JP4243471B2 - 微小物体の外観検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＩＣチップやチップ型コンデンサ等の超微小な電子素子などの微小物体の傷や寸法等の外観検査を行い、良品と不良品に選別する微小物体の外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣチップやチップ型コンデンサ等の電子素子（チップ部品）は、小型化が進んでおり、小型・薄型化が進む携帯電話や携帯情報端末等に広く搭載されるようになっている。このような精密小型の電子素子は、その性能（ＩＣチップでは電気特性等であり、チップ型コンデンサでは電気容量等）の検査、外周の傷の検査や、その種類や大きさを選別するための測定が行われる。このような精密小型の電子素子の外観検査としては、電子素子を吹き飛ばしながら外周側面を多角度的に撮像する方法が開発されている（例えば特開２０００−１５７９３５号公報参照）。撮像手段としては、イメージセンサ（一次元又は二次元以上の光学情報を時系列の電気信号に変換する一種の光センサ）や、イメージセンサと発光ダイオードとを組み合わせた光学式外径測定器の他、高感度カメラ（ＣＣＤカメラ）等が使用される。なお、チップ部品の中には、その表裏を選別することが要求される場合がある。
【０００３】
しかし、微小物体を吹き飛ばしながら撮像する方法は、微小物体が空気抵抗等でぶれて撮像が正確に行えないこと、微小物体が直方体形状の電子素子である場合は、その外周側面の四面の撮像が行われるにすぎず、上記電子素子の外周六面のすべてを撮像することはできない欠点がある。このため、外周側面に微小物体を収納する収納溝が形成され回転する円盤状の回転インデクサに、微小物体をその収納溝に収納させた状態で外観検査するものや、微小物体を回転インデクサの収納溝に収納させた状態とその前の搬送途中での外観検査とを併用して行うものが開発されている（例えば特開２０００−２１３９２２号公報参照）。図１１乃至図１３に示す微小物体の外観検査装置は、検査対象である微小物体を整列搬送する直進フィーダＦ２と、外周側面に微小物体である電子素子Ｃを収納する収納溝５６が形成され回転する円盤状の回転インデクサＩＤ５と、直進フィーダＦ２と回転インデクサＩＤ５との間に位置して直進フィーダＦ２から整列搬送される微小物体Ｃを回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に搬送する無振動中継台５５と、無振動中継台５５に移行した微小物体Ｃを吸引する第１の吸引手段Ｑ５１とを備えた装置である。そして、微小物体Ｃを回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に収納させた状態で撮像手段により撮像するとともに、その前の無振動中継台５５の位置でも撮像手段Ｓ１，Ｓ２により撮像して、外観検査を行う。
【０００４】
直進フィーダＦ２は、図示しない円筒フィーダから送られてくる微小物体Ｃを振動させながら無振動中継台５５に搬送し、この無振動中継台５５から回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に収納させる。無振動中継台５５は、上方に搬送溝５５ａが形成された振動しない中継台であり、上記搬送溝５５ａは水平状態に形成され、縦型の回転インデクサＩＤ５と垂直な位置関係で配置されている（図１１）。無振動中継台５５の位置には、電子素子Ｃの外周側面を撮像する２つの第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２が配置されている。電子素子Ｃは直進フィーダＦ２から整列搬送されて無振動中継台５５の搬送溝５５ａに至ると、無振動中継台５５に横付けされた第１の吸引手段Ｑ５１により吸引されて回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に収納されるとともに、回転インデクサＩＤ５に形成されている吸引溝Ｍ２ａを介して第２の吸引手段Ｑ５２によって吸引される。縦型の回転インデクサＩＤ５は、その横方向に配されているモータ７により回転され、所定位置まで回転搬送されると、第２の位置の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６により、上記第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２により撮像されなかった他の四側面が撮像される。これにより直方体形状の六面すべてが撮像され、更に回転搬送されて所定位置（上方）まで搬送されると、撮像手段により撮像された良品と不良品とが選別されて取り出される。取り出しに際しては、送風手段（図示せず）により第２の吸引手段Ｑ５２による吸引力よりも大きな力のエアーを送ることにより取り出される。