KR100391534B1 - 전자부품장착장치및전자부품장착방법 - Google Patents

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KR100391534B1 KR10-1998-0703930A KR19980703930A KR100391534B1 KR 100391534 B1 KR100391534 B1 KR 100391534B1 KR 19980703930 A KR19980703930 A KR 19980703930A KR 100391534 B1 KR100391534 B1 KR 100391534B1
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준 야마우티
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마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
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Abstract

트레이로부터 공급되는 전자 부품들의 장착 사이클 타임을 단축할 수 있다. 전자 부품들을 장착하는 전자 부품 공급 장치(16)는, 복수의 높이 레벨(L1, L2, L3)을 가지며, 각 레벨(L1, L2, L3)에서 수평 방향으로 테이블(table)(19, 20, 21)을 이동할 수 있다. 복수개의 컨베이어(22, 23, 24)는 대기 스테이지(standby stage)(B)로부터 픽업 스테이지(pickup stage)(A)로 각 테이블을 이동시키기 위해 각 테이블마다 마련된다. 이송 헤드(transfer head)(13)는 전자 부품들을 흡착하기 위한 노즐(14a, 14b, 14c)과 픽업 스테이지(A)상의 각 트레이의 높이 레벨에 따라 노즐을 이동시키는 수직 이동 기구(upward-downward moving mechanism)를 포함한다. 트레이가 픽업 스테이지 위치에서 상이한 높이 레벨로 배열되기 때문에, 컨베이어는 독립적으로 이동할 수 있으며, 이송 헤드는 전자 부품을 각 노즐이 픽업하는 위치와, 픽업 동작에 노즐이 방해하지 않는 다른 위치 사이에서 노즐을 개별적으로 이동시킬 수 있다. 픽업 스테이지 위치에 대해 필요한 트레이의 이동을 재빨리 실행할 수 있어, 결과적으로 전자 부품 장착의 사이클 타임을 단축할 수 있다.

Description

전자 부품 장착 장치 및 전자 부품 장착 방법{EQUIPMENT AND METHOD FOR MOUNTING ELECTRONIC COMPONENTS}
현재, 공통적인 형태의 전자 부품 장착 장치는, 전자 부품 공급 장치를 거쳐 공급된 전자 부품들을 이송 헤드의 노즐에 의해 진공 흡착하여 픽업해서, 기판에 이송하여 장착한다. 또한, 이송 헤드의 노즐에 전자 부품들을 공급하는 전자 부품 공급 장치에는 여러 유형이 있지만, 그 중 한 유형은 트레이를 이용한다.
이 트레이를 이용하는 종래의 전자 부품 공급 장치에 대해서 이하에서 설명한다.
도 13은 종래의 전자 부품 공급 장치의 측면도를 나타낸다. 도 13에 있어서, 매거진(magazine)(1)은 종횡으로 배열된 하나 이상의 전자 부품을 수납하는 트레이(2)를 수직 여러 스테이지에 수납한다. 그리고, 종래의 전자 부품 공급 장치에서는, 일정한 출입 레벨(in/out level)(3)이 설정되고, 다음에 매거진(1)은 다음 픽업 스테이지(6)로 트레이를 이송하기 위해서 트레이(2)를 이송하기 위한 승강 수단(4)에 의해 출입 레벨(3)로 승강된다. 출입 수단(5)은 출입 레벨(3)에서의 트레이(2)를 매거진(1)으로부터 픽업 스테이지(6)로 배출(ejecting)하거나, 픽업 스테이지(6) 상의 트레이(2)를 매거진(1)으로 복귀하기 위한 것이다.
그리고, 픽업 스테이지(6)에 필요한 트레이(2)가 보내지면(파선으로 도시한 트레이(2)를 참조), 이송 헤드(7)의 노즐(8)이 트레이(2)를 향하여 하강하여, 트레이(2)상의 전자 부품 P가 노즐(8)의 하단부에서 진공 흡착에 의해 픽업된다. 이후, 파선으로 도시한 바와 같이, 전자 부품 P가, 예를 들면 인쇄 회로 기판(printed circuit board)과 같은 기판(9)상으로 이송되어 장착된다.
그러나, 상기 종래의 전자 부품 공급 장치에서는, 픽업 스테이지(6)상에 위치하는 트레이(2)를 교환하는데 긴 시간이 요구되어, 공급 사이클 타임(tact time)이 더 길어지고, 이에 의해 생산성이 나빠진다는 문제점이 있었다. 그 이유는 다음과 같다. 즉, 도 13의 파선으로 도시한 트레이(2)를 매거진(1)내의 트레이(2x)로 교환하기 위해서는, 이하의 일련의 동작을 피해야 한다.
