JP5323288B2 - 部品実装装置、ノズル及び部品実装位置補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、部品を保持するノズルを備え、当該ノズルに保持された部品を基板に実装する部品実装装置、ノズル及び部品実装位置補正方法に関する。

ノズルで部品を保持し、当該部品を基板に実装する部品実装装置が知られている。この部品実装装置では、部品を基板の正確な位置に実装することが重要であるが、部品を基板へ実装する際に、位置ずれが生じる場合がある。

このため、従来、部品を基板へ実装する際の位置ずれを補正することで、部品を基板の正確な位置に実装することができる部品実装装置が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１に開示されている部品実装装置においては、ノズル後方に配置されたＡ面と、ノズル先端のＢ面とを撮像する。これにより、ノズルの位置と部品の位置を認識し、部品を基板へ実装する際の位置ずれを補正することができる。

特許文献２に開示されている部品実装装置においては、ノズル先端に配置されている反射面に光を照射して反射した光を撮像するとともに、ノズルに保持されている部品にも光を照射して撮像する。これにより、ノズルの位置と部品の位置を認識し、部品を基板へ実装する際の位置ずれを補正することができる。

特許第３８４７０７０号公報 特許第４０１５４０２号公報

しかしながら、上記従来の部品実装装置においては、ノズルの位置を正確に認識することができないため、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができないという問題がある。

すなわち、上記特許文献１に開示されている部品実装装置においては、ノズル後方に配置されたＡ面を撮像することで、ノズルの位置を認識する。しかし、ノズル後方の位置では、撮像部のピントが合わず、当該Ａ面を精度良く撮像することができない。このため、ノズルの位置を正確に認識することができず、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができない。

また、上記特許文献２に開示されている部品実装装置においては、反射面に光を照射して反射した光を撮像することで、ノズルの位置を認識する。しかし、当該反射面がムラがない状態に磨かれていないと、撮像部が撮像する反射面の輪郭がぼやけて不鮮明になり、当該反射面を精度良く認識することができない。このため、ノズルの位置を正確に認識することができず、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる部品実装装置、ノズル及び部品実装位置補正方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる部品実装装置は、部品を保持するノズルを備え、前記ノズルに保持された部品を基板に実装する部品実装装置であって、前記ノズルは、前記ノズルの本体であるノズル本体部と、前記ノズル本体部の後方に配置され、前方から照射される光を反射させる反射部材とを有し、前記ノズル本体部は、前方から見た場合に、前記ノズル本体部が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を前部に有し、前記部品実装装置は、さらに、前記反射部材の前方に配置され、前記反射部材に前方から光を照射する第一照射部と、前記ノズルの前方に配置され、前記第一照射部が照射して前記反射部材で反射される光によって、前記最大周縁部を撮像する撮像部とを備える。

これによれば、部品実装装置は、ノズル本体部の前部に、前方から見た場合に、反射部材より前方のノズル本体部が有する周縁部のうち最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を有しており、ノズル本体部後方の反射部材で反射される光によって、当該最大周縁部を撮像する。つまり、ノズル本体部の前部に最大周縁部を配置することで、撮像部がピントが実質的に合った状態で最大周縁部を撮像することができ、最大周縁部を精度良く撮像することができる。また、最大周縁部に光を照射して撮像するのではなく、ノズル本体部より後方の反射部材で反射される光によって、ノズル本体部の前部に位置する当該最大周縁部を撮像するため、最大周縁部の輪郭がぼやけにくく（ぼやけを抑制して）、最大周縁部を精度良く撮像することができる。これにより、部品実装装置は、ノズルの位置を正確に認識することができ、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、好ましくは、前記ノズル本体部は、前記撮像部と対向する位置に、前記最大周縁部を周縁部とし、光の反射を抑制する非反射性の前面部を有する。

これによれば、ノズル本体部は、撮像部と対向する位置に、最大周縁部を周縁部とする非反射性の前面部を有する。これにより、部品実装装置は、反射部材で反射される光によって、最大周縁部のシルエットを撮像する透過認識を精度良く行うことができる。このため、部品実装装置は、ノズルの位置を正確に認識することができ、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、好ましくは、前記ノズル本体部は、前後方向と直交する方向において前記最大周縁部に近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備える。

これによれば、ノズル本体部は、最大周縁部に近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備える。これにより、部品実装装置は、当該エッジ部を撮像することで、最大周縁部の輪郭がぼやけにくく、最大周縁部を精度良く撮像することができる。このため、部品実装装置は、ノズルの位置を正確に認識することができ、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、好ましくは、前記エッジ部は、後方の周縁部ほど、前記ノズル本体部の軸との距離が小さくなる。

これによれば、ノズル本体部のエッジ部は、後方の周縁部ほど、ノズル本体部の軸との距離が小さくなる。これにより、ノズル本体部は、例えば、キャンドル形状のノズルによって実現することができる。

