(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を位置決めする位置決め部と、電子部品を供給するパーツフィーダと、このパーツフィーダから電子部品をピックアップし前記基板に搭載する移載ヘッドと、この移載ヘッドに保持された電子部品の移動経路に設けられ電子部品を認識するカメラと、前記移載ヘッドに備えられ電子部品を吸着するノズルと、このノズルに吸着された電子部品の背後に位置する反射板と、この反射板に向けて光を照射する光源部とを備え、前記反射板は光源部の方向に対応した領域に分割され、これらの領域は特定方向にある光源部からの照明光のみを前記カメラに指向させて反射する鏡面状の反射面を有し、この反射面の表面が保護膜により被覆されており、この保護膜は近赤外透過フィルタとこの近赤外透過フィルタの表面を覆う硬質コート剤被膜から成ることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記反射面の表面には、鋸菌状の段差が格子状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の電子部品実装装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、実装位置精度を向上させるため、画像認識により電子部品の位置ずれを補正する方法が多用されている。この方法はパーツフィーダから電子部品を移載ヘッドによりピックアップし、電子部品を保持した状態でカメラにより電子部品を認識して位置ずれを検出し、この位置ずれを補正して電子部品を基板上に搭載するものである。
【０００３】
カメラによって電子部品を認識する際の照明方法としては、従来電子部品の背後に設けられた光拡散板に対して照明光を照射し、拡散板の表面によって乱反射した光をカメラに入射させる方法が一般に用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では照明の光源から照射された照明光の一部のみがカメラに入射するため照明の光量が少く、カメラに十分な光量が入射して電子部品を認識するまでに時間を要するという問題点があった。
【０００５】
また、光源と光拡散板の間には電子部品を吸着するノズルが存在するため、ノズルの影となる部分が発生し、この影によって認識精度が低下するという問題点もあった。
【０００６】
そこで本発明は、電子部品の位置ずれ補正のためのカメラによる認識を短時間で精度よく行うことができる電子部品実装装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置は、基板を位置決めする位置決め部と、電子部品を供給するパーツフィーダと、このパーツフィーダから電子部品をピックアップし前記基板に搭載する移載ヘッドと、この移載ヘッドに保持された電子部品の移動経路に設けられ電子部品を認識するカメラと、前記移載ヘッドに備えられ電子部品を吸着するノズルと、このノズルに吸着された電子部品の背後に位置する反射板と、この反射板に向けて光を照射する光源部とを備え、前記反射板は光源部の方向に対応した領域に分割され、これらの領域は特定方向にある光源部からの照明光のみを前記カメラに指向させて反射する鏡面上の反射面を有し、この反射面の表面が保護膜により被覆されており、この保護膜は近赤外透過フィルタとこの近赤外透過フィルタの表面を覆う硬質コート剤被膜から成る。
【０００８】
請求項２記載の電子部品実装装置は、請求項１記載の電子部品実装装置であって、前記反射面の表面には、鋸菌状の段差が格子状に形成されている。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、電子部品の背後にあって照明光を反射する反射板を特定方向からの照明光をカメラに指向させて反射する鏡面状の反射面を有するものとし、この反射面の表面を近赤外透過フィルタとこの近赤外透過フィルタの表面を覆う硬質コート剤被膜から成る保護膜で覆うことにより、十分な光量で電子部品を照明でき、また反射面を保護することができる。
また請求項２記載の発明によれば、光源からの照明光の反射光をカメラに向けて指向させ、無駄な方向に照明光を拡散させることなく十分な光量を以て電子部品Ｐを照明することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図、図２は同電子部品実装装置の部分断面図、図３（ａ）は同電子部品実装装置の反射板の斜視図、図３（ｂ）は同電子部品実装装置の反射板の部分断面図、図４は同電子部品実装装置の部分断面図、図５は同電子部品実装装置の反射板のフィルター特性および光源の光強度特性を示すグラフ、図６（ａ）、（ｂ）は同電子部品実装装置のカメラの画像図である。
【００１３】
まず、図１を参照して電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１において、基台１の中央部にはＸ方向にコンベア２が配設されている。コンベア２は基板３を搬送し位置決めする。したがってコンベア２は基板３の位置決め部となっている。コンベア２の両側には多数のパーツフィーダ４が並設されている。パーツフィーダ４は電子部品Ｐを収納し供給する。
【００１４】
