JP3902288B2 - キャリアテープの検査方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子部品を多数収納して、保管、搬送する際、及び表面実装機でより円滑な稼働を行う際に有効なキャリアテープにおけるスプロケット孔のピッチ不良の検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のスプロケット孔のピッチ不良の検査方法は、ピンを備えたロール(以下、ピンロールという。)に製品を巻き付け、ピンにスプロケット孔を絡ませることにより生じる製品の浮き上がり量を計測することにより行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、表面実装機の実装速度上昇に伴い、スプロケット孔ピッチに、これまで以上の高い精度が要求されてきている。すなわち、現在、表面実装機における、キャリアテープからの部品取り出しは、スプロケット孔に挿入されたギヤの回転によって位置が制御され、毎回一定量繰出し、部品を所定位置に移動、停止後、可動アームにより部品吸着を行い、基板上の実装位置へと移送(実装)される。
このため、この吸着固定位置のずれにより、吸着ミスによる部品落下、及び実装時の位置ずれが生じる。位置決め精度は、当然実装速度に比例し、高速になるにつれ高精度が要求される。この結果、部品の移動位置を左右するスプロケット孔にこれまで以上の精度が必要になってきている。
【0004】
しかしながら、上記従来の方法では、ピンロールの直径は、キャリアテープのスプロケット孔をスムーズに絡ませるために、スプロケット孔よりも小さく設計しなければならず、スプロケット孔の直径(以下、スプロケット孔径という。)が1.55mmに対し、使用するピンロールのピン径は、1.30mm以下である必要があるので、0.25mm以上のクリアランスが生じてしまい、検査精度を現在のレベル±0.3mm以上にすることは難しい。
加えて、この従来の方法では、ピンロールのピンをスプロケット孔に随時挿入することから、ピン部分にゴミ、バリ等が付着しやすく、これによって製品の浮き上がり量が変化するため、誤作動を起こしやすい。
【0005】
また、近年、高速プレスラインの全数インライン寸法検査体制を実現する手法として画像処理が注目されているが、この場合、高速追従性、要求精度、検査環境が問題となる。すなわち、現在市販されている多くの画像処理装置は、面積検出は毎秒60回程度の検査が可能であるのに対し、位置検出は高速のものでも毎秒30回前後のため、キャリアテープのスプロケット孔ピッチ(規格=4.00±0.10mm)をインラインにおいて全数検査する場合、毎分7.2m程度が限界であり製造ラインには対応できない。
【0006】
更に、撮像素子であるCCDイメージセンサの位置検出精度の保証値は、通常±2画素を下回ることは困難といわれており、4.00mmを1/100mm単位で検出する場合、最低でも800画素(2画素:1/100mm)を必要とし、一般的なCCDカメラ(検査可能画素数:512×480画素)では、構造上高精度で検出することは出来ない。加えて、プレス機の振動による取り込み画像のずれも位置検出を行う際、誤検出の大きな原因となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャリアテープの不良検査方法では、熱可塑性シートを加熱軟化させ、成形金型内へ導入しスプロケット孔の打ち抜きと部品収納凹部を成形する第一ステージと、前記第一ステージから送られてくる熱可塑性シートのスプロケット孔に対応する金型位置に、キャリアテープの材質、厚み及びスプロケット孔ピッチに応じた直径のパイロットピンを立設し、スプロケット孔に前記パイロットピンを挿入して位置決めする第二ステージと、スプロケット孔周辺部に生じた白化面積または変形拡大したスプロケット孔面積を画像処理装置で検出し、これらの面積を判定することによりスプロケット孔のピッチ不良を検出する工程とを有してしている。
【0008】
本発明の検査方法において、パイロットピンは、適用するキャリアテープのスプロケット孔に対応する位置に立設することが重要であり、スプロケット孔に対応する位置に立設されたパイロットピンを、位置決めされたスプロケット孔に挿入することにより、精度の良い検出が可能となる。
パイロットピンは、成形金型内の、スプロケット孔に対応する位置に1ないし複数本立設すると良い。
【0009】
パイロットピンは、キャリアテープの原材料の材質、厚み、及びスプロケット孔ピッチの規格に応じ、成形金型内で位置決めを行うためのパイロットピンの直径(以下、パイロットピン径という。)を種々変更して使用するが、その直径は、適用するキャリアテープのスプロケット孔より0.02〜0.04mm、特には0.03mm小径であるのが好ましい。
【0010】
