(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に電子部品を固定するための接着剤を塗布する接着剤塗布装置に、塗布量調整のために接着剤を塗布する巻き取り可能な透明のテープと、該テープの下方に設けられ、透明の塗布ベース部を有し、接着剤の塗布量を調整するための検査を行う接着剤塗布検査部と、塗布ベース部の下方に、接着剤塗布量を検出し、画像認識演算装置に取り込むとともに、前記塗布検査部に固定され、塗布ノズルの先端位置を直接検出し、接着剤塗布位置を検出するカメラと、塗布ノズルの周辺部に透明のテープ上に塗布された接着剤を照らすカメラ用の照明を設け、画像認識演算装置によって得られた接着剤塗布量と、予め設定された接着剤塗布基準量とを比較し、接着剤塗布量の調整を行うことを特徴とする接着剤塗布装置。
【請求項２】
接着剤塗布装置を用いた接着剤塗布量調整を行う接着剤塗布方法であって、接着剤塗布量調整は、塗布検査部上に塗布ノズルを移動させ、塗布検査部の透明な塗布ベース上に張設されている透明なテープ上に接着剤を塗布し、塗布検査部の下方に位置するカメラで得られたテープ上の接着剤の画像を画像認識演算装置に取り込み、接着剤の面積を計算することにより接着剤塗布量を検出し、次の接着剤塗布時に塗布位置が重ならないようにテープをリールで一定量巻き取り、前記画像認識演算装置により得られた接着剤塗布量とあらかじめプリント基板生産プログラムで設定された接着剤塗布基準量とを比較し、前記接着剤塗布量が前記接着剤塗布基準範囲内に無い場合は接着剤の塗布時間を増減することにより接着剤塗布量を調整して接着剤塗布量が前記接着剤塗布基準範囲内に収まるようにするフィードバックを行い、塗布検査部の下方のカメラで塗布量を調整すると共に、ノズル先端部を接着剤塗布検査部で認識して塗布位置を補正する接着剤塗布方法。
【請求項３】
画像認識手段で接着剤塗布量を検出する際、透明のテープ上に塗布された接着剤を塗布ノズルの周辺部に設けた照明で照らす請求項２記載の接着剤塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はチップ部品などの微小な電子部品を、プリント基板などの電子回路基板へ接着する場合に用いられる接着剤塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、チップ部品はより微小化が進み、電子回路基板は高密度実装が行われ、接着剤塗布装置には定量かつ正確に接着剤を塗布し、チップ部品などの信頼性を高めることが要求されている。チップ部品の接着の信頼性は接着剤塗布量および塗布位置によって、大きく左右され、接着剤の塗布量が規定量より多かったり、塗布位置がすれた場合には、基板パターン上に接着剤が付着し、接触不良を起こす原因となる。逆に、接着剤の塗布量が規定量より少なかったり、塗布位置がずれた場合には、確実にチップ部品を接着できず、生産中にチップ部品が落下するなどの問題を生じることになる。
【０００３】
したがって、チップ部品の微小化が進むに従い、接着剤の塗布量を検出しその塗布量をコントロールすること、および塗布位置を正確にコントロールすることが、プリント基板実装における信頼性向上や、品質管理上の重要な技術課題となってきている。このような技術課題を解決するため、従来の接着剤塗布装置においては実生産から離れて、塗布量調整処理が行われる場合が多い。
【０００４】
その１例として、特開平３−２１７１００号公報に記載されたものがある。以下図４と図５を参照しながら、従来の接着剤塗布装置の１例について説明する。図５は従来の接着剤塗布装置の斜視図であり、この図を参照しながら従来装置を説明する。テーブル７はＹ方向駆動部９によりＹ方向の任意の位置に位置決め可能であり、このテーブル７上の所定位置にプリント基板６が固定されている。テーブル７の上方には塗布ノズル１０と接着剤の塗布量と塗布位置を検出するためのカメラ１７、カメラ用の照明１８が設けられた塗布ヘッド１２が配置されている。この塗布ヘッド１２はＸ軸駆動部８によりＸ方向の任意の位置に位置決め可能であり、塗布ノズル１０は塗布位置に位置決めされる。１３はカメラ１７で得られた画像を取り込み、接着剤の量を検出する画像認識演算装置である。１９は巻き取り可能に設けられた接着剤塗布検出用のテープを有する塗布検査部であり、その拡大図を図４に示す。テープ１５は供給リール１により供給され、巻き取りリール２により適宜巻き取られる。接着剤を塗布するテープ１５は通常紙などの柔らかい素材でできているため、塗布ベース１６は接着剤塗布時における支持部として機能する。
