JP6615321B2 - 基板作業装置および部品実装装置 - Google Patents

Description

この発明は、基板作業装置および部品実装装置に関し、特に、位置補正のための補正用マークを備えた基板作業装置および部品実装装置に関する。

従来、位置補正のための補正用マークを備えた部品実装装置が知られている。たとえば、国際公開ＷＯ２０１５／１８１９０５号公報に開示されている。

上記国際公開ＷＯ２０１５／１８１９０５号公報には、基板に部品を実装する作業を行うヘッドユニットと、位置補正のための補正用マークを撮像可能な基台カメラおよびスキャンカメラと、基台カメラにより撮像される補正用マークが配置された棒状部材と、スキャンカメラにより撮像される補正用マークを投影するマーク投影部とを備える部品実装装置が開示されている。この部品実装装置では、棒状部材に配置された補正用マークと、マーク投影部により投影された補正用マークとが、基台カメラの焦点高さ位置およびスキャンカメラの焦点高さ位置に応じて、互いに異なる高さ位置に配置されている。

国際公開ＷＯ２０１５／１８１９０５号公報

上記国際公開ＷＯ２０１５／１８１９０５号公報の部品実装装置では、異なる高さ位置に複数の補正用マークを配置するために、棒状部材と、マーク投影部とを設ける必要がある。このため、部品点数が増加する分、部品実装装置の構成が複雑になる。また、棒状部材とマーク投影部との両方を配置するスペースを設ける分、部品実装装置が大型化する。そこで、異なる高さ位置に複数の補正用マークが配置された基板作業装置および部品実装装置の構造の簡素化および小型化を図ることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、異なる高さ位置に複数の補正用マークが配置された装置の構造の簡素化および小型化を図ることが可能な基板作業装置および部品実装装置を提供することである。

この発明の第１の局面による基板作業装置は、部品が実装される基板に対して作業を行う作業部と、位置補正のための補正用マークを撮像可能な撮像部と、補正用マークを投影するマーク投影部とを備え、補正用マークは、第１補正用マークと、第２補正用マークとを含み、撮像部は、第１高さ位置に焦点が合う第１撮像部と、第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に焦点が合う第２撮像部とを含み、マーク投影部は、第１高さ位置に第１補正用マークを投影し、第２高さ位置に第２補正用マークを投影するように構成されている。

この発明の第１の局面による基板作業装置では、上記のように、第１高さ位置に第１補正用マークを投影し、第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に第２補正用マークを投影するマーク投影部を設ける。これにより、第１補正用マークを配置するための部材と、第２補正用マークを配置するための部材とを単一のマーク投影部として共通化することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。その結果、異なる高さ位置に複数の補正用マークが配置された基板作業装置の構造の簡素化および小型化を図ることができる。なお、マーク投影部は、光を照明部から照射して投影する構成に限らず、光を照射する照明部を設けずに投影する構成も含む。

上記第１の局面による基板作業装置において、好ましくは、マーク投影部は、第１補正用マークを投影するための第１投影対象部と、第２補正用マークを投影するための第２投影対象部と、第１投影対象部を第１高さ位置に第１補正用マークとして投影するとともに、第２投影対象部を第２高さ位置に第２補正用マークとして投影するためのレンズ部とを含む。このように構成すれば、第１投影対象部をレンズ部により投影して容易に第１補正用マークを投影することができるとともに、第２投影対象部をレンズ部により投影して容易に第２補正用マークを投影することができる。

上記マーク投影部が第１投影対象部と第２投影対象部とレンズ部とを含む構成において、好ましくは、第１投影対象部は、レンズ部の光軸方向おいて、レンズ部に対して、第２投影対象部よりも遠くに配置されている。このように構成すれば、第１補正用マークの高さ位置と、第２補正用マークの高さ位置とを容易に互いに異ならせることができる。

この場合、好ましくは、マーク投影部は、平板状に形成され、レンズ部の光軸方向において一対の平坦面が互いに対向するように配置された透明部材をさらに含み、透明部材は、一方側の平坦面に第１投影対象部が配置され、他方側の平坦面に第２投影対象部が配置されている。このように構成すれば、第１投影対象部と第２投影対象部とを１つの透明部材上に設けることができるので、部品点数が増加するのをより抑制することができる。これにより、マーク投影部の小型化および構造の簡素化を図ることができるので、基板作業装置のさらなる小型化および構造の簡素化を図ることができる。

