JP2000124698A - 電子部品実装装置および電子部品実装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の認識を正しく行うことができる認
識手段を備えた電子部品実装装置および電子部品実装方
法を提供することを目的とする。 【解決手段】 移載ヘッド２は蓄光部材４を有する。蓄
光ステージＢで光源１１から蓄光部材４に光を照射して
これに蓄光させる。次に移載ヘッド２は電子部品認識ス
テージＣへ移動し、下方のカメラ１２でノズル３の下端
部に保持された電子部品を認識する。このとき蓄光部材
４は均一な明るさで明るく輝くので、電子部品Ｐは明る
い背景の中に黒いシルエットとして明瞭に認識される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品をプリン
ト基板などに実装する電子部品実装装置および電子部品
実装方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子部品実装装置は、移載ヘッドのノズ
ルに電子部品を真空吸着して保持し、プリント基板など
に実装するようになっている。電子部品はプリント基板
などのワークの所定の座標位置に位置ずれなく正しく実
装する必要がある。したがって電子部品実装装置には認
識装置が備えられており、移載ヘッドのノズルに保持さ
れた電子部品を認識装置で認識し、この認識結果に基づ
いて電子部品の位置ずれを補正し、プリント基板などに
実装するようになっている。

【０００３】認識装置としてはカメラと、カメラで撮像
した画像を処理して電子部品の認識を行う認識部が多用
されており、移載ヘッドへ向って光源から光を照射して
カメラで電子部品を撮像し、認識部で電子部品の位置等
を認識するようになっている。この場合、カメラで電子
部品を撮像するためにノズルに保持された電子部品の背
後に光拡散板などの背板を配置することが知られてい
る。背板は白色合成樹脂板などから成っており、これに
光を照射することにより、明るい背景の中に電子部品の
黒いシルエットを明瞭に認識するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の電
子部品の認識装置には次のような問題点があった。第１
には、認識装置が配設された電子部品認識ステージにお
いて、移載ヘッドへ向って光源の光を照射しながらカメ
ラで電子部品を認識するので、光が電子部品にも当りや
すく、光が電子部品に当るとその反射光がカメラに入射
して明るく認識されるので、電子部品の位置や形状等を
正しいシルエットとして認識しにくい。このため、電子
部品の品種、すなわち電子部品の寸法や形状などに対応
していくつかの光源の配設態様を用意し、電子部品の品
種などに応じて使用する光源の配設態様を使い分けねば
ならない。したがって電子部品認識ステージに複数の光
源が配設されるため、光源の個数が増大するなどして広
い光源の設置スペースが必要となり、装置全体が大型化
する。第２には、光源の配設態様が多くなると、１つの
配設態様の背板に光をむらなく均一に照射することが困
難となる。その結果、ある１つの配設態様の光源の光を
背板に照射して光を散乱させた場合、散乱光の強度に場
所的なばらつきが生じやすくなったり、局所的に強く光
が散乱して電子部品の背景がキラッと光り、電子部品の
シルエットを正しく認識しにくい場合が生じる。

【０００５】そこで本発明は、電子部品の認識を正しく
行うことができる認識手段を備えた電子部品実装装置お
よび電子部品実装方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子部品を保
持するノズルを有する移載ヘッドと、移載ヘッドを電子
部品認識ステージや電子部品実装ステージを含む作業ス
テージ間を移動させる移動テーブルとを備えた電子部品
実装装置であって、前記ノズルに保持された電子部品の
背後に蓄光部材を配置し、また前記電子部品認識ステー
ジとは別の位置に前記蓄光部材に光を照射して蓄光させ
る光源を設けたことを特徴とする電子部品実装装置であ
る。

【０００７】また好ましくは、前記蓄光部材が透明な蓄
光ガラスであり、この蓄光ガラスに暗色の背膜を施し、
また前記電子部品認識ステージが、前記ノズルに保持さ
れた電子部品へ向って光を照射する光源を備えた。

【０００８】また本発明は、電子部品を保持するノズル
を有し、このノズルに保持された電子部品の背後に蓄光
部材を配置して成る移載ヘッドを用いた電子部品実装方
法であって、前記蓄光部材に光を照射して蓄光させる工
程と、移載ヘッドを電子部品認識ステージへ移動させ
て、前記蓄光部材を明るい背景とする電子部品のシルエ
ットをカメラにより認識する工程と、この認識結果に基
づいて電子部品の位置ずれを補正してワークに実装する
工程と、を含むことを特徴とする電子部品実装方法であ
る。

