KR102240592B1

KR102240592B1 - 표면 실장기, 부품 인식 장치, 부품 인식 방법

Info

Publication number: KR102240592B1
Application number: KR1020197012490A
Authority: KR
Inventors: 마나부 오카모토
Original assignee: 야마하하쓰도키 가부시키가이샤
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2021-04-15
Also published as: CN109983859B; US11291151B2; US20200077551A1; CN109983859A; WO2018105051A1; JPWO2018105051A1; DE112016007500T5; JP6714729B2; KR20190057120A

Abstract

광을 사출하는 발광부, 및 발광부의 둘레가장자리를 따라서 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 유지하는 부품 유지부와, 부품을 향해서 광을 조사함으로써 단차를 따라서 제 1 그림자를 발생시키는 광조사부와, 제 1 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 촬상부와, 촬상된 제 1 그림자의 위치로부터 발광부의 위치를 인식하는 위치 인식부와, 부품 유지부로부터 꺼낸 부품을 기판에 실장하는 실장 헤드와, 위치 인식부가 인식한 발광부의 위치에 의거하여 실장 헤드가 기판에 부품을 실장하는 위치를 제어하는 실장 제어부를 구비한다.

Description

표면 실장기, 부품 인식 장치, 부품 인식 방법

본 발명은 발광부로부터 광을 사출하는 부품의 상기 발광부의 위치를 인식하는 기술에 관한 것이다.

예를 들면 표면 실장형의 LED(Light Emitting Diode)와 같이 발광부를 갖는 부품을 기판에 실장할 때에는, 발광부의 위치를 기판 상의 소정 위치에 일치시키는 것이 요구될 경우가 있다. 그래서, 특허문헌 1의 표면 실장기에서는 발광부를 구성하는 형광체를 여기시키는 광을 조사하는 조명이 구비되어 있다. 그리고, 이 조명으로부터의 광을 받아서 발광하는 발광부를 촬상한 화상에 의거하여 발광부의 위치가 인식된다.

일본 특허공개 2015-126216호 공보

이와 같이 발광부를 발광시킴으로써 발광부에 인접하는 패키지와 발광부의 경계가 명료하게 되기 때문에, 발광부의 위치를 적확하게 인식할 수 있다. 그러나, 발광부에 형광체를 갖지 않는 LED도 존재하고, 이러한 부품에 대해서는 이러한 방법이 반드시 유효한 것은 아니었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 부품의 발광부가 형광체를 갖는지의 여부에 관계없이, 상기 발광부의 위치를 적확하게 인식하는 것을 가능하게 하는 기술의 제공을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 표면 실장기는, 광을 사출하는 발광부, 및 발광부의 둘레가장자리를 따라서 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 유지하는 부품 유지부와, 부품을 향해서 광을 조사함으로써 단차를 따라서 제 1 그림자를 발생시키는 광조사부와, 제 1 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 촬상부와, 촬상된 제 1 그림자의 위치로부터 발광부의 위치를 인식하는 위치 인식부와, 부품 유지부로부터 꺼낸 부품을 기판에 실장하는 실장 헤드와, 위치 인식부가 인식한 발광부의 위치에 의거하여 실장 헤드가 기판에 부품을 실장하는 위치를 제어하는 실장 제어부를 구비한다.

본 발명에 따른 부품 인식 장치는, 광을 사출하는 발광부, 및 발광부의 둘레가장자리를 따라서 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 향해서 광을 조사함으로써 단차를 따라서 그림자를 발생시키는 광조사부와, 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 촬상부와, 촬상된 그림자의 위치로부터 발광부의 위치를 인식하는 위치 인식부를 구비한다.

본 발명에 따른 부품 인식 방법은, 광을 사출하는 발광부, 및 발광부의 둘레가장자리를 따라서 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 향해서 광을 조사함으로써 단차를 따라서 그림자를 발생시키는 공정과, 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 공정과, 촬상된 그림자의 위치로부터 발광부의 위치를 인식하는 공정을 구비한다.

이와 같이 구성된 본 발명(표면 실장기, 부품 인식 장치, 부품 인식 방법)은, 부품을 향해서 광을 조사함으로써 부품의 발광부와 패키지 사이의 단차를 따라서 그림자(제 1 그림자)를 발생시킨다. 따라서, 발광부에 인접하는 패키지와 상기 발광부의 경계가 그림자에 의해서 강조되기 때문에, 부품의 발광부가 형광체를 갖는지의 여부에 관계없이 부품의 발광부의 위치를 적확하게 인식하는 것이 가능하게 되어 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 부품의 발광부가 형광체를 갖는지의 여부에 관계없이, 상기 발광부의 위치를 적확하게 인식하는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 표면 실장기의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 평면도.
도 2는 촬상부의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 측면도.
도 3은 도 1의 표면 실장기가 구비하는 전기적 구성의 일례를 나타내는 블럭도.
도 4는 도 1의 표면 실장기가 실행하는 부품 실장 처리의 일례를 나타내는 플로우차트.
도 5는 발광부 인식 처리에서 실행되는 동작을 모식적으로 나타내는 도면.
도 6은 부품 외형 인식 처리에서 실행되는 동작을 모식적으로 나타내는 도면.

도 1은 본 발명에 따른 표면 실장기의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 평면도이다. 도 1에서는 연직 방향으로 평행한 Z방향, 각각 수평 방향으로 평행한 X방향 및 Y방향으로 이루어지는 XYZ 직교 좌표를 나타낸다. 이 표면 실장기(1)는 기대(11)의 위에 설치된 한쌍의 컨베이어(12, 12)를 구비한다. 그리고, 표면 실장기(1)는 컨베이어(12)에 의해 X방향(기판 반송 방향)의 상류측으로부터 작업 위치(Bo)(도 1의 기판(B)의 위치)로 반입한 기판(B)에 대하여 부품(P)을 실장하고, 부품 실장을 완료한 기판(B)을 컨베이어(12)에 의해 작업 위치로부터 X방향의 하류측으로 반출한다.

