(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の実装装置であって、
前記移載ヘッドの吸着ノズルに保持された状態の電子部品の高さを検出することにより電子部品の厚み寸法を計測する厚み計測手段と、前記吸着ノズルに保持された電子部品がカメラの上方に位置している状態で、電子部品をカメラより下方から撮像することにより電子部品の幅寸法を計測する幅計測手段と、前記厚み計測手段によって得られた厚み寸法と前記幅計測手段によって得られた幅寸法とを大小比較することにより前記電子部品の姿勢を判定する姿勢判定手段とを備え、前記幅寸法が前記厚み寸法よりも大きい場合には電子部品の姿勢は正常であると判定されることを特徴とする電子部品の実装装置。
【請求項２】
移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の実装方法であって、
前記移載ヘッドの吸着ノズルに保持された状態の電子部品の高さを検出することにより電子部品の厚み寸法を計測する工程と、前記吸着ノズルに保持された電子部品がカメラの上方に位置している状態で、電子部品をカメラより下方から撮像することにより電子部品の幅寸法を計測する工程と、前記計測によって得られた厚み寸法と幅寸法とを大小比較することにより前記電子部品の姿勢を判定する工程とを含み、前記幅寸法が前記厚み寸法よりも大きい場合には電子部品の姿勢は正常であると判定されることを特徴とする電子部品の実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品を基板に実装する電子部品の実装装置および実装方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の実装に際しては、移載ヘッドに正しい電子部品が正しい姿勢でピックアップされているか否かを検査する必要がある。このため、電子部品供給部からピックアップした電子部品を基板へ移動させる経路において、電子部品のサイズや姿勢を検出する検査が行われる。従来は、この検査においては電子部品の厚さ寸法や幅寸法を画像認識などの光学的検出手段によって検出し、検出結果を許容値と比較することによって寸法や姿勢の良否を判定するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子部品の種類によっては厚みと幅が同程度の大きさである場合が存在する。そしてこのような場合には、上記の検査における検出結果は許容範囲以内であっても、実際には電子部品の姿勢は正しくなく電子部品の幅と厚みが入れ替わって９０度回転した姿勢で保持されているという事態が発生しうる。ところが従来の検査方法では、検出された厚みと幅寸法とをそれぞれの許容値と比較することのみによって、電子部品の姿勢を判定するようにしていたため、前述のように実際には９０度倒れた状態で電子部品が保持されているような場合にあっても、検出結果がともに許容範囲内であれば正しい姿勢であると誤判定する場合があるという問題点があった。
【０００４】
そこで本発明は、電子部品の姿勢を正しく検出することができる電子部品の実装装置および実装方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品の実装装置は、移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の実装装置であって、前記移載ヘッドの吸着ノズルに保持された状態の電子部品の高さを検出することにより電子部品の厚み寸法を計測する厚み計測手段と、前記吸着ノズルに保持された電子部品がカメラの上方に位置している状態で、電子部品をカメラより下方から撮像することにより電子部品の幅寸法を計測する幅計測手段と、前記厚み計測手段によって得られた厚み寸法と前記幅計測手段によって得られた幅寸法とを大小比較することにより前記電子部品の姿勢を判定する姿勢判定手段とを備え、前記幅寸法が前記厚み寸法よりも大きい場合には電子部品の姿勢は正常であると判定される。
【０００６】
請求項２記載の電子部品の実装方法は、移載ヘッドによって電子部品の供給部から電子部品をピックアップし、基板に実装する電子部品の実装方法であって、前記移載ヘッドの吸着ノズルに保持された状態の電子部品の高さを検出することにより電子部品の厚み寸法を計測する工程と、前記吸着ノズルに保持された電子部品がカメラの上方に位置している状態で、電子部品をカメラより下方から撮像することにより電子部品の幅寸法を計測する工程と、前記計測によって得られた厚み寸法と幅寸法とを大小比較することにより前記電子部品の姿勢を判定する工程とを含み、前記幅寸法が前記厚み寸法よりも大きい場合には電子部品の姿勢は正常であると判定される。
【０００７】
