JP2007081369A - 電子部品の実装装置および実装方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルに吸着された電子部品の厚みを正確かつ効率的に認識することができる方法を提供する。
【解決手段】部品Ｐを吸着するノズル２１を有する移載ヘッドを備え、移載ヘッドで部品Ｐを搬送し基板に部品Ｐを装着する部品実装機に適用する部品の厚み測定方法であって、部品Ｐの厚みを測定するための第１のラインセンサ１３の精度の良い部分まで部品Ｐを降下させる降下ステップと、部品Ｐの厚みを第１のラインセンサ１３で測定する測定ステップとを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズルにより部品を吸着して基板等の実装対象に実装する部品の実装装置にかかわる部品の厚み測定方法など関するものである。

部品実装機において、実装する電子部品の厚みは重要なパラメータである。つまり、電子部品を装着するための移載ヘッドに保持される電子部品の実際の厚みと、部品実装機を制御するために保持している前記電子部品に対応付けられた値が異なると、電子部品を基板に装着しようとする際に、種々の不具合が発生する。例えば、データよりも実際の電子部品の厚みが薄かった場合、基板に部品が到達する前に電子部品の保持が解除され、電子部品が正常に装着されない場合が発生する。逆に、データよりも実際の電子部品の厚みが厚かった場合、基板に電子部品が押しつけられすぎて、基板や電子部品、ノズルが破損する場合が発生する。

従来、部品実装機に電子部品の厚みデータを入力するには、電子部品メーカーから入手した電子部品の厚みデータを手作業で入力したり、電子部品が保持されているテープなどから取り出された電子部品をノギスなどで測定し、その値を手作業で入力したりしている。

しかし、同じ性能の電子部品であってもメーカーやロットが異なれば厚みが変わる場合があり、例えば、基板生産の受注から出荷までのリードタイムが短縮化されている状況下、部品実装機で部品切れが発生した場合、前に使用していた部品と同一メーカの部品が在庫としてなければ他メーカの代替え部品を使用せざるを得ず、同一性能の部品であってもその都度手作業でデータを入力しなければならない。このようなデータの入力作業は、非常に煩雑であり、さらに、手作業で代替部品の厚みを測ったりデータを入力したりする場合は、測定誤差やヒューマンエラーが発生し、電子部品の実際の厚みと入力されたデータとが一致しない場合が発生している。

そこで、測定誤差やヒューマンエラーを回避して電子部品の実際の厚みと部品実装機が保持するデータとを確実に一致させるべく、図２１に示すような部品実装装置に部品の寸法を検出する検出器を備え、部品の寸法を自動的に取得して保持する発明が出願されている（例えば、特許文献１）。
特開平７−３８２９４号公報

ところが、昨今の部品実装機は、極小部品から大きな部品まで他種類の電子部品を一台の部品実装機で実装する所謂多機能機と呼ばれる部品実装機が多く用いられるようになってきている。

このような部品実装機に部品の寸法、特に厚みを検出する検出器を適用しようとすると以下のような問題が発生する。すなわち、部品実装機の移載ヘッドに検出器を取り付ければ、移載ヘッドが部品を吸着した後基板上方に移動するまでの間に部品の厚みを測定することができるため、厚み測定のためのタクトロスがなくなる。一方、大きな部品の厚みを検出するためには大型の検出器が必要となり、当該検出器を部品実装機の移載ヘッドに設置すると、当該検出器の大きさや重量が部品を実装するために高速で移動する移載ヘッドの負荷となり、移載ヘッドの位置決め精度が得られなくなる。

さらに、一般に大型の検出器は分解能が悪くなり、この検出器で極小部品の厚みを測定すると、厚みに対する測定誤差が大きくなりすぎて実装に支障を来す。分解能が高く、かつ、大型の検出器は不必要なコストの増加を招く。

そこで本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、測定範囲の小さなセンサを用いつつ極小部品から大きな部品まで正確に厚みを測定しうる測定方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る厚み測定方法は、部品を吸着するノズルを有する移載ヘッドを備え、当該移載ヘッドで部品を搬送し基板に部品を装着する部品実装機に適用する部品の厚み測定方法であって、部品の厚みを測定するためのセンサの精度の良い部分まで部品を降下させる降下ステップと、前記部品の厚みを前記センサで測定する測定ステップとを含むことを特徴とする。

これにより、センサの精度の良い部分に部品を降下させて当該部品の厚みを測定するため、正確に厚みを測定することが可能となる。

さらに、前記ノズルに吸着される部品を降下させ、当該ノズルの降下量と前記センサからの信号とを用いて前記部品の上下方向の厚みを測定する仮測定ステップを含み、前記降下ステップでは、前記仮測定ステップで測定された部品の厚みに基づき前記センサの精度の良い部分まで部品を降下させることが好ましい。

これによれば、部品の降下量とセンサからの信号に基づき部品の厚みを測定するため、比較的小型のセンサを用いても、極小の部品から大きな部品まで厚みを測定することが可能となる。しかも、精度が場所によって異なるセンサを用いたとしても、２度測定することで、高い測定精度を確保することが可能となる。

さらに、前記部品を保持しない状態のノズルを降下させ、ノズルの下端面の上下方向の位置情報を取得する下端位置取得ステップとを含むことが望ましい。

これによれば、ノズルを交換する部品実装機などにおいては、ノズルの寸法精度や取付精度が部品の厚みの測定値に影響することを極力回避することが可能となる。

前記本測定ステップは、仮測定ステップで測定された厚みが所定値未満の場合、ノズルの下端面を上下方向の所定位置に維持して本測定することが望ましく、仮測定ステップで測定された厚みが所定値以上の場合、部品の下端部を上下方向の所定位置に維持して本測定することが好ましい。

これによれば、比較的厚みの薄い部品の厚みを測定する場合、ノズルの降下誤差よりもノズルの繰り返し誤差が厚みの測定値に影響することとなる。一方、比較的厚みの厚い部品は、ノズルの降下誤差が厚みの測定値に影響する。そして、降下誤差より繰り返し誤差が小さい場合、部品の厚みに対する測定値の誤差の割合を小さくすることが可能となる。

なお、降下誤差とは、ノズルを降下させるために設定した値とノズルが実際に降下した降下量との誤差を示している。繰り返し誤差とは、ある特定の設定値を複数回設定した場合に、ノズルが実際に降下した降下量のばらつき誤差を示している。

また、前記ノズルを上下方向に静止させた後、前記センサと前記部品とを水平方向に相対的に移動させて仮測定および本測定の少なくともいずれか一方を行うものとしてもよい。

これによれば、部品を実装する際にセンサを邪魔にならない位置に移動させることもできる。また、複数の部品を一度に測定することも可能となる。

また、前記ステップをコンピュータに実行させるプログラム、前記ステップを手段として備える厚み測定装置、当該厚み測定装置を備える部品実装機により、上記と同様の目的を達成し、上記と同様の作用効果を奏することができる。

本発明によれば、小型センサの精度のよい部分を用いて小型から大型の部品の厚みまで測定できるので、電子部品の高さを精度良く検出することができる。

（実施の形態１）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の平面図、図２（ａ）は本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の移載ヘッドの正面図、図２（ｂ）は本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の移載ヘッドの側面図、図３は本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の制御系の構成図、図４は本発明の一実施の形態における電子部品の認識方法の説明図、図５は本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の動作のフローチャートである。

まず、電子部品の実装装置の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１において、基台１上の略中央にはＸ方向に延伸する搬送路２が配設されている。搬送路２は、実装対象としての基板３を搬送して所定位置に位置決めする。なお、本発明においては基板の搬送方向をＸ方向とし、これに水平面内で直交する方向をＹ方向とする。搬送路２のＹ方向における両側方には電子部品供給部４が配設されている。電子部品供給部４には電子部品（以下、「部品」という）を実装装置に供給するパーツフィーダが備えられており、本実施の形態においては、複数個のテープフィーダ５が着脱自在に並設されている。テープフィーダ５には多数の部品が格納されている。