無振動中継台５５の位置には、無振動中継台５５を通過したことを検知する第１の光センサ（トリガーセンサ）Ｌ１１が配されるとともに、第２の光センサ（トリガーセンサ）Ｌ１２が配され、第１の光センサＬ１１により第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２の撮像動作が行われ、第２の光センサＬ１２により回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に収納されたことが検知され、円盤状の回転インデクサＩＤ５を回転させ、次の位置の収納溝５６を無振動中継台５５の取り出し口まで回転して停止する。このような寸動回転と寸動停止を高速に繰り返して、電子素子Ｃを排出側まで回転搬送する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、直進フィーダＦ２からの微小物体Ｃは振動されながら搬送されてくるが、直進フィーダＦ２からの微小物体Ｃ群に押されて連結状態で、無振動中継台５５の搬送溝５５ａに至る場合があり、このために、円盤状の回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に対して収納されるときに目詰まりする問題を有していた。また、微小物体Ｃは連結状態で搬送溝５５ａに沿って搬送されると、第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２により撮像するとき連結状態で撮像されてしまう問題や、無振動中継台５５を通過したことを検知する第１の光センサＬ１１が誤動作する問題を有していた。
【０００６】
また、直進フィーダＦ２から搬送されてくる微小物体Ｃは高速に搬送されてくる。そのスピードは、例えば、直進フィーダＦ２より１１００個／分以上の速度で微小物体Ｃが搬送されてくる。そして、無振動中継台５５に移行した微小物体Ｃは、第１の吸引手段Ｑ５１により、上記速度よりも高速に吸引されて回転インデクサＩＤ５の収納溝５６に収納される。このように、無振動中継台５５に至ると、微小物体Ｃの搬送速度の制御は、第１の吸引手段Ｑ５１によるしかないが、微小物体Ｃが高速搬送されると、バックゲージへの衝突ダメージが大きく、微小物体Ｃである電子素子の衝突による表面剥離が生じる問題を有する。
【０００７】
そこで本発明の目的は、フィーダから微小物体が連結状態で搬送されてきた場合でも、無振動中継台において微小物体と微小物体の間隔を一定の間隔に揃えて搬送させるとともに、無振動中継台における微小物体の搬送速度を調節することが可能な微小物体の外観検査装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の微小物体の外観検査装置は、検査対象である微小物体を整列搬送するフィーダと、外周に斜め下方に突出した傾斜突出部に形成された微小物体を収納する収納溝を下にした水平状態で回転する円盤状の回転インデクサと、フィーダと回転インデクサとの間に位置してフィーダから整列搬送される微小物体を回転インデクサの収納溝に搬送する搬送溝を有する無振動中継台と、当該無振動中継台の搬送溝の開口を介して微小物体の底部側を吸引するための吸引手段とを備え、前記回転インデクサの傾斜突出部が、無振動中継台の上方位置に重なるように配されており、前記無振動中継台は、断面が円形状の開口溝と分離用回転ローラからなり、断面が円形状の開口溝の中心に対して分離用回転ローラの中心を上方にずれて設けることで、断面が円形状の開口溝の開口に分離用回転ローラの外周が突出するように分離用回転ローラが配され、この分離用回転ローラが駆動手段により搬送溝に搬送されてくる微小物体の搬送方向に回転して、分離用回転ローラの回転により分離用回転ローラの外周が微小物体の底面を持ち上げるようにして連結状態の微小物体を切り離すようにすることを特徴とする。ここで、分離用回転ローラの位置における微小物体の搬送速度は、フィーダから整列搬送される微小物体の搬送速度よりも遅くなるように分離用回転ローラの回転速度が設定されていることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、検査対象である微小物体はフィーダから整列搬送されて無振動中継台の搬送溝に至り、微小物体は後ろから押されるように連結状態で搬送されてきた場合でも、分離用回転ローラの回転によりその外周が微小物体の底面を持ち上げるようにして連結状態の微小物体を切り離すようにする。このため、各微小物体は回転インデクサの収納溝に確実に収納されることとなる。また、本発明によれば、分離用回転ローラの回転速度は、駆動手段により任意に設定可能になるが、分離用回転ローラの位置における微小物体の搬送速度は、フィーダから整列搬送される微小物体の搬送速度よりも遅くなるように分離用回転ローラの回転速度を設定することにより、フィーダから整列搬送される微小物体が高速搬送されてきた場合でも、バックゲージへの衝突ダメージを緩和すること、つまり電子素子の衝突による剥離防止が可能になる。
【００１０】
【００１１】
