專利名稱：電子零部件安裝方法及其裝置的制作方法
電子零部件安裝方法及其裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及電子零部件安裝方法及其裝置，尤其涉及適用于將具有多個引線電極的零部件安裝在基板上的電子零部件安裝方法及其裝置。電子零部件安裝裝置(mounter)利用安裝頭部的吸附噴嘴吸附管嘴來吸附從零部件供給部供給的電子零部件，并將其安裝在輸送來的電路基板上。此時，向所吸附的零部件照射由照明裝置發(fā)出的光來用零部件識別攝像機進行拍攝，在圖像處理中對零部件的吸附姿態(tài)(吸附中心與零部件中心的偏離，吸附角度的偏離)進行計算之后，對零部件的吸附姿態(tài)進行修正后將零部件安裝在電路基板上的預定位置上。此時的照明方法，在具 W QFP (Quad Flat Package 四方扁平封裝)、SOP (Small Outline Package 小引出線封裝)這樣的引線電極的情況下，通過同軸照明從垂直方向進行照明以使引線部發(fā)光；在具有BGA(Ball Grid Array 球柵陣列)這樣的凸塊電極時，通過傾斜照明從傾斜方向進行照明。關(guān)于安裝具有這樣的引線電極的電子零部件的裝置記載在例如日本特開2009-135 號公報(專利文獻1)、日本特開平1H89199號公報(專利文獻2)、日本特開2008-227069 號公報(專利文獻3)以及日本特開2009-130034號公報(專利文獻4)中。在將具有QFP (Quad Flat Package)或 SOP (Small Outline Package)這樣的多個引線電極的電子零部件安裝在基板上的電子零部件安裝裝置中，利用頭部的吸附管嘴吸附從零部件供給部供給來的電子零部件，并安裝在輸送來的電路基板上。這種情況下，用零部件識別攝像機拍攝吸附零部件，在圖像處理中計算零部件的吸附姿態(tài)(吸附中心與零部件中心的偏離，吸附角度的偏離)之后，對零部件的吸附姿態(tài)進行修正后將零部件安裝在電路基板上的預定位置上。此時，用零部件識別攝像機對由于照明而發(fā)光的多個引線電極進行拍攝而得到拍攝圖像，根據(jù)該發(fā)光的多個引線位置計算吸附姿態(tài)，但不必限于該多個引線電極的前端全部必須位于相同的平面內(nèi)，存在一部分引線電極相對于其他引線電極傾斜成形的情況。在該傾角較大時，用零部件識別攝像機進行拍攝時該傾斜成形的引線電極的前端部分不發(fā)光，在根據(jù)所拍攝的圖像計算由吸附管嘴所吸附的電子零部件的姿態(tài)時，有時會發(fā)生零部件識別錯誤。也就是說，為了使由引線電極的表面反射的照明光到達零部件識別攝像機，隨著一部分引線電極的表面傾角增大，也需要增大照明光對引線電極表面的入射角的范圍。但是，在專利文獻1記載的結(jié)構(gòu)中，在引線電極前端部的傾角超出由裝置結(jié)構(gòu)所決定的上限值時，相對于用于使照明光到達零部件識別攝像機的引線電極表面的照明入射角度的范圍不滿足上述條件，導致產(chǎn)生一部分引線前端部未被反映在拍攝圖像中的情況。在這種情況下，在計算吸附姿態(tài)的圖像處理中發(fā)生錯誤，因此在根據(jù)引線電極前端部的圖像識別零部件的傾斜的情況下，謀求提高對引線電極前端傾斜的應對能力(也就是說，擴大對觀察對象的表面傾角的應對范圍)。但是在專利文獻1至專利文獻4記載的發(fā)明中均未考慮到該問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的課題，提供一種提高對于引線電極前端的傾斜角度偏差的應對能力的電子零部件安裝方法及其裝置。在本發(fā)明中，僅在零部件識別部的成像系統(tǒng)視野外的區(qū)域設置照明用的透鏡或者輔助光源，通過以在現(xiàn)有的光學系統(tǒng)中不能照射到的照明角度對零部件進行照明，能夠擴大對觀察對象的表面傾角(引線前端傾角)的應對范圍。其結(jié)果，僅在成像系統(tǒng)視野外的區(qū)域設置透鏡、光源，因此能夠在對成像系統(tǒng)不產(chǎn)生影響的情況下使照明系統(tǒng)的能力提高。