專利名稱：元件放置設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種元件放置設(shè)備，用于使安裝頭相對(duì)于基座移動(dòng)并將被吸到(被拾
取到)安裝頭的抽吸管嘴的元件安裝到定位在基座上的基板上。
背景技術(shù)：
元件放置設(shè)備包括安裝頭上的抽吸管嘴，安裝頭能夠相對(duì)于基座移動(dòng)，并設(shè)計(jì)為 將從元件供應(yīng)部供應(yīng)的元件吸到(拾取到)抽吸管嘴并將元件安裝到定位在基座上的基板 上。在抽吸管嘴處拾取的元件移動(dòng)，從而在安裝到基板上之前在安裝于基座上的元件照相 機(jī)的上方通過(guò)，在元件照相機(jī)對(duì)元件進(jìn)行圖像識(shí)別(成像)之后再將元件安裝到基板上。 由獲得的圖像信息，檢測(cè)元件在圍繞抽吸管嘴的垂直軸線的方向上的偏差(抽吸偏差)等。 利用這種偏差信息計(jì)算在將元件安裝到基板上時(shí)使用的位置偏差修正量。
鄰近在用元件照相機(jī)對(duì)元件進(jìn)行圖像識(shí)別的過(guò)程中的元件照相機(jī)布置的線陣傳 感器照相機(jī)對(duì)被吸到抽吸管嘴的元件進(jìn)行圖像識(shí)別(成像)?；谒@得的圖像，判斷元件 相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為。構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)的投影器和線陣傳感器布置成 使得在平面視圖中檢查光的光軸與元件的移動(dòng)方向正交(或幾乎正交)。吸到抽吸管嘴的 元件在與檢查光的光軸相交時(shí)用線陣傳感器照相機(jī)對(duì)其進(jìn)行成像。由得到的圖像獲得元件 圖像的高度(在高度方向上的尺寸)。在高度超出預(yù)定的基準(zhǔn)值(考慮元件的厚度和公差 而預(yù)先設(shè)定)的情況下，元件很可能以傾斜姿態(tài)被吸到抽吸管嘴。由此判斷元件相對(duì)于抽 吸管嘴的抽吸姿態(tài)是不符合要求的(nonconforming)，從而該元件被廢棄，而不安裝到基板 上(專利文獻(xiàn)1)。 [專利文獻(xiàn)1] JP-A-2004-356139
技術(shù)問(wèn)題 在線陣傳感器照相機(jī)(投影器和線陣傳感器)布置在元件照相機(jī)附近的情況下， 安裝頭很可能會(huì)干涉線陣傳感器照相機(jī)。為了避免該問(wèn)題，要限制安裝頭在可移動(dòng)區(qū)域中 的自由操作，從而導(dǎo)致安裝節(jié)拍時(shí)間(mounting takt time)增加。 假設(shè)元件以傾斜姿態(tài)被吸到抽吸管嘴的情況。當(dāng)元件部分地接合到抽吸管嘴中時(shí)， 元件的圖像的高度與基準(zhǔn)值相同，從而難以基于元件的圖像的高度判斷抽吸姿態(tài)的行為。特 別地，當(dāng)使用很小的元件時(shí)，元件的尺寸公差與基準(zhǔn)值之比相對(duì)較大，這使得判斷更加困難。
當(dāng)使用很小的元件時(shí)，元件與線陣傳感器的檢查光相交所需的時(shí)間變得更短。這 樣，用線陣傳感器照相機(jī)獲得的元件的圖像的測(cè)量數(shù)整體上減少，從而難以準(zhǔn)確地判斷元 件的外部形狀，由此可能降低抽吸姿態(tài)的行為的判斷準(zhǔn)確性。為了增加用線陣傳感器照相 機(jī)獲得的元件的圖像的測(cè)量數(shù)，應(yīng)當(dāng)減小與檢查光相交的元件的移動(dòng)速度(安裝頭的移動(dòng) 速度)。此時(shí)，安裝節(jié)拍時(shí)間增加的新問(wèn)題產(chǎn)生了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在無(wú)需限制安裝頭在可移動(dòng)區(qū)域中的自由移動(dòng)的條件下能夠改善安裝節(jié)拍時(shí)間的元件放置設(shè)備。 本發(fā)明的另一 目的是提供一種能夠準(zhǔn)確地判斷很小的元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽 吸姿態(tài)的行為(propriety)的元件放置設(shè)備。 本發(fā)明的另一目的是提供一種在不增加安裝節(jié)拍時(shí)間的條件下能夠準(zhǔn)確地判斷
元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為的元件放置設(shè)備。 技術(shù)方案 本發(fā)明提供了一種元件放置設(shè)備，用于使安裝頭相對(duì)于基座移動(dòng)，并將被吸到安 裝頭的抽吸管嘴的元件安裝到定位在基座上的基板上，該元件放置設(shè)備包括線陣傳感器 照相機(jī)，由用于將檢查光投射在水平方向上的投影器和用于接收投影器所投射的檢查光的 線陣傳感器構(gòu)成；成像控制裝置，用于使安裝頭移動(dòng)，以允許吸到安裝頭的抽吸管嘴的元件 在安裝到基板上之前與線陣傳感器照相機(jī)的檢查光的光軸水平相交，以使線陣傳感器照相 機(jī)執(zhí)行對(duì)元件的成像；和判斷裝置，用于基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)對(duì)元件成像而得到的 元件的圖像來(lái)判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為；其中，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī) 的投影器和線陣傳感器布置在安裝頭相對(duì)于基座的可移動(dòng)區(qū)域的外側(cè)。 