(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品本体および複数の電極部を有する電子部品が保持装置に保持された状態において当該電子部品の適否を判定する部品判定装置であって、
保持された前記電子部品のうち前記保持装置側とは反対側を向いた前記部品本体の外面および前記複数の電極部の外面を検査面と定義し、
前記部品本体に設定された測定点の三次元位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の三次元位置を測定する測定ユニットと、
前記電子部品が平面上に載置された場合に前記複数の電極部に対する前記平面の位置を示す基準平面を、前記複数の電極部にそれぞれ設定された前記測定点の前記三次元位置に基づいて算出する平面算出部と、
前記部品本体に設定された前記測定点と前記基準平面との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定部と、
を備える部品判定装置。
【請求項２】
前記複数の電極部にそれぞれ設定された前記測定点と前記基準平面との各距離に基づいて、前記複数の電極部の平坦度検査を行う平坦度検査部をさらに備え、
前記適否判定部は、平坦度検査の検査結果に基づいて前記電子部品の適否を判定する、請求項１に記載の部品判定装置。
【請求項３】
前記適否判定部は、前記検査面を構成する前記部品本体の前記外面が前記基準平面に対してなす角度を前記部品本体に設定された前記測定点の前記三次元位置に基づいて算出し、算出された当該角度に基づいて前記電子部品の適否を判定する、請求項１または２に記載の部品判定装置。
【請求項４】
前記測定点は、前記電子部品の外形を形成する前記部品本体のエッジ部および前記電極部のエッジ部から離間して設定される、請求項１〜３の何れか一項に記載の部品判定装置。
【請求項５】
前記測定ユニットは、三次元座標により示される前記検査面の形状を測定することによって、それぞれの前記測定点の前記三次元位置を測定する、請求項１〜４の何れか一項に記載の部品判定装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の部品判定装置と、
前記部品判定装置による前記電子部品の適否の判定結果に基づいて、回路基板に前記電子部品を実装する実装処理を制御する制御装置と、
を備える部品実装機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保持された電子部品の適否を判定する部品判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
部品検査装置は、回路基板に実装される電子部品を対象として、当該電子部品における電極部の状態などが電子部品の用途に適しているか否かを判定する。例えば、特許文献１には、複数の電極部（リード）の平坦度検査などを行う外観検査装置が開示されている。このように電子部品の適否を判定することにより、電極部が変形しているなどの不良な電子部品の使用が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５５１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電極部の変形状態には種々の状態が含まれ、電子部品の保持状態によっては、検査結果に影響することがある。不良な電子部品の使用をより確実に防止するために、電子部品の良否判定には精度向上の要請がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電極部の種々の変形状態に対応して、電子部品の良否判定の精度を向上できる部品判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る部品検査装置は、部品本体および複数の電極部を有する電子部品が保持装置に保持された状態において当該電子部品の適否を判定する。保持された前記電子部品のうち保持装置側とは反対側を向いた前記部品本体の外面および前記複数の電極部の外面を検査面と定義する。
部品判定装置は、前記部品本体に設定された測定点の三次元位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の三次元位置を測定する測定ユニットと、前記電子部品が平面上に載置された場合に前記複数の電極部に対する前記平面の位置を示す基準平面を、前記複数の電極部にそれぞれ設定された前記測定点の前記三次元位置に基づいて算出する平面算出部と、前記部品本体に設定された前記測定点と前記基準平面との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、電子部品の適否検査は、保持装置側とは反対側に位置する検査面を対象として行われる。適否検査に用いられる基準平面は、電子部品が平面上に載置されたと仮定した場合の仮想的な載置台上面に相当する。この基準平面が複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の三次元位置に基づいて算出されることから、より適切な基準平面を定めることが可能となり、複数の電極部の種々の変形状態を適否検査に反映させることができる。
