WO2014141644A1 - ペースト塗布装置 - Google Patents

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浩志 岡村
政昭 徳永
小方　浩
利彦 永冶
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パナソニック株式会社
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    • H05K3/3457—Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478—Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns

Definitions

  • the present invention relates to a paste application device that applies a paste to a substrate prior to mounting of a component on the substrate in a component mounting apparatus.
  • the paste application device is a device that applies paste such as solder paste or adhesive to the substrate prior to mounting of the component on the substrate in the component mounting device installed on the downstream side. Apply paste to the substrate.
  • the paste is trial-applied to the trial application stage before actually applying the paste to the substrate, and the paste-applied paste is imaged with a camera from above to measure the paste application area.
  • Patent Document 1 Also known is a technique in which the height of a paste applied to a substrate is measured using a laser displacement meter (for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 only a flat paste image can be obtained, so that the state of the applied paste could not be observed accurately.
  • patent document 2 since the thing of patent document 2 requires time to process the information acquired with the laser displacement meter, there existed a problem that it took time to grasp
  • an object of the present invention is to provide a paste coating apparatus that can solve the above-mentioned problems and can quickly and accurately observe the state of the applied paste.
  • the paste application apparatus of the present invention includes a substrate holding unit that holds a substrate, an application head that applies the paste to the substrate, a test application stage in which a paste is applied for trial application, and an application head that applies the test application stage.
  • An image pickup camera for picking up an image of the pasted paste from the side, and a storage unit for storing an image picked up by the image pickup camera.
  • the paste coating apparatus of the present invention is the paste coating apparatus described above, and includes a relative movement unit that relatively moves the test coating stage and the imaging camera in the horizontal direction.
  • the paste coating apparatus of the present invention is the paste coating apparatus described above, wherein the imaging camera continuously displays a plurality of images during a period when the coating head is lowered and the paste is attached to the test coating stage.
  • the storage unit stores the acquired plurality of images.
  • the paste applicator of the present invention is any one of the above paste applicators, and includes a paste recognition unit that measures the height of the paste from the image of the paste imaged by the imaging camera.
  • the imaging camera for imaging from the side the paste applied to the trial application stage by the application head since the imaging camera for imaging from the side the paste applied to the trial application stage by the application head is provided, the state of the applied paste can be observed quickly and accurately.
  • coating apparatus in one embodiment of this invention (A), (b) Operation
  • the block diagram which shows the control system of the paste coating apparatus in one embodiment of this invention
  • the flowchart of the main routine which shows the execution procedure of the trial application
  • the subroutine flowchart which shows the execution procedure of the trial application
  • the subroutine flowchart which shows the execution procedure of the trial application
  • the timing chart which shows the application
  • the paste coating apparatus 1 shown in FIG. 1 transports the substrate 2 in the left-right direction (referred to as the Y-axis direction) viewed from the operator (reference numeral OP in FIG. 1) and holds the substrate 2 at a predetermined work position.
  • a transport conveyor 11 substrate holding unit
  • two coating heads 13 provided so as to be movable in the horizontal plane and in the vertical direction (referred to as the Z-axis direction) above the substrate transport conveyor 11 by a head moving mechanism 12 comprising an XY robot
  • a test application stage 14 provided on the side of the substrate conveyor 11, a substrate camera 15 moved together with the two application heads 13 by a head moving mechanism 12, and a relative movement mechanism 16 provided adjacent to the test application stage 14.
  • a side imaging camera 17 imaging camera provided so as to be relatively movable in the Y-axis direction with respect to the trial application stage 14 is provided.
  • the head moving mechanism 12 includes an X-axis table 21 extending in the front-rear direction (X-axis direction) as viewed from the operator OP, and a Y-axis table extending in the Y-axis direction that is movable along the X-axis table 21. 22, a movable base 23 movable along the Y-axis table 22, and a lifting motor 24 provided on the movable base 23.
  • the X-axis table 21 is driven, the Y-axis table 22 moves along the X-axis table 21, and when the Y-axis table 22 is driven, the moving base 23 moves along the Y-axis table 22.
  • Each of the two application heads 13 is configured by a syringe holding member 31 holding a syringe 32 with the lower end of the nozzle 32a facing downward, and can be moved up and down by an elevating mechanism (not shown) provided in the moving base 23, respectively. It has become.
  • the moving base 23 is equipped with the lifting motor 24 that drives the lifting mechanism. By driving the lifting motor 24, the two coating heads 13 are lifted and lowered individually.
  • the two coating heads 13 move in the horizontal plane by a combination of movement of the Y-axis table 22 in the X-axis direction with respect to the X-axis table 21 and movement of the moving base 23 in the Y-axis direction with respect to the Y-axis table 22. By operation, it moves up and down individually relative to the moving base 23.
  • Each coating head 13 extrudes the paste Pst from the lower end of the nozzle 32a by the operation of a paste discharge means (not shown) provided correspondingly.
  • a paste discharge means a system in which the paste Pst in the syringe 32 is pressurized with air pressure, a cylinder, or the like, or a mechanical type in which the paste Pst is forcibly discharged from the lower end of the nozzle 32a using a screw or a plunger can be applied.
