JP2009094295A - Apparatus for measuring height of electronic component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure the height of an electronic component with high precision by accurately imaging regularly reflected light of line light when measuring the electronic component held by a suction nozzle etc., in three dimensions. <P>SOLUTION: In the apparatus which images a light cutting line by an imaging means 21 when the electronic component P held by a holding means 10 is irradiated with the line light L by a line light generating means 19 from obliquely below, and then measures the height of the electronic component based upon obtained image data, a mirror 27 which reflects the regularly reflected light of the line light irradiating the reverse surface on an imaging unit of the imaging means is fixed integrally to a light projection unit 26 which moves the line light generating means in parallel to the reverse surface of the electronic component to make a scan with the line light. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子部品の高さ測定装置、特にプリント基板又は液晶やディスプレイ基板等の基板に自動的に実装する電子部品実装装置に適用して好適な、電子部品の高さ測定装置に関する。   The present invention relates to an electronic component height measuring apparatus, and more particularly to an electronic component height measuring apparatus suitable for application to an electronic component mounting apparatus that automatically mounts on a printed circuit board or a substrate such as a liquid crystal display or a display substrate.

いわゆるQFPやSOP等の電子部品を、三次元測定(高さ測定)した後に基板に実装する電子部品実装装置としては、例えば特許文献1に開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses an electronic component mounting apparatus that mounts electronic components such as so-called QFP and SOP on a substrate after three-dimensional measurement (height measurement).

この実装装置が備えている三次元測定装置は、その概要を図1(A)に示すように、LED照明光源131により吸着ノズル117に保持されている電子部品130を照明し、該電子部品130の下方に配したCCDカメラ126で撮像して位置決めのための二次元データを取得するようになっている。   As shown in FIG. 1A, the three-dimensional measuring apparatus provided in the mounting apparatus illuminates the electronic component 130 held by the suction nozzle 117 by the LED illumination light source 131, and the electronic component 130 is illuminated. The two-dimensional data for positioning is acquired by imaging with a CCD camera 126 arranged below.

その後、この二次元データから電子部品130の吸着角度を補正した後、レーザダイオード121を点灯し、コリメートレンズ122及びフォーカスレンズ123を通過させたスポット光を投光ミラー124で反射させることにより、ラインジェネレータレンズ125により、電子部品130の端子部130Aにライン光125Aを、下方斜め45°より投光する。   Thereafter, after correcting the suction angle of the electronic component 130 from the two-dimensional data, the laser diode 121 is turned on, and the spot light that has passed through the collimator lens 122 and the focus lens 123 is reflected by the light projection mirror 124, thereby producing a line. The generator lens 125 projects line light 125 </ b> A onto the terminal portion 130 </ b> A of the electronic component 130 from an angle of 45 ° downward.

更に、リニアモータ128により投光ユニット127を、図中左右方向に移動させて上記電子部品130をライン光で走査する。このライン光125Aの投光像を、前記CCDカメラ126で撮像し、ライン光による光切断線から各端子の高さデータを取得し、端子部130Aの平坦度を検査している。この平坦度が適正であれば、位置決めデータに基づいて電子部品130を基板上に搭載する。   Further, the light projection unit 127 is moved in the horizontal direction in the figure by the linear motor 128 to scan the electronic component 130 with line light. The projected image of the line light 125A is picked up by the CCD camera 126, the height data of each terminal is acquired from the light cutting line by the line light, and the flatness of the terminal portion 130A is inspected. If the flatness is appropriate, the electronic component 130 is mounted on the substrate based on the positioning data.

前記特許文献1に開示されている三次元測定装置では、電子部品の高さ計測(三次元測定)を、図1(A)に示されているように斜め下方からライン光を電子部品へ照射し、その乱反射光の一部(カメラに届く光)を用いて、端子の高さデータを取得している。   In the three-dimensional measuring apparatus disclosed in Patent Document 1, height measurement (three-dimensional measurement) of an electronic component is performed by irradiating the electronic component with line light from obliquely below as shown in FIG. The terminal height data is acquired using a part of the irregularly reflected light (light reaching the camera).

