JP2019133969A - 部品装着方法および部品装着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の向きを正確に認識することができる部品装着方法および部品装着装置を提供することを目的とする。【解決手段】部品を基板に装着する部品装着方法は、部品担体に収納された部品の上面を第１のカメラで撮像し（ＳＴ１）、第１のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークと吸着ノズルの吸着目標位置との位置関係を示す第１の位置関係を認識し（ＳＴ２）、吸着目標位置に吸着ノズルを位置させて部品をピックアップし（ＳＴ３）、吸着ノズルに保持された部品の下面を第２のカメラで撮像し（ＳＴ４）、第２のカメラで得た画像より、部品の外形と部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第２の位置関係を認識し（ＳＴ５）、第１の位置関係と第２の位置関係より外形に対するマークの位置を特定して吸着ノズルに保持されている部品の向きを判定し（ＳＴ６）、判定の結果に基づいて吸着ノズルに保持されている部品を基板に装着する（ＳＴ７）。【選択図】図１０

Description

本発明は、部品担体に収納された部品をピックアップして基板に装着する部品装着方法および部品装着装置に関する。

部品担体であるキャリアテープに収納された部品を装着ヘッドの吸着ノズルで取り出す前にキャリアテープ内の部品を装着ヘッドに備え付けのカメラで撮像して部品の方向性を検査（以下、方向検査）するものが知られている。例えば、特許文献１には方向検査の一種である部品の極性方向の検査（以下、極性検査）を行う部品装着装置が開示されている。特許文献１に記載の部品装着装置では、カメラの撮像結果から部品の外形を認識するとともに部品の上面に形成された部品の方向性を示す極性マークも認識し、認識した部品の外形と極性マークの位置関係より部品の向きを検出している。

特開２００４−３５６６０４号公報

しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、キャリアテープと部品の明度に差が少ない場合は装着ヘッドに備え付けのカメラによる撮像では部品の外形を正しく認識できず、キャリアテープ中で部品の位置がズレたり回転したりしていている場合に部品の向きを正確に認識できないという問題点があった。

そこで本発明は、部品の向きを正確に認識することができる部品装着方法および部品装着装置を提供することを目的とする。

本発明の部品装着方法は、部品担体に収納された部品を吸着ノズルでピックアップして基板に装着する部品装着方法であって、部品担体に収納された部品の上面を第１のカメラで撮像し、前記第１のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第１の位置関係を認識し、前記吸着目標位置に吸着ノズルを位置させて前記部品の上面を真空吸着してピックアップし、前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を第２のカメラで撮像し、前記第２のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第２の位置関係を認識し、前記第１の位置関係と前記第２の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルに保持されている前記部品の向きを判定し、前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルに保持されている前記部品を基板に装着する。

本発明の部品装着装置は、部品担体に収納された部品を吸着ノズルでピックアップして基板に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドを移動させる装着ヘッド移動機構と、前記装着ヘッドと前記装着ヘッド移動機構を制御して、前記吸着ノズルによって部品担体に収納された部品の上面を真空吸着してピックアップし、前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる装着制御部と、部品担体に収納された部品の上面を撮像する第１のカメラと、前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を撮像する第２のカメラと、前記第１のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第１の位置関係を認識する第１の認識部と、前記第２のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第２の位置関係を認識する第２の認識部と、前記第１の位置関係と前記第２の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルが保持する前記部品の向きを判定する判定部と、を備え、前記装着制御部は、前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる。

本発明によれば、部品の向きを正確に認識することができる。

本発明の一実施の形態の部品装着装置の構成を示す平面図 本発明の一実施の形態の部品装着装置が備える装着ヘッドの構成説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置によって基板に装着される方向性を有する部品の（ａ）側面図（ｂ）平面図 本発明の一実施の形態の部品装着装置が備えるヘッドカメラによるテープフィーダの部品取出し位置の撮像動作の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置が備えるヘッドカメラによって撮像されるテープフィーダがピッチ送りしたキャリアテープの説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置が備える部品認識カメラによる部品撮像動作の説明図 本発明の一実施の形態の部品装着装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の部品装着装置が備えるテープフィーダが供給する方向性を有する部品のポケット撮像画像の例を示す図 本発明の一実施の形態の部品装着装置が備える部品認識カメラが撮像した部品認識画像の例を示す図 本発明の一実施の形態の部品装着装置における部品装着方法のフロー図

