CN101163395B - 搭载部件检查方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种搭载部件检查方法，其能够简单且低成本地检查使用表面安装机进行安装的部件的搭载状态，在部件搭载状态不佳的情况下，能够确认其原因。具有吸附嘴(24)的表面安装机，在由吸附嘴(24)吸附部件(44)而向规定的部件搭载位置搭载部件(44)时，针对由吸附嘴(24)进行的部件吸附动作及部件搭载动作的各自的动作，至少进行1次摄像，其中，对于上述部件吸附动作，分别对由吸附嘴进行吸附之前的部件状态、刚吸附之后的部件状态、吸附后上升中的部件状态，至少进行1次摄像，对于上述部件搭载动作，分别对由吸附嘴进行吸附后下降中的部件状态、即将解除吸附之前的部件状态、在解除吸附后吸附嘴上升中的部件状态，至少进行1次摄像。

Description

搭载部件检查方法 

技术领域

本发明涉及一种表面安装机中的搭载部件检查方法，其检查被搭载的部件的搭载状态。 

背景技术

在图5中，吸附搭载头100利用由X轴电动机102驱动的X轴104而沿X方向移动，利用由Y轴电动机106驱动的Y轴108与X轴104一体地沿Y方向移动。由此，吸附搭载头100能够沿XY方向移动，可以在部件供给部和定位在规定作业位置上的印刷基板之间移动。另外，吸附搭载头100具有部件吸附用的吸附嘴110，其可以利用Z轴电动机112沿Z方向升降。吸附嘴110将从部件供给部吸附的部件，在印刷基板上的规定位置上解除吸附而进行搭载。 

作为对使用这种表面安装机进行安装的电子部件的搭载状态进行检查的方法，提出以下方法：将搭载电子部件之前的基板图像与搭载电子部件后的基板图像进行比较，判断搭载状态的优劣(例如，参照专利文献1～3)。 

另外，还提出一种***，其将基板的图像和基板的设计信息及制造条件作成数据库，以可以进行检索(例如，参照专利文献4)。 

此外，还提出一种技术，其在利用吸附管(吸附嘴)吸附部件而进行搬运的搬运装置中，使用2台照相机从2个方向对吸附在吸附管上的部件进行摄像，立体地检测出部件相对于吸附管的相对位置，从而能够精度更高地设置部件(参照专利文献5)。 

专利文献1：特开平11-330798号公报 

专利文献2：特开2000-349499号公报 

专利文献3：特开2003-8295号公报 

专利文献4：特开2000-114692号公报 

专利文献5：专利第3056549号公报 

发明内容

但是，在专利文献1～4所述的方法及***中，都是对基板进行摄像，虽然能够确认部件搭载前的基板状态(钎焊膏的状态、异物的存在等)、以及部件搭载后的部件搭载状态(正常搭载、部件欠缺、方向异常等)，但无法确认部件以何种方式吸附在吸附嘴上，在即将搭载之前处于何种状态，无法在电子部件的搭载状态不佳的情况下确认其原因。 

另外，在专利文献5所述的技术中，考虑通过从2个方向摄像，能够立体地检测部件相对于吸附管(吸附嘴)的相对位置，能够高精度地在基板上设置部件，但不对放置部件的基板进行摄像，因而部件搭载后的状态未被摄像。因此，无法作为使用表面安装机进行安装的电子部件的搭载状态的检查方法使用。另外，需要2台照相机，控制机构变得复杂，增加成本。 

本发明的目的在于，提供一种检查方法，其能够简单且低成本地检查使用表面安装机进行安装的部件的搭载状态，在部件的搭载状态不佳的情况下，能够确认其原因。 

本发明所涉及的搭载部件检查方法的特征在于，在具有吸附嘴的表面安装机利用该吸附嘴吸附部件而向规定的部件搭载位置搭载该部件时，对于该吸附嘴的部件吸附动作及部件搭载动作的各自的动作，至少进行1次摄像。 

其中，对于上述部件吸附动作，分别对由上述吸附嘴进行吸附之前的部件状态、刚吸附之后的部件状态、吸附后上升中的部件状态，至少进行1次摄像，对于上述部件搭载动作，分别对由上述吸附嘴进行吸附后下降中的部件状态、即将解除吸附之前的部件状态、在解除吸附后上述吸附嘴上升中的部件状态，至少进行1次摄像。 

