WO2014106892A1 - 部品実装機及び部品実装方法 - Google Patents

Abstract

　実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３かパッドパターン４４にスクリーン印刷した半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを判定し、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３と判定した場合にマークカメラ３７で撮像され画像処理された基板マーク４７の位置を基準にして該パッドパターン４２に対する該部品４３の実装位置を補正して該部品４３を該パッドパターン４２に実装する。一方、実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６と判定した場合にマークカメラ３７で撮像され画像処理された半田マーク４８の位置を基準にして該半田印刷パターン４５に対する該部品４６の実装位置を補正して該部品４６を該半田印刷パターン４５に実装する。

Description

部品実装機及び部品実装方法

　本発明は、部品供給装置から供給される部品を、回路基板のパッドパターン又は該パッドパターンにスクリーン印刷した半田印刷パターンに実装する部品実装機及び部品実装方法に関する発明である。

　回路基板への部品の実装方法は、例えば、特許文献１（特許第３９８３２７４号公報）に記載されているように、回路基板のパッドパターンに半田をスクリーン印刷して、その半田印刷パターンに部品を実装する方法と、部品の端子部（バンプ）に半田やフラックスを転写してから回路基板のパッドパターンに実装する方法とに大別される。

特許第３９８３２７４号公報

　回路基板のパッドパターンにスクリーン印刷した半田印刷パターンに部品を実装する場合は、パッドパターンに対する半田印刷パターンの印刷ずれを考慮する必要があるため、半田印刷パターンの位置を基準にして部品の実装位置を補正することが望ましい。一方、回路基板のパッドパターンに部品を実装する場合は、半田印刷パターンの印刷ずれを考慮する必要がないため、パッドパターンの位置を基準にして部品の実装位置を補正すれば良い。従って、パッドパターンに実装する部品と半田印刷パターンに実装する部品とでは、実装位置を補正するための基準位置のマークを切り替える必要がある。

　一般に、１枚の回路基板に実装する部品には、様々な種類の部品が存在し、パッドパターンに実装する部品と半田印刷パターンに実装する部品とが混在する場合があるため、回路基板に実装する全ての部品について、生産開始前に作業者がパッドパターンに実装する部品か半田印刷パターンに実装する部品かを判断して部品毎に基準位置のマークを指定するようにしていた。このため、生産開始前に作業者が部品毎に基準位置のマークを指定する作業が面倒であると共に、人為的なミスで間違った基準位置のマークが指定される可能性があり、生産する部品実装基板の接続信頼性を低下させる一因となっていた。

　そこで、本発明が解決しようとする課題は、実装する部品がパッドパターンに実装する部品か半田印刷パターンに実装する部品かを自動的に判断してパッドパターン又は半田印刷パターンに精度良く部品を実装でき、生産する部品実装基板の接続信頼性を向上できる部品実装機及び部品実装方法を提供することである。

　上記課題を解決するために、本発明は、部品供給装置から供給される部品を、回路基板のパッドパターン又は該パッドパターンにスクリーン印刷した半田印刷パターンに実装する部品実装機及び部品実装方法において、回路基板に前記パッドパターンの基準位置のマークとなる基板マークと前記半田印刷パターンの基準位置のマークとなる半田マークとを形成し、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品か前記半田印刷パターンに実装する部品かを判定し、その結果、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品と判定した場合に前記カメラで撮像され画像処理された前記基板マークの位置を基準にして該パッドパターンに対する該部品の実装位置を補正して該部品を該パッドパターンに実装し、一方、実装する部品が前記半田印刷パターンに実装する部品と判定した場合に前記カメラで撮像され画像処理された前記半田マークの位置を基準にして該半田印刷パターンに対する該部品の実装位置を補正して該部品を該半田印刷パターンに実装するようにしたものである。このようにすれば、実装する部品がパッドパターンに実装する部品か半田印刷パターンに実装する部品かを自動的に判断して基準位置のマークを基板マークと半田マークとの間で自動的に切り替えることができ、パッドパターン又は半田印刷パターンに精度良く部品を実装でき、生産する部品実装基板の接続信頼性を向上できる。

　この場合、基板マークは、パッドパターンとは別の位置にパッドパターンと一括して形成しても良いし、回路基板に形成したパッドパターンの中から画像認識で位置が特定可能なパッドパターンを基板マークとして用いても良い。

　同様に、半田マークは、半田印刷パターンとは別の位置に半田印刷パターンと一括してスクリーン印刷して形成しても良いし、回路基板にスクリーン印刷した半田印刷パターンの中から画像認識で位置が特定可能な半田印刷パターンを半田マークとして用いても良い。

