JP7117507B2 - Component mounting method and component mounting device - Google Patents
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Description
本発明は、部品担体に収納された部品をピックアップして基板に装着する部品装着方法および部品装着装置に関する。 The present invention relates to a component mounting method and a component mounting apparatus for picking up a component stored in a component carrier and mounting it on a board.
部品担体であるキャリアテープに収納された部品を装着ヘッドの吸着ノズルで取り出す前にキャリアテープ内の部品を装着ヘッドに備え付けのカメラで撮像して部品の方向性を検査(以下、方向検査)するものが知られている。例えば、特許文献1には方向検査の一種である部品の極性方向の検査(以下、極性検査)を行う部品装着装置が開示されている。特許文献1に記載の部品装着装置では、カメラの撮像結果から部品の外形を認識するとともに部品の上面に形成された部品の方向性を示す極性マークも認識し、認識した部品の外形と極性マークの位置関係より部品の向きを検出している。
Before picking up the components stored in the carrier tape, which is a component carrier, with the suction nozzle of the mounting head, the components in the carrier tape are photographed by the camera attached to the mounting head to inspect the directionality of the components (hereinafter referred to as direction inspection). things are known. For example,
しかしながら、特許文献1を含む従来技術では、キャリアテープと部品の明度に差が少ない場合は装着ヘッドに備え付けのカメラによる撮像では部品の外形を正しく認識できず、キャリアテープ中で部品の位置がズレたり回転したりしていている場合に部品の向きを正確に認識できないという問題点があった。
However, in the prior art including
そこで本発明は、部品の向きを正確に認識することができる部品装着方法および部品装着装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a component mounting method and a component mounting apparatus capable of accurately recognizing the orientation of a component.
本発明の部品装着方法は、部品担体に収納された部品を吸着ノズルでピックアップして基板に装着する部品装着方法であって、部品担体に収納された部品の上面を第1のカメラで撮像し、前記第1のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第1の位置関係を認識し、前記吸着目標位置に吸着ノズルを位置させて前記部品の上面を真空吸着してピックアップし、前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を第2のカメラで撮像し、前記第2のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第2の位置関係を認識し、前記第1の位置関係と前記第2の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルに保持されている前記部品の向きを判定し、前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルに保持されている前記部品を基板に装着する。 A component mounting method according to the present invention is a component mounting method for picking up a component stored in a component carrier with a suction nozzle and mounting the component on a substrate, wherein the upper surface of the component stored in the component carrier is imaged by a first camera. recognizing, from an image obtained by the first camera, a first positional relationship indicating a positional relationship between a mark indicating the orientation of the component and a target suction position where the suction nozzle is positioned during picking up, and the target suction position; The suction nozzle is positioned at the position of the vacuum suction to pick up the upper surface of the component, the lower surface of the component held by the suction nozzle is imaged by a second camera, and from the image obtained by the second camera, A second positional relationship indicating a positional relationship between an outer shape of the component and a suction nozzle holding the component is recognized, and the position of the mark with respect to the outer shape is specified based on the first positional relationship and the second positional relationship. Then, the direction of the component held by the suction nozzle is determined, and the component held by the suction nozzle is mounted on the board based on the result of the determination.
本発明の部品装着装置は、部品担体に収納された部品を吸着ノズルでピックアップして基板に装着する装着ヘッドと、前記装着ヘッドを移動させる装着ヘッド移動機構と、前記装着ヘッドと前記装着ヘッド移動機構を制御して、前記吸着ノズルによって部品担体に収納された部品の上面を真空吸着してピックアップし、前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる装着制御部と、部品担体に収納された部品の上面を撮像する第1のカメラと、前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を撮像する第2のカメラと、前記第1のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第1の位置関係を認識する第1の認識部と、前記第2のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第2の位置関係を認識する第2の認識部と、前記第1の位置関係と前記第2の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルが保持する前記部品の向きを判定する判定部と、を備え、前記装着制御部は、前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる。 A component mounting apparatus according to the present invention includes a mounting head that picks up a component stored in a component carrier with a suction nozzle and mounts it on a substrate, a mounting head moving mechanism that moves the mounting head, the mounting head and the mounting head movement. a mounting control unit that controls a mechanism to pick up the upper surface of the component stored in the component carrier by the suction nozzle by vacuum suction, and mounts the component held by the suction nozzle onto the substrate; a first camera that captures an image of the top surface of the component held by the suction nozzle; a second camera that captures an image of the bottom surface of the component held by the suction nozzle; and a first recognizing unit for recognizing a first positional relationship indicating a positional relationship between the suction target position where the suction nozzle is positioned at the time of picking up, and the outer shape of the part from the image obtained by the second camera. a second recognition unit that recognizes a second positional relationship indicating a positional relationship with a suction nozzle that holds the component; a determination unit that identifies and determines the orientation of the component held by the suction nozzle, wherein the mounting control unit mounts the component held by the suction nozzle on the substrate based on the result of the determination.