また、好ましくは、前記最大周縁部は、前記ノズル本体部の先端面からの前後方向の距離が４ｍｍ以下の位置に配置されている。

これによれば、最大周縁部は、ノズル先端面からの距離が４ｍｍ以下の位置に配置されている。つまり、最大周縁部は、撮像部の焦点深度を考慮して、ピントが実質的に合う位置に配置されている。このため、撮像部は、ピントが実質的に合った状態で最大周縁部を撮像することができ、最大周縁部を精度良く撮像することができる。これにより、部品実装装置は、ノズルの位置を正確に認識することができ、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、好ましくは、前記ノズル本体部は、前記最大周縁部を周縁部とする別体の部材を備える。

これによれば、ノズル本体部のうち、最大周縁部を周縁部とする部材は、別体で構成されている。このため、当該部材を製造し、ノズル本体部に取り付けることで、最大周縁部をノズル本体部に有するノズルを形成することができるので、ノズルを容易に製造することができ、製造コストも低減できる。

また、好ましくは、さらに、前記撮像部が撮像した前記最大周縁部の撮像結果から、前記ノズルの基準位置を取得する位置取得部と、取得された前記ノズルの基準位置を用いて、前記ノズルの位置を補正する位置補正部とを備える。

これによれば、部品実装装置は、撮像部が撮像した最大周縁部の撮像結果から、ノズルの基準位置を取得し、ノズルの位置を補正する。これにより、ノズルの基準位置を用いて、正確にノズルの位置を補正することができるので、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、好ましくは、さらに、前記ノズルに保持されている部品に光を照射する第二照射部を備え、前記撮像部は、さらに、前記第二照射部が照射した光によって前記部品を撮像し、前記位置取得部は、さらに、前記撮像部が撮像した前記部品の撮像結果から、前記部品の基準位置を取得し、前記位置補正部は、取得された前記ノズルの基準位置と前記部品の基準位置とから得られる、前記ノズルと前記部品との位置関係を用いて、前記ノズルの位置を補正することで、前記ノズルによる前記部品の実装位置を補正する。

これによれば、部品実装装置は、撮像部が撮像した部品の撮像結果から、部品の基準位置を取得し、ノズルの基準位置と部品の基準位置とから得られるノズルと部品との位置関係を用いて、ノズルの位置を補正することで、ノズルによる部品の実装位置を補正する。これにより、ノズルの基準位置と部品の基準位置とを用いて、正確にノズルの位置を補正することができるので、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明にかかるノズルは、基板に部品を実装する部品実装装置に備えられ、当該部品を保持するノズルであって、前記ノズルの本体であるノズル本体部と、前記ノズル本体部の後方に配置され、前方から照射される光を反射させる反射部材とを備え、前記ノズル本体部は、前方から見た場合に、前記ノズル本体部が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を前部に有する。

これによれば、ノズルは、ノズル本体部と、ノズル本体部の後方に反射部材とを備え、また、ノズル本体部の前部に、前方から見た場合に、ノズル本体部が有する周縁部のうち最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を備えている。これにより、部品実装装置において、ノズル本体部の前部の最大周縁部を撮像することで、ピントが実質的に合った状態で最大周縁部を撮像することができ、最大周縁部を精度良く撮像することができる。また、部品実装装置において、ノズル本体部後方の反射部材で反射される光によって最大周縁部を撮像することで、最大周縁部に直接光を照射して撮像する場合に比べて最大周縁部の輪郭がぼやけにくく（ぼやけを抑制して）、最大周縁部を精度良く撮像することができる。これにより、ノズルの位置を正確に認識することができるので、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができるノズルを実現することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明にかかる部品実装位置補正方法は、部品を保持するノズルを備え、前記ノズルに保持された部品を基板に実装する部品実装装置の実装位置を補正する部品実装位置補正方法であって、前記ノズルは、前記ノズルの本体であるノズル本体部と、前記ノズル本体部の後方に配置され、前方から照射される光を反射させる反射部材とを有し、前記ノズル本体部は、前方から見た場合に、前記ノズル本体部が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を前部に有し、前記部品実装位置補正方法は、前記反射部材に前方から光を照射する第一照射ステップと、前記第一照射ステップで照射されて前記反射部材で反射される光によって、前記最大周縁部を撮像する第一撮像ステップと、撮像された前記最大周縁部の撮像結果から、前記ノズルの基準位置を取得する第一位置取得ステップと、取得された前記ノズルの基準位置を用いて、前記ノズルの位置を補正することで、前記ノズルによる前記部品の実装位置を補正する位置補正ステップとを含む。