　また、本発明は、部品を実装する位置に存在するパッドパターンに半田印刷パターンがスクリーン印刷されていない場合は、実装する部品がパッドパターンに実装する部品であると判定し、部品を実装する位置に存在するパッドパターンに半田印刷パターンがスクリーン印刷されている場合は、実装する部品が半田印刷パターンに実装する部品であると判定するようにすれば良い。

　この場合、部品を実装する位置に存在するパッドパターンにスクリーン印刷以外の方法（例えばピン転写、ディスペンサ、ディッピング、インクジェット等）で半田が付着されている場合は、実装する部品がパッドパターンに実装する部品であると判定するようにしても良い。パッドパターンにスクリーン印刷以外の方法で半田が付着されている場合は、パッドパターン毎に半田の位置ずれ量がばらついていたり、半田付着量がばらついている可能性があるため、基板マークの位置（パッドパターンの位置）を基準にして部品の実装位置を補正した方が部品をパッドパターンに安定して接続できるためである。

　また、実装する部品がその端子部に半田やフラックスを転写してから実装する部品である場合は、パッドパターンに実装する部品であると判定するようにすると良い。部品の端子部に半田やフラックスが転写されていれば、パッドパターン上に半田印刷パターンが無くても、部品の端子部をパッドパターンに接続できるためである。

　本発明を実施する場合は、実装する部品を画像認識する際に用いる画像処理用部品データに、実装する部品がパッドパターンに実装する部品か半田印刷パターンに実装する部品かを指定するデータを含ませ、前記画像処理用部品データを参照して、実装する部品がパッドパターンに実装する部品か半田印刷パターンに実装する部品かを判定するようにすると良い。

図１は本発明の一実施例を示す部品実装機の主要部の構成を示す縦断面図である。 図２は部品実装機の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。 図３（ａ）は半田印刷パターンをスクリーン印刷する前の回路基板の実装面を示す図、同図（ｂ）は半田印刷パターンをスクリーン印刷した後の回路基板の実装面を示す図、同図（ｃ）は回路基板に部品を実装した状態を示す図である。 図４は多数個取り基板の実装面を示す図である。 図５は部品実装制御プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図６は部品実装スキップ判定プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 図７は部品実装機の制御装置の機能を示すブロック図である。

　以下、本発明を実施するための形態を具体化した一実施例を説明する。
　まず、図１及び図２に基づいて部品実装機全体の概略構成を説明する。

　Ｘ軸スライド１１は、Ｘ軸ボールねじ１２によってＸ軸方向（図１の左右方向）にスライド移動可能に設けられ、このＸ軸スライド１１に対して、Ｙ軸スライド１３がＹ軸ボールねじ１４によってＹ軸方向（図１の紙面垂直方向）にスライド移動可能に設けられている。Ｘ軸ボールねじ１２とＹ軸ボールねじ１４は、それぞれＸ軸モータ１５（図２参照）とＹ軸モータ１６（図２参照）によって駆動される。

　Ｙ軸スライド１３には、装着ヘッド１７が設けられ、この装着ヘッド１７に吸着ホルダ１８がＺ軸駆動機構（図示せず）を介してＺ軸方向（上下方向）に昇降可能に設けられ、この吸着ホルダ１８に吸着ノズル１９が下向きに取り付けられている。Ｚ軸駆動機構は、Ｚ軸モータ２０（図２参照）によって駆動される。

　一方、Ｘ軸スライド１１には、吸着ノズル１９に吸着した部品をその下面側から一対の反射鏡２１，２２を介して撮像するパーツカメラ２３（部品撮像用のカメラ）が下向きに設けられている。吸着ノズル１９に吸着した部品の下方に位置する反射鏡２１の上方には、吸着ノズル１９に吸着した部品をその下面側から照明するためのリング状の照明装置２４が設けられている。

　図２に示すように、部品実装機の制御装置３１には、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置３２と、液晶ディスプレイ、ＣＲＴ等の表示装置３３と、後述する図５、図６の各プログラムや画像処理用部品データ等を記憶する記憶装置３４等が接続されている。その他、部品実装機には、回路基板を搬送する基板搬送装置３５と、回路基板に実装する部品を供給するテープフィーダ等の部品供給装置３６と、回路基板の撮像対象部位を撮像するマークカメラ３７（マーク撮像用のカメラ）等が設けられている。

　部品実装機の制御装置３１は、部品実装機の稼働中に部品供給装置３６から供給される部品を吸着ノズル１９に吸着して回路基板に実装する動作を制御すると共に、吸着ノズル１９に吸着した部品を回路基板上へ移動させる途中で、該部品をパーツカメラ２３で撮像し、その撮像画像を処理して該部品の吸着姿勢や該部品の有無等を判定する。

　ところで、図３に示すように、１枚の回路基板４１に実装する部品には、様々な種類の部品が存在し、回路基板４１に形成したパッドパターン４２に実装する部品４３と、回路基板４１のパッドパターン４４にスクリーン印刷した半田印刷パターン４５に実装する部品４６とが混在する場合がある。

