JP6689301B2 - 部品判定装置および部品判定方法 - Google Patents

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Description

本発明は、部品判定装置および部品判定方法に関するものである。
部品検査装置は、回路基板に装着される電子部品を対象として、当該電子部品における電極部の状態などが電子部品の用途に適しているか否かを判定する。例えば、特許文献1には、複数の電極部(リードなど)の平坦度検査などを行う構成が開示されている。このように電子部品の適否を判定することにより、電極部が変形しているような不良な電子部品が回路基板に装着されることを防止している。
特開2001−155160号公報
ところで、電子部品には、電極部以外に回路基板の上面に接触する接触部を有する種別がある。上記の接触部は、例えば回路基板に対して電子部品を位置決めや、回路基板に載置された電子部品の姿勢維持に用いられる。このような接触部を有する電子部品には、電極部の平坦度が正常であっても、電極部と接触部との位置関係によっては回路基板への装着に適さないものが含まれ得る。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電子部品の態様に対応して、電子部品の良否判定の精度を向上できる部品判定装置および部品判定方法を提供することを目的とする。
請求項1に係る部品判定装置は、回路基板に載置される電子部品の適否を判定する。電子部品は、部品本体と、複数の電極部と、複数の電極部とは別部材により形成され、電子部品が回路基板に載置される際に当該回路基板の上面に接触する基準部と、を有する。部品判定装置は、基準部に設定された複数の基準点の位置、および複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定装置と、電子部品が回路基板に載置された場合に部品本体に対する回路基板の上面の位置を示す基準平面を、複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出部と、基準平面と複数の測定点との距離に基づいて電子部品の適否を判定する適否判定部と、を備える。
請求項6に係る部品判定装置は、回路基板に載置される電子部品の適否を判定する。電子部品は、部品本体と、水平方向に並んで配列された複数の電極部と、複数の電極部とは別部材により形成され、電子部品の上方視において複数の電極部と同列に並んで配置される基準部と、を有する。部品判定装置は、基準部に設定された複数の基準点の位置、および複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定装置と、電子部品が回路基板に載置された場合に部品本体に対する回路基板の上面の位置を示す基準平面を、複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出部と、基準平面と複数の測定点との距離に基づいて電子部品の適否を判定する適否判定部と、を備える。
請求項9に係る部品判定方法は、回路基板に載置される電子部品の適否を判定する。電子部品は、部品本体と、複数の電極部と、複数の電極部とは別部材により形成され、電子部品が回路基板に載置される際に当該回路基板の上面に接触する基準部と、を有する。部品判定方法は、基準部に設定された複数の基準点の位置、および複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定工程と、電子部品が回路基板に載置された場合に部品本体に対する回路基板の上面の位置を示す基準平面を、複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出工程と、基準平面と複数の測定点との距離に基づいて電子部品の適否を判定する適否判定工程と、を備える。
請求項10に係る部品判定方法は、回路基板に載置される電子部品の適否を判定する。電子部品は、部品本体と、水平方向に並んで配列された複数の電極部と、複数の電極部とは別部材により形成され、電子部品の上方視において複数の電極部と同列に並んで配置される基準部と、を有する。部品判定方法は、基準部に設定された複数の基準点の位置、および複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定工程と、電子部品が回路基板に載置された場合に部品本体に対する回路基板の上面の位置を示す基準平面を、複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出工程と、基準平面と複数の測定点との距離に基づいて電子部品の適否を判定する適否判定工程と、を備える。
請求項1,9に係る発明の構成によると、回路基板に載置される際に回路基板の上面に接触する基準部を有する電子部品が適否判定の対象となる。基準部に設定される複数の基準点に基づいて、適否判定に用いられる基準平面が算出される。これにより、回路基板に接触する基準部の位置を電子部品の良否判定に反映させることができる。よって、回路基板の上面に接触する部位を有する電子部品の態様に対応して、当該電子部品の良否判定の精度を向上できる。
請求項6,10に係る発明の構成によると、水平方向に並んで配列された複数の電極部と同列に並んで配置される基準部を有する電子部品が適否判定の対象となる。基準部に設定される複数の基準点に基づいて、適否判定に用いられる基準平面が算出される。これにより、電極部に近接する基準部の位置を電子部品の良否判定に反映させることができる。よって、複数の電極部と同列に並んで配置される部位を有する電子部品の態様に対応して、当該電子部品の良否判定の精度を向上できる。
実施形態における電子部品装着機の全体を示す平面図である。 部品判定装置および電子部品装着機の制御装置を示すブロック図である。 電子部品と回路基板を示す斜視図である。 図3Aの電子部品の側面図である。 図3Aの電子部品の下面図である。 適否判定を説明するための電子部品を拡大して示す側面図である。 電子部品装着機による装着処理を示すフローチャートである。 部品判定装置による適否判定処理を示すフローチャートである。 変形態様における電子部品を示す側面図である。 図7の電子部品に設定された基準点と測定点を示す下面図である。
