JP2807336B2 - 部品実装装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、TAB（Tape Automated Bonding）部品など
の電子部品を基板に自動的に装着する部品実装装置に関
する。

（従来の技術） 近年、キャリアテープにICチップを装着したTAB部品
を、例えば液晶セルなどの基板に自動的に装着する部品
実装装置が供されている。このものは、第11図に示すよ
うに、複数の端子1aを並設して構成された端子列１を周
縁部に有する液晶セル２に対し、複数本のリード3aから
なるリード列３を有したTAB部品４を、異方性導電膜５
を介して各端子1aと各リード3aとの電気的な接続状態で
装着するようになっている。

而して、近年のTAB部品４のリード3aピッチの狭小化
といった事情に伴い、装着作業の際の端子列１をリード
列３との正確な位置合わせを行うために、CCDカメラを
用いた視覚認識装置を組込んだ部品実装装置が開発され
てきている。この視覚確認装置は、第11図に示すよう
に、液晶セル２の近傍に移送されたTAB部品４を装着す
る際に、液晶セル２の端子列１部分及びTAB部品４のリ
ード列３部分を、光源６付きのCCDカメラ７により撮影
し、画像処理により例えば端子列１の中心及びリード列
３の中心を求めこれらから両者の相対的なずれ量を算出
するようになっている。そして、この算出結果に基き、
例えばTAB部品４側をずれがなくなるように移動させて
位置合わせが行われ、次いで装着が行われるようになっ
ている。

また、上記視覚認識装置を用いて、液晶セル２の基準
位置の補正及び異方性導電膜５の貼付位置の認識をも行
われることがある。この場合には、第12図に示すよう
に、液晶セル２の基準マーク８が、例えば液晶セル２の
四隅部分に位置して端部に位置する端子1aから直交方向
に突出するように形成され、これと共に、この基準マー
ク８と並んで貼付位置認識用のマーク９が形成される。
カメラ７によりこれらを撮影し、画像処理によりそれら
の位置を求めることにより、液晶セル２の基準位置の補
正及び異方性導電膜５の貼付位置の認識がなされるので
ある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のように液晶セル２の基準位置の
補正のために基準マーク８を撮影する場合、その近傍に
マーク９が形成されているため、同一のカメラ７視野に
同等な形状の２つのマーク8,9が存在することになり、
従来のものでは、誤ってマーク９の方を基準マーク８と
して認識してしまう虞があった。

また、第13図に示すように、製造工程の関係で液晶セ
ル２の端子列１の近傍に、端子1aとは異なるいわば疑似
電極10が数本存在する場合がある。このような場合に
は、視覚認識装置にて端子列１を認識する際にあって
も、疑似電極10を端子1aと判断してしまう虞があり、誤
認識などが起こる問題点があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、特定のリード，端子あるいはマークを確実に識別す
ることが可能な部品実装装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の部品実装装置は、リード列と端子列との位置
合わせのために、前記リード列を構成するリード、前記
端子列を構成する端子、あるいはそれらに併設されたマ
ークを被検出物として、基板あるいは電子部品上の前記
被検出物が複数形成された部分を撮影する撮像器と、こ
の撮像器により得られた撮像画像情報から被検出物同士
間の間隔を調べることに基いてそれら複数の被検出物の
なかから特定の被検出物を識別する識別手段とを具備し
たところに特徴を有する。

（作用） 上記手段によれば、撮像器により撮影された複数の被
検出物の撮影画像情報から、識別手段により特定の被検
出物が識別される。この場合、特定の被検出物は、それ
ら被検出物同士間の間隔を調べることにより識別される
ので、類似の被検出物が近接して複数個存在する場合で
も、各被検出物を特定することができ、ひいては正確な
識別が可能となる。