【０００９】また本発明は、電子部品を保持するノズル
を有し、このノズルに保持された電子部品の背後に透明
な蓄光ガラスに暗色の背膜を施した蓄光部材を配置して
成る移載ヘッドを用いた電子部品実装方法であって、移
載ヘッドを蓄光ステージへ移動させる工程と電子部品認
識ステージへ移動させる工程とを含み、電子部品の黒い
シルエットを認識するときは前記蓄光ステージの光源を
点灯して前記蓄光ガラスに蓄光させ、かつ前記電子部品
認識ステージの光源を消灯して前記蓄光ガラスを明るい
背景としてカメラにより電子部品を認識し、また電子部
品の電極を明るく認識するときは前記蓄光ステージの光
源を消灯し、かつ前記電子部品認識ステージの光源を点
灯して前記蓄光ガラスを暗い背景としてカメラにより前
記電子部品の電極を認識することを特徴とする電子部品
実装方法である。

【００１０】上記構成において、電子部品をノズルに保
持する移載ヘッドは蓄光ステージへ移動し、そこで蓄光
部材に光を照射する。次いで移載ヘッドは電子部品認識
ステージへ移動し、カメラで電子部品を認識する。この
とき蓄光部材は明るく輝くので、電子部品の黒いシルエ
ットを明瞭に認識することができる。また蓄光部材を透
明な蓄光ガラスとし、この蓄光ガラスに暗色の背膜を施
すことにより、蓄光ステージの光源を消灯し、かつ電子
部品認識ステージの光源を点灯すれば、電子部品の黒い
シルエットの認識だけでなく、暗い背景の中に電子部品
の電極を明るく認識することもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１は本発明の
実施の形態１の電子部品実装装置の側面図、図２は同移
載ヘッドの側面図、図３および図４は同電子部品の認識
図である。

【００１２】まず、図１を参照して電子部品実装装置の
全体構造を説明する。図１において、移動テーブル１に
は移載ヘッド２が装着されている。移載ヘッド２は移動
テーブル１が作動することにより作業エリアを移動す
る。移動テーブルとしては、ＸＹ（水平移動）テーブル
やロータリー（回転）テーブルなどがある。

【００１３】移載ヘッド２はノズル３を有している。ノ
ズル３は移載ヘッド２の下方へ突出しており、その下端
部に電子部品Ｐを真空吸着して保持する。本形態の電子
部品Ｐは角形チップであり、その両側部に電極Ｅを有し
ている。電子部品としては、リードやバンプ等の電極を
備えたパッケージ部品も対象となる。

【００１４】移載ヘッド２の下部には蓄光部材４が装着
されている。図２において、本形態の蓄光部材４は透明
な蓄光ガラスから成っており、その背面には暗色の背膜
５が施されている。背膜５は着色剤のコーティングや着
色板の装着・はさみ込みなどにより構成される。蓄光部
材４はノズル３の下端部に保持された電子部品Ｐの背後
に配置されており、カメラ（後述）で電子部品Ｐを認識
する際の背景・背板となるものである。蓄光部材は、こ
れに照射された光を蓄光し、しばらく明るく輝く性質を
有する物体である。蓄光部材としては、透明なガラスか
ら成るものの他に、不透明な素材から成るものも使用で
きる。

【００１５】図１において、移載ヘッド２の移動路に
は、電子部品供給ステージＡ、蓄光ステージＢ、電子部
品認識ステージＣ、実装ステージＤなどの作業ステージ
が異なる場所に順に設けられている。電子部品供給ステ
ージＡは、テーブル１０上に電子部品Ｐを備えており、
移載ヘッド２に電子部品Ｐを供給する。電子部品Ｐの供
給形態としては、テープフィーダ、チューブフィーダ、
バルクフィーダ、トレイフィーダなどがある。

