JP4251307B2 - 外観検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば０.３mm(Ｈ)×０.３mm(Ｗ)×０.６mm(Ｌ)なる寸法形状の微小なチップ状の電子部品（所謂チップ部品）の外観を検査するに好適な簡易な構成の外観検査装置に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
近時、各種電子回路ユニットの小型化や高密度実装化に伴い、例えば一辺が３〜４mm程度の大きさのチップ状の電子部品、所謂チップ部品が多く用いられている。特に最近ではセラミック製の抵抗やコンデンサ等からなる、例えば図４に示すような直方体または略直方体形状の微小な電子部品Ｐ、具体的には[１００５]と称される１.０mm(Ｌ)×０.５mm(Ｈ)×０.５mm(Ｗ)なる寸法形状の、更には[０６０３]と称される０.６mm(Ｌ)×０.３mm(Ｈ)×０.３mm(Ｗ)なる寸法形状の微小なチップ部品も数多く用いられるようになってきた。
【０００３】
ところでこの種の電子部品（チップ部品）の品質を保証する手法として、その表面に傷を有して電子部品としての機能が損なわれている虞のあるものや、電極が欠けたもの等をその外観から検査し、部品供給に先立って不良品を排除することが行われる。ちなみに従来一般的には上述した小型形状の電子部品の外観を、その６面（上面、下面、右側面、左側面、前端面、後端面）に亘って検査するべく、或いはその主体をなす４つの面（上面、下面、右側面、左側面）を検査するべく、例えばカメラの前に導かれた電子部品をハンドリング機構にて把持して、或いは真空チャックにて吸着保持してその姿勢を縦横に変換しながら、各姿勢において電子部品の各面を順次撮像するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらハンドリング機構にて保持した電子部品の或る面をカメラにて撮像する都度、該電子部品の別の面をカメラに向けるには手間が掛かる上、その姿勢制御や位置制御が煩雑であり、検査効率が非常に悪いと言う問題がある。まして前述した[０６０３]と称される微小な電子部品にあっては、該電子部品をハンドリング機構にて把持すること自体、或いは真空チャックにて吸着保持すること自体が非常に困難であると言う問題がある。
【０００５】
しかも複数の電子部品を１個ずつ順次搬送しながらその外観検査を高速に連続して行う場合、その撮像姿勢を変えるべく前記ハンドリング機構や真空チャックを用いて電子部品を保持するには、該ハンドリング機構や真空チャックの高速な動作と、高精度なタイミング制御とが必要となり、装置構成が相当大掛かりなものとなると言う不具合がある。まして毎分１０００〜１５００個程度の電子部品を検査しようとすると、その実現が著しく困難となる。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、微小なチップ状の電子部品の外観を効率的に検査することのできる簡易な構成の外観検査装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る外観検査装置は、周回軌道をなして一方向に走行駆動されてその上面に略直方体形状をなすチップ状の電子部品を載置して搬送する無端状ベルトと、この無端状ベルトの搬送路に沿って設けられて前記電子部品の上面およびその搬送方向と直交する２つの側面をそれぞれ撮像して外観検査に供する第１〜第３の撮像手段と、前記無端状ベルトがなす搬送路の下流側において、粘着面をなす周面を前記無端状ベルトの搬送面に対峙させて設けられ、前記無端状ベルトの走行速度と等しい周速度で回転駆動されて前記無端状ベルトとの間に電子部品を挟み込み、前記無端状ベルトに載置された電子部品の上面を粘着保持することで前記無端状ベルト上から移し替えて搬送する搬送ドラムと、この搬送ドラムにより搬送される電子部品の下面を撮像して外観検査に供する第４の撮像手段とを具備したことを特徴としている。
