JP2013255892A - 塗布装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ワークに対する撮像距離を容易かつ高精度に調整することが可能な塗布装置を提供する。
【解決手段】ワークＷ上に塗布剤を塗布する塗布手段２と、塗布手段２をワークＷに対して接近離間する方向に移動させる接離方向駆動部１５と、ワークＷを撮像する撮像手段３と、撮像手段３によって得られた撮像データに基づいて塗布手段の塗布位置を補正する位置補正手段５とを備えた塗布装置において、撮像手段３を、接離方向駆動部１５によって塗布手段２と一体的にワークＷに対して接近離間する方向に移動可能に構成し、接離方向駆動部１５を駆動させてワークＷに対する撮像手段３の撮像距離を調整する制御部１７を備える。
【選択図】図１
【解決手段】ワークＷ上に塗布剤を塗布する塗布手段２と、塗布手段２をワークＷに対して接近離間する方向に移動させる接離方向駆動部１５と、ワークＷを撮像する撮像手段３と、撮像手段３によって得られた撮像データに基づいて塗布手段の塗布位置を補正する位置補正手段５とを備えた塗布装置において、撮像手段３を、接離方向駆動部１５によって塗布手段２と一体的にワークＷに対して接近離間する方向に移動可能に構成し、接離方向駆動部１５を駆動させてワークＷに対する撮像手段３の撮像距離を調整する制御部１７を備える。
【選択図】図１
Description
本発明は、塗布装置に関する。
複数のアイランドが所定のマトリックス状に配設されたリードフレーム又は基板に対して、接着剤等のペースト状の塗布剤を塗布する塗布装置がある。この種の塗布装置には、塗布剤を塗布する前のアイランドの画像を取り込んでアイランドの位置を検出すると共に、塗布剤を塗布した後のアイランドの画像を取り込んで塗布剤の面積に過不足が無いかどうか、及び塗布位置が適正か否かなどを検査する検査装置が組み込まれている。
検査装置は、画像を撮像するためのカメラを備えており、カメラによって撮像されたアイランドの画像は画像処理系で処理される。そして、その撮像データから得られたアイランドの位置情報に基づき、塗布位置がフィードバック式に制御される（特許文献１参照）。
従来の構成では、一般に、カメラの位置は固定されているため、リードフレーム等の撮像対象物の厚さや種類が変化すると、撮像対象物とカメラとの距離（ワークディスタンス）が変化し、撮像対象物に対する撮像焦点のずれが生じる。このとき、焦点深度がレンズのスペック範囲内であれば、そのままでも画像を認識することは可能であるが、その認識精度は低下する。従って、撮像画像の認識精度を維持するには、作業者は、撮像対象物とカメラとの間の撮像距離を調整し、カメラの撮像焦点が撮像対象物に合うように設定する必要がある。
しかしながら、従来、カメラの高さ調整は作業者の手によって行っていたので、高精度な位置合わせは期待できなかった。従って、ワークの種類を変えた後、再び変更前のワークに戻した場合に、カメラ高さの再現性が低く、画像認識の信頼性が低下するといった問題があった。また、厚さの異なる複数種類のワークを扱う場合は、ワークを取り換えるたびにカメラの高さ調整が必要となるため、特に調整作業が面倒となる。
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、ワークに対する撮像距離を容易かつ高精度に調整することが可能な塗布装置を提供しようとするものである。
請求項１の発明は、ワーク上に塗布剤を塗布する塗布手段と、前記塗布手段を前記ワークに対して接近離間する方向に移動させる接離方向駆動部と、前記ワークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって得られた撮像データに基づいて前記塗布手段の塗布位置を補正する位置補正手段とを備えた塗布装置において、前記撮像手段を、前記接離方向駆動部によって前記塗布手段と一体的に前記ワークに対して接近離間する方向に移動可能に構成し、前記接離方向駆動部を駆動させて前記ワークに対する前記撮像手段の撮像距離を調整する制御部を備えるものである。
