JP4224268B2 - 電子回路部品装着機、ならびにそれの装着位置精度検査方法および装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持ヘッドにより電子回路部品（以下、特に必要がない限り、部品と略称する）を保持して回路基板に装着する電子回路部品装着機に関するものであり、特に、部品の回路基板への装着位置の精度検査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路部品装着機は、部品を供給する部品供給装置と、回路基板を保持する基板保持装置と、保持ヘッドにより部品供給装置から部品を受け取り、回路基板保持装置に保持された回路基板に装着する部品装着装置とを含むように構成される。この電子回路部品装着機の装着位置精度、すなわち、部品の回路基板への装着位置の精度を検査するために、例えば、特開２００１−１３６０００号公報に記載されているように、複数の装着位置基準マークを設けた検査基板が用いられている。通常、検査基板には複数の装着位置が設定され、各装着位置の近傍には複数ずつの装着位置基準マークが設けられる。検査基板への検査チップの装着位置の精度は、装着された検査チップの、複数ずつの装着位置基準マークに対する相対的な位置に基づいて検出される。
【０００３】
その際、従来は、検査基板に装着された検査チップの表面を撮像装置により撮像し、その結果得られた検査チップの像の装着位置基準マークに対する相対位置が検出されていた。検査チップの側面が、検査基板の表面に対して正確に直角である場合には、それで差し支えないのであるが、実際には、正確に直角を成すとは限らない。検査チップの側面と検査基板の表面とが、鋭角を成したり鈍角を成したりするのである。その結果、検査チップの表面の外形線と裏面の外形線とが、検査基板の表面に平行な方向に互いにずれる場合がある。検査チップとして、実際の部品が使用される場合に特にその可能性が高い。このような場合には、検査チップの表面像の装着位置基準マークに対する相対位置が検出されることは望ましくない場合が多い。
【０００４】
例えば、検査チップが検査基板に装着される際には、保持ヘッドに保持された検査チップの位置誤差が補正されることが多い。検査チップが保持ヘッドに保持された状態で、その検査チップの裏面が撮像装置により撮像され、その裏面の像に基づいて検査チップの保持ヘッドによる保持位置の誤差が検出され、その保持位置誤差が補正されて回路基板に装着されるのである。この場合に、検査チップの表面の外形線と裏面の外形線とが互いにずれていれば、裏面の像の位置は正確であるにもかかわらず、表面の像の位置に基づく装着位置精度の検査では精度が不良であると判定され、あるいは精度が不良であるにもかかわらず、良好であると判定されたりすることとなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、電子回路部品装着機の装着位置精度検査の精度を向上させることを課題としてなされたものであり、本発明によって、電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、検査基板として光透過材料製を使用し、検査チップの上向きの表面を吸着ノズルに吸着させて保持させ、その保持された検査チップの裏面を撮像することによって、検査チップの吸着ノズルによる保持位置の誤差を取得し、取得した部品保持位置誤差を補正して上向きの検査基板の表面に装着し、その後、その検査基板を表裏反転させ、上方から検査基板を通して検査チップの裏面と検査基板の前記表面に設けた複数の装着位置基準マークとを撮像して検査チップの検査基板への装着位置を検出することによって電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法が得られる。
また、本発明によって、 (a) 電子回路部品を供給する部品供給装置と、 (b) 回路基板を保持する基板保持装置と、 (c) 部品供給装置から吸着ノズルにより電子回路部品の表面を吸着して受け取り、基板保持装置に保持された回路基板の上向きの表面に装着する部品装着装置と、 (d) 回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する基板基準マーク撮像装置と、 (e) 吸着ノズルに吸着された電子回路部品の裏面を撮像する部品撮像装置と、 (f) 基板基準マーク撮像装置の撮像結果に基づいて基板保持装置による回路基板の保持位置誤差である回路基板保持位置誤差を取得するとともに、部品撮像装置の撮像結果に基づいて電子回路部品の吸着ノズルによる保持位置誤差である部品保持位置誤差を取得し、それら回路基板保持位置誤差と部品保持位置誤差とを補正して部品装着装置に電子回路部品を回路基板に装着させる制御装置とを含む電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、 (i) 光透過材料製で平板状をなし、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが前記表面に設けられた検査基板を、基板保持装置に、検査基板の表面を上向きにして保持させる一方、吸着ノズルに検査チップを保持させ、回路基板保持位置誤差に相当する検査基板保持位置誤差と、部品保持位置誤差に相当する検査チップ保持位置誤差とを補正して部品装着装置に検査基板の複数の装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着工程と、 (ii) その検査チップが装着された検査基板を表裏反転させてその検査基板の上向きの裏面側からその検査基板を通して装着位置基準マークを撮像させるとともに、検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得工程とを含む電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法が得られる。
本発明によって、 (a) 電子回路部品を供給する部品供給装置と、 (b) 回路基板を保持する基板保持装置と、 (c) 部品供給装置から吸着ノズルにより電子回路部品の表面を吸着して受け取り、基板保持装置に保持された回路基板の上向きの表面に装着する部品装着装置と、 (d) 回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する基板基準マーク撮像装置と、 (e) 吸着ノズルに吸着された電子回路部品の裏面を撮像する部品撮像装置と、 (f) 基板基準マーク撮像装置の撮像結果に基づいて基板保持装置による回路基板の保持位置誤差である回路基板保持位置誤差を取得するとともに、部品撮像装置の撮像結果に基づいて電子回路部品の吸着ノズルによる保持位置誤差である部品保持位置誤差を取得し、それら回路基板保持位置誤差と部品保持位置誤差とを補正して部品装着装置に電子回路部品を回路基板に装着させる制御装置とを含む電子回路部品装着機であって、光透過材料製で平板状をなし、複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられ、基板保持装置により表面を上向きにして保持可能な検査基板を含むとともに、前記制御装置が、 (i) 吸着ノズルに検査チップを保持させ、回路基板保持位置誤差に相当する検査基板保持位置誤差と、部品保持位置誤差に相当する検査チップ保持位置誤差とを補正して部品装着装置に検査基板の前記複数の装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着制御部と、 (ii) その検査チップが装着された検査基板が表裏反転させられて基板保持装置に保持された状態で、その検査基板の上向きの裏面側からその検査基板 を通して基板基準マーク撮像装置に装着位置基準マークを撮像させるとともに、検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部とを含む電子回路部品装着機が得られる。
さらに、本発明によって、電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するための装置であって、 (i) 光透過材料製の平板であって、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられた検査基板と、 (ii) その検査基板の表面の前記複数の装着予定位置に検査チップが装着された検査基板を表裏反転させ、裏面を上向きにして保持する基板保持装置と、 (iii) その基板保持装置に保持された検査チップの裏面と前記複数ずつの装着位置基準マークとを、検査基板の裏面側から撮像可能な撮像装置と、 (iv) その撮像装置に装着位置基準マークを撮像させるとともに、検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部とを含む電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置が得られる。
これら本発明に係る「電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法」，「電子回路部品装着機」および「電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置」においては、検査チップの検査基板への装着位置が、検査チップの裏面の位置で検出されるため、従来のように表面の位置で検出する場合に比較して、電子回路部品装着機の装着位置精度を正当に評価できる効果が得られる。しかも、検査チップの検査基板への装着は、電子回路部品装着機により通常の電子回路部品の回路基板への装着と全く同じ方法で行われる一方、装着位置の検出は、検査基板を表裏反転させ、上方から検査基板を通して検査チップの裏面と検査基板の前記表面に設けた複数の装着位置基準マークとを撮像して行われるため、装着位置の検出を容易に行うことができる効果が得られる。
本発明によれば、さらに、下記各態様の電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法，装着位置精度検査装置および電子回路部品装着機が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項の中には、補正により、特許請求の範囲に記載の発明でも、特許請求の範囲に記載の発明の下位概念の発明でもなくなったものも存在するが、特許請求の範囲に記載の発明の理解に役立つ記載が多いため、そのまま残すこととする。
【０００７】
（１）電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、
前記検査チップの前記検査基板への装着位置を、検査チップの裏面の位置で検出することを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法。
検査チップの検査基板への装着位置を、検査チップの裏面の位置で検出すれば、従来のように表面の位置で検出する場合に比較して、電子回路部品装着機の装着位置精度を正当に評価できる場合が多い。
（２）前記検査チップとして市販の電子回路部品を使用する (1)項に記載の装着位置精度検査方法。
電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するために、市販の部品を検査チップとして利用すれば、専用の検査チップを準備する必要がなく、検査コストを低減し得る。しかし、市販の部品は、表面の外形線と裏面の外形線とが、検査基板の表面に平行な方向に互いにずれる形状を有することが多い。そのため、本発明を適用することの効果が特に大きい。
（３）前記検査チップを保持ヘッドに保持させ、その検査チップを撮像することによって検査チップの前記保持ヘッドによる保持位置の誤差を取得し、取得した保持位置誤差を補正して前記検査基板に装着する (1)項または (2)項に記載の装着位置精度検査方法。
保持ヘッドが部品を正確に位置決めして保持するものである場合には不可欠ではないが、検査チップの位置誤差を取得し、補正して検査基板に装着すれば、装着位置検出の精度を高めることができる。
（４）前記保持位置誤差取得のための前記検査チップの撮像を、検査チップの裏面について行う (3)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査チップの裏面を撮像して保持位置誤差が取得され、補正して検査基板に装着される場合に、本発明に従って、装着された検査チップの裏面の撮像により装着位置を検出すれば、電子回路部品装着機の精度検査を特に良好に行うことができる。
（５）前記保持位置誤差取得のための前記検査チップの裏面の撮像を、その裏面を照明装置により照明しつつ行う (4)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査チップの裏面を照明してその裏面を撮像すれば、裏面の位置を特に正確に検出することができる。
（６）前記検査基板における前記検査チップの装着予定位置の近傍に複数の装着位置基準マークを設け、それら装着位置基準マークを基準として検査チップの位置を検出する (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
撮像装置の撮像面の基準点を基準として検査チップの位置を検出することも可能である。しかし、その場合には、検出結果が、撮像装置と検査基板とを検査基板の表面に平行な方向に相対移動させる相対移動装置の送り誤差の影響を受けることを避け得ない。それに対して、装着位置基準マークを基準として検査チップの位置を検出すれば、相対移動装置の送り誤差の影響を排除することができる。検査基板に複数の装着位置基準マークを正確な相対位置に形成することは比較的容易であり、装着位置を正確に検出することできるのである。
（７）前記装着予定位置を、前記検査基板の表面上において互いに直交する２方向に規則的に並ぶ状態で設定し、それら複数の装着予定位置に対して前記装着位置基準マークを複数ずつ設ける (6)項に記載の装着位置精度検査方法。
装着予定位置の設定は１個所でもよいが、複数設定する方が検査の信頼性を高めることができる。特に、本項におけるように、検査基板の表面上において互いに直交する２方向に規則的に並ぶ状態で設定すれば、電子回路部品装着機の全体にわたって装着位置精度を検査することができる。検査基板は、ガラス基板とする等、熱膨張の小さいものとすることが望ましい。
（８）装着時には、検査基板全体の位置を検出するために検査基板に設けた基板基準マークの位置を検出し、その検出した位置に基づいて検査基板の位置誤差を取得し、取得した検査基板の位置誤差を補正しつつ前記検査チップを装着する (1)項ないし (7)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
