KR0151085B1 - 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법 - Google Patents

전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 흡착 노즐의 원점 복귀 단계, 흡착 노즐의 직교좌표 촬상 단계, 흡착 노즐의 직교 좌표 오프셋 산출 단계, 흡착 노즐의 직교 좌표 보정 단계, 오프셋의 검증 단계, 흡착 노즐의 회전 좌표 촬상단계, 흡착 노즐의 회전 좌표 오프셋 산출 단계, 흡착 노즐의 회전 좌표 보정 단계, 상기 흡착 노즐의 원점 복귀 단계 내지 회전 좌표 보정단계의 반복 단계, 이동 카메라의 원점 복귀 단계, 이동 인식 카메라의 직교 좌표 촬상 단계, 이동 인식 카메라의 직교 좌표계 오프셋 산출단계, 이동 인식 카메라의 직교 좌표계 오프셋 산출 단계, 이동 인식 카메라의 직교 좌표 보정 단계, 흡착 노즐의 회전 단계, 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋 산출 단계, 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 보정 단계 및 상기 이동 인식 카메라의 원점 복귀 단계 내지 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 보정 단계를 반복하는 반복 단계를 구비하는 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법이 제공된다. 본 발명은 하나 이상의 흡착 노즐 및 이동 인식 카메라가 설치된 전자 부품 실장 장치에서 각각의 이동 구성부의 위치에 대한 캘리브레이션이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

Description

전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법
제1도는 종래 기술의 전자 부품 실장 장치의 개략적인 사시도.
제2(a)도 및 제2(b)도는 캘리브레이션에 사용되는 지그의 사시도.
제3도는 하나 이상의 흡착 노즐 및 이동 인식 카메라를 구비한 전자부품 실장 장치의 개략적인 사시도.
제4도는 제3도 장치의 주요 구성부에 대한 개략적인 평면도.
제5도는 장착용 지그에 대한 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 직교 좌표 로보트 12 : 헤드 유니트
13 : 흡착 노즐 15 : 고정 카메라
31 : 직교 좌표 로보트 32 : 헤드 유니트
33,34 : 흡착 노즐 35,36 : 이동 인식 카메라
43 : 인쇄 회로 기판 45 : 고정 카메라
본 발명은 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 흡착 노즐 및 인식 카메라를 구비한 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법에 관한 것이다.
전자부품 실장 장치는 인쇄 회로 기판위에 반도체 칩과 같은 전자 부품을 장착하는 장치로서, 전자 부품을 흡착할 수 있는 노즐을 구비한 로보트가를 이용하여 전자 부품을 인쇄 회로 기판에 장착한다. 전자 부품 실장 기술에서는 인쇄 회로 기판과 흡착 노즐의 상대적인 위치에서 발생할 수 있는 오차를 보정할 수 있도록 여러가지 장치 및 방법이 강구된다. 이는 흡착 노즐로 전자 부품을 들어올려 인쇄 회로 기판에 실장하는 작용이 고속으로 반복 수행되는 실장 장치에서 작업 위치의 오차가 발생할 경우, 전체적인 작업에 무리가 오며 불량품이 발생할 가능성이 높아지기 때문이다. 캘리브레이션(calibration)은 인쇄 회로 기판을 작업 위치에 배치하여 실장 작업을 수행할 때 설정되는 각각의 위치에서 발생되는 오차를 측정하여, 실제의 실장 작업에 있어서는 그 오차를 반영하여 보정이 이루어지도록 하는 것이다. 캘리브레이션이 행해지려면 기판의 실제 위치와 실장기 로보트의 작업 위치 상호간의 거리 및 비틀림 정도를 측정하여야 한다. 현재까지 소개된 캘리브레이션 방법은 육안에 의한 목시 검사와, 카메라를 이용하는 경우 등을 예로 들 수 있다.
제1도에는 카메라를 이용하여 캘리브레이션을 수행하는 실장 장치의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 실장 장치(10)는 전자 부품을 인쇄 회로 기판위의 소정 위치에 운반하여 장착하는 기능을 할 수 있도록 직교 좌표 로보트(11)와, 흡착 노즐(13)을 구비한 헤드 유니트(12)가 포함되며, 상기 흡착 노즐(13)과 인쇄 회로 기판의 상대적인 위치를 보정할 수 있도록 캘리브레이션 장비로서 고정 카메라(15)와 제어기(18)및 컴퓨터(19)가 포함된다. 캘리브레이션 작업은 흡착 노즐(13)에 캘리브레이션용 지그(jig)를 흡착한 상태로 이루어질 수 있다. 캘리브레이션용 지그는 제2(a)도에 도시된 바와 같이 저면이 원형인 지그(21)이거나, 또는 제2(b)도에 도시된 바와 같이 저면이 사각형인 지그(22)를 이용할 수 있다. 이들은 어느 것이나 흡착 노즐(13)에 용이하게 흡착될 수 있도록 원통형의 몸체를 구비한다.
