(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に複数の突起電極を有する電子部品の底部全体の高さ画像を、高さ検出センサーで、２次元高さ画像の高さデータとして取り込み、この取り込んだ高さデータの中から、個々の前記突起電極ごとに、有効性を判定する所定の判定基準に基づいて有効な高さデータを抽出し、この抽出した有効な高さデータを積分することにより前記突起電極ごとの体積を算出する部品認識方法であって、
前記有効性を判定する所定の判定基準に基づいて抽出される有効な高さデータは、電子部品の底部全体の二次元画像および部品形状情報から求められた個々の突起電極の中心座標位置を中心とした所定半径内の領域において抽出されるデータであることを特徴とする部品認識方法。
【請求項２】
電子部品の突起電極の体積の検出は、電子部品装着機のノズルで前記電子部品を、部品供給部より吸着してから、前記電子部品をプリント基板に装着するまでの間に、行うことを特徴とする請求項１に記載の部品認識方法。
【請求項３】
高さ検出センサーは、レーザー光を１次元の直線上をスキャンさせながら、レーザー光のスキャン方向と直角の方向に電子部品を移動させるか、あるいは、レーザー光のスキャン方向と直角の方向に高さ検出センサーを移動させることによって、２次元高さ画像データを取り込むことを特徴とする請求項１又は２に記載の部品認識方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の部品認識方法により検出された突起電極のいずれかの体積が、予め定めた基準範囲に入らない場合には、その電子部品を異常とみなすことを特徴とする部品検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載の部品検査方法により異常とみなされない電子部品を基板に実装することを特徴とする部品実装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板に実装される電子部品の底部に配置された複数の突起電極を認識する部品認識方法及びその認識結果に基づいて電子部品の良否を検査する部品検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図１４に示すようなプリント基板に実装される電子部品２の底部に格子状に配置された複数の半球形状の突起電極２ａの欠落等を検査するには、例えば、ＣＣＤカメラによる検査方法が用いられていた。
【０００３】
この従来の検査方法では、図１５に示すように、ＣＣＤカメラ１００で電子部品２の半球状の突起電極２ａに、水平方向から照明を当てる必要があった。その理由は、半球形状の突起電極２ａが欠落していても、欠落した半球形状の突起電極２ａの下に電極、あるいは半球形状の突起電極の一部である半田が存在している可能性が高いので、ＣＣＤカメラ１００の正面側から光を半球形状の突起電極２ａに垂直に照射したのでは、半球形状の突起電極２ａが欠落している場合でも上記の電極あるいは半田が光を反射するので、半球形状の突起電極２ａが欠落しているかどうかの検査を行うことは困難であった。
【０００４】
図１６（ａ）に示すように、水平方向から、突起している電極２ａに光を照射することで、図１６（ｂ）に示すように、実際に存在している半球形状の突起電極２ａを認識することができるのである。尚、図１７（ａ）（ｂ）は、半球形状の突起電極２ａに光を照射したときの例を示し、図１８（ａ）（ｂ）は、底部に略平坦形状部を有する略半球形状の突起電極２ａに光を照射したときの例を示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この照明方法では、原理的に半球形状の突起電極２ａの最下部から光の反射が得られず、プリント基板と半田接合をする上で最も重要な部分である、半球形状の突起電極２ａの最下部の認識が困難である。また、半球形状の突起電極２ａの表面の酸化による変色の状態によっては、あるいは、半球形状の突起電極２ａの表面の打痕の状況によっては、半球形状の突起電極２ａからの光の反射量が変化するので、半球形状の突起電極２ａの形状を定性的にしか識別できなかった。すなわち、個々の半球形状の突起電極２ａの光り具合を、半球形状の突起電極２ａに属する輝度の総和などの評価値で表し、半球形状の突起電極２ａの評価値の分布を調べて半球形状の突起電極２ａの欠落を判定するといった相対的な評価しかできなかった。このため、従来の方法は、電子部品２の底部に半球形状の突起電極２ａが有り、無しの検査にのみ用いられていた。
【０００６】