基台１のＸ方向における両端部には一対のＹテーブル６が配設されている。これらのＹテーブル６上にはＸテーブル７が架設されており、Ｙテーブル６の駆動によりＹ方向に移動する。Ｘテーブル７の側部には移載ヘッド８が配設されており、Ｘテーブル７の駆動によりＸ方向に移動する。Ｙテーブル６及びＸテーブル７は、移載ヘッド８を基台１上で水平移動させる水平移動手段になっている。

図２（ａ）、（ｂ）において、移載ヘッド８は、プレート９を介してＸテーブル７に装着されている。プレート９には、複数のノズルユニット２０がフレーム１０に保持されて装着されている。本実施の形態においては、４個のノズルユニット２０を直列に配列したノズルユニット列をＹ方向に２列配列している。

図２（ｂ）において、各ノズルユニット２０の下端部にはノズル２１が装着されている。各ノズルユニット２０には、ノズル２１の駆動手段として、昇降駆動部２２と回転駆動部２３（図３参照）が備えられている。昇降駆動部２２は、図示しない鉛直方向に配設されたボールねじと、このボールねじに螺合するナットと、ボールねじを軸回転させるモータからなり、ノズル２１はこのナットと連結されている。ボールねじの軸回転によりナットは上下動し、これによりノズル２１は昇降動作を行う。このように、各ノズルユニット２０の昇降駆動部２２の駆動を制御することにより、各ノズル２１の高さを独立して調節することができる。また、各ノズル２１は、回転駆動部２３の駆動により独立して回転し、各ノズル２１に吸着された部品Ｐの水平方向における向きを変更することができる。

図２（ａ）、（ｂ）において、移載ヘッド８には第１のラインセンサ１３が設けられており、各ノズル２１の下端の部品吸着面（以下、「吸着面」という）の側方になる高さ位置に保持されている。この第１のラインセンサ１３は、一定の高さを保ったまま各ノズル２１と対向する位置に移動し、各ノズル２１の吸着面に吸着された部品Ｐを側方から連続して認識する。これにより、各ノズル２１に吸着された各部品Ｐの高さ及び装着面の高さを検出する。なお、部品Ｐの装着面とは、基板に実装される際に基板の上面に当接する面のことであり、通常は電極の下面であるが、バンプ付き部品の場合はバンプの下端が装着面となる。第１のラインセンサ１３は、多連ノズルに吸着された部品を側方から認識する第２の認識手段となっている。

図１において、搬送路２と電子部品供給部４の間には第２のラインセンサ１４が配設されており、移載ヘッド８のノズル２１に吸着されてピックアップされた部品を下方から認識する。第２のラインセンサ１４は部品の装着面を撮像し、この撮像された画像は画像処理部３９（図３参照）で画像処理されて部品の有無や吸着姿勢等が認識される。第２のラインセンサ１４は、多連ノズルに吸着された部品を下方から認識する第１の認識手段となっている。

次に、電子部品の実装装置の制御系の構成について、図３を参照して説明する。制御部３０は、搬走路２及びＹテーブル６、Ｘテーブル７、第１のラインセンサ１３、第２のラインセンサ１４、ノズルユニット２０の昇降駆動部２２及び回転駆動部２３の各駆動系とバス３１により接続されており、各駆動系の駆動をＮＣプログラム３７に基づいて制御する。ＮＣプログラム３７は、バス３１と接続されたデータ部３２に記憶されており、このデータ部３２には、ＮＣプログラム３７の他に、部品ライブラリ３３、ノズルデータ３４、基板データ３５、制御パラメータ３６が記憶されている。このうち部品ライブラリ３３には、部品の寸法データ３３ａが品種毎に記憶されている。またノズルデータ３４には、部品の高さ測定の際の基準となる各ノズル２１の基準高さデータ３４ａが記憶されている。この基準高さデータ３４ａとは、ノズル２１で吸着した部品の厚みを測定する際のノズル２１の先端の高さデータであり、ノズル２１の上限からの下降ストロークを示すデータであり、各ノズル２１の吸着面の高さデータが含まれている。さらに制御部３０は、演算部３８、画像処理部３９、表示部４０、操作・入力部４１とバス３１により接続されている。

次に、第１のラインセンサ１３及び第２のラインセンサ１４による部品の認識方法について、図４を参照して説明する。図４は、各ノズル２１に吸着された部品Ｐと第１のラインセンサ１３及び第２のラインセンサ１４の位置関係を示している。各ノズル２１にはそれぞれサイズの異なる部品Ｐが吸着されている。ここで、微小部品とは、０４０２、０６０３、１００５チップ部品をいい、これらの微小部品は、縦、横、厚さ、斜め等の寸法差が極めて僅少である。その他にも、１６０８Ｒ、２６２５Ｒチップ部品のように寸法差は僅少ではないものの部品厚さが０．５ｍｍ以下のチップ部品も含まれる。

なお、本実施形態では吸着する部品の事例として、上記微小部品をあげているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その他の部品であってもかまわない。

各ノズル２１は、昇降駆動部２２の駆動により、それぞれのノズル２１の基準高さデータ３４ａに基づいて高さ調節されている。各ノズル２１の基準高さは、各ノズル２１に吸着された部品Ｐの側面が第１のラインセンサ１３の測定精度のよい部分、すなわち、認識可能範囲内（上限Ｌ１〜下限Ｌ２）に位置するとともに、その装着面が第２のラインセンサ１４の焦点範囲内（認識可能範囲内）に位置するように設定されている。このように、各ノズル２１の基準高さは、吸着した部品Ｐが上記の認識可能範囲内に位置するのであればよく、吸着する部品Ｐのサイズに関わらず各ノズル２１の測定高さをそれぞれの基準高さになるように昇降駆動部２２を制御することで測定高さ精度の良さを利用して部品Ｐの高さを検出する。

基準高さに調節された各ノズル２１に吸着された全ての部品Ｐは、その側面が第１のラインセンサ１３の認識可能範囲内（上限Ｌ１〜下限Ｌ２）に位置するとともに、その装着面が第２のラインセンサ１４の焦点範囲内（認識可能範囲内）に位置しているので、第１のラインセンサ１３を一定の高さで各部品Ｐの側方に順次移動させて各部品Ｐの装着面の高さを連続して検出することができる。また、各ノズル２１に吸着された部品Ｐを第２のラインセンサ１４の上方に順次移動させて各部品Ｐの装着面を連続して撮像することができる。

部品Ｐの高さは、第１のラインセンサ１３により検出された部品Ｐの装着面の高さと、基準高さデータ３４ａに含まれるノズル２１の吸着面の高さの差を演算部３８において算出することにより求められる。

以上により、部品Ｐの厚みを測定するための第１のラインセンサ１３の精度の良い部分までノズル２１に吸着される部品Ｐを降下させ、前記部品Ｐの厚みを第１のラインセンサ１３で測定することが可能となる。

（実施の形態２）
次に、本発明に係る他の実施の形態について説明する。

本実施形態２の目的とするところは以下の通りである。

すなわち、既に開示されている特許文献（特開２００２−９４９６号公報）に記載された方法は、各ノズル２１に吸着される部品Ｐの高さに関わらず装着面を第２のラインセンサ１４の焦点位置に揃えており、各ノズル２１の高さは、この焦点位置の高さから部品Ｐの高さを減じた高さとなるように調節される。すなわち、各ノズル２１の高さは絶対値で管理されている。各ノズル２１の高さ調節は、ボールねじに螺合するナットにノズルを連結させてボールねじの軸回転を制御することにより行われている。このため、ノズル２１の高さ調節の際のノズル２１の上下移動量にはボールねじの加工精度に起因する誤差が直接に影響する。この誤差は、例えば３００ｍｍのストロークに対して±５０μｍ程度であり、ノズル２１の高さを絶対値で管理する場合、ノズルの高さには±５０μｍ程度の誤差が含まれることになる。

