JPH03265199A - Alignment device - Google Patents
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- JPH03265199A JPH03265199A JP2064892A JP6489290A JPH03265199A JP H03265199 A JPH03265199 A JP H03265199A JP 2064892 A JP2064892 A JP 2064892A JP 6489290 A JP6489290 A JP 6489290A JP H03265199 A JPH03265199 A JP H03265199A
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- Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
多端子(ビン)電子部品を基板の所定箇所に位置決めす
る位置合わせ装置に関し、
基板側及び電子部品側双方の位置ずれに拘わらず電子部
品を基板に正確に搭載可能にする位置合わせ装置を実現
することを目的とし、
基板のパターンを撮影する基板撮影用光学系を有し、該
基板撮影用光学系からの画像によって該基板の位置ずれ
量を検出する基板位置認識部と、電子部品の端子部を撮
影する部品撮影用光学系を有し、該部品撮影光学系から
の画像によって該端子部の位置ずれ量を検出する部品位
置検出手段と、該部品撮影光学系からの画像によって該
端子部の傾斜角θ、をその傾斜方向に依存せずに検出す
る傾斜角検出手段とにより該電子部品の位置ずれ量を検
出する部品位置認識部と、該基板位置認識部によって検
出された位置ずれ量と、該部品位置認識部によって検出
された位置ずれ量と、前記部品搭載ヘッド及び前記X−
Yテーブルの駆動誤差量とによって補正値を演算・格納
し、該補正値によって該部品搭載ヘッドと該X−Yテー
ブルとの駆動が修正されるよう該補正値を前記制御部に
送出するオフセットメモリとで構成する。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to a positioning device that positions a multi-terminal (bin) electronic component at a predetermined location on a board, and is capable of accurately positioning the electronic component on the board regardless of misalignment on both the board side and the electronic component side. The purpose of the present invention is to realize an alignment device that can be mounted on a board, and has an optical system for photographing a board that photographs the pattern of the board, and detects the amount of positional deviation of the board based on the image from the optical system for photographing the board. a component position detection means having a board position recognition unit, a component photographing optical system for photographing a terminal portion of the electronic component, and detecting a positional shift amount of the terminal portion using an image from the component photographing optical system; a component position recognition unit that detects an amount of positional deviation of the electronic component using an inclination angle detection means that detects an inclination angle θ of the terminal portion without depending on the inclination direction using an image from a photographing optical system; The amount of positional deviation detected by the position recognition section, the amount of positional deviation detected by the component position recognition section, the component mounting head and the X-
an offset memory that calculates and stores a correction value based on the drive error amount of the Y table, and sends the correction value to the control unit so that the drive of the component mounting head and the X-Y table is corrected according to the correction value; It consists of
本発明は電子部品の位置合わせ装置に関し、特に多端子
(ビン〉電子部品をプリント基板の所定箇所に位置決め
する位置合わせ装置に関する。The present invention relates to a positioning device for electronic components, and more particularly to a positioning device for positioning a multi-terminal (bin) electronic component at a predetermined location on a printed circuit board.
■Cなどの電子部品の高集積化が飛躍的に進む中で、こ
れらの電子部品を形成するパッケージの小型化並びに多
ビン化が高密度実装を行う上で重要な要素となってきた
。■With the rapid progress in the high integration of electronic components such as C, the miniaturization of the packages that form these electronic components and the increase in the number of bins have become important factors for high-density packaging.
そこで、従来のDIP形(D ual I n−1i
neP ackage )に変わる新しいパッケージと
して、第7図のパッケージの斜視図に示すPGA形(P
inGrid Arrey)と呼ばれるものが実装部品
に適用されるようになった。Therefore, the conventional DIP type (Dual I n-1i
As a new package to replace the neP package), the PGA type (P package) shown in the perspective view of the package in Figure 7 is available.
InGrid Array) is now being applied to mounted components.
このような電子部品2では信号の入出力が行われるビン
2BのピッチLが狭く、かつビン2Bの数が多いばかり
でなく、部品の真上からビン2Bの配列を目視すること
ができないため、もはや目視による手作業では電子部品
2を基板11に実装することは困難となっている。In such an electronic component 2, not only is the pitch L of the bins 2B where signals are input and output narrow and the number of bins 2B is large, but also the arrangement of the bins 2B cannot be visually observed from directly above the component. It is no longer difficult to mount the electronic component 2 on the board 11 manually and visually.
そこで、プリント基板などの基板11に電子部品2を実
装する場合は、画像認識技術を用いた部品搭載機によっ
て自動的に実装することが行われるようになった。Therefore, when electronic components 2 are mounted on a substrate 11 such as a printed circuit board, the electronic components 2 are now automatically mounted using a component mounting machine that uses image recognition technology.
このような部品搭載機は、第8図の斜視図に示すように
、筐体20に電子部品2がセットされたコンテナ1と、
基板11が積載されたX−Yテーブル7とをそれぞれ配
設すると共に、駆動機構8Aによって駆動される部品搭
載へラド8が設けられることで形成されている。As shown in the perspective view of FIG. 8, such a component loading machine includes a container 1 in which electronic components 2 are set in a housing 20;
It is formed by disposing an XY table 7 on which a board 11 is loaded, and by providing a rad 8 for mounting components driven by a drive mechanism 8A.
そして、コンテナ1にセットされた電子部品2は部品搭
載ヘッド8によって取り上げられ、駆動機構8Aにより
部品搭載ヘッド8が駆動されて、基板11に設けられた
パターンIIAの所定箇所に電子部品2のビン2Bを位
置決めし、電子部品2を搭載することが次々に行われる
。Then, the electronic component 2 set in the container 1 is picked up by the component mounting head 8, and the component mounting head 8 is driven by the drive mechanism 8A, and the electronic component 2 is placed in the bin at a predetermined location of the pattern IIA provided on the board 11. 2B is positioned and electronic components 2 are mounted one after another.
したがって、このような位置決めには位置合わせ装置が
備えられ、電子部品2の搭載に際して、多数のビン2B
が正確に位置決めされるよう高精度であることが要求さ
れている。Therefore, a positioning device is provided for such positioning, and when mounting the electronic components 2, a large number of bins 2B are used.
High precision is required to ensure accurate positioning.
従来の位置合わせ装置は、第6図の従来の説明図に示す
ように構成されていた。第6図(al)。The conventional alignment device was constructed as shown in the conventional explanatory diagram of FIG. Figure 6 (al).
(bl)は構成を示すブロック図、同図(a2)は基板
撮影用の光学系の構成図、同図(b2)は電子部品の撮
影用の光学系の構成図である。(bl) is a block diagram showing the configuration, (a2) is a configuration diagram of an optical system for photographing a board, and (b2) is a configuration diagram of an optical system for photographing electronic components.
第6図(al)に示すように、制御部21によってヘッ
ド駆動部22を制御することで部品搭載ヘッド8が駆動
され、コンテナ1から電子部品2を取り上げ、X−Yテ
ーブル7に積載された基板11の所定箇所に電子部品2
を位置決めし、電子部品2が搭載されるように構成され
ている。As shown in FIG. 6(al), the head drive section 22 is controlled by the control section 21 to drive the component mounting head 8, pick up the electronic components 2 from the container 1, and load them onto the X-Y table 7. Electronic components 2 are placed at predetermined locations on the board 11.
It is configured such that the electronic component 2 is positioned and the electronic component 2 is mounted.
この場合の部品搭載ヘッド8としては、通常、エアの吸
引によって先端部のノズルにより電子部品2を吸着する
吸着ヘッドが用いられている。In this case, the component mounting head 8 is usually a suction head that suctions the electronic component 2 with a nozzle at its tip by suctioning air.
