JP6472873B2

JP6472873B2 - 部品検査機及び部品装着機

Info

Publication number: JP6472873B2
Application number: JP2017515344A
Authority: JP
Inventors: 一也小谷; 博史大池; 英矢黒田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2019-02-20
Anticipated expiration: 2035-04-30
Also published as: JPWO2016174763A1; WO2016174763A1

Description

本発明は、部品検査機及び部品装着機に関する。

一般的な電子部品実装ラインとしては、はんだ印刷機、印刷検査機、部品装着機、基板外観検査機、リフロー炉をこの順に並べて配置したものが知られている。基板外観検査機としては、基板上の電子部品を撮影して得た画像データを用いてその電子部品の姿勢や位置ズレなどを判定する。こうした判定の手法としては、基準となる見本基板を撮像して取得した見本画像を予め登録しておき、検査対象となる検査基板を撮像して取得した検査画像と比較する方法などが知られている（例えば特許文献１参照）。その場合、電子部品のサイズや形状等を予め基板外観検査機に入力し、見本画像と検査画像との比較によって電子部品の回転角度（姿勢）や位置ズレがわかるようにデータを作り込んでおく必要がある。

特開２０１５−１４９７号公報

ところで、電子部品実装ラインのうち基板外観検査機の下流側且つリフロー炉の上流側に、基板上の所定の電子部品にシールド部品を被せるためのシールド部品装着機を配置することがある。シールド部品は、基板外観検査機で電子部品の外観検査を行い、すべての電子部品が正しく装着されていることを確認した後に装着される。その場合、シールド部品装着機の下流側且つリフロー炉の上流側に、シールド部品が正しく装着されているかの外観検査を行う基板外観検査機をさらに追加することが必要になる。

しかしながら、電子部品実装ラインにシールド部品装着機と基板外観検査機を両方追加すると、ライン全体が長くなるしコストも嵩むという問題があった。シールド部品装着機に基板外観検査の機能を持たせることが実現できるのであれば、シールド部品用の基板外観検査機は不要となるが、シールド部品を検査するためには上述したデータの作り込みが必要となり、その作り込み作業が煩雑なことから、実現するのは容易ではなかった。そのため、基板外観検査を簡易に行う技術の開発が望まれていた。

本発明はこうした課題を解決するためになされたものであり、基板外観検査を簡易に行うことを主目的とする。

本発明の部品検査機は、
基板に装着された部品の配置状態を検査する部品検査機であって、
前記基板上の前記部品の配置場所の内側及び／又は外側に定められた指定エリアの画像を所定の撮像条件で撮像する撮像手段と、
前記画像から前記指定エリアの明るさを算出し、該明るさと予め設定された閾値とを比較して前記部品が前記配置場所の許容範囲内に配置されているか否かを判定する判定手段と、
を備えたものである。

この部品検査機では、基板上の部品の配置場所の内側及び／又は外側に定められた指定エリアの画像を所定の撮像条件で撮像し、その画像から指定エリアの明るさを算出し、該明るさと予め設定された閾値とを比較して部品が配置場所の許容範囲内に配置されているか否かを判定する。このように、指定エリアの明るさと閾値を比較して判定を行うため、従来の基板外観検査機で使用されていたデータ（つまり部品の姿勢や位置ズレを判定するのに必要な部品のデータ）を作り込む必要がない。したがって、基板外観検査を簡易に行うことができる。

ここで、指定エリアの明るさとしては、例えば指定エリアの明るさの平均値などを用いることができる。また、明るさの指標としては、例えば明度、輝度などが挙げられる。

本発明の部品検査機は、前記許容範囲の大小を入力する許容範囲入力手段と、前記許容範囲に応じて前記指定エリアを設定するエリア設定手段と、を備え、前記エリア設定手段は、前記許容範囲が小さいほど、前記指定エリアの位置が前記配置場所の外郭線に近くなるように、及び／又は、前記指定エリアの大きさが小さくなるように設定してもよい。こうすれば、入力された許容範囲の大小に応じて指定エリアが自動的に且つ適正に設定される。ちなみに、指定エリアの位置が配置場所の外郭線に近いほど、また、指定エリアの大きさが小さいほど、配置場所に正確に配置されていない部品の影響を指定エリアが受けやすい。

本発明の部品検査機は、前記許容範囲の大小を入力する許容範囲入力手段と、前記許容範囲に応じて前記閾値を設定する閾値設定手段と、を備え、前記閾値設定手段は、前記許容範囲が小さいほど、前記部品が前記配置場所に正確に配置された場合の前記指定エリアの明るさに近づくように前記閾値を設定してもよい。こうすれば、オペレータが入力した許容範囲の大小に応じて閾値が自動的に且つ適正に設定される。ちなみに、部品が配置場所に正確に配置された場合の指定エリアの明るさに前記閾値が近いほど、配置場所からの部品のズレ量が小さくても閾値を跨（また）ぐことになる。

