CN102781212A

CN102781212A - 吸附状态检查装置、表面安装机和元件试验装置

Info

Publication number: CN102781212A
Application number: CN2012101487275A
Authority: CN
Inventors: 大西正志
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-14
Also published as: KR101358265B1; US8634079B2; JP5584651B2; US20120287437A1; CN102781212B; KR20120127306A; EP2523540A2; EP2523540B1; JP2012238726A; EP2523540A3

Abstract

本发明提供一种吸附状态检查装置、表面安装机和元件试验装置，所述吸附状态检查装置包括：漫射部件，设置于设有多个用于吸附元件的吸嘴的吸嘴组的内侧，使入射的光一边漫射一边透过；摄像部，设置于吸嘴组的侧旁且从漫射部件向第一方向离开的位置，通过以漫射部件为背景拍摄吸附于构成吸嘴组的多个吸嘴中的相对于漫射部件位于第一方向的一个吸嘴的元件，获得所述元件的像；照明部，隔着漫射部件与摄像部相向地设置，对吸嘴组照射光；以及检查部，基于由摄像部拍摄的所述元件的像，检查所述一个吸嘴对该元件的吸附状态。从而在设有多个吸嘴的情况下，也能够以高的对比度拍摄吸附于吸嘴的元件和其背景，且良好地检查该吸嘴对元件的吸附状态。

Description

吸附状态检查装置、表面安装机和元件试验装置

技术领域

本发明涉及用于检查吸嘴对元件的吸附状态的吸附状态检查装置、装备有该吸附状态检查装置的表面安装机、和装备有该吸附状态检查装置的元件试验装置。

背景技术

作为具有用于处理电子元件等元件的机构的装置，一直以来例如表面安装机、元件试验装置等大量存在。这些装置具有用于保持电子元件的吸嘴，该吸嘴利用其下方前端部吸附元件的上表面而保持该元件。此外，为了将元件从元件供应部高效率地搬送到目标位置，多个吸嘴搭载于头部单元。在利用各吸嘴保持元件的状态下，头部单元朝向目标位置搬送多个元件。而且，在每个元件的目标位置，通过解除吸嘴对元件的保持，进行将元件向该目标位置的定位。因而，为了提高定位精度，在定位前预先检查吸嘴对元件的吸附状态，在考虑该吸附状态的基础上进行元件定位是重要的。因此，为了进行该吸附状态的检查，在表面安装机、元件试验装置中装备有吸附状态检查装置。

作为这样的吸附状态检查装置，例如有在日本特开2007-287986号公报中记载的装置。在该以往装置中，多个吸嘴被保持在能够绕沿上下方向延伸的轴线转动的吸嘴保持架上，在该轴线上设置有反射体。换句话说，以围绕反射体的方式设置有多个吸嘴。在如上所述地构成的吸嘴组的一侧，设有CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机和LED(Light Emitting Diode，发光二极管)。使用来自LED的照明光中的由反射体反射的光，利用CCD摄像机拍摄被吸附在吸嘴的前端的电子元件的二维图像。基于该拍摄结果，检查电子元件的吸附状态。

另外，在上述吸附状态检查装置中，由反射体反射的光自反射体侧照射到与CCD摄像机相向的元件，拍摄元件的廓影像。基于该廓影像，能够识别吸嘴对该元件的吸附状态。可是，由于LED设置于CCD摄像机侧，因此产生以下问题。

即，来自LED的照明光的一部分被作为检查对象的元件（被检查元件）反射并射入CCD摄像机中，因此，存在在由CCD摄像机拍摄到的图像中元件和背景的对比度差降低，导致识别精度降低的问题。为了解决如上所述的问题，可以考虑在CCD摄像机与LED之间设置光学滤波器。可是，该解决方案会引起装置成本和装置尺寸的增大，并且为了弥补由于夹设光学滤波器而造成的光量降低，还需要设置更多的LED。另外，在采用在CCD摄像机侧设置LED等照明部的结构的情况下，需要避开射入CCD摄像机中的光的光路地设置照明部。在该情况下，会产生光量降低或为了弥补其而造成照明部的大型化。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种即使在吸附状态检查装置中设有多个用于吸附元件的吸嘴的情况下，也能够以高的对比度拍摄作为检查对象的吸附于吸嘴的元件（被检查元件）和其背景，且良好地检查该吸嘴对元件的吸附状态的技术。

用于实现该目的的本发明所涉及的吸附状态检查装置包括：漫射部件，设置于设有多个用于吸附元件的吸嘴的吸嘴组的内侧，使入射的光一边漫射一边透过；摄像部，设置于所述吸嘴组的侧旁且从所述漫射部件向第一方向离开的位置，通过以所述漫射部件为背景拍摄吸附于构成所述吸嘴组的多个吸嘴中的、相对于所述漫射部件位于所述第一方向的一个吸嘴的元件，获得所述元件的像；照明部，隔着假想铅垂面，设置在与所述摄像部相反的区域，对所述吸嘴组照射光，其中，所述假想铅垂面在从所述摄像部向与所述第一方向相反的第二方向延伸的假想线、和所述漫射部件交叉的位置上，通过与所述该假想线正交的假想水平线；以及检查部，基于由所述摄像部拍摄的所述元件的像，检查所述一个吸嘴对所述元件的吸附状态。

此外，本发明所涉及的表面安装机包括：元件供应部，供应元件；头部单元，具有多个用于吸附从所述元件供应部供应的元件并且将元件安装到基板上的吸嘴；移动机构，使所述头部单元在所述元件供应部与基板之间移动；以及如上所述的吸附状态检查装置，其中，所述头部单元利用所述吸嘴从所述元件供应部吸附元件并将其搬出，并且由所述吸附状态检查装置检查吸附于所述吸嘴的元件的吸附状态后，将该元件安装到基板上。

