JP5674060B2 - 電子部品搬送装置及びテーピングユニット - Google Patents

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Description

本発明は、電子部品を搬送しながら工程処理を行い、キャリアテープに当該電子部品を収納する電子部品搬送装置、及びキャリアテープがセットされるテーピングユニットに関する。
半導体素子等の電子部品は、ダイシング、マウンティング、ボンディング、及びシーリング等の各組み立て工程を経て個片に分離された後、各種検査等の後工程が行われ、キャリアテープやコンテナチューブなどに梱包されて出荷される。後工程としては、マーキング処理、外観検査、電気特性検査、リード成形処理、電子部品の分類、又はこれら各処理の複合が挙げられる。
梱包処理を含む後工程は、主に電子部品を工程処理機構に搬送する電子部品搬送装置によって実施される。電子部品搬送装置は、電子部品を整列搬送する搬送機構と搬送経路上の各種の工程処理機構により構成される。搬送機構は、一般的にターンテーブル搬送方式や直線搬送方式等が用いられ、搬送経路上に並べられた各種の工程処理機構に電子部品を順番に供給していく。搬送機構は、真空吸着、静電吸着、ベルヌーイチャック、又は機械的なチャック機構で構成された保持手段を有し、保持手段によって電子部品を保持して順番に電子部品を工程処理機構に搬送していく。
工程処理機構のうち、搬送経路の後段には、テーピングユニットが設置されている。テーピングユニットは、ポケットを長手方向に並べたキャリアテープと、保持手段の停止位置とポケットとの位置関係を合わせるようにキャリアテープを間欠搬送するスプロケットとを備えている。停止位置に移動した保持手段は、キャリアテープのポケット上方に位置していることとなり、電子部品をポケットに離脱させる。
ポケットへの収納後は、電子部品の転びの有無が確認される。電子部品の転びとは、ポケットの内壁面に電子部品が引っかかる等することで、電子部品が正しい向き及び位置に収納されていないことをいう。この転びは、作業者による目視又はキャリアテープの送り方向後段に設けられたカメラによって判別される。転びが発生した場合には、電子部品搬送装置を一旦停止し、作業者による手作業での良品との入替え、又は、機械的な打ち抜きによる自動的切除を行っていた(例えば、特許文献1参照。)。
転び発生による電子部品搬送装置の停止は、稼働率の低下につながる。そのため、電子部品がポケットに正しい向き及び位置で静止するように収納されることが望ましい。そこで、従来の電子部品搬送装置は、テーピングユニットよりも搬送経路上の前段に、電子部品の姿勢を補正する姿勢補正ユニットと姿勢判別ユニットを備えていた(例えば、特許文献2参照。)。
姿勢補正ユニットと姿勢判別ユニットは、電子部品の姿勢をカメラで検出し、保持手段が電子部品を中心で保持し、且つ電子部品の向きがキャリアテープのポケットに揃うように、予め電子部品の向きを揃えている。
特開2003−165506号公報 特開2007−95725号公報
保持手段に対する電子部品の姿勢を起因とした転びは、電子部品の保持姿勢を補正することで防止できる。しかし、この姿勢補正ユニット及び姿勢判別ユニットを備えていても、電子部品の転びを完全に防止するには至っていない。電子部品の保持姿勢の他にもキャリアテープの位置ズレが転びの一因となる場合があるためである。
すなわち、キャリアテープは、そのロット毎にポケットの位置が異なっている場合がある。また、テーピングユニットにキャリアテープを設置する際の位置決め誤差も生じる。キャリアテープの位置ズレを解消する方法としては、治具を用いた調整が考えられる。しかしながら、治具を用いた方法によると、キャリアテープの交換毎にユーザによるポケット位置の目視及び目視結果を反映した調整作業を必要とするため、余分な労力が発生するとともに、電子部品搬送装置の始動遅れが生じて稼働率の低下につながってしまう。
本発明は、上記のような問題点を解決するために提案されたもので、キャリアテープへの収納時における電子部品の転びを容易且つより確実に防ぐことのできる電子部品搬送装置及びテーピングユニットを提供することを目的とする。
本発明に係る電子部品搬送装置は、電子部品を搬送しながら工程処理を行う電子部品搬送装置であって、前記電子部品の搬送経路と、前記電子部品を保持して前記搬送経路に沿って間欠移動する保持手段と、前記搬送経路における前記保持手段の停止位置に配され、前記保持手段で保持された前記電子部品を収容するポケットを有するキャリアテープと、前記ポケットの位置を検出するテープ位置検出手段と、前記テープ位置検出手段による検出結果に基づいて、前記キャリアテープの位置ズレを検出するズレ検出手段と、前記位置ズレを補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
前記ズレ検出手段は、前記保持手段が前記キャリアテープの上方に移動したときの位置と前記ポケットの位置とを比較して位置ズレを検出するようにしてもよい。
前記補正手段は、前記位置ズレに基づき、前記キャリアテープを幅方向及び長手方向に移動させるようにしてもよい。
前記補正手段は、前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、前記スプロケットを前記位置ズレに対応する量だけ回転させる駆動手段と、を備えるようにしてもよい。
前記補正手段は、前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、前記スプロケットを前記キャリアテープの幅方向に移動させるマイクロメータと、を備えるようにしてもよい。
前記補正手段は、前記位置ズレとは反対方向に同量だけずらすように、前記保持手段に対する前記電子部品の姿勢を変更するようにしてもよい。
前記テープ位置検出手段は、前記キャリアテープの画像を撮影するテープ撮像手段と、前記キャリアテープの所定箇所の前記画像上の位置を検出するテープ画像処理手段と、を含み、前記ズレ検出手段は、前記テープ画像処理手段が検出した前記位置に基づき、前記位置ズレを検出するようにしてもよい。
前記キャリアテープの所定箇所は、前記ポケットの底面であるようにしてもよい。
前記テープ画像処理手段は、前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、を含み、前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記所定箇所の前記画像上の位置を検出するようにしてもよい。
