(57)【要約】  この部品実装装置（１００）は、基板（Ｓ）に対して部品（Ｃ）を実装する実装ヘッド（４）と、部品を撮像可能な撮像部（８）と、撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する制御部（１１）とを備え、制御部は、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。
2019003267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、
部品を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する制御部とを備え、
前記制御部は、部品を異なる撮影条件により前記撮像部により複数回撮像させて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、部品実装装置。
【請求項２】
前記撮像部による撮像時に部品に光を照射する照明を備え、
前記制御部は、前記照明による光の照射条件を異ならせて部品を前記撮像部により複数回撮像させて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記制御部は、部品に対する光の照射方向を異ならせて部品を前記撮像部により複数回撮像させて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、請求項２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記照明から部品に照射する光の量を異ならせて部品を前記撮像部により複数回撮像させて、撮像した画像に基づいて、撮像時に適した光の量を取得する制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
部品は、複数のバンプ電極を含み、
前記制御部は、部品に対して下方から光を照射して部品を撮像した画像と、部品に対して側方から光を照射して部品を撮像した画像とに基づいて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記制御部は、第１撮像条件により撮像した部品の画像に基づいて、部品の外形を取得し、前記第１撮像条件とは異なる第２撮像条件により撮像した部品の画像に基づいて、部品の電極の配置情報を取得する制御を行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１撮像条件により部品を撮像した後、前記第２撮像条件により部品を撮像する制御を行うように構成されている、請求項６に記載の部品実装装置。
【請求項８】
前記制御部は、複数の立体的な電極を含む部品の外形寸法、電極の配置情報、電極の寸法を、部品を撮像した画像に基づいて取得する制御を行うように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項９】
前記制御部は、部品を撮像した画像の抽出箇所の特徴量を利用して、部品の電極とノイズとを判別する制御を行うように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１０】
前記制御部は、部品を撮像した画像に基づいて複数の電極を含む部品の電極の配置情報を取得する制御を行うように構成され、
複数の電極のうち、配置情報を取得する必要のない部分が設定可能に構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１１】
情報を表示する表示部を備え、
前記制御部は、部品を撮像した画像に基づいて、部品の電極の判別が困難な場合に、判別困難な部分を前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１２】
前記部品データを格納する記憶部を備え、
前記制御部は、作成した前記部品データと、前記記憶部に記憶された前記部品データとを比較し、書き換え可能である場合に、作成した前記部品データに書き換えるように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１３】
部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像し、
前記撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する、部品データ作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、部品実装装置および部品データ作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、部品データ作成方法が知られている。部品データ作成方法は、たとえば、特開２００６−３０２９４９号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２００６−３０２９４９号公報には、部品を基板に実装する部品実装装置における部品を認識するための部品データを作成する部品ライブラリデータの作成方法（部品データ作成方法）が開示されている。この部品ライブラリデータの作成方法では、対象の部品を部品認識カメラにより撮像し、撮像した画像に基づいて、電極の位置および径を含む情報を取得している。また、撮像した画像により電極を認識することが困難である場合は、オペレータが画像を確認して電極の情報を入力している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０２９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特開２００６−３０２９４９号公報の部品ライブラリデータの作成方法（部品データ作成方法）では、部品データを自動で作成することができるものの、撮像した画像から電極を認識することが困難である場合は、オペレータが情報を入力する必要がある。このため、オペレータの作業負担が増大する。また、手動により情報を入力する場合、誤入力が発生するおそれもあるため、精度よく部品データを作成できない場合もある。そこで、オペレータの作業負担を軽減するとともに、精度よく部品データを作成することが望まれている。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、オペレータの作業負担を軽減するとともに、精度よく部品データを作成することが可能な部品実装装置および部品データ作成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、部品を撮像可能な撮像部と、撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する制御部とを備え、制御部は、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。【０００８】
