전자부품 실장장치(ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING APPARATUS)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년06월30일
(11) 등록번호 10-1752765
(24) 등록일자 2017년06월26일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
G01R 31/02 (2006.01) G01R 1/067 (2006.01)
G01R 1/073 (2006.01) H05K 13/04 (2006.01)
H05K 13/08 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2011-0001019
(22) 출원일자 2011년01월05일
심사청구일자 2015년12월17일
(65) 공개번호 10-2011-0081084
(43) 공개일자 2011년07월13일
(30) 우선권주장
JP-P-2010-001099 2010년01월06일 일본(JP)
JP-P-2011-000086 2011년01월04일 일본(JP)
(56) 선행기술조사문헌
JP05009000 U*
JP2006337044 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
쥬키 가부시키가이샤
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1
(72) 발명자
타카하시, 다이스케
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
시바타, 츠요시
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
(뒷면에 계속)
(74) 대리인
특허법인 남앤드남
전체 청구항 수 : 총 6 항 심사관 : 정종한
(54) 발명의 명칭 전자부품 실장장치
(57) 요 약
본 발명은 전자부품의 실장오류를 회피하여, 생산성을 향상시키는 것이다.
전자부품 실장장치(100)의 각 흡착노즐(105)의 선단부를 절연체로 하고, 헤드(106)의 각 흡착노즐에 탑재하는 전
자부품(C)의 순서와 그 전기적 특성이 포함된 실장 데이터를 기억하는 기억부(127)와, 이동기구의 이송영역
내에, 전자부품의 2개의 전극을 전기적으로 접속할 수 있는 한 쌍의 프로브(21,22)가 각 흡착노즐에 대응하는 배
치로 복수개 설치된 접촉부(20)와, 각 쌍을 이루는 프로브에 접속된 전자부품의 전기적 특성을 계측하는 계측장
치(30)를 구비하고, 동작제어수단(120)은, 계측장치에 의한 계측결과를 탑재 데이터와 대조 확인하여 전기적 특
성의 정합성(整合性)을 판정하는 동시에 정합되지 않는 경우에는 알림처리를 수행하며 아울러, 프로브의 각
쌍을, 간격피치를 각 흡착노즐의 중심간 거리와 일치시켜 일렬로 배치한다.
대 표 도 - 도3
등록특허 10-1752765
- 1 -
(72) 발명자
타카쿠, 츠네오
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
사토, 요시타카
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
고바야시, 히토시
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
아소, 후미히코
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
후지와라, 마사토
일본 도쿄도 타마시 츄루마키 2-11-1 쥬키 가부시
키가이샤(내)
등록특허 10-1752765
- 2 -
명 세 서
청구범위
청구항 1
전자부품의 실장이 이루어지는 기판을 유지하는 기판유지부와,
실장되는 전자부품을 공급하는 부품공급장치와,
상기 전자부품을 흡착하는 복수의 흡착노즐을 일렬로 나란히 배치하고, 상기 복수의 흡착노즐을 승강가능하게
탑재하는 헤드와,
상기 기판유지부와 상기 부품공급장치의 사이에서 상기 헤드의 이송을 수행하는 이동기구와,
상기 기판에 대한 전자부품의 실장동작에 대한 동작제어를 수행하는 동작제어수단을 구비하는 전자부품 실장장
치로서,
각 흡착노즐에 탑재하는 전자부품 개개의 전기적 특성이 포함된 실장 데이터를 기억하는 기억부와,
상기 이동기구의 이송영역 내에, 상기 전자부품의 2개의 전극을 개개로 상방으로부터 접촉시켜 전기적으로 접속
가능한 한 쌍의 프로브가 상기 각 흡착 노즐에 대응하는 배치로 복수개 설치된 접촉부와,
상기 한 쌍의 프로브의 각각에 접속된 전자부품의 전기적 특성을 계측하는 계측장치를 구비하며,
상기 각 프로브는, 각 흡착노즐의 배열방향을 따라 일렬로 배치되는 동시에, 상기 각 프로브의 간격피치를 상기
각 흡착노즐의 중심간 거리와 일치시켜 배치되며,
상기 동작제어수단은, 상기 계측장치에 의한 계측결과를 상기 실장 데이터와 대조 확인하여 전기적 특성의 정합
(整合)성을 판정하는 동시에, 상기 전기적 특성이 정합되지 않는 경우에 알림처리를 수행하고,
상기 흡착노즐을 상하를 따른 축선 둘레로 회동시키는 회동모터를 상기 흡착노즐마다 구비하고,
상기 동작제어수단이,
상기 각 흡착노즐에 흡착된 전자부품의 2개의 전극의 배열방향이 상기 한 쌍의 프로브의 배열방향과 일치하는
방향으로 상기 각 흡착노즐의 회동각도를 맞춘 상태에서, 상기 흡착노즐의 중심에 대한 상기 전자부품의 2개의
전극의 위치어긋남의 편차를 저감시키는 적어도 1개 이상의 상기 흡착노즐을 180도 회동시키는 전자부품 위치보
정제어와,
상기 전자부품 위치보정제어를 수행한 후에, 상기 계측장치에 의해 각 상기 전자부품의 전기적 특성을 동시에
계측하는 계측제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
청구항 2
제 1항에 있어서,
적어도 상기 각 흡착노즐의 선단부 또는 상기 각 흡착노즐 전체가 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 이하의 저항소재로 이루
어지는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
청구항 3
제 1항에 있어서,
적어도 상기 각 흡착노즐의 선단부가 절연체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자부품 실장장치.
청구항 4
삭제
청구항 5
등록특허 10-1752765
- 3 -
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 계측장치는, 상기 프로브의 복수의 쌍과의 접속을 1개씩 전환가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 전자부
품 실장장치.
청구항 6
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각 흡착노즐에 흡착된 전자부품의 외형적 특징을 검출하는 특징검출수단과,
상기 동작제어수단은, 상기 특징검출수단의 검출에 의한 흡착에러의 판정을 수행하고, 흡착성공의 판정을 얻은
후에 상기 전기적 특성의 계측을 실행하며, 흡착에러의 발생시에는 재흡착을 실행하는 것을 특징으로 하는 전자
부품 실장장치.
청구항 7
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 한 쌍의 프로브 각각의 상면의 일부 또는 전부가 탄성적으로 상하이동 가능하게 지지되어 있는 것을 특징
으로 하는 전자부품 실장장치.
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 전자부품 실장장치에서의 실장오류의 저감(低減)에 관한 것이다.[0001]
배 경 기 술
전자부품 실장장치는 각종 전자부품을 공급하는 부품공급부와, 반송된 기판을 소정의 부품실장 작업위치에서 유[0002]
지하는 유지기구와, 각 전자부품을 부품공급부로부터 흡착하여 기판 개개의 목표실장위치에 실장(實裝)하는 헤
드를 구비하고 있다. 그리고, 상기 전자부품 실장장치의 제어장치는, 실장대상이 되는 각 전자부품에 대하여
부품의 종류, 전기적인 특성, 부품의 수취(受取)위치, 기판상의 실장위치 및 실장순서가 미리 정해진 실장 데이
터를 참조하여 헤드의 동작제어를 수행함으로써, 기판에 대한 전자부품 실장작업을 수행한다.
이러한 실장 데이터 내에는 개개의 전자부품의 외형적 특징(예컨대, 특정부위의 폭)도 포함되어 있다. 이 때문[0003]
에 전자부품 실장장치에서는, 헤드에 의해 흡착한 전자부품에 대하여 외형적 특징을 계측하여 실장 데이터와 대
조 확인함으로써, 잘못하여 다른 전자부품을 실장하게 되는, 이른바 실장오류의 방지를 도모한다.
그러나, 전자부품 중에는, 외형적 특징이 거의 일치하면서도 부품종류가 다른 것도 많이 존재하여, 외형적 특징[0004]
을 통해 실장오류의 방지를 도모하는 데는 한계가 있었다. 또한, 전자부품에 따라서는 극성(極性)을 갖는 것도
있어, 부품이 대칭형이면, 헤드에 흡착된 전자부품의 극성이 올바르게 되는 방향으로 유지되어 있는가를 외형적
특징으로 판단하기는 곤란하여, 극성이 잘못되는 실장오류도 방지하기가 어려웠다.
