電子部品実装装置及び電子部品実装方法
【課題】電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しい位置及び角度で基板に実装できる電子部品実装装置または電子部品実装方法を提供する。
【解決手段】電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の撮像結果に基づいて基板に実装する電子部品実装装置または方法において、前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、電子部品の保持状態の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に両者が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、正規の電子部品かを判定する。
【解決手段】電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の撮像結果に基づいて基板に実装する電子部品実装装置または方法において、前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、電子部品の保持状態の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に両者が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、正規の電子部品かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置及び電子部品実装方法に係わり、特に正規の電子部品を正しく基板の実装できる電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置は、例えば保持部材である吸着ノズルで電子部品を吸着（保持）し、その吸着（保持）状態を部品認識カメラで撮像し、電子部品を認識し、電子部品の電極やリードなどを含めた形状（像）が正しいかの検査を行う。電子部品認識は得られた撮像によって吸着ノズルにおける電子部品の位置及び角度を算出して行なう。検査において欠陥のない正規の電子部品と判定し、電子部品認識によって電子部品の得られた位置及び角度で、実装するための位置及び角度を補正し当該電子部品を実装基板上に実装する。
【０００３】
しかし、電子部品認識実行時、電子部品が所定の状態から回転した状態で認識（撮像）される場合がある。テープフィーダやトレイフィーダなどの電子部品供給装置にセットミスなどにより電子部品が回転し、部品ライブラリデータから得られる形状（像）と認識によって得られる電子部品の形状（撮像）が一致しない場合は、正常なのに、電子部品認識にて異常と見做され、正常な正規の電子部品が廃棄されてしまう。
【０００４】
電子部品には、基板に実装されるときに実装される向き、即ち極性を有するものがある。極性の把握には極性判定マークや電子部品の角形状を利用する。特許文献１に記載された従来技術は、この極性判定マークを認識することによって、回転させて向きを補正し電子部品を基板に実装する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８５９９号（特許第４１２２１７０号）公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子部品の角形状による判定が困難で、しかも電子部品に極性判定マークが無い場合がある。その場合、正しく電子部品の回転による影響を判定することができない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しい位置及び角度で基板に実装できる電子部品実装装置または電子部品実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、保持部材で電子部品を電子部品供給装置から保持し、前記保持部材による前記電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の第１の撮像結果に基づいて前記保持部材に対する前記電子部品の位置、角度の少なくとも一方を補正し基板に実装する電子部品実装方法または装置において、前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、前記電子部品の所定の状態を撮像し、前記所定の状態の第２の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に前記基準像と前記部品認識像が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、電子部品が実装すべき正規の電子部品かを判定することを第１の特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記所定の状態は前記保持状態であることを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記所定の状態は裏面が透明なトレイに載置された状態であり、前記電子部品の所定の状態を前記裏面の側から撮像したことを第３の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記電子部品は前記回転認識処理角度の範囲内に、前記形状が同一であり、且つ同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品であることを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記基準像は部品ライブラリデータから得ることを第５の特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記回転認識処理は、想定される前記保持部材の角度ズレよりも大きく、且つ前記回転認識処理角度を整数で割り切れる角度であるΔ回転角度毎に前記一致する角度が存在するかの探索を行うことを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、記電子部品は実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形であって、前記部品認識像の一辺を前記基準像の一辺に合わせ、前記合わせた状態から前記回転認識処理を、Ｍは角数であって（３６０／Ｍ）度毎に実施することを第７の特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記回転認識処理は、回転認識処理を実施するしないを示す回転認識データを有することを第８の特徴とする。
さらに、本発明は、前記回転認識データは前記Ｎの値を有していることを第９の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度の所定の回転角度範囲内に同一形状・同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品において、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しい位置及び角度で基板に実装できる電子部品実装装置または電子部品実装方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態である電子部品実装装置の平面図である。
【図２】図１に示す電子部品実装装置をＡ方向から見た側面図である。
【図３】電子部品実装装置の電子部品実装に係る制御のための制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の対象部品の例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の対象部品でない例を示す図である。
【図６】本実施形態の実施例であるＢＧＡ部品の予め登録されている部品ライブラリデータを示す図である。
【図７】回転認識機能データの入力する画面の例を示す図である。
【図８】回転認識処理を含めた部品認識処理を主体にした処理フローを示す図である。