  • the trial application stage 14 is where the paste Pst is trial applied by the application head 13, and both ends are supported by a pair of roller members 42 that are rotatable about the Y axis above the flat stage member 41.
  • the paper member 43 is formed.
  • the upper surface of the stage member 41 is a trial application area, and a plurality of trial application points Tp on which the paste Pst is trial-applied by the application head 13 are set at regular intervals in the Y-axis direction.
  • the trial application region is covered with the paper member 43, and can be updated by rotating the roller member 42 by the motor 44 and moving the paper member 43 to which the paste Pst is adhered in the X-axis direction.
  • the substrate camera 15 is attached to the moving base 23 of the head moving mechanism 12 with the imaging field of view directed downward.
  • the substrate camera 15 images each of the pair of substrate marks 2m provided at the end of the substrate 2 held on the substrate transport conveyor 11 from above. Further, the substrate camera 15 captures an image of a region including the trial application point Tp on the trial application stage 14 from above (FIG. 2A).
  • the relative movement mechanism 16 includes a Y table 51 arranged in parallel to the arrangement direction of the trial application points Tp and extending in the Y-axis direction, and a movement stage 52 movable along the Y table 51.
  • the movement stage 52 is Y It is moved in the Y-axis direction by a motor 53 provided on the table 51.
  • the side imaging camera 17 is provided on the moving stage 52, and images a region including each trial application point Tp on the trial application stage 14 from the side (X-axis direction) (FIG. 2B).
  • the relative movement mechanism 16 is a relative movement unit that relatively moves the test application stage 14 and the side imaging camera 17 in the horizontal direction, and the side imaging camera 17 is moved in the Y-axis direction by the operation of the motor 53. Imaging can be performed from the side of the plurality of trial application points Tp.
  • the application operation control unit 61 of the control unit 60 provided in the paste application apparatus 1 performs the conveyance, positioning, and holding operations of the substrate 2 by the operation control of the substrate conveyance conveyor 11, and the application head by the operation control of the head moving mechanism 12. Each control of the movement operation of 13 and the substrate camera 15 is performed. Further, the application operation control unit 61 discharges the paste Pst from each application head 13 by the operation control of the paste discharge means (reference numeral 33 in FIG. 3), and the trial application stage 14 by the operation control of the motor 44. Each control of the movement operation in the Y-axis direction of the side imaging camera 17 by the update operation of the trial application region and the operation control of the motor 53 is performed.
  • the imaging operation control unit 62 of the control unit 60 performs each control of the imaging operation by the side imaging camera 17 and the imaging operation by the substrate camera 15.
  • An image (side image) obtained by the imaging operation of the side imaging camera 17 is stored in the side image storage unit 63 (storage unit), and the trial application stage among the image data obtained by the imaging operation of the substrate camera 15. 14 is stored in the upper image storage unit 64, and the image of the substrate mark 2m is stored in the substrate mark image storage unit 65.
  • the paste side recognition unit 66 (paste recognition unit) of the control unit 60 performs image processing on each side image stored in the side image storage unit 63 and applies it to each test application point Tp.
  • the height of the paste Pst (referred to as “application height”) is measured.
  • the paste upper recognition unit 67 of the control unit 60 performs image processing on each upper image stored in the upper image storage unit 64 and measures the application area of the paste Pst applied on each test application point Tp.
  • the side imaging camera 17 images the paste Pst applied to the test application stage 14 by the application head 13 from the side, and the paste side recognition unit 66 performs the lateral detection.
  • the height of the paste Pst is measured from the image of the paste Pst imaged by the imaging camera 17.
  • the data processing unit 68 of the control unit 60 includes data on the application height of the paste Pst on each test application point Tp measured by the paste side recognition unit 66 and each trial measured by the paste upward recognition unit 67.
  • Data processing for calculating the average value, range, maximum value, minimum value, standard deviation, etc. of the application height and application area of the paste Pst is performed by collecting the data of the application area of the paste Pst on the application point Tp.
  • a coating parameter calculation unit 69 of the control unit 60 calculates a coating parameter as a coating operation condition based on the result of the data processing performed by the data processing unit 68, and the calculated coating parameter is the original data.
  • the application parameter storage unit 70 stores the average value, range, maximum value, minimum value, standard deviation, etc. of the application height and application area of the paste Pst.
  • the application parameters include the discharge amount of the paste Pst, the ascending / descending speed of the nozzle 32a, the nozzle height and retention time in the application retention period T1 (FIG. 9), and the nozzle height and retention in the yarn cutting retention period T2 (FIG. 9). There is time etc.
  • the substrate mark recognition unit 71 of the control unit 60 performs image processing of the image data of each substrate mark 2m stored in the substrate mark image storage unit 65 and grasps the position of the substrate 2 in the state held on the substrate transfer conveyor 11. And comparing the grasped position of the substrate 2 with a preset reference position to obtain a positional deviation of the substrate 2 from the reference position.
  • step ST1 is designated as the number of Tp (step ST1 shown in FIG. 4), and the process proceeds to a subroutine of step ST2 (FIG. 5) in which trial application of the paste Pst and lateral imaging are performed.
  • the coordinates (Xa, Ya) are positions immediately above the trial application point Tp with the identifier a
  • the coordinates (Ya) are positions spaced apart from the trial application point Tp with the identifier a by a certain distance in the Y-axis direction. It is.
