KR20120065964A

KR20120065964A - 부품 실장 시스템 및 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법

Info

Publication number: KR20120065964A
Application number: KR1020117023147A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 나가이
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2009-10-05
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2012-06-21
Also published as: DE112010003935T5; WO2011043034A1; US20120189188A1; CN102379168A; JP2011082243A

Abstract

정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현할 수 있는 부품 실장 시스템 및 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법을 제공한다.
기판에 있어서 검사의 대상이 되는 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 검사 모듈(M3A, M6A)에 의해서 실장 작업이 실행되는 전후의 기판을 대상으로 실행한다. 취득된 실장전 화상 데이터와 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하여, 각 부품 추출 처리부3a에 의해서 부품을 추출한다. 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써 판정 처리부(3b)에 의해서 해당 기판에 있어서의 각 부품의 실장 상태의 양부를 판정한다. 이에 따라, 부품 및 기판의 색 정보에 기초하여 각 부품을 인식하여 추출하는 방식에 있어서의 불안정 요소를 배제하여, 정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현할 수 있다.

Description

부품 실장 시스템 및 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법{COMPONENT MOUNTING DEVICE AND MOUNTING STATE INSPECTION METHOD USED THEREIN}

본 발명은, 부품을 기판에 실장하는 부품 실장 시스템 및 이 부품 실장 시스템에 있어서, 각 부품의 실장 상태를 검사하는 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법에 관한 것이다.

각 부품을 기판에 실장하여 실장 기판을 제조하는 부품 실장 시스템은, 땜납 인쇄 장치, 부품 실장 장치, 리플로우 장치 등 복수의 장치를 연결하여 구성되어 있고, 땜납 인쇄 후의 기판에 대하여 각 부품이 실장된다. 실장후의 기판이 리플로우 장치에 반입되기 전에, 실장후의 기판에 대해서, 실장 상태의 양부를 확인하기 위한 검사가 행하여진다. 이 실장 상태의 검사에 있어서는, 실장된 부품의 종류가 맞는지 여부나, 각 실장 위치에 있어서의 각 부품의 유무, 위치 어긋남 등이 확인 대상이 된다.

실장 상태를 검사하기 위한 검사 장치로서, 종래부터 부품 실장후의 기판을 촬상하여 얻어진 화상에 기초하여, 전술한 각 항목을 검사하도록 한 것이 이용되고 있다(예컨대 특허문헌1 참조). 이 특허문헌예에 있어서는, 부품 실장후의 기판을 스캔함으로써 취득된 화상으로부터, 부품 및 기판의 색 정보에 기초하여 각 부품을 인식하여 추출하고, 추출한 부품의 화상과 미리 기억된 부품 정보를 비교함으로써, 기판에 있어서의 부품의 실장 상태를 판정하도록 하고 있다.

특허문헌1 : 일본특허공개 제2009-21523호 공보

그러나 전술한 선행기술예에 있어서는, 기판을 촬상하여 얻어진 화상으로부터 부품을 추출할 때, 부품 및 기판의 색 정보에 기초하여 각 부품을 인식하는 것에 기인하여, 이하와 같은 문제점이 있었다. 즉 촬상에 의해 취득된 기판의 화상으로부터 부품을 정확하게 추출하기 위해서는, 기판의 상면과 부품을 식별하기 위한 색 정보의 재현성이 보증되어 있는 것이 필요하다. 그러나 기판이나 부품은 동일 부품 번호를 가지고 있다고 해도 항상 동일색으로 제조되지 않는다. 많은 경우에 있어서, 각 제조 로트에 따라서 빛깔이 변동되고, 색 정보에 의한 각 부품의 추출 정밀도가 저하한다.

또한 화상에 있어서 부품의 배경이 되는 기판의 범위에 인식 처리상 혼동되는 부분, 예컨대 땜납 도금된 전극이나 실크 인쇄부 등이 부품과 근접하여 배치되어 있으면, 화상 상에서 부품을 기판으로부터 정확하게 식별할 수 없는 경우가 생긴다. 또한, 취득되는 화상은 촬상시의 조명 상태에 의존하기 때문에, 조명 상태가 변동하면 제대로 된 화상 정보를 취득할 수 없고, 인식 정밀도의 저하를 초래한다.

