CN103512514A - 部件检查装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种部件检查装置，其通过可以利用一台部件检查装置一次进行多个电子部件的共面检查，从而抑制电子部件安装装置自身的大型化，并且缩短共面检查所花费的时间。其具有：照射部，其向电子部件照射光；拍摄部，其对由照射部照射的电子部件进行拍摄；保持部，其保持多个电子部件，以将多个电子部件配置在拍摄部的拍摄范围内；间隔调整部，其对在保持部上保持的电子部件和拍摄部之间的间隔进行调整；以及检查部，其利用间隔调整部使间隔以规定的间距分别不同，并通过对位于拍摄部的拍摄范围内的多个电子部件间歇性地进行拍摄，从而取得规定数量的图像数据，基于规定数量的图像数据，分别识别多个的电子部件，并对各自的平坦度进行检查。

Description

部件检查装置

技术领域

本发明涉及一种部件检查装置。

背景技术

当前，在将电子部件向基板上安装的电子部件安装装置中，在将电子部件向基板上安装之前，必须对电子部件的电极的平坦度（共面）进行检查。因此，搭载有对电子部件进行拍摄的部件检查装置（例如，参照专利文献1）。

在现有的部件检查装置中，由于每1次进行1个电子部件的共面检查，所以与作为前工序的二维识别处理及作为后工序的电子部件安装相比，耗费时间。为了填补该时间差而开发了下述装置，其通过设置多个部件检查装置，从而可以一次执行多个电子部件的共面检查。

专利文献1：日本专利第4610437号公报

但是，实际情况是，如果设置多个部件检查装置，则无论如何都会使设置空间增大，使得电子部件安装装置自身大型化。

发明内容

本发明的课题是，通过可以利用一台部件检查装置一次进行多个电子部件的共面检查，从而抑制电子部件安装装置自身的大型化，并且缩短共面检查所花费的时间。

技术方案1记载的发明所涉及的部件检查装置的特征在于，具有：

照射部，其向电子部件照射光；

拍摄部，其对由所述照射部照射的所述电子部件进行拍摄；

保持部，其对多个所述电子部件进行保持，以将所述多个所述电子部件配置在所述拍摄部的拍摄范围内；

间隔调整部，其对在所述保持部上保持的所述电子部件和所述拍摄部之间的间隔进行调整；以及

检查部，其在利用所述间隔调整部使所述间隔以规定的间距分别不同的同时，通过对位于所述拍摄部的拍摄范围内的所述多个所述电子部件间歇性地进行拍摄，从而取得规定数量的图像数据，基于所述规定数量的图像数据，分别识别所述多个的所述电子部件，并对各自的平坦度进行检查。

技术方案2记载的发明的特征在于，在技术方案1记载的部件检查装置中，

所述多个所述电子部件为分别不同的种类。

技术方案3记载的发明的特征在于，在技术方案1或2记载的部件检查装置中，

对于所述多个所述电子部件中的每一个，为了检查该电子部件所必要的所述图像数据的所述规定数量不同，

所述检查部从得到了所述规定数量的图像数据的所述电子部件开始依次执行平坦度的测定。

技术方案4记载的发明的特征在于，在技术方案1至3中任一项所记载的部件检查装置中，所述间隔的调整速度、所述间距以及所述规定数量，是相对于所述多个所述电子部件中的每一个而自由变更的。

技术方案5记载的发明的特征在于，在技术方案1至4中任一项所记载的部件检查装置中，

所述间隔调整部的所述间隔的调整范围，是相对于每个所述电子部件而自由变更的。

发明的效果

根据本发明，通过可以利用一台部件检查装置一次进行多个电子部件的共面检查，从而抑制电子部件安装装置的大型化，并且缩短共面检查所花费的时间。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的部件检查装置的主要控制结构的框图。