　パッドパターン４４にスクリーン印刷した半田印刷パターン４５に部品４６を実装する場合は、パッドパターン４４に対する半田印刷パターン４５の印刷ずれを考慮する必要があるため、半田印刷パターン４５の位置を基準にして部品４６の実装位置を補正することが望ましい。一方、回路基板４１のパッドパターン４２に部品４３を実装する場合は、半田印刷パターン４５の印刷ずれを考慮する必要がないため、パッドパターン４２の位置を基準にして部品４３の実装位置を補正すれば良い。

　このような事情を考慮して、本実施例では、回路基板４１の対角方向の２つの角部にパッドパターン４２，４４の基準位置のマークとなる２個の基板マーク４７をパッドパターン４２，４４と一括して形成すると共に、半田印刷パターン４５をスクリーン印刷する際に、回路基板４１の他の対角方向の２つの角部に半田印刷パターン４５の基準位置のマークとなる２個の半田マーク４８を半田印刷パターン４５と一括してスクリーン印刷して形成している。

　そして、部品実装機の制御装置３１は、図７に示すように、マークカメラ３７で撮像された部品実装基準位置マークとしての基板マーク４７および／あるいは半田マーク４８を画像処理し、該基準位置マークの位置を算出する処理を行う画像処理部３１１、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを判定する処理を行う部品判定部３１２、部品判定部３１２による判定結果に基づいて、該部品を実装するための基準位置マークが基板マーク４７か半田マーク４８かを設定する基準位置マーク設定部３１３、基準位置マーク設定部３１３により設定された基準位置マークの、マークカメラ３７が撮像した画像に基づいて、実装する部品の実装位置の補正量を演算する補正量演算部３１４を含む。

　本実施例では、部品実装機の制御装置３１は、後述する図５及び図６の各プログラムを実行することで、画像処理部３１１、部品判定部３１２、基準位置マーク設定部３１３及び補正量演算部３１４としての機能を実現し、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品かを判定し、その結果、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品と判定した場合に、マークカメラ３７で基板マーク４７を撮像して該基板マーク４７の位置を画像認識し、該基板マーク４７の位置を基準にして該パッドパターン４２に対する該部品４３の実装位置を補正して、該部品４３を該パッドパターン４２に実装し、一方、実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６と判定した場合に、マークカメラ３７で半田マーク４８を撮像して該半田マーク４８の位置を画像認識し、該半田マーク４８の位置を基準にして該半田印刷パターン４５に対する該部品４６の実装位置を補正して、該部品４６を該半田印刷パターン４５に実装するようにしている。

　尚、基板マーク４７は、パッドパターン４２，４４とは別の位置に形成したものに限定されず、回路基板４１に形成したパッドパターン４２の中から画像認識で位置が特定可能なパッドパターン４２を基板マークとして用いても良い。

　同様に、半田マーク４８は、半田印刷パターン４５とは別の位置に形成したものに限定されず、回路基板４１にスクリーン印刷した半田印刷パターン４５の中から画像認識で位置が特定可能な半田印刷パターン４５を半田マークとして用いても良い。

　また、本実施例では、基板マーク４７と半田マーク４８とを区別するために、両者のサイズを異ならせているが、両者の形状を異ならせるようにしても良く、また、両者のサイズと形状が同一の場合でも、形成する位置によって両者を区別できるようにすれば良い。

　吸着ノズル１９に吸着した部品をパーツカメラ２３で撮像して画像認識する際に用いる画像処理用部品データには、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを指定するデータが含まれている。これにより、部品実装機の制御装置３１は、吸着ノズル１９に吸着した部品を画像認識する際に、記憶装置３４に記憶されている画像処理用部品データを参照することで、吸着ノズル１９に吸着した部品を画像認識して、該部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを自動的に判定できるようになっている。

　本実施例では、部品実装位置に存在するパッドパターンに半田印刷パターンがスクリーン印刷されていない場合は、実装する部品がパッドパターンに実装する部品であると判定し、部品実装位置に存在するパッドパターンに半田印刷パターンがスクリーン印刷されている場合は、実装する部品が半田印刷パターンに実装する部品であると判定するように設定されている。

　部品実装位置に存在するパッドパターンにスクリーン印刷以外の方法（例えばピン転写、ディスペンサ、ディッピング、インクジェット等）で半田が付着されている場合は、実装する部品がパッドパターンに実装する部品であると判定するように設定されている。パッドパターンにスクリーン印刷以外の方法で半田が付着されている場合は、パッドパターン毎に半田の位置ずれ量がばらついていたり、半田付着量がばらついている可能性があるため、基板マーク４７の位置を基準にして部品の実装位置を補正した方が部品をパッドパターンに安定して接続できるためである。

