(57)【要約】【課題】吸着ノズルで吸着保持した小さい電子部品を撮像する際、透過照明下でエッジ部が鮮明な画像を取得できるようにする。【解決手段】電子部品１２を吸着して所定位置に実装するための吸着ノズル１０の、少なくとも吸着端部１０Ａを除く外周に、カセット式面光源４０を付設した照明装置を構成し、透過照明とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ヘッドから下方に向けて備えられた、吸着ノズルの先端部で電子部品を吸着して、基板に実装する電子部品実装装置において、
前記吸着ノズルの少なくとも吸着端部を除く外周に面光源を設けるとともに、前記面光源からの光が前記吸着ノズルに吸着された電子部品に向けて照射されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記面光源を透明材料で形成し、前記吸着ノズルの外周面を非反射処理したことを特徴とする請求項１に記載のノズル照明装置。
【請求項３】
前記面光源の一部を非反射材料で形成したことを特徴とする請求項１に記載のノズル照明装置。
【請求項４】
前記吸着ノズルの吸着端部を透明材料で形成したことを特徴とする請求項１に記載のノズル照明装置。
【請求項５】
前記吸着ノズルに透過照明を併設したことを特徴とする請求項１に記載のノズル照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置、特に電子部品を画像認識する部品認識装置において小部品の外形を良好な画像として取得する際に適用した好適な、電子部品実装装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電子部品実装装置では、吸着ノズルに吸着された電子部品を配線基板に実装する際に、該ノズル先端に保持された部品に照明を当てた状態で、部品認識装置に備えられているカメラで画像を取得し、画像認識により該部品のノズル吸着位置及び角度のずれに関する補正量を取得し、その補正量分だけ位置を修正して基板に搭載している。
【０００３】
その電子部品の画像をカメラで取得する際には、より鮮明な画像を取得するために、下方照明、同軸照明、透過照明等の方式の異なる照明を部品に応じて切換えて使用することにより最適な画像を取得するようにしている。
【０００４】
ここで、透過照明とは、カメラと照明光との間に電子部品が存在するように照明を配置する方式である。具体例として、図１０に示すように、吸着ノズル１０に吸着保持された電子部品１２を、下側に配置さている部品認識装置のカメラ１４により撮像するに当たり、電子部品１２の後方に配された拡散反射板１６に、ＬＥＤ等の指向性光源１８から光を照射して得られる反射光により、矢印で示すように電子部品１２の後方から照明するものがある。
【０００５】
このような構成の照明を備えた電子部品実装装置では、吸着ノズル１０によって保持された電子部品１２を画像認識装置上に移動させ、照明光源１８を照射して拡散反射板１６からの反射光を透過照明としてカメラ１４で撮像することができる。
【０００６】
その他の透過照明としては、例えば特許文献１には、透光性材料でノズルを構成し、ノズル上部に照明を付けて透過照明とするものが、又、特許文献２にはノズルに半透明の樹脂キャップを取り付け、ノズルの横からＬＥＤで照射してキャップを光らせるようにしたものが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−４１８４号公報
【特許文献２】特許第３１３６５５９明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記図１０に示した従来の透過照明によれば、実装する電子部品１２が大きい場合には、該部品１２の外形部分に対して鉛直方向の拡散反射光が十分に得られるため、部品が正方形だとすると図１２のようなエッジ部の濃淡差が大きい良好な画像Ｇが取得できる。
【０００９】