前記ズレ検出手段は、前記保持手段を前記キャリアテープに押し当たるまで下降させて、前記キャリアテープの所定箇所に前記保持手段の圧痕を形成する昇降手段と、前記圧痕の画像を撮影する圧痕撮影手段と、前記圧痕の前記画像上の位置を検出する圧痕画像処理手段と、を含み、前記所定位置として前記圧痕の位置に基づき、前記位置ズレを検出するようにしてもよい。
前記キャリアテープは、2つの前記ポケット間を繋ぐ領域が形成され、前記圧痕は、前記繋ぎ領域に形成されるようにしてもよい。
前記圧痕画像処理手段は、前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、を備え、前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記圧痕の前記画像上の位置を検出するようにしてもよい。
また、本発明に係るテーピングユニットは、電子部品が搬送される搬送経路の一地点に配され、前記電子部品を収容するポケットを有するキャリアテープと、前記ポケットの位置を検出するテープ位置検出手段と、前記テープ位置検出手段による検出結果に基づいて、前記キャリアテープの位置ズレを検出するズレ検出手段と、前記位置ズレに基づき、前記位置ズレを補正する補正手段と、を備えること、を特徴とする。
前記ズレ検出手段は、前記電子部品を保持して前記搬送経路に沿って移動する保持手段が前記キャリアテープの上方に移動したときの位置と前記ポケットの位置とを比較して位置ズレを検出するようにしてもよい。
前記補正手段は、前記位置ズレに基づき、前記キャリアテープを幅方向及び長手方向に移動させるようにしてもよい。
前記補正手段は、前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、前記スプロケットを前記位置ズレに対応する量だけ回転させる駆動手段と、を備えるようにしてもよい。
前記補正手段は、前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、前記スプロケットを前記キャリアテープの幅方向に移動させるマイクロメータと、を備えるようにしてもよい。
前記位置検出手段は、前記キャリアテープの画像を撮影するテープ撮像手段と、前記キャリアテープの所定箇所の前記画像上の位置を検出するテープ画像処理手段と、を含み、前記ズレ検出手段は、前記テープ画像処理手段が検出した前記位置に基づき、前記位置ズレを検出するようにしてもよい。
前記キャリアテープの所定箇所は、前記ポケットの底面であるようにしてもよい。
前記テープ画像処理手段は、前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、を含み、前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記所定箇所の前記画像上の位置を検出するようにしてもよい。
前記ズレ検出手段は、前記保持手段を前記キャリアテープに押し当たるまで下降させて、前記キャリアテープの所定箇所に前記保持手段の圧痕を形成する昇降手段と、前記圧痕の画像を撮影する圧痕撮影手段と、前記圧痕の前記画像上の位置を検出する圧痕画像処理手段と、を含み、前記圧痕の位置に基づき、前記位置ズレを検出するようにしてもよい。
前記キャリアテープは、2つの前記ポケット間を繋ぐ領域が形成され、前記圧痕は、前記繋ぎ領域に形成されるようにしてもよい。
前記圧痕画像処理手段は、前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、を備え、前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記圧痕の前記画像上の位置を検出するようにしてもよい。
本発明によれば、キャリアテープを設置した際のポケットの位置ズレを容易に検出し、且つ容易に補正できるから、電子部品の転びをより確実に防止でき、装置の稼働率を向上させることができる。
第1の実施形態に係る電子部品搬送装置の概略構成を示す平面図である。 第1の実施形態に係る電子部品搬送装置の概略構成を示す側面図である。 第1の実施形態に係るテーピングユニットの概略構成を示す平面図である。 第1の実施形態に係るテーピングユニットの概略構成を示す側面図である。 第1の実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。 第1の実施形態に係る位置補正動作を示すフローチャートである。 キャリアテープがセットされた状態を示す模式図である。 キャリアテープの画像を示す模式図である。 吸着ノズルの圧痕の画像を示す模式図である。 キャリアテープの移動を示す模式図である。 第2の実施形態に係る電子部品搬送装置のマニュアルによる位置検出を示す表示画面である。 姿勢補正ユニットの概略構成を示す側面図である。 第3の実施形態に係る補正制御部による補正を示す模式図である。 第3の実施形態に係る位置補正動作を示すフローチャートである。
以下、本発明に係る電子部品搬送装置及びテーピングユニットの実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
(1) 第1の実施形態
[A.電子部品搬送装置]
図1は、第1の実施形態に係る電子部品搬送装置の概略構成を示す平面図である。図2は、第1の実施形態に係る電子部品搬送装置の概略構成を示す側面図である。
図1及び図2に示す実施形態は、本発明の電子部品搬送装置1を、電子部品Dを整列搬送しながら各種の工程処理を行う後工程処理装置として使用するものである。そのため、この電子部品搬送装置1は、電子部品Dに対する各種の工程処理機構、及び電子部品Dを各種の工程処理機構に順次搬送する搬送機構を備えている。
電子部品Dは、電気製品に使用される部品であり、半導体素子が含まれる。半導体素子としては、トランジスタや集積回路や抵抗やコンデンサ等が挙げられる。工程処理としては、主に、ダイシング、マウンティング、ボンディング、及びシーリング等の各組み立て工程を経た後の後工程であり、マーキング、外観検査、テストコンタクト、分類ソート、若しくは梱包、又はこれらの組み合わせが含まれる。本実施形態に係る電子部品搬送装置1は、少なくとも梱包処理を実施する。