此外，本发明所涉及的元件试验装置包括：元件供应部，供应元件；元件试验部，对从所述元件供应部供应的元件进行试验；头部单元，具有多个用于吸附从所述元件供应部供应的元件的吸嘴；移动机构，使所述头部单元在所述元件供应部与所述元件试验部之间移动；以及如上所述的吸附状态检查装置，其中，所述头部单元利用所述吸嘴从所述元件供应部吸附元件并将其搬出，并且由所述吸附状态检查装置检查吸附于所述吸嘴的元件的吸附状态后，将该元件移载到所述元件试验部。

根据本发明，在吸附状态检查装置中设有多个用于吸附元件的吸嘴的情况下，也能够以高的对比度拍摄作为检查对象的吸附于吸嘴的元件和其背景，且良好地检查该吸嘴对元件的吸附状态。

附图说明

图1是表示装备有本发明的第一实施方式所涉及的吸附状态检查装置的表面安装机的概略结构的俯视图。

图2是表示头部单元的结构的图，其中，（A）是头部单元的侧视图，（B）是头部单元的水平方向的剖视图。

图3是图2（A）所示的头部单元的局部剖视图。

图4是表示吸附状态检查装置的第一实施方式的局部剖视图。

图5是表示表面安装机的电结构的框图。

图6是示意地表示图4所示的吸附状态装置的各部中的光量分布的一例的图。

图7是表示对应于有无漫射部件的廓影像的图，其中，（A）是在未设有漫射部件情况下的廓影像的图，（B）是在设有漫射部件情况下的廓影像的图。

图8是示意地表示图4所示的吸附状态装置的各部中的光量分布的另一例的图。

图9是表示本发明的第二实施方式所涉及的吸附状态检查装置的图。

具体实施方式

图1是表示装备有本发明的第一实施方式所涉及的吸附状态检查装置的表面安装机的概略结构的俯视图。另外，在图1和以后说明的附图中，为了明确各图的方向关系，示出了XYZ直角坐标轴。

表面安装机1包括基台11和设置在基台11上的基板搬送机构2，能够将基板3沿指定的搬送方向X搬送。更详细而言，基板搬送机构2具有在基台11上将基板3从图1的右侧搬送到左侧的一对搬送带21、21。搬送带21、21搬入基板3，使该基板3在指定的安装作业位置（本图所示的基板3的位置）停止，利用省略图示的保持装置来固定保持基板3。而且，头部单元6通过头部移动机构在基台11的指定范围内沿X轴方向以及Y轴方向（与X轴方向以及Z轴方向正交的方向）移动，并且从元件供应部4供应的电子元件通过搭载于头部单元6的安装用头部8而移载至基板3上。

当要安装到基板3上的所有元件的安装处理完成后，基板搬送机构2搬出基板3。另外，在基台11上设置有元件识别用摄像机7。该元件识别用摄像机7包括照明部和CCD摄像机，从被保持在头部单元6的各安装用头部8的电子元件的下侧拍摄该电子元件。另外，作为用于拍摄电子元件的构件，除了上述元件识别用摄像机7之外，如后所述那样，相对于各安装用头部8安装有吸附状态检查用摄像机。吸附状态检查用摄像机能够从侧旁拍摄电子元件。

在如上所述构成的基板搬送机构2的前方侧（+Y轴方向侧）以及后方侧（-Y轴方向侧），设置有上述元件供应部4。这些元件供应部4具有多个带式送料器41。此外，在各带式送料器41上，设置有卷绕收纳及保持电子元件的带的卷轴（省略图示），可将电子元件供应给头部单元6。即，在各带上，隔开指定间隔地收纳、保持有集成电路（IC）、晶体管、电容器等小片状的芯片式电子元件。带式送料器41将带从卷轴向头部单元6侧送出，从而该带内的电子元件间歇地被输出。其结果是，能够利用头部单元6的安装用头部8吸附电子元件。

头部单元6以保持利用安装用头部8在元件供应部4所吸附的电子元件的状态将该电子元件搬送至基板3，并且移载到由用户指示的搭载位置的装置。表面安装机1为了实现该移载动作，具有使头部单元6在元件供应部4与基板之间移动的头部移动机构。接着，参照图2和图3说明该头部单元6和头部单元6所具有的安装用头部8的概略结构。在此，图2是表示头部单元的结构的图，图3是图2（A）的局部剖视图。

头部单元6包括：沿X方向（水平方向）排列成一列的四个安装用头部8；以及用于从后方（-Y轴方向）支撑这些安装用头部8的支撑框架61。具体而言，这些安装用头部8由从支承框架61向前方（+Y方向）延伸的多个臂（其中一个是图3中的臂61a）支撑。另外，四个安装用头部8具有相互大致相同的结构，因此，以下的安装用头部8的说明基本上以一个安装用头部8为代表，对于其他的安装用头部8标注相当的附图标记而适当省略说明。

安装用头部8具有沿上下轴（Z轴）方向延伸的长条的轴81。在轴81的上下轴方向（Z方向）的下部设置有吸嘴保持架51。如图3所示，吸嘴保持架51呈沿上下轴方向（Z方向）延伸的圆管形。轴81的下端部插入沿着吸嘴保持架51的轴心从上方贯穿设置的凹部（省略图示），并且利用螺钉、螺栓等连接部件从吸嘴保持架51的下方侧固定于吸嘴保持架51。

如上所述，在轴81的下端部固定有吸嘴保持架51的状态下，利用臂61a支撑该轴81的下端部和吸嘴保持架51为目的，本实施方式采用了筒状部件52。筒状部件52具有与设于臂61a的四个贯穿孔的内径相同程度的外径，并且具有沿上下轴方向（Z方向）贯穿的贯穿孔。筒状部件52通过被嵌入臂61a的贯穿孔中而由臂61a支撑。另外，吸嘴保持架51通过被嵌入筒状部件52的贯穿孔中而由筒状部件52支撑。如此，吸嘴保持架51利用臂61a被支撑于轴81的下端部。

