(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品を保持する移載ヘッドと、前記移載ヘッドに保持された電子部品の背後に位置する背景板と、電子部品を観察するカメラと、光源ユニットの凹部の傾斜面に設けられて電子部品の端子の配列面に向かって光を照射する反射認識発光部と、前記反射認識発光部の上段に設けられて前記背景板に光を照射する透過認識発光部と、最上段に配置されて電子部品の端子の配列面に対して鋭角に光を照射するバンプ認識発光部とを備えたことを特徴とする電子部品観察装置。
【請求項２】
電子部品を保持する移載ヘッドと、前記移載ヘッドに保持された電子部品の背後に位置する背景板と、電子部品を観察するカメラとを備えた電子部品観察装置による観察方法であって、
光源ユニットの凹部の傾斜面に設けられて電子部品の端子の配列面に向かって光を照射する反射認識発光部と、前記反射認識発光部の上段に設けられて前記背景板に光を照射する透過認識発光部と、最上段に配置されて電子部品の端子の配列面に対して鋭角に光を照射するバンプ認識発光部とを用意し、バンプ認識方式、透過認識方式、反射認識方式の認識方式によって、前記反射認識発光部と前記透過認識発光部と、前記バンプ認識発光部のうち、点灯する発光部を切り替えて用いることを特徴とする電子部品観察方法。
【請求項３】
バンプ認識方式では、少なくとも前記バンプ認識発光部を点灯し、バンプ欠けの有無を前記カメラで取得した画像中で区別することを特徴とする請求項２記載の電子部品観察方法。
【請求項４】
透過認識方式では、前記透過認識発光部のみを点灯し、電子部品の形状を前記カメラで取得した画像中のシルエットで観察することを特徴とする請求項２記載の電子部品観察方法。
【請求項５】
反射認識方式では、すくなくとも前記反射認識発光部を点灯し、前記カメラで取得した画像中で、電子部品の端子のみを明るい画像として観察することを特徴とする請求項２記載の電子部品観察方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ付電子部品の観察に好適な電子部品観察装置及び電子部品観察方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、先に、バンプ付電子部品の特性に応じて、既存の電子部品観察装置を改良した技術を提案した（特開平８−１５３９９７号公報）。
【０００３】
以下、この電子部品観察装置の要点を、図６、図７を用いて説明する。
図６において、１はバンプ付電子部品であり、このうち２はモールド体からなる本体部２、３は本体部２の下部に設けられる基板部、４は基板部３の下面にマトリックス状に複数個形成され、バンプ付電子部品１の端子としての役割を有するバンプ４である。バンプ４は、半球状をなし、その表面（曲面）は、鏡面状をなしている。
【０００４】
バンプ付電子部品１は、移載ヘッド６の下部に設けられたノズル５によって吸着支持されており、移載ヘッド６にはバンプ付電子部品１の背後に位置するように背景板７が取り付けられている。
【０００５】
８は、その上部に凹部９を備えた光源ユニットであり、凹部９の下部には、光源ユニット８の中心を貫通する鏡筒１０が設けられ、鏡筒１０に接続されるカメラ１１は、鏡筒１０、凹部９を介してバンプ付電子部品１の下面を観察できるようになっている。
【０００６】
１２は、凹部９の傾斜面に多数配置され、バンプ付電子部品１の下面（端子としてのバンプ４の配列面）に向けて光を照射するＬＥＤである。また、１４はハロゲン光源１３に接続され、矢印Ｎ１、Ｎ２で示すように、バンプ付電子部品１の背後にある背景板７を明るく照らす光ファイバ１４である。
【０００７】
ところで、図７（ａ）に示すように、バンプ４は、基板部３の下面に形成されたランド１５に固着されるものである。しかし、場合によっては、バンプ４に欠けがあり、図７のＡ部で示すように、ランド１５がそのまま下部に露呈していることがある。このような場合、バンプ付電子部品１は不良品であって、ラインから排除されなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ランド１５も銅などの金属箔から構成され、その表面は水平な金属面であるから、光を照射すると、明るく光るものである。
