WO2005089036A1 - 部品装着精度の検査方法及び検査装置 - Google Patents

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WO2005089036A1
WO2005089036A1 PCT/JP2005/003969 JP2005003969W WO2005089036A1 WO 2005089036 A1 WO2005089036 A1 WO 2005089036A1 JP 2005003969 W JP2005003969 W JP 2005003969W WO 2005089036 A1 WO2005089036 A1 WO 2005089036A1
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component
inspection
component mounting
light
mounting
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PCT/JP2005/003969
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Inventor
Kazunobu Sakai
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features

Definitions

  • the present invention relates to an inspection method and an inspection device for component mounting accuracy in component mounting for mounting components held by a component holding member on a board.
  • a jig component for inspection manufactured with a dimensional tolerance higher than that of an electronic component handled by an electronic component mounting apparatus is mounted on a board by a component suction nozzle in the electronic component mounting apparatus, and is mounted on the board.
  • a method of detecting the positional deviation of the mounting position of the jig component in the electronic component mounting apparatus to detect the component mounting accuracy in the electronic component mounting apparatus for example, see Patent Document 1).
  • a jig component that is formed with a high dimensional tolerance and whose surface is painted black is mounted at a component mounting position on a white or yellow synthetic resin substrate. Thereafter, by irradiating light from above the jig component, an image of the outline of the jig component formed by the reflected light reflected from the substrate surface is captured, and the image data is subjected to recognition processing. Thus, the displacement of the mounting position is detected.
  • the jig component when light is irradiated from above the jig component mounted on the board, the jig component is painted black, so that the jig component is The irradiated light is not reflected from the surface (upper surface) (or the amount of reflection is remarkably reduced), while the substrate surface is white or yellow.
  • the substrate surface force is such that the irradiated light is reflected (or the reflection amount is made larger than that of the jig component surface). Therefore, the reflected light reflected only from the substrate surface (or the difference between the reflected light from the substrate surface and the reflected light amount from the surface of the jig component) reflects the image of the contour of the jig component. Is formed.
  • the mounting position By capturing an image of the contour and recognizing the image data, the mounting position can be recognized using the outline of the jig component, and the recognized mounting position is determined in advance. By comparing the reference mounting position data with the obtained reference mounting position data, the positional deviation amount can be detected. At the same time, since the jig component is formed with a higher dimensional tolerance than the electronic component, it is presumed that the positional deviation amount is caused by the mounting position accuracy of the electronic component mounting device. It is possible to detect the mounting position accuracy in the electronic component mounting apparatus.
  • Patent Document 1 Patent No. 3015144
  • a jig component having the same size as the miniaturized electronic component is used to detect the component mounting accuracy.
  • the tip of the suction nozzle can be used. Since the jig component is smaller than the jig component, an image of the contour of the jig component cannot be obtained above the suction nozzle due to the irradiated light.
  • the surface of the jig component is painted black to suppress light reflection, the irradiated light is reflected by the surface of the jig component and is formed by the reflected light. Also, it is not possible to acquire an image of the above jig component. Therefore, the positional deviation of the holding posture that occurs when the jig component is sucked and held by the suction nozzle cannot be corrected by acquiring an image of the holding posture.
  • the amount of positional deviation to be eliminated is directly added to the amount of positional deviation of the mounting position of the jig component, and the electronic component mounting apparatus that mounts the miniaturized electronic component. However, there is a problem that it is not possible to accurately detect the accuracy of the component mounting position.
  • the mounting head is provided with a so-called reflector that reflects light for recognizing the suction position of the electronic component by the suction nozzle.
  • This reflector has a reflecting surface for reflecting light emitted upward along the suction nozzle downward.For example, the reflecting surface is formed in red, so that red light is emitted.
  • the red light is reflected by the reflective surface, and when green light, which is a complementary color of red, is emitted, the green light is absorbed by the reflective surface (ie, substantially (Which does not reflect light).
  • the electronic camera sucked and held by the suction nozzle by the component camera disposed below the suction nozzle.
  • an image formed by reflected light from the surface of the electronic component held and held is acquired. It can be done selectively.
  • the selection of an imaging method is also restricted by the relationship between the size of the front end portion of the suction nozzle and the electronic component. That is, if the electronic component is smaller than the tip of the suction nozzle, an image of the contour of the electronic component using the red light cannot be obtained.
  • the surface of the substrate with the jig component mounted thereon is irradiated with light from above, but the electronic component is small in size.
  • the electronic component is also irradiated with light from an oblique direction where only the vertical upward force is applied.
  • the surface In some cases, a shadow of the jig component is formed, and in such a case, the outline of the jig component is blurred due to the acquired image of the outline of the jig component.
  • there is a problem that an accurate component mounting position may not be detected.
  • recognition of the jig component outline is important. It is a big problem.
  • an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to inspect the component mounting accuracy in component mounting in which components held by a component holding member are mounted on a board, have a high component mounting accuracy. It is an object of the present invention to provide a component mounting accuracy inspection method and an inspection apparatus capable of detecting a component.
  • the present invention is configured as follows.
  • an inspection method of component mounting accuracy in component mounting in which a component held by a component holding member is mounted on a substrate
  • an inspection component having a substantially rectangular parallelepiped and having one surface as a non-reflective surface and a surface facing the one surface as a reflective surface, the above-mentioned inspection for a state in which the non-reflective surface is held by the component holding member Irradiating the reflective surface of the component with light and capturing a real image of the inspection component formed by the reflected light obtained by the light irradiation;
  • the holding posture of the inspection component by the component holding member is recognized
  • the inspection board which is formed of a light transmissive material and has a reflective surface disposed on the surface facing the component mounting side surface facing the component mounting side surface.
  • the irradiated light is transmitted through the component mounting side surface and reflected by the reflection surface, and passes through the component mounting side surface for the inspection.
  • the above inspection formed by reflected light emitted from the periphery of the component Image of the outline of the parts for
  • an actual mounting position of the inspection component is calculated, and a difference between the actual mounting position and the predetermined component mounting position is calculated. It provides a component mounting accuracy inspection method that calculates the component mounting accuracy by calculating.
  • the method for inspecting component mounting accuracy according to the first aspect, wherein the light transmitting material is a glass material.
  • the reflecting surface of the inspection substrate is a specular reflecting surface that specularly reflects the irradiated light
  • the inspection method for component mounting accuracy wherein the inspection substrate is disposed between the component mounting surface and the specular reflection surface, and has a diffusion layer that diffuses the specularly reflected light.
  • the inspection method of component mounting accuracy according to the first aspect, wherein the reflection surface of the inspection substrate is a diffuse reflection surface that diffuses and reflects the irradiated light. provide.
  • the component mounting accuracy according to the fourth aspect wherein the diffuse reflection surface is formed by attaching a diffuse reflection sheet to an opposing surface of the inspection substrate.
  • the inspection method is provided.
  • a sixth aspect of the present invention there is provided a method for inspecting component mounting accuracy in component mounting in which a component held by a component holding member is mounted on a board,
  • the above-mentioned component mounting position on the component mounting side surface of the inspection board which is formed of a light-transmitting material and has a reflection surface disposed on the surface facing the component mounting side surface facing the component mounting side surface, Attach the above parts with the parts holding member,
  • the light While irradiating the surface on the component mounting side of the inspection board with light, the light is transmitted through the surface on the component mounting side and reflected on the reflection surface, and emitted from the periphery of the component through the component mounting side surface.
  • Image of the outline of the component formed by the reflected light is transmitted through the surface on the component mounting side and reflected on the reflection surface, and emitted from the periphery of the component through the component mounting side surface.
  • a component mounting accuracy inspection method for calculating a component mounting accuracy by calculating an actual mounting position of a component and calculating a difference between the actual mounting position and a predetermined component mounting position.
  • Inspection that is held by the component mounting device in place of the substrate is formed of a light-transmitting material, and has a reflective surface disposed on the surface facing the component mounting side surface facing the component mounting side surface.
  • the component is supplied to the component mounting apparatus in place of the component, forms a substantially rectangular parallelepiped having one surface as a non-reflective surface and a surface facing the one surface as a reflective surface, and the held surface thereof as the non-reflective surface.
  • An inspection component that is held by a holding member and that is mounted on the inspection substrate so that the reflection surface faces the component mounting surface of the inspection substrate;
  • the reflection surface of the inspection component in a state where the non-reflection surface is held by the component holding member is irradiated with light, and a real image of the inspection component formed by reflected light obtained by the light irradiation
  • the component mounting side of the inspection board on which the inspection component is mounted at the component mounting position is irradiated with light, and the irradiated light is transmitted through the component mounting side surface to be reflected on the reflection surface.
  • a holding posture recognition unit that can correct a posture shift; and a mounting position recognition unit that recognizes an actual mounting position of the inspection component by recognizing and processing image data of a contour of the inspection component in the mounted state.
  • a mounting accuracy calculation unit that calculates the component mounting accuracy by calculating a difference between the actual mounting position recognized by the mounting position recognition unit and a predetermined mounting position of the inspection component.
  • an inspection device for component mounting accuracy provided.
  • the inspection device for component mounting accuracy according to the seventh aspect wherein the light-transmitting material is a glass material.
  • the reflecting surface of the inspection substrate is a specular reflecting surface that specularly reflects the irradiated light
  • the component mounting precision according to the seventh or eighth aspect wherein the reflection surface of the inspection substrate is a diffuse reflection surface for diffusing and reflecting the irradiated light.
  • the reflection surface of the inspection substrate is a diffuse reflection surface for diffusing and reflecting the irradiated light.
  • a light is applied to the component mounting surface of the inspection board on which the component is mounted at the component mounting position, and the irradiated light is transmitted through the component mounting surface and reflected by the reflection surface.
  • a substrate imaging device for capturing an image of an outline of the component formed by reflected light emitted from the periphery of the component through the component mounting surface;
  • a mounting position recognition unit that recognizes an actual mounting position of the component by recognizing image data of an outline of the component in the mounted state
  • a component mounting unit including a mounting accuracy calculation unit that calculates the component mounting accuracy by calculating a difference between the actual mounting position recognized by the mounting position recognition unit and a predetermined mounting position of the component. Provide an accuracy inspection device.
  • the inspection obtained by light irradiation is performed. It does not take an image of the contour of the Since the actual image of the inspection component formed by the reflected light is captured, the inspection component is securely held without being affected by the shape and size of the tip portion of the component holding member. An image of the posture can be obtained. In particular, in the case where the size of the inspection component is small such that it is smaller than the tip portion of the component holding member, it is difficult to capture an image of the contour described above. Since a real image formed by the reflected light can be obtained, the inspection method becomes more effective.
  • the holding posture of the inspection component is recognized, and based on the recognition result, the posture deviation is corrected while being mounted on the board. It is possible to reduce the influence of the position shift on the mounting position shift of the inspection component. Therefore, after that, the substrate is irradiated with light, and an image of the contour of the inspection component formed by the reflected light around the inspection component on the substrate obtained by the light irradiation is captured and recognized.
  • the mounting position deviation amount can be calculated, and the calculated mounting position deviation amount can be detected as the component mounting accuracy. That is, since the mounting position deviation amount does not include the posture deviation of the holding posture, it is possible to directly calculate the component mounting accuracy with high accuracy.
  • the inspection component having one surface as a non-reflection surface and a surface facing the reflection surface as the reflection surface, the inspection component is held in a state where the non-reflection surface is held by the component holding member.
  • the inspection component is mounted on the substrate in the holding state, and the inspection component is arranged so that the reflection surface of the inspection component faces the component mounting surface of the substrate.
  • an inspection substrate which is formed of a light-transmitting material and has a reflection surface disposed on the surface facing the component mounting side surface facing the component mounting side surface.
  • the reflected light transmitted through the component mounting surface and reflected by the reflecting surface An image of the contour of the inspection component formed as described above can be obtained.
  • the above-described light irradiation direction may be slightly tilted.
  • the shadow of the inspection component was formed on the component mounting side surface, and the outline of the inspection component in the image of the outline was blurred.
  • the reflected light reflected on the reflective surface can be distributed substantially uniformly inside the inspection board, that is, distributed substantially uniformly on the component mounting surface. Can be made. Therefore, the reflected light that has spread to the component mounting surface can be clearly blocked at the portion where the inspection component is mounted according to the contour shape of the mounting surface. A clear image can be acquired without blurring the outline of the inspection component in the image.
  • the structural strength of the inspection substrate can be increased, and the amount of deflection can be reduced. Can be. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of displacement due to the deflection, and to realize a highly accurate inspection.
  • the inspection substrate includes a specular reflection surface as the reflection surface, and a diffusion layer disposed between the component mounting surface and the specular reflection surface.
  • the light applied to the specular reflection surface through the component mounting side surface can be reflected by the specular reflection surface, and the reflected light can be transmitted through the diffusion layer.
  • the amount of light diffused inside the inspection substrate can be optimized.
  • the thickness of the diffusion layer can be set in accordance with the optical path length required for diffusion within the range of the thickness of the inspection substrate, the reflected light is diffused with a desired diffusion amount. Accordingly, a more uniform surface light source can be formed in the inspection substrate.
  • the inspection substrate since the inspection substrate includes the diffuse reflection surface as the reflection surface, the light radiated to the diffuse reflection surface through the component mounting side surface is irradiated with the light. While reflecting on the diffuse reflection surface, the reflected light can be diffused, The reflected light can be reliably diffused inside the inspection substrate. Also, in the case where the above-mentioned diffuse reflection surface is used, it is necessary to prevent active light diffusion in a portion other than the diffuse reflection surface inside the inspection substrate. Therefore, the amount of light reaching the diffuse reflection surface (that is, diffusely reflected) can be increased, and as a result, the amount of the diffuse reflected light can also be increased.
  • the diffuse reflection surface can be formed by sticking a diffuse reflection sheet.
  • the inspection component the inspection board, the component imaging device, the substrate imaging device, the holding posture recognition unit, the mounting position recognition unit, and the mounting accuracy calculation unit.
  • the component mounting accuracy inspection device By configuring the component mounting accuracy inspection device, it is possible to provide a component mounting accuracy inspection device capable of realizing an inspection method capable of obtaining the same effect as in the first aspect.
  • FIG. 1 is a semi-transparent perspective view of an electronic component mounting apparatus in which an inspection of component mounting accuracy is performed according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the configuration of the electronic component mounting device of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a sectional view of a spindle device in the electronic component mounting device
  • FIG. 4 is a control block diagram showing a configuration of a control device in the electronic component mounting device
  • FIG. 5A is an external perspective view of a jig component for inspection used in the above-described component mounting accuracy inspection, in a state where a non-reflective surface is arranged as an upper surface,
  • FIG. 5B is an external perspective view of a jig component for inspection used in the above-described component mounting accuracy inspection, in a state where a reflection surface is arranged as an upper surface,
  • FIG. 6A is a test for another example used in the above-described component mounting accuracy test.
  • FIG. 6B is an external perspective view of the jig component, with the non-reflective surface arranged as an upper surface.
  • FIG. 6B is an inspection focusing on another example used in the inspection of the component mounting accuracy.
  • FIG. 7 is a perspective view of an external appearance of a jig component for use in a state in which a reflection surface is arranged on an upper surface.
  • FIG. 8 is an external perspective view of an inspection jig board which is used in another example of the above-mentioned component mounting accuracy inspection.
  • FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a state in which an image of the suction holding posture of the jig component is obtained in the inspection procedure of the component mounting accuracy.
  • FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a state in which an image of a mounting position of a jig component is being obtained in the above-described component mounting accuracy inspection procedure, and a jig substrate having a diffuse reflection surface is used. Indicates the case,
  • FIG. 11 is a schematic explanatory view showing a state in which an image of a mounting position of a jig component is being acquired in the above-described component mounting accuracy inspection procedure, and a jig substrate having a specular reflection surface is used. Indicates the case,
  • FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for inspecting the component mounting accuracy
  • FIG. 13 is a schematic explanatory view showing a method for measuring radiance
  • FIG. 14 is a diagram showing an image of an electronic component in a suction holding state in a comparative example.
  • FIG. 15 is a view showing an image of an electronic component mounted on a board in the comparative example.
  • FIG. 16 is a diagram showing an image of a jig component in a suction holding state in an example of the above embodiment
  • FIG. 17 is a diagram showing an image of a jig component mounted on the jig board in the above embodiment
  • FIG. 18 is a schematic explanatory view showing a state in which a diffuse reflection surface is arranged on a component mounting side surface of a substrate.
