KR100269222B1 - 실장기 헤드 - Google Patents

Abstract

실장기 헤드가 개시된다.

개시된 실장기 헤드는, 적어도 하나 이상의 프레임과; 상기 각 프레임에 승강 및 회전 가능하게 각각 설치된 적어도 두개의 회전축과, 상기 회전축의 단부에 부품을 흡착 및 장착을 하는 노즐을 구비하여 된 노즐 유니트와; 상기 회전축을 회전 가능하게 하는 회전수단과; 상기 회전축들이 연결되어 서로 반대 방향으로 동시에 승강 가능하게 하는 구동부를 갖는 승강수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 동일한 노즐 수량에 대하여 상기 노즐을 구동하는 모터의 수량은 그 반으로 설치하여 상기 노즐을 구동할 수 있으므로 해서 실장기 헤드를 제조함에 있어 제조원가를 절감시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

실장기 헤드

본 발명은 실장기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실장기에 채용되어 부품을 흡착 및 장착을 하는 실장기 헤드에 관한 것이다.

실장기 헤드는 전자 부품을 회로 기판 위에 삽입하는 다양한 형태의 부품 실장 장치에 폭넓게 사용된다. 실장기 헤드는 컴퓨터에 의해 제어되는 로봇의 아암에 설치되어 평면상에 놓인 회로 기판의 상부에서 이동하면서 반도체 칩과 같은 부품을 소정 위치에 배치하는 기능을 가진다. 이때 전자 부품은 부품 흡착 노즐에 제공되는 진공의 힘에 의해 흡착된다.

도 1에는 종래의 기술에 따른 실장기 헤드가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 종래의 기술에 따른 실장기 헤드(10)는, 소정의 프레임(11a)과, 상기 프레임(11a)에 승강 및 회전 가능하게 회전축(11)이 설치되며, 상기 회전축(11)에는 Z-축으로 상, 하 운동을 하는 노즐(12)이 설치된다. 또한, 상기 프레임(11a)의 일 측에는 상기 노즐(12)을 구동하는 Z-축 구동모터(13)와, 상기 Z-축 구동모터(13)의 회전축에 설치된 Z-축 구동풀리(14)와, 상기 Z-축 구동풀리(14)에 걸려 회전운동을 하는 Z-축 구동 벨트(15)가 각각 설치된다. 그리고, 상기 회전축(11)의 일 측으로 θ-축 구동모터(16)가 설치되며 상기 θ-축 구동모터(16)의 회전축에는 θ-축 구동풀리(17)에 걸려 회전운동을 하는 θ-축 구동풀리(17)가 상기 회전축(11)의 외측에 설치된 풀리(19)와 회전 가능하게 설치된다.

이와 같이 구성된 종래의 실장기 헤드(10)는 1개의 노즐에 대하여 1개의 Z-축 구동모터(13)가 설치되어 상기 노즐(12)을 각각 구동한다. 상기 회전축(13)에 끼워진 노즐(12)이 부품을 흡착 및 장착하기 위하여 Z-축으로 상, 하 운동을 하며, 이는 상기 Z-축 구동모터(13), Z-축 구동풀리(14), 및 Z-축 구동 벨트(15)에 의하여 1개의 노즐(12)을 상, 하 구동시키는 방식이다. 그리고, 상기 노즐(12)에 흡착된 부품에 대한 장착 각도는 θ-축 구동모터(16), θ-축 구동풀리(17), 및 θ-축 구동 벨트(18)에 의하여 회전축(11)이 회전함으로서 보정된다.

그런데, 종래의 실장기 헤드(10)에서 노즐(12)이 부품을 흡착 및 장착시 각 노즐(12)당 전용 Z-축 구동모터(13)가 구비되어야 한다. 따라서 상기 Z-축 구동모터(13)는 멀티노즐에 대응하는 멀티모터로 구성되어야 한다. 즉, 노즐 1개에 대하여 1개의 구동모터가 구비되어야 한다. 이로서, 이 구동모터의 수는 증대되고 칩 마운터의 개발 원가가 상당한 비중을 차지하며, 텍트 타임을 단축하는데 있어서 장애가 된다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 각각의 Z-축 제어에 있어서 2개의 노즐에 대하여 1개의 구동모터로 Z-축을 제어할 수 있는 즉, 모터의 수를 반으로 줄이며 이로 인해 칩 마운터의 개발 원가를 절감할 수 있는 실장기 헤드를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 실장기 헤드의 도면,