제2도에 도시된 실장 장치(10)의 캘리브레이션 작업이 수행되는 방식을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 우선 실장 장치의 흡착 노즐(13)은 기계 원점으로 이동한다. 기계 원점은 평면 좌표계(X,Y)의 기준점(0,0)을 의미한다. 다음에 흡착 노즐(13)은 지그(21 또는 22)를 흡착한 상태로 고정 카메라(15)의 상부로 이동한다. 흡착 노즐(13)이 고정 카메라(15)의 상부에서 정지하도록 제어되는 위치는 설계상의 고정 카메라(15) 설치 위치이다. 다음에 흡착 노즐(13)은 고정 카메라(15)의 촛점 거리내에 들어오도록 하강하여 촬상이 이루어진다. 촬상에 의해 획득한 화상 데이터는 제어기(18)를 통해 컴퓨터(19)로 전송되어, 지그(21 또는 22) 저면의 중심 위치를 구할 수 있다. 설계상의 고정 카메라(15)의 설치 위치와 촬상에 의한 지그 저면의 중심 위치로부터 기계 원점에 대한 고정 카메라의 틀어짐량이 구해지고 오프셋(offset)값을 설정할 수 있다.
종래 기술에 따른 카메라 캘리브레이션 방법은 단일의 고정 카메라만을 이용하는 방법이다. 이러한 캘리브레이션 방법은 실장 장치에 흡착 노즐이 하나만 있을 경우를 전제로 한 것으로서, 하나 이상의 흡착 노즐이 존재할 경우에는 이용할 수 없는 방법이다. 또한 실장 작업 상황을 감시하는 이동 인식 카메라가 부가될 경우에는 각각의 이동 인식 카메라에 대한 캘리브레이션이 필요하며, 이는 종래 기술의 캘리브레이션 방법으로는 해결할 수 없는 것이었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나 이상의 흡착 노즐을 구비한 실장 장치의 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하나 이상의 인식 카메라를 구비한 실장 장치의 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하나 이상의 흡착 노즐과 하나 이상의 인식 카메라를 구비한 실장 장치의 캘리브레이션 방법을 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 직교 좌표 로보트와; 상기 직교 좌표 로보트에 의해 평면 운동이 가능한 헤드 유니트와; 상기 헤드 유니트에 고정된 하나 이상의 흡착 노즐과; 상기 흡착 노즐에 흡착된 전자 부품을 촬상할 수 있도록 소정의 설계 위치에 고정된 고정 카메라와; 상기 흡착 노즐에 흡착된 전자 부품을 촬상할 수 있도록 상기 헤드 유니트에 고정된 하나 이상의 이동 인식 카메라와; 상기 하나 이상의 이동 인식 카메라의 촬상이 가능하도록 상기 헤드 유니트에 대한 상대 운동이 가능한 하나 이상의 반사 수단과; 상기 전자 부품이 장착될 인쇄 회로 기판을 소정의 작업 위치에 도달하게 하는 이송수단을 구비한 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 흡착 노즐중 어느 하나의 흡착 노즐을 상기 실장 장치의 직교 좌표계상의 기계 원점으로 복귀시키는 원점 복귀 단계; 상기 하나의 흡착 노즐을 상기 실장 장치의 직교 좌표계상에 있는 상기 고정 카메라의 설계상 중심 좌표값에 따라 이동시키고, 상기 하나의 흡착 노즐에 지그를 흡착하여 상기 고정 카메라로 상기 지그 중심의 직교 좌표계 좌표값을 촬상하는 흡착 노즐의 직교 좌표 촬상 단계; 상기 하나의 흡착 노즐에 흡착된 지그의 중심을 촬상함으로써 구한 흡착노즐의 직교 좌표계의 좌표값과, 상기 고정 카메라의 설계 중심 좌표값을 비교하여 오프셋을 구하는 흡착 노즐의 직교 좌표 오프셋 산출 단계; 상기 오프셋으로 상기 하나의 흡착 노즐의 직교 좌표계상 좌표를 보정하는 직교 좌표 보정 단계; 상기 하나의 흡착 노즐로 상기 인쇄회로 기판위위에 장착용 지그를 장착하고, 그 배치 상태를 측정기로써 측정하여 상기에서 구한 오프셋의 정오 여부를 판단하는 검증 단계; 상기 하나의 흡착 노즐에 지그를 흡착하여, 상기 고정 카메라의 상부에서 소정의 입력 회전 각도로 회전시키고, 상기 고정 카메라로 실제 회전 각도를 촬상하는 흡착 노즐의 회전 좌표 촬상 단계; 흡착 노즐의 입력 회전 각도와 촬상에 의해 구해진 실제 회전 각도를 비교하여 회전 각도의 오프셋을 구하는 흡착 노즐의 회전 좌표 오프셋 산출 단계; 상기 회전 각도 오프셋으로 상기 실장 장치의 회전 좌표계상에서 상기 하나의 흡착 노즐의 회전 좌표를 보정하는 흡착 노즐의 회전 좌표 보정 단계; 상기 하나 이상의 흡착 노즐들중 나머지 노즐들에 대하여 상기 원점 복귀 단계 내지 흡착 노즐의 회전 좌표 보정 단계를 수행하는 