JP5443938B2 - 電子部品実装装置 - Google Patents
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Description
そして、電子部品Pの吸着時には、サイドビューカメラ504の撮像位置までX軸方向に沿ってヘッド502を移動させて吸着ノズル501の先端に吸着された電子部品Pを側方から撮像し、部品認識カメラ505の撮像位置までX軸方向及びY軸方向に沿ってヘッド502を移動させて吸着ノズル501の先端に吸着された電子部品Pを垂直下方から撮像している。そして、これらの撮像画像から吸着エラーや吸着ノズルに対する電子部品Pの姿勢等を判定している(例えば、特許文献1参照)。
そして、図19(A)に示すように、シャッタ607が第1のシャッタ位置にスライド駆動されてフレーム606下側のレンズ部608が開放される(上側のレンズ部609は閉塞)。そして、この開放されたレンズ部608を通じて下方側へ照明光を照射すべく、照明手段610,611が点灯される(図中の破線矢印参照)。これにより、プリント基板612上のフィデューシャルマークFが照らされ、このフィデューシャルマークFから上方に出射されて上記レンズ部608を透過した光の像がハーフミラー604に反射・屈折することにより、当該屈折方向の先に設置されたカメラ603にフィデューシャルマークFの像が導光される。
また、図19(B)に示すように、フレーム606上側のレンズ部609が撮像の対象となるいずれか一つのノズル601に吸着された上記電子部品Pの下方に配置されるようにフレーム606がX軸方向に沿って位置決めされるとともに、可動シャッタ607が第2のシャッタ位置にスライド駆動されてフレーム606の上側のレンズ部609が開放される(下側のレンズ部608は閉塞)。そして、この開放されたレンズ部609を通じて上方側へ照明光を照射すべく、上記各照明手段610、613のみが点灯される(図中の破線矢印参照)。すると、これら照明手段610,613から照射された照明光によってノズル601に吸着された電子部品Pが照らされ、この電子部品Pから下方に出射されて上記レンズ部609を透過した光の像が全反射ミラー605に到達してその場で反射・屈折することにより、当該屈折方向の先に設置されたカメラ603に上記電子部品Pの像が導光される(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、この従来技術では、ハーフミラーの特性を利用してその反射と透過を切り替えることで異なる二方向の被写体の撮像を可能とすることから、被写体からカメラまでの光経路を切り替えるシャッタと二つの被写体の明るさを切り替えるための上下それぞれの照明手段とが必須となり、その分のコスト高を招くという問題があった。また、この特許文献2の従来技術は、吸着ノズルに吸着された電子部品を側方から撮像することは困難であった。
さらに、本発明は、一つのカメラにより上下の被写体のみならず、吸着された電子部品を側方から撮像することをも可能とすることをさらなる目的とする。
請求項2記載の発明は、電子部品の実装が行われる基板を保持する基板保持部と、実装される電子部品を供給する部品供給装置と、前記電子部品を吸着する吸着ノズルを鉛直方向に沿って昇降可能に保持するヘッドと、前記ヘッドに対して前記吸着ノズルの昇降動作を行う昇降機構と、前記基板保持部と前記部品供給部との間で前記ヘッドの移送を行う移動機構と、前記ヘッドに搭載された撮像装置と、前記基板に対する電子部品の実装動作の動作制御を行う動作制御手段とを備える電子部品実装装置において、前記撮像装置は、光軸を吸着ノズルの昇降経路に交差する水平方向に向けた状態で前記ヘッドに保持されたカメラと、水平な軸により回動可能に支持されたミラーと、前記ミラーを、前記吸着ノズルの下方であって前記カメラの光軸上となる撮像位置とそこから前記水平方向に待避させた待避位置とに切り替える位置切り替え手段と、前記撮像位置において鉛直上方からの光を前記カメラに向けて反射することが可能な角度と鉛直下方からの光を前記カメラに向けて反射することが可能な角度とに前記ミラーを切り替える回動付与手段とを備え、前記位置切り替え手段は、前記ミラーを前記カメラの光軸に沿って待避位置に待避させ、前記待避位置にあるミラーにより前記カメラに向かって反射光を照射する照明手段を備えることを特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明と同様の構成を備えると共に、前記焦点調節手段は、液体レンズを用いることを特徴とする。
