JP2012160525A - 電子部品装着装置及び電子部品装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電子部品の裏面吸着を検出し、正常な姿勢の電子部品を基板に装着できる部品供給装置及び電子部品装着方法を提供する。
【解決手段】供給テープに所定の間隔で収納された電子部品を吸着ノズルで吸着して取出し、前記吸着ノズルを複数具備する装着ヘッドを移動させて前記電子部品を基板に装着する電子部品装着装置または電子部品装着方法において、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品の姿勢を前記吸着ノズルの側部から撮像し、前記撮像結果を処理し、前記処理結果に基づいて前記吸着ノズルが前記基板に装着する前記電子部品の面である裏面を吸着する裏面吸着の有無を判定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、部品供給装置から吸着ノズルにより吸着して取り出された電子部品の姿勢を検出して、吸着姿勢が正常であれば基板上に装着する電子部品装着装置及び電子部品装着方法に関する。

この種の電子部品装着装置は、例えば、特許文献１などに開示されている。正常な吸着姿勢はプリント基板などの基板に正しく装着するために必要であり、例えばリード端子付き電子部品であれば、プリント基板に装着するリード端子を下側に電子部品を正しく吸着しなければならない。特許文献１には、吸着した電子部品の厚さを測定して、部品が立った状態(リード端子付き電子部品で言えばリード端子が立て向きになった状態)で吸着される部品立ちを検出し、電子部品をプリント基板に確実に装着できる電子部品装着装置及子部品装着方法の技術が開示されている。

特開２００９−８８０４０号公報

しかしながら、昨今の電子部品の装着速度の高速化に伴い、電子部品を収納している供給テープの送り速度も速くなり、収納されている電子部品の姿勢が不安定になり、部品たちどころか逆さになった状態、即ち正常姿勢で吸着される面を表面とすれば、その反対側の裏面を吸着(以下、裏面吸着という)してしまう場合が出てきた。例え、その頻度が低くても裏面吸着した電子部品を装着したプリント基板は不良品となってしまい歩留まりが低下する。また、一端裏面吸着すると、部品たちよりも正常姿勢で吸着した場合に対する姿勢の変化は少なく裏面吸着した部品を見つけるのが困難な場合もある。さらに、電子部品が吸着ノズルに対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかを認識するために、部品認識カメラで装着ヘッドを下から撮像するが、下からの平面画像ではリード端子等の高さ方向の変化の判断が難しい。

本発明は、上述した状況を鑑みてなされたもので、電子部品の裏面吸着を検出し、正常な姿勢の電子部品をプリント基板に装着できる部品供給装置及び電子部品装着方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、少なくとも以下の特徴を有する。
本発明は、供給テープに所定の間隔で収納された電子部品を吸着ノズルで吸着して取出し、前記吸着ノズルを複数具備する装着ヘッドを移動させて前記電子部品を基板に装着する電子部品装着装置または電子部品装着方法において、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品の姿勢を前記吸着ノズルの側部から撮像し、前記撮像結果を処理し、前記処理結果に基づいて前記吸着ノズルが前記基板に装着する前記電子部品の面である裏面を吸着する裏面吸着の有無を判定することを第１の特徴とする。

また、本発明は、前記撮像する姿勢検出センサを前記装着ヘッドに設けたことを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記姿勢検出センサを前記電子部品の吸着から装着する間の前記装着ヘッドの移動ルートに設けたことを第３の特徴とする。

また、本発明は、前記姿勢検出センサはラインセンサまたは撮像カメラであることを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記判定は、前記裏面吸着した時の姿勢の特徴を示す特徴部の高さに基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを第５の特徴とする。
また、本発明は、前記電子部品はパッケージを有し、前記特徴部は前記裏面吸着の時と正常に吸着されたときと高さ位置が異なる装着部を有するリード端子であることを第６特徴とする。

さらに、本発明は、前記判定は、前記電子部品の下面または上面おける輪郭を形成する輪郭点のうち前記特徴部で得られた特徴輪郭転点に基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを第７特徴とする。
また、本発明は、前記判定は、前記電子部品の下面または上面おける輪郭を形成する輪郭点のうち前記装着で得られた特徴輪郭転点と前記パッケージで得られた比較輪郭点とに基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを第８の特徴とする。

さらに、本発明は、前記裏面吸着時において前記装着部を存在する判定領域窓を設け、前記判定流域窓の撮像結果に基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを第９特徴とする。
また、本発明は、前記撮像結果において前記パッケージでの高さを測定し、部品が立った状態の部品たちを検出することを第１０の特徴とする。

