JP5198924B2 - Board height measuring system, electronic component mounting machine, and board height measuring method - Google Patents
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Images
Description
本発明は、基板を取り扱う機器において、基板の反りなどを測定可能な基板高度測定システムに関する。また、それを用いた電子部品実装機に関する。また基板高度測定方法に関する。 The present invention relates to a substrate height measuring system capable of measuring warpage of a substrate in an apparatus that handles the substrate. Moreover, it is related with the electronic component mounting machine using the same. The present invention also relates to a substrate height measuring method.
例えば、特許文献1には、基板各所に設定された測定エリアの高度を測定し、測定した高度データに応じて、電子部品を装着する際の部品装着ヘッドのストロークを調整する電子部品実装機が開示されている。以下に示す図においては、左右方向をX方向、前後方向をY方向、上下方向をZ方向と定義する。なお、X方向は、基板搬送方向に対応する。
For example,
図14(a)に、同文献記載の基板高度測定方法の画像の模式図を示す。図14(b)に同方法における測定可能範囲の模式図を示す。基板高度測定方法は、電子部品実装機が基板に電子部品を装着する前に、実行される。図14(b)に示すように、基板100に対して、照射装置101は、Z軸に対して斜め45°の方向から光を照射する。図14(a)に示すように、照射された光により、基板100の上面の測定エリアA100内には、形象S100が形成される。測定エリアA100は、撮像エリアB100に含まれている。撮像エリアB100の撮像データは、画像処理装置(図略)により画像処理される。画像の該測定エリアA100における該形象S100の位置に基づいて、基板100の高度が測定される。
FIG. 14A shows a schematic diagram of an image of the substrate height measuring method described in the document. FIG. 14B shows a schematic diagram of a measurable range in the same method. The board height measuring method is executed before the electronic component mounting machine mounts the electronic components on the board. As illustrated in FIG. 14B, the
例えば、前方から光を照射する場合、基板100の高度が高いときは、形象S100は測定エリアA100前方に形成される。一方、基板100の高度が低いときは、形象S100は測定エリアA100後方に形成される。このように、特許文献1に記載の基板高度測定方法によると、測定エリアA100内における形象S100の位置から、基板100の高度を測定している。そして、高度に応じて、電子部品を装着する際の部品装着ヘッドのストロークを調整している。すなわち、基板に対する電子部品の押し込み力を、均一化している。
前述したように、光は斜め45°の方向から基板100の上面に入射される。このため、XY平面方向に延在する測定エリアA100の広さと、Z方向の測定可能範囲C100とは、略1:1に対応している。したがって、測定エリアA100が広ければ測定可能範囲C100も広くなり、測定エリアA100が狭ければ測定可能範囲C100も狭くなる。また、測定エリアA100を決定する際は、基板100の高度を測定する都合上、基板100における電子部品が配置されていない部分を選択する必要がある。
As described above, light is incident on the upper surface of the
しかしながら、近年においては、電子部品の高密度実装化が顕著であり、基板100において広い測定エリアA100を確保するのが困難になっている。このため、Z方向の測定可能範囲C100も狭くなる傾向にある。
However, in recent years, high-density mounting of electronic components has been remarkable, and it is difficult to ensure a wide measurement area A100 in the
本発明の基板高度測定システムおよび電子部品実装機および基板高度測定方法は、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、基板における測定エリアが狭い場合であっても、基板の高度を広範囲で測定可能な基板高度測定システムおよび電子部品実装機および基板高度測定方法を提供することを目的とする。 The board height measuring system, electronic component mounting machine, and board height measuring method of the present invention have been completed in view of the above problems. Accordingly, an object of the present invention is to provide a board height measuring system, an electronic component mounting machine, and a board height measuring method capable of measuring a board height in a wide range even when a measurement area on the board is narrow.
以下の括弧内の番号は、請求項の番号に対応している。 The numbers in parentheses below correspond to the numbers in the claims.
(1)上記課題を解決するため、本発明の基板高度測定システムは、基板の上面の所定位置に設定される測定エリアに光を照射し、該測定エリアに形象を形成する照射装置と、該光の照射方向に対して交差する方向から該測定エリアを含む撮像エリアを撮像する撮像装置と、該撮像エリアの撮像データを画像処理し、画像の該測定エリアにおける該形象の位置に基づいて、該形象の高度を測定する画像処理装置と、を備えてなる基板高度測定システムであって、前記測定エリア内に前記形象が形成されていない場合、該測定エリア内に該形象が入るように、該測定エリアに対して相対的に該形象および前記撮像エリアを所定量だけ移動させることを特徴とする。 (1) In order to solve the above problems, a substrate height measurement system according to the present invention irradiates light to a measurement area set at a predetermined position on the upper surface of a substrate, and forms an image on the measurement area; An image pickup apparatus that picks up an image pickup area including the measurement area from a direction intersecting the light irradiation direction, image processing of the image pickup data of the image pickup area, and based on the position of the figure in the measurement area of the image, An image processing apparatus for measuring the height of the figure, and when the figure is not formed in the measurement area, the figure is placed in the measurement area. The shape and the imaging area are moved by a predetermined amount relative to the measurement area.
本発明の基板高度測定システムは、形象が測定エリア内に形成されていない場合に、つまり形象の高度が測定可能範囲を超えている場合に、測定エリアに対して相対的に形象および撮像エリアを所定量だけ移動させ、測定エリア内に形象を入れるものである。そして、画像から形象の高度を測定するものである。 The substrate height measurement system according to the present invention is configured to display a figure and an imaging area relative to the measurement area when the figure is not formed in the measurement area, that is, when the figure height exceeds the measurable range. It moves by a predetermined amount and puts a figure in the measurement area. Then, the height of the figure is measured from the image.
測定エリアに対して形象および撮像エリアを相対的に移動させると、測定可能範囲を、高さ方向に移動させることができる。このため、基板における測定エリアが狭い場合であっても、基板の高度を広範囲で測定することができる。 When the figure and the imaging area are moved relative to the measurement area, the measurable range can be moved in the height direction. For this reason, even if the measurement area on the substrate is narrow, the altitude of the substrate can be measured over a wide range.
(2)好ましくは、上記(1)の構成において、前記撮像エリア内における前記測定エリアの相対的な位置が所定位置にある場合、該測定エリアに対応する基準高度範囲内において前記形象を探す基準探索モードと、該基準探索モードに対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置をオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する上方高度範囲内において該形象を探す上方探索モードと、該基準探索モードに対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置を該上方探索モードにおけるオフセット方向とは逆方向にオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する下方高度範囲内において該形象を探す下方探索モードと、に切り替え可能な構成とする方がよい。 (2) Preferably, in the configuration of (1), when the relative position of the measurement area in the imaging area is at a predetermined position, a reference for searching for the figure within a reference altitude range corresponding to the measurement area An upper search mode in which the relative position of the measurement area in the imaging area is offset with respect to the search mode and the reference search mode, and the image is searched for in the upper altitude range corresponding to the measurement area after the offset. And the lower altitude corresponding to the measurement area after the offset by offsetting the relative position of the measurement area in the imaging area in the direction opposite to the offset direction in the upper search mode with respect to the reference search mode. It is better to have a configuration that can be switched to a downward search mode in which the figure is searched for within the range.
本構成の基板高度測定システムは、基準探索モードと上方探索モードと下方探索モードとに切り替え可能である。このため、基準高度範囲内で形象が見つからない場合は、上方高度範囲内あるいは下方高度範囲内で形象を探すことができる。すなわち、基準高度範囲を中心とする比較的広い高度範囲に亘って、形象の高度を測定することができる。 The substrate height measuring system of this configuration can be switched to the reference search mode, the upward search mode, and the downward search mode. For this reason, when a figure is not found within the reference altitude range, the figure can be searched for within the upper altitude range or the lower altitude range. That is, the height of the image can be measured over a relatively wide altitude range centered on the reference altitude range.
