JP2011018816A - 電子部品の装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大型電子部品を装着する前に大型電子部品を装着する領域が正常であるか否かを検査することにより、不良基板の発生を防止できる電子部品の装着方法を提供する。
【解決手段】基板Ａの領域Ａ1に小型電子部品を装着したのちに、領域Ａ2に大型電子部品を装着する電子部品の装着方法において、両電子部品が装着される前の領域Ａ2の各区画を基板認識カメラ１８で撮像したのちに、基板Ａの領域Ａ1に小型電子部品を装着した。つぎに、小型電子部品が装着された基板Ａの領域Ａ2の各区画を基板認識カメラ１８で撮像し、小型電子部品装着前の初期画像と、小型電子部品装着後の比較画像とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定した。そして、両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板Ａの領域Ａ2に大型電子部品を装着するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板の電子部品装着面に小型電子部品と大型電子部品とを装着する電子部品の装着方法に関する。

従来から、プリント基板などの基板に、ＩＣ、抵抗器、コンデンサ等の小型の電子部品や、ＢＧＡ（Ball Grid Array）、ＱＦＰ（Quad Flat Package）等の大型の電子部品を装着することが電子部品装着装置を用いて行われている。このような電子部品装着装置には、撮像装置が設けられており、この撮像装置が撮像する基板の画像から基板の電子部品装着面への異物の付着の有無や電子部品の装着状態の適否等が判断される（例えば、特許文献１参照）。

この電子部品装着装置（実装部品検査装置）は、Ｘ軸テーブル部の駆動によりＸ軸方向に移動する撮像部と投光部、およびＹ軸テーブル部の駆動によりＹ軸方向に移動するコンベヤとを備えている。また、投光部は、光源と遮光部とで構成されており、光源は、観測位置に対し、所定の入射角を有する光を全方位から照射できるように設置されている。このため、コンベヤに電子部品が装着された基板を支持させて観測位置に搬送し、その状態で、電子部品を光源で照射しながら撮像することにより、基板に装着された電子部品のリード間にはんだクズが存在するか否かを判定することができる。

特開２０００−２５２７００号公報

しかしながら、前述した従来の電子部品装着装置では、電子部品が装着される前の基板の検査を行っていないため、電子部品が装着される前の基板に異物の付着等の異常がある場合には、電子部品の正常な装着が行われない場合が生じる。特に、はんだクズ等の異物が電子部品の下面に隠れてしまった場合には後工程での外観検査ではその異常を確認することができない。すなわち、前述した従来の電子部品装着装置は、電子部品が装着された基板にはんだクズ等の異物が付着しているか否かを判定するためのもので、不良基板の発生を防止することはできない。

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、その目的は、ＢＧＡやＱＦＰ等の大型電子部品を装着する前に、基板における大型電子部品を装着する領域が正常であるか否かを検査することにより、不良基板の発生を防止できる電子部品の装着方法を提供することである。

前述した目的を達成するため、本発明に係る電子部品の装着方法の構成上の特徴は、基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着したのちに大型電子部品を装着する電子部品の装着方法であって、両電子部品が装着される前の基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分を撮像装置で撮像する初期撮像工程と、基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分に小型電子部品を装着する小型電子部品装着工程と、小型電子部品が装着された基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分を撮像装置で撮像する比較撮像工程と、初期撮像工程において撮像された画像と、比較撮像工程で撮像された画像とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定する判定工程と、判定工程において両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分に大型電子部品を装着する大型電子部品装着工程とを備えたことにある。

本発明に係る電子部品の装着方法では、基板に小型電子部品を装着する前、すなわち、基板の電子部品装着面の所定部分に印刷によりハンダパターンが設けられたのちの電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分を、まず撮像装置で撮像する。ついで、基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分に小型電子部品を装着したのちに、再度、撮像装置で電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分を撮像するようにしている。そして、小型電子部品装着前の撮影画像と、小型電子部品装着後の撮影画像とを比較して、両撮影画像が同一であるか、すなわち、不良の有無を判定するようにしている。この場合の不良とは、基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分への異物の付着やハンダパターンのくずれなどである。

このため、小型電子部品装着後の基板に不良が発生している場合には、その不良を取り除く処理を行ったのちに大型電子部品の装着を行うことができる。この結果、不良基板の発生を未然に防ぐことができる。また、基板の電子部品装着面全体や小型電子部品と大型電子部品との全電子部品を各工程において撮像装置で撮像して不良の有無を判定する場合には、長時間が必要になるが、本発明では、特に検査が重要になる大型電子部品を装着する部分に対してだけを撮像して不良の有無を判定するため、処理時間の短縮ができ生産効率を向上させることができる。

また、本発明に係る撮像装置は同じものであっても異なるものであってもよい。例えば、基板に小型電子部品を装着する電子部品装着装置と、基板に大型電子部品を装着する電子部品装着装置とが異なる装置である場合には、小型電子部品装着後の撮像は、小型電子部品を装着する電子部品装着装置に備わった撮像装置で撮像してもよいし、大型電子部品を装着する電子部品装着装置に備わった撮像装置で撮像してもよい。また、小型電子部品装着前の撮影画像と小型電子部品装着後の撮影画像との比較は、画像処理装置によって画像処理された画像データの比較として行うことが好ましい。

また、本発明に係る電子部品の装着方法の他の構成上の特徴は、基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着したのちに大型電子部品を装着する電子部品の装着方法であって、両電子部品が装着される前の基板の電子部品装着面を撮像装置で撮像する初期撮像工程と、基板の電子部品装着面に小型電子部品を装着する小型電子部品装着工程と、小型電子部品が装着された基板の電子部品装着面を撮像装置で撮像する比較撮像工程と、初期撮像工程において撮像された画像における小型電子部品が装着される部分を除いた部分と、比較撮像工程で撮像された画像における小型電子部品が装着された部分を除いた部分とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定する判定工程と、判定工程において両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板に大型電子部品を装着する大型電子部品装着工程とを備えたことにある。