本發(fā)明提供了一種元件放置設(shè)備，用于使安裝頭相對(duì)于基座移動(dòng)，并將被吸到安 裝頭的抽吸管嘴的元件安裝到定位在基座上的基板上，該元件放置設(shè)備包括線陣傳感器 照相機(jī)，由用于將檢查光投射在水平方向上的投影器和用于接收投影器所投射的檢查光的 線陣傳感器構(gòu)成；成像控制裝置，用于使安裝頭移動(dòng)，以允許吸到安裝頭的抽吸管嘴的元 件在安裝到基板上之前與線陣傳感器照相機(jī)的檢查光的光軸水平相交，以使線陣傳感器照 相機(jī)執(zhí)行對(duì)元件的成像；和判斷裝置，用于基于線陣傳感器照相機(jī)對(duì)元件成像所獲得的元 件的圖像來(lái)判斷元件的圖像的高度是否超過(guò)基準(zhǔn)值以及元件的圖像的下邊緣是否包括相 對(duì)于水平面的傾斜部，并基于上述判斷的結(jié)果來(lái)判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行 為。 本發(fā)明提供了一種元件放置設(shè)備，用于使安裝頭相對(duì)于基座移動(dòng)，并將被吸到安 裝頭的抽吸管嘴的元件安裝到定位在基座上的基板上，該元件放置設(shè)備包括線陣傳感器 照相機(jī)，由用于將檢查光投射在水平方向上的投影器和用于接收投影器所投射的檢查光的 線陣傳感器構(gòu)成；成像控制裝置，用于使安裝頭移動(dòng)，以允許被吸到安裝頭的抽吸管嘴的元 件在安裝到基板上之前在平面視圖中以滿足O。 < e《45°的角度e與線陣傳感器照相 機(jī)的檢查光的光軸水平相交，以使線陣傳感器照相機(jī)執(zhí)行對(duì)元件的成像；和判斷裝置，用于 基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)對(duì)元件成像而得到的元件的圖像來(lái)判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴 的抽吸姿態(tài)的行為。
有益效果 在根據(jù)本發(fā)明的元件放置設(shè)備中，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)的投影器和線陣傳感器
布置在安裝頭相對(duì)于基座的可移動(dòng)區(qū)域的外側(cè)。在安裝頭與線陣傳感器照相機(jī)之間不存在
干涉的危險(xiǎn)，使得安裝頭能夠在可移動(dòng)區(qū)域內(nèi)自由移動(dòng)，從而改善了安裝節(jié)拍時(shí)間。 根據(jù)本發(fā)明的元件放置設(shè)備基于線陣傳感器照相機(jī)對(duì)元件成像所獲得的元件的
圖像來(lái)判斷元件的圖像的高度是否超過(guò)基準(zhǔn)值以及元件的圖像的下邊緣是否包括相對(duì)于
水平面的傾斜部。然后，元件放置設(shè)備基于上述判斷的結(jié)果來(lái)判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴的
抽吸姿態(tài)的行為。這準(zhǔn)確地檢測(cè)到僅通過(guò)比較元件的圖像的高度與基準(zhǔn)值所不能檢測(cè)到的
4不符合要求的抽吸姿態(tài)，并且還準(zhǔn)確地判斷很小的元件的抽吸姿態(tài)的行為。 根據(jù)本發(fā)明的元件放置設(shè)備使安裝頭移動(dòng)，以允許被吸到安裝頭的抽吸管嘴的元
件在安裝到基板上之前在平面視圖中以滿足o。 < e《45°的角度e與線陣傳感器照相
機(jī)的檢查光的光軸相交，以執(zhí)行對(duì)元件的成像。這樣，與元件在平面視圖中沿正交(或幾乎 正交)方向與檢查光的光軸相交的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)踐相比，這使線陣傳感器觀察的元件的移動(dòng) 速度相對(duì)地減小。因此可以增加借助線陣傳感器獲得的元件的圖像的測(cè)量數(shù)量，從而準(zhǔn)確 地判斷元件的外形。通過(guò)本發(fā)明，可以在減小安裝頭的移動(dòng)速度且不會(huì)增加安裝節(jié)拍時(shí)間 的條件下，準(zhǔn)確地判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的元件放置設(shè)備的平面視圖。 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝頭和線陣傳感器照相機(jī)的透視圖。 圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的元件放置設(shè)備的控制系統(tǒng)的框圖。 圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線陣傳感器照相機(jī)的檢查光的光軸與安裝頭的行
進(jìn)軌道之間的關(guān)系。 圖5 (a)至圖5 (d)均示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被吸到抽吸管嘴的元件的抽吸姿態(tài) 的示例。 圖6(a)至圖6(d)均示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的借助線陣傳感器獲得的元件的圖像 的示例。 圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的借助線陣傳感器獲得的元件的圖像的示例。 圖8(a)至圖8(e)均示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在順序成像過(guò)程中由線陣傳感器成
