KR100280751B1

KR100280751B1 - 인쇄 회로 기판에 부품을 장착하는 방법

Info

Publication number: KR100280751B1
Application number: KR1019970071158A
Authority: KR
Inventors: 성필영
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-12-20
Filing date: 1997-12-20
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR19990051775A

Abstract

부품을 흡착하여 그 위치를 자동으로 보정함으로써 인쇄 회로 기판에 정확하게 장착하는 방법이 개시된다. 부품 흡착 헤드를 부품 공급 위치로 이동시키는 단계, 부품 흡착 위치에서 부품을 흡착하는 단계, 부품상의 흡착 위치 편차를 독출하는 단계, 보정치를 계산하는 단계, 그리고 부품을 인쇄 회로 기판에 장착하는 단계를 포함한다. 흡착 헤드의 부품 흡착 불량을 줄일 수 있으며, 이에 필요한 인력과 경비를 감소시키고 생산성을 향상시키는 장점이 있다.

Description

인쇄 회로 기판에 부품을 장착하는 방법

본 발명은 인쇄 회로기판에 부품(chips)을 장착하는 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 부품의 흡착 위치를 보정함으로써 부품을 정확하게 흡착 및 장착하는 방법에 관한 것이다.

인쇄 회로 기판(printed circuit board; 이하 PCB)에는 수많은 부품들이 장착되어 기판에 인쇄된 도선에 의해 전기적으로 서로 연결되어 하나의 회로를 구성한다. 이러한 수많은 부품들은 자동화된 장치에 의해 자동으로 PCB에 장착되어 납땜 장치에 의해 PCB에 고정된다.

일반적으로 인쇄 회로기판에 상기 부품(chips)을 장착하는 장치는 실장기라고 부르며, 부품 공급기를 통하여 공급되는 상기 부품을 흡착 헤드를 통하여 흡착하여 PCB의 소정 위치에 삽입 또는 안착시킨다. 흡착 헤드에 의해 흡착된 상기 부품은 컨베이어에 의해 이송되는 상기 PCB로 옮겨지고 카메라를 통하여 부품의 종류를 인식하여 상기 부품을 상기 PCB의 소정 위치에 안착시킨다.

도1은 상기와 같은 실장기(10)를 보여주는 개략도이다. 도시한 바와 같이, 상기 실장기(10)는 상기 부품(2)을 흡착하는 흡착 헤드(14)를 구비하는 직교 좌표 로봇(12)을 구비한다. 상기 부품(2)이 부품 공급기(16)에 의해 공급되면, 상기 직교 좌표 로봇(12)은 상기 부품 공급기(16)으로 이동하여 상기 흡착 헤드(14)를 이용하여 상기 부품(2)을 흡착한다.

상기 흡착 헤드(14)에 상기 부품(2)이 흡착된 상태로 상기 직교 좌표 로봇(12)은 컨베이어(18)에 의해 이송되는 PCB(20)의 위로 이동한다. 이때, 제어부(30)는 카메라(22)를 통하여 상기 부품(2)의 종류와 그 위치를 인식 및 계산하고, 상기 직교 좌표 로봇(12)에 이송 명령을 송신한다. 상기 이송 명령을 수신한 상기 직교 좌표 로봇(12)은 상기 부품(2)을 상기 PCB(20)의 소정 위치에 안착시킨다.

그러나, 도2 내지 도4에서 볼 수 있듯이, 상기 흡착 헤드(14)에 의한 상기 부품(2)의 흡착이 상기 부품(2)의 무게 중심을 벗어나면, 도4에서 설명하고 있는 바와 같이 X-축과 Y-축 상의 오차(Δx, Δy)가 발생한다. 상기 흡착 헤드(14)에 의한 상기 부품(2)의 흡착 불량이 발생되면 도3에 도시한 바와 같은 상기 부품(2)의 상기 PCB(20)로의 장착 정도 불량을 야기한다.

이때, 작업자는 상기 흡착 헤드(14)에 의해 흡착 위치의 편차(Δx, Δy)를 상기 제어부(30)에 입력하여 다음의 부품 흡착시 흡착 위치를 보정하게 된다. 상기 흡착 헤드(14)에 불량하게 흡착된 상기 부품(2)은 시스템을 정지시킨 후 작업자가 수작업으로 제거하여 상기 PCB(20)에 장착하게 된다.

결국, 이러한 부품 장착 방법은 흡착 헤드(12)의 위치 보정이 불편하고, 흡착 불량을 해소하기 위하여 장치를 정지시킴으로써 생산성이 저하되는 문제가 있다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제, 즉, 본 발명의 목적은, 부품의 흡착 위치를 보정함으로써 부품의 흡착 불량을 해소하고, 부품을 인쇄 회로 기판에의 장착 정도 불량을 해소하는 부품 장착 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 부품 장착 장치를 보여주는 개략도.

도 2 내지 도4는 도1의 장치에 의한 부품 장착시 발생하는 장착 불량을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명에 의한 부품 흡착 위치 보정 작동을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 따른 부품 장착 방법을 설명하기 위한 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

2; 부품 12; 직교 좌표 로봇

14; 흡착 헤드 16; 부품 공급기

18; 컨베이어 20; 인쇄 회로 기판

30; 제어부

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 부품 장착 방법은 가. 부품 흡착 헤드를 부품 흡착위치로 이동시키는 단계와; 나. 상기 부품 흡착 위치에서 상기 부품을 흡착하는 단계와; 다. 상기 부품상의 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)를 인식카메라로 독출하는 단계와; 라. 상기 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)의 보정치(ΔX, ΔY)를 계산하는 단계와; 마. 상기 흡착된 부품을 장착대상 인쇄 회로 기판 위치에 장착하는 단계; 및 바. 상기 가 단계 내지 상기 마 단계를 사이를 단위로 하여 적어도 1회 이상 반복하되 상기 라 단계에서 구한 상기 보정치를 상기 가단계에서 적용한 상기 부품흡착위치에 가산하여 얻은 보정된 부품흡착위치를 상기 부품흡착헤드가 이동해야할 다음 사이클의 상기 가 단계의 상기 부품 흡착위치값으로 적용하는 단계;를 포함한다.

