WO2016075790A1

WO2016075790A1 - 装着機及び装着機を用いた電子部品の吸着姿勢検査方法

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Publication number: WO2016075790A1
Application number: PCT/JP2014/080069
Authority: WO
Inventors: 芳行深谷
Original assignee: 富士機械製造株式会社
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2014-11-13
Publication date: 2016-05-19
Also published as: US20170318715A1; JPWO2016075790A1; EP3220731A1; US10194570B2; EP3220731A4; JP6466960B2; EP3220731B1; CN107079620A; CN107079620B

Abstract

　様々なサイズの電子部品を適切な精度で画像処理できると共に画像処理時間が増加することを抑制する。装着機は、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有し、電子部品を所定の位置へ移送するヘッドユニットと、吸着部品の吸着姿勢を撮像する撮像装置と、電子部品のサイズを取得する部品データ取得部と、撮像画像を画像処理する画像処理部と、画像処理パターン選択部を備える。画像処理パターン選択部は、電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲及び複数の画像処理精度から１の画像処理範囲及び１の画像処理精度をそれぞれ選択可能であり、かつ、部品データ取得部から取得される電子部品のサイズが小さくなるにしたがって、複数の画像処理範囲及び複数の画像処理精度の中から小さな画像処理範囲及び高精度な画像処理精度をそれぞれ選択する。画像処理部は、画像処理パターン選択部が選択した画像処理の範囲及び精度にしたがって画像処理を行う。

Description

装着機及び装着機を用いた電子部品の吸着姿勢検査方法

　本明細書に開示する技術は、装着機及び装着機を用いた電子部品の吸着姿勢検査方法に関する。

　一般に、電子部品を基板に装着する装着機は、ヘッドユニットと、撮像装置と、画像処理部を備える。ヘッドユニットは、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有しており、電子部品を基板上の所定の位置に移送する。撮像装置は、吸着ノズルに吸着された電子部品（以下、吸着部品とも称する）の吸着姿勢を撮像する。画像処理部は、撮像装置が撮像した画像データを画像処理し、電子部品の位置補正量や厚み等を計算する。装着機は、画像処理部における計算結果に基づいて電子部品を基板に装着する。

　特開２００９－１８８２６５号公報には、ヘッドユニットに装着されたヘッド側撮像装置と、基台に設置され、ヘッド側撮像装置よりも広い視野及び高い解像度を有する基台側撮像装置を備えた装着機が開示されている。この装着機では、吸着部品の吸着姿勢を撮像する際に、電子部品のサイズがヘッド側撮像装置の撮像範囲以下の場合はヘッド側撮像装置を選択し、電子部品のサイズがヘッド側撮像装置の撮像範囲を超える場合は基台側撮像装置を選択する。これにより、電子部品のサイズがヘッド側撮像装置の撮像範囲を超える場合であっても、基台側撮像装置により当該電子部品を確実に撮像することができる。

　近年、電子部品の小型化が進んでいる。このため、従来の画像処理精度では小型化した電子部品の吸着姿勢を精度良く画像処理することが困難となってきた。電子部品の吸着姿勢を精度良く画像処理できないと、電子部品の位置補正量や厚み等を正確に計算できず、結果として、電子部品を基板上の所定の位置に正確に装着できないという問題が生じる。

　特開２００９－１８８２６５号公報の装着機では、電子部品のサイズがヘッド側撮像装置の撮像範囲以下の場合は、視野が比較的に狭く、かつ、解像度が比較的に低いヘッド側撮像装置が選択される。このため、サイズの小さな電子部品を基板に装着する際は、通常、ヘッド側撮像装置が選択され、ヘッド側撮像装置によって電子部品を撮像し、その撮像された画像に対して画像処理が行われる。その結果、画像処理に要する時間は短時間で済むものの、電子部品の吸着姿勢を精度良く画像処理できないという事態が生じる。

　本明細書では、小さなサイズの電子部品を適切な精度で画像処理できると共に、画像処理時間が増加することを抑制できる技術を提供する。

　本明細書が開示する装着機は、ヘッドユニットと、撮像装置と、部品データ取得部と、画像処理部と、画像処理パターン選択部を備える。ヘッドユニットは、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有し、電子部品を基板上の所定の位置へ移送する。撮像装置は、吸着ノズルにより吸着されている電子部品の吸着姿勢を撮像する。部品データ取得部は、電子部品のサイズを取得する。画像処理部は、撮像装置が撮像した画像を処理する。画像処理パターン選択部は、画像処理部の画像処理範囲及び画像処理精度を選択する。画像処理パターン選択部は、電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲から１の画像処理範囲を選択可能であると共に、予め定められた複数の画像処理精度から１の画像処理精度を選択可能であり、かつ、部品データ取得部から取得される電子部品のサイズが小さくなるにしたがって、複数の画像処理範囲の中から小さな画像処理範囲を選択すると共に、複数の画像処理精度の中から高精度な画像処理精度を選択する。画像処理部は、画像処理パターン選択部が選択した画像処理範囲及び画像処理精度にしたがって画像処理を行う。

