突き上げピンの位置決め方法およびその方法を用いた電子部品供給装置
【課題】予め突き上げピンに関するデータを持つことなく、突き上げピン先端部の中心位置を、自動的に計測することが可能な突き上げピンの位置決め方法およびそれを用いた電子部品供給装置を提供する。
【解決手段】エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品Ｐを突き上げる突き上げピン４５を、撮像装置２５により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めする。
【解決手段】エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品Ｐを突き上げる突き上げピン４５を、撮像装置２５により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げる突き上げピンの位置決め方法およびその方法を用いた電子部品供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベアチップを基板に実装する電子部品実装装置における部品供給装置においては、ウエハを粘着シートに貼り付けた状態で、レーザカッタ等によりチップ単位に切断し、この状態で、粘着シートを放射方向に拡大してチップ相互を分離させ、しかる状態で、突き上げピンによってベアチップを突き上げて粘着シートより剥離させ、吸着ノズルによって吸着できる供給位置に供給するものがある。この種の突き上げピンによる部品供給装置として、例えば、特許文献１（図１６参照）に記載されたものがある。
【０００３】
この場合、突き上げピン先端部の中心位置が部品や吸着ノズルの中心位置に合っていないと、部品をうまく突き上げることができなかったり、部品を損傷してしまうことがある。このために、突き上げピン先端部の中心位置を把握することが必要となる。特に、エキスパンド台上のダイシングされた部品（ベアチップ）が非常に微小であることが多く、さらには突き上げピンの細径化に伴う先端部の磨耗あるいは曲がりに対して逐次突き上げピン先端部の位置を正確に把握する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、突き上げピンの先端形状は、対象チップの大きさ、形状あるいは強度等に応じて、ユーザサイドで個別に設計および製作されているのが実状であり、しかも、これらがユーザノウハウとなっているため、突き上げピンの規格化はおろか形状の開示すらなされていないのが現状である。このような事情から、電子部品実装装置の装置メーカ側として、突き上げピンのパートデータ（モデル画像）を予め作成することができなく、突き上げピン先端部の中心位置を従来の画像処理技術であるパートパターンマッチング（モデル画像との合致確認法）等によって求めることができなかった。そのために従来においては、目視によって突き上げピン先端部の中心位置を手動にて吸着ノズルの中心に位置合わせしており、機械による自動生産の効率化を妨げる要因になっていた。
【０００６】
本発明は、上記した従来の課題を解決するためになされたもので、予め突き上げピンに関するデータを持つことなく、突き上げピン先端部の中心位置を、自動的に計測することが可能な突き上げピンの位置決め方法およびその方法を用いた電子部品供給装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る突き上げピンの位置決め方法の発明の特徴は、エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げピンで突き上げる部品供給装置における突き上げピンの位置決め方法にして、前記突き上げピンを、撮像装置により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より前記突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めすることである。
【０００８】
請求項２に係る突き上げピンの位置決め方法の発明の特徴は、請求項１において、前記突き上げピンにより突き上げられた前記部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、該吸着ノズルに対して前記突き上げピン先端部の中心位置を位置決めすることである。
【０００９】
請求項３に係る突き上げピンの位置決め方法の発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムの平均値を求めるに当っては、まず、前記各累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの領域幅を決定し、これら領域幅の中から累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求めるようにしたことである。
【００１０】
請求項４に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項２または請求項３において、前記吸着ノズルによって吸着保持された前記部品を、電子部品実装装置に供給することである。
【００１１】
請求項５に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、前記撮像装置は、前記吸着ノズルを備えた部品移載装置側に取付けられていることである。
【００１２】
請求項６に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記突き上げピンは、暗色の支持プレート上に設けられていることである。
【００１３】
請求項７に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記突き上げピンは、点対称もしくは線対称の一点ないしは複数点の頂点を有するものから構成されていることである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、突き上げピンを、撮像装置により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より前記突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めするようにしたので、部品供給装置あるいは電子部品実装装置等の納入時に、メーカが突き上げピンに関するデータを全く持っていなくても、ユーザサイドで任意に選択した突き上げピン先端部の中心位置を自動的にかつ正確に求めることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、突き上げピンにより突き上げられた部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、吸着ノズルに対して突き上げピン先端部の中心位置を位置決めするようにしたので、突き上げピン先端部の中心位置と部品を吸着保持する吸着ノズルの中心位置とを正確に合わせることが可能となり、従来のように、部品をうまく突き上げることができなかったり、部品を損傷してしまう事態を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、各累積ヒストグラムの平均値を求めるに当っては、まず、各累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの領域幅を決定し、これら領域幅の中から累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求めるようにしたので、累積ヒストグラムの両端部分のノイズを除去した状態で、累積ヒストグラムの平均値を再演算することができ、累積ヒストグラムの平均値を正確に求めることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、吸着ノズルによって吸着保持された前記部品を、電子部品実装装置に供給するようにしたので、突き上げピンによって突き上げられて供給位置に供給された部品を電子部品供給装置の吸着ノズルによって電子部品実装装置に供給することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、撮像装置は、吸着ノズルを備えた部品移載装置側に取付けられているので、部品等を撮像する既存の撮像装置を利用して、突き上げピン撮像することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、突き上げピンは、暗色の支持プレート上に設けられているので、撮像された突き上げピンとその周囲の濃淡が明確となり、突き上げピンの上面画像を正確に取得することができる。