以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品装着装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図１、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する２軸方向として、基板搬送方向のＸ方向（図１における左右方向）、基板搬送方向に直交するＹ方向（図１における上下方向）が示される。図２、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてＺ方向（図２における上下方向）、Ｚ方向の軸（Ｚ軸）を回転軸とする回転の方向であるθ方向が示される。Ｚ方向は、部品装着装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。

まず図１、２を参照して、部品装着装置１の構成を説明する。図１において、基台１ａの中央には、基板搬送機構２がＸ方向に設置されている。基板搬送機構２は、上流側から搬入された基板３をＸ方向へ搬送し、以下に説明する装着ヘッドによる装着作業位置に位置決めして保持する。また、基板搬送機構２は、部品装着作業が完了した基板３を下流側に搬出する。基板搬送機構２の両側方には、それぞれ部品供給部４が設置されている。

両方の部品供給部４には、複数のテープフィーダ５がＸ方向に並列に装着されている。テープフィーダ５は、部品を格納するポケットが形成されたキャリアテープを部品供給部４の外側から基板搬送機構２に向かう方向（テープ送り方向）にピッチ送りすることにより、装着ヘッドが部品をピックアップする部品取出し位置に部品を供給する。また、一方の部品供給部４には、部品Ｄを整列して保持するトレイ６を部品取出し位置に供給するトレイフィーダ７が装着されている。このように、部品供給部４のテープフィーダ５とトレイフィーダ７は、キャリアテープやトレイ６などの部品担体に収納された部品Ｄを部品取出し位置に供給する。

ここで図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して、部品Ｄの構造について説明する。図３（ａ）に示す部品Ｄは、その下面Ｄｄに基板３の電極と接合される複数の端子を備えている。本明細書では、端子として複数のバンプＢが形成されたＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）を例に説明を行う。図３（ｂ）において、部品Ｄの上面Ｄｕには、部品Ｄを特定する文字Ｌの他、記号や符号などのマークＭが、印刷などにより形成されている。部品ＤにおけるマークＭの位置は、ダイオードなど極性がある部品Ｄや、トランジスタ、ＢＧＡなど基板３に装着する向きがある部品Ｄなど、方向性を有する部品Ｄの向きを示している。

図１において、基台１ａの上面におけるＸ方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたＹ軸テーブル８が配置されている。Ｙ軸テーブル８には、同様にリニア機構を備えたビーム９がＹ方向に移動自在に結合されている。ビーム９には、装着ヘッド１０がＸ方向に移動自在に装着されている。

図２において、装着ヘッド１０は、昇降駆動機構を有する複数（ここでは４つ）の装着ユニット１０ａを備えている。装着ユニット１０ａのそれぞれの下端部には、部品Ｄを真空吸着して保持する吸着ノズル１０ｂが装着されている。各装着ユニット１０ａは、昇降駆動機構を駆動することにより、吸着ノズル１０ｂを昇降させる（矢印ａ）。また、装着ヘッド１０は、Ｚ方向のノズル軸ＡＮを回転軸として吸着ノズル１０ｂをθ方向に回転させる（矢印ｂ）ノズル回転機構１０ｃを備えている。

図１において、Ｙ軸テーブル８およびビーム９は、装着ヘッド１０を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させる装着ヘッド移動機構１１を構成する。装着ヘッド移動機構１１および装着ヘッド１０は、部品供給部４に装着されているテープフィーダ５およびトレイフィーダ７の部品取出し位置から部品Ｄの上面Ｄｕを吸着ノズル１０ｂによって真空吸着してピックアップし、基板搬送機構２に保持された基板３の装着位置に移送して装着する部品装着作業を実行する。

部品装着作業において装着ヘッド１０は、部品供給部４の上方に移動し、各吸着ノズル１０ｂで所定の部品Ｄをそれぞれピックアップし、基板３の上方に移動し、各吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄをそれぞれの装着位置に装着する一連のターンを繰り返す。このように、装着ヘッド１０は、部品担体（キャリアテープ、トレイ６）に収納された部品Ｄを吸着ノズル１０ｂでピックアップして基板３に装着する。