그리고 이러한 부품이나 기판의 색의 변동이나 조명 상태의 변동에 기인하는 영향을 배제하기 위해서는, 색 정보의 교시나 조명 상태의 캘리브레이션 등 번잡한 보정 처리를 할 필요가 있다. 이는 검사 조작의 조작성의 저하가 요인이 되고 있었다. 이와 같이, 부품 및 기판의 색 정보에 기초하여 부품을 인식하여 추출하는 방식의 종래 기술에 있어서는, 부품의 추출 정밀도를 확보하는 데에 있어서 불안정 요소가 많다. 정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현하는 것이 곤란하다고 하는 과제가 있었다.

그래서 본 발명은, 정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현할 수 있는 부품 실장 시스템 및 이 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 부품 실장 시스템은, 기판에 부품을 실장하고, 실장된 부품의 실장 상태를 검사하는 실장 상태 검사 기능을 구비한 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 기판에 있어서 상기 검사의 대상이 되는 기판의 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 상기 부품의 실장 작업이 실행되기 전의 기판을 대상으로 실행하는 실장전 기판 촬상부와, 상기 실장전 기판 촬상부에 의한 기판 촬상후의 기판에 대하여 실장 작업을 실행하는 부품 실장부와, 상기 실장 작업이 실행된 후의 기판을 대상으로 상기 기판 촬상 동작을 실행하는 실장후 기판 촬상부와, 상기 실장전 기판 촬상부에 의해서 취득된 실장전 화상 데이터와 상기 실장후 기판 촬상부에 의해서 취득된 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해 상기 실장 작업에 의해서 실장된 각 부품을 추출하는 부품 추출 처리부와, 상기 부품 추출 처리부에 의해서 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써 해당 기판에 있어서의 부품의 실장 상태의 양부를 판정하는 판정 처리부를 포함한다.

본 발명의 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법은, 기판에 부품을 실장하는 부품 실장 시스템에 있어서, 실장된 각 부품의 실장 상태를 검사하는 실장 상태 검사 방법으로서, 상기 기판에 있어서 상기 검사의 대상이 되는 기판의 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 상기 부품의 실장 작업이 실행되기 전의 기판을 대상으로서 실행하는 실장전 기판 촬상 공정과, 상기 실장전 기판 촬상 공정 후의 기판에 대하여 실장 작업을 실행하는 부품 실장 공정과, 상기 실장 작업이 실행된 후의 기판을 대상으로 상기 기판 촬상 동작을 실행하는 실장후 기판 촬상 공정과, 상기 실장전 기판 촬상공정에 의해서 취득된 실장전 화상 데이터와 상기 실장후 기판 촬상공정에 의해서 취득된 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해 상기 부품 실장 공정에서 실장된 각 부품을 추출하는 부품 추출 처리 공정과, 상기 부품 추출 처리 공정에서 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써 해당 기판에 있어서의 부품의 실장 상태의 양부를 판정하는 판정 처리 공정을 포함한다.

본 발명에 따르면, 기판에 있어서 검사의 대상이 되는 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 실장 작업이 실행되는 전후의 기판을 대상으로 삼아 실행한다. 취득된 실장전 화상 데이터와 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해 부품을 추출한다. 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교하여 해당 기판에 있어서의 각 부품의 실장 상태의 양부를 판정한다. 이러한 방법을 채용함으로써, 부품 및 기판의 색 정보에 기초하여 부품을 인식하여 추출하는 방식에 있어서의 불안정 요소를 배제하고, 정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태의 부품 실장 시스템의 구성 설명도이다.
도 2a, 2b는 본 발명의 일실시 형태의 부품 실장 시스템에 있어서의 검사/실장 모듈의 구성 설명도이다.
도 3은 본 발명의 일실시 형태의 부품 실장 시스템에 있어서의 부품 실장 상태의 검사 기능의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4a, 4b 및 4c는 본 발명의 일실시 형태의 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법의 공정 설명도이다.
도 5a, 5b 및 5c는 본 발명의 일실시 형태의 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법의 공정 설명도이다.
도 6a, 6b 및 6c는 본 발명의 일실시 형태의 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법의 공정 설명도이다.