この発明によれば、微小物体の底部側を吸引する底部吸引手段が微小物体の底部側を吸引することから、分離用回転ローラの回転により微小物体の底面側が持ち上げるようになっても、常に微小物体の底部側を吸引するので安定して搬送させることとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、図９に示すように、ＩＣチップやチップ型抵抗等の超微小物体である電子素子の外観を測定する外観測定装置に本発明を適用した微小物体の外観検査装置１である。この微小物体の外観検査装置１は、図１乃至図３に示すように、外周に多数の収納溝６が形成された回転インデクサＩＤを上方に配置される駆動手段であるモータ７により回転させる等の制御を行う制御台１０と、回転インデクサＩＤの収納溝６に超微小物体である電子素子（チップ部品）Ｃを供給する直進フィーダＦ２等を搭載する搬送用台２と、搬送用台２上に配置される円筒フィーダ（ボールフィーダ）Ｆ１とを備えている。測定対象の超微小物体である電子素子Ｃは、図９（ａ）（ｂ）に示すようなチップ型コンデンサ（チップ部品とも呼ばれる）Ｃであり、その長手方向の両側に電極が設けられている。この直方体形状の電子素子Ｃの種類や大きさを選別するために、例えば、「０６０３」、「１００５」、「１６０８」、「２０１２」とかの数字で呼ばれることが多い。「１００５」の例では、１．０ｍｍ×０．５ｍｍであることを意味する。なお、チップ部品の中には、その表裏を選別することも要求される場合がある。
【００１３】
搬送用台２には、直進フィーダ（リニアフィーダとも呼ばれる）Ｆ２の他、直進フィーダＦ２と連結される円筒フィーダＦ１が配置されている。円筒フィーダＦ１は、振動により大量に投入された電子素子Ｃを外周壁面に順序よく整列させて、一つずつその排出口から直進フィーダＦ２に移動させる。直進フィーダＦ２は、円筒フィーダＦ１の排出口から取り出された電子素子Ｃを振動させながら送り出すもので、円筒フィーダＦ１の排出口と連続された直線状の溝３が形成されており（図２）、この溝３から無振動中継台５の搬送溝５ａへと微小物体である電子素子Ｃを送り出す。直進フィーダＦ２の排出側には、上記溝３を搬送する微小物体Ｃを溝３から振り落とすエアー排出手段（エアーノズル）ＡＥが配されるとともに、微小物体である電子素子Ｃの面を検出する検出センサＡＳが配されている。エアー排出手段ＡＥは、検出センサＡＳにより向きの正しくない微小物体Ｃを検出して、溝３から振り落とし、円筒フィーダＦ１に戻すものである。すなわち、本実施の形態では、図９（ａ）に示すように、直方体形状の電子素子Ｃの一側面（丸数字の１）がこの位置になるようにして外観検査される。換言すると、図９（ｂ）に示すように、直方体形状の電子素子Ｃの底部側の一側面（丸数字の３と４）は、断面Ｖ字形状の搬送溝５ａの左右の二面のうちの一方（符号５ａ２）に必ず位置するようになっている。
【００１４】
直進フィーダＦ２の排出側には、後述する無振動中継台５が配置されるが、無振動中継台５の排出側、つまり回転インデクサＩＤ側には、フレーム１１を介してバックゲージ１３が取り付けられている。これらは、フレーム１１に昇降装置とともに取り付けられ、振動しない制御台１０に取り付けられている（図１）。バックゲージ１３の上方には、第１の吸引手段Ｑ１の吸引溝Ｍ１が無振動中継台５の搬送溝５ａに向けて設けられている（図６）。
【００１５】
無振動中継台５は、図５に示すように、直進フィーダＦ２と回転インデクサＩＤとの間に位置して直進フィーダＦ２から整列搬送される電子素子Ｃを回転インデクサＩＤの収納溝６に搬送する中継台であり、上面５ｂの中央に搬送溝５ａが形成されている。搬送溝５ａは、断面Ｖ字形状で回転インデクサＩＤの収納溝６に向かって下方傾斜して形成されている。搬送溝５ａの傾斜角度、すなわち、無振動中継台５の上面５ｂの傾斜角度θ１は、約１０度であり、無振動中継台５の所定幅Ｈ１は約３．０ｍｍである（図６）。したがって、検査対象である電子素子Ｃが直方体形状であるとすると、断面Ｖ字形状の搬送溝５ａの左右の二面に、その二側面が接触して整列搬送され、回転インデクサＩＤの収納溝６に向かって滑るように収納される。ここで、無振動中継台５の上面５ｂを傾斜させずに水平な面とすることも可能である。また、搬送溝５ａの幅は同じ幅で形成されているが、直進フィーダＦ２側から回転インデクサＩＤ側に向かって徐々に狭幅になるように形成しても良い。この場合は、検査対象である微小物体Ｃの中心が収納溝６に搬送される間に揃えられることとなる。
【００１６】
