生命科学関連特許情報
| タイトル： | 特許公報(B2)_キャリアテープの検査方法 |
| 出願番号： | 1997143845 |
| 年次： | 2007 |
| IPC分類： | G01B 11/30,B65H 43/04,G01N 21/88 |
特許情報キャッシュ
今井 博 JP 3902288 特許公報(B2) 20070112 1997143845 19970602 キャリアテープの検査方法 信越ポリマー株式会社 000190116 荒井 鐘司 100093735 今井 博 20070404 G01B 11/30 20060101AFI20070315BHJP B65H 43/04 20060101ALI20070315BHJP G01N 21/88 20060101ALI20070315BHJP JPG01B11/30 AB65H43/04G01N21/88 Z G01B 11/00-11/30 B65H 43/04 B41J 11/42 G01N 21/84-21/958 G01B 21/00-21/32 特開平０６−２５５１８７（ＪＰ，Ａ） 特開平０６−１２７８０８（ＪＰ，Ａ） 特開平０６−０１１８１８（ＪＰ，Ａ） 特開平０５−０９９６３４（ＪＰ，Ａ） 4 1998332353 19981218 7 20030811 ▲うし▼田 真悟 【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子部品を多数収納して、保管、搬送する際、及び表面実装機でより円滑な稼働を行う際に有効なキャリアテープにおけるスプロケット孔のピッチ不良の検査方法に関する。【０００２】【従来の技術】従来のスプロケット孔のピッチ不良の検査方法は、ピンを備えたロール（以下、ピンロールという。）に製品を巻き付け、ピンにスプロケット孔を絡ませることにより生じる製品の浮き上がり量を計測することにより行っていた。【０００３】【発明が解決しようとする課題】近年、表面実装機の実装速度上昇に伴い、スプロケット孔ピッチに、これまで以上の高い精度が要求されてきている。すなわち、現在、表面実装機における、キャリアテープからの部品取り出しは、スプロケット孔に挿入されたギヤの回転によって位置が制御され、毎回一定量繰出し、部品を所定位置に移動、停止後、可動アームにより部品吸着を行い、基板上の実装位置へと移送（実装）される。このため、この吸着固定位置のずれにより、吸着ミスによる部品落下、及び実装時の位置ずれが生じる。位置決め精度は、当然実装速度に比例し、高速になるにつれ高精度が要求される。この結果、部品の移動位置を左右するスプロケット孔にこれまで以上の精度が必要になってきている。【０００４】しかしながら、上記従来の方法では、ピンロールの直径は、キャリアテープのスプロケット孔をスムーズに絡ませるために、スプロケット孔よりも小さく設計しなければならず、スプロケット孔の直径（以下、スプロケット孔径という。）が１．５５ｍｍに対し、使用するピンロールのピン径は、１．３０ｍｍ以下である必要があるので、０．２５ｍｍ以上のクリアランスが生じてしまい、検査精度を現在のレベル±０．３ｍｍ以上にすることは難しい。加えて、この従来の方法では、ピンロールのピンをスプロケット孔に随時挿入することから、ピン部分にゴミ、バリ等が付着しやすく、これによって製品の浮き上がり量が変化するため、誤作動を起こしやすい。【０００５】また、近年、高速プレスラインの全数インライン寸法検査体制を実現する手法として画像処理が注目されているが、この場合、高速追従性、要求精度、検査環境が問題となる。すなわち、現在市販されている多くの画像処理装置は、面積検出は毎秒６０回程度の検査が可能であるのに対し、位置検出は高速のものでも毎秒３０回前後のため、キャリアテープのスプロケット孔ピッチ（規格＝４．００±０．１０ｍｍ）をインラインにおいて全数検査する場合、毎分７．