この発明の第１の局面による部品実装装置では、上記のように、制御部を、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成する。これにより、１回の撮像により部品の全ての特徴点が画像に鮮明に映らない場合でも、複数の撮像条件により撮像することにより、部品の特徴点を複数の画像のいずれかにより鮮明に撮像することができる。これにより、自動で取得することが可能な特徴点の情報数を多くすることができるので、オペレータにより入力する特徴点の情報数を減少させることができる。これにより、誤入力の発生を抑制することができる。その結果、オペレータの作業負担を軽減するとともに、精度よく部品データを作成することができる。【０００９】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、撮像部による撮像時に部品に光を照射する照明を備え、制御部は、照明による光の照射条件を異ならせて部品を撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、光の照射条件により見え方が変化する部品を、複数の光の照射条件により撮像することができるので、部品の特徴点を認識することができる数を効果的に多くすることができる。【００１０】
この場合、好ましくは、制御部は、部品に対する光の照射方向を異ならせて部品を撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、光の照射方向により光の反射方向が変化する特徴点を有する部品を、光の照射方向を変えた複数の照射条件により撮像することができるので、部品の特徴点を認識することができる数をより効果的に多くすることができる。【００１１】
上記照明による光の照射条件を異ならせて部品を撮像部により複数回撮像する構成において、好ましくは、制御部は、照明から部品に照射する光の量を異ならせて部品を撮像部により複数回撮像させて、撮像した画像に基づいて、撮像時に適した光の量を取得する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、部品を認識するために撮影する際の光の量を最適化することができるので、基板への部品実装時における部品の認識精度を向上させることができる。【００１２】
上記照明による光の照射条件を異ならせて部品を撮像部により複数回撮像する構成において、好ましくは、部品は、複数のバンプ電極を含み、制御部は、部品に対して下方から光を照射して部品を撮像した画像と、部品に対して側方から光を照射して部品を撮像した画像とに基づいて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、部品に下方から光を照射して撮像した画像に基づいて、部品の外形を容易に認識することができるとともに、部品に側方から光を照射した画像に基づいて、下方に突出する複数のバンプ電極の位置を容易に認識することができる。【００１３】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、第１撮像条件により撮像した部品の画像に基づいて、部品の外形を取得し、第１撮像条件とは異なる第２撮像条件により撮像した部品の画像に基づいて、部品の電極の配置情報を取得する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、部品の外形が鮮明に映りやすい第１撮像条件により撮像した画像と、部品の電極が鮮明に映りやすい第２撮像条件により撮像した画像とにより、部品データを容易に精度よく作成することができる。【００１４】
この場合、好ましくは、制御部は、第１撮像条件により部品を撮像した後、第２撮像条件により部品を撮像する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、部品の外形を取得した後、部品の外形に基づく基準位置に対して電極の位置を関連付けて取得することができるので、効率よく部品データを作成することができる。【００１５】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、複数の立体的な電極を含む部品の外形寸法、電極の配置情報、電極の寸法を、部品を撮像した画像に基づいて取得する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、部品を実装する際の撮像部の撮像結果に基づいて、部品データを取得することができるので、部品の外形寸法、電極の寸法、電極の配置の計測ミスを抑制することができる。これにより、部品の実装時に良品の部品を誤って不良品と判定して廃棄するのを抑制することができる。また、ノギスなどの計測器具を用いてオペレータが手動で測定する必要がないので、部品データ作成時間が増加するのを抑制することができる。【００１６】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、部品を撮像した画像の抽出箇所の特徴量を利用して、部品の電極とノイズとを判別する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、部品データにノイズが混入するのを抑制することができる。また、ノイズの混入を抑制することができるので、オペレータが確認する必要がある場合でも、確認作業を短時間で行うことができる。【００１７】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、制御部は、部品を撮像した画像に基づいて複数の電極を含む部品の電極の配置情報を取得する制御を行うように構成され、複数の電極のうち、配置情報を取得する必要のない部分が設定可能に構成されている。このように構成すれば、必要のない部分の電極の配置情報を取得することを省略することができるので、より短時間で部品データを作成することができる。【００１８】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、情報を表示する表示部を備え、制御部は、部品を撮像した画像に基づいて、部品の電極の判別が困難な場合に、判別困難な部分を表示部に表示する制御を行うように構成されている。このように構成すれば、オペレータにより、判別困難な部分の情報を入力することができるので、精度よく部品データを作成することができる。【００１９】
