズル３や基板１を支持する移動テーブルを相対的に移動させて位置修正しながら基板１のパターンにおける電極対応部分とベアＩＣ部品２の電極部２ａを一致させた後に実装している。具体的には、電子部品を撮像する部品撮像カメラと基板を撮像する基板撮像カメラとをそれぞれ別途に設け、これらの撮像カメラによりベアＩＣ部品２の電極部２ａと基板１の電極対応部分とを撮像してそれぞれの位置データを認識し、これらの位置データに基づいてベアＩＣ部品２および基板１の位置を修正しながら実装していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電子部品実装方法では、部品撮像カメラと基板撮像カメラとによりそれぞれ別途にベアＩＣ部品２と基板１とを撮像し、これらの位置をそれぞれ認識して位置合わせするため、両撮像カメラ間の相対的な位置を補償しなければならず手間がかかるとともに、補償状態が悪い場合には実装品質が不安定となる問題があった。
【０００５】
また、実装時には基板１と吸着状態のベアＩＣ部品２とが平行である姿勢で実装する必要があり、平行でない場合には実装時にベアＩＣ部品２が基板１に片当りして装着位置にずれを生じていた。
【０００６】
本発明は上記問題を解決するもので、補償作業などを要することなく電子部品を基板に良好に実装することができる電子部品実装装置および電子部品実装方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明の第１の電子部品実装装置は、電子部品を保持し、透明性を有する透明ヘッドと、透明ヘッドを通して電子部品の電極面と反対側の面の外形画像を撮像するとともに位置決め用ポイントが設けられた基板を透明ヘッドを通して撮像する第１の撮像装置と、電子部品の電極部を含む電極面側の外形画像を撮像する第２の撮像装置と、これらの撮像装置からの撮像画像に基づいて、電子部品の電極反対面側の外形画像に対する電子部品の電極部の相対位置を認識するとともに、撮像した位置決め用ポイントの位置データから基板のパターンにおける電極対応部分の位置データを算出し、基板の電極対応部分と電子部品の電極部との位置データが一致するように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させる制御手段とを備えたものである。
【０００８】
また、本発明の第２の電子部品実装装置は、上記第１の電子部品実装装置において、透明ヘッドを通して透明ヘッド側から基板までの距離を測定する測定手段を３つ以上設け、これらの測定手段により測定した距離データに基づいて、透明ヘッド側から基板までの距離が一致して透明ヘッドに保持された電子部品と基板とが平行になるように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させる制御手段を設けたものである。
【０００９】
また、本発明の第１の電子部品実装方法は、透明性を有する透明ヘッドにより電子部品を保持し、透明ヘッドにより電子部品を保持した状態で透明ヘッドを通して第１の撮像装置により電子部品の電極面と反対側の面の外形画像を撮像するとともに、第２の撮像装置により電子部品の電極部を含む電極面側の外形画像を撮像し、これらの２つの画像に基づいて電子部品の電極面と反対側の面の外形画像に対する電子部品の電極部の相対位置を認識し、電子部品を保持した透明ヘッドを基板に対向する姿勢に相対的に移動させた際に、透明ヘッドを通して、第１の撮像装置により基板に設けられた位置決め用ポイントと電子部品の外形画像とを撮像し、撮像した位置決め用ポイントの位置データから基板のパターンにおける電極対応部分の位置データを算出し、撮像した電子部品の外形画像から電子部品の電極部の位置データを算出し、これらの基板パターンの電極対応部分の位置データと電子部品の電極部の位置データとが一致するように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させ、これらの位置データが一致した位置で電子部品を基板に実装するものである。
【００１０】