【０００８】
また本発明に係る外観検査装置は、更に前記無端状ベルトおよび前記搬送ドラムがそれぞれなす搬送路に沿って、外観検査により不良品として判定された電子部品に空気を吹き付けて該電子部品を前記搬送路の側方に排除するエアノズルと、このエアノズルに対向配置されて前記搬送路から排除された電子部品を受け止めて排出する排出ダクトとを備えることを特徴としている。
【０００９】
好ましくは前記エアノズルは、前記各撮像手段により撮像された画像からの外観検査に要する時間を見込んで、前記搬送路における前記各撮像手段の下流側にそれぞれ設けられる。また前記搬送ドラムは、前記電子部品の上面を粘着保持するように、例えばその周面を粘着性を有するシリコーン樹脂等にて構成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について、［１００５］や［０６０３］と称される微小なチップ状の電子部品（チップ部品）を検査する外観検査装置を例に説明する。
図１はこの実施形態に係る外観検査装置の要部概略構成図であり、１は図示しないホッパから供給される複数の電子部品Ｐを収容するすり鉢状の容器を備え、遠心力を利用して上記容器内の電子部品Ｐをその周壁に沿って整列させながら１個ずつ送り出すボールフィーダである。このボールフィーダ１から送り出された電子部品Ｐは直進（リニア）フィーダ２を介して、第１の搬送機構をなすベルトコンベア機構３上に順次送り出される。
【００１１】
ベルトコンベア機構３は、一対のローラ３ａ,３ｂ間に周回軌道をなして張架されて所定の走行速度で走行駆動される無端状ベルト３ｃを具備したもので、その上面に前記電子部品Ｐを載置して一方向に搬送する如く構成される。尚、無端状ベルト３ｃは、例えば可撓性のスチールベルトの表面にウレタンゴム等を貼付する等して艶消しの黒色表面を有するものからなる。そして後述するカメラによる電子部品Ｐの撮像時に邪魔となることのない背景をなすように、その仕様が設定されている。またこのベルトコンベア機構３は、上記無端状ベルト３ｃを横振れ等の振動を招くことなく円滑に走行駆動するべく、例えば前記一対のローラ３ａ,３ｂ間において凹状のガイド溝を備えたベルト受け（図示せず）上に前記無端状ベルト３ｃをガイドしながら走行させるように構成される。また前記無端状ベルト３ｃとしては、その厚み方向の振動を抑えるべく２〜３ｍｍ程度の厚みのものが用いられる。
【００１２】
しかしてベルトコンベア機構３は電子部品Ｐを搬送しながら、その搬送路に沿って設けられた第１〜第３の撮像手段（カメラ）１１,２１,３１による該電子部品Ｐの上面、およびその搬送方向に直交する左右の各側面の撮像に供する役割を担う。即ち、第１のカメラ１１はベルトコンベア機構３がなす搬送路の上方に該無端状ベルト３ａに対峙させて配置され、無端状ベルト３ａ上に載置されて搬送される電子部品Ｐの上面を撮像する如く設けられている。また第２のカメラ２１はベルトコンベア機構３の左側部に配置され、無端状ベルト３ａ上に載置されて搬送される電子部品Ｐの左側面を撮像するように、更に第３のカメラ３１はベルトコンベア機構３の右側部に配置され、無端状ベルト３ａ上に載置されて搬送される電子部品Ｐの右側面を撮像するようにそれぞれ設けられている。特にこれらの第１〜第３のカメラ１１,２１,３１は、ベルトコンベア機構３がなす搬送路の上流側からその搬送方向に所定の距離を隔てて順に配置されており、電子部品Ｐの上面、左側面、そして右側面を順に撮像して外観検査に供するものとなっている。
【００１３】
