JP6789602B2 - 実装装置 - Google Patents

Description

本発明は、実装装置に関する。

従来、撮像処理方法としては、位置ずれを含む複数の画像を取得し、複数の画像の位置合わせを行い、複数の画像に基づく補間処理により補間画像を生成するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、位置合わせの精度を重み付けした最適化処理により合成画像を生成するのに用いる画像を選択する。

特開２０１２−００３４６９号公報

ところで、このような画像処理方法を採用する装置としては、部品を採取する実装ヘッドを備え、実装ヘッドによって基板に部品を実装する実装装置が挙げられる。このような実装装置において、部品を採取した実装ヘッドを移動しながら採取した部品を含む画像を撮像することがある。また、実装装置では、このとき、複数の画像を用いて部品の合成画像を生成することが考えられる。しかしながら、上述した画像処理方法では、撮像範囲をより広げることについては考慮されていなかった。このため、上述した画像処理方法では、例えば、撮像対象が大型である場合、実装ヘッドを一旦停止させて撮像するという処理を繰り返して合成画像を生成するなど、生産性が低下することがあった。

本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得ることができる実装装置、撮像処理方法及び撮像ユニットを提供することを主目的とする。

本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の実装装置は、第１基準マークと、該第１基準マークと所定の位置関係を有する第２基準マークと、部品を採取する採取部材とを有し、採取した部品を基板上へ移動させる実装ヘッドと、前記第１基準マーク、前記第２基準マーク、前記採取した部品を下方から撮像する撮像部と、前記実装ヘッドの移動中において、前記実装ヘッドに採取した部品と前記第１基準マークとを含む第１画像を前記撮像部に撮像させると共に、前記実装ヘッドに採取した部品と前記第２基準マークとを含む第２画像を前記撮像部に撮像させ、前記第１基準マークと前記第２基準マークとの位置関係に基づき前記第１画像と前記第２画像とを用いて前記実装ヘッドに採取した部品の画像を生成する制御部と、を備えたものである。

この実装装置は、実装ヘッドの移動中において、実装ヘッドに採取した部品と第１基準マークとを含む第１画像を撮像すると共に、実装ヘッドに採取した部品と第２基準マークとを含む第２画像を撮像し、第１基準マークと第２基準マークとの位置関係に基づき第１画像と第２画像とを用いて実装ヘッドに採取した部品の画像を生成する。この実装装置は、第１基準マークと第２基準マークとの位置関係を利用して第１画像と第２画像との位置決めを行い、部品を含む高画質な画像を得ることができる。また、この実装装置では、基準マークのいずれかを含む範囲まで撮像範囲をより広げることができ、実装ヘッドの撮像時に実装ヘッドの移動停止を抑制可能である。したがって、この実装装置は、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得ることができる。

本発明の実装装置において、前記実装ヘッドは、前記採取部材に対して外周側に前記第１基準マークと前記第２基準マークとが配設されているものとしてもよい。この実装装置では、第１基準マークと第２基準マークとの位置をより離れた位置にすることが可能であり、撮像範囲をより広げることができる。

本発明の実装装置において、前記実装ヘッドは、該実装ヘッドの移動方向の前方側と後方側とに前記第１基準マークと前記第２基準マークとが配設されているものとしてもよい。この実装装置では、実装ヘッドが移動しても第１基準マークか第２基準マークのいずれかが撮像範囲に入りやすいため、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得やすい。

本発明の実装装置において、前記制御部は、生成した前記部品の画像に基づいて該部品の形状及び該部品の位置のうち１以上を判定するものとしてもよい。この実装装置では、部品の形状及び位置が適正であるかの判定を行うために用いる、より高画質な画像を得ることができる。

本発明の実装装置において、前記実装ヘッドは、２以上の前記採取部材を有し、前記制御部は、前記２以上の採取部材に採取されている部品が同一撮像範囲となるタイミングで前記第１画像及び前記第２画像を前記撮像部に撮像させるものとしてもよい。この実装装置では、複数の部品を同一画像に撮像するため、撮像効率がよい。