つまり、一枚のミラーを回動させることで上下の被写体を撮像可能とするため、従来技術のように、全反射ミラーとハーフミラーとからなる二枚のミラーを不要とし、装置の構成を簡略化することが可能である。
また、上記発明は、ミラーを吸着ノズルの下方である撮像位置から待避させることができるので、ミラーが吸着ノズルの下降を妨げることがなく、これにより吸着ノズルに吸着された電子部品を側方から撮像することも可能である。
請求項2記載の発明は、ミラーをカメラの光軸上の位置で回動させることで上方と下方とに向けることができ、これにより吸着ノズルの吸着された電子部品を下方から撮像可能とすると共にヘッド下方の被写体、例えば、基板の位置決めマークや搭載後の電子部品などを撮像可能とする。
つまり、一枚のミラーを回動させることで上下の被写体を撮像可能とするため、従来技術のように、全反射ミラーとハーフミラーとからなる二枚のミラーを不要とし、装置の構成を簡略化することが可能である。
また、上記発明は、ミラーを吸着ノズルの下方である撮像位置から待避させることができるので、ミラーが吸着ノズルの下降を妨げることがなく、これにより吸着ノズルに吸着された電子部品を側方から撮像することも可能である。
また、待避位置にあるミラーから反射光を照射する照明手段により、吸着ノズルに吸着された電子部品を撮像する際にその背後から光を照射することができ、撮像により電子部品の側方のシルエットを得ることができ、吸着状態の判定に適した画像を得ることが可能となる。
発明の実施形態について、図1乃至図17に基づいて説明する。図1は、本実施形態たる電子部品実装装置100の斜視図である。以下、図示のように、水平面において互いに直交する二方向をそれぞれX軸方向とY軸方向とし、これらに直交する鉛直方向をZ軸方向というものとする。
電子部品実装装置100は、基板Sに各種の電子部品Cの搭載を行うものであって、図1に示すように、搭載される電子部品Cを供給する複数の部品供給装置としての電子部品フィーダ108を複数(図1では一つのみ図示)並べて保持する設置部としてのフィーダバンク102からなる部品供給部と、X軸方向に基板を搬送する基板搬送手段103と、当該基板搬送手段103による基板搬送経路の途中に設けられた基板Sに対する電子部品搭載作業を行うための基板保持部としての基板クランプ機構104と、複数の吸着ノズル105を昇降可能に保持して電子部品Cの保持を行うヘッド106と、当該ヘッド106に搭載されると共に実装動作に要する検査に要する各種の撮像を行う撮像装置10と、ヘッド106を部品供給部と基板クランプ機構104とを含んだ作業エリア内の任意の位置に駆動搬送する移動機構としてのX−Yガントリ107と、上記各構成を搭載支持するベースフレーム114と、上記各構成の動作制御を行う動作制御手段としてのホストコントローラ120とを備えている。
基板搬送手段103は、図示しない搬送ベルトを備えており、その搬送ベルトにより基板をX軸方向に沿って搬送する。
また、前述したように、基板搬送手段103による基板搬送経路の途中には、電子部品Cを基板へ搭載する際の作業位置で基板Sを固定保持するための基板クランプ機構104が設けられている。かかる基板クランプ機構104が装備されており、基板搬送方向に直交する方向における両端部で基板Sをクランプするようになっている。また、基板クランプ機構104の下方には、クランプ時に基板Sの下面側に当接して電子部品搭載時に基板Sが下方に撓まぬように支承する複数の支持棒が設けられている。基板Sはこれらにより保持された状態で安定した電子部品Cの搭載作業が行われる。