図１において、ビーム９には、ビーム９の下面側に位置して装着ヘッド１０とともに一体的に移動するヘッドカメラ１２が装着されている。装着ヘッド１０が移動することにより、ヘッドカメラ１２は基板搬送機構２の装着作業位置に位置決めされた基板３の上方に移動して、基板３に設けられた基板マーク（図示せず）を撮像して基板３の位置を認識する。また、ヘッドカメラ１２は、部品供給部４の上方に移動して、部品取出し位置に供給された部品Ｄを上方から撮像する。

ここで図４、図５を参照して、ヘッドカメラ１２による部品取出し位置に供給された部品Ｄの撮像動作について、部品担体がキャリアテープ１６である例で説明する。図４において、テープフィーダ５の上部には、キャリアテープ１６を上方からガイドする押え部材５ａが設置されている。押え部材５ａには開口部５ｂが形成されており、この開口部５ｂは装着ヘッド１０が部品Ｄをピックアップする部品取出し位置Ｐとなっている。

図５は、部品取出し位置Ｐ付近のキャリアテープ１６を上方から見た状態を示しており、押え部材５ａは図示省略している。キャリアテープ１６のベーステープ１６ａには、部品Ｄを収納する凹形状のポケット１６ｂと、キャリアテープ１６をピッチ送りするスプロケット（図示省略）が係合する送り穴１６ｃが等間隔に形成されている。部品Ｄを収納したポケット１６ｂの上面には、カバーテープ１６ｄが貼着されている。

図４において、カバーテープ１６ｄは開口部５ｂの縁部５ｃで剥離されて折り返される。これによって、部品取出し位置Ｐを含む下流側（図４の右側）のポケット１６ｂの上方が開放される。ヘッドカメラ１２は、装着ヘッド移動機構１１を駆動することによって部品取出し位置Ｐの上方に移動して（矢印ｃ）、開口部５ｂを通して部品取出し位置Ｐのポケット１６ｂが収納する部品Ｄを撮像する。このように、ヘッドカメラ１２は、部品担体（キャリアテープ１６）に収納された部品Ｄの上面Ｄｕを撮像する第１のカメラである。以下、部品取出し位置Ｐにピッチ送りされたポケット１６ｂを「対象ポケット１６ｅ」と称する。

図１において、部品供給部４と基板搬送機構２との間には、部品認識カメラ１３および廃棄部１４が設置されている。部品認識カメラ１３は、部品供給部４から部品Ｄを取り出した装着ヘッド１０が部品認識カメラ１３の上方に位置した際に、吸着ノズル１０ｂに保持された部品Ｄを下方から撮像する（図６参照）。このように、部品認識カメラ１３は、吸着ノズル１０ｂに保持された部品Ｄの下面Ｄｄを撮像する第２のカメラである。装着ヘッド１０による部品Ｄの基板３への部品装着作業では、ヘッドカメラ１２による基板３の認識結果と部品認識カメラ１３による部品Ｄの認識結果とを加味して装着位置の補正が行われる。

図１において、廃棄部１４には、装着ヘッド１０が保持した部品Ｄのうち、基板３に装着しない部品Ｄが廃棄される。部品装着装置１の前面で作業者が作業する位置には、作業者が操作するタッチパネル１５が設置されている。タッチパネル１５は、その表示部に各種情報を表示し、また表示部に表示される操作ボタンなどを使って作業者がデータ入力や部品装着装置１の操作を行う。

次に図７を参照して、部品装着装置１の制御系の構成について説明する。部品装着装置１が備える制御部２０には、基板搬送機構２、部品供給部４、装着ヘッド１０、装着ヘッド移動機構１１、ヘッドカメラ１２（第１のカメラ）、部品認識カメラ１３（第２のカメラ）、タッチパネル１５が接続されている。制御部２０は、第１の認識部２１、第２の認識部２２、判定部２３、装着制御部２４、生産データ記憶部２５、部品情報記憶部２６、認識結果記憶部２７を備えている。

部品情報記憶部２６は記憶装置であり、基板３に装着される部品Ｄの部品名、サイズ、方向性の有無の他、方向性がある場合には方向検出に使用するマークＭの情報や部品Ｄの外形に対するマークＭの位置など部品の向きを検出するための方向検出情報などが記憶されている。生産データ記憶部２５は記憶装置であり、部品Ｄを基板３に装着する際に参照される部品Ｄの部品名（種類）、装着位置（ＸＹ座標）、装着角度（装着時の部品の向き）などを含む生産データを記憶する。