다음에 본 발명의 실시의 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 우선 도 1을 참조하여, 기판에 전자 부품을 실장하여 실장 기판을 제조하는 부품 실장 시스템(1)에 관해서 설명한다. 도 1에 있어서 부품 실장 시스템(1)은, 인쇄 모듈(M1), 기판 전달 모듈(M2), 검사/실장 모듈(M3), 부품 실장 모듈(M4, M5), 검사/실장 모듈(M6), 기판 전달 모듈(M7) 및 리플로우 모듈(M8)의 각 모듈을, 기판 반송 방향(X 방향)으로 연결하여 이루어지는 부품 실장 라인을 본체로서 하고 있다. 부품 실장 라인을 구성하는 각 모듈은 통신 네트워크(2)에 의해서 서로 접속되어, 관리 컴퓨터의 기능을 포함하는 호스트 장치(3)에 의해서 제어된다.

인쇄 모듈(M1)은, 기판(4)의 부품 접속용의 랜드 상에 부품 접합용의 땜납 페이스트를 스크린 인쇄한다. 기판 전달 모듈(M2)은, 인쇄 모듈(M1)로부터 수취한 인쇄 후의 기판(4)을, 미리 결정된 타이밍으로써 하류측 장치에 전달한다(화살표 a). 검사/실장 모듈(M3), 부품 실장 모듈(M4, M5), 검사/실장 모듈(M6)은, 어느 것이나 기판(4)을 기판 반송 방향으로 반송하는 기판 반송부(6)(도 2a, 2b 참조)의 양측에, 검사 기구나 부품 실장 기구 등의 작업 동작 기구를 배치한 구성으로 되어 있다.

검사/실장 모듈(M3)은, 작업 동작 기구로서 검사 모듈(M3A), 부품 실장 모듈(M3B)을 포함한다. 검사 모듈(M3A)은, 인쇄 후의 기판(4)을 촬상하여 땜납 인쇄 상태를 검사하고, 실장 상태의 검사를 목적으로서, 기판(4)에 있어서 검사의 대상이 되는 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을 한다. 즉 검사 모듈(M3A)은, 부품의 실장 작업이 실행되기 전의 기판(4)을 대상으로 삼아 기판 촬상 동작을 실행하는 실장전 기판 촬상부로 되어 있다.

부품 실장 모듈(M3B)은, 땜납 인쇄 검사 후의 기판(4)에 대하여 부품을 실장한다. 부품 실장 모듈(M4, M5)은, 각각 독립적으로 작업 동작이 가능한 2개의 부품 실장 모듈(M4A, M4B) 및 부품 실장 모듈(M5A, M5B)을 포함한다. 이들의 각 부품 실장 모듈에 의해서 기판(4)에 순차로 부품을 실장한다. 검사/실장 모듈(M6)은, 검사 모듈(M6A), 부품 실장 모듈(M6B)을 포함한다. 부품 실장 모듈(M6B)은 기판(4)에 부품을 실장한다. 검사 모듈(M6A)은 상류 측의 각 부품 실장 모듈에 의한 부품 실장 작업이 종료한 후의 기판(4)을 촬상한다.

본 실시의 형태에 있어서는, 부품 실장 모듈(M3B, M4A, M4B, M5A, M5B, M6B)은, 실장전 기판 촬상부인 검사 모듈(M3A)에 의한 기판 촬상 후의 기판(4)에 대하여 실장 작업을 실행하는 부품 실장부로 되어 있다. 검사 모듈(M6A)은, 부품 실장부에 의한 실장 작업이 실행된 후의 기판(4)을 대상으로 삼아, 기판(4)에 있어서 검사의 대상이 되는 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을 실행하는 실장후 기판 촬상부로 되어 있다. 검사 후의 기판(4)은, 기판 전달 모듈(M7)을 통해 리플로우 모듈(M8)에 반입된다(화살표 b). 이 리플로우 모듈(M8)에서, 검사 후의 기판(4)이 가열됨으로써 땜납이 용융 고화하여, 부품이 기판(4)에 땜납 접합된다.

