(57)【要約】【課題】  部品吸着位置と部品の重心位置がどのような位置関係にあってもリード浮きを含む不良部品を検出可能とする不良部品検出方法、及び部品実装方法を提供する。【解決手段】  回路基板１４上に部品１０を載置した際、回路基板１４の表面に接触すると想定される突出量大の３本のリード線１１により構成される三角形であって、部品吸着位置Ｓを内部に含む第１の基礎三角形から第１の仮想平面Ｐを特定し、これを基準にして各リード線１１の高さが許容範囲内にあるかを検出する。部品１０の重心位置Ｇが第１の基礎三角形内に存在しない場合、第１の基礎三角形を構成する３辺の内で重心位置Ｇに最も接近している辺と、当該辺に対して第１の基礎三角形と反対側に位置する突出量の大きい他の１つのリード線１１とから構成される第２の基礎三角形から第２の仮想平面Ｐ２を特定し、これを基準に各リード線１１の高さが許容範囲内にあるかを検出する。【選択図】図６
2006229103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板に向けて延びる複数のリード線を備えた部品を吸着ノズルにより回路基板上に実装するに際し、リード線の接合不良の原因となるリード浮きを含む不良部品を実装前に見出してこれを排除するための不良部品検出方法において、
回路基板上に前記部品を載置する際に回路基板の表面に接触すると想定される３本のリード線の接合位置により構成される三角形であって、前記部品を吸着保持する吸着ノズルの部品吸着位置をその内部に含んでいる第１の基礎三角形から第１の仮想平面を特定し、
前記第１の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてリード浮きの有無を判断することを特徴とする不良部品検出方法。
【請求項２】
前記部品吸着位置と前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内のいずれか一辺との間が予め定められた範囲内に接近している場合、当該一辺に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該一辺を軸にして前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定される他の１つのリード線の接合位置と前記一辺とにより構成される第２の基礎三角形から第２の仮想平面を特定し、
前記第２の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することを特徴とする、請求項１に記載の不良部品検出方法。
【請求項３】
前記部品の重心位置が前記第１の基礎三角形の中に含まれていない場合、前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内で前記重心位置に最も接近している辺である第１の揺動軸を特定し、
前記第１の揺動軸に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第１の揺動軸を中心に前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定される他の１つのリード線の接合位置と前記第１の揺動軸とにより構成される第２の基礎三角形から第２の仮想平面を特定し、
前記第２の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することを特徴とする、請求項１に記載の不良部品検出方法。
【請求項４】
前記部品の重心位置が前記第１の基礎三角形の中に含まれている場合であって、前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内、前記重心位置に最も接近している辺である第１の揺動軸と前記重心位置との間が予め定められた範囲内に接近している場合、当該第１の揺動軸に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第１の揺動軸を中心に前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定される他の１つのリード線の接合位置と前記第１の揺動軸とにより構成される第２の基礎三角形から第２の仮想平面を特定し、
前記第２の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することを特徴とする、請求項１に記載の不良部品検出方法。
【請求項５】
前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内、前記重心位置に２番目に接近している第２の辺と前記重心位置との間が予め定められた範囲内に接近している場合、前記第２の辺に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第２の辺を軸にして前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定されるさらに他の１つのリード線の接合位置と前記第２の辺とにより構成される第３の基礎三角形から第３の仮想平面を特定し、
前記第３の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することを特徴とする、請求項４に記載の不良部品検出方法。
【請求項６】
前記部品の重心位置が前記第２の基礎三角形の中に含まれていない場合、前記第２の基礎三角形を構成する３辺の内で前記重心位置に最も接近している辺である第２の揺動軸を求め、
前記第２の揺動軸に対して前記第２の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第２の揺動軸を中心に前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定されるさらに他の１つのリード線の接合位置と前記第２の揺動軸とにより構成される第３の基礎三角形から第３の仮想平面を特定し、
前記第３の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することを特徴とする、請求項３に記載の不良部品検出方法。
【請求項７】
前記部品の重心位置が前記第２の基礎三角形の中に含まれている場合であって、前記第２の基礎三角形を構成する３辺の内、前記第１の揺動軸を除いて前記重心位置に最も接近している辺である第２の揺動軸と前記重心位置との間が予め定められた範囲内に接近している場合、当該第２の揺動軸に対して前記第２の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第２の揺動軸を中心に前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定されるさらに他の１つのリード線の接合位置と前記第２の揺動軸とにより構成される第３の基礎三角形から第３の仮想平面を特定し、
前記第３の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することを特徴とする、請求項３に記載の不良部品検出方法。
【請求項８】
前記部品が、コンデンサ、ＱＦＰ（Quad Flat Package）、ＢＧＡ（Ball Grid Array）のいずれかであることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか一に記載の不良部品検出方法。
【請求項９】
部品供給部に供給される部品を吸着ノズルにより取り出し、前記部品を搬送して回路基板の実装位置に実装する部品実装方法において、
リード浮きにより接合不良となる虞のあるリード線を含んだ不良部品を実装前に検出するため、請求項１から請求項８のいずれか一に記載の不良部品検出方法を利用することを特徴とする部品実装方法。
【請求項１０】
各吸着ノズルにより吸着保持された部品の良否を前記不良部品検出方法により判断し、
良品であると判断された場合は前記吸着ノズルが当該部品を回路基板の所定実装位置に実装し、
