JP2013207270A - 実装装置、実装位置の補正方法、プログラム及び基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】実装部及び撮像部の移動範囲内の各位置において、実装部と、撮像部との相対的な位置関係が変化するような場合にも、基板上の正確な位置に電子部品を実装することができる実装装置等の技術を提供すること。
【解決手段】本技術に係る実装装置は、実装部と、撮像部と、制御部とを具備する。前記実装部は、移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する。前記撮像部は、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する。前記制御部は、前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲の異なる位置で、前記実装部又は実装部によって保持された保持物を撮像し、撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて、前記電子部品の実装位置を補正する。
【選択図】図６

Description

本技術は、基板上に電子部品を実装するときに、電子部品の実装位置の補正を行う実装位置等の技術に関する。

従来から、抵抗、コンデンサ、コイル等の各種の電子部品を基板上に実装する実装装置が広く知られている（下記特許文献１参照）。特許文献１に記載の部品実装機は、供給部から供給される電子部品を吸着して基板上に実装する装着ヘッドや、装着ヘッドの吸着ノズルに対して電子部品が正しい姿勢で吸着されているか否かを認識するための部品認識装置などを有している。

装着ヘッドは、ターレット回転型のヘッドとされており、この実装ヘッドは、ターレットの回転に応じて順番に複数の吸着ノズルによって電子部品を吸着した後、複数の吸着ノズルに吸着された電子部品を順番に基板上に実装する。

部品認識装置は、吸着ノズルによって吸着された電子部品をミラーを介して下側から撮像する第１の撮像手段と、電子部品を側方から撮像する第２の撮像手段とを含む。部品実装機は、撮像手段によって撮像された電子部品の画像に基づいて、吸着ノズルに対する電子部品の吸着姿勢を認識し、電子部品の実装位置を補正した上で、基板上に電子部品を実装する。

装着ヘッド及び部品認識装置は、Ｙ軸方向に延びるＹビームの下側に設けられ、このＹビームは、Ｘ軸方向に延びるＸビームの下側に設けられている。装着ヘッド及び部品認識装置は、Ｘビーム及びＹビームの駆動に応じて、Ｘ−Ｙ平面内で一体的に移動される。

特開２００１−７７５９４号公報

ＸビームやＹビームは、一般的にレールなどのメカ的な機構によって移動対象物を移動させている。しかしながら、レールなどのメカ的な機構は、完全に正確な精度で作成することができない。一例として、例えば、２本のレールが完全に平行でない場合を想定する。この場合、２本のレールによって移動される部材が移動に応じて変形してしまい、この変形の影響によって、装着ヘッド及び撮像部の移動範囲内の各位置で、装着ヘッドと撮像部との相対的な位置関係が変わってしまう場合がある。

このような場合、吸着ノズルに対する電子部品の吸着位置などを正確に認識することができず、結果として、基板上の正確な位置に電子部品を実装することができないといった問題がある。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、実装部及び撮像部の移動範囲内の各位置において、実装部と、撮像部との相対的な位置関係が変化するような場合にも、基板上の正確な位置に電子部品を実装することができる実装装置等の技術を提供することにある。

本技術に係る実装装置は、実装部と、撮像部と、制御部とを具備する。
前記実装部は、移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する。
前記撮像部は、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する。
前記制御部は、前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲の異なる位置で、前記実装部又は実装部によって保持された保持物を撮像し、撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて、前記電子部品の実装位置を補正する。

本技術では、電子部品の実装に先立って、予め、移動範囲内での各位置における実装部と撮像部との相対的なずれ量が算出され、電子部品の実装時に、算出されたずれ量に基づいて、電子部品の実装位置が補正される。従って、実装部及び撮像部の移動範囲内の各位置において、実装部と、撮像部との相対的な位置関係が変化するような場合にも、基板上の正確な位置に電子部品を実装することができる。

上記実装装置において、前記実装部は、回転可能であり、前記電子部品を保持して前記基板上に実装する保持部材を有していてもよい。
この場合、前記制御部は、前記移動範囲内での各位置で、前記保持部材を回転させて、前記保持部材又は前記保持部材によって保持された保持物を複数回撮像し、取得された複数の画像に基づいて、前記各位置における前記保持部材の回転中心を算出し、前記回転中心に基づいて、前記各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出してもよい。

このように、保持部材の回転中心に基づいて、実装部と撮像部との相対的なずれ量を算出することで、さらに正確に上記ずれ量を算出することができる。

上記実装装置において、前記制御部は、前記移動範囲内における基準位置で撮像された前記複数の画像に基づいて算出された前記保持部材の回転中心である基準位置回転中心と、基準位置以外の位置で撮像された前記複数の画像に基づいて算出された前記保持部材の回転中心との差を、前記ずれ量として算出してもよい。

上記実装装置において、前記制御部は、前記実装装置と前記撮像部との第１の方向への第１のずれ量及び前記第１の方向に直交する第２の方向への第２のずれ量のうち、少なくとも一方に基づいて、前記電子部品の実装位置の補正を行ってもよい。

本技術に係る実装位置の補正方法は、移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置による前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像することを含む。
撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量が算出される。
前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正が行われる。

