(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を保持した保持手段を高さ計測器に対して相対的に水平方向へ移動させて、この電子部品の複数の辺から側方へ延出する複数本のリードの位置データを入手する第１の工程と、前記位置データに基いて複数の仮想平面を演算部により算出する第２の工程と、前記複数の仮想平面に対する前記リードの残差分散を演算部により算出する第３の工程と、前記複数の仮想平面のうち残差分散の最も小さい仮想平面に対する前記各リードの高さを演算部により算出する第４の工程と、前記各リードの高さから前記各リードに許容限度以上の浮きがあるか否かを判定部により判定する第５の工程と、を含むことを特徴とする電子部品のリードの高さ検査方法。
【請求項２】
前記第２の工程における複数の仮想平面の算出は、前記第１の工程で得られた前記位置データのうち、高さの低いリードの高さデータを複数抽出する工程と、抽出した高さデータの組み合わせを変更しながら複数の仮想平面を算出する工程と、を含むことを特徴とする請求項１記載の電子部品のリードの高さ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に実装される電子部品のリードの高さ検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品として、ＱＦＰやＳＯＰのように、複数の辺から多数本のリードが側方へ延出するものが知られている。このようなリード付きの電子部品は、リードを基板の回路パターンの電極に半田付けするなどして基板に実装される。近年、この種電子部品のリードは益々ファイン化してぜい弱になっており、きわめて屈曲変形しやすい。
【０００３】
リードが上方へ屈曲変形していると、電子部品を基板に搭載した場合、このリードは基板の電極に着地できず、所謂浮きを生じ、電極に半田付けできない。そこで本出願人は、先きにリードの浮きを検出する方法を提案した（特開平４−１５５０７号公報）。この従来方法では、ノズルの下端部に真空吸着して保持された電子部品の３本のリードの高さをレーザ装置により測定し、この３本のリードの高さから仮想平面をコンピュータにより算出し、仮想平面に対するリードの高さのばらつきからリードの浮きを判定するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この種電子部品は多数本（多いものは１００本以上）のリードを有しており、各リードの高さはかなりばらついている。上記従来方法は、多数本のリードの中から３本のリードを選択し、選択された３本のリードから仮想平面を求めていたものであるが、各リードの高さはばらついていたため、選択されるリードによって仮想平面の高さもばらついてしまい、したがって仮想平面に基づくリードの浮きの判定結果の信頼性が低いという問題点があった。
【０００５】
したがって本発明は、リードの浮きをより的確に判定できる電子部品のリードの高さ検査方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電子部品を保持した保持手段を高さ計測器に対して相対的に水平方向へ移動させて、この電子部品の複数の辺から側方へ延出する複数本のリードの位置データを入手する第１の工程と、前記位置データに基いて複数の仮想平面を演算部により算出する第２の工程と、前記複数の仮想平面に対する前記リードの残差分散を演算部により算出する第３の工程と、前記複数の仮想平面のうち残差分散の最も小さい仮想平面に対する前記各リードの高さを演算部により算出する第４の工程と、前記各リードの高さから前記各リードに許容限度以上の浮きがあるか否かを判定部により判定する第５の工程とから電子部品のリードの高さ検査方法を構成した。
【０００７】
請求項２の発明は、前記第２の工程の複数の仮想平面の算出は、前記第１の工程で得られた前記位置データのうち、高さの低いリードの高さデータを複数抽出する工程と、抽出した高さデータの組み合わせを変更しながら複数の仮想平面を算出する工程と、を含むようにした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１および２の発明によれば、多数本のリードの高さのばらつきを考慮して、より適正な仮想平面を求め、この仮想平面に基づいてリードの浮きを正確に判定することができる。
【０００９】
以下、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における電子部品実装装置の斜視図、図２は同電子部品実装装置に備えられたリードの高さ検査装置の構成図、図３および図４は同電子部品実装装置のリードの高さ検査のフローチャート、図５は同電子部品実装装置に用いられる電子部品の斜視図、図６は同近似平面に対するリードの高さのばらつきを示す図、図７は同仮想平面の算出方法の説明図である。
