トレー部品検査方法と装置
【課題】 トレーに収納した部品につき短時間で高精度に位置決めして外観検査できるようにする。
【解決手段】 トレー２の複数の凹部２ａに収納された部品１をカメラ１２を用い個々に画像認識して検査するのに、トレー２を吸着保持して移動させ、その凹部２ａ内に吸着保持した部品１をカメラ１２に対し個々に位置決めしながらカメラ１２を用い順次に画像認識して検査を行うことにより、上記の目的を達することができる。
【解決手段】 トレー２の複数の凹部２ａに収納された部品１をカメラ１２を用い個々に画像認識して検査するのに、トレー２を吸着保持して移動させ、その凹部２ａ内に吸着保持した部品１をカメラ１２に対し個々に位置決めしながらカメラ１２を用い順次に画像認識して検査を行うことにより、上記の目的を達することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーの複数の凹部に部品を収納した荷姿で取り扱うトレー部品検査方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品を基材に搭載して製品を生産する際に部品を取り扱う荷姿の１つにトレー部品がある。トレー部品はトレーの縦横に並ぶ多数の凹部に部品を収納したもので多数の部品を整列させて、少しの遊びはあるが向きが変わってしまうようなことなく一括に取り扱える。例えば、多数の集積回路などを形成した半導体ウエハはダイシングにより個々の半導体個片、つまり半導体チップに分割されるが、この分割された半導体チップを１つずつピックアップしてトレーに収納してバンプボンダに供給し、それら半導体チップの電極上に電気接続用のバンプを形成したり、バンプを形成した半導体チップを再度トレーに収納して部品装着装置に供給し、回路基板など各種機器や部品の基材に搭載して製品を生産することが行われている。
【０００３】
このような部品の取り扱いはクリーンな環境で行われるものの、ダイシングにより欠けが生じていたり、ダイシング時に発生する粉塵が付着していたり、バンプの形成に不良があったりして、基材に搭載しても不良品になることがある。このため、各段階で目視検査が行なわれる。しかし、目視検査自体が人からの異物付着の原因になったりすることもあることから、トレーに収納した部品を使用に供する前段階などで自動的に外観検査することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１は、ＩＣチップを収納するトレーを移動させるトレー移動系と、トレーに収納されたままのＩＣチップの外観検査を行なう外観検査部と、外観検査結果に応じて良品チップと不良品チップとを別個のトレーに分別する分別部と、分別後のトレーを収納するトレー収納部とを持った外観検査装置を開示している。この開示装置は、トレー部品を人の官能検査による場合のような見落としなどの問題なく自動的に外観検査し、良品チップを不良品チップと分別してトレーに収納し取り扱えるようにしている。特に、トレーはＸＹθテーブルに載置して四方から挟み込んで固定し、ＸＹθの移動にて各部品を画像入力部に対して位置決めして外観検査に供するようにしている。
【０００５】
一方、ＣＣＤセンサといった製品は、画素が例えば２．８μｍから２．２μｍと微細化しており、１μｍオーダの超微細な異物が付着しているだけでも画像の読取りを阻害し不良品となる。このため、このような超微細な異物に焦点を合わせて拡大し十分な精度での外観検査をするにはカメラの被写界深度が極端に浅くなる。従って、特許文献１に記載の装置のように移動系上に保持したトレーをＸＹθ移動させて凹部に収納している各部品をカメラに対し順次に位置決めするだけでは、トレーの整形誤差による凹部内面の傾きや波打ちなどが原因して部品に付着している微細な異物に焦点を合わせ切れないことがときとしてある。そこで、従来、図５に示すように、ＸＹテーブルａに保持したトレーｂの凹部に収納している部品ｃを個別の突き上げ軸ｄにより吸着して突き上げ、突き上げ状態の突き上げ軸ｄによるＸＹθ移動によって部品ｃをカメラに対して個別に位置決めすることが行われている。
【特許文献１】特開平５−１５２４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、トレーｂは外形寸法を統一してその取り扱い条件を共通にする一方、各種サイズの部品ｃにそれよりも少ない種類のトレーｂで対応するのに、その凹部ｂ１の大きさを複数サイズの部品ｃに共用できる大きさとしている。このため、凹部ｂ１のサイズによってそれによる部品ｃの収納ピッチおよび収納数が異なり、それに対応した配置ピッチおよび数の突き上げ軸ｄを有した複数の突き上げ部と、その切り替えとが必要な上、トレーのＸＹ位置決めと、各突き上げ軸ｄによる部品ｃごとのＸＹおよびθの位置決めとの、二重の位置決めが必要である。この結果、設備費が高くつくし、位置決めには時間が掛かる。
【０００７】
本発明の目的は、トレーに収納した部品につき短時間で高精度に位置決めして外観検査できる低コストなトレー部品検査方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するために、本発明のトレー部品検査方法は、トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラを用い個々に画像認識して検査するのに、トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながらカメラを用い順次に画像認識して検査を行うことを１つの特徴としている。
【０００９】
このような構成では、トレーの移動を伴いその凹部内の各部品をカメラに対し順次位置決めしてカメラを用い画像認識して検査するが、前記位置決めがトレー１つの移動だけで、部品個々の突き上げやその突き上げ状態での位置決めを省略して、しかも、トレーおよび部品の吸着保持によりそれらの慣性や振動などによる不測な移動を拘束して高速度に高精度でカメラに対する位置決めをして画像認識し検査することができる。
【００１０】
このような方法は、部品を画像認識するためのカメラと、複数の凹部に部品を収納したトレーを受載して保持するトレー保持手段と、このトレー保持手段に受載したトレーおよびその部品に吸引力を及ぼしてトレーをトレー保持手段に部品をトレーに吸着保持する吸引手段と、トレー保持手段の移動によりトレーの凹部内の部品をカメラに対して個々に位置決めできるようにする移動手段と、吸引手段を働かせてトレーを保持手段に吸着保持すると共にトレーにその凹部内の部品を吸着保持した後、移動手段を働かせてトレーの凹部内の各部品を前記カメラに対して個々に位置決めしながらそのカメラを利用した画像認識により検査を行なう制御手段と、を備えたことを１つの特徴とするトレー部品検査装置によって、自動的に安定して達成することができる。
【００１１】
本発明のトレー部品検査方法は、また、トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラにより個々に画像認識して検査するのに、トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながら、位置決めした部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整を行って、カメラを用い順次に画像認識し検査を行なうことを別の特徴としている。
【００１２】
