JP2003258500A - 部品装着確認方法および部品装着確認装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ビームを用いて部品が装着されているか否
かを検出する部品装着確認方法および装置において、誤
検知が生じないようにする。 【解決手段】 基板Ｓの装着面Ｓａの部品Ｐが装着され
る位置に薄板状の光ビームＬＢを照射し、この光ビーム
が当たって生じるライン光Ｌを観察することにより装着
面への部品の装着の有無を判断するものにおいて、光ビ
ームはその中心面が装着面に対しほゞ直交するように照
射し、ライン光の観察は光ビームの中心面から離れた位
置より行う。光ビームは斜め上方から装着面を照射し、
光ビームの照射およびライン光の観察は、部品を装着面
に装着する動作が終了した直後に行うのがよい。上記照
射および観察は部品を装着面に装着する動作の開始直前
および終了直後に行ってもよく、その場合の部品装着の
有無の判断は、装着動作の前後に得られたライン光の画
像を比較することにより行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品を基板に
実装してプリント回路基板を製造する技術などにおい
て、部品が装着面に装着されたか否かを確認する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品を基板に実装するには、基板の
所定位置に予めクリームハンダあるいは熱硬化性の接着
剤をスクリーン印刷などにより塗布し、その位置に電子
部品を装着し加熱してハンダ付けあるいは接着してい
る。接着剤の場合はＵＶ硬化性の接着剤を使用し、紫外
線照射により硬化させて接着することも行われている。
基板上の所定位置に対する各電子部品の装着には、ロー
タリータイプまたはガントリータイプの装着機が使用さ
れるが、何れの場合にも装着機の一部である装着ヘッド
により吸着保持して基板上に搬入した電子部品を基板の
装着面に移し換えることにより行っている。

【０００３】この移し換えの際に電子部品が装着ヘッド
から離れずにそのまま運び去られて、その電子部品が基
板に装着されないというエラーが生じることがある。そ
の場合はプリント回路基板は部品不足の不良品となり、
これを発見するにはその後に全ての電子部品の装着検査
をまとめて行う必要がある。また電子部品を吸着したま
ま運び去った装着ヘッドは、次の部品装着サイクルの部
品吸着ステーションで次の電子部品を吸着しようとする
が、電子部品を重ねて吸着することになるので電子部品
を破損したり装着ヘッドに故障を生じたりするおそれが
ある。

【０００４】このような問題を解決する手段としては、
出願人が先に提案した特願平９−２１６７４号（特開平
１０−２２４０９９号公報参照）の技術がある。これは
装着ヘッドにより装着面Ｓａに電子部品を装着した直後
に、図７および図８に示すように、装着した電子部品Ｐ
に斜め上方からレーザ光射出装置１からの薄板状のレー
ザビームＬＢを照射し、このレーザビームＬＢが電子部
品Ｐまたは装着面Ｓａに当たって生じたライン光Ｌを反
対側の斜め上方に設けたカメラ２により観察することに
より電子部品Ｐが装着面Ｓａに装着されたか否かを判断
するものである。このレーザ光射出装置１は、図に示す
ように、薄板状のレーザビームＬＢの中心面が装着面Ｓ
ａに対し相当傾斜するように配置されている。

【０００５】正常な状態では図７および図８(a1)に示す
ように、レーザビームＬＢは基板Ｓの装着面Ｓａに装着
された電子部品Ｐの上面とその両側の装着面Ｓａに当た
って、電子部品Ｐの上面上の部分Ｌａと電子部品Ｐの両
側の装着面Ｓａ上の部分Ｌｂよりなるライン光Ｌを生じ
る。このライン光Ｌをカメラ２により観察すれば、図８
(a2)に示すように、中央の部分Ｌａと両側の部分Ｌｂに
段差があるライン光Ｌの画像が得られる。一方、電子部
品Ｐが装着されていなければ装着面Ｓａに当たった単純
な一直線のライン光Ｌの画像が得られるだけであるの
で、カメラ２により得られたライン光Ｌの画像が上述の
ような段差があるものであることを確認することによ
り、電子部品Ｐが装着面Ｓａに装着されていることを検
出することができる。これにより部品不足によるプリン
ト回路基板の不良を部品装着工程で発見し、また電子部
品を重ねて吸着することによる電子部品の破損や装着ヘ
ッドの故障を防止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電子部品Ｐを装着する
基板Ｓは、通常は図２および図３に示すように両側部を
ＸＹテーブル１７に支持しているので、基板Ｓの平坦度
のばらつきにより装着される電子部品Ｐには高さ方向の
位置のばらつきが生じる。上述した従来技術による電子
部品Ｐが装着されたか否かを判断する技術では、装着面
Ｓａに対するレーザビームＬＢの中心面の傾斜角を直角
よりもある程度小さくする必要があるので、電子部品Ｐ
に高さ方向位置のばらつきが生じると、電子部品Ｐの上
面に生じるライン光Ｌの部分Ｌａは位置が変化する。そ
してこのばらつきが大きくなってレーザビームＬＢが電
子部品Ｐの上面から外れると電子部品Ｐの装着の有無に
ついて誤検知が生じるという問題がある。

【０００７】すなわち、基板Ｓの装着面Ｓａが設計上の
位置である基準位置Ｓａ0 よりある程度以上下がると、
図８(b1)に示すように、レーザビームＬＢは電子部品Ｐ
の上面から外れて全て装着面Ｓａに当たるので、カメラ
２により観察したライン光Ｌの画像は、図８(b2)に示す
ように、電子部品Ｐが装着されなかった場合と同じ単純
な一直線となる。また基板Ｓの装着面Ｓａが設計上の位
置である基準位置Ｓａ0 よりある程度以上上がると、図
８(c1)に示すように、電子部品Ｐの上面から外れたレー
ザビームＬＢは電子部品Ｐの側面に当たってレーザ光射
出装置１側に戻されるので、カメラ２により観察したラ
イン光Ｌの画像は、図８(c2)に示すように、電子部品Ｐ
の両側の部分Ｌｂだけとなる。そしてこの何れの場合に
も、電子部品Ｐが装着されているにもかかわらず装着さ
れていないと判断する誤検知を生じるという問題があ
る。

