JP2002198700A

JP2002198700A - マーク検出装置

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Publication number: JP2002198700A
Application number: JP2000398471A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Iguchi; 範幸井口
Original assignee: Juki Corp
Current assignee: Juki Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】回路基板上のマークの有無の検出を正確に行
なうことができるマーク検出装置を提供する。【解決手段】本発明にかかるマーク検出装置（３０）
は、回路基板（１２）の良否を示すために回路基板表面
に付されるマーク（バッドマークＢ）を検出するため
に、回路基板表面にレーザー光（Ｌ）を照射する投光手
段（３１）と、反射光を受ける受光手段（３２）とを有
する光学センサを用いたマーク検出装置であって、前記
投光手段による光の照射角を、回路基板の表面状態に応
じて変更可能な照射角変更手段（４０）を備える。従っ
て、回路基板の表面状態に応じて容易にレーザー光の照
射角を変更できるので、バッドマークの検出精度が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回路基板の良否を
示すために回路基板に付されるマークの検出を正確に行
なうことができるマーク検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、電子部品を回路基板に装着するた
めの電子部品装着装置を用いて、回路基板を製造する際
には、電子部品装着装置による電子部品の実装を開始す
る前に、予め、例えば、配線パターンが正しく回路基板
上に形成されているかどうか、はんだが正しく塗布され
ているかどうか等の検査を行なう。そして回路基板が不
良品であると判断した場合は、回路基板上の所定位置
に、この回路基板が不良品であることを示すマーク（バ
ッドマーク）が付される。バッドマークとしては、例え
ば、シールや油性塗料等が用いられる。そして、これら
不良品と良品の回路基板を分別することなく、まとめて
電子部品装着装置内部に搬送する。

【０００３】電子部品装着装置においては、回路基板へ
の電子部品の装着作業を開始する前に、光学センサ等を
用いて、各回路基板に対してバッドマークの検出作業を
行なう。そして、バッドマークが検出された回路基板に
対しては、部品装着を実行せず、バッドマークが検出さ
れなかった回路基板、即ち良品であると判断した回路基
板に対してのみ部品装着が実行される。

【０００４】上述の光学センサを用いたバッドマークの
検出方法としては、例えば、光学センサが、いわゆるバ
ンドルファイバを備えており、中心部に配置されている
投光用光ファイバから回路基板に照射したレーザー光の
反射光を、投光用ファイバの周囲を囲むように配置され
ている複数の受光用ファイバ（バンドルファイバ）で検
出する構造となっている。そして、例えば、バッドマー
クとして黒色のシールを回路基板に貼付するものとする
と、回路基板表面とバッドマークとでは光の反射率が異
なることから、レーザー光が回路基板表面に直接照射さ
れた場合と、バッドマークに照射された場合とでは、受
光用光ファイバに届く反射光の光量が変化する。そし
て、この光量の強弱を検出することで、回路基板にバッ
ドマークが貼付されているか否か、即ち、回路基板が不
良品であるか否かの判断を行なう。上述のような光学セ
ンサを用いて回路基板上のバッドマーク検出作業を精度
良く行なうには、レーザー光を回路基板表面のバッドマ
ーク貼付部分に対して可能な限り垂直に照射する必要が
ある。

【０００５】ここで、一般的に、回路基板はガラスエポ
キシやセラミックス等から製造されるため、硬く、高い
強度を備えているが、回路基板搬送装置の構造等に起因
した若干の撓みや傾き等が回路基板に生じている場合が
ある。そして、この撓みや傾きは、回路基板の種類によ
らずほぼ一定方向に生じるので、実際のバッドマーク検
出作業においては、バッドマーク貼付部分に対してレー
ザー光を略垂直に照射すべく、通常、レーザー光を回路
基板搬送面の垂線方向に対して若干傾けた状態で照射し
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、回路
基板のひとつとしてフレキシブル回路基板（FPC：Flexi
ble Printed Circuit）が用いられるようになってき
た。フレキシブル回路基板は、可撓性のある高分子樹脂
の絶縁体の表面に回路パターンを形成したプリント配線
板に電子部品を取り付けてなるものであり、薄く、容易
に曲げられるという特性を有している。そして、フレキ
シブル回路基板の製造工程においても、上述のようなセ
ラミックスなどから構成される通常の回路基板と同様
に、フレキシブル回路基板上のバッドマークの検出作業
が行なわれるが、可撓性を備えるというフレキシブル回
路基板の特性から、バッドマーク貼付部分の撓みや傾き
は、各フレキシブル回路基板毎に異なるものとなる。従
って、レーザー光を通常の回路基板と同様に、回路基板
搬送面に対して若干傾けた状態でレーザー光を照射する
と、回路基板の傾き度合いによっては、反射光の検出が
困難となり、正確なバッドマーク検出が行なえないとい
う問題があった。