本技術に係るプログラムは、移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置に、
前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像するステップと、
撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出するステップと、
前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行うステップと
を実行させる。

本技術に係る基板の製造方法は、移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置による前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像することを含む。
撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量が算出される。
前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正が行われ、前記基板上に前記電子部品が実装される。

以上のように、本技術によれば、実装部及び撮像部の移動範囲内の各位置において、実装部と、撮像部との相対的な位置関係が変化するような場合にも、基板上の正確な位置に電子部品を実装することができる実装装置等の技術を提供することができる。

本技術の一実施形態に係る実装装置を示す正面図である。 実装装置を示す側面図である。 実装装置を示す上面図である。 実装装置の構成を示すブロック図である。 実装ヘッド及び撮像部の移動範囲内の各位置で、実装ヘッド及び撮像部の相対的な位置関係についてのデータを収集するときの処理を示すフローチャートである。 実装ヘッド及び撮像部の移動範囲内の各位置で、実装ヘッド及び撮像部の相対的な位置関係についてのデータを収集するときの処理を示すフローチャートである。 実装ヘッド及び撮像部が基準位置Ａに位置するときの様子と、実装ヘッド及び撮像部が基準位置以外の位置である位置Ｂに位置するときの様子とを示す図である。 基準位置Ａで撮像された電子部品の画像の一例を示す図である。 或る特定の位置Ｂで撮像された電子部品の画像の一例を示す図である。 ＸＹ平面における各位置と、Ｘ軸方向のずれ量ΔＸとの関係の一例を示す図である。 電子部品２を基板上に実装するときの処理を示すフローチャートである。

[実装装置１００の構成及び各部の構成]
図１は、本技術の第１実施形態に係る実装装置１００を示す正面図である。図２は、実装装置１００の側面図であり、図３は、実装装置１００の上面図である。図４は、実装装置１００の構成を示すブロック図である。

これらの図に示すように、実装装置１００は、フレーム構造体１０と、実装装置１００の内部にＸ軸方向に沿って設けられ、基板１をＸ軸方向に向けて搬送する搬送部１５とを備える。また、実装装置１００は、搬送部１５によって所定の位置まで搬送された基板１を下方から支持するバックアップ部２０と、搬送部１５を挟んで実装装置１００の前後方向の両側に設けられ、電子部品２を供給する供給部２５を備える。

また、実装装置１００は、供給部２５から供給される電子部品２を吸着し、吸着した電子部品２を基板１上に実装する実装ヘッド３０（実装部）と、実装ヘッド３０をＸＹ平面内で移動させるヘッド移動機構４０とを備える。また、実装装置１００は、実装ヘッド３０と共にＸＹ平面内で移動可能であり、電子部品２の実装時に実装ヘッド３０によって保持された電子部品２を撮像する撮像部３６を備える。

図４を参照して、さらに、実装装置１００は、制御部５、記憶部６、表示部７、入力部８、エアコンプレッサ３３、ターレット駆動部３４、ノズル駆動部３５等を備えている。

フレーム構造体１０は、底部に設けられたベース１１と、ベース１１に固定された複数の支柱１２とを有する。

搬送部１５（図２、図３参照）は、Ｘ軸方向に沿って配設されたガイド１６と、ガイド１６の内面側に設けられたコンベアベルト１７とを含む。搬送部１５は、コンベアベルト１７の駆動により、基板１を搬入して所定の位置に位置決めしたり、電子部品２の実装が終了した基板１を排出したりする。ガイド１６は、上端部１６ａが内側に向けて折り曲げられるように形成されており、ガイド１６の上端部１６ａは、バックアップ部２０によって基板１が上方に移動されたときに、基板１を上側から支持することができる。

バックアップ部２０（図２参照）は、バックアッププレート２１と、このバックアッププレート２１上に立設された複数の支持ピン２２と、バックアッププレート２１を昇降させるプレート昇降機構２３とを含む。

電子部品２の実装を予定している基板１が搬送部１５によって所定の位置に搬送されたとき、プレート昇降機構２３によりバックアッププレート２１が上方に移動される。バックアッププレート２１が上方に移動されると、複数の支持ピン２２によって基板１が下方から支持され、基板１が上方に押し上げられる。基板１が上方に押し上げられると、基板１がコンベアベルト１７から離れ、基板１の両端部がガイド１６の上端部１６ａによって上方から支持される。これにより、基板１がバックアップ部２０とガイド１６の上端部１６ａとの間に挟まれて、基板１が所定の位置に固定され、この状態で、基板１上に電子部品２が実装される。

供給部２５は、Ｘ軸方向に沿って配列された複数のテープカセット２６により構成される。このテープカセット２６は、実装装置１００に対して着脱可能とされており、内部にキャリアテープを収納している。テープカセット２６は、それぞれ、キャリアテープが巻きつけられるリールと、キャリアテープをステップ送りで送り出す送り出し機構とを含む。キャリアテープ（図示せず）は、例えば、抵抗、コンデンサ、コイル、ＩＣチップ（ＩＣ：Integrated Circuit）等の同一タイプの電子部品２を内部に収納している。テープカセット２６の端部の上面には供給窓２７が形成されており、この供給窓２７を介して、実装ヘッド３０に電子部品２が供給される。