  • the imaging operation control unit 62 performs the trial application point Tp by the application head 13.
  • the trial application operation of the paste Pst upward and the imaging (side imaging) of the trial application point Tp by the side imaging camera 17 are executed (step ST14). Thereby, the image of the paste Pst applied to the test application stage 14 by the test application operation is acquired by the side imaging camera 17.
  • FIG. 9 is a timing chart showing the test application operation, and shows the change in the height of the nozzle 32a on the time axis. Further, (a) to (f) described on the time axis indicate imaging timings for performing side imaging.
  • the application operation control unit 61 instructs the imaging operation control unit 62 to perform imaging by the side imaging camera 17 at a preset imaging timing.
  • a plurality of side images G1 to G6 (FIGS. 7A to 7F) acquired by the imaging operation of the side imaging camera 17 are images obtained by imaging the application process of the paste Pst from the side. This corresponds to the timings (a) to (f). These side images G1 to G6 are stored in the side image storage unit 63.
  • step ST2 Imaging of the paste Pst at (Ya) and trial application of the paste Pst at new coordinates (Xa, Ya) are performed.
  • the subroutine of step ST2 is exited and the process returns to the main routine.
  • the coating operation control unit 61 proceeds to the subroutine of step ST3 (FIG. 6) for performing the upper imaging of the paste Pst that has been trial-applied.
  • the data of the upper image G20 (FIG. 8) of the trial application point Tp obtained in this way is stored in the upper image storage unit 64 as described above.
  • the paste side recognition unit 66 performs image processing on the side image data stored in the side image storage unit 63, and applies the coating height H of the paste Pst on each trial application point Tp ( FIG. 7F is measured (step ST4). Specifically, the highest part of the paste Pst applied in the side image G6 last imaged at the trial application point Tp is detected, and the height of this part is adopted as the application height H. The reason why the side image G6 taken last is used is that the shape of the applied paste Pst is relatively stable.
  • the paste upper recognition unit 67 performs image processing on the upper image data stored in the upper image storage unit 64 and measures the application area of the paste Pst on each test application point Tp (step ST5).
  • the data processing unit 68 aggregates the obtained measurement results and performs the above-described data processing (step ST6).
  • the application parameter calculation unit 69 calculates application parameters as application operation conditions based on the data processing result (step ST7), and stores the application parameters in the application parameter storage unit 70 together with the original data.
  • the control unit 60 displays the result of the aggregation in step ST6 on the display unit 82 (FIG. 3) together with the side image and the upper image (step ST8).
  • the operator can accurately observe the state of the applied paste Pst.
  • control unit 60 reads data from the application parameter storage unit 70 and displays the application parameters on the display unit 82 such as a display device on the screen.
  • the application parameters according to the operation of the operator performed from the operation / input unit 81, the application parameters, the average value and range of the application height and application area of the paste Pst, the maximum value, the minimum value, the standard deviation, etc. are displayed on the screen. It may be like this.
  • the trial application process of the paste Pst is completed.
  • the operator operates the operation / input unit 81 to display the side images and the like stored in the trial application process on the display unit 82 to display the paste Pst during the application operation.
  • the operator can directly correct the application parameter stored in the application parameter storage unit 70 while operating the operation / input unit 81 according to the confirmed stringing.
  • the paste application apparatus 1 applies the paste Pst to the substrate 2 with the optimum application parameters set as described above.
  • the control unit 60 first operates the substrate transfer conveyor 11 to carry in the substrate 2 loaded from the outside, holds the substrate 2 at a predetermined operation position, and holds it. Then, the head moving mechanism 12 is operated so that the substrate camera 15 is positioned above the substrate 2, the pair of substrate marks 2 m on the substrate 2 are imaged by the substrate camera 15, and the image data is stored in the substrate mark image storage unit 65.
  • the substrate mark recognition unit 71 performs image processing of the image data of the substrate mark 2 m to grasp the position of the substrate 2, and obtains the positional deviation from the reference position of the substrate 2 in the manner described above.
  • the control unit 60 moves the coating head 13 above the position of the target position (electrode) on the substrate 2 when the positional deviation from the reference position of the substrate 2 is obtained. Then, the paste Pst is extruded from the syringe 32 to apply the paste Pst on the electrode. At this time, the control unit 60 controls the paste Pst to be applied with the application parameter input and set from the operation / input unit 81. As a result, the paste Pst is applied onto the electrodes of the substrate 2 in an optimal application state, and thereafter, the substrate 2 is sent to the component mounting apparatus on the downstream side to mount the components.
  • the paste coating apparatus 1 includes the imaging camera (side imaging camera 17) that images the paste Pst applied to the trial coating stage 14 by the coating head 13 from the side. Therefore, the state of the applied paste Pst can be accurately observed.
  • the paste Pst applied to the trial application stage 14 is imaged from the side by the side imaging camera 17, it is possible to image anytime regardless of the application operation. Therefore, it is possible to observe not only the state of the paste Pst immediately after application but also the stringing state of the paste Pst generated during the application operation.
  • a paste coating apparatus that can quickly and accurately observe the state of the applied paste.

