CN104168752A - 判定装置、表面安装机及判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供判定装置、表面安装机及判定方法，高精度地判定附着于基板的附着部件的附着部的平面度是否良好。判定装置对具有附着部和平面部的元件的平面度进行判定，包括摄像装置及控制装置。控制装置执行：标记设定处理，在平面部上彼此间隔的至少四个位置设定计测标记；基准平面设定处理，由计测装置计测计测标记的各位置，而将通过各计测标记附近的一个平面设定为假想基准平面；Z方向坐标计算处理，在由沿着假想基准平面的X方向、与该X方向正交且沿着假想基准平面的Y方向、与X方向及Y方向分别正交的Z方向构成的XYZ坐标系中算出各计测标记的Z方向坐标；良好与否判定处理，基于算出的Z方向坐标判定元件的附着部的平面度是否良好。

Description

判定装置、表面安装机及判定方法

技术领域

本发明涉及对附着于基板的附着部件判定平面度是否良好的判定装置、具备该判定装置的表面安装机及判定方法。

背景技术

以往，公知有通过焊接接合等而将电子元件等安装于印刷基板上的表面安装机。在这种安装于印刷基板上的电子元件等中，为了防止甚至抑制由接合不良等引起的不良情况，要求在与基板的接合部位平面度良好平面度，换言之，高度方向的偏差较小。

专利文献1中，公开了一种元件识别装置，对于通过焊接接合而安装于印刷基板上的电子元件等，判定与基板的接合部位的平面度。在该元件识别装置中，通过多个摄像装置对安装于印刷基板上的电子元件等的与基板的接合部位的图像进行拍摄，从而算出该接合部位的任意部位的准确的高度。

专利文献1：日本特开2010-261965号公报

发明内容

方面所要解决的课题

然而，在印刷基板上除了电子元件以外，还通过焊接接合附着各种附着部件，例如，起到覆盖印刷基板上所安装的电子元件并且保护该电子元件的功能的保护元件等附着部件。在这种附着部件中，对于与基板的接合部位即附着部，有时因其大小、形状等而难以拍摄图像。在这种情况下，在上述专利文献1的元件识别装置中，无法通过摄像装置高精度地拍摄附着部的图像，该附着部的平面度的测定难以进行。

本说明书所公开的技术鉴于上述问题而作出。在本说明书中，目的在于提供一种能够高精度地判定附着于基板的附着部件的附着部的平面度是否良好的技术。

用于解决课题的方法

本说明书中公开的技术涉及一种判定具有附着部和平面部的附着部件的附着部处的平面度是否良好的判定装置，该附着部附着于基板，平面部沿着所述基板的板面配置且在端缘侧设有所述附着部，该判定装置包括计测装置及控制装置，该控制装置执行：标记设定处理，在所述平面部上的彼此间隔的至少四个位置设置计测标记；基准平面设定处理，通过所述计测装置计测所述计测标记的各位置，从而将通过各所述计测标记或通过各所述计测标记附近的一个平面设定为假想基准平面；Z方向坐标计算处理，将沿着所述假想基准平面的一个方向作为X方向，将与该X方向正交且沿着所述假想基准平面的方向作为Y方向，将与所述X方向及所述Y方向分别正交的方向作为Z方向，在由所述X方向、所述Y方向及所述Z方向构成的XYZ坐标系中，对各所述计测标记算出所述Z方向的坐标；及良好与否判定处理，基于所述Z方向坐标计算处理中算出的所述Z方向的坐标来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

在上述判定装置中，控制装置不直接算出附着部件的附着部的平面度，而在与该附着部相连的平面部设置多个计测标记，根据基于该计测标记而设定的假想基准平面来算出平面部的平面度。而且，控制装置基于算出的平面部的平面度，判定与该平面部相连的附着部的平面度是否良好。因此，即使附着于基板的附着部件的附着部为难以测定其平面度的形状或大小的情况下，也能够高精度地判定该附着部的平面度是否良好。

也可以是，所述控制装置在所述标记设定处理中，对于由保护部件构成的所述附着部件，将穿设于该附着部件的所述平面部的贯通孔设定为所述计测标记，其中所述保护部件将安装于所述基板上的电子元件覆盖。

根据该结构，能够使穿设于附着部件的平面部的作为计测标记的贯通孔兼用作放热用的贯通孔。因此，无需另行穿设放热用的贯通孔，能够削减附着部件的加工成本。

也可以是，所述控制装置在所述基准平面设定处理中，通过对所述计测标记的各坐标采用最小二乘法来算出所述假想基准平面。

根据该结构，通过采用最小二乘法，不会对附着部件的姿势（倾斜）造成影响，能够高精度地算出假想基准平面，能够更加适当地判定附着部件的附着部的平面度是否良好。

也可以是，所述控制装置在所述良好与否判定处理中，根据所述Z方向坐标计算处理中算出的所述计测标记的所述Z方向的坐标中的最大值坐标与最小值坐标之差是否超过第一设定值来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

根据该结构，通过设定用于判定平面度是否良好的具体标准，能够更加适当地判定附着部件的附着部的平面度是否良好。

也可以是，所述控制装置在所述良好与否判定处理中，根据从各所述计测标记到所述假想基准平面的沿着所述Z方向的距离中的至少一个距离是否超过第二设定值来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

根据该结构，通过设定用于判定平面度是否良好的具体标准，能够更加适当地判定附着部件的附着部的平面度是否良好。

也可以是，具备存储部，对在所述平面部的一部分具有形成高度差而隆起的隆起面部的所述附着部件，存储该隆起面部的隆起量，对于具有所述隆起面部的所述附着部件而在该隆起面部内设定有所述计测标记的情况下，所述控制装置在所述基准平面设定处理中，从所述存储部读出所述隆起量，并且将所述假想基准平面设定为对设定于所述隆起面部内的所述计测标记扣除所述隆起量的位置处所设定的平面，在所述Z方向坐标计算处理中，算出对设定于所述隆起面部内的所述计测标记扣除该隆起面部的隆起量的位置的所述Z方向的坐标。