　上記の装着機では、画像処理パターン選択部は、電子部品のサイズが小さくなるにしたがって、高精度な画像処理精度を選択する。このため、電子部品のサイズが小さい場合であってもその吸着姿勢を適切に画像処理でき、基板上の所定の位置に正確に装着できる。また、一般に、画像処理精度が高くなると単位面積当たりの画像処理時間が増加するが、上記の構成では、画像処理精度が高い場合は画像処理範囲を小さくするため、画像処理範囲全体の画像処理に要する時間が増加することを抑制できる。したがって、小さなサイズの電子部品を適切な精度で画像処理できると共に、画像処理時間が増加することを抑制できる。

　また、本明細書では、新規なヘッドユニットを開示する。このヘッドユニットは、電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有し、吸着ノズルで吸着された電子部品を基板上の所定の位置へ移送し、吸着ノズルにより吸着された電子部品の吸着姿勢を撮像するヘッド側撮像装置が装着可能となっている。このヘッドユニットは、部品データ取得部と、画像処理部と、画像処理パターン選択部を備える。部品データ取得部は、電子部品のサイズを取得する。画像処理部は、ヘッド側撮像装置が撮像した画像を処理する。画像処理パターン選択部は、画像処理部の画像処理範囲及び画像処理精度を選択する。画像処理パターン選択部は、電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲から１の画像処理範囲を選択可能であると共に、予め定められた複数の画像処理精度から１の画像処理精度を選択可能であり、かつ、部品データ取得部から取得される電子部品のサイズが小さくなるにしたがって、複数の画像処理範囲の中から小さな画像処理範囲を選択すると共に、複数の画像処理精度の中から高精度な画像処理精度を選択する。画像処理部は、画像処理パターン選択部が選択した画像処理範囲及び画像処理精度にしたがって画像処理を行う。

　上記のヘッドユニットは、その内部に部品データ取得部、画像処理部、及び画像処理パターン選択部を備える。この構成によっても、小さなサイズの電子部品を適切な精度で画像処理できると共に、画像処理時間が増加することを抑制できる。

　また、本明細書では、新規な電子部品の吸着姿勢検査方法を開示する。この吸着姿勢検査方法は、吸着ノズルに吸着される電子部品を基板上の所定の位置に装着する装着機において、吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着姿勢を検査する方法である。この吸着姿勢検査方法は、取得工程と、撮像工程と、選択工程と、画像処理工程と、を備える。取得工程では、吸着ノズルに吸着された電子部品のサイズを取得する。撮像工程では、吸着ノズルに吸着された電子部品の吸着姿勢を撮像する。選択工程では、取得工程で取得された電子部品のサイズに応じて、撮像工程で撮像された画像の画像処理範囲及び画像処理精度を選択する。画像処理工程では、選択工程で選択された画像処理範囲及び画像処理精度で、撮像工程で撮像された画像を画像処理する。選択工程は、電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲から１の画像処理範囲を選択可能であると共に、予め定められた複数の画像処理精度から１の画像処理精度を選択可能であり、取得工程で取得される電子部品のサイズが小さくなるにしたがって、複数の画像処理範囲の中から小さな画像処理範囲を選択すると共に、複数の画像処理精度の中から高精度な画像処理精度を選択する。この検査方法によると、小さなサイズの電子部品を適切な精度で画像処理できると共に、画像処理時間が増加することを抑制できる。

実施例の装着機の構成を模式的に示す側面図。図１のＩＩ－ＩＩ線における縦断面図。制御装置の機能を示すブロック図。電子部品を模式的に示す斜視図。画像処理範囲の一例を示す図。画像処理範囲の別の例を示す図。装着機の動作の流れを示すフローチャート。実施例２のヘッドユニットの機能を示すブロック図。

　以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

　本明細書が開示する装着機では、画像処理パターン選択部が選択する画像処理範囲が、撮像装置の撮像方向から見たときの電子部品の外形よりも大きな範囲に設定されてもよい。この構成によると、電子部品の外形全体が画像処理の対象となるため、電子部品の吸着姿勢をより正確に検査することができる。

　本明細書が開示する装着機では、画像処理パターン選択部が、部品データ取得部から取得される電子部品のサイズが閾値以上の場合は、第１画像処理範囲及び第１画像処理精度を選択し、電子部品のサイズが閾値未満の場合は、第１画像処理範囲よりも小さい第２画像処理範囲、及び第１画像処理精度よりも高精度な第２画像処理精度を選択してもよい。この構成によると、画像処理範囲及び画像処理精度の選択を切替える閾値を適切に設定することで、電子部品の装着精度を高めつつ電子部品の装着効率を向上することができる。

　本明細書が開示する装着機では、上述した複数の画像処理範囲のサイズを記憶するメモリを備えていてもよい。この構成によると、画像処理範囲のサイズを変更する場合は、メモリを書き換えることで容易に変更することができる。