本発明によれば、電子部品の裏面吸着を検出し、正常な姿勢の電子部品を基板に装着できる部品供給装置及び電子部品装着方法を提供できる。

本発明の第１の実施形態の電子部品装着装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施形態である電子部品装着本体の概略平面図である。 本発明の実施形態である電子部品装着装置に係る制御ブロックを示す図である。 装着ヘッドの下部に設けられたラインセンサが吸着ノズルの電子部品の吸着姿勢を検出している様子を示す図である。 図４に示す姿勢検出センサによる裏面吸着の検出の結果に基づいて電子部品をプリント基板に装着する処理フローを示す図である。 本発明の第１の実施形態における裏面吸着検出方法を示す図である。 図５に示すステップ４乃至６に対応する裏面吸着有無判定処理のフローを示す図である。 本発明の第２の実施形態における裏面吸着検出方法を示す図である。 本発明の第３の実施形態における裏面吸着検出方法を示す図である。

以下図１乃至図３に基づいて、本発明の第１の実施形態であるプリント基板上に電子部品を装着する電子部品装着装置について説明する。図１は本発明の第１の実施形態の電子部品装着装置１００の概略構成を示す図である。電子部品装着装置１００は、大別して電子部品を吸着しプリント基板に装着する電子部品装着本体１と、作業者からの指示を入力
するタッチパネルスイッチ２９や作業者に情報を伝えるモニタ２８を有する表示装置５０と、これ等を制御する装置本体制御装置６０とを有する。なお、電子部品装着本体１の後述する装着ヘッドには吸着ノズルの吸着姿勢を検出する姿勢検出センサが設けられている。

図２は、本発明の実施形態である電子部品装着本体１の概略平面図である。図３は、電子部品装着本体１に係る制御ブロック図である。
まず、図２に基づいて電子部品装着本体１を説明する。電子部品装着本体１の基台２上には種々の電子部品を夫々その部品取出位置（部品吸着位置）に１個ずつ供給する部品供給ユニット３が複数並設されている。対向する部品供給ユニット３群の間には供給コンベア４、位置決め部５及び排出コンベア６が設けられている。供給コンベア４は上流側装置より受けたプリント基板(以下、単に基板という)Ｐを位置決め部５に搬送し、この位置決め部５で位置決め機構（図示せず）により位置決めされた基板Ｐ上に電子部品が装着された後、排出コンベア６に搬送され、下流側装置に搬送される。

部品供給ユニット３はテープ供給リール（図示せず）に巻回収納された供給テープを１ピッチずつ間欠送りすると共にカバーテープを剥離して、部品取出位置に電子部品Ｄを送り、吸着ノズル１３による取出しに供するものである。

８はＸ方向に長い一対のビームであり、Ｙ軸駆動モータ９の駆動によりネジ軸１０を回転させ、左右一対のガイド１１に沿って基板Ｐや部品供給ユニット３の部品取出位置上方を個別にＹ方向に移動する。

各ビーム８にはその長手方向、即ちＸ方向にＸ軸駆動モータ１２(図３参照)によりガイド８Ａに沿って移動する装着ヘッド７が設けられ、この装着ヘッド７には複数本の吸着ノズル１３が設けられる。吸着のノズルは説明の便宜上１本のみ図示している。そして、装着ヘッド７には吸着ノズル１３を上下動させるための上下軸駆動モータ１４(図３参照)が搭載され、また鉛直軸周りに回転させるためのθ軸駆動モータ１５が搭載されている。従って、装着ヘッド７の吸着ノズル１３(図３参照)はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、鉛直軸回りに回転可能で、かつ上下動可能となっている。

１８は部品認識カメラで、電子部品が吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき、位置認識するために電子部品を撮像する。そして、各電子部品が吸着ノズル１３に吸着保持された状態で部品認識カメラ１８により撮像されて図３に示す認識処理装置１９により認識処理される。

次に、図３を用いて電子部品装着装置に係る制御ブロックを説明する。装置本体制御装置６０は、電子部品装着本体１や表示装置５０を統括制御する制御部としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）２０、ＣＰＵ２０にバスラインを介して接続されたＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）２２及びＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）２３と、装着ヘッド７や吸着ノズル１３の位置決めする各モータの駆動回路２１と、部品認識カメラ１８のデータを処理する認識処理装置１８と、これ等を結ぶインターフェイス２４を有する。そして、ＣＰＵ２０はＲＡＭ２２に記憶されたデータや表示装置５０のタッチパネルスイッチ２９から入力された情報に基づいて、ＲＯＭ２３に格納されたプログラムに従い、電子部品装着本体１の部品装着動作に係る動作を統括制御したり、モニタ２８に作業者に知らせる情報を伝える。部品装着動作に係る動作を統括制御に関してＣＰＵ２０は、インターフェース２４及び駆動回路２１を介して装着ヘッド７をＸ方向に移動させるＸ軸駆動モータ１２、ビーム８をＹ方向に移動させるＹ軸駆動モータ９、吸着ノズル１３を昇降させる上下軸モータ１４、吸着ノズル１３を回転させるθ軸駆動モータ１５などの駆動を制御している。