これによれば、部品実装位置補正方法において、反射部材に光を照射して当該反射部材で反射される光によって最大周縁部を撮像し、最大周縁部の撮像結果からノズルの基準位置を取得して、当該ノズルの基準位置を用いて、ノズルの位置を補正することで、ノズルによる部品の実装位置を補正する。これにより、ノズルの基準位置を用いて、正確にノズルの位置を補正することができるので、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、好ましくは、さらに、前記ノズルに保持されている部品に光を照射する第二照射ステップと、前記部品に照射された光によって、前記部品を撮像する第二撮像ステップと、撮像された前記部品の撮像結果から、前記部品の基準位置を取得する第二位置取得ステップとを含み、前記位置補正ステップでは、取得された前記ノズルの基準位置と前記部品の基準位置とから得られる、前記ノズルと前記部品との位置関係を用いて、前記ノズルの位置を補正することで、前記ノズルによる前記部品の実装位置を補正する。

これによれば、部品に光を照射して部品を撮像し、部品の撮像結果から部品の基準位置を取得して、ノズルの基準位置と部品の基準位置とから得られるノズルと部品との位置関係を用いて、ノズルの位置を補正することで、ノズルによる部品の実装位置を補正する。これにより、ノズルの基準位置と部品の基準位置とを用いて、正確にノズルの位置を補正することができるので、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

なお、本発明は、このような部品実装位置補正方法として実現することができるだけでなく、当該部品実装位置補正方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

本発明によれば、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる部品実装装置を提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置の構成を示す外観図である。 図２は、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置の内部の主要な構成を示す平面図である。 図３は、本発明の実施の形態にかかるヘッドと撮像装置との位置関係を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態にかかるノズル及び撮像装置の構成を示す図である。 図５Ａは、本発明の実施の形態にかかるノズルのノズル本体部の構成を示す図である。 図５Ｂは、本発明の実施の形態にかかるノズルのノズル本体部の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態にかかる制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図７は、本発明の実施の形態にかかる制御装置が部品の実装位置を補正する処理を示すフローチャートである。 図８は、本発明の実施の形態にかかる制御装置が部品の実装位置を補正する処理を説明するための図である。 図９Ａは、本実施の形態の変形例１にかかるノズルのノズル本体部が備える最大周縁部材の構成を示す図である。 図９Ｂは、本実施の形態の変形例２にかかるノズルのノズル本体部が備える最大周縁部材の構成を示す図である。 図１０Ａは、本実施の形態の変形例３にかかるノズルが備える最大周縁部材の構成を示す図である。 図１０Ｂは、本実施の形態の変形例４にかかるノズルが備える最大周縁部材の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置１０の構成を示す外観図である。

図２は、本発明の実施の形態にかかる部品実装装置１０の内部の主要な構成を示す平面図である。

図１に示すように、部品実装装置１０は、基板３０に部品を実装し、実装基板を生産する装置であり、内部に、制御装置２０（図示せず）を備えている。制御装置２０は、部品実装装置１０の動作を制御するコンピュータである。この制御装置２０の詳細な説明については、後述する。なお、制御装置２０は、部品実装装置１０の内部に備えられていなくともよく、部品実装装置１０の外部に配置されたパーソナルコンピュータなどのコンピュータであってもよい。

また、図２に示すように、部品実装装置１０は、基板３０に対して部品を実装する２つの実装ユニットを備えている。２つの実装ユニットは、お互いが協調し１枚の基板３０に対して実装作業を行う。当該実装ユニットは、ヘッド１００、撮像装置２００及び部品供給部３００を備えている。

部品供給部３００は、部品テープを収納する複数の部品カセット３１０の配列からなる。なお、部品テープとは、例えば、同一部品種の複数の部品がテープ（キャリアテープ）上に均等に並べられたものであり、リール等に巻かれた状態で供給される。また、部品テープに並べられる部品は、例えばＢＧＡやチップ部品等である。

ヘッド１００は、複数のノズルを備えており、部品カセット３１０に収容された部品テープの部品を当該ノズルで吸着して、吸着した部品を基板３０上に搬送し、基板３０に当該部品を装着する。なお、ノズルの詳細な説明については、後述する。

撮像装置２００は、ヘッド１００に吸着保持されている部品をその下方側から撮像する装置であり、当該部品を認識するために用いられる。具体的には、撮像装置２００は、ヘッド１００のノズルに吸着された部品を撮像し、その部品の吸着状態を２次元又は３次元的に検査する。なお、撮像装置２００の詳細な説明については、後述する。

図３は、本発明の実施の形態にかかるヘッド１００と撮像装置２００との位置関係を示す図である。

同図に示すように、ヘッド１００は、部品を保持する複数のノズル１１０を備えている。本実施の形態の場合、ノズル１１０は、真空吸着により部品を保持するノズルである。また、ヘッド１００は、ノズル１１０をそれぞれ独立にＺ軸方向に上下動させる機構を備えており、部品を保持して搬送し、基板３０に部品を装着する機能を備えている。

つまり、ヘッド１００は、部品供給部３００に配置されている部品をノズル１１０に吸着保持させ、ノズル１１０が撮像装置２００の上方に配置されるように、移動する。そして、撮像装置２００は、ノズル１１０及びノズル１１０が保持している部品を撮像することで、ノズル１１０及び当該部品の位置を認識する。

