JP2012084606A

JP2012084606A - 部品実装部材及び部品実装方法

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Publication number: JP2012084606A
Application number: JP2010227735A
Authority: JP
Inventors: Hajime Takasaki; 一高崎; Yuji Nakamura; 雄治中村; Naoki Isobe; 直希磯部
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2012-04-26

Abstract

【課題】実装位置に対する電子部品の実装精度を高めることができる部品実装部材及び部品実装方法を提供する。
【解決手段】部品実装部材１は、電子部品７を実装する部品実装部２と、部品実装部２に電子部品７を位置決めするための画像認識の基準となる認識基準部３とを備え、認識基準部３は、認識用カメラ４によって撮像可能な撮像領域ａに部品実装部２と共に配置され、認識用カメラ４側からの照明光による光反射の態様が部品実装部２とは異なる光反射面３ａ，３ｂを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、部品実装部材及び部品実装方法に関し、特に画像データに基づいて電子部品を実装する部品実装部材及び部品実装方法に関する。

従来、電子部品の実装方法には、部品実装部材上の位置認識マークを含む部品実装領域を撮像装置によって画像認識し、次にこの画像認識に基づいて電子部品の実装位置を決定した後、この実装位置に電子部品を実装するものがある（例えば特許文献１）。

また、この種の部品実装方法には、例えば部品実装部材上におけるターミナル等の配線パターンを含む部品実装領域を撮像装置によって画像認識し、次にこの画像認識に基づいて電子部品の実装位置を決定した後、この実装位置に電子部品を実装するものもある。この場合、画像認識は、配線パターン（金属）と他の部位（絶縁部材）との反射率の差異を利用して行われる。

特開２００２−２８８６３２号公報

しかし、従来の配線パターン等を画像認識して行う部品実装方法によると、電子部品の実装位置近傍に配線パターンが存在しない場合、すなわち撮像装置の撮像領域内に配線パターン及び電子部品の実装位置が存在しない場合には、配線パターンの形成位置（認識基準となる位置）を認識し、この位置からの相対位置に基づいて電子部品の実装位置を決定する必要が生じ、実装位置に対する電子部品の実装精度が低下するという問題があった。

従って、本発明の目的は、電子部品の実装位置を決定するに際して撮像領域内の認識基準部に基づいて行うことができ、もって実装位置に対する電子部品の実装精度を高めることができる部品実装部材及び部品実装方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）〜（４）の部品実装部材及び部品実装方法を提供する。

（１）電子部品を実装する部品実装部と、前記部品実装部に前記電子部品を位置決めするための画像認識の基準となる認識基準部とを備え、前記認識基準部は、撮像装置によって撮像可能な撮像領域に前記部品実装部と共に配置され、前記撮像装置側からの照明光による光反射の態様が前記部品実装部とは異なる光反射面を有する部品実装部材。

（２）上記（１）に記載の部品実装部材において、前記認識基準部は、前記部品実装部に所定の間隔をもって並列する少なくとも２つの位置決め用突起からなる。

（３）上記（１）又は（２）に記載の部品実装部材において、前記認識基準部は、その実装面と前記光反射面との間の角度θがθ＝１３５°に設定されている。

（４）撮像装置側からの照明光による光反射の態様を部品実装部とは異にする光反射面を有する認識基準部が予め設けられた部品実装部材を備え、前記部品実装部に電子部品を実装する方法であって、前記電子部品を実装するにあたり、前記撮像装置の撮像によって前記認識基準部及び前記部品実装部を含む撮像領域の座標データを画像データとして取得し、前記画像データに基づいて前記部品実装部における前記電子部品の実装位置を決定する部品実装方法。