【０００８】本発明は、部品が装着面に装着されている
か否かを検出する薄板状の光ビームを、その中心面が前
記装着面Ｓａに対しほゞ直交するように照射することに
より、部品に高さ方向位置のばらつきが生じても光ビー
ム（レーザビーム）が部品の上面から外れないようにし
て部品の装着の有無について誤検知が生じないようにす
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る部品装着確認方法は、基板の装着面の部品が装着され
る位置に薄板状の光ビームを照射し、この光ビームが当
たって生じるライン光を観察することにより部品が装着
面に装着されたか否かを判断する部品装着確認方法にお
いて、薄板状の光ビームはその中心面が装着面に対しほ
ゞ直交するように照射し、ライン光の観察は光ビームの
中心面から離れた位置より行うことを特徴とするもので
ある。

【００１０】前項に記載の部品装着確認方法における光
ビームは斜め上方から装着面を照射し、光ビームの照射
およびライン光の観察は部品を装着面に装着する動作が
終了した直後に行うことが好ましい。

【００１１】前２項に記載の部品装着確認方法は、光ビ
ームの照射およびライン光の観察は部品を装着面に装着
する動作の開始直前および終了直後に行い、部品が装着
されたか否かの判断は部品の装着動作の前後における観
察により得られたライン光の画像を比較することにより
行うことが好ましい。

【００１２】前項に記載の部品装着確認方法は、光ビー
ムは薄板状のものに代えて細い棒状のものとして斜め上
方から装着面を照射し、部品が装着されたか否かの判断
は部品の装着動作の前後における観察により得られた細
い棒状の光ビームによるスポット光の位置を比較するこ
とにより行うようにしてもよい。

【００１３】前々項に記載の部品装着確認方法は、光ビ
ームは薄板状のものに代えて円錐状に広がるものとして
斜め上方から装着面を照射し、この照射部分の観察は装
着面と直交する方向から見て光ビームから離れた位置よ
り行い、部品が装着されたか否かの判断は部品の装着動
作の前後における観察により得られた円錐状の光ビーム
による画像を比較することにより行うようにしてもよ
い。

【００１４】本発明による部品装着確認方法は、基板の
装着面の部品が装着される位置付近を観察することによ
り部品が装着面に装着されたか否かを判断する部品装着
確認方法において、観察を行う観察装置は複数個として
装着面と直交する方向から見て互いに異なる方向から装
着面の部品が装着される位置付近を観察することを特徴
とするものである。

【００１５】また本発明による部品装着確認装置は、基
板の装着面の部品が装着される位置に薄板状の光ビーム
を照射する光射出装置と、光ビームが当たって生じるラ
イン光を観察する観察装置を備えてなる、部品が装着面
に装着されたか否かを判断する部品装着確認装置におい
て、光射出装置は薄板状の光ビームの中心面が装着面に
対しほゞ直角に照射されるように配置し、観察装置は光
ビームの中心面から離れた位置に配置したことを特徴と
するものである。

【００１６】前項に記載の部品装着確認装置は、部品を
搬入して装着面に装着する装着ヘッドをさらに備えたも
のとし、光射出装置は光ビームが斜め上方から装着面を
照射するように配置し、光射出装置および観察装置は装
着ヘッドによる部品の装着動作が終了した直後に作動し
て光ビームの照射およびライン光の観察を行うものとす
ることが好ましい。

【００１７】前２項に記載の部品装着確認装置の光射出
装置および観察装置は機枠に固定された部分にまたは装
着ヘッドに取り付けることが好ましい。

【００１８】

【発明の作用および効果】本発明の部品装着確認方法に
よれば、薄板状の光ビームをその中心面が装着面に対し
ほゞ直交するように照射し、またライン光の観察を光ビ
ームの中心面から離れた位置より行うようにしたので、
基板の平坦度のばらつきなどにより装着される電子部品
に高さ方向位置のばらつきが生じても光ビームが部品の
上面から外れることはない。これにより、部品が装着さ
れている限り薄板状の光ビームは常に装着面および部品
の上面の両方に当たって、装着面よりも高い部品の上面
上の部分と部品両側の装着面上の部分の高低二段よりな
るライン光を生じ、このライン光を光ビームの中心面か
ら離れた位置より観察することによりこのライン光が高
低二段であるか否かの確認を容易に行うことができる。
従って部品が装着面上に装着されているか否かの確認を
常に確実にかつ容易に行うことができる。

【００１９】光ビームは斜め上方から装着面を照射し、
光ビームの照射およびライン光の観察は部品を装着面に
装着する動作が終了した直後に行うようにした部品装着
確認方法によれば、部品を装着面上に装着した直後にそ
の位置において直ちに光ビームを照射して部品の装着の
有無を確認できるので、確認に要する時間を大幅に短縮
して生産性を向上させることができる。

【００２０】光ビームの照射およびライン光の観察は部
品を装着面に装着する動作の開始直前および終了直後に
行い、部品が装着されたか否かの判断は部品の装着動作
の前後における観察により得られたライン光の画像を比
較することにより行うようにした部品装着確認方法によ
っても、前各項の部品装着確認方法と同様、部品が装着
面上に装着されているか否かの確認を常に確実に、かつ
短い時間で行うことができる。

【００２１】光ビームは薄板状のものに代えて細い棒状
のものとして斜め上方から装着面を照射し、部品が装着
されたか否かの判断は部品の装着動作の前後における観
察により得られた細い棒状の光ビームによるスポット光
の位置を比較することにより行うようにした部品装着確
認方法によっても、前各項の部品装着確認方法と同様、
部品が装着面上に装着されているか否かの確認を常に確
実に、また短い時間で行うことができる。

【００２２】光ビームは薄板状のものに代えて円錐状に
広がるものとして斜め上方から装着面を照射し、この照
射部分の観察は装着面と直交する方向から見て光ビーム
から離れた位置より行い、部品が装着されたか否かの判
断は部品の装着動作の前後における観察により得られた
円錐状の光ビームによる画像を比較することにより行う
ようにした部品装着確認方法によっても、前各項の部品
装着確認方法と同様、部品が装着面上に装着されている
か否かの確認を常に確実に、また短い時間で行うことが
できる。