その後、ヘッド１００は、ノズル１１０を基板３０の実装位置に移動させ、撮像装置２００の撮像結果を用いて、ノズル１１０の位置を補正し、ノズル１１０に保持されている部品を基板３０に装着する。

次に、ノズル１１０及び撮像装置２００の詳細な構成について、説明する。

図４は、本発明の実施の形態にかかるノズル１１０及び撮像装置２００の構成を示す図である。

同図に示すように、ノズル１１０は、ノズル１１０の本体であるノズル本体部１１１と、ノズル本体部１１１の後方に配置された反射部材１１３とを備えている。そして、ノズル本体部１１１は、その前部に最大周縁部材１１２を備えている。

つまり、ノズル１１０の後部には、反射部材１１３が備えられ、ノズル１１０の前部には最大周縁部材１１２が備えられている。ここで、前方とは、同図の下方向（Ｚ軸マイナス方向）を示しており、後方とは、同図の上方向（Ｚ軸プラス方向）を示している。

反射部材１１３は、前方（Ｚ軸マイナス側）から照射される光を反射させる反射部材である。具体的には、反射部材１１３は、光を反射させるアルミニウム製の円盤形状の反射板である。なお、反射部材１１３は、光を反射させることができればよく、材質及び形状は、アルミニウム製の円盤形状に限定されない。

最大周縁部材１１２は、前方（Ｚ軸マイナス側）から見た場合に、反射部材１１３より前方のノズル本体部１１１が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を有した部材である。つまり、最大周縁部材１１２は、ノズル本体部１１１の中で最大の外径を有するドーナツ形状の例えばセラミックス製の部材である。最大周縁部の詳細な説明は、後述する。

なお、本実施の形態では、最大周縁部材１１２は、ノズル本体部１１１の他の部位とは別体で構成されているが、最大周縁部材１１２は、ノズル本体部１１１の他の部位と一体に形成されていることにしてもよい。また、最大周縁部材１１２の材質及び形状は、例えば金属製や樹脂製の円筒形状など、セラミックス製のドーナツ形状には限定されない。

また、撮像装置２００は、撮像部２１０、及び第二照射部２３０を備えている。

第一照射部２２０は、反射部材１１３の前方に配置され、反射部材１１３に前方から光を照射する発光装置である。なお、第一照射部２２０は、反射部材１１３に光を照射できればよく、自らが発光していなくともよい。

第二照射部２３０は、ノズル１１０に保持されている部品４０に光を照射する発光装置である。なお、第二照射部２３０は、部品４０に光を照射できればよく、自らが発光していなくともよい。

撮像部２１０は、ノズル１１０の前方に配置され、第一照射部２２０が照射して反射部材１１３で反射される光によって、ノズル本体部１１１の前部に位置する最大周縁部材１１２の最大周縁部を撮像するカメラである。また、撮像部２１０は、さらに、第二照射部２３０が照射した光によって部品４０を撮像する。

次に、ノズル１１０のノズル本体部１１１の詳細な構成について、説明する。

図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の実施の形態にかかるノズル１１０のノズル本体部１１１の構成を示す図である。ここで、図５Ｂは、図５Ａに示されたノズル１１０を下方から見た図である。

これらの図に示すように、ノズル本体部１１１の最大周縁部材１１２は、その前面（Ｚ軸マイナス側の面）に部材前面部１１２ａを有し、周縁部に最大周縁部１１２ｂを有している。最大周縁部材１１２は、例えば、外径２ｍｍ〜３ｍｍ、内径約１．５ｍｍ、厚み約１ｍｍのドーナツ形状の部材であるが、この形状に限定されるものではない。

最大周縁部１１２ｂは、前方（Ｚ軸マイナス側）から見た場合に、反射部材１１３より前方に位置するノズル本体部１１１が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である。つまり、最大周縁部１１２ｂは、ノズル本体部１１１が有する周縁部のうち、最大の周縁部であり、例えば、直径が２ｍｍ〜３ｍｍの円形状の部位である。

また、最大周縁部１１２ｂは、ノズル本体部１１１の先端面からの前後方向（Ｚ軸方向）の距離Ｄ１が４ｍｍ以下、例えば０．４〜４ｍｍの位置に配置されている。なお、最大周縁部１１２ｂは、好ましくは、距離Ｄ１が０．４〜３ｍｍの位置に配置されている。ここで、撮像装置２００は、部品４０の前面（Ｚ軸マイナス側の面）から後方（Ｚ軸プラス方向）に距離Ｄ２離れた位置まで、最大周縁部１１２ｂによる位置、例えば中心位置を実質的に正確に撮像できることとする。