本発明によれば、部品の向きを正確に認識することができる。 According to the present invention, the orientation of parts can be accurately recognized.
以下に図面を用いて、本発明の一実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる構成、形状等は説明のための例示であって、部品装着装置の仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図1、及び後述する一部では、水平面内で互いに直交する2軸方向として、基板搬送方向のX方向(図1における左右方向)、基板搬送方向に直交するY方向(図1における上下方向)が示される。図2、及び後述する一部では、水平面と直交する高さ方向としてZ方向(図2における上下方向)、Z方向の軸(Z軸)を回転軸とする回転の方向であるθ方向が示される。Z方向は、部品装着装置が水平面上に設置された場合の上下方向である。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. The configuration, shape, etc. described below are examples for explanation, and can be changed as appropriate according to the specifications of the component mounting apparatus. In the following, the same reference numerals are given to the corresponding elements in all the drawings, and redundant explanations are omitted. In FIG. 1 and a part described later, the two axial directions perpendicular to each other in the horizontal plane are the X direction of the substrate transfer direction (horizontal direction in FIG. 1) and the Y direction perpendicular to the substrate transfer direction (vertical direction in FIG. 1). is shown. In FIG. 2 and a part described later, the Z direction (vertical direction in FIG. 2) is shown as the height direction orthogonal to the horizontal plane, and the θ direction, which is the direction of rotation about the axis in the Z direction (Z axis), is shown. be The Z direction is the vertical direction when the component mounting apparatus is installed on a horizontal plane.
まず図1、2を参照して、部品装着装置1の構成を説明する。図1において、基台1aの中央には、基板搬送機構2がX方向に設置されている。基板搬送機構2は、上流側から搬入された基板3をX方向へ搬送し、以下に説明する装着ヘッドによる装着作業位置に位置決めして保持する。また、基板搬送機構2は、部品装着作業が完了した基板3を下流側に搬出する。基板搬送機構2の両側方には、それぞれ部品供給部4が設置されている。
First, the configuration of the
両方の部品供給部4には、複数のテープフィーダ5がX方向に並列に装着されている。テープフィーダ5は、部品を格納するポケットが形成されたキャリアテープを部品供給部4の外側から基板搬送機構2に向かう方向(テープ送り方向)にピッチ送りすることにより、装着ヘッドが部品をピックアップする部品取出し位置に部品を供給する。また、一方の部品供給部4には、部品Dを整列して保持するトレイ6を部品取出し位置に供給するトレイフィーダ7が装着されている。このように、部品供給部4のテープフィーダ5とトレイフィーダ7は、キャリアテープやトレイ6などの部品担体に収納された部品Dを部品取出し位置に供給する。
A plurality of
ここで図3(a)、図3(b)を参照して、部品Dの構造について説明する。図3(a)に示す部品Dは、その下面Ddに基板3の電極と接合される複数の端子を備えている。本明細書では、端子として複数のバンプBが形成されたBGA(Ball Grid Array)を例に説明を行う。図3(b)において、部品Dの上面Duには、部品Dを特定する文字Lの他、記号や符号などのマークMが、印刷などにより形成されている。部品DにおけるマークMの位置は、ダイオードなど極性がある部品Dや、トランジスタ、BGAなど基板3に装着する向きがある部品Dなど、方向性を有する部品Dの向きを示している。