上記第１の局面による部品実装装置において、好ましくは、部品データを格納する記憶部を備え、制御部は、作成した部品データと、記憶部に記憶された部品データとを比較し、書き換え可能である場合に、作成した部品データに書き換えるように構成されている。このように構成すれば、部品データの重複を抑制することができるので、データ管理を容易に行うことができる。【００２０】
この発明の第２の局面による部品データ作成方法は、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像し、撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する。【００２１】
この発明の第２の局面による部品データ作成方法では、上記のように、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像し、撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する。これにより、１回の撮像により部品の全ての特徴点が画像に鮮明に映らない場合でも、複数の撮像条件により撮像することにより、部品の特徴点を複数の画像のいずれかにより鮮明に撮像することができる。これにより、自動で取得することが可能な特徴点の情報数を多くすることができるので、オペレータにより入力する特徴点の情報数を減少させることができる。これにより、誤入力の発生を抑制することができる。その結果、オペレータの作業負担を軽減するとともに、精度よく部品データを作成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、上記のように、オペレータの作業負担を軽減するとともに、精度よく部品データを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態による部品実装装置の概略を示した平面図である。
【図２】本発明の実施形態による部品実装装置の制御的な構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による部品実装装置の一連の実装動作を説明するための模式図である。
【図４】本発明の実施形態による部品実装装置の照明を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態による部品データ作成の際の画像処理を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態による部品データ作成の際のバンプ電極の選択を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態による部品データ作成の際のノイズの処理を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態による部品データ作成の際のバンプ電極径の設定を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態による各照明条件による画像を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態による部品実装装置の部品データ作成処理を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
（部品実装装置の構成）
図１〜図４を参照して、本発明の一実施形態による部品実装装置１００の構造について説明する。
【００２６】
部品実装装置１００は、ダイシングされたウエハＷから部品（半導体チップ）Ｃを取り出して基板Ｓの実装面上に実装するとともに、テープフィーダ３ａにより供給される電子部品（いわゆるパッケージ部品）などを基板Ｓの実装面上に実装することが可能ないわゆる複合型の部品実装装置である。
【００２７】
この部品実装装置１００は、図１に示すように、基台１と、コンベア２と、２つのチップ部品供給部３と、２つの実装部４と、ウエハ保持テーブル５と、取出部６と、部品認識カメラ７と、固定カメラ８と、フラックス供給部９と、ウエハ収納部１０と、制御部１１とを備えている。また、部品実装装置１００は、図２に示すように、表示部１２を備えている。また、部品実装装置１００は、照明８１を備えている。照明８１は、メイン照明８１１と、同軸照明８１２と、サイド照明８１３とを含んでいる。なお、実装部４は、請求の範囲の「実装ヘッド」の一例であり、固定カメラ８は、請求の範囲の「撮像部」の一例である。
【００２８】
コンベア２は、所定の実装作業位置に基板Ｓを搬入および搬出するように構成されている。また、コンベア２は、Ｘ方向に延びる一対のコンベアレールと、基板Ｓを所定位置で位置決めする位置決め機構（図示せず）とを含んでいる。これにより、コンベア２は、基板ＳをＸ方向に搬送し、所定の実装作業位置に基板Ｓを位置決め固定する。
【００２９】
２つのチップ部品供給部３は、それぞれ、部品実装装置１００の手前側（Ｙ１方向側）の両端に設けられている。チップ部品供給部３には、テープフィーダ３ａがＸ方向に沿って並んで配置されている。各テープフィーダ３ａは、キャリアテープを間欠的に送り出し、所定の部品供給位置にキャリアテープ内の電子部品を供給する。
【００３０】
実装部４は、チップ部品供給部３から供給される電子部品およびウエハＷの部品Ｃを基板Ｓに実装するように構成されている。具体的には、実装部４は、ＸＹ移動機構により、コンベア２（基板Ｓ）の上方を水平方向（ＸＹ方向）に移動可能に支持されている。実装部４は、Ｘ方向に沿って配置された複数（２つ）の吸着ノズル４ａ（図３参照）を有している。部品Ｃは、たとえば、ウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）や、ウエハレベルチップサイズパッケージ（ＷＬ−ＣＳＰ）などである。
【００３１】
また、実装部４は、取出部６によりウエハＷから取り出される部品Ｃを吸着ノズル４ａにより吸着して基板Ｓ上に実装するように構成されている。また、実装部４は、テープフィーダ３ａによって供給される電子部品を吸着ノズル４ａにより吸着して基板Ｓ上に実装するように構成されている。
【００３２】
ウエハ保持テーブル５は、出し入れ機構（図示せず）によりウエハ収納部１０から引き出されたウエハＷを所定位置で支持するように構成されている。
【００３３】
取出部６は、ウエハＷから部品Ｃを取り出して実装部４に受け渡すように構成されている。また、取出部６は、所定の駆動手段によりウエハ保持テーブル５の上方位置において水平方向（ＸＹ方向）に移動される。また、取出部６は、４つのウエハヘッド６ａ（図３参照）を含んでいる。
【００３４】