搬送機構は、ターンテーブル21を含んで構成される。ターンテーブル21の中心は、下方に配置されたダイレクトドライブモータ22の駆動軸で支持されている。ターンテーブル21は、ダイレクトドライブモータ22の駆動に伴って間欠的に所定角度回転する。
ターンテーブル21の外周部には、電子部品Dを保持する複数の保持手段3が、ターンテーブル21の外周に沿って等間隔で離間して取り付けられている。保持手段3の配置間隔は、ターンテーブル21の1ピッチの回転角度と等しい。ターンテーブル21の外周は、電子部品Dの搬送経路である。すなわち、電子部品Dは、ターンテーブル21の外周に沿って搬送される。保持手段3で電子部品Dを保持し、ターンテーブル21を回転させることで、外周線に沿った方向に電子部品Dを整列搬送する。
本実施形態において、保持手段3は、電子部品Dを吸着及び離脱させる吸着ノズル31である。吸着ノズル31のパイプ内部は、図示しない真空発生装置の空気圧回路と連通しており、吸着ノズル31は、負圧の発生によって電子部品Dを吸着し、真空破壊によって電子部品Dを離脱させる。
この吸着ノズル31は、ターンテーブル21の外周部に取り付けられた支持部32によって、その下端をターンテーブル21の下面に突出させるように支持されており、その突出端が電子部品Dを吸着及び離脱させる吸着部31aとなっている。支持部32は、吸着ノズル31を摺動可能に支持しており、吸着ノズル31は、ターンテーブル21に対して昇降可能となっている。昇降方向は、ターンテーブル21の拡がり方向を水平面と仮定した場合の垂直方向である。
吸着ノズル31の各停止位置Pには、操作ロッド34を備える駆動部33が配置されている。駆動部33は、具体的にはモータであり、操作ロッド34を上下動させる。操作ロッド34は、その下端を吸着ノズル31の上端に設けられる被押圧部31bに対向させて配置されており、駆動部33の駆動に応じて吸着ノズル31の被押圧部31bと当接し、押圧力を付与して吸着ノズル31を下方に押し下げる。
図1に示すように、工程処理機構としては、ターンテーブル21の回転方向順に、換言すると、搬送経路の前段から順番に、例えば、パーツフィーダ41、マーキングユニット42、外観検査ユニット43、テストコンタクトユニット44、分類ソートユニット45、姿勢判別ユニット49、姿勢補正ユニット46、テーピングユニット47、不良品排出ユニット48が配置される。
これら工程処理機構は、ターンテーブル21を取り囲んで外周方向に等間隔離間して配置される。配置間隔は、ターンテーブル21の1ピッチの回転角度と同一若しくは整数倍に等しい。工程処理機構の配置位置は、保持手段3の停止位置Pと一致する。停止位置Pには、何れかの搬送処理機構が1機配置される。尚、停止位置Pの数≧搬送処理機構4の数であれば、これらの数は同数でなくともよく、搬送処理機構が配置されない停止位置Pが存在していてもよい。
パーツフィーダ41は、電子部品搬送装置1に電子部品Dを供給する装置である。このパーツフィーダ41は、円形の振動パーツフィーダと直線型の供給振動フィーダとを組み合わせて、ターンテーブル21の外周端直下の搬送経路終端まで多数の電子部品Dを整列させて連続的に搬送する。マーキングユニット42は、電子部品Dに臨んでレーザ照射用のレンズを有し、レーザを電子部品Dに照射してマーキングを行う。
外観検査ユニット43は、カメラを有し、電子部品Dを撮影し、画像から電子部品Dの電極形状、表面の欠陥、キズ、汚れ、異物等の有無を検査する。テストコンタクトユニット44は、ベリリウム銅等の板やピン等の金属であるコンタクトを有し、電子部品Dのリードにコンタクトを接触させ、電流を流したり、電圧を印加したりすることで、電子部品Dの電圧、電流、抵抗、又は周波数等の電気特性を測定検査する。
分類ソートユニット45は、電気特性及び外観検査の結果に応じて電子部品Dを不良品と良品とに分類し、そのレベルに応じて分類してシュートする。姿勢判別ユニット49は、カメラを有し、電子部品Dの姿勢を判別する。判別対象となる電子部品Dの姿勢は、向き及び吸着ノズル31による保持位置を含む。姿勢補正ユニット46は、姿勢判別ユニット49が判別した姿勢に応じて、電子部品Dの方向合わせと、保持位置の位置決めを行う。
テーピングユニット47は、後述するように、良品と判定された電子部品Dを収納する。不良品排出ユニット48は、テーピング梱包されなかった電子部品Dを電子部品検査装置1から排出する。
このような電子部品搬送装置1は、図示しない搬送制御部を備え、ダイレクトドライブモータ22、吸着ノズル31を昇降させる駆動部33、真空発生装置、及び各種の工程処理機構41〜49に電気信号を送出することで、これらの動作タイミングを制御している。すなわち、搬送制御部は、制御プログラムを格納するROM、CPU、及びドライバを備え、制御プログラムに従い、インターフェースを介して各駆動機構に各タイミングで動作信号を出力している。
この搬送制御部による制御により電子部品搬送装置1は、以下のように電子部品Dの処理が開始される。処理開始後においては、ターンテーブル21は、所定角度の回転と所定時間の停止を繰り返す。各吸着ノズル31は、ターンテーブル21の間欠回転によって、ターンテーブル21の外周上の各停止位置Pに順に移動する。各吸着ノズル31は、停止位置Pに移動すると、駆動部33及び操作ロッド34の動作により工程処理機構41〜49のステージへ向けて下降し、真空破壊によって電子部品Dを離脱させる。工程処理機構41〜49は、電子部品Dを受け取ると、当該電子部品Dに処理を施す。電子部品Dの処理終了後は、吸着ノズル31が再びステージへ向けて下降し、電子部品Dを保持する。尚、工程処理機構41〜49の内容によっては、吸着ノズル31の下降、離脱、再保持、及び上昇の動作を行わないものも存在する。
このような電子部品搬送装置1の動作により、電子部品Dは、第1のサイクルでパーツフィーダ41から搬送経路に供給されて、次以降のサイクルごとに順にマーキングユニット42、外観検査ユニット43、テストコンタクトユニット44、及び分類ソートユニット45に供給されて、各種の工程が施される。
そして、姿勢判別ユニット49及び姿勢補正ユニット46による電子部品Dの姿勢補正後に、電子部品Dはテーピングユニット47に供給され、キャリアテープに梱包される。不良により梱包されなかった電子部品Dは、不良品排出ユニット48に供給されて、電子部品搬送装置1から排出される。
[B.テーピングユニット]
