(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント基板上に塗布ニードルを介して塗布剤を塗布する塗布装置において、
塗布剤をテスト塗布する手段と、
テスト塗布された塗布剤を撮像する手段と、
撮像された塗布剤の画像を処理し塗布面積と塗布範囲の重心を通る複数の直径を求めるとともに、該塗布面積から真円と仮定したときの直径をさらに求める手段と、
前記塗布面積、塗布範囲の重心を通る前記複数の直径および真円と仮定して前記塗布面積から求めた前記直径に基づき塗布の良否を判定する手段と、
を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記複数の直径が４５°刻みごとに得られる直径であることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布装置、更に詳細には、プリント基板上に塗布ニードルを介して接着剤などを塗布する塗布装置であって、テスト塗布を行い塗布結果より塗布品質を判定できる塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子部品実装装置で、電子部品をプリント基板に実装する場合、実装される電子部品をプリント基板に仮止めするためにプリント基板の所定箇所に接着剤などの塗布剤を塗布することが行なわれている。このとき、塗布された塗布剤の形状が真円から外れたような形状になったり、糸引きによりひげが出たような形状になる場合には、良好な接着が行われなくなる恐れがあるので、本作業に入る前に塗布剤の捨て打ち作業を行ない、塗布剤の塗布形状を撮像してその形状を認識し、接着塗布不良が発生しないかの作業を行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来では、上述したような捨て打ちされた塗布剤の形状を認識するために、複雑な画像処理が行われており、そのため、画像処理に時間がかかるとともに、全体の装置が高価なものになってしまうという問題があった。
【０００４】
本発明の課題は、塗布結果を画像処理装置で認識したとき、限られたデータより塗布品質の良否を効率よく判定することが可能な塗布装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、プリント基板上に塗布ニードルを介して塗布剤を塗布する塗布装置において、塗布剤をテスト塗布する手段と、テスト塗布された塗布剤を撮像する手段と、撮像された塗布剤の画像を処理し塗布面積と塗布範囲の重心を通る複数の直径を求めるとともに、該塗布面積から真円と仮定したときの直径をさらに求める手段と、前記塗布面積、塗布範囲の重心を通る前記複数の直径および真円と仮定して前記塗布面積から求めた前記直径に基づき塗布の良否を判定する手段と、を有する構成を採用した。
【０００６】
このような構成では、テスト塗布された塗布剤を認識し、その塗布面積と複数の直径から塗布品質の良否を判定しているので、比較的簡単に得られるデータより効率よく塗布の良否を判定することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づき本発明を詳細に説明する。
【０００８】
図１には、本発明の一実施形態に係わる塗布装置の概略構成が図示されている。同図において、先端に塗布ニードル（ノズル）２０ａを備えたシリンジ２０内には、粘性流体等の塗布剤２１、例えば接着剤が充填されており、シリンジ２０には、ＣＰＵ２２により制御される電磁弁２３が開放したときにエア源２４より圧縮空気が供給されることにより、塗布剤２１が塗布ニードル２０ａから定量排出され、基台２６に配置されたプリント基板２５に塗布される。
【０００９】
シリンジ２０はヘッド３０に取り付けられており、このヘッド３０はＣＰＵ２２により制御されるＸＹ駆動ユニット２９によりＸＹ方向に移動可能で、またＣＰＵ２２により制御される昇降ユニット２８によりＺ軸方向（垂直方向）に昇降可能である。更に塗布ニードル２０ａは、ＣＰＵ２２により制御されるニードル回転ユニット２７によりニードル軸θを中心に回転可能である。このように、ＸＹ駆動ユニット２９によりヘッド３０をＸＹ移動させて塗布ニードル２０ａをプリント基板２５の所定の塗布点上に移動させてから、昇降ユニット２８により塗布ニードル２０ａを塗布点の所定高さまで下降させ、塗布方向にヘッドを移動させながら塗布剤を定量吐出させることにより基板上に塗布剤を塗布することができる。このとき、塗布ニードル２０ａをθ軸を中心に回転させることにより、塗布方向を変えることができる。
【００１０】
また、塗布装置は、プリント基板２５に実際に塗布するに先立ち、ヘッド３０を捨て打ちステージ３２に移動させ、塗布ニードル２０ａを介して塗布剤を捨て打ちしてテスト塗布を行い、塗布品質の良否を判定して実際に行われる塗布作業が問題なく行われるかの判断を行う。このような捨て打ちは、数回（例えば７、８回）行われ、そのうち後半の半分の捨て打ちに対して、その塗布状況がＣＣＤカメラ３１で撮像される。この撮像は、ＣＰＵ２２により制御されるＣＣＤカメラ駆動ユニット３５をその塗布位置に移動させることにより行われる。なお、塗布ニードルには塗布穴が１個ではなく、複数個（２〜４個）設けられたものもあり、この場合には、一回の塗布に付き多点の捨て打ちがなされる。図１には、このように捨て打ちが行われた複数個の塗布剤３６が図示されている。
【００１１】
