(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略球状の金属のバンプが形成されたバンプ付の電子部品のバンプ面を撮像するカメラと、前記撮像時にバンプ面を照明する照明部と、この撮像データに基づき前記バンプの位置を認識する認識部とを備え、前記照明部が、ケースと、このケースの内部に円環状に並列状態で配列された複数のＬＥＤと、これらのＬＥＤの上方にあってＬＥＤの光を集光して同一方向に照射する円環部材と、この円環部材によって集光された光を反射して前記バンプに対して特定方向から照射する反射手段を備え、前記反射手段が前記ケースの上部の内面を鏡面仕上げした逆すり鉢状の傾斜面であることを特徴とする電子部品観察装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子部品観察装置を用いて略球状の金属のバンプが形成されたバンプ付の電子部品のバンプ面をカメラで撮像し、撮像データに基づき認識部により前記バンプの位置を認識する電子部品観察方法であって、前記撮像時に、円環状に並列状態で配列された前記複数のＬＥＤから発光された光を前記集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を前記反射手段によって反射し、前記バンプに対して特定方向から照射することを特徴とする電子部品観察方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ付の電子部品の観察を行う電子部品観察装置および電子部品観察方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を回路基板に実装する際に、電子部品の位置ずれを補正して実装時の位置精度を向上させる方法として、電子部品観察装置を用いる方法が知られている。この方法は、移載ヘッドに保持された電子部品をカメラで撮像し、画像処理によって電子部品の形状や位置を認識し、実装時の位置ずれ補正に必要な補正量を求めるものである。
【０００３】
ところでＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）などのバンプ付の電子部品について、上述の位置認識を行う場合には、従来のリード付電子部品のような電子部品の本体の外形や本体から延出したリードの位置を求める場合と異り、電子部品の下面に形成された半田バンプが光学的に認識する対象となる。このようなバンプ付の電子部品を観察する電子部品観察装置として、複数のＬＥＤを備えた照明部を有するものが使用されている（特開平８−１５３９９７号公報）。
【０００４】
以下、従来の電子部品観察装置の照明部について図５を参照して説明する。図５は従来の電子部品観察装置の照明部の断面図である。図５において、バンプ付の電子部品１の下面にはバンプ２が形成されている。電子部品１は移載ヘッド（図外）に保持されて、照明部３の上方に位置している。照明ユニット３は本体ブロック４の上面に台形状断面の凹部４ａを設け、凹部４ａの斜面に多数のＬＥＤ５を配置したものである。ＬＥＤ５から発光された光は電子部品１を斜め下方から照明し（矢印ａ）、カメラ６により本体ブロック４の開口部４ｂを介して電子部品４の下面を撮像する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の照明部３には、下記のような問題点があった。まず、照明対象の電子部品１の半田バンプ２を、所望の斜め下方の角度から照明するためにＬＥＤ５を斜面上に配置していることにより、照明部３全体の径方向の寸法が大きくなり、コンパクト化が難しいことである。また本体ブロック４に台形状の凹部を加工し、その斜面をＬＥＤ５の取付面としていたため、本体ブロックの部品加工やＬＥＤを取り付ける作業などで組立に工数を要し、コストアップの要因となっていた。このように従来のバンプ付の電子部品を対象とした電子部品観察装置では、照明部の構造に由来してコンパクト化、低コスト化が難しいという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、コンパクト化、低コスト化を図ることができる電子部品観察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記載の電子部品観察装置は、略球状の金属のバンプが形成されたバンプ付の電子部品のバンプ面を撮像するカメラと、前記撮像時にバンプ面を照明する照明部と、この撮像データに基づき前記バンプの位置を認識する認識部とを備え、前記照明部が、ケースと、このケースの内部に円環状に並列状態で配列された複数のＬＥＤと、これらのＬＥＤの上方にあってＬＥＤの光を集光して同一方向に照射する円環部材と、この円環部材によって集光された光を反射して前記バンプに対して特定方向から照射する反射手段を備え、前記反射手段が前記ケースの上部の内面を鏡面仕上げした逆すり鉢状の傾斜面である。
【０００８】
請求項２記載の電子部品観察方法は、請求項１記載の電子部品観察装置を用いて略球状の金属のバンプが形成されたバンプ付の電子部品のバンプ面をカメラで撮像し、撮像データに基づき認識部により前記バンプの位置を認識する電子部品観察方法であって、前記撮像時に、円環状に並列状態で配列された前記複数のＬＥＤから発光された光を前記集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を前記反射手段によって反射し、前記バンプに対して特定方向から照射するようにした。
【０００９】
本発明によれば、複数のＬＥＤにより発光された光を集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を反射手段によって反射してバンプに対して特定方向から照射することにより、照明部を小型化、低コスト化することができるとともに、バンプの形状や位置を特定する画像を確実に撮像することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の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観察装置の全体構成図、図２（ａ）は同電子部品観察装置の照明部の断面図、図２（ｂ）は同電子部品観察装置の照明部の部分斜視図、図３は同電子部品観察装置の電子部品の部分拡大図、図４は同電子部品観察装置の画像図である。