【図９】本実施形態の実施例のＢＧＡ部品の回転認識処理フローを模式的に示す図である。
【図１０】回転認識処理を含めた部品認識処理の他の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態である電子部品実装装置５０の平面図である。図２は図１に示す電子部品実装装置５０をＡ方向から見た側面図である。電子部品実装装置５０は、本体５０Ｍと、本体５０Ｍに実装または接続される実装ヘッド６やフィーダカート３などの外部ユニットからなる。
【００１６】
図１は２個の実装ヘッド６が各々上側の複数のテープフィーダ３Ｂまたは下側の多段トレイフィーダ１４から電子部品を吸着している図である。実装ヘッド６には電子部品を保持、例えば吸着するための保持部材である吸着ノズル５が円周上に複数本（例えば１２本）取り付けられている。これらの吸着ノズルは、テープフィーダ３Ｂの上方に到達した後、テープフィーダ３Ｂの位置において、さらにＸビーム４Ａに沿って実装ヘッド６を移動させて、各吸着ノズルに目的とする電子部品を吸着する。実装ヘッド６内には、基板認識カメラ８が設置され、吸着後に実装ヘッド６が基板の上方に移動した時にプリント基板Ｐの基準点を認識し、このプリント基板Ｐの基準点を基に電子部品をプリント基板Ｐに実装する位置が決められる。また、電子部品実装装置５０の前後には、操作画面等を表示するモニタ２０が設けられている。なお、３Ａは複数のテープフィーダ３Ｂを載置するフィーダベースである。また、テープフィーダ３Ｂ及び多段トレイフィーダ１４を総称して電子部品供給装置という。
【００１７】
図２に示すように、本体５０Ｍの両側の電子部品供給領域の一方にはフィーダカート３が、他方には多段トレイフィーダ１４が配置されている。フィーダカート３は、フィーダベース３Ａと複数のテープフィーダ３Ｂとから構成され、本体５０Ｍの本体に接続される。各テープフィーダ３Ｂは、一般的に電子部品のうち小型のチップ電子部品が収納された供給テープ６０を有している。供給テープに収納された電子部品が実装ヘッド６の吸着ノズル５によって取り出されると供給テープがフィードされ、次の電子部品が取り出し可能となる。
一方、多段トレイフィーダ１４には、ＣＳＰ（Chip size package）やＢＧＡ（Ball grid array）等のパッケージ電子部品などの比較的大型の電子部品が整列して配置された複数のトレイ１４Ａが昇降可能に配置され、供給テープ同様にトレイ内の電子部品が実装ヘッド６の吸着ノズル５によって順次取り出される。
【００１８】
フィーダカート３及び多段トレイフィーダ１４と基板Ｐとの間には部品認識カメラ１０が設置されている。部品認識カメラ１０の撮像部は図１の紙面下側に配置されており、吸着ノズル５に吸着された電子部品の状態を認識する。認識の結果、実装に不適格な電子部品を廃棄ボックス１２に廃棄する。
このようにして、実装ヘッド６は基板コンベア７を有する搬送装置２によって搬送されてきた基板Ｐに電子部品を実装する。
【００１９】
実装ヘッド６はフィーダカート３または多段トレイフィーダ１４で電子部品を吸着し、搬送されてきた基板Ｐに実装するためには、図１に示すＸＹ平面上を高速に移動する移動機構が必要である。そのために、本体５０Ｍの両側には、Ｙ方向に延びるＹビーム１Ａ、１Ｂと、Ｙビーム１Ａ、１Ｂ上移動しＸ方向に延びるＸビーム４Ａ、４Ｂと形成されている。Ｘビーム４Ａ、４Ｂは、Ｙ方向駆動モータである各Ｙ方向リニアモータ９、９９の駆動により左右一対の紙面上下に延びたガイドに沿って各ビームに固定されたスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。Ｙ方向リニアモータ９、９９は、左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された一対の図示しない固定子と、Ｘビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板の下部に固定されたＹ可動子９ａ、９９ａとから構成される。
【００２０】
また、図１、図３に示すように、Ｘビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にＸ方向駆動モータであるＸ方向リニアモータ２３（２２３）によりガイドに沿って移動する実装ヘッド６が夫々内側に設けられている。また、Ｘ方向リニアモータ２３（２２３）は各Ｘビーム４Ａ、４Ｂに固定された図示しない前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して実装ヘッド６に設けられた可動子１１とを有する。実装ヘッド６が有する吸着ノズルは上下軸モータ２５（２２５）により昇降可能であり、またθ軸モータ２６（２２６）により実装ヘッド１０、１１を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各実装ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。
【００２１】
これ等の構成に基づき、Ｙ可動子９ａ、９９ａおよびＸ可動子１１が制御装置４０（図２参照）の指令に基づき、基板上の任意の位置に実装ヘッド６を移動させ、吸着ノズル５によって電子部品を基板Ｐに実装することができる。
【００２２】
図３は電子部品実装装置１の電子部品実装に係る制御のための制御ブロック図である。電子部品実装装置５０の各要素は制御装置４０内のＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１７が統括制御しており、この制御に係るプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）１９及び各種データを格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１８がバスライン２２ｂを介して接続されている。また、ＣＰＵ１７にはモニタ２０及びモニタに設けられたタッチパネルスイッチ２１がインターフェース２２を介して接続されている。また、Ｙ方向リニアモータ９等が駆動回路２４、インターフェース２２を介してＣＰＵ１７に接続されている。さらに、基板認識カメラ８、部品認識カメラ１０の画像は、画像処理装置２７で処理されインターフェース２２を介してＲＡＭ１８に格納される。
【００２３】
ＲＡＭ１８には、生産する基板Ｐの種類（機種）毎にＮＣデータが格納されているが、このＮＣデータはオペレーションデータ、段取りデータ、実装データ等を有する。例えば、オペレーションデータはＮＣデータ名であるコメント、基板のＸ方向及びＹ方向のサイズ、基板の厚み、先付電子部品の有無、先付電子部品の高さ及び基板仕上げモードを有する。
また、ＲＡＭ１８には、形状データ・認識データ・制御データ・電子部品供給データから構成して各電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータ等も格納されている。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴を述べる前に、本実施形態の対象部品である非回転対称部品を定義する。一般的に、Ｎを２以上の整数とし、ある中心（２次元図形の場合）の周りを（３６０／Ｎ）度回転させると自らと重なる性質を、Ｎ回対称などという。例えば、Ｎ=３の場合、１２０度回転させると自らと重なる３回対称となる。本実施形態においては、形状の前記対称性に加え、図形的な対称性時に電子部品として同一の機能を果たす電子部品をＮ次回転対称部品という。例えばＮ＝３の場合を３次回転対称部品という。逆に、Ｎ次非回転対称部品とは、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に同一形状・同一機能を有する状態が一つしかないものをいい、それ等を総称して非回転対称部品という。
【００２５】
このような非回転対称部品の定義の下において、本実施形態の特徴は、第１に、非回転対称部品を対象部品とし、対象部品の部品ライブラリデータから得られる基準像または電子部品を撮像して得られる部品認識像を回転させたときに、基準像と部品認識像とが一致するかの回転認識処理を行なうことである。第２に、この回転認識処理を実施する回転認識処理角度の範囲内で、基準像と部品認識像とが１回しか一致しないものを正規の電子部品として判定し、基板に電子部品を実装する。