例えば、検査基板の位置を正確に規定し得る場合や、複数の装着予定位置における検査チップの位置誤差同士の比較により装着位置精度が検査される場合等には不可欠ではないが、基板基準マークの位置に基づく検査基板の位置誤差の補正を行えば、検査精度が向上し、あるいは、検査が容易となる効果が得られる。
（９）前記検査基板を光透過材料製とし、その検査基板の表面に検査チップを装着し、その検査チップを検査基板の裏面側から撮像することにより、検査チップの裏面の位置を検出する (1)項ないし (8)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
検査基板を光透過材料製とし、その検査基板の裏面側から検査チップを撮像すれば、検査チップの検査基板に対する相対位置を検査チップの裏面の位置で検出することが容易となる。光透過材料は、透明材料は勿論、半透明材料も含む。検査基板を通して検査チップを撮像し得る程度の光透過性を有する材料であればよいのである。
（１０）前記検査基板に両面粘着シートを貼っておき、その両面粘着シートにより前記検査チップを検査基板に固定する (1)項ないし (9)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査基板に検査チップを装着する際、検査チップを単に検査基板上に載置したり、接着剤，クリーム状半田等の仮止め剤で仮り止めしたりすることも可能である。しかし、両面粘着シートを利用すれば、一旦検査基板に装着された検査チップがずれることを良好に回避することができ、あるいは、仮止め剤が検査チップと検査基板との隙間からはみ出して、検査チップの正確な位置の検出が妨げられることを回避し得る。
（１１）前記両面粘着シートとして光透過性を有するものを使用する(10)項に記載の装着位置精度検査方法。
部品の裏面より小さい両面粘着シートを使用する場合には、両面粘着シートを光透過性を有するものとする必要はない。しかし、光透過性を有するものとすれば、両面粘着シートを部品テープの裏面より大きなものとすることが可能となり、両面粘着シートを検査基板に貼る作業が容易となる。例えば、両面粘着シートを検査基板の装着予定位置が設定されている領域全体に一挙に貼り付けることもできるのである。両面粘着シートも透明であることが望ましい。シートもその両面に塗布される粘着剤も共にできる限り透明度の高いものであることが望ましいのであるが、検査基板および両面粘着シートを通して検査チップを撮像し得る程度の光透過性を有する材料であればよい。
（１２）前記検査基板に対する前記検査チップの装着を検査基板の表面を上にした状態で行い、その後、検査基板を表裏反転させることにより、上方から検査基板を通して前記検査チップの裏面を撮像する(10)項または(11)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査基板への検査チップの装着は、検査基板の表面を上にして行うのが便利であり、検査チップの裏面の撮像も上方から行うことが便利な場合が多い。後述の(18)項の態様がその一例である。
（１３）前記検査基板における前記検査チップの装着予定位置の近傍に複数の装着位置基準マークを設け、それら複数の装着位置基準マークに対して相対的に定められた装着位置に前記検査チップを装着し、その後、前記複数の装着位置基準マークの各々に正対する位置に撮像装置を位置決めして各装着位置基準マークを撮像することにより各装着位置基準マークの位置を取得し、それら複数の装着位置基準マークの位置に基づいて決まる装着位置に正対する位置に撮像装置を位置決めして前記検査チップを撮像する (9)項ないし(12)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
複数の装着基準マークと検査チップとを撮像装置により同時に撮像し、画面上におけるそれらの相対位置に基づいて複数の装着位置基準マークと検査チップとの相対位置を検出することも可能であり、その態様も本発明の一実施形態である。しかし、その場合に、検査チップが画面上の中央に位置するようにすれば、複数の装着位置基準マークは画面の周辺部に位置することとなり、斜めの方向から撮像されることになるとともに、レンズの収差の影響を受け、装着位置基準マークの位置の検出精度が低下することを避け得ない。それに対して、本項の方法を採用すれば、複数の装着位置基準マークの各々と検査チップとをいずれも画面のほぼ中央に位置する状態で撮像し得るため、複数の装着位置基準マークと検査チップとの相対位置の検出精度を高めることができる。
（１４）前記各装着位置基準マークの撮像時には落射照明により各装着位置基準マークを照明する(13)項に記載の装着位置精度検査方法。
装着位置基準マークが鏡面とみなし得る場合等、装着位置基準マークが明るい像として取得される場合に、それを落射照明により撮像すれば、装着位置基準マークを十分なコントラストを有する像として取得でき、それの位置を精度良く検出することができる。
（１５）前記検査チップの撮像には前記検査基板の表面に対して傾斜した方向から検査チップを照明する(14)項に記載の装着位置精度検査方法。
装着位置基準マークが鏡面とみなし得る場合に、検査基板の表面に対して傾斜した方向から照明すれば、装着位置基準マークによる反射光は殆ど撮像装置には入光せず、装着位置基準マークの像は暗くなるのに対し、検査チップの裏面により乱反射された光は撮像装置に入光し、検査チップの裏面の像が明るい像として取得される。検査チップの位置を検出する際に、装着位置基準マークからの反射光自体の存在、あるいは装着位置基準マークの像の存在が邪魔になることを回避できるのである。
（１６）前記検査基板の表面に前記検査チップを装着する際に、検査基板をその検査基板の表面が上になる状態で基板保持装置に保持させる (9)項ないし(15)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
（１７）前記検査チップを裏面側から撮像する際に、前記検査基板を前記基板保持装置に前記表面が下になる状態で保持させて上方から撮像する(16)項に記載の装着位置精度検査方法。
（１８）前記検査基板の表面に前記検査チップを装着する際に、前記検査基板に設けた少なくとも１つの基板基準マークを撮像装置により上方から撮像して検査基板の位置誤差を取得し、その位置誤差を補正して前記検査チップを検査基板に装着し、その検査基板を表裏反転させた状態で前記基板保持装置に保持させ、前記撮像装置により前記検査チップの裏面を前記検査基板を通して撮像することにより検査チップの位置を検出する(17)項に記載の装着位置精度検査方法。
同じ撮像装置を、基板基準マークの撮像と検査チップの裏面の撮像との両方に使用することができ、装置コストを低減し得るとともに装着位置検査の精度を高めることが容易となる。
（１９）前記検査基板を表裏反転させた状態で前記基板保持装置に保持させる際、検査基板と基板保持部材との間に保持治具を介在させ、その保持治具として、前記撮像装置の焦点が、前記基板基準マークの撮像時にも前記検査チップの撮像時にも前記検査基板の表面上に位置する状態に前記検査基板を保持するものを使用する(18)項に記載の装着位置精度検査方法。
保持治具の使用により、検査基板の表面側に設けられている基板基準マークの撮像時と、検査基板の裏面側からの検査チップの撮像時との両方において、撮像装置の焦点を正確に撮像目標物に合わせることができ、共に良好な像を得ることができる。撮像装置の焦点は、厳密には、基板基準マークの撮像時には検査基板の表面上に位置し、検査チップの裏面の撮像時には検査チップの裏面上に位置するようにすることが望ましい。検査チップの裏面が検査基板の表面に密着している場合には両者は一致するが、検査チップが両面粘着シートにより検査基板に固定される場合には、両面粘着シートの厚さ分だけ異なる。しかし、ここでは両面粘着シートの厚さは無視して、後者の場合でも、撮像装置の焦点が基板基準マークの撮像時にも検査チップの撮像時にも検査基板の表面上に位置すればよいものとする。
（２０）電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するための装置であって、
光透過材料製の平板であって、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられた検査基板と、
その検査基板の表面の前記装着予定位置に装着された検査チップの裏面と前記複数ずつの装着位置基準マークとを、前記検査基板の裏面側から撮像可能な撮像装置と、
その撮像装置に前記装着位置基準マークを撮像させるととともに、前記検査チップを撮像させ、その撮像の結果に基づいて前記電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部と
を含むことを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置。
本項に記載の装着位置精度検査装置は、前記 (1)項の方法発明の実施に好適なものである。前記 (2)項ないし (5)項，(7)項ないし(19)項の各々に記載された各特徴は、本項の装着位置精度検査装置にも適用可能である。
（２１）電子回路部品を供給する部品供給装置と、
回路基板を保持する基板保持装置と、
保持ヘッドにより前記部品供給装置から電子回路部品を受け取り、前記回路基板保持装置に保持された回路基板に装着する部品装着装置と、
前記回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する撮像装置と
を含む電子回路部品装着機であって、
平板状をなし、複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられ、前記回路基板保持装置に保持される検査基板と、
前記保持ヘッドに検査チップを保持させ、前記装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着制御部と、
その検査チップが装着された検査基板が表裏反転して前記回路基板保持装置に保持された状態で、その検査基板の裏面側からその検査基板を通して前記撮像装置に前記装着位置基準マークを撮像させるととともに、その検査基板に装着された前記検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて当該電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部と
を含むことを特徴とする電子回路部品装着機。
本項の電子回路部品装着機においては、回路基板に設けられた基板基準マークを撮像するための撮像装置が、検査基板の装着位置基準マークおよび検査チップ裏面の撮像にも利用されるため、その分、装置の構成が単純で済み、装置コストを低減させることができる。前記 (2)項ないし (5)項， (7)項ないし(11)項，(13)項ないし(15)項，(19)項の各々に記載された各特徴は、本項の電子回路部品装着機にも適用可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態である電子回路部品装着機１０を図１ないし図５に示す。この電子回路部品装着機１０は、例えば、特許第２８２４３７８号公報等において既に知られており、簡単に説明する。
【０００９】
図１において１２は電子回路部品装着機１０の機械本体としてのベースである。ベース１２上には、回路基板の一種であるプリント配線板１４をＸ軸方向（図１においては左右方向）に搬送する配線板コンベヤ１６，プリント配線板１４を保持する基板保持装置たるプリント配線板保持装置１８，プリント配線板１４に電子回路部品２０（図３参照。以下、部品２０と略称する）を装着する部品装着装置２２および部品装着装置２２に部品２０を供給する部品供給装置２４等が設けられている。
【００１０】
プリント配線板１４は一対のコンベヤベルト上に水平に載置され、コンベヤベルトが周回させられることにより、一対のガイドレール２６，２８により案内されつつ搬送される。一方のガイドレール２６は、位置固定に設けられた固定ガイドレールとされ、他方のガイドレール２８は、固定ガイドレールに対して接近，離間可能に設けられた可動ガイドレールとされている。以後、ガイドレール２６を固定ガイドレール２６と称し、ガイドレール２８を可動ガイドレール２８と称する。可動ガイドレール２８は、図示を省略する接近・離間装置ないしコンベヤ幅変更装置によりＹ軸方向（搬送方向に直角な方向）に移動させられ、固定ガイドレール２６との間の間隔がプリント配線板１２の幅に合わせて調節される。
【００１１】
プリント配線板１４は、予め定められた作業位置において停止させられるとともに、ベース１２の作業位置に対応する部分に設けられたプリント配線板保持装置１８により保持される。配線板コンベヤ１６に隣接する位置に、部品供給装置２４が静止して設けられている。本実施形態においては、部品供給装置２４は、フィーダ型部品供給装置とされている。
【００１２】
部品供給装置２４は、多数のフィーダ３０がフィーダ支持テーブル３２上に、各部品供給部が一線上、例えばＸ軸方向に平行な一直線上に並ぶ状態で配列されて成る部品供給テーブル３４を有する。各フィーダ３０は、部品２０をキャリヤテープに保持させ、テープ化電子回路部品としたものから部品２０を供給する。
【００１３】
部品装着装置２２は、図３に示す部品保持ヘッド６０が互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の成分を有する方向に平行移動して部品２０を搬送し、プリント配線板１４の上面に装着するものとされている。そのため、図１に示すように、部品装着装置２２は、Ｘ軸スライド６６とそのＸ軸スライド６６を移動させるＸ軸スライド移動装置６８とを備え、Ｘ軸スライド６６がＸ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させられる。Ｘ軸スライド移動装置６８は駆動源としてのＸ軸スライド駆動用モータ７０を備え、そのＸ軸スライド駆動用モータ７０の回転によりボールねじ６４が回転させられてＸ軸スライド６６が移動させられる。Ｘ軸スライド６６は、図１に示すように、部品供給装置２４から配線板コンベヤ１６を越える長さを有する。
【００１４】