【０００８】
さらに、当該基準平面に対する部品本体に設定された測定点の距離が適否検査に用いられる。当該距離が電子部品の保持状態によって変動することから、電子部品の保持状態を適否判定に反映させることができる。これにより、電極部の種々の変形状態に対応して、電子部品の良否判定の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態における部品実装機の全体を示す平面図である。
【図２】部品判定装置が適用された部品実装機の制御装置を示すブロック図である。
【図３】吸着ノズルと測定ユニットの位置関係を示す模式図である。
【図４】位相の異なるパターン光を示す図である。
【図５】形状測定された電子部品の検査面を示す図である。
【図６】適否判定を説明するための電子部品を拡大して示す側面図である。
【図７】部品実装機による実装処理を示すフロー図である。
【図８】部品判定装置による適否判定処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の部品判定装置を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。部品判定装置は、部品実装機に適用され、当該部品実装機において部品移載装置の装着ヘッドに保持された状態の電子部品の適否を判定する。部品実装機は、供給位置にある電子部品を吸着ノズルにより吸着して保持し、この電子部品を回路基板上の所定の座標位置に装着する装置である。
【００１１】
＜実施形態＞
（部品実装機１の全体構成）
部品実装機１は、図１に示すように、基板搬送装置１０と、部品供給装置２０と、部品移載装置３０と、部品カメラ４１と、基板カメラ４２と、測定ユニット５０と、制御装置６０とを備える。以下の説明において、部品実装機１の水平幅方向（図１の左右方向）をＸ軸方向とし、部品実装機１の水平長手方向（図１の上下方向に）をＹ軸方向とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な鉛直方向（図１の前後方向）をＺ軸方向とする。
【００１２】
基板搬送装置１０は、ベルトコンベアなどにより構成され、回路基板７０を搬送方向へと順次搬送する。基板搬送装置１０は、部品実装機１の機内における所定の位置に回路基板７０を位置決めする。そして、基板搬送装置１０は、部品実装機１による実装処理が実行された後に、回路基板７０を部品実装機１の機外に搬出する。
【００１３】
部品供給装置２０は、回路基板７０に装着される電子部品を供給する。部品供給装置２０は、Ｘ軸方向に並んで配置された複数のスロットを有する。複数のスロットには、フィーダ２１が着脱可能にそれぞれセットされる。部品供給装置２０は、フィーダ２１によりキャリアテープを送り移動させて、フィーダ２１の先端側（図１の上側）に位置する取出し部において電子部品を供給する。
【００１４】
また、部品供給装置２０は、例えばリード部品などの比較的大型の電子部品を、トレイ２２上に並べた状態で供給する。部品供給装置２０は、上下方向に区画された収納棚２３に複数のトレイ２２を収納し、実装処理に応じて所定のトレイ２２を引き出してリード部品などの電子部品を供給する。
【００１５】
部品移載装置３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に構成される。部品移載装置３０は、部品実装機１の長手方向の後部側（図１の上側）から前部側の部品供給装置２０の上方にかけて配置される。部品移載装置３０は、ヘッド駆動装置３１と、移動台３２と、装着ヘッド３３とを備える。ヘッド駆動装置３１は、直動機構により移動台３２をＸＹ軸方向に移動可能に構成される。
【００１６】
装着ヘッド３３は、ヘッド駆動装置３１の移動台３２に着脱可能に設けられ、電子部品を保持する保持装置である。また、装着ヘッド３３は、複数のノズルホルダに着脱可能に設けられた複数の吸着ノズル３４（図３を参照）を支持する。装着ヘッド３３は、Ｚ軸と平行なＲ軸回りに回転可能に、且つ昇降可能に吸着ノズル３４をそれぞれ支持する。
【００１７】
吸着ノズル３４の各々は、装着ヘッド３３に対する昇降位置（Ｚ軸方向位置）や角度、負圧の供給状態を制御される。吸着ノズル３４は、負圧を供給されることにより、フィーダ２１の取出し部において供給される電子部品、およびトレイ２２により供給される電子部品を吸着して保持する。このような構成により、本実施形態の装着ヘッド３３は、電子部品を吸着により保持する。
【００１８】
部品カメラ４１および基板カメラ４２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ４１および基板カメラ４２は、通信可能に接続された制御装置６０による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置６０に送出する。
【００１９】
部品カメラ４１は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）となるように部品実装機１の基台に固定され、部品移載装置３０の下方から撮像可能に構成される。より具体的には、部品カメラ４１は、吸着ノズル３４に保持された状態の電子部品の下面を撮像可能に構成される。詳細には、部品カメラ４１のレンズユニットは、撮像素子から一定の距離にある対象物に焦点が合うように設定される。また、部品カメラ４１のレンズユニットのカメラ視野は、装着ヘッド３３が支持する全ての吸着ノズル３４が収まる大きさに設定されている。