図７において、第１の認識部２１は、ヘッドカメラ１２が対象ポケット１６ｅを撮像したポケット認識画像を認識処理してマークＭの位置を認識する。第１の認識部２１が認識するマークＭの位置は、吸着ノズル１０ｂが位置する吸着目標位置を原点とする部品Ｄの上面ＤｕのマークＭの位置である。ここで図８を参照して、ポケット認識画像１２ａの一例とマークＭの位置の認識について説明する。ポケット認識画像１２ａには、Ｘ方向の中心線１２ｘとＹ方向の中心線１２ｙが重ねて表示されている。Ｘ方向の中心線１２ｘとＹ方向の中心線１２ｙの交点はポケット認識画像１２ａの中心１２ｃであり、撮像視野１２ｂ（図５参照）の中心である。

図８において、ポケット認識画像１２ａを取得する場合は、まず部品Ｄをピックアップする際に吸着ノズル１０ｂが位置する吸着目標位置Ｃｐと撮像視野１２ｂの中心とが一致するようにヘッドカメラ１２を部品取出し位置Ｐの上方に位置合わせする。これにより、ポケット認識画像１２ａの中心１２ｃは吸着目標位置Ｃｐと一致することになる。次いで第１の認識部２１はポケット認識画像１２ａからマークＭを検出し、ポケット認識画像１２ａの中心１２ｃを原点とするマークＭの位置（Ｘｍ，Ｙｍ）を特定する。第１の認識部２１によるポケット認識画像１２ａからのマークＭの検出は、パターンマッチング等の公知の画像認識技術が利用可能である。

前述した通り、ポケット認識画像１２ａの中心１２ｃと吸着目標位置Ｃｐとは一致するので、マークＭの位置（Ｘｍ，Ｙｍ）は吸着目標位置Ｃｐを原点とする座標、すなわちマークＭとピックアップの際に吸着ノズル１０ｂが部品Ｄを吸着する吸着目標位置Ｃｐとの位置関係を示す第１の位置関係である。認識されたマークＭの位置（Ｘｍ，Ｙｍ）は、記憶装置である認識結果記憶部２７に記憶される。このように、第１の認識部２１は、第１のカメラ（ヘッドカメラ１２）で得た画像（ポケット認識画像１２ａ）より、部品の向きを示すマークＭとピックアップの際に吸着ノズル１０ｂが位置する吸着目標位置Ｃｐとの位置関係を示す第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）を認識する。

図７において、第２の認識部２２は、部品認識カメラ１３が撮像した部品Ｄの下面Ｄｄの画像を認識処理して、部品Ｄを真空吸着している吸着ノズル１０ｂに対する部品Ｄの位置を認識する。ここで図９を参照して、部品認識カメラ１３によって撮像された吸着ノズル１０ｂに吸着された部品Ｄの部品認識画像１３ａの一例と部品Ｄの位置の認識について説明する。部品認識画像１３ａには、Ｘ方向の中心線１３ｘとＹ方向の中心線１３ｙが重ねて表示されている。Ｘ方向の中心線１３ｘとＹ方向の中心線１３ｙの交点が、部品認識画像１３ａの中心１３ｃである。

図９において、まず部品Ｄを保持した吸着ノズル１０ｂは部品認識カメラ１３の撮像視野内へ移動して停止する。この際、部品認識画像１３ａの中心１３ｃと吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎとが一致するように部品認識カメラ１３の取り付け位置や吸着ノズル１０ｂの停止位置が調整されている。次いで第２の認識部２２は、部品認識画像１３ａより複数のバンプＢの位置を認識し、認識で得られた複数のバンプＢの位置よりバンプ配列の中心と水平面内における傾きを計算する。このバンプ配列の中心と傾きは、吸着ノズル１０ｂが真空吸着している部品Ｄを基板３に装着する際の補正値を算出するために使用される。

さらに、部品Ｄが方向検査を必要とする部品Ｄである場合、第２の認識部２２は、部品認識画像１３ａより部品Ｄの外形Ｄｅを検出する。次いで第２の認識部２２は、部品認識画像１３ａの中心１３ｃを原点とする部品Ｄの外形Ｄｅの中心Ｃｅの位置（Ｘｅ，Ｙｅ）および部品Ｄの外形の角度θｅを算出する。