本発明の部品検査機において、前記部品は、上からみた形状が多角形であり、前記配置場所は、前記部品と同じ形状であり、前記指定エリアは、前記配置場所の少なくとも２つのコーナー部の内側又は外側に設定されているか、又は、前記配置場所の少なくとも１つのコーナー部の内側と該コーナー部をなす２辺のそれぞれの外側に設定されていてもよい。こうすれば、できるだけ少ない数の指定エリアで部品が配置場所の許容範囲内に配置されているか否かの判定を精度よく行うことができる。特に後者の場合、配置場所の１つのコーナー部を撮像するだけでよいため、配置場所の大きさが撮像手段の視野範囲を超えていたとしても１回の撮像で済むことが多い。

本発明に記載の部品検査機は、前記部品を前記配置場所に正確に配置したときの正規画像の各画素の明るさ及び座標に基づいて、前記指定エリア及び前記閾値を設定する自動設定手段を備えていてもよい。こうすれば、指定エリアや閾値の設定をオペレータが行う必要がなくなる。

本発明の部品装着機は、
マークカメラにより前記基板上のマークを撮像して該撮像したマークから座標を認識すると共に、ノズルにより部品供給部から前記部品をピックアップして前記基板上に装着する部品装着機であって、
上述したいずれかの部品検査機を備え、
前記マークカメラは、前記部品検査機の前記撮像手段を兼ねている、
ものである。

この部品装着機は、上述した部品検査機を備えているが、マークカメラを部品検査機の撮像手段と兼用しているため、マークカメラと撮像手段とを個別に有している場合に比べて装置構成が簡易になりコストも低減される。また、上述したように部品検査機は基板外観検査を簡易に行うことができるため、部品装着機に負担をかけることなく部品検査機の機能を搭載することができる。

部品装着機１０の斜視図。コントローラ３８の電気的接続を示す説明図。リール６０の斜視図。検査準備ルーチンのフローチャート。指定エリア７６の設定手順を示す説明図であり、（ａ）は正規の配置場所７０の説明図、（ｂ）は許容範囲Ｔの説明図、（ｃ）は指定エリア７６の説明図である。部品検査ルーチンのフローチャート。指定エリア１７６の説明図。指定エリア２７６の説明図。指定エリア３７６，３７７の説明図。指定エリア７６の説明図。指定エリア４７６の説明図。指定エリア５７６の説明図。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は部品装着機１０の斜視図、図２はコントローラ３８の電気的接続を示す説明図、図３はリール６０の斜視図である。なお、本実施形態において、左右方向（Ｘ軸）、前後方向（Ｙ軸）及び上下方向（Ｚ軸）は、図１に示した通りとする。

部品装着機１０は、図１に示すように、基板搬送装置１２と、ヘッド１８と、ノズル２８と、マークカメラ３４と、パーツカメラ３６と、各種制御を実行するコントローラ３８（図２参照）と、リールユニット４０とを備えている。

基板搬送装置１２は、左右一対の支持板１４，１４にそれぞれ取り付けられたコンベアベルト１６，１６（図１では片方のみ図示）により基板Ｓを左から右へと搬送する。

ヘッド１８は、ＸＹ平面を移動可能である。具体的には、ヘッド１８は、Ｘ軸スライダ２０がガイドレール２２，２２に沿って左右方向に移動するのに伴って左右方向に移動し、Ｙ軸スライダ２４がガイドレール２６，２６に沿って前後方向に移動するのに伴って前後方向に移動する。

ノズル２８は、圧力を利用して、ノズル先端に部品を吸着したり、ノズル先端に吸着している部品を離したりするものである。このノズル２８は、ヘッド１８に内蔵されたＺ軸モータ３０とＺ軸に沿って延びるボールネジ３２によって高さが調整される。

マークカメラ３４は、Ｘ軸スライダ２０の下端に、撮像方向が基板Ｓに対向する向きとなるように設置され、ヘッド１８の移動に伴って移動可能である。マークカメラ３４には、図示しない光源が搭載されており、下方の撮像対象に向かって同軸落射や側射で照明することができる。このマークカメラ３４は、基板Ｓに設けられた図示しない基板位置決め用の基準マークを撮像し、得られた画像をコントローラ３８へ出力する。