S卩，為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種電子零部件安裝裝置，其用于將電子零部件安裝在基板上的預定位置上，其包括零部件供給部，其用于供給電子零部件；零部件保持機構(gòu)，其用于保持由零部件供給部供給的電子零部件；拍攝機構(gòu)，其拍攝由零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件；零部件姿態(tài)修正機構(gòu)，其修正通過拍攝機構(gòu)進行拍攝而得到的電子零部件的由零部件保持機構(gòu)所保持的姿態(tài)；以及零部件安裝機構(gòu)，其將由零部件姿態(tài)修正機構(gòu)對姿態(tài)進行修正后的電子零部件輸送至基板上的預定位置來進行安裝，其中，拍攝機構(gòu)包括光照射部，其通過透鏡將照明光照射到零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件上； 和拍攝部，其通過透鏡來拍攝由反射光形成的像，反射光來自光照射部進行了光照射的電子零部件，其中，光照射部在透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過透鏡對電子零部件照射照明光。此外，為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種電子零部件安裝裝置，其用于將電子零部件安裝在基板上的預定位置上，其包括零部件供給部，其用于供給電子零部件；零部件保持機構(gòu)，其用于保持由零部件供給部供給的電子零部件；拍攝機構(gòu)，其拍攝由零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件；零部件姿態(tài)修正機構(gòu)，其修正通過拍攝機構(gòu)進行拍攝而得到的電子零部件的由零部件保持機構(gòu)所保持的姿態(tài)；以及零部件安裝機構(gòu)，其將由零部件姿態(tài)修正機構(gòu)對姿態(tài)進行修正后的電子零部件輸送至基板上的預定位置來進行安裝，其中，拍攝機構(gòu)包括光照射部，其通過透鏡將照明光照射到零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件上；和拍攝部，其通過透鏡來拍攝由反射光形成的像，反射光來自光照射部進行了光照射的電子零部件，透鏡的表面的周邊部具有比其中央部小的曲率半徑，光照射部在透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過透鏡對電子零部件照射照明光。并且，為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種電子零部件安裝方法，其包括以下步驟在保持機構(gòu)中保持由零部件供給部供給的電子零部件；對在保持機構(gòu)中保持的電子零部件進行拍攝；根據(jù)通過拍攝而得到的電子零部件的圖像來對電子零部件的姿態(tài)進行修正；將姿態(tài)被進行修正后的電子零部件輸送至基板上的預定位置上并將其安裝在基板上， 其中，在對在保持機構(gòu)中保持的電子零部件進行拍攝的步驟中，在所述透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過透鏡對電子零部件照射照明光，通過透鏡來拍攝由反射光形成的像，其中反射光來自被照射了照明光的電子零部件。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)使應對引線電極前端的傾斜角度偏差的應對能力提高的電子零部件安裝裝置。并且，能夠得到以下效果擴大對電子零部件表面的傾角的應對范圍， 提高零部件識別圖像的質(zhì)量，有利于提高零部件識別時的電子零部件安裝裝置的零部件識別率(減少識別錯誤)。本發(fā)明的特征和優(yōu)點將從以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行的更具體的描述中得以明確。


圖1是在引線前端的傾斜度小時電子零部件的基于零部件識別攝像機的拍攝圖像。圖2是在引線前端的傾斜度大時電子零部件的基于零部件識別攝像機的拍攝圖像。圖3是電子零部件的側(cè)視圖。圖4是表示在電子零部件表面無傾斜時照明光線的路徑的光學系統(tǒng)的主視圖。圖5是表示在電子零部件表面存在傾斜時照明光線的路徑的光學系統(tǒng)的主視圖。圖6(a)是電子零部件安裝裝置的俯視圖，圖6(b)是安裝頭部的立體圖。圖7是表示電子零部件安裝裝置的控制部的概略結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是表示將輔助透鏡設置在物體側(cè)透鏡的前方的零部件識別部的光學系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的主視圖。