X−Yガントリ107は、X軸方向にヘッド106の移動を案内するX軸ガイドレール107aと、このX軸ガイドレール107aと共にヘッド106をY軸方向に案内する二本のY軸ガイドレール107bと、X軸方向に沿ってヘッド106を移動させる駆動源であるX軸モータ109と、X軸ガイドレール107aを介してヘッド106をY軸方向に移動させる駆動源であるY軸モータ110とを備えている。そして、各モータ109、110の駆動により、ヘッド106を二本のY軸ガイドレール107bの間となる領域のほぼ全体に搬送することを可能としている。
なお、各モータ109、110は、それぞれの回転量がホストコントローラ120に認識され、所望の回転量となるように制御されることにより、ヘッド106を介して吸着ノズル105の位置決めを行っている。
また、電子部品実装作業の必要上、前記した二つのフィーダバンク102,基板クランプ機構104とはいずれもX−Yガントリ107によるヘッド106の搬送可能領域内に配置されている。
ヘッド106は、その先端部で空気吸引により電子部品Cを保持する吸着ノズル105(図1参照)と、吸着ノズル105をZ軸方向に沿って昇降させる昇降機構としてのZ軸モータ111と、吸着ノズル105を回転させて保持された電子部品CをZ軸方向回りに角度調節するためのθ軸モータ112とが設けられている。
また、上記吸着ノズル105は、Z軸方向に沿った状態で昇降可能且つ回転可能にヘッド106に支持されており、昇降による電子部品Cの受け取り又は実装及び回転による電子部品Cの角度調節が可能となっている。
さらに、吸着ノズル105はX軸方向に沿って均一ピッチで複数(この例では6本)並んで保持されており(図6参照)、電子部品Cの実装の順番や吸着対象となる電子部品フィーダの配置が互いに近接している場合に、同時吸着を行うことを可能としている。
また、Z軸モータ111、θ軸モータ112及び撮像装置10は、各吸着ノズル105ごとに個別に設けられている。
フィーダバンク102は、ベースフレーム114のY軸方向一端部(図1手前側)にX軸方向に沿った状態で設けられている。フィーダバンク102は、X−Y平面に沿った長尺の平坦部を備え、当該平坦部の上面に複数の電子部品フィーダ108等がX軸方向に沿って羅列して載置装備される(図1では電子部品フィーダ108を一つのみ図示しているが実際には複数の電子部品フィーダ108等が並んで装備される)。
また、フィーダバンク102は、各電子部品フィーダ108等を保持するための図示しないラッチ機構を備えており、必要に応じて、各電子部品フィーダ108等をフィーダバンク102に対して装着又は分離することを可能としている。
図2はX軸方向から見た撮像装置10の概略側面図、図3は上方から見た概略平面図である。
複数ある吸着ノズル105に対応して同じ数の撮像装置10がヘッド106に搭載されており、各吸着ノズル105の並び配置に対応してノズルと同じ間隔で同じ方向(X軸方向)に沿って各撮像装置10は配置されている。
各撮像装置10は、後述する各種の被写体を撮像するカメラ20と、反射によりカメラ20が撮像を行う方向を可変とするミラー30と、ミラー30を所定の二位置に切り替える位置切り替え手段としてのエアシリンダ40と、ミラー30を所定の二方向に切り替える回動付与手段50と、カメラ20側への照射を行う際の光源となる第一の照明手段70と、被写体側を照射する際の光源となる第二の照明手段75と、これらの構成を内部に格納保持する箱状のフレーム11とを備えている。
前述したように、複数ある吸着ノズル105に対応して同じ数だけ撮像装置10がヘッド106に設けられているが、フレーム11については各撮像装置10で一つのフレーム11を共用している。
上記フレーム11は、箱状の筐体であり、各吸着ノズル105の真下となる位置でヘッド106に固定支持されている。また、吸着ノズル105を上方待避位置まで上昇させた状態でその下端部よりもフレーム11の上面が下方となるように配置されている。