【００２０】
基板カメラ４２は、光軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）の下向きとなるように部品移載装置３０の移動台３２に設けられる。基板カメラ４２は、回路基板７０を撮像可能に構成されている。この基板カメラ４２から画像データを取得した制御装置６０は、画像処理により例えば基板に付された位置決めマークを認識することで、基板搬送装置１０による回路基板７０の位置決め状態を認識する。そして、制御装置６０は、回路基板７０の位置決め状態に応じて移動台３２の位置を補正して、電子部品の装着を行うように実装処理を制御する。
【００２１】
測定ユニット５０は、電子部品に設定される測定点の三次元位置（三次元座標により示される空間位置）を測定する。本実施形態において、測定ユニット５０は、三次元座標により示される検査面の形状（立体的な形状）を測定することによって、それぞれの測定点の三次元位置を測定する。測定ユニット５０は後述する部品判定装置Ｄｐを構成するため、詳細構成については部品判定装置Ｄｐの構成の説明において説明する。
【００２２】
制御装置６０は、主として、ＣＰＵや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置６０は、部品カメラ４１および基板カメラ４２の撮像により取得した画像データ、後述する部品判定装置Ｄｐによる電子部品の適否の判定結果に基づいて、回路基板７０に電子部品を実装する実装処理を制御する。制御装置６０は、図２に示すように、実装制御部６１、形状測定部６２、平面算出部６３、平坦度検査部６４、適否判定部６５、および記憶装置６６に、バスを介して入出力インターフェース６７が接続されている。入出力インターフェース６７には、モータ制御回路６８および撮像制御回路６９が接続されている。
【００２３】
実装制御部６１は、モータ制御回路６８を介して装着ヘッド３３の位置や吸着機構の動作を制御する。より詳細には、実装制御部６１は、部品実装機１に複数設けられた各種センサから出力される情報や、各種の認識処理の結果を入力する。そして、実装制御部６１は、記憶装置６６に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づいて、モータ制御回路６８に制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド３３に支持された吸着ノズル３４の位置および回転角度が制御される。
【００２４】
形状測定部６２、平面算出部６３、平坦度検査部６４、および適否判定部６５は後述する部品判定装置Ｄｐを構成するため、詳細については部品判定装置Ｄｐの構成の説明において説明する。記憶装置６６は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置６６には、部品実装機１を動作させるための制御プログラム、バスや通信ケーブルを介して部品カメラ４１および基板カメラ４２から制御装置６０に転送された画像データ、部品判定装置Ｄｐによる画像処理の一時データなどが記憶される。入出力インターフェース６７は、ＣＰＵや記憶装置６６と各制御回路７６，７７との間に介在し、データ形式の変換や信号強度を調整する。
【００２５】
モータ制御回路６８は、実装制御部６１による制御信号に基づいて、部品移載装置３０に設けられた各軸モータの制御に用いられる。これにより、装着ヘッド３３が各軸方向に位置決めされる。また、この各軸のモータの制御により、所定の吸着ノズル３４の昇降位置（Ｚ軸方向位置）および回転角度が割り出される。
【００２６】
撮像制御回路６９は、制御装置６０が送出する撮像の制御信号に基づいて、部品カメラ４１、基板カメラ４２および測定ユニット５０の測定カメラ５３による撮像を制御する。また、撮像制御回路６９は、部品カメラ４１、基板カメラ４２および測定カメラ５３の撮像による画像データを取得して、入出力インターフェース６７を介して記憶装置６６に記憶させる。
【００２７】
（部品判定装置Ｄｐの構成）
部品判定装置Ｄｐは、電子部品の適否を判定する装置である。本実施形態において、部品判定装置Ｄｐは、部品実装機１の一部を構成するように組み込まれている。部品判定装置Ｄｐは、部品移載装置３０の吸着ノズル３４に吸着により保持された電子部品を適否判定の対象とする。
【００２８】
ここで、部品判定装置Ｄｐが適否判定の対象とする電子部品は、部品本体および複数の電極部を有する電子部品である。電子部品の電極部は、部品本体に設けられ、電子部品が回路基板７０上に載置された後に、回路基板７０のランドに電気的に接続される。具体的には、電極部は、リード部品のリード、またはチップ部品の突起状の端子である。以下では、適否判定の対象の電子部品８０は、上記のリード部品であるものとして説明する。
【００２９】