また、制御部21によって制御されるテーブル駆動部2
3には基板撮影用光学系3によって撮影した基板11の
画像とあらかじめ用意された基準画像データD1とを比
較する基板位置検出部24が接続され、この基板位置検
出部24によって基板11の位置ずれ量を検出し、検出
した位置ずれ量によってX−Yテーブル7の位置調整が
行われるように形成されている。Further, the table driving section 2 controlled by the control section 21
3 is connected to a board position detecting section 24 that compares the image of the board 11 photographed by the board photographing optical system 3 with reference image data D1 prepared in advance. The XY table 7 is configured to detect the amount of positional deviation and adjust the position of the XY table 7 based on the detected amount of positional deviation.
更に、この場合の基板撮影用光学系3は第6図(a2)
に示すように、光源3Aからの照射光を集光レンズ3B
、遮光マスク3C2及び投影レンズ3Dを通過させてX
−Yテーブル7に積載された基板11を照射し、その反
射光を結像レンズ3Eと遮蔽マスク3Fとを通してCC
D3Gによって受光し、基板11に設けられたパターン
11Aのシルエツト像を撮影するように構成されている
。Furthermore, the optical system 3 for photographing the board in this case is shown in FIG. 6 (a2).
As shown in FIG.
, passing through the light shielding mask 3C2 and the projection lens 3D
- Irradiate the substrate 11 loaded on the Y table 7 and pass the reflected light through the imaging lens 3E and shielding mask 3F for CC
It is configured to receive light by D3G and photograph a silhouette image of the pattern 11A provided on the substrate 11.
〈このような基板撮影用光学系に関しては、特願昭63
−13440号がある。)
そして、部品搭載ヘッド8の駆動によって電子部品2が
コンテナ1から基板11に移送される間に、X及びY方
向に基板11を移動することで位置調整が行われ、電子
部品2が所定箇所に搭載されるように配慮されている。〈Regarding such an optical system for photographing substrates, please refer to the patent application filed in 1983.
There is No.-13440. ) Then, while the electronic component 2 is transferred from the container 1 to the board 11 by driving the component mounting head 8, position adjustment is performed by moving the board 11 in the X and Y directions, and the electronic component 2 is placed at a predetermined location. It has been designed to be installed in the
また、このような位fIt調整は、第6図(bl)に示
す構成でも行うことができる。Moreover, such fIt adjustment can also be performed with the configuration shown in FIG. 6(bl).
即ち、部品搭載ヘッド8によって電子部品2が取り上げ
られた時、部品撮影用光学系4により撮影し、この撮影
された画像とあらかじめ用意された基準画像データD2
とが部品位置検出部28において比較され、位置ずれ量
が検出されてヘッド駆動部27に通知されることで部品
搭載ヘッド8の位置調整が行われるように形成されてい
る。That is, when the electronic component 2 is picked up by the component mounting head 8, it is photographed by the component photographing optical system 4, and this photographed image is combined with the reference image data D2 prepared in advance.
are compared in the component position detection section 28, and the amount of positional deviation is detected and notified to the head drive section 27, thereby adjusting the position of the component mounting head 8.
そして、X−Yテーブル7に積載された基板11に電子
部品2を実装する場合は、コンテナ1から電子部品2が
部品搭載ヘッド8によって取り上げられたとき、部品撮
影用光学系4により電子部品2(のピン〉を撮影し、そ
の位置ずれ量を検出する。そして、その位置ずれ量によ
って部品搭載ヘッド8が調整され、この調整後、部品搭
載ヘッド8の駆動によって電子部品2が基板11の所定
箇所に実装されるようにしたものである。When the electronic component 2 is mounted on the board 11 loaded on the X-Y table 7, when the electronic component 2 is picked up from the container 1 by the component mounting head 8, the electronic component 2 is The component mounting head 8 is adjusted according to the amount of positional shift, and after this adjustment, the component mounting head 8 is driven to place the electronic component 2 in a predetermined position on the board 11. It is designed to be implemented in certain locations.
上記部品撮影用光学系4は、第6図(b2)に示すよう
に、部品搭載ヘッド8の先端部のノズルによって吸着さ
れた電子部品2の端子部2Aに於けるピン2Bをレーザ
発生素子4Aによるレーザ光によって四方から照射し、
カメラ4Fによって撮影を行うように構成されている。As shown in FIG. 6(b2), the component photographing optical system 4 moves the pin 2B of the terminal portion 2A of the electronic component 2 attracted by the nozzle at the tip of the component mounting head 8 to the laser generating element 4A. Irradiates from all directions with laser light,
The camera 4F is configured to take pictures.
この場合のレーザ発生素子4Aによるレーザ光の照射は
、シリンドリカルレンズ4B、ミラー4C1及びシリン
ドリカルレンズ4Dによってビン2Bの側面に行い、照
射されたビン2Bがフィルタ4Eを通してカメラ4Fに
よって撮影されるように形成されている。(このような
部品撮影用光学系に関しては、特開昭63−27590
7号公報がある。〉
したがって、電子部品2が取り上げられた時、部品撮影
用光学系4の撮影画像によって位置ずれ量をチエツクし
、位置ずれが検出された場合は、部品搭載ヘッド8はX
及びY方向と、角度θと調整が行われ、この位置調整後
、基板11に電子部品2の移送が行われ、実装される。In this case, the laser beam irradiation by the laser generating element 4A is performed on the side surface of the bottle 2B by the cylindrical lens 4B, the mirror 4C1, and the cylindrical lens 4D, and the irradiated bottle 2B is formed so as to be photographed by the camera 4F through the filter 4E. has been done. (For such an optical system for photographing parts, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-27590.
There is Publication No. 7. > Therefore, when the electronic component 2 is picked up, the amount of positional deviation is checked based on the photographed image of the component photographing optical system 4, and if positional deviation is detected, the component mounting head 8 is
After adjusting the position, the electronic component 2 is transferred to the board 11 and mounted.
しかしながら、第6図(al)、(bl)に示す構成は
、基板11又は電子部品2のいずれか一方の位置ずれを
検出するものであり、例えば、基板11の位置ずれを検
出し、位置調整を行っても実際には電子部品2に位置ず
れが生じている場合は、所定の位置に実装することがで
きず、また、逆に電子部品2の位置ずれを調整しても、
基板11に位置ずれがある場合は、同様に所定の位置に
実装することができない。However, the configurations shown in FIGS. 6(al) and (bl) detect the positional deviation of either the board 11 or the electronic component 2. For example, the positional deviation of the board 11 is detected and the position is adjusted. Even if the electronic component 2 is actually misaligned, it will not be possible to mount it in the specified position, and conversely, even if the misalignment of the electronic component 2 is adjusted,
If there is a positional shift on the board 11, it cannot be mounted in a predetermined position.
さらに、基板撮影用光学系3及び部品撮影用光学系4の
取り付けの位置ずれにより、X−Yテーブル7及び部品
搭載ヘッド8の駆動に装置固有の駆動誤差がある場合は
、基板11の所定箇所に電子部品2の移送が行われるよ
うに操作しても、駆動誤差によって所定箇所に実装され
ない場合が生じるという問題点があった。Furthermore, if there is a device-specific drive error in the drive of the X-Y table 7 and the component mounting head 8 due to misalignment in the installation of the board photographing optical system 3 and the component photographing optical system 4, a predetermined position on the board 11 Even if the electronic component 2 is operated to be transferred at the same time, there is a problem in that the electronic component 2 may not be mounted at a predetermined location due to a driving error.
そこで、本発明は、基板側及び電子部品側双方の位置ず
れに拘わらず、電子部品を基板に正確に搭載可能にする
位置合わせ装置を実現することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to realize a positioning device that allows electronic components to be accurately mounted on a board regardless of positional deviations on both the board side and the electronic component side.