本発明の実装装置において、前記制御部は、前記第２基準マークが撮像範囲に入る前であって前記部品と前記第１基準マークとが同一撮像範囲に入ったあとに前記第１画像を前記撮像部に撮像させ、その後、前記第１基準マークが撮像範囲から外れ、採取した前記部品と前記第２基準マークとが同一撮像範囲に入ったあとに前記第２画像を前記撮像部に撮像させるものとしてもよい。

本発明の実装装置において使用される画像処理方法の一例として、第１基準マークと、該第１基準マークと所定の位置関係を有する第２基準マークと、部品を採取する採取部材とを有し、採取した部品を基板上へ移動させる実装ヘッドと、画像を撮像する撮像部と、を備えた実装装置での撮像処理方法であって、（ａ）前記実装ヘッドの移動中において、前記実装ヘッドに採取した部品と前記第１基準マークとを含む第１画像を前記撮像部に撮像させると共に、前記実装ヘッドに採取した部品と前記第２基準マークとを含む第２画像を前記撮像部に撮像させるステップと、（ｂ）前記第１基準マークと前記第２基準マークとの位置関係に基づき前記第１画像と前記第２画像とを用いて前記実装ヘッドに採取した部品の画像を生成するステップと、を含むものである。

この画像処理方法は、上述した実装装置と同様に、第１基準マークと第２基準マークとの位置関係を利用して第１画像と第２画像との位置決めを行い、部品を含む高画質な画像を得ることができる。また、この実装装置では、基準マークのいずれかを含む範囲まで撮像範囲をより広げることができ、実装ヘッドの撮像時に実装ヘッドの移動停止を抑制可能である。したがって、この画像処理方法は、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得ることができる。なお、この画像処理方法において、上述した実装装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した実装装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

本発明の実装装置において使用される撮像ユニットの一例としては、第１基準マークと、該第１基準マークと所定の位置関係を有する第２基準マークと、部品を採取する採取部材とを有し、採取した部品を基板上へ移動させる実装ヘッドを備えた実装装置に用いられる撮像ユニットであって、画像を撮像する撮像部と、前記実装ヘッドの移動中において、前記実装ヘッドに採取した部品と前記第１基準マークとを含む第１画像を前記撮像部に撮像させると共に、前記実装ヘッドに採取した部品と前記第２基準マークとを含む第２画像を前記撮像部に撮像させ、前記第１基準マークと前記第２基準マークとの位置関係に基づき前記第１画像と前記第２画像とを用いて前記実装ヘッドに採取した部品の画像を生成する制御部と、を備えたものである。

この撮像ユニットは、上述した実装装置と同様に、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得ることができる。なお、この撮像ユニットにおいて、上述した実装装置の種々の態様を採用してもよいし、また、上述した実装装置の各機能を実現するようなステップを追加してもよい。

実装システム１０の一例を表す概略説明図。 実装ヘッド２２及び撮像ユニット３０の説明図。 実装装置１１の構成を表すブロック図。 実装処理ルーチンの一例を表すフローチャート。 部品６０を採取した実装ヘッド２２の説明図。 第１画像７１及び第２画像７２の説明図。 超解像画像７３を生成する説明図。 実装ヘッド２２Ｂの説明図。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、実装システム１０の一例を表す概略説明図である。図２は、実装ヘッド２２及び撮像ユニット３０の説明図である。図３は、実装装置１１の構成を表すブロック図である。実装システム１０は、例えば、部品６０を基板Ｓに実装する処理に関する実装処理を実行するシステムである。この実装システム１０は、実装装置１１と、管理コンピュータ５０とを備えている。実装システム１０は、部品を基板Ｓに実装する実装処理を実施する複数の実装装置１１が上流から下流に配置されている。図１では、説明の便宜のため実装装置１１を１台のみ示している。なお、実装処理とは、部品を基板上に配置、装着、挿入、接合、接着する処理などを含む。また、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１、２に示した通りとする。