電子部品８０は、図３に示すように、部品本体８１と、複数の電極部に相当するリード８２とを有する。ここで、装着ヘッド３３に保持された電子部品８０のうち装着ヘッド３３側とは反対側（鉛直方向の下側）を向いた部品本体８１の外面および複数のリード８２の外面を「検査面」と定義する。つまり、図３に示すように、電子部品８０が適正な姿勢で吸着により保持された状態、即ち部品本体８１の本体上面が吸着ノズル３４に吸着された吸着面８１ａとなった状態においては、部品本体８１の本体下面８１ｂ、およびリード８２のリード下面８２ａが「検査面」である。一方で、電子部品８０が上下反対に保持された状態、即ち本体下面８１ｂが吸着面となった状態においては、部品本体８１の本体上面およびリード８２のリード上面が「検査面」となる。
【００３０】
部品判定装置Ｄｐは、図２に示すように、測定ユニット５０と、平面算出部６３と、平坦度検査部６４と、適否判定部６５とを備える。測定ユニット５０は、電子部品８０に設定される測定点の三次元位置を測定する。本実施形態において、測定ユニット５０は、三次元座標により示される検査面の立体的な形状（以下、単に「立体形状」とも称する）を測定することによって、それぞれの測定点の三次元位置を測定する。
【００３１】
測定ユニット５０は、立体形状の測定に用いられる画像データを取得する２つのプロジェクタ５１，５２および測定カメラ５３と、制御装置６０の一部を構成する形状測定部６２（図２を参照）とを有する。２つのプロジェクタ５１，５２および測定カメラ５３は、部品実装機１の基台に固定される。２つのプロジェクタ５１，５２は、測定カメラ５３の光軸を中心に９０°ずれた位置に配置され、立体形状の測定対象となる対象物に予め定められたパターン光を投影する装置である。
【００３２】
２つのプロジェクタ５１，５２の各々は、光源の光をスリットまたは透過型の液晶などにより所定のパターン光を生成し、投影レンズにより当該パターン光を対象物に投影している。本実施形態において、プロジェクタ５１，５２により投影されるパターン光は、図４に示すように、輝度が正弦波状に変化する縞状からなる。
【００３３】
第一のプロジェクタ５１は、例えば図４の上段に示すように、周波数Ａの周期の１／４にあたる（１／２）πずつ位相を縞状の配列方向（図４の上下方向）にシフトさせたパターン光を順次投影する。第二のプロジェクタ５２は、第一のプロジェクタ５１と同一の周波数Ａまたは異なる周波数Ｂ（図４の下段を参照）のパターン光を、（１／２）πずつ位相を縞状の配列方向にシフトさせて順次投影する。
【００３４】
測定カメラ５３は、部品カメラ４１と同様に、撮像素子を有するデジタルカメラである。測定カメラ５３は、図３に示すように、プロジェクタ５１（５２）から規定距離Ｌｐだけパターン光の配列方向に離間して配置され、対象物に投影されたパターン光を撮像する。測定カメラ５３は、通信可能に接続された制御装置６０による制御信号に基づいて撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置６０に送出する。
【００３５】
形状測定部６２は、測定カメラ５３の撮像により取得した複数の画像データに基づいて対象物の立体形状を測定する。本実施形態において、形状測定部６２は、図４に示される各パターン光にそれぞれ対応する複数の画像データを用いて、位相シフト法により対象物の立体形状を測定する構成としている。
【００３６】
上記の位相シフト法では、対象物に投影する位相の異なるパターン光については少なくとも３種類が必要とされ、１周期を４分割して（１／２）πずつシフトさせる方法が一般に多く用いられる。本実施形態では、測定対象が小さい場合、また測定対象のリードなどの凹凸が不連続となる場合などに鑑みて、測定ユニット５０は、図４に示すように、異なる周波数Ａ，Ｂからなる２組のパターン光を用いる構成を採用する。
【００３７】
形状測定部６２は、立体形状の測定において、先ず、各周波数Ａ，Ｂにおける４種類のパターン光に対応した画像データに基づいて画素ごとの輝度を算出する。次に、形状測定部６２は、算出された輝度に依存するパターン光の投影角度、規定距離Ｌｐ、測定カメラ５３の焦点距離に基づいて、各画素に対応する測定対象の各部位までの距離を各組についてそれぞれ算出する。そして、形状測定部６２は、各組で算出された距離の値で補間し合うことにより、対象物の各部位までの距離を算出して、結果として対象物の立体形状を測定する。
【００３８】
図５は、形状測定部６２により測定された電子部品８０の立体形状を可視化したものであり、各部位における輝度（図５における濃淡）により、当該部位の高さ（Ｚ座標）が示される。本実施形態において、電子部品８０には、部品本体８１に３点の測定点９１、および複数のリード８２に各１点の測定点９２が設定されている。
【００３９】
本実施形態において、それぞれの測定点９１，９２は、電子部品８０の外形を形成する部品本体８１のエッジ部８１ｃおよびリード８２のエッジ部８２ｂから離間して設定される。より詳細には、測定点９１，９２は、それぞれのエッジ部８１ｃ，８２ｂ（図５の太実線部）により囲まれる領域の内周側に位置する。形状測定部６２は、例えば測定ユニット５０の座標系を基準として、設定された測定点９１，９２のＸＹ座標に対するＺ座標を算出して、測定点９１，９２の三次元位置を測定する。
【００４０】