根据该结构，即使在附着部件的平面部具有隆起面部的情况下，也能够基于扣除该隆起量而得到的位置来设定假想基准平面，并算出Z方向坐标，因此能够更加适当地判定附着部件的附着部的平面度是否良好。

也可以是，具备存储部，对于在与设定于所述附着部件的所述计测标记的正规位置相当的正确位置设定有该计测标记的标准部件，存储该标准部件的各所述计测标记的所述Z方向的坐标，所述控制装置在所述良好与否判定处理中，从所述存储部读出所述标准部件的各所述计测标记的所述Z方向的坐标，基于该读出的所述Z方向的坐标与对应于所述标准部件的各所述计测标记的所述附着部件的所述平面部的所述计测标记的所述Z方向的坐标之差，来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

根据该结构，对于例如具有隆起面部的附着部件，即使在该隆起面部的隆起量不明确的情况下，通过利用标准部件的计测标记的Z方向的坐标，也能够对具有隆起面部的附着部件更加适当地判定附着部的平面度是否良好。

也可以是，所述控制装置在所述标记设定处理中，对于由固定于所述基板的半导体晶片构成的所述附着部件，将所述半导体晶片的平面部位所设的图案或印刷于该平面部位的印刷标记设定为所述计测标记。

根据该结构，即使对由半导体晶片构成的附着部件，也能够适当地判定其附着部的平面度是否良好。

也可以是，所述控制装置在所述基准平面设定处理中，算出第三假想平面作为所述假想基准平面，该第三假想平面位于通过三个所述计测标记的第一假想平面和平行于第一假想平面且通过另外一个所述计测标记的第二假想平面的中间。

根据该结构，能够高精度地算出假想基准平面而不会对附着部件的姿势（倾斜）造成影响，能够更加适当地判定附着部件的附着部的平面度是否良好。

本说明书中公开的其他技术涉及具备上述判定装置的表面安装机。

本说明书中公开的其他技术涉及一种判定方法，判定具有附着部和平面部的附着部件的附着部的平面度是否良好，所述附着部附着于基板，平面部沿着所述基板的板面配置且在端缘侧设有所述附着部，所述判定方法包括：标记设定工序，在所述平面部上的彼此间隔的至少四个位置设定计测标记；基准平面设定工序，将通过各所述计测标记或通过各所述计测标记附近的一个平面设定为假想基准平面；Z方向坐标计算工序，在以沿着所述假想基准平面的一个方向为X方向，以与该X方向正交且沿着所述假想基准平面的方向为Y方向，以与所述X方向及所述Y方向分别正交的方向为Z方向的XYZ坐标系中，对各所述计测标记算出所述Z方向的坐标；及良好与否判定工序，基于所述Z方向坐标计算处理中算出的所述Z方向的坐标来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

发明效果

根据本说明书公开的技术，能够高精度地判定附着于基板的附着部件的附着部的平面度是否良好。

附图说明

图1是表面安装机的俯视图。

图2是从正面观察头单元的放大主视图。

图3是从正面观察摄像装置的放大主视图。

图4是示出表面安装机的电气结构的框图。

图5是从侧面观察保护元件的侧视图。

图6是从内侧观察保护元件的俯视图。

图7是示出第一实施方式的安装处理的流程的流程图。

图8是示出基准平面设定处理的流程的流程图。

图9是从内侧观察变形例的保护元件的俯视图。

图10是示出第二实施方式的安装处理的流程的流程图。

图11是从内侧观察半导体晶片的俯视图。

图12是从侧面观察第三实施方式的保护元件的侧视图。

图13是从内侧观察第三实施方式的保护元件的俯视图。

图14是示出第三实施方式的基准平面设定处理的流程的流程图。

图15是示出第四实施方式的安装处理的流程的流程图。

具体实施方式

（表面安装机的整体结构）

参照附图对实施方式进行说明。如图1所示，表面安装机1是在俯视图中呈长方形形状且在上表面平滑的基台10上配置有各种装置的结构。另外，在以下的说明中，将基台10的长度方向（图1的左右方向）称为X轴方向，将基台10的宽度方向（图1的上下方向）称为Y轴方向，将基台10的上下方向（图2的上下方向）称为Z轴方向。

在基台10的中央，配置有用于搬运印刷基板（基板的一个例子）P的输送机12。输送机12具有沿X轴方向循环驱动的一对搬运带14。若将印刷基板P设置为架设于两条搬运带14上，则载置于搬运带14的上表面的印刷基板P通过与搬运带14之间的摩擦而能够沿该搬运带14的驱动方向（X轴方向）被输送。

表面安装机1中，图1所示的右侧为入口，印刷基板P靠图1所示的右侧通过输送机12向机内被搬入。被搬入到机内的印刷基板P通过输送机12被运送至基台10的中央的作业位置（图1的双点划线所包围的位置），并在此处停止。

在作业位置的外围（印刷基板P的搬运方向的旁侧），设置有用于提供安装于印刷基板P的元件18的元件供给部20。元件供给部20在输送机12的两侧（图1的上下两侧）沿X轴方向分别排列于两处，共计设于四处。另外，在安装于印刷基板P上的元件18，除了电子元件，还包括通过覆盖安装于印刷基板P上的电子元件而对该电子元件进行保护的金属制的保护元件等。

在这些元件供给部20，呈并排状地排列安装有多个供料器F。各供料器F由缠绕元件供给带的带盘（未图示）、从带盘拉出元件供给带的电动式输出装置（未图示）等构成，从而逐个地供给元件18。