上記マーク投影部が第１投影対象部と第２投影対象部とレンズ部とを含む構成において、好ましくは、第１投影対象部は、レンズ部の光軸が略中心を通るように配置されており、第２投影対象部は、レンズ部の光軸が略中心を通るように配置されている。このように構成すれば、投影される第１補正用マークおよび第２補正用マークが歪むのを抑制することができるので、第１補正用マークおよび第２補正用マークを用いて精度よく位置補正を行うことができる。

上記マーク投影部が第１投影対象部と第２投影対象部とレンズ部とを含む構成において、好ましくは、第１投影対象部および第２投影対象部は、レンズ部の光軸方向に見て、重ならないように配置されている。このように構成すれば、第１補正用マークと第２補正用マークとが重なって投影されるのを抑制することができるので、撮像部の撮像結果に基づいて第１補正用マークおよび第２補正用マークを精度よく認識することができる。

上記マーク投影部が第１投影対象部と第２投影対象部とレンズ部とを含む構成において、好ましくは、第１投影対象部および第２投影対象部は、互いに異なる平面形状を有する。このように構成すれば、撮像部により撮像された第１補正用マークおよび第２補正用マークを誤認識するのを抑制することができるので、第１補正用マークおよび第２補正用マークを精度よく認識することができる。

上記マーク投影部が第１投影対象部と第２投影対象部とレンズ部とを含む構成において、好ましくは、第１投影対象部および第２投影対象部の一方は、レンズ部の光軸方向に見て、第１投影対象部および第２投影対象部の他方の内側に配置されている。このように構成すれば、第１投影対象部および第２投影対象部を光軸上に配置することができるので、投影される第１補正用マークおよび第２補正用マークが歪むのを抑制することができる。また、第１投影対象部および第２投影対象部をコンパクトに配置することができるので、マーク投影部の小型化を図ることができる。

上記マーク投影部が第１投影対象部と第２投影対象部とレンズ部とを含む構成において、好ましくは、マーク投影部は、第１投影対象部および第２投影対象部に光を照射する照明部をさらに含む。このように構成すれば、第１投影対象部および第２投影対象部に光を照射して、第１補正用マークおよび第２補正用マークを投影することができるので、第１補正用マークおよび第２補正用マークを鮮明に投影することができる。

上記第１の局面による基板作業装置において、好ましくは、マーク投影部は、水平方向において所定の間隔を隔てて一対設けられている。このように構成すれば、水平方向において２箇所に補正用マークを配置することができる。これにより、たとえば、熱などにより作業部に歪みが生じた場合に、作業部の基準となる複数の位置を補正用マークにより認識することができるので、歪みによる位置のずれを精度よく補正することができる。

上記第１の局面による基板作業装置では、撮像部は、第１高さ位置に焦点が合う第１撮像部と、第２高さ位置に焦点が合う第２撮像部とを含む。これにより、第１高さ位置に位置する部品などを第１撮像部により撮像して精度よく位置補正を行うことができるとともに、第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に位置する部品などを第２撮像部により撮像して精度よく位置補正を行うことができる。

この発明の第２の局面による部品実装装置は、基板に部品を実装する作業を行う実装ヘッド部と、位置補正のための補正用マークを撮像可能な撮像部と、補正用マークを投影するマーク投影部とを備え、補正用マークは、第１補正用マークと、第２補正用マークとを含み、撮像部は、第１高さ位置に焦点が合う第１撮像部と、第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に焦点が合う第２撮像部とを含み、マーク投影部は、第１高さ位置に第１補正用マークを投影し、第２高さ位置に第２補正用マークを投影するように構成されている。

この発明の第２の局面による部品実装装置では、上記のように、第１高さ位置に第１補正用マークを投影し、第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に第２補正用マークを投影するマーク投影部を設ける。これにより、第１補正用マークを配置するための部材と、第２補正用マークを配置するための部材とを単一のマーク投影部として共通化することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。その結果、異なる高さ位置に複数の補正用マークが配置された部品実装装置の構造の簡素化および小型化を図ることができる。

上記第２の局面による部品実装装置において、好ましくは、マーク投影部は、実装ヘッド部に設けられ、下方に向かって第１補正用マークおよび第２補正用マークを投影するように構成されている。このように構成すれば、実装ヘッド部に保持された部品を第１補正用マークまたは第２補正用マークとともに撮像することができるので、部品の位置を精度よく補正することができる。これにより、基板に部品を精度よく実装することができる。

