JPH05136600A - 電子部品認識装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード列の画像を取込む撮像手段の画像情報
に基づいて電子部品の位置を認識するものであって、四
辺にリード列を有する部品であっても、高い検出精度に
て位置を認識することができる電子部品認識装置を提供
する。 【構成】 電子部品１１が載置される部品供給ステージ
の下面側に照明装置を設ける。電子部品１１の上部にあ
ってリード列１４の画像を取込む撮像装置を、第１乃至
第４のラインセンサ１９乃至２２を十文字形状に配列し
て構成する。画像取込みにあたっては、第１，第２のラ
インセンサ１９，２０により電子部品１１の上，左辺部
のリード列１４の画像を夫々取込んだ後、撮像装置を移
送装置により水平方向に移動させ、第３，第４のライン
センサ２１，２２により電子部品１１の下，右辺部のリ
ード列１４の画像を夫々取込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子部品実装装
置に組込まれ、電子部品の各リード列の画像情報に基づ
いて電子部品の位置を認識する電子部品認識装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えばＩＣ等の電子部品を基板等
に自動的に装着する電子部品実装装置にあっては、実装
精度を向上するために、電子部品の各リード列の画像情
報に基づいて電子部品の位置を認識する認識装置を組込
むことが行われている。

【０００３】この種の認識装置として、従来より例えば
ＣＣＤカメラからなる二次元エリアセンサを用いたもの
があった。このものは、図７に示すように、部品供給ス
テージに搬送されたＱＦＰ(Quad Flat Package) 部品１
に、下方から照明装置２により光を当て、上方から二次
元エリアセンサ３によりその部品１を撮像するように構
成されている。このときの画像５は例えば図８のように
なる（図では便宜上黒レベル部分に斜線を付して示して
いる）。そして、この画像５から、部品１の各辺のリー
ド列４の中心位置を演算により求めて部品１の中心位置
を検出し、この後、検出された中心位置に基づいて部品
１の実装作業が行われるのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に、上
記したような二次元エリアセンサ３は、縦横各５１２画
素程度と、一方向に並ぶ画素数がさほど多くはなかっ
た。これに対し、近年では、ＱＦＰ部品１の大形化やそ
れに伴う多ピン化、リードのピッチの狭小化（例えば
０．１〜０．３mm）の傾向にある。

【０００５】このため、上記従来の認識装置では、ＱＦ
Ｐ部品１全体を一視野で撮像できなくなったり、あるい
は、センサの分解能が低下して中心位置の検出精度が低
下するといった問題が生じていた。

【０００６】そこで、かかる問題点を解消すべく、二次
元エリアセンサ３に代えてラインセンサ（一方向の画素
数が数千個以上）を用いることも考えられている。この
ものは、図９及び図１０に示すように、下部にシリンド
リカルレンズ６を配置したラインセンサ７を、図９で上
下方向に移動できるように設け、部品８の対向する二辺
のリード列９，９のリードの並び方向に延びる画像を夫
々撮像することにより、リード列９ひいては部品８の中
心位置を検出しようとするものである。

【０００７】しかしながら、このような従来考えられて
いたラインセンサ７を用いた認識装置では、高い検出精
度が得られるものの、図示のような対向する二辺にリー
ド列９，９を有する部品（ＳＯＰ部品）８にしか使用で
きず、図７に示すような四辺にリード列４を有するＱＦ
Ｐ部品１には適用することができなかった。

【０００８】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、四辺にリード列を有する部品であって
も、高い検出精度にて位置を認識することができる電子
部品認識装置を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品認識装
置は、電子部品の各リード列の画像を取込む撮像手段を
備え、この撮像手段の画像情報に基づいて電子部品の位
置を認識するものであって、撮像手段を、前記電子部品
の一辺部のリード列の並び方向に延びる画像を取込む第
１のラインセンサと、この第１のラインセンサとは略直
角の角度を存して設けられ前記電子部品の一辺部と隣合
う辺部のリード列の並び方向に延びる画像を取込む第２
のラインセンサと、これら第１及び第２のラインセンサ
と対称的に設けられ前記電子部品の残りの二辺部のリー
ド列の並び方向に延びる画像を夫々取込む第３及び第４
のラインセンサとから構成すると共に、前記第１及び第
２のラインセンサによる画像取込終了後に第３及び第４
のラインセンサによる画像取込を行うにあたり前記撮像
手段を前記電子部品に対し相対的に移動させることによ
り前記第３及び第４のラインセンサを残りの二辺部のリ
ード列に対向させる移動手段を設けたところに特徴を有
するものである。