在吸嘴保持架51上，沿上下轴方向（Z方向）贯穿地设有八个保持孔，该八个保持孔以上述的凹部为中心，以一定间隔位于上下轴（Z轴）为圆心的圆周上。在各保持孔中分别插入有一个吸嘴83。更具体而言，吸嘴83以该吸嘴83的侧面沿着保持孔的内周面滑动接触地沿上下轴方向移动自如的状态被吸嘴保持架51保持。此外，在各保持孔中分别设有一个弹簧等施力部件82。吸嘴83受施力部件82向上升方向（+Z方向）的作用力，在来自后述的按下机构的按下力不作用的期间内，如图3中的右侧吸嘴那样，吸嘴83被定位于上升端位置。

按下机构是设于上述八个吸嘴83的上下轴方向（Z方向）的上方，通过有选择性地按下上述八个吸嘴83中的一个吸嘴83以供给吸附元件的机构。具体而言，该按下机构包括引导部件84、相对于引导部件84移动自如的移动部件85、与移动部件85一体移动的吸嘴按压部件86、和将吸嘴按压部件86连接于移动部件85的连杆部件87。

引导部件84设置在轴81的上下轴方向（Z方向）的上部，其中心轴线与上下轴方向（Z方向）平行，该引导部件84具有圆筒形状。换句话说，引导部件84以其中心轴线与轴81的中心轴线重合的方式安装在轴81上，而且在该引导部件84的周面上形成有槽C。

移动部件85设于引导部件84的上下轴方向（Z方向）的下方（图3），相对于引导部件84沿上下轴方向（Z方向）移动自如。该移动部件85为其中心轴线与上下轴方向（Z方向）平行的圆筒形状，并且沿上下轴方向（Z方向）贯穿的圆柱状的孔形成为中空部。移动部件85的中空部的直径比引导部件84的直径稍大，移动部件85在引导部件84嵌入该中空部的状态下，相对于引导部件84沿上下轴方向（Z方向）移动自如。

此外，从移动部件85的中空部的内壁向内突出的销形状的两个移动件851、851设于以移动部件85的中心轴线为中心相互错开180°的位置。具体而言，与各移动件851对应地形成有从移动部件85的外壁贯穿到内壁的小径孔，各移动件851移动自如地嵌入对应的小径孔中。另外，各移动件851的两端中的移动部件85的外壁侧的端抵接于用于对该移动件851施力的板簧。换句话说，板簧的下端部固定在移动部件的外壁，另一方面，板簧的上端为自由端，该自由端抵接于移动件851。移动件851受该板簧向内侧（引导部件84侧）方向的作用力。

移动部件85的移动件851嵌入引导部件84的槽C，并且受板簧的作用力按压于槽C中。在该状态下，移动部件85相对于引导部件84沿上下轴方向（Z方向）移动。此时，移动部件85的移动由引导部件84引导，从而引导件851沿槽C移动。由此，移动部件85除了进行沿上下轴方向（Z方向）呈直线地下降的动作之外，在沿上下轴方向（Z方向）往返移动时，通过引导部件84的引导，还围绕上下轴（Z轴）进行旋转动作。

在移动部件85的上下轴方向（Z方向）的下端，借助连杆部件87固定有吸嘴按压部件86。该吸嘴按压部件86是沿上下轴方向（Z方向）延伸的棒状的部件，与移动部件85一体移动。因而，吸嘴按压部件86除了进行与移动部件85一体地沿上下轴方向（Z方向）下降的动作之外，还能够进行与移动部件85一体地绕上下轴（Z轴）旋转的动作。而且，利用该吸嘴按压部件86，有选择性地沿上下轴方向（Z方向）按下八个吸嘴83中的一个吸嘴83，用于吸附元件。

换句话说，在不用于吸附元件的情况下，八个吸嘴83分别基于施力部件82的作用力被上提向上下轴方向的上方（+Z方向），另一方面，在用于吸附元件的情况下，利用吸嘴按压部件86克服施力部件82的作用力而被按下向上下轴方向的下方（-Z方向）。此时，吸嘴按压部件86通过绕上下轴（Z轴）旋转，在八个吸嘴83的上方与八个吸嘴83分别对应地有选择性地移动到绕上下轴（Z轴）排列的八个吸嘴上方位置（在此，各吸嘴83的上下轴方向（Z方向）正上方的位置）。而且，吸嘴按压部件86从与所选择的吸嘴83对应的吸嘴上方位置下降，按下该吸嘴83。如此，被按下的吸嘴83利用其前端部吸附元件。另外，在图3中，八个吸嘴83中的一个吸嘴被按下。

以上是安装用头部8的结构。接着，说明用于驱动安装用头部8的两种驱动机构（Z轴驱动机构62、R轴驱动机构63）。如上所述，在安装用头部8中，通过移动部件85与吸嘴按压部件86一体地沿上下轴方向（Z方向）移动，进行吸嘴83的按下动作。Z轴驱动机构62作为用于沿上下轴方向（Z方向）驱动该移动部件85的构件而设置。Z轴驱动机构62设于支撑框架61与安装用头部8之间，并且被从支撑框架61向前方（+Y方向）延伸的多个臂支撑。

更具体而言，Z轴驱动机构62包括：滚珠丝杠轴，沿上下轴方向（Z方向）延伸；Z轴电动机622，设置于滚珠丝杠轴的上下轴方向（Z方向）上方，驱动滚珠丝杠轴旋转；以及可动部件，螺合于滚珠丝杠轴。而且，Z轴电动机622使滚珠丝杠轴绕上下轴（Z轴）正反旋转，从而可动部件沿上下轴方向（Z方向）升降。该可动部件借助滚珠轴承支撑连接移动部件85和吸嘴按压部件86的连杆部件87。换句话说，可动部件绕上下轴（Z轴）旋转自如地支撑移动部件85、吸嘴按压部件86和连杆部件87。随着可动部件沿上下轴方向（Z方向）升降，移动部件85、吸嘴按压部件86、滚珠轴承和连杆部件87沿上下轴方向（Z方向）升降。如上所述，利用Z轴驱动机构62能够使移动部件85和吸嘴按压部件86一体地沿上下轴方向（Z方向）移动。