ＲＡＭ２２には、部品装着に係る装着データが記憶されており、その装着順序毎に、基板内でのＸ座標、Ｙ座標及び角度情報や、各部品供給ユニット３の配置番号情報等が記憶されている。また、ＲＡＭ２２には、各部品供給ユニット３の配置番号に対応した各電子部品Ｄの種類（部品ＩＤ）に関する部品配置データが記憶されている。更には、各電子部品（部品ＩＤ）毎に種別、Ｘ方向のサイズ、Ｙ方向のサイズ及び厚さデータや、吸着姿勢異常としての部品立ちに係る立ちレベルデータ等から構成される部品ライブラリデータも格納されている。

表示装置５０は、モニタ２８やモニタ上に設けられた種々のタッチパネルスイッチ２９を有する。モニタ２８には部品認識カメラ１８により撮像された画像など情報が作業者に表示される。そして、作業者がタッチパネルスイッチ２９を操作することにより、電子部品装着に係る種々の設定を行うことができる。

２５は後で詳述する姿勢検出センサであり、本実施形態ではラインセンサ２５ａを用いている。ラインセンサ２５ａは光ビームを発する投光器２６と光ビームを受光する受光器２７とより構成されている。

以上の構成により、作業者がモニタ２８に表示されたタッチパネルスイッチ２９の始動スイッチ部を押圧すると、電子部品装着本体１の自動運転を行なうことができ、初めに基板Ｐが上流装置より供給コンベア４を介して位置決め部５に搬送され、図示しない位置決め機構により位置決め固定される。

次いで、ＲＡＭ２２に格納された基板Ｐの装着すべきＸＹ座標位置、鉛直軸線回りへの回転角度位置及び各部品供給ユニット３の配置番号等が指定された装着データに従い、次々に装着ヘッド７が移動して電子部品の部品種に対応した吸着ノズル１３が装着すべき電子部品を所定の部品供給ユニット３から吸着して取出す。

そして、この電子部品Ｄの取り出し後は、姿勢センサ２５により吸着ノズル１３に吸着保持された電子部品Ｄの姿勢が検出される。後述するように裏面吸着と判定されなければ、電子部品Ｄを吸着保持した吸着ノズル１３は位置決め部５にて位置決めされた基板Ｐ上の所定位置に電子部品を装着するために移動する。その移動途中において、装着ヘッド７が移動しながら部品認識カメラ１８の上方位置を通過する際に吸着ノズル１３に吸着保持された電子部品Ｄが部品認識カメラ１８により撮像される。そして、電子部品が当該吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかＸＹ方向及び回転角度につき認識処理装置にて認識処理される。そして、この電子部品Ｄの認識処理結果に基づいて補正され、Ｙ軸駆動モータ９、Ｘ軸駆動モータ１２及びθ軸駆動モータ１５が制御され、ＣＰＵ２０は上下軸駆動モータ１４を制御して吸着ノズル１３を下降させ電子部品Ｄを基板Ｐに装着する。

以下、本発明の最も特徴である裏面吸着の検出する姿勢検出センサ２５の構成、動作及び裏面吸着検出方法の実施形態について説明する。
まず、姿勢検出センサ２５の構成、動作について説明する。図４は、装着ヘッド７の下部に設けられた姿勢センサ２５であるラインセンサ２５ａが吸着ノズル１３の電子部品Ｄの吸着姿勢を検出している様子を示している。姿勢検出センサ２５の実施例であるラインセンサ２５ａは、高さ方向に長さＬを持ち水平方向に直進する光ビーム２６ａを発する投光器２６と、光ビーム２６ａを受光可能であるようにＣＣＤ素子が垂直方向の直線上に多数個並設されてなる受光器２７とより構成されている。投光器２６と受光器２７は共に装着ヘッド７の下部において吸着ノズル１３を挟むように固定して設けられている。