(1) 출입 수단(5)이 픽업 스테이지(6)로부터 트레이(2)를 매거진(1)으로 복귀하는 것.
(2) 승강 수단(4)이 트레이(2x)를 설정하기 위해 매거진(1)을 출입 레벨(3)로 상승시키는 것.
(3) 출입 수단(5)이 출입 레벨(3)을 설정하기 위해 트레이(2x)를 픽업 스테이지(6)로 배출하는 것.
본 발명은 하나 이상의 수직 스테이지의 트레이(more than one vertically-staged tray)에 구비된 전자 부품을, 이송 헤드에 구비된 하나 이상의 노즐을 이용해서 픽업하여 기판에 이송 탑재하는 전자 부품 장착에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전자 부품 장착 장치의 사시도,
도 2는 동일한 전자 부품 장착 장치의 사시도,
도 3은 동일한 전자 부품 장착 장치의 단면도,
도 4는 동일한 전자 부품 장착 장치의 이송 헤드의 사시도,
도 5는 동일한 전자 부품 장착 방법의 제 1 예의 공정 설명도,
도 6은 동일한 전자 부품 장착 방법의 제 2 예의 공정 설명도,
도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11 및 도 12는 동일한 전자 부품 장착 방법의 제 3 예의 공정 설명도,
도 13은 종래의 전자 부품 공급 장치의 측면도이다.
본 발명의 목적은, 공급 사이클 타임을 단축할 수 있고, 또한 고속으로 전자 부품을 기판상으로 이송하여 탑재할 수 있는 전자 부품 장착 장치 및 전자 부품 장착 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 전자 부품 장착 장치는, 기판을 위치 결정하는 위치 결정부(positioning unit)와, 전자 부품을 공급하는 전자 부품 공급 장치와, 전자 부품 공급 장치와 상기 위치 결정부 사이를 이동하여 공급된 전자 부품을 위치 결정된 기판으로 이송하여 탑재시키는 이송 헤드를 구비한다. 전술한 전자 부품 공급 장치는, 하나 이상의 전자 부품을 저장하는 트레이를 유지하는 트레이 유지 수단과, 트레이 유지 수단에 대해 수직으로 하나 이상의 스테이지를 가지고 각각의 높이 레벨에서 수평 방향으로 각각의 트레이 유지 수단을 이동하는 프레임과, 트레이 유지 수단에 배치되고 대기 스테이지로부터 픽업 스테이지로 각각의 트레이 유지 수단을 이송하기 위한 하나 이상의 출입 수단을 구비한다. 전술한 이송 탑재 헤드는 전자 부품들을 흡착하는 노즐과, 픽업 스테이지 상의 각각의 트레이의 높이에 따라 노즐을 이동시키는 수직 이동 기구를 구비한다.
본 발명의 전자 부품 장착 방법은, 트레이에 수납된 전자 부품을 픽업 스테이지로 이송하여, 이송 헤드의 노즐을 이용하여 전자 부품을 픽업해서, 기판으로 전자 부품을 장착하는 것이다. 이 방법에 있어서, 상기 픽업 스테이지에 대해 트레이를 배출/복귀(ejecting and returning)시키는 하나 이상의 레벨이 수직 방향으로 어느 정도의 간격을 두고 마련되어 있다. 각각의 레벨에서 픽업 스테이지상에 트레이를 위치시켜서 트레이를 배출하고, 이후, 기판상에 장착하기 위해 트레이상의 전자 부품이 노즐에 의해 픽업된다.
또한, 본 발명의 전자 부품 장착 방법은, 픽업 스테이지의 하나 이상의 수직 레벨에 설정된 트레이상의 전자 부품을 이송 헤드에 마련된 하나 이상의 진공 흡착 노즐에 의해 픽업하여, 위치 결정부에 위치 결정된 기판상으로 전자 부품을 이송하여 장착하는 것이다. 이송 헤드를 복수개의 수직 스테이지상에 배치된 트레이의 윗쪽에 이동시켜, 순서대로 하나 이상의 노즐을 수직 방향으로 이동함으로써 상단의 트레이로부터 하단의 트레이로 전자 부품을 순서대로 픽업한다. 하나의 노즐이 전자 부품을 픽업하기 위해 하강할 경우, 전자 부품을 픽업하지 않는 다른 노즐도 함께 하강한다.
상기와 같이 구성된 전자 부품 장착 장치는 다음과 같이 동작한다.