パーツカメラ３６は、リールユニット４０と基板搬送装置１２との間であって左右方向の長さの略中央にて、撮像方向が上向きとなるように設置されている。このパーツカメラ３６は、その上方を通過するノズル２８に吸着された部品を撮像し、撮像により得られた画像をコントローラ３８へ出力する。

コントローラ３８は、図２に示すように、ＣＰＵ３８ａを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、処理プログラムを記憶するＲＯＭ３８ｂ、各種データを記憶するＨＤＤ３８ｃ、作業領域として用いられるＲＡＭ３８ｄなどを備えている。また、コントローラ３８には、マウスやキーボードなどの入力装置３８ｅ、液晶ディスプレイなどの表示装置３８ｆが接続されている。このコントローラ３８は、フィーダ５０に内蔵されたフィーダコントローラ５８や管理コンピュータ８０と双方向通信可能なように接続されている。また、コントローラ３８は、基板搬送装置１２やＸ軸スライダ２０、Ｙ軸スライダ２４、Ｚ軸モータ３０、ノズル２８の圧力調整装置２８ａ、マークカメラ３４、パーツカメラ３６へ制御信号を出力可能なように接続されている。また、コントローラ３８は、マークカメラ３４やパーツカメラ３６から画像を受信可能に接続されている。例えば、コントローラ３８は、マークカメラ３４で撮像された基板Ｓの画像を処理して基準マークの位置を認識することにより基板Ｓの位置（座標）を認識する。また、コントローラ３８は、パーツカメラ３６で撮像された画像に基づいてノズル２８に部品が吸着されているか否かの判断やその部品の形状、大きさ、吸着位置などを判定する。

リールユニット４０は、図１に示すように、デバイスパレット４２と、フィーダ５０とを備えている。デバイスパレット４２は、部品装着機１０に取り外し可能に装着され、上面にスロット４４を有している。スロット４４は、フィーダ５０を差し込み可能な溝であり、左右方向に複数並設されている。フィーダ５０は、スロット４４に差し込まれている。フィーダ５０は、テープ６２が巻回されたリール６０（図３参照）を回転可能に保持している。テープ６２には、複数の凹部６４がテープ６２の長手方向に沿って並ぶように形成されている。各凹部６４には、部品Ｐが収容されている。これらの部品Ｐは、テープ６２の表面を覆うフィルム６５によって保護されている。フィーダ５０には、部品吸着位置が定められている。部品吸着位置は、ノズル２８が部品Ｐを吸着する設計上定められた位置である。テープ６２がフィーダ５０によって所定量後方へ送られるごとに、テープ６２に収容された部品Ｐが順次、部品吸着位置へ配置されるようになっている。部品吸着位置に至った部品Ｐは、フィルム６５が剥がされた状態になっており、ノズル２８によって吸着される。

管理コンピュータ８０は、図２に示すように、パソコン本体８２と入力デバイス８４とディスプレイ８６とを備えており、オペレータによって操作される入力デバイス８４からの信号を入力可能であり、ディスプレイ８６に種々の画像を出力可能である。パソコン本体８２のメモリには、生産ジョブデータが記憶されている。生産ジョブデータには、各部品装着機１０においてどの部品Ｐをどういう順番で基板Ｓへ装着するか、また、そのように装着した基板Ｓを何枚作製するかなどが定められている。

次に、部品装着機１０のコントローラ３８が、生産ジョブに基づいて基板Ｓへ部品Ｐを装着する動作について説明する。まず、コントローラ３８は、ヘッド１８のノズル２８にリールユニット４０のフィーダ５０から供給される部品Ｐを吸着させる。具体的には、コントローラ３８は、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御してノズル２８を所望の部品Ｐの部品吸着位置の真上に移動させる。次に、コントローラ３８は、Ｚ軸モータ３０及びノズル２８の圧力調整装置２８ａを制御し、ノズル２８を下降させると共にそのノズル２８へ負圧が供給されるようにする。これにより、ノズル２８の先端部に所望の部品Ｐが吸着される。その後、コントローラ３８は、ノズル２８を上昇させ、Ｘ軸スライダ２０及びＹ軸スライダ２４を制御して、先端に部品Ｐを吸着したノズル２８を基板Ｓの所定の位置の上方へ移動させる。そして、その所定の位置で、コントローラ３８は、ノズル２８を下降させ、そのノズル２８へ大気圧が供給されるように圧力調整装置２８ａを制御する。これにより、ノズル２８に吸着されていた部品Ｐが離間して基板Ｓの所定の位置に装着される。基板Ｓに装着すべき他の部品Ｐについても、同様にして基板Ｓ上に装着していき、すべての部品Ｐの装着が完了したら基板Ｓを下流側へ送り出す。