また、半球形状の突起電極２ａの高さが低くなってくると、水平方向から光を当てても光を反射する部分は小さくなってしまい、半球形状の突起電極２ａの検出に充分な光量が得られないため、半球形状の突起電極２ａの有り、無しの検査の信頼性が低下するという問題があった。
【０００７】
近年、ＩＣの高集積度化により図１４に示すＢＧＡ（Ｂａｌｌ  Ｇｒｉｄ  Ａｒｒａｙ）の様な部品パッケージが一般化している。ＢＧＡ部品の場合いったんプリント基板に装着するとプリント基板との接合面が見えなくなるので、装着直前での半球形状の突起電極２ａの検査が大変重要になる。ＩＣパッケージが小型化し、半球形状の突起電極２ａの検査機能の重要性が高まっている現在、『個々の半球形状の突起電極２ａの半田量を定量的に検出する』、あるいは、『個々の半球形状の突起電極２ａの形状を定量的に評価する』ことの重要性は高まっている。しかし、上記した従来の方法では、どちらの場合も定性的な評価しか行えなかった。
【０００８】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、電子部品の底部に配置された複数の突起電極の全体を計測でき、個々の突起電極の体積を正確に検出できて、突起電極を構成する半田の量を定量的に評価でき、しかもプリント基板に電子部品を装着する直前に、接合部である突起電極の検査を行うことが可能であり、電子部品組立の信頼性を向上させることができる部品認識方法及び部品検査方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の部品認識方法は、底部に複数の突起電極を有する電子部品の底部全体の高さ画像を、高さ検出センサーで、２次元高さ画像の高さデータとして取り込み、この取り込んだ高さデータの中から、個々の前記突起電極ごとに、有効性を判定する所定の判定基準に基づいて有効な高さデータを抽出し、この抽出した有効な高さデータを積分することにより前記突起電極ごとの体積を算出する部品認識方法であって、前記有効性を判定する所定の判定基準に基づいて抽出される有効な高さデータは、電子部品の底部全体の二次元画像および部品形状情報から求められた個々の突起電極の中心座標位置を中心とした所定半径内の領域において抽出されるデータであることを特徴としている。
【００１０】
また、電子部品の突起電極の体積の検出は、電子部品装着機のノズルで前記電子部品を、部品供給部より吸着してから、前記電子部品をプリント基板に装着するまでの間に、行うことが好ましい。
【００１１】
更に、高さ検出センサーは、レーザー光をポリゴンミラーで１次元の直線上をスキャンさせながら、レーザー光のスキャン方向と直角の方向に電子部品を移動させるか、あるいは、レーザー光のスキャン方向と直角の方向に高さ検出センサーを移動させることによって、２次元高さ画像データを取り込むと好適である。
【００１５】
第１発明の部品認識方法によると、電子部品の底部に配置された複数の突起電極の全体を計測でき、個々の突起電極の体積を正確に検出できて、突起電極を構成する半田の量を定量的に評価できる。
【００１６】
そしてこの第１発明の部品認識方法により検出された突起電極のいずれかの体積が、予め定めた基準範囲に入らない場合には、その電子部品を異常とみなす部品検査方法を採用することで、電子部品の良、不良を正確に判断することができる。
【００１７】
また、プリント基板に電子部品を装着する直前に、接合部である突起電極の体積検出を行うことが可能であり、電子部品製造工程から電子部品組立工程の間で、電子部品を運搬したときに生じる電子部品の突起電極の欠落等の不良を、電子部品を基板に取り付ける組立工程で見つけることができるので、不良品を破棄して正常な電子部品だけをプリント基板に取り付けることができ、電子部品組立の信頼性を向上させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２２】
図１は本発明の実施の形態の部品認識方法及び部品検査方法に用いる電子部品装着機を示す。
【００２３】
図１において、１は電子部品装着機の装着機本体、２は本装着機で実装される電子部品（以下、部品と略記する）、３は部品２が載っているトレー、４はトレー３に載った部品２を自動供給する部品供給部としてのトレー供給部、７は実装時に部品２を吸装着するヘッド部（ノズル）、５はヘッド部７をＸ軸方向に移動させるものであって、ＸＹロボットの一部を構成するＸ軸側のロボット（以下、Ｘ軸ロボットと略記する）、６ａおよび６ｂはヘッド部７をＹ軸方向に移動させるＸＹロボットの一部を構成するＹ軸側のロボット（以下、Ｙ軸ロボットと略記する）、８は高さ検出センサーであり、部品２の高さ画像を撮像する。９は部品２が実装されるプリント基板である。