無振動中継台５の上方には、断面が円形状の開口溝Ｍ５が設けられ、この開口溝Ｍ５により搬送溝５ａに開口５ｄが設けられている（図６）。開口溝Ｍ５は、分離用回転ローラＳＲを配設するとともに、第３の吸引手段Ｑ３を配設するために設けられるもので、無振動中継台５の直進フィーダＦ２側の上方に設けられている。分離用回転ローラＳＲは、直径０．８ｍｍ程度の軸５Ｊに取り付けられる金属製のもので、軸５Ｊに取り付けられた分離用回転ローラＳＲは、その外周ＳＲａが上記開口５ｄに突出するように配設されている。また、分離用回転ローラＳＲは、駆動手段であるモータ５ＭＭの駆動により、搬送溝５ａに搬送されてくる微小物体Ｃの搬送方向、つまり図中時計回りに回転する（図６中の矢印方向）。すなわち、無振動中継台５の両側には、軸受け５Ｊａが取り付けられるクランプＣ５が左右一対取り付けられ、左右のクランプＣ５は、無振動中継台５を挟持するように連結固定され、軸５Ｊは、モータ５ＭＭとカップリング５ＭＣを介して連結されている（図２、図３、図４）。したがって、分離用回転ローラＳＲは、搬送溝５ａと垂直方向において開口溝Ｍ５が形成され、その一方向に配されるモータ５ＭＭにより回転される。
【００１７】
ここで、分離用回転ローラの位置における微小物体の搬送速度は、直進フィーダＦ２から整列搬送される微小物体の搬送速度よりも遅くなるように分離用回転ローラＳＲの回転速度が設定されている。分離用回転ローラＳＲの回転速度は、モータ５ＭＭの回転数を変えることにより、任意に、つまり直進フィーダＦ２から搬送される速度や第１の吸引手段Ｑ１による搬送速度よりも早くしたり遅くしたり調整可能であるが、本実施の形態では、回転インデクサＩＤの収納溝６に収納されるときの衝突ダメージ（或いは、バックゲージへの衝突ダメージ）を緩和するために、これらの搬送速度よりも遅くなるように分離用回転ローラＳＲの回転速度が設定されている。また、撮像手段Ｓ１，Ｓ２による撮影スピードに合わせた速度に設定することも可能になる。
【００１８】
また、本実施の形態では、断面が円形状の開口溝Ｍ５の中心Ｓａに、分離用回転ローラＳＲの中心Ｓｂが対応するように設けられているが、このような構造の分離用回転ローラＳＲは、その駆動手段５ＭＭとともに、２列以上を搬送溝５ａの搬送方向に沿うように配設することも可能である。また、図７に示すように、断面が円形状の開口溝Ｍ５の中心Ｓａに対して分離用回転ローラＳＲの中心Ｓｂがずれて（図７中上方にずれて）設けるようにしても良い。すなわち、上記軸受け５Ｊａの中心位置を変更して、上記開口５ｄの隙間をできるだけ小さくして、上記開口５ｄの位置による目詰まりを生じさせないようにすると良い。
【００１９】
無振動中継台５の開口溝Ｍ５は、微小物体Ｃの底部側を吸引する第３の吸引手段Ｑ３と連続している。すなわち、第３の吸引手段Ｑ３は、微小物体Ｃの底部側を開口５ｄを介して吸引するもので、図示しない真空ポンプと連結されている。したがって、電子素子Ｃは、その底部側を吸引されながら、上記分離用回転ローラＳＲにより上方に持ち上げられるようにして搬送される。
【００２０】
無振動中継台５の排出口側に横付けされた第１の吸引手段Ｑ１は、上記搬送溝５ａに搬送された電子素子Ｃを吸引して回転インデクサＩＤの収納溝６に導くもので、バックゲージ１３の連結孔８の上方に吸引溝Ｍ１が上記搬送溝５ａに向けて形成されている（図８）。吸引溝Ｍ１の傾斜角度も約１０度である。連結孔８は、制御台１０に搭載される真空ポンプ（図示せず）と連結されている。
【００２１】
回転インデクサＩＤは、電子素子Ｃを多数収納して高速回転搬送させる円盤状のもので、外周に電子素子Ｃを多数収納する収納溝６が所定間隔をおいて形成されている。回転インデクサＩＤは、収納溝６を下にした水平状態に取り付けられている。回転インデクサＩＤは、真空ホルダ１２と共に構成され、後述する第２の吸引溝Ｑ２と第２の吸引溝Ｍ２に吸引力を得る。なお、回転インデクサＩＤには、その中央にシャフトが取り付けられる中央穴が設けられている。回転インデクサＩＤの上方には、シャフトを回転させる駆動手段であるモータ（ステッピングモータ）７が配設されている。モータ７の駆動軸にはカップリング１４が配設され、モータ７の上方には、エンコーダ１７がロッド１９を介して配設されている（図１）。
【００２２】
回転インデクサＩＤの外周には斜め下方に突出した傾斜突出部９が設けられ、傾斜突出部９に収納溝６が形成されている。傾斜突出部９は、回転インデクサＩＤの外周の下方側に円環状に形成されており、無振動中継台５の傾斜した上面５ｂの上方位置に配されるようになっている。傾斜突出部９の下面９ａは、無振動中継台５の搬送溝５ａの傾斜角度θ１に対応して傾斜して形成されている。すなわち、下方に傾斜した搬送溝５ａから電子素子Ｃを収納溝６に入れ易いようにするために、傾斜突出部９の下面９ａの傾斜角θ２は、搬送溝５ａの傾斜角度θ１よりやや大きくなっている（図６）。つまり、搬送溝５ａの傾斜角度θ１は、約１０度、収納溝６の傾斜角度θ２は約１５度となっている。なお、傾斜角θ１とθ２は同じ角度とすることも可能である。円環状を呈する傾斜突出部９に収納溝６が等間隔で複数形成されているが、各収納溝６は、下方が広い断面逆Ｖ字形状に形成され、その角部中央に第２の吸引溝Ｑ２と連続する第２の吸引溝Ｍ２が設けられている。つまり、先端側に収納溝６を有する傾斜突出部９には、第２の吸引溝Ｍ２が形成されている。この第２の吸引溝Ｍ２は、斜め上方に向かって形成され、回転インデクサＩＤの上方外周に円環状に形成される上方溝Ｍ３と連続して、図示しない吸引手段である真空ポンプを介して接続されて、第２の吸引手段Ｑ２として構成されている。したがって、多数の収納溝６に収納された電子素子Ｃを各々上方から吸引して電子素子Ｃが吊り下げられる。回転インデクサＩＤは水平状態に配されているので、上記円環状の上方溝Ｍ３と第２の吸引溝Ｍ２を介して多数の電子素子Ｃは、一律な吸引力で収納溝６に吸着され、後述する排出側Ｚの送風手段Ａ１…Ａ５等を円周上のどの位置に配してもその制御が同じ条件で排出可能になる（図１０）。