次に、コントローラ３８が実行する検査準備ルーチンについて、図４のフローチャートにしたがって説明する。

コントローラ３８のＣＰＵ３８ａは、検査準備モードの開始指令が入力装置３８ｅから入力されると、ＨＤＤ３８ｃにインストールされている検査準備プログラムを読み込み、検査準備ルーチンを開始する。

まず、ＣＰＵ３８ａは、検査対象部品を基板Ｓ上の予め定められた正規の配置場所に正確に配置したときの画像（正規画像）を取得する（ステップＳ１１０）。ここでは、正規画像は予めＨＤＤ３８ｃに記憶されているものとする。但し、検査対象部品の配置場所に正確に配置した基板Ｓを実際に作製し、それをマークカメラ３４で撮像した画像を正規画像として取得してもよい。

次に、ＣＰＵ３８ａは、検査対象部品の配置の許容範囲を取得する（ステップＳ１２０）。具体的には、ＣＰＵ３８ａは、オペレータが入力装置３８ｅを用いて入力した許容範囲に関するデータを取得する。

次に、ＣＰＵ３８ａは、指定エリア及び明るさの閾値を設定する（ステップＳ１３０）。具体的には、ＣＰＵ３８ａは、正規画像に基づいて正規の配置場所の座標を認識すると共に、その配置場所と許容範囲とに基づいて指定エリア及び明るさの閾値を設定する。正規画像は、検査対象部品の画素とそれ以外の画素とを明るさ（例えば輝度とか明度の階調値）によって区別できるように予め基板Ｓの色と検査対象部品の色とが決められている。例えば、検査対象部品は光を当てると白っぽく写り、基板Ｓは光を当てても黒っぽく写るように設計されている。明るさを２５６階調のグレースケールで表す場合、部品で完全に覆われている指定エリアと全く覆われていない指定エリアとを比べると、光を当てたときの明るさの階調値は、前者では２５５に近い値になり、後者では０に近い値になる。ＣＰＵ３８ａは、正規画像のうち検査対象部品の画素で構成された領域をその部品の配置場所と認識し、その座標をＲＡＭ３８ｄかＨＤＤ３８ｃに記憶する。また、ＣＰＵ３８ａは、実際に配置された部品が配置場所からずれたとしても、そのずれが許容範囲内であれば配置状態は良好であると判定するように、指定エリアの座標及び明るさの閾値を設定し、ＲＡＭ３８ｄかＨＤＤ３８ｃに記憶する。そして、ＣＰＵ３８ａは、ステップＳ１３０の処理を実行したあと、検査準備ルーチンを終了する。

例えば、配置場所７０を上からみた形状が、図５（ａ）に示すように、四角形だったとする。また、許容範囲Ｔが、図５（ｂ）に示すように内枠７２と外枠７４との間の範囲（網かけ部分）であったとする。なお、許容範囲Ｔとは、部品Ｐの外郭線がこの範囲内に収まっていれば部品Ｐの配置状態は良好であるとされる範囲である。そのような場合、指定エリア７６を、図５（ｃ）に示すように、配置場所７０の４つの角にそれぞれ内接する小さな四角形とすることが一例として挙げられる。ここでは、指定エリア７６の１辺の長さを内枠７２と外枠７４との間隔ｄと同じとした。図５（ｃ）には、部品Ｐ（ハッチング付きの四角形）が許容範囲Ｔを僅かにはみ出したときの様子も併せて示した。このとき、すべての指定エリア７６の露出面積（部品Ｐで覆われていない部分の面積）が３／４以下であれば許容範囲内、少なくとも１つの指定エリア７６の露出面積が３／４を超えれば許容範囲外となる。そのため、指定エリア７６の明るさの閾値は、指定エリア７６の露出面積が３／４となるときの指定エリア７６の明るさとする。なお、指定エリア７６の明るさは、指定エリア７６に存在する画素の明るさの平均値とする。

次に、コントローラ３８が実行する部品検査ルーチンについて、図６のフローチャートにしたがって説明する。なお、以下には、便宜上、検査対象部品は、基板Ｓ上に装着された複数の部品のうちの一つの部品であるとして説明する。

コントローラ３８のＣＰＵ３８ａは、部品検査モードの開始指令が入力装置３８ｅから入力されると、ＨＤＤ３８ｃにインストールされている部品検査プログラムを読み込み、部品検査ルーチンを開始する。なお、部品検査モードの開始指令が入力されなくても、基板Ｓへの部品Ｐの装着が完了した後、引き続き自動的に部品検査ルーチンを開始するようにしてもよい。