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、突き上げピンは、点対称もしくは線対称の一点ないしは複数点の頂点を有するものから構成されているので、突き上げピンの撮像データに基づいて、各種構成の突き上げピン先端部の中心位置を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態を示す電子部品実装装置の概略図である。
【図２】図１の一部を拡大した図である。
【図３】エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げる突き上げピンを示す図である。
【図４】突き上げピンを上方より撮像する撮像装置を示す図である。
【図５】撮像装置によって撮像された突き上げピンの上面画像を示す図である。
【図６】突き上げピンの上面画像に基いて作成されたＸ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムを示す図である。
【図７】突き上げピンの上面画像より累積ヒストグラムを作成するための具体的手法を示す図である。
【図８】Ｘ方向の累積ヒストグラムの平均値を求める図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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、電子部品実装装置１０の概要を示すもので、電子部品実装装置１０の基台１１上には、基板ＳをＹ方向に搬送する基板搬送装置１２が設けられている。基板搬送装置１２の上側には、Ｙ方向と直交するＸ方向に延びる固定レール２０によって移動テーブル３０がＸ方向に移動可能に案内支持され、この移動テーブル３０の下面にＹ方向に細長いスライド２１が固定されている。スライド２１のＸ方向移動は、ボールねじを介してサーボモータ２２により制御されるようになっている。スライド２１の一側面には、図２にも示すように、後述する突き上げピンを上面より撮像するＺ方向と平行な光軸Ｏ１を有する撮像装置２５と、部品移載装置２６とを取付けた移動台２４がＹ方向に移動可能に案内支持され、その移動はボールねじを介してサーボモータ３１により制御されるようになっている。
【００２３】
部品移載装置２６は、移動台２４に取付けられた支持ベース２７と、この支持ベース２７にＸ方向およびＹ方向と直角なＺ方向に昇降可能に案内支持されてボールねじを介してサーボモータ３２により昇降が制御される部品実装ヘッド２８と、この部品実装ヘッド２８の下方より突出して設けられて下端にベアチップ等の部品Ｐを吸着保持する円筒状の吸着ノズル２９よりなるものである。この部品実装ヘッド２８および吸着ノズル２９の中心線Ｏ３はＺ方向と平行であり、吸着ノズル２９は部品実装ヘッド２８に対し中心線Ｏ３回りに回転可能に支持され、図略のサーボモータにより回転角度が制御されるようになっている。
【００２４】
なお、形状や大きさの異なる各種の部品Ｐを吸着できるように、部品移載装置２６に複数の吸着ノズル２９をインデックス可能に設けたり、あるいは部品移載装置２６を移動台２４に着脱可能に設けることにより、部品Ｐの変更に伴って、それに対応する吸着ノズルに容易に変更できるようになる。
【００２５】
電子部品実装装置１０の一端側に設けられた電子部品供給装置４０には、ＸＹ方向に移動可能なＸＹテーブル４１が配設され、このＸＹテーブル４１上にダイシングされたウエハの状態で部品Ｐを導入するエキスパンド台４２が設置されている。部品Ｐは、図３に示すように、粘着シート４３に接着されてエキスパンド台４２上に保持されている。エキスパンド台４２の下方には、粘着シート４３に接着された部品Ｐを突き上げる突き上げピン４５が鉛直方向に配設されている。突き上げピン４５は、支持プレート４６上に立設され、支持プレート４６は上下方向に移動可能なリフト部材４７上に保持されている。突き上げピン４５の上部は円錐形状をなし、その先端（上端）は、仕上げ加工により光沢のある平らあるいは円弧形状とされ、突き上げピン４５によって部品Ｐを突き上げる際に、粘着シート４３を破損しないようになっている。なお、支持プレート４６の上面は暗色となっており、突き上げピン４５の上面画像を取得する際に突き上げピン４５と濃淡を明確に区別できるようにしてある。
【００２６】
基板搬送装置１２と電子部品供給装置４０との間の基台１１上には、図１に示すように、Ｚ方向と平行な光軸Ｏ２を有する部品認識用カメラ４８が設けられている。この部品認識用カメラ４８は、認識すべき部品Ｐおよび吸着ノズル２９の下端を下側から照明する光源（図示省略）を有している。吸着ノズル２９に吸着保持された部品Ｐを認識するために、部品Ｐを電子部品供給装置４０から基板Ｓに搬送する途中で、部品移載装置２６を部品認識用カメラ４８上で一旦停止させ、その状態で、部品認識用カメラ４８によって部品Ｐを吸着ノズル２９の下方より撮像することにより、吸着ノズル２９に吸着された部品Ｐの吸着ノズル２９の中心に対する芯ずれおよび中心回りの角度のずれを検出できるようになっている。
【００２７】
なお、部品認識用カメラ４８は、定期的（例えば、機械の停止後あるいは一定時間が経過する毎）に、部品Ｐを吸着保持していない吸着ノズル２９の先端の画像の位置に基づいて部品認識用カメラ４８の光軸Ｏ２と吸着ノズル２９の中心線Ｏ３との位置関係を測定するのにも利用される。
【００２８】
移動台２４に部品移載装置２６と一体的に取付けられた撮像装置２５は、突き上げピン４５の先端部の中心位置を求めるために、突き上げピン４５を上方より撮像するものである。撮像装置２５は、図４に示すように、カメラ５１と、ハーフミラー５２と、ＬＥＤよりなる光源５３と、拡散プレート５４によって構成されている。光源５３は、カメラ５１によって撮像される突き上げピン４５の上面を拡散プレート５４を介して上方から照射し、ハーフミラー５２を介して突き上げピン４５の上面画像をカメラ５１によって撮像できるようになっている。撮像された突き上げピン４５の上面画像は画像認識装置５５に入力され、画像処理される。
【００２９】
上記した構成により、エキスパンド台４２上にダイシングされたウエハの状態で部品Ｐが導入されると、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、基板Ｓに実装すべき部品Ｐが突き上げピン４５の上方に位置決めされる。その状態で、突き上げピン４５が上昇されることにより、粘着シート４３に粘着された部品Ｐが突き上げられて粘着シート４３より剥離され、吸着ノズル２９に吸着される位置まで供給される。突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐは、吸着ノズル２９によって吸着保持され、部品移載装置２６が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されることにより、基板Ｓ上の所定位置に搬送され、基板Ｓに部品Ｐを実装できるようになっている。