  • FIG. 19 is a schematic explanatory view showing an arrangement configuration of a diffuse reflection surface on a jig substrate of the present embodiment
  • FIG. 20 is a schematic explanatory view illustrating a method for inspecting component mounting accuracy according to a modification of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of an electronic component mounting apparatus 101 which is an example of a component mounting apparatus to which a component mounting accuracy inspection is performed according to the first embodiment of the present invention.
  • the electronic component mounting device 101 is a device for performing a component mounting operation of mounting a plurality of electronic components, which are examples of supplied components, at component mounting positions on a substrate. .
  • the electronic component mounting apparatus 101 accommodates a plurality of electronic components so as to be able to be taken out and supplies each of the accommodated electronic components.
  • a spindle device 12 further provided with a plurality of nozzle units each having a plurality of suction nozzles as an example of a member, and a substrate on which each electronic component is mounted is held, and the held substrate is sucked by the respective spindle devices 12.
  • the XY table 13 moves the nozzle in the illustrated X-axis direction or the Y-axis direction, which is a direction substantially along the surface of the substrate, and the XY table 13 transports the substrate supplied to the electronic component supply device 101.
  • a board transfer device 14 that transfers the board on which the electronic components are mounted on the XY table 13 and discharges the board from the electronic component supply device 101.
  • FIG. 2 is a partially enlarged schematic plan view for explaining the mounting operation of the electronic component in the electronic component mounting apparatus 101.
  • the spindle device 12 includes a total of 16 nozzle units 21 having the same shape and function as a plurality of nozzle units 21, and each of the nozzle units 21 is equally distributed on the same circumference. They are arranged with an appropriate pitch.
  • Each of the nozzle units 21 is provided with six suction nozzles 22, and the suction nozzles 22 are arranged around the center of the nozzle unit 21 at a uniform pitch.
  • the spindle device 12 has A rotary drive device for revolving each nozzle unit 21 around a rotary axis S arranged at the center of the array circle of the knits 21 is provided, and the rotary drive device is arranged so that the rotary axis S matches its axis. And a rotary table 43 fixed via a flange 44 at the lower end of the rotary shaft 32 in the figure.
  • the rotary shaft S is connected to a rotary drive unit having a drive motor and the like above the rotary shaft S so that the rotary shaft S can be driven to rotate.
  • guides 35 for example, composed of LM rails and LM blocks arranged in the vertical direction of the respective nozzle units 21 are provided. It is supported so that it can go up and down.
  • a cylindrical cam portion 31 for supporting the rotating shaft 32 so as to be rotatable inside thereof is disposed on the outer periphery of the rotating shaft 32.
  • the cylindrical cam portion 31 is fixed to a rigid frame or the like of the electronic component mounting device 101 so that the cylindrical cam portion 31 is not rotated around the rotation axis S regardless of the rotation of the rotation shaft 32.
  • a cam follower portion 34 is fixed to the upper end of the guide 35 of each nozzle unit 21, and a slider portion 33 engaged with each cam follower portion 34 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical cam portion 31. Fixed.
  • the engagement portion between the slider portion 33 and each cam follower portion 34 is a guide groove portion 33a formed along the revolving direction of each nozzle unit 21, and the guide groove portion 33a is formed along the guide groove portion 33a.
  • the combined cam followers 34 are slidable. Further, the height of the guide groove 33a is variable along the forming direction. As a result, when each nozzle unit 21 revolves, a force that causes each cam follower portion 34 to slide along the guide groove portion 33a. The height is changed according to the formation height position of the nozzle 33a. As a result, the respective nozzle units 21 are moved up and down via the guides 35.
  • each nozzle unit 21 has a mechanism for individually performing the lifting / lowering operation of each suction nozzle 22. It comprises a valve 39 and a hook 40, and further comprises a reflector 42.
  • each nozzle unit 21 is intermittently arranged at a predetermined rotation angle pitch via the rotation shaft 32 and the rotation table 43 by the rotation drive unit. Can be driven to rotate.
  • a total of 16 nozzle units 21 can be intermittently driven to rotate in the clockwise direction in the figure at the predetermined rotation angle pitch of 22.5 degrees.
  • each nozzle unit 21 is moved on the arrangement circumference at the above-mentioned rotation angle pitch, and is positioned at various positions on the arrangement circumference.
  • each nozzle unit 21 sets the suction position A (the angle (Coordinate 0 degrees), the component thickness detection position B (angle coordinate 67.5 degrees) where the thickness of the electronic component held by suction is detected, an image of the electronic component held by suction is captured, and the electronic component is determined based on the image.
  • a component recognition position C (angle coordinate 90 degrees) at which the suction holding posture is recognized, and a rotation correction position D (angle coordinate 112.5) at which the suction holding posture is corrected by the rotation of the nozzle unit 21 based on the recognition result.
  • Nozzle return position H (angle coordinate 270 degrees), which is returned to the suction nozzle, and suction nozzle outlet position for lowering each suction nozzle 22 in the returned state by lowering the nozzle unit 21. It is rotationally driven so as to be sequentially positioned at each position of I (the angle coordinate is 315 degrees). After being located at the suction nozzle ejection position I, it is again positioned at the suction position A by the above-mentioned rotation drive.
  • a component supply unit 11 is disposed on the upper side of the spindle device 12 in the figure, and a large number of electronic components are stored in the component supply tape in the component supply unit 11.
  • a plurality of parts feeders 11a are provided so as to be removably accommodated in the apparatus and are arranged in the X-axis direction in the figure. Furthermore, each parts feeder 11a is shown in the parts supply section 11 in the X-axis direction.
  • the feeder moving unit 1 lb that moves the desired parts feeder 11a to a position below the suction position A in the spindle device 12 so that the electronic components housed from the parts feeder 11a can be taken out by moving the parts feeder 11a back and forth. Be prepared.
  • the XY table 13 includes an X-axis drive unit 13b for moving the substrate holding table 13a forward and backward in the illustrated X-axis direction, and a Y-axis drive unit 13c for moving the substrate holding table 13a forward and backward in the illustrated Y-axis direction. Is provided.
  • a component thickness detection sensor 23 is provided at a component thickness detection position B in the spindle device 12, and is disposed below the component recognition position C and above the component recognition position C.
  • a component recognition camera 24 is provided for capturing an image of the electronic component 1 suction-held by the suction nozzles 22 placed therein.
  • a board recognition camera 25 for taking an image of the electronic component 1 mounted on the board 3 from above. Based on the image captured by the board recognition camera 25, the amount of displacement of the mounting position of the electronic component 1 on the board 3 is detected (recognized).
  • the electronic component mounting apparatus 101 is provided with a control device 50 that performs the overall control while associating the operation control of each component with each other.
  • a control block diagram showing a main configuration of the control device 50 is shown in FIG.
  • the control device 50 is controlled by a main controller 65.
  • the main controller 65 has a RAM 69, a ROM 70, a CPU 71, and an I / 072, and is connected to a sequence controller 59, an NC controller 60, an image processing controller 62, and an interface controller 66 via a system bus 61. I have.
  • the interface controller 66 is a controller that controls information transfer to and from the outside of the control device 50.
  • the monitor TV 67 and the input device 68 that transfer information to and from an operator are included in the interface controller 66. It is connected.
  • the NC controller 60 is a controller that controls the drive operation of each drive unit in the electronic component mounting apparatus 101.
  • the NC controller 60 is connected to the NC controller 60 via respective servo amplifiers 55, 56, 57, and 58. Then, the motors of the respective driving units in the electronic component mounting apparatus 101 are connected.
  • an NC controller 60 is connected to an X-axis servo motor 51 that drives the X-axis drive unit 13b via a servo amplifier 55, and the Y-axis drive unit 13c is connected via a servo amplifier 56.
  • the Y-axis servo motor 52 for driving is connected.
  • the NC controller 60 is connected via a servo amplifier 57 to a spindle servomotor 53 for driving the above-mentioned rotary drive unit in the spindle device 12.
  • the drive servomotor 54 for driving the drive section is connected.
  • the image processing controller 62 is a controller that performs control relating to recognition processing of images captured by the component recognition camera 24 and the board recognition camera 25.
  • the image processing controller 62 includes the component recognition camera 24 By performing the recognition process of the image captured by the above, the holding posture recognition unit 63 in which the suction nozzle 22 performs the recognition process of the suction holding posture of the electronic component 1 and the image captured by the board recognition camera 25 By performing the recognition process, the mounting position recognition unit 64 that performs the recognition process of the mounting position of the electronic component 1 on the board 3 is connected.
  • the holding posture recognizing unit 63 calculates the amount of posture deviation between the two by comparing the suction holding posture of the electronic component 1 on which the above-described recognition processing has been performed with a preset reference holding posture. Thus, it is possible to output the posture shift amount as a correction amount. Using the correction amount output in this manner, the NC controller 60 drives the suction nozzle 22 or the nozzle unit 21 to rotate, thereby making it possible to correct the posture deviation amount.
  • the image processing controller 62 compares the actual mounting position of the electronic component 1 recognized by the mounting position recognizing unit 64 with a preset mounting position of the electronic component 1 designed.
  • a mounting accuracy calculating unit 73 is provided which calculates the positional shift amount between the two, and calculates and calculates the calculated positional shift amount as the component mounting accuracy.
  • the information on the mounting accuracy calculated by the mounting accuracy calculation section 73 is input to the interface controller 66 via the system bus 61 and output to the outside of the control device 50 via the monitor television 67. It is possible to do.
  • the electronic component mounting device 101 is a mounting accuracy inspection device (or a mounting error detection device). May be the case).
  • This mounting accuracy inspection apparatus includes an inspection jig component 5 which is an example of the inspection component shown in FIGS. 5A and 5B, and an inspection jig substrate 7 which is an example of the inspection substrate shown in FIG. And a component recognition camera 24 and a board recognition camera 25 shown in FIG. 2, and an image processing controller 62, a holding posture recognition unit 63, and a mounting position recognition unit 64 in the control device 50 shown in FIG. , And a mounting accuracy calculation unit 73.
  • the configuration of the hardware part of this mounting accuracy inspection apparatus is substantially constituted by an electronic component mounting apparatus. By preparing an operation program and the jig component 5 and the jig substrate 7, the mounting accuracy inspection apparatus is provided. Can be composed
  • the jig component 5 has the same shape as the electronic component 1 handled by the electronic component mounting apparatus 101, for example, a substantially rectangular parallelepiped shape, and has a higher dimension than the electronic component 1. It is formed with tolerance.
  • 5A is a schematic perspective view in which one surface of the jig component 5 is arranged as an upper surface
  • FIG. 5B is a diagram in which the surface of the jig component 5 opposed to the one surface is arranged as an upper surface. That is, it is a schematic perspective view when the jig component 5 of FIG. 5A is placed upside down).
  • the one surface of the jig component 5 (that is, the upper surface in FIG. 5A) has a non-reflective surface which is formed as a black surface so that the irradiated light is hardly reflected.
  • Surface 5a the surface of the jig component 5 on the side opposite to the one surface (that is, the upper surface in FIG. 5B) is configured so that the irradiated light can be effectively reflected.
  • the reflection surface 5b has a white surface.
  • the term “reflection surface” means that when light is applied to the surface, the light is reflected and the surface is imaged relatively bright in image recognition (or image imaging). It is an aspect that looks like.
  • non-reflective surface is a surface that absorbs the light when the surface is irradiated with the light so that the surface is imaged relatively dark in image recognition.
  • the side surfaces of the jig component 5 other than the non-reflective surface 5a and the reflective surface 5b are white surfaces.
  • Such a jig part 5 is formed, for example, by forming the main body of the jig part 5 from a white material such as white alumina or white resin, and
  • the non-reflective surface 5a is formed by applying a black resin or a black glass material or the like, and the surface on the side opposite to the one surface is made of a material color, or is made of an alumina plating or white coating.
  • the reflection surface 5b can be formed by applying a greasy white glass material or the like.
  • a case where the jig component 5 body is formed of a white-based material, as shown in FIGS. 6A and 6B, a case where the jig component 5 is formed of a black-based material is used. You can.
  • the one surface is colored with the material color.
  • a non-reflective surface 5a is formed by applying a black resin or a black glass material or the like, and the surface opposite to the one surface is coated with a paint or a white resin or a white glass material. By coating, the reflection surface 5b can be formed.
  • the jig substrate 7 has the same shape as the substrate 3 handled by the electronic component mounting apparatus 101, and is formed in a substantially plate shape from a light transmissive material.
  • a light-transmitting material for example, a colorless and transparent glass-based material (quartz, soda lime, or the like) is used.
  • the upper surface of the jig substrate 7 is a component mounting surface 7a on which the jig component 5 is mounted as an electronic component.
  • Reference marks 7b that allow the arrangement position of 7 to be reliably recognized are arranged in the vicinity of each corner of the substantially square shape.
  • a diffuse reflection sheet 8 whose upper surface side in the drawing is a diffuse reflection surface 8a is attached, and the surface is ( It is formed as a (diffuse) reflection surface 8a.
  • the state immediately before the diffuse reflection sheet 8 is attached to the jig substrate 7 is assumed to be the diffusion reflection sheet 8 and the jig. This shows a state where the substrate 7 is separated.
  • the jig substrate 7 is formed of a light-transmitting material, and the reflecting surface 8a is provided on the surface opposite to the component mounting surface 7a.
  • a diffuse reflection sheet 8 for example, a liquid crystal bag in which the amount of reflected light or the like is managed is used. It is desirable to use a sheet for Krite.
  • diffusion is significantly different from the regular emission of light from a certain light source, and is light that hits a certain surface or light that passes through an opening. Is the state of scattering of light rays so that light comes from all directions. Such diffusion can be caused by, for example, reflection from a mat surface (matte surface). However, when the diffusion is complete, a sharp image of the light source cannot be obtained, and the position where the diffusion is performed is on an average wide area that emits light uniformly in all directions. Light source.
  • the diffuse reflection sheet 8 instead of forming the reflection surface 8a on the jig substrate 7, as shown in FIG.
  • a case where the reflecting surface 9 is formed by performing mirror forming processing on the surface on the side opposite to the side surface 10a (that is, the back surface) may be adopted.
  • a processing method such as sputtering, vapor deposition, or plating may be employed.
  • the reflective surface 9 may be formed by attaching a reflective sheet, a mirror seal, or the like.
  • the jig substrate 7 is preferably formed to have a thickness of lmm or more in consideration of its strength and suppression of warpage. In view of the above, it is preferable that the thickness be 4 mm or less. Further, it is preferable to use the diffuse reflection sheet 8 having a thickness of about 30 to 50 ⁇ m.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the procedure for detecting the component mounting accuracy.
  • FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a state in which an image of the jig component 5 sucked and held by the suction nozzle 22 is captured by the component recognition camera 24, and
  • FIG. 10 is a schematic explanatory view showing a state where the image of the mounting position of the mounted jig component 5 is being captured by the board recognition camera 25.
  • the operation control of the electronic component mounting device 101 in the detection of component mounting accuracy described below, that is, the operation control of the component mounting accuracy detecting device is performed by the control device 50 as a whole while their operations are associated with each other. Have been.
  • the electronic component mounting apparatus 101 NC data including information necessary for mounting a plurality of jig parts 5 is input to the control device 50 and held.
  • the NC data is input through the input device 68, and the input NC data is transmitted by the interface controller 66 and the main controller 65.
  • Input device 68 Input to the RAM 69 or the ROM 70 via the system bus 61 and stored so as to be removable.
  • the NC data includes the shape data of each jig part 5 and the jig board 7, the mounting order data of each jig part 5, and the mounting of each jig part 5 on the jig board 7. Information such as position data is included.
  • the jig substrate 7 is supplied, and the supplied jig substrate 7 is transferred to the transport device 14. Is transferred onto the XY table 13 and held on the substrate holding table 13a.
  • a plurality of jig parts 5 are removably accommodated in the parts feeder 11a of the parts supply unit 11.
  • one nozzle unit 21 of the spindle device 12 is rotationally moved to the suction position A shown in FIG. 2, and the part feeder 11a in which the respective jig parts 5 are accommodated, and The neutral force of each of the suction nozzles 22 included in the nozzle unit 21 is also selected.
  • the position of the suction nozzle 22 is firstly selected and the suction nozzle 22 is held. After this alignment, the suction nozzle 22 is lowered to hold the jig component 5 by the suction nozzle 22 (step S2). Thereafter, the respective suction nozzles 22 in the one nozzle unit 21 are rotated and moved, and the position of the next suction nozzle 22 and the parts feeder 11a are adjusted, and the next recovery by the next suction nozzle 22 is performed.
