位置補正装置、電気部品収納装置および電気部品検査装置
【課題】登録するために製品を正しい姿勢にする必要がない位置補正装置、電気部品収納装置および電気部品検査装置に関する。
【解決手段】ターンテーブルＴの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸としＸＹ軸との原点Ｏ’と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、ＸＹ軸の原点Ｏ’とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する電子部品Ｗの角度のずれを検出する第２の検出手段と、前記搬送された電子部品を載置するステージＳと、第１の検出手段及び第２の検出手段で検出したズレを戻す方向にステージＳを移動させることにより、電子部品Ｗの姿勢を補正する移動手段と、を備える。
【解決手段】ターンテーブルＴの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸としＸＹ軸との原点Ｏ’と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、ＸＹ軸の原点Ｏ’とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する電子部品Ｗの角度のずれを検出する第２の検出手段と、前記搬送された電子部品を載置するステージＳと、第１の検出手段及び第２の検出手段で検出したズレを戻す方向にステージＳを移動させることにより、電子部品Ｗの姿勢を補正する移動手段と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等のデバイスに工程処理を行う電気部品検査装置の一工程処理部を形成し、搬送されるデバイスの位置補正を行う位置補正装置、電気部品収納装置および電気部品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の製造工程においては、製品を検査しながら搬送するための装置が不可欠である。例えば、ダイオードなどのディスクリート半導体や、小ピンのＩＣなどの小型半導体製品の製造工程においては、製品を検査しながら搬送するための装置として、電気部品検査装置が用いられる。最も一般的な電気検査装置は、製品の電気特性のテストを行うテスト装置、製品表面へのマーキングを行うマーキング装置、製品をキャリアテープなどへ収容してパッキングを行うテーピング装置を備え、ターンテーブル等の搬送部により、各装置に対して電子部品を搬送しながら、各工程の処理を実行するものである。
【０００３】
電子部品の組立工程から電気部品検査装置への供給方法には、ウェーハリング上の粘着シート（ＵＶシートなど）に貼り付けられダイシングで個片化された電子部品を供給する方法や、個片の電子部品をリードフレームに搭載しリードフレーム供給ユニットによって供給する方法又は振動式パーツフィーダによって一定の方向及び姿勢に整列して供給する方法等がある。
【０００４】
これらの供給方法では、例えば、ウェーハリングから突き上げピンによりピックアップする場合には、電子部品を電気部品検査装置のコレットや吸着ノズルに吸着保持する際に位置ずれが発生する。また、リードフレーム供給でも金型で個片化した後は姿勢が変化するおそれがあり、パーツフィーダの供給においてもパーツフィーダの振動等によって電子部品が必ずしも正確な姿勢で供給されるとは限らない。
【０００５】
電子部品がコレットや吸着ノズルにおいて正確な姿勢で保持されていない場合には、その状態のまま各処理工程を経ることとなり、各処理工程において電子部品に正確な処理が施されず、結果として半導体製造装置の処理精度の低下や稼動率の低下を招くこととなっていた。
【０００６】
また、電気部品検査装置のコレットや吸着ノズルに保持され各工程処理間を搬送される電子部品において姿勢のずれが起きる要因は、上記の電気部品検査装置への供給時に限られない。例えば、搬送中の電子部品の各工程処理機構への受渡し時や電子部品への接触（電気テスト）時、さらには搬送自体が姿勢のずれの要因となる。
【０００７】
そこで、特許文献１のような電子部品の姿勢を補正する装置が知られている。この姿勢補正装置では、姿勢補正装置の前段階の撮像位置において撮像した電子部品の姿勢情報と、予め登録した電子部品の姿勢情報との比較することにより、電子部品の姿勢のずれ量をＸＹθ軸方向ごとに算出する。そして、撮像位置の次の段階の姿勢補正装置では、算出したＸＹθ軸方向ごとに算出したずれ量に基づいて、電子部品の姿勢の補正を行う。
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８６４９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の発明では、電子部品の姿勢情報を登録する必要があるが、登録しようとする電子部品の姿勢が正しい保証はない。すなわち、正しい姿勢を登録するために正しい姿勢を保持した電子部品を用意することは困難であった。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、予め姿勢情報を登録する必要がない、すなわち、登録するために製品を正しい姿勢にする必要がない位置補正装置、電気部品収納装置および電気部品検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため本発明は、ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、前記搬送された電子部品を載置するステージと、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段で検出したズレを戻す方向に前記ステージを移動させることにより、前記電子部品の姿勢を補正する移動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴としても良い。
【００１３】
さらに、予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴としてもよい。
【００１４】
さらに、前記のような位置補正装置を備える電気部品収納装置および電気部品検査装置も本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半導体装置又は電子部品等のデバイスの姿勢矯正を、予め姿勢情報を登録する必要がなく行うことができ、さらに、電子部品の姿勢を位置補正装置において認識することができる。これにより、位置決め精度を高めた位置補正装置及びそれを備えた電気部品検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における電気部品検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における撮像ユニットの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の撮像手段におけるＸＹθ原点の取得方法を示す図である。
【図４】本発明の実施形態における補正ユニットの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の補正ユニットの制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における位置補正装置の作用を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明に係る位置補正装置及びそれを備える電気部品検査装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１及び２を参照して、位置補正装置及びそれを備えた電気部品検査装置の構成について説明する。図１は、電気部品検査装置の概略構成を示す図である。図２は、位置補正装置の概略構成を示す図である。
【００１８】
［１．構成］
［１−１．位置補正装置を備えた電気部品検査装置の構成］