如上所述，安装用头部8采用了其轴81与移动部件85、连杆部件87、吸嘴按压部件86及多个吸嘴83一起绕上下轴（Z轴）旋转的结构。R轴驱动机构63是为了驱动轴81绕上下轴（Z轴）旋转而设置的。具体而言，R轴驱动机构63具有安装在轴81的上端的R轴电动机631。基于R轴电动机631的旋转驱动力，轴81可绕上下轴（Z轴）正反旋转。

此外，在头部单元6中，四个安装用头部8沿水平方向（X方向）排列成一列，并且分别对这些安装用头部8设置Z轴驱动机构62和R轴驱动机构63。此时，四个Z轴驱动机构62也沿水平方向（X方向）排列成一列，并且四个R轴驱动机构63也沿水平方向（X方向）排列成一列。而且，四个Z轴驱动机构62的列和四个R轴驱动机构63的列从上下轴方向（Z方向）观察彼此并列地设置。根据如上所述的结构，能够紧凑地设置表面安装机1的各构成部件（安装用头部8、Z轴驱动机构62、R轴驱动机构63），从而能够使表面安装机1小型化。本实施方式采用了并列地设置四个Z轴驱动机构62的列和四个R轴驱动机构63的列的布局。因此，与Z轴驱动机构62和R轴驱动机构63交替相邻地排列成一列的直列设置相比，能够缩窄沿水平方向（X方向）相邻的安装用头部8的距离、以及各安装用头部8所具有的吸嘴组（由八个吸嘴83构成的组）之间的距离。

在本实施方式中，分别对如上所述地构成的每个安装用头部8装备有吸附状态检查装置100。头部单元6利用吸嘴83从元件供应部4吸附元件并将其搬出，并且在吸附状态检查装置100检查了吸附于吸嘴83的元件的吸附状态之后，将该元件安装在基板3上。以下，参照图2至图7进行说明。

图4是表示吸附状态检查装置100的第一实施方式的局部剖视图，图5是表示表面安装机1的电结构的框图。吸附状态检查装置100具有：漫射部件（diffusion member）110，固定在吸嘴保持架51的下表面中央部，具有大致圆柱形状；LED照明部120，在漫射部件110的（-Y）轴方向上，安装在安装用头部8的前端部的侧面；以及摄像部130，在漫射部件110的（+Y）轴方向上，安装在安装用头部8的前端部的侧面。

更详细而言，摄像部130在由八个吸嘴83构成的吸嘴组的侧旁且从漫射部件110向（+Y）轴方向偏离地设置。因此，如图2（B）所示，吸附于构成吸嘴组的八个吸嘴中的、相对于漫射部件110位于（+Y）轴方向的一个吸嘴83A的元件以漫射部件110为背景由摄像部130拍摄，能够获得该元件的像。另一方面，LED照明部120隔着如后述定义的假想铅垂面VP，设置于与摄像部130相反的区域（图2中的右侧区域），对吸嘴组照射光。所谓该“假想铅垂面VP”，是指在从摄像部130向（-Y）轴方向延伸的假想水平线HL1与漫射部件110交叉的位置，通过与假想水平线HL1交的另一假想水平线HL2的假想的铅垂面。因而，在本实施方式中，以上述假想铅垂面VP为基准位于一侧的区域（图2中的右侧区域）设置有LED照明部120，该LED照明部120对吸嘴组照射光。另一方面，以上述假想铅垂面VP为基准位于另一侧的区域（图2中的左侧区域）设置有摄像部130，该摄像部130以漫射部件110为背景拍摄吸附于上述一个吸嘴83A的元件的像。如上所述，在本实施方式中，假想水平线HL1、假想水平线HL2以及假想铅垂面VP分别相当于本发明中的“假想线”、“假想水平线”以及“假想铅垂面”。此外，（+Y）轴方向和（-Y）轴方向分别相当于本发明中的“第一方向”和“第二方向”。另外，上述吸嘴83A相当于本发明中的“一个吸嘴”。

在第一实施方式中，如图2（B）所示，将铅垂轴线AX作为本发明中的“旋转轴线”，如上述那样地八个吸嘴83以铅垂轴线AX为中心呈同心圆状等角度间隔地设置。漫射部件110被设置在由八个吸嘴83围绕而成的空间SP内。在该空间SP内，漫射部件110的上方端部安装在吸嘴保持架51的下表面中央部。另一方面，如图4所示，漫射部件110的下方端部向铅垂方向的下方侧、即（-Z）轴方向延伸设置。另外，在本实施方式中，考虑到以下方面而以如下方式设定漫射部件110的下方端的高度位置。

在利用吸嘴83吸附元件后，该吸嘴83移动到指定的上方位置。因此，该吸嘴83的前端位置与已经吸附有元件的其他的吸嘴83的前端位置在相同的高度位置对齐。而且，如后所详述，吸附有元件的吸嘴83在位于上述上方位置的状态下，吸附状态检查装置100进行吸附状态的检查。因此本实施方式采用了如下配置方式，即：漫射部件110的下方端部向超过该高度位置的铅垂方向的指定距离ΔZ的下方侧、即（-Z）轴方向延伸设置（参照图3）。因而，若从摄像部130侧向（-Y）轴方向观察吸嘴83，则吸嘴组中的相对于漫射部件110位于（+Y）轴方向的吸嘴83和由该吸嘴83吸附的元件与摄像部130相向。另一方面，相对于漫射部件110位于（-Y）轴方向的吸嘴83和由该吸嘴83吸附的元件位于假想铅垂面VP的LED照明部120侧。另外，在本实施方式中，如上所述将相对于漫射部件110位于（+Y）轴方向的吸嘴称为“吸嘴83A”，将相对于漫射部件110位于（-Y）轴方向的吸嘴称为“吸嘴83B”。此外，在不需要特别区别的情况下，统称为“吸嘴83”。