进行上述摄像的定时，可以由上述吸附嘴或吸附在上述吸附嘴上的部件的高度位置确定。 

优选在上述表面安装机中内置图像保存部，或者与上述表面安装机相独立地设置图像保存部，将由上述摄像得到的图像数据与印刷基板信息、搭载点信息及摄像定时信息进行关联，保存在该图像保存部中，并且由上述各信息检索所保存的图像数据而显示图像，从而易于发现搭载不良的原因。 

发明的效果 

根据本发明，由于分别对于利用吸附嘴进行部件吸附动作及部件搭载动作的各自的动作中，至少进行一次摄像，所以在出现部件搭载不良的情况下，能够判断是吸附工序中产生问题还是在搭载工序中产生问题。在虽然发现产品不良，但在吸附工序及搭载工序中的任一个工序中都没有产生问题的情况下，可以判断是在后序工序中产生问题，而并非是表面安装机产生问题。另外，由于对于利用吸附嘴进行部件吸附动作及部件搭载动作的各自的动作，仅至少进行一次摄像即可，所以能够简单且低成本地检查使用表面安装机进行安装的部件的搭载状态。 

进而，通过对于上述部件吸附动作，分别对由上述吸附嘴进行吸附之前的部件状态、刚吸附之后的部件状态、吸附后上升中的部件状态至少进行1次摄像，对于上述部件搭载动作，分别对由上述吸附嘴进行吸附后下降中的部件状态、即将解除吸附之前的部件状态、上述吸附嘴在解除吸附后上升中的部件状态至少进行1次摄像，能够更容易地判断是在吸附工序的哪一个时刻出现问题，或者在搭载工序的哪一个时刻出现问题。 

另外，通过由上述吸附嘴或吸附在上述吸附嘴上的部件的高度位置确定进行上述摄像的定时，能够得到容易观察的图像。 

进而，通过在上述表面安装机中内置图像保存部，或者与上述表面安装机相独立地设置图像保存部，将由上述摄像得到的图像数据与印刷基板信息、搭载点信息及摄像定时信息进行关联，保存在该图像保存部中，并且通过由上述各信息检索保存的图像数据而显示图像，能够更详细地了解部件搭载不良的原因。 

附图说明

图1是表示能够使用本发明所涉及的检查方法的吸附搭载头及其控制***的框图。 

图2是表示能够使用本发明所涉及的检查方法的吸附搭载头10的吸附工序和搭载工序中的动作的图，(A)是表示吸附嘴及部件动作的示意图，(B)是表示在吸附工序的A1～A7的各过程中进行摄像的图像的示意图，(C)是表示在搭载工序的B1～B7的各过程中进行摄像的图像的示意图。 

图3是表示实际生产中的流程的流程图。 

图4是表示使用搭载头数量为n个的吸附搭载头的情况下的控制流程的图。 

图5是示意地表示当前的表面安装机的驱动***的斜视图。 

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。 

对图1进行说明。 

摄像装置10具有CCD照相机12、摄像控制部14和图像显示保存部16。在摄像控制部14中包括编码器比较部14。 

吸附搭载头20具有搭载头主体22、吸附嘴24、吸附嘴驱动电动机26、伺服放大器28和支架30。图1是下述状态，即，由吸附嘴24吸附利用部件供给装置42供给的部件44而移动至规定位置后，在印刷基板46上的规定位置上解除吸附而搭载部件44，吸附嘴24上升之后的状态。 

吸附搭载头20可以利用来自由搭载头控制部32控制的搭载头驱动部34的驱动力，在水平面内沿XY方向(将在水平面内相互正交的2个方向作为XY方向)移动，从而能够在部件供给装置42和印刷基板46之间移动。 

吸附嘴24与吸附搭载头20一起在与图1的纸面垂直的水平面内沿XY方向移动。另外，吸附嘴24可以利用吸附嘴驱动电动机26沿上下的Z方向移动，从部件供给装置42中吸附部件44，移动至规 定位置后，在印刷基板46上的规定位置解除部件44的吸附，将部件44搭载在印刷基板46上。 