표면 실장기(1)에서는, Y방향으로 연장되는 한쌍의 Y축 레일(21, 21)과, Y방향으로 연장되는 Y축 볼나사(22)와, Y축 볼나사(22)를 회전 구동하는 Y축 모터(My)가 설치되고, 헤드 지지 부재(23)가 한쌍의 Y축 레일(21, 21)에 Y방향으로 이동 가능하게 지지된 상태에서 Y축 볼나사(22)의 너트에 고정되어 있다. 헤드 지지 부재(23)에는, Y방향에 직교하는 X방향으로 연장되는 X축 볼나사(24)와, X축 볼나사(24)를 회전 구동하는 X축 모터(Mx)가 부착되어 있고, 헤드 유닛(3)이 헤드 지지 부재(23)에 X방향으로 이동 가능하게 지지된 상태에서 X축 볼나사(24)의 너트에 고정되어 있다. 따라서, Y축 모터(My)에 의해 Y축 볼나사(22)를 회전시켜서 헤드 유닛(3)을 Y방향으로 이동시키거나, 또는 X축 모터(Mx)에 의해 X축 볼나사(24)를 회전시켜서 헤드 유닛(3)을 X방향으로 이동시킬 수 있다.

한쌍의 컨베이어(12, 12)의 Y방향의 양측 각각에서는 2개의 부품 공급부(25)가 X방향으로 배열되어 있고, 각 부품 공급부(25)에 대해서는 X방향으로 배열되는복수의 테이프 피더(26)가 착탈 가능하게 장착되어 있다. 각 테이프 피더(26)에는 Y방향으로 배열되는 복수의 포켓의 각각에 부품(P)을 수용하는 테이프가 장전되어 있고, 각 테이프 피더(26)는 이 테이프를 Y방향(컨베이어(12)측)으로 송출함으로써 컨베이어(12)측의 각각의 선단에 형성된 부품 인출 위치에 부품(P)을 공급한다.

헤드 유닛(3)은 X방향으로 배열되는 복수(4개)의 실장 헤드(31)를 갖는다. 각 실장 헤드(31)는 Z방향으로 연장된 장척형상을 갖고, 그 하단에 걸거나 벗길 수 있게 부착된 노즐에 의해 부품을 흡착·유지할 수 있다. 즉, 실장 헤드(31)는 부품 인출 위치의 상방으로 이동하여, 테이프 피더(26)에 의해 부품 인출 위치에 공급된 부품(P)을 흡착한다. 계속해서, 실장 헤드(31)는 작업 위치(Bo)의 기판(B)의 상방으로 이동해서 부품(P)의 흡착을 해제함으로써 기판(B)에 부품(P)을 실장한다. 이렇게 해서, 실장 헤드(31)는 테이프 피더(26)에 의해 부품 인출 위치에 공급된 부품(P)을 꺼내서 기판(B)에 실장하는 부품 실장을 실행한다.

또한, 표면 실장기(1)는 각각 상방을 향한 카메라를 갖는 2개의 상방 인식부(5A, 5B)를 구비한다. 이들 중, 상방 인식부(5A)는 Y방향의 일방측(도 1의 상측)에서 X방향으로 배열되는 2개의 부품 공급부(25)의 사이에서 기대(11)에 고정되고, 상방 인식부(5B)는 Y방향의 타방측(도 1의 하측)에서 X방향으로 배열되는 2개의 부품 공급부(25)의 사이에서 기대(11)에 고정된다. 그리고, 상방 인식부(5A, 5B)의 각각은 상방을 통과하는 실장 헤드(31)가 흡착하는 부품(P)을 카메라에 의해 촬상한다.

또한, 표면 실장기(1)는 헤드 유닛(3)에 부착된 하방 인식부(6)를 구비한다. 이 하방 인식부(6)는 헤드 유닛(3)에 따라서 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하고, 작업 위치(Bo)에 반입된 기판(B)에 붙여진 피듀셜 마크(F)나, 테이프 피더(26)에 유지되는 부품(P)을 촬상하기 위해서 사용된다.

도 2는 촬상부의 일례를 모식적으로 나타내는 부분 측면도이다. 상술한 바와 같이, 하방 인식부(6)는 하방에 배치된 부품(P)이나 피듀셜 마크(F)와 같은 촬상 대상물(J)을 촬상한다. 이 하방 인식부(6)는 촬상 대상물(J)에 상방으로부터 대향하는 카메라(61)를 갖는다. 카메라(61)는 CCD 이미지 센서 또는 COMS 이미지 센서 등의 고체 촬상 소자(62)를 내장하고, 고체 촬상 소자(62)에 의해 상방으로부터 촬상 대상물(J)을 촬상한다. 카메라(61)의 광축(A61)은 Z방향(연직 방향)으로 평행하고, 카메라(61)는 Z방향으로부터 촬상 대상물(J)에 대향한다. 또, 표면 실장기(1)에서는 촬상 대상물(J)인 부품(P) 및 피듀셜 마크(F)는 수평으로 유지되기 때문에, 촬상 대상물(J)의 표면의 법선은 카메라(61)의 광축(A61) 및 Z방향과 평행하다.

또한, 하방 인식부(6)는 광조사부(65)를 갖는다. 광조사부(65)는 카메라(61)에 부착된 프레임(66)을 갖는다. 프레임(66)은 카메라(61)의 하방에 배치되고, 카메라(61)가 대향하는 위치에 원형의 개구(661)를 갖는다. 따라서, 카메라(61)는 개구(661)를 통해서 촬상 대상물(J)을 촬상한다. 또한, 조사부(65)는 개구(661)를 사이에 둔 X방향의 양측에서 프레임(66)에 부착된 조명(67)을 갖는다. 각 조명(67)은 광을 사출하는 복수의 발광 소자(예를 들면 LED)를 이차원적으로 배열한 구성을 갖고 있고, Y방향에 있어서 촬상 대상물(J)보다 넓은 범위로부터 광을 사출한다. 각 조명(67)의 광축(A67)은 카메라(61)의 광축(A61)에 대하여 경사져 있고, 카메라(61)의 광축(A61)과의 사이에 예각(θ)으로 교차한다. 바꾸어 말하면, 각 조명(67)의 광축(A67)의 촬상 대상물(J)에 대한 입사각(θ)은 촬상 대상물(J)의 법선에 대하여 기울어져 있고, 각 조명(67)은 촬상 대상물(J)에 비스듬하게 상방으로부터 광을 조사한다.