각 트레이는 다른 레벨에서 독립적으로 픽업 스테이지로 배출되고, 픽업 스테이지로부터 복귀될 수 있다. 또한, 이송 헤드의 노즐은 수직 이동 기구에 의해서 픽업 스테이지에 위치하는 트레이의 레벨에 따라 수직 방향으로 이동한다. 이것은 노즐에 의해 전자 부품을 픽업하는 것이 필요한 때에 필요한 트레이를 즉시 픽업 스테이지에 위치시켜, 기판상에 전자 부품을 즉시 장착할 수 있다. 즉, 본 발명은 종래의 전자 부품 장착 장치에 있어서 불가피하던 매거진의 승강 동작 및 이 승강 동작 후에 트레이의 배출 또는 복귀 동작을 위한 시간을 절약할 수 있다.따라서, 장착 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또한, 픽업 스테이지에 대해서 트레이를 각 레벨로 배출 또는 복귀시키는 하나 이상의 레벨을 수직축으로 소정 간격을 두고 마련함으로써, 필요한 트레이의 배출 또는 복귀 동작을 다른 트레이의 간섭없이 재빨리 실행하고, 또한 결과적으로 장착의 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또한, 이송 헤드를 상기 수직 복수개의 스테이지에 배치된 트레이의 윗쪽에 배치함으로써, 하나 이상의 노즐의 수직 방향 이동에 의해 상부 트레이로부터 하부 트레이로 순서대로 전자 부품을 픽업한다. 전자 부품을 픽업하지 않은 다른 노즐도 함께 하강 동작을 한다. 이것은 노즐이 수직 이동을 행하여 트레이의 전자 부품을 픽업하기 위해서 요구되는 사이클 타임, 및 노즐이 기판의 위쪽으로 이동하고, 다시 수직 동작을 행하여 전자 부품을 기판에 장착하기 위해서 요구되는 사이클 타임을 단축할 수 있다. 따라서, 트레이상의 전자 부품을 고속으로 작업성 양호하게 기판에 장착할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명의 전자 부품 장착 장치의 하나의 예시적인 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다. 도 1에 있어서, 화살표 X, Y, Z는 방향을 나타낸다. 컨베이어(11)는, 베이스(10)의 상면에 X 방향으로 길게 마련되고, 기판(12)을 이송하여 소정 위치에 기판(12)을 위치 결정하는 기판 위치 결정부로서의 기능한다. 이송 헤드(13)는 하부에 전자 부품을 진공 흡착하는 하나 이상의 노즐을 구비한다. 이송 헤드(13)는 X 테이블(19A)과 Y 테이블(19B)에 의해 베이스(10) 상을 XY 방향으로 수평 이동 가능하다. 전자 부품 관찰 장치(40)는 컨베이어(11)의 측부에 설치되어 있다. 컨베이어(11)에 의한 기판(12)의 반송 방향을 X 방향으로 한다.
전자 부품 공급 장치(16)는 전자 부품을 공급하기 위한 것이다. 전자 부품 공급 장치의 프레임(17)은 베이스(10)에 고정되어 있다. 전자 부품 공급 장치(16)는, 컨베이어(11)에 면하는 측에 마련되며, 이송 헤드(13)의 노즐이 전자 부품을 흡착하여 픽업하는 영역인 픽업 스테이지 A와, 중앙부의 대기 스테이지 B와, 픽업 스테이지 A의 반대측에 배치되고 비어있는 트레이를 다른 트레이와 교환함으로써전자 부품을 보충하기 위한 보급(refill) 스테이지 C를 구비한다. 커버(18)는 대기 스테이지 B의 위쪽에 마련된다. 부품 공급기(15)는 트레이에 제공되지 않는 전자 부품을 제공하는 것이다(예를 들면, 테이프 피더(tape feeder) 혹은 튜브 피더(tube feeder)).
다음에 도 2를 참조하여 전자 부품 공급 장치(16)의 내부 구조의 개요를 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시예의 전자 부품 공급 장치(16)는 아래에서부터 제 1 테이블(19), 제 2 테이블(20) 및 제 3 테이블(21)의 3단의 테이블을 가지고 있다. 제 1 테이블(19)은 제 1 컨베이어(22)에 연결되고, 제 2 테이블(20)은 제 2 컨베이어(23)에, 제 3 테이블(21)은 제 3 컨베이어(24)에 연결되어 있다. 제 1 컨베이어(22)는 제 1 모터(25)에 의해 독립적으로 구동되고, 제 2 컨베이어(23)는 제 2 모터(26)에 의해, 제 3 컨베이어(24)는 제 3 모터(27)에 의해 독립적으로 구동된다. 따라서, 제 1 테이블(19), 제 2 테이블(20) 및 제 3 테이블(21)은 화살표 N1, N2, N3으로 도시한 방향으로 독립적으로 출납할 수 있다. 제 1 테이블(19), 제 2 테이블(20) 및 제 3 테이블(21)은 트레이를 유지하는 트레이 유지 수단에 상당하고, 제 1 컨베이어(22), 제 2 컨베이어(23) 및 제 3 컨베이어(24)는 출입 수단(in/out means)에 상당한다.