　図面を参照して、実施例の装着機１０について説明する。装着機１０は、回路基板２に電子部品４を装着する装置である。装着機１０は、電子部品装着装置やチップマウンタとも称される。通常、装着機１０は、はんだ印刷機及び基板検査機といった他の基板作業機と共に併設され、一連の装着ラインを構成する。

　図１、図２に示すように、装着機１０は、複数の部品フィーダ１２と、フィーダ保持部１４と、装着ヘッド１６及びヘッド移動装置１８から構成されるヘッドユニット１５と、撮像装置３０と、基板コンベア２０と、制御装置２２と、タッチパネル２４を備える。各々の部品フィーダ１２は、複数の電子部品４を収容している。部品フィーダ１２は、フィーダ保持部１４に着脱可能に取り付けられ、装着ヘッド１６へ電子部品４を供給する。部品フィーダ１２の具体的な構成は特に限定されない。各々の部品フィーダ１２は、例えば、巻テープ上に複数の電子部品４を収容するテープ式フィーダ、トレイ上に複数の電子部品４を収容するトレイ式フィーダ、又は、容器内に複数の電子部品４をランダムに収容するバルク式フィーダの何れであってもよい。また、フィーダ保持部１４は、装着機１０において固定されたものであってもよいし、装着機１０に対して着脱可能なものであってもよい。

　装着ヘッド１６は、電子部品４を吸着するノズル６を有する。ノズル６は、装着ヘッド１６に着脱可能に取り付けられている。装着ヘッド１６は、ノズル６をＺ方向（ここでは鉛直方向）に移動可能であり、部品フィーダ１２や回路基板２に対して、ノズル６を接近及び離反させる。装着ヘッド１６は、部品フィーダ１２から電子部品４をノズル６によって吸着すると共に、ノズル６に吸着された電子部品４を回路基板２上に装着することができる。なお、装着ヘッド１６は、単一のノズル６を有するものに限られず、複数のノズル６を有するものであってもよい。

　ヘッド移動装置１８は、部品フィーダ１２と回路基板２との間で装着ヘッド１６及び固定部材２９（後述）を移動させる。一例ではあるが、本実施例のヘッド移動装置１８は、移動ベース１８ａをＸ方向及びＹ方向に移動させるＸＹロボットであり、移動ベース１８ａに対して装着ヘッド１６が固定されている。装着ヘッド１６とヘッド移動装置１８によりヘッドユニット１５が構成される。なお、装着ヘッド１６は、移動ベース１８ａに固定されるものに限られず、移動ベース１８ａに着脱可能に取り付けられるものであってもよい。

　撮像装置３０は、固定部材２９により移動ベース１８ａに固定されており、移動ベース１８ａと一体的に移動する。撮像装置３０は、カメラ３２と、照明用光源（図示省略）と、プリズム（図示省略）を備える。カメラ３２は、ノズル６に吸着された電子部品４のＺＸ平面方向の側面（図４参照（以下、電子部品４の側面とも称する））及びノズル６の下部を水平方向（即ち、－Ｙ方向）から撮像する。カメラ３２には、例えばＣＣＤカメラが用いられる。照明用光源は、ＬＥＤにより構成されており、電子部品４の撮像面を照らす。プリズムは、カメラ３２の光軸を撮像対象に合わせる。照明用光源により電子部品４のＺＸ平面方向の側面及びノズル６の下部が照らされ、その反射光がプリズムで反射してカメラ３２に導かれることで、カメラ３２は電子部品４の側面及びノズル６の下部を撮像する。カメラ３２によって撮像された画像の画像データは、制御装置２２の画像処理部５２（後述）に送信される。なお、カメラ３２は、電子部品４のＺＸ平面方向の側面を撮像するものに限られず、電子部品４の下面を撮像するものであってもよいし、電子部品４の側面及び下面を選択的（両方撮像する場合も含む）に撮像するものであってもよい。

　基板コンベア２０は、回路基板２の搬入、位置決め、及び搬出を行う装置である。一例ではあるが、本実施例の基板コンベア２０は、一対のベルトコンベアと、回路基板２を下方から支持する支持装置（図示省略）とを有する。