第1図は上記の課題を解決するための本発明の原理説明
図であり、基板11のパターンを撮影する基板撮影用光
学系3を有し、該基板撮影用光学系3からの画像によっ
て該基板11の位置ずれ量(Xb,Yb)を検出する基
板位置認識部5と、電子部品2の端子部2Aを撮影する
部品撮影用光学系4を有し、該部品撮影光学系4からの
画像によって該端子部2人の位置ずれ量(Xb,Yb)
を検出する部品位置検出手段6aと、該部品撮影光学系
4からの画像によって該端子部2Aの傾斜角θpをその
傾斜方向に依存せずに検出する傾斜角検出手段6bとに
より該電子部品2の位置ずれ量(X。FIG. 1 is an explanatory diagram of the principle of the present invention for solving the above-mentioned problems, and includes a substrate photographing optical system 3 for photographing a pattern on a substrate 11, and an image from the substrate photographing optical system 3. It has a board position recognition unit 5 that detects the amount of positional deviation (Xb, Yb) of the board 11, and a component photographing optical system 4 that photographs the terminal portion 2A of the electronic component 2, and an image from the component photographing optical system 4. The amount of positional deviation between the two terminals (Xb, Yb)
electronic component 2 by component position detection means 6a that detects the electronic component 2, and tilt angle detection means 6b that detects the tilt angle θp of the terminal portion 2A without depending on the tilt direction based on the image from the component photographing optical system 4. positional deviation amount (X.
Y□θp)を検出する部品位置認識部6と、該基板位置
認識部5によって検出された位置ずれ量(Xb,Yb)
と、該部品位置認識部6によって検出された位置ずれ量
〈X□Yい、θ、)と、前記部品搭載ヘッド8及び前記
X−Yテーブル7の駆動誤差量(dx,d□d、)とに
よって補正値(XY、θ)を演算・格納し、該補正値(
x、 yθ)によって該部品搭載ヘッド8と該X−Yテ
ーブル7との駆動が修正されるよう該補正値(XY、θ
)を前記制御部9に送出するオフセットメモリ10とを
具備している。A component position recognition unit 6 that detects Y□θp) and a positional deviation amount (Xb, Yb) detected by the board position recognition unit 5
, the positional deviation amount (X□Y, θ,) detected by the component position recognition unit 6, and the drive error amount (dx, d□d,) of the component mounting head 8 and the X-Y table 7. The correction value (XY, θ) is calculated and stored, and the correction value (
The correction value (XY, θ) is adjusted so that the driving of the component mounting head 8 and the X-Y table 7 is corrected by the correction value (XY, θ).
) to the control section 9.
第1図において、X−Yテーブル7に積載された基板1
1には基板撮影用光学系3と基板位置認識部5とを、部
品搭載ヘッド8によって保持された電子部品2には部品
撮影用光学系4と部品位置認識部6とをそれぞれ設け、
これら基板位置認識部5と部品位置認識部6とによって
検出された位置ずれ量(Xb,Yb)と(Xb,Yb、
θ、)とをオフセットメモリ10に送出する。In FIG. 1, a substrate 1 loaded on an X-Y table 7
1 is provided with a board photographing optical system 3 and a board position recognition section 5, and the electronic component 2 held by the component mounting head 8 is provided with a component photographing optical system 4 and a component position recognition section 6, respectively.
The amount of positional deviation (Xb, Yb) detected by the board position recognition unit 5 and the component position recognition unit 6 and (Xb, Yb,
θ, ) are sent to the offset memory 10.
但し、本発明では、部品位置認識部6での傾斜のずれ量
θpの検出は、その傾斜方向(プラス方向又はマイナス
方向)に拘わらずに検出できる傾斜角検出手段6bで行
う。However, in the present invention, the inclination deviation amount θp in the component position recognition unit 6 is detected by the inclination angle detection means 6b which can detect the inclination direction regardless of the inclination direction (plus direction or minus direction).
オフセットメモリ10では、位置ずれ量(X。In the offset memory 10, the amount of positional deviation (X.
y、)と(Xp,Yp,θp)とx−yテーブル7及び
部品搭載ヘッド8の駆動誤差量(dx,d□d、)とに
より補正値(X、Y、θンを演算し、演算された補正値
(X、Y、θ)が制御部9に通知され、X−Yテーブル
7及び部品搭載ヘッド8の両者の位置ずれが調整される
ようにしている。y, ), (Xp, Yp, θp), and the drive error amount (dx, d□d,) of the x-y table 7 and component mounting head 8 to calculate the correction value (X, Y, θn, The corrected values (X, Y, θ) are notified to the control unit 9, and the positional deviation of both the X-Y table 7 and the component mounting head 8 is adjusted.
したがって、従来のような基板11又は電子部品2のい
ずれか一方の位置ずれ調整に比較して、調整の精度が向
上され、より正確な移送が行えることとなり、確実な実
装による品質の向上が図れるとともに、電子部品2の傾
斜方向に拘わらずに傾斜のずれ量θpが検出できるので
、プラス方向及びマイナス方向に対するそれぞれの検出
演算プログラムを必要とせず、1つの制御プログラムで
済み、その容量を小さくできるものとなっている。Therefore, compared to the conventional positional deviation adjustment of either the board 11 or the electronic component 2, the accuracy of adjustment is improved, more accurate transfer can be performed, and quality can be improved through reliable mounting. In addition, since the tilt deviation amount θp can be detected regardless of the tilt direction of the electronic component 2, there is no need for separate detection calculation programs for the plus direction and the minus direction, and only one control program is required, reducing its capacity. It has become a thing.
以下、本発明に係る位置合わせ装置を、その実施例を示
す第2図〜第5図を参照して詳細に説明する。Hereinafter, the alignment device according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 5 showing embodiments thereof.
第2図は本発明の一実m例のブロック図、第3図は本発
明の動作を示すフローチャート図、第4図は本発明のビ
ンの位置ずれ認識の説明図で、同図(a)はカメラの配
置図、同図(b)は濃度グラフ、同図(c)、(d)は
画素数の集計説明図、同図(e)、(f)はビンの配列
説明図、同図(g>、(j>はウィンドウの平面図、同
図(h)はウィンドウの画素数の集計説明図、同図(k
)はビンの位置ずれ認識処理を示すフローチャート図、
第5図は本発明の基板の位置ずれ認識の説明図で、同図
(al)、(a2)は基板の要部平面図、同図(b)は
濃度グラフ、同図(c)は画素数の集計説明図、同図(
d)は基板の位置ずれ認識処理を示すフローチャート図
である。全図を通じて、同一符号は同一対象物を示す。FIG. 2 is a block diagram of an example of the present invention, FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the present invention, and FIG. is a camera arrangement diagram, (b) is a density graph, (c) and (d) are illustrations of pixel count aggregation, and (e) and (f) are illustrations of bin arrangement. (g>, (j>) is a plan view of the window, (h) is an explanatory diagram of counting the number of pixels in the window, (k
) is a flowchart diagram showing the bin position shift recognition process,
FIG. 5 is an explanatory diagram of recognition of positional deviation of a substrate according to the present invention, in which (al) and (a2) are plan views of main parts of the substrate, (b) is a density graph, and (c) is a pixel. Explanation diagram for aggregating numbers, the same figure (
d) is a flow chart diagram showing a process for recognizing a positional deviation of a substrate. The same reference numerals indicate the same objects throughout the figures.
第2図に示すように、ヘッド駆動部13にょって駆動さ
れる部品搭載ヘッド8に取り上げられて保持された電子
部品2のビン2Bは、部品撮影用光学系4によって撮影
され、この撮影された画像データDPはCPU6Aによ
って制御されるROM6BとRAM6Cとを内臓した部
品位置認識部6に送出される。As shown in FIG. 2, the bin 2B of electronic components 2 picked up and held by the component mounting head 8 driven by the head drive unit 13 is photographed by the component photographing optical system 4, and the photographed object is photographed by the component photographing optical system 4. The image data DP is sent to a component position recognition unit 6 which includes a ROM 6B and a RAM 6C and is controlled by a CPU 6A.