본 발명의 예시적인 실시예의 전자 부품 공급 장치(16)의 상세한 구조를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 제 1 스테이지(17a), 제 2 스테이지(17b) 및 제 3 스테이지(17c)는 프레임(17)의 상부에 마련되고, 이것들은 중앙으로부터 외측으로 아래쪽을 향하여 스텝(stepped)된다. 제 1 테이블(19)의하면(bottom face)에 고정된 슬라이더 S는 제 1 스테이지(17a)에 고정된 제 1 가이드(28)에 슬라이드 가능한 형태로 계합(契合)된다. 마찬가지 방법으로, 제 2 테이블(20) 및 제 3 테이블(21)도 각각 제 2 스테이지(17b)에 고정되는 제 2 가이드(29), 제 3 스테이지(17c)에 고정되는 제 3 가이드(30)에 의해 슬라이드 가능하게 각각 지지되어 있다. 제 1 트레이(31)는 제 1 전자 부품(32)을 수납하여 제 1 테이블(19) 상에 위치되고, 제 2 트레이(33)는 제 2 전자 부품(34)을 수납하여 제 2 테이블(20) 상에 위치되며, 제 3 트레이(35)는 제 3 전자 부품(36)을 수납하여 제 3 테이블(21) 상에 위치된다. 여기서, 각 테이블에 위치한 각각의 트레이에 있어서, 제 1 트레이(31)는 하단(bottom stage)의 제 1 레벨 L1에 위치하고, 제 2 트레이(33)는 중간 단(middle stage)의 제 2 레벨 L2에 위치하며, 제 3 트레이(35)는 상단(top stage)의 제 3 레벨 L3에 위치한다. 레벨 L0은 전자 부품에 대한 레벨을 모니터링하는 것이다(후술함).
제 2 테이블(20)의 측부는, 제 1 테이블(19)의 외측에 의해 수직으로 아래쪽을 향하여 절곡(bent)되고, 제 1 테이블(19)의 바로 아래쪽에서 프레임(17)을 향하여 직각으로 절곡되어, 슬라이더 S에 이르도록 되어 있다. 이와 같이, 제 2 테이블(20)의 측부는 제 1 테이블(19)의 외측을 우회하여 프레임(17)의 중앙을 향해 절곡되어, 제 2 테이블(20)의 폭을 작게 함으로써 전자 부품 공급 장치(16)의 구조를 아주 조밀(compact)하게 구성할 수 있다. 동일한 취지로, 제 3 테이블(21)의 측부는, 제 2 테이블(20)의 외측을 우회하도록 설계되어 프레임(17)의 중앙을 향하여 절곡되어 슬라이더 S에 이르도록 한다.
다음에, 도 4를 참조하여 이송 헤드(13)와 관찰 장치(40)의 구조를 설명한다. 이송 헤드(13)는 서로에 대해 독립적으로 수직 이동하는 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b) 및 제 3 노즐(14c)을 구비한다. 후술하는 바와 같이, 이것들은 각각 제 1 전자 부품(32), 제 2 전자 부품(34) 및 제 3 전자 부품(36)을 흡착하여, 기판(12)에 이송해서 장착한다.
제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b) 및 제 3 노즐(14c)은 동일한 수직 이동 기구를 가진다. 이들 노즐들은 헤드용 프레임(51), 헤드용 프레임(51)에 의해 수직으로 유지된 이송 나사(feeding screw)(52), 헤드용 프레임(51)의 상부에 장착되어 이송 나사(52)를 회전시키는 Z축 모터(53), 이송 나사(52)에 힌지 결합되어, 이송 나사(52)가 회전하면 수직으로 이동하는 너트(54), 너트(54)상에 수직으로 설치된 노즐 샤프트(nozzle shaft)(55), 노즐 샤프트(55)에 장착된 원판 형상 백 플레이트(round back plate)(56)를 구비한다. 노즐 샤프트(55)는 헤드용 모터(57)와 벨트(58)에 의해 구동되는 경우 각도 θ만큼 회전한다. 따라서, Z축 모터(53)가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 때, 너트(54)는 이송 나사(52)를 따라 위쪽 또는 아래쪽으로 이동하여, 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b) 및 제 3 노즐(14c)이 위쪽 또는 아래쪽으로 이동한다. 헤드용 모터(57)가 회전하면, 노즐 샤프트(55)는 각도 θ만큼 회전하여, 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b) 및 제 3 노즐(14c)의 하단부에 흡착에 의해 픽업된 전자 부품의 수평 회전 각도(horizontal rotation angle)를 보정한다.
