JP6815169B2

JP6815169B2 - 極性判別装置、実装装置、極性判別方法

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Inventors: 高史藤田
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Description

本発明は、基板に実装される電子部品の極性を判別する極性判別装置、実装装置、極性判別方法に関する。

電子部品の極性判別装置として、生産開始前に電子部品の極性を電気的に検査するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の極性判別装置には一対の接触端子が設けられており、この一対の接触端子に対して電子部品のリードを押し付けて通電することで、電子部品の極性等が判別されて基板に対する電子部品の誤実装が防止される。また、他の極性判別装置として、搬送中の電子部品を撮像装置で下方から撮像して、撮像画像に写された電子部品の外面に付された模様から電子部品の極性を判別するものが提案されている。

特開２００９−１１５６３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の極性判別装置では、電子部品を装置の所定位置まで搬送しなければ極性判別できず、同様に他の極性判別装置では、撮像装置の真上に電子部品を搬送しなければ極性を判別できない。このため、タクトタイムが長くなって生産性が悪化するという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、タクトタイムを長くすることなく電子部品の極性を判別することができる極性判別装置、実装装置、極性判別方法を提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の極性判別装置は、基板に対して実装される電子部品の極性を判別する極性判別装置であって、電子部品の所定高さ位置に向けて発光する発光部と、電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部に対する電子部品の遮光幅から部品幅を算出する算出部と、所定高さ位置の部品幅に基づいて電子部品の極性を判別する判別部とを備え、前記発光部及び前記受光部が電子部品を基板に実装する実装ヘッドに搭載されており、前記発光部が電子部品に向けて高さ位置を変えて発光し、前記受光部が電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光し、前記算出部が前記受光部に対する電子部品の遮光幅から各高さ位置で部品幅を算出し、前記判別部が各高さ位置の部品幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別することを特徴とする。

本発明の一態様の極性判別方法は、基板に対して実装される電子部品の極性を判別する極性判別方法であって、基板に対して実装される電子部品の極性を判別する極性判別方法であって、電子部品の所定高さ位置に向けて発光部から光を発光するステップと、電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光部で受光するステップと、前記受光部に対する電子部品の遮光幅から部品幅を算出するステップと、所定高さ位置の部品幅に基づいて電子部品の極性を判別するステップとを備え、前記発光部及び前記受光部が電子部品を基板に実装する実装ヘッドに搭載されており、前記発光するステップでは電子部品に向けて高さ位置を変えて発光し、前記受光するステップでは電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光し、前記算出するステップでは前記受光部に対する電子部品の遮光幅から各高さ位置で部品幅を算出し、前記判別するステップでは各高さ位置の部品幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別することを特徴とする。

これらの構成によれば、実装ヘッドに発光部と受光部が搭載されており、電子部品を挟んで発光部からの光を受光部で受光することで、部品幅が算出されて部品幅から電子部品の極性が判別される。実装ヘッドによって電子部品を搬送しながら極性が判別されるため、極性を判別するために遠回りすることなく基板に対して電子部品を最短ルートで搬送することができる。よって、タクトタイムを長くすることなく、電子部品の極性を判別することができる。

上記の極性判別装置において、前記電子部品と、前記発光部と前記受光部との相対位置を変更する駆動機構を備え、前記駆動機構により電子部品への発光・受光位置を可変する。この構成によれば、電子部品に対する発光位置及び受光位置を可変させることができる。

上記の極性判別装置において、電子部品が高さ方向でパッケージと複数のリードに分かれており、前記発光部が第１の高さ位置でパッケージに向けて発光すると共に、第２の高さ位置で複数のリードに向けて発光し、前記受光部がパッケージを挟んで前記発光部からの光を受光すると共に、複数のリードを挟んで前記発光部からの光を受光し、前記算出部が前記受光部に対するパッケージの遮光幅からパッケージ幅を算出すると共に、前記受光部に対する複数のリードの遮光幅から一端のリードから他端のリードまでの領域幅を算出し、前記判別部がパッケージ幅の中心位置とリードの領域幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別する。この構成によれば、パッケージ幅とリードの領域幅の中心位置のズレから、正極側と負極側で部品形状が異なる電子部品の極性を容易に判別することができる。

