(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに保持された電子部品を照明手段によって照明し、撮像手段によって撮像して前記電子部品の画像認識を行う電子部品実装装置における電子部品認識装置であって、前記照明手段に、電子部品を透過認識するための第１の光源と、反射認識するための第２の光源と、下面にバンプを有する電子部品を側方から照明するための第３の光源およびこの第３の光源の照明光を導き前記電子部品に対して特定方向から照射する導光手段とを備え、前記導光手段は、対向して配設された鏡面部であり、また前記鏡面部の間隔を変更する間隔変更手段を備え、前記下面にバンプを有する電子部品に対して側方から照射される照明光の照射位置が可変であることを特徴とする電子部品実装装置における電子部品認識装置。
【請求項２】
ノズルに保持された電子部品を照明手段によって照明し、撮像手段によって撮像して前記電子部品の画像認識を行う電子部品実装装置における電子部品認識方法であって、前記照明手段に備えられた第１の光源からの照明光によって電子部品を透過認識し、第２の光源からの照明光によって電子部品を反射認識し、さらに第３の光源からの照明光を対向して配設された鏡面部から成る導光手段によって交互に反射してバンプ付きの電子部品に対して側方から照射することによりこのバンプを認識するものであり、前記鏡面部の間隔を間隔変更手段によって変更できるようにしたことを特徴とする電子部品実装装置における電子部品認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の実装に際して電子部品を画像認識する電子部品実装装置における電子部品認識装置および電子部品認識方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板に実装する電子部品実装装置では、実装位置精度を向上させるため、画像認識により電子部品の位置ずれを補正する方法が多用されている。この方法は移載ヘッドがパーツフィーダから電子部品をピックアップして保持した状態で、カメラにより電子部品を撮像し、この撮像結果を画像処理して位置ずれを検出するものである。そして電子部品の基板への搭載に際しては、前述の位置ずれが補正され、電子部品は正しい位置に精度良く位置決めされ実装される。
【０００３】
カメラによって電子部品を撮像する際の照明方法として、従来電子部品に対して下方から照明光を照射し、電子部品からの反射光をカメラで受光する方法や、または電子部品の背後に設けられた反射板に対して照明光を照射しこの反射光をカメラで受光する透過照明による方法などが用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）など薄型基板にバンプが形成された電子部品が用いられるようになってきている。このＣＳＰを認識する場合においては、バンプの全数についてバンプの有無や部分的な欠け、バンプの中心位置などを画像認識により求める必要がある。しかしながら、このようなバンプは上述の反射照明や透過照明では認識することができない。バンプは電子部品の外形の内側に含まれるため透過照明による認識対象とはならず、また反射照明の場合にはバンプのみならず表面の回路パターンやエッジも光を反射するためバンプのみを精度よく認識することが困難だからである。このため、従来の電子部品実装装置のうち、汎用性があって多種類の電子部品を高速実装できる実装装置ではＣＳＰなどのバンプ付きの電子部品を実装することができず、他の専用の実装装置を必要としていた。
【０００５】
そこで本発明は、バンプ付きの電子部品を含めて多品種の電子部品を認識することができる電子部品実装装置における電子部品認識装置および電子部品認識方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電子部品実装装置における電子部品認識装置は、ノズルに保持された電子部品を照明手段によって照明し、撮像手段によって撮像して前記電子部品の画像認識を行う電子部品実装装置における電子部品認識装置であって、前記照明手段に、電子部品を透過認識するための第１の光源と、反射認識するための第２の光源と、下面にバンプを有する電子部品を側方から照明するための第３の光源およびこの第３の光源の照明光を導き前記電子部品に対して特定方向から照射する導光手段とを備え、前記導光手段は、対向して配設された鏡面部であり、また前記鏡面部の間隔を変更する間隔変更手段を備え、前記下面にバンプを有する電子部品に対して側方から照射される照明光の照射位置が可変である。
【０００９】
請求項２記載の電子部品実装装置における電子部品認識方法は、ノズルに保持された電子部品を照明手段によって照明し、撮像手段によって撮像して前記電子部品の画像認識を行う電子部品実装装置における電子部品認識方法であって、前記照明手段に備えられた第１の光源からの照明光によって電子部品を透過認識し、第２の光源からの照明光によって電子部品を反射認識し、さらに第３の光源からの照明光をバンプ付きの電子部品に対して側方から照射することによりこのバンプを認識するものであり、前記鏡面部の間隔を間隔変更手段によって変更できるようにした。