반복 단계; 상기 이동 인식 카메라중 어느 하나의 이동 인식 카메라를 상기 기계 원점으로 이동시키는 이동 카메라의 원점 복귀 단계; 상기 흡착 노즐중 어느 하나의 흡착 노즐에 흡착된 지그의 중심 위치를 상기 어느 하나의 이동인식 카메라로 촬상하여 카메라 좌표계상의 좌표값을 구하는 이동 인식 카메라의 직교 좌표 촬상 단계; 상기 이동 인식 카메라의 직교 좌표 촬상 단계에서 구한 좌표값을, 상기 하나의 이동 인식 카메라와 상기 하나의 흡착 노즐 상호간의 설계상 좌표값과 비교하여 상기 실장 장치 직교 좌표계에 대한 상기 하나의 이동 인식 카메라의 직교 좌표계의 오프셋을 구하는 이동 인식 카메라의 직교 좌표계 오프셋 산출 단계; 상기 하나의 이동 인식 카메라의 직교 좌표 오프셋 산출 단계에서 구한 오프셋으로 이동 인식 카메라의 직교 좌표계를 보정하는 이동 인식 카메라의 직교 좌표 보정 단계; 상기 하나의 흡착 노즐에 지그를 흡착하고, 상기 하나의 이동 인식 카메라로 촬상하면서 이것의 회전 좌표계에서 회전 각도가 0이 될때까지 상기 하나의 흡착 노즐을 회전시키는 흡착 노즐 회전 단계; 상기 하나의 흡착 노즐의 회전 각도를 상기 흡착 노즐 회전 단계와 같이 유지하면서 장착용 지그를 상기 인쇄 회로 기판위에 장착하고, 상기 실장 장치의 회전 좌표계상의 회전 각도를 측정기로 측정하여 오프셋을 구하는 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋 산출 단계; 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋으로 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계를 보정하는 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 보정 단계; 상기 이동 인식 카메라중 나머지 이동 인식 카메라에 대하여 상기 이동 인식 카메라의 원점 복귀 단계 내지 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 보정 단계를 반복하는 반복 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 실장 장치의 캘리브레이션 방법이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 흡착 노즐의 직교 좌표 촬상 단계 및, 상기 이동 인식 카메라의 직교 촬상 단계에서 사용되는 지그는 저면에 원형인 지그이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 흡착 노즐의 회전 좌표 촬상 단계 및, 상기 흡착 노즐 회전 단계에서 사용되는 지그는 저면이 사각형인 지그이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 검증 단계 및, 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋 산출 단계에서 사용되는 장착용 지그는 가로 및 세로의 치수가 알려진 육면체 지그이다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 흡착 노즐의 직교 좌표 보정 단계는 상기 흡착 노즐의 직교 좌표 오프셋 산출 단계에서 구한 오프셋을 제어기에 입력하고, 해당 흡착 노즐을 상기 기계 원점으로부터 상기 고정 카메라의 설계 중심으로 반복 이동시킴으로써 상기 흡착 노즐의 중심이 고정 카메라의 중심에 일치하는지의 여부를 판단함으로써 수행된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 검증 단계는 소정의 데이터에 따라 상기 기판 위에 장착된 복수개의 장착용 지그의 중심을 상기 실장 장치의 직교 좌표계내에서 측정하고, 그 측정 결과가 통계상의 정규분포상에 들어오는지 여부를 판단함으로써 수행된다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
제3도에는 하나 이상의 흡착 노즐과, 하나 이상의 이동 인식 카메라를 구비한 전자 부품 실장 장치의 개략적인 사시도가 도시되어 있다. 실장 장치(30)는 직교 좌표 로보트(31)에 설치되어 직교 좌표상의 운동이 가능한 헤드 유니트(32)를 구비한다. 헤드 유니트(32)에는 하나 이상의 흡착 노즐이 설치될 수 있는데, 제3도에는 좌측 흡착 노즐(33)과 우측 흡착 노즐(34)이 설치되어 있다. 흡차 노즐(33,34)은 회전 운동과 승강 운동을 할 수 있으며, 흡착 노즐(33,34)의 단부는 인쇄회로 기판(43)의 상부까지 하강하여 전자 부품의 실장 작업을 수행할 수 있다.
