JP3801248B2

JP3801248B2 - 部品実装装置

Info

Publication number: JP3801248B2
Application number: JP00760896A
Authority: JP
Inventors: 俊一上田; 真治向井; 滋坂田
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: JPH09199895A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、液晶の基板などに部品を実装する部品実装装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、液晶の基板となる従来のガラス基板（以下、単に基板という）１とこの基板１のパターンに圧着されたＴＡＢ−ＩＣ（Tape Automated Bonding-Integrated Circuit ）３を示す平面図である。
【０００３】
図６において、ガラス板から製作された長方形の基板１の各四隅には、実装部品の位置決めの基準となる十字状のマーク（以下、セルマークという）２が形成されている。
【０００４】
また、基板１の図６において右側の前端のセルマーク２の左側には、部品実装装置の圧接工程の前の貼付工程で貼り付けられたＴＡＢ−ＩＣ３が示され、左側前端のセルマーク２の右側には、基板１の前端側のパターン１ａの一部が示され、左側後端のセルマーク２の前方にも、パターン１ａが示されている。
【０００５】
なお、図６においては、パターン１ａは、前端左側と左端の後方だけに示したが、実際の製品では、前端及び左端と後端に対して、連続的に形成され、ＴＡＢ−ＩＣ３も連続的に実装される。
【０００６】
このようにＴＡＢ−ＩＣ３を基板１に圧着するアウタリードボンディング（Outer Lead Bonding）装置（以下、ＯＬＢ装置という。）においては、このＯＬＢ装置に組み込まれた電荷結合素子（以下、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）という。）カメラでセルマーク２を撮像し、その位置を画像処理装置で検出している。
【０００７】
この部品実装装置のなかには、ＣＣＤカメラでセルマーク２の全体の画像を検出するのではなく、カメラのスキャンラインを所定の位置に設定し、この特定の位置の画像の濃淡のデータから、セルマーク２の位置を検出する方法がある。
【０００８】
この方法を採用した画像処理装置においては、最初に設定したスキャンラインを走査して得られた画像中に、もし、セルマーク２の画像が含まれていなかった場合には、セルマーク２の画像が得られる位置まで、スキャンラインを移動させている。
【０００９】
一方、画像全体データを使用して、セルマーク２を検出する液晶基板製造用の画像処理装置も採用されている。
この画像処理装置では、ＣＣＤカメラによって基板１の上方又は下方から撮像したセルマーク２の画像情報を、画像処理装置の内部に設けられたフレームメモリに格納する。
すると、この画像情報は、予め定められたしきい値によって白黒に２値化された２値化画像情報に変換される。
【００１０】
次に、この２値化されたセルマーク２の画像情報は、ラべリング処理によって画像上に黒色として示される部分に対して、１，２，３…と番号を付すラベル付を行う。
【００１１】
このラベル付されたセルマーク２のすべての２値化画像情報は、図７（ａ）の部分拡大図に示す縦方向と横方向の最大値を求めるための外接長方形処理が行われる。
【００１２】
このようにラベル付され外接長方形処理が行われたすべての各２値化画像情報のうち、ＣＣＤカメラの撮像倍率から逆算された図７（ａ）で示す縦方向の寸法Ｈ１と、横方向の寸法Ｗ１と一致する２値化画像情報が、そのセルマーク２の画像情報として選択される。
【００１３】
次に、この画像情報から画像の重心となる座標を求める。この重心座標と、予め設計段階で定められたセルマーク２の図７（ａ）で示す重心座標Ｃｏの座標とを比較して、セルマーク２の特徴を有する画像かどうかを判定することによって、基板１の各四隅に設けられたセルマーク２を識別する。
【００１４】