(3)好ましくは、上記(1)または(2)の構成において、さらに、互いに高度が異なる複数の水平面を有する基準ブロックを備え、前記画像処理装置は、複数の該水平面の該高度の、前記形象の位置に基づく測定値と、実測値と、を比較することにより、該実測値に対する該測定値のオフセット量を算出し、該オフセット量を用いて、前記基板の上面に形成される該形象の高度の測定値を、補正する構成とする方がよい。本構成の基板高度測定システムによると、基板の高度を、広範囲で、かつ高精度に測定することができる。 (3) Preferably, in the configuration of (1) or (2), the image processing apparatus further includes a reference block having a plurality of horizontal planes having different altitudes, and the image processing apparatus By comparing the measured value based on the position of the figure and the actual value, an offset amount of the measured value with respect to the actual value is calculated, and the figure formed on the upper surface of the substrate using the offset amount It is better to adopt a configuration that corrects the measured value of altitude. According to the board height measuring system of this configuration, the board height can be measured in a wide range and with high accuracy.
(4)また、上記課題を解決するため、本発明の電子部品実装機は、上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の基板高度測定システムと、複数の前記測定エリアにおいて測定された複数の前記形象の高度から算出された前記基板の変形データに応じたストローク量で、該基板の所定位置に電子部品を装着する部品装着ヘッドと、を有するモジュールを備えてなることを特徴とする。 (4) Moreover, in order to solve the said subject, the electronic component mounting machine of this invention was measured in the said board | substrate height measuring system in any one of said (1) thru | or (3), and the said several measurement area. And a component mounting head for mounting an electronic component at a predetermined position on the substrate with a stroke amount corresponding to the deformation data of the substrate calculated from a plurality of heights of the shapes. .
本発明の電子部品実装機によると、基板における測定エリアが狭い場合であっても、基板の高度を広範囲で測定することができる。このため、基板の変形が大きい場合であっても、当該変形箇所の高度を測定することができる。したがって、不良品の判別が容易になる。 According to the electronic component mounting machine of the present invention, it is possible to measure the altitude of the board in a wide range even when the measurement area on the board is narrow. For this reason, even when the deformation of the substrate is large, the altitude of the deformation portion can be measured. Therefore, the defective product can be easily identified.
また、本発明の電子部品実装機によると、基板の変形データに応じて、基板各所に電子部品を装着する際のストローク量を調整することができる。例えば、部品装着ヘッドから基板までの距離が短い場合は、ストローク量を短くすることができる。また、部品装着ヘッドから基板までの距離が長い場合は、ストローク量を長くすることができる。このため、基板に対する電子部品の押し込み力がばらつくのを、抑制することができる。 In addition, according to the electronic component mounting machine of the present invention, it is possible to adjust the stroke amount when mounting electronic components on various portions of the board according to the deformation data of the board. For example, when the distance from the component mounting head to the substrate is short, the stroke amount can be shortened. Further, when the distance from the component mounting head to the substrate is long, the stroke amount can be increased. For this reason, it can suppress that the pushing force of the electronic component with respect to a board | substrate varies.
(5)好ましくは、上記(4)の構成において、前記モジュールは、前記基板に段階的に複数の前記電子部品を装着するために、上流側から下流側に向かって直列に複数配置されており、前記変形データは、複数の該モジュールの各々について個別に算出される構成とする方がよい。 (5) Preferably, in the configuration of the above (4), a plurality of the modules are arranged in series from the upstream side to the downstream side in order to mount the plurality of electronic components on the substrate in stages. The modified data is preferably calculated separately for each of the plurality of modules.
本構成の電子部品実装機によると、複数のモジュールが個別に基板の変形データを算出している。このため、上流側から下流側に搬送される間に、基板が変形する場合であっても、当該変形に追随して、各モジュールごとに、電子部品を装着する際のストローク量を調整することができる。 According to the electronic component mounting machine of this configuration, the plurality of modules individually calculate the deformation data of the board. For this reason, even when the substrate is deformed while being transported from the upstream side to the downstream side, the stroke amount when mounting the electronic component is adjusted for each module following the deformation. Can do.
また、上流側から下流側に搬送される間に基板が変形し、不良品に該当するようになった場合であっても、下流側のモジュールにおいて、当該基板を不良品として判別することができる。 Further, even when the substrate is deformed while being transported from the upstream side to the downstream side and becomes a defective product, it can be determined as a defective product in the downstream module. .
(6)好ましくは、上記(4)の構成において、前記モジュールは、前記基板に段階的に複数の前記電子部品を装着するために、上流側から下流側に向かって直列に複数配置されており、前記変形データは、複数の該モジュールのうち、任意の単一のモジュールについて算出され、該変形データが全てのモジュールに共用化されている構成とする方がよい。 (6) Preferably, in the configuration of the above (4), a plurality of the modules are arranged in series from the upstream side to the downstream side in order to mount the plurality of electronic components on the substrate in stages. The modified data may be calculated for any single module among the plurality of modules, and the modified data may be shared by all modules.
本構成の電子部品実装機によると、任意の単一のモジュール(一例として、先頭のモジュール)の変形データを全てのモジュールが使用している。このため、単一のモジュールにおいて基板の高度の測定をするだけで、全モジュールが当該基板の変形に対応して電子部品を装着することができる。このため、電子部品実装機が基板の高度測定に費やす時間を、短縮化することができる。 According to the electronic component mounting machine of this configuration, all modules use deformation data of an arbitrary single module (for example, the first module). For this reason, all the modules can mount an electronic component corresponding to the deformation of the board only by measuring the height of the board in a single module. For this reason, the time which an electronic component mounting machine spends on the height measurement of a board | substrate can be shortened.
(7)また、上記課題を解決するため、本発明の基板高度測定方法は、基板の上面の所定位置に設定される測定エリアに光を照射し、該測定エリアに形象を形成し、該光の照射方向に対して交差する方向から該測定エリアを含む撮像エリアを撮像し、該撮像エリアの撮像データを画像処理し、画像の該測定エリアにおける該形象の位置に基づいて、該形象の高度を測定する基板高度測定方法であって、前記測定エリア内に前記形象が形成されていない場合、該測定エリア内に該形象が入るように、該測定エリアに対して相対的に該形象および前記撮像エリアを所定量だけ移動させることを特徴とする。 (7) Moreover, in order to solve the said subject, the board | substrate height measuring method of this invention irradiates light to the measurement area set to the predetermined position of the upper surface of a board | substrate, forms a figure in this measurement area, this light The imaging area including the measurement area is imaged from a direction intersecting the irradiation direction of the image, the imaging data of the imaging area is subjected to image processing, and the height of the image is determined based on the position of the image in the measurement area of the image. A substrate height measuring method for measuring the shape, and when the figure is not formed in the measurement area, the figure and the relative to the measurement area so that the figure enters the measurement area. The imaging area is moved by a predetermined amount.
本発明の基板高度測定方法は、形象が測定エリア内に形成されていない場合に、つまり形象の高度が測定可能範囲を超えている場合に、測定エリアに対して相対的に形象および撮像エリアを所定量だけ移動させ、測定エリア内に形象を入れるものである。そして、画像から形象の高度を測定するものである。 In the substrate height measuring method of the present invention, when the figure is not formed in the measurement area, that is, when the figure height exceeds the measurable range, the figure and the imaging area are set relative to the measurement area. It moves by a predetermined amount and puts a figure in the measurement area. Then, the height of the figure is measured from the image.
測定エリアに対して形象および撮像エリアを相対的に移動させると、測定可能範囲を、高さ方向に移動させることができる。このため、基板における測定エリアが狭い場合であっても、基板の高度を広範囲で測定することができる。 When the figure and the imaging area are moved relative to the measurement area, the measurable range can be moved in the height direction. For this reason, even if the measurement area on the substrate is narrow, the altitude of the substrate can be measured over a wide range.
(8)好ましくは、上記(7)の構成において、前記撮像エリア内における前記測定エリアの相対的な位置が所定位置にある場合、該測定エリアに対応する基準高度範囲内において前記形象を探す基準探索工程と、該基準探索工程で該形象が見つからない場合、該基準探索工程に対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置をオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する、上方高度範囲内および下方高度範囲内のうち一方において、該形象を探す第一高度範囲探索工程と、該第一高度範囲探索工程で該形象が見つからない場合、該基準探索工程に対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置を該第一高度範囲探索工程におけるオフセット方向とは逆方向にオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する、該上方高度範囲内および該下方高度範囲内のうち他方において、該形象を探す第二高度範囲探索工程と、を有する構成とする方がよい。 (8) Preferably, in the configuration of (7), when the relative position of the measurement area in the imaging area is at a predetermined position, a reference for searching for the figure within a reference altitude range corresponding to the measurement area When the shape is not found in the search step and the reference search step, the relative position of the measurement area in the imaging area is offset with respect to the reference search step, and the measurement area after the offset is handled A first altitude range search step for searching for the image in one of the upper altitude range and the lower altitude range, and when the shape is not found in the first altitude range search step, for the reference search step, The relative position of the measurement area in the imaging area is offset in the direction opposite to the offset direction in the first altitude range search step, and the measurement error after the offset is set. Corresponding to A, the other of the the high range and said lower said upper altitude range, it is better to adopt a configuration having a second altitude range searching step to search the transformant elephant, a.