以下、本発明の部品判定装置および部品判定方法を具体化した実施形態について図面を参照して説明する。部品判定装置は、電子部品装着機に適用され、当該電子部品装着機において部品移載装置の装着ヘッドに保持された状態の電子部品の適否を判定する。電子部品装着機は、供給位置にある電子部品を吸着ノズルまたはチャック装置により保持し、この電子部品を回路基板上の所定の座標位置に装着する装置である。
<実施形態>
(1.電子部品装着機1の全体構成)
電子部品装着機1は、図1に示すように、基板搬送装置10と、部品供給装置20と、部品移載装置30と、部品カメラ41と、基板カメラ42と、測定装置50と、制御装置60とを備える。以下の説明において、電子部品装着機1の水平幅方向(図1の左右方向)をX方向とし、電子部品装着機1の水平奥行き方向(図1の上下方向に)をY方向とし、XY方向に垂直な鉛直方向(図1の前後方向)をZ方向とする。
基板搬送装置10は、ベルトコンベアなどにより構成され、回路基板70を搬送方向へと順次搬送する。基板搬送装置10は、電子部品装着機1の機内における所定の位置に回路基板70を位置決めする。そして、基板搬送装置10は、電子部品装着機1による装着処理が実行された後に、回路基板70を電子部品装着機1の機外に搬出する。
部品供給装置20は、回路基板70に装着される電子部品を供給する。部品供給装置20は、X方向に並んで配置された複数のスロットを有する。複数のスロットには、フィーダ21が着脱可能にそれぞれセットされる。部品供給装置20は、フィーダ21によりキャリアテープを送り移動させて、フィーダ21の先端側(図1の上側)に位置する取出し部において電子部品を供給する。
また、部品供給装置20は、例えばリード部品などの比較的大型の電子部品を、トレイ22上に並べた状態で供給する。部品供給装置20は、上下方向に区画された収納棚23に複数のトレイ22を収納し、装着処理に応じて所定のトレイ22を引き出してリード部品などの電子部品を供給する。
部品移載装置30は、X方向およびY方向に移動可能に構成される。部品移載装置30は、電子部品装着機1の長手方向の後部側(図1の上側)から前部側の部品供給装置20の上方にかけて配置される。部品移載装置30は、ヘッド駆動装置31と、移動台32と、装着ヘッド33とを備える。ヘッド駆動装置31は、直動機構により移動台32をXY方向に移動可能に構成される。
装着ヘッド33は、ヘッド駆動装置31の移動台32に着脱可能に設けられ、電子部品を保持する。装着ヘッド33には、吸着ノズル(図示せず)に対応したタイプと、チャック装置(図示せず)に対応したタイプとがある。電子部品装着機1の機内には、複数種類の装着ヘッド33を収納するヘッドステーション(図示せず)が配置されている。装着ヘッド33は、例えば回路基板70に装着する電子部品の種別に応じて適宜選択されて、移動台32に自動でまたはオペレータの手動操作によって交換される。
吸着ノズルに対応したタイプの装着ヘッド33は、複数のノズルホルダに着脱可能に設けられた複数の吸着ノズルを支持する。この装着ヘッド33は、Z軸と平行なR軸周りに公転可能に、且つZ軸に平行で吸着ノズルの中心を通るθ軸周りに回転可能に、且つ昇降可能に吸着ノズルをそれぞれ支持する。吸着ノズルの各々は、装着ヘッド33に対する昇降位置(Z軸方向位置)や角度、負圧の供給状態を制御される。吸着ノズルは、負圧を供給されることにより、フィーダ21の取出し部において供給される電子部品により供給される電子部品を吸着して保持する。
チャック装置に対応したタイプの装着ヘッド33は、電子部品を把持するチャック装置(図示せず)を支持する。この装着ヘッド33は、Z軸と平行なθ軸回りに回転可能に、且つ昇降可能にチャック装置をそれぞれ支持する。チャック装置は、例えば水平方向に対向する一対の把持爪を有する。チャック装置は、装着ヘッド33から供給される駆動力により一対の把持爪を所定の間隔にして電子部品を把持する。このような構成により、チャック装置は、トレイ22により供給される電子部品を把持して保持する。
部品カメラ41および基板カメラ42は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を有するデジタル式の撮像装置である。部品カメラ41および基板カメラ42は、通信可能に接続された制御装置60による制御信号に基づいてカメラ視野に収まる範囲の撮像を行い、当該撮像により取得した画像データを制御装置60に送出する。
部品カメラ41は、光軸が鉛直方向(Z方向)となるように電子部品装着機1の基台に固定され、部品移載装置30の下方から撮像可能に構成される。より具体的には、部品カメラ41は、吸着ノズルまたはチャック装置に保持された状態の電子部品の下面を撮像可能に構成される。基板カメラ42は、光軸が鉛直方向(Z方向)の下向きとなるように部品移載装置30の移動台32に設けられる。基板カメラ42は、回路基板70を撮像可能に構成されている。
この基板カメラ42から画像データを取得した制御装置60は、画像処理により例えば回路基板70に付された位置決めマークを認識することで、基板搬送装置10による回路基板70の位置決め状態を認識する。そして、制御装置60は、回路基板70の位置決め状態に応じて移動台32の位置を補正して、電子部品の装着を行うように装着処理を制御する。また、基板カメラ42は、図3Aに示すように、回路基板70の規定位置に設けられた位置決め穴71や係止穴72の位置認識に用いられる画像データを取得する。
測定装置50は、電子部品装着機1の基台に固定され、当該測定装置50の上方に位置する被測定体に設定された測定点の位置を測定する。本実施形態において、測定装置50は、レーザ照射器51により上方にレーザ光を照射し、被測定体において反射したレーザ光を受光器52にて集光する。測定装置50は、受光器52が集光した光の強さに応じて、測定装置50から被測定体の測定点までの距離を測定する。そして、測定装置50は、上方に位置決めされた被測定体の位置座標および被測定体の測定点までの距離に基づいて、当該測定点の位置を測定する。
測定装置50は、装着ヘッド33に保持された電子部品を被測定体として、当該電子部品の電極部の位置などの測定に用いられる。本実施形態において、測定装置50は、電子部品の適否を判定する部品判定装置Dpを構成する。なお、測定装置50は、上記のようなレーザ式の他にも測定点の位置を測定可能であれば、種々の態様を採用し得る。例えば、測定装置50は、三次元座標により示される電子部品の下面の形状(立体的な形状)を測定することによって、それぞれの測定点の三次元位置を測定する構成としてもよい。