Here, the structure of the component D will be described with reference to FIGS. 3(a) and 3(b). The component D shown in FIG. 3A has a plurality of terminals to be joined to the electrodes of the
図1において、基台1aの上面におけるX方向の両端部には、リニア駆動機構を備えたY軸テーブル8が配置されている。Y軸テーブル8には、同様にリニア機構を備えたビーム9がY方向に移動自在に結合されている。ビーム9には、装着ヘッド10がX方向に移動自在に装着されている。
In FIG. 1, a Y-axis table 8 having a linear drive mechanism is arranged at both ends in the X direction on the upper surface of the
図2において、装着ヘッド10は、昇降駆動機構を有する複数(ここでは4つ)の装着ユニット10aを備えている。装着ユニット10aのそれぞれの下端部には、部品Dを真空吸着して保持する吸着ノズル10bが装着されている。各装着ユニット10aは、昇降駆動機構を駆動することにより、吸着ノズル10bを昇降させる(矢印a)。また、装着ヘッド10は、Z方向のノズル軸ANを回転軸として吸着ノズル10bをθ方向に回転させる(矢印b)ノズル回転機構10cを備えている。
In FIG. 2, the
図1において、Y軸テーブル8およびビーム9は、装着ヘッド10を水平方向(X方向、Y方向)に移動させる装着ヘッド移動機構11を構成する。装着ヘッド移動機構11および装着ヘッド10は、部品供給部4に装着されているテープフィーダ5およびトレイフィーダ7の部品取出し位置から部品Dの上面Duを吸着ノズル10bによって真空吸着してピックアップし、基板搬送機構2に保持された基板3の装着位置に移送して装着する部品装着作業を実行する。
In FIG. 1, the Y-axis table 8 and the beam 9 constitute a mounting
部品装着作業において装着ヘッド10は、部品供給部4の上方に移動し、各吸着ノズル10bで所定の部品Dをそれぞれピックアップし、基板3の上方に移動し、各吸着ノズル10bが保持する部品Dをそれぞれの装着位置に装着する一連のターンを繰り返す。このように、装着ヘッド10は、部品担体(キャリアテープ、トレイ6)に収納された部品Dを吸着ノズル10bでピックアップして基板3に装着する。
In the component mounting operation, the
図1において、ビーム9には、ビーム9の下面側に位置して装着ヘッド10とともに一体的に移動するヘッドカメラ12が装着されている。装着ヘッド10が移動することにより、ヘッドカメラ12は基板搬送機構2の装着作業位置に位置決めされた基板3の上方に移動して、基板3に設けられた基板マーク(図示せず)を撮像して基板3の位置を認識する。また、ヘッドカメラ12は、部品供給部4の上方に移動して、部品取出し位置に供給された部品Dを上方から撮像する。
In FIG. 1, the beam 9 is equipped with a
ここで図4、図5を参照して、ヘッドカメラ12による部品取出し位置に供給された部品Dの撮像動作について、部品担体がキャリアテープ16である例で説明する。図4において、テープフィーダ5の上部には、キャリアテープ16を上方からガイドする押え部材5aが設置されている。押え部材5aには開口部5bが形成されており、この開口部5bは装着ヘッド10が部品Dをピックアップする部品取出し位置Pとなっている。
Here, referring to FIGS. 4 and 5, the imaging operation of the component D supplied to the component picking position by the
図5は、部品取出し位置P付近のキャリアテープ16を上方から見た状態を示しており、押え部材5aは図示省略している。キャリアテープ16のベーステープ16aには、部品Dを収納する凹形状のポケット16bと、キャリアテープ16をピッチ送りするスプロケット(図示省略)が係合する送り穴16cが等間隔に形成されている。部品Dを収納したポケット16bの上面には、カバーテープ16dが貼着されている。
FIG. 5 shows a state in which the
図4において、カバーテープ16dは開口部5bの縁部5cで剥離されて折り返される。これによって、部品取出し位置Pを含む下流側(図4の右側)のポケット16bの上方が開放される。ヘッドカメラ12は、装着ヘッド移動機構11を駆動することによって部品取出し位置Pの上方に移動して(矢印c)、開口部5bを通して部品取出し位置Pのポケット16bが収納する部品Dを撮像する。このように、ヘッドカメラ12は、部品担体(キャリアテープ16)に収納された部品Dの上面Duを撮像する第1のカメラである。以下、部品取出し位置Pにピッチ送りされたポケット16bを「対象ポケット16e」と称する。
In FIG. 4, the