【００２３】基板の装着面の部品が装着される位置付近
を観察することにより部品が装着面に装着されたか否か
を判断する部品装着確認方法において、観察を行う観察
装置は複数個として装着面と直交する方向から見て互い
に異なる方向から装着面の部品が装着される位置付近を
観察するようにした部品装着確認方法によれば、部品の
形状を立体的に捕らえることができるので、前各項の部
品装着確認方法と同様、部品が装着面上に装着されてい
るか否かの確認を常に確実に、また短い時間で行うこと
ができるのに加えて、電子部品の装着精度や形状が適切
であるか否かの判断もでき、不良基板の生産を防ぐこと
ができる。

【００２４】また本発明の部品装着確認装置によれば、
光射出装置は薄板状の光ビームの中心面が装着面に対し
ほゞ直角に照射されるように配置し、観察装置は光ビー
ムの中心面から離れた位置に配置したので、基板の平坦
度のばらつきなどにより装着される電子部品に高さ方向
位置のばらつきが生じても光射出装置からの光ビームが
部品の上面から外れることはない。これにより、部品が
装着されている限り薄板状の光ビームは常に装着面およ
び部品の上面の両方に当たって、装着面よりも高い部品
の上面上の部分と部品両側の装着面上の部分の高低二段
よりなるライン光を生じ、またこのライン光を光ビーム
の中心面から離れた位置に配置した観察装置により観察
することによりこのライン光が高低二段であるか否かの
確認を容易に行うことができる。従って部品が装着面上
に装着されているか否かの確認を常に確実かつ容易に行
うことができる。

【００２５】部品を搬入して装着面に装着する装着ヘッ
ドをさらに備えたものとし、光射出装置を光ビームが斜
め上方から装着面を照射するように配置し、光射出装置
および観察装置は装着ヘッドによる部品の装着動作が終
了した直後に作動して光ビームの照射およびライン光の
観察を行うようにした部品装着確認装置によれば、部品
を装着面上に装着した直後にその位置において直ちに光
ビームを照射して部品の装着の有無を確認できるので、
確認に要する時間を大幅に短縮して生産性を向上させる
ことができる。

【００２６】光射出装置および観察装置を機枠に固定さ
れた部分に取り付けた部品装着確認装置は、部品の取付
位置が機枠に対し一定の位置となるロータリー式装着機
を用いた電子部品実装装置に使用するのに適している。
また光射出装置および観察装置を部品を保持する装着ヘ
ッドに取り付けた部品装着確認装置は、部品の取付位置
に装着ヘッドが移動するＸＹ移動式装着機を用いた電子
部品実装装置に使用するのに適している。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に図１〜図５により、第１の
実施の形態の説明をする。先ず図２および図３により、
第１の実施の形態の部品装着確認装置を備えた電子部品
実装装置の全体構造の説明をする。なお図２および図３
には、本発明の要部であるレーザ光射出装置（光射出装
置）５０は図示されていない。この電子部品実装装置
は、回転体３３を有するロータリータイプの装着機３０
と、この装着機３０の一側の部品供給部Ｂに電子部品Ｐ
を供給する部品供給装置２０と、装着機３０の他側に設
けられて基板Ｓを支持する基板支持装置１５を備えてい
る。装着機３０は、部品供給部Ｂに供給された電子部品
Ｐを、回転体３３の円周上に配置された装着ヘッド４０
により吸着保持して基板支持装置１５に支持された基板
Ｓに自動的に装着するものである。

【００２８】基板支持装置１５は、機枠１０に固定され
た基台１６に支持されてＸ軸およびＹ軸サーボモータ
（図示省略）により互いに直交する水平なＸＹの２方向
に移動されるＸＹテーブル１７を備えており、ＸＹテー
ブル１７により基板Ｓを水平に支持して所定位置に位置
決めするものである。部品供給装置２０は、図２および
図３に示すように、機枠１０に固定された部品供給テー
ブル２１によりＸ方向に移動可能に案内支持された移動
テーブル２２と、その上に取り付けられたカセット式フ
ィーダ２４よりなるものである。移動テーブル２２は、
下方に突出するナット２２ａとこれにねじ係合されてサ
ーボモータ２３により回転駆動される送りねじ２３ａに
よりＸ方向に往復動される。図示の実施の形態では、カ
セット式フィーダ２４が１組の場合を示したが、カセッ
ト式フィーダ２４は複数組をＸ方向に並べて移動テーブ
ル２２上に取り付けてもよい。

【００２９】カセット式フィーダ２４は、移動テーブル
２２上に固定された本体２５と、本体２５の後部に設け
られた供給リール２６と、本体２５の先端に設けられた
スプロケット２７を備えている。電子部品Ｐが所定ピッ
チで封入されて供給リール２６に巻回保持された細長い
テープ２９は、下側のテープ本体２９ａがスプロケット
２７により所定ピッチで引き出され、テープ本体２９ａ
を覆うカバーテープ２９ｂはカバー板２８の下側を通る
際にその前部に形成したスリット２８ａを通して引き剥
がされて巻取りリール２６ａにより巻き取られる。これ
によりテープ２９に封入された電子部品Ｐは、装着ヘッ
ド４０により取り出される毎に、カバーテープ２９ｂが
引き剥がされた状態で、部品取出位置となる本体２５の
先端部に順次送り込まれる。

【００３０】次に主として図３によりロータリータイプ
の装着機３０の説明をする。機枠１０に固定された略円
筒状の支持部材３１の下側には、鉛直な中心軸を有する
回転軸３２が同軸的に軸支されいる。回転軸３２は支持
部材３１に内蔵されるサーボモータにより、次に述べる
各移動部材３５が回転軸３２を中心として１回転を８等
分した８つのステーション（図４参照）に対応する位置
で停止するように間欠的に回転される。支持部材３１の
下部には外周に沿って突条よりなる立体カム３９が形成
され、立体カム３９の上側に沿って溝３９ａが形成され
ている。この立体カム３９には、部品供給部Ｂと対応す
る部品吸着ステーションおよび基板支持装置１５側とな
る部品装着ステーション（何れも図４参照）と対応する
位置に、後述する内側ローラ３７が通過可能な切欠き３
９ｂが形成されている。