平面算出部６３は、複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて基準平面８５を算出する。ここで、基準平面８５とは、電子部品８０が平面上に載置された場合に、複数のリード８２に対する当該平面の位置を示す仮想平面である。基準平面８５は、複数のリード８２のうち最下の３点により構成される平面により定義されてもよいし、全てのリード８２の測定点９２に基づいて定義されてもよい。
【００４１】
本実施形態において、平面算出部６３は、電子部品８０が回路基板７０にある程度の力で押し付けて載置されることを想定して、複数のリード８２の測定点９２からノイズを除去した後に、測定点９２の三次元位置に基づく近似平面を、例えば最小自乗法を用いて算出する。平面算出部６３は、図６に示すように、算出された近似平面を基準平面８５とする。
【００４２】
平坦度検査部６４は、複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２と基準平面８５との各距離に基づいて、複数のリード８２の平坦度検査を行う。より詳細には、平坦度検査部６４は、図６に示すように、基準平面８５に許容値を加えた平坦度許容範囲Ｔｃに、複数のリード８２の各測定点９２が収まるか否かによって、リード８２の平坦度を検査する。リード８２の平坦度は、端子最下面の均一性とも称されるものであり、それぞれのリード８２の変形量によって評価される。平坦度検査部６４は、例えば一つのリード８２が電気的な接続が不可となる程度に変形している場合には、リード８２の平坦度が不足していると判定する。
【００４３】
適否判定部６５は、電子部品８０の適否を判定する。本実施形態において、適否判定部６５は、以下の判定項目（Ａ）〜（Ｃ）について順次判定を行い、全ての判定項目について適正である場合に電子部品８０が部品実装機１による実装処理に適しているものと判定する。一方で、適否判定部６５は、何れかの判定項目について不適である場合に電子部品８０が部品実装機１による実装処理に適していないものと判定する。
【００４４】
第一の判定項目（Ａ）は、リード８２の高さに関するものである。適否判定部６５は、部品本体８１に設定された測定点９１と基準平面８５との距離（以下、「リード高さＨｄ」と称する）に基づいて電子部品８０の適否を判定する。具体的には、適否判定部６５は、リード高さＨｄが許容範囲に収まる場合に、第一の判定項目（Ａ）について適正と判定する。なお、リード高さＨｄは、例えば部品本体８１に設定された複数の測定点９１のうち任意の一点と基準平面８５との距離により算出される。
【００４５】
ここで、例えば複数のリード８２が均一に湾曲して全体が平坦度許容範囲Ｔｃに収まる電子部品８０や、形状自体が正常であるが上下反対に保持された電子部品８０は、部品本体８１との位置関係によらず判定される平坦度検査においては、リード８２の平坦度が満たされていると判定されることがある。これに対して、第一の判定項目（Ａ）によると、電子部品８０は、部品本体８１が回路基板７０の上面に過度に接近または接触するような実装処理に不適な電子部品であると判定されて検出される。これにより、上記のようなリード８２の変形状態、および電子部品８０の保持状態に対応した電子部品８０の良否判定が可能となる。
【００４６】
第二の判定項目（Ｂ）は、リード８２の平坦度に関するものである。適否判定部６５は、平坦度検査部６４による平坦度検査の検査結果に基づいて電子部品８０の適否を判定する。なお、本実施形態における平坦度検査は、上述したように、複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて算出された基準平面８５を用いる。そのため、例えば電子部品８０の側方視によりリード８２のＺ軸方向の位置を比較する平坦度検査と比較すると、実際の回路基板７０への実装状態に近く、より高精度な平坦度検査が可能となる。
【００４７】
第三の判定項目（Ｃ）は、電子部品８０の部品本体８１と基準平面８５との角度に関するものである。適否判定部６５は、検査面を構成する部品本体８１の外面が基準平面８５とのなす角度（以下、「傾斜角度Ａｎ」と称する）を部品本体８１に設定された測定点９１の三次元位置に基づいて算出し、算出された当該傾斜角度Ａｎに基づいて電子部品８０の適否を判定する。
【００４８】
ここで、例えば部品本体８１の中央から偏った位置に荷重が加えられるなどの要因によって、複数のリード８２のそれぞれの変形量が一定の割合で変化する場合には、当該電子部品８０は、リード８２の平坦度が満たされ、且つ部品本体８１に設定された測定点９１の位置によってはリード高さＨｄが適正であると判定されることがある。これに対して、第三の判定項目（Ｃ）によると、上記のような電子部品８０は、部品本体８１の一部が回路基板７０の上面に過度に接近または接触するような実装処理に不適な電子部品であると判定されて検出される。
【００４９】
（部品実装機１による実装処理）
部品実装機１による電子部品８０の実装処理において、実装制御部６１は、先ず装着ヘッド３３が複数支持する吸着ノズル３４に電子部品８０を順次吸着させて、電子部品８０を保持する吸着処理（ステップ１０（以下、「ステップ」を「Ｓ」と表記する））を実行する。次に、制御装置６０は、部品移載装置３０の動作により装着ヘッド３３を部品カメラ４１の上方に移動させて、吸着された複数の電子部品８０を撮像する撮像処理（Ｓ２０）を実行する。
