(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザーマーカーによるバットマークでも確実に検出でき、不良品の生産を防止できる信頼性の高い電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供する。【解決手段】上方から同軸状に同軸照明光を基板Ｐに照射する機能と、上方からリング状のリング照明光を基板に照射する機能とを備え、それらの基板からの反射光を撮像する電子部品実装装置または電子部品実装方法において、基板に斜めからの斜方照明光を基板に照射し、斜方照明光に対する基板からの反射光を撮像し、不良基板であることを示す基板上のバットマークＢＭを検出する。【選択図】図４
2012169423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方から同軸状に同軸照明光を基板に照射する同軸照明装置と、上方からリング状のリング照明光を前記基板に照射するリング照明装置と、それら反射光を撮像する基板認識カメラとを備える基板認識カメラ装置を有する電子部品実装装置において、
前記基板に斜めからの斜方照明光を前記基板に照射する傾斜照明装置を前記リング照明装置の下方に設け、前記基板認識カメラは前記斜方照明光に対する反射光を撮像し、前記前記斜方照明光に対する反射光の撮像結果から不良基板であることを示す前記基板上のバットマークを検出する検出手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記リング照明装置はその下方に前記リング照明光を乱反射させる筒を備え、前記傾斜照明装置を前記筒の先端部に設け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】
前記リング照明装置は下方に付加した金具を備え、前記傾斜照明装置を前記金具の先端部に設け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】
前記電子部品実装装置は、前記基板認識カメラ装置と共に移動する装着ヘッドを有し、前記装着ヘッドは電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、前記基板に装着する電子部品装着装置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項５】
前記傾斜照明装置は、前記装着ヘッドに平行に相対する２方向から前記斜方照明光を照射することを特徴とする請求項４の電子部品実装装置。
【請求項６】
前記電子部品実装装置は、前記基板上に塗布剤であるクリーム半田で印刷するスクリーン印刷機であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子部品実装装置。
【請求項７】
上方から同軸状に同軸照明光を基板に照射する機能と、上方からリング状のリング照明光を前記基板に照射する機能とを備え、前記基板からのそれらの反射光を撮像する電子部品実装方法において、
前記基板に斜めからの斜方照明光を前記基板に照射し、前記斜方照明光に対する前記基板からの反射光を撮像し、不良基板であることを示す前記基板上のバットマークを検出することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項８】
前記斜方照明光の照射を前記リング照明光の照射より下部において行うことを特徴とする請求項７に記載の電子部品実装方法。
【請求項９】
前記装着ヘッドに平行に相対する２方向から前記斜方照明光を照射することを特徴とする請求項７の電子部品実装方法。
【請求項１０】
装着ヘッドによって電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、前記基板に装着することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電子部品実装方法。
【請求項１１】
前記基板上に塗布剤であるクリーム半田で印刷することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電子部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品を基板に装着するなどの処理を行う電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置のプリント基板の割基板の生産において、不良基板に部品を実装しないようにするため、バットマークを設けている。バットマークは、ガラスエポキシなど基材にマーキングする場合は、白もしくは金属製のテープあるいは白のマジックを使用している。また、銅箔や金メッキなどのパターン部にマーキングする場合は、黒のテープもしくは黒のマジックを使用している。同軸照明やリング照明を点灯してバットマークを撮像して、画像を取得する(特許文献１)と、基材にマーキングする場合は、基材部分は黒く映り、白や金属製のテープ、白のマジックは白く映る。また、パターン部分にマーキングする場合、パターン部分は白く映り、黒のテープや黒のマジックは黒く映ることになる。その明るさの差異を基準にしてバットマークの有無を判別している。そして、バットマーク有と判別した不良基板に対しては部品の実装を行わないことにより不良品の生産を防いでいる(特許文献２)。前記の様なテープやマジックの場合、マーキング作業は人間による手作業になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２７２９２号公報