ウエハヘッド６ａは、Ｘ軸回りに回転が可能で、かつ上下方向への移動（昇降）が可能に構成されている。また、ウエハヘッド６ａは、部品Ｃを吸着することが可能に構成されている。つまり、取出部６は、突上部（図示せず）により突き上げられた部品Ｃをウエハヘッド６ａにより吸着して取り出し、部品Ｃを反転（フリップ）させ、所定の受け渡し位置において、実装部４（吸着ノズル４ａ）に部品Ｃを受け渡すように構成されている。
【００３５】
部品認識カメラ７は、ウエハＷからの部品Ｃの取り出しに先立ち、取り出し対象となる部品Ｃを撮像するように構成されている。また、部品認識カメラ７は、取出部６と共通のフレームに設けられている。また、部品認識カメラ７は、所定の駆動手段によりウエハ保持テーブル５の上方位置において水平方向（ＸＹ方向）に移動される。部品認識カメラ７には、照明（図示せず）が設けられている。照明は、部品認識カメラ７による撮像の際に発光するように構成されている。照明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源を有している。
【００３６】
固定カメラ８は、基台１上であって実装部４の可動領域内に設置されている。固定カメラ８は、実装部４の吸着ノズル４ａにより吸着されている電子部品（部品Ｃを含む）を下側から撮像するように構成されている。固定カメラ８には、図２および図４に示すように、照明８１が設けられている。照明８１は、固定カメラ８による撮像の際に発光するように構成されている。照明８１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源を有している。
【００３７】
図４に示すように、照明８１は、メイン照明８１１と、同軸照明８１２と、サイド照明８１３とが撮像方法に応じて発光するように構成されている。メイン照明８１１は、上下方向（Ｚ方向）に対して斜めに光を照射するように構成されている。具体的には、メイン照明８１１は、同軸照明８１２の外側を取り囲むように配置されている。また、メイン照明８１１は、斜め内側の上方に向けて光を照射するように構成されている。同軸照明８１２は、固定カメラ８の光軸と同軸方向に光を照射するように構成されている。つまり、同軸照明８１２は、上方向に向けて光を照射するように構成されている。サイド照明８１３は、部品Ｃに対して側方から光を照射するように構成されている。つまり、サイド照明８１３は、吸着ノズル４ａに保持された部品Ｃに対して横から光を照射するように構成されている。
【００３８】
照明８１は、照射する光の強度を調整することが可能である。具体的には、照明８１は、ＰＷＭ制御（パルス幅変調制御）により、光の強度が調整される。また、照明８１は、メイン照明８１１と、同軸照明８１２と、サイド照明８１３とを、個別に点灯させて光を照射することが可能に構成されている。また、照明８１は、メイン照明８１１、同軸照明８１２、サイド照明８１３を組み合わせて光を照射することが可能に構成されている。たとえば、照明８１は、メイン照明８１１および同軸照明８１２を組み合わせて光を照射するように構成されている。
【００３９】
フラックス供給部９は、部品Ｃのバンプ電極Ｂにフラックスを転写（塗布）するために設けられている。具体的には、フラックス供給部９は、プレート上にフラックスを薄く伸ばし広げて供給する。そして、実装部４の吸着ノズル４ａに吸着された部品Ｃが伸び広げられたフラックスに接触される。これにより、部品Ｃのバンプ電極Ｂにフラックスが転写される。なお、フラックスは、接合のための半田の濡れが良好になるように部品Ｃのバンプ電極Ｂに塗布される。
【００４０】
ウエハ収納部１０は、ダイシングされた複数枚のウエハＷを収容可能に構成されている。ウエハＷの部品Ｃは、たとえば、複数のバンプ電極Ｂが形成されたフリップチップ実装用のチップ部品である。つまり、部品Ｃの実装面には、実装面から突出した立体的な電極が複数設けられている。この場合、部品Ｃは、バンプ電極形成面（実装面）が上方を向くようにフィルム状のウエハシート上に貼り付けられて保持されている。
【００４１】
制御部１１は、部品実装装置１００の各部の動作を統括的に制御するように構成されている。具体的には、制御部１１は、コンベア２、チップ部品供給部３、実装部４、ウエハ保持テーブル５、取出部６、部品認識カメラ７、固定カメラ８、フラックス供給部９およびウエハ収納部１０などの動作制御を行うように構成されている。制御部１１は、上記の各部の駆動モータに内蔵されるエンコーダ等の位置検出手段からの出力信号に基づいて、各部の動作制御を行う。また、制御部１１は、各種カメラ（部品認識カメラ７および固定カメラ８）の撮像制御および画像認識を行う機能を有する。図２に示すように、制御部１１は、ＣＰＵ（中央処理ユニット）１１１と、メモリ１１２とを含んでいる。なお、メモリ１１２は、請求の範囲の「記憶部」の一例である。
【００４２】
表示部１２には、情報が表示されるように構成されている。具体的には、表示部１２には、部品実装装置１００の操作のための情報が表示される。また、表示部１２には、部品実装装置１００の状態を示す情報が表示される。
【００４３】
（部品実装動作の説明）
次に、図３を参照して、部品実装装置１００による電子部品の実装動作について説明する。
【００４４】
図３に示すように、ウエハＷの部品Ｃを基板Ｓに実装する場合、まず、取出部６により実装対象の部品Ｃが取り出されて、取出部６のウエハヘッド６ａに部品Ｃが吸着保持される。ウエハヘッド６ａが回動して部品Ｃが反転（フリップ）され、部品Ｃが所定の受け渡し位置に配置される。これに対応して、実装部４の吸着ノズル４ａが受け渡し位置の上方で受け渡し高さ位置まで下降されて、部品Ｃが吸着される。
【００４５】
部品Ｃが吸着された後、実装部４が、フラックス供給部９の上方に移動される。実装部４の吸着ノズル４ａが転写高さ位置まで下降されて、部品Ｃのバンプ電極形成面にフラックスが転写（塗布）される。その後、実装部４が、固定カメラ８の上方を通過するように移動されて、吸着ノズル４ａに吸着された部品Ｃのバンプ電極形成面が撮像される。これにより、部品Ｃのバンプ電極形成面の不良判定や、吸着位置ずれの認識が行われる。なお、この転写動作と撮像動作とは、順序が逆になる場合もある。すなわち、転写前の状態の方が良好に撮像（画像認識）を行える場合には、撮像動作が先に実施される。
【００４６】
撮像後、コンベア２に保持された基板Ｓの上方に実装部４が移動され、所定の実装位置の上方で吸着ノズル４ａが実装高さ位置まで下降されて、部品Ｃが基板Ｓ上に載置（実装）される。
【００４７】