헤드 유니트(32)에는 하나 이상의 이동 인식 카메라가 설치될 수 있는데, 제3도에는 2대의 이동 인식 카메라(35,36)가 설치되어 있다. 이동 인식 카메라중 하나는 미세 피치 카메라이고 다른 하나는 일반 피치 카메라이다. 미세 피치 카메라는 시야 범위가 좁은 카메라인 반면에 일반 피치 카메라는 시야 범위가 넓은 카메라이며, 이동 인식 카메라의 선택은 임의적이다. 이동 인식 카메라는 도시되지 않는 홀더에 고정되어 있으며, 수작업에 의해 홀더에 대한 이동 인식 카메라의 위치를 보정할 수 있다.
이동 인식 카메라(35)는 헤드 유니트(32)에 이동 가능하게 설치된 미러(37,38,39)에 의해 흡착 노즐(33)에 흡착된 전자 부품 또는 지그(21,22)를 촬상할 수 있다. 각각의 미러(37,38,39)는 흡착 노즐(33,34)의 승강 운동을 방해하지 않도록 레일(40,41,42)을 따라 수평으로 이동할 수 있으며, 마찬가지로 흡착 노즐(33,34)에 흡착된 전자 부품 또는 지그(33,34)의 촬상이 가능하도록 수평으로 이동할 수 있다. 예를 들면 좌측 흡착 노즐(33)이 부품의 흡착을 위해 승강 운동할때는 좌측 미러(37)가 좌측으로 이동하고, 중간 미러(39)가 우측으로 이동함으로써 흡착 노즐(33)의 승강이 가능해진다. 반면에 좌측 흡착 노즐(33)에 흡착된 전자 부품 또는 지그를 이동 인식 카메라가 촬상하려면 흡착 노즐(33)이 미러(37,39)의 상부로 상승한 이후에 좌측 미러(37)가 우측으로 이동하여 흡착 노즐(33)의 하부에 위치하고, 중간 미러(39)가 좌측으로 이동하여 이동 인식 카메라(35,36)의 하부에 위치한다. 흡착 노즐(33)에 흡착된 촬상 대상은 좌측 미러(37) 및 중간 미러(39)에 영상이 반사됨으로써 이동 인식 카메라(35)에 인식된다. 우측 흡착 노즐(34)의 흡착 작용 및 촬상 작용도 동일하다.
도면에는 도시되어 있지 않으나 각각의 미러에는 조명 수단이 구비되며, 통상적으로 발광 다이오드(LED)가 조명 수단으로 사용된다.
인쇄 회로 기판(43)은 레일(44)에 지지된 상태로 이동 가능하며 인쇄 회로 기판(43)에는 전자 부품(49)이 실장된다. 레일(44)의 일측에는 고정 카메라(45)가 설치된다. 고정 카메라(45)는 헤드 유니트(32)에 구비된 흡착 노즐이 고정 카메라(45)의 상부에 올 수 있는 위치에 설치된다.
다음에 본 발명에 따른 캘리브레이션 방법을 설명하기로 한다.
제4도는 제3도에 도시된 실장 장치의 주요 부분을 개략적인 평면도로서 나타낸 것이다. 상기에서 설명된 바와 같이 인쇄 회로 기판(43)은 실장 작업이 이루어지는 레일(44)상의 위치로 이송되며, 실장 작업이 수행되는 위치에서 기판(43)의 한 꼭지점(0)이 기계상의 직각 좌표계(X,Y)의 원점이 된다. 직각 좌표계의 원점은 기계 원점으로 호칭될 것이다.
