CN203884139U - 元件安装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种元件安装装置，能够以低成本且高定位精度进行透镜元件向涂敷荧光体后的LED元件的安装。将对安装于照明基板之后的LED元件上涂敷的荧光体进行拍摄的基板识别摄像机单元设为具备平面照明单元(照明部)和摄像机(图像取得部)的结构，平面照明单元设有第一滤光器并经由第一滤光器而对基板的拍摄对象部位照射照明光，第一滤光器具有将光源部发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性，摄像机设有第二滤光器并经由第二滤光器接收从拍摄对象部位反射的照明光的反射光而取得图像，第二滤光器具有使通过照明光进行入射来激发荧光体而产生的激发光透过且不使来自在LED元件未涂敷荧光体的塑模部的照明光的反射光透过的滤光特性。

Description

元件安装装置

技术领域

本实用新型涉及将透镜元件安装于涂敷有荧光体的LED元件的元件安装装置。

背景技术

作为显示面板的背光用的光源装置或通用的照明装置的光源装置，广泛使用将LED元件安装于基板而成的LED照明基板。在光源装置中，根据削减成本的要求，要求通过尽可能少的数量的LED元件来获得均匀的照度，因此使用将光扩散用的透镜安装于LED元件的结构。在该安装透镜的方式中，为了获得均匀的光扩散效果，要求使透镜的光轴相对于LED元件准确地进行对位，因此在将透镜元件安装于LED元件的元件安装装置中使用具备识别处理装置的结构，所述识别处理装置对安装于照明基板的状态的LED元件上涂敷的荧光体进行位置识别(例如参照专利文献1)。在该专利文献1所示的现有技术例中，使将紫外光作为照明光向LED元件照射而产生的反射光经由滤光器向基板识别摄像机入射，由此通过图像识别仅提取涂敷于LED元件的荧光体。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-77648号公报

实用新型内容

然而，在上述的现有技术例中，由于将紫外光作为照明光而对涂敷于LED元件的荧光体进行图像识别的结构，在将通用型的元件安装装置适用于LED照明基板的生产线时，存在如以下所述那样的难点。即，在通用型的元件安装装置的图像识别装置中一般使用将白色LED等作为光源的白色照明光，因此在识别对象是涂敷有荧光体的状态的LED元件的情况下，难以确保所需的识别精度。LED元件的塑模部通常为白色，在塑模部覆盖LED元件而涂敷的荧光体呈淡黄色，因此难以在取得图像上清楚地识别它们。如此，在现有技术中存在如下问题：在涂敷荧光体后的LED元件的位置识别中需要专用的图像识别装置，通过具备使用白色照明光的图像识别装置的通用、低成本型的元件安装装置，难以以高定位精度进行向涂敷荧光体后的LED元件的元件安装。

因此，本实用新型的目的在于提供一种能够以低成本且高定位精度进行透镜元件向涂敷荧光体后的LED元件的安装的元件安装装置。

本实用新型的元件安装装置将透镜元件安装于安装有LED元件的照明基板，其中，所述元件安装装置具备：识别单元，通过拍摄装置对形成于所述照明基板的基板识别标记及涂敷于所述LED元件的荧光体进行拍摄而进行位置识别；及定位单元，基于所述识别单元的位置识别的结果来进行将所述透镜元件安装于所述照明基板时的安装定位，所述拍摄装置具有：照明部，设有第一滤光器，并经由该第一滤光器而对所述照明基板的拍摄对象部位照射所述照明光，所述第一滤光器具有将光源部发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性；及图像取得部，设有第二滤光器，并经由所述第二滤光器接收从所述拍摄对象部位反射的所述照明光的反射光从而取得该拍摄对象部位的图像，所述第二滤光器具有使通过所述照明光入射来激发所述荧光体而产生的激发光透过且不使来自在所述LED元件未涂敷所述荧光体的塑模部的所述照明光的反射光透过的滤光特性，所述定位单元根据基于由所述图像取得部取得的图像而检测到的所述荧光体的位置识别的结果，使所述透镜元件相对于所述LED元件进行定位。

