JP3341569B2 - 電子部品読み取り装置及び電子部品実装装置 - Google Patents

電子部品読み取り装置及び電子部品実装装置

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JP3341569B2 JP05901696A JP5901696A JP3341569B2 JP 3341569 B2 JP3341569 B2 JP 3341569B2 JP 05901696 A JP05901696 A JP 05901696A JP 5901696 A JP5901696 A JP 5901696A JP 3341569 B2 JP3341569 B2 JP 3341569B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の画像読
み取りプロセスを改善した電子部品読み取り装置、電子
部品実装装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来ほとんどの電子部品実装装置におい
て、パーツフィーダからピックアップした電子部品を、
基板に実装する前に画像読み取り装置を用いて観察し、
理想位置に対する位置ずれなどを画像処理部で求め、こ
の位置ずれを補正して基板に実装している。ここで、こ
の画像読み取り装置としては、画像を2次元的に読取る
もの(前者)と、画像を電子部品の移動方向と直交する
主走査方向に1次元的に読取り、読取った1次元の画像
を副走査方向に蓄積して2次元化するもの(後者)の2
つがある。
【0003】ここで、近年電子部品は、非常に小型のも
のから、多数のリードを有する大型のものまで多岐にわ
たっており、より高解像度の画像を得やすい後者が有利
である。
【0004】したがって、後者の考え方により、1次元
のラインセンサを用い、このラインセンサの主走査方向
(受光部の配列方向)と直交する方向に電子部品を移動
させて画像を取得する電子部品読み取り装置が、組み込
まれた電子部品実装装置が存在する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このものでは、電子部
品を吸着するノズルの後方(即ち電子部品の背後)に反
射板を位置させ、この反射板の全体を明るくすべく、リ
ング状の光源で反射板全体に均等な光を照射して、電子
部品の背景を明るくする(透過照明)ようになってい
る。
【0006】しかしながら、近年電子部品実装装置の移
載動作のタクトタイムを短縮するため、電子部品の移送
速度が上昇し、その結果、電子部品がラインセンサを横
断する時間が非常に短くなってきている。このため、従
来の電子部品実装装置によると、ラインセンサが入射す
る光の光量が不足がちとなり、正確な認識を行いにくく
なってきている。ここで、単純に光拡散板に光を照射す
る光源の光量を増加することも、対策の一つとして考え
られるが、このようにすると、光源の寿命が低下したり
消費電力が増加したりというような副作用が避けられな
い。
【0007】また、BGAのように、電子部品の品種に
よっては、電子部品そのものに光を照射(直接照射)す
べき場合もあり、従来の電子部品読み取り装置では、直
接照明にも上述したようなリング状光源を追加する構成
となっているので、上述した問題点がさらに深刻なもの
となっている。
【0008】そこで本発明は、光量を増加しなくとも鮮
明な画像を得られる電子部品読み取り装置を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の電子部品読み取
り装置は、移載ヘッドのノズルの下端部に真空吸着され
電子部品の背後に位置する反射板と、反射板に向けて
光を照射し電子部品の背景を明るくする透過照明光源部
と、電子部品そのものに光を照射する直接照明光源部
と、反射板からの反射光又は電子部品からの反射光を入
射して画像情報を出力するラインセンサとを備え、透過
照明光源部は、ラインセンサの両側に位置する第1光源
部と第2光源部とを含み、第1光源部が反射板に照射す
る第1帯状光と第2光源部が反射板に照射する第2帯状
光とが反射板上で互いに重ね合わされてラインセンサが
反射光を入射するエリアに当たるように配置され、直接
照明光源部は、電子部品のうちラインセンサが反射光を
入射するエリアに第3帯状光を照射する第3光源部を含
むようにした。
【0010】
【発明の実施の形態】請求項1では、移載ヘッドのノズ
ルの下端部に真空吸着された電子部品の背後に位置する
反射板と、反射板に向けて光を照射し電子部品の背景を
明るくする透過照明光源部と、電子部品そのものに光を
照射する直接照明光源部と、反射板からの反射光又は電
子部品からの反射光を入射して画像情報を出力するライ
ンセンサとを備え、透過照明光源部は、ラインセンサの
両側に位置する第1光源部と第2光源部とを含み、第1
光源部が反射板に照射する第1帯状光と第2光源部が反
射板に照射する第2帯状光とが反射板上で互いに重ね合
わされてラインセンサが反射光を入射するエリアに当た
るように配置され、直接照明光源部は、電子部品のうち
ラインセンサが反射光を入射するエリアに第3帯状光を
照射する第3光源部を含むようにした。ところで、画像
は、ラインセンサにより取得されるのであって、従来の
電子部品読み取り装置のように反射板全体を明るくして
も、反射板のうち画像読み取りのために有効なエリア