此外，根据图2（B）可明确，若从摄像部130观察，则漫射部件110的X轴方向的宽度W比作为检查对象的由吸嘴83A吸附的元件PA的X轴方向的宽度WA宽。至少在宽度W的范围内，漫射部件110遮掩吸嘴83B和由该吸嘴83B吸附的元件PB（以下，统称吸嘴83B和由该吸嘴83B吸附的元件PB为“吸嘴83B等”）。这样，漫射部件110作为吸嘴83A和由该吸嘴83A吸附的元件PA（以下，统称吸嘴83A和由该吸嘴83A吸附的元件PA为“吸嘴83A等”）的背景部件发挥作用。

如上所述，在本实施方式中，在所有的吸嘴83位于上升端位置时，LED照明部120、吸嘴83B、漫射部件110、吸嘴83A和摄像部130排列在与铅垂轴线AX交叉地沿Y轴方向延伸的假想水平线HL1上。而且，在点亮LED照明部120时，来自LED照明部120的光从一侧（-Y轴方向侧）朝向吸嘴组照射，能够利用摄像部130拍摄吸嘴83A等。

LED照明部120包括LED保持板121和多个LED122。更详细而言，LED保持板121的上方端部固定于臂61a，并且LED保持板121的下方端部向（-Z）轴方向延伸设置至与漫射部件110的下方端部相同的高度位置。在LED保持板121的朝向（+Y）轴方向的侧面上，十八个LED呈X轴方向上“六个”、Z轴方向上“三个”的二维矩阵状地排列。而且，根据来自照明控制部91的信号，所有LED122点亮，从Y轴方向照明吸嘴83和由吸嘴83吸附的元件，该照明控制部91设于用于控制包括吸附状态检查装置100的表面安装机1整体的控制装置9中。另外，在本实施方式中，多个LED122用作本发明中的“照明部”的光源，但是毋庸置疑也可以用与LED不同的光源，只要是能够从一侧照明多个吸嘴83的照明部即可。

从LED122射出的光中的照射于吸嘴83B等的光被该吸嘴83B等遮挡。另一方面，通过了吸嘴83B等周围的光射入漫射部件110，一边在漫射部件110中漫射一边透过该漫射部件110而射向吸嘴83A等（即，吸嘴83A和由该吸嘴83A吸附的元件PA）。如上所述，透过了漫射部件110的光的一部分被吸嘴83A等遮挡，另一方面，通过了吸嘴83A等周围的光向摄像部130入射。

摄像部130包括筒状主体部131、反射镜镜筒132、摄像机固定部件133、摄像机134和透镜135。在摄像部130中，在筒状主体部131的中空筒状部分朝向Z轴方向的状态下，筒状主体部131的中央侧面部固定于臂61a。此外，在反射镜镜筒132的长度方向与Y轴方向一致的状态下，反射镜镜筒132的反射镜侧端部132a安装于筒状主体部131的铅垂方向的下方端部。

在该反射镜镜筒132的反射镜侧端部（图4中的左手侧端部）132a中，内置有反射镜132b。另一方面，反射镜侧相反侧的端部（图4中的右手侧端部）132c朝向吸嘴83A等开口。因此，通过了吸嘴83A等周围的光经由该开口射入反射镜镜筒132的内部，被反射镜132b向（+Z）轴方向折射。

在摄像部130中，相对于摄像机134安装有透镜135，并且该摄像机134借助摄像机固定部件133固定于臂61a。来自反射镜132b的反射光经由透镜135射入摄像机134的摄像元件（省略图示）。由此，摄像机134拍摄吸嘴83A等的像，并将与该图像对应的图像数据传送给控制装置9的图像处理部92。而且，利用图像处理部92对图像数据施加各种图像处理，如以下所说明，得到吸嘴83A等的廓影像（silhouetteimage）。

如图5所示，控制装置9包括照明控制部91、图像处理部92、主控制部93和存储部94，这些功能部通过总线95能够通信地连接。照明控制部91控制LED照明部120所具有的LED 122的发光动作。图像处理部92对由摄像机134拍摄得到的图像数据实施黑电平校正、白平衡控制、颜色补偿和伽马校正等图像处理。主控制部93按照预先存储于存储部94的程序而控制表面安装机1的各部，使其利用吸嘴83从元件供应部4吸附元件并将其搬出，并且在检查吸附于吸嘴83的元件的吸附状态后，将该元件安装在基板3上。如上所述，作为统一控制表面安装机1整体的动作的功能的一环，主控制部93也作为基于由摄像部130拍摄的元件的像来检查吸嘴83A对元件的吸附状态的检查部而发挥作用。以下，参照图6和图7说明在如上所述构成的表面安装机1上的元件吸附状态的检查动作。

图6是示意地表示图4所示的吸附状态检查装置的各部中的光量分布的一例的图。图7是表示对应于漫射部件的有无的廓影像的图。在图6的上半部分中，示意地表示吸附状态检查装置100的各结构，在下半部分中示意地表示以下的光量分布，即：

·照射于吸嘴83B等的光的光量分布LD1；

·射入漫射部件110的光的光量分布LD2；

·照射于吸嘴83A等的光的光量分布LD3；

·射入摄像部130的光的光量分布LD4。

另外，该图中的斜线阴影部分（hatched portion）表示光量由吸嘴83和元件P遮挡而大幅降低的情况，点状网部分（dotted portion）表示光量整体上稍微降低的情况。

主控制部93按照存储于存储部94的安装程序而控制装置各部，从而表面安装机1对利用吸嘴83吸附从元件供应部4供应的元件的动作进行多次重复。由此，利用一个安装用头部8能够保持多个元件P，且能一并搬送该多个元件P。而且，在多个吸嘴83位于指定的上方位置的状态下，自侧旁拍摄吸嘴83的前端部的图像，主控制部93基于该图像检查元件P的吸附状态。具体而言，如下所述，在构成安装用头部8的八个吸嘴83全部位于指定的上方位置的期间内，检查各吸嘴83对元件P的吸附状态。此外，在利用这些吸嘴83中的一个吸嘴进行元件吸附、元件安装的期间内，检查其他的吸嘴83、即在指定的上方位置待机的吸嘴83对元件P的吸附状态。