而且，在安装位置，将通过上述供料器F供给的元件18安装于印刷基板P上的安装处理由安装装置30进行。安装处理已结束的印刷基板P构成为，再次开始搬运，通过输送机12向图1中的左方向运送并向机外搬出。

接着，对用于将元件18安装于印刷基板P上的安装装置30进行说明。安装装置30具有：X轴伺服机构；Y轴伺服机构；Z轴伺服机构；及通过上述各伺服机构的驱动分别沿X轴方向、Y轴方向、Z轴方向进行移动操作的头单元40等。

具体而言，如图1所示，在基台10上设置有一对支撑脚31。两支撑脚31位于作业位置的X轴方向的两侧，均沿Y轴方向笔直地延伸。

在两支撑脚31的上表面设置有沿Y轴方向延伸的导轨32。沿X轴方向延伸的头部支撑体34以其长度方向的两端部被嵌合的状态安装于在X轴方向的两侧设置的各导轨32。

在一侧（图1的右侧）的支撑脚31安装有沿Y轴方向延伸的Y轴滚珠丝杠35。在该Y轴滚珠丝杠35螺合有未图示的滚珠螺母。此外，在Y轴滚珠丝杠35设置有Y轴伺服电动机36。

若对Y轴伺服电动机36进行通电操作，则滚珠螺母沿Y轴滚珠丝杠35进退，其结果为，固定于滚珠螺母的头支撑体34及后述的头单元40沿导轨32在Y轴方向上移动。

如图2所示，在头支撑体34设置有沿X轴方向延伸的导向部件37。在导向部件37安装有沿该导向部件37的轴向移动自如的头单元40。此外，在头支撑体34安装有沿X轴方向延伸的X轴滚珠丝杠38。在该滚珠丝杠38螺合有未图示的滚珠螺母。

在X轴滚珠丝杠38设置有X轴伺服电动机39，若对该X轴伺服电动机39执行通电操作，则滚珠螺母沿X轴滚珠丝杠38进退，其结构为，固定于滚珠螺母的头单元40沿导向部件37在X轴方向上移动。

如上所述，通过对X轴伺服机构、Y轴伺服机构综合性地进行控制，构成为能够在基台10上对头单元40沿水平方向（X-Y平面方向）进行移动操作。

在该头单元40呈列状地搭载有多个进行安装动作的安装头41。安装头41从头单元40的下表面向下突出，在其前端设置有吸嘴42。

各安装头41通过R轴伺服电动机70（参照图4）的驱动能够进行绕轴的旋转动作。此外，各安装头41构成为通过Z轴伺服电动机（参照图4）的驱动能够相对于头单元40的框架43进行升降。此外，各吸嘴（nozzle）42构成为从未图示的吸引装置供给负压，从而在吸嘴42的前端产生吸力。

根据以上结构，由安装装置30的吸嘴42吸附通过供料器F供给的电子元件18，并安装于在安装位置停止的印刷基板P上。

接着，对配置于基台10上的摄像装置（计测装置的一个例子）50进行说明。在输送机12的两侧（图1的上下两侧）沿着X轴方向排列的两个元件供给部20之间，分别配置有摄像装置50。通过该摄像装置50对由吸嘴42吸附的元件18的下表面进行拍摄。

如图3所示，摄像装置50具备固定于基台10的基板51。在基板51的上端部固定有：垂直方向光源L1，从Z轴方向（垂直方向）向吸附于吸嘴42的元件18的下表面照射摄像用的光；及倾斜方向光源L2，从倾斜方向向元件18的下表面照射摄像用的光。

垂直方向光源L1和倾斜方向光源L2是将多个LED52并列而得到的光源，分别固定于基板51。垂直方向光源L1配置为其照射方向垂直于元件18的下表面，倾斜方向光源L2配置为其照射方向相对于元件18的下表面大致呈40°的角度。

垂直方向光源L1与倾斜方向光源L2中，在来自LED52的光的照射路径上分别设有折射透镜53。该折射透镜53使从各LED52照射出的光折射成与规定的平面基本正交的平行光或基本平行的光。

从各折射透镜53射出的光被折射成在Y轴方向上维持平行或基本平行的状态，形成平面状折射光H，聚集于Y轴方向上的直线状的聚光位置SI。调整吸嘴42的Z轴方向位置，使元件18的下表面与该聚光位置SI一致。

此外，在折射透镜53与元件18之间配置有使平面状折射光H仅向Y轴方向扩散的扩散器54。各平面状折射光H通过扩散器54随着朝向元件18侧而在Y轴方向上扩宽为扇状，在Y轴方向上呈基本均匀的亮度。

来自垂直方向光源L1的光通过元件18的下表面而向下方反射。另一方面，从倾斜方向光源L2照射到聚光位置SI的平面状折射光H向以聚光位置SI为基准的YZ平面作为面对象的左侧反射，该反射光R通过镜子55向下方侧反射。

来自垂直方向光源L1的光通过元件18向下方反射之后被垂直方向相机C1接收。此外，由镜子55反射的光被倾斜方向相机C2接收。垂直方向相机C1及倾斜方向相机C2均具备将多个CCD元件沿Y轴方向排列而得到的线性传感器作为光电转换元件。

（表面安装机的电气结构）

接着，参照图4的框图，对表面安装机1的电气结构进行说明。表面安装机1的主体由控制装置60对其整体进行统一控制。控制装置60由CPU等构成，具备搬运系统控制部62、安装系统控制部64、元件识别部66。

在搬运系统控制部62储存有用于控制输送机12等的搬运系统的数据。安装系统控制部64与Z轴伺服电动机68、R轴伺服电动机70、Y轴伺服电动机36及X轴伺服电动机39电连接，按照安装程序控制上述各伺服电动机68、70、36、39的驱动。