다음에 도 2a, 2b를 참조하여, 검사/실장 모듈(M3, M6)의 구조를 설명한다. 또 부품 실장 모듈(M4, M5)의 부품 실장 모듈(M4A, M4B, M5A, M5B)은, 도 2a, 2b에 도시하는 부품 실장 모듈(M3B, M6B)와 동일 구성이기 때문에, 여기서는 설명을 생략한다. 도 2a, 2b에 있어서, 베이스(5)의 중앙부에는, 2개의 반송 레일을 갖춘 기판 반송부(6)가 X 방향으로 배치되어 있다. 기판 반송부(6)는 상류측 장치로부터 반입된 기판(4)을 하류측에 반송하여, 해당 모듈에 있어서의 작업 위치에 기판(4)을 위치 결정하여 유지한다. 그리고 미리 결정된 작업 동작이, 각각의 기판 반송부(6)에 위치 결정 유지된 기판(4)에 대하여, 검사 모듈(M3A)과 부품 실장 모듈(M3B) 중 해당되는 것, 또는 검사 모듈(M6A)과 부품 실장 모듈(M6B) 중 해당되는 것에 의해서 실행된다.

각 부품 실장 모듈(M3B, M6B)에는 부품 공급부(7)가 배치되어 있다. 부품 공급부(7)에는 테이프 피더들(tape feeders)(8)이 병렬하여 장착된 대차(wagon)(19)가 배치되어 있다. 각 테이프 피더(8)는, 대차(19)에 셋트된 테이프 공급 릴(reel)(20)로부터 부품을 유지한 캐리어 테이프를 인출하여 피치 이송함으로써, 이하에 설명하는 부품 탑재부에 의한 픽업 위치에 부품을 공급한다.

베이스(5)의 X 방향으로 놓을 수 있는 한측의 단부에는, 리니어 모터에 의한 선형 이동 기구를 갖춘 Y 축 이동 테이블(9)이 Y 방향으로 배치되어 있다. Y 축 이동 테이블(9)에는, 마찬가지로 리니어 모터에 의한 선형 이동 기구를 갖춘 X 축 이동 테이블(10A, 10B)이, X 방향으로 연장하고 Y 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. X 축 이동 테이블(10A, 10B)은, 각각 검사 모듈(M3A), 부품 실장 모듈(M3B) 및 검사 모듈(M6A), 부품 실장 모듈(M6B)에 대응하고 있다.

X 축 이동 테이블(10B)에는, 복수의 단위 탑재 헤드(16)를 갖춘 탑재 헤드(15)가 X 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있고, 또한 X 축 이동 테이블(10B)의 하면 측에는, 탑재 헤드(15)와 일체적으로 이동하는 기판 촬상부(17)가 배치되어 있다. 또한 X 축 이동 테이블(10A)에는, 촬상 카메라(12)를 갖춘 촬상 헤드(11)가 X 방향으로 이동 가능하게 장착되어 있다. 각 검사 모듈(M3A, M6A)에는 화상 인식 유닛(14)을 내장한 대차(13)가 장착되어 있다.

각 부품 실장 모듈(M3B, M6B)의 동작을 설명한다. Y 축 이동 테이블(9), X 축 이동 테이블(10B)을 구동함으로써, 탑재 헤드(15)는 X 방향, Y 방향으로 수평 이동하고, 이에 따라, 단위 탑재 헤드(16)의 하단부에 장착된 흡착 노즐(16a)에 의해서 부품 공급부(7)의 테이프 피더(feeder)(8)로부터 부품을 추출, 기판 반송부(6)에 의해서 위치 결정 유지된 기판(4)에 부품을 탑재한다. Y 축 이동 테이블(9), X 축 이동 테이블(10B) 및 탑재 헤드(15)는, 부품 공급부(7)로부터 탑재 헤드(15)에 의해서 부품을 추출하여, 기판 반송부(6)에 의해서 위치 결정 유지된 기판(4)의 실장 위치에 이송 탑재하는 부품 탑재부를 구성한다. 기판 촬상부(17)를 탑재 헤드(15)와 일체적으로 이동시키는 것에 의해, 기판 촬상부(17)는 기판(4)의 상측에 이동하여 기판(4)을 촬상한다. 촬상에 의해서 취득한 화상을 인식 처리함으로써, 기판(4)에 설치된 인식 마크나 부품 실장 위치가 인식된다.