このような構成では、前記１つの特徴の場合に加え、さらに、部品のカメラに対する位置決めにおいて、部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整が行われるので、カメラの視野座標に対する正しい向きによる過不足のない検査範囲にて、しかも、その検査範囲全域が合焦状態となってどの位置にある超微細な異物をも見落としなく同時検査することができる。
【００１３】
部品の位置決めおよび角度調整はトレーの移動を伴って行い、傾き調整と高さ調整はカメラの側で行う、さらなる構成では、
部品の位置決めおよび軸線まわりの角度は、吸着保持している１つのトレーの同時または異時の移動によって簡単かつ確実に調整できるし、部品に対するカメラの光軸の傾きは、カメラの側で負荷小さく簡単に調整できる。
【００１４】
それには、上記のトレー部品検査装置において、トレーおよび部品とカメラとの位置決めには、部品のカメラ光軸まわりの角度の調整を含むものとし、部品とカメラの光軸との傾きを判定する傾き判定手段と、カメラの光軸の部品に対する傾きをカメラ側で調整する傾き調整手段と、傾き判定手段による判定に応じて傾き調整と高さ調整手段を働かせる制御手段とを備えたものとすれば、自動的に安定して達成することができる。
【００１５】
また、傾き判定手段は、カメラにより部品の複数箇所に対しフォーカシングしたときのフォーカシングデータによってカメラの光軸と部品との傾きを判定することができる。しかし、他の方法によることもできる。
【００１６】
トレーおよび部品の吸着保持はシール部材を介して行う、さらなる構成では、
トレーおよび部品を吸着保持するのに保持側、被保持側の面の歪みや波打ち、凹凸などにシール部材がよく馴染んでリークなく確実に吸着保持できるようにし、また、部品の被検査面に歪みや変形が及んで検査を害するようなことを回避することができる。
【００１７】
部品の吸着は、部品をトレーの凹部内の一方側に片寄せする処理をしてから行う、さらなる構成では、
トレーの各凹部に収納している部品のサイズによる凹部との遊びの違いにかかわらず、凹部の一方側に片寄せしてから吸着保持することにより、部品の位置およびカメラの光軸まわりの角度を凹部の一方側に沿って統一しバラツキをなくせるので、部品の位置および角度の調整共に、調整幅をトレーの凹部の誤差程度に抑えてさらに高速度で、高精度な位置決めができる。
【００１８】
それには、上記トレー部品検査装置において、トレーの凹部に収納された部品をトレーの側の瞬間移動や振動による慣性移動、傾きによる滑り移動の少なくとも１つによって一方側に片寄せする片寄せ手段を備えれば達成することができる。
【００１９】
検査はトレー部品を使用に供する前工程で行い、不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させるように指令する廃棄か、あるいは廃棄させずトレー部品供給によっても使用しないように指令する使用禁止信号を生成する、さらなる構成では、
トレー部品を使用に供する前工程で検査することにより、部品がそれまでの種々な工程や、移送系などで検査されていることに関係なく、途中で異物が付着しているような場合を含めた最終的な良否の判定ができ、不良の判定に伴い生成した廃棄信号か、使用禁止信号によって、その部品を廃棄してトレー部品として次の工程に供給されないようにするか、供給されても使用されないようにして、不良部品の弊害をなくせる。
【００２０】
それには、上記トレー部品検査装置において、制御手段が、部品の不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させる廃棄信号か、トレー部品供給によっても使用されないようにする使用禁止信号を生成し、対応機器に向け発信すればよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のトレー部品検査方法と装置の１つの特徴によれば、トレー１つの移動だけで、部品個々の突き上げやその突き上げ状態での位置決めを省略して、しかも、トレーおよび部品双方の、慣性や振動などによる不測な移動を拘束して、高速度に高精度でカメラに対する位置決めをして画像認識し検査することができる。
【００２２】
本発明のトレー部品検査方法と装置の別の特徴によれば、前記１つの特徴の場合に加え、さらに、部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整により、カメラの視野座標に対し部品が外れない過不足のない検査範囲全域で合焦して超微細な異物をも見落しなく同時検査することができる。
【００２３】
部品の位置決めおよび光軸まわりの角度は、吸着保持している１つのトレーの同時または異時の移動にて簡単かつ確実に調整でき、部品に対する光軸の傾きと高さ補正をカメラの側で負荷小さく簡単に調整できる。
【００２４】
トレーおよび部品を吸着保持する保持側、被保持側の面の歪みや波打ち、凹凸などをシール部材が馴染んで吸収し、吸着保持が確実で、しかも、吸着により部品の被検査面に歪みや変形が及んで検査を害しないようにすることができる。
【００２５】
部品を凹部の一方側に片寄せして、その位置および軸線まわりの角度の調整幅をトレーの凹部の誤差程度に抑えてさらに高速度で、高精度な位置決めができる。
【００２６】
トレー部品を使用に供する前工程で検査し、それまでの種々な工程や、移送系など途中で異物が付着しているようなことを含めて最終的な良否判定をして、不良部品はトレーからの廃棄か、トレー部品としての使用禁止かを図って、不良部品の弊害をなくせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の形態に係るトレー部品検査方法と装置につき、以下に図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の具体例であって特許請求の範囲を限定するものではない。
【００２８】
本実施の形態の部品の検査方法は、例えば、図１（ｄ）に示すように例えば基材Ａに組付け物Ｂ、Ｃなどを組みつけて製品Ｄを製造する生産ラインＥにおいて、組付け物Ｂとしての半導体個片である部品１をトレー２の縦横に配列形成されている凹部に収納して一括で取り扱い供給する際に、前もって外観検査をして不良品が組み付けられないようにする場合の一例である。製品ＤはＣＣＤカメラで、組付け物Ｂはガラス板、部品１はＣＣＤセンサである場合を示している。しかし、これに限られることはなく良否の判別が必要なトレー部品全てを含む。
【００２９】
ＣＣＤセンサとしての半導体個片である部品１は既述した２．８μｍや２．２μｍといった微細な画素に対応した光導電素子が搭載されており、１μｍ程度の超微細な異物の付着でも不良品となるところ、図１（ｅ）に示すダイシングシート３上の半導体ウエハ４をダイシングにより個々に分割して形成されたもので、ダイシング粉などの異物が付着していたり、欠けが生じていたりする。そこで、目視検査して良品の部品１のみを図１（ｂ）に示すようにトレー２に収納して取り扱い、図１（ｃ）に示すようなバンプボンダ５に供給して、部品１を順次に取り出しながらボンディングステージ上にて電気接続用のバンプを形成する。バンプボンダ５にてバンプが形成される都度半導体個片である部品１は再度トレー２に収納して、バンプの目視検査後、図１（ｄ）に示す検査装置１１による、使用に供する部品１としては最終的な外観検査に供する。つまり、目視検査での見落としや目視時や目視後の異物の付着などに対応することができる。
【００３０】