制御部によって接離方向駆動部を駆動させることにより、撮像手段をワークに対して接近離間する方向に移動させ、ワークに対する撮像距離を調整することができるので、撮像距離の調整を容易かつ高精度に行うことが可能となる。すなわち、撮像距離の調整を、作業者の手によって行うのではなく、機械的に行うことができるので、撮像手段の位置合わせの精度及び再現性が高まる。これにより、ワークを高精度に撮像することができ、画像認識の信頼性が向上する。また、作業者が調整作業を行う手間も軽減できる。さらに、１つの接離方向駆動部によって撮像手段と塗布手段の両方を移動させることができるので、駆動部を撮像手段と塗布手段ごとに別途設ける場合に比べて部品点数が少なくなり、小型化及び低コスト化を図れる。
請求項２の発明は、請求項１に記載の塗布装置において、前記制御部は、前記ワークの厚さ又は高さに基づき前記撮像距離を調整するように構成されたものである。
これにより、撮像手段の位置合わせ精度と再現性を高めつつ、調整作業を大幅に軽減することができる。
請求項３は、請求項１又は２に記載の塗布装置において、前記撮像手段の撮像方向を、前記ワークの表面に対して直交する方向に設定したものである。
撮像手段の撮像方向をワークの表面に対して直交する方向に設定することで、ワークを斜めから撮像する場合に比べて、撮像精度が向上する。
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の塗布装置において、前記ワークに対する前記撮像手段の距離を撮像可能距離に設定し、前記撮像手段によって前記ワーク上の塗布予定箇所を撮像してから、前記塗布手段を前記ワークから所定距離離れた待機位置に移動させ、当該待機位置から前記塗布手段を前記ワークに対して接離させて塗布剤を塗布するように制御するものである。
この場合、撮像手段の撮像可能距離の設定と塗布手段の待機位置への移動を、容易かつ高精度に行うことができるので、撮像と塗布を良好に行うことができる。
請求項５の発明は、請求項４に記載の塗布装置において、前記塗布手段によって塗布剤を塗布した後、再度、前記ワークに対する前記撮像手段の距離を撮像可能距離に設定し、前記撮像手段によって前記ワーク上の塗布済み箇所を撮像するように制御するものである。
この場合、再度の撮像可能距離の設定を、容易かつ高精度に行うことができるので、塗布済み箇所の撮像を良好に行うことができる。
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の塗布装置において、前記ワーク上の複数の塗布予定箇所のうち、一部のみを前記撮像手段によって撮像するように制御するものである。
この場合、全部の塗布予定箇所を撮像する場合に比べて、撮像に要する時間を短縮することができる。
本発明によれば、撮像距離の調整を容易かつ高精度に行うことができるので、ワークを高精度に撮像することができ、画像認識の信頼性が向上する。また、作業者が調整作業を行う手間も軽減できる。さらに、１つの接離方向駆動部によって撮像手段と塗布手段の両方を移動させることができるので、小型化及び低コスト化を図れる。
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図１は、本発明に係る塗布装置の実施の一形態を示す図である。
図１に示すように、塗布装置１は、ワークＷにペースト状の塗布剤を塗布する塗布手段２と、撮像手段であるカメラ３と、塗布手段２及びカメラ３を移動させる駆動手段４と、カメラ３によって得られた撮像データに基づいて塗布手段２の塗布位置を補正する位置補正手段５とを備えている。ここでは、塗布剤を、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂接着剤としているが、銀ペーストやその他の塗布剤を用いることも可能である。