本発明によると、電子部品の実装位置を決定するに際して撮像領域内の認識基準部に基づいて行うことができ、実装位置に対する電子部品の実装精度を高めることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る部品実装部材を説明するために示す斜視図。本発明の第１の実施の形態に係る部品実装部材の認識基準部を説明するために示す平面図。図２のＡ矢視図。本発明の第１の実施の形態に係る部品実装部材における画像認識の原理を説明するために示す断面図。本発明の第１の実施の形態に係る部品実装方法を説明するために示す断面図。本発明の第２の実施の形態に係る部品実装部材を説明するために示す平面図。本発明の第２の実施の形態に係る部品実装部材の変形例を説明するために示す平面図。本発明の第３の実施の形態に係る部品実装部材を説明するために示す平面図。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態に係る部品実装部材につき、図面を参照して説明する。

（部品実装部材の全体構成）
図１は部品実装部材の要部を示す。図２及び図３は認識基準部を示す。図４は認識基準部及び部品実装部での光反射の態様を示す。図１に示すように、部品実装部材１は、部品実装部２及び認識基準部３を有し、吸着機等の部品ハンドラー（図示せず）及び撮像装置としての認識用カメラ４（図５に示す）の下方に配置されている。部品実装部材１の材料としては、例えば黒色のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂などエンジニアリングプラスチックからなる絶縁材料が用いられる。部品実装部材１の形成は、成形用金型内にＰＢＴ樹脂（溶融樹脂）を供給することにより行われる。

部品実装部材１には、縦壁５ａ及び横壁５ｂからなる枠状の部品収容部５が設けられている。縦壁５ａ及び横壁５ｂは、部品実装部材１の部品実装面１ａに対して垂直な壁部によって形成されている。また、部品実装部材１には、例えば銅フレームなど導電体の回路配線６が形成されている。

（部品実装部２の構成）
部品実装部２は、磁気センサ等の電子部品７を実装して部品実装部材１の部品実装面１ａ上に配置されている。

（認識基準部３の構成）
認識基準部３は、図２に示すように、認識用カメラ４側からの例えば青色の発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）光など照明光による光反射の態様が部品実装部２とは異なる光反射面３ａ，３ｂを有し、認識用カメラ４によって撮像可能な部品実装面１ａ上の撮像領域ａに部品実装部２と共に配置され、かつ部品実装面１ａ及び縦壁５ａに電子部品７の実装位置Ｐに対する三角錐状の位置決め用突起として一体に単数個形成されている。認識用カメラ４はＥＣＵ（Electronic Control Unit）の画像処理部（図示せず）に接続されている。

光反射面３ａ，３ｂは、共通の２頂点をもって互いに隣接し、かつ各辺が例えば０．８ｍｍとする三角形状の平面で形成されている。そして、光反射面３ａ，３ｂは、図３に示すように、部品実装面１ａとの間の角度θが１１０°≦θ≦１６０°（例えばθ＝１３５°）に設定されている。これにより、図４に示すように、部品実装部材１の真上（認識用カメラ４側）から光反射面３ａ，３ｂに入射する場合にＬＥＤ光Ｓ_１は真横に反射され、この反射光Ｔ_１が画像処理部による画像認識では「黒」と判定される。一方、認識カメラ４側から部品実装部２に入射する場合にＬＥＤ光Ｓ_２が真上に反射され、この反射光Ｔ_２が画像処理部による画像認識では「白」と判定される。これにより、光反射面３ａ，３ｂと部品実装部２との境界線上の点（光反射面３ａ，３ｂにおける部品実装面１ａ上の頂点）を認識基準点Ｏとして画像認識することができ、この認識基準点Ｏ（Ｘ_０，Ｙ_０）に基づいて電子部品７の実装位置Ｐ（Ｘｃ，Ｙｃ）を決定することができる。

（電子部品７の実装方法）
次に、本実施の形態に示す部品実装方法につき、図５を参照して説明する。図５は部品実装時における画像データの取り込み例を示す。図５において、符号１００は認識用カメラ４を保持する環状のベースで、部品実装部材１の上方に配置されている。ベース１００には、部品実装部２を照明する第１のＬＥＤ素子１０１、及び認識基準部３を照明する第２のＬＥＤ素子１０２がそれぞれ円周方向に等間隔をもって配置されている。第１のＬＥＤ素子１０１及び第２のＬＥＤ素子１０２としては例えば青色のＬＥＤ素子が用いられる。