【００２３】
このような回転インデクサＩＤは、外周の傾斜突出部９が無振動中継台５の上方に重なるように配置されている。したがって、回転インデクサＩＤと無振動中継台５との距離も近づけることができるようになっている。ここで、傾斜突出部９に形成される逆Ｖ字形状の収納溝６の長さ（奥行き長さ）は、電子素子Ｃの長さよりも短くすると良い。撮像手段の撮像に際して照明装置による照明が反射する要因をなくすためである。
【００２４】
次に、電子素子Ｃの外周側面を撮像する撮像手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、無振動中継台５の位置と回転インデクサＩＤの水平回転の途中の位置に各々配されている（図１）。各撮像手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、イメージセンサや、イメージセンサと発光ダイオードとを組み合わせた光学式外径測定器の他、高感度カメラ（ＣＣＤカメラ）等であり、直方体形状の電子素子Ｃの外周側面（６面）の各々の側面を撮像して、制御台１０に配設されている制御盤１５により、各々の面の長さ・幅や面積を撮像したり、傷の有無を撮像したりする。
【００２５】
無振動中継台５の位置には、電子素子Ｃの外周側面を撮像する第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２が制御台１０に配設されている。第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２は、無振動中継台５の搬送溝５ａを滑るように搬送される電子素子Ｃの二側面を撮像するもので、斜め上方に２個配置され、先端のカメラが電子素子Ｃに向けて配設されている（図１）。第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２の撮像動作は、無振動中継台５の位置に配される第１の光センサ（トリガーセンサ）Ｌ１が無振動中継台５を通過したことを検知して（図６）、その信号を制御盤１５に送り、第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２の撮像動作が行われる。
【００２６】
次に、水平状態の回転インデクサＩＤの中央、つまり、無振動中継台５と送風手段Ａ１…Ａ５等が配される排出側Ｚとの間には、電子素子Ｃの外周側面を撮像する第２の位置の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が４個配置されている（図１）。これら４個の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、下方側から撮像する撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５と、やや斜め上方（回転インデクサＩＤの横方向）から撮像する撮像手段Ｓ６との４個が制御台１０の所定箇所に配設され、各々の先端に搭載されるカメラが直方体形状の４側面を同時に撮像する。すなわち、下方に向けられた断面逆Ｖ字形状の搬送溝６に電子素子Ｃの二側面が接触して吊り下げられた状態となっているため、この二側面以外の四側面が同時に撮像される。
【００２７】
回転インデクサＩＤの無振動中継台５と反対側には、図１０に示すように、上記収納溝６から電子素子Ｃを取り出すための送風手段Ａ１…Ａ４と、排出側ブラケット２１が固定プレートを介して取り付けられている。送風手段Ａ１…Ａ５は、真空ホルダ１２を貫通するように設けられる連続孔を介して吸引溝Ｍ２に連続している。排出側ブラケット２１には、収納溝６から取り出して選別ボックスに連結される複数の排出ホース２８と排出孔上方先端２８ａと、排出されたことを検知するとともに個数をカウントする光センサＬ５が取り付けられている。本実施の形態では、良品と、再検査品と検査不可能品との選別と、これらいずれでもないものが最終的にすべて排出されるようになっている。なお、送風手段Ａ５と排出ホース２８Ａは、予備のためのものである。このように選別排出された電子素子Ｃは、各々の選別ボックスに排出ホース２８を介して収納される。排出側Ｚでは、第２の吸引手段Ｑ２による吸引よりも送風手段Ａ１…Ａ５によってエアーを強く送風し、収納溝６から微小物体Ｃを離脱させる。
【００２８】
次に、本実施の形態の微小物体の外観検査装置１を実際に使用して微小物体（電子素子）Ｃの外観検査する場合の動作について説明する。
【００２９】