【００２４】
トレー３に載っている部品２がヘッド部７で吸着され高さ検出センサー８の上をＸ軸ロボット５に駆動されてＸ軸方向に移動するときに、高さ検出センサー８によって部品２の高さ画像が取り込まれる。高さ検出センサー８によって得られた（高さ）画像をソフトウェア処理して、部品２の複数の半球形状の各突起電極２ａの体積または形状の認識、検査を行い、検査結果が正常であれば、部品２がプリント基板９の上の所定の位置に装着される。他方、部品２のいずれかの突起電極２ａの体積または形状に異常があるときはこの部品２を廃棄する。
【００２５】
図２は、電子部品実装機のＸ軸ロボット５の説明図である。
【００２６】
部品２を吸着したヘッド部７は、サーボモーター２４の回転により、Ｘ軸上を移動する。部品２の高さデータ入力は、部品２を吸着したヘッド部７が、原点センサー２２の左側から右側に向かって、高さ検出センサー８上を等速で移動することでなされる。ヘッド部７が原点センサー２２を通過すると原点信号２３が出力され、画像処理コントローラー２１に通知される。
【００２７】
尚、１８ａ、１８ｂはＰＳＤからの出力信号、２０はポリゴン面原点信号、２５はエンコーダー信号である。
【００２８】
高さ検出センサー８の構成と動きについて、三角測量の原理を用いたものを例示して、以下に詳細に説明する。
【００２９】
図３は高さ検出センサー８のＹ軸に垂直な断面図であり、図５は高さ検出センサー８のＸ軸に垂直な断面図である。図３および図５において、１０はレーザー光を発光する半導体レーザー、１１はこのレーザー光を集光整形する集光整形レンズ、１２はミラー面に当たったレーザー光を機械的回転によって走査させるポリゴンミラー、１３はレーザー光の一部を通過させ一部を反射させるハーフミラー、１４は光を反射させるミラーである。
【００３０】
１５はポリゴンミラー１２で機械的に振られたレーザー光を被写体である部品２に垂直に投射されるように光路変換させるＦ−θレンズ、１６ａ、１６ｂは部品２の半球形状の突起電極２ａに当たったレーザー光の反射（散乱光）を結像させる結像レンズ、１７ａ、１７ｂは部品２に当たったレーザー光の反射光が結像レンズ１６ａ、１６ｂを通して結像される位置検出素子としての半導体位置検出素子（以下、ＰＳＤと略記する）であり、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。１８ａ、１８ｂはＰＳＤ１７ａ、１７ｂの出力信号である。
【００３１】
ここで、半導体レーザー１０で発光されたレーザー光は、集光整形レンズ１１でビーム形状を集光整形された後、ハーフミラー１３を通過し、ミラー１４を反射して、ポリゴンミラー１２に当たる。ポリゴンミラー１２は定速回転運動をしており、ミラー面に当たったレーザー光は振られることとなる。更に、Ｆ−θレンズ１５で光路変換されたレーザー光は部品２の半球形状の突起電極２ａに垂直に当てられ、この反射光が結像レンズ１６ａ、１６ｂを介してＰＳＤ１７ａ、１７ｂに結像され、ＰＳＤ１７ａ、１７ｂが部品２の半球形状の突起電極２ａのレーザー反射面の高さを計測し得る出力信号１８ａ、１８ｂを発生する。
【００３２】
ここで、レーザー光は、ポリゴンミラー１２で反射した後、対象物である部品２の半球形状の突起電極２ａに照射されるが、対象物である部品２の半球形状の突起電極２ａには、ポリゴンミラー１２と部品２の半球形状の突起電極２ａとの間に存在する３枚構成のＦ−θレンズ１５によって、常に垂直に当たるようになっている。
【００３３】
部品２の半球形状の突起電極２ａのような半球形の対象物の高さを測定するとき、高さ検出センサー８にとって、半球形の対象物の周囲の面は切り立った壁に相当し、この付近にレーザー光を照射しても、半球形の対象物からの反射光は得られず、ＰＳＤ１７ａ、１７ｂには反射光が帰ってこない。そこで、何度の面まで精度を保ちながら計測可能か実験的に確かめておく。その角度が後述する図１２（ｂ）に示すθである。
【００３４】
そこで、後述する図１２（ｂ）に示すように、高さ検出センサー８で部品２の半球形状の突起電極２ａの体積を計測するときには、有効なデータが得られる半径ｒをθに基づいて計算しておき、小領域内をサンプリングしているときに、サンプリング点であるＸ、Ｙが、半球形状の突起電極２ａの中心から半径ｒの領域に存在するときにだけ、計測高さＨ（Ｘ、Ｙ）を体積計算の対象にすることで精度を高めようとしている。
【００３５】