부품 공급부(7)와 기판 반송부(6)와의 사이의 탑재 헤드(15)의 이동 경로에는, 부품 촬상부(18)가 배치되어 있다. 흡착 노즐(16a)에 의해서 부품을 유지한 탑재 헤드(15)가, 부품 촬상부(18)의 상측을 X 방향으로 이동함으로써, 탑재 헤드(15)에 유지된 상태의 부품을 부품 촬상부(18)에 의해서 촬상한다. 촬상에 의해서 취득한 화상을 인식 처리함으로써, 부품의 정규 위치부터의 위치 어긋남을 나타내는 위치 정보가 취득된다. 기판(4)에의 부품 탑재 동작에 있어서는, 이 위치 정보에 기초로 하여 탑재 위치의 위치 보정이 행하여진다.

검사 모듈(M3A, M6A)의 동작을 설명한다. Y 축 이동 테이블(9), X 축 이동 테이블(10A)을 구동함으로써, 촬상 헤드(11)는 X 방향, Y 방향으로 수평 이동한다. 이에 따라 검사 모듈(M3A, M6A)은, 기판 반송부(6)에 위치 결정 유지된 기판(4)에 있어서 (검사의 대상이 되는) 검사 범위를, 각각 부품 실장전 및 부품 실장후에, 촬상 카메라(12)에 의해서 촬상하여 촬상 데이터를 취득한다.

다음에 도 3을 참조하여, 부품 실장 시스템(1)에 있어서의 부품 실장 상태의 검사기능에 관해서 설명한다. 호스트 장치(3)는, 실장전 기판 촬상부인 검사 모듈(M3A), 부품 실장부를 구성하는 부품 실장 모듈(M3B, M4A, M4B, M5A, M5B, M6B) 및 실장후 기판 촬상부인 검사 모듈(M6A)을 통괄하여 제어한다. 호스트 장치(3)는, 부품 실장 상태 검사에 관련된 내부 처리 기능으로서, 부품 추출 처리부(3a), 판정 처리부(3b), 검사 데이터 기억부(3c)를 갖추고 있다.

부품 추출 처리부(3a)는, 검사 모듈(M3A)에 의해서 취득된 실장전 화상 데이터와 검사 모듈(M6A)에 의해서 취득된 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해, 실장 작업에 의해서 실장된 부품을 추출하는 처리를 한다. 판정 처리부(3b)는, 부품 추출 처리부(3a)에 의해서 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써, 해당 기판(4)에 있어서의 부품의 실장 상태의 양부를 판정한다. 검사 데이터 기억부(3c)는, 판정 처리부(3b)에 의한 실장 상태의 양부(良否) 판정에 이용되는 검사 데이터를 기억한다.

상기 구성에 있어서, 실장전 기판 촬상부인 검사 모듈(M3A), 부품 실장부를 구성하는 부품 실장 모듈(M3B, M4A, M4B, M5A, M5B, M6B) 및 실장후 기판 촬상부인 검사 모듈(M6A), 및 호스트 장치(3)의 내부 처리 기능으로서의 부품 추출 처리부(3a), 판정 처리부(3b), 검사 데이터 기억부(3c)는, 기판(4)에 부품을 실장하고 실장된 각 부품의 실장 상태를 검사하는 실장 상태 검사 기능을 구비한 부품 실장 시스템에 해당한다.