なお、図７（ｂ）は、図６及び図７（ａ）で示したセルマーク２と異るセルマーク２Ａの場合を示し、外形や用途の異る液晶基板に採用された場合を示す。この形状のセルマーク２Ａにおいても、図７（ａ）で示したセルマーク２と同様に、縦方向の寸法Ｈ２と横方向の寸法Ｗ２が２値化画像情報から求められ、この画像情報から求められた重心座標Ｃｏの座標と、設計上の座標の位置とが比較され、果たしてセルマーク２Ａなのか、或いは、パターンなのか、などかが判別される。
【００１５】
図８は、液晶基板製造用の部品実装装置における画像処理の制御ブロック図の一例を示す図である。
図８において、画像処理装置２１は、液晶の基板に形成されたセルマークなどを撮像するＣＣＤカメラ２６の画像信号Ａ１が入力されるＣＣＤカメラ用インタフェース２２と、このＣＣＤカメラ用インタフェース２２に対して、画像データ入力許可信号Ａ２を出力し、ＣＣＤカメラ用インタフェース２２から画像信号Ａ１１を受け取るＭＰＵ（主処理）ユニット２３と、ＣＣＤカメラ用インタフェース２２からの画像信号Ａ１１が入力され、この画像信号Ａ１１を前述した２値化画像情報に変換するとともに、ＭＰＵユニット２３から入力された出力指令Ａ４によって、この２値化画像情報Ａ３をＭＰＵユニット２３に出力するＤＳＰ（デジタル信号処理）ユニット２４と、後述する部品実装装置のコントローラ２７から出力された出力指令Ａ５によって、ＭＰＵユニット２３から２値化画像情報Ａ３１が入力される入出力インタフェース２５で構成されている。この画像処理装置２１には、前述した出力指令Ａ５を入出力インタフェース２５に出力し、この入出力インタフェース２５から２値化画像情報Ａ３を受け取る部品実装装置のコントローラ２７が接続されている。
【００１６】
ところで、このような画像処理装置が組み込まれた部品実装装置においては、画像処理の速度の迅速化による部品実装装置の高能率化が要請され、さらにＴＡＢ−ＩＣの打ち抜き誤差にも対応できるものが求められている。
【００１７】
図９は、図８で示した画像処理装置が組み込まれた液晶の部品実装装置によるＴＡＢの圧着工程を示す流れ図である。
図９において、まず、ステップ30ＡでＴＡＢ−ＩＣが搬送装置の先端に吸着されて、圧着部に搬送されるとともに、ステップ 30B で基板が所定の位置に移動され位置決めされる。
【００１８】
次に、ステップ 30C でＴＡＢの左右端と基板の左右端の画像がＣＣＤカメラで撮像され、図８で示した画像処理装置で２値化画像処理されてセルマークとＴＡＢの各位置が確認される。
【００１９】
次に、ステップ30ＤでＴＡＢが基板に貼り付けられ、次のステップ30Ｅでは、このＴＡＢが、貼付の対象となるＴＡＢのうちの最終品であるか否かが判断され、もし、最終品でない場合には、ステップ30Ａ，30Ｂに戻って、上記の作業が繰り返され、最終品となった場合には、貼付工程は終了する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように構成された部品実装装置においては、ＴＡＢ−ＩＣの打ち抜き位置が、以下のような理由で、万一、ばらついた場合には、貼付位置もばらつくおそれがある。
【００２１】
例えば、打ち抜き前のＴＡＢのテープに形成されたパーフォレーションとスプロケットの歯との隙間や、テープの張力の僅かな相違によって、ＴＡＢのリードの中心と端部との寸法がばらつくおそれがある。
【００２２】
また、前述したスキャンラインを設定してセルマークとＴＡＢ−ＩＣの位置を検出する方法では、スキャンライン上に、万一、塵埃があった場合には、検出位置の精度がばらつくだけでなく、セルマークやＴＡＢ−ＩＣを検出できなくなるおそれもある。
そこで、本発明の目的は、セルマークやＴＡＢ−ＩＣの検出精度を上げるだけでなく、圧着の稼働率も上げることのできる部品実装装置を得ることである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明の部品実装装置は、基板の所定の位置に搬送された実装部品を撮像カメラで撮像し、この撮像画像から前記実装部品の位置を認識して前記実装部品を当該基板に位置決め供給する部品実装装置において、前記撮像された実装部品の撮像画面に横リードと縦リードとを形成し、この横リードの中心線と縦リードの中心線との交点を求めるとともに、縦方向の長さが前記交点からカット長＋所定長、横方向の幅が前記縦リードの幅＋所定幅の長方形の打ち抜きずれ測定用ウインドウを設定し、このウインドウの範囲内で、交点から端部までのカットライン長を求める測長手段と、前記カットライン長の最大値をカットライン測定量とし、このカットライン測定量が許容値の範囲内に入っているか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項２に記載の発明の部品実装装置は、基板に対して、実装部品の位置決めの基準となるセルマークを形成したことを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の部品実装装置の一実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の部品実装装置の第１の実施形態を示す部分拡大説明図で、請求項１に対応し、図６に示したＴＡＢ−ＩＣ３の部分拡大図に対応する図である。また、図２は、図１の部分詳細図である。
【００２９】
図１において、ＴＡＢ−ＩＣ３には、帯状の横リード３ａが左端に示され、この横リード３ａの右側に対して、帯状の縦リード３ｂが等間隔に縦に形成されている。
【００３０】
第１の実施形態の部品実装装置においては、基板に仮圧着（貼付）されるＴＡＢ−ＩＣに対して、以下説明するようにＴＡＢ−ＩＣの打ち抜きのずれを画像処理装置で検出し、ＴＡＢ−ＩＣの圧着位置の不良を未然に防ぐ。
【００３１】
すなわち図１において、ＴＡＢ−ＩＣ３のリードの一部を撮像した画像から、横リード３ａの中心線４と任意の縦リード３ｂの中心線５との交点６を、まず、見つける。
【００３２】
次に、横リード３ａの中心線４から端部までのカットライン長７を求めるために、図１においてＸ方向には縦リード３ｂの幅Ｗの１．５倍で、Ｙ方向にはカットライン長７＋５００μｍの長方形の打ち抜きずれ測定用ウインドウ８を、図１及び図２の鎖線で示すように、画像のなかに設定する。
【００３３】
このウインドウ８の範囲内で、縦リード３ｂを検出した画像の２値化レベルにより２値化された図２に示す像９を求め、さらに、ラベリング処理により２値化画像として抽出された部分の図２で示す外接長方形のＸ，Ｙの長さを求める。こうして求めたＹ方向のカットライン長の最大値をカットライン測定量10とする。
【００３４】
このカットライン測定量10が所定の値±許容値の範囲内に入っているか否かを判定し、もし外れていた場合には、このＴＡＢ−ＩＣは打ち抜きずれと判定し、基板の仮圧着を中止して、不良品として不良品箱に収納するとともに、ブザーなどによってその旨を操作員に通知する。なお、図２の符号９ａは、ウインドウ８内に撮像された基板上の塵埃である。
【００３５】
次に、図３は、本発明の部品実装装置の第２の実施形態を示すフローチャートで、従来の技術で示した図9に対応するものである。
第２の実施形態では、ＴＡＢ−ＩＣを基板の隣接部に搬送する前の段階で、ＴＡＢ−ＩＣの両端の位置を画像処理装置で予め認識することで、基板の隣接部にＴＡＢ−ＩＣが搬送されると、ＴＡＢ−ＩＣとセルマークの両端のうち、片側だけの位置を撮像画像から認識して、実装作業時間の短縮化を図ったものである。
【００３６】
すなわち、図３において、従来の技術で示した図９と異るところは、ステップ10ＡでＴＡＢ−ＩＣの左右端の位置を予め認識して、次のステップ10ＢのＴＡＢハンドリング移動とステップ10Ｃの基板の移動に移る。
【００３７】
次のステップ10Ｄでは、ＴＡＢ−ＩＣとセルマークとも、左右のうちの片側の位置だけ認識し、次のステップ10ＥでこのＴＡＢ−ＩＣが最終品であるか否かを判断する。
【００３８】
もし、最終品の場合には、ステップ10Ｆに移って最終品のＴＡＢ−ＩＣの貼付動作を行うが、最終品でない場合には、ステップ10Ｇで貼付動作を行うとともに、次に貼り付けされるＴＡＢ−ＩＣに対して、左右端の位置の認識を行った後、ステップ10Ｂ，10Ｃに移る。
【００３９】
したがって、ステップ10Ｄでは、ＴＡＢ−ＩＣとセルマークの位置の認識は、従来の技術の図９で示したステップ30ＣにおけるＴＡＢ−ＩＣとセルマークの左右端を認識する方法と比べて、認識箇所が半減し、認識時間も半減するので、実装時間のサイクルタイムを短縮することができる。
【００４０】
次に、図４は、本発明の部品実装装置の第３の実施形態を示すフローチャートで、図３に対応するものである。
第３の実施形態においては、ＴＡＢ−ＩＣを貼り付ける直前にステップ10Ａにおいて認識したＴＡＢ−ＩＣの位置からこのＴＡＢ−ＩＣの伸び量を求め、この伸び量に対応して、ＴＡＢ−ＩＣの貼付位置を補正して圧着する。
【００４１】