本構成の基板高度測定方法は、基準探索工程と、第一高度範囲探索工程と、第二高度範囲探索工程と、を備えている。このため、基準高度範囲内で形象が見つからない場合は、上方高度範囲内あるいは下方高度範囲内で形象を探すことができる。すなわち、基準高度範囲を中心とする比較的広い高度範囲に亘って、形象の高度を測定することができる。 The substrate height measurement method of this configuration includes a reference search step, a first height range search step, and a second height range search step. For this reason, when a figure is not found within the reference altitude range, the figure can be searched for within the upper altitude range or the lower altitude range. That is, the height of the image can be measured over a relatively wide altitude range centered on the reference altitude range.
(9)好ましくは、上記(8)の構成において、n(nは自然数)枚の前記基板の高度を順次測定する場合、1枚目の該基板に対しては、前記基準探索工程、前記第一高度範囲探索工程、前記第二高度範囲探索工程の順に、工程を実行し、k(kは2〜nのいずれかの自然数)枚目の該基板に対しては、該基準探索工程、該第一高度範囲探索工程、該第二高度範囲探索工程のうち、k−1枚目の該基板の高度を測定した際に前記形象が見つかった工程を、最初に実行する構成とする方がよい。 (9) Preferably, in the configuration of (8), when the altitudes of the n (n is a natural number) substrates are sequentially measured, for the first substrate, the reference search step, the first The steps are executed in the order of the first altitude range search step and the second altitude range search step, and for the kth substrate (k is a natural number of 2 to n), the reference search step, the Of the first altitude range search step and the second altitude range search step, it is better to configure the step in which the figure is found when the altitude of the (k-1) th substrate is measured first. .
つまり、本構成の基板高度測定方法は、初回の測定(つまり1枚目の基板の高度測定)においては、上記(8)の構成の基板高度測定方法を用いて、形象を探すものである。並びに、2回目以降の測定(つまり2枚目以降の基板の高度測定)においては、各々一つ前の回の測定において形象が見つかった工程を、優先的に実行するものである。複数の基板の高度を順次測定する場合、測定順序が連続する基板においては、変形傾向(反り方など)が似ている場合が多い。この点に鑑み、本構成の基板高度測定方法は、k−1回目の形象探索結果を参考に、k回目の探索において最初に形象を探す高度範囲を設定している。このため、より短時間で形象を見つけることができる。延いては、基板の高度の測定に費やす時間を、短縮化することができる。 That is, the substrate height measuring method of this configuration searches for a figure using the substrate height measuring method of the above configuration (8) in the first measurement (that is, the height measurement of the first substrate). In addition, in the second and subsequent measurements (that is, the second and subsequent substrate altitude measurements), the process in which the figure is found in the previous measurement is preferentially executed. When the altitudes of a plurality of substrates are sequentially measured, there are many cases in which the tendency of deformation (such as warping) is similar in a substrate in which the measurement order is continuous. In view of this point, the substrate height measuring method of this configuration sets the altitude range in which a figure is first searched in the k-th search with reference to the k-1th figure search result. For this reason, a figure can be found in a shorter time. As a result, the time spent for measuring the altitude of the substrate can be shortened.
(10)好ましくは、上記(8)または(9)の構成において、前記第一高度範囲探索工程は、前記上方高度範囲内において前記形象を探す上方探索工程であり、前記第二高度範囲探索工程は、前記下方高度範囲内において該形象を探す下方探索工程である構成とする方がよい。 (10) Preferably, in the configuration of (8) or (9), the first altitude range search step is an upper search step for searching for the image within the upper altitude range, and the second altitude range search step Is preferably a downward search process for searching for the image within the lower altitude range.
基板が変形している場合は、上方に凸、下方に凹となるように、上方に反っている場合が多い。このため、形象が基準高度範囲内で見つからない場合は、まず上方高度範囲内を探す方が、形象が見つかりやすい。 When the substrate is deformed, the substrate is often warped upward so as to be convex upward and concave downward. For this reason, when a figure is not found within the reference altitude range, it is easier to find a figure by first searching within the upper altitude range.
この点、本構成の基板高度測定方法は、基準高度範囲内で形象を探した後、上方高度範囲内→下方高度範囲内の順番で形象を探している。このため、本構成の基板高度測定方法によると、より短時間で形象を見つけることができる。延いては、基板の高度の測定に費やす時間を、短縮化することができる。 In this regard, in the substrate height measuring method of this configuration, after searching for a figure within the reference altitude range, the figure is searched for in the order of the upper altitude range → the lower altitude range. For this reason, according to the substrate height measuring method of the present configuration, a figure can be found in a shorter time. As a result, the time spent for measuring the altitude of the substrate can be shortened.
(11)好ましくは、上記(7)ないし(10)のいずれかの構成において、互いに高度が異なる複数の水平面の該高度の、前記形象の位置に基づく測定値と、実測値と、を比較することにより、該実測値に対する該測定値のオフセット量を算出し、該オフセット量を用いて、前記基板の上面に形成される該形象の高度の測定値を、補正するオフセット量算出工程を有する構成とする方がよい。 (11) Preferably, in any one of the above configurations (7) to (10), a measured value based on the position of the figure and a measured value of a plurality of horizontal planes having different altitudes from each other are compared. An offset amount calculating step of calculating an offset amount of the measured value with respect to the actually measured value, and correcting the measured value of the height of the shape formed on the upper surface of the substrate by using the offset amount. Is better.
本構成の基板高度測定システムによると、基板の高度の測定に先立って、オフセット量算出工程が実行される。このため、基板の高度を、広範囲で、かつ高精度に測定することができる。 According to the substrate height measuring system of this configuration, the offset amount calculating step is executed prior to the measurement of the substrate height. For this reason, the altitude of the substrate can be measured in a wide range and with high accuracy.
本発明の基板高度測定システムおよび電子部品実装機および基板高度測定方法によると、基板における測定エリアが狭い場合であっても、基板の高度を広範囲で測定することができる。 According to the board height measuring system, the electronic component mounting machine, and the board height measuring method of the present invention, the board height can be measured over a wide range even when the measurement area on the board is narrow.
以下、本発明の基板高度測定システムおよび電子部品実装機および基板高度測定方法の実施の形態について説明する。なお、本実施形態の基板高度測定システムは、本実施形態の電子部品実装機に組み込まれている。このため、電子部品実装機についての説明により、基板高度測定システムについての説明を兼ねるものとする。 Hereinafter, embodiments of a board height measuring system, an electronic component mounting machine, and a board height measuring method according to the present invention will be described. Note that the board height measuring system of this embodiment is incorporated in the electronic component mounting machine of this embodiment. Therefore, the description of the electronic component mounting machine also serves as the description of the board height measuring system.