また、図1(A)に示す計測方法とは別の他の方法としては、図1(B)に示すように、ライン光の投光位置を固定して正反射光を用いて端子の高さデータを取得する方法がある。この方法の場合、図1(A)の場合と同様にライン光を走査すると、電子部品の測定位置によって、撮像カメラのワークディスタンス(投光位置から光学系までの距離)が変わってしまうため、被写界深度(焦点深度)を深く取らなければならず、レンズ等のサイズを大きくしなければならなくなる。これを回避した上でより正確に測定するためには、上記図1(B)に両矢印で示したように測定部品の方をライン光と垂直の方向で副走査するようにして測定する必要がある。   Further, as another method different from the measurement method shown in FIG. 1A, as shown in FIG. 1B, the projection position of the line light is fixed and the height of the terminal is increased using specular reflection light. There is a way to get data. In the case of this method, when the line light is scanned in the same manner as in FIG. 1A, the work distance (distance from the light projection position to the optical system) of the imaging camera changes depending on the measurement position of the electronic component. The depth of field (depth of focus) must be increased, and the size of the lens and the like must be increased. In order to measure more accurately while avoiding this, it is necessary to perform measurement by sub-scanning the measurement component in the direction perpendicular to the line light as shown by the double arrow in FIG. There is.

特開2001−60800号公報JP 2001-60800 A

しかしながら、図1(A)の方式では検査対象となる電子部品の計測箇所(例えばコネクター部品のコネクター部)が、極めて凹凸の無い平面(鏡面状態)であった場合には、電子部品に照射したライン光は略正反射となり、電子部品の下方に配されたCCDカメラへは光が届かないため、端子の高さデータの取得が極めて困難、或いは不可能となる問題がある。また、図1(B)のように正反射光を用いた方法の構成では、鏡面状態の電子部品を測定することが可能となるが、この方法の場合副走査するヘッドを動作させるとことで機械的ながた等の影響により部品の高さ方向のずれを生じてしまい、本来の部品の高さに対して誤差を生じてしまう問題点があった。   However, in the method of FIG. 1 (A), when the measurement location of the electronic component to be inspected (for example, the connector portion of the connector component) is a very flat surface (mirror surface state), the electronic component was irradiated. Line light is substantially specularly reflected, and light does not reach the CCD camera disposed below the electronic component, which makes it difficult or impossible to obtain terminal height data. In addition, in the configuration of the method using specular reflection light as shown in FIG. 1B, it is possible to measure a mirror-state electronic component. In this method, by operating the sub-scanning head. There is a problem in that a deviation in the height direction of the component occurs due to the influence of mechanical play and the like, and an error occurs with respect to the original height of the component.

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、吸着ノズル等で保持された電子部品の高さを測定する際、レンズサイズ等の撮像系を変更することなく、しかも測定部品を機械的に水平移動させることなく、ライン光の正反射光を正確に撮像することにより、高さを高精度に測定することができる電子部品の高さ測定装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. When measuring the height of an electronic component held by a suction nozzle or the like, the measurement component is not changed without changing the imaging system such as the lens size. It is an object of the present invention to provide an electronic component height measuring device capable of measuring the height with high accuracy by accurately imaging the specularly reflected light of the line light without mechanically moving the lens. .

本発明は、保持手段により保持された電子部品に、ライン光発生手段によりライン光を斜め下方から照射した際の光切断線を撮像手段により撮像し、得られた画像データに基づいて、該電子部品の高さを測定する電子部品の高さ測定装置において、前記電子部品の下面に平行に、前記ライン光発生手段を移動させてライン光を走査する投光ユニットに、該下面に照射されたライン光の正反射光を、前記撮像手段の撮像部に反射させるミラーが一体的に固定されていることにより、前記課題を解決したものである。   According to the present invention, an optical cutting line when an electronic component held by a holding unit is irradiated with line light obliquely from below by the line light generating unit is imaged by the imaging unit, and based on the obtained image data, the electronic component is captured. In an electronic component height measuring apparatus for measuring the height of a component, a light projecting unit that scans line light by moving the line light generating means parallel to the lower surface of the electronic component is irradiated on the lower surface. The above-described problem is solved by integrally fixing a mirror that reflects the regular reflection light of the line light to the imaging unit of the imaging means.

本発明は、又、前記電子部品の下面からの反射光を、前記ライン光に直交する方向に集光するレンズアレイが、前記ミラーと撮像手段との間、又は、保持された電子部品と前記ミラーとの間に配設されているようにしてもよい。   According to the present invention, a lens array that collects reflected light from the lower surface of the electronic component in a direction orthogonal to the line light is provided between the mirror and the imaging unit, or the held electronic component and the It may be arranged between the mirror.