本発明の一態様の実装装置は、上記の極性判別装置を備えた実装ヘッドと、前記実装ヘッドを電子部品の供給位置から基板に向けて移動させる移動機構とを備え、前記極性判別装置で判別された電子部品の極性から実装角度を調整して前記実装ヘッドによって基板に電子部品を実装することを特徴とする。この構成によれば、実装ヘッドによって電子部品を搬送しながら極性が判別されるため、電子部品のタクトタイムを長くすることなく、電子部品を基板に対して適切な向きで実装することができる。

本発明によれば、実装ヘッドに発光部と受光部が搭載されて、実装ヘッドによって電子部品を搬送しながら極性が判別されるため、タクトタイムを短縮して生産性を向上させることができる。

本実施の形態の実装装置全体を示す模式図である。本実施の形態の実装ヘッド周辺を示す模式図である。比較例の実装装置の搬送ルートを示す模式図である。本実施の形態の極性判別装置の模式図である。本実施の形態の第１の極性判別方法の説明図である。本実施の形態の第２の極性判別方法の説明図である。本実施の形態の第１の極性判別方法のフローチャートである。本実施の形態の第２の極性判別方法のフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態の実装装置について説明する。図１は、本実施の形態の実装装置全体を示す模式図である。なお、本実施の形態の実装装置は一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

図１に示すように、実装装置１は、供給装置（フィーダ）１０によって供給された部品Ｐ（図２参照）を、実装ヘッド４０によって基板Ｗの所定位置に実装するように構成されている。実装装置１の基台２０の略中央には、Ｘ軸方向に基板Ｗを搬送する基板搬送部２１が配設されている。基板搬送部２１は、Ｘ軸方向の一端側から部品実装前の基板Ｗを実装ヘッド４０の下方に搬入して位置決めし、部品実装後の基板ＷをＸ軸方向の他端側から装置外に搬出している。また、基台２０上には、基板搬送部２１を挟んだ両側に多数の供給装置１０がＸ軸方向に横並びに配置されている。

供給装置１０にはテープリール１１が着脱自在に装着され、テープリール１１には各種部品をパッケージングしたキャリアテープが巻回されている。各供給装置１０は、装置内に設けられたスプロケットホイールの回転によって実装ヘッド４０にピックアップされる受け渡し位置に向けて順番に部品Ｐを繰り出している。実装ヘッド４０の受け渡し位置では、キャリアテープから表面のカバーテープが剥離され、キャリアテープのポケット内の部品Ｐが外部に露出される。なお、部品Ｐは基板Ｗに対して実装可能であれば、特に電子部品等に限定されない。

基台２０上には、実装ヘッド４０をＸ軸方向及びＹ軸方向に水平移動させる水平移動機構（移動機構）３０が設けられている。水平移動機構３０は、Ｙ軸方向に延びる一対のＹ軸駆動部３１と、Ｘ軸方向に延びるＸ軸駆動部３２とを有している。一対のＹ軸駆動部３１は基台２０の四隅に立設した支持部（不図示）に支持されており、Ｘ軸駆動部３２は一対のＹ軸駆動部３１にＹ軸方向に移動可能に設置されている。また、Ｘ軸駆動部３２上には実装ヘッド４０がＸ軸方向に移動可能に設置されており、Ｘ軸駆動部３２とＹ軸駆動部３１とによって、実装ヘッド４０が供給装置１０と基板Ｗとの間を往復移動される。

図２に示すように、実装ヘッド４０は、Ｘ軸駆動部３２（図１参照）に支持されたヘッド本体４１に複数のノズル４２（本実施の形態では１つのみ図示）を設けて構成されている。各ノズル４２は、ノズル駆動部４３を介してヘッド本体４１に支持されており、ノズル駆動部４３によってＺ軸方向に上下方向に移動されると共にＺ軸回りに回転される。各ノズル４２は吸引源（不図示）に接続されており、吸引源からの吸引力によって部品Ｐを吸着保持する。ノズル４２にはコイルバネが設けられており、コイルバネを収縮させながらノズル４２に吸着された部品Ｐを基板Ｗに実装している。