この場合、好ましくは、第１高さ位置に焦点が合う第１撮像部は、部品実装装置本体に固定的に設けられ、第２高さ位置に焦点が合う第２撮像部は、実装ヘッド部に移動可能に設けられている。このように構成すれば、第１高さ位置に位置する部品を第１撮像部により撮像して精度よく位置補正を行うことができるとともに、第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に位置する部品を第２撮像部により撮像して精度よく位置補正を行うことができる。

本発明によれば、上記のように、異なる高さ位置に複数の補正用マークが配置された装置の構造の簡素化および小型化を図ることが可能な基板作業装置および部品実装装置を提供することができる。

本発明の一実施形態による部品実装装置の概略を示した平面図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の補正用マークの高さ位置を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置のマーク投影部を説明するための図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の透明部材を示した斜視図である。 本発明の一実施形態による部品実装装置の透明部材を示した平面図である。 本発明の一実施形態の第１変形例による部品実装装置のマーク投影部を説明するための図である。 本発明の一実施形態の第２変形例による部品実装装置のマーク投影部を説明するための図である。

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

（部品実装装置の構成）
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態による部品実装装置１００の構成について説明する。

図１に示すように、部品実装装置１００は、一対のコンベア２により基板ＰをＸ方向に搬送し、実装作業位置Ｍにおいて基板Ｐに部品３１を実装する部品実装装置である。なお、部品実装装置１００は、請求の範囲の「基板作業装置」の一例である。

図１に示すように、部品実装装置１００は、基台１と、一対のコンベア２と、部品供給部３と、ヘッドユニット４と、支持部５と、一対のレール部６と、基台カメラ７と、マーク投影部８とを備えている。なお、ヘッドユニット４は、請求の範囲の「作業部」および「実装ヘッド部」の一例であり、基台カメラ７は、請求の範囲の「撮像部」および「第１撮像部」の一例である。

一対のコンベア２は、基台１上に設置され、基板ＰをＸ方向に搬送するように構成されている。また、一対のコンベア２は、搬送中の基板Ｐを実装作業位置Ｍで停止させた状態で保持するように構成されている。また、一対のコンベア２は、基板Ｐの寸法に合わせてＹ方向の間隔を調整可能に構成されている。

部品供給部３は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。また、部品供給部３には、複数のテープフィーダ３ａが配置されている。

テープフィーダ３ａは、複数の部品３１を所定の間隔を隔てて保持したテープが巻き付けられたリール（図示せず）を保持している。テープフィーダ３ａは、リールを回転させて部品３１を保持するテープを送出することにより、テープフィーダ３ａの先端から部品３１を供給するように構成されている。ここで、部品３１は、ＩＣ、トランジスタ、コンデンサおよび抵抗などの電子部品を含む。

ヘッドユニット４は、部品３１が実装される基板Ｐに対して作業を行うように構成されている。具体的には、ヘッドユニット４は、一対のコンベア２および部品供給部３の上方（Ｚ１方向）の位置に配置されておいる。また、ヘッドユニット４は、図２に示すように、ノズル４１が下端に取り付けられた複数（５つ）の実装ヘッド４２と、基板認識カメラ４３と、スキャンカメラ４４とを含んでいる。なお、スキャンカメラ４４は、請求の範囲の「撮像部」および「第２撮像部」の一例である。

実装ヘッド４２は、昇降可能（Ｚ方向に移動可能）に構成され、負圧発生機（図示せず）によりノズル４１の先端部に発生された負圧によって、テープフィーダ３ａから供給される部品３１を吸着して保持し、基板Ｐにおける実装位置（図２参照）に部品３１を装着（実装）する作業を行うように構成されている。

基板認識カメラ４３は、基板Ｐの位置を認識するために、基板ＰのフィデューシャルマークＦを撮像するように構成されている。そして、フィデューシャルマークＦの位置を撮像して認識することにより、基板Ｐにおける部品３１の実装位置を正確に取得することが可能である。また、基板認識カメラ４３の近傍には、照明（図示せず）が設けられている。基板認識カメラ４３の撮像時に照明から可視光が基板Ｐに照射されることにより、基板認識カメラ４３により基板Ｐを鮮明に撮像することが可能である。

スキャンカメラ４４は、実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１を下側（Ｚ２方向側）から撮像可能に構成されている。また、スキャンカメラ４４は、実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１の位置および姿勢を取得するために設けられている。具体的には、スキャンカメラ４４は、ヘッドユニット４に対して実装ヘッド４２の配列方向（Ｘ方向）に 移動可能に設けられている。また、スキャンカメラ４４は、Ｘ方向に移動しながら実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１と後述する補正用マーク（第２補正用マーク８２）とを撮像するように構成されている。また、スキャンカメラ４４では、厚さ（Ｚ方向の大きさ）が比較的小さい部品３１が撮像されるように構成されている。また、スキャンカメラ４４の近傍には、照明（図示せず）が設けられている。スキャンカメラ４４の撮像時に照明から可視光をノズル４１に吸着された部品３１に照射することにより、スキャンカメラ４４によりノズル４１に吸着された部品３１を鮮明に撮像することが可能である。

