KR100688241B1

KR100688241B1 - 전자부품 공급장치 및 전자부품 장착방법

Info

Publication number: KR100688241B1
Application number: KR1020057017910A
Authority: KR
Inventors: 가츠미 시마다
Original assignee: 가부시키가이샤 포프만
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2007-03-02
Also published as: JP2004363546A; US7299540B2; WO2004086842A1; KR20060002859A; US20060011645A1; DE112004000503T5

Abstract

본 발명은 전자부품을 프린트 배선기판(10) 위에 장착하는 전자부품 자동장착장치(1)로서, X축방향을 따라 이동하는 동시에 전자부품을 흡착하여 프린트 배선기판(10)에 장착하는 부품장착헤드(4)와, Y축방향을 따라 프린트 배선기판을 이동시키는 테이블(8)과, 이 테이블(8)에 설치되어 프린트 배선기판과 동시에 이동하는 전자부품 공급장치(12,14)와, 부품장착헤드가 전자부품을 흡착하고 나서 장착할 때까지의 사이에 전자부품의 자세를 화상인식하여 자세를 수정하는 부품화상인식 수정수단(16)을 가지고, 부품장착헤드에 의한 전자부품의 흡착위치 및 장착위치 그리고 전자부품의 화상인식위치가 X축상에 위치하도록 구성되어 있다. 그 밖에 전자부품 공급장치로서 각파이프식과 플레이트식이 개시되어 있다.

전자부품 장착

Description

전자부품 공급장치 및 전자부품 장착방법{ELECTRONIC COMPONENT SUPPLY DEVICE, AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING METHOD}

본 발명은 전자부품 자동장착 기술에 관한 것으로, 특히 다품종 소량생산에서부터 다품종 대량생산에 적합한 전자부품 공급장치 및 전자부품 장착방법에 관한 것이다.

종래부터 프린트 배선기판 위에는 매우 많은 전자부품이 실장되어 있는데, 이 때, 프린트 배선기판 위에 전자부품을 실장(마운트)하기 위하여, 전자부품 자동장착장치(마운터)가 사용되고 있다.

현재 보급되고 있는 전자부품 자동장착장치(마운터)는 고속생산을 염두로 개발된 것이 대부분이며, 또한 전자부품 공급장치도 대량 자동공급을 중요한 기능으로 하여 개발되고 있다.

전자부품 중에서 가장 종류가 많고 대량으로 사용되는 부품은, 수동부품인 칩 저항기, 칩 컨덴서 등의 칩형 전자부품이다. 칩형 전자부품은 인덕터나 다이오드 등 여러 종류에 걸쳐 있어, 일본을 포함한 세계의 칩형 전자부품의 생산 갯수는 년간 일조개에 달할 것으로 추정된다.

이들 대량의 여러 종류의 칩형 전자부품은 현재 거의가 8mm폭의 테이프에 테이핑되어 테이프 공급기(tape feeder)를 통하여 전자부품 자동장착장치에 공급되어, 프린트 배선기판에 장착되고 있다. 이 테이핑 부품은 릴에 감기며, 180mm직경의 릴에는 약 5000개부터 10000개의 부품이 수납되어 있다.

또한, 칩형 전자부품 이외의 부품, 예를 들어 IC나 그 밖의 반도체 부품 등 8mm 테이프로는 수납할 수 없는 대형부품은 12mm폭, 16mm폭, 24mm폭, 32mm폭, 44mm폭 등의 폭이 넓은 테이프에 테이핑되어 공급되거나, IC 등은 테이핑뿐만 아니라 매트릭스 트레이로 공급되거나 하고 있다.

현재 보급되고 있는 전자부품 자동장착장치(마운터)는 크게 나누어 아래의 2가지로 분류할 수 있다. 즉, (1) 부품공급부가 고정식이며, 이동식 장착헤드에 의해 전자부품을 부품공급부로부터 추출한 후, 고정위치 결정된 프린트 배선기판의 소정 위치에 전자부품을 이동시켜 장착하는 방식과, (2) 부품공급부와 프린트 배선기판이 이동식이며, 고정위치에서 터릿(turret)이 회전하면서 소정 부품을 받아, 소정 위치로 이동한 X-Y 테이블위의 프린트 배선기판 위에 테이핑된 전자부품을 장착하는, 흡착과 장착을 동시에 병행 처리하는 방식이다.