<電子部品実装機>
[電子部品実装機の機械的構成]
まず、本実施形態の電子部品実装機の機械的構成について説明する。図1に、本実施形態の電子部品実装機の透過斜視図を示す。図1に示すように、本実施形態の電子部品実装機1は、多数のモジュール2(二つだけ図示するが、X方向(基板搬送方向)に多数並んでいる。)から構成されている。多数のモジュール2は、X方向に連なっている。モジュール2は、部品供給装置3と、基板搬送装置4と、部品装着装置5と、フレーム6と、を備えている。
<Electronic component mounting machine>
[Mechanical configuration of electronic component mounting machine]
First, the mechanical configuration of the electronic component mounting machine of this embodiment will be described. FIG. 1 shows a transparent perspective view of the electronic component mounting machine of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the electronic
部品供給装置3は、フレーム6の前方に配置されている。部品供給装置3は、複数のカセット式フィーダ30を備えている。カセット式フィーダ30は、供給リール300と、部品取出部301と、を備えている。供給リール300は、細長いテープが巻回されることにより形成されており、円板状を呈している。供給リール300のテープには、長手方向に所定間隔ごとに離間して、複数の電子部品が封入されている。電子部品は、部品取出部301から、後述する吸着ノズル501aにより、取り出される。
The
基板搬送装置4は、フレーム6の内部に配置されている。基板搬送装置4は、フロントコンベア40と、リアコンベア41と、を備えている。フロントコンベア40は、前後一対のガイドレール400、401を備えている。一対のガイドレール400、401は、各々X方向に延在する細板状を呈している。一対のガイドレール400、401は、互いに略平行に配置されている。
The substrate transfer device 4 is disposed inside the
ガイドレール400の上端は、後方に突出している。ガイドレール400の後面には、ベルトコンベア(図略)が配置されている。ベルトコンベアは、X方向に延在している。これに対して、ガイドレール401の上端は、前方に突出している。ガイドレール401の前面には、ベルトコンベア(図略)が配置されている。ベルトコンベアは、X方向に延在している。基板9(図1中、点線で示す。)は、これら一対のベルトコンベア間に架設されている。基板9は、一対のベルトコンベアにより、X方向に搬送される。
The upper end of the
基板9に電子部品を装着する際は、下方からバックアップピン(図略)により支持され、一対のベルトコンベアから、基板9が上昇する。基板9は、前後方向から一対のガイドレール400、401により挟持される。また、基板9の前後両縁は、上方のガイドレール400、401の突出端と、下方のバックアップピンと、により、上下方向から挟持される。電子部品を装着する際は、このようにして基板9が保持される。リアコンベア41の構成、動きは、上記フロントコンベア40の構成、動きと、同様である。したがって、ここでは、説明を割愛する。
When an electronic component is mounted on the
部品装着装置5は、フレーム6の内部において、基板搬送装置4の上方に配置されている。部品装着装置5は、X方向移動部50と、Y方向移動部51と、一対のY方向ガイドレール52、53と、を備えている。図2に、本実施形態の電子部品実装機のモジュールの透過上面模式図を示す。図2に示すように、一対のY方向ガイドレール52、53は、Y方向に延在している。一対のY方向ガイドレール52、53は、略平行に配置されている。
The
Y方向移動部51は、モータ(図略)の駆動力により、一対のY方向ガイドレール52、53に沿って、基板搬送装置4の上方空間を、Y方向に移動可能である。Y方向移動部51は、一対のX方向ガイドレール(図略)を備えている。一対のX方向ガイドレールは、X方向に延在している。一対のX方向ガイドレールは、略平行に配置されている。
The Y-
X方向移動部50は、モータ(図略)の駆動力により、Y方向移動部51の有する一対のX方向ガイドレールに沿って、X方向に移動可能である。図3(a)に、本実施形態の電子部品実装機のモジュールのX方向移動部の右面模式図を示す。図3(b)に、同X方向移動部の撮像装置の撮像エリアを示す。
The X
図3(a)に示すように、X方向移動部50は、X方向スライダ500と、部品装着ヘッド501と、照射装置502と、撮像装置503と、を備えている。X方向スライダ500は、一対のX方向ガイドレールに係合している。部品装着ヘッド501は、X方向スライダ500に配置されている。部品装着ヘッド501は、吸着ノズル501aを備えている。吸着ノズル501aは、電子部品を吸着、解放可能である。
As shown in FIG. 3A, the
照射装置502は、X方向スライダ500において、部品装着ヘッド501の後方に配置されている。照射装置502は、LEDを備えている。照射装置502は、Z軸に対して、45°後方に光を照射可能である。
The
撮像装置503は、X方向スライダ500において、照射装置502の後方に配置されている。撮像装置503は、導光筒503aと、マークカメラ503bと、を備えている。導光筒503aは、照射装置502の後方に配置されている。導光筒503aは、下方に開口している。マークカメラ503bは、導光筒503aの後方に配置されている。マークカメラ503bは、導光筒503aの側周壁に連なっている。
The
[電子部品実装機の電気的構成]
次に、本実施形態の電子部品実装機の電気的構成について説明する。図4に、本実施形態の電子部品実装機のモジュールのブロック図を示す。図4に示すように、電子部品実装機1は、制御部70と画像処理装置71と部品装着ヘッド移動用モータ72と照射装置502と撮像装置503とを備えている。
[Electrical configuration of electronic component mounting machine]
Next, the electrical configuration of the electronic component mounting machine of this embodiment will be described. FIG. 4 shows a block diagram of a module of the electronic component mounting machine of this embodiment. As shown in FIG. 4, the electronic
制御部70は、コンピュータ700と、入出力ポート701と、駆動回路702と、を備えている。コンピュータ700は、CPU700aとROM700bとRAM700cとを備えている。
The
駆動回路702は、入出力ポート701を介して、コンピュータ700に接続されている。部品装着ヘッド移動用モータ72は、駆動回路702に接続されている。部品装着ヘッド移動用モータ72は、図1のY方向移動部51をY方向に、X方向移動部50をX方向に、それぞれ移動させるためのモータである。
The
撮像装置503は、画像処理装置71を介して、入出力ポート701に接続されている。撮像装置503が撮像した画像は、画像処理装置71により処理され、入出力ポート701に入力される。照射装置502も、入出力ポート701に接続されている。照射装置502には、CPU700aから、点灯指示あるいは消灯指示が伝送される。
The
[電子部品実装機の動き]
次に、本実施形態の電子部品実装機の動きについて説明する。基板9は、X方向に並んだ多数のモジュール2の基板搬送装置4にリレーされ、左側(上流側)から右側(下流側)に搬送される。当該搬送過程で、基板9に電子部品が順次装着される。すなわち、各モジュール2には、基板9に装着する電子部品が、各々割り当てられている。
[Movement of electronic component mounting machines]
Next, the movement of the electronic component mounting machine of this embodiment will be described. The
モジュール2において電子部品を装着する場合は、まず、一対のガイドレール400、401の対向面に配置されている一対のベルトコンベアを停止し、基板9を所定位置に停止させる。次いで、基板搬送装置4により、基板をY方向およびZ方向から保持する。それから、基板9の保持位置をマークカメラ503bにより確認する。その後、部品装着装置5を駆動し、電子部品を基板9の所定位置に装着する。具体的には、X方向移動部50およびY方向移動部51を動かすことにより、吸着ノズル501aを、部品供給装置3の部品取出部301に移動させる。そして、吸着ノズル501aで、部品取出部301の電子部品を吸着する。その後、再びX方向移動部50およびY方向移動部51を動かすことにより、吸着ノズル501aを、基板9の所定部位の上部に移動させる。それから、部品装着ヘッド501を下降させ、吸着ノズル501aにより、電子部品を当該所定部位に押し込む。このようにして、モジュール2において電子部品の装着が行われる。
When mounting electronic components in the
<基板高度測定原理>
次に、本実施形態の基板高度測定方法の基板高度測定原理について簡単に説明する。図3(a)に示すように、照射装置502の照射する光は、基板9の上面により反射される。反射光のうち、基板9の上方に乱反射された反射光は、導光筒503aに軸方向から入射する。反射光は、導光筒503a内のミラー503cにより、後方に屈折する。屈折した反射光は、マークカメラ503bにより受光される。図3(b)に示すように、撮像エリアB1には、Y方向に長い楕円状の形象S1が形成される。
<Principle measurement principle>
Next, the substrate height measurement principle of the substrate height measurement method of this embodiment will be briefly described. As shown in FIG. 3A, the light irradiated by the
ところで、基板9は、図2に示すように、基板搬送装置4により保持されている。当該保持力により、基板9が、上方あるいは下方に反っている場合がある。このため、基板9の高度が部分的に変化する場合がある。上方に沿っている基板9UのY方向略中央部に光が照射されると、撮像エリアB1において、平坦な基板9に形成される形象S1に対して、前方に形象S1Uが形成される。一方、下方に沿っている基板9DのY方向略中央部に光が照射されると、撮像エリアB1において、平坦な基板9に形成される形象S1に対して、後方に形象S1Dが形成される。
Incidentally, the
このように、基板9の変形、つまり高度により、撮像エリアB1における形象S1、S1U、S1Dの形成位置はずれる。本実施形態の基板高度測定方法は、形象S1、S1U、S1Dの形成位置のずれを基に、基板9各所の高度を測定する。
As described above, the formation positions of the shapes S1, S1U, and S1D in the imaging area B1 are shifted due to the deformation of the
<測定エリアの設定方法>