Abstract

　基板２を保持する基板保持部としての基板搬送コンベア１１、基板２にペーストＰｓｔを塗布する塗布ヘッド１３、ペーストＰｓｔの試し塗布が行われる試し塗布ステージ１４、塗布ヘッド１３により試し塗布ステージ１４に塗布されたペーストＰｓｔを側方から撮像する側方撮像カメラ１７及び側方撮像カメラ１７で撮像された画像を記憶する側方画像記憶部６３を備える。

Description

ペースト塗布装置
　本発明は、部品実装装置における基板への部品の装着に先立って基板にペーストを塗布するペースト塗布装置に関するものである。
　ペースト塗布装置は、下流側に設置された部品実装装置における基板への部品の装着に先立って基板に半田ペーストや接着剤等のペーストを塗布する装置であり、最適の塗布状態が得られる塗布動作で基板にペーストを塗布する。このようなペースト塗布装置では、実際に基板にペーストを塗布する前に試し塗布ステージにペーストを試し塗布し、その試し塗布したペーストを上方からカメラで撮像してペーストの塗布面積を計測するようにしている（例えば、特許文献１）。また、レーザ変位計を用いて基板に塗布したペーストの高さを計測するようにしたものも知られている（例えば、特許文献２）。
日本国特開平８－２０６５６３号公報 日本国特開平８－０２４７４９号公報
　しかしながら、特許文献１のものでは平面的なペーストの画像しか得られないので塗布されたペーストの状態を的確に観察することができなかった。また、特許文献２のものではレーザ変位計で取得した情報の処理に時間がかかるため塗布されたペーストの形状を把握するのに時間を要するという問題点があった。また、特許文献１及び２のものでは、ペーストを塗布する塗布ヘッドをペーストの上方から退避させた後に撮像用のカメラをペーストの真上に移動させる必要があったため、塗布直後のペーストの状態や塗布動作中のペーストの糸引きの状況を観察することができないという問題点があった。
　そこで本発明は、上記問題点を解決し、塗布されたペーストの状態を迅速かつ的確に観察することができるペースト塗布装置を提供することを目的とする。
　本発明のペースト塗布装置は、基板を保持する基板保持部と、前記基板にペーストを塗布する塗布ヘッドと、ペーストの試し塗布が行われる試し塗布ステージと、前記塗布ヘッドにより前記試し塗布ステージに塗布されたペーストを側方から撮像する撮像カメラと、前記撮像カメラで撮像された画像を記憶する記憶部とを備えた。
　本発明のペースト塗布装置は、上記ペースト塗布装置であって、前記試し塗布ステージと前記撮像カメラを水平方向に相対移動させる相対移動手段を備えた。
　本発明のペースト塗布装置は、上記ペースト塗布装置であって、前記撮像カメラは前記塗布ヘッドが下降して前記試し塗布ステージにペーストを付着させた後、上昇し終わる期間に複数の画像を連続して取得し、前記記憶部はその取得した複数の画像を記憶する。
　本発明のペースト塗布装置は、上記何れかのペースト塗布装置であって、前記撮像カメラで撮像したペーストの画像からそのペーストの高さを計測するペースト認識部を備えた。
　本発明では、塗布ヘッドにより試し塗布ステージに塗布されたペーストを側方から撮像する撮像カメラを備えたので、塗布されたペーストの状態を迅速かつ的確に観察することができる。
本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置の要部斜視図 （ａ），（ｂ）本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置の動作説明図 本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置の制御系統を示すブロック図 本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置によりペーストの試し塗布処理の実行手順を示すメインルーチンのフローチャート 本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置によりペーストの試し塗布処理の実行手順を示すサブルーチンのフローチャート 本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置によりペーストの試し塗布処理の実行手順を示すサブルーチンのフローチャート （ａ）～（ｆ）本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置の側方撮像カメラにより撮像した画像の例を示す図 本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置の基板カメラにより撮像した画像の例を示す図 本発明の一実施の形態におけるペースト塗布装置の塗布動作を示すタイミングチャート