不良部品であると判断された場合は前記吸着ノズルが当該部品を回路基板に実装することなく、所定の部品回収位置で廃棄する手順を含むことを特徴とする、請求項９に記載の部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リード線を周囲の少なくとも一部に備えた部品を部品供給部から吸着ノズルによって取り出し、当該部品を回路基板の実装位置に実装する部品実装において、リード線の浮き上がりによって回路基板との接合不具合を起こす虞のある不良部品を実装前に検出して排除するための不良部品検出方法、並びに当該不良部品検出方法を利用する部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品実装装置の１例を図７に示している。図において部品実装装置１は、実装すべき部品を供給する２つの部品供給部２（２ａおよび２ｂ）と、各部品供給部２から吸着ノズル３を利用して部品を取り出し、回路基板１４に実装する実装ヘッド４と、実装ヘッド４を所定位置に搬送するロボット５と、吸着ノズル３に保持された部品を撮像して位置と角度のずれを認識する部品認識装置６と、回路基板１４を搬入して保持する基板保持装置７と、全体の動作を制御する制御部９とを備えている。
【０００３】
部品供給部２には、トレー８ａ上に部品を配列して供給するトレー式部品供給部２ａと、パーツカセット８ｂによりテープ状に巻き取られた部品を供給するカセット式部品供給部２ｂとが含まれる。この内、トレー式部品供給部２ａからはＢＧＡ（Ball Grid Array)、ＱＦＰ(Quad Flat Package)、コンデンサなどの主に大型の部品が供給され、カセット式部品供給部２ｂからはチップ部品などの主に小物部品が供給される。
【０００４】
以上のように構成された部品実装装置１の動作時、実装ヘッド４がロボット５の搬送で部品供給部２（２ａまたは２ｂ）に対向する位置に移動し、吸着ノズル３を利用して部品を取り出す。その後、実装ヘッド４の移動により吸着ノズル３が部品認識装置６に対向する位置まで移動し、吸着された部品の位置、角度のずれを含む部品の保持状態を認識する。
【０００５】
この間、回路基板１４が部品実装装置１内に搬入され、基板保持装置７により所定の実装位置に規制保持される。吸着ノズル３に部品を保持した実装ヘッド４は、ロボット５の搬送によって回路基板１４に対向する位置まで移動する。実装ヘッド４に装着された基板認識装置１５が回路基板１４を撮像して位置、角度のずれを認識し、その認識結果を制御部９に送信する。制御部９には、あらかじめ回路基板１４に実装される各部品の実装位置を記録したＮＣデータが読み込まれている。部品認識装置６から入力される部品の状態と、基板認識装置１５から入力される回路基板１４の状態とに基づき、制御部９が吸着ノズル３の位置と角度についての必要な補正を指令する。
【０００６】
各吸着ノズル３は、前記指令に基づいて部品の位置、角度に補正を加え、部品１０を回路基板１４の所定実装位置に実装する。部品実装を終えた実装ヘッド４は、再度ロボット５の搬送によって部品供給部２に対向する位置に移動し、以下、これまでの動作を反復する。所定の全部品の実装を終えた回路基板１４は基板保持装置７により部品実装装置１外に搬出され、その後、次の回路基板１４が搬入されてこれまでの動作が繰り返される。
【０００７】
図８（ａ）は、吸着ノズル３により吸着保持された部品１０を示している。部品１０からはリード線１１が周囲に延びている。部品実装装置１で実装する部品１０には、このようなリード線１１を含まないものもあるが、本発明では図示のように複数のリード線１１を周囲の少なくとも一部に備えた部品１０を対象とする。あるいはリード線１１でなくても、実装時に本体よりも先に回路基板１４に接触すべき複数の端子を回路基板１４に対向する側に備えている部品を対象としている。このような部品１０を回路基板１４に実施する際、これら各リード線１１（あるいは上述したような端子。以下、同じ。）の先端部分にある接合位置１２が、回路基板１４上に設けられた対応する端子上に載置される。回路基板１４側の端子には、ペースト状のクリーム半田層が印刷されており、このクリーム半田層の粘性によって載置された部品１０が所定位置に保持される。
【０００８】
このようにして必要な部品１０の実装を終えた回路基板１４は、後にリフロー工程に搬送されてクリーム半田層が溶融、さらにその後に冷却されることによって各リード線１１が対応する端子と半田接合される。リード線１１の内１つでも対応する回路基板１４の端子と接合されなかった場合、当該回路基板１４全体が不良品となる。通常、このようなリード線１１を備えた大形部品１０は単品でもコストが高く、回路基板１４上には既にその他多数の部品も実装されているため、回路基板１４全体が不良とされた場合の損失は大きく、したがってリード線１１の接合不良は極力排除する必要がある。
【０００９】
図８（ｂ）は部品１０の平面を、図８（ｃ）は、同じく部品１０の側面をそれぞれ示している。部品１０の形状やリード線１１の数は単なる例示である。部品１０が図示のように矩形形状である場合、通常であれば図８（ｂ）に示す２つの対角線の交点Ｃ、またはその近傍に部品１０の重心位置があり、吸着ノズル３で当該部品１０を吸着する際にも通常はこの交点Ｃの近傍に吸着ノズル３の中心が来るよう吸着ノズル３が位置制御される。しかしながら、部品によっては重心位置が必ずしもこの対角線の交点Ｃとは重ならず、また、吸着ノズル３による部品吸着位置が必ずしも狙い通り正確にこの交点Ｃに一致するとは限らない。なお、部品１０の重心位置は、部品ごとに固有に定まるものであり、予めデータとして制御部９に入力しておくことができる。
【００１０】
部品１０の周囲から延びるリード線１１は細い金属製であり、それなりの剛性を有する。部品１０の製造工程におけるばらつき、あるいはその後の搬送工程における他部材との接触などによって、図８（ｃ）に極端に示すようにある程度の変形が加わり得る。回路基板１４の表面には上述したクリーム半田層があり、実装時にリード線１１の先端部にある接合位置１２がこの半田層に捉えられるため、リード線１１が僅かに変形した状態にあっても半田接合が可能な場合もある。しかしながら、図示のように極端に変形したリード線１１が含まれている場合、全てのリード線１１の接合位置１２を回路基板１４の各端子に半田接合させることは困難となり得る。これを放置したままで実装を行うと上述したように回路基板１４全体を不良とすることになる。本明細書において、このような変形などの要因でリード線１１が浮き上がって半田接合されなくなる現象を「リード浮き」と称するものとする。リード線１１が設計通りの形状であっても他のリード線１１が回路基板方向に突出変形することによって接合不良となることもあり得るため、リード浮きにはこのようなケースをも含むものとする。
【００１１】
リード浮き現象に対処するため、変形量の大きなリード線１１を含む部品１０を事前に検出し、これを実装せずに廃棄して不良回路基板発生を回避する努力が従来から行われている。変形したリード線１１の検出は、例えば吸着ノズル３に保持された部品１０の下方から三次元センサを利用してレーザ光を照射し、リード線１１の接合位置１２に反射して返る反射光を捉えて変形量を検出することにより実施可能である。
【００１２】
図９（ａ）、（ｂ）は、このような目的で使用される三次元センサの概要を示している。両図は、三次元センサ２０を相互に９０°異なる角度から見た側面図である。両図において、三次元センサ２０は、レーザ光を発光する半導体レーザ２１と、レーザ光を集光整形する集光整形レンズ２２と、機械的回転するミラーでレーザ光を走査させるポリゴンミラー２３と、レーザ光の一部を通過させ、一部を反射させるハーフミラー２４と、レーザ光を反射させるミラー２５とを含む。
【００１３】
三次元センサ２０はさらに、ポリゴンミラー２３で機械的に振られたレーザ光を部品１０に垂直に投射させるよう光路変換させるＦ−θレンズ２６と、部品１０に当ったレーザ光の反射（乱反射）を結像させる結像レンズ２７ａ、２７ｂと、部品１０に当った反射光が結像レンズ２７ａ、２７ｂによって結像される位置を検出する半導体位置検出素子２８ａ、２８ｂとを含んでいる。この位置検出素子２８ａ、２８ｂは、結像した光の位置と相関のある電気信号を発生する機能を有する。符号２９ａ、２９ｂは、位置検出素子２８ａ、２８ｂから出力される出力信号を示す。
