JPH08153997A - 電子部品観察装置及び電子部品観察方法 - Google Patents

電子部品観察装置及び電子部品観察方法

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JPH08153997A
JPH08153997A JP6292939A JP29293994A JPH08153997A JP H08153997 A JPH08153997 A JP H08153997A JP 6292939 A JP6292939 A JP 6292939A JP 29293994 A JP29293994 A JP 29293994A JP H08153997 A JPH08153997 A JP H08153997A
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恵介 藤代
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浩二 高田
Kenichi Noguchi
謙一 野口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バンプ付電子部品について正確な観察を行え
る電子部品観察装置を提供することを目的とする。 【構成】 バンプ付電子部品1を観察するカメラ8と、
背景板16を明るく照らす第1の光源と、バンプ4を明
るく照らす第2の光源とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バンプ付電子部品の観
察を行う電子部品観察装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、BGA(ボールグリッドアレイ)
などのバンプ付電子部品が出現し、このバンプ付電子部
品を回路基板に自動実装する実装装置が実用化されてい
る。ところで、QFPなどの在来の電子部品と同様に、
バンプ付電子部品を回路基板に実装する前に、バンプ付
電子部品の位置ずれ量などを検出して位置補正をする必
要がある。このとき、電子部品観察装置が用いられる。
【0003】次に図6(従来の電子部品観察装置の側面
図)を参照しながら、従来の電子部品観察装置について
説明する。図6中、1はバンプ付電子部品であり、バン
プ付電子部品1は、モールド体からなる本体部2と、本
体部2の下面に設けられる基板部3と、基板部3の下面
に多数マトリックス状に配置され、個々のものが略球体
状をなすバンプ4を有する。バンプ4は、回路基板の回
路パターンに接続される端子としての役割を持つもので
あり、半田を溶融して形成されるものであるから、表面
は鏡面状となる凸面となっている。
【0004】6は下部に本体部2を吸着するノズル5を
有し、バンプ付電子部品1を移送する移載ヘッド、8は
バンプ付電子部品1を観察するカメラ、9は観察用の光
源である。
【0005】ところで、以上述べた電子部品観察装置
は、QFPなど在来の電子部品に用いる電子部品観察装
置をそのまま流用したものであり、光源は一系統のみ設
けられていた。ここで在来の電子部品では、通常リード
など位置検出に重要な部分(回路基板の回路パターンに
電気的に接続される部分)は、本体よりも外側に延出し
ており、この延出する部分もしくは本体の輪郭線のみに
注目して観察を行えば十分であった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらバンプ付
電子部品では次のような特殊事情があり、図6のような
電子部品観察装置では位置観察を十分に行えないという
問題点があった。即ち、図6のような電子部品観察装置
では、一系統の光源しかないので、基本的には1通りの
明暗しか判別できない。ここで、バンプ付電子部品で
は、暗色の基板部3の内側(QFPのように外部に延出
しない)に、明るく輝くバンプ4が位置している。図7
(従来の電子部品観察装置による像の例示図)を用いて
説明すると、図7中、Vはカメラ8の視野、10はバン
プ付電子部品1が理想位置(位置ずれなし)の状態にお
ける基板部3の輪郭線である。しかし、この基板部3の
輪郭線は、基板部3自体が暗いので、その外部との区別
が付かず、視野V内の画像からは直ちに把握できない。
一方で、バンプ4の像12の位置を特定するために理想
位置におけるバンプ4を含むようなサーチエリア13が
設定される。
【0007】ところが図7の破線で示すように、基板部
7の実際の輪郭線11が理想位置の輪郭線10から位置
ずれを生じていることが多く、このときバンプ4の像1
2が、サーチエリア13外に位置して認識が全く行えな
くなることがある。また、サーチエリア13内に本来の
バンプでないバンプの像12が入って意味のない認識が
行われることがある。このように従来の電子部品観察装
置では、認識結果の信頼性が低いという問題点があっ
た。なおこのように基板部7の実際の輪郭線11が位置
ずれを生じていても、上述のようにこの輪郭線11自体
を観察することができないので、基板部7の位置ずれの
有無すら不明なのである。
【0008】そこで本発明は、バンプ付電子部品につい
て正確な観察を行える電子部品観察装置を提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品観察装
置は、バンプ付電子部品を観察するカメラと、背景板を
明るく照らす第1の光源と、バンプを明るく照らす第2