支持部５は、モータ５１を含んでいる。支持部５は、モータ５１を駆動させることにより、支持部５に沿ってヘッドユニット４をＸ方向に移動させるように構成されている。支持部５は、両端部が一対のレール部６により支持されている。

一対のレール部６は、基台１上に固定されている。Ｘ１側のレール部６は、モータ６１を含んでいる。一対のレール部６は、支持部５をＸ方向と直交するＹ方向に移動可能に支持している。具体的には、モータ６１の駆動により、一対のレール部６に沿って支持部５がＹ方向に移動されるように構成されている。ヘッドユニット４が支持部５に沿ってＸ方向に移動可能であるとともに、支持部５がレール部６に沿ってＹ方向に移動可能であることによって、ヘッドユニット４はＸＹ方向に移動可能である。

基台カメラ７は、基台１の上面上に固定されている。基台カメラ７は、部品を撮像可能に構成されている。具体的には、基台カメラ７は、一対のコンベア２の外側（Ｙ１側およびＹ２側）に配置されている。基台カメラ７は、部品３１の実装に先立って部品３１の吸着状態（吸着姿勢）を認識するために、実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１を下側（Ｚ２方向側）から撮像するように構成されている。これにより、実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１の吸着状態を取得することが可能である。また、基台カメラ７の近傍には、照明（図示せず）が設けられている。基台カメラ７の撮像時に照明から可視光をノズル４１に吸着された部品３１に照射することにより、基台カメラ７によりノズル４１に吸着された部品３１を鮮明に撮像することが可能である。

また、基台カメラ７は、実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１と後述する補正用マーク（第１補正用マーク８１）とを撮像するように構成されている。具体的には、実装ヘッド４２（ノズル４１）に部品３１が吸着されると、ヘッドユニット４が基台カメラ７の上方を通過するように移動する。この際に、基台カメラ７により実装ヘッド４２（ノズル４１）に吸着された部品３１と補正用マーク（第１補正用マーク８１）とが撮像される。また、基台カメラ７では、厚さ（Ｚ方向の大きさ）が比較的大きい部品３１、または、スキャンカメラ４４により撮像が困難な形状の部品３１などが撮像されるように構成されている。

ここで、本実施形態では、図２および図３に示すように、マーク投影部８は、補正用マーク（第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２）を投影するように構成されている。また、マーク投影部８は、水平方向において所定の間隔を隔てて一対設けられている。具体的には、マーク投影部８は、ヘッドユニット４に一対設けられている。また、マーク投影部８は、Ｘ方向に一列に配置された複数の実装ヘッド４２を挟み込むように配置されている。つまり、マーク投影部８は、Ｘ方向に所定の間隔を隔てて一対設けられている。また、マーク投影部８は、下方に向かって第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を投影するように構成されている。

また、本実施形態では、マーク投影部８は、図３の(ａ)に示すように、第１高さ位置Ｈ１に第１補正用マーク８１を投影するように構成されている。また、マーク投影部８は、図３の（ｂ)に示すように、第１高さ位置Ｈ１とは異なる第２高さ位置Ｈ２に第２補正用マーク８２を投影するように構成されている。ここで、基台カメラ７は、第１高さ位置Ｈ１に焦点が合うように構成されている。つまり、基台カメラ７は、第１高さ位置Ｈ１に位置する部品３１を撮像するように構成されている。一方、スキャンカメラ４４は、第１高さ位置Ｈ１とは異なる第２高さ位置Ｈ２に焦点が合うように構成されている。つまり、スキャンカメラ４４は、第２高さ位置Ｈ２に位置する部品３１を撮像するように構成されている。なお、第１高さ位置Ｈ１は、第２高さ位置Ｈ２よりも下方向（Ｚ２方向）に配置されている。また、図３の（ａ）では、第１補正用マーク８１が投影され、図３の（ｂ）では、第２補正用マーク８２が投影されている状態を示しているが、実際は、マーク投影部８により、第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２の両方が投影される。なお、第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２は、請求の範囲の「補正用マーク」の一例である。

