JPH09238000A - 電子部品の認識方法及び電子部品自動装着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の位置認識を確実に行うことができ
るようにする。 【解決手段】 透過用照明１７による透過像を透過像記
憶メモリ２６内に記憶させ、反射用照明１６による反射
像を反射像記憶メモリ２７に記憶させ、ＣＰＵ２０は透
過像の画像により外形位置を認識して、その外形位置か
ら反射像に認識エアを設定して部品７下端面のバンプ位
置の認識処理をして、部品の位置を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸着ノズルに保持
された電子部品の位置を認識する電子部品の認識方法及
び電子部品自動装着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種吸着ノズルに吸着保持された電子
部品の位置を認識して基板に装着する電子部品自動装着
装置として、特開平６−６１７００号公報に記載された
ものが知られている。この従来技術によれば、電子部品
はその種類により上方からの光の投影像がカメラに撮像
され、この投影像に基づき部品の位置が認識されたり、
下方からの光が部品の下面に照射され、そのリード部の
反射像がカメラに撮像され位置認識がなされる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
では、下面にあるリード部を認識しようとする場合等に
その位置がある程度わからないと、どの位置を認識して
いるのかわからず正確な認識ができないか、時間が掛か
ってしまっていた。特に、ボールグリッドアレイと呼ば
れるように下面にリード部であるバンプが不規則に並ん
でいるような場合には、認識しているバンプがどの位置
のものかを周りのバンプとの関係から割り出すのは大変
であった。

【０００４】そこで本発明は、電子部品の位置認識を確
実に行うことができるようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、吸着
ノズルに保持された電子部品の位置を認識する電子部品
の認識方法において、電子部品の透過像を撮像する透過
像撮像工程と、電子部品の反射像を撮像する反射像撮像
工程と、透過像撮像工程で撮像された透過像及び反射像
撮像工程で撮像された反射像の画像データに基づき電子
部品の吸着ノズルに対する位置を認識する認識工程を設
けたものである。

【０００６】また本発明は、吸着ノズルに保持され、リ
ード部を下面に有する電子部品の位置を認識する電子部
品の認識方法において、電子部品の透過像を撮像する透
過像撮像工程と、電子部品の反射像を撮像する反射像撮
像工程と、透過像撮像工程で撮像された透過像により部
品の外形の位置を認識する外形位置認識工程と、外形位
置認識工程で認識された部品外形位置よりリード部を認
識するための認識エリアを反射像撮像工程で撮像された
反射像に設定してリード部の位置を認識する認識工程
と、該認識工程で認識されたリード部の位置から部品の
位置を判断する判断工程を設けたものである。

【０００７】こうすることにより、認識エリアを部品外
形から略正確に設定すべき位置に設定することができ
る。また本発明は、吸着ノズルに保持された電子部品の
位置を撮像装置に撮像された画像に基づき認識して基板
の所望の位置に該部品を装着する電子部品自動装着装置
において、前記撮像装置に撮像された電子部品の透過像
を記憶する透過像記憶部と、前記撮像装置に撮像された
電子部品の反射像を記憶する反射像記憶部と、前記透過
像記憶部に記憶された透過像及び前記反射像記憶部に記
憶された反射像の情報に基づき電子部品の位置を認識す
る認識手段を設けたものである。

【０００８】また本発明は、吸着ノズルに保持された電
子部品の位置を撮像装置に撮像された画像に基づき認識
して基板の所望の位置に該部品を装着する電子部品自動
装着装置において、前記撮像装置に撮像された電子部品
の透過像を記憶する透過像記憶部と、前記撮像装置に撮
像された電子部品の反射像を記憶する反射像記憶部と、
透過像記憶部に記憶された透過像より部品外形位置を認
識する外形位置認識手段と、該外形位置認識手段により
認識された部品外形位置よりリード部を認識するための
認識エリアを反射像記憶部に記憶された反射像に設定し
てリード部の位置を認識するリード部認識手段と、該リ
ード部認識手段で認識されたリード部の位置から部品の
位置を判断する判断手段を設けたものである。

