JP3695112B2 - Electronic component observation apparatus and electronic component observation method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バンプ付の電子部品の観察を行う電子部品観察装置および電子部品観察方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電子部品を回路基板に実装する際に、電子部品の位置ずれを補正して実装時の位置精度を向上させる方法として、電子部品観察装置を用いる方法が知られている。この方法は、移載ヘッドに保持された電子部品をカメラで撮像し、画像処理によって電子部品の形状や位置を認識し、実装時の位置ずれ補正に必要な補正量を求めるものである。
【0003】
ところでBGA(Ball Grid Array)などのバンプ付の電子部品について、上述の位置認識を行う場合には、従来のリード付電子部品のような電子部品の本体の外形や本体から延出したリードの位置を求める場合と異り、電子部品の下面に形成された半田バンプが光学的に認識する対象となる。このようなバンプ付の電子部品を観察する電子部品観察装置として、複数のLEDを備えた照明部を有するものが使用されている(特開平8−153997号公報)。
【0004】
以下、従来の電子部品観察装置の照明部について図5を参照して説明する。図5は従来の電子部品観察装置の照明部の断面図である。図5において、バンプ付の電子部品1の下面にはバンプ2が形成されている。電子部品1は移載ヘッド(図外)に保持されて、照明部3の上方に位置している。照明ユニット3は本体ブロック4の上面に台形状断面の凹部4aを設け、凹部4aの斜面に多数のLED5を配置したものである。LED5から発光された光は電子部品1を斜め下方から照明し(矢印a)、カメラ6により本体ブロック4の開口部4bを介して電子部品4の下面を撮像する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の照明部3には、下記のような問題点があった。まず、照明対象の電子部品1の半田バンプ2を、所望の斜め下方の角度から照明するためにLED5を斜面上に配置していることにより、照明部3全体の径方向の寸法が大きくなり、コンパクト化が難しいことである。また本体ブロック4に台形状の凹部を加工し、その斜面をLED5の取付面としていたため、本体ブロックの部品加工やLEDを取り付ける作業などで組立に工数を要し、コストアップの要因となっていた。このように従来のバンプ付の電子部品を対象とした電子部品観察装置では、照明部の構造に由来してコンパクト化、低コスト化が難しいという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は、コンパクト化、低コスト化を図ることができる電子部品観察装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の電子部品観察装置は、略球状の金属のバンプが形成されたバンプ付の電子部品のバンプ面を撮像するカメラと、前記撮像時にバンプ面を照明する照明部と、この撮像データに基づき前記バンプの位置を認識する認識部とを備え、前記照明部が、ケースと、このケースの内部に円環状に並列状態で配列された複数のLEDと、これらのLEDの上方にあってLEDの光を集光して同一方向に照射する円環部材と、この円環部材によって集光された光を反射して前記バンプに対して特定方向から照射する反射手段を備え、前記反射手段が前記ケースの上部の内面を鏡面仕上げした逆すり鉢状の傾斜面である。
【0008】
請求項2記載の電子部品観察方法は、請求項1記載の電子部品観察装置を用いて略球状の金属のバンプが形成されたバンプ付の電子部品のバンプ面をカメラで撮像し、撮像データに基づき認識部により前記バンプの位置を認識する電子部品観察方法であって、前記撮像時に、円環状に並列状態で配列された前記複数のLEDから発光された光を前記集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を前記反射手段によって反射し、前記バンプに対して特定方向から照射するようにした。
【0009】
本発明によれば、複数のLEDにより発光された光を集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を反射手段によって反射してバンプに対して特定方向から照射することにより、照明部を小型化、低コスト化することができるとともに、バンプの形状や位置を特定する画像を確実に撮像することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の全体構成図、図2(a)は同電子部品観察装置の照明部の断面図、図2(b)は同電子部品観察装置の照明部の部分斜視図、図3は同電子部品観察装置の電子部品の部分拡大図、図4は同電子部品観察装置の画像図である。
【0011】
まず図1を参照して電子部品観察装置の構成を説明する。図1において、トレー11に収納されている電子部品1は、移載ヘッド駆動部14によって駆動される移載ヘッド13のノズル12によりピックアップされて照明部20の上方へ水平移動し(矢印N1)、そこでカメラ30により下面のバンプ2が撮像される。その後電子部品1は移載ヘッド13により基板15上へ移載される(矢印N2)。
【0012】