Ｘ軸テーブル６上には電子部品Ｐの移載ヘッド７が装着されている。Ｘ軸テーブル６は、左右両側に並設された２つのＹ軸テーブル５に架設されている。したがってＸ軸テーブル６及びＹ軸テーブル５を駆動することにより、移載ヘッド７は水平方向に移動し、パーツフィーダ４から電子部品Ｐをピックアップし、基板３上に搭載する。また移載ヘッド７の移動経路には、電子部品Ｐを認識する電子部品Ｐの画像認識部８が配設されている。
【００１５】
次に図２を参照して移載ヘッド７および画像認識部８について説明する。図２において、移載ヘッド７には複数（図２では１つのみ図示）のθ軸１０が設けられている。θ軸１０には電子部品Ｐを真空吸着するノズル１１が装着されており、θ軸１０とノズル１１は図示しない上下動手段により一体的に上下動する。ノズル１１の上端部には、反射板１２が装着されており、ノズル１１によって電子部品Ｐを吸着した状態では反射板１２は電子部品Ｐの背後に位置する。反射板１２は略円盤状の樹脂板の表面に段差状の加工を施して反射面を形成し、反射面の表面にアルミ蒸着などの鏡面処理を行い、鏡面状の反射面としたものである。反射板１２の表面には、保護膜１３としての近赤外透過フィルタ１４および硬質コート剤被膜１５が被覆されている。硬質コート剤被膜１５は近赤外線透過フィルタ１４の表面を覆っている。
【００１６】
画像認識部８にはレンズ２０およびカメラ２１が配設されている。カメラ２１は画像処理部２２に接続されており、画像処理部２２はカメラ２１によって認識された電子部品Ｐの画像データを処理し、電子部品Ｐの位置ずれを検出する。レンズ２０の周囲の上方には、光源部が配設されている。光源部は、波長８５０ｎｍの赤外光を照射する赤外ＬＥＤの光源２３と、波長６９０ｎｍの赤色光を照射する赤色ＬＥＤの光源２４を備えており、それぞれ画像認識部８の上方に位置した反射板１２に対して斜め下方から照明光を照射するように配置されている。
【００１７】
次に図３を参照して反射板１２の反射面の詳細について説明する。図３（ａ）に示すように、反射板１２の表面には、鋸歯状の段差が格子状に形成されており、Ａ矢視、Ｂ矢視はともに図３（ｂ）に示すような形状となっている。この反射板１２に対して特定方向（図３（ｂ）の例では、矢印ａに示すように斜め方向）から光を入射すると光は格子状に形成された反射面のうち、入射光に対して特定の角度を有する反射面の鏡面によって全反射され、図３（ｂ）に示す矢印ｂ方向（電子部品実装装置においては、下方にあるカメラ２１の方向）に反射される。反射板１２にこのような反射面を形成することにより、光源からの照明光の反射光をカメラ２１に向けて指向させ、無駄な方向に照明光を拡散させることなく十分な光量を以て電子部品Ｐを照明することができる。
【００１８】
なお、反射板１２の表面に鋸歯状の段差を加工するに際して図３（ａ），（ｂ）に示すように反射板１２の中心（ノズル１１の位置）で交わる２つの中心線Ｃ１，Ｃ２に関して鋸歯の向きが対称となっている。すなわち反射板１２の反射面は、中心線Ｃ１，Ｃ２によって４つの領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に分割されている。そして１つの領域、例えばＡ１は、図３（ａ）に示すように２つの特定方向（矢印ｄ方向および矢印ｆ方向）にある光源部からの照明光をカメラ２１に向けて指向することができる。このように鋸歯状の段差を格子状に設け、かつ中心線に関して鋸歯の向きを対称に配置することにより、反射板１２の周囲４方向からの入射光をカメラ２１に向けて指向させることができる。このように、照明光をすべて下方のカメラ２１に向けて指向させることにより、ノズル１１が存在することによる影が発生せず、したがって影の影響による認識精度の低下が発生しない。
【００１９】
次に図４を参照して反射板１２の表面の保護膜１３について説明する。図４に示すように、反射板１２の反射面には保護膜１３を兼ねた近赤外透過フィルタ１４が装着され、近赤外透過フィルタ１４上には、アクリル系の透光性の硬化樹脂１５が塗布されている。この保護膜１３は、反射板１２の表面を汚損や磨耗から保護する機能を有するとともに、以下に説明するフィルター機能によって、カメラ２１による画像の認識形態の切替えを可能にする。
【００２０】
ここで図５を参照して近赤外透過フィルタ１３の透過特性、および光源２３に用いられる赤外ＬＥＤ、光源２４に用いられる赤色ＬＥＤの光強度特性について説明する。図５の横軸は光の波長を示しており、縦軸は近赤外透過フィルタ１３の特性を示すグラフＦに対しては光の透過率を、また赤外ＬＥＤの特性を示すグラフＩＲ、赤色ＬＥＤの特性を示すグラフＲに対しては光強度をそれぞれ表している。図５に示すように、赤色ＬＥＤは６９０ｎｍ付近に、また赤外ＬＥＤは８５０ｎｍ付近に光強度のピークを有している。そして近赤外透過フィルタ１３は、グラフＦに示すように７５０ｎｍ以下の波長の光に対して透過率が急激に低下する透過特性を有している。
【００２１】
図４において、光源２３の赤外ＬＥＤを発光させると、照射される赤外光は近赤外透過フィルタ１４を透過して反射板１２の反射面によって下方に反射され（矢印ｈ参照）、カメラ２１に受光される。このとき、電子部品Ｐが存在する部分は反射光が電子部品Ｐによって遮られるので、カメラ２１には、電子部品Ｐの部分を暗像とし、周囲の背景部分を明像とする画面を得ることができる。
【００２２】