ヘッド本体４１には、基板Ｗからの高さを検出する高さセンサ４４（図１参照）や、ノズル４２で吸着した部品形状を認識する認識ユニット４５が設けられている。高さセンサ４４は、基板Ｗからノズル４２までの高さを検出してノズル４２の上下方向の移動を制御している。認識ユニット４５は、部品Ｐを挟んで発光部４６及び受光部４７を水平方向で対向させており、発光部４６から部品Ｐに向けた光を受光部４７で受光している。発光部４６と受光部４７の間でノズル４２によって部品Ｐが回転されて、部品Ｐによる遮光幅の変化から部品形状や部品中心等が認識される。

また、実装ヘッド４０には、基板Ｗ上の基準マークとしてのＢＯＣマークを真上から撮像する基板撮像部４８（図１参照）と、ノズル４２による部品Ｐの搭載動作を斜め上方から撮像するノズル撮像部４９とが設けられている。基板撮像部４８は、ＢＯＣマークの撮像画像に基づいて基板Ｗに座標系を設定して基板Ｗの位置ズレ等を認識している。ノズル撮像部４９は、供給装置１０に対する部品Ｐの吸着前後を撮像する他、基板Ｗの載置面に対する部品Ｐの実装前後を撮像している。これにより、ノズル４２による部品Ｐの吸着有無や、基板Ｗにおける部品Ｐの実装有無が検査される。

また、実装装置１には、装置各部を統括制御する制御装置５０が設けられている。制御装置５０は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶媒体で構成されている。また、メモリには、実装装置１の制御プログラムや、後述する電子部品の極性を判別するための極性判別方法の各ステップを実行させるための判別プログラム、電子部品の極性判別で用いられる判定値等の各種パラメータが記憶されている。

このように構成された実装装置１では、実装ヘッド４０を供給装置１０（図１参照）まで移動させて、供給装置１０から供給された部品Ｐをノズル４２でピックアップして、基板Ｗの所望の実装位置に部品Ｐを実装している。ところで、部品Ｐの中には極性判別が必要な電子部品Ｐａ（図４参照）が存在しており、このような極性がある電子部品Ｐａは基板Ｗに対する実装角度の調整が必要である。電子部品Ｐａの極性判別としては、電子部品Ｐａの端子間を通電したり、電子部品Ｐａを撮像してパッケージの目印を確認したりする方法が一般的であるが、いずれの判別装置も装置上に配置しなければならない。

このため、図３の比較例に示すような一般的な実装装置８０では、電子部品Ｐａの極性を判別するために、供給装置８１からピックアップした電子部品Ｐａを装置上の判別装置８２まで搬送しなければならない。供給装置８１から判別装置８２を経由して基板Ｗ上の実装位置に電子部品Ｐａを搬送するため、搬送ルートが遠回りになってタクトタイムが長くなる。ここで、電子部品Ｐａの極性は、端子間の電気特性やパッケージの目印だけでなく、リード形状（例えば、Ｊリード）やパッケージ形状等の部品形状にも密接に関連付いている。

また、図２に示すように、実装ヘッド４０には部品Ｐの部品形状を認識可能な認識ユニット４５が搭載されている。ノズル４２に吸着された電子部品Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）は、ノズル駆動部４３（駆動機構）により上昇し、所定高さ位置で停止する。この所定高さ位置で停止している電子部品Ｐに対して、認識ユニット４５の発光部４６から部品Ｐに向けて発光することで部品形状を受光部４７に投影させている。そして、ノズル４２によって吸着位置を中心に部品Ｐを回転させて、受光部４７に投影される部品Ｐの遮光幅を変化させて部品形状や中心位置を求めている。このように、認識ユニット４５では、部品Ｐの回転角度毎に受光部４７に投影された遮光幅から部品形状等が認識されている。

そこで、本実施の形態の実装装置１では、電子部品Ｐａ（図４参照）の部品形状から極性を判別できる点に着目し、実装ヘッド４０に搭載された認識ユニット４５を用いて電子部品Ｐａの極性を判別するようにしている。これにより、認識ユニット４５が極性判別装置５５（図４参照）として使用され、新たに判別装置を用意することなく電子部品Ｐａの極性が判別される。また、実装ヘッド４０によって電子部品Ｐａを搬送しながら極性が判別されるため、供給装置１０から基板Ｗに最短ルートで電子部品を搬送してタクトタイムを短縮して生産性を向上させることができる。