　図３に示すように、制御装置２２は、メモリ４０とＣＰＵ４２を含むコンピュータを用いて構成されている。メモリ４０には部品データ記憶部４４、画像処理範囲記憶部４６、画像処理手法記憶部４８及び閾値記憶部４９が設けられている。部品データ記憶部４４は、様々な種別の回路基板２に装着される全ての電子部品４に関する部品データを記憶している。具体的には、部品データ記憶部４４は、電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズ（即ち、電子部品４の幅Ｌｘ及び厚みＬｚ（図４参照））を、電子部品４の側面のサイズの許容値、回路基板２の種別、部品タイプ（チップ部品、リード部品等）、パッケージタイプ（ＱＦＰ、ＢＧＡ等）、ヘッドユニット１５によって移送される順番、及び回路基板２上の装着位置等と関連付けて記憶している。画像処理範囲記憶部４６は、２種類の画像処理範囲６０、６２のサイズを記憶している（図５、６参照）。画像処理範囲６２のサイズは、画像処理範囲６０のサイズよりも大きい。画像処理範囲記憶部４６に記憶される画像処理範囲のサイズを書き換えることで、画像処理範囲のサイズの変更を容易に行うことができる。画像処理手法記憶部４８は、２種類の画像処理手法（即ち、画像処理プログラム）を記憶している。具体的には、画像処理手法記憶部４８は、キャリパーツールと２値化手法を記憶している。一般に、キャリパーツールによる画像処理精度は、２値化手法による画像処理精度よりも高い。閾値記憶部４９は、電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズの閾値として、幅Ｌｘｔｈ及び厚みＬｚｔｈを記憶している。これらの閾値は、作業者によって設定可能となっている。なお、部品データ記憶部４４は、「部品データ取得部」の一例に相当し、画像処理範囲６０は「第２画像処理範囲」の一例に相当し、画像処理範囲６２は「第１画像処理範囲」の一例に相当する。また、キャリパーツールによる画像処理精度は「第２画像処理精度」の一例に相当し、２値化手法による画像処理精度は「第１画像処理精度」の一例に相当する。

　メモリ４０には演算プログラムが記憶されており、ＣＰＵ４２が当該演算プログラムを実行することで、ＣＰＵ４２は画像処理パターン選択部５０、画像処理部５２、合否判定部５４、ヘッドユニット制御部５６、及び撮像装置制御部５８として機能する。画像処理パターン選択部５０は、部品データ記憶部４４から取得される電子部品４の側面のサイズに応じて、画像処理範囲記憶部４６の中から画像処理範囲６０又は画像処理範囲６２の何れかのサイズを選択すると共に、画像処理手法記憶部４８の中から２値化手法又はキャリパーツールの何れかの手法を選択する。具体的には、画像処理パターン選択部５０は、画像処理範囲６０とキャリパーツールの組合せ、又は画像処理範囲６２と２値化手法の組合せ、の何れかを選択する。画像処理部５２は、カメラ３２から送信された画像データを、画像処理パターン選択部５０によって選択された画像処理範囲及び画像処理手法を用いて画像処理し、電子部品４の側面のサイズや装着位置の補正量を計算する。合否判定部５４は、画像処理部５２における計算結果から電子部品４が装着可能か否か判定する。ヘッドユニット制御部５６は、ヘッドユニット１５の動作を制御する。撮像装置制御部５８は、撮像装置３０の動作を制御する。

　タッチパネル２４は、作業者に各種の情報を提供する表示装置であると共に、作業者からの指示や情報を受け付けるユーザインターフェースである。例えば、制御装置２２による画像処理の判定結果を、作業者に対して表示することができる。

　次に、図７のフローチャートを参照して、電子部品４を装着する際の装着機１０の動作について説明する。なお、本実施例の装着機１０は、回路基板２に複数種類の電子部品４を装着する。回路基板２に装着される電子部品４には、比較的に大きなサイズの電子部品もあれば、比較的に小さなサイズの電子部品もある。上述したように、本実施例では、電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズに応じて画像処理範囲及び画像処理手法を切替える。このため、装着機１０で電子部品を装着する前に、画像処理範囲及び画像処理手法の切替えに用いられる電子部品４の閾値（即ち、Ｌｘｔｈ、Ｌｚｔｈ）が予め設定される。設定された閾値は、制御装置２２の閾値記憶部４９に記憶される。電子部品４の閾値の設定は、例えば、タッチパネル２４を作業者が操作することで設定することができる。また、装着機１０において回路基板２に装着される全ての電子部品４の部品データも制御装置２２の部品データ記憶部４４に予め記憶される。具体的には、部品データ記憶部４４には、回路基板２に装着される順に電子部品４の部品データが予め記憶される。

　電子部品４を回路基板２に装着する際は、図７に示すように、まず、制御装置２２は、ヘッドユニット１５で移送して回路基板２に装着する電子部品４の部品データを部品データ記憶部４４から抽出する（ステップＳ２）。即ち、回路基板２にｉ番目の電子部品４を装着する場合は、ｉ番目に装着する電子部品４の部品データを部品データ記憶部４４から抽出する。これによって、装着する電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズ（幅Ｌｘ、厚みＬｚ）や電子部品４を装着する装着位置等が特定される。