【００１６】蓄光ステージＢには光源１１が設けられて
いる。光源１１は下方から蓄光部材４に光を照射して蓄
光させる。電子部品認識ステージＣには、ノズル３の下
端部に保持された電子部品Ｐを下方から認識するカメラ
１２と、移載ヘッド２へ向って下方から光を照射する光
源１３を備えている。蓄光部材４が紫外線によって励起
され蓄光し、光を放射する場合、光源１１から照射され
る光は、蓄光部材を励起しなければならないので短波長
の光が含まれることが必要である。例えば紫外線を出す
ＵＶランプや紫外線を含む水銀ランプまたは紫外域まで
波長をもつＬＥＤなどが光源として適している。また光
源１３から照射される光は、なるべく蓄光部材を励起し
ないような光である必要がある。たとえ光源１３からの
光で蓄光しても画像処理に影響しない程度でなければな
らない。光源としてはハロゲン光源や黄，赤色のＬＥＤ
などが適している。要は光源１１から照射される光は、
蓄光部材を充分に励起できるものであり、光源１３から
照射される光は、蓄光部材をなるべく励起しない性質で
なければならない。蓄光ステージＢは、電子部品認識ス
テージＤとは別の位置に設けているので、蓄光ステージ
Ｂの光源１１からの光がノズル３に保持された電子部品
Ｐに照射されても問題ない。したがって光を電子部品に
照射してはいけないという制約条件を無視して光源１１
を配置できるのでその分蓄光部材４への光の照射を均一
化することができる。なお蓄光ステージＢは１ヶ所のみ
ならず複数ヶ所設けて必要に応じて使い分けや複数の蓄
光ステージで蓄光工程を分担する等してもよい。実装ス
テージＤには、基板１４を位置決めするテーブル１５を
備えている。テーブル１５としては、固定テーブルと可
動テーブルがある。固定テーブルの場合、電子部品Ｐの
位置ずれは、移動テーブル１による移載ヘッドのＸ方向
・Ｙ方向（水平方向）の移動ストロークを調整すること
により補正する。また可動テーブルの場合、電子部品Ｐ
の位置ずれは、可動テーブルを駆動して基板１４のＸ方
向・Ｙ方向の位置を調整することにより補正する。また
θ（水平回転）方向の位置ずれは、ノズル３や基板１４
をθ回転させることにより補正する。

【００１７】図１において、光源１１，１３は照明制御
部２０により点灯・消灯や光の強さを制御する。２１は
認識部であって、カメラ１２に接続されており、カメラ
１２に取り込まれた画像データを認識する。２２は制御
部であり、移動テーブル１などを制御する。

【００１８】この電子部品実装装置は上記のような構成
より成り、次に動作を説明する。まず、明るい背景の中
に電子部品Ｐの黒いシルエットを認識する場合について
説明する。図１において、移載ヘッド２は電子部品供給
ステージＡへ移動し、そこでノズル３に上下動作を行わ
せてノズル３の下端部に電子部品Ｐを真空吸着してピッ
クアップする。

【００１９】次に移載ヘッド２は蓄光ステージＢへ移動
する。そこで光源１１から蓄光部材４へ向って光が照射
され、蓄光部材４に蓄光させる。この場合、移載ヘッド
２は蓄光ステージＢで必ずしも移動を停止する必要はな
く、移動中の移載ヘッド２へ向って光源１１の光を照射
してもよい。図中、δは光の照射角度であって、電子部
品Ｐを含む広範囲に光は照射し、蓄光部材４に十分に蓄
光させる。なお光源１１は、移載ヘッド２がその上方に
移動してきたときだけ点灯させることが望ましい。

【００２０】次に移載ヘッド２は電子部品認識ステージ
Ｃへ移動し、カメラ１２により電子部品Ｐを認識する。
この場合、蓄光部材４は蓄光しているので明るく輝いて
おり、したがって光源１３は点灯させる必要はない。図
３は、このとき、カメラ１２のチェックエリアＣＡに取
り込まれた電子部品Ｐの画像を示している。蓄光部材４
はそのその全面が均一な明るさで明るく輝いているの
で、電子部品Ｐは明るい背景の中に黒いシルエットとし
てその形状が明瞭に認識される。

【００２１】次いで移載ヘッド２は実装ステージＤへ移
動し、電子部品Ｐを基板１４に実装する。この場合、カ
メラ１２による電子部品Ｐの認識結果に基づいて、電子
部品のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の位置ずれを補正したう
えで、電子部品Ｐを基板１４の所定の位置に実装する。

【００２２】電子部品を基板などのワークに実装する場
合、電子部品の電極をワークの回路パターンの電極に正
確に位置合わせして実装する必要がある。したがって電
子部品の認識はその電極について行われることも多い。
そこで次に、電子部品の電極の認識を行う場合の動作に
ついて説明する。

【００２３】図１において、移載ヘッド２は電子部品供
給ステージＡへ移動し、そこでノズル３の下端部に電子
部品Ｐ真空吸着してピックアップする。次に移載ヘッド
２は蓄光ステージＢでの蓄光作業を行わずに、電子部品
認識ステージＣへ移動する。したがってこの場合、蓄光
部材４は蓄光しておらず、明るく輝かない。電子部品認
識ステージＣにおいて、光源１３は点灯し、電子部品Ｐ
へ向って光を照射し、カメラ１２で電子部品Ｐを認識す
る。