【００１０】
まず、図１を参照して、電子部品実装装置の全体構成を説明する。基台１の上面中央にはガイドレール２が設けられており、ガイドレール２上には基板３がクランプして位置決めされている。基台１の上面両側部には電子部品の供給部であるパーツフィーダ４が多数個並設されている。また基台１の側部にはマガジン５を収納したマガジンユニット６が設けられている。マガジン５に段積みして収納されたトレイ７は基台１上に出し入れされる。トレイ７には電子部品が収納されている。ガイドレール２の側部にはレーザユニット８とカメラ９が設けられている。
【００１１】
基台１の両側部にはＹテーブル１１が立設されている。Ｙテーブル１１にはＸテーブル１２が架設されており、Ｘテーブル１２には電子部品の保持手段としてのヘッド１３が設けられている。本例では、ヘッド１３は３個備えられている。ヘッド１３はＸテーブル１２とＹテーブル１１に駆動されたＸ方向やＹ方向へ水平移動する。ヘッド１３はパーツフィーダ４やトレイ７の上方へ移動し、これらに備えられた電子部品をノズル１４（図２）の下端部に真空吸着してピックアップする。次にヘッド１３はレーザユニット８やカメラ９の上方へ移動し、レーザユニット８によるリードの検査やカメラ９による電子部品の位置ずれの検査を行った後、基板３の上方へ移動し、電子部品を基板３の所定の座標位置に搭載する。
【００１２】
図２において、レーザユニット８は高さ計測部２０に接続されている。制御部２１はヘッド駆動部２２やリード浮き判定部２３に接続されている。ノズル１４の下端部に真空吸着された電子部品１５の４つの辺からは、カギ型に屈曲したリードＬが多数本側方へ延出している（図５も参照）。レーザユニット８は、リードＬの先端部へ向って下方からレーザ光１６を照射し、その反射光を受光し、その受光データを高さ計測部２０に入力する。高さ計測部２０は、この受光データからリードＬの高さを演算する。ヘッド駆動部２２は、ノズル１４の上下動作などを行わせる。リード浮き判定部２３は、高さ計測部２０で演算された結果から、リードＬの浮き（リードＬの上方への屈曲の程度）を判定する。なお本実施の形態では、リードＬの高さ計測器としてレーザユニット８を用いているが、高さ計測器としてはレーザユニット８に限定されない。
【００１３】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次にリードの浮きの検査方法を説明する。ヘッド１３はパーツフィーダ４やトレイ７の上方へ移動し、ノズル１４の下端部に電子部品１５を真空吸着してピックアップする。次にヘッド１３はレーザユニット８の上方へ移動させ、リードＬの先端部をレーザユニット８の上方に位置させる。以下、図３および図４のフローチャート、並びに図５〜図７を参照して、リードの浮きの検査方法を説明する。
【００１４】
まず全ての辺の全てのリードの位置データを取り込む（ＳＴ１）。この位置データには、Ｘ方向、Ｙ方向、高さ（Ｚ）方向のデータ（ｘ，ｙ，ｚ）が含まれる。この場合、Ｘテーブル１２とＹテーブル１１を駆動して、ヘッド１３をＸ方向やＹ方向へ４角形に水平移動させることにより、図５に示す第１辺〜第４辺の全てのリードＬにレーザユニット８から照射されたレーザ光１６を当て、全ての辺の全てのリードＬの位置データ（ｘ，ｙ，ｚ）が入手される。次に、全ての辺のリードＬの位置データから最小二乗法により近似平面Ｋ０を算出する（ＳＴ２）。近似平面は、平面方程式ａ＋ｂｘ＋ｃｙ−ｚ＝０から求められる。この平面方程式は上記特開平号公報にも記載された周知方程式である。この近似平面は、リードＬの先端部の全体的な傾きをあらわしている。図６は、この近似平面Ｋ０に対する各リードＬの高さのばらつきを示している。次に全てのリードについて、近似平面Ｋ０からの高さをそれぞれ算出する（ＳＴ３）。図６において、ｈ１〜ｈｎがこの高さである。
【００１５】
次に高さが低いリードの位置データを各々の辺毎に５個抽出する（ＳＴ４）。すなわち電子部品１５の第１辺〜第４辺からは、それぞれ多数本のリードＬが側方へ延出しているが、このうち、近似平面Ｋ０からの高さが低いもののベスト５を抽出するものである。ここで、近似平面Ｋ０からの高さが低いリードＬは、電子部品１５を基板３に搭載した状態で、基板３の電極に確実に着地して半田付けされる可能性が高いリードである。これに対し近似平面Ｋ０からの高さが高いリードは、基板３の電極に着地できず、したがって電極に正しく半田付けされる可能性が低いリードである。リードの浮きを判断するためには、半田付けされる可能性が高いリードで形成される仮想平面を基準にするのが好ましい。したがって本実施の形態ではＳＴ２〜ＳＴ４の工程で高さが低いリードＬを抽出する処理を行なう。図５において、Ｌａ１〜Ｌａ５，Ｌｂ１〜Ｌｂ５，Ｌｃ１〜Ｌｃ５，Ｌｄ１〜Ｌｄ５は、各辺について抽出された高さの低いリードである。