図1において、部品供給部4と基板搬送機構2との間には、部品認識カメラ13および廃棄部14が設置されている。部品認識カメラ13は、部品供給部4から部品Dを取り出した装着ヘッド10が部品認識カメラ13の上方に位置した際に、吸着ノズル10bに保持された部品Dを下方から撮像する(図6参照)。このように、部品認識カメラ13は、吸着ノズル10bに保持された部品Dの下面Ddを撮像する第2のカメラである。装着ヘッド10による部品Dの基板3への部品装着作業では、ヘッドカメラ12による基板3の認識結果と部品認識カメラ13による部品Dの認識結果とを加味して装着位置の補正が行われる。
In FIG. 1, a
図1において、廃棄部14には、装着ヘッド10が保持した部品Dのうち、基板3に装着しない部品Dが廃棄される。部品装着装置1の前面で作業者が作業する位置には、作業者が操作するタッチパネル15が設置されている。タッチパネル15は、その表示部に各種情報を表示し、また表示部に表示される操作ボタンなどを使って作業者がデータ入力や部品装着装置1の操作を行う。
In FIG. 1, among the components D held by the mounting
次に図7を参照して、部品装着装置1の制御系の構成について説明する。部品装着装置1が備える制御部20には、基板搬送機構2、部品供給部4、装着ヘッド10、装着ヘッド移動機構11、ヘッドカメラ12(第1のカメラ)、部品認識カメラ13(第2のカメラ)、タッチパネル15が接続されている。制御部20は、第1の認識部21、第2の認識部22、判定部23、装着制御部24、生産データ記憶部25、部品情報記憶部26、認識結果記憶部27を備えている。
Next, the configuration of the control system of the
部品情報記憶部26は記憶装置であり、基板3に装着される部品Dの部品名、サイズ、方向性の有無の他、方向性がある場合には方向検出に使用するマークMの情報や部品Dの外形に対するマークMの位置など部品の向きを検出するための方向検出情報などが記憶されている。生産データ記憶部25は記憶装置であり、部品Dを基板3に装着する際に参照される部品Dの部品名(種類)、装着位置(XY座標)、装着角度(装着時の部品の向き)などを含む生産データを記憶する。
The component
図7において、第1の認識部21は、ヘッドカメラ12が対象ポケット16eを撮像したポケット認識画像を認識処理してマークMの位置を認識する。第1の認識部21が認識するマークMの位置は、吸着ノズル10bが位置する吸着目標位置を原点とする部品Dの上面DuのマークMの位置である。ここで図8を参照して、ポケット認識画像12aの一例とマークMの位置の認識について説明する。ポケット認識画像12aには、X方向の中心線12xとY方向の中心線12yが重ねて表示されている。X方向の中心線12xとY方向の中心線12yの交点はポケット認識画像12aの中心12cであり、撮像視野12b(図5参照)の中心である。
In FIG. 7, the
図8において、ポケット認識画像12aを取得する場合は、まず部品Dをピックアップする際に吸着ノズル10bが位置する吸着目標位置Cpと撮像視野12bの中心とが一致するようにヘッドカメラ12を部品取出し位置Pの上方に位置合わせする。これにより、ポケット認識画像12aの中心12cは吸着目標位置Cpと一致することになる。次いで第1の認識部21はポケット認識画像12aからマークMを検出し、ポケット認識画像12aの中心12cを原点とするマークMの位置(Xm,Ym)を特定する。第1の認識部21によるポケット認識画像12aからのマークMの検出は、パターンマッチング等の公知の画像認識技術が利用可能である。
In FIG. 8, when acquiring the
前述した通り、ポケット認識画像12aの中心12cと吸着目標位置Cpとは一致するので、マークMの位置(Xm,Ym)は吸着目標位置Cpを原点とする座標、すなわちマークMとピックアップの際に吸着ノズル10bが部品Dを吸着する吸着目標位置Cpとの位置関係を示す第1の位置関係である。認識されたマークMの位置(Xm,Ym)は、記憶装置である認識結果記憶部27に記憶される。このように、第1の認識部21は、第1のカメラ(ヘッドカメラ12)で得た画像(ポケット認識画像12a)より、部品の向きを示すマークMとピックアップの際に吸着ノズル10bが位置する吸着目標位置Cpとの位置関係を示す第1の位置関係(Xm,Ym)を認識する。
As described above, since the
図7において、第2の認識部22は、部品認識カメラ13が撮像した部品Dの下面Ddの画像を認識処理して、部品Dを真空吸着している吸着ノズル10bに対する部品Dの位置を認識する。ここで図9を参照して、部品認識カメラ13によって撮像された吸着ノズル10bに吸着された部品Dの部品認識画像13aの一例と部品Dの位置の認識について説明する。部品認識画像13aには、X方向の中心線13xとY方向の中心線13yが重ねて表示されている。X方向の中心線13xとY方向の中心線13yの交点が、部品認識画像13aの中心13cである。
In FIG. 7, the