本実施形態の位置補正装置が、電気部品検査装置１に組み込まれた際の役割を、一例として図１に示す。図１に示す電気部品検査装置１は、間欠的に回転しながら停止するポジションＰとして、１２個のポジションＰ１〜Ｐ１２を備えたターンテーブルＴと、このターンテーブルＴの１２分割した各ポジションに取り付けられた電子部品Ｗを吸着保持する吸着保持機構Ｖと、ターンテーブルＴを１２分割して間欠的に回転させるモータＭと、を備える。
【００１９】
吸着保持機構Ｖは、電子部品Ｗを吸着及び離脱させる吸着ノズルＶ１である。吸着ノズルＶ１は、ターンテーブルＴの外周端に取り付けられた支持部（図示せず）によってターンテーブルＴに対して上下動可能となっている。吸着ノズルＶ１の直上には、操作ロッドを備える駆動部が配置されており、操作ロッドが吸着ノズルＶ１の上端に当接して下方へ押し下げることにより、吸着ノズルＶ１は下降する。吸着ノズルＶ１のパイプ内部は、図示しない真空発生装置の空気圧回路と連通しており、吸着ノズルＶ１は、負圧の発生によって電子部品Ｗを吸着し、真空破壊によって電子部品Ｗを離脱させる。
【００２０】
電気部品検査装置１は、さらに、この１２個の停止ポジションＰ１〜１２の直下に、以下に示すような電子部品Ｗに対して各種の処理を施す工程処理装置Ｅを備える。各種の工程処理は、主に、ダイシング、マウンティング、ボンディング、及びシーリング等の各組み立て工程を経た後の検査工程であり、位置補正、外観検査、テストコンタクト、マーキング、分類ソート、及び梱包の工程処理が含まれる。
【００２１】
図１に示すように、電気部品検査装置１は、パーツフィーダやリードフレーム、ウェーハリング又はチューブなどの外部装置から電子部品Ｗが供給される供給装置Ａを最上流（Ｐ１）とし、ここから、ターンテーブルＴの回転方向に向かって各種の工程処理装置Ｅ（Ｐ２〜Ｐ１２）を備える。
【００２２】
最上流の供給ポジションＰ１の下流にあるポジションには、撮像工程処理を行う撮像ユニットＢが備えられる。この撮像ユニットＢは、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢を検出するものである。この撮像ユニットＢの次のポジションには、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗを一時的に載置するステージを備え、電子部品Ｗの姿勢を補正する姿勢補正ユニットＣを備える。姿勢補正ユニットＣの次のポジションには、撮像工程処理を行う撮像ユニットＤが備えられる。撮像ユニットＤは、撮像ユニットＢと同様に、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢を検出するものである。
【００２３】
撮像ユニットＢ及び姿勢補正ユニットＣは協働することによって、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢の補正処理を行う姿勢補正ユニットを構成する。すなわち、撮像ユニットＢで電子部品Ｗの姿勢情報を検出し、姿勢情報から電子部品Ｗの姿勢のずれを検出した場合には、姿勢補正ユニットＣにおいて電子部品Ｗの姿勢を補正を行うように構成される。
【００２４】
前記のように電子部品Ｗの姿勢補正処理を行う姿勢補正ユニット以外の工程処理機構としては、マーキングユニット、外観検査ユニット、電気テストユニット、不良品排出ユニット、分類ソートユニット、テーピングユニットなどが配置されている。これらの各種の工程処理機構は、ターンテーブルＴを取り囲んで外周方向に等間隔離間して配置されている。配置間隔は、ターンテーブルＴの１ピッチの回転角度と同一若しくは整数倍に等しい。
【００２５】
この電気部品検査装置１は、図示しない制御部を備え、ターンテーブルＴを回転させるダイレクトドライブモータ、吸着ノズルＶ１を上下動させる駆動部、真空発生装置、及び各種の工程処理機構に電気信号を送出することで、これらの動作タイミングを制御している。
【００２６】
すなわち、制御部は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、ＣＰＵ、及びドライバを備え、制御プログラムに従い、インターフェースを介して各駆動機構に各タイミングで動作信号を出力している。
【００２７】
［１−３．撮像ユニットＢ及びＤの構成］
次に撮像ユニットＢ，Ｄの構成を図２を参照して説明する。図２は、撮像ユニットの構成を示す概略図である。図２に示すように、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗが停止するポジションの下及び下方には、撮像ユニットの撮像手段２４が配置される。撮像ユニットの撮像手段２４は、電子部品Ｗを下方から撮像を行い、その姿勢ずれを認識するように構成される。
【００２８】
具体的には、電子部品Ｗ下方で電子部品Ｗの停止するポジションに近接した位置であって、電子部品Ｗの下方に撮像を容易にするための照明２１が配置される。さらにこの照明２１から電子部品Ｗが停止するポジションと反対方向に離れた位置であって、図中下方に電子部品Ｗからの光軸を直角方向に変換するプリズム２２が配置される。本実施形態においては、このプリズム２２により、電子部品Ｗの停止するポジションから垂直方向に侵入した光軸を、水平方向に変換するように構成している。そして、電子部品Ｗの停止するポジションから垂直に下ろした位置から水平方向に変換した先であって、ターンテーブルＴの外周方向に向かった位置に、レンズ２３を備えた撮像手段である撮像手段２４が設けられている。
【００２９】
ここで、本実施形態の撮像手段２４において、プリズム２２により光軸を変換し、撮像手段２４を水平方向に配置する構成としているのは、電気部品検査装置１への配置スペースを考慮しての構成である。すなわち、電気部品検査装置１は、図１に示したように、上部にターンテーブルＴを備え、その下部に、このターンテーブルＴを回転駆動するモータＭや、電気部品検査装置１全体を駆動制御する制御装置、吸着保持機構Ｖのためのバキューム機構等を備えるため、吸着ノズルＶ１の下方領域におけるスペースが限られているのが一般的である。そこで、本実施形態では、ターンテーブルＴの外周方向に姿勢認識手段２の構成を配置することで、このような配置スペースの問題に対応している。
【００３０】
［１−４．撮像ユニットの撮像手段におけるＸＹθ原点取得方法］
上記の撮像ユニットの撮像手段２４のＸＹ原点及びθ軸の基準線の取得方法について図３を参照して説明する。撮像ユニットは、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢のずれを検出するものである。この姿勢のずれは、撮像ユニットの撮像手段２４の各ＸＹ原点及びθ軸の基準線が基準となるため正確な原点取得方法が求められる。
【００３１】
この原点取得方法は、搬送される電子部品Ｗの姿勢情報を記憶するものではなく、ターンテーブルＴの円周上である搬送路の接線方向をＸ軸とし、ターンテーブルＴの円周を正確に分割した半径方向をＹ軸とし、ＸＹ軸の交点を原点Ｏ’とする。この原点Ｏ’とその原点とターンテーブルＴの中心Ｏとを結ぶ直線をθ軸の基準線とし、これらのＸＹ軸の交点を原点Ｏ’、θ軸の基準線より座標を取得する。
【００３２】
具体的には、吸着保持機構Ｖの吸着ノズルの変わりに先端が正方形の治具を取り付ける。この治具は、θ軸の基準線と治具の正方形の１辺が平行になるように取り付けられる。
【００３３】
次に、治具の吸着面を撮像ユニットの撮像手段２４で認識し、視野内でこの治具先端形状に一致する四角形を設定する（図３（ａ））。この四角形の中点をＸＹ軸の原点Ｏ’とし、四角形の１辺と平行でＸＹ原点をθ軸の基準線として登録する。
【００３４】
そして、搬送テーブル座標原点、各種加工ユニットの座標原点、撮像ユニットの撮像手段のＸＹ原点とθ基準線を一致させる（図３（ｂ））。これにより、撮像ユニットでの検出結果により搬送される電子部品Ｗの姿勢補正を行うと、搬送テーブル、各種加工ユニットへ正しい姿勢で電子部品Ｗを搬送することすることができる。
［１−５．姿勢補正ユニット］
次に姿勢補正ユニットの構成を図４を参照して説明する。図４は、ＸＹθ移動機構を備えた姿勢補正ユニットの構成を示す概略図である。図４に示すように、姿勢補正ユニットは、ターンテーブルＴの搬送路の接線方向（図中奥行き方向）であるＸ軸方向のＸ軸移動機構Ｅ１と、ターンテーブルＴの搬送路の半径方向（図中左右方向）であるＹ軸方向のＹ軸移動機構Ｅ２とを備える。また、吸着ステージ台座Ｅ３を移動させることにより、吸着ステージＳをθ軸の基準線に対してθ度回転させるθ方向移動機構Ｅ４とを備える。