第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２の水平方向（ＸＹ方向）の位置は、ヘッドユニット４に対して既知の位置に配置されている。つまり、第１補正用マーク８１または第２補正用マーク８２と、実装ヘッド４２に保持された部品３１とを撮像することにより、部品３１の位置を正確に取得することができる。この取得した部品３１の位置に基づいて、部品３１が実装される際の位置が補正される。

また、マーク投影部８は、図３に示すように、透明部材８３と、レンズ部８４と、照明部８５とを含んでいる。透明部材８３は、第１補正用マーク８１を投影するための第１投影対象部８３１と、第２補正用マーク８２を投影するための第２投影対象部８３２とを有している。具体的には、透明部材８３は、平板状に形成され、レンズ部８４の光軸方向において一対の平坦面が互いに対向するように配置されている。また、透明部材８３の一方側の平坦面に第１投影対象部８３１が配置され、他方側の平坦面に第２投影対象部８３２が配置されている。

第１投影対象部８３１は、レンズ部８４の光軸が略中心を通るように配置されている。また、第２投影対象部８３２は、レンズ部８４の光軸が略中心を通るように配置されている。また、第１投影対象部８３１は、レンズ部８４の光軸方向おいて、レンズ部８４に対して、第２投影対象部８３２よりも遠くに配置されている。つまり、図４に示すように、第１投影対象部８３１は、透明部材８３の上側（Ｚ１方向側）の表面に配置されている。また、第２投影対象部８３２は、透明部材８３の下側（Ｚ２方向側）の表面に配置されている。

また、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、透明部材８３の表面に材料を蒸着することにより設けられている。また、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、光を通さないように構成されている。具体的には、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、色が付されている。たとえば、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、黒色を有している。また、図３に示すように、第１投影対象部８３１と、第２投影対象部８３２とは、透明部材８３の厚み分だけ上下方向（Ｚ方向）に離間して配置されている。具体的には、第１投影対象部８３１と、第２投影対象部８３２とは、上下方向に距離ｄ１の間隔を隔てて配置されている。

図３に示すように、第１投影対象部８３１と、第２投影対象部８３２とが、上下方向に距離ｄ１の間隔を隔てて配置されている分、第１補正用マーク８１と、第２補正用マーク８２とが異なる高さ位置に投影（結像）される。具体的には、第１補正用マーク８１は、第１高さ位置Ｈ１に投影される。また、第２補正用マーク８２は、第２高さ位置Ｈ２に投影される。第１高さ位置Ｈ１は、第２高さ位置Ｈ２に対して距離ｄ２だけ下方向（Ｚ２方向）に位置する。つまり、レンズ部８４に対して遠い位置に配置される第１投影対象部８３１が投影された第１補正用マーク８１は、レンズ部８４に対して遠くに投影される。また、レンズ部８４に対して近い位置に配置される第２投影対象部８３２が投影された第２補正用マーク８２は、レンズ部８４に対して近くに投影される。

透明部材８３は、透明または半透明の材料により形成されている。また、透明部材８３は、屈折率が高い材料により形成されている。たとえば、透明部材８３は、ガラスや、樹脂などにより形成されている。また、透明部材８３は、水よりも大きい屈折率を有する材料により形成されている。好ましくは、透明部材８３は、１．５以上の屈折率を有する材料により形成されている。これにより、透明部材８３の上面と下面との間の光路長を長くすることができるので、透明部材８３を薄くすることができる。これにより、マーク投影部８の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、レンズ部８４の光軸方向に見て、重ならないように配置されている。具体的には、図５に示すように、第１投影対象部８３１は、レンズ部８４の光軸方向に見て、第２投影対象部８３２の内側に配置されている。また、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、互いに異なる平面形状を有している。たとえば、第１投影対象部８３１は、光軸方向に見て、円形状を有している。第２投影対象部８３２は、光軸方向に見て、四角形の枠形状を有している。

図３に示すように、レンズ部８４は、第１投影対象部８３１を第１高さ位置Ｈ１に第１補正用マーク８１として投影するとともに、第２投影対象部８３２を第２高さ位置Ｈ２に第２補正用マーク８２として投影するために設けられている。また、レンズ部８４は、透明部材８３（第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２）に対して、下側（Ｚ２方向側）に配置されている。また、レンズ部８４は、たとえば、３枚のレンズを含んでいる。また、レンズ部８４は、第１補正用マーク８１の投影位置が第１高さ位置Ｈ１となるように、位置および倍率が調整されている。また、レンズ部８４は、第２補正用マーク８２の投影位置が第２高さ位置Ｈ２となるように、位置および倍率が調整されている。