本発明では、基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分だけでなく、小型電子部品が装着される部分を除いた残りのすべての部分を撮像して不良の有無を判定するため、基板の電子部品装着面における両電子部品を装着する部分以外の部分に生じた不良も見つけることができる。

また、本発明に係る電子部品の装着方法の他の構成上の特徴は、基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着したのちに大型電子部品を装着する電子部品の装着方法であって、両電子部品が装着される前の基板の電子部品装着面における少なくとも大型電子部品を装着する部分を含む所定の部分を撮像装置で撮像する初期撮像工程と、基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分に小型電子部品を装着する小型電子部品装着工程と、小型電子部品が装着された基板の電子部品装着面における少なくとも大型電子部品を装着する部分を含む所定の部分を撮像装置で撮像する比較撮像工程と、初期撮像工程において撮像された画像における大型電子部品を装着する部分と、比較撮像工程で撮像された画像における大型電子部品を装着する部分とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定する判定工程と、判定工程において両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分に大型電子部品を装着する大型電子部品装着工程とを備えたことにある。

本発明に係る電子部品の装着方法では、基板に小型電子部品を装着する前、すなわち、基板の電子部品装着面の所定部分に印刷によりハンダパターンが設けられたのちの電子部品装着面における少なくとも大型電子部品を装着する部分を含む所定の部分を、まず撮像装置で撮像し、基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分に小型電子部品を装着したのちに、再度撮像装置で電子部品装着面における少なくとも大型電子部品を装着する部分を含む所定の部分を撮像するようにしている。この場合の初期撮像工程と比較撮像工程とで撮像される電子部品装着面の所定部分は、同じであっても異なっていてもよい。

例えば、初期撮像工程で電子部品装着面の全体を撮像し、比較撮像工程で大型電子部品を装着する部分だけを撮像してもよいし、初期撮像工程で大型電子部品を装着する部分だけを撮像し、比較撮像工程で電子部品装着面の全体を撮像してもよい。これによると、判定工程において行われる判定が、小型電子部品装着前の撮影画像における大型電子部品が装着される部分と、小型電子部品装着後の撮影画像における大型電子部品が装着される部分とを比較して、両撮影画像が同一であるかを判定するものであっても、小型電子部品装着前または小型電子部品装着後の電子部品装着面の全体の状態を確認することができる。すなわち、この場合の初期撮像工程と比較撮像工程とで撮像される電子部品装着面の所定部分は、それぞれ大型電子部品が装着される部分だけから電子部品装着面の全体の範囲で適宜設定することができる。

また、本発明に係る電子部品の装着方法のさらに他の構成上の特徴は、基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着する領域と、大型電子部品を装着する領域とが備わっており、小型電子部品が小型電子部品を装着する領域に装着され、大型電子部品が大型電子部品を装着する領域に装着されることにある。これによると、基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分と、大型電子部品を装着する部分とが明確に区分けされるため、一連の処理をスムーズに行える。

また、本発明に係る電子部品の装着方法のさらに他の構成上の特徴は、大型電子部品を装着する領域は、予め設定された大型電子部品の装着位置と、記憶手段によって予め記憶された大型電子部品の形状データとに基づいて算出手段が算出することにより特定されることにある。これによると、大型電子部品を装着する領域を自動的に特定することができるようになり、基板における大型電子部品の装着位置や大型電子部品の大きさが変更された場合でも適宜撮像領域を求めることができる。

また、本発明に係る電子部品の装着方法のさらに他の構成上の特徴は、大型電子部品を装着する領域を複数の区画に分割し、隣り合う各区画間の境界部分を重複させた状態で、大型電子部品を装着する領域の各区画の撮像が行われることにある。これによると、大型電子部品を装着する領域が、撮像装置の視野よりも広い場合であっても適正な撮像を行うことができる。この場合の隣り合う各区画間の重複部分の大きさは、隣り合う二つの区画の中間位置に不良部分が位置する場合に、双方の区画またはどちらか一方の区画の撮影画像に必ず不良部分が含まれるようになる最小面積を確保できるようにして設定する。

また、本発明に係る電子部品の装着方法のさらに他の構成上の特徴は、基板に、基準点となるフィデューシャルマークが設けられており、基板の基準位置が撮像装置によるフィデューシャルマークの撮像に基づいて認識されることにある。一般に、電子部品装着装置には、基板位置を認識するための撮像装置がヘッドユニットに保持されており、本発明によると、この撮像装置で、フィデューシャルマークの撮像と電子部品装着面の撮像とを行うことができる。このため、新たに撮像装置を設ける必要がなくなり、安価でかつコンパクトな電子部品装着装置を用いて本発明に係る電子部品の装着方法を実行することができる。

本発明の第１実施形態で用いられる電子部品装着装置を示した平面図である。 電子部品装着装置を示した構成図である。 実行プログラムを示したフローチャートである。 大型電子部品を装着する領域を撮像するときの各区画を示した説明図である。 撮像された領域の各区画を広げた状態を示した説明図である。 大型電子部品を装着する領域の比較画像を撮像するときの各区画を示した説明図である。 初期画像と比較画像との差分を求める方法を示した説明図である。 本発明の第２実施形態で用いられる電子部品装着装置を示した説明図である。 本発明の第３実施形態で用いられる電子部品装着装置を示した説明図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面を用いて説明する。図１および図２は、同実施形態で用いられる電子部品装着装置１０を示している。この電子部品装着装置１０は、基板Ａ上に、ＩＣ、抵抗器、コンデンサ等からなる複数の小型電子部品Ｂ（図８および図９参照）と、ＢＧＡやＱＦＰ等からなる１個の大型電子部品Ｃ（図８および図９参照）を装着するための装置である。電子部品装着装置１０は、基台１１の上方で、基板ＡをＸ方向（図１の左右方向）に移動させて予め設定された設置部に設置するための一対のコンベア１２と、基台１１の上方に設置されＸ方向およびＹ方向（前後方向で図１では上下方向）に移動するヘッドユニット１３と、小型電子部品Ｂを供給する複数のテープフィーダからなる小型電子部品供給部１４ａ，１４ｂと、大型電子部品Ｃを供給する大型電子部品供給部１５とを備えている。