２ｍ程度が限界であり製造ラインには対応できない。【０００６】更に、撮像素子であるＣＣＤイメージセンサの位置検出精度の保証値は、通常±２画素を下回ることは困難といわれており、４．００ｍｍを１／１００ｍｍ単位で検出する場合、最低でも８００画素（２画素：１／１００ｍｍ）を必要とし、一般的なＣＣＤカメラ（検査可能画素数：５１２×４８０画素）では、構造上高精度で検出することは出来ない。加えて、プレス機の振動による取り込み画像のずれも位置検出を行う際、誤検出の大きな原因となる。【０００７】【課題を解決するための手段】 本発明のキャリアテープの不良検査方法では、熱可塑性シートを加熱軟化させ、成形金型内へ導入しスプロケット孔の打ち抜きと部品収納凹部を成形する第一ステージと、前記第一ステージから送られてくる熱可塑性シートのスプロケット孔に対応する金型位置に、キャリアテープの材質、厚み及びスプロケット孔ピッチに応じた直径のパイロットピンを立設し、スプロケット孔に前記パイロットピンを挿入して位置決めする第二ステージと、スプロケット孔周辺部に生じた白化面積または変形拡大したスプロケット孔面積を画像処理装置で検出し、これらの面積を判定することによりスプロケット孔のピッチ不良を検出する工程とを有してしている。【０００８】本発明の検査方法において、パイロットピンは、適用するキャリアテープのスプロケット孔に対応する位置に立設することが重要であり、スプロケット孔に対応する位置に立設されたパイロットピンを、位置決めされたスプロケット孔に挿入することにより、精度の良い検出が可能となる。パイロットピンは、成形金型内の、スプロケット孔に対応する位置に１ないし複数本立設すると良い。【０００９】パイロットピンは、キャリアテープの原材料の材質、厚み、及びスプロケット孔ピッチの規格に応じ、成形金型内で位置決めを行うためのパイロットピンの直径（以下、パイロットピン径という。）を種々変更して使用するが、その直径は、適用するキャリアテープのスプロケット孔より０．０２〜０．０４ｍｍ、特には０．０３ｍｍ小径であるのが好ましい。【００１０】本発明の検査方法に使用される画像処理装置では、ＣＣＤカメラを使用し、スプロケット孔に前記パイロットピンを挿入することによりスプロケット孔周辺部に生じた白化面積または変形拡大したスプロケット孔面積を２値化処理し、検出した面積を所定面積と比較して、スプロケット孔のピッチ精度不良検出を行う。【００１１】【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の検査方法に適用するキャリアテープの一例の部分斜視図であり、図２は、本発明の検査方法に使用するパイロットピンをキャリアテープの成形金型内に立設した例を示す概略図で、（ａ）は金型の上死点でパイロットピンがキャリアテープのスプロケット孔に挿入する前の断面図であり、（ｂ）は金型の下死点でパイロットピンがキャリアテープのスプロケット孔に挿入した後の断面図である。図３は、本発明の検査方法に使用する画像処理装置の概略側面図であり、図４は、本発明の検査方法により撮影されたキャリアテープの一例を示す平面図である。【００１２】図１に示すようなキャリアテープ１は、熱可塑性プラスチックシート（以下、単にシートという。）を一定幅にスリットして加熱部で軟化させ後、プレス成形金型内に導入して、スプロケット孔２と部品収納用の凹部（以下、ポケット部という。）３及び電子部品検査用の孔４を成形する。図２に示すように、金型の第一ステージＡでは、導入されたシート５にポケット部３の絞り加工とスプロケット孔２の打ち抜き加工を成形パンチ６とピアスパンチ７でそれぞれ行い、第二ステージＢでは、第一ステージＡから送られたシート５のスプロケット孔２に対応する位置に立設したパイロットピン９をスプロケット孔２に挿入すると同時に、このパイロットピン９を位置決めに使用して、ポケット部３の底部にピアンスパンチ８で電子部品検査用の孔４を打ち抜く。