　次に、回路基板２に装着する電子部品４が特定されるため、制御装置２２は、ステップＳ２で特定された電子部品４を供給する部品フィーダ１２までヘッドユニット１５を移動させる（ステップＳ４）。即ち、ヘッドユニット制御部５６がヘッド移動装置１８を駆動することで、装着ヘッド１６を特定された部品フィーダ１２に対して位置決めする。これによって、装着ヘッド１６のノズル６が部品フィーダ１２の電子部品４の上方に位置決めされる。次に、制御装置２２の撮像装置制御部５８は、カメラ３２で水平方向からノズル６の下部を撮像し、撮像範囲内におけるノズル６の下端位置を計測する（ステップＳ６）。ノズル６は装着ヘッド１６に対してＺ方向に移動可能となっているため、ノズル６により電子部品４を吸着する前に、ノズル６の下端位置をカメラ３２で計測する。計測されたノズル６の下端位置は、メモリ４０に記憶される。続いて、制御装置２２のヘッドユニット制御部５６は、装着ヘッド１６に対してノズル６を下降させることにより、部品フィーダ１２から電子部品４をノズル６で吸着する（ステップＳ８）。続いて、撮像装置制御部５８は、カメラ３２で水平方向（即ち、－Ｙ方向）から電子部品４の側面（ＺＸ平面方向の側面）及びノズル６の下部を撮像する（ステップＳ１０）。この際、カメラ３２の撮像範囲は、－Ｙ方向から見たときの電子部品４の外形がカメラ３２の撮像範囲に収まるように予め設定されている。本実施例では、カメラ３２の撮像範囲は電子部品４のサイズによらず一定である。このため、カメラ３２の撮像範囲は、電子部品４の中でそのＺＸ平面方向の側面のサイズが最大である電子部品４の外形よりも大きく設定されている。なお、ステップＳ６の処理が「取得工程」の一例に相当し、ステップＳ１０の処理が「撮像工程」の一例に相当する。

　続いて、制御装置２２は、ステップＳ２で抽出された部品データから、ステップＳ８でノズル６に吸着された電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズが予め設定された閾値（即ち、Ｌｘｔｈ、Ｌｚｔｈ）未満か否かを判定する（ステップＳ１２）。ノズル６に吸着された電子部品４の部品データ（厳密には、電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズ）が、次の条件：Ｌｘ＜Ｌｘｔｈ、かつ、Ｌｚ＜Ｌｚｔｈを満たす場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）は、画像処理パターン選択部５０は、画像処理範囲記憶部４６から画像処理範囲６０のサイズ（図５参照）を選択すると共に、画像処理手法記憶部４８からキャリパーツールを選択して、ステップＳ１４に進む。一方、電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズが上記の条件を満たさない場合（ステップＳ１２でＮＯ）は、画像処理パターン選択部５０は、画像処理範囲記憶部４６から画像処理範囲６２のサイズ（図６参照）を選択すると共に、画像処理手法記憶部４８から２値化手法を選択して、ステップＳ１６に進む。以下では、上記の条件を満たす電子部品４を電子部品４ａと称し、上記の条件を満たさない電子部品４を電子部品４ｂと称する。なお、ステップＳ１２の処理が「選択工程」の一例に相当する。

　ステップＳ１４では、画像処理部５２が、カメラ３２から送信された画像データを画像処理する。画像データは、カメラ３２の撮像範囲に相当する大きさ７０（図５、６参照）を有している。画像処理部５２は、画像データのうち画像処理範囲６０で区画された範囲を画像処理する（図５参照）。別言すれば、画像処理部５２は、画像データの全てを画像処理するのではなく、画像データの一部を選択的に画像処理する。画像処理範囲６０は、上記の条件を満たす電子部品４ａを－Ｙ方向から見たときの外形が、画像処理範囲６０内に収まる大きさに設定されている。このため、電子部品４ａのＺＸ平面方向の側面全体が画像処理の対象となる。画像処理部５２は、キャリパーツールを用いて画像データを画像処理する。キャリパーツールは、公知の画像処理手法であり、Ａｆｆｉｎｅ変換工程、プロジェクション処理工程、及びフィルタ処理工程で構成されている。キャリパーツールは、エッジをサブピクセル単位で検出することができ、カメラ３２の画素分解能以上の精度で画像処理することができる。画像処理部５２は、画像処理範囲６０内の画像データを上方（即ち、Ｚ方向）に向かってキャリパーツールで画像処理し、エッジを検出する。そして、最下端で検出したエッジ位置を電子部品４ａの下端位置とする。ここで、ステップＳ６において、ノズル６の下端位置が計測されているため、電子部品４ａの下端位置とノズル６の下端位置との差分をとることにより、電子部品４ａの厚みＬｚ１を算出することができる。

　一方、ステップＳ１６では、画像処理部５２が、カメラ３２から送信された画像データを画像処理する。画像処理部５２は、画像データのうち画像処理範囲６２で区画された範囲（即ち、ステップＳ１４における画像処理範囲６０よりも広い範囲）を画像処理する（図６参照）。画像処理範囲６２は、上記の条件を満たさない電子部品４ｂを－Ｙ方向から見たときの外形が、画像処理範囲６２内に収まる大きさに設定されている。このため、当該電子部品４ｂのＺＸ平面方向の側面全体が画像処理の対象となる。画像処理部５２は、２値化手法を用いて画像データを画像処理する。２値化手法は、濃淡のある画像を２階調に変換する公知の画像処理手法である。２値化手法では、予め２値化用閾値を設定しておき、画像データの各画素が２値化用閾値以上の場合は白、２値化用閾値未満の場合は黒、というように各画素を２値化することで、背景から電子部品４ｂを区別する。このため、２値化手法では、カメラ３２の画素分解能以上の精度で画像処理することはできない。電子部品４ｂの厚みを算出する手順は、ステップＳ１４と同様である。即ち、画像処理部５２は、画像処理範囲６２内の画像データを上方に向かって２値化手法で画像処理し、色が変化した（例えば、黒から白）最下端の位置を電子部品４ｂの下端位置とする。そして、電子部品４ｂの下端位置と、ステップＳ６で計測したノズル６の下端位置との差分をとることにより、電子部品４ｂの厚みＬｚ２を算出する。なお、ステップＳ１４及びステップＳ１６の処理が「画像処理工程」の一例に相当する。