一対のコンベア１２は、基台１１上で、基板Ａの前後方向の長さに合わせて前後方向に一定間隔を保って左右方向に延びており、搬送モータ１２ａの作動により搬送部を移動させて複数の基板Ａを順次設置部に搬送する。そして、設置部において基板Ａへの小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃの装着が終了すると、その基板Ａを下流側に搬送する。また、基台１１の左右両側における一対のコンベア１２の上方には、一対のＹレールユニット１６が一定間隔を保って前後方向に延びており、その一対のＹレールユニット１６にＸレールユニット１７が前後方向に移動可能な状態で掛け渡されている。そして、このＸレールユニット１７に、ヘッドユニット１３が左右方向に移動可能な状態で取り付けられている。

Ｙレールユニット１６には、Ｙ軸モータ１６ａとボールねじ１６ｂとを備えた駆動装置が設けられており、Ｘレールユニット１７は、Ｙレールユニット１６の駆動装置の駆動により前後方向に移動する。また、Ｘレールユニット１７には、Ｘ軸モータ１７ａとボールねじ１７ｂとを備えた駆動装置が設けられており、ヘッドユニット１３は、Ｘレールユニット１７の駆動装置の駆動により左右方向に移動する。このヘッドユニット１３には、Ｚ方向（上下方向）に移動可能で、かつＺ軸周り（回転方向）に回転可能に支持される複数の部品吸着ヘッド１３ａと、この複数の部品吸着ヘッド１３ａにそれぞれ設けられ小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃを吸着する部品吸着ノズル１３ｂとが備わっている。

さらに、ヘッドユニット１３には、基板Ａの上面を撮像する基板認識カメラ１８と、照明装置１９とが備わっている。基板認識カメラ１８と照明装置１９は、ヘッドユニット１３に固定され、ヘッドユニット１３とともに移動する。基板認識カメラ１８は、基板Ａの設置位置の確認や、基板Ａに装着された小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃの装着状態の適否の判定のためなどに用いられるものであり、照明装置１９は、基板認識カメラ１８が撮像する部分を照射して鮮明な画像を得ることができるようにする。

また、ヘッドユニット１３には、複数の部品吸着ヘッド１３ａを個別に昇降するＺ軸モータ１３ｃと、複数の吸着ヘッド１３ａを個別に回転方向に回転させるＲ軸モータ１３ｄとが備わっている。このため、ヘッドユニット１３は、一対のＹレールユニット１６間におけるＸレールユニット１７の移動可能範囲で基台１１上を移動でき、さらに、各吸着ヘッド１３ａは、上下方向に移動できるとともにＺ軸周り方向に回転できる。また、吸着ノズル１３ｂは、吸引装置（図示せず）の作動によって生じる吸引力で小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃを吸着してピックアップし、ヘッドユニット１３の移動によって基板Ａの上方に移動したのちに吸引装置による吸引が解除されることにより小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃを基板Ａの所定部分に装着する。

そして、基板認識カメラ１８が小型電子部品Ｂが装着される前の基板Ａと、小型電子部品Ｂが装着された後の基板Ａとを撮像し、その両画像は、小型電子部品Ｂ装着後の基板Ａの良否の判定に用いられる。この場合、小型電子部品Ｂが装着される前の基板Ａの表面における小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃが装着される領域には、印刷によりハンダパターンが塗布されており、このハンダパターンが印刷された基板Ａの表面の画像と、小型電子部品Ｂが装着された基板Ａの画像とを比較して、基板Ａの表面、特に、大型電子部品Ｃが装着される領域に異物が付着したり、ハンダパターンにくずれが生じたりしているか否かの判定が行われる。

小型電子部品供給部１４ａ，１４ｂは、一対のコンベア１２の前後両外側にそれぞれ配置されており、小型電子部品供給部１４ａは一対のＹレールユニット１６間の前部側における略全域に亘って配置され、小型電子部品供給部１４ｂは、一対のＹレールユニット１６間の後部側における右側部分に配置されている。そして、一対のＹレールユニット１６間の後部側における左側部分に大型電子部品供給部１５が配置されている。小型電子部品供給部１４ａ，１４ｂおよび大型電子部品供給部１５は、それぞれ小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃの取り出し側をコンベア１２側に向けた状態に配置されており、小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃをコンベア１２と離れた位置からコンベア１２側に搬送する。

電子部品装着装置１０には、前述した装置の他、図２に示した各種の装置が備わっている。すなわち、電子部品装着装置１０の制御部としての機能を有するＣＰＵを備えたＣＰＵボード２０およびＣＰＵボード２０に接続されたモータコントローラ２１、画像入力ボード２２、照明コントローラ２３、各種Ｉ／Ｏ２４、ＣＲＴ２５、記憶装置２６および入力装置２７等が備わっている。モータコントローラ２１には、本発明に係る算出手段としての機能も備わっている。また、モータコントローラ２１には、モータアンプ２１ａが接続されており、このモータアンプ２１ａには、前述した搬送モータ１２ａ、Ｙ軸モータ１６ａ、Ｘ軸モータ１７ａ、Ｚ軸モータ１３ｃおよびＲ軸モータ１３ｄが接続されている。そして、モータコントローラ２１は、ＣＰＵボード２０の制御により作動してモータアンプ２１ａを介して搬送モータ１２ａ等の各種のモータの駆動を制御する。

画像入力ボード２２は、基板認識カメラ１８に接続されており、基板認識カメラ１８の撮影画像を画像処理して、ＣＰＵボード２０の制御により、その画像をＣＲＴ２５に表示する。照明コントローラ２３は、照明装置１９に接続されており、ＣＰＵボード２０の制御により、照明装置１９の照射量を制御する。各種Ｉ／Ｏ２４には、吸着ノズル１３ｂを作動させる吸引装置や各種のセンサ類等が接続される。吸引装置は、ＣＰＵボード２０の制御により作動して、吸着ノズル１３ｂに小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃを吸着させる。そして、各種のセンサ類のうちの所定のセンサは、吸引装置の作動により、吸着ノズル１３ｂが小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃを吸着したときの吸着ノズル１３ｂの圧力を検出する。