【００１４】
以上のように構成された三次元センサ２０は以下のように動作する。半導体レーザ２１でレーザ光が発生され、このレーザ光が集光整形レンズ２２でビーム形状を集光整形された後、ハーフミラー２４を通過し、ミラー２５を反射してポリゴンミラー２３に当る。ポリゴンミラー２３は定速回転運動をしており、ミラー面に当ったレーザ光がこれによって振られる。さらにＦ−θレンズ２６で光路変換されたレーザ光は部品１０に垂直に当てられ、この反射光が結像レンズ２７ａ、２７ｂを介して位置検出素子２８ａ、２８ｂに結像される。位置検出素子２８ａ、２８ｂは、結像された反射光のデータに応じて部品１０のレーザ反射面の高さを計測し得る出力信号２９ａ、２９ｂを発生する。この出力信号２９ａ、２９ｂは制御部９（図７参照）に送信され、演算処理されて各接合位置１２の高さを特定する。なお、符号３１に示す光センサは、ポリゴンミラー２３の回転速度を検出するための回転量信号３２を発信する。
【００１５】
図１０（ａ）は、上述した三次元センサ２０によって高さ測定されるリード線１１を備えた部品１０の状態を示す。吸着ノズル３に吸着保持された部品１０が図示しない三次元センサ２０の上を通過する間に、各リード線１１の接合位置１２の高さが測定され、その高さのばらつきｒが算出される。実際には、各リード線１１の接合位置高さからまず最小二乗ラインを求め、当該最小二乗ラインからの高さの差を算出している。これによって吸着保持された部品１０の傾斜などの高さに影響する他の要因が除かれる。図示のように、変形したリード線１１ａが含まれる場合であっても、前記ばらつきｒが予め定められた許容範囲内であれば良品とされる。許容範囲外となった場合、制御部９の指令により吸着ノズル３は当該部品１０を実装することなく、所定の部品回収位置に廃棄する。廃棄された部品１０は、その後の手直しによって再生利用が可能である。
【００１６】
なお、以下の説明において、リード線１１の接合位置１２が「高い」とは、リード線１１の接合位置１２が対向する回路基板１４に向けて部品から下方に長く延びていることをいい、逆に「低い」とは同接合位置１２が回路基板１４の方向に向けて部品から延びる量が短いことをいうものとする。また、以下の説明において、これら「高い」「低い」とは、正確にはリード線１１の接合位置１２の高さを示す表現であるが、便宜的にリード線１１が高い、低いと表現することもある。
【００１７】
上述したようなリード浮きの検出方法では、たとえ接合位置１２の高さのばらつきｒが許容範囲内であっても、下記のような要因によって実装した後に接合不良になるという現象があり得た。図１０（ａ）に示すような部品１０を回路基板１４上に載置した場合、図１０（ｂ）に示すように、下方に突出する高いリード線１１ａの接合位置１２ａがまず回路基板１４の表面に当接し、その後この接合位置１２ａを支点として部品１０はいずれかの方向に傾斜して回路基板１４の表面に載置される。例えば図の右側に位置するリード線１１ｂが次に回路基板１４に接触したとすると、反対の左側に位置するリード線１１ｃは、傾斜の支点となった接合位置１２ａを中心にして回路基板１４から離れる方向に傾き、回路基板１４との間が距離Ｒだけ離れる。この距離Ｒは明らかに図１０（ａ）に示すばらつきｒよりも大きなものとなり、したがって、ばらつきｒがたとえ許容範囲内であったとしても全ての場合に応じたリード浮きを検出することができない。図１０（ｂ）は二次元で示しているが、同様な現象は三次元でも起こり得る。
【００１８】
このような現象によるリード浮きを回避するため、従来技術では、上述した最小二乗ラインを基準とする高さのばらつきに代え、回路基板１４に当該部品１０を載置した状態を想定した仮想平面（シーティング・プレーン）を基準にして各リード線１１の高さを測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１９】
図１１はその内容を示すもので、前記仮想平面は、三次元センサによる測定結果に基づき、回路基板１４に対向する側へ延びる変形量の大きい（高い）３本のリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各接合位置１２間を結んだ図の破線で示す三角形を基礎とする平面により構成されている。すなわち、回路基板１４に対向する部品１０を回路基板１４に載置した際に、これら３本のリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃが回路基板１４の表面に接触することが想定される。
【００２０】
特許文献１によれば、この仮想平面を想定した場合、これら３本のリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃ以外の他の全てのリード線１１の接合位置１２は、当該仮想平面よりも低い位置（仮想平面よりも部品１０に近い方向）に存在していることが条件とされる。加えて特許文献１によれば、部品１０の重心Ｇを前記仮想平面上に投影した点が、図１１に示すように仮想平面の基礎となる前記破線で示す三角形内に存在していることが条件とされる。これは、前記仮想平面の基礎となる三角形内に部品１０の重心位置が含まれる場合にのみ当該部品１０は回路基板１４上に安定して載置され得るとの前提にあるものと推察される。丁度、長さが異なる４本の脚を備えたテーブルを平面上に置く場合、当該テーブルの重心を含んだ３本の脚で構成される三角形の平面でテーブルが安定するという理由からも推察され得る。
【特許文献１】特開平１０−５１１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、上述した部品の重心を含む仮想平面を利用した従来技術によるリード浮きを含む不良部品の検出方法には問題があった。部品の重心位置は上述した仮想平面を特定する際の重要な要素であることに変りはないが、部品１０の重心Ｇの投影点が前記仮想平面の基礎となる三角形内に存在していない場合の解決策に関して、従来技術は何らの解決策も提示していなかった。また、部品実装動作において吸着ノズルによる部品吸着位置が前記仮想平面を特定する際にもう１つの重要な要素となり得るにも拘らず、従来技術ではこの点に関して考慮されていなかった。この部品吸着位置が仮想平面にどのような影響を及ぼすかにつき、図面を参照して説明する。
【００２２】
図１２（ａ）において、吸着ノズル３が、部品１０の中心から離れた部品吸着位置Ｓで部品１０を吸着している場合を想定する。上述したように、通常、部品吸着位置Ｓは部品１０の中心位置（ほぼ重心Ｇの位置）狙いとされるものの、実際には各種の要因によって部品吸着位置Ｓにばらつきが生ずる。あるいは、部品の平面形状がコの字状である場合、重心Ｇの位置には部品が物理的に存在しておらず、このような場合には重心Ｇに近い位置に部品吸着位置Ｓを定めることができない。図１２（ａ）に示す状態で吸着ノズル３が下降して回路基板１４に部品１０を当接させた場合、図１２（ｂ）に示すように部品１０は中心位置から外れた位置で吸着ノズル３に押し込まれることによって傾斜した状態で回路基板１４に載置される。通常、吸着ノズル３は、上側で図示しないスプリングを介して保持されているため、矢印１３で示すスプリング力によって部品１０は回路基板１４に向けて押し込まれる。この押し込み力は、通常、部品１０の重心Ｇがどの位置にあってもこれを凌駕して部品１０を押し込むほどの大きさである。
【００２３】
図１２（ｃ）は、この状態を平面で示している。重心Ｇの投影点が仮想平面内に存在するとの従来技術による条件であれば、仮想平面の基礎となる三角形は変形量が大きいリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃの各接合位置を結ぶ破線で示す三角形となるはずである。しかしながら実際には、上述した吸着ノズル３の押し込み作用によって、他の高いリード線１１ｄを含む３つのリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｄを結んだ図の実線を含む三角形を基礎とした平面で部品１０は回路基板１４上に載置されることになる。