また、テーブル駆動部12によって駆動されるX−Yテ
ーブル7に積載された基板11は、基板撮影用光学系3
によって撮影され、この撮影された画像データDPはC
PU5AによってffJ御されるROM5BとRAM5
Cとを内臓した基板位置認識部5に送出される。Further, the substrate 11 loaded on the X-Y table 7 driven by the table driving section 12 is moved by the optical system 3 for photographing the substrate.
This photographed image data DP is C
ROM5B and RAM5 controlled by PU5A
It is sent to the board position recognition unit 5 which has a built-in PC.
そして、部品位置認識部6によって算出された位置ずれ
データ(x、、y、、θ、〉及び基板位置認識部5によ
って算出された位置ずれデータ(XヨYゎ)がオフセッ
トメモリ10の記録領域E2とE3にそれぞれ格納され
る。The positional deviation data (x,,y,,θ,〉) calculated by the component position recognition unit 6 and the positional deviation data (XY, Yゎ) calculated by the board position recognition unit 5 are stored in the recording area of the offset memory 10. They are stored in E2 and E3 respectively.
また、オフセットメモリ10の記録領域E4には基板撮
影用光学系3及び部品撮影用光学系4の取り付は誤差と
、部品搭載ヘッド8及びX−Yテーブル7の駆動誤差と
を測定した誤差データD3(dx,d□d、)が格納さ
れ、これらの位置ずれデータ(Xp,Yp,θp)及び
(Xb、 Yb)並びに駆動誤差データ(dx,d、、
d、)を集計することで記録領域E1に補正値(x、y
、θ〉が演算され、この補正値(X、Y、θ)を制御部
9に送出し、ヘッド駆動部13及びテーブル駆動部12
を制御することで部品搭載ヘッド8及びXYテーブル7
の位置調整が行われる。Also, in the recording area E4 of the offset memory 10, error data obtained by measuring the mounting error of the board photographing optical system 3 and the component photographing optical system 4, and the driving error of the component mounting head 8 and the X-Y table 7 is stored. D3 (dx, d□d,) is stored, and these positional deviation data (Xp, Yp, θp) and (Xb, Yb) and drive error data (dx, d, ,
d, ), the correction values (x, y
, θ> are calculated, and the correction values (X, Y, θ) are sent to the control unit 9, and the head drive unit 13 and table drive unit 12
By controlling the component mounting head 8 and the XY table 7
The position is adjusted.
また、画像データDPはカメラインタフェース6Dに入
力され、A/D変換されてフレームメモリ部6Eに格納
される。この場合、部品撮影用光学系4はズームコント
ローラ6Fによってズーム機構4Jが駆動され、撮影像
の倍率が増減されると共に、移動テーブルコントローラ
6Gによって移動テーブル4Hが移動され、所定箇所の
拡大画像が得られるようになっている。Further, the image data DP is input to the camera interface 6D, A/D converted, and stored in the frame memory section 6E. In this case, the zoom mechanism 4J of the component photographing optical system 4 is driven by the zoom controller 6F to increase or decrease the magnification of the photographed image, and the movable table 4H is moved by the movable table controller 6G to obtain an enlarged image of a predetermined location. It is now possible to
そして、画像データDPにより位置ずれデータ(X、、
Y□θp)がハード演算プロセッサ6Hによって演算さ
れ、演算結果が外部インタフェース6Jを介してオフセ
ットメモリ10に送出されるようになっている。Then, positional deviation data (X, ,
Y□θp) is calculated by the hard calculation processor 6H, and the calculation result is sent to the offset memory 10 via the external interface 6J.
同様に、画像データDBはカメラインタフェース5Dに
入力され、A/D変換されてフレームメモリ部5Eに格
納される。そして、画像データDBにより位置ずれデー
タ(XヨY、)がハード演算プロセッサ5Fによって演
算され、演算結果が外部インタフェース5Gを介してオ
フセットメモリ10に送出されるようになっている。Similarly, image data DB is input to the camera interface 5D, A/D converted, and stored in the frame memory section 5E. Then, positional deviation data (X, Y, Y) is calculated by the hardware calculation processor 5F based on the image data DB, and the calculation result is sent to the offset memory 10 via the external interface 5G.
そして、所定の電子部品2を基板11に搭載する場合は
、第3図に示すように、まず、部品搭載の開始指令によ
って所定の電子部品2が部品搭載ヘッド8によって保持
され、部品撮影用光学系4の所定箇所に移動する部品セ
ットを行う(ステップS1)。When a predetermined electronic component 2 is to be mounted on the board 11, as shown in FIG. Parts are set to be moved to a predetermined location in system 4 (step S1).
一方、フロッピ9Aに格納された実装データに応じて電
子部品2が搭載される基板11上の位置を基板撮影用光
学系3に対向させるようX−Yテーブル7の移動を行う
(ステップS2)。On the other hand, the X-Y table 7 is moved in accordance with the mounting data stored in the floppy disk 9A so that the position on the board 11 on which the electronic component 2 is mounted faces the board photographing optical system 3 (step S2).
次に、部品撮影用光学系4と部品位置認識部6とによっ
て電子部品2の位置の認識が行われ(ステップS3)、
基板撮影用光学系3と基板位置認識部5とによって基板
11の位置の認識が行われる(ステラ7S4)。Next, the position of the electronic component 2 is recognized by the component photographing optical system 4 and the component position recognition unit 6 (step S3),
The position of the board 11 is recognized by the board photographing optical system 3 and the board position recognition unit 5 (Stellar 7S4).
この結果、電子部品2及び基板11の位置の認識による
位置ずれがオフセットメモリ10に送出され、オフセッ
トメモリ10において補正値(X。As a result, positional deviations due to recognition of the positions of the electronic component 2 and the board 11 are sent to the offset memory 10, and the offset memory 10 receives a correction value (X).
Y、θ)が算出、格納される(ステップS5)。Y, θ) are calculated and stored (step S5).
そして、補正値(X、Y、θ)に基づいて部品搭載ヘッ
ド8及びX−Yテーブル7が駆動され、位置調整を行っ
て部品搭載が行われる(ステップS6)。Then, the component mounting head 8 and the X-Y table 7 are driven based on the correction values (X, Y, θ), position adjustment is performed, and component mounting is performed (step S6).
1つの電子部品2の搭載が終了すると次の電子部品2の
搭載の有無が前述の実装データを参照することによって
調べられ、「有」の場合は上述した動作を再度繰り返す
ことで部品搭載が実行され、「無コの場合は部品搭載処
理を終了する。When the mounting of one electronic component 2 is completed, the presence or absence of the next electronic component 2 is checked by referring to the above-mentioned mounting data, and if "Yes", the component mounting is executed by repeating the above-mentioned operation again. "If there are no parts, the parts mounting process will end.
したがって、電子部品2を基板11の所定箇所に実装す
る際、補正値(X、Y、θ)により電子部品2の位置ず
れが修正され、正確な位置決めにより搭載が行われるこ
とになる。Therefore, when mounting the electronic component 2 at a predetermined location on the board 11, the positional deviation of the electronic component 2 is corrected by the correction values (X, Y, θ), and mounting is performed with accurate positioning.
次に、第4図(a)〜(j)の説明図及び第4図(k)
のフローチャートを参照しながら、部品位置の認識処理
(第3図のステップS3の処理)について説明する。Next, explanatory diagrams of FIGS. 4(a) to (j) and FIG. 4(k)
The component position recognition process (the process of step S3 in FIG. 3) will be explained with reference to the flowchart.
まず、初期撮像範囲のセレクトを行う(ステップ511
)。即ち、ズームコントローラ6Fでズーム機構4Jを
駆動して、電子部品2の全体の画像が入力できるように
倍率を小さくし、撮像範囲(視野)を広くする。First, an initial imaging range is selected (step 511).