近年、部品Ｐの小型軽量化に伴い、部品の縦、横、高さ、斜め等の寸法は極めて微小な差でしかなくなってきている。このため、部品Ｐの正常吸着時と異常吸着時における高さの差は極めて僅少なものとなり、例えば、０６０３チップの微小部品Ｐの場合、横寸法は０．３ｍｍ、斜め寸法は０．３５ｍｍであり、その差は０．０５ｍｍ（５０μｍ）である。

そのため、５０μｍの差を正確に検出して正常吸着か異常吸着かの判断しなければならない微小部品Ｐについて同程度の高さ誤差を含んだノズル２１に吸着して高さを検出すると、微小部品Ｐの吸着姿勢を誤認識するおそれがある。

そこで本実施形態では、ノズル２１に吸着された電子部品（特に微小部品）を正確かつ効率的に認識することができる厚み測定方法を例示する。なお、本実施形態における電子部品の実装装置の構成は、上記実施形態１と同様である。

実装動作が繰り返される度に各ノズル２１に繰り返し吸着される部品Ｐの認識においても、各ノズル２１の測定高さが、予めノズル２１毎に定められた基準高さになるよう制御される。これにより、新たに吸着された部品Ｐの高さについても、第１のラインセンサ１３により検出された部品Ｐの装着面の高さと、基準高さデータ３４ａに含まれるノズル２１の吸着面の高さの差を算出することにより求められる。

つまり、測定対象が微小部品であれば、第１のラインセンサ１３で厚みを測定する際のノズル２１の測定高さを一定にすることができる。

ノズル２１の測定高さを一定にすると、ノズル２１の高さ制御手段である昇降駆動部２２のナットがボールねじの同じ箇所で繰り返し螺合することになるので、これらの加工精度に由来する機構的な誤差の影響を抑えることができる。このため、基準高さデータ３４ａに基づいて測定高さの調節がなされるノズル２１の吸着面の測定高さのばらつきを抑えることが可能となり、部品Ｐの高さを精度良く測定することができる。

なお、ノズル２１の基準高さは、吸着された部品Ｐが第１のラインセンサ１３及び第２のラインセンサ１４の認識可能範囲に位置する限りにおいてノズル２１毎に任意に設定することができる。各ノズル２１は、それぞれの測定高さがそれぞれの基準高さになるように独立して高さ調節されることにより、各ノズル２１に吸着された部品Ｐの高さを精度良く測定することができる。

なお、図４においては、部品Ｐを判別しやすいように大きく図示しているが、実際は極めて微小な部品であり、それぞれの高さにおいて顕著な差はない。従って、それぞれの部品Ｐの装着面を水平方向に揃えることなく、全ての部品Ｐの装着面を第２のラインセンサ１４により連続して撮像することができる。

次に、電子部品の実装装置の動作について、図５を参照して説明する。実装開始後、多連ノズルを電子部品供給部４に備えられたテープフィーダ５上のピックアップ位置に移動させ、各ノズル２１に部品Ｐを吸着させる（ＳＴ１）。部品吸着後、各ノズル２１の高さをそれぞれの基準高さに調節する（ＳＴ２）。次に、第１のラインセンサ１３を移動させて各ノズルに吸着された部品Ｐの側方からの認識を行い、各部品Ｐの装着面の高さを検出する（ＳＴ３）。また、部品Ｐを吸着した各ノズル２１を順次第２のラインセンサ１４上で移動させて部品Ｐの下方からの認識を行い、各部品Ｐの装着面を撮像する（ＳＴ４）。すなわち、ＳＴ３及びＳＴ４は高さ調節された多連ノズルの各ノズル２１に吸着された部品Ｐを側方及び下方から認識する工程となっている。

次に、ＳＴ３において検出された部品Ｐの装着面の高さと、基準高さデータ３４ａに含まれるノズル２１の吸着面の高さの差から部品Ｐの高さを算出し、部品ライブラリ３３の寸法データ３３ａとの比較を行う。算出された部品Ｐの高さが寸法データ３３ａに含まれる部品Ｐの高さの許容値を超えている場合は、装着面を下に向けた正常姿勢ではなく、立ち姿勢や斜め姿勢の異常姿勢で吸着されていると判断され、異常吸着処理される（ＳＴ５）。また、ＳＴ４において撮像された部品Ｐの装着面の画像は、寸法データ３３ａを基に画像処理部３９において処理される。部品のサイズ違いや位置ずれ等が認められ装着不能と判断されると異常吸着処理される（ＳＴ６）。ＳＴ５又はＳＴ６で異常吸着処理されると、部品Ｐを廃棄して新たな部品Ｐを吸着する（ＳＴ１）。この新たに吸着された部品Ｐについても上記ＳＴ２〜ＳＴ４の動作を繰り返し行い、所定回数を超えて異常吸着が認められた場合はエラー停止としてマシンを停止させる。

ＳＴ３及びＳＴ４において正常姿勢で吸着されていると認められると、ノズル２１の水平移動及び上下移動、回転動作により部品Ｐの位置補正を行い（ＳＴ７）、基板３上の各実装点に実装される（ＳＴ８）。

以後、実装終了となるまで上記のＳＴ１〜ＳＴ８の実装動作を継続して繰り返し行う。この繰り返しの度に新たな部品Ｐを吸着する各ノズル２１の測定高さはそれぞれの基準高さに調節される（ＳＴ２）。すなわち、実装動作の繰り返しの度に電子部品を繰り返し吸着する多連ノズルの各ノズルの高さを、それぞれのノズルについて予め設定されたノズル基準高さに調節する工程となっている。

第１のラインセンサ１３による部品認識（ＳＴ３）と第２のラインセンサ１４による部品認識（ＳＴ４）は何れの順番で行ってもよいし同時に行うことも可能である。本実施の形態においては、第１のラインセンサ１３は移載ヘッド８に取り付けられているので、移載ヘッド８の移動中の検知作業が可能であり、部品Ｐを吸着したノズル２１が第２のラインセンサ１４や基板３の上方に移動する際に第１のラインセンサ１３による部品認識を行うことにより、作業時間が短縮されて効率的な実装作業が実現できる。なお、第１のラインセンサ１３を基台１上に配設し、その側方を移載ヘッド８が移動することによっても部品認識を行うことができる。

このように、本発明にかかる電子部品の実装装置および実装方法によれば、ノズルの測定高さ精度の良さを利用して多連ノズルの各ノズルに吸着した部品の高さを測定し、また、多連ノズルに吸着された複数の部品を連続して認識することができるので、効率的で精度の高い部品認識が可能となり、不良基板の発生を防止するとともに実装装置の稼動効率の向上を図ることができる。

（実施の形態３）
次に、第１のラインセンサ１３、第２のラインセンサ１４による部品の認識方法について、図６を参照して説明する。本実施形態においては、実装される対象部品を第１の部品と第２の部品に区分し、第１の部品と第２の部品をそれぞれ異なる認識方法により認識する。なお、本実施形態における電子部品の実装装置の構成は、上記実施形態１、２と同様である。

本実施形態において、第１の部品は、０４０２、０６０３、１００５コンデンサチップのような微小部品であり、縦、横、厚さ、斜め等の寸法差が極めて僅少な部品である。その他にも、１６０８Ｒ、２６２５Ｒコンデンサチップのように寸法差は僅少ではないものの部品厚さが０．５ｍｍ以下のチップ部品も含まれる。一方、第２の部品は、第１の部品に区分されない部品であり、比較的大きな部品である。第１の部品は、高さ寸法において品種間に顕著な差はないが、第２の部品は、高さ寸法において品種間の寸法差が大きい。