【００２４】
このような場合、図１２（ｃ）に示すように、重心Ｇの投影点を含む破線の三角形を基礎とした仮想平面でリード浮きの検出を行った結果良品であるとされた部品１０であっても、実際には逆向きに傾斜して実装されることによって、図の右側に示すリード線１１と回路基板１４との距離Ｒ（図１２（ｂ）に示す）が大きくなってリード浮きとなる虞が生ずる。実際、製造現場においては、従来技術による重心を含む仮想平面を基準とした検出方法によって良品とされた部品１０が、部品実装後に接合不良が発見されるという不具合がしばしば発生している。
【００２５】
以上より、本発明では上述した従来技術による問題点を解消し、吸着ノズル３による部品吸着位置Ｓをも考慮して、部品吸着位置Ｓと重心Ｇの位置がどのような関係にあってもリード浮きを含む不良部品を事前に検出することが可能であり、リード線１１の接合不良による回路基板１４の発生を未然に回避することができる不良部品検出方法、ならびに当該検出方法を利用した部品実装方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明は、部品吸着位置を含んだ三角形を基礎とする第１の仮想平面を基にリード浮きを検出し、もしくはこれに加え、必要に応じて部品の重心位置を含んだ三角形を基礎とする第２の仮想平面を基にリード浮きを検出することによって上述した問題点を解消するもので、具体的には以下の内容を含む。
【００２７】
すなわち、本発明にかかる１つの態様は、回路基板に向けて延びる複数のリード線を備えた部品を吸着ノズルにより回路基板上に実装するに際し、リード線の接合不良の原因となるリード浮きを含む不良部品を実装前に見出してこれを排除するための不良部品検出方法において、回路基板上に前記部品を載置する際に回路基板の表面に接触すると想定される３本のリード線の接合位置により構成される三角形であって、前記部品を吸着保持する吸着ノズルの部品吸着位置をその内部に含んでいる第１の基礎三角形から第１の仮想平面を特定し、この第１の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてリード浮きの有無を判断することを特徴とする不良部品検出方法に関する。吸着ノズルによる押し込み作用を考慮して第１の仮想平面を求め、これを基準にして部品の良否を判断するものである。
【００２８】
前記部品吸着位置と前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内のいずれか一辺との間が予め定められた範囲内に接近している場合には、回路基板上に載置された部品が、前記第１の仮想平面上に安定しないことがあり得る。このような場合、前記一辺に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該一辺を軸にして前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定される他の１つのリード線の接合位置と前記一辺とにより構成される第２の基礎三角形から第２の仮想平面を特定し、この第２の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することが好ましい。
【００２９】
前記部品の重心位置が前記第１の基礎三角形の中に含まれていない場合、回路基板上に載置された前記部品が、やはり前記第１の仮想平面上に安定しないことがあり得る。このような場合、前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内で重心位置に最も接近している辺である第１の揺動軸を特定し、前記第１の揺動軸に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第１の揺動軸を中心に前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定される他の１つのリード線の接合位置と前記第１の揺動軸とにより構成される第２の基礎三角形から第２の仮想平面を特定し、前記第２の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することが好ましい。
【００３０】
さらに、前記部品の重心位置が前記第１の基礎三角形の中に含まれている場合であっても、前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内、前記重心位置に最も接近している辺である第１の揺動軸と前記重心位置との間が予め定められた範囲内に接近している場合においては、部品が第１の仮想平面上に安定しないこともあり得る。このような場合、当該第１の揺動軸に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する第２の基礎三角形を上述したものと同様にして求め、この第２の基礎三角形から特定される第２の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することが好ましい。
【００３１】
また、同様に前記部品の重心位置が前記第１の基礎三角形の中に含まれている場合であって、前記第１の基礎三角形を構成する３辺の内、前記重心位置に２番目に接近している第２の辺と前記重心位置との間が予め定められた範囲内に接近している場合においては、この第２の辺の方向に対しても部品が安定しないことがあり得る。このような場合、前記第２の辺に対して前記第１の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第２の辺を軸にして前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定されるさらに他の１つのリード線の接合位置と前記第２の辺とにより構成される第３の基礎三角形から第３の仮想平面を特定し、この第３の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することが好ましい。
【００３２】
さらには、前記部品の重心位置が前記第２の基礎三角形の中にも含まれていない場合があり得る。このような場合は、前記第２の基礎三角形を構成する３辺の内で前記重心位置に最も接近している辺である第２の揺動軸を求め、前記第２の揺動軸に対して前記第２の基礎三角形の反対側に位置する他の三角形であって、当該第２の揺動軸を中心に前記部品が揺動した際に前記回路基板の表面に接触すると想定されるさらに他の１つのリード線の接合位置と前記第２の揺動軸とにより構成される第３の基礎三角形から第３の仮想平面を特定し、この第３の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することが好ましい。
【００３３】
また、前記部品の重心位置が前記第２の基礎三角形の中に含まれている場合であっても、前記第２の基礎三角形を構成する３辺の内、前記第１の揺動軸を除いて前記重心位置に最も接近している辺である第２の揺動軸と前記重心位置との間が予め定められた範囲内に接近している場合には、部品が前記第２の仮想平面上に安定しないことがあり得る。したがってこのような場合においても、当該第２の揺動軸に対して前記第２の基礎三角形の反対側に位置する第３の基礎三角形を上述したものと同様にして求め、当該第３の基礎三角形から特定される第３の仮想平面を基準に測定した各リード線の接合位置の高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かに基づいてさらにリード浮きの有無を判断することが好ましい。
【００３４】