実装装置１１は、図１、３に示すように、基板搬送ユニット１２と、実装ユニット１３と、部品供給ユニット１４と、撮像ユニット３０と、制御装置４０とを備えている。基板搬送ユニット１２は、基板Ｓの搬入、搬送、実装位置での固定、搬出を行うユニットである。基板搬送ユニット１２は、図１の前後に間隔を開けて設けられ左右方向に架け渡された１対のコンベアベルトを有している。基板Ｓはこのコンベアベルトにより搬送される。

実装ユニット１３は、部品６０を部品供給ユニット１４から採取し、基板搬送ユニット１２に固定された基板Ｓへ配置するものである。部品６０は、例えば、図１に示すように、比較的大きい板状の本体の下部に多数配列されているバンプ６１を備えたＢＧＡ部品である。実装ユニット１３は、ヘッド移動部２０と、実装ヘッド２２と、吸着ノズル２４とを備えている。ヘッド移動部２０は、ガイドレールに導かれてＸＹ方向へ移動するスライダと、スライダを駆動するモータとを備えている。実装ヘッド２２は、スライダに取り外し可能に装着されており、ヘッド移動部２０によりＸＹ方向へ移動する。実装ヘッド２２の下面には、１以上の吸着ノズル２４が取り外し可能に装着されている。ここでは、吸着ノズル２４ａ〜２４ｄの４つのノズルを実装ヘッド２２が装着する場合を主として説明する（図２）。また、ここでは、吸着ノズル２４ａ〜２４ｄを吸着ノズル２４と総称する。吸着ノズル２４は、負圧を利用して部品６０を採取するものであり、実装ヘッド２２に取り外し可能に装着されている。この実装ヘッド２２は、Ｚ軸モータ２３を内蔵しており、このＺ軸モータによってＺ軸に沿って吸着ノズル２４の高さを調整する。また、実装ヘッド２２は、図示しない駆動モータによって吸着ノズル２４を回転（自転）させる回転装置を備え、吸着ノズル２４に採取（吸着）された部品の角度を調整可能となっている。

実装ヘッド２２は、図２に示すように、その下面側に、採取した部品の位置の基準となる第１基準マーク２５ａ，２５ｂと、第２基準マーク２６ａ，２６ｂとが取外し交換可能に配設されている。なお、ここでは、第１基準マーク２５ａ，２５ｂを第１基準マーク２５と総称し、第２基準マーク２６ａ，２６ｂを第２基準マーク２６と総称する。実装ヘッド２２は、吸着ノズル２４に対して外周側に第１基準マーク２５および第２基準マーク２６が配設されている。第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６は、実装ヘッド２２の角部、即ち、撮像ユニット３０の撮像範囲の隅側に配設されている。実装ヘッド２２は、実装ヘッド２２の主たる移動方向の前方側（装置後方側）に第１基準マーク２５が配設されており、実装ヘッド２２の主たる移動方向の後方側（装置前方側）に第２基準マーク２６が配設されている。この第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６は、支柱と、支柱の先端に配設された円盤状のマーク部材とを備える。この第１基準マーク２５は、第２基準マーク２６と所定の位置関係、例えば、所定の距離Ｌ１で配設されている。また、第１基準マーク２５ａは、第１基準マーク２５ｂと所定の位置関係（所定距離Ｌ２）で配設されている。同様に、第２基準マーク２６ａは、第２基準マーク２６ｂと所定の位置関係（所定距離Ｌ２）で配設されている。吸着ノズル２４ａ〜２４ｄは、第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６と所定の位置関係（距離や配置位置）を有するから、第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６のうちいずれかの位置が認識できれば、それぞれの位置を認識することができる。

部品供給ユニット１４は、複数のリールを備え、実装装置１１の前側に着脱可能に取り付けられている。各リールには、テープが巻き付けられ、テープの表面には、複数の部品がテープの長手方向に沿って保持されている。このテープは、リールから後方に向かって巻きほどかれ、部品が露出した状態で、吸着ノズル２４で吸着される採取位置にフィーダ部により送り出される。この部品供給ユニット１４は、部品を複数配列して載置するトレイを有するトレイユニットを備えている。このトレイユニットは、トレイをパレットに固定して図示しないマガジンカセットから引きだし、所定の採取位置へトレイを移動する移動機構を備えている。トレイには、多数の矩形のポケットが形成されており、このポケットに部品を収容している。このトレイに収容される部品は、リールに収容される部品に比して高さや大きさが大きいものである。部品６０は、トレイユニットのトレイに収納されている。