상기 2가지 방식의 전자부품 자동장착장치(마운터)는 모두 테이핑 부품이나 트레이 공급부품을 공급방식으로 하고 있기 때문에, 1대의 전자부품 자동장착장치(마운터)로 모든 전자부품을 장착하기 위해서는, 많은 테이프 공급기나 여러 종류의 트레이를 공급할 수 있는 트레이 공급장치가 필요하게 되어 부품공급부가 매우 커지고, 그 결과 전자부품 자동장착장치(마운터)가 너무 커지거나 비용이 너무 올라간다. 그래서 공급할 전자부품의 종류를 한정하거나, 1장의 프린트 배선기판의 장착을 완료하기 위하여, 복수대의 전자부품 자동장착장치(마운터)를 연결 사용하고 있는 경우가 많다.

전자부품 자동장착장치(마운터)로의 전자부품의 공급은, 상술한 바와 같이 테이핑 부품공급이 주류이며, 그 밖에 테이핑으로 공급되지 않는 부품은 트레이 공급부품 등으로 공급되는 경우가 많다. 이 공급부품들은 부품 메이커가 출하반송에 사용한 형상 그대로, 마운터에 공급되는 경우가 대부분이다. 예를 들어, 칩형 전자부품이 테이프 앤드 릴로 공급되는 경우, 1릴에 약 5000개의 부품이 수납되어 있다. 이 릴들을 테이프 공급기에 걸어 고속으로 마운터에 공급하고 있다. 1장의 프린트 배선기판에는 수십개 장착되는 사용빈도가 높은 부품도 있으면, 1개밖에 장착되지 않는 사용빈도가 낮은 부품도 있다. 1장의 프린트 배선기판당 1개밖에 장착되지 않는 부품을 5000개 수납용 릴로 공급하면, 5000장의 프린트 배선기판의 장착이 끝나서야 비로서 1릴 부품이 종료하게 된다. 한편, 사용빈도가 높은 부품은 빈번하게 릴을 교환해야 한다.

트레이 공급부품도 메이커나 부품의 종류에 따라 서로 다른 트레이에 탑재되어 있다. 하나의 트레이 안의 부품은 동일부품이다. 여러 종류의 부품공급을 위해 서는 많은 종류의 트레이를 탑재할 수 있는 트레이 공급장치가 필요하며, 수십 종류의 트레이를 단쌓기 하여, 랜덤하게 필요한 트레이의 부품을 꺼내는 트레이 공급장치를 사용하고 있다.

현재 보급되고 있는 전자부품 자동장착장치(마운터)는 테이프 공급기나 트레이 공급기를 주류로 하여, 사용빈도에 상관없이 모든 부품을 대량으로, 자동적으로, 고속으로 공급하는 시스템으로 되어 있다.

이 때문에, 1장 내지 몇장의 소량생산의 프린트 배선기판에 여러 종류의 전자부품을 장착하기 위하여 현재 보급되고 있는 전자부품 자동장착장치(마운터)나 전자부품 공급장치를 사용하는 경우, 부품공급장치의 재배치, 복수대의 마운터의 장착 프로그램 작성 등 준비에 많은 시간이 걸리며, 생산은 금새 끝나버리는 것이 현상황이다.

1장 내지 몇장의 소량생산의 프린트 배선기판에 여러 종류의 전자부품을 장착하는 경우, 현재 사람의 손으로 하나하나의 부품을 납땜하면서 장착하는 경우와, 대량생산용 라인을 일시적으로 소량생산 라인으로 전환시키는 경우가 있다. 후자의 경우, 매우 긴 준비시간에 비하여 생산시간이 매우 짧기 때문에, 필요 이상의 프린트 배선기판을 생산하여, 여분의 프린트 배선기판은 다음 생산을 위해 남겨두는 경우도 발생하고 있다.