図9において、まず部品Dを保持した吸着ノズル10bは部品認識カメラ13の撮像視野内へ移動して停止する。この際、部品認識画像13aの中心13cと吸着ノズル10bの中心Cnとが一致するように部品認識カメラ13の取り付け位置や吸着ノズル10bの停止位置が調整されている。次いで第2の認識部22は、部品認識画像13aより複数のバンプBの位置を認識し、認識で得られた複数のバンプBの位置よりバンプ配列の中心と水平面内における傾きを計算する。このバンプ配列の中心と傾きは、吸着ノズル10bが真空吸着している部品Dを基板3に装着する際の補正値を算出するために使用される。
In FIG. 9, first, the
さらに、部品Dが方向検査を必要とする部品Dである場合、第2の認識部22は、部品認識画像13aより部品Dの外形Deを検出する。次いで第2の認識部22は、部品認識画像13aの中心13cを原点とする部品Dの外形Deの中心Ceの位置(Xe,Ye)および部品Dの外形の角度θeを算出する。
Furthermore, when the component D is a component D that requires direction inspection, the
前述した通り、部品認識画像13aの中心13cと吸着ノズル10bの中心Cnとはほぼ一致するので、部品Dの外形Deの中心Ceの位置(Xe,Ye)および部品Dの外形の角度θeは、部品Dの外形Deと吸着ノズル10bの中心Cnとの位置関係を示す第2の位置関係である。算出された外形Deの中心Ceの位置(Xe,Ye)および外形の角度θeは、認識結果記憶部27に記憶される。
As described above, the
このように、第2の認識部22は、第2のカメラ(部品認識カメラ13)で得た画像(部品認識画像13a)より、部品Dの外形Deと部品Dを保持する吸着ノズル10bの中心Cnとの位置関係を示す第2の位置関係を認識する。なお、第2の認識部22は、部品Dの種類によっては、複数のバンプBの位置に代えて外形Deの中心Ceの位置(Xe,Ye)および角度θeや部品固有の特徴部分の位置等から部品Dを基板3に装着する際の補正値を算出する。
In this way, the
図7において、判定部23は、第1の位置関係(Xm,Ym)と第2の位置関係(Xe,Ye,θe)に基づいて、吸着ノズル10bが保持する部品Dの部品の向きが正しいか否かを判定する。ここで図9の部品認識画像13aを参照して、判定部23による部品の向きの判定について説明する。第1の位置関係(Xm,Ym)の原点である吸着ノズル10bの吸着目標位置Cpは、部品Dを吸着する吸着ノズル10bの目標位置なので、部品Dは吸着ノズル10bの中心Cnを原点とする第1の位置関係(Xm,Ym)をほぼ維持した状態で吸着ノズル10bに保持され、部品認識カメラ13で撮像される。
In FIG. 7, the
このため、第1の位置関係(Xm,Ym)は吸着ノズル10bの中心Cnを原点とする座標とみなすことができる。また、部品認識カメラ13は、ヘッドカメラ12とは反対方向の下面Dd側から部品Dを撮像するので、部品認識画像13aの部品Dは、ポケット認識画像12aの部品Dに対して上下反転している。すなわち、第1の位置関係(Xm,Ym)は、部品認識画像13aにおいては吸着ノズル10bの中心Cnを原点とし、且つ、Y方向の中心線13yに対して上下に反転している。
Therefore, the first positional relationship (Xm, Ym) can be regarded as coordinates with the center Cn of the
反転した第1の位置関係(Xm,-Ym)と、第2の位置関係(Xe,Ye,θe)はいずれも吸着ノズル10bの中心Cnを原点とする座標である。従って部品Dの外形Deに対するマークMの位置は両者の差を計算すれば特定することができる。角度ズレθeを無視して簡易的に計算すれば、部品Dの外形Deに対するマークMの位置は(Xm-Xe,-Ym-Ye)となる。
Both the inverted first positional relationship (Xm, -Ym) and the second positional relationship (Xe, Ye, θe) are coordinates with the center Cn of the
図7において、判定部23は、計算で求めた部品Dの外形Deに対するマークMの位置と、方向検出情報に含まれる部品Dの外形Deに対するマークMの位置に基づいて、吸着ノズル10bが保持する部品Dの部品の向きを特定する。次いで判定部23は、生産データ記憶部25に記憶された部品Dを基板3に装着する際の装着角度を参照して、吸着ノズル10bが保持する部品Dの部品の向きが正しいか否かを判定する。部品の向きが正しくない場合、判定部23は、部品Dを正しい部品の向きに修正するために吸着ノズル10bをθ方向に回転させる回転角度を算出する。このように、判定部23は、第1の位置関係(Xm,Xm)と第2の位置関係(Xe,Ye,θe)より、部品Dの外形Deに対するマークMの位置を特定して吸着ノズル10bが保持する部品Dの部品の向きを判定する。
In FIG. 7, the determining
図7において、装着制御部24は、装着ヘッド10と装着ヘッド移動機構11を制御して、吸着ノズル10bによって部品担体(キャリアテープ16、トレイ6)に収納された部品Dの上面Duを真空吸着してピックアップし、吸着ノズル10bが保持する部品Dを基板3に装着させる部品装着作業を実行させる。方向検査の対象でない部品Dの場合、装着制御部24は、認識で得られた複数のバンプBの位置より算出された補正値に基づいて、吸着ノズル10bが保持する部品Dを基板3に装着させる。