図１に示すように、塗布装置１は、ワークＷにペースト状の塗布剤を塗布する塗布手段２と、撮像手段であるカメラ３と、塗布手段２及びカメラ３を移動させる駆動手段４と、カメラ３によって得られた撮像データに基づいて塗布手段２の塗布位置を補正する位置補正手段５とを備えている。ここでは、塗布剤を、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂接着剤としているが、銀ペーストやその他の塗布剤を用いることも可能である。
塗布手段２は、接合剤を収納したシリンジ６と、シリンジ６内の接合剤を吐出する塗布ノズル７を備える。塗布ノズル７は、シリンジ６の下端に設けられ、シリンジ６は、固定フレーム８によって保持されている。また、固定フレーム８には、カメラ３も取り付け固定されている。
本実施形態では、固定フレーム８は、シリンジ６を保持するシリンジ保持部８ａと、カメラ３を保持するカメラ保持部８ｂと、シリンジ保持部８ａとカメラ保持部８ｂとを連結する連結部８ｃとで構成されている。シリンジ保持部８ａとカメラ保持部８ｂは、それぞれ水平方向（ワークＷの表面と平行を成すように）配設され、連結部８ｃは鉛直方向（ワークＷの表面に直交する方向）に配設されている。カメラ保持部８ｂは、連結部８ｃを介してシリンジ保持部８ａの上方に接続されている。シリンジ保持部８ａにおけるカメラ３直下の部分には、孔部８ｄが設けてあり、カメラ３はこの孔部８ｄを通してワークＷの表面を撮像することができるようになっている。
ワークＷは、複数のアイランド９が所定のマトリックス状に配設されたリードフレーム（基板）１０である。リードフレーム１０は、吸着板１１に取り付けられた状態で搬送ステージ１２に搭載され、搬送ステージ１２によってリードフレーム１０はその長手方向（Ｘ方向）に搬送されるようになっている。
駆動手段４は、固定フレーム８を介して塗布手段２とカメラ３（以下、「塗布手段２等」という）を一体的に移動させる３つの駆動部を備える。具体的には、駆動手段４は、塗布手段２等をワークＷの長手方向（Ｘ方向）に往復移動させるＸ方向駆動部１３と、塗布手段２等をワークＷの幅方向（Ｙ方向）に往復移動させるＹ方向駆動部１４と、塗布手段２等をワークＷに対して接近離間する方向（Ｚ方向）に移動させるＺ方向駆動部（接離方向駆動部）１５とを備えている。
位置補正手段５は、カメラ３によって撮像されたアイランド９や塗布された接合剤の画像を処理する画像処理系１６と、その画像処理系１６で処理された画像データに基づいて駆動手段４を制御する制御部１７とを備える。
次に、本実施形態に係る塗布装置１の動作について説明する。
本実施形態では、接合剤の塗布予定箇所であるアイランド９上に接合剤の塗布を行う前に、まず、アイランド９の位置検出を行う。アイランド９の位置検出は、カメラ３によってアイランド９の画像を取り込み、それを画像処理系１６で画像処理することによって行うが、このとき、カメラ３の撮像焦点がリードフレーム１０（又はアイランド９）の表面に合っていない場合は、カメラ３の高さ調整を行う。具体的には、Ｚ方向駆動部１５を駆動させ、図２に示すリードフレーム１０（又はアイランド９）に対するカメラ３の距離Ａを撮像可能距離に設定する。
本実施形態では、接合剤の塗布予定箇所であるアイランド９上に接合剤の塗布を行う前に、まず、アイランド９の位置検出を行う。アイランド９の位置検出は、カメラ３によってアイランド９の画像を取り込み、それを画像処理系１６で画像処理することによって行うが、このとき、カメラ３の撮像焦点がリードフレーム１０（又はアイランド９）の表面に合っていない場合は、カメラ３の高さ調整を行う。具体的には、Ｚ方向駆動部１５を駆動させ、図２に示すリードフレーム１０（又はアイランド９）に対するカメラ３の距離Ａを撮像可能距離に設定する。
このカメラ３の高さ調整は、塗布対象物の厚さや種類などによって異なる。そのため、塗布対象物の厚さや種類に応じた適切な撮像可能距離を、図示しない記憶部に予め記憶させておき、その記憶情報に基づき上記制御部１７がＺ方向駆動部１５を駆動させ、カメラ３の高さ調整を行うように制御してもよい。