【００１０】

【作用】上記手段によれば、撮像手段は、第１及び第２
のラインセンサを略直角の角度を存して有すると共に、
第３及び第４のラインセンサをそれら第１及び第２のラ
インセンサとは対称的に有して構成されている。また、
この撮像手段は、移動手段により移動されるようになっ
ている。

【００１１】従って、まず、第１及び第２のラインセン
サにより電子部品の隣合う二辺部のリード列の画像を取
込み、この後、撮像手段を移動させて、第３及び第４の
ラインセンサにより電子部品の残りの二辺部のリード列
の画像を取込むことによって、電子部品の四辺部全ての
リード列の画像を取込むことができる。この場合、ライ
ンセンサを用いているので、解像度が高く且つ広い視野
にてリード列の画像を取込むことができる。

【００１２】これにより、大形の電子部品や狭ピッチの
リード列を有する電子部品であっても、極めて高い検出
精度にてその位置を認識することができるようになり、
しかも、四辺部全てにリード列を有する電子部品であっ
ても、確実に位置を認識することができるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明をＩＣ等の電子部品を基板等に
自動的に装着する電子部品実装装置に組込まれる認識装
置に適用した一実施例について、図１及び図２を参照し
て説明する。

【００１４】まず、電子部品実装装置の概略構成につい
て簡単に述べる。詳しく図示はしないが、電子部品実装
装置は、ベース上に、基板が位置決め状態にセットされ
る実装ステージ、電子部品（例えばＱＦＰ部品）１１が
１個づつ供給される部品供給ステージ１２（図２参
照）、この部品供給ステージ１２の電子部品１１を吸着
して前記実装ステージまで移送し基板に装着する実装ヘ
ッド、各機構の制御等を行うマイクロコンピュータから
なる制御装置等を備えて構成されている。尚、前記部品
供給ステージ１２は、透光性を存して構成されている。

【００１５】そして、前記部品供給ステージ１２部分に
は、本実施例に係る認識装置１３が設けられている。こ
こで、前記電子部品１１は、図１にも示すように、四角
形のパッケージ１１ａの四辺部に夫々複数本のリード１
４ａからなるリード列１４を存している。この電子部品
１１は、前記部品供給ステージ１２に一応の位置決め状
態で供給されるのであるが、若干の位置ずれを存して部
品供給ステージ１２に供給される場合もある。

【００１６】前記認識装置１３は、部品供給ステージ１
２に供給された電子部品１１のリード列１４の画像を取
込んでその画像情報から電子部品１１の中心位置を検出
するために設けられるものであり、これにより、前記位
置ずれを補正するようにして高精度の実装作業が行われ
るようになっている。

【００１７】以下、この認識装置１３について詳述す
る。図２に示すように、この認識装置１３は、前記部品
供給ステージ１２の下面側に設けられた照明装置１５、
部品供給ステージ１２の上方に設けられた撮像手段たる
撮像装置１６、この撮像装置１６を水平方向（装置固有
の座標系に基づくＸ−Ｙ平面方向）に移動させる移動手
段たる直交座標形移送装置１７を備えて構成されてい
る。

【００１８】このうち、照明装置１５は、前記部品供給
ステージ１２上の電子部品１１に下方から光を照射する
ようになっている。また、前記直交座標形移送装置１７
は、周知のように、移動体１７ａと、この移動体１７ａ
をＹ軸方向に移動させるＹ方向移送装置１７ｂと、この
Ｙ方向移送装置１７ｂをＸ軸方向に移動させるＸ方向移
送装置１７ｃとを備えて構成されている。前記移動体１
７ａに前記撮像装置１６のベース板１８が固定されてお
り、もって、撮像装置１６を水平方向に自在に移動させ
るようになっている。

【００１９】さて、前記撮像装置１６は、前記ベース板
１８の下面に、第１乃至第４のラインセンサ１９乃至２
２を下向きに有して構成されている。図１にも示すよう
に、これら４個の第１乃至第４のラインセンサ１９乃至
２２は、Ｘ−Ｙ方向に延びる十文字形状をなすように配
置されている。また、各ラインセンサ１９乃至２２の下
部検出面側には、夫々シリンドリカルレンズ２３が設け
られている。