【特許文献２】特開２００６−２１０７２１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、近年、自動化するために、レーザーマーカーによりプリント基板にバットマークを設けることが多くなってきている。レーザーマーカーでマーキングしたバットマークは基板の基材部分の表面を削り荒らすことになり、マーキングした表面は微細な凹凸となる。従来の同軸照明やリング照明で照射すると、バットマークの凹凸の部分で光が拡散して反射した光がカメラおよびレンズを有する撮像部に入射せず、バットマーク部分は白く映らない。また、バットマークがない場合、ガラスエポキシなどの基材部分は黒く映るため、明るさの差異がとれず、バットマークの有無検出が困難となる。
【０００５】
そこで、本発明では、レーザーマーカーによるバットマークを確実に検出でき、不良品の生産を防止できる信頼性の高い電子部品実装装置及び電子部品実装方法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】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、上方から同軸状に同軸照明光を基板に照射する機能と、上方からリング状のリング照明光を前記基板に照射する機能とを備え、それらの前記基板から反射光を撮像する電子部品実装装置または電子部品実装方法において、前記基板に斜めからの斜方照明光を前記基板に照射し、前記斜方照明光に対する前記基板からの反射光を撮像し、不良基板であることを示す前記基板上のバットマークを検出することを第１の特徴とする。
【０００７】
また。本発明は、前記斜方照明光の照射を前記リング照明光の照射より下部において行うことを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、装着ヘッドによって電子部品を供給するフィーダから電子部品を取出し、前記基板に装着することを第３の特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記斜方照明光を前記装着ヘッドに平行に相対する２方向から照射することを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記基板上に塗布剤であるクリーム半田で印刷することを第５の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザーマーカーによるバットマークを確実に検出でき、不良品の生産を防止できる信頼性の高い電子部品実装装置及び電子部品実装方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態である電子部品装着装置の平面図である。
【図２】図1に示す楕円に示す構成要素のうち本発明に対する主要部分をより詳細に示した図である。
【図３】図２において、Ａ−Ａ’断面から矢印方向に見た時の矢視図である。
【図４】図４(ａ）は、図３において、Ｂ−Ｂ’断面から矢印方向に見た時の矢視図を示し、図４(ｂ)は基板認識カメラ装置を下から見た図である。
【図５】傾斜照明装置がない従来の基板認識カメラ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を電子部品装着装置を例に説明する。図１は本発明の実施形態である電子部品装着装置１００の平面図である。図２は、図1に示す楕円Ｅに示す構成要素のうち本発明に対する主要部分をより詳細に示した図である。
電子部品装着装置１００は、電子部品装着装置本体(以下、単に本体という)２０と、本体２０の紙面上下側に設けられた部品供給エリア１８に設置された電子部品を供給するフィーダ３Ｂを複数有する部品供給カート３と、電子部品装着装置の構成要素を監視し制御する制御装置２８とを有する。
【００１２】
本体２０は、一点鎖線で示す中央ラインＣＬの図面上側ラインと図面下側ラインを有し、それぞれ独立して搬送装置２の基板コンベア７で搬送されてきた基板Ｐに電子部品を実装する所謂、デュアルラインを有する。基板Ｐは図２に示すようにレーザ光等で複数の割基板ＰＷを得ることができるようにスクライブライン(切れ目)ＰＬが形成されている。その割基板ＰＷの中に電子部品を実装しても使用不可能な不良基板があり、レーザーマーカーによりバットマークＢＭが付されている。
【００１３】
電子部品を実装する装着ヘッド６には、電子部品を吸着するための吸着ノズル５が円周上に１２本取り付けられている。装着ヘッド６は部品供給エリア１８に設置されている部品供給カート３のフィーダベース３Ａに複数載置されているフィーダ３Ｂから電子部品を吸着し、基板Ｐの所定の位置に移動し装着する。
【００１４】
その移動の際に、装着ヘッド６と一体に動く本実施形態の特徴である基板認識カメラ装置８は、基板Ｐの所定に位置にある基板Ｐの基準点を認識し、この基板Ｐの基準点を基に電子部品を基板Ｐに装着する位置は決められる。また、基板認識カメラ装置８は、後述するように確実にバッドマークＢＭを検出できる構成を有する。
【００１５】
装着ヘッド６は、その移動の途中に、部品認識カメラ１０の上方を通り撮像され、電子部品の吸着状態を検査され、吸着異常が発見された場合は、排出箱１２に電子部品を排出する。
【００１６】
本体２０は、装着ヘッド６を上記のように移動させるために、例えば、リニアモータで構成されたＸ、Ｙ移動機構を有する。Ｘ移動機構は、Ｘビーム４Ａまたは４Ｂ上に設けられたＸ固定子(図示せず)と、装着ヘッドが有するＸ可動子１１とで構成され、装着ヘッド６のＸ方向移動は装着ヘッド６がＸビーム４Ａまたは４Ｂ上を自在に動くことによって実現される。一方、Ｙ移動機構は、両側に設けられＹビーム１Ａ、１Ｂ上に設けられたＹ固定子(図示せず)と、Ｘビーム４Ａまたは４Ｂ上のそれぞれ両端に設けられた可動子９とで構成され、装着ヘッド６のＹ方向移動は、Ｘビーム４Ａ及び４ＢがＹビーム１Ａ、１Ｂ上を自在に動くことによって実現される。なお、２４は、部品供給カート３が設置されていることを検出する近接スイッチである。
【００１７】
以下、本実施形態の特徴である基板認識カメラ装置８の実施例を説明する。図３は、図２において、Ａ−Ａ’断面から矢印方向に見た時の矢視図を示し、装着ヘッド６が吸着ノズル５で電子部品Ｄを吸着保持し、基板認識カメラ装置８でバッドマークＢＭを検出している状態を示す。図４(ａ）は、図３において、Ｂ−Ｂ’断面から矢印方向に見た時の矢視図を示し、基板認識カメラ装置８の詳細を示す図である。また、図４(ｂ)は基板認識カメラ装置８を下から見た図である。
