JP4013302B2 - キャリアテープの検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数の各種電子部品を収納して、保管、搬送し、かつ表面実装機で円滑な稼働を行うのに有用なキャリアテープのスプロケット孔のピッチ及びスプロケット孔と凹部間の寸法の検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスプロケット孔のピッチ（以下、Ｈ寸法という。規格＝４．００±０．１０ｍｍ）不良の検査方法は、ピンを多数備えた円柱状のロール（以下、ピンロールという。）に製品を巻き付け、ピンにスプロケット孔を絡ませることにより生じる製品の浮き上がり量を計測することにより行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、表面実装機の実装速度の上昇に伴い、Ｈ寸法に、これまで以上の高い精度が要求されてきている。すなわち、現在、表面実装機における、キャリアテープからの部品取り出しは、スプロケット孔に挿入されたギヤの回転によって位置が制御されたキャリアテープを、毎回一定量繰り出し、所定位置に移動させて、停止させた後、可動アームにより部品吸着を行い、基板上の実装位置へと移送（実装）させる。
【０００４】
このため、この部品吸着時の位置ずれは、吸着ミスによる部品落下や実装時の位置ずれの原因となる。位置決め精度は当然実装速度に比例し、高速になるにつれ高精度が要求される。この結果、部品の移動位置を左右するスプロケット孔にこれまで以上の精度が必要になってきている。
【０００５】
しかしながら、上記従来の不良検査方法では、ピンロールのピン径は、キャリアテープのスプロケット孔をスムーズに絡ませるために、スプロケット孔よりも小さく設計しなければならず、スプロケット孔の直径（以下、スプロケット孔径という。）１．５５ｍｍに対し、径１．３０ｍｍ以下である必要があるので、０．２５ｍｍ以上のクリアランスが生じてしまい、検査精度を現在のレベル±０．３ｍｍ以上にすることは難しい。
加えてこの従来の検査方法では、ピンロールのピンをスプロケット孔に随時挿入することから、ピン部分にゴミ、バリ等が付着しやすく、これによって製品の浮き上り量が変化するため、誤作動を起こしやすい。
【０００６】
さらに、プレス成形法により製造されたキャリアテープでは、凹部の成形と、スプロケット孔、及び凹部底部孔の打ち抜きを同一金型内で実施するため、スプロケット孔と凹部の位置関係は常に一定に保たれ、Ｈ寸法検査で、スプロケット孔中心と凹部中心との寸法（以下、Ｇ寸法という。規格：製品幅１６ｍｍ以下＝２．００±０．０５／製品幅１６ｍｍ以上＝２．００±０．１０）の検査を兼ねることができるが、凹部の成形と、スプロケット孔及び凹部底部孔の打ち抜きとを別の金型で行うキャリアテープの製造方法（真空成形法及び圧空成形法。）では、その機構上、Ｈ寸法と、Ｇ寸法に相関関係はないため、従来のスプロケット孔によるＨ寸法検査のみで、Ｇ寸法検査を兼ねることはできなかった。
【０００７】
また、近年、高速プレスラインの全数インライン寸法検査体制を実現する手法として画像処理による方法が注目されているが、高速追従性、要求精度、検査環境において問題がある。
すなわち、現在市販されている多くの画像処理装置は、面積検出は毎秒６０回程度の検査が可能であるのに対し、位置検出は高速のものでも毎秒３０回前後のため、キャリアテープのＨ寸法、及びＧ寸法をインラインにおいて全数検査する場合には、その処理速度は最高４ｍｍ×３０回×６０秒＝７．２ｍ／分程度が限界であり、毎分１０ｍを超える速度の製造ラインには対応できない。
【０００８】
さらに、撮像素子であるＣＣＤイメージセンサの位置検出精度の保証値は、通常±２画素を下回ることは困難といわれており、４．００ｍｍを１／１００ｍｍ単位で検出する場合、最低でも８００画素（２画素：１／１００ｍｍ）を必要とし、一般的なＣＣＤカメラ（検査可能画素数：５１２×４８０画素）では、構造上高精度で検出することはできない。加えて、プレス機の振動による取り込み画像のずれも位置検出を行う際の誤検出の大きな原因となる。
【０００９】
したがって、本発明の課題は、真空成形法、圧空成形法によるキャリアテープの凹部の成形とスプロケット孔、及び凹部底部孔の打ち抜きに際し、Ｈ寸法とＧ寸法の検査を同時に行うことができ、さらにこれらの不良検査を画像処理装置で簡単かつ正確に検出できるキャリアテープの検査方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のキャリアテープの検査方法では、位置決めされたキャリアテープの凹部内側と同形状のパイロットピンを凹部に挿入することにより、凹部周辺部の領域内に生じた変形による白化部分の面積を画像処理装置で検出し、その値を規定値と比較判定することにより、Ｈ寸法とＧ寸法の不良検出を同時に行っている。