또한, 기종 전환시에 부품공급장치의 재배치 시간을 단축하기 위하여, 미리 복수 기종에 필요한 부품을 탑재해두고, 기종 전환시에도 프로그램 호출만으로 기종 전환이 가능하도록 하고 있는 경우도 있다. 이 경우, 매우 많은 부품공급장치를 마운터에 탑재해야 하여, 복수대의 마운터가 필요한 경우가 많다. 소량생산의 프린트 배선기판에 전자부품을 장착하기에는 생산능력이 지나쳐 설비투자액이 팽대해진다.

현재, 대량생산 프린트 배선판의 실장은 저임금국에서 이루어지며, 선진국에서는 시험제작 기판의 생산, 다품종 소량 실장이 늘어나고 있다. 시험제작 기판의 생산, 다품종 소량 실장의 수요가 늘어나고 있음에도 불구하고, 그것에 적합한 생산방식의 확립, 다품종 소량생산을 위한 전자부품 공급장치 및 전자부품 장착장치의 개발이 늦어지고 있다.

또한, 다품종 소량생산에 적합한 장착방식은 기종 전환이 단시간에 가능한 방식이 요구된다. 현재 보급되고 있는 전자부품 자동장착장치(마운터)나 전자부품 공급장치를 사용하는 경우, 기종 전환에 따른 부품공급장치의 재배치, 여러 마운터간의 생산수량 균형의 조정, 최적화 장착 프로그램 작성 등, 준비에 많은 시간이 걸린다. 또한, 상술한 바와 같이 기종 전환시에 부품공급장치의 재배치 시간을 단축하기 위하여, 미리 복수대의 기종에 필요한 부품을 탑재해 두고, 기종 전환시에도 프로그램 호출만으로 기종 전환이 가능하도록 하거나, 생산라인을 어느 기종으로 고정화하고 있다. 어느 경우든 설비투자액이 팽대해져 효율적인 생산방식이라고는 할 수 없다.

전자부품중에서 가장 기종이 많고 대량으로 사용되는 수동부품인 칩 저항기, 칩 컨덴서 등의 칩형 전자부품의 공급은, 현재 거의 8mm 테이프 공급기(부품공급장치)로 이루어지고 있다. 다품종 부품을 공급하기 위해서는 많은 8mm 테이프 공급기 가 필요하다. 현재 보급되고 있는 8mm 테이프 공급기를 대량으로 전자부품 자동장착장치(마운터)에 탑재하기 위해서는 마운터의 부품공급부의 점유면적이 넓어지고, 부품공급부가 고정식인 마운터에서는 장착헤드가 부품 추출을 위해 이동하는 거리가 매우 길어지거나, 부품공급부가 이동식인 마운터에서는 부품공급부가 길어져 마운터의 바닥점유 면적이 넓어진다는 문제가 있다. 전자부품 자동장착장치(마운터)가 크고 길어지면, 마운터 비용이 상승하는 문제도 발생한다. 또한, 8mm 테이프 공급기의 가격이 비싸, 대량 8mm 테이프 공급기를 포함한 토탈 마운터의 비용이 매우 고가가 된다. 또한, 8mm 테이프 공급기에서는 사용빈도가 낮은 칩부품의 부품수납 갯수가 너무 많아진다는 문제도 있다.

또한, 전자기기의 소형화가 진전되어 프린트 배선기판의 소형화가 진행되고 있음에도 불구하고, 전자부품 공급장치가 작아지지 않기 때문에 전자부품 자동장착장치의 소형화가 이루어지지 않는 문제도 있다.

또한, 테이핑 부품 공급방식에서는, 테이핑 공정이나 테이핑 부재가 비싸져서 부품 비용이 내려가지 않고, 테이프 앤 릴로 공급된 부품은 1릴에서 5000개에서 10000개의 칩 부품이 수납되기 때문에 소량 부품 공급에는 부적합하며, 릴은 재활용이 가능하지만 테이프는 사용후 패재가 되어 환경보전에 악영향이 주고, 릴의 포장물 사이즈가 크고 수송 비용이나 보관 비용이 비싸며, 종이 테이프에 의한 종이 부스러기로 인해 고밀도 실장에서의 땜납 접합불량이 발생하는 등 많은 문제를 안고 있다.