【００３１】回転軸３２に固定された回転体３３の外周
に４５度間隔で固定された上下１対からなる８組のスラ
イダ３４には、それぞれ移動部材３５がレール３５ａを
介して回転体３３の回転軸線と平行なＺ方向に摺動自在
に案内支持されている。各移動部材３５の上端から上方
に延びるブラケット３６の上部には間をおいて上下各１
対の内側ローラ３７および外側ローラ３８が設けられ、
各内側ローラ３７は転動自在に上下から立体カム３９に
係合されている。また、部品吸着ステーションおよび部
品装着ステーションと対応する位置には、それぞれ装着
ヘッド昇降機構（図示省略）により作動される作動板４
３ａ，４３ｂが配置されている。装着機３０が作動され
れば各移動部材３５は回転体３３とともに回転軸３２の
中心軸回りに回転し、この回転に伴い立体カム３９によ
り上下動される。部品吸着ステーションおよび部品装着
ステーションでは、各外側ローラ３８は上下から作動板
４３ａ，４３ｂに係合され、内側ローラ３７は切欠き３
９ｂの位置となって立体カム３９との係合が離脱される
ので、装着ヘッド昇降機構を作動させて作動板４３ａ，
４３ｂを昇降することにより、各移動部材３５は昇降さ
れる。

【００３２】各移動部材３５の下端部には装着ヘッド４
０が上下軸線回りに回転自在に設けられてサーボモータ
４２により回転される。移動部材３５から突出する装着
ヘッド４０の下端には電子部品Ｐを吸着保持する吸着ノ
ズル４１が下方に突出して設けられている。各吸着ノズ
ル４１は、開閉弁を設けた管路を介して負圧供給源に接
続されている（何れも図示省略）。吸着ノズル４１は実
際には複数個設けて電子部品Ｐの種類により切換選択す
るようにしているが、図は１個のみを示している。

【００３３】図４に示すように、互いに１８０度位相が
異なる部品吸着ステーションと部品装着ステーションの
間には、フラックス塗布ステーションと画像認識ステー
ションとθ補正ステーションの３ステーションが４５度
間隔で設けられ、部品装着ステーションと部品吸着ステ
ーションの間には、θ戻しステーションと部品廃棄ステ
ーションとノズル切換ステーションが４５度間隔で設け
られている。

【００３４】部品装着ステーションには、本発明の要部
をなすレーザ光射出装置（光射出装置）５０およびカメ
ラ（観察装置）５１が設けられている。レーザ光射出装
置５０は薄板状のレーザビーム（光ビーム）ＬＢを発生
するものであり、主として図１および図４に示すよう
に、薄板状のレーザビームＬＢの中心面が部品装着ステ
ーションにおいて各装着ヘッド４０の吸着ノズル４１が
配置される円筒面と接する鉛直な平面と平行で吸着ノズ
ル４１の中心線を含む平面と一致するように配置されて
いる。レーザ光射出装置５０の光学系の中心線であって
レーザビームＬＢの中心面内に含まれる光軸ＬＣは、斜
め上方から電子部品Ｐの上面の中心付近に向かってお
り、これによりレーザビームＬＢは電子部品Ｐの装着位
置となる装着面Ｓａを斜め上方から照射している。この
レーザビームＬＢは基板Ｓの装着面Ｓａに装着された電
子部品Ｐとその両側の装着面Ｓａに当たって、電子部品
Ｐの上面上の部分Ｌａと電子部品Ｐの両側の装着面Ｓａ
上の部分Ｌｂと電子部品Ｐの側面上の部分Ｌｃよりなる
ライン光Ｌを生じる。

【００３５】カメラ５１は例えばＣＣＤカメラであり、
このレーザビームＬＢが当たって生じるライン光Ｌを撮
影するものであり、その光学系の中心線である光軸ＣＣ
が部品装着ステーションにおける吸着ノズル４１の中心
線と回転体３３の中心線を含む鉛直な平面内に内に含ま
れて、斜め上方から電子部品Ｐの上面の中心付近に向か
うように配置されている。この第１の実施の形態のレー
ザ光射出装置５０およびカメラ５１は、何れもブラケッ
ト（図示省略）を介して機枠１０に取り付けられてい
る。

【００３６】フラックス塗布ステーションの下側には、
装着ヘッド４０の吸着ノズル４１に吸着保持された電子
部品Ｐの端子に酸化膜除去作用を有するフラックスを塗
布するフラックス転写装置４５が設けられ、画像認識ス
テーションの下側には吸着ノズル４１に吸着保持された
電子部品Ｐの吸着保持状態を認識する撮像装置（例えば
ＣＣＤカメラ）４６が設けられている。

【００３７】次に上述した第１の実施の形態の作動の説
明をする。説明を簡略化するために、先ず１つの電子部
品Ｐについて、基板Ｓへの取り付け手順を説明する。電
子部品実装装置の制御装置は、先ず次に装着する電子部
品Ｐが供給されるカセット式フィーダ２４先端部の部品
取出位置を部品供給部Ｂに位置決めし、部品吸着ステー
ションにある移動部材３５を作動板４３ａにより下降上
昇させて、装着ヘッド４０下端の吸着ノズル４１の下端
に部品取出位置にあった電子部品Ｐを吸着保持する。次
いで回転体３３が回転してその装着ヘッド４０はフラッ
クス塗布ステーションに移動され、吸着保持された電子
部品Ｐがフラックスを塗布するものであればフラックス
転写装置４５を作動させてその下面にフラックスを塗布
した後、またフラックスを塗布するものでなければ塗布
することなく、その装着ヘッド４０は画像認識ステーシ
ョンに回転される。