ところが、図１３に示すように電子部品１２が、照明に近い方のノズル１０の外形より小さい場合は、ノズルが邪魔になって部品１２の外形部分に対して鉛直方向に照射する反射光が得られない上に、図１４に示されるようにノズル１０の影ができるため、エッジ部の濃淡差が小さい不鮮明な画像Ｇ’となってしまう。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、吸着ノズルで吸着保持した小さい電子部品を撮像する際、透過照明下でエッジ部の明暗が鮮明な画像を取得することができるノズル照明装置及びそれを備えた電子部品実装装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、装着ヘッドから下方に向けて備えられた、吸着ノズルの先端部で電子部品を吸着して、基板に実装する電子部品実装装置において、前記吸着ノズルの少なくとも吸着端部を除く外周に面光源を設けるとともに、前記面光源からの光が前記吸着ノズルに吸着された電子部品に向けて照射されるようにしたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明においては、前記面光源を透明材料で形成し、前記吸着ノズルの外周面を非反射処理しても、又は前記面光源の一部を非反射材料で形成しても、更には、前記吸着ノズルの吸着端部を透明材料で形成してもよい。又、前記吸着ノズルに透過照明を併設してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、少なくとも吸着端部を除くノズル外周に面光源を付設したことにより、面光源からの光が吸着ノズルに吸着された電子部品に向けて照射される。このため、ノズルに比べて吸着保持した部品が小さい場合でも、十分な照明の下で該部品を撮像することができるため、エッジ部が鮮明な画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る一実施形態の電子部品実装装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【００１６】
本実施形態の電子部品実装装置は、電子部品１２を実装するための基板２０を、搬送ベルト２２により所定の実装位置へ搬送し、位置決めするための基板搬送ガイド２４を備えている。
【００１７】
又、電子部品１２を吸着し、基板２０に実装するための吸着ノズル１０が、ＸＹ方向及び上下方向に移動可能な装着ヘッド３０に搭載されている。又、この装着ヘッド３０には、基板２０の原点に相当する基準マークを撮像するカメラと、マークを照らす照明（いずれも明示せず）等を有する基板マーク認識ユニット３２が付設されている。
【００１８】
又、基板２０が位置決めされる実装位置の近傍には、電子部品１２を撮像するカメラ１４と、該カメラ１４側から照明する同軸照明等（明示せず）を有する部品認識ユニット３４が配置されている。
【００１９】
本実施形態の電子部品実装装置では、部品供給部（図示せず）から吸着ノズル１０により電子部品１２を吸着した後、装着ヘッド３０を部品認識用ユニット３４の上方に移動させ、カメラ１４で部品１２を撮像して吸着ずれ量を取得した後、吸着ずれを補正して基板２０の所定位置に電子部品１２を実装する。
【００２０】
本実施形態では、上記部品供給部から吸着ノズル１０により部品を吸着し、部品認識用ユニット３４上に移動させて、ノズルの吸着基準位置からのずれ量を取得する際に、部品によっては前記図１０に示したような透過照明下で撮像し、画像を取得して認識する場合がある。このときに問題になるのが、前記図１３、図１４に示したように、ノズルの外形より小さい部品を撮像する場合に、該部品のエッジ部が不鮮明な画像となることである。
【００２１】
そこで、本実施形態では、図２（Ａ）に示すノズル１０の、少なくとも吸着端部１０Ａを除く外周部に、同図（Ｂ）のカセット式面光源４０を装着した、同図（Ｃ）に示すような面光源付ノズル（ノズル照明装置）を、前記装着ヘッド３０に搭載している。
【００２２】
この吸着ノズル１０は、略円錐形の先端部に吸着端部１０Ａが一体的に形成された形状を有する、真鍮等の金属で形成されている。
【００２３】
又、カセット式面光源４０は、上記吸着端部１０Ａを除くノズル１０の外周部に装着可能な内側形状を有するガラス等からなる中空透明体の内側面に、面発光体４２を付設したものである。
【００２４】
このようなカセット式面光源４０が装着されたノズル１０により、図３（Ａ）に示すようにノズル外形より小さい電子部品２を吸着し、面発光による照明（以下、ノズル照明とも言う）の下で撮像すると、同図（Ｂ）に示すように部品外形が良好に写った画像、即ちエッジ部が鮮明な画像を取得することができる。