吸附嘴24在上下方向即Z方向的移动，利用来自吸附嘴驱动电动机26的驱动力进行，该吸附嘴驱动电动机26由搭载头控制部32经由伺服放大器28控制。来自伺服放大器28的编码器信号输入至摄像控制部14。 

摄像装置10经由支架30与搭载头主体22连结，与吸附搭载头20一起移动。并且，在吸附搭载头20配置在部件供给装置42的部件44的上方时，吸附搭载头20的Z方向的位置由搭载头控制部32控制，使得CCD照相机12可以在以部件供给装置42的部件44为中心的固定范围内进行摄像。 

另外，吸附搭载头20在配置在印刷基板46上的部件搭载位置上方时，吸附搭载头20的Z方向的位置由搭载头控制部32控制，以使CCD照相机12可以在以部件搭载位置为中心的固定范围内进行摄像。 

另外，向摄像控制部14输入来自伺服放大器28的编码器信号。通过该编码器信号，能够唯一地确定吸附嘴24的高度位置及移动方向。输入的编码器信号，在编码器比较部14A中，与预先从搭载头控制部32输入至摄像控制部14的摄像条件进行比较，在满足该摄像条件时，摄像控制部14向CCD照相机12发出摄像触发信号，进行摄像。摄像后的图像数据由图像显示保存部16显示，同时被保存。另外，图像显示保存部16也可以不内置于摄像装置中，而是可以内置于表面安装机中，还可以在外部连接。 

另外，摄像装置10并不必须搭载在可移动的吸附搭载头20上，例如，在具有固定式旋转搭载头的装置的情况下，也可以分别设置吸附工序中的摄像装置和搭载工序中的摄像装置。 

在图2中，图2(A)的横向表示时间的经过，纵向表示从收容在部件供给装置42中的部件44的表面及印刷基板46的表面开始的高度。图2(A)中描绘了多个吸附嘴24及部件44，但由于横向表示时间的经过，所以所表示的吸附嘴24及部件44的数量均为1个。 

另外，为了方便，将收容在部件供给装置42中的部件44的表面和印刷基板46的表面描绘为相同高度，该高度以虚线L₀表示。将下降或上升中的吸附嘴24或部件44进入摄像装置10的摄像范围内的最大高度设为Z₀(从虚线L₀开始的高度)，该高度Z₀以虚线L₁ 表示。 

A1～A7是吸附嘴24吸附部件44的工序，B1～B7是吸附嘴24将部件44搭载于印刷基板46的规定位置上的工序。 

A2是吸附嘴24在吸附工序中下降时即将进入摄像范围之前的高度位置，A4是吸附工序中吸附嘴24成为最低高度的位置，在该位置上，利用吸附嘴24吸附部件44。A6是由吸附嘴24吸附的部件44在吸附工序中上升时刚离开摄像范围之后的高度位置。A3是A2和A4之间的高度位置，A5是A4和A6之间的高度位置。 

B2是吸附在吸附嘴24上的部件44在搭载工序中下降时即将进入摄像范围之前的高度位置，B4是搭载工序中吸附嘴24成为最低高度的位置，在该位置上解除由吸附嘴24的吸附，将部件44搭载在印刷基板46上的规定位置上。B6是吸附嘴24在搭载工序中上升时刚离开摄像范围之后的高度位置，B3是B2和B4之间的高度位置，B5是B4和B6之间的高度位置。 

另外，在图2(B)及(C)中，分别表示由摄像装置10对吸附工序的A1～A7及搭载工序的B1～B7的各状态进行摄像的图像的示意图。 

根据图2，进一步说明能够使用本发明所涉及的检查方法的吸附搭载头10在吸附工序及搭载工序中的动作。 

在吸附工序的A1～A7的过程中，水平方向(XY方向)的位置相同，吸附嘴24下降而吸附部件44，然后上升，从部件供给装置42向上方取出部件44。吸附嘴24沿水平方向(XY方向)移动，在应吸附的部件44正上方停止的状态为A1状态。然后，在A1～A4的过程中，吸附嘴24下降，吸附部件44。吸附嘴24非常接近部件44而刚吸附部件44之后的状态为A4。吸附嘴24吸附部件44后，吸附嘴24在吸附部件44的状态下如A4～A7所示上升，从部件供给装置 42中向上方取出部件44。 

