JP2003133799A - 電子部品実装装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移載ヘッドと部品認識用のカメラを一体的移
動させながら、電子部品の良好な画像を効率よく撮像で
きる電子部品実装装置を提供する。 【解決手段】 移載ヘッドによって電子部品を基板に移
送搭載する電子部品実装装置において、電子部品Ｐを吸
着ノズル９ａを備えた移載ヘッド９と、撮像面を下方に
して配設された複数のカメラ１０ａを備えたカメラユニ
ット１０とを一体的に反射部１１の上方で移動させ、電
子部品Ｐの反射光を対物入射鏡１２，中間反射鏡１３，
対カメラ入射鏡１４によって順次反射し、カメラ１０ａ
に入射させる。このとき、対物入射鏡１２に対して垂直
上方から入射した光が対カメラ反射鏡１４からカメラ１
０ａに対して垂直下方から入射するように配置する。こ
れにより、反射部１１とカメラユニット１０との相対位
置に関係なく、またカメラユニット１０を停止させるこ
となく正しい画像を撮像することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップなど
の電子部品を基板に実装する電子部品実装装置に関する
ものである。 【０００２】 【従来の技術】半導体チップなどの電子部品を基板に実
装する際の所要位置精度の高度化に伴い、実装時の電子
部品と基板の位置ずれを画像認識によって補正する方法
が広く用いられる。この方法は、電子部品の実装に先立
って移載ヘッドに保持された状態の電子部品をカメラで
撮像して電子部品を認識し、この認識により得られた位
置検出結果に基づいて部品搭載時の位置補正を行うもの
である。 【０００３】この部品撮像において、従来より一般に用
いられていた固定カメラによる撮像、すなわち部品を保
持した移載ヘッドを固定カメラの上方まで移動させ、下
方より部品を撮像する方法に替えて、部品撮像用のカメ
ラを移載ヘッドと隣接させて一体的に移動させる方法が
知られている。この方法は、一体化されたカメラと移載
ヘッドを上向きの反射面を備えた反射部上に移動させ
て、下向き状態の電子部品を撮像面を下向きにして配置
されたカメラによって撮像するものである。この方法に
よれば、部品ピックアップ後に移載ヘッドが部品認識の
ために固定カメラの上方まで移動する必要がなく、移動
距離を短縮して実装効率を向上させることができるとい
う利点がある。 【０００４】このような反射部の構成例として、特開平
６−２１６５６８号公報に示す例や、特開平８−７８８
９５号公報に示す例などが挙げられる。前者は、上向き
の反射面を有する１枚の反射鏡に対してカメラを傾斜し
て配置し、撮像対象から入射した光が反射鏡によって斜
め方向に反射されてカメラに入射するようにしたもので
ある。また後者は、互いに反射面を内側に向けた状態で
反対方向に傾斜した２枚の反射鏡の上方に撮像対象とカ
メラとを平行状態で位置させ、撮像対象からの光を２枚
の反射鏡で２回反射することにより、カメラに対して入
射させるようにしたものである。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、撮像に際して以下のような不都合があっ
た。まず前者の傾斜した１枚の反射鏡による場合には、
移載ヘッドが反射鏡に対して相対移動するにつれて撮像
対象からカメラに至る光路長が変化し、取得画像の大き
さが変化するとともに画像のピントが瞬間的にしか合わ
ないという欠点がある。また後者の２枚の反射鏡による
場合には、撮像の度にカメラと移載ヘッドを反射部の上
方で一時的に停止させる必要があった。このように、従
来の移載ヘッドと部品認識用のカメラとを一体的に移動
させる方法においては、良好な画像を効率よく撮像する
ことが困難であるという問題点があった。 【０００６】そこで本発明は、移載ヘッドと部品認識用
のカメラを一体的移動させながら、電子部品の良好な画
像を効率よく撮像することができる電子部品実装装置を
提供することを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】請求項１記載の電子部品
実装装置は、部品供給部から移載ヘッドによって電子部
品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた
基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、電子部
品を吸着して保持する吸着ノズルを備えた移載ヘッド