【００２０】これにて、第１のラインセンサ１９と第２
のラインセンサ２０とは、略直角の角度を存して設けら
れ、また、第３及び第４のラインセンサ２１及び２２
は、それら第１及び第２のラインセンサ１９及び２０と
対称的に設けられているのである。

【００２１】後述するように、第１及び第２のラインセ
ンサ１９及び２０により、前記電子部品１１の隣合う二
辺部（図１で上辺部及び左辺部）のリード列１４の画像
が取込まれ、第３及び第４のラインセンサ２１及び２２
により、残りの二辺部（図１で下辺部及び右辺部）のリ
ード列１４の画像が取込まれるようになっている。ま
た、それら各画像情報は、図示しない画像処理装置に送
られて所定の処理が行われ、各リード列１４の中心位置
が演算により求められて電子部品１１の中心位置が検出
されるようになっている。

【００２２】次に、上記構成の作用について述べる。部
品供給ステージ１２に電子部品１１が供給されると、認
識装置１３によるその電子部品１１の中心位置の検出が
行われる。この検出にあたっては、まず、移送装置１７
により、図１に実線で示すように第１及び第２のライン
センサ１９及び２０が、電子部品１１の上辺部及び左辺
部のリード列１４に夫々対向するように、撮像装置１６
が移動される。

【００２３】そして、この状態で、照明装置１５による
照明が行われると共に、第１及び第２のラインセンサ１
９及び２０により、前記二辺部のリード列１４の並び方
向に延びる画像が夫々同時に取込まれる。

【００２４】この画像の取込みが終了すると、移送装置
１７により撮像装置１６が前記電子部品１１の対角線方
向に移動され、図１に二点鎖線で示すように、第３及び
第４のラインセンサ２１及び２２が、電子部品１１の残
りの下辺部及び右辺部のリード列１４に夫々対向するよ
うになる。

【００２５】この状態で、やはり照明装置１５による照
明が行われると共に、第３及び第４のラインセンサ２１
及び２２により、残りの二辺部のリード列１４の並び方
向に延びる画像が夫々同時に取込まれる。この後、上述
したように、それら各ラインセンサ１９乃至２２による
画像情報から、電子部品１１の中心位置が検出され、し
かる後、検出された電子部品１１の中心位置に基づいて
前記実装ヘッドによる電子部品１１の吸着搬送及び装着
の作業が実行されるのである。

【００２６】この場合、撮像装置１６は、ラインセンサ
１９乃至２２を用いているので、解像度が高く且つ広い
視野にて各リード列１４の画像を取込むことができる。
そして、これと共に、第１乃至第４のラインセンサ１９
乃至２２は十文字形状に配置して構成されているので、
電子部品１１の大きさ等に拘らず一度に電子部品１１の
隣合う二辺部のリード列１４の画像を取込むことがで
き、移送装置１７による撮像装置１６の水平方向のみの
移動に伴う２回の画像取込み動作により、電子部品１１
の四辺部全てのリード列１４の画像を取込むことができ
る。

【００２７】これにて、大形の電子部品１１や狭ピッチ
のリード列を有する電子部品１１であっても、極めて高
い検出精度にて電子部品１１の中心位置を検出すること
ができ、ひいては、高い実装精度にて電子部品１１の装
着作業を行うことができるものである。

【００２８】このように本実施例によれば、図９及び図
１０に示すラインセンサ７を用いた従来のものと異な
り、例えば撮像装置１６の回転移動といった複雑な移動
動作を行うことなしに、四辺部全てにリード列１４を有
する電子部品１１であっても、容易に全てのリード列１
４の画像を取込むことができる。そして、従来の二次元
エリアセンサ３を用いたものとも異なり、大形の電子部
品１１や狭ピッチのリード列を有する電子部品１１であ
っても、極めて高い検出精度にて電子部品１１の中心位
置を検出することができるものである。

【００２９】尚、上記実施例では、認識装置１３により
部品供給ステージ１２上の載置された電子部品１１の吸
着作業前にその位置の検出を行うようにしたが、図３に
示すように、例えば実装ヘッドにより電子部品１１を吸
着した状態で、装着作業の前にその吸着位置（中心位置
からのずれ量）を検出するようにしても良い。