In FIG. 7, the mounting
方向検査の対象である部品Dの場合、装着制御部24は、判定部23による部品Dの部品の向きの判定の結果に基づいて、吸着ノズル10bが保持する部品Dを基板3に装着させる。より具体的に装着制御部24は、判定部23が部品の向きが正しいと判定した場合は、複数のバンプBの位置より算出された補正値に基づいて、吸着ノズル10bの停止位置並びに角度を補正して基板3に装着させる。また、装着制御部24は、判定部23が部品の向きが正しくないと判定した場合は、吸着ノズル10bが保持している部品Dを廃棄部14に廃棄させるか、装着ヘッド10が備えるノズル回転機構10cによって吸着ノズル10bを回転させて部品の向きを正しい向きに変更したうえで基板3に装着させる。
In the case of the component D that is the target of the direction inspection, the mounting
次に図10を参照して、部品装着装置1において部品担体(キャリアテープ16、トレイ6)に収納された部品Dを吸着ノズル10bでピックアップして基板3に装着する部品装着方法の1ターン分について説明する。まず、ヘッドカメラ12(第1のカメラ)は、そのターンで吸着ノズル10bがピックアップする部品Dのうち、方向検査の対象である部品Dの上面Duを撮像する(ST1)。次いで第1の認識部21は、ヘッドカメラ12で得た画像(ポケット認識画像12a)より、部品の向きを示すマークMとピックアップの際に吸着ノズル10bが位置する吸着目標位置Cpとの位置関係を示す第1の位置関係(Xm,Ym)を認識する(ST2)。
Next, referring to FIG. 10, in the
次いで装着制御部24が装着ヘッド10と装着ヘッド移動機構11を制御して、吸着目標位置Cpに吸着ノズル10bを位置させて部品Dの上面Duを真空吸着し、複数の吸着ノズル10bにそれぞれ部品Dをピックアップさせる(ST3)。次いで部品認識カメラ13(第2のカメラ)が、吸着ノズル10bに保持された部品Dの下面Ddを撮像する(ST4)。
Next, the mounting
図10において、次いで第2の認識部22は、部品認識カメラ13で得た画像(部品認識画像13a)より複数のバンプBを認識し、部品Dを基板3に装着する際の補正値を算出する。さらに、第2の認識部は、部品Dが方向検査の対象である場合は、部品認識カメラ13で得た画像(部品認識画像13a)より、部品Dの外形Deと部品Dを保持する吸着ノズル10bの中心Cnとの位置関係を示す第2の位置関係(Xe,Ye,θe)を認識する(ST5)。
In FIG. 10, the
次いで判定部23は、方向検査の対象である部品Dについて、第1の位置関係と第2の位置関係より外形Deに対するマークMの位置を特定して吸着ノズル10bに保持されている部品Dの部品の向きを検査する。方向検査の結果、部品の向きが正しくないと判定された場合、装着制御部24は、吸着ノズル10bに保持されている部品Dを廃棄部14に廃棄させる(ST6)。
Next, the determining
次いで装着制御部24は第2の認識部22が求めた補正値に基づいて吸着ノズル10bの停止位置並びに角度を補正して、方向検査の対象でない部品D、および、方向検査において部品の向きが正しいと判定された部品Dを基板3に装着させる(ST7)。これにより1ターンの部品装着が完了する。なお、本実施の形態では補正値を複数のバンプBの位置に基づいて算出しているが、第2の位置関係(Xe,Ye,θe)や部品固有の特徴部分の位置等に基づいて算出した補正値を使用してもよい。
Next, the mounting
上記説明したように、本実施の形態の部品装着装置1は、装着ヘッド10と装着ヘッド移動機構11を制御して、吸着ノズル10bによって部品Dをピックアップして基板3に装着させる装着制御部24と、第1のカメラ(ヘッドカメラ12)で得た画像より、部品の向きを示すマークMと吸着ノズル10bの吸着目標位置Cpとの位置関係を示す第1の位置関係を認識する第1の認識部21と、第2のカメラ(部品認識カメラ13)で得た画像より、部品Dの外形Deと部品Dを保持する吸着ノズル10bとの位置関係を示す第2の位置関係を認識する第2の認識部22と、第1の位置関係と第2の位置関係より外形Deに対するマークMの位置を特定して吸着ノズル10bが保持する部品Dの部品の向きを判定する判定部23と、を備えている。
As described above, the
そして、装着制御部24は、部品の向きの判定の結果に基づいて吸着ノズル10bが保持する部品Dを基板3に装着させている。これによって、部品担体(キャリアテープ16、トレイ6)と部品Dの明度の差が小さくて、ヘッドカメラ12によって部品Dの外形Deを認識できない場合であっても、部品の向きを正確に認識することができる。
Then, the mounting