【００３０】
なお、撮像装置２５は、部品実装時に、基板Ｓ上に設けられた図略の基準マークの位置を検出する場合にも用いられ、この基準マークの位置に基づいて、スライド２１および移動台２４をＸ方向およびＹ方向に位置補正して、部品実装ヘッド２８の吸着ノズル２９の先端に吸着保持した部品Ｐを、基板Ｓ上の所定の座標位置に実装できるようにしている。
【００３１】
次に、突き上げピン４５先端部の中心位置を求める方法について説明する。突き上げピン４５は、使用につれて摩耗したり、曲がったりするため、所定の頻度で交換される。このような突き上げピン４５の摩耗や、曲がりや、交換等によって、突き上げピン４５先端部の中心位置が変化するため、定期的（例えば、機械の停止後あるいは一定時間が経過する毎）に、突き上げピン４５先端部の中心位置を計測する処理が実施される。
【００３２】
突き上げピン４５先端部の中心位置を求めるに当っては、まず、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、突き上げピン４５の上方より退避される。続いて、撮像装置２５が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されて、突き上げピン４５の上方の位置に位置決めされる。しかる状態で、撮像装置２５によって突き上げピン４５が上方より撮像され、図５および図６に示すような突き上げピン４５の上面画像（先端画像）データＩＤを取得できる。撮像された突き上げピン４５の上面画像データＩＤは画像認識装置５５に入力され、画像処理される。
【００３３】
すなわち、光源５３から照射された光は、拡散プレート５４を介して突き上げピン４５の先端部に照射され、その反射光がハーフミラー５２により反射されてカメラ５１に入射される。これにより、突き上げピン４５の先端Ｐ１が最も明るく、突き上げピン４５の円錐状の径が拡大されるに従って明るさが漸減し、支持プレート４６領域Ｐ２では最も暗くなった上面画像データＩＤを取得できる。取得された上面画像データＩＤより、突き上げピン４５の全体を包含した第１の処理領域Ｚ１（図５の白枠）が決定される。そして、第1の処理領域Ｚ１内の上面画像データＩＤをＸ・Ｙ方向に投影し、図６に示すように、Ｘ方向位置に対する輝度の累積値を表すＸ方向累積ヒストグラムＨＸと、Ｙ方向位置に対する輝度の累積値を表すＹ方向累積ヒストグラムＨＹを作成する。すなわち、直交する2方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成する。
【００３４】
具体的には、Ｘ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成するために、例えば、図７に示すように、縦横５列の合計２５の画素が使用され、突き上げピン４５の上面画像の輝度（０〜２５５）がこれらの画素上に表される。そして、Ｘ方向に対する縦列の輝度の累積値に基づいてＸ方向の累積ヒストグラムＨＸが作成され、同様に、Ｙ方向に対する横列の輝度の累積値に基づいてＹ方向の累積ヒストグラムＨＹが作成される。
【００３５】
そして、作成されたＸ方向累積ヒストグラムＨＸの全体の領域から、図８（Ａ）に示すように、分散あるいは標準偏差などの広がりを表わす指標（σ）と、平均値（期待値）をそれぞれ演算し、この平均値に、指標σに常数ｋを乗じた値（ｋσ）を加減算した領域を第2の処理領域Ｚ２Ｘとして設定する（図８（Ｂ）参照）。しかる後、図８（Ｃ）に示すように、第２の処理領域Ｚ２Ｘ内でのＸ方向累積ヒストグラムＨＸの平均値を再演算し、この再演算した平均値ＨＸＡによって突き上げピン４５先端部のＸ方向の中心位置座標が求められる。
【００３６】
同様にして、Ｙ方向累積ヒストグラムＨＹについても、図示を省略したが、全体の領域から演算された平均値に、指標σに常数ｋを乗じた値（ｋσ）を加減算した領域を第2の処理領域Ｚ２Ｙとして設定し、この第２の処理領域（Ｚ２Ｙ）に基づいて、Ｙ方向累積ヒストグラムＨＹの平均値を再演算し、この再演算した平均値（ＨＹＡ）によって突き上げピン４５先端部のＹ方向の中心位置座標が求められる。このようにして突き上げピン４５先端部の中心位置座標が認識される。
【００３７】
このような２段階による累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値ＨＸＡ、ＨＹＡの演算によって、各累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの両端部分のよごれ等に起因するノイズが除去され、Ｘ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値を高精度に求めることができるようになる。この場合、再演算を2段階に限らず、３段階以上繰り返すことにより、Ｘ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値をより高精度に求めることが可能となる。
【００３８】
このようにして、Ｘ方向およびＹ方向の２つの累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値より、突き上げピン４５先端部の中心位置（中心の座標位置）ＨＸＡ、ＨＹＡが求められ、これによって、機械原点に対する突き上げピン４５先端部の中心位置座標より、突き上げピン４５先端部のＸＹ方向におけるずれ量、換言すれば、誤差量を演算することができる。
【００３９】
次に、上記した実施の形態における突き上げピン４５の位置決め方法を実施する電子部品実装装置１０の動作について説明する。
【００４０】
エキスパンド台４２上に導入されたウエハは、エキスパンド台４２で粘着シート４３を放射方向に拡大することにより、隣合う部品（ベアチップ）Ｐを互いに分離し、部品Ｐを取り出しやすくする。しかる後、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、基板Ｓに実装すべき部品Ｐが突き上げピン４５の上方位置に位置決めされる。次いで、突き上げピン４５が上昇され、粘着シート４３に粘着された部品Ｐを突き上げて粘着シート４３より剥離するとともに、吸着ノズル２９が下降され、突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐが吸着ノズル２９によって吸着保持される。吸着ノズル２９に部品Ｐが吸着保持されると、部品移載装置２６が移動台２４とともにＸＹ方向に移動される。部品移載装置２６は、吸着ノズル２９の中心位置が部品認識用カメラ４８上に一致する位置で、移動が一旦停止され、部品認識用カメラ４８によって、吸着ノズル２９に吸着された部品Ｐの吸着ノズル２９の中心に対する芯ずれおよび中心回りの角度のずれを検出する。次いで、部品移載装置２６が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されて、部品Ｐを基板Ｓ上の所定位置に搬送し、部品Ｐを基板Ｓ上に実装する。この際、部品Ｐは基板Ｓに、吸着ノズル２９に吸着された部品Ｐの吸着ノズル２９の中心に対する芯ずれおよび中心回りの角度のずれ分だけ補正された位置に実装される。
【００４１】
ところで、突き上げピン４５の先端部は、摩耗、曲がりあるいは交換等によって中心位置が変化するため、定期的に突き上げピン４５先端部の中心位置を画像処理によって求める処理が実行される。突き上げピン４５先端部の中心位置を求めるために、まず、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、突き上げピン４５の上方より退避される。その状態で、撮像装置２５が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されて、撮像装置２５が突き上げピン４５の上方に位置決めされる。しかる状態で、突き上げピン４５の上面画像データＩＤが撮像装置２５によって取得され、取得された突き上げピン４５の上面画像データＩＤは画像認識装置５５に入力され、画像処理される。この場合、突き上げピン４５の上面画像データＩＤは、図５および図６に示すように、突き上げピン４５の先端部が最も明るく、突き上げピン４５の円錐状の径が拡大されるに従って明るさが漸減し、突き上げピン４５の径の外側においてはバックプレート４７によって最も暗くなった画像となる。