【０００９】こうすることにより、認識エリアを部品外
形から略正確に設定すべき位置に設定することができ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を図に基
づき詳述する。図２において、電子部品自動装着装置１
の基台２上には一対のコンベア３が設けられ、該コンベ
ア３はプリント基板４を上流の装置より搬送する。該基
板４は所定の位置で位置決めされ、ＸＹ方向に移動する
装着ヘッド５に設けられた吸着ノズル６が吸着するチッ
プ状電子部品７（図４参照）が該基板４上に装着され
る。

【００１１】装着ヘッド５はアーム７上でＸ方向に移動
可能に設けられ、またアーム８はガイド９に沿ってＹ方
向に移動可能に設けられている。また、基台２上にはテ
ープ部品供給部１０、トレイ部品供給部１１及びスティ
ック部品供給部１２が設けられており、夫々が供給する
種々の部品７がＸＹ移動するヘッド５に設けられた吸着
ノズル６に真空吸着され、前述のように基板４に装着さ
れるものである。

【００１２】基台２上には図３に示すように撮像装置と
しての部品撮像カメラ１４が設置されており、各部品供
給部から部品７を取り出したヘッド５が該カメラ１４上
に該部品７を搬送する。部品撮像カメラ１４の周囲には
図４に示すように反射用照明１６が設けられており、カ
メラ１４上に位置する電子部品７の下面を照明できるよ
うになされている。また、カメラ１４上に位置する電子
部品の上方から光を照射できる位置に透過用照明１７が
設けられており、該照明１７からの光による投影像（透
過像）がカメラ１４に撮像される。

【００１３】次に、図１に基づき電子部品自動装着装置
１の制御ブロックについて説明する。電子部品自動装着
装置１の電子部品の自動装着に関する動作は、ＣＰＵ２
０によりＲＡＭ２１に記憶されたデータに基づき、ＲＯ
Ｍ２２に記憶されたプログラムに従って統括制御され
る。ＣＰＵ２０にはバスライン２３及びインターフェー
ス２４を介して前記部品撮像カメラ１４、前記反射用照
明１６及び前記透過用照明１７等が接続されている。前
記ヘッド５も図１には示さないがＣＰＵ２０によりその
移動が制御されている。

【００１４】ＲＡＭ２１には自動装着をするための装着
順毎に部品種及び基板４上の装着位置を示す装着データ
等が格納されているが、前記透過用照明１７の照明によ
りカメラ１４が撮像した透過像の画像データを格納する
透過像記憶部としての透過像記憶メモリ２６及び反射用
照明１６の照明によりカメラ１４が撮像した反射像の画
像データを格納する反射像記憶部としての反射像記憶メ
モリ２７が夫々設けられている。

【００１５】以下動作について説明する。電子部品自動
装着装置１の自動運転は図示しない前記装着データに従
って、各部品供給部から順次部品７が取り出されなされ
る。例えば、トレイ部品供給部１１のトレイにマトリッ
クス状に配置された部品７が装着ヘッド５が該取り出さ
れるべき部品７上に移動して図示しない上下動機構によ
り吸着ノズル６が下降して吸着される。

【００１６】次に、該部品７は吸着ノズル６が上昇する
ことにより上昇し、ヘッド５のＸＹ移動により搬送され
る。次に、該部品７はカメラ１４上に移動して停止す
る。次に、先ず透過用照明１７が点灯され（反射用照明
は消灯している。）、その照明による投影像が図５に示
されるようにしてカメラ１４により撮像され、この画像
データがＲＡＭ２１内の透過像記憶メモリ２６内に格納
される。この画像は外形のみしか現れず部品７の下面に
形成されたバンプの位置を示す情報をえることができな
い。