바람직하게는 상기 라 단계에서, 상기 보정치(ΔX, ΔY)는 상기 흡착 헤드에 의해 수행될 때마다의 상기 흡착위치 편차값들의 합을 흡착 동작의 횟수로 나누어 산출하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명이 적용되는 실장기의 부품 장착방법의 바람직한 실시예를 도 5 내지 도 6을 함께 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서, 동일한 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부품 장착 방법을 초기화 단계(S1)이후, 부품 흡착 헤드(14)를 설정된 부품 흡착 위치로 이동시키는 단계(S2), 결정된 상기 부품 흡착 위치에서 상기 부품(2)을 흡착하는 단계(S3), 부품 흡착헤드에 대한 상기 부품(2)상의 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)를 독출하는 단계(S5), 상기 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)의 보정치(ΔX, ΔY)를 계산하는 단계(S6), 그리고 상기 흡착된 부품(2)을 상기 인쇄 회로 기판(20)에 장착하는 단계(S7)를 포함한다. 사이클 단위는 S2 내지 S7까지가 된다.

여기서, 상기 부품(2)을 상기 PCB(20)에 장착하는 작업을 수행하기 위한 초기화단계(S1)에서는 상기 편차(ΔVxi, ΔVyi)와 상기 보정치(ΔX, ΔY)를 '영(零)'으로 리세트한다. 작업이 시작되면 상기 직교 좌표 로봇(12)은 상기 부품(2)이 공급되는 위치상의 아래의 식 1에 의해 계산되어 결정된 부품 흡착 위치(X, Y)로 이동한다(S3). 상기 부품(2)이 흡착된 상기 흡착 헤드(14)에 대한 상기 부품(2)상의 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)는 상기 인식 카메라(20)에 의해 독출되고(S5), 상기 편차(ΔVxi, ΔVyi)의 평균값, 즉 보정치(ΔX, ΔY)는 아래의 식 2에 의해 계산되어 상기 제어부(30)에 메모리에 기록 및 저장된다(S5).

[식 1]

X=X+ΔX

Y=Y+ΔY

여기서, X는 x축 방향의 설정치, Y는 y축 방향의 설정치, ΔX는 x축 방향의 보정치, 그리고 ΔY는 y축 방향의 보정치이다.

[식 2]

ΔX=Σ(ΔVχ1+ΔVχ2+ΔVχ3…)/i

ΔY=Σ(ΔVy1+ΔVy2+ΔVy3…)/i

여기서, i는 부품 흡착 작업 사이클 수를 말한다.

상기 흡착 헤드(14)에 흡착된 상기 부품(2)은 컨베이어(18)에 의해 이송되는 상기 PCB(20)에 장착되고(S7) 상기 부품 장착 작업의 계속 유무에 따라 상기 이동 단계(S2)로 복귀하거나 종결된다. 다음 사이클이 진행될 때는 상기 식 2에 의해 구항 보정치가 바로 전 사이클에서 설정된 부품흡착 위치값에 가산되어 결정된 부품 흡착위치로 흡착헤드가 이동하게 된다.

이러한 부품장착 사이클이 수회 반복되면 부품흡착헤드(14)가 원하는 흡착위치 예컨대 흡착대상 부품(2)의 중앙부분인 경우 그 중앙부분으로 흡착위치가 보정됨으로써 부품 실장오차를 억제시키게 된다.

본 발명의 특징에 의하면, 흡착 헤드에 의한 부품의 흡착 불량을 해소할 수 있으며, 따라서, 인쇄 회로 기판에 상기 부품을 정확하게 장착할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 부품의 흡착 위치의 편차를 자동으로 보정함으로써 이에 필요한 인력을 감축함으로써 제품의 생산성과 원가를 절감하는 효과가 있다.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.

Claims

가. 부품 흡착 헤드를 부품 흡착위치로 이동시키는 단계와;

나. 상기 부품 흡착 위치에서 상기 부품을 흡착하는 단계와;

다. 상기 부품상의 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)를 인식 카메라로 독출하는 단계와;

라. 상기 흡착 위치 편차(ΔVxi, ΔVyi)의 보정치(ΔX, ΔY)를 계산하는 단계와;

마. 상기 흡착된 부품을 장착대상 인쇄 회로 기판 위치에 장착하는 단계; 및

바. 상기 가 단계 내지 상기 마 단계를 사이클 단위로 하여 적어도 1회 이상 반복하되 상기 라 단계에서 구한 상기 보정치를 상기 가단계에서 적용한 상기 부품 흡착위치에 가산하여 얻은 보정된 부품흡착위치를 상기 부품흡착헤드가 이동해야할 다음 사이클의 상기 가 단계의 상기 부품 흡착위치값으로 적용하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 장착 방법.
제1항에 있어서, 상기 라 단계에서, 상기 보정치(ΔX, ΔY)는 아래의 식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 부품 장착 방법

ΔX=ΣΔVχi/i

ΔY=ΣΔVyi/i

여기서, i는 부품 흡착 작업 사이클 횟수.