制御装置60は、主として、CPUや各種メモリ、制御回路により構成される。制御装置60は、部品カメラ41および基板カメラ42の撮像により取得した画像データ、後述する部品判定装置Dpによる電子部品の適否の判定結果に基づいて、回路基板70に電子部品を装着する装着処理を制御する。制御装置60は、図2に示すように、装着制御部61、記憶装置62、平面算出部63、および適否判定部64に、バスを介して入出力インターフェース67が接続されている。入出力インターフェース67には、モータ制御回路68および撮像制御回路69が接続されている。
装着制御部61は、モータ制御回路68を介して装着ヘッド33の位置や動作を制御する。より詳細には、装着制御部61は、電子部品装着機1に複数設けられた各種センサから出力される情報や、各種の認識処理の結果を入力する。そして、装着制御部61は、記憶装置62に記憶されている制御プログラム、各種センサによる情報、画像処理や認識処理の結果に基づいて、モータ制御回路68に制御信号を送出する。これにより、装着ヘッド33に支持された吸着ノズルまたはチャック装置の位置および回転角度が制御される。
記憶装置62は、ハードディスク装置などの光学ドライブ装置、またはフラッシュメモリなどにより構成される。この記憶装置62には、電子部品装着機1を動作させるための制御プログラム、バスや通信ケーブルを介して部品カメラ41および基板カメラ42から制御装置60に転送された画像データ、部品判定装置Dpによる画像処理の一時データなどが記憶される。平面算出部63および適否判定部64は後述する部品判定装置Dpを構成するため、詳細については部品判定装置Dpの構成の説明において説明する。入出力インターフェース67は、CPUや記憶装置62と各制御回路76,77との間に介在し、データ形式の変換や信号強度を調整する。
モータ制御回路68は、装着制御部61による制御信号に基づいて、部品移載装置30に設けられた各軸モータの制御に用いられる。これにより、装着ヘッド33が各軸方向に位置決めされる。また、この各軸のモータの制御により、吸着ノズルやチャック装置の昇降位置(Z方向位置)および回転角度が割り出される。撮像制御回路69は、制御装置60が送出する撮像の制御信号に基づいて、部品カメラ41および基板カメラ42による撮像を制御する。また、撮像制御回路69は、部品カメラ41や基板カメラ42の撮像による画像データを取得して、入出力インターフェース67を介して記憶装置62に記憶させる。
(2.部品判定装置Dpおよび電子部品80)
部品判定装置Dpは、電子部品の適否を判定する装置である。本実施形態において、部品判定装置Dpは、電子部品装着機1の一部を構成するように組み込まれている。部品判定装置Dpは、部品移載装置30の装着ヘッド33により保持された電子部品を適否判定の対象とする。
ここで、部品判定装置Dpが適否判定の対象とする電子部品は、部品本体および複数の電極部を有する電子部品である。電子部品の電極部は、部品本体に設けられ、電子部品が回路基板70上に載置された後に、回路基板70のランドに電気的に接続される。具体的には、電極部は、リード部品のリード、またはチップ部品の突起状の端子である。以下では、適否判定の対象の電子部品80は、上記のリード部品であるものとして説明する。
(2−1.電子部品80の詳細構成)
電子部品80は、図3Aおよび図3Bに示すように、部品本体81と、複数の電極部82と、連結部材83とを有する。部品本体81は、箱状に形成されている。複数の電極部82のそれぞれは、水平方向に並んで配列されている。電極部82は、部品本体81から上方に延伸するとともに、最上部において湾曲するように折り返されて形成される。また、電極部82の端部は、水平方向に延伸して回路基板70の上面に接触可能に形成されている。
連結部材83は、部品本体81から離れた位置において複数の電極部82同士を連結する。連結部材83は、部品本体81および複数の電極部82とは別部材により形成される。連結部材83の一部には、第一基準部84および第二基準部85が形成される。第一基準部84および第二基準部85は、本実施形態において、電子部品80が回路基板70に載置される際に当該回路基板70の上面に接触する部位である。
第一基準部84および第二基準部85は、電子部品80の上方視において複数の電極部82と同列に並んでそれぞれ配置される。ここで、複数の電極部82の配列方向(図3Cの左右方向)に平行であり、且つ複数の電極部82の全てを包含する最小幅に設定された一対の直線(図3Cの一点鎖線)により挟まれた領域を「リード列F」と定義する。第一基準部84および第二基準部85は、リード列Fに少なくとも一部が含まれることにより、複数の電極部82と同列に並んでそれぞれ配置される。
第一基準部84は、複数の電極部82に対して配列方向の端部に配置されている。第一基準部84は、ピン部84aおよび規制面84bを有する。ピン部84aは、回路基板70の位置決め穴71に挿入される。電子部品80は、回路基板70の規定位置に形成された位置決め穴71にピン部84aが挿入されることによって、回路基板70に対してXY方向に位置決めされる。第一基準部84の規制面84bは、図3Bに示すように、位置決め穴71にピン部84aが一定量挿入された場合に回路基板70の上面に接触して、位置決め穴71に対するピン部84aの相対移動を規制する。
第二基準部85は、複数の電極部82のうち隣り合う2つの電極部82の間に配置される。第二基準部85は、係止爪85aおよび規制面85bを有する。ここで、回路基板70には、図3Aに示すように、厚み方向(図3Aの上下方向)に貫通する係止穴72が設けられている。係止爪85aは、図3Bに示すように、回路基板70の係止穴72に挿し通されるとともに回路基板70の下面に係止する。これにより、係止爪85aは、回路基板70の位置決め穴71に挿入されたピン部84aの抜け止めをする。また、第二基準部85の規制面85bは、第一基準部84の規制面84bと同様に、係止穴72に係止爪85aが一定量挿入された場合に回路基板70の上面に接触して、係止穴72に対する係止爪85aの相対移動を規制する。