　続いて、合否判定部５４が、ステップＳ１４で算出された電子部品４ａの厚みＬｚ１、又はステップＳ１６で算出された電子部品４ｂの厚みＬｚ２が許容値未満か否か判定する（ステップＳ１８）。許容値は、部品データ記憶部４４に電子部品４ａ又は４ｂのサイズと関連付けて記憶されており、各電子部品４ａ又は４ｂに固有の値である。厚みＬｚ１又は厚みＬｚ２が許容値以上の場合（ステップＳ１８でＮＯ）は、電子部品４ａ又は４ｂの吸着姿勢が異常であった、又は電子部品４ａ又は４ｂのサイズが許容値を超えていたとして、電子部品４ａ又は４ｂの吸着姿勢を補正するか、電子部品４ａ又は４ｂを廃棄する（ステップＳ２２）。一方、厚みＬｚ１又は厚みＬｚ２が許容値未満の場合（ステップＳ１８でＹＥＳ）は、電子部品４ａ又は４ｂは良品であるとして、ヘッドユニット制御部５６は、装着ヘッド１６のノズル６が回路基板２の装着位置上に位置するようにヘッド移動装置１８を駆動する（ステップＳ２０）。装着ヘッド１６が装着位置に位置決めされると、ヘッドユニット制御部５６は、ノズル６を下降させると共に電子部品４ａ又は４ｂの吸着を解除する（ステップＳ２４）。これによって、電子部品４ａ又は４ｂが回路基板２に装着される。続いて、制御装置２２は、装着機１０において装着が予定されている全ての電子部品４の装着が完了したか否かを判定する（ステップＳ２６）。全ての電子部品４が装着されている場合（ステップＳ２６でＹＥＳ）には、装着機１０による回路基板２の装着作業を終了し、そうでない場合（ステップＳ２６でＮＯ）にはステップＳ２に戻って残りの電子部品４の装着作業を実行する。

　上記の装着機１０では、電子部品４のＺＸ平面方向の側面のサイズが閾値未満の場合はキャリパーツールが選択される。このため、電子部品の小型化に伴い電子部品４の側面のサイズが小さくなっても、キャリパーツールを用いて電子部品４の吸着姿勢を適切に画像処理できる。結果として、電子部品４の厚みＬｚ１を正確に算出することができ、電子部品４を回路基板２上の所定の位置に正確に装着できる。ここで、キャリパーツールはサブピクセル単位の画像処理であるため単位面積当たりの画像処理に時間がかかる。しかしながら、本実施例では、キャリパーツールが選択されると、サイズの小さい画像処理範囲６０が自動的に選択されるため、画像処理範囲６０全体を画像処理する時間が増加することを抑制できる。一方、装着機１０は、電子部品４の側面のサイズが閾値以上の場合はサイズの大きい画像処理範囲６２を選択する。一般に、画像処理範囲が大きくなると画像処理時間が増加する。しかしながら、本実施例では、画像処理範囲６２が選択されると、２値化手法が自動的に選択される。２値化手法は、比較的に低精度の画像処理手法であり、単位面積当たりの処理時間が比較的に速い。このため、画像処理範囲６２全体を画像処理する時間が増加することを抑制できる。また、電子部品４の側面のサイズが閾値以上の場合は、許容値も大きいため、ある程度の画像処理精度さえ確保できれば、電子部品４の吸着姿勢を十分な精度で検査できる。これによって、２値化手法を用いても電子部品４を回路基板２上の所定の位置に正確に装着できる。このため、上記の装着機１０によると、様々な側面サイズの電子部品４を適切な精度で画像処理できると共に、画像処理時間が増加することを抑制できる。

　また、画像処理範囲６０は、電子部品４ａ（即ち、側面のサイズが小さい電子部品）を－Ｙ方向から見たときの外形よりも大きな範囲に設定されており、画像処理範囲６２は、電子部品４ｂ（即ち、側面のサイズが大きい電子部品）を－Ｙ方向から見たときの外形よりも大きな範囲に設定されている。この構成によると、電子部品４の側面の外形全体が画像処理の対象となるため、電子部品４の吸着姿勢をより正確に検査できる。また、制御装置２２のメモリ４０に、画像処理されたデータを保存できる記憶部を設ければ、回路基板２の故障が検出された際に、当該記憶部に記憶されている画像処理データを検証することが可能となり、エラーの原因を発見し易くなる。