Ｘ軸スライド６６上には、Ｙ軸スライド８２がＹ軸方向に相対移動可能に設けられており、Ｙ軸スライド移動装置８４によりＹ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。Ｙ軸スライド移動装置８４は、駆動源たるＹ軸スライド駆動用モータ８６を備え、そのモータ８６の回転がギヤ８８，９０を介してボールねじ９２に伝達されることにより、Ｙ軸スライド８２を移動させる。これらＸ軸スライド６６，Ｘ軸スライド移動装置６８，Ｙ軸スライド８２およびＹ軸スライド移動装置８４がＸＹ移動装置９６を構成しており、部品保持ヘッド６０は、ＸＹ移動装置９６により、ＸＹ座標面に平行な平面である水平面内の任意の位置へ移動させられる。
【００１５】
Ｙ軸スライド８２に設けられた支持部１０２には、図３に示すように、部品保持ヘッド６０，部品保持ヘッド６０を昇降させるヘッド軸方向移動装置たるヘッド昇降装置１０４，部品保持ヘッド６０をその軸線まわりに回転させるヘッド回転装置１０６が設けられており、これら部品保持ヘッド６０等が部品装着ユニット１０８を構成している。本実施形態の部品装着ユニット１０８は、特許第３０９３３３９号公報に記載の部品装着ユニットと同様に構成されており、簡単に説明する。支持部１０２には、軸１１０がＺ軸方向に平行な方向に移動可能かつ軸線まわりに回転可能に設けられ、その下端部に設けられたホルダ１１２によって吸着ノズル１１４が着脱可能に保持される。本実施形態においては、軸１１０およびホルダ１１２が部品保持ヘッド６０を構成している。
【００１６】
吸着ノズル１１４は部品２０を負圧により吸着し、プリント配線板１４に装着する。そのため、吸着ノズル１１４は、図示を省略する負圧源，正圧源および大気に接続されており、電磁方向切換弁装置（図示省略）の切換えにより、負圧源，正圧源および大気に択一的に連通させられる。
【００１７】
Ｙ軸スライド８２にはまた、プリント配線板１４に設けられた複数の基準マーク１５０を撮像する撮像装置たる基準マークカメラ１５２（図１参照）が固定されている。基準マークカメラ１５２は、本実施形態においては、面撮像装置の一種であるＣＣＤカメラにより構成されている。基準マークカメラ１５２の周囲に、図４に示すようにリング状の照明装置１５４が設けられており、基準マーク１５０およびその周辺を照明する。
【００１８】
本実施形態においては、さらに、基準マークカメラ１５２の光軸とほぼ平行な照明光で撮像対象物を照明する落射照明装置１５８が設けられている。基準マークカメラ１５２の下方には、ハーフミラー１６０が基準マークカメラ１５２の光軸に対して４５度傾斜して設けられている。ハーフミラー１６０には水平に配設されたハロゲンランプ１６２から光が照射される。ハロゲンランプ２０のハーフミラー１６０とは反対側には凹面鏡１６６が配設されており、ハロゲンランプ１６２からハーフミラー１６０とは反対側へ放射された光がハーフミラー１６０に向かって反射されるようになっている。ハロゲンランプ１６２および凹面鏡１６６が共同して、凹面鏡１６６のハーフミラー１６０に対向する面全体からほぼ均一でかつ基準マークカメラ１５２の光軸にほぼ直角な光を放射する光源１７０を構成しているのである。
【００１９】
光源１７０からハーフミラー１６０へ照射された光の一部は入射方向とは軸対称の方向、すなわち垂直に下方へ反射されるが、残りはハーフミラー１６０を透過する。ハーフミラー１６０に対してハロゲンランプ１６２とは反対側には透過光吸収部材としての無反射紙１７４が垂直に設けられており、ハーフミラー１６０を透過した光を吸収する。無反射紙１７４は表面の反射率が特に低くされた黒色の紙であり、これらハーフミラー１６０，光源１７０および無反射紙１７４が落射照明装置１５８を構成している。
【００２０】
上記基準マークカメラ１５２，照明装置１５４および落射照明装置１５８が撮像システムを構成しており、プリント配線板１４や装着された部品２０等を撮像する際には、照明装置１５４と落射照明装置１５８とのいずれかが選択的に点灯されて撮像作業を実施する。
【００２１】
Ｘ軸スライド６６には、部品供給装置２４とプリント配線板１４との間であって、ちょうどＸ軸スライド６６を移動させるボールねじ６４に対応する位置に、部品撮像装置１８０が移動不能に取り付けられている。部品撮像装置１８０は、図３に示すように、部品２０を撮像する部品カメラ１８２および導光装置１８４を備え、導光装置１８４は、反射装置としての反射鏡１８６，１８８を有している。本実施形態においては、部品カメラ１８２は、前記基準マークカメラ１５２と同様にＣＣＤカメラとされている。
【００２２】
吸着ノズル１１４のＹ軸方向の移動経路の真下であって、導光装置１８４の近傍には、照明装置１９８が設けられている。照明装置１９８は、紫外線を照射するストロボ２００と、紫外線を吸収して可視光線を放射する発光板２０２とを備え、部品カメラ１８２は、部品２０の投影像を撮像する。照明装置１９８は、さらに、可視光線を照射する別のストロボ２０４を備え、部品２０の底面からの反射光により、部品カメラ１８２は部品２０の正面像を撮像する。上記撮像装置１８０，導光装置１８４および照明装置１９８が撮像システムを構成している。
【００２３】
本電子回路部品装着機１０は、制御手段として、図５に示す制御装置２５０を備えている。制御装置２５０は、ＣＰＵ２５２，ＲＯＭ２５４，ＲＡＭ２５６およびそれらを接続するバスを備えるコンピュータ２６０を主体として構成されている。バスには、さらに、入出力インターフェース２６２が接続されており、駆動回路２６４を介してＸ軸スライド駆動用モータ７０，Ｙ軸スライド駆動用モータ８６，ヘッド昇降装置１０４，ヘッド回転装置１０６などが接続されている。制御装置２５０には、画像処理コンピュータ２６６，基準マークカメラ１５２および部品カメラ１８２が接続されている。制御装置２５０には、さらに、キーボード等の入力装置２６８が接続されるとともに、制御回路２７２を介して表示装置たるディスプレイ２７４も接続されている。
【００２４】
なお、Ｘ軸スライド駆動用モータ７０，Ｙ軸スライド駆動用モータ８６，ヘッド昇降装置１０４およびヘッド回転装置１０６の各駆動源たるモータ等は、いずれもサーボモータにより構成され、その回転角度がエンコーダ２７６により検出されてコンピュータ２６０に入力される。図５には、Ｘ軸スライド駆動用モータ７０に設けられたエンコーダ２７６を代表的に示す。また、制御装置２５０のＲＯＭ２５４およびＲＡＭ２５６には、メインルーチン，電子回路部品装着ルーチン等を始めとする種々のプログラムと、それらプログラムの実行に必要なデータ等が記憶させられている。さらに、コンピュータ２６０には部品２０の各種データ（部品情報と略称する）が格納されたデータベースであるパーツデータジェネレータ（ＰＤＧ）２７８が接続されている。
【００２５】
次に作動を説明する。部品２０をプリント配線板１４に装着する装着作業は、前記特許第２８２４３７８号公報等に記載されているため、簡単に説明し、その後に装着位置精度検査作業について詳細に説明する。前記電子回路部品装着ルーチンには、部品保持ヘッド６０がフィーダ３０から部品２０を受け取るべき位置である部品受取り位置のデータと、部品２０をプリント配線板１４に装着すべき位置である部品装着位置のデータと、パーツデータジェネレータ（ＰＤＧ）２７８から供給された各部品２０の部品情報とが含まれている。
【００２６】
まず、プリント配線板１４が配線板コンベヤ１６により部品２０が装着される作業位置（ないし装着スペース）まで搬送されて、プリント配線板保持装置１８により位置決め保持される。ＸＹ移動装置９６により部品装着ユニット１０８とともに基準マークカメラ１５２が、プリント配線板１４に設けられた基準マーク１５０を撮像する基準マーク撮像位置に位置決めされ、２個の基準マーク１５０がそれぞれ撮像される。その結果取得された基準マーク１５０の画像処理により、プリント配線板１４の位置誤差が取得される。
【００２７】
次に、部品保持ヘッド６０は、ＸＹ移動装置９６によりフィーダ３０から部品２０を受け取る部品受取り位置へ移動させられる。部品保持ヘッド６０が部品受取り位置に到達すれば、部品保持ヘッド６０がヘッド昇降装置１０４により昇降させられ、吸着ノズル１１４に負圧が供給されることにより部品２０が吸着される。
【００２８】
部品２０を保持した部品保持ヘッド６０は、部品受取り位置から、プリント配線板１４上に予め設定されている部品装着点に対向する部品装着位置へ移動させられるのであるが、この際、Ｘ軸スライド６６の部品受取り位置と部品装着位置との間の位置に固定されている導光装置１８４上を通過する。部品受取り位置および部品装着位置が部品供給装置２４およびプリント配線板１４のいずれの位置にあっても、部品保持ヘッド６０が部品受取り位置から部品装着位置へ移動するためには必ず、Ｘ軸スライド６６上をＹ軸方向へ移動して部品供給装置２４とプリント配線板１４との間の部分を通る。したがって、部品保持ヘッド６０は、Ｘ軸スライド６６の部品受取り位置と部品装着位置との間に位置する部分に固定されている導光装置１８４上を必ず通り、部品カメラ１８２により部品２０が撮像される。部品保持ヘッド６０が導光装置１８４上に位置し、部品カメラ１８２によって撮像される位置を部品保持位置検出位置ないし撮像位置と称する。
【００２９】
部品２０の回転位置が吸着時と装着時とで異なる場合には、吸着後、部品保持位置検出位置に到達するまでの間に部品保持ヘッド６０がヘッド回転装置１０６により回転させられ、部品２０が回転させられて装着時の回転位置に変更される。そして、部品保持ヘッド６０が部品保持位置検出位置に到達すれば、部品２０が撮像される。撮像装置１８０およびストロボ２００，２０４はＸ軸スライド６６上に設けられているため、部品保持ヘッド６０は、Ｙ軸方向においてはその移動を停止させられるが、Ｘ軸方向においては移動させられたままの状態で部品２０が撮像される。撮像された像のデータは画像処理コンピュータ２６６において保持位置誤差のない正規の像のデータと比較され、保持位置誤差、すなわち予め定められた基準点の平行移動位置誤差（多くの場合中心位置誤差）および回転位置誤差が算出される。
【００３０】
部品保持ヘッド６０が部品装着位置へ移動するまでの間に、部品保持ヘッド６０がヘッド回転装置１０６により回転させられて回転位置誤差が打ち消されるとともに、前記プリント配線板１４の位置誤差と部品２０の平行移動位置誤差（回転位置誤差の打消しに伴って生じる平行移動位置誤差を含む）が打ち消されるように、部品装着位置の座標が補正され、部品２０はプリント配線板１４の正確な装着点に正しい回転位置で装着される。以上で１サイクルの装着作業が終了する。
【００３１】
次に装着位置精度検査作業について説明する。検査作業には専用の検査基板が用いられる。
図６に示すように、検査基板３００は無色透明のガラス製でプリント配線板１４とほぼ同じ形状に形成され、表側の部品装着面の多数の格子点上に円マーク３０２が形状および位置が精度よく形成されている。この検査基板３００の互いに隣接する４個の円マーク３０２に囲まれた位置に、上述の装着作業と同様にして部品２０が装着され、その後、検査基板３００の裏表が反転させられて検査基板３００を通して部品２０の裏面が撮像され、部品２０の装着位置精度が検出される。以下、詳細に説明する。
【００３２】
まず、検査基板３００が配線板コンベヤ１６により装着スペースまで搬送されて、プリント配線板保持装置１８により位置決め保持される。次に、基準マークカメラ１５２により、一部の円マーク３０２が撮像されることにより検査基板３００の位置が取得される。検査基板３００には、前記基準マーク１５０に対応する専用のマークが設けられていないので、２つの対角線上にそれぞれ２個ずつ位置する４隅の円マーク３０２がそれぞれ撮像され、各円マーク３０２の像の中心たるマーク中心の位置が取得されて、それら４つのマーク中心の中心を基準点とみなして、検査基板３００の保持位置が取得される。
【００３３】
円マーク３０２は、検査基板３００の表面がエッチングされるとともに、ごく薄い金属メッキが施されて鏡面とされたものである。そのため、図８に示すように、基準マークカメラ１５２が円マーク３０２の真上に位置する状態で、落射照明装置１５８により真上から照明すれば、円マーク３０２の部分が全反射して周囲より明るい像として撮像することができる。基準マークカメラ１５２により４つの円マーク３０２がそれぞれ真上から落射照明により撮像されて、各円マークの中心である基準点の位置が取得され、それら基準点の位置に基づいて、検査基板３００の位置が取得される。なお、検査基板３００の余白などに、円マーク３０２とは別に基準マークを設けてもよい。
【００３４】
次に検査基板３００上に部品２０が装着される。検査作業専用の検査チップを用いてもよいが、本実施形態においては、市販の電子回路部品である部品２０を装着して検査作業が実施される。装着作業と同様にして、部品保持ヘッド６０が部品供給位置においてフィーダ３０から部品２０を受け取り、ＸＹ移動装置９６により部品装着位置に向かって移動させられる。その途中で導光装置１８４上を通過する際に、部品２０の裏面が部品カメラ１８２により撮像される。可視光線を放射するストロボ２０４が点灯させられて、部品２０の裏面の反射像が撮像されるのである。部品保持ヘッド６０が部品装着位置に到達するまでに、画像処理が実行されて部品保持位置が取得され、検査基板３００の保持位置誤差と部品２０の保持位置誤差等とが解消されるように装着位置が補正されて、検査基板３００上に部品２０が装着される。以上で１サイクルの装着作業が終了する。なお、検査基板３００の部品装着面全体に、予め無色透明の両面粘着テープ（図示省略)が貼り付けられており、吸着ノズル１１４により保持された部品２０が検査基板３００上に載置されれば、その粘着テープにより固定される。以下の説明においては、両面粘着テープの厚さは無視できるものとする。
【００３５】
部品２０は、図７に示すように、検査基板３００の多数の円マーク３０２のうち互いに隣接する４個ずつの円マーク３０２から等距離の各位置に予め設定された多数の装着予定位置に、上述の装着作業時と同様にして部品２０が装着される。部品２０は、検査基板３００の装着領域、すなわち円マーク３０２が設けられた領域全体に装着される。図７においては、部品２０が全てフィーダ３０から供給されたままの回転位置で装着された状態が記載されているが、部品２０がフィーダ３０から供給されたままの回転位置と、その回転位置から９０度回転させられた回転位置とで交互に装着されるようにしても、また、９０度ずつ回転させられた４つの回転位置に繰り返し位置させられて装着されるようにしてもよい。さらに、検査基板３００の複数の装着予定位置にフィーダ３０から供給されたままの回転位置で全ての部品２０が装着され、別の検査基板３００の複数の装着予定位置に９０度回転させられた回転位置で、さらに別の検査基板３００の複数の装着予定位置にはさらに９０度回転させられた回転位置でというように、種々の回転位置で装着が行われるようにすることも可能である。
【００３６】