像的元件。 圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的借助線陣傳感器照相機(jī)獲得的多個(gè)元件的圖像的 示例。 圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的直插安裝元件的透視圖。 圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的借助線陣傳感器照相機(jī)獲得的直插安裝元件的圖 像的示例。
具體實(shí)施例方式
將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的元件放置設(shè)備的平 面視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的安裝頭和線陣傳感器照相機(jī)的透視圖。圖3是根據(jù)本 發(fā)明實(shí)施例的元件放置設(shè)備的控制系統(tǒng)的框圖。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的線陣傳感器 照相機(jī)的檢查光的光軸與安裝頭的行進(jìn)軌道之間的關(guān)系。圖5(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)均示出根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被吸到抽吸管嘴的元件的抽吸姿態(tài)的示例。圖6(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)均示 出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的借助線陣傳感器獲得的元件的圖像的示例。圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí) 施例的借助線陣傳感器獲得的元件的圖像的示例。圖8(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d) 、 (e)均示出根據(jù) 本發(fā)明實(shí)施例的在順序成像過(guò)程期間用線陣傳感器成像的元件。圖9示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施 例的借助線陣傳感器照相機(jī)獲得的多個(gè)元件的圖像的示例。圖io是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 直插安裝元件(insertion mountingcomponent)的透視圖。圖11示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的借助線陣傳感器照相機(jī)獲得的直插安裝元件的圖像的示例。 在圖1中，元件放置設(shè)備1包括基板傳送路徑3 ，該基板傳送路徑3在基座2上在 水平面中的一個(gè)方向(X-軸方向)上延伸。在基板傳送路徑3的上方，設(shè)置有在水平面中 與X-軸方向正交的方向(Y-方向)上延伸的Y-軸工作臺(tái)4。 Y-軸工作臺(tái)4具有在X-軸 方向上延伸且一端由Y-軸工作臺(tái)4支撐的兩個(gè)X-軸工作臺(tái)5。每個(gè)X-工作臺(tái)5具有能夠 在X-軸方向上沿著X-軸工作臺(tái)5移動(dòng)的行進(jìn)臺(tái)6。每個(gè)行進(jìn)臺(tái)6包括安裝在其上的安裝 頭7。在基板傳送路徑3的側(cè)部區(qū)域中，在X-軸方向上并排布置有作為元件供應(yīng)部的多個(gè) 部件饋送器8 。每個(gè)部件饋送器8將元件供應(yīng)口 8a定位在安裝頭7相對(duì)于基座2的可移動(dòng) 區(qū)域R中。 在圖2中，每個(gè)安裝頭7包括向下延伸的多個(gè)抽吸管嘴9。每個(gè)抽吸管嘴9的下端 設(shè)計(jì)成對(duì)供應(yīng)到部件饋送器8的元件供應(yīng)口 8a的元件P進(jìn)行抽吸。在該實(shí)施例中，假設(shè)在 安裝頭7上布置有總共八個(gè)抽吸管嘴9， X-方向上四個(gè)，Y-方向上有兩排。
在圖3中，元件放置設(shè)備1包括用于驅(qū)動(dòng)基板傳送路徑3的傳送路徑驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 11、用于使每個(gè)X-軸工作臺(tái)5沿著Y-軸工作臺(tái)4移動(dòng)的X-軸工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)12、用于使 每個(gè)行進(jìn)臺(tái)6沿著X-軸工作臺(tái)5移動(dòng)的行進(jìn)臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)13、用于使每個(gè)抽吸管嘴9圍繞升 降/垂直軸(Z-軸)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)的管嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14、以及用于使每個(gè)抽吸管嘴9執(zhí)行抽吸操 作的管嘴抽吸機(jī)構(gòu)15。