上記のような構成からなる電子部品80は、電子部品装着機1の装着処理において、ピン部84aが位置決め穴71に挿入され、且つ係止爪85aが係止穴72に挿入されるように、回路基板70に取り付けられる。このように回路基板70上に載置された電子部品80は、ピン部84aおよび係止爪85aにより回路基板70に対してXY方向に位置決めされるとともに、係止爪85aにより姿勢を維持される。また、複数の電極部82のそれぞれは、回路基板70の上面に形成された複数のランドに電気的に接続可能に位置決めされた状態となる。
(2−2.部品判定装置Dpの詳細構成)
部品判定装置Dpは、図2に示すように、測定装置50と、平面算出部63と、適否判定部64とを備える。測定装置50は、電子部品80に設定される2つの基準点91および複数の測定点92の位置を測定する。本実施形態において、複数の基準点91は、図3Cに示すように、第一基準部84の規制面84bおよび第二基準部85の規制面85bのそれぞれに1箇所ずつ設定されている。また、複数の測定点92は、複数の電極部82の端部の下面(以下、「リード下面82a」と称する)のそれぞれに1箇所ずつ設定されている。
平面算出部63は、複数の基準点91の位置に基づいて電子部品80の基準平面86を算出する。ここで、基準平面86とは、電子部品80が回路基板70に載置された場合に、部品本体81に対する回路基板70の上面の位置を示す仮想平面である。本実施形態において、基準平面86は、2点の基準点91を通る直線と、当該直線に直交し且つ水平面(XY平面)に平行な直線と、を含む平面に定義される。その他に、平面算出部63は、3点以上の基準点91に基づいて基準平面86を算出する構成としてもよい。
適否判定部64は、基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否(判定対象である電子部品80が回路基板70への装着に適しているか否か)を判定する。詳細には、適否判定部64は、図4に示すように、基準平面86に許容値を加えた許容範囲Tcに、複数の電極部82の各測定点92が収まるか否かを判定する。このような判定により適正とされた電子部品80の電極部82は、規定の平坦度を有することになる。
電極部82の平坦度は、端子最下面の均一性とも称されるものであり、それぞれの電極部82の変形量によって評価される。例えば一つの電極部82が電気的な接続が不可となる程度に変形している電子部品80は、電極部82の平坦度が不足していることになる。なお、本実施形態の部品判定装置Dpは、上記のように基準平面86を用いた適否判定により、複数の電極部82の平坦度を保証するものである。
このような構成は、例えば複数の電極部82のみによって平坦度を検査する通常の平坦度検査を行う構成と比較すると、基準となる仮想平面(本実施形態の基準平面86)の算出に伴う誤差を小さくすることができる。このように、電子部品80が回路基板70に接触する部位(規制面84b,85b)を有する特殊性を利用することによって、通常の平坦度検査を省略し、より高精度に電子部品80の適否を判定することが可能となる。
ところで、リード部品の一般的な適否判定では、上記の平坦度検査に加えて、リード高さおよびリード角度の検査の結果に基づいてなされることがある。「リード高さ」とは、電子部品80において任意に設定される基準面から電極部82の端部の下面までの距離に相当する。また、「リード角度」とは、電極部82に設定された測定点92の位置に基づいて算出された平面と、上記の基準面とのなす角度に相当する。
リード部品の一般的な適否判定において、リード高さやリード角度を検査するのは、複数の電極部82が平坦度を維持しつつ均一に湾曲すると、リード以外の部位が回路基板70に過度に接近または接触するなどして装着処理には不適となる場合があるからである。これに対して、本実施形態の部品判定装置Dpが適否判定の対象とする電子部品80は、回路基板70に移載される際に回路基板70の上面に接触する部位(規制面84b,85b)を有し、且つピン部84aおよび係止爪85aにより回路基板70に対して位置決めされるものである。
このような電子部品80は、複数の電極部82の各測定点92が許容範囲Tcに収まる場合には、電子部品80の規制面84b,85bが回路基板70の上面に接触すると、全てのリード下面82aが回路基板70のランドに電気的に接続可能な状態となる。そこで、適否判定部64は、通常の平坦度検査の他に、リード高さやリード角度に相当する検査を省略している。なお、本実施形態の電子部品80において、例えば部品本体81が回路基板70に過度に接近または接触することを防止するために、部品本体81と複数の電極部82の端部とのそれぞれの位置関係に基づく適否判定を加える構成としてもよい。
(3.電子部品装着機1による装着処理)
電子部品装着機1による装着処理について図5を参照して説明する。電子部品80の装着処理において、装着制御部61は、先ず装着ヘッド33が支持するチャック装置に電子部品80を把持させて、電子部品80を保持するチャック処理(ステップ10(以下、「ステップ」を「S」と表記する))を実行する。次に、制御装置60は、部品移載装置30の動作により装着ヘッド33を部品カメラ41の上方に移動させて、把持された電子部品80を撮像する撮像処理(S20)を実行する。
部品判定装置Dpは、チャック装置に保持された電子部品80を対象として適否判定処理を実行する(S30)。この適否判定処理は、チャック装置に保持された電子部品80がリード部品などの適否判定を要する電子部品である場合にのみ実行するようにしてもよい。制御装置60は、適否判定処理における判定結果に基づいて、不適部品の有無を判定する(S40)。適否判定処理において、回復処理の要請が送出された場合には不適部品があったものとして(S40:Yes)、制御装置60は、回復処理を実行する(S50)。
上記の回復処理には、装着処理に不適と判定された電子部品80の修正または廃棄、必要な電子部品80の再度の把持、再度の適否判定処理などが含まれる。当該回復処理を実行した後に、または適否判定処理において不適部品がないものと判定された場合(S40:No)、装着制御部61は、電子部品80を回路基板70に載置する(S60)。そして、装着制御部61は、制御プログラムに基づいて、全ての電子部品80の回路基板70への装着が終了したか否かを判定する(S70)。制御装置60は、全ての装着が終了するまで上記処理(S10〜S60)を繰り返し実行する。