以下、図４から図６を参照して、本実施の形態の極性判別装置について説明する。図４は、本実施の形態の極性判別装置の模式図である。図５は、本実施の形態の第１の極性判別方法の説明図である。図６は、本実施の形態の第２の極性判別方法の説明図である。なお、第１の極性判別方法はリード形状の違いから電子部品の極性を判別する方法であり、第２の極性判別方法は全体形状の違いから電子部品の極性を判別する方法である。

図４に示すように、極性判別装置５５は、部品の搬送中に部品形状を認識する認識ユニット４５を用いて、基板Ｗに対して電子部品Ｐａの極性を判別するように構成されている。認識ユニット４５には、電子部品Ｐａの所定高さ位置に発光する発光部４６と、電子部品Ｐａを挟んで発光部４６からの光を受光する受光部４７とが設けられている。発光部４６は横一列に発光素子を並べて構成され、受光部４７は横一列に受光素子を並べて構成されている。発光部４６の各発光素子から直進性の高い光線が電子部品Ｐａに向けて出射され、電子部品Ｐａで遮光されなかった光が受光部４７の各受光素子で受光される。

電子部品Ｐａの極性判別時には、部品中心の算出時の部品形状の認識処理とは異なり、電子部品Ｐａがノズル４２で回転されることなく、電子部品Ｐａを一方向から見たときの遮光幅が受光部４７に投影されている。この場合、受光部４７の受光面に対して電子部品Ｐａの正極側と負極側が非対称形状になる一側面が向くように、発光部４６と受光部４７の間で電子部品Ｐａの向きが調整される。なお、認識ユニット４５は、発光部４６から発光されたＬＥＤ光を受光部４７で受光してもよいし、発光部４６から発光されたレーザ光を受光部４７で受光してもよい。

また、極性判別装置５５には、受光部４７に対する電子部品Ｐａの遮光幅から部品幅を算出する算出部５６と、所定高さ位置の部品幅に基づいて電子部品Ｐａの極性を判別する判別部５７とが設けられている。算出部５６には受光部４７の受光素子で受光されなかった遮光幅が入力され、遮光幅から電子部品Ｐを一側方から見た部品幅が算出される。判別部５７には算出部５６から電子部品Ｐａの部品幅が入力され、部品幅から正極側と負極側で非対称な電子部品Ｐａの極性が判別される。このように、電子部品Ｐａの所定高さ位置の部品幅から電子部品Ｐａの正極側と負極側を判別している。

電子部品Ｐａのうち、Ｊリード部品のように複数のリード形状に違いがあるものについては、各リードのリード幅を測定することで極性を判別することができる。一般にＪリード部品は、Ｊリード側が正極、直線形状のリード側が負極であり、Ｊリードが直線形状のリードよりもリード幅が大きくなっている。また、全てのリード幅が同じであっても、全体的な部品形状が左右で異なる場合には、高さを変えて複数回に亘って部品幅を測定することで極性を判別できる。部品の全体形状が左右で異なれば、高さ方向で部品幅の中心位置が異なるため、この中心位置の左右方向のズレから極性を判別することができる。

図５に示すように、第１の極性判別方法では、Ｊリード部品のように複数のリードのリード幅が異なる電子部品Ｐｂの極性が判別される。電子部品Ｐｂにはパッケージ６１から一対のリード６２、６３が延出しており、一方のリード６２が湾曲して折り返された分だけリード幅が大きくなっている。発光部４６（図４参照）及び受光部４７（図４参照）が所定の高さ位置で一対のリード６２、６３に位置付けられ、一対のリード６２、６３を挟んで発光部４６からの光を受光部４７で受光することで、各リード６２、６３の遮光幅からリード幅Ｌ１、Ｌ２が算出される。

また、極性判別装置５５には、予めＪリードを判別するための判定値Ｄ１が記憶されており、この判定値Ｄ１と各リード幅Ｌ１、Ｌ２が比較されて、判定値Ｄ１よりも大きなリード幅がＪリードとして識別される。また、Ｊリードが識別できない電子部品Ｐｂについては部品不良として廃棄される。判定値Ｄ１としては、過去のデータ等から部品の種類毎に実験的、経験的又は理論的に求められた値が使用される。上記したように、一般的にはＪリード側が正極であるため、Ｊリードを識別することで電子部品Ｐｂの正極側と負極側が判別される。