实用新型效果

根据本实用新型，将对安装于照明基板之后的LED元件上涂敷的荧光体进行拍摄的拍摄装置设为具备照明部和图像取得部的结构，所述照明部设有第一滤光器并经由该第一滤光器而对照明基板的拍摄对象部位照射照明光，所述第一滤光器具有将光源部发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性，所述图像取得部设有第二滤光器并经由第二滤光器接收从拍摄对象部位反射的照明光的反射光而取得图像，所述第二滤光器具有使通过照明光进行入射来激发荧光体而产生的激发光透过且不使来自在LED元件未涂敷荧光体的塑模部的照明光的反射光透过的滤光特性，由此能够通过使用了白色照明光的通用型的图像识别装置而以高精度识别荧光体，能够以低成本且高定位精度进行透镜元件向涂敷荧光体后的LED元件的安装。

附图说明

图1是本实用新型的一实施方式的元件安装装置的俯视图。

图2是本实用新型的一实施方式的元件安装装置中的安装头的侧视图。

图3是用于本实用新型的一实施方式的元件安装装置的拍摄装置的结构说明图。

图4是本实用新型的一实施方式的元件安装装置中的元件识别的说明图。

图5是本实用新型的一实施方式的元件安装装置中的拍摄用的照明部的结构说明图。

图6是本实用新型的一实施方式的元件安装装置中的拍摄用的照明部的功能说明图。

图7是本实用新型的一实施方式的元件安装方法的工序说明图。

标号说明

7   Y轴移动台

8   X轴移动台

9   安装头

16  LED元件

17  树脂

19  透镜元件

20  基板识别摄像机单元

21  受光部

22  光学单元

23  摄像机

24  同轴照明单元

26  第二滤光器

30  平面照明单元

31  照明基板

32  光源部

32a 第一照明光源部

32b 第二照明光源部

32c 第三照明光源部

33  第一滤光器

具体实施方式

接着，参照附图说明本实用新型的实施方式。首先，参照图1、图2，说明元件安装装置的结构。在本实施方式中，该元件安装装置配置在制造LED照明基板的LED照明基板生产线上，用于将透镜元件安装于安装有LED元件的照明基板的用途。

在图1中，在基台1上沿X方向配置有搬送路2。搬送路2搬送在前工序中安装了LED元件的照明基板3(以下，简述为“基板3”。)，并在设定于搬送路2上的安装位置对基板3进行定位。在搬送路2的两侧设有元件供给部4，在元件供给部4安装有多个元件供料器5。在本实施方式中，这些元件供料器包括供给覆盖LED元件而安装的透镜元件19(参照图2)的元件供料器。

具备直线驱动机构的Y轴移动台7沿Y方向水平地配置于基台1的X方向的一端部。在Y轴移动台7以沿Y方向移动自如的方式安装有两台X轴移动台8，在各个X轴移动台8以沿X方向移动自如的方式安装有安装头9。如图2所示，X轴移动台8将沿X方向以细长形状设置的梁部件8a作为主体，在梁部件8a沿水平方向配置有直线导轨13。在直线导轨13以沿X方向滑动自如的方式嵌装有直线滑块14，直线滑块14经由以垂直姿势配置的矩形形状的结合托架9a而与安装头9结合。在结合托架9a结合有构成直线驱动机构的可动件12，可动件12相对于相对的固定件11滑动。

安装头9是具备多个单位保持头10的多工位式头，通过安装在各个单位保持头10的下端部的吸嘴10a(参照图2)，由吸嘴10a从元件供给部4的元件供料器5取出包括透镜元件的电子元件，而安装于由搬送路2搬送定位后的基板3上。在元件供给部4与搬送路2之间配置有元件识别摄像机6，在从元件供给部4取出电子元件后的安装头9在元件识别摄像机6的上方移动时，元件识别摄像机6对保持于安装头9的状态的电子元件进行拍摄而进行识别。在将电子元件安装于基板3时，基于该识别结果来进行搭载元件时的位置校正。