元件识别部66对基于安装程序而由吸嘴42吸附的元件18的图像进行拍摄，相对于拍摄到的图像来确定该元件18的各部位的坐标，从而识别该元件18的中心位置、吸附姿势等。由此，由吸嘴42吸附的元件18定位于印刷基板P上的准确的位置而进行安装。

此外，元件识别部66基于后述的流程图所示的处理使摄像装置50动作。在该流程图所示的处理中，相对于由吸嘴42吸附的元件18，在该元件18的多个位置设定有计测标记。因此，元件识别部66中包含有存储部67，该存储部67不仅存储与元件18的形状等有关的元件信息，还存储与后述的元件18的各个种类的计测标记有关的信息即标记信息等。该存储部67也可以设于元件识别部66以外的其他场所。

具体而言，上述元件信息中，不仅包括元件18的形状，还包括元件18的外形尺寸、中心位置的坐标信息等。此外，上述标记信息中，包括与计测标记的形状有关的信息、与各计测标记相对于元件18的中心位置的相对位置有关的信息等。

本实施方式的表面安装机1具有以上结构。另外，在表面安装机1的结构中，包括上述摄像装置50与上述控制装置60在内的一部分装置是判定装置的一个例子。

（安装处理）

接着，对与表面安装机1中的安装处理有关的各实施方式进行说明。在此，各实施方式中的安装处理是向在表面安装机1的作业位置停止的印刷基板P上安装元件18的处理，是控制装置60根据安装程序所执行的处理。

（第一实施方式）

在本实施方式中，作为向印刷基板P上安装的元件18的一个例子，例示保护元件（附着部件的一个例子）80。在此，图5示出安装于印刷基板P上的状态的保护元件80。此外，图6表示保护元件80的俯视图。

保护元件80以将安装于印刷基板P的电子元件覆盖的形状通过焊接接合而附着于印刷基板P上。如图5及图6所示，该保护元件80具有：平面部80A，沿印刷基板P的板面配置且俯视图中呈大致正方形形状；及附着部80B，从平面部80A的各端缘相对于该平面部80A基本垂直地延伸且其前端部附着于印刷基板P上。

此外，如图6所示，在保护元件80的平面部80A，穿设有开口在俯视图中呈圆形的多个贯通孔80S。通过设置这样的贯通孔80S，能够提高保护元件80的通气性，提高由该保护元件80覆盖的电子元件的冷却效率。

接着，参照图7所示的流程图，对第一实施方式的安装处理进行说明。若开始保护元件80的安装动作，则控制装置60首先从元件识别部66的存储部67读出与由吸嘴42吸附的保护元件80有关的元件信息（S2）。基于该元件信息，在后述的处理中计测保护元件80的中心位置80O（参照图6）的坐标。另外，如图6所示，在保护元件80中，将其平面部80A的中心设定为保护元件80的中心位置80O。

接着，控制装置60从元件识别部66的存储部67读出与保护元件80有关的标记信息（S4）。基于该标记信息，在后述的处理中计测保护元件80的计测标记M（参照图6）的坐标。另外，如图6所示，在保护元件80中，将穿设于其平面部80A的多个贯通孔80S中的穿设于平面部80A的四角的各贯通孔80S设为计测标记M。由此，能够设定各计测标记M相对于保护元件80的中心位置80O的相对位置，各计测标记M的形状被设定为圆形。

接着，控制装置60使从元件供给部20供给的保护元件80由吸嘴42吸附（S6）。控制装置60若使元件18由吸嘴42吸附，则使该保护元件80向摄像装置50的上方移动。

接着，控制装置60通过摄像装置50的垂直方向相机C1对保护元件80的图像进行拍摄。而且，控制装置60相对于拍摄到的图像设定XYZ坐标系（以下称为第一XYZ坐标系），基于在S6及S8的处理中从元件识别部66所读出的元件信息及标记信息，计测第一XYZ坐标系中的保护元件80的中心位置80O的坐标位置和各计测标记M的坐标位置（S10）。

此外，在本实施方式中，由于保护元件80所设定的计测标记M的形状为圆形，所以构成计测标记M的圆的中心位置为该计测标记M的坐标位置。

接着，控制装置60将与S10的处理中所计测的保护元件80的各计测标记M的坐标位置、即基于由垂直方向相机C1拍摄到的图像的保护元件80的各计测标记M的XY坐标位置有关的信息存储于元件识别部66的存储部67中（S12）。

接着，控制装置60通过摄像装置50的倾斜方向相机C2对保护元件80的图像进行拍摄。控制装置60基于拍摄到的图像和S8的处理中从元件识别部66读出的标记信息，计测第一XYZ坐标系中的保护元件80的各计测标记M的XY坐标位置（S14）。

接着，控制装置60将与S14的处理中所计测的保护元件80的各计测标记M的坐标位置、即基于由倾斜方向相机C2拍摄到的图像的保护元件80的各计测标记M的XY坐标有关的信息存储于元件识别部66的存储部67中（S16）。

（基准平面设定处理）

接着，控制装置60执行后述的基准平面设定处理（S20）。以下，参照图8所示的流程图，对控制装置在S20中所执行的基准平面设定处理进行说明。

在基准平面设定处理中，控制装置60首先从元件识别部66的存储部67读出与基于由垂直方向相机C1拍摄到的图像的保护元件80的各计测标记M的XY坐标位置有关的信息（S22）。