設(shè)置在元件放置設(shè)備1中的控制器16執(zhí)行對(duì)傳送路徑驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11 的操作控制以執(zhí)行基板10的傳送并將基板10定位在基座2上的預(yù)定位置?？刂破?6還 執(zhí)行對(duì)X-軸工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)12、行進(jìn)臺(tái)移動(dòng)機(jī)構(gòu)13、管嘴驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)14和管嘴抽吸機(jī)構(gòu)15 的操作控制，以執(zhí)行對(duì)安裝頭7的操作控制，其中對(duì)安裝頭7的操作控制包括將從部件饋送 器8的元件供應(yīng)口 8a拾取的元件P安裝到基板10上的元件安裝操作。
在圖1中，安裝頭7包括基板照相機(jī)17，該基板照相機(jī)17的成像表面面朝下。在 基座2上布置有成像表面面朝上的元件照相機(jī)18以及包括投影器21和線陣傳感器22的 線陣傳感器照相機(jī)23，投影器21用于將檢查光投射在水平方向上(投射檢查光，使得其光 軸20定向在水平方向上)，線陣傳感器22用于接收投影器21投射的檢查光。基板照相機(jī) 17、元件照相機(jī)18和線陣傳感器照相機(jī)23 (投影器21和線陣傳感器22)的操作由控制器 16控制(圖3)。 控制器16執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)的安裝程序，以執(zhí)行將元件P安裝到基板IO上的控制。將 元件P安裝到基板10上包括如下步驟操作基板傳送路徑3、將目標(biāo)基板10傳送/定位在 基座2上的預(yù)定位置、使安裝頭7移動(dòng)到基板10上方的區(qū)域、以及用基板照相機(jī)17對(duì)設(shè)置 在基板10的拐角中的定位標(biāo)記(未示出)執(zhí)行圖像識(shí)別。將被基板照相機(jī)17識(shí)別為圖像 的定位標(biāo)記的圖像信息傳輸至控制器16，控制器16基于從基板照相機(jī)17傳輸來(lái)的圖像信 息判斷位置偏差檢測(cè)標(biāo)記與基準(zhǔn)位置相差多遠(yuǎn)，從而檢測(cè)基板10的位置偏差。
在檢測(cè)基板10的位置偏差時(shí)，控制器16使安裝頭7移動(dòng)到部件饋送器8上方的 區(qū)域并通過(guò)抽吸管嘴9拾取(抽吸)供應(yīng)至部件饋送器8的元件供應(yīng)口 8a的元件P。如圖 4所示，控制器16使被吸到抽吸管嘴9的元件P在平行于X-方向的水平行進(jìn)軌道B上的 某一方向上(圖4中所示的箭頭A的方向上)移動(dòng)，以使其在元件照相機(jī)18的上方(在元 件照相機(jī)18的視場(chǎng)內(nèi))通過(guò)，并使元件照相機(jī)18執(zhí)行對(duì)元件P的底表面的圖像識(shí)別(成 像)。通過(guò)元件照相機(jī)18的圖像識(shí)別所獲得的每個(gè)元件P的底表面的圖像信息被傳輸至控
6制器16 (圖3)?？刂破?6基于從元件照相機(jī)18傳輸來(lái)的圖像信息判斷每個(gè)元件P與抽吸 管嘴9偏離多遠(yuǎn)，從而檢測(cè)元件P與抽吸管嘴9的偏差(抽吸偏差)。 如圖4所示，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)23的投影器21和線陣傳感器22布置成使得 檢查光的光軸20在平面視圖中以滿足0。 < e《45°的角度e與安裝頭7的行進(jìn)軌道B 相交。當(dāng)安裝頭7在行進(jìn)軌道B上移動(dòng)時(shí)，被吸到安裝頭7的抽吸管嘴9的每個(gè)元件P在 平面視圖中以滿足O。 < e《45°的角度e與線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光的光軸20 水平相交。構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)23的投影器21和線陣傳感器22布置在安裝頭7相對(duì) 于基座2的可移動(dòng)區(qū)域R的外側(cè)，如圖1所示。 當(dāng)隨著安裝頭在行進(jìn)軌道B上移動(dòng)，被吸到安裝頭7的抽吸管嘴9的每個(gè)元件P與 線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光水平相交時(shí)，控制器16使線陣傳感器照相機(jī)23從元件P的 側(cè)方(在水平方向上)執(zhí)行對(duì)每個(gè)元件P的圖像識(shí)別(成像)。通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)23 的圖像識(shí)別所獲得的每個(gè)元件P的圖像信息(通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)23的圖像識(shí)別所獲 得的每個(gè)元件P的圖像信息包括抽吸管嘴9的一部分的圖像)被傳輸至控制器16 (圖3)。