本発明によれば、電子部品の下面に照射されたライン光が正反射する方向に、該正反射光を撮像手段の撮像部に反射させるミラーを、ライン光を走査する投光ユニットと一体で移動できるようにしたので、ライン光を走査した際の正反射光のワークディスタンスを常に一定に維持することができる。従って、電子部品の下面で正反射されたライン光を常に正確に撮像することが可能となり、正反射光を使った高さ測定を高精度で実現することが可能となる。   According to the present invention, the mirror that reflects the regular reflected light to the imaging unit of the imaging unit in the direction in which the line light irradiated on the lower surface of the electronic component is regularly reflected is integrated with the light projecting unit that scans the line light. Since it can be moved, the work distance of the regular reflection light when scanning the line light can always be kept constant. Therefore, the line light regularly reflected by the lower surface of the electronic component can always be accurately imaged, and the height measurement using the regular reflected light can be realized with high accuracy.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図2は、本発明に係る第1実施形態に使用される電子部品実装装置の概観を示す斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view showing an overview of the electronic component mounting apparatus used in the first embodiment according to the present invention.

この電子部品実装装置は、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。この搬送路2は、基板保持部を兼ねており、基板3をX方向に搬送すると共に、搬送路2上の所定位置に基板3を保持し、位置決めする。   In this electronic component mounting apparatus, a transport path 2 is disposed in the center of the base 1 in the X direction. The transport path 2 also serves as a substrate holding unit, transports the substrate 3 in the X direction, and holds and positions the substrate 3 at a predetermined position on the transport path 2.

又、この搬送路2の両側には、電子部品の供給部4が配置され、それぞれの供給部4には多数台のパーツフィーダ5が並設されている。各パーツフィーダ5は、電子部品を収納・保持しているテープをその長さ方向に送ることにより、該電子部品を順次供給するようになっている。   In addition, electronic parts supply units 4 are arranged on both sides of the conveyance path 2, and a large number of parts feeders 5 are arranged in parallel in each supply unit 4. Each of the parts feeders 5 sequentially supplies the electronic components by feeding a tape that stores and holds the electronic components in the length direction.

又、X軸テーブル6には、電子部品の移載ヘッド7が装着されていると共に、該X軸テーブル6は、Y軸テーブル8Aとこれに対向して並設されたガイド8Bに、両端部が支持され架設されている。これらX軸テーブル6及びY軸テーブル8A、8Bを駆動することにより移載ヘッド7が水平方向に移動され、その下端部に装着されている、後述する図3に示す吸着ノズル10によりパーツフィーダ5の部品吸着位置から電子部品をピックアップし、基板3上に移載する。   The X-axis table 6 is mounted with a transfer head 7 for electronic components, and the X-axis table 6 is connected to a Y-axis table 8A and a guide 8B arranged in parallel with the Y-axis table 8A. Is supported and installed. By driving the X-axis table 6 and the Y-axis tables 8A and 8B, the transfer head 7 is moved in the horizontal direction, and the parts feeder 5 is attached by a suction nozzle 10 shown in FIG. The electronic component is picked up from the component suction position and transferred onto the substrate 3.

前記X軸テーブル6及びY軸テーブル8A、8BからなるXY方向駆動手段により移載ヘッド7が移動される、搬送路2と供給部4との間の移動経路の下方には、CCDカメラ等からなる部品認識カメラ9が配設され、該カメラ9により移載ヘッド7や吸着ノズル10が下方から撮像されるようになっている。   The transfer head 7 is moved by XY direction driving means comprising the X-axis table 6 and the Y-axis tables 8A and 8B. Below the movement path between the conveyance path 2 and the supply unit 4 is from a CCD camera or the like. A component recognition camera 9 is provided, and the transfer head 7 and the suction nozzle 10 are imaged from below by the camera 9.

そして、この移載ヘッド7に保持されている電子部品を、カメラ9で撮像することにより、電子部品の識別や位置ずれの検出が行なわれる。又、カメラ9の近傍には、電子部品について端子部の平坦度を検査する三次元測定装置(端子部高さ測定装置)14が配設されている。この三次元測定装置14については、後に詳述する。   Then, the electronic component held by the transfer head 7 is imaged by the camera 9 so that the electronic component is identified and the displacement is detected. A three-dimensional measuring device (terminal portion height measuring device) 14 for inspecting the flatness of the terminal portion of the electronic component is disposed in the vicinity of the camera 9. The three-dimensional measuring device 14 will be described in detail later.

前記移載ヘッド7には、図3に拡大して示すように複数のノズルシャフト11がそれぞれθ軸モータ12に取り付けられ、各ノズルシャフト11は独立にθ方向に回転駆動可能になっている。又、移載ヘッド7には、各ノズルシャフト11に対応するZ軸モータ13が設置され、各ノズルシャフト11が独立に昇降動作が可能になっている。又、各ノズルシャフト11の先端には、吸着ノズル10が着脱自在に装着され、吸着ノズル10の先端には、エアを吸引して電子部品を保持するための吸着孔が設けられている。   A plurality of nozzle shafts 11 are respectively attached to the θ-axis motor 12 in the transfer head 7 as shown in an enlarged view in FIG. 3, and each nozzle shaft 11 can be independently rotated in the θ direction. The transfer head 7 is provided with a Z-axis motor 13 corresponding to each nozzle shaft 11 so that each nozzle shaft 11 can be moved up and down independently. A suction nozzle 10 is detachably mounted at the tip of each nozzle shaft 11, and a suction hole for sucking air and holding an electronic component is provided at the tip of the suction nozzle 10.