ここで、吸着ノズル１３は、装着ヘッド７の矢印７ｂに示すように下から見て反時計回りに周回転する回転部７ａの周方向に等間隔に複数(図４では６本)設けられている。また、吸着ノズル１３は、前述したように部品供給ユニット３(図１参照)から電子部品Ｄを取出すために、複数の吸着ノズル１３から１本が選択されて、図２に示す上下軸駆動モータ１４により昇降可能に装着ヘッド７に設けられている。

なお、投光器２６としてはＬＥＤの光をレンズで集光して平行に直進する光線を発光するようにしてもよいし、レーザを用いて同様にしてもよい。また、光ビーム２６ａの幅Ｌは検出する電子部品に高さに依存する。例えば、３ｍｍ幅を必要とする電子部品の場合は、ＣＣＤ素子として３ｍｍ程度の上下幅に３００個程度が並設した受光器２７を用いることができる。即ち、１ＣＣＤ素子当り０．０１ｍｍの分解能を有する。

図５に図４に示す姿勢検出センサ２５による裏面吸着の検出の結果に基づいて電子部品を基板Ｐに装着する処理フローを示す。まず、図４に示すように吸着ノズル１３ａが選択され降下し、電子部品Ｄを吸着し取出す(Ｓｔｅｐ１）。次に、次の吸着ノズル１３ｂが吸着処理できるように回転部７ａが回転し、この回転するときに、ラインセンサ２５ａにより吸着ノズル１３ａに吸着された電子部品を撮像する(Ｓｔｅｐ２）。その後、撮像データに基づいて後述する方法により裏面吸着検出処理をする(Ｓｔｅｐ３）。次に、裏面吸着の有無を判定し(Ｓｔｅｐ４）、判定結果に基づき吸着裏面有無データをＲＡＭ２２に格納する(Ｓｔｅｐ５，６）。この処理を装着ヘッド７の取り付けられている吸着ノズル１３の本数分だけ行う(Ｓｔｅｐ７）。その後、装着ヘッド７を基板Ｐの位置に移動させる(Ｓｔｅｐ８)。その途中で吸着裏面有無データにより裏面吸着した電子部品の有無を判断し(Ｓｔｅｐ９)、あれば、図１に示すよう作業者に警告表示すると共に、該当電子部品を廃棄ボックス或いはリサイクルボックスに投入する(Ｓｔｅｐ１０)。その後、正常に吸着した電子部品Ｄを順次基板Ｐに装着する(Ｓｔｅｐ１１)。また、Ｓｔｅｐ８の移動中に電子部品が吸着ノズル１３に対してどれだけ位置ずれして吸着保持されているかを認識するために、部品認識カメラ１８で装着ヘッド７を下から撮像するが、下からの平面画像ではリード端子の高さ方向の変化の判断が難しい。

次に、図６を用いて本実施形態における裏面吸着検出方法を説明する。図６においては、段差状のリード端子を有するガルウィング型でリード端子の装着部Ｄｒとパッケージの装着部Ｄｐが同一面となる２極リード端子付きダイオード (以下、ガルウィング型同一面２極ダイオードという)Ｄｄを検出すべき電子部品の例として示している。図６(ａ)は基板への装着面とは反対側の面であるパッケージの吸着面を吸着ノズル１３が正常に吸着した状態を、図６(ｂ)は基板への装着面である裏面を吸着ノズル１３が異常に吸着した裏面吸着の状態を示す。また、図６(ｃ)、図６(ｄ)は、それぞれ図６(ａ)、図６(ｂ)の状態の電子部品Ｄｄをラインセンサ２５ａで撮像した結果を処理し、リード端子とパッケージの下面Ｄｋの高さを示す輪郭線を示した図である。なお、図４に示したようにヘッド回転中心を中心として複数の吸着ノズル１３が円周上に並んでいるが、この円周の接線方向にリード端子が向くように電子部品Ｄを吸着することにより、ラインセンサ２５ａの光ビーム２６ａがリード端子の方向に対して直角に当たるので、ラインセンサ２５ａは裏面吸着をされた電子部品を常に安定した姿勢で両端のリード端子含む撮像範囲Ｌで撮像できる。

上述した輪郭線は、リード端子を含む方向の各位置において３００個の各ＣＣＤ素子でアナログの受光量を検出し、所定の判定閾値を決めてＯＮ(通光)／ＯＦＦ(遮光)のデジタルデータに変換し、ＯＦＦからＯＮに変化する高さ位置を示す輪郭点を接続して得られる曲線である。図６(ｃ)、図６(ｄ)における横軸の数字は、初めてＯＦＦが検出される輪郭点位置を１とし最後の位置となる輪郭点位置をｍとしたリ-ド端子を含む面における撮像位置(サンプリング位置）を示し、一方縦軸はリニアセンサ２５ａの上端にあるＣＣＤ素子に位置を基準として下方向を正とする輪郭点の高さＨを示す。