图2是表示图1的部件检查装置所具有的驱动部的概略结构的斜视图。

图3是表示利用图1的部件检查装置进行的处理的流程的流程图。

图4是利用图1的部件检查装置以不同的精度对2个电子部件同时实施共面检查的情况下的说明图，（a）是仰视图，（b）是侧视图。

图5是图4所示的流程图的变形例。

图6是表示在拍摄范围内设定了与各电子部件对应的区域的状态的说明图。

图7是在针对2个电子部件分别设定区域后，以不同的精度同时实施共面检查的情况下的说明图，（a）是仰视图，（b）是侧视图。

图8是表示在拍摄范围内配置的电子部件的配置例的说明图。

符号的说明

1 部件检查装置

10 驱动部

11 照射部

12 拍摄部

13 保持部

20 图像处理装置（检查部）

30 主控制部（检查部）

131 第一吸附吸嘴

131a X轴电动机

131b Y轴电动机

131c Z轴电动机（间隔调整部）

131d θ轴电动机

132 第二吸附吸嘴

132a X轴电动机

132b Y轴电动机

132c Z轴电动机（间隔调整部）

132d θ轴电动机

P1、P2 电子部件

Q 拍摄范围

具体实施方式

对本发明所涉及的部件检查装置的实施方式进行说明。该部件检查装置设置在用于将电子部件向基板上安装的部件安装装置中。图1是表示部件检查装置的主要控制结构的框图。如图1所示，在部件检查装置1中具有：驱动部10；图像处理装置20；以及对它们进行控制的主控制部30。

在驱动部10中具有：照射部11，其对电子部件P1、P2（参照图2）照射光；拍摄部12，其对由照射部11照射的电子部件P1、P2进行拍摄；以及保持部13，其对多个电子部件P1、P2进行保持，以将多个电子部件P1、P2配置在拍摄部12的拍摄范围内。

图2是表示驱动部10的概略结构的斜视图。如图2所示，在拍摄部12的上方配置照射部11，在其上方配置由保持部13保持的电子部件P1、P2。

在拍摄部12中配置有由下述部分构成的光学系统：CCD或者CMOS拍摄元件，其对被拍摄体图像进行拍摄；以及固定焦点透镜，其设置在该拍摄元件的前方。即，拍摄部12是固定焦点的拍摄装置。此外，在该拍摄部12的拍摄时得到的图像信号，被输出至图像处理装置20。

照射部11由下述部分构成：俯视观察时为正方形状且内部中空的长方体的壳体11a；从壳体内底部的四周进行光照射的多个发光元件11b；以及从壳体内上部的四周进行光照射的多个发光元件11c。

照射部11的壳体11a在上部和下部开口。另外，通过保持部的驱动使电子部件P1、P2从上侧的开口部下降，进入壳体11a内，在从四周进行光照射的状态下，穿过下侧的开口部，由拍摄部12进行电子部件P1、P2的拍摄。

在保持部13上，设置有分别保持多个电子部件P1、P2的第一吸附吸嘴131以及第二吸附吸嘴132。另外，如图2所示，在保持部13上具有：X轴电动机131a，其用于使第一吸附吸嘴131沿X方向移动；Y轴电动机131b，其用于使第一吸附吸嘴131沿Y方向移动；Z轴电动机131c，其用于使第一吸附吸嘴131沿Z方向移动；以及θ轴电动机131d，其用于使第一吸附吸嘴131绕Z轴旋转。相同地，在保持部13上具有：X轴电动机132a，其用于使第二吸附吸嘴132沿X方向移动；Y轴电动机132b，其用于使第二吸附吸嘴132沿Y方向移动；Z轴电动机132c，其用于使第二吸附吸嘴132沿Z方向移动；以及θ轴电动机132d，其用于使第二吸附吸嘴132绕Z轴旋转。在这里，由于Z轴是沿拍摄部12的光轴的方向，所以通过使Z轴电动机131c、132c进行驱动，从而调整由保持部13保持的电子部件P1、P2和拍摄部12之间的间隔。即，Z轴电动机131c、132c是本发明所涉及的间隔调整部。

另外，拍摄部12的拍摄的执行和照射部11的光照射的执行，是通过主控制部30控制的。另外，通过拍摄部12的拍摄而得到的图像信号，如上述所示输入至图像处理装置20。

主控制部30还对部件检查装置1和电子部件安装装置的各部分进行控制。主控制部30主要具有：未图示的存储器，其对安装计划数据进行存储；以及CPU31，其执行安装动作控制程序。在该安装计划数据中确定有：成为安装对象的电子部件P1、P2的列表及其搭载顺序、各电子部件P1、P2在基板上的搭载位置、表示各电子部件P1、P2从哪个电子部件供给器被接收的接收位置等。