관찰 장치(40)는 박스(41)의 내부에 라인 센서(line sensor)(42)를 수납하도록 구성된다. 라인 센서(42)의 긴 측은 Y 방향을 따라 배치되고, 슬릿(slit)(43)은 박스(41)의 상면에 라인 센서(42)에 대응하여 오픈되어 있다. 이송 헤드(13)는 슬릿(43)의 위쪽을 라인 센서(42)의 방향(Y축)에 직교하는 방향(X축을 따라)으로 이동한다. 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b) 및 제 3 노즐(14c)은 X축을 따라 일렬로 배열된다. 따라서, 각 노즐의 하단부에 흡착에 의해 픽업된 제 1 전자 부품(32), 제 2 전자 부품(34), 제 3 전자 부품(36)은, 이송 헤드(13)를 X축을 따라 선형적으로 이동시킴으로써, 라인 센서(42)를 횡단한다. 이것은 이들 전자 부품의 연속적인 고속 관찰(continuous high speed monitoring)을 가능하게 하여, 각각의 X 방향, Y 방향, θ 방향으로의 편차를 검출할 수 있다.
다음에, 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서의 전자 부품 장착 방법의 제 1 예에 대해서 설명한다.
도 5a 내지 도 5b는 전자 부품 장착 방법의 제 1 예의 공정 설명도이다. 우선 도 5a에 도시하는 바와 같이, 제 1 트레이(31), 제 2 트레이(33), 제 3 트레이(35)는 대기 스테이지 B상에 위치시켜 둔다. 다음에 도 5b에 있어서, 이송 헤드(13)가 픽업 스테이지 A에 도달하기 전에, 제 1 트레이(31), 제 2 트레이(33), 제 3 트레이(35)를 한번에 픽업 스테이지 A로 이동시킨다. 이후, 제 3 레벨 L3에 있어서, 제 1 노즐(14a)은 최상단의 제 3 트레이(35)로부터 제 3 전자 부품(36)을 픽업한다.
제 3 레벨 L3에서의 픽업 동작이 완료한 후에, 도 5c에 도시하는 바와 같이 즉시 제 3 트레이(35)를 대기 스테이지 B로 복귀시킨다. 제 3 트레이(35)를 복귀시킨 후에, 제 2 노즐(14b)이 즉시 제 2 레벨 L2에서의 제 2 트레이(33)로부터 제 2 전자 부품(34)을 픽업하여 기판(12)에 장착한다. 여기서, 본 발명은, 종래의 전자 부품 장착 장치에서 요구되는 바와 같은, 매거진을 승강시키거나 다음의 트레이를 픽업 스테이지 A로 배출하는데 낭비되는 시간을 절약하여, 전자 부품 장착 시간을 단축시킬 수 있다.
제 2 트레이(33)에 대한 픽업 동작이 완료한 후에, 도 5d에 도시하는 바와 같이, 제 2 트레이(33)는 즉시 대기 스테이지 B로 이동된다. 이후, 제 1 레벨 L1에 위치하는 제 1 트레이(31)상의 제 1 전자 부품(32)이 픽업된다. 대기 스테이지 B에서의 제 2 트레이(33)가 비어있는 경우에, 제 2 트레이(33)는 보급 스테이지 C로 이동되어(쇄선 참조), 제 2 전자 부품(34)이 채워진 새로운 트레이와 교환하여, 트레이가 보급된다. 또한, 전자 부품을 기판(12)에 장착하는 순서는, 전자 부품(36, 34, 32)이 모두 픽업된 후에 기판(12)에 장착될 수 있다.
다음에, 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서의 전자 부품 장착 방법의 제 2 예에 대해서 설명한다.