前記三次元測定装置14は、図4(A)にその側面から見た概要を示すように、レーザダイオード15からのレーザ光が、コリメートレンズ16とフォーカスレンズ17を介して投光ミラー18に入射されると、その反射光がラインジェネレータレンズ(ライン光発生手段)19によりライン光として吸着ノズル10に保持されている電子部品Pに照射(投光)されるようになっている。又、吸着ノズル10に保持されている部品Pの下方には、撮像ミラー20が、該撮像ミラー20の反射方向には撮像カメラ21がそれぞれ配設されている。なお、図中符号15Bはレーザコントローラ、21Bはカメラレンズである。   As shown in FIG. 4A, the three-dimensional measuring device 14 is configured such that the laser light from the laser diode 15 is incident on the light projecting mirror 18 through the collimator lens 16 and the focus lens 17. Then, the reflected light is irradiated (projected) onto the electronic component P held by the suction nozzle 10 as line light by a line generator lens (line light generating means) 19. An imaging mirror 20 is disposed below the component P held by the suction nozzle 10, and an imaging camera 21 is disposed in the reflection direction of the imaging mirror 20. In the figure, reference numeral 15B denotes a laser controller, and 21B denotes a camera lens.

又、フォーカスレンズ17、投光ミラー18及びラインジェネレータレンズ19が一体的に内蔵されている投光ユニット26には、電子部品Pの端子Paから反射される正反射光を受けて、鉛直下方向に反射する位置に配された反射ミラー28と、その反射ミラー28から反射した光をライン光に直交する方向に集光するためのレンズアレイ27が固定されている。そして、これら各光学部品を備えた投光ユニット26は、リニアアクチュエータ22に直結されており、水平方向に正常に保持された電子部品Pの下面に平行(図中、両矢印方向)に、且つ、図5の要部上面図にイメージを示すように、照射されたライン光Lの先端の照射ラインに対して直交する方向に、駆動自在になっている。   The light projecting unit 26 in which the focus lens 17, the light projecting mirror 18, and the line generator lens 19 are integrally incorporated receives the specularly reflected light reflected from the terminal Pa of the electronic component P, and is vertically downward. And a lens array 27 for condensing the light reflected from the reflecting mirror 28 in a direction orthogonal to the line light. The light projecting unit 26 including these optical components is directly connected to the linear actuator 22 and is parallel to the lower surface of the electronic component P normally held in the horizontal direction (in the direction of the double arrow in the figure), and As shown in the top plan view of the main part of FIG. 5, it can be driven in a direction orthogonal to the irradiation line at the tip of the irradiated line light L.

上記レンズアレイ27は各レンズがライン光のライン方向に配列されており、図4(C)にイメージを示すように、ライン方向に直行する方向に広がった光を集光するように作用する。   The lens array 27 has the lenses arranged in the line direction of the line light, and acts to collect the light spreading in the direction perpendicular to the line direction as shown in FIG. 4C.

レンズアレイ27は、図4(B)に拡大して示すように等しい焦点距離を有する複数の集光レンズ部27Aが一列に並ぶように合成樹脂あるいはガラスで一体成形されている。各集光レンズ部27Aは、ライン光の焦点位置におけるライン光の長さ内に複数個並ぶように略矩形状の外形を有し、ライン光に直交する一方の面が球面状に形成された球面集束型のものである。   The lens array 27 is integrally formed of synthetic resin or glass so that a plurality of condensing lens portions 27A having the same focal length are arranged in a line as shown in an enlarged view in FIG. 4B. Each condensing lens portion 27A has a substantially rectangular outer shape so that a plurality of the condensing lens portions 27A are arranged within the length of the line light at the focal position of the line light, and one surface orthogonal to the line light is formed in a spherical shape. Spherical focusing type.

レンズアレイ27としては、球面集束型に替えて屈折率分布型のものも使用することができる。この場合は円柱のレンズを円柱部が接するようにして一列あるいは複数列並べて、円柱間の隙間を接着剤で充填して形成されている。   As the lens array 27, a refractive index distribution type can be used instead of the spherical focusing type. In this case, the cylindrical lenses are formed in a row or a plurality of rows so that the cylindrical portions are in contact with each other, and the gaps between the columns are filled with an adhesive.