これによって、吸着ノズル１３ｂによる小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃの吸着状態の良否を判定できる。また、記憶装置２６には、後述する実行プログラムを含む各種のプログラムや小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃの形状データ等の各種のデータが記憶されている。入力装置２７は、キーボード等で構成されており、記憶装置２６に記憶されたプログラムを選択するための入力や、各種のデータ等が入力される。この入力装置２７に入力されたデータの一部は、記憶装置２６に記憶される。そして、ＣＰＵボード２０は、記憶装置２６が記憶する実行プログラムや各種のデータおよび入力装置２７の入力データに基づいて、モータコントローラ２１等を作動させる。また、図示していないが、一対のコンベア１２には、基板Ａを設置部に固定するためのクランプ装置が備わっており、電子部品装着装置１０の所定部分には、異常時に警告音を発するアラームが設置されている。

このように構成された電子部品装着装置１０を用いて、基板Ａの表面に小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとを装着する場合の処理は、ＣＰＵボード２０が、図３に示したプログラムを実行することによって行われる。このプログラムは他のプログラムとともに記憶装置２６に記憶されており、オペレータが各プログラムの中から使用する基板Ａに応じたこのプログラムを選択する指示等を入力装置２７に入力し、スタートスイッチをオンにしたのちに実行される。

すなわち、一対のコンベア１２の上流端に基板Ａを設置したのちに、電子部品装着装置１０に電力が供給され、スタートスイッチがオン状態にされると、基板Ａに小型電子部品Ｂおよび大型電子部品Ｃを装着するためのプログラムがステップ１００において開始される。そして、ステップ１０２において、一対のコンベア１２の駆動により基板Ａは設置部に搬送され、基板Ａが設置部に到達するとクランプ装置によって設置部に固定される。つぎに、プログラムはステップ１０４に進み、基板認識カメラ１８による基板Ａに設けられたフィデューシャルマークの撮像が行われる。

このフィデューシャルマークは、例えば、基板Ａの表面の四隅のいずれかに設けられた印であり、基板Ａの基準点を示す。これによって、基板Ａの設置位置が確認される。そして、フィデューシャルマークの位置が設置部の基準点とずれていれば、フィデューシャルマークと設置部の基準点とが一致するように補正される。つぎに、プログラムは、ステップ１０６に進み、本発明の初期撮像工程としての基板Ａの初期画像の撮像が行われる。ここでは、基板Ａの表面のうちの大型電子部品Ｃが装着される領域の撮像が行われる。この場合、大型電子部品Ｃとしては、ＢＧＡが用いられる。

図１および図２に示したように、基板Ａの表面には、小型電子部品Ｂを装着するための領域Ａ1と、大型電子部品Ｃを装着するための領域Ａ2とが設けられている。そして、領域Ａ1における小型電子部品Ｂが装着される部分および領域Ａ2における大型電子部品Ｃの電極に対応する部分に、それぞれ点状のハンダパターンが形成されている。領域Ａ2の撮像は、図４に示したように、領域Ａ2を左右、前後にそれぞれ３列に区分して９個の区画を設定し各区画に対して行われる。この場合、図４に示した領域Ａ2における上列の左の区画から右の区画の順に撮像が行われ、つぎに、中央列の左の区画から右の区画の順に撮像が行われ、最後に、下列の左の区画から右の区画の順に撮像が行われるものとする。そして、撮像が行われる区画の順に、各区画を区画１〜区画９とする。

このような、大型電子部品Ｃが装着される領域Ａ2の位置、区分される区画１〜９の数および処理順序等は、予め記憶装置２６に記憶されたプログラムやデータに基づいて自動的に決定されるものであり、そのプログラムは前述したオペレータの選択に基づくものである。また、区画１〜９の撮像において、隣接する区画どうしにそれぞれオーバーラップする部分ができるようにして区画１〜９の撮像が順次行われ、その撮影画像が画像入力ボード２２によって画像処理され画像データとして記憶装置２６に記憶される。ステップ１０６では、まず、領域Ａ2における区画１の上方に基板認識カメラ１８が位置するように、ヘッドユニット１３が移動し、基板認識カメラ１８で区画１を撮像する。

つぎに、プログラムはステップ１０８に進み、初期画像取得が規定の回数（検査部品個数×領域Ａ2の区画数）に達したか否かの判定が行われる。この場合、領域Ａ2に１個の大型電子部品Ｃが装着され、区画数は９であるため、規定の回数は９となる。ここでは、まだ、区画１の初期画像取得しか行われていないため、ステップ１０８では、「Ｎｏ」と判定してステップ１０６に進む。ステップ１０６では、領域Ａ2における区画２の上方に基板認識カメラ１８が位置するように、ヘッドユニット１３が移動し、基板認識カメラ１８で区画２を撮像する。そして、再度、プログラムはステップ１０８に進み、初期画像取得が規定の回数に達したか否かの判定が行われる。

このようにして、区画１〜９の撮像が終了するまで、ステップ１０６，１０８の処理が繰り返され、その間、基板認識カメラ１８の移動、撮像、撮影画像の変換処理、画像データの記憶の各処理が繰り返し行われる。区画１〜９のすべての初期画像の撮像が終了すると、ステップ１０８において、「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムはステップ１１０に進む。なお、撮像された各区画１〜９が重ならないように広げると、図５に示した状態になる。ステップ１１０においては、基板Ａの領域Ａ1に小型電子部品Ｂを装着する処理が行われる。