具体的には、例えば距離Ｄ２は、撮像装置２００が撮像する部品の厚みの８〜１０倍以下、好ましくは２〜５倍程度の距離である。つまり、撮像装置２００により実質的に撮像可能な焦点深度相当の位置で、最大周縁部１１２ｂは、撮像装置２００が正確に撮像できる距離Ｄ２内に配置されているため、撮像装置２００により最大周縁部１１２ｂを実質的に正確に撮像することができる。なお、部品４０は、例えば、０４０２チップ部品や０６０３チップ部品などの厚み（Ｚ軸方向の厚み）が０．２〜０．４ｍｍ程度の部品である。

部材前面部１１２ａは、撮像部２１０と対向する位置に配置されたノズル本体部１１１の最大周縁部材１１２の前面部であり、最大周縁部１１２ｂを周縁部とし、光の反射を抑制する非反射性の前面部である。つまり、部材前面部１１２ａは、黒色や暗色などの、照射される光の色に対して補色となる色を有する非拡散性の面部である。

なお、上述の最大周縁部１１２ｂのノズル本体部１１１の先端面からの前後方向（Ｚ軸方向）の距離Ｄ１が０．４〜４ｍｍの位置に配置されているとして、下限が０ｍｍでないのは、ノズル１１０の部品４０の吸着面と部材前面部１１２ａとの間に段差部（隙間）を設けるためである。つまり、当該段差部により、部品４０の実装動作時に、隣接する実装済みの部品と部材前面部１１２ａとの干渉を防止し、部材前面部１１２ａに汚れが転写するのを抑制することができるため、ノズル本体部１１１の最大周縁部１１２ｂの撮像品質を高品質に維持することが可能である。

次に、部品実装装置１０が備える制御装置２０について、詳述する。

図６は、本発明の実施の形態にかかる制御装置２０の機能構成を示すブロック図である。

制御装置２０は、ノズル１１０に保持された部品４０を基板３０に実装する部品実装装置１０の実装位置を補正する装置である。同図に示すように、制御装置２０は、照射制御部２１、撮像制御部２２、位置取得部２３及び位置補正部２４を備えている。

照射制御部２１は、第一照射部２２０を発光させて、反射部材１１３に前方から光を照射させる。また、照射制御部２１は、第二照射部２３０を発光させて、ノズル１１０に保持されている部品４０に光を照射させる。

撮像制御部２２は、撮像部２１０に、第一照射部２２０が照射して反射部材１１３で反射される光を用いて、反射部材１１３より前方のノズル本体部１１１の前部に位置するノズル１１０に保持される部品の撮像される面より大きい最大周縁部１１２ｂを撮像させる。また、撮像制御部２２は、撮像部２１０に、部品４０に照射された光を用いて、部品４０を撮像させる。

位置取得部２３は、撮像部２１０が撮像した最大周縁部１１２ｂの撮像結果から、ノズル１１０の基準位置を取得する。また、位置取得部２３は、撮像部２１０が撮像した部品４０の撮像結果から、部品４０の基準位置を取得する。

位置補正部２４は、位置取得部２３が取得したノズル１１０の基準位置を用いて、ノズル１１０の位置を補正する。具体的には、位置補正部２４は、位置取得部２３が取得したノズル１１０の基準位置と部品４０の基準位置とから得られる、ノズル１１０と部品４０との位置関係を用いて、ノズル１１０の位置を補正することで、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する。

次に、制御装置２０が部品４０の基板３０への実装位置を補正する処理について、詳述する。

図７は、本発明の実施の形態にかかる制御装置２０が部品４０の実装位置を補正する処理を示すフローチャートである。

図８は、本発明の実施の形態にかかる制御装置２０が部品４０の実装位置を補正する処理を説明するための図である。

まず、図７に示すように、照射制御部２１は、反射部材１１３と部品４０とに光を照射させる（Ｓ１０２）。具体的には、照射制御部２１は、第一照射部２２０を発光させて、反射部材１１３に前方から光を照射させる。また、照射制御部２１は、第二照射部２３０を発光させて、ノズル１１０に保持されている部品４０に光を照射させる。

ここで、図８に示すように、反射部材１１３及び部品４０に光が照射されることで、反射部材１１３及び部品４０で光が反射される。なお、最大周縁部１１２ｂを周縁部とする最大周縁部材１１２の部材前面部１１２ａは、非反射性であるため、部材前面部１１２ａでの光の反射は抑制される。

そして、図７に戻り、撮像制御部２２は、撮像部２１０に、最大周縁部１１２ｂと部品４０とを撮像させる（Ｓ１０４）。具体的には、撮像制御部２２は、撮像部２１０に、第一照射部２２０が照射して反射部材１１３で反射される光を用いて、最大周縁部１１２ｂを撮像させる。また、撮像制御部２２は、撮像部２１０に、部品４０に照射された光を用いて、部品４０を撮像させる。

ここで、最大周縁部１１２ｂがノズル１１０に保持された部品４０の面よりも大きい場合には、最大周縁部１１２ｂと部品４０とを同時に撮像可能であり、より精度の高い位置ずれ補正動作が可能である。