次に、図６(ｃ)、図６(ｄ)のデータを例にして、裏面吸着の判定方法を説明する。基本的には、裏面吸着の判定方法は、裏面吸着した時の姿勢の特徴を示す特徴部の高さに基づいて判定する。ガルウィング型同一面２極ダイオードＤｄにおいて、特徴部は図７に示すリード端子のうちパッケージ面と高さが同じである装着部Ｄｒである。

裏面吸着の判定方法は、特徴部である両端のリード端子の装着部Ｄｒの少なくともどちらか一方の高さＨｒとパッケージの下面Ｄｋの高さＨｐを比較して判定する。定性的に言えば、正常に吸着された場合には図６(ａ)に示すように両者の差は殆どなく、裏面吸着した場合には図６(ａ)に示すように両者の差は大きな値を有する。そこで、判定閾値Ｈｔｈを設け、式(１)、式(２)をより裏面吸着の有無を判定する。

正常吸着 Ｈｐ−Ｈｒ ＜ Ｈｔｈ (１)
裏面吸着 Ｈｐ−Ｈｒ ≧ Ｈｔｈ (２)
図７に示す図５に示すステップ４乃至６に対応する裏面吸着有無判定処理では、右側及び左側の両方のリード端子に対して判定し、どちらか一方が式(１)の条件を満たさなければ裏面吸着として判定している。また、図７では両方のリード端子に対して判定しているが、片側のリード端子だけでもよい。

また、式(１)、式(２)に判定に必要なデータは、処理時間を短縮するために、前述した輪郭線を形成する全ての輪郭点を算出するのではなく、特徴部である各リード端子に対し１点の特徴輪郭点とパッケージの下面Ｄｋの１点の比較輪郭点のみを算出する。例えば、特徴輪郭点としては、リード端子の装着部Ｄｒの最初の輪郭点Ａである“１”の点、及び最後の輪郭点Ｂである“ｍ”の点を選ぶ。また、パッケージの下面Ｄｋの１点の比較輪郭点としては、２特徴輪郭点Ａ，Ｂの中央の輪郭点Ｃである“ｍ／２（（ｍ＋１）／２）”を選ぶ。図７に示すように両側で判定する場合は３点、片側のみ場合は２点の輪郭点のデータを算出すればよい。図５において説明したＳｔｅｐ３の裏面吸着検出処理とは、本実施例では、ラインセンサ２５ａで得られた撮像データから、判定に必要な２点のまたは３点の輪郭点を得るまでの処理をいう。なお、勿論、ノイズを避けるために装着部Ｄｒ及び下面Ｄｋにおいて複数の輪郭点を算出してもよい。

また、上述したように２点または３点の輪郭点データに基づいて裏面吸着の有無を判定するためには、式(１)、式(２)に示す判定閾値Ｈｔｈを予め、比較すべきパッケージの下面Ｄｋの位置を予めまたはその都度を定める必要がある。また、判定閾値Ｈｔｈ及びパッケージの下面Ｄｋの位置は実際のｍｍといった単位ではなく、ＣＣＤ素子の画素数またはＣＣＤ素子の画素位置及びサンプリング位置で定めておけば、実換算する必要がなく、得られたＣＣＤ素子の画素位置やサンプリング位置などを直接比較することで処理ができるので処理時間を短くできる。

さらに、判定閾値Ｈｔｈは経験的または実験的に定めてもよいが、ここでは、実データに基づく定める方法を説明する。本実施例ではパッケージ厚ＰＷを基準として式（３）に基づき定める。
判定閾値 Ｈｔｈ＝Ｋ×ＰＷ (３)
ただし、Ｋ：比例係数
比例係数Ｋは、例えば、判定閾値が正常吸着と裏面吸着における特徴部の特徴点の高さ位置の中央になるよう定める。なお、Ｋ及び図５のフロー等は他のデータと共に、装置本体制御装置６０のＲＡＭ２２に記憶されており、ＣＰＵ２０がこれ等データに基づき判定閾値Ｈｔｈを計算し、裏面吸着を判定する。

