JP5946998B2 - 画像処理装置および電子部品実装機 - Google Patents
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Description
まず、本実施形態の電子部品実装機が配置された生産ラインの構成について簡単に説明する。図1に、本実施形態の電子部品実装機が配置された生産ラインの模式上面図を示す。図1に示すように、前後一対の生産ラインLf、Lrは、左右方向に延在している。左側は、基板の搬送方向上流側に相当する。右側は、基板の搬送方向下流側に相当する。生産ラインLf、Lrには、スクリーン印刷機1eと、四台の電子部品実装機1a〜1dと、リフロー炉1fと、が並べられている。スクリーン印刷機1eは、基板の配線パターンのランド部に、はんだを転写することにより、はんだ部を形成する。四台の電子部品実装機1a〜1dは、予め設定された分担に従って、基板のはんだ部に電子部品を装着する。リフロー炉1fは、電子部品が装着された基板を加熱、冷却することにより、はんだ部を溶融、固化させ、電子部品を基板に接合する。
次に、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2に、本実施形態の電子部品実装機の斜視図を示す。図3に、同電子部品実装機の上面図を示す。図4に、同電子部品実装機のブロック図を示す。
ベース2は、直方体箱状を呈している。ベース2は、工場のフロアFに配置されている。モジュール3は、ベース2の上面に着脱可能に配置されている。モジュール3は、基板搬送装置30と、XYロボット31と、装着ヘッド32と、基板昇降装置35と、ハウジング36と、を備えている。
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に示すように、制御装置7は、コンピュータ70と複数の駆動回路とを備えている。コンピュータ70は、入出力インターフェイス700と、演算部701と、記憶部702と、を備えている。
次に、図1に示す生産ラインLf、Lrを代表して、生産ラインLfを用いた基板Bfの生産方法について説明する。図6に、生産後の基板の模式上面図を示す。図6に示すように、基板Bfの上面には、電子部品実装機1aにより電子部品Pa1、Pa2が、電子部品実装機1bにより電子部品Pbが、電子部品実装機1cにより電子部品Pcが、電子部品実装機1dにより電子部品Pdが、それぞれ装着されている。
本工程においては、図1に示すスクリーン印刷機1eを用いて、基板Bfにはんだを印刷する。図7に、はんだ印刷工程前の基板の模式上面図を示す。図8に、同工程後の基板の模式上面図を示す。図7に示すように、基板Bfの上面には、多数の配線パターンCa1、Ca2、Cb〜Cdと、一対の基板側基準マークBmと、が配置されている。配線パターンCa1、Ca2、Cb〜Cd、基板側基準マークBmは、銅箔製である。基板Bf、配線パターンCa1、Ca2、Cb〜Cd、基板側基準マークBmの表面は、いずれも平滑である。配線パターンCa1、Ca2、Cb〜Cdには、ランド部Da1、Da2、Db〜Ddが形成されている。
本工程においては、図1に示す電子部品実装機1a〜1dを用いて、基板Bfに、図6に示す全ての電子部品Pa1、Pa2、Pb〜Pdを、段階的に装着する。電子部品実装機1a〜1dにおいては、各々、基板搬入ステップと、装着ステップと、基板搬出ステップと、が実行される。
本ステップにおいては、基板Bfを、図2に示す電子部品実装機1aに搬入し、所定のクランプ位置に固定する。具体的には、まず、図4に示す制御装置7は、搬送モータ303fb、つまり図2に示す搬送部303fを用いて、基板Bfを昇降部350fの真上の搬送位置まで搬送する。次に、図4に示す制御装置7は、昇降モータ350fb、つまり図2に示す昇降部350fを用いて、基板Bfを、搬送位置からクランプ位置まで上昇させる。そして、基板Bfを、昇降部350fと、前後一対のクランプ片304fと、により、上下方向から挟持、固定する。
本ステップにおいては、基板Bfに、電子部品実装機1aに割り振られた電子部品Pa1、Pa2(図6参照)を装着する。具体的には、電子部品Pa1、Pa2の装着位置を決定し、当該装着位置に電子部品Pa1、Pa2を装着する。
はんだ側基準モードは、自重が軽い小型の電子部品Pa1に対して実行される。すなわち、後述するリフロー工程においては、溶融状態のはんだ部Ea1が、ランド部Da1に向かって流動する。この際、自重が軽い電子部品Pa1も、はんだ部Ea1の流動により、はんだ部Ea1と共に移動する。このため、はんだ部Ea1を基準に電子部品Pa1を装着しておけば、電子部品Pa1のパッド部(図略)を、ランド部Da1まで移動させることができる。このような理由から、本モードにおいては、はんだ部Ea1(具体的には図8に示すはんだ側基準マークEm)を基準に電子部品Pa1の装着位置を決定し、当該装着位置に電子部品Pa1を装着する。
基板側基準モードは、自重が重い大型の電子部品Pa2(図6参照)に対して実行される。すなわち、後述するリフロー工程においては、溶融状態のはんだ部Ea2(図8参照)が、ランド部Da2に向かって流動する。この際、自重が重い電子部品Pa2は、はんだ部Ea2と共に移動しない。このため、電子部品Pa2は、基板Bfつまりランド部Da2を基準に装着する必要がある。このような理由から、本モードにおいては、ランド部Da2(具体的には図8に示す基板側基準マークBm)を基準に電子部品Pa2の装着位置を決定し、当該装着位置に電子部品Pa2を装着する。