全ての部品２０が装着されれば、作業者により検査基板３００の裏表が反転させられて配線板保持装置１８にセットされ、基準マークカメラ１５２により検査基板３００を通して部品２０の裏面が撮像され、部品２０の装着位置の検出が行われる。まず、部品２０の装着作業が終了した旨が作業者に報知されるとともに、配線板保持装置１８による検査基板３００の保持が解放される。作業者は作業終了情報に基づいて、検査基板３００を取り出して裏表を反転させるとともに、基板治具３０４に取り付ける。
【００３７】
基板治具３０４は、図９および図１０に示すように、概して平板状を成すものであって、検査基板３００を下方から支持するとともにそれの両側面に接触または近接して水平方向位置を規定する。基板治具３０４は、検査基板３００の部品装着面を下側にして検査基板３００を支持するので、その部品装着面に既に装着された部品２０と干渉しないように、検査基板３００の下面の縁辺部に接触して支持する支持面３０６を残して、円マーク３０２が形成された領域に対向する部分が一定の深さで（例えば５mm）くぼまされている。検査基板３００は、この基板治具３０４を介して配線板保持装置１８に保持される。なお、基板治具３０４は、検査基板３００が基板治具３０４を介して配線板保持装置１８に保持された状態において、部品装着面すなわち部品２０の裏面の高さが基準マークカメラ１５２の焦点に一致する高さに検査基板３００を保持するようにされている。具体的には、例えば、検査基板３００の厚さがｔであってガラスの屈折率が１．５であると仮定すると、ガラス内部では焦点距離が１．５倍に伸びるので、図１０に示すように、部品装着時の部品装着面の高さｈに対して、厚さtの３分の１倍だけ低い位置に部品装着面が位置するように検査基板３００を保持するようにされているのである。検査基板３００は部品２０の装着時に、部品装着面が高さ規定面３０８に押し付けられて保持されるため、基板治具３０４の上面が高さ規定面３０８に押し付けられて保持された際、検査基板３００の部品装着面が高さ規定面３０８から、検査基板３００の厚さtの３分の１倍だけ低くなるようにされる。
【００３８】
基板治具３０４は、検査基板３００より幅が広いため、配線板コンベヤ１６の幅が基板治具３０４に合わせて調節される。すなわち、可動ガイドレール２８と固定ガイドレール２６との間隔が基板治具３０４の幅に合うまで、可動ガイドレール２８が固定ガイドレール２６から離間する向きに移動させられ、ここには図示しない配線板保持装置１８（図１，２）によって基板治具３０４が保持可能な状態にされる。その後、作業者により、検査基板３００が検査治具３０４を介して配線板保持装置１８に載置されれば、その旨が作業者により入力装置２６８を介して制御装置２５０に伝達される。この情報に基づいて、制御装置２５０により配線板保持装置１８が検査治具３０４を固定的に保持した状態とされ、その結果、検査基板３００が検査治具３０４を介して固定的に保持される。
【００３９】
次に、部品２０の裏面が撮像されることにより、部品２０の装着位置が検出される。本実施形態においては、部品２０の各装着位置について、周囲の４個の円マーク３０２の位置が取得され、それら円マーク３０２と部品２０との相対位置に基づいて装着位置ずれが検出される。
【００４０】
以下、１つの部品２０の装着位置精度検査作業について説明する。
まず、その部品２０の周囲の４つの円マーク３０２が順に撮像される。具体的には、基準マークカメラ１５２が今回撮像すべき円マーク３０２の真上に位置するはずの位置に位置決めされ、基準マークカメラ１５２と同軸の落射照明装置１５８により円マーク３０２が照明されて、反射像が撮像される。落射照明装置１５８により照明されて取得される画像を図１２に例示するが、この画像は通常とは異なり撮像中心に円マーク３０２ではなく部品２０が位置するように撮像されている。これは、照明装置１５４により斜め方向から照明されて取得された画像である図１３と比較しやすくするためであり、本実施形態においては、通常、円マーク３０２が撮像中心に位置するように撮像される。円マーク３０２の部分はほぼ全反射して比較的明るい像となるのに対して、部品２０の裏面は照明光を乱反射して比較的暗い像となる。また、円マーク３０２および部品２０以外の部分（背景と称する）はさらに暗い像となる。したがって、円マーク３０２の像は明、部品２０および背景は暗となるように設定したしきい値により二値化すれば、円マーク３０２の像のみを明るい像として取得することができ、円マーク３０２の位置検出を容易に行うことができる。本実施形態においては、基準マークカメラ１５２が各円マーク３０２と順に正対させられて撮像が行われ、円マーク３０２の中心の予定位置（本実施形態においては、基準マークカメラ１５２の撮像面の中心）からの外れの方向および距離が位置ずれとして検出される。
【００４１】
図１４に示すように、撮像により得られた画像において、円マーク３０２の像が存在すべき位置の近傍に複数のシークライン３１０が予め設定されており、それぞれのシークライン３１０について明部と暗部との境界位置が取得される。その境界位置が円マーク３０２の外形線の位置なのであり、それらシークライン３１０上の複数の境界位置の中心が円マーク３０２の中心たるマーク中心位置として算出される。
【００４２】
次に、基準マークカメラ１５２が上記４つのマーク中心位置の中心、すなわち、４つのマーク中心位置から等距離の位置に位置決めされる。前述のように、部品２０の装着予定位置が４つのマーク中心から等距離の位置に設定されているので、基準マークカメラ１５２がその装着予定位置の真上に位置決めされて撮像が行われるのである。部品２０が撮像される場合には、図１１に示すように、落射照明装置２４４が消灯されて照明装置１５４が点灯させられ、撮像が実施される。部品２０の裏面に対して斜め方向から照明することにより、部品２０が比較的明るい像として取得されるが、実質的に鏡面となっている円マーク３０２の部分の反射光は基準マークカメラ１５２にほとんど入光しないので、図１３に示すように、円マーク３０２の部分が比較的暗くなる。したがって、適切に設定されたしきい値により二値化されれば、部品２０の裏面の像のみが明るい像として取得される。この画像データに画像処理が実施され、撮像面内における位置ずれに基づいて部品２０の水平方向位置ずれが取得される。また、上記４つのマーク中心位置に基づいて検査基板３００の傾きも算出され、検査基板３００の傾きと部品２０の傾きとに基づいて部品２０の回転方向位置ずれも取得される。以上で、１サイクルの装着位置精度検査作業が終了する。なお、検査基板３００の傾きは、検査基板３００が検査治具３０４を介して配線板保持装置１８に保持された後、多数の円マーク４０２のうち、検査基板３００の二隅あるいは四隅の円マーク３０２の位置が検出され、その検出結果に基づいて算出されてもよい。
【００４３】
図１５および図１６に、同一の検査基板３００を裏面側から撮像した場合の検出結果（図１５(a)，(b)）と、表面（部品装着面）側から撮像した場合の検出結果（図１６(a)，(b)）とを比較して示す。図１５(a)および図１６(a)において、部品２０の装着位置の水平方向位置ずれの検出結果を装着方向ごとに分けて示す。図１５(b)および図１６(b)の棒グラフは、それら装着位置のばらつきである３σをＸ軸方向とＹ軸方向とに分けて示している。
【００４４】
この図から明らかなように、同じ検査基板３００の装着精度を検出する場合に、裏面側から撮像する方が表面（部品装着面）から撮像する場合に比較してばらつきが小さく、検出精度が高いことが解る。
本実施形態においては、部品２０の装着時に、部品２０の裏面の反射像に基づいて部品保持位置が取得され、装着後に再び部品２０の裏面が撮像されて装着位置が検出されるので、裏面側から撮像する方が表面から撮像する場合に比較して装着精度をより正当に評価することができる。
【００４５】
なお、検査基板３００の裏表を反転させる作業が、電子回路部品装着機１０から排出された検査基板３００に対して行われるようにしてもよい。具体的には、例えば、検査基板３００に全ての部品２０が装着されれば、プリント配線板１４と同様にして配線板コンベヤ１６より下流へ搬送され、一旦電子回路部品装着機１０から排出される。その検査基板３００が作業者により基板治具３０４に取り付けられて、配線板コンベヤ１６の幅が調節された後に電子回路部品装着機１０の上流側にセットされれば、再び配線板コンベヤ１６により装着スペースまで搬送されて位置決めされる。また、基板治具３０４の使用も不可欠ではなく、使用されない場合には、電子回路部品装着機１０から配線板コンベヤ１６より一旦排出された後、表裏反転装置により表裏反転させられ、再び電子回路部品装着機１０の作業位置へ搬入されるようにすることも可能であって、装着位置検査の完全自動化も可能となる。
【００４６】
また、前記実施形態においては、部品装着機がＸＹロボット型とされていたが、部品装着機は他の態様であってもよく、例えば、複数の部品保持ヘッドを間欠回転体に保持させて部品を装着するいわゆるインデックステーブル型の部品装着機であってもよい。
【００４７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電子回路部品装着機を示す平面図である。
【図２】上記電子回路部品装着機を示す側面図である。
【図３】上記電子回路部品装着機の要部を拡大して示す側面図（一部断面）である。
【図４】上記電子回路部品装着機の落射照明装置を示す側面図である。
【図５】上記電子回路部品装着機を制御する制御装置を示すブロック図である。
【図６】部品装着精度検査を実施するための検査基板を示す(a)平面図および(b)正面図である。
【図７】上記検査基板に部品を装着した様子を示す平面図である。
【図８】上記検査基板の円マークを撮像する様子を示す正面図である。
【図９】上記検査基板を保持する基板治具を示す平面図である。
【図１０】上記基板治具を示す正面図である。
【図１１】上記検査基板に装着された部品の裏面を撮像する様子を示す正面図である。
【図１２】落射照明により検査基板を撮像した画像を示す図である。
【図１３】斜め方向からの照明により検査基板を撮像した画像を示す図である。
【図１４】画像処理を説明するための図である。
【図１５】装着精度の検出結果を示すグラフであって、検査基板の裏面側から撮像して検出した場合のグラフである。
【図１６】装着精度の検出結果を示すグラフであって、検査基板の部品装着面側から撮像して検出した場合のグラフである。
【符号の説明】
１０：電子回路部品装着機 １４：プリント配線板 １６：配線板コンベヤ １８：プリント配線板保持装置 ２０：電子回路部品 ２２：部品装着装置 ２４：部品供給装置 ３０：フィーダ ６０：部品保持ヘッド ９６：ＸＹ移動装置 １１４：吸着ノズル １５０：基準マーク １５２：基準マークカメラ １５４：照明装置１５８：落射照明装置 １６０：ハーフミラー １６２：ハロゲンランプ １６６：凹面鏡 １７０：光源 １７４：無反射紙１８０：部品撮像装置 １８２：部品カメラ １８４：導光装置 １９８：照明装置 ２５０：制御装置 ２５２：ＣＰＵ ２５４：ＲＯＭ ２５６：ＲＡＭ ２６０：コンピュータ ２６２：入出力インタフェース ２６４：駆動回路 ２６６：画像処理コンピュータ ３００：検査基板 ３０２：円マーク ３０４：基板治具 ３０６：支持面 ３０８：高さ規定面 ３１０：シークライン
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持ヘッドにより電子回路部品（以下、特に必要がない限り、部品と略称する）を保持して回路基板に装着する電子回路部品装着機に関するものであり、特に、部品の回路基板への装着位置の精度検査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路部品装着機は、部品を供給する部品供給装置と、回路基板を保持する基板保持装置と、保持ヘッドにより部品供給装置から部品を受け取り、回路基板保持装置に保持された回路基板に装着する部品装着装置とを含むように構成される。この電子回路部品装着機の装着位置精度、すなわち、部品の回路基板への装着位置の精度を検査するために、例えば、特開２００１−１３６０００号公報に記載されているように、複数の装着位置基準マークを設けた検査基板が用いられている。通常、検査基板には複数の装着位置が設定され、各装着位置の近傍には複数ずつの装着位置基準マークが設けられる。検査基板への検査チップの装着位置の精度は、装着された検査チップの、複数ずつの装着位置基準マークに対する相対的な位置に基づいて検出される。
【０００３】
その際、従来は、検査基板に装着された検査チップの表面を撮像装置により撮像し、その結果得られた検査チップの像の装着位置基準マークに対する相対位置が検出されていた。検査チップの側面が、検査基板の表面に対して正確に直角である場合には、それで差し支えないのであるが、実際には、正確に直角を成すとは限らない。検査チップの側面と検査基板の表面とが、鋭角を成したり鈍角を成したりするのである。その結果、検査チップの表面の外形線と裏面の外形線とが、検査基板の表面に平行な方向に互いにずれる場合がある。検査チップとして、実際の部品が使用される場合に特にその可能性が高い。このような場合には、検査チップの表面像の装着位置基準マークに対する相対位置が検出されることは望ましくない場合が多い。
【０００４】
例えば、検査チップが検査基板に装着される際には、保持ヘッドに保持された検査チップの位置誤差が補正されることが多い。検査チップが保持ヘッドに保持された状態で、その検査チップの裏面が撮像装置により撮像され、その裏面の像に基づいて検査チップの保持ヘッドによる保持位置の誤差が検出され、その保持位置誤差が補正されて回路基板に装着されるのである。この場合に、検査チップの表面の外形線と裏面の外形線とが互いにずれていれば、裏面の像の位置は正確であるにもかかわらず、表面の像の位置に基づく装着位置精度の検査では精度が不良であると判定され、あるいは精度が不良であるにもかかわらず、良好であると判定されたりすることとなってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果】
本発明は、以上の事情を背景とし、電子回路部品装着機の装着位置精度検査の精度を向上させることを課題としてなされたものであり、本発明によって、電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、検査基板として光透過材料製を使用し、検査チップの上向きの表面を吸着ノズルに吸着させて保持させ、その保持された検査チップの裏面を撮像することによって、検査チップの吸着ノズルによる保持位置の誤差を取得し、取得した部品保持位置誤差を補正して上向きの検査基板の表面に装着し、その後、その検査基板を表裏反転させ、上方から検査基板を通して検査チップの裏面と検査基板の前記表面に設けた複数の装着位置基準マークとを撮像して検査チップの検査基板への装着位置を検出することによって電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法が得られる。