【０００７】本発明の課題は、上述の問題を考慮し、回
路基板上のマークの有無の検出を正確に行なうことがで
きるマーク検出装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１記載のマーク検出装置（３０）は、回路基
板（１２）の良否を示すために回路基板表面に付される
マーク（バッドマークＢ）を検出するために、回路基板
表面のマークが付される部分（バッドマーク貼付位置
Ｘ）に光（レーザー光Ｌ）を照射する投光手段（３１）
と、回路基板からの反射光を受ける受光手段（３２）と
を有する光学センサを用いたマーク検出装置であって、
前記投光手段による光の照射角を、回路基板の表面状態
に応じて変更可能な照射角変更手段（４０）を備えるこ
とを特徴とする。

【０００９】請求項１記載のマーク検出装置によれば、
回路基板の表面状態に応じて容易にレーザー光の照射角
を変更できるので、回路基板の良否判定の精度が向上す
る。また、回路基板の良否判定の精度が向上することに
より、不良回路基板に対する例えば、電子部品等の誤装
着を防ぐことができるので、回路基板製造コストを抑え
ることができる。

【００１０】請求項２記載のマーク検出装置は、請求項
１記載のマーク検出装置であって、前記投光手段の投光
軸（３１ｂ）と前記受光手段の受光軸（３２ｂ）とが平
行に配置されることを特徴とする。

【００１１】請求項２記載のマーク検出装置によれば、
請求項１と同様の効果を得られると共に、前記投光手段
の投光軸と前記受光手段の受光軸とが平行に配置された
光学センサを用いることにより、光学センサ周囲のスペ
ースが広がる。また、光学センサの重量を抑えることが
できる。また、投光手段の投光軸と受光手段の受光軸と
を平行に配置することにより、受光手段で受けることが
できる光の反射角が制限されることになるが、マーク検
出装置が、光の照射角を変更可能な構造を備えているの
で、回路基板の種類にかかわらずマークの検出ができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本実施の形態にかかるマー
ク検出装置について図面を用いて説明する。図１に示す
ように、マーク検出装置３０は、回路基板１２に電子部
品を装着するための一般的な電子部品装着装置１０に設
けられる。電子部品装着装置１０は、電子部品を供給す
る電子部品供給手段１１（例えば、テープフィーダ）、
電子部品を真空吸着して回路基板１２上の所定位置に装
着する吸着ノズル１３、回路基板１２を搬送するための
回路基板搬送装置１４、前記吸着ノズル１３を支持する
と共に、吸着ノズル１３を上下動及び回動させるヘッド
部１５、ヘッド部を水平方向に移動させるＸＹ移動機構
（図示せず）等を備える。そして、本実施の形態にかか
るマーク検出装置３０は、ヘッド部１５側に設けられる
支持板１５ａに取り付けられ、ヘッド部１５と共に回路
基板１２上の任意の位置に移動可能となっている。ま
た、回路基板１２の搬送やヘッド部１５の移動に用いら
れるモータやタイミングベルト等の駆動手段１６（図２
を参照）、ヘッド部１５の位置を検出するための位置検
出手段１７等を備えている。

【００１３】そして、制御手段２０（図２を参照）が前
記駆動手段１６の駆動を制御することで、回路基板１２
を電子部品装着装置１０内部に搬送し、ヘッド部１５を
電子部品供給手段１１上の所定位置まで移動させ、吸着
ノズル１３に電子部品を真空吸着させる。そして、ヘッ
ド部１５を回路基板１２上の所定位置に移動させ、回路
基板１２上の所定位置において、吸着ノズル１３の真空
吸着状態を解除して、電子部品を回路基板１２に装着す
ることで電子部品の実装作業が行なわれる。なお、制御
手段２０による駆動手段１６の制御方法については周知
の技術であるため説明を省略し、以下、本実施の形態に
かかるマーク検出装置３０についておもに説明する。

【００１４】図３に示すように、マーク検出装置３０
は、レーザー光Ｌを回路基板１２表面の、バッドマーク
Ｂ（図４を参照）が貼付される位置（以下、「バッドマ
ーク貼付位置Ｘ」という。）に照射し、その反射光を検
出することで回路基板１２にバッドマークＢが付されて
いるか否かの判断、即ち、回路基板１２の良否を判断す
るために設けられる装置である。