一方、前記ベルトコンベア機構３がなす搬送路の下流側には、その周面を無端状ベルト３ａに対峙させて第２の搬送機構としての搬送ドラム４が設けられている。この搬送ドラム４は、その円周面を粘着性を有するシリコーン樹脂等にて構成したもので前記ベルトコンベア機構３に同期して、特に該ベルトコンベア機構３の走行速度と等しい周速度で回転駆動される。そしてこの搬送ドラム４は、無端状ベルト３ａ上に載置されて搬送されてきた電子部品Ｐを該無端状ベルト３ａとの間に挟み込むことで該電子部品Ｐの上面にその表面（粘着性を有する円周面）を接触させ、これによって電子部品Ｐの上面を粘着保持して無端状ベルト３ａ上から電子部品Ｐを移し替えて搬送する役割を担う。この搬送ドラム４の表面もまた、電子部品Ｐの撮像時に邪魔となることのない背景をなすように艶消しの黒色に設定されている。
【００１４】
ちなみにベルトコンベア機構３および搬送ドラム４の駆動は、図２に示すように、互いに噛合してモータ５により逆向きに回転駆動される一対の歯車６ａ,６ｂを介して、前記ベルトコンベア機構３のプーリ３ａと搬送ドラム４とを同時に回転駆動することによって行われる。特にここでは各歯車６ａ,６ｂに同軸に設けたプーリ７ａ,７ｂと、前記ベルトコンベア機構３のプーリ３ａに連接したプーリ８ａおよび搬送ドラム４に同軸に設けたプーリ８ｂとの間にタイミングベルト９ａ,９ｂを張架して、互いに同期させて同一周速度で回転駆動する如く構成されている。
【００１５】
しかして前記ベルトコンベア機構３の下流側の上方位置であって、前記搬送ドラム４の周面に対向する位置には第４のカメラ４１が設けられている。この第４のカメラ４１は、その上面を搬送ドラム４の表面に粘着保持されることでその下面側を露呈して搬送される電子部品Ｐの下面を撮像して外観検査に供するものである。即ち、粘着性の表面（外周面）を有する搬送ドラム４は、微小なチップ状の電子部品Ｐの上面を粘着保持することで、該電子部品Ｐの下面を外方に向けて搬送し、その下面を第４のカメラ４１による撮像に供するものとなっている。
【００１６】
尚、上述した如く第１の搬送機構（ベルトコンベア機構３）および第２の搬送機構（搬送ドラム４）がなす電子部品Ｐの搬送路に沿って設けられた第１〜第４のカメラ１１,２１,３１,４１の各下流側位置には、各カメラ１１,２１,３１,４１により外観検査された電子部品Ｐ中の不良品を該搬送路上から排除する為のエアノズル１２,２２,３２,４２と排出ダクト１３,２３,３３,４３とが、該搬送路を挟んでそれぞれ対向配置されている。更に搬送ドラム４の搬送方向下流側（上方位置）には、前記各カメラ１１,２１,３１,４１により順次外観検査され、途中で排除されなかった電子部品Ｐ、即ち、外観検査に合格した電子部品Ｐを搬送ドラム４上から排出する為のエアノズル５２と排出ダクト５３とが対向配置されている。
【００１７】
また前記カメラ１１,２１,３１,４１による撮像位置の各上流位置、および前記エアノズル１２,２２,３２,４２の各上流位置には、図３にその平面配置を示すように、搬送路（無端状ベルト３ａおよび搬送ドラム４）の側部に位置して部品検出センサ６１,６２がそれぞれ設けられている。これらの部品検出センサ６１,６２は、例えば反射形の光電センサからなり、レーザや赤外線の光ビームを電子部品Ｐの搬送方向と直角にその搬送路面に沿って照射し、該光ビームの電子部品Ｐによる反射光を受光する如く構成される。そして反射光の受光により搬送路上での電子部品Ｐの存在、つまり電子部品Ｐの搬送に伴うセンシング部位への到達を検出するものとなっている。このような部品検出センサ６１,６２による電子部品Ｐの検出タイミングに同期して前記カメラ１１,２１,３１,４１による電子部品Ｐの撮像、また前記エアノズル１２,２２,３２,４２の駆動による搬送路上からの電子部品Ｐの排出がそれぞれ制御される。
【００１８】