電子部品搬送装置1が備えるテーピングユニット47について更に詳述する。図3は、テーピングユニットの概略構成を示す上面図である。図4は、テーピングユニットの概略構成を示す側面図である。
テーピングユニット47には、図3及び図4に示すように、キャリアテープ471がセットされる。キャリアテープ471は、電子部品Dを収納する梱包材であり、帯形状を有する。キャリアテープ471には、長手方向に所定距離離間して、凹型のポケット471aがエンボス加工等によって形成されている。このポケット471aは、電子部品Dの収納領域である。各ポケット471a間の領域を繋ぎ領域471bと呼ぶ。ポケット471aの底面471dには、負圧が供給される穴部471eが貫通して設けられ、収容された電子部品Dの位置固定を可能としている。
テーピングユニット47は、キャリアテープ471を間欠搬送することで、ポケット471aを搬送経路上の一地点、すなわち保持手段3の停止位置Pに順次移動させる。キャリアテープ471の移動手段として、テーピングユニット47は、2つのスプロケット472と駆動モータ473を有する。
スプロケット472は、円周方向に沿ってピンが突出した円筒ロール形状を有し、中心軸を介して回転可能となっている。2つのスプロケット472は、一定距離離間して配置され、軸方向が平行となっている。各スプロケット472は、各駆動モータ473と軸により機械的に連結され、駆動モータ473の駆動力を受けて回転する。駆動モータ473としては、例えば、微少な回転角度を達成可能なステッピングモータ等が挙げられる。
キャリアテープ471は、長手辺の何れかに寄って所定間隔離間したパーフォレーション(図示せず)が貫設されており、スプロケット472に架設され、スプロケット472のピンにパーフォレーションが引っかけられることで、スプロケット472間で送られる。キャリアテープ471は、ポケット471aが停止位置Pに順次停止するように送られる。すなわち、ポケット471aが停止位置Pに停止するようにオフセットされ、且つ、キャリアテープ471の一度の搬送距離は、ポケット471a間の距離に等しくなっている。
さらに、テーピングユニット47は、キャリアテープ471の搬送経路上にカメラ474を備える。カメラ474は、CMOSやCCD等の撮像素子を有する撮像手段であり、キャリアテープ471の搬送経路上の一地点を撮影する。このカメラ474の配置位置は、停止位置Pよりも後段であり、例えばキャリアテープ471の進行方向にあるキャリアポケット471aを撮像できる上方の位置である。
[C.テープ位置補正手段]
キャリアテープ471は、その幅方向及び長手方向に位置補正が可能となっており、キャリアテープ471の交換時の調整作業において、キャリアテープ471の位置ズレが検出されることで、その位置ズレを解消する方向に移動される。キャリアテープ471の長手方向の位置補正機構は、スプロケット472及び駆動モータ473である。駆動モータ473を駆動させて、スプロケット472を所定角度回転させることによって、キャリアテープ471の長手方向の位置がオフセットされる。
幅方向の位置補正機構は、スクリューアジャスタ475と圧縮バネ476を含んで構成される。スクリューアジャスタ475は、マイクロメータヘッドを有するネジ機構であり、ネジ先端がスプロケット472の一側面に当接するように設けられている。マイクロメータヘッドは、ネジの回転角をネジ位置の変位量に換算し、変位量を目盛に反映する。圧縮バネ476は、スプロケット472の反対側の側面に当接するように固定され、スクリューアジャスタ475の方向に付勢力を与えている。
スクリューアジャスタ475は、ネジ調整によるネジ先端の突出長増大により、圧縮バネ476の押圧力に抗してスプロケット472を軸に対してスライドさせることで、幅方向に押し出し移動させる。スクリューアジャスタ475の突出長を減少させると、すなわちスクリューアジャスタ475の先端をスプロケット472の端面から離れる方向に移動させると、圧縮バネ476の押圧力によってスプロケット472が反対方向に移動する。
D.制御部
キャリアテープ471の位置ズレ及び上記のテープ位置補正手段の制御は、カメラ474による撮影結果に基づいて制御部477が実施する。制御部477は、例えば、プログラムに従って処理を実行して各機構を制御する演算処理装置、プログラムや演算処理装置の演算結果が記憶される主記憶装置、プログラムが記憶される外部記憶装置、各機構を実際に動作させるドライバ、及び画面を表示するモニタを含んで構成される。この制御部477は、テーピングユニット47が独立して備えていてもよいし、電子部品搬送装置1の搬送制御部の構成に包含させてもよい。
図5は、制御部477の構成を示すブロック図である。まず、制御部477の動作及び目的を簡単に説明すると、制御部477は、停止位置Pにおけるポケット471aと保持手段3の位置関係をそれぞれ把握し、ポケット471aと保持手段3との位置ズレG(図7参照)を検出し、検出結果に応じて位置ズレGを解消するようにテープ位置補正手段を稼働させる。
ここで、停止位置Pにおけるポケット471aと保持手段3の位置は、物理的な障害により確認できない場合がある。そこで、ポケット471aの位置特定においては、ポケット471aが停止位置Pに存在する状態で、停止位置Pとカメラ474の撮影位置に相当する距離だけ、キャリアテープ471を移動させ、撮影位置に移動してきたポケット471aをカメラ474で撮影し、位置特定を行う。
また、保持手段3の位置特定においては、保持手段3によってキャリアテープ471上に後述する圧痕478(図9参照)を形成し、ポケット471aの位置確認のための移動距離と同量だけ移動させ、カメラ474で撮影する。圧痕478は、停止位置Pにおける保持手段3の位置を示しているからである。
停止位置Pから同距離だけ移動させて画像撮影している場合、画像上の座標系におけるポケット471aと圧痕478の位置ズレGは、停止位置Pにおけるポケット471aと保持手段3の位置ズレGと同一視できる。従って、画像上で検出した位置ズレGに従ってテープ位置補正手段を稼働させることで、停止位置Pにおけるポケット471aと保持手段3の位置合わせを行うことができる。
このような位置ズレGの検出及び位置ズレ補正のために、本実施形態の制御部477は、テープ送り制御部477aと、昇降制御部477b、カメラ制御部477c、画像処理部477d、ズレ検出部477eと、表示部477fと、補正制御部477g、入力装置477hとを備える。