また、フレーム11の上面及び下面には、各吸着ノズル105の通過線上に沿って貫通する開口部11a,11bが設けられており、これら上面及び下面の開口部11a,11bを通って吸着ノズル105の先端部(下端部)がフレーム11より下方まで下降することを可能としている。
カメラ20は、被写体画像を撮像するCCD撮像素子21と、CCD撮像素子21の眼前に配置された固定焦点レンズ22と、カメラの焦点位置を調節する可変焦点レンズ23と、鏡胴24とを備えている。
鏡胴24はその中心線がY軸方向を向いてフレーム11に固定装備されており、一端部が開口し、他端部が閉塞している。そして、CCD撮像素子21は、鏡胴24の閉塞端部の内側においてその受光面がX−Z平面に平行となる向きで固定されている。
固定焦点レンズ22と可変焦点レンズ23とは、いずれも鏡胴24の開口端部側に配置され、それぞれの光軸が鏡胴24の中心線と同一線上となり、Y軸方向に向けられている。
また、固定焦点レンズ22は可変焦点レンズ23よりもCCD撮像素子21側寄りに配置されている。
かかる「液体レンズ」は印加する電圧を可変とすることで焦点を可変でき一般のズームレンズに必要なアクチュエータが不要であることから低コストであると共に、焦点の可変調節の動作速度も速い。
また、一般に可変焦点レンズ23(液体レンズ)は画像の歪が固定焦点レンズに比較して大きいという問題があるが、各焦点において周知の歪補正技術を用いて補正を実施することで解決可能である。
ミラー30は、平滑な反射面を備えた反射板31と、反射板31と同一サイズの平板状であって反射板31の背面側に貼着されたミラー保持用部部材32とからなり、当該ミラー保持部材32の背面側で前述のエアシリンダ40のプランジャ41の先端部においてX軸方向に沿った支軸42により回動可能に支持されている。ミラー30はその反射面がカメラ20側を向いた状態で常にX軸方向に平行な状態を維持して回動可能となっている。
そして、ミラー30は、回動付与手段50により、その反射面が、鉛直下方に進行する光をカメラ20側に向かってその光軸と平行な方向となるように反射させる角度と、鉛直上方に進行する光をカメラ20側に向かってその光軸と平行な方向となるように反射させる角度とに切り替えが行われるようになっている。換言すると、ミラー30は、回動付与手段50により、反射面がX−Z平面に沿った状態よりもX軸回りに上向きに45°傾斜させた角度(図6(A)参照、以下、この向きを単に「上向き」という)と、反射面がX−Z平面に沿った状態よりもX軸回りに下向きに45°傾斜させた角度(図6(B)参照、以下、この向きを単に「下向き」という)とに切り替え可能となっている。
図5は図2の状態からミラー30の位置切り替えを行った状態を示す概略側面図である。
位置切り替え手段としてのエアシリンダ40は、フレーム11に固定された本体部43に対してそのプランジャ41がY軸方向に沿って進退動作を行うことが可能となっており、前述したようにプランジャ41の先端部でミラー30を支軸42回りに回動可能に支持している。これによりミラー30をカメラ20に近接する撮像位置(図5のミラー位置)と離間する待避位置(図3のミラー位置)とに切り替えることが可能となっている。
また、撮像位置にある時には、ミラー30は、その反射面の中心がカメラ20の光軸と吸着ノズル105の中心線との交点とほぼ同位置に位置する状態にある。そして、ミラー30が撮像位置にある状態において、向きが上向きである場合にはフレーム11の開口部11aを介して上方の被写体をカメラ20にて撮像可能となり、向きが下向きである場合にはフレーム11の開口部11bを介して下方の被写体をカメラ20にて撮像可能となっている。
図6は回動付与手段50とエアシリンダ40とミラー30とを抽出した要部側面図であり、図6(A)はミラー30が上向きにされている状態を示し、図6(B)はミラー30が下向きにされている状態を示す。
回動付与手段50は、ミラー保持部材32の背面側において支軸42を挟んで上側の端部と下側の端部それぞれ設けられたマグネット51,52と、エアシリンダ40のプランジャ41に固定支持されたミラー保持部材32の固定部材53,54と、エアシリンダ40の本体部43に固定されたブラケット57,57に支持されたコイル55,56とを備えている。