【０００５】
以上のように構成された接着剤塗布装置について、実生産工程の塗布動作の中で行われる接着剤塗布量調整処理について説明する。
プリント基板６が適宜の搬送手段によってテーブル７上に搬送され、所定位置に固定される。あらかじめ定められたプリント基板生産プログラム等の手順に従い、ＮＣ命令信号等でＹ軸方向にはテーブル７がＹ軸駆動部９により、Ｘ軸方向には塗布ノズル１０がＸ軸駆動部８によりそれぞれ位置決めされる。その位置決めされた場所において、プリント基板６上に接着剤を一定量塗布する。この動作を繰り返し、接着剤塗布がすべて終了後、プリント基板６はテーブル７より適宜の搬送手段にて搬出される。
【０００６】
接着剤塗布量を一定に保つために、プリント基板生産プログラムでは、接着剤の塗布量累計があらかじめ定められた量に達したとき等のタイミングで、塗布検査部１９を用いて塗布量の調整を行う。この動作を、塗布量調整処理として図６のフローチャートに示し、順を追って説明する。
塗布量調整処理に入ると最初に、塗布検査部１９の上部にＸ軸駆動部８とＹ軸駆動部９にて塗布ノズル１０を移動させ（ステップ＃７）、塗布検査部１９のテープ１５上に接着剤を塗布する（ステップ＃８）。次に塗布された接着剤量を検出するためカメラ１７をＸ軸駆動部８とＹ軸駆動部９にて塗布検査部１９上部に移動させ（ステップ＃９）、カメラ１７でテープ１５上の接着剤の画像を画像認識演算装置１３に取り込み、接着剤の面積を計算することにより接着剤塗布量を検出する（ステップ＃１０）。そして、テープ１５を巻き取りリール２にて一定量巻き取り、次の接着剤塗布時に塗布位置が重ならないように備える（ステップ＃１１）。画像認識演算装置によって得られた接着剤塗布量と、あらかじめプリント基板生産プログラム等で設定された接着剤塗布基準量とを比較し（ステップ＃１２）、接着剤塗布量が基準範囲内にないならば（Ｎｏ）、接着剤の塗布時間を増減して接着剤塗布量を調整し、接着剤塗布量が基準範囲内に収まるようにするフィードバック制御を行う（ステップ＃１３）。つまり、検出された接着剤の面積が設定された接着剤塗布基準量より小さいときは、接着剤の塗布時間を一定時間増加し、反対に接着剤の面積が設定された接着剤塗布基準量より大きいときは、塗布時間を一定時間減少する。そして、再度ステップ＃７からステップ＃１２までを繰り返す。ステップ＃１２にて接着剤塗布量が基準範囲内に収まっているなら（Ｙｅｓ）、塗布量調整処理を終了する。塗布量調整処理を終了すると、プリント基板上に接着剤を塗布するプリント基板実生産工程を開始する。
【０００７】
以上が接着剤の塗布量を調整する塗布量調整処理であるが、ほぼ同様の手段で接着剤の塗布位置についても補正することができる。つまり、ステップ＃１０において接着剤の面積を計算するかわりに接着剤の塗布位置を計測し、あらかじめ設定された塗布位置と実際の計測された塗布位置との差を、次回プリント基板実生産行程の塗布位置にフィードバックさせ塗布位置を補正する塗布位置補正処理を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の接着剤塗布装置では、塗布された接着剤は光沢を持ち、粘性が高く丸みを帯びているため、カメラ用の照明を反射し、接着剤の画像上の面積の検出を正確に行うこと、つまり、接着剤塗布量の検出を正確に行うことが困難であった。また、塗布量調整処理において、塗布ノズルが塗布量検査部上部に移動する（ステップ＃７）動作と、カメラが塗布量検査部上部に移動する（ステップ＃９）動作を、塗布量が基準範囲内に収まるまで何回も繰り返すため、塗布量調整処理が終了するまで長時間を要していた。このような本来の実生産ではない塗布量調整のために時間を要することは、プリント基板生産を行う上で生産性が低下するという問題があり、塗布量調整時間の短縮が求められている。