撮像ユニット３０は、実装ヘッド２２に吸着された部品と実装ヘッド２２が有する第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６とを下方から撮像するユニットである。この撮像ユニット３０は、部品供給ユニット１４と基板搬送ユニット１２との間に配置されている。この撮像ユニット３０の撮像範囲は、撮像ユニット３０の上方である。撮像ユニット３０は、照明部３１と、照明制御部３２と、撮像素子３３と、画像処理部３４とを備える。照明部３１は、上方に光を照射し実装ヘッド２２に保持された部品６０に対して複数の照明状態で光を照射可能に構成されている。照明制御部３２は、所定の照明条件に基づき、吸着ノズル２４に吸着された部品に応じた照明状態になるように照明部３１を制御する。撮像素子３３は、受光により電荷を発生させ発生した電荷を出力する素子である。撮像素子３３は、露光後の電荷の転送処理と次画像の露光処理とをオーバーラップさせることにより高速な連続取込み処理をすることができるＣＭＯＳイメージセンサとしてもよい。画像処理部３４は、入力された電荷に基づいて画像データを生成する処理を行う。撮像ユニット３０は、部品６０を吸着した吸着ノズル２４が撮像ユニット３０の上方を通過する際、複数の画像を撮像し、撮像画像データを制御装置４０へ出力する。

制御装置４０は、図３に示すように、ＣＰＵ４１を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ４２、各種データを記憶するＨＤＤ４３、作業領域として用いられるＲＡＭ４４、外部装置と電気信号のやり取りを行うための入出力インタフェース４５などを備えており、これらはバス４６を介して接続されている。この制御装置４０は、基板搬送ユニット１２、実装ユニット１３、部品供給ユニット１４、撮像ユニット３０へ制御信号を出力し、実装ユニット１３や部品供給ユニット１４、撮像ユニット３０からの信号を入力する。

管理コンピュータ５０は、実装システム１０の各装置の情報を管理するコンピュータである。管理コンピュータ５０は、作業者が各種指令を入力するキーボード及びマウス等の入力装置５２と、各種情報を表示するディスプレイ５４とを備えている。

次に、こうして構成された本実施形態の実装システム１０の動作、具体的には、実装装置１１の実装処理について説明する。図４は、制御装置４０のＣＰＵ４１により実行される実装処理ルーチンの一例を表すフローチャートである。このルーチンは、制御装置４０のＨＤＤ４３に記憶され、作業者による開始指示により実行される。ここでは、吸着ノズル２４で部品６０を基板Ｓに実装する場合について主として説明する。このルーチンを開始すると、制御装置４０のＣＰＵ４１は、まず、実装ジョブ情報を管理コンピュータ５０から取得する（ステップＳ１００）。実装ジョブ情報には、部品の実装順、実装する部品の種別及びその特徴、部品を吸着する吸着ノズルの情報などが含まれている。この部品の特徴には、部品のサイズの情報や、正常な形状の部品の画像であるリファレンス画像なども含まれる。

次に、ＣＰＵ４１は、基板Ｓの搬送及び固定処理を行い（ステップＳ１１０）、吸着する部品を設定し、その情報を実装ジョブ情報から取得する（ステップＳ１２０）。次に、ＣＰＵ４１は、必要に応じて実装ヘッド２２に吸着ノズル２４を装着させ、設定された部品の吸着及び移動処理を行う（ステップＳ１３０）。吸着処理では、ＣＰＵ４１は、該当する部品が収納されている部品供給ユニット１４の採取位置まで実装ヘッド２２を移動させ、吸着ノズル２４を下降して吸着ノズル２４に部品６０を吸着させる処理を行う。この吸着処理では、１以上の部品６０を吸着ノズル２４ａ〜２４ｄに吸着させるものとしてもよい。また、移動処理では、ＣＰＵ４１は、部品６０を吸着した実装ヘッド２２を撮像ユニット３０の上方を通過させて、基板Ｓの実装位置まで移動する処理を行う。図５は、部品６０を採取した実装ヘッド２２の説明図である。図５に示すように、比較的大きな部品６０を吸着保持すると、実装ヘッド２２の領域のうち大きな面積が占められる。