并且，在安装电子部件时，读入安装计划数据，首先，对X轴电动机131a、132a以及Y轴电动机131b、132b进行控制，向规定的电子部件供给器的接收位置输送第一吸附吸嘴131或者第二吸附吸嘴132，对Z轴电动机131c、132c进行控制，利用第一吸附吸嘴131或者第二吸附吸嘴132对电子部件P1、P2进行吸附。然后，使吸附有电子部件的第一吸附吸嘴131或者第二吸附吸嘴132向拍摄部12移动，在从下方进行电子部件P1、P2的拍摄后，向在安装计划数据中确定的基板安装位置输送电子部件P1、P2并进行安装。

并且，在针对安装计划数据中确定的全部电子部件P1、P2进行安装后，结束动作控制。

另外，主控制部30与图像处理装置20以可通信的方式连接。并且，从图像处理装置20接收电子部件P1、P2的中心位置以及绕Z轴的角度的信息，这些信息是基于通过对电子部件P1、P2的拍摄而生成的全焦点图像的解析结果得到的。然后，在利用X轴电动机131a、132a以及Y轴电动机131b、132b、θ轴电动机131d、132d的控制，对电子部件P1、P2相对于第一吸附吸嘴131以及第二吸附吸嘴132的中心位置偏移以及绕Z轴的角度偏移进行校正后，进行向基板安装的安装动作控制。

另外，主控制部30在对电子部件P1、P2进行检查时，对Z轴电动机131c、132c进行控制，以使得在第一吸附吸嘴131以及第二吸附吸嘴132上保持的电子部件P1、P2和拍摄部12之间的Z方向上，使间隔以规定的间距（拍摄间距）而分别不同。其结果，利用拍摄部12以规定的间距对电子部件P1、P2进行拍摄。此时，如图2所示在拍摄部12的拍摄范围内，配置有保持于第一吸附吸嘴131以及第二吸附吸嘴132上的电子部件P1、P2，因此，可以利用一次拍摄而对多个电子部件P1、P2进行拍摄。

例如，将在第一吸附吸嘴131上保持的电子部件P1的下端部以及在第二吸附吸嘴132上保持的电子部件P2的下端部与拍摄部12的合焦范围相比更接近拍摄部12的位置作为起点，使第一吸附吸嘴131以及第二吸附吸嘴132上升至通过了拍摄部12的合焦范围的规定高度。然后，在每个拍摄间距时，对拍摄部12进行控制而进行电子部件P1、P2的拍摄。

拍摄时的各吸附吸嘴131、132的拍摄间距和拍摄次数，存储在未图示的存储器中，可以从外部任意地设定。此外，各吸附吸嘴131、132的拍摄间距、拍摄次数（规定数量）、调整速度、调整范围，也可以针对每个电子部件P1、P2而变更。另外，也可以针对该范围，在使各吸附吸嘴131、132下降的同时进行拍摄。

（图像处理装置）

下面，图像处理装置20进行下述处理，即，通过上述规定数量的拍摄而取得规定数量的图像数据，求出构成图像的各像素的位置处的合焦点位置（对于1个像素而焦点合焦的情况下的拍摄部12和在第一吸附吸嘴131上保持的电子部件P1以及在第二吸附吸嘴132上保持的电子部件P2之间的相对位置或者距离），生成由针对全部像素焦点合焦的图像构成的全焦点图像。

因此，如图1所示，在图像处理装置20中具有：A/D变换器21、图像存储部22、合焦位置计算部23、处理条件存储部24、处理结果存储部25、高度计算部26、部件位置检测部27、全焦点图像生成部28、共面检查部29、以及对它们进行控制的CPU200。