从吸附嘴24吸附部件44而上升的A7状态开始，在吸附部件44的状态下吸附嘴24沿水平方向(XY方向)移动，在应将部件44搭载于印刷基板46上的位置正上方停止的状态为B1。 

在搭载工序的B1～B7的过程中，水平方向(XY方向)的位置相同，吸附嘴24在保持吸附部件44的状态下下降，在最接近印刷基板46的位置解除吸附，将部件44搭载在印刷基板46的规定位置上，然后吸附嘴24向正上方上升。在B1～B4的过程中，吸附嘴24以吸附部件44的状态下降，在与应搭载至印刷基板46的位置的回流用焊锡48上，留有微小的间隙而停止。该状态为B4。然后，解除由吸附嘴24的吸附，将部件44搭载在应搭载至印刷基板46上的位置的回流用焊锡48上。然后，吸附嘴24如B4～B7所示向正上方移动，结束部件的搭载工序。 

摄像的定时，在吸附工序中，由从伺服放大器28发出的编码器信号的计数及方向判断进行设定，其分别与从收容在部件供给装置42中的部件44表面至吸附嘴24最下端的高度及吸附嘴24的移动方向(下降)、或者从被收容的部件44表面位置至吸附在吸附嘴24上的部件44最下端的高度及吸附嘴24的移动方向(上升)对应。吸附嘴24在最下方的位置上吸附部件44后上升。 

在搭载工序中，该定时由从伺服放大器28发出的编码器信号的计数及方向判断进行设定，其分别与从印刷基板46表面至吸附在吸附嘴24上的部件44最下端的高度及吸附嘴24的移动方向(下降)、或者从印刷基板46表面至吸附嘴24最下端的高度及吸附嘴24的移动方向(上升)对应。吸附嘴24在最下方的位置上解除吸附部件44后上升。 

为了在出现部件搭载不良的情况下，能够更容易地判断在吸附工序的哪一个时刻产生问题、或在搭载工序的哪一个时刻产生问题，在吸附工序中，优选至少对由吸附嘴24吸附部件44之前的状态(A2或A3)、刚吸附之后的状态(A4)、吸附后上升中的状态(A5)进行摄像。在搭载工序中，优选至少对吸附嘴24解除吸附部件44之前 的状态(B3)、即将解除吸附之前的状态(B4)、解除吸附后吸附嘴24上升中的状态(B5或B6)进行摄像。 

摄像条件由与吸附嘴24的移动相关联而从伺服放大器28发出的编码器信号进行设定。编码器信号唯一地确定吸附嘴24的高度位置及吸附嘴24的移动方向。 

作为摄像条件的编码器信号，预先从搭载头控制部32输入至摄像控制部36。也可以与搭载头控制部32的控制条件对应而自动地确定作为摄像条件的编码器信号。在此情况下，由于从搭载头控制部32向摄像控制部36的条件设定，在吸附工序结束后转移至搭载工序，所以通过在从吸附搭载头20进行部件44吸附的地点移动至进行部件44的搭载的地点的期间(在图2中，从A7状态移动至B1状态的期间)进行，不会影响表面安装机的处理速度。 

由于作为摄像条件而被确定的、与吸附嘴24的高度位置及移动方向对应的编码器信号，能够由摄像控制部36任意地赋予，所以能够由部件44的尺寸信息等在每次摄像时指定不同的条件。 

从伺服放大器28发出的编码器信号输入至摄像控制部36中。输入的编码器信号与编码器比较部38中的作为摄像条件的编码器信号进行比较，在满足摄像条件时，从摄像控制部36向摄像装置10发出摄像触发信号，进行摄像。 

进行摄像的定时，可以基于从伺服放大器28发出的编码器信号而任意地指定，可以在吸附工序及搭载工序中分别取得大于或等于1张的图像。 

由此，在产生部件搭载不良的情况下，能够判断是吸附工序中出现问题还是在搭载工序中出现问题。在虽然发现产品不良，但在吸附工序及搭载工序中的任一个工序中都没有产生问题的情况下，可以判断并非是由表面安装机产生问题，而是在后序工序中产生问题。另外，由于在利用吸附嘴进行部件吸附动作及部件搭载动作的各自的动作中，仅至少进行一次摄像即可，所以能够简单且低成本地检查使用表面安装机进行安装的部件的搭载状态。此外，也可以作为活动图像而进行记录。 