在如上所述檢測(cè)基板10的位置偏差和元件9的抽吸偏差時(shí)，控制器16基于給定 至元件P的安裝位置數(shù)據(jù)將被吸到抽吸管嘴9的元件P安裝到基板10上?？刂破?6此時(shí) 修正安裝位置數(shù)據(jù)，以修正檢測(cè)到的基板10的位置偏差和元件P的位置偏差，并將元件P 安裝在基板10上的正確位置。 在如上所述將元件P安裝到基板10上之前，控制器16基于從線陣傳感器照相機(jī) 23傳輸來(lái)的每個(gè)元件P的圖像信息判斷元件P相對(duì)于抽吸管嘴9的抽吸姿態(tài)的行為?？刂?器16將抽吸姿態(tài)被判斷為符合要求的元件P安裝到基板10上?？刂破?6將抽吸姿態(tài)被 判斷為不符合要求的元件P丟棄到布置在基座2上的箱形元件廢棄部19中，而不會(huì)將該元 件安裝到基板10上。 以此方式，控制器16在根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1中用作成像控制裝置和判 斷裝置，成像控制裝置用于使安裝頭7移動(dòng)以允許被吸到安裝頭7的抽吸管嘴9的元件P在 被安裝到基板10上之前在平面視圖中以滿足0。 < e《45°的角度e與線陣傳感器照 相機(jī)23的檢查光的光軸20水平相交，從而使線陣傳感器照相機(jī)23執(zhí)行對(duì)元件P的成像， 判斷裝置用于基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)23對(duì)元件P的成像所獲得的元件P的圖像，判斷 元件P相對(duì)于抽吸管嘴9的抽吸姿態(tài)的行為。將詳細(xì)描述控制器16判斷元件P的抽吸姿 態(tài)的行為的過(guò)程。 作為元件P相對(duì)于抽吸管嘴9的抽吸姿態(tài)，可以是如圖5(a)所示的元件P沒(méi)有相 對(duì)于水平面傾斜而被正常抽吸的情況(抽吸姿態(tài)符合要求)，以及如圖5(b)、5(c)或5(d) 所示的元件P傾斜于水平面而未被正常抽吸的情況(抽吸姿態(tài)不符合要求)。在抽吸姿態(tài) 不符合要求的情況中，包括如圖5(b)所示的元件P的一部分未接合到抽吸管嘴9中的情況 以及如圖5(c)和5(d)所示的元件P的一部分接合到抽吸管嘴9中的情況。圖5(a)、5(b)、 5(c)和5(d)中的元件P的抽吸狀態(tài)通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)23的圖像識(shí)別(成像)分別 捕獲在圖6(a)、6(b)、6(c)和6(d)中。在圖6中(以及在隨后描述的圖7中)，抽吸管嘴9 的圖像用符號(hào)D9表示，元件P的圖像用符號(hào)DP表示。 控制器16基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)23成像而獲得的元件P的圖像，來(lái)判斷元 件P的圖像DP的高度(高度方向上的尺寸)H(參照?qǐng)D6和7)是否超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO以及元件P的圖像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部，并基于上述判斷結(jié)果判 斷元件P的抽吸姿態(tài)的行為。元件P的圖像DP的下邊緣L包括相對(duì)于水平面的傾斜部的 情況可以是圖像DP的整個(gè)下邊緣L從水平面傾斜的情況或者僅圖像DP的下邊緣L的一部 分從水平面傾斜的情況。 元件P的圖像DP的高度H是指元件P的圖像DP的與抽吸管嘴9的下端對(duì)應(yīng)的 位置9a與元件P的圖像DP的下邊緣L上的每個(gè)點(diǎn)Q之間在垂直方向上的距離h(參照?qǐng)D 6(c)中的局部放大視圖)的最大值，如圖6(a)、6(b)、6(c)和6 (d)所示。高度H可以這樣 來(lái)得到對(duì)于元件P的圖像DP的下邊緣L上的各點(diǎn)Q，相互比較垂直方向上的距離h。通過(guò) 向圖5(a)所示的元件P的厚度t加入公差來(lái)設(shè)定基準(zhǔn)值HO。在圖6(a)、6(b)、6(c)和6 (d) 中，元件P的圖像DP的高度H分別是Ha、Hb、Hc和Hd(其中，Ha " H0， Hb > H0， He > H0， Hd " HO)。 在元件P的圖像DP的高度H超過(guò)基準(zhǔn)值HO的情況下，元件P不可能被正常吸到 抽吸管嘴9。由此，控制器16判斷元件P的抽吸姿態(tài)不符合要求。在圖6(b)或6(c)的情 況下，控制器16可以僅通過(guò)判斷元件P的圖像DP的高度H超過(guò)基準(zhǔn)值HO而檢測(cè)到元件的 抽吸姿態(tài)是不符合要求的。 在元件P的圖像DP的下邊緣L包括相對(duì)于水平面的傾斜部的情況下，元件P不可 能被正常吸到抽吸管嘴9。由此，控制器16判斷元件P的抽吸姿態(tài)也是不符合要求的。如 圖7所示，通過(guò)檢測(cè)到針對(duì)元件P的圖像DP的下邊緣L上的多個(gè)點(diǎn)Q1、Q2而測(cè)量的在垂直 方向上的距離hl、h2之間的差A(yù)h超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值(符合要求的抽吸姿態(tài)顯示為差A(yù)h 幾乎等于0)，或者針對(duì)元件P的圖像DP的下邊緣L上的點(diǎn)Q而測(cè)量的在垂直方向上的距 離h的平均值與元件P的圖像DP的高度H之間的差超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)量(符合要求的抽吸 姿態(tài)顯示為距離h的平均值幾乎等于高度H)等，來(lái)檢測(cè)元件P的圖像DP的下邊緣L上存 在相對(duì)于水平面的傾斜部。通過(guò)采用這樣的方法，可以檢測(cè)圖6(c)或6(d)的情況下元件 P的抽吸姿態(tài)是不符合要求的。上述的處理可以在抽吸管嘴9的垂直中心軸線周?chē)念A(yù)定 范圍內(nèi)(例如，在抽吸管嘴9的中心軸線旁IO行以內(nèi))進(jìn)行，以加速處理。
