KR100284665B1

KR100284665B1 - 전자부품 실장방법 및 장치

Info

Publication number: KR100284665B1
Application number: KR1019970049106A
Authority: KR
Inventors: 유조 쓰보우찌; 노부다카 아베; 유지 나카무라
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2001-04-02
Also published as: CN1180991A; CN1094031C; JPH10107491A; JP3358462B2; KR19980025042A

Abstract

병설된 부품공급기내에 각각 저장된 칩들을 이재헤드에 제공된 다수의 노즐들로 동시에 픽업할 때, 전자부품(칩)에 대한 픽업실수를 피할 수 있는 전자부품 실장방법이 기술된다. 제1, 제2 및 제3노즐(9a, 9b 및 9c)의 노즐위치 데이터들은 제1카메라에 의해 입수되고, 부품공급기(4)내 칩의 픽업위치는 제2카메라에 의해 입수된다. 노즐(9a 내지 9c)로 부품공급기(4)내 칩들을 각각 픽업한 후에, 픽업실수가 있는지를 판단한다. 픽업실수가 없는 것으로 판단되면, 이재헤드는 기판위의 실장위치로 이동되고, 각 칩들은 기판위에 실장된다. 픽업실수가 있는 것으로 판단되면, 픽업실수가 발생한 부품공급기의 픽업실수율이 갱신되고, 각 칩은 픽업실수를 일으킨 노즐에 의해 다시 픽업된다.

Description

전자부품 실장방법 및 장치

본 발명은 부품공급기의 전자부품을 이재(移載)헤드(transfer head)상에 설치된 복수의 노즐에 의해 픽업하고, 기판에 이송·탑재하는 전자부품 실장방법 및 장치에 관한 것이다.

전자부품(이하 “칩”이라 함)을 기판상에 이송·탑재하는 전자부품 실장장치로서, 이동테이블에 의해 X 방향 및 Y 방향으로 이재헤드를 수평으로 이동시키면서 부품공급기에 있는 칩을 상기 이재헤드상의 노즐의 하단부에 진공흡착 및 픽업해서 상기 기판상의 소정의 좌표에 이송·탑재하는 형태가 널리 이용되고 있다.

이러한 형태의 전자부품실장장치가 일본특허공보 제 3-70920호에 개시되어 있는데, 피치를 두고서 병설된 복수개의 부품공급기의 칩을 이재헤드에 피치를 두고서 횡 일렬로 구비된 3매 이상의 노즐에 의해 동시에 진공흡착해서 픽업하고, 기판에 이송, 탑재하도록 한 것이 제안되어 있다. 이 방식의 전자부품실장장치는 3매 이상의 노즐에 의해 복수개의 전자부품을 일괄적으로 동시에 픽업하는 것으로, 실장효율이 대폭으로 향상한다고 하는 이점이 있다.

그러나, 다수의 부품공급기내에 있는 칩들이 다수의 노즐에 의해 동시에 픽업되는 방식의 전자부품 실장장치에 있어서, 한 노즐로 한 부품공급기의 칩을 픽업하는 방식의 전자부품 실장장치와 비교하면 칩 픽업 실수(mistake)율이 높은데, 이러한 원인은 아래의 주로 아래의 이유 때문이다.

상기와 같은 전자부품 실장장치에 있어서, 다수 노즐의 피치는 부품공급기간의 피치의 정수배로 설정되어, 다수 부품공급기내 칩들이 다수의 노즐에 동시에 픽업될 수 있다. 그러나, 여러 가지 에러(이재헤드 상에 노즐을 실장할때의 에러, 부품공급기를 조립할 때의 에러 및 이재헤드의 병설시의 에러들을 포함한다) 때문에, 노즐의 피치는 부품공급기간의 피치(보다 정확히 말하면, 부품공급기상의 칩 픽업위치의 피치)의 정확히 정수배가 될 수 없게 되어, 약간의 에러가 불가피하게 된다. 이러한 피치에러 때문에, 다수의 노즐 모두는 부품공급기내 칩을 동시에 픽업할 수 없게 되어, 픽업실수가 발생하기 쉽다.