次に、本実施形態の基板高度測定方法に用いる測定エリアの設定方法について説明する。図5に、基板の上面図を示す。図5に示すように、基板9には、合計九箇所の測定エリアA1(説明の便宜上、実線で示す。)を配置する。測定エリアA1は、数ミリ角の正方形状を呈している。
<Measurement area setting method>
Next, a measurement area setting method used in the substrate height measurement method of this embodiment will be described. FIG. 5 shows a top view of the substrate. As shown in FIG. 5, a total of nine measurement areas A <b> 1 (shown by a solid line for convenience of explanation) are arranged on the
図6に、同基板の部分断面図を示す。図6に示すように、基板9は、レジスト層90と、ガラスエポキシ層91と、パターン92と、ランド93と、シルク印刷部94と、を備えている。レジスト層90とガラスエポキシ層91とは、レジスト層90→ガラスエポキシ層91→ガラスエポキシ層91→レジスト層90の順に積層されている。パターン92は、これらの層間に介在している。ランド93は、パターン92表面に配置されている。ランド93は、レジスト層90の開口から表出している。シルク印刷部94は、レジスト層90の表面に配置されている。
FIG. 6 shows a partial cross-sectional view of the substrate. As shown in FIG. 6, the
基板9の上面において、電子部品が装着されている部位、シルク印刷部94が配置されている部位、ランド93が配置されている部位、色が同一色でない部位は、測定エリアA1として設定するのに好ましくない。
On the upper surface of the
一方、測定エリアA1として設定するのに好ましい部位は、レジスト層90の直下にパターン92が積層されている部位である。また、レジスト層90の直下にパターン92が積層されていない場合であっても、条件付きで測定エリアA1として設定できる場合がある。このように、測定エリアA1として設定可能な部位は、非常に限られている。
On the other hand, a preferable site for setting as the measurement area A1 is a site where the
<基板高度測定方法>
次に、本実施形態の基板高度測定方法について説明する。本実施形態の基板高度測定方法は、オフセット量算出工程と、基準探索工程と、上方探索工程と、下方探索工程と、を有する。本実施形態の基板高度測定方法は、基板9を基板搬送装置4により保持した後に実行される。言い換えると、電子部品を基板9に装着する直前に実行される。ただし、オフセット量算出工程は、前記照射装置502の再取付時にのみ実行される。オフセット量算出工程については、後で詳しく説明する。
<Board height measurement method>
Next, the substrate height measuring method of this embodiment will be described. The substrate height measuring method according to the present embodiment includes an offset amount calculating step, a reference searching step, an upward searching step, and a downward searching step. The substrate height measuring method of the present embodiment is executed after the
また、基準探索工程と、上方探索工程と、下方探索工程とが、必ずこの順番で実行されるのは、n(nは自然数)枚の基板9のうち、1枚目の基板9の場合である。すなわち、任意のモジュール2を基準に考えると、当該モジュール2には、n枚の基板9が次々と搬入され、電子部品を装着され、搬出されている。これらn枚の基板9のうち、1枚目の基板9に対しては、必ず基準探索工程→上方探索工程→下方探索工程の順に、各工程が実行される。これに対して、2枚目以降の基板9に対しては、前回の基板9の測定の際、形象S1が見つかった高度範囲から、優先的に形象S1の探索が開始される。以下、1枚目の基板9に対する基板高度測定方法について説明する。
In addition, the reference search process, the upward search process, and the downward search process are always executed in this order in the case of the
[基準探索工程]
まず、基準探索工程について説明する。基準探索工程においては、モジュール2は、コンピュータ700により、基準探索モードに切り替えられる。図7(a)に本実施形態の基板高度測定方法の基準探索工程における測定エリア内に形象がある場合の画像の模式図を示す。図7(b)に同工程における測定エリア内に形象がある場合の基板のX方向から見た模式図を示す。
[Reference search process]
First, the reference search process will be described. In the reference search process, the
各モジュール2においては、基板搬送装置4の基板高さ基準の固有値Z0が予め設定されている。すなわち、基板搬送装置4に保持された状態における、基板9の上面高度は、予めZ0に設定されている。また、この状態において、Z軸に対して斜め45°方向から、基板9の上面に光を照射した場合、画像のちょうど測定エリアA1(数ミリ角の正方形)の中心PA(=撮像エリアB1の中心PB)上に、形象S1が形成されるように設定されている。このように、基板搬送装置4に保持された状態の基板9の高度と、中心PAと、が関連付けられている。このため、画像における、撮像エリアB1の中心PBに対する形象S1のY方向のずれ量から、形象S1の高度を測定することができる。
In each
同工程において、測定エリアA1内で形象S1が見つかった場合、つまり基準高度範囲C1内に形象S1が位置している場合は、このようにして形象S1の高度を測定する。 In the same process, when the figure S1 is found in the measurement area A1, that is, when the figure S1 is located in the reference height range C1, the height of the figure S1 is measured in this way.
しかしながら、測定エリアA1内で形象S1が見つからない場合がある。図8(a)に本実施形態の基板高度測定方法の基準探索工程における測定エリア前方に形象がある場合の画像の模式図を示す。図8(b)に同工程における測定エリア前方に形象がある場合の基板のX方向から見た模式図を示す。図8(a)に示すように、測定エリアA1の前方(つまり照射装置502側)に形象S1がある場合は、図8(b)に示すように、基準高度範囲C1の上方に形象S1が位置している。
However, the figure S1 may not be found in the measurement area A1. FIG. 8A is a schematic diagram of an image when there is a figure in front of the measurement area in the reference search step of the substrate height measurement method of the present embodiment. FIG. 8B shows a schematic view seen from the X direction of the substrate when there is a figure in front of the measurement area in the same process. As shown in FIG. 8A, when the figure S1 is in front of the measurement area A1 (that is, on the
図9(a)に本実施形態の基板高度測定方法の基準探索工程における測定エリア後方に形象がある場合の画像の模式図を示す。図9(b)に同工程における測定エリア後方に形象がある場合の基板のX方向から見た模式図を示す。図9(a)に示すように、測定エリアA1の後方(つまり照射装置502と反対側)に形象S1がある場合は、図9(b)に示すように、基準高度範囲C1の下方に形象S1が位置している。 FIG. 9A is a schematic diagram of an image when there is a figure behind the measurement area in the reference search step of the substrate height measurement method of the present embodiment. FIG. 9B shows a schematic view of the substrate viewed from the X direction when there is a figure behind the measurement area in the same process. As shown in FIG. 9A, when there is a figure S1 behind the measurement area A1 (that is, on the side opposite to the irradiation device 502), as shown in FIG. 9B, the figure is displayed below the reference altitude range C1. S1 is located.
このように、測定エリアA1の前方に形象S1がある場合は基準高度範囲C1の上方に、測定エリアA1の後方に形象S1がある場合は基準高度範囲C1の下方に、それぞれ形象S1が位置している。 Thus, when the figure S1 is in front of the measurement area A1, the figure S1 is located above the reference altitude range C1, and when the figure S1 is behind the measurement area A1, the figure S1 is located below the reference altitude range C1. ing.
そこで、本実施形態の基板高度測定方法の場合、基準探索工程の後に、引き続き上方探索工程と下方探索工程とを実行することにより、基準高度範囲C1の上方および下方において、形象S1を探索している。 Therefore, in the case of the substrate height measuring method of the present embodiment, after the reference search step, the upward search step and the downward search step are continuously executed to search for the figure S1 above and below the reference height range C1. Yes.