先ず、図５に示すように、予めパターン形成位置に配線パターンが形成されるとともに、実装位置Ｐに接着材が塗布された部品実装部材１に対し、第１のＬＥＤ素子１０１及び第２のＬＥＤ素子１０２によってＬＥＤ光Ｓ_１，Ｓ_２を放射する。この場合、部品実装部２には第１のＬＥＤ素子１０２によって、また認識基準部３が第２のＬＥＤ素子１０１によってそれぞれ真上から照明される。

次いで、部品実装部２及び認識基準部３を含む撮像領域ａを認識用カメラ４で撮像して画像パターンをＥＣＵの画像処理部に取り込む。この場合、画像処理部においては、認識基準部３を認識基準として撮像領域ａの座標データ（Ｘ_０，Ｙ_０）が画像パターンとして認識され、この画像パターンに基づいて電子部品７の実装位置Ｐ（Ｘｃ，Ｙｃ）が決定される。

しかる後、部品ハンドラーで電子部品７を吸着し、部品ハンドラーをｘ，ｙ方向に移動させて実装位置Ｐの上方に停止させる。この場合、部品ハンドラーが停止されると、電子部品７が実装位置Ｐの真上に配置される。

そして、部品ハンドラーを下降させて部品実装部材１上の実装位置Ｐに電子部品７を位置決めして接着材上に実装する。
このようにして、電子部品７を部品実装部２の実装位置Ｐに実装することができる。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

電子部品７の実装位置を決定するに際して撮像領域ａ内の認識基準部３に基づいて行うことができ、実装位置Ｐに対する電子部品７の実装精度を高めることができる。

[第２の実施の形態]
次に、本発明の第２の実施の形態に係る部品実装部材につき、図６を用いて説明する。図６は認識基準部を示す。図６において、図２と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る部品実装部材２１は、認識基準部２２，２３が電子部品７の実装位置Ｐに対する複数（実施の形態では２つ）の位置決め用突起として撮像領域ａに配置されている点に特徴がある。

このため、一方の認識基準部２２が縦壁５ａ及び部品実装面１ａに、また他方の認識基準部２３が横壁５ｂ及び部品実装面１ａにそれぞれ一体に形成されている。

また、一方の認識基準部２２は、認識用カメラ４側からの例えば青色のＬＥＤ光など照明光による光反射の態様が部品実装部２とは異なる光反射面２２ａ，２２ｂを有している。同様に、他方の認識基準部２３は、認識用カメラ４側からの例えば青色のＬＥＤ光など照明光による光反射の態様が部品実装部２とは異なる光反射面２３ａ，２３ｂを有している。これにより、光反射面２２ａ，２２ｂと部品実装面１ａとの境界線上の点を認識基準点Ｏ_１として、また光反射面２３ａ，２３ｂと部品実装面１ａとの境界線上の点を認識基準点Ｏ_２としてそれぞれ画像認識することができ、これら認識基準点Ｏ_１（Ｘ_１，Ｙ_１），Ｏ_２（Ｘ_２，Ｙ_２）に基づいて電子部品７の実装位置Ｐ（Ｘｃ，Ｙｃ，θ）を決定することができる。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。

なお、本実施の形態においては、一方の認識基準部２２が縦壁５ａ及び部品実装面１ａに、また他方の認識基準部２３が横壁５ｂ及び部品実装面１ａにそれぞれ一体に形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、図７に示すように部品実装部材３１の認識基準部３２，３３を配置してもよい。すなわち、認識基準部３２，３３が共に縦壁５ａ及び部品実装面１ａにそれぞれ一体に形成されている。