まず、ＣＰＵ３８ａは、マークカメラ３４を基板Ｓ上の指定エリア７６へ移動する（ステップＳ２１０）。具体的には、ＣＰＵ３８ａは、マークカメラ３４が検査対象部品の指定エリア７６のうちの１つの上方に来るように、Ｘ軸スライダ２０やＹ軸スライダ２４を制御する。

次に、ＣＰＵ３８ａは、所定の撮像条件で指定エリア７６を撮像する（ステップＳ２２０）。所定の撮像条件とは、正規画像を撮像したときの撮像条件と同じ条件である。撮像条件としては、例えば照明条件が定められている。照明条件としては、マークカメラ３４に内蔵されている図示しない光源からの光を同軸落射で照明するか、側射で照明するか、その両方を用いて照明するかが定められている。

次に、ＣＰＵ３８ａは、指定エリア７６の明るさが閾値以上か否かを判定する（ステップＳ２３０）。上述したとおり、指定エリア７６の明るさの閾値は、指定エリア７６の露出面積が３／４となるときの指定エリア７６の明るさに設定されている。指定エリア７６の明るさがこの閾値以上のときには、指定エリア７６の１／４以上が検査対象部品によって覆われていることになるため、検査対象部品は配置場所７０からずれていたとしても許容範囲Ｔ内に収まっていることになる。逆に、指定エリア７６の明るさがこの閾値未満のときには、指定エリア７６の３／４以上が検査対象部品によって覆われていないことになるため、検査対象部品は配置場所７０から許容範囲Ｔを超えてずれていることになる。そのため、ステップＳ２３０で指定エリア７６の明るさが閾値未満だったならば、ＣＰＵ３８ａは、その検査対象部品の検査結果が不良だったことを表示装置３８ｆに表示し（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。

一方、ステップＳ２３０で指定エリア７６の明るさが閾値以上だったならば、ＣＰＵ３８ａは、検査対象部品に定められたすべての指定エリア７６について明るさの判定を実施したか否かを判定し（ステップＳ２５０）、未実施の指定エリア７６が残っているならば、再びステップＳ２１０に戻り、未実施の指定エリア７６についての処理を実行する。一方、ステップＳ２５０ですべての指定エリア７６について明るさの判定を実施したならば、検査対象部品は配置場所７０の許容範囲Ｔ内に配置されていることになる。そのため、ＣＰＵ３８ａは、その検査対象部品の検査結果が良好だったことを表示装置３８ｆに表示し（ステップＳ２６０）、本ルーチンを終了する。なお、検査結果は、表示装置３８ｆに表示するのに代えて又は加えて、スピーカにより音声出力してもよい。

ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素との対応関係を明らかにする。本実施形態の部品装着機１０が、本発明の部品検査機の機能を備えた機器に相当する。また、本実施形態のマークカメラ３４が本発明の撮像手段に相当し、ＣＰＵ３８ａが判定手段、エリア設定手段、閾値設定手段及び自動設定手段に相当し、入力装置３８ｅが許容範囲入力手段に相当する。

以上詳述した本実施形態の部品装着機１０によれば、検査対象部品が配置場所７０の許容範囲Ｔ内に配置されているか否かを検査するにあたり、指定エリア７６の明るさと閾値とを比較して判定を行うため、従来の基板外観検査機で使用されていたデータ（つまり部品の姿勢や位置ズレを判定するのに必要な部品のデータ）を作り込む必要がない。したがって、基板外観検査を簡易に行うことができる。

また、部品装着機１０は、検査対象部品を配置場所７０に正確に配置したときの正規画像の各画素の明るさ及び座標に基づいて、指定エリア７６及び閾値を自動的に設定するため、指定エリア７６や閾値の設定をオペレータが行う必要がない。

更に、部品装着機１０は、本発明の部品検査機の機能を備えているが、マークカメラ３４を部品検査機の撮像手段と兼用しているため、マークカメラ３４と撮像手段とを個別に有している場合に比べて装置構成が簡易になりコストも低減される。また、上述したように基板外観検査を簡易に行うことができるため、部品装着機１０に負担をかけることなく部品検査機の機能を搭載することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述実施形態では、配置場所７０と許容範囲Ｔが図５（ｂ）のように設定されている場合において、指定エリア７６及び明るさの閾値の設定の仕方を図５（ｃ）を用いて説明したが、その設定の仕方は上述した実施形態の方法に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、指定エリア１７６を内枠７２の４つの角に内接するような小さな四角形としてもよい。図７には、部品Ｐ（ハッチング付きの四角形）が許容範囲Ｔをわずかに外れたときの様子も併せて示した。このとき、すべての指定エリア１７６の露出面積がゼロであれば許容範囲内、少なくとも１つの指定エリア１７６の露出面積がゼロを超えれば許容範囲外となる。そのため、指定エリア１７６の明るさの閾値は、指定エリア７６の露出面積がゼロとなるときの指定エリア１７６の明るさとする。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、図７の例では、指定エリア１７６の１辺の長さはどのように設定してもよい。