接着，控制装置60从元件识别部66的存储部67读出与基于由倾斜方向相机C2拍摄到的图像的保护元件80的各计测标记M的XY坐标位置有关的信息（S24）。

接着，控制装置60求出S22的处理中所读出的坐标位置与S24的处理中所读出的坐标位置之差，由此算出保护元件80中的各计测标记M的Z坐标（S26）。

在此，对通过垂直方向相机C1及倾斜方向相机C2而算出保护元件80中的各计测标记M的Z坐标的方法进行说明。由于垂直方向相机C1与倾斜方向相机C2均配置于吸嘴42的下方，所以仅通过任一相机C1、C2对保护元件80进行拍摄，无法在第一XYZ坐标系中算出保护元件80的各计测标记M的Z方向坐标（高度方向的坐标）。

因此，首先分别通过垂直方向相机C1与倾斜方向相机C2对保护元件80的各计测标记进行拍摄。而且，关于拍摄到的这两个图像，在构成各计测标记M的圆的中心位置，根据两个图像的相对的偏差量及垂直方向相机C1与倾斜方向相机C2的相对角度的正切值（本实施方式中如上所述为tan（90°－40°）），能够算出各计测标记M的Z方向坐标（高度方向的坐标）。由此，在第一XYZ坐标系中，能够算出保护元件80的包括各计测标记M的Z方向坐标在内的坐标。

接着，控制装置60对S26中算出的各计测标记M的各坐标采用最小二乘法，将由此算出的近似平面设为假想基准平面（S28），结束基准平面设定处理。

参照图7所示的流程图，继续对安装处理进行说明。当基准平面设定处理（S20）结束时，控制装置60设定基于基准平面设定处理中所设定的假想基准平面的XYZ坐标系（以下，称为第二XYZ坐标系）。具体而言，控制装置60如下设定第二XYZ坐标系：将沿着假想基准平面的一个方向作为X方向，将与该X方向正交且沿着假想基准平面的方向作为Y方向，将分别与上述X方向和上述Y方向正交的方向作为Z方向。

而且，控制装置60在第二XYZ坐标系中对保护元件80的各计测标记M分别算出Z方向的坐标（S30）。在S30中控制装置60所执行的处理为Z方向坐标计算处理的一个例子。

接着，控制装置60判断S30中算出的Z方向的各坐标中的最大值坐标和最小值坐标之差是否大于第一设定值（S32）。另外，在此所述的第一设定值能够设定为根据经验法则等求出的任意值。

控制装置60在S32中判断为最大值坐标与最小值坐标之差为第一设定值以下的情况下（S32中的“否”），判定为由吸嘴42吸附的保护元件80的平面度良好，将该保护元件80安装于印刷基板P上的规定位置（S34），结束安装处理。

另一方面，控制装置60在S32中判断为大于第一设定值的情况下（S32中的“是”），判定为由吸嘴42吸附的保护元件80的平面度较差，执行错误处理（S36），结束安装处理。另外，在此所述的错误处理是不将该保护元件80安装于印刷基板P上而转移到下一个保护元件80的安装处理的处理、或对该保护元件80再度执行上述安装处理的处理等。此外，S32中控制装置60所执行的处理是良好与否判定处理的一个例子。

在此，上述假想基准平面是根据各计测标记M的坐标导出的平坦的近似平面，第二XYZ坐标系是基于该假想基准平面而得到的，所以第二XYZ坐标系中的各计测标记M的Z方向的最大值坐标与最小值坐标之差与各计测标记M的Z方向（高度方向）的最大偏差量相当。此外，保护元件80的平面部80A的平面度能够根据该平面部80A的多个部位的高度方向的偏差量进行判定。因此，能够根据上述最大偏差量是否超过规定的值即上述第一设定值而对设定有各计测标记M的保护元件80的平面部80A的平面度是否良好进行判定。

而且，设定于保护元件80的平面部80A的各计测标记M分别设定于平面部80A的各端缘即平面部80A中的附着于印刷基板P上的附着部80B所延伸的部位附近，所以通过测定各计测标记M的高度方向的偏差量，能够获得与对原本想要测定的部位即附着部80B的高度方向的偏差量进行测定而得到的结果基本相等的测定结果。因此，能够基于各计测标记M的高度方向的偏差量的测定结果相对地判定附着部80B的平面度是否良好。

（第一实施方式的效果）

如以上说明那样，在本实施方式的表面安装机1中，控制装置60不直接算出保护元件80的附着部80B的平面度，而在与该附着部80B相连的平面部80A设定多个计测标记M，根据基于各计测标记M所设定的假想基准平面来算出平面部80A的平面度。而且，控制装置60基于算出的平面部80A的平面度，判定与该平面部80A相连的附着部80B的平面度是否良好。因此，即使在像附着于印刷基板P的保护元件80这样附着部80B为难以测定其平面度的形状或大小的情况下，也能够高精度地判定该附着部80B的平面度是否良好。

此外，本实施方式中，控制装置60在安装处理中，对于由将安装于印刷基板P上的电子元件覆盖的保护部件构成的保护元件80，将穿设于该保护元件80的平面部80A的贯通孔80S设定为计测标记M。因此，能够使穿设于保护元件80的平面部80A的作为计测标记M的贯通孔80S兼用作放热用的贯通孔80S。由此，无需另行穿设置放热用的贯通孔，能够削减保护元件80的加工成本。

此外，本实施方式中，控制装置60在基准平面设定处理中，通过对计测标记M的各个坐标采用最小二乘法而算出假想基准平面。通过如此采用最小二乘法，能够高精度地算出假想基准平面而不会对附着部件的姿势（倾斜）产生影响，能够更适当地判定保护元件80的附着部80B的平面度是否良好。

此外，本实施方式中，控制装置60在良好与否判定处理中，根据Z方向坐标计算处理中算出的计测标记M的Z方向的坐标中的最大值坐标与最小值坐标之差是否超过第一设定值来判定保护元件80的附着部80B的平面度是否良好。通过如此设定用于判定平面度是否良好的具体标准，能够更加适当地判定保护元件80的附着部80B的平面度是否良好。