本発明によれば、計測によって得られた厚み寸法と幅寸法とを比較して電子部品の姿勢を判定することにより、精度よく電子部品の姿勢を検出することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の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の電子部品実装装置の平面図、図２は同電子部品実装装置のロータリーヘッドの平面図、図３（ａ）は同電子部品の斜視図、図３（ｂ）は同電子部品の側面図、図４（ａ）は同電子部品実装装置の厚み計測の説明図、図４（ｂ）は同電子部品実装装置の部品認識の画像図、図５は同電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図、図６は同電子部品実装方法のフロー図である。
【０００９】
まず図１、図２を参照して電子部品実装装置の構造を説明する。図１において、電子部品の供給部１には電子部品を供給するパーツフィーダ２が多数個並設されている。パーツフィーダ２は図外のフィーダベースに装着され、送りねじ３を回転駆動することにより横方向へ移動する。
【００１０】
供給部１の手前側にはロータリーヘッド４が配設されている。ロータリーヘッド４は主軸Ｏの廻りでインデックス回転し、その円周上には複数基の移載ヘッド５が備えられている。移載ヘッド５は複数の吸着ノズル６（図２参照）を備えており、吸着ステーションのピックアップ位置Ｐに位置している状態で移載ヘッド５が昇降動作を行うことにより、パーツフィーダ２から電子部品をピックアップする。このとき、送りねじ３によりパーツフィーダ２を横移動させることにより、所望の電子部品をピックアップすることができる。
【００１１】
図２に示すように、移載ヘッド５はロータリヘッド４の主軸Ｏを中心とする円周上に配設されており、移載ヘッド５はモータ１０によってその軸心（ヘッド回転中心）廻りに回転し、円周上に設けられた複数の吸着ノズル６の選択や、吸着ノズル６の下端部に吸着保持された電子部品７の水平回転方向の角度設定などを行う。
【００１２】
ここで、図３を参照して電子部品実装装置によって実装される電子部品７について説明する。図３（ａ）に示すように、電子部品７は直方体形状のチップであり、各辺の寸法は、長さＬ、幅寸法Ｗ、厚み寸法Ｔの順で小さくなっている。幅寸法Ｗおよび厚み寸法Ｔは寸法的に近似しているものの、いずれの個体においても幅寸法Ｗ＞厚み寸法Ｔの関係が保たれるように、電子部品７の製造工程において寸法管理がなされている。
【００１３】
この電子部品７を吸着ノズル６によって吸着する際には、図３（ｂ）に示すように幅に対応する辺７ａが正しく水平方向に位置するような姿勢で吸着される必要があるが、この電子部品７は前述のように幅寸法Ｗと厚み寸法Ｔが寸法的に近似しているため、幅方向と厚み方向が入れ替わって電子部品７が９０度回転した姿勢（図３（ｂ）において破線で示す電子部品７）で吸着される吸着ミスが発生しやすいものとなっている。
【００１４】
ピックアップ位置でピックアップされた電子部品７は、ロータリーヘッド４のインデックス回転により矢印ａ方向に順次移動する。移動途中には厚み計測ステーション８が設けられている。厚み計測ステーション８には、図４（ａ）に示すように高さ検出部８ａが設けられており、高さ検出部８ａはＬＥＤにより光を照射する投光部８ｂおよびＣＣＤにより受光した光を電子信号に変換する受光部８ｃより成る。
【００１５】
電子部品７を保持した吸着ノズル６を投光部８ｂおよび受光部８ｃの間に位置させた状態で、投光部８ｂから照射された光を受光部８ｃで受光することにより、吸着ノズル６に保持された電子部品７の下端部の高さ位置ｈを検出する。電子部品７を保持していない状態での吸着ノズル６の下端部の高さ位置ｈ１は予めティーチングにより記憶されており、検出された電子部品の下端部の高さ位置ｈと記憶された吸着ノズル６の下端部の高さ位置ｈ１とを比較することにより、当該電子部品７の厚み寸法Ｔを求めることができる。したがって、高さ検出部８ａは電子部品７の厚み寸法を計測する厚み計測手段となっている。
【００１６】
厚み計測ステーション８に隣接して部品認識ステーション９が設けられており、吸着ノズル６に保持された電子部品７が部品認識ステーション９のカメラ９ａの上方に位置している状態で、電子部品７はカメラ９ａより下方から撮像される。そしてこの撮像結果を画像処理することにより、図４（ｂ）の画像図で示すように、電子部品７の平面視した寸法、すなわち長さＬや幅寸法Ｗを求めることができる。したがって、部品認識ステーション９は電子部品７の幅寸法Ｗを計測する幅計測手段となっている。
【００１７】
ロータリーヘッド４の手前側には基板１２を位置決めする可動テーブル１１が配設されており、部品認識ステーション９から移動した移載ヘッド５が基板１２上に位置する実装ステーションの実装位置Ｍに到達し、そこで昇降動作を行うことにより、電子部品７を基板１２に実装する。
【００１８】
次に図５を参照して電子部品実装装置の制御系の構成を説明する。図において、ＣＰＵ２０は全体制御部であり、電子部品実装装置全体の動作や演算処理を制御する。機構駆動部２１は、インデックス回転を行うロータリヘッド４や昇降動作を行う移載ヘッド５など各機構部を駆動する。高さ検出部８ａは、吸着ノズル６に保持された状態の電子部品７の高さを検出することにより電子部品７の厚み寸法Ｔを計測する。画像認識部２２は、吸着ノズル６に保持された状態の電子部品７の認識を行い、長さＬや幅寸法Ｗおよび電子部品７の吸着ノズル６に対する位置ずれを算出する。