【００３５】
より具体的には、吸着ステージＳを備える吸着ステージ台座Ｅ３は、Ｙ軸方向に伸びたアームＥ５に搭載される。このアームＥ５は上台座Ｅ６上に配置され、同じく上台座Ｅ６に配置されたＹ軸駆動モータＭ１の動力を介するＹ軸ボールネジＥ７によりＹ軸方向に移動できるよう構成されている。
【００３６】
また、上台座Ｅ６は、その下方に設けられた下台座Ｅ８に搭載されたものであり、この下台座Ｅ８は、Ｘ方向である図中奥行方向に回転軸を向けたＸ軸駆動モータＭ２の回転力を、プーリーＥ９とベルトＥ１０により伝達し、下台座Ｅ８直下に設けたＸ軸ボールネジＥ１１を駆動することにより、Ｘ方向に移動するように構成される。
【００３７】
さらに、アームＥ５の吸着ステージ台座Ｅ３が配置される端部の下側には、吸着ステージ台座Ｅ３をθ角度回転させるθ軸駆動モータＭ３が配置される。このθ軸駆動モータＭ３は、θ軸減衰機を介して吸着ステージ台座Ｅ３を回動させるように構成される。
【００３８】
［１−５．制御部の構成］
撮像ユニットの撮像手段で撮像した撮像イメージは、図示しない制御部に出力される。この制御部３では、入力された撮像イメージに基づいて電子部品Ｗのずれ量を検出し、姿勢補正ユニットのＸ軸モータＭ２、Ｙ軸モータＭ１及びθ軸モータＭ３に信号を出力することにより、吸着ステージＳを移動させるように構成される。この制御部は、姿勢補正ユニットと組み合わせことにより前記撮像ユニットの撮像手段の検出結果に基づき、電子部品Ｗが載置された吸着ステージＳを移動ように構成されたものである。以下では、電子部品Ｗのズレ量の検出の方法として、２値化による画像処理方法について記載する。
【００３９】
図５は、制御部の構成を示す図である。制御部３は入力した撮像ユニットの撮像手段の撮像データからずれ量を検出する検出部３１と、この検出部３１で検出した結果に基づき姿勢補正ユニットのＸ軸モータＭ２、Ｙ軸モータＭ１及びθ軸モータＭ３に制御信号を出力する信号生成部３５とで構成される。
【００４０】
制御部３では、入力された撮像イメージを２値化する２値化変換部３２と、２値化されたデータに基づき輪郭を検出する輪郭抽出手段３３と、検出した輪郭を基に電子部品Ｗのずれを検出するずれ量算出部３４とを備える。
【００４１】
信号生成部３５では、算出したずれ量に応じた電子部品Ｗが正しい姿勢になるのに必要な吸着ステージＳの移動距離を算出し、Ｘ軸駆動モータＭ１、Ｙ軸駆動モータＭ２及びθ軸駆動モータＭ３をその距離だけ駆動させる駆動信号を生成し出力するように構成される。
【００４２】
以上のように本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この新規な実施形態は、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４３】
例えば、次の（１）〜（５）のような変更をすることも可能である。
（１）本実施形態では、電子部品Ｗのズレ量の算出の方法のための画像処理方法として２値化による画像処理方法を挙げたが、それ以外の処理方法を使用することもできる。例えば、撮像イメージを２５６階調の濃淡画像として扱い、対象物のパターン形状を認識するグレー画像の正規化相関法や、他の画像処理方法によりズレ量を算出するようにしても良い。
（２）１組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットとの組み合わせにより、１回の撮像によりＸＹ方向のずれとθ方向のずれのすべてを計算し、電子部品Ｗの姿勢を補正するとしたが、２組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットの組み合わせを用いても良い。すなわち、１組目の撮像ユニットと姿勢補正ユニットとの組み合わせによりθ方向のずれを検出し、電子部品Ｗのθ方向の姿勢を矯正させる。その後、もう１組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットの組み合わせを用いて、ＸＹ方向のずれを検出し、電子部品ＷのＸＹ方向の姿勢を矯正させるように構成してしもよい。１回の撮像による撮像結果によりＸＹ方向のずれとθ方向のずれのすべてを計算することも理論上は可能であるが、θ方向のずれと、ＸＹ方向のずれとを２回に分けて撮像し、それぞれ別々にずれ量を計算するようにしても良い。２回の撮像を行うほうが、計算量や処理量の面でメリットがある。
（３）姿勢補正ユニット姿勢を補正した後、次の処理工程に搬送される例を挙げたが、補正ユニットにおいて電子部品Ｗに対するパッキングを行う収納処理や各種の処理工程を行うものとしてもよい。
（４）撮像ユニットの撮像ユニットの撮像手段２４の光学系は、電子部品Ｗの停止するポジション下部から撮像手段２４に至れば良く、上記以外の構成でもよい。
（５）吸着保持機構Ｖとして、真空の発生及び破壊により電子部品Ｗを吸着及び離脱させる吸着ノズルＶ１に代えて、電子部品Ｗを機械的に挟持するチャック機構を配してもよい。
（６）各種の工程処理機構は、上記した種類に限られず、各種の工程処理機構と置き換えることが可能であり、また配置順序も適宜変更可能である。
【００４４】
［２．実施形態の作用］
以上のような構成を有する本実施形態の作用について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
本実施形態では、１組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットとの組み合わせにより、１回の撮像によりＸＹ方向のずれとθ方向のずれのすべてを計算し、電子部品Ｗの姿勢を補正する。そして、撮像ユニットの撮像手段２４で撮像した電子部品Ｗを姿勢補正ユニットの吸着ステージＳに載置する。そして、この吸着ステージＳを移動させることより、姿勢の補正を実行する。以下、本実施例の姿勢補正ユニットにおける姿勢制御時の動作をフローチャートにより説明する。
【００４６】
ターンテーブルＴが１ピッチ正転することにより、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗが、撮像ユニットの撮像位置に停止する（Ｓ６０１）。この状態において、撮像位置に停止した電子部品Ｗ１を撮像ユニットの撮像手段で撮像する（Ｓ６０２）。
この際、撮像手段２４は、プリズム２２により光軸を垂直方向から水平方向に変換して像を捉える。また、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの下部から、電子部品Ｗへ照射する照明２１の明かりにより、撮像手段２４による電子部品Ｗの撮像が容易となる。
【００４７】
この撮像手段２４における吸着ノズルＶ１に保持された電子部品Ｗの撮像結果は、制御部３に出力される。制御部３においては、ＸＹθ方向の姿勢のずれ情報を算出する（Ｓ６０３）。具体的には、制御部３に入力した撮像結果は、制御部３の２値化変換部３２において２値化させる。２値化されることにより、電子部品Ｗと背景との区別がつきやすくなる。そして、輪郭抽出部３３において、２値化した撮像結果から電子部品Ｗの輪郭を抽出する。次に、ずれ量算出部３４では、輪郭を抽出した撮像結果より、電子部品ＷのＸＹθ方向のずれ量を算出する。
【００４８】
次に、ターンテーブルＴが１ピッチ正転することにより、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗ１が、位置補正ユニットの吸着ノズルの上方に停止すると共に、電子部品Ｗ２が撮像ユニットの撮像位置に移動する（Ｓ６０４）。この状態において吸着ノズルが降下し、位置補正ユニットの吸着ステージＳ上に電子部品Ｗ１を載置する（Ｓ６０５）。
【００４９】
その後、ずれ量算出部３４でＸＹθ方向のずれ量が算出された場合は、ずれ量算出部３４の結果に基づいて信号生成部より、ずれを解消する方向に姿勢補正ユニットを移動させるための信号をＸ軸駆動軸モータＭ２、Ｙ軸駆動モータＭ１及びθ軸駆動モータＭ３に出力する（Ｓ６０６）。
【００５０】