また、本発明によって、 (a) 電子回路部品を供給する部品供給装置と、 (b) 回路基板を保持する基板保持装置と、 (c) 部品供給装置から吸着ノズルにより電子回路部品の表面を吸着して受け取り、基板保持装置に保持された回路基板の上向きの表面に装着する部品装着装置と、 (d) 回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する基板基準マーク撮像装置と、 (e) 吸着ノズルに吸着された電子回路部品の裏面を撮像する部品撮像装置と、 (f) 基板基準マーク撮像装置の撮像結果に基づいて基板保持装置による回路基板の保持位置誤差である回路基板保持位置誤差を取得するとともに、部品撮像装置の撮像結果に基づいて電子回路部品の吸着ノズルによる保持位置誤差である部品保持位置誤差を取得し、それら回路基板保持位置誤差と部品保持位置誤差とを補正して部品装着装置に電子回路部品を回路基板に装着させる制御装置とを含む電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、 (i) 光透過材料製で平板状をなし、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが前記表面に設けられた検査基板を、基板保持装置に、検査基板の表面を上向きにして保持させる一方、吸着ノズルに検査チップを保持させ、回路基板保持位置誤差に相当する検査基板保持位置誤差と、部品保持位置誤差に相当する検査チップ保持位置誤差とを補正して部品装着装置に検査基板の複数の装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着工程と、 (ii) その検査チップが装着された検査基板を表裏反転させてその検査基板の上向きの裏面側からその検査基板を通して装着位置基準マークを撮像させるとともに、検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得工程とを含む電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法が得られる。
本発明によって、 (a) 電子回路部品を供給する部品供給装置と、 (b) 回路基板を保持する基板保持装置と、 (c) 部品供給装置から吸着ノズルにより電子回路部品の表面を吸着して受け取り、基板保持装置に保持された回路基板の上向きの表面に装着する部品装着装置と、 (d) 回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する基板基準マーク撮像装置と、 (e) 吸着ノズルに吸着された電子回路部品の裏面を撮像する部品撮像装置と、 (f) 基板基準マーク撮像装置の撮像結果に基づいて基板保持装置による回路基板の保持位置誤差である回路基板保持位置誤差を取得するとともに、部品撮像装置の撮像結果に基づいて電子回路部品の吸着ノズルによる保持位置誤差である部品保持位置誤差を取得し、それら回路基板保持位置誤差と部品保持位置誤差とを補正して部品装着装置に電子回路部品を回路基板に装着させる制御装置とを含む電子回路部品装着機であって、光透過材料製で平板状をなし、複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられ、基板保持装置により表面を上向きにして保持可能な検査基板を含むとともに、前記制御装置が、 (i) 吸着ノズルに検査チップを保持させ、回路基板保持位置誤差に相当する検査基板保持位置誤差と、部品保持位置誤差に相当する検査チップ保持位置誤差とを補正して部品装着装置に検査基板の前記複数の装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着制御部と、 (ii) その検査チップが装着された検査基板が表裏反転させられて基板保持装置に保持された状態で、その検査基板の上向きの裏面側からその検査基板 を通して基板基準マーク撮像装置に装着位置基準マークを撮像させるとともに、検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部とを含む電子回路部品装着機が得られる。
さらに、本発明によって、電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するための装置であって、 (i) 光透過材料製の平板であって、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられた検査基板と、 (ii) その検査基板の表面の前記複数の装着予定位置に検査チップが装着された検査基板を表裏反転させ、裏面を上向きにして保持する基板保持装置と、 (iii) その基板保持装置に保持された検査チップの裏面と前記複数ずつの装着位置基準マークとを、検査基板の裏面側から撮像可能な撮像装置と、 (iv) その撮像装置に装着位置基準マークを撮像させるとともに、検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部とを含む電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置が得られる。
これら本発明に係る「電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法」，「電子回路部品装着機」および「電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置」においては、検査チップの検査基板への装着位置が、検査チップの裏面の位置で検出されるため、従来のように表面の位置で検出する場合に比較して、電子回路部品装着機の装着位置精度を正当に評価できる効果が得られる。しかも、検査チップの検査基板への装着は、電子回路部品装着機により通常の電子回路部品の回路基板への装着と全く同じ方法で行われる一方、装着位置の検出は、検査基板を表裏反転させ、上方から検査基板を通して検査チップの裏面と検査基板の前記表面に設けた複数の装着位置基準マークとを撮像して行われるため、装着位置の検出を容易に行うことができる効果が得られる。
本発明によれば、さらに、下記各態様の電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法，装着位置精度検査装置および電子回路部品装着機が得られる。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも本発明の理解を容易にするためであり、本明細書に記載の技術的特徴およびそれらの組合わせが以下の各項に記載のものに限定されると解釈されるべきではない。また、一つの項に複数の事項が記載されている場合、それら複数の事項を常に一緒に採用しなければならないわけではない。一部の事項のみを選択して採用することも可能なのである。
【０００６】
なお、以下の各項の中には、補正により、特許請求の範囲に記載の発明でも、特許請求の範囲に記載の発明の下位概念の発明でもなくなったものも存在するが、特許請求の範囲に記載の発明の理解に役立つ記載が多いため、そのまま残すこととする。
【０００７】
（１）電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、
前記検査チップの前記検査基板への装着位置を、検査チップの裏面の位置で検出することを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法。
検査チップの検査基板への装着位置を、検査チップの裏面の位置で検出すれば、従来のように表面の位置で検出する場合に比較して、電子回路部品装着機の装着位置精度を正当に評価できる場合が多い。
（２）前記検査チップとして市販の電子回路部品を使用する (1)項に記載の装着位置精度検査方法。
電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するために、市販の部品を検査チップとして利用すれば、専用の検査チップを準備する必要がなく、検査コストを低減し得る。しかし、市販の部品は、表面の外形線と裏面の外形線とが、検査基板の表面に平行な方向に互いにずれる形状を有することが多い。そのため、本発明を適用することの効果が特に大きい。
（３）前記検査チップを保持ヘッドに保持させ、その検査チップを撮像することによって検査チップの前記保持ヘッドによる保持位置の誤差を取得し、取得した保持位置誤差を補正して前記検査基板に装着する (1)項または (2)項に記載の装着位置精度検査方法。
保持ヘッドが部品を正確に位置決めして保持するものである場合には不可欠ではないが、検査チップの位置誤差を取得し、補正して検査基板に装着すれば、装着位置検出の精度を高めることができる。
（４）前記保持位置誤差取得のための前記検査チップの撮像を、検査チップの裏面について行う (3)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査チップの裏面を撮像して保持位置誤差が取得され、補正して検査基板に装着される場合に、本発明に従って、装着された検査チップの裏面の撮像により装着位置を検出すれば、電子回路部品装着機の精度検査を特に良好に行うことができる。
（５）前記保持位置誤差取得のための前記検査チップの裏面の撮像を、その裏面を照明装置により照明しつつ行う (4)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査チップの裏面を照明してその裏面を撮像すれば、裏面の位置を特に正確に検出することができる。
（６）前記検査基板における前記検査チップの装着予定位置の近傍に複数の装着位置基準マークを設け、それら装着位置基準マークを基準として検査チップの位置を検出する (1)項ないし (5)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
撮像装置の撮像面の基準点を基準として検査チップの位置を検出することも可能である。しかし、その場合には、検出結果が、撮像装置と検査基板とを検査基板の表面に平行な方向に相対移動させる相対移動装置の送り誤差の影響を受けることを避け得ない。それに対して、装着位置基準マークを基準として検査チップの位置を検出すれば、相対移動装置の送り誤差の影響を排除することができる。検査基板に複数の装着位置基準マークを正確な相対位置に形成することは比較的容易であり、装着位置を正確に検出することできるのである。
（７）前記装着予定位置を、前記検査基板の表面上において互いに直交する２方向に規則的に並ぶ状態で設定し、それら複数の装着予定位置に対して前記装着位置基準マークを複数ずつ設ける (6)項に記載の装着位置精度検査方法。
装着予定位置の設定は１個所でもよいが、複数設定する方が検査の信頼性を高めることができる。特に、本項におけるように、検査基板の表面上において互いに直交する２方向に規則的に並ぶ状態で設定すれば、電子回路部品装着機の全体にわたって装着位置精度を検査することができる。検査基板は、ガラス基板とする等、熱膨張の小さいものとすることが望ましい。
（８）装着時には、検査基板全体の位置を検出するために検査基板に設けた基板基準マークの位置を検出し、その検出した位置に基づいて検査基板の位置誤差を取得し、取得した検査基板の位置誤差を補正しつつ前記検査チップを装着する (1)項ないし (7)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
例えば、検査基板の位置を正確に規定し得る場合や、複数の装着予定位置における検査チップの位置誤差同士の比較により装着位置精度が検査される場合等には不可欠ではないが、基板基準マークの位置に基づく検査基板の位置誤差の補正を行えば、検査精度が向上し、あるいは、検査が容易となる効果が得られる。
（９）前記検査基板を光透過材料製とし、その検査基板の表面に検査チップを装着し、その検査チップを検査基板の裏面側から撮像することにより、検査チップの裏面の位置を検出する (1)項ないし (8)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
検査基板を光透過材料製とし、その検査基板の裏面側から検査チップを撮像すれば、検査チップの検査基板に対する相対位置を検査チップの裏面の位置で検出することが容易となる。光透過材料は、透明材料は勿論、半透明材料も含む。検査基板を通して検査チップを撮像し得る程度の光透過性を有する材料であればよいのである。
（１０）前記検査基板に両面粘着シートを貼っておき、その両面粘着シートにより前記検査チップを検査基板に固定する (1)項ないし (9)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査基板に検査チップを装着する際、検査チップを単に検査基板上に載置したり、接着剤，クリーム状半田等の仮止め剤で仮り止めしたりすることも可能である。しかし、両面粘着シートを利用すれば、一旦検査基板に装着された検査チップがずれることを良好に回避することができ、あるいは、仮止め剤が検査チップと検査基板との隙間からはみ出して、検査チップの正確な位置の検出が妨げられることを回避し得る。
（１１）前記両面粘着シートとして光透過性を有するものを使用する(10)項に記載の装着位置精度検査方法。
部品の裏面より小さい両面粘着シートを使用する場合には、両面粘着シートを光透過性を有するものとする必要はない。しかし、光透過性を有するものとすれば、両面粘着シートを部品テープの裏面より大きなものとすることが可能となり、両面粘着シートを検査基板に貼る作業が容易となる。例えば、両面粘着シートを検査基板の装着予定位置が設定されている領域全体に一挙に貼り付けることもできるのである。両面粘着シートも透明であることが望ましい。シートもその両面に塗布される粘着剤も共にできる限り透明度の高いものであることが望ましいのであるが、検査基板および両面粘着シートを通して検査チップを撮像し得る程度の光透過性を有する材料であればよい。
（１２）前記検査基板に対する前記検査チップの装着を検査基板の表面を上にした状態で行い、その後、検査基板を表裏反転させることにより、上方から検査基板を通して前記検査チップの裏面を撮像する(10)項または(11)項に記載の装着位置精度検査方法。
検査基板への検査チップの装着は、検査基板の表面を上にして行うのが便利であり、検査チップの裏面の撮像も上方から行うことが便利な場合が多い。後述の(18)項の態様がその一例である。