先ず、第１の部品の認識方法について、図６（ａ）を参照して説明する。図６（ａ）は、各ノズル２１ａに吸着された第１の部品Ｐ１と第１のラインセンサ１３及び第２のラインセンサ１４の位置関係を示している。各ノズル２１ａにはそれぞれサイズの異なる第１の部品Ｐ１が吸着されている。

各ノズル２１ａは、昇降駆動部２２の駆動により、それぞれのノズル２１ａの基準高さデータ３４ａに基づいて高さ調節されている。各ノズル２１ａの基準高さは、各ノズル２１ａに吸着された第１の部品Ｐ１の側面が第１のラインセンサ１３の認識可能範囲内（上限Ｌ１〜下限Ｌ２：精度のよい範囲）に位置するとともに、その装着面が第２のラインセンサ１４の焦点範囲内（認識可能範囲内）に位置するように設定されている。

基準高さに調節された各ノズル２１ａに吸着された全ての第１の部品Ｐ１は、その側面が第１のラインセンサ１３の認識可能範囲内（上限Ｌ１〜下限Ｌ２）に位置するとともに、その装着面が第２のラインセンサ１４の焦点範囲内（認識可能範囲内）に位置しているので、第１のラインセンサ１３を一定の高さで各第１の部品Ｐ１の側方に順次移動させて各第１の部品Ｐ１の装着面の高さを連続して検出することができる。また、各ノズル２１ａに吸着された第１の部品Ｐ１を第２のラインセンサ１４の上方に順次移動させて各第１の部品Ｐ１の装着面を連続して撮像することができる。

第１の部品Ｐ１の高さは、第１のラインセンサ１３により検出された第１の部品Ｐ１の装着面の高さと、基準高さデータ３４ａに含まれるノズル２１の吸着面の高さの差を演算部３８において算出することにより求められる。

実装動作が繰り返される度に各ノズル２１ａに繰り返し吸着される第１の部品Ｐ１の認識においても、各ノズル２１ａの測定高さがそれぞれの基準高さと一定になるよう制御される。これにより、新たに吸着された第１の部品Ｐ１の高さについても、第１のラインセンサ１３により検出された第１の部品Ｐ１の装着面の高さと、基準高さデータ３４ａに含まれるノズル２１ａの吸着面の高さの差を算出することにより求められる。

つまり、測定対象が第１の部品Ｐ１のような微小部品であれば、第１のラインセンサ１３で厚みを測定する際のノズル２１の測定高さを一定にすることができる。

ノズル２１ａの測定高さを一定にすると、ノズル２１ａの高さ制御手段である昇降駆動部２２のナットがボールねじの同じ箇所で繰り返し螺合することになるので、これらの加工精度に由来する機構的な誤差の影響を抑えることができる。このため、基準高さデータ３４ａに基づいて測定高さの調節がなされるノズル２１ａの吸着面の測定高さのばらつきを抑えることが可能となり、第１の部品Ｐ１の高さを精度良く測定することができる。

なお、ノズル２１ａの基準高さは、吸着された第１の部品Ｐ１が第１のラインセンサ１３及び第２のラインセンサ１４の認識可能範囲に位置する限りにおいてノズル２１ａ毎に任意に設定することができる。各ノズル２１ａは、それぞれの測定高さがそれぞれの基準高さと一定になるように独立して高さ調節されることにより、各ノズル２１ａに吸着された第１の部品Ｐ１の高さを精度良く測定することができる。

なお、図６（ａ）においては、第１の部品Ｐ１を判別しやすいように大きく図示しているが、実際は極めて微小な部品であり、それぞれの高さにおいて顕著な差はない。従って、それぞれの第１の部品Ｐ１の装着面を水平方向に揃えることなく、全ての第１の部品Ｐ１の装着面を第２のラインセンサ１４により連続して撮像することができる。

次に、第２の部品の認識方法について、図６（ｂ）を参照して説明する。図６（ｂ）は、各ノズル２１ｂに吸着された第２の部品Ｐ２と第２のラインセンサ１４の位置関係を示している。各ノズル２１ｂにはそれぞれサイズの異なる第２の部品Ｐ２が吸着されている。

各ノズル２１ｂは、昇降駆動部２２の駆動により、各第２の部品Ｐ２の寸法データ３３ａに基づいて高さ調節されて、全ての第２の部品Ｐ２の装着面の高さがレベルＬ３で水平方向に揃えられている。レベルＬ３は第２のラインセンサ１４の焦点範囲内（認識可能範囲内）となる高さに設定されており、各ノズル２１ｂに吸着された第２の部品Ｐ２を第２のラインセンサ１４の上方に順次移動させて各第２の部品Ｐ２の装着面を連続して撮像することができる。

このように、高さ寸法において品種間の寸法差の大きい第２の部品Ｐ２については、それぞれの装着面を水平方向に揃えることで第２のラインセンサ１４による連続認識を可能にしている。なお、上記の説明において、ノズル２１に２１ａ、２１ｂと付番しているが、これは説明の便宜上のものであり、ノズル２１ａとノズル２１ｂは同じノズル２１である。

次に、電子部品の実装装置の動作について、図７のフローチャートを参照して説明する。まず、実装の対象となる部品が第１の部品であるか第２の部品であるかを判断する（ＳＴ２１）。実装対象部品が第１の部品である場合、吸着後に各ノズル２１の高さをそれぞれの基準高さに調節する（ＳＴ２２）。その後、第１のラインセンサ１３を移動させて各ノズル２１に吸着された第１の部品の側方からの認識を行い、各第１の部品の装着面の高さを検出する（ＳＴ２３）。また、第１の部品を吸着した各ノズル２１を順次第２のラインセンサ１４上で移動させて第１の部品の下方からの認識を行い、各第１の部品の装着面を撮像する（ＳＴ２４）。すなわち、ＳＴ３及びＳＴ４は、高さ調節された多連ノズルの各ノズル２１に吸着された第１の部品を側方及び下方から認識する第１の認識工程となっている。

次に、ＳＴ２３において検出された第１の部品の装着面の高さと、基準高さデータ３４ａに含まれるノズル２１の吸着面の高さの差から第１の部品の高さを算出し、部品ライブラリ３３の寸法データ３３ａとの比較を行う。算出された第１の部品の高さが寸法データ３３ａに含まれる第１の部品の高さの許容値を超えている場合は、装着面を下に向けた正常姿勢ではなく、立ち姿勢や斜め姿勢の異常姿勢で吸着されていると判断され、異常吸着処理される（ＳＴ２５）。また、ＳＴ２４において撮像された第１の部品の装着面の画像は、寸法データ３３ａを基に画像処理部３９において処理される。部品のサイズ違いや位置ずれ等が認められ装着不能と判断されると異常吸着処理される（ＳＴ２６）。ＳＴ２５又はＳＴ２６で異常吸着処理されると、第１の部品を廃棄して新たな第１の部品を吸着する（ＳＴ２１）。この新たに吸着された第１の部品についても上記ＳＴ２２〜ＳＴ２４の動作を繰り返し行い、所定回数を超えて異常吸着が認められた場合はエラー停止としてマシンを停止させる。

ＳＴ２３及びＳＴ２４において正常姿勢で吸着されていると認められると、ノズル２１の水平移動及び上下移動、回転動作により部品Ｐの位置補正を行い（ＳＴ２７）、基板３上の各実装点に実装される（ＳＴ２８）。

