KR101557714B1 - 부품 촬상 장치, 및 이 부품 촬상 장치를 구비한 부품 실장 장치 - Google Patents

부품 촬상 장치, 및 이 부품 촬상 장치를 구비한 부품 실장 장치 Download PDF

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Abstract

부품 촬상 장치는 복수의 헤드를 각각 포함하는 제 1 헤드열 및 제 2 헤드열을 갖는 헤드 유닛과, 각 헤드의 유지 부품을 촬상하는 촬상 유닛과, 헤드 유닛을 촬상 유닛에 대하여 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 촬상 제어 수단을 구비한다. 촬상 유닛은 이미지 센서와 광학계를 구비한다. 광학계는 제 1 헤드열의 유지 부품으로부터의 광을 이미지 센서에 도광하는 제 1 도광부와, 제 2 헤드열의 유지 부품으로부터의 광을 이미지 센서에 도광하는 제 2 도광부를 포함한다. 제 1 도광부는 제 1 헤드열의 유지 부품의 합초점 화상이 얻어지도록 광로 길이가 설정되고, 제 2 도광부는 제 2 헤드열의 유지 부품의 합초점 화상이 얻어지도록 광로 길이가 설정된다. 촬상 제어 수단은 각 헤드열의 헤드의 높이 위치 및 이미지 센서의 노광 타이밍을 제어한다.

Description

부품 촬상 장치, 및 이 부품 촬상 장치를 구비한 부품 실장 장치{COMPONENT IMAGING DEVICE, AND COMPONENT MOUNTING DEVICE EQUIPPED WITH COMPONENT IMAGING DEVICE}
본 발명은 헤드에 유지된 부품을 그 측방으로부터 촬상하는 부품 촬상 장치, 및 이 부품 촬상 장치를 구비하는 부품 실장 장치에 관한 것이다.
종래부터, 부품 실장용 헤드에 의해 부품 공급부로부터 부품을 인출해서 기판 상의 탑재 위치에 실장하는 부품 실장 장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 부품 실장 장치로서, 기판에의 부품 실장에 앞서 헤드에 유지된 부품을 그 측방으로부터 촬상함으로써 헤드에 의한 부품의 유지 상태를 사전에 인식하는 것이 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는 복수개의 실장용 헤드가 일렬로 정렬된 상태로 탑재되는 헤드 유닛을 구비한 부품 실장 장치에 있어서, 상기 헤드 유닛에 각 헤드에 유지된 부품에 대하여 측방으로부터 조명광을 주는 조명 장치가 탑재되고, 상기 헤드 유닛을 지지하는 지지 부재에 카메라가 고정적으로 탑재된 것이 개시되어 있다. 이 부품 실장 장치에 있어서는 헤드 유닛이 지지 부재에 대하여 이동하는 동안에 상기 카메라에 의해 각 헤드에 유지된 부품의 투영 화상이 촬상되고, 그 화상에 의거해 각 헤드에 의한 부품의 유지 상태가 인식된다.
최근, 실장 동작의 효율화를 도모하기 위해서 헤드 유닛에 탑재되는 헤드의 수가 증가하는 경향이 있다. 이 경우, 헤드 유닛의 대형화를 억제하는 관점에서 복수의 헤드가 복수열로 나누어진 상태, 예를 들면 전후 2열로 배열된 상태로 헤드 유닛에 탑재되는 것이 고려된다.
그렇지만, 이렇게 복수의 헤드가 전후 2열로 배열되는 구성에서는 전후로 정렬되는 헤드의 유지 부품이 서로 겹치기 때문에 부품의 투영 화상을 촬상하는 것이 곤란해진다.
이러한 경우, 각 열의 헤드를 서로 어긋나게 함으로써 2열로 배열된 각 헤드의 유지 부품을 측방으로부터 촬상하는 것이 가능해지지만, 단지 각 열의 헤드를 어긋나게 해서 공통의 카메라(이미지 센서)로 유지 부품을 촬상할 경우에는 헤드와 카메라의 거리에 대해서 열 사이에서 원근차가 생기기 때문에, 헤드에 유지된 모든 부품을 동등한 화상 품질로 촬상하는 것이 곤란해진다.
일본 특허공개 2005-347412호 공보
본 발명은, 부품 실장용의 복수의 헤드가 복수열로 나누어진 상태에서 헤드 유닛에 탑재될 경우에 각 헤드에 유지되는 부품을 그것들의 측방으로부터 우열 없이 양호하게 촬상하기 위한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명의 일국면에 의한 부품 촬상 장치는 제 1 방향으로 일렬로 정렬되는 상하동 가능한 복수의 헤드를 포함하는 제 1 헤드열과, 상기 제 1 방향으로 일렬로 정렬되는 상하동 가능한 복수의 헤드를 포함하고 또한 상기 제 1 헤드열에 대하여 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 정렬되는 제 2 헤드열을 갖는 헤드 유닛과, 상기 각 헤드에 유지된 부품을 상기 제 2 방향에 있어서의 한쪽의 위치로부터 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 헤드에 유지된 부품에 대하여 촬상용의 조명광을 조사하는 조명 수단과, 상기 헤드에 유지된 부품을 촬상하기 위해서 상기 헤드 유닛을 상기 촬상 유닛에 대하여 상기 제 1 방향과 평행한 소정 경로를 따라 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 부품의 촬상 동작에 관한 제어를 행하는 촬상 제어 수단을 구비하고, 상기 촬상 유닛은 이미지 센서와, 상기 헤드에 유지된 부품의 화상이 되는 상기 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서로 도광(導光)하는 광학계를 구비하고, 상기 광학계는 상기 촬상 유닛에 대하여 상기 헤드 유닛이 상기 소정 경로를 따라 상대적으로 이동함에 따라 상기 제 1 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 중 미리 정해진 제 1 부품 촬상 위치에 도달한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서로 도광하는 제 1 도광부와 상기 제 2 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 중 미리 정해진 제 2 부품 촬상 위치에 도달한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서로 도광하는 제 2 도광부를 포함하고, 상기 제 1 도광부는 상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 화상으로서 상기 부품에 핀트가 맞은 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 1 부품 촬상 위치로부터 상기 이미지 센서까지의 광로 길이가 설정되고, 상기 제 2 도광부는 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 화상으로서 상기 부품에 핀트가 맞은 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 2 부품 촬상 위치로부터 상기 이미지 센서까지의 광로 길이가 설정되고, 상기 촬상 제어 수단은 상기 촬상 유닛에 대하여 상기 헤드 유닛이 상기 소정 경로를 따라 상대적으로 이동할 때에 상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지된 부품으로부터의 광이 상기 제 1 도광부에 의해 상기 이미지 센서로 도광되는 한편, 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지된 부품으로부터의 광이 상기 제 2 도광부에 의해 상기 이미지 센서로 도광되도록 상기 각 부품 촬상 위치에 의거해 상기 헤드의 높이 위치 및 상기 이미지 센서의 노광 타이밍을 제어하는 것이다.
또한, 본 발명의 일국면에 의한 부품 실장 장치는 부품 공급부로부터 부품을 인출해서 기판 상에 실장하는 부품 실장 장치이고, 상기 부품 촬상 장치와, 상기 이동 수단을 제어함으로써 상기 헤드 유닛의 각 헤드에 유지된 부품을 기판 상에 실장하는 실장 제어 수단을 포함하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 부품 실장 장치(본 발명에 의한 부품 촬상 장치가 탑재된 부품 실장 장치)를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 부품 실장 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 3은 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 4는 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 5는 부품 실장 장치의 제어계를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 부품 촬상 유닛의 변형예를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 7은 제 2 실시형태에 의한 부품 실장 장치에 탑재되는 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 8은 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 제 3 실시형태에 의한 부품 실장 장치에 탑재되는 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 10은 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 11은 부품 촬상 유닛의 변형예를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 12는 제 4 실시형태에 의한 부품 실장 장치를 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 13은 헤드 유닛 및 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
도 14는 제 4 실시형태의 변형예를 나타내는 헤드 유닛, 헤드 유닛 지지 부재 및 부품 촬상 유닛의 개략적인 측면도이다.
도 15는 제 5 실시형태에 의한 부품 실장 장치에 탑재되는 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 16은 제 6 실시형태에 의한 부품 실장 장치에 탑재되는 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내는 측면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일실시형태에 대해서 상술한다.
(제 1 실시형태)
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 부품 실장 장치(본 발명에 의한 부품 촬상 장치가 탑재된 부품 실장 장치)를 개략적으로 나타내고 있다. 도 1은 평면도이고, 도 2는 정면도이며, 각각 부품 실장 장치를 개략적으로 나타내고 있다. 또한, 도 1, 도 2 및 후에 설명하는 도면에는 방향 관계를 명확히 하기 위해서 XYZ 직각 좌표축이 나타내어져 있다.
부품 실장 장치는 기대(1)와, 이 기대(1) 상에 배치되어서 프린트 배선판(PWB; Printed Wiring Board) 등의 기판(3)을 X방향으로 반송하는 기판 반송 기구(2)와, 부품 공급부(4, 5)와, 부품 실장용의 헤드 유닛(6)과, 이 헤드 유닛(6)을 구동하는 헤드 유닛 구동 기구와, 헤드 유닛(6)에 의한 유지 부품의 인식을 위한 부품 촬상 유닛 등을 구비한다.
상기 기판 반송 기구(2)는 기대(1) 상에 있어서 기판(3)을 반송하는 1쌍의 컨베이어(2a, 2a)를 포함한다. 이들 컨베이어(2a, 2a)는 동 도면의 우측(-X방향측)으로부터 기판(3)을 수용해서 소정의 실장 작업 위치(동 도면에 나타내는 위치)로 반송하고, 도시 생략한 유지 장치에 의해 상기 기판(3)을 유지한다. 그리고, 상기 컨베이어(2a, 2a)는 실장 작업 후에 상기 기판(3)의 유지를 해제하고, 이 기판(3)을 동 도면의 좌측(+X방향측)으로 반출한다.