また、塗布位置補正については、塗布ヘッドの移動やテーブルの移動等による振動で、塗布されたテープが振動したり、また、ずれてしまい、正確な位置補正を行うことが困難であり、プリント基板の信頼性を向上するために、さらに正確に塗布位置が補正できる手段が求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の接着剤塗布装置においては、巻き取り可能に設けられた透明なテープと、該テープの下方に透明の塗布ベース部を有する塗布検査部を設け、さらに、塗布ベース部の下方にテープ上に塗布された接着剤塗布量を検出するためのカメラを設けたものである。本発明では照明の反射によらず正確に接着剤の面積、つまり接着剤の塗布量を検出することができる。また、塗布量調整に要する時間を短縮することができ、プリント基板の生産性を向上することができる。また、接着剤の塗布位置についても正確に補正することができ、しいてはプリント基板の信頼性を向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本願の請求項１に記載の発明は、プリント基板上に電子部品を固定するための接着剤を塗布する接着剤塗布装置に、塗布量調整のために接着剤を塗布する巻き取り可能な透明のテープと、該テープの下方に設けられ、透明の塗布ベース部を有し、接着剤の塗布量を調整するための検査を行う接着剤塗布検査部と、塗布ベース部の下方に、接着剤塗布量を検出し、画像認識演算装置に取り込むとともに、前記塗布検査部に固定され、塗布ノズルの先端位置を直接検出し、接着剤塗布位置を検出するカメラと、塗布ノズルの周辺部に透明のテープ上に塗布された接着剤を照らすカメラ用の照明を設け、画像認識演算装置によって得られた接着剤塗布量と、予め設定された接着剤塗布基準量とを比較し、接着剤塗布量の調整を行うものであり、正確に接着剤の塗布量調整を行うことができ、塗布量調整のための時間を短縮でき、プリント基板生産の生産性が向上するという作用を有する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、接着剤塗布装置を用いた接着剤塗布量調整を行う接着剤塗布方法であって、接着剤塗布量調整は、塗布検査部上に塗布ノズルを移動させ、塗布検査部の透明な塗布ベース上に張設されている透明なテープ上に接着剤を塗布し、塗布検査部の下方に位置するカメラで得られたテープ上の接着剤の画像を画像認識演算装置に取り込み、接着剤の面積を計算することにより接着剤塗布量を検出し、次の接着剤塗布時に塗布位置が重ならないようにテープをリールで一定量巻き取り、前記画像認識演算装置により得られた接着剤塗布量とあらかじめプリント基板生産プログラムで設定された接着剤塗布基準量とを比較し、前記接着剤塗布量が前記接着剤塗布基準範囲内に無い場合は接着剤の塗布時間を増減することにより接着剤塗布量を調整して接着剤塗布量が前記接着剤塗布基準範囲内に収まるようにするフィードバックを行い、塗布検査部の下方のカメラで塗布量を調整すると共に、ノズル先端部を接着剤塗布検査部で認識して塗布位置を補正するものであり、接着剤塗布量調整と接着剤塗布位置の補正を行うことで、プリント基板の信頼性が向上する作用を有する。
請求項３に記載の発明は、画像認識手段で接着剤塗布量を検出する際、透明のテープ上に塗布された接着剤を塗布ノズルの周辺部に設けた照明で照らすものであり、カメラ用の照明は塗布ノズルと一体となって移動するので、証明が塗布検査部上を移動する時間を短縮することができる作用を有する。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図１と図２を用いて説明する。
（実施の形態１）
図２は本発明の接着剤塗布装置の斜視図である。図２に示す実施例において、従来の接着剤塗布装置との相違点は、接着剤の画像を取り込むカメラを、塗布ヘッドから塗布検査部１４の下部に設置し、また、カメラ用の照明１１をカメラ周辺部から、ノズル周辺部に設置した点である。その他、図５に示す従来の接着剤塗布装置と同様のものについては説明を省略する。図１は塗布検査部の概略図で、３は透明のテープで、裏側から見て塗布された接着剤の透過画像を得ることができれば素材は問わない。このテープ上に接着剤が塗布ノズルから塗布される。４はテープ撓みをなくし、これを支持する塗布ベースで、テープ３上に塗布された接着剤を下方からカメラ５で検出できるように透明なアクリル樹脂などから形成されている。