この処理は、ヘッドユニット１３が小型電子部品供給部１４ａ，１４ｂのいずれかの部分と設置部との間を移動しながら、その間に、吸着ヘッド１３ａが小型電子部品Ｂを吸着したり、小型電子部品Ｂの吸着を解除したりすることを繰り返すことにより行われる。この処理によって、領域Ａ1に形成されたハンダパターンの上面にそれぞれ小型電子部品Ｂが装着される。領域Ａ1に小型電子部品Ｂが装着されると、プログラムは、ステップ１１２に進み、本発明の比較撮像工程としての基板Ａの比較画像の撮像が行われる。ここでは、前述したステップ１０６の処理で行われた撮像と同様の処理が行われる。

このステップ１１２での撮像も、以下に示すように、図４に示したように領域Ａ2における上列の左の区画から右の区画の順に撮像が行われ、つぎに、中央列の左の区画から右の区画の順に撮像が行われ、最後に、下列の左の区画から右の区画の順に撮像が行わる。すなわち、比較画像の撮像は、初期画像の撮像が行われたのちに実行された小型電子部品Ｂの装着の際に、領域Ａ2に異物等が付着したり、ハンダパターンにくずれが生じたりしているか否かの判定をするために行われるものである。ステップ１１２では、領域Ａ2における区画１の上方に基板認識カメラ１８が位置するように、ヘッドユニット１３が移動し、基板認識カメラ１８で区画１を撮像する。

つぎに、ステップ１１４において、区画１の初期画像と比較画像とを比較する処理が行われる。この場合、記憶装置２６に記憶されている区画１の初期画像のデータが読み出され、この初期画像のデータとステップ１１２で撮像した比較画像との比較が行われる。そして、ステップ１１６において、比較した検査結果が正常であるか否か、すなわち、同一または許容できる範囲の違いであるか否かの判定が行われる。ここで、許容できる範囲の違いは、画像の比較では認識できない程度の僅差であるものとする。検査結果が正常であれば、ステップ１１６で「Ｙｅｓ」と判定して、プログラムはステップ１１８に進む。

ステップ１１８では、比較画像取得が規定の回数（検査部品個数×領域Ａ2の区画数）に達したか否かの判定が行われる。ここでは、まだ、区画１の比較画像取得しか行われていないため、ステップ１１８では、「Ｎｏ」と判定してステップ１１２に進む。ステップ１１２では、領域Ａ2における区画２の上方に基板認識カメラ１８が位置するように、ヘッドユニット１３が移動し、基板認識カメラ１８で区画２を撮像する。そして、再度、プログラムはステップ１１４に進み、比較画像取得が規定の回数に達したか否かの判定が行われる。

このようにして、区画１〜９の比較画像の撮像が終了するまで、ステップ１１２〜１１８の処理が繰り返され、その間、基板認識カメラ１８の移動、撮像、比較検査、検査結果が正常か否かの判定の各処理が繰り返し行われる。区画１〜９の比較画像がすべて正常で、ステップ１１８において、「Ｙｅｓ」と判定すると、プログラムはステップ１２０に進む。ステップ１２０においては、基板Ａの領域Ａ2に大型電子部品Ｃを装着する処理が行われる。

この処理は、ヘッドユニット１３が大型電子部品供給部１５側に移動して、吸着ヘッド１３ａが大型電子部品Ｃを吸着し、さらにヘッドユニット１３が基板Ａの上方に移動したのちに、吸着ヘッド１３ａが大型電子部品Ｃの吸着を解除して、大型電子部品Ｃを基板Ａの領域Ａ2に装着することにより行われる。領域Ａ2に大型電子部品Ｃが装着されると、プログラムは、ステップ１２２に進み、クランプ装置による基板Ａの固定が解除（アンクランプ）される処理が行われ、基板Ａは一対のコンベア１２の下流側に搬送される。そして、ステップ１２４に進みプログラムは終了する。これによって、基板Ａへの小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとの装着が終了する。

また、比較画像の全体が、例えば図６に示したように区画１と区画８とに異物を含むものであれば、最初のステップ１１２の処理で異物を含む比較画像が取得され、ステップ１１６において「Ｎｏ」と判定される。この場合、図７の最上段に示したように、区画１の初期画像と区画１の比較画像との差分が算出され、その差分が異物として求められる。すなわち、区画１の初期画像には異物はなく、区画１の比較画像には、異物があるため、異常（異物発見）と判定されて、プログラムは、ステップ１２６に進む。

ステップ１２６においては、アラームが異常を警告するためのオペレータコール（警告音）を発音し、電子部品装着装置１０の各装置は、一旦作動を停止する。そして、電子部品装着装置１０の各装置が作動を停止している間に、オペレータにより修正が可能か不可能かの判断が行われる（ステップ１２８）。この場合、手作業等により異物を除去できる場合には、異物を除去する修正作業を行い（ステップ１３０）、修正ができない場合には、その基板Ａをリジェクト（除外）する（ステップ１３２）。基板Ａの修正作業を行った場合には、修正作業後に、所定の再スタート用のスイッチをオンにして、プログラムの実行を再開させる。

これによって、プログラムは、ステップ１１８に進む。ステップ１１８では、比較画像取得が規定の回数に達したか否かの判定が行われる。ここでは、まだ、区画１の比較画像取得しか行われていないため、ステップ１１８では、「Ｎｏ」と判定してステップ１１２に進む。ついで、ステップ１１２〜１１８の処理が、区画２から区画９について行われる。区画２から区画７までの処理では、初期画像と比較画像とが同一であるため、すべて正常と判定される。また、区画８の処理においては、初期画像には異物はなく、比較画像には、異物があるため、ステップ１１６で異常（異物発見）と判定されステップ１２６に進む。

ステップ１２６〜１３２においては、前述した処理が行われ、手作業等により異物を除去できる場合には、異物を除去する修正作業を行い（ステップ１３０）、修正ができない場合には、その基板Ａをリジェクト（除外）する（ステップ１３２）。基板Ａの修正作業を行った場合には、再スタート用のスイッチをオンにして、プログラムの実行を再開させる。これによって、プログラムは、ステップ１１８に進んだのちに、ステップ１１２に進み、区画９の比較画像を撮像する処理が行われる。区画９においては、初期画像と比較画像とが同一であるため、正常（ＯＫ）と判定される。そして、ステップ１１８で「Ｙｅｓ」と判定したのちに、ステップ１２０において、基板Ａの領域Ａ2に大型電子部品Ｃを装着する処理が行われる。