다음에, 전술한 구성의 실장 상태 검사 기능을 갖춘 부품 실장 시스템에 있어서, 실장된 부품의 실장 상태를 검사하는 실장 상태 검사 방법에 관해서, 도 4a~4c, 도 5a~5c, 도 6a~6c를 참조하여 설명한다. 인쇄 모듈(M1)에 의해서 땜납 인쇄가 행하여진 후의 기판(4)은 우선 검사/실장 모듈(M3)에 반입되어, 여기서 검사 모듈(M3A)에 의해서 부품의 실장 작업이 실행되기 전의 기판(4)을 대상으로 삼아, 기판 촬상 동작을 실행한다(실장전 기판 촬상 공정). 즉, 도 4a에 도시한 바와 같이, Y 축 이동 테이블(9) 및 X 축 이동 테이블(10A)을 구동하여, 기판(4)의 상측에 있어서 촬상 헤드(11)를 순차 이동시켜(화살표 c), 기판(4)에 있어서 검사의 대상이 되는 범위를 촬상 카메라(12)에 의해서 촬상하여 촬상 데이터를 취득한다.

여기서, 기판(4)에 있어서 검사의 대상이 되는 범위에 관해서, 도 5a를 참조하여 설명한다. 도 5a에 있어서, 기판(4)의 실장 면에는, 2개의 단자형의 부품(21)이 각각 실장되는 2개의 실장점(P1), 리드가 붙은 부품(22)이 실장되는 실장점(P2)이 설정되어 있다. 실장점(P1)을 사이에 두는 대칭 위치에는, 부품(21)의 단자(21a)(도 4b 참조)의 위치에 대응하여 랜드(4a)가 형성되어 있다. 실장점(P2)의 주위에는, 부품(22)의 리드(22a)(도 4b 참조)의 위치에 대응하여 랜드(4b)가 형성되어 있다. 기판(4)에 있어서의 검사 대상 범위는, 실장 대상이 되는 부품에 대응한 랜드(4a, 4b) 등의 랜드 형성 범위를 포함하여 설정된다.

그리고 기판(4)의 검사 대상 범위를 촬상함으로써, 실장전 기판 촬상부인 검사 모듈(M3A)에 의해서, 도 5b에 도시하는 실장전 화상(12a)이 취득된다. 실장전 화상(12a)에서는, 기판(4)의 표면에 해당하는 배경부(4*)의 속에 랜드(4a, 4b) 중에 해당하는 랜드 화상(4a*, 4b*)이 나타나 있다. 그리고 실장전 화상(12a)를 구성하는 실장전 화상 데이터는, 통신 네트워크(2)를 통해 호스트 장치(3)에 보내어 진다.

계속해서, 실장전 기판 촬상 공정 후의 기판(4)에 대하여, 실장 작업을 실행한다(부품 실장 공정). 이 공정에서는, 기판(4)이, 부품 실장 모듈(M3B, M4A, M4B, M5A, M5B, M6B) 중 어느 하나에 의해서, 부품(21,22)으로 각각 실장점(P1, P2)을 목표로서 탑재된다. 즉 도 4b에 도시한 바와 같이, 흡착 노즐(16a)에 의해서 부품(21)을 유지하여, 단자(21a)를 랜드(4a)에 착지시키고, 계속해서 흡착 노즐(16a)에 의해서 유지한 부품(22)을, 랜드(4b)에 리드(22a)를 각각 정렬하면서 하강시킨다(화살표 d). 또 여기서는 기재를 간략화하기 위해서 두 가지의 부품(21, 22)을 실장하는 예를 도시하고 있지만, 실제로는 다수의 부품이 복수의 부품 실장 모듈에 의해서 순차로 실장된다.

기판(4) 상에 실장 작업이 실행된 후, 실장후 기판 촬상부인 검사 모듈(M6A)에 의해서 기판(4) 상에서 기판 촬상 동작을 실행한다(실장후 기판 촬상 공정). 즉 도 4c에 도시한 바와 같이, Y 축 이동 테이블(9) 및 X 축 이동 테이블(10A)을 구동하여, 기판(4)의 상측에 있어서 촬상 헤드(11)를 순차 이동시켜(화살표 e), 기판(4)에 있어서 검사의 대상이 되는 범위를 촬상 카메라(12)에 의해서 촬상하여 촬상 데이터를 취득한다. 이에 따라, 도 5c에 도시하는 실장후 화상(12b)이 취득된다. 실장후 화상(12b)에서는, 기판(4)의 표면에 해당하는 배경부(4*)의 속에, 랜드(4a, 4b) 중에 해당하는 랜드 화상(4a*, 4b*)과 함께, 실장된 부품(21,22)에 대응하는 부품 영역(21*, 22*)이 나타나 있다. 실장후 화상(12b)를 구성하는 실장후 화상 데이터는, 통신 네트워크(2)를 통해 호스트 장치(3)에 보내어 진다.