なお、電子部品80を回路基板70に載置する処理(S60)において、装着制御部61は、撮像処理(S20)により取得された画像データに基づいて、電子部品80のピン部84aおよび係止爪85aの位置を認識する。さらに、装着制御部61は、基板カメラ42の撮像により取得された画像データに基づいて、回路基板70の位置決め穴71および係止穴72の位置を認識する。そして、装着制御部61は、位置決め穴71にピン部84aが対応し、且つ係止穴72に係止爪85aが対応するに電子部品80の位置および姿勢を調整しながら下降させて、回路基板70に電子部品80を取り付ける。
(4.部品判定装置Dpによる適否判定処理)
部品判定装置Dpによる適否判定処理(S30)について図6を参照して説明する。適否判定処理(S30)において、部品判定装置Dpは、先ず測定装置50による電子部品80に設定された複数の基準点91の位置、および複数の測定点92の位置を測定する測定工程を実行する(S31)。
詳細には、部品判定装置Dpは、撮像処理(S20)により取得された画像データに基づいて、装着ヘッド33のチャック装置に把持された電子部品80の把持状態を認識する。そして、部品判定装置Dpは、電子部品80の把持状態に応じて部品移載装置30を動作させて、複数の基準点91および複数の測定点92を測定装置50の上方に順次位置決めする。このとき、部品判定装置Dpは、位置決めされた基準点91の位置および測定点92の位置を測定装置50により測定する。
次に、平面算出部63は、電子部品80の基準平面86を複数の基準点91の位置に基づいて算出する平面算出工程を実行する(S32)。具体的には、平面算出部63は、2点の基準点91を通る直線と、当該直線に直交し且つ水平面(XY平面)に平行な直線と、を含む平面を基準平面86として算出する。続いて、適否判定部64は、複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92と基準平面86との各距離に基づいて、電子部品80の適否判定工程を実行する(S33)。
適否判定部64は、複数の電極部82のそれぞれに設定された測定点92の全てが許容範囲Tcに収まっている場合に、電子部品80が装着処理に適正と判定する(S34:Yes)。一方で、複数の電極部82のそれぞれに設定された測定点92の何れか1つでも許容範囲Tcから外れている場合に、適否判定部64は、電子部品80が装着処理に不適と判定する(S34:No)。そして、部品判定装置Dpは、制御装置60に対して回復処理を要請して(S35)、当該電子部品80に係る適否判定処理を終了する。
(5.実施形態の構成による効果)
部品判定装置Dpは、回路基板70に載置される電子部品80の適否を判定する。電子部品80は、部品本体81と、複数の電極部82と、複数の電極部82とは別部材により形成され、電子部品80が回路基板70に載置される際に当該回路基板70の上面に接触する基準部(第一基準部84、第二基準部85)と、を有する。部品判定装置Dpは、基準部(第一基準部84、第二基準部85)に設定された複数の基準点91の位置、および複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92の位置を測定する測定装置50と、電子部品80が回路基板70に載置された場合に部品本体81に対する回路基板70の上面の位置を示す基準平面86を、複数の基準点91の位置に基づいて算出する平面算出部63と、基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否を判定する適否判定部64と、を備える。
部品判定方法(S30)は、回路基板70に載置される電子部品80の適否を判定する。電子部品80は、部品本体81と、複数の電極部82と、複数の電極部82とは別部材により形成され、電子部品80が回路基板70に載置される際に当該回路基板70の上面に接触する基準部(第一基準部84、第二基準部85)と、を有する。部品判定方法(S30)は、基準部(第一基準部84、第二基準部85)に設定された複数の基準点91の位置、および複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92の位置を測定する測定工程と、電子部品80が回路基板70に載置された場合に部品本体81に対する回路基板70の上面の位置を示す基準平面86を、複数の基準点91の位置に基づいて算出する平面算出工程と、基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否を判定する適否判定工程と、を備える。
このような構成によると、回路基板70に載置される際に回路基板70の上面に接触する部位を有する電子部品80が適否判定の対象とされる。また、電子部品80は、適否判定をされる場合に、回路基板70の上面に接触する第一基準部84、第二基準部85に複数の基準点91を設定される。そして、複数の基準点91に基づいて算出される基準平面86は、電子部品80が回路基板70に載置されたと仮定した場合の仮想的な回路基板70の上面に相当する。この基準平面86が複数の基準点91の位置に基づいて算出されることから、より適切な基準平面86の算出が可能となる。そして、当該基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否が判定される。これにより、回路基板70に接触する部位の位置を電子部品80の良否判定に反映させることができる。よって、接触する部位を有する電子部品80の態様に対応して、当該電子部品80の良否判定の精度を向上できる。
また、回路基板70の規定位置には、位置決め穴71が設けられる。電子部品80は、位置決め穴71に挿入されるピン部84aをさらに有する。基準部(第一基準部84)は、位置決め穴71にピン部84aが一定量挿入された場合に回路基板70の上面に接触して、位置決め穴71に対するピン部84aの相対移動を規制する規制面84bを有する。測定装置50は、複数の基準点91のうち規制面84bに設定された少なくとも1つの基準点91の位置を測定する。