【００５０】
部品判定装置Ｄｐは、複数の吸着ノズル３４に保持された電子部品８０を対象として適否判定処理を実行する（Ｓ３０）。この適否判定処理は、複数の吸着ノズル３４に保持された電子部品８０に、リード部品などの適否判定を要する電子部品が含まれている場合にのみ実行するようにしてもよい。制御装置６０は、適否判定処理における判定結果に基づいて、不適部品の有無を判定する（Ｓ４０）。適否判定処理において、回復処理の要請が送出された場合には不適部品があったものとして（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、制御装置６０は、回復処理を実行する（Ｓ５０）。
【００５１】
上記の回復処理には、実装処理に不適と判定された電子部品８０の修正または廃棄、必要な電子部品８０の再度の吸着、再度の適否判定処理などが含まれる。当該回復処理を実行した後に、または適否判定処理において不適部品がないものと判定された場合（Ｓ４０：Ｎｏ）、実装制御部６１は、電子部品８０を回路基板７０に順次装着する装着処理（Ｓ６０）を実行する。そして、実装制御部６１は、制御プログラムに基づいて、全ての電子部品８０の装着処理が終了したか否かを判定する（Ｓ７０）。制御装置６０は、装着処理が終了するまで上記処理（Ｓ１０〜Ｓ６０）を繰り返し実行する。
【００５２】
また、部品実装機１による実装処理において、実装精度の向上を図るために、実装制御部６１は、吸着ノズル３４による電子部品８０の吸着状態に対応して吸着ノズル３４の移動を制御する。そのため、実装制御部６１は、撮像処理（Ｓ２０）により取得された制御装置６０において画像処理して、吸着ノズル３４による電子部品８０の吸着状態を認識するようにしている。
【００５３】
（部品判定装置Ｄｐによる適否判定処理）
上記の適否判定処理（Ｓ３０）において、部品判定装置Ｄｐは、先ず測定カメラ５３による撮像処理を実行する（Ｓ３１）。詳細には、部品判定装置Ｄｐは、図３に示すように、部品移載装置３０の動作により吸着ノズル３４により保持された電子部品８０を測定カメラ５３の上方に移動させる。このとき、部品判定装置Ｄｐは、先に実行されている部品カメラ４１による撮像処理（Ｓ２０）により取得された画像データに基づいて、測定カメラ５３に対する電子部品８０の姿勢を調整する。
【００５４】
そして、部品判定装置Ｄｐは、２つのプロジェクタ５１，５２によるパターン光の投影と、測定カメラ５３による撮像とを交互に繰り返すことにより、撮像処理（Ｓ３１）を実行する。次に、形状測定部６２は、撮像処理（Ｓ３１）により取得された画像データを用いて、三次元座標により示される電子部品８０の検査面の立体的な形状の測定処理を実行する（Ｓ３２）。
【００５５】
より詳細には、形状測定部６２は、電子部品８０に対する縞状の配列方向の異なる２組計８枚の画像データを用いて、位相シフト法により各組で部品の各部位（画素に対応する）までの距離を算出する。そして、形状測定部６２は、算出された部品の各部位までの距離に基づいて、三次元座標により示される検査面の形状を取得する（図５を参照）。これにより、部品判定装置Ｄｐは、部品本体８１の測定点９１の三次元位置、および複数のリード８２のそれぞれの測定点９２の三次元位置を取得する。このとき、部品判定装置Ｄｐは、取得した検査面の形状に基づいて、リード８２の変形量に対応して測定点９２の位置ずれを調整する。これにより、部品判定装置Ｄｐは、リード８２の変形により変位した測定点９２の三次元位置を取得する。
【００５６】
続いて、平面算出部６３は、複数のリード８２のそれぞれの測定点９２の三次元位置に基づいて基準平面８５を算出する（Ｓ３３）。適否判定部６５は、第一の判定項目（Ａ）として、基準平面８５と部品本体８１に設定された測定点９１とを用いて、リード高さＨｄが許容範囲に収まる否かにより電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３４）。リード高さＨｄが許容範囲に収まらない場合には（Ｓ３４：Ｎｏ）、適否判定部６５は、制御装置６０に対して回復処理を要請して（Ｓ３９）、当該電子部品８０に係る適否判定処理を終了する。
【００５７】
一方で、リード高さＨｄが許容範囲に収まる場合には（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、平坦度検査部６４は、複数のリード８２を対象とする平坦度検査処理を実行する（Ｓ３５）。平坦度検査処理においては、全てのリード８２のそれぞれに設定された測定点９２の三次元位置が平坦度許容範囲Ｔｃに収まる否かによって、リード８２の平坦度が検査される。適否判定部６５は、第二の判定項目（Ｂ）として、平坦度検査の検査結果に基づいて電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３６）。
【００５８】
リード８２の平坦度が不足していると判定された場合には（Ｓ３６：Ｎｏ）、適否判定部６５は、制御装置６０に対して回復処理を要請して（Ｓ３９）、当該電子部品８０に係る適否判定処理を終了する。一方で、リード８２の平坦度が満たされている場合には（Ｓ３６：Ｙｅｓ）、適否判定部６５は、電子部品８０の部品本体８１と基準平面８５との傾斜角度Ａｎを算出する（Ｓ３７）。そして、適否判定部６５は、第三の判定項目（Ｃ）として、算出された傾斜角度Ａｎが許容角度範囲に収まるか否かによって、電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３８）。