ヘッド移動機構４０（図１及び図２参照）は、実装ヘッド３０をＹ軸方向に移動させるＹ軸移動機構４１と、実装ヘッド３０をＸ軸方向に移動させるためのＸ軸移動機構４６とを有する。

Ｙ軸移動機構４１は、Ｙ軸方向に沿って設けられたＹ軸フレーム４２と、Ｙ軸フレーム４２の下側にＹ軸方向に沿って平行に設けられた２本のレール４３とを有する。また、Ｙ軸移動機構４１は、２本のレール４３の下側に取り付けられたＹ軸移動体４５と、Ｙ軸移動体４５をＹ軸方向に沿って駆動させるためのＹ軸駆動部（図示せず）とを有する。Ｙ軸移動体４５は、２本のレール４３上をスライド可能な４つのスライド部材４４を介して、２本のレール４３の下側に取り付けられる。

Ｘ軸移動機構４６は、Ｙ軸移動体４５の側面に取り付けられ、Ｘ軸方向に沿って設けられたＸ軸フレーム４７と、Ｘ軸フレーム４７の側面にＸ軸方向に沿って平行に設けられた２本のレール４８とを含む。また、Ｘ軸移動機構４６は、２本のレール４８に取り付けられたＸ軸移動体５０と、このＸ軸移動体５０をＸ軸方向に沿って駆動させるためのＸ軸駆動部（図示せず）とを有する。Ｘ軸移動体５０は、２本のレール４８上をスライド可能な４つのスライド部材４９を介して、２本のレール４８の側方に取り付けられる。

Ｘ軸移動体５０の側面には、実装ヘッド３０と撮像部３６との両方を支持する支持体５１が取り付けられる。支持体５１は、実装ヘッド３０を支持するヘッド支持部５２と、撮像部３６を支持する撮像部支持部５３とを含む。

Ｘ軸駆動部及びＹ軸駆動部としては、例えば、ボールネジ駆動機構、ベルト駆動機構、リニアモータ駆動機構などが挙げられる。このＸ軸駆動部及びＹ軸駆動部の駆動に応じて、支持体５１に支持される実装ヘッド３０及び撮像部３６がＸＹ平面における移動範囲内で一体的に移動される。

実装ヘッド３０は、支持体５１に設けられた基軸５４に対して回転可能に取り付けられたターレット３１と、ターレット３１の周方向に沿って等間隔でターレット３１に取り付けられた複数の吸着ノズル３２（保持部材）とを有する。実装ヘッド３０の数は、本実施形態では、１つとされているが、実装ヘッド３０の数は、２以上であってもよい。また、吸着ノズル３２の数は、本実施形態では、１２個（図３参照）とされているが、吸着ノズル３２の数は、特に限定されない。例えば、吸着ノズル３２の数は、１つであっても構わない。

ターレット３１は、斜め方向の軸を回転の中心軸として回転可能とされている。ターレット３１は、ターレット駆動部３４（図４参照）の駆動により、前記軸を中心軸として回転される。

吸着ノズル３２は、吸着ノズル３２の軸線がターレット３１の回転軸に対してそれぞれ傾斜するように、ターレット３１に取り付けられている。

吸着ノズル３２は、それぞれ、ターレット３１に対して上記軸線方向に沿って移動可能に支持されている。また、吸着ノズル３２は、ターレット３１に対して回転可能に支持されている。吸着ノズル３２は、ノズル駆動部３５（図４参照）の駆動により、所定のタイミングで軸線方向（上下方向）に沿って移動されたり、所定のタイミングで軸線回りに回転されたりする。

複数の吸着ノズル３２のうち、最も低い位置に位置する吸着ノズル３２（図１中、最も右側に位置する吸着ノズル３２）は、その軸線が垂直方向を向いている。以降では、このように軸線が垂直方向を向く吸着ノズル３２の位置を操作位置と呼ぶ。操作位置に位置する吸着ノズル３２は、ターレット３１の回転により順次切り換えられる。

吸着ノズル３２は、エアコンプレッサ３３（図４参照）に接続されている。吸着ノズル３２は、このエアコンプレッサ３３の負圧及び正圧の切り換えに応じて、電子部品２を吸着したり、脱離したりすることができる。

撮像部３６（図１参照）は、第１の撮像部３７と、第２の撮像部３８とを有する。第１の撮像部３７は、複数の吸着ノズル３２のうち、最も高い位置に位置する吸着ノズル３２（図１中、最も左側に位置する吸着ノズル３２）をミラー３９を介して下方から撮像することが可能な位置に配置されている。第２の撮像部３８は、複数の吸着ノズル３２のうち、最も高い位置に位置する吸着ノズル３２を側方から撮像することが可能な位置に配置されている。なお、以降では、撮像部３６によって撮像される吸着ノズル３２の位置を撮像位置と呼ぶ。撮像位置に位置する吸着ノズル３２は、ターレット３１の回転に応じて、順次切り換えられる。

第１の撮像部３７及び第２の撮像部３８は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等により構成される。なお、図示は省略しているが、撮像部３６は、基板１上に設けられたアライメントマークを撮像するために、下側に向けて配置された撮像部などの他の撮像部もさらに有している。