【００４２】
画像処理装置５５は、取得された上面画像データＩＤより、まず、突き上げピン４５の全体を包含した第1の検査領域Ｚ１を決定し、この第1の検査領域Ｚ１をＸ・Ｙ方向に投影してＸ・Ｙ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成する。かかるＸ方向累積ヒストグラムＨＸは、Ｘ方向位置に対する輝度の累積値に基づいて作成され、同様に、Ｙ方向累積ヒストグラムＨＹは、Ｙ方向位置に対する輝度の累積値に基づいて作成される。
【００４３】
これらのＸ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの領域から、分散あるいは標準偏差などの広がりを表わす指標σと、平均値（期待値）をそれぞれ演算する（図８（Ａ）参照）。かかる平均値に、指標σに常数ｋを乗じた値（ｋσ）を加減算した領域を第2の処理領域Ｚ２Ｘ、Ｚ２Ｙとして設定する（図８（Ｂ）参照）。そして、第２の処理領域Ｚ２Ｘ、Ｚ２Ｙ内でのＸ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値を再演算して（図８（Ｃ）参照）、この値を最終的な平均値ＨＸＡ、ＨＹＡとする。これらＸ方向およびＹ方向の平均値ＨＸＡ、ＨＹＡの座標位置に基づいて突き上げピン４５先端部の中心位置座標が求められる。
【００４４】
このようにして、新たに求められた突き上げピン４５先端部の中心位置座標に基づいて、基準位置に対するずれ量（誤差値）を演算し、このずれ量を補正値として記憶する。これによって、次回突き上げピン４５によって電子部品Ｐを突き上げる際に、ずれ量分だけ部品Ｐに対する突き上げピン４５の相対位置を補正し、部品Ｐの中心位置を突き上げピン４５によって正確に突き上げることができるようにする。
【００４５】
上記した実施の形態によれば、撮像装置２５に撮像した突き上げピン４５の上面画像ＩＤに基づいて、ＸＹ方向位置に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹをそれぞれ作成し、これら累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの分布状態に基づいて累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値より突き上げピン４５先端部の中心位置を求めるようにしたので、電子部品実装装置１０の納入時に、メーカが突き上げピン４５に関するデータを全く持っていなくても、ユーザサイドで任意に選択した突き上げピン４５先端部の中心位置を自動的に、かつ正確に求めることができるようになる。
【００４６】
上記した実施の形態においては、先端が円錐状の１本の突き上げピン４５によって部品Ｐを突き上げるようにしたが、突き上げピン４５は、複数のピンを中心線に対して対照に配置したものでもよく、累積ヒストグラムを用いて平均値を求めることができるものであれば、どのような形状のものであってもよい。
【００４７】
また、上記した実施の形態においては、部品移載装置２６に吸着ノズル２９を設け、突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐを吸着ノズル２９により吸着保持して、直接基板Ｓ位置まで搬送し、実装するようにしたが、突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐを、電子部品供給装置４０側に設けた吸着ノズルにより吸着保持して所定の中間位置に搬送し、中間位置に搬送された部品Ｐを電子部品実装装置側に設けた別の吸着ノズルにより吸着保持して基板Ｓに実装するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、上記した実施の形態においては、突き上げピン４５に対してエキスパンド台４２をＸＹ方向に移動可能に設けた例で述べたが、例えば、エキスパンド台４２をＹ方向に移動できるようにするとともに、突き上げピン４５をＸ方向に移動できるようにすることもできる。要は、エキスパンド台４２上の各部品Ｐを、突き上げピン４５によって突き上げることができるように、エキスパンド台４２と突き上げピン４５とを互いにＸＹ方向に相対移動できる構成であればよい。
【００４９】
なお、本発明の突き上げピン４５の位置決め方法は、電子部品実装装置１０に適用することに限定されるものではなく、突き上げピン４５によって部品Ｐを突き上げて、吸着ノズル２９によって吸着できる供給位置に部品Ｐを供給する広範な電子部品供給装置４０に適用できるものである。
【００５０】
斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る突き上げピンの位置決め方法は、突き上げピン先端部の中心位置を自動的に計測し、吸着ノズルに対して位置決めする電子部品実装装置の部品供給装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５２】
１０…電子部品実装装置、２５…撮像装置、２６…部品移載装置、２８…部品実装ヘッド、２９…吸着ノズル、４０…電子部品供給装置、４２…エキスパンド台、４３…粘着シート、４５…突き上げピン、４６…支持プレート、５１…カメラ、５３…光源、５５…画像処理装置、ＨＸ、ＨＹ…累積ヒストグラム、ＨＸＡ…平均値、Ｐ…部品、Ｓ…基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げる突き上げピンの位置決め方法およびその方法を用いた電子部品供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ベアチップを基板に実装する電子部品実装装置における部品供給装置においては、ウエハを粘着シートに貼り付けた状態で、レーザカッタ等によりチップ単位に切断し、この状態で、粘着シートを放射方向に拡大してチップ相互を分離させ、しかる状態で、突き上げピンによってベアチップを突き上げて粘着シートより剥離させ、吸着ノズルによって吸着できる供給位置に供給するものがある。この種の突き上げピンによる部品供給装置として、例えば、特許文献１（図１６参照）に記載されたものがある。
【０００３】
この場合、突き上げピン先端部の中心位置が部品や吸着ノズルの中心位置に合っていないと、部品をうまく突き上げることができなかったり、部品を損傷してしまうことがある。このために、突き上げピン先端部の中心位置を把握することが必要となる。特に、エキスパンド台上のダイシングされた部品（ベアチップ）が非常に微小であることが多く、さらには突き上げピンの細径化に伴う先端部の磨耗あるいは曲がりに対して逐次突き上げピン先端部の位置を正確に把握する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１９３４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、突き上げピンの先端形状は、対象チップの大きさ、形状あるいは強度等に応じて、ユーザサイドで個別に設計および製作されているのが実状であり、しかも、これらがユーザノウハウとなっているため、突き上げピンの規格化はおろか形状の開示すらなされていないのが現状である。このような事情から、電子部品実装装置の装置メーカ側として、突き上げピンのパートデータ（モデル画像）を予め作成することができなく、突き上げピン先端部の中心位置を従来の画像処理技術であるパートパターンマッチング（モデル画像との合致確認法）等によって求めることができなかった。そのために従来においては、目視によって突き上げピン先端部の中心位置を手動にて吸着ノズルの中心に位置合わせしており、機械による自動生産の効率化を妨げる要因になっていた。