テープ送り制御部477aは、スプロケット472を回転させる駆動モータ473を駆動させることで、キャリアテープ471のポケット471aと繋ぎ領域471bをそれぞれ停止位置Pに位置させる。そして、テープ送り制御部477aは、キャリアテープ471を所定距離移動させる。この移動距離は、停止位置Pからカメラ474の撮影ポイントまでの距離に等しい。すなわち、停止位置Pのポケット471aと繋ぎ領域471bをそれぞれ撮影ポイントまで移動させる。
昇降制御部477bは、圧痕478の形成のために、駆動部33を駆動させ、吸着ノズル31をキャリアテープ471に向けて下降させる。下降位置は、キャリアテープ471の繋ぎ領域471bである。すなわち、テープ送り制御部477aは、昇降制御部477bによる制御の前に、繋ぎ領域471bを停止位置Pに移動させる。下降量は、吸着ノズル31の先端が繋ぎ領域471bに所定圧力で押し当てられるまでである。所定圧力は、繋ぎ領域471bに圧痕478が形成される程度である。
カメラ制御部477cは、カメラ474にポケット471aや圧痕478を撮影させる。撮影ポイントには、テープ送り制御部477aによってポケット471aと圧痕478が、停止位置Pにおける位置関係を保持したまま、それぞれ位置している。画像処理部477dは、カメラ474が取得した撮影ポイントの画像データを解析して、ポケット471aの底面471dと圧痕478の位置をそれぞれ特定する。具体的には、画像処理部477dは、2値化処理や正規化処理及び輪郭抽出処理等を経て底面471d及び圧痕478の領域を検出し、それらの重心座標をそれぞれ算出する。
ズレ検出部477eは、ポケット471aの底面471dと圧痕478の位置を比較することで、それらの位置ズレGを検出する。圧痕478の位置は、換言すると、吸着ノズル31が停止位置Pに移動したときの位置である。つまり、キャリアテープ471が精度よくセットされ、ポケット471aが正確に停止位置Pに移動していれば、底面471dと圧痕478の位置ズレGはない。これら位置の比較処理では、底面471dと圧痕478の位置を示す重心座標のX方向及びY方向をそれぞれ差分することで位置ズレGを算出する。尚、算出の簡便のため、カメラ474は、画像上のX方向がキャリアテープ471の幅方向に対応し、画像上のY方向がキャリアテープ471の長手方向に対応するように配置される。
表示部477fは、モニタであり、ズレ検出部477eの検出結果、すなわち位置ズレGをX方向及びY方向に分けて表示する。入力装置477hは、ユーザの入力インターフェースであり、電子部品搬送装置1の動作モードを切り替えるために使用される。動作モードとしては、少なくとも位置ズレ検出及び位置ズレ補正を行う位置補正モードが用意される。入力装置477hとしては、ボタン、タッチパネル、又はマウス等が挙げられる。入力装置477hをタッチパネルディスプレイにより構成する場合には、表示部477fと共用とすることもできる。
補正制御部477gは、スプロケット472を回転させる駆動モータ473を駆動させて、Y方向の位置ズレG、すなわちキャリアテープ471の長手方向の位置ズレGに相当する距離だけ、逆方向にキャリアテープ471を移動させる。キャリアテープ471の幅方向については、表示部477fのX方向の位置ズレGを参照しながら、ユーザがスクリューアジャスタ475を調整することで移動させる。
[E.位置補正動作]
このようなキャリアテープ471の位置補正動作を図6乃至図10に基づき説明する。図6は、位置補正動作を示すフローチャートである。図7は、キャリアテープ471がセットされた状態を示す模式図である。図8は、キャリアテープ471の画像を示す模式図である。図9は、吸着ノズルの圧痕の画像を示す模式図である。図10は、キャリアテープの移動を示す模式図である。
まず、ユーザによりキャリアテープ471がテーピングユニット47にセットされる(ステップS01)。キャリアテープ471は、ポケット471aが停止位置Pに位置するようにセットされる。図7に示すように、キャリアテープ471がセットされたときのポケット位置P1は、ロットの相違やセット時の位置決め誤差によって、正規位置と異なり、停止位置Pの保持手段3の位置(チャック位置P2)と位置ズレG(ΔX、ΔY)が発生している場合がある。
そこで、キャリアテープ471をセットすると、ユーザにより、入力装置477hを用いて位置補正モードが選択される(ステップS02)。位置補正モードが選択されると、テープ送り制御部477aは、キャリアテープ471を停止位置Pからカメラ474の撮影ポイントに相当する距離だけ移動させる(ステップS03)。
キャリアテープ471を移動させると、カメラ制御部477cは、カメラ474にテープ画像Tpを撮影させる(ステップS04)。このとき、停止位置Pに存在するポケット471aは、撮影ポイントに移動しているはずであり、図8に示すように、テープ画像Tpにはポケット471aの底面471dが投影されている。
次に、テープ送り制御部477aは、キャリアテープ471をポケット471a間の距離の半分だけ移動させる(ステップS05)。このとき、停止位置Pには、繋ぎ領域471bが存在するはずである。停止位置Pに繋ぎ領域471bを移動させると、昇降制御部477bは、吸着ノズル31を下降させて、繋ぎ領域471bに圧痕478を形成する(ステップS06)。
圧痕478を形成すると、テープ送り制御部477aは、キャリアテープ471を停止位置Pからカメラ474の撮影ポイントに相当する距離だけ移動させる(ステップS07)。
キャリアテープ471を移動させると、カメラ制御部477cは、カメラ474に圧痕画像Mpを撮影させる(ステップS08)。このとき、停止位置Pに存在する繋ぎ領域471bは、撮影ポイントに移動しているはずであり、図9に示すように、圧痕画像Mpには繋ぎ領域471bに形成された圧痕478が投影されている。
画像処理部477dは、テープ画像Tp及び圧痕画像Mpからポケット471aの底面471d及び圧痕478を検出し、ポケット位置P1及びチャック位置P2を特定する(ステップS09)。具体的には、テープ画像Tp及び圧痕画像Mpを2値化処理や正規化処理及び輪郭抽出処理等を経て底面471dと圧痕478の領域をその他の領域と区別し、底面471dと圧痕478の領域の重心座標を算出する。