制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central processing Unit）により構成される。制御部５は、記憶部６に記憶された各種のプログラムに基づき種々の演算を実行し、実装装置１００の各部を統括的に制御する。この制御部５の処理については、後に詳述する。

記憶部６は、制御部５の制御に必要な各種のプログラムが記憶された不揮発性のメモリと、制御部５の作業領域として用いられる揮発性メモリとを有する。上記各種のプログラムは、光ディスク、半導体メモリ等の可搬性の記録媒体から読み取られてもよい。

表示部７は、液晶ディスプレイや、ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等により構成され、各種のデータを画面上に表示する。入力部８は、例えば、キーボード、タッチパネル等により構成され、オペレータからの各種の指示を入力する。

［動作説明］
次に、実装装置１００の動作について説明する。

ここで、本実施形態に係る実装装置１００では、Ｙ軸フレーム４２の下側に配設された２本のレール４３の下側に取り付けられたＹ軸移動体４５がＹ軸方向に移動することによって、実装ヘッド３０及び撮像部３６が一体的にＹ軸方向に移動される。同様に、Ｘ軸フレーム４７の側方に配設された２本のレール４８の側方に取り付けられたＸ軸移動体５０がＸ軸方向に移動することによって、実装ヘッド３０及び撮像部３６が一体的にＸ軸方向に移動される。

例えば、Ｘ軸フレーム４７の側面に配設された２本のレール４８の間の距離に誤差があり、２本のレール４８が完全に平行でない場合を想定する。なお、機械精度の問題で、２本のレール４８を完全に平行にすることは困難である。このような場合に、Ｘ軸移動体５０がＸ軸方向に移動されると、Ｘ軸方向への移動に応じてＸ軸移動体５０が変形してしまい、このＸ軸移動体５０の変形の影響で、Ｘ軸移動体５０に取り付けられた支持体５１が変形してしまう。支持体５１が変形してしまうと、支持体５１に支持される実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対位置が変化してしまう。

同様に、Ｙ軸フレーム４２の下側に配設された２本のレール４３の間の距離に誤差があり、２本のレール４３が完全に平行でない場合を想定する。この場合においても、Ｙ軸移動体４５がＹ軸方向へ移動されるときに、Ｙ軸移動体４５が変形してしまう。そして、Ｙ軸移動体４５の変形の影響によって、支持体５１が変形してまい、支持体５１に支持される実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対位置が変化してしまう。

すなわち、実装ヘッド３０及び撮像部３６が移動すると、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動範囲内の各位置で、実装ヘッド３０と、撮像部３６との相対位置が変化してしまう。このような場合、吸着ノズル３２に対する電子部品２の吸着位置などを正確に認識することができず、結果として、基板１上の正確な位置に電子部品２を実装することができない。なお、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動に基づく支持体５１の変形は、レールではなく、ヘッド移動機構４０の他の部分の機械精度によって生じることもある。

本実施形態に係る実装装置１００は、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動によって生じる、実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係の変化の影響を除去する処理を実行する。

「実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動範囲内の各位置において、実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係についてのデータを収集するときの動作」
実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係の変化の影響を除去するために、まず、実装装置１００は、電子部品２の基板１上への実装に先立って、移動範囲内での各位置で、実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係についてのデータを収集する。

図５及び図６は、移動範囲内の各位置で、実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係についてのデータを収集するときの処理を示すフローチャートである。

図５を参照して、制御部５は、ヘッド移動機構４０により実装ヘッド３０及び撮像部３６をＸＹ方向に移動させ、実装ヘッド３０を供給部２５の供給窓２７の上方に位置させる。そして、制御部５は、実装ヘッド３０の吸着ノズル３２によって、電子部品２（保持物）を吸着させる（ステップ１０１）。ステップ１０１では、制御部５は、まず、ノズル駆動部３５を制御して、操作位置に位置する吸着ノズル３２を下方に移動させ、その後、エアコンプレッサ３３を制御して、吸着ノズル３２の圧力を負圧に切り換える。この圧力の負圧への切り換えに応じて、電子部品２が吸着ノズル３２の先端部に吸着される。その後、制御部５は、ノズル駆動部３５を制御して、電子部品２を吸着した吸着ノズル３２を上方に移動させる。

ステップ１０１において吸着ノズル３２によって吸着される物体（保持物）は、電子部品２に限られない。例えば、吸着ノズル３２に吸着される物体は、実装部及び撮像部３６の相対的な位置関係のデータを収集のために、特別に、電子部品２を模して作成されたダミー部品などであってもよい。なお、吸着ノズル３２に吸着される物体は、典型的には、吸着ノズル３２によって吸着可能であり、かつ、撮像部３６によって撮像可能な物体であればどのような物体であっても構わない。

ステップ１０１において吸着ノズル３２によって吸着される電子部品２の数は、典型的には、１つである。制御部５は、特定の吸着ノズル３２によって電子部品２を吸着した後、ターレット駆動部３４を制御して、ターレット３１を回転させ、電子部品２を吸着した吸着ノズル３２を撮像位置に位置させておく。