領域Ａ2に大型電子部品Ｃが装着されると、プログラムは、ステップ１２２に進み、クランプ装置による基板Ａの固定が解除される処理が行われ、基板Ａは一対のコンベア１２の下流側に搬送される。そして、ステップ１２４に進みプログラムは終了する。小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとが装着された基板Ａは、つぎの工程を行うためのリフロー炉に搬送され、リフロー炉内で加熱されることにより、小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとは、ハンダパターンを介して基板Ａに固定される。また、つぎの基板Ａが設置部に設置されると、再度、前述した処理が繰り返され、このようにして複数の基板Ａに順次、小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとが装着される。

前述した説明では、領域Ａ2を区画１から区画９に区切って撮像するようにしているが、この区画数は領域Ａ2（大型電子部品Ｃ）の大きさや基板認識カメラ１８の視野によって適宜変更される。例えば、基板認識カメラ１８の視野ＦＯＶが５ｍｍで、領域Ａ2の大きさが縦横ともに５４ｍｍで、隣接する各区画間のオーバーラップを１ｍｍとすると、区画数は１４×１４で１９６となる。また、基板認識カメラ１８の視野ＦＯＶが５ｍｍで、領域Ａ2の大きさが縦横ともに４０ｍｍで、隣接する各区画間のオーバーラップを１ｍｍとすると、区画数は１０×１０で１００となる。

このように、本実施形態に係る電子部品装着装置１０を用いた電子部品の装着方法では、基板Ａに小型電子部品Ｂを装着する前の領域Ａ2を、まず基板認識カメラ１８で撮像し、基板Ａの領域Ａ1に小型電子部品Ｂを装着したのちに、再度基板認識カメラ１８で領域Ａ2を撮像するようにしている。そして、小型電子部品Ｂを装着する前の初期画像と小型電子部品Ｂを装着した後の比較画像とを比較して、異物の有無を判定するようにしている。このため、小型電子部品Ｂを装着後の基板Ａの領域Ａ2に異物が付着している場合には、その異物を取り除いたのちに大型電子部品Ｃの装着ができる。

この結果、大型電子部品Ｃを装着したのちに不良基板が発生することを未然に防ぐことができる。この場合、基板認識カメラ１８による撮像が、大型電子部品Ｃを装着する領域Ａ2に対してだけ行われるため、処理時間の短縮ができ生産効率を向上させることができる。また、大型電子部品Ｃを装着する領域Ａ2を、予めプログラムされた大型電子部品Ｃの装着位置と、記憶装置２６に予め記憶された大型電子部品Ｃの形状データとから特定するようにしている。このため、オペレータが使用する基板Ａに応じたプログラムを選択して入力装置２７に入力することにより、大型電子部品Ｃを装着する領域Ａ2を自動的に特定することができるようになり、基板Ａにおける大型電子部品Ｃの装着位置や大型電子部品Ｃの大きさが変更された場合でも適宜領域Ａ2を求めることができる。

また、領域Ａ2を複数の区画に分割し、隣り合う各区画間の境界近傍部分を重複させた状態で、領域Ａ2の各区画の撮像が行われるため、大型電子部品Ｃを装着する領域Ａ2が、基板認識カメラ１８の視野よりも広い場合であっても適正な撮像を行うことができる。さらに、基板Ａに、フィデューシャルマークが設けられ、基板Ａの基準位置が基板認識カメラ１８によるフィデューシャルマークの撮像に基づいて認識されるようにしている。このため、基板認識カメラ１８で、フィデューシャルマークの撮像と領域Ａ2の撮像とを行うようにすることにより、別の撮像装置を設ける必要がなくなる。これによって、電子部品装着装置１０を安価でかつコンパクトにすることができる。なお、基板Ａは、ハンダパターンの形成後に、印刷装置で検査され、不良品は除かれるため、電子部品装着装置１０に送られる処理前の基板Ａはすべて良品である。

（第２実施形態）
図８は、本発明に係る第２実施形態で用いられる電子部品装着装置３０を示している。この電子部品装着装置３０は、小型電子部品Ｂを装着する装置１と、小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとを装着する装置２とで構成されている。また、装置１と装置２とは、ともに前述した電子部品装着装置１０と略同じ構成をしているが、電子部品供給部として、装置１には小型電子部品供給部だけが備わり、装置２には小型電子部品供給部と大型電子部品供給部との双方が備わっている。また、図８では、装置１の上流側、中央、下流側に、計３個の基板Ａが示されているが、これは説明の便宜上、並べて図示したもので、すべての基板Ａがクランプ装置によって設置部の同じ位置に固定されている。同様に、装置２に図示された４個の基板Ａも設置部の同じ位置に固定されている。

この電子部品装着装置３０を用いた電子部品の装着方法では、まず、電子部品装着装置３０の上流側に設置された印刷装置（図示せず）において、電子部品装着面における領域Ａ1と領域Ａ2とにハンダパターンが印刷された基板Ａが、一対のコンベア３２によって装置１の設置部に搬送され、クランプ装置により固定される。つぎに、基板Ａの電子部品装着面に対して初期画像の撮像が行われる。この場合の初期画像の撮像は、電子部品装着面の全面を複数の区画に区切り、そのすべての区画に対して撮像することにより行われる。ついで、領域Ａ1の一部（図８では領域Ａ1の右側部分）に小型電子部品Ｂを装着したのちに、基板Ａの電子部品装着面のすべての区画に対して比較画像の撮像が行われる。