Ｘ軸駆動軸モータＭ２、Ｙ軸駆動モータＭ１及びθ軸駆動モータＭ３は、制御部３からの信号に基づいて駆動する。これにより、Ｙ軸駆動モータＭ１は、制御部からの信号に基づいて、吸着ステージＳを電子部品ＷのＹ方向ずれの量だけ移動させるようにＹ軸駆動ボールネジＥ７を回転させる。これにより、アームＥ５に搭載された吸着ステージＳがＹ方向に移動する。また、Ｘ軸駆動モータＭ２では、制御部３からの信号に基づいて、Ｘ軸駆動ボールネジＥ７を回転させる。Ｘ軸駆動ボールネジＥ７を回転させることにより、プーリーＥ９及びベルトＥ１０を介して、吸着ステージＳを間接的にＸ方向に移動させる。このようにしてＸＹ方向の姿勢のずれを補正を行う。また、θ駆動軸モータＭ３では、制御部からの信号に基づいて、回転駆動を行う。この回転は、θ軸減速機を介して吸着ステージＳに伝達され、吸着ステージＳが角度θ分回転する（Ｓ６０７）。
【００５１】
次に、吸着ノズルが降下し、姿勢補正ユニットの吸着ステージＳ上ある電子部品Ｗ１を吸着し上昇する（Ｓ６０８）。そして、Ｓ６０１に戻り、ターンテーブルＴを１ピッチ正転させることにより、姿勢補正ユニットによる姿勢処理を終えた電子部品Ｗ１を吸着ステージＳ上から移動させると共に、撮像ユニットの撮像手段２４により撮像を行った電子部品Ｗ２を姿勢補正ユニットの吸着ステージＳ上に位置させる。
【００５２】
［３．効果］
以上のような本実施形態の姿勢補正ユニットでは、保持手段により搬送されてくる電子部品Ｗの保持位置がずれている場合には、その電子部品Ｗを撮像ユニットの撮像手段２４により撮像し、その撮像結果よりずれを算出することができる。そして、姿勢補正ユニットの吸着ステージＳに電子部品Ｗを載置し、このステージを撮像ユニットで検出したずれ量に応じて移動されることにより、電子部品Ｗの姿勢を補正することができる。
【００５３】
また、補正ユニットにおいて電子部品Ｗに対するパッキングを行う収納処理を行う電子部品収容装置として使用する場合には、電子部品Ｗの位置補正を行うことにより、電子部品Ｗを正確にパッキングすることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態の位置補正ユニットを電気部品検査装置の1ユニットとして使用した場合には、電気検査装置を構成する電気テストユニット、外観検査ユニット、テーピングユニット、マーキングユニットなど各種処理行程ユニットへ搬送される電子部品Ｗの保持位置の補正を正確に行うことができる。各処理工程ユニットに対して電子部品Ｗを正しい姿勢で搬送することにより、各処理工程において電子部品Ｗに対して正確な処理を施すことができるため、精度や稼働率が高い電気検査装置を提供することができる。
【００５５】
［４．他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に例示した態様のみならず、以下の態様も含むものである。
【００５６】
以上のような本実施形態の電気テストユニットでは、姿勢補正ユニットＣの前段階に撮像ユニットＢを配置する構成としたが、姿勢補正ユニットＣの次の段階にユニットＤを加えても良い。姿勢補正ユニットＣでの姿勢補正後の電子部品Ｗの姿勢情報を検出することにより、姿勢補正ユニットＣで確実に姿勢制御が行われたかを確認する構成としてもよい。
【００５７】
具体的には、姿勢補正ユニットＣの次のポジションに、撮像工程処理を行う撮像ユニットＤが位置する場合は、撮像ユニットＤにおいて姿勢補正ユニットＣで姿勢補正を行った電子部品Ｗの姿勢を検出する。そして、撮像ユニットＤにおいて、複数個の電子部品Ｗに一定のずれが生じていた場合には、その情報を利用し、姿勢補正ユニットＣの補正ユニットをオフセットする。
【００５８】
例えば、撮像ユニットＢで取得した情報（Ｘ：＋０．３ｍｍ Ｙ：−０．１ｍｍ）により、補正ユニットＣで補正を行った後の電位部品Ｗの位置を撮像ユニットＤで検出する。撮像ユニットＤに搬送される電子部品Ｗが、原点よりＸ方向に＋０．１ｍｍずれていた場合は、撮像ユニットＢで取得した情報に、Ｘ方向に＋０．１ｍｍの補正を加えて姿勢補正ユニットでの補正を行う。
【符号の説明】
【００５９】
１ … 電気部品検査装置
２１ … 照明
２２ … プリズム
２３ … レンズ
２４ … 撮像手段
３ … 制御部
３１ … 検出部
３２ … ２値化変換部
３３ … 輪郭抽出部
３４ … ずれ量算出部
３５ … 信号生成部
Ａ … 供給装置
Ｂ，Ｄ … 撮像ユニット
Ｃ … 姿勢補正ユニット
Ｅ … 処理装置
Ｅ３ … 吸着ステージ台座
Ｅ５ … アーム
Ｅ６ … 上台座
Ｅ７ … Ｙ軸駆動ボールネジ
Ｅ８ … 下台座
Ｅ９ … プーリー
Ｅ１０ … ベルト
Ｐ１〜１２ … 停止ポジション
Ｓ … 吸着ステージ
Ｔ … ターンテーブル
Ｖ … 吸着保持機構
Ｖ１ … 吸着ノズル
Ｗ … 電子部品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や電子部品等のデバイスに工程処理を行う電気部品検査装置の一工程処理部を形成し、搬送されるデバイスの位置補正を行う位置補正装置、電気部品収納装置および電気部品検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の製造工程においては、製品を検査しながら搬送するための装置が不可欠である。例えば、ダイオードなどのディスクリート半導体や、小ピンのＩＣなどの小型半導体製品の製造工程においては、製品を検査しながら搬送するための装置として、電気部品検査装置が用いられる。最も一般的な電気検査装置は、製品の電気特性のテストを行うテスト装置、製品表面へのマーキングを行うマーキング装置、製品をキャリアテープなどへ収容してパッキングを行うテーピング装置を備え、ターンテーブル等の搬送部により、各装置に対して電子部品を搬送しながら、各工程の処理を実行するものである。
【０００３】
電子部品の組立工程から電気部品検査装置への供給方法には、ウェーハリング上の粘着シート（ＵＶシートなど）に貼り付けられダイシングで個片化された電子部品を供給する方法や、個片の電子部品をリードフレームに搭載しリードフレーム供給ユニットによって供給する方法又は振動式パーツフィーダによって一定の方向及び姿勢に整列して供給する方法等がある。
【０００４】
これらの供給方法では、例えば、ウェーハリングから突き上げピンによりピックアップする場合には、電子部品を電気部品検査装置のコレットや吸着ノズルに吸着保持する際に位置ずれが発生する。また、リードフレーム供給でも金型で個片化した後は姿勢が変化するおそれがあり、パーツフィーダの供給においてもパーツフィーダの振動等によって電子部品が必ずしも正確な姿勢で供給されるとは限らない。
【０００５】
電子部品がコレットや吸着ノズルにおいて正確な姿勢で保持されていない場合には、その状態のまま各処理工程を経ることとなり、各処理工程において電子部品に正確な処理が施されず、結果として半導体製造装置の処理精度の低下や稼動率の低下を招くこととなっていた。
【０００６】
また、電気部品検査装置のコレットや吸着ノズルに保持され各工程処理間を搬送される電子部品において姿勢のずれが起きる要因は、上記の電気部品検査装置への供給時に限られない。例えば、搬送中の電子部品の各工程処理機構への受渡し時や電子部品への接触（電気テスト）時、さらには搬送自体が姿勢のずれの要因となる。
【０００７】
そこで、特許文献１のような電子部品の姿勢を補正する装置が知られている。この姿勢補正装置では、姿勢補正装置の前段階の撮像位置において撮像した電子部品の姿勢情報と、予め登録した電子部品の姿勢情報との比較することにより、電子部品の姿勢のずれ量をＸＹθ軸方向ごとに算出する。そして、撮像位置の次の段階の姿勢補正装置では、算出したＸＹθ軸方向ごとに算出したずれ量に基づいて、電子部品の姿勢の補正を行う。