). That is, the zoom mechanism 4J is driven by the zoom controller 6F to reduce the magnification and widen the imaging range (field of view) so that the entire image of the electronic component 2 can be input.
なお、部品撮影用光学系4のカメラ4Fは、第4図(a
)に示すように、撮影する電子部品2の端子部2人に対
応する位置に配設されたハーフミラ4Gに直交するよう
に図示Aの箇所と、Bの箇所にそれぞれ配置し、例えば
、Aの箇所に設けられたカメラ4Fは広視野で低倍率の
ものとし、Bの箇所に設けられたカメラ4Fを狭視野で
高倍率のものとしてAとBとを切り替えて使用するよう
にしても良い。この場合には、前述のようなズーム機構
45を設けることなく端子部2Aの全体画像又は部分の
拡大画像を自在に得ることができる。The camera 4F of the optical system 4 for photographing parts is shown in Fig. 4 (a).
), the terminal section of the electronic component 2 to be photographed is placed at a location A and a location B so as to be perpendicular to the half mirror 4G, which is disposed at a position corresponding to the two people. The camera 4F provided at location B may have a wide field of view and low magnification, and the camera 4F provided at location B may have a narrow field of view and high magnification, and may be used by switching between A and B. In this case, it is possible to freely obtain an enlarged image of the entire terminal portion 2A or a portion thereof without providing the zoom mechanism 45 as described above.
部品撮影用光学系4によって撮影された画像データDP
を用いた部品位置の認識は、部品位置検出手段6a及び
傾斜角検出手段6bとしての部品位置認識部6において
以下の手順にて行われる。Image data DP photographed by the parts photographing optical system 4
Recognition of the component position using the following procedure is performed in the component position recognition section 6 as the component position detection means 6a and the inclination angle detection means 6b.
まず、部品撮影用光学系4からの画像データDPをカメ
ラインタフェース6Dで入力し、A/D変換してフレー
ムメモリ部6Eに格納する。そして、各濃度O〜255
に対応した画素数をカウントし、第4図(b)に示すよ
うな濃度ヒストグラムを作成する(ステップ512)。First, image data DP from the component photographing optical system 4 is inputted through the camera interface 6D, A/D converted, and stored in the frame memory section 6E. And each concentration O~255
The number of pixels corresponding to is counted, and a density histogram as shown in FIG. 4(b) is created (step 512).
次いで、2値化スライスレベルtの設定を行う(ステッ
プ513)。即ち、電子部品2に於ける部品ビン全体の
総画素数は設計値によって既知であるからその値に最も
近くなる面積(図中の斜線部品)を濃度ヒストグラムの
明るい方から積算して求め、その時の濃度を2値化スラ
イスレベルtとする。Next, a binarization slice level t is set (step 513). That is, since the total number of pixels in the entire component bin of electronic component 2 is known from the design value, the area closest to that value (the shaded parts in the figure) is calculated by integrating from the bright side of the density histogram, and then Let the density of t be the binarization slice level t.
そして、この2値化スライスレベルtを用いてフレーム
メモリ部6E内に記憶されている画像データを2値化す
る(ステップ514)。即ち、2値化スライスレベルt
より暗のもの、つまり背景画像を0゛、2値化スライス
レベルtより明のもの、つまり部品ビン画像を°1°と
して2値化(A/D変換)し、この2値化された画像デ
ータをフレームメモリ6Eに格納する。Then, using this binarization slice level t, the image data stored in the frame memory section 6E is binarized (step 514). That is, the binarization slice level t
Binarize (A/D conversion) the darker image, that is, the background image, at 0゛, and the image that is brighter than the binarization slice level t, that is, the component bin image, at 1°, and convert this binarized image. Store the data in frame memory 6E.
次に、このフレームメモリ6Eに格納されたデータを基
に、第41N(c)に示すような垂直投影分布を求める
(ステップ515)、これは、フレームメモリ6E内の
°1″の画素をX軸上に各列毎に加算することにより求
められる。この際、分布両端のX軸座標(Xi、X2)
及び分布の長さm (=X2−XI )も求める。Next, based on the data stored in the frame memory 6E, a vertical projection distribution as shown in No. 41N(c) is determined (step 515). It is obtained by adding each column on the axis.At this time, the X-axis coordinates (Xi, X2) at both ends of the distribution
And the length m (=X2-XI) of the distribution is also determined.
同様にして、フレームメモリ6Eに格納されたデータを
基に、第4図(d)に示すような水平投影分布を求める
(ステップS16〉。これは、フレームメモリ6E内の
1゛の画素をY軸上に各行毎に加算することにより求め
られる。この際、分布両端のY軸座標(Yl、Y2)も
求める。Similarly, based on the data stored in the frame memory 6E, a horizontal projection distribution as shown in FIG. 4(d) is determined (step S16). It is determined by adding each row on the axis. At this time, the Y-axis coordinates (Yl, Y2) at both ends of the distribution are also determined.
次いで、基準ビン(1番ビンPI)のサーチを行う(ス
テップ517)、即ち、ステップS15、S16で求め
られた座標X1とY2の交点(Xl。Next, the reference bin (bin 1 PI) is searched (step 517), that is, the intersection point (Xl.
Y2)を原点Pとし、第4図(e)(f)に示すように
、原点Pから2値画像上をX軸方向にスキャンして行き
、最初に゛ 1°の画素となる座標をサーチすることで
同図のblの値を求める。Y2) is set as the origin P, and as shown in Fig. 4(e) and (f), scan the binary image from the origin P in the X-axis direction, and first search for the coordinates that correspond to the pixel at ゛ 1°. By doing so, the value of bl in the same figure is obtained.
次に、先に求めたmの値からa + (a + = m
b I)を算出し、下記比較式より部品の傾斜方向
を求める。Next, from the value of m obtained earlier, a + (a + = m
b) Calculate I) and find the inclination direction of the part using the following comparison formula.
a + < b +の時:θ=十θ(プラスとする)a
+>b+の時:θ=−θ(マイナスとする)尚、予想さ
れる最大傾斜ずれが±10°であるので、本実施例では
、r a、 = b + Jつまりθ=45°のケース
は想定していない。When a + < b +: θ = 10 θ (taken as plus) a
When +>b+: θ=-θ (assumed to be negative) Since the expected maximum inclination deviation is ±10°, in this example, r a = b + J, that is, θ = 45°. is not assumed.
この求められた傾斜方向と、al及びす、により1番ピ
ンP1の位置を認識する。The position of the No. 1 pin P1 is recognized from the obtained inclination direction, al and su.
次に、傾斜角の検出を行う(ステップ518)。Next, the tilt angle is detected (step 518).
上記の傾斜角θは、
+θ−jan (at/ bz)
−θ= tan (b +/ a + )により求める
ことができるが、この場合には傾斜角の極性に対応した
2つの演算プログラムを用意しなければならない。The above inclination angle θ can be found by +θ−jan (at/bz) −θ= tan (b +/a + ), but in this case, two calculation programs corresponding to the polarity of the inclination angle are prepared. Must.
そこで本発明では以下の回転角の算出法により、傾斜角
の極性に拘わらずに1つの演算プログラムで済むように
した。Therefore, in the present invention, by using the following rotation angle calculation method, one calculation program is required regardless of the polarity of the tilt angle.
即ち、下記手順で導かれるθの算出式に、図示のビン端
間設計値e及び先に求めたmの値を代入することにより
傾斜角が算出される。That is, the inclination angle is calculated by substituting the illustrated bin end design value e and the previously determined value of m into the equation for calculating θ derived by the following procedure.