上述した実施形態では、指定エリア７６を配置場所７０の４つの角の内側に設定した場合について説明したが、例えば図８に示すように、配置場所７０の外側に、外枠７４の角をなす２辺と接するＬ字形状の指定エリア２７６を設定してもよい。その場合、すべての指定エリア２７６の露出面積が１００％であれば許容範囲内、少なくとも１つの指定エリア２７６の露出面積が１００％未満であれば許容範囲外とする。そのため、指定エリア２７６の明るさの閾値は、露出面積が１００％のときの指定エリア２７６の明るさとする。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。なお、図８には、部品Ｐが許容範囲Ｔをわずかに外れたときの様子も併せて示した。

上述した実施形態では、図５（ｃ）に示すように、四角形状の配置場所７０の４つの角に指定エリア７６を設けたが、少なくとも対角位置にある２つの角に指定エリア７６を設ければよい。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。また、できるだけ少ない数の指定エリア７６で検査を精度よく行うことができる。更に、指定エリア７６の数が少なくなるため、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理を繰り返す回数が少なくなり、部品検査ルーチンに要する時間が短くなる。この点は、図７や図８の指定エリア１７６，２７６についても同様である。

上述した実施形態では、指定エリア７６を配置場所７０の４つの角の内側に設定した場合について説明したが、例えば図９に示すように、指定エリア３７６，３７７を配置場所７０の１つの角の内側及び外側に設定してもよい。具体的には、内枠７２の角に内接するように指定エリア（内側指定エリア）３７６を１つ設定すると共に、外枠７４の角の２辺にそれぞれ外接するように指定エリア（外側指定エリア）３７７を１つずつ設定する。その場合、内側指定エリア３７６の露出面積がゼロで且つ２つの外側指定エリア３７７の露出面積が１００％であれば許容範囲内、内側指定エリア３７６の露出面積がゼロより大きいか又は２つの外側指定エリア３７７の少なくとも一方の露出面積が１００％未満であれば許容範囲外とする。そのため、明るさの閾値は、内側指定エリア３７６については露出面積がゼロのときの明るさとし、外側指定エリア３７７については露出面積が１００％のときの明るさとする。このようにしても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。また、できるだけ少ない数の指定エリア３７６，３７７で検査を精度よく行うことができる。更に、配置場所７０の１つの角を撮像するだけですべての指定エリア３７６，３７７が撮像されるため、配置場所７０の大きさがマークカメラ３４の視野範囲を超えていたとしても１回の撮像で検査できる。図９には、部品Ｐが許容範囲Ｔをわずかに外れたときの様子も併せて示した。

なお、許容範囲Ｔ（距離ｄ）の場合の指定エリア及び閾値の決め方は、図５や図７〜図９以外にも多数存在する。

上述した実施形態の部品装着機１０を、電子部品実装ラインを構成する機器の一つに採用してもよい。ここでは、電子部品実装ラインは、はんだ印刷機、印刷検査機、部品装着機、基板外観検査機、シールド部品装着機、リフロー炉をこの順に並べて配置したものとする。シールド部品装着機は、基板上の所定の電子部品にシールド部品を被せるための機器である。シールド部品は、基板外観検査機で電子部品の外観検査を行い、すべての電子部品が基板に正しく装着されていることを確認した後に装着される。そのシールド部品についても、正しく装着されているかの外観検査を行う必要があるが、シールド部品装着機として上述した部品装着機１０を採用すれば、外観検査もシールド部品装着機で行うことができる。その結果、シールド部品用の外観検査機を追加する必要がなくなり、ライン全体が長くなるのを防止でき、コストが嵩むのを回避できる。

上述した実施形態では、配置場所７０に対して許容範囲Ｔが設定された場合について説明したが、この許容範囲Ｔが図５（ｂ）よりも大きい場合（例えば内枠１７２と外枠１７４との間の距離ｄが２倍の場合）には、指定エリア及び明るさの閾値は例えば以下の３例のように設定してもよい。

１つめの例は、図１０に示すように、指定エリア７６の位置及び大きさは上述した実施形態のままとし、閾値を変更した例である。この例では、すべての指定エリア７６の露出面積が１００％未満であれば許容範囲内、少なくとも１つの指定エリア７６の露出面積が１００％以上であれば許容範囲外となる。そのため、指定エリア７６の明るさの閾値は、露出面積が１００％となるときの指定エリア７６の明るさとする。許容範囲Ｔが小さい場合（図５（ｂ）参照）と許容範囲Ｔが大きい場合（図１０参照）とを対比すると、許容範囲Ｔが小さいほど、検査対象部品が配置場所７０に正確に配置された場合の指定エリア７６の明るさに近づくように閾値が設定されている。指定エリア７６の位置及び大きさが同じ場合、部品Ｐが配置場所７０に正確に配置された場合の指定エリア７６の明るさに閾値が近いほど、配置場所７０からの部品のズレ量が小さくても閾値を跨（また）ぐことになるため、許容範囲Ｔは小さくなる。なお、図１０には、部品Ｐが許容範囲Ｔをわずかに外れたときの様子も併せて示した。

２つめの例は、図１１に示すように、明るさの閾値は上述した実施形態のままとし、指定エリア４７６を配置場所７０の４つの角に内接した状態で１辺の長さを長くした例である。具体的には、指定エリア４７６の１辺の長さが、許容範囲Ｔの内枠１７２と外枠１７４との間の距離２ｄとなるようにする。その場合、すべての指定エリア４７６の露出面積が３／４未満であれば許容範囲内、少なくとも１つの指定エリア４７６の露出面積が３／４以上であれば許容範囲外となる。そのため、明るさの閾値は、露出面積が３／４となるときの指定エリア４７６の明るさとする。許容範囲Ｔが小さい場合（図５（ｂ）参照）と許容範囲Ｔが大きい場合（図１１参照）とを対比すると、許容範囲Ｔが小さいほど、指定エリアの大きさが小さく設定されている。明るさの閾値が同じ場合、指定エリアの大きさが小さいほど、配置場所７０に正確に配置されていない部品の影響を指定エリアが受けやすいため、許容範囲Ｔが小さくなる。なお、図１１には、部品Ｐが許容範囲Ｔをわずかに外れたときの様子も併せて示した。

３つめの例は、図１２に示すように、明るさの閾値及び指定エリア５７６の大きさは上述した実施形態のままとし、指定エリア５７６の位置を配置場所７０のより内側に設定した例である。具体的には、指定エリア５７６の中心が内枠１７２の角と一致するように指定エリア５７６を設定する。その場合、すべての指定エリア５７６の露出面積が３／４未満であれば許容範囲内、少なくとも１つの指定エリア５７６の露出面積が３／４以上であれば許容範囲外とする。そのため、明るさの閾値は、露出面積が３／４となるときの指定エリア５７６の明るさとする。許容範囲Ｔが小さい場合（図５（ｂ）参照）と許容範囲Ｔが大きい場合（図１２参照）とを対比すると、許容範囲Ｔが小さいほど、指定エリアの位置が配置場所７０の外郭線に近くなるように設定されている。明るさの閾値が同じ場合、指定エリアの位置が配置場所７０の外郭線に近いほど、配置場所７０に正確に配置されていない部品の影響を指定エリアが受けやすく、許容範囲Ｔが小さくなる。なお、図１２には、部品Ｐが許容範囲Ｔをわずかに外れたときの様子も併せて示した。

図５や図１０〜図１２の例からわかるように、許容範囲Ｔに応じて指定エリアや閾値が自動的に且つ適正に設定される。なお、許容範囲Ｔ（距離２ｄ）の場合の指定エリア及び閾値の決め方は、図１０〜図１２以外にも多数存在する。

上述した実施形態では、部品装着機１０が検査準備ルーチン及び部品検査ルーチンを実行するものとしたが、部品装着機能を有さない部品検査機が検査準備ルーチン及び部品検査ルーチンのうち少なくとも部品検査ルーチンを実行するようにしてもよい。

上述した実施形態では、部品装着機１０が検査準備ルーチンを実行して部品の配置場所や指定エリアを自動設定するものとしたが、配置場所及び指定エリアの少なくとも一方は自動設定せずオペレータが入力装置３８ｅにより入力したり外部メモリ等から取得したりしてもよい。

上述した実施形態では、検査対象部品は基板Ｓ上の一つの部品として説明したが、基板Ｓ上に装着された複数の部品のすべてであるとしてもよい。その場合、複数の部品の各々について、検査準備ルーチンや部品検査ルーチンを実行すればよい。

上述した実施形態では、検査対象部品の複数の指定エリア７６を撮像するにあたり、マークカメラ３４を各指定エリア７６の上方位置に移動させて撮像したが、一つの撮像画像に複数の指定エリア７６のすべてが入る場合には、１回の撮像画像で各指定エリア７６の明るさの判定（ステップＳ２３０）を行うようにしてもよい。