尚、部品検出センサ６１による電子部品Ｐの検出位置Ｌ1は、カメラ１１,２１,３１,４１による撮像位置Ｌ2とその撮像動作タイミング、および電子部品Ｐの搬送速度とを考慮して決定される。また同様に部品検出センサ６２による電子部品Ｐの検出位置Ｌ3は、エアノズル１２,２２,３２,４２による部品排出位置Ｌ4とそのエア放出動作タイミング、および電子部品Ｐの搬送速度とを考慮して決定される。更にカメラ１１,２１,３１,４１による撮像位置Ｌ2とエアノズル１２,２２,３２,４２による部品排出位置Ｌ4との関係は、カメラ１１,２１,３１,４１により撮像された電子部品Ｐの各面の画像からの外観検査に要する時間、ひいてはその間に移動する電子部品Ｐの搬送距離を見込んで設定される。
【００１９】
かくして上述した如く構成された外観検査装置においては、ベルトコンベア機構３の無端状ベルト３ａ上に載置されて搬送される電子部品Ｐの上面および左右の各側面を第１〜第３のカメラ１１,２１,３１にて順次撮像して各面の外観を検査した後、無端状ベルト３ａ上の電子部品Ｐの上面を、粘着性の表面（円周面）を有する搬送ドラム４にて粘着保持して前記無端状ベルト３ａ上から持ち上げるので、該電子部品Ｐの下面を簡易に、且つ効果的に露呈させながら搬送ドラム４にて搬送し、第４のカメラ４１による撮像に供することができる。この結果、第１の搬送機構（ベルトコンベア機構３）および第２の搬送機構（搬送ドラム４）にて電子部品Ｐを搬送するだけで、該電子部品Ｐの主たる外観面である上面と左右の各側面、およびその下面を順次効率的に検査することが可能となる。特に無端状ベルト３ａ上に供給する電子部品Ｐの向きを予め定めておくだけで、つまりフィーダ１,２により電子部品Ｐを整列させてを順次供給するだけで、各カメラ１１,２１,３１,４１に対して電子部品Ｐの向き（姿勢）を格別に制御することなしに、簡易にして効果的にその外観を検査することが可能となる。
【００２０】
また前述した［１００５］や［０６０３］と称される微小なチップ状の電子部品（チップ部品）にあっては、その重量自体が極めて軽量であるので、搬送ドラム４の円周面をなすシリコーン樹脂等が持つ程度の粘着性であっても、その上面を十分確実に粘着保持することができる。またこのような搬送ドラム４によれば、エアノズル４２,５２から或る程度の風量の空気を吹き付けるだけで、その円周面に粘着保持した電子部品Ｐを容易に剥離することができるので、排出ダクト４３,５３への払い出しも容易である。従って無端状ベルト３ａ上から搬送ドラム４への電子部品Ｐの移し替えが容易であり、また搬送ドラム４上からの電子部品Ｐの排出も容易なので、電子部品Ｐを搬送しながらその外観検査を行うことができる。特に従来のようにハンドリング機構を用いて電子部品Ｐの姿勢を変える等の制御が不要なので、その構成の大幅な簡素化を図ることができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【００２１】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば無端状ベルト３ａ上の排出ダクト３３の下流側から搬送ドラム４の下面側に向けて、該無端状ベルト３ａ上に載置されて搬送される電子部品Ｐの位置ずれを規制するガイド部材を設け、電子部品Ｐを搬送ドラム４の円周面との間に確実に導くようにしても良い。また搬送ドラム４の表面の粘着性を常に良好に確保するべく、適宜、その表面を清掃するクリーニング機構を組み込むことも有効である。更にこの実施形態においては、第１〜第４のカメラ１１,２１,３１,４１による外観検査を通過したものを良品として弁別したが、その良否が曖昧なものを別に弁別するように構成することもできる。この場合には、更に判定不能品を取り出すためのエアノズルと排出ダクトからなる弁別機構を搬送ドラム４の搬送路に沿って設けるようにすれば良い。