ガルウィング型同一面２極ダイオードＤｄの場合の比例係数は、図６に示すように０．５となる。勿論、特徴部の位置の変化が大きい場合は、その他の値、例えば０．３などを用いてもよい。後述するように何らかの方法でパッケージ幅ＰＷが分かれば、式(４)に示すように、パッケージの下面Ｄｋの高さ位置のＣＣＤ素子の画素位置ＨｋｃにＰＷに相当するＣＣＤ素子の画素数ＰＷｃの半分を引いた位置が、判定閾値位置の画素位置Ｈｔｈｃとなる。
判定閾値 Ｈｔｈｃ＝Ｈｋｃ−ＰＷｃ (４)
次に、パッケージ厚ＰＷｃ(ＰＷ)と前述の比較すべきパッケージの下面Ｄｋの比較点の位置を定める方法を説明する。まず、パッケージ厚ＰＷｃ(ＰＷ)について説明する。
第１に、パッケージ厚ＰＷが部品ライブラリデータから得られる或いは入力できる場合には、その値をラインセンサ２５ａの画素数に換算し、パッケージ厚ＰＷｃを得る。第２に、吸着ノズル１３のラインセンサ２５ａに対する相対的位置を両者の取り付けデータ、部品ライブラリデータ内の吸着ノズル１３の寸法データ等から求めことができる場合である。その場合は、ラインセンサ２５ａの基準位置と撮像された吸着ノズル１３の先端位置とのオフセット量Ｈｆを得ることガできるので、そのオフセット量Ｈｆをラインセンサ２５ａの画素数に換算したオフセット量Ｈｆｃを得、パッケージの下面Ｄｋの高さ位置のＣＣＤ素子の画素位置Ｈｋからオフセット量Ｈｆｃを引いて、パッケージ厚ＰＷｃを得る。

第３に、吸着ノズル１３で電子部品Ｄを吸着しているラインセンサ２５ａの撮像データからパッケージ厚ＰＷｃを求める。吸着ノズル１３の吸着面においてラインセンサ２５ａの１ラインの撮像データが、通光→電子部品による遮光→通光状態から吸着ノズルによる遮光→電子部品による遮光→通光状態に変わる。そこで、変化前の通光→電子部品による遮光の変化点の高さ位置を求め、その変化点に対応するパッケージの下面Ｄｋの位置における高さ位置Ｈｋｃから変化点の高さ位置を引いてパッケージ厚ＰＷｃを求める。この第３の方法は、色々な厚さの電子部品に対応してパッケージ厚ＰＷを求めることができる利点がある。但し、吸着ノズル１３の先端の径がパッケージの長さにリード端子の長さを足した寸法より短いことが条件となる。また、求められたパッケージ厚ＰＷは比例係数Ｋ等のデータと共にＲＡＭ２２に記憶される。

次に、比較すべきパッケージの下面Ｄｋの比較点の位置を定める方法を説明する。第１に、前述したように両端に存在する特徴部であるリード端子の装着部Ｄｒの特徴輪郭点の中間点の位置として定める。勿論、パッケージの下面Ｄｋの位置であれば中間点でなくその他の位置としてもよい。第２に、電子部品の測定方向のパッケージ長さ及びリード端子の長さを得られる場合である。その場合は、リード端子の長さにパッケージ長さの半分長さを加え、特徴輪郭点からパッケージの下面Ｄｋの中央位置への位置オフセット量を予め求める。そして、各電子部品Ｄの測定時に得られたリード端子の装着部Ｄｒの特徴輪郭点の位置にその位置オフセット量を加え、パッケージの下面Ｄｋの比較点の位置をその都度定める。第２の方法によれば、予め比較点の位置を定めることができるので即ち、サンプリング位置を特定できるので、必要なデータのみを取り込むだけでよく、メモリの容量が小さくでき、処理時間も短くなる。

なお、第１の方法でも最初に定めた比較点の位置から位置オフセット量を定めれば、第２の方法と同様な効果を得ることができる。また、第１及び第２の方法において、多少比較点の位置がふらついてもＯＫならば、最初に定めた或いは定期的に定めた比較点の位置をその後に用いることも可能である。

以上説明した本実施形態によれば、電子部品の裏面吸着を検出し、正常な姿勢の電子部品を基板に装着できる部品供給装置及び電子部品装着方法を提供できる。

次に、本発明の第２の実施形態を図を用いて説明する。図８は本発明の第２の実施形態における裏面吸着検出方法を示す図である。第２の実施形態は、図８(ａ)に示すように、段差を有しないリード端子の装着部Ｄｇとパッケージの装着部Ｄｐが同一面となるフラット型２極リード端子付きダイオード (以下、フラット型同一面２極ダイオードという)Ｄｆに適した方法である。特徴部はガルウィング型同一面２極ダイオードＤｄと同様にフラット型のリード端子の装着部Ｄｇである。本実施例では特徴部の位置のみに基づいて裏面吸着を判定する。