도 2a는 본 발명에 따른 실장기 헤드의 도면,

도 2b는 도 2a의 일 측에서 본 측면도,

도 2c는 도 2b의 연결수단의 구조를 개략적으로 도시한 사시도,

도 3a는 본 발명에 따른 실장기의 멀티노즐 실장기 헤드의 도면,

도 3b는 도 3a의 동작되는 상태를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 ＞

21. 제 1회전축 21'. 제 2회전축

21a. 연결수단 21b. 돌출부재

21c. 브라켓 22a, 22b. 제 1, 2노즐

22. 노즐 유니트 23. Z-축 구동모터

23a. Z-축 제 1구동풀리 24. 프레임

24a. Z-축 제 2구동풀리 25. Z-축 구동벨트

26. θ-축 구동모터 27. θ-축 제 1구동풀리

27'. θ-축 제 2구동풀리 28. θ-축 구동벨트

29. Z-축 홈센서 30. θ-축 홈센서

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실장기 헤드는, 적어도 하나 이상의 프레임과; 상기 각 프레임에 승강 및 회전 가능하게 각각 설치된 적어도 두개의 회전축과, 상기 회전축의 단부에 부품을 흡착 및 장착을 하는 노즐을 구비하여 된 노즐 유니트와; 상기 회전축을 회전 가능하게 하는 회전수단과; 상기 회전축들이 연결되어 서로 반대 방향으로 동시에 승강 가능하게 하는 구동부를 갖는 승강수단;을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 승강수단은, 상기 회전축을 승강 가능하도록 구동력을 제공하는 하나의 모터와; 상기 구동부에 설치되어 상기 회전축들을 연결하는 벨트와; 상기 회전축에 설치되어 상기 벨트를 지지하며 상기 벨트와 연결된 연결수단;을 포함하고, 상기 연결수단은 상기 회전축에 설치되는 지지체와, 상기 지지체에 상기 벨트가 결합될 수 있도록 하는 결합수단을 포함하며, 상기 결합수단은, 상기 지지체에 상기 벨트가 결합될 수 있도록 결합부가 형성된 돌출부재와, 상기 결합부에 벨트가 체결될 수 있도록 하는 브라켓과, 상기 브라켓을 상기 돌출부재에 체결하는 체결부재를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2a에는 본 발명에 따른 실장기 헤드의 정면도가 도시되어 있고, 도 2b에는 도 2a의 측면도가 각각 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 실장기 헤드(20)는, 소정의 프레임(24)과, 상기 프레임에는 승강 및 회전이 가능하게 설치된 제 1, 2회전축(21, 21')이 각각 설치된다. 상기 제 1, 2회전축(21, 21')에는 각각 부품을 흡착 및 장착을 하기 위하여 Z-축으로 상, 하 운동을 하는 Z-축 종동부인 제 1노즐(22a)과, 제 2노즐(22b)이 한 조가 되게 이루어진 노즐 유니트(22)가 설치된다.

상기 노즐 유니트(22)를 구동하는 Z-축 구동모터(23)가 프레임(24)의 일 측에 지지되어 설치된다. 상기 Z-축 구동모터(23)의 구동축에 설치된 Z-축 제 1구동풀리(23a)가 설치되며, 상기 Z-축 제 1구동풀리(23a)에 걸린 Z-축 구동벨트(25)가 상기 프레임(24)의 일 측에 설치된 Z-축 제 2구동풀리(24a)에 연결되어 회전운동 된다.

그리고, 상기 프레임(24)의 하측으로 θ-축 구동모터(26)가 설치되며 상기 θ-축 구동모터(26)의 회전축에는 θ-축 제 1구동풀리(27)가 설치되며, 상기 θ-축 제 1구동풀리(27)와, 상기 회전축(21)의 외측에 설치된 θ-축 제 2구동풀리(27')에 각각 θ-축 구동벨트(28)가 설치되어 회전력을 전달한다. 또한, 상기 프레임(24)의 일 측으로 Z-축 홈센서(29)가 설치되며, 상기 θ-축 구동모터(26)의 하측으로 θ-축 구동 홈센서(30)가 각각 설치된다.

도 2c에는 도 2a 및 도 2b에 도시된 Z-축 구동벨트가 연결수단에 지지되어 설치된 개략적인 사시도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 상기 제 1, 2회전축(21, 21')에는 Z-축 구동벨트(25)를 지지하는 연결수단(21a)이 슬라이딩 가능하게 설치된다. 상기 연결수단(21a)은 하나의 상기 Z-축 구동벨트(25)가 체결되어 있다. 상기 연결수단(21a)에 상기 Z-축 구동벨트(25)의 체결은, 상기 제 연결수단(21a)에 각각 벨트 삽입부가 형성된 돌출부재(21b)가 구비되며, 상기 돌출부재(21b)의 벨트 삽입부에는 상기 Z-축 구동벨트(25)가 삽입된다. 상기 Z-축 구동벨트(25)가 삽입된 돌출부재(21b)에 체결수단 예를 들어, 스크루 또는 볼트(미도시)를 이용하여 상기 Z-축 구동벨트(25)가 상기 연결수단(21a)으로부터 이탈되지 않도록 하기 위하여 브라켓(21c)과 체결한다.