　また、本実施例では、実装する部品がその端子部（バンプ）に半田やフラックスを転写してから実装する部品である場合は、部品実装位置のパッドパターンに半田印刷パターンがスクリーン印刷されている場合でも、パッドパターンに実装する部品であると判定するように設定されている。パッドパターンに対する半田印刷パターンの印刷ずれ量が大きくても、部品の端子部に半田やフラックスが転写されていれば、部品の端子部をパッドパターンに接続できるためである。

　ところで、小型の部品実装基板を生産する場合は、生産性を向上させるために、図４に示すように、多数の回路基板４１のブロックが一体に配列形成された多数個取り基板５０の各回路基板４１のブロックに部品を実装して、全ての回路基板４１のブロックに全部品を実装し終えた後に、当該多数個取り基板５０を各回路基板４１のブロック間の境界線（ブレーク溝等）に沿って分断して個々の部品実装基板に分割する実装方法がある。

　このような多数個取り基板５０に本発明を適用する場合は、多数個取り基板５０の各ブロック毎に基板マーク４７と半田マーク４８を形成して、実装する部品に応じて基準位置のマークを基板マーク４７と半田マーク４８との間で切り替えて該部品をパッドパターン４２又は半田印刷パターン４５に実装する。

　多数個取り基板５０では、各回路基板４１のブロックの位置精度やスクリーン印刷の印刷精度のばらつき等によって各回路基板４１のブロックのパッドパターン４４に対する半田印刷パターン４５の印刷ずれ量が各回路基板４１のブロック毎に異なり、一部のブロックで印刷ずれ量が大きくなることがある。特に、セラミック製の多数個取り基板５０では、焼成収縮によって各回路基板４１のブロックの位置精度のばらつきが大きくなる傾向があるため、一部のブロックでパッドパターン４４に対する半田印刷パターン４５の印刷ずれ量が大きくなりやすい。この印刷ずれ量が大きくなり過ぎると、パッドパターン４４と半田印刷パターン４５との間の接続不良が発生しやすくなるため、該半田印刷パターン４５に部品４６を実装しても、実装不良となり、不良品を生産してしまう結果となる。

　この対策として、本実施例では、多数個取り基板５０の各回路基板４１のブロック毎にマークカメラ３７で基板マーク４７と半田マーク４８を撮像して、基板マーク４７と半田マーク４８の位置を画像認識して、基板マーク４７と半田マーク４８との間の位置ずれ量を算出し、この位置ずれ量を最大許容位置ずれ量に相当する判定しきい値と比較して、位置ずれ量が判定しきい値を越えていれば、当該ブロックのパッドパターン４４に対する半田印刷パターン４５の印刷ずれ量が最大許容位置ずれ量を越えている（つまりパッドパターン４４と半田印刷パターン４５との接続不良が発生しやすい）と判断して、当該ブロックの部品実装をスキップして当該ブロックには部品を実装しないようにしている。

　以上説明した本実施例の部品実装制御は、部品実装機の制御装置３１によって図５及び図６の各プログラムに従って実行される。以下、図５及び図６の各プログラムの処理内容を説明する。

［部品実装制御プログラム］
　図５の部品実装制御プログラムは、多数個取り基板５０に実装する部品毎に実行され、実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６かパッドパターン４２に実装する部品４３かを判定して部品実装動作を制御する制御手段として機能する。

　本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、後述する図６の部品実装スキップ判定プログラムを実行して、多数個取り基板５０の各回路基板４１のブロック毎に部品実装をスキップするか否かを判定して、その判定結果に応じて各ブロックのスキップ判定フラグのＯＮ（スキップ）／ＯＦＦ（部品実装実行）を切り替える。

　この後、ステップ１０２に進み、制御装置３１の部品判定部３１２は、実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６か否かを判定する。本実施例では、実装する部品の画像処理に用いる画像処理用部品データに、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを指定するデータが含まれているため、実装する部品をパーツカメラ２３で撮像して画像処理する際に、画像処理用部品データを参照して、実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６か否かを判定する。その結果、実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６と判定されれば、ステップ１０３に進み、基準位置マーク設定部３１３は、部品実装の基準位置のマークとして半田マーク４８を設定する。

　一方、上記ステップ１０２で、部品判定部３１２が実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６ではない（つまりパッドパターン４２に実装する部品４３）と判定すれば、ステップ１０４に進み、基準位置マーク設定部３１３は、部品実装の基準位置のマークとして基板マーク４７を設定する。

　基準位置マーク設定部３１３による基準位置のマークの設定後、ステップ１０５に進み、多数個取り基板５０のブロック番号ｎをインクリメントする。尚、このブロック番号ｎは、制御装置３１の電源投入時の初期化処理により「０」にリセットされるため、上記ステップ１０５の処理により、最初のブロック番号ｎは「１」にセットされる。