次に、ＣＰＵ４１は、移動中の実装ヘッド２２（部品６０及び第１基準マーク２５、第２基準マーク２６）を複数回、撮像する撮像処理を実行する（ステップＳ１４０〜２１０）。この撮像処理では、複数の画像を撮像し、超解像処理を実行してより高画質な部品６０の画像を得る処理を行う。この撮像処理では、まず、ＣＰＵ４１は、第１画像の撮像タイミングに至ったか否かを判定し（ステップＳ１４０）、第１画像の撮像タイミングに至っていないときはそのまま待機し、第１画像の撮像タイミングに至ったときには、第１画像を撮像処理する（ステップＳ１５０）。第１画像の撮像タイミングは、例えば、吸着ノズル２４ａ〜２４ｄに採取した部品６０すべてが同一撮像範囲となり、且つ少なくとも第１基準マーク２５が撮像ユニット３０の撮像範囲に入るタイミングに設定されていてもよい。例えば、ＣＰＵ４１は、第２基準マーク２６が撮像範囲に入る前であって部品６０と第１基準マーク２５とが同一撮像範囲に入ったあとに第１画像７１を撮像ユニット３０に撮像させてもよい。図６は、複数回撮像する撮像処理の説明図であり、図６（ａ）が第１画像７１、図６（ｂ）が第２画像７２の説明図である。この撮像タイミングで撮像すると、実装ヘッド２２の移動中において、実装ヘッド２２に採取した部品６０と第１基準マーク２５とを含む第１画像７１を撮像ユニット３０に撮像させることができる（図６（ａ））。

次に、ＣＰＵ４１は、第２画像の撮像タイミングに至ったか否かを判定し（ステップＳ１６０）、第２画像の撮像タイミングに至っていないときはそのまま待機し、第２画像の撮像タイミングに至ったときには、第２画像を撮像処理する（ステップＳ１７０）。第２画像の撮像タイミングは、例えば、マルチフレームの超解像処理を実行できるように、第１画像に対して１／２ピクセルずらしたタイミングになるよう設定されていてもよい。また、第２画像の撮像タイミングは、撮像素子３３において、第１画像の露光処理及び露光後の電荷の転送を行い、第２画像の露光が終了したあとのタイミングとしてもよい。あるいは、第２画像の撮像タイミングは、例えば、吸着ノズル２４ａ〜２４ｄに採取した部品６０すべてが同一撮像範囲となり、且つ少なくとも第２基準マーク２６が撮像ユニット３０の撮像範囲に入るタイミングに設定されていてもよい。例えば、ＣＰＵ４１は、第１基準マーク２５が撮像範囲から外れ、採取した部品６０と第２基準マーク２６とが同一撮像範囲に入ったあとに第２画像７２を撮像ユニット３０に撮像させてもよい。この撮像タイミングで撮像すると、実装ヘッド２２の移動中において、実装ヘッド２２に採取した部品６０と第２基準マーク２６とを含む第２画像７２を撮像ユニット３０に撮像させることができる（図６（ｂ））。なお、各撮像タイミングとしては、第１画像７１に第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６が含まれる場合を排除するものではなく、第２画像７２に第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６が含まれる場合を排除するものでもない。