（第一实施方式的变形例）

接着，对第一实施方式的变形例进行说明。在该变形例中，作为由吸嘴42吸附的元件18，例示类型与已在第一实施方式中例示的类型不同的保护元件81（参照图9）。

如图9所示，保护元件81的平面部81A及附着部81B被设为与已在第一实施方式中例示的保护元件80相同的形状及结构。另一方面，在保护元件81的平面部81A，仅在其四角穿设有贯通孔81S。这四个贯通孔81S均设为以下形状：开口在俯视图中呈大致L字形，并将该大致L字形形状中的弯曲部分分别朝向平面部81A的角部。

如图9所示，在保护元件81中，将设于平面部81A的四角的各贯通孔81S设为计测标记M、M1。在这种情况下，在各贯通孔81S，能够将形成于上述弯曲部分的角部中的位于外侧的角部设定为计测标记M，也能够将上述角部中的位于内侧的角部设定为计测标记M1（参照图9）。

（第二实施方式）

接着，参照图10所示的流程图，对第二实施方式的安装处理进行说明。第二实施方式的安装处理在第一实施方式的安装处理的流程图（参照图7）中，S32所执行的处理与第一实施方式不同，其他处理与第一实施方式相同。因此，对与第一实施方式相同的处理省略说明。

在此，在本实施方式中，作为安装于印刷基板P上的元件18的一个例子，例示半导体晶片（附着部件的一个例子）180。如图11所示，该半导体晶片180具有沿印刷基板P的板面配置、且俯视图中呈大致正方形形状的平板状的晶片部（平面部的一个例子）180A。

在半导体晶片180的晶片部180A的外周侧且与印刷基板P相向一侧的面上配置有沿着晶片部180A的外周形状排列成框状的多个焊球180B。这些焊球180B构成电极组，半导体晶片180通过将上述多个焊球180B熔融而向印刷基板P的布线图案上焊接接合。另外，焊球180B是附着部的一个例子。

此外，如图11所示，在排列成框状的多个焊球180B的外周侧，以包围这些焊球180B的方式设有圆形的多个计测标记M。这些计测标记M通过与形成布线图案的方法相同的方法（例如印刷法）而形成。

对第二实施方式的安装处理进行说明。在第二实施方式的安装处理中，控制装置60在S30的处理之后，在基于假想基准平面的第二XYZ坐标系中，判断从各计测标记M的坐标位置到假想基准平面的沿着Z方向的距离中的至少一个距离是否大于第二设定值（S132）。另外，在此所述的第二设定值能够设定为根据经验法则等求出的任意值。

控制装置60在S132中判断为在第二设定值以下的情况下（S132中的“否”），判定为由吸嘴42吸附的半导体晶片180的平面度良好，将该半导体晶片180安装于印刷基板P上的规定位置，结束安装处理。

另一方面，控制装置60在S132中判断为大于第二设定值的情况下（S132中的“是”），判定为由吸嘴42吸附的半导体晶片180的平面度较差，执行错误处理（S36），结束安装处理。

在此，第二XYZ坐标系中的从各计测标记M的坐标位置到假想基准平面的沿着Z方向的距离与各计测标记M相对于从各计测标记M的坐标所导出的平坦的近似平面即假想基准平面的高度方向的偏差量相当。因此，根据该高度方向的偏差量是否超过规定的值即上述第二设定值，能够判定设定有各计测标记M的半导体晶片180的晶片部180A的平面度是否良好。

（第二实施方式的效果）

如上所述在本实施方式中，控制装置60在良好与否判定处理中，根据从各计测标记M到假想基准平面的沿着Z方向的距离中的至少一个距离是否大于第二设定值来判定半导体晶片180的焊球180B的平面度是否良好。这样一来，通过设定用于判定平面度是否良好的具体标准，能够更加适当地判定半导体晶片180的焊球180B的平面度是否良好。

此外，在本实施方式中，控制装置60在标记设定处理中，对于由固定于印刷基板P的半导体晶片180构成的附着部件，将以与布线图案相同的方法形成于半导体晶片180的晶片部180A的标记设定为计测标记M。由此，即使是由半导体晶片180构成的附着部件，也能够适当地判定其附着部即焊球180的平面度是否良好。

（第三实施方式）

接着，对第三实施方式的安装处理进行说明。第三实施方式的安装处理在第一实施方式的安装处理的流程图（参照图7）中，S20所执行的基准平面设定处理上与第一实施方式不同，其他处理与第一实施方式相同。因此，对与第一实施方式相同的处理省略说明。

在此，在本实施方式中，例示类型与已在第一实施方式例示的保护元件80不同的保护元件（附着部件的一个例子）280。如图12及图13所示，该保护元件280具有：平面部280A，沿着印刷基板P的板面配置且俯视图中形成四角中的一角略有缺口的大致正方形形状；及附着部280B，从平面部280A的各端缘相对于该平面部280A基本垂直地延伸且其前端附着于印刷基板P上。

此外，如图13所示，在保护元件280的平面部280A，与已在第一实施方式例示的保护元件80相同地，穿设有开口呈圆形的多个贯通孔280S。此外，在保护元件280的平面部280A的一部分具有隆起面部280C，该隆起面部280C在与印刷基板P侧相反的一侧形成高度差而隆起（参照图12及图13）。

另外，该隆起面部280C被设置使得在例如由该保护元件280覆盖一部分高度比其他部位的高度突出的电子元件的情况下平面部280A不与电子元件的该突出部位发生干扰。

在本实施方式所例示的保护元件280中，如图13所示，将穿设于其平面部280A的多个贯通孔280S中的穿设于平面部280A的四角的各贯通孔280S设为计测标记M。在这种情况下，如图13所示，可以将位于隆起面部280C内的贯通孔280S设为计测标记M。此外，如图13所示，也能够将位于平面部280A的端缘附近的其他贯通孔280S设为计测标记M2，由此，也能够在平面部280A设定五个以上的计测标记M、M2。