　この後、ステップ１０６に進み、後述する図６の部品実装スキップ判定プログラムにより設定されたブロック番号ｎのブロックのスキップ判定フラグがＯＮ（スキップ）であるか否かを判定するスキップ判定処理を行い、当該ブロック番号ｎのブロックのスキップ判定フラグがＯＮであると判定されれば、ステップ１０７に進み、当該ブロック番号ｎのブロックの部品実装をスキップする。この後、ステップ１１１に進み、ブロック番号ｎが最後のブロック番号であるか否かを判定し、最後のブロック番号ではないと判定されれば、上述したステップ１０５に戻り、ブロック番号ｎをインクリメントして、上記ステップ１０６のスキップ判定処理を再度行う。

　上記ステップ１０６で、ブロック番号ｎのブロックのスキップ判定フラグがＯＦＦ（スキップしない）と判定されれば、ステップ１０８に進み、基準位置のマークが半田マーク４８に設定されているか否かを判定し、基準位置のマークが半田マーク４８に設定されていると判定されれば、ステップ１０９に進み、ブロック番号ｎのブロックの半田マーク４８の位置を基準にして補正量演算部３１４が実装位置の補正量を演算して、当該ブロック番号ｎのブロックの半田印刷パターン４５に部品４６を実装する。

　一方、上記ステップ１０８で、基準位置のマークが半田マーク４８に設定されていない（つまり基板マーク４７に設定されている）と判定されれば、ステップ１１０に進み、ブロック番号ｎのブロックの基板マーク４７の位置を基準にして補正量演算部３１４が実装位置の補正量を演算して、当該ブロック番号ｎのブロックのパッドパターン４２に部品４３を実装する。

　この後、ステップ１１１に進み、ブロック番号ｎが最後のブロック番号であるか否か（多数個取り基板５０の全てのブロックについて部品実装又はスキップを実行し終えたか否か）を判定し、その結果、ブロック番号ｎが最後のブロック番号ではないと判定されれば、上記ステップ１０５に戻り、ブロック番号ｎをインクリメントして、上述したステップ１０６以降の処理を繰り返して実行する。その後、上記ステップ１１１で、ブロック番号ｎが最後のブロック番号であると判定されれば、多数個取り基板５０の全てのブロックについて部品実装又はスキップを実行し終えたと判断して、本プログラムを終了する。

［部品実装スキップ判定プログラム］
　図６の部品実装スキップ判定プログラムは、前述した図５の部品実装制御プログラムのステップ１０１で実行されるサブルーチンである。図６の部品実装スキップ判定プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、後述するステップ２１０でセットされるスキップ判定済みフラグがＯＦＦ（スキップ未判定）であるか否かを判定し、スキップ判定済みフラグがＯＮ（スキップ判定済み）と判定されれば、以降の処理を行うことなく、本プログラムを終了する。

　一方、上記ステップ２０１で、スキップ判定済みフラグがＯＦＦ（スキップ未判定）であると判定されれば、ステップ２０２に進み、マークカメラ３７で多数個取り基板５０の各ブロックの２個の基板マーク４７を１個ずつ撮像して、制御装置３１の画像処理部３１１は、各基板マーク４７の位置（Ｘ1a，Ｙ1a）、（Ｘ2a，Ｙ2a）を画像認識し、次のステップ２０３で、マークカメラ３７で多数個取り基板５０の各ブロックの２個の半田マーク４８を１個ずつ撮像して、制御装置３１の画像処理部３１１は、各半田マーク４８の位置（Ｘ1b，Ｙ1b）、（Ｘ2b，Ｙ2b）を画像認識する。

　この後、ステップ２０４に進み、画像処理部３１１は、多数個取り基板５０の各ブロック毎に基板マーク４７と半田マーク４８との間のＸ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを次のいずれかの方法で算出する。

《位置ずれ量ΔＸ，ΔＹの算出方法（その１）》
　各ブロック毎に基板マーク４７と半田マーク４８がそれぞれ対角方向に２個ずつ形成されているため、基板マーク４７と半田マーク４８との間のＸ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹとして、２個の基板マーク４７の中点［（Ｘ1a＋Ｘ2a）／２，（Ｘ1b＋Ｘ2b）／２］と２個の半田マーク４８の中点［（Ｙ1a＋Ｙ2a）／２，（Ｙ1b＋Ｙ2b）／２］との間のＸ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを例えば次式により算出する。