また、エアシリンダ40のプランジャ41が後退位置にある時に、上側のコイル55は上側の固定部材53に当接し、下側のコイル56は下側の固定部材54に当接するようにブラケット57,57に支持されている。
そして、ミラー30を上向きから下向きに切り替える場合には、コイル55にマグネット51(N極とする)と同極性であるN極となるように通電を行う。これにより、コイル55に対して固定部材53及びマグネット51は反発力を生じ、ミラー30に支軸42を中心とする回動動作が付与されてミラー30が下向きに切り替えられることとなる。このとき、同時に下側のマグネット52(N極とする)と逆極性のS極となるように下側のコイル56に通電を行うことにより、固定部材54を介してマグネット52が吸引されて、ミラー30の下向きへの切り替えをより確実なものとしても良い。この切り替え動作の後は、マグネット52が固定部材54に密着状態を維持するので、各コイル55,56への通電は継続する必要はない。これにより電力消費を低減し、コイル55,56による発熱も低減することができる。
また、ミラー30が下向きの状態から上向きに切り替える場合には、上述と逆の動作が行われる。即ち、下側のコイル56を下側のマグネット52と同極性となるように通電することでミラー30を上向きに回動させることができる。この場合も、上側のコイル55を上側のマグネット51と逆極性となるように通電して切り替え動作をより確実なものとしても良い。
第一の照明手段70は、下方に向けて光照射を行うように平面状に並んで配置された複数の発光素子71と、各発光素子71の下側に設けられた拡散板72とから構成されており、複数の点光源からの照射光が拡散板72により均一化されるようになっている。
この第一の照明手段70は、フレーム11の上面であって、待避位置にあるミラー30の鉛直上方に設置されており、フレーム11の上面に設けられた開口部11cを介して上向きのミラー30に照射を行い、その照射光がカメラ20側に反射されるようになっている。これにより、図2に示すように電子部品Cを吸着した吸着ノズル105の下端部が光軸高さの近傍まで下降した状態でその背後から反射光の照射を行うことができ、吸着ノズル105及び電子部品Cのシルエット画像を撮像することが可能となっている。
第二の照明手段75は、カメラ20の上下に設置され、当該カメラ20の前方に向かって光照射を行う二つの発光素子から構成されている。
かかる第二の照明手段75は、ミラー30が撮像位置に前進して上向き又は下向きに向けられた状態において、フレーム11の上方又は下方に位置する被写体の撮像を行う際に、当該被写体を照射するためのものであり、ミラー30の反射を利用するので、1セットで上方にも下方にも照射することが可能であり、部品点数低減によるコスト低減を図ることが可能となっている。
なお、上記効果を享受することはできないが、第二の照明手段75に替えて、フレーム11の各開口部11a,11bに各被写体を直接照射する照明手段を設けても良い。
図7は電子部品実装装置100の制御系を示すブロック図である。図示のように、X−Yガントリ107のX軸モータ109、Y軸モータ110、ヘッド106において吸着ノズル105の昇降を行うZ軸モータ111、吸着ノズル105の回転を行うθ軸モータ112は、それぞれの駆動回路109a,110a,111a,112aを介してホストコントローラ120に接続されている。
また、撮像装置10のカメラ20のCCD撮像素子21は画像取り込み回路21aから画像処理回路21bを介してホストコントローラ120に接続され、カメラ20の可変焦点レンズ23は焦点コントロール回路23cを介してホストコントローラ120に接続されている。
さらに、第一及び第二の照明手段70,75は、照明コントロール回路70aを介してホストコントローラ120に接続されている。
また、エアシリンダ40はエアーコントロール回路40aを介してホストコントローラ120に接続され、各コイル55,56はコイル電流コントロール回路55aを介してホストコントローラ120に接続されている。