[上方探索工程]
次に、上方探索工程について説明する。上述したように、基準探索工程において形象S1が見つからない場合は、上方探索工程に移行する。上方探索工程においては、モジュール2は、コンピュータ700により、上方探索モードに切り替えられる。図10(a)に本実施形態の基板高度測定方法の上方探索工程における測定エリア内に形象を移動させた場合の画像の模式図を示す。図10(b)に同工程における測定エリア内に形象を移動させた場合の基板のX方向から見た模式図を示す。
[Upward search process]
Next, the upward search process will be described. As described above, when the figure S1 is not found in the reference search process, the process proceeds to the upward search process. In the upward search process, the
本工程においては、前出図8(a)、(b)に示す状態から、測定エリアA1を固定したまま、撮像エリアB1および形象S1を、ΔYRだけ後方に移動させる。すなわち、基板9を固定したまま、撮像装置503および照射装置502を、ΔYRだけ後方に移動させる。当該移動により、形象S1は、測定エリアA1に入る。この場合、形象S1は、上方高度範囲C2内に位置している。画像における、撮像エリアB1の中心PBに対する形象S1のY方向のずれ量から、形象S1の高度を測定することができる。
In this step, from the state shown in FIGS. 8A and 8B, the imaging area B1 and the figure S1 are moved backward by ΔYR while the measurement area A1 is fixed. That is, the
[下方探索工程]
次に、下方探索工程について説明する。上述したように、上方探索工程において形象S1が見つからない場合は、下方探索工程に移行する。下方探索工程においては、モジュール2は、コンピュータ700により、下方探索モードに切り替えられる。図11(a)に本実施形態の基板高度測定方法の下方探索工程における測定エリア内に形象を移動させた場合の画像の模式図を示す。図11(b)に同工程における測定エリア内に形象を移動させた場合の基板のX方向から見た模式図を示す。
[Downward search process]
Next, the downward search process will be described. As described above, when the figure S1 is not found in the upward search process, the process proceeds to the downward search process. In the downward search process, the
本工程においては、前出図9(a)、(b)に示す状態から、測定エリアA1を固定したまま、撮像エリアB1および形象S1を、ΔYFだけ前方に移動させる。すなわち、基板9を固定したまま、撮像装置503および照射装置502を、ΔYFだけ前方に移動させる。当該移動により、形象S1は、測定エリアA1に入る。この場合、形象S1は、下方高度範囲C3内に位置している。画像における、撮像エリアB1の中心PBに対する形象S1のY方向のずれ量から、形象S1の高度を測定することができる。
In this step, from the state shown in FIGS. 9A and 9B, the imaging area B1 and the figure S1 are moved forward by ΔYF while the measurement area A1 is fixed. That is, the
本実施形態の基板高度測定方法によると、基準探索工程、上方探索工程、下方探索工程を実行することにより、基準高度範囲C1内に位置する形象S1の高度のみならず、上方高度範囲C2内、下方高度範囲C3内に位置する形象S1の高度までも、測定することができる。なお、下方高度範囲C3内においても形象S1が見つからない場合は、基板9の反り量が規格を外れていると判断し、当該基板9は不良品として処理される。
According to the substrate height measuring method of the present embodiment, by executing the reference search step, the upward search step, and the downward search step, not only the height of the figure S1 located in the reference height range C1, but also within the upper height range C2, Even the height of the figure S1 located in the lower altitude range C3 can be measured. If the figure S1 is not found even in the lower altitude range C3, it is determined that the warpage amount of the
本実施形態の基板高度測定方法は、図5に示す九箇所の測定エリアA1の各々について実行される。基板9における電子部品の装着位置は、当該装着位置を囲む近傍の複数(例えば四つ)の測定エリアA1から当該装着位置までの距離比を基に、画像処理装置71により、近似演算される。すなわち、近傍の複数の測定エリアA1の高度に基づいて、電子部品の装着位置の高度が線形補間により演算される。このようにして得られた基板9の変形データに応じて、吸着ノズル501aのストローク量が、基板9の電子部品装着位置ごとに調整される。なお、本実施形態の基板高度測定方法は、各モジュール2ごとに実行される。
The substrate height measuring method of the present embodiment is executed for each of the nine measurement areas A1 shown in FIG. The mounting position of the electronic component on the
前述したように、2枚目以降の基板9の高度を測定する場合は、前回形象S1が見つかった工程を、優先的に実行する。例えば、上記1枚目の基板9の高度測定の結果、下方探索工程で形象S1が見つかった場合は、2枚目の基板9の高度測定の際、まず下方探索工程が実行される。すなわち、k−1(kは、2〜nのいずれかの自然数)枚目の基板高度測定において形象S1が見つかった工程が、基準探索工程、上方探索工程、下方探索工程のうちどの工程であったかは、図4のRAM700cに記憶されている。この記憶データを基に、k枚目の基板高度測定を実行する。
As described above, when the altitudes of the second and
<オフセット量算出工程>
次に、本実施形態の基板高度測定方法のオフセット量算出工程について説明する。オフセット量算出工程は、照射装置502の再取付時にのみ実行される。オフセット量算出工程においては、予め高度の実測値が入力されている基準ブロックの高度を、本実施形態の基板高度測定方法を用いて測定し、実測値と測定値とのオフセット量を設定する。
<Offset amount calculation process>
Next, the offset amount calculating step of the substrate height measuring method of the present embodiment will be described. The offset amount calculation step is executed only when the
図12(a)に、本実施形態の基板高度測定方法のオフセット量算出工程に用いられる基準ブロックの上面図を示す。図12(b)に、同基準ブロックの前面図を示す。図2にハッチングで示すように、基準ブロック8は、ガイドレール400前面の上縁付近に配置されている。
FIG. 12A shows a top view of a reference block used in the offset amount calculating step of the substrate height measuring method of the present embodiment. FIG. 12B shows a front view of the reference block. As indicated by hatching in FIG. 2, the
基準ブロック8は、三段の階段状を呈している。基準ブロック8は、基準段80と、上段81と、下段82と、を備えている。基準段80上面、上段81上面、下段82上面の高度は、予め実測されている、実測値は、基準ブロック8の表面に、2Dコードとして印字されている。当該2Dコードを撮像装置503で読み取ることにより、基準段80上面、上段81上面、下段82上面の高度が、画像処理装置71に入力される。ここでは、説明の便宜上、基準段80上面の高度の実測値を0mm、上段81上面の高度の実測値を2mm、下段82上面の高度の実測値を−2mmとする。
The
基準段80の上面には測定エリアA80が、上段81の上面には測定エリアA81が、下段82の上面には測定エリアA82が、それぞれ設定されている。測定エリアA80〜A82は、各々数ミリ角の正方形状を呈している。照射装置502は、基準ブロック8の前方に配置されている。同じ位置から光を照射する場合、面の高度が高いほど、より前方に形象が形成されることになる。このため、基準段80上面の測定エリアA80の中心P80付近に形象S80を形成する場合と同じY方向位置から光を照射すると、上段81上面においては測定エリアA81前方に、下段82上面においては測定エリアA82後方に、それぞれ形象S81、S82(つまり測定エリアA80の中心P80)が形成されることになる。
A measurement area A80 is set on the upper surface of the
そこで、上段81上面に形象S81を形成する場合は、照射装置502を後方に2mm(つまり基準段80上面に対する上段81上面の上昇分)だけ移動させている。そして、形象S81を測定エリアA81の中心付近に形成させている。
Therefore, when the figure S81 is formed on the upper surface of the
これに対して、下段82上面に形象S82を形成する場合は、照射装置502を前方に2mm(つまり基準段80上面に対する下段82上面の下降分)だけ移動させている。そして、形象S82を測定エリアA82の中心付近に形成させている。
On the other hand, when forming the figure S82 on the upper surface of the
前述したように、各モジュール2においては、基板搬送装置4の基板高さ基準の固有値Z0が予め設定されている。当該高度Z0を基準に、形象S80〜S82の高度を、各々測定する。ここでは、説明の便宜上、形象S80の高度の測定値を−0.2mm、形象S81の高度の測定値を1.9mm、形象S82の高度の測定値を−2.1mmとする。
As described above, in each
図13に、測定値と実測値との関係をグラフで示す。図13に示すように、測定値と実測値との関係を最小二乗法で近似することにより、前記関係を示す補正直線の傾きが算出され、前記Z0を通過する補正直線が得られる。画像処理装置71は、当該補正直線により、上記基準探索工程、上方探索工程、下方探索工程で取得される形象S1の高度の測定値を補正する。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between measured values and measured values. As shown in FIG. 13, by approximating the relationship between the measured value and the actually measured value by the least square method, the slope of the correction line indicating the relationship is calculated, and a correction line passing through Z0 is obtained. The