在进行吸附状态的检查时，如图6所示，在作为吸附状态的检查对象的吸嘴83A与摄像部130的反射镜镜筒132的开口相向的状态下，由照明控制部91对LED照明部120发送点亮指令，LED122脉冲点亮。此外，图像处理部92与该脉冲点亮同步地将从摄像机134输出的图像数据暂时存储于内部存储器（省略图示）后，对该图像数据施加各种图像处理，取得吸嘴83A等（即，吸嘴83A和吸附于该吸嘴83A的元件PA）的廓影像。在本实施方式中，由于如上所述地设置有漫射部件110，因此能够清晰地拍摄该吸嘴83A等的廓影像。参照图6和图7说明其理由。

在本实施方式中，八个吸嘴83呈以铅垂轴线AX为中心的同心圆状等角度间隔地设置，摄像部130从这些吸嘴83的侧旁拍摄图像。因此，在未设有漫射部件110的情况下，例如如图7（A）所示，除了本来要拍摄的吸嘴83A等的廓影像IA之外，吸嘴83B等（即，吸嘴83B和吸附于该吸嘴83B的元件PB）的廓影像IB也映入由摄像部130拍摄的图像中。这是因为在从摄像部130观察安装用头部8的吸嘴组（八个吸嘴83）时，吸嘴83A等与吸嘴83B等重叠。

更详细而言，如图6可知，从LED照明部120射出的光的光量如图6中的光量分布LD1所示具有高的均匀性，但在该光照射到吸嘴83B等时，其照明光的一部分被吸嘴83B等遮挡。其结果是，如该图中的光量分布LD2所示，在相当于与吸嘴83B等对应的像IB的部分光量降低。然而，如上所述具有不均匀的光量分布的光直接照射到吸嘴83A等而由摄像部130拍摄。

与此不同，在本实施方式中，由于在空间SP中设置有漫射部件110，所以光量分布LD2的光不是直接照射于吸嘴83A等，而是经由漫射部件110而照射。因此，光量分布LD2的光一边在漫射部件110中漫射一边透过，在相当于与吸嘴83B等对应的像IB的部分以及周边部分，因吸嘴83B等遮挡，相应程度地光量降低，但是如图6中的光量分布LD3所示，光量被均匀化。而且，如上所述被均匀化的光照射吸嘴83A等，由摄像部130拍摄吸嘴83A等的廓影像IA。实际利用设有漫射部件110的吸附状态检查装置100进行拍摄的情况下，例如如图7（B）所示，与未设有漫射部件110的情况（图7（A））相比有些暗，但是可靠地消除了吸嘴83B等的像的映入，仅吸嘴83A等的廓影像IA得到清晰的拍摄。

如上所述，在能够获得清晰的吸嘴83A等的图像时，主控制部93利用公知的判别方法，检查是否由吸嘴83A正常地吸附保持元件PA，吸嘴83A吸附的元件PA的厚度、形状，元件PA是否被带回，吸嘴83A的缺损、污损等吸嘴状态，以及所安装的吸嘴83A的种类等。而且，主控制部93控制表面安装机1的装置各部，进行与检查结果相对应的适当的处理。

如以上所述，采用本实施方式，即使用于吸附元件的多个吸嘴83位于相同的高度位置，吸嘴83B等也不会作为背景映入图像中，能够仅对作为检查对象的吸附于吸嘴83A的元件PA的廓影像IA进行拍摄。此外，由于不从摄像部130侧照明地对吸嘴83A等进行拍摄，所以能够不受由吸嘴83A等反射的光的影响地以高对比度拍摄吸嘴83A等的廓影像。因而，能够以高对比度拍摄吸嘴83A等和其背景。而且，基于如上所述获得的图像来检查吸嘴83A对元件PA的吸附状态，因此，能够高精度地进行该检查。

此外，上述实施方式采用在呈以铅垂轴线AX为中心的同心圆状等角度间隔地设置的八个吸嘴83所围成的空间SP、即旋转方式的安装用头部8的旋转内区域内仅设置漫射部件110的简单的结构，而实现了上述作用效果。如上所述，采用本实施方式的表面安装机1，不会产生在日本特开2007-287986号公报中记载的对装置追加另外的照明构件而提高检查精度的情况下产生的问题（装置成本和装置尺寸的增大），能够获得优异的检查精度，在谋求装置的小型化的方面也是有利的。

此外，在上述实施方式中，在一个吸嘴83沿Z轴方向升降地进行元件吸附、元件安装等的期间内，能够识别在上方位置待机的其他的吸嘴83。因此，能够消除在使检查对象的吸嘴83下降而进行检查的以往装置中成为问题的间歇损失（tact loss），能够进行高效率地检查。

此外，在上述实施方式中，由于能够在吸嘴83位于上方位置的状态下检查吸附状态，所以能够提高LED照明部120、摄像部130等的设计自由度，并且能够检查的元件的高度尺寸的范围也变宽，通用性优异。

另外，在上述实施方式中，由于漫射部件110的X轴方向的宽度W比作为检查对象的吸嘴83A等的X轴方向的宽度WA宽，所以还能够获得如图8所述那样的作用效果。

图8是示意地表示图4所示的吸附状态装置的各部中的光量分布的另一例的图。例如，假设由吸嘴83B吸附的元件PB比较大、特别是从拍摄部130观察到的元件PB的X轴方向的宽度WB比漫射部件110的X轴方向的宽度W宽的情况。在该情况下，由于相当于与吸嘴83B等对应的像IB的部分中的X轴方向的端部IBp不通过漫射部件110，所以如图8中的光量分布LD3所示，会残留光量局部低的区域。可是，在通过了漫射部件110的区域中的光量被均匀化。而且，由于该被均匀化的区域被照射到吸嘴83A等，所以虽然表示元件PB的一部分的廓影部分IBp包含在该图中的光量分布LD4中，但是反映了由吸嘴83A对元件PA的吸附状态的廓影区域IA包含在廓影像中。如上所述，无论元件PB的尺寸如何，漫射部件110能够作为吸嘴83A等的背景部件发挥作用，能够以高对比度拍摄吸嘴83A等的廓影像。而且，基于如上所述获得的图像检查吸嘴83A对元件PA的吸附状态，因此，能够高精度地进行该检查。