【００２２】
また搬送ドラム４はその表面に粘着保持した電子部品Ｐを、円弧軌道を描いて搬送することから、搬送ドラム４の搬送軌道上の特定部位における接線方向に第５および第６のカメラを配置することで、電子部品Ｐの前端面や後端面についても外観検査するようにし、電子部品Ｐの６面の全てを検査するように構成することも可能である。更に搬送ドラム４に代えて前記第２の搬送機構として、粘着性の表面を有する可撓性の無端状ベルトを備えたベルトコンベアとして実現することも可能である。
【００２３】
更には第２の搬送機構の表面材として、シリコーン樹脂以外の適度な粘着性を有する素材、例えば弱粘着性テープをゴム製の搬送ドラムの表面に張り付けたもの等を用いることも勿論可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１の搬送機構により載置されて搬送されるチップ状の電子部品の上面を、粘着性の表面を有する第２の搬送機構により粘着保持し、これによって該電子部品の下面を露呈させて搬送するので、電子部品の主たる４面をそれぞれ効果的に、しかも簡易に外観検査することができる。特に電子部品の搬送姿勢を格別に制御することなく、所定の向きに整列させて搬送するだけで非常に簡易に外観検査を実行することができ、装置の構成も極めて簡素である等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る外観検査装置の要部概略構成図。
【図２】図１に示す外観検査装置における駆動部の構成例を示す図。
【図３】図１に示す外観検査装置におけるカメラとエアノズルおよび排出ダクトの配置関係と、部品検出センサとの位置関係を示す図。
【図４】チップ状の電子部品の外観形状を示す図。
【符号の説明】
Ｐ チップ状の電子部品（チップ部品）
１ ボールフィーダ
２ 直線（リニア）フィーダ
３ ベルトコンベア機構（第１の搬送機構）
３ａ 無端状ベルト
４ 搬送ドラム（第２の搬送機構）
１１ 第１のカメラ（撮像手段）
２１ 第２のカメラ（撮像手段）
３１ 第３のカメラ（撮像手段）
４１ 第４のカメラ（撮像手段）

Claims (3)

1. 周回軌道をなして一方向に走行駆動されてその上面に略直方体形状をなすチップ状の電子部品を載置して搬送する無端状ベルトと、
   この無端状ベルトの搬送路に沿って設けられて前記電子部品の上面およびその搬送方向と直交する２つの側面をそれぞれ撮像して外観検査に供する第１〜第３の撮像手段と、
   前記無端状ベルトがなす搬送路の下流側において、粘着面をなす周面を前記無端状ベルトの搬送面に対峙させて設けられ、前記無端状ベルトの走行速度と等しい周速度で回転駆動されて前記無端状ベルトとの間に電子部品を挟み込み、前記無端状ベルトに載置された電子部品の上面を粘着保持することで前記無端状ベルト上から移し替えて搬送する搬送ドラムと、
   この搬送ドラムにより搬送される電子部品の下面を撮像して外観検査に供する第４の撮像手段と
   を具備したことを特徴とする外観検査装置。
2. 請求項１に記載の外観検査装置において、
   更に前記無端状ベルトおよび前記搬送ドラムがそれぞれなす搬送路に沿って、外観検査により不良品として判定された電子部品に空気を吹き付けて該電子部品を前記搬送路の側方に排除するエアノズルと、このエアノズルに対向配置されて前記搬送路から排除された電子部品を受け止めて排出する排出ダクトとを備えることを特徴とする外観検査装置。
3. 前記エアノズルは、前記各撮像手段により撮像された画像からの外観検査に要する時間を見込んで、前記搬送路における前記各撮像手段の下流側にそれぞれ設けられるものである請求項２に記載の外観検査装置。

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