【００３８】画像認識ステーションでは下側に設けた撮
像装置４６により吸着ノズル４１に吸着保持した電子部
品Ｐの画像認識を行って電子部品Ｐが吸着されているこ
とを確認し、また電子部品Ｐの中心位置のずれおよび保
持角度のずれを検出する。次いでその装着ヘッド４０は
θ補正ステーションに移動され、サーボモータ４２によ
り吸着ノズル４１中心回りの電子部品Ｐの角度が補正さ
れる。そしてその装着ヘッド４０は部品装着ステーショ
ンに回転され、ＸＹテーブル１７により基板Ｓの位置を
決めてから、作動板４３ｂにより移動部材３５が下降上
昇されて、吸着ノズル４１の下端に吸着保持されていた
電子部品Ｐが基板Ｓの装着面Ｓａ上の所定位置に移し換
えられ装着される。この後、その装着ヘッド４０は順次
回転され、θ戻しステーションで装着ヘッド４０の回転
角度を基準位置に戻し、吸着ノズル４１に電子部品Ｐが
吸着されて残っていた場合には部品廃棄ステーションで
その電子部品Ｐを廃棄し、ノズル切換ステーションでは
吸着ノズル４１を次に装着する電子部品Ｐに対応するも
のに切り換えて、次の作動に備える。

【００３９】部品装着ステーションにおいて吸着ノズル
４１に吸着保持していた電子部品Ｐを装着面Ｓａ上に移
し換えた後、その装着ヘッド４０が次のθ戻しステーシ
ョンに移動する前に、レーザ光射出装置５０およびカメ
ラ５１により、電子部品Ｐが装着面Ｓａ上に装着されて
いるか否かの確認を行う。電子部品Ｐが正常に装着され
ている状態では、移動部材３５とともに吸着ノズル４１
が上昇した直後にレーザ光射出装置５０を作動させれ
ば、照射されたレーザビームＬＢは、図１および図５(a
1)に示すように、装着された電子部品Ｐの中央付近とそ
の両側の装着面Ｓａに当たって、電子部品Ｐの上面の中
央付近を通る部分Ｌａと電子部品Ｐの両側の装着面Ｓａ
上の部分Ｌｂと電子部品Ｐの側面上の部分Ｌｃの３部分
よりなるライン光Ｌを生じ、このライン光Ｌをレーザビ
ームＬＢの中心面から側方に離れたカメラ５１により観
察すれば、図５(a2)に示すように、中央の部分Ｌａと両
側の部分Ｌｂに段差があるライン光Ｌの画像が得られ
る。なお、電子部品Ｐの側面に生じるライン光Ｌの部分
Ｌｃはカメラ５１では観察されず、また電子部品Ｐより
右側となるライン光Ｌ２と電子部品Ｐの間には多少の距
離が生じる。一方、電子部品Ｐが装着されていなければ
全長において装着面Ｓａに当たった単純な一直線のライ
ン光Ｌの画像が得られるだけである。

【００４０】従ってカメラ５１により得られたライン光
Ｌの画像が上述のような段差があるものであるか、単純
な一直線であるかを画像処理により判断する処理装置に
より、電子部品Ｐが装着面Ｓａに装着されているか否か
を判断することができる。そして電子部品Ｐが装着され
ていると判断された場合は制御装置は電子部品実装装置
による生産を続行し、電子部品Ｐが装着されていないと
判断された場合は制御装置は電子部品実装装置により自
動リカバリ装着を行うか、電子部品実装装置の作動を停
止させる。また、画像認識ステーションにおいて電子部
品Ｐが吸着されていることが確認されているにもかかわ
らず、部品装着ステーションにおいて電子部品Ｐが装着
されていないと判断された場合は、電子部品Ｐが吸着ノ
ズル４１から離れずに残っていると判断されるので、制
御装置は部品廃棄ステーションにおいて吸着ノズル４１
の先端から電子部品Ｐを離脱させて廃棄部品容器内に廃
棄する処置を行う。

【００４１】前述のように電子部品Ｐを装着する基板Ｓ
は、その平坦度のばらつきにより装着される電子部品Ｐ
に高さ方向位置のばらつきを生じるが、この実施の形態
による部品装着確認方法および部品装着確認装置では、
照射される薄板状のレーザビームＬＢの中心面は、水平
に支持された基板Ｓの装着面Ｓａと直交する鉛直面であ
るので、基板Ｓの平坦度のばらつきなどにより装着され
る電子部品Ｐに高さ方向位置のばらつきが生じてもレー
ザビームＬＢが部品の上面から外れることはない。すな
わち、図５(b1)に示すように基板Ｓの装着面Ｓａが設計
上の位置である基準位置Ｓａ0 にある場合（図１および
図５(a1)参照）より相当程度下がっても、レーザビーム
ＬＢは装着面Ｓａに対し直角であるので、図１の場合と
同様電子部品Ｐの上面の中央付近を通り、カメラ５１に
より観察されるライン光Ｌの画像は、図５(b2)に示すよ
うに、中央の部分Ｌａと両側の部分Ｌｂに段差があるラ
イン光Ｌの画像が得られる。同様に、基板Ｓの装着面Ｓ
ａが基準位置Ｓａ0 より相当程度上がっても、レーザビ
ームＬＢは電子部品Ｐの上面の中央付近を通り、カメラ
５１により観察されるライン光Ｌの画像は、中央の部分
Ｌａと両側の部分Ｌｂに段差があるライン光Ｌの画像が
得られる（図５(c1)、図５(c2)参照）。従って電子部品
Ｐに高さ方向位置のばらつきがあっても、前述した従来
技術のように、電子部品Ｐが装着されているにもかかわ
らず装着されていないと判断する誤検知を生じることは
ない。なお、照射される薄板状のレーザビームＬＢの中
心面は、基板Ｓの装着面Ｓａに対し厳密に直交させる必
要はなく、ほゞ直交させれば充分である。

【００４２】装着面Ｓａが下がった場合は、図５(b1)に
示すように、装着面Ｓａおよび電子部品Ｐに当たるレー
ザビームＬＢの範囲は全体として右にずれるので、電子
部品Ｐの両側となるライン光Ｌの部分Ｌｂは、図５(b2)
に示すように左側が短くなって右側が長くなり、右側の
ライン光Ｌ２と電子部品Ｐの間の距離は多少減少する。
また装着面Ｓａが下がった場合は、図５(c1)に示すよう
に、レーザビームＬＢの範囲は全体として左にずれるの
で、ライン光Ｌの部分Ｌｂは、図５(c2)に示すように右
側が短くなって左側が長くなり、右側のライン光Ｌ２と
電子部品Ｐの間の距離は多少増大する。しかしこのよう
な違いにより前述した判断が左右されることはない。