は、ラインセンサの真上に位置するごく限られたエリア
に限られるのであるから、このごく限られたエリア以外
に当てられたひかりは全く無駄になっているのである。
そこで本発明では、上述の構成により、第1光源部及び
第2光源部のそれぞれの帯状光を、上述した限られたエ
リアに集中させ、無駄なく光を使用することができる。
さらに、直接照明を行う場合にも、電子部品のうちライ
ンセンサに入射される限られたエリアに光を集中させ、
無駄がなく効率的な照明を行うことができる。
【0011】次に図面を参照しながら、本発明の実施の
形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態におけ
る電子部品実装装置の平面図である。
【0012】図1において、1は基台、2は、基台1の
中央部にX方向に平行に設けられ、基板3を搬送すると
共に位置決めする位置決め部としてのコンベアである。
4は基台1の前部と後部にコンベア2を挟んで相対向す
るように列設され、電子部品Pを供給するパーツフィー
ダである。5は基台1の両側部に設けられるY軸、6は
Y軸5上に設けられるX軸、7はX軸6に設けられ、X
軸6、Y軸5によってXY方向に移動する移載ヘッドで
ある。
【0013】また、移載ヘッド7の代表的な移動経路
は、図1の矢印で示す通りであり、このうち、認識経路
M1中に、画像読み取り装置8が配設されている。
【0014】次に、図2を参照しながら、移載ヘッド7
と画像読み取り装置8の構成について説明する。図2に
示すように、移載ヘッド7は、本形態において3つのユ
ニットU1〜U3を有している。各ユニットU1〜U3
は、それぞれ、電子部品P1〜P3を下端部に吸着する
ノズルN1〜N3と、ノズルN1〜N3を昇降させる昇
降モータZ1〜Z3と、ノズルN1〜N3を水平面内で
θ回転させる回転モータθ1〜θ3と、ノズルN1〜N
3と同軸的に軸着され、電子部品P1〜P3の背後に位
置する反射板R1〜R3とを有している。
【0015】さて画像読み取り装置8は、次の要素を有
する。即ち、10は中央部にテレセントリックレンズ1
2を備え、テレセントリックレンズ12の両側に、テレ
セントリックレンズ12の軸芯上方に帯状光を照射する
第1光源部13、第2光源部14を有する光源ユニット
である。これら第1光源部13、第2光源部14は、ラ
イン状光源を備え、同光源部13,14により透過照明
光源部が構成される。
【0016】また、11はテレセントリックレンズ12
を透過した光を真下と横に分岐するハーフミラー、9
は、テレセントリックレンズ12の真下に配設され、認
識経路M1と直交する方向に主走査方向Sが向く1次元
CCDからなるラインセンサである。なお、ハーフミラ
ー11で横に分岐された光は、作業者に観察状況をモニ
タリングするための2次元CCD15に入射するように
なっている。ラインセンサ9によって読み取られた画像
は、図示しない画像認識部へ出力され、電子部品の位置
認識が行われる。
【0017】また、光源ユニット10の認識経路M1の
前後には、第1光源部13、第2光源部14と同様にラ
イン状光源を含む第3光源部20と第4光源部21が配
設されている。第3光源部20、第4光源部21は、直
接照明光源部を構成する要素であって、帯状光を電子部
品に直接照射するようになっている。
【0018】次に、図3を参照しながら、透過照明光源
部と直接照明光源部による帯状光の照射位置について説
明する。なお、図3では、説明のために透過照明光源部
と直接照明光源部の両方が作動している状態を示してい
るが、これらの光源部は電子部品の品種によって択一的
に作動させるものであり、通常両光源部を同時に作動さ
せることはない。
【0019】さて図3に示すように、透過照明光源部の
うち、第1光源部13は第1帯状光L1を、第2光源部
14は第2帯状光L2を、それぞれ反射板R1へ向けて
照射する。ここで、ラインセンサ9が反射光を入射する
エリアは、一定の狭い矩形のエリアに限られる。そこ
で、第1帯状光L1、第2帯状光L2はこのエリアだけ
に集中して当てられ、しかも、第1帯状光L1と第2帯
状光L2は、認識経路M1上(図3ではノズルN1の中
心の軌跡)上で、互いに重ね合わせられている。この意
味合いについては、図4を参照して後述する。
【0020】また、直接照射光源部のうち、第3光源部
20は第3帯状光L3を、第4光源部L4を、それぞれ
電子部品Pの下面が通過する面のうち、ラインセンサ9
に入射させる矩形のエリアのみに照射する。
【0021】ところで、電子部品の高さ(厚さ)は、そ
の品種によって相違する。しかし、ラインセンサ9の焦
点深度は一定であるから、ラインセンサ9が観察する電
子部品の下面は、ラインセンサ9から一定の高さを通過
するようにしなければならない。
【0022】ところで、電子部品P1の高さT1が大き
いとき、図4(a)に示すように、電子部品P1の下面
がラインセンサ9から一定の高さHに位置するようにす
ると、反射板R1の高さは、電子部品P1の下面から
(E+T1、但し、EはノズルN1の高さ)になる。こ
のとき、反射板R1に当たる第1帯状光L1と第2帯状
光L2は、認識経路M1中で重なり合っているから、図
4(c)に示すように、反射板R1のうちラインセンサ
9に入射するエリア(視野)の全体が明るく照らされ
る。一方、図4(b)に示すように、電子部品P2の高
さT2が小さいとき、反射板R1は電子部品P2の下面