【００２６】
また、基準像と部品認識像とが一致した時の回転角度及び位置を得ることによって正しい位置及び角度で電子部品を基板に実装できる。
【００２７】
このような本実施形態によれば、極性判定マークが無い場合や電子部品の角形状による判定が困難な非回転対称部品であっても、単に形状が一致しても電子部品としての機能を果たせないものを正規の電子部品とし判定することなく、また正規の電子部品であっても電子部品の回転によって非正規電子部品と判定することなく、正しい位置及び角度で基板に電子部品を実装できる。
【００２８】
まず、本発明の実施形態の対象部品及び逆に非対象部品について説明する。
図４は対象部品の例を示す図である。図４（ａ）から図４（ｄ）は対象部品の最も典型的な例で、回転認識処理角度が３６０度の１次非回転対称部品の例である。図４（ａ）は、正（長）方形の形状を有し、３列３行に整列した電極Ｄｇのうち１箇所が抜けている上下左右非対称のＢＧＡ部品である。図４（ｂ）は、正（長）方形の形状を有し、整列されてない電極Ｄｇを有する上下左右非対称のＢＧＡ部品である。図４（ｃ）は、左右のリードＤｒの配置が異なる上下対称なＳＯＰ（Small outline package）電子部品である。図４（ｄ）は、円形の形状にリードＤｒを３つ有する上下左右非対称のリード電子部品である。本例では３つのリードＤｒが１２０度に配置されていない例であるが、円形形状が完全円でない場合でもよい。
【００２９】
図４（ｅ）から図４（ｆ）は、回転認識処理角度が１８０度の２次非回転対称部品の例である。図４（ｅ）は上下又は左右の６リードＤｒの配置が対称なＳＯＰ電子部品で、例えば２つのトランジスタの端子が点対称に配列されている例である。図４（ｆ）は、例えば左右に同一形状の２電極Ｄｇを有する抵抗電子部品である。図４（ｇ）は、回転認識処理角度が１２０度の３次非回転対称部品の例である。図４（ｄ）で説明したリード電子部品のリードＤｒ１２０度毎に配置されている例である。
なお、電極ＤｇやリードＤｒの様に基板Ｐに実装される部分を総称して実装部という。
【００３０】
一方、図５は非回転対称部品でない非対象部品の例を示す図である。図５（ａ）は、正（長）方形の形状を有し、３列３行に整列した電極Ｄｇを有する上下左右対称のＢＧＡ部品である。本ＢＧＡ部品は９０度毎に基準像と部品認識像と形状的には一致する４回対称部品であるが、各電極の役割が異なるために、３回の対称位置においてＢＧＡ部品としての機能を果たせない例である。図５（ｂ）、図５（ｃ）は形状的には２回対称を有する例である。図５（ｂ）は図４（ｅ）に対応する例で、６リードＤｒの役割が異なる例である。図５（ｃ）は図４（ｆ）に対応する例で、例えば左右の電極Ｄｇの役割が異なる電解コンデンサの例である。
【００３１】
以上説明したように、回転認識処理角度の範囲内で機能を果たす角度が１回しかない非回転対称部品において、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しく判定することをできる。
【００３２】
以下の説明では、実施例として図４（ａ）に示す上下左右非対称のＢＧＡ部品を例に説明する。図６は実施例のＢＧＡ部品の予め登録されている部品ライブラリデータを示す図である。図６で示す部品ライブラリデータを図式化したのが図４（ａ）である。図４（ａ）の図式化は部品ライブラリデータを得ることなく、カタログ等から直接得てもよい。部品ライブラリデータは、ＢＧＡ部品の２次元の寸法、電極の寸法、ピッチ及び配列数を有する形状データと、上述した回転認識に関する回転認識機能データとを有する。電極配列に関しては、図４（ａ）に示すように、３行×３列に配置ではなく、右から１列目、上から３列目の電極が抜けていることが特徴である。この抜けが回転認識を可能にしている。
【００３３】
回転認識機能データは、例えば図１に示すモニタ２０に、図６に示す当該ＢＧＡ部品の部品ライブラリデータと共に、図７の示す画面を表示し、作業員が部品ライブラリデータを見ながら必要なデータを選択または入力することによって得られる。本実施例では、回転認識を次数１で行なうことが選択または入力されている。次数とは、Ｎ次非回転対称部品を示すＮである。例えば、回転認識処理角度３６０度の範囲内に電子部品として機能する場合が１つ、即ち１次非回転対称部品であれば、次数１を入力する。本実施例はこのケースに該当する。また、１８０度毎に２つ、即ち、２次非回転対称部品であれば次数は２となり、同様１２０度毎、９０度毎にあれば、次数はそれぞれ３、４となる。そして、基準像と部品認識像と一致のチェックする回転認識処理を次数が１であれば、３６０度１回転に対して行ない、次数が２、３、４であれば、それぞれ１８０度、１２０度、９０度に対して行なう。
勿論、図５に示す電子部品に関しては回転認識不可能が選択される。
【００３４】
次に、回転認識機能データで回転認識するとされた電子部品に対する回転認識処理を含めた部品認識処理の主体にした処理フローを、図８を主体に図９を参照しながら説明する。図９は本実施例のＢＧＡ部品の回転認識処理フローを模式的に示す図である。なお、この部品認識処理は、図３に示す制御装置４０のＣＰＵ１７がＲＯＭ１９に格納されている処理プログラムとＲＡＭ１８に内蔵されている部品ライブラリデータを用いて行なう。図９（ａ）に部品ライブラリデータから得られる部品ライブラリ像を示す。
【００３５】
図８の処理フローに入る前に、吸着ノズル５の電子部品の吸着状態の撮像データを得る画像処理範囲を決定しておく。画像処理範囲は、対象部品であるＢＧＡ部品の大きさと、ＢＧＡ部品を収納する格子形状のトレイ１４ＡおけるＢＧＡ部品のばらつきに基づき想定される吸着ノズル６の吸着時の位置ズレや角度ズレに基づき決定する。例えば、位置ズレは±０．３ｍｍ、角度ズレは±２２．５度などと想定する。
【００３６】
ステップ１：吸着ノズル５によりテープフィーダ３Ｂまたはトレイ１４Ａから電子部品を吸着する。本実施例では電子部品としては、比較的大きなＢＧＡ部品であるからトレイ１４Ａから取り出す。次に、部品認識カメラ１０はその上を通る実装ヘッド６の吸着ノズル５が保持している電子部品を下から撮像する。得られた撮像画像から予め得られた画像処理範囲を切り出し画像処理し部品認識像を得る。そして、部品認識像の画像処理範囲の中心から位置ズレを求める。画像処理範囲の中心位置は吸着ノズルの中心位置と一致するから、前記位置ズレは吸着位置の位置ズレとなる。画像処理による位置ズレの検出は、ＣＰＵの制御の下、画像処理装置２７で行なわれる。勿論ＣＰＵが行なってもよい。図９（ｆ）はその結果得られた電子部品の部品認識像である。
【００３７】
その後、基準像である部品ライブラリ像を所定のΔ回転角度ずつ回転させながら基準像と部品認識像とが一致するかの認識処理を行ない、電子部品の回転ズレ角度を求める回転認識処理を実施する。所定のΔ回転角度とは、想定される角度ズレより大きく且つ認識処理回数が整数となる角度とする。認識処理回数が整数となる角度は、回転認識処理角度を整数で割り切れる角度である。実施例では次数が１であり回転認識処理角度が３６０度であるので、認識処理回数が整数となる角度は３６０度を整数で割り切れる角度となる。次数２であれば回転認識処理角度は１８０度であるので、１８０度を整数で割り切れる角度となる。他の次数も同様である。
【００３８】
ステップ２：認識処理を行なう認識開始角度を図９（ｂ）に示す部品ライブラリ像そのものである０度に初期設定する。初期設定角としては０度以外を認識開始角度としてもよい。例えば、前述のように想定される角度ズレが±２５度ならば−２５度としてもよい。
ステップ３：認識開始角度で回転した基準像と図９（ｆ）の部品認識像とに基づく認識処理をして基準像と部品認識像とが一致する角度を探索する。探索とは、例えば、少しずつ角度を変化させて一致する角度を検出する。
【００３９】
ステップ４：認識処理の結果、一致する角度が存在するかを判定する。存在すればステップ５に行く。存在しなければステップ６に行く。
ステップ５：一致する角度がβであり、認識開始角度α度とすれば、図９（ａ）に示す基準像からθ＝α＋β回転していることになるから、角度ズレはθとなり、ステップ１で求めた位置ズレと共に吸着ノズルの位置・角度を補正し、基板に電子部品を実装する。