（実施例） 以下本発明を液晶セルにTAB部品を実装する部品実装
装置に適用した第１の実施例について、第１図乃至第６
図を参照して説明する。

まず、TAB部品11について簡単に述べるに、第４図及
び第５図に示すように、TAB部品11は、多数本のリード1
2aから構成されるリード列12を予め形成したキャリアテ
ープ13に、ICチップ14を装着して構成されている。この
TAB部品11は、一本の長尺なキャリアテープ13に多数個
が形成され、例えば打抜きにより個々に分離されて装着
されるようになっている。一方、基板たる液晶セル16
は、縁辺部に多数本の端子15aからなる端子列15が形成
されており、前記TAB部品11は、その一辺部のリード列1
2と前記端子列15とが、異方性導電膜17を介して電気的
な接続状態で装着されるようになっている。

ここで、前記TAB部品11を液晶セル16に装着する部品
実装装置の概略的な構成について簡単に述べる。詳しく
図示はしないが、この部品実装装置は、ベース上に、前
記液晶セル16が位置決め状態にセットされる作業台、部
品供給部から供給されるTAB部品11を例えば吸着により
取得して前記液晶セル16への装着作業を行なう装着ヘッ
ド、この装着ヘッドX,Y方向に移送する移送装置などを
備えて構成されている。そして、前記部品供給部は、TA
B部品11を多数有したキャリアテープ13を巻回したリー
ドからキャリアテープ13を引出し、キャリアテープ13か
らTAB部品11を打抜き、打抜かれたTAB部品11を位置決め
状態にて供給位置に供給するように構成されている。以
上の各機構は、マイクロコンピュータを主体とした制御
装置18（第１図参照）により所定のプログラムに従って
制御され、これにて、TAB部品11の装着作業が自動的に
行われるようになっている。

そして、以上のように構成された部品実装装置には、
前記リード列12と端子列15との位置合わせなどのため
に、視覚認識装置が組込まれている。以下、本実施例に
係る視覚認識装置について説明する。

第１図に示すように、この視覚認識装置は、前記作業
台の近傍に配設された撮像器たる光源19付のカメラ20、
このカメラ20からの画像情報を処理する画像処理装置2
1、前記カメラ20の撮影画像を表示するモニタ22を備え
て構成されている。前記画像処理装置21は、前記カメラ
20からの画像信号（アナログ信号）を多階調のデジタル
信号に変換するA/D変換回路23、変換された多階調の画
像信号を記憶しておく画像メモリ24、多階調のデジタル
信号をモニタ22への映像信号（アナログ信号）に変換す
るD/A変換回路25、制御および処理を実行するCPU26、プ
ログラム等が記憶されているROM27、RAM28、前記制御装
置18とのインターフェースを行うI/O29から構成されて
いる。

さて、第６図に示すように、本実施例では、液晶セル
16の所定位置に、基準マーク30が端部に位置する端子15
aから直交方向に突出するように形成され、これと共
に、この基準マーク30と並んで異方性導電膜17の貼付位
置認識用のマーク31が形成されている。

本実施例に係る視覚認識装置は、詳しい説明は省略す
るが、液晶セル16の近傍に移送されたTAB部品11を装着
する際に、前記カメラ20により、液晶セル16の端子列15
部分及びTAB部品11のリード列12部分を撮影し、画像処
理装置21により例えば端子列15の中心及びリード列12の
中心を検出してこれらから両者の相対的なずれ量を算出
するようになっている。制御装置18は、この結果を受け
て例えばTAB部品11を移動させて端子列15とリード列12
との位置合わせを実行するようになっている。

そして、後述するように、視覚認識装置は、装着作業
に先立ち、被検出物としての基準マーク30及びマーク31
の位置を検出するようになっている。この場合、前記画
像処理装置21は、そのソフトウエア構成により、基準マ
ーク30とマーク31との間隔を調べることに基づいてそれ
らを識別するようになっており、以て、本発明にいう識
別手段として機能するものである。