本実施の形態の検査装置１１では、図１（ｄ）に示すようにトレー２の複数の凹部に収納されたトレー部品である部品１をカメラ１２を用い個々に画像認識して検査する。そのために、図２、図３の例、図４の例に示すように、トレー２を受載台２３へ吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品１をカメラ１２に対し個々に位置決めしながらカメラ１２を用い順次に画像認識し検査を行なう検査方法を採用している。検査は既述したように外観検査であり主として異物検査である。このように、トレー２の移動を伴いその凹部内の各部品１をカメラ１２に対し順次に位置決めしてカメラ１２を用い画像認識し検査するのに、前記位置決めが１つのトレー２の移動だけで、部品１個々の突き上げやその突き上げ状態での位置決めを省略して、しかも、トレー２および部品１の吸着保持によりそれらの慣性や振動などによる不足な移動を拘束して高速度に高精度でカメラ１２に対し位置決めして画像認識し検査することができる。従って、部品１を個別に突き上げ位置決めする機構や、これをトレー２の種類数用意して交換使用するようなことが不要であって、装置が簡単で安価なものとなり、トレー２の種類を変更するような場合でも特別な段取りが要らなくなり便利である。
【００３１】
このような検査方法での部品１のカメラ１２に対する位置決めに、検査装置１１の保持手段としての受載台２３と、この受載台２３を介しそれに保持したトレー２を位置決めのために例えば水平面上で直角なＸＹ２方向に移動させる移動機構としてのＸテーブル１３とＹテーブル１４とを用い、それらＸＹテーブル１３、１４をそれらに専用のＸ軸モータ１５およびＸねじ軸１６とＹ軸モータ１７およびＹねじ軸１８によって駆動し、トレー２をＸＹ２方向に移動させることで、トレー２上のどの部品１をもカメラ１２の光軸１２ａに対してＸＹ２方向に位置決めし、部品１の中心をカメラ視野の中心、つまり光軸１２ａの位置に一致させることができる。また、部品１の中心とカメラ視野の中心とが一致しても、カメラ視野でのＸＹ座標に対し部品１の向きがその軸線まわりにカメラ視野上で回転していると、部品１の一部がカメラ視野ないしはカメラ視野での有効検査範囲から外れることがあるので、回転する受載台２３とＸテーブル１３との間などにθテーブル１９を設けてθモータ２１により回転駆動させることで部品１の軸線まわり、ないしは部品１を位置決めした光軸１２ａまわりの角度θを調整するようにしてある。部品１のＸＹ向きとカメラ視野でのＸＹ座標とが一致し、異物検査でのカメラ視野における走査範囲が特定するし、場合により異物や欠けなどの不良箇所を特定しデータ化したり対処したりすることもできる。
【００３２】
このような位置決めのために、図２、図３に示す例の検査装置１１の受載台２３は、トレー２をその裏面の凹部２ｃに嵌まり合って受載し、この受載台２３に受載したトレー２および部品１に吸引力を及ぼしてトレー２を受載台２３に、部品１をトレー２に吸着保持する吸引手段２４を設けてある。吸引手段２４は受載台２３のトレー２を受載する受載面を吸引穴３１ａを持った吸引面３１として、シリコンゴムなどの弾性材料よりなるシール部材３３を介してトレー２を受載し、受載台２３の側面などに設けた吸引口３４に図示しない吸引源を接続して、外部からの吸引が受載台２３の内部空間３５を通じて吸引穴３１ａに及び、トレー２を吸引面３１上のシール部材３３上に吸着させて保持し不動とする。併せて、トレー２の凹部２ａの底部にも吸引穴２ｂを設けてあり、トレー２に収納してシリコンゴムなどの弾性材料よりなるシール部材３６を介して支持している部品１にも吸引穴２ｂを通じ吸引面３１上の吸引力が及び、部品１を凹部２ａ内のシール部材３６上に吸着保持し不動とする。
【００３３】
このように、トレー２および部品１の吸着保持をシール部材３３、３６を介して行うと、トレー２および部品１を吸着保持するのに保持側、被保持側の面の歪みや波打ち、凹凸などにシール部材３３、３６がよく馴染んでリークなく確実に吸着保持できるようになるし、部品１の被検査面に歪みや変形が及んでその全域での同時合焦状態が得られなくなって検査を害するようなことを回避することができる。また、吸着保持によってトレー２や部品１にダメージを及ぼすようなことが解消でき、寿命が低下したり損傷するようなことを回避することができる。
【００３４】
以上のようなトレー２の移動を伴う部品１の位置決めは、トレー２を保持し、かつＸＹθ移動させる１組の支持機構を利用した１つのトレー２の移動によって全ての部品１についての位置決めができる。しかし、トレー２をその軸線３０まわりに回転させてする部品１のθ調整では、カメラ１２の光軸１２ａに対して位置決めした部品１のＸＹ方向の位置にずれが生じることになる。このため、このずれを補正をする必要がある。しかし、このような位置ずれ量はθの補正量とトレー２の軸線３０から部品１までの距離との相関によって一義的に決まるので、プログラム上のデータ設定によって自動的に補正し対応することができる。
【００３５】
また、部品１の被検査面が光軸１２ａに対して傾いていると、前記超微細な異物に焦点を合せての異物検査において、部品１の被検査面の一部にしか焦点が合わないことになる。このような部品１の被検査面の傾きが大きい場合、傾き調整をしても部品１の全面において焦点が合わない事態が発生する。その場合、部品１の傾きより求められる変位量だけ、カメラ１２を図２に示すｍＺガイド６３に沿ってＺ軸モータ６１によりＺねじ軸６２を介しＺ方向、つまり上下方向に移動させることで、部品１の全面において順次焦点を合わせることができ、全面につき異物検査することができる。
【００３６】
これによる場合、カメラ視野内の部品１の検査面画像を一挙走査して検査することができない。そこで、部品１と光軸１２ａとの傾きを無くすように調整するとそのような不都合が解消する。それには、部品１に対するカメラ１２の光軸１２ａの傾きをカメラ１２の側で調整すると、小さな負荷で簡単に行えるので有利である。これを実現するには少なくとも光軸１２ａをＸＹ２方向に傾きを変えられる支持部２２により傾き調整できるように支持すればよい。このような支持部２２による傾き調整は、光軸１２ａの部品１上の合焦点を中心にして行うと、位置決めした部品１に対しＸＹ方向の位置決めに狂いなく傾き調整することができ、傾き調整することによる部品１の位置決め調整を不要とすることができる。しかし、これに限られることはない。
【００３７】
なお、図４の例の検査装置１１では、トレー２を受載台２３の上端の開口４１の口縁に形成した凹部４１ａに嵌め合せてシール部材３３を介し受載し、吸引源に接続される受載台２３内の吸引室４２からの吸引によってトレー２を凹部４１ａ上に吸着保持するのと同時に、トレー２内の部品１の吸着保持を行うようにしてある。しかし、その他の構造や作用、効果上は図２、図３の例の場合と特に変わらないので、共通する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３８】
以上のような図２、図３示す例の検査装置１１、図４に示す例の検査装置１１のように受載台２３とトレー２との嵌まり合いは、トレー２の受載を特に困難にすることなくトレー２の受載台２３への受載位置を適度に位置決めしておくことができ、トレー２に収納している部品１をカメラ１２に位置決めするのにトレー２の受載位置の違いにより、初期の部品１のカメラ１２に対する位置決めにおいて大きな補正が必要になったり、またその補正量がその時々で大きく変動したりするようなことを回避することができる。
【００３９】