도 2b에서와 같이 구성된 두 개의 제 1, 2노즐(22a, 22b)이 한 조가 된 노즐 유니트(22)가 장착된 본 발명에 따른 실장기 헤드(20)의 3개가 장착된 멀티노즐 유니트의 실장기 헤드(30)로 구성한 것을 도 3a에 도시하였다. 그리고, 도 3b에는 도 3a의 멀티노즐 유니트의 실장기 헤드(30)의 제 1, 2노즐(22a, 22b)이 작동하는 상태를 나타내 보였다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 실장기 헤드(20, 30)는, 부품의 흡착 및 장착할 수 있도록 상기 제 1, 2노즐(22a, 22b) 두 개가 한 조로 된 노즐 유니트(22)를 구비하여, 상기 노즐 유니트(22)가 Z-축으로 상, 하운동을 하며, θ-축으로 회전을 한다. 상기 회전축(21, 21')에 설치된 복수개의 연결수단(21a)에 하나의 Z-축 구동벨트(25)가 체결되어 있으며 또한, 상기 하나의 Z-축 구동모터(24)에 의해 상, 하운동을 한다.

또한, 상기 하나의 Z-축 구동모터(24)와, 하나의 Z-축 구동벨트(25)로서 상기 제 1, 2노즐(22a, 22b)이 장착된 노즐 유니트(22)를 동시에 구동하고, 상기 각각의 연결수단(21a)에 체결된 제 1, 2노즐(22a, 22b)의 운동은 서로 반대방향으로 승강운동을 한다. 다시 말해, 상기 제 1 노즐(22a)이 하측 방향으로 운동하면, 상기 제 2노즐(22b)은 상측 방향으로 운동하며, 그 역방향의 운동도 마찬가지이다. 따라서, 상기 제 1, 2 노즐(22a, 22b)이 동시에 부품을 흡착 및 장착하는 것은 불가능하지만, 도 4에 도시된 바와 같이 도 3의 단일의 노즐 유니트를 장착한 단일 헤드를 복수개로 모듈화 하여 병렬로 설치하여 멀티노즐 실장기 헤드(30)를 구성한다. 그러면, 상기 각각의 제 1, 2 노즐(22a, 22b)은 도 3b에 도시된 바와 같이, 흡착 및 장착을 동시에 실시할 수 있다.

그리고, θ-축 방향으로의 운동은 상기 제 1, 2 노즐(22a, 22b)이 서로 동일한 방향으로 운동한다. 또한, 상기 노즐 유니트(22)에 흡착된 부품에 대한 장착 각도는 θ-축 구동모터, θ-축 구동풀리, 및 θ-축 구동 벨트에 의하여 상기 회전축이 회전함으로서 보정된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 실장기 헤드는 다음과 같은 효과를 가진다.

하나의 구동부 및 구동벨트를 이용하여 노즐을 각각 구비한 두 개의 회전축을 동시에 구동할 수 있으므로 해서, 동일한 노즐 수량에 대하여 상기 노즐을 구동하는 모터의 수량은 그 반으로 설치하여 노즐을 구동할 수 있다.

따라서, 실장기 헤드를 제조함에 있어 제조원가가 상당히 절감될 수 있으며, 이는 노즐을 구성하는데 있어서, 노즐의 수량에 제한을 보다 적게 받으며, 텍트 타임을 단축함에 있어 유리한 조건으로 작용될 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었지만 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (4)

1. 적어도 하나 이상의 프레임과;

   상기 각 프레임에 승강 및 회전 가능하게 각각 설치된 적어도 두개의 회전축과, 상기 회전축의 단부에 부품을 흡착 및 장착을 하는 노즐을 구비하여 된 노즐 유니트와;

   상기 회전축을 회전 가능하게 하는 회전수단과;

   상기 회전축들이 연결되어 서로 반대 방향으로 동시에 승강 가능하게 하는 구동부를 갖는 승강수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 실장기 헤드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 승강수단은,

   상기 회전축을 승강 가능하도록 구동력을 제공하는 하나의 모터와; 상기 구동부에 설치되어 상기 회전축들을 연결하는 벨트와; 상기 회전축에 설치되어 상기 벨트를 지지하며 상기 벨트와 연결된 연결수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 실장기 헤드.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 연결수단은, 상기 회전축에 설치되는 지지체와, 상기 지지체에 상기 벨트가 결합될 수 있도록 하는 결합수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 실장기 헤드.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 결합수단은, 상기 지지체에 상기 벨트가 결합될 수 있도록 결합부가 형성된 돌출부재와, 상기 결합부에 벨트가 체결될 수 있도록 하는 브라켓과, 상기 브라켓을 상기 돌출부재에 체결하는 체결부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 실장기 헤드.

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