その後、カメラ３をリードフレーム１０の幅方向（Ｙ方向）に移動させ、一列分のアイランド９の画像をカメラ３で取り込み、それを画像処理系１６で画像処理する。そして、処理された各アイランド９の画像データに基づいて、制御部１７がアイランド９の実際の位置を検出し、必要な場合は次の塗布工程において塗布手段２の塗布位置を補正する。なお、本実施形態では、カメラ３と塗布手段２とがリードフレーム１０の幅方向（Ｙ方向）に並んで配設されいるため、位置補正がしやすい。
次に、塗布ノズル７を、上記位置検出されたアイランド９上に移動させる。このとき、位置補正が必要な場合は、制御部１７がＸ方向駆動部１３又はＹ方向駆動部１４に指示を出し、塗布ノズル７をＸ方向又はＹ方向に移動させその位置を補正する。
また、Ｚ方向駆動部１５を駆動させて、塗布ノズル７を下方へ移動させ、塗布ノズル７の先端がリードフレーム１０（又はアイランド９）から図３に示す所定距離Ｂ離れた待機位置に配置する。この所定距離Ｂは、塗布ノズル７のアイランド９までのストロークができるだけ小さくなり、かつ、接合剤を塗布した際に接合剤の糸引きなどが生じない、塗布に適した距離である。そして、この待機位置から塗布ノズル７をアイランド９に対して接離させて、各アイランド９上に順次接合剤の塗布を行う。
上記一列分のアイランド９上に接合剤の塗布を終えたら、塗布された接合剤の状態を確認するための検査を行う。接合剤の状態確認検査は、カメラ３によってアイランド９の塗布済みの箇所の画像を取り込み、それを画像処理系１６で画像処理することによって行う。このとき、リードフレーム１０（又はアイランド９）に対するカメラ３の距離は、再度、図２に示す撮像可能距離に設定する必要があるので、図３に示す状態（塗布ノズル７を待機位置に配置した状態）からＺ方向駆動部１５を駆動させてカメラ３を上方へ移動させる。その後、接合剤が塗布された一列分のアイランド９に沿って、カメラ３をリードフレーム１０の幅方向（Ｙ方向）に移動させ、塗布済みの箇所の画像をカメラ３で取り込む。そして、取り込んだ画像データを画像処理系１６で画像処理して、その処理された画像データに基づいて、制御部１７が塗布された接合剤の面積や位置の確認を行う。
その後、上記と同様に、アイランド９の一列ごとに、アイランド９の位置検出工程と、接合剤の塗布工程と、塗布状態の確認工程を繰り返し行う。
本実施形態では、アイランド９の位置検出を行う場合、全てのアイランド９を撮像するようにしているが、位置検出に要する時間を短縮するために、一部のアイランド９のみを撮像するようにしてもよい。例えば、カメラ３を図４のＹ方向へ移動させる際、両端にあるアイランド９ａ，９ｂのみを撮像してもよい。この方法は、特に、アイランド９同士の間隔が精度良く形成されている場合に好ましい。
図５に、本発明に係る塗布装置の他の実施形態を示す。
図５に示す実施形態では、固定フレーム８に２つのカメラ３を取り付けている。２つのカメラ３は、塗布手段２に対して図のＹ方向の両側に配設されている。この構成の場合、塗布手段２と２つのカメラ３をＹ方向に移動させることで、進行方向の前方のカメラ３でアイランド９の位置検出を行いつつ、塗布手段２で位置検出後のアイランド９に接合剤の塗布を行い、さらに、同時に後方のカメラ３で塗布状態の確認を行うことができる。
図５に示す実施形態では、固定フレーム８に２つのカメラ３を取り付けている。２つのカメラ３は、塗布手段２に対して図のＹ方向の両側に配設されている。この構成の場合、塗布手段２と２つのカメラ３をＹ方向に移動させることで、進行方向の前方のカメラ３でアイランド９の位置検出を行いつつ、塗布手段２で位置検出後のアイランド９に接合剤の塗布を行い、さらに、同時に後方のカメラ３で塗布状態の確認を行うことができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、固定フレーム８にカメラ３を３つ以上取り付けることも可能である。また、カメラ３と塗布手段２を一体化したユニットを２つ以上設けてもよい。また、本発明の構成は、リードフレーム１０以外のものを塗布対象物（又は撮像対象物）として用いる塗布装置においても適用可能である。