圖9是表示將輔助透鏡設置在物體側(cè)透鏡的后方的零部件識別部的光學系統(tǒng)概略結(jié)構(gòu)的主視圖。圖10是表示基于電子零部件安裝裝置的電子零部件安裝工序的流程圖。圖11 (a)是輔助透鏡的俯視圖，圖11 (b)是輔助透鏡的側(cè)視圖。圖12(a)是一體構(gòu)成的透鏡的俯視圖；圖12(b)是一體構(gòu)成的透鏡的側(cè)視圖；圖 12(c)是消除層差部且一體構(gòu)成的透鏡的側(cè)視圖。圖13是表示代替輔助透鏡而設置有輔助照明光源的零部件識別部的光學系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)的主視圖。圖14是表示輔助照明用LED的配置的輔助照明光源的俯視圖。標號說明101電子零部件的拍攝圖像102引線前端部601電子零部件安裝裝置602零部件供給部60 送料器基座602b零部件供給單元603輸送部604安裝頭部60 吸附管嘴604b上下軸驅(qū)動電動機604c θ驅(qū)動電動機605安裝頭驅(qū)動部605a X軸驅(qū)動電動機605b Y軸驅(qū)動電動機605c X軸引導部605d Y軸引導部
606零部件位置識別部
607印制基板
608電子零部件
620真空泵
700中央控制部
70ICPU
702RAM
703R0M
704電動機·真空泵控制部
705X軸Y軸電動機控制部
706攝像機/照明控制部
707圖像處理部
800光學系統(tǒng)
801物體側(cè)透鏡
802半反射鏡
803同軸照明單元
803a LED
804傾斜照明單元
804a LED
805攝像機鏡頭
807拍攝零部件
808輔助透鏡
810照明光源部
820零部件識別攝像機
1201物體側(cè)透鏡
1301輔助照明
1401a LED
具體實施例方式下面，使用附圖來說明基于本發(fā)明的電子零部件安裝裝置的實施例。圖1示出用電子零部件安裝裝置的零部件識別攝像機對電子零部件進行拍攝而得到的圖像101。對電子零部件進行拍攝而得到的圖像101通常是基于照明光而反映了零部件引線前端部102的圖像，能夠根據(jù)圖像上的引線前端部102的位置進行以上所述的吸附姿態(tài)的計算。但是，實際上已知在引線前端部存在傾斜角度(圖3中的Θ)的偏差，在該傾斜角度的偏差較大時，在1個拍攝畫面中拍攝由來自所有的引線前端部的鏡面反射光而形成的像變得困難，如圖2所示，產(chǎn)生沒有反映出一部分引線前端部這樣的問題。使用圖4 和圖5對該情況進行說明。圖4和圖5分別示出在零部件表面的P點不存在傾角和存在傾角的情況下，由P 點反射的光線到達拍攝面的路徑。零部件表面大致為鏡面體(P點處的光的入射角和反射角相等)，基于由P點反射的照明光而到達拍攝面的光根據(jù)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分別采用如圖所示的路徑。在零部件表面的P點具有傾角的圖4的情況下，可知到達拍攝面807的光線402 從拍攝面807逆向追溯時，從照明光源803射出。由此，能夠確認從照明光源803射出一部分光在由半反射鏡802反射并透過物鏡801在引線電極401的P點反射的光中，再次透過物體側(cè)透鏡801且透過半反射鏡802后的光到達拍攝面807(根據(jù)從照明光源803射出的照明光，由被P點鏡面反射的光而形成的P點的像進入在拍攝面807拍攝的圖像中)。另一方面，在零部件表面的P點具有傾角的圖5的情況下，在從拍攝面807逆向追溯到達拍攝面807的光線50 (虛線光路)時，偏離物體側(cè)透鏡801而未到達照明光源803。 實際上，可知從照明光源803射出的光中入射到物鏡的最端部的光線502b (實線光路)在基于物體側(cè)透鏡801的折射不充分，因此不能到達P點。這種情況表示從光源803發(fā)出在半反射鏡802反射并透過物體側(cè)透鏡801，在P點鏡面反射的照明光中，不存在到達拍攝面 807的光(基于照明光P點未反映在拍攝圖像中)。此外，在圖5(b)中表示圖5(a)的附圖標記503 (由虛線包圍的區(qū)域)的放大圖， 但在相對于與零部件吸附面806垂直的軸504向角度α的方向反射的光線50 到達拍攝面807的情況下，上述光線50 對零部件表面P點(表面傾角Θ)的入射角(相對于與零部件吸附面垂直的軸504的角度)為Οθ+α)。也就是說，為了使在零部件表面的P點反射的照明光到達拍攝面807，也需要與零部件表面的P點的傾角成正比來增大照明光502b 對零部件表面P點的入射角。因此，在引線前端部的傾角較大的情況下，照明光對零部件表面的入射角不滿足上述條件，導致引線前端部未反映在拍攝圖像中。這樣的情況下，導致成為吸附姿態(tài)計算的圖像處理錯誤，因此謀求在零部件識別部中提高對引線前端傾斜的應對能力(也就是說， 擴大針對觀察對象的表面傾角的應對范圍)。本發(fā)明涉及提供具有使應對上述引線前端傾斜的應對能力提高的照明光學系統(tǒng)的電子零部件裝置。以下使用