【００４０】
以上が回転認識をしない従来の部品認識処理である。
【００４１】
ステップ６：回転認識機能データに基づいて回転認識処理を実施するかを判断する。即ち、回転認識機能データに回転認識「する」が設定されているかを見る。設定されていなければステップ９に行き、設定されていればステップ７に行く。
【００４２】
ステップ７：現在の認識開始角度に所定のΔ回転角度を足し新たな認識開始角度に変更する。本実施例としては所定のΔ回転角度として想定される角度ズレの２倍である４５度とした。多くの電子部品は想定の角度ズレ範囲内あり、Δ回転角度が大きいと１回の認識処理に時間がかかりすぎる。一方、回転ズレが起きるときは±９０度、１８０度ズレが多く、Δ回転角度が小さいと回転ズレが起きた角度に達するのに時間がかかる。これらを考慮してΔ回転角度を４５度とした。
【００４３】
ステップ８：新たな認識開始角度が回転認識処理角度（３６０/Ｎ、Ｎ：次数）を超えているかを判定する。超えていなければステップ３に行き、超えていれば回転認識処理角度の範囲内で一致しない、即ち正規の電子部品でないとしてステップ９に行く。
【００４４】
ステップ９：正規の電子部品でないとして電子部品を廃棄ボックス１２（図１参照）に廃棄する。
【００４５】
ステップ１０：所定の基板枚数の処理をしたら終了する。
【００４６】
上記の説明した実施形態によれば、回転認識処理角度の範囲内に電子部品として機能する場合が一つ存在する非回転対称部品において、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しく基板に実装できる。
【００４７】
また、以上説明した本実施形態によれば、非対称部品の場合、極性判定マークが無い場合や電子部品角の形状による判定が困難場合においても、電子部品の回転を正しく判定することができる。
また、電子部品を吸着前に電子部品の極性を把握する処理が不要となるため、装置の生産性を低下させずに電子部品の回転方向を正しい位置にて実装することができる。
また、方向違いにて認識異常で廃棄していた電子部品も正常に認識することで電子部品のロスを低減できる。
【００４８】
回転認識処理方法には他の方法も考えられ上記で説明した方法に限らない。例えば、他の方法として、電子部品は実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形であって、前記部品認識像の一辺を前記基準像の一辺に合わせ、前記合わせた状態から前記回転認識処理を、角数を示すＭに対して（３６０／Ｍ）度毎に実施する。本他の方法の一例を図４（ａ）に示すＢＧＡ部品を例に説明する。図１０に示すように、図８に示すステップ１で得られた図９（ｆ）に示す部品認識像が図１０（ａ）に示すようにγだけ回転していた場合、図１０（ｂ）に示すようにγだけ回転を戻し図１０（ｃ）に示す基準像と実装部を除いた外形は同じ形状にし、その後図１０（ｃ）に示す基準像を９０度ずつ回転させて比較し、一致する角度が存在するかを判定して角度ズレを求めて、図８で示すステップ１で求めた位置ズレと共に吸着ノズルの位置・角度を補正し、基板に電子部品を実装してもよい。この場合の角度ズレθは、９０度単位の認識開始角度をα度とすれば、α＋γとなる。
本方法は、実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形の他、所定の間隔で端子や固定部を有する円、楕円形などにも有効である。
【００４９】
また、以上説明した実施形態では、基準像を回転させたが部品認識像を回転させてもよい。
【００５０】
さらに、以上説明した実施形態では、２次以上の非回転対称部品を考慮したが、特定の次数のみ、特に１次のみの非回転対称部品を対象にすれば、極性に関するデータを定義する必要がなくなる。
【００５１】
またさらに、例えば、トレイの底を収納した電子部品を下から撮像できるように透明な素材で作成し、吸着する前に撮像し上記で説明した方法で予め角度回転ズレを求めてもよい。特に、現在処理中のトレイではなく、次に処理するトレイに対して行なうことより処理時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００５３】
２：搬送装置 ３：フィーダカート
３Ｂ：テープフィーダ ５：吸着ノズル
６：実装ヘッド ８：基板認識カメラ
１０：部品認識カメラ １２：廃棄ボックス
１４：多段トレイフィーダ １４Ａ：トレイ
１７：ＣＰＵ １８：ＲＡＭ
１９：ＲＯＭ ２０：モニタ
２７：画像処理装置 ４０：制御装置
５０：電子部品実装装置 Ｐ：基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品実装装置及び電子部品実装方法に係わり、特に正規の電子部品を正しく基板の実装できる電子部品実装装置及び電子部品実装方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子部品実装装置は、例えば保持部材である吸着ノズルで電子部品を吸着（保持）し、その吸着（保持）状態を部品認識カメラで撮像し、電子部品を認識し、電子部品の電極やリードなどを含めた形状（像）が正しいかの検査を行う。電子部品認識は得られた撮像によって吸着ノズルにおける電子部品の位置及び角度を算出して行なう。検査において欠陥のない正規の電子部品と判定し、電子部品認識によって電子部品の得られた位置及び角度で、実装するための位置及び角度を補正し当該電子部品を実装基板上に実装する。
【０００３】
しかし、電子部品認識実行時、電子部品が所定の状態から回転した状態で認識（撮像）される場合がある。テープフィーダやトレイフィーダなどの電子部品供給装置にセットミスなどにより電子部品が回転し、部品ライブラリデータから得られる形状（像）と認識によって得られる電子部品の形状（撮像）が一致しない場合は、正常なのに、電子部品認識にて異常と見做され、正常な正規の電子部品が廃棄されてしまう。
【０００４】
電子部品には、基板に実装されるときに実装される向き、即ち極性を有するものがある。極性の把握には極性判定マークや電子部品の角形状を利用する。特許文献１に記載された従来技術は、この極性判定マークを認識することによって、回転させて向きを補正し電子部品を基板に実装する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８５９９号（特許第４１２２１７０号）公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子部品の角形状による判定が困難で、しかも電子部品に極性判定マークが無い場合がある。その場合、正しく電子部品の回転による影響を判定することができない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しい位置及び角度で基板に実装できる電子部品実装装置または電子部品実装方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の目的を達成するために、少なくとも下記の特徴を有する。
本発明は、保持部材で電子部品を電子部品供給装置から保持し、前記保持部材による前記電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の第１の撮像結果に基づいて前記保持部材に対する前記電子部品の位置、角度の少なくとも一方を補正し基板に実装する電子部品実装方法または装置において、前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、前記電子部品の所定の状態を撮像し、前記所定の状態の第２の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に前記基準像と前記部品認識像が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、電子部品が実装すべき正規の電子部品かを判定することを第１の特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前記所定の状態は前記保持状態であることを第２の特徴とする。