  • the component part 5 is held by suction. Further, when the next jig component 5 is to be sucked and held, the above procedure is repeated. Furthermore, by rotating the spindle device 12, another nozzle unit 21 is moved above the parts feeder 11a, so that the jig part 5 is also sucked and held by the suction nozzle 22 provided in the another nozzle unit 21. This may be the case.
  • the respective nozzle units 21 are rotated and moved, and the nozzle units 21 holding the jig component 5 by suction are positioned at the component recognition position C.
  • Department At the product recognition position C the respective suction nozzles 22 included in the nozzle unit 21 are sequentially positioned above the component recognition camera 24, so that the respective jig components held by the component recognition camera 24 by suction are held.
  • the image of the suction holding posture of No. 5 is captured (step S3).
  • the jig component 5 has a non-reflective surface 5a, which is a black surface, as an upper surface, and a reflective surface 5b as a lower surface. Also, the size of the jig component 5 is smaller than the size (width or diameter) of the tip portion of the suction nozzle 22, and the end of the jig component 5 is held in the suction-held state. The suction nozzle 22 does not protrude from the end of the tip. Positioning of the suction nozzle 22 in such a state and the component recognition camera 24 capable of capturing an image of an object placed above the nozzle 22, that is, the axis of the suction nozzle 22 and the imaging of the component recognition camera 24 are performed.
  • the light W1 is irradiated upward from the component recognition camera 24, and the light W1 is reflected downward on the reflecting surface 5b, which is the lower surface of the jig component 5, as shown in FIG.
  • An image of the jig part 5 formed by W2 is acquired by the part recognition camera 24.
  • the light W1 applied to the tip portion of the suction nozzle 22 is also reflected as the reflected light W3.
  • the reflected light W3 is compared with the light amount of the reflected light W2 by the reflecting surface 5b of the jig component 5. Since the amount of light is clearly reduced, the real image of the jig component 5 formed by the reflected light W2 can be reliably acquired by the component recognition camera 24.
  • the image of the other jig parts 5 is sequentially captured.
  • Image data of a real image of each jig component 5 captured by the component recognition camera 24 is input to the holding posture recognition unit 63 by the image processing controller 62 of the control device 50 in FIG.
  • the respective image data are recognized (step S4).
  • the holding posture recognizing unit 63 performs comparison and collation of the reference holding posture data predetermined by the NC data and the like with the holding posture data recognized by the recognition process, for example.
  • the respective posture correction amounts for matching the suction holding posture of the jig component 5 by the 22 with the reference holding posture data are calculated, that is, the posture position deviation amount is calculated.
  • the nozzle positioned at the correction rotation position D The rotation is corrected in each of the suction nozzles 22 included in the unit 21 (step S5).
  • the nozzle unit 21 is rotated and moved to the mounting position E, and is disposed above the jig substrate 7 held on the substrate holding table 13a. Thereafter, the jig component 5 sucked and held by the one suction nozzle 22 (the suction nozzle 22 where the mounting operation is performed first) of the nozzle unit 21 and the jig on the component mounting surface 7a of the jig board 7 are performed.
  • the positioning of the jig substrate 5 in the illustrated X-axis direction or the Y-axis direction is performed by the X-axis drive unit 13b and the Y-axis drive unit 13c by positioning the fixture component 5 with the component mounting position. .
  • the suction nozzle 22 When the positioning is performed, the suction nozzle 22 is lowered, and the jig component 5 held by suction is mounted at the component mounting position on the jig board 7. Note that this mounting is performed by, for example, using a light-transmissive bonding material such as a double-sided tape that is previously adhered to the component mounting surface 7a of the jig substrate 7. Thereafter, the respective jig components 5 that are sucked and held by the other suction nozzles 22 are mounted at the respective component mounting positions in a similar procedure (step S6).
  • a light-transmissive bonding material such as a double-sided tape that is previously adhered to the component mounting surface 7a of the jig substrate 7.
  • the first jig component 5 is selected from the jig components 5 mounted on the jig substrate 7 (step S8), and an image of the object disposed below is picked up.
  • Substrate recognition force Positioning force between the camera 25 and the selected jig component 5 The XY movement of the jig substrate 7 by the XY table 13 is performed. Note that this alignment is performed so that the optical axis, which is the image center of the board recognition camera 25, and the component mounting position of the jig component 5 to be imaged coincide with each other.
  • the jig board 7 is arranged with the component mounting side surface 7b as the upper surface in the figure, and The surface (ie, the lower surface in the figure) is provided with a reflection surface 8a formed by sticking the diffuse reflection sheet 8.
  • the jig component 5 is mounted on the component mounting surface 7a of the jig substrate 7 with its non-reflective surface 5a as the upper surface in the figure.
  • the light transmissivity for fixing the arrangement position of the jig component 5 is provided between the reflection surface 5b, which is the lower surface of the jig component 5, and the component mounting surface 7a of the jig board 7.
  • the substrate recognition camera 25 disposed above the jig substrate 7 has an illuminating unit that irradiates light for imaging downward to the periphery of the front side (that is, the lower surface in the figure) of the imaging side. 25a is provided.
  • light W11 is emitted downward from the illumination unit 25a of the board recognition camera 25 in the figure.
  • the irradiated light W11 reaches the surface 7a on the component mounting side of the jig board 7 and passes (transmits) through the light transmitting material inside the surface 7 on the component mounting side and inside the jig board 7, and Then, the light reaches the reflection surface (or the diffusion reflection surface) 8a formed by the diffuse reflection sheet 8.
  • the light W11 is diffused and reflected in various directions substantially upward in the figure to form reflected light (or diffused light) W12.
  • the reflected light W12 passes through the light-transmitting material so that the light is evenly distributed over substantially the entirety of the light-transmitting material inside the jig substrate 7, and further passes through the component mounting side surface 7a.
  • the light is emitted toward the board recognition camera 25. That is, the light Wl1 is diffused and reflected to the reflected light 12 on the reflection surface 8a of the diffuse reflection sheet 8, so that the entire inside of the jig substrate 7 functions as a substantially uniform surface light source.
  • the reflected light W12 is blocked by the jig component 5 formed of a material that does not transmit light, and the substrate imaging camera The reflected light W12 is not emitted toward 25. Further, since the upper surface of the jig component 5 mounted on the jig substrate 7 is a black non-reflective surface 5a, the light W11 emitted from the illumination unit 25a is There is no reflection on the upper surface of the component 5.
  • the reflected light W12 is emitted toward the board recognition camera 25 from the region other than the region where the jig component 5 is arranged on the component mounting surface 7a, and the emitted reflected light W12 is used as the jig component.
  • the outline image of 5, ie, the silhouette image, is captured by the component recognition camera 25 (step S9).
  • the reflected light W12 is diffused almost uniformly in the jig substrate 7. Therefore, the reflected light W12 can also spread to the component mounting side surface 7a of the jig board 7 corresponding to the area where the jig component 5 is arranged.
  • the transmission and blocking of the reflected light W12 can be clearly distinguished, and the image of the silhouette of the jig part 5 is made clear. be able to.
  • the captured image data of the silhouette of the jig part 5 is input to the mounting position recognition unit 64 by the image processing controller 62 of the control device 50 shown in FIG. Then, the silhouette image is recognized, for example, the outline of the jig component 5 is calculated from the image of the silhouette, and the center of this outline is calculated as the actual component mounting position (step S10). ).
  • the calculated data of the actual component mounting position is input to the mounting accuracy calculating unit 73 by the image processing controller 62, and the mounting accuracy calculating unit 73 determines, for example, the predetermined data included in the NC data.
  • the mounting accuracy calculating unit 73 determines, for example, the predetermined data included in the NC data.
  • a difference between the two, that is, a positional deviation amount is calculated (step Sll).
  • the calculated positional displacement force is the component mounting accuracy in the electronic component mounting apparatus 101.
  • the calculated data of the component mounting system is output to the force stored in the RAM 69 of the control device 50 or to the outside of the control device 50 by the interface controller 66.
  • step S12 it is determined whether there is a mounted jig component 5 from which an image is to be captured next, and if so, the jig component 5 is selected. After this selection, the above-described respective procedures from steps S9 to S11 are sequentially performed, and the component mounting accuracy is calculated by acquiring an image of the silhouette of the selected jig component 5. If it is determined in step S12 that there is no mounted jig component 5 to be selected next, the procedure of the mounting accuracy inspection ends.
  • the diffuse reflection sheet 8 shown in FIG. 7 is attached so that the jig substrate 7 having the diffusion reflection surface 8a is used.
  • the jig substrate is not limited only to the case where such a substrate is used. Instead of such a case, for example, as shown in FIG.
  • the jig substrate 10 on which is formed may be used.
  • FIG. 11 is a schematic explanatory diagram showing a state in which an image is being acquired by the board recognition camera 25 on such a jig substrate 10.
  • a specular reflection surface 9 is formed on the lower surface of the jig substrate 10 in the drawing, and a light for diffusing the light reflected by the specular reflection surface is provided inside the jig substrate 10.
  • a diffusion layer 10c which is an example of a transparent material, is provided.
  • the “diffusion layer” refers to a layer that diffuses the incident light when the light passes through the layer.
  • a milky white glass material can be used as such a diffusion layer 10c, and the thickness thereof is in the range of lmm to 4mm, which is almost the same as the thickness of the jig substrate 10 itself. It is preferable to be formed with the thickness of.
  • the reflected light W22 is diffused again when passing through the diffusion layer 10c, and is emitted from the component mounting surface 10a toward the board imaging camera 25.
  • the light W21 applied to the non-reflective surface 5a of the jig component 5 is not reflected.
  • the reflected light W22 is blocked. As a result, the light is not emitted upward from the component mounting surface 10a. Therefore, similarly to the case where the diffuse reflection sheet 8 shown in FIG. 10 is used, the reflected light W22 can be emitted from the component mounting side surface 10a as diffused light, and the image of the jig component 5 can be extracted from the board recognition camera.
  • the optical path length at which the diffusion is performed that is, the thickness of the diffusion layer
  • the amount of light in a predetermined direction decreases due to the diffusion.
  • the optical path length required for diffusion can be increased, light can be diffused more than when the diffuse reflection surface 8a is used, and as a result, a more uniform surface light source can be formed.
  • the jig substrates 7 and 10 are provided with the function of diffusing light as described above, light is emitted from the jig substrates 7 and 10 or the jig component 5 from the vertical direction. For example, as shown in the schematic diagram of FIG.
  • the amount of light diffusion on the diffuse reflection surface 8a and the diffusion layer 10c it is also possible to adjust the brightness and the degree of prominence of the outline of the acquired silhouette image.
  • such adjustment can be realized by using the diffuse reflection sheet 8 managed so that the amount of light diffusion on the diffuse reflection surface 8a becomes a predetermined value.
  • the above adjustment can be realized by setting the thickness of the diffusion layer 10c so as to have an optical path length required for the desired diffusion.
  • the amount of diffusion of such light be 4.5 or more as a relative reflectance on the diffuse reflection surface.
  • the relative reflectance is a radiance ratio of the measurement sample to the white standard sample, and is measured by a measurement method as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 13, a measurement sample 91 arranged below the ring light 90 is irradiated with light W98 inclined by a predetermined angle ⁇ ⁇ from the vertical direction, and the measurement sample 91 is irradiated on the measurement sample 91.
  • the reflected light W99 that is reflected upward passes through the polarizing plate 92, and the reflected light W99 that has passed enters the spectral radiance meter 93, whereby the radiance of the measurement sample 91 can be measured.
  • the measurement sample 91 is, for example, the jig substrate 7 having the diffuse reflection surface 8a, and the diffuse reflection surface 8a is disposed on the lower surface side in the drawing, and the component mounting side surface 7a is disposed on the upper surface side in the drawing.
  • the radius r of the polarizing plate 92 is 28.75 m m
  • the predetermined inclined angle ⁇ is 10 °.
  • the average value of the displacement amounts calculated for the respective jig components 5 may be calculated as the component mounting accuracy in the electronic component mounting apparatus 101.
  • a case where different types of jig parts 5 are used may be used.
  • the component mounting accuracy of the jig component 5 for each type can be calculated, and the electronic component mounting device 101 can perform a multifaceted inspection of the component mounting accuracy.
  • each jig component 5 is mounted on the jig substrate 7 .
  • the actual electronic component 1 is mounted on the jig substrate 7 and the component mounting side surface 7a of the jig substrate 7 is irradiated with light by the substrate recognition camera 25, so that the reflected light causes
  • the component mounting accuracy is calculated by taking an image of the silhouette of the actual electronic component 1 to be formed and performing recognition processing on the image data.
  • Such a method has an advantage that the inspection can be performed more easily because it is not necessary to prepare each jig component 5.
  • the jig component 5 may be mounted on the actual substrate 3 with the reflection surface 5b of the jig component 5 as the upper surface and the non-reflection surface 5a as the lower surface. With this mounting, the light emitted toward the component mounting side surface of the substrate 3 can be reflected by the reflecting surface 5b, which is the upper surface of the jig component 5, and is formed by the reflected light. Obtain a real image of the jig part 5 This is because the component mounting position can be detected by recognizing the acquired image data of the real image. In such a method, there is an advantage that the inspection can be performed more easily without the necessity of preparing the jig substrate 7. In such a case, it is desirable that the surface on the component mounting side of the actual board 3 be black or the like to reduce the reflection efficiency. By doing so, it is possible to obtain a clearer image.
  • the surface on the component mounting side of the actual substrate 3 on which the coloring with enhanced reflection efficiency such as white or yellow is applied is treated with the non-reflection surface 5a as the upper surface.
  • the case where the component part 5 is mounted may be adopted. By doing so, an image of the silhouette of the jig component 5 formed by the reflected light on the surface of the substrate 3 can be obtained.
  • a so-called 1608C component is used as an electronic component 505 as it is, and an image of the electronic component 505 sucked and held by a suction nozzle is reflected by a reflection method (irradiating the surface of the electronic component 505). Then, the electronic component 505 is mounted on a substrate (for example, a black substrate), and an image of the mounted electronic component 505 is obtained. Is acquired by the reflection method and the image recognition processing is performed to calculate the amount of displacement of the mounting position.
  • the jig component 5 using the jig component 5, an image on the reflection surface 5b of the jig component 5 where the non-reflection surface 5a is sucked and held by the suction nozzle is acquired by the reflection method. Thereafter, the reflecting surface 5b of the jig component 5 is mounted so as to be in contact with the component mounting side surface 7a of the jig board 7, and the mounted jig component 5 is irradiated with light from above.
  • the amount of displacement of the mounting position can be reduced. Calculation is performed.
  • FIG. 14 shows images of the suction holding posture of the electronic component 505 by the suction nozzle in the comparative example
  • the images were mounted on the board in the comparative example.
  • FIG. 15 shows an image of the electronic component 505
  • FIG. 16 shows an image of the suction holding posture of the jig component 5 by the suction nozzle in the embodiment.
  • Fig. 17 shows the image.
  • FIG. 14 and FIG. 16 which are images of the suction holding posture by the suction nozzle
  • the image of the comparative example shown in FIG. 14 shows that the edge of the electronic component 505 is not clear, especially at the corners. Is clearly not shown in the image.
  • the image of the present embodiment shown in FIG. 16 it can be seen that the outline of the jig component 5 including the corners is clear.
  • FIG. 15 and FIG. 17, which are images mounted on the substrate or the jig substrate 7, the image of the comparative example shown in FIG. 15 has the same outline as the image of the suction holding posture. It can be seen that it is not clearly represented.
  • the image of the present embodiment shown in FIG. 17 it can be seen that the outline is clearly shown.
  • the repetition accuracy of the detected component mounting position is calculated in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • Table 1 shows the maximum value, minimum value, average value, and 3 ⁇ for the axial direction and the ⁇ direction. Furthermore, the difference between the mounting position accuracy detected based on the above image and the result of measuring the mounting position accuracy of the mounted electronic component or jig component by the mounting accuracy measurement prototype is determined for each direction.
  • Table 2 shows the maximum value, the minimum value, the difference between the maximum value and the minimum value, the average value, and 3 ⁇ .
  • the present example clearly improves the repetition accuracy of the component mounting position detection as compared with the comparative example, and that the mounting accuracy measurement source It can be seen from the comparison with the vessel that the accuracy has been greatly improved.
  • the component mounting position detection accuracy can be improved from about 20 mZ3 ⁇ in the past to 10 ⁇ m / 3 ⁇ as in the present embodiment.
  • the jig substrate 7 is formed of a light-transmitting material, and further, on a surface facing the component mounting side surface 7a, a reflection surface 8a arranged toward the component mounting side surface 7a is formed.