また、テープフィーダ３ａ（図１参照）の供給部品を実装する場合、実装部４がテープフィーダ３ａの所定の部品取出位置の上方に移動される。そして、吸着ノズル４ａが下降されて電子部品が取り出される。その後、実装部４が、固定カメラ８の上方を通過するように移動されて、吸着ノズル４ａに吸着された電子部品の下面が撮像される。そして、実装部４が基板Ｓの上方に移動される。その後、吸着ノズル４ａが下降されて、電子部品が基板Ｓ上に載置（実装）される。なお、部品Ｃがキャリアテープに個別収納されテープフィーダ３ａから供給される場合には、テープフィーダ３ａから部品Ｃが取り出された後、図３に示すように転写および撮像が実施され、基板Ｓ上に部品Ｃが載置（実装）される。
【００４８】
ここで、本実施形態では、制御部１１は、固定カメラ８により撮像した部品Ｃの画像に基づいて、部品Ｃを認識するための部品データを作成する制御を行うように構成されている。また、制御部１１は、部品Ｃを異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。
【００４９】
具体的には、制御部１１は、照明８１による光の照射条件を異ならせて部品Ｃを固定カメラ８により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。詳しくは、制御部１１は、部品Ｃに対する光の照射方向を異ならせて部品Ｃを固定カメラ８により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。
【００５０】
制御部１１は、部品Ｃに対して下方から光を照射して部品Ｃを撮像した画像と、部品Ｃに対して側方から光を照射して部品Ｃを撮像した画像とに基づいて、部品データを作成する制御を行うように構成されている。つまり、制御部１１は、メイン照明８１１および同軸照明８１２を組み合わせて光を照射して、部品Ｃを撮像した画像と、サイド照明８１３から光を照射して部品Ｃを撮像した画像とに基づいて、部品データを作成するように構成されている。
【００５１】
また、制御部１１は、第１撮像条件により撮像した部品Ｃの画像に基づいて、部品Ｃの外形を取得し、第１撮像条件とは異なる第２撮像条件により撮像した部品Ｃの画像に基づいて、部品Ｃの電極の配置情報を取得する制御を行うように構成されている。第１撮像条件では、部品Ｃに対して下方から光が照射されて撮像される。また、第２撮像条件では、部品Ｃに対して側方（サイド）から光が照射されて撮像される。
【００５２】
また、制御部１１は、第１撮像条件により部品Ｃを撮像した後、第２撮像条件により部品Ｃを撮像する制御を行うように構成されている。つまり、制御部１１は、第１撮像条件により撮像した結果に基づいて、部品Ｃの外形を取得した後、第２撮像条件により撮像した結果に基づいて、部品Ｃの電極の配置情報を取得するように構成されている。
【００５３】
制御部１１は、照明８１から部品Ｃに照射する光の量を異ならせて部品Ｃを固定カメラ８により複数回撮像させて、撮像した画像に基づいて、撮像時に適した光の量を取得する制御を行うように構成されている。たとえば、バンプ数、バンプ径が既知の場合や、容易に抽出できる場合、バンプの見やすい照度を自動で求める。複数の異なる照明レベルにより部品Ｃを撮像し、取得した画像に基づいて、バンプを抽出し、パンプ数やバンプ径などを求める。そして、既知の値に最も近い計測結果が得られた照明レベルを部品の適正照度として取得する。この照度を用いてバンプ座標データ作成、実生産時の部品認識を行う。
【００５４】
制御部１１は、複数の立体的な電極を含む部品Ｃの外形寸法、電極の配置情報、電極の寸法を、部品Ｃを撮像した画像に基づいて取得する制御を行うように構成されている。また、制御部１１は、部品Ｃを撮像した画像の抽出箇所の特徴量を利用して、部品Ｃの電極とノイズとを判別する制御を行うように構成されている。
【００５５】
具体的には、図５に示すように、グレイスケール解析を行う場合は、撮像画像に基づいて、画像の部分を膨張・収縮処理を行う。また、バイナリ解析を行う場合は、撮像画像に基づいて、二値化処理を行った上で、画像の部分を膨張・収縮処理を行う。これにより、微小ノイズ成分を除去することが可能である。その後、輪郭追跡を行い、特徴量を算出する。特徴量は、たとえば、面積、面積を同等面積円とした直径換算値、周囲長、周囲長を同等円周囲長とした直径換算値、包含円直径（外接円の直径）、長径・短径、真円度（最大半径と最少半径との差）、円形度、水平ー垂直フィレ径、算術的なモーメントなどを含む。特徴量を算出した結果を用いて、バンプ電極Ｂの形状は円形であるとして、形状の歪みやサイズによりノイズを自動的に除去することが可能である。たとえば、円に対して大きく歪んでいる場合にノイズとして除去する。この場合、オペレータに除去すべきか確認することもできる。また、ボール径が未知の場合でも、歪み量を用いればノイズを除去することが可能である。事前にバンプ電極Ｂの径（ボール径）を取得している場合、計測方法・特徴量算出結果からノイズを自動判定し除去する。これにより、不要箇所の過剰抽出を抑制することが可能である。
【００５６】
制御部１１は、部品Ｃを撮像した画像に基づいて複数の電極を含む部品Ｃの電極の配置情報を取得する制御を行うように構成されている。そして、部品実装装置１００は、複数の電極のうち、配置情報を取得する必要のない部分が設定可能に構成されている。具体的には、図６に示すように、バンプ情報取得不要部分を事前に設定して画像解析から除外される。たとえば、オペレータがマウス操作によりバンプ情報取得不要部分を選択して、除外する。バンプ情報取得不要部分は、部品Ｃの良否判定に不要な部分である。図６の例では、左上の複数のバンプグループの情報が不要として除外されている。
【００５７】
制御部１１は、部品Ｃを撮像した画像に基づいて、部品Ｃの電極の判別が困難な場合に、判別困難な部分を表示部１２に表示する制御を行うように構成されている。具体的には、図７に示す例のように、電極の判別ができたバンプ電極Ｂには、ガイド２０１ａが付される。また、電極の判別が困難な部分には、ガイド２０１ｂが付される。たとえば、バンプ径が事前にわからない場合などに、形状に歪みが見られた箇所を部品画像上に計測情報をオーバーレイしてガイド２０１ｂを付してオペレータに示す。ガイド２０１ａおよび２０１ｂは、オペレータに識別可能に表示される。たとえば、ガイド２０１ａおよび２０１ｂは、互いに異なる色、形状、表示方法（点滅表示等）などにより表示される。バンプ径や歪みは、複数の抽出箇所の統計に基づく分布により判定される。オペレータは、ガイド２０１ｂが付されて示された箇所を個別にバンプ／ノイズを判定して処理を行う。
【００５８】
また、図８に示すように、バンプ径の自動算出が困難である場合に、設定候補の状態を部品画像上にオーバーレイしてサイズ表示２０２ａ、２０２ｂまたは２０２ｃを付してオペレータに示す。オペレータは、サイズ表示２０２ａ〜２０２ｃと、画像上の抽出部分とを比較して、バンプ径を選択して決定する。また、設計値の径と画像上の径とが一致しない場合、画像上の径に合わせて部品データが作成される。つまり、部品Ｃを実装する際に、実際に撮像される画像に合うように部品データが作成される。