이러한 구성을 구비한 하방 인식부(6)는, 광조사부(65)에 의해 비스듬하게 상방으로부터 촬상 대상물(J)에 광을 조사하면서, 카메라(61)에 의해서 촬상 대상물(J)을 촬상한다. 이렇게 해서, 촬상 대상물(J)의 촬상화상이 하방 인식부(6)에 의해서 취득된다.

도 3은 도 1의 표면 실장기가 구비하는 전기적 구성의 일례를 나타내는 블럭도이다. 표면 실장기(1)는 장치 전체의 구성을 통괄적으로 제어하는 주제어부(100)를 구비하고, 주제어부(100)는 연산 처리부(110), 기억부(120), 인식 제어부(130) 및 구동 제어부(140)를 갖는다. 연산 처리부(110)는 CPU(Central Processing Unit) 및 RAM(Random Access Memory) 등으로 구성된 컴퓨터이다. 또한, 기억부(120)는 HDD(Hard Disk Drive) 등으로 구성되어 있고, 표면 실장기(1)에서의 부품 실장의 순서를 규정하는 실장 프로그램이나, 후술하는 도 4의 플로우차트의 순서를 규정하는 프로그램 등이 기억되어 있다.

인식 제어부(130)는 상방·하방 인식부(5A, 5B, 6)를 사용한 인식 처리를 제어한다. 즉, 인식 제어부(130)는 상방·하방 인식부(5A, 5B, 6)에 촬상 제어 신호를 출력하고, 상방·하방 인식부(5A, 5B, 6)는 수신한 촬상 제어 신호에 따른 타이밍에서 촬상 대상물(J)을 촬상한다. 그리고, 인식 제어부(130)는 상방·하방 인식부(5A, 5B, 6) 각각의 촬상화상에 의거하여 촬상 대상물(J)의 위치에 관한 정보를 취득한다.

예를 들면, 피듀셜 마크(F)의 위치를 인식할 경우에는, 광조사부(65)는 기판(B)에 형성된 피듀셜 마크(F)에 대하여 광을 조사하고, 카메라(61)는 광조사부(65)로부터 광이 조사된 피듀셜 마크(F)를 촬상한다. 그리고, 인식 제어부(130)는, 카메라(61)가 촬상한 화상으로부터 피듀셜 마크(F)의 위치를 산출한 결과에 의거하여 작업 위치(Bo)에 반입된 기판(B)의 위치를 인식한다. 또는, 부품(P)의 위치를 인식할 경우에는, 도 4∼도 6을 이용하여 뒤에 상세히 설명하는 처리가 인식 제어부(130)에 의해 실행된다.

구동 제어부(140)는 X축 모터(Mx) 및 Y축 모터(My)를 제어함으로써 헤드 유닛(3)을 X방향 및 Y방향으로 이동시킨다. 구체적으로는, 구동 제어부(140)는 부품 실장의 실행시에 있어서 헤드 유닛(3)에 탑재된 실장 헤드(31)를 부품 공급부(25)와 기판(B) 사이에서 이동시킨다. 이 때, 구동 제어부(140)는 인식 제어부(130)에 의해 인식된 부품(P)의 위치에 의거하여 실장 헤드(31)의 XY 위치를 보정한다.

또한, 표면 실장기(1)는, 예를 들면 액정 디스플레이로 구성된 표시부(150)와, 예를 들면 마우스나 키보드로 구성된 입력 조작부(160)를 구비한다. 따라서, 작업자는 표시부(150)의 표시를 확인함으로써 표면 실장기(1)의 상태를 확인할 수 있음과 아울러, 입력 조작부(160)에 입력 조작을 행함으로써 표면 실장기(1)에 지령을 입력할 수 있다. 덧붙여서 말하면, 표시부(150)와 입력 조작부(160)를 별체로 구성할 필요는 없고, 예를 들면 터치패널 디스플레이에 의해 이것들을 일체적으로 구성해도 좋다.

도 4는 도 1의 표면 실장기가 실행하는 부품 실장 처리의 일례를 나타내는 플로우차트이다. 도 4의 플로우차트는 주제어부(100)에 의한 제어에 의해 실행된다. 스텝 S101에서, 부품 공급부(25)의 테이프 피더(26)가 그 부품 인출 위치에 부품(P)을 공급하면, 스텝 S102에서 하방 인식부(6)의 카메라(61)가 이 부품(P)의 상방으로 이동한다.

스텝 S103에서는 부품 인출 위치의 부품(P)에 대하여 발광부 인식 처리가 실행된다. 도 5는 발광부 인식 처리에서 실행되는 동작을 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 5의 「단면도」의 란에서는 부품의 부분 단면도가 나타내어지고, 도 5의 「평면도」의 란에서는 부품의 부분 평면도가 나타내어져 있다. 도 5에 나타내는 부품(P)은 소위 표면 실장형의 LED이다.

이 부품(P)은 광을 사출하는 발광부(E)와, 발광부(E)를 지지하는 패키지(K)를 갖는다. 패키지(K)는 평면으로 볼 때에 직사각 형상의 외형을 갖고 있고, 패키지(K)의 중앙부에는 직육면체 형상을 갖는 오목부(Kc)가 형성되어 있다. 그리고, 이 오목부(Kc)의 저부에 발광부(E)가 배치되어 있다. 테이프 피더(26)에 의해 부품(P)이 유지된 상태에서는, 오목부(Kc)의 표면(Ks) 및 발광부(E)의 표면(Es)은 각각 수평으로 유지된다. 발광부(E)의 둘레가장자리(Ee)에 인접하면서 상기 둘레가장자리(Ee)를 둘러싸는 오목부(Kc)의 내벽은, 발광부(E)의 표면(Es)보다 돌출하여 발광부(E)와의 사이에 단차(S)를 형성한다. 이와 같이, 패키지(K)는 발광부(E)의 둘레가장자리(Ee)를 따라서 발광부(E)와의 사이에 단차(S)를 갖는다.