在本实施方式中，对于在平面部280A具有上述隆起面部280C的保护元件280，与隆起面部280C的隆起量（隆起面部280C相对于平面部280A的相对高度）有关的隆起量信息作为元件信息的一部分而存储于元件识别部66的存储部67中。

参照图14所示的流程图，对第三实施方式的基准平面设定处理进行说明。在第三实施方式的基准平面设定处理中，由于S22及S24中控制装置60所执行的处理与第一实施方式的基准平面设定处理相同，所以省略说明。

基准平面设定处理中，当S24的处理结束时，控制装置60从元件识别部66的存储部67读出保护元件280的隆起量信息（S225）。

接着，控制装置60对保护元件280的各计测标记M中的除设定于隆起面部280C内的计测标记M之外的计测标记M算出Z坐标。并且，控制装置60对设置于隆起面部280C内的计测标记M算出Z坐标，从该算出的Z坐标扣除S225中所读出的隆起量，从而对Z坐标进行校正，算出校正坐标（S226）。

接着，控制装置60对S226中算出的各计测标记M的坐标及各校正坐标采用最小二乘法，将由此算出的近似平面设定为假想基准平面（S228），结束基准平面设定处理。

（第三实施方式的效果）

如上所述在本实施方式的表面安装机中，对于平面部280A具有隆起面部280C的保护元件280等，该隆起面部280C的隆起量存储于元件识别部66的存储部67中。并且，在判定具有这样的隆起面部280C的保护元件280等的平面度是否良好的情况下，基于扣除该隆起量而得到的位置设定假想基准平面，算出各计测标记M的Z方向坐标。因此，能够更加适当地判定具有隆起面部280C的保护元件280的平面部280A的平面度是否良好。

（第四实施方式）

接着，参照图15所示的流程图，对第四实施方式的安装处理进行说明。第四实施方式的安装处理在第一实施方式的安装处理的流程图（参照图7）中，S30之后所执行的处理与第一实施方式不同，其他处理与第一实施方式相同。因此，对与第一实施方式相同的处理省略说明。

在本实施方式中，作为由吸嘴42吸附的元件18，例示与已在第一实施方式例示的结构相同的保护元件80。

此外，在本实施方式中，与标准部件有关的标记信息预先存储于元件识别部66的存储部67中。在此所述的标准部件是平面度良好、在设定于保护元件80的计测标记M的正规位置相当的正确位置设有计测标记的部件。此外，与标准部件有关的标记信息包括标准部件的计测标记的Z方向坐标等。

在第四实施方式的安装处理中，控制装置60在S30的处理之后，从元件识别部66的存储部67读出标准部件的计测标记的Z方向坐标（S331）。

接着，控制装置60分别算出S331中读出的标准部件的计测标记的Z方向坐标与对应于该Z方向坐标的基于保护元件80的各计测标记M的假想基准平面的第二XYZ坐标系中的Z方向坐标之差，判断所算出的差的绝对值中的至少一个绝对值是否大于第三设定值（S332）。另外，在此所述的第三设定值能够设定为根据经验法则等求出的任意值。

控制装置60在S332中判断为在第三设定值以下的情况下（S332中的“否”），判定为由吸嘴42吸附的保护元件80的平面度良好，将该保护元件80安装于印刷基板P上的规定位置（S34），结束安装处理。

另一方面，控制装置60在S332中判断为大于第三设定值的情况下（S332中的“是”），判定为由吸嘴42吸附的保护元件80的平面度较差，执行错误处理（S36），结束安装处理。

在此，标准部件的计测标记M的Z方向坐标是表示计测标记M的正规位置的指标，所以距该Z方向坐标的偏差量与距正规位置的偏差量相当。因此，能够根据标准部件的计测标记M的Z方向坐标与各计测标记M在第二XYZ坐标系中的Z方向坐标之差的绝对值是否超过规定的值即第三设定值，能够基于标准部件来判定设定有各计测标记M的保护元件80的平面部80A的平面度是否良好。

（第四实施方式的效果）

如上所述在本实施方式的表面安装机中，对于在与设定于附着部件的计测标记的正规位置相当的正确位置设定有计测标记的标准部件，该标准部件的各计测标记的Z方向的坐标存储于元件识别部66的存储部67中。而且，利用标准部件的计测标记M的Z方向坐标来判定保护元件80的平面部80A的平面度是否良好。因此，对于例如第三实施方式所记载的具有隆起面部的附着部件，即使在该隆起面部的隆起量不明确的情况下，也能够对具有隆起面部的保护元件等附着部件更加适当地判定附着部的平面度是否良好。

（其他实施方式）

本发明并不限于上述已述及通过附图所说明的实施方式，例如以下所述的实施方式也包含于本发明的技术范围内。

（1）在上述各实施方式中，示出了采用最小二乘法而算出假想基准平面的例子，但是对于算出假想基准平面的方法并不限定。例如，也可以算出第三假想平面作为假想基准平面，该第三假想平面位于通过三个计测标记的第一假想平面和平行于第一假想平面且通过另外一个计测标记的第二假想平面的中间。在采用这种方法的情况下，也能够高精度地算出假想基准平面而不会对附着部件的姿势（倾斜）造成影响，能够更加适当地判定附着部件的附着部的平面度是否良好。

（2）在上述实施方式中，示出了利用具有垂直方向相机及倾斜方向相机的摄像装置来计测各计测标记的Z方向坐标的例子，但是对于计测各计测标记的准确坐标的计测方法并不限定。也可以利用公知的平面度测定装置对计测标记的Z方向坐标进行计测。