また、トレー２は部品１を少し遊びのある大きさの凹部２ａに収納して、収納や取り出し時に干渉して損傷しないように配慮しているが、この遊びが凹部２ａ内の部品１の収納位置をばらつかせていて、個々の部品１をカメラ１２に対して順次に位置決めする際の補正量を大きくしたり、ばらつかせたりすることがある。そこで、トレー２の成形精度を生かして部品１の収納位置に共通した傾向性を持たせられることを知見した。つまり、部品１をトレー２の各凹部２ａの共通した一方の側に片寄せしておくことにより、収納位置がばらつくのを防止することができ、カメラ１２に対する位置決めがほぼ一定した補正量、傾向性にて容易かつ短時間に達成することができる。つまり、部品１のＸＹ方向位置および軸線まわりないしカメラ１２の光軸１２ａまわりの角度θを凹部２ａの一方側に沿って統一しバラツキをなくせるので、部品１のＸＹ方向位置および角度θの調整共に、調整幅をトレー２の凹部２ａの誤差程度に抑えてさらに高速度で、高精度な位置決めができる。特に、凹部２ａの１つのコーナ部に部品１を片寄せすればＸＹθ全てを凹部２ａを利用して統一することができる。
【００４０】
これには、トレー２の凹部２ａに収納された部品１をトレー２の側の瞬間移動や振動による慣性移動、傾きによる滑り移動の少なくとも１つによって一方側に片寄せすればよく、瞬間移動はＸＹテーブル１３、１４の高速な瞬時動作で達成することができるし、トレー２を受載台２３との遊びの範囲内で側方より軽打しても行えるし、これによるとトレー２を受載台２３に対しても片寄せして検査位置が受載するトレー２ごとにバラツクようなことも回避することができる。
【００４１】
また、図２、図３の例、図４の例では、トレー２の凹部２ａを上方に向け広くなる形状としてあり、部品１まわりに照明が行き届きやすくしてあり、外観検査上影や死角ができて見落としが生じるようなことを防止することができる。
【００４２】
さらに、検査は図１に示すようにトレー部品を使用に供する前工程で行なうのに、不良の判定に伴い不良な部品１をトレー部品供給に先立って廃棄させるように指令する廃棄信号か、あるいは廃棄させずトレー部品供給によっても使用しないように指令する使用禁止信号を生成する。これによって、部品１がそれまでの種々な工程や、移送系などで検査されていることに関係なく、途中で異物が付着しているような場合を含めた最終的な良否の判定ができ、不良の判定に伴い生成した廃棄信号か、使用禁止信号によって、その部品１を廃棄してトレー部品として次の工程に供給されないようにするか、供給されても使用されないようにして、不良部品の弊害をなくせる。これには、図１（ｄ）に示す制御手段５１によって、カメラ１２を用いた部品１の検査での「不良」の判定に伴い廃棄信号Ｒか、使用禁止信号Ｎを生成し、対応機器に向け発信すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明はトレーに収納して取り扱われる部品を検査するのに実用して、高速度に高精度で検査でき、そのための装置が簡単で安価なものでよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係るトレー部品検査方法と装置を採用した製品の生産工程を示す工程説明図である。
【図２】図１に用いたトレー部品検査装置を示す斜視図である。
【図３】図２のトレー部品検査装置の一部を断面して見た正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るトレー部品検査装置の別の例を示す一部を断面して見た正面図である。
【図５】従来のトレー部品検査装置を示す一部の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 部品
２ トレー
２ａ 凹部
２ｂ 吸引穴
２ｃ 凹部
１１ 検査装置
１２ カメラ
１２ａ 光軸
１３ Ｘテーブル
１４ Ｙテーブル
１９ θテーブル
６３ Ｚガイド
２２ 支持部
２３ 受載台
２４ 吸引手段
３１ 吸引面
３１ａ 吸引穴
３３、３６ シール部材
３４ 吸引口
３５ 内部空間
４１ 開口
４１ａ 凹部
５１ 制御手段
Ｒ 廃棄信号
Ｎ 使用禁止信号
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーの複数の凹部に部品を収納した荷姿で取り扱うトレー部品検査方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
部品を基材に搭載して製品を生産する際に部品を取り扱う荷姿の１つにトレー部品がある。トレー部品はトレーの縦横に並ぶ多数の凹部に部品を収納したもので多数の部品を整列させて、少しの遊びはあるが向きが変わってしまうようなことなく一括に取り扱える。例えば、多数の集積回路などを形成した半導体ウエハはダイシングにより個々の半導体個片、つまり半導体チップに分割されるが、この分割された半導体チップを１つずつピックアップしてトレーに収納してバンプボンダに供給し、それら半導体チップの電極上に電気接続用のバンプを形成したり、バンプを形成した半導体チップを再度トレーに収納して部品装着装置に供給し、回路基板など各種機器や部品の基材に搭載して製品を生産することが行われている。
【０００３】
このような部品の取り扱いはクリーンな環境で行われるものの、ダイシングにより欠けが生じていたり、ダイシング時に発生する粉塵が付着していたり、バンプの形成に不良があったりして、基材に搭載しても不良品になることがある。このため、各段階で目視検査が行なわれる。しかし、目視検査自体が人からの異物付着の原因になったりすることもあることから、トレーに収納した部品を使用に供する前段階などで自動的に外観検査することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１は、ＩＣチップを収納するトレーを移動させるトレー移動系と、トレーに収納されたままのＩＣチップの外観検査を行なう外観検査部と、外観検査結果に応じて良品チップと不良品チップとを別個のトレーに分別する分別部と、分別後のトレーを収納するトレー収納部とを持った外観検査装置を開示している。この開示装置は、トレー部品を人の官能検査による場合のような見落としなどの問題なく自動的に外観検査し、良品チップを不良品チップと分別してトレーに収納し取り扱えるようにしている。特に、トレーはＸＹθテーブルに載置して四方から挟み込んで固定し、ＸＹθの移動にて各部品を画像入力部に対して位置決めして外観検査に供するようにしている。
【０００５】
一方、ＣＣＤセンサといった製品は、画素が例えば２．８μｍから２．２μｍと微細化しており、１μｍオーダの超微細な異物が付着しているだけでも画像の読取りを阻害し不良品となる。このため、このような超微細な異物に焦点を合わせて拡大し十分な精度での外観検査をするにはカメラの被写界深度が極端に浅くなる。従って、特許文献１に記載の装置のように移動系上に保持したトレーをＸＹθ移動させて凹部に収納している各部品をカメラに対し順次に位置決めするだけでは、トレーの整形誤差による凹部内面の傾きや波打ちなどが原因して部品に付着している微細な異物に焦点を合わせ切れないことがときとしてある。そこで、従来、図５に示すように、ＸＹテーブルａに保持したトレーｂの凹部に収納している部品ｃを個別の突き上げ軸ｄにより吸着して突き上げ、突き上げ状態の突き上げ軸ｄによるＸＹθ移動によって部品ｃをカメラに対して個別に位置決めすることが行われている。
【特許文献１】特開平５−１５２４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、トレーｂは外形寸法を統一してその取り扱い条件を共通にする一方、各種サイズの部品ｃにそれよりも少ない種類のトレーｂで対応するのに、その凹部ｂ１の大きさを複数サイズの部品ｃに共用できる大きさとしている。このため、凹部ｂ１のサイズによってそれによる部品ｃの収納ピッチおよび収納数が異なり、それに対応した配置ピッチおよび数の突き上げ軸ｄを有した複数の突き上げ部と、その切り替えとが必要な上、トレーのＸＹ位置決めと、各突き上げ軸ｄによる部品ｃごとのＸＹおよびθの位置決めとの、二重の位置決めが必要である。この結果、設備費が高くつくし、位置決めには時間が掛かる。