の光源とを有する。
【0010】
【作用】上記構成において、第1の光源による光によっ
て明るい背景板の像と暗い基板部の像とにコントラスト
を付けることにより、基板部の位置ずれを確認できる。
また、暗い基板部の中に明るいバンプを浮かび上がらせ
ることによって、基板部に対するバンプの位置関係を明
確にすることができる。
【0011】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。
【0012】図1は本発明の第1の実施例における電子
部品観察装置の全体構成図、図2は本発明の第1の実施
例における電子部品観察装置の要部側面図である。なお
図中、従来の構成を示す図6、図7と同様の構成要素に
ついては同一符号を付すことにより説明を省略する。
【0013】図1中、14はバンプ付電子部品1を収納
し、移載ヘッド6のノズル5のピックアップ動作に備え
るトレイ、15はバンプ付電子部品1が搭載される回路
基板であり、主制御部23にコントロールされる移載ヘ
ッド駆動部24により駆動される移載ヘッド6が、トレ
イ14からピックアップ動作をして矢印N1方向に移動
し、後に詳述する光源ユニット17の上方を通過して、
矢印N2方向に移動することにより、バンプ付電子部品
1が回路基板15上に移載されるようになっている。
【0014】また18は、カメラ8が取込んだ画像に基
いて図3に示すフローチャートに沿った認識処理を行う
認識部である。このうち、21はカメラ8のアナログ出
力をデジタル化するA/D変換器、22はデジタル化さ
れた画像が格納される画像メモリ、19はメモリ20内
のデータ及び制御プログラムに従って画像メモリ22内
の画像に対し、上述した認識処理を行い、結果をメモリ
20に格納するCPUである。
【0015】次に光源ユニット17等の構成を図2を参
照しながら説明する。まず、移載ヘッド6の下面には、
幅広で反射性を有する背景板16が装着されており、2
6はハロゲン光源25に接続され、この背景板16に向
かって(矢印N3〜N4の範囲)光を照射し、光源ユニ
ット17の外周部に配設される光ファイバである。これ
により、基板部3(暗)と背景板16(明)との間に明
瞭なコントラストを付けることができ、カメラ8の画像
中において、基板部3の輪郭線を明確に確認できるよう
になっている。また光源ユニット17の中央(カメラ8
の光軸と一致)には、カメラ8に光を入射できるように
円筒状の鏡筒17aが取り付けられ、それと同軸的に上
方が広がる台形状の断面形状を備えた凹部17bが開設
されている。そして、凹部17bの傾斜面には、内向き
に傾斜するようにLED27が多数埋め込まれている。
この多数でしかも向きが異なるLED27により、バン
プ4は無指向的に照らされ、球面状をなす表面の全エリ
アが明るく照らされるようになっている。なお、バンプ
4を一定方向からのみ照らすと、バンプ4の像がリング
状あるいは三日月状となってしまい、認識を正確に行え
ないので不適当である。ここで、ハロゲン光源25と光
ファイバ26とは、第1の光源に対応し、凹部17bに
埋め込まれた多数のLED27は第2の光源に対応す
る。
【0016】第1の実施例の電子部品観察装置は、上記
のような構成よりなり、次に図3、図4を参照しなが
ら、電子部品観察方法について説明する。
【0017】まず電子部品観察方法について説明する前
に、既知データについて述べる。移載するバンプ付電子
部品1の設計値は既に判別しており、図4(a)におけ
る基板部3の縦寸法W、横寸法L、バンプ4間のピッチ
P1,P2は既知データに含まれている。なお、バンプ
4の形成時に、基板部3に対してバンプ4がわずかに位
置ずれを生じていることがある。そして、これら既知デ
ータは、メモリ20内に予め格納されている。
【0018】さて図3のステップ1において、ハロゲン
光源25とLED27を点灯させ、バンプ付電子部品1
をピックアップした移載ヘッド6が、図2に示すよう
に、カメラ8の光軸上に至った時点で、カメラ8から画
像を取込む(ステップ2)。すると図4(b)のよう
に、視野V内において背景板16(明)、基板部3
(暗)、バンプ4(明)のコントラストを持った画像が
得られる。
【0019】次にCPU19は、基板部3の像S3と背
景板16の像S16の輪郭線を求め、例えばその左上角
点Q1、右上角点Q2を求めることにより、視野Vの座
標系における基板部3の位置を特定し、求めた位置をメ
モリ20に一旦書込む(ステップ3)。この例では、従
来の技術の項で述べたように、基板部3自体が位置ずれ
を生じており、このとき上述のとおりバンプ4の位置を
正しく認識できない。
【0020】次にCPU19は、メモリ20に格納して
ある上記既知データと、左上角点Q1、右上角点Q2の
座標から、設計上の各バンプ4の位置を計算で求める
(ステップ4)。図4(c)における×印を付した位置
が求めた位置である。そしてこの位置を中心にしてサー
チエリアSAを設定し、サーチエリアSA内にてパター
ンマッチングを行うことにより、実際のバンプ4の位置
を特定する(ステップ5)。ここで、バンプ4は必ず×
印を付した位置のすぐ近くに存在するので、サーチエリ
アSAは狭目に設定することができ、パターンマッチン
グにおける計算量を非常に少なくすることができ、迅速
に正しいバンプ4の位置を特定できる。
【0021】そしてCPU19は、求めた実際のバンプ
4の位置を一旦メモリ20に格納し、次にこのバンプ4