次に、制御部５は、ヘッド移動機構４０を制御して、ＸＹ平面における移動範囲内の基準位置Ａへ実装ヘッド３０及び撮像部３６を移動させる（ステップ１０２）。図７には、実装ヘッド３０及び撮像部３６が基準位置Ａに位置するときの様子と、実装ヘッド３０及び撮像部３６が基準位置以外の位置である位置Ｂに位置するときの様子とが示されている。

ここで、基準位置について説明する。この基準位置は、実装部及び撮像部３６の相対的な位置関係の基準となる位置であり、実装部及び撮像部３６の間のずれ量（ΔＸ、ΔＹ）は、この基準位置が基準とされる。

また、この基準位置は、実装精度が既に保証されている。例えば、実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係のデータが収集される前に、制御部５は、実装ヘッド３０が基準位置に位置する状態で、基板１上に電子部品２を実装する。このとき、制御部５は、アライメントマーク撮像用の撮像部（図示せず）によって、基板１上に実装された電子部品２の位置を撮像して、電子部品２の基板１上での位置を認識する。そして、制御部５は、基板１上の電子部品２の位置を基準として、電子部品２の実装に用いられるＸＹ座標を補正する。これにより、基準位置での実装精度が保証される。

制御部５は、基準位置Ａへ実装ヘッド３０及び撮像部３６を移動させると、第１の撮像部３７によって、ミラー３９を介して下側から電子部品２を撮像し、電子部品２の吸着姿勢を判定する（ステップ１０３）。図８は、基準位置Ａで撮像された電子部品２の画像の一例を示す図である。図８に示す例では、電子部品２が画像内の中央に位置する場合が示されているが、電子部品２は画像の中央からずれる場合もある。

次に、制御部５は、電子部品２の撮像回数が規定値に到達したか否かを判定する（ステップ１０４）。規定値は、電子部品２の撮像回数を決定する値であり、この値は、３回以上とされる。電子部品２の撮像回数が３回以上とされれば、後述のステップ１０６において、電子部品２の回転の中心を算出することができる。

撮像回数が規定値に達していない場合（ステップ１０４のＮＯ）、制御部５は、ノズル駆動部３５を制御して、吸着ノズル３２を所定量分回転させる（ステップ１０５）。そして、制御部５は、第１の撮像部３７によって再び電子部品２を下側から撮像する（ステップ１０３）。このような処理により、軸線周りでの角度の異なる電子部品２の複数の画像が取得される。

電子部品２の撮像回数が規定値に達した場合（ステップ１０４のＹＥＳ）、制御部５は、取得された複数の画像に基づいて、電子部品２の回転中心を算出する（ステップ１０６）。このとき算出される電子部品２の回転の中心は、吸着ノズル３２の回転の中心に対応する。このように、吸着ノズル３２の回転の中心を算出することで、（下側からは電子部品２に隠れて見えない）吸着ノズル３２の位置を正確に判断することができ、これにより、実装ヘッド３０及び撮像部３６の相対的な位置関係を正確に判断することができる。

電子部品２の回転中心を算出すると、制御部５は、算出された回転中心の位置を、基準位置回転中心として、記憶部６に記憶しておく。

図６を参照して、次に、制御部５は、ヘッド移動機構４０を制御して、実装ヘッド３０及び撮像部３６を、移動範囲内において、次の位置へ移動させる（ステップ１０８）（図７参照）。実装ヘッド３０及び撮像部３６が次に移動される位置は、予め設定されている。

次に、制御部５は、第１の撮像部３７によって、ミラー３９を介して下側から電子部品２を撮像し、電子部品２の吸着姿勢を判定する（ステップ１０９）。図９は、或る特定の位置Ｂで撮像された電子部品２の画像の一例を示す図である。

図７乃至図９を参照して、実装ヘッド３０及び撮像部３６の位置関係が、ＸＹ平面における移動範囲内で不変の関係であると仮定した場合、図８での画像内の電子部品２の位置と、図９での画像内の電子部品２の位置とは同じになるはずである。しかしながら、実際には、ヘッド移動機構４０を構成する各部材（例えば、レール）の機械精度などが原因で、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動に応じて、支持体５１が変形してしまう。これにより、移動範囲内の各位置で、実装位置及び撮像部３６の相対的な位置関係が変化してしまう。これにより、図９に示す画像内の電子部品２の位置は、図８に示す電子部品２の位置と異なってしまっている。

電子部品２を撮像すると、次に、制御部５は、電子部品２の撮像回数が規定値に到達したか否かを判定する（ステップ１１０）。この規定値は、３回以上とされる。ステップ１１０の規定値は、ステップ１０４における規定値と典型的に同じとされるが、異なっていてもよい。

撮像回数が規定値に達していない場合（ステップ１１０のＮＯ）、制御部５は、ノズル駆動部３５を制御して、吸着ノズル３２を所定量分回転させる（ステップ１１１）。そして、制御部５は、第１の撮像部３７によって再び電子部品２を下側から撮像する（ステップ１０９）。

電子部品２の撮像回数が規定値に達した場合（ステップ１１０のＹＥＳ）、制御部５は、取得された複数の画像に基づいて、電子部品２の回転中心を算出する（ステップ１１２）。