따라서, 본 발명의 목적은, 복수의 부품공급기를 병설하며, 적어도 세 개의 노즐을 이재헤드의 라인상에 설치하며, 이동테이블에 의해 상기 이재헤드를 수평으로 이동시키면서 상기 복수의 부품공급기에 각각 저장된 부품공급기를 상기 노즐에 의해 각각 픽업하여 위치결정부에 의해 위치결정된 기판상에 이송·탑재하도록 한 전자부품실장방법을 제공하는 것으로, 이 방법은:

픽업대상 전자부품이 각각 저장된 상기 복수의 부품공급기상에 상기 노즐을 위치결정하도록 상기 이재헤드를 이동시키는 단계;

상기 노즐을 수직으로 이동시키는 동시에 상기 복수의 부품공급기에 각각 저장된 전자부품을 픽업하는 단계,

픽업실수가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및

상기 판단단계에서 픽업실수가 없는 것으로 판단된 경우, 상기 기판 위의 위치로 상기 이재헤드를 이동시켜, 기판상에 각각의 전자부품을 탑재하며, 상기 판단단계에서 픽업실수를 일으킨 임의의 노즐이 있는 것으로 판단된 경우, 픽업실수를 일으킨 각각의 노즐을 상기 부품공급기의 대응의 부품공급기의 픽업위치와 정확히 일치하게 이동시킨 다음, 상기 픽업실수를 일으킨 각각의 노즐을 수평으로 다시 이동시켜서 상기 복수의 부품공급기 각각에 저장된 전자부품을 픽업한 후 상기 기판상의 한 위치로 상기 이재헤드를 이동시켜서 상기 기판상에 각각의 전자부품을 탑재하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 기판의 위치를 결정하는 위치결정부, 병설된 부품공급기, 적어도 세 개의 노즐을 구비한 이재헤드 및 상기 이재헤드를 수평으로 이동시키기 위한 이동테이블을 구비하며, 다수의 부품공급기에 각각 저장된 전자부품을 상기 노즐에 의해 각각 픽업하여, 각각의 전자부품을 기판상에 탑재하도록 한 전자부품 실장장치가 제공되는데, 이 장치는:

(a) 부품공급기에 각각 저장된 전자부품을 다수의 노즐을 수직으로 동시에 이동시킴으로써 각각 픽업한 후에, 모든 노즐에 대해 픽업실수의 유무를 검출하는 픽업실수 검출수단; 및

(b) 픽업실수를 일으킨 노즐이 없는 것으로 판단되면, 이재헤드를 기판상에 전자부품을 각각 탑재하기 위한 기판상의 위치로 이동시키고, 픽업실수를 일으킨 노즐이 있는 것으로 판단되면, 픽업실수를 일으킨 노즐을 대응하는 한 부품공급기 위의 픽업위치로 구동시켜 수직으로 이동시킨 다음, 기판상에 각 전자부품을 탑재하기 위한 기판상의 위치로 상기 이재헤드를 이동시키도록 상기 검출수단의 검출결과를 수신하여 각 부를 제어하는 제어수단을 구비한다.

제1도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 사시도.

제2도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 정면도.

제3도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 실시예의 제어시스템의 블록도.

제4도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제5도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제6도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제7도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제8도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제9도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제10도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제11도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제12도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제13도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제14도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제15도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예의 노즐의 픽업동작을 도시한 정면도.

제16도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예에서 칩의 설치동작을 도시한 흐름도.

제17도는 본 발명에 따른 전자부품 실장장치의 한 실시예에서 칩의 설치동작을 도시한 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 가이드레일 3 : 기판

4 : 부품공급기 5 : 제1카메라

8 : 이재헤드 8A : 제1헤드

9a : 제1노즐 10 : 제2카메라

16 : 픽업위치기억부 17 : 노즐위치기억부

18 : 픽업실수율 기억부

제1도와 제2도를 참조하여, 전자부품 실장장치의 전체 구성을 먼저 설명한다. 두 개의 가이드레일(2)이 기틀(bed:1)의 상부 표면의 중간에 설치된다. 기판(3)은 가이드레일(2)을 따라 이송되어, 가이드레일(2)에 의해 소정의 위치에 위치된다. 즉, 가이드레일(2)은 기판(3)의 위치를 결정하는 위치결정부로서 역할한다. 다수의 부품공급기(4)들이 가이드레일(2)의 외측에 열로 병설된다. 각종의 칩(전자부품)들이 부품공급기(4)에 저장된다. 제1카메라(5)가 가이드레일(2)과 부품공급기(4)사이에 설치된다. 후에 설명되는 바와 같이, 제1카메라(5)는 노즐의 위치를 검출하기 위해 이재헤드상의 노즐들을 관측하고, 또한 노즐에 의한 흡착으로 각각 지지된 칩의 위치를 검출한다.