상기 부품 공급부(4, 5)는 상기 기판 반송 기구(2)의 양측(Y방향의 양측)에 배치되어 있다. 이들 부품 공급부(4, 5) 중 장치 후방측(-Y방향측)의 부품 공급부(4)에는 기판 반송 기구(2)를 따라 X방향으로 정렬되는 복수의 테이프 피더(4a)가 배치되어 있다. 이들 테이프 피더(4a)는 IC, 트랜지스터, 콘덴서 등의 소편 형상의 칩 부품을 수납, 유지한 테이프가 권회된 릴을 구비하고, 이 릴로부터 간헐적으로 테이프를 풀어내면서 기판 반송 기구(2) 근방의 소정 부품 공급 위치로 부품을 공급한다. 한편, 장치 전방측(+Y방향측)의 부품 공급부(5)에는 X방향으로 소정의 간격을 두고서 트레이(5a, 5b)가 세팅되어 있다. 각 트레이(5a, 5b)에는 후술하는 헤드 유닛(6)에 의한 인출이 가능해지도록 각각 QFP(Quad Flat Package)나 BGA(Ball Grid Array) 등의 패키지형의 부품이 정렬되어 적재되어 있다.
상기 헤드 유닛(6)은 부품 공급부(4, 5)로부터 부품을 인출해서 기판(3) 상에 실장하는 것이고, 기판 반송 기구(2) 및 부품 공급부(4, 5) 등의 상방에 배치되어 있다.
상기 헤드 유닛(6)은 상기 헤드 유닛 구동 기구에 의해 일정한 영역 내에서 X방향 및 Y방향으로 이동된다. 헤드 유닛 구동 기구는 기대(1) 상에 설치되는 1쌍의 고가 프레임(1a, 1a)에 각각 고정되고 Y방향으로 서로 평행하게 연장되는 1쌍의 고정 레일(9, 9)과, 이들 고정 레일(9, 9)에 지지되어서 X방향으로 연장되는 유닛 지지 부재(12)와, 이 유닛 지지 부재(12)에 나사결합 삽입되어서 Y축 서보모터(11)에 의해 구동되는 볼나사축(10)을 포함한다. 또한, 헤드 유닛 구동 기구는 유닛 지지 부재(12)에 고정되고 헤드 유닛(6)을 X방향으로 이동 가능하게 지지하는 고정 레일(13)과, 헤드 유닛(6)에 나사결합 삽입되어서 X축 서보모터(15)를 구동원으로 해서 구동되는 볼나사축(14)을 포함한다. 즉, 헤드 유닛 구동 기구는 X축 서보모터(15)의 구동에 의해 볼나사축(14)을 통해서 헤드 유닛(6)을 X방향으로 이동시킴과 아울러, Y축 서보모터(11)의 구동에 의해 볼나사축(10)을 통해서 유닛 지지 부재(12)를 Y방향으로 이동시킨다. 그 결과, 헤드 유닛 구동 기구는 헤드 유닛(6)을 일정한 영역 내에서 X방향 및 Y방향으로 이동시킨다.
상기 헤드 유닛(6)은 선단에 각각 부품 흡착용의 노즐을 구비하는 복수개의 실장 헤드(16)와, 이들 실장 헤드(16)를 헤드 유닛(6)에 대하여 승강(Z방향의 이동) 및 노즐 중심축 둘레로 회전(도 2 중의 R방향의 회전)시키기 위한 도시하지 않은 서보모터를 구동원으로 하는 헤드 구동 기구 등을 구비한다.
상기 실장 헤드(16)는 합계 6개이고, 3개씩 전후 2열로 나누어지며, 열마다 X방향으로 일정한 피치(P)로 일렬로 배열되어 있다. 이하의 설명에서는 장치 전방측의 실장 헤드(16)의 열을 전방열(본 발명의 제 1 헤드열에 상당한다)이라고 칭하고, 장치 후방측의 실장 헤드(16)의 열을 후방열(본 발명의 제 2 헤드열에 상당한다)이라고 칭하며, 또한 필요에 따라서 적당하게 전방열의 실장 헤드(16)를 전방열 헤드(16A), 후방열의 실장 헤드(16)를 후방열 헤드(16B)라고 칭한다. 또한, 당 예에서는 X방향이 본 발명의 제 1 방향에 상당하고, Y방향이 본 발명의 제 2 방향에 상당한다.
전방열 헤드(16A)의 배열 피치(P)와 후방열 헤드(16B)의 배열 피치(P)는 같고, 각 전방열 헤드(16A)는 각 후방열 헤드(16B)에 대하여 X(-X)방향으로 반피치(1/2P)만큼 오프셋되어 있다. 이것에 의해 12개의 실장 헤드(16)가 전체적으로 지그재그 형상의 배열로 되어 있다. 상세하게는, 전방열 헤드(16A)와 후방열 헤드(16B)가 같은 높이 위치에 배치되었을 때에 +Y방향(본 발명의 특정 방향에 상당한다)으로부터의 측면에서 볼 때 각 실장 헤드(16)에 유지되어 있는 부품이 서로 겹치지 않도록 6개의 실장 헤드(16)가 전체적으로 지그재그 형상으로 배열되어 있다.
각 실장 헤드(16)의 노즐은 각각 전동(電動) 스위칭 밸브를 통해서 부압 발생 장치, 정압 발생 장치 및 대기 중 어느 하나에 연통 가능하게 되어 있다. 즉, 상기 노즐은 그 선단에 부압이 공급됨으로써 부품의 흡착 유지가 가능해지고, 그 후에 정압이 공급됨으로써 상기 부품의 흡착 유지를 해제한다.
상기 부품 촬상 유닛은 상기 실장 헤드(16)에 의해 부품 공급부(4, 5)로부터 인출된 부품의 유지 상태를 인식하기 위해서 상기 부품을 촬상하기 위한 것이다. 부품 촬상 유닛은 상기 기대(1) 상이고 상기 트레이(5a, 5b) 사이의 위치에 배치되어 있다. 당 예에서는, 부품 촬상 유닛으로서 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이 제 1, 제 2의 2개의 부품 촬상 유닛(7, 8)이 배치되어 있고, 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 본 발명의 부품 촬상 유닛에 상당한다.
상기 제 1 부품 촬상 유닛(7)은 실장 헤드(16)에 유지된 부품을 주로 그 하방으로부터 촬상하는 것이고, 도 3에 나타내는 바와 같이 X방향과 평행한 소정 경로를 따라 상기 헤드 유닛(6)[실장 헤드(16)]이 제 1 부품 촬상 유닛(7)의 상방을 상대적으로 이동하는 동안에 각 실장 헤드(16)에 유지된 부품(C)[이하, 적당하게 유지 부품(C)이라고 한다]을 촬상한다. 이 제 1 부품 촬상 유닛(7)은 CCD 에어리어 센서 및 렌즈 등을 구비하는 카메라(20)와, 부품(C)에 대하여 촬상용의 조명광을 주는 LED 등의 광원을 갖는 조명부(22)를 포함하고, 부품(C)에 대하여 주로 하방으로부터 조명광을 조사하고, 그 반사 화상을 상기 카메라(20)에 의해 촬상하고 그 화상 데이터를 후기 제어 장치(40)에 출력한다.
상기 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 실장 헤드(16)에 유지된 부품(C)을 그 측방으로부터 촬상하는 것이다. 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 상기 헤드 유닛(6)[실장 헤드(16)]이 상기 소정 경로를 따라 상기 제 1 부품 촬상 유닛(7)의 상방을 이동하는 동안에 각 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)을 촬상한다.
이 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, CCD 에어리어 센서(이미지 센서) 및 렌즈 등을 구비하는 카메라(30)와, 부품(C)에 대하여 측방으로부터의 백라이트 조명을 주는 조명부(32)와, 부품 외주로부터의 통과광(즉 부품의 투영 화상이 되는 상기 부품으로부터의 광)을 상기 카메라(30)에 도광하는 광학계(34)를 포함한다. 또한, 당 예에서는 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 조명부(32)(본 발명의 조명 수단에 상당한다)를 포함하는 구성으로 되어 있지만, 조명부(32)는 제 2 부품 촬상 유닛(8)과는 별도이어도 된다.
제 2 부품 촬상 유닛(8) 중 카메라(30) 및 광학계(34)는 상기 제 1 부품 촬상 유닛(7)의 전방측(+Y방향측)에 배치되고, 조명부(32)는 제 1 부품 촬상 유닛(7)의 후방측(-Y방향측)에 배치되어 있다. 조명부(32)는 상향으로 조명광을 조사하는 LED 등의 광원(33a)과, 이 조명광을 대략 직각으로 굴절시킴으로써 장치 전방측을 향해서 도광하는 조명용 미러(33b)를 포함한다. 이 구성에 의해, 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 조명부(32)에 의해 장치 후방측으로부터 전방측을 향해서 부품(C)에 대하여 조명광을 조사하고, 그 투영 화상을 상기 광학계(34)에 의해 카메라(30)에 도광함으로써 촬상함과 아울러, 그 화상 데이터를 카메라(30)로부터 후기 제어 장치(40)에 출력한다.
또한, 상기 조명부(32)는 전방열 헤드(16A) 및 후방열 헤드(16B) 중 X방향으로 서로 인접하는 1쌍의 헤드(16A, 16B)의 각 유지 부품(C)에 조명광을 조사 가능한 조명폭을 갖고 있다. 한편, 상기 광학계(34)는 이들 헤드(16A, 16B)의 각 유지 부품(C)의 투영 화상을 카메라(30)의 서로 다른 영역에 동시에 도광한다. 이것에 의해, 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 X방향으로 서로 인접하는 1쌍의 헤드(16A, 16B)의 각 유지 부품(C)을 동시에 촬상 가능하게 되어 있다.
상기 광학계(34)에 대해서 상세하게 설명하면, 광학계(34)는 서로 인접하는 상기 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상을 각각 카메라(30)에 도광하기 위한 제 1, 제 2의 2개의 도광부(34A, 34B)를 갖고 있다. 이들 도광부(34A, 34B)는 X방향으로 정렬되어 있고, 제 1 도광부(34A)는 -X방향측에, 제 2 도광부(34B)는 +X방향측에 각각 위치한다. 즉, 제 1 도광부(34A)는 헤드 유닛(6)이 상기 소정 경로를 따라 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 대하여 상대적으로 이동함에 따라 전방열 헤드(16A)에 유지되어 있는 부품이 소정의 촬상 위치(이하, 필요에 따라서 제 1 부품 촬상 위치라고 칭한다)에 도달했을 때에 상기 부품의 투영 화상을 카메라(30)에 도광한다. 한편, 제 2 도광부(34B)는 상기 후방열 헤드(16B)에 유지된 부품이 상기 촬상 위치와 같은 높이 위치이고 +X방향으로 인접하는 촬상 위치(이하, 필요에 따라서 제 2 부품 촬상 위치라고 칭한다)에 도달했을 때에 상기 부품을 카메라(30)에 도광한다.