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２８６４９０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の発明では、電子部品の姿勢情報を登録する必要があるが、登録しようとする電子部品の姿勢が正しい保証はない。すなわち、正しい姿勢を登録するために正しい姿勢を保持した電子部品を用意することは困難であった。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、予め姿勢情報を登録する必要がない、すなわち、登録するために製品を正しい姿勢にする必要がない位置補正装置、電気部品収納装置および電気部品検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため本発明は、ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、前記搬送された電子部品を載置するステージと、前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段で検出したズレを戻す方向に前記ステージを移動させることにより、前記電子部品の姿勢を補正する移動手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴としても良い。
【００１３】
さらに、予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴としてもよい。
【００１４】
さらに、前記のような位置補正装置を備える電気部品収納装置および電気部品検査装置も本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、半導体装置又は電子部品等のデバイスの姿勢矯正を、予め姿勢情報を登録する必要がなく行うことができ、さらに、電子部品の姿勢を位置補正装置において認識することができる。これにより、位置決め精度を高めた位置補正装置及びそれを備えた電気部品検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態における電気部品検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態における撮像ユニットの概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の撮像手段におけるＸＹθ原点の取得方法を示す図である。
【図４】本発明の実施形態における補正ユニットの概略構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の補正ユニットの制御部の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における位置補正装置の作用を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
発明に係る位置補正装置及びそれを備える電気部品検査装置の実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。まず、図１及び２を参照して、位置補正装置及びそれを備えた電気部品検査装置の構成について説明する。図１は、電気部品検査装置の概略構成を示す図である。図２は、位置補正装置の概略構成を示す図である。
【００１８】
［１．構成］
［１−１．位置補正装置を備えた電気部品検査装置の構成］
本実施形態の位置補正装置が、電気部品検査装置１に組み込まれた際の役割を、一例として図１に示す。図１に示す電気部品検査装置１は、間欠的に回転しながら停止するポジションＰとして、１２個のポジションＰ１〜Ｐ１２を備えたターンテーブルＴと、このターンテーブルＴの１２分割した各ポジションに取り付けられた電子部品Ｗを吸着保持する吸着保持機構Ｖと、ターンテーブルＴを１２分割して間欠的に回転させるモータＭと、を備える。
【００１９】
吸着保持機構Ｖは、電子部品Ｗを吸着及び離脱させる吸着ノズルＶ１である。吸着ノズルＶ１は、ターンテーブルＴの外周端に取り付けられた支持部（図示せず）によってターンテーブルＴに対して上下動可能となっている。吸着ノズルＶ１の直上には、操作ロッドを備える駆動部が配置されており、操作ロッドが吸着ノズルＶ１の上端に当接して下方へ押し下げることにより、吸着ノズルＶ１は下降する。吸着ノズルＶ１のパイプ内部は、図示しない真空発生装置の空気圧回路と連通しており、吸着ノズルＶ１は、負圧の発生によって電子部品Ｗを吸着し、真空破壊によって電子部品Ｗを離脱させる。
【００２０】
電気部品検査装置１は、さらに、この１２個の停止ポジションＰ１〜１２の直下に、以下に示すような電子部品Ｗに対して各種の処理を施す工程処理装置Ｅを備える。各種の工程処理は、主に、ダイシング、マウンティング、ボンディング、及びシーリング等の各組み立て工程を経た後の検査工程であり、位置補正、外観検査、テストコンタクト、マーキング、分類ソート、及び梱包の工程処理が含まれる。
【００２１】
図１に示すように、電気部品検査装置１は、パーツフィーダやリードフレーム、ウェーハリング又はチューブなどの外部装置から電子部品Ｗが供給される供給装置Ａを最上流（Ｐ１）とし、ここから、ターンテーブルＴの回転方向に向かって各種の工程処理装置Ｅ（Ｐ２〜Ｐ１２）を備える。
【００２２】
最上流の供給ポジションＰ１の下流にあるポジションには、撮像工程処理を行う撮像ユニットＢが備えられる。この撮像ユニットＢは、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢を検出するものである。この撮像ユニットＢの次のポジションには、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗを一時的に載置するステージを備え、電子部品Ｗの姿勢を補正する姿勢補正ユニットＣを備える。姿勢補正ユニットＣの次のポジションには、撮像工程処理を行う撮像ユニットＤが備えられる。撮像ユニットＤは、撮像ユニットＢと同様に、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢を検出するものである。
【００２３】
撮像ユニットＢ及び姿勢補正ユニットＣは協働することによって、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢の補正処理を行う姿勢補正ユニットを構成する。すなわち、撮像ユニットＢで電子部品Ｗの姿勢情報を検出し、姿勢情報から電子部品Ｗの姿勢のずれを検出した場合には、姿勢補正ユニットＣにおいて電子部品Ｗの姿勢を補正を行うように構成される。
【００２４】
前記のように電子部品Ｗの姿勢補正処理を行う姿勢補正ユニット以外の工程処理機構としては、マーキングユニット、外観検査ユニット、電気テストユニット、不良品排出ユニット、分類ソートユニット、テーピングユニットなどが配置されている。これらの各種の工程処理機構は、ターンテーブルＴを取り囲んで外周方向に等間隔離間して配置されている。配置間隔は、ターンテーブルＴの１ピッチの回転角度と同一若しくは整数倍に等しい。
【００２５】
この電気部品検査装置１は、図示しない制御部を備え、ターンテーブルＴを回転させるダイレクトドライブモータ、吸着ノズルＶ１を上下動させる駆動部、真空発生装置、及び各種の工程処理機構に電気信号を送出することで、これらの動作タイミングを制御している。
【００２６】
すなわち、制御部は、制御プログラムを格納するＲＯＭ、ＣＰＵ、及びドライバを備え、制御プログラムに従い、インターフェースを介して各駆動機構に各タイミングで動作信号を出力している。
【００２７】
［１−３．撮像ユニットＢ及びＤの構成］
次に撮像ユニットＢ，Ｄの構成を図２を参照して説明する。図２は、撮像ユニットの構成を示す概略図である。図２に示すように、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗが停止するポジションの下及び下方には、撮像ユニットの撮像手段２４が配置される。撮像ユニットの撮像手段２４は、電子部品Ｗを下方から撮像を行い、その姿勢ずれを認識するように構成される。
【００２８】
具体的には、電子部品Ｗ下方で電子部品Ｗの停止するポジションに近接した位置であって、電子部品Ｗの下方に撮像を容易にするための照明２１が配置される。さらにこの照明２１から電子部品Ｗが停止するポジションと反対方向に離れた位置であって、図中下方に電子部品Ｗからの光軸を直角方向に変換するプリズム２２が配置される。本実施形態においては、このプリズム２２により、電子部品Ｗの停止するポジションから垂直方向に侵入した光軸を、水平方向に変換するように構成している。そして、電子部品Ｗの停止するポジションから垂直に下ろした位置から水平方向に変換した先であって、ターンテーブルＴの外周方向に向かった位置に、レンズ２３を備えた撮像手段である撮像手段２４が設けられている。