在安装头9上，一体地移动的作为拍摄装置的基板识别摄像机单元20定位安装于X轴移动台8的下方。如图2所示，基板识别摄像机单元20以使拍摄光轴a朝下的姿势安装于结合托架9a，并与安装头9一起向基板3的上方移动，而对形成于基板3的基板识别标记(省略图示)及预先安装于基板3的LED元件16进行拍摄。而且，基于对该拍摄结果进行识别处理而取得的LED元件16的位置检测结果，将吸附保持于吸嘴10a的透镜元件19安装于LED元件16。在LED元件16的周围预先涂敷有用于接合透镜元件19的接合用树脂18。

如图3(a)所示，LED元件16形成为如下结构：将设有凹部16c的圆堤部16b凸起设置于平面底座部16a的上表面，覆盖安装于凹部16c的LED元件15而涂敷有树脂17。在此，LED元件15是蓝色LED，使用包含发出与LED元件15发出的蓝色具有补色关系的黄色的荧光的荧光体(例如YAG荧光体)的树脂作为树脂17。

在从LED元件15发出的蓝色光透过树脂17而照射的过程中，与树脂17内所含的荧光体发出的黄色混色，成为白色光而照射。而且，所照射的白色光由透镜元件19扩散而向更宽的范围照射。此时，为了获得良好的扩散效果，需要使透镜元件19相对于LED元件16准确地进行对位。

在本实施方式中，通过由基板识别摄像机单元20拍摄LED元件16，确保透镜元件19相对于LED元件16的对位精度。即，如图3(b)所示，对拍摄LED元件16而取得的LED元件16的平面图像进行识别处理，由此识别树脂17的中心位置C，在由单位保持头10将透镜元件19安装于LED元件16时，使吸附保持于吸嘴10a的透镜元件19相对于所识别的中心位置C进行对位。

接着，参照图4说明基板识别摄像机单元20的结构。如图4所示，基板识别摄像机单元20形成为如下结构：将内置有受光元件21a的受光部21与具备透镜22a、22b及棱镜22c的光学单元22结合而作为摄像机23，将同轴照明单元24与摄像机23的下表面侧结合，而且在同轴照明单元24的下表面安装有平面照明单元30。

受光部21以将拍摄光轴a设为水平的姿势与光学单元22结合，经由处于拍摄对象物侧的透镜22b而从下方向垂直上方入射的拍摄光由棱镜22c折射成水平方向之后经由透镜22a向受光元件21a入射，使处于规定的焦点位置的拍摄对象物的图像成像于受光元件21a。而且，通过识别处理部27对由受光元件21a取得的图像信号进行识别处理，由此检测图3(b)所示的中心位置C。在将透镜元件19安装于LED元件16时，基于识别处理部27的识别结果，由控制部(省略图示)对Y轴移动台7、X轴移动台8进行控制，由此使吸附保持于吸嘴10a的透镜元件19与中心位置C对位。

因此，识别处理部27成为如下的识别单元：通过作为拍摄装置的基板识别摄像机单元20对形成于基板3(照明基板)的基板识别标记及涂敷于LED元件16的树脂17(荧光体)进行拍摄而进行位置识别。而且，Y轴移动台7、X轴移动台8及控制部构成基于上述的识别单元的位置识别的结果来进行将透镜元件19安装于基板3时的安装定位的定位单元。

同轴照明单元24具有具备多个LED25a的同轴照明光源部25及将来自同轴照明光源部25的照明光向下方反射的半透半反镜24a，被反射的照明光透过在与平面照明单元30的上表面之间配置的第二滤光器26而相对于基板3从垂直方向入射，而从拍摄光轴a的同轴方向对拍摄对象物进行照明。

平面照明单元30在作为电子元件安装用装置的元件安装装置中具有对作为摄像机23的拍摄对象的基板3照射照明光的功能，将在下表面侧配置有光源部32并在中央部设有供拍摄光轴a贯通的开口部31a的平板状的照明基板31作为主体。在照明基板31的下方，与照明基板31平行地设有扩散板34，在扩散板34上，在与开口部31a对应的位置设有开口部34a。另外，在照明基板31与扩散板34之间，在规定位置配置有图5(c)所示的形状的第一滤光器33。

在由装入有平面照明单元30的基板识别摄像机单元20对作为拍摄对象的基板3进行拍摄的状态下，平面照明单元30处于与作为拍摄对象的基板3大致平行地相对的位置。因此，在该状态下，照明基板31在基板3与摄像机23之间相对于基板3的表面大致平行地定位，光源部32配置在与基板3隔着扩散板34而相对的下表面侧。在本实施方式所示的平面照明单元30中，光源部32由能够通过照明控制部35单独地控制的多个单独光源部构成。