  • a reflection surface 8a arranged toward the component mounting side surface 7a is formed.
  • light is applied to the component mounting surface 7a on which the jig component 5 is mounted, and this light is transmitted through the component mounting surface 7a and the light transmitting material and reflected by the reflecting surface 8a.
  • the reflected light is emitted above the component mounting surface through the light transmitting material. Accordingly, an image of the silhouette of the jig component 5 formed by the reflected light can be obtained.
  • the reflecting surface 8a is formed on the surface opposite to the component mounting surface 7a, the light irradiated toward the component mounting surface 7a The light can pass through the double-sided tape and the component mounting side surface 7a, pass through the jig substrate 7, and can be reflected on the reflection surface 8a without causing disturbance. Therefore, it is possible to make the above-described problems less likely to occur, and it is possible to detect the component mounting accuracy with high accuracy.
  • the reflecting surface 7a has a light diffusing function, the reflected light can be diffused substantially uniformly into the jig substrate 7, and the entire background of the jig component 5 can be removed. It can be made bright to function as a surface light source, and a clearer silhouette image can be acquired.
  • a diffuse reflection surface 108a that diffuses and reflects the irradiated light W is provided on the component mounting side surface 107a, which is the illustrated upper surface of the substrate 107.
  • the jig is provided by disposing the diffusion reflecting surface 8a on the lower surface side of the jig substrate 7 instead of the component mounting surface 7a.
  • the diffused light W can be spread to the inside of the jig substrate 7 on the back side of the figure where the component 5 is arranged. By spreading light in this way, It is possible to reduce a portion where a shadow is generated in the vicinity of the jig component 5, and to make the image of the outline of the jig component 5 clear.
  • the jig component 5 has the upper surface formed as the non-reflective surface 5a and the lower surface as the reflective surface 5b, so that the suction nozzle 22 causes the jig component 5 to be sucked and held on the upper surface.
  • the reflection surface 5b can be arranged on the lower side.
  • the silhouette of the jig component 5 formed by the irradiated light is used.
  • the difficulty in capturing an image makes the above-described imaging method more effective.
  • the jig component 5 is mounted on the jig board 7 with the reflection surface 5b side disposed on the component mounting surface 7a, the light emitted toward the component mounting surface 7a is The light is applied to the non-reflection surface 5a of the jig component 5, and the light can be prevented from being reflected by the jig component 5. Therefore, the image of the silhouette formed by the above-mentioned reflected light can be more clearly obtained, and the mounting position can be recognized with high accuracy, that is, the component mounting accuracy can be inspected.
  • the jig component 5 having one surface formed as the non-reflection surface 5a and the other surface formed as the reflection surface 5b as described above, It can also be attached to When mounted on the actual substrate 3, by mounting the reflecting surface 5 b facing upward, the actual image of the jig component 5 formed by the reflected light of the light irradiated on the reflecting surface 5 b of the jig component 5 Can be imaged. Therefore, various inspection methods that have been diversified can be realized.
  • the jig substrate 7 is formed of a light-transmitting material, for example, a glass material, the amount of deflection can be reduced, and more accurate optical inspection can be realized.

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Abstract

 光透過性材料により形成され、かつ、部品装着側表面と対向する表面に当該部品装着側表面に向けて配置された反射面を備える検査用基板における上記部品装着側表面の部品装着位置に、部品を装着し、上記検査用基板の上記部品装着側表面に光を照射するとともに、当該光を当該部品装着側表面を透過させて上記反射面にて反射し、上記部品装着側表面を通して上記部品周囲より出射された反射光により形成される上記部品の輪郭の画像を撮像し、当該画像に基づき部品装着精度を算出する。

Description

明 細 書
部品装着精度の検査方法及び検査装置
技術分野
[0001] 本発明は、部品保持部材で保持した部品を基板に装着する部品装着における部 品装着精度の検査方法及び検査装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、この種の部品装着精度の検出方法や検出装置は様々なものが知られている 。例えば、電子部品装着装置において取り扱われる電子部品よりも高い寸法公差に て製作された検査用の治具部品を、当該電子部品装着装置において、部品吸着ノ ズルにより基板上へ装着し、この基板上における上記治具部品の装着位置の位置ズ レ量を検出することで、当該電子部品装着装置における部品装着精度の検出を行な うという方法が行なわれている(例えば、特許文献 1参照)。
[0003] このような検査方法においては、例えば、高い寸法公差にて形成され、かつ、その 表面が真っ黒に塗装された治具部品を、白色若しくは黄色の合成樹脂基板における 部品装着位置に装着した後、その治具部品の上方より光を照射することで、上記基 板表面より反射される反射光により形成される上記治具部品の輪郭の画像を撮像し 、当該画像データを認識処理することで、上記装着位置の位置ズレ量の検出が行な われている。
[0004] より具体的には、上記基板に装着された状態の上記治具部品の上方より光が照射 されると、上記治具部品は真っ黒に塗装されていることにより、当該治具部品の表面 (上面)からは上記照射された光が反射されることはなく(あるいは、その反射量が著 しく低減されており)、一方、上記基板表面は白色若しくは黄色とされていることにより 、当該基板表面力もは上記照射された光が反射される(あるいは、その反射量が上 記治具部品表面よりも大きくされている)こととなる。従って、上記基板表面からのみ 反射される反射光 (あるいは、上記基板表面からの反射光と、上記治具部品の表面 からの反射光との反射光量差)により、上記治具部品の輪郭の画像が形成されること となる。 [0005] 当該輪郭の画像を撮像し、この画像データを認識処理することで、上記治具部品 の輪郭を用いてその装着位置を認識することができ、さらに認識された装着位置を予 め定められた基準装着位置データと比較することで、その位置ズレ量を検出すること ができる。併せて、上記治具部品は、上記電子部品よりも高い寸法公差で形成され ていることにより、当該位置ズレ量は、上記電子部品装着装置の装着位置精度に起 因して生じたものと推測することができ、当該電子部品装着装置における装着位置 精度を検出することができる。
[0006] 特許文献 1 :特許第 3015144号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 近年、電子部品の小型化 ·微小化が益々進んでおり、部品装着のための最低限必 要な剛性を確保しつつ小型化が図られた吸着ノズルの先端部分よりも、装着される 電子部品の方が小さくなるような場合も生じている。このような小型化された電子部品 としては、例えば、通称 0603チップ (0. 6mm X O. 3mmの矩形部品)等が該当する
[0008] このような小型化された電子部品が取り扱われる電子部品装着装置においては、 その部品装着精度の検出のために、当該小型化された電子部品と同じ大きさを有す る治具部品が用いられることとなるが、当該治具部品を吸着ノズルで吸着保持し、そ の吸着保持姿勢の補正のために、上記吸着ノズルの下方力 光を照射しても、当該 吸着ノズルの先端部分よりも上記治具部品の方が小さいため、上記照射された光に より上記治具部品の輪郭の画像は上記吸着ノズルの上方では取得することができな い。さらに、上記治具部品の表面は、光の反射を抑制するために真っ黒に塗装され ているため、上記照射された光が上記治具部品の表面にて反射させて、その反射光 により形成される上記治具部品の画像を取得することもできない。従って、上記治具 部品を上記吸着ノズルにて吸着保持した際に生じる保持姿勢の位置ズレを、その保 持姿勢の画像を取得して補正を行なうことができず、本来ならば補正動作にて解消さ れるべき位置ズレ量が、そのまま、上記治具部品の装着位置の位置ズレ量に加算さ れてしまい、上記小型化された電子部品の装着を行なうような電子部品装着装置に おける正確な部品装着位置精度の検出を行なうことができないという問題がある。
[0009] また、このような治具部品を用いることなぐ実際の電子部品を用いて、吸着ノズル により吸着保持された姿勢を認識することで、部品装着精度の検出が行なわれるよう な場合がある。このような場合においては、装着ヘッドにおいて、吸着ノズルによる電 子部品の吸着保持姿勢を認識するための光を反射するいわゆるリフレクタが備えら れる。このリフレクタは、吸着ノズルに沿って上方に向けて照射される光を下方に向け て反射する反射面を有し、例えば上記反射面が赤色にて形成されることで、赤色の 光が照射された場合には上記反射面で当該赤色の光を反射し、赤色の補色である 緑色の光が照射された場合には、上記反射面にて当該緑色の光を吸収する(すなわ ち、実質的に反射しない)という機能を有している。このような機能を有していることで 、上記赤色の光がリフレクタで反射されることを利用して、吸着ノズルの下方に配置さ れた部品カメラでもって、吸着ノズルにより吸着保持された電子部品の輪郭の画像を 取得することと、上記緑色の光がリフレクタで吸収されることを利用して、吸着保持さ れた電子部品の表面よりの反射光により形成される画像を取得することを選択的に 行なうことができる。
[0010] しかしながら、このようなリフレクタを用いた手法であっても、やはり吸着ノズルの先 端部分と電子部品との大きさの関係による撮像手法の選択の制約を受けることとなる 。すなわち、吸着ノズルの先端部分よりも電子部品の方が小さい場合には、上記赤 色の光を用いた電子部品の輪郭の画像を取得することができな 、と 、う問題がある。
[0011] さらに、このようなリフレクタを有する構成では、上述のような赤色及び緑色の光を照 射可能な特殊な光源を電子部品装着装置に備えさせる必要があるものの、電子部 品装着装置毎に装備される光源の種類も様々であり、設備構成の点からもこのような 特殊な光源の装備が要求される画像取得の手法に対応することが困難となる場合が あるという問題がある。
[0012] また、上述の治具部品を用いる場合においては、上記治具部品が装着された状態 の上記基板表面にその上方より光が照射されることとなるが、上記電子部品が小型 ィ匕されていることにより、当該電子部品に対して鉛直上方力 だけでなぐ斜め方向 からも光が照射されることとなる。このような場合にあっては、上記基板表面に上記治 具部品の影が形成されるような場合も生じ、このような場合にあっては、取得される上 記治具部品の輪郭の画像にぉ 、て、当該治具部品の輪郭がぼやけてしまう場合が あり、正確な部品装着位置を検出することができない場合があり得るという問題がある 。特にこのような微小化されたチップ部品の装着が行なわれる電子部品実装装置に おける部品装着精度の検出においては、上記治具部品の輪郭認識が重要となるた め、上記輪郭のぼやけの発生は大きな問題となる。
[0013] 従って、本発明の目的は、上記問題を解決することにあって、部品保持部材で保 持した部品を基板に装着する部品装着における部品装着精度の検査において、高 精度な部品装着精度を検出することができる部品装着精度の検査方法及び検査装 置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0014] 上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
[0015] 本発明の第 1態様によれば、部品保持部材で保持した部品を基板に装着する部品 装着における部品装着精度の検査方法であって、
略直方体を有し、一面を非反射面、当該一面と対向した面を反射面として有する検 查用部品を用いて、上記部品保持部材により上記非反射面が保持された状態の上 記検査用部品の上記反射面に光を照射するとともに、当該光照射により得られる反 射光により形成される上記検査用部品の実像を撮像し、
上記撮像された上記実像の画像データの認識処理を行なうことで、上記部品保持 部材による上記検査用部品の保持姿勢を認識し、
光透過性材料により形成され、かつ、その部品装着側表面と対向する表面に当該 部品装着側表面に向けて配置された反射面を備える検査用基板の上記部品装着側 表面における部品装着位置に対して、上記検査用部品の上記反射面が配置される ように、当該認識された保持姿勢と基準保持姿勢との間の姿勢ズレを補正しながら、 上記部品保持部材により当該検査用部品を装着し、
上記検査用基板の部品装着側表面に光を照射するとともに、当該照射された光を 、当該部品装着側表面を透過させて上記反射面にて反射させ、上記部品装着側表 面を通して上記検査用部品の周囲より出射される反射光により形成される上記検査 用部品の輪郭の画像を撮像し、
上記撮像された上記輪郭の画像データの認識処理を行なうことで、上記検査用部 品の実際の装着位置を算出して、上記実際の装着位置と予め定められた上記部品 装着位置との差を算出することで部品装着精度を求める部品装着精度の検査方法 を提供する。