A/D变换器21对上述拍摄部12的多次拍摄的图像信号进行A/D变换，生成与各拍摄对应的图像数据，并向图像存储部22输出。

图像存储部22对从A/D变换器21输入的图像进行存储。

合焦位置计算部23根据存储在图像存储部22中的各图像数据，计算拍摄范围Q内的合焦位置。作为合焦位置计算方式，例如举出日本特开2012－23340号公报中公开的方式。

在处理条件存储部24中具有：移动条件存储部241，其存储与各电子部件P1、P2对应的各吸附吸嘴131、132的移动条件（拍摄开始位置、拍摄间距、拍摄次数等）；以及部件数据存储部242，其存储电子部件P1、P2的各部件数据（各尺寸、形状、平坦度等）。

在处理结果存储部25中具有：合焦位置存储部251，其对合焦位置计算部23的计算结果进行存储；高度数据存储部252，其对高度计算部26的计算结果进行存储；全焦点图像存储部253，其对全焦点图像生成部28的生成结果进行存储；部件位置存储部254，其对部件位置检测部27的检测结果进行存储；以及检查结果存储部255，其对共面检查部29的检查结果进行存储。

高度计算部26使用存储在移动条件存储部241中的拍摄开始位置、拍摄间距等、以及存储在合焦位置存储部251中的合焦位置，计算高度数据，并向高度数据存储部252输出。

全焦点图像生成部28使用存储在合焦位置存储部251中的合焦位置，生成全焦点图像，并向全焦点图像存储部253输出。

部件位置检测部27使用存储在全焦点图像存储部253中的全焦点图像、存储在部件数据存储部242中的部件数据，进行图像处理，对各部件位置进行检测，并将其结果向部件位置存储部254输出。

共面检查部29使用存储在部件位置存储部254中的部件位置、存储在高度数据存储部252中的高度数据，利用公知的共面值的计算方法，对各电子部件P1、P2的共面值进行计算，进行共面检查，并将其结果内容向检查结果存储部255输出。

并且，图像处理装置20将存储在检查结果存储部255中的共面检查的检查结果，向主控制部30输出。如上述所示，主控制部30以及图像处理装置20是本发明所涉及的检查部。

下面，对利用部件检查装置1进行的处理流程进行说明。图3是表示处理流程的流程图。如图3所示，在步骤S1中，主控制部30对各电子部件P1、P2的拍摄条件进行确定。具体地说，确定与第一吸附吸嘴131以及第二吸附吸嘴132对应的拍摄间距，并向移动条件存储部241中存储。该拍摄间距可以根据预先存储在部件数据存储部242中的部件数据而进行计算，也可以采用由用户输入任意的拍摄间距的方法。在确定拍摄间距时，也可以从以高精度进行共面检查或重视处理时间的简单地进行共面检查的角度出发，确定拍摄间距。

在这里，图4是以不同的精度对2个电子部件P1、P2同时实施共面检查的情况下的说明图，（a）是仰视图，（b）是侧视图。在对2个电子部件P1、P2同时进行共面检查的情况下，如图4（a）所示，在拍摄范围Q内利用吸附吸嘴131、132配置有任意的电子部件P1、P2。在这里，在作为以简易方式检查的简单检查的情况下，使拍摄间距变宽，在作为更高精度的检查的高精度检查的情况下，使拍摄间距变得比简单检查窄。例如，在假设以不同的拍摄间距拍摄0～80号这81张图片的情况下，如图4（b）所示，将实施简单检查的电子部件P1侧的拍摄间距变宽，将实施高精度检查的电子部件P2侧的拍摄间距变窄。

在步骤S2中，主控制部30根据拍摄间距和在部件数据存储部242中存储的各电子部件P1、P2的部件高度，对各吸附吸嘴131、132的拍摄开始位置进行计算。

在步骤S3中，主控制部30对X轴电动机131a、131b、Y轴电动机132a、132b以及Z轴电动机131c、132c进行控制，以将各电子部件P1、P2配置在各自的拍摄开始位置上。