<作用効果>
本実施形態の電子部品実装機1および基板高度測定方法は、形象S1が測定エリアA1内に形成されていない場合に、つまり形象S1の高度が測定可能範囲(基準高度範囲C1)を超えている場合に、測定エリアA1に対して相対的に形象S1および撮像エリアB1を所定量ΔYR、ΔYFだけ移動させ、測定エリアA1内に形象S1を入れるものである。そして、画像から形象S1の高度を測定するものである。
<Effect>
In the electronic
測定エリアA1に対して形象S1および撮像エリアB1を相対的に移動させると、測定可能範囲を、高さ方向に移動させることができる。このため、前出図6に示すように測定エリアA1として設定可能な部位が限られており、また測定エリアA1が狭小な場合であっても、基板9の高度を広範囲で測定することができる。
When the figure S1 and the imaging area B1 are moved relative to the measurement area A1, the measurable range can be moved in the height direction. For this reason, as shown in FIG. 6, the parts that can be set as the measurement area A1 are limited, and even when the measurement area A1 is narrow, the altitude of the
また、本実施形態の電子部品実装機1は、基準探索モードと、上方探索モードと、下方探索モードと、に切り替え可能である。並びに、本実施形態の基板高度測定方法は、基準探索工程と、上方探索工程と、下方探索工程と、を有している。このため、基準高度範囲C1内で形象S1が見つからない場合は、上方高度範囲C2内あるいは下方高度範囲C3内で形象S1を探すことができる。すなわち、基準高度範囲C1を中心とする比較的広い高度範囲に亘って、形象S1の高度を測定することができる。
Moreover, the electronic
また、基板9は、高度測定の際、図1に示すように、前後方向から一対のガイドレール400、401により挟持されている。並びに、下方からバックアップピンにより支持されている。このため、基板9は、上方に反っている場合が多い。したがって、形象S1が基準高度範囲C1内で見つからない場合は、まず上方高度範囲C2内を探す方が、形象S1が見つかりやすい。
Further, the
この点、本実施形態の電子部品実装機1および基板高度測定方法は、基準高度範囲C1内で形象S1を探した後、上方高度範囲C2内→下方高度範囲C3内の順番で形象S1を探している。このため、本実施形態の電子部品実装機1および基板高度測定方法によると、より短時間で形象S1を見つけることができる。延いては、基板9の高度の測定に費やす時間を、短縮化することができる。
In this regard, the electronic
また、本実施形態の電子部品実装機1および基板高度測定方法は、基準探索工程、上方探索工程、下方探索工程に先立って、オフセット量算出工程を実行している。すなわち、基準ブロック8を用いて、実測値に対する測定値のオフセット量を算出している。そして、オフセット量を用いて、基板9の上面に形成される形象S1の高度の測定値を、補正している。このため、基板9の高度を、広範囲で、かつ高精度に測定することができる。
Moreover, the electronic
また、本実施形態の電子部品実装機1によると、基板9の変形が大きい場合であっても、当該変形箇所の高度を測定することができる。したがって、不良品の判別が容易になる。
Moreover, according to the electronic
また、本実施形態の電子部品実装機1によると、基板9の変形データに応じて、基板9各所に電子部品を装着する際のストローク量を調整することができる。例えば、吸着ノズル501aから基板9までの距離が短い場合は、ストローク量を短くすることができる。また、吸着ノズル501aから基板9までの距離が長い場合は、ストローク量を長くすることができる。このため、基板9に対する電子部品の押し込み力がばらつくのを、抑制することができる。
Further, according to the electronic
また、本実施形態の電子部品実装機1によると、多数のモジュール2が個別に基板9の変形データを算出している。このため、上流側から下流側に搬送される間に、基板9が変形する場合であっても、当該変形に追随して、各モジュール2ごとに、電子部品を装着する際のストローク量を調整することができる。
Further, according to the electronic
また、上流側から下流側に搬送される間に基板9が変形し、不良品に該当するようになった場合であっても、下流側のモジュール2において、当該基板9を不良品として判別することができる。
Further, even when the
また、照射装置502から照射される光の輝度、すなわち形象S1の輝度は、適宜調整することができる。このため、測定エリアA1の色などの影響をあまり受けずに、形象S1を探すことができる。
Moreover, the brightness | luminance of the light irradiated from the
<その他>
以上、本発明の基板高度測定システムおよび電子部品実装機1および基板高度測定方法の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
<Others>
The embodiment of the board height measuring system, the electronic
例えば、上記実施形態においては、多数のモジュール2に個別に基板9の変形データを算出させたが、任意の単一のモジュール2(例えば先頭のモジュール2)にだけ基板9の変形データを算出させ、当該変形データを全モジュール2に共用化してもよい。こうすると、電子部品実装機1が基板9の高度の測定に費やす時間を、短縮化することができる。
For example, in the above-described embodiment, the deformation data of the
また、上記実施形態においては、測定エリアA1を固定し、撮像エリアA2および形象S1を移動させたが、撮像エリアA2および形象S1を固定し、測定エリアA1を移動させてもよい。また、測定エリアA1、撮像エリアA2、形象S1の全てを移動させてもよい。 In the above embodiment, the measurement area A1 is fixed and the imaging area A2 and the figure S1 are moved. However, the imaging area A2 and the figure S1 may be fixed and the measurement area A1 may be moved. Further, all of the measurement area A1, the imaging area A2, and the figure S1 may be moved.
また、上記実施形態においては、基準高度範囲C1と、上方高度範囲C2と、下方高度範囲C3と、を重複しないように設定したが、これらの高度範囲は重複してもよい。例えば、基準高度範囲C1の上限値よりも、上方高度範囲C2の下限値の方が低くてもよい。また、基準高度範囲C1の下限値よりも、下方高度範囲C3の上限値の方が高くてもよい。 In the above embodiment, the reference altitude range C1, the upper altitude range C2, and the lower altitude range C3 are set so as not to overlap. However, these altitude ranges may overlap. For example, the lower limit value of the upper altitude range C2 may be lower than the upper limit value of the reference altitude range C1. Further, the upper limit value of the lower altitude range C3 may be higher than the lower limit value of the reference altitude range C1.
また、上記実施形態においては、照射装置502をY方向に移動させたが、Z方向に移動させてもよい。すなわち、基板9上において形象S1が動けばよい。また、上記実施形態においては、形象S1の形状を円形(楕円形)としたが、三角形、四角形などの多角形状、直線状、十字状としてもよい。また、上記実施形態においては、下方探索工程後に形象S1の探索を打ち切ったが、形象S1が見つかるまで探索を続けてもよい。また、上記実施形態においては、基板9における測定エリアA1の配置数を九箇所としたが、測定エリアA1の配置数は特に限定しない。例えば三箇所、四箇所などでもよい。すなわち、基板9における電子部品の装着位置の高度を、線形補間により演算可能な配置数であればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、上記実施形態においては、照射装置502と撮像装置503とを同一のXY駆動機構により動かしたが、照射装置502と撮像装置503とを別々に動かしてもよい。また、照射装置502から照射される光の基板9に対する照射角度、基板9に対する撮像装置503の受光角度も特に限定しない。また、上記実施形態においては、本発明の基板高度測定システムを、電子部品実装機1に組み込んだが、例えばスクリーン印刷機など、基板を扱う他の機器に組み込んでもよい。
In the above embodiment, the
1:電子部品実装機、2:モジュール、3:部品供給装置、4:基板搬送装置、5:部品装着装置、6:フレーム、8:基準ブロック、9:基板、9D:基板、9U:基板。
30:カセット式フィーダ、40:フロントコンベア、41:リアコンベア、50:X方向移動部、51:Y方向移動部、52:Y方向ガイドレール、53:Y方向ガイドレール、70:制御部、71:画像処理装置、72:部品装着ヘッド移動用モータ、80:基準段、81:上段、82:下段、90:レジスト層、91:ガラスエポキシ層、92:パターン、93:ランド、94:シルク印刷部。
300:供給リール、301:部品取出部、400:ガイドレール、401:ガイドレール、500:X方向スライダ、501:部品装着ヘッド、501a:吸着ノズル、502:照射装置、503:撮像装置、503a:導光筒、503b:マークカメラ、503c:ミラー、700:コンピュータ、700a:CPU、700b:ROM、700c:RAM、701:入出力ポート、702:駆動回路。
A1:測定エリア、A2:撮像エリア、A80〜A82:測定エリア、B1:撮像エリア、C1:基準高度範囲、C2:上方高度範囲、C3:下方高度範囲、S1:形象、S1D:形象、S1U:形象、S80〜S82:形象。
1: electronic component mounting machine, 2: module, 3: component supply device, 4: substrate transfer device, 5: component mounting device, 6: frame, 8: reference block, 9: substrate, 9D: substrate, 9U: substrate.