【００４３】以上は１つの電子部品Ｐにつき説明した
が、実際にはこの電子部品Ｐが部品吸着ステーションで
部品取出位置から吸着ノズル４１に吸着されているとき
には、その直前、２回前、３回前・・・に吸着ノズル４
１に吸着保持された各電子部品Ｐはそれぞれ、フラック
ス塗布ステーションにおいて必要ならばフラックスＦが
塗布され、画像認識ステーションにおいて画像認識がな
され、θ補正ステーションにおいて角度の補正がなさ
れ、部品装着ステーションにおいて基板Ｓ上の所定位置
への装着がなされている。従ってこの実施の形態では、
回転体３３が１／８回転する毎に１個の電子部品Ｐが基
板Ｓ上に装着されるとともに、装着ミスの有無が検出さ
れる。

【００４４】次に図６に示す第２の実施の形態の説明を
する。前述した第１の実施の形態では、カセット式フィ
ーダ２４により供給された電子部品Ｐをロータリータイ
プの装着機３０によりＸＹテーブル１７に支持された基
板Ｓに装着するものであるの対し、この第２の実施の形
態はトレイ６７により供給される電子部品ＰをＸＹ移動
式装着機６０により支持テーブル１８に支持された基板
Ｓに装着するものである点が相違している。

【００４５】第２の実施の形態の基板支持装置１５は、
機枠に取り付けられた支持テーブル１８により基板Ｓを
水平に支持するものである。供給される電子部品Ｐを支
持するトレイ６７は、支持テーブル１８の一側において
機枠に取り付けられた支持台１９上に設けられている。

【００４６】ＸＹ移動式装着機６０は、支持台１９と反
対側となる支持テーブル１８の一側において機枠に固定
されたベース６１と、このベース６１に支持されてＸ軸
サーボモータ（図示省略）により水平なＸ方向に移動さ
れる移動部材６２と、この移動部材６２に支持されてＹ
軸サーボモータ（図示省略）によりＸ方向と直交する水
平なＹ方向に移動される移動アーム６３と、この移動ア
ーム６３の先端部の下側に支持されてＺ軸サーボモータ
（図示省略）により鉛直なＺ方向に移動される装着ヘッ
ド６４を備えている。第１の実施の形態と同様、装着ヘ
ッド６４はサーボモータ（図示省略）によりＺ軸回りに
回転され、またその下端には吸着ノズル６５が設けられ
ている。

【００４７】装着ヘッド６４が取り付けられる移動アー
ム６３の先端部には、Ｘ方向に延びる第１ブラケット６
３ａとＹ方向に延びる第２ブラケット６３ｂが固定され
ている。この第２の実施の形態では、本発明の要部をな
すレーザ光射出装置５０およびカメラ５１は、各ブラケ
ット６３ａ，６３ｂの先端に取り付けられている。第１
の実施の形態と同様、レーザ光射出装置５０は、その薄
板状のレーザビームＬＢの中心面がＸ方向と平行で吸着
ノズル４１の中心線を含む平面と一致するように配置さ
れ、またカメラ５１は、その光軸ＣＣがＹ方向と平行で
吸着ノズル４１の中心線を含む鉛直な平面内に内に含ま
れて斜め上方から電子部品Ｐの上面の中心付近に向かう
ように配置されている。

【００４８】次にこの第２の実施の形態の作動の説明を
する。制御装置は、先ず移動部材６２および移動アーム
６３を作動させてトレイ６７上の次に取り出す電子部品
Ｐの位置に装着ヘッド６４を位置決めし、装着ヘッド６
４を下降上昇させて、その電子部品Ｐを吸着ノズル６５
の下端に吸着保持する。次いで制御装置は再び移動部材
６２および移動アーム６３を作動させて支持テーブル１
８により支持された基板Ｓの装着面Ｓａ上の装着位置に
装着ヘッド６４を位置決めし、装着ヘッド６４を下降上
昇させ、吸着ノズル４１の下端に吸着保持されていた電
子部品Ｐを基板Ｓの装着面Ｓａ上の所定位置に移し換え
て装着する。

【００４９】吸着ノズル４１に吸着保持さていた電子部
品Ｐを、このように装着面Ｓａ上の所定位置に移し換え
て吸着ノズル６５を上昇させた後、吸着ノズル６５をＸ
Ｙ方向に移動する前に、制御装置はレーザ光射出装置５
０とカメラ５１により、電子部品Ｐが装着面Ｓａ上に装
着されているか否かの確認を行う。前述した第１の実施
の形態と同様、レーザ光射出装置５０を作動させれば、
照射されたレーザビームＬＢは、図６に示すように、装
着された電子部品Ｐの中央付近とその両側の装着面Ｓａ
に当たってライン光Ｌを生じ、カメラ５１により観察し
たライン光Ｌが、図５(a2)，(b2)，(c2)に示すように中
央の部分Ｌａと両側の部分Ｌｂに段差があるものであれ
ば処理装置は電子部品Ｐが装着されていると判断し、そ
うでなければ処理装置は電子部品Ｐが装着されていない
と判断する。この判断は、前述と同様、電子部品Ｐに高
さ方向位置のばらつきがあっても、誤りを生じることは
ない。

【００５０】電子部品Ｐが装着されていると判断された
場合は制御装置は電子部品実装装置による生産を続行
し、電子部品Ｐが装着されていないと判断された場合は
制御装置は電子部品実装装置により自動リカバリ装着を
行うか、電子部品実装装置の作動を停止させる。また電
子部品Ｐが装着されていない場合は電子部品Ｐが吸着ノ
ズル６５から離れずに残っていると判断されるので、制
御装置は装着ヘッド６４を廃棄部品容器の上側に移動さ
せて、吸着ノズル６５の先端に吸着保持されて残ってい
た電子部品Ｐを廃棄部品容器内に廃棄する。