なお、本実施形態に適用される三次元測定装置14は、投光ミラー18によるレーザ光の反射方向が90°異なっており、それに対応した構造になっている以外は、基本的な構成が前記図1(A)に示したものと実質的に同一である。従って三次元測定の原理も実質同一である。   The three-dimensional measuring device 14 applied to the present embodiment has a basic configuration except that the reflection direction of the laser beam by the light projecting mirror 18 differs by 90 ° and has a structure corresponding thereto. This is substantially the same as that shown in FIG. Therefore, the principle of three-dimensional measurement is substantially the same.

次に、以上の構成における本実施形態の三次元測定の動作を、図6に示すフローチャートに従って説明する。   Next, the three-dimensional measurement operation of the present embodiment having the above configuration will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、前記図2に示した搬送路2上に基板3が搬入され、位置決めされると(ステップ1、2)、移載ヘッド7は電子部品をピックアップするために、ノズルシャフト11の先端に装着されている吸着ノズル10を供給部4上へ移動させる(ステップ3)。   First, when the substrate 3 is loaded and positioned on the transport path 2 shown in FIG. 2 (steps 1 and 2), the transfer head 7 is mounted on the tip of the nozzle shaft 11 to pick up electronic components. The suction nozzle 10 that has been moved is moved onto the supply unit 4 (step 3).

移載ヘッド7が部品吸着位置へ整定後、Z軸モータ13の駆動によりノズルシャフト11を下降させると、その先端の吸着ノズル10が部品吸着高さまで下降し、パーツフィーダ5に納められている電子部品と当接する直前に、図示しない真空発生装置を作動させ、ノズルシャフト11の管路内を負圧とすることにより、該吸着ノズル10の先端に当接した電子部品を吸着する(ステップ4)。   After the transfer head 7 is set to the component suction position, when the nozzle shaft 11 is lowered by driving the Z-axis motor 13, the suction nozzle 10 at the tip of the nozzle shaft 11 is lowered to the component suction height and is stored in the parts feeder 5. Immediately before coming into contact with the component, a vacuum generator (not shown) is actuated to create a negative pressure in the pipe line of the nozzle shaft 11, thereby sucking the electronic component in contact with the tip of the suction nozzle 10 (step 4). .

その後、吸着された電子部品の吸着位置及び角度の認識を行なうため、実装装置本体に設けられている部品認識カメラ9上へ移動し(ステップ5)、吸着部品の位置認識を行なう(ステップ6)。位置認識した結果を基に、移載ヘッド7が該カメラ9の近傍に配されている三次元測定装置14上へと移動を行ない(ステップ7)、吸着されている電子部品の高さ計測箇所が、三次元測定装置14の測定位置(ライン光の焦点位置)となるように、位置決めされる。   Thereafter, in order to recognize the picked-up position and angle of the picked-up electronic component, it moves onto the component recognition camera 9 provided in the mounting apparatus body (step 5), and the position of the picked-up component is recognized (step 6). . Based on the result of the position recognition, the transfer head 7 moves onto the three-dimensional measuring device 14 disposed in the vicinity of the camera 9 (step 7), and the height measurement location of the sucked electronic component Are positioned so as to be the measurement position of the three-dimensional measuring device 14 (focal position of the line light).

次に、ステップ8で行なう前記図4の三次元測定装置による三次元測定について説明する。   Next, the three-dimensional measurement by the three-dimensional measuring apparatus shown in FIG.

光源であるレーザダイオード15から発せられた光は、コリメートレンズ16で集光されて平行光となる。フォーカスレンズ17はこの平行光をスポット光となるように絞り込む。フォーカスレンズ17からのスポット光は、投光ミラー18により垂直軸と45°の角度をなすように曲げられる。   The light emitted from the laser diode 15 which is a light source is condensed by the collimating lens 16 and becomes parallel light. The focus lens 17 narrows down the parallel light to become spot light. Spot light from the focus lens 17 is bent by the light projection mirror 18 so as to form an angle of 45 ° with the vertical axis.

この曲げられた光路の直ぐ後ろに置かれたラインジェネレータレンズ19は、入射光を幅(厚さ)30μm、長さ40mm(図4の紙面に垂直な方向、図5の寸法W)のライン光Lとして、測定対象である電子部品Pの端子Paに投光する。   The line generator lens 19 placed immediately behind the bent optical path is a line light having a width (thickness) of 30 μm and a length of 40 mm (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4, dimension W of FIG. 5). As L, the light is projected to the terminal Pa of the electronic component P to be measured.