このような構成によると、電子部品80は、位置決め穴71にピン部84aが挿入されることによって、回路基板70に対して位置決めされる構成を採用している。このような電子部品80では、位置決め穴71にピン部84aが一定量以上に挿入されないように、回路基板70の上面に規制面84bが接触して位置決め穴71に対するピン部84aの相対移動を規制している。そして、電子部品80の第一基準部84が上記の規制面84bを有する構成とし、測定装置50は、複数の基準点91のうち規制面84bに設定された基準点91の位置を測定する。よって、基準平面86が回路基板70に載置される際に回路基板70の上面に確実に接触する規制面84bの基準点91に基づいて算出されるので、電子部品80の良否判定の精度をより向上できる。
また、回路基板70には、厚み方向に貫通する係止穴72が設けられる。電子部品80は、係止穴72に挿し通されるとともに回路基板70の下面に係止して、位置決め穴71に挿入されたピン部84aの抜け止めをする係止爪85aをさらに有する。
このような構成によると、電子部品80は、回路基板70に載置された後の姿勢を維持するように、位置決め穴71に挿入されたピン部84aの抜け止めをする係止爪85aを有する。つまり、電子部品80は、複数の電極部82がはんだ付けされる前において、回路基板70の上面に接触する規制面84bと、回路基板70の下面に係止する係止爪85aとによって回路基板70に対する姿勢が定まる。このような電子部品80では、はんだ不良が発生しないように、回路基板70に載置された状態で複数の電極の何れもが回路基板70の上面に電気的に接続可能な状態を維持されている必要があり、特に規制面84bと複数の電極部82との位置関係に基づく良否判定が重要となる。よって、規制面84bおよび係止爪85aを有する電子部品80に本発明を適用することは特に有用である。
また、複数の電極部82のそれぞれは、水平方向に並んで配列される。基準部(第一基準部84、第二基準部85)は、電子部品80の上方視において複数の電極部82と同列に並んで配置される。
このような構成によると、第一基準部84および第二基準部85は、水平方向に並んで配列された複数の電極部82と同列に並んで配置される。これにより、複数の基準点91は、第一基準部84および第二基準部85が部品本体81側に設定される場合と比較して、複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92の位置に接近する。よって、複数の基準点91の位置および複数の測定点92の位置を測定する際に、例えば測定動作を一連で行うことが可能となり、位置測定を効率的に行うことができる。また、基準点91が測定点92から離間することによって生じる誤差を小さくできるので、良否判定の精度を向上できる。
部品判定装置Dpは、回路基板70に載置される電子部品80の適否を判定する。電子部品80は、部品本体81と、水平方向に並んで配列された複数の電極部82と、複数の電極部82とは別部材により形成され、電子部品80の上方視において複数の電極部82と同列に並んで配置される基準部(第一基準部84、第二基準部85)と、を有する。部品判定装置Dpは、基準部(第一基準部84、第二基準部85)に設定された複数の基準点91の位置、および複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92の位置を測定する測定装置50と、電子部品80が回路基板70に載置された場合に部品本体81に対する回路基板70の上面の位置を示す基準平面86を、複数の基準点91の位置に基づいて算出する平面算出部63と、基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否を判定する適否判定部64と、を備える。
部品判定方法(S30)は、回路基板70に載置される電子部品80の適否を判定する。電子部品80は、部品本体81と、水平方向に並んで配列された複数の電極部82と、複数の電極部82とは別部材により形成され、電子部品80の上方視において複数の電極部82と同列に並んで配置される基準部(第一基準部84、第二基準部85)と、を有する。部品判定方法(S30)は、基準部(第一基準部84、第二基準部85)に設定された複数の基準点91の位置、および複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92の位置を測定する測定工程と、電子部品80が回路基板70に載置された場合に部品本体81に対する回路基板70の上面の位置を示す基準平面86を、複数の基準点91の位置に基づいて算出する平面算出工程と、基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否を判定する適否判定工程と、を備える。
このような構成によると、水平方向に並んで配列された複数の電極部82と同列に並んで配置される部位を有する電子部品80が適否判定の対象とされる。また、電子部品80は、適否判定をされる場合に、複数の電極部82と同列に並んで配置される第一基準部84およびに複数の基準点91を設定される。そして、複数の基準点91に基づいて算出される基準平面86は、電子部品80が回路基板70に載置されたと仮定した場合の仮想的な回路基板70の上面に相当する。この基準平面86が複数の基準点91の位置に基づいて算出されることから、より適切な基準平面86の算出が可能となる。そして、当該基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品80の適否が判定される。これにより、電極部82に近接する第一基準部84および第二基準部85の位置を電子部品80の良否判定に反映させることができる。よって、複数の電極部82と同列に並んで配置される部位を有する電子部品80の態様に対応して、当該電子部品80の良否判定の精度を向上できる。
さらに、第一基準部84および第二基準部85は、水平方向に並んで配列された複数の電極部82と同列に並んで配置されことにより、複数の基準点91は、第一基準部84および第二基準部85が部品本体81側に設定される場合と比較して、複数の電極部82にそれぞれ設定された測定点92の位置に接近する。よって、複数の基準点91の位置および複数の測定点92の位置を測定する際に、例えば測定動作を一連で行うことが可能となり、位置測定を効率的に行うことができる。また、基準点91が測定点92から離間することによって生じる誤差を小さくできるので、良否判定の精度を向上できる。