と、この移載ヘッドを前記部品供給部と位置決め部との
間で移動させる移動手段と、前記移載ヘッドに隣接して
撮像面を下方にして配設され移載ヘッドと一体的に移動
するカメラと、前記部品供給部と基板位置決め部との間
に配置され前記吸着ノズル位置周囲の撮像対象からの反
射光を反射して前記カメラに入射させる反射部と、前記
カメラによって取り込まれた画像データを画像処理する
ことにより電子部品を認識する認識処理手段とを備え、
前記反射部は、上向きの第１の反射面を有し前記撮像対
象からの反射光が入射する対物入射鏡と、下向きの第２
の反射面を有し前記第１の反射面からの反射光が入射す
る中間反射鏡と、上向きの第３の反射面を有し前記第２
の反射面からの反射光が入射しこの入射光を反射して前
記カメラに入射させる対カメラ反射鏡とを備え、前記対
物入射鏡に対して垂直上方から入射した光が対カメラ反
射鏡からカメラに対して常に垂直下方から入射するよう
に、前記第１の反射面、第２の反射面および第３の反射
面が配置されている。 【０００８】本発明によれば、移載ヘッドに保持された
電子部品からの光を隣接して配置された部品認識用のカ
メラに入射させる反射部を、垂直上方から入射した光が
カメラに対して常に垂直下方から入射するように、第１
の反射面、第２の反射面および第３の反射面を配置する
ことにより、反射部とカメラとの相対位置に関係なく、
またカメラを停止させることなく正しい画像を撮像する
ことができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の電子
部品実装装置の平面図、図２（ａ）は本発明の一実施の
形態の電子部品実装装置の移載ヘッドおよびカメラの側
面図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態の電子部品実
装装置の移載ヘッドおよびカメラの下面図、図３、図４
は本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部品撮像
用の反射部の構成を示す断面図、図５は本発明の一実施
の形態の電子部品実装装置における部品撮像動作の説明
図である。 【００１０】まず図１を参照して電子部品実装装置の構
造を説明する。図１において、基台１の中央部にはＸ方
向に搬送路２が配設されている。搬送路２は基板３を搬
送し所定位置において基板３を位置決めする。したがっ
て搬送路２は基板位置決め部となっている。搬送路２の
両側には、電子部品を供給する部品供給部４が配置され
ている。それぞれの部品供給部４には、多数のパーツフ
ィーダ５がＸ方向に配列されている。パーツフィーダ５
は電子部品を収蔵し、以下に説明する移載ヘッドに電子
部品を供給する。 【００１１】基台１上面の両側端部には２基のＹ軸テー
ブル６Ａ，６Ｂが平行に配設されており、Ｙ軸テーブル
６Ａ，６Ｂには移動ブロック８が装着されたＸ軸テーブ
ル７が架設されている。Ｘ軸テーブル７は、Ｙ軸テーブ
ル６Ａ，６Ｂによって移動する移動ビームであり、移動
ブロック８には移載ヘッド９およびカメラユニット１０
が装着されている。 【００１２】Ｙ軸テーブル６Ａ，６ＢおよびＸ軸テーブ
ル７を駆動することにより移動ブロック８は水平移動
し、移載ヘッド９によって部品供給部４に配列されたパ
ーツフィーダ５のピックアップ位置から電子部品をピッ
クアップして基板３上へ移送搭載する。部品供給部４と
搬送路２との間には、反射部１１がパーツフィーダ５の
配列範囲を含んだ配置幅で配置されており、移載ヘッド
９によって電子部品をピックアップした移動ブロック８
が、搬送路２に位置決めされた基板３の上方へ移動する
際に反射部１１を通過することにより、移載ヘッド９に
保持された電子部品をカメラユニット１０によって撮像
する。 【００１３】次に図２を参照して、移載ヘッド９および
カメラユニット１０について説明する。図２において移
動ブロック８には、移載ヘッド９およびカメラユニット
１０が配設されている。移載ヘッド９は、Ｘ軸テーブル
７によって部品供給部４におけるパーツフィーダ５の配
列方向（Ｘ方向）に移動し、移載ヘッド９が備えた複数
の吸着ノズル９ａによって電子部品Ｐを吸着して保持す
る。 【００１４】移載ヘッド９に隣接して、撮像面を下方に
して配設され移載ヘッド９と一体的に移動するカメラユ
ニット１０が配設されている。カメラユニット１０は、
図２（ｂ）の下面図（図２（ａ）のＡ−Ａ矢視）に示す
ように、吸着ノズル９ａの配列に対応して配置された複