상기 제 1 도광부(34A) 및 상기 제 2 도광부(34B)는 이것들에 공통의 미러이고 헤드(16A, 16B)의 각 유지 부품(C)의 투영 화상을 각각 하향(-Z방향)으로 반사시키는 제 1 미러(35a)를 갖는다. 이 제 1 미러(35a)는 X방향으로 가늘고 긴 형상을 갖고 있고, 길이 방향의 서로 다른 영역에서 상기 헤드(16A, 16B)의 각 유지 부품(C)의 투영 화상을 각각 반사시킨다. 제 1 도광부(34A)는 또한 제 1 미러(35a)의 길이 방향의 한쪽측 절반(-X방향측 절반)에 대응하는 위치에 제 1 미러(35a)의 반사 화상을 복수회(당 예에서는 4회) 반사시켜서 하향으로 도광하는 제 2~제 5 미러(35b~35e)[제 2 미러(35b)~제 5 미러(35e)]를 갖는다. 즉, 제 1 도광부(34A)는 부품(C)의 투영 화상을 제 1 미러(35a)~제 5 미러(35e)에 의해 복수회 반사시키면서 카메라(30)에 도광하고, 한편 제 2 도광부(34B)는 부품(C)의 투영 화상을 제 1 미러(35a)에서만 반사시켜서 카메라(30)에 도광한다. 그리고, 도 4에 나타내는 바와 같이 제 1 도광부(34A)는 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)이 상기 제 1 부품 촬상 위치에 배치되었을 때에 해당 부품(C)에 바르게 초점(핀트)이 맞은 해당 부품(C)의 화상, 즉 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 1 부품 촬상 위치[전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 위치]로부터 카메라(30)까지의 광로 길이가 설정되어 있다. 한편, 제 2 도광부(34B)는 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)이 상기 제 2 부품 촬상 위치에 배치되었을 때에 해당 부품(C)의 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 2 부품 촬상 위치[후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 위치]로부터 카메라(30)까지의 광로 길이가 설정되어 있다. 즉, 전방열 헤드(16A)[의 유지 부품(C)]로부터 카메라(30)에 이르는 제 1 도광부(34A)의 광로 길이와, 후방열 헤드(16B)[의 유지 부품(C)]로부터 카메라(30)에 이르는 제 2 도광부(34B)의 광로 길이가 같아지도록 양 도광부(34A, 34B)가 구성되어 있다. 이 구성에 의해, 제 2 부품 촬상 유닛(8)에서는 전방열 헤드(16A) 및 후방열 헤드(16B)의 어느 유지 부품(C)의 투영 화상에 대해서도 각각 우열 없이 동 품질의 합초점 화상이 얻어진다.
또한, 도 3에서는 실선으로 전방열 헤드(16A)에 유지된 부품(C)의 투영 화상의 광로[제 1 도광부(34A)에 의한 광로]를 나타내고, 파선으로 후방열 헤드(16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상의 광로[제 2 도광부(34B)에 의한 광로]를 나타내고 있다. 도 3 중에서는 실제로는 제 2 도광부(34B)에 의한 광로의 일부[제 1 미러(35a)로부터 카메라(30)까지의 광로]는 제 1 도광부(34A)의 광로[제 1 미러(35a)로부터 제 2 미러(35b)까지의 광로, 및 제 5 미러(35e)로부터 카메라(30)까지의 광로]와 겹치지만, 동 도면에서는 광로를 명시하기 위해서 의도적으로 제 2 도광부(34B)에 의한 광로를 어긋나게 해서 묘사하고 있고, 따라서 동 도면에서는 각 도광부(34A, 34B)의 광로 길이는 반드시 같은 거리로는 되어 있지 않다. 또한, 이와 같이 각 도광부(34A, 34B)의 광로를 어긋나게 해서 묘사하고 있는 점이나 각 도광부(34A, 34B)의 광로 길이가 반드시 같은 거리로 나타내어져 있지 않은 점은 후술하는 실시형태에 대해서도 같다.
이 부품 실장 장치는 그 동작을 통괄적으로 제어하기 위한, 도 5에 나타내는 바와 같은 제어 장치(40)를 더 구비하고 있다. 이 제어 장치(40)는 논리연산을 실행하는 CPU, 그 CPU를 제어하는 여러 가지 프로그램 등을 기억하는 ROM, 여러 가지 데이터를 일시적으로 기억하는 RAM 및 HDD 등으로 구성되어 있다. 이 제어 장치(40)는 그 기능 구성으로서 주제어부(41), 기억부(42), 카메라 제어부(43), 화상 처리부(44) 및 구동 제어부(45)를 포함하고, 이것들이 버스를 통해서 서로 신호를 교환할 수 있게 접속된 구성을 갖는다.
주제어부(41)는 기억부(42)에 기억되어 있는 실장 프로그램에 따라 구동 제어부(45)를 통해서 헤드 유닛 구동 기구나 헤드 구동 기구 등의 구동 기구를 통괄적으로 제어함으로써 부품 실장 동작을 실행한다. 특히, 실장 헤드(16)의 Z방향의 하강에 의한 부품 공급부(4, 5)로부터의 부품의 인출 후에는 상기 부품 촬상 유닛(7, 8)에 의해 부품의 촬상을 행하기 위해, 주제어부(41)는 구동 제어부(45)를 통해서 전방열 헤드(16A) 및 후방열 헤드(16B)의 높이 위치 제어와 헤드 유닛(6)의 구동 제어를 행함과 아울러, 카메라 제어부(43)를 통해서 각 부품 촬상 유닛(7, 8)에 있어서의 카메라(20, 30)의 노광 타이밍 등의 제어를 행한다.
상기 화상 처리부(44)는 상기 카메라(20, 30)로부터의 화상 데이터에 소정의 화상 처리를 실시하는 것이고, 상기 주제어부(41)는 이 처리 화상에 의거해 각 실장 헤드(16)에 의한 부품의 유지 상태를 인식한다. 또한, 당 실시형태에서는 헤드 유닛 구동 기구가 본 발명의 이동 수단에 상당하고, 주제어부(41), 카메라 제어부(43) 및 구동 제어부(45)가 본 발명의 촬상 제어 수단 및 실장 제어 수단에 상당한다.
이 부품 실장 장치에서는 제어 장치(40)의 제어에 의거해 다음과 같이 해서 부품의 실장 동작이 행하여진다. 우선, 헤드 유닛(6)이 부품 공급부(4, 5) 상으로 이동하고, 각 실장 헤드(16)에 의해 부품이 흡착 유지된다. 부품 흡착 후, 헤드 유닛(6)이 제 1 부품 촬상 유닛(7) 상을 상기 소정 경로를 따라 X방향(도 4 중의 백색 화살표 방향)으로 통과함으로써, 그 통과 동안에 전후 각 열의 실장 헤드(16)에 각각 유지되어 있는 부품이 각 촬상 유닛(7, 8)에 의해 촬상된다.
상세하게는, 도 3에 나타내는 바와 같이 각 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)이 제 1 부품 촬상 유닛(7)의 상방이고 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 조명부(32)와 광학계(34) 사이[조명용 미러(33b)와 제 1 미러(35a) 사이의 광로 내]를 통과하도록 미리 설정된 소정의 부품 촬상 높이 위치에 전방열 헤드(16A) 및 후방열 헤드(16B)가 배치된 후에 헤드 유닛(6)이 X방향으로 일정 속도로 이동한다.
그리고, 이 헤드 유닛(6)[실장 헤드(16)]의 이동 중에 각 부품(C)이 카메라(20) 상에 도달하는 타이밍에 제 1 부품 촬상 유닛(7)의 조명부(22)가 점등하도록 상기 조명부(22)의 점등 타이밍이 제어됨으로써 제 1 부품 촬상 유닛(7)에 의해 각 부품(C)이 그 하측으로부터 촬상된다. 또한 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 광학계(34) 중 제 1 도광부(34A)에 대응하는 위치(제 1 부품 촬상 위치)에 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)이 도달함과 아울러, 제 2 도광부(34B)에 대응하는 위치(제 2 부품 촬상 위치)에 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)이 도달하는 타이밍에 조명부(32)가 점등하도록 상기 조명부(32)의 점등 타이밍이 제어됨으로써(즉, 노광 타이밍이 제어됨으로써) 인접하는 2개의 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 측방(+Y방향측)으로부터의 투영 화상이 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 의해 촬상되게 된다. 이때, 상술한 바와 같이 제 1 도광부(34A)는 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)에 대해서 합초점 화상이 얻어지도록 광로 길이가 설정되어 있고, 한편 제 2 도광부(34B)는 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)에 대해서 합초점 화상이 얻어지도록 광로 길이가 설정되어 있기 때문에 어느 헤드(16A, 16B)에 대해서나 양호한 합초점 화상이 얻어지게 된다.
부품 촬상 유닛(7, 8)에 의한 부품(C)의 촬상이 종료하면, 주제어부(41)에 의해 제 1 부품 촬상 유닛(7)에 의해 촬상된 각 부품(C)의 하면 화상(반사 화상)과, 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 의해 촬상된 각 부품(C)의 측방으로부터의 투영 화상에 의거하여 각 실장 헤드(16)에 유지된 부품(C)의 흡착 상태[실장 헤드(16)에 대한 부품의 X방향, Y방향 및 R방향의 각 위치 어긋남이나 경사 등]나 부품(C)의 결함 등이 인식된다. 그리고, 각 실장 헤드(16)에 유지된 부품(C) 중에 불량 부품(C)이나 보정 불가능한 흡착 상태인 것이 있을 경우에는 상기 부품(C)이 폐기 대상으로서 등록된 후에 헤드 유닛(6)이 기판(3) 상으로 이동하고, 상기 폐기 대상 이외의 부품(C)을 순차적으로 기판(3) 상에 실장한다. 이때, 상기 부품 인식 결과에 따라서 부품(C)의 흡착 위치 어긋남을 보정하도록 헤드 유닛(6)의 위치 및 실장 헤드(16)의 회전 각도 등이 상기 구동 제어부(45)를 통해서 주제어부(41)에 의해 제어됨으로써 기판(3) 상의 각 탑재점에 부품(C)이 적절하게 실장된다.