　　　　　　　ΔＸ＝｜（Ｘ1a＋Ｘ2a）／２－（Ｘ1b＋Ｘ2b）／２｜
　　　　　　　ΔＹ＝｜（Ｙ1a＋Ｙ2a）／２－（Ｙ1b＋Ｙ2b）／２｜

《位置ずれ量ΔＸ，ΔＹの算出方法（その２）》
　２個の基板マーク４７の位置（Ｘ1a，Ｙ1a）、（Ｘ2a，Ｙ2a）と、２個の半田マーク４８の位置（Ｘ1b，Ｙ1b）、（Ｘ2b，Ｙ2b）との間の位置関係が、位置ずれが無い場合に、Ｘ1a＝Ｘ1b、Ｘ2a＝Ｘ2b、Ｙ1a＝Ｙ2b、Ｙ2a＝Ｙ1bとなるように形成されている場合に、各基板マーク４７と各半田マーク４８との間のＸ方向の位置ずれ量ΔＸ1 ，ΔＸ2 とＹ方向の位置ずれ量ΔＹ1 ，ΔＹ2 を次式により算出する。

　　　　　　　　　ΔＸ1 ＝｜Ｘ1a－Ｘ1b｜
　　　　　　　　　ΔＸ2 ＝｜Ｘ2a－Ｘ2b｜
　　　　　　　　　ΔＹ1 ＝｜Ｙ1a－Ｙ2b｜
　　　　　　　　　ΔＹ2 ＝｜Ｙ2a－Ｙ1b｜

　上式により算出した２つのＸ方向の位置ずれ量ΔＸ1 ，ΔＸ2 のうちの大きい方を当該ブロックのＸ方向の位置ずれ量ΔＸとして選択し、２つのＹ方向の位置ずれ量ΔＹ1 ，ΔＹ2 のうちの大きい方を当該ブロックのＹ方向の位置ずれ量ΔＹとして選択する。

　　　　　　　　　ΔＸ＝ＭＡＸ（ΔＸ1 ，ΔＸ2 ）
　　　　　　　　　ΔＹ＝ＭＡＸ（ΔＹ1 ，ΔＹ2 ）

《位置ずれ量ΔＸ，ΔＹの算出方法（その３）》
　ΔＸ1 、ΔＹ1 のみを算出して（又はΔＸ2 、ΔＹ2 のみを算出して）、これをそのままＸ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＹとする。

　　　　　　　　　ΔＸ＝ΔＸ1 （又はΔＸ＝ΔＸ2 ）
　　　　　　　　　ΔＹ＝ΔＹ1 （又はΔＹ＝ΔＹ2 ）

　この後、ステップ２０５に進み、多数個取り基板５０のブロック番号ｎをインクリメントする。尚、このブロック番号ｎは、制御装置３１の電源投入時の初期化処理により「０」にリセットされるため、上記ステップ２０５の処理により、最初のブロック番号ｎは「１」にセットされる。

　この後、ステップ２０６に進み、ブロック番号ｎのブロックのＸ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＸが最大許容位置ずれ量に相当する判定しきい値を越えているか否かを判定する。

　　　　　　　(1) ΔＸ＞判定しきい値
　　　　　　　(2) ΔＹ＞判定しきい値

　この際、Ｘ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＸのいずれか一方でも判定しきい値を越えていれば、当該ブロックの位置ずれ量が最大許容位置ずれ量を越えていると判定し、Ｘ方向とＹ方向の位置ずれ量ΔＸ，ΔＸが両方とも判定しきい値を越えていなければ、当該ブロックの位置ずれ量が最大許容位置ずれ量を越えていないと判定する。

　このステップ２０６で、ブロック番号ｎのブロックの位置ずれ量が最大許容位置ずれ量を越えていると判定されれば、ステップ２０７に進み、ブロック番号ｎのブロックのスキップ判定フラグをＯＮ（スキップ）にセットする。

　これに対し、上記ステップ２０６で、ブロック番号ｎのブロックの位置ずれ量が最大許容位置ずれ量を越えていないと判定されれば、ステップ２０８に進み、ブロック番号ｎのブロックのスキップ判定フラグをＯＦＦ（スキップしない）に維持する。尚、このスキップ判定フラグは、制御装置３１の電源投入時の初期化処理によりＯＦＦにリセットされる。

　この後、ステップ２０９に進み、ブロック番号ｎが最後のブロック番号であるか否か（多数個取り基板５０の全てのブロックについて部品実装又はスキップを実行し終えたか否か）を判定し、その結果、ブロック番号ｎが最後のブロック番号ではないと判定されれば、上記ステップ２０５に戻り、ブロック番号ｎをインクリメントして、上述したステップ２０６以降のスキップ判定処理を繰り返して実行する。

　その後、上記ステップ２０９で、ブロック番号ｎが最後のブロック番号であると判定されれば、多数個取り基板５０の全てのブロックについてステップ２０６以降のスキップ判定処理を実行し終えたと判断して、ステップ２１０に進み、スキップ判定済みフラグをＯＮ（スキップ判定済み）にセットして、本プログラムを終了する。