【００２９】
ここで、本実施形態の撮像手段２４において、プリズム２２により光軸を変換し、撮像手段２４を水平方向に配置する構成としているのは、電気部品検査装置１への配置スペースを考慮しての構成である。すなわち、電気部品検査装置１は、図１に示したように、上部にターンテーブルＴを備え、その下部に、このターンテーブルＴを回転駆動するモータＭや、電気部品検査装置１全体を駆動制御する制御装置、吸着保持機構Ｖのためのバキューム機構等を備えるため、吸着ノズルＶ１の下方領域におけるスペースが限られているのが一般的である。そこで、本実施形態では、ターンテーブルＴの外周方向に姿勢認識手段２の構成を配置することで、このような配置スペースの問題に対応している。
【００３０】
［１−４．撮像ユニットの撮像手段におけるＸＹθ原点取得方法］
上記の撮像ユニットの撮像手段２４のＸＹ原点及びθ軸の基準線の取得方法について図３を参照して説明する。撮像ユニットは、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの姿勢のずれを検出するものである。この姿勢のずれは、撮像ユニットの撮像手段２４の各ＸＹ原点及びθ軸の基準線が基準となるため正確な原点取得方法が求められる。
【００３１】
この原点取得方法は、搬送される電子部品Ｗの姿勢情報を記憶するものではなく、ターンテーブルＴの円周上である搬送路の接線方向をＸ軸とし、ターンテーブルＴの円周を正確に分割した半径方向をＹ軸とし、ＸＹ軸の交点を原点Ｏ’とする。この原点Ｏ’とその原点とターンテーブルＴの中心Ｏとを結ぶ直線をθ軸の基準線とし、これらのＸＹ軸の交点を原点Ｏ’、θ軸の基準線より座標を取得する。
【００３２】
具体的には、吸着保持機構Ｖの吸着ノズルの変わりに先端が正方形の治具を取り付ける。この治具は、θ軸の基準線と治具の正方形の１辺が平行になるように取り付けられる。
【００３３】
次に、治具の吸着面を撮像ユニットの撮像手段２４で認識し、視野内でこの治具先端形状に一致する四角形を設定する（図３（ａ））。この四角形の中点をＸＹ軸の原点Ｏ’とし、四角形の１辺と平行でＸＹ原点をθ軸の基準線として登録する。
【００３４】
そして、搬送テーブル座標原点、各種加工ユニットの座標原点、撮像ユニットの撮像手段のＸＹ原点とθ基準線を一致させる（図３（ｂ））。これにより、撮像ユニットでの検出結果により搬送される電子部品Ｗの姿勢補正を行うと、搬送テーブル、各種加工ユニットへ正しい姿勢で電子部品Ｗを搬送することすることができる。
［１−５．姿勢補正ユニット］
次に姿勢補正ユニットの構成を図４を参照して説明する。図４は、ＸＹθ移動機構を備えた姿勢補正ユニットの構成を示す概略図である。図４に示すように、姿勢補正ユニットは、ターンテーブルＴの搬送路の接線方向（図中奥行き方向）であるＸ軸方向のＸ軸移動機構Ｅ１と、ターンテーブルＴの搬送路の半径方向（図中左右方向）であるＹ軸方向のＹ軸移動機構Ｅ２とを備える。また、吸着ステージ台座Ｅ３を移動させることにより、吸着ステージＳをθ軸の基準線に対してθ度回転させるθ方向移動機構Ｅ４とを備える。
【００３５】
より具体的には、吸着ステージＳを備える吸着ステージ台座Ｅ３は、Ｙ軸方向に伸びたアームＥ５に搭載される。このアームＥ５は上台座Ｅ６上に配置され、同じく上台座Ｅ６に配置されたＹ軸駆動モータＭ１の動力を介するＹ軸ボールネジＥ７によりＹ軸方向に移動できるよう構成されている。
【００３６】
また、上台座Ｅ６は、その下方に設けられた下台座Ｅ８に搭載されたものであり、この下台座Ｅ８は、Ｘ方向である図中奥行方向に回転軸を向けたＸ軸駆動モータＭ２の回転力を、プーリーＥ９とベルトＥ１０により伝達し、下台座Ｅ８直下に設けたＸ軸ボールネジＥ１１を駆動することにより、Ｘ方向に移動するように構成される。
【００３７】
さらに、アームＥ５の吸着ステージ台座Ｅ３が配置される端部の下側には、吸着ステージ台座Ｅ３をθ角度回転させるθ軸駆動モータＭ３が配置される。このθ軸駆動モータＭ３は、θ軸減衰機を介して吸着ステージ台座Ｅ３を回動させるように構成される。
【００３８】
［１−５．制御部の構成］
撮像ユニットの撮像手段で撮像した撮像イメージは、図示しない制御部に出力される。この制御部３では、入力された撮像イメージに基づいて電子部品Ｗのずれ量を検出し、姿勢補正ユニットのＸ軸モータＭ２、Ｙ軸モータＭ１及びθ軸モータＭ３に信号を出力することにより、吸着ステージＳを移動させるように構成される。この制御部は、姿勢補正ユニットと組み合わせことにより前記撮像ユニットの撮像手段の検出結果に基づき、電子部品Ｗが載置された吸着ステージＳを移動ように構成されたものである。以下では、電子部品Ｗのズレ量の検出の方法として、２値化による画像処理方法について記載する。
【００３９】
図５は、制御部の構成を示す図である。制御部３は入力した撮像ユニットの撮像手段の撮像データからずれ量を検出する検出部３１と、この検出部３１で検出した結果に基づき姿勢補正ユニットのＸ軸モータＭ２、Ｙ軸モータＭ１及びθ軸モータＭ３に制御信号を出力する信号生成部３５とで構成される。
【００４０】
制御部３では、入力された撮像イメージを２値化する２値化変換部３２と、２値化されたデータに基づき輪郭を検出する輪郭抽出手段３３と、検出した輪郭を基に電子部品Ｗのずれを検出するずれ量算出部３４とを備える。
【００４１】
信号生成部３５では、算出したずれ量に応じた電子部品Ｗが正しい姿勢になるのに必要な吸着ステージＳの移動距離を算出し、Ｘ軸駆動モータＭ１、Ｙ軸駆動モータＭ２及びθ軸駆動モータＭ３をその距離だけ駆動させる駆動信号を生成し出力するように構成される。
【００４２】
以上のように本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この新規な実施形態は、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。そして、この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００４３】
例えば、次の（１）〜（５）のような変更をすることも可能である。
（１）本実施形態では、電子部品Ｗのズレ量の算出の方法のための画像処理方法として２値化による画像処理方法を挙げたが、それ以外の処理方法を使用することもできる。例えば、撮像イメージを２５６階調の濃淡画像として扱い、対象物のパターン形状を認識するグレー画像の正規化相関法や、他の画像処理方法によりズレ量を算出するようにしても良い。
（２）１組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットとの組み合わせにより、１回の撮像によりＸＹ方向のずれとθ方向のずれのすべてを計算し、電子部品Ｗの姿勢を補正するとしたが、２組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットの組み合わせを用いても良い。すなわち、１組目の撮像ユニットと姿勢補正ユニットとの組み合わせによりθ方向のずれを検出し、電子部品Ｗのθ方向の姿勢を矯正させる。その後、もう１組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットの組み合わせを用いて、ＸＹ方向のずれを検出し、電子部品ＷのＸＹ方向の姿勢を矯正させるように構成してしもよい。１回の撮像による撮像結果によりＸＹ方向のずれとθ方向のずれのすべてを計算することも理論上は可能であるが、θ方向のずれと、ＸＹ方向のずれとを２回に分けて撮像し、それぞれ別々にずれ量を計算するようにしても良い。２回の撮像を行うほうが、計算量や処理量の面でメリットがある。
（３）姿勢補正ユニット姿勢を補正した後、次の処理工程に搬送される例を挙げたが、補正ユニットにおいて電子部品Ｗに対するパッキングを行う収納処理や各種の処理工程を行うものとしてもよい。
（４）撮像ユニットの撮像ユニットの撮像手段２４の光学系は、電子部品Ｗの停止するポジション下部から撮像手段２４に至れば良く、上記以外の構成でもよい。
（５）吸着保持機構Ｖとして、真空の発生及び破壊により電子部品Ｗを吸着及び離脱させる吸着ノズルＶ１に代えて、電子部品Ｗを機械的に挟持するチャック機構を配してもよい。