　また、本実施例では、閾値記憶部４９は１組の閾値（Ｌｘｔｈ、Ｌｚｔｈ）を記憶し、また、画像処理範囲記憶部４６及び画像処理手法記憶部４８は、それぞれ２種類の画像処理範囲６０、６０及び画像処理手法（キャリパーツール、２値化手法）のみを記憶する。このため、画像処理パターン選択部５０は、閾値に基づいて画像処理範囲及び画像処理精度を高速で選択でき、電子部品４の装着効率が向上する。

　また、本実施例では、電子部品４の側面のサイズに応じて画像データを画像処理する範囲及び精度が変更される。このため、側面のサイズが小さい電子部品４用に高い解像度を有する撮像装置を別途導入する必要がない。装着機１０に１台の撮像装置３０を設けるだけで、様々な側面サイズの電子部品４を適切な精度で画像処理できる。このため、撮像装置を別途導入するために装着機のコストが増加したり、装着機のサイズが大型化したりするといった問題を回避できる。また、画像処理パターン選択部５０は、電子部品４の側面のサイズが閾値未満のとき（即ち、高い画像処理精度が求められているとき）にだけ、高精度な画像処理手法であるキャリパーツールを選択する。別言すれば、高精度な画像処理が不要である電子部品４を画像処理する際は、低精度な画像処理手法である２値化手法が選択される。このため、画像処理手法をキャリパーツールで統一する構成と比較して画像処理時間が増加することを抑制でき、結果として、装着効率の低下を抑制できる。

　図８を参照して実施例２のヘッドユニット１１５について説明する。以下では、実施例１と相違する点について説明し、実施例１と同一の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。実施例２のヘッドユニット１１５は、メモリ４０及びＣＰＵ４２を含むコンピュータを用いて構成されている点で、実施例１のヘッドユニット１５と異なる。撮像装置１３０は、ノズル６に吸着された電子部品４の吸着姿勢を撮像する撮像装置であり、実施例１の撮像装置３０と同一の構成を備える。撮像装置１３０は、固定部材２９により移動ベース１８ａ（ヘッドユニット１１５の構成要素の１つ）に固定されており、移動ベース１８ａと一体的に移動する。メモリ４０には、実施例１と同一の記憶部４４、４６、４８、４９が設けられている。また、ＣＰＵ４２は、実施例１と同一の各部５０、５２、５４、５６、５８として機能する。ヘッドユニット制御部５６がヘッドユニット１１５の動作を制御し、撮像装置制御部５８が撮像装置１３０の動作を制御する。即ち、本実施例では、ヘッドユニット１１５が実施例１の制御装置２２として機能する。この構成によっても実施例１と同様の作用効果を奏することができる。また、本実施例では、制御装置２２を設ける必要がないため、その分だけ装着機１０を小型化できる。なお、撮像装置１３０は、「ヘッド側撮像装置」の一例に相当する。

　以上、本明細書が開示する技術の実施例について詳細に説明したが、これは例示に過ぎず、本明細書が開示する半導体装置は、上記の実施例を様々に変形、変更したものが含まれる。

　例えば、上記の実施例では、閾値記憶部４９には１組の閾値しか記憶されていなかったが、この構成に限られない。例えば、２組以上の閾値が記憶されていてもよい。この場合、「閾値の数＋１」個の画像処理範囲が画像処理範囲記憶部４６に記憶され、「閾値の数＋１」個の画像処理手法が画像処理手法記憶部４８に記憶されていてもよい。この構成によると、電子部品４の側面のサイズにより即した画像処理範囲及び画像処理精度で電子部品４の吸着姿勢を検査することができる。また、２組以上の閾値が記憶される場合に、画像処理範囲を「閾値の数＋１」個とする一方、画像処理手法を「閾値の数＋１」個よりも少ない数としてもよい。この場合、同一の画像処理手法ではあるが、電子部品４の側面のサイズによって画像処理範囲が変更される。

　また、上記の実施例では、撮像装置３０はヘッドユニット１５の移動ベース１８ａに固定されたが、この構成に限られない。例えば、撮像装置３０は、部品フィーダ１２の付近に設置されてもよい。また、撮像装置は、移動ベース１８ａに固定されるものと、部品フィーダ１２の付近に設置されるものの２種類が用意されてもよい。この場合、移動ベース１８ａに固定される撮像装置で電子部品４の幅Ｌｘ及び厚みＬｚを撮像し、部品フィーダ１２の付近に設置される撮像装置で電子部品４の奥行きＬｙ（図４参照）を撮像してもよい。この場合、閾値記憶部４９に新たに電子部品４のＹ方向の閾値Ｌｙｔｈを記憶させ、次の条件：Ｌｙ＜Ｌｙｔｈを満たす場合は画像処理範囲６０及びキャリパーツールを選択して画像処理を行う。一方、上記条件を満たさない場合は画像処理範囲６２及び２値化手法を選択して画像処理を行う。これにより、電子部品４を回路基板２上にさらに正確に装着できる。