以後、実装終了となるまで上記のＳＴ２１〜ＳＴ２８の実装動作を継続して繰り返し行う。この繰り返しの度に新たな第１の部品を吸着する各ノズル２１の測定高さはそれぞれの基準高さに調節される（ＳＴ２２）。すなわち、実装動作の繰り返しの度に第１の部品を繰り返し吸着する多連ノズルの各ノズルの高さを、それぞれのノズルについて予め設定されたノズル基準高さに調節する第１の調節工程となっている。

一方、実装対象部品が第２の部品である場合、各ノズル２１は寸法データ３３ａに基づいて高さ調節され、全ての第２の部品の装着面の高さを水平方向に揃える（ＳＴ２９）。このＳＴ２９は、多連ノズルの各ノズルの高さをそれぞれ調整して各ノズルに吸着された第２の部品の装着面の高さを水平方向に揃える第２の調節工程となっている。

次に、第２の部品を吸着した各ノズル２１を順次第２のラインセンサ１４上で移動させて第２の部品の下方からの認識を行い、各第２の部品の装着面を撮像する（ＳＴ３０）。このＳＴ３０は、装着面の高さが揃えられた第２の部品を下方から認識する第２の認識工程となっている。

ＳＴ３０において撮像された第２の部品の装着面の画像は、寸法データ３３ａを基に画像処理部３９において処理され、位置ずれ等の異常吸着が認められると、ノズル２１の回転駆動や水平移動により第２の部品の位置が補正される（ＳＴ３１）。正常姿勢で吸着されていると認められるか、ＳＴ３０において位置補正された第２の部品は、基板３上の各実装点に実装される（ＳＴ３２）。以後、実装終了となるまで上記のＳＴ２９〜ＳＴ３２の実装動作を継続して繰り返し行う。

第１のラインセンサ１３による部品認識（ＳＴ２３）と第２のラインセンサ１４による部品認識（ＳＴ２４）は何れの順番で行ってもよいし同時に行うことも可能である。本実施の形態においては、第１のラインセンサ１３は移載ヘッド８に取り付けられているので、移載ヘッド８の移動中の検知作業が可能であり、第１の部品を吸着したノズル２１が第２のラインセンサ１４や基板３の上方に移動する際に第１のラインセンサ１３による部品認識を行うことにより、作業時間が短縮されて効率的な実装作業が実現できる。なお、第１のラインセンサ１３を基台１上に配設し、その側方を移載ヘッド８が移動することによっても部品認識を行うことができる。

このように、本発明にかかる電子部品の実装装置および実装方法によれば、実装対象部品が第１の部品の場合と第２の部品である場合とで異なった部品認識方法を行うので、実装対象部品の品種に適した認識方法により部品を認識することができる。また、微小部品である第１の部品については、ノズルの測定高さ精度の良さを利用して多連ノズルの各ノズルに吸着した部品の高さを測定し、また、多連ノズルに吸着された複数の部品を連続して認識することができるので、効率的で精度の高い部品認識が可能となり、不良基板の発生を防止するとともに実装装置の稼動効率の向上を図ることができる。

（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、上記実施形態３で説明した測定方法、つまり、微小部品以外の一般部品の詳細な測定方法を説明する。

図８は、本発明の実施の形態に係る部品実装機１００を一部切り欠いてその内部をも示す外観斜視図である。

同図に示す部品実装機１００は、実装ラインに組み込むことができ、上流から受け取った基板に電子部品を装着し、下流に電子部品を装着済みの基板である回路基板を送り出す装置であり、電子部品を真空吸着により保持する保持手段であるノズルを備え、吸着保持した電子部品を搬送し基板に装着することができるノズルユニット１１２を複数備えた移載ヘッド１１０と、その移載ヘッド１１０を水平面方向に移動させるＸＹロボット１１３と、ノズルユニット１１２に部品を供給する部品供給部１１５とを備えている。

この部品実装機１００は、具体的には、微小部品からコネクタ等の大型の部品まで多様な電子部品を基板に装着することができる部品実装機であり、抵抗やコンデンサなど微小な部品から、ＱＦＰ（Quad Flat Package）・ＢＧＡ（Ball Grid Array）等の大型のＩＣ部品を装着することができる高速多機能部品実装機である。

図９は、部品実装機１００の主要な内部構成を示す平面図である。

部品実装機１００はさらに、各種形状の部品種に対応するためにノズルユニット１１２に交換自在に取り付けられる交換用のノズルが置かれるノズルステーション１１９と、基板１２０を搬送するための軌道を構成するレール１２１と、搬送された基板１２０が載置され電子部品が装着される装着テーブル１２２と、吸着保持した電子部品が不良の場合などに、当該部品を回収する部品回収装置１２３とを備えている。

また、部品供給部１１５は、部品実装機１００の前後に設けられており、テープ状に収納された電子部品を供給する供給カセットからなる部品供給部１１５ａと、部品の大きさに合わせて間仕切りをつけたプレートに収納される電子部品を供給する部品供給部１１５ｂとを有している。

図１０は、移載ヘッド１１０を示す斜視図であり、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。

同図に示すように、移載ヘッド１１０は、複数個の電子部品を部品供給部１１５から取得し、これらの電子部品を基板上方まで搬送し、基板の所定の位置に前記電子部品を装着するユニットであり、複数個のノズルユニット１１２と、ノズルユニット１１２に交換自在に取り付けられる保持手段としてのノズル１１１と、ノズルユニット１１２が並べられている方向に移動可能なスキャン測定部１３０とを備えている。

ノズルユニット１１２は、電子部品を実装するための単位ユニットであり、ノズル１１１を上下方向に駆動させる駆動機構や、ノズル１１１で電子部品を真空吸着するための機構を備えている。

ノズル１１１は、吸着する電子部品の形状に合致する先端部を備え、当該先端部に真空吸着のための開口部を備えたノズルである。また、前述したようにノズル１１１は、保持する電子部品に対応して交換可能となされている。

スキャン測定部１３０は、ノズル１１１が電子部品を保持した状態で、電子部品の下方及び側方を図１０中のＸ方向に移動することのできるＵ字状の部材である。

図１１は、スキャン測定部１３０に備えられる投光器１３１と第１のラインセンサ１３２を概念的に示す側面図である。

図１１に示すようにスキャン測定部１３０は、当該スキャン測定部１３０の一方の側壁にスキャン測定部１３０の内方に向かって発光する投光器１３１が備えられており、他方の側壁には、前記投光器１３１からの光を受光する上下方向に延びた第１のラインセンサ１３２が備えられている。

なお、図１１は、図１０中に示すＸ方向から見たスキャン測定部１３０を模式的に示している。図１１中に示される１１１はノズルであり、Ｐはノズル１１１に吸着される電子部品である。

また、スキャン測定部１３０の下部にはノズル１１１に保持された電子部品を下方から臨み、当該電子部品を撮像することができる第２のラインセンサ１３３が備えられている。

第１のラインセンサ１３２は、上下方向に受光素子が並べられた１次元センサであり、投光器１３１からの光（平行光線）が遮られた上下方向の位置を高い分解能（例えば１０μｍの分解能）で特定できる能力を備えている。ただし、第１のラインセンサ１３２の特性上、上下方向の中央部分の分解能は高く、繰り返し再現性などの信頼性も高いが、第１のラインセンサ１３２の両端部方向に向かうに従い、分解能及び信頼性は減少する傾向にある。また、本実施形態における第１のラインセンサ１３２の測定可能範囲は大型の電子部品Ｐの厚みが測定しきれない程度の範囲である（例えば３mm）。

図１２は、部品実装機１００の機能構成を示す機能ブロック図である。

同図に示すように、部品実装機１００は、電子部品Ｐの厚みを測定するために電子部品Ｐを降下させたりスキャン測定部１３０をスキャンしたりする機構部１０１と、この機構部１０１を制御し、電子部品Ｐの厚みを測定する厚み測定部１４０とを備えている。