数のカメラ１０ａを備えている。 【００１５】部品供給部４で電子部品をピックアップし
た移載ヘッド９が基板３の上方に移動する際には、図２
（ａ）に示すように反射部１１の上方を通過する。この
とき、吸着ノズル９ａに保持された撮像対象である電子
部品Ｐからの反射光は、下方の反射部１１の３つの反射
鏡によって３回反射されることにより上方に導光されて
カメラ１０ａに入射する。 【００１６】これにより、移載ヘッド９と一体的に移動
するカメラユニット１０によって、移載ヘッド９に保持
された電子部品Ｐを撮像することができる。撮像データ
は、認識処理手段である画像認識部１５に送られ、ここ
で画像データを画像処理することにより、撮像された電
子部品Ｐが認識される。移載ヘッド９によって電子部品
Ｐを基板３に実装する際には、この認識結果に基づい
て、電子部品Ｐを基板３の実装点に対して位置合わせす
る。 【００１７】ここで反射部１１の構成について、図３を
参照して説明する。反射部１１は、対物入射鏡１２，中
間反射鏡１３および対カメラ反射鏡１４の３つの反射鏡
より構成される。対物入射鏡１２は上向きの第１の反射
面１２ａを有し、第１の反射面１２ａには、図示しない
照明装置から照射され吸着ノズル９ａに保持された撮像
対象である電子部品Ｐによって反射された反射光（矢印
ａ）が入射する。 【００１８】中間反射鏡１３は下向きの第２の反射面１
３ａを有し、第２の反射面１３ａには第１の反射鏡１２
ａからの反射光（矢印ｂ）が入射する。対カメラ反射鏡
１４は上向きの第３の反射面１４ａを有し、第３の反射
面１４ａには第２の反射面からの反射光（矢印ｃ）が入
射する。そしてこの入射光は第３の反射面１４ａによっ
て上方に反射され、この反射光（矢印ｄ）はカメラ１０
ａに入射する。 【００１９】ここで、対物入射鏡１２，対カメラ反射鏡
１４はそれぞれ水平面に対する傾斜角度αで上広がり形
状に配置されており、中間反射鏡１３は、対物入射鏡１
２と対カメラ反射鏡１４の中間位置に水平に配置されて
いる。これにより、電子部品Ｐから垂直下方に進行して
対物入射鏡１２に法線角度αで入射した光は、図３
（ｂ）に示すように法線角度２αで中間反射鏡１３に入
射し、さらに対カメラ反射鏡１４に法線角度αで入射し
て上方に反射される。すなわち、対カメラ反射鏡１４か
らの反射光は、電子部品Ｐからの入射方向と平行の垂直
上方に反射されてカメラ１０ａに入射する。 【００２０】なお、図３では中間反射鏡１３を水平姿勢
で配置する例を示しているが、図４（ａ）に示すよう
に、対物入射鏡１２，中間反射鏡１３および対カメラ反
射鏡１４をそれぞれ傾斜角度α、β、γで配置するよう
にしても良い。すなわち、対物入射鏡１２および対カメ
ラ反射鏡１４の外側（中間反射鏡１３を中心にして外
側）をそれぞれ角度α、角度γだけ持ち上げる方向に傾
斜させ、中間反射鏡１３は、対物入射鏡１２側に角度β
だけ下げる方向に傾ける。このとき、３つの傾斜角度
α、β、γの間に、α＋β＝γの関係が成り立つような
設定とする。 【００２１】このような傾斜角度の設定により、図４
（ｂ）に示すように、第１の反射面１２ａに垂直上方か
ら入射した光（矢印ａ）の反射光（矢印ｂ）は、第２の
反射面１３ａによって垂直方向と２α＋２βの角度で反
射され（矢印ｃ）、第３の反射面１４ａによって上方に
反射される（矢印ｄ）。このとき、α＋β＝γの関係が
成り立つように各傾斜角度が設定されていることから、
矢印ａで示す入射光と矢印ｄで示す反射光とは平行な関
係にある。したがって、図４に示す場合においても、図
３に示す配置と同様に、対カメラ反射鏡１４からの反射
光は、電子部品Ｐからの対物入射鏡１２への入射方向と
平行の垂直上方に反射されてカメラ１０ａに入射するこ
とを示している。 【００２２】次に撮像動作について、図５を参照して説
明する。図５（ａ）は、移動ブロック８が移動すること
により、部品供給部４のパーツフィーダ５から複数の吸
着ノズル９ａによって電子部品Ｐを吸着して保持したピ
ックアップ工程後の移載ヘッド９が、搬送路２上に位置
決めされた基板３に向かってＹ方向に移動する部品移送
動作を示している。 【００２３】この部品移送途中において、１つの吸着ノ
ズル９ａが反射部１１の対物入射鏡１２上を移動してお
り、このとき、カメラユニット１０の複数のカメラ１０
ａのうち、前述の吸着ノズル９ａに対応したカメラ１０
ａが、対カメラ反射鏡１４の上方を移動している。そし
て吸着ノズル９ａに保持された電子部品Ｐからの反射光
は対物入射鏡１２に垂直下方から入射し、中間反射鏡１