図８(ｂ)は、図６(ｄ)に示す裏面吸着した輪郭線に対応する図で、ラインセンサ２５ａにより撮像した結果を処理し、リード端子とパッケージの下面Ｄｋの高さを示す輪郭線を示した図である。図８(ｂ)の判定領域窓３０は特徴部である左側リード端子の装着部Ｄｇを含む輪郭線部分を示す。図６の説明の中で、電子部品が反転しても裏面吸着する場合においても、電子部品をある程度安定した姿勢で両端のリード端子を含む状態で撮像できることを説明した。その結果、裏面吸着した場合に、その裏面吸着の左側リード端子の装着部Ｄｒはある程度が画面上で上下左右に振れるが、或る一定の範囲に収まる。そこで、判定領域窓３０で収まる範囲を定め、左(右)側リード端子の装着部Ｄｒが判定領域窓３０内に存在するかを判定して。存在すれば裏面吸着していると判定し、存在しなければ正常吸着していると判定する。

本実施形態における図５において説明したＳｔｅｐ３の裏面吸着検出処理とは、左(右)側リード端子の場合はリード端子が存在する確率の高い判定領域窓３０の範囲を左(右)から順に、図８(ｂ)において上から通光・遮光・通光と変化するラインセンサ２５ａのラインデータを検索する。そのようなラインデータが全くなければ、正常吸着と判定する。そのようなラインデータがある場合、遮光長がリード端子の太さに匹敵する長さであるかを判定し、そうである場合は裏面吸着と判定し、そうでない場合はパッケージと判断し正常吸着と判定する。

本実施形態においても、先の実施形態例と同様に、電子部品の裏面吸着を検出し、正常な姿勢の電子部品を基板に装着できる部品供給装置及び電子部品装着方法を提供できる。

次に、本発明の第３の実施形態を図を用いて説明する。図９の各図は、本発明の第１の実施形裏面吸着検出方法を示す図５の各図に対応し、本発明の第３の実施形態における裏面吸着検出方法を示す図である。第１、第２においてはパッケージの下面の輪郭線を形成する輪郭点に基づいて裏面吸着を判定したが、第３の実施形態ではパッケージの上面Ｄｊの輪郭線を形成する輪郭点に基づいて裏面吸着を判定する。例えば、特徴輪郭点としては、図６と同様に、リード端子の装着部Ｄｒの最初の輪郭点Ａである“１”の点、及び最後の輪郭点Ｂである“ｍ”の点を選ぶ。また、パッケージの上面Ｄｊの１点の比較輪郭点としては、図９(ｃ)、図９(ｄ)に示すように、パッケージの上面Ｄｊを検出できない領域Ｄｊｆができるので、吸着ノズル１３に輪郭点Ａからリード端子の長さ＋αの位置にある輪郭点Ｆを選ぶ。

本実施形態においても、パッケージの下面の輪郭線を形成する輪郭点に基づいて裏面吸着を判定する方法と同様に、電子部品の裏面吸着を検出し、正常な姿勢の電子部品を基板に装着できる部品供給装置及び電子部品装着方法を提供できる。

以上の実施形態では、裏面吸着のみの検出を説明した。例えば、裏面吸着検出処理で検出した裏面吸着判定に用いたパッケージの下面Ｄｋまたは上面Ｄｊの位置におけるパッケージの高さを測定することにより、部品立ちの検出も実施することができる。

また、以上の実施形態では、電子部品を吸着した吸着ノズルを撮像する姿勢検出センサとして透過型のラインセンサを用いたが、反射型のラインセンサでもよいし、さらに、ラインセンサの替わりに撮像カメラを用いて撮像してデジタル化し、実施例と同様に処理するか、或いは、例えば画像処理のエッジ処理に輪郭線を形成し、リード端子などの特徴部によって裏面吸着を判定してもよい。

さらに、以上の実施形態では、姿勢検出センサを装着ヘッドに設けたが、基板に電子部品を装着する前に、裏面吸着を判定すればよいので、吸着から装着の間の装着ヘッドが移動するルートに、例えば、部品認識カメラがある位置で吸着ノズルを横から撮像する姿勢検出センサを設けてもよい。

さらにまた、以上の実施形態では、本発明を適用できる電子部品としてガルウィング型同一面２極ダイオードまたはフラット型同一面２極ダイオードを例に説明した。その他の適用部品としては、リード端子を有する電子部品で言えば３極トラジスタや４極以上のフラットパッケージ製品に応用できる。型式にいえばリード端子の装着部Ｄｒとパッケージの面の高さが異なるガルウィング型にも適用できる。もっと広くいえば、パッケージからの何らかの突起物があってその特徴部である突起物の位置が正常吸着と裏面吸着とでは高さ異なるものであれば適用可能である。