제1도에서, Y-테이블(6A, 6B)들은 기틀(1)의 양측에 각각 설치되고, X-테이블(7)은 Y-테이블(6A, 6B) 위에 설치된다. 이재헤드(8)는 열로 병설된 다수(본 실시예에서는 세 개)의 헤드(제1헤드(8A), 제2헤드(8B) 및 제3헤드(8C))를 포함하고, 세 개의 헤드는 각각 제1노즐(9a), 제2노즐(9b) 및 제3노즐(9c)을 포함한다. 제2카메라(10)가 이재헤드(8)상에 고정되게 설치된다. Y-테이블(6A, 6B)과 X-테이블(7)은 X-방향과 Y-방향으로 이재헤드(8)를 수평으로 이동시키기 위한 테이블로서 역할한다. 후에 설명되는 바와 같이, 제2카메라(10)는 이재헤드(8)와 일치하여 수평으로 이동하고, 부품공급기(4)에 저장된 칩들을 관측하고, 또한 칩에 대한 픽업위치와 기관(3)의 위치를 검출한다. 본 발명에서, 가이드레일(2)을 따른 기판(3)의 이송방향은 X-방향이다.

제3도에서, 참조번호 11은 제어부를 나타내고, 다음 부품들이 이 제어부(11)에 접속된다. 제1인식유닛(12)은 제1카메라(5)에 접속된다. 제1인식유닛(12)은 제1카메라(5)에 의해 입수된 노즐과 칩의 영상데이터를 처리한다. 이들 데이터에 따라, 제어부(11)는 노즐과 칩의 위치를 계산하여 구한다. 제2인식유닛(13)은 제2카메라(10)에 접속된다. 제2인식유닛(13)은 부품옹급기(4)의 픽업위치에서 제2카메라(10)에 의해 입수된 칩의 영상데이터와 기판의 위치마크의 영상데이터를 처리한다. 이들 데이터에 따라, 제어부(11)는 기판(3)의 위치와 픽업위치를 계산하여 구한다. 이재헤드 구동부(14)는 제1헤드(8A), 제2헤드(8B) 및 제3헤드(8C)에 접속된다. 이재헤드 구동부(14)는 제1노즐(9a), 제2노즐(9b) 및 제3노즐(9c)을 상하 방향으로 이동시킨다.

칩의 실장순서와 칩의 실장위치에 관련된 데이터를 포함하는 프로그램 데이터가 NC 데이터 기억부(15)에 저장된다. 퍽업위치 기억부(16)는 부품공급기(4)내 칩의 픽업위치를 저장한다. 노즐위치 저장부(17)는 제1카메라(5)에 의해 검출된 제1, 제2 및 제3노즐(9a, 9b, 9c)의 위치를 저장한다. 제어부(11)는 각종의 계산과 이 판단을 행하며, 각 부품을 제어한다.

이 전자부품 실장장치는 상기의 구조를 가지며, 그 동작을 설명한다.

먼저, 제1도에서, 이재헤드(8)는 제1카메라(5)위의 위치로 이동되어, 노즐(9a∼9c)들의 위치를 검출하기 위해 세 노즐(9a 내지 9c)들을 관측한다. 검출된 노즐(9a 내지 9c)의 위치 데이터는 노즐위치 저장부(17)에 저장된다(제3도).

그런 다음, 제2카메라(10)가 각 부품공급기(4) 위에 배치되도록 이동되어, 각 부품공급 기(4)의 선두위치(픽업위치)에 있는 칩을 관측하여, 각 부품공급기(4)의 칩 픽업위치를 검출한다. 예컨대, 각 부품공급기(4)들은 일본특허 공개공보 제5-75294호에 기술된 바와 같이 전자부품(칩)들을 저장하기 위한 테이프를 포함하고, 이 칩들은 이 테이프의 포켓에 각각 저장된다. 테이프는 스프로켓(sprocket)과 같은 피치 공급수단에 의해 소정의 피치로 공급되고, 이재헤드상의 각 노즐들은 수직으로 이동하고 또한 선두 칩은 노즐의 하단부에 의한 흡착으로 지지되어 픽업된다.

본 발명에서, 부품공급기(4)내 칩들이 이재헤드(8)의 노즐(9a 내지 9c)에 의해 각각 픽업되기 전에, 모든 부품공급기(4)내의 선두 칩은 제2카메라(10)에 의해 관측되어, 칩 픽업위치가 검출된다. 검출된 픽업위치의 데이터는 픽업위치 저장부(16)에 저장된다(제3도). 상기 언급된 단계들은 칩의 실장이 수행되기 전에 실행되고, 또한 픽업상태가 변경될 때(예컨대, 부품공급기(4)가 교체될 때, 부품공급기(4)의 배열이 변경될 때, 또는 노즐(9a 내지 9c)들이 교체될 때) 실행된다.