本発明の検査方法に使用される画像処理装置では、CCDカメラを使用し、スプロケット孔に前記パイロットピンを挿入することによりスプロケット孔周辺部に生じた白化面積または変形拡大したスプロケット孔面積を2値化処理し、検出した面積を所定面積と比較して、スプロケット孔のピッチ精度不良検出を行う。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の検査方法に適用するキャリアテープの一例の部分斜視図であり、図2は、本発明の検査方法に使用するパイロットピンをキャリアテープの成形金型内に立設した例を示す概略図で、(a)は金型の上死点でパイロットピンがキャリアテープのスプロケット孔に挿入する前の断面図であり、(b)は金型の下死点でパイロットピンがキャリアテープのスプロケット孔に挿入した後の断面図である。図3は、本発明の検査方法に使用する画像処理装置の概略側面図であり、図4は、本発明の検査方法により撮影されたキャリアテープの一例を示す平面図である。
【0012】
図1に示すようなキャリアテープ1は、熱可塑性プラスチックシート(以下、単にシートという。)を一定幅にスリットして加熱部で軟化させ後、プレス成形金型内に導入して、スプロケット孔2と部品収納用の凹部(以下、ポケット部という。)3及び電子部品検査用の孔4を成形する。
図2に示すように、金型の第一ステージAでは、導入されたシート5にポケット部3の絞り加工とスプロケット孔2の打ち抜き加工を成形パンチ6とピアスパンチ7でそれぞれ行い、第二ステージBでは、第一ステージAから送られたシート5のスプロケット孔2に対応する位置に立設したパイロットピン9をスプロケット孔2に挿入すると同時に、このパイロットピン9を位置決めに使用して、ポケット部3の底部にピアンスパンチ8で電子部品検査用の孔4を打ち抜く。
【0013】
上記パイロットピン9は、シート5の材質、厚み、及び製品仕様(スプロケット孔ピッチ精度)に応じ、最適のピン径のものを選択する。それぞれの要因に対応するパイロットピン径の変更条件を図5のグラフに示す。
図5の(a)〜(c)は、キャリアテープのスプロケット孔径が1.55mm、スプロケット孔径のピッチを4mm(検出精度±0.10mm)とし、キャリアテープに使用したシートの材料を、それぞれ黒カーボンを練り込んだもの(実線)と透明なもの(点線)とした場合のパイロットピン径とシートの厚みとの関係を示したグラフであり、(a)はシートの材料にポリ塩化ビニルを用い、(b)はポリスチレンを用い、(c)はポリエチレンテレフタレートを用いた場合を示している。
【0014】
図5(a)〜(c)のグラフから明らかなように、厚さ0.25〜0.45mmの上記塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートからなる各種シートを用いたキャリアテープにおいて、パイロットピン径は、スプロケット孔径の1.51〜1.55/1.55の割合であるのが好ましいことが判る。
【0015】
本発明の検査方法に使用する画像処理装置は、図3に示すように、画像取り込み用のCCDカメラ10と、照明装置11からなり、照明装置11上に送り込まれたキャリアテープ1のスプロケット孔の周縁部をCCDカメラ10が撮影し、その部分の面積を2値化処理して検出する。
【0016】
図4は、CCDカメラ10により撮影されたキャリアテープ1のスプロケット孔の周縁部を画像処理した検出画面で、図4(a)は、キャリアテープに透明材料を使用して検出した画面を示したもので、図中の12は、白化検出用ウィンドウであり、黒色部13は、パイロットピンにより変形(白化)した部分を示している。また、図4(b)は、キャリアテープに黒色材料を使用して検出した画面を示し、14は面積検出用ウィンドウであり、15はパイロットピンの挿入により拡大して変形したスプロケット孔を示している。
本発明に係る画像処理装置では、上記のようにして検出した画像を用い、所定値の面積と比較して判定する。
【0017】
シートの材質によっては、衝撃が加わった場合に、白化は起きやすいが、変形(永久変形)は生じにくいものがある。このようなシートの場合、位置決め不良でスプロケット孔に生じた白化面積を画像処理装置により2値化処理し、所定の面積を超えた場合を不良と判定する。なお、シートが透明材料の場合には、同時に製品に付着した汚れ、異物、傷、折れ等の同時検出も可能である。
また、材料が黒色(カーボン練り込み材料)の場合には、衝撃が加わったときに比較的変形しやすく、位置決め不良が生じた場合には、パイロットピンの挿入によりスプロケット孔がわずかに大きくなることに着目し、画像処理装置による2値化処理で、スプロケット孔面積が所定値を超えた場合を不良と判定する。
【0018】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【0019】