另外，在从伺服放大器28发出的编码器信号满足摄像条件时，从摄像控制部36向摄像装置10发出摄像触发信号而进行摄像。由此，摄像与吸附嘴24的动作独立，摄像不会妨碍吸附嘴24的动作。因此，不会由于摄像而使表面安装机的部件搭载速度下降。 

此外，为了得到容易观察的图像，需要与部件44的尺寸对应而确定摄像高度。在吸附工序中，如果使从收容在部件供给装置42中的部件44表面至吸附嘴24最下端的高度(下降时)、或者至吸附在吸附嘴24上的部件44最下端的高度(上升时)恒定而进行摄像，则能够得到容易观察的图像。在搭载工序中，如果使从印刷基板46表面至吸附在吸附嘴24上的部件44最下端的高度(下降时)、或者至吸附嘴24最下端的高度(上升时)恒定而进行摄像，则能够得到容易观察的图像。 

摄像后的图像数据由图像显示保存部16显示并保存。此时，将摄像后的图像数据与印刷基板信息、搭载点信息及摄像定时信息相关联，保存在图像显示保存部16中。保存在图像表示保存部16中的图像数据，可以通过上述各信息进行检索，例如，针对产生搭载不良的印刷基板的搭载点，通过观察吸附工序及搭载工序中的所有图像，能够确认在哪一个工序的摄像定时产生问题。另外，通过显示在与产生问题的摄像定时相同的摄像定时进行摄像的所有印刷基板的图像数据，能够确认从哪一个基板开始产生问题。 

由此，在发现产品中产生不良的情况下，通过确认在该不良位置搭载时的吸附工序及搭载工序的图像，能够判断是由表面安装机产生的问题还是由后序工序产生的问题。另外，在由表面安装机产生问题的情况下，能够判断其原因是在吸附工序及搭载工序的哪一个时刻产生。在虽然发现产品不良，但在吸附工序及搭载工序的任一个工序中都没有产生问题的情况下，可以判断并非是表面安装机产生问题，而是在后序工序中产生问题。 

另外，图像检索可以不仅将该表面安装机所涉及的图像数据作为对象，还将多个表面安装机所累积的图像作为对象。另外，检索的图像可以连续重放(动画)，能够更迅速地进行不良位置的检查。 

在上述说明中，作为编码器信号使用从伺服放大器28发出的信号，但也可以使用从吸附嘴驱动电动机26发出的编码器信号。另外，编码器信号可以是差动信号，也可以是由串行通信而产生的信号。 

另外，上述说明的从伺服放大器28或吸附嘴驱动电动机26发出的编码器信号，是从电动机编码器(未图示)发出的电动机编码器信号，但也可以取代电动机编码器，设置监视吸附嘴24沿Z方向上下移动的线性编码器(未图示)，利用线性编码器信号监视吸附嘴24的高度及移动方向。 

根据上述内容，通过图3的流程图说明实际生产中的流程。 

如果开始将印刷基板46搬入至表面安装机的规定位置(步骤S1)，则参照识别符，设定用于确定该基板的信息(基板的种类、第几片等)，保存在图像显示保存部16中(步骤S2)。如果印刷基板46的搬入完成(步骤S3)，则为了由吸附搭载头20吸附部件44，开始沿水平方向(XY方向)的移动(步骤S4)，同时设定与吸附相关的信息(所吸附的部件的位置、大小等)及吸附工序中的摄像条件，保存在图像显示保存部16中(步骤S5)。如果移动至进行吸附的部件44的正上方完成(步骤S6)，则吸附嘴24开始下降(步骤S7)，吸附部件44(步骤S8)，然后上升(步骤S9)。在吸附嘴24开始下降至吸附部件44后上升的期间，基于所设定的摄像条件，在规定的定时进行摄像，图像由图像显示保存部16显示，同时将图像数据保存在图像显示保存部16中(步骤S7-A、B、C，步骤S8-A、B、C，步骤S9-A、B、C)。 