本発明にかかる他の態様は、部品供給部に供給される部品を吸着ノズルにより取り出し、前記部品を搬送して回路基板の実装位置に実装する部品実装方法であって、リード浮きにより接合不良となる虞のあるリード線を含んだ不良部品を実装前に検出するため、上述したいずれか一の不良部品検出方法を利用することを特徴とする部品実装方法に関する。この場合、各吸着ノズルにより吸着保持された部品の良否を前記不良部品検出方法により判断し、良品であると判断された場合は前記吸着ノズルが当該部品を回路基板の所定実装位置に実装し、不良部品であると判断された場合は前記吸着ノズルが当該部品を回路基板に実装することなく、所定の部品回収位置で廃棄する手順を含むことができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の実施により、リード浮きによって回路基板側の端子と接合不良となり得るリード線を含んだ部品を事前に検出して廃棄することが可能となり、部品実装における回路基板の不良率の低下と品質の安定化、廃却処分される部品・回路基板の削減による経済性改善、ならびに部品実装設備の稼働率の向上をもたらすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の第１の実施の形態にかかる不良部品検出方法につき、図面を参照して説明する。図１（ａ）は、部品１０を吸着ノズル３で吸着保持した状態を示す側面図である。図において、吸着ノズル３は、部品１０の中心位置から外れた位置で部品を吸着している。なお、部品１０を立体で捉えた場合には図面に垂直な方向に関しても同様な位置ずれが生じていることが考えられるが、説明簡略化のために当該側面図のみを対象にして説明する。また、以下の説明では部品吸着位置Ｓが部品の中心位置から外れた状態を対象としているが、本実施の形態の検出方法は、正常通り部品吸着位置が部品の中央付近にある場合においても同様に適用が可能である。
【００３７】
図１（ａ）において、部品１０の下側には三次元センサ２０が対向しており、三次元センサ２０は、図９（ａ）、（ｂ）を参照して説明したように、対照物に反射して返るレーザ光を検出することによって高さを測定する。これにより、回路基板１４に実装された場合の接合点となる各リード線１１の接合位置１２の高さを測定することができる。測定はリード線１１の接合位置１２の高さを測定した後に最小二乗ラインを求め、この最小二乗ラインを基準とした高さのばらつきを捉えている。このため、吸着ノズル３により保持された部品１０の傾斜による高さへの影響は排除が容易であり、以降は傾斜による要因を除いて説明する。
【００３８】
以上のようにして測定された各リード線１１の高さデータを利用し、次に仮想平面Ｐを特定する。仮想平面Ｐとは、部品１０を回路基板１４に載置した際に最も突出量の大きい、すなわち高いリード線１１の接合位置３点を結ぶ三角形（以下、これを「基礎三角形」という。）により定まる平面である。支持点（本件の場合はリード線１１の接合位置１２）が多数ある場合、その内のどの３点がこの基礎三角形を画定するかは、部品１０のどの位置に荷重が加わっているかによって異なる。本実施の形態の場合、吸着ノズル３による押し込み力が部品１０に対する最も大きな荷重要素であると想定しており、部品吸着位置Ｓをその内部に含んだ３点の接合位置１２によって基礎三角形が画定されるものとなる。このような仮想平面Ｐは、例えば以下のようにして求めることができる。
【００３９】
図１（ａ）に示す状態で吸着ノズル３に保持された部品１０が回路基板１４に実装される場合、上述した吸着ノズル３による押し込み作用によって、部品１０は傾斜して回路基板１４上に載置される。部品実装時を想定した場合の仮想平面Ｐは、図１（ｂ）に示すように、吸着ノズル３による部品吸着位置Ｓ（正しくは部品吸着位置Ｓが仮想平面Ｐ上に投影された位置となるが、本明細書では便宜的に部品吸着位置Ｓと称するものとする。）が、当該仮想平面Ｐの基礎となる３点のリード線１１の接合位置１２によって構成される基礎三角形内に含まれていなければならない。この際、部品１０の重心Ｇの位置（詳しくはその仮想平面Ｐ上に投影された位置。以下、本明細書では便宜的に「重心位置Ｇ」と表示する。）は考慮外とされる。
【００４０】
部品吸着位置Ｓは、吸着ノズル３による部品１０の保持状態を認識する部品認識装置６（図７参照）によって求めることができる。すなわち、部品認識装置６は、部品１０を吸着した吸着ノズル３が視野の中心位置に来た時に部品１０の認識動作を行うよう構成されている。このため、撮像された画像の中心位置（すなわち、吸着ノズル３の位置）と、認識された部品１０との相対位置関係を利用することによって容易に特定することができる。
【００４１】
次に、仮想平面Ｐの基礎となる３点のリード線１１は、以下のロジックにて特定が可能である。まず、上述した方法で測定されたリード線１１の各接合位置１２の高さデータを基に、部品１０の外周に設けられたリード線１１を一定の方向に順次比較し、突出量の大きな２点を見出す。例えば、図２（ａ）において、Ａに示す位置にあるリード線１１からスタートして矢印に示す左回りに各リード線１１の接合位置１２の高さ比較を行う。部品１０が図示のように矩形などの多角形であれば、まず、同一辺の中で最も高い２つのリード線１１ａ、１１ｂを見出す。ここで「最も高い」とは、同一辺上にある他のリード線１１のいずれもが、当該２つのリード線１１ａ、１１ｂを結んだ直線よりも高くなるものがないことを言う。
【００４２】
続いて同じ向きに進んで（多角形であれば隣接する次の辺に進んで）次のリード線１１の接合位置１２と前記見出された２点のリード線１１の接合位置１２とを結ぶ三角形を想定し、その三角形の中に部品吸着位置Ｓが含まれているかを検証する。含まれていなければ当該三角形が仮想平面を構成することはない。同様にして同じ方向に向かって各リード線１１の接合位置１２を検証し、部品吸着位置Ｓが含まれるリード線１１（図２（ａ）に示す場合１１ｃ）が見出された場合、先のリード線１１ａ、１１ｂとの間で構成される図の破線で示す三角形を仮の仮想平面ｐ１と想定する。
【００４３】
つぎに、この仮の仮想平面ｐ１を基礎として、さらに同じ方向に進んで各リード線１１の接合位置１２の高さを比較し、これら接合位置１２の高さが前記仮の仮想平面ｐ１よりも低いか否か（すなわち、回路基板１４の方向に突出していないか）を検証する。仮の仮想平面ｐ１から突出する高いリード線１１（例えば、図２（ｂ）に示す１１ｄ）が見出された場合、それまでの仮の仮想平面ｐ１はもはや仮想平面とはなりえない。次に、見出された高いリード線１１ｄを含み、これまでの仮の仮想平面ｐ１を構成していた３点のリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内のいずれか２点を選択し、新たな仮の仮想平面ｐ２の基礎となる図２（ｂ）の破線で示す基礎三角形を求める。このとき、新たな三角形内に部品吸着位置Ｓが含まれていることが条件である。加えて、仮の仮想平面ｐ１を構成していたリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内、先に選択した２点以外の残りの１点が、この仮想平面ｐ２よりも低いことが条件である。この条件が満たされなければ、先の２点の選択が誤りであったことを意味し、この場合には他の組合せにかかる２点を選択し直してリード線１１ｄとの間で同様に仮の仮想平面ｐ２を求め、残りの１点が当該仮の仮想平面ｐ２よりも低いことを確認する。
【００４４】
このようにして仮の仮想平面ｐ２を特定し、以下は同様にして、この仮の仮想平面ｐ２を基に、さらに同じ方向へ進んで次々にリード線１１の接合位置高さを比較し、これらが仮の仮想平面ｐ２よりも低いか否かを検証する。仮の仮想平面ｐ２よりも高いリード線１１（図２（ｂ）に示す１１ｅ）が見出され場合には、前と同様に当該高いリード線１１ｅを含む新たな仮の仮想平面ｐ３の基礎となる基礎三角形（図の１点鎖線で示す）を見出す。このようにして部品１０の周囲を巡って全てのリード線１１の接合位置高さを確認し、元のＡ点に戻って、さらに同じ方向に二周目の確認を行う。これは、一周目の間で特に突出量の高いリード線１１（例えば図示の１１ｅ）が見出された場合、回路基板１４上に載置された状態で部品１０が大きく傾斜するため、それまでは低いとみられたリード線１１（たとえば図２（ｃ）に示す１１ｆ）であっても仮想平面の基礎三角形を構成する可能性が生じるからである。以下、同様にして高さの確認を順次進め、確認を一周回って仮の仮想平面ｐｎから突出する新たなリード線１１が見出せなかった時点で、当該仮の仮想平面ｐｎを最終的な仮想平面Ｐと特定することができる（図２（ｃ）の実線に示す）。