【００１３】上記パイロットピン９は、シート５の材質、厚み、及び製品仕様（スプロケット孔ピッチ精度）に応じ、最適のピン径のものを選択する。それぞれの要因に対応するパイロットピン径の変更条件を図５のグラフに示す。図５の（ａ）〜（ｃ）は、キャリアテープのスプロケット孔径が１．５５ｍｍ、スプロケット孔径のピッチを４ｍｍ（検出精度±０．１０ｍｍ）とし、キャリアテープに使用したシートの材料を、それぞれ黒カーボンを練り込んだもの（実線）と透明なもの（点線）とした場合のパイロットピン径とシートの厚みとの関係を示したグラフであり、（ａ）はシートの材料にポリ塩化ビニルを用い、（ｂ）はポリスチレンを用い、（ｃ）はポリエチレンテレフタレートを用いた場合を示している。【００１４】図５（ａ）〜（ｃ）のグラフから明らかなように、厚さ０．２５〜０．４５ｍｍの上記塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレートからなる各種シートを用いたキャリアテープにおいて、パイロットピン径は、スプロケット孔径の１．５１〜１．５５／１．５５の割合であるのが好ましいことが判る。【００１５】本発明の検査方法に使用する画像処理装置は、図３に示すように、画像取り込み用のＣＣＤカメラ１０と、照明装置１１からなり、照明装置１１上に送り込まれたキャリアテープ１のスプロケット孔の周縁部をＣＣＤカメラ１０が撮影し、その部分の面積を２値化処理して検出する。【００１６】図４は、ＣＣＤカメラ１０により撮影されたキャリアテープ１のスプロケット孔の周縁部を画像処理した検出画面で、図４（ａ）は、キャリアテープに透明材料を使用して検出した画面を示したもので、図中の１２は、白化検出用ウィンドウであり、黒色部１３は、パイロットピンにより変形（白化）した部分を示している。また、図４（ｂ）は、キャリアテープに黒色材料を使用して検出した画面を示し、１４は面積検出用ウィンドウであり、１５はパイロットピンの挿入により拡大して変形したスプロケット孔を示している。本発明に係る画像処理装置では、上記のようにして検出した画像を用い、所定値の面積と比較して判定する。【００１７】シートの材質によっては、衝撃が加わった場合に、白化は起きやすいが、変形（永久変形）は生じにくいものがある。このようなシートの場合、位置決め不良でスプロケット孔に生じた白化面積を画像処理装置により２値化処理し、所定の面積を超えた場合を不良と判定する。なお、シートが透明材料の場合には、同時に製品に付着した汚れ、異物、傷、折れ等の同時検出も可能である。また、材料が黒色（カーボン練り込み材料）の場合には、衝撃が加わったときに比較的変形しやすく、位置決め不良が生じた場合には、パイロットピンの挿入によりスプロケット孔がわずかに大きくなることに着目し、画像処理装置による２値化処理で、スプロケット孔面積が所定値を超えた場合を不良と判定する。【００１８】【実施例】以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。【００１９】［実施例１］ 透明なポリスチレンシート（幅８ｍｍ、ピッチ４ｍｍ、シート厚０．２５ｍｍ）を原材料とし、１．４５ｍｍ×２．２ｍｍ、深さ１．４ｍｍのポケット部を有するキャリアテープを作製し、これを用いて本発明の検査方法を試行した。 シートを加熱部で加熱軟化させ、図２に示したプレス成形金型内に導入し、金型の第一ステージＡでポケット部３の絞り加工とスプロケット孔２の打ち抜き加工を行い、第２ステージＢで、スプロケット孔２にパイロットピン９を挿入して位置決めを行うと同時にポケット部の底部に電子部品検査用の孔４を打ち抜いた。このとき、パイロットピン径は、スプロケット孔径の１．５５ｍｍに対し、１．５３ｍｍのものを用いた。 その結果、スプロケット孔ピッチの規格が、４．００±０．１０ｍｍに対し、３．