機構部１０１は、前述の通り、ノズル１１１を上下させ、当該ノズル１１１の降下量をデジタル信号として出力するエンコーダ１１４を備えたノズルユニット１１２と、第１のラインセンサ１３２を備えノズルユニット１１２が配置される方向にスライド移動可能なスキャン測定部１３０とを備えている。

なお、部品実装機１００の機構部１０１は他の装置等を備えているが、これらの記載は省略している。また、この機構部１０１は、部品実装機１００において基板１２０に電子部品Ｐを実装する機能も兼ね備えている。

厚み測定部１４０は、前記機構部１０１を制御して、電子部品Ｐの厚み測定に必要な動作を機構部１０１に行わせ、機構部１０１から取得したデータを解析して電子部品Ｐの厚みを算出し記憶するコンピュータ及びその周辺機器であって、ノズルユニット１１２に備えられるエンコーダ１１４からの信号と、スキャン測定部１３０に備えられる第１のラインセンサ１３２からの信号とを取得する測定部１４１と、測定部１４１で得られた信号などを解析し、電子部品Ｐの厚みを算出する厚み算出部１４２と、ノズルユニット１１２の動きを制御するヘッド制御部１４３と、スキャン測定部１３０の動きを制御するスキャン制御部１４４と、前記二つの制御部１４３、１４４を統括する制御統括部１４５と、記憶部１４６とを備えている。

ヘッド制御部１４３は、ノズルユニット１１２に備えられるノズル１１１の上下移動を制御する処理部である。具体的には、ヘッド制御部１４３は、ノズルユニット１１２に備えられるエンコーダ１１４からの信号を測定部１４１を介して取得し、当該信号に基づきフィードバック制御を行い、ヘッド制御部１４３が取得した設定値、すなわち、ノズル１１１の降下量の設定値であって、予め入力されており、記憶部１４６に記憶されている値でノズル１１１が降下するようにノズル１１１の上下方向の位置を高精度（例えば１μｍ）で制御する。

スキャン制御部１４４は、ノズルユニット１１２が並べられている方向のスキャン測定部１３０の移動を制御する処理部であり、スキャン測定部１３０の静止や移動方向を制御すると共に、第１のラインセンサ１３２がどのノズルユニット１１２に保持された電子部品Ｐを測定しているかを特定する機能を備えている。

当該特定方法としては、例えば、スキャン測定部１３０の移動量と、スキャン方向における各ノズル１１１の位置とを関連づけて現在どの部品Ｐを測定しているかを特定する方法や、もしくは、スキャン測定部１３０の移動方向で移動すると、どのような順番でどの部品を測定するかで特定する方法などを挙示することができる。

統括制御部１４５は、記憶部１４６に記憶されているプログラムに基づき、仮測定時においては、ヘッド制御部１４３やスキャン制御部１４４を仮測定可能に制御し、本測定時においては、ヘッド制御部１４３やスキャン制御部１４４を本測定可能に制御する処理部である。また、仮測定時の電子部品Ｐの厚みを判断し、当該判断結果に従い本測定時のヘッド制御部１４３を制御する。

ここで、仮測定とは、第１のラインセンサ１３２の測定範囲に部品下面が入るように、ノズル１１１を降下させて第１のラインセンサ１３２により部品Ｐの厚みを仮に測定する工程である。

また、本測定とは、前記仮測定で得られた部品Ｐの厚みに基づき、部品Ｐの下面が第１のラインセンサ１３２の精度の良い部分に位置するように、ノズル１１１を降下させて第１のラインセンサ１３２により部品Ｐの厚みを測定する工程である。

測定部１４１は、エンコーダ１１４や第１のラインセンサ１３２からの信号を受信するインターフェースであり、前記信号を厚み測定部１４０で扱いやすい信号（実際の厚みを示す信号）に変換する処理部である。

厚み算出部１４２は、測定部１４１からの信号などに基づき、電子部品Ｐの厚みを算出する処理部である。

記憶部１４６は、厚み測定部１４０の各処理動作を実行させるためのプログラムを保持している。また、個々の電子部品Ｐを識別する識別子を備え、厚み算出部１４２で算出された値を対応する電子部品Ｐの識別子とひも付けて記憶する。

次に、上記構成の部品実装機１００を用いて電子部品Ｐの厚み（高さ）を測定する測定方法を説明する。

図１３は部品実装機１００の処理動作の流れを示す図である。

まず、ノズル１１１は、部品供給部１１５から電子部品Ｐを吸着する（Ｓ５０１）。本実施形態に係る移載ヘッド１１０は最大８個の電子部品Ｐを吸着保持可能であり、以下は複数個の電子部品Ｐが吸着されている場合を想定して説明している。

次に、スキャン制御部１４４は、スキャン測定部１３０をノズルユニット１１２が並んでいる方向に移動させ、移載ヘッド１１０が保持している電子部品Ｐをスキャンさせる（Ｓ５０２）。

次に、図１４に示すように、当該スキャン（Ｓ５０２）によって、第１のラインセンサ１３２に反応があった場合（Ｓ５０３：Ｙ）、すなわち、投光器１３１からの光が遮られている部分が存在すると第１のラインセンサ１３２が反応した場合（Ｓ５０３：Ｙ）、当該第１のラインセンサ１３２からの信号とノズルユニット１１２のエンコーダからの信号とに基づき厚み算出部１４２により電子部品Ｐの厚みが仮算出され（Ｓ５０６）、記憶部１４６により仮保持される。

具体的には、投光器１３１からの光が遮られた場合の第１のラインセンサ１３２からの信号を測定部１４１が受信し、測定部１４１は、図１４に示すＬ２に関連する信号を厚み算出部１４２に発信する。また、この状態でのエンコーダからの信号も測定部１４１が受信し、図１４に示すＬ１に関連する信号を厚み算出部１４２に発信する。なお、Ｌ１は、ノズル１１１の降下量算出の基準となる原点位置（図１４中Ｏ）から、第１のラインセンサ１３２が反応したときのノズル１１１の降下量である。また、Ｌ２は、第１のラインセンサ１３２の上下方向の基準位置（図１４中Ｃ）から、光が遮られた部分までの距離である。

なお、前記上下方向の基準位置の上下所定範囲が第１のラインセンサ１３２の感度のいい部分である。

厚み算出部１４２は、測定部１４１からのＬ１及びＬ２に関連する信号を取得し、あらかじめ設定されている、原点位置Ｏから第１のラインセンサ１３２の基準位置Ｃまでの距離Ｌ０（本実施形態の場合６mm）に基づき、電子部品Ｐの厚みＰＴ＝Ｌ０−Ｌ１−Ｌ２の式により電子部品Ｐの厚みを仮算出する。ここで、Ｌ２は、第１のラインセンサ１３２の両端部近傍で測定された値であり、精度が悪く大きな誤差を含んでいる。

以上の処理動作は、移載ヘッド１１０が備える全てのノズル１１１に対して行われる。

一方、ヘッド制御部１４３は、前記スキャンを行っても第１のラインセンサ１３２に反応が見られない場合（Ｓ５０３：Ｎ）、反応が見られない位置にあるノズル１１１のみをさらに降下させる（例えばさらに１mm降下）（Ｓ５０４）。

上記処理（Ｓ５０２〜Ｓ５０５）を、ノズル１１１が保持した全ての電子部品Ｐの厚みが仮算出されるまで繰り返えす（Ｓ５０７）。

以上により、記憶部１４６には全電子部品Ｐの仮算出された厚みが保持される（Ｓ５０６）。

なお、図１４は、初期状態ではなく、ある程度ノズル１１１が降下した後の状態を示している。また、ノズル１１１を段階的に降下させるのは、全てのノズル１１１をある位置で静止させた後、側方からスキャン測定部１３０をスキャンさせて全電子部品Ｐの厚みを順次測定させるためである。