【００５１】上述した各実施の形態によれば、レーザ光
射出装置５０かの薄板状のレーザビームＬＢは、その中
心面が装着面Ｓａに対し直交またはほゞ直交するように
照射されるので、基板Ｓの平坦度のばらつきなどにより
装着される電子部品Ｐに高さ方向位置のばらつきが生じ
ても光ビームが電子部品Ｐの上面から外れることはな
い。従って、電子部品Ｐが装着されている限り薄板状の
レーザビームＬＢは常に装着面および電子部品Ｐの上面
の両方に当たって、装着面Ｓａ上の部分Ｌｂとそれより
も高い電子部品Ｐの上面上の部分Ｌｂの高低二段よりな
るライン光Ｌを生じる。従ってレーザビームＬＢの中心
面から離れた位置に配置したカメラ５１によりライン光
Ｌが高低二段であるか否かを直接的に検出することによ
り、電子部品Ｐが装着面上に装着されているか否か確認
を常に確実かつ容易に行うことができる。

【００５２】また上述した各実施の形態では、レーザ光
射出装置５０からのレーザビームＬＢが斜め上方から装
着面Ｓａを照射するようにしたので、電子部品Ｐを装着
面上に装着した直後に装着ヘッド４０を側方に移動させ
ることなく直ちにレーザビームＬＢを照射して電子部品
Ｐの装着の有無を確認でき、これにより確認に要する時
間を大幅に短縮して生産性を向上させることができる。
なおレーザ光射出装置５０を機枠１０に固定された部分
に取り付けた第１の実施の形態では、レーザビームＬＢ
が斜め上方から装着面Ｓａを照射するように配置するこ
とにより、円周方向に回転される装着ヘッド４０とレー
ザ光射出装置５０の干渉を避けることができる。

【００５３】上述した第１の実施の形態では、レーザ光
射出装置５０およびカメラ５１は機枠１０に固定された
部分に取り付けており、これは機枠に対する電子部品Ｐ
の取付位置を一定にするとともに基板ＳをＸＹ方向に移
動して位置決めし、取付位置に次々と割り出される複数
の装着ヘッド４０により電子部品Ｐを装着するようなロ
ータリー式装着機を用いた電子部品実装装置に使用する
のに適している。また第２の実施の形態では、電子部品
Ｐを保持する装着ヘッド４０にレーザ光射出装置５０お
よびカメラ５１を取り付けており、これは基板Ｓの装着
面Ｓａ上における電子部品Ｐの取付位置に１または少数
の装着ヘッド４０が移動するＸＹ移動式装着機を用いた
電子部品実装装置に使用するのに適している。

【００５４】上述した各実施の形態では、電子部品Ｐの
装着直後にレーザビームＬＢの照射およびカメラ５１に
よるライン光Ｌの観察を１回だけ行い、ライン光Ｌが段
差があるものであれば電子部品Ｐが装着されていると判
断している。しかし本発明はこのようなライン光Ｌの観
察を、電子部品Ｐを装着面Ｓａに装着する動作の開始直
前および終了直後に行い、電子部品Ｐが装着されたか否
かの判断は電子部品Ｐの装着動作の前後における観察に
より得られた各ライン光Ｌの画像を比較して、両画像に
差があれば処理装置は電子部品Ｐが装着されていると判
断し、そうでなければ処理装置は電子部品Ｐが装着され
ていないと判断するようにして実施してもよい。

【００５５】このように電子部品Ｐの装着動作の前後に
おける観察により得られた画像を比較して電子部品Ｐの
装着の有無を検出する場合は、レーザビームＬＢは薄板
状のものに代えて細い棒状のものとして斜め上方から装
着面Ｓａを照射するようにしてもよい。このこの場合
は、レーザビームＬＢが電子部品Ｐの上面または基板Ｓ
の装着面Ｓａに当たって生じる点状のスポット光をカメ
ラ５１により観察し、電子部品Ｐの装着動作の前後にお
ける観察により得られた各スポット光の位置を比較し
て、その位置に差があれば処理装置は電子部品Ｐが装着
されていると判断し、そうでなければ処理装置は電子部
品Ｐが装着されていないと判断する。

【００５６】上述した各実施の形態では、電子部品Ｐの
上面と装着面Ｓａの装着面Ｓａにライン光Ｌを生じさせ
るための光ビームとしてレーザビームＬＢを使用してお
り、これによれば幅か狭くエネルギ密度の高いライン光
Ｌが得られるので、カメラ５１などによるライン光Ｌの
検知が容易となる。しかし本発明はこれに限られるもの
ではなく、白色光などによる光ビームを使用して実施す
ることも可能である。

【００５７】また上述した各実施の形態では、基板Ｓ上
に電子部品Ｐを装着する場合につき説明したが、本発明
は電子部品Ｐ以外の部品を基板Ｓ上に自動的に装着する
場合にも適用可能である。

【００５８】なお上述した各実施の形態では、基板Ｓの
装着面Ｓａと直交する方向から見た場合、カメラ５１の
光軸ＣＣとレーザビームＬＢがなす角が直角となるよう
に配置したが、この角は装着面Ｓａ上の部分Ｌｂとそれ
よりも高い電子部品Ｐの上面上の部分Ｌｂよりなるライ
ン光Ｌをカメラ５１が高低二段であると認識できる角度
であればよく、必ずしも直角である必要はない。また、
レーザ光射出装置５０とカメラ５１は、基板Ｓの装着面
Ｓａと直交する方向から見た場合に、レーザビームＬＢ
がＸ方向に、光軸ＣＣがＹ方向となるような向きに配置
したが、これに限られるものではなく、周囲の状況が許
す限り配置は自由である。

【００５９】また本発明は、図９に示す第３の実施の形
態のように、ＬＥＤ等を光源とする円錐状に広がる光ビ
ームＬＢにより電子部品Ｐが装着される付近の広い範囲
の装着面Ｓａを斜め上方から照射し、平面視において光
ビームＬＢの光軸ＬＣの側方に晴れた斜め上方の位置か
らのカメラ５１によるこの広い範囲の観察を、電子部品
Ｐを装着面Ｓａに装着する動作の開始直前および終了直
後に行い、電子部品Ｐの装着動作の前後における観察に
より得られた各ライン光Ｌの画像を比較して電子部品Ｐ
が装着されたか否かの判断を行うようにして実施しても
よい。電子部品Ｐの装着前は光ビームＬＢは何も存在し
ない装着面Ｓａを照射するが、装着後は影Ｐａが存在す
るので、装着動作の前後の画像の差分を認識して、この
差分が発生した場合は電子部品Ｐが装着されていると判
断し、差分が発生しない場合は電子部品Ｐが装着されて
いないと判断する。ただし電子部品Ｐに応じて影Ｐａの
位置や大きさは異なるので、電子部品Ｐの大きさ別に影
Ｐａの発生する位置や大きさを処理する。