【００１１】
本発明の検査方法に使用するパイロットピンは、キャリアテープの原材料の材質、厚み、凹部の形状、Ｈ寸法及びＧ寸法規格に応じ、形状及びサイズを種々変更して使用するが、そのサイズは、適用するキャリアテープの凹部内側と同形状で、凹部内側の実寸法に対し、０．００ｍｍ〜０．０５ｍｍ小さく、かつ先端部にＲ０．３ｍｍ〜Ｒ０．８ｍｍのＲ加工を施したものが好ましい。
【００１２】
本発明の検査方法において、パイロットピンは、適用するキャリアテープの凹部に対応する位置に設け、十分に位置決めされたキャリアテープの凹部に挿入することにより、精度の良い検出が可能となるが、この位置決め手段としては、複数のパイロットピンを間隔を空けて凹部に挿入して位置決めと検査を同時に行うようにしても良く、またスプロケット孔と同径の位置決めピンをスプロケット孔に差し込んで位置決めし、パイロットピンを凹部に挿入するようにしても良い。
【００１３】
本発明の検査方法に使用される画像処理装置では、ＣＣＤカメラを使用し、凹部にパイロットピンを挿入することにより、変形により凹部周辺の領域内に生じた白化部分の面積を２値化処理して検出し、その値を規定値と比較、判定して、Ｈ寸法およびＧ寸法の検査を同時に行う。なお、ここで凹部周辺の領域とは、凹部を含むその周辺の領域をいう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の検査方法に使用するパイロットピン３をキャリアテープ１のパンチプレス金型１１内に設けた例を示す模式図で、（ａ）は金型の上死点でパイロットピン３がキャリアテープ１の凹部２に挿入する前の模式的側面図であり、（ｂ）は金型の下死点でパイロットピン３がキャリアテープ１の凹部２に挿入した後の模式的側面図である。
図２（ａ）は、本発明におけるパイロットピン３の先端部の部分斜視図であり、（ｂ）はこのパイロットピンを挿入するキャリアテープ１の凹部２の部分斜視図である。図３の（ａ）は、本発明の検査方法に適用するキャリアテープ１の一例の部分斜視図であり、（ｂ）は、Ｈ寸法およびＧ寸法の測定位置を示したキャリアテープ１の部分平面図である。また、図４は、本発明の検査方法に使用する画像処理装置の模式的側面図である。
【００１５】
図３に例示したキャリアテープ１は、透明熱可塑性樹脂シート（以下、単に「シート」と略記する。）を一定幅にスリットして、真空成形法もしくは圧空成形法により、部品収納用の凹部２を加工する。
凹部加工を施したシートは、図１に示すように、プレスパンチ金型１１内に導入され、複数のパイロットピン３を凹部２に挿入して、これらのパイロットピン３、３間で位置決めを行い、図３に示すスプロケット孔４及び凹部底部孔５を打ち抜き加工する。
【００１６】
図２（ａ）に示す本発明に使用するパイロットピン３は、シートの材質、厚み及び製品仕様（Ｇ寸法及びＨ寸法精度）に応じ、最適の形状、サイズのものを選択する。それぞれの要因に対応するピン仕様の変更条件を図６のグラフに示す。
図６の（ａ）〜（ｃ）のグラフは、パイロットピンクリアランス（凹部内部実測寸法とパイロットピン寸法との差：ｍｍ）と寸法不良の検出精度の関係を示すもので、（ａ）は、シートに厚さが０．２５ｍｍのポリスチレンを用い、（ｂ）は、シートに厚さが０．２５ｍｍの塩化ビニルを用いた場合であって、グラフ中の実線はそれぞれＨ寸法を表し、点線はＧ寸法を表している。
また、（ｃ）はシートに、厚さが０．２５ｍｍ〜０．４５ｍｍのポリスチレンを用いた場合の、パイロットピンクリアランスと寸法不良の検出精度の関係を示したグラフである。
上記（ａ）〜（ｃ）で使用したパイロットピンの先端部は、適用するキャリアテープの凹部内側形状と同形状とし、そのサイズは凹部の内側寸法に対し、０．０３ｍｍ〜０．０５ｍｍ小さく、またその先端部にＲ０．２ｍｍのＲ加工を施したものを使用した。
【００１７】
本発明の検査方法に使用する画像処理装置は、図４に示すように、画像取り込み用のＣＣＤカメラ２０と、照明装置２１からなり、照明装置２１上に、送り込まれたキャリアテープ１のパイロットピンが挿入された凹部２の周辺部をＣＣＤカメラ２０で撮影し、その部分を２値化画像処理により白化面積を計測する。
図５はＣＣＤカメラにより撮影したキャリアテープの凹部周辺部を画像処理した検出画面の部分平面図であり、図中の３０、３１は、白化検出用ウインドであり、黒色部３２はパイロットピン３の挿入により変化（白化）した部分を示している。
【００１８】