이렇게 해서 기판(3) 상에 부품(C)이 실장되면 헤드 유닛(6)이 도시 생략한 부품 폐기 박스 상으로 이동하고, 상기 폐기 대상의 부품(C)을 폐기한다. 이것에 의해 실장 동작의 1사이클이 종료하고, 필요에 따라서 이 동작이 반복됨으로써 소요 부품이 기판(3) 상에 실장된다.
이상과 같은 부품 실장 장치에 의하면, 다수의 실장 헤드(16)를 헤드 유닛(6)에 탑재해서 효율적으로 부품(C)의 실장 작업을 진행하는 한편으로, 헤드 유닛(6)을 X방향으로 컴팩트하게 구성할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 전후 2열로 배열된 각 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)의 투영 화상을 그것들의 측방으로부터 우열 없이 양호하게 취득할 수 있기 때문에, 상기 투영 화상에 의거하는 부품 인식을 종래의 이러한 종류의 장치, 즉 실장 헤드가 일렬만인 것과 마찬가지로 제 1 부품 촬상 유닛(7)에 대하여 헤드 유닛(6)을 일방향으로 한번 이동시키는 것만으로 효율적으로 행할 수 있다.
또한 이 부품 실장 장치에서는, 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 부품(C)의 투영 화상을 촬상하는 것이지만, 부품(C)의 반사 화상을 촬상하는 것이어도 된다. 도 6은 그 실시형태의 일례이다. 동 도면에 나타내는 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 있어서는 제 1 미러(35a)는 하프미러이다. 그리고, 조명부(32)는 제 1 미러(35a)와 같은 높이 위치에서 상기 제 1 미러(35a)의 전방측(+Y방향측)에 배치된 광원(33a)으로부터 직접 제 1 미러(35a)를 통해서 같은 촬상 높이 위치로 위치 결정된 각 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)에 조명광을 조사하도록 구성되어 있다.
이 구성에서는, 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)에서 반사된 조명광(즉 부품의 반사 화상이 되는 상기 부품으로부터의 광)이 제 1 미러(35a)~제 5 미러(35e)에 의해 반사되어서 카메라(30)에 도광된다. 또한, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)에서 반사된 조명광이 제 1 미러(35a)에 의해 반사되어서 카메라(30)에 도광된다. 이것에 의해 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 반사 화상이 각각 카메라(30)에 의해 촬상되게 된다.
(제 2 실시형태)
도 7 및 도 8은 제 2 실시형태에 의한 부품 실장 장치 중 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내고 있다. 이 부품 실장 장치는 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 구성이 이하의 점에서 제 1 실시형태의 것과 상위하고, 그 이외의 구성은 기본적으로는 제 1 실시형태의 부품 실장 장치와 공통된다. 따라서, 이하의 설명에서는 제 1 실시형태와 공통되는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 제 1 실시형태와의 차이점에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
제 2 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 조명부(32)가 제 1 파장의 조명광을 조사하는 제 1 광원(333a)과, 상기 제 1 파장과는 다른 제 2 파장의 조명광을 조사하는 제 2 광원(333b)을 구비하고 있다. 제 1 광원(333a)은 조명부(32)의 X방향의 중간 위치를 경계로 해서 -X방향측에 구비되고, 제 2 광원(333b)은 +X방향측에 구비되어 있다.
또한, 조명부(32)는 확산판(37) 및 광원측 광학 필터(38)를 구비하고 있다. 이들 확산판(37) 및 광원측 광학 필터(38)는 광원(333a, 333b)과 조명용 미러(33b) 사이에 배치되어 있다. 상기 광원측 광학 필터(38)는 제 1 광원측 필터부(38a)와, 제 2 광원측 필터부(38b)를 포함한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 광원측 필터부(38a)는 광원측 광학 필터(38)의 X방향의 중간 위치를 경계로 해서 그 -X방향측에 위치하고, 조명광 중 제 2 파장의 광 성분을 제거한다. 제 2 광원측 필터부(38b)는 광원측 광학 필터(38)의 X방향의 중간 위치를 경계로 해서 그 +X방향측에 위치하고, 조명광 중 제 1 파장의 광 성분을 제거한다. 이 구성에 의해, 조명부(32)는 X방향의 중간 위치를 경계로 해서 -X방향측에서는 제 1 파장의 조명광을 부품(C)에 조사하는 한편으로, +X방향측에서는 제 2 파장의 조명광을 부품(C)에 조사하는 구성으로 되어 있다.
또한, 광학계(34)는 카메라측 광학 필터(39)를 포함하고 있다. 이 카메라측 광학 필터(39)는 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)과 제 1 미러(35a) 사이에 배치되어 있다. 이 카메라측 광학 필터(39)는 제 1 카메라측 필터부(39a)와, 제 2 카메라측 필터부(39b)를 포함한다. 제 1 카메라측 필터부(39a)는 카메라측 광학 필터(39)의 X방향의 중간 위치를 경계로 해서 -X방향측에 위치하고, 제 2 파장의 광 성분을 제거하면서 상기 제 1 파장의 광 성분을 투과시킨다. 제 2 카메라측 필터부(39b)는 카메라측 광학 필터(39)의 X방향의 중간 위치를 경계로 해서 +X방향측에 위치하고, 제 1 파장의 광 성분을 제거하면서 상기 제 2 파장의 광 성분을 투과시킨다.
제 2 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)에서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 도광부(34A)에 대응하는 위치에 배치된 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)(본 발명의 제 1 부품에 상당한다)에 대하여 제 1 파장의 조명광이 조사된다. 그리고, 그 투영 화상이 카메라측 광학 필터(39)[제 1 카메라측 필터부(39a)]에 있어서 제 2 파장의 광 성분을 제거한 후에 카메라(30)에 도광된다. 그 한편으로, 제 2 도광부(34B)에 대응하는 위치에 배치된 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)(본 발명의 제 2 부품에 상당한다)에 대하여 제 2 파장의 조명광이 조사된다. 그리고, 그 투영 화상이 카메라측 광학 필터(39)[제 2 카메라측 필터부(39b)]에 있어서 제 1 파장의 광 성분을 제거한 후에 투영 화상이 카메라(30)에 도광된다.
제 2 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 의하면, 인접하는 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상을 보다 선명한 것으로서 촬상하는 것이 가능해진다. 즉, 예를 들면 인접하는 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품끼리가 매우 접근하고 있는 경우, 조명부(32)로부터 동일 파장의 광 성분을 포함하는 조명광이 조사되면 상기 조명광이 각 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)에 닿아서 산란하고, 그 산란광이 부품(C)의 투영 화상에 섞임으로써 각 투영 화상의 콘트라스트가 저하되는 것이 생각된다. 그러나 제 2 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 의하면, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)에 닿아서 산란하는 제 2 파장의 산란광이 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 투영 화상에 섞였다고 하여도 상기 제 2 파장의 광 성분은 카메라측 광학 필터(39)[제 1 카메라측 필터부(39a)]에 의해 제거된다. 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 투영 화상에 대해서도 마찬가지로 제 1 파장의 광 성분이 카메라측 광학 필터(39)[제 2 카메라측 필터부(39b)]에 의해 제거된다. 따라서, 이 제 2 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 의하면 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 어느 부품(C)의 투영 화상에 대해서나 상기와 같은 산란광의 영향이 배제된다. 따라서, 어느 유지 부품(C)에 대해서나 콘트라스트가 양호한 선명한 투영 화상을 취득하는 것이 가능해진다.
이 실시형태에서는 상기 광원측 광학 필터(38) 및 카메라측 광학 필터(39)가 본 발명의 필터 수단에 상당하고, 제 1 광원측 필터부(38a) 및 제 1 카메라측 필터부(39a)가 본 발명의 제 1 필터(제 1 상류측 필터 및 제 1 하류측 필터)에 상당하며, 제 2 광원측 필터부(38b) 및 제 2 카메라측 필터부(39b)가 본 발명의 제 2 필터(제 2 상류측 필터 및 제 2 하류측 필터)에 상당한다.
또한, 이 실시형태에서는 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 광원측 광학 필터(38) 및 카메라측 광학 필터(39)의 쌍방을 구비하고 있지만, 어느 한쪽을 구비하는 구성이어도 된다. 또한, 제 1 필터[제 1 광원측 필터부(38a) 및 제 1 카메라측 필터부(39a)] 및 제 2 필터[제 2 광원측 필터부(38b) 및 제 2 카메라측 필터부(39b)]의 어느 한쪽을 구비하는 구성이어도 된다. 요컨대, 필터 수단은 특정 광 성분을 제거함으로써 산란광의 영향을 억제하고, 인접하는 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상으로서 콘트라스트가 양호한 투영 화상을 취득할 수 있도록 적당하게 설치되어 있으면 된다.
또한, 이 실시형태와 같이 서로 파장이 다른 광 성분의 조명광을 조사하는 광원(333a, 333b)을 구비한 조명부(32)를 사용하는 대신에, 광원으로서 일반적인 백색 광원을 사용하고, 인접하는 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상으로서 다른 광 성분을 포함하는 광이 CCD 에어리어 센서에 입사하도록 광원으로부터 CCD 에어리어 센서에 이르는 광로 내에 필터 수단을 개재시키도록 해도 좋다. 예를 들면, 백색 광원으로부터의 조명광 중 제 1 파장의 조명광이 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)에 조사되도록 도 8에 있어서의 -X측에 배치되는 제 1 광원측 필터부(38a)에 의해 제 1 파장의 조명광을 통과시킴과 아울러, 그 이외의 파장의 조명광을 제거한다. 또한, 백색 광원으로부터의 조명광 중 제 2 파장의 조명광이 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)에 조사되도록 +X측에 배치되는 제 2 광원측 필터부(38b)에 의해 제 2 파장의 조명광을 통과시킴과 아울러, 그 이외의 파장의 조명광을 제거한다. 한편, 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)으로부터의 광(즉 투영 화상) 중 제 1 파장의 광 성분의 투영 화상이 카메라(30)에 도광되도록 도 8에 있어서의 -X측에 배치되는 제 1 카메라측 필터부(39a)에 의해 제 1 파장의 광 성분의 투영 화상을 통과시킴과 아울러, 그 이외의 파장의 투영 화상을 제거한다. 또한, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)으로부터의 투영 화상 중 제 2 파장의 광 성분의 투영 화상이 카메라(30)에 도광되도록 -X측에 배치되는 제 2 카메라측 필터부(39b)에 의해 제 2 파장의 광 성분의 투영 화상을 통과시킴과 아울러, 그 이외의 파장의 투영 화상을 제거하도록 한다. 이 구성에 의해서도 산란광의 영향을 억제하여, 인접하는 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상으로서 콘트라스트가 양호한 화상을 취득하는 것이 가능해진다.