【０００７】
本発明の目的は、トレーに収納した部品につき短時間で高精度に位置決めして外観検査できる低コストなトレー部品検査方法と装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような目的を達成するために、本発明のトレー部品検査方法は、トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラを用い個々に画像認識して検査するのに、トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながらカメラを用い順次に画像認識して検査を行うことを１つの特徴としている。
【０００９】
このような構成では、トレーの移動を伴いその凹部内の各部品をカメラに対し順次位置決めしてカメラを用い画像認識して検査するが、前記位置決めがトレー１つの移動だけで、部品個々の突き上げやその突き上げ状態での位置決めを省略して、しかも、トレーおよび部品の吸着保持によりそれらの慣性や振動などによる不測な移動を拘束して高速度に高精度でカメラに対する位置決めをして画像認識し検査することができる。
【００１０】
このような方法は、部品を画像認識するためのカメラと、複数の凹部に部品を収納したトレーを受載して保持するトレー保持手段と、このトレー保持手段に受載したトレーおよびその部品に吸引力を及ぼしてトレーをトレー保持手段に部品をトレーに吸着保持する吸引手段と、トレー保持手段の移動によりトレーの凹部内の部品をカメラに対して個々に位置決めできるようにする移動手段と、吸引手段を働かせてトレーを保持手段に吸着保持すると共にトレーにその凹部内の部品を吸着保持した後、移動手段を働かせてトレーの凹部内の各部品を前記カメラに対して個々に位置決めしながらそのカメラを利用した画像認識により検査を行なう制御手段と、を備えたことを１つの特徴とするトレー部品検査装置によって、自動的に安定して達成することができる。
【００１１】
本発明のトレー部品検査方法は、また、トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラにより個々に画像認識して検査するのに、トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながら、位置決めした部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整を行って、カメラを用い順次に画像認識し検査を行なうことを別の特徴としている。
【００１２】
このような構成では、前記１つの特徴の場合に加え、さらに、部品のカメラに対する位置決めにおいて、部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整が行われるので、カメラの視野座標に対する正しい向きによる過不足のない検査範囲にて、しかも、その検査範囲全域が合焦状態となってどの位置にある超微細な異物をも見落としなく同時検査することができる。
【００１３】
部品の位置決めおよび角度調整はトレーの移動を伴って行い、傾き調整と高さ調整はカメラの側で行う、さらなる構成では、
部品の位置決めおよび軸線まわりの角度は、吸着保持している１つのトレーの同時または異時の移動によって簡単かつ確実に調整できるし、部品に対するカメラの光軸の傾きは、カメラの側で負荷小さく簡単に調整できる。
【００１４】
それには、上記のトレー部品検査装置において、トレーおよび部品とカメラとの位置決めには、部品のカメラ光軸まわりの角度の調整を含むものとし、部品とカメラの光軸との傾きを判定する傾き判定手段と、カメラの光軸の部品に対する傾きをカメラ側で調整する傾き調整手段と、傾き判定手段による判定に応じて傾き調整と高さ調整手段を働かせる制御手段とを備えたものとすれば、自動的に安定して達成することができる。
【００１５】
また、傾き判定手段は、カメラにより部品の複数箇所に対しフォーカシングしたときのフォーカシングデータによってカメラの光軸と部品との傾きを判定することができる。しかし、他の方法によることもできる。
【００１６】
トレーおよび部品の吸着保持はシール部材を介して行う、さらなる構成では、
トレーおよび部品を吸着保持するのに保持側、被保持側の面の歪みや波打ち、凹凸などにシール部材がよく馴染んでリークなく確実に吸着保持できるようにし、また、部品の被検査面に歪みや変形が及んで検査を害するようなことを回避することができる。
【００１７】
部品の吸着は、部品をトレーの凹部内の一方側に片寄せする処理をしてから行う、さらなる構成では、
トレーの各凹部に収納している部品のサイズによる凹部との遊びの違いにかかわらず、凹部の一方側に片寄せしてから吸着保持することにより、部品の位置およびカメラの光軸まわりの角度を凹部の一方側に沿って統一しバラツキをなくせるので、部品の位置および角度の調整共に、調整幅をトレーの凹部の誤差程度に抑えてさらに高速度で、高精度な位置決めができる。
【００１８】
それには、上記トレー部品検査装置において、トレーの凹部に収納された部品をトレーの側の瞬間移動や振動による慣性移動、傾きによる滑り移動の少なくとも１つによって一方側に片寄せする片寄せ手段を備えれば達成することができる。
【００１９】
検査はトレー部品を使用に供する前工程で行い、不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させるように指令する廃棄か、あるいは廃棄させずトレー部品供給によっても使用しないように指令する使用禁止信号を生成する、さらなる構成では、
トレー部品を使用に供する前工程で検査することにより、部品がそれまでの種々な工程や、移送系などで検査されていることに関係なく、途中で異物が付着しているような場合を含めた最終的な良否の判定ができ、不良の判定に伴い生成した廃棄信号か、使用禁止信号によって、その部品を廃棄してトレー部品として次の工程に供給されないようにするか、供給されても使用されないようにして、不良部品の弊害をなくせる。
【００２０】
それには、上記トレー部品検査装置において、制御手段が、部品の不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させる廃棄信号か、トレー部品供給によっても使用されないようにする使用禁止信号を生成し、対応機器に向け発信すればよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のトレー部品検査方法と装置の１つの特徴によれば、トレー１つの移動だけで、部品個々の突き上げやその突き上げ状態での位置決めを省略して、しかも、トレーおよび部品双方の、慣性や振動などによる不測な移動を拘束して、高速度に高精度でカメラに対する位置決めをして画像認識し検査することができる。
【００２２】
本発明のトレー部品検査方法と装置の別の特徴によれば、前記１つの特徴の場合に加え、さらに、部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整により、カメラの視野座標に対し部品が外れない過不足のない検査範囲全域で合焦して超微細な異物をも見落しなく同時検査することができる。
【００２３】
部品の位置決めおよび光軸まわりの角度は、吸着保持している１つのトレーの同時または異時の移動にて簡単かつ確実に調整でき、部品に対する光軸の傾きと高さ補正をカメラの側で負荷小さく簡単に調整できる。
【００２４】