[0016] 本発明の第 2態様によれば、上記光透過性材料は、ガラス材料である第 1態様に記 載の部品装着精度の検査方法を提供する。
[0017] 本発明の第 3態様によれば、上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光 を鏡面反射させる鏡面反射面であって、
上記検査用基板は、上記部品装着側表面と上記鏡面反射面との間に配置され、 上記鏡面反射された光を拡散させる拡散層を有する第 1態様に記載の部品装着精 度の検査方法を提供する。
[0018] 本発明の第 4態様によれば、上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光 を拡散反射させる拡散反射面である第 1態様に記載の部品装着精度の検査方法を 提供する。
[0019] 本発明の第 5態様によれば、上記拡散反射面は、上記検査用基板の対向する表 面に拡散反射シートを貼着することで形成される第 4態様に記載の部品装着精度の 検査方法を提供する。
[0020] 本発明の第 6態様によれば、部品保持部材で保持した部品を基板に装着する部品 装着における部品装着精度の検査方法であって、
光透過性材料により形成され、かつ、部品装着側表面と対向する表面に当該部品 装着側表面に向けて配置された反射面を備える検査用基板における上記部品装着 側表面の部品装着位置に、上記部品保持部材により上記部品を装着し、
上記検査用基板の上記部品装着側表面に光を照射するとともに、当該光を当該部 品装着側表面を透過させて上記反射面にて反射し、上記部品装着側表面を通して 上記部品周囲より出射された反射光により形成される上記部品の輪郭の画像を撮像 し、
当該撮像により取得された上記輪郭の画像データの認識処理を行なうことで、上記 部品の実際の装着位置を算出して、上記実際の装着位置と予め定められた上記部 品装着位置との差を算出することで部品装着精度を求める部品装着精度の検査方 法を提供する。
本発明の第 7態様によれば、部品保持部材で保持した部品を基板に装着する部品 装着装置における部品装着精度の検査装置であって、
上記基板に代えて上記部品装着装置に保持され、光透過性材料により形成され、 かつ、その部品装着側表面と対向する表面に当該部品装着側表面に向けて配置さ れた反射面を備える検査用基板と、
上記部品に代えて上記部品装着装置に供給され、一面を非反射面としかつ当該 一面と対向する面を反射面とする略直方体をなし、その被保持面を上記非反射面と して上記部品保持部材により保持され、上記反射面が上記検査用基板の上記部品 装着側表面と対向するように上記検査用基板に装着される検査用部品と、
上記部品保持部材によりその上記非反射面が保持された状態の上記検査用部品 の上記反射面に光を照射するとともに、当該光照射により得られる反射光にて形成さ れる上記検査用部品の実像を撮像する部品撮像装置と、
その部品装着位置に上記検査用部品が装着された上記検査用基板における部品 装着側表面に光を照射するとともに、当該照射された光を、当該部品装着側表面を 透過させて上記反射面にて反射させ、上記部品装着側表面を通して上記検査用部 品の周囲より出射される反射光により形成される上記検査用部品の輪郭の画像を撮 像する基板撮像装置と、
上記保持された状態の上記検査用部品の実像の画像データを認識処理すること で、上記部品保持部材による上記検査用部品の保持姿勢を認識し、当該認識され た保持姿勢と基準保持姿勢との姿勢ズレを補正可能とする保持姿勢認識部と、 上記装着された状態の上記検査用部品の輪郭の画像データを認識処理すること で、上記検査用部品の実際の装着位置を認識する装着位置認識部と、
上記装着位置認識部により認識された上記実際の装着位置と、予め定められた上 記検査用部品の装着位置との差を算出することで上記部品装着精度を演算する装 着精度演算部とを備える部品装着精度の検査装置を提供する。 [0022] 本発明の第 8態様によれば、上記光透過性材料は、ガラス材料である第 7態様に記 載の部品装着精度の検査装置を提供する。
[0023] 本発明の第 9態様によれば、上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光 を鏡面反射させる鏡面反射面であって、
上記検査用基板は、上記鏡面反射された光を拡散させる拡散層を有する第 7態様 又は第 8態様に記載の部品装着精度の検査装置を提供する。
[0024] 本発明の第 10態様によれば、上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された 光を拡散反射させる拡散反射面である第 7態様又は第 8態様に記載の部品装着精 度の検査装置を提供する。
[0025] 本発明の第 11態様によれば、部品保持部材で保持した部品を基板に装着する部 品装着装置における部品装着精度の検査装置であって、
上記基板に代えて上記部品装着装置に保持され、光透過性材料により形成され、 かつ、その部品装着側表面と対向する表面において当該部品装着側表面に向けて 配置された反射面を備える検査用基板と、
その部品装着位置に上記部品が装着された上記検査用基板における部品装着側 表面に光を照射するとともに、当該照射された光を、当該部品装着側表面を透過さ せて上記反射面にて反射させ、上記部品装着側表面を通して上記部品の周囲より 出射される反射光により形成される上記部品の輪郭の画像を撮像する基板撮像装 置と、
上記装着された状態の上記部品の輪郭の画像データを認識処理することで、上記 部品の実際の装着位置を認識する装着位置認識部と、
上記装着位置認識部により認識された上記実際の装着位置と、予め定められた上 記部品の装着位置との差を算出することで上記部品装着精度を演算する装着精度 演算部とを備える部品装着精度の検査装置を提供する。
発明の効果
[0026] 本発明の上記第 1態様によれば、部品装着精度の検査方法において、上記部品 保持部材で保持された上記検査用部品の保持姿勢を認識する際に、光照射により 得られる上記検査用部品の輪郭の画像を撮像するのではなぐ上記光照射により得 られる反射光により形成される上記検査用部品の実像の撮像を行なっていることによ り、上記部品保持部材の先端部分の形状や大きさに影響されることなぐ確実に上記 検査用部品の保持姿勢の画像を取得することができる。特に、上記検査用部品の大 きさ力 上記部品保持部材の先端部分よりも小さいような小型化されたものであるよう な場合にあっては、上述の輪郭の画像を撮像することは困難である力 上記反射光 により形成される実像取得は可能であるため、上記検査方法がより効果的なものとな る。
[0027] また、このようにして撮像された画像に基づき、上記検査用部品の保持姿勢を認識 するとともに、当該認識結果に基づいて、その姿勢ズレを補正しながら基板に装着す ることで、上記姿勢ズレが上記検査用部品の装着位置ズレに与える影響を低減する ことができる。従って、その後、上記基板に対して光を照射し、当該光照射により得ら れた上記基板における上記検査用部品周囲の反射光により形成される上記検査用 部品の輪郭の画像を撮像し、認識処理することで、装着位置ズレ量を算出し、この算 出された装着位置ズレ量を部品装着精度として検出することができる。すなわち、上 記装着位置ズレ量には、上記保持姿勢の姿勢ズレが含まれていないため、そのまま 上記部品装着精度として高精度な算出を行なうことができる。
[0028] また、一面を非反射面、これと対向する面を反射面とした上記検査用部品が用いら れることにより、上記部品保持部材により上記非反射面を保持した状態で上記検査 用部品の保持姿勢の画像の撮像を行なう場合に、上記反射面にて上記照射された 光をより効率的に反射して明確な画像取得を実現することができる。さらに、この保持 状態のままにて上記基板への上記検査用部品の装着を行ない、上記基板の部品装 着側表面に上記検査用部品の上記反射面が対向するように配置させた状態とするこ とで、上記部品装着側表面に向けて照射された光を上記検査用部品の表面では反 射させずに吸収することができ、当該検査用部品の輪郭の画像をより明確に取得す ることができる。従って、より高精度な部品装着精度の検査を実現することができる。
[0029] さらに、光透過性材料で形成され、かつ、上記部品装着側表面と対向する表面に、 当該部品装着側表面に向けて配置された反射面を備えさせた検査用基板が用いら れることで、上記部品装着側表面を透過して上記反射面にて反射された反射光によ り形成される上記検査用部品の輪郭の画像取得を行なうことができる。従来のように 、上記部品装着側表面にて反射された反射光により形成される上記輪郭の画像取 得を行なうような場合にあっては、上記光の照射方向の微妙な傾き等により、上記部 品装着側表面に上記検査用部品の影が形成され、上記輪郭の画像における上記検 查用部品の輪郭がぼやけるような場合もあったが、本態様のように上記部品装着側 表面とは異なる表面に上記反射面が形成されていることで、当該反射面にて反射さ れた反射光を上記検査用基板の内部に略均一に行き渡らせる、すなわち上記部品 装着側表面に略均一に行き渡らせることができる。従って、上記部品装着側表面へ と行き渡らせられた反射光を、上記検査用部品が装着されている部分においては、 その装着表面の輪郭形状に応じて明瞭に遮断することができ、上記輪郭の画像にお ける上記検査用部品の輪郭をぼやけさせることなぐ明確な画像取得を行なうことが できる。
[0030] 本発明の上記第 2態様によれば、上記光透過性材料として、ガラス材料を用いるこ とで、上記検査用基板の構造的強度を高めることができ、そのたわみ量を低減するこ とができる。従って、たわみに起因する位置ズレの発生を低減することができ、高精 度な検査を実現することができる。
[0031] 本発明の上記第 3態様によれば、上記検査用基板が、上記反射面としての鏡面反 射面と、上記部品装着側表面と当該鏡面反射面との間に配置された拡散層とを備え ることで、上記部品装着側表面を通して上記鏡面反射面に照射された光を、当該鏡 面反射面にて反射させることができるとともに、当該反射光を上記拡散層を通過させ る際に拡散させることができ、上記検査用基板の内部にて拡散させる光の量を適正 化することができる。また、上記検査用基板の厚さの範囲内にて、拡散に要する光路 長に合わせて上記拡散層の厚さを設定することができるため、上記反射光を所望の 拡散量にて拡散させることができ、当該検査用基板内においてより均一な面光源を 形成することができる。
[0032] 本発明の上記第 4態様によれば、上記検査用基板が、上記反射面として拡散反射 面を備えることにより、上記部品装着側表面を通して上記拡散反射面に照射された 光を、当該拡散反射面にて反射させるとともにその反射光を拡散させることができ、 上記検査用基板の内部にて当該反射光の拡散を確実に行うことができる。また、この ような上記拡散反射面が用いられるような場合にあっては、上記検査用基板の内部 において当該拡散反射面以外の部分では積極的な光の拡散が行われないようにす ることができるため、当該拡散反射面に到達する(すなわち拡散反射される)光の量 をより多くすることができ、その結果、上記拡散反射光の光量も多くすることができる。
[0033] 本発明の上記第 5態様によれば、上記拡散反射面は、拡散反射シートを貼着する ことで形成することができる。
[0034] 本発明の上記第 6態様によれば、実際の上記部品を、上記検査用基板上に装着 するような場合であっても、明瞭な画像取得を行なうことができ、高精度な検査を実現 することができる。
[0035] 本発明の上記第 7態様によれば、上記検査用部品、上記検査用基板、部品撮像装 置、基板撮像装置、保持姿勢認識部、装着位置認識部、及び装着精度演算部によ り部品装着精度検査装置を構成することで、上記第 1態様と同様な効果を得ることが できる検査方法を実現可能な部品装着精度検査装置を提供することができる。 図面の簡単な説明
[0036] 本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形 態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
[図 1]図 1は、本発明の一の実施形態に力かる部品装着精度の検査が行なわれる電 子部品装着装置の半透過斜視図であり、
[図 2]図 2は、図 1の電子部品装着装置の構成を示す模式平面図であり、
[図 3]図 3は、電子部品装着装置における主軸装置の断面図であり、
[図 4]図 4は、電子部品装着装置における制御装置の構成を示す制御ブロック図であ り、
[図 5A]図 5Aは、上記部品装着精度の検査にて用いられる検査用の治具部品の外 観斜視図であって、非反射面を上面として配置した状態の図であり、
[図 5B]図 5Bは、上記部品装着精度の検査にて用いられる検査用の治具部品の外観 斜視図であって、反射面を上面として配置した状態の図であり、
[図 6A]図 6Aは、上記部品装着精度の検査にて用いられる別の例に力かる検査用の 治具部品の外観斜視図であって、非反射面を上面として配置した状態の図であり、 [図 6B]図 6Bは、上記部品装着精度の検査にて用いられる別の例に力かる検査用の 治具部品の外観斜視図であって、反射面を上面として配置した状態の図であり、 [図 7]図 7は、上記部品装着精度の検査にて用いられる検査用の治具基板の外観斜 視図であり、
[図 8]図 8は、上記部品装着精度の検査にて用いられる別の例に力かる検査用の治 具基板の外観斜視図であり、
[図 9]図 9は、上記部品装着精度の検査手順における治具部品の吸着保持姿勢の画 像取得を行なって ヽる状態を示す模式説明図であり、
[図 10]図 10は、上記部品装着精度の検査手順における治具部品の装着位置の画 像取得を行なっている状態を示す模式説明図であり、拡散反射面を有する治具基板 を用いた場合を示し、
[図 11]図 11は、上記部品装着精度の検査手順における治具部品の装着位置の画 像取得を行なっている状態を示す模式説明図であり、鏡面反射面を有する治具基板 を用いた場合を示し、
[図 12]図 12は、上記部品装着精度の検査手順を示すフローチャートであり、
[図 13]図 13は、放射輝度を測定する方法を示す模式説明図であり、
圆 14]図 14は、比較例における吸着保持状態の電子部品の画像を示す図であり、
[図 15]図 15は、上記比較例における基板に装着された状態の電子部品の画像を示 す図であり、
[図 16]図 16は、上記実施形態の実施例における吸着保持状態の治具部品の画像を 示す図であり、
[図 17]図 17は、上記実施例における治具基板に装着された状態の治具部品の画像 を示す図であり、
[図 18]図 18は、基板において拡散反射面が部品装着側表面に配置された状態の模 式説明図であり、
[図 19]図 19は、本実施形態の治具基板における拡散反射面の配置構成を示す模式 説明図であり、 [図 20]図 20は、本実施形態の変形例にかかる部品装着精度の検査方法を説明する 模式説明図である。
符号の説明
1 電子部品
3 基板
5 検査用の治具部品
5a 非反射面
5b 反射面
7 検査用の治具基板
7a 部品装着側表面
7b 基準マーク
8 拡散反射シート
8a 拡散反射面
9 鏡 ιϋιχ射面
10 検査用の治具基板
11 部品供給部
12 主軸装置
13 ΧΥテーブル
14 搬送装置
21 ノズルユニット
22 吸着ノズル
24 部品認識カメラ
25 基板認識カメラ
50 制御装置
63 保持姿勢認識部
64 装着位置認識部
73 装着精度演算部
101 電子部品装着装置 発明を実施するための最良の形態
[0038] (実施形態)
本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号 を付している。
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[0039] 本発明の第 1の実施形態にかかる部品装着精度の検査が施される部品装着装置 の一例である電子部品装着装置 101の外観を示す斜視図を図 1に示す。
[0040] 図 1に示すように、電子部品装着装置 101は、供給された部品の一例である複数の 電子部品を、基板上における部品装着位置に装着する部品装着動作を行なうため の装置である。電子部品装着装置 101は、複数の電子部品を取り出し可能に収容す るとともに、当該収容された夫々の電子部品の供給を行なう部品供給部 11と、電子 部品の吸着保持 Z保持解除を行なう部品保持部材の一例である複数の吸着ノズル を備えるノズルユニットをさらに複数備える主軸装置 12と、夫々の電子部品が装着さ れる基板の保持を行なうとともに、当該保持された基板を主軸装置 12の夫々の吸着 ノズルに対して、当該基板の大略表面沿いの方向である図示 X軸方向又は Y軸方向 に移動させる XYテーブル 13と、電子部品供給装置 101に対して供給される基板を 搬送して XYテーブル 13上に供給するとともに、 XYテーブル 13上にて電子部品の 装着が行なわれた上記基板を搬送して、電子部品供給装置 101から排出する基板 搬送装置 14とを備えている。
[0041] また、電子部品装着装置 101における電子部品の装着動作を説明するための部 分拡大模式平面図を図 2に示す。図 2に示すように、主軸装置 12は、複数のノズル ユニット 21として、同じ形状及び機能を有する合計 16台のノズルユニット 21を備えて おり、夫々のノズルユニット 21は、同じ円周上に均等な間隔ピッチでもって配列され ている。また、夫々のノズルユニット 21には、 6本の吸着ノズル 22が備えられており、 夫々の吸着ノズル 22は、ノズルユニット 21の中心周りに均等な間隔ピッチにて配列 されている。
[0042] ここで、主軸装置 12の模式断面図を図 3に示し、図 3に基づいて、主軸装置 12の 詳細な構造について説明する。図 3に示すように、主軸装置 12は、夫々のノズルュ ニット 21の配列円の中心に配置された回転軸 S周りに夫々のノズルユニット 21を公 転させる回転駆動装置を備えており、上記回転駆動装置は、回転軸 Sがその軸心と 合致するように配置された回転軸 32と、この回転軸 32の図示下端においてフランジ 44を介して固定された回転テーブル 43とを備えている。なお、図 3においては図示 しないが、回転軸 Sはその図示上方において、駆動モータ等を有する回転駆動部に 連結され、その回転駆動が可能となっている。