すなわち、図４において、図３に示したフローチャートと異るところは、ステップ10ＧにおけるＴＡＢの貼付動作に対して、ステップ10Ａにおいて撮像した画像からＴＡＢ−ＩＣの熱による伸び量を求め、この伸び量に対応した補正量を求めるＴＡＢの位置補正動作を、ステップ10Ｆとしてステップ10Ｇの前に設け、同じくステップ10ＨのＴＡＢの位置補正動作を、ステップ10Ｊの前に設けたことである。
【００４２】
このように構成された部品実装装置においては、基板の端部に隣接した位置まで吸着によって搬送され熱膨張によって伸びたＴＡＢ−ＩＣの端面の認識位置をステップ10Ｆ，10Ｈで補正することによって、熱伸びに伴う貼付位置のずれを未然に防ぐことができるので、更に高精度に実装することのできる部品実装装置を得ることができる。
【００４３】
次に、図５は、本発明の部品実装装置第４の実施形態を示す部分説明図で、図１に対応するものである。
この実施形態では、図１で示した縦リードの位置を求める方法の代りに、濃淡画像のＹ方向加算処理とエッジフィルタによる手法を用いたことが異っている。
【００４４】
すなわち、図５（ａ）は、ＴＡＢ−ＩＣ３と、このＴＡＢ−ＩＣ３の縦リード３ｂの画像中からウインドウ11として設定した位置を示し、図５（ｂ）は、このウインドウ11の範囲内のリードの画像３ｂ１を示す拡大図である。
【００４５】
本実施形態では、図５（ｂ）で示したように得られた縦リードの画像３ｂ１中の黒色の部分の数をＹ方向に加算して、図５（ｃ）に示す頂部が弧状のリードの画像３ｂ２となる一次元データを、まず、求める。
【００４６】
次に、この一次元データのＹ方向の隣接部のＸ方向の差を求めて、波形を急峻な波形に変え（フィルタ処理）てリード画像３ｂ３としたのが図５（ｄ）で、＋側のピークを第１エッジ、−側のピークを第２エッジとし、各リードの図５（ｂ）における両端の位置を求めることで、不鮮明な画像から各リードの位置を高精度に求める。
なお、図５（ａ）に示した横リード３ａの位置もＸ方向に加算することで、同様にして求められる。
【００４７】
【発明の効果】
以上、請求項１に記載の発明によれば、基板に実装する部品の撮像画像から部品の基準位置と端部までのカットライン長を求め、このカットライン長とこのカットラインの基準値とを比較することで、部品の基板への供給の可否を判定したので、不良品の発生を抑え、生産効率を上げることのできる部品実装装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の部品実装装置の第１の実施形態を示す部分説明図。
【図２】図１の要部を示す説明図。
【図３】本発明の部品実装装置の第２の実施形態を示す流れ図。
【図４】本発明の部品実装装置の第３の実施形態を示す流れ図。
【図５】本発明の部品実装装置の第４の実施形態を示す説明図。
【図６】従来の部品実装装置で実装されるＴＡＢ−ＩＣと基板の一例を示す図。
【図７】（ａ）は、図６の部分拡大図。（ｂ）は、図６で示したセルマークと異るセルマークの一例を示す拡大図。
【図８】従来の部品実装装置の一例を示すブロック図。
【図９】従来の部品実装装置の一例を示す流れ図。
【符号の説明】
１…基板、２，２Ａ…セルマーク、３…ＴＡＢ−ＩＣ、３ａ…横リード、３ｂ…縦リード、３ｂ１，３ｂ２…リードの画像、４…横リードの中心線、５…縦リードの中心線、６…交点、７…カットライン長、８，11…ウインドウ、９…２値化像、10…カットライン測長量。

Claims

基板の所定の位置に搬送された実装部品を撮像カメラで撮像し、この撮像画像から前記実装部品の位置を認識して前記実装部品を当該基板に位置決め供給する部品実装装置において、前記撮像された実装部品の撮像画面に横リードと縦リードとを形成し、この横リードの中心線と縦リードの中心線との交点を求めるとともに、縦方向の長さが前記交点からカット長＋所定長、横方向の幅が前記縦リードの幅＋所定幅の長方形の打ち抜きずれ測定用ウインドウを設定し、このウインドウの範囲内で、交点から端部までのカットライン長を求める測長手段と、前記カットライン長の最大値をカットライン測定量とし、このカットライン測定量が許容値の範囲内に入っているか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする部品実装装置。
前記基板に対して、前記実装部品の前記位置決めの基準となるセルマークを形成したことを特徴とする請求項１に記載の部品実装装置。