■θがプラスの場合:
sinθ= a 、yl 、cosθ=b、ylより、
sinθ+eO8θ=a、/1 +b、/1= (a、
+b、)/1
= m / 12
また、加法定理より、
sinθ+cosθ= I了s i n (θ+α〉t
anα=1
であるから、α−45°を代入して、
パsin (θ+45’)=m、#
を得る。これより、
sin (θ+45° ) −m/ <1”I−1)θ
+45° =sin−’ (m/ (−’τ・1 ))
したがって、θは下記のようになる。■If θ is positive: From sin θ = a, yl, cos θ = b, yl,
sinθ+eO8θ=a,/1 +b,/1= (a,
+b, ) / 1 = m / 12 Also, from the addition theorem, sin θ + cos θ = I (θ + α〉t
Since anα=1, substitute α−45° to obtain path sin (θ+45′)=m, #. From this, sin (θ+45°) −m/ <1”I−1)θ
+45° = sin-' (m/ (-'τ・1))
Therefore, θ is as follows.
θ=sin−’ (m/ (、’?’ l ) ) −
45°・−(1)■θがマイナスの場合:
eosθ=a、/1 、sinθ= b +/1 とな
るが、以降は、上記θがプラスの場合と同様であるから
、θは下記のようになる。θ=sin-'(m/(,'?'l))-
45°・-(1)■When θ is negative: eosθ=a,/1, sinθ=b+/1, but the following is the same as when θ is positive, so θ is as follows. It becomes like this.
θ−5in−’ (m/ (Iτ・1)−45°・、−
(2)したがって、θの計算式はプラスの場合もマイナ
スの場合も変わらないが、θの値の算出後に、先に求め
た傾斜方向に応じて極性符号を付加すれば良く、演算プ
ログラムは1つで済む。θ-5in-' (m/ (Iτ・1)-45°・,-
(2) Therefore, the calculation formula for θ is the same whether it is positive or negative, but after calculating the value of θ, a polarity sign is added according to the previously determined slope direction, and the calculation program is 1 That's all it takes.
次に、ウィンドウの設定を行う(ステップ5t9)6即
ち、上記処理により得られた1番ピンP1の座標と傾斜
角θとを加味して、設計値であるピッチLに基づいて、
第4図(g)に示す点線で区切ったビン2Bを中心とし
たウィンドウWl。Next, the window is set (step 5t9)6, that is, based on the pitch L which is the design value, taking into account the coordinates of the first pin P1 and the inclination angle θ obtained by the above processing.
A window Wl centered on the bin 2B separated by the dotted line shown in FIG. 4(g).
W2.W3.・・・を設定する。W2. W3. Set...
次いで、拡大画像の入力を行う(ステップS20〉。即
ち、カメラ4Fの倍率を大きくすることにより視野を狭
くし、各ウィンドウWl、W2゜W3.・・・の拡大画
像データDPを入力し、A/D変換してフレームメモリ
部6Eに格納する。Next, an enlarged image is input (step S20>. That is, the field of view is narrowed by increasing the magnification of the camera 4F, and enlarged image data DP of each window Wl, W2, W3, etc. is input, /D conversion and stored in the frame memory section 6E.
次いで、拡大画像データの2値化を行う(ステップ52
1)、この2値化は上記ステップS14で行ったと同様
の手法にて行われる。Next, the enlarged image data is binarized (step 52).
1) This binarization is performed using the same method as that performed in step S14 above.
次に、各ビンの重心点検出を行う(ステップ522)、
つまり、第4図(h)に示すように、フレームメモリ部
6Eに格納された拡大画像のウィンドウWに於けるX軸
、及びY軸方向の画素数を集計し、垂直投影分布と水平
投影分布とを作成し、垂直投影分布と水平投影分布の斜
線で示す面積S1、S2が2分割される重心位置XGと
YGとを算出することでウィンドウWの重心点WGを算
出する。Next, the centroid point of each bin is detected (step 522).
That is, as shown in FIG. 4(h), the number of pixels in the X-axis and Y-axis directions in the window W of the enlarged image stored in the frame memory section 6E is totaled, and the vertical projection distribution and horizontal projection distribution are calculated. The center of gravity WG of the window W is calculated by calculating the center of gravity XG and YG where the hatched areas S1 and S2 of the vertical projection distribution and the horizontal projection distribution are divided into two.
そして、全ビン2Bが終了したか否かを調べ(ステップ
S23)、終了していなければ全ビンが終了するまで上
記動作を繰り返し実行する(ステップS22.823>
。Then, it is checked whether all bins 2B have been completed (step S23), and if not, the above operation is repeatedly executed until all bins have been completed (step S22.823>
.
次いで、部品の姿勢認識を行う(ステップS24〉。即
ち、第4図(j)に示すように、全てのウィンドウWに
於ける重心点WGI、WG2・・・の最も近接される直
線式y、とy2を最小二乗法により算出し、ylとy2
の交点を三等分する直&iyを求め、直線yがX軸と威
す角度αを算出する。Next, the posture of the parts is recognized (step S24). That is, as shown in FIG. and y2 are calculated by the least squares method, and yl and y2
Find the line &iy that divides the intersection point into thirds, and calculate the angle α between the straight line y and the X axis.
そして、直線y上に電子部品2の設計値に於ける対角線
の1/2となる座標(Xo、yo>を算出する。Then, coordinates (Xo, yo>) which are 1/2 of the diagonal line in the design value of the electronic component 2 are calculated on the straight line y.
最後に、部品位置ずれ量の算出を行う(ステップ525
)、即ち、電子部品2の位置ずれデータX、、Y、、θ
、は下記の(3)、 (4)、 (5)式によって得る
ことができる。Finally, the amount of component positional deviation is calculated (step 525).
), that is, the positional deviation data X, , Y, θ of the electronic component 2
, can be obtained by the following equations (3), (4), and (5).
X、= X、−X、−= (3)
Y−= YOyう ・・・(4)
θ9=45−α ・・・(5)
但し、この場合のX□Ykは設計値を基に位置ずれが零
の時の座標で、あらかじめ算出された値である。X, = X, -X, -= (3) Y-= YOy ... (4) θ9 = 45-α ... (5) However, in this case, These are the coordinates when the deviation is zero, and are calculated values in advance.
次に、第5図(a)〜(c)の説明図及び第5図(d)
のフローチャートを参照しながら、部品位置の認識処理
(第3図のステップS4の処理)について説明する。Next, explanatory diagrams of FIGS. 5(a) to (c) and FIG. 5(d)
The component position recognition process (the process of step S4 in FIG. 3) will be explained with reference to the flowchart.
まず、基板撮影用光学系3によって撮影された画像デー
タDBの入力を行う(ステップ331)。First, the image data DB photographed by the substrate photographing optical system 3 is input (step 331).
即ち、基板11の電子部品2が搭載される箇所には、第
5図(al)に示すように、ピン2Bに対応したパター
ン11Aと基準マークIIBとが配設されており、画像
データDBとしては基準マーク11Bの画像を同図(a
2)のように入力する。That is, as shown in FIG. 5(al), a pattern 11A corresponding to the pin 2B and a reference mark IIB are arranged at the location where the electronic component 2 is mounted on the board 11, and the pattern 11A and the reference mark IIB are arranged as an image data DB. The image of the reference mark 11B is shown in the same figure (a
2) Enter the following.
次いで、濃度ヒストグラムの作成を行う(ステップ53
2)、即ち、この画像データDBは、同図(b)に示す
ように、所定の濃度0〜255に対応する画素数がカウ
ントされ、濃度ヒストグラムを作成する。Next, a density histogram is created (step 53).
2) That is, in this image data DB, the number of pixels corresponding to predetermined densities 0 to 255 is counted to create a density histogram, as shown in FIG.