【００２５】
前記カセット式面光源４０を構成する面発光体４２としては、自発光するいわゆる有機ＥＬを利用することができる。この有機ＥＬは、有機材料をガラス等に蒸着させたり、有機材料を液体に溶かしてコーティングしたり、あるいはインクジェットプリント法で印刷したりして、ＥＬ層を形成すると共に、その有機ＥＬ層を挟むようにして形成した電極に電気を流すことにより発光させることができる。従って、この有機ＥＬは、製法を適切に選択することにより円錐筒形等の任意の形状に形成できる。
【００２６】
ノズル照明用の有機ＥＬ照明は、照明自体が透明となるように上記電極に透明電極を使用し、発光していないときには透明となるようにする。そして、ノズル表面に黒色処理を施し、金属光沢が無い状態にすることにより、下方あるいは同軸照明で部品の反射画像を取得したいときは、ノズル照明を消灯しておくことによりノズル表面からの反射を防止できるため、反射照明用ノズルと透過照明用ノズルを使い分ける必要が無くなり、共通化できる。
【００２７】
なお、透明電極を用いない場合は、照明を消灯したときに表面が金属色になるため、反射画像を取得するときにはノズル表面も光ってしまい、同軸照明等により反射画像を取得するときには使用できない。従って、この場合は表面が光らない別のノズルを用意する必要がある。
【００２８】
本実施形態のカセット式面光源４０を、ノズル１０に装着する方法を説明する。図４（Ａ）に上から見た状態を、同図（Ｂ）に側から見た状態をそれぞれ模式的に示すように、面光源４０の上端部の内側に突起（係合部）４０Ａを設けると共に、同図（Ｃ）に示すようにノズル１０の対応する外周位置には、その突起４０Ａが入り込んで係合する鍵形状の窪みガイド（係合部）１０Ｂを設けておく。
【００２９】
そして、面光源４０を下方より差し込んだ後、水平方向に回転させることにより、ノズル１０に容易に装着、固定することができる。その際、窪みガイド１０Ｂには照明が回転して戻らないようにするために戻り防止ばね（図示せず）を付けても良く、あるいは接着剤で完全に固定するようにしても良い。
【００３０】
前記カセット式面光源４０への電源供給は、装着ヘッド３０と吸着ノズル１０との接続部に、一般的なコンセントと同様に、一方に凸状電極を、他方に凹状電極を設けることにより、前記図１に符号３０Ａで示したノズル保持部及び装着ヘッド３０を経由して行なうことができる。図５（Ａ）、（Ｂ）には、装着ヘッド３０側のノズル保持部３０Ａに形成されている凹状電極からなる陰極と陽極を、下から見た平面図と横断面図でそれぞれ模式的に示し、又、図６（Ａ）、（Ｂ）にはこの凹状電極に嵌合可能なノズル１０の上端部に形成されている凸状電極からなる陰極と陽極を、上から見た平面図と横断面図でそれぞれ模式的に示した。
【００３１】
このように、凹状電極、凸状電極を、いずれも中心に形成されている部品吸着用の減圧孔を中心とするリング状にすることにより、ノズル１０の回転位置に制限されることはなく、確実に電気的接続状態を維持することができる。
【００３２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、面光源４０からの光がノズル１０に吸着した電子部品１２に向けて照射される。このため、ノズル１０の影になって良好なエッジが得られない小さい部品でも、エッジが良好に写るようになり、画像認識が容易となる。
【００３３】
又、前記図１０に示したような従来の透過照明を併設し、両者を組み合わせて同時照射することにより、吸着ずれによって部品のエッジ部が面光源４０の有効範囲から外れてしまうような場合でも、エッジ部を良好に撮像できるようになり、画像認識が容易となる。
【００３４】
又、このように２種類の照明を併用する場合には、切換手段によりいずれか一方を使用したり、両方を使用したりできるようにすることにより、種々の大きさの部品に有効に対応することもできる。
【００３５】
図７には、本発明に係る他の実施形態のカセット式面光源４０の特徴を模式的に示す部分断面図を示す。
【００３６】
便宜上、ここではカセット式面光源４０を構成するガラスを平坦状に示してあるが、実際には、前記図４等に示したように、面発光体４２が付設されている方を内側にした略円錐筒形状である。
【００３７】