また、本発明の第２の電子部品実装方法は、上記第１の電子部品実装方法において、電子部品を保持した透明ヘッドを基板に対向させた際に、透明ヘッドを通して透明ヘッド側から基板までの距離を３点以上測定し、これらの距離データに基づいて、透明ヘッド側から基板までの距離が一致して透明ヘッドに保持された電子部品と基板とが平行になるように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させるものである。
【００１１】
【作用】
上記第１の電子部品実装装置および電子部品実装方法において、第１の撮像装置にて電子部品の電極反対面側の外形と基板の位置決め用ポイントを認識しながら、これらの外形画像と位置決め用ポイント位置とにそれぞれ関連付けされている電子部品の電極部の位置データと基板パターンの電極対応部分の位置データととが一致するように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させるため、第１の撮像装置により撮像する２次元の画像範囲内での位置決めを、補償作業などを要することなく、確実に行うことができ、電子部品をその電極部が基板の電極対応部分に対応した状態で正確に実装することができる。
【００１２】
また、上記第２の電子部品実装装置および電子部品実装方法により、透明ヘッド側から基板までの距離が一致して透明ヘッドに保持された電子部品と基板とが平行になるように位置決めできるので、電子部品が基板に片当りすることを防止でき、装着位置にずれを生じることがなくなる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。なお、従来と同機能のものには同符号を付してその説明は省略する。
【００１４】
図１〜図３は本発明の一実施例にかかる電子部品実装装置の要部を概略的に示す斜視図である。
図１において、１０は吸着ノズルの先端に設けられた透明ヘッドで、少なくとも下面１０ａと一側面１０ｂとが透明な部材で構成されており、内部に反射ミラー１１が４５度の傾斜角度で配設されている。また、この透明ヘッド１０の下面１０ａの中央にはベアＩＣ部品２などの電子部品を吸着する孔部１０ｃが形成されているとともに、透明ヘッド１０内部を陰圧状態とする真空装置への通路（図示せず）が接続されている。
【００１５】
透明ヘッド１０の一側方には、反射ミラー１１を介して透明ヘッド１０の下方箇所を撮像する第１の撮像カメラ１２が配設されている。この第１の撮像カメラ１２は透明ヘッド１０に対して位置固定され、一体的に移動するようになっている。また、第１の撮像カメラ１２の周囲４箇所にはレーザー光を照射して照射箇所までの距離を測定する距離センサ１３がそれぞれ固定されている。また、所定の位置には、上方に向けられた姿勢で配置されて、ベアＩＣ部品２の電極部２ａを含む下面側の外形画像を撮像する第２の撮像カメラ１４が設けられている。
【００１６】
なお、透明ヘッド１０は昇降自在に保持されているとともに傾斜角度の変更などの位置調整が可能とされている。また、基板１は例えばＸ−Ｙテーブルなどに保持されてＸ−Ｙ方向などに位置調整可能とされている。また、１５は第１の撮像カメラ１２の撮像画像、１６は第２の撮像カメラ１４の撮像画像である。また、上記各構成要素は図示しない制御手段により制御されている。
【００１７】
次に、上記構成における電子部品実装方法について説明する。
まず、透明ヘッド１０によりベアＩＣ部品２を吸着した際に、透明ヘッド１０を通して第１の撮像カメラ１２によりベアＩＣ部品２の上面側の外形画像１５を撮像するとともに、第２の撮像カメラ１４によりベアＩＣ部品２の電極部２ａを含む下面側の外形画像１６を撮像する。そして、これらの２つの画像１５，１６に基づいてベアＩＣ部品２の上面側の外形画像１５に対するベアＩＣ部品２の電極部２ａの相対位置を認識する。ここで、１７は、ベアＩＣ部品２の上面側の外形画像１５に下面側の外形画像１６を合成した画像であり、ベアＩＣ部品２の上面側の外形画像１５に対するベアＩＣ部品２の電極部２ａの相対位置を示している。
【００１８】