円筒フィーダＦ１内の微小物体である電子素子Ｃは、直進フィーダＦ２に向けて振動されながら送られ、直進フィーダＦ２はその電子素子Ｃを受け取り直進方向、つまり無振動中継台５の搬送溝５ａに向けて搬送される（図６）。このとき、電子素子Ｃは、直進フィーダＦ２の微小物体Ｃ群に押されて振動されながら連続した状態で通常搬送されてくる。無振動中継台５の位置に至ると、Ｖ字形状の搬送溝５ａで断面菱形状で搬送され、下方に傾斜した搬送溝５ａを滑るようになるとともに、第１の吸引手段Ｑ１により吸引されるが、無振動中継台５の直進フィーダＦ２側には、分離用回転ローラＳＲが配設されているために、分離用回転ローラＳＲの外周ＳＲａが電子素子Ｃの底面側を持ち上げるようになる。したがって、直進フィーダＦ２から連結状態の整列状態で電子素子Ｃが搬送されてきた場合でも、引き離されて（分離され）適度な間隔が生じる。
【００３０】
ここで、分離用回転ローラＳＲの回転により微小物体Ｃの底面側が持ち上げるようになっても、微小物体Ｃの底部側を吸引する吸引手段Ｑ３が微小物体の底部側を吸引することから、安定して搬送させることとなる。また、中継無振動台５の搬送溝５ａは、回転インデクサＩＤの収納溝５に向かって下方傾斜して形成されていることから、搬送溝５ａが水平状態の場合よりも分離用回転ローラＳＲの外周ＳＲａに乗り上げ易くなり、乗り上げた後は回転インデクサＩＤの収納溝６に向かって搬送溝５ａを滑るように搬送される。また、微小物体Ｃの底面側を持ち上げるようになる。電子素子Ｃの底部側とは、断面Ｖ字形状の搬送溝５ａの左右の二面と接触する図９（ａ）に示す直方体形状の電子素子Ｃの底部側の一側面（一点鎖線の丸の３面と４面）をいう。なお、軸５Ｊに取り付けられた分離用回転ローラＳＲは、その径の大きさの違うものを交換することで、電子素子Ｃの種類や大きさに対応させることが可能である。
【００３１】
このようにして、分離され搬送された電子素子Ｃは、その後に続くＶ字形状の搬送溝５ａで断面菱形状で搬送され、無振動中継台５の位置の斜め上方に配される第１の位置の撮像手段Ｓ１とＳ２によりその断面菱形状の上方側の二側面が撮像される（図１）。すなわち、光センサＬ１が通過したことを検知して、第１の位置の撮像手段Ｓ１とＳ２の撮像動作をさせて、電子素子Ｃの二側面が撮像される。これを図９（ａ）に示す直方体形状の電子素子Ｃで説明すると、丸の１面と丸の２面が撮像される。この二側面の測定が終了すると同時に、第１の吸引手段Ｑ１により瞬間的に電子素子Ｃが回転インデクサＩＤの収納溝６の下方側、つまり無振動中継台５の取り出し口５ｃに移動させるとともに、微小物体Ｃを第２の吸引手段Ｑ２が上方から吸引して収納溝６に収納させて電子素子Ｃを吊り下げる。光センサＬ１は、電子素子Ｃが回転インデクサＩＤの収納溝６に収納されたことを検知する役割も併せ持つため、水平状態の回転インデクサＩＤを回転させる信号を制御盤１５に送り、次の位置の収納溝６を無振動中継台５の取り出し口５ｃまで回転して停止する。このような回転動作と停止（ステッピング停止）を高速で繰り返して（ステッピング動作して）、電子素子Ｃを回転搬送する。
【００３２】
また、傾斜突出部９の収納溝６の傾斜角θ２は、無振動中継台５の搬送溝５ａの傾斜角度θ１よりも大きいために、下方傾斜した搬送溝５ａから電子素子Ｃを収納溝６に入り易く、第２の吸引手段Ｑ２が第２の吸引溝Ｍ２を介して吸引したとき、電子素子Ｃの先端側（取り出し口５ｃ側）はそのままにして後方側（直進フィーダＦ２側）のみを搬送溝５ａから引き離すように傾斜角度θ２の収納溝６に吸着させる。なお、上記傾斜角度θ１とθ２の相違から、回転インデクサＩＤの傾斜突出部９を無振動中継台５の上方位置に重なるように配置するとき、互いに擦れ合うこともない。
【００３３】
回転インデクサＩＤが水平回転して、第２の位置の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の位置にくると、回転インデクサＩＤのステッピング停止時に第２の位置の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を撮像動作させて、電子素子Ｃの四側面が撮像される。これを図９に示す直方体形状の電子素子Ｃで説明すると、第３乃至第６の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６により四角で囲む４面と５面と６面とが撮像される（図９（ｂ））。なお、丸１面と丸２面の撮像は、第１の位置の撮像手段Ｓ１，Ｓ２により既に終了しており、回転インデクサＩＤの断面逆Ｖ字形状の収納溝６で隠れることとなる。また、各撮像手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６による撮像の際には、撮像のタイミングに合わせて発光ダイオード等の照明装置（図示せず）が発光する。そして、電子素子Ｃは吊り下げられた状態で回転搬送されるが、このように吊り下げられると（図１）、この電子素子Ｃを下方側から撮像する第２の位置の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６において、撮像の邪魔になる（視界を妨げる）要因はなくなり、正確な撮影が可能になる（図１）。その結果、一つの回転インデクサＩＤにより電子素子Ｃの外周六面をすべて撮像することができる。外周六面の撮像結果は、制御盤１５に送られ、蓄積データと照合されて、良品であるか、不良品であるか、更には再検査品であるか検査不可能品であるか等の選別が行われる。