【００１０】
各請求項記載の発明によれば、照明手段に電子部品を透過認識するための第１の光源と、反射認識するための第２の光源と、電子部品を側方から照明するための第３の光源およびこの第３の光源の照明光を導く導光手段とを備えることにより、バンプ付きの電子部品を含めて多品種の電子部品を認識することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の平面図、図２は同電子部品認識装置の断面図、図３（ａ），（ｂ）は同電子部品認識装置の光源部の断面図、図４（ａ），（ｂ）は同電子部品認識装置の部分断面図、図５（ａ），（ｂ）は同電子部品認識装置の部分断面図、図５（ｃ）は同電子部品認識装置の画像図である。
【００１２】
まず、図１を参照して電子部品実装装置の全体構造を説明する。図１において、基台１の中央部にはＸ方向にコンベア２が配設されている。コンベア２は基板３を搬送し位置決めする。したがってコンベア２は基板３の位置決め部となっている。コンベア２の両側には多数のパーツフィーダ４が並設されている。パーツフィーダ４は電子部品Ｐを収納し供給する。
【００１３】
Ｘ軸テーブル６上には電子部品Ｐの移載ヘッド７が装着されている。Ｘ軸テーブル６は、左右両側に並設された２つのＹ軸テーブル５に架設されている。したがってＸ軸テーブル６及びＹ軸テーブル５を駆動することにより、移載ヘッド７は水平方向に移動し、パーツフィーダ４から電子部品Ｐをピックアップし、基板３上に搭載する。また移載ヘッド７の移動経路には、電子部品Ｐを認識する電子部品Ｐの電子部品認識装置８が配設されている。
【００１４】
次に図２を参照して移載ヘッド７および電子部品認識装置８について説明する。図２において、移載ヘッド７には複数（図２では１つのみ図示）のθ軸１０が設けられている。θ軸１０には電子部品Ｐを真空吸着するノズル１１が装着されており、θ軸１０とノズル１１は図示しない上下動手段により一体的に上下動する。移載ヘッド７の下面には、光源部からの照明光を反射する反射板１２が装着されている。反射板１２は透過照明用反射板１２ａおよび赤外透過フィルタ１２ｂより構成されている。
【００１５】
電子部品認識装置８にはレンズ２０およびカメラ２１が配設されている。カメラ２１は画像処理部２２に接続されており、画像処理部２２はカメラ２１によって認識された電子部品Ｐの画像データを処理し、電子部品Ｐの位置ずれを検出する。レンズ２０の周囲の上方には、移載ヘッド７を周囲から囲むように照明手段としての光源部２３が配設されている。光源部２３は、波長８５０ｎｍ近辺の赤外光を照射する赤外ＬＥＤの光源２４と、波長６９０ｎｍ近辺の赤色光を照射する赤色ＬＥＤの光源２５および光源２６を備えている。
【００１６】
次に図３を参照して光源部２３について説明する。図３（ａ）において、ブロック２７の側面にはスライダ２８が摺動自在に装着されている。スライダ２８にはホルダ２９が結合され、ホルダ２９の側面には赤外ＬＥＤの光源２４が装着されている。ホルダ２９の下端部は略Ｌ字状に屈曲した屈曲部２９ａとなっており、屈曲部２９ａの下面は鏡面加工がなされ、鏡面部２９ｂとなっている。ホルダ２９の上端部はシリンダ３０のロッド３０ａと結合されており、ロッド３０ａを突没させることにより、ホルダ２９は矢印方向に移動し、屈曲部２９ａの位置が上下動する。
【００１７】
ブロック２７の下面にはブロック３１が固着され、ブロック３１の側面にはＬＥＤの光源２６が装着されている。ブロック３１の下面にはプレート３２が固着され、プレート３２の下面には、プレート状のホルダ３３が固着されており、ホルダ３３の端部にはＬＥＤの光源２５が装着されている。プレート３２の端部は屈曲して屈曲部３２ａとなっている。屈曲部３２ａの上面は鏡面加工がなされ、同様に鏡面部３２ｂとなっている。鏡面部２９ｂと鏡面部３２ｂは対向して配設されている。図３（ｂ）に示すように、光源２６から照射された照明光（矢印参照）は、鏡面部２９ｂ，３２ｂによって交互に反射され、電子部品Ｐの側面に特定方向から入射する。すなわち、鏡面部２９ｂ，３２ｂは光源２６の照明光の導光手段となっている。
【００１８】
図３（ｂ）はシリンダ３０のロッド３０ａを没入させて屈曲部２９ａを上昇させた状態を示している。これにより鏡面部２９ｂ，３２ｂの間隔Ｄは図３（ａ）に示す状態よりも大きくなる。すなわち、間隔Ｄはシリンダ３０を駆動することにより変更され、シリンダ３０は間隔変更手段となっている。なお、屈曲部３２ａを上下動させることにより間隔Ｄを変更しても良い。
【００１９】
次に、光源部２３の機能について説明する。まず光源２４を点灯すると、図４（ａ）に示すように赤外ＬＥＤの照明光はノズル１１の上方に配設された照明反射板１２の赤外透過フィルタ１２ｂを透過して透過照明用反射板１２ａによって下方に反射され、この反射光をカメラ２１で受光することにより電子部品Ｐを暗像とする画像が得られ、この画像により電子部品Ｐの形状を認識することができる。すなわち光源２４は電子部品Ｐを透過認識する第１の光源となっている。