トレーおよび部品を吸着保持する保持側、被保持側の面の歪みや波打ち、凹凸などをシール部材が馴染んで吸収し、吸着保持が確実で、しかも、吸着により部品の被検査面に歪みや変形が及んで検査を害しないようにすることができる。
【００２５】
部品を凹部の一方側に片寄せして、その位置および軸線まわりの角度の調整幅をトレーの凹部の誤差程度に抑えてさらに高速度で、高精度な位置決めができる。
【００２６】
トレー部品を使用に供する前工程で検査し、それまでの種々な工程や、移送系など途中で異物が付着しているようなことを含めて最終的な良否判定をして、不良部品はトレーからの廃棄か、トレー部品としての使用禁止かを図って、不良部品の弊害をなくせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施の形態に係るトレー部品検査方法と装置につき、以下に図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。しかし、以下の説明は本発明の具体例であって特許請求の範囲を限定するものではない。
【００２８】
本実施の形態の部品の検査方法は、例えば、図１（ｄ）に示すように例えば基材Ａに組付け物Ｂ、Ｃなどを組みつけて製品Ｄを製造する生産ラインＥにおいて、組付け物Ｂとしての半導体個片である部品１をトレー２の縦横に配列形成されている凹部に収納して一括で取り扱い供給する際に、前もって外観検査をして不良品が組み付けられないようにする場合の一例である。製品ＤはＣＣＤカメラで、組付け物Ｂはガラス板、部品１はＣＣＤセンサである場合を示している。しかし、これに限られることはなく良否の判別が必要なトレー部品全てを含む。
【００２９】
ＣＣＤセンサとしての半導体個片である部品１は既述した２．８μｍや２．２μｍといった微細な画素に対応した光導電素子が搭載されており、１μｍ程度の超微細な異物の付着でも不良品となるところ、図１（ｅ）に示すダイシングシート３上の半導体ウエハ４をダイシングにより個々に分割して形成されたもので、ダイシング粉などの異物が付着していたり、欠けが生じていたりする。そこで、目視検査して良品の部品１のみを図１（ｂ）に示すようにトレー２に収納して取り扱い、図１（ｃ）に示すようなバンプボンダ５に供給して、部品１を順次に取り出しながらボンディングステージ上にて電気接続用のバンプを形成する。バンプボンダ５にてバンプが形成される都度半導体個片である部品１は再度トレー２に収納して、バンプの目視検査後、図１（ｄ）に示す検査装置１１による、使用に供する部品１としては最終的な外観検査に供する。つまり、目視検査での見落としや目視時や目視後の異物の付着などに対応することができる。
【００３０】
本実施の形態の検査装置１１では、図１（ｄ）に示すようにトレー２の複数の凹部に収納されたトレー部品である部品１をカメラ１２を用い個々に画像認識して検査する。そのために、図２、図３の例、図４の例に示すように、トレー２を受載台２３へ吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品１をカメラ１２に対し個々に位置決めしながらカメラ１２を用い順次に画像認識し検査を行なう検査方法を採用している。検査は既述したように外観検査であり主として異物検査である。このように、トレー２の移動を伴いその凹部内の各部品１をカメラ１２に対し順次に位置決めしてカメラ１２を用い画像認識し検査するのに、前記位置決めが１つのトレー２の移動だけで、部品１個々の突き上げやその突き上げ状態での位置決めを省略して、しかも、トレー２および部品１の吸着保持によりそれらの慣性や振動などによる不足な移動を拘束して高速度に高精度でカメラ１２に対し位置決めして画像認識し検査することができる。従って、部品１を個別に突き上げ位置決めする機構や、これをトレー２の種類数用意して交換使用するようなことが不要であって、装置が簡単で安価なものとなり、トレー２の種類を変更するような場合でも特別な段取りが要らなくなり便利である。
【００３１】
このような検査方法での部品１のカメラ１２に対する位置決めに、検査装置１１の保持手段としての受載台２３と、この受載台２３を介しそれに保持したトレー２を位置決めのために例えば水平面上で直角なＸＹ２方向に移動させる移動機構としてのＸテーブル１３とＹテーブル１４とを用い、それらＸＹテーブル１３、１４をそれらに専用のＸ軸モータ１５およびＸねじ軸１６とＹ軸モータ１７およびＹねじ軸１８によって駆動し、トレー２をＸＹ２方向に移動させることで、トレー２上のどの部品１をもカメラ１２の光軸１２ａに対してＸＹ２方向に位置決めし、部品１の中心をカメラ視野の中心、つまり光軸１２ａの位置に一致させることができる。また、部品１の中心とカメラ視野の中心とが一致しても、カメラ視野でのＸＹ座標に対し部品１の向きがその軸線まわりにカメラ視野上で回転していると、部品１の一部がカメラ視野ないしはカメラ視野での有効検査範囲から外れることがあるので、回転する受載台２３とＸテーブル１３との間などにθテーブル１９を設けてθモータ２１により回転駆動させることで部品１の軸線まわり、ないしは部品１を位置決めした光軸１２ａまわりの角度θを調整するようにしてある。部品１のＸＹ向きとカメラ視野でのＸＹ座標とが一致し、異物検査でのカメラ視野における走査範囲が特定するし、場合により異物や欠けなどの不良箇所を特定しデータ化したり対処したりすることもできる。
【００３２】
このような位置決めのために、図２、図３に示す例の検査装置１１の受載台２３は、トレー２をその裏面の凹部２ｃに嵌まり合って受載し、この受載台２３に受載したトレー２および部品１に吸引力を及ぼしてトレー２を受載台２３に、部品１をトレー２に吸着保持する吸引手段２４を設けてある。吸引手段２４は受載台２３のトレー２を受載する受載面を吸引穴３１ａを持った吸引面３１として、シリコンゴムなどの弾性材料よりなるシール部材３３を介してトレー２を受載し、受載台２３の側面などに設けた吸引口３４に図示しない吸引源を接続して、外部からの吸引が受載台２３の内部空間３５を通じて吸引穴３１ａに及び、トレー２を吸引面３１上のシール部材３３上に吸着させて保持し不動とする。併せて、トレー２の凹部２ａの底部にも吸引穴２ｂを設けてあり、トレー２に収納してシリコンゴムなどの弾性材料よりなるシール部材３６を介して支持している部品１にも吸引穴２ｂを通じ吸引面３１上の吸引力が及び、部品１を凹部２ａ内のシール部材３６上に吸着保持し不動とする。
【００３３】
このように、トレー２および部品１の吸着保持をシール部材３３、３６を介して行うと、トレー２および部品１を吸着保持するのに保持側、被保持側の面の歪みや波打ち、凹凸などにシール部材３３、３６がよく馴染んでリークなく確実に吸着保持できるようになるし、部品１の被検査面に歪みや変形が及んでその全域での同時合焦状態が得られなくなって検査を害するようなことを回避することができる。また、吸着保持によってトレー２や部品１にダメージを及ぼすようなことが解消でき、寿命が低下したり損傷するようなことを回避することができる。
【００３４】
以上のようなトレー２の移動を伴う部品１の位置決めは、トレー２を保持し、かつＸＹθ移動させる１組の支持機構を利用した１つのトレー２の移動によって全ての部品１についての位置決めができる。しかし、トレー２をその軸線３０まわりに回転させてする部品１のθ調整では、カメラ１２の光軸１２ａに対して位置決めした部品１のＸＹ方向の位置にずれが生じることになる。このため、このずれを補正をする必要がある。しかし、このような位置ずれ量はθの補正量とトレー２の軸線３０から部品１までの距離との相関によって一義的に決まるので、プログラム上のデータ設定によって自動的に補正し対応することができる。
【００３５】