３，対カメラ反射鏡１４によって順次反射され、垂直上
方に進んで上方に位置するカメラ１０ａに入射する。こ
れにより、電子部品Ｐはカメラ１０ａによって撮像され
る。 【００２４】この後、図５（ｂ）、（ｃ）に示すよう
に、移動ブロック８の移動に伴って吸着ノズル９ａおよ
びカメラ１０ａは一体的に移動するが、このとき電子部
品Ｐから反射される垂直下方への光は、反射部１１によ
って常に図５（ａ）に示す場合と同様の反射経路で反射
され、カメラ１０ａに入射する。すなわち、カメラユニ
ット１０による撮像に際し、移動ブロック８を停止する
必要がなく移動途中で撮像が行える。また上記構成の反
射部１１によれば、移動ブロック８と反射部１１の相対
位置に関係なく、撮像対象の電子部品Ｐからカメラに至
る光路長は常に一定に保たれ、したがって相対移動によ
るピントのずれや取得画像の大きさの変化が生じない。 【００２５】さらに、上記撮像動作において、電子部品
Ｐを保持した移載ヘッド９は、従来の固定配置されたカ
メラによる認識を行う場合のように電子部品の認識のた
めに特定経路をたどって移動する必要がない。このため
部品供給部４のいずれのパーツフィーダ５から電子部品
ピックアップを行った場合においても、移載ヘッド９は
最短経路で基板３上へ移動することができ、各実装ター
ンにおいて移載ヘッド９の移動時間を短縮して、タクト
タイムを短縮することができる。 【００２６】 【発明の効果】本発明によれば、移載ヘッドに保持され
た電子部品からの光を隣接して配置された部品認識用の
カメラに入射させる反射部を、垂直上方から入射した光
がカメラに対して常に垂直下方から入射するように、第
１の反射面、第２の反射面および第３の反射面を配置し
たので、反射部とカメラとの相対位置に関係なく、また
カメラを停止させることなく正しい画像を撮像すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の平
面図 【図２】（ａ）本発明の一実施の形態の電子部品実装装
置の移載ヘッドおよびカメラの側面図（ｂ）本発明の一
実施の形態の電子部品実装装置の移載ヘッドおよびカメ
ラの下面図 【図３】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
品撮像用の反射部の構成を示す断面図 【図４】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置の部
品撮像用の反射部の構成を示す断面図 【図５】本発明の一実施の形態の電子部品実装装置にお
ける部品撮像動作の説明図 【符号の説明】 ３ 基板 ４ 部品供給部 ５ パーツフィーダ ８ 移動ブロック ９ 移載ヘッド ９ａ 吸着ノズル １０ カメラユニット １０ａ カメラ １１ 反射部 １２ 対物入射鏡 １２ａ 第１の反射面 １３ 中間反射鏡 １３ａ 第２の反射面 １４ 対カメラ反射鏡 １４ａ 第３の反射面 １５ 画像認識部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】部品供給部から移載ヘッドによって電子部
   品をピックアップして基板位置決め部に位置決めされた
   基板に移送搭載する電子部品実装装置であって、電子部
   品を吸着して保持する吸着ノズルを備えた移載ヘッド
   と、この移載ヘッドを前記部品供給部と位置決め部との
   間で移動させる移動手段と、前記移載ヘッドに隣接して
   撮像面を下方にして配設され移載ヘッドと一体的に移動
   するカメラと、前記部品供給部と基板位置決め部との間
   に配置され前記吸着ノズル位置周囲の撮像対象からの反
   射光を反射して前記カメラに入射させる反射部と、前記
   カメラによって取り込まれた画像データを画像処理する
   ことにより電子部品を認識する認識処理手段とを備え、
   前記反射部は、上向きの第１の反射面を有し前記撮像対
   象からの反射光が入射する対物入射鏡と、下向きの第２
   の反射面を有し前記第１の反射面からの反射光が入射す
   る中間反射鏡と、上向きの第３の反射面を有し前記第２
   の反射面からの反射光が入射しこの入射光を反射して前
   記カメラに入射させる対カメラ反射鏡とを備え、前記対
   物入射鏡に対して垂直上方から入射した光が対カメラ反
   射鏡からカメラに対して常に垂直下方から入射するよう
   に、前記第１の反射面、第２の反射面および第３の反射
   面が配置されていることを特徴とする電子部品実装装
   置。