【００５９】
図９に示すように、照明条件を変えることにより、部品Ｃの映されやすい部分と映されにくい部分とが異なる。図９の（Ａ）のメイン照明８１１により撮像した場合、（Ｂ）の同軸照明８１２により撮像した場合、（Ｃ）のメイン照明８１１および同軸照明８１２により撮像した場合は、部品Ｃ上のマークが映りこむ。一方（Ｄ）のサイド照明８１３により撮像した場合は、部品Ｃ上のマークが映りこまない。つまり、見たい箇所、見たくない箇所が区別しやすい照明条件に切り替え、部品画像を複数枚取得する。具体的には、部品外形から搭載基準／バンプ配置基準となる部品Ｃの中心位置を取得した場合、外形部分が最も見えるメイン照明８１１および同軸照明８１２を用いて撮像する。また、バンプの位置を取得したい場合、外形やマークやパターンなどの映りこみが無くバンプが見えるサイド照明８１３を用いて撮像する。つまり、バンプは、部品Ｃの実装面に対して突出して配置されているため、サイドから光を当てた場合でも、鮮明に撮像することが可能である。
【００６０】
複数のバンプは、グループに分けて認識される。たとえば、全て必要な電極であるグループ、接地用電極などで、所定数以上あればよいグループ、結合補強用電極などで、特に必要ないグループなどに分けられる。制御部１１は、グループ毎に認識数、欠落数の閾値を変えて、バンプを認識して部品データを作成する。
【００６１】
作成された部品データは、メモリ１１２に格納される。制御部１１は、作成した部品データと、メモリ１１２に記憶された部品データとを比較し、書き換え可能である場合に、作成した部品データに書き換えるように構成されている。つまり、部品データがメモリ１１２に重複して記憶されるのが抑制される。
【００６２】
（部品データ作成処理）
図１０を参照して、部品実装装置１００の制御部１１による部品データ作成処理についてフローチャートに基づいて説明する。
【００６３】
図１０のステップＳ１において、固定カメラ８による１回目の撮像が行われる。具体的には、吸着ノズル４ａにより吸着された部品Ｃが固定カメラ８の上方に位置されて、部品Ｃの撮像が行われる。ステップＳ２において、吸着ずれ角度、部品の外形寸法、部品中心位置が算出される。
【００６４】
ステップＳ３において、算出結果が表示部１２に表示される。表示部１２の表示に基づいて、必要に応じてオペレータが結果の微調整を行う。ステップＳ４において、ずれ角度分だけ、部品Ｃが回動される。具体的には、角度がずれている分だけ、反対方向に吸着ノズル４ａが回動される。
【００６５】
ステップＳ５において、固定カメラ８による２回目の撮像が行われる。この際、１回目の撮像とは異なる撮像条件により部品Ｃが撮像される。ステップＳ６において、撮像した画像からバンプが抽出される。具体的には、画像からバンプ位置およびバンプ径が抽出される。
【００６６】
ステップＳ７において、抽出したバンプが表示部１２に表示される。表示部１２の表示に基づいて、必要に応じてオペレータが結果の微調整を行う。具体的には、オペレータにより生産時チェック不要バンプ、誤作成バンプ、ノイズ判断不可能な箇所の削除操作が行われる。また、オペレータにより適正なバンプの径選択操作が行われる。ステップＳ８において、バンプ径の変更が有るか否かが判断される。変更が有れば、ステップＳ９に進み、変更が無ければ、ステップＳ１０に進む。
【００６７】
ステップＳ９において、バンプが再度抽出される。また、選択されたバンプ径によりバンプ径データが再度作成される。その後、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０において、既存類似データが確認される。つまり、作成された部品データと類似のデータがデータベース上に無いかをチェックする。
【００６８】
ステップＳ１１において、類似データが有るか否かが判断される。類似データが有れば、ステップＳ１２に進み、類似データが無ければ、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１２において、データ置換指示が有るか否かが判断される。つまり、オペレータにより類似データに対して新しいデータを置換して保存するという指示が有るか否かが判断される。置換指示が有れば、ステップＳ１３によりデータを置換してステップＳ１４に進む。置換指示が無ければ、ステップＳ１４に進む
【００６９】
ステップＳ１４において、バンプのグループ設定を受け付ける。その後、部品データ作成処理が終了される。
【００７０】
（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００７１】
本実施形態では、上記のように、制御部１１を、部品Ｃを異なる撮影条件により固定カメラ８により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成する。これにより、１回の撮像により部品Ｃの全ての特徴点が画像に鮮明に映らない場合でも、複数の撮像条件により撮像することにより、部品Ｃの特徴点を複数の画像のいずれかにより鮮明に撮像することができる。これにより、自動で取得することが可能な特徴点の情報数を多くすることができるので、オペレータにより入力する特徴点の情報数を減少させることができる。これにより、誤入力の発生を抑制することができる。その結果、オペレータの作業負担を軽減するとともに、精度よく部品データを作成することができる。
【００７２】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、照明８１による光の照射条件を異ならせて部品Ｃを固定カメラ８により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成する。これにより、光の照射条件により見え方が変化する部品Ｃを、複数の光の照射条件により撮像することができるので、部品Ｃの特徴点を認識することができる数を効果的に多くすることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、部品Ｃに対する光の照射方向を異ならせて部品Ｃを固定カメラ８により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うように構成する。これにより、光の照射方向により光の反射方向が変化する特徴点を有する部品Ｃを、光の照射方向を変えた複数の照射条件により撮像することができるので、部品Ｃの特徴点を認識することができる数をより効果的に多くすることができる。