전술한 단계들의 종료하면, 처리 즉 프로그램은 다음 동작으로 진행된다. 제4도∼제15도는 칩들이 다수의 노즐들에 의해 동시에 픽업될 때 노즐(9a 내지 9c)의 수직운동을 보여준다. 제16도는 칩의 픽업동작의 흐름도이다. 제4도에 도시된 바와 같이, 다수의 노즐(9a 내지 9c)들은 부품공급기(4) 위로 이동된다(단계 1).

제1노즐(9a)의 위치는 대응하는 한 부품공급기(4)의 픽업위치와 정확하게 정렬되지만, 제2노즐(9b)과 제3노즐(9c)은 여러 에러 때문에 부품공급기(4)의 픽업위치로부터 이탈된다. 제5도~제6도에 도시된 바와 같이, 칩(P)은 다수의 노즐(9a 내지 9c)에 의해 동시에 픽업된다(동시 픽업)(단계 2). 제2노즐(9b)의 위치가 이의 원래 픽업위치로부터 상당히 이탈되었기 때문에, 칩 픽업실수를 초래하게 된다. 이재헤드(8)가 제1카메라(5) 위로 이동하여, 노즐(9a 내지 9c)에 의한 흡착으로 지지되는 각 칩의 위치가 검출된다(단계 3). 칩 픽업실수가 있는지를 판단하고(단계 4), 만약 판단결과가 “No”라면, 각 칩의 위치관련 에러를 보정하면서 각 칩은 기판(3)상에 실장된다. 픽업 실수가 있는지를 검출하기 위한 방법으로서, 노즐(9a 내지 9c)의 진공압력을 측정하는 방법이 사용될 수 있다. 칩에 관련된 에러 중에서, X-축 방향 또는 Y-축 방향에 대한 위치관련 에러는 X-테이블(7) 또는 Y-테이블(6A, 6B)을 구동에 의한 이동 스트로크(stroke)를 X-축 또는 Y-축에 대해 조정함으로써 보정되고, θ방향(수평 회전방향)에 대한 방위각-관련 에러는 중심축 주위로 진공흡착으로 칩을 지지하는 각 노즐(9a 내지 9c)들을 회전시킴으로써 보정된다.

만약 판단결과가 “Yes”라면, 픽업실수율 기억부(18)에서, 픽업실수를 발생한 대응의 한 부품공급기(4)의 픽업실수율이 갱신된다(제3도)(단계 6). 제7도에 도시된 바와 같이, 이재헤드(8)를 화살표(N)로 표시된 방향으로 이동시킴으로써, 픽업실수를 일으킨 노즐(제7도에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 노즐 9b)은 대응하는 한 부품공급기(4)의 픽업위치에 정확하게 일치된다(단계 7). 제8도∼9에 도시된 바와 같이, 픽업실수를 일으킨 제2노즐(9b)에서 칩을 다시 픽업한다(단계 8). 이 경우, 제2노즐(9b)이 대응하는 한 부품공급기(4)의 픽업위치와 정확하게 일치하고 있기 때문에, 픽업실수를 일으킬 확율은 매우 낮다. 이재헤드(8)가 제1카메라(5) 위의 위치로 이동되고, 노즐(9a 내지 9c)에 의한 흡착으로 지지되는 각 칩의 위치가 단계 3과 동일한 방식으로 검출된다(단계 9). 단계 4와 동일한 방식으로, 칩 픽업실수가 있는지가 판단된다(단계 10). 만일 결과가 “No”라면, 처리 즉 프로그램은 분기되어 단계 5로 진행된다. 만일 판단결과가 “Yes”라면, 장치의 동작이 정지된다(단계 11). 제10도∼제15도와 제17도를 참조하여, 각 부품공급기(4)의 픽업실수율이 참조되는 경우가 대해서 설명한다. 동시 픽업을 위한 대상물에 대한 각 부품공급기(4)의 픽업실수율을 판독한다(단계 21). 픽업실수율이 임계값보다 큰 부품공급기가 있는지 여부를 판단한다(단계 22). 판단결과가 “No”이면, 각 칩은 제16도에서 단계 1∼10과 같은 방식으로 동시 픽업에 의해 실장된다(단계 23).

만일 단계 22에서 판단결과가 “Yes”라면, 다수의 노즐(9a 내지 9c)들은 제10도에 도시된 바와 같이, 부품공급기(4)위로 이동된다(단계 24). 제11도∼12에 도시된 바와 같이, 칩(P)들은 픽업실수율이 임계값 보다 크지 않은 각 부품공급기(4)로부터 각각 픽업된다(단계 25). 이 실시예에서는, 제2노즐(9b)에 대응하는 부품공급기(4)의 픽업실수율이 임계값 보다 큰 것으로 가정한다.