以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。

１：電子部品装着本体 ３：部品供給ユニット
７：装着ヘッド ７ａ：回転部
１３：吸着ノズル １８：部品認識カメラ
２０：ＣＰＵ ２５：姿勢検出センサ
２５ａ：ラインセンサ ２６：投光器
２７：受光器 ２８：モニタ
２９：タッチパネルスイッチ ３０：判定領域窓
５０：表示装置 ６０：装置本体制御装置
１００：電子部品装着装置 Ｄ、Ｄｄ、Ｄｆ：電子部品
Ｄｊ：パッケージの上面 Ｄｋ：パッケージの下面
Ｄｒ、Ｄｇ：リード端子の装着部 Ｄｐ：パッケージの装着部
Ｈｐ：パッケージの下面の高さＨｐ Ｈｒ：リード端子の装着部の高さ
Ｈｔｈ：判定閾値 Ｐ：プリント基板(基板)
ＰＷ：パッケージ厚

Claims (14)

1. 部品供給ユニットにより供給される電子部品を吸着して取出す吸着ノズルと、前記吸着ノズルを複数具備する装着ヘッドと、前記吸着ノズル及び前記相装着ヘッドの動作を制御する制御装置とを有し、前記電子部品を基板に装着する電子部品装着装置において、
   前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品の姿勢を前記吸着ノズルの側部から撮像する姿勢検出センサを有し、前記制御装置は、前記姿勢検出センサの撮像結果を処理し、前記処理結果に基づいて前記吸着ノズルが前記基板に装着する前記電子部品の面である裏面を吸着する裏面吸着の有無を判定する判定手段を有することを特徴とする電子部品装着装置。
2. 前記姿勢検出センサを前記装着ヘッドに設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
3. 前記姿勢検出センサを前記電子部品の吸着から装着する間の前記装着ヘッドの移動ルートに設けたことを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
4. 前記姿勢検出センサはラインセンサまたは撮像カメラであることを特徴とする請求項２または３に記載の電子部品装着装置。
5. 前記判定手段は前記裏面吸着した時の姿勢の特徴を示す特徴部の高さに基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載の電子部品装着装置。
6. 前記電子部品はパッケージを有し、前記特徴部は前記裏面吸着の時と正常に吸着されたときと高さ位置が異なる装着部を有するリード端子であることを特徴とする請求項５に記載の電子部品装着装置。
7. 前記判定手段は、前記電子部品の下面または上面おける輪郭を形成する輪郭点に基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを特徴とする請求項５または６に記載の電子部品装着装置。
8. 部品供給ユニットにより供給される電子部品を吸着ノズルで吸着して取出し、前記吸着ノズルを複数具備する装着ヘッドを移動させて前記電子部品を基板に装着する電子部品装着方法において、
   前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品の姿勢を前記吸着ノズルの側部から撮像し、前記撮像結果を処理し、前記処理結果に基づいて前記吸着ノズルが前記基板に装着する前記電子部品の面である裏面を吸着する裏面吸着の有無を判定することを特徴とする電子部品装着方法。
9. 前記判定は、前記裏面吸着した時の姿勢の特徴を示す特徴部の高さに基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを特徴とする請求項８に記載の電子部品装着方法。
10. 前記電子部品はパッケージを有し、前記特徴部は前記裏面吸着の時と正常に吸着されたときと高さ位置が異なる装着部を有するリード端子であることを特徴とする請求項９に記載の電子部品装着方法。
11. 前記判定は、前記電子部品の下面または上面おける輪郭を形成する輪郭点のうち前記特徴部で得られた特徴輪郭転点に基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを特徴とする請求項９または１０に記載の電子部品装着方法。
12. 前記判定は、前記電子部品の下面または上面おける輪郭を形成する輪郭点のうち前記装着で得られた特徴輪郭転点と前記パッケージで得られた比較輪郭点とに基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを特徴とする請求項１０に記載の電子部品装着方法。
13. 前記裏面吸着時において前記装着部を存在する判定領域窓を設け、前記判定流域窓の撮像結果に基づいて前記裏面吸着の有無を判定することを特徴とする請求項１０に記載の電子部品装着方法。
14. 前記撮像結果において前記パッケージでの高さを測定し、部品が立った状態の部品たちを検出することを特徴とする請求項８に記載の電子部品装着方法。

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