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１に示すペースト塗布装置１は、基板２をオペレータ（図１中の符号ＯＰ）から見た左右方向（Ｙ軸方向とする）に搬送するとともにその基板２を所定の作業位置へ保持する基板搬送コンベア１１（基板保持部）、ＸＹロボットから成るヘッド移動機構１２によって基板搬送コンベア１１の上方を水平面内及び上下方向（Ｚ軸方向とする）に移動自在に設けられた２つの塗布ヘッド１３、基板搬送コンベア１１の側方に設けられた試し塗布ステージ１４、ヘッド移動機構１２によって２つの塗布ヘッド１３とともに移動される基板カメラ１５及び試し塗布ステージ１４に隣接して設けられた相対移動機構１６によって試し塗布ステージ１４に対してＹ軸方向に相対移動自在に設けられた側方撮像カメラ１７（撮像カメラ）を備えている。
　図１において、ヘッド移動機構１２はオペレータＯＰから見た前後方向（Ｘ軸方向とする）に延びたＸ軸テーブル２１、Ｘ軸テーブル２１に沿って移動自在なＹ軸方向に延びたＹ軸テーブル２２、Ｙ軸テーブル２２に沿って移動自在な移動ベース２３及び移動ベース２３に設けられた昇降モータ２４から成る。Ｘ軸テーブル２１が駆動するとＹ軸テーブル２２はＸ軸テーブル２１に沿って移動し、Ｙ軸テーブル２２が駆動すると移動ベース２３はＹ軸テーブル２２に沿って移動する。２つの塗布ヘッド１３はそれぞれシリンジ保持部材３１にノズル３２ａの下端を下方に向けたシリンジ３２が保持されて成り、それぞれ移動ベース２３に装備された昇降機構（図示せず）によって昇降自在な構成となっている。移動ベース２３には昇降機構を駆動する前述の昇降モータ２４が装着されており、昇降モータ２４を駆動することにより２つの塗布ヘッド１３は個別に昇降する。２つの塗布ヘッド１３はＸ軸テーブル２１に対するＹ軸テーブル２２のＸ軸方向への移動とＹ軸テーブル２２に対する移動ベース２３のＹ軸方向の移動の組み合わせによって水平面内を移動し、昇降モータ２４の作動によって個別に移動ベース２３に対して昇降する。各塗布ヘッド１３はそれぞれに対応して設けられたペースト吐出手段（図示せず）の動作によってノズル３２ａの下端からペーストＰｓｔを押出す。ペースト吐出手段としてはシリンジ３２内のペーストＰｓｔを空気圧やシリンダ等で加圧する方式や、スクリューやプランジャーを用いてペーストＰｓｔをノズル３２ａの下端から強制的に吐出させる機械式が適用できる。
　図１において、試し塗布ステージ１４は、塗布ヘッド１３によりペーストＰｓｔの試し塗布が行われるところであり、平板状のステージ部材４１の上方にＹ軸回りに回転自在な一対のローラ部材４２によって両端が支持されたペーパー部材４３を有して成る。ステージ部材４１の上面は試し塗布領域であり、この試し塗布領域には塗布ヘッド１３によりペーストＰｓｔが試し塗布される複数の試し塗布ポイントＴｐがＹ軸方向に一定間隔おきに設定されている。試し塗布領域はペーパー部材４３で覆われており、モータ４４によりローラ部材４２を回転駆動してペーストＰｓｔが付着したペーパー部材４３をＸ軸方向に移動させることで更新することができる。
　基板カメラ１５はヘッド移動機構１２の移動ベース２３に撮像視野を下方に向けた状態で取付けられている。基板カメラ１５は、基板搬送コンベア１１に保持された基板２の端部に設けられた一対の基板マーク２ｍのそれぞれを上方から撮像する。また基板カメラ１５は、試し塗布ステージ１４上の試し塗布ポイントＴｐを含む領域を上方から撮像する（図２（ａ））。基板カメラ１５はヘッド移動機構１２の作動によってＹ軸方向へ移動することにより、複数の試し塗布ポイントＴｐの上方からの撮像を連続して行うことができる。
　相対移動機構１６は、試し塗布ポイントＴｐの配列方向と平行に配置されてＹ軸方向に延びたＹテーブル５１と、Ｙテーブル５１に沿って移動自在な移動ステージ５２から成り、移動ステージ５２はＹテーブル５１に設けられたモータ５３によってＹ軸方向に移動される。側方撮像カメラ１７は移動ステージ５２上に設けられており、試し塗布ステージ１４上の各試し塗布ポイントＴｐを含む領域を側方（Ｘ軸方向）から撮像する（図２（ｂ））。相対移動機構１６は試し塗布ステージ１４と側方撮像カメラ１７を水平方向に相対移動させる相対移動手段となっており、側方撮像カメラ１７はモータ５３の作動によってＹ軸方向へ移動することにより、複数の試し塗布ポイントＴｐの側方からの撮像を行うことができる。
　図３において、ペースト塗布装置１が備える制御部６０の塗布動作制御部６１において基板搬送コンベア１１の作動制御による基板２の搬送、位置決め、保持動作を行い、ヘッド移動機構１２の作動制御による塗布ヘッド１３と基板カメラ１５の移動動作の各制御を行う。また、塗布動作制御部６１は、前述のペースト吐出手段（図３において符号を３３とする）の作動制御による各塗布ヘッド１３からのペーストＰｓｔの吐出動作、モータ４４の作動制御による試し塗布ステージ１４の試し塗布領域の更新動作及びモータ５３の作動制御による側方撮像カメラ１７のＹ軸方向への移動動作の各制御を行う。