以上のように、本発明に係る塗布装置は、制御部によって接離方向駆動部（Ｚ方向駆動部）を駆動させることにより、撮像手段をワークに対して接近離間する方向に移動させ、ワークに対する撮像距離を調整するように構成されているので、その撮像距離の調整を容易かつ高精度に行うことができる。すなわち、これまでは、作業者の手によって撮像距離の調整を行っていたが、本発明によれば、それを機械的に行うことができるので、撮像手段の位置合わせの精度及び再現性が高まる。これにより、ワークを高精度に撮像することができ、画像認識の信頼性が向上する。
また、上述の実施形態のように、ワークＷに対してカメラ３を鉛直上方向に配置し、撮像手段の撮像方向をワークの表面に対して直交する方向に設定することで、ワークの表面に対して斜めから撮像する場合に比べて、撮像精度が向上する。
また、本発明によれば、作業者が調整作業を行う手間も軽減できる。特に、厚さの異なるワークを扱う場合や、同じワーク内でも撮像箇所の高さが異なる場合に、それぞれの厚さ又は高さに基づき制御部が撮像距離を調整できるように構成することで、撮像手段の位置合わせ精度と再現性を高めつつ、調整作業を大幅に軽減することができる。
また、本発明に係る塗布装置では、１つの接離方向駆動部によって撮像手段と塗布手段を移動させることができるので、駆動部を撮像手段と塗布手段ごとに別途設ける場合に比べて部品点数が少なくなり、小型化及び低コスト化を図れる。
１ 塗布装置
２ 塗布手段
３ カメラ（撮像手段）
４ 駆動手段
５ 位置補正手段
９ アイランド
１０ リードフレーム
１５ Ｚ方向駆動部（接離方向駆動部）
１７ 制御部
Ｗ ワーク
２ 塗布手段
３ カメラ（撮像手段）
４ 駆動手段
５ 位置補正手段
９ アイランド
１０ リードフレーム
１５ Ｚ方向駆動部（接離方向駆動部）
１７ 制御部
Ｗ ワーク
Claims (6)
- ワーク上に塗布剤を塗布する塗布手段と、前記塗布手段を前記ワークに対して接近離間する方向に移動させる接離方向駆動部と、前記ワークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって得られた撮像データに基づいて前記塗布手段の塗布位置を補正する位置補正手段とを備えた塗布装置において、
前記撮像手段を、前記接離方向駆動部によって前記塗布手段と一体的に前記ワークに対して接近離間する方向に移動可能に構成し、
前記接離方向駆動部を駆動させて前記ワークに対する前記撮像手段の撮像距離を調整する制御部を備えることを特徴とする塗布装置。 - 前記制御部は、前記ワークの厚さ又は高さに基づき前記撮像距離を調整するように構成された請求項１に記載の塗布装置。
- 前記撮像手段の撮像方向を、前記ワークの表面に対して直交する方向に設定した請求項１又は２に記載の塗布装置。
- 前記ワークに対する前記撮像手段の距離を撮像可能距離に設定し、前記撮像手段によって前記ワーク上の塗布予定箇所を撮像してから、前記塗布手段を前記ワークから所定距離離れた待機位置に移動させ、当該待機位置から前記塗布手段を前記ワークに対して接離させて塗布剤を塗布するように制御する請求項１から３のいずれか１項に記載の塗布装置。
- 前記塗布手段によって塗布剤を塗布した後、再度、前記ワークに対する前記撮像手段の距離を撮像可能距離に設定し、前記撮像手段によって前記ワーク上の塗布済み箇所を撮像するように制御する請求項４に記載の塗布装置。
- 前記ワーク上の複数の塗布予定箇所のうち、一部のみを前記撮像手段によって撮像するように制御する請求項４又は５に記載の塗布装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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