図５において、１９は光が入力されたことを感知する光センサー、２０は光センサー１９に光が入力されたことを外部に知らせる信号であり、この信号はポリゴンミラー１２の各ミラー面が所定の角度に来たとき変化するもので、いわば、ポリゴンミラー１２の各面の原点信号（面原点）にあたる。更に、例えば１８面のポリゴンミラー１２であれば一回転に１８回の信号が、各々等間隔（１８面であれば２０度毎）の角度だけ回転したとき出力されることになる。これをポリゴンミラー１２のポリゴン面原点信号２０と呼ぶ。
【００３６】
本実施の形態における高さ検出センサー８は、２系統のＰＳＤ回路を有しているが、これは１系統ではレーザー光が部品に当たったときに、角度的にＰＳＤに反射光が帰ってこない場合があるため、これを補うのが主な目的で設けている。
【００３７】
３系統以上設けるほうが有効な場合もあるが、技術的には同じことであり、ここでは２系統で説明する。
【００３８】
ここで、前記の半導体位置検出素子（ＰＳＤ）１７ａ、１７ｂによる計測対象物である部品２の半球形状の突起電極２ａの高さの測定方法の一例を、半導体位置検出素子１７ａの場合について代表して、図６に基づいて説明する。
【００３９】
図６において、Ｆ−θレンズ１５から紙面に垂直な方向（Ｙ軸方向）に走査して部品２の半球形状の突起電極２ａに投射されるレーザビームは，半球形状の突起電極２ａから乱反射する。この場合、投射された点が、半球形状の突起電極２ａの底面上の高さ０のＡ1 点と半球形状の突起電極２ａの最下部である底面から高さＨのＢ1 点とであるとする。
【００４０】
乱反射したレーザビームは結像レンズ１６ａによって集光され、それぞれが半導体位置検出素子（ＰＳＤ）１７ａの上のＡ2 点とＢ2 点とに結像する。その結果、Ａ2 点とＢ2 点とに起電力が発生し、それぞれＣ点から電流Ｉ1 、Ｉ2 、Ｄ点から電流Ｉ3 、Ｉ4 が取り出される。
【００４１】
電流Ｉ1 、Ｉ3 はＡ2 点とＣ点との間の距離ｘA とＡ2 点とＤ点との間の距離に比例する抵抗成分によって決まり、電流Ｉ2 、Ｉ4 は、Ｂ2 点とＣ点との間の距離ｘB とＢ2 点とＤ点との間の距離とに比例する抵抗成分によって決まるので、半導体位置検出素子１７ａの長さをＬとすると、図１１のｘA 、ｘB は次式のようにして決まる。
【００４２】
ｘA ＝ＬＩ3 ／（Ｉ1 ＋Ｉ3 ）
ｘB ＝ＬＩ4 ／（Ｉ2 ＋Ｉ4 ）
従って、図６の半導体位置検出素子１７ａの上でのＡ2 点とＢ2 点との間の距離Ｈ’は次式で決まる。
【００４３】
Ｈ’＝ｘA −ｘB 
このようにして求められたＰＳＤの上の高さＨ’に基づいて高さＨが決定される。
【００４４】
次に、高さ像を撮像する仕組みを、図２を用いて説明する。
【００４５】
図２において、２１は本電子部品実装装置の主制御部、２２はＸ軸ロボット５上で高さ画像の撮像のための基準位置を主制御部２１に知らせる基準位置センサー、２３はヘッド部７がこの基準位置センサー２２を通過したときに、これを主制御部２１に知らせる基準位置信号、２４ａはＸ軸ロボット５を移動させるモーター２４のエンコーダー、２５はエンコーダー２４ａの出力するエンコーダー信号である。
【００４６】
トレー３からピックアップされた部品２がＸ軸ロボット５によってＸ軸の上を移動するとき、エンコーダー２４ａは常にエンコーダー信号（ＡＢ相、Ｚ相またはこれと等価な信号）２５を主制御部２１に与えており、基準位置センサー２２を部品２が通過するとき、基準位置信号２３が主制御部２１に与えられることから、この両方の信号で部品２のＸ軸上の基準位置からの相対位置を主制御部２１が算出できる。
【００４７】
一方、高さ検出センサー８内にあるポリゴンミラー１２の回転量は、これが回転している間ポリゴン面原点信号２０として常に主制御部２１に与えられており、これと基準位置信号２３とからポリゴンミラー１２の基準位置通過後の回転量を算出することができる。
【００４８】
ここで、ポリゴンミラー１２の回転量はその速度に比例して増加し、Ｘ軸ロボット５の移動量も同様のことが言える。一方、本実施の形態における高さ検出センサー８では、ポリゴンミラー１２と高さ画像撮像時のＸ軸ロボット５は各々等速に回転・直進することを前提としている。もしも、この条件が乱れる場合には、撮像される高さ画像の水平・垂直方向の一画素当たりの分解能（画素サイズ）が速度ムラに応じてバラつくこととなる。これは、計測精度上の誤差要因である。そこで本実施の形態の電子部品実装装置では、上記構成の高さ検出センサー８で高さ画像を主制御部２１内にある画像メモリー３４（図７参照）に取り込むとともに、基本的に等速回転運動しているポリゴンミラー１２と、サーボモーターなどのモーターで駆動されているヘッド部７の間の動作の整合性を監視・制御するために、ポリゴンミラー１２のポリゴン面原点信号２０とモーターのエンコーダー信号２５とを用いるものである。