電子部品２の回転中心を算出すると、制御部５は、算出された回転中心の位置と、基準位置の回転中心との差（ΔＸ、ΔＹ）（ずれ量）を算出する（ステップ１１３）。そして、制御部５は、算出された差（ΔＸ、ΔＹ）と、実装ヘッド３０及び撮像部３６のそのときの位置（Ｘ、Ｙ）とを関連付けて、記憶部６に記憶しておく（ステップ１１４）。

次に、制御部５は、ＸＹ平面内における、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動可能範囲の全域において、差のデータ（ΔＸ、ΔＹ）が取得されたかを判定する（ステップ１１５）。差のデータ（ΔＸ、ΔＹ）を取得すべき位置（Ｘ，Ｙ）がまだ残っている場合（ステップ１１５のＮＯ）、制御部５は、ヘッド移動機構４０を制御して、実装ヘッド３０及び撮像部３６を次の位置に移動させる。ステップ１０８〜ステップ１１５の処理は、移動可能範囲の全域において、差のデータ（ΔＸ、ΔＹ）（ずれ量）が取得されるまで繰り返される。

実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動可能範囲の全域において、差のデータ（ΔＸ、ΔＹ）が取得された場合（ステップ１１５のＹＥＳ）、制御部５は、処理を終了する。図１０には、ＸＹ平面における各位置と、Ｘ軸方向のずれ量ΔＸとの関係の一例が示されている。なお、図示は省略するが、ＸＹ平面における各位置と、Ｙ軸方向のずれ量ΔＹとの関係も、図１０に示す例と似た関係となる。

「電子部品２を基板１上に実装するときの動作」
次に、電子部品２を基板１上に実装するときの動作について説明する。図１１は、電子部品２を基板１上に実装するときの処理を示すフローチャートである。

まず、制御部５は、実装ヘッド３０を供給部２５の供給窓２７の上方に位置させて、操作位置に位置する吸着ノズル３２によって、電子部品２を吸着する（ステップ２０１）。次に、制御部５は、１工程で吸着を予定している全ての電子部品２が吸着ノズル３２によって吸着されたかを判定する（ステップ２０２）。

吸着ノズル３２によって吸着すべき電子部品２が残っている場合（ステップ２０２のＮＯ）、制御部５は、ターレット駆動部３４を制御して、ターレット３１を回転させ、操作位置に位置する吸着ノズル３２を切り換える（ステップ２０３）。そして、制御部５は、新たに操作位置に位置することになった吸着ノズル３２によって、電子部品２を吸着する（ステップ２０２）。

１工程で吸着を予定している全ての電子部品２が吸着ノズル３２によって吸着された場合（ステップ２０２のＹＥＳ）、制御部５は、次のステップ２０４へ進む。ステップ２０４では、制御部５は、ヘッド移動機構４０を制御して、基板１側に向けて実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動を開始させる。

次に、制御部５は、実装ヘッド３０及び撮像部３６を基板１側に向けて移動させている時間を利用して、撮像位置に位置する吸着ノズル３２によって吸着された電子部品２を撮像部３６によって撮像する（ステップ２０５）。このとき、制御部５は、第１の撮像部３７によってミラー３９を介して電子部品２を下側から撮像し、かつ、第２の撮像部３８によって電子部品２を側方から撮像する。

次に、制御部５は、電子部品２を撮像したときの、実装ヘッド３０及び撮像部３６の位置座標（Ｘ、Ｙ）を記憶部６に記憶しておく（ステップ２０６）。

次に、制御部５は、撮像部３６によって撮像された画像に基づいて、電子部品２の吸着姿勢を認識する（ステップ２０７）。ステップ２０７では、制御部５は、電子部品２を下側から撮像した画像に基づいて、吸着ノズル３２に対する電子部品２の吸着位置や、吸着ノズル３２の軸線周りでの電子部品２の角度などを認識する。また、制御部５は、電子部品２を側方から撮像した画像に基づいて、吸着ノズル３２によって電子部品２を立った状態で吸着してしまっていないかどうかを認識する。なお、吸着ノズル３２に対する電子部品２の吸着位置が不適切であったり、吸着ノズル３２によって電子部品２を立った状態で吸着したりしてしまっている場合、制御部５は、吸着不良であると判断して、その電子部品２を廃棄するなどの処理を実行する。

電子部品２の吸着姿勢を認識すると、制御部５は、認識された電子部品２の吸着姿勢に基づいて、電子部品２の基板１上での実装位置を補正する（ステップ２０８）。なお、ステップ２０８において実行される補正処理は、一般的に行われている補正処理である。

次に、制御部５は、電子部品２を撮像したときの、実装ヘッド３０及び撮像部３６の座標（Ｘ、Ｙ）に応じた補正量（ΔＸ、ΔＹ）で（図１０参照）、電子部品２の実装位置をさらに補正する（ステップ２０９）。これにより、Ｘ−Ｙ平面における移動範囲内の各位置において、実装ヘッド３０と、撮像部３６との相対的な位置関係が変化してしまう影響が除去され、基板１上での実装位置を正確に算出することができる。ステップ２０８における補正の処理（通常の補正処理）と、ステップ２０９における補正の処理（本技術特有の補正処理）は、順番が逆であってもよい。