（１３）前記検査基板における前記検査チップの装着予定位置の近傍に複数の装着位置基準マークを設け、それら複数の装着位置基準マークに対して相対的に定められた装着位置に前記検査チップを装着し、その後、前記複数の装着位置基準マークの各々に正対する位置に撮像装置を位置決めして各装着位置基準マークを撮像することにより各装着位置基準マークの位置を取得し、それら複数の装着位置基準マークの位置に基づいて決まる装着位置に正対する位置に撮像装置を位置決めして前記検査チップを撮像する (9)項ないし(12)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
複数の装着基準マークと検査チップとを撮像装置により同時に撮像し、画面上におけるそれらの相対位置に基づいて複数の装着位置基準マークと検査チップとの相対位置を検出することも可能であり、その態様も本発明の一実施形態である。しかし、その場合に、検査チップが画面上の中央に位置するようにすれば、複数の装着位置基準マークは画面の周辺部に位置することとなり、斜めの方向から撮像されることになるとともに、レンズの収差の影響を受け、装着位置基準マークの位置の検出精度が低下することを避け得ない。それに対して、本項の方法を採用すれば、複数の装着位置基準マークの各々と検査チップとをいずれも画面のほぼ中央に位置する状態で撮像し得るため、複数の装着位置基準マークと検査チップとの相対位置の検出精度を高めることができる。
（１４）前記各装着位置基準マークの撮像時には落射照明により各装着位置基準マークを照明する(13)項に記載の装着位置精度検査方法。
装着位置基準マークが鏡面とみなし得る場合等、装着位置基準マークが明るい像として取得される場合に、それを落射照明により撮像すれば、装着位置基準マークを十分なコントラストを有する像として取得でき、それの位置を精度良く検出することができる。
（１５）前記検査チップの撮像には前記検査基板の表面に対して傾斜した方向から検査チップを照明する(14)項に記載の装着位置精度検査方法。
装着位置基準マークが鏡面とみなし得る場合に、検査基板の表面に対して傾斜した方向から照明すれば、装着位置基準マークによる反射光は殆ど撮像装置には入光せず、装着位置基準マークの像は暗くなるのに対し、検査チップの裏面により乱反射された光は撮像装置に入光し、検査チップの裏面の像が明るい像として取得される。検査チップの位置を検出する際に、装着位置基準マークからの反射光自体の存在、あるいは装着位置基準マークの像の存在が邪魔になることを回避できるのである。
（１６）前記検査基板の表面に前記検査チップを装着する際に、検査基板をその検査基板の表面が上になる状態で基板保持装置に保持させる (9)項ないし(15)項のいずれかに記載の装着位置精度検査方法。
（１７）前記検査チップを裏面側から撮像する際に、前記検査基板を前記基板保持装置に前記表面が下になる状態で保持させて上方から撮像する(16)項に記載の装着位置精度検査方法。
（１８）前記検査基板の表面に前記検査チップを装着する際に、前記検査基板に設けた少なくとも１つの基板基準マークを撮像装置により上方から撮像して検査基板の位置誤差を取得し、その位置誤差を補正して前記検査チップを検査基板に装着し、その検査基板を表裏反転させた状態で前記基板保持装置に保持させ、前記撮像装置により前記検査チップの裏面を前記検査基板を通して撮像することにより検査チップの位置を検出する(17)項に記載の装着位置精度検査方法。
同じ撮像装置を、基板基準マークの撮像と検査チップの裏面の撮像との両方に使用することができ、装置コストを低減し得るとともに装着位置検査の精度を高めることが容易となる。
（１９）前記検査基板を表裏反転させた状態で前記基板保持装置に保持させる際、検査基板と基板保持部材との間に保持治具を介在させ、その保持治具として、前記撮像装置の焦点が、前記基板基準マークの撮像時にも前記検査チップの撮像時にも前記検査基板の表面上に位置する状態に前記検査基板を保持するものを使用する(18)項に記載の装着位置精度検査方法。
保持治具の使用により、検査基板の表面側に設けられている基板基準マークの撮像時と、検査基板の裏面側からの検査チップの撮像時との両方において、撮像装置の焦点を正確に撮像目標物に合わせることができ、共に良好な像を得ることができる。撮像装置の焦点は、厳密には、基板基準マークの撮像時には検査基板の表面上に位置し、検査チップの裏面の撮像時には検査チップの裏面上に位置するようにすることが望ましい。検査チップの裏面が検査基板の表面に密着している場合には両者は一致するが、検査チップが両面粘着シートにより検査基板に固定される場合には、両面粘着シートの厚さ分だけ異なる。しかし、ここでは両面粘着シートの厚さは無視して、後者の場合でも、撮像装置の焦点が基板基準マークの撮像時にも検査チップの撮像時にも検査基板の表面上に位置すればよいものとする。
（２０）電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するための装置であって、
光透過材料製の平板であって、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられた検査基板と、
その検査基板の表面の前記装着予定位置に装着された検査チップの裏面と前記複数ずつの装着位置基準マークとを、前記検査基板の裏面側から撮像可能な撮像装置と、
その撮像装置に前記装着位置基準マークを撮像させるととともに、前記検査チップを撮像させ、その撮像の結果に基づいて前記電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部と
を含むことを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置。
本項に記載の装着位置精度検査装置は、前記 (1)項の方法発明の実施に好適なものである。前記 (2)項ないし (5)項，(7)項ないし(19)項の各々に記載された各特徴は、本項の装着位置精度検査装置にも適用可能である。
（２１）電子回路部品を供給する部品供給装置と、
回路基板を保持する基板保持装置と、
保持ヘッドにより前記部品供給装置から電子回路部品を受け取り、前記回路基板保持装置に保持された回路基板に装着する部品装着装置と、
前記回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する撮像装置と
を含む電子回路部品装着機であって、
平板状をなし、複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられ、前記回路基板保持装置に保持される検査基板と、
前記保持ヘッドに検査チップを保持させ、前記装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着制御部と、
その検査チップが装着された検査基板が表裏反転して前記回路基板保持装置に保持された状態で、その検査基板の裏面側からその検査基板を通して前記撮像装置に前記装着位置基準マークを撮像させるととともに、その検査基板に装着された前記検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて当該電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部と
を含むことを特徴とする電子回路部品装着機。
本項の電子回路部品装着機においては、回路基板に設けられた基板基準マークを撮像するための撮像装置が、検査基板の装着位置基準マークおよび検査チップ裏面の撮像にも利用されるため、その分、装置の構成が単純で済み、装置コストを低減させることができる。前記 (2)項ないし (5)項， (7)項ないし(11)項，(13)項ないし(15)項，(19)項の各々に記載された各特徴は、本項の電子回路部品装着機にも適用可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態である電子回路部品装着機１０を図１ないし図５に示す。この電子回路部品装着機１０は、例えば、特許第２８２４３７８号公報等において既に知られており、簡単に説明する。
【０００９】
図１において１２は電子回路部品装着機１０の機械本体としてのベースである。ベース１２上には、回路基板の一種であるプリント配線板１４をＸ軸方向（図１においては左右方向）に搬送する配線板コンベヤ１６，プリント配線板１４を保持する基板保持装置たるプリント配線板保持装置１８，プリント配線板１４に電子回路部品２０（図３参照。以下、部品２０と略称する）を装着する部品装着装置２２および部品装着装置２２に部品２０を供給する部品供給装置２４等が設けられている。
【００１０】
プリント配線板１４は一対のコンベヤベルト上に水平に載置され、コンベヤベルトが周回させられることにより、一対のガイドレール２６，２８により案内されつつ搬送される。一方のガイドレール２６は、位置固定に設けられた固定ガイドレールとされ、他方のガイドレール２８は、固定ガイドレールに対して接近，離間可能に設けられた可動ガイドレールとされている。以後、ガイドレール２６を固定ガイドレール２６と称し、ガイドレール２８を可動ガイドレール２８と称する。可動ガイドレール２８は、図示を省略する接近・離間装置ないしコンベヤ幅変更装置によりＹ軸方向（搬送方向に直角な方向）に移動させられ、固定ガイドレール２６との間の間隔がプリント配線板１２の幅に合わせて調節される。
【００１１】
プリント配線板１４は、予め定められた作業位置において停止させられるとともに、ベース１２の作業位置に対応する部分に設けられたプリント配線板保持装置１８により保持される。配線板コンベヤ１６に隣接する位置に、部品供給装置２４が静止して設けられている。本実施形態においては、部品供給装置２４は、フィーダ型部品供給装置とされている。
【００１２】
部品供給装置２４は、多数のフィーダ３０がフィーダ支持テーブル３２上に、各部品供給部が一線上、例えばＸ軸方向に平行な一直線上に並ぶ状態で配列されて成る部品供給テーブル３４を有する。各フィーダ３０は、部品２０をキャリヤテープに保持させ、テープ化電子回路部品としたものから部品２０を供給する。
【００１３】
部品装着装置２２は、図３に示す部品保持ヘッド６０が互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向の成分を有する方向に平行移動して部品２０を搬送し、プリント配線板１４の上面に装着するものとされている。そのため、図１に示すように、部品装着装置２２は、Ｘ軸スライド６６とそのＸ軸スライド６６を移動させるＸ軸スライド移動装置６８とを備え、Ｘ軸スライド６６がＸ軸に平行な方向の任意の位置へ移動させられる。Ｘ軸スライド移動装置６８は駆動源としてのＸ軸スライド駆動用モータ７０を備え、そのＸ軸スライド駆動用モータ７０の回転によりボールねじ６４が回転させられてＸ軸スライド６６が移動させられる。Ｘ軸スライド６６は、図１に示すように、部品供給装置２４から配線板コンベヤ１６を越える長さを有する。
【００１４】
Ｘ軸スライド６６上には、Ｙ軸スライド８２がＹ軸方向に相対移動可能に設けられており、Ｙ軸スライド移動装置８４によりＹ軸方向の任意の位置に移動可能とされている。Ｙ軸スライド移動装置８４は、駆動源たるＹ軸スライド駆動用モータ８６を備え、そのモータ８６の回転がギヤ８８，９０を介してボールねじ９２に伝達されることにより、Ｙ軸スライド８２を移動させる。これらＸ軸スライド６６，Ｘ軸スライド移動装置６８，Ｙ軸スライド８２およびＹ軸スライド移動装置８４がＸＹ移動装置９６を構成しており、部品保持ヘッド６０は、ＸＹ移動装置９６により、ＸＹ座標面に平行な平面である水平面内の任意の位置へ移動させられる。
【００１５】
Ｙ軸スライド８２に設けられた支持部１０２には、図３に示すように、部品保持ヘッド６０，部品保持ヘッド６０を昇降させるヘッド軸方向移動装置たるヘッド昇降装置１０４，部品保持ヘッド６０をその軸線まわりに回転させるヘッド回転装置１０６が設けられており、これら部品保持ヘッド６０等が部品装着ユニット１０８を構成している。本実施形態の部品装着ユニット１０８は、特許第３０９３３３９号公報に記載の部品装着ユニットと同様に構成されており、簡単に説明する。支持部１０２には、軸１１０がＺ軸方向に平行な方向に移動可能かつ軸線まわりに回転可能に設けられ、その下端部に設けられたホルダ１１２によって吸着ノズル１１４が着脱可能に保持される。本実施形態においては、軸１１０およびホルダ１１２が部品保持ヘッド６０を構成している。
【００１６】
吸着ノズル１１４は部品２０を負圧により吸着し、プリント配線板１４に装着する。そのため、吸着ノズル１１４は、図示を省略する負圧源，正圧源および大気に接続されており、電磁方向切換弁装置（図示省略）の切換えにより、負圧源，正圧源および大気に択一的に連通させられる。
【００１７】
Ｙ軸スライド８２にはまた、プリント配線板１４に設けられた複数の基準マーク１５０を撮像する撮像装置たる基準マークカメラ１５２（図１参照）が固定されている。基準マークカメラ１５２は、本実施形態においては、面撮像装置の一種であるＣＣＤカメラにより構成されている。基準マークカメラ１５２の周囲に、図４に示すようにリング状の照明装置１５４が設けられており、基準マーク１５０およびその周辺を照明する。
【００１８】
本実施形態においては、さらに、基準マークカメラ１５２の光軸とほぼ平行な照明光で撮像対象物を照明する落射照明装置１５８が設けられている。基準マークカメラ１５２の下方には、ハーフミラー１６０が基準マークカメラ１５２の光軸に対して４５度傾斜して設けられている。ハーフミラー１６０には水平に配設されたハロゲンランプ１６２から光が照射される。ハロゲンランプ２０のハーフミラー１６０とは反対側には凹面鏡１６６が配設されており、ハロゲンランプ１６２からハーフミラー１６０とは反対側へ放射された光がハーフミラー１６０に向かって反射されるようになっている。ハロゲンランプ１６２および凹面鏡１６６が共同して、凹面鏡１６６のハーフミラー１６０に対向する面全体からほぼ均一でかつ基準マークカメラ１５２の光軸にほぼ直角な光を放射する光源１７０を構成しているのである。
【００１９】
光源１７０からハーフミラー１６０へ照射された光の一部は入射方向とは軸対称の方向、すなわち垂直に下方へ反射されるが、残りはハーフミラー１６０を透過する。ハーフミラー１６０に対してハロゲンランプ１６２とは反対側には透過光吸収部材としての無反射紙１７４が垂直に設けられており、ハーフミラー１６０を透過した光を吸収する。無反射紙１７４は表面の反射率が特に低くされた黒色の紙であり、これらハーフミラー１６０，光源１７０および無反射紙１７４が落射照明装置１５８を構成している。
【００２０】