次に認識部31について説明する。カメラ30によって得られた撮像データはA/D変換器によってA/D変換され、画像メモリ33に格納される。この撮像データはCPU34に読み出されて画像処理され、バンプ2の位置が認識され、その結果はメモリ35に格納される。また、CPU34は、主制御部36によって制御される。
【0013】
次に照明部20について図2(a),(b)を参照して説明する。図2(a),(b)において、円筒状のケース21はアルミなどの金属により製作され、上部の内面が逆すり鉢状の傾斜面21aとなっており、傾斜面21aは鏡面仕上げされている。ケース21の内部のLED24の上方には、2つの円環部材22,23が同軸的に嵌着され、円環部材22と円環部材23の隙間の下方には、LED24が円環状の基板25上に等間隔に並列の垂直姿勢で円環状に配列されている。LED24から発光された光は、LED24の上方の円環部材22,23の隙間に導かれて上方に集光される。したがって円環部材22、23はLED24の光を同一方向に集光する集光手段となっている。なお、集光手段としては上記に限定されず、例えば、透明体で形成される1つの円環部材をLED24の直上に位置させるものであっても良い。この場合、透明体の側面にアルミ蒸着等で反射膜を形成して反射率を上げたものを使用することにより、更に優れた集光効果を得ることができる。
【0014】
この集光された光は反射面としての傾斜面21aによって反射される。したがって、傾斜面21aの傾斜角θを適切に設定することにより、電子部品1のバンプ2に入射する照明光(矢印b)の入射方向を所望の特定方向に設定することができる。照明部20をこのような構造とすることにより、多数のLED24を並列姿勢で配列することができるため、ケース21の径を小さくして、照明部20の小型・コンパクト化を図ることができる。また、LED24は基板25に実装された状態で照明部20に一括して装着されるため、照明部20の組立工数を削減することができ、低コスト化が実現される。
【0015】
この電子部品観察装置は上記のように構成され、次に電子部品観察方法について説明する。まず図1において、主制御部36によって移載ヘッド駆動部14を制御して、電子部品1を照明部20の上方に位置させる。そして図2においてLED24を発光させて電子部品1のバンプ2を照明する。このときの照明光の入射状態およびその結果得られる画像について図3、図4を参照して説明する。
【0016】
図3に示すように、バンプ2に対して斜め下方の特定方向から入射する照明光(矢印cで示す)は、バンプ2の表面が略半球状の曲面であるため、各入射点P1,P2,P3,P4によって異った方向に反射される。これらのうち、入射点P1,P2,P4からの反射光(矢印d,e,g参照)はカメラ30と異なる方向に反射されカメラ30によって受光されず、入射点P3を挟んだある幅(鎖線で示す)の範囲からの反射光のみが下方に反射されてカメラ30に受光される。なお、図3は一断面のみを示すものであり、実際にはバンプ2は全周方向から照明されており、図3において鎖線で示す幅の範囲の各点からの反射光がカメラ30によって受光される。
【0017】
このような照明光によって撮像されたバンプ2は、図4に示す斜線部の部分を明像2’とする円環状の画像として表れる。すなわち、画像上でこのような特定された形状の明像部分を得ることにより、バンプ2の位置を認識することができる。この明像の形状は、電子部品1の下面に存在する異物などにより発生する画像上のノイズと明瞭に区別されるため、精度のよい位置認識を行うことができる。
【0018】
こうしてバンプ2の位置が認識され、この認識結果に基づいてバンプ2の位置ずれ量が検出される。その後電子部品1は基板15上に移動し、移載ヘッド13の駆動を前記位置ずれ量だけ補正した後に基板15に移載される。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、複数のLEDにより発光された光を集光手段により同一方向に集光し、この集光された光を反射手段によって反射してバンプに対して特定方向から照射することにより、バンプを特定する画像を確実に撮像することができる。また複数のLEDを並列状態で配列することができるため、LEDの装着スペースが小さい簡単な構造が実現でき、照明部を小型化、低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の全体構成図
【図2】(a)本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の照明部の断面図
(b)本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の照明部の部分斜視図
【図3】本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の電子部品の部分拡大図
【図4】本発明の一実施の形態の電子部品観察装置の画像図
【図5】従来の電子部品観察装置の照明部の断面図
【符号の説明】
1 電子部品
2 バンプ
20 照明部
21 ケース
22、23 円環部材
24 LED
25 基板
30 カメラ
31 認識部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electronic component observation apparatus and an electronic component observation method for observing electronic components with bumps.