(제 3 실시형태)
도 9 및 도 10은 제 3 실시형태에 의한 부품 실장 장치 중 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내고 있다. 이 부품 실장 장치의 구성은 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 구성이 이하의 점에서 제 1 실시형태의 것과 상위한 이외에, 기본적으로는 제 1 실시형태의 부품 실장 장치와 구성이 공통된다. 따라서, 이하의 설명에서는 제 1 실시형태와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 제 1 실시형태와의 차이점에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
이 제 3 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 CCD 리니어 센서[라인 센서(31)라고 한다]가 구비된 카메라(30)를 갖는다. 이 카메라(30)는 촬상소자가 Y방향으로 정렬되도록 배치되어 있고, 헤드 유닛(6)의 X방향의 이동에 따라 각 실장 헤드(16)에 유지된 부품(C)의 1라인분의 투영 화상을 순차적으로 취득하면서 그 화상 데이터를 상기 제어 장치(40)에 출력한다.
또한, 상기 광학계(34)에 대해서 상기 제 1 미러(35a)가 실장 헤드(16) 중 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 투영 화상을 도광하기 위한 전용의 미러가 되고[당 실시형태에 있어서 전방열용 제 1 미러(35a)라고 한다], 이 전방열용 제 1 미러(35a)와는 별도로 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 투영 화상을 도광하기 위한 하프미러로 이루어지는 제 1 미러(35a')[당 실시형태에 있어서 후방열용 제 1 미러(35a')라고 한다]가 설치되어 있다. 이 후방열용 제 1 미러(35a')는 전방열용 제 1 미러(35a)와 실장 헤드(16)의 유지 부품(C) 사이에 배치되어 있다. 이 구성에 의해, 제 1 도광부(34A)는 전방열 헤드(16A)에 유지된 부품(C)의 투영 화상 중 후방열용 제 1 미러(35a')를 투과하는 화상을 전방열용 제 1 미러(35a)와 제 2 미러(35b)~제 5 미러(35e)에 의해 복수회 반사시키면서 라인 센서(31)의 장치 전방측(+Y방향측)의 영역으로 도광한다. 한편, 제 2 도광부(34B)는 후방열 헤드(16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상을 후방열용 제 1 미러(35a')에 의해 반사시켜서 라인 센서(31)의 장치 후방측(-Y방향측)의 영역으로 도광한다. 즉, 각 도광부(34A, 34B)는 서로 Y방향으로 정렬되어 있고, 각 헤드(16A, 16B)에 유지되는 부품(C)의 투영 화상을 헤드 유닛(6)의 이동에 따라 X방향의 같은 위치에서 카메라(30)에 도광한다. 환언하면, 제 3 실시형태에 의한 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 상기 제 1 부품 촬상 위치와 상기 제 2 부품 촬상 위치가 X방향의 같은 위치에 설정되어 있다.
제 3 실시형태의 부품 실장 장치에서는 조명부(32)로부터 조명광이 조사된 상태에서 헤드 유닛(6)의 이동에 따라 각 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)이 광학계(34)와 조명부(32) 사이의 위치를 상기 소정 경로를 따라 X방향으로 이동함으로써 이 이동에 따라 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상이 교대로 카메라(30)에 의해 촬상된다.
제 3 실시형태의 부품 실장 장치에서는, 각 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)의 투영 화상은 모두 전방열용 제 1 미러(35a)에서 반사되고 제 1 도광부(34A)를 거쳐 라인 센서(31) 상에서 결상하고, 또한 후방열용 제 1 미러(35a')에서 반사되고 제 2 도광부(34B)를 거쳐 라인 센서(31) 상에서 결상한다. 그러나, 전방열용 제 1 미러(35a)와 후방열용 제 1 미러(35a')가 서로 Y방향으로 이간되어 있기 때문에, 제 1 도광부(34A)를 거쳐 라인 센서(31) 상에서 결상하는 투영 화상은 라인 센서(31)의 전방측 영역에 위치하고, 제 2 도광부(34B)를 거쳐 라인 센서(31) 상에서 결상하는 투영 화상은 라인 센서(31)의 후방측 영역에 위치한다. 또한, 제 1 도광부(34A)는 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)에 대해서 합초점 화상이 얻어지도록 그 광로 길이가 설정되고, 제 2 도광부(34B)는 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)에 대해서 합초점 화상이 얻어지도록 그 광로 길이가 설정되어 있다. 그 때문에, 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 투영 화상이 제 2 도광부(34B)에 의해 카메라(30)에 도광되었다고 하여도 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 투영 화상은 초점이 벗어난 불선명한 것이 된다. 한편, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 투영 화상에 대해서도 상기와 마찬가지의 이유에 의해 제 1 도광부(34A)에 의해 카메라(30)에 도광되었다고 하여도 이 투영 화상은 초점이 벗어난 불선명한 화상이 된다. 이상으로부터, 상기 화상 처리부(44)는 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 투영 화상에 대해서는 라인 센서(31)의 전방측 영역의 화상만을 추출하는 처리를 실시하고, 반대로 후방열 헤드(16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상에 대해서는 라인 센서(31)의 후방측 영역의 화상을 추출하는 처리를 실시한다. 이것에 의해, 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상으로서 각각 양호한 합초점 화상이 얻어진다.
또한, 이 부품 실장 장치에 있어서 상기 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 부품(C)의 투영 화상을 촬상하는 구성에 한정되는 것은 아니고, 부품(C)의 반사 화상을 촬상하는 것이어도 된다. 도 11은 그 실시형태의 일례이다.
동 도면에 나타내는 제 2 부품 촬상 유닛(8)에서는 전방열용 제 1 미러(35a)로서 하프미러가 적용되어 있다. 그리고, 조명부(32)는 전방열용 제 1 미러(35a)의 전방측(+Y방향측)에 배치된 광원(33a)으로부터 제 1 미러(35a) 및 후방열용 제 1 미러(35a')를 통해서 각 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)에 조명광을 조사하도록 되어 있다.
이 구성에서는, 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)에서 반사된 조명광, 즉 반사 화상이 후방열용 제 1 미러(35a')를 투과하고, 전방열용 제 1 미러(35a) 및 제 2 미러(35b)~제 5 미러(35e)에서 반사되어서 카메라(30)의 라인 센서(31)의 전방측 영역으로 도광된다. 또한, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 반사 화상이 후방열용 제 1 미러(35a')에서 반사되어서 카메라(30)의 라인 센서(31)의 후방측 영역으로 도광된다. 이것에 의해 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 반사 화상이 카메라(30)에 의해 촬상되게 된다.
(제 4 실시형태)
도 12 및 도 13은 제 4 실시형태에 의한 부품 실장 장치를 개략적으로 나타내고 있다. 도 12는 부품 실장 장치를 정면도로 나타내고 있고, 도 13은 헤드 유닛(6)을 측면도로 개략적으로 나타내고 있다. 이 부품 실장 장치는 헤드 유닛(6)에 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 탑재되어 있는 것이고, 그 이외의 구성은 기본적으로는 제 1 실시형태의 부품 실장 장치와 공통된다. 따라서, 이하의 설명에서는 제 1 실시형태와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 제 1 실시형태와의 상위점에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 이 부품 실장 장치에서는 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 카메라(30), 광학계(34), 및 이것들이 수용되는 하우징(8a)으로 이루어지고, 상기 조명부(32)는 제 2 부품 촬상 유닛(8)과는 별도로 설치되어 있다. 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 헤드(16A, 16B)의 후방측(-Y방향측)의 위치에 배치되고, X방향으로 연장되는 1쌍의 고정 레일(52)을 통해서 헤드 유닛(6)의 하면으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 도시 생략한 서보모터의 구동에 의해 회전 구동되는 볼나사축(53)이 상기 하우징(8a)에 나사결합 삽입되고, 상기 서보모터가 상기구동 제어부(45)를 통해서 주제어부(41)에 의해 제어됨으로써 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 X방향으로 이동한다. 또한, 당 예에서는 상기 서보모터나 볼나사축(53) 등이 본 발명의 이동 수단에 상당한다.
상기 조명부(32)는 조명용 미러(33b)을 구비하고 있지 않고, 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)에 대하여 후향으로 직접 조명광을 조사하도록 헤드 유닛(6)의 전단부로부터 수하되는 장착 부재에 복수의 광원(33a)이 고정된 구성을 갖는다. 각 광원(33a)은 각 헤드(16A, 16B)의 전방에 각각 배치되어 있다. 한편, 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 상기 카메라(30)는 장치 전방측을 향하도록 상기 하우징(8a)에 구비되어 있다. 이 구성에 의해, 헤드 유닛(6)에 대하여 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 X방향으로 이동함과 아울러, 각 광원(33a)이 X방향의 일단측으로부터 순차적으로 점등함으로써 각 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상이 카메라(30)에 의해 촬상되게 되어 있다. 그리고, 전방열 헤드(16A)에 유지된 부품(C)의 투영 화상이 직접 카메라(30)에 입사하도록 제 1 도광부(34A)가 구성되는 한편으로, 후방열 헤드(16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상이 복수개의 미러에 의해 반사되어서 카메라(30)로 도광되도록 제 2 도광부(34B)가 구성된다. 그리고, 각 부품(C)의 투영 화상으로서 각각 합초점 화상이 얻어지도록 각 도광부(34A, 34B)의 광로 길이가 설정되어 있다.