【００２０】
光源２５を点灯することにより、図４（ｂ）に示すように赤色ＬＥＤの照明光はノズル１１に保持された電子部品Ｐの下面を照射し、この反射光がカメラ２１に入射することにより、電子部品Ｐを認識することができる。なお、赤色ＬＥＤの照明光は電子部品Ｐの上方の赤外透過フィルタ１２ｂを透過しないので、透過照明用反射板１２ａによって下方に反射されず、カメラ２１には電子部品Ｐからの反射光のみが入射する。すなわち光源２５は、電子部品Ｐを反射認識するための第２の光源となっている。
【００２１】
次に図５を参照してＣＳＰのように下面にバンプＢが設けられた電子部品Ｐの認識について説明する。まず図５（ａ）に示すように、ＣＳＰである電子部品Ｐを対象とする場合には、シリンダ３０により鏡面部２９ｂの位置を上昇させる。これにより、光源２６から照射された照明光は鏡面部２９ｂ，３２ｂによって導かれ、電子部品Ｐの側面に入射する。このとき、入射位置は電子部品ＰのバンプＢに側面から入射するように照射位置が設定されている。これにより、電子部品Ｐの下面に形成されているリードなどの光沢面に入射することなく、バンプＢの側面にのみ入射する。周囲を囲んで配設された複数の光源部２３からバンプＢの側面を照明された状態で、電子部品Ｐを下方からカメラ２１によって撮像することにより、図５（ｃ）に示すように電子部品ＰのバンプＢ以外を背景画像の暗像とし、バンプＢのみを明像とする画像を得ることができる。すなわち光源２６は、電子部品Ｐを側方から照射する第３の光源となっている。
【００２２】
また、同様にＢＧＡなどＣＳＰよりもサイズが大きく、したがってバンプの位置が下方にずれるような電子部品Ｐ‘を対象とする場合には、シリンダ３０を駆動して鏡面部２９ｂの位置を下降させる。これにより光源２６からの照明光の入射位置は下方に移動し、バンプＢの側面を照射する。そして同様にＢＧＡのバンプＢのみを明像とする画像を得ることができる。
【００２３】
このように、透過認識用の第１の光源、反射認識用の第２の光源およびノズル１１に保持された状態の電子部品に対して側方の特定方向から入射する第３の光源を一体的に備えることにより、ＣＳＰやＢＧＡなど従来の汎用型の電子部品実装装置では実装対象とすることができなかったバンプ付き電子部品を同一の実装装置で実装することが可能となる。また、ロータリヘッド型の電子部品実装装置のように、認識位置で電子部品を保持したノズルの上下動が不可能な装置においても、バンプ付き電子部品の認識が可能となる。したがって、実装装置の汎用性を更に向上させ、トータルの設備費用を削減することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、照明手段に電子部品を透過認識するための第１の光源と、反射認識するための第２の光源と、電子部品を側方から照明するための第３の光源およびこの第３の光源の照明光を導く導光手段とを備えたので、ＣＳＰなどのバンプ付きの電子部品を含めて多品種の電子部品を同一の認識装置により認識することができ、電子部品実装装置の汎用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の平面図
【図２】本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の断面図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の光源部の断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の光源部の断面図
【図４】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の部分断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の部分断面図
【図５】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の部分断面図
（ｂ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の部分断面図
（ｃ）本発明の一実施の形態の電子部品認識装置の画像図
【符号の説明】
７  移載ヘッド
８  電子部品認識装置
１１  ノズル
１２  反射板
１２ａ  透過照明用反射板
１２ｂ  赤外透過フィルタ
２１  カメラ
２２  画像処理部
２３  光源部
２４  第１の光源
２５  第２の光源
２６  第３の光源
２９ｂ、３２ｂ  鏡面部
３０  シリンダ
【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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