（3）除上述各实施方式之外，还能够对附着部件的结构等适当地进行变更。

（4）除上述各实施方式之外，还能够对计测标记的形状、数量、配置等适当地进行变更。

（5）除上述各实施方式之外，还能够对表面安装机的结构适当地进行变更。

以上，对本发明的实施方式详细地进行了说明，但这些只不过是例示，并未限定权利要求。权利要求所记载的技术中，还包括对以上例示的具体例子进行各种变形、变更。

附图标记说明

1表面安装机

10基台

18元件

20元件供给部

30安装装置

42吸嘴

50摄像装置

60控制装置

80、81、280保护元件

80A、81A、280A平面部

80B、81B、280B附着部

80S、81S、280S贯通孔

180半导体晶片

180A晶片部

180B焊球

280C隆起面部

C1垂直方向相机

C2倾斜方向相机

M、M1、M2计测标记

P印刷基板

Claims (11)

1.一种判定装置，判定具有附着部和平面部的附着部件的所述附着部的平面度是否良好，所述附着部附着于基板，所述平面部沿所述基板的板面配置且在端缘侧设有所述附着部，

所述判定装置具有计测装置和控制装置，

所述控制装置执行：

标记设定处理，在所述平面部上的彼此间隔的至少四个位置设定计测标记；

基准平面设定处理，由所述计测装置计测所述计测标记的各位置，从而将通过各所述计测标记或通过各所述计测标记附近的一个平面设定为假想基准平面；

Z方向坐标计算处理，在以沿着所述假想基准平面的一个方向为X方向，以与该X方向正交且沿着所述假想基准平面的方向为Y方向，以与所述X方向及所述Y方向分别正交的方向为Z方向的XYZ坐标系中，对各所述计测标记算出所述Z方向的坐标；及

良好与否判定处理，基于所述Z方向坐标计算处理中算出的所述Z方向的坐标来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

2.根据权利要求1所述的判定装置，其中，

所述控制装置在所述标记设定处理中，对于由保护部件构成的所述附着部件，将穿设于该附着部件的所述平面部的贯通孔设定为所述计测标记，其中，所述保护部件将安装于所述基板上的电子元件覆盖。

3.根据权利要求1或2所述的判定装置，其中，

所述控制装置在所述基准平面设定处理中，通过对所述计测标记的各坐标采用最小二乘法来算出所述假想基准平面。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的判定装置，其中，

所述控制装置在所述良好与否判定处理中，根据所述Z方向坐标计算处理中算出的所述计测标记的所述Z方向的坐标中的最大值坐标与最小值坐标之差是否超过第一设定值来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

5.根据权利要求3所述的判定装置，其中，

所述控制装置在所述良好与否判定处理中，根据从各所述计测标记到所述假想基准平面的沿所述Z方向的距离中的至少一个距离是否超过第二设定值来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的判定装置，其中，

具有存储部，对在所述平面部的一部分具有形成高度差而隆起的隆起面部的所述附着部件，存储该隆起面部的隆起量，

对于具有所述隆起面部的所述附着部件在该隆起面部内设定有所述计测标记的情况下，所述控制装置在所述基准平面设定处理中，从所述存储部读出所述隆起量，并且将所述假想基准平面设定为对设定于所述隆起面部内的所述计测标记扣除所述隆起量的位置处所设定的平面，

所述控制装置在所述Z方向坐标计算处理中，算出对设定于所述隆起面部内的所述计测标记扣除该隆起面部的隆起量的位置的所述Z方向的坐标。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的判定装置，其中，

具有存储部，对于在与设定于所述附着部件的所述计测标记的正规位置相当的正确位置设定有该计测标记的标准部件，存储该标准部件的各所述计测标记的所述Z方向的坐标，

所述控制装置在所述良好与否判定处理中，从所述存储部读出所述标准部件的各所述计测标记的所述Z方向的坐标，基于该读出的所述Z方向的坐标与和所述标准部件的各所述计测标记对应的所述附着部件的所述平面部的所述计测标记的所述Z方向的坐标之差，来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。

8.根据权利要求1所述的判定装置，其中，

所述控制装置在所述标记设定处理中，对于由固定于所述基板的半导体晶片构成的所述附着部件，将所述半导体晶片的平面部位所设的图案或印刷于该平面部位的印刷标记设定为所述计测标记。

9.根据权利要求1或2所述的判定装置，其中，

所述控制装置在所述基准平面设定处理中，算出第三假想平面作为所述假想基准平面，该第三假想平面位于通过三个所述计测标记的第一假想平面和平行于第一假想平面且通过另外一个所述计测标记的第二假想平面的中间。

10.一种表面安装机，具备权利要求1～9中任一项所述的判定装置。

11.一种判定方法，判定具有附着部和平面部的附着部件的所述附着部的平面度是否良好，所述附着部附着于基板，所述平面部沿着所述基板的板面配置且在端缘侧设有所述附着部，

所述判定方法包括：

标记设定工序，在所述平面部上的彼此间隔的至少四个位置设定计测标记；

基准平面设定工序，将通过各所述计测标记或通过各所述计测标记附近的一个平面设定为假想基准平面；

Z方向坐标计算工序，将沿着所述假想基准平面的一个方向作为X方向，将与该X方向正交且沿着所述假想基准平面的方向作为Y方向，将与所述X方向及所述Y方向分别正交的方向作为Z方向，在由所述X方向、所述Y方向及所述Z方向构成的XYZ坐标系中，对各所述计测标记算出所述Z方向的坐标；及

良好与否判定工序，基于所述Z方向坐标计算处理中算出的所述Z方向的坐标来判定所述附着部件的所述附着部的平面度是否良好。