以此方式，根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)23成像獲 得的元件P的圖像來(lái)判斷元件P的圖像DP的高度H是否超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO以及元件P 的圖像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部，并基于上述判斷結(jié)果判斷元件P的 抽吸姿態(tài)的行為。假設(shè)這樣的情況如圖6(d)中那樣，元件P的圖像DP的高度H沒(méi)有超過(guò) 基準(zhǔn)值HO (Hd " HO)，但元件P從水平面傾斜而被不適當(dāng)?shù)匚匠槲茏?，此時(shí)不能單獨(dú) 通過(guò)獲得元件P的圖像DP的高度H來(lái)檢測(cè)到不符合要求的元件P的抽吸狀態(tài)。在該情況 下，可以通過(guò)判斷元件P的圖像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部來(lái)檢測(cè)不符 合要求的抽吸狀態(tài)。此外，可能存在圖6(b)中的情況，S卩，元件P的圖像DP的高度H沒(méi)有 超過(guò)基準(zhǔn)值HO，使得特別是在元件P很小時(shí)不能僅通過(guò)獲得元件P的圖像DP的高度H來(lái)檢 測(cè)不符合要求的元件P的抽吸狀態(tài)。在該情況下，可以通過(guò)在元件P的圖像DP的下邊緣L 的一部分中檢測(cè)相對(duì)于水平面的傾斜部(圖6 (b)中符號(hào)LI所示的部分)來(lái)檢測(cè)元件P處 于不符合要求的抽吸狀態(tài)。 在根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1中，正如之前描述的，線陣傳感器照相機(jī)23的 檢查光的光軸20在平面視圖中以滿足0。 < e《45°的角度e與安裝頭7的行進(jìn)軌道B相交。線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光的光軸20與安裝頭7的行進(jìn)軌道B在平面視圖中不 彼此正交。吸到安裝頭7的多個(gè)抽吸管嘴9中的每個(gè)抽吸管嘴的多個(gè)元件P中的每個(gè)元件 的圖像DP被獲得作為不與其它元件P的圖像DP重疊的獨(dú)立圖像。假設(shè)圖8(a)中所示的
八個(gè)元件P1、P2.....P8被吸到八個(gè)抽吸管嘴9的情況。當(dāng)安裝頭7以圖8(a)至圖8(e)
的順序在行進(jìn)軌道B上移動(dòng)時(shí)，八個(gè)元件Pl至P8以Pl、 P2.....P4、 P5.....P8的順序與
檢查光相交，并以此順序被線陣傳感器照相機(jī)23成像。在時(shí)間T的方向上獲得的圖像在圖 9中示出。 在圖9中，抽吸管嘴9的圖像用符號(hào)D9表示，元件Pl至P8的圖像用符號(hào)DPI至 DP8表示。在圖9的示例中，元件P4的抽吸姿態(tài)是不符合要求的。這通過(guò)應(yīng)用上述的方法 來(lái)檢測(cè)，即，通過(guò)判斷元件P的圖像DP的高度H是否超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO以及元件P的圖 像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部來(lái)判斷元件P的抽吸姿態(tài)的行為。
在根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1中，安裝頭7移動(dòng)以允許吸到安裝頭7的抽吸 管嘴9的元件在安裝到基板10上之前在平面視圖中以滿足0。 < e《45°的角度e與 線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光的光軸20相交，以對(duì)元件P進(jìn)行成像。與元件P在平面視 圖中沿正交(或幾乎正交)方向與檢查光的光軸20相交的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)踐相比，這相對(duì)地減 小了線陣傳感器觀察的元件P的移動(dòng)速度并增加了借助線陣傳感器照相機(jī)23獲得的元件 P的圖像DP的測(cè)量數(shù)量，從而準(zhǔn)確地判斷元件P的外形。因此可以在減小安裝頭的移動(dòng)速 度而不會(huì)增加安裝節(jié)拍時(shí)間的條件下，準(zhǔn)確地判斷元件P相對(duì)于抽吸管嘴9的抽吸姿態(tài)的 行為。 在根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1中，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)23的投影器21和 線陣傳感器22布置在安裝頭7相對(duì)于基座2的可移動(dòng)區(qū)域R的外側(cè)。在安裝頭7與線陣 傳感器照相機(jī)23 (投影器21和線陣傳感器22)之間沒(méi)有出現(xiàn)干涉的危險(xiǎn)，使得安裝頭7在 可移動(dòng)區(qū)域R內(nèi)自由移動(dòng)。這與線陣傳感器照相機(jī)23設(shè)置在元件照相機(jī)18附近(在安裝 頭7的可移動(dòng)區(qū)域R內(nèi))的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)踐相比改善了安裝節(jié)拍時(shí)間。 在元件P通過(guò)安裝頭7安裝在基板10上之后，可能出現(xiàn)安裝頭7沒(méi)有將元件P安 裝到基板10上而元件P仍然被吸到抽吸管嘴9的所謂元件未安裝的錯(cuò)誤。