【０００６】
本発明は、上記した従来の課題を解決するためになされたもので、予め突き上げピンに関するデータを持つことなく、突き上げピン先端部の中心位置を、自動的に計測することが可能な突き上げピンの位置決め方法およびその方法を用いた電子部品供給装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る突き上げピンの位置決め方法の発明の特徴は、エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げピンで突き上げる部品供給装置における突き上げピンの位置決め方法にして、前記突き上げピンを、撮像装置により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より前記突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めすることである。
【０００８】
請求項２に係る突き上げピンの位置決め方法の発明の特徴は、請求項１において、前記突き上げピンにより突き上げられた前記部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、該吸着ノズルに対して前記突き上げピン先端部の中心位置を位置決めすることである。
【０００９】
請求項３に係る突き上げピンの位置決め方法の発明の特徴は、請求項１または請求項２において、前記直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムの平均値を求めるに当っては、まず、前記各累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの領域幅を決定し、これら領域幅の中から累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求めるようにしたことである。
【００１０】
請求項４に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項２または請求項３において、前記吸着ノズルによって吸着保持された前記部品を、電子部品実装装置に供給することである。
【００１１】
請求項５に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、前記撮像装置は、前記吸着ノズルを備えた部品移載装置側に取付けられていることである。
【００１２】
請求項６に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記突き上げピンは、暗色の支持プレート上に設けられていることである。
【００１３】
請求項７に係る電子部品供給装置の発明の特徴は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記突き上げピンは、点対称もしくは線対称の一点ないしは複数点の頂点を有するものから構成されていることである。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、突き上げピンを、撮像装置により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より前記突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めするようにしたので、部品供給装置あるいは電子部品実装装置等の納入時に、メーカが突き上げピンに関するデータを全く持っていなくても、ユーザサイドで任意に選択した突き上げピン先端部の中心位置を自動的にかつ正確に求めることができる。
【００１５】
請求項２に係る発明によれば、突き上げピンにより突き上げられた部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、吸着ノズルに対して突き上げピン先端部の中心位置を位置決めするようにしたので、突き上げピン先端部の中心位置と部品を吸着保持する吸着ノズルの中心位置とを正確に合わせることが可能となり、従来のように、部品をうまく突き上げることができなかったり、部品を損傷してしまう事態を確実に防止することができる。
【００１６】
請求項３に係る発明によれば、各累積ヒストグラムの平均値を求めるに当っては、まず、各累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの領域幅を決定し、これら領域幅の中から累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求めるようにしたので、累積ヒストグラムの両端部分のノイズを除去した状態で、累積ヒストグラムの平均値を再演算することができ、累積ヒストグラムの平均値を正確に求めることができる。
【００１７】
請求項４に係る発明によれば、吸着ノズルによって吸着保持された前記部品を、電子部品実装装置に供給するようにしたので、突き上げピンによって突き上げられて供給位置に供給された部品を電子部品供給装置の吸着ノズルによって電子部品実装装置に供給することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明によれば、撮像装置は、吸着ノズルを備えた部品移載装置側に取付けられているので、部品等を撮像する既存の撮像装置を利用して、突き上げピン撮像することができる。
【００１９】
請求項６に係る発明によれば、突き上げピンは、暗色の支持プレート上に設けられているので、撮像された突き上げピンとその周囲の濃淡が明確となり、突き上げピンの上面画像を正確に取得することができる。
【００２０】
請求項７に係る発明によれば、突き上げピンは、点対称もしくは線対称の一点ないしは複数点の頂点を有するものから構成されているので、突き上げピンの撮像データに基づいて、各種構成の突き上げピン先端部の中心位置を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態を示す電子部品実装装置の概略図である。
【図２】図１の一部を拡大した図である。
【図３】エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げる突き上げピンを示す図である。
【図４】突き上げピンを上方より撮像する撮像装置を示す図である。
【図５】撮像装置によって撮像された突き上げピンの上面画像を示す図である。
【図６】突き上げピンの上面画像に基いて作成されたＸ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムを示す図である。
【図７】突き上げピンの上面画像より累積ヒストグラムを作成するための具体的手法を示す図である。
【図８】Ｘ方向の累積ヒストグラムの平均値を求める図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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、電子部品実装装置１０の概要を示すもので、電子部品実装装置１０の基台１１上には、基板ＳをＹ方向に搬送する基板搬送装置１２が設けられている。基板搬送装置１２の上側には、Ｙ方向と直交するＸ方向に延びる固定レール２０によって移動テーブル３０がＸ方向に移動可能に案内支持され、この移動テーブル３０の下面にＹ方向に細長いスライド２１が固定されている。スライド２１のＸ方向移動は、ボールねじを介してサーボモータ２２により制御されるようになっている。スライド２１の一側面には、図２にも示すように、後述する突き上げピンを上面より撮像するＺ方向と平行な光軸Ｏ１を有する撮像装置２５と、部品移載装置２６とを取付けた移動台２４がＹ方向に移動可能に案内支持され、その移動はボールねじを介してサーボモータ３１により制御されるようになっている。