上記基準マークカメラ１５２，照明装置１５４および落射照明装置１５８が撮像システムを構成しており、プリント配線板１４や装着された部品２０等を撮像する際には、照明装置１５４と落射照明装置１５８とのいずれかが選択的に点灯されて撮像作業を実施する。
【００２１】
Ｘ軸スライド６６には、部品供給装置２４とプリント配線板１４との間であって、ちょうどＸ軸スライド６６を移動させるボールねじ６４に対応する位置に、部品撮像装置１８０が移動不能に取り付けられている。部品撮像装置１８０は、図３に示すように、部品２０を撮像する部品カメラ１８２および導光装置１８４を備え、導光装置１８４は、反射装置としての反射鏡１８６，１８８を有している。本実施形態においては、部品カメラ１８２は、前記基準マークカメラ１５２と同様にＣＣＤカメラとされている。
【００２２】
吸着ノズル１１４のＹ軸方向の移動経路の真下であって、導光装置１８４の近傍には、照明装置１９８が設けられている。照明装置１９８は、紫外線を照射するストロボ２００と、紫外線を吸収して可視光線を放射する発光板２０２とを備え、部品カメラ１８２は、部品２０の投影像を撮像する。照明装置１９８は、さらに、可視光線を照射する別のストロボ２０４を備え、部品２０の底面からの反射光により、部品カメラ１８２は部品２０の正面像を撮像する。上記撮像装置１８０，導光装置１８４および照明装置１９８が撮像システムを構成している。
【００２３】
本電子回路部品装着機１０は、制御手段として、図５に示す制御装置２５０を備えている。制御装置２５０は、ＣＰＵ２５２，ＲＯＭ２５４，ＲＡＭ２５６およびそれらを接続するバスを備えるコンピュータ２６０を主体として構成されている。バスには、さらに、入出力インターフェース２６２が接続されており、駆動回路２６４を介してＸ軸スライド駆動用モータ７０，Ｙ軸スライド駆動用モータ８６，ヘッド昇降装置１０４，ヘッド回転装置１０６などが接続されている。制御装置２５０には、画像処理コンピュータ２６６，基準マークカメラ１５２および部品カメラ１８２が接続されている。制御装置２５０には、さらに、キーボード等の入力装置２６８が接続されるとともに、制御回路２７２を介して表示装置たるディスプレイ２７４も接続されている。
【００２４】
なお、Ｘ軸スライド駆動用モータ７０，Ｙ軸スライド駆動用モータ８６，ヘッド昇降装置１０４およびヘッド回転装置１０６の各駆動源たるモータ等は、いずれもサーボモータにより構成され、その回転角度がエンコーダ２７６により検出されてコンピュータ２６０に入力される。図５には、Ｘ軸スライド駆動用モータ７０に設けられたエンコーダ２７６を代表的に示す。また、制御装置２５０のＲＯＭ２５４およびＲＡＭ２５６には、メインルーチン，電子回路部品装着ルーチン等を始めとする種々のプログラムと、それらプログラムの実行に必要なデータ等が記憶させられている。さらに、コンピュータ２６０には部品２０の各種データ（部品情報と略称する）が格納されたデータベースであるパーツデータジェネレータ（ＰＤＧ）２７８が接続されている。
【００２５】
次に作動を説明する。部品２０をプリント配線板１４に装着する装着作業は、前記特許第２８２４３７８号公報等に記載されているため、簡単に説明し、その後に装着位置精度検査作業について詳細に説明する。前記電子回路部品装着ルーチンには、部品保持ヘッド６０がフィーダ３０から部品２０を受け取るべき位置である部品受取り位置のデータと、部品２０をプリント配線板１４に装着すべき位置である部品装着位置のデータと、パーツデータジェネレータ（ＰＤＧ）２７８から供給された各部品２０の部品情報とが含まれている。
【００２６】
まず、プリント配線板１４が配線板コンベヤ１６により部品２０が装着される作業位置（ないし装着スペース）まで搬送されて、プリント配線板保持装置１８により位置決め保持される。ＸＹ移動装置９６により部品装着ユニット１０８とともに基準マークカメラ１５２が、プリント配線板１４に設けられた基準マーク１５０を撮像する基準マーク撮像位置に位置決めされ、２個の基準マーク１５０がそれぞれ撮像される。その結果取得された基準マーク１５０の画像処理により、プリント配線板１４の位置誤差が取得される。
【００２７】
次に、部品保持ヘッド６０は、ＸＹ移動装置９６によりフィーダ３０から部品２０を受け取る部品受取り位置へ移動させられる。部品保持ヘッド６０が部品受取り位置に到達すれば、部品保持ヘッド６０がヘッド昇降装置１０４により昇降させられ、吸着ノズル１１４に負圧が供給されることにより部品２０が吸着される。
【００２８】
部品２０を保持した部品保持ヘッド６０は、部品受取り位置から、プリント配線板１４上に予め設定されている部品装着点に対向する部品装着位置へ移動させられるのであるが、この際、Ｘ軸スライド６６の部品受取り位置と部品装着位置との間の位置に固定されている導光装置１８４上を通過する。部品受取り位置および部品装着位置が部品供給装置２４およびプリント配線板１４のいずれの位置にあっても、部品保持ヘッド６０が部品受取り位置から部品装着位置へ移動するためには必ず、Ｘ軸スライド６６上をＹ軸方向へ移動して部品供給装置２４とプリント配線板１４との間の部分を通る。したがって、部品保持ヘッド６０は、Ｘ軸スライド６６の部品受取り位置と部品装着位置との間に位置する部分に固定されている導光装置１８４上を必ず通り、部品カメラ１８２により部品２０が撮像される。部品保持ヘッド６０が導光装置１８４上に位置し、部品カメラ１８２によって撮像される位置を部品保持位置検出位置ないし撮像位置と称する。
【００２９】
部品２０の回転位置が吸着時と装着時とで異なる場合には、吸着後、部品保持位置検出位置に到達するまでの間に部品保持ヘッド６０がヘッド回転装置１０６により回転させられ、部品２０が回転させられて装着時の回転位置に変更される。そして、部品保持ヘッド６０が部品保持位置検出位置に到達すれば、部品２０が撮像される。撮像装置１８０およびストロボ２００，２０４はＸ軸スライド６６上に設けられているため、部品保持ヘッド６０は、Ｙ軸方向においてはその移動を停止させられるが、Ｘ軸方向においては移動させられたままの状態で部品２０が撮像される。撮像された像のデータは画像処理コンピュータ２６６において保持位置誤差のない正規の像のデータと比較され、保持位置誤差、すなわち予め定められた基準点の平行移動位置誤差（多くの場合中心位置誤差）および回転位置誤差が算出される。
【００３０】
部品保持ヘッド６０が部品装着位置へ移動するまでの間に、部品保持ヘッド６０がヘッド回転装置１０６により回転させられて回転位置誤差が打ち消されるとともに、前記プリント配線板１４の位置誤差と部品２０の平行移動位置誤差（回転位置誤差の打消しに伴って生じる平行移動位置誤差を含む）が打ち消されるように、部品装着位置の座標が補正され、部品２０はプリント配線板１４の正確な装着点に正しい回転位置で装着される。以上で１サイクルの装着作業が終了する。
【００３１】
次に装着位置精度検査作業について説明する。検査作業には専用の検査基板が用いられる。
図６に示すように、検査基板３００は無色透明のガラス製でプリント配線板１４とほぼ同じ形状に形成され、表側の部品装着面の多数の格子点上に円マーク３０２が形状および位置が精度よく形成されている。この検査基板３００の互いに隣接する４個の円マーク３０２に囲まれた位置に、上述の装着作業と同様にして部品２０が装着され、その後、検査基板３００の裏表が反転させられて検査基板３００を通して部品２０の裏面が撮像され、部品２０の装着位置精度が検出される。以下、詳細に説明する。
【００３２】
まず、検査基板３００が配線板コンベヤ１６により装着スペースまで搬送されて、プリント配線板保持装置１８により位置決め保持される。次に、基準マークカメラ１５２により、一部の円マーク３０２が撮像されることにより検査基板３００の位置が取得される。検査基板３００には、前記基準マーク１５０に対応する専用のマークが設けられていないので、２つの対角線上にそれぞれ２個ずつ位置する４隅の円マーク３０２がそれぞれ撮像され、各円マーク３０２の像の中心たるマーク中心の位置が取得されて、それら４つのマーク中心の中心を基準点とみなして、検査基板３００の保持位置が取得される。
【００３３】
円マーク３０２は、検査基板３００の表面がエッチングされるとともに、ごく薄い金属メッキが施されて鏡面とされたものである。そのため、図８に示すように、基準マークカメラ１５２が円マーク３０２の真上に位置する状態で、落射照明装置１５８により真上から照明すれば、円マーク３０２の部分が全反射して周囲より明るい像として撮像することができる。基準マークカメラ１５２により４つの円マーク３０２がそれぞれ真上から落射照明により撮像されて、各円マークの中心である基準点の位置が取得され、それら基準点の位置に基づいて、検査基板３００の位置が取得される。なお、検査基板３００の余白などに、円マーク３０２とは別に基準マークを設けてもよい。
【００３４】
次に検査基板３００上に部品２０が装着される。検査作業専用の検査チップを用いてもよいが、本実施形態においては、市販の電子回路部品である部品２０を装着して検査作業が実施される。装着作業と同様にして、部品保持ヘッド６０が部品供給位置においてフィーダ３０から部品２０を受け取り、ＸＹ移動装置９６により部品装着位置に向かって移動させられる。その途中で導光装置１８４上を通過する際に、部品２０の裏面が部品カメラ１８２により撮像される。可視光線を放射するストロボ２０４が点灯させられて、部品２０の裏面の反射像が撮像されるのである。部品保持ヘッド６０が部品装着位置に到達するまでに、画像処理が実行されて部品保持位置が取得され、検査基板３００の保持位置誤差と部品２０の保持位置誤差等とが解消されるように装着位置が補正されて、検査基板３００上に部品２０が装着される。以上で１サイクルの装着作業が終了する。なお、検査基板３００の部品装着面全体に、予め無色透明の両面粘着テープ（図示省略)が貼り付けられており、吸着ノズル１１４により保持された部品２０が検査基板３００上に載置されれば、その粘着テープにより固定される。以下の説明においては、両面粘着テープの厚さは無視できるものとする。
【００３５】
部品２０は、図７に示すように、検査基板３００の多数の円マーク３０２のうち互いに隣接する４個ずつの円マーク３０２から等距離の各位置に予め設定された多数の装着予定位置に、上述の装着作業時と同様にして部品２０が装着される。部品２０は、検査基板３００の装着領域、すなわち円マーク３０２が設けられた領域全体に装着される。図７においては、部品２０が全てフィーダ３０から供給されたままの回転位置で装着された状態が記載されているが、部品２０がフィーダ３０から供給されたままの回転位置と、その回転位置から９０度回転させられた回転位置とで交互に装着されるようにしても、また、９０度ずつ回転させられた４つの回転位置に繰り返し位置させられて装着されるようにしてもよい。さらに、検査基板３００の複数の装着予定位置にフィーダ３０から供給されたままの回転位置で全ての部品２０が装着され、別の検査基板３００の複数の装着予定位置に９０度回転させられた回転位置で、さらに別の検査基板３００の複数の装着予定位置にはさらに９０度回転させられた回転位置でというように、種々の回転位置で装着が行われるようにすることも可能である。
【００３６】
全ての部品２０が装着されれば、作業者により検査基板３００の裏表が反転させられて配線板保持装置１８にセットされ、基準マークカメラ１５２により検査基板３００を通して部品２０の裏面が撮像され、部品２０の装着位置の検出が行われる。まず、部品２０の装着作業が終了した旨が作業者に報知されるとともに、配線板保持装置１８による検査基板３００の保持が解放される。作業者は作業終了情報に基づいて、検査基板３００を取り出して裏表を反転させるとともに、基板治具３０４に取り付ける。
【００３７】
基板治具３０４は、図９および図１０に示すように、概して平板状を成すものであって、検査基板３００を下方から支持するとともにそれの両側面に接触または近接して水平方向位置を規定する。基板治具３０４は、検査基板３００の部品装着面を下側にして検査基板３００を支持するので、その部品装着面に既に装着された部品２０と干渉しないように、検査基板３００の下面の縁辺部に接触して支持する支持面３０６を残して、円マーク３０２が形成された領域に対向する部分が一定の深さで（例えば５mm）くぼまされている。検査基板３００は、この基板治具３０４を介して配線板保持装置１８に保持される。なお、基板治具３０４は、検査基板３００が基板治具３０４を介して配線板保持装置１８に保持された状態において、部品装着面すなわち部品２０の裏面の高さが基準マークカメラ１５２の焦点に一致する高さに検査基板３００を保持するようにされている。具体的には、例えば、検査基板３００の厚さがｔであってガラスの屈折率が１．５であると仮定すると、ガラス内部では焦点距離が１．５倍に伸びるので、図１０に示すように、部品装着時の部品装着面の高さｈに対して、厚さtの３分の１倍だけ低い位置に部品装着面が位置するように検査基板３００を保持するようにされているのである。検査基板３００は部品２０の装着時に、部品装着面が高さ規定面３０８に押し付けられて保持されるため、基板治具３０４の上面が高さ規定面３０８に押し付けられて保持された際、検査基板３００の部品装着面が高さ規定面３０８から、検査基板３００の厚さtの３分の１倍だけ低くなるようにされる。
【００３８】
基板治具３０４は、検査基板３００より幅が広いため、配線板コンベヤ１６の幅が基板治具３０４に合わせて調節される。すなわち、可動ガイドレール２８と固定ガイドレール２６との間隔が基板治具３０４の幅に合うまで、可動ガイドレール２８が固定ガイドレール２６から離間する向きに移動させられ、ここには図示しない配線板保持装置１８（図１，２）によって基板治具３０４が保持可能な状態にされる。その後、作業者により、検査基板３００が検査治具３０４を介して配線板保持装置１８に載置されれば、その旨が作業者により入力装置２６８を介して制御装置２５０に伝達される。この情報に基づいて、制御装置２５０により配線板保持装置１８が検査治具３０４を固定的に保持した状態とされ、その結果、検査基板３００が検査治具３０４を介して固定的に保持される。
【００３９】
次に、部品２０の裏面が撮像されることにより、部品２０の装着位置が検出される。本実施形態においては、部品２０の各装着位置について、周囲の４個の円マーク３０２の位置が取得され、それら円マーク３０２と部品２０との相対位置に基づいて装着位置ずれが検出される。
【００４０】
以下、１つの部品２０の装着位置精度検査作業について説明する。