在照明控制部35控制光源部32时，参照根据拍摄对象的特性预先设定而存储于照明数据存储部36的照明数据。即，以实现与作为基板识别摄像机单元20的拍摄对象的拍摄对象物的表面性状特性、拍摄数据的识别的种类、识别的目的对应的最优的照明状态的方式，设定将各单独光源部的通断、照明强度组合而成的照明模式。

图5表示在照明基板31的下表面配置的光源部32的结构及在照明基板31的上下表面配置的第一滤光器33及第二滤光器26。如图5(b)所示，在开口部31a的周围配置有3种单独光源部、即第一照明光源部32a、第二照明光源部32b、第三照明光源部32c。这些单独光源部均由多个LED构成，这些LED的种类根据拍摄对象、目的而适当地选择。在此，作为第一照明光源部32a、第二照明光源部32b使用发出红色光的LED，另外作为第三照明光源部32c使用发出白色光的LED。

第一照明光源部32a配置在最靠近拍摄光轴a的位置，第二照明光源部32b配置成环绕第一照明光源部32a的外侧。而且，第三照明光源部32c仅配置在第二照明光源部32b的外侧且以拍摄光轴a为中心点的矩形范围(用虚线框A表示)内的四个对角位置。

如图5(c)所示，在照明基板31的下表面，在与第三照明光源部32c对应的范围内配置有第一滤光器33。第一滤光器33具有将光源部32的第三照明光源部32c发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性。在此，使用具有将第三照明光源部32c发出的白色光转换为蓝色光的滤光特性的滤光器。而且，通过使平面照明单元30动作，平面照明单元30经由第一滤光器33而对基板3的拍摄对象部位、即LED元件16的上表面照射拍摄用的照明光。即，平面照明单元30成为如下的照明部：设置具有将光源部32发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性的第一滤光器33，并经由该第一滤光器33而对基板3的拍摄对象部位照射照明光。

如图5(a)所示，在开口部31a的上方设有第二滤光器26。第二滤光器26具有如下的滤光特性：使通过经由第一滤光器33照射的照明光入射来激发树脂17中含有的荧光体而产生的激发光透过，并且不使来自在LED元件16未涂敷树脂17的平面底座部16a、圆堤部16b等塑模部的照明光的反射光透过。

图6(a)、(b)表示由基板识别摄像机单元20进行的LED元件16的拍摄时的照明光及该照明光被反射而取入到摄像机23的拍摄光。在此，与拍摄对象的特性对应地，仅使光源部32的多个单独光源部中的第三照明光源部32c点亮。首先，参照图6(a)，对从平面照明单元30照射并由LED元件16的平面底座部16a、圆堤部16b反射而产生的反射光进行说明。

即，从第三照明光源部32c照射的白色的照明光由于透过第一滤光器33而被转换为蓝色的照明光，并向LED元件16入射(箭头b)。此时，由于LED元件16的塑模部(平面底座部16a、圆堤部16b)呈白色，因此从这些部分向上方反射蓝色光而向第二滤光器26入射(箭头c)。在此，第二滤光器26如上所述地具有不使来自塑模部的照明光的反射光透过的滤光特性，因此这些反射光由第二滤光器26遮挡而不取入到摄像机23。

接着，如图6(b)所示，由于从第三照明光源部32c照射并透过第一滤光器33而被转换为蓝色的照明光的反射光还向涂敷于LED元件16的树脂17入射(箭头d)。而且，利用该入射光激发树脂17中含有的荧光体，黄色的激发光向上方反射而向第二滤光器26入射(箭头e)。在此，由于第二滤光器26如上所述地具有使激发树脂17中的荧光体而产生的激发光透过的滤光特性，因此这些反射光透过第二滤光器26而取入到摄像机23。