도 6a 내지 도 6c는 동일한 전자 부품 장착 방법의 제 2 예의 공정 설명도이다. 이 예에서는, 상술한 제 1 예에서와 같이, 트레이를 대기 스테이지 B로 복귀하는 것이 요구되지 않는다. 트레이는 단지 작은 복귀 동작으로 스위칭될 수 있다. 구체적으로, 도 6a에 도시하는 바와 같이 먼저 제 1 트레이(31), 제 2 트레이(33) 및 제 3 트레이(35)를 정렬시키고, 제 1 노즐(14a)이 제 3 트레이(35)로부터 제 3 전자 부품(36)을 픽업한다. 다음에, 제 3 트레이(35)를 제 1트레이(31), 제 2 트레이(33)에 대하여, 전자 부품 배열 피치의 2배의 길이 이상 되돌리고, 이송 헤드(13)를 전자 부품 배열 피치의 길이만큼 이동시켜, 제 2 트레이(33)로부터 제 2 노즐(14b)에 의해 제 2 전자 부품(34)을 픽업한다. 도 6c에 도시하는 바와 같이, 제 2 트레이(33)를 제 3 트레이(35)와 동일한 거리이상 되돌려, 제 1 트레이(31)만이 제 2 트레이(33), 제 3 트레이(35)로부터 돌출된다. 이후, 제 1 트레이(31)로부터 제 3 노즐(14c)에 의해 제 1 전자 부품(32)을 픽업한다.
그 후, 이송 헤드(13)를 기판(12)의 윗쪽으로 이동시켜, 픽업한 제 3 전자 부품(36), 제 2 전자 부품(34), 제 1 전자 부품(32)을 기판(12)에 장착한다. 이러한 방법으로, 하단의 제 1 트레이(31)로부터 제 1 전자 부품(32)을 픽업하는 경우의 제 2 트레이(33), 제 3 트레이(35)의 되돌리기 동작의 스트로크를 하단의 제 1 트레이(31)의 제 1 전자 부품(32)의 픽업의 방해가 되지 않을 정도의 최소 거리로 작게 하여, 보다 단시간에 전자 부품의 장착을 행할 수 있다.
다음에 본 발명의 일 실시예에 있어서의 전자 부품 장착 방법의 제 3 예에 대하여 설명한다.
도 7 내지 도 12는 동일한 전자 부품 장착 방법의 제 3 예의 공정 설명도로서, 동작 순서대로 도시하고 있다. 즉, 먼저 도 7에 도시하는 바와 같이, 제 1 트레이(31), 제 2 트레이(33) 및 제 3 트레이(35)를 대기 스테이지 B로부터 픽업 스테이지 A로 끌어낸다. 여기서, 최하단의 제 1 트레이(31)의 제 1 레벨 L1은 관찰 장치(40)에 의한 전자 부품의 관찰 레벨 L0 및 기판(12) 상면의 레벨(전자 부품의 탑재 레벨)에 완전 합치 또는 대략 합치시켜 놓으며, 그 이유는 후술한다.
그런데, 도 7에 도시하는 바와 같이, 이송 헤드(13)를 픽업 스테이지 A의 위쪽으로 이동시킨다. 처음에는, 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b) 및 제 3 노즐(14c)은 최고 레벨에 설정되어 있지만, 우선 도시하는 바와 같이, 제 3 노즐(14c)만 하강 및 상승 동작을 행하여, 최상단의 제 3 트레이(35)에 구비된 제 3 전자 부품(36)을 진공 흡착하여 픽업한다.
다음에, 도 8에 도시하는 바와 같이 제 3 트레이(35)는 대기 스테이지 B에 후퇴시켜, 제 2 트레이(33)를 노출시킨다. 그러면 도 9에 도시하는 바와 같이, 제 2 노즐(14b)에 하강 또는 상승 동작을 행하게 하여, 제 2 전자 부품(34)을 픽업한다. 이 때에, 전자 부품의 픽업을 하지 않은 제 1 노즐(14a) 및 제 3 노즐(14c)도, 제 2 노즐(14b)의 하강 동작에 뒤이어 스트로크 H1 하강시킨다.
다음에 도 10에 도시하는 바와 같이, 제 2 트레이(33)를 대기 스테이지 B에 후퇴시켜, 제 1 트레이(31)를 노출시킨다. 그러면 또한 제 1 노즐(14a)에 하강·상승 동작을 행하게 하여, 제 1 전자 부품(32)을 픽업한다. 이 때에, 전자 부품의 이미 픽업된 제 2 노즐(14b), 제 3 노즐(14c)도 제 1 노즐(14a)의 하강 동작에 뒤이어, 또한 스트로크 H2 하강시킨다.