本実施形態では、ノズルが光らないようにするために、有機ＥＬ等により面発光体４２を形成する際に、ガラス内に高周波プラズマ法等により低反射黒色材料４４を細かい縦縞状に成膜し、その黒色材料間に面発光体４２を配置し、照明自体を黒くしても良い。
【００３８】
又、ノズル照明を有機ＥＬで形成する場合は、その色を赤、青、緑、白等の単色のものだけでなくフルカラーとしても良い。フルカラーを発光するには、赤、青、緑のセルを順番に配置したものや、白色有機ＥＬを前面に配置し、それをバックライトとして赤、青、緑のカラーフィルタを順番に配置するものであってもよく、更に赤、青、緑も有機ＥＬを重ねる方式のＳＯＬＥＤ（transparent  Ｓtacked  Ｏrganic  Ｌight  Ｅmitting  Ｄiode）としてもよい。
【００３９】
又、カセット式面光源４０の撮像側（外側）のガラス面は、面発光体４２の発光状態にむらがある時のために、サンドブラスト等で表面を凹凸にして光が拡散するようにしてもよく、半透明のガラスを使用しても良い。
【００４０】
又、ノズルの先端部（吸着端部）１０Ａは、金属でなく、例えばダイヤモンド等の透明材料で形成しても良い。これにより、チップ部品等極小部品が吸着ずれを起こした場合でも、部品全体の透過画像を確実に得ることができるようになる。
【００４１】
更に、吸着ノズル１０とノズル保持部３０Ａの電源供給方法は、前記図５、図６に示した当接端部における凹凸方式ではなく、図８に示すようにノズル側面の周囲にリング状の電極を形成し、ノズル保持部側にはノズル側面と接触する内側周面部分にリング状の電極を形成しても良い。その際、図９に示すようにノズル（又はノズル保持部）の電極だけをリング状に配置して、他方はリング状の相手に一部分だけ接触する構造にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る一実施形態の電子部品実装装置を模式的に示す概略斜視図
【図２】ノズル照明装置の特徴を模式的に示す説明図
【図３】ノズル照明装置の効果を示す説明図
【図４】カセット式面光源の装着方法を示す説明図
【図５】凹状電極の一例を示す説明図
【図６】凸状電極の一例を示す説明図
【図７】カセット式面光源の変形例を模式的に示す部分断面図
【図８】電気的接続方法の変形例を示す説明図
【図９】電気的接続方法の他の変形例を示す説明図
【図１０】従来の透過照明の一例を模式的に示す側面図
【図１１】ノズルより大きい部品を吸着している様子を示す側面図
【図１２】従来の透過照明の利点を示す説明図
【図１３】ノズルより小さい部品を吸着している様子を示す側面図
【図１４】従来の透過照明の欠点を示す説明図
【符号の説明】
【００４３】
１０…吸着ノズル
１０Ａ…吸着端部
１０Ｂ…凹みガイド
１２…電子部品
１４…部品認識用カメラ
１６…拡散反射板
１８…指向性光源
２０…基板
２２…搬送ベルト
２４…基板搬送ガイド
３０…装着ヘッド
３２…基板マーク認識ユニット
３４…部品認識ユニット
４０…カセット式面光源
４０Ａ…突起
４２…面発光体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年10月26日(2004.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着ヘッドから下方に向けて備えられた、吸着ノズルの先端部で電子部品を吸着して、基板に実装する電子部品実装装置において、
前記吸着ノズルの少なくとも吸着端部を除く外周に面光源を設けるとともに、前記面光源からの光が前記吸着ノズルに吸着された電子部品に向けて照射されることを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記面光源を透明材料で形成し、前記吸着ノズルの外周面を非反射処理したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
前記面光源の一部を非反射材料で形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項４】
前記吸着ノズルの吸着端部を透明材料で形成したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記吸着ノズルに透過照明を併設したことを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。