【００４５】
すなわち、最終的に特定された仮想平面Ｐは、部品吸着位置Ｓを含み、回路基板１４に向かって最も高く突出した３点のリード線１１（１１ｂ、１１ｅ、１１ｆ）の各接合位置から構成される三角形を基礎としており、その他の全てのリード線１１の接合位置高さは、当該仮想平面Ｐから突出して回路基板１４側に延びることはないことを意味する。部品１０を実装する際、吸着ノズル３によって部品１０を部品吸着位置Ｓで回路基板１４に向けて押し込んだ場合、この仮想平面Ｐが回路基板１４の表面と一致するものと想定できる。繰り返しとなるが、この仮想平面Ｐは部品の重心位置Ｇとは関連せず、重心位置Ｇは考慮外にある。
【００４６】
以上のようにして特定された仮想平面Ｐを基準面とし、次に、各リード線１１のリード浮きを確認する。図１（ｂ）に示すように、仮想平面Ｐからの各リード線１１の接合位置１２の高さＲを先の測定データから求め、これらが予め定められた許容範囲内か否かを検証する。１つでも許容範囲内から外れるリード線１１が見つかった場合、当該部品１０は回路基板１４との接合不良を起こす要因を含んでいるものと判断され、実装することなく事前に排除される。具体的には制御部９（図７参照）が、当該部品１０を吸着した吸着ノズル３に対し、当該部品１０の実装動作を中止し、別途部品実装装置１に設けられている部品回収位置まで搬送して廃棄するよう指令を発する。仮想平面Ｐからの接合位置１２の高さが全て許容範囲内であれば、当該部品１０を吸着した吸着ノズル３には実装動作の指令を与えることができる。
【００４７】
このように部品１０が実際に回路基板１４に実装される際、部品１０の重心位置Ｇではなく、吸着ノズル３の押し込み作用によって実装平面に対応する仮想平面Ｐが定まるのが実態である。従来技術では、この部品吸着位置Ｓを基にして仮想平面Ｐを求めるという思想がなかったことから、回路基板１４に対して実装すべき全ての部品の実装を完了した後に不良回路基板が見出されるという問題が生じていた。本発明の実施により、このような不具合発生を未然に解消することが可能となる。
【００４８】
次に、本発明にかかる第２の実施の形態のリード浮きを含む不良部品の検出方法について、図面を参照して説明する。第１の実施の形態で説明したように、部品１０は、まず重心位置Ｇとは関係なく、吸着ノズル３による押し込み作用によって部品吸着位置Ｓを含む３つの接合位置１２を結んだ三角形を基礎とする仮想平面Ｐが部品実装される際の実装平面になると想定できる。回路基板１４の表面にはペースト状のクリーム半田層が設けられているため、通常であればこのクリーム半田層の粘着力によって、部品１０は実装されたままの状態で次のリフロー工程に搬送され、各リード線１１の半田接合が行われる。
【００４９】
しかしながら、図３（ａ）に示すように、実装動作を終えた吸着ノズル３が部品１０から離れて上昇した後は、部品１０を仮想平面Ｐ（図では回路基板１４の表面）上に保持しておく外部からの拘束力がなくなり、部品１０が不安定な状態となり得る。例えば、部品装着後の回路基板１４が搬送のために矢印１７に示す方向へ急加速されたような場合、あるいは装置の振動や風圧などの何らかの要因が作用した場合、この外部要因による力が図の破線で示す状態に部品１０を保持していたリーム半田の粘着力を越えると、部品１０は図の実線で示すように、仮想平面Ｐの基礎となったリード線１１ａの接合位置１２ａを支点として逆方向に傾斜する事態が起こり得る。この場合、部品１０の重心位置Ｇが接合位置１２ａよりも右側にあれば、今度はこの逆傾斜した状態で部品１０が回路基板１４上に安定し得る。かかる事態が発生すると図の左側に位置するリード線１１ｂが回路基板１４から乖離することとなるため、これが新たなリード浮きの原因となり得る。
【００５０】
図３（ｂ）は、この時の部品１０を上から見た状態で示している。部品１０の重心位置Ｇが、仮想平面Ｐ１の基礎となった部品吸着位置Ｓを含む３点のリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃを結んだ三角形の外側に位置しているため、部品吸着位置Ｓで押し込まれた部品１０は、もともと不安定な状態にあった。上述したような外力が作用した場合、部品吸着位置Ｓでの吸着ノズル３による上方からの拘束力がなくなると、仮想平面Ｐ１の基礎となった基礎三角形の内、リード線１１ａ、１１ｃを結ぶ一辺Ｖを軸として（以下、この軸を「揺動軸Ｖ」という。）部品１０は反対側に傾斜し得る。この場合、部品１０は、図の右側にある他の突出量の大きいリード線１１ｄの接合位置１２と前記揺動軸Ｖを形成する２つのリード線１１ａ、１１ｃの各接合位置１２との間で構成される実線で示した新たな基礎三角形に対応する平面Ｐ２上に安定するものとなる。
【００５１】
あるいは、図３（ｃ）に示すように、部品１０の重心位置Ｇが前記仮想平面Ｐ１の基礎となった基礎三角形の揺動軸Ｖ上にある場合、あるいはたとえ前記基礎三角形内にあったとしても揺動軸Ｖに余りにも接近している場合、回路基板１４の急加速による回転モーメントの作用などによって同様に部品１０が揺動軸Ｖを中心に逆側に傾斜することも起こり得る。揺動軸Ｖと重心位置Ｇがどれだけ接近したときにこのような現象が生じるかは、使用されるクリーム半田の粘度や量、あるいは回路基板１４の加減速度などによって異なるため、一概には言えない。
【００５２】
以上のような事態を想定すれば、第１の実施の形態で示した部品吸着位置Ｓを含む三角形を基礎とした仮想平面（以下、これを「第１の仮想平面Ｐ１」という。）に加えて、揺動軸Ｖに対して第１の仮想平面Ｐ１の反対側に位置するもう１つの仮想平面（以下、これを「第２の仮想平面Ｐ２」という。）を想定し、各リード線１１の接合位置１２の高さが予め定められた許容範囲内にあるかをそれぞれ検証しておくことが不良基板の発生を回避するために好ましい。この際、「揺動軸」とは、第１の仮想平面Ｐ１の基となった基礎三角形を構成する３辺の内、部品１０の重心位置Ｇに最も接近した辺（図３（ｂ）、（ｃ）におけるリード線１１ａ、１１ｃを結ぶ辺）を言うものとする。
【００５３】
第２の仮想平面Ｐ２の基となる基礎三角形を特定する際のロジックは以下のようである。図３（ｃ）において、当該基礎三角形を構成するリード線１１の接合位置１２の内、２つは既に揺動軸Ｖを構成するリード線１１ａ、１１ｃによって特定されている。残る１つの接合位置を有するリード線１１は、揺動軸Ｖに対して右側に位置するリード線１１を順次一方向に１つずつ選択し（例えば、リード線１１ａに隣接するリード線１１ｘから始めて左回りに順次選択し）、揺動軸Ｖを構成する２つのリード線１１ａ、１１ｂと当該リード線１１を結んで三角形を構成し、当該三角形を基礎とした仮の仮想平面Ｐｘ（図示せず）をまず想定する。次に、以降の各リード線１１の接合位置１２が、この仮の仮想平面Ｐｘを越えて回路基板１４側に突出しないか（高くないか）を検証する。万一突出するリード線１１ｙ（図示せず）が見出されたら、以降は当該突出したリード線１１ｙの接合位置と先の揺動軸Ｖを構成する２つのリード線１１ａ、１１ｃを結んだ三角形を基礎とする仮の仮想平面Ｐｙ（図示せず）に置き換え、以下、同じ手順を繰り返す。揺動軸Ｖよりも右側に位置する全リード線１１を同様に確認してそれ以上突出するリード線１１の接合位置が見出されなかったときの仮の仮想平面が「第２の仮想平面Ｐ２」と特定される。
【００５４】
以上のようにして特定された第２の仮想平面Ｐ２に対し、次に当該第２の仮想平面Ｐ２を基準として全てのリード線１１の接合位置１２の高さを測定し、各高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かを検証する。この高さの測定は、先の実施の形態における第１の仮想平面Ｐ１に対する高さの測定と同様である。万一、この許容範囲内から外れるリード線１１が１点でも見つかった場合、当該外れたリード線１１を含む部品１０は、上述した逆方向に傾斜した場合にリード浮きとなる虞があることを意味し、予め不良品として廃棄される。廃棄後の部品１０の手直しは同様に可能である。