이에, 종래에는 전자부품을 흡착한 헤드에 의해 한 쌍의 프로브 사이로 이송하고, 이어서 프로브가 서로 접근하[0005]
는 방향으로 이동시킴으로써, 프로브를 전자부품에 접촉시켜 전자부품의 전기적인 특성을 측정하는 장치가 이용
되고 있었다. 이 장치에 의한 측정결과를 바탕으로 실장오류에 대한 방지가 이루어져 왔다(예컨대, 특허문헌 1
참조).
[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 H06-201748호[0006]
발명의 내용
해결하려는 과제
그러나, 통상적인 전자부품 실장장치에서는, 헤드에 전자부품을 흡착하기 위한 노즐을 복수로 탑재하여, 복수의[0007]
전자제품에 대한 실장작업의 효율화를 도모한다. 이에 대하여, 상기 특허문헌 1의 종래기술에서는, 측정가능한
접촉자가 한 쌍이며, 하나의 노즐이 흡착한 전자부품을 측정하고 있는 동안, 다른 노즐이 흡착한 전자부품의 측
정은 불가능하였다. 따라서, 전자부품의 측정작업의 효율이 저하되어 전자부품 실장장치의 효율화에 대한 요청
등록특허 10-1752765
- 4 -
에 현저히 반(反)하는 것이었다.
본 발명은 실장작업의 효율을 향상시키면서도 실장오류를 억지(抑止)하는 것을 목적으로 한다.[0008]
과제의 해결 수단
청구항 1에 기재된 발명은, 전자부품의 실장이 이루어지는 기판을 유지하는 기판유지부와,[0009]
실장되는 전자부품을 공급하는 부품공급장치와,[0010]
상기 전자부품을 흡착하는 복수의 흡착노즐을 일렬로 나란히 배치하고, 상기 복수의 흡착노즐을 승강가능하게[0011]
탑재하는 헤드와,
상기 기판유지부와 상기 부품공급부의 사이에서 상기 헤드의 이송을 수행하는 이동기구와,[0012]
상기 기판에 대한 전자부품의 실장동작에 대한 동작제어를 수행하는 동작제어수단을 구비하는 전자부품 실장장[0013]
치로서,
각 흡착노즐에 탑재하는 전자부품 개개의 전기적 특성이 포함된 실장 데이터를 기억하는 기억부와,[0014]
상기 이동기구의 이송영역 내에, 상기 전자부품의 2개의 전극을 개개로 상방으로부터 접촉시켜 전기적으로 접속[0015]
가능한 한 쌍의 프로브가 상기 각 흡착 노즐에 대응하는 배치로 복수개 설치된 접촉부와,
상기 한 쌍의 프로브의 각각에 접속된 전자부품의 전기적 특성을 계측하는 계측장치를 구비하며,[0016]
상기 각 프로브는, 각 흡착노즐의 배열방향을 따라 일렬로 배치되는 동시에, 상기 각 프로브의 간격피치를 상기[0017]
각 흡착노즐의 중심간 거리와 일치시켜 배치되며,
상기 동작제어수단은, 상기 계측장치에 의한 계측결과를 상기 탑재 데이터와 대조 확인하여 전기적 특성의 정합[0018]
(整合)성을 판정하는 동시에, 상기 전기적 특성이 정합되지 않는 경우에 알림처리를 수행하는 것을 특징으로 한
다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 적어도 상기 각 흡착노즐[0019]
의 선단부 또는 상기 각 흡착노즐 전체가 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 이하의 저항소재로 이루어지는 것을 특징으로 한
다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 적어도 상기 각 흡착노즐[0020]
의 선단부가 절연체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상[0021]
기 흡착노즐을 상하를 따른 축선 둘레로 회동(回動)시키는 회동모터를 상기 흡착노즐마다 구비하고, 상기 동작
제어수단이, 상기 각 흡착노즐에 흡착된 전자부품의 2개의 전극의 배열방향이 상기 한 쌍의 프로브의 배열방향
과 일치하는 방향으로 상기 각 흡착노즐의 회동각도를 맞춘 상태에서, 상기 흡착노즐의 중심에 대한 상기 전자
부품의 2개의 전극의 위치어긋남의 편차를 저감시키는 적어도 1개 이상의 상기 흡착노즐을 180도 회동시키는 전
자부품 위치보정제어와, 상기 전자부품 위치보정제어를 수행한 후에, 상기 계측장치에 의해 상기 각 전자부품의
전기적 특성을 동시에 계측하는 계측제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상[0022]
기 계측장치는, 상기 프로브의 복수의 쌍과의 접속을 1개씩 전환가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상[0023]
기 각 흡착노즐에 흡착된 전자부품의 외형적 특징을 검출하는 특징검출수단과, 상기 동작제어수단은, 상기 특징
검출수단의 검출에 의한 흡착에러의 판정을 수행하고, 흡착성공의 판정을 얻은 후에 상기 전기적 특성의 계측을
실행하며, 흡착에러의 발생시에는 재흡착을 실행하는 것을 특징으로 한다.
청구항 7에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 발명과 같은 구성을 구비하는 동시에, 상[0024]
기 한 쌍의 프로브의 각각의 상면의 일부 또는 전부가 탄성적으로 상하이동 가능하게 지지되어 있는 것을 특징
으로 한다.
발명의 효과
등록특허 10-1752765
- 5 -
본 발명은 이동기구의 이송영역 내에 복수의 흡착노즐에 대응하는 배치로 각 쌍을 이루는 프로브가 설치되어 있[0025]
기 때문에, 복수의 흡착노즐 각각이 부품공급장치로부터 전자부품을 흡착하여, 각각의 흡착노즐에 있어서, 기판
에 실장하기 전에 흡착된 전자부품의 전기적 특성을 계측하여 올바른 부품인지 혹은 부품의 극성이 올바른지를
판정할 수 있어, 다른 전자부품이 실장되거나 극성이 잘못되어 실장되는 경우를 사전에 회피할 수 있다. 이 때
문에, 쓸데없이 실장동작을 하게 되는 경우를 회피할 수 있어, 종래에 비해 실장작업효율의 향상을 도모할 수
있게 된다. 또한, 별개의 검사장치가 불필요하기 때문에, 검사장치 및 검사장치에 대한 기판반송장치의 설치공
간이 불필요한 동시에 해당 반송장치의 도입비용도 저감시킬 수 있게 된다.
또, 프로브의 각 쌍이 각 흡착 노즐의 배치에 대응하여 설치되어 있기 때문에, 흡착노즐의 각각이 전자부품을[0026]
흡착한 상태에서 상방으로부터 각 쌍의 프로브에 전자부품을 동시에 접촉시킬 수 있으므로, 계측작업의 신속화
가 도모되어 실장작업효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
도면의 간단한 설명
도 1은 발명의 실시형태인 전자부품 실장장치의 사시도이다.[0027]
도 2의 (A)는 X축 방향에서 본 특징검출수단의 개략정면도, (B)는 측면도, (C)는 평면도이다.
도 3은 계측장치의 개략구성을 나타내는 설명도이다.
도 4의 (A),(B)는 프로브 쌍의 치수예를 설명하는 평면도이다.
도 5는 전자부품을 흡착한 흡착노즐과 측정부의 관계를 나타내는 회로도이다.
도 6은 전자부품 실장장치의 제어시스템을 나타내는 블록도이다.
도 7은 제어장치가 수행하는 전자부품 실장의 동작제어를 나타내는 플로우챠트이다.
도 8은 각 프로브를 패드형상으로 형성한 예를 나타내는 사시도이다.
도 9는 전자부품의 좌우 단자의 높이가 다른 경우의 각 프로브에 대한 비접촉상태를 나타내는 설명도이다.
도 10은 접촉부의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 W-W선을 따른 단면도이다.
도 12는 다른 예인 접촉부의 정면도이다.