照明部８５は、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２に光を照射するように構成されている。照明部８５は、透明部材８３に対して、レンズ部８４と反対側（Ｚ１方向側）に配置されている。また、照明部８５は、下側（Ｚ２方向側）に向かって可視光を照射するように構成されている。また、照明部８５は、少なくとも、基台カメラ７またはスキャンカメラ４４による撮像時に点灯するように構成されている。つまり、基台カメラ７またはスキャンカメラ４４により第１補正用マーク８１または第２補正用マーク８２を撮像する際には、照明部８５から光が照射されるように構成されている。

（実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

本実施形態では、上記のように、第１高さ位置Ｈ１に第１補正用マーク８１を投影し、第２高さ位置Ｈ２に第２補正用マーク８２を投影するマーク投影部８を設ける。これにより、第１補正用マーク８１を配置するための部材と、第２補正用マーク８２を配置するための部材とを単一のマーク投影部８として共通化することができるので、部品点数が増加するのを抑制することができる。その結果、異なる高さ位置に複数の補正用マークが配置された部品実装装置１００の構造の簡素化および小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、マーク投影部８に、第１補正用マーク８１を投影するための第１投影対象部８３１と、第２補正用マーク８２を投影するための第２投影対象部８３２と、第１投影対象部８３１を第１高さ位置Ｈ１に第１補正用マーク８１として投影するとともに、第２投影対象部８３２を第２高さ位置Ｈ２に第２補正用マーク８２として投影するためのレンズ部８４とを設ける。これにより、第１投影対象部８３１をレンズ部８４により投影して容易に第１補正用マーク８１を投影することができるとともに、第２投影対象部８３２をレンズ部８４により投影して容易に第２補正用マーク８２を投影することができる。

また、本実施形態では、第１投影対象部８３１を、レンズ部８４の光軸方向おいて、レンズ部８４に対して、第２投影対象部８３２よりも遠くに配置する。これにより、第１補正用マーク８１の高さ位置と、第２補正用マーク８２の高さ位置とを容易に互いに異ならせることができる。

また、本実施形態では、透明部材８３を、一方側の平坦面に第１投影対象部８３１を配置し、他方側の平坦面に第２投影対象部８３２を配置する。これにより、第１投影対象部８３１と第２投影対象部８３２とを１つの透明部材８３上に設けることができるので、部品点数が増加するのをより抑制することができる。その結果、マーク投影部８の小型化および構造の簡素化を図ることができるので、部品実装装置１００のさらなる小型化および構造の簡素化を図ることができる。

また、本実施形態では、第１投影対象部８３１を、レンズ部８４の光軸が略中心を通るように配置する。また、第２投影対象部８３２を、レンズ部８４の光軸が略中心を通るように配置する。これにより、投影される第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２が歪むのを抑制することができるので、第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を用いて精度よく位置補正を行うことができる。

また、本実施形態では、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２を、レンズ部８４の光軸方向に見て、重ならないように配置する。これにより、第１補正用マーク８１と第２補正用マーク８２とが重なって投影されるのを抑制することができるので、基台カメラ７の撮像結果に基づいて第１補正用マーク８１を精度よく認識することができる。また、スキャンカメラ４４の撮像結果に基づいて第２補正用マーク８２を精度よく認識することができる。

また、本実施形態では、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２は、互いに異なる平面形状を有する。これにより、基台カメラ７またはスキャンカメラ４４により撮像された第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を誤認識するのを抑制することができるので、第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を精度よく認識することができる。

また、本実施形態では、第１投影対象部８３１を、レンズ部８４の光軸方向に見て、第２投影対象部８３２の内側に配置する。これにより、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２を光軸上に配置することができるので、投影される第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２が歪むのを抑制することができる。また、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２をコンパクトに配置することができるので、マーク投影部８の小型化を図ることができる。

また、本実施形態では、マーク投影部８に、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２に光を照射する照明部８５を設ける。これにより、第１投影対象部８３１および第２投影対象部８３２に光を照射して、第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を投影することができるので、第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を鮮明に投影することができる。

また、本実施形態では、マーク投影部８を、水平方向（Ｘ方向）において所定の間隔を隔てて一対設ける。これにより、Ｘ方向において２箇所に補正用マークを配置することができる。その結果、たとえば、熱などによりヘッドユニット４に歪みが生じた場合に、ヘッドユニット４の基準となる複数の位置を補正用マークにより認識することができるので、歪みによる位置のずれを精度よく補正することができる。