なお、各コイル55,56について前述したように互いに逆極性となるように通電させてミラー30の向きを切り替える場合には、各コイル55,56を互いに逆巻きで直列に接続し一つのコイル電流コントロール回路55aにより同時通電するようにしても良い。
なお、前述したように、電子部品実装装置100は、吸着ノズル105と同じ個体数で撮像装置10,Z軸モータ111,θ軸モータ112を備えているが、図7に示すブロックでは一つのみを図示し、それ以外の図示は省略している。
以下、図8のフローチャートによりホストコントローラ120が行う電子部品実装動作の制御について説明する。
かかる初期位置とする制御の詳細を図9のフローチャートに示す。まず、エアシリンダ40により、ミラー30を待避位置に移動し(ステップS21)、ミラー30が上向きとなるように各コイル55,56への通電が行われる(ステップS22)。これにより、フレーム11に対する吸着ノズル105の通過が可能となる。
そして、Z軸モータ111の駆動により吸着ノズル105を下降させ(ステップS3)、対象となる電子部品フィーダ108から電子部品の吸着を行う(ステップS4)。そして、吸着された電子部品がカメラ20の光軸高さとなるまで吸着ノズル105を上昇させて(ステップS5)、吸着ノズル105における吸着状態を撮像する(ステップS6)。
撮像装置10の第一の照明装置70を点灯し、ミラー30の反射により電子部品を吸着した吸着ノズル105の下端部を背後から照射する(ステップS23)。これと同時に、可変焦点レンズ23の焦点を吸着ノズルの通過線上までの距離に合わせるよう制御する(ステップS24:図2の状態)。
そして、吸着ノズル105の下端部がフレーム11内部にある状態で撮像し(ステップS25)、その撮像画像に対して所定の画像処理を施す(ステップS26)。
図11は撮像画像例であり、図11(A)は正常な吸着状態を示し、図11(B)はチップ立ちを生じた状態を示し、図11(C)は吸着ミスを生じた状態を示している。
ホストコントローラ120は、撮像画像が図11(A)〜(C)のいずれに該当するが判定し(ステップS27)、正常に吸着が行われると判定した場合には撮像処理を終了する。また、チップ立ちや吸着ミスに該当すると判定した場合にはエラー報知を行い(ステップS28)、撮像処理を終了する。なお、撮像後は、吸着ノズル105の下端部がフレーム11の上面より上の位置となるまで上方に待避させる。
電子部品姿勢撮像制御を図12のフローチャートにより詳細に説明する。
まず、エアシリンダ40によりミラー30を撮像位置まで前進移動する(ステップS31)。このとき、ミラー30は既に上向きに回動されているので、各コイル55,56への通電は行われない。そして、撮像装置10の第二の照明装置75を点灯し、ミラー30の反射により上方への光照射を行う(ステップS32:図5の状態)。これと同時に、カメラ20からミラー30を経由して吸着ノズル105の下端部までの光路長に応じて可変焦点レンズ23の焦点を合わせるよう制御する(ステップS33)。
次に、吸着ノズル105に吸着された電子部品Cを下方から撮像すると共にその撮像画像に画像処理が施される(ステップS34)。図13はかかる電子部品姿勢撮像制御における撮像画像の例である。このような撮像画像に画像処理を施すことで電子部品Cの吸着ノズル105回りの角度ズレ量を検出し、吸着ノズル105に対する位置ズレ量も検出する。
また、ヘッド106が電子部品の実装位置近くに到達すると、基板Sに対して電子部品の位置決めを行うための基板マークの撮像を実行する。
基板マーク撮像制御を図14のフローチャートにより詳細に説明する。
まず、エアシリンダ40によりミラー30を待避位置まで後退移動する(ステップS41)。そして、各コイルへの55,56への通電により、ミラー30を下向きに回動させる(ステップS42)。そして、エアシリンダ40によりミラー30を再び撮像位置に戻し(ステップS43)、撮像装置10の第二の照明装置75を点灯し、ミラー30の反射により下方への光照射を行う(ステップS44:図15参照)。これと同時に、カメラ20からミラー30を経由して基板Sの上面までの光路長に応じて可変焦点レンズ23の焦点を合わせるよう制御する(ステップS45)。