電子部品Pの端子Paからの正反射光は、まず投光ユニット26に設置・固定された反射ミラー28を介して鉛直下方向に反射され、さらにその反射光の進行方向に入光するように配設されたレンズアレイ27を介して好適に集光される。その後、プリズムミラー21を介して撮像カメラ23により撮像される。   The specularly reflected light from the terminal Pa of the electronic component P is first reflected vertically downward through the reflecting mirror 28 installed and fixed to the light projecting unit 26, and further enters the traveling direction of the reflected light. Light is preferably condensed through the arranged lens array 27. Thereafter, the image is captured by the imaging camera 23 via the prism mirror 21.

又、このとき、リニアアクチュエータ22に接続された投光ユニット26は、リニアアクチュエータ22の駆動により図示される左右両矢印の方向(電子部品下面に平行且つ照射されるライン光の照射ラインに対して直交する方向)に前後直線運動を行なう。   Further, at this time, the light projecting unit 26 connected to the linear actuator 22 is driven by the linear actuator 22 in the direction of the left and right arrows shown in the figure (with respect to the irradiation line of the line light that is parallel and irradiated to the lower surface of the electronic component Perform a linear motion back and forth in the orthogonal direction.

これにより投光ユニット26は、コリメータレンズ16によって形成された平行光線に向かって前進・後退の直線運動を行なうことになるが、このように平行光線に向かって前後直線運動を行っても、フォーカスレンズ17の結像作用には影響を及ぼさないので、測定対象である電子部品Pが水平方向に正常保持されている場合には、その端子には常に一定幅のライン光が照射されることになる。   As a result, the light projecting unit 26 performs forward / backward linear movement toward the parallel light beam formed by the collimator lens 16. Since the image forming action of the lens 17 is not affected, when the electronic component P to be measured is normally held in the horizontal direction, the line light of a certain width is always irradiated to the terminal. Become.

そこで、前記図4(A)において、投光ユニット26を右から左に、一定速度(例えば700mm/sec)で移動させる。撮像カメラ21の視野内の所定の箇所に正反射光が入光可能となる位置に来たとき、レーザダイオード15を所定時間だけ(例えば50μsec)点灯する。すると、投光位置にある電子部品Pの端子Paの表面が粗い場合でも、反射した光がレンズアレイ27によって十分集光されるため、撮像カメラ21によりコントラストの良い画像を撮像することができることから、高精度な高さ測定を行なうことができる。   Therefore, in FIG. 4A, the light projecting unit 26 is moved from right to left at a constant speed (for example, 700 mm / sec). When the light reaches a position where specularly reflected light can enter a predetermined location in the field of view of the imaging camera 21, the laser diode 15 is turned on for a predetermined time (for example, 50 μsec). Then, even when the surface of the terminal Pa of the electronic component P at the light projection position is rough, the reflected light is sufficiently condensed by the lens array 27, so that an image with good contrast can be captured by the imaging camera 21. High-precision height measurement can be performed.

このように撮像された画像データを画像処理することにより、電子部品の三次元測定(端子部高さ測定)を行なうことができる。この三次元測定の原理について以下に簡単に説明する。   By performing image processing on the captured image data, it is possible to perform three-dimensional measurement (terminal height measurement) of the electronic component. The principle of this three-dimensional measurement will be briefly described below.

図7は、電子部品の例がQFPで、そのリード端子を三次元測定する様子を示した図である。   FIG. 7 is a diagram showing a state in which the example of the electronic component is QFP and the lead terminal is three-dimensionally measured.

図7(A)は、電子部品Pが、XYθの各軸の駆動により、前記三次元測定装置14の上部に、XYの各軸に対して平行で、しかも該三次元測定装置14の視野の中心位置に一致するように位置決めされた状態を示す上面図であり、リニアアクチュエータ22によって走査されるライン光Lが、電子部品Pのリード端子Paに照射されている状態のイメージを示している。   FIG. 7A shows that the electronic component P is parallel to each of the XY axes on the top of the three-dimensional measuring device 14 by driving the respective axes of XYθ, and the field of view of the three-dimensional measuring device 14 is shown. It is a top view which shows the state positioned so that it might correspond to a center position, and has shown the image of the state in which the line light L scanned by the linear actuator 22 is irradiated to the lead terminal Pa of the electronic component P. FIG.

図7(B)はその側面図であり、リード端子Paで拡散反射した光の一部が垂直方向に反射している状態(撮像カメラによって撮像されている光)を示しており、図7(C)は同図(B)のライン光Lが照射されるリード端子Paの拡大図である。   FIG. 7B is a side view showing a state where a part of the light diffusely reflected by the lead terminal Pa is reflected in the vertical direction (light captured by the imaging camera). C) is an enlarged view of the lead terminal Pa irradiated with the line light L in FIG.