【００１３】
図３は塗布検査部で行われる塗布量調整処理を示すフローチャートである。塗布量調整処理は、Ｘ軸駆動部８とＹ軸駆動部９により塗布検査部１４上に塗布ノズル１０を移動させる（ステップ＃１）ことによって開始される。そして、塗布検査部１４の塗布ベース４上に張設されている透明なテープ３上に接着剤を塗布する（ステップ＃２）。そして、塗布検査部１４の下方に位置するカメラ５で得られたテープ３上の接着剤の画像を、画像認識演算装置１３に取り込み、接着剤の面積を計算することにより接着剤塗布量を検出する（ステップ＃３）。そして、テープ３を巻取りリール２で一定量巻き取り、次の接着剤塗布時に塗布位置が重ならないように備える（ステップ＃４）。そして、画像認識演算装置により得られた接着剤塗布量と、あらかじめプリント基板生産プログラム等で設定された接着剤塗布基準量とを比較し（ステップ＃５）、接着剤塗布量が基準範囲内にないならば（Ｎｏ）、接着剤の塗布時間を増減することにより接着剤塗布量を調整し、接着剤塗布量が基準範囲内に収まるようにするフィードバックを行う（ステップ＃６）。つまり、検出された接着剤の面積が設定された接着剤塗布基準量より小さいときは、接着剤の塗布時間を一定時間増加し、反対に接着剤の面積が設定された接着剤塗布基準量より大きいときは、塗布時間を一定時間減少する。そして、再度ステップ＃１から＃５までを繰り返す。接着剤塗布量が基準範囲に収まっているなら（Ｙｅｓ）、塗布量調整ルーチンを終了する。
【００１４】
本発明によると、塗布検査部の上部に塗布ノズルが移動するのは（ステップ＃１）、塗布量調整ルーチンの最初の１回のみでよく、カメラは塗布検査部に固定されていて移動しないため、従来のように塗布された位置にカメラがそのたびに移動する必要がない。カメラ用の照明も塗布ノズル周辺に設置してあるので移動する必要がない。つまり、従来に比べて塗布毎に塗布ノズルが塗布検査部上に移動する時間と、カメラが塗布検査部上に移動する時間を短縮することができる。すなわち、塗布量調整処理に要する時間が短縮され、プリント基板の生産性を向上することができる。
【００１５】
また、画像認識手段で接着剤塗布量を検出する（ステップ＃３）際、透明のテープ上に塗布された接着剤を上方からの照明で照らし、接着剤の画像を下方からカメラで取り込むので、接着剤の画像は、上方からの光を透過したものとなり、照明の反射がなくコントラストが良く、簡単かつ正確に接着剤面積を計算することができる。
【００１６】
さらに、塗布検査部においてテープと塗布ベースは透明な材料で形成されているので、下方のカメラから直接塗布ノズル先端の画像を得ることができる。つまり、塗布位置補正処理において、接着剤をテープ上に塗布しなくても、塗布ノズル先端の画像をカメラで取り込むことにより塗布位置補正を行うことができる。すなわち、本発明では塗布ノズル先端位置の画像を用いて位置補正を行うため、従来のように塗布された接着剤の位置を用いて位置補正を行うものに比べ、テープのずれ等による誤差がないため、正確な位置補正が可能であり、プリント基板の信頼性を向上させることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、接着剤塗布量の検出を正確に行うことができ、塗布量調整処理に要する時間も短縮することができ、プリント基板の生産性を向上することができる。また、塗布位置についても正確に補正することができ、プリント基板の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の接着剤塗布検査部の概略図である。
【図２】この発明の接着剤塗布装置の斜視図である。
【図３】この発明の接着剤塗布量調整処理フローチャートである。
【図４】従来の接着剤塗布検査部の概略図である。
【図５】従来の接着剤塗布装置の斜視図である。
【図６】従来の接着剤塗布量調整処理フローチャートである。
【符号の説明】
３  透明なテープ
４  透明な塗布ベース
５  カメラ
１０  塗布ノズル
１１  照明
【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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