次に、基板Sの上面を上方から撮像すると共に(ステップS46)、その撮像画像に画像処理が施される(ステップS47)。基板Sの撮像画像に画像処理を施すことで撮像範囲内の基板の位置決めマークの位置を求め、吸着ノズル105と基板Sとの相対的な位置関係を認識する。
そして、エアシリンダ40によりミラー30を待避位置まで後退移動し(ステップS41)、基板マーク撮像制御を終了する。
実装後状態撮像制御を図16のフローチャートにより詳細に説明する。
まず、エアシリンダ40によりミラー30を撮像位置まで前進移動する(ステップS51)。既に、ミラー30は下を向いているので、各コイルへの55,56によるミラー30の回動動作が行われない。
そして、撮像装置10の第二の照明装置75を点灯し(ステップS52:図15参照)、ミラー30の反射により下方への光照射を行う。これと同時に、カメラ20からミラー30を経由して基板Sの電子部品までの光路長に応じて可変焦点レンズ23の焦点を合わせるよう制御する(ステップS53)。
次に、実装後の電子部品を上方から撮像すると共に(ステップS54)、その撮像画像に画像処理が施される(ステップS55)。
ホストコントローラ120は、撮像画像が図17(A)〜(C)のいずれに該当するが判定し(ステップS56)、正常に実装が行われたと判定した場合には撮像処理を終了する。また、位置ズレや実装ミスに該当すると判定した場合にはエラー報知を行い(ステップS57)、撮像処理を終了する。またこれにより、電子部品実装動作が終了となる。
なお、ホストコントローラ120は、ステップS12の吸着ノズル105の下降動作の開始からステップS15の実装後状態撮像制御の完了まで、ヘッド106は移動しないように定位置を維持するように、X及びY軸モータ109,110の制御が行われる。
上記電子部品実装装置100では、ミラー30をカメラ20の光軸上の位置で回動させることで上方と下方とに向けることができ、これにより、吸着ノズル105に吸着された電子部品Cを下方から撮像したり、基板の位置決めマークを上方から撮像したり、実装後の電子部品を上方から撮像したり、基板上の位置決めマークを撮像したりと、各種の被写体の撮像を行うことを可能としている。
さらに、撮像装置10は、一枚のミラー30を回動させることで上下の被写体を撮像可能とするため、従来技術のように、全反射ミラーとハーフミラーとからなる二枚のミラーを不要とし、装置の構成を簡略化することが可能である。
また、撮像装置10は、ミラー30を吸着ノズル105の下方である撮像位置から待避させることができるので、ミラー30が吸着ノズル105の下降を妨げることがなく、これにより吸着ノズル105に吸着された電子部品Cを側方から撮像することも可能である。
また、電子部品の実装動作において、基板の実装位置に電子部品を搭載するためにする吸着ノズル105の下降動作降から搭載後検査制御の撮像完了までの間、ヘッド106を定位置に保持するので、実装動作と撮像との間でヘッド移動を行う場合に比べてヘッド移動による誤差の影響を受けず、電子部品の実装位置の適否の判断をより正確に行うことが可能となる。また、実装タクトに関しても有利である。
なお、上記電子部品実装装置100では、各吸着ノズル105ごとに個別に撮像装置10を搭載する構成を例示したが、これに限らず。例えば、撮像装置10の撮像可能エリアを広角レンズ等を用いて拡大し、これにより一つの撮像装置10で複数の吸着ノズル105に関する撮像を可能とし、吸着ノズル105よりも撮像装置10の搭載台数を低減することも可能である。
20 カメラ
23 可変焦点レンズ(液体レンズ、焦点調節手段)
30 ミラー
40 エアシリンダ(位置切り替え手段)
50 回動付与手段
51,52 マグネット(永久磁石)
53,54 固定部材(磁性体)
55,56 コイル
70 第一の照明手段
75 第二の照明手段
100 電子部品実装装置
102 フィーダバンク(設置部)