도 13은 접촉부의 또 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 14는 각 흡착노즐에 있어서의 전자부품의 위치 어긋남의 문제를 나타내는 설명도이다.
도 15는 전자부품 위치보정제어에 관한 플로우챠트이다.
도 16의 (A)는 전자부품 위치보정제어 전의 각 전자부품의 배열상태를 나타내고, (B)는 전자부품 위치보정제어
후의 각 전자부품의 배열상태를 나타내는 설명도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
(발명의 실시형태)[0028]
발명의 실시형태에 대하여, 도 1 내지 도 7에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 실시형태인 전자부품 실장장치[0029]
(100)의 사시도이다. 이하에서 도시된 바와 같이, 수평면에 있어서 서로 직교하는 2방향을 각각 X축 방향과 Y
축 방향으로 하고, 이들에 직교하는 연직(鉛直)방향을 Z축 방향이라 하는 것으로 한다.
전자부품 실장장치(100)는, 기판(S)에 각종 전자부품(C)의 탑재를 수행하는 것으로서, 도 1에 나타낸 바와 같이[0030]
탑재되는 전자부품(C)을 공급하는 복수의 부품공급장치로서의 복수의 전자부품피더(108)를(도 1에서는 1개만 도
시) 나란히 보유하는 설치부로서의 피더뱅크(102)로 이루어지는 부품공급부와, X축 방향으로 기판을 반송하는
기판반송수단(103)과, 상기 기판반송수단(103)에 의한 기판반송경로의 도중에 설치된 기판(S)에 대한 전자부품
탑재작업을 수행하기 위한 기판유지부로서의 기판 클램프기구(104)와, 복수의 흡착노즐(105)을 승강가능하게 보
유하여 전자부품(C)을 유지하는 헤드(106)와, 상기 헤드(106)에 탑재되는 동시에 각 흡착노즐(105)에서의 전자
부품(C)의 흡착에러 및 흡착자세를 검출하기 위한 외형적 특징을 검출하는 특징검출수단(10)과, 헤드(106)를 부
품공급부와 기판 클램프기구(104)를 포함한 작업영역 내의 임의의 위치로 구동반송하는 이동기구로서의 X-Y 갠
등록특허 10-1752765
- 6 -
트리(gantry, 107)와, 접촉부(20)를 통해 각 흡착노즐(105)에 흡착된 전자부품(C)의 전기적 특성을 계측하는 계
측장치(30)와, 상기 각 구성을 탑재지지하는 베이스 프레임(114)과, 상기 각 구성의 동작제어를 수행하는 동작
제어수단으로서의 제어장치(120, 도 6 참조)를 구비하고 있다.
이러한 전자부품 실장장치(100)는, 제어장치(120)가, 전자부품(C)의 실장에 관한 각종 설정내용이 기록된 실장[0031]
데이터를 보유하고 있다. 실장 데이터에는, 실장할 전자부품(C)의 리스트와, 각 전자부품(C)의 전자부품피더
(108) 등의 설치위치에 근거한 부품수취위치(108a)의 위치 데이터(예컨대, X-Y 갠트리(107)의 X-Y 좌표계에서의
위치좌표)와, 각 전자부품의 기판상의 실장위치를 나타내는 위치 데이터(예컨대, X-Y 갠트리(107)의 X-Y 좌표계
에서의 위치좌표)가 포함되어 있으며, 제어장치(120)는 이들을 판독하는 동시에, X-Y 갠트리(107)를 제어하여
헤드(106)를 전자부품(C)의 수취위치(108a)와 실장위치로 이송하고, 각 위치에서 헤드(106)를 제어하여 흡착노
즐(105)의 승강동작 및 흡착 또는 해방동작을 수행함으로써, 전자부품(C)의 실장에 대한 동작제어를 실행한다.
(기판반송수단 및 기판유지부)[0032]
기판반송수단(103)은, 도시되지 않은 반송벨트를 구비하며, 그 반송벨트에 의해 기판(S)을 X축 방향을 따라 반[0033]
송한다.
또한, 상술한 바와 같이, 기판반송수단(103)에 의한 기판반송경로의 도중에는, 전자부품(C)을 기판에 탑재할 때[0034]
의 작업위치에서 기판(S)을 고정유지하기 위한 기판 클램프 기구(104)가 설치되어 있다. 이러한 기판 클램프
기구(104)가 장비되어 있어, 기판반송방향과 직교하는 방향에서의 양단부에서 기판(S)을 클램프하게 되어 있다.
또한, 기판 클램프 기구(104)의 하방에는, 클램프시에 기판(S)의 하면측에 닿아 전자부품의 탑재시에 기판(S)이
하방으로 휘지 않도록 받쳐 지지하는 복수의 지지봉이 설치되어 있다. 기판(S)이 이들에 의해 유지된 상태에서
전자부품(C)의 탑재작업이 안정적으로 수행된다.
(X-Y 갠트리)[0035]
X-Y 갠트리(107)는, X축 방향으로 헤드(106)의 이동을 안내하는 X축 가이드 레일(107a)과, 상기 X축 가이드 레[0036]
일(107a)과 함께 헤드(106)를 Y축 방향으로 안내하는 2개의 Y축 가이드 레일(107b)과, X축 방향을 따라 헤드
(106)를 이동시키는 구동원인 X축 모터(109)와, X축 가이드 레일(107a)을 사이에 두고 헤드(106)를 Y축 방향으
로 이동시키는 구동원인 Y축 모터(110)를 구비하고 있다. 그리고, 각 모터(109,110)의 구동에 의해, 헤드(10
6)를 2개의 Y축 가이드 레일(107b)의 사이가 되는 영역 거의 전체로 반송할 수 있게 되어 있다.
또한, 각 모터(109,110)는 각각의 회전량이 제어장치(120)에 인식되어, 원하는 회전량이 되도록 제어됨에 따라,[0037]
헤드(106)를 통해 흡착노즐(105)의 위치결정을 수행한다.
또, 전자부품 실장작업의 필요상, 상기 피더뱅크(102), 기판 클램프 기구(104) 및 검출부(20)는 모두 X-Y 갠트[0038]
리(107)에 의한 헤드(106)의 반송가능영역 내에 배치되어 있다.
(헤드)[0039]
헤드(106)는 도 6에 도시된 바와 같이 그 선단부에서 공기흡인에 의해 전자부품(C)을 유지하는[0040]
흡착노즐(105)과, 흡착노즐(105)을 Z축 방향을 따라 승강시키는 승강기구로서의 Z축 모터(146)와, 흡착노즐
(105)을 회전시켜 유지된 전자부품(C)을 Z축 방향 둘레로 각도 조절하기 위한 θ축 모터(144)가 설치되어 있다.
또, 상기 흡착노즐(105)은, Z축 방향을 따른 상태에서 승강가능하며 또한 회전가능하도록 헤드(106)에 지지되어[0041]
있어, 승강에 의한 전자부품(C)의 수취 또는 실장 및 회전에 의한 전자부품(C)의 각도조절이 가능하게 되어 있
다.
더욱이, 흡착노즐(105)은 도 6에 도시된 바와 같이 X축 방향을 따라 균일한 피치로 복수(본 예에서는 3개)개가[0042]
나란히 유지되어 있으며, 전자부품(C)의 실장시에 각각의 흡착노즐(105)에 대하여 전자부품의 흡착을 수행시킨
다음 실장을 수행하게 되어 있다.
또한, Z축 모터(146), θ축 모터(144)는 각 흡착노즐(105)마다 개별 설치되어 있다.[0043]
그리고, 흡착노즐(105)은, 적어도 전자부품(C)과 접촉하는 그 하단부 전체가 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 이하의 저항[0044]
소재로 형성되어 있으며, 정전기에 의해 대전된 전자부품(C)을 흡착노즐(105)이 흡착하였을 경우, 해당 흡착노
즐(105)을 통해 전하를 서서히 방출할 수 있어 정전기에 의한 전자부품(C)의 파괴를 방지할 수 있게 되어 있다.