[0043] また、図 3に示すように、回転テーブル 43の外周面には、夫々のノズルユニット 21 力 上下方向に配置されたガイド 35 (例えば、 LMレールと LMブロック等により構成 される)を介して昇降可能に支持されている。さらに、回転軸 32の外周には、この回 転軸 32をその内部において回転可能に配置させて支持する円筒カム部 31を配置さ れている。この円筒カム部 31は、回転軸 32の回転駆動に拘らず、回転軸 S周りに回 転駆動されないように、電子部品装着装置 101の剛体フレーム等に固定されている。 また、夫々のノズルユニット 21のガイド 35の上端にはカムフォロア部 34が固定されて おり、さらに、円筒カム部 31の外周面には、夫々のカムフォロア部 34と係合されるス ライダ部 33が固定されている。また、スライダ部 33と夫々のカムフォロア部 34との係 合部分は、夫々のノズルユニット 21の公転方向に沿って形成された案内溝部 33aと なっており、この案内溝部 33aに沿って、上記係合された夫々のカムフォロア部 34が 摺動可能となっている。さらに、この案内溝部 33aは、その形成方向に沿ってその高 さ位置が可変されて形成されている。これにより、夫々のノズルユニット 21が公転され ると、夫々のカムフォロア部 34が案内溝部 33aに沿って摺動されることとなる力 その 摺動の際に、夫々の係合位置が、案内溝部 33aの形成高さ位置に応じて可変される こととなり、その結果として、ガイド 35を介して夫々のノズルユニット 21の昇降動作が 行なわれることとなる。
[0044] また、図 3に示すように、夫々のノズルユニット 21においては、夫々の吸着ノズル 22 の公転を駆動する Θ回転モータ 36と、 Θ回転モータ 36に連結された減速機 37と、 上記回転駆動が伝達可能にこの減速機 37に連結されるとともに、夫々の吸着ノズル 22をケーシング 41を介して支持するシャフト 38とを備えている。さらに、夫々のノズ ルユニット 21は、各々の吸着ノズル 22の昇降動作を個別に行なうための機構として、 バルブ 39及びフック 40を備えており、さらにリフレクタ 42を備えている。
[0045] また、図 2に示すように、主軸装置 12においては、上記回転駆動部により回転軸 32 及び回転テーブル 43を介して、夫々のノズルユニット 21を、所定の回転角度ピッチ でもって間欠的に回転駆動させることが可能となっている。例えば、主軸装置 12にお いて、合計 16台のノズルユニット 21を図示時計方向に上記所定の回転角度ピッチと して 22. 5度の角度ピッチにて間欠的に回転駆動させることができる。また、この回転 駆動により、夫々のノズルユニット 21は、その配列円周上を上記回転角度ピッチでも つて移動され、上記配列円周上における様々な位置に位置されることとなる。ここで、 上記配列円周における図示上端位置を角度座標 0度として図示時計方向に角度座 標を取ると、夫々のノズルユニット 21は、上記夫々の位置として、電子部品の吸着位 置 A (角度座標 0度)、吸着保持された電子部品の厚み検出が行なわれる部品厚み 検出位置 B (角度座標 67. 5度)、吸着保持された電子部品の画像が撮像され、当該 画像に基づいて電子部品の吸着保持姿勢が認識される部品認識位置 C (角度座標 90度)、上記認識結果に基づき、ノズルユニット 21の回転により上記吸着保持姿勢 の補正が行なわれる回転補正位置 D (角度座標 112. 5度一 157. 5度)、基板への 電子部品の装着が行なわれる部品装着位置 E (角度座標 180度)、ノズルユニット 21 が備える吸着ノズル 22の選択が行なわれる吸着ノズル選択位置 F (角度座標 202. 5 度一 225度)、基板に装着されな力つた不良部品の排出が行なわれる不良部品排出 位置 G (角度座標 247. 5度)、ノズルユニット 21が上昇されることで、夫々の吸着ノズ ル 22が上方に戻される吸着ノズル戻し位置 H (角度座標 270度)、さらに、ノズルュニ ット 21が下降されることで、上記戻された状態にある夫々の吸着ノズル 22を下方に位 置させる吸着ノズル出し位置 I (角度座標 315度)の夫々の位置に順次位置されるよう に回転駆動される。なお、吸着ノズル出し位置 Iに位置された後は、上記回転駆動に より、再び吸着位置 Aに位置されることとなる。
[0046] また、図 2に示すように、主軸装置 12の図示上方側には、部品供給部 11が配置さ れており、この部品供給部 11には、多数の電子部品を部品収容テープ内に取り出し 可能に収容する複数のパーツフィーダ 11aが、図示 X軸方向に整列配置されて備え られている。さらに、部品供給部 11には、夫々のパーツフィーダ 11aを図示 X軸方向 に沿って進退移動させることで、所望のパーツフィーダ 11aを主軸装置 12における 吸着位置 Aの下方に位置させて、当該パーツフィーダ 11aより収容された電子部品を 取り出し可能とさせるフィーダ移動部 1 lbが備えられて 、る。
[0047] また、図 2に示すように、主軸装置 12における装着位置 Eの下方には、 XYテープ ル 13が配置されており、 XYテーブル 13の基板保持テーブル 13aに保持された基板 3に対して、当該位置に位置されたノズルユニット 21により、夫々の電子部品 1を装 着することが可能とされている。また、この XYテーブル 13には、基板保持テーブル 1 3aを図示 X軸方向に進退移動させる X軸駆動部 13bと、基板保持テーブル 13aを図 示 Y軸方向に進退移動させる Y軸駆動部 13cとが備えられて ヽる。
[0048] また、図 2に示すように、主軸装置 12における部品厚み検出位置 Bには、部品厚み 検出センサ 23が備えられており、また、部品認識位置 Cの下方には、その上方に配 置された夫々の吸着ノズル 22により吸着保持された電子部品 1の吸着保持姿勢の画 像を、撮像する部品認識カメラ 24が備えられている。さらに、 XYテーブル 13の上方 には、基板 3に装着された電子部品 1の画像を、その上方から撮像する基板認識カメ ラ 25が備えられている。この基板認識カメラ 25により撮像された画像に基づいて、電 子部品 1の基板 3への装着位置の位置ズレ量の検出(認識)が行なわれる。
[0049] また、この電子部品装着装置 101は、夫々の構成部の動作制御を互いに関連付け ながら統括的な制御として行なう制御装置 50を備えている。ここで、この制御装置 50 の主要な構成を示す制御ブロック図を図 4に示す。図 4に示すように、制御装置 50は 、メインコントローラ 65により制御される。メインコントローラ 65は、 RAM69、 ROM70 、 CPU71、 I/072を有しており、システムバス 61を介して、シーケンスコントローラ 5 9、 NCコントローラ 60、画像処理コントローラ 62、及びインターフェースコントローラ 6 6と接続されている。
[0050] インターフェースコントローラ 66は、制御装置 50の外部との間での情報の受渡しに 関する制御を行なうコントローラであり、オペレータとの間で情報の受渡しを行なうモ 二ターテレビ 67及び入力装置 68が接続されている。また、 NCコントローラ 60は、電 子部品装着装置 101における夫々の駆動部の駆動動作に関する制御を行なうコント ローラであり、この NCコントローラ 60には、夫々のサーボアンプ 55、 56、 57、 58を介 して、電子部品装着装置 101における各駆動部のモータが接続されている。例えば 、 NCコントローラ 60には、サーボアンプ 55を介して、 X軸駆動部 13bの駆動を行なう X軸サーボモータ 51が接続されており、また、サーボアンプ 56を介して、 Y軸駆動部 13cの駆動を行なう Y軸サーボモータ 52が接続されている。さらに、 NCコントローラ 6 0には、サーボアンプ 57を介して、主軸装置 12における上記回転駆動部の駆動を行 なう主軸サーボモータ 53が接続されており、また、サーボアンプ 58を介して、その他 の駆動部における駆動を担う駆動サーボモータ 54が接続されている。
[0051] また、画像処理コントローラ 62は、部品認識カメラ 24や基板認識カメラ 25にて撮像 された画像の認識処理に関する制御を行なうコントローラであり、この画像処理コント ローラ 62には、部品認識カメラ 24にて撮像された画像の認識処理を行なうことで、吸 着ノズル 22による電子部品 1の吸着保持姿勢の認識処理が行なわれる保持姿勢認 識部 63と、基板認識カメラ 25にて撮像された画像の認識処理を行なうことで、基板 3 への電子部品 1の装着位置の認識処理が行なわれる装着位置認識部 64とが接続さ れている。
[0052] 保持姿勢認識部 63では、上記認識処理が行なわれた電子部品 1の吸着保持姿勢 と、予め設定されている基準保持姿勢とを照合比較することで、両者間の姿勢ズレ量 を算出して、当該姿勢ズレ量を補正量として出力することが可能となっている。このよ うに出力された補正量を用いて、 NCコントローラ 60にて、吸着ノズル 22あるいはノズ ルユニット 21の回転駆動を行なうことで、上記姿勢ズレ量を補正することが可能とな つている。
[0053] さらに、画像処理コントローラ 62には、装着位置認識部 64にて認識された電子部 品 1の実際の装着位置を、予め設定されている電子部品 1の設計上の装着位置と照 合することで、両者間の位置ズレ量を算出し、当該算出された位置ズレ量を部品装 着精度として演算して算出する装着精度演算部 73が備えられている。なお、この装 着精度演算部 73にて算出された装着精度の情報は、システムバス 61を介してインタ 一フェースコントローラ 66に入力されて、モニターテレビ 67を介して制御装置 50の外 部に出力することが可能となっている。
[0054] また、電子部品装着装置 101は、装着精度検査装置 (あるいは装着誤差検出装置 というような場合であってもよい)を備えている。この装着精度検査装置は、図 5A及 び図 5Bに示す検査用部品の一例である検査用の治具部品 5と、図 7に示す検査用 基板の一例である検査用の治具基板 7とが準備して備えられるとともに、図 2に示す 部品認識カメラ 24及び基板認識カメラ 25と、図 4に示す制御装置 50の中の画像処 置コントローラ 62、保持姿勢認識部 63、装着位置認識部 64、及び装着精度演算部 73とにより構成されて 、る。この装着精度検査装置におけるそのハードウェア部分の 構成は、実質的に電子部品装着装置により構成されており、動作プログラムと、治具 部品 5及び治具基板 7を準備することで、装着精度検査装置を構成することができる
[0055] ここで、この装着精度検査装置において用いられる治具部品 5について説明する。
図 5A及び図 5Bに示すように、治具部品 5は、電子部品装着装置 101にて取り扱わ れる電子部品 1と同じ形状、例えば略直方体形状を有しており、さらに電子部品 1より も高い寸法公差にて形成されている。なお、図 5Aは、治具部品 5における一の面を 上面として配置させた場合の模式斜視図であり、図 5Bは、治具部品 5における上記 一の面に対向する面を上面として配置 (すなわち、図 5Aの治具部品 5を裏返して配 置)させた場合の模式斜視図である。
[0056] 図 5Aに示すように、治具部品 5における上記一の面(すなわち、図 5Aにおける上 面)は、照射された光が反射され難くなるように、黒色の表面とされた非反射面 5aとさ れている。また、図 5Bに示すように、治具部品 5における上記一の面に対向する側の 表面 (すなわち、図 5Bにおける上面)は、逆に照射された光を有効に反射することが できるように、白色の表面とされた反射面 5bとされている。ここで、本明細書において 、「反射面」とは、光が当該面に照射された場合に、当該光を反射し、画像認識 (ある いは画像撮像)において当該面が比較的明るく撮像されるような面のことである。また 、「非反射面」とは、光が当該面に照射された場合に、当該光を吸収し、画像認識に おいて当該面が比較的暗く撮像されるような面のことである。なお、図 5A及び図 5B に示すように、治具部品 5の非反射面 5a及び反射面 5b以外の表面である図示それ ぞれの側面は、白色の表面とされている。このような治具部品 5は、例えば、治具部 品 5本体を、白色アルミナや白色榭脂等の白色材料にて形成した後、上記一の面を 黒色榭脂あるいは黒色ガラス材料等を塗布することで非反射面 5aを形成し、上記一 の面と対向する側の表面を、素材色を用いるか、あるいは、アルミナゃメツキ、若しく は白色榭脂ゃ白色ガラス材料等を塗布することで反射面 5bを形成することができる。 また、治具部品 5本体が、白色を基本とした材料で形成されるような場合に代えて、 図 6A及び図 6Bに示すように、黒色を基本とした材料で形成されるような場合であつ てもよい。このような場合にあっては、例えば、治具部品 5本体を、黒色ジルコユア等 の黒色セラミック系材料や黒色榭脂材料等の黒色材料を用いて形成した後、上記一 の面を、素材色を用いるか、あるいは、黒色榭脂ゃ黒色ガラス材料等を塗布すること で非反射面 5aを形成し、上記一の面と対向する側の表面を、メツキあるいは白色榭 脂や白色ガラス材料等を塗布することで反射面 5bを形成することができる。
次に、装着精度検査装置において用いられる検査用の治具基板 7について説明す る。図 7に示すように、治具基板 7は、電子部品装着装置 101にて取り扱われる基板 3と同じ形状を有しており、光透過性の材料により略板状に形成される。このような光 透過性材料としては、例えば、無色透明のガラス系材料 (石英やソーダライム等)が 用いられる。また、図 7において、治具基板 7における図示上面が、電子部品として治 具部品 5が装着される部品装着側表面 7aとなっており、この部品装着側表面 7aにお いては、治具基板 7の配置位置を確実に認識することを可能とする基準マーク 7bが、 略四角形状の夫々の隅部近傍に配置されている。さらに、治具基板 7において、部 品装着側表面 7aに対向する側の表面には、例えば、図示上面側をその拡散反射面 8aとする拡散反射シート 8が貼着されて、当該表面が (拡散)反射面 8aとして形成さ れている。なお、図 7においては、治具基板 7の構成の理解を容易なものとするため に、拡散反射シート 8が治具基板 7に貼着される直前の状態として、拡散反射シート 8 と治具基板 7とが分離された状態を示して 、る。このように治具基板 7が光透過性材 料により形成され、さらに部品装着側表面 7aと対向する側の表面に、反射面 8aが設 けられていること〖こより、治具基板 7の上方から照射された光が、部品装着側表面 7a を通過するとともに、当該光が反射面 8aにて反射されることで、その反射光が部品装 着側表面 7aを通過して上方に向けて照射されることが可能となっている。なお、この ような拡散反射シート 8としては、例えば、その反射光量等が管理されている液晶バッ クライト用のシートを用いることが望ま 、。
[0058] ここで、本明細書にお!、て、「拡散」とは、ある光源からの光の規則的な放射とは著 しく異なり、ある表面に当たった光、若しくは開口を通過する光を、あらゆる方向から 来た光のようにするための光線の散乱状態のことである。このような拡散は、例えば、 マット面 (無光沢面)からの反射などにより発生させることができる。ただし、拡散が完 全であるような場合にあっては、光源の鮮鋭画像を取得することはできず、当該拡散 が行われる位置は、あらゆる方向に均一に光を出射する平均的に広範囲な光源とな る。
[0059] また、このように拡散反射シート 8を用いることで、治具基板 7に反射面 8aを形成す るような場合に代えて、図 8に示すように、治具基板 10における部品実装側表面 10a と対向する側の表面 (すなわち、裏面)に対して鏡形成加工を施すことで、反射面 9を 形成するような場合であってもよい。このような鏡形成カ卩ェとしては、例えば、スパッタ リング、蒸着、又は、メツキ等の加工方法を採用し得る。また、反射シートや鏡シール 等を貼り付けることで、反射面 9を形成するような場合であってもよい。なお、このよう な治具基板 7は、その強度や反り発生抑制を考慮して、厚さ lmm以上に形成される ことが好ましぐまた、基板の取り扱い性 (特に重量的な観点での取り扱い性)を考慮 して、厚さ 4mm以下に形成されることが好ましい。また、拡散反射シート 8は、厚さ 30 一 50 μ m程度のものを用いることが好ましい。
[0060] 次に、このような構成を有する上記部品装着精度検出装置により、電子部品装着 装置 101における部品装着精度の検出を行なう手順について説明する。また、この 部品装着精度の検出手順を示すフローチャートを図 12に示す。さらに、吸着ノズル 2 2により吸着保持された治具部品 5の画像を、部品認識カメラ 24にて撮像して ヽる状 態を示す模式説明図を図 9に示し、また、治具基板 7に装着された治具部品 5の装着 位置の画像を、基板認識カメラ 25にて撮像している状態を示す模式説明図を図 10 に示す。なお、以降に説明する部品装着精度の検出における電子部品装着装置 10 1の動作制御、すなわち、上記部品装着精度検出装置の動作制御は、制御装置 50 により互いの動作が関連付けられながら統括的に行なわれている。
[0061] まず、図 12のステップ S1において、電子部品装着装置 101において治具基板 7に 複数の治具部品 5を装着する際に必要な情報が含まれた NCデータが、制御装置 5 0に入力されて保持される。具体的には、例えば、図 4に示す制御装置 50の制御ブ ロック図において、入力装置 68を通して、上記 NCデータが入力され、この入力され た NCデータは、インターフェースコントローラ 66及びメインコントローラ 65により、入 力装置 68力 システムバス 61を介して、 RAM69若しくは ROM70に入力されて取り 出し可能に記憶される。なお、この NCデータには、夫々の治具部品 5や治具基板 7 の形状データ、夫々の治具部品 5の装着順序のデータ、夫々の治具部品 5の治具基 板 7への装着位置データ等の情報が含まれて 、る。
[0062] また、この NCデータの取得とともにあるいはこの取得の後に、図 1に示す電子部品 装着装置 101においては、治具基板 7が供給され、当該供給された治具基板 7が搬 送装置 14により XYテーブル 13上に搬送されて、基板保持テーブル 13aに保持され る。また、部品供給部 11のパーツフィーダ 11aには、複数の治具部品 5が取り出し可 能に収容されている。