【０００９】
このため、図６に示すような従来の電子部品観察装置で観察すると、図７（ｂ）のような画像となっていた。なお、図７（ｂ）において、斜線部は明るい部分を示し、非斜線部は暗い部分を示す。また、Ｐ１は基板部３の角部３ａを示す点であり、Ｓ１、Ｓ２は図７（ａ）のＡ部に存在する像である。
【００１０】
即ち、バンプ４が存在せず（バンプ欠け）ランド１５のみの部分の像Ｓ２とバンプ４が存在する部分の像Ｓ２とを、画像上で区別することができない。
【００１１】
したがって、この画像を画像処理部で認識させると、本来バンプ４がなく、「不良」と判定されるべきであるのに、「良」と誤判定されてしまう。このように、従来の電子部品観察装置では、バンプ付電子部品１の認識の信頼性が低いという問題点があった。またランド１５の近くに配線パターンが存在する場合もこれを「バンプ」として誤認識してしまい、誤ったバンプの位置に基づいて電子部品を基板に搭載してしまうこともあった。
【００１２】
そこで本発明は、バンプ付電子部品を正しく認識できる電子部品観察装置及び電子部品観察方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品観察装置は、電子部品を保持する移載ヘッドと、移載ヘッドに保持された電子部品の背後に位置する背景板と、電子部品を観察するカメラと、光源ユニットの凹部の傾斜面に設けられて電子部品の端子の配列面に向かって光を照射する反射認識発光部と、反射認識発光部の上段に設けられて背景板に光を照射する透過認識発光部と、最上段に配置されて電子部品の端子の配列面に対して鋭角に光を照射するバンプ認識発光部とを備えている。
【００１４】
また本発明の電子部品観察方法は、光源ユニットの凹部の傾斜面に設けられて電子部品の端子の配列面に向かって光を照射する反射認識発光部と、反射認識発光部の上段に設けられて背景板に光を照射する透過認識発光部と、最上段に配置されて電子部品の端子の配列面に対して鋭角に光を照射するバンプ認識発光部とを用意し、バンプ認識方式、透過認識方式、反射認識方式の認識方式によって、反射認識発光部と透過認識発光部と、バンプ認識発光部のうち、点灯する発光部を切り替えて用いるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
請求項１記載の電子部品観察装置は、電子部品を保持する移載ヘッドと、移載ヘッドに保持された電子部品の背後に位置する背景板と、電子部品を観察するカメラと、光源ユニットの凹部の傾斜面に設けられて電子部品の端子の配列面に向かって光を照射する反射認識発光部と、反射認識発光部の上段に設けられて背景板に光を照射する透過認識発光部と、最上段に配置されて電子部品の端子の配列面に対して鋭角に光を照射するバンプ認識発光部とを備えている。
【００１６】
また請求項２記載の電子部品観察方法は、光源ユニットの凹部の傾斜面に設けられて電子部品の端子の配列面に向かって光を照射する反射認識発光部と、反射認識発光部の上段に設けられて背景板に光を照射する透過認識発光部と、最上段に配置されて電子部品の端子の配列面に対して鋭角に光を照射するバンプ認識発光部とを用意し、バンプ認識方式、透過認識方式、反射認識方式の認識方式によって、反射認識発光部と透過認識発光部と、バンプ認識発光部のうち、点灯する発光部を切り替えて用いるものである。
【００１７】
したがって、バンプ付電子部品を観察する際には、バンプ認識発光部を点灯する。こうすれば、バンプが有る箇所についてリング状の画像が得られ、バンプが無くランドがそのまま露呈している場合と、明確に区別することができ、誤認識を減らして、認識の信頼性を向上できる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、従来の技術を示す図６、図７と同様の構成要素については、同一符号を付すことにより説明を省略する。