本發(fā)明的實施例。圖6(a)表示電子零部件安裝裝置的俯視圖。電子零部件安裝裝置601包括供給各種電子零部件的零部件供給部602 ；對印制基板607進行輸送、定位的輸送部603 ；吸附電子零部件608、并將其安裝在印制基板上的安裝頭部604 ；進行安裝頭部的驅(qū)動的安裝頭驅(qū)動部605 ；以及對安裝頭對電子零部件608的吸附狀態(tài)進行識別的零部件位置識別部 606。上述零部件供給部602包括安裝在電子零部件安裝裝置的裝置主體上的送料器基座60 ；和在送料器基座60 上設置有多個、分別將各種電子零部件608逐一供給到其零部件取出部(零部件吸附位置)上的零部件供給單元602b組。 上述輸送部603從上游接受印制基板607，將從上游接受的印制基板607輸送到定位部(未圖示)，在定位部被定位的印制基板上安裝電子零部件608之后，將基板向下游排出。 圖6(b)表示電子零部件安裝裝置中的安裝頭部604的立體圖。上述安裝頭部604 具有多個用于吸附電子零部件的吸附管嘴60 ，具備用于單獨使該多個吸附管嘴60 上下移動的、與各吸附管嘴60 對應的上下軸電動機604b ；和用于使多個吸附管嘴60 繞鉛直軸系旋轉(zhuǎn)的θ軸電動機6(Mc，各吸附管嘴60 除向沿X軸引導部605c的X軸方向、 沿Y軸引導部605d的Y軸方向移動以外，也能夠在θ軸電動機6(Mc的驅(qū)動下繞鉛直軸系旋轉(zhuǎn)，并且在上下軸電動機604b的驅(qū)動下上下移動。并且，安裝頭部604能夠在X軸驅(qū)動電動機60fe、Y軸驅(qū)動電動機60 的驅(qū)動下， 沿X軸的引導部605c和Y軸的引導部605d移動，在由吸附管嘴60 吸附從零部件供給部 602供給的電子零部件608之后，向由定位部定位的印制基板607上移動，將電子零部件安裝到印制基板607上。上述安裝頭驅(qū)動部605構(gòu)成為具有X軸的驅(qū)動電動機(605a)、Y軸的驅(qū)動電動機 (605b)、X軸的驅(qū)動引導部(605c)以及Y軸的驅(qū)動引導部(605d)，進行在XY平面內(nèi)的安裝頭部604的驅(qū)動。上述零部件位置識別部606例如如圖8中示出的其結(jié)構(gòu)那樣，構(gòu)成為包括包含照明光源的照明光學系統(tǒng)810和零部件拍攝用攝像機(成像光學系統(tǒng))820，在將電子零部件 608吸附到上述吸附管嘴60 上時，為了識別上述電子零部件608相對于吸附管嘴60 的中心位置偏離多少而被吸附保持，進行電子零部件608的拍攝。圖7是表示本裝置的控制部結(jié)構(gòu)的框圖。附圖標記700是中央控制部，包括 CPU701、RAM702、R0M703。CPU701對與本裝置的安裝有關(guān)的工作進行集中控制。通過總線7001在CPU701上連接有存儲了與零部件安裝相關(guān)的安裝數(shù)據(jù)(除印制基板內(nèi)的 X方向、Y方向的位置信息以外，還有電子零部件的尺寸和零部件識別中的照明方式等) 的RAM (Random Access Memory 隨機存取存儲器)702和存儲有程序的ROM (Read Only Memory 只讀存儲器)703。并且，中央控制部700的CPU701根據(jù)存儲在上述RAM702中的數(shù)據(jù)，按照存儲在上述R0M703中的程序，對與電子零部件安裝裝置601的零部件安裝工作有關(guān)的工作進行控制。即，CPU701通過X軸Y軸電動機控制部705對由X軸驅(qū)動電動機驅(qū)動部70 驅(qū)動的X軸驅(qū)動電動機60 和由Y軸驅(qū)動電動機驅(qū)動部70 驅(qū)動的Y軸驅(qū)動電動機60 進行控制。此外，CPU701通過電動機·真空泵控制部704控制由安裝頭的上下軸驅(qū)動電動機驅(qū)動部70 驅(qū)動的上下軸驅(qū)動電動機604b ；由安裝頭的θ驅(qū)動電動機驅(qū)動部704b驅(qū)動的θ驅(qū)動電動機6(Mc;以及由真空泵驅(qū)動部7(Mc驅(qū)動的、使電子零部件608的吸附通斷的真空泵620。并且，CPU701通過攝像機·照明控制部706控制由照明控制電路部706a 運轉(zhuǎn)的照明光源部810 ；和由零部件拍攝用攝像機控制電路部706b運轉(zhuǎn)的拍攝零部件811。 