ついで、初期画像から領域Ａ1を除いたものと、比較画像から領域Ａ1を除いたものとが比較され、不良基板は、修正され、修正が不可能な不良基板に対しては廃棄処理等の処分が行われる。そして、正常な基板Ａまたは修正されて正常になった基板Ａは、クランプ装置による固定から解除されて一対のコンベア３２によって装置２の設置部に搬送され、クランプ装置により固定される。装置２では、領域Ａ1の一部に小型電子部品Ｂが装着された基板Ａの電子部品装着面のすべての区画に対して再度初期画像の撮像が行われる。ついで、領域Ａ1の残りの部分（図８では領域Ａ1の左側部分）に小型電子部品Ｂを装着したのちに、基板Ａの電子部品装着面のすべての区画に対して比較画像の撮像が行われる。ここでも、初期画像から領域Ａ1を除いたものと、比較画像から領域Ａ1を除いたものとが比較され、不良基板は、修正され、修正が不可能な不良基板に対しては廃棄処理等の処分が行われる。

そして、正常な基板Ａまたは修正されて正常になった基板Ａの領域Ａ2に、大型電子部品Ｃが装着される。これによって、基板Ａへの小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとの装着が終了する。小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとが装着された基板Ａは、クランプ装置による固定から解除されたのちに一対のコンベア３２によって次工程の装置に搬送される。このように、本実施形態に係る電子部品の装着方法によると、まず、領域Ａ1に複数の小型電子部品Ｂの一部が装着される前後で、基板Ａの電子部品装着面のすべての区画を撮像して、それぞれの画像から領域Ａ1を除いたものを比較し、不良の有無を判定して不良基板を排除したり修正したりする。

そののちに、再度、正常または正常になった基板Ａの領域Ａ1に残りの小型電子部品Ｂが装着される前後で、基板Ａ電子部品装着面のすべての区画を撮像して、不良の有無を判定して不良基板を排除したり修正したりする。そして、すべての小型電子部品Ｂが装着されたのちに正常な基板Ａまたは正常になった基板Ａの領域Ａ2に大型電子部品Ｃを装着するようにしている。このため、複数の装置を用いることによって、工程が増え基板Ａに異物が付着する可能性が多くなる場合であっても、不良基板の発生を確実に防止できる。この電子部品装着装置３０を用いた電子部品の装着方法のそれ以外の作用効果は、前述した第１実施形態と同様である。

（第３実施形態）
図９は、本発明に係る第３実施形態で用いられる電子部品装着装置４０を示している。この電子部品装着装置４０は、小型電子部品Ｂを装着する装置１Ａと、小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとを装着する装置２Ａとで構成されている。また、装置１Ａは、前述した電子部品装着装置３０の装置１と略同じ構成をし、装置２Ａは、前述した電子部品装着装置３０の装置２と略同じ構成をしているが、装置１Ａが備える制御部と、装置２Ａが備える制御部とはネットワーク４１を介して接続されて互いに交信可能になっている点で、電子部品装着装置４０は、電子部品装着装置３０と異なっている。

また、装置１Ａが備える基板認識カメラと、装置２Ａが備える基板認識カメラとは、サイズ（縮尺）歪、輝度等に違いがある場合には、これらの違いは予め補正して両基板認識カメラの撮影画像を同じ条件で比較できるようになっている。この電子部品装着装置４０のそれ以外の部分の構成については、電子部品装着装置３０と同一である。また、図９においても、装置１Ａの上流側、中央、下流側に、計３個の基板Ａが示されているが、これは説明の便宜上、並べて図示したもので、すべてクランプ装置によって設置部の同じ位置に固定されたものである。同様に、装置２Ａに図示された３個の基板Ａも設置部の同じ位置に固定されたものである。

この電子部品装着装置４０を用いた電子部品の装着方法では、まず、領域Ａ1と領域Ａ2とにハンダパターンが印刷された基板Ａが、一対のコンベア４２によって装置１Ａの設置部に搬送され、クランプ装置により固定される。つぎに、領域Ａ2の各区画に対して初期画像の撮像が行われる。ついで、領域Ａ1の一部（図９では領域Ａ1の右側部分）に小型電子部品Ｂを装着したのちに、基板Ａの電子部品装着面に対して比較画像の撮像が行われる。この場合の比較画像の撮像は、電子部品装着面の全面を複数の区画に区切り、そのすべての区画に対して撮像することにより行われる。つぎに、初期画像と、比較画像の中の領域Ａ2の部分とが比較され、不良基板は、修正され、修正が不可能な不良基板に対しては廃棄処理等の処分が行われる。

そして、正常な基板Ａまたは修正されて正常になった基板Ａは、クランプ装置による固定から解除されて一対のコンベア４２によって装置２Ａの設置部に搬送され、クランプ装置により固定される。この場合、装置１Ａから搬出される直前に比較検査された区画の比較画像に不良が発生してその区画に対して修正が加えられていれば、再度その領域Ａ2の区画を撮像して不良のない画像をデータとして保存しておく。装置２Ａでは、領域Ａ1の残りの部分（図９では領域Ａ1の左側部分）に小型電子部品Ｂを装着したのちに、電子部品装着面のすべての区画に対して比較画像の撮像が行われる。

ここで撮像された比較画像は、装置１Ａにおいて行われた比較撮像の比較画像を初期画像とし、この初期画像と比較する画像として用いられる。すなわち、装置１Ａを搬出される際の基板Ａの領域Ａ2と、装置２Ａにおいて領域Ａ1に小型電子部品Ｂが装着されたのちの基板Ａの電子部品装着面のすべての区画の中の領域Ａ2とに違いがあるか否かで不良の有無が判定される。ここでも不良基板は、修正され、修正が不可能な不良基板に対しては廃棄処理等の処分が行われる。そして、正常な基板Ａまたは修正されて正常になった基板Ａの領域Ａ2に、大型電子部品Ｃが装着される。