30: Cassette type feeder, 40: Front conveyor, 41: Rear conveyor, 50: X direction moving part, 51: Y direction moving part, 52: Y direction guide rail, 53: Y direction guide rail, 70: Control part, 71 : Image processing apparatus, 72: motor for moving component mounting head, 80: reference stage, 81: upper stage, 82: lower stage, 90: resist layer, 91: glass epoxy layer, 92: pattern, 93: land, 94: silk printing Department.
300: supply reel, 301: component take-out section, 400: guide rail, 401: guide rail, 500: X direction slider, 501: component mounting head, 501a: suction nozzle, 502: irradiation device, 503: imaging device, 503a: Light guide tube, 503b: mark camera, 503c: mirror, 700: computer, 700a: CPU, 700b: ROM, 700c: RAM, 701: input / output port, 702: drive circuit.
A1: measurement area, A2: imaging area, A80 to A82: measurement area, B1: imaging area, C1: reference altitude range, C2: upper altitude range, C3: lower altitude range, S1: figure, S1D: figure, S1U: Figure, S80-S82: Figure.
Claims (11)
該光の照射方向に対して交差する方向から該測定エリアを含む撮像エリアを撮像する撮像装置と、
該撮像エリアの撮像データを画像処理し、画像の該測定エリアにおける該形象の位置に基づいて、該形象の高度を測定する画像処理装置と、
を備えてなる基板高度測定システムであって、
前記測定エリア内に前記形象が形成されていない場合、該測定エリア内に該形象が入るように、該測定エリアに対して相対的に該形象および前記撮像エリアを所定量だけ移動させることを特徴とする基板高度測定システム。 An irradiation device for irradiating light to a measurement area set at a predetermined position on the upper surface of the substrate and forming a shape in the measurement area;
An imaging device for imaging an imaging area including the measurement area from a direction intersecting the irradiation direction of the light;
An image processing device that performs image processing on imaging data of the imaging area, and measures the height of the figure based on the position of the figure in the measurement area of the image;
A board altitude measuring system comprising:
When the figure is not formed in the measurement area, the figure and the imaging area are moved by a predetermined amount relative to the measurement area so that the figure enters the measurement area. Substrate height measurement system.
該基準探索モードに対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置をオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する上方高度範囲内において該形象を探す上方探索モードと、
該基準探索モードに対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置を該上方探索モードにおけるオフセット方向とは逆方向にオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する下方高度範囲内において該形象を探す下方探索モードと、
に切り替え可能な請求項1に記載の基板高度測定システム。 When the relative position of the measurement area in the imaging area is at a predetermined position, a reference search mode for searching for the image within a reference altitude range corresponding to the measurement area;
An upper search mode in which the relative position of the measurement area in the imaging area is offset with respect to the reference search mode, and the image is searched for in the upper altitude range corresponding to the measurement area after the offset;
Relative to the reference search mode, the relative position of the measurement area in the imaging area is offset in the direction opposite to the offset direction in the upward search mode, and within the lower altitude range corresponding to the measurement area after the offset A downward search mode for searching for the image at
The substrate height measuring system according to claim 1, which can be switched to
前記画像処理装置は、複数の該水平面の前記形象の位置から測定した高度である測定値と、複数の該水平面の実際の高度である実測値と、を比較することにより、該実測値に対する該測定値のオフセット量を算出し、該オフセット量を用いて、前記基板の上面に形成される該形象の高度の測定値を、補正する請求項1または請求項2に記載の基板高度測定システム。 In addition, a reference block having a plurality of horizontal planes having different altitudes from each other,
The image processing apparatus compares the measured value that is an altitude measured from the positions of the shapes on a plurality of the horizontal planes with an actual measured value that is an actual altitude of the plurality of horizontal planes , thereby comparing the measured values with respect to the actual measured values. 3. The substrate height measurement system according to claim 1, wherein an offset amount of the measurement value is calculated, and the measurement value of the height of the shape formed on the upper surface of the substrate is corrected using the offset amount.
複数の前記測定エリアにおいて測定された複数の前記形象の高度から算出された前記基板の変形データに応じたストローク量で、該基板の所定位置に電子部品を装着する部品装着ヘッドと、
を有するモジュールを備えてなる電子部品実装機。 A substrate height measuring system according to any one of claims 1 to 3,
A component mounting head for mounting an electronic component on a predetermined position of the substrate with a stroke amount corresponding to the deformation data of the substrate calculated from the heights of the plurality of shapes measured in the plurality of measurement areas;
An electronic component mounting machine comprising a module having
前記変形データは、複数の該モジュールの各々について個別に算出される請求項4に記載の電子部品実装機。 A plurality of the modules are arranged in series from the upstream side to the downstream side in order to mount the plurality of electronic components on the substrate in stages,
The electronic component mounting machine according to claim 4, wherein the deformation data is calculated individually for each of the plurality of modules.
前記変形データは、複数の該モジュールのうち、任意の単一のモジュールについて算出され、該変形データが全てのモジュールに共用化されている請求項4に記載の電子部品実装機。 A plurality of the modules are arranged in series from the upstream side to the downstream side in order to mount the plurality of electronic components on the substrate in stages,
The electronic component mounting machine according to claim 4, wherein the deformation data is calculated for any single module among the plurality of modules, and the deformation data is shared by all modules.
前記測定エリア内に前記形象が形成されていない場合、該測定エリア内に該形象が入るように、該測定エリアに対して相対的に該形象および前記撮像エリアを所定量だけ移動させることを特徴とする基板高度測定方法。 Irradiating light to a measurement area set at a predetermined position on the upper surface of the substrate, forming a shape on the measurement area, imaging an imaging area including the measurement area from a direction intersecting the irradiation direction of the light, A substrate height measuring method that performs image processing on imaging data of the imaging area and measures the height of the figure based on the position of the figure in the measurement area of the image,
When the figure is not formed in the measurement area, the figure and the imaging area are moved by a predetermined amount relative to the measurement area so that the figure enters the measurement area. Substrate height measurement method.
該基準探索工程で該形象が見つからない場合、該基準探索工程に対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置をオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する、上方高度範囲内および下方高度範囲内のうち一方において、該形象を探す第一高度範囲探索工程と、
該第一高度範囲探索工程で該形象が見つからない場合、該基準探索工程に対して、該撮像エリア内における該測定エリアの相対的な位置を該第一高度範囲探索工程におけるオフセット方向とは逆方向にオフセットし、オフセット後の該測定エリアに対応する、該上方高度範囲内および該下方高度範囲内のうち他方において、該形象を探す第二高度範囲探索工程と、
を有する請求項7に記載の基板高度測定方法。 When the relative position of the measurement area in the imaging area is at a predetermined position, a reference search step for searching for the figure in a reference altitude range corresponding to the measurement area;
When the shape is not found in the reference search step, the relative position of the measurement area in the imaging area is offset with respect to the reference search step, and the upper altitude range corresponding to the measurement area after the offset A first altitude range searching step for searching for the shape in one of the inner altitude range and the lower altitude range;
If the shape is not found in the first altitude range search step, the relative position of the measurement area in the imaging area is opposite to the offset direction in the first altitude range search step with respect to the reference search step. A second altitude range search step for searching for the figure in the other of the upper altitude range and the lower altitude range corresponding to the measurement area after offset,
The method for measuring a substrate height according to claim 7.
1枚目の該基板に対しては、前記基準探索工程、前記第一高度範囲探索工程、前記第二高度範囲探索工程の順に、工程を実行し、
k(kは2〜nのいずれかの自然数)枚目の該基板に対しては、該基準探索工程、該第一高度範囲探索工程、該第二高度範囲探索工程のうち、k−1枚目の該基板の高度を測定した際に前記形象が見つかった工程を、最初に実行する請求項8に記載の基板高度測定方法。 When sequentially measuring the height of n (n is a natural number) substrates,
For the first substrate, the reference search step, the first altitude range search step, the second altitude range search step in order,
For the kth (k is a natural number from 2 to n) th substrate, k−1 of the reference search step, the first altitude range search step, and the second altitude range search step The substrate height measuring method according to claim 8, wherein the step of finding the shape when the height of the substrate of the eye is measured is executed first.
前記第二高度範囲探索工程は、前記下方高度範囲内において該形象を探す下方探索工程である請求項8または請求項9に記載の基板高度測定方法。 The first altitude range search step is an upper search step for searching for the shape within the upper altitude range,
10. The substrate height measuring method according to claim 8, wherein the second altitude range searching step is a downward searching step for searching for the shape within the lower altitude range.
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