并且，CPU701接受來自拍攝零部件811的圖像信號進行圖像處理部707的控制，其中圖像處理部707進行零部件識別處理。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)使用圖10說明零部件的安裝工作。首先，印制基板607被上游側(cè)裝置輸送到輸送部603，由未圖示的定位機構(gòu)進行定位并固定(步驟S1001)。接著，CPU201讀出存儲在RAM702中的安裝數(shù)據(jù)(按照電子零部件的安裝順序由印制基板內(nèi)的X方向、Y方向以及角度位置信息和各零部件供給單元的配置號碼信息等構(gòu)成)(步驟S1002)，由吸附管嘴60 從預定的送料器602b吸附并取出應安裝的電子零部件 608 (步驟S100;3)。此時，上下軸電動機706基于驅(qū)動電路而驅(qū)動，上述各吸附管嘴60 下降吸附并取出零部件。接著，上下軸電動機604b基于驅(qū)動電路而驅(qū)動，吸附管嘴60 上升，安裝頭604 根據(jù)X軸驅(qū)動電動機60fe、Y軸驅(qū)動電動機60 而開始移動到印制基板的上方位置(步驟
51004)。在該移動途中，在上述零部件位置識別部606上方位置拍攝電子零部件608 (步驟
51005)，圖像處理部707以上述拍攝的圖像為基礎進行識別處理，從而識別電子零部件608 相對于吸附管嘴60 位置偏離多少而被吸附保持(步驟S1006)。上述識別出的位置偏離量被送入CPU，基于此，對存儲在RAM702中的應安裝的XY 坐標位置、對鉛直軸系的旋轉(zhuǎn)角度位置施加修正(S1007)。即，零部件的XY方向的位置偏離通過X軸電動機60如3軸電動機60 進行修正，零部件的旋轉(zhuǎn)偏離通過θ軸電動機6(Mc 進行修正，從而將零部件安裝在安裝位置上(步驟S1008)。對記錄在安裝數(shù)據(jù)中的所有零部件依次執(zhí)行以上步驟(步驟S1009)，在所有零部件的安裝結(jié)束后，通過輸送部603將印制基板607輸送到游側(cè)裝置中。接著，使用圖8(從側(cè)面方向觀察上述零部件位置識別部606的剖視圖)詳細說明本發(fā)明中的零部件位置識別部606的光學系統(tǒng)。上述光學系統(tǒng)構(gòu)成為大致包括物體側(cè)透鏡801、半反射鏡802、照明光源部810(同軸照明單元803、傾斜照明單元804)以及零部件識別攝像機820 (光圈809、攝像機鏡頭805、拍攝零部件807)，來自被照射照明光的物體面 806上的電子零部件608的表面的反射光通過半反射鏡802，經(jīng)由攝像機鏡頭805在拍攝零部件807上成像，從而拍攝電子零部件608的像。上述照明光源部810由同軸照明單元803 和傾斜照明單元804的組合構(gòu)成。同軸照明單元803構(gòu)成為在同一平面內(nèi)排列有多個LED803a，從同軸照明單元803 射出的光一半被半反射鏡802反射之后，通過物體側(cè)透鏡801對位于物體面806上的電子零部件608進行照射。此外，傾斜照明單元804構(gòu)成為，例如專利文獻1所示那樣的、在物體側(cè)透鏡 801與物體面806的空間中在多層范圍內(nèi)呈同心圓狀排列有多個LED804a，從傾斜照明用 LED8(Ma射出的光從傾斜方向?qū)﹄娮恿悴考M行照射。并且，在本實施例中，僅在與物體側(cè)透鏡801相鄰的成像系統(tǒng)視野外的范圍內(nèi)將同軸照明用的輔助透鏡808設置在物體側(cè)透鏡801的前方(接近物體一方)或者物體側(cè)透鏡801的后方(接近拍攝零部件一方)。設置輔助透鏡808的目的在于將在圖5中不能引導至P點的同軸照明光(滿足圖5(b)所示的入射角條件的照明光)引導至P點，將輔助透鏡僅設置在成像系統(tǒng)視野外的范圍內(nèi)的理由在于，使輔助透鏡不對成像系統(tǒng)產(chǎn)生影響(使拍攝圖像歪斜)，僅在上述目的下發(fā)揮作用。在圖8中示出將輔助透鏡808設置在物體側(cè)透鏡801的前方的結(jié)構(gòu)，在圖9中示出將輔助透鏡808設置在物體側(cè)透鏡801的后方的結(jié)構(gòu)。在圖8的結(jié)構(gòu)中，從同軸照明單元803的多個LED803a中的一個LED803al發(fā)射的光線8101被半反射鏡802反射一半的光量作為光線8102透過輔助透鏡808，接著透過物體側(cè)透鏡801而成為光線8103入射到在物體面806由吸附管嘴60 以傾角θ吸附的電子零部件608的P點。