【００４９】
次に、主制御部２１の内部構造を示す図７のブロック図について説明する。
【００５０】
メインコントローラー３０は、図１に示される電子部品実装機全体をコントロールする。たとえば、サーボコントローラー３１を介して電子部品実装機のヘッド部７の位置をコントロールし、電子部品２の吸着、移動、プリント基板９への装着を行う。
【００５１】
また、メインコントローラ３０の部品形状情報記憶部３０ａに記憶されている装着を行う電子部品２の形状情報（ボディ高さ、ボディ幅、ボディ奥行き、半球形状の突起電極２ａの個数、半球形状の突起電極２ａの直径、半球形状の突起電極２ａのピッチなど）を２ポートメモリ３２を介して画像処理コントローラー３３のワークメモリ４４に転送格納し、電子部品２の高さ画像入力、電子部品２の位置検出を行う。また、その結果は、２ポートメモリ３２を介して画像処理コントローラー３３からもらって、電子部品２をプリント基板に装着する際の位置（Ｘ、Ｙ、θ）の補正計算に用いる。
【００５２】
Ｘ軸ロボット５とＹ軸ロボット６ａ、６ｂは、サーボコントローラー３１が、Ｘ軸・Ｙ軸・θ軸・ノズル高さ軸の位置制御を行う。特に、Ｘ軸のモータエンコーダ信号６１は、ヘッド部７のＸ軸上での位置を教えるため、また、Ｘ軸からの原点信号６２は、ヘッド部７が高さ計測開始位置に来たことを教えるため、それぞれ画像処理コントローラー３３に入力され、高さデータを画像メモリ３４に取り込むスタートタイミングを測るのに用いられる。
【００５３】
高さ検出センサー８は、部品２から反射してきたレーザー光を計測する受光系が、レーザー光の反射ばらつきを考慮して２系統（チャネルＡとチャネルＢ）設け、信頼性を，確保している。各受光系では、ＰＳＤで検出した微弱な信号を、プリアンプ３５で増幅し、ＡＤコンバーター３６で１２ビットのデジタルデータに変換し（高さ演算の精度を確保するため、ここでは１２ビットのデジタルデータに変換されている）、画像処理コントローラー３３へ入力している。また、ポリゴンミラー１２は常時回転しており、図５で示される機構によって、ポリゴン面原点信号２０をクロック部３７に入力している。クロック部３７では、高さデータをメモリに書き込む際に必要になる基準クロック（ＣＬＲ）を発生させると共に、ポリゴン面原点信号２０を基にして、高さデータ取り込みに必要な水平同期信号（ＨＣＬＲ）を発生させ、それぞれ画像処理コントローラー３３に入力している。
【００５４】
画像処理コントローラー３３は、高さ検出センサー８からのデジタル化されたＰＳＤ信号を、高さ演算部３９で８ビットの高さデータに変換する。チャネル選択部４０は、２系統（チャネルＡとチャネルＢ）ある高さデータをリアルタイムで比較し、それぞれのタイミングで確かな方の高さデータを選択している。たとえば、チャネルＡの高さ計算時にゼロによる割り算が発生すれば、チャネルＡの高さデータには異常を表す２５５が与えられるので、このような場合には、チャネルＢの値を選択する。もし両チャネルが２５５の異常値を示せば、高さデータとして２５５が出力される。また、両チャネルＡ、Ｂの高さデータが正常値であれば、両チャネルの高さデータの加算平均値が出力される。チャネル選択部４０から出力された高さデータは、画像メモリ３４に格納される。高さデータの画像メモリ３４への格納は、タイミング制御部４１によってコントロールされており、Ｘ軸ロボット５から原点信号を受けた後、あらかじめ定めておいたヘッド移動距離をエンコーダ信号６１でカウントして垂直同期信号（ＶＣＬＲ）を生成し、高さデータ取り込み開始信号として画像メモリ３４へ入力している。画像メモリ３４に格納された高さデータは、プログラムに従って動作するＣＰＵ４２によって画像処理され、認識対象物である電子部品の位置検出などが行われる。プログラムは、プログラムメモリ４３に格納されている。電子部品の幾何特徴を格納している形状情報（外形高さ、外形幅、外形奥行き、半球形状の突起電極個数、半球形状の突起電極の直径、半球形状の突起電極ピッチなど）は、高さ画像入力に先立ち、事前に２ポートメモリ３２を介してメインコントローラー３０から送られてくる。認識対象物の位置検出は、この形状情報を基に行われる。尚、ワークメモリ４４は、認識対象物の位置検出を行う上で、認識対象物の形状情報や中間結果を格納する場所として使用される。
【００５５】
図８は、高さ検出センサー８を用いての部品装着手順を示している。
【００５６】
次に、図８に示すステップ（▲１▼〜▲７▼）の順にしたがって説明する。
【００５７】
▲１▼  ノズル（ヘッド部）７で電子部品２を吸着する。
【００５８】
▲２▼  部品２の高さデータを取り込む。
【００５９】