全部品の厚みが仮算出されると次に、図１５に示すように、前記仮算出された値に基づき、それぞれのノズル１１１が保持している電子部品Ｐの下端面が第１のラインセンサ１３２の基準位置（本実施形態の場合、原点位置Ｏから−６mmの位置）となるようにエンコーダ１１４からの信号に基づきヘッド制御部１４３は、ノズルユニット１１２を制御してノズル１１１を降下させる（Ｓ５０８）。

次に、スキャン制御部１４４は、スキャン測定部１３０を制御して移動させつつ、測定部１４１は、各電子部品Ｐの下端面の位置を第１のラインセンサ１３２で測定する（Ｓ５０９）。

最後に第１のラインセンサ１３２からの測定値、及び、ノズル１１１の降下量（エンコーダからの信号）に基づき厚み算出部１４２は、電子部品Ｐの厚みを本測定する（Ｓ５１０）。

電子部品Ｐの厚みの測定方法は、前記と同じであり、ＰＴ＝Ｌ０−Ｌ１−Ｌ２の式により電子部品Ｐの厚みが本算出される。ここで、本測定では電子部品Ｐの下端面が最も精度の良い第１のラインセンサ１３２の基準位置Ｃ近傍に位置する（Ｌ２≒０）こととなるため、Ｌ２は、より正確であり、小さな誤差しか含まない。なお、図１５では、電子部品Ｐの下端面が基準位置Ｃに完全に一致しているが、仮算出で発生した誤差分だけ電子部品Ｐの下端面が基準位置Ｃから離れる場合がある。

以上のような構成、及び、処理を行えば、比較的小型の第１のラインセンサ１３２を用いても、ノズル１１１の降下量に基づき大型から小型まで電子部品Ｐの厚みを測定することができる。しかも、第１のラインセンサ１３２の最も感度の良い部分で厚みを本測定するため精度の高い値を得ることができる。

また、この厚み測定は、部品実装機１００が行い、その値を部品実装機１００が利用することができる。従って、人手が介在することが無いため、省力化が可能でしかもヒューマンエラーを回避することが可能となる。

さらに、当該厚み測定は、部品実装を行う移載ヘッド１１０で行われるため、厚み測定済みの部品を基板１２０に実装することも可能となる。従って、厚み測定にのみ供されるような無駄な電子部品Ｐを発生させることもない。

また、移載ヘッド１１０にスキャン測定部１３０を設けたので、移載ヘッド１１０の移動中に部品Ｐの厚みを測定できるので、タクトロスにならない。また、小型のスキャン測定部１３０を備えたことにより、その重量のために移載ヘッド１１０の位置決め精度が悪化することを避けられるし、かつ、小型のスキャン測定部１３０でも高精度な部品厚みの測定が可能になる。

加えて、部品供給部１１５において供給すべき電子部品Ｐを追加した場合、当該厚み測定を実施すれば、ロット間や電子部品Ｐメーカー間における厚みのばらつきもがあってもそれを吸収することができるため、より実装精度を向上させることができる。

なお、本実施形態では厚み測定部１４０は部品実装機１００と一体であるとして説明したが、厚み測定部１４０は必ずしも部品実装機１００と一体である必要はなく、部品実装機１００の制御装置として別体であってもかまわない。

また、本測定時に部品Ｐの下面を基準位置Ｃにあわせるようにしたが、この限りではない。部品Ｐの下面が、第１のラインセンサ１３２の感度の良い部分（範囲内）に位置しているのであれば構わない。

また、部品ライブラリに存在する電子部品Ｐの厚みデータを仮測定で得られる値に変えて用い、この厚みデータに基づき本測定を行う、すなわち、部品Ｐの下面を第１のラインセンサ１３２の感度の良い部分に位置させて厚みを測定しても良い。

また、仮測定においても、段階的にノズル１１１を降下させるのではなく、部品ライブラリに存在する電子部品Ｐの厚みデータに基づいて一気にノズル１１１を降下させるものでもよい。

（実施形態５）
次に、本発明に係る他の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、微小部品についての詳細な測定動作を説明する。

ここで、微小部品とは、０４０２、０６０３、１００５チップ部品をいい、これらの微小部品は、縦、横、厚さ、斜め等の寸法差が極めて僅少である。その他にも、１６０８Ｒ、２６２５Ｒチップ部品のように寸法差は僅少ではないものの部品厚さが０．５ｍｍ以下のチップ部品も含まれる。

本実施形態の構成は、前記実施形態と同様であり、また、本実施形態の厚みの測定方法は、前記ステップＳ５０７まで同じであるためその説明を省略する。

図１６は、ノズル１１１を降下させるための設定値と実際の降下量との関係を測定するための処理動作を示すフローチャートである。

図１７は、ノズル１１１の降下量を測定している状態を示す側面図である。

同図に示すように、ヘッド制御部１４３は、ノズル１１１に電子部品Ｐが保持されない状態でノズル１１１を降下させる（Ｓ８０１）。具体的には、第１のラインセンサ１３２の基準位置Ｃから所定の距離（例えば０．５mm）上方にノズル１１１の下端面が位置するように予め設定値をヘッド制御部１４３に与え（例えば設定値５．５mm）、エンコーダ１１４からの信号に基づきヘッド制御部１４３がノズルユニット１１２を制御してノズル１１１を降下させる。

次に、スキャン制御部１４４は、スキャン測定部１３０を制御して移動させつつスキャンし（Ｓ８０２）、測定部１４１は、基準位置Ｃからノズル１１１の下端面までの距離Ｌ２を取得する。

次に、原点位置Ｏから基準位置Ｃまでの距離Ｌ０（例えば６mm）から、厚み算出部１４２は、前記取得した距離Ｌ２を減算し、実際の降下量Ｌ１を算出する（Ｓ８０３）。

以上により与えられた前記設定値と実際の降下量Ｌ１との関係が得られる。本実施形態の場合、設定値を５．５mmとすれば、得られるＬ１はほとんどばらつかないため、繰り返し誤差は降下誤差に比べ遙かに小さくなる。

図１８は、本実施形態に係る電子部品Ｐの厚み測定動作を示すフローチャートである。

電子部品Ｐの厚みの仮算出が終了（前記実施形態のＳ５０７：Ｙ）した後、仮算出された電子部品Ｐの厚みが所定値以上か否かが判断される（Ｓ９０１）。この所定値は、例えば、ノズル１１１の実際の降下量と設定値との誤差の５倍〜１０倍に設定すればよい。例えば前記誤差が５０μｍの場合、前記所定値を０．５mmとする。

本実施形態では、微小部品を対象にしているので、Ｓ９０１ではＮとなる。一方、微小部品ではない一般部品を対象とした場合は、Ｓ９０１ではＹとなる。

なお、Ｓ９０１では、仮測定における測定値を所定値と比較した結果で、判断しているが、部品種によって判断しても良い。例えば、微小部品はＳ９０１でＮとするが、それ以外はＳ９０１でＹとする等である。

次に、前記仮算出された厚みが所定値以上の場合（Ｓ９０１：Ｙ）、図１９に示すように、前記実施の形態と同様の本測定時の電子部品Ｐの測定位置となるようにノズル１１１を降下させる（Ｓ９０２）。

一方、前記仮算出された厚みが所定値未満の場合（Ｓ９０２：Ｎ）、図２０に示すように、前記ノズル１１１の降下量を事前に測定した際の設定値（５．５mm）と同じ設定値で電子部品Ｐを測定位置に降下させる（Ｓ９０３）。