從P點產(chǎn)生反射光8104透過物體側(cè)透鏡801成為光線8105，入射到半反射鏡802。在半反射鏡802中使入射來的光線8105的一半光量透過而成為光線8106，通過用于遮擋雜散光的光圈809，基于攝像機鏡頭805在拍攝零部件811的受光面807上成像。物體側(cè)透鏡801進行調(diào)整，以使透過的光線8105中透過半反射鏡802的光線8106聚光在光圈809的位置上。如上所述，從同軸照明單元803發(fā)出并由半反射鏡802反射的光線8102通過輔助透鏡808和物體側(cè)透鏡801這2個透鏡而成為光線8103，因此與僅通過圖5 (a)所示那樣的物體側(cè)透鏡801后的光線502bl (實線光路)相比大幅折射，能夠使以往不能照射到的較大入射角的照明光(滿足圖5(b)中由虛線光路502 所示的入射角條件的照明光)照射到電子零部件608的表面。其結(jié)果，能夠使來自具有與圖5相同的表面傾斜的P點的反射光到達拍攝零部件的拍攝面807 (由照明光使P點發(fā)光)。在圖9所示的結(jié)構(gòu)中，也與圖8的情況相同，從同軸照明單元803的多個LED803a 中的一個LED803al發(fā)出的光線8101被半反射鏡802反射一半光量而作為光線8102透過物體側(cè)透鏡801，接著透過輔助透鏡808而成為光線8113入射到在物體面806由吸附管嘴 604a以傾角θ吸附的電子零部件608的P點。從P點產(chǎn)生反射光8114透過物體側(cè)透鏡 801而成為光線8115，入射到半反射鏡802，透過一半光量而成為光線8116，通過光圈809 基于攝像機鏡頭805在拍攝零部件811的受光面807上成像。接著，使用圖11說明輔助透鏡808的形狀。圖11 (a)表示輔助透鏡808的俯視圖， 圖11(b)表示輔助透鏡808的側(cè)視圖。如以上所述那樣，輔助透鏡808僅設置在由物體側(cè)透鏡801和攝像機鏡頭805構(gòu)成的成像系統(tǒng)視野外的范圍內(nèi)，因此在成像系統(tǒng)的視野為圓形的情況下，如圖11(a)所示那樣，輔助透鏡808的俯視圖為環(huán)狀。此外，圖11(b)中的、面 808a、面808b進行曲率半徑的組合，以使由本輔助透鏡808和物體側(cè)透鏡801折射的同軸照明光成為圖5(b)所示的入射角。此外，在圖8和圖9的例子中所示的物體側(cè)透鏡801和輔助透鏡808為分別設置的結(jié)構(gòu)，但除此以外，也可以使物體側(cè)透鏡801和輔助透鏡808 —體化而作為一個物體側(cè)透鏡進行置換。在圖12(a)中示出此時的一體化后的物體側(cè)透鏡1201的俯視圖，并在圖12(b) 中示出側(cè)視圖。一體化后的物體側(cè)透鏡1201的形狀如圖12(b)所示那樣，為曲率半徑在透鏡中央部1201a(成像系統(tǒng)視野內(nèi)的區(qū)域)和透鏡周邊部1201b (成像系統(tǒng)視野外的區(qū)域)不同的側(cè)視形狀，其中透鏡中央部1201a的目的在于使電子零部件608的像在拍攝面807成像，透鏡周邊部1201b的目的在于將照明光引導至拍攝面807上，透鏡周邊部1201b的曲率半徑為由本物體側(cè)透鏡1201折射的同軸照明光502 成為圖5(b)所示的入射角Οθ+α)。此外，如圖12(b)那樣，不僅使輔助透鏡與物體側(cè)透鏡一體化，而且也可以如圖12(c)那樣，消除透鏡中央部1201a部和透鏡周邊部1201b部的表面的層差部，在1201a部與1201b部之間僅使曲率與如圖12(b)所示的結(jié)構(gòu)相同地變化。圖13中示出的結(jié)構(gòu)為，不設置輔助透鏡808，而在物體透鏡801的后方(接近拍攝零部件面807的一方)且在由物體透鏡801和攝像機鏡頭805形成的成像系統(tǒng)視野外的范圍內(nèi)設置輔助照明1301，將來自輔助照明1301的照明光引導至零部件表面P(表面傾角 θ )。并且在圖13中示出從輔助照明1301發(fā)出的光線的光路1311。通過在物體側(cè)透鏡801 的正后方(相對于物體側(cè)透鏡801的零部件識別攝像機820 —側(cè))設置輔助照明1301，與從圖13所示的同軸照明單元803發(fā)出的光的光路502b(虛線光路)相比，能夠在S點(物體側(cè)透鏡801的開口部一端的部分)減小入射到物體側(cè)透鏡801上的同軸照明光1311 (實線光路)的入射角，能夠僅在基于物體側(cè)透鏡801的折射的作用下，以圖5(b)所示的照明光502b2的入射角對電子零部件進行照射。