▲３▼  部品２の半球形状の突起電極２ａの位置を検出する。
【００６０】
（詳しくは、図９参照のこと）
▲４▼  部品２の半球形状の突起電極２ａの体積を検出する。
【００６１】
（詳しくは、図１２参照のこと）
▲５▼  半球形状の突起電極２ａの体積が正常であるか否かを判断する。
【００６２】
▲６▼  全て正常の場合には、部品２をプリント基板９の所定の場所に装着する。
【００６３】
▲７▼  半球形状の突起電極２ａの体積が一つでも異常の場合には、部品２を装着せずに廃棄する。
【００６４】
図９は、高さデータからの部品２の半球形状の突起電極２ａの位置検出手順を示している。
【００６５】
次に、図９に示すステップ（▲１▼〜▲４▼）の順にしたがって説明する。
【００６６】
▲１▼  部品２の大きさから処理エリアを決定する。
【００６７】
たとえば、処理エリアのＸ・Ｙ方向のサイズを、画面上での部品２の大きさの２倍に設定する。
【００６８】
▲２▼  処理エリア内をサンプリングして部品２の中心を求め、また部品２の中心まわりの慣性相乗モーメントおよび慣性２次モーメントを求めて傾きを求める。すなわち部品２のパターンを楕円近似し、その長軸をもって部品２の傾きとする。
【００６９】
▲３▼  部品２の位置、姿勢を基に半球形状の突起電極２ａの位置を推定し、小領域を設定する。
【００７０】
部品２の形状情報には、部品２のボディの大きさ、半球形状の突起電極２ａの個数、半球形状の突起電極２ａの大きさ、半球形状の突起電極２ａの直径、個々の半球形状の突起電極２ａが存在する位置を計算するのに必要な情報を格納しておく。
【００７１】
▲４▼  全ての半球形状の突起電極２ａの位置を正確に検出する。
【００７２】
上記した部品２の中心検出と傾き検出に関連して、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）について説明する。
【００７３】
図１０（ａ）では、部品２の大きさから決定された処理エリアが白いウインドウで表されている。
【００７４】
図１０（ｂ）では、処理エリア内を、あらかじめ定められたステップでＸ方向、Ｙ方向に均等にサンプリングして部品２の中心と傾きを求める。
【００７５】
図１０（ｃ）では、部品２の中心、傾きとメインコントローラから送られてきた部品形状情報を使って、個々の半球形状の突起電極２ａが存在する位置を推定し、半球形状の突起電極２ａを１つだけ包含する小領域を設定する。この小領域をサンプリングして、半球形状の突起電極２ａの中心位置を検出する。  図１１は、高さ計測領域を示している。これは、８ビット画像領域なので、高さデータとしては０〜２５５までの２５６通りの数値を扱うことができる。本実施形態では、便宜上、高さ座標軸を対象物から高さ検出センサー方向に取り、高さ計測の基準面を１２８としている。また、高さデータとして０や２５５などの値は、『高さデータが正しく得られなかった』などのエラーを表現するために使用している。尚、高さ方向の分解能を１０μｍとすると、計測可能な範囲は約±１．２ｍｍとなる。
【００７６】
次に、半球形状の突起電極２ａの体積検出手順を図１２に基づいて説明する。
【００７７】
図１２（ａ）（ｂ）において、
Ｖ：              半球形状の突起電極２ａの高さを合計したもの
Ｒ：              半球形状の突起電極２ａの半径
θ：              半球形状の突起電極２ａで反射したレーザ光が、ＰＳＤで受光できる限界角度
ｒ：              ＰＳＤ受光限界角度をＸＹ平面に投影したときにできる円領域の半径
Ｈ（Ｘ、Ｙ）：    点（Ｘ、Ｙ）における高さデータ
（Ｘ、Ｙ）：      小領域内のサンプリング点
（Ｘｃ、Ｙｃ）：  図１０（ｃ）の処理で求めた半球形状の突起電極２ａの中心座標である。
【００７８】
その手順は、図１２（ａ）にステップ▲１▼〜▲９▼に示すようになっている。
【００７９】
▲１▼  Ｙアドレスを図１２（ｂ）に示すように、Ｙｍｉｎに初期化し、Ｖ＝０とする。
【００８０】
▲２▼  Ｘアドレスを図１２（ｂ）に示すように、Ｘｍｉｎに初期化する。
【００８１】
▲３▼  （Ｘｃ−Ｘ）2 ＋（Ｙｃ−Ｙ）2 ＜ｒ2 の判定を行なう。この式を満たす場合には、▲４▼へ進む。この式を満たさなければ、サンプリング点（Ｘ、Ｙ）は、突起電極２ａの領域の外側に位置することになるので、そのようなサンプリング点での高さデータＨ（Ｘ、Ｙ）は、Ｖにたしこまず無視して、▲５▼へ進む。
【００８２】
▲４▼  サンプリング点（Ｘ、Ｙ）が、（Ｘｃ、Ｙｃ）を中心とする半径ｒの領域内に存在するので、このサンプリング点（Ｘ、Ｙ）が保持している高さデータＨ（Ｘ、Ｙ）は精度のよいものである。従って、この高さデータＨ（Ｘ、Ｙ）をＶに加算し、あらためてＶとする。