次に、上記構成の作用について述べる。

液晶セル16が作業台上にセットされると、TAB部品11
の装着作業に先立ち、視覚認識装置による基準マーク30
の位置検出が実行される。この検出作業は、カメラ20に
より基準マーク30部分を撮影し（第３図のモニタ22画面
Ｖ参照）、その撮影画像情報に基づいて画像処理装置21
により第２図のフローチャートに示す手順の処理が行わ
れることによりなされる。このとき、画像処理装置21の
RAM28には、基準マーク30及びマーク31の幅ａ、並びに
それらの間の間隔（液晶セル16の地の部分の幅）ｂが予
め記憶されている。

まず、ステップS1にて、スキャンラインＬの設定がな
される。第３図に示すように、このスキャンラインＬ
は、基準マーク30及びマーク31の両者を直交方向に横切
るように設定される。ここで、そのキャリアラインＬに
沿う画像レベルは、基準マーク30及びマーク31にて高レ
ベルとなり、液晶セル16の他の部分（以下「マージン
部」という）にて中間レベルとなる。また、液晶セル16
上に異方性導電膜17（第３図で便宜上斜線を付して示
す）が存在する場合には、基準マーク30及びマーク31部
分が中間レベルとなり、マージン部にて低レベルとな
る。なお、この場合、異方性導電膜17の位置は、第３図
に（ａ），（ｂ），（ｃ）にて区別するように、マーク
31の外側（図で右側）の位置，縁部がマーク31の一部を
覆う位置，縁部がマーク31と基準マーク30との間のマー
ジン部まで来る位置、の３通りの場合がある。

スキャンラインＬに沿って第３図で左から順に走査し
ていくと、まず、画像レベルが中間レベルとなるマージ
ン部分の区間（前マージン）が検出される（ステップS
2）。ここでは、そのマージン部分の区間の幅が予め設
定されている基準マーク30とマーク31との間の間隔ｂよ
りも広いときに（ステップS3にてNo）、前マージンと認
識し、このマージン区間が終了した位置を基準マーク30
の先頭位置と仮定する。

そして、次のステップS4にて、基準マーク30の検出を
行う。ここでは、高レベルの画像信号が続く区間を検出
して、その幅が、予め設定されている基準マーク30の幅
ａに等しいとき（ステップS5にてNo）、その区間を基準
マーク30部分であると仮定する。ここで、基準マーク30
部分を検出できなかったときには（ステップS5にてYe
s）、再度前マージンの検出からやり直す。

次のステップS6では、基準マーク30とマーク31との間
のマージン部分の区間（後マージン）の検出を行う。こ
こで、第３図（ａ）及び（ｂ）に示すように、次に画像
レベルの高い部分が検出されたときに、その低いレベル
（中間レベル）の区間を後マージン区間とし、その幅が
前記基準マーク30とマーク31との間の間隔ｂに等しいと
きに（ステップS8にてYes）、前記基準マーク30部分で
あると仮定した部分を基準マーク30部分と認識し、この
基準マーク30の位置（中心位置）を算出する（ステップ
S9）。一方、第３図（ｃ）に示すように、基準マーク30
とマーク31との間に異方性導電膜17が存在すると、前記
後マージン部分に、さらに低レベルの信号が得られるが
（ステップS7にてYes）、このときにも、前記基準マー
ク30部分であると仮定した部分を基準マーク30部分と認
識する。なお、後マージン区間を検出できなかったとき
には（ステップS8にてNo）、再度前マージンの検出から
やり直す。

これにて、基準マーク30とマーク31との間のマージン
部分の間隔を調べることに基づき、基準マーク30と仮定
した部分が真に基準マーク30であるかが識別されるので
ある。従って、基準マーク30の近傍に同様なマーク31が
存在していても、基準マーク30を確実に識別することが
できるものである。

なお、本実施例では、液晶セル16の位置補正用の基準
マーク30と、異方性導電膜17の貼付位置認識用のマーク
31との識別を行うようにしたが、これに限らず、例えば
基準マーク30と類似した他のマークあるいは配線パター
ンなどとの識別を行うようにしても良い。