前述した通り、部品認識画像１３ａの中心１３ｃと吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎとはほぼ一致するので、部品Ｄの外形Ｄｅの中心Ｃｅの位置（Ｘｅ，Ｙｅ）および部品Ｄの外形の角度θｅは、部品Ｄの外形Ｄｅと吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎとの位置関係を示す第２の位置関係である。算出された外形Ｄｅの中心Ｃｅの位置（Ｘｅ，Ｙｅ）および外形の角度θｅは、認識結果記憶部２７に記憶される。

このように、第２の認識部２２は、第２のカメラ（部品認識カメラ１３）で得た画像（部品認識画像１３ａ）より、部品Ｄの外形Ｄｅと部品Ｄを保持する吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎとの位置関係を示す第２の位置関係を認識する。なお、第２の認識部２２は、部品Ｄの種類によっては、複数のバンプＢの位置に代えて外形Ｄｅの中心Ｃｅの位置（Ｘｅ，Ｙｅ）および角度θｅや部品固有の特徴部分の位置等から部品Ｄを基板３に装着する際の補正値を算出する。

図７において、判定部２３は、第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）と第２の位置関係（Ｘｅ，Ｙｅ，θｅ）に基づいて、吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄの部品の向きが正しいか否かを判定する。ここで図９の部品認識画像１３ａを参照して、判定部２３による部品の向きの判定について説明する。第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）の原点である吸着ノズル１０ｂの吸着目標位置Ｃｐは、部品Ｄを吸着する吸着ノズル１０ｂの目標位置なので、部品Ｄは吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎを原点とする第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）をほぼ維持した状態で吸着ノズル１０ｂに保持され、部品認識カメラ１３で撮像される。

このため、第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）は吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎを原点とする座標とみなすことができる。また、部品認識カメラ１３は、ヘッドカメラ１２とは反対方向の下面Ｄｄ側から部品Ｄを撮像するので、部品認識画像１３ａの部品Ｄは、ポケット認識画像１２ａの部品Ｄに対して上下反転している。すなわち、第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）は、部品認識画像１３ａにおいては吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎを原点とし、且つ、Ｙ方向の中心線１３ｙに対して上下に反転している。

反転した第１の位置関係（Ｘｍ，−Ｙｍ）と、第２の位置関係（Ｘｅ，Ｙｅ，θｅ）はいずれも吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎを原点とする座標である。従って部品Ｄの外形Ｄｅに対するマークＭの位置は両者の差を計算すれば特定することができる。角度ズレθｅを無視して簡易的に計算すれば、部品Ｄの外形Ｄｅに対するマークＭの位置は（Ｘｍ−Ｘｅ，−Ｙｍ−Ｙｅ）となる。

図７において、判定部２３は、計算で求めた部品Ｄの外形Ｄｅに対するマークＭの位置と、方向検出情報に含まれる部品Ｄの外形Ｄｅに対するマークＭの位置に基づいて、吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄの部品の向きを特定する。次いで判定部２３は、生産データ記憶部２５に記憶された部品Ｄを基板３に装着する際の装着角度を参照して、吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄの部品の向きが正しいか否かを判定する。部品の向きが正しくない場合、判定部２３は、部品Ｄを正しい部品の向きに修正するために吸着ノズル１０ｂをθ方向に回転させる回転角度を算出する。このように、判定部２３は、第１の位置関係（Ｘｍ，Ｘｍ）と第２の位置関係（Ｘｅ，Ｙｅ，θｅ）より、部品Ｄの外形Ｄｅに対するマークＭの位置を特定して吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄの部品の向きを判定する。

図７において、装着制御部２４は、装着ヘッド１０と装着ヘッド移動機構１１を制御して、吸着ノズル１０ｂによって部品担体（キャリアテープ１６、トレイ６）に収納された部品Ｄの上面Ｄｕを真空吸着してピックアップし、吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄを基板３に装着させる部品装着作業を実行させる。方向検査の対象でない部品Ｄの場合、装着制御部２４は、認識で得られた複数のバンプＢの位置より算出された補正値に基づいて、吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄを基板３に装着させる。