【００１７】次に、透過用照明１７が消灯し、反射用照
明１６が点灯し、その照射された光が部品７の下面に当
って反射した画像がカメラ１４に撮像される。この部品
７はボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）と呼ばれる種類で
ある場合には、図６に示されるようにその下面にある基
板４のパターンとの接合部位であるバンプと呼ばれるリ
ード部のみが光って撮像され、この画像データが反射像
記憶メモリ２７に記憶される。この画像からは部品７の
外形の輪郭がまったくわからないか、外形とその背景と
の輪郭がぼんやりとしたものとなっている場合であって
も正確な外形の位置をしることができない。

【００１８】ＣＰＵ２０は先ず、外形位置認識手段とし
て、透過像記憶メモリ２６に記憶された図５に示す透過
像によりこの部品の外形の位置を認識処理する。この認
識処理は反射像がメモリ２７に記憶されるのを待たずに
開始されてもよい。次に、ＣＰＵ２０はリード部認識手
段として、認識処理された外形位置をメモリ２７に格納
されている反射像の画像に当てはめ、図６の点線で示す
ように想定し、この位置を基準として最初に認識すべき
バンプを示す画像の位置のまわりに図６のように認識エ
リア３０を設定し、該バンプの位置を認識処理する。こ
の認識処理はテンプレートによるマッチングを取る等の
認識手法を用いて行うことができる。この外形位置の想
定は、カメラ１４が同一であることから画像の位置関係
が反射像であっても透過像であってもまったく同じであ
ることから、画像の基準点（例えば撮像画像の中心点）
から同じ位置に部品の外形位置を設定することで行われ
る。

【００１９】外形位置がわかっているので、エリア３０
を小さくしても、確実に目標とするバンプ全部がエリア
３０内に入るようにすることができ、２つのバンプの像
がエリア３０内に入ってしまうようなことがない。次
に、予めこの部品７について決められた順のバンプ位置
に認識エリアの設定が移行して行われ、同様にＣＰＵ２
０によりバンプの位置の認識がなされる。

【００２０】このようにして全てのバンプ位置の認識が
なされると、該各バンプの位置から判断手段としてのＣ
ＰＵ２０は部品７の位置を最終的に判断する。この位置
はＸＹ方向の位置のみならずθ方向（吸着ノズル６の軸
線まわりに回転する方向）の位置をも含めて決定され
る。次に、ヘッド５が基板４上に移動して、前記装着デ
ータに示される基板４上の位置に部品７が該データで示
されるθ方向に向いて臨むように、吸着ノズル６の位置
が合わされて（θ方向については、ヘッド５に搭載され
た図示しない吸着ノズル６を回転させる回転機構により
なされる。）、吸着ノズル６の垂直な下降により、該部
品７が基板４に装着される。このようにして部品７の各
バンプは接続されるべき基板４上の部位（ランド等と呼
ばれる。）に合わせて装着される。

【００２１】以下同様に、次の部品７についての吸着動
作、認識動作及び装着動作がなされる。尚、このように
反射像及び透過像の両方の像を撮像するのはＢＧＡ等の
部品７の下面にリード部であるバンプが形成されている
ような場合に行えばよく、抵抗、コンデンサのような部
品７については、反射像あるいは透過像のどちらか一方
の像による認識処理でよく、従ってどちらか一方の像の
撮像をすればよい。

【００２２】反射像及び透過像の両方の像を用いて認識
を行う部品７であるかどうかをＣＰＵ２０が判断するに
は、前述するような装着データの装着順を示すステップ
にそのような部品であるかどうかを示すデータが示され
るようにすればよい。また、このような部品７としては
ＢＧＡのみならず、矩形の部品の４方に出たリードが内
側に向かって伸びており透過像ではそのリード部の位置
が判別できないものがあるが、ＢＧＡで特にそのバンプ
の位置が不規則な場合にはほん実施形態のようにするこ
とが特に有効である。