【００１５】なお、図４に示すように、本実施の形態に
おいては、バッドマークＢとして黒色のシールを用い、
不良品であると判断された回路基板１２のバッドマーク
貼付位置Ｘに、バッドマークＢを貼付するものとする。
なお、図４に示す回路基板１２は、いわゆる集合回路基
板１２と呼ばれるものであり、分割前の２つの回路基板
１２ａをまとめて１枚の板体に配置したものである。そ
して、この状態で電子部品装着装置１０による電子部品
の実装を行ない、その後の工程において、２つの回路基
板への分割作業が行なわれる。このような集合回路基板
の場合には、通常、２つの回路基板１２ａそれぞれに対
してバッドマーク貼付位置Ｘが設定されている。

【００１６】マーク検出装置３０は、投光手段３１、受
光手段３２、照射角変更手段４０（図３、図５〜図９を
参照）を備える。なお、これら投光手段３１、受光手段
３２及び制御手段２０等から光学センサが概略構成され
るものとする。投光手段３１は、図９に示すように、投
光用光ファイバ３１ａ、発行ダイオードなどの発光素子
（図示せず）等から構成され、バッドマーク貼付位置Ｘ
にレーザー光Ｌを照射するために設けられる。発光素子
から発生したレーザー光Ｌは、投光用光ファイバ３１ａ
及びレンズ３４を通過し、回路基板１２の表面上に輝点
を作る。

【００１７】受光手段３２は、受光用光ファイバ３２ａ
及び光量検出装置を備えている。受光用光ファイバ３２
ａは、前記投光用光ファイバ３１ａの外周方向に沿って
複数配置されている。従って、図９に示すように、前記
投光手段３１の投光軸３１ｂと前記受光手段３２の受光
軸３２ｂとが平行に配置されることになる。そして、複
数の受光用光ファイバ３２ａの周囲は、ゴムなどの保護
部材３５で覆われている。バッドマーク貼付位置Ｘの表
面において反射したレーザー光Ｌはレンズ３４及び受光
用光ファイバ３２ａを通過し、光量検出装置に至る。そ
して、光量検出装置において、反射光の光量を検出し、
このデータを制御手段２０に出力する。なお、以下の説
明において、一体に設けられる投光用光ファイバ３１ａ
及び受光用光ファイバ３２ａの先端部、レンズ３４及び
これらを内部に収納する筒体３６とで構成される部分を
投受光部３７とする。

【００１８】照射角変更手段４０は、投受光部３７の光
軸（投光軸３１ｂ及び受光軸３２ｂ）を調節するために
設けられ、図３に示すように、前記ヘッド部１５側に設
けられる支持板１５ａに接合すると共に、前記投受光部
３７を前後方向に移動可能に支持する。照射角変更手段
４０は、図５に示すように、固定ブラケット５０と可動
ブラケット６０とを備える。固定ブラケット５０は、前
記支持板１５ａを介し、ヘッド部１５と接合すると共
に、可動ブラケット６０を前後方向に沿って回動及び移
動可能に支持するための部材であり、第一のブラケット
５１と第二のブラケット５２とを備える。第一のブラケ
ット５１は、側面視した場合に、その側面が略Ｌ字状と
なるように形成される板体であり、当接部５１ａと接合
部５１ｂとから構成される。当接部５１ａには上下方向
に延在して長穴５１ｃが設けられている。そして、当接
部５１ａは支持板１５ａに当接した状態で長穴５１ｃの
部分でボルトナット等の周知の締結手段により接合され
る。なお、この長穴５１ｃにより、照射角変更手段４０
の上下方向の取り付け位置が調節可能となっている。接
合部５１ｂは、前記当接部５１ａの上縁部分から前方に
延出して設けられる部材であり、その左側面部分におい
て、後述する第二のブラケット５２と接合している。

【００１９】第二のブラケット５２は、側面視略Ｌ字状
の板体であり、接合部５２ａと支持部５２ｂとから構成
される。接合部５２ａは、その上縁部分において、前記
第一のブラケット５１の接合部５１ｂと接合し、その下
面部分において、支持部５２ｂと接合する。支持部５２
ｂは、後述する可動ブラケット６０を前後方向に沿って
回動及び移動可能に支持するためのスリット５２ｃを備
えている。スリット５２ｃは、後方に向かうにつれて上
昇していくように設けられている。従って、詳しい説明
は後述するが、このスリット５２ｃに沿って、可動ブラ
ケット６０が角度調整ネジ６３を介して摺動自在に支持
されることになる。