【００５９】
傾斜角度Ａｎが許容角度範囲に収まらない場合には（Ｓ３８：Ｎｏ）、適否判定部６５は、制御装置６０に対して回復処理を要請して（Ｓ３９）、当該電子部品８０に係る適否判定処理を終了する。一方で、傾斜角度Ａｎが許容角度範囲に収まる場合には（Ｓ３８：Ｙｅｓ）、適否判定部６５は、回復処理の要請をすることなく適否判定処理を終了する。なお、部品移載装置３０の複数の吸着ノズル３４によって適否判定処理を要する電子部品８０が複数保持されている場合には、部品判定装置Ｄｐは、保持される電子部品８０の数量だけ上記の適否判定処理（Ｓ３０）を繰り返す。
【００６０】
（実施形態の構成による効果）
実施形態において、部品判定装置Ｄｐは、部品本体８１および複数の電極部（リード８２）を有する電子部品８０が保持装置（装着ヘッド３３）に保持された状態において当該電子部品８０の適否を判定する。保持された電子部品８０のうち保持装置（装着ヘッド３３）側とは反対側を向いた部品本体８１の外面および複数の電極部（リード８２）の外面を検査面と定義する。
部品判定装置Ｄｐは、部品本体８１に設定された測定点９１の三次元位置、および複数の電極部（リード８２）にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置を測定する測定ユニット５０と、電子部品８０が平面上に載置された場合に複数の電極部（リード８２）に対する平面の位置を示す基準平面８５を、複数の電極部（リード８２）にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて算出する平面算出部６３と、部品本体８１に設定された測定点９１と基準平面８５との距離（リード高さＨｄ）に基づいて電子部品８０の適否を判定する適否判定部６５と、を備える。
【００６１】
このような構成によると、電子部品８０の適否検査は、吸着面８１ａとは反対側に位置する検査面（本実施形態においては、本体下面８１ｂ、リード下面８２ａ）を対象として行われる。適否検査に用いられる基準平面８５は、電子部品８０が平面上に載置されたと仮定した場合の仮想的な載置台上面に相当する。この基準平面８５が複数のリード８２にそれぞれ設定された測定点９２の三次元位置に基づいて算出されることから、より適切な基準平面８５を定めることが可能となり、複数のリード８２の種々の変形状態を適否検査に反映させることができる。
【００６２】
さらに、当該基準平面８５に対する部品本体８１に設定された測定点９１の距離（リード高さＨｄ）が適否検査（Ｓ３４）に用いられる。当該リード高さＨｄが電子部品８０の保持状態によって変動することから、電子部品８０の保持状態を適否判定に反映させることができる。これにより、リード８２の種々の変形状態に対応して、電子部品８０の良否判定の精度を向上できる。
【００６３】
また、部品判定装置Ｄｐは、複数の電極部（リード８２）にそれぞれ設定された測定点９２と基準平面８５との各距離に基づいて、複数の電極部（リード８２）の平坦度検査（Ｓ３５）を行う平坦度検査部６４をさらに備える。適否判定部６５は、平坦度検査（Ｓ３５）の検査結果に基づいて電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３６）。
【００６４】
このような構成によると、平坦度検査（Ｓ３５）において基準平面８５が用いられる。これにより、仮想的な載置台上面に相当する基準平面８５に基づいて平坦度検査（Ｓ３５）が行われるので、当該平坦度検査（Ｓ３５）の精度を向上できる。また、当該平坦度検査（Ｓ３５）の検査結果を電子部品８０の適否判定（Ｓ３６）に用いることによって、当該適否判定の精度をさらに向上できる。
【００６５】
また、適否判定部６５は、検査面を構成する部品本体８１の外面が基準平面８５に対してなす角度（傾斜角度Ａｎ）を部品本体８１に設定された測定点９１の三次元位置に基づいて算出し（Ｓ３７）、算出された当該角度（傾斜角度Ａｎ）に基づいて電子部品８０の適否を判定する（Ｓ３８）。
【００６６】
このような構成によると、算出された角度（傾斜角度Ａｎ）は、電子部品８０が平面上に載置されたと仮定した場合の載置台に対して部品本体８１がなす角度（傾斜角度Ａｎ）に相当する。当該角度（傾斜角度Ａｎ）に基づく検査結果を電子部品８０の適否判定に用いることによって、部品本体８１の一部が回路基板７０の上面に過度に接近または接触するような実装処理に不適な電子部品を検出できる。よって、適否判定の精度をさらに向上できる。
【００６７】
また、測定点９１，９２は、電子部品８０の外形を形成する部品本体８１のエッジ部８１ｃおよび電極部（リード８２）のエッジ部８２ｂから離間して設定される。
このような構成によると、測定点９１，９２は、検査面（本実施形態においては、本体下面８１ｂ、リード下面８２ａ）においてエッジ部８１ｃ，８２ｂを除いた任意の位置に設定される。当該位置は、何れかの方向から電子部品８０を見た場合に、外形を形成しない部位である。よって、上記構成は、二次元形状として電子部品８０を画像処理して外観検査を行う構成と比較すると、適否検査に好適な部位を選択可能であり、当該適否判定の精度を向上できる。