由此，通过摄像机23取得图6(c)所示的识别图像。在该取得图像23a中，包含塑模部的背景部显示为暗色的背景部16*，并且包含荧光体的树脂17的部分显示为亮色的树脂部17*。即，在本实施方式中，摄像机23通过经由第二滤光器26接收从作为拍摄对象部位的LED元件16反射的照明光的反射光，而作为取得该拍摄对象部位的图像的图像取得部来发挥功能。在该图像取得中，与作为摄像机23使用单色摄像机并仅使用通常的白色光源来拍摄LED元件16的情况相比，取得树脂17的范围/位置更清楚的识别图像。

图7说明基于如此取得的识别图像而将透镜元件19安装于基板3的安装方法。首先，如图7(a)所示，通过识别处理部27(识别单元)对图6(c)所示的取得图像进行识别处理，由此在LED元件16中检测树脂17的中心位置C。此时，由于取得树脂17的范围、位置清楚的图像，因此能够以高精度检测中心位置C。

接着，如图7(b)所示，通过由Y轴移动台7、X轴移动台8及控制部构成的定位单元使由吸嘴10a吸附保持的透镜元件19相对于LED元件16进行定位。该定位基于上述的识别单元的位置识别的结果通过使透镜元件19的中心与树脂17的中心位置C对齐而进行。由此，从透镜元件19向下方突出的接合用的突部19a位于预先涂敷于LED元件16的周围的接合用树脂18的上方，设于透镜元件19的下表面的凹部19b位于LED元件16的上方。

而且，使单位保持头10下降，使透镜元件19落地于LED元件16的上方，由此，如图7(c)所示，LED元件16与透镜元件19的凹部19b嵌合，并且突部19a与接合用树脂18接触而与基板3接合。由此，透镜元件19向基板3的安装完成。

如上述说明的那样，在本实施方式所示的元件安装装置中，将对安装于基板3之后的LED元件16上涂敷的树脂17(荧光体)进行拍摄的基板识别摄像机单元20设为具备平面照明单元30(照明部)和摄像机23(图像取得部)的结构，所述平面照明单元30设有第一滤光器33并经由该第一滤光器33而对基板3的拍摄对象部位照射照明光，所述第一滤光器33具有将光源部32发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性，所述摄像机23设有第二滤光器26并经由第二滤光器26接收从拍摄对象部位反射的照明光的反射光而取得图像，所述第二滤光器26具有使通过照明光入射来激发荧光体而产生的激发光透过且不使来自在LED元件16未涂敷荧光体的塑模部的照明光的反射光透过的滤光特性。

由此，能够通过使用了白色照明光的通用型的图像识别装置而以高精度识别荧光体，能够以低成本且高定位精度进行透镜元件19向涂敷荧光体后的LED元件16的安装。

产业实用性

本实用新型的元件安装装置具有能够以低成本且高定位精度进行透镜元件向涂敷荧光体后的LED元件的安装这样的效果，在将透镜元件安装于涂敷有荧光体的LED元件而制造照明基板的领域中是有用的。

Claims (2)

1.一种元件安装装置，将透镜元件安装于安装有LED元件的照明基板，

所述元件安装装置的特征在于，具备：

识别单元，通过拍摄装置对形成于所述照明基板的基板识别标记及涂敷于所述LED元件的荧光体进行拍摄而进行位置识别；及

定位单元，基于所述识别单元的位置识别的结果来进行将所述透镜元件安装于所述照明基板时的安装定位，

所述拍摄装置具有：

照明部，设有第一滤光器，并经由该第一滤光器而对所述照明基板的拍摄对象部位照射所述照明光，所述第一滤光器具有将光源部发出的光转换为特定波长域的照明光的滤光特性；及

图像取得部，设有第二滤光器，并经由所述第二滤光器接收从所述拍摄对象部位反射的所述照明光的反射光从而取得该拍摄对象部位的图像，所述第二滤光器具有使通过所述照明光入射来激发所述荧光体而产生的激发光透过且不使来自在所述LED元件未涂敷所述荧光体的塑模部的所述照明光的反射光透过的滤光特性，

所述定位单元根据基于由所述图像取得部取得的图像而检测到的所述荧光体的位置识别的结果，使所述透镜元件相对于所述LED元件进行定位。

2.根据权利要求1所述的元件安装装置，其特征在于，

所述特定波长域的照明光为蓝色光。