其結(jié)果，能夠使來自具有與圖5(b)相同的表面傾斜的P點的反射光到達拍攝面。此外，在圖13所示的光學系統(tǒng)中，輔助照明以外的光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與圖8所示的結(jié)構(gòu)相同。輔助照明1301與輔助透鏡808的情況相同，僅需要設置在成像系統(tǒng)視野外的范圍內(nèi)，因此在圖14的環(huán)狀區(qū)域1401中呈同心圓狀配置各LED 1401a(圖中示出呈3列排列 LED的例子，但LED的數(shù)量不限于3列)。這樣，通過僅在成像系統(tǒng)的視野外配置輔助照明， 能夠與輔助透鏡808相同而在對攝像機的拍攝圖像不產(chǎn)生影響的情況下，提高對零部件表面傾角的應對能力。由于本發(fā)明在不偏離其實質(zhì)和基本特征的范圍內(nèi)可以體現(xiàn)為其他許多明顯不同的具體實施例，因此應當理解為本發(fā)明并不僅限于上述具體描述的設備或?qū)嵤├?，在不脫離本發(fā)明精神的前提下，各種修改和變形都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子零部件安裝裝置，其用于將電子零部件安裝在基板上的預定位置上，其包括零部件供給部，其用于供給電子零部件；零部件保持機構(gòu)，其用于保持由上述零部件供給部供給的電子零部件； 拍攝機構(gòu)，其拍攝由上述零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件； 零部件姿態(tài)修正機構(gòu)，其修正通過上述拍攝機構(gòu)進行拍攝而得到的上述電子零部件的由上述零部件保持機構(gòu)所保持的姿態(tài)；以及零部件安裝機構(gòu)，其將由上述零部件姿態(tài)修正機構(gòu)對姿態(tài)進行修正后的上述電子零部件輸送至基板上的預定位置來進行安裝， 上述電子零部件安裝裝置的特征在于， 上述拍攝機構(gòu)包括光照射部，其通過透鏡將照明光照射到上述零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件上；禾口拍攝部，其通過上述透鏡來拍攝由反射光形成的像，上述反射光來自上述光照射部進行了光照射的上述電子零部件，其中，上述光照射部在上述透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過上述透鏡對上述電子零部件照射上述照明光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零部件安裝裝置，其特征在于，上述光照射部以比通過上述透鏡的中央部照射到上述電子零部件上的照明光相對于上述電子零部件的入射角度大的入射角度，來通過上述透鏡的周邊部對上述電子零部件照射照明光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子零部件安裝裝置，其特征在于，上述光照射部的上述透鏡通過組合第一凸透鏡和中央部為空洞的第二凸透鏡而構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子零部件安裝裝置，其特征在于， 上述第二凸透鏡的中央部的空洞大于上述拍攝部的拍攝視野。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零部件安裝裝置，其特征在于，上述光照射部包括通過上述透鏡的中央部對上述電子零部件照射照明光的第一照明光源；和以大于上述第一照明光源的入射角度來通過上述透鏡的周邊部對上述電子零部件照射照明光的第二照明光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子零部件安裝裝置，其特征在于，上述拍攝機構(gòu)還包括傾斜照明部，該傾斜照明部從上述透鏡的外側(cè)向上述零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件上照射照明光。