続いて、ＣＰＵ４１は、第１基準マーク２５及び第２基準マーク２６の位置関係に基づいて第１画像７１と第２画像７２とを用いて、実装ヘッド２２に採取した部品６０の画像を生成する超解像処理を行う（ステップＳ１８０）。超解像処理は、例えば、複数の画像を用い、正確に重なる撮像対象（部品６０）の位置を求め、モーション推定処理、ぼけ推定処理、再構成処理を行い、撮像した画像に比して高解像度の画像を生成する。この超解像処理は、画像処理部３４により行われるものとしてもよい。図７は、第１画像７１及び第２画像７２から超解像画像７３を生成する説明図であり、図７（ａ）がバンプ６１のイメージ図であり、図７（ｂ）がチップ部品のイメージ図である。この実装装置１１では、図７に示すように、比較的低解像度の画像を用いて高解像度の画像を生成することができる。実装装置１１では、比較的小さなチップ部品から、比較的大きなＢＧＡ部品まで撮像することが求められる。一般的に、撮像ユニット３０は、高解像度の画像を撮像しようとすると撮像範囲（視野）が狭くなり大型部品を撮像できず、大型部品を撮像しようとすると解像度が低下する。この実装装置１１では、大型部品を撮像する際の撮像範囲を十分に確保すると共に、超解像処理を行うことにより、小型部品や小さな部位を撮像する際の画像解像度を十分確保することができる。

ここで、部品６０の画像処理について説明する。実装装置１１では、外形が比較的大きく、且つその部品に比較的小さな構成物（バンプ６１）が配設されている部品６０を実装処理することがある。この場合に、部品６０が正常であるかを判断するため、バンプ６１の欠損や変形などを検出することがある。このバンプ６１の欠損や変形などは、例えば、複数の画像を合成処理することによって高画質画像を生成する、マルチフレームの超解像処理を行うことにより、高精度に検出することができる。マルチフレームの超解像処理を行うに際しては、基準マークを部品６０と共に撮像し、この基準マークの位置を合わせることにより画像を重ね合わせることが好ましい。また、実装ヘッド２２では、部品６０のように比較的外形が大きい部品を複数吸着する場合は、吸着ずれや回転など考慮すると、基準マークを実装ヘッド２２の中央側に配設しにくい（図５参照）。例えば、基準マークが吸着ノズルに対して外周側に配設された場合、実装ヘッド２２に採取した部品６０を撮像ユニット３０の撮像範囲に含めようとすると、基準マークが撮像範囲から外れやすくなる（図６参照）。この実装装置１１では、撮像フレームによって、位置関係が明確である異なる基準マーク（第１基準マーク２５又は第２基準マーク２６）のいずれかを使用し、基準マークが撮像範囲外になりやすい問題を解決する。例えば、部品６０の位置は、第１画像７１では第１基準マーク２５からの座標で特定することができ、また第２画像７２では第１基準マーク２５と第２基準マーク２６との距離と第２基準マーク２６からの座標により特定することができる。そして、ＣＰＵ４１は、位置が特定された画像を重ね合わせることにより、高画質画像を生成するのである。

ステップＳ１８０のあと、ＣＰＵ４１は、生成した超解像画像を用いて、実装ヘッド２２に採取した部品６０の吸着位置ずれ量を算出する（ステップＳ１９０）。吸着位置ずれ量は、例えば、第１基準マーク２５、第２基準マーク２６及び吸着ノズル２４の中心座標の位置関係に基づいて、部品６０の中心位置と、吸着ノズル２４の中心位置とのＸ軸、Ｙ軸の座標値の差として求めることができる。続いて、ＣＰＵ４１は、算出した吸着位置ずれ量が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２００）。この許容範囲は、例えば、部品６０を適正に基板Ｓに配置できる位置ずれ量の範囲を経験的に求め、この範囲に設定されている。吸着位置ずれ量が許容範囲内であるときには、ＣＰＵ４１は、部品の形状が許容範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。この判定は、例えば、生成した超解像画像の部品６０の画像とリファレンス画像とのマッチングを行い、例えば、バンプ６１の欠損や変形に基づくマッチング度に基づいて行うことができる。