【００３４】
第２の位置の撮像手段Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６による撮像が終了して、排出側Ｚに回転搬送されると、上記外観検査結果を下に、良品と不良品等とが選別排出される。すなわち、排出側Ｚでは、第２の吸引手段Ｑ２による吸引よりも送風手段Ａ１…Ａ５によるエアーを強く送り収納溝６から微小物体Ｃを離脱させ、排出ホース２８を介して選別ボックスに収納される（図１、図１０）。
【００３５】
（実施例）
次に、本実施の形態の具体的実施例を説明する。この実施例では、直進フィーダＦ２より約１１００個／分以上の速度で微小物体Ｃが搬送されてくるとし、他方、分離用回転ローラＳＲは１０００個／分の速度で図中時計方向、すなわち微小物体の搬送方向に回転するように設定した。また、この実施例では、図９（ａ）に示すように、直方体形状の電子素子Ｃの一側面（丸数字の１）がこの位置になるようにして外観検査される。換言すると、図９（ｂ）に示す直方体形状の電子素子Ｃの底部側の一側面（丸の３面）は、断面Ｖ字形状の搬送溝５ａの左右の二面のうちの一方（符号５ａ２）に必ず位置するようにした。なお、電子素子Ｃの底部側の他側面（丸数字の４）は、断面Ｖ字形状の搬送溝５ａの左右の二面のうちの他方（符号５ａ１）に必ず位置する。すなわち、従来一般には、直方体形状の電子素子Ｃの場合、その長手方向の４側面のうちのいずれかが断面Ｖ字形状の搬送溝５ａの左右の二面に接触する状態で外観検査を行っているが、これでは結果的に各電子素子Ｃの六面が測定されたとしても、厳密にはすべて同じ位置関係で測定したことにはならない。直方体形状の電子素子Ｃの長手方向の４側面で説明すると、そのうちのどの面かは区別しておらず、このため前後の２面もどちらの面か区別していない。しかし、電子素子Ｃの種類によっては、どの面か定まっているものがあり（例えば、チップ部品の中には、その表裏を選別することも要求される場合がある。）、個々の６面すべて常に測定したいという要求は高い。このため、実施例では、図８に示すように、エアー排出手段（エアーノズル）ＡＥと検出センサＡＳにより、向きの正しくない微小物体Ｃを検出して、溝３から振り落とし、円筒フィーダＦ１に戻すこととした。
【００３６】
このため、直進フィーダＦ２から振動されながら搬送されてくる微小物体である電子素子Ｃは、電子素子Ｃの向きが正しくないために振り落とされため、電子素子Ｃと電子素子Ｃとの間が空いたものと、電子素子Ｃの向きが正しいものが連続したために、間隔を空けずに連続状態のものが混在して搬送されることとなった。前者の例としては、上記表裏選別を要するチップ部品では、直進フィーダＦ２から搬送されてくる微小物体Ｃは目的のスピードの４倍速で搬送されてくる。その搬送スピードを１０００個／分とすると、直進フィーダＦ２より４０００個／分のスピードが発生する。表裏選別が数個連続した時、チップとチップの間隔が１５ｍ／ｓになる。このタイミング（スピード）ではカメラ画像処理、インデクサモータタイミングが不能となる。しかし、その搬送速度よりも分離用回転ローラＳＲが一割程度遅い速度で回転しているために、微小物体Ｃは分離用回転ローラＳＲの表面速度により矯正されることとなった。すなわち、間隔を空けて搬送されてきたものは、上記遅い速度の分離用回転ローラＳＲの前で連続した状態に整列搬送状態に揃えられ、次いで、１０００個／分の速度で分離用回転ローラＳＲ上を押し上げられるようになると、無振動中継台５の搬送溝５ａにおいて、電子素子Ｃと電子素子Ｃの間隔が一定の間隔に揃えられて搬送させられ、次いで、バックゲージ１３の第１の吸引手段Ｑ１により吸引され早い速度に変わって一つずつ確実に回転インデクサＩＤの収納溝６に収納された。他方、直進フィーダＦ２から整列搬送される電子素子Ｃの搬送速度よりも早くなるように分離用回転ローラＳＲの回転速度を設定した場合も、連結状態の電子素子Ｃを切り離し、一つずつ確実に回転インデクサＩＤの収納溝６に収納された。
【００３７】