まず、その部品２０の周囲の４つの円マーク３０２が順に撮像される。具体的には、基準マークカメラ１５２が今回撮像すべき円マーク３０２の真上に位置するはずの位置に位置決めされ、基準マークカメラ１５２と同軸の落射照明装置１５８により円マーク３０２が照明されて、反射像が撮像される。落射照明装置１５８により照明されて取得される画像を図１２に例示するが、この画像は通常とは異なり撮像中心に円マーク３０２ではなく部品２０が位置するように撮像されている。これは、照明装置１５４により斜め方向から照明されて取得された画像である図１３と比較しやすくするためであり、本実施形態においては、通常、円マーク３０２が撮像中心に位置するように撮像される。円マーク３０２の部分はほぼ全反射して比較的明るい像となるのに対して、部品２０の裏面は照明光を乱反射して比較的暗い像となる。また、円マーク３０２および部品２０以外の部分（背景と称する）はさらに暗い像となる。したがって、円マーク３０２の像は明、部品２０および背景は暗となるように設定したしきい値により二値化すれば、円マーク３０２の像のみを明るい像として取得することができ、円マーク３０２の位置検出を容易に行うことができる。本実施形態においては、基準マークカメラ１５２が各円マーク３０２と順に正対させられて撮像が行われ、円マーク３０２の中心の予定位置（本実施形態においては、基準マークカメラ１５２の撮像面の中心）からの外れの方向および距離が位置ずれとして検出される。
【００４１】
図１４に示すように、撮像により得られた画像において、円マーク３０２の像が存在すべき位置の近傍に複数のシークライン３１０が予め設定されており、それぞれのシークライン３１０について明部と暗部との境界位置が取得される。その境界位置が円マーク３０２の外形線の位置なのであり、それらシークライン３１０上の複数の境界位置の中心が円マーク３０２の中心たるマーク中心位置として算出される。
【００４２】
次に、基準マークカメラ１５２が上記４つのマーク中心位置の中心、すなわち、４つのマーク中心位置から等距離の位置に位置決めされる。前述のように、部品２０の装着予定位置が４つのマーク中心から等距離の位置に設定されているので、基準マークカメラ１５２がその装着予定位置の真上に位置決めされて撮像が行われるのである。部品２０が撮像される場合には、図１１に示すように、落射照明装置２４４が消灯されて照明装置１５４が点灯させられ、撮像が実施される。部品２０の裏面に対して斜め方向から照明することにより、部品２０が比較的明るい像として取得されるが、実質的に鏡面となっている円マーク３０２の部分の反射光は基準マークカメラ１５２にほとんど入光しないので、図１３に示すように、円マーク３０２の部分が比較的暗くなる。したがって、適切に設定されたしきい値により二値化されれば、部品２０の裏面の像のみが明るい像として取得される。この画像データに画像処理が実施され、撮像面内における位置ずれに基づいて部品２０の水平方向位置ずれが取得される。また、上記４つのマーク中心位置に基づいて検査基板３００の傾きも算出され、検査基板３００の傾きと部品２０の傾きとに基づいて部品２０の回転方向位置ずれも取得される。以上で、１サイクルの装着位置精度検査作業が終了する。なお、検査基板３００の傾きは、検査基板３００が検査治具３０４を介して配線板保持装置１８に保持された後、多数の円マーク４０２のうち、検査基板３００の二隅あるいは四隅の円マーク３０２の位置が検出され、その検出結果に基づいて算出されてもよい。
【００４３】
図１５および図１６に、同一の検査基板３００を裏面側から撮像した場合の検出結果（図１５(a)，(b)）と、表面（部品装着面）側から撮像した場合の検出結果（図１６(a)，(b)）とを比較して示す。図１５(a)および図１６(a)において、部品２０の装着位置の水平方向位置ずれの検出結果を装着方向ごとに分けて示す。図１５(b)および図１６(b)の棒グラフは、それら装着位置のばらつきである３σをＸ軸方向とＹ軸方向とに分けて示している。
【００４４】
この図から明らかなように、同じ検査基板３００の装着精度を検出する場合に、裏面側から撮像する方が表面（部品装着面）から撮像する場合に比較してばらつきが小さく、検出精度が高いことが解る。
本実施形態においては、部品２０の装着時に、部品２０の裏面の反射像に基づいて部品保持位置が取得され、装着後に再び部品２０の裏面が撮像されて装着位置が検出されるので、裏面側から撮像する方が表面から撮像する場合に比較して装着精度をより正当に評価することができる。
【００４５】
なお、検査基板３００の裏表を反転させる作業が、電子回路部品装着機１０から排出された検査基板３００に対して行われるようにしてもよい。具体的には、例えば、検査基板３００に全ての部品２０が装着されれば、プリント配線板１４と同様にして配線板コンベヤ１６より下流へ搬送され、一旦電子回路部品装着機１０から排出される。その検査基板３００が作業者により基板治具３０４に取り付けられて、配線板コンベヤ１６の幅が調節された後に電子回路部品装着機１０の上流側にセットされれば、再び配線板コンベヤ１６により装着スペースまで搬送されて位置決めされる。また、基板治具３０４の使用も不可欠ではなく、使用されない場合には、電子回路部品装着機１０から配線板コンベヤ１６より一旦排出された後、表裏反転装置により表裏反転させられ、再び電子回路部品装着機１０の作業位置へ搬入されるようにすることも可能であって、装着位置検査の完全自動化も可能となる。
【００４６】
また、前記実施形態においては、部品装着機がＸＹロボット型とされていたが、部品装着機は他の態様であってもよく、例えば、複数の部品保持ヘッドを間欠回転体に保持させて部品を装着するいわゆるインデックステーブル型の部品装着機であってもよい。
【００４７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明は、前記〔発明が解決しようとする課題，課題解決手段および効果〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である電子回路部品装着機を示す平面図である。
【図２】上記電子回路部品装着機を示す側面図である。
【図３】上記電子回路部品装着機の要部を拡大して示す側面図（一部断面）である。
【図４】上記電子回路部品装着機の落射照明装置を示す側面図である。
【図５】上記電子回路部品装着機を制御する制御装置を示すブロック図である。
【図６】部品装着精度検査を実施するための検査基板を示す(a)平面図および(b)正面図である。
【図７】上記検査基板に部品を装着した様子を示す平面図である。
【図８】上記検査基板の円マークを撮像する様子を示す正面図である。
【図９】上記検査基板を保持する基板治具を示す平面図である。
【図１０】上記基板治具を示す正面図である。
【図１１】上記検査基板に装着された部品の裏面を撮像する様子を示す正面図である。
【図１２】落射照明により検査基板を撮像した画像を示す図である。
【図１３】斜め方向からの照明により検査基板を撮像した画像を示す図である。
【図１４】画像処理を説明するための図である。
【図１５】装着精度の検出結果を示すグラフであって、検査基板の裏面側から撮像して検出した場合のグラフである。
【図１６】装着精度の検出結果を示すグラフであって、検査基板の部品装着面側から撮像して検出した場合のグラフである。
【符号の説明】
１０：電子回路部品装着機 １４：プリント配線板 １６：配線板コンベヤ １８：プリント配線板保持装置 ２０：電子回路部品 ２２：部品装着装置 ２４：部品供給装置 ３０：フィーダ ６０：部品保持ヘッド ９６：ＸＹ移動装置 １１４：吸着ノズル １５０：基準マーク １５２：基準マークカメラ １５４：照明装置１５８：落射照明装置 １６０：ハーフミラー １６２：ハロゲンランプ １６６：凹面鏡 １７０：光源 １７４：無反射紙１８０：部品撮像装置 １８２：部品カメラ １８４：導光装置 １９８：照明装置 ２５０：制御装置 ２５２：ＣＰＵ ２５４：ＲＯＭ ２５６：ＲＡＭ ２６０：コンピュータ ２６２：入出力インタフェース ２６４：駆動回路 ２６６：画像処理コンピュータ ３００：検査基板 ３０２：円マーク ３０４：基板治具 ３０６：支持面 ３０８：高さ規定面 ３１０：シークライン
Claims (7)
- 電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、
前記検査基板として光透過材料製を使用し、前記検査チップの上向きの表面を吸着ノズルに吸着させて保持させ、その保持された検査チップの裏面を撮像することによって、検査チップの吸着ノズルによる保持位置の誤差を取得し、取得した部品保持位置誤差を補正して上向きの前記検査基板の表面に装着し、その後、その検査基板を表裏反転させ、上方から検査基板を通して検査チップの裏面と検査基板の前記表面に設けた複数の装着位置基準マークとを撮像して検査チップの検査基板への装着位置を検出することによって電子回路部品装着機の装着位置精度を検査することを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法。 - 電子回路部品を供給する部品供給装置と、
回路基板を保持する基板保持装置と、
前記部品供給装置から吸着ノズルにより電子回路部品の表面を吸着して受け取り、前記基板保持装置に保持された回路基板の上向きの表面に装着する部品装着装置と、
前記回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する基板基準マーク撮像装置と、
前記吸着ノズルに吸着された電子回路部品の裏面を撮像する部品撮像装置と、
前記基板基準マーク撮像装置の撮像結果に基づいて前記基板保持装置による回路基板の保持位置誤差である回路基板保持位置誤差を取得するとともに、前記部品撮像装置の撮像結果に基づいて電子回路部品の前記吸着ノズルによる保持位置誤差である部品保持位置誤差を取得し、それら回路基板保持位置誤差と部品保持位置誤差とを補正して前記部品装着装置に電子回路部品を回路基板に装着させる制御装置と
を含む電子回路部品装着機の装着位置精度を検査する方法であって、
光透過材料製で平板状をなし、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが前記表面に設けられた検査基板を、前記基板保持装置に、前記表面を上向きにして保持させる一方、前記吸着ノズルに検査チップを保持させ、前記回路基板保持位置誤差に相当する検査基板保持位置誤差と、前記部品保持位置誤差に相当する検査チップ保持位置誤差とを補正して前記部品装着装置に前記検査基板の前記複数の装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着工程と、
その検査チップが装着された検査基板を表裏反転させてその検査基板の上向きの裏面側からその検査基板を通して前記装着位置基準マークを撮像させるとともに、前記検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて前記電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得工程と
を含むことを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査方法。 - 前記検査基板に光透過性を有する両面粘着シートを貼っておき、その両面粘着シートにより前記検査チップを検査基板に固定する請求項１または２に記載の装着位置精度検査方法。
- 前記検査基板保持位置誤差の取得時に、前記複数の装着位置基準マークの一部のものを前記基板基準マークとして使用する請求項２に記載の装着位置精度検査方法。
- 電子回路部品を供給する部品供給装置と、
回路基板を保持する基板保持装置と、
前記部品供給装置から吸着ノズルにより電子回路部品の表面を吸着して受け取り、前記基板保持装置に保持された回路基板の上向きの表面に装着する部品装着装置と、
前記回路基板に設けられた基板基準マークを撮像する基板基準マーク撮像装置と、
前記吸着ノズルに吸着された電子回路部品の裏面を撮像する部品撮像装置と、
前記基板基準マーク撮像装置の撮像結果に基づいて前記基板保持装置による回路基板の保持位置誤差である回路基板保持位置誤差を取得するとともに、前記部品撮像装置の撮像結果に基づいて電子回路部品の前記吸着ノズルによる保持位置誤差である部品保持位置誤 差を取得し、それら回路基板保持位置誤差と部品保持位置誤差とを補正して前記部品装着装置に電子回路部品を回路基板に装着させる制御装置と
を含む電子回路部品装着機であって、
光透過材料製で平板状をなし、複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられ、前記基板保持装置により表面を上向きにして保持可能な検査基板を含むとともに、前記制御装置が、
前記吸着ノズルに検査チップを保持させ、前記回路基板保持位置誤差に相当する検査基板保持位置誤差と、前記部品保持位置誤差に相当する検査チップ保持位置誤差とを補正して前記部品装着装置に前記検査基板の前記複数の装着予定位置の各々に装着させる検査チップ装着制御部と、
その検査チップが装着された検査基板が表裏反転させられて前記基板保持装置に保持された状態で、その検査基板の上向きの裏面側からその検査基板を通して前記基板基準マーク撮像装置に前記装着位置基準マークを撮像させるとともに、前記検査チップの裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて前記電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部と
を含む電子回路部品装着機。 - 前記基板保持装置と前記検査基板との間に介在させられ、前記基板基準マークの撮像時と前記検査チップの前記裏面の撮像時とにおいて、前記基準マーク撮像装置の焦点が前記検査基板の前記表面上に位置する状態に検査基板を保持する保持治具を含む請求項５に記載の電子回路部品装着機。
- 電子回路部品装着機によって検査チップを検査基板に装着し、その装着位置を検出することによって、電子回路部品装着機の装着位置精度を検査するための装置であって、
光透過材料製の平板であって、表面に複数の装着予定位置が設定されるとともに、それら装着予定位置毎に複数ずつの装着位置基準マークが設けられた検査基板と、
その検査基板の表面の前記複数の装着予定位置に前記検査チップが装着された前記検査基板を表裏反転させ、裏面を上向きにして保持する基板保持装置と、
その基板保持装置に保持された前記検査チップの裏面と前記複数ずつの装着位置基準マークとを、前記検査基板の裏面側から撮像可能な撮像装置と、
その撮像装置に前記装着位置基準マークを撮像させるとともに、前記検査チップの前記裏面を撮像させ、その撮像の結果に基づいて前記電子回路部品装着機の装着位置精度を取得する装着位置精度取得部と
を含むことを特徴とする電子回路部品装着機の装着位置精度検査装置。
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