7.一種電子零部件安裝裝置，其用于將電子零部件安裝在基板上的預定位置上，其包括零部件供給部，其用于供給電子零部件；零部件保持機構(gòu)，其用于保持由上述零部件供給部供給的電子零部件； 拍攝機構(gòu)，其拍攝由上述零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件； 零部件姿態(tài)修正機構(gòu)，其修正通過上述拍攝機構(gòu)進行拍攝而得到的上述電子零部件的由上述零部件保持機構(gòu)所保持的姿態(tài)；以及零部件安裝機構(gòu)，其將由上述零部件姿態(tài)修正機構(gòu)對姿態(tài)進行修正后的上述電子零部件輸送至基板上的預定位置來進行安裝，上述電子零部件安裝裝置的特征在于，上述拍攝機構(gòu)包括光照射部，其通過透鏡將照明光照射到上述零部件保持機構(gòu)所保持的電子零部件上；和拍攝部，其通過上述透鏡來拍攝由反射光形成的像，上述反射光來自上述光照射部進行了光照射的上述電子零部件，其中，上述透鏡的表面的周邊部具有比其中央部小的曲率半徑，上述光照射部在上述透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過上述透鏡對上述電子零部件照射上述照明光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子零部件安裝裝置，其特征在于，上述光照射部以比通過上述透鏡的中央部照射到上述電子零部件上的照明光相對于上述電子零部件的入射角度大的入射角度，來通過上述透鏡的周邊部對上述電子零部件照射照明光。
9.一種電子零部件安裝方法，其包括以下步驟在保持機構(gòu)中保持由零部件供給部供給的電子零部件；對在上述保持機構(gòu)中保持的電子零部件進行拍攝；根據(jù)通過上述拍攝而得到的上述電子零部件的圖像來對上述電子零部件的姿態(tài)進行修正；將上述姿態(tài)被進行修正后的上述電子零部件輸送至基板上的預定位置上并將其安裝在上述基板上，上述電子零部件安裝方法的特征在于，在對在上述保持機構(gòu)中保持的電子零部件進行拍攝的步驟中，在所述透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過透鏡對上述電子零部件照射照明光，通過上述透鏡來拍攝由反射光形成的像，其中上述反射光來自被照射了上述照明光的上述電子零部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在上述透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過上述透鏡來對上述電子零部件照射照明光是指以比通過上述透鏡的中央部對上述電子零部件照射的照明光相對于上述電子零部件的入射角度大的入射角度，來通過上述透鏡的周邊部對上述電子零部件照射照明光。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在上述透鏡的中央部和周邊部以不同的入射角度通過上述透鏡來對上述電子零部件照射照明光是指通過組合第一凸透鏡和中央部有空洞的第二凸透鏡而構(gòu)成的透鏡來照射照明光。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，上述第二凸透鏡的中央部的空洞大于上述拍攝部的拍攝視野。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子零部件安裝方法，其特征在于，在對在上述保持機構(gòu)中保持的電子零部件進行拍攝的步驟中，在還從上述透鏡的外側(cè)將照明光斜向照射到上述電子零部件上的狀態(tài)下通過上述透鏡來拍攝由反射光形成的像，其中上述反射光來自被斜向照射了上述照明光的上述電子零部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電子零部件安裝方法及其裝置?；陔娮恿悴考惭b裝置的零部件識別攝像機的拍攝圖像通常反映出零部件引線前端部，但在引線前端的傾斜較大時，產(chǎn)生引線前端部不反映在拍攝圖像中而在計算吸附姿態(tài)時的圖像處理中出現(xiàn)零部件識別錯誤這樣的問題，因此在本發(fā)明中僅在零部件識別攝像機的成像系統(tǒng)視野外的區(qū)域設置照明用的透鏡或者輔助光源，通過將在以往的光學系統(tǒng)中未到達零部件表面的角度的照明光引導至零部件表面來擴大對觀察對象的表面傾角(引線前端傾角)的應對范圍，通過僅在成像系統(tǒng)視野外的區(qū)域設置透鏡、光源，能夠不對成像系統(tǒng)產(chǎn)生影響而提高照明系統(tǒng)的能力。
文檔編號H05K13/04GK102245011SQ20111011256
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者池田善紀, 渡邊正浩, 竹村郁夫, 馬場修一, 駒池國宗 申請人:株式會社日立高新技術(shù)儀器