【００１６】
次に、ＳＴ４の工程で抽出したリードの位置データのうち第１辺、第２辺、第３辺の位置データを用いて第１の仮想平面を求める（ＳＴ５）。この場合もＳＴ２と同様に最小二乗法を使用する。図７（ａ）は、この仮想平面Ｋ１を示している。次に、第１の仮想平面Ｋ１に関する残差分散Ｑ１を算出する（ＳＴ６）。残差分散Ｑは、（数１）から求められる。
【００１７】
【数１】
0003586981.tif 000002
【００１８】
（数１）において、Ｚｉは計測された基準面からの調査対象である３つの辺の抽出された各リードの高さ（Ｚ座標値）、Ｈｉは仮想平面Ｋ１の高さ、ｍは調査対象である３つの辺の抽出されたリードの本数であって、本例ではｍ＝３（辺）×５（本）＝１５である。残差分散Ｑは、仮想平面に対するリードの高さのばらつきの程度をあらわすものであって、残差分散Ｑの値が小さいほど、仮想平面に対するリードの高さのばらつきは小さく、また電子部品１５が着地する実際の平面にこの仮想平面が近くなることを意味している。
【００１９】
次にＳＴ７〜ＳＴ１２において、第２辺、第３辺、第４辺についても、ＳＴ４およびＳＴ５と同様にそれぞれ第２の仮想平面Ｋ２、第３の仮想平面Ｋ３、第４の仮想平面Ｋ４を求め、かつそれぞれの残差分散Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４を求める（図７の（ｂ）〜（ｄ）も参照）。
【００２０】
以上のようにして４つの辺に関する残差分散Ｑ１〜Ｑ４を求めたならば、残差分散の値が最も小さいものを仮想平面に決定する（ＳＴ１３）。次にこの決定された仮想平面からの高さｈをそれぞれのリードに対して算出し（ＳＴ１４）、ＳＴ１４で求めた高さｈとしきい値を比較してリードの浮きを判定する（ＳＴ１５）。ＳＴ１５のしきい値はリードＬの浮きの許容値であり、しきい値以上の浮きがあれば、その電子部品は不良品と判定され、基板３への搭載は中止される。
【００２１】
このように、残差分散Ｑが最も小さな仮想平面を選択することにより、電子部品が実際に着地する平面に最も近い仮想平面を、複数の仮想平面から見つけ出し、この仮想平面を基準にしてリードの浮きを検査するので、リードの浮きを正確に判断できるものである。また電子部品１５の中には、製造上の問題で電子部品１５そのものが変形して１辺分のリードＬのほとんどが基板に着地せずに不良になる場合がある。このため４辺分のリードＬの位置データを用いて仮想平面およびその残差分散Ｑを求めると、上述したような不良を生じる電子部品１５を検出できない可能性がある。したがって好ましくは本実施の形態のように、仮想平面Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，Ｋ４を求める場合には３辺の中から適切なリードの位置データを使用した方がよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、多数本のリードの高さのばらつきを考慮して、より適正な仮想平面を求め、この仮想平面に基づいてリードの浮きを正確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置の斜視図
【図２】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置に備えられたリードの高さ検査装置の構成図
【図３】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のリードの高さ検査のフローチャート
【図４】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置のリードの高さ検査のフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態における電子部品実装装置に用いられる電子部品の斜視図
【図６】本発明の一実施の形態における近似平面に対するリードの高さのばらつきを示す図
【図７】本発明の一実施の形態における仮想平面の算出方法の説明図
【符号の説明】
８  レーザユニット
１３  ヘッド
１４  ノズル
１５  電子部品
２０  高さ計測部
２１  制御部
２３  リード浮き判定部
Ｌ  リード
Ｋ０  近似平面
Ｋ１〜Ｋ４  仮想平面
【図１】
0003586981.tif 000003
【図２】
0003586981.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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