고정 카메라(45)는 설계상의 위치에 고정되어 있으며 그 중심 좌표값이 제어기에 입력되어 있다. 이후 캘리브레이션의 수행중에는 흡착 노즐이 고정 카메라(45)의 상부 중심을 향해 이동할 수 있도록 카메라의 중심 좌표값이 이용된다. 그러나 흡착 노즐은 고정 카메라(45)의 중심을 향해 정확히 이동할 수 없으며, 어느 정도의 에러 값을 가지고 이동하게 된다.
또한 제4도에서 인쇄 회로 기판(43)위에 배치된 것은 장착용 지그(50)이며, 제5도에는 장착용 지그(50)의 사시도가 도시되어 있다. 장착용 지그(50)는 육면체로서 가로(a) 및 세로(b)의 길이로부터 육면체의 장착 중심을 구할 수 있다. 이것은 실질적인 전자 부품의 실장시에 발생할 수 있는 에러가 통계상의 정규 분포내에 들어오는가를 판정하기 위하여 사용된다. 즉, 캘리브레이션 이후에 임의의 데이터 명령에 따라 인쇄 회로 기판 위에 장착용 지그(50)를 실제로 배열해보고, 그 배열 상태를 별도의 측정기를 통해 측정함으로써 캘리브레이션이 올바르게 수행되었는지를 판단한다.
캘리브레이션을 수행하려면 우선 기준 노즐을 선정하여 기계원점(0)으로 이동시킨다. 기준 노즐로서는 통상적으로 제2도에서 좌측 흡착 노즐(33)이 선정된다. 다음에 기준 흡착 노즐(33)을 고정 카메라의 중심으로 이동시킨다. 상기에서 설명한 바와 같이 고정 카메라(45)의 중심 좌표값을 제어기에 입력하여 기준 흡착 노즐(33)을 고정 카메라의 중심으로 이동시킨다. 이때 흡착 노즐(33)의 이동은 고정 카메라(45)의 중심 좌표값으로써 수행되지만, 에러를 포함하므로 흡착 노즐(33)의 중심과 고정 카메라(45)의 중심이 정확히 일치할 수는 없다.
다음에 제2(a) 도에 도시된 원형 지그(21)를 흡착 노즐(33)에 흡착시킨다. 원형 지그(21)는 다음 단계의 촬상 작업에서 흡착노즐(33)의 중심이 가장 정확하게 나타낼 수 있으므로 선택되는 것이며, 이러한 선택은 임의적이다. 지그(21)를 흡착한 기준 흡착 노즐(33)은 촬상이 가능하도록 하강하여 카메라의 촛점 거리내에 진입한다. 기준 흡착 노즐(33)의 하깅시에는 상기에서 설명된 바와 같이 미러(37,39)가 레일(40,41)을 따라 좌우측으로 이동함으로써 노즐(33)의 수직 운동을 방해하지 않는다.
촬상이 이루어지면 기준 노즐(33)에 흡착된 지그의 중심 위치가 제어기 및 컴퓨터에서 인식 처리되며, 그것에 의해 기준 흡착 노즐(33)의 실제 위치와 고정 카메라(45)의 설계상 좌표 중심값 사이의 차이가 산출될 수 있다. 즉, 기준 흡착 노즐(33)은 고정 카메라(45)의 좌표 중심값에 따라서 이동하였으나, 촬상에 의해 인식된 기준 흡착 노즐(33)의 중심 위치는 고정 카메라(45)의 중심에 일치하지 않으므로 그 차이값을 산출하여 직각 좌표상의 오프셋(offset)을 구할 수 있는 것이다.
다음에 상기의 오프셋을 제어기에 입력하고, 기준 흡착 노즐을 기계원점으로부터 고정 카메라의 설계치 중심으로 반복 이동시킴으로써 기준 흡착 노즐(33)의 중심이 고정 카메라(45)의 중심에 일치하는지의 여부를 판단한다. 이러한 작업은 오프셋이 소정의 범위내에 들어올때까지 반복 수행된다.