ここで、図８に示すように、反射部材１１３で光が反射され、非反射性の部材前面部１１２ａでは光の反射が抑制されるので、境界である最大周縁部１１２ｂがぼやけにくく（ぼやけを抑制して）、撮像することができる。また、最大周縁部１１２ｂのノズル本体部１１１の先端面からの前後方向（Ｚ軸方向）の距離Ｄ１が変動、あるいは撮像装置２００による実質的に撮像可能な焦点深度位置より多少（距離Ｄ１、Ｄ２に対して例えば０．５〜０．８倍程度、あるいは１〜２ｍｍ程度の距離）外れる場合であっても、実質的に正確に撮像することができる。つまり、最大周縁部１１２ｂは、撮像部２１０のピントが実質的に合う距離に配置されているため、撮像部２１０によって最大周縁部１１２ｂを正確に撮像することができる。

なお、本実施の形態では、部品４０を保持しているノズル１１０の先端部も非反射性の表面を有しており、部品４０に光を照射して部品４０を光らせることで、部品４０を正確に撮像することができる。

そして、図７に戻り、位置取得部２３は、撮像部２１０が撮像した最大周縁部１１２ｂの撮像結果から、ノズル１１０の基準位置を取得する（Ｓ１０６）。例えば、位置取得部２３は、最大周縁部１１２ｂの中心位置を、ノズル１１０の基準位置として取得する。

また、位置取得部２３は、撮像部２１０が撮像した部品４０の撮像結果から、部品４０の基準位置を取得する（Ｓ１０８）。例えば、位置取得部２３は、部品４０の中心位置を、部品４０の基準位置として取得する。

そして、位置補正部２４は、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する（Ｓ１１０）。具体的には、位置補正部２４は、位置取得部２３が取得したノズル１１０の基準位置と部品４０の基準位置とから得られる、ノズル１１０と部品４０との位置関係を用いて、ノズル１１０の位置を補正することで、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する。例えば、位置補正部２４は、最大周縁部１１２ｂの中心位置と部品４０の中心位置とのずれを補正することで、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する。

以上のように、本実施の形態にかかる部品実装装置１０によれば、ノズル本体部１１１の前部に、さらにその前方から見た場合に、反射部材１１３より前方のノズル本体部１１１が有する周縁部のうち最も外側に配置される周縁部である最大周縁部１１２ｂを有しており、ノズル本体部１１１の後方の反射部材１１３で反射される光によって、当該最大周縁部１１２ｂを撮像する。つまり、ノズル本体部１１１の前部に最大周縁部１１２ｂを配置することで、撮像部２１０がピントが実質的に合った状態で最大周縁部１１２ｂを撮像することができ、最大周縁部１１２ｂを精度良く撮像することができる。また、最大周縁部１１２ｂに光を照射して撮像するのではなく、ノズル本体部１１１より後方の反射部材１１３で反射される光によって、ノズル本体部１１１の前部に位置する最大周縁部１１２ｂを撮像するため、最大周縁部１１２ｂの輪郭がぼやけにくく、最大周縁部１１２ｂを精度良く撮像することができる。これにより、部品実装装置１０は、ノズル１１０の位置を正確に認識することができ、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、ノズル本体部１１１は、撮像部２１０と対向する位置に、最大周縁部１１２ｂを周縁部とする非反射性の部材前面部１１２ａを有する。これにより、部品実装装置１０は、反射部材１１３で反射される光によって、最大周縁部１１２ｂのシルエットを撮像する透過認識を精度良く行うことができる。このため、部品実装装置１０は、ノズル１１０の位置を正確に認識することができ、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、最大周縁部１１２ｂは、ノズル１１０の先端面からの距離が例えば０．４〜４ｍｍの位置に配置されている。つまり、最大周縁部１１２ｂは、撮像部２１０の焦点深度を考慮して、ピントが実質的に合う位置に配置されている。このため、撮像部２１０は、ピントが実質的に合った状態で最大周縁部１１２ｂを撮像することができ、最大周縁部１１２ｂを精度良く撮像することができる。これにより、部品実装装置１０は、ノズル１１０の位置を正確に認識することができ、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、ノズル本体部１１１のうち、最大周縁部１１２ｂを周縁部とする最大周縁部材１１２は、別体で構成されている。このため、最大周縁部材１１２を製造し、ノズル本体部１１１に取り付けることで、最大周縁部１１２ｂをノズル本体部１１１の前部に有するノズル１１０を形成することができるので、ノズル１１０を容易に製造することができ、製造コストも低減できる。