[第３の実施の形態]
次に、本発明の第３の実施の形態に係る部品実装部材につき、図７を用いて説明する。図７は認識基準部を示す。図７において、図２と同一又は同等の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図７に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る部品実装部材４１は、認識基準部４２が単一の光反射面４２ａを有する点に特徴がある。

このため、認識基準部４２が部品実装面１ａに縦壁５ａの全体を覆い一体に形成されている。

光反射面４２ａは、部品実装面１ａとの間の角度θがθ＝１３５°に設定され、かつ認識用カメラ４側からの例えば青色のＬＥＤ光など照明光による光反射の態様が部品実装部２とは異なる傾斜面で形成されている。これにより、光反射面４２ａと部品実装面１ａとの境界線を認識基準線Ｌとしてそれぞれ画像認識することができ、これら認識基準線Ｌに基づいて電子部品７の実装位置Ｐ（Ｘｃ，Ｙｃ）を決定することができる。

[第３の実施の形態の効果]
以上説明した第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果と同様の効果が得られる。

以上、本発明の部品実装部材及び部品実装方法を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、光反射面３ａ，３ｂ等が部品実装面１ａとの間の角度θが１１０°≦θ≦１６０°に設定されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、撮像装置側からの照明光による光反射の態様が部品実装部とは異なる光反射面であればよい。

（２）上記実施の形態では、部品実装部材１の材料として例えば黒色のＰＢＴ樹脂などエンジニアリングプラスチックからなる絶縁材料が用いられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂など他のエンジニアリングプラスチックであってもよく、またナイロン系の絶縁材料であってもよい。

（３）上記実施の形態では、認識基準部が１つ又は２つである場合について説明したが、本発明はこれに限定されることはない。また、本発明における認識基準部のサイズや形状についても、画像認識によって認識可能であれば特に限定されず、これらを適宜組み合わせることにより精度の高い電子部品の位置決めを行うことができる。

（４）上記実施の形態では、電子部品７が磁気センサである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他のセンサであってもよく、また例えばコンデンサなど他の電子部品であってもよい。

１…部品実装部材、１ａ…部品実装面、２…部品実装部、３…認識基準部、３ａ，３ｂ…光反射面、４…認識用カメラ、５…部品収容部、５ａ…縦壁、５ｂ…横壁、６…回路配線、７…電子部品、２１…部品実装部材、２２，２３…認識基準部、２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ…光反射面、３１…部品実装部材、３２，３３…認識基準部、４１…部品実装部材、４２…認識基準部、４２ａ…光反射面、１００…ベース、１０１…第１のＬＥＤ素子、１０２…ＬＥＤ素子、ａ…撮像領域、Ｌ…認識基準線、Ｏ，Ｏ_１，Ｏ_２…認識基準点、Ｐ…実装位置、Ｓ_１，Ｓ_２…ＬＥＤ光、Ｔ_１，Ｔ_２…反射光

Claims

電子部品を実装する部品実装部と、
前記部品実装部に前記電子部品を位置決めするための画像認識の基準となる認識基準部とを備え、
前記認識基準部は、撮像装置によって撮像可能な撮像領域に前記部品実装部と共に配置され、前記撮像装置側からの照明光による光反射の態様が前記部品実装部とは異なる光反射面を有する
部品実装部材。
前記認識基準部は、前記部品実装部に所定の間隔をもって並列する少なくとも２つの位置決め用突起からなる請求項１に記載の部品実装部材。
前記認識基準部は、その実装面と前記光反射面との間の角度θがθ＝１３５°に設定されている請求項１又は２に記載の部品実装部材。
撮像装置側からの照明光による光反射の態様を部品実装部とは異にする光反射面を有する認識基準部が予め設けられた部品実装部材を備え、前記部品実装部に電子部品を実装する方法であって、
前記電子部品を実装するにあたり、前記撮像装置の撮像によって前記認識基準部及び前記部品実装部を含む撮像領域の座標データを画像データとして取得し、前記画像データに基づいて前記部品実装部における前記電子部品の実装位置を決定する
部品実装方法。