本ステップにおいては、基板Bfを、図2に示す電子部品実装機1aから搬出する。具体的には、まず、図4に示す制御装置7は、昇降モータ350fb、つまり図2に示す昇降部350fを用いて、基板Bfを、クランプ位置から搬送位置まで下降させる。続いて、図4に示す制御装置7は、搬送モータ303fb、つまり図2に示す搬送部303fを用いて、基板Bfを図1に示す電子部品実装機1bに払い出す。
本工程においては、図1に示すリフロー炉1fを用いて、所定の温度パターンで基板Bfを加熱、冷却する。図8に示すはんだ部Ea1、Ea2、Eb〜Edは、加熱により溶融し、冷却により固化する。
次に、本実施形態の電子部品実装機の作用効果について説明する。本実施形態の電子部品実装機1aによると、図10に示すように、鏡面状の非はんだ部(基板Bfの上面および六つの配線パターンCb(六つのはんだ部Ebが印刷されている部分を除く。))は、反射率が高い。このため、非はんだ部は、画像g4において白く表示される。一方、梨地状のはんだ部Ebは、反射率が低い。このため、はんだ部Ebは、画像g4において黒く表示される。本実施形態の電子部品実装機1aの画像処理装置6は、当該反射率の違いに着目して、画像g4からはんだ部Ebを抽出している。
以上、本発明の電子部品実装機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。
30:基板搬送装置、31:XYロボット、32:装着ヘッド、35:基板昇降装置、36:ハウジング、40:テープ、41:リール、42:リールホルダ、60:マークカメラ(撮像部)、61:照明部、62:画像処理部、70:コンピュータ。
303f:搬送部、303fb:搬送モータ、303r:搬送部、303rb:搬送モータ、304f:クランプ片、304r:クランプ片、310:Y方向スライダ、310a:Y軸モータ、311:X方向スライダ、311a:X軸モータ、312:Y方向ガイドレール、313:X方向ガイドレール、320:吸着ノズル、320a:Z軸モータ、320b:θ軸モータ、350f:昇降部、350fb:昇降モータ、350r:昇降部、610:光源、611:ハーフミラー、612:照明光、700:入出力インターフェイス、701:演算部、702:記憶部。
A1:輝度分布、A2:輝度分布、A3:輝度分布、A4:輝度分布、Bf:基板、Bm:基板側基準マーク、Br:基板、Ca1、Ca2、Cb〜Cd:配線パターン、Da1、Da2、Db〜Dd:ランド部、Ea1、Ea2、Eb〜Ed:はんだ部、Em:はんだ側基準マーク、F:フロア、G1〜G5:撮像エリア、H1:左縁、H2:左縁、H3:前縁、Lb:シークライン、Lf:生産ライン、Pa1、Pa2、Pb〜Pd:電子部品、Z1:図心、Z2:図心、Z4:図心、g4:画像、ΔZ:ずれ量、θ:入射角。
Claims (8)
- 基板の撮像エリアに照明光を照射する照明部と、
該照明光が照射された該撮像エリアを撮像する撮像部と、
撮像により取得された画像を処理する画像処理部と、
を備える画像処理装置であって、
前記照明部は、前記撮像エリアに対して直交する方向から前記照明光を照射し、
該撮像エリアは、前記基板に塗布されたはんだが露光するはんだ部と、該はんだが露光しない非はんだ部と、を有し、
該照明部は、前記画像から該はんだ部を抽出するために該撮像エリアを撮像する際の方が、該画像から該非はんだ部を抽出するために該撮像エリアを撮像する際よりも、該照明光の光強度を大きく設定し、
前記画像処理部は、該はんだ部と該非はんだ部との該照明光に対する反射率の違いを利用して、該画像から該はんだ部を抽出するために該撮像エリアを撮像する際は、該非はんだ部を白く、該はんだ部を黒く、表示することにより、該画像から該はんだ部を抽出することを特徴とする画像処理装置。 - 前記照明部は、前記画像から前記はんだ部を抽出するために前記撮像エリアを撮像する際の方が、該画像から前記非はんだ部を抽出するために該撮像エリアを撮像する際よりも、前記照明光の露光時間を長く設定する請求項1に記載の画像処理装置。
- 請求項1または請求項2に記載の画像処理装置と、該画像処理装置に電気的に接続される制御装置と、を備え、基板に電子部品を装着する電子部品実装機であって、
該制御装置は、前記画像から抽出された前記はんだ部を基にはんだ側基準マークを設定し、該はんだ側基準マークを基に前記電子部品の装着位置を決定する電子部品実装機。 - 前記撮像エリアは、複数の前記はんだ部を有し、
前記制御装置は、前記画像から抽出された複数の該はんだ部を基に前記はんだ側基準マークを設定する請求項3に記載の電子部品実装機。 - 前記基板は、ランド部を有する配線パターンと、前記電子部品の前記装着位置を決定する基になる基板側基準マークと、を有し、
前記はんだ部は、該ランド部に該電子部品を接続するために、該ランド部に塗布され、
前記制御装置は、該基板側基準マークを基準に該電子部品を装着する基板側基準モード、および前記はんだ側基準マークを基準に該電子部品を装着するはんだ側基準モードのうち、少なくとも該はんだ側基準モードを実行可能である請求項3または請求項4に記載の電子部品実装機。 - 前記制御装置は、前記基板側基準モードと前記はんだ側基準モードとを切り替えて実行可能である請求項5に記載の電子部品実装機。
- 前記制御装置は、前記基板側基準モードにおいて前記電子部品が装着される前記はんだ部を基に設定される前記はんだ側基準マークを基準に、前記はんだ側基準モードにおいて該電子部品を装着する請求項6に記載の電子部品実装機。
- 前記照明部は、前記画像から前記基板側基準マークを抽出するために前記撮像エリアを撮像する際の方が、該画像から前記はんだ部を抽出し前記はんだ側基準マークを設定するために該撮像エリアを撮像する際よりも、前記照明光の光強度を小さく設定する請求項6または請求項7に記載の電子部品実装機。
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