また、本実施形態では、部品実装装置本体に固定的に設けられ、第１高さ位置Ｈ１に焦点が合う基台カメラ７と、ヘッドユニット４に移動可能に設けられ、第２高さ位置Ｈ２に焦点が合うスキャンカメラ４４とを設ける。これにより、第１高さ位置Ｈ１に位置する部品３１を基台カメラ７により撮像して精度よく位置補正を行うことができる。また、第２高さ位置Ｈ２に位置する部品３１をスキャンカメラ４４により撮像して精度よく位置補正を行うことができる。

また、本実施形態では、マーク投影部８を、ヘッドユニット４に設け、下方（Ｚ２方向）に向かって第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を投影するように構成する。これにより、実装ヘッド４２に保持された部品３１を第１補正用マーク８１または第２補正用マーク８２とともに撮像することができるので、部品３１の位置を精度よく補正することができる。これにより、基板Ｐに部品３１を精度よく実装することができる。

（変形例）
なお、今回開示された実施形態は、すべ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、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記一実施形態では、本発明を基板作業装置としての部品実装装置に適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明を部品実装装置以外に適用してもよい。たとえば、本発明を部品が実装された基板を検査する検査装置に適用してもよい。また、本発明を部品が実装される基板に半田などを印刷する印刷装置に適用してもよい。また、本発明を部品が実装される基板に半田や接着剤などを塗布する塗布装置に適用してもよい。また、撮像部は、可視光に基づいて部品を撮像しなくてもよい。たとえば、撮像部は、赤外光やＸ線などに基づいて部品を撮像してもよい。

また、上記一実施形態では、マーク投影部を２つ設ける構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、マーク投影部を１つ設けてもよいし、３つ以上設けてもよい。

また、上記一実施形態では、１つの透明部材の上面および下面の各々に第１投影対象部および第２投影対象部を配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図６に示す第１変形例のマーク投影部８ａのように、第１投影対象部８６１が配置される部材８６と、第２投影対象部８７１が配置される部材８７とを別個に設けてもよい。

また、上記一実施形態では、光軸方向に見て、第２投影対象部の内側に第１投影対象部を配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、光軸方向に見て、第１投影対象部の内側に第２投影対象部を配置してもよい。また、第１投影対象部と第２投影対象部とを光軸方向と直交する方向に並べて配置してもよい。

また、上記一実施形態では、第１投影対象部を円形状に形成し、第２投影対象部を四角形の枠形状に形成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１投影対象部を円形状以外の形状に形成してもよい。また、第２投影対象部を四角形の枠形状以外の形状に形成してもよい。また、第１投影対象部と第２投影対象部とを同じ形状にしてもよい。また、第１投影対象部の大きさと第２投影対象部の大きさとを同じにしてもよい。

また、上記一実施形態では、補正用マークを部品の位置および姿勢を補正するために用いる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、補正用マークを作業部の位置を補正するために用いてもよいし、補正用マークを基板の位置を補正するために用いてもよい。また、補正用マークを撮像部の位置を補正するために用いてもよい。

また、上記一実施形態では、作業部であるヘッドユニットにマーク投影部を配置する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、作業部以外にマーク投影部を配置してもよい。

また、上記一実施形態では、マーク投影部から下向きに第１補正用マークおよび第２補正用マークを投影する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図７に示すように、マーク投影部８ｂから上向きに第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を投影してもよい。この場合、たとえば、基板認識カメラ４３により、投影された第１補正用マーク８１および第２補正用マーク８２を撮像してもよい。基板認識カメラ４３は、第１高さ位置Ｈ１１を撮像するカメラと、第２高さ位置Ｈ１２を撮像するカメラとを含んでいてもよい。また、基板認識カメラ４３は、第１高さ位置Ｈ１１を撮像する位置と、第２高さ位置Ｈ１２を撮像する位置とに上下方向に移動可能であってもよい。また、上下方向に撮像部が移動する場合、２箇所により補正用マークを撮像することにより、上下移動軸の歪みを認識することが可能である。

また、上記一実施形態では、マーク投影部が照明部を含む構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、マーク投影部に照明部を設けなくてもよい。たとえば、撮像部近傍に設けられた照明により、第１投影対象部および第２投影対象部に光を照射してもよい。つまり、第１投影対象部および第２投影対象部の背面からレンズ部に向かって光を照射しなくてもよい。

また、上記一実施形態では、１つのマーク投影部が２つの補正用マーク（第１補正用マークおよび第２補正用マーク）を投影する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つのマーク投影部が高さ位置が互いに異なるように３つ以上の補正用マークを投影してもよい。