然后，吸附搭载头20开始沿水平方向(XY方向)移动至印刷基板46上的应搭载部件44的位置的正上方(步骤S10)，同时设定与搭载相关的信息(进行搭载的位置等)及搭载工序中的摄像条件，保存在图像显示保存部16中(步骤S11)。如果移动至应搭载的位置的正上方完成(步骤S12)，则吸附嘴24开始下降(步骤S13)，在印刷基板46上的规定位置解除吸附而搭载部件44(步骤S14)，然后上升(步骤S15)。在从吸附嘴24开始下降至解除吸附部件44后上升的期间，基于设定的摄像条件，以规定的定时进行摄像，图像 由图像显示保存部16显示，同时将图像数据保存在图像显示保存部16中(步骤S13-A、B、C，步骤S14-A、B、C，步骤S15-A、B、C)。 

上述吸附工序及搭载工序重复进行，直至所有部件的搭载结束为止(步骤S16)。并且，如果对1片基板的部件搭载结束，则进行对下一片基板的部件搭载。并且，在达到生产预定片数后结束(步骤S17)。 

由于在实际的生产中，使用具有多个吸附搭载头的表面安装机，所以在图4中表示在使用搭载头的数量为n个吸附搭载头的情况下的控制流程。 

通过XY工作台的移动，首先搭载头1向部件吸附位置移动，为了吸附部件而下降，吸附部件，吸附部件后上升。然后，移动至第一个搭载点，为了搭载部件而下降，解除吸附而搭载部件，搭载部件后上升。 

然后，通过XY工作台的移动，搭载头2向部件吸附位置移动，通过与搭载头1相同的动作，在第二个搭载点搭载部件。下面进行相同动作，搭载头n在第n个搭载点搭载部件。 

如果利用搭载头n进行的部件搭载结束，则搭载头1再次通过XY工作台的移动，移动至第n+1个部件吸附位置，通过进行与第一个搭载点时相同的动作而在第n+1个搭载点搭载部件。然后，按搭载头2、3......、n的顺序持续搭载部件，直至必要的部件搭载结束。 

搭载头控制部在搭载头向部件吸附位置移动的期间，将摄像条件输入至摄像控制部，同时将与印刷板及部件相关的信息保存在图像显示保存部中。另外，搭载头控制部在搭载头向部件搭载位置移动的期间，将摄像条件输入至摄像控制部，同时将与搭载位置相关的信息保存在图像显示保存部中。 

Claims (4)

1.一种表面安装机中的搭载部件检查方法，其特征在于，

在具有吸附嘴的表面安装机利用该吸附嘴吸附部件而向规定的部件搭载位置搭载该部件时，对于该吸附嘴的部件吸附动作及部件搭载动作的各自的动作，至少进行1次摄像，

其中，对于上述部件吸附动作，分别对由上述吸附嘴进行吸附之前的部件状态、刚吸附之后的部件状态、吸附后上升中的部件状态，至少进行1次摄像，对于上述部件搭载动作，分别对由上述吸附嘴进行吸附后下降中的部件状态、即将解除吸附之前的部件状态、在解除吸附后上述吸附嘴上升中的部件状态，至少进行1次摄像。

2.根据权利要求1所述的表面安装机中的搭载部件检查方法，其特征在于，

进行上述摄像的定时，由上述吸附嘴或吸附在上述吸附嘴上的部件的高度位置确定。

3.根据权利要求1所述的表面安装机中的搭载部件检查方法，其特征在于，

在上述表面安装机中内置图像保存部，或者与上述表面安装机相独立地设置图像保存部，将由上述摄像得到的图像数据与印刷基板信息、搭载点信息及摄像定时信息进行关联，保存在该图像保存部中，并且利用上述各信息对所保存的图像数据进行检索而显示图像。

4.根据权利要求2所述的表面安装机中的搭载部件检查方法，其特征在于，

在上述表面安装机中内置图像保存部，或者与上述表面安装机相独立地设置图像保存部，将由上述摄像得到的图像数据与印刷基板信息、搭载点信息及摄像定时信息进行关联，保存在该图像保存部中，并且利用上述各信息对所保存的图像数据进行检索而显示图像。

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