為了檢測(cè)這種 元件未安裝(存在未安裝的元件)，在將元件P安裝到基板10上的步驟之后，使抽吸管嘴在 拾取下一個(gè)元件P之前與線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光相交時(shí)，對(duì)所有的抽吸管嘴9進(jìn)行 成像，由此檢測(cè)元件P是否仍被吸到任何抽吸管嘴9。 在根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1中，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)23的投影器21和 線陣傳感器22，不是像現(xiàn)有技術(shù)中那樣布置在元件照相機(jī)18附近，而是布置在安裝頭7相 對(duì)于基座2的可移動(dòng)區(qū)域R的外側(cè)，沒(méi)有與安裝頭7干涉的危險(xiǎn)。在檢測(cè)有無(wú)未安裝的元 件的過(guò)程中，安裝頭7無(wú)需在用來(lái)檢測(cè)元件P的抽吸姿態(tài)的行為的相同行進(jìn)軌道B上移動(dòng)， 而是可以在包括與行進(jìn)軌道B正交的路徑的自由路徑上移動(dòng)。在該方面，這改善了安裝節(jié) 拍時(shí)間。在檢測(cè)到元件未安裝的情況下，必須重新檢測(cè)哪個(gè)抽吸管嘴9保持著被抽吸的未 安裝元件。在該情況下，安裝頭7必須在線陣傳感器23對(duì)各元件P進(jìn)行成像的行進(jìn)軌道B 上移動(dòng)。在該情況下，與判斷抽吸姿態(tài)的行為類似，可以在安裝頭7沿著行進(jìn)軌道B僅移動(dòng) 一次的同時(shí)執(zhí)行對(duì)個(gè)別元件P的成像。 根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備1基于通過(guò)用線陣傳感器照相機(jī)23對(duì)元件P進(jìn)行
9成像而得到的元件P的圖像DP來(lái)判斷元件P的圖像DP的高度H是否超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO 以及圖像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部，并基于上述判斷結(jié)果來(lái)判斷元件 P相對(duì)于抽吸管嘴9的抽吸姿態(tài)的行為。這樣，可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到通過(guò)比較元件P的圖像DP 的高度與基準(zhǔn)值HO不能檢測(cè)到的抽吸姿態(tài)的不符合要求，并可以準(zhǔn)確地判斷很小的元件P 的抽吸姿態(tài)的行為。 不是總是必須要進(jìn)行兩個(gè)判斷，即，元件P的圖像DP的高度H是否超過(guò)預(yù)定的基 準(zhǔn)值HO以及元件P的圖像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部。在元件P的圖 像DP的高度H超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO的情況下，無(wú)需檢查傾斜部即可證實(shí)元件P的抽吸姿 態(tài)是不符合要求的。這樣，作為判斷元件P的圖像DP的高度H是否超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO 的結(jié)果，在判斷元件P的圖像DP的高度H超過(guò)預(yù)定的基準(zhǔn)值HO的情況下，可以跳過(guò)對(duì)元件 P的圖像DP的下邊緣L是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部的判斷。這加快了處理速度，并改 善了安裝節(jié)拍時(shí)間。 借助根據(jù)該實(shí)施例的元件放置設(shè)備l，在使用圖10所示的包括插入并安裝到基板 10中的多個(gè)引線S的直插安裝元件Pa的情況下，可以判斷元件Pa相對(duì)于抽吸管嘴9的抽 吸姿態(tài)的行為并判斷引線S是否有變形。這樣的元件在引線S的尖端(下部Sa)處具有小 表面面積，這使得難以通過(guò)從下方進(jìn)行圖像識(shí)別而正確地定位引線S的尖端。借助根據(jù)該 實(shí)施例的元件放置設(shè)備l，容易檢查引線S的變形，如下面所描述的。 在安裝頭7 (圖10所示的直插安裝元件Pa被吸到抽吸管嘴9)在行進(jìn)軌道B上移 動(dòng)且線陣傳感器照相機(jī)23對(duì)元件Pa進(jìn)行成像的情況下，所獲得的圖像DP看上去像圖11 中那樣。作為判斷裝置的控制器16僅在元件Pa的每個(gè)引線S的下部Sa(參照?qǐng)D10)的圖 像DSa的下端DSp的高度相同的情況下才判斷抽吸姿態(tài)是符合要求的，否則判斷抽吸姿態(tài) 是不符合要求的。 在每個(gè)引線S的下部Sa的圖像DSa的寬度A DSa、每個(gè)引線S的上部Sb (參照?qǐng)D 10)的圖像DSb的寬度ADSb、相鄰引線S的下部Sa的圖像DSa之間的間距A da、以及相鄰 引線S的上部Sb的圖像DSb之間的間距A db分別恒定的情況下，控制器16判斷元件Pa的 引線S沒(méi)有變形。在ADSa、 ADSb、 A da禾P A db不是分別恒定的情況下，控制器16判斷元 件Pa的引線S發(fā)生變形。要指出的是，布置在元件Pa的兩側(cè)的引線S之間的間距Adal、 A dbl被排除在判斷目標(biāo)之外。 這可靠地除去了因引線S的變形而不能安裝到基板10上的相對(duì)于抽吸管嘴9的 抽吸姿態(tài)符合要求的直插安裝元件Pa。 要指出的是，僅引線S的下部Sa插入到基板10中的插入孔中。雖然在這一點(diǎn)上 似乎無(wú)需判斷ADSb和Adb是分別恒定的，但是為引線S的中部發(fā)生變形、但引線S的下 部Sa處于正常位置的情況，提供了對(duì)ADSb和Adb是否分別恒定的判斷。