　図３において、制御部６０の撮像動作制御部６２は、側方撮像カメラ１７による撮像動作と基板カメラ１５による撮像動作の各制御を行う。側方撮像カメラ１７の撮像動作により得られた画像（側方画像）は側方画像記憶部６３（記憶部）に記憶され、基板カメラ１５の撮像動作によって得られた画像データのうち試し塗布ステージ１４上の試し塗布ポイントＴｐを対象とした画像（上方画像）は上方画像記憶部６４に記憶され、基板マーク２ｍを対象とした画像は基板マーク画像記憶部６５に記憶される。
　図３において、制御部６０のペースト側方認識部６６（ペースト認識部）は、側方画像記憶部６３に記憶された各側方画像を画像処理して各試し塗布ポイントＴｐ上に塗布されたペーストＰｓｔの高さ（「塗布高さ」と称する）を計測する。また、制御部６０のペースト上方認識部６７は、上方画像記憶部６４に記憶された各上方画像を画像処理して各試し塗布ポイントＴｐ上に塗布されたペーストＰｓｔの塗布面積を計測する。このように本実施の形態において、側方撮像カメラ１７は、塗布ヘッド１３により試し塗布ステージ１４に塗布されたペーストＰｓｔを側方から撮像するものであり、ペースト側方認識部６６は、側方撮像カメラ１７で撮像したペーストＰｓｔの画像からそのペーストＰｓｔの高さを計測するものとなっている。
　図３において、制御部６０のデータ処理部６８は、ペースト側方認識部６６が計測した各試し塗布ポイントＴｐ上のペーストＰｓｔの塗布高さのデータと、ペースト上方認識部６７が計測した各試し塗布ポイントＴｐ上のペーストＰｓｔの塗布面積のデータを集計し、ペーストＰｓｔの塗布高さ及び塗布面積それぞれの平均値や範囲、最大値、最小値、標準偏差等を算出するデータ処理を行う。
　図３において、制御部６０の塗布パラメータ算出部６９は、データ処理部６８が行ったデータ処理の結果に基づいて、塗布動作条件としての塗布パラメータを算出し、その算出した塗布パラメータをその元データであるペーストＰｓｔの塗布高さ及び塗布面積それぞれの平均値や範囲、最大値、最小値、標準偏差等のデータとともに塗布パラメータ記憶部７０に記憶させる。塗布パラメータとしては、ペーストＰｓｔの吐出量のほか、ノズル３２ａの昇降速度、塗布停留期間Ｔ１（図９）におけるノズル高さ及び停留時間、糸切停留期間Ｔ２（図９）におけるノズル高さ及び停留時間等がある。
　制御部６０の基板マーク認識部７１は、基板マーク画像記憶部６５に記憶された各基板マーク２ｍの画像データの画像処理を行って基板搬送コンベア１１に保持された状態の基板２の位置の把握を行い、その把握した基板２の位置と予め設定された基準の位置と比較することによって、基板２の基準の位置からの位置ずれを求める。
　次に、図４、図５及び図６のフローチャートを用いてペースト塗布装置１によるペーストＰｓｔの試し塗布処理の実行手順について説明する。オペレータが制御部６０に繋がる操作・入力部８１（図３）より所定の試し塗布開始操作を行うと、塗布動作制御部６１は塗布ヘッド１３によって試し塗布を行う試し塗布ステージ１４上の試し塗布ポイントＴｐの数として「Ｎ」を指定し（図４に示すステップＳＴ１）、ペーストＰｓｔの試し塗布及び側方撮像を行うステップＳＴ２のサブルーチン（図５）に進む。
　塗布動作制御部６１は、ステップＳＴ２のサブルーチンに進んだら、先ず、試し塗布ポイントＴｐの識別子をａ＝１としてカウントし（ステップＳＴ１１）、側方撮像カメラ１７をＹテーブル５１上での座標（Ｙａ）へ移動させるとともに（ステップＳＴ１２）、塗布ヘッド１３をヘッド移動機構１２上での座標（Ｘａ，Ｙａ）へ移動させる（ステップＳＴ１３）。ここで、座標（Ｘａ，Ｙａ）は識別子がａである試し塗布ポイントＴｐの直上の位置であり、座標（Ｙａ）は識別子がａである試し塗布ポイントＴｐからＹ軸方向に一定距離離間した位置である。塗布動作制御部６１が側方撮像カメラ１７を座標（Ｙａ）へ移動させて塗布ヘッド１３を座標（Ｘａ，Ｙａ）へ移動させたら、撮像動作制御部６２は、塗布ヘッド１３による試し塗布ポイントＴｐ上へのペーストＰｓｔの試し塗布動作と側方撮像カメラ１７による試し塗布ポイントＴｐの撮像（側方撮像）を実行する（ステップＳＴ１４）。これにより、試し塗布動作によって試し塗布ステージ１４に塗布されるペーストＰｓｔの画像が側方撮像カメラ１７で取得される。
　試し塗布動作は、試し塗布ステージ１４の上方に塗布ヘッド１３を移動させた後、塗布ヘッド１３を下降させながらペーストＰｓｔの押出しを開始させる。そして、ノズル３２ａの下端が試し塗布ステージ１４のペーパー部材４３に接近した状態で予め定められた量のペーストＰｓｔを押出させ、これが終了したら塗布ヘッド１３を上昇させる。これによりノズル３２ａはペーストＰｓｔの糸引きを伴いながらペーストＰｓｔから分離し、ペーストＰｓｔの塗布動作が完了する。
　また、側方撮像は、試し塗布動作に関連付けされた複数のタイミングで実行される。図９は、試し塗布動作を示すタイミングチャートであり、ノズル３２ａの高さの変化を時間軸で示したものである。また、時間軸に記載された（ａ）～（ｆ）は側方撮像を行う撮像タイミングを示している。塗布動作制御部６１は予め設定された撮像タイミングになったら撮像動作制御部６２に側方撮像カメラ１７による撮像を行うように指令する。側方撮像カメラ１７の撮像動作によって取得された複数の側方画像Ｇ１～Ｇ６（図７（ａ）～（ｆ））はペーストＰｓｔの塗布過程を側方から撮像した画像であり、上述の撮像タイミング（ａ）～（ｆ）に対応する。これらの側方画像Ｇ１～Ｇ６は側方画像記憶部６３に記憶される。