【００１９】
図１において、１６は凹部１７を有する光源ユニットである。凹部１７の傾斜面には、バンプ付電子部品１の下面（端子としてのバンプ４の配列面）に向けて光を照射する反射認識発光部１８（多数のＬＥＤから構成される）が設けられている。
【００２０】
また、その上段には、ハロゲン光源１３に接続され、背景板７に光を照射する透過認識発光部１９（光ファイバで構成される）が設けられ、さらに、最上段には、上記配列面に対して鋭角（ほぼ水平に近い）に光を照射するバンプ認識発光部２０（ハロゲンランプで構成される）が配置されている。
【００２１】
これらの発光部１８、１９、２０は、図２に示す制御ブロックによって、認識方式（バンプ認識方式、透過認識方式、反射認識方式）に応じて切り替えて用いられる。
【００２２】
図２において、２１は全体を制御する主制御部、２２は各電子部品毎の認識方式や形状のデータなどを記憶する記憶部、２３は移載ヘッド６をＸＹＺθ方向に駆動する移載ヘッド駆動部である。
【００２３】
また、２４は主制御部２１から認識方式の情報を入力し、後述する要領で、各発光部１８、１９、２０の点灯／消灯を切り替える照明制御部である。
【００２４】
一方、カメラ１１から得られたアナログの画像情報は、Ａ／Ｄ変換器２５でデジタル信号に変換され、画像メモリ２６に一旦保存される。
【００２５】
そして、画像処理部２７が、画像メモリ２６の画像に基づいて、位置ずれの有無やバンプ付電子部品１についてはバンプ４の有無などを認識し、バンプの位置情報や「良」または「不良」という認識結果が主制御部２１に出力されるようになっている。そして主制御部２１は、認識結果に基づいて移載ヘッド駆動部２３を制御して移載ヘッド６に保持された電子部品を図外の基板へ移載したり、不良の電子部品を所定の位置に廃棄したりする。
【００２６】
本形態の電子部品観察装置は、以上のような構成よりなり、次にその動作を電子部品実装装置を例にとって図３、図４などを用いて説明する。
【００２７】
まず、ステップ１にて、図外の供給部から移載ヘッド６で電子部品をピックアップし、電子部品観察装置の上方へ移送する。ステップ２にて、現在ノズル５に吸着されている電子部品の認識方式を、記憶部２２から取得する。
【００２８】
この認識方式がバンプ認識方式であれば、照明制御部２４にバンプ認識発光部２０と透過認識発光部１９を点灯させ、反射認識発光部１８を消灯させる。
【００２９】
なおこのとき、透過認識発光部１９を消灯させても良いが、バンプ認識発光部２０と透過認識発光部１９とを点灯した方が、基板部３の角部を画像で見つけやすく、バンプ４の概略位置を求めることができるので、認識を高速化できて好都合である。
【００３０】
さて、このバンプ認識方式による観察について、図４を用いて説明する。ここで、従来の技術に関する図７（ａ）と同様に、Ａ部にバンプ４の欠けがあるとき、カメラ１１の画像は、図４（ｂ）のようになる。
【００３１】
即ち、バンプ４がなくランド１５がそのまま露呈している部分では、ランド１５は水平な金属面であるから、バンプ認識発光部２０によって鋭角に光が照射されても、反射光は、真下のカメラ１１側に向くことがない。したがって、像Ｓ２のように、この部分は、暗く観察される。
【００３２】
一方、ランド１５にバンプ４が固着されていると、バンプ４にバンプ認識発光部２０から照射される光は、図４（ｃ）のように反射する。
【００３３】
即ち、矢印Ｎ３のように、バンプ４の頂部付近に入射する光は、基板部３とほぼ並行に反射してカメラ１１側には向かない。したがって、バンプ４の頂部付近は、暗い像になる。しかし、矢印Ｎ４のように、バンプ４の中腹付近に入射する光は、基板部３に対してほぼ垂直に反射して、カメラ１１側を向く。
【００３４】