(피더뱅크 및 전자부품피더)[0045]
등록특허 10-1752765
- 7 -
피더뱅크(102)는 도 1의 바로 앞에 위치하는 베이스 프레임(114)의 Y축 방향 일단부에 X축 방향을 따른 상태로[0046]
설치되어 있다. 피더뱅크(102)는, X-Y 평면을 따른 길이가 긴 평탄부를 구비하며, 상기 평탄부의 상면에 복수의
전자부품피더(108)들이 X축 방향을 따라 나열되어 재치(載置) 및 장비된다(도 1에서는 전자부품피더(108)를 1개
만 도시하였으나 실제로는 복수의 전자부품피더(108)들이 나란히 장비된다).
또한, 피더뱅크(102)는 각 전자부품피더(108)들을 보유하기 위한 도시되지 않은 래치기구를 구비하고 있으며,[0047]
필요에 따라, 각 전자부품피더(108)들을 피더뱅크(102)에 대하여 장착 또는 분리할 수 있게 되어 있다.
상술한 전자부품피더(108)는, 그 후단부에 전자부품(C)이 균일 간격으로 나란히 시일된 테이프를 두루 감은 테[0048]
이프 릴을 보유하며, 선단부 상부에는 헤드(106)에 대한 전자부품(C)의 공급위치인 전달부를 갖는다. 그리고,
전자부품피더(108)가 피더뱅크(102)에 부착된 상태에서의 전자부품(C)의 전달부의 위치를 나타내는 X, Y 좌표값
은 상술한 실장 데이터에 기록되어 있다.
(특징검출수단)[0049]
도 2의 (A)는 X축 방향에서 본 특징검출수단(10)의 개략정면도, (B)는 측면도, (C)는 평면도이다.[0050]
특징검출수단(10)은, 헤드(106)의 하부에 지지되며, 상방 퇴피위치에 있는 각 흡착노즐(105)의 하단부를 상하[0051]
이외의 사방에서 에워싸는 프레임부(11)와, 프레임부(11)의 앞 측벽부(11a)에 설치되며, 상방 퇴피위치에 있는
각 흡착노즐(105)의 하단부에 대하여 Y축 방향을 따른 조사(照射) 광을 개별 조사하는 3개의 광원(12)과, 프레
임부(11)의 뒤 측벽부(11b)에 설치되며, 각 광원(12)으로부터의 조사 광을 개별로 수광(受光)하는 3개의 수광소
자(13)를 구비한다.
각 광원(12)은 X축 방향으로 나란한 복수의 발광소자에 의해 탑재대상이 되는 각종 전자부품의 폭보다 넓은 범[0052]
위로 레이저 광을 출사하며, 각 수광소자(13)는 X축 방향으로 나란한 복수의 화소에 의해 레이저 광을 전체 폭
범위에서 수광할 수 있게 되어 있다.
그리고, 흡착노즐(105)이 전자부품(C)을 흡착하고 있을 때에 광원(12)이 조사(照射)를 수행하면, 도 2의 (C)에[0053]
나타낸 바와 같이, 수광소자(13)에 있어서 전자부품(C)의 정사영(正射影)이 되는 부분이 차폐되어 수광량이 저
감되어 검출된다. 이러한 정사영 부분의 폭을 수광소자(13)의 출력으로부터 구함으로써 전자부품(C)의 외형적
특징인 폭을 검출할 수 있게 되어 있다.
예컨대, 전자부품(C)이 직사각형인 경우, 흡착노즐(105)을 회전시키면서 정사영의 폭의 변화를 검출하면, 노즐[0054]
각도에 따라서 폭은 점차 변화하므로, 그 최대 폭이나 최소 폭이 되는 노즐각도를 구함으로써 전자부품(C)의 현
재의 방향을 구할 수 있다. 그리고, 제어장치(120)는 이에 기초하여 전자부품(C)을 특정 방향으로 수정하도록
θ축 모터(112)를 제어한다.
또한, 실장 데이터 내에는, 각 전자부품(C)에 대한 외형적 특징의 파라미터(예컨대, 전자부품의 짧은 변의 폭,[0055]
긴 변의 폭, 대각선 길이 등)가 기억되어 있으며, 제어장치(120)는 전자부품(C)의 흡착시에 θ축 모터(112)를
회전시켜 정사영의 폭을 구하였을 때, 상기 파라미터와 일치하는 값이 얻어지지 않을 때에는 흡착에러(예컨대,
전자부품(C)이 기립상태나 비스듬한 상태로 흡착되어 있음)가 발생한 것으로 판정할 수 있게 되어 있다. 또한,
마찬가지로, 정사영이 되는 영역이 검출되지 않는 경우에도 흡착노즐(105)이 전자부품(C)을 흡착할 수 없는 상
태가 발생한 것으로 보고 흡착에러라고 판정할 수 있다.
(계측장치 : 전체)[0056]
도 3은 계측장치(30)의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.[0057]
계측장치(30)는, 각 흡착노즐(105)에 흡착된 전자부품(C)의 전극에 접속되는 3개의 쌍을 이루는 프로브(21,22 ;[0058]
이하에서는 프로브 쌍(21,22)이라 함)로 이루어지는 접촉부(20)와, 각 쌍의 프로브(21,22)를 통해 각종 전기적
특성을 측정하는 측정부(40)와, 각 쌍의 프로브(21,22) 중 어느 하나를 전환하여 측정부(40)에 접속시키는 전환
부(50)를 구비하고 있다.
(계측장치 : 접촉부)[0059]
계측장치(30)는, 기판반송수단(103)에 인접하여 베이스 프레임(114)에 고정 지지되어 있으며, 계측장치(30)의[0060]
상면부에 각 프로브 쌍(21,22)으로 이루어지는 접촉부(20)가 배치되어 있다.
3개의 프로브 쌍(21,22)은 노즐 피치(a ; 중심간 거리)와 동일한 간격(b)으로 X축 방향으로 나란히 배치되어 있[0061]
등록특허 10-1752765
- 8 -
으며, 또한, 한쪽 프로브(21)와 다른 쪽 프로브(22)도 X축 방향으로 나란히 인접 배치되어 있다. 이로써, 3개
의 흡착노즐(105) 모두에 전자부품(C)이 흡착된 상태에서 각 흡착노즐(105)을 하강시킴으로써, 동시에 각 전자
부품(C)의 전극을 각 쌍의 프로브(21,22)에 가압접촉시킬 수가 있다.
각 프로브(21,22)는 동일 치수의 블록형상을 띄고 있으며, 한쪽 프로브(21)와 다른 쪽 프로브(22)의 사이는 절[0062]
연되도록 도시되지 않은 절연체가 그 사이에 삽입되어 있다. 또한, 각 프로브(21,22)는 상면이 평활한 직사각
형으로 형성되어 있으며, 상기 상면이 상방으로 노출되어, 상방으로부터 흡착노즐(105)에 유지된 전자부품(C)이
갖는 2개의 전극을 각각 개별 접촉시킬 수 있게 되어 있다.
각 프로브(21,22)의 상면의 치수로는, 일례로서, 도 4에 나타낸 바와 같이 틈새가 0.1[mm], X축 방향의 폭이[0063]
6.0[mm], Y축 방향의 폭이 12.0[mm]으로 설정되어 있다. 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 전극간격이 좁은 미
소(微小) 사이즈의 전자부품(C1)을 측정할 수 있도록 하기 위해서는, 틈새는, 절연을 유지할 수 있는 범위 내에
서 보다 좁게 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 전극간격이 넓은 대형의 전자
부품(C2)을 측정할 수 있도록 하기 위해서는, X축 방향의 폭은, 인접하는 프로브 쌍과의 간섭을 일으키지 않는
범위 내에서 보다 넓게 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 각 프로브 쌍(21,22)의 배치는, 헤드(106)에서의 각 흡착노즐(105)의 평면에서 본 배치와 일치시킬 필요[0064]
가 있으며, 본 예에서는, 흡착노즐(105)의 배치에 맞추어 각 프로브 쌍(21,22)의 배치를 일렬로 하였으나, 각
흡착노즐(105)이 2열, 3열 또는 박스형상 등으로 배치되어 있는 경우에는, 각 프로브 쌍(21,22)도 마찬가지로
배치와 치수를 일치시켜 배치할 필요가 있다.