次に、本発明の第２の実施例について、第７図及び第
８図を参照して説明する。尚、第１図並びに第４図，第
５図に示した構成は、本実施例についても共通するた
め、新たな図示及び詳しい説明を省略し、符号も共通さ
せるものとする。

本実施例では、第８図に示すように、液晶セル16に、
被検出物たる端子列15の近傍に位置して、被検出物とし
ての２本の疑似電極32が形成されている。この場合、疑
似電極32は、端子15aと同様の形状（幅）を有してお
り、また、疑似電極32と端子列15の端部に位置する端子
15aとの間のマージン幅が、端子15a同士間の幅や疑似電
極32同士間の幅に比べて十分広くなるように形成されて
いる。

さて、本実施例に係る視覚認識装置は、液晶セル16の
近傍に移送されたTAB部品11を装着する際に、カメラ20
により、液晶セル16の端子列15部分及びTAB部品11のリ
ード列12部分を撮影し、画像処理装置21により例えば端
子列15の中心及びリード列12の中心を検出してこれらか
ら両者の相対的なずれ量を算出するものである。このと
き、撮影画像には、端子列15の近傍に位置して疑似電極
32が存在するものであるが、画像処理装置21は、そのソ
フトウエア構成により、端子列15と疑似電極32と間の間
隔を調べることに基づいてそれらを識別するようになっ
ている。この端子列15の中心位置の検出は、第７図のフ
ローチャートに示す手順にて行われる。なお、このと
き、画像処理装置21のRAM28には、端子15a同士間あるい
は疑似電極同士間の間隔ｃ、端子15a及び疑似電極32の
幅ｄ、並びに端子列15の端子15aの本数が予め記憶され
ている。

まず、ステップS11にて、スキャンラインＬ′の設定
がなされる。第８図に示すように、このスキャンライン
Ｌ′は、各端子15a及び各疑似電極32を直交方向に横切
るように設定される。図示はしないが、このスキャンラ
インＬ′に沿う画像レベルは、各端子15a及び各疑似電
極32部分にて高レベルとなり、マージン部分にて低レベ
ルとなる。

スキャンラインＬ′に沿って第８図で左から順に走査
していくと、まず、画像レベルが低レベルとなるマージ
ン部分の区間が検出される（ステップS12）。ここで
は、そのマージン部分の区間の幅が予め設定されている
端子15a同士間あるいは疑似電極同士間の間隔ｃよりも
広いときに（ステップS13にてNo）、マージン区間であ
ると認識する。

そして、次のステップS14にて、先頭（左端）の端子1
5aの検出を行う。ここでは、高レベルの画像信号が続く
区間の幅が、予め設定されている端子15aの幅ｄに等し
いとき（ステップS15にてNo）、それを先頭端子15aであ
ると仮定する。ここで、先頭端子15aを検出できなかっ
たときには（ステップS15にてYes）、再度マージン区間
の検出からやり直す。

次のステップS16では、続けて次の端子15aの検出を行
う。これは、低レベルの画像信号が続く区間が所定範囲
内（間隔ｃ）あった後、再び高レベルが所定区間（幅
ｄ）続く（ステップS17にてNo）ことにより検出され
る。ここで、低レベルの画像信号が所定範囲を越えて連
続すると（ステップS17にてYes）、この区間は疑似電極
32と端子列15との間のマージン部分であると考えられる
から、今まで端子15aと仮定していたものは、疑似電極3
2であったものと認識して、再びマージン区間の検出か
らやり直す。

このような端子15aの検出を繰返し、予め設定された
端子15aの本数まで検出できたならば（ステップS18にて
Yes）、それら全てを端子15aであると認識し、ステップ
S19にて端子列15の中心位置を算出するものである。