그리고, 발광부 인식 처리에서는 테이프 피더(26)에 의해 유지되는 부품(P)을 향해서 하방 인식부(6)의 광조사부(65)로부터 광(L)이 조사된다. 이것에 의해, 부품(P)(패키지(K)의 표면(Ks) 및 발광부(E)의 표면(Es))에 대하여 부품(P)의 외측으로부터 비스듬히 입사하는 광(L)이 발광부(E)를 포함하는 범위에 조사된다. 이 때, 광(L)의 일부가 단차(S)에 차단되기 때문에, 발광부(E)의 둘레가장자리부(Re)에 입사하는 광(L)의 양은, 패키지(K)의 표면(Ks)에 입사하는 광(L)이나 발광부(E)의 중앙부(Rc)에 입사하는 광(L)의 양에 비해서 적어진다. 따라서, 도 5의 「평면도」에 있어서 사선으로 나타내는 바와 같이, 발광부(E)의 둘레가장자리부(Re)에는 단차(S)의 그림자(H1)가 생긴다. 즉, 하방 인식부(6)의 광조사부(65)는 단차(S)를 따라서(환언하면, 발광부(E)의 둘레가장자리(Ee)를 따라서) 그림자(H1)를 발생시키는 기능을 갖는다. 그 결과, 패키지(K)의 표면(Ks)에 비교하여 발광부(E)의 둘레가장자리부(Re)가 어두워지는 콘트라스트가 생긴다. 그리고, 스텝 S103의 발광부 인식 처리에서는, 이렇게 해서 생긴 그림자(H1)를 포함하는 화상을 하방 인식부(6)의 카메라(61)가 촬상함으로써 도 5의 「평면도」에 나타내는 촬상화상이 취득되어서, 이 촬상화상이 인식 제어부(130)에 출력된다.

스텝 S104에서는, 부품 인출 위치의 부품(P)에 대하여 부품 외형 인식 처리가 실행된다. 도 6은 부품 외형 인식 처리에서 실행되는 동작을 모식적으로 나타내는 도면이고, 도 6의 「단면도」의 란에서는 부품과 이것을 수용하는 테이프의 부분 단면도가 나타내어지고, 도 6의 「평면도」의 란에서는 부품과 이것을 수용하는 테이프의 부분 평면도가 나타내어져 있다.

테이프 피더(26)에 장전·유지되는 테이프(T)에서는 각각 평면으로 볼 때에 직사각형상을 갖는 복수의 포켓(Tp)이 Y방향으로 일렬로 배열되어 있고, 각 포켓(Tp)에 부품(P)이 수용된다. 또한, X방향 및 Y방향의 각각에 있어서, 포켓(Tp)은 부품(P)의 패키지(K)보다 크고, 포켓(Tp)에 수용된 부품(P)의 패키지(K)와 포켓(Tp)의 내벽(Tw) 사이에는 간극(d)이 생겨 있다.

그리고, 부품 외형 인식 처리에서는, 부품 인출 위치에서 부품(P)을 수용하는 포켓(Tp)을 향해서 하방 인식부(6)의 광조사부(65)로부터 광(L)이 조사된다. 이것에 의해, 포켓(Tp)에 수용되는 부품(P)(패키지(K)의 표면(Ks))에 대하여 포켓(Tp)의 외측으로부터 비스듬히 입사하는 광(L)이 포켓(Tp)을 포함하는 범위에 조사된다. 이 때, 광(L)의 일부가 포켓(Tp)의 둘레가장자리부(Te)에 차단되기 때문에, 포켓(Tp)의 내벽(Tw)과 부품(P)의 패키지(K)의 간극(d)에 입사하는 광(L)의 양은, 패키지(K)의 표면(Ks)에 입사하는 광(L)이나 테이프(T)의 둘레가장자리부(Te)에 입사하는 광(L)의 양에 비교해서 적어진다. 따라서, 도 6의 「평면도」에 있어서 사선으로 나타내는 바와 같이, 포켓(Tp)의 내벽(Tw)과 부품(P)의 패키지(K)의 간극(d)에는 그림자(H2)가 생긴다. 즉, 하방 인식부(6)의 광조사부(65)는 부품(P)의 패키지(K)의 외형을 따라서 그림자(H2)를 발생시키는 기능을 갖는다. 그 결과, 부품(P)의 패키지(K)의 표면(Ks) 및 테이프(T)의 둘레가장자리부(Te)에 비교하여, 포켓(Tp)의 내벽(Tw)과 부품(P)의 패키지(K)의 간극(d)이 어두워지는 콘트라스트가 생긴다. 그리고, 스텝 S104의 부품 외형 인식 처리에서는, 이렇게 해서 생긴 그림자(H2)를 포함하는 화상을 하방 인식부(6)의 카메라(61)가 촬상함으로써 도 6의 「평면도」에 나타내는 촬상화상이 취득되어서, 이 촬상화상이 인식 제어부(130)에 출력된다.

스텝 S105에서는, 스텝 S103에서 촬상된 그림자(H1)의 위치와, 스텝 S104에서 촬상된 그림자(H2)의 위치에 의거하여 패키지(K)의 외형에 대한 발광부(E)의 위치가 인식 제어부(130)에 의해 산출된다. 구체적으로는, 그림자(H1)를 촬상한 화상(도 5의 「평면도」의 화상)으로부터, 패키지(K)의 표면(Ks)과 그림자(H1)의 경계가 발광부(E)의 둘레가장자리(Ee)(환언하면, 윤곽)로서 추출된다. 이 발광부(E)의 둘레가장자리(Ee)의 추출은, 패키지(K)의 표면(Ks)과 그림자(H1)의 밝기의 차(즉 콘트라스트)에 대하여 예를 들면 에지 검출을 실시함으로써 실행할 수 있다. 또한, 그림자(H2)를 촬상한 화상(도 6의 「평면도」의 화상)으로부터 그림자(H2)와 패키지(K)의 표면(Ks)의 경계가, 패키지(K)의 둘레가장자리(Ke)(환언하면, 윤곽)로서 추출된다. 이 패키지(K)의 둘레가장자리(Ke)의 추출은 패키지(K)의 표면(Ks)과 그림자(H2)의 밝기의 차(즉 콘트라스트)에 대하여 예를 들면 에지 검출을 실시함으로써 실행할 수 있다. 그리고, 발광부(E)의 둘레가장자리(Ee)의 위치 및 패키지(K)의 둘레가장자리(Ke)의 위치의 각각을 추출한 결과에 의거하여, 패키지(K)의 외형 에 대한 발광부(E)의 위치가 산출된다.