제 4 실시형태의 부품 실장 장치에서는, 각 실장 헤드(16)에 의한 부품 공급부(4, 5)로부터의 부품의 인출 후에 도 13에 나타내는 바와 같이 각 실장 헤드(16)가 소정의 부품 촬상 높이 위치에 배치된 상태에서 도 12의 화살표에 나타내는 바와 같이 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 헤드 유닛(6)에 대하여 이동한다. 그리고, 이 이동 중에 각 광원(33a)이 순차적으로 점등함으로써 각 헤드(16A, 16B)에 의해 유지된 부품(C)의 투영 화상이 각각 카메라(30)에 의해 촬상된다.
또한, 도 12 및 도 13의 예는 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 헤드 유닛(6)에 대하여 이동 가능하게 지지되는 구성이지만, 도 14에 나타내는 바와 같이 제 2 부품 촬상 유닛(8)을 유닛 지지 부재(12)의 적소, 예를 들면 X방향의 중간 위치 등에 고정적으로 배치하도록 해도 좋다. 이 구성에서는, 각 실장 헤드(16)가 소정의 부품 촬상 높이 위치에 배치된 상태에서 헤드 유닛(6)이 X방향으로 이동함으로써 이 이동 중에 각 헤드(16A, 16B)에 의해 유지된 부품(C)의 투영 화상이 각각 카메라(30)에 의해 촬상된다. 이 구성에 의하면, 제 2 부품 촬상 유닛(8)을 이동시키기 위한 전용의 구동 기구가 불필요하여, 도 12 및 도 13에 나타낸 예에 비하여 구성의 간략화 및 저렴화를 도모할 수 있다. 또한, 당 예에서는 X축 서보모터(15)나 볼나사축(14) 등이 본 발명의 이동 수단에 상당한다.
(제 5 실시형태)
도 15는 제 5 실시형태에 의한 부품 실장 장치를 나타내고 있다. 동 도면은 부품 실장 장치 중 헤드 유닛(6)과 제 2 부품 촬상 유닛(8)을 개략적으로 평면도로 나타내고 있다. 이 부품 실장 장치는 헤드 유닛(6) 및 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 구성이 이하의 점에서 제 1 실시형태의 것과 상위하고, 그 이외의 구성은 기본적으로는 제 1 실시형태의 부품 실장 장치와 구성이 공통된다. 따라서, 이하의 설명에서는 제 1 실시형태와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 제 1 실시형태와의 상위점에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.
이 제 5 실시형태에 의한 부품 실장 장치에서는 동 도면에 나타내는 바와 같이 헤드 유닛(6)의 전방열 헤드(16A)와 후방열 헤드(16B)가 정렬된 상태, 즉 각 전방열 헤드(16A)와 각 후방열 헤드(16B)가 X방향의 같은 위치에 정렬되도록 배열되어 있다. 또한, Y방향에 대하여 소정 각도(θ)만큼 경사지는 경사 방향(본 발명의 특정 방향에 상당한다; 동 도면 중 지표에 나타내는 파선 화살표 방향)으로부터의 측면에서 볼 때 전체적으로 실장 헤드(16)끼리가 서로 상기 경사 방향과 직교하는 방향으로 어긋나도록 각 실장 헤드(16)의 간격이 설정되어 있다. 그리고 동 도면에 나타내는 바와 같이, 상기 경사 방향과 평행한 방향으로 조명광을 조사하면서 각 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)의 투영 화상을 촬상하도록 제 2 부품 촬상 유닛(8)이 구성되어 있다. 이 제 5 실시형태의 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 상기 제 1 부품 촬상 위치와 상기 제 2 부품 촬상 위치가 X방향의 같은 위치에 설정되어 있다. 또한, 동 도면에서는 제 1 부품 촬상 유닛(7)은 편의상 생략하고 있다.
이 제 5 실시형태에 의한 부품 실장 장치는, 제 1 실시형태에 있어서 실장 헤드(16)를 정렬 배치로 하는 대신에 제 2 부품 촬상 유닛(8)을 Y방향에 대하여 경사지게 함으로써 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 투영 화상을 촬상하도록 한 것이다. 이러한 구성에 의하면, 헤드 유닛(6)에 대해서는 전후의 헤드(16A, 16B)가 정렬 배치된 구조이면서, 제 1 실시형태와 마찬가지로 모든 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)에 대해서 각각 초점이 맞은 측면 화상을 취득할 수 있다.
(제 6 실시형태)
도 16은 제 6 실시형태에 의한 부품 실장 장치 중 부품 촬상 유닛을 개략적으로 나타내고 있다. 이 부품 실장 장치는 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 구성이 이하의 점에서 제 3 실시형태(도 9 및 도 10)의 것과 상위한 것 이외에 기본적으로는 제 3 실시형태의 부품 실장 장치와 구성이 공통된다. 따라서, 이하의 설명에서는 제 3 실시형태와 공통되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명을 생략하고, 주로 제 1 실시형태와의 상위점에 대해서 상세하게 설명한다.
이 제 6 실시형태에 의한 부품 실장 장치는, 도 15에 나타낸 구성과 마찬가지로 전방열 헤드(16A)와 후방열 헤드(16B)가 정렬된 상태, 즉 각 전방열 헤드(16A)와 각 후방열 헤드(16B)가 X방향의 같은 위치에 정렬되도록 배열된 상태로 헤드 유닛(6)에 탑재되어 있다.
또한, 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 있어서 제 2 도광부(34B)의 후방열용 제 1 미러(35a')가 제 1 도광부(34A)의 전방열용 제 1 미러(35a)보다 낮은 위치에 배치되어 있다. 즉, 제 2 부품 촬상 유닛(8)은 상기 제 1 부품 촬상 위치가 상기 제 2 부품 촬상 위치보다 높은 위치로 설정되어 있다.
이 부품 실장 장치에서는, 부품(C)의 촬상시에는 동 도면에 나타내는 바와 같이 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 투영 화상이 전방열용 제 1 미러(35a)에서 반사되는 한편, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 투영 화상이 후방열용 제 1 미러(35a')에서 반사되도록 전후방의 헤드(16A, 16B)가 서로 다른 높이 위치로 제어된다. 즉, 주제어부(41)는 전방열 헤드(16A)의 유지 부품(C)의 높이 위치가 전방열용 제 1 미러(35a)의 높이 위치와 같아지고, 후방열 헤드(16B)의 유지 부품(C)의 높이 위치가 후방열용 제 1 미러(35a')의 높이 위치와 같아지도록 전후방의 헤드(16A, 16B)의 촬상 높이 위치를 제어한다. 그리고, 이 상태에서 제 2 부품 촬상 유닛(8)에 대하여 헤드 유닛(6)이 X방향으로 이동하도록 상기 헤드 유닛(6)이 제어됨으로써, 이 이동에 따라 전후 방향(Y방향)으로 서로 인접하는 헤드(16A, 16B)의 유지 부품(C)의 1라인마다 투영 화상이 라인 센서(31)에 의해 동시에 촬상된다.
제 6 실시형태의 구성에 의하면, 전후방의 헤드(16A, 16B)가 정렬 배치된 구조 이면서, 모든 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)에 대해서 각각 초점이 맞은 측면 화상을 취득할 수 있다.
또한, 이상 설명한 각 실시형태의 부품 실장 장치는 본 발명에 의한 부품 실장 장치(본 발명에 의한 부품 촬상 장치가 적용된 부품 실장 장치)의 바람직한 실시형태의 예시이고, 그 구체적인 구성 등은 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 적당하게 변경 가능하다.
예를 들면 제 1~제 6 실시형태의 각 구성을 서로 조합한 구성을 채용하도록 하여도 좋다. 구체적으로는, 제 3~제 6 실시형태에 대해서 제 2 실시형태와 같은 필터 수단을 구비하도록 해도 좋다. 이 구성에 의하면, 서로 인접하는 헤드(16A, 16B)에 유지된 부품(C)의 화상으로서 보다 콘트라스트가 양호한 화상을 취득할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 제 2 부품 촬상 유닛(8)의 광학계(34)는 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)의 화상을 주로 미러에서 반사시켜서 카메라(30)에 도광하는 구성이지만, 물론 프리즘을 사용해도 되고, 미러와 프리즘을 조합해도 좋다.
또한, 도 1~도 11, 도 15 및 도 16에 나타내는 상기 각 실시형태에서는 제 1, 제 2의 2개의 부품 촬상 유닛(7, 8)은 상기 기대(1) 상의 상기 트레이(5a, 5b) 사이에만 배치되어 있지만, 부품 공급부(4)에 대해서도 마찬가지의 부품 촬상 유닛(7, 8)을 배치해도 좋다.
이 경우, 예를 들면 부품 공급부(4)를 X방향으로 간극을 둔 2개의 부품 공급부로 분할하고, 상기 기대(1) 상의 이들 2개의 부품 공급부 사이의 위치에 상기 부품 촬상 유닛(7, 8)과 동일 구성의 별도의 부품 촬상 유닛을 배치한다. 이 별도의 부품 촬상 유닛은 상기 부품 촬상 유닛(7, 8)에 대하여 전후 대칭, 즉 부품 촬상 유닛(7, 8)을 R방향으로 180도 회전시킨 상태에서 배치한다. 이 구성에 의하면, 부품 실장을 위하여 헤드 유닛(6)이 기판(3) 상으로 이동하기 직전에 흡착되는 최후의 부품이 칩 부품일 경우, 즉 전방열 헤드(16A) 또는 후방열 헤드(16B)에 의한 해당 최후의 부품의 인출처가 부품 공급부(4)일 경우라도 부품 공급부(4)측에 배치되어 있는 상기 별도의 부품 촬상 유닛에 헤드 유닛(6)을 이동시켜서 각 헤드(16A, 16B)에 의한 부품의 유지 상태를 인식시킬 수 있다. 그 때문에, 헤드 유닛(6)의 이동 거리를 짧게 해서 실장의 택 타임을 단축할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 헤드 유닛(6)은 복수의 실장 헤드(16)가 전후 2열로 배열된 구성이지만, 실장 헤드(16)가 3열 이상인 경우라도 본 발명은 적용 가능하다. 이 경우에는, 서로 인접하는 열끼리가 상술한 전방열 및 후방열의 관계로 되기 때문에 상기 제 1~제 6 실시형태의 구성을 적용함으로써 이들 실시형태의 부품 실장 장치(부품 촬상 유닛)와 동등한 작용 효과를 향수할 수 있다.