另外，本发明并不限定于上述实施方式，只要不脱离其主旨，能够进行上述之外的各种变形。例如在上述实施方式中，LED照明部120和摄像部130以隔着漫射部件110彼此相向的方式设置。LED照明部120的设置位置不限定于此，只要是在隔着假想铅垂面VP与摄像部130相反的区域，则能够设置于任意的位置。

此外，在上述实施方式中，将本发明应用于以铅垂轴线AX为旋转轴线、使八个吸嘴83绕该铅垂轴线AX旋转的表面安装机1。也能够将本发明应用于例如在日本专利公开公报特开2001-77594号公报中记载的装置那样，使旋转轴线相对于铅垂轴线AX倾斜的表面安装机。但是，若倾斜角超过45°，则隔着假想铅垂面VP位于与摄像部130相反侧的吸嘴83B和由该吸嘴83B吸附的元件PB的像不可能进入由摄像部130拍摄的像中，应用本发明的技术意义较低，所以应用于倾斜角为45°以下的表面安装机是有效果的。此外，将本发明应用于如上所述使旋转轴线相对于铅垂轴线AX倾斜的表面安装机的情况下，也可与该倾斜相对应地将摄像部130设置在从漫射部件110观察时的斜上方。另外，对于LED照明部120，只要设置于隔着假想铅垂面VP与摄像部130相反的区域即可。

此外，在上述实施方式中，将本发明应用于装备有所谓旋转方式的安装用头部8的表面安装机1，但是能够将本发明应用于具有多个吸嘴83的所有表面安装机。例如，如图9所示，采用了多个吸嘴83分为LED照明部120侧和摄像部130侧这两列地排列的表面安装机。在该种表面安装机中，通过将漫射部件110设置于由LED照明部120侧（该图的右侧）的吸嘴列83R和摄像部侧（该图的左侧）的吸嘴列83L夹着的空间SP中，能够获得与上述实施方式相同的作用效果。

此外，在上述实施方式中，将本发明应用于具有八个吸嘴83的表面安装机，但是能够将本发明应用于由多个吸嘴构成吸嘴组的表面安装机。总而言之，通过在构成吸嘴组的吸嘴的内侧设置漫射部件110，能够发挥与上述实施方式相同的作用效果。

另外，本发明的应用对象不限定于表面安装机，例如也能够应用于元件试验装置。元件试验装置能够包括与图1所示的表面安装机1相同的元件供应部4以及头部单元6、对从元件供应部供应的元件进行试验的元件试验部、使头部单元6在元件供应部4与所述元件试验部之间移动的移动机构、以上详述的吸附状态检查装置100、和用于控制它们的动作的控制部。在该情况下，所述头部单元6利用吸嘴83从元件供应部4吸附元件并将其搬出，并且在吸附状态检查装置100检查吸附于吸嘴83的元件的吸附状态之后，将该元件移载到所述元件试验部。

另外，在上述具体的实施方式中主要包括具有以下结构的发明。

本发明所涉及的吸附状态检查装置包括：漫射部件，设置于设有多个用于吸附元件的吸嘴的吸嘴组的内侧，使入射的光一边漫射一边透过；摄像部，设置于所述吸嘴组的侧旁且从所述漫射部件向第一方向离开的位置，通过以所述漫射部件为背景拍摄吸附于构成所述吸嘴组的多个吸嘴中的、相对于所述漫射部件位于所述第一方向的一个吸嘴的元件，获得所述元件的像；照明部，隔着假想铅垂面，设置在与所述摄像部相反的区域，对所述吸嘴组照射光，其中，所述假想铅垂面在从所述摄像部向与所述第一方向相反的第二方向延伸的假想线、和所述漫射部件交叉的位置上，通过与所述该假想线正交的假想水平线；以及检查部，基于由所述摄像部拍摄的所述元件的像，检查所述一个吸嘴对所述元件的吸附状态。

采用上述的结构，相对于由用于吸附元件的多个吸嘴构成的吸嘴组，在相对于上述假想铅垂面一侧的区域设置有照明部，并且在另一侧的区域设置有摄像部。因此，能够拍摄吸嘴和由吸嘴吸附的元件的像、即廓影像。如果只设有照明部和摄像部，即使仅将吸附于与摄像部相向的吸嘴的元件（被检查元件）作为拍摄对象，但其他的吸嘴或由该其他的吸嘴吸附的元件的廓影像也会被拍摄到背景中。与此不同，在本发明中，为了防止该廓影像被拍摄，在上述吸嘴组的内侧设置有漫射部件。

即，从照明部射出的光被上述的其他的吸嘴或由该其他的吸嘴吸附的元件局部遮挡而光强度变得不均匀，但是如上所述的光在透过漫射部件的期间漫射而光强度被均匀化。而且，如上所述被均匀化的光从漫射部件被照射到作为拍摄对象的吸嘴（即，在构成吸嘴组的多个吸嘴中的相对于漫射部件位于第一方向的一个吸嘴）和由该吸嘴吸附的元件，吸嘴和元件被拍摄。因而，能够防止上述其他的吸嘴、由该其他的吸嘴吸附的元件的廓影像映入由摄像部拍摄的像中，由摄像部拍摄作为拍摄对象的元件与背景的对比度高的像。其结果是，通过基于该像检查该元件的吸附状态，能够高精度地检查元件吸附状态。

在上述结构中，较为理想的是，所述吸嘴组包括在以旋转轴线为中心呈同心圆状设置的状态下绕所述旋转轴线旋转自如的所述多个吸嘴，所述吸附状态检查装置用于检查由所述多个吸嘴分别吸附的元件的吸附状态，所述漫射部件设置于由所述多个吸嘴围成的空间内。