(계측장치 : 전환부)[0065]
전환부(50)는, 3개의 프로브 쌍(21,22)에 접속된 3세트의 배선을 측정장치(40)의 검출단자의 세트로 전환하여[0066]
접속할 수 있는 로터리 스위치로서, 전환을 수행하는 액추에이터를 탑재하고 있다. 그리고, 전환부(50)는, 각
흡착노즐(105)의 전자부품(C)이 접촉부(20)에 접하였을 때 각 프로브 쌍(21,22)에 대하여 순서대로 전환이 이루
어지도록 제어장치(120)에 의해 동작제어가 이루어진다.
(계측장치 : 측정부)[0067]
측정부(40)는, 이른바 멀티 테스터로서, 저항 검출부(41)와 정전용량 검출부(42)를 구비하는 동시에, 각 검출부[0068]
(41,42)의 검출범위에 대하여 복수의 레인지(range)의 선택이 가능하게 되어 있다. 즉, 측정부(40)는, 전자부
품(C)에 대하여 전기적 특성으로서 저항값 및 정전용량에 대해 선택적으로 검출할 수 있게 되어 있다.
그리고, 측정부(40)는, 저항검출부(41)와 정전용량 검출부(42) 중 어느 것에 의해 전자부품(C)에 대한 검출을[0069]
수행할 것인가, 그리고 어떠한 레인지로 검출을 수행할 것인가가 제어장치(120)의 제어에 의해 결정된다.
여기서, 상기 저항검출부(41)에 의해, 상술한 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 이하의 저항소재로 이루어지는 흡착노즐[0070]
(105)에 흡착유지된 전자부품(C)의 저항값을 검출할 경우, 전자부품(C)과 흡착노즐(105)의 합성 저항값을 검출
하게 된다. 그러나, 흡착노즐(105)과 전자부품(C)은, 병렬회로를 구성하게 되므로, 흡착노즐(105)의 저항값을
이미 알고 있다면, 다음의 식 (1), (2)에 의해 산출할 수 있다. 단, R1은 전자부품(C)의 저항값, R2는 흡착노
즐(105)의 저항값, R은 이들의 합성 저항값으로 한다.
1/R = 1/R1 1/R2 (1)[0071]
따라서,[0072]
R1 = R×R2/(R2-R)[0073]
즉, 제어장치(120)는, 미리 흡착노즐(105)의 저항값(R2)을 데이터로서 기억하고 있으며, 저항 검출부(41)에서[0074]
합성 저항(R)이 측정을 통해 구해지면, 상기 식에 의해 전자부품(C)의 저항값(R1)을 산출한다.
또한, 저항 검출부(41)에서는, 전자부품(C)이 다이오드와 같은 극성을 갖는 소자인 경우에는, 그 저항값으로부[0075]
터 극성을 검출하는데, 흡착노즐(105)의 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 의 저항값에 비해, 반대 극성의 다이오드의 저항
값이 충분히 크므로, 그 검출 정밀도에는 영향을 미치지 않는다.
정전용량 검출부(42)는, 콘덴서의 정전용량을 검출한다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 콘덴서의 정전용량을 C1로[0076]
하고, 흡착노즐(105)의 저항값을 R2, 검출부의 전원전압을 V, 전원의 전류를 I, 흡착노즐(105)에 흐르는 전류를
등록특허 10-1752765
- 9 -
IR, 콘덴서에 흐르는 전류를 IC, 각(角) 주파수를 ω라 할 때 다음 식(3)의 관계가 얻어진다.
수학식 1
[0077]
흡착노즐(105)의 저항값은 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 이하의 범위이기 때문에, 흡착노즐(105)에 흐르는 전류값은 전[0078]
원전류의 10
-10
미만이 되어, 그 영향은 거의 무시할 수 있는 범위이다.
따라서, 제어장치(120)는 정전용량의 검출에 대해서는 흡착노즐(105)의 저항값을 고려한 산출을 수행하지 않는[0079]
다.
(전자부품 실장장치의 제어시스템)[0080]
도 6은 전자부품 실장장치(100)의 제어 시스템을 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이, X-Y 갠트리(107)의[0081]
X축 모터(109), Y축 모터(110), 헤드(106)에 있어서 흡착노즐(105)의 승강을 수행하는 Z축 모터(146), 흡착노즐
(105)의 회전을 수행하는 θ축 모터(144)는, 각각 도시되지 않은 구동회로를 통해 제어장치(120)에 접속되어 있
다. 또한, Z축 모터(146) 및 θ축 모터(144)는 실제로는 3대씩 구비되지만 1대만 도시하는 것으로 한다.
또한, 제어장치(120)에는, 특징검출수단(10)의 3개의 광원(12) 및 수광소자(13)와 계측장치(30)의 전환부(50)[0082]
및 측정부(40)가 접속되어 있다.
그리고, 제어장치(120)는, 후술하는 제어 프로그램을 실행하는 CPU(121)와, 제어 프로그램이 저장된 시스템[0083]
ROM(122)과, 각종 데이터를 저장함으로써 각종 처리의 작업영역이 되는 RAM(123)과, CPU(121)와 각종 기기와의
접속을 도모하는 인터페이스(124)와, 실장 데이터, 그 밖의 설정정보 등이 저장되는 비휘발성 메모리인 기억부
로서의 기억장치(127)와, 각종 설정이나 조작에 필요한 데이터를 입력하기 위한 조작패널(125)과, 각종 설정의
내용이나 필요정보의 제시, 나아가 알림화면표시 등을 수행하는 알림수단으로서의 표시 모니터(128)를 구비한
다.
기억장치(127)에는, 실장 데이터가 기억되며, 상기 실장 데이터에는 상술한 바와 같이, 기판(K)에 대해 실장할[0084]
전자부품의 리스트, 각 전자부품의 실장순서, 각 전자부품의 수취위치를 나타내는 소재 위치 데이터, 기판(K)에
서의 실장위치를 나타내는 실장 위치 데이터가 기억되어 있다. 또한, 상기 실장 데이터 내에는, 각 전자부품
(C)의 흡착에러를 판정하기 위한 외형적 특징 데이터, 예컨대, 전자부품이 직사각형인 것을 전제로 하여 긴 변
의 폭과, 전기적 특성 데이터가 포함되어 있다.
더욱이, 상기 전기적 특성 데이터에는, 부품 종류 및 그 특성값의 데이터가 포함되어 있다. 예컨대, 전자부품[0085]
(C)의 부품 종류로는 저항소자, 콘덴서, 다이오드를 들 수 있으며, 특성값으로서는 저항소자는 저항값, 콘덴서
는 정전용량, 다이오드는 극성을 가지므로 올바른 극성일 때의 저항값이 기억된다.
(제어장치에 의한 동작제어)[0086]
제어 프로그램에 의해 CPU(121)가 수행하는 전자부품실장의 동작제어를 도 7의 플로우챠트를 참조하면서 설명한[0087]
다.
CPU(121)는, 실장 데이터를 읽어들이고(단계 S1), 정해진 순서에 따라 3개의 흡착노즐(105)에 대하여 순서대로[0088]
대상이 되는 전자부품(C)의 수취위치로 헤드(106)를 이동시켜 각각 흡착동작을 실행한다(단계 S2).
각 흡착노즐(105)에 의한 흡착 후에는, 특징검출수단(10)에 의해 각 흡착노즐(105)을 퇴피위치로 회전시켜 외형[0089]
적 특징의 검출, 및 흡착된 전자부품에 대해 Z축 둘레방향의 검출을 수행하며, 모든 흡착노즐(105)에 대해 실장
데이터에 정해진 외형적 특징과 검출된 외형적 특징이 일정한 허용오차범위 내에서 일치하는지 여부를 판정한다
(단계 S3).
그 결과, 어떠한 흡착노즐(105)에 대하여 외형적 특징의 불일치로 인한 흡착에러가 확인될 경우에는, 해당하는[0090]
흡착노즐(105)에 대하여 전자부품(C)의 흡착 재시도를 실시한다(단계 S3 : YES).