【００６８】
また、測定ユニット５０は、三次元座標により示される検査面の形状を測定することによって、それぞれの測定点９１，９２の三次元位置を測定する。
このような構成によると、測定点９１，９２を検査面（本実施形態においては、本体下面８１ｂ、リード下面８２ａ）の任意の位置に設定することが可能であり、測定点９１，９２の設定自由度が高い。また、必要な検査精度に応じて測定点９１，９２の増減が可能であるため、多様な検査に対応できる。また、検査面の立体的な形状を認識できるので、設定された測定点９１，９２について、例えば電極部（リード８２）の変形に対応して動的に測定点９１，９２を移動させるなどの対応が可能となる。
【００６９】
また、部品実装機１は、部品判定装置Ｄｐと、部品判定装置Ｄｐによる電子部品８０の適否の判定結果に基づいて、回路基板に電子部品８０を実装する実装処理を制御する制御装置と、を備える。
このような構成によると、装着処理（Ｓ６０）の前段階において電子部品８０に不良がないか否か、電子部品８０の保持状態に異常がないか否かを含む適否判定を行うことができるので、不要な装着処理（Ｓ６０）の実行を抑制できる。これにより、不良基板の生産を防止することができるので、部品実装機１への部品判定装置Ｄｐの適応は特に有用である。
【００７０】
＜実施形態の変形態様＞
実施形態において、電子部品８０には、部品本体８１に３点の測定点９１、および複数のリード８２に各１点の測定点９２が設定されるものとした。これに対して、測定点９１，９２の数量や位置は、任意に設定することが可能である。例えば、複数のリード８２に各２点の測定点９２が設定される構成としてもよい。これにより、リード８２の根元部から先端部にかけての湾曲状態などをより正確に認識することができる。
【００７１】
また、本実施形態においては、部品実装機１の測定ユニット５０は、２つのプロジェクタ５１，５２と測定カメラ５３を用いた能動型測定のアクティブステレオ法のうち位相シフト法により対象物の立体形状を測定するものとした。アクティブステレオ法としては、位相シフト法の他にスポット光投影法やスリット光投影法、交換コード化法などが知られ、測定ユニット５０は、これらの方法を用いた構成としてもよい。
【００７２】
何れのアクティブステレオ法においても、部品に異なる複数のパターン光をそれぞれ投影した状態で撮像して取得された画像データが用いられる。具体的には、位相シフト法では上述のようにパターン光の位相が異なり、空間コード化法ではパターン光の明暗のピッチが異なり、スポット光投影法およびスリット光投影法では対象物に対するパターン光の投影位置が異なる。そのため、本実施形態で例示したように、異なるパターン光を別々のプロジェクタから投影する構成についても同様に適用することが可能である。
【００７３】
また、測定ユニット５０は、アクティブステレオ法を用いて検査面の立体的な形状を測定する他に、レーザー光などを用いて測定点９１，９２における高さ（Ｚ座標）を測定するようにしてもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。但し、検査面の立体的な形状に基づいて測定点９２の位置ずれを調整し、また多様な測定点９１，９２の設定に対応するという観点からは、実施形態において例示した構成（検査面の立体的な形状の取得により測定点の三次元位置を取得する構成）が好適である。
【００７４】
また、本実施形態では、電子部品を保持する保持装置は、吸着により電子部品を保持する装着ヘッド３３である。これに対して、保持装置としては、チャックにより電子部品を把持により保持する構成を採用し得る。また、本実施形態では、部品判定装置Ｄｐが部品実装機１を構成する場合を例示して説明した。その他に、部品判定装置Ｄｐは、部品実装機１の機外において電子部品８０を検査する装置として適用され得る。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。
【符号の説明】
【００７５】
１：部品実装機
３０：部品移載装置、  ３３：装着ヘッド（保持装置）
５０：測定ユニット、  ５１，５２：プロジェクタ、  ５３：測定カメラ
６０：制御装置
６２：形状測定部、  ６３：平面算出部、  ６４：平坦度検査部
６５：適否判定部
７０：回路基板
８０：電子部品
８１：部品本体
８１ａ：吸着面、  ８１ｂ：本体下面（検査面）、  ８１ｃ：エッジ部
８２：リード（電極部）
８２ａ：リード下面（検査面）、  ８２ｂ：エッジ部
８５：基準平面
９１：（本体側の）測定点、  ９２：（リード側の）測定点
Ｄｐ：部品判定装置、  Ｈｄ：リード高さ、  Ｔｃ：平坦度許容範囲
Ａｎ：傾斜角度、  Ｌｐ：規定距離
【図１】
0006457295.tif 000002
【図２】
0006457295.tif 000003
【図３】
0006457295.tif 000004
【図４】
0006457295.tif 000005
【図５】
0006457295.tif 000006
【図６】
0006457295.tif 000007
【図７】
0006457295.tif 000008
【図８】
0006457295.tif 000009