さらに、本発明は、前記所定の状態は裏面が透明なトレイに載置された状態であり、前記電子部品の所定の状態を前記裏面の側から撮像したことを第３の特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記電子部品は前記回転認識処理角度の範囲内に、前記形状が同一であり、且つ同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品であることを第４の特徴とする。
さらに、本発明は、前記基準像は部品ライブラリデータから得ることを第５の特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、前記回転認識処理は、想定される前記保持部材の角度ズレよりも大きく、且つ前記回転認識処理角度を整数で割り切れる角度であるΔ回転角度毎に前記一致する角度が存在するかの探索を行うことを第６の特徴とする。
さらに、本発明は、記電子部品は実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形であって、前記部品認識像の一辺を前記基準像の一辺に合わせ、前記合わせた状態から前記回転認識処理を、Ｍは角数であって（３６０／Ｍ）度毎に実施することを第７の特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記回転認識処理は、回転認識処理を実施するしないを示す回転認識データを有することを第８の特徴とする。
さらに、本発明は、前記回転認識データは前記Ｎの値を有していることを第９の特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度の所定の回転角度範囲内に同一形状・同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品において、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しい位置及び角度で基板に実装できる電子部品実装装置または電子部品実装方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態である電子部品実装装置の平面図である。
【図２】図１に示す電子部品実装装置をＡ方向から見た側面図である。
【図３】電子部品実装装置の電子部品実装に係る制御のための制御ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の対象部品の例を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の対象部品でない例を示す図である。
【図６】本実施形態の実施例であるＢＧＡ部品の予め登録されている部品ライブラリデータを示す図である。
【図７】回転認識機能データの入力する画面の例を示す図である。
【図８】回転認識処理を含めた部品認識処理を主体にした処理フローを示す図である。
【図９】本実施形態の実施例のＢＧＡ部品の回転認識処理フローを模式的に示す図である。
【図１０】回転認識処理を含めた部品認識処理の他の処理フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の実施形態である電子部品実装装置５０の平面図である。図２は図１に示す電子部品実装装置５０をＡ方向から見た側面図である。電子部品実装装置５０は、本体５０Ｍと、本体５０Ｍに実装または接続される実装ヘッド６やフィーダカート３などの外部ユニットからなる。
【００１６】
図１は２個の実装ヘッド６が各々上側の複数のテープフィーダ３Ｂまたは下側の多段トレイフィーダ１４から電子部品を吸着している図である。実装ヘッド６には電子部品を保持、例えば吸着するための保持部材である吸着ノズル５が円周上に複数本（例えば１２本）取り付けられている。これらの吸着ノズルは、テープフィーダ３Ｂの上方に到達した後、テープフィーダ３Ｂの位置において、さらにＸビーム４Ａに沿って実装ヘッド６を移動させて、各吸着ノズルに目的とする電子部品を吸着する。実装ヘッド６内には、基板認識カメラ８が設置され、吸着後に実装ヘッド６が基板の上方に移動した時にプリント基板Ｐの基準点を認識し、このプリント基板Ｐの基準点を基に電子部品をプリント基板Ｐに実装する位置が決められる。また、電子部品実装装置５０の前後には、操作画面等を表示するモニタ２０が設けられている。なお、３Ａは複数のテープフィーダ３Ｂを載置するフィーダベースである。また、テープフィーダ３Ｂ及び多段トレイフィーダ１４を総称して電子部品供給装置という。
【００１７】
図２に示すように、本体５０Ｍの両側の電子部品供給領域の一方にはフィーダカート３が、他方には多段トレイフィーダ１４が配置されている。フィーダカート３は、フィーダベース３Ａと複数のテープフィーダ３Ｂとから構成され、本体５０Ｍの本体に接続される。各テープフィーダ３Ｂは、一般的に電子部品のうち小型のチップ電子部品が収納された供給テープ６０を有している。供給テープに収納された電子部品が実装ヘッド６の吸着ノズル５によって取り出されると供給テープがフィードされ、次の電子部品が取り出し可能となる。
一方、多段トレイフィーダ１４には、ＣＳＰ（Chip size package）やＢＧＡ（Ball grid array）等のパッケージ電子部品などの比較的大型の電子部品が整列して配置された複数のトレイ１４Ａが昇降可能に配置され、供給テープ同様にトレイ内の電子部品が実装ヘッド６の吸着ノズル５によって順次取り出される。
【００１８】
フィーダカート３及び多段トレイフィーダ１４と基板Ｐとの間には部品認識カメラ１０が設置されている。部品認識カメラ１０の撮像部は図１の紙面下側に配置されており、吸着ノズル５に吸着された電子部品の状態を認識する。認識の結果、実装に不適格な電子部品を廃棄ボックス１２に廃棄する。
このようにして、実装ヘッド６は基板コンベア７を有する搬送装置２によって搬送されてきた基板Ｐに電子部品を実装する。
【００１９】
実装ヘッド６はフィーダカート３または多段トレイフィーダ１４で電子部品を吸着し、搬送されてきた基板Ｐに実装するためには、図１に示すＸＹ平面上を高速に移動する移動機構が必要である。そのために、本体５０Ｍの両側には、Ｙ方向に延びるＹビーム１Ａ、１Ｂと、Ｙビーム１Ａ、１Ｂ上移動しＸ方向に延びるＸビーム４Ａ、４Ｂと形成されている。Ｘビーム４Ａ、４Ｂは、Ｙ方向駆動モータである各Ｙ方向リニアモータ９、９９の駆動により左右一対の紙面上下に延びたガイドに沿って各ビームに固定されたスライダが摺動して個別にＹ方向に移動する。Ｙ方向リニアモータ９、９９は、左右一対の基体１Ａ、１Ｂに沿って固定された一対の図示しない固定子と、Ｘビーム４Ａ、４Ｂの両端部に設けられた取付板の下部に固定されたＹ可動子９ａ、９９ａとから構成される。
【００２０】
また、図１、図３に示すように、Ｘビーム４Ａ、４Ｂにはその長手方向（Ｘ方向）にＸ方向駆動モータであるＸ方向リニアモータ２３（２２３）によりガイドに沿って移動する実装ヘッド６が夫々内側に設けられている。また、Ｘ方向リニアモータ２３（２２３）は各Ｘビーム４Ａ、４Ｂに固定された図示しない前後一対の固定子と、各固定子の間に位置して実装ヘッド６に設けられた可動子１１とを有する。実装ヘッド６が有する吸着ノズルは上下軸モータ２５（２２５）により昇降可能であり、またθ軸モータ２６（２２６）により実装ヘッド１０、１１を鉛直軸周りに回転させることにより、結果として各実装ヘッド６の各吸着ノズル５はＸ方向及びＹ方向に移動可能であり、垂直線回りに回転可能で、且つ上下動可能となっている。
【００２１】
これ等の構成に基づき、Ｙ可動子９ａ、９９ａおよびＸ可動子１１が制御装置４０（図２参照）の指令に基づき、基板上の任意の位置に実装ヘッド６を移動させ、吸着ノズル５によって電子部品を基板Ｐに実装することができる。
【００２２】
図３は電子部品実装装置１の電子部品実装に係る制御のための制御ブロック図である。電子部品実装装置５０の各要素は制御装置４０内のＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１７が統括制御しており、この制御に係るプログラムを格納するＲＯＭ（リ−ド・オンリー・メモリ）１９及び各種データを格納するＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１８がバスライン２２ｂを介して接続されている。また、ＣＰＵ１７にはモニタ２０及びモニタに設けられたタッチパネルスイッチ２１がインターフェース２２を介して接続されている。また、Ｙ方向リニアモータ９等が駆動回路２４、インターフェース２２を介してＣＰＵ１７に接続されている。さらに、基板認識カメラ８、部品認識カメラ１０の画像は、画像処理装置２７で処理されインターフェース２２を介してＲＡＭ１８に格納される。