등록특허 10-1752765
- 10 -
한편, 모든 흡착노즐(105)에 대하여 외형적 특징의 일치판정이 얻어졌을 경우에는(단계 S3 : NO), 헤드(106)를[0091]
계측장치(30)의 접촉부(20)로 이동시키는 동시에 각 흡착노즐(105)을 회전시켜 각 전자부품(C)의 전극이 프로브
쌍(21,22)의 배치와 일치하는 방향으로 수정한 뒤에 각 흡착노즐(105)을 하강시킨다. 이로써, 각 흡착노즐
(105)에 흡착된 전자부품(C)은 거의 동시에 각각의 전극이 각 프로브 쌍(21,22)에 가압접촉되어, 전기적으로 접
속된 상태가 된다.
이때, CPU(121)는, 전환부(50)를 제어하여 각 프로브 쌍(21,22)이 순서대로 측정부(40)에 접속되어 계측이 이루[0092]
어지도록 전환을 수행한다. 또한, 접속시에는, 프로브 쌍(21,22)에 접해 있는 전자부품(C)에 대하여, 실장 데
이터가 나타내는 부품 종류에 대응하는 검출부(41,42) 및 레인지를 선택하여 적정한 계측이 실행된다(단계 S4).
그리고, 각 흡착노즐(105)에 대하여 계측이 이루어지면, 각각의 전자부품에 대하여 실장 데이터에 정해진 전기[0093]
적 특성과의 정합성을 판정한다(단계 S5).
그리고, 판정결과, 어떠한 흡착노즐(105)에 대하여, 전기적 특성의 부정합이 확인될 경우에는(단계 S5 : NO),[0094]
표시모니터(128)에 부정합의 발생을 나타내는 알림화면 및 어떠한 흡착노즐(105)에 부정합이 발생하였는지를 나
타내는 내용을 표시시켜 알림처리를 실행한다(단계 S6). 이로써, 작업자는 대상이 되는 흡착노즐(105)에 대하
여 전자부품(C)의 수취오류가 있는지 검증할 수가 있다. 예컨대, 전자부품피더(108)의 취급오류, 전자부품피더
(108)에 부착하는 릴의 부착오류, 혹은 테이프를 덧붙였을 경우의 덧붙임 테이프의 취급오류, 실장 데이터의 수
취위치의 입력오류 등을 검증하여 원인의 특정 및 복구작업을 수행할 수가 있다.
또한, 부정합이라 판정된 전자부품(C)이 다이오드인 경우에는, 전자부품의 수취오류 외에 극성의 오류가 원인인[0095]
경우가 있다. 이를 고려하여, 단계 S5에서 NO로 판정되었을 경우, 더욱이, 그 흡착노즐(105)에 대하여 부품종
류가 다이오드 등의 극성을 갖는 전자부품인지를 판정하여, 다이오드 등인 경우에는 흡착노즐(105)을 반전시켜
극성을 반대로 한 후에 단계 S4로 처리를 되돌려 계측·판정의 재시도를 수행하는 처리를 부가하여도 무방하다.
한편, 모든 흡착노즐(105)에 대하여, 전기적 특성의 정합성이 확인되는 경우에는(단계 S5 : YES), 각 전자부품[0096]
(C)의 기판실장위치로 헤드(106)를 순서대로 이동시키면서 각 전자부품(C)에 대하여 실장에 적합한 방향이 되도
록 흡착노즐(105)을 회전시키며(S7), 각 실장위치에서 흡착노즐(105)을 하강시켜 순서대로 실장동작을 수행하고
(단계 S8) 처리를 종료한다.
(실시형태의 효과)[0097]
상기 전자부품 실장장치(100)는, X-Y 갠트리(107)의 이송영역 내에 복수의 흡착노즐(105)에 대응하는 배치로 흡[0098]
착노즐(105)과 동일한 수의 프로브 쌍(21,22)이 설치되어 있기 때문에, 한번에 모든 흡착노즐(105)에 대하여 전
자부품(C)을 프로브 쌍(21,22)에 접속시켜, 전기적 특성을 계측하고 부품의 적부(適否)를 판정할 수가 있으며,
다른 전자부품이 실장되거나 극성이 잘못되어 실장되는 경우를 사전에 회피할 수 있게 된다. 이 때문에, 실장
작업효율의 비약적인 향상을 도모할 수 있게 된다.
또, 계측장치(40)는 전자부품 실장장치(100) 내에 조립되어 있으므로, 별개인 경우와 같이 기판의 반송수단 등[0099]
의 설비가 불필요하여 설치공간 및 도입비용의 저감도 가능해진다.
또, 각 프로브 쌍(21,22)에 대하여 Z축 모터(146)를 동력으로 하여 전자부품(C)을 가압접촉시키므로, 전자부품[0100]
(C)의 전극의 접촉압력을 유지하기 위한 구성이 불필요하여 장치 전체의 구성의 간이화, 비용저감을 도모할 수
있게 된다.
또한, 각 흡착노즐(105)의 전자부품(C)의 전기적 특성과 실장 데이터 내의 전기적 특성간의 정합성은 제어장치[0101]
(120)가 판정하므로, 휴먼 에러(human error)의 발생을 회피할 수 있다.
더욱이, 계측장치(30)는, 전환부(50)에 의해 프로브 쌍의 전환을 수행하므로, 측정부(40)가 단일체인 경우에도[0102]
복수 노즐의 전자부품의 검사에 대응할 수 있게 되어, 장치 구성의 저감 및 그에 수반되는 장치비용의 저감을
도모할 수 있게 된다.
또한, 측정부(40)는, 복수 종류의 전기적 특성의 검출을 가능케 하는 동시에, 레인지도 선택가능하므로, 전기적[0103]
특성의 정합성에 대한 판정을 수행할 수 있는 전자부품(C)의 대상범위를 보다 넓힐 수가 있다.
또한, 제어장치(120)는 전기적 특성의 정합성을 판정하기 전에 흡착 에러를 판정하므로, 흡착에러로 인해 전기[0104]
적 특성의 부정합 판정이 발생되는 경우를 회피할 수 있으며, 전기적 특성의 부정합이 발생하였을 때 그 원인을
보다 용이하고도 신속하게 구명(究明)할 수 있게 된다.
등록특허 10-1752765
- 11 -
또, 흡착노즐(105)의 적어도 하단부를 10
5
[Ω] 이상 10
8
[Ω] 이하의 저항소재로 형성하기 때문에, 정전기에 의해[0105]
대전된 전자부품(C)을 흡착노즐(105)이 흡착하였을 경우에, 해당 흡착노즐(105)을 통해 서서히 전하를 방출할
수 있어, 정전기에 의한 전자부품(C)의 파괴를 방지할 수 있게 되어 있다.
(다른 프로브 구조)[0106]
또한, 상기 전자부품 실장장치(100)에서는 계측장치(40)의 각 프로브(21,22)를 블록형상으로 하였으나, 상방으[0107]
로부터 전자부품(C)의 전극이 접촉될 수 있는 구조의 프로브이면 다른 구조여도 무방하다.
예컨대, 도 8에 나타낸 바와 같이, 평탄면 상에 패드형상으로 형성된 프로브(21,22)를 이용하여도 무방하다.[0108]
이 경우, 블록형상의 프로브의 상면과 동일한 치수로 형성하는 것이 바람직하다. 패드형상이면, 기판의 스크린
인쇄 등 박막형성기술을 이용하여 형성하여도 무방하다.
또한, 상술한 바와 같이 블록형상의 프로브(21,22)는 고정지지되어 있으며, 이에 따라, 도 9에 나타낸 바와 같[0109]
이 흡착노즐(105)에 흡착된 전자부품(C) 하측의 전극의 높이가 좌우에서 편차가 발생하거나, 전자부품(C)이 흡
착노즐(105)에 기울어 흡착되어 있으면, 한쪽 전극이 프로브(21)에 대하여 틈새(d)를 발생시켜 전기적 특성을
측정할 수 없는 경우가 있었다.