【００７４】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、照明８１から部品Ｃに照射する光の量を異ならせて部品Ｃを固定カメラ８により複数回撮像させて、撮像した画像に基づいて、撮像時に適した光の量を取得する制御を行うように構成する。これにより、部品Ｃを認識するために撮影する際の光の量を最適化することができるので、基板Ｓへの部品実装時における部品Ｃの認識精度を向上させることができる。
【００７５】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、部品Ｃに対して下方から光を照射して部品Ｃを撮像した画像と、部品Ｃに対して側方から光を照射して部品Ｃを撮像した画像とに基づいて、部品データを作成する制御を行うように構成する。これにより、部品Ｃに下方から光を照射して撮像した画像に基づいて、部品Ｃの外形を容易に認識することができるとともに、部品Ｃに側方から光を照射した画像に基づいて、下方に突出する複数のバンプ電極Ｂの位置を容易に認識することができる。
【００７６】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、第１撮像条件により撮像した部品Ｃの画像に基づいて、部品Ｃの外形を取得し、第１撮像条件とは異なる第２撮像条件により撮像した部品Ｃの画像に基づいて、部品Ｃの電極の配置情報を取得する制御を行うように構成する。これにより、部品Ｃの外形が鮮明に映りやすい第１撮像条件により撮像した画像と、部品Ｃの電極が鮮明に映りやすい第２撮像条件により撮像した画像とにより、部品データを容易に精度よく作成することができる。
【００７７】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、第１撮像条件により部品Ｃを撮像した後、第２撮像条件により部品Ｃを撮像する制御を行うように構成する。これにより、部品Ｃの外形を取得した後、部品Ｃの外形に基づく基準位置に対して電極の位置を関連付けて取得することができるので、効率よく部品データを作成することができる。
【００７８】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、複数の立体的な電極を含む部品Ｃの外形寸法、電極の配置情報、電極の寸法を、部品Ｃを撮像した画像に基づいて取得する制御を行うように構成する。これにより、部品Ｃを実装する際の固定カメラ８の撮像結果に基づいて、部品データを取得することができるので、部品Ｃの外形寸法、電極の寸法、電極の配置の計測ミスを抑制することができる。これにより、部品Ｃの実装時に良品の部品Ｃを誤って不良品と判定して廃棄するのを抑制することができる。また、ノギスなどの計測器具を用いてオペレータが手動で測定する必要がないので、部品データ作成時間が増加するのを抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、部品Ｃを撮像した画像の抽出箇所の特徴量を利用して、部品Ｃの電極とノイズとを判別する制御を行うように構成する。これにより、部品データにノイズが混入するのを抑制することができる。また、ノイズの混入を抑制することができるので、オペレータが確認する必要がある場合でも、確認作業を短時間で行うことができる。
【００８０】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、部品Ｃを撮像した画像に基づいて複数の電極を含む部品Ｃの電極の配置情報を取得する制御を行うように構成され、複数の電極のうち、配置情報を取得する必要のない部分が設定可能に構成する。これにより、必要のない部分の電極の配置情報を取得することを省略することができるので、より短時間で部品データを作成することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、部品Ｃを撮像した画像に基づいて、部品Ｃの電極の判別が困難な場合に、判別困難な部分を表示部１２に表示する制御を行うように構成する。これにより、オペレータにより、判別困難な部分の情報を入力することができるので、精度よく部品データを作成することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、上記のように、制御部１１を、作成した部品データと、メモリ１１２に記憶された部品データとを比較し、書き換え可能である場合に、作成した部品データに書き換えるように構成する。これにより、部品データの重複を抑制することができるので、データ管理を容易に行うことができる。
【００８３】
（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００８４】
たとえば、上記実施形態では、チップ部品を基板に実装する部品実装装置に本発明を適用する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、テープやトレイにより供給される部品を基板に実装する部品実装装置に本発明を適用してもよい。たとえば、リード部品を撮像して、部品データとして、リード部品の部品データを作成してもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、部品データを作成する際に、異なる２つの撮像条件により部品を撮像する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、異なる３以上の撮像条件により部品を撮像して各々撮像結果に基づいて部品データを作成してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、部品データを作成する際に、光らせる照明を異ならせて撮像条件を互いに異ならせて部品の撮像を行う構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、撮像する位置や撮像する方向などの条件を異ならせて部品の撮像を行ってもよい。
【００８７】
また、上記実施形態では、部品を撮像した画像に基づいて、部品データを作成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、部品を撮像した画像に加えて、既知のデータを用いて、部品データを作成してもよい。
【００８８】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、制御部の処理を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
４  実装部（実装ヘッド）
８  固定カメラ（撮像部）
１１  制御部
１２  表示部
８１  照明
１１２  メモリ（記憶部）
Ｂ  バンプ電極
Ｃ  部品
Ｓ  基板
【図１】
2019003267.tif 000003
【図２】
2019003267.tif 000004