【００２４】図４はこのときカメラ１２のチェックエリ
アＣＡに取り込まれた電子部品Ｐの画像を示している。
電極Ｅは光沢のある金属であり、したがって光源１３か
ら照射された光を下方へ強く反射する。一方、蓄光部材
４は蓄光されていないので、その背膜５がカメラ１２に
暗く認識される。したがって電極Ｅは暗い背景の中に明
るく認識されることとなる。次に移載ヘッド２は実装ス
テージＤへ移動し、上記の場合と同様に電子部品Ｐの位
置ずれを補正したうえで、電子部品Ｐを基板１４に実装
する。

【００２５】本実施の形態では、電子部品Ｐをノズル３
で吸着した後、蓄光ステージＤで蓄光部材４への蓄光を
行っているが、電子部品を吸着する前に蓄光を行っても
よい。

【００２６】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の
形態２の電子部品実装装置の移載ヘッドの側面図であ
る。本形態の蓄光部材４’は不透明なガラスなどの素材
から成っており、またその背面には背膜５は施されてい
ない。

【００２７】この形態２では、図３に示す電子部品Ｐの
黒いシルエットの認識のみを行い、図４に示す電極Ｅの
認識は行わない。図３に示す認識のための動作は実施の
形態１と同様であるので、説明は省略する。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、移
載ヘッドのノズルに保持された電子部品の黒いシルエッ
トを明瞭に認識し、位置精度よくワークに実装すること
ができる。また蓄光部材として透明な蓄光ガラスを用
い、かつこれに暗色の背膜を施すことにより、暗い背景
の中に電子部品の電極を明るく明瞭に認識することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の側
面図

【図２】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の移
載ヘッドの側面図

【図３】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の電
子部品の認識図

【図４】本発明の実施の形態１の電子部品実装装置の電
子部品の認識図

【図５】本発明の実施の形態２の電子部品実装装置の移
載ヘッドの側面図

【符号の説明】

１ 移動テーブル ２ 移載ヘッド ３ ノズル ４，４’ 蓄光部材 ５ 背膜 Ａ 電子部品供給ステージ Ｂ 蓄光ステージ Ｃ 電子部品認識ステージ Ｄ 実装ステージ Ｅ 電極 Ｐ 電子部品

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子部品を保持するノズルを有する移載ヘ
   ッドと、移載ヘッドを電子部品認識ステージや電子部品
   実装ステージを含む作業ステージ間を移動させる移動テ
   ーブルとを備えた電子部品実装装置であって、前記ノズ
   ルに保持された電子部品の背後に蓄光部材を配置し、ま
   た前記電子部品認識ステージとは別の位置に前記蓄光部
   材に光を照射して蓄光させる光源を設けたことを特徴と
   する電子部品実装装置。
2. 【請求項２】前記蓄光部材が透明な蓄光ガラスであり、
   この蓄光ガラスに暗色の背膜を施し、また前記電子部品
   認識ステージが、前記ノズルに保持された電子部品へ向
   って光を照射する光源を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の電子部品実装装置。
3. 【請求項３】電子部品を保持するノズルを有し、このノ
   ズルに保持された電子部品の背後に蓄光部材を配置して
   成る移載ヘッドを用いた電子部品実装方法であって、前
   記蓄光部材に光を照射して蓄光させる工程と、移載ヘッ
   ドを電子部品認識ステージへ移動させて、前記蓄光部材
   を明るい背景とする電子部品のシルエットをカメラによ
   り認識する工程と、この認識結果に基づいて電子部品の
   位置ずれを補正してワークに実装する工程と、を含むこ
   とを特徴とする電子部品実装方法。
4. 【請求項４】電子部品を保持するノズルを有し、このノ
   ズルに保持された電子部品の背後に透明な蓄光ガラスに
   暗色の背膜を施した蓄光部材を配置して成る移載ヘッド
   を用いた電子部品実装方法であって、移載ヘッドを蓄光
   ステージへ移動させる工程と電子部品認識ステージへ移
   動させる工程とを含み、電子部品の黒いシルエットを認
   識するときは前記蓄光ステージの光源を点灯して前記蓄
   光ガラスに蓄光させ、かつ前記電子部品認識ステージの
   光源を消灯して前記蓄光ガラスを明るい背景としてカメ
   ラにより電子部品を認識し、また電子部品の電極を明る
   く認識するときは前記蓄光ステージの光源を消灯し、か
   つ前記電子部品認識ステージの光源を点灯して前記蓄光
   ガラスを暗い背景としてカメラにより前記電子部品の電
   極を認識することを特徴とする電子部品実装方法。