図６に示すように、第２の極性判別方法では、電子部品Ｐｃのように部品の全体形状が左右で異なるものについて極性が判別される。電子部品Ｐｃにはパッケージ７１から一対の直線形状のリード７２、７３が延出しており、電子部品Ｐｃの高さ方向でパッケージ７１と一対のリード７２、７３とに分かれている。パッケージ７１に対して一対のリード７２、７３が左側に位置ズレして設けられており、このパッケージ７１と一対のリード７２、７３の位置ズレによって部品の全体形状が左右で異なっている。このため、電子部品Ｐｃに対して高さ位置を変えながら、各高さ位置で部品幅が算出される。

この場合、発光部４６（図４参照）及び受光部４７（図４参照）が第１の高さ位置でパッケージ７１に位置付けられ、パッケージ７１を挟んで発光部４６からの光を受光部４７で受光して、パッケージ７１の遮光幅からパッケージ幅Ｌ３が算出される。また、発光部４６及び受光部４７が第２の高さ位置で複数のリード７２、７３に位置付けられ、一対のリード７２、７３を挟んで発光部４６からの光を受光部４７で受光して、一対のリード７２、７３の遮光幅から一端のリード７２から他端のリード７３までの領域幅Ｌ４が算出される。パッケージ幅Ｌ３の中心位置Ｃ１とリードの領域幅Ｌ４の中心位置Ｃ２が求められ、中心位置Ｃ１、Ｃ２の左右方向の位置ズレが求められる。

左側の原点Ｏを基準にして、原点Ｏからパッケージ幅Ｌ３の中心位置Ｃ１までの距離と原点Ｏからリードの領域幅Ｌ４の中心位置Ｃ２までの距離が求められる。そして、原点Ｏから中心位置Ｃ１までの距離と原点Ｏから中心位置Ｃ２までの距離の差分からズレ方向が求められる。例えば、原点Ｏから各中心位置Ｃ１、Ｃ２までの距離の差分が正数であれば、パッケージ７１に対してリード７２、７３が左側に位置ズレしていると判別される。また、原点Ｏから各中心位置Ｃ１、Ｃ２までの距離の差分が負数であれば、パッケージ７１に対してリード７２、７３が右側に位置ズレしていると判別される。このパッケージ７１とリード７２、７３の左右方向の位置ズレから電子部品Ｐｃの極性が判別される。

図６の例では、パッケージ７１に対して一対のリード７２、７３が左側に位置ズレしているため、電子部品Ｐｃの左側が正極として判別され、電子部品Ｐｃの右側が負極として判別される。また、極性判別装置５５には、電子部品Ｐｃの良否を判別するための判定値Ｄ２が記憶されており、この判定値Ｄ２よりもパッケージ幅Ｌ３及びリードの領域幅Ｌ４の中心位置Ｃ１、Ｃ２の位置ズレ量が小さなものについては部品不良として廃棄される。判定値Ｄ２としては、過去のデータ等から部品の種類毎に実験的、経験的又は理論的に求められた値が使用される。

このように、認識ユニット４５を用いて第１、第２の極性判別方法で電子部品Ｐｂ、Ｐｃの極性が判別されるため、実装装置１に判別専用の設備を新たに設ける必要がなく、コストを低減することが可能になっている。また、認識ユニット４５が実装ヘッド４０（図２参照）に搭載されているため、実装ヘッド４０で電子部品Ｐｂ、Ｐｃを搬送している最中に、認識ユニット４５で電子部品Ｐｂ、Ｐｃの極性が判別される。このため、図３の比較例に示すように搬送ルートが遠回りになることなく、タクトタイムを短縮することが可能になっている。

続いて、図７及び図８を参照して、第１、第２の極性判別方法の流れについて説明する。図７は、本実施の形態の第１の極性判別方法のフローチャートである。図８は、本実施の形態の第２の極性判別方法のフローチャートである。なお、ここでは、説明の便宜上、図４から図６の符号を適宜使用して説明する。また、部品左側に正極、部品右側に負極になるような向きが正しい実装角度であるものとして説明する。

図７に示すように、第１の極性判別方法ではノズル４２によって電子部品Ｐｂが吸着されると（ステップＳ０１）、ノズル駆動部４３（駆動機構）により電子部品Ｐｂは所定高さ位置で停止し、この所定の高さ位置で、発光部４６からの光がリード６２、６３を介して受光部４７で受光されて遮光幅が検出される（ステップＳ０２）。次に、算出部５６によってリード６２、６３の遮光幅からリード数及び各リード幅Ｌ１、Ｌ２が算出される（ステップＳ０３）。本実施の形態ではリード数が２本であるため、以下では左右２本のリード６２、６３についてＪリードの判別が実施される。なお、リード数は部品間違いを検出するために実施される。

