[发明专利]激光高度测定装置及元件安装机

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用激光测定对象物的高度的激光高度测定装置及组装该激光高度测定装置而测定基板的上表面高度的元件安装机，更详细而言，涉及一种测定高度的测定位置的修正单元。

背景技术

作为对基板实施生产作业的基板生产机有焊料印刷机、元件安装机、回流机及基板检查机等，一般通过基板搬运装置将这些机器连接而构筑基板生产线。其中，元件安装机具备：基板搬运装置，将基板相对于元件安装位置搬入、定位、搬出；元件供给装置，供给元件；元件移载装置，具有从元件供给装置拾取元件并安装到被定位后的基板上的安装头和在水平面内的正交的两个方向上驱动安装头的头驱动机构；及元件相机，在安装头从元件供给装置向基板上移动的途中对所拾取的元件进行拍摄。为了确认被定位后的基板的位置和ID（Identification：账户）码等，元件安装机还在安装头上设置有基板相机。

近年来，提出了如下技术：在元件安装机的安装头上安装激光高度传感器，由头驱动机构使其移动到被定位后的基板的规定坐标位置，并在多个位置测定基板的高度。由此，能够准确地测定安装元件的基板的上表面的高度，具有即使基板上发生翘曲等也能够进行顺畅的元件安装动作的效果。激光高度传感器不限于元件安装机，如专利文献1所例示，也能够应用于基板检查机等。专利文献1的基板检查装置具备激光位移传感器（激光高度传感器）、位移计测单元、计测位置教导单元及基板高度运算单元，求算基板上的检查对象的高度而进行检查。

安装在元件安装机的安装头上的激光高度传感器由头驱动机构在水平面内的正交的两个向上驱动，测定位置使用头驱动机构上的平面坐标系的坐标值进行控制。并且，对于安装头相对于元件安装机基台的位置关系，由于构成部件的尺寸公差、安装及调整的偏差等而产生结构上的尺寸误差，所以一般通过上述的基板相机的拍摄数据进行位置修正。该位置修正也同时消除基板相机相对于安装头的位置关系的误差。另外，该位置修正也同样适用于激光高度传感器的测定位置的修正。

另一方面，激光高度传感器的高度测定精度容易受到作为对象物的基板的表面状态的影响。例如，在测定所需的面积范围内高度不恒定时，高度测定精度会降低。另外，根据表面的材质不同，激光的反射率会变化，在焊盘图案等上反射率高，而在基板原材料上反射率低，能构成高度测定精度降低的一个原因。例如，即使将测定位置设定在规定的标记或焊盘图案内，若因测定位置的控制误差导致实际的测定时激光的照射位置从标记或焊盘图案溢出，则高度测定精度降低。与这种高度测定的精度提高相关的技术例在专利文献2和3中进行了公开。

专利文献2的三维形状计测装置具备：线性传感器，将亮度根据位置而周期性变化的光图案作为图像读取；移动部，使线性传感器和计测对象的一方沿与线性传感器的主扫描方向不同的副扫描方向移动；及图像分析部，通过控制移动部并分析图像而对计测对象的三维形状进行计测。图像分析部使用具有多个高度的校正用目标、例如具有三个以上台阶状平面的校正用目标而进行校正。由此，不需要替换校正用目标或调整高度就能够迅速地进行高度的校正。

另外，专利文献3的激光量控制装置的特征在于，具备：激光射出源，射出激光；聚光透镜，聚集并射出激光；检测单元，检测将激光的一部分分离后所得的监视光；及光量控制单元，基于监视光的光量来控制激光的光量，聚光透镜具有将激光的一部分作为监视光反射的反射面。另外，在实施方式中，作为监视光的检测单元例示了光电二极管。根据该结构，能够不使用分光镜等昂贵的部件来得到稳定性高的监视光，能够实现装置的小型化、成本的削减。

另外，专利文献3的激光量控制装置的特征在于，具备：激光射出源，射出激光；聚光透镜，聚集并射出激光；检测单元，检测将激光的一部分分离后所得的监视光；及光量控制单元，基于监视光的光量来控制激光的光量，聚光透镜具有将激光的一部分作为监视光反射的反射面。另外，在实施方式中，作为监视光的检测单元例示了光电二极管。根据该结构，能够不使用分光镜等昂贵的部件来得到稳定性高的监视光，能够实现装置的小型化、成本的削减。

另外，激光高度传感器进行高度测定的技术不限于基板生产机，是能够适用于多领域的设备机械的技术。

专利文献1：日本特开2005－30793号公报

专利文献2：日本特开2008－170279号公报

专利文献3：日本特开2003－110188号公报

发明内容