【００１９】
許容値記憶部２３は、電子部品７の厚み寸法Ｔや幅寸法Ｗの許容範囲のデータを、実装対象の各電子部品について記憶する。判定部２４は、画像認識部２２および高さ検出部８ｂによって求められた電子部品の幅寸法Ｗおよび厚み寸法Ｔを許容値記憶部２３に記憶された許容範囲のデータと比較することにより電子部品７の幅・厚みの良否判定を行うとともに、幅寸法Ｗと厚み寸法Ｔとの大小比較を行うことにより、吸着ノズル６に保持された電子部品７の姿勢の良否を判定する。ここでは、幅寸法Ｗが厚み寸法Ｔよりも大きい場合には電子部品７の姿勢は正常であると判定され、この条件が満足されない場合には姿勢は不良、すなわち電子部品７は９０度回転した姿勢で保持されていると判定される。
【００２０】
この電子部品実装装置は上記のように構成されており、次に動作について図６のフローを参照して説明する。図６において、まず吸着ステーションのピックアップ位置Ｐにて電子部品７を吸着ノズル６により吸着する（ＳＴ１）。次に電子部品７を保持した吸着ノズル６が属する移載ヘッド５はインデックス回転して厚み計測ステーション８に移動する。そしてここで電子部品７の厚み寸法Ｔが求められる（ＳＴ２）。
【００２１】
そして測定結果に基づいて電子部品７の厚み寸法Ｔの判定が行われる。ここでは、厚み寸法Ｔを許容値記憶部２３に記憶された許容範囲のデータと比較し（ＳＴ３）、許容範囲外と判定された場合には、当該電子部品は不良品として廃棄される（ＳＴ８）。厚み寸法Ｔが許容範囲内であれば、次に部品認識ステーション９にて電子部品７の幅寸法Ｗが求められる（ＳＴ４）。そして測定結果に基づいて電子部品７の幅寸法Ｗの判定が行われ、ここでも許容範囲外と判定された電子部品７は不良品として廃棄される（ＳＴ８）。
【００２２】
次いで、電子部品７の姿勢判定のための厚み寸法Ｔと幅寸法Ｗとの比較が行われ（ＳＴ６）、そして幅寸法Ｗが厚み寸法Ｔよりも大きければ電子部品７の保持姿勢は正常であると判定し（ＳＴ７）、逆に幅寸法Ｗが厚み寸法Ｔ以下であれば姿勢不良であると判定して当該電子部品７を廃棄する（ＳＴ８）。そしてこの後、幅寸法Ｗ、厚み寸法Ｔおよび姿勢がすべて正常であると判定された電子部品７は実装ステーションにて基板１２に実装される（ＳＴ９）。
【００２３】
上記説明したように、本実施の形態は、各個体において幅寸法Ｗ＞厚み寸法Ｔの関係が保たれている電子部品の実装において、電子部品の幅寸法Ｗおよび厚み寸法Ｔを測定し、それぞれの測定結果を単独で許容範囲と比較するのみでなく、幅寸法Ｗと厚み寸法Ｔの大小比較を行うようにしたので、電子部品の幅と厚みが寸法的に近似した電子部品であっても、電子部品の姿勢を正しく判定することができ、姿勢不良のまま電子部品が実装される誤実装を防止することができる。
【００２４】
なお、本実施の形態では電子部品実装装置としてインデックス回転を行うロータリーヘッドを有するものを例に示したが本発明はこれに限定されるものではなく、これ以外の種類の電子部品移載機構を備えた電子部品実装装置であっても、電子部品の厚み計測手段と幅計測手段を備えたものであれば本発明を適用することができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、計測によって得られた厚み寸法及び幅寸法を比較して電子部品の姿勢を判定するようにしたので、電子部品の幅と高さが寸法的に近似した電子部品にあっても、電子部品の姿勢を正しく判定することができ、姿勢不良のまま電子部品が実装される誤実装を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置のロータリーヘッドの平面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品の斜視図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品の側面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の厚み計測の説明図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部品認識の画像図
【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の制御系の構成を示すブロック図
【図６】本発明の一実施の形態の電子部品実装方法のフロー図
【符号の説明】
１  供給部
２  パーツフィーダ
４  ロータリヘッド
５  移載ヘッド
６  吸着ノズル
７  電子部品
８  厚み計測ステーション
９  部品認識ステーション
１２  基板
Ｗ  幅寸法
Ｔ  厚み寸法
【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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