根据该结构，仅通过在所述空间内设置一个漫射部件，就能够对绕旋转轴线旋转而逐个成为拍摄对象的所述多个吸嘴可靠地照射漫射光。

在该结构中，更为理想的是，从摄像部侧观察时的漫射部件的宽度比从摄像部侧观察时的上述元件（此时作为吸附状态的检查对象的被检查元件）的宽度宽。

通过采用如上所述的结构，即使由上述其他的吸嘴吸附的元件（此时不作为吸附状态的检查对象的元件）的宽度比漫射部件的宽度宽，该元件的廓影像映入由摄像部拍摄的图像中，也能够可靠地检查此时作为吸附状态的检查对象的元件的吸附状态。

在该结构中，更进一步理想的是，从所述摄像部侧观察时的所述漫射部件的下方端部从所述吸嘴前端的高度位置向下方延伸指定距离而设置。

根据该结构，能够防止吸附上述元件的状态下，上述多个吸嘴中的另一个吸嘴的下方部分映入由摄像部拍摄的图像中。

在该结构中，另外更进一步理想的是，所述吸嘴组包括设置在沿所述第二方向延伸的假想线上且隔着所述漫射部件位于所述一个吸嘴的相反侧的另一个吸嘴，从所述摄像部侧观察时的所述漫射部件遮掩所述另一个吸嘴和吸附于该吸嘴的元件。

根据该结构，能够可靠地防止吸附上述元件的状态下，上述另一个吸嘴映入由摄像部拍摄的图像中。

在上述结构中，另外较为理想的是，所述吸嘴组包括以所述照明部侧和所述摄像部侧的两列排列的所述多个吸嘴，所述吸附状态检查装置用于检查由所述多个吸嘴所吸附的元件的吸附状态，所述漫射部件设置于所述照明部侧的吸嘴列与所述摄像部侧的吸嘴列之间。

如以上所述，根据本发明，在吸嘴组的内侧设置有漫射部件，而且在上述假想铅垂面一侧的区域设置照明部，对吸嘴组照射光，并且在上述假想铅垂面另一侧的区域设置摄像部，以漫射部件为背景，利用摄像部拍摄吸附于上述一个吸嘴的元件的像。因此，能够防止多余的像映入由摄像部拍摄的像中。其结果是，即使在吸附状态检查装置中设有多个用于吸附元件的吸嘴的情况下，也能够以高的对比度拍摄作为检查对象的吸附于吸嘴的元件和其背景，且良好地检查该吸嘴对元件的吸附状态。

Claims

1.一种吸附状态检查装置，其特征在于包括：

漫射部件，设置于设有多个用于吸附元件的吸嘴的吸嘴组的内侧，使入射的光一边漫射一边透过；

摄像部，设置于所述吸嘴组的侧旁且从所述漫射部件向第一方向离开的位置，通过以所述漫射部件为背景拍摄吸附于构成所述吸嘴组的多个吸嘴中的、相对于所述漫射部件位于所述第一方向的一个吸嘴的元件，获得所述元件的像；

照明部，隔着假想铅垂面，设置在与所述摄像部相反的区域，对所述吸嘴组照射光，其中，所述假想铅垂面在从所述摄像部向与所述第一方向相反的第二方向延伸的假想线、和所述漫射部件交叉的位置上，通过与所述该假想线正交的假想水平线；以及

检查部，基于由所述摄像部拍摄的所述元件的像，检查所述一个吸嘴对所述元件的吸附状态。

2.根据权利要求1所述的吸附状态检查装置，其特征在于：

所述吸嘴组包括在以旋转轴线为中心呈同心圆状设置的状态下绕所述旋转轴线旋转自如的所述多个吸嘴，

所述吸附状态检查装置用于检查由所述多个吸嘴分别吸附的元件的吸附状态，

所述漫射部件设置于由所述多个吸嘴围成的空间内。

3.根据权利要求2所述的吸附状态检查装置，其特征在于：

从所述摄像部侧观察时的所述漫射部件的宽度比从所述摄像部侧观察时的吸附于所述一个吸嘴的元件的宽度宽。

4.根据权利要求3所述的吸附状态检查装置，其特征在于：

从所述摄像部侧观察时的所述漫射部件的下方端部从所述吸嘴前端的高度位置向下方延伸指定距离而设置。

5.根据权利要求3所述的吸附状态检查装置，其特征在于：

所述吸嘴组包括设置在沿所述第二方向延伸的假想线上且隔着所述漫射部件位于所述一个吸嘴的相反侧的另一个吸嘴，

从所述摄像部侧观察时的所述漫射部件遮掩所述另一个吸嘴和吸附于该吸嘴的元件。

6.根据权利要求1所述的吸附状态检查装置，其特征在于：

所述吸嘴组包括以所述照明部侧和所述摄像部侧的两列排列的所述多个吸嘴，

所述吸附状态检查装置用于检查由所述多个吸嘴所吸附的元件的吸附状态，

所述漫射部件设置于所述照明部侧的吸嘴列与所述摄像部侧的吸嘴列之间。

7.一种表面安装机，其特征在于包括：

元件供应部，供应元件；

头部单元，具有多个用于吸附从所述元件供应部供应的元件并且将元件安装到基板上的吸嘴；

移动机构，使所述头部单元在所述元件供应部与基板之间移动；以及

权利要求1至6中任一项所述的吸附状态检查装置，其中，

所述头部单元利用所述吸嘴从所述元件供应部吸附元件并将其搬出，并且由所述吸附状态检查装置检查吸附于所述吸嘴的元件的吸附状态后，将该元件安装到基板上。

8.一种元件试验装置，其特征在于包括：

元件供应部，供应元件；

元件试验部，对从所述元件供应部供应的元件进行试验；

头部单元，具有多个用于吸附从所述元件供应部供应的元件的吸嘴；

移动机构，使所述头部单元在所述元件供应部与所述元件试验部之间移动；以及

权利要求1至6中任一项所述的吸附状态检查装置，其中，

所述头部单元利用所述吸嘴从所述元件供应部吸附元件并将其搬出，并且由所述吸附状态检查装置检查吸附于所述吸嘴的元件的吸附状态后，将该元件移载到所述元件试验部。