これにて、端子15a同士間の間隔、及び、端子列15と
疑似電極32との間のマージン部分の間隔を調べることに
基づき、端子15aと仮定した部分が真に端子15aであるか
が識別されるのである。従って、端子列15の近傍に同様
な疑似電極32が存在していても、各端子15aを確実に識
別することができるものである。

最後に、本発明の第３の実施例について、第９図及び
第10図を参照して説明する。なお、第１図並びに第４
図，第５図に示した構成は、やはり本実施例についても
共通するため、新たな図示及び詳しい説明を省略し、符
号も共通させるものとする。

本実施例では、第10図に示すように、液晶セル16に形
成された端子列15の端子15aが、長さが揃っているもの
ではなく、例えば左から３本目の端子から隔本おきの端
子の長さが他よりも長尺に形成されている。長尺となっ
ている端子をここでは符号「15b」を付して区別するこ
ととする。製造工程の関係で、このような長さが不揃い
の端子列15が形成されることもままあり、また同図に示
すように、スキャンラインL₁がこの長尺な端子15bの先
端部分のみを横切るように設定せざるを得ないケースが
ある。

さて、本実施例に係る部品実装装置における視覚認識
は、かかるケースに対応して、端子列15とリード列12と
の位置検出（両者の相対的なずれの検出）を行うように
なっており、具体的には、第９図のフローチャートに示
す手順にて処理を実行する。

即ち、まず、ステップS21にて、カメラ20からの画像
信号を画像処理装置21に取込む。次のステップS22で
は、端子列15側の端子ピッチP₁（第10図参照）及び検出
本数（左から何本の端子15bを検出するか）が設定され
る。ここでは、端子ピッチP₁は、本来の端子15a間のピ
ッチP₀ではなく、スキャンラインL₁上のピッチ即ち隣合
う端子15bのピッチとして設定される。また、検出本数
とは、端子15b何本の検出で相対位置を求めるかを決め
るもので、例えば２本（第10図に斜線を付して区別す
る）に設定される。

そして、ステップS23では、TAB部品11のリード列12の
リード12aのピッチP₂が設定され（このピッチP₂は前記P
₀に等しい）、また、これと共に、上記ステップS22の設
定を受けて対応するTAB部品11のリード列12側のリード1
2aの検出本数が設定される。この検出本数は、第10図に
示すように、前記検出される本数における端子15bの中
心位置O₁に対し、左から何本のリード12aを検出すれば
その中心位置O₂がそれに対応するかにより定められ、こ
こでは、同図に斜線を付して区別するように７本と設定
される。

次いで、ステップS24では、リード列12側のスキャン
ラインL₂が設定され、ステップS25にてこのリード列12
の位置が検出される。詳しい説明は省略するが、この位
置の検出については、上記第２の実施例と略同様にして
行われ、左から７本のリード12aが検出されたところ
で、それらの平均位置（中心位置O₂）が算出されるもの
である。この場合にも、リード12a同士間の間隔を調べ
ることにより、正確にリード12aの識別を行って位置の
検出がなされるのである。そして、この中心位置O₂が検
出されると（ステップS26にてNo）、次に、端子列15側
のスキャンラインL₁が設定され（ステップS27）、次い
で、２本の端子15bの平均位置（中心位置O₁）が、上記
リード12aの場合と同様に検出される（ステップS28）。
このときも、端子15b同士間の間隔を調べることに基づ
いて、正確な端子15bの位置検出がなされるのである。
この中心位置O₁が検出されると（ステップS29にてN
o）、ステップS30にて、中心位置O₁とO₂とのずれ量が算
出される。これに基づいて、位置ずれの補正が行われ、
ひいては、正確な位置合わせ状態でTAB部品11の装着作
業が行われるものである。