이상과 같이 하여, 제 3 노즐(14c), 제 2 노즐(14b), 제 1 노즐(14a)이 순서대로 제 3 전자 부품(36), 제 2 전자 부품(34), 제 1 전자 부품(32)을 픽업하였으면, 도 11에 도시하는 바와 같이, 이송 헤드(13)가 관찰 장치(40)의 위쪽을 이동하도록 하여, 제 3 전자 부품(36), 제 2 전자 부품(34), 제 1 전자 부품(32)의 위치 편차의 관찰을 행한다(도 4 참조). 이 경우, 전자 부품(36, 34, 32)의 전부를 관찰 장치(40)의 관찰 레벨 L0에 위치시키기 위해서, Z축 모터(53)를 구동하여 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b), 제 3 노즐(14c)을 하강시키지만, 도 10에 도시하는 최종 픽업시에는, 제 1 전자 부품(32)을 픽업하는 제 1 노즐(14a)뿐만 아니라, 이미 제 2 전자 부품(34), 제 3 전자 부품(36)을 이미 픽업한 상태로서, 도 10에 도시하는 공정에서는 전자 부품의 픽업을 하지 않은 제 2 노즐(14b)과 제 3 노즐(14c)도, 제 1 노즐(14a)과 함께 하강시켰기 때문에, 제 3 전자 부품(36), 제 2 전자 부품(34), 제 1 전자 부품(32)을 제 1 레벨 L1로부터 관찰 레벨 L0까지 하강시키는 하강 스트로크 H3은 근소하여도 무방하며, 따라서 3개의 전자 부품(36, 34, 32)을 순차적으로 고속으로 연속적으로 관찰하여, 그 X 방향, Y 방향, θ 방향의 위치 편차를 검출할 수 있게 된다. 물론, 관찰 장치(40)를 약간 높게 설치하든지 하면, 이 하강 스트로크 H3을 0으로 하는 것도 가능하다.
다음에, 도 12에 도시하는 바와 같이, 이송 헤드(13)는 기판(12)의 위쪽으로 이동하여, 거기서 제 3 노즐(14c), 제 2 노즐(14b), 제 1 노즐(14a)에 개별적으로 하강·상승 동작을 행하여, 3개의 전자 부품(36, 34, 32)을 순서대로 기판(12)의 소정의 좌표 위치에 탑재하지만, 이 경우에도, 제 1 노즐(14a), 제 2 노즐(14b), 제 3 노즐(14c)은, 도 11에 도시하는 저 레벨의 관찰 레벨 L0까지 이미 하강된 상태이므로, 전자 부품(36, 34, 32)을 기판(12)에 탑재하기 위한 하강 스트로크 H4는 짧아서 양호하며, 고속으로 탑재할 수 있게 된다. 또한, 관찰 장치(40)에 의해 검출된 X 방향 및 Y 방향과의 위치 편차는, 이송 헤드(13)의 기판(12)에 대한 X 방향 및 Y 방향의 이동 스트로크를 가감함으로써 보정되고, 또한 θ 방향의 위치 편차는헤드용 모터(57)(도 4 참조)를 구동하여 노즐 샤프트(55)를 회전시킴으로써 보정할 수 있다.
본 발명의 전자 부품 장착 장치에 있어서는, 각 트레이는, 서로 다른 레벨에 있어서 픽업 스테이지에 독립적으로 배출/복귀할 수 있도록 되어 있고, 또한 이송 헤드의 노즐은, 수직 이동 기구에 의해서 픽업 스테이지에 위치하는 트레이의 레벨에 따라 수직 동작을 할 수 있으므로, 필요한 때에 필요한 트레이를 재빨리 픽업 스테이지에 위치시켜, 노즐에 의해 전자 부품을 즉시 픽업하여 기판에 장착할 수 있다. 즉, 종래의 전자 부품 장착 장치에 있어서 불가피하던 매거진의 승강 동작이나, 이 승강 동작이 끝나고 나서 실행되고 있었던 트레이의 출입 동작을 위한 시간을 절약할 수 있어, 그 만큼 장착의 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 부품 장착 방법은, 픽업 스테이지에 트레이를 배출 및 복귀시키는 레벨을 수직 방향으로 간격을 두면서 복수개의 스테이지를 설정하여, 각각의 레벨에 있어서 트레이를 배출 및 복귀시켜 픽업 스테이지에 위치시키기 때문에 필요한 트레이의 배출 및 복귀 동작을 다른 트레이와 간섭하지 않고 재빨리 실행하여, 결과적으로 장착의 사이클 타임을 단축할 수 있다.