다음에 제5도에 도시될 복수개의 장착용 지그(50)를 흡착 노즐(33)을 이용하여 인쇄 회로 기판(43)위에 실제로 장착해본다. 상기에서 설명된 바와 같이 지그(50)의 장착은 소정의 데이터를 제어기에 입력하여 그에 따라 이루어지며, 지그(50)의 가로(a) 및 세로(b)의 치수를 알고 있으므로 실장 장치의 직교 좌표계내에서 장착 중심(c)의 위치도 구할 수 있다. 인쇄 회로 기판(43)위에 장착된 지그(50)의 중심(c) 위치는 별도의 측정기를 통해 이루어진다. 장착용 지그(50)의 중심에 대한 측정값이 통계상의 정규 분포내에 들어오면, 이는 직교 좌표계(X,Y)상에서 기계 원점(0)에 대한 기준 흡착 노즐(33)의 이동간 상대적인 위치가 작업 목표 사양에 부합되는 것을 의미한다. 직각 좌표계의 캘리브레이션이 위와 같이 종료되면 다음 단계의 작업을 수행할 수 있다. 그렇지 않을 경우 상기의 촬상 작업, 오프셋의 산출 및 보정 작업, 지그(50)의 장착 및 측정 작업을 반복한다.
다음에는 기준 흡착 노즐(33)의 회전 각도를 캘리브레이션한다. 회전 각도의 캘리브레이션은 제2(b)도에 도시된 저면이 사각형인 지그(22)를 이용할 수 있으며,
이는 사각형의 저면을 지니는 지그를 촬상함으로써 기준 흡착 노즐의 회전 각도 인식이 보다 명확하게 이루어지기 때문이다. 지그(22)를 노즐(33)에 흡착하고, 소정의 회전 각도를 제어기에 입력하여 노즐(33)을 고정 카메라(45)의 상부에서 회전시킨다. 다음에 이를 촬상함으로써 고정 카메라(45)의 회전 좌표계에서의 회전 각도를 구한다. 상기의 제어기에 입력한 소정의 각도와 촬상에 의해 구한 고정 카메라(45)의 회전 좌표계에서의 회전 각도를 비교함으로써, 회전 좌표계에서 기계 원점에 대한 기준 흡착 노즐의 회전 각도의 오프셋이 구해진다. 이 오프셋을 입력하여 회전 각도의 캘리브레이션을 수행한다.
다음에는 우측 흡착 노즐(34)에 대한 캘리브레이션을 수행한다. 이것은 기준 흡착 노즐과 동일한 방법으로 수행할 수 있다. 우측 흡착 노즐(34)은 기계 원점(0)으로 복귀한 후에 고정 카메라(45)의 상부로 이동하며, 지그를 흡착한 상태에서 촬상한다. 촬상된 지그의 현재 위치와 고정 카메라의 설계 위치를 비교하여 직각 좌표계에서의 오프셋을 구하며, 마찬가지로 회전 좌표계에서의 오프셋을 구할 수 있다.
다음에 이동 인식 카메라의 위치를 기계 원점에 대하여 캘리브레이션 한다. 이동 인식 카메라의 캘리브레이션은 이동 인식 카메라를 기계 원점으로 복귀한 후에 흡착 노즐을 촬상함으로써 수행된다. 흡착 노즐(33 또는 34)에 지그(21 또는 22)를 흡착시키고, 이동 인식 카메라(35,36)가 지그 저면을 촬상할 수 있도록 상승시킨다. 상기에 설명된 바와 같이 흡착 노즐(33 또는 34)의 상승시에는 미러(37,38,39)가 좌우로 이동하며, 촬상시에는 다시 중간 미러(41)가 이동 인식 카메라(35,36)의 하부에 위치하고 미러(37 또는 38)가 흡착 노즐(33 또는 34)의 하부에 위치하도록 이동한다. 흡착 노즐(33 또는 34)에 흡착된 지그(21)는 미러(37,38,39)의 반사에 의해 촬상될 수 있다.
이동 인식 카메라(35 또는 36)를 기계 원점으로 복귀시킨 후에 흡착 노즐(33 또는 34)에 흡착된 지그의 중심점을 촬상하여 직교 좌표계상의 좌표값을 구한다. 이동 인식 카메라(35 또는 36)와 흡착 노즐(33 또는 34) 사이의 직선 거리는 헤드 유니트(32)에 소정의 설계치에 따라 고정되어 있으므로, 촬상에 의해 구한 좌표값과 소정 설계치를 비교하여 직교 좌표상의 오프셋을 구할 수 있다.