本発明の部品装着方法および部品装着装置は、部品の向きを正確に認識することができるという効果を有し、部品を基板に実装する分野において有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The component mounting method and component mounting apparatus of the present invention have the effect of accurately recognizing the orientation of components, and are useful in the field of mounting components on substrates.
1 部品装着装置
3 基板
6 トレイ(部品担体)
10 装着ヘッド
10b 吸着ノズル
10c ノズル回転機構
11 装着ヘッド移動機構
12 ヘッドカメラ(第1のカメラ)
13 部品認識カメラ(第2のカメラ)
14 廃棄部
16 キャリアテープ(部品担体)
Cn 吸着ノズルの中心
Cp 吸着目標位置
D 部品
Dd 下面
De 外形
Du 上面
M マーク
θe 角度
1
REFERENCE SIGNS
13 component recognition camera (second camera)
14
Cn Suction nozzle center Cp Suction target position D Part Dd Bottom surface De Outline Du Top surface M Mark θe Angle
Claims (8)
部品担体に収納された部品の上面を第1のカメラで撮像し、
前記第1のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第1の位置関係を認識し、
前記吸着目標位置に吸着ノズルを位置させて前記部品の上面を真空吸着してピックアップし、
前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を第2のカメラで撮像し、
前記第2のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第2の位置関係を認識し、
前記第1の位置関係と前記第2の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルに保持されている前記部品の向きを判定し、
前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルに保持されている前記部品を基板に装着する、部品装着方法。 A component mounting method for picking up a component stored in a component carrier with a suction nozzle and mounting it on a substrate,
imaging the upper surface of the component housed in the component carrier with a first camera;
recognizing from the image obtained by the first camera a first positional relationship indicating the positional relationship between a mark indicating the orientation of the component and a target suction position where the suction nozzle is positioned during pickup;
positioning a suction nozzle at the suction target position to vacuum-suck the upper surface of the component to pick it up;
capturing an image of the lower surface of the component held by the suction nozzle with a second camera;
recognizing a second positional relationship indicating a positional relationship between an outer shape of the part and a suction nozzle holding the part from the image obtained by the second camera;
determining the orientation of the part held by the suction nozzle by specifying the position of the mark with respect to the outer shape from the first positional relationship and the second positional relationship;
A component mounting method, wherein the component held by the suction nozzle is mounted on a board based on the result of the determination.