【００２３】
部品移載装置２６は、移動台２４に取付けられた支持ベース２７と、この支持ベース２７にＸ方向およびＹ方向と直角なＺ方向に昇降可能に案内支持されてボールねじを介してサーボモータ３２により昇降が制御される部品実装ヘッド２８と、この部品実装ヘッド２８の下方より突出して設けられて下端にベアチップ等の部品Ｐを吸着保持する円筒状の吸着ノズル２９よりなるものである。この部品実装ヘッド２８および吸着ノズル２９の中心線Ｏ３はＺ方向と平行であり、吸着ノズル２９は部品実装ヘッド２８に対し中心線Ｏ３回りに回転可能に支持され、図略のサーボモータにより回転角度が制御されるようになっている。
【００２４】
なお、形状や大きさの異なる各種の部品Ｐを吸着できるように、部品移載装置２６に複数の吸着ノズル２９をインデックス可能に設けたり、あるいは部品移載装置２６を移動台２４に着脱可能に設けることにより、部品Ｐの変更に伴って、それに対応する吸着ノズルに容易に変更できるようになる。
【００２５】
電子部品実装装置１０の一端側に設けられた電子部品供給装置４０には、ＸＹ方向に移動可能なＸＹテーブル４１が配設され、このＸＹテーブル４１上にダイシングされたウエハの状態で部品Ｐを導入するエキスパンド台４２が設置されている。部品Ｐは、図３に示すように、粘着シート４３に接着されてエキスパンド台４２上に保持されている。エキスパンド台４２の下方には、粘着シート４３に接着された部品Ｐを突き上げる突き上げピン４５が鉛直方向に配設されている。突き上げピン４５は、支持プレート４６上に立設され、支持プレート４６は上下方向に移動可能なリフト部材４７上に保持されている。突き上げピン４５の上部は円錐形状をなし、その先端（上端）は、仕上げ加工により光沢のある平らあるいは円弧形状とされ、突き上げピン４５によって部品Ｐを突き上げる際に、粘着シート４３を破損しないようになっている。なお、支持プレート４６の上面は暗色となっており、突き上げピン４５の上面画像を取得する際に突き上げピン４５と濃淡を明確に区別できるようにしてある。
【００２６】
基板搬送装置１２と電子部品供給装置４０との間の基台１１上には、図１に示すように、Ｚ方向と平行な光軸Ｏ２を有する部品認識用カメラ４８が設けられている。この部品認識用カメラ４８は、認識すべき部品Ｐおよび吸着ノズル２９の下端を下側から照明する光源（図示省略）を有している。吸着ノズル２９に吸着保持された部品Ｐを認識するために、部品Ｐを電子部品供給装置４０から基板Ｓに搬送する途中で、部品移載装置２６を部品認識用カメラ４８上で一旦停止させ、その状態で、部品認識用カメラ４８によって部品Ｐを吸着ノズル２９の下方より撮像することにより、吸着ノズル２９に吸着された部品Ｐの吸着ノズル２９の中心に対する芯ずれおよび中心回りの角度のずれを検出できるようになっている。
【００２７】
なお、部品認識用カメラ４８は、定期的（例えば、機械の停止後あるいは一定時間が経過する毎）に、部品Ｐを吸着保持していない吸着ノズル２９の先端の画像の位置に基づいて部品認識用カメラ４８の光軸Ｏ２と吸着ノズル２９の中心線Ｏ３との位置関係を測定するのにも利用される。
【００２８】
移動台２４に部品移載装置２６と一体的に取付けられた撮像装置２５は、突き上げピン４５の先端部の中心位置を求めるために、突き上げピン４５を上方より撮像するものである。撮像装置２５は、図４に示すように、カメラ５１と、ハーフミラー５２と、ＬＥＤよりなる光源５３と、拡散プレート５４によって構成されている。光源５３は、カメラ５１によって撮像される突き上げピン４５の上面を拡散プレート５４を介して上方から照射し、ハーフミラー５２を介して突き上げピン４５の上面画像をカメラ５１によって撮像できるようになっている。撮像された突き上げピン４５の上面画像は画像認識装置５５に入力され、画像処理される。
【００２９】
上記した構成により、エキスパンド台４２上にダイシングされたウエハの状態で部品Ｐが導入されると、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、基板Ｓに実装すべき部品Ｐが突き上げピン４５の上方に位置決めされる。その状態で、突き上げピン４５が上昇されることにより、粘着シート４３に粘着された部品Ｐが突き上げられて粘着シート４３より剥離され、吸着ノズル２９に吸着される位置まで供給される。突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐは、吸着ノズル２９によって吸着保持され、部品移載装置２６が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されることにより、基板Ｓ上の所定位置に搬送され、基板Ｓに部品Ｐを実装できるようになっている。
【００３０】
なお、撮像装置２５は、部品実装時に、基板Ｓ上に設けられた図略の基準マークの位置を検出する場合にも用いられ、この基準マークの位置に基づいて、スライド２１および移動台２４をＸ方向およびＹ方向に位置補正して、部品実装ヘッド２８の吸着ノズル２９の先端に吸着保持した部品Ｐを、基板Ｓ上の所定の座標位置に実装できるようにしている。
【００３１】
次に、突き上げピン４５先端部の中心位置を求める方法について説明する。突き上げピン４５は、使用につれて摩耗したり、曲がったりするため、所定の頻度で交換される。このような突き上げピン４５の摩耗や、曲がりや、交換等によって、突き上げピン４５先端部の中心位置が変化するため、定期的（例えば、機械の停止後あるいは一定時間が経過する毎）に、突き上げピン４５先端部の中心位置を計測する処理が実施される。
【００３２】
突き上げピン４５先端部の中心位置を求めるに当っては、まず、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、突き上げピン４５の上方より退避される。続いて、撮像装置２５が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されて、突き上げピン４５の上方の位置に位置決めされる。しかる状態で、撮像装置２５によって突き上げピン４５が上方より撮像され、図５および図６に示すような突き上げピン４５の上面画像（先端画像）データＩＤを取得できる。撮像された突き上げピン４５の上面画像データＩＤは画像認識装置５５に入力され、画像処理される。
【００３３】
すなわち、光源５３から照射された光は、拡散プレート５４を介して突き上げピン４５の先端部に照射され、その反射光がハーフミラー５２により反射されてカメラ５１に入射される。これにより、突き上げピン４５の先端Ｐ１が最も明るく、突き上げピン４５の円錐状の径が拡大されるに従って明るさが漸減し、支持プレート４６領域Ｐ２では最も暗くなった上面画像データＩＤを取得できる。取得された上面画像データＩＤより、突き上げピン４５の全体を包含した第１の処理領域Ｚ１（図５の白枠）が決定される。そして、第1の処理領域Ｚ１内の上面画像データＩＤをＸ・Ｙ方向に投影し、図６に示すように、Ｘ方向位置に対する輝度の累積値を表すＸ方向累積ヒストグラムＨＸと、Ｙ方向位置に対する輝度の累積値を表すＹ方向累積ヒストグラムＨＹを作成する。すなわち、直交する2方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成する。
【００３４】
具体的には、Ｘ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成するために、例えば、図７に示すように、縦横５列の合計２５の画素が使用され、突き上げピン４５の上面画像の輝度（０〜２５５）がこれらの画素上に表される。そして、Ｘ方向に対する縦列の輝度の累積値に基づいてＸ方向の累積ヒストグラムＨＸが作成され、同様に、Ｙ方向に対する横列の輝度の累積値に基づいてＹ方向の累積ヒストグラムＨＹが作成される。