스텝 S106에서는, 실장 헤드(31)가 스텝 S103, S104의 실행 대상이 된 부품(P)의 상방으로 이동하여 해당 부품을 흡착한다. 그리고, 스텝 S107의 부품 인식처리에서는, 실장 헤드(31)는 상방 인식부(5A, 5B) 중 가까운 쪽의 촬상부의 상방으로 이동하여 상기 촬상부가 상방을 통과하는 부품(P)의 패키지(K)의 저면을 촬상해서 인식 제어부(130)에 송신한다. 이것에 의해서, 실장 헤드(31)에 흡착되는 부품(P)의 패키지(K)와 상기 실장 헤드(31)의 위치 관계가 인식 제어부(130)에 의해 인식된다.

그리고, 스텝 S108의 부품 실장에서는 스텝 S105에서 구해진 패키지(K)에 대한 발광부(E)의 위치와, 스텝 S107에서 구해진 실장 헤드(31)에 대한 패키지(K)의 위치에 의거하여, 구동 제어부(140)가 기판(B)에 대한 실장 헤드(31)의 위치를 X방향 및 Y방향으로 제어한다. 이 때, 피듀셜 마크(F)에 의거하여 인식된 기판(B)의 위치가 참조된다. 이것에 의해서, 발광부(E)가 소정의 XY 위치에 일치하도록, 부품(P)이 기판(B)에 실장된다. 그리고, 모든 부품 실장이 완료할 때까지(스텝 S109에서 「YES」라고 판단될 때까지), 스텝 S101∼S108이 반복하여 실행된다.

이와 같이 구성된 실시형태는, 부품(P)을 향해서 광(L)을 조사함으로써 부품(P)의 발광부(E)와 패키지(K) 사이의 단차(S)를 따라서 그림자(H1)(제 1 그림자)을 발생시킨다(스텝 S103의 발광부 인식 처리). 따라서, 발광부(E)에 인접하는 패키지(K)와 상기 발광부(E)의 경계(둘레가장자리(Ee))가 그림자(H1)에 의해 강조되기 때문에, 부품(P)의 발광부(E)가 형광체를 갖는지의 여부에 관계없이 부품(P)의 발광부(E)의 위치를 적확하게 인식하는 것이 가능하게 되어 있다.

덧붙여서 말하면, 부품 인식 처리는 형광체를 갖는 발광부(E) 및 형광체를 갖지 않는 발광부(E) 중 어느 것에 대해서도 적응할 수 있다. 또, 발광부(E)가 형광체를 갖지 않는 경우에는, 광조사부(65)의 조명(67)은 고체 촬상 소자(62)를 검출할 수 있는 파장 범위(검출 파장 범위)의 광(L)(예를 들면 가시광)을 조사하면 된다.

또는, 소정의 여기 파장 범위 내의 파장을 갖는 광의 조사에 의해 여기되는 형광체를 발광부(E)가 가질 경우에는, 광조사부(65)의 조명(67)은 검출 파장 범위 내이며 여기 파장 범위 외의 파장을 갖고(즉, 여기 파장 범위 내의 파장을 갖지 않고), 형광체를 여기시키지 않는 광을 조사하면 된다. 이것에 의해서, 발광부(E)의 형광체가 여기·발광함으로써 부품(P)의 발광부(E)와 패키지(K) 사이의 단차(S)를 따라서 생기는 그림자(H1)가 희미해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광부(E)에 인접하는 패키지(K)와 상기 발광부(E)의 경계를 그림자(H1)에 의해 강조하여, 부품(P)의 발광부(E)의 위치를 적확하게 인식하는 것이 가능하게 된다.

덧붙여서 말하면, 발광부(E)의 형광체를 여기시키기 위해서는 여기 파장 범위 내의 파장을 갖고, 또한 소정값 이상의 광량을 갖는 광을 상기 형광체에 조사 할 필요가 있을 경우가 있다. 이러한 경우, 여기 파장 범위 내의 파장을 갖는 광을 조사해도 상기 광의 광량이 소정값 미만이면, 발광부(E)의 형광체는 여기하지 않는다. 그래서, 광조사부(65)의 조명(67)은 검출 파장 범위 내이며 여기 파장 범위 내의 파장의 광을 소정값 미만의 광량으로 부품(P)에 조사해도 좋다. 이것에 의해서도, 발광부(E)의 형광체가 여기·발광함으로써 그림자(H1)가 희미해지는 것을 방지할 수 있고, 부품(P)의 발광부(E)의 위치를 적확하게 인식하는 것이 가능하게 된다.

또한, 스텝 S104의 부품 외형 인식 처리에서는 부품(P)을 향해서 광(L)을 조사함으로써 부품(P)을 수용하는 포켓(Tp)의 내벽(Tw)과 부품(P)의 패키지(K)의 간극(d)에 그림자(H2)(제 2 그림자)를 발생시킨다. 따라서, 부품(P)의 패키지(K)가 갖는 외형(둘레가장자리(Ke))이 그림자(H2)에 의해 강조되기 때문에, 부품(P)의 패키지(K)의 위치를 적확하게 인식할 수 있고, 그 결과, 패키지(K)에 대한 발광부(E)의 위치를 적확하게 인식할 수도 있다. 그리고, 이러한 인식 결과에 의거하여 실장 헤드(31)가 기판(B)에 부품(P)을 실장하는 XY 위치가 제어되기 때문에, 부품(P)의 발광부(E)를 기판(B) 상의 적절한 XY 위치에 실장하는 것이 가능하게 된다.