또한, 본 발명의 전자 부품 장착 방법은, 이송 헤드를 수직 복수개의 스테이지에 배치된 트레이의 윗쪽에 위치시켜, 거기서 복수개의 노즐을 순서대로 수직 동작을 행하게 하여 상단의 트레이로부터 하단의 트레이로 순서대로 전자 부품을 픽업하도록 하며, 또한 그 때에 전자 부품을 픽업하기 위해서 하강 동작을 행하는 노즐에 뒤이어, 전자 부품을 픽업하지 않은 다른 노즐도 하강 동작을 행하도록 하므로, 노즐이 수직 작동을 행하여 트레이의 전자 부품을 픽업하기 위해서 요구되는 사이클 타임, 및 노즐이 기판의 위쪽으로 이동하여, 거기서 다시 수직 동작을 행하여 전자 부품을 기판에 탑재하기 위해서 요구되는 사이클 타임을 대폭 단축할 수 있으며, 따라서 트레이에 구비된 전자 부품을 고속으로 작업성 양호하게 기판에 탑재할 수 있다.

Claims (4)

  1. 전자 부품 장착 장치(electronic component mounting equipment)에 있어서,
    기판을 위치 결정하기 위한 위치 결정부(a positioning unit)와,
    전자 부품을 공급하기 위한 전자 부품 공급 장치와,
    상기 위치 결정된 기판상으로 공급된 전자 부품을 이송하여 장착하기 위하여 상기 전자 부품 공급 장치와 상기 위치 결정부 사이에서 이동할 수 있는 이송 헤드
    를 포함하되,
    상기 전자 부품 공급 장치는,
    전자 부품을 수납하는 트레이를 유지하기 위한 상이한 높이 레벨의 복수개의 트레이 유지 수단과,
    상기 트레이 유지 수단을 지지하는 복수의 수직 스테이지를 구비하여, 상기 트레이 유지 수단 각각이 그들의 각각의 높이 레벨에서 수평 방향으로 이동 가능하게 하는 지지 수단(a support)과,
    대기 스테이지와 픽업 스테이지 사이에서 그들의 제각기 높이 레벨에서 독립적으로 각각의 상기 트레이 유지 수단을 수평 방향으로 이동하는, 상기 트레이 유지 수단과 함께 배치되는 이동 기구를 구비하며,
    상기 이송 헤드는,
    상기 전자 부품을 흡착에 의해 픽업하는 노즐과,
    상기 노즐을 상기 픽업 스테이지상의 트레이들 중 하나의 트레이의 높이 레벨로 수직 이동시키기 위한 수직 이동 기구를 구비하는
    전자 부품 장착 장치.
  2. 전자 부품을 수납한 트레이를 픽업 스테이지로 이동시켜, 이송 헤드의 노즐에 의해 상기 전자 부품을 픽업해서 기판상에 상기 전자 부품을 장착함으로써 상기 전자 부품을 장착하는 방법에 있어서,
    상기 픽업 스테이지에 대해 상기 트레이를 배출 및 복귀시키기 위해 소정 수직 간격으로 복수의 스테이지 레벨을 설정하는 단계와,
    각각의 스테이지 레벨에서 상기 트레이를 배출시킴으로써 상기 트레이를 상기 픽업 스테이지에 위치 결정하는 단계와,
    상기 트레이에 수납된 상기 전자 부품을 상기 노즐에 의해 픽업하여 상기 기판상에 상기 전자 부품을 장착하는 단계
    를 포함하는 전자 부품 장착 방법.
  3. 복수개의 수직 스테이지에 배치된 트레이에 수납된 전자 부품을 픽업 스테이지로 이송하고, 이송 헤드상에 마련된 복수의 노즐에 의해 상기 전자 부품을 흡착에 의해 픽업해서, 위치 결정부에 위치 결정된 기판상으로 상기 전자 부품을 이송하여 장착함으로써 전자 부품을 장착하는 방법에 있어서,
    상기 복수의 수직 스테이지에 배치된 트레이 위로 상기 이송 헤드를 이동시키는 단계와,
    상부 트레이로부터 하부 트레이의 순서로 상기 트레이로부터 상기 전자 부품을 픽업하기 위하여 차례대로 상기 복수의 노즐 - 상기 전자 부품을 픽업하지 않은 노즐은 상기 전자 부품을 픽업한 상기 노즐의 하강 동작에 후속하여 따름 - 을 수직 이동시키는 단계
    를 포함하는 전자 부품 장작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송 헤드 아래에 마련되는 관찰 장치(monitoring unit)를 더 구비하는 전자 부품 장착 장치.
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