【００５５】
すなわち、本実施の形態では、第１の実施の形態で示す吸着ノズル３による部品吸着位置Ｓを基にした第１の仮想平面Ｐ１からの各リード線１１の接合位置高さの検証に加え、揺動軸Ｖを挟んで反対側に位置する第２の仮想平面Ｐ２からの各リード線１１の接合位置高さの検証をも行うことによって、より高い精度で不良回路基板の発生を未然に防ぐものとしている。この第２の仮想平面Ｐ２を基準にした高さの検証を不良部品検出の手順に加えるか否かは、まず、第１の仮想平面Ｐ１の基礎となる三角形の中に部品１０の重心位置Ｇが含まれているか否かが第１の判断基準となり、次に、含まれていたとしても、その重心位置Ｇと揺動軸Ｖとが接近しているか否かが第２の判断基準となる。重心位置Ｇと揺動軸Ｖとがどの程度接近した場合に不良部品判断の対象に加えるかは、上述したように各種要因によって一概には定まらず、リード浮きの不良発生状況によって個別に判断することが好ましい。一例として、例えば回路基板１４が矩形であれば、揺動軸Ｖを構成するリード線１１を含む辺の長さの１／５〜１／１０、円形であればその直径の１／５〜１／１０以内の距離に接近しているか否かが一応の目安となり得る。
【００５６】
なお、吸着ノズル３による部品吸着位置Ｓが揺動軸Ｖに予め定められた範囲内に接近した位置にある場合（部品吸着位置Ｓが揺動軸Ｖ上となる場合を含む）、重心位置Ｇがこの揺動軸Ｖのどちら側にあるかに拘らず、何らかの外力によって一旦実装された部品１０が上述した揺動軸Ｖを中心に逆側に傾斜することが起こり得る。したがって、このような場合においても、揺動軸Ｖを境にしてその両側に第１、第２の仮想平面Ｐ１、Ｐ２を想定してこれらを基準にリード浮きを検証しておくことが好ましい。
【００５７】
図４は、本実施の形態における他の態様を示している。図において、実線はリード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃにより構成される第１の仮想平面Ｐ１の基となる基礎三角形を示す。図示の例では、部品吸着位置Ｓと部品１０の重心位置Ｇはいずれもこの基礎三角形の中に含まれている。しかしながら、前記三角形の２辺がいずれも重心位置Ｇに接近しており、当該部品１０が回路基板１４に実装された後に設備の振動、回路基板１４の加減速などによって次のどちらの方向に傾斜するかは判断のつかないような不安定な状態にある。
【００５８】
このような場合においては、第１の仮想平面Ｐ１の基礎となる三角形のリード線１１ａ、１１ｂを結ぶ第１の辺と、リード線１１ａ、１１ｃを結ぶ第２の辺のいずれをも揺動軸Ｖとみなし、それぞれの揺動軸Ｖに対して第１の仮想平面Ｐ１の反対側に位置する２つの第２の仮想平面Ｐ２があるものと想定することが好ましい。すなわち、第１の仮想平面Ｐ１を基準にした各リード線１１の接合位置１２の高さの検証に加え、２つの第２の仮想平面Ｐ２を基準とした各接合位置１２の高さのそれぞれを検証して部品１０を実装すべきか廃棄すべきかの判断を行うものとする。各第２の仮想平面Ｐ２の基となる基礎三角形を構成するリード線１１（図４の１１ｄ、１１ｅ）の特定と、当該第２の仮想平面Ｐ２からの各リード線１１の接合位置高さの測定手順は、上述した内容と同様である。部品吸着位置Ｓ、重心位置Ｇと揺動軸Ｖとなる辺とがどの程度接近したときにこのように２つの第２の仮想平面を検討に加えるかは、上述したものと同様に一概に決められず、不具合発生の状況に応じて判断されるものとなる。
【００５９】
次に、本発明にかかる第３の実施の形態のリード浮きを含んだ不良部品の検出方法について図面を参照して説明する。図５において、部品吸着位置Ｓを考慮した図の破線で示す第１の仮想平面Ｐ１の基礎となる基礎三角形が、リード線１１ａ、１１ｂ、１１ｃを結んで特定される。当該基礎三角形の中に重心位置Ｇが含まれない場合、次に、重心位置Ｇに最も接近した辺であるリード線１１ａ、１１ｂを結ぶ揺動軸Ｖに対して先の基礎三角形の反対側に位置する第２の仮想平面Ｐ２の基となる基礎三角形を、実線で示すように揺動軸Ｖと他の高いリード線１１ｄとの間を結んで特定する。そして、それぞれの仮想平面Ｐ１、Ｐ２を基準として、各リード線１１の接合位置の高さが検証され、部品の良否が検証される。ここまでの手順は、第２の実施の形態と同様である。
【００６０】
しかしながらこの場合、図５に示すように、第２の仮想平面Ｐ２の基礎となる実線で示す基礎三角形の中にも重心位置Ｇが存在しない可能性がある。あるいは重心位置Ｇが当該基礎三角形内に含まれていたとしても、重心位置Ｇが、揺動面Ｖを構成する辺以外の他の１辺に接近しているような場合、図５に示すように、第１と第２の仮想平面Ｐ１、Ｐ２間を画する先の揺動軸Ｖ（以下、これを「第１の揺動軸Ｖ１」という。）ではなく、当該重心位置Ｇに最も近い辺であるリード線１１ａ、１１ｄを結んだ揺動軸（以下、これを「第２の揺動軸Ｖ２」という。）を中心に部品１０が第１、第２の仮想平面Ｐ１、Ｐ２とは逆方向にさらに傾斜することが起こり得る。
【００６１】
このような現象が生ずると、第１、第２の仮想平面Ｐ１、Ｐ２を基準としたリード線１１の接合位置高さの判定のみでは判断が不十分となり、第２の揺動軸Ｖ２に対して第２の仮想平面Ｐ２の反対側に位置する図の１点鎖線を含んだ三角形を基礎とした第３の仮想平面Ｐ３を想定し、当該第３の仮想平面Ｐ３を基準にして各リード線１１の接合位置高さを検証しておくことが不良回路基板の発生を防ぐ上で好ましい。本実施の形態ではこのような手順を含む検出方法を対象とする。
【００６２】
この第３の仮想平面Ｐ３の基となる基礎三角形の特定は、第２の揺動軸Ｖ２を構成する２つのリード線１１ａ、１１ｄと、第２の揺動軸Ｖ２に対して図の右側に位置するいずれかのリード線１１の接合位置１２とで構成される仮の仮想平面Ｐｘ（図示せず）をまず想定し、他のリード線１１が当該仮の仮想平面Ｐｘを越えて回路基板１４の方向へ突出しないかどうかを順次検証することによって行うことができる。この手順は、上述した第２の仮想平面Ｐ２の基となる基礎三角形を特定する際の手順と同様である。
【００６３】
以上のロジックにより第３の仮想平面Ｐ３の基となる基礎三角形を構成するリード線１１ａ、１１ｄ、１１ｅが特定されたら、次に、当該第３の仮想平面Ｐ３からの全てのリード線１１の接合位置高さの測定を行い、各高さが予め定められた許容範囲内にあるか否かを検証する。この際の手順も、先の実施の形態と同様である。万一、この許容範囲内から外れるリード線１１が１つでも見つかった場合、当該外れたリード線１１は、部品１０が回路基板１４上で第３の仮想平面３に沿うようにして傾斜した場合にリード浮きとなる可能性があり、実装を回避して廃棄される。
【００６４】
すなわち、本実施の形態では、第１の実施の形態で示す第１の仮想平面Ｐ１を基準とした各リード線１１の接合位置高さの検証と、第２の実施の形態で示す第２の仮想平面Ｐ２を基準とした各リード線１１の接合位置高さの検証に加え、第２の仮想平面Ｐ２に対して第２の揺動軸Ｖ２の反対側に位置する第３の仮想平面Ｐ３からの各リード線１１の接合位置高さの検証をも行うことによって、より高い精度で不良回路基板の発生を未然に防ぐものとしている。この第３の仮想平面Ｐ３を不良部品検出の手順に加えるか否かは、まず、第１、第２の仮想平面Ｐ１、Ｐ２の基となる基礎三角形の中に部品１０の重心位置Ｇが含まれているか否かが第１の判断基準となり、次に、万一含まれていたとしても、重心位置Ｇと前記第２の揺動軸Ｖ２とが接近しているか否かが第２の判断基準となる。どの程度接近していれば不良部品判断の手順に含めるかが一概に定まらないのは、第２の実施の形態で述べたと同様である。
【００６５】
なお、ここでは第１から第３の仮想平面Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のいずれかに重心位置Ｇが含まれることを前提としているが、これらの中にも含まれず、第４、第５‥‥の仮想平面Ｐｎを想定する必要が生ずることも理論的にはあり得る。この場合の手順は、第３の仮想平面Ｐ３を特定する手順と同様であり、重心位置Ｇがいずれかの仮想平面に含まれるまでこの手順を繰り返せばよい。