【図３】
2019003267.tif 000005
【図４】
2019003267.tif 000006
【図５】
2019003267.tif 000007
【図６】
2019003267.tif 000008
【図７】
2019003267.tif 000009
【図８】
2019003267.tif 000010
【図９】
2019003267.tif 000011
【図１０】
2019003267.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月6日(2019.8.6)
【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】
基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、
部品を撮像可能な撮像部と、
前記撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する制御部とを備え、
前記制御部は、部品を異なる撮影条件により前記撮像部により複数回撮像させて、前記部品データを作成する制御を行うとともに、部品に対して下方から光を照射して部品を撮像した画像に基づいて、部品の外形を取得し、部品に対して側方から光を照射して部品を撮像した画像に基づいて、部品の電極の配置情報を取得するように構成されている、部品実装装置。
【請求項２】
前記撮像部による撮像時に部品に光を照射する照明を備え、
前記制御部は、前記照明による光の照射条件を異ならせて部品を前記撮像部により複数回撮像させて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、請求項１に記載の部品実装装置。
【請求項３】
前記制御部は、部品に対する光の照射方向を異ならせて部品を前記撮像部により複数回撮像させて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、請求項２に記載の部品実装装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記照明から部品に照射する光の量を異ならせて部品を前記撮像部により複数回撮像させて、撮像した画像に基づいて、撮像時に適した光の量を取得する制御を行うように構成されている、請求項２または３に記載の部品実装装置。
【請求項５】
部品は、複数のバンプ電極を含み、
前記制御部は、部品に対して下方から光を照射して部品を撮像した画像と、部品に対して側方から光を照射して部品を撮像した画像とに基づいて、前記部品データを作成する制御を行うように構成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項６】
前記制御部は、第１撮像条件により撮像した部品の画像に基づいて、部品の外形を取得し、前記第１撮像条件とは異なる第２撮像条件により撮像した部品の画像に基づいて、部品の電極の配置情報を取得する制御を行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記第１撮像条件により部品を撮像した後、前記第２撮像条件により部品を撮像する制御を行うように構成されている、請求項６に記載の部品実装装置。
【請求項８】
前記制御部は、複数の立体的な電極を含む部品の外形寸法、電極の配置情報、電極の寸法を、部品を撮像した画像に基づいて取得する制御を行うように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項９】
前記制御部は、部品を撮像した画像の抽出箇所の特徴量を利用して、部品の電極とノイズとを判別する制御を行うように構成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１０】
前記制御部は、部品を撮像した画像に基づいて複数の電極を含む部品の電極の配置情報を取得する制御を行うように構成され、
複数の電極のうち、配置情報を取得する必要のない部分が設定可能に構成されている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１１】
情報を表示する表示部を備え、
前記制御部は、部品を撮像した画像に基づいて、部品の電極の判別が困難な場合に、判別困難な部分を前記表示部に表示する制御を行うように構成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１２】
前記部品データを格納する記憶部を備え、
前記制御部は、作成した前記部品データと、前記記憶部に記憶された前記部品データとを比較し、書き換え可能である場合に、作成した前記部品データに書き換えるように構成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の部品実装装置。
【請求項１３】
部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像し、
前記撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を実装する場合に前記撮像部による部品の撮像結果とともに部品を認識するために用いられる部品データを作成する、部品データ作成方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明の第１の局面による部品実装装置は、基板に対して部品を実装する実装ヘッドと、部品を撮像可能な撮像部と、撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を認識するための部品データを作成する制御部とを備え、制御部は、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像させて、部品データを作成する制御を行うとともに、部品に対して下方から光を照射して部品を撮像した画像に基づいて、部品の外形を取得し、部品に対して側方から光を照射して部品を撮像した画像に基づいて、部品の電極の配置情報を取得するように構成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
この発明の第２の局面による部品データ作成方法は、部品を異なる撮影条件により撮像部により複数回撮像し、撮像部により撮像した部品の画像に基づいて、部品を実装する場合に撮像部による部品の撮像結果とともに部品を認識するために用いられる部品データを作成する。
【国際調査報告】
2019003267.tif 000013
2019003267.tif 000014
2019003267.tif 000015
2019003267.tif 000016