また光源２４の赤色ＬＥＤを発光させると、照射される赤色光は近赤外透過フィルタ１４をほとんど透過しないので、照射された赤色光は反射板１２の反射面まで到達せず、したがって照射された赤色光は反射板１２によっては反射されない。この場合には、電子部品Ｐに照射された赤色光のうち、リードＰａの下面に入射した光が下方に反射されてカメラ２１に入射され、他の部分からの拡散反射光とはコントラストが大きく異なるため、カメラ２１には電子部品ＰのリードＰａを明像とし、他の部分を暗像とする画像が得られる。このようにそれぞれ異る波長の照明光を照射する複数の光源を備え、反射板にこれら照明光のうち特定波長の照明光のみを選択的に透過させるフィルターを備えることにより、すなわち照明光の種類によって異なる反射特性を有する反射板に入射する照明光の種類を切替えることにより、電子部品がカメラによって認識される画像の形態を明像、暗像にいずれかに切替えることができる。
【００２３】
次に電子部品実装方法について説明する。まず図１において、移載ヘッド７をパーツフィーダ４の電子部品Ｐの上方に移動させ、ノズル１１により電子部品Ｐを真空吸着してピックアップする。次いでノズル１１の下端部に電子部品Ｐを保持した移載ヘッドは経路Ｍ１上を移動する。移載ヘッド７が画像認識部８上を通過する際に、カメラ２１により電子部品Ｐが認識される。
【００２４】
このとき、実装される電子部品の種類によって、電子部品Ｐがカメラに認識される画像の形態が切替えられる。すなわち電子部品Ｐの下面に金属のリードＰａなど、光を良好に反射する部分が存在し、この部分を位置認識の基準として用いることが適当であるような場合には、画像認識部８の光源２４を発光させる。これによりカメラ２１は図６（ａ）に示すような、電子部品６のリードＰａが明像として表された画面を得ることができる。また、電子部品の下面に光を明瞭に反射する部分が少ない場合には、光源２３を発光させる。これにより、カメラ２１は図６（ｂ）に示すように、電子部品６の全体が暗像として表された画面を得ることができる。
【００２５】
次にこれらの画面に基づいて、画像処理部２２によって電子部品Ｐの位置ずれ、すなわちＸ方向、Ｙ方向およびθ方向の位置ずれが検出される。この後、これらの位置ずれは移載ヘッド７の補正動作によって補正され、電子部品Ｐは基板３上の正しい位置に正しい姿勢で搭載される。
【００２６】
このように、電子部品の背後に位置し、光源部の方向に対応した領域に分割され特定方向にある光源部からの照明光のみを前記カメラに指向させて反射する複数の鏡面状の反射面を有した反射板であって、表面が特定波長の照明光のみを選択的に透過させるフィルターを含む保護膜によって被覆された反射板に入射する照明光の種類を切替えることにより、電子部品がカメラによって認識される画像の形態を明像、暗像のいずれかに切替えることができ、電子部品Ｐの種類に応じてより正確な認識を行うことができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、電子部品の背後にあって照明光を反射する反射板を特定方向からの照明光をカメラに指向させて反射する鏡面状の反射面を有するものとし、この反射面の表面を近赤外透過フィルタとこの近赤外透過フィルタの表面を覆う硬質コート剤被膜から成る保護膜で覆うようにしているので、十分な光量の反射光で電子部品を照明することができ、また汚損や磨耗から反射面を保護して長期間の使用を可能とする。照明光をすべて下方に向けて指向させることにより、電子部品を吸着するノズルが存在することによる影が発生せず、したがって影の影響による認識精度の低下が発生しない。また電子部品の背後に位置し、光源部の方向に対応した領域に分割され特定方向にある光源部からの照明光のみを前記カメラに指向させて反射する複数の鏡面状の反射面を有した反射板であって、表面が特定波長の照明光のみを選択的に透過させるフィルターを含む保護膜によって被覆された反射板に入射する照明光の種類を切替えることにより、電子部品がカメラによって認識される画像の形態を明像、暗像のいずれかに切替えることができるので、電子部品の種類に応じた適切な位置認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の反射板の斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の反射板の部分断面図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部分断面図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の反射板のフィルター特性および光源の光強度特性を示すグラフ
【図６】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のカメラの画像図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のカメラの画像図
【符号の説明】
２  コンベア
３  基板
４  パーツフィーダ
７  移載ヘッド
８  画像認識部
１１  ノズル
１２  反射板
１３  保護膜
１４  近赤外透過フィルタ
２１  カメラ
２２  画像処理部
Ｐ  電子部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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