以上、本実施の形態では、水平型の回転インデクサの例で説明したが、従来の縦型の回転インデクサの場合等にも適用可能であり、無振動中継台５を有するもの全般に適用可能である。また、ＩＣチップやチップ型コンデンサ等の超微小な電子素子を例に明したが、本発明は、電子素子以外の微小物体の測定が可能である。また、無振動中継台５の上面５ｂの傾斜角度、回転インデクサＩＤの傾斜突出部９の傾斜角度や無振動中継台５の幅Ｈ１等は、本実施の形態のものに限られるものではないことは言うまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の微小物体の外観検査装置によれば、検査対象である微小物体はフィーダから整列搬送されて無振動中継台の搬送溝に至り、微小物体は後ろから押されるように連結状態で搬送されてきた場合でも、分離用回転ローラの回転によりその外周が微小物体の底面を持ち上げるようにして連結状態の微小物体を必ず切り離すために、微小物体の連続状態が解除され、微小物体の間隔を一定の間隔に揃えて搬送させることができ、一つずつ確実に回転インデクサの収納溝に収納されることとなり、目詰まりを生じさせることがなくなった。また、連結状態で搬送されてきた微小物体を切り離すために、無振動中継台を通過したことを検知する第１の光センサが誤動作することも防止可能になった。
【００３９】
また、本発明によれば、分離用回転ローラの回転速度は、駆動手段により任意に設定可能になるが、分離用回転ローラの位置における微小物体の搬送速度は、フィーダから整列搬送される微小物体の搬送速度よりも遅くなるように分離用回転ローラの回転速度を設定することにより、フィーダから整列搬送される微小物体が高速搬送されてきた場合でも、回転インデクサの収納溝に収納されるときの衝突ダメージを緩和すること、つまり電子素子の衝突による剥離防止が可能になる。また、分離用回転ローラの回転速度は、駆動手段により任意に設定可能になることから、フィーダによる搬送速度や回転インデクサの収納溝に収納させるための吸引手段に依存されるような撮像手段による撮像スピードを分離用回転ローラの回転速度により調節することも可能になる。
【００４０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の微小物体の外観検査装置を示す全体図である。
【図２】上記一実施の形態の微小物体の直進フィーダと無振動中継台と回転インデ クサを示す斜視図である。
【図３】上記一実施の形態の無振動中継台の箇所を示す斜視図である。
【図４】上記一実施の形態の分離用回転ローラの箇所を示す分解斜視図である。
【図５】上記一実施の形態の微小物体の搬送状態を示す断面図である。
【図６】上記無振動中継台の搬送溝と回転インデクサの収納溝とを示す断面図である。
【図７】上記一実施の形態の無振動中継台の他の例を示す断面図である。
【図８】上記一実施の形態の直進フィーダと無振動中継台を示す断面図である。
【図９】微小物体である電子素子を示す斜視図である。
【図１０】上記回転インデクサの排出側の斜視図である。
【図１１】従来の微小物体の外観検査装置を示す斜視図である。
【図１２】上記従来の一実施の形態の微小物体の外観検査装置の撮像手段の配置状態 を示す断面図である。
【図１３】上記従来の微小物体の外観検査装置の無振動中継台の搬送溝と回転インデクサの収納溝とを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 微小物体の外観検査装置、
２ 制御台、
５ 無振動中継台、
５ａ 搬送溝、５ｂ 上面、５ｃ 取り出し口、５ｄ 開口、
５ＭＭ 駆動手段（モータ）、Ｍ５ 開口溝、
６ 回転インデクサの収納溝、
７ 駆動手段（モータ）、
１０ 制御台、
１５ 制御盤、
Ａ１…Ａ５ 送風手段、
Ｃ 微小物体（電子素子）、
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 吸引溝、
Ｌ１，Ｌ５ 光センサ（トリガセンサ）、
ＩＤ 回転インデクサ、
Ｑ１ 第１の吸引手段、Ｑ２ 第２の吸引手段、Ｑ３ 第３の吸引手段、
Ｓ１，Ｓ２ 第１の位置の撮像手段、
Ｓ３…Ｓ６ 第２の位置の撮像手段、
ＳＲ 分離用回転ローラ、ＳＲａ 分離用回転ローラの外周、
Ｓａ 断面が円形状の開口溝の中心、Ｓｂ 分離用回転ローラの中心、
Ｚ 排出側

Claims (1)

1. 検査対象である微小物体を整列搬送するフィーダと、外周に斜め下方に突出した傾斜突出部に形成された微小物体を収納する収納溝を下にした水平状態で回転する円盤状の回転インデクサと、フィーダと回転インデクサとの間に位置してフィーダから整列搬送される微小物体を回転インデクサの収納溝に搬送する搬送溝を有する無振動中継台と、当該無振動中継台の搬送溝の開口を介して微小物体の底部側を吸引するための吸引手段とを備え、前記回転インデクサの傾斜突出部が、無振動中継台の上方位置に重なるように配されており、前記無振動中継台は、断面が円形状の開口溝と分離用回転ローラからなり、断面が円形状の開口溝の中心に対して分離用回転ローラの中心を上方にずれて設けることで、断面が円形状の開口溝の開口に分離用回転ローラの外周が突出するように分離用回転ローラが配され、この分離用回転ローラが駆動手段により搬送溝に搬送されてくる微小物体の搬送方向に回転して、分離用回転ローラの回転により分離用回転ローラの外周が微小物体の底面を持ち上げるようにして連結状態の微小物体を切り離すようにすることを特徴とする微小物体の外観検査装置。

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