다음에, 검사 모듈(M3A)에 의해서 취득된 실장전 화상 데이터와 검사 모듈(M6A)에 의해서 취득된 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해, 부품 실장 공정에서 실장된 부품(21, 22)을 추출한다(부품 추출 처리 공정). 즉 실장후 화상(12b)을 구성하는 각 화소의 화상 데이터로부터, 실장전 화상(12a)을 구성하는 각 화소의 화상 데이터를, 각각 대응하는 화소마다 감산하는 화상 연산 처리를 한다.

이에 따라, 실장전 화상(12a), 실장후 화상(12b)에서 화상 데이터가 공통되는 영역, 즉 배경부(4*)나 랜드 화상(4a*, 4b*)에서는 화상 데이터가 상쇄된다. 이것에 대하여, 실장후 화상(12b)에서 부품(21), 부품(22)에 해당하는 부품 영역(21*, 22*)에서는 각각 부품 영역(21*, 22*)에 대응하는 화상 데이터로부터 배경부(4*)에 대응하는 화상 데이터가 감산되는 것이므로, 이들 부품(21), 부품(22)의 영역에서는 화상 데이터가 상쇄되지 않는다.

이러한 화상 연산 처리를 하는 것에 의해, 도 6a에 도시하는 인식 화상(30)이 취득된다. 인식 화상(30)에 있어서는, 기판(4)의 표면에 해당하는 배경 화상 중에 부품(21), 부품(22)이, 배경 화상과 식별 가능하게 표출되어, 부품(21), 부품(22)이 배경 화상과 구별된다. 계속해서, 부품(21) 및 부품(22)은 인식 화상(30) 중에서 추출된다. 계속해서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 부품(21), 부품(22)의 형상 및 위치를 구하는 연산 처리를 한다. 이에 따라, 부품(21), 부품(22)의 형상, 사이즈 및 위치가 검출되어, 부품의 중심을 나타내는 부품 검출 위치(P21, P22)가 구해진다.

그리고 이 후, 판정 처리부(3b)에 의해서 부품 추출 처리 공정에서 추출된 부품의 형상 및 위치를, 미리 검사 데이터 기억부(3c)에 기억된 정규의 부품의 형상, 사이즈 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써, 해당 기판(4)에 있어서의 부품의 실장 상태의 양부를 판정한다(판정 처리 공정).

즉 도 6c에 도시한 바와 같이, 부품 검출 위치(P21)와 대응하는 실장점(P1)과의 위치 어긋남의 정도를 나타내는 위치 어긋남량(D1), 부품 검출 위치(P22)와 실장점(P2)과의 위치 어긋남의 정도를 나타내는 위치 어긋남량(D2)을 각각 구하여, 이들의 위치 어긋남량(D1, D2)을, 검사 데이터 기억부(3c)에 기억된 위치 어긋남 허용치(검사 데이터)와 비교함으로써, 기판(4)에 있어서의 부품(21, 22)의 실장 상태의 양부가 판정된다.

상기 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태에 도시하는 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법에서는, 기판(4)에 있어서 검사의 대상이 되는 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 실장 작업이 실행되는 전후의 기판(4)을 대상으로 삼아 실행하여 취득된 실장전 화상 데이터와 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 따라 부품을 추출하도록 하고 있다. 이에 따라, 부품 및 기판의 색 정보에 기초하여 부품을 인식하여 추출하는 종래 방식에 있어서의 불안정 요소를 배제하여, 정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현할 수 있다.