部品の向きが正しいと判定された場合は、前記部品を基板に装着する際に前記位置ズレと前記角度により前記吸着ノズルの停止位置並びに角度を補正する、請求項1記載の部品装着方法。 Further, from the image obtained by the second camera, recognizing the positional deviation and the angle indicating the positional relationship between the position of the held part and the suction nozzle holding the part,
2. The component mounting method according to claim 1, wherein, when it is determined that the direction of the component is correct, the stopping position and the angle of the suction nozzle are corrected according to the positional deviation and the angle when mounting the component on the substrate.
前記装着ヘッドを移動させる装着ヘッド移動機構と、
前記装着ヘッドと前記装着ヘッド移動機構を制御して、前記吸着ノズルによって部品担体に収納された部品の上面を真空吸着してピックアップし、前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる装着制御部と、
部品担体に収納された部品の上面を撮像する第1のカメラと、
前記吸着ノズルに保持された前記部品の下面を撮像する第2のカメラと、
前記第1のカメラで得た画像より、部品の向きを示すマークとピックアップの際に吸着ノズルが位置する吸着目標位置との位置関係を示す第1の位置関係を認識する第1の認識部と、
前記第2のカメラで得た画像より、前記部品の外形と前記部品を保持する吸着ノズルとの位置関係を示す第2の位置関係を認識する第2の認識部と、
前記第1の位置関係と前記第2の位置関係より前記外形に対する前記マークの位置を特定して前記吸着ノズルが保持する前記部品の向きを判定する判定部と、を備え、
前記装着制御部は、前記判定の結果に基づいて前記吸着ノズルが保持する前記部品を基板に装着させる、部品装着装置。 a mounting head that picks up a component stored in a component carrier with a suction nozzle and mounts it on a substrate;
a mounting head moving mechanism for moving the mounting head;
Mounting control for controlling the mounting head and the mounting head moving mechanism to pick up the top surface of the component stored in the component carrier by the suction nozzle by vacuum suction, and mount the component held by the suction nozzle on the substrate. Department and
a first camera that captures an image of the upper surface of the component housed in the component carrier;
a second camera that captures an image of the lower surface of the component held by the suction nozzle;
a first recognition unit that recognizes a first positional relationship indicating a positional relationship between a mark indicating the orientation of the component and a target suction position where the suction nozzle is positioned during pickup from the image obtained by the first camera; ,
a second recognition unit that recognizes a second positional relationship indicating a positional relationship between an outer shape of the component and a suction nozzle that holds the component from an image obtained by the second camera;
a determination unit that determines the orientation of the component held by the suction nozzle by specifying the position of the mark with respect to the outline from the first positional relationship and the second positional relationship;
The component mounting apparatus, wherein the mounting control unit mounts the component held by the suction nozzle on a board based on the result of the determination.
前記装着制御部は、前記判定部が部品の向きが正しいと判定した場合は、前記部品を基板に装着する際に前記位置ズレと前記角度により前記吸着ノズルの停止位置並びに角度を補正する、請求項5記載の部品装着装置。 Further, the second recognition unit recognizes positional deviation and angle indicating the positional relationship between the position of the held part and the suction nozzle holding the part from the image obtained by the second camera,
wherein, when the determination unit determines that the orientation of the component is correct, the mounting control unit corrects the stop position and the angle of the suction nozzle based on the positional deviation and the angle when mounting the component on the substrate. Item 6. A component mounting device according to Item 5.
前記装着制御部は、前記判定部が部品の向きが正しくないと判定した場合は、前記吸着ノズルが保持している前記部品を前記廃棄部に廃棄させる、請求項5または6に記載の部品装着装置。 Furthermore, a discarding unit for discarding the parts held by the suction nozzle is provided,
7. The component mounting according to claim 5, wherein said mounting control unit causes said discarding unit to discard said component held by said suction nozzle when said determining unit determines that the direction of said component is not correct. Device.
前記装着制御部は、前記判定部が部品の向きが正しくないと判定した場合は、前記吸着ノズルを回転させて部品の向きを正しい向きに変更したうえで基板に装着させる、請求項5または6に記載の部品装着装置。 Furthermore, the mounting head includes a nozzle rotation mechanism that rotates the suction nozzle,
7. When the determination unit determines that the orientation of the component is not correct, the mounting control unit rotates the suction nozzle to correct the orientation of the component, and then mounts the component on the substrate. The component mounting device described in .
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