方向検査の対象である部品Ｄの場合、装着制御部２４は、判定部２３による部品Ｄの部品の向きの判定の結果に基づいて、吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄを基板３に装着させる。より具体的に装着制御部２４は、判定部２３が部品の向きが正しいと判定した場合は、複数のバンプＢの位置より算出された補正値に基づいて、吸着ノズル１０ｂの停止位置並びに角度を補正して基板３に装着させる。また、装着制御部２４は、判定部２３が部品の向きが正しくないと判定した場合は、吸着ノズル１０ｂが保持している部品Ｄを廃棄部１４に廃棄させるか、装着ヘッド１０が備えるノズル回転機構１０ｃによって吸着ノズル１０ｂを回転させて部品の向きを正しい向きに変更したうえで基板３に装着させる。

次に図１０を参照して、部品装着装置１において部品担体（キャリアテープ１６、トレイ６）に収納された部品Ｄを吸着ノズル１０ｂでピックアップして基板３に装着する部品装着方法の１ターン分について説明する。まず、ヘッドカメラ１２（第１のカメラ）は、そのターンで吸着ノズル１０ｂがピックアップする部品Ｄのうち、方向検査の対象である部品Ｄの上面Ｄｕを撮像する（ＳＴ１）。次いで第１の認識部２１は、ヘッドカメラ１２で得た画像（ポケット認識画像１２ａ）より、部品の向きを示すマークＭとピックアップの際に吸着ノズル１０ｂが位置する吸着目標位置Ｃｐとの位置関係を示す第１の位置関係（Ｘｍ，Ｙｍ）を認識する（ＳＴ２）。

次いで装着制御部２４が装着ヘッド１０と装着ヘッド移動機構１１を制御して、吸着目標位置Ｃｐに吸着ノズル１０ｂを位置させて部品Ｄの上面Ｄｕを真空吸着し、複数の吸着ノズル１０ｂにそれぞれ部品Ｄをピックアップさせる（ＳＴ３）。次いで部品認識カメラ１３（第２のカメラ）が、吸着ノズル１０ｂに保持された部品Ｄの下面Ｄｄを撮像する（ＳＴ４）。

図１０において、次いで第２の認識部２２は、部品認識カメラ１３で得た画像（部品認識画像１３ａ）より複数のバンプＢを認識し、部品Ｄを基板３に装着する際の補正値を算出する。さらに、第２の認識部は、部品Ｄが方向検査の対象である場合は、部品認識カメラ１３で得た画像（部品認識画像１３ａ）より、部品Ｄの外形Ｄｅと部品Ｄを保持する吸着ノズル１０ｂの中心Ｃｎとの位置関係を示す第２の位置関係（Ｘｅ，Ｙｅ，θｅ）を認識する（ＳＴ５）。

次いで判定部２３は、方向検査の対象である部品Ｄについて、第１の位置関係と第２の位置関係より外形Ｄｅに対するマークＭの位置を特定して吸着ノズル１０ｂに保持されている部品Ｄの部品の向きを検査する。方向検査の結果、部品の向きが正しくないと判定された場合、装着制御部２４は、吸着ノズル１０ｂに保持されている部品Ｄを廃棄部１４に廃棄させる（ＳＴ６）。

次いで装着制御部２４は第２の認識部２２が求めた補正値に基づいて吸着ノズル１０ｂの停止位置並びに角度を補正して、方向検査の対象でない部品Ｄ、および、方向検査において部品の向きが正しいと判定された部品Ｄを基板３に装着させる（ＳＴ７）。これにより１ターンの部品装着が完了する。なお、本実施の形態では補正値を複数のバンプＢの位置に基づいて算出しているが、第２の位置関係（Ｘｅ，Ｙｅ，θｅ）や部品固有の特徴部分の位置等に基づいて算出した補正値を使用してもよい。

上記説明したように、本実施の形態の部品装着装置１は、装着ヘッド１０と装着ヘッド移動機構１１を制御して、吸着ノズル１０ｂによって部品Ｄをピックアップして基板３に装着させる装着制御部２４と、第１のカメラ（ヘッドカメラ１２）で得た画像より、部品の向きを示すマークＭと吸着ノズル１０ｂの吸着目標位置Ｃｐとの位置関係を示す第１の位置関係を認識する第１の認識部２１と、第２のカメラ（部品認識カメラ１３）で得た画像より、部品Ｄの外形Ｄｅと部品Ｄを保持する吸着ノズル１０ｂとの位置関係を示す第２の位置関係を認識する第２の認識部２２と、第１の位置関係と第２の位置関係より外形Ｄｅに対するマークＭの位置を特定して吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄの部品の向きを判定する判定部２３と、を備えている。