９０ｍｍ以下、４．１０ｍｍ以上の双方で、位置決めのためにパイロットピン９が挿入されたスプロケット孔周辺に画像処理装置により選択的に検出可能な白化が生じた。このことから、本実施例においての検出精度は±０．１０ｍｍであるといえる。【００２０】［実施例２］カーボンを練り込んだ黒色のポリスチレンシート（幅８ｍｍ、ピッチ４ｍｍ、シート厚０．２５ｍｍ）を原材料とし、実施例１と同じ方法で、同寸法のキャリアテープを作製し、これを用いて本発明の検査方法を試行した。その結果、スプロケット孔ピッチの規格が４．００ｍｍ±０．１０ｍｍに対し、３．９０ｍｍ以下、４．１０ｍｍ以上の双方で、位置決めのためのパイロットピンが挿入されたスプロケット孔に画像処理装置により選択的に検出可能な（通常面積に対し５％以上拡大）変形が生じた。このことから、本実施例においての検出精度は±０．１０ｍｍであるといえる。【００２１】【発明の効果】本発明の検査方法によれば、キャリアテープのスプロケット孔ピッチ不良検出における従来の問題点を解決することができる。すなわち、成形金型内で位置決めを行うためのピン径を種々変更し、位置決め不良発生時に、パイロット孔として利用するスプロケット孔を変形（白化）させ、画像処理装置（２値化処理）でこの変形（白化）を検出することにより、キャリアテープのスプロケット孔のピッチ不良を高速度に、かつ精度良く検出することが可能となる。さらに、材料が透明の場合、汚れ、ゴミ、異物等の付着も同時に検出することができる。【図面の簡単な説明】【図１】本発明の検査方法に適用するキャリアテープの一例の部分斜視図である。【図２】本発明の検査方法に使用するパイロットピンをキャリアテープの成形金型内に立設した例を示す概略図で、（ａ）は金型の上死点の断面図であり、（ｂ）は下死点の断面図である。【図３】本発明の検査方法に使用する画像処理装置の概略側面図である。【図４】（ａ）、（ｂ）は、画像処理装置でキャリアテープのスプロケット孔を判別した状態の模式的平面図である。【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、シート材料に応じたパイロットピンの変更条件を示すグラフである。【符号の説明】１ キャリアテープ Ａ 金型の第一ステージ２ スプロケット孔 Ｂ 金型の第二ステージ３ ポケット部 １０ ＣＣＤカメラ４ 電子部品検査用の孔 １１ 照明装置５ シート １２ 白化検出用ウィンドウ６ 成形パンチ １３ 黒色部７，８ ピアスパンチ １４ 面積検出用ウィンドウ９ パイロットピン １５ 変形したスプロケット孔 部品収納用の凹部と移送用のスプロケット孔が連設されたキャリアテープの検査において、熱可塑性シートを加熱軟化させ、成形金型内へ導入しスプロケット孔の打ち抜きと部品収納凹部を成形する第一ステージと、前記第一ステージから送られてくる熱可塑性シートのスプロケット孔に対応する金型位置に、キャリアテープの材質、厚み及びスプロケット孔ピッチ精度に応じた直径のパイロットピンを立設し、スプロケット孔に前記パイロットピンを挿入して位置決めする第二ステージと、スプロケット孔を前記パイロットピンに挿入することにより、スプロケット孔周辺部に生じた白化面積または変形拡大したスプロケット孔面積を画像処理装置で検出し、スプロケット孔のピッチ不良を検出する工程とを有することを特徴とするキャリアテープの検査方法。 パイロットピンの直径が、厚さ０．２５〜０．４５ｍｍのキャリアテープにおいて、スプロケット孔の直径の１．５１〜１．５５／１．５５の割合である請求項１に記載のキャリアテープの検査方法。 キャリアテープが、塩化ビニルシート、ポリスチレンシート、ポリエチレンテレフタレートシートからなる請求項１に記載のキャリアテープの検査方法。 前記パイロットピンの直径は、前記熱可塑性シートの材質と厚みに応じて変更可能である請求項１に記載のキャリアテープの検査方法。