次に、制御部５は、吸着ノズル３２によって吸着された電子部品２が全て撮像されたかどうかを判定する（ステップ２１０）。撮像すべき電子部品２が残っている場合（ステップ２１０のＮＯ）、制御部５は、ターレット駆動部３４を制御してターレット３１を回転させ、撮像位置に位置する吸着ノズル３２を切り換える（ステップ２１１）。そして、制御部５は、新たに撮像位置に位置することになった吸着ノズル３２によって吸着された電子部品２を撮像部３６によって撮像する（ステップ２０５）。以降では、吸着ノズル３２によって吸着された全ての電子部品２について、ステップ２０５〜ステップ２０９の処理が実行される。

吸着ノズル３２によって吸着された全ての電子部品２が撮像部３６よって撮像され、電子部品２の実装位置が補正されると（ステップ２１０のＹＥＳ）、制御部５は、次のステップ２１２へ進む。ステップ２１２では、制御部５は、最初に実装が予定されている電子部品２の実装位置に、実装ヘッド３０が到着したか否かを判定する。到着した場合（ステップ２１２のＹＥＳ）、制御部５は、ヘッド移動機構４０を制御して、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動を停止させる（ステップ２１３）。

次に、制御部５は、操作位置に位置する吸着ノズル３２によって吸着された電子部品２を基板１上に実装する（ステップ２１４）。このとき、制御部５は、ノズル駆動部３５を制御して、操作位置に位置する吸着ノズル３２を下方に移動させ、その後、エアコンプレッサ３３を制御して吸着ノズル３２を負圧から正圧に切り換えることで、基板１上に電子部品２を実装する。なお、吸着ノズル３２が下方に移動される前に、ステップ２０７で認識された吸着姿勢に基づいて電子部品２の吸着ノズル３２が軸線回りに回転され、電子部品２のＺ軸回りの角度が調整される。

本実施形態では、基板１上での電子部品２の実装位置を正確に算出することができるため、基板１上の正確な位置に電子部品２を実装することができる。近年においては、電子部品２の微細化が進んできており、このような状況下において、本技術のような正確な電子部品２の実装は、特に有効である。

基板１上に電子部品２を実装すると、制御部５は、実装ヘッド３０によって保持された全ての電子部品２が基板１上に実装されたかを判定する（ステップ２１５）。実装すべき電子部品２が残っている場合（ステップ２１５のＮＯ）、制御部５は、ヘッド移動機構４０を制御して、次に実装が予定されている電子部品２の実装位置に向けて、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動を開始させる（ステップ２１６）。

次に、制御部５は、実装ヘッド３０及び撮像部３６が移動している時間を利用して、ターレット３１を回転させ、操作位置に位置する吸着ノズル３２を切り換える（ステップ２１７）。そして、制御部５は、実装ヘッド３０が次の実装位置に到着したか否かを判定し、到着した場合、実装ヘッド３０の移動を停止させて、吸着ノズル３２に吸着された電子部品２を基板１上に実装する（ステップ２１２〜２１４）。

そして、制御部５は、実装ヘッド３０によって保持された全ての電子部品２が基板１上に実装された場合（ステップ２１５のＹＥＳ）、処理を終了する。

［作用等］
以上説明したように、本技術に係る実装装置１００では、電子部品２の実装に先立って、予め、ＸＹ平面における実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動範囲内での各位置で、実装部と撮像部３６との相対的なずれ量（ΔＸ、ΔＹ）が算出される。そして、電子部品２の実装時に、算出されたずれ量（ΔＸ、ΔＹ）に基づいて、電子部品２の実装位置が補正される。従って、実装部と、撮像部３６との相対的な位置関係が、移動範囲内の各位置で変化するような場合にも、基板１上の正確な位置に電子部品２を実装することができる。

＜各種変形例＞
上述の説明では、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動範囲内における各位置で、ずれ量（ΔＸ、ΔＹ）のデータを収集するとき、吸着ノズル３２によって保持された電子部品２（あるいは、ダミー部品など）を撮像部３６によって撮像する場合について説明した。一方、ずれ量のデータ収集をときに撮像部３６よって撮像される対象物は、吸着ノズル３２それ自体（実装ヘッドそれ自体）であっても構わない。

上述の説明では、実装ヘッド３０及び撮像部３６の移動範囲内における各位置で、ずれ量（ΔＸ、ΔＹ）を算出するとき、各位置で吸着ノズル３２を回転させて、電子部品２の回転中心を算出し、この回転中心に基づいてずれ量を算出する場合について説明した。このような処理により、上記ずれ量を正確に算出することができるが、必ずしもこのような処理が実行されなくてもよい。例えば、吸着ノズル３２を回転させずに、各位置で電子部品２（ダミー部品、吸着ノズル３２）の位置を判定して、上記ずれ量を判定しても構わない。

上述の説明ではΔＸ（第１のずれ量）と、ΔＹ（第２のずれ量）の両方に基づいて、電子部品２の実装位置の補正が行われる場合について説明したが、ΔＸ及びΔＹのうち、一方に基づいて、電子部品２の実装位置の補正が行われてもよい。