また、部品実装装置１０は、撮像部２１０が撮像した最大周縁部１１２ｂの撮像結果から、ノズル１１０の基準位置を取得し、ノズル１１０の位置を補正する。これにより、ノズル１１０の基準位置を用いて、正確にノズル１１０の位置を補正することができるので、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、部品実装装置１０は、撮像部２１０が撮像した部品４０の撮像結果から、部品４０の基準位置を取得し、ノズル１１０の基準位置と部品４０の基準位置とから得られるノズル１１０と部品４０との位置関係を用いて、ノズル１１０の位置を補正することで、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する。これにより、ノズル１１０の基準位置と部品４０の基準位置とを用いて、正確にノズル１１０の位置を補正することができるので、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、本実施の形態にかかるノズル１１０は、ノズル本体部１１１と、ノズル本体部１１１の後方に反射部材１１３とを備え、また、ノズル本体部１１１の前部に、前方から見た場合に、ノズル本体部１１１が有する周縁部のうち最も外側に配置される周縁部である最大周縁部１１２ｂを備えている。これにより、部品実装装置１０において、ノズル本体部１１１の前部の最大周縁部１１２ｂを撮像することで、ピントが実質的に合った状態で最大周縁部１１２ｂを撮像することができ、最大周縁部１１２ｂを精度良く撮像することができる。また、部品実装装置１０において、ノズル本体部１１１後方の反射部材１１３で反射される光によって最大周縁部１１２ｂを撮像することで、最大周縁部１１２ｂに直接光を照射して撮像する場合に比べて最大周縁部１１２ｂの輪郭がぼやけにくく、最大周縁部１１２ｂを精度良く撮像することができる。これにより、ノズル１１０の位置を正確に認識することができるので、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができるノズル１１０を実現することができる。

また、本実施の形態にかかる部品実装位置補正方法によれば、反射部材１１３に光を照射して反射部材１１３で反射される光によって最大周縁部１１２ｂを撮像し、最大周縁部１１２ｂの撮像結果からノズル１１０の基準位置を取得して、ノズル１１０の基準位置を用いて、ノズル１１０の位置を補正することで、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する。これにより、ノズル１１０の基準位置を用いて、正確にノズル１１０の位置を補正することができるので、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、部品４０に光を照射して部品４０を撮像し、部品４０の撮像結果から部品４０の基準位置を取得して、ノズル１１０の基準位置と部品４０の基準位置とから得られるノズル１１０と部品４０との位置関係を用いて、ノズル１１０の位置を補正することで、ノズル１１０による部品４０の実装位置を補正する。これにより、ノズル１１０の基準位置と部品４０の基準位置とを用いて、正確にノズル１１０の位置を補正することができるので、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

また、最大周縁部１１２ｂがノズル１１０に保持された部品４０の面よりも大きい場合には、最大周縁部１１２ｂと部品４０とを同時に撮像可能であり、より精度の高い位置ずれ補正動作が可能である。

また、本発明は、このような部品実装位置補正方法として実現することができるだけでなく、当該部品実装位置補正方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムや集積回路として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

次に、本実施の形態の変形例について、説明する。上記実施の形態では、ノズル１１０は、ドーナツ形状の最大周縁部材１１２を備えていることとしたが、最大周縁部材１１２の形状は、限定されない。以下に、図９Ａ〜図１０Ｂを用いて、最大周縁部材１１２がとり得る種々の形状について、説明する。

（変形例１）
図９Ａは、本実施の形態の変形例１にかかるノズル１２０のノズル本体部１２１が備える最大周縁部材１２２の構成を示す図である。

同図に示すように、本変形例１にかかる最大周縁部材１２２は、前後方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）において、最大周縁部１２２ｂに近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備えている。つまり、当該エッジ部の先端部によって、最大周縁部１２２ｂが形成されている。

また、最大周縁部１２２ｂは、ノズル本体部１２１の先端面からの前後方向（Ｚ軸方向）の距離が距離Ｄ１の位置に配置されている。なお、部材前面部１２２ａは、最大周縁部材１２２の非反射性の前面部（Ｚ軸マイナス側の面部）である。

以上のように、本実施の形態の変形例１にかかる部品実装装置１０によれば、ノズル本体部１２１は、最大周縁部１２２ｂに近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備えている。これにより、部品実装装置１０は、当該エッジ部を撮像することで、最大周縁部１２２ｂの輪郭がぼやけにくく、最大周縁部１２２ｂを精度良く撮像することができる。このため、部品実装装置１０は、ノズル１２０の位置を正確に認識することができ、部品４０を基板３０へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる。

（変形例２）
図９Ｂは、本実施の形態の変形例２にかかるノズル１３０のノズル本体部１３１が備える最大周縁部材１３２の構成を示す図である。

同図に示すように、本変形例２にかかる最大周縁部材１３２は、前後方向（Ｚ軸方向）と直交する方向（Ｘ軸方向またはＹ軸方向）において、最大周縁部１３２ｂに近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備えており、当該エッジ部は、後方（Ｚ軸プラス方向）の周縁部ほど、ノズル本体部１３１の軸との距離が小さくなっている。

つまり、当該エッジ部の先端部によって、最大周縁部１３２ｂが形成され、ノズル本体部１３１は、キャンドル形状のノズルによって実現されている。なお、最大周縁部１３２ｂは、ノズル本体部１３１の先端面からの前後方向（Ｚ軸方向）の距離が距離Ｄ１の位置に配置されている。また、部材前面部１３２ａは、最大周縁部材１３２の非反射性の前面部（Ｚ軸マイナス側の面部）である。