上述した実施形態では、許容範囲は、オペレータが入力装置３８ｅを用いて入力することとしたが、予めＨＤＤ３８ｃ等に記憶されているデータを取得するようにしてもよい。

本発明は、基板に装着された部品の配置状態を検査する部品検査機等に利用可能である。

１０部品装着機、１２基板搬送装置、１４支持板、１６コンベアベルト、１８ヘッド、２０Ｘ軸スライダ、２２ガイドレール、２４Ｙ軸スライダ、２６ガイドレール、２８ノズル、２８ａ圧力調整装置、３０Ｚ軸モータ、３２ボールネジ、３４マークカメラ、３６パーツカメラ、３８コントローラ、３８ａＣＰＵ、３８ｂＲＯＭ、３８ｃＨＤＤ、３８ｄＲＡＭ、３８ｅ入力装置、３８ｆ表示装置、４０リールユニット、４２デバイスパレット、４４スロット、５０フィーダ、５８フィーダコントローラ、６０リール、６２テープ、６４凹部、６５フィルム、７０配置場所、７２内枠、７４外枠、７６指定エリア、８０管理コンピュータ、８２パソコン本体、８４入力デバイス、８６ディスプレイ、１７２内枠、１７４外枠、１７６指定エリア、２７６指定エリア、３７６内側指定エリア、３７７外側指定エリア、４７６指定エリア、５７６指定エリア。

Claims

基板に装着された部品の配置状態を検査する部品検査機であって、
前記基板上の前記部品の配置場所の内側及び／又は外側に定められた指定エリアの画像を所定の撮像条件で撮像する撮像手段と、
前記画像から前記指定エリアの明るさを算出し、該明るさと予め設定された閾値とを比較して前記部品が前記配置場所の許容範囲内に配置されているか否かを判定する判定手段と、
前記許容範囲の大小を入力する許容範囲入力手段と、
前記許容範囲に応じて前記閾値を設定する閾値設定手段と、
を備え、
前記閾値設定手段は、前記許容範囲が小さいほど、前記部品が前記配置場所に正確に配置された場合の前記指定エリアの明るさに近づくように前記閾値を設定する、
部品検査機。
基板に装着された部品の配置状態を検査する部品検査機であって、
前記基板上の前記部品の配置場所の内側及び／又は外側に定められた指定エリアの画像を所定の撮像条件で撮像する撮像手段と、
前記画像から前記指定エリアの明るさを算出し、該明るさと予め設定された閾値とを比較して前記部品が前記配置場所の許容範囲内に配置されているか否かを判定する判定手段と、
前記部品を前記配置場所に正確に配置したときの正規画像の各画素の明るさ及び座標に基づいて、前記指定エリア及び前記閾値を設定する自動設定手段と、
を備えた部品検査機。
基板に装着された部品の配置状態を検査する部品検査機であって、
前記基板上の前記部品の配置場所の内側及び／又は外側に定められた指定エリアの画像を所定の撮像条件で撮像する撮像手段と、
前記画像から前記指定エリアの明るさを算出し、該明るさと予め設定された閾値とを比較して前記部品が前記配置場所の許容範囲内に配置されているか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記指定エリア及び前記閾値は、前記部品検査前に前記撮像手段により予め撮像された、前記部品を前記部品の配置場所に正確に配置したときの正規画像に基づいて前記部品実装機のエリア設定手段によって設定されている、
部品検査機。
基板に装着された部品の配置状態を検査する部品検査機であって、
前記基板上の前記部品の配置場所の内側に定められた指定エリアの画像を所定の撮像条件で撮像する撮像手段と、
前記画像から前記指定エリアの明るさを算出し、該明るさと予め設定された閾値とを比較して前記部品が前記配置場所の許容範囲内に配置されているか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記指定エリアは、前記部品の配置場所の角に内接する四角形であり、前記四角形の１辺の長さは、前記許容範囲の内枠と外枠との間隔と同じである、
部品検査機。
前記指定エリアは、前記部品の配置場所の複数の角に設けられている、
請求項４に記載の部品検査機。
前記部品は、上からみた形状が多角形であり、
前記配置場所は、前記部品と同じ形状であり、
前記指定エリアは、前記配置場所の少なくとも２つの角の内側又は外側に設定されているか、又は、前記配置場所の少なくとも１つの角の内側と該角をなす２辺のそれぞれの外側に設定されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の部品検査機。
マークカメラにより前記基板上のマークを撮像して該撮像したマークから座標を認識すると共に、ノズルにより部品供給部から前記部品をピックアップして前記基板上に装着する部品装着機であって、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の部品検査機を備え、
前記マークカメラは、前記部品検査機の前記撮像手段を兼ねている、
部品装着機。