【００１１】
まず図１を参照して電子部品観察装置の構成を説明する。図１において、トレー１１に収納されている電子部品１は、移載ヘッド駆動部１４によって駆動される移載ヘッド１３のノズル１２によりピックアップされて照明部２０の上方へ水平移動し（矢印Ｎ１）、そこでカメラ３０により下面のバンプ２が撮像される。その後電子部品１は移載ヘッド１３により基板１５上へ移載される（矢印Ｎ２）。
【００１２】
次に認識部３１について説明する。カメラ３０によって得られた撮像データはＡ／Ｄ変換器によってＡ／Ｄ変換され、画像メモリ３３に格納される。この撮像データはＣＰＵ３４に読み出されて画像処理され、バンプ２の位置が認識され、その結果はメモリ３５に格納される。また、ＣＰＵ３４は、主制御部３６によって制御される。
【００１３】
次に照明部２０について図２（ａ），（ｂ）を参照して説明する。図２（ａ），（ｂ）において、円筒状のケース２１はアルミなどの金属により製作され、上部の内面が逆すり鉢状の傾斜面２１ａとなっており、傾斜面２１ａは鏡面仕上げされている。ケース２１の内部のＬＥＤ２４の上方には、２つの円環部材２２，２３が同軸的に嵌着され、円環部材２２と円環部材２３の隙間の下方には、ＬＥＤ２４が円環状の基板２５上に等間隔に並列の垂直姿勢で円環状に配列されている。ＬＥＤ２４から発光された光は、ＬＥＤ２４の上方の円環部材２２，２３の隙間に導かれて上方に集光される。したがって円環部材２２、２３はＬＥＤ２４の光を同一方向に集光する集光手段となっている。なお、集光手段としては上記に限定されず、例えば、透明体で形成される１つの円環部材をＬＥＤ２４の直上に位置させるものであっても良い。この場合、透明体の側面にアルミ蒸着等で反射膜を形成して反射率を上げたものを使用することにより、更に優れた集光効果を得ることができる。
【００１４】
この集光された光は反射面としての傾斜面２１ａによって反射される。したがって、傾斜面２１ａの傾斜角θを適切に設定することにより、電子部品１のバンプ２に入射する照明光（矢印ｂ）の入射方向を所望の特定方向に設定することができる。照明部２０をこのような構造とすることにより、多数のＬＥＤ２４を並列姿勢で配列することができるため、ケース２１の径を小さくして、照明部２０の小型・コンパクト化を図ることができる。また、ＬＥＤ２４は基板２５に実装された状態で照明部２０に一括して装着されるため、照明部２０の組立工数を削減することができ、低コスト化が実現される。
【００１５】
この電子部品観察装置は上記のように構成され、次に電子部品観察方法について説明する。まず図１において、主制御部３６によって移載ヘッド駆動部１４を制御して、電子部品１を照明部２０の上方に位置させる。そして図２においてＬＥＤ２４を発光させて電子部品１のバンプ２を照明する。このときの照明光の入射状態およびその結果得られる画像について図３、図４を参照して説明する。
【００１６】
図３に示すように、バンプ２に対して斜め下方の特定方向から入射する照明光（矢印ｃで示す）は、バンプ２の表面が略半球状の曲面であるため、各入射点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４によって異った方向に反射される。これらのうち、入射点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ４からの反射光（矢印ｄ，ｅ，ｇ参照）はカメラ３０と異なる方向に反射されカメラ３０によって受光されず、入射点Ｐ３を挟んだある幅（鎖線で示す）の範囲からの反射光のみが下方に反射されてカメラ３０に受光される。なお、図３は一断面のみを示すものであり、実際にはバンプ２は全周方向から照明されており、図３において鎖線で示す幅の範囲の各点からの反射光がカメラ３０によって受光される。
【００１７】
このような照明光によって撮像されたバンプ２は、図４に示す斜線部の部分を明像２’とする円環状の画像として表れる。すなわち、画像上でこのような特定された形状の明像部分を得ることにより、バンプ２の位置を認識することができる。この明像の形状は、電子部品１の下面に存在する異物などにより発生する画像上のノイズと明瞭に区別されるため、精度のよい位置認識を行うことができる。
【００１８】
こうしてバンプ２の位置が認識され、この認識結果に基づいてバンプ２の位置ずれ量が検出される。その後電子部品１は基板１５上に移動し、移載ヘッド１３の駆動を前記位置ずれ量だけ補正した後に基板１５に移載される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のＬＥＤにより発光された光を集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を反射手段によって反射してバンプに対して特定方向から照射することにより、バンプを特定する画像を確実に撮像することができる。また複数のＬＥＤを並列状態で配列することができるため、ＬＥＤの装着スペースが小さい簡単な構造が実現でき、照明部を小型化、低コスト化することができる。
【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観察装置の全体構成図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の照明部の断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の照明部の部分斜視図
【図３】本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の電子部品の部分拡大図
【図４】本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の画像図
【図５】従来の電子部品観察装置の照明部の断面図
【符号の説明】
１  電子部品
２  バンプ
２０  照明部
２１  ケース
２２、２３  円環部材
２４  ＬＥＤ
２５  基板
３０  カメラ
３１  認識部
【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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