【００２０】可動ブラケット６０は、光学センサの光軸
を調節するために設けられる部材であり、前記投受光部
３７と接合すると共に、前記固定ブラケット５０によっ
て前後方向に移動及び回動可能に支持されている。可動
ブラケット６０は、正面視した場合に、その側面が略Ｌ
字状となるように形成される板体であり、支持部６１と
接合部６２とを備える。支持部６１の上方部分にはネジ
受け用穴６１ａが設けられている。そして、支持部６１
は、前記第二のブラケット５２の支持部５２ｂと当接し
た状態で、前記スリット５２ｃ及びネジ受け用穴６１ａ
に、角度調整ネジ６３が挿通されることで固定されてい
る。接合部６２は、前記支持部６１の下縁部分から、第
二のブラケット５２に対して反対側の水平方向に延出し
て設けられる部材であり、その一部に略半円状の切欠部
６２ａを備える。そして、この切欠部６２ａに、前記投
受光部３７の筒体３６を嵌合させ、周知の接合手段を用
いることで投受光部３７と接合している。なお、前記接
合手段とは、例えば、投受光部３７の外周に形成された
ネジに螺合する二つのナットであり、これらナットで接
合部６２を上下から挟むことで接合される。従って、ス
リット５２ｃに沿って可動ブラケット６０を移動させる
ことで、投受光部３７の前後方向及び上下方向への位置
決めが可能となり、また、可動ブラケット６０を前後方
向に回動させることで、投受光部３７によるレーザー光
Ｌの照射角が調節可能となっている。

【００２１】制御手段２０（図２を参照）は、電子部品
装着装置１０が備える各駆動手段１６の駆動を制御する
他、前記光量検出装置から出力された反射光の光量に関
するデータに基づいて、回路基板１２上のバッドマーク
Ｂの有無を検出し、回路基板１２の良否を判断するため
に設けられる。制御手段２０は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２
２、ＲＡＭ２３、入力インターフェース２４、出力イン
ターフェース２５から構成される制御手段本体部２６
と、入力部２７、表示部２８とを備える。

【００２２】制御手段２０には、通常、各駆動手段を制
御するためのプログラムの他に、回路基板データとし
て、例えば、各回路基板１２に装着される電子部品の種
類、電子部品の装着位置、回路基板の材質、回路基板の
種類（集合回路基板、フレキシブル回路基板など）に関
するデータが予め入力されている。さらに、回路基板の
形状によってバッドマーク貼付位置Ｘが異なることや、
集合回路基板の場合には、分割前の各回路基板１２ａ毎
にバッドマークＢを貼付けるものとなっていることに対
応して、回路基板１２の種類毎のバッドマーク貼付位置
Ｘに関するデータも入力されている。また、制御手段２
０には、これらデータの他に、各回路基板１２の良否を
判断するために用いられる反射光の光量（基準光量）に
関するデータが入力されている。

【００２３】本実施の形態にかかるマーク検出装置３０
を用いた回路基板１２の良否判定方法は、まず、作業者
が回路基板１２の種類に対応して、例えば、回路基板１
２がフレキシブル回路基板の場合には、レーザー光Ｌの
照射方向が回路基板搬送面に対して垂直となるように投
受光部３７の光軸の調節を行ない、また、回路基板１２
がガラスエポキシやセラミックスなどの硬い材料から構
成される場合には、レーザー光Ｌの照射方向が、一定方
向に生じる回路基板１２の傾きに対して略垂直となるよ
う回路基板搬送面の垂線方向に対して若干傾けた状態に
調節しておく。

【００２４】そして、回路基板搬送装置１４から回路基
板１２が搬送されてくると、制御手段のＣＰＵ２１が、
ＲＡＭ２３に記憶されている回路基板データから、回路
基板１２の種類、例えば、集合回路基板であるか、フレ
キシブル回路基板であるか等を認識し、更に、回路基板
１２の種類毎に設定されているバッドマーク貼付位置Ｘ
に関するデータを読み出す。そして、所定のバッドマー
ク貼付位置Ｘにおいて、レーザー光Ｌを照射し、得られ
た反射光の光量と、基準光量とを比較し、回路基板１２
の良否を判断する。そして、回路基板１２が良品である
と判断した場合には、その回路基板１２への部品の実装
を行なうべく各駆動手段１６を駆動させる。そして、回
路基板１２が不良品であると判断した場合には、その回
路基板１２への部品の実装を行ないように、各駆動手段
１６を制御する。