尚、上記実施例では、端子列15の左から３番目から１
本おきに長尺となる端子15bを検出する具体例で説明し
たが、これを一般化すると以下のようになる。

即ち、 Pt:液晶セルの端子及びTAB部品のリードのピッチ Pl:液晶セルのスキャンラインにおける端子のピッチ d :液晶セルのスキャンラインにおける端子の間隔（何
本間隔か） とすると、 P1＝Pt×ｄ となり、 Nl:液晶セルのスキャンラインにおける検出端子数 Lo:液晶セルの左端の端子の位置 Ls:液晶セルの長尺な端子の最初の位置 Cl:液晶セルの端子の検出平均位置 とすると、 Cl＝ Lo＋Ls×Pt＋Pl×（Nl-1）/2 となる。一方、 Nt:TAB部品の検出リード数 Lt:TAB部品の左端のリードの位置 Ct:TAB部品のリードの検出平均位置 とすると、 Ct＝Lt＋Pt×（Nl-1）/2 となるので、Lo＝Lt,Cl＝CtとしたときのTAB部品の検
出リード数Ntは、 Nt＝２×Ls＋ｄ×（Nl-1）＋１ と設定することによって、上記実施例と同様に処理を
行うことができるものである。

その他、本発明は上記し且つ図面に示した各実施例に
限定されるものではなく、基板としては液晶セル16に限
らずプリント配線基板などの電子部品が装着されるもの
全般に適用することができるなど、要旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更して実施し得るものである。

［発明の効果］ 以上の説明にて明らかなように、本発明の部品実装装
置によれば、被検出物部分を撮影する撮像器と、この撮
像器により得られた撮影画像情報から被検出物同士間の
間隔を調べることに基いて特定の被検出物を識別する識
別手段とを設けたので、特定のリード，端子あるいはマ
ークを確実に識別することが可能となるという優れた効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第６図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、第１図は全体構成を概略的に示す図、第２図は基準
マークの検出の手順を示すフローチャート、第３図
（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々異方性導電膜の位置が異
なった状態のモニタ画面とそれに対応する画像レベルと
を並べて示す図、第４図は要部の拡大斜視図、第５図は
液晶セルへのTAB部品の装着の様子を示す縦断面図、第
６図は液晶セルの要部の拡大平面図である。そして、第
７図及び第８図は本発明の第２の実施例を示すもので、
第７図は端子位置検出の手順を示すフローチャート、第
８図は第６図相当図である。また、第９図及び第10図は
本発明の第３の実施例を示すもので、第９図は端子列と
リード列とのずれ検出の手順を示すフローチャート、第
10図は液晶セル及びTAB部品の部分的な拡大平面図であ
る。さらに、第11図乃至第13図は従来例を示すもので、
第11図は第４図相当図、第12図は第６図相当図、第13図
は第８図相当図である。 図面中、11はTAB部品（電子部品）、12はリード列、12a
はリード（被検出物）、15は端子列、15a及び15bは端子
（被検出物）、16は液晶セル（基板）、17は異方性導電
膜、18は制御装置、20はカメラ（撮像器）、21は画像処
理装置（識別手段）、22はモニタ、23はA/D変換回路、2
4は画像メモリ、25はD/A変換回路、26はCPU、27はROM、
28はRAM、29はI/O、30は基準マーク（被検出物）、31は
マーク（被検出物）、32は疑似電極（被検出物）を示
す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小嶋 純一 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 樋口 強志 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株式会社東芝生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平１−160100（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−78300（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H05K 13/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端子列が形成された基板に対し、リード列
   を有する電子部品をそのリード列と前記端子列とが接続
   されるように装着する部品実装装置において、前記リー
   ド列と端子列との位置合わせのために、前記リード列を
   構成するリード、前記端子列を構成する端子、あるいは
   それらに併設されたマークを被検出物として、前記基板
   あるいは電子部品上の前記被検出物が複数形成された部
   分を撮影する撮像器と、この撮像器により得られた撮影
   画像情報から被検出物同士間の間隔を調べることに基い
   てそれら複数の被検出物のなかから特定の被検出物を識
   別する識別手段とを具備したことを特徴とする部品実装
   装置。