【００８３】
▲５▼  Ｘアドレスに、予め定めたきざみＳｘを加算し、あらためてＸアドレスとする。すなわちサンプリング点を１アドレス分ＳｘだけＸ軸方向に移動させる。
【００８４】
▲６▼  Ｘアドレスが最大値Ｘｍａｘを越えるまで、きざみＳｘを増加させながら、▲３▼〜▲５▼の処理を繰り返す。
【００８５】
▲７▼  ＸアドレスがＸｍａｘを越えると、Ｙアドレスにあらかじめ定めたきざみＳｙを加算し、あらためてＹアドレスとする。すなわちサンプリング点を１アドレス分ＳｙだけＹ軸方向に移動させる。
【００８６】
▲８▼  Ｙアドレスが最大値Ｙｍａｘを越えるまで、きざみＳｙを増加させながら、▲２▼〜▲７▼の処理を繰り返す。ＹアドレスがＹｍａｘを越えると▲９▼へ進む。
【００８７】
▲９▼  全サンプリング点の高さデータの合計となるＶに、サンプリング点１点あたりの単位面積を乗じることにより、突起電極２ａの体積が求まる。
【００８８】
また、本発明に関連する参考例として、半球形状の突起電極２ａの形状評価（形状認識）手順について、図１３に基づいて説明する。
【００８９】
図１３（ａ）（ｂ）において、
Ｅ：              半球形状の突起電極２ａの形状評価値
Ｒ：              半球形状の突起電極２ａの半径
θ：              半球形状の突起電極２ａで反射したレーザー光が、ＰＳＤで受光できる限界角度
ｒ：              ＰＳＤ受光限界角度をＸＹ平面に投影した時にできる円領域の半径
Ｈｐｏ：          点（Ｘ、Ｙ）における高さ理論値
Ｈ（Ｘ、Ｙ）：    点（Ｘ、Ｙ）における計測高さデータ
（Ｘ、Ｙ）：      小領域内のサンプリング点
（Ｘｃ、Ｙｃ）：  図１０（ｃ）の処理で求めた半球形状の突起電極２ａの中心座標
である。尚、上記Ｈｐｏは、前記突起電極２ａが半球であると想定したときの理論値であり、この理論値と計測値の差が０に近いほど半球に近い形状となる。
【００９０】
その手順は、図１３（ａ）にステップ（▲１▼〜▲９▼）に示すようになっている。
【００９１】
▲１▼  Ｙアドレスを図１３（ｂ）に示すように、Ｙｍｉｎに初期化し、Ｅ＝０とする。
【００９２】
▲２▼  Ｘアドレスを図１３（ｂ）に示すように、Ｘｍｉｎに初期化する。
【００９３】
▲３▼  （Ｘｃ−Ｘ）2 ＋（Ｙｃ−Ｙ）2 ＜ｒ2 の判定を行なう。この式を満たす場合には、▲４▼へ進む。この式を満たさなければ、サンプリング点（Ｘ、Ｙ）は、突起電極２ａの領域の外側に位置することになるので、そのようなサンプリング点での高さデータＨ（Ｘ、Ｙ）は、形状評価の対象とせず無視して、▲５▼へ進む。
【００９４】
▲４▼  サンプリング点（Ｘ、Ｙ）が、（Ｘｃ、Ｙｃ）を中心とする半径ｒの領域内に存在するので、このサンプリング点（Ｘ、Ｙ）が保持している高さデータＨ（Ｘ、Ｙ）は精度のよいものである。この高さデータＨ（Ｘ、Ｙ）に基づいて▲４▼に示すように高さ理論値Ｈｐｏを求めると共に、ＨｐｏとＨ（Ｘ、Ｙ）の差の絶対値を求める。この値をＥに加算し、あらためてＥとする。
【００９５】
▲５▼  Ｘアドレスに、予め定めたきざみＳｘを加算し、あらためてＸアドレスとする。すなわちサンプリング点を１アドレス分ＳｘだけＸ軸方向に移動させる。
【００９６】
▲６▼  Ｘアドレスが最大値Ｘｍａｘを越えるまで、きざみＳｘを増加させながら、▲３▼〜▲５▼の処理を繰り返す。
【００９７】
▲７▼  ＸアドレスがＸｍａｘを越えると、Ｙアドレスにあらかじめ定めたきざみＳｙを加算し、あらためてＹアドレスとする。すなわちサンプリング点を１
アドレス分ＳｙだけＹ軸方向に移動させる。
【００９８】
▲８▼  Ｙアドレスが最大値Ｙｍａｘを越えるまで、きざみＳｙを増加させながら、▲２▼〜▲７▼の処理を繰り返す。ＹアドレスがＹｍａｘを越えると▲９▼へ進む。
【００９９】
▲９▼  全サンプリング点のＨｐｏとＨ（Ｘ、Ｙ）の差の絶対値の合計となるＥが突起電極２ａの形状の評価値となる。
【０１００】
上記した電子部品２の突起電極２ａの体積検出あるいは形状評価は、電子部品装着機のノズル（ヘッド部）７で電子部品２を、部品供給部４より吸着してから、電子部品２をプリント基板９に装着するまでの間に行うと良い。
【０１０１】
このようにすることによって、電子部品製造工程から電子部品組立工程の間で、電子部品２を運搬したときに生じる電子部品２の突起電極２ａの欠落等の不良を、電子部品２をプリント基板９に装着する直前で見つけることができるので、不良品を破棄して正常な電子部品２だけをブリント基板９に取り付けることができ、電子部品組立の信頼性を向上させることができる。