이에, 도 10의 사시도에 나타낸 바와 같이, 전자부품(C)의 전극에 접촉하는 각 프로브(21,22)의 상면의 일부가[0110]
상하이동이 가능해지도록 지지하여도 무방하다. 도 11은 도 10의 W-W선을 따른 단면도이다. 도 10, 11에 따르
면, 상기 접촉부(20)는, 각 프로브(21,22)의 각각이 서로 근접 단부(端部)와는 반대되는 쪽의 단부에서 Y축 둘
레로 회동가능하게 지지블록(23,24)에 의해 지지되며, 각 프로브(21,22)와 지지블록(23,24)의 사이에는 압축 스
프링(25,26)이 설치되어 있다.
이러한 구조에 의해, 각 프로브(21,22)는 서로의 근접 단부쪽의 상면이 상하이동 가능하며, 하방으로부터 탄성[0111]
력에 의해 가압된 상태가 된다. 또한, 각 프로브(21,22)는 서로의 근접 단부와 반대되는 쪽의 단부의 하측이
각 지지블록(23,24)의 상면에 맞닿음으로써, 압축 스프링(25,26)에 의해 가압되어 2개의 프로브(21,22)의 근접
단부가 수평상태보다도 상방으로 요동하지 않도록 규제되어 있다.
또한, 각 프로브(21,22), 지지블록(23,24) 및 이들을 연결하는 요동축은, 모두 도체로 형성되며, 각 프로브[0112]
(21,22)는 지지블록(23,24)을 통해 측정부(40)에 의한 전자부품(C)의 전기적 특성을 측정할 수 있게 되어 있다.
이러한 구조에 의해, 도 12에 나타내는 바와 같이, 경사지거나 혹은 각 전극의 높이가 다른 전자부품(C)이 흡착[0113]
노즐(105)을 통해 상방으로부터 각 프로브(21,22)에 맞닿은 경우, 각 프로브(21,22)의 근접 단부는 하방으로 용
이하게 요동하여, 쌍방의 전극을 각각의 프로브(21,22)에 양호하게 맞닿게 할 수 있어, 전자부품(C)의 전기적
특성을 측정할 수 있게 된다. 또한, 각 프로브(21,22)를 요동가능하게 지지하는 요동축은 수평방향을 따르면
되며, Y축 방향으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기와 같이 각 프로브(21,22)를 수평축 둘레로 요동가능하게 지지하는 구조의 경우에는, 각 프로브[0114]
(21,22)는 회동축에 가까워질수록 상하이동 변위량이 작아져 전자부품(C)의 전극의 고저(高低) 차 등에 추종하
는 효과가 저감된다.
이에, 도 13에 나타낸 바와 같이, 각 프로브(21,22)를 도선성을 갖는 고무 등의 탄성재료로 형성하고, 각 지지[0115]
블록(23,24)에 대해 도전성의 접착제(27,28)로 고정하는 구조로 하여도 무방하다.
또한, 강성이 높은 프로브(21,22)를 사용할 경우에는, 각 프로브(21,22)와 각 지지블록(23,24)의 사이에 도전성[0116]
과 탄성을 구비하는 고무와 같은 페이스트 재료를 삽입하여 접착함으로써, 각 프로브(21,22)를 어떠한 방향으로
요동가능하도록 구성하여도 무방하다.
(전기적 특성 계측시의 전자부품의 위치보정제어)[0117]
복수의 흡착노즐(105 ; 전부가 아니어도 무방함)의 각각에 전자부품(C)이 흡착된 상태에서, 복수의 전자부품[0118]
(C)에 대해 동시에 전기적 특성을 계측할 경우, 각 흡착노즐(105)이 전자부품(C)의 중심위치에서 흡착을 수행하
고 있다면 문제는 발생하지 않지만, 도 14에 나타낸 바와 같이, 각 전자부품(C)에 대하여 흡착노즐(105)의 중심
선에 대한 전자부품의 중심위치 어긋남의 편차가 커지면, 일부 전자부품(Cf)에 대해서는 한 쌍의 전극을 한 쌍
의 프로브(21,22)에 동시에 맞닿게 하기가 어려워지며, 이러한 전자부품(Cf)에 대해서는 다른 전자부품(C)과는
별개로 전기적 특성을 계측할 필요가 있으므로, 작업효율이 저하된다.
등록특허 10-1752765
- 12 -
또한, 도 14의 예 및 이하에 설명하는 위치보정제어의 예에서는, 설명을 간단히 하기 위해, 프로브(21,22)의 배[0119]
열방향이 복수의 흡착노즐(105)의 배열방향(X축 방향)과 직교하는 방향(Y축 방향)을 따라 나란히 배치된 경우를
예시한다.
따라서, 제어장치(120)가, 각 흡착노즐(105)에 흡착된 전자부품(C)의 2개의 전극의 배열방향이 쌍을 이루는 2개[0120]
의 프로브(21,22)의 배열방향(Y축 방향)과 일치하는 방향으로 각 흡착노즐(105)의 회동각도를 정렬한
상태(이하, 이 회동각도를 90°로 함)에서, 흡착노즐(105)의 중심에 대한 전자부품(C)의 2개 전극의 위치어긋남
의 편차를 저감시키는 적어도 1개 이상의 흡착노즐(105)을 특정하여, 해당 흡착노즐(105)이 180°회동하도록 θ
축 모터(144)를 제어하는 전자부품 위치보정제어와, 상기 전자부품 위치보정제어를 수행한 후에, 계측장치(30)
에 의해 각 전자부품(C)의 전기적 특성을 동시에 계측하는 계측제어를 수행하는 구성으로 하여도 무방하다.
이하에서는, 도 15에 나타내는 플로우챠트를 통해 전자부품 위치보정제어에 관해 상세히 설명하도록 한다.[0121]
전자부품의 실장제어에 있어서, 복수의 흡착노즐(105)이 전자부품(C)의 흡착을 수행한 후에, 각 흡착노즐(105)[0122]
에 대하여 흡착위치를 확인한다(단계 S21). 구체적으로는, 특징검출수단(10)에 의해, 각 흡착노즐(105)의 전자
부품(C)을 회전시켰을 때 얻어지는 수광소자(13)의 출력으로부터 전자부품(C)의 Z축 둘레의 방향을 특정한다.
또한, 상기 출력으로부터, 각 흡착노즐(105)의 중심선에 대한 전자부품(C)의 중심의 위치어긋남량을 검출한다.
다음으로, 각 흡착노즐(105)의 회동각도를 90°로 맞추고, 이들 중에서 가장 위치어긋남량이 작은 흡착노즐[0123]
(105)을 특정한다(예컨대, 도 16(A)에서 가장 가운데의 흡착노즐(105)이 가장 위치어긋남량이 작다. 또, 도
16(A)에서는 아직 위치보정이 이루어지지 않은 상태이며, 각 전자부품의 위치의 편차(B)는 큰 상태이다). 그리
고, 이러한 위치 어긋남량이 가장 작은 흡착노즐(105)에서의 프로브의 배열방향(Y축 방향)에서의 한쪽의 전극위
치(Yup)와 다른 쪽의 전극위치(Ydown)를 수광소자(13)의 출력으로부터 취득하여 RAM(123)에 기억시킨다(단계
S23).
다음으로, 첫 번째의 흡착노즐(105)에 대하여 한쪽 프로브(21)측의 전극위치(Y90up)와 다른 쪽 프로브(22)측의[0124]
전극위치(Y90down)를 수광소자(13)의 출력으로부터 취득하여 RAM(123)에 기억시킨다(단계 S25). 또한, n은 현
재의 흡착노즐(105)의 순서를 나타내는 수를 표시하는 변수이다.
더욱이, 첫 번째 흡착노즐(105)을 180°회동시키고, 한쪽 프로브(21)측의 전극위치(Y270up)와 다른 쪽 프로브[0125]
(22)측의 전극위치(Y270down)를 수광소자(13)의 출력으로부터 취득하여 RAM(123)에 기억시킨다(단계 S27).