を、ラインセンサ9から一定の高さHに位置させると、
反射板R1は電子部品P2の下面から高さ(E+T2)
の位置にある。このとき、反射板R1上では、図4
(d)に示すように、第1帯状光L1と第2帯状光L2
は重なり合っている。
【0023】図4(c)と図4(d)とを比較すれば明
らかなように、電子部品の高さが小であり、反射板R1
が比較的低い位置にあるとき(図4(d))に比べ、電
子部品の高さが大であり反射板R1が比較的高い位置に
あるとき(図4(c))では、第1帯状光L1と第2帯
状光L2とが重なり合う部分(斜線部)が狭くなる。し
かしながら、実装する電子部品のうち最も高さがあるも
のであっても、この重なり合う部分が十分確保されるよ
うにしておけば、電子部品の品種によらず、支障なく透
過照明を行うことができる。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、第1光源部及び第2光
源部のそれぞれの帯状光を、反射板のうち画像読み取り
のために有効なエリア、すなわちラインセンサの真上に
位置するごく限られたエリアに集中させ、無駄なく光を
使用することができる。さらに、直接照明を行う場合に
も、電子部品のうちラインセンサに入射される限られた
エリアに光を集中させ、無駄がなく効率的な照明を行う
ことができる。したがって効率的な照明を行えると共
に、電子部品の品種に応じて、直接照明及び透過照明の
いずれにも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における電子部品実装装
置の平面図
【図2】本発明の一実施の形態における移載ヘッドと電
子部品読み取り装置の斜視図
【図3】本発明の一実施の形態における電子部品読み取
り装置の斜視図
【図4】(a)本発明の一実施の形態における電子部品
読み取り装置の動作説明図 (b)本発明の一実施の形態における電子部品読み取り
装置の動作説明図 (c)本発明の一実施の形態における電子部品読み取り
装置の動作説明図 (d)本発明の一実施の形態における電子部品読み取り
装置の動作説明図
【符号の説明】
9 ラインセンサ 13 第1光源部 14 第2光源部 20 第3光源部 P1 電子部品 R1 反射板 L1 第1帯状光 L2 第2帯状光 L3 第3帯状光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−221498(JP,A) 特開 平7−4915(JP,A) 特開 平8−8592(JP,A) 特開 平1−183897(JP,A) 特開 平2−250730(JP,A) 特開 平7−336099(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 13/00 - 13/04 H05K 13/08

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】移載ヘッドのノズルの下端部に真空吸着さ
    れた電子部品の背後に位置する反射板と、前記反射板に
    向けて光を照射し電子部品の背景を明るくする透過照明
    光源部と、電子部品そのものに光を照射する直接照明光
    源部と、前記反射板からの反射光又は電子部品からの反
    射光を入射して画像情報を出力するラインセンサとを備
    え、 前記透過照明光源部は、前記ラインセンサの両側に位置
    する第1光源部と第2光源部とを含み、前記第1光源部
    が前記反射板に照射する第1帯状光と前記第2光源部が
    前記反射板に照射する第2帯状光とが前記反射板上で
    いに重ね合わされて前記ラインセンサが反射光を入射す
    るエリアに当たるように配置され、 前記直接照明光源部は、電子部品のうち前記ラインセン
    サが反射光を入射するエリアに第3帯状光を照射する第
    3光源部を含むことを特徴とする電子部品読み取り装
    置。
  2. 【請求項2】基板を位置決めする位置決め部と、電子部
    品を供給するパーツフィーダと、前記パーツフィーダか
    ら電子部品をピックアップし基板に電子部品を搭載する
    移載ヘッドと、前記移載ヘッドと共に移動する電子部品
    の移動経路中にて電子部品を観察するラインセンサとを
    有する電子部品読み取り装置を備え、 前記移載ヘッドは、電子部品を吸着するノズルと、前記
    ノズルに吸着された電子部品の背後に位置する反射板と
    を有し、前記電子部品読み取り装置は、前記反射板に向
    けて光を照射し電子部品の背景を明るくする透過照明光
    源部と、電子部品そのものに光を照射する直接照明光源
    部とを有し、 前記透過照明光源部は、前記ラインセンサの両側に位置
    する第1光源部と第2光源とを含み、前記第1光源部が
    前記反射板に照射する第1帯状光と前記第2光源部が前
    記反射板に照射する第2帯状光とが、前記反射板上で
    いに重ね合わされて前記ラインセンサが反射光を入射す
    るエリアに当たるように配置され、 前記直接照明光源部は、電子部品のうち前記ラインセン
    サが反射光を入射するエリアに第3帯状光を照射する第
    3光源部を含むことを特徴とする電子部品実装装置。
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