次に、透明ヘッド１０およびベアＩＣ部品２を基板１の上方に移動させた際に、透明ヘッド１０を通して、第１の撮像カメラ１２により基板１に設けられたアライメントマークなどの複数の位置決め用ポイント１ａとベアＩＣ部品２の上面側の外形画像１５とを撮像するとともに、各距離センサ１３により基板１までの距離をそれぞれ測定する（図２参照）。そして、撮像した位置決め用ポイント１ａの位置データに基づいて基板１のパターンにおける電極対応部分の位置データを算出するとともに、撮像したベアＩＣ部品２の上面側の外形画像１５に基づいてベアＩＣ部品２の電極部２ａの位置データを算出し、基板１の電極対応部分の位置データとベアＩＣ部品２の電極部２ａの位置データとが一致するように透明ヘッド１０側と基板１側とを相対的に移動させる。また、各距離センサ１３からの距離データに基づいて透明ヘッド１０側から基板１までの距離を算出し、透明ヘッド１０側から基板１までの各距離が一致して透明ヘッド１０に保持されたベアＩＣ部品２と基板１とが平行になるように透明ヘッド１０側と基板１側とを相対的に移動させる。
【００１９】
これにより、図３に示すように、ベアＩＣ部品２をその電極部２ａが基板１の電極対応部分に正確に対応した状態で実装することができ、かつ透明ヘッド１０に保持されたベアＩＣ部品２と基板１とが平行になるように位置決めされるため、ベアＩＣ部品２は基板１に片当りすることなく良好に実装される。
【００２０】
なお、上記実施例においては、距離センサ１３を４箇所に設けた場合を示したが、３箇所または５箇所以上設けても、透明ヘッド１０と基板１との平行状態を検出することができる。また、距離センサ１３を第１の撮像カメラ１２の周囲に配置した場合を示したが、これに限るものではなく、透明ヘッド１０に対して位置が固定されていればよく、透明ヘッド１０を通すことなく距離を測定して透明ヘッド１０側から基板１までの位置を換算して求める構成としてもよい。また、ベアＩＣ部品２以外の電子部品にも適用できることはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、透明性を有する透明ヘッドにより電子部品を保持し、透明ヘッドを通して第１の撮像装置により電子部品の外形画像を撮像するとともに、第２の撮像装置により電子部品の電極部を含む外形画像を撮像し、これらの画像に基づいて電子部品の外形画像に対する電極部の相対位置を認識し、透明ヘッドを基板に対向させた際に、透明ヘッドを通して、第１の撮像装置により基板の位置決め用ポイントと電子部品の外形画像とを撮像し、位置決め用ポイントの位置データから基板の電極対応部分の位置データを算出し、電子部品の外形画像から電子部品の電極部の位置データを算出し、これらの基板パターンの電極対応部分の位置データと電子部品の電極部の位置データとが一致するように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させることにより、第１の撮像装置により撮像する２次元の画像範囲内での位置決めを、補償作業などを要することなく、確実に行うことができ、電子部品をその電極部が基板の電極対応部分に対応させて正確に実装することができる。
【００２２】
また、透明ヘッド側から基板までの距離を３点以上測定し、これらの距離データに基づいて、透明ヘッド側から基板までの距離が一致して透明ヘッドに保持された電子部品と基板とが平行になるように透明ヘッド側と基板側とを相対的に移動させることにより、電子部品と基板とが平行になるように確実に位置決めできるので、電子部品が基板に片当りすることを防止でき、装着位置にずれを生じることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の電子部品実装装置および電子部品実装方法におけるベアＩＣ部品の認識時の概略的な斜視図である。
【図２】同電子部品実装装置および電子部品実装方法における距離測定時の概略的な斜視図である。
【図３】同電子部品実装装置および電子部品実装方法における実装時の概略的な斜視図である。
【図４】従来の電子部品実装方法の斜め下方より見た斜視図である。
【符号の説明】
１        基板
１ａ      位置決め用ポイント
２        ベアＩＣ部品（電子部品）
２ａ      電極部
１０      透明ヘッド
１１      反射ミラー
１２      第１の撮像カメラ
１３      距離センサ（測定手段）
１４      第２の撮像カメラ
【図１】
0003620868.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003620868.tif 000005