（６）各種の工程処理機構は、上記した種類に限られず、各種の工程処理機構と置き換えることが可能であり、また配置順序も適宜変更可能である。
【００４４】
［２．実施形態の作用］
以上のような構成を有する本実施形態の作用について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４５】
本実施形態では、１組の撮像ユニットと姿勢補正ユニットとの組み合わせにより、１回の撮像によりＸＹ方向のずれとθ方向のずれのすべてを計算し、電子部品Ｗの姿勢を補正する。そして、撮像ユニットの撮像手段２４で撮像した電子部品Ｗを姿勢補正ユニットの吸着ステージＳに載置する。そして、この吸着ステージＳを移動させることより、姿勢の補正を実行する。以下、本実施例の姿勢補正ユニットにおける姿勢制御時の動作をフローチャートにより説明する。
【００４６】
ターンテーブルＴが１ピッチ正転することにより、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗが、撮像ユニットの撮像位置に停止する（Ｓ６０１）。この状態において、撮像位置に停止した電子部品Ｗ１を撮像ユニットの撮像手段で撮像する（Ｓ６０２）。
この際、撮像手段２４は、プリズム２２により光軸を垂直方向から水平方向に変換して像を捉える。また、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗの下部から、電子部品Ｗへ照射する照明２１の明かりにより、撮像手段２４による電子部品Ｗの撮像が容易となる。
【００４７】
この撮像手段２４における吸着ノズルＶ１に保持された電子部品Ｗの撮像結果は、制御部３に出力される。制御部３においては、ＸＹθ方向の姿勢のずれ情報を算出する（Ｓ６０３）。具体的には、制御部３に入力した撮像結果は、制御部３の２値化変換部３２において２値化させる。２値化されることにより、電子部品Ｗと背景との区別がつきやすくなる。そして、輪郭抽出部３３において、２値化した撮像結果から電子部品Ｗの輪郭を抽出する。次に、ずれ量算出部３４では、輪郭を抽出した撮像結果より、電子部品ＷのＸＹθ方向のずれ量を算出する。
【００４８】
次に、ターンテーブルＴが１ピッチ正転することにより、吸着保持機構Ｖに吸着保持され搬送されてくる電子部品Ｗ１が、位置補正ユニットの吸着ノズルの上方に停止すると共に、電子部品Ｗ２が撮像ユニットの撮像位置に移動する（Ｓ６０４）。この状態において吸着ノズルが降下し、位置補正ユニットの吸着ステージＳ上に電子部品Ｗ１を載置する（Ｓ６０５）。
【００４９】
その後、ずれ量算出部３４でＸＹθ方向のずれ量が算出された場合は、ずれ量算出部３４の結果に基づいて信号生成部より、ずれを解消する方向に姿勢補正ユニットを移動させるための信号をＸ軸駆動軸モータＭ２、Ｙ軸駆動モータＭ１及びθ軸駆動モータＭ３に出力する（Ｓ６０６）。
【００５０】
Ｘ軸駆動軸モータＭ２、Ｙ軸駆動モータＭ１及びθ軸駆動モータＭ３は、制御部３からの信号に基づいて駆動する。これにより、Ｙ軸駆動モータＭ１は、制御部からの信号に基づいて、吸着ステージＳを電子部品ＷのＹ方向ずれの量だけ移動させるようにＹ軸駆動ボールネジＥ７を回転させる。これにより、アームＥ５に搭載された吸着ステージＳがＹ方向に移動する。また、Ｘ軸駆動モータＭ２では、制御部３からの信号に基づいて、Ｘ軸駆動ボールネジＥ７を回転させる。Ｘ軸駆動ボールネジＥ７を回転させることにより、プーリーＥ９及びベルトＥ１０を介して、吸着ステージＳを間接的にＸ方向に移動させる。このようにしてＸＹ方向の姿勢のずれを補正を行う。また、θ駆動軸モータＭ３では、制御部からの信号に基づいて、回転駆動を行う。この回転は、θ軸減速機を介して吸着ステージＳに伝達され、吸着ステージＳが角度θ分回転する（Ｓ６０７）。
【００５１】
次に、吸着ノズルが降下し、姿勢補正ユニットの吸着ステージＳ上ある電子部品Ｗ１を吸着し上昇する（Ｓ６０８）。そして、Ｓ６０１に戻り、ターンテーブルＴを１ピッチ正転させることにより、姿勢補正ユニットによる姿勢処理を終えた電子部品Ｗ１を吸着ステージＳ上から移動させると共に、撮像ユニットの撮像手段２４により撮像を行った電子部品Ｗ２を姿勢補正ユニットの吸着ステージＳ上に位置させる。
【００５２】
［３．効果］
以上のような本実施形態の姿勢補正ユニットでは、保持手段により搬送されてくる電子部品Ｗの保持位置がずれている場合には、その電子部品Ｗを撮像ユニットの撮像手段２４により撮像し、その撮像結果よりずれを算出することができる。そして、姿勢補正ユニットの吸着ステージＳに電子部品Ｗを載置し、このステージを撮像ユニットで検出したずれ量に応じて移動されることにより、電子部品Ｗの姿勢を補正することができる。
【００５３】
また、補正ユニットにおいて電子部品Ｗに対するパッキングを行う収納処理を行う電子部品収容装置として使用する場合には、電子部品Ｗの位置補正を行うことにより、電子部品Ｗを正確にパッキングすることができる。
【００５４】
さらに、本実施形態の位置補正ユニットを電気部品検査装置の1ユニットとして使用した場合には、電気検査装置を構成する電気テストユニット、外観検査ユニット、テーピングユニット、マーキングユニットなど各種処理行程ユニットへ搬送される電子部品Ｗの保持位置の補正を正確に行うことができる。各処理工程ユニットに対して電子部品Ｗを正しい姿勢で搬送することにより、各処理工程において電子部品Ｗに対して正確な処理を施すことができるため、精度や稼働率が高い電気検査装置を提供することができる。
【００５５】
［４．他の実施形態］
本発明は、上記の実施形態に例示した態様のみならず、以下の態様も含むものである。
【００５６】
以上のような本実施形態の電気テストユニットでは、姿勢補正ユニットＣの前段階に撮像ユニットＢを配置する構成としたが、姿勢補正ユニットＣの次の段階にユニットＤを加えても良い。姿勢補正ユニットＣでの姿勢補正後の電子部品Ｗの姿勢情報を検出することにより、姿勢補正ユニットＣで確実に姿勢制御が行われたかを確認する構成としてもよい。
【００５７】
具体的には、姿勢補正ユニットＣの次のポジションに、撮像工程処理を行う撮像ユニットＤが位置する場合は、撮像ユニットＤにおいて姿勢補正ユニットＣで姿勢補正を行った電子部品Ｗの姿勢を検出する。そして、撮像ユニットＤにおいて、複数個の電子部品Ｗに一定のずれが生じていた場合には、その情報を利用し、姿勢補正ユニットＣの補正ユニットをオフセットする。
【００５８】
例えば、撮像ユニットＢで取得した情報（Ｘ：＋０．３ｍｍ Ｙ：−０．１ｍｍ）により、補正ユニットＣで補正を行った後の電位部品Ｗの位置を撮像ユニットＤで検出する。撮像ユニットＤに搬送される電子部品Ｗが、原点よりＸ方向に＋０．１ｍｍずれていた場合は、撮像ユニットＢで取得した情報に、Ｘ方向に＋０．１ｍｍの補正を加えて姿勢補正ユニットでの補正を行う。
【符号の説明】
【００５９】
１ … 電気部品検査装置
２１ … 照明
２２ … プリズム
２３ … レンズ
２４ … 撮像手段
３ … 制御部
３１ … 検出部
３２ … ２値化変換部
３３ … 輪郭抽出部
３４ … ずれ量算出部
３５ … 信号生成部
Ａ … 供給装置
Ｂ，Ｄ … 撮像ユニット
Ｃ … 姿勢補正ユニット
Ｅ … 処理装置
Ｅ３ … 吸着ステージ台座
Ｅ５ … アーム
Ｅ６ … 上台座
Ｅ７ … Ｙ軸駆動ボールネジ
Ｅ８ … 下台座
Ｅ９ … プーリー
Ｅ１０ … ベルト
Ｐ１〜１２ … 停止ポジション
Ｓ … 吸着ステージ
Ｔ … ターンテーブル
Ｖ … 吸着保持機構
Ｖ１ … 吸着ノズル
Ｗ … 電子部品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、
前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、
前記搬送された電子部品を載置するステージと、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段で検出したズレを戻す方向に前記ステージを移動させることにより、前記電子部品の姿勢を補正する移動手段と、
を備えることを特徴とする位置補正装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、