本発明に係る画像処理装置では、上記のようにして検出した画面を用い、パイロットピンが挿入された凹部周辺部３０と、規定値若しくは挿入されない同じ凹部周辺部の領域の測定値を比較して、凹部周辺部の白化面積を比較することにより判定する。図５の検出画面は、パイロットピンが挿入された凹部周辺部３０と、隣り合うパイロットピンが挿入されていない凹部周辺部３１の白化面積を比較して判定する場合を示している。上記のような判定方法によれば、製品に付着した汚れ、異物、傷、折れ等の同時検出も可能である。
なお、本発明による検査方法では、上記のような画像処理装置を使用して検査するため、透明もしくは半透明なシートを使用したキャリアテープを対象とするのが好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明の検査方法に基づき、幅８ｍｍ、凹部のピッチ４ｍｍのキャリアテープを６列採りした場合について試行した。
幅６０ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍの透明ポリスチレンシートに、成形ドラム金型を用い、真空成形法により、縦横１．４５ｍｍ×２．２ｍｍ、深さ１．４ｍｍの部品収納用の凹部を連続成形した。
【００２０】
次に、１ショット２０個採りのプレスパンチ金型内に導き、スプロケット孔と凹部底部孔を打ち抜いた。ここではシート搬送装置としてエアフィーダーを用い、長さ８０ｍｍづつ間欠的にシートを送り、１ショットでスプロケット孔と凹部底部孔をそれぞれ２０×６列＝１２０孔、合計２４０孔を同時に打ち抜いた。
この際、シートの位置決めは、凹部内側と同形状のパイロットピン（凹部内側実測寸法値に対し０．０２ｍｍ小さく、先端部にはＲ０．２ｍｍのＲ加工を施した。）を金型内に、一列につき２個所、計１２個所設け、これをストリッパーの降下と同時に凹部に挿入することにより行った。
この結果、Ｈ寸法規格が４．００ｍｍ±０．１０に対し、３．９０以下４．１０以上の双方で、位置決めのためのパイロットピンが挿入された凹部周辺部に、画像処理装置により選択的に検出可能な白化が生じた。同様に、Ｇ寸法は、規格２．００ｍｍ±０．０５に対し、１．９５ｍｍ以下、２．０５ｍｍ以上の双方で検出可能であった。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の検査方法によれば、キャリアテープのＨ寸法及びＧ寸法の不良検出における従来の問題点を解決することができる。すなわち、プレスパンチ金型内でシートの位置決めを行うためのパイロットピン形状及びサイズを種々変更し、位置決め不良発生時に、パイロットとして利用する凹部を変化（白化）させ、画像処理装置（２値化処理）でこの白化面積を判定することにより、キャリアテープのＨ寸法及びＧ寸法不良を同時に、高速かつ精度良く検出することが可能となる。更に、汚れ、ゴミ、異物等の付着も同時に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査方法に使用するパイロットピンをキャリアテープのパンチプレス金型内に設けた例を示す模式図で、（ａ）は金型の上死点の模式的側面図、（ｂ）は下死点の模式的側面図である。
【図２】（ａ）は本発明の検査方法に使用するキャリアテープの部分斜視図、（ｂ）はパイロットピンを挿入するキャリアテープの凹部の部分斜視図である。
【図３】（ａ）は本発明の検査方法に適用するキャリアテープの部分斜視図、（ｂ）は模式的平面図である。
【図４】本発明の検査方法に適用する画像処理装置の模式的側面図である。
【図５】画像処理装置でキャリアテープの凹部を判別した状態の模式的平面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シート材料に応じたパイロットピンの変更条件を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・キャリアテープ
２・・凹部
３・・パイロットピン
４・・スプロケット孔
５・・凹部底部孔
２０・・ＣＣＤカメラ
２１・・照明装置
３０、３１・・白化検出用ウインド
３２・ 黒色部
Ｇ・・Ｇ寸法
Ｈ・・Ｈ寸法

Claims (1)

1. 電子部品収納用の凹部と移送用のスプロケット孔が連設されたキャリアテープの検査に際し、位置決めされたキャリアテープの凹部内側と同形状のパイロットピンを凹部に挿入することにより、凹部周辺の領域内に生じた変形による白化部分の面積を画像処理装置で検出し、その値を規定値と比較して、スプロケット孔のピッチ、及びスプロケット孔中心と凹部中心との寸法を同時に判定することを特徴とするキャリアテープの検査方法。

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