또한, 피듀셜 마크(F) 및 부품(P) 각각의 인식을 하방 인식부(6) 및 인식 제어부(130)에서 실행하고 있다. 이와 같이, 피듀셜 마크(F) 및 부품(P) 각각의 인식을 실행하는 구성을 공통화함으로써 표면 실장기(1)의 장치 구성의 간소화가 도모되고 있다.

이와 같이 상기 실시형태에서는, 표면 실장기(1)가 본 발명의 「표면 실장기」의 일례에 상당하고, 테이프 피더(26)가 본 발명의 「부품 유지부」의 일례에 상당하고, 부품(P)이 본 발명의 「부품」의 일례에 상당하고, 발광부(E)가 본 발명의 「발광부」의 일례에 상당하고, 둘레가장자리(Ee)가 본 발명의 「발광부의 둘레가장자리」의 일례에 상당하고, 패키지(K)가 본 발명의 「패키지」의 일례에 상당하고, 단차(S)가 본 발명의 「단차」의 일례에 상당하고, 광조사부(65)가 본 발명의 「광조사부」의 일례에 상당하고, 광(L)이 본 발명의 「광」의 일례에 상당하고, 그림자(H1)가 본 발명의 「제 1 그림자」의 일례에 상당하고, 카메라(61)가 본 발명의 「촬상부」의 일례에 상당하고, 인식 제어부(130)가 본 발명의 「위치 인식부」의 일례에 상당하고, 실장 헤드(31)가 본 발명의 「실장 헤드」의 일례에 상당하고, 기판(B)이 본 발명의 「기판」의 일례에 상당하고, 구동 제어부(140)가 본 발명의 「실장 제어부」의 일례에 상당하고, 테이프(T)가 본 발명의 「테이프」의 일례에 상당하고, 포켓(Tp)이 본 발명의 「포켓」의 일례에 상당하고, 내벽(Tw)이 본 발명의 「포켓의 벽면」의 일례에 상당하고, 간극(d)이 본 발명의 「간극」의 일례에 상당하고, 그림자(H2)가 본 발명의 「제 2 그림자」의 일례에 상당하고, 피듀셜 마크(F)가 본 발명의 「피듀셜 마크」의 일례에 상당하고, 하방 인식부(6) 및 인식 제어부(130)로 구성되는 부품 인식 장치(6X)(도 3)가 본 발명의 「부품 인식 장치」의 일례에 상당한다.

또, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 상술한 것 이외에 여러가지 변경을 행하는 것이 가능하다. 예를 들면, 도 4의 플로우차트에서는, 스텝 S103의 발광부 인식 처리를 행하고나서, 스텝 S104의 부품 외형 인식 처리를 행하고 있었다. 그러나, 이것들의 실행 순서는 반대여도 좋다.

또는, 발광부 인식 처리와 부품 외형 인식 처리에서, 광조사부(65)로부터 조사하는 광의 강도를 같게 할 수 있을 경우, 즉 같은 강도의 광에 의해 그림자(H1) 및 그림자(H2)를 동시에 발생시킬 수 있을 경우에는, 발광부 인식 처리와 부품 외형 인식 처리를 동시에 행해도 된다. 이것에 의해, 그림자(H1) 및 그림자(H2)를 1회적으로 효율적으로 촬상할 수 있다.

또는, 발광부 인식 처리와 부품 외형 인식 처리를 개별의 타이밍으로 행할 경우에는, 발광부 인식 처리에서 광조사부(65)로부터 조사하는 광보다, 부품 외형 인식 처리에서 광조사부(65)로부터 조사하는 광을 강하게 해도 좋다. 이러한 구성에서는, 포켓(Tp)의 내벽(Tw)과 부품(P)의 패키지(K)의 간극(d)과, 부품(P)의 패키지(K)의 콘트라스트를 확보하여, 부품(P)의 패키지(K)가 갖는 외형을 그림자(H2)에 의해 강조할 수 있다.

또한, 발광부 인식 처리 및 부품 외형 인식 처리 각각에서 광조사부(65)로부터 조사하는 광의 강도는 여러가지 조정이 가능하다. 그래서, 발광부 인식 처리에서는 패키지(K)의 표면(Ks)에서 반사되는 광의 강도가 고체 촬상 소자(62)의 검출 가능 범위의 상한값 이상으로 되고, 패키지(K)의 표면(Ks)의 화상이 블론아웃 하이라이트(blown-out highlights)하는 광(L)을 광조사부(65)로부터 조사해도 좋다. 이것에 의해, 패키지(K)의 표면(Ks)과 그림자(H1)의 콘트라스트를 보다 확실하게 확보하여 발광부(E)를 보다 적확하게 인식할 수 있다. 마찬가지로, 부품 외형 인식 처리에서도 패키지(K)의 표면(Ks)의 화상이 블론아웃 하이라이트하는 광(L)을 광조사부(65)로부터 조사함으로써 패키지(K)의 표면(Ks)과 그림자(H2)의 콘트라스트를 보다 확실하게 확보하여 패키지(K)의 외형을 보다 적확하게 인식할 수 있다. 또, 패키지(K)의 표면(Ks)의 화상을 블론아웃 하이라이트시키는 광(L)은, 광(L)의 강도 또는 노광 시간을 조정함으로써 얻을 수 있다.

또한, 발광부 인식 처리에서의 촬상화상(도 5의 「평면도」의 화상)을 표시부(150)에 표시하도록 구성해도 좋다. 이것에 의해서, 발광부 인식 처리에서 그림자(H1)를 적절하게 추출할 수 없을 것 같은 경우에, 작업자가 표시부(150)에 표시된 촬상화상을 확인하면서 예를 들면 광조사부(65)로부터 조사하는 광(L)의 강도나 노광 시간을 조정할 수 있다.