ＣＣＤカメラ３１で撮像された塗布剤は画像処理ユニット３３で画像処理が行われ、以下に説明するように、塗布面積、塗布径など種々の量が演算される。これらの演算結果は表示器３４に表示されるとともに、ＣＰＵ２２に送られ、塗布の良否が判定される。
【００１２】
このような構成において、塗布装置は、プリント基板２５に塗布を行う直前に専用の捨て打ちステージ３２に移動して複数回塗布剤を捨て打ちしてテスト塗布を行う。そして、その塗布結果をＣＣＤカメラ３１で撮像して画像処理ユニット３３に取り込み、塗布の良否が判定される。
【００１３】
この場合、塗布の不良としては、
▲１▼塗布量の過大
▲２▼塗布量の過小
▲３▼同時塗布での各塗布点間での塗布量のアンバランス
▲４▼塗布結果が楕円形となる
▲５▼糸引きが発生する
などのが挙げられる。
【００１４】
これらの不良が発生しているかを検出するため、ＣＣＤカメラ３１より取り込んだ画像が画像処理ユニット３３で処理され、図２に示したように、塗布剤の塗布されている塗布面積Ｓ、塗布範囲の重心Ｇを通る例えば４５°刻みの４方向で測定した塗布されている領域の差し渡し幅(直径）Ｄ1 〜Ｄ4 のデータが取得される。塗布面積Ｓは、塗布剤の画像を２値化し、「１」の領域を積算することにより求められ、また、重心Ｇは「１」の領域の重心を求めることにより得られ、この重心を通過する直線と「１」の領域の交点間の距離を求めることにより各Ｄ1 〜Ｄ4 の値を求めることができる。
【００１５】
ここで先ず、理想的に塗布が実行された場合に、塗布形状が直径Ｄdの真円形となるとすると、
【００１６】
【数１】
0004308964.tif 000002
【００１７】
なる関係が成立する。ここで塗布量が異常な場合（▲１▼、▲２▼の場合）は式（１）が不成立となり、塗布形状が異常である場合（▲４▼、▲５▼の場合）は式（２）が不成立となる。実際にはそれぞれの関係に対してある程度の許容範囲を持たせることができる。
【００１８】
また式（１）は、
【００１９】
【数２】
0004308964.tif 000003
【００２０】
のように変換することにより、理想的な塗布の場合の塗布径と比較することができる。
【００２１】
また複数点の塗布に対して面積Ｓの平均値に対する検査と個々の値に対し個別に許容範囲を設けて検査を行うことにより、塗布のばらつきによる誤検出を最小とした塗布径の検出と、ばらつきによる最大最小限度内に塗布されることを確認する。
【００２２】
同時塗布での各塗布点間での塗布量のアンバランスについては（▲３▼の場合）、同時に塗布を行った全ての塗布点の内、面積Ｓが最大のものと最小のものの比が以下に示すように許容限度内であることを確認すればよい。この時、式（３）により変換された値を用いて直径比とすることにより、他の許容限度と比較しやすい値とすることができる。すなわち、図３（Ａ）、（Ｂ）には複数の塗布穴を有する塗布ニードルを用いて一度に多点打ちをしたときの直径の最大値と最小値が図示されており、これらの直径と式（３）により変換された値を用いて直径比を求めるようにする。
【００２３】
従って、塗布径確認に際して、以下のパラメータを検査条件として準備する。
【００２４】
理想的に塗布が行われた場合の塗布径  Ｄd
塗布面積から求めた直径の平均値ＤsAVEのＤdに対する割合の上限  Ｒamax
塗布面積から求めた直径の平均値ＤsAVEのＤdに対する割合の下限  Ｒamin
塗布面積から求めた直径の個々の値ＤsnmのＤdに対する割合の上限  Ｒsmax
塗布面積から求めた直径の個々の値ＤsnmのＤdに対する割合の下限  Ｒsmin
塗布領域の幅のＤsnmに対する割合の上限  Ｒdmax
塗布領域の幅のＤsnmに対する割合の下限  Ｒdmin
同時塗布のアンバランスの下限  Ｒimin
ここで、同時にＮ点の塗布を行うニードルで、Ｍ回の塗布を行った結果を検査する場合、ｍ回目の塗布のｎ点目の収集データを、面積Ｓnm 、４５°毎の塗布幅をそれぞれＤ1nm 、Ｄ2nm 、Ｄ3nm 、Ｄ4nm とする。検査を行う時、先ず各塗布点の面積より直径と比較可能な値を次式により求める。
【００２５】
【数３】
0004308964.tif 000004
【００２６】
次に上記の値の全ての塗布点での平均を次式により求める。
【００２７】
【数４】
0004308964.tif 000005
【００２８】
以上の値が以下の式をすべて満たす場合に塗布結果が正常であるとＣＰＵ２２により判断する。
【００２９】
【数５】
0004308964.tif 000006
【００３０】
なお、ｎ、ｍについては、全ての値を検査するものとする。またｍｉｎ（）は列挙された値の中で最小の値を返すものとし、ｍａｘ（）は同様に最大の値を返すものとする。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、塗布面積と塗布直径の比較的簡単に求められるデータより塗布品質の良否を判定しているので、効率のよい塗布作業が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の概略構成を示した構成図である。
【図２】塗布された塗布剤の真円度を求める状態を説明した説明図である。
【図３】多点打ちの直径比較を説明する説明図である。
【符号の説明】
２０  シリンジ
２０ａ  塗布ニードル
２１  塗布剤
２２  ＣＰＵ
３１  ＣＣＤカメラ
３２  捨て打ちステージ
３３  画像処理ユニット
３５  ＣＣＤカメラ駆動ユニット
【図１】
0004308964.tif 000007
【図２】
0004308964.tif 000008
【図３】
0004308964.tif 000009