Ｊリードの判別では、判別部５７によって左側のリード６２のリード幅Ｌ１とＪリードの判定値Ｄ１が比較される（ステップＳ０４）。左側のリード６２のリード幅Ｌ１が判定値Ｄ１以上の場合には（ステップＳ０４でＹｅｓ）、左側のリード６２がＪリード、すなわち正極であると判定される。これにより、電子部品Ｐｂが左側に正極、右側に負極になるような正しい実装角度であるとして、基板Ｗに対する電子部品Ｐｂの実装角度を反転させることなく、ノズル４２によって電子部品Ｐｂが基板Ｗの実装位置に実装される（ステップＳ０５）。

一方で、リード幅Ｌ１が判定値Ｄ１よりも小さい場合には（ステップＳ０４でＮｏ）、右側のリード６３のリード幅Ｌ２とＪリードの判定値Ｄ１が比較される（ステップＳ０６）。右側のリード６３のリード幅Ｌ２が判定値Ｄ１以上の場合には（ステップＳ０６でＹｅｓ）、右側のリード６３がＪリード、すなわち正極であると判定される。これにより、電子部品Ｐｂが反転した実装角度であるとして、基板Ｗに対する電子部品Ｐｂの実装角度が反転され（ステップＳ０７）、ノズル４２によって電子部品Ｐｂが基板Ｗの実装位置に適切に実装される（ステップＳ０５）。

また、リード幅Ｌ２が判定値Ｄ１よりも小さい場合には（ステップＳ０６でＮｏ）、Ｊリードが判別できないとして電子部品Ｐｂが廃棄される（ステップＳ０８）。このように、第１の極性判別方法では、Ｊリードが左側のリード６２であるか右側のリード６３であるかで正極を判別して、基板Ｗに対する電子部品Ｐｂの実装角度を調整している。なお、第１の極性判別方法によってＪリード部品の極性を判別する一例を説明したが、複数のリード形状（リード幅）に違いがある電子部品の極性を判別する際に第１の極性判別方法を用いてもよい。

図８に示すように、第２の極性判別方法ではノズル４２によって電子部品Ｐｃが吸着されると（ステップＳ１１）、電子部品Ｐｃの第１の高さ位置で、発光部４６からの光がパッケージ７１を介して受光部４７で受光されて遮光幅が検出される（ステップＳ１２）。次に、算出部５６によってパッケージ７１の遮光幅からパッケージ幅Ｌ３が算出される（ステップＳ１３）。次に、電子部品Ｐｃの第２の高さ位置で、発光部４６からの光が一対のリード７２、７３を介して受光部４７で受光されて遮光幅が検出される（ステップＳ１４）。次に、算出部５６によって一対のリード７２、７３の遮光幅から一端のリード７２から他端のリード７３までの領域幅Ｌ４が算出される（ステップＳ１５）。

次に、判別部５７によってパッケージ幅Ｌ３の中心位置Ｃ１とリードの領域幅Ｌ４の中心位置Ｃ２の差分が算出され（ステップＳ１６）、中心位置Ｃ１、Ｃ２の差分が部品良否の判定値Ｄ２と比較される（ステップＳ１７）。中心位置Ｃ１、Ｃ２の差分（絶対値）が判定値Ｄ２よりも小さい場合には（ステップＳ１７でＮｏ）、極性を判別することができないとして電子部品Ｐｃが廃棄される（ステップＳ１８）。一方で、中心位置Ｃ１、Ｃ２の差分（絶対値）が判定値Ｄ２以上の場合には（ステップＳ１７でＹｅｓ）、中心位置Ｃ１、Ｃ２の差分が正数か否かが判定される（ステップＳ１９）。