104 基板クランプ機構(基板保持部)
105 吸着ノズル
106 ヘッド
107 X−Yガントリ(移動機構)
108 電子部品フィーダ(部品供給装置)
111 Z軸モータ(昇降機構)
120 ホストコントローラ(動作制御手段)
C 電子部品
S 基板
Claims (6)
- 電子部品の実装が行われる基板を保持する基板保持部と、
実装される電子部品を供給する部品供給装置と、
前記電子部品を吸着する吸着ノズルを鉛直方向に沿って昇降可能に保持するヘッドと、
前記ヘッドに対して前記吸着ノズルの昇降動作を行う昇降機構と、
前記基板保持部と前記部品供給部との間で前記ヘッドの移送を行う移動機構と、
前記ヘッドに搭載された撮像装置と、
前記基板に対する電子部品の実装動作の動作制御を行う動作制御手段とを備える電子部品実装装置において、
前記撮像装置は、
光軸を吸着ノズルの昇降経路に交差する水平方向に向けた状態で前記ヘッドに保持されたカメラと、
水平な軸により回動可能に支持されたミラーと、
前記ミラーを、前記カメラを保持するフレームに対して、前記吸着ノズルの下方であって前記カメラの光軸上となる撮像位置とそこから前記水平方向に待避させた待避位置とに切り替える位置切り替え手段と、
前記撮像位置において鉛直上方からの光を前記カメラに向けて反射することが可能な角度と鉛直下方からの光を前記カメラに向けて反射することが可能な角度とに前記ミラーを切り替える回動付与手段とを備えることを特徴とする電子部品実装装置。 - 電子部品の実装が行われる基板を保持する基板保持部と、
実装される電子部品を供給する部品供給装置と、
前記電子部品を吸着する吸着ノズルを鉛直方向に沿って昇降可能に保持するヘッドと、
前記ヘッドに対して前記吸着ノズルの昇降動作を行う昇降機構と、
前記基板保持部と前記部品供給部との間で前記ヘッドの移送を行う移動機構と、
前記ヘッドに搭載された撮像装置と、
前記基板に対する電子部品の実装動作の動作制御を行う動作制御手段とを備える電子部品実装装置において、
前記撮像装置は、
光軸を吸着ノズルの昇降経路に交差する水平方向に向けた状態で前記ヘッドに保持されたカメラと、
水平な軸により回動可能に支持されたミラーと、
前記ミラーを、前記吸着ノズルの下方であって前記カメラの光軸上となる撮像位置とそこから前記水平方向に待避させた待避位置とに切り替える位置切り替え手段と、
前記撮像位置において鉛直上方からの光を前記カメラに向けて反射することが可能な角度と鉛直下方からの光を前記カメラに向けて反射することが可能な角度とに前記ミラーを切り替える回動付与手段とを備え、
前記位置切り替え手段は、前記ミラーを前記カメラの光軸に沿って待避位置に待避させ、
前記待避位置にあるミラーにより前記カメラに向かって反射光を照射する照明手段を備えることを特徴とする電子部品実装装置。 - 前記カメラの焦点調節手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の電子部品実装装置。
- 前記焦点調節手段は、液体レンズを用いることを特徴とする請求項3記載の電子部品実装装置。
- 前記回動付与手段は、電磁石となるコイルと磁性体及び永久磁石との組み合わせにより磁気吸引力又は反発力を利用して前記ミラーに回動動作を付与することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
- 前記動作制御手段は、前記昇降機構による吸着ノズルの昇降により前記基板の目標位置に対する電子部品の実装動作後に、前記回動付与手段と前記位置切り替え手段の制御により前記ミラーを操作して前記電子部品の実装状態を撮像する搭載後検査制御を実行し、
前記吸着ノズルの昇降による電子部品の実装動作から前記搭載後検査制御の撮像完了までの間、前記ヘッドを定位置に保持することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の電子部品実装装置。
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