そして、装着制御部２４は、部品の向きの判定の結果に基づいて吸着ノズル１０ｂが保持する部品Ｄを基板３に装着させている。これによって、部品担体（キャリアテープ１６、トレイ６）と部品Ｄの明度の差が小さくて、ヘッドカメラ１２によって部品Ｄの外形Ｄｅを認識できない場合であっても、部品の向きを正確に認識することができる。

本発明の部品装着方法および部品装着装置は、部品の向きを正確に認識することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。

１ 部品装着装置
３ 基板
６ トレイ（部品担体）
１０ 装着ヘッド
１０ｂ 吸着ノズル
１０ｃ ノズル回転機構
１１ 装着ヘッド移動機構
１２ ヘッドカメラ（第１のカメラ）
１３ 部品認識カメラ（第２のカメラ）
１４ 廃棄部
１６ キャリアテープ（部品担体）
Ｃｎ 吸着ノズルの中心
Ｃｐ 吸着目標位置
Ｄ 部品
Ｄｄ 下面
Ｄｅ 外形
Ｄｕ 上面
Ｍ マーク
θｅ 角度

Claims (8)

1. 部品担体に収納された部品を吸着ノズルでピックアップして基板に装着する部品装着方法であって、
   部品担体に収納された部品の上面を第１のカメラで撮像し、
   前記第１のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第１の位置関係を認識し、
   前記吸着目標位置に吸着ノズルを位置させて前記部品の上面を真空吸着してピックアップし、
   前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を第２のカメラで撮像し、
   前記第２のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第２の位置関係を認識し、
   前記第１の位置関係と前記第２の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルに保持されている前記部品の向きを判定し、
   前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルに保持されている前記部品を基板に装着する、部品装着方法。
2. さらに、前記第２のカメラで得た画像より、保持された前記部品の位置と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係示す位置ズレと角度を認識し、
   部品の向きが正しいと判定された場合は、前記部品を基板に装着する際に前記位置ズレと前記角度により前記吸着ノズルの停止位置並びに角度を補正する、請求項１記載の部品装着方法。
3. 部品の向きが正しくないと判定された場合は、前記吸着ノズルに保持されている部品を廃棄する、請求項１または２に記載の部品装着方法。
4. 部品の向きが正しくないと判定された場合は、前記吸着ノズルを回転させて部品の向きを正しい向きに変更したうえで基板に装着する、請求項１または２に記載の部品装着方法。
5. 部品担体に収納された部品を吸着ノズルでピックアップして基板に装着する装着ヘッドと、
   前記装着ヘッドを移動させる装着ヘッド移動機構と、
   前記装着ヘッドと前記装着ヘッド移動機構を制御して、前記吸着ノズルによって部品担体に収納された部品の上面を真空吸着してピックアップし、前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる装着制御部と、
   部品担体に収納された部品の上面を撮像する第１のカメラと、
   前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を撮像する第２のカメラと、
   前記第１のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第１の位置関係を認識する第１の認識部と、
   前記第２のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第２の位置関係を認識する第２の認識部と、
   前記第１の位置関係と前記第２の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルが保持する前記部品の向きを判定する判定部と、を備え、
   前記装着制御部は、前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる、部品装着装置。
6. さらに、第２の認識部は、前記第２のカメラで得た画像より、保持された前記部品の位置と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係示す位置ズレと角度を認識し、
   前記装着制御部は、前記判定部が部品の向きが正しいと判定した場合は、前記部品を基板に装着する際に前記位置ズレと前記角度により前記吸着ノズルの停止位置並びに角度を補正する、請求項５記載の部品装着装置。
7. さらに、前記吸着ノズルが保持する部品を廃棄する廃棄部を備え、
   前記装着制御部は、前記判定部が部品の向きが正しくないと判定した場合は、前記吸着ノズルが保持している前記部品を前記廃棄部に廃棄させる、請求項５または６に記載の部品装着装置。
8. さらに、前記装着ヘッドは、吸着ノズルを回転させるノズル回転機構を備え、
   前記装着制御部は、前記判定部が部品の向きが正しくないと判定した場合は、前記吸着ノズルを回転させて部品の向きを正しい向きに変更したうえで基板に装着させる、請求項５または６に記載の部品装着装置。

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