【００６６】
以上、本発明にかかる不良部品検出方法の各実施の形態について述べてきたが、図６には、これらの手順をまとめたフローチャートを示している。図にしたがって再度本発明にかかる不良部品検出方法の手順を述べれば、まずステップ＃１で吸着ノズル３により部品１０を吸着し、ステップ＃２で部品認識装置６を利用して吸着ノズル３による部品吸着位置Ｓを検出する。次いで、ステップ＃３にて三次元センサ２０を利用して部品１０の各リード線１１の接合位置高さを測定する。前記測定結果をベースにしてステップ＃４で仮想平面を求めるための基礎三角形が特定され、ステップ＃５では、この基礎三角形に基づいて（第１の）仮想平面Ｐ１が特定される。
【００６７】
ステップ＃６では、仮想平面Ｐ１を基準にして全リード線１１の接合位置高さが測定され、ステップ＃７でこの結果が予め定められた許容範囲内にあるかが検証される。許容範囲内にない場合（No）、ステップ＃９でリード浮きとなる不良部品であると判定され、当該部品１０は実装されることなく廃棄される。
【００６８】
ステップ＃７で許容範囲内にあるとされた場合（Yes）、次に、ステップ＃８で、当該部品１０の重心位置Ｇが、仮想平面Ｐ１の基礎となった基礎三角形内に含まれているか否かが検証される。含まれている場合はステップ＃１０に進み、当該部品は良品であるとして部品実装へ回される。なお、ここで重心位置Ｇが前記基礎三角形内に含まれている場合であっても、重心位置Ｇが当該基礎三角形のいずれか一辺に接近している場合には、以降に述べるステップ＃１２以下の手順まで進めることがオプションとされ得る。あるいは逆に、ステップ＃８で重心位置Ｇが前記基礎三角形内に含まれていない場合にあっても、ステップ＃７の判断のみで良品と扱うこともオプションとなり得る。以上までが第１の実施の形態で対象とした手順である。
【００６９】
次に、ステップ＃８で重心位置Ｇが基礎三角形内に含まれていない場合、ステップ＃１２に進んで、前記基礎三角形の各辺の内、重心位置Ｇに最も接近している辺を揺動軸Ｖとして特定し、次にステップ＃１４で、当該揺動軸Ｖを中心として部品１０が反対側に傾斜したときに接触する突出量の大きいリード線１１の接合位置１２と揺動軸Ｖとによって基礎三角形を特定する。当該基礎三角形を基にステップ＃１５で第２の仮想平面Ｐ２が特定され、そしてステップ＃１６で第２の仮想平面Ｐ２を基準に各リード線１１の接合位置高さが測定される。
【００７０】
ステップ＃１７で全リード線１１の高さが許容範囲内かどうかが判断され、範囲外の場合（No）にはステップ＃９で不良部品と判定され、範囲内であれば、次にステップ＃１８で、第２の仮想平面Ｐ２の基礎三角形内に部品の重心位置Ｇが含まれるか否かが検証される。重心位置Ｇが前記基礎三角形内に含まれていれば（Yes）、当該部品はステップ＃１０で良品と判定され、含まれていなければ（No）、図示しないさらに次の手順に進むことができる。あるいは、次のステップに進まず、ステップ＃１７で許容範囲内であると判断されたときに当該部品を良品と扱うこともオプションとされ得る。あるいは、ステップ＃１８で重心位置Ｇが前記基礎三角形内に含まれている場合であっても、重心位置Ｇが当該基礎三角形のいずれか一辺に接近している場合には、さらに以降の手順まで進めることもオプションとされ得る。以上までが第２の実施の形態で対象とした手順である。
【００７１】
図６では省略しているが、ステップ＃１８で重心位置Ｇが前記基礎三角形に含まれていない場合（No）、この以降の手順はステップ＃１２からステップ＃１８までの手順の繰り返しであり、これによって第３、第４‥‥の仮想平面を求め、各仮想平面を基準として全てのリード線の高さが許容範囲内にあるか否かによって部品の良否が判断される。これは第３の実施の形態で対象とした手順である。
【００７２】
以上、本発明にかかる各実施の形態の不良部品検出方法について述べてきたが、本発明の適用は、これまで述べてきた各実施の形態で表示したものには限定されない。例えば、部品の平面形状は矩形または多角形に限らず、円形、楕円形、あるいはその他の異形であっても同様に扱える。円形、楕円形の場合では、隣接するリード線の１ピッチが多角形の１辺を構成するものと見ることができる。
【００７３】
また、図示の例では、部品の外周部の全周にリード線が延びる形式の部品を対象としているが、必ずしも全周に延びる必要はなく、当該部品がリード線のみによって回路基板上への載置が可能となる位置にリード線が延びていればよい。例えば矩形の場合では少なくとも２辺から合計３本以上のリード線が延び、円形の場合には適当な間隔を設けた少なくとも３個所から合計３本以上のリード線が延びていればよい。
【００７４】
さらに上述した例では、リード線が部品からはみ出して延びる形式のものとしているが、必ずしもその必要がなく、部品の底面（実装される側の面）に設けられた複数の端子をそれぞれ回路基板側の端子に接合するような場合であっても、本願発明の不良部品検出方法を同様に適用することが可能である。したがって、本明細書でいうリード線には、このように部品の表面から直接延びる形式の端子をもその概念に含めるものとする。ただし、この場合にあっても各端子は部品の底面からは下方に向けてはみ出していること、すなわち、部品が回路基板上に載置される際、他の要素が先に回路基板の表面に当接しないような構成とされていることが前提となる。
【００７５】
なお、これまでの説明では不良部品の検出方法について述べてきたが、本発明は、当該不良部品検出方法を利用してリード浮き含む部品を予め排除する部品実装方法をも包含している。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明にかかる不良部品検出方法、および部品実装方法は、回路基板上に電子部品などの部品を実装する部品実装の産業分野において広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明にかかる実施の形態の不良部品検出方法における仮想平面の態様を示す説明図である。
【図２】図１に示す仮想平面を特定する手順を示す説明図である。
【図３】本発明にかかる他の実施の形態の不良部品検出方法における仮想平面の態様を示す説明図である。
【図４】図３に示す仮想平面の他の態様を示す説明図である。
【図５】本発明にかかるさらに他の実施の形態の不良部品検出方法における仮想平面の態様を示す説明図である。
【図６】本発明にかかる不良部品検出方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明にかかる不良部品検出方法の適用が可能な部品実装装置を示す斜視図である。
【図８】部品の周囲に延びるリード線がリード浮きの不具合となる状況を示す説明図である。
【図９】図８に示すリード線の接合位置高さを測定する三次元センサの内部構造を示す側面構成図である。
【図１０】回路基板に装着された部品の周囲に延びるリード線がリード浮きの不具合となる状況を示す説明図である。
【図１１】従来技術で開示された、リード浮き不具合を検出するための検出方法を示す説明図である。
【図１２】図１１に示す検出方法の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１．部品実装装置、  ２．部品供給部、  ２ａ．トレー式部品供給部、  ２ｂ．カセット式部品供給部、  ３．吸着ノズル、  ６．部品認識装置、  ８ａ．トレー、  ９．制御部、  １０．部品、  １１．リード線、  １２．接合位置、  １４．回路基板、  ２０．三次元センサ、
Ｃ．部品の中心（部品対角線交点）、  Ｇ．部品の重心（重心位置）、  Ｐ．仮想平面、  Ｓ．部品吸着位置、  Ｖ．揺動軸。
【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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