画像上のポケット位置P1及びチャック位置P2を検出すると、ズレ検出部477eは、ポケット位置P1及びチャック位置P2とを比較することで、これらの位置ズレGを算出する(ステップS10)。具体的には、底面471dの画像領域の重心座標と圧痕478の画像領域の重心座標をX座標及びY座標毎に差分する。
位置ズレGが算出されると、表示部477fは、位置ズレGを幅方向及び長手方向のそれぞれについて表示する(ステップS11)。幅方向はX座標の差分結果であり、長手方向はY座標の差分結果である。
そして、補正制御部477gは、Y軸方向の位置ズレGを取得し、この位置ズレGの逆方向に、位置ズレGに相当する距離だけ、キャリアテープ471を長手方向に移動させる(ステップS12)。X軸方向においては、ユーザによりスクリューアジャスタ475が調整され、表示部477fに表示されたX軸方向の位置ズレGの逆方向に、位置ズレGに対応する分だけ、スプロケット472を移動させる(ステップS13)。
[F.作用効果]
以上のように、本実施形態に係る電子部品搬送装置1及びテーピングユニット47は、ポケット471aの位置を検出し、このポケット471aの位置と吸着ノズル31がキャリアテープ471上に形成した圧痕478の位置とを比較することで位置ズレGを検出し、位置ズレGに基づき、キャリアテープ471を幅方向及び長手方向に移動させるようにした。
圧痕478は、吸着ノズル31が停止位置Pに移動したときの位置を示しているため、ポケット471aの位置と圧痕478の位置との位置ズレが解消されることで、電子部品Dの転び頻度は低下し、電子部品搬送装置1の稼働率を向上させることができる。また、圧痕478を形成して位置ズレGのための比較対象とすることで、カメラ474の撮影ポイントの高精度な調整等を必要とすることなくなり、それだけ電子部品搬送装置1の始動前調整時間を削減でき、稼働率が向上する。
本実施形態においてポケット471aの底面471dの位置を検出する態様としたのは、ポケット471aの底面471dは、キャリアテープ471のうち、最も明瞭で形状が定まっているためである。つまり、キャリアテープ471の各所が明瞭に撮影可能で、形状が定まっていれば、位置検出箇所は、ポケット471aの底面471dに限る必要はない。例えば、ポケット471aの上縁や、ポケット471aの底面471dに開口する穴部471eを検出箇所とすることもできる。
また、本実施形態においては、圧痕478は、ポケット471a間を繋ぐ繋ぎ領域471bに形成するようにした。繋ぎ領域471bには、穴部471eが存在しないためである。従って、圧痕478を形成する位置は、繋ぎ領域471bに限る必要はなく、ポケット471aの底面471dに形成することも可能である。圧痕478が穴部471eに一部重複することにより、圧痕478の一部分のみが画像上において確認できる場合には、その一部の軌跡から圧痕478の位置を類推するようにしてもよい。
(2)第2の実施形態
キャリアテープ471の材質、色、ポケット471aの深さ、又は装置設置環境によっては、ポケット471aや圧痕478が画像処理部477dによって検出できない場合がある。第2の実施形態においては、ポケット471aや圧痕478が画像処理によって検出できない場合に有効である。
図11は、マニュアルによる位置検出を示す表示画面である。第2の実施形態において、表示部477fは、圧痕画像Mp上に枠図形Fを重ねて表示させる。枠図形Fは、円又は矩形である。表示部477fは、円のアイコンIa及び矩形のアイコンIbを表示し、枠図形Fの形状を変更可能となっている。
この枠図形Fは、入力装置477hを用いて、図11の(a)及び(b)に示すように、位置及び大きさが変更可能となっている。具体的には、枠図形F内の一点のドラッグ操作に応じて、表示部477fは、枠図形Fの表示位置を変更する。また、枠図形Fの縁のドラッグ操作に応じて、表示部477fは、枠図形Fの大きさを変更する。
表示画面には、位置検出のトリガとなるボタンIcが表示される。このボタンIcが押下されると、画像処理部477dは、枠図形Fの位置を検出し、当該検出結果をポケット位置P1やチャック位置P2として扱う。
このように、第2の実施形態に係る電子部品搬送装置1及びテーピングユニット47においては、カメラ474で撮影した画像と枠図形Fとを重ねて表示する表示部477fと、ユーザの入力に基づき枠図形Fの位置、大きさ、及び形状を変更する入力装置477hとを備えるようにし、画像処理部477dは、枠図形Fの位置によって圧痕478やポケット471aの位置、すなわちチャック位置P2やポケット位置P1を検出するようにした。これにより、圧痕478やポケット471aを検出できない場合であっても、目視可能であれば、位置ズレGの補正を行うことが可能となる。
(3) 第3の実施形態
次に、第3の実施形態に係る電子部品搬送装置1について図12乃至図14を参照しつつ説明する。図12は、姿勢補正ユニット46を示す側面図である。図13は、補正制御部477gによる補正を示す模式図である。図14は、位置ズレ補正動作を示すフローチャートである。
第1の実施形態では、位置ズレGをキャリアテープ471の移動により解消したが、第3の実施形態に係る電子部品搬送装置1は、テーピングユニット47の前段に配置される姿勢補正ユニット46により位置ズレGを補正する。すなわち、姿勢補正ユニット46は、電子部品Dの方向合わせの他、位置ズレGを加味した位置決めを行う。
[A.構成]
そのために、第3の実施形態では、図12に示すように、姿勢補正ユニット46は、ターンテーブル21の搬送路の接線方向であるX軸方向のX軸移動機構461と、ターンテーブル21の搬送路の半径方向であるY軸方向のY軸移動機構462とを備える。また、吸着ステージ台座465を移動させることにより、吸着ステージ464をY軸に対してθ度回転させるθ方向移動機構463を備える。
この姿勢補正ユニット46は、電子部品Dの各縁がX軸方向及びY軸方向に沿うように、電子部品Dをθ方向に回転させる。また、この姿勢補正ユニット46は、電子部品Dの中心を、吸着ステージ464の上方に位置した吸着ノズル31の先端から位置ズレGだけずらすように、電子部品DをX軸方向及びY方向に移動させる。
本実施形態において、補正制御部477gは、電子部品搬送装置1による電子部品Dの処理前に、チャック位置P2とポケット位置P1との位置ズレGをオフセット値として記憶しておく。