또한, 부품 외형 인식 처리에서의 촬상화상(도 6의 「평면도」의 화상)을 표시부(150)에 표시하도록 구성해도 좋다. 이것에 의해서, 부품 외형 인식 처리에서 그림자(H2)를 적절하게 추출할 수 없을 것 같은 경우에, 작업자가 표시부(150)에 표시된 촬상화상을 확인하면서 예를 들면 광조사부(65)로부터 조사하는 광(L)의 강도나 노광 시간을 조정할 수 있다.

또한, 조명(67)의 배치 개소, 폭 또는 개수에 대해서도 적당하게 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기의 예에서는, 평면으로 볼 때에 있어서 대향하는 2개의 광조사부(65)로부터 부품(P)에 광을 조사하고 있었다. 그러나, 평면으로 볼 때에 있어서 90도의 간격을 두고서 개구(661)를 둘러싸도록 배열된 4개의 광조사부(65)로부터 부품(P)에 광을 조사해도 좋다. 또는, 개구(661)를 둘러싸도록 원환상으로 조명(67)을 배치해도 좋다. 또한, 조명(67)의 광축(A67)의 부품(P)에 대한 입사각(θ)도 적당하게 조정이 가능하다. 그래서, 예를 들면 입사각(θ)이 50도 ∼65도의 범위, 바꾸어 말하면 조명(67)의 광축(A67)과 부품(P)의 발광부(E)의 각도가 25도 ∼40도의 범위가 되도록 조명(67)을 배치해도 좋다.

또한, 상기의 예에서는 부품(P) 및 피듀셜 마크(F)의 각각의 인식을, 동일한 광조사부(65)로부터 광을 조사함으로써 행하고 있었다. 이 때, 부품(P)의 인식에 있어서 광조사부(65)로부터 조사하는 광의 조도와, 피듀셜 마크(F)의 인식에 있어서 광조사부(65)로부터 조사하는 광의 조도를 변경해도 좋다. 또는, 부품(P)을 인식할 경우와, 피듀셜 마크(F)를 인식할 경우에서, 광을 조사하는 각도(θ)(도 2)를 변경해도 좋고, 구체적으로는, 피듀셜 마크(F)를 촬상할 때의 각도(θ)를, 부품(P)의 발광부(E)를 촬상할 때의 각도(θ)보다 작게 해도 좋다. 또한, 발광부(E)에 광을 조사하는 각도(θ)를 가변으로 하기 위해서, 각 광조사부(65)의 부착 각도를 자동적으로 변경할 수 있게 하방 인식부(6)를 구성해도 좋고, 다른 각도(θ)의 각각에 대응해서 광조사부(65)를 하방 인식부(6)에 설치해도 좋다.

또한, 부품(P)의 구체적인 형상은 도 5 및 도 6의 예에 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들면 평면으로 볼 때에 있어서 발광부(E) 또는 패키지(K)가 원형을 갖는 부품(P)을 인식함에 있어서도, 상기의 실시형태를 적용할 수 있다.

또한, 부품(P)을 공급하는 구체적 구성은 테이프 피더(26)에 한정되지 않는다. 따라서, 스틱 피더나, 트레이 피더에 의해 공급되는 부품(P)을 인식함에 있어서도, 상기의 실시형태를 적용할 수 있다.

또한, 하방 인식부(6)에 있어서 카메라(61)를 부착하는 각도도 적당하게 변경이 가능하다.

구체예를 나타내서 상술한 바와 같이, 본 발명에 대하여는 예를 들면 하기에 나타내는 여러가지의 변형을 적당하게 추가할 수 있다.

즉, 부품 유지부는 부품을 수용하는 포켓을 갖는 테이프를 유지하고, 광조사부는 부품을 향해서 광을 조사함으로써 포켓의 벽면과 부품의 패키지의 간극에 제 2 그림자를 발생시키고, 촬상부는 제 2 그림자를 포함하는 화상을 촬상하고, 위치 인식부는 촬상된 제 1 그림자 및 제 2 그림자 각각의 위치로부터 패키지에 대한 발광부의 위치를 인식하고, 실장 제어부는 위치 인식부가 인식한 패키지에 대한 발광부의 위치에 의거하여 실장 헤드가 기판에 부품을 실장하는 위치를 제어하도록, 표면 실장기를 구성해도 좋다. 이러한 구성은 부품을 향해서 광을 조사함으로써 부품을 수용하는 포켓의 벽면과 부품의 패키지의 간극에 제 2 그림자를 발생시킨다. 따라서, 부품의 패키지가 갖는 외형이 제 2 그림자에 의해 강조되기 때문에 부품의 패키지의 위치를 적확하게 인식할 수 있고, 그 결과, 패키지에 대한 발광부의 위치를 적확하게 인식할 수도 있다. 그리고, 이러한 인식 결과에 의거하여 실장 헤드가 기판에 부품을 실장하는 위치가 제어되기 때문에, 부품의 발광부를 기판 상의 적절한 위치에 실장하는 것이 가능하게 된다.

또한, 광조사부는 부품을 향해서 광을 조사함으로써 제 1 그림자 및 제 2 그림자를 동시에 발생시키고, 촬상부는 제 1 그림자 및 제 2 그림자를 동시에 촬상하도록, 표면 실장기를 구성해도 좋다. 이러한 구성에서는, 제 1 그림자 및 제 2 그림자를 1회적으로 효율적으로 촬상할 수 있다.

또한, 조사부가 부품을 향해서 광을 조사함으로써 제 1 그림자를 발생시키면서 촬상부가 제 1 그림자를 포함하는 화상을 촬상하고, 조사부가 제 1 그림자를 발생시킬 때보다 강한 광을 부품을 향해서 조사함으로써 제 2 그림자를 발생시키면서 촬상부가 제 2 그림자를 포함하는 화상을 촬상하도록, 표면 실장기를 구성해도 좋다. 이러한 구성에서는, 포켓의 벽면과 부품의 패키지의 간극과, 부품의 패키지의 콘트라스트를 확보하여, 부품의 패키지가 갖는 외형을 제 2 그림자에 의해서 강조할 수 있다.