【００１８】
基板認識カメラ装置８は、図３に示すように、基板Ｐ（割基板）上に付された位置決めマーク(図示せず)やバットマークＢＭを撮像する基板認識カメラ８１を上部に備え、この基板認識カメラ８１の下方の筒内８２ａにはレンズ８８が配設されている。そして、更に前記レンズ８８の下方には同軸照明装置８９が設けられている。同軸照明装置８９は、図４(ａ)に示すように、同軸照明光源８９ａからの照明光を反射し基板Ｐに照射すると共に、基板Ｐから反射光を基板認識カメラ８１に導くハーフミラー８７を有する。
【００１９】
また、ハーフミラー８７の下方における筒８２ｂ内周囲にはリング照明装置８０が設けられ、リング照明装置８０はリング照明光源８０ａとリング照明光源８０ａから照明光を下方に拡散させるためのリング状の拡散板８０ｂとを有する。さらに、筒８２ｂはリング状の拡散板の下方に延設され、リング状の照明光がリング状の拡散板で拡散された光を内面で乱反射させる役目を有する。また、リング状の照明光がある程度絞ることができれば、必ずしも筒を設ける必要はない。
【００２０】
また、更に筒８２ｂまたはリング照明装置８０から延伸する金具等の下端部には、２方向からの例えば約２０度の角度で照明するＬＥＤ等の傾斜照明光源８３ａと傾斜照明光源８３ａを固定する長方形の固定枠８３ｂとを有する傾斜照明装置８３が設けられている。傾斜照明光源８３ａは、図４(ｂ)に示すように、吸着ノズル６で電子部品Ｄを吸着しても干渉がない様に、装着ヘッド５に平行に両側２方向から照射できる構造としている。また、平行に両側２方向に設ける構造は、基板認識カメラ装置８と装着ヘッド５の上面から見た図１のＹ方向の寸法を小さくして断面積を小さくでき、装着ヘッド５の移動範囲を確保することができる。
【００２１】
このように基板認識カメラ装置８を構成し、同軸照明装置８９及びリング照明装置８０によって基板Ｐの位置決めマークを検出し電子部品を装着する位置決めをし、同軸照明装置８９及びリング照明装置８０によってバットマークＢＭを撮像し、特に白もしくは金属製のテープあるいは白のマジックで形成されたバットマークを検出することができる。
【００２２】
更に、本実施形態では、傾斜照明装置８３によって、レーザーマーカーで形成されたバットマークＢＭを検出する。図４及び図５を用いて、傾斜照明装置８３によるバットマークＢＭを検出する方法を説明する。図５は、傾斜照明装置がない従来の基板認識カメラ装置を示す。
【００２３】
図５の様に微細な凹凸の多いレーザーマーカーによるバットマークＢＭに対し、同軸照明やリング照明の様な上方からの光を照射すると、照射光は撮像部以外に反射してしまい、撮像部である筒８２ｂ及びレンズ８８には入射されず、バットマークＢＭは黒く映る。基材部分も黒く映るためバットマークＢＭとの明暗の差異が出ず判別ができない。一方、図４の様に傾斜照明を点灯し照射すると、斜め方向から照射することで、撮像部である筒８２ｂ及びレンズ８８に入射する反射光が増加して、バットマーク部分が白く映る様になり、基材との明暗の差異が出て、判別可能となる。
【００２４】
バットマークＢＭの有無の判別するためには、閾値、バッドマークの明暗、照明の明るさ、明るさの計測範囲などをＮＣデータのバットマークデータで予め設定しておき、画像のバットマーク部分の明るさとバットマークデータの閾値から明暗の判別を行なう。
【００２５】
また、予めバットマークが形成された方法が事前に分かっていれば、形成方法に合わせた方法で照明し検出し、分かっていなければ、従来の方法と傾斜照明方法とを例えば交互に実施して、バットマークを検出してもよい。
【００２６】
以上説明した本実施形態によれば、バットマークをレーザーマーカーで形成しても、バットマークを確実に検出でき、不良品の生産を防止できる信頼性の高い電子部品装着装置及び電子部品装着方法を提供できる。
【００２７】
また、以上説明した本実施形態によれば、装着ヘッド５に平行に両側２方向から照明光を照射できる構造とすることにより、装着するために移動する装着ヘッド及び基板認識カメラ装置からなる全体構造を小型化でき、装着ヘッドの移動範囲の確保することができる。
【００２８】
さらに、以上の説明では電子部品装着装置を例に説明したが、基板Ｐ上に塗布剤であるクリーム半田で印刷するスクリーン印刷機でも同様な効果を得ることができる。
【００２９】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００３０】
１Ａ、１Ｂ：Ｙビーム                    ２：搬送装置
４Ａ、４Ｂ：Ｘビーム                    ５：吸着ノズル
６：装着ヘッド                          ２０：電子部品装着装置の本体
８：基板認識カメラ装置                  ８０：リング照明装置
８０ａ：リング照明光源                  ８０ｂ：拡散板
８１：基板認識カメラ                    ８２ａ、８２ｂ：筒
８３：傾斜照明装置                      ８３ａ：傾斜照明光源
８３ｂ：固定枠                          ８７：ハーフミラー
８８：レンズ                            ８９：同軸照明装置
８９ａ：同軸照明光源                    １００：電子部品装着装置
ＢＭ：バットマーク                      Ｐ：基板
ＰＷ：割基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012169423.tif 000006
【図５】
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