　試し塗布ステージ１４の試し塗布ポイントＴｐ上へのペーストＰｓｔの塗布動作が終了し、その塗布過程の画像が記憶されたら、塗布動作制御部６１は、メインルーチンのステップＳＴ１で設定した全ての試し塗布ポイントＴｐにペーストＰｓｔを試し塗布したかどうか（ａ＝Ｎとなっているか否か）の判断を行う（ステップＳＴ１５）。そして、設定した全ての試し塗布ポイントＴｐにペーストＰｓｔを試し塗布していなかった場合には試し塗布ポイントＴｐの識別子をａ＝ａ＋１とカウントし（ステップＳＴ１６）、ステップＳＴ１２に戻って、新たな座標（Ｙａ）におけるペーストＰｓｔの撮像と、新たな座標（Ｘａ，Ｙａ）におけるペーストＰｓｔの試し塗布を行う。一方、設定した全ての試し塗布ポイントＴｐにペーストＰｓｔを試し塗布していた場合には、ステップＳＴ２のサブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。塗布動作制御部６１は、ステップＳＴ２のサブルーチンが終了したら、試し塗布したペーストＰｓｔの上方撮像を行うステップＳＴ３のサブルーチン（図６）に進む。
　塗布動作制御部６１は、ステップＳＴ３のサブルーチンでは、先ず、試し塗布ポイントＴｐの識別子をａ＝１とカウントし（ステップＳＴ２１）、基板カメラ１５をヘッド移動機構１２上での座標（Ｘａ，Ｙａ）へ移動させて（ステップＳＴ２２）、基板カメラ１５に試し塗布ステージ１４上の試し塗布ポイントＴｐを含む領域を撮像（上方撮像）させる（ステップＳＴ２３）。このようにして取得された試し塗布ポイントＴｐの上方画像Ｇ２０（図８）のデータは前述のように上方画像記憶部６４に記憶される。
　試し塗布ポイントＴｐの上方画像のデータが上方画像記憶部６４に記憶されたら、塗布動作制御部６１は、メインルーチンのステップＳＴ１で設定した全ての試し塗布ポイントＴｐの上方撮像を行ったかどうか（ａ＝Ｎとなっているか否か）の判断を行う（ステップＳＴ２４）。そして、設定した全ての試し塗布ポイントＴｐの上方撮像を行っていなかった場合には試し塗布ポイントＴｐの識別子をａ＝ａ＋１とカウントし（ステップＳＴ２５）、ステップＳＴ２２に戻って、新たな座標（Ｘａ，Ｙａ）において上方撮像を行う。一方、設定した全ての試し塗布ポイントＴｐの上方撮像を行っていた場合には、ステップＳＴ３のサブルーチンを抜けてメインルーチンに戻る。
　ステップＳＴ３のサブルーチンが終了したら、ペースト側方認識部６６が側方画像記憶部６３に記憶された側方画像のデータを画像処理して各試し塗布ポイントＴｐ上のペーストＰｓｔの塗布高さＨ（図７（ｆ））を計測する（ステップＳＴ４）。具体的には、試し塗布ポイントＴｐで最後に撮像した側方画像Ｇ６において塗布されたペーストＰｓｔの最も高い部分を検出し、この部分の高さを塗布高さＨとして採用する。最後に撮像した側方画像Ｇ６を用いるのは、塗布されたペーストＰｓｔの形状が比較的安定しているためである。
　次に、ペースト上方認識部６７は、上方画像記憶部６４に記憶された上方画像のデータを画像処理して各試し塗布ポイントＴｐ上のペーストＰｓｔの塗布面積を計測する（ステップＳＴ５）。
　上記のようにしてペーストＰｓｔの塗布高さと塗布面積が計測されたら、データ処理部６８は、得られた計測結果を集計して前述のデータ処理を行う（ステップＳＴ６）。そして、塗布パラメータ算出部６９は、そのデータ処理結果に基づいて、塗布動作条件としての塗布パラメータを算出し（ステップＳＴ７）、その塗布パラメータをその元データとともに塗布パラメータ記憶部７０に記憶させる。
　塗布パラメータ記憶部７０に塗布パラメータが記憶されたら、制御部６０はステップＳＴ６での集計結果を側方画像や上方画像とともに、表示部８２（図３）に画面表示する（ステップＳＴ８）。これによりオペレータは、塗布されたペーストＰｓｔの状態を的確に観察することができる。また、塗布動作中のペーストＰｓｔの糸引きの発生状況等を確認することができる。
　また、制御部６０は、塗布パラメータ記憶部７０からデータを読み出し、ディスプレイ装置等の表示部８２に塗布パラメータを画面表示する。ここでは操作・入力部８１から行うオペレータの操作に応じ、塗布パラメータのほか、ペーストＰｓｔの塗布高さ及び塗布面積それぞれの平均値や範囲、最大値、最小値、標準偏差等が画面表示されるようになっていてもよい。
　以上でペーストＰｓｔの試し塗布処理は終了するが、オペレータは操作・入力部８１を操作して試し塗布処理によって記憶された側方画像等を表示部８２に表示させて塗布動作中のペーストＰｓｔの糸引きを確認することもできる。例えば、試し塗布ステージ１４にペーストＰｓｔが付着した後から塗布ヘッド１３が上昇し終えるまでの期間に撮像された側方画像Ｇ３～Ｇ５を表示部８２に連続的に表示させればあたかも動画のようにして糸引きの様子を確認することができる。これによりオペレータは、確認した糸引きに応じて塗布パラメータ記憶部７０に記憶された塗布パラメータを操作・入力部８１を操作しながら直接修正することができる。