이동 인식 카메라(35,36)의 회전 좌표계 캘리브레이션은 위에서 설명된 바와 같이 저면이 사각형인 지그(22)를 이용하는 것이 바람직스럽다. 흡착 노즐(33 또는 34)에 흡착된 사각 지그(22)의 회전 상태를 이동 인식 카메라(35 또는 36)로 촬상하면서, 이동 인식 카메라의 회전 좌표계에서 회전 각도가 0이 되는 위치에 이르기까지 흡착 노즐(33 또는 34)을 회전시킨다. 즉, 이와 같은 상태에서 흡착 노즐에 흡착된 사각 지그의 회전량이 이동 인식 카메라에는 제로 상태로 인식된다. 다음에 인식 흡착 노즐(33 또는 34)의 회전 각도를 유지한 상태로 장착용 지그(50)를 기판(43)에 장착해본다. 별도의 측정기를 이용하여 기판(43)상의 회전 좌표계(즉, 기계 자체의 회전 좌표계)에서 장착용 지그의 회전 각도를 측정하면 오프셋 값을 구할 수 있으며, 이동 인식 카메라의 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
상기에서 구한 오프셋은 이동 인식 카메라(35 또는 36)의 설치 위치를 변경하거나 또는 카메라의 인식 좌표를 재설정하는데 사용된다. 오프셋이 클 경우, 이동 인식 카메라(35 또는 36)의 설치 위치를 변경하여야 하지만 이는 매우 드문 경우이고, 대개 카메라의 인식 좌표 제어용 소프트웨어를 수정함으로써 켈리브레이션이 이루어진다.
본 발명은 하나 이상의 흡착 노즐 및 이동 인식 카메라가 설치된 전자 부품 실장 장치에서 각각의 이동 구성부의 위치에 대한 캘리브레이션이 신속하고 정확하게 이루어질 수 있다는 장점이 있다. 또한 각각의 캘리브레이션 목적에 적합한 지그를 사용함으로써 캘리브레이션의 신뢰성이 향상될 수 있다.

Claims (6)

  1. 직교 좌표 로보트(31)와; 상기 직교 좌표 로보트(31)에 의해 평면 운동이 가능한 헤드 유니트(32)와; 상기 헤드 유니트(32)에 고정된 하나 이상의 흡착 노즐(33,34)과; 상기 흡착 노즐(33,34)에 흡착된 전자 부품을 촬상할 수 있도록 소정의 설계 위치에 고정된 고정 카메라(45)와; 상기 흡착 노즐(33,34)에 흡착된 전자 부품을 촬상할 수 있도록 상기 헤드 유니트(32)에 고정된 하나 이상의 이동 인식 카메라(35,36)와; 상기 하나 이상의 이동 인식 카메라(35,36)의 촬상이 가능하도록 상기 헤드 유니트(32)에 대한 상대 운동이 가능한 하나 이상의 반사 수단(37,38,39)과; 상기 전자 부품이 장착될 인쇄 회로 기판을 소정의 작업 위치에 도달하게 하는 이송 수단을 구비한 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법에 있어서, 상기 하나 이상의 흡착 노즐(33,34)중 어느 하나의 흡착 노즐을 상기 실장 장치의 직교 좌표계상의 기계 원점(0)으로 복귀시키는 원점 복귀 단계; 상기 하나의 흡착 노즐을 상기 실장 장치의 직교 좌표계상에 있는 상기 고정 카메라(45)의 설계상 중심 좌표값에 따라 이동시키고, 상기 하나의 흡착 노즐에 지그를 흡착하여 상기 고정 카메라(45)로 상기 지그중심의 직교 좌표계 좌표값을 흡착 노즐의 직교 좌표 촬상 단계; 상기 하나의 노즐 흡착된 지그의 중심을 촬상함으로써 구한 흡착 노즐의 직교 좌표계의 좌표값과; 상기 고정 카메라(45)의 설계 중심 좌표값을 비교하여 오프셋을 구하는 흡착 노즐의 직교 좌표 오프셋 산출 단계; 상기 오프셋으로 상기 하나의 흡착 노즐의 직교 좌표계상 좌표를 보정하는 직교 좌표 보정 단계; 상기 하나의 흡착 노즐로 상기 인쇄 회로 기판위(43)위에 장착용 지그를 장착하고, 그 배치 상태를 측정기로써 측정하여 상기에서 구한 오프셋의 정오 여부를 판단하는 검증 단계; 상기 하나의 흡착 노즐에 지그를 흡착하여, 상기 고정 카메라(45)의 상부에서 소정의 입력 회전 각도로 회전시키고, 상기 고정 카메라(45)로 실제 회전 각도를 촬상하는 흡착 노즐의 회전 좌표 촬상 단계; 상기 흡착 노즐의 입력 회전 각도와 촬상에 의해 구해진 실제 회전 각도를 비교하여 회전 각도의 오프셋을 구하는 흡착 노즐의 회전 좌표 오프셋 산출 단계; 상기 회전 각도 오프셋으로 상기 실장 장치의 회전 좌표계상에서 상기 하나의 흡착 노즐의 회전 좌표를 보정하는 흡착 노즐의 회전 조표 보정 단계; 상기 