の位置に基づいてバンプ付電子部品1の位置を計算し
(ステップ6)、主制御部23に結果を出力する。する
と、主制御部23は、バンプ4が回路基板15の回路パ
ターンに合うように移載ヘッド駆動部24をコントロー
ルし、バンプ付電子部品1が回路基板15上に正しく移
載される。ここで、回路基板15の回路パターンと電気
的に接続されるのは、バンプ4であるのでバンプ4を基
準に位置補正を行っている。なおこのとき基板部3のみ
が回路基板15上において位置ずれを生じていてもそれ
はさして重要でない。
【0022】またバンプ付電子部品1の位置を計算する
方法としては、全てのバンプ4の位置に基づいて算出す
る方法と、代表的な少数のバンプ4(例えば外周のバン
プ4や角部に位置するバンプ)の位置に基づいて計算す
る方法がある。前者は、全てのバンプ4の位置を特定す
るので処理時間が長くなるが、バンプ4の有無の検査を
同時に行って良品のバンプ付電子部品1のみ基板へ実装
するので、信頼性の高いバンプ付電子部品1の実装が実
現できる。一方後者の方法は、処理時間が短くなるの
で、バンプ付電子部品1の実装タクトを短縮して生産性
を高めることができる。本実施例の電子部品観察装置で
は、2つの方法を選択できるようにするか、どちらか1
つの方法だけを使用するかは自由である。
【0023】図5は本発明の第2の実施例における電子
部品観察装置の要部側面図である。第2の実施例では、
1つの光源30を用いており、カメラ8の光軸中にハー
フミラー31を設けることにより光源30から照射され
た光を背景板16とバンプ4の両方に照射するようにな
っている。この第2の実施例の場合も第1の実施例の場
合と同様な画像をカメラ8で得ることができる。
【0024】
【発明の効果】本発明の電子部品観察装置は、バンプ付
電子部品を観察するカメラと、背景板を明るく照らす第
1の光源と、バンプを明るく照らす第2の光源とを有す
るので、バンプ付電子部品以外、基板部とバンプそれぞ
れを明瞭に区別することができ、バンプ付電子部品の位
置関係を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における電子部品観察装
置の全体構成図
【図2】本発明の第1の実施例における電子部品観察装
置の要部側面図
【図3】本発明の第1の実施例における電子部品観察装
置のフローチャート
【図4】(a)本発明の第1の実施例における電子部品
観察方法の工程説明図 (b)本発明の第1の実施例における電子部品観察方法
の工程説明図 (c)本発明の第1の実施例における電子部品観察方法
の工程説明図
【図5】本発明の第2の実施例における電子部品観察装
置の要部側面図
【図6】従来の電子部品観察装置の側面図
【図7】従来の電子部品観察装置による像の例示図
【符号の説明】
1 バンプ付電子部品 2 本体部 3 基板部 4 バンプ 8 カメラ 16 背景板 25 ハロゲン光源 26 光ファイバ 27 LED
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 峰彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体部と、前記本体部の下面に設けられた
    基板部と、前記基板部の下面に複数設けられた略球体状
    のバンプとを備えるバンプ付電子部品を、このバンプ付
    電子部品の背後に背景板を位置させた状態で観察する電
    子部品観察装置であって、 前記バンプ付電子部品を観察するカメラと、前記背景板
    を明るく照らす第1の光源と、前記バンプを明るく照ら
    す第2の光源とを有することを特徴とする電子部品観察
    装置。
  2. 【請求項2】前記第1の光源は、ハロゲン光源に光ファ
    イバを接続してなることを特徴とする請求項1記載の電
    子部品観察装置。
  3. 【請求項3】前記第2の光源は、前記バンプを無指向的
    に照らすように多数設けられたLEDを含むことを特徴
    とする請求項1記載の電子部品観察装置。
  4. 【請求項4】本体部と、前記本体部の下面に設けられた
    基板部と、前記基板部の下面に複数設けられた略球体状
    のバンプとを備えるバンプ付電子部品のバンプを明るく
    照らすと共に、このバンプ付電子部品の背後に設けた背
    景板を明るく照らした状態で、前記背景板の像も含めて
    前記バンプ付電子部品の画像を取込むステップと、 前記背景板の像に対して浮かび上がる前記基板部の位置
    を検出するステップと、 検出した前記基板部の位置から前記バンプが存在し得る
    位置を含むサーチエリアを決定するステップと、 前記サーチエリア内で前記バンプの位置を特定するステ
    ップとを含むことを特徴とする電子部品観察方法。
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US7089656B2 (en) 2002-12-03 2006-08-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric parts mounting apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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