ここで、測定対象となるリード端子Paのうち、変形等により他と比較して異なる高さのリード端子Pbが存在し、これによりライン光Lが照射される高さが図7(C)に示すように正常端子Paと比較してΔtだけ異なっていたとする。ライン光Lの照射により、リード端子Paはその下方に設けた撮像カメラに図8に示すような光切断線画像として撮像されるが、高さの異なるリード端子Pbは同図に示すようにΔx´だけ離れた位置に撮像される。   Here, among the lead terminals Pa to be measured, there is a lead terminal Pb having a different height compared to others due to deformation or the like, and the height at which the line light L is irradiated by this is shown in FIG. As shown, suppose that it differs from the normal terminal Pa by Δt. When the line light L is irradiated, the lead terminal Pa is picked up as an optical section line image as shown in FIG. 8 by an imaging camera provided below the lead terminal Pa, but the lead terminal Pb having a different height is Δx as shown in FIG. Images are taken at positions separated by ′.

そして、リード端子Pa、Pbの表面が鏡面に近い場合には、ライン光Lの投光角度はリード端子Pbに対して45°をなしているので、リード端子と撮像カメラ21とを結ぶ光軸が沿直方向に対して45°傾斜しており、従ってΔx´=√2×Δtとして三次元(高さ)測定が可能となる。   When the surfaces of the lead terminals Pa and Pb are close to a mirror surface, the projection angle of the line light L is 45 ° with respect to the lead terminal Pb, so that the optical axis connecting the lead terminal and the imaging camera 21. Is inclined by 45 ° with respect to the straight direction, and therefore three-dimensional (height) measurement is possible as Δx ′ = √2 × Δt.

前記ステップ8の三次元測定の結果、測定部品に高さの異なる端子が検出され、その測定値Δx´が任意に設定可能な閾値より大きい場合には、測定した電子部品に異常がある(NG)と判断し、装置内の図示しない返却トレイ上へ移動し、吸着部品をエアブローにより返却を行なう等の、適切なエラー処理がなされる(ステップ9)。   As a result of the three-dimensional measurement in Step 8, when a terminal having a different height is detected in the measurement component and the measured value Δx ′ is larger than a threshold that can be arbitrarily set, the measured electronic component is abnormal (NG) ), And an appropriate error process is performed (step 9), such as moving to a return tray (not shown) in the apparatus and returning the suction component by air blow.

以上詳述した前記ステップ8による三次元測定の結果により、電子部品の異常が認められなかったOKの場合には、移載ヘッド7は搬送路2に固定されている基板3上の所定位置に移動し(ステップ10)、θ軸モータ12とZ軸モータ13の駆動により、電子部品を基板3へ搭載する(ステップ11)。   As a result of the three-dimensional measurement in step 8 described in detail above, in the case where the abnormality of the electronic component is not recognized, the transfer head 7 is placed at a predetermined position on the substrate 3 fixed to the transport path 2. The electronic component is mounted on the substrate 3 by driving the θ-axis motor 12 and the Z-axis motor 13 (step 11).

その後、基板3への電子部品の搭載が全て完了するまで生産動作を継続する(ステップ12)。   Thereafter, the production operation is continued until all the electronic components are mounted on the substrate 3 (step 12).

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られる。   According to the embodiment described above in detail, the following effects can be obtained.

(1)前記図1を用いて説明した従来の方式では困難であった、測定部が鏡面に近い電子部品に対しても、ライン光を走査した際の正反射光を用いて電子部品の端子部高さ測定を高精度に行なうことが可能となる。   (1) A terminal of an electronic component using regular reflection light when scanning the line light, even for an electronic component having a measurement part close to a mirror surface, which was difficult with the conventional method described with reference to FIG. It is possible to measure the height of the part with high accuracy.

(2)測定部品を機械的に副走査することなく、電子部品の下面にライン光を確実に走査し、その際の正反射光を用いた測定を高速で正確に行うことが可能となる。   (2) The line light is reliably scanned on the lower surface of the electronic component without mechanically sub-scanning the measurement component, and the measurement using the specularly reflected light at that time can be accurately performed at high speed.

(3)ライン光の反射光を、結像する前にレンズアレイによって一度集光するため、表面が粗い電子部品の端子であってもよりコントラストの良い画像が得られる。従って、端子の表面状態が異なる部品の種類によらず、高精度な端子部高さの測定が可能となる。   (3) Since the reflected light of the line light is once condensed by the lens array before image formation, an image with better contrast can be obtained even with a terminal of an electronic component having a rough surface. Therefore, it is possible to measure the height of the terminal portion with high accuracy regardless of the types of components having different surface states of the terminals.