そして、補正制御部477gは、図13に示すように、電子部品搬送装置1による電子部品Dの処理時において、予め記憶した位置ズレGに、吸着ノズル31と電子部品Dとの姿勢ズレAを加算して、この加算結果の値だけX軸、Y軸、及びθ軸方向に電子部品Dを移動させるように、X軸移動機構461、Y軸移動機構462、θ軸移動機構463を駆動させる。尚、吸着ノズル31と電子部品Dとの姿勢ズレAは、カメラを備える姿勢判別ユニット49によって検出される。
[B.動作]
このような姿勢補正ユニット46を用いた位置ズレ補正動作について図14を参照しつつ説明する。尚、このフローチャートに示す動作前に第1の実施形態に係るステップS01〜ステップS10までの位置ズレ量算出処理を終了させ、位置ズレ量をオフセット値として記憶しておく。
位置ズレGをオフセット値として記憶した状態、かつ電子部品搬送装置1による電子部品Dの処理時において、姿勢判別ユニット49に電子部品Dが停止すると(ステップS21)、姿勢判別ユニット49は、カメラで電子部品Dを撮影する(ステップS22)。電子部品Dを撮影すると、画像を解析して、吸着ノズル31と電子部品DとのXYθ方向の姿勢ズレAを算出する(ステップS23)。
次に、ターンテーブル21がさらに1ピッチ正転することにより、電子部品Dが姿勢補正ユニット46の吸着ステージ464の上方に位置すると、吸着ノズル31を下降させることで、吸着ステージ464上に電子部品Dを載置する(ステップS24)。
補正制御部477gは、予め記憶しておいた位置ズレGと、ステップS23で算出した姿勢ズレAと加算することで、XYθ方向の新たな位置ズレを算出しておく(ステップS25)。そして、補正制御部477gは、X軸移動機構461、Y軸移動機構462、及びθ方向移動機構463を駆動させて、算出した位置ズレを解消する方向に吸着ステージ464を移動させる(ステップS26)。
位置ズレ補正が終了すると、吸着ノズル31は電子部品Dを保持する(ステップS27)。このとき、吸着ノズル31は、位置ズレGとは反対方向に同量だけ、電子部品Dの中心からずれた位置で当該電子部品Dを保持することとなる。そのため、電子部品Dとポケット471aの位置は精度よく一致し、電子部品Dの転びを低減することができる。
(3) 他の実施形態 以上のように本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この新規な実施形態は、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
例えば、本実施形態では、一つのターンテーブル21に各種の工程処理機構41〜49を配置する場合を例に挙げたが、搬送機構としては、直線搬送方式であってもよく、また複数のターンテーブル21で一の搬送経路を構成するようにしてもよい。また、保持手段3として、真空の発生及び破壊により電子部品を吸着及び離脱させる吸着ノズル31に代えて、静電吸着方式、ベルヌーイチャック方式、又は電子部品Dを機械的に挟持するチャック機構を配してもよい。また、各種の工程処理機構41〜49は、上記した種類に限られず、各種の工程処理機構と置き換えることが可能であり、また配置順序も適宜変更可能である。
また、カメラ474と停止位置Pとの位置関係が精度よく固定されている場合には、圧痕478の位置は予め定まっているため、吸着ノズル31がテーピングユニット47の停止位置Pに到達したときの位置を主記憶装置に記憶させておいたり、この位置からキャリアテープ471の長手方向への延長線上にカメラ474の原点位置を配置したりすることで、圧痕478の形成処理を省くこともできる。
1 電子部品搬送装置
21 ターンテーブル
22 ダイレクトドライブモータ
3 保持手段
31 吸着ノズル
32 支持部
33 駆動部
34 操作ロッド
41 パーツフィーダ
42 マーキングユニット
43 外観検査ユニット
44 テストコンタクトユニット
45 分類ソートユニット
46 姿勢補正ユニット
461 X軸移動機構
462 Y軸移動機構
463 θ軸移動機構
464 吸着ステージ
465 吸着ステージ台座
47 テーピングユニット
471 キャリアテープ
471a ポケット
471b 繋ぎ領域
471d 底面
471e 穴部
472 スプロケット
473 駆動モータ
474 カメラ
475 スクリューアジャスタ
476 圧縮バネ
477 制御部
477a テープ送り制御部
477b 昇降制御部
477c カメラ制御部
477d 画像処理部
477e ズレ検出部
477f 表示部
477g 補正制御部
477h 入力装置
478 圧痕
48 不良品排出ユニット
49 姿勢判別ユニット
D 電子部品
F 枠図形
G 位置ズレ
P 停止位置
P1 ポケット位置
P2 チャック位置
Tp テープ画像
Mp 圧痕画像

Claims (17)

  1. 電子部品を搬送しながら工程処理を行う電子部品搬送装置であって、
    前記電子部品の搬送経路と、
    前記電子部品を保持して前記搬送経路に沿って間欠移動する保持手段と、
    前記搬送経路における前記保持手段の停止位置に配され、前記保持手段で保持された前記電子部品を収容するポケットと2つのポケット間を繋ぐ領域を有するキャリアテープと、
    前記ポケットの位置を検出するテープ位置検出手段と、
    前記テープ位置検出手段による検出結果に基づいて、前記キャリアテープの位置ズレを検出するズレ検出手段と、
    前記位置ズレに基づき、前記位置ズレを補正する補正手段と、
    を備え、
    前記ズレ検出手段は、
    前記保持手段を前記キャリアテープに押し当たるまで下降させて、前記キャリアテープの2つの前記ポケット間を繋ぐ領域に前記保持手段の圧痕を形成する昇降手段と、
    前記圧痕の画像を撮影する圧痕撮影手段と、
    前記圧痕の前記画像上の位置を検出する圧痕画像処理手段と、
    を含み、
    前記ポケットの位置と前記圧痕の位置とに基づき、前記保持手段が前記キャリアテープの上方に移動したときの位置と前記ポケットの位置とを比較して前記位置ズレを検出すること、
    を特徴とする電子部品搬送装置。
  2. 前記補正手段は、
    前記位置ズレに基づき、前記キャリアテープを幅方向及び長手方向に移動させること、
    を特徴とする請求項1記載の電子部品搬送装置。
  3. 前記補正手段は、
    前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、