これによって、基板Ａへの小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとの装着が終了する。小型電子部品Ｂと大型電子部品Ｃとが装着された基板Ａは、クランプ装置による固定から解除されたのちに一対のコンベア４２によって次工程の装置に搬送される。このように、本実施形態に係る電子部品の装着方法によると、まず、装置１Ａにおいて、領域Ａ1に複数の小型電子部品Ｂの一部が装着される前後で、基板Ａの領域Ａ2の各区画と基板Ａの電子部品装着面のすべての区画とを撮像して初期画像と、比較画像の中の領域Ａ2の部分とを比較する。そして、不良の有無を判定して不良基板を排除したり修正したりしたのちに、装置２Ａにおいて、基板Ａの領域Ａ1に残りの小型電子部品Ｂが装着し、小型電子部品Ｂ装着後の基板Ａの電子部品装着面のすべての区画を再度撮像するようにしている。

この場合のすべての小型電子部品Ｂの装着後の基板Ａの比較画像は、装置１Ａにおいて撮像された比較画像を初期画像として比較され、双方の画像の中の領域Ａ2の部分が異なっていれば不良があるものとし、不良があれば不良基板を排除したり修正したりする。このときの比較検査は、ネットワーク４１を介してデータを交信しながら行うため、装置１Ａが備える基板認識カメラと、装置２Ａが備える基板認識カメラとが異なるものであっても正確な比較検査を行える。また、両基板認識カメラにサイズ、歪、輝度などの性能に違いがあっても補正が可能であるため、正しい比較検査が行える。さらに、本実施形態によると、初期画像と比較される比較画像が領域Ａ2の部分だけであっても、小型電子部品Ｂの装着後の電子部品装着面の全体の状態を確認することができる。この電子部品装着装置４０を用いた電子部品の装着方法のそれ以外の作用効果は、前述した第２実施形態と同様である。

また、本発明に係る電子部品の装着方法は、前述した実施形態に限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、前述した第３実施形態では、初期撮像工程で領域Ａ2だけを撮像し、比較撮像工程で電子部品装着面の全体を撮像しているが、初期撮像工程で電子部品装着面の全体を撮像し、比較撮像工程で領域Ａ2だけを撮像してもよい。この場合も比較するのは、領域Ａ2の部分とする。さらに、前述した実施形態では、小型電子部品Ｂを領域Ａ1に装着し、大型電子部品Ｃを領域Ａ2に装着するようにしているが、小型電子部品Ｂや大型電子部品Ｃは、それぞれ基板Ａの表面に点在して装着されるものであってもよい。また、本発明に係る電子部品の装着方法で用いられる電子部品装着装置の構成についても、適宜変更することができる。

Ａ…基板、Ａ1…領域、Ａ2…領域、Ｂ…小型電子部品、Ｃ…大型電子部品、１〜９…区画、１８…基板認識カメラ、２０…ＣＰＵボード、２２…画像入力ボード、２６…記憶装置。

Claims (7)

1. 基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着したのちに大型電子部品を装着する電子部品の装着方法であって、
   前記両電子部品が装着される前の基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分を撮像装置で撮像する初期撮像工程と、
   前記基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分に前記小型電子部品を装着する小型電子部品装着工程と、
   前記小型電子部品が装着された基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分を撮像装置で撮像する比較撮像工程と、
   前記初期撮像工程において撮像された画像と、前記比較撮像工程で撮像された画像とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程において前記両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分に前記大型電子部品を装着する大型電子部品装着工程と
   を備えた電子部品の装着方法。
2. 基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着したのちに大型電子部品を装着する電子部品の装着方法であって、
   前記両電子部品が装着される前の基板の電子部品装着面を撮像装置で撮像する初期撮像工程と、
   前記基板の電子部品装着面に前記小型電子部品を装着する小型電子部品装着工程と、
   前記小型電子部品が装着された基板の電子部品装着面を撮像装置で撮像する比較撮像工程と、
   前記初期撮像工程において撮像された画像における前記小型電子部品が装着される部分を除いた部分と、前記比較撮像工程で撮像された画像における前記小型電子部品が装着された部分を除いた部分とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程において前記両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板に前記大型電子部品を装着する大型電子部品装着工程と
   を備えた電子部品の装着方法。
3. 基板の電子部品装着面に、小型電子部品を装着したのちに大型電子部品を装着する電子部品の装着方法であって、
   前記両電子部品が装着される前の基板の電子部品装着面における少なくとも前記大型電子部品を装着する部分を含む所定の部分を撮像装置で撮像する初期撮像工程と、
   前記基板の電子部品装着面における小型電子部品を装着する部分に前記小型電子部品を装着する小型電子部品装着工程と、
   前記小型電子部品が装着された基板の電子部品装着面における少なくとも前記大型電子部品を装着する部分を含む所定の部分を撮像装置で撮像する比較撮像工程と、
   前記初期撮像工程において撮像された画像における前記大型電子部品を装着する部分と、前記比較撮像工程で撮像された画像における前記大型電子部品を装着する部分とを比較して、両画像が同一であるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程において前記両画像が同一または違いが僅差であると判定された基板の電子部品装着面における大型電子部品を装着する部分に前記大型電子部品を装着する大型電子部品装着工程と
   を備えた電子部品の装着方法。
4. 前記基板の電子部品装着面に、前記小型電子部品を装着する領域と、前記大型電子部品を装着する領域とが備わっており、前記小型電子部品が前記小型電子部品を装着する領域に装着され、前記大型電子部品が前記大型電子部品を装着する領域に装着される請求項１ないし３のうちのいずれか一つに記載の電子部品の装着方法。
5. 前記大型電子部品を装着する領域は、予め設定された大型電子部品の装着位置と、記憶手段によって予め記憶された大型電子部品の形状データとに基づいて算出手段が算出することにより特定される請求項４に記載の電子部品の装着方法。
6. 前記大型電子部品を装着する領域を複数の区画に分割し、隣り合う各区画間の境界部分を重複させた状態で、前記大型電子部品を装着する領域の各区画の撮像が行われる請求項４または５に記載の電子部品の装着方法。
7. 前記基板に、基準点となるフィデューシャルマークが設けられており、前記基板の基準位置が前記撮像装置による前記フィデューシャルマークの撮像に基づいて認識される請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載の電子部品の装着方法。

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