또한, 상기 각 실시형태에서는 모든 실장 헤드(16)의 유지 부품(C)에 대해서 각각 초점이 맞은 측면 화상을 취득하도록 하고 있지만, 측면 화상을 취득할 필요가 없는 유지 부품(C)에 대해서는 화상의 취득을 생략하도록 해도 좋다. 이 경우, 구체적으로는 부품의 인출 후에 화상 취득을 생략하는 부품이 유지된 실장 헤드(16)를 상기 촬상 높이 위치보다 높게 제어하여, 조명부(32)로부터 제 1 미러(35a, 35a')에 이르는 광학계(34)의 광로로부터 상기 유지 부품(C)을 상방으로 벗어나도록 하면 좋다.
이상 설명한 본 발명을 정리하면 이하와 같다.
즉, 본 발명의 일국면에 의한 부품 촬상 장치는 제 1 방향으로 일렬로 정렬되는 상하동 가능한 복수의 헤드를 포함하는 제 1 헤드열과, 상기 제 1 방향으로 일렬로 정렬되는 상하동 가능한 복수의 헤드를 포함하고 또한 상기 제 1 헤드열에 대하여 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 정렬되는 제 2 헤드열을 갖는 헤드 유닛과, 상기 각 헤드에 유지된 부품을 상기 제 2 방향에 있어서의 한쪽의 위치로부터 촬상하는 촬상 유닛과, 상기 헤드에 유지된 부품에 대하여 촬상용의 조명광을 조사하는 조명 수단과, 상기 헤드에 유지된 부품을 촬상하기 위해서 상기 헤드 유닛을 상기 촬상 유닛에 대하여 상기 제 1 방향과 평행한 소정 경로를 따라 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 부품의 촬상 동작에 관한 제어를 행하는 촬상 제어 수단을 구비하고, 상기 촬상 유닛은 이미지 센서와, 상기 헤드에 유지된 부품의 화상이 되는 상기 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하는 광학계를 구비하고, 상기 광학계는 상기 촬상 유닛에 대하여 상기 헤드 유닛이 상기 소정 경로를 따라 상대적으로 이동함에 따라 상기 제 1 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 중에 미리 정해진 제 1 부품 촬상 위치에 도달한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하는 제 1 도광부와, 상기 제 2 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 중에 미리 정해진 제 2 부품 촬상 위치에 도달한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하는 제 2 도광부를 포함하고, 상기 제 1 도광부는 상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 화상이고 해당 부품에 핀트가 맞은 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 1 부품 촬상 위치로부터 상기 이미지 센서까지의 광로 길이가 설정되고, 상기 제 2 도광부는 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 화상이고 해당 부품에 핀트가 맞은 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 2 부품 촬상 위치로부터 상기 이미지 센서까지의 광로 길이가 설정되고, 상기 촬상 제어 수단은 상기 촬상 유닛에 대하여 상기 헤드 유닛이 상기 소정 경로를 따라 상대적으로 이동할 때에 상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지된 부품으로부터의 광이 상기 제 1 도광부에 의해 상기 이미지 센서에 도광되는 한편, 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지된 부품으로부터의 광이 상기 제 2 도광부에 의해 상기 이미지 센서에 도광되도록 상기 각 부품 촬상 위치에 의거해 상기 헤드의 높이 위치 및 상기 이미지 센서의 노광 타이밍을 제어하는 것이다.
이 부품 촬상 장치에 의하면, 제 1 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품에 대해서는 해당 부품으로부터의 광이 광학계의 제 1 도광부에 의해 이미지 센서에 도광됨으로써 제 1 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 대하여 각각 초점이 맞은 화상이 취득된다. 한편, 제 2 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품에 대해서도 해당 부품으로부터의 광이 광학계의 제 2 도광부에 의해 이미지 센서에 도광됨으로써 해당 제 2 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품에 대하여 각각 초점이 맞은 화상이 취득된다. 그 때문에, 어느 헤드열의 유지 부품에 대해서도 손색이 없는 합초점 화상을 취득하는 것이 가능해진다. 또한, 청구항 1의 기재에 있어서 「부품으로부터의 광」이란 부품의 투영 화상이 되는 광 및 반사 화상이 되는 광의 쌍방을 의미하는 것이다.
보다 구체적으로, 상기 제 1 헤드열 및 상기 제 2 헤드열의 각 헤드는 상기 제 1 방향과 교차하는 특정 방향으로부터 보았을 때에 상기 특정 방향과 직교하는 방향으로 서로 어긋나도록 배치되고, 상기 제 1 부품 촬상 위치 및 상기 제 2 부품 촬상 위치는 동일 높이 위치에 설정되고, 상기 촬상 유닛은 상기 각 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 상기 특정 방향의 한쪽으로부터 촬상하는 것이다. 이 경우, 상기 특정 방향은 상기 제 1 방향과 직교하는 방향, 즉 상기 제 2 방향이어도 좋고, 상기 제 1 방향에 대하여 경사진 방향이어도 좋다.
이 부품 촬상 장치에서는 모든 헤드가 같은 높이 위치에 배치된 상태에서 헤드 유닛과 촬상 유닛이 상대적으로 상기 제 1 방향으로 이동된다. 이것에 의해, 모든 헤드에 유지된 부품에 대해서 초점이 맞은 측방으로부터의 화상이 취득된다.
또한, 다른 구체적인 구성으로서 상기 제 1 헤드열의 각 헤드와 상기 제 2 헤드열의 각 헤드는 상기 제 2 방향으로부터 보아서 같은 위치에 배치되고, 상기 제 1 부품 촬상 위치는 상기 제 2 부품 촬상 위치보다 높은 위치에 설정되고, 상기촬상 유닛은 상기 각 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 상기 특정 방향의 한쪽으로부터 촬상하는 것이어도 된다.
이 부품 촬상 장치에서는 제 1 헤드열의 각 헤드와 제 2 헤드열의 각 헤드가 서로 다른 높이 위치에 배치된 상태에서 헤드 유닛과 촬상 유닛이 상대적으로 상기 제 1 방향으로 이동된다. 이것에 의해 각 헤드열의 헤드에 유지된 부품에 대해서 그것들의 측방으로부터의 화상이 취득된다. 이 구성에 의하면, 각 헤드열의 헤드가 정렬 배치된 종래의 헤드 유닛과 동등한 구조이면서, 모든 헤드의 유지 부품에 대해서 각각 초점이 맞은 측방으로부터의 화상을 취득하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 부품 촬상 장치에 있어서 상기 제 1 도광부 및 상기 제 2 도광부는 서로 다른 헤드열에 속하고 또한 서로 인접하는 1쌍의 헤드에 유지된 2개의 부품으로부터의 광을 하나의 상기 이미지 센서의 서로 다른 영역에 동시에 수광시키는 것인 것이 적합하다.
이 구성에 의하면, 서로 다른 헤드열에 속하고 또한 서로 인접하는 1쌍의 헤드에 유지된 부품을 2개 동시에, 또한 초점이 맞은 상태에서 촬상하는 것이 가능해지기 때문에 각 헤드열의 헤드에 유지된 부품을 효율적으로 촬상하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 부품 촬상 장치에 있어서는 상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 제 1 부품이라고 정하는 한편, 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 제 2 부품이라고 정했을 때에, 상기 조명 수단은 서로 인접하는 제 1 부품 및 제 2 부품을 1쌍으로 해서 상기 1쌍의 부품에 조명광을 조사하고, 상기 부품 촬상 장치는 또한 상기 이미지 센서에 입사되는 상기 제 1 부품으로부터의 광과 상기 이미지 센서에 입사되는 상기 제 2 부품으로부터의 광이 서로 다른 파장 성분을 포함하도록 상기 조명 수단으로부터 상기 이미지 센서에 이르는 광로 내에 있어서 특정 파장 성분의 광을 제거하는 필터 수단을 구비하는 것이 적합하다.
이 부품 촬상 장치에 의하면, 서로 인접하는 제 1, 제 2 부품으로부터의 광이 서로 영향을 주어서 각 부품 화상의 콘트라스트가 저하한다는 현상을 억제하는 것이 가능해진다.
보다 구체적으로는, 상기 조명 수단은 상기 제 1 부품에 제 1 파장의 조명광을 조사하는 제 1 광원과, 제 2 부품에 상기 제 1 파장과는 다른 제 2 파장의 조명광을 조사하는 제 2 광원을 포함하고, 상기 필터 수단은 상기 이미지 센서에 입사하는 상기 제 1 부품으로부터의 광이 제 2 파장의 광 성분을 포함하지 않도록 상기 제 2 파장 성분의 광을 제거하는 제 1 필터, 및 상기 이미지 센서에 입사하는 상기 제 2 부품으로부터의 광이 제 1 파장의 광 성분을 포함하지 않도록 상기 1 파장 성분의 광을 제거하는 제 2 필터 중 적어도 한쪽을 구비한다.
이 구성에 의하면, 서로 인접하는 제 1, 제 2 부품으로부터의 광이 서로 다른 파장 성분만을 포함하는 광이 되므로, 각 부품 화상의 콘트라스트가 양호해지고, 제 1 부품 및 제 2 부품의 부품 화상으로서 보다 고품질의 부품 화상을 취득하는 것이 가능해진다.
이 경우, 상기 제 1 필터는 상기 제 1 광원으로부터 상기 제 1 부품에 조사되는 제 1 파장의 조명광으로부터 제 2 파장의 광 성분을 제거하는 제 1 상류측 필터, 및 상기 제 1 부품으로부터의 광 중 상기 제 2 파장의 광 성분을 제거하는 제 1 하류측 필터 중 적어도 한쪽을 구비하는 것이고, 상기 제 2 필터는 상기 제 2 광원으로부터 상기 제 2 부품에 조사되는 제 2 파장의 조명광으로부터 제 1 파장의 광 성분을 제거하는 제 2 상류측 필터, 및 상기 제 2 부품으로부터의 광 중 상기 제 1 파장의 광 성분을 제거하는 제 2 하류측 필터 중 적어도 한쪽을 구비하는 것이다.
이 구성에 의하면, 각 부품 화상의 콘트라스트가 더욱 양호해지고, 제 1 부품 및 제 2 부품의 부품 화상으로서 한층 더 고품질의 부품 화상을 취득하는 것이 가능해진다.