４ ヘッドユニット（作業部、実装ヘッド部）
７ 基台カメラ（撮像部、第１撮像部）
８、８ａ、８ｂ マーク投影部
３１ 部品
４３ 基板認識カメラ（撮像部）
４４ スキャンカメラ（撮像部、第２撮像部）
８１ 第１補正用マーク（補正用マーク）
８２ 第２補正用マーク（補正用マーク）
８３ 透明部材
８４ レンズ部
８５ 照明部
１００ 部品実装装置（基板作業装置）
８３１、８６１ 第１投影対象部
８３２、８７１ 第２投影対象部
Ｈ１、Ｈ１１ 第１高さ位置
Ｈ２、Ｈ１２ 第２高さ位置
Ｐ 基板

Claims (13)

1. 部品が実装される基板に対して作業を行う作業部と、
   位置補正のための補正用マークを撮像可能な撮像部と、
   前記補正用マークを投影するマーク投影部とを備え、
   前記補正用マークは、第１補正用マークと、第２補正用マークとを含み、
   前記撮像部は、第１高さ位置に焦点が合う第１撮像部と、前記第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に焦点が合う第２撮像部とを含み、
   前記マーク投影部は、前記第１高さ位置に前記第１補正用マークを投影し、前記第２高さ位置に前記第２補正用マークを投影するように構成されている、基板作業装置。
2. 前記マーク投影部は、前記第１補正用マークを投影するための第１投影対象部と、前記第２補正用マークを投影するための第２投影対象部と、前記第１投影対象部を前記第１高さ位置に前記第１補正用マークとして投影するとともに、前記第２投影対象部を前記第２高さ位置に前記第２補正用マークとして投影するためのレンズ部とを含む、請求項１に記載の基板作業装置。
3. 前記第１投影対象部は、前記レンズ部の光軸方向おいて、前記レンズ部に対して、前記第２投影対象部よりも遠くに配置されている、請求項２に記載の基板作業装置。
4. 前記マーク投影部は、平板状に形成され、前記レンズ部の光軸方向において一対の平坦面が互いに対向するように配置された透明部材をさらに含み、
   前記透明部材は、一方側の前記平坦面に前記第１投影対象部が配置され、他方側の前記平坦面に前記第２投影対象部が配置されている、請求項３に記載の基板作業装置。
5. 前記第１投影対象部は、前記レンズ部の光軸が略中心を通るように配置されており、
   前記第２投影対象部は、前記レンズ部の光軸が略中心を通るように配置されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の基板作業装置。
6. 前記第１投影対象部および前記第２投影対象部は、前記レンズ部の光軸方向に見て、重ならないように配置されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載の基板作業装置。
7. 前記第１投影対象部および前記第２投影対象部は、互いに異なる平面形状を有する、請求項２〜６のいずれか１項に記載の基板作業装置。
8. 前記第１投影対象部および前記第２投影対象部の一方は、前記レンズ部の光軸方向に見て、前記第１投影対象部および前記第２投影対象部の他方の内側に配置されている、請求項２〜７のいずれか１項に記載の基板作業装置。
9. 前記マーク投影部は、前記第１投影対象部および前記第２投影対象部に光を照射する照明部をさらに含む、請求項２〜８のいずれか１項に記載の基板作業装置。
10. 前記マーク投影部は、水平方向において所定の間隔を隔てて一対設けられている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の基板作業装置。
11. 基板に部品を実装する作業を行う実装ヘッド部と、
    位置補正のための補正用マークを撮像可能な撮像部と、
    前記補正用マークを投影するマーク投影部とを備え、
    前記補正用マークは、第１補正用マークと、第２補正用マークとを含み、
    前記撮像部は、第１高さ位置に焦点が合う第１撮像部と、前記第１高さ位置とは異なる第２高さ位置に焦点が合う第２撮像部とを含み、
    前記マーク投影部は、前記第１高さ位置に前記第１補正用マークを投影し、前記第２高さ位置に前記第２補正用マークを投影するように構成されている、部品実装装置。
12. 前記マーク投影部は、前記実装ヘッド部に設けられ、下方に向かって前記第１補正用マークおよび前記第２補正用マークを投影するように構成されている、請求項１１に記載の部品実装装置。
13. 前記第１高さ位置に焦点が合う前記第１撮像部は、部品実装装置本体に固定的に設けられ、前記第２高さ位置に焦点が合う前記第２撮像部は、前記実装ヘッド部に移動可能に設けられている、請求項１２に記載の部品実装装置。

Images