[実施例1]
透明なポリスチレンシート(幅8mm、ピッチ4mm、シート厚0.25mm)を原材料とし、1.45mm×2.2mm、深さ1.4mmのポケット部を有するキャリアテープを作製し、これを用いて本発明の検査方法を試行した。
シートを加熱部で加熱軟化させ、図2に示したプレス成形金型内に導入し、金型の第一ステージAでポケット部3の絞り加工とスプロケット孔2の打ち抜き加工を行い、第2ステージBで、スプロケット孔2にパイロットピン9を挿入して位置決めを行うと同時にポケット部の底部に電子部品検査用の孔4を打ち抜いた。このとき、パイロットピン径は、スプロケット孔径の1.55mmに対し、1.53mmのものを用いた。
その結果、スプロケット孔ピッチの規格が、4.00±0.10mmに対し、3.90mm以下、4.10mm以上の双方で、位置決めのためにパイロットピン9が挿入されたスプロケット孔周辺に画像処理装置により選択的に検出可能な白化が生じた。このことから、本実施例においての検出精度は±0.10mmであるといえる。
【0020】
[実施例2]
カーボンを練り込んだ黒色のポリスチレンシート(幅8mm、ピッチ4mm、シート厚0.25mm)を原材料とし、実施例1と同じ方法で、同寸法のキャリアテープを作製し、これを用いて本発明の検査方法を試行した。
その結果、スプロケット孔ピッチの規格が4.00mm±0.10mmに対し、3.90mm以下、4.10mm以上の双方で、位置決めのためのパイロットピンが挿入されたスプロケット孔に画像処理装置により選択的に検出可能な(通常面積に対し5%以上拡大)変形が生じた。このことから、本実施例においての検出精度は±0.10mmであるといえる。
【0021】
【発明の効果】
本発明の検査方法によれば、キャリアテープのスプロケット孔ピッチ不良検出における従来の問題点を解決することができる。すなわち、成形金型内で位置決めを行うためのピン径を種々変更し、位置決め不良発生時に、パイロット孔として利用するスプロケット孔を変形(白化)させ、画像処理装置(2値化処理)でこの変形(白化)を検出することにより、キャリアテープのスプロケット孔のピッチ不良を高速度に、かつ精度良く検出することが可能となる。さらに、材料が透明の場合、汚れ、ゴミ、異物等の付着も同時に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の検査方法に適用するキャリアテープの一例の部分斜視図である。
【図2】本発明の検査方法に使用するパイロットピンをキャリアテープの成形金型内に立設した例を示す概略図で、(a)は金型の上死点の断面図であり、(b)は下死点の断面図である。
【図3】本発明の検査方法に使用する画像処理装置の概略側面図である。
【図4】(a)、(b)は、画像処理装置でキャリアテープのスプロケット孔を判別した状態の模式的平面図である。
【図5】(a)、(b)、(c)は、シート材料に応じたパイロットピンの変更条件を示すグラフである。
【符号の説明】
1 キャリアテープ A 金型の第一ステージ
2 スプロケット孔 B 金型の第二ステージ
3 ポケット部 10 CCDカメラ
4 電子部品検査用の孔 11 照明装置
5 シート 12 白化検出用ウィンドウ
6 成形パンチ 13 黒色部
7,8 ピアスパンチ 14 面積検出用ウィンドウ
9 パイロットピン 15 変形したスプロケット孔

Claims (4)

  1. 部品収納用の凹部と移送用のスプロケット孔が連設されたキャリアテープの検査において、熱可塑性シートを加熱軟化させ、成形金型内へ導入しスプロケット孔の打ち抜きと部品収納凹部を成形する第一ステージと、前記第一ステージから送られてくる熱可塑性シートのスプロケット孔に対応する金型位置に、キャリアテープの材質、厚み及びスプロケット孔ピッチ精度に応じた直径のパイロットピンを立設し、スプロケット孔に前記パイロットピンを挿入して位置決めする第二ステージと、スプロケット孔を前記パイロットピンに挿入することにより、スプロケット孔周辺部に生じた白化面積または変形拡大したスプロケット孔面積を画像処理装置で検出し、スプロケット孔のピッチ不良を検出する工程とを有することを特徴とするキャリアテープの検査方法。
  2. パイロットピンの直径が、厚さ0.25〜0.45mmのキャリアテープにおいて、スプロケット孔の直径の1.51〜1.55/1.55の割合である請求項1に記載のキャリアテープの検査方法。
  3. キャリアテープが、塩化ビニルシート、ポリスチレンシート、ポリエチレンテレフタレートシートからなる請求項1に記載のキャリアテープの検査方法。
  4. 前記パイロットピンの直径は、前記熱可塑性シートの材質と厚みに応じて変更可能である請求項1に記載のキャリアテープの検査方法。
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