제13도에 도시된 바와 같이, 이재헤드(8)는 화살표(N)로 표시된 방향으로 이동된다. 노즐(이 실시예에서 제2노즐 9b)은 픽업실수율이 임계값보다 큰 대응의 한 부품공급기(4)의 픽업위치에 일치된다(단계 26). 제14도∼제15도에 도시된 바와 같이, 노즐(9b)에 의해 픽업실수이 임계값보다 큰 대응의 한 부품공급기(4)로 부터 하나의 칩(P)이 픽업된다(단계 27). 각 칩(P)은 기판상에 실장된다(단계 28).

다수의 노즐로 칩을 다수의 부품공급기로부터 각각 동시에 픽업하기 위한 본 발명의 전자부품 실장방법에 있어서, 다수의 부품공급기내에 있는 전자부품을 적어도 3개의 노즐에 의해 각각 동시에 픽업한 후에, 모든 노즐에 대해 픽업실수의 유무를 판단하여, 픽업실수를 일으킨 노즐이 있는 것으로 판단되면, 픽업실수를 일으킨 각 노즐을 부품공급기의 픽업위치로 이동시킨 다음 각 칩을 상기 노즐에 의해 다시 픽업함으로써, 픽업실수를 방지할 수 있다.

Claims

복수의 부품공급기를 병설하며, 적어도 세 개의 노즐을 이재헤드의 라인상에 설치하며, 이동테이블에 의해 상기 이재헤드를 수평으로 이동시키면서 상기 복수의 부품공급기에 각각 저장된 부품공급기를 상기 노즐에 의해 각각 픽업하여 위치결정부에 의해 위치결정된 기판상에 이송·탈재하도록 한 전자부품실장방법에 있어서: 픽업대상 전자부품이 각각 저장된 상기 복수의 부품공급기상에 상기 노즐을 위치결정하도록 상기 이재헤드를 이동시키는 단계; 상기 노즐을 수직으로 이동시키는 동시에 상기 복수의 부품공급기에 각각 저장된 전자부품을 픽업하는 단계; 픽업실수가 있는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단단계에서 픽업실수가 없는 것으로 판단된 경우, 상기 기판 위의 위치로 상기 이재헤드를 이동시켜, 기판상에 각각의 전자부품을 탑재하며, 상기 판단단계에서 픽업실수를 일으킨 임의의 노즐이 있는 것으로 판단된 경우, 픽업실수를 일으킨 각각의 노즐을 상기 부품공급기의 대응의 부품공급기의 픽업위치와 정확히 일치하게 이동시킨 다음, 상기 픽업실수를 일으킨 각각의 노즐을 수평으로 다시 이동시켜서 상기 복수의 부품공급기 각각에 저장된 전자부품을 픽업한 후 상기 기판상의 한 위치로 상기 이재헤드를 이동시켜서 상기 기판상에 각각의 전자부품을 탑재하는 것을 특징으로 하는 전자부품실장방법.
기판의 위치를 결정하는 위치결정부, 병설된 부품공급기, 적어도 세 개의 노즐을 구비한 이재헤드 및 상기 이재헤드를 수평으로 이동시키기 위한 이동테이블을 구비하며, 다수의 부품공급기에 각각 저장된 전자부품을 상기 노즐에 의해 각각 픽업하여, 각각의 전자부품을 기판상에 탑재하도록 한 전자부품실장장치에 있어서: (a) 부품공급기에 각각 저장된 전자부품을 다수의 노즐을 수직으로 동시에 이동시킴으로써 각각 픽업한 후에, 모든 노즐에 대해 픽업실수의 유무를 검출하는 픽업실수 검출수단; 및 (b) 픽업실수를 일으킨 노즐이 없는 것으로 판단되면, 이재헤드를 기판상에 전자부품을 각각 탑재하기 위한 기판상의 위치로 이동시키고, 픽업실수를 일으킨 노즐이 있는 것으로 판단되면, 픽업실수를 일으킨 노즐을 대응하는 한 부품공급기 위의 픽업위치로 이동시켜 수직으로 이동시킨 다음, 기판상에 각 전자부품을 탑재 하기 위한 기판상의 위치로 상기 이재헤드를 이동시키도록 상기 검출수단의 검출결과를 수신하여 각 부를 제어하는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자부품실장장치.