【００６０】さらに本発明は、図１０に示す第４の実施
の形態のように、電子部品Ｐが装着される位置付近の広
い範囲の装着面Ｓａを、２個のカメラ５１Ａ，５１Ｂに
より斜め上方から観察するようにして実施してもよい。
各カメラ５１Ａ，５１Ｂは平面視において各光軸ＣＣ
１，ＣＣ２が互いに交差するような角度で配置し、この
ようにすれば電子部品Ｐの形状を立体的に捕らえること
ができるので、上述した各実施の形態のように装着の有
無の確認だけでなく、電子部品Ｐの装着精度や形状が適
切であるか否かの判断もできる。これにより、装着直後
の装着精度や電子部品Ｐの形状不良の認識も可能にな
り、不良基板の生産を防ぐことが可能になる。なおカメ
ラは２個に限らず、複数個としてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による部品装着確認装置の第１の実施
形態の全体構造を示す斜視図である。

【図２】 図１に示す部品装着確認装置を設ける電子部
品実装装置の一例の全体構造を示す斜視図である。

【図３】 図２に示す電子部品実装装置の要部を示す一
部破断した側断面図である。

【図４】 図２に示す電子部品実装装置における図１に
示す部品装着確認装置の配置を示す模式的平面図であ
る。

【図５】 第１の実施形態の作用の説明図である。

【図６】 本発明による部品装着確認装置の第２の実施
形態を備えた電子部品実装装置の一例の全体構造を示す
斜視図である。

【図７】 従来技術による部品装着確認装置の図１に相
当する斜視図である。

【図８】 図７に示す従来技術の図５に相当する作用の
説明図である。

【図９】 本発明による部品装着確認装置の第３の実施
形態の全体構造を示す斜視図である。

【図１０】 本発明による部品装着確認装置の第４の実
施形態の全体構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…機枠、４０，６４…装着ヘッド、５０…光射出装
置（レーザ光射出装置）、５１…観察装置（カメラ）、
Ｌ…ライン光、ＬＢ…光ビーム（レーザビーム）、Ｐ…
部品（電子部品）、Ｓ…基板、Ｓａ…装着面。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の装着面の部品が装着される位置に
   薄板状の光ビームを照射し、この光ビームが当たって生
   じるライン光を観察することにより前記部品が前記装着
   面に装着されたか否かを判断する部品装着確認方法にお
   いて、前記薄板状の光ビームはその中心面が前記装着面
   に対しほゞ直交するように照射し、前記ライン光の観察
   は前記光ビームの中心面から離れた位置より行うことを
   特徴とする部品装着確認方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の部品装着確認方法にお
   いて、前記光ビームは斜め上方から前記装着面を照射
   し、前記光ビームの照射および前記ライン光の観察は前
   記部品を前記装着面に装着する動作が終了した直後に行
   うことを特徴とする部品装着確認方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の部品装
   着確認方法において、前記光ビームの照射および前記ラ
   イン光の観察は前記部品を前記装着面に装着する動作の
   開始直前および終了直後に行い、前記部品が装着された
   か否かの判断は前記部品の装着動作の前後における前記
   観察により得られた前記ライン光の画像を比較すること
   により行うことを特徴とする部品装着確認方法。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の部品装着確認方法にお
   いて、前記光ビームは薄板状のものに代えて細い棒状の
   ものとして斜め上方から前記装着面を照射し、前記部品
   が装着されたか否かの判断は前記部品の装着動作の前後
   における前記観察により得られた細い棒状の前記光ビー
   ムによるスポット光の位置を比較することにより行うこ
   とを特徴とする部品装着確認方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の部品装着確認方法にお
   いて、前記光ビームは薄板状のものに代えて円錐状に広
   がるものとして斜め上方から前記装着面を照射し、この
   照射部分の観察は前記装着面と直交する方向から見て前
   記光ビームから離れた位置より行い、前記部品が装着さ
   れたか否かの判断は前記部品の装着動作の前後における
   前記観察により得られた円錐状の前記光ビームによる画
   像を比較することにより行うことを特徴とする部品装着
   確認方法。
6. 【請求項６】 基板の装着面の部品が装着される位置付
   近を観察することにより前記部品が前記装着面に装着さ
   れたか否かを判断する部品装着確認方法において、前記
   観察を行う観察装置は複数個として前記装着面と直交す
   る方向から見て互いに異なる方向から前記装着面の部品
   が装着される位置付近を観察することを特徴とする部品
   装着確認方法。
7. 【請求項７】 基板の装着面の部品が装着される位置に
   薄板状の光ビームを照射する光射出装置と、前記光ビー
   ムが当たって生じるライン光を観察する観察装置を備え
   てなる、前記部品が前記装着面に装着されたか否かを判
   断する部品装着確認装置において、前記光射出装置は前
   記薄板状の光ビームの中心面が前記装着面に対しほゞ直
   角に照射されるように配置し、前記観察装置は前記光ビ
   ームの中心面から離れた位置に配置したことを特徴とす
   る部品装着確認装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の部品装着確認装置にお
   いて、前記部品を搬入して前記装着面に装着する装着ヘ
   ッドをさらに備え、前記光射出装置は前記光ビームが斜
   め上方から前記装着面を照射するように配置し、前記光
   射出装置および観察装置は前記装着ヘッドによる前記部
   品の装着動作が終了した直後に作動して前記光ビームの
   照射および前記ライン光の観察を行うことを特徴とする
   部品装着確認装置。
9. 【請求項９】 請求項７または請求項８に記載の部品装
   着確認装置において、前記光射出装置および観察装置は
   機枠に固定された部分または前記装着ヘッドに取り付け
   たことを特徴とする部品装着確認装置。