中心位置Ｃ１、Ｃ２の差分が正数の場合（ステップＳ１９でＹｅｓ）、パッケージ７１に対してリード７２、７３が位置ズレした左側が正極であると判定される。電子部品Ｐｃが左側に正極、右側に負極になるような正しい実装角度であるとして、基板Ｗに対する電子部品Ｐｃの実装角度を反転することなく、ノズル４２によって電子部品Ｐｃが基板Ｗの実装位置に実装される（ステップＳ２０）。また、中心位置Ｃ１、Ｃ２の差分が負数の場合（ステップＳ１９でＮｏ）、パッケージ７１に対してリード７２、７３が位置ズレした右側が正極であると判定される。電子部品Ｐｃが反転した実装角度であるとして、基板Ｗに対する電子部品Ｐｃの実装角度が反転され（ステップＳ２１）、ノズル４２によって電子部品Ｐｃが基板Ｗの実装位置に実装される（ステップＳ２０）。

このように、第２の極性判別方法では、パッケージ７１に対するリード７２、７３の位置ズレ方向によって正極を判別して、基板Ｗに対する電子部品Ｐｃの実装角度を調整している。なお、第２の極性判別方法によって部品の極性を判別する一例を説明したが、第２の極性判別方法によってＪリード部品の極性を判別するようにしてもよい。また、第１の極性判別方法と第２の極性判別方法を組み合わせて、第１の極性判別方法でＪリードを判別できないと判定された電子部品について第２の極性判別方法に移行して極性を判別するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態の極性判別装置５５では、実装ヘッド４０に発光部４６と受光部４７が搭載されており、電子部品Ｐａを挟んで発光部４６からの光を受光部４７で受光することで、部品幅が算出されて部品幅から電子部品Ｐａの極性が判別される。実装ヘッド４０によって電子部品Ｐａを搬送しながら極性が判別されるため、極性を判別するために遠回りすることなく基板Ｗに対して電子部品Ｐａを最短ルートで搬送することができる。よって、タクトタイムを長くすることなく、電子部品Ｐａの極性を判別することができる。

なお、本実施の形態において、発光部と受光部が水平方向で対向して配置される構成にしたが、この構成に限定されない。発光部から電子部品の所定高さに向けた光を受光部で受光できれば、どのように配置されていてもよい。

また、本実施の形態では、電子部品と、認識ユニットの受光部と発光部との相対位置を変更する駆動機構（第１駆動機構）として、ノズル駆動部が設けられている。これに代えて、実装ヘッド本体に対して認識ユニットを上下動可能に支持するリニアガイド（ガイド部材）と、認識ユニットを上下動させるアクチュエータ（モータ、シリンダ）からなる駆動機構（第２駆動機構）を用いることも容易に考えられる。

また、第１駆動機構と第２駆動機構で協働して、電子部品と、認識ユニットの受光部と発光部との相対位置を変更することも容易に考えられる。すなわち、第１駆動機構は電子部品の吸着後、上昇して所定位置で停止する。その後、第２駆動機構を上下動させて、発光部と受光部との相対位置を変更する。上記の通り、これら駆動機構は、電子部品と、発光部と受光部との相対位置を変更して、電子部品への発光・受光位置を可変する。

また、本実施の形態において、認識ユニットの発光部と受光部を用いて電子部品の遮光幅を取得する構成にしたが、この構成に限定されない。実装ヘッドには認識ユニットとは別に発光部と受光部とを設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態において、第１の極性判別方法ではＪリードを特定することによって、電子部品の極性を判別する構成にしたが、この構成に限定されない。第１の極性判別方法では、複数のリードのリード幅の違いから電子部品の極性を判別すればよく、例えば、複数のリードのリード幅を比較して、最もリード幅が大きなリードを正極と判断してもよい。

また、本実施の形態において、第２の極性判別方法では電子部品のパッケージとリードの高さ位置で部品幅を算出する構成にしたが、この構成に限定されない。第２の極性判別方法は、複数の高さ位置における部品幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別すればよい。すなわち、発光部が電子部品に向けて高さ位置を変えて発光し、受光部が各高さ位置で発光部からの光を受光して、各高さ位置で部品幅を算出する。また、各高さ位置の部品幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別すればよく、中心位置のズレ方向の特定方法は特に限定されない。

また、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

また、本実施の形態の判別プログラムは記憶媒体に記憶されてもよい。記録媒体は、特に限定されないが、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の非一過性の記録媒体であってもよい。

また、本実施の形態では、本発明を実装装置に適用した構成について説明したが、タクトタイムを長くすることなく電子部品の極性を判別することができる他の装置に適用することが可能である。