　以上説明した本実施例によれば、制御装置３１の部品判定部３１２は、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを判定し、その結果、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３と判定した場合に基準位置マーク設定部３１３は基板マーク４７を部品実装の基準位置マークに設定し、マークカメラ３７で基板マーク４７を撮像して画像処理部３１１が該基板マーク４７の位置を画像認識し、補正演算部３１４が該基板マーク４７の位置を基準にして該パッドパターン４２に対する該部品４３の実装位置を補正して該部品４３を該パッドパターン４２に実装し、一方、部品判定部３１２が実装する部品が半田印刷パターン４５に実装する部品４６と判定した場合に基準位置マーク設定部３１３は半田マーク４８を部品実装の基準位置マークに設定し、マークカメラ３７で半田マーク４８を撮像して画像処理部３１１が該半田マーク４８の位置を画像認識し、補正量演算部３１４が該半田マーク４８の位置を基準にして該半田印刷パターン４５に対する該部品４６の実装位置を補正して該部品４６を該半田印刷パターン４５に実装するようにしたので、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを自動的に判断して基準位置のマークを基板マーク４７と半田マーク４８との間で自動的に切り替えることができる。その結果、生産開始前に作業者が部品毎に基準位置のマークを指定する作業を行わずに済み、生産性を向上できると共に、人為的なミスで間違った基準位置のマークが指定されることがなく、パッドパターン４２又は半田印刷パターン４５に精度良く部品４３，４６を実装することができ、生産する部品実装基板の接続信頼性を向上できる。

　上記実施例においては、実装する部品がパッドパターン４２に実装する部品４３か半田印刷パターン４５に実装する部品４６かを指定するデータは、実装する部品の画像処理に用いる画像処理部品データに含まれていたが、本発明はそれに限定されない。例えば、回路基板に実装されるべき各部品の実装順序や実装座標を示す装着位置データなどに含まれていてもよい。

　また、上記実施例においては、部品判定部３１２が実装する部品を判定し、基準位置マーク設定部３１３が部品実装の基準位置マークを設定した後で、マークカメラ３７は設定された基準位置マーク４７または４８を撮像し、画像処理部３１１が該基準位置マーク４７または４８の位置を画像処理していたが、本発明はその処理順序に限定されない。

　例えば、部品実装機に回路基板が搬入され位置決めされた時点で、マークカメラ３７が部品実装の基準位置マークとしての基板マーク４７および半田マーク４８を撮像し、画像処理部３１１が基板マーク４７および半田マーク４８の位置を算出しておく。その後、各部品を実装する際、部品判定部３１２が実装する部品を判定し、基準位置マーク設定部３１３が部品実装の基準位置マークを設定し、補正量演算部３１４は、既に算出された各基準位置マークの位置に基づいて、該部品の実装位置の補正量を演算してもよい。回路基板搬入・位置決め時にのみ部品実装の基準位置マークが撮像されればよいので、生産時間が短縮される。

　または、一枚の回路基板に多数の部品を実装するため、実装すべき部品を複数の部品実装機で分担している場合、部品実装機によっては、パッドパターン４２に実装する部品４３だけを扱うもの、あるいは半田印刷パターン４５に実装する部品４６だけを扱うものが存在する場合もある。このような場合、各部品実装機の実装すべき部品が、部品４３または部品４６の一方のみで構成されるのか、あるいは両方の部品を含むのかといった情報が、回路基板種ごとの生産に関連するデータであって、その回路基板種の生産開始前に各部品実装機に入力されるデータである生産関連データの中に含まれているとよい。具体的には、その回路基板種の生産前に各部品実装機を準備する時点で、各部品実装機の部品判定部３１２が、自身が実装する全ての部品が部品４３だけで構成されるのか、部品４６のみで構成されるのか、両方の部品を含むのかを、生産関連データに基づいて判定する。部品４３または部品４６の一方の部品しか実装しないと判定された部品実装機においてはさらに、基準位置マーク設定部３１３が、自身が実装する全ての部品を実装するための基準位置マークが基板マーク４７か半田マーク４８かを設定しておき、生産が開始され、各部品実装機に回路基板が搬入され位置決めされた時点で、一方の部品しか実装しない部品実装機のマークカメラ３７は設定された一方の基準位置マークのみを撮像し、画像処理部３１１は撮像された一方の基準位置マークの位置を算出する。一方の部品しか実装しない部品実装機においては、基板マーク４７と半田マーク４８の一方の基準位置マークのみ撮像、画像処理すればよいので、生産時間がさらに短縮される。

　尚、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、部品実装機の構成を適宜変更しても良い等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できることは言うまでもない。