また、部品１の被検査面が光軸１２ａに対して傾いていると、前記超微細な異物に焦点を合せての異物検査において、部品１の被検査面の一部にしか焦点が合わないことになる。このような部品１の被検査面の傾きが大きい場合、傾き調整をしても部品１の全面において焦点が合わない事態が発生する。その場合、部品１の傾きより求められる変位量だけ、カメラ１２を図２に示すｍＺガイド６３に沿ってＺ軸モータ６１によりＺねじ軸６２を介しＺ方向、つまり上下方向に移動させることで、部品１の全面において順次焦点を合わせることができ、全面につき異物検査することができる。
【００３６】
これによる場合、カメラ視野内の部品１の検査面画像を一挙走査して検査することができない。そこで、部品１と光軸１２ａとの傾きを無くすように調整するとそのような不都合が解消する。それには、部品１に対するカメラ１２の光軸１２ａの傾きをカメラ１２の側で調整すると、小さな負荷で簡単に行えるので有利である。これを実現するには少なくとも光軸１２ａをＸＹ２方向に傾きを変えられる支持部２２により傾き調整できるように支持すればよい。このような支持部２２による傾き調整は、光軸１２ａの部品１上の合焦点を中心にして行うと、位置決めした部品１に対しＸＹ方向の位置決めに狂いなく傾き調整することができ、傾き調整することによる部品１の位置決め調整を不要とすることができる。しかし、これに限られることはない。
【００３７】
なお、図４の例の検査装置１１では、トレー２を受載台２３の上端の開口４１の口縁に形成した凹部４１ａに嵌め合せてシール部材３３を介し受載し、吸引源に接続される受載台２３内の吸引室４２からの吸引によってトレー２を凹部４１ａ上に吸着保持するのと同時に、トレー２内の部品１の吸着保持を行うようにしてある。しかし、その他の構造や作用、効果上は図２、図３の例の場合と特に変わらないので、共通する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００３８】
以上のような図２、図３示す例の検査装置１１、図４に示す例の検査装置１１のように受載台２３とトレー２との嵌まり合いは、トレー２の受載を特に困難にすることなくトレー２の受載台２３への受載位置を適度に位置決めしておくことができ、トレー２に収納している部品１をカメラ１２に位置決めするのにトレー２の受載位置の違いにより、初期の部品１のカメラ１２に対する位置決めにおいて大きな補正が必要になったり、またその補正量がその時々で大きく変動したりするようなことを回避することができる。
【００３９】
また、トレー２は部品１を少し遊びのある大きさの凹部２ａに収納して、収納や取り出し時に干渉して損傷しないように配慮しているが、この遊びが凹部２ａ内の部品１の収納位置をばらつかせていて、個々の部品１をカメラ１２に対して順次に位置決めする際の補正量を大きくしたり、ばらつかせたりすることがある。そこで、トレー２の成形精度を生かして部品１の収納位置に共通した傾向性を持たせられることを知見した。つまり、部品１をトレー２の各凹部２ａの共通した一方の側に片寄せしておくことにより、収納位置がばらつくのを防止することができ、カメラ１２に対する位置決めがほぼ一定した補正量、傾向性にて容易かつ短時間に達成することができる。つまり、部品１のＸＹ方向位置および軸線まわりないしカメラ１２の光軸１２ａまわりの角度θを凹部２ａの一方側に沿って統一しバラツキをなくせるので、部品１のＸＹ方向位置および角度θの調整共に、調整幅をトレー２の凹部２ａの誤差程度に抑えてさらに高速度で、高精度な位置決めができる。特に、凹部２ａの１つのコーナ部に部品１を片寄せすればＸＹθ全てを凹部２ａを利用して統一することができる。
【００４０】
これには、トレー２の凹部２ａに収納された部品１をトレー２の側の瞬間移動や振動による慣性移動、傾きによる滑り移動の少なくとも１つによって一方側に片寄せすればよく、瞬間移動はＸＹテーブル１３、１４の高速な瞬時動作で達成することができるし、トレー２を受載台２３との遊びの範囲内で側方より軽打しても行えるし、これによるとトレー２を受載台２３に対しても片寄せして検査位置が受載するトレー２ごとにバラツクようなことも回避することができる。
【００４１】
また、図２、図３の例、図４の例では、トレー２の凹部２ａを上方に向け広くなる形状としてあり、部品１まわりに照明が行き届きやすくしてあり、外観検査上影や死角ができて見落としが生じるようなことを防止することができる。
【００４２】
さらに、検査は図１に示すようにトレー部品を使用に供する前工程で行なうのに、不良の判定に伴い不良な部品１をトレー部品供給に先立って廃棄させるように指令する廃棄信号か、あるいは廃棄させずトレー部品供給によっても使用しないように指令する使用禁止信号を生成する。これによって、部品１がそれまでの種々な工程や、移送系などで検査されていることに関係なく、途中で異物が付着しているような場合を含めた最終的な良否の判定ができ、不良の判定に伴い生成した廃棄信号か、使用禁止信号によって、その部品１を廃棄してトレー部品として次の工程に供給されないようにするか、供給されても使用されないようにして、不良部品の弊害をなくせる。これには、図１（ｄ）に示す制御手段５１によって、カメラ１２を用いた部品１の検査での「不良」の判定に伴い廃棄信号Ｒか、使用禁止信号Ｎを生成し、対応機器に向け発信すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明はトレーに収納して取り扱われる部品を検査するのに実用して、高速度に高精度で検査でき、そのための装置が簡単で安価なものでよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係るトレー部品検査方法と装置を採用した製品の生産工程を示す工程説明図である。
【図２】図１に用いたトレー部品検査装置を示す斜視図である。
【図３】図２のトレー部品検査装置の一部を断面して見た正面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るトレー部品検査装置の別の例を示す一部を断面して見た正面図である。
【図５】従来のトレー部品検査装置を示す一部の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 部品
２ トレー
２ａ 凹部
２ｂ 吸引穴
２ｃ 凹部
１１ 検査装置
１２ カメラ
１２ａ 光軸
１３ Ｘテーブル
１４ Ｙテーブル
１９ θテーブル
６３ Ｚガイド
２２ 支持部
２３ 受載台
２４ 吸引手段
３１ 吸引面
３１ａ 吸引穴
３３、３６ シール部材
３４ 吸引口
３５ 内部空間
４１ 開口
４１ａ 凹部
５１ 制御手段
Ｒ 廃棄信号
Ｎ 使用禁止信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラを用い個々に画像認識して検査するトレー部品検査方法において、
トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながらカメラを用い順次に画像認識して検査を行うことを特徴とするトレー部品検査方法。
【請求項２】
トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラにより個々に画像認識して検査するトレー部品検査方法において、
トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながら、位置決めした部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整を行って、カメラを用い順次に画像認識し検査を行うことを特徴とするトレー部品検査方法。