또 전술의 실시의 형태에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 2개의 검사/실장 모듈(M3, M6)의 중간에 부품 실장 모듈(M4, M5)을 배열한 설비 구성예를 도시했지만, 본 발명에 있어서의 부품 실장 장치의 구성은 도 1에 도시하는 구성예에 한정되는 것이 아니며, 공정 순서로서, 실장전 기판 촬상 공정, 부품 실장 공정 및 실장후 기판 촬상 공정이 순차로 실행 가능한 설비 구성이라면, 본 발명을 적용할 수 있다. 예컨대, 2개의 검사/실장 모듈(M3, M6)을 대신하여, 검사 기능만을 갖춘 검사 모듈을 이용하도록 해도 좋다. 또한, 하나의 검사/실장 모듈을 이용하여, 실장전 기판 촬상 공정, 부품 실장 공정 및 실장후 기판 촬상 공정을 실행시키도록 해도 좋다.

본 출원은, 2009년 10월 5일 출원의 일본특허출원(2009-231273)에 기초하는 것이며, 이들의 내용은 여기에 참조로서 받아 들인다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명의 부품 실장 시스템 및 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법은, 정확도가 높은 실장 상태의 검사를 조작성 좋게 실현할 수 있다고 하는 효과를 지니고, 기판에 부품을 실장하여 실장 기판을 제조하는 부품 실장 분야에서 유용하다.

1 부품 실장 시스템
3 호스트 장치
4 기판
6 기판 반송부
7 부품 공급부
9 Y 축 이동 테이블
10A, 10B X 축 이동 테이블
11 촬상 헤드
12 촬상 카메라
12a 실장전 화상
12b 실장후 화상
15 탑재 헤드
21 부품
22 부품
P1, P2 실장점
P21, P22 부품 검출 위치

Claims

기판에 부품을 실장하고 실장된 각 부품의 실장 상태를 검사하는 실장 상태 검사 기능을 구비한 부품 실장 시스템에 있어서,
상기 검사의 대상이 되는 기판의 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 상기 부품의 실장 작업이 실행되기 전의 기판을 대상으로 실행하는 실장전 기판 촬상부와;
상기 실장전 기판 촬상부에 의한 기판 촬상 후의 기판에 대하여 실장 작업을 실행하는 부품 실장부와;
상기 실장 작업이 실행된 후의 기판을 대상으로 상기 기판 촬상 동작을 실행하는 실장후 기판 촬상부와;
상기 실장전 기판 촬상부에 의해서 취득된 실장전 화상 데이터와 상기 실장후 기판 촬상부에 의해서 취득된 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해 상기 실장 작업에 의해서 실장된 각 부품을 추출하는 부품 추출 처리부와;
상기 부품 추출 처리부에 의해서 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써 해당 기판에 있어서의 부품의 실장 상태의 양부를 판정하는 판정 처리부;
를 포함하는 부품 실장 시스템.
기판에 부품을 실장하는 부품 실장 시스템에서 실장된 각 부품의 실장 상태를 검사하는 실장 상태 검사 방법으로서,
상기 검사의 대상이 되는 기판의 검사 범위를 촬상하여 촬상 데이터를 취득하는 기판 촬상 동작을, 상기 부품의 실장 작업이 실행되기 전의 기판을 대상으로 실행하는 실장전 기판 촬상 공정과;
상기 실장전 기판 촬상 공정 후의 기판에 대하여 실장 작업을 실행하는 부품 실장 공정과;
상기 실장 작업이 실행된 후의 기판을 대상으로 상기 기판 촬상 동작을 실행하는 실장후 기판 촬상 공정과;
상기 실장전 기판 촬상 공정에 의해서 취득된 실장전 화상 데이터와 상기 실장후 기판 촬상 공정에 의해서 취득된 실장후 화상 데이터와의 차분을 구하는 것에 의해 상기 부품 실장 공정에서 실장된 각 부품을 추출하는 부품 추출 처리 공정과;
상기 부품 추출 처리 공정에서 추출된 부품의 형상 및 위치를 미리 기억된 정규의 부품의 형상 및 위치를 나타내는 검사 데이터와 비교함으로써 해당 기판에 있어서의 부품의 실장 상태의 양부를 판정하는 판정 처리 공정;
을 포함하는 부품 실장 시스템에 있어서의 실장 상태 검사 방법.