また、基準部(第二基準部85)は、複数の電極部82のうち隣り合う2つの電極部82の間に配置される。
このような構成によると、第二基準部85に設定される複数の基準点91の少なくとも一部を、複数の電極部82にそれぞれ設定される測定点92に近い位置に設定することができる。これにより、基準点91が測定点92から離間することによって生じる誤差を小さくできるので、良否判定の精度を向上できる。
また、基準部(第一基準部84)は、部品本体81から離れた位置において複数の電極部82同士を連結する連結部材83の一部である。
このような構成によると、連結部材83は、例えば複数の電極部82の形状を安定させる補強材として、また装着処理において把持される部位として用いられる。このような複数の電極部82に接近する連結部材83に第一基準部84を設けることによって、複数の基準点91を複数の測定点92の近くに配置でき、位置測定の効率化を図ることができる。
<実施形態の変形態様>
(基準部について)
実施形態において、回路基板70の上面に接触する基準部(第一基準部84、第二基準部85)は、複数の電極部82と同列に並んでそれぞれ配置される。これに対して、基準点91を設定される電子部品80の基準部は、回路基板70の上面に接触する部位であれば、リード列Fの外側に配置される構成としてもよい。
具体的には、電子部品180は、図7に示すように、部品本体181の下面から下方に突出するピン部材187を基準部とする構成としてもよい。ピン部材187は、図8に示すように、水平方向に並んで配列される複数の電極部182により構成されるリード列Fから外れた位置に配置されている。このピン部材187は、例えば回路基板70の位置決め穴71に先端部を挿入され、回路基板70に対する電子部品180の位置決めに用いられる。
このような電子部品180を対象とする部品判定装置Dpは、ピン部材187のうち回路基板70の上面に接触する部位に複数の基準点91を設定するとともに、複数の電極部82の下面に測定点92をそれぞれ設定する。このような構成においても、複数の基準点91により算出される基準平面86と複数の測定点92との距離に基づいて電子部品180の適否を判定することが可能である。
その他に、基準点91を設定される電子部品80の基準部は、電子部品80の上方視において複数の電極部82と同列に並んで配置されるのであれば、回路基板70に非接触となる部位としてもよい。つまり、部品判定装置Dpは、リード列Fの内部に位置する部材の一部を基準部として、当該基準部に複数の基準点91を設定する。例えば、隣り合う電極部82を連結する連結部材83の下部に、回路基板70の上面から規定距離となる水平面が形成され、当該水平面に複数の基準点91を設定する。
このような構成によると、連結部材83に形成された基準用の水平面に設定された複数の基準点91に基づいて基準平面86が算出される。そして、基準平面86に上記の規定距離と許容範囲Tcとを加味することで、実施形態と同様に電子部品80の適否判定を行うことが可能となる。このような構成によると、基準点91がリード列Fの内部に位置することになり、例えば基準点91を部品本体81の下面に設定する場合と比較して、基準点91が測定点92に近接させることができるので、基準平面86の算出に伴う誤差を小さくすることができる。
(位置決めについて)
実施形態において例示した電子部品80は、ピン部84aが回路基板70の位置決め穴71に挿入されて、回路基板70に対するXY方向に位置決めされる。このような電子部品80を適否判定の対象とする場合に、部品判定装置Dpは、基準平面86に対する電極部82の相対位置の検査(実施形態の適否判定工程)に加えて、ピン部84aに対する電極部82の相対位置の検査を行う構成としてもよい。
上記の構成とする部品判定装置Dpの測定装置50は、電子部品80におけるピン部84aの位置をさらに測定する。そして、適否判定部64は、ピン部84aの位置に対する複数の測定点92の基準平面86上の相対位置に基づいて電子部品80の適否を判定する。つまり、適否判定部64は、基準平面86を水平面とするならば、ピン部84aに対する複数の測定点92のXY方向の相対位置に基づいて、電子部品80の適否判定を行う。
上記のような構成からなる電子部品80は、回路基板70の位置決め穴71にピン部84aが挿入されることによって位置決めされる。そのため、このような電子部品80では、はんだ不良が発生しないように、複数の電極部82のそれぞれがピン部84aに対して規定の位置関係となっている必要がある。そこで、上記のように電極部82の位置検査をさらに行うことによって、電子部品80の良否判定の精度をより向上できる。
また、実施形態において、回路基板70の規定位置には位置決め穴71が設けられ、電子部品80は、位置決め穴71に挿入されるピン部84aを有する構成とした。これに対して、位置決め穴71とピン部84aとの関係が反対であってもよい。つまり、回路基板70の規定位置にはピン部が設けられ、電子部品が位置決め穴を有する構成としてもよい。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。但し、上記のように、ピン部84aに対する相対位置に基づいて適否判定を行う場合には、ピン部84aが電子部品80側に配置されることが必要となる。
(その他)
また、本実施形態では、装着ヘッド33は、把持爪により電子部品80を保持するチャック装置を有する構成とした。これに対して、装着ヘッド33は、吸着ノズルにより電子部品を吸着により保持する構成としてもよい。また、本実施形態では、部品判定装置Dpが電子部品装着機1を構成する場合を例示して説明した。その他に、部品判定装置Dpは、電子部品装着機1の機外において電子部品80を検査する装置として適用され得る。このような構成においても実施形態と同様の効果を奏する。
1:電子部品装着機
10:基板搬送装置、 20:部品供給装置、
30:部品移載装置、 41:部品カメラ、 42:基板カメラ
50:測定ユニット、 51:レーザ照射器、 52:受光器
60:制御装置
61:装着制御部、 62:記憶装置
63:平面算出部、 64:適否判定部
67:入出力インターフェース、 68:モータ制御回路
69:撮像制御回路