【請求項３】
部品の位置決めおよび角度調整はトレーの移動を伴って行い、傾き調整および高さ調整はカメラの側で行う請求項２に記載のトレー部品検査方法。
【請求項４】
トレー、部品の吸着保持はシール部材を介して行う請求項１〜３のいずれか１項に記載のトレー部品検査方法。
【請求項５】
部品の吸着は、部品をトレーの凹部内の一方側に片寄せする処理をしてから行う請求項１〜４のいずれか１項に記載のトレー部品検査方法。
【請求項６】
検査はトレー部品を使用に供する前工程で行い、不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させるように指令する廃棄か、あるいは廃棄させずトレー部品供給によっても使用しないように指令する使用禁止信号を生成する請求項１〜５のいずれか１項に記載のトレー部品検査方法。
【請求項７】
部品を画像認識するためのカメラと、複数の凹部に部品を収納したトレーを受載して保持するトレー保持手段と、このトレー保持手段に受載したトレーおよびその部品に吸引力を及ぼしてトレーをトレー保持手段に部品をトレーに吸着保持する吸引手段と、トレー保持手段の移動によりトレーの凹部内の部品をカメラに対して個々に位置決めできるようにする移動手段と、吸引手段を働かせてトレーを保持手段に吸着保持すると共にトレーにその凹部内の部品を吸着保持した後、移動手段を働かせてトレーの凹部内の各部品を前記カメラに対して個々に位置決めしながらそのカメラを利用した画像認識により検査を行なう制御手段と、を備えたことを特徴とするトレー部品検査装置。
【請求項８】
トレーおよび部品とカメラとの位置決めは、部品のカメラ光軸まわりの角度の調整を含む請求項７に記載のトレー部品検査装置。
【請求項９】
部品とカメラの光軸との傾きを判定する傾き判定手段と、カメラの光軸の部品に対する傾きをカメラ側で調整する傾き調整手段と、傾き判定手段による判定に応じて傾き調整手段と高さ調整手段を働かせる制御手段とを備えた請求項７、８のいずれか１項に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１０】
傾き判定手段は、カメラにより部品の複数箇所に対しフォーカシングしたときのフォーカシングデータによってカメラの光軸と部品との傾きを判定する請求項８に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１１】
トレーの凹部に収納された部品をトレーの側の移動、振動、傾きの少なくとも１つによって一方側に片寄せする片寄せ手段を備えた請求項７〜１０のいずれか１項に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１２】
制御手段は、部品の不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させる廃棄信号か、トレー部品供給によっても使用されないようにする使用禁止信号を生成し、発信する請求項７〜１１のいずれか１項に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１】
トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラを用い個々に画像認識して検査するトレー部品検査方法において、
トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながらカメラを用い順次に画像認識して検査を行うことを特徴とするトレー部品検査方法。
【請求項２】
トレーの複数の凹部に収納された部品をカメラにより個々に画像認識して検査するトレー部品検査方法において、
トレーを吸着保持して移動させ、その凹部内に吸着保持した部品を前記カメラに対し個々に位置決めしながら、位置決めした部品の軸線まわりの角度調整、部品とカメラの光軸との傾き調整およびカメラの高さ調整を行って、カメラを用い順次に画像認識し検査を行うことを特徴とするトレー部品検査方法。
【請求項３】
部品の位置決めおよび角度調整はトレーの移動を伴って行い、傾き調整および高さ調整はカメラの側で行う請求項２に記載のトレー部品検査方法。
【請求項４】
トレー、部品の吸着保持はシール部材を介して行う請求項１〜３のいずれか１項に記載のトレー部品検査方法。
【請求項５】
部品の吸着は、部品をトレーの凹部内の一方側に片寄せする処理をしてから行う請求項１〜４のいずれか１項に記載のトレー部品検査方法。
【請求項６】
検査はトレー部品を使用に供する前工程で行い、不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させるように指令する廃棄か、あるいは廃棄させずトレー部品供給によっても使用しないように指令する使用禁止信号を生成する請求項１〜５のいずれか１項に記載のトレー部品検査方法。
【請求項７】
部品を画像認識するためのカメラと、複数の凹部に部品を収納したトレーを受載して保持するトレー保持手段と、このトレー保持手段に受載したトレーおよびその部品に吸引力を及ぼしてトレーをトレー保持手段に部品をトレーに吸着保持する吸引手段と、トレー保持手段の移動によりトレーの凹部内の部品をカメラに対して個々に位置決めできるようにする移動手段と、吸引手段を働かせてトレーを保持手段に吸着保持すると共にトレーにその凹部内の部品を吸着保持した後、移動手段を働かせてトレーの凹部内の各部品を前記カメラに対して個々に位置決めしながらそのカメラを利用した画像認識により検査を行なう制御手段と、を備えたことを特徴とするトレー部品検査装置。
【請求項８】
トレーおよび部品とカメラとの位置決めは、部品のカメラ光軸まわりの角度の調整を含む請求項７に記載のトレー部品検査装置。
【請求項９】
部品とカメラの光軸との傾きを判定する傾き判定手段と、カメラの光軸の部品に対する傾きをカメラ側で調整する傾き調整手段と、傾き判定手段による判定に応じて傾き調整手段と高さ調整手段を働かせる制御手段とを備えた請求項７、８のいずれか１項に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１０】
傾き判定手段は、カメラにより部品の複数箇所に対しフォーカシングしたときのフォーカシングデータによってカメラの光軸と部品との傾きを判定する請求項８に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１１】
トレーの凹部に収納された部品をトレーの側の移動、振動、傾きの少なくとも１つによって一方側に片寄せする片寄せ手段を備えた請求項７〜１０のいずれか１項に記載のトレー部品検査装置。
【請求項１２】
制御手段は、部品の不良の判定に伴い不良部品をトレー部品供給に先立って廃棄させる廃棄信号か、トレー部品供給によっても使用されないようにする使用禁止信号を生成し、発信する請求項７〜１１のいずれか１項に記載のトレー部品検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３３２６（Ｐ２００７−３３２６Ａ）
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１８３１９４（Ｐ２００５−１８３１９４）
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月２３日（２００５．６．２３）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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