    前記スプロケットを前記位置ズレに対応する量だけ回転させる駆動手段と、
    を備えること、
    を特徴とする請求項2記載の電子部品搬送装置。
  4. 前記補正手段は、
    前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、
    前記スプロケットを前記キャリアテープの幅方向に移動させるマイクロメータと、
    を備えること、
    を特徴とする請求項2記載の電子部品搬送装置。
  5. 前記補正手段は、
    前記位置ズレとは反対方向に同量だけずらすように、前記保持手段に対する前記電子部品の姿勢を変更すること、
    を特徴とする請求項1記載の電子部品搬送装置。
  6. 前記テープ位置検出手段は、
    前記キャリアテープの画像を撮影するテープ撮像手段と、
    前記キャリアテープの所定箇所の前記画像上の位置を検出するテープ画像処理手段と、
    を含み、
    前記ズレ検出手段は、
    前記テープ画像処理手段が検出した前記位置に基づき、前記位置ズレを検出すること、
    を特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の電子部品搬送装置。
  7. 前記キャリアテープの所定箇所は、前記ポケットの底面であること、
    を特徴とする請求項6記載の電子部品搬送装置。
  8. 前記テープ画像処理手段は、
    前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、
    ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、
    を含み、
    前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記所定箇所の前記画像上の位置を検出すること、
    を特徴とする請求項6又は7記載の電子部品搬送装置。
  9. 前記圧痕画像処理手段は、
    前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、
    ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、
    を備え、
    前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記圧痕の前記画像上の位置を検出すること、
    を特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の電子部品搬送装置。
  10. 電子部品が搬送される搬送経路の一地点に配され、前記電子部品を収容するポケットと2つのポケット間を繋ぐ領域を有するキャリアテープと、
    前記ポケットの位置を検出するテープ位置検出手段と、
    前記テープ位置検出手段による検出結果に基づいて、前記キャリアテープの位置ズレを検出するズレ検出手段と、
    前記位置ズレに基づき、前記位置ズレを補正する補正手段と、
    を備え、
    前記ズレ検出手段は、
    前記保持手段を前記キャリアテープに押し当たるまで下降させて、前記キャリアテープの2つの前記ポケット間を繋ぐ領域に前記保持手段の圧痕を形成する昇降手段と、
    前記圧痕の画像を撮影する圧痕撮影手段と、
    前記圧痕の前記画像上の位置を検出する圧痕画像処理手段と、
    を含み、
    前記ポケットの位置と前記圧痕の位置に基づき、前記電子部品を保持して前記搬送経路に沿って移動する保持手段が前記キャリアテープの上方に移動したときの位置と前記ポケットの位置とを比較して前記位置ズレを検出すること、
    を特徴とするテーピングユニット。
  11. 前記補正手段は、
    前記位置ズレに基づき、前記キャリアテープを幅方向及び長手方向に移動させること、
    を特徴とする請求項10記載のテーピングユニット。
  12. 前記補正手段は、
    前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、
    前記スプロケットを前記位置ズレに対応する量だけ回転させる駆動手段と、
    を備えること、
    を特徴とする請求項11記載のテーピングユニット。
  13. 前記補正手段は、
    前記キャリアテープを搬送するスプロケットと、
    前記スプロケットを前記キャリアテープの幅方向に移動させるマイクロメータと、
    を備えること、
    を特徴とする請求項11記載のテーピングユニット。
  14. 前記位置検出手段は、
    前記キャリアテープの画像を撮影するテープ撮像手段と、
    前記キャリアテープの所定箇所の前記画像上の位置を検出するテープ画像処理手段と、
    を含み、
    前記ズレ検出手段は、
    前記テープ画像処理手段が検出した前記位置に基づき、前記位置ズレを検出すること、
    を特徴とする請求項10乃至13の何れかに記載のテーピングユニット。
  15. 前記キャリアテープの所定箇所は、
    前記ポケットの底面であること、
    を特徴とする請求項14記載のテーピングユニット。
  16. 前記テープ画像処理手段は、
    前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、
    ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、
    を含み、
    前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記所定箇所の前記画像上の位置を検出すること、
    を特徴とする請求項14又は15記載のテーピングユニット。
  17. 前記圧痕画像処理手段は、
    前記画像と枠図形とを重ねて表示する表示手段と、
    ユーザの入力に基づき、前記枠図形の位置、大きさ、及び形状を変更する変更手段と、
    を備え、
    前記変更手段による前記変更後の前記枠図形の位置に基づき、前記圧痕の前記画像上の位置を検出すること、
    を特徴とする請求項10乃至16の何れかに記載のテーピングユニット。

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