70:回路基板、 71:位置決め穴、 72:係止穴
80,180:電子部品
81,181:部品本体
82,182:電極部
82a:リード下面
83:連結部材
84:第一基準部、 84a:ピン部、 84b:規制面
85:第二基準部、 85a:係止爪、 85b:規制面
86:基準平面、 187:ピン部材(基準部)
91:基準点、 92:測定点
Dp:部品判定装置、 Tc:許容範囲

Claims (10)

  1. 回路基板に載置される電子部品の適否を判定する部品判定装置であって、
    前記電子部品は、部品本体と、複数の電極部と、前記複数の電極部とは別部材により形成され、前記電子部品が前記回路基板に載置される際に当該回路基板の上面に接触する基準部と、を有し、
    前記部品判定装置は、
    前記基準部に設定された複数の基準点の位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定装置と、
    前記電子部品が前記回路基板に載置された場合に前記部品本体に対する前記回路基板の前記上面の位置を示す基準平面を、前記複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出部と、
    前記基準平面と前記複数の測定点との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定部と、
    を備える部品判定装置。
  2. 前記回路基板の規定位置には、位置決め穴または前記位置決め穴に挿入されるピン部の一方が設けられ、
    前記電子部品は、前記位置決め穴または前記ピン部の他方をさらに有し、
    前記基準部は、前記位置決め穴に前記ピン部が一定量挿入された場合に前記回路基板の上面に接触して、前記位置決め穴に対する前記ピン部の相対移動を規制する規制面を有し、
    前記測定装置は、前記複数の基準点のうち前記規制面に設定された少なくとも1つの基準点の位置を測定する、請求項1に記載の部品判定装置。
  3. 前記回路基板には、厚み方向に貫通する係止穴が設けられ、
    前記電子部品は、前記係止穴に挿し通されるとともに前記回路基板の下面に係止して、前記位置決め穴に挿入された前記ピン部の抜け止めをする係止爪をさらに有する、請求項2に記載の部品判定装置。
  4. 前記回路基板の前記規定位置には、前記位置決め穴が設けられ、
    前記電子部品は、前記ピン部を有し、
    前記測定装置は、前記電子部品における前記ピン部の位置をさらに測定し、
    前記適否判定部は、前記ピン部の位置に対する前記複数の測定点の前記基準平面上の相対位置に基づいて前記電子部品の適否を判定する、請求項2または3に記載の部品判定装置。
  5. 前記複数の電極部のそれぞれは、水平方向に並んで配列され、
    前記基準部は、前記電子部品の上方視において前記複数の電極部と同列に並んで配置される、請求項1−4の何れか一項に記載の部品判定装置。
  6. 回路基板に載置される電子部品の適否を判定する部品判定装置であって、
    前記電子部品は、部品本体と、水平方向に並んで配列された複数の電極部と、前記複数の電極部とは別部材により形成され、前記電子部品の上方視において前記複数の電極部と同列に並んで配置される基準部と、を有し、
    前記部品判定装置は、
    前記基準部に設定された複数の基準点の位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定装置と、
    前記電子部品が前記回路基板に載置された場合に前記部品本体に対する前記回路基板の上面の位置を示す基準平面を、前記複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出部と、
    前記基準平面と前記複数の測定点との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定部と、
    を備える部品判定装置。
  7. 前記基準部は、前記複数の電極部のうち隣り合う2つの電極部の間に配置される、請求項5または6に記載の部品判定装置。
  8. 前記基準部は、前記部品本体から離れた位置において前記複数の電極部同士を連結する連結部材の一部である、請求項1−7の何れか一項に記載の部品判定装置。
  9. 回路基板に載置される電子部品の適否を判定する部品判定方法であって、
    前記電子部品は、部品本体と、複数の電極部と、前記複数の電極部とは別部材により形成され、前記電子部品が前記回路基板に載置される際に当該回路基板の上面に接触する基準部と、を有し、
    前記部品判定方法は、
    前記基準部に設定された複数の基準点の位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定工程と、
    前記電子部品が前記回路基板に載置された場合に前記部品本体に対する前記回路基板の前記上面の位置を示す基準平面を、前記複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出工程と、
    前記基準平面と前記複数の測定点との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定工程と、
    を備える部品判定方法。
  10. 回路基板に載置される電子部品の適否を判定する部品判定方法であって、
    前記電子部品は、部品本体と、水平方向に並んで配列された複数の電極部と、前記複数の電極部とは別部材により形成され、前記電子部品の上方視において前記複数の電極部と同列に並んで配置される基準部と、を有し、
    前記部品判定方法は、
    前記基準部に設定された複数の基準点の位置、および前記複数の電極部にそれぞれ設定された測定点の位置を測定する測定工程と、
    前記電子部品が前記回路基板に載置された場合に前記部品本体に対する前記回路基板の上面の位置を示す基準平面を、前記複数の基準点の位置に基づいて算出する平面算出工程と、
    前記基準平面と前記複数の測定点との距離に基づいて前記電子部品の適否を判定する適否判定工程と、
    を備える部品判定方法。
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