【００２３】
ＲＡＭ１８には、生産する基板Ｐの種類（機種）毎にＮＣデータが格納されているが、このＮＣデータはオペレーションデータ、段取りデータ、実装データ等を有する。例えば、オペレーションデータはＮＣデータ名であるコメント、基板のＸ方向及びＹ方向のサイズ、基板の厚み、先付電子部品の有無、先付電子部品の高さ及び基板仕上げモードを有する。
また、ＲＡＭ１８には、形状データ・認識データ・制御データ・電子部品供給データから構成して各電子部品の特徴を表す部品ライブラリデータ等も格納されている。
【００２４】
次に、本実施形態の特徴を述べる前に、本実施形態の対象部品である非回転対称部品を定義する。一般的に、Ｎを２以上の整数とし、ある中心（２次元図形の場合）の周りを（３６０／Ｎ）度回転させると自らと重なる性質を、Ｎ回対称などという。例えば、Ｎ=３の場合、１２０度回転させると自らと重なる３回対称となる。本実施形態においては、形状の前記対称性に加え、図形的な対称性時に電子部品として同一の機能を果たす電子部品をＮ次回転対称部品という。例えばＮ＝３の場合を３次回転対称部品という。逆に、Ｎ次非回転対称部品とは、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に同一形状・同一機能を有する状態が一つしかないものをいい、それ等を総称して非回転対称部品という。
【００２５】
このような非回転対称部品の定義の下において、本実施形態の特徴は、第１に、非回転対称部品を対象部品とし、対象部品の部品ライブラリデータから得られる基準像または電子部品を撮像して得られる部品認識像を回転させたときに、基準像と部品認識像とが一致するかの回転認識処理を行なうことである。第２に、この回転認識処理を実施する回転認識処理角度の範囲内で、基準像と部品認識像とが１回しか一致しないものを正規の電子部品として判定し、基板に電子部品を実装する。
【００２６】
また、基準像と部品認識像とが一致した時の回転角度及び位置を得ることによって正しい位置及び角度で電子部品を基板に実装できる。
【００２７】
このような本実施形態によれば、極性判定マークが無い場合や電子部品の角形状による判定が困難な非回転対称部品であっても、単に形状が一致しても電子部品としての機能を果たせないものを正規の電子部品とし判定することなく、また正規の電子部品であっても電子部品の回転によって非正規電子部品と判定することなく、正しい位置及び角度で基板に電子部品を実装できる。
【００２８】
まず、本発明の実施形態の対象部品及び逆に非対象部品について説明する。
図４は対象部品の例を示す図である。図４（ａ）から図４（ｄ）は対象部品の最も典型的な例で、回転認識処理角度が３６０度の１次非回転対称部品の例である。図４（ａ）は、正（長）方形の形状を有し、３列３行に整列した電極Ｄｇのうち１箇所が抜けている上下左右非対称のＢＧＡ部品である。図４（ｂ）は、正（長）方形の形状を有し、整列されてない電極Ｄｇを有する上下左右非対称のＢＧＡ部品である。図４（ｃ）は、左右のリードＤｒの配置が異なる上下対称なＳＯＰ（Small outline package）電子部品である。図４（ｄ）は、円形の形状にリードＤｒを３つ有する上下左右非対称のリード電子部品である。本例では３つのリードＤｒが１２０度に配置されていない例であるが、円形形状が完全円でない場合でもよい。
【００２９】
図４（ｅ）から図４（ｆ）は、回転認識処理角度が１８０度の２次非回転対称部品の例である。図４（ｅ）は上下又は左右の６リードＤｒの配置が対称なＳＯＰ電子部品で、例えば２つのトランジスタの端子が点対称に配列されている例である。図４（ｆ）は、例えば左右に同一形状の２電極Ｄｇを有する抵抗電子部品である。図４（ｇ）は、回転認識処理角度が１２０度の３次非回転対称部品の例である。図４（ｄ）で説明したリード電子部品のリードＤｒ１２０度毎に配置されている例である。
なお、電極ＤｇやリードＤｒの様に基板Ｐに実装される部分を総称して実装部という。
【００３０】
一方、図５は非回転対称部品でない非対象部品の例を示す図である。図５（ａ）は、正（長）方形の形状を有し、３列３行に整列した電極Ｄｇを有する上下左右対称のＢＧＡ部品である。本ＢＧＡ部品は９０度毎に基準像と部品認識像と形状的には一致する４回対称部品であるが、各電極の役割が異なるために、３回の対称位置においてＢＧＡ部品としての機能を果たせない例である。図５（ｂ）、図５（ｃ）は形状的には２回対称を有する例である。図５（ｂ）は図４（ｅ）に対応する例で、６リードＤｒの役割が異なる例である。図５（ｃ）は図４（ｆ）に対応する例で、例えば左右の電極Ｄｇの役割が異なる電解コンデンサの例である。
【００３１】
以上説明したように、回転認識処理角度の範囲内で機能を果たす角度が１回しかない非回転対称部品において、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しく判定することをできる。
【００３２】
以下の説明では、実施例として図４（ａ）に示す上下左右非対称のＢＧＡ部品を例に説明する。図６は実施例のＢＧＡ部品の予め登録されている部品ライブラリデータを示す図である。図６で示す部品ライブラリデータを図式化したのが図４（ａ）である。図４（ａ）の図式化は部品ライブラリデータを得ることなく、カタログ等から直接得てもよい。部品ライブラリデータは、ＢＧＡ部品の２次元の寸法、電極の寸法、ピッチ及び配列数を有する形状データと、上述した回転認識に関する回転認識機能データとを有する。電極配列に関しては、図４（ａ）に示すように、３行×３列に配置ではなく、右から１列目、上から３列目の電極が抜けていることが特徴である。この抜けが回転認識を可能にしている。
【００３３】
回転認識機能データは、例えば図１に示すモニタ２０に、図６に示す当該ＢＧＡ部品の部品ライブラリデータと共に、図７の示す画面を表示し、作業員が部品ライブラリデータを見ながら必要なデータを選択または入力することによって得られる。本実施例では、回転認識を次数１で行なうことが選択または入力されている。次数とは、Ｎ次非回転対称部品を示すＮである。例えば、回転認識処理角度３６０度の範囲内に電子部品として機能する場合が１つ、即ち１次非回転対称部品であれば、次数１を入力する。本実施例はこのケースに該当する。また、１８０度毎に２つ、即ち、２次非回転対称部品であれば次数は２となり、同様１２０度毎、９０度毎にあれば、次数はそれぞれ３、４となる。そして、基準像と部品認識像と一致のチェックする回転認識処理を次数が１であれば、３６０度１回転に対して行ない、次数が２、３、４であれば、それぞれ１８０度、１２０度、９０度に対して行なう。
勿論、図５に示す電子部品に関しては回転認識不可能が選択される。
【００３４】
次に、回転認識機能データで回転認識するとされた電子部品に対する回転認識処理を含めた部品認識処理の主体にした処理フローを、図８を主体に図９を参照しながら説明する。図９は本実施例のＢＧＡ部品の回転認識処理フローを模式的に示す図である。なお、この部品認識処理は、図３に示す制御装置４０のＣＰＵ１７がＲＯＭ１９に格納されている処理プログラムとＲＡＭ１８に内蔵されている部品ライブラリデータを用いて行なう。図９（ａ）に部品ライブラリデータから得られる部品ライブラリ像を示す。
【００３５】
図８の処理フローに入る前に、吸着ノズル５の電子部品の吸着状態の撮像データを得る画像処理範囲を決定しておく。画像処理範囲は、対象部品であるＢＧＡ部品の大きさと、ＢＧＡ部品を収納する格子形状のトレイ１４ＡおけるＢＧＡ部品のばらつきに基づき想定される吸着ノズル６の吸着時の位置ズレや角度ズレに基づき決定する。例えば、位置ズレは±０．３ｍｍ、角度ズレは±２２．５度などと想定する。
【００３６】