次いで、2値化スタイスレベルt′の設定を行う(ステ
ップ533)。この場合、基準マーク11Bの面積は設
計値によって既知であるがらその値に最も近くなる画素
数をヒストグラムの明るい方から積算して求め、その時
の濃度を2値化スライスレベルt′とする。Next, a binarization level t' is set (step 533). In this case, the area of the reference mark 11B is known from the design value, and is found by integrating the number of pixels that are closest to that value from the brightest side of the histogram, and the density at that time is taken as the binarization slice level t'.
次いで、2値化スライスレベルt′を用いて2値化を行
う(ステップ534)、即ち、2値化スライスレベルt
′より暗のものを°0′、2値化スライスレベルt′よ
り明のものを”1“とじて画像データDBを2値化する
ことでA/D変換し、フレームメモリ部5Eに格納する
。Next, binarization is performed using the binarization slice level t' (step 534), that is, the binarization slice level t
A/D conversion is performed by binarizing the image data DB by setting values darker than '0' to '1' and values lighter than binarization slice level t' to '1', and storing the result in the frame memory section 5E. .
次に、基準マークの重心点検出を行う(ステップ535
)。これは、画像データDBの′l′の画素を同図(c
)に示すようにX軸上及びY軸上に集計し、垂直投影分
布と水平投影分布とを作成し、垂直投影分布と水平投影
分布の斜線で示す面積Sll、S12が2分割される重
心位置XG′とYG’とを算出することで基準マークI
IBの重心点WG′を算出する。Next, the center of gravity of the reference mark is detected (step 535).
). This converts the pixel 'l' of the image data DB to the same figure (c
) as shown on the X-axis and Y-axis to create a vertical projection distribution and a horizontal projection distribution. By calculating XG' and YG', the reference mark I
Calculate the center of gravity WG' of IB.
次いで、基板位置ずれ量の算出を行う(ステップ536
)。この基板11の位置ずれデータ(xbY、)は基準
マークIIBの位置ずれが零の時の座標(Xう′、Y、
′)を基に下記<6)、 (7ン式によって得ることが
できる。Next, the amount of substrate positional deviation is calculated (step 536
). The positional deviation data (xbY,) of the substrate 11 are the coordinates (Xu', Y,
') can be obtained by the following formulas <6) and (7).
X、=XG’ −Xう′ ・・・(6)Y、=YG’
−Yつ′ ・・・(7)次に、オフセットメモリ1
oについて説明する。X, =XG'-Xu' ...(6) Y, =YG'
-Y'...(7) Next, offset memory 1
o will be explained.
部品位置及び基板位置をそれぞれ検出する部品撮影用光
学系4及び基板撮影用光学系3の座標軸と部品実装位置
での機械系の座標軸には、取り付は精度による座標系の
誤差が存在するため、通常はこれらをそれぞれ基準(通
常は、部品実装位置での機械座標系を用いる)に対して
補正している。Because there is an error in the coordinate system due to mounting accuracy between the coordinate axes of the component photographing optical system 4 and the board photographing optical system 3 that detect the component position and the board position, respectively, and the coordinate axes of the mechanical system at the component mounting position. , these are usually corrected with respect to a reference (usually using the machine coordinate system at the component mounting position).
しかしながら、これには次のような問題点がある。However, this has the following problems.
問題■:基準に対する各座標軸の差を測定するのが難し
く、時間を要する。Problem ■: It is difficult and time consuming to measure the difference between each coordinate axis with respect to the standard.
問題■:座標軸の差のデータを2つく部品側と基板側)
持つ必要があり、メモリを必要とするばかりでなく、演
算にも時間がががる。Problem ■: Add two pieces of data for the difference in coordinate axes (on the component side and on the board side)
Not only does it require memory, but it also takes time to perform calculations.
問題■;同様な装置を複数台製作した場合、上記問題■
■がより顕著になる。Problem ■; If multiple similar devices are manufactured, the above problem ■
■ becomes more noticeable.
このような問題を解決するためにオフセットメモリ10
が設けられている。To solve such problems, offset memory 10
is provided.
これは、設計値通りに作成された基準となる部品及び基
板を用意し、部品位置検出結果(Xp。This is done by preparing reference parts and boards created according to design values, and calculating the part position detection results (Xp).
Yp、θp〉と基板位置検出結果(XヨY、)との単純
な加算による合成値で、部品を実際に搭載する。ここで
、部品位置検出結果は、部品撮影用光学系4の座標軸を
基準とした時の部品の位置ずれ量であり、この基準は部
品撮影用光学系4のカメラ視野の中央を通る直交座標で
ある。また、基板位置検出結果は、基板撮影用光学系3
の座標軸を基準とした時の基板の位置ずれ量であり、こ
の基準は、基板撮影用光学系4のカメラ視野の中央を通
る直交座標である。The component is actually mounted using a composite value obtained by simply adding Yp, θp> and the board position detection result (X, Y, ). Here, the component position detection result is the amount of positional deviation of the component based on the coordinate axis of the optical system 4 for photographing the component, and this reference is an orthogonal coordinate passing through the center of the camera field of the optical system 4 for photographing the component. be. In addition, the board position detection results are obtained from the board photographing optical system 3.
This is the amount of positional deviation of the substrate based on the coordinate axis of , and this reference is an orthogonal coordinate passing through the center of the camera field of view of the optical system 4 for photographing the substrate.
そして、基板11のパターン11Aと電子部品2の位置
ずれ量を実測することで、下式(8)、 (9)。Then, by actually measuring the amount of positional deviation between the pattern 11A of the substrate 11 and the electronic component 2, the following equations (8) and (9) are obtained.
(10)の各x、y、θがゼロとなるような逆符号の値
をあらがじめオフセットメモリ1oに書き込んでおく。Values with opposite signs such that each of x, y, and θ in (10) are zero are written in advance in the offset memory 1o.
X=Xp+X−十dx=O・・’(8)Y=Yp+Y、
+dr=O−<9>
θ=θp 十d e ” O・・・(10)ここで
、(X、Y、θ)は機械制御系の補正値であり、(X、
、Y1θP)は基準となる部品を使用した時の位置認識
結果の値であり、〈X1Y、)は基準となる基板を使用
した時の位置認識結果の値であり、(d x 、 d
y 、 d a )はオフセットメモリ10に記憶され
ている誤差値である。X=Xp+X-10dx=O...'(8) Y=Yp+Y,
+dr=O−<9> θ=θp 10d e ” O...(10) Here, (X, Y, θ) are the correction values of the machine control system, and (X,
, Y1θP) is the value of the position recognition result when using the reference component, 〈X1Y,) is the value of the position recognition result when using the reference board, and (d x , d
y, da) are error values stored in the offset memory 10.
なお、基板側は基板11のコーナーに設けである基準マ
ーク11Bをあらかじめ認識しておくことで、実装位置
毎に角度認識を行わなくても精度上問題とならない。Note that on the board side, by recognizing the reference mark 11B provided at the corner of the board 11 in advance, there is no problem in terms of accuracy even if angle recognition is not performed for each mounting position.
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、電子部品を基板
の所定箇所に搭載する場合は予め、電子部品の位置ずれ
データ(Xp,Yp,θp〉及び基板の位置ずれデータ
(X、、Yb)及び取付、駆動の誤差データ〈dヨd、
、d、)がオフセットメモリに格納され、これら位置ず
れを修正する調整値(X、Y、θ)が容易に取り出すこ
とができ、調整値(X、Y、θ〉によって部品搭載ヘッ
ド及びX−Yテーブルを駆動させ、位置ずれをなくし、
確実な搭載を行うことができるとともに、特に、上記位
置ずれデータ中の電子部品の傾斜のずれ量θpは傾斜方
向に拘わらずに検出できるので1つの制御プログラムで
済む。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, when mounting an electronic component on a predetermined location on a board, positional deviation data (Xp, Yp, θp) of the electronic component and positional deviation data of the board are prepared in advance. (X,, Yb) and installation and drive error data <dyod,
, d,) are stored in the offset memory, and adjustment values (X, Y, θ) for correcting these positional deviations can be easily retrieved. Drive the Y table to eliminate positional deviation,
Not only can reliable mounting be performed, but also a single control program is required, especially since the tilt shift amount θp of the electronic component in the positional shift data can be detected regardless of the tilt direction.