또한 발광부는, 소정 범위의 파장을 갖는 광의 조사에 의해 여기되는 형광체를 갖고, 조사부는 소정 범위 외의 파장을 갖고서 형광체를 여기시키지 않는 광을 부품에 조사하도록, 표면 실장기를 구성해도 좋다. 상기 구성에서는, 발광부가 여기·발광함으로써 부품의 발광부와 패키지 사이의 단차를 따라서 생기는 그림자가가 희미해지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광부에 인접하는 패키지와 상기 발광부의 경계를 그림자에 의해서 강조하여 부품의 발광부의 위치를 적확하게 인식하는 것이 가능해진다.

또한 조사부는, 기판에 형성된 피듀셜 마크에 대하여 광을 조사하고, 촬상부는 조사부에서 광이 조사된 피듀셜 마크를 촬상하고, 위치 인식부는 촬상부가 촬상한 피듀셜 마크의 위치로부터 기판의 위치를 인식하도록, 표면 실장기를 구성해도 좋다. 이러한 구성에서는, 발광부에 인접하는 패키지와 상기 발광부의 경계를 그림자의 촬상과, 기판의 피듀셜 마크의 촬상에 사용하는 조사부 및 촬상부를 공통화할 수 있고, 장치 구성의 간소화를 꾀할 수 있다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명은 발광부에서 광을 사출하는 부품의 상기 발광부의 위치를 인식하는 기술 전반에 적용 가능하다.

1 : 표면 실장기 26 : 테이프 피더(부품 유지부)
31 : 실장 헤드 6X : 부품 인식 장치
6 : 하방 인식부 65 : 광조사부
61 : 카메라(촬상부) 130 : 인식 제어부(위치 인식부)
140 : 구동 제어부(실장 제어부) P : 부품
E : 발광부 Ee : 둘레 가장자리
K : 패키지 S : 단차
L : 광 H1 : 그림자(제 1 그림자)
H2 : 그림자(제 2 그림자) B : 기판
T : 테이프 Tp : 포켓
Tw : 내벽(포켓의 벽면) d : 간극
F : 피듀셜 마크

Claims

광을 사출하는 발광부, 및 상기 발광부의 둘레가장자리를 따라서 상기 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 유지하는 부품 유지부와,
상기 부품을 향해서 광을 조사함으로써 상기 단차를 따라서 제 1 그림자를 발생시키는 광조사부와,
상기 제 1 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 촬상부와,
촬상된 상기 제 1 그림자의 위치로부터 상기 발광부의 위치를 인식하는 위치 인식부와,
상기 부품 유지부로부터 꺼낸 상기 부품을 기판에 실장하는 실장 헤드와,
상기 위치 인식부가 인식한 상기 발광부의 위치에 의거하여 상기 실장 헤드가 상기 기판에 상기 부품을 실장하는 위치를 제어하는 실장 제어부를 구비하는 표면 실장기.
제 1 항에 있어서,
상기 부품 유지부는 상기 부품을 수용하는 포켓을 갖는 테이프를 유지하고,
상기 광조사부는 상기 부품을 향해서 광을 조사함으로써 상기 포켓의 벽면과 상기 부품의 상기 패키지의 간극에 제 2 그림자를 발생시키고,
상기 촬상부는 상기 제 2 그림자를 포함하는 화상을 촬상하고,
상기 위치 인식부는 촬상된 상기 제 1 그림자 및 상기 제 2 그림자 각각의 위치로부터 상기 패키지에 대한 상기 발광부의 위치를 인식하고,
상기 실장 제어부는 상기 위치 인식부가 인식한 상기 패키지에 대한 상기 발광부의 위치에 의거하여, 상기 실장 헤드가 상기 기판에 상기 부품을 실장하는 위치를 제어하는 표면 실장기.
제 2 항에 있어서,
상기 광조사부는 상기 부품을 향해서 광을 조사함으로써 상기 제 1 그림자 및 상기 제 2 그림자를 동시에 발생시키고,
상기 촬상부는 상기 제 1 그림자 및 상기 제 2 그림자를 동시에 촬상하는 표면 실장기.
제 2 항에 있어서,
상기 광조사부가 상기 부품을 향해서 광을 조사함으로써 상기 제 1 그림자를 발생시키면서 상기 촬상부가 상기 제 1 그림자를 포함하는 화상을 촬상하고, 상기 광조사부가 상기 제 1 그림자를 발생시킬 때보다 강한 광을 상기 부품을 향해서 조사함으로써 상기 제 2 그림자를 발생시키면서 상기 촬상부가 상기 제 2 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 표면 실장기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광부는 소정 범위의 파장을 갖는 광의 조사에 의해 여기하는 형광체를 갖고,
상기 광조사부는 상기 소정 범위 외의 파장을 갖고서 상기 형광체를 여기시키지 않는 광을 상기 부품에 조사하는 표면 실장기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광조사부는 상기 기판에 형성된 피듀셜 마크에 대하여 광을 조사하고,
상기 촬상부는 상기 광조사부로부터 광이 조사된 피듀셜 마크를 촬상하고,
상기 위치 인식부는 상기 촬상부가 촬상한 상기 피듀셜 마크의 위치로부터 상기 기판의 위치를 인식하는 표면 실장기.
광을 사출하는 발광부, 및 상기 발광부의 둘레가장자리를 따라서 상기 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 향해서 광을 조사함으로써 상기 단차를 따라서 그림자를 발생시키는 광조사부와,
상기 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 촬상부와,
촬상된 상기 그림자의 위치로부터 상기 발광부의 위치를 인식하는 위치 인식부를 구비하는 부품 인식 장치.
광을 사출하는 발광부, 및 상기 발광부의 둘레가장자리를 따라서 상기 발광부와의 사이에 단차를 갖는 패키지를 갖는 부품을 향해서 광을 조사함으로써 상기 단차를 따라서 그림자를 발생시키는 공정과,
상기 그림자를 포함하는 화상을 촬상하는 공정과,
촬상된 상기 그림자의 위치로부터 상기 발광부의 위치를 인식하는 공정을 구비하는 부품 인식 방법.