【００３５】
そして、作成されたＸ方向累積ヒストグラムＨＸの全体の領域から、図８（Ａ）に示すように、分散あるいは標準偏差などの広がりを表わす指標（σ）と、平均値（期待値）をそれぞれ演算し、この平均値に、指標σに常数ｋを乗じた値（ｋσ）を加減算した領域を第2の処理領域Ｚ２Ｘとして設定する（図８（Ｂ）参照）。しかる後、図８（Ｃ）に示すように、第２の処理領域Ｚ２Ｘ内でのＸ方向累積ヒストグラムＨＸの平均値を再演算し、この再演算した平均値ＨＸＡによって突き上げピン４５先端部のＸ方向の中心位置座標が求められる。
【００３６】
同様にして、Ｙ方向累積ヒストグラムＨＹについても、図示を省略したが、全体の領域から演算された平均値に、指標σに常数ｋを乗じた値（ｋσ）を加減算した領域を第2の処理領域Ｚ２Ｙとして設定し、この第２の処理領域（Ｚ２Ｙ）に基づいて、Ｙ方向累積ヒストグラムＨＹの平均値を再演算し、この再演算した平均値（ＨＹＡ）によって突き上げピン４５先端部のＹ方向の中心位置座標が求められる。このようにして突き上げピン４５先端部の中心位置座標が認識される。
【００３７】
このような２段階による累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値ＨＸＡ、ＨＹＡの演算によって、各累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの両端部分のよごれ等に起因するノイズが除去され、Ｘ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値を高精度に求めることができるようになる。この場合、再演算を2段階に限らず、３段階以上繰り返すことにより、Ｘ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値をより高精度に求めることが可能となる。
【００３８】
このようにして、Ｘ方向およびＹ方向の２つの累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値より、突き上げピン４５先端部の中心位置（中心の座標位置）ＨＸＡ、ＨＹＡが求められ、これによって、機械原点に対する突き上げピン４５先端部の中心位置座標より、突き上げピン４５先端部のＸＹ方向におけるずれ量、換言すれば、誤差量を演算することができる。
【００３９】
次に、上記した実施の形態における突き上げピン４５の位置決め方法を実施する電子部品実装装置１０の動作について説明する。
【００４０】
エキスパンド台４２上に導入されたウエハは、エキスパンド台４２で粘着シート４３を放射方向に拡大することにより、隣合う部品（ベアチップ）Ｐを互いに分離し、部品Ｐを取り出しやすくする。しかる後、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、基板Ｓに実装すべき部品Ｐが突き上げピン４５の上方位置に位置決めされる。次いで、突き上げピン４５が上昇され、粘着シート４３に粘着された部品Ｐを突き上げて粘着シート４３より剥離するとともに、吸着ノズル２９が下降され、突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐが吸着ノズル２９によって吸着保持される。吸着ノズル２９に部品Ｐが吸着保持されると、部品移載装置２６が移動台２４とともにＸＹ方向に移動される。部品移載装置２６は、吸着ノズル２９の中心位置が部品認識用カメラ４８上に一致する位置で、移動が一旦停止され、部品認識用カメラ４８によって、吸着ノズル２９に吸着された部品Ｐの吸着ノズル２９の中心に対する芯ずれおよび中心回りの角度のずれを検出する。次いで、部品移載装置２６が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されて、部品Ｐを基板Ｓ上の所定位置に搬送し、部品Ｐを基板Ｓ上に実装する。この際、部品Ｐは基板Ｓに、吸着ノズル２９に吸着された部品Ｐの吸着ノズル２９の中心に対する芯ずれおよび中心回りの角度のずれ分だけ補正された位置に実装される。
【００４１】
ところで、突き上げピン４５の先端部は、摩耗、曲がりあるいは交換等によって中心位置が変化するため、定期的に突き上げピン４５先端部の中心位置を画像処理によって求める処理が実行される。突き上げピン４５先端部の中心位置を求めるために、まず、エキスパンド台４２がＸＹテーブル４１とともにＸＹ方向に移動されて、突き上げピン４５の上方より退避される。その状態で、撮像装置２５が移動台２４とともにＸＹ方向に移動されて、撮像装置２５が突き上げピン４５の上方に位置決めされる。しかる状態で、突き上げピン４５の上面画像データＩＤが撮像装置２５によって取得され、取得された突き上げピン４５の上面画像データＩＤは画像認識装置５５に入力され、画像処理される。この場合、突き上げピン４５の上面画像データＩＤは、図５および図６に示すように、突き上げピン４５の先端部が最も明るく、突き上げピン４５の円錐状の径が拡大されるに従って明るさが漸減し、突き上げピン４５の径の外側においてはバックプレート４７によって最も暗くなった画像となる。
【００４２】
画像処理装置５５は、取得された上面画像データＩＤより、まず、突き上げピン４５の全体を包含した第1の検査領域Ｚ１を決定し、この第1の検査領域Ｚ１をＸ・Ｙ方向に投影してＸ・Ｙ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹを作成する。かかるＸ方向累積ヒストグラムＨＸは、Ｘ方向位置に対する輝度の累積値に基づいて作成され、同様に、Ｙ方向累積ヒストグラムＨＹは、Ｙ方向位置に対する輝度の累積値に基づいて作成される。
【００４３】
これらのＸ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの領域から、分散あるいは標準偏差などの広がりを表わす指標σと、平均値（期待値）をそれぞれ演算する（図８（Ａ）参照）。かかる平均値に、指標σに常数ｋを乗じた値（ｋσ）を加減算した領域を第2の処理領域Ｚ２Ｘ、Ｚ２Ｙとして設定する（図８（Ｂ）参照）。そして、第２の処理領域Ｚ２Ｘ、Ｚ２Ｙ内でのＸ方向およびＹ方向の累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値を再演算して（図８（Ｃ）参照）、この値を最終的な平均値ＨＸＡ、ＨＹＡとする。これらＸ方向およびＹ方向の平均値ＨＸＡ、ＨＹＡの座標位置に基づいて突き上げピン４５先端部の中心位置座標が求められる。
【００４４】
このようにして、新たに求められた突き上げピン４５先端部の中心位置座標に基づいて、基準位置に対するずれ量（誤差値）を演算し、このずれ量を補正値として記憶する。これによって、次回突き上げピン４５によって電子部品Ｐを突き上げる際に、ずれ量分だけ部品Ｐに対する突き上げピン４５の相対位置を補正し、部品Ｐの中心位置を突き上げピン４５によって正確に突き上げることができるようにする。
【００４５】
上記した実施の形態によれば、撮像装置２５に撮像した突き上げピン４５の上面画像ＩＤに基づいて、ＸＹ方向位置に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹをそれぞれ作成し、これら累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの分布状態に基づいて累積ヒストグラムＨＸ、ＨＹの平均値より突き上げピン４５先端部の中心位置を求めるようにしたので、電子部品実装装置１０の納入時に、メーカが突き上げピン４５に関するデータを全く持っていなくても、ユーザサイドで任意に選択した突き上げピン４５先端部の中心位置を自動的に、かつ正確に求めることができるようになる。
【００４６】