한편, 본 발명의 일국면에 의한 부품 실장 장치는 부품 공급부로부터 부품을 인출해서 기판 상에 실장하는 부품 실장 장치이며, 상기한 어느 하나의 부품 촬상 장치와, 그 부품 촬상 장치의 상기 이동 수단을 제어함으로써 상기 헤드 유닛의 각 헤드에 유지된 부품을 기판 상에 실장하는 실장 제어 수단을 포함하는 것이다.
이 부품 실장 장치에 의하면, 헤드 유닛의 대형화를 억제하면서 다수의 헤드를 상기 헤드 유닛에 탑재해서 부품 실장의 효율화를 도모하는 한편으로, 각 헤드 열의 헤드에 유지된 부품을 그것들의 측방으로부터 우열 없이 양호하게 촬상, 인식하는 것이 가능해진다.
<산업상의 이용 가능성>
이상과 같이, 본 발명은 부품 실장 장치에 적용되는 기술이고, 복수의 헤드가 복수열로 나누어진 상태에서 헤드 유닛에 탑재될 경우에 각 헤드에 유지되는 부품을 그것들의 측방으로부터 우열 없이 양호하게 촬상하는 것이 가능해지는 것이다. 따라서, 부품 실장 기판의 제조 분야에 있어서 특히 유용한 것이다.

Claims (12)

  1. 제 1 방향으로 일렬로 정렬되는 상하동 가능한 복수의 헤드를 포함하는 제 1 헤드열과, 상기 제 1 방향으로 일렬로 정렬되는 상하동 가능한 복수의 헤드를 포함하고 또한 상기 제 1 헤드열에 대하여 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 정렬되는 제 2 헤드열을 갖는 헤드 유닛과,
    상기 각 헤드에 유지된 부품을 하측으로부터 촬상하는 제 1 촬상 유닛과,
    상기 제 1 촬상 유닛의 측방에 배치되고 상기 각 헤드에 유지된 부품을 상기 제 2 방향에 있어서의 한쪽으로부터 촬상하는 제 2 촬상 유닛과,
    상기 헤드에 유지된 부품에 대하여 촬상용의 조명광을 조사하는 조명 수단과,
    상기 헤드에 유지된 부품을 촬상하기 위해서 상기 헤드 유닛을 상기 제 1 방향과 평행한 경로이고 또한 상기 제 1 촬상 유닛 상방의 소정 경로를 따라 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,
    부품의 촬상 동작에 관한 제어를 행하는 촬상 제어 수단을 구비하고,
    상기 제 2 촬상 유닛은 상향으로 배치되는 이미지 센서와, 상기 헤드에 유지된 부품의 화상이 되는 상기 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하는 광학계를 구비하고,
    상기 광학계는 상기 제 1 촬상 유닛에 대하여 상기 헤드 유닛이 상기 소정 경로를 따라 상대적으로 이동함에 따라 상기 제 1 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 중 상기 제 1 촬상 유닛 상방의 미리 정해진 제 1 부품 촬상 위치에 도달한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하는 제 1 도광부와, 상기 제 2 헤드열의 각 헤드에 유지된 부품 중 상기 제 1 촬상 유닛 상방의 미리 정해진 제 2 부품 촬상 위치에 도달한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하는 제 2 도광부를 포함하고,
    상기 제 1 도광부는 상기 이미지 센서의 상방에 배치되고 또한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하도록 상기 광을 하향으로 반사시키는 미러를 포함하고, 상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 화상으로서 상기 부품에 핀트가 맞은 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 1 부품 촬상 위치로부터 상기 이미지 센서까지의 광로 길이가 설정되고,
    상기 제 2 도광부는 상기 이미지 센서의 상방에 배치되고 또한 부품으로부터의 광을 상기 이미지 센서에 도광하도록 상기 광을 하향으로 반사시키는 미러를 포함하고, 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 화상으로서 상기 부품에 핀트가 맞은 합초점 화상이 얻어지도록 상기 제 2 부품 촬상 위치로부터 상기 이미지 센서까지의 광로 길이가 설정되고,
    상기 촬상 제어 수단은 상기 제 1 촬상 유닛에 대하여 상기 헤드 유닛이 상기 소정 경로를 따라 상대적으로 이동할 때에, 제 1 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 하면 화상이 상기 제 1 촬상 유닛에 의해 촬상됨과 아울러 상기 부품으로부터의 광이 상기 제 1 도광부에 의해 상기 이미지 센서에 도광됨으로써 상기 부품의 측방 화상이 상기 제 2 촬상 유닛에 의해 촬상되는 한편, 제 2 헤드열의 헤드에 유지된 부품의 하면 화상이 상기 제 1 촬상 유닛에 의해 촬상됨과 아울러 상기 부품으로부터의 광이 상기 제 2 도광부에 의해 상기 이미지 센서에 도광됨으로써 상기 부품의 측방 화상이 상기 제 2 촬상 유닛에 의해 촬상되도록 상기 각 부품 촬상 위치에 의거해 상기 헤드의 높이 위치 및 각 촬상 유닛의 노광 타이밍을 제어하는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 헤드열 및 상기 제 2 헤드열의 각 헤드는 상기 제 1 방향과 교차하는 특정 방향으로부터 보았을 때에 상기 특정 방향과 직교하는 방향으로 서로 어긋나도록 배치되고,
    상기 제 2 촬상 유닛은 상기 각 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 상기 특정 방향의 한쪽으로부터 촬상하는 것이고,
    상기 제 1 부품 촬상 위치 및 상기 제 2 부품 촬상 위치는 동일 높이 위치이고, 또한 서로 다른 헤드열에 속하고 또한 서로 인접하는 1쌍의 헤드에 유지된 2개의 부품의 하면 화상을 상기 제 1 촬상 유닛에 의해 촬상함과 아울러, 상기 2개의 부품의 측방 화상을 상기 제 2 촬상 유닛에 의해 촬상하는 것이 가능한 위치인 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 특정 방향은 상기 제 2 방향인 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 헤드열의 각 헤드와 상기 제 2 헤드열의 각 헤드는 상기 제 2 방향으로부터 볼 때 같은 위치에 배치되고,
    상기 제 1 부품 촬상 위치는 상기 제 2 부품 촬상 위치보다 높은 위치에 설정되고,
    상기 제 2 촬상 유닛은 상기 각 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 상기 제 2 방향의 한쪽으로부터 촬상하는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도광부 및 상기 제 2 도광부는 서로 다른 헤드열에 속하고 또한 서로 인접하는 1쌍의 헤드에 유지된 2개의 부품으로부터의 광을 하나의 상기 이미지 센서의 서로 다른 영역에 동시에 수광시키는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 제 1 부품이라고 정하는 한편 상기 제 2 헤드열의 헤드에 유지되는 부품을 제 2 부품이라고 정했을 때에,
    상기 조명 수단은 상기 제 2 촬상 유닛에 의한 촬상용의 조명광으로서, 서로 인접하는 제 1 부품 및 제 2 부품을 1쌍으로 해서 상기 1쌍의 부품에 조명광을 조사하고,
    상기 부품 촬상 장치는 상기 이미지 센서에 입사하는 상기 제 1 부품으로부터의 광과 상기 이미지 센서에 입사하는 상기 제 2 부품으로부터의 광이 서로 다른 파장 성분을 포함하도록 상기 조명 수단으로부터 상기 이미지 센서에 이르는 광로 내에 있어서 특정 파장 성분의 광을 제거하는 필터 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 조명 수단은 상기 제 1 부품에 제 1 파장의 조명광을 조사하는 제 1 광원과, 제 2 부품에 상기 제 1 파장과는 다른 제 2 파장의 조명광을 조사하는 제 2 광원을 포함하고,
    상기 필터 수단은 상기 이미지 센서에 입사하는 상기 제 1 부품으로부터의 광이 제 2 파장의 광 성분을 포함하지 않도록 상기 제 2 파장 성분의 광을 제거하는 제 1 필터, 및 상기 이미지 센서에 입사하는 상기 제 2 부품으로부터의 광이 제 1 파장의 광 성분을 포함하지 않도록 상기 1파장 성분의 광을 제거하는 제 2 필터 중 적어도 한쪽을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 필터는 상기 제 1 광원으로부터 상기 제 1 부품에 조사되는 제 1 파장의 조명광으로부터 제 2 파장의 광 성분을 제거하는 제 1 상류측 필터, 및 상기 제 1 부품으로부터의 광 중 상기 제 2 파장의 광 성분을 제거하는 제 1 하류측 필터 중 적어도 한쪽을 구비하는 것이고,
    상기 제 2 필터는 상기 제 2 광원으로부터 상기 제 2 부품에 조사되는 제 2 파장의 조명광으로부터 제 1 파장의 광 성분을 제거하는 제 2 상류측 필터, 및 상기 제 2 부품으로부터의 광 중 상기 제 1 파장의 광 성분을 제거하는 제 2 하류측 필터 중 적어도 한쪽을 구비하는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  9. 삭제
  10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 수단은 제 2 촬상 유닛에 의한 촬상용의 조명광을 조사하는 조명부를 포함하고,
    이 조명부는 상기 제 2 방향에 있어서의 상기 제 1 촬상 유닛의 측방의 위치이고 상기 미러와 같은 측의 위치에 배치되고,
    상기 미러는 상기 조명부로부터 상기 부품에 조사되고 또한 상기 부품에서 반사된 반사광을 상기 이미지 센서에 도광하도록 상기 반사광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조명 수단은 제 2 촬상 유닛에 의한 촬상용의 조명광을 조사하는 조명부를 포함하고,
    이 조명부는 상기 제 2 방향에 있어서의 상기 제 1 촬상 유닛의 측방의 위치이고 상기 미러와는 반대측의 위치에 배치되고,
    상기 미러는 상기 조명부로부터 상기 부품에 조사되는 것에 의한 상기 부품의 투영광을 상기 이미지 센서에 도광하도록 상기 투영광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 부품 촬상 장치.
  12. 부품 공급부로부터 부품을 인출해서 기판 상에 실장하는 부품 실장 장치로서,
    제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 부품 촬상 장치와,
    상기 부품 촬상 장치의 상기 이동 수단을 제어함으로써 상기 헤드 유닛의 각 헤드에 유지된 부품을 기판 상에 실장하는 실장 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 실장 장치.
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