【００２３】カメラ１４により部品７の反射用照明１６
による反射像及び透過用照明１７による透過像の撮像が
なされるものとしたが、反射像及び透過像を撮像するカ
メラ１４は別個のものを設置しておいてもよい。その場
合には、２つのカメラの画像の位置関係がＣＰＵ２０に
より把握されていなければならない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明は、反射像又は透過
像単独では足りない情報を補完してより精度の高い部品
位置の認識を行うことができる。また本発明は、透過像
から得られる部品の外形位置によりリード部を認識する
ための認識エリアを設定するので、確実な認識エリアの
設定ができ確実なリード部の位置認識ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子部品自動装着装置の制御ブロック図であ
る。

【図２】電子部品自動装着装置の斜視図である。

【図３】電子部品自動装着装置の要部平面図である。

【図４】部品撮像カメラと照明との位置関係を示す側面
図である。

【図５】部品の透過像を示す図である。

【図６】部品下面の反射像を示す図である。

【符号の説明】

４ プリント基板 ５ 装着ヘッド ６ 吸着ノズル ７ チップ状電子部品 １４ 部品撮像カメラ（撮像装置） １６ 反射用照明 １７ 透過用照明 ２０ ＣＰＵ（認識手段、判断手段） ２１ ＲＡＭ ２６ 透過像記憶メモリ（透過像記憶部） ２７ 反射像記憶メモリ（反射像記憶部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸着ノズルに保持された電子部品の位置
   を認識する電子部品の認識方法において、 電子部品の透過像を撮像する透過像撮像工程と、電子部
   品の反射像を撮像する反射像撮像工程と、透過像撮像工
   程で撮像された透過像及び反射像撮像工程で撮像された
   反射像の画像データに基づき電子部品の吸着ノズルに対
   する位置を認識する認識工程を設けたことを特徴とする
   電子部品の認識方法。
2. 【請求項２】 吸着ノズルに保持され、リード部を下面
   に有する電子部品の位置を認識する電子部品の認識方法
   において、 電子部品の透過像を撮像する透過像撮像工程と、電子部
   品の反射像を撮像する反射像撮像工程と、透過像撮像工
   程で撮像された透過像により部品の外形の位置を認識す
   る外形位置認識工程と、外形位置認識工程で認識された
   部品外形位置よりリード部を認識するための認識エリア
   を反射像撮像工程で撮像された反射像に設定してリード
   部の位置を認識する認識工程と、該認識工程で認識され
   たリード部の位置から部品の位置を判断する判断工程を
   設けたことを特徴とする電子部品の認識方法。
3. 【請求項３】 吸着ノズルに保持された電子部品の位置
   を撮像装置に撮像された画像に基づき認識して基板の所
   望の位置に該部品を装着する電子部品自動装着装置にお
   いて、 前記撮像装置に撮像された電子部品の透過像を記憶する
   透過像記憶部と、前記撮像装置に撮像された電子部品の
   反射像を記憶する反射像記憶部と、前記透過像記憶部に
   記憶された透過像及び前記反射像記憶部に記憶された反
   射像の情報に基づき電子部品の位置を認識する認識手段
   を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。
4. 【請求項４】 吸着ノズルに保持された電子部品の位置
   を撮像装置に撮像された画像に基づき認識して基板の所
   望の位置に該部品を装着する電子部品自動装着装置にお
   いて、 前記撮像装置に撮像された電子部品の透過像を記憶する
   透過像記憶部と、前記撮像装置に撮像された電子部品の
   反射像を記憶する反射像記憶部と、透過像記憶部に記憶
   された透過像より部品外形位置を認識する外形位置認識
   手段と、該外形位置認識手段により認識された部品外形
   位置よりリード部を認識するための認識エリアを反射像
   記憶部に記憶された反射像に設定してリード部の位置を
   認識するリード部認識手段と、該リード部認識手段で認
   識されたリード部の位置から部品の位置を判断する判断
   手段を設けたことを特徴とする電子部品自動装着装置。