この結果、バンプ４が存在すると、図４（ｂ）の像Ｓ１のように、リング状の明るい像が得られる。そこで、画像処理部２７において、リング状のパターン（二値または多値のいずれでもよい）を用意し、パターンマッチングを行い、バンプ４の位置を特定することができる。
【００３５】
ここで、図４（ｂ）に示すように、バンプ４の有無は、像Ｓ１、Ｓ２によって、明確に区別することができる。ここで、従来技術のように、バンプ４がなくランド１５がそのまま露呈している場合に、「良」と誤判定することがない。このため、認識の信頼性を向上できる。
【００３６】
次に、図３のステップ２にて、認識方式が透過認識方式であるとき、透過認識発光部１９のみを点灯し、反射認識発光部１８、バンプ認識発光部２０を消灯する。
【００３７】
この透過認識方式には、図５（ａ）に示すように、角チップ２８やＱＦＰ，ＳＯＰなどのリード付電子部品が適する。
【００３８】
この方式によると、図５（ｂ）のように、背景板７が明るく照らされ、電子部品は背景板７の中に暗いシルエットとして観察される。なお本形態では、図１に示すように、透過認識発光部１９によって下側から背景板７を照らしているが、上側から背景板７を照らすようにしても差し支えない。
【００３９】
また図３のステップ２にて、認識方式が反射認識方式であるときは、反射認識発光部１８を点灯する（ステップ５）。なお併せて、透過認識発光部１９を点灯しても良い。
【００４０】
反過認識方式に適するのは、図５（ｃ）のように、内側に折れ曲がるＪリード２９ａを有するＪリード部品２９などである。このとき、図５（ｄ）に示すように、Ｊリード２９ａのみが明るい像Ｓ４、Ｓ５として観察される。
【００４１】
そして、図３のステップ６にて、カメラ１１のアナログ画像をＡ／Ｄ変換器２５でデジタル化し画像メモリ２６に記憶させる。そして、画像処理部２７により、電子部品の認識方式に応じて、位置ずれなどの認識を行い（ステップ７）、認識結果を得るものである。認識結果が「良」であれば検出したバンプ４の位置に基づいて電子部品を基板に搭載する（ステップ９）。不良であればこの電子部品を廃棄する（ステップ１０）。そして全ての電子部品の搭載が完了したかを確認し（ステップ１１）、完了していなければステップ１へ戻って次の電子部品をピックアップし完了であれば処理を終了させる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明では、以上のように構成したので、バンプ付電子部品についてもバンプの有無判定を含めて、信頼性の高い認識を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の一実施の形態における電子部品観察装置の側面図
【図２】発明の一実施の形態における電子部品観察装置の制御ブロック図
【図３】発明の一実施の形態における電子部品観察装置のフローチャート
【図４】（ａ）発明の一実施の形態におけるバンプ付電子部品の側面図
（ｂ）発明の一実施の形態における画像の例示図
（ｃ）発明の一実施の形態におけるバンプ付近の拡大図
【図５】（ａ）発明の一実施の形態における透過認識方式向きの電子部品の側面図
（ｂ）発明の一実施の形態における画像の例示図
（ｃ）発明の一実施の形態における反射認識方式向きの電子部品の側面図
（ｄ）発明の一実施の形態における画像の例示図
【図６】従来の電子部品観察装置の側面図
【図７】（ａ）従来の電子部品観察装置によるバンプ付電子部品の側面図
（ｂ）従来の電子部品観察装置による画像の例示図
【符号の説明】
１  バンプ付電子部品
４  バンプ
６  移載ヘッド
７  背景板
１１  カメラ
１８  反射認識発光部
１９  透過認識発光部
２０  バンプ認識発光部
【図１】
0003812020.tif 000002
【図２】
0003812020.tif 000003
【図３】
0003812020.tif 000004
【図４】
0003812020.tif 000005
【図５】
0003812020.tif 000006
【図６】
0003812020.tif 000007
【図７】
0003812020.tif 000008