（変形例３）
図１０Ａは、本実施の形態の変形例３にかかるノズル１４０が備える最大周縁部材１４２の構成を示す図である。

同図に示すように、本変形例３にかかる最大周縁部材１４２は、前方（Ｚ軸マイナス側）から見た場合に、楕円形状の部材である。つまり、最大周縁部１４２ｂは、楕円形状の部位である。なお、部材前面部１４２ａは、最大周縁部材１４２の非反射性の前面部（Ｚ軸マイナス側の面部）である。

（変形例４）
図１０Ｂは、本実施の形態の変形例４にかかるノズル１５０が備える最大周縁部材１５２の構成を示す図である。

同図に示すように、本変形例４にかかる最大周縁部材１５２は、前方（Ｚ軸マイナス側）から見た場合に、四角形状の部材である。つまり、最大周縁部１５２ｂは、四角形状の部位である。なお、部材前面部１５２ａは、最大周縁部材１５２の非反射性の前面部（Ｚ軸マイナス側の面部）である。

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る部品実装装置１０について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。

今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明は、部品を基板へ実装する際の位置ずれを精度良く補正することができる部品実装装置等に利用できる。

１０ 部品実装装置
２０ 制御装置
２１ 照射制御部
２２ 撮像制御部
２３ 位置取得部
２４ 位置補正部
３０ 基板
４０ 部品
１００ ヘッド
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０ ノズル
１１１、１２１、１３１ ノズル本体部
１１２、１２２、１３２、１４２、１５２ 最大周縁部材
１１２ａ、１２２ａ、１３２ａ、１４２ａ、１５２ａ 部材前面部
１１２ｂ、１２２ｂ、１３２ｂ、１４２ｂ、１５２ｂ 最大周縁部
１１３ 反射部材
２００ 撮像装置
２１０ 撮像部
２２０ 第一照射部
２３０ 第二照射部
３００ 部品供給部
３１０ 部品カセット

Claims (5)

1. 部品を保持するノズルを備え、前記ノズルに保持された部品を基板に実装する部品実装装置であって、
   前記ノズルは、
   前記ノズルの前方から照射される光を反射させる反射部と、
   前記ノズルの本体であり、前記反射部の前方に配置されるノズル本体部とを有し、
   前記ノズル本体部は、前方から見た場合に、前記ノズル本体部が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を前部に有し、
   前記部品実装装置は、さらに、
   前記反射部の前方に配置され、前記反射部に前方から光を照射する第一照射部と、
   前記ノズルの前方に配置され、前記第一照射部が照射して前記反射部で反射される光によって、前記最大周縁部を撮像する撮像部とを備え、
   前記ノズル本体部は、前後方向と直交する方向において前記最大周縁部に近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備える
   部品実装装置。
2. 前記エッジ部は、後方の周縁部ほど、前記ノズル本体部の軸との距離が小さくなる
   請求項１に記載の部品実装装置。
3. 前記最大周縁部は、前記ノズル本体部の先端面からの前後方向の距離が４ｍｍ以下の位置に配置されている
   請求項１または２に記載の部品実装装置。
4. 基板に部品を実装する部品実装装置に備えられ、当該部品を保持するノズルであって、
   前記ノズルの前方から照射される光を反射させる反射部と、
   前記ノズルの本体であり、前記反射部の前方に配置されるノズル本体部とを備え、
   前記ノズル本体部は、前方から見た場合に、前記ノズル本体部が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を前部に有し、
   前記ノズル本体部は、前後方向と直交する方向において前記最大周縁部に近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備える
   ノズル。
5. 部品を保持するノズルを備え、前記ノズルに保持された部品を基板に実装する部品実装装置の実装位置を補正する部品実装位置補正方法であって、
   前記ノズルは、
   前記ノズルの前方から照射される光を反射させる反射部と、
   前記ノズルの本体であり、前記反射部の前方に配置されるノズル本体部とを有し、
   前記ノズル本体部は、前方から見た場合に、前記ノズル本体部が有する周縁部のうち、最も外側に配置される周縁部である最大周縁部を前部に有し、
   前記ノズル本体部は、前後方向と直交する方向において前記最大周縁部に近づくほど前後方向の幅が小さくなるエッジ部を備え、
   前記部品実装位置補正方法は、
   前記反射部に前方から光を照射する第一照射ステップと、
   前記第一照射ステップで照射されて前記反射部で反射される光によって、前記最大周縁部を撮像する第一撮像ステップと、
   撮像された前記最大周縁部の撮像結果から、前記ノズルの基準位置を取得する第一位置取得ステップと、
   取得された前記ノズルの基準位置を用いて、前記ノズルの位置を補正することで、前記ノズルによる前記部品の実装位置を補正する位置補正ステップと
   を含む部品実装位置補正方法。

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