　１７…装着ヘッド、１９…吸着ノズル、２３…パーツカメラ（部品撮像用のカメラ）、３１…制御装置（制御手段）、３４…記憶装置、３５…基板搬送装置、３６…部品供給装置、３７…マークカメラ（マーク撮像用のカメラ）、４１…回路基板、４２…パッドパターン、４３…部品、４４…パッドパターン、４５…半田印刷パターン、４６…部品、４７…基板マーク、４８…半田マーク、５０…多数個取り基板、３１１…画像処理部、３１２…部品判定部、３１３…基準位置マーク設定部、３１４…補正量演算部

Claims (9)

1. 　部品供給装置から供給される部品を、回路基板のパッドパターン又は該パッドパターンにスクリーン印刷した半田印刷パターンに実装する部品実装機において、
   　前記回路基板に前記パッドパターンの基準位置のマークとなる基板マークと前記半田印刷パターンの基準位置のマークとなる半田マークとが形成され、
   　前記回路基板の撮像対象部位を撮像するカメラと、
   　実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品か前記半田印刷パターンに実装する部品かを判定して部品実装動作を制御する制御手段とを備え、
   　前記制御手段は、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品と判定した場合に前記カメラで撮像され画像処理された前記基板マークの位置を基準にして該パッドパターンに対する該部品の実装位置を補正して該部品を該パッドパターンに実装する手段と、実装する部品が前記半田印刷パターンに実装する部品と判定した場合に前記カメラで撮像され画像処理された前記半田マークの位置を基準にして該半田印刷パターンに対する該部品の実装位置を補正して該部品を該半田印刷パターンに実装する手段とを含むことを特徴とする部品実装機。
2. 　前記基板マークとしては、前記回路基板のパッドパターンの中から画像認識で位置が特定可能なパッドパターンを用いることを特徴とする請求項１に記載の部品実装機。
3. 　前記半田マークとしては、前記回路基板のパッドパターンにスクリーン印刷された半田印刷パターンの中から画像認識で位置が特定可能な半田印刷パターンを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の部品実装機。
4. 　前記制御手段は、部品を実装する位置に存在するパッドパターンに前記半田印刷パターンがスクリーン印刷されていない場合は、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品であると判定し、部品を実装する位置に存在するパッドパターンに前記半田印刷パターンがスクリーン印刷されている場合は、実装する部品が前記半田印刷パターンに実装する部品であると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の部品実装機。
5. 　前記制御手段は、部品を実装する位置に存在するパッドパターンにスクリーン印刷以外の方法で半田が付着されている場合は、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品であると判定することを特徴とする請求項４に記載の部品実装機。
6. 　前記制御手段は、実装する部品がその端子部に半田やフラックスを転写してから実装する部品である場合は、前記パッドパターンに実装する部品であると判定することを特徴とする請求項４又は５に記載の部品実装機。
7. 　実装する部品を画像認識する際に用いる画像処理用部品データには、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品か前記半田印刷パターンに実装する部品かを指定するデータが含まれ、
   　前記制御手段は、前記画像処理用部品データを参照して、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品か前記半田印刷パターンに実装する部品かを判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の部品実装機。
8. 　部品供給装置から供給される部品を、回路基板のパッドパターン又は該パッドパターンにスクリーン印刷した半田印刷パターンに実装する部品実装機において、
   　前記パッドパターンに部品を実装する際の基準位置マークとなる基板マークと前記半田印刷パターンに部品を実装する際の基準位置マークとなる半田マークとが形成された前記回路基板の撮像対象部位を撮像するカメラと、
   　部品実装動作を制御する制御手段を備え、
   　前記制御手段は、
   　実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品か前記半田印刷パターンに実装する部品かを判定する部品判定部と、
   　前記部品判定部による判定結果に基づいて、該部品を実装するための基準位置マークが前記基板マークか前記半田マークかを設定する基準位置マーク設定部と、
   　前記基準位置マーク設定部により設定された基準位置マークの、前記カメラが撮像した画像に基づいて、該部品の実装位置の補正量を演算する補正量演算部と
   を含むことを特徴とする部品実装機。
9. 　部品供給装置から供給される部品を、回路基板のパッドパターン又は該パッドパターンにスクリーン印刷した半田印刷パターンに実装する部品実装方法において、
   　前記回路基板に前記パッドパターンの基準位置のマークとなる基板マークと前記半田印刷パターンの基準位置のマークとなる半田マークとが形成され、
   　実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品か前記半田印刷パターンに実装する部品かを判定し、その結果、実装する部品が前記パッドパターンに実装する部品と判定した場合にカメラで撮像され画像処理された前記基板マークの位置を基準にして該パッドパターンに対する該部品の実装位置を補正して該部品を該パッドパターンに実装し、一方、実装する部品が前記半田印刷パターンに実装する部品と判定した場合に前記カメラで撮像され画像処理された前記半田マークの位置を基準にして該半田印刷パターンに対する該部品の実装位置を補正して該部品を該半田印刷パターンに実装することを特徴とする部品実装方法。

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