ステップ１：吸着ノズル５によりテープフィーダ３Ｂまたはトレイ１４Ａから電子部品を吸着する。本実施例では電子部品としては、比較的大きなＢＧＡ部品であるからトレイ１４Ａから取り出す。次に、部品認識カメラ１０はその上を通る実装ヘッド６の吸着ノズル５が保持している電子部品を下から撮像する。得られた撮像画像から予め得られた画像処理範囲を切り出し画像処理し部品認識像を得る。そして、部品認識像の画像処理範囲の中心から位置ズレを求める。画像処理範囲の中心位置は吸着ノズルの中心位置と一致するから、前記位置ズレは吸着位置の位置ズレとなる。画像処理による位置ズレの検出は、ＣＰＵの制御の下、画像処理装置２７で行なわれる。勿論ＣＰＵが行なってもよい。図９（ｆ）はその結果得られた電子部品の部品認識像である。
【００３７】
その後、基準像である部品ライブラリ像を所定のΔ回転角度ずつ回転させながら基準像と部品認識像とが一致するかの認識処理を行ない、電子部品の回転ズレ角度を求める回転認識処理を実施する。所定のΔ回転角度とは、想定される角度ズレより大きく且つ認識処理回数が整数となる角度とする。認識処理回数が整数となる角度は、回転認識処理角度を整数で割り切れる角度である。実施例では次数が１であり回転認識処理角度が３６０度であるので、認識処理回数が整数となる角度は３６０度を整数で割り切れる角度となる。次数２であれば回転認識処理角度は１８０度であるので、１８０度を整数で割り切れる角度となる。他の次数も同様である。
【００３８】
ステップ２：認識処理を行なう認識開始角度を図９（ｂ）に示す部品ライブラリ像そのものである０度に初期設定する。初期設定角としては０度以外を認識開始角度としてもよい。例えば、前述のように想定される角度ズレが±２５度ならば−２５度としてもよい。
ステップ３：認識開始角度で回転した基準像と図９（ｆ）の部品認識像とに基づく認識処理をして基準像と部品認識像とが一致する角度を探索する。探索とは、例えば、少しずつ角度を変化させて一致する角度を検出する。
【００３９】
ステップ４：認識処理の結果、一致する角度が存在するかを判定する。存在すればステップ５に行く。存在しなければステップ６に行く。
ステップ５：一致する角度がβであり、認識開始角度α度とすれば、図９（ａ）に示す基準像からθ＝α＋β回転していることになるから、角度ズレはθとなり、ステップ１で求めた位置ズレと共に吸着ノズルの位置・角度を補正し、基板に電子部品を実装する。
【００４０】
以上が回転認識をしない従来の部品認識処理である。
【００４１】
ステップ６：回転認識機能データに基づいて回転認識処理を実施するかを判断する。即ち、回転認識機能データに回転認識「する」が設定されているかを見る。設定されていなければステップ９に行き、設定されていればステップ７に行く。
【００４２】
ステップ７：現在の認識開始角度に所定のΔ回転角度を足し新たな認識開始角度に変更する。本実施例としては所定のΔ回転角度として想定される角度ズレの２倍である４５度とした。多くの電子部品は想定の角度ズレ範囲内あり、Δ回転角度が大きいと１回の認識処理に時間がかかりすぎる。一方、回転ズレが起きるときは±９０度、１８０度ズレが多く、Δ回転角度が小さいと回転ズレが起きた角度に達するのに時間がかかる。これらを考慮してΔ回転角度を４５度とした。
【００４３】
ステップ８：新たな認識開始角度が回転認識処理角度（３６０/Ｎ、Ｎ：次数）を超えているかを判定する。超えていなければステップ３に行き、超えていれば回転認識処理角度の範囲内で一致しない、即ち正規の電子部品でないとしてステップ９に行く。
【００４４】
ステップ９：正規の電子部品でないとして電子部品を廃棄ボックス１２（図１参照）に廃棄する。
【００４５】
ステップ１０：所定の基板枚数の処理をしたら終了する。
【００４６】
上記の説明した実施形態によれば、回転認識処理角度の範囲内に電子部品として機能する場合が一つ存在する非回転対称部品において、電子部品の角形状による判定が困難で、極性判定マークが無い場合であっても、正規の電子部品を正しく基板に実装できる。
【００４７】
また、以上説明した本実施形態によれば、非対称部品の場合、極性判定マークが無い場合や電子部品角の形状による判定が困難場合においても、電子部品の回転を正しく判定することができる。
また、電子部品を吸着前に電子部品の極性を把握する処理が不要となるため、装置の生産性を低下させずに電子部品の回転方向を正しい位置にて実装することができる。
また、方向違いにて認識異常で廃棄していた電子部品も正常に認識することで電子部品のロスを低減できる。
【００４８】
回転認識処理方法には他の方法も考えられ上記で説明した方法に限らない。例えば、他の方法として、電子部品は実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形であって、前記部品認識像の一辺を前記基準像の一辺に合わせ、前記合わせた状態から前記回転認識処理を、角数を示すＭに対して（３６０／Ｍ）度毎に実施する。本他の方法の一例を図４（ａ）に示すＢＧＡ部品を例に説明する。図１０に示すように、図８に示すステップ１で得られた図９（ｆ）に示す部品認識像が図１０（ａ）に示すようにγだけ回転していた場合、図１０（ｂ）に示すようにγだけ回転を戻し図１０（ｃ）に示す基準像と実装部を除いた外形は同じ形状にし、その後図１０（ｃ）に示す基準像を９０度ずつ回転させて比較し、一致する角度が存在するかを判定して角度ズレを求めて、図８で示すステップ１で求めた位置ズレと共に吸着ノズルの位置・角度を補正し、基板に電子部品を実装してもよい。この場合の角度ズレθは、９０度単位の認識開始角度をα度とすれば、α＋γとなる。
本方法は、実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形の他、所定の間隔で端子や固定部を有する円、楕円形などにも有効である。
【００４９】
また、以上説明した実施形態では、基準像を回転させたが部品認識像を回転させてもよい。
【００５０】
さらに、以上説明した実施形態では、２次以上の非回転対称部品を考慮したが、特定の次数のみ、特に１次のみの非回転対称部品を対象にすれば、極性に関するデータを定義する必要がなくなる。
【００５１】
またさらに、例えば、トレイの底を収納した電子部品を下から撮像できるように透明な素材で作成し、吸着する前に撮像し上記で説明した方法で予め角度回転ズレを求めてもよい。特に、現在処理中のトレイではなく、次に処理するトレイに対して行なうことより処理時間の短縮を図ることができる。
【００５２】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【００５３】
２：搬送装置 ３：フィーダカート
３Ｂ：テープフィーダ ５：吸着ノズル
６：実装ヘッド ８：基板認識カメラ
１０：部品認識カメラ １２：廃棄ボックス
１４：多段トレイフィーダ １４Ａ：トレイ
１７：ＣＰＵ １８：ＲＡＭ
１９：ＲＯＭ ２０：モニタ
２７：画像処理装置 ４０：制御装置
５０：電子部品実装装置 Ｐ：基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品供給装置から電子部品を保持する保持部材を有する実装ヘッドと、
前記保持部材による前記電子部品の保持状態を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得る部品認識手段と、
前記撮像結果から基づいて前記保持部材の位置、角度を補正する補正手段と、を有し、
前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、
前記実装ヘッドは補正された前記保持部材の位置、角度で前記基板に実装し、
前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に前記基準像と前記部品認識像が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、電子部品が実装すべき正規の電子部品かを判定する判定手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記電子部品は前記回転認識処理角度の範囲内に、前記形状が同一であり、且つ同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