[0063] その後、主軸装置 12の一のノズルユニット 21が、図 2に示す吸着位置 Aに回転移 動されるとともに、夫々の治具部品 5が収容されているパーツフィーダ 11aと、上記一 のノズルユニット 21が備える夫々の吸着ノズル 22の中力も選択された最初に吸着保 持が行なわれる吸着ノズル 22との位置合わせが行なわれる。この位置合わせの後、 当該吸着ノズル 22が下降されて、吸着ノズル 22による治具部品 5の吸着保持が行な われる(ステップ S2)。その後、上記一のノズルユニット 21における夫々の吸着ノズル 22の回転移動が行なわれて、次の吸着ノズル 22とパーツフィーダ 11aとの位置合わ せが行なわれ、この次の吸着ノズル 22による次の治具部品 5の吸着保持が行なわれ る。さらに、次の治具部品 5の吸着保持が行なわれるような場合にあっては、上述の 手順が繰り返して行なわれる。なお、さらに、主軸装置 12における回転移動により、 別のノズルユニット 21がパーツフィーダ 11aの上方に移動させることで、当該別のノ ズルユニット 21が備える吸着ノズル 22にも治具部品 5を吸着保持させるような場合で あってもよい。
[0064] その後、主軸装置 12において、夫々のノズルユニット 21の回転移動が行なわれて 、治具部品 5を吸着保持したノズルユニット 21が、部品認識位置 Cに位置される。部 品認識位置 Cにおいては、当該ノズルユニット 21が備える夫々の吸着ノズル 22が、 部品認識カメラ 24の上方に順次位置されることで、部品認識カメラ 24により、吸着保 持された夫々の治具部品 5の吸着保持姿勢の画像が撮像されることとなる (ステップ S3)。
[0065] 図 9に示すように、治具部品 5は、黒色の面である非反射面 5aを上面、反射面 5bを 下面として、当該上面にて吸着ノズル 22により吸着保持されている。また、治具部品 5のサイズは、吸着ノズル 22の先端部分の大きさ(幅寸法、あるいは直径寸法)よりも 小さくなつており、吸着保持された状態では、治具部品 5の端部は、吸着ノズル 22の 上記先端部分の端部よりはみ出されていない。このような状態の吸着ノズル 22と、そ の上方に配置された物体の画像を撮像可能な部品認識カメラ 24との位置合わせ、 すなわち、吸着ノズル 22の軸心と、部品認識カメラ 24の撮像の光軸とを一致させるよ うに位置合わせを行なう。当該位置合わせの後、部品認識カメラ 24より上方に向けて 光 W1を照射し、治具部品 5の図示下面である反射面 5bにて当該光 W1を下方に向 けて反射させ、この反射光 W2により形成される治具部品 5の画像を部品認識カメラ 2 4により取得する。この場合、吸着ノズル 22の先端部分に照射された光 W1も反射光 W3として反射されることとなる力 治具部品 5の反射面 5bによる反射光 W2の光量に 比して、反射光 W3の光量は明らかに低くなるため、反射光 W2により形成される治具 部品 5の実像を部品認識カメラ 24により確実に取得することができる。なお、上記画 像の撮像後、その他の治具部品 5に対しても順次画像の撮像が行なわれる。
[0066] 部品認識カメラ 24により撮像された夫々の治具部品 5の実像の画像データは、図 4 の制御装置 50における画像処理コントローラ 62により保持姿勢認識部 63に入力さ れて、保持姿勢認識部 63において、当該夫々の画像データの認識処理が行なわれ る (ステップ S4)。さらに、保持姿勢認識部 63では、例えば、上記 NCデータ等で予め 定められた基準保持姿勢データと、上記認識処理により認識された保持姿勢データ との比較照合が行なわれることにより、夫々の吸着ノズル 22による治具部品 5の吸着 保持姿勢を、上記基準保持姿勢データに合致させるための夫々の姿勢補正量の算 出、すなわち、姿勢位置ズレ量の算出が行なわれる。この算出された夫々の姿勢補 正量(いわゆる Θ補正量)のデータに基づいて、補正回転位置 Dに位置されたノズル ユニット 21が備える夫々の吸着ノズル 22において、回転補正が行なわれる(ステップ S5)。
[0067] その後、図 2に示すように、ノズルユニット 21が装着位置 Eに回転移動されて位置さ れ、基板保持テーブル 13aに保持された治具基板 7の上方に配置される。その後、 当該ノズルユニット 21が備える一の吸着ノズル 22 (最初に装着動作が行なわれる吸 着ノズル 22)により吸着保持された治具部品 5と、治具基板 7の部品装着側表面 7a におけるこの治具部品 5が装着される部品装着位置との位置合わせが、 X軸駆動部 13bと Y軸駆動部 13cとにより治具基板 5が図示 X軸方向又は Y軸方向に移動される ことにより行なわれる。この位置合わせが行なわれると、吸着ノズル 22が下降されて、 吸着保持されている治具部品 5が治具基板 7における上記部品装着位置に装着され る。なお、この装着は、例えば、治具基板 7の部品装着側表面 7aに予め貼着された 両面テープ等の光透過性を有する接合材料を介させることで行なわれる。その後、 その他の吸着ノズル 22が吸着保持する夫々の治具部品 5が、同様な手順で、夫々 の部品装着位置に装着される (ステップ S6)。
[0068] 全ての治具部品 5の装着動作が完了すると、基板認識カメラ 25により、治具基板 7 の部品装着側表面 7aに設けられた夫々の基準マーク 7bの画像が撮像され、当該画 像データに基づいて、治具基板 7の位置が正確に認識される。このように、全ての治 具部品 5の装着動作が完了した後に、治具基板 7の位置認識を行なうことで、夫々の 治具部品 5の装着動作に伴って生じる可能性がある治具基板 7の位置ズレ量が含め られた実際の位置をより正確に認識することができる。
[0069] その後、治具基板 7に装着された夫々の治具部品 5の中から、最初の治具部品 5が 選択されて (ステップ S8)、その下方に配置された物体の画像を撮像する基板認識力 メラ 25とこの選択された治具部品 5との位置合わせ力 XYテーブル 13による治具基 板 7の XY移動により行なわれる。なお、この位置合わせは、基板認識カメラ 25の撮 像中心であるその光軸と、撮像対象となる治具部品 5の部品装着位置とが合致する ように行なわれる。
[0070] このように位置合わせが行なわれた状態力 図 10に示す状態である。図 10に示す ように、治具基板 7は、部品装着側表面 7bを図示上面として配置されており、その裏 面 (すなわち、図示下面)には、拡散反射シート 8の貼着により形成された反射面 8a が備えられている。また、治具基板 7の部品装着側表面 7aには、治具部品 5がその 非反射面 5aを図示上面として装着されている。なお、治具部品 5の下面である反射 面 5bと、治具基板 7の部品装着側表面 7aとの間には、治具部品 5の配置位置の固 定のための上記光透過性を有する両面テープの接合部材が配置されている力 図 1 0においてはその図示を省略している。また、この治具基板 7の上方に配置された基 板認識カメラ 25には、その撮像側の正面 (すなわち、図示下面)の周囲に、撮像のた めの光を図示下向きに照射する照明部 25aが備えられている。
図 10に示すような状態において、基板認識カメラ 25が備える照明部 25aより、図示 下向きに光 W11を照射する。照射された光 W11は、治具基板 7の部品装着側表面 7 aに到達するとともに、当該部品装着側表面 7および治具基板 7内部の光透過性材 料を通過 (透過)して、さらに、拡散反射シート 8により形成されている反射面 (あるい は拡散反射面) 8aに到達する。この反射面 8aにおいては、この光 W11が、図示大略 上方における様々な方向に拡散反射されて、反射光 (あるいは拡散光) W12が形成 される。この反射光 W12は、治具基板 7内部の上記光透過性材料の略全体に均等 に光が行き渡るように当該光透過性材料を透過して、さらに、部品装着側表面 7aも 透過して、基板認識カメラ 25に向けて出射されることとなる。すなわち、拡散反射シ ート 8の反射面 8aにて光 Wl 1が反射光 12へと拡散反射されることにより、治具基板 7 の内部全体が略均一な面光源として機能することとなる。一方、部品装着側表面 7a において、治具部品 5が配置されている領域においては、光を透過しない材料で形 成されている治具部品 5により、反射光 W12が遮られて、基板撮像カメラ 25に向けて 反射光 W12が出射されることはない。さらに、治具基板 7に装着されている治具部品 5の図示上面は、黒色の面である非反射面 5aとされていることにより、照明部 25aか ら照射された光 W11が、治具部品 5の上面にて反射されることはない。従って、部品 装着側表面 7aにおける治具部品 5が配置された領域を除く領域より、反射光 W12が 基板認識カメラ 25に向けて出射されることとなり、この出射された反射光 W12により 治具部品 5の輪郭の画像、すなわち、シルエットの画像が部品認識カメラ 25にて撮 像される (ステップ S9)。また、反射光 W12は治具基板 7内において略均一に拡散さ れているため、治具部品 5が配置されている領域に相当する治具基板 7の部品装着 側表面 7aにも当該反射光 W12が行き渡らせることができる。従って、治具部品 5の外 周の内外近傍における部品装着側表面 7aにおいて、反射光 W12の透過及び遮断 を明確に区分することができ、治具部品 5のシルエットの画像を明瞭なものとすること ができる。
[0072] この撮像された治具部品 5のシルエットの画像データは、図 4に示す制御装置 50に おける画像処理コントローラ 62により装着位置認識部 64に入力されて、この装着位 置認識部 64にて、上記シルエットの画像の認識処理を行ない、例えば、当該シルェ ットの画像より治具部品 5の輪郭を算出し、この輪郭の中心を実際の部品装着位置と して算出する (ステップ S 10)。
[0073] この算出された実際の部品装着位置のデータは、画像処理コントローラ 62により装 着精度演算部 73に入力されて、装着制度演算部 73において、例えば、 NCデータ に含まれる予め定められた部品装着位置のデータと、上記実際の部品装着位置の データとを比較照合することで、両者間の差、すなわち、位置ズレ量を算出する (ステ ップ Sl l)。この算出された位置ズレ量力 電子部品装着装置 101における部品装 着精度となる。なお、この算出された部品装着制度のデータは、制御装置 50におけ る RAM69に記憶される力、あるいは、インターフェースコントローラ 66により制御装 置 50の外部へ出力される。
[0074] その後、ステップ S12において、次に画像が撮像される装着済みの治具部品 5が存 在するかどうかが判断されて、存在する場合には、当該治具部品 5が選択される。こ の選択の後、ステップ S9から S 11までの上述した夫々の手順が順次行なわれて、当 該選択された治具部品 5のシルエットの画像取得による部品装着精度の算出が行な われる。ステップ S12において、次に選択される装着済みの治具部品 5が存在しない と判断されると、装着制度検査の手順が終了する。
[0075] なお、上記部品装着精度検査の手順においては、図 7に示す拡散反射シート 8が 貼着されることで、拡散反射面 8aを備えるような治具基板 7が用いられるような場合に ついて説明したが、治具基板はこのようなものが用いられるような場合にのみ限定さ れるものではない。このような場合に代えて、例えば、図 8に示すような鏡面反射面 9 が形成された治具基板 10が用いられるような場合であってもよい。このような治具基 板 10に対して基板認識カメラ 25による画像取得が行なわれている状態を示す模式 説明図を図 11に示す。
図 11に示すように治具基板 10の図示下側の面には、鏡面反射面 9が形成されて おり、さらに治具基板 10の内部には鏡面反射面で反射された光を拡散させる光透過 性材料の一例である拡散層 10cが備えられている。ここで、「拡散層」とは、入射され た光が当該層を透過する際に、当該光を拡散させる層のことである。本実施形態に おいては、このような拡散層 10cとして、例えば、乳白色ガラス材料を用いることがで き、その厚さは、治具基板 10自体の厚さと略同じの lmm以上 4mm以下の範囲の厚 さにて形成されることが好ましい。このような構成の治具基板 10においては、図 11に 示すように、照射部 25aから治具基板 10に向けて照射された光 W21は、治具基板 1 0の部品装着側表面 10aを透過して、拡散層 10を透過することとなる。この拡散層 10 を透過する際に、光 W21は様々な方向へと拡散されることとなる。このように拡散され た光 W21のうちの図示下方を大略その進行方向とする光は、鏡面反射面 9へと到達 し、鏡面反射面 9にて、図示大略上方に向けて反射され、反射光 (あるいは拡散光) W22として、再び拡散層 10cを透過することとなる。この反射光 W22が拡散層 10cを 通過する際に再び拡散されて、部品装着側表面 10aより基板撮像カメラ 25に向けて 出射される。一方、治具部品 5の非反射面 5aに照射された光 W21は反射されること なぐさらに、部品装着側表面 10aにおける治具部品 5が配置されている領域におい ては、反射光 W22が遮られて、部品装着側表面 10aより上方に向けて出射されるこ とはない。従って、図 10に示す拡散反射シート 8が用いられる場合と同様に、反射光 W22を拡散光として部品装着側表面 10aより出射することができ、治具部品 5のシル エツトの画像を基板認識カメラ 25にて撮像することができる。また、このように拡散層 1 Ocを用いるような場合にあっては、拡散が行われる光路長 (すなわち拡散層の厚さ) が大きくなるため、拡散により所定の方向における光量が減少することとなるものの、 拡散に要する光路長を大きく取ることができるため、拡散反射面 8aを用いる場合より も光をより拡散させることができ、その結果、より均一な面光源を形成することができる という利点がある。 [0077] また、このように光を拡散させる機能が治具基板 7及び 10に備えられていることによ り、治具基板 7及び 10あるいは治具部品 5に対して、鉛直方向から光を照射させる場 合だけでなぐ例えば、図 20の模式説明図に示すように、上記鉛直方向から傾斜さ れた方向より光を照射させる場合であっても、上記拡散機能を用いて光の拡散を行 なうことで、治具部品 5のシルエットの画像の取得を行なうことができる。例えば、上記 鉛直方向から僅かに傾斜された方向より光を照射するような場合にあっては、治具部 品 5のシルエットのコントラストをより明確にすることができ、より明確な画像取得を行 なうことが可能となる。特に、基板認識カメラ 25と照明部 25aとの配置関係により、現 実的には鉛直方向から光を照射させることは困難な場合が多いが、このような場合で あっても、治具部品 5の明瞭な画像取得を確実に実現することができる。なお、このよ うな上記鉛直方向に対する傾斜角度としては、例えば 45度程度以内の範囲であれ ば、十分に適用することができる。
[0078] また、拡散反射面 8aや拡散層 10cでの光の拡散量を調整することで、取得される シルエットの画像の明度や輪郭の際立ち度合い等を調整することもできる。例えば、 拡散反射面 8aにおける光の拡散量が所定の値となるように管理された拡散反射シー ト 8を用いることで、このような調整を実現可能とすることができる。また、所望の拡散 に要する光路長を有するように拡散層 10cの厚さを設定することで、上記調整を実現 することができる。
[0079] 例えば、このような光の拡散量を、拡散反射面における相対反射率で 4. 5以上とす ることが好ましい。ここで、相対反射率とは、白色標準試料に対する測定試料の放射 輝度比のことであり、図 13に示すような計測方法にて計測される。具体的には、図 13 に示すように、リングライト 90よりその図示下方に配置された測定試料 91に対して、 鉛直方向より所定の角度 Θだけ傾斜された光 W98を照射し、測定試料 91にて上方 に向けて反射された反射光 W99が偏光板 92を通過し、この通過された反射光 W99 を分光放射輝度計 93に入光させることで、測定試料 91の放射輝度を測定することが できる。なお、ここで測定試料 91とは、例えば、拡散反射面 8aを有する治具基板 7の ことであり、図示下面側に拡散反射面 8aが、図示上面側に部品装着側表面 7aが配 置される。また、図 13の測定装置において、例えば、偏光板 92の半径 rは 28. 75m mであり、上記所定の傾斜された角度 Θは 10° となっている。
[0080] また、このような光の拡散量を治具部品 5のシルエットの画像における治具部品 5の 画像とその背景の画像とのコントラストで表わすと、例えば、 70階調以上の差(256 階調の場合において)があればよい。すなわち、良好な部品の位置認識精度を確保 するためには、治具部品 5とその背景のコントラストを 70階調以上とすることが望まし い。
[0081] また、上述の部品装着精度の検査手順の説明においては、複数の治具部品 5が治 具基板 7上に装着されて、夫々の治具部品 5の部品装着精度が検出されるような場 合について説明した力 このような場合にのみ限られるものではない。例えば、このよ うな場合に代えて、夫々の治具部品 5について算出された位置ズレ量の平均値を、 電子部品装着装置 101における部品装着精度として算出するような場合であっても よい。
[0082] また、複数の治具部品 5が全て同じ種類であるような場合に代えて、互いに異なる 種類の治具部品 5が用いられるような場合であってもよい。このような場合にあっては 、夫々の種類ごとの治具部品 5における部品装着精度を算出することができ、電子部 品装着装置 101において多面的に部品装着精度の検査を行なうことができる。
[0083] また、上述の部品装着精度の検査方法にお!、ては、治具基板 7に夫々の治具部品 5を装着させるような場合について説明した力 このような場合のみに本検査方法が 限定されるものではない。このような場合に代えて、治具基板 7上に実際の電子部品 1を装着させ、基板認識カメラ 25により治具基板 7の部品装着側表面 7aに光を照射 することで、その反射光により形成される上記実際の電子部品 1のシルエットの画像 を撮像し、当該画像データを認識処理することで、部品装着精度を算出するような場 合であってもよい。このような手法では、夫々の治具部品 5を準備する必要がないた め、より簡便に検査を行なうことができるという利点がある。
[0084] また、治具部品 5の反射面 5bを上面とし、非反射面 5aを下面として、実際の基板 3 上に治具部品 5を装着するような場合であってもよい。このように装着することで、基 板 3の部品装着側表面に向けて照射された光を、治具部品 5の上面である反射面 5b にて反射することができ、当該反射光により形成される治具部品 5の実像を取得し、 この取得された実像の画像データを認識処理することで、部品装着位置を検出する ことができるからである。このような手法においては、治具基板 7を用意する必要がな ぐより簡便に検査を行なうことができるという利点がある。なお、このような場合にあつ ては、上記実際の基板 3の部品装着側表面は、黒色等とされてその反射効率が低減 されていることが望ましい。このようにすることで、より明確な画像取得を行なうことがで さるカゝらである。