以上の説明では、実装ヘッド３０及び撮像部３６が供給部２５上から基板１上に移動される時間を利用して、この時間内に、電子部品２を撮像し、電子部品２の実装位置を補正する処理（ステップ２０５〜２０９）が実行される場合について説明した。一方、この処理は、実装ヘッド３０により電子部品２を吸着しているときに実行することもできるし、実装ヘッド３０が基板１上に移動された後に実行することもできる。

上述の説明では、電子部品２を保持する保持部材の一例として、吸着ノズル３２を例に挙げて説明したが、上記保持部材は、吸着ノズル３２に限られない。例えば、保持部材は、メカ的な機構によって電子部品２を両側から挟みこんで保持するタイプの保持部材であっても構わない。

上述の説明では、実装ヘッド３０及び撮像部３６がＸＹ平面内で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方に移動可能であるとして説明した。しかし、本技術は、実装ヘッド３０及び撮像部３６がＸ軸方向及びＹ軸方向のうち一方に移動する形態（移動範囲が一方向である形態）にも適用することができる。

本技術は、以下の構成をとることもできる。
（１） 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、
前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部と、
前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲の異なる位置で、前記実装部又は実装部によって保持された保持物を撮像し、撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて、前記電子部品の実装位置を補正する制御部と
を具備する実装装置。
（２） 上記（１）に記載の実装装置であって、
前記実装部は、回転可能であり、前記電子部品を保持して前記基板上に実装する保持部材を有し、
前記制御部は、前記移動範囲内での各位置で、前記保持部材を回転させて、前記保持部材又は前記保持部材によって保持された保持物を複数回撮像し、取得された複数の画像に基づいて、前記各位置における前記保持部材の回転中心を算出し、前記回転中心に基づいて、前記各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出する
実装装置。
（３） 上記（２）に記載の実装装置であって、
前記制御部は、前記移動範囲内における基準位置で撮像された前記複数の画像に基づいて算出された前記保持部材の回転中心である基準位置回転中心と、基準位置以外の位置で撮像された前記複数の画像に基づいて算出された前記保持部材の回転中心との差を、前記ずれ量として算出する
実装装置。
（４） 上記（１）乃至（３）のうちいずれか１つに記載の実装装置であって、
前記制御部は、前記実装装置と前記撮像部との第１の方向への第１のずれ量及び前記第１の方向に直交する第２の方向への第２のずれ量のうち、少なくとも一方に基づいて、前記電子部品の実装位置の補正を行う
実装装置。
（５） 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置による前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像し、
撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、
前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行う
実装位置の補正方法。
（６） 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置に、
前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像するステップと、
撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出するステップと、
前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行うステップと
を実行させるプログラム。
（７） 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置による前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像し、
撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、
前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行って、前記基板上に前記電子部品を実装する
基板の製造方法。

１…基板
２…電子部品
５…制御部
１５…搬送部
２０…バックアップ部
２５…供給部
３０…実装ヘッド
３１…ターレット
３２…吸着ノズル
３６…撮像部
３７…第１の撮像部
３８…第２の撮像部
３９…ミラー
４０…ヘッド移動機構
５１…支持体
１００…実装装置

Claims (7)

1. 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、
   前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部と、
   前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲の異なる位置で、前記実装部又は実装部によって保持された保持物を撮像し、撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて、前記電子部品の実装位置を補正する制御部と
   を具備する実装装置。
2. 請求項１に記載の実装装置であって、
   前記実装部は、回転可能であり、前記電子部品を保持して前記基板上に実装する保持部材を有し、
   前記制御部は、前記移動範囲内での各位置で、前記保持部材を回転させて、前記保持部材又は前記保持部材によって保持された保持物を複数回撮像し、取得された複数の画像に基づいて、前記各位置における前記保持部材の回転中心を算出し、前記回転中心に基づいて、前記各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出する
   実装装置。
3. 請求項２に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、前記移動範囲内における基準位置で撮像された前記複数の画像に基づいて算出された前記保持部材の回転中心である基準位置回転中心と、基準位置以外の位置で撮像された前記複数の画像に基づいて算出された前記保持部材の回転中心との差を、前記ずれ量として算出する
   実装装置。
4. 請求項１に記載の実装装置であって、
   前記制御部は、前記実装装置と前記撮像部との第１の方向への第１のずれ量及び前記第１の方向に直交する第２の方向への第２のずれ量のうち、少なくとも一方に基づいて、前記電子部品の実装位置の補正を行う
   実装装置。
5. 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置による前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像し、
   撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、
   前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行う
   実装位置の補正方法。
6. 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置に、
   前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像するステップと、
   撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出するステップと、
   前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行うステップと
   を実行させるプログラム。
7. 移動範囲内で移動可能であり、電子部品を保持して基板上に実装する実装部と、前記実装部と共に移動可能であり、前記電子部品の実装時に前記実装部によって保持された電子部品を撮像する撮像部とを有する実装装置による前記電子部品の実装に先立って、前記撮像部により、前記移動範囲内の異なる位置で、前記実装部又は前記実装部によって保持された保持物を撮像し、
   撮像によって得られた画像に基づいて、前記移動範囲内での各位置における前記実装部と前記撮像部との相対的なずれ量を算出し、
   前記電子部品の実装時に、前記ずれ量に基づいて前記電子部品の実装位置の補正を行って、前記基板上に前記電子部品を実装する
   基板の製造方法。

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