　ペースト塗布装置１は、上記のようにして最適の塗布パラメータが設定された状態で基板２にペーストＰｓｔを塗布する。このペーストＰｓｔの塗布作業では、制御部６０は先ず、基板搬送コンベア１１を作動させて外部から投入された基板２を搬入し、所定の作業位置に静止させて基板２を保持する。そして、ヘッド移動機構１２を作動させて基板カメラ１５を基板２の上方に位置させ、基板２上の一対の基板マーク２ｍを基板カメラ１５に撮像させてその画像データを基板マーク画像記憶部６５に記憶させる一方、基板マーク認識部７１において基板マーク２ｍの画像データの画像処理を行って基板２の位置の把握を行い、前述の要領によって、基板２の基準の位置からの位置ずれを求める。
　制御部６０は、基板２の基準の位置からの位置ずれを求めたら、塗布ヘッド１３を基板２上の目標位置（電極）の位置の上方に移動させる。そして、シリンジ３２からペーストＰｓｔを押出させて電極上にペーストＰｓｔを塗布する。このとき制御部６０は、操作・入力部８１から入力設定された塗布パラメータでペーストＰｓｔが塗布されるように制御する。これにより基板２の電極上には最適の塗布状態でペーストＰｓｔが塗布され、その後は下流側の部品実装装置に基板２が送られて部品が装着される。
　以上説明したように、本実施の形態におけるペースト塗布装置１では、塗布ヘッド１３により試し塗布ステージ１４に塗布されたペーストＰｓｔを側方から撮像する撮像カメラ（側方撮像カメラ１７）を備えているので、塗布されたペーストＰｓｔの状態を的確に観察することができる。また、側方撮像カメラ１７によって、試し塗布ステージ１４に塗布されたペーストＰｓｔを側方から撮像するため、塗布動作に関係なくいつでも撮像することが可能である。このため塗布直後のペーストＰｓｔの状態は勿論のこと、塗布動作中に発生するペーストＰｓｔの糸引きの状況も観察することができる。
　また、本実施の形態におけるペースト塗布装置１では、相対移動手段（相対移動機構１６）によって側方撮像カメラ１７を試し塗布ステージ１４に対して相対移動させて試し塗布ステージ１４に塗布されたペーストＰｓｔに対する側方撮像カメラ１７の位置を変更することができるので、複数のペーストＰｓｔの観察をより迅速かつより的確に行うことができる。また、側方より連続撮像された複数の画像を記憶するようになっているので、これを画像表示することによって、オペレータは塗布動作中のペーストＰｓｔの糸引きの発生状況を観察することができる。更に、ペースト認識部（ペースト側方認識部６６）によってペーストＰｓｔの高さを計測するので、塗布されたペーストＰｓｔの状態を客観的な数値で把握することができる。なお、複数の画像を連続して取得する方法としては、動画での撮像であってもよい。動画にすることにより、塗布動作中のペーストＰｓｔの糸引きの様子をより的確に観察することができる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１３年３月１２日出願の日本特許出願（特願２０１３－０４８６１１）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　塗布されたペーストの状態を迅速かつ的確に観察することができるペースト塗布装置を提供する。
　１　ペースト塗布装置
　２　基板
　１１　基板搬送コンベア（基板保持部）
　１３　塗布ヘッド
　１４　試し塗布ステージ
　１６　相対移動機構（相対移動手段）
　１７　側方撮像カメラ（撮像カメラ）
　６３　側方画像記憶部（記憶部）
　６６　ペースト側方認識部（ペースト認識部）
　Ｐｓｔ　ペースト

Claims (4)

  1. 　基板を保持する基板保持部と、
    　前記基板にペーストを塗布する塗布ヘッドと、
    　ペーストの試し塗布が行われる試し塗布ステージと、
    　前記塗布ヘッドにより前記試し塗布ステージに塗布されたペーストを側方から撮像する撮像カメラと、
    　前記撮像カメラで撮像された画像を記憶する記憶部とを備えたことを特徴とするペースト塗布装置。
  2. 　前記試し塗布ステージと前記撮像カメラを水平方向に相対移動させる相対移動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のペースト塗布装置。
  3. 　前記撮像カメラは前記塗布ヘッドが下降して前記試し塗布ステージにペーストを付着させた後、上昇し終わる期間に複数の画像を連続して取得し、前記記憶部はその取得した複数の画像を記憶することを特徴とする請求項１又は２に記載のペースト塗布装置。
  4. 　前記撮像カメラで撮像したペーストの画像からそのペーストの高さを計測するペースト認識部を備えたことを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載のペースト塗布装置。
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