さらに、上記実施形態では、基板に対して実装される電子部品の極性を判別する極性判別装置であり、電子部品の所定高さ位置に向けて発光する発光部と、電子部品を挟んで発光部からの光を受光する受光部と、受光部に対する電子部品の遮光幅から部品幅を算出する算出部と、所定高さ位置の部品幅に基づいて電子部品の極性を判別する判別部とを備え、発光部及び受光部が電子部品を基板に実装する実装ヘッドに搭載されている。この構成によれば、実装ヘッドに発光部と受光部が搭載されており、電子部品を挟んで発光部からの光を受光部で受光することで、部品幅が算出されて部品幅から電子部品の極性が判別される。実装ヘッドによって電子部品を搬送しながら極性が判別されるため、極性を判別するために遠回りすることなく基板に対して電子部品を最短ルートで搬送することができる。よって、タクトタイムを長くすることなく、電子部品の極性を判別することができる。

以上説明したように、本発明は、タクトタイムを長くすることなく電子部品の極性を判別することができるという効果を有し、特に、基板に実装されるＪリード部品の極性を判別する極性判別装置、実装装置、極性判別方法に有用である。

１実装装置
１０供給装置（フィーダ）
３０水平移動機構（移動機構）
４０実装ヘッド
４１ヘッド本体
４３ノズル駆動部（駆動機構）
４５認識ユニット
４６発光部
４７受光部
５５極性判別装置
５６算出部
５７判別部
６１、７１パッケージ
６２、６３、７２、７３リード
Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ電子部品
Ｗ基板

Claims

基板に対して実装される電子部品の極性を判別する極性判別装置であって、
電子部品の所定高さ位置に向けて発光する発光部と、
電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光する受光部と、
前記受光部に対する電子部品の遮光幅から部品幅を算出する算出部と、
所定高さ位置の部品幅に基づいて電子部品の極性を判別する判別部とを備え、
前記発光部及び前記受光部が電子部品を基板に実装する実装ヘッドに搭載されており、
前記発光部が電子部品に向けて高さ位置を変えて発光し、
前記受光部が電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光し、
前記算出部が前記受光部に対する電子部品の遮光幅から各高さ位置で部品幅を算出し、
前記判別部が各高さ位置の部品幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別することを特徴とする極性判別装置。
前記電子部品と、前記発光部と前記受光部との相対位置を変更する駆動機構を備え、
前記駆動機構により電子部品への発光・受光位置を可変することを特徴とする請求項１記載の極性判別装置。
電子部品が高さ方向でパッケージと複数のリードに分かれており、
前記発光部が第１の高さ位置でパッケージに向けて発光すると共に、第２の高さ位置で複数のリードに向けて発光し、
前記受光部がパッケージを挟んで前記発光部からの光を受光すると共に、複数のリードを挟んで前記発光部からの光を受光し、
前記算出部が前記受光部に対するパッケージの遮光幅からパッケージ幅を算出すると共に、前記受光部に対する複数のリードの遮光幅から一端のリードから他端のリードまでの領域幅を算出し、
前記判別部がパッケージ幅の中心位置とリードの領域幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の極性判別装置。
請求項１から請求項３のいずれかに記載の極性判別装置を備えた実装ヘッドと、
前記実装ヘッドを電子部品の供給位置から基板に向けて移動させる移動機構とを備え、
前記極性判別装置で判別された電子部品の極性から実装角度を調整して前記実装ヘッドによって基板に電子部品を実装する実装装置。
基板に対して実装される電子部品の極性を判別する極性判別方法であって、
電子部品の所定高さ位置に向けて発光部から光を発光するステップと、
電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光部で受光するステップと、
前記受光部に対する電子部品の遮光幅から部品幅を算出するステップと、
所定高さ位置の部品幅に基づいて電子部品の極性を判別するステップとを備え、
前記発光部及び前記受光部が電子部品を基板に実装する実装ヘッドに搭載されており、
前記発光するステップでは電子部品に向けて高さ位置を変えて発光し、
前記受光するステップでは電子部品を挟んで前記発光部からの光を受光し、
前記算出するステップでは前記受光部に対する電子部品の遮光幅から各高さ位置で部品幅を算出し、
前記判別するステップでは各高さ位置の部品幅の中心位置のズレ方向から電子部品の極性を判別することを特徴とする極性判別方法。