　また、上記の実施例では、ステップＳ２においてＸ方向及びＺ方向の閾値（Ｌｘｔｈ、Ｌｚｔｈ）が設定されたが、この構成に限られない。例えば、電子部品４を－Ｙ方向から撮像する場合は、画像処理パターン選択部５０は、Ｚ方向のみの閾値によって画像処理の範囲と精度を選択してもよい（即ち、Ｌｚ＜ＬｚｔｈのときにステップＳ１４に進む）。閾値を設定する方向が減るほど、キャリパーツールで画像処理される電子部品４の数は増加する。

　また、画像処理手法はキャリパーツールや２値化手法に限られず、例えば、平滑化フィルタや画素ずらし（超解像）の手法等を用いてもよい。また、閾値を設定する際は、回路基板２の種別ことに異なる値が設定されてもよい。また、画像処理部５２により算出されるのは電子部品４の厚みＬｚに限られず、電子部品４の幅Ｌｘや位置補正量が算出されてもよい。

　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書又は図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書又は図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims

　電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有し、前記電子部品を基板上の所定の位置へ移送するヘッドユニットと、
　前記吸着ノズルにより吸着されている前記電子部品の吸着姿勢を撮像する撮像装置と、
　前記電子部品のサイズを取得する部品データ取得部と、
　前記撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理部と、
　前記画像処理部の画像処理範囲及び画像処理精度を選択する画像処理パターン選択部と、を備え、
　前記画像処理パターン選択部は、前記電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲から１の画像処理範囲を選択可能であると共に、予め定められた複数の画像処理精度から１の画像処理精度を選択可能であり、かつ、
　前記部品データ取得部から取得される前記電子部品の前記サイズが小さくなるにしたがって、前記複数の画像処理範囲の中から小さな画像処理範囲を選択すると共に、前記複数の画像処理精度の中から高精度な画像処理精度を選択し、
　前記画像処理部は、前記画像処理パターン選択部が選択した画像処理範囲及び画像処理精度にしたがって画像処理を行う、装着機。
　前記画像処理パターン選択部が選択する画像処理範囲は、前記撮像装置の撮像方向から見たときの前記電子部品の外形よりも大きな範囲に設定される、請求項１に記載の装着機。
　前記画像処理パターン選択部は、
　　前記部品データ取得部から取得される前記電子部品の前記サイズが閾値以上の場合は、第１画像処理範囲及び第１画像処理精度を選択し、
　　前記電子部品の前記サイズが閾値未満の場合は、前記第１画像処理範囲よりも小さい第２画像処理範囲、及び前記第１画像処理精度よりも高精度な第２画像処理精度を選択する、請求項１又は２に記載の装着機。
　前記複数の画像処理範囲のサイズを記憶するメモリをさらに有している、請求項１～３の何れか一項に記載の装着機。
　電子部品を吸着可能な吸着ノズルを有し、前記吸着ノズルで吸着された前記電子部品を基板上の所定の位置へ移送し、前記吸着ノズルにより吸着された前記電子部品の吸着姿勢を撮像するヘッド側撮像装置が装着可能であるヘッドユニットであって、
　前記電子部品のサイズを取得する部品データ取得部と、
　前記ヘッド側撮像装置が撮像した画像を処理する画像処理部と、
　前記画像処理部の画像処理範囲及び画像処理精度を選択する画像処理パターン選択部と、を備え、
　前記画像処理パターン選択部は、前記電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲から１の画像処理範囲を選択可能であると共に、予め定められた複数の画像処理精度から１の画像処理精度を選択可能であり、かつ、
　前記部品データ取得部から取得される前記電子部品の前記サイズが小さくなるにしたがって、前記複数の画像処理範囲の中から小さな画像処理範囲を選択すると共に、前記複数の画像処理精度の中から高精度な画像処理精度を選択し、
　前記画像処理部は、前記画像処理パターン選択部が選択した画像処理範囲及び画像処理精度にしたがって画像処理を行う、ヘッドユニット。
　吸着ノズルに吸着される電子部品を基板上の所定の位置に装着する装着機において、前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品の吸着姿勢を検査する方法であり、
　前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品のサイズを取得する取得工程と、
　前記吸着ノズルに吸着された前記電子部品の吸着姿勢を撮像する撮像工程と、
　前記取得工程で取得された前記電子部品のサイズに応じて、前記撮像工程で撮像された画像の画像処理範囲及び画像処理精度を選択する選択工程と、
　前記選択工程で選択された画像処理範囲及び画像処理精度で、前記撮像工程で撮像された画像を画像処理する画像処理工程と、を備えており、
　前記選択工程は、
　前記電子部品のサイズに応じて、予め定められた複数の画像処理範囲から１の画像処理範囲を選択可能であると共に、予め定められた複数の画像処理精度から１の画像処理精度を選択可能であり、
　前記取得工程で取得される前記電子部品の前記サイズが小さくなるにしたがって、前記複数の画像処理範囲の中から小さな画像処理範囲を選択すると共に、前記複数の画像処理精度の中から高精度な画像処理精度を選択する、電子部品の吸着姿勢検査方法。