【０１０２】
更に、高さ検出センサー８は、レーザー光をポリゴンミラー１２で１次元の直線上をスキャンさせながら、レーザー光のスキャン方向と直角の方向に対象物（電子部品）を移動させるか、あるいは、レーザー光のスキャン方向と直角の方向に高さ検出センサーを移動させることによって、対象物の２次元高さ画像データを取り込むことができる。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電子部品の底部に配置された複数の突起電極の全体を計測でき、個々の突起電極の体積を正確に検出できて、電子部品の良、不良を正確に判断することができる。
【０１０４】
また、プリント基板に電子部品を装着する直前に、接合部である突起電極の体積検出を行うことが可能であり、電子部品製造工程から電子部品組立工程の間で、電子部品を運搬したときに生じる電子部品の突起電極の欠落等の不良を、電子部品を基板に取り付ける直前で見つけることができるので、不良品を破棄して正常な電子部品だけをプリント基板に取り付けることができ、電子部品組立の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に用いられる電子部品装着機の一例を示す斜視図である。
【図２】実施形態の部品認識方法における高さ検出センサーからの出力信号の説明図である。
【図３】実施形態の部品認識方法における高さ検出センサーの断面図である。
【図４】高さセンサーによる電子部品の半球形状の突起電極の検出状態を示し、（ａ）はその高さセンサーの半球形状の突起電極に対するレーザー光の入出力状態を示す説明図、（ｂ）はその出力信号によって得られた半球形状の突起電極の画像を示す説明図である。
【図５】実施形態の部品認識方法における高さ検出センサーの断面図である。
【図６】実施形態の部品認識方法における半球形状の突起電極に対する高さ測定方法の例を示す説明図である。
【図７】実施形態の部品認識方法に使用される電子部品装着機の主制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図８】部品装着手順を示すフローチャートである。
【図９】高さ画像から部品の半球形状の突起電極の位置検出手順を示すフローチャートである。
【図１０】電子部品の半球形状の突起電極の位置検出手順を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す説明図である。
【図１１】電子部品の高さ計測領域を示す説明図である。
【図１２】電子部品の半球形状の突起電極の体積検出手順を示し、（ａ）はそのフローチャート、（ｂ）は高さ検出センサーによる電子部品の半球形状の突起電極の体積検出の説明図である。
【図１３】電子部品の半球形状の突起電極の形状評価手順を示し、（ａ）はそのフローチャート、（ｂ）は高さ検出センサーによる電子部品の半球形状の突起電極の形状評価の説明図である。
【図１４】複数の半球形状の突起電極を有する電子部品の斜視図である。
【図１５】従来における電子部品の半球形状の突起電極を検出する方法を示す説明図である。
【図１６】（ａ）は従来の部品認識方法における電子部品の半球形状の突起電極をＣＣＤカメラで光を照射したときの半球形状の突起電極への光の入出力状態を示す説明図、（ｂ）はその検出によって得られる半球形状の突起電極の画像を示す説明図である。
【図１７】（ａ）は従来の部品認識方法におけるＣＣＤカメラで電子部品の半球形状の突起電極に光を照射したときの光の入出力状態を示す説明図、（ｂ）はその検出によって得られる半球形状の突起電極の画像を示す説明図である。
【図１８】（ａ）は従来の部品認識方法におけるＣＣＤカメラで電子部品の底部に略平坦形状部を有する略半球形状の突起電極に光を照射したときの光の入出力状態を示す説明図、（ｂ）はその検出によって得られる底部に略平坦形状部を有する略半球形状の突起電極の画像を示す説明図である。
【符号の説明】
１          電子部品装着機の装着機本体、
２          電子部品
２ａ        半球形状の突起電極
４          トレー供給部（部品供給部）
７          ヘッド部（ノズル）
８          高さ検出センサー
９          プリント基板
１２        ポリゴンミラー
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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