ステップＳ２００やステップＳ２１０で位置ずれ量や形状相違が許容範囲内にないと判定されたときには、ＣＰＵ４１は、その部品６０が不具合の生じる部品であるものとして廃棄処理を行う（ステップＳ２２０）。一方、ステップＳ２１０で部品の形状が許容範囲内であるときには、ＣＰＵ４１は、算出した吸着位置ずれ量を補正した位置に部品Ｐを実装（配置）する処理を実行する（ステップＳ２３０）。続いて、ＣＰＵ４１は、現基板Ｓの実装装置１１による実装処理が完了したか否かを判定し（ステップＳ２４０）、現基板Ｓの実装処理が完了していないときには、ステップＳ１２０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ４１は、次に吸着する部品６０を設定し、この部品６０を採取したのち、撮像ユニット３０で第１画像及び第２画像を撮像し、超解像処理を行って、部品６０の吸着位置ずれや形状を判定する。一方、ステップＳ２４０で現基板Ｓの実装処理が完了したときには、ＣＰＵ４１は、実装完了した基板Ｓを排出させ（ステップＳ２５０）、生産完了したか否かを判定する（ステップＳ２６０）。生産完了していないときには、ＣＰＵ４１は、ステップＳ１１０以降の処理を実行する。即ち、ＣＰＵ４１は、新たな基板Ｓを搬送、固定し、ステップＳ１２０以降の処理を実行する。一方、ステップＳ２６０で生産完了したときには、ＣＰＵ４１は、そのままこのルーチンを終了する。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の吸着ノズル２４が本発明の採取部材に相当し、実装ヘッド２２が実装ヘッドに相当し、撮像ユニット３０が撮像部に相当し、制御装置４０が制御部に相当する。また、第１基準マーク２５，２５ａ，２５ｂが第１基準マークに相当し、第２基準マーク２６，２６ａ，２６ｂが第２基準マークに相当する。なお、本実施形態では、実装装置１１の動作を説明することにより本発明の撮像処理方法の一例も明らかにしている。

以上説明した実施形態の実装装置１１では、実装ヘッド２２の移動中において、実装ヘッド２２に採取した部品６０と第１基準マーク２５とを含む第１画像７１を撮像すると共に、実装ヘッド２２に採取した部品６０と第２基準マーク２６とを含む第２画像７２を下方から撮像し、第１基準マーク２５と第２基準マーク２６との位置関係に基づき第１画像７１と第２画像７２とを用いて実装ヘッド２２に採取した部品６０の画像を生成する。この実装装置１１は、第１基準マーク２５と第２基準マーク２６との位置関係を利用して第１画像７１と第２画像７２との位置決めを行い、部品６０を含む高画質な画像を得ることができる。また、この実装装置１１では、基準マークのいずれかを含む範囲まで撮像範囲をより広げることができ、実装ヘッド２２の撮像時に実装ヘッド２２の移動停止を抑制可能である。したがって、この実装装置１１は、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得ることができる。

また、実装ヘッド２２は、吸着ノズル２４に対して外周側に第１基準マーク２５と第２基準マーク２６とが配設されているため、第１基準マーク２５と第２基準マーク２６との位置をより離れた位置にすることが可能であり、撮像範囲をより広げることができる。更に、実装ヘッド２２は、実装ヘッド２２の移動方向の前方側と後方側とに第１基準マーク２５と第２基準マーク２６とが配設されているため、この実装装置１１では、実装ヘッド２２が移動しても第１基準マーク２５か第２基準マーク２６のいずれかが撮像範囲に入りやすく、生産性の低下をより抑制しつつ、より高画質な画像を得やすい。更にまた、制御装置４０は、生成した部品６０の画像に基づいて部品６０の形状及び部品６０の吸着位置を判定するため、この実装装置１１では、部品６０の形状及び位置が適正であるかの判定を行うために用いる、より高画質な画像を得ることができる。そして、この実装装置１１では、複数の部品を同一画像に撮像するため、撮像効率がよい。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、実装ヘッド２２は、第１基準マーク２５ａ，２５ｂ、第２基準マーク２６ａ，２６ｂの４つの基準マークを有するものとしたが、特にこれに限定されない。図８は、第１基準マーク２５と第２基準マーク２６とを１つ備えた実装ヘッド２２Ｂの説明図である。図８に示すように、例えば、実装ヘッド２２は、装置の前後方向に対し実装ヘッド２２の平行が保てるものとすれば、第１基準マーク２５と第２基準マーク２６とを各々１つずつとすることができる。あるいは、例えば、第１基準マーク２５ａ，２５ｂ及び第２基準マーク２６ａなど、Ｌ字型に配置された３つの基準マークを有するものとしてもよい。