该步骤S1～S3是拍摄准备处理。

在步骤S4中，主控制部30使拍摄开始。

在步骤S5中，主控制部30对当前的拍摄张数是否达到规定数量进行判断，在没有达到的情况下，向步骤S6跳转，在已达到的情况下，向步骤S8跳转。

在步骤S6中，主控制部30对拍摄部12进行控制，进行对电子部件P1、P2的拍摄。

在步骤S7中，主控制部30对Z轴电动机131c、132c进行控制，以使得各吸附吸嘴131、132按照拍摄间距移动，并向步骤S5跳转。

反复进行步骤S5～步骤S7，如果拍摄张数达到规定张数，则向步骤S8跳转。

该步骤S4～步骤S8是拍摄处理。

在步骤S8中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，根据通过拍摄得到的规定张数的图像数据，计算合焦位置。计算出的合焦位置存储在合焦位置存储部251中。

在步骤S9中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，使用存储在合焦位置存储部251中的合焦位置和存储在移动条件存储部241中的信息，计算高度数据。计算出的高度数据存储在高度数据存储部252中。

在步骤S10中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，使用在合焦位置存储部251中存储的合焦位置，生成全焦点图像。所生成的全焦点图像存储在全焦点图像存储部253中。

该步骤S8～步骤S10是高度数据计算处理。

在步骤S11中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，使用存储在全焦点图像存储部253中的全焦点图像、和存储在部件数据存储部242中的部件数据，进行部件识别，确定各个电子部件位置。

在步骤S12中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，计算各个电子部件P1、P2的共面值。

在步骤S13中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，对电子部件P1、P2的各自的共面值和共面判定值进行比较，实施检查，在实施次数小于电子部件P1、P2的总数的情况下，向步骤S14跳转，在比总数多的情况下，向步骤S17跳转。

在步骤S14中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，对共面值是否超过共面判定值进行判断，在超过的情况下，向步骤S15跳转，在没有超过的情况下，向步骤S16跳转。

在步骤S15中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，将超过共面判定值的电子部件P1、P2判定为合格品，并将其结果存储在检查结果存储部255中。

在步骤S16中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，将无法超过共面判定值的电子部件P1、P2判定为不合格品，并将其结果存储在检查结果存储部255中。

通过与电子部件P1、P2的数量相对应反复进行该步骤S13～步骤S16，从而对处于拍摄范围Q内的所有电子部件P1、P2执行共面检查。此外，作为共面判定值，可以针对所有电子部件P1、P2使用相同的值，也可以针对各电子部件P1、P2使用不同的值。

另外，步骤S11～步骤S16是共面检查处理。

在步骤S17中，主控制部30基于存储在检查结果存储部255中的判定结果，判断在接下来由部件安装装置向基板上安装的电子部件P1、P2中是否存在合格品，在存在合格品的情况下，向步骤S18跳转，在没有合格品的情况下，向步骤S19跳转。

在步骤S18中，主控制部30对部件安装装置的各部分进行控制，将作为合格品的电子部件P1、P2向基板上安装。

在步骤S19中，主控制部30基于存储在检查结果存储部255中的判定结果，判断在接下来由部件安装装置向基板上安装的电子部件P1、P2中是否存在不合格品，在存在不合格品的情况下，向步骤S20跳转，在没有不合格品的情况下，结束处理。

在步骤S20中，主控制部30对电子部件安装装置的各部分进行控制，将作为不合格品的电子部件P1、P2排出并结束处理。

该步骤S17～步骤S20是安装·排出处理。

如上述所示，根据本实施方式，在主控制部30使电子部件P1、P2和拍摄部12的间隔以规定的拍摄间距分别不同的同时，由拍摄部12间歇性地对位于拍摄部12的拍摄范围Q内的多个电子部件P1、P2进行拍摄。其结果，图像处理装置20取得规定数量的图像数据，基于规定数量的图像数据，分别识别多个电子部件P1、P2，对各自的平坦度进行测定。因此，可以利用一台部件检查装置1一次进行多个电子部件P1、P2的共面检查，因此，可以在抑制电子部件安装装置的大型化的同时，缩短共面检查所花费的时间。

另外，如果在利用部件检查装置1进行的检查中与假设的电子部件的尺寸相对应而设定拍摄范围Q，则即使是大型的电子部件，也不需要进行XY扫描并对整体像进行拍摄，因此，可以抑制共面检查所花费的时间。