在用元件照相機(jī)18識(shí)別元件P在圍繞抽吸管嘴9的垂直軸線的方向上的偏差之 后，在安裝頭7在元件Pa的短邊與線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光的光軸20對(duì)準(zhǔn)且元件Pa 圍繞抽吸管嘴9的垂直軸線的旋轉(zhuǎn)姿態(tài)基于所述偏差被調(diào)節(jié)的條件下沿著行進(jìn)軌道B移動(dòng) 時(shí)，進(jìn)行成像。在安裝頭7在元件Pa的長(zhǎng)邊與線陣傳感器照相機(jī)23的檢查光的光軸20對(duì) 準(zhǔn)的條件下沿著行進(jìn)軌道B移動(dòng)時(shí)，進(jìn)行進(jìn)一步的成像。這更正確地判斷引線S的任何變 形。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明防止了安裝頭在可移動(dòng)區(qū)域內(nèi)的自由操作受到限制并改善了安裝節(jié)拍時(shí) 間。 本發(fā)明正確地判斷很小的元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為。 本發(fā)明在不增加安裝節(jié)拍時(shí)間的條件下準(zhǔn)確地判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸
姿態(tài)的行為。
權(quán)利要求
一種元件放置設(shè)備，用于使安裝頭相對(duì)于基座移動(dòng)，并將被吸到安裝頭的抽吸管嘴的元件安裝到定位在基座上的基板上，所述元件放置設(shè)備包括線陣傳感器照相機(jī)，由用于將檢查光投射在水平方向上的投影器和用于接收投影器所投射的檢查光的線陣傳感器構(gòu)成；成像控制裝置，用于使安裝頭移動(dòng)，以允許被吸到安裝頭的抽吸管嘴的元件在安裝到基板上之前與線陣傳感器照相機(jī)的檢查光的光軸水平相交，從而使線陣傳感器照相機(jī)執(zhí)行對(duì)元件的成像；和判斷裝置，用于基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)對(duì)元件成像而得到的元件的圖像來(lái)判斷元件相對(duì)于抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為；其中，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)的投影器和線陣傳感器布置在安裝頭相對(duì)于基座的可移動(dòng)區(qū)域的外側(cè)。
2. 如權(quán)利要求l的元件放置設(shè)備，其中，所述判斷裝置基于借助所述線陣傳感器照相 機(jī)對(duì)元件成像所獲得的元件的圖像來(lái)判斷元件的圖像的高度是否超過(guò)基準(zhǔn)值以及元件的 圖像的下邊緣是否包括相對(duì)于水平面的傾斜部，并基于上述判斷的結(jié)果來(lái)判斷元件相對(duì)于 抽吸管嘴的抽吸姿態(tài)的行為。
3. 如權(quán)利要求1的元件放置設(shè)備，其中，所述成像控制裝置使安裝頭移動(dòng)，以允許被吸 到安裝頭的抽吸管嘴的元件在安裝到基板上之前在平面視圖中以滿足O。 < e《45°的 角度e與線陣傳感器照相機(jī)的檢查光的光軸水平相交。
4. 如權(quán)利要求l的元件放置設(shè)備，其中，元件是包括插入并安裝到基板中的多個(gè)引線 的直插安裝元件，并且，判斷裝置基于通過(guò)線陣傳感器照相機(jī)對(duì)元件成像而獲得的元件的 圖像來(lái)判斷元件的弓I線是否存在變形。
全文摘要
提供一種能夠防止安裝頭在可移動(dòng)區(qū)域內(nèi)的自由操作受到限制且能夠改善安裝節(jié)拍時(shí)間的元件放置設(shè)備。元件放置設(shè)備(1)包括由將檢查光投射在水平方向上的投影器(21)和接收投影器(21)所投射的檢查光的線陣傳感器(22)構(gòu)成的線陣傳感器照相機(jī)(23)，元件放置設(shè)備(1)設(shè)置成使安裝頭(7)移動(dòng)，以允許吸到安裝頭(7)的抽吸管嘴(9)的元件(P)在安裝到基板(10)上之前與線陣傳感器照相機(jī)(23)的檢查光的光軸(20)水平相交，以使線陣傳感器照相機(jī)(23)執(zhí)行對(duì)元件的成像，并基于線陣傳感器照相機(jī)(23)對(duì)元件(P)成像所得到的元件(P)的圖像(DP)來(lái)判斷元件(P)相對(duì)于抽吸管嘴(9)的抽吸姿態(tài)的行為，其特征在于，構(gòu)成線陣傳感器照相機(jī)(23)的投影器(21)和線陣傳感器(22)布置在安裝頭(7)相對(duì)于基座(2)的可移動(dòng)區(qū)域(R)的外側(cè)。
文檔編號(hào)H05K13/04GK101755497SQ20088002537
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日
發(fā)明者永尾和英, 納土章, 遠(yuǎn)藤忠士 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社