[0002]
[Prior art]
A method of using an electronic component observation apparatus is known as a method for correcting positional displacement of an electronic component to improve the positional accuracy during mounting when mounting the electronic component on a circuit board. In this method, an electronic component held by a transfer head is imaged by a camera, the shape and position of the electronic component are recognized by image processing, and a correction amount necessary for correction of misalignment at the time of mounting is obtained.
[0003]
By the way, when the above-mentioned position recognition is performed for an electronic component with a bump such as a BGA (Ball Grid Array), the outer shape of the main body of the electronic component such as a conventional electronic component with a lead and the position of the lead extending from the main body. Unlike the case of obtaining the above, the solder bump formed on the lower surface of the electronic component is an object to be optically recognized. As an electronic component observation apparatus for observing such an electronic component with a bump, an apparatus having an illumination unit including a plurality of LEDs is used (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-153997).
[0004]
Hereinafter, the illumination part of the conventional electronic component observation apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of an illumination unit of a conventional electronic component observation apparatus. In FIG. 5,
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an electronic component observation apparatus that can be reduced in size and cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The electronic component observation apparatus according to
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electronic component observation method in which a bump surface of a bumped electronic component on which a substantially spherical metal bump is formed is imaged with a camera using the electronic component observation apparatus according to the first aspect. an electronic component observation method recognizes the position of the bump by the recognition unit based, at the imaging, the light emitted from the plurality of LED arranged in juxtaposition annularly same direction by said condensing means condensed, it reflects the collected light by the reflecting means and to irradiate from a specific direction with respect to the bumps.
[0009]
According to the present invention, the light emitted from the plurality of LEDs is condensed in the same direction by the condensing means, and the condensed light is reflected by the reflecting means and irradiated to the bumps from a specific direction. The illumination unit can be reduced in size and cost, and an image for specifying the shape and position of the bump can be reliably captured.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electronic component observation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view of an illumination unit of the electronic component observation apparatus, and FIG. FIG. 3 is a partial enlarged view of an electronic component of the electronic component observation apparatus, and FIG. 4 is an image view of the electronic component observation apparatus.
[0011]
First, the configuration of the electronic component observation apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the
[0012]
Next, the
[0013]
Next, the
[0014]
The condensed light is reflected by the
[0015]
This electronic component observation apparatus is configured as described above. Next, an electronic component observation method will be described. First, in FIG. 1, the transfer
[0016]
As shown in FIG. 3, illumination light (indicated by an arrow c) incident on the
[0017]
The
[0018]
In this way, the position of the
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, the light emitted from the plurality of LEDs is condensed in the same direction by the condensing means, and the condensed light is reflected by the reflecting means and irradiated to the bumps from a specific direction. Thus, it is possible to reliably capture an image specifying the bump. In addition, since a plurality of LEDs can be arranged in parallel, a simple structure with a small LED mounting space can be realized, and the illumination unit can be reduced in size and cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an electronic component observation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of an illumination unit of the electronic component observation apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial perspective view of an illumination part of the electronic component observation apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a partial enlarged view of the electronic component of the electronic component observation apparatus according to the embodiment of the present invention. Fig. 5 is a cross-sectional view of an illumination part of a conventional electronic component observation apparatus.
DESCRIPTION OF
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