上記した実施の形態においては、先端が円錐状の１本の突き上げピン４５によって部品Ｐを突き上げるようにしたが、突き上げピン４５は、複数のピンを中心線に対して対照に配置したものでもよく、累積ヒストグラムを用いて平均値を求めることができるものであれば、どのような形状のものであってもよい。
【００４７】
また、上記した実施の形態においては、部品移載装置２６に吸着ノズル２９を設け、突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐを吸着ノズル２９により吸着保持して、直接基板Ｓ位置まで搬送し、実装するようにしたが、突き上げピン４５によって突き上げられた部品Ｐを、電子部品供給装置４０側に設けた吸着ノズルにより吸着保持して所定の中間位置に搬送し、中間位置に搬送された部品Ｐを電子部品実装装置側に設けた別の吸着ノズルにより吸着保持して基板Ｓに実装するようにしてもよい。
【００４８】
さらに、上記した実施の形態においては、突き上げピン４５に対してエキスパンド台４２をＸＹ方向に移動可能に設けた例で述べたが、例えば、エキスパンド台４２をＹ方向に移動できるようにするとともに、突き上げピン４５をＸ方向に移動できるようにすることもできる。要は、エキスパンド台４２上の各部品Ｐを、突き上げピン４５によって突き上げることができるように、エキスパンド台４２と突き上げピン４５とを互いにＸＹ方向に相対移動できる構成であればよい。
【００４９】
なお、本発明の突き上げピン４５の位置決め方法は、電子部品実装装置１０に適用することに限定されるものではなく、突き上げピン４５によって部品Ｐを突き上げて、吸着ノズル２９によって吸着できる供給位置に部品Ｐを供給する広範な電子部品供給装置４０に適用できるものである。
【００５０】
斯様に、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々の形態を採り得ることは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係る突き上げピンの位置決め方法は、突き上げピン先端部の中心位置を自動的に計測し、吸着ノズルに対して位置決めする電子部品実装装置の部品供給装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５２】
１０…電子部品実装装置、２５…撮像装置、２６…部品移載装置、２８…部品実装ヘッド、２９…吸着ノズル、４０…電子部品供給装置、４２…エキスパンド台、４３…粘着シート、４５…突き上げピン、４６…支持プレート、５１…カメラ、５３…光源、５５…画像処理装置、ＨＸ、ＨＹ…累積ヒストグラム、ＨＸＡ…平均値、Ｐ…部品、Ｓ…基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げピンで突き上げる部品供給装置における突き上げピンの位置決め方法にして、
前記突き上げピンを、撮像装置により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より前記突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めすることを特徴とする突き上げピンの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１において、前記突き上げピンにより突き上げられた前記部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、該吸着ノズルに対して前記突き上げピン先端部の中心位置を位置決めすることを特徴とする突き上げピンの位置決め方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムの平均値を求めるに当っては、まず、前記各累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの領域幅を決定し、これら領域幅の中から累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求めるようにしたことを特徴とする突き上げピンの位置決め方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記吸着ノズルによって吸着保持された前記部品を、電子部品実装装置に供給することを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、前記撮像装置は、前記吸着ノズルを備えた部品移載装置側に取付けられていることを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記突き上げピンは、暗色の支持プレート上に設けられていることを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記突き上げピンは、点対称もしくは線対称の一点ないしは複数点の頂点を有するものから構成されていることを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項１】
エキスパンド台上のダイシングされたベアチップ等の部品を突き上げピンで突き上げる部品供給装置における突き上げピンの位置決め方法にして、
前記突き上げピンを、撮像装置により上方より撮像し、撮像データに基づいて直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムを作成し、これら累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求め、これら平均値より前記突き上げピン先端部の中心位置を把握して位置決めすることを特徴とする突き上げピンの位置決め方法。
【請求項２】
請求項１において、前記突き上げピンにより突き上げられた前記部品を吸着保持する吸着ノズルを備え、該吸着ノズルに対して前記突き上げピン先端部の中心位置を位置決めすることを特徴とする突き上げピンの位置決め方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記直交する２方向座標に対する輝度の累積値を表す累積ヒストグラムの平均値を求めるに当っては、まず、前記各累積ヒストグラムの分布状態に基づいて各累積ヒストグラムの領域幅を決定し、これら領域幅の中から累積ヒストグラムの平均値をそれぞれ求めるようにしたことを特徴とする突き上げピンの位置決め方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３において、前記吸着ノズルによって吸着保持された前記部品を、電子部品実装装置に供給することを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、前記撮像装置は、前記吸着ノズルを備えた部品移載装置側に取付けられていることを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記突き上げピンは、暗色の支持プレート上に設けられていることを特徴とする電子部品供給装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記突き上げピンは、点対称もしくは線対称の一点ないしは複数点の頂点を有するものから構成されていることを特徴とする電子部品供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１８６８６７（Ｐ２０１０−１８６８６７Ａ）
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３００３４（Ｐ２００９−３００３４）
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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