【００２５】本実施の形態で示したマーク検出装置３０
によれば、回路基板１２の表面状態に応じて容易にレー
ザー光Ｌの照射角を変更できるので、回路基板１２の良
否判定の精度が向上する。また、フレキシブル回路基板
１２に対しても正確な良否判定を行なうことができる。
また、回路基板１２の良否判定の精度が向上することに
より、不良回路基板１２に対する電子部品の誤装着を防
ぐことができるので、回路基板１２製造コストを抑える
ことができる。また、前記投光手段３１の投光軸３１ｂ
と前記受光手段３２の受光軸３２ｂとが平行に配置され
た光学センサを用いることにより、ヘッド部１５回りの
スペースが広がる。また、光学センサの重量を抑えるこ
とができ、ひいてはヘッド部１５全体の重量を抑えるこ
とができるので、ヘッド部１５の位置決め精度が向上す
る。

【００２６】なお、本実施の形態においては、マーク検
出装置３０を電子部品装着装置のヘッド部１５に設ける
ものとしたが、ヘッド部１５以外に設けるものとしても
良い。また、電子部品の装着が完了した回路基板１２に
対してバッドマークＢを検出するものとしても良い。ま
た、固定ブラケット５０及び可動ブラケット６０をそれ
ぞれ一体成形するものとしても良い。

【００２７】また、固定ブラケット５０及び可動ブラケ
ット６０の形状については、本実施の形態で示したもの
に限定されず、レーザー光Ｌの照射角を容易に調節でき
る形状であれば良い。また、投光手段３１と受光手段３
２とを分割して配置するものとしても良い。また、照射
角変更手段４０による投受光部３７の照射角の切り替え
を、本実施の形態で示したような手動によるものではな
く、例えば、モータやアクチュエータ等の駆動手段によ
るものとしても良い。また、この場合に、制御手段２０
が前記回路基板データに基づき、各回路基板の種類に応
じた照射角にすべく、照射角変更手段４０の駆動を制御
するものとしても良い。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載のマーク検出装置によれ
ば、回路基板の表面状態に応じて容易にレーザー光の照
射角を変更できるので、回路基板の良否判定の精度が向
上する。また、回路基板の良否判定の精度が向上するこ
とにより、不良回路基板に対する例えば、電子部品等の
誤装着を防ぐことができるので、回路基板製造コストを
抑えることができる。

【００２９】請求項２記載のマーク検出装置によれば、
請求項１と同様の効果を得られると共に、前記投光手段
の投光軸と前記受光手段の受光軸とが平行に配置された
光学センサを用いることにより、光学センサ周囲のスペ
ースが広がる。また、光学センサの重量を抑えることが
できる。また、投光手段の投光軸と受光手段の受光軸と
を平行に配置することにより、受光手段で受けることが
できる光の反射角が制限されることになるが、マーク検
出装置が、光の照射角を変更可能な構造を備えているの
で、回路基板の種類にかかわらずマークの検出ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかる電子部品装着装置を示す
正面図である。

【図２】電子部品装着装置の構造を示すブロック図であ
る。

【図３】マーク検出装置を示す正面図（Ａ）及び側面図
（Ｂ）である。

【図４】回路基板上のバッドマーク貼付位置を示す平面
図である。

【図５】照射角変更手段を示す斜視図である。

【図６】可動ブラケットを示す側面図（Ａ）、平面図
（Ｂ）、正面図（Ｃ）である。

【図７】固定ブラケットを示す正面図（Ａ）、側面図
（Ｂ）、平面図（Ｃ）である。

【図８】照射角変更手段を示す正面図である。

【図９】投受光部を示す縦断面図である。

【符号の説明】

Ｂマーク（バッドマーク）Ｌ光（レーザー光）Ｘバッドマーク貼付位置１２回路基板３０マーク検出装置３１投光手段３１ｂ投光軸３２受光手段３２ｂ受光軸４０照射角変更手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回路基板の良否を示すために回路基板表面
に付されるマークを検出するために、回路基板表面のマ
ークが付される部分に光を照射する投光手段と、回路基
板からの反射光を受ける受光手段とを有する光学センサ
を用いたマーク検出装置であって、前記投光手段による光の照射角を、回路基板の表面状態
に応じて変更可能な照射角変更手段を備えることを特徴
とするマーク検出装置。
【請求項２】請求項１記載のマーク検出装置であって、前記投光手段の投光軸と前記受光手段の受光軸とが平行
に配置されることを特徴とするマーク検出装置。