另外，由于可以实现使用全焦点图像的三维部件识别，所以可以对同一部件进行共面检查和三维部件识别。

另外，由于检查对象的电子部件是分别不同的种类，所以即使是不同的部件，也可以进行共面检查和三维部件识别。

另外，由于电子部件P1、P2和拍摄部12的间隔的调整速度、拍摄间距以及检查所需的图像数据的规定数量、调整范围，是相对于多个电子部件P1、P2中的每一个而自由变更的，所以可以针对电子部件P1、P2中的每一个设定检查的精度及检查所花费的时间等。

此外，本发明并不限于上述实施方式，可以适当变更。

例如，在上述实施方式中，在全焦点图像生成（步骤S10）后，确定多个电子部件P1、P2的位置，但如图5所示，也可以在拍摄开始（步骤S4）之前，确定多个电子部件P1、P2的位置（在图5中为步骤S11a）。在该步骤S11a中，主控制部30对图像处理装置20进行控制，如图6所示在拍摄范围Q中设定包含各电子部件P1、P2的区域Q1、Q2。在该设定时，例如可以根据在部件数据存储部242中存储的部件数据进行计算，也可以使用由用户指定区域Q1、Q2的方法。

如上述所示，如果可以针对各电子部件P1、P2进行设定，则可以针对各电子部件P1、P2中的每一个设定检查电子部件P1、P2所需的拍摄张数。

图7是在针对2个电子部件P1、P2分别设定区域Q1、Q2后，以不同的精度同时实施共面检查的情况下的说明图，（a）是仰视图，（b）是侧视图。此外，在该情况下，假设对电子部件P1实施简单检查，对电子部件P2实施高精度检查。

如图7所示，在简单检查对象的电子部件P1中，规定张数为41张，在高精度检查的对象的电子部件P2中，规定张数为81张，在简单检查时为大约一半的拍摄张数。由于简单检查中的拍摄较早地结束，所以主控制部30从规定张数的拍摄较早地结束的电子部件P1开始执行共面检查。

如上述所示，由于从得到了规定数量的图像数据的电子部件P1开始执行平坦度的测定，所以可以更高速地进行多个电子部件P1、P2的检查。

此外，在上述实施方式中，例示出了在拍摄范围Q内将2个电子部件P1、P2配置为一列，同时执行2个电子部件P1、P2的共面检查的情况，并进行了说明，但如果在拍摄范围Q内配置大于或等于3个电子部件，则也可以同时执行大于或等于3个电子部件的共面检查。作为配置例，可以如图8所示举出将多个电子部件P配置为矩阵状的例子。

Claims (5)

1.一种部件检查装置，其特征在于，具有：

照射部，其向电子部件照射光；

拍摄部，其对由所述照射部照射的所述电子部件进行拍摄；

保持部，其对多个所述电子部件进行保持，以将所述多个所述电子部件配置在所述拍摄部的拍摄范围内；

间隔调整部，其对在所述保持部上保持的所述电子部件和所述拍摄部之间的间隔进行调整；以及

检查部，其在利用所述间隔调整部使所述间隔以规定的间距分别不同的同时，通过对位于所述拍摄部的拍摄范围内的所述多个所述电子部件间歇性地进行拍摄，从而取得规定数量的图像数据，基于所述规定数量的图像数据，分别识别所述多个的所述电子部件，并对各自的平坦度进行检查。

2.根据权利要求1所述的部件检查装置，其特征在于，

所述多个所述电子部件为分别不同的种类。

3.根据权利要求1或2所述的部件检查装置，其特征在于，

对于所述多个所述电子部件中的每一个，为了检查该电子部件所必要的所述图像数据的所述规定数量不同，

所述检查部从得到了所述规定数量的图像数据的所述电子部件开始依次执行平坦度的测定。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的部件检查装置，其特征在于，

所述间隔的调整速度、所述间距以及所述规定数量，是相对于所述多个所述电子部件中的每一个而自由变更的。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的部件检查装置，其特征在于，

所述间隔调整部的所述间隔的调整范围，是相对于每个所述电子部件而自由变更的。

Images