前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の位置補正装置。
【請求項３】
予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、
前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴とする請求項２に記載の位置補正装置。
【請求項４】
搬送手段が搬送してきた電子部品を収納してパッキングを行う電子部品収納装置において、
ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、
前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、
前記搬送された電子部品を載置するステージと、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段で検出したズレを戻す方向に前記ステージを移動させることにより、前記電子部品の姿勢を補正する移動手段と、
を備えることを特徴とする電子部品収納装置。
【請求項５】
前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、
前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の電子部品収納装置。
【請求項６】
予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、
前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴とする請求項５に記載の電子部品収納装置。
【請求項７】
ターンテーブルに円周等配位置に電子部品を搬送する保持手段を備えると共に、前記ターンテーブルを間欠的に回動させることによる前記保持手段の停止位置に、電子部品に対して各種の工程処理を施す工程処理装置を配置してなる電気部品検査装置において、
ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、
前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段により検出したずれを戻す方向に電子部品を移動する移動手段と、
を備えることを特徴とする電気部品検査装置。
【請求項８】
前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、
前記ターンテーブルの半径方向をＸ軸、接線方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸との交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴とする請求項７に記載の電気部品検査装置。
【請求項９】
予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、
前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴とする請求項８に記載の電気部品検査装置。
【請求項１】
ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、
前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、
前記搬送された電子部品を載置するステージと、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段で検出したズレを戻す方向に前記ステージを移動させることにより、前記電子部品の姿勢を補正する移動手段と、
を備えることを特徴とする位置補正装置。
【請求項２】
前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、
前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の位置補正装置。
【請求項３】
予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、
前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴とする請求項２に記載の位置補正装置。
【請求項４】
搬送手段が搬送してきた電子部品を収納してパッキングを行う電子部品収納装置において、
ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、
前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、
前記搬送された電子部品を載置するステージと、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段で検出したズレを戻す方向に前記ステージを移動させることにより、前記電子部品の姿勢を補正する移動手段と、
を備えることを特徴とする電子部品収納装置。
【請求項５】
前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、
前記Ｘ軸、前記Ｙ軸及び前記交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴とする請求項４に記載の電子部品収納装置。
【請求項６】
予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、
前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴とする請求項５に記載の電子部品収納装置。
【請求項７】
ターンテーブルに円周等配位置に電子部品を搬送する保持手段を備えると共に、前記ターンテーブルを間欠的に回動させることによる前記保持手段の停止位置に、電子部品に対して各種の工程処理を施す工程処理装置を配置してなる電気部品検査装置において、
ターンテーブルの接線方向をＸ軸、半径方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、搬送された電子部品の中点とのずれを検出する第１の検出手段と、
前記ＸＹ軸の交点とターンテーブルの中心とを結ぶθ基準線に対する前記電子部品の角度のずれを検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段及び前記第２の検出手段により検出したずれを戻す方向に電子部品を移動する移動手段と、
を備えることを特徴とする電気部品検査装置。
【請求項８】
前記第１の検出手段及び第２の検出手段は撮像手段を含み、
前記ターンテーブルの半径方向をＸ軸、接線方向をＹ軸とし当該ＸＹ軸との交点と、前記撮像手段のＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸との交点とが、一致するように前記撮像手段が設けられたことを特徴とする請求項７に記載の電気部品検査装置。
【請求項９】
予め前記ターンテーブルの半径方向のＸ軸と接線方向をＹ軸と当該ＸＹ軸との交点に一致するように取り付けられた冶具とを備え、
前記撮像手段で前記冶具の画像を撮像し、前記画像に基づき前記撮像手段におけるＸ軸、Ｙ軸及び当該ＸＹ軸の交点を、冶具のＸ軸とＹ軸とＸＹ軸との交点に合わせるように前記撮像手段を移動させること特徴とする請求項８に記載の電気部品検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１１６５２９（Ｐ２０１２−１１６５２９Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６７９２３（Ｐ２０１０−２６７９２３）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５９１０４８０７０）上野精機株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（５９１０４８０７０）上野精機株式会社 (60)
【Ｆターム（参考）】
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