図9は、本発明に係る第2実施形態の三次元測定装置の要部を示す、前記図4(A)に相当する断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4A, showing the main part of the three-dimensional measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態では、レンズアレイ27を、ライン光Lが投光される電子部品Pの端子Paの反射位置とミラー28との間に配設したものである。これにより、前記第1実施形態の場合と実質上同一の効果が得られる。   In the present embodiment, the lens array 27 is disposed between the reflection position of the terminal Pa of the electronic component P to which the line light L is projected and the mirror 28. Thereby, substantially the same effect as in the case of the first embodiment can be obtained.

三次元測定装置の概要を示す側面図Side view showing the outline of the three-dimensional measuring device 他の三次元測定装置の概要を示す側面図Side view showing the outline of another three-dimensional measuring device 本発明に係る第1実施形態に適用される電子部品実装装置の概観を示す斜視図The perspective view which shows the general view of the electronic component mounting apparatus applied to 1st Embodiment which concerns on this invention 上記電子部品実装装置に搭載されている移載ヘッドを示す斜視図The perspective view which shows the transfer head mounted in the said electronic component mounting apparatus 本発明に係る第1実施形態の三次元測定装置を示す概略側面図1 is a schematic side view showing a three-dimensional measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本実施形態に適用されるレンズアレイを拡大して示す斜視図The perspective view which expands and shows the lens array applied to this embodiment 上記レンズアレイの光学的な作用の特徴を示すイメージ図The image figure which shows the characteristic of the optical action of the above-mentioned lens array 上記三次元測定装置の要部を上面から見た状態を示す説明図Explanatory drawing which shows the state which looked at the principal part of the said three-dimensional measuring apparatus from the upper surface 本実施形態の作用を示すフローチャートFlow chart showing the operation of this embodiment 三次元測定の原理を示す説明図Explanatory diagram showing the principle of three-dimensional measurement 三次元測定の原理を示す他の説明図Other explanatory diagram showing the principle of three-dimensional measurement 本発明に係る第2実施形態の三次元測定装置を示す概略側面図The schematic side view which shows the three-dimensional measuring apparatus of 2nd Embodiment which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…吸着ノズル(保持手段)
14…三次元測定装置
15…レーザダイオード
16…コリメートレンズ
17…フォーカスレンズ
18…投光ミラー
20…撮像ミラー
21…撮像カメラ
22…リニアアクチュエータ
26…投光ユニット
27…レンズアレイ
28…ミラー
P…電子部品
Pa…端子
L…ライン光
10 ... Suction nozzle (holding means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Three-dimensional measuring apparatus 15 ... Laser diode 16 ... Collimating lens 17 ... Focus lens 18 ... Projection mirror 20 ... Imaging mirror 21 ... Imaging camera 22 ... Linear actuator 26 ... Projection unit 27 ... Lens array 28 ... Mirror P ... Electron Parts Pa ... Terminal L ... Line light

Claims (2)

保持手段により保持された電子部品に、ライン光発生手段により斜め下方からライン光を照射した際の光切断線を撮像手段により撮像し、得られた画像データに基づいて、該電子部品の高さを測定する電子部品の高さ測定装置において、
前記電子部品の下面に平行に、前記ライン光発生手段を移動させてライン光を走査する投光ユニットに、該下面に照射されたライン光の正反射光を、前記撮像手段の撮像部に反射させるミラーが一体的に固定されていることを特徴とする電子部品の高さ測定装置。
The electronic component held by the holding unit is imaged by the imaging unit when the line light is irradiated from the obliquely lower side by the line light generating unit, and the height of the electronic component is obtained based on the obtained image data. In the height measuring device of electronic parts that measure
The line light generating means is moved in parallel with the lower surface of the electronic component, and the regular reflection light of the line light irradiated on the lower surface is reflected to the image pickup unit of the image pickup means. A height measuring device for electronic parts, wherein the mirror to be fixed is integrally fixed.
前記電子部品の下面からの反射光を、前記ライン光に直交する方向に集光するレンズアレイが、前記ミラーと撮像手段との間、又は、電子部品と前記ミラーとの間、に配設されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品の高さ測定装置。   A lens array that collects reflected light from the lower surface of the electronic component in a direction orthogonal to the line light is disposed between the mirror and the imaging unit, or between the electronic component and the mirror. The height measuring device for an electronic component according to claim 1, wherein:
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