[0085] また、このような場合に代えて、白色や黄色等、その反射効率が高められた彩色が 施されている実際の基板 3の部品装着側表面に、非反射面 5aを上面として治具部品 5を装着するような場合であってもよい。このようにすることで、基板 3の表面における 反射光により形成される治具部品 5のシルエットの画像を取得することができる。
[0086] (実施例と比較例)
ここで、本実施形態の部品装着精度検査方法の実施例と、この実施例に対する従 来の検査方法を比較例として、その認識結果の差につ!、て説明する。
[0087] まず、従来の手法である比較例としては、いわゆる 1608C部品を電子部品 505とし てそのまま用い、吸着ノズルにより吸着保持された電子部品 505の画像を反射方式( 電子部品 505の表面に照射された光の反射光により形成される画像を取得する方式 )にて取得し、その後、この電子部品 505を基板 (例えば、黒色基板)上に装着し、こ の装着された電子部品 505の画像を反射方式にて取得し、その画像認識処理を行 なうことで、装着位置の位置ズレ量の算出が行なわれる。
[0088] 一方、本実施例としては、治具部品 5を用いて、吸着ノズルにより非反射面 5aを吸 着保持された治具部品 5の反射面 5bにおける画像を反射方式にて取得し、その後、 この治具部品 5の反射面 5bを治具基板 7の部品装着側表面 7aに接するように装着し て、この装着された治具部品 5に対して上方より光を照射することで、治具基板 7の拡 散反射面 8aにて反射された拡散光により形成される治具部品 5のシルエットの画像 を取得し、当該画像の認識処理を行なうことで、装着位置の位置ズレ量の算出が行 なわれる。
[0089] このようにして取得された夫々の画像として、比較例における吸着ノズルによる電子 部品 505の吸着保持姿勢の画像を図 14に示し、比較例における基板へ装着された 電子部品 505の画像を図 15に示し、実施例における吸着ノズルによる治具部品 5の 吸着保持姿勢の画像を図 16に示し、さらに、実施例における治具基板 7に装着され た治具部品 5の画像を図 17に示す。
[0090] 吸着ノズルによる吸着保持姿勢の画像である図 14と図 16とを比較すると、図 14に 示す比較例の画像では、電子部品 505の輪郭が明確ではなぐ特に角部分におい てはそのエッジが明確に画像に表われていないことが分かる。これに対して、図 16に 示す本実施例の画像では、角部分も含めて治具部品 5の輪郭が明確となって ヽるこ とが分かる。また、基板又は治具基板 7へ装着された状態の画像である図 15と図 17 とを比較すると、図 15に示す比較例の画像では、吸着保持姿勢の画像と同様に、そ の輪郭が明確に表わされていないことが分かる。これに対して、図 17に示す本実施 例の画像では、明らかにその輪郭が明確に表わされていることが分かる。
[0091] 比較例のように電子部品 505の輪郭が明確に表わされないような画像を用いて認 識処理を行ない、電子部品 505の中心位置 C1を算出するような場合にあっては、そ の算出に伴う誤差が大きくなつてしまう傾向にある。一方、本実施例のように治具部 品 5の輪郭が明確に表わされた画像を用いて認識処理を行なうことで、治具部品 5の 中心位置 C2を確実に算出することができ、比較例に比してその算出に伴う誤差量を /J、さくすることができる。
[0092] ここで、本比較例と本実施例とにお!/、て、装着された状態の画像に基づ 、て検出さ れた部品装着位置検出の繰り返し精度を、 X軸方向、 Y軸方向、及び Θ方向に分け て、最大値、最小値、平均値、及び 3 σについて、表 1に示す。さらに、上記画像に 基づいて検出された装着位置精度と、装着された状態の電子部品又は治具部品の 装着位置精度を装着精度測定原器により測定した結果との差を、夫々の方向毎に、 最大値、最小値、最大値と最小値との差、平均値、及び 3 σについて、表 2に示す。
[0093] [表 1] 比較例 実施例
電子部品(1 608C部品) :ム目 。
X方向 Y方向 0方向 X方向 Y方向 Θ方向
[umj [umj [deg [um] [um] [degl
最大値 14.00 35.00 1.75 9.00 8.00 0.87 最小値 3.00 1.00 0.19 1.00 0.00 0.00 平均値 7.89 7.03 0.78 3.91 3.76 0.29
3 σ 6.81 16.38 1.03 4.74 5.01 0.58
[0094] [表 2]
Figure imgf000033_0001
[0095] 表 1及び表 2に示すように、比較例に対して本実施例の方が、明らかに部品装着位 置検出の繰り返し精度が向上していることが判り、また、装着精度測定原器との比較 においても精度が大幅に向上していることが判る。例えば、部品装着位置検出精度 については、従来の約 20 mZ3 σから、本実施例にように 10 μ m/3 σと、向上さ せることができる。
[0096] 上記実施形態によれば、以下のような種々の効果を得ることができる。
[0097] まず、治具基板 7が光透過性材料で形成され、さらに、その部品実装側表面 7aと対 向する表面において、部品実装側表面 7aに向けて配置された反射面 8aが形成され ていることにより、治具部品 5が装着された部品装着側表面 7aに光を照射し、この光 を部品装着側表面 7a及び上記光透過性材料を透過させて反射面 8aにて反射させ、 この反射光を上記光透過性材料を通して部品装着側表面より上方に出射させること で、当該反射光により形成された治具部品 5のシルエットの画像を取得することがで きる。
[0098] 従来におけるこのような検査方法にお!、ては、治具部品が装着された基板の部品 装着側表面を反射面として、その反射光により形成される上記治具部品のシルエット の画像を取得して 、たが、このような治具部品は通常光透過性の両面テープ等を介 して部品装着側表面に装着される力 このような両面テープが上記反射面上に配置 されることとなり、このような場合にあっては、治具部品の周囲において反射光の乱れ が生じ、この乱れがノイズとなって、上記シルエットの画像における輪郭付近に現わ れることとなる。このような場合にあっては、正確に輪郭を認識することができず、正確 な部品装着精度の検出が阻害されることとなる。
[0099] 一方、上記実施形態の検査方法では、反射面 8aは、部品装着側表面 7aと対向す る側の表面に形成されているため、部品装着側表面 7aに向けて照射された光は、上 記両面テープ及び部品装着側表面 7aを透過して、治具基板 7内部を透過し、反射 面 8aにて乱れを生じさせることなく反射することができる。従って、上述のような問題 を発生し難くすることができ、高精度な部品装着精度の検出を可能とすることができ る。
[0100] さらに、この反射面 7aが光の拡散機能を備えていることで、反射された光を治具基 板 7内に略均一に拡散させることができ、治具部品 5の背景全体を明るくして面光源 として機能させることができ、より明確なシルエットの画像取得を可能とすることができ る。
[0101] 特に、図 18の模式説明図に示すように、照射される光 Wを拡散反射させる拡散反 射面 108aが、基板 107の図示上面である部品装着側表面 107aに設けられているよ うな場合にあっては、例え光 Wが拡散反射されたとしても、部品 105の周囲近傍に光 が行き届力ゝな ヽ部分が生じて、撮像された画像にぉ 、て影が発生する部分 Rが生じ ることとなる。これに対して、図 19の本実施形態の模式説明図に示すように、拡散反 射面 8aを、治具基板 7の部品装着側表面 7aではなぐ図示下面側に配置させること により、治具部品 5が配置されている図示裏側における治具基板 7の内部にまで、拡 散された光 Wを行き渡らせることができる。このように光を行き渡らせることにより、治 具部品 5の周囲近傍において影が生じる部分を減少させることができ、治具部品 5の 輪郭の画像を明瞭なものとすることができる。
[0102] また、治具部品 5は、その上面を非反射面 5a、その下面を反射面 5bとして形成され ていることにより、吸着ノズル 22にて治具部品 5をその上面で吸着保持させることで、 反射面 5bを下方側に配置させることができる。このような配置にて吸着保持が行なわ れることにより、部品認識カメラ 24により、吸着ノズル 22の下方側より光を照射して、 治具部品 5の反射面 5bにて反射された反射光により形成された治具部品 5の実像を 撮像し、撮像された画像を認識処理することで、その吸着保持姿勢を確実に認識す ることができる。特に、小型化され、吸着ノズル 22の先端部分よりもそのサイズが小さ な治具部品 5の吸着保持姿勢を認識する際には、上記照射された光により形成され る治具部品 5のシルエットの画像を撮像することが困難であることより、上述の撮像方 法がより有効なものとなる。
[0103] さらに、反射面 5b側を部品装着側表面 7aに配置させて治具部品 5を治具基板 7に 装着していることにより、部品装着側表面 7aに向けて照射された光が、治具部品 5の 非反射面 5aに対して照射されることとなり、当該光が治具部品 5にて反射されることを 抑制することができる。従って、上述の反射光により形成されるシルエットの画像をよ り明確に取得することができ、高精度な装着位置の認識、すなわち、部品装着精度 の検査を行なうことができる。
[0104] また、このように一方の面を非反射面 5a、他方の面を反射面 5bとして形成される治 具部品 5は、治具基板 7に装着される場合だけでなぐ実際の基板 3にも装着すること ができる。実際の基板 3に装着される場合には、反射面 5bを上向きとして装着するこ とで、治具部品 5の反射面 5bに照射された光の反射光により形成される治具部品 5 の実像を撮像することができる。従って、多様化された様々な検査方法を実現するこ とがでさる。
[0105] また、治具基板 7は、光透過性材料、例えばガラス材料等で形成されるため、その たわみ量を低減することができ、より光精度な検査を実現することができる。
[0106] なお、上記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより 、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 [0107] 本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載され ているが、この技術の熟練した人々にとつては種々の変形や修正は明白である。そ のような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限り において、その中に含まれると理解されるべきである。
[0108] 2004年 3月 15曰に出願された曰本国特許出願 No. 2004— 072174号の明細書 、図面、及び特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に 取り入れられるものである。

Claims

請求の範囲
[1] 部品保持部材 (22)で保持した部品(1)を基板 (3)に装着する部品装着における 部品装着精度の検査方法であって、
略直方体を有し、一面を非反射面(5a)、当該一面と対向した面を反射面(5b)とし て有する検査用部品(5)を用いて、上記部品保持部材により上記非反射面が保持さ れた状態の上記検査用部品の上記反射面に光 (W1)を照射するとともに、当該光照 射により得られる反射光 (W2)により形成される上記検査用部品の実像を撮像し、 上記撮像された上記実像の画像データの認識処理を行なうことで、上記部品保持 部材による上記検査用部品の保持姿勢を認識し、
光透過性材料により形成され、かつ、その部品装着側表面(7a、 10a)と対向する 表面に当該部品装着側表面に向けて配置された反射面 (8a、 9)を備える検査用基 板(7、 10)の上記部品装着側表面における部品装着位置に対して、上記検査用部 品の上記反射面が配置されるように、当該認識された保持姿勢と基準保持姿勢との 間の姿勢ズレを補正しながら、上記部品保持部材により当該検査用部品を装着し、 上記検査用基板の部品装着側表面に光 (Wl l、 W21)を照射するとともに、当該 照射された光を、当該部品装着側表面を透過させて上記反射面にて反射させ、上記 部品装着側表面を通して上記検査用部品の周囲より出射される反射光 (W12、 W2 2)により形成される上記検査用部品の輪郭の画像を撮像し、
上記撮像された上記輪郭の画像データの認識処理を行なうことで、上記検査用部 品の実際の装着位置を算出して、上記実際の装着位置と予め定められた上記部品 装着位置との差を算出することで部品装着精度を求める部品装着精度の検査方法。
[2] 上記光透過性材料は、ガラス材料である請求項 1に記載の部品装着精度の検査方 法。
[3] 上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光を鏡面反射させる鏡面反射 面(9)であって、
上記検査用基板は、上記部品装着側表面と上記鏡面反射面との間に配置され、 上記鏡面反射された光を拡散させる拡散層(10c)を有する請求項 1に記載の部品 装着精度の検査方法。
[4] 上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光を拡散反射させる拡散反射 面 (8a)である請求項 1に記載の部品装着精度の検査方法。
[5] 上記拡散反射面は、上記検査用基板の対向する表面に拡散反射シート (8)を貼着 することで形成される請求項 4に記載の部品装着精度の検査方法。
[6] 部品保持部材 (22)で保持した部品(1)を基板 (3)に装着する部品装着における 部品装着精度の検査方法であって、
光透過性材料により形成され、かつ、部品装着側表面(7a、 10a)と対向する表面 に当該部品装着側表面に向けて配置された反射面 (8a、 9)を備える検査用基板 (7
、 10)における上記部品装着側表面の部品装着位置に、上記部品保持部材により 上記部品を装着し、
上記検査用基板の上記部品装着側表面に光 (W11、W12)を照射するとともに、 当該光を当該部品装着側表面を透過させて上記反射面にて反射し、上記部品装着 側表面を通して上記部品周囲より出射された反射光 (W12、 W22)により形成される 上記部品の輪郭の画像を撮像し、
当該撮像により取得された上記輪郭の画像データの認識処理を行なうことで、上記 部品の実際の装着位置を算出して、上記実際の装着位置と予め定められた上記部 品装着位置との差を算出することで部品装着精度を求める部品装着精度の検査方 法。
[7] 部品保持部材 (22)で保持した部品(1)を基板 (3)に装着する部品装着装置(101 )における部品装着精度の検査装置であって、
上記基板に代えて上記部品装着装置に保持され、光透過性材料により形成され、 かつ、その部品装着側表面(7a、 10a)と対向する表面において当該部品装着側表 面に向けて配置された反射面(8a、 9)を備える検査用基板(7、 10)と、
上記部品に代えて上記部品装着装置に供給され、一面を非反射面(5a)としかつ 当該一面と対向する面を反射面(5b)とする略直方体をなし、その被保持面を上記 非反射面として上記部品保持部材により保持され、上記反射面が上記検査用基板 の上記部品装着側表面と対向するように上記検査用基板に装着される検査用部品( 5)と、 上記部品保持部材によりその上記非反射面が保持された状態の上記検査用部品 の上記反射面に光 (W1)を照射するとともに、当該光照射により得られる反射光 (W2 )にて形成される上記検査用部品の実像を撮像する部品撮像装置(24)と、
その部品装着位置に上記検査用部品が装着された上記検査用基板における部品 装着側表面に光 (Wl l、 W21)を照射するとともに、当該照射された光を、当該部品 装着側表面を透過させて上記反射面にて反射させ、上記部品装着側表面を通して 上記検査用部品の周囲より出射される反射光 (W12、 W22)により形成される上記検 查用部品の輪郭の画像を撮像する基板撮像装置 (25)と、
上記保持された状態の上記検査用部品の実像の画像データを認識処理すること で、上記部品保持部材による上記検査用部品の保持姿勢を認識し、当該認識され た保持姿勢と基準保持姿勢との姿勢ズレを補正可能とする保持姿勢認識部 (63)と、 上記装着された状態の上記検査用部品の輪郭の画像データを認識処理すること で、上記検査用部品の実際の装着位置を認識する装着位置認識部 (64)と、 上記装着位置認識部により認識された上記実際の装着位置と、予め定められた上 記検査用部品の装着位置との差を算出することで上記部品装着精度を演算する装 着精度演算部 (73)とを備える部品装着精度の検査装置。
[8] 上記光透過性材料は、ガラス材料である請求項 7に記載の部品装着精度の検査装 置。
[9] 上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光を鏡面反射させる鏡面反射 面(9)であって、
上記検査用基板は、上記鏡面反射された光を拡散させる拡散層(10c)を有する請 求項 7又は 8に記載の部品装着精度の検査装置。
[10] 上記検査用基板の上記反射面は、上記照射された光を拡散反射させる拡散反射 面(8a)である請求項 7又は 8に記載の部品装着精度の検査装置。
[11] 部品保持部材 (22)で保持した部品(1)を基板 (3)に装着する部品装着装置(101 )における部品装着精度の検査装置であって、
上記基板に代えて上記部品装着装置に保持され、光透過性材料により形成され、 かつ、その部品装着側表面(7a、 10a)と対向する表面において当該部品装着側表 面に向けて配置された反射面(8a、 9)を備える検査用基板(7、 10)と、
その部品装着位置に上記部品が装着された上記検査用基板における部品装着側 表面に光 (Wl l、 W21)を照射するとともに、当該照射された光を、当該部品装着側 表面を透過させて上記反射面にて反射させ、上記部品装着側表面を通して上記部 品の周囲より出射される反射光 (W12、 W22)により形成される上記部品の輪郭の画 像を撮像する基板撮像装置 (25)と、
上記装着された状態の上記部品の輪郭の画像データを認識処理することで、上記 部品の実際の装着位置を認識する装着位置認識部 (64)と、
上記装着位置認識部により認識された上記実際の装着位置と、予め定められた上 記部品の装着位置との差を算出することで上記部品装着精度を演算する装着精度 演算部 (73)とを備える部品装着精度の検査装置。
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