【００３０】即ち、上記実施例と同様に構成された撮像
装置１６を、図２とは上下反転した状態で固定配置し、
吸着ノズル３１ａを有する実装ヘッド３１に照明装置３
２を設け、この実装ヘッド３１により電子部品１１を撮
像装置１３上に搬送し、撮像装置１３のラインセンサ１
９乃至２２により四辺部のリード列１４の画像を取込
む。この方法でも電子部品１１の中心位置を精度良く検
出することができ、この中心位置と現在吸着ノズル３１
ａが吸着している位置とのずれ量に基づいて、高精度の
実装作業を行うことができるのである。また、この場合
には、実装ヘッド３１を移動させる移送機構３３が本発
明にいう移動手段として機能する。

【００３１】また、上記実施例では、認識装置１３によ
り電子部品１１の中心位置を検出するようにしたが、こ
れに加えて、認識装置１３を基板の認識マークを検出す
るといった用途にも使用することもできる。即ち、図４
及び図５に示すように、基板には、位置合わせのための
基準マーク３４（十字形）あるいは３５（円形）が設け
られる。認識装置１３の４個のラインセンサ１９乃至２
２により、その基準マーク３４あるいは３５を図示のよ
うに撮像し、その画像情報から、基準マーク３４あるい
は３５の中心位置を検出して基板の位置合わせを行うこ
とができるのである。

【００３２】その他、本発明は上記し且つ図面に示した
実施例に限定されるものではなく、例えば図６に示すよ
うに、４個のラインセンサ１９乃至２２を十文字形状で
なくいわば矩形枠状をなすように配置するようにしても
上記実施例とほぼ同等の効果を得ることができる等、要
旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施し得るもので
ある。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の電子部品認識装置によれば、第１乃至第４のラインセ
ンサからなる撮像手段と、この撮像手段を移動させる移
動手段とを設けたので、四辺にリード列を有する部品で
あっても、高い検出精度にて位置を認識することができ
るという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、画像取込み時
のラインセンサと電子部品と位置関係を示す概略的上面
図

【図２】全体構成を示す概略的正面図

【図３】本発明の他の実施例を示す図２相当図

【図４】撮像装置の他の使用例を示す概略的上面図

【図５】基準マークの形状が異なる場合の図４相当図

【図６】図３とは異なる他の実施例を示す図１相当図

【図７】従来例を示す図２相当図

【図８】同撮影画像を示す平面図

【図９】異なる他の従来例を示す図１相当図

【図１０】同図２相当図

【符号の説明】

図面中、１１は電子部品、１３は認識装置、１４はリー
ド列、１５，３２は照明装置、１６は撮像装置（撮像手
段）、１７は直交座標形移送装置（移動手段）、１８は
ベース板、１９は第１のラインセンサ、２０は第２のラ
インセンサ、２１は第３のラインセンサ、２２は第４の
ラインセンサ、２３はシリンドリカルレンズ、３１は実
装ヘッド、３１ａは吸着ノズル、３３は移送機構（移動
手段）、３４，３５は基準マークを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品の各リード列の画像を取込む撮
   像手段を備え、この撮像手段の画像情報に基づいて電子
   部品の位置を認識するものであって、前記撮像手段は、
   前記電子部品の一辺部のリード列の並び方向に延びる画
   像を取込む第１のラインセンサと、この第１のラインセ
   ンサとは略直角の角度を存して設けられ前記電子部品の
   一辺部と隣合う辺部のリード列の並び方向に延びる画像
   を取込む第２のラインセンサと、これら第１及び第２の
   ラインセンサと対称的に設けられ前記電子部品の残りの
   二辺部のリード列の並び方向に延びる画像を夫々取込む
   第３及び第４のラインセンサとから構成されていると共
   に、前記第１及び第２のラインセンサによる画像取込終
   了後に第３及び第４のラインセンサによる画像取込を行
   うにあたり前記撮像手段を前記電子部品に対し相対的に
   移動させることにより前記第３及び第４のラインセンサ
   を残りの二辺部のリード列に対向させる移動手段を設け
   たことを特徴とする電子部品認識装置。