保持部材で電子部品を電子部品供給装置から保持し、前記保持部材による前記電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の第１の撮像結果に基づいて前記保持部材に対する前記電子部品の位置、角度の少なくとも一方を補正し基板に実装する電子部品実装方法において、
前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、
前記電子部品の所定の状態を撮像し、前記所定の状態の第２の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、
前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に前記基準像と前記部品認識像が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、
電子部品が実装すべき正規の電子部品かを判定することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記所定の状態は前記保持状態であることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項５】
前記所定の状態は裏面が透明なトレイに載置された状態であり、前記電子部品の所定の状態を前記裏面の側から撮像したことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項６】
前記電子部品は前記回転認識処理角度の範囲内に、前記形状が同一であり、且つ同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品であることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装方法。
【請求項７】
前記基準像は部品ライブラリデータから得ることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装方法。
【請求項８】
前記回転認識処理は、想定される前記保持部材の角度ズレよりも大きく、且つ前記回転認識処理角度を整数で割り切れる角度であるΔ回転角度毎に前記一致する角度が存在するかの探索を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品実装方法。
【請求項９】
前記電子部品は実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形であって、前記部品認識像の一辺を前記基準像の一辺に合わせ、前記合わせた状態から前記回転認識処理を、角数を示すＭに対して（３６０／Ｍ）度毎に実施することを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品実装方法。
【請求項１０】
前記回転認識処理は、回転認識処理を実施するしないを示す回転認識データを有することを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装方法。
【請求項１１】
前記回転認識データは前記Ｎの値を有していることを特徴とする請求項１０に記載の電子部品実装方法。
【請求項１】
電子部品供給装置から電子部品を保持する保持部材を有する実装ヘッドと、
前記保持部材による前記電子部品の保持状態を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段による撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得る部品認識手段と、
前記撮像結果から基づいて前記保持部材の位置、角度を補正する補正手段と、を有し、
前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、
前記実装ヘッドは補正された前記保持部材の位置、角度で前記基板に実装し、
前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に前記基準像と前記部品認識像が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、電子部品が実装すべき正規の電子部品かを判定する判定手段を有することを特徴とする電子部品実装装置。
【請求項２】
前記電子部品は前記回転認識処理角度の範囲内に、前記形状が同一であり、且つ同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品であることを特徴とする請求項１に記載の電子部品実装装置。
【請求項３】
保持部材で電子部品を電子部品供給装置から保持し、前記保持部材による前記電子部品の保持状態を撮像し、前記保持状態の第１の撮像結果に基づいて前記保持部材に対する前記電子部品の位置、角度の少なくとも一方を補正し基板に実装する電子部品実装方法において、
前記電子部品は極性判定マークがなく、Ｎを１以上の整数とし、（３６０／Ｎ）度で規定される回転認識処理角度の範囲内に実装部を含めた形状が同一となる状態が一つしかない非回転対称部品であって、
前記電子部品の所定の状態を撮像し、前記所定の状態の第２の撮像結果から前記電子部品の部品認識像を得、
前記電子部品の前記形状のあるべき状態を示す基準像、前記部品認識像のうち少なくとも一方を回転させて、前記回転認識処理角度の範囲内に前記基準像と前記部品認識像が一致する角度が存在するかの回転認識処理し、
電子部品が実装すべき正規の電子部品かを判定することを特徴とする電子部品実装方法。
【請求項４】
前記所定の状態は前記保持状態であることを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項５】
前記所定の状態は裏面が透明なトレイに載置された状態であり、前記電子部品の所定の状態を前記裏面の側から撮像したことを特徴とする請求項３に記載の電子部品実装方法。
【請求項６】
前記電子部品は前記回転認識処理角度の範囲内に、前記形状が同一であり、且つ同一機能を有する状態が一つしかない非回転対称部品であることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装方法。
【請求項７】
前記基準像は部品ライブラリデータから得ることを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装方法。
【請求項８】
前記回転認識処理は、想定される前記保持部材の角度ズレよりも大きく、且つ前記回転認識処理角度を整数で割り切れる角度であるΔ回転角度毎に前記一致する角度が存在するかの探索を行うことを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品実装方法。
【請求項９】
前記電子部品は実装部を除いた電子部品の外形形状が長方形、正多角形であって、前記部品認識像の一辺を前記基準像の一辺に合わせ、前記合わせた状態から前記回転認識処理を、角数を示すＭに対して（３６０／Ｍ）度毎に実施することを特徴とする請求項４または５に記載の電子部品実装方法。
【請求項１０】
前記回転認識処理は、回転認識処理を実施するしないを示す回転認識データを有することを特徴とする請求項４又は５に記載の電子部品実装方法。
【請求項１１】
前記回転認識データは前記Ｎの値を有していることを特徴とする請求項１０に記載の電子部品実装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２６３８５（Ｐ２０１３−２６３８５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８９３０（Ｐ２０１１−１５８９３０）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（３０００２２５０４）株式会社日立ハイテクインスツルメンツ (607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（３０００２２５０４）株式会社日立ハイテクインスツルメンツ (607)
【Ｆターム（参考）】
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