次に、スキャン測定部１３０をスキャンさせて（Ｓ９０４）、第１のラインセンサ１３２からの信号を取得する。

最後に電子部品Ｐの厚みＰＴを算出する（Ｓ９０５）。算出方法は前記実施形態と同様であり、ＰＴ＝Ｌ０−Ｌ１−Ｌ２の式により電子部品Ｐの厚みが算出されるが、仮算出された電子部品Ｐの厚みが所定値以下の場合、前記式のＬ１は設定値ではなく、前記電子部品Ｐを保持せずに測定して得られた値を用いる。

以上の方法を採用すれば、比較的薄い電子部品Ｐの厚みを測定する場合、Ｌ２ばかりでなくＬ１に含まれる誤差も小さくなる。従って、厚みの測定値であるＰＴに含まれる誤差を少なくすることができる。

本発明によれば、電子部品の高さを精度良く検出することができるので、ノズルにより電子部品供給部の電子部品を吸着して基板等の実装対象に実装する分野において有用である。

本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の平面図。 （ａ）本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の移載ヘッドの正面図。（ｂ）本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の移載ヘッドの側面図。 本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の制御系の構成図。 本発明の一実施の形態における電子部品の認識方法の説明図。 本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の動作のフローチャート。 （ａ）本発明の一実施の形態における第１の電子部品の認識方法の説明図。（ｂ）本発明の一実施の形態における第２の電子部品の認識方法の説明図。 本発明の一実施の形態における電子部品の実装装置の動作のフローチャート。 本発明の実施の形態に係る部品実装機を一部切り欠いてその内部をも示す外観斜視図である。 部品実装機の主要な内部構成を示す平面図である。 マルチヘッド部を示す斜視図であり、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。 スキャン測定部に備えられる投光器１３１とラインセンサ１３２を概念的に示す側面図である。 部品実装機の機能構成を示す機能ブロック図である。 部品実装機の処理動作の流れを示すフローチャートである。 仮測定時の状態を示す側面図である。 本測定時の状態を示す側面図である。 吸着ノズルを降下させるための設定値と実際の降下量との関係を測定するための処理動作を示すフローチャートである。 吸着ノズルの降下量を測定している状態を示す側面図である。 他の実施形態に係る電子部品の厚み測定動作を示すフローチャートである。 比較的厚い電子部品を測定する場合の電子部品の配置状態を示す側面図である。 比較的薄い電子部品を測定する場合の電子部品の配置状態を示す側面図である。 従来の寸法検出器を概念的に示す図である。

符号の説明

３ 基板
１３ 第１のラインセンサ
１４ 第２のラインセンサ
２１ ノズル
２２ 昇降駆動部
１００ 部品実装機
１１１ ノズル
１１２ 移載ヘッド
１１４ エンコーダ
１３０ スキャン測定部
１３１ 投光器
１３２ 第１のラインセンサ
１４０ 厚み測定部
１４１ 測定部
１４２ 厚み算出部
１４３ ヘッド制御部
１４４ スキャン制御部
１４５ 統括制御部
１４６ 記憶部
Ｐ 電子部品

Claims (13)

1. 部品を吸着するノズルを有する移載ヘッドを備え、当該移載ヘッドで部品を搬送し基板に部品を装着する部品実装機に適用する部品の厚み測定方法であって、
   部品の厚みを測定するためのセンサの精度の良い部分まで部品を降下させる降下ステップと、
   前記部品の厚みを前記センサで測定する測定ステップと
   を含むことを特徴とする部品の厚み測定方法。
2. さらに、
   前記ノズルに吸着される部品を降下させ、当該ノズルの降下量と前記センサからの信号とを用いて前記部品の上下方向の厚みを測定する仮測定ステップを含み、
   前記降下ステップでは、
   前記仮測定ステップで測定された部品の厚みに基づき前記センサの精度の良い部分まで部品を降下させる請求項１に記載の部品の厚み測定方法。
3. さらに、前記部品を吸着しない状態のノズルを降下させ、ノズルの下端面の上下方向の位置情報を取得する下端位置取得ステップを含む請求項２に記載の部品の厚み測定方法。
4. 前記測定ステップは、仮測定ステップで測定された厚みが所定値未満の場合、ノズルの下端面を上下方向の所定位置に維持して測定する請求項２または請求項３に記載の部品の厚み測定方法。
5. 前記測定ステップは、仮測定ステップで測定された厚みが所定値以上の場合、部品の下端部を上下方向の所定位置に維持して本測定する請求項３または請求項４に記載の部品の厚み測定方法。
6. 前記ノズルを上下方向に静止させた後、前記センサと前記部品とを水平方向に相対的に移動させて仮測定ステップおよび測定ステップの少なくともいずれか一方を行う請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の部品の厚み測定方法。
7. 前記移載ヘッドは複数の前記ノズルと、前記センサとを備え、
   前記測定ステップでは、前記複数のノズルで吸着した各部品に対して、前記センサをスキャンさせて前記部品の厚みを測定する請求項１に記載の厚み測定方法。
8. 部品を吸着するノズルを有する移載ヘッドを備え、当該移載ヘッドで部品を搬送し基板に部品を装着する部品実装機に適用する実装方法であって、
   部品の厚みを測定するためのセンサの精度の良い部分まで部品を降下させる降下ステップと、
   前記部品の厚みを測定する測定ステップと、
   測定された部品の厚みに基づき部品を基板に装着する装着ステップと
   を含むことを特徴とする実装方法。
9. 部品を吸着するノズルを有する移載ヘッドを備え、当該移載ヘッドで部品を搬送し基板に部品を装着する部品実装機に適用する部品の厚み測定プログラムであって、
   部品の厚みを測定するためのセンサの精度の良い部分まで部品を降下させる降下ステップと、
   前記部品の厚みを前記センサで測定する測定ステップと
   をコンピュータに実行させることを特徴とする部品の厚み測定プログラム。
10. 部品を吸着するノズルを有する移載ヘッドを備え、当該移載ヘッドで部品を搬送し基板に部品を装着する部品実装機に適用して部品の厚みを測定する部品の厚み測定装置であって、
    部品の厚みを測定するためのセンサの精度の良い部分まで部品を降下させる降下手段と、
    前記部品の厚みを前記センサで測定する測定手段と
    を備えることを特徴とする部品の厚み測定装置。
11. さらに、
    前記ノズルの降下量を検出する降下量検出手段と
    前記ノズルの上下方向の移動を制御するヘッド制御手段と、
    前記センサからの信号と降下量検出手段からの信号とに基づき、ノズルに吸着される部品の厚みを算出する厚み算出手段と、
    前記移載ヘッドを制御して、部品の厚みを仮算出した後、仮算出した厚みに基づき前記移載ヘッドを再び制御して前記センサの精度の良い部分まで部品を降下させて部品の厚みを測定し本算出する制御統括手段と
    を備えることを特徴とする請求項１０に記載の厚み測定装置。
12. 部品を吸着するノズルを有する移載ヘッドを備え、当該移載ヘッドで部品を搬送し基板に部品を装着する部品実装機であって、
    部品の厚みを測定するためのセンサの精度の良い部分まで部品を降下させる降下手段と、
    前記部品の厚みをセンサで測定する測定手段と
    を備えることを特徴とする部品実装機。
13. 前記ノズルの降下量を検出する降下量検出手段と、
    前記ノズルの上下方向の移動を制御するヘッド制御手段と、
    前記センサからの信号と降下量検出手段からの信号とに基づき、ノズルに吸着される部品の厚みを算出する厚み算出手段と、
    前記移載ヘッドを制御して、部品の厚みを仮算出した後、仮算出した厚みに基づき前記移載ヘッドを再び制御して前記センサの精度の良い部分まで部品を降下させて部品の厚みを測定し本算出する制御統括手段と
    を備えることを特徴とする請求項１２に記載の部品実装機。

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