다음으로, Y90up과 Y270up이 일치하는지 여부를 판정한다(단계 S29).[0126]
일치하지 않을 경우에는, Y90up과 Y270up 중 어느 하나가 Yup에 가까운지 여부를 판정한다(단계 S31). 또한,[0127]
Y90up과 Y270up이 일치할 경우에는, 단계 S31의 판정을 수행할 수 없기 때문에, 단계 S33으로 진행하여 Y90down
과 Y270down 중 어느 하나가 Ydown에 가까운지를 판정한다.
단계 S31에 있어서, Y270up 쪽이 Yup에 가까운 경우에는, 첫 번째의 흡착노즐(105)을 270°로 고정한다(단계[0128]
S35). 그리고, Y270up이 Yup보다 흡착노즐(105)의 중심위치에 가까운지 여부를 판정하여(단계 S37), Y270up이
Yup보다 중심에 가까운 경우에는 Yup를 Y270up의 값으로 치환한다(단계 S39). 또한, Y270up이 Yup보다 중심으
로부터 먼 경우에는 단계 S39를 스킵(skip)한다.
그리고, 단계 S41에서는, Y270down이 Ydown보다 흡착노즐(105)의 중심위치에 가까운지 여부를 판정하여(단계[0129]
S41), Y270down이 Ydown보다 중심에 가까운 경우에는 Ydown을 Y270down의 값으로 치환한다(단계 S43). 또한,
Y270down이 Ydown보다 중심으로부터 먼 경우에는 단계 S43을 스킵하고 단계 S59로 처리를 이행한다.
단계 S31에 있어서, Y90up 쪽이 Yup에 가까운 경우에는, 첫 번째의 흡착노즐(105)을 90°로 고정한다(단계[0130]
S45). 그리고, Y90up이 Yup보다 흡착노즐(105)의 중심위치에 가까운지 여부를 판정하여(단계 S47), Y90up이
Yup보다 중심에 가까운 경우에는 Yup를 Y90up의 값으로 치환한다(단계 S49). 또한, Y90up이 Yup보다 중심으로
부터 먼 경우에는 단계 S49를 스킵한다.
그리고, 단계 S51에서는, Y90down이 Ydown보다 흡착노즐(105)의 중심위치에 가까운지 여부를 판정하여(단계[0131]
S51), Y90down이 Ydown보다 중심에 가까운 경우에는 Ydown을 Y90down의 값으로 치환한다(단계 S53). 또한,
Y90down이 Ydown보다 중심으로부터 먼 경우에는 단계 S45를 스킵하고 단계 S59로 처리를 이행한다.
또한, 단계 S33에 있어서, Y270up쪽이 Yup에 가까운 경우에는, 첫 번째의 흡착노즐(105)을 270°로 고정하고(단[0132]
계 S55), 상술한 단계 S37로 처리를 이행한다.
등록특허 10-1752765
- 13 -
또, 단계 S33에 있어서, Y90up쪽이 Yup에 가까운 경우에는, 첫 번째의 흡착노즐(105)을 90°로 고정하고(단계[0133]
S57), 상술한 단계 S47로 처리를 이행한다.
그리고, 단계 S59에서는, 모든 흡착노즐(105)에 대하여 위치보정을 완료하였는지 판정하여, 아직 완료되지 않은[0134]
경우에는 단계 S25로 되돌아가, 다음의 흡착노즐(105)에 대하여 단계 S25~S59까지의 처리를 반복한다.
또한, 흡착노즐(105)에 대하여 위치보정이 완료된 경우에는 처리를 종료한다.[0135]
도 16(B)은 위치보정 제어결과, 가장 우측의 흡착노즐(105)이 270°로 보정된 경우를 예시하며, 위치 어긋남의[0136]
편차(B)가 저감되었음을 알 수 있다.
그리고, 위치보정제어가 이루어지면, 제어장치(120)는 상기 보정 후의 편차(B)가 구해지면 ROM(122)에 미리 등[0137]
록되어 있는 프로브(21,22)에 대하여 동시측정이 가능한 편차의 문턱값과 비교하여, 문턱값 이하이면 각 흡착노
즐(105)을 동시에 각 프로브(21,22)를 향해 하강시켜, 전기적 특징에 대한 측정을 실시한다.
또한, 문턱값을 초과할 경우에는, 전자부품(C)의 중심위치가 가장 어긋나 있는 흡착노즐(105)을 제외하고 다시[0138]
전자부품의 위치보정제어를 실시하여, 편차(B)가 문턱값에 수용되는 범위에서 복수의 흡착노즐(105)에 대해 동
시측정을 실시한다.
또, 전자부품(C)의 중심위치가 가장 어긋나 있어 제외된 흡착노즐(105)에 대해서는, 전기적 특징을 단독으로 측[0139]
정하여도 되며, 복수인 경우에는 이들 흡착노즐(105)에 대하여 새롭게 전자부품 위치보정제어를 실시하고, 가능
한 경우에는 동시에 전기적 특징을 측정하여도 된다.
상기와 같이, 전자부품 위치보정제어 및 그 후의 문턱값에 대한 판정에 의해, 각 흡착노즐(105)에 대하여 전자[0140]
부품의 위치에 편차가 있는 경우에도, 동시에 전기적 특징의 동시측정을 실시할 확률이 높아져, 측정작업효율의
향상을 도모할 수 있게 된다.
(기타)[0141]
또한, 전자부품 실장장치(100)에서는, 정전기에 의한 파괴에 대하여 어느 정도의 내구성을 갖는 전자부품(C)을[0142]
취급할 경우에는, 흡착노즐(105)이 전자부품(C)과 접촉하는 하단부 또는 전체를 절연체로 형성하여도 무방하다.
이러한 경우에는, 측정부(40)에 의해 전자부품(C)의 저항값을 검출할 경우에, 그 검출저항값을 그대로 전자부품
(C)의 저항값으로 할 수가 있다.
또한, 각 흡착노즐(105)은 일렬로 나란히 헤드(106)에 배치하지 않아도 되며, 복수 열로 배열하여도 무방하다.[0143]
이 경우, 각 쌍을 이루는 프로브의 배치도 복수 열로 하여 간격피치를 노즐중심간 거리에 맞출 필요가 있다.
또, 상기 전자부품(C)의 종류로는 저항소자, 다이오드, 콘덴서를 예시하였으나, 그 밖에 트랜지스터, IC 칩, 코[0144]
일도 실장대상이 될 수 있다. 단, 트랜지스터나 IC 칩은, 전극이 3개 이상이 되기 때문에, 상기 계측장치(30)
의 계측대상 밖이 되므로, 이들이 흡착노즐(105)에 흡착되었을 경우에는 그 흡착노즐(105)에 대해 계측공정을
생략하도록 동작제어가 이루어진다. 또한, 코일을 실장 대상으로 할 경우에는, 계측장치(30)의 측정부(40)에
인덕턴스의 검출부를 더욱 부가하는 구성으로 하는 것이 필수이다.
부호의 설명
10 : 특징검출수단[0145]
20 : 접촉부
30 : 계측장치
40 : 측정부
50 : 전환부
100 : 전자부품 실장장치
102 : 피더뱅크
104 : 기판 클램프 기구(기판유지부)
105 : 흡착노즐
등록특허 10-1752765
- 14 -
106 : 헤드
107 : X-Y 갠트리(이동기구)
108 : 전자부품피더(부품공급장치)
111 : Z축 모터
120 : 제어장치(동작제어수단)
127 : 기억장치(기억부)
C : 전자부품
S : 기판
도면
도면1
등록특허 10-1752765
- 15 -
도면2
등록특허 10-1752765
- 16 -
도면3
등록특허 10-1752765
- 17 -
도면4
도면5
등록특허 10-1752765
- 18 -
도면6
등록특허 10-1752765
- 19 -
도면7
도면8
도면9
등록특허 10-1752765
- 20 -
도면10
도면11
도면12
등록특허 10-1752765
- 21 -
도면13
도면14
등록특허 10-1752765
- 22 -
도면15
등록특허 10-1752765
- 23 -
도면16
등록특허 10-1752765
- 24 -