したがって、実装の位置決め精度の向上が図れるととも
に、電子部品のいずれの傾斜方向のずれ量も同一の制御
プログラムで検出せしめてその容量を小さくできる位置
合わせ装置を提供できる。Therefore, it is possible to improve the positioning accuracy of mounting, and to provide a positioning device that can detect the amount of deviation of the electronic component in any direction of inclination using the same control program and reduce its capacity.
第1図は本発明に係る位置合わせ装置の原理説明図、
第2図は本発明による一実施例のブロック図、第3図は
本発明の全体動作を説明するためのフローチャート図、
第4図は本発明のビンの位置ずれ認識の説明図で、(a
)はカメラの配置図、(b)は濃度グラフ図、(c)、
(d)は画素数の集計説明図、(e)、(f)はビンの
配列説明図、(g>、(j>はウィンドウの平面図、(
h)はウィンドウの画素数の集計説明図、(k>はフロ
ーチャート図、
第5図は本発明の基板の位置ずれ認識の説明図で、(a
l)、(a2)は基板の要部平面図、(b)は濃度グラ
フ図、(c)は画素数の集計説明図、(d)はフローチ
ャート図、
第6図は従来の説明図で、(al>、(bl)は槽底ブ
ロック図、(a2)は基板の撮影構成図、(b2)は電
子部品の撮影構成図、
第7図はパッケージの斜視図、
第8図は部品搭載機の斜視図を示す。
図において、
lはコンテナ、 2は電子部品、3は基板撮影
用光学系、 4は部品撮影用光学系、5は基板位置認識
部、 6は部品位置認識部、6aは部品位置検出手段
、6bは傾斜角検出手段、7はX−Yテーブル、 8
は部品搭載ヘッド、9は制御部、 10はオ
フセットメモリ、11は基板、 12はテ
ーブル駆動部、13はヘッド駆動部、をそれぞれ示す。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a positioning device according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of an embodiment according to the present invention, FIG. 3 is a flowchart diagram for explaining the overall operation of the present invention, and FIG. is an explanatory diagram of recognition of bottle positional deviation according to the present invention;
) is a camera layout diagram, (b) is a density graph diagram, (c),
(d) is an explanatory diagram of the total number of pixels, (e) and (f) are explanatory diagrams of the bin arrangement, (g>, (j> are plan views of windows, (
h) is an explanatory diagram of counting the number of pixels in the window, (k> is a flowchart diagram, and FIG.
l), (a2) are plan views of the main parts of the board, (b) is a density graph diagram, (c) is an explanatory diagram of counting the number of pixels, (d) is a flowchart diagram, and Figure 6 is a conventional explanatory diagram. (al>, (bl) are tank bottom block diagrams, (a2) is a photographed configuration diagram of the board, (b2) is a photographed configuration diagram of electronic components, Figure 7 is a perspective view of the package, Figure 8 is the component mounting machine In the figure, l is a container, 2 is an electronic component, 3 is an optical system for photographing a board, 4 is an optical system for photographing a component, 5 is a board position recognition unit, 6 is a component position recognition unit, and 6a is a Component position detection means, 6b is an inclination angle detection means, 7 is an X-Y table, 8
1 is a component mounting head, 9 is a control section, 10 is an offset memory, 11 is a substrate, 12 is a table drive section, and 13 is a head drive section.
Claims (1)
電子部品(2)が保持される部品搭載ヘッド(8)を駆
動するヘッド駆動部(13)と、該電子部品(2)が実
装される基板(11)を積載したX−Yテーブル(7)
を駆動するテーブル駆動部(12)と、該テーブル駆動
部(12)及び該ヘッド駆動部(13)の駆動を制御す
る制御部(9)とを備え、該部品搭載ヘッド(8)と該
X−Yテーブル(7)との駆動により、該電子部品(2
)を該基板(11)の所定箇所に位置決めする位置合わ
せ装置であって、 前記基板(11)のパターンを撮影する基板撮影用光学
系(3)を有し、該基板撮影用光学系(3)からの画像
によって該基板(11)の位置ずれ量(X_b,Y_b
)を検出する基板位置認識部(5)と、 電子部品(2)の端子部(2A)を撮影する部品撮影用
光学系(4)を有し、該部品撮影光学系(4)からの画
像によって該端子部(2A)の位置ずれ量(X_p,Y
_p)を検出する部品位置検出手段(6a)と、該部品
撮影光学系(4)からの画像によって該端子部(2A)
の傾斜角θ_pをその傾斜方向に依存せずに検出する傾
斜角検出手段(6b)とにより該電子部品(2)の位置
ずれ量(X_p,Y_p,θ_p)を検出する部品位置
認識部(6)と、 該基板位置認識部(5)によって検出された位置ずれ量
(X_b,Y_b)と、該部品位置認識部(6)によっ
て検出された位置ずれ量(X_p,Y_p,θ_p)と
、前記部品搭載ヘッド(8)及び前記X−Yテーブル(
7)の駆動誤差量(d_x,d_y,d_θ)とによっ
て補正値(X,Y,θ)を演算・格納し、該補正値(X
,Y,θ)によって該部品搭載ヘッド(8)と該X−Y
テーブル(7)との駆動が修正されるよう該補正値(X
,Y,θ)を前記制御部(9)に送出するオフセットメ
モリ(10)と、 を具備することを特徴とする位置合わせ装置。[Claims] An electronic component (2) set in a container (1), a head drive unit (13) that drives a component mounting head (8) in which the electronic component (2) is held, and X-Y table (7) loaded with the board (11) on which the component (2) is mounted
a table drive section (12) that drives the component mounting head (8), a control section (9) that controls the drive of the table drive section (12) and the head drive section (13); - The electronic component (2) is driven by the Y table (7).
) at a predetermined location on the substrate (11), the device includes a substrate photographing optical system (3) for photographing the pattern of the substrate (11), and the substrate photographing optical system (3) ) The amount of positional deviation (X_b, Y_b) of the substrate (11) is determined by the image from
); and a component photographing optical system (4) for photographing the terminal section (2A) of the electronic component (2), and an image from the component photographing optical system (4). The amount of positional deviation (X_p, Y
The terminal portion (2A) is detected by the component position detection means (6a) for detecting the component position (6a) and the component photographing optical system (4).
and a component position recognition unit (6) that detects the amount of positional deviation (X_p, Y_p, θ_p) of the electronic component (2) by the tilt angle detection means (6b) that detects the tilt angle θ_p of the electronic component (2) without depending on the tilt direction. ), the positional deviation amount (X_b, Y_b) detected by the board position recognition unit (5), the positional deviation amount (X_p, Y_p, θ_p) detected by the component position recognition unit (6), and the positional deviation amount (X_p, Y_p, θ_p) detected by the component position recognition unit (6). The component mounting head (8) and the X-Y table (
7) A correction value (X, Y, θ) is calculated and stored based on the drive error amount (d_x, d_y, d_θ), and the correction value (X
, Y, θ) between the component mounting head (8) and the X-Y
The correction value (X
, Y, θ) to the control unit (9).
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WO2022130472A1 (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | 株式会社新川 | Apparatus and method for manufacturing semiconductor devices |
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JPS634691A (en) * | 1986-06-25 | 1988-01-09 | 株式会社東芝 | Parts mounting system |
JPH0236600A (en) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Packaging system of electronic component |
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- 1990-03-15 JP JP2064892A patent/JP2539071B2/en not_active Expired - Fee Related
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