하나 이상의 흡착 노즐(33,34)들중 나머지 노즐들에 대하여 상기 원점 복귀 단계 내지 흡착 노즐의 회전 좌표 보정 단계를 수행하는 반복 단계; 상기 이동 인식 카메라(35,36)중 어느 하나의 이동 인식 카메라를 상기 기계 원점으로 이동시키는 이동 카메라의 원점 복귀 단계; 상기 흡착 노즐(33,34)중 어느 하나의 흡착 노즐에 흡착된 지그의 중심 위치를 상기 어느 하나의 이동 인식 카메라로 촬상하여 카메라 좌표계상의 좌표값을 구하는 이동 인식 카메라의 직교 좌표 촬상 단계; 상기 이동 인식 카메라의 직교 좌표 촬상 단계에서 구한 좌표값을, 상기 하나의 이동 인식 카메라의 상기 하나의 흡착 노즐 상호간의 설계상 좌표값과 비교하여 상기 실장 장치 직교 좌표계에 대한 상기 하나의 이동 인식 카메라의 직교 좌표계의 오프셋을 구하는 이동 인식 카메라의 직교 좌표계 오프셋 산출 단계; 상기 하나의 이동 인식 카메라의 직교 좌표 오프셋 산출 단계에서 구한 오프셋으로 이동 인식 카메라의 직교 좌표계를 보정하는 이동 인식 카메라의 직교 좌표 보정 단계; 상기 하나의 흡착 노즐에 지그를 흡착하고, 상기 하나의 이동 인식 카메라로 촬상하면서 이것의 회전 좌표계에서 회전 각도가 0이 될때까지 상기 하나의 흡착 노즐을 회전시키는 흡차 노즐 회전 단계; 상기 하나의 흡착 노즐의 회전 각도를 상기 흡착 노즐 회전 단계와 같이 유지하면서 장착용 지그를 상기 인쇄 회로 기판(43)위에 장착하고, 상기 실장 장치의 회전 좌표계상의 회전 각도를 측정기로 측정하여 오프셋을 구하는 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋 산출 단계; 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋으로 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계를 보정하는 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 보정 단계; 상기 이동 인식 카메라(35,36)중 나머지 이동 인식 카메라에 대하여 상기 이동 인식 카메라의 원점 복귀 단계 내지 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 보정 단계를 반복하는 반복 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 실장 장치의 캘리브레이션 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡착 노즐의 직교 좌표 촬상 단계 및, 상기 이동 인식 카메라의 직교 좌표 촬상 단계에서 사용되는 지그는 저면이 원형인 지그(21)인 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡착 노즐의 회전 좌표 촬상 단계 및, 상기 흡착 노즐 회전 단계에서 사용되는 지그는 저면이 사각형인 지그(22)인 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검증 단계 및, 상기 이동 인식 카메라의 회전 좌표계 오프셋 산출 단계에서 사용되는 장착용 지그는 가로 및 세로의 치수가 알려진 육면체 지그인 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 흡착 노즐의 직교 좌표 보정 단계는 상기 흡착 노즐의 직교 좌표 오프셋 산출 단계에서 구한 오프셋을 제어기에 입력하고, 해당 흡착 노즐을 상기 기계 원점(0)으로부터 상기 고정 카메라(45)의 설계 중심으로 반복 이동시킴으로써 해당 흡착 노즐의 중심이 상기 고정 카메라(45)의 중심에 일치하는지의 여부를 판단함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 검증 단계는 소정의 데이터에 따라 상기 기판 위에 장착된 복수개의 장착용 지그의 중심을 상기 실장 장치의 직교 좌표계내에서 측정하고, 그 측정 결과가 통계상의 정규 분포상에 들어오는지 여부를 판단함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 부품 실장 장치의 캘리브레이션 방법.
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