上述した実施形態では、撮像ユニット３０の撮像対象がバンプ６１の配列した部品６０（ＢＧＡ部品）として説明したが、特にこれに限定されない。撮像ユニット３０で撮像する部品は、例えば、比較的大型の部品であって、認識することを要する小さな部位があるものとすることができる。このような部品は、本発明を適用するのに有効である。

上述した実施形態では、実装ヘッド２２を装置の前後方向に移動させながら第１画像７１及び第２画像７２を撮像する場合を主として説明したが、前後方向及び左右方向、即ち、撮像ユニット３０上を斜めに移動する際に第１画像７１及び第２画像７２を撮像するものとしてもよい。

上述した実施形態では、２つの画像を撮像して超解像処理を行うものとしたが、複数の画像を用いるものとすれば、特にこれに限定されず、３以上の画像を撮像して超解像処理を行うものとしてもよい。

上述した実施形態では、採取部材を吸着ノズル２４として説明したが、部品を採取ずるものであれば特にこれに限定されず、例えば、部品を機械的に挟持して採取するメカニカルチャックなどとしてもよい。

上述した実施形態では、本発明を実装装置１１として説明したが、例えば、撮像ユニット３０としてもよいし、撮像処理方法や撮像ユニット３０の制御方法としてもよいし、上述した処理をコンピュータが実行するプログラムとしてもよい。

本発明は、部品を基板上に配置する実装処理を行う装置に利用可能である。

１０…実装システム、１１…実装装置、１２…基板搬送ユニット、１３…実装ユニット、１４…部品供給ユニット、２０…ヘッド移動部、２２，２２Ｂ…実装ヘッド、２３…Ｚ軸モータ、２４，２４ａ〜２４ｄ…吸着ノズル、２５，２５ａ，２５ｂ…第１基準マーク、２６，２６ａ，２６ｂ…第２基準マーク、３０…撮像ユニット、３１…照明部、３２…照明制御部、３３…撮像素子、３４…画像処理部、４０…制御装置、４１…ＣＰＵ、４２…ＲＯＭ、４３…ＨＤＤ、４４…ＲＡＭ、４５…入出力インタフェース、４６…バス、５０…管理コンピュータ、５２ …入力装置、５４…ディスプレイ、６０…部品、６１…バンプ、７１ａ，７１ｂ …第１画像、７２ａ，７２ｂ…第２画像、７３ａ，７３ｂ…超解像画像、Ｓ…基板。

Claims (1)

1. 第１基準マークと、該第１基準マークと所定の位置関係を有する第２基準マークと、部品を採取する採取部材とを有し、採取した部品を基板上へ移動させる実装ヘッドと、
   前記第１基準マーク、前記第２基準マーク、前記採取した部品を下方から撮像する撮像部と、
   前記実装ヘッドの移動中において、前記実装ヘッドに採取した部品の外形全体と前記第１基準マークとが同一撮像範囲に含まれるタイミングで第１画像を前記撮像部に撮像させると共に、前記実装ヘッドに採取した部品の外形全体と前記第２基準マークとが同一撮像範囲に含まれるタイミングで第２画像を前記撮像部に撮像させ、前記第１基準マークと前記第２基準マークとの位置関係に基づき前記第１画像に含まれる前記部品の外形全体の画像と前記第２画像に含まれる前記部品の外形全体の画像とを位置合わせすることにより前記実装ヘッドに採取した部品の前記第１画像及び前記第２画像に比して高解像度の画像を生成する制御部と、
   を備えた実装装置。