또한, 사용빈도가 낮은 대형부품을 부품 메이커로부터 출하된 부품 포장물의 형상 그대로 전자부품 자동장착장치에 공급하면, 테이핑 부품에서는 수납 갯수가 너무 많고, 트레이 공급부품에서는 트레이를 병렬로 평면상에 늘어 놓은 경우 트레이 공급장치의 점유면적이 너무 넓어지며, 단쌓기한 서로 다른 종류의 트레이를 공급하는 장치에서는 복잡하고 비용도 상승하는 문제가 있다. 다품종 소량의 부품을 공급하기 위해서는, 공통의 부품공급부에 서로 다른 부품을 혼재공급하면 좋지만, 여러가지 사이즈의 부품을 1장의 트레이에 수납하기 위해서는, 종류가 매우 많은 여러 종류의 부품에 맞춘 포켓을 형성해야 하여 실용적이지 못하다.

또한, 사람의 손으로 전자부품을 플레이트 위에 장착 순서대로 늘어놓을 때, 정확한 위치에 정확하게 부품을 늘어놓기가 어렵다는 문제가 있다.

또한, 많은 종류의 부품을 공통의 부품공급부에서 혼재 공급하기 위해서는, 부품 메이커로부터 출하된 부품 포장물 형상으로부터 부품을 꺼내어, 부품공급부 위에 장착 순서대로 다시 늘어놓는 시퀀서(sequencer)가 필요하다. 그 목적을 위한 전자부품 시퀀서장치가 존재하지 않는다는 문제가 있다.

플레이트 위에 장착 순서대로 늘어 놓은 서로 다른 전자부품을 혼재공급하는 경우, 장착에 실패했을 때, 그 전자부품을 마운터에 재보충하여 프린트 배선기판의 장착을 완성해야 한다. 시퀀스된 부품의 재보충을 시퀀스 외의 부품으로 정밀도 좋게 정확하게 재보충하는 방식을 확립할 필요가 있다.

사람의 손으로 하나하나의 전자부품을 장착하는 방법은 장착하면서 손으로 납땜해가는 경우가 있다. 이 방식은 품질은 안정되기 어렵지만, 1장 내지 몇장의 프린트 배선기판 작성시에는 빠르기 때문에 자주 이용되고 있다. 하지만, 전자부품 은 점점 작아지고 실장밀도는 높아지고 있다. 현재 보급되고 있는 칩 부품은 최소 사이즈로 0.6mm×0.3mm인 극소부품이다. 이와 같은 극소 사이즈의 부품을 핀셋으로 들어올려, 손으로 납땜하는 것은 매우 어렵다.

또한, 부품과 부품의 거리도 고밀도 실장에서는 0.1mm에서 0.2mm로 사람의 손으로 실장하기에는 매우 어렵다. 손으로 실장하기에는 불가능한 고밀도 프린트 배선기판이 늘어나고 있어, 사람의 손으로 부품실장하기가 점점 어려워지고 있다.

또한, 매우 많은 종류의 전자부품을 실수없이 소정의 위치에 실장하기 위해서는, 완전한 순서 매뉴얼과 오퍼레이터의 교육이 불가결하지만, 1장 내지 몇장의 프린트 배선기판 작성에 그와 같은 순서설명서, 교육이 이루어지지 않는 것이 현실태이며, 품질을 유지할 수 없다는 문제가 있다.

또한, CSP(Chip Scale Package;칩 스케일 패키지)나 마이크로 PGA(핀 그리드 어레이;Pin Grid Array)와 같이 부품 패키지의 이면에 격자모양으로 접합부가 배치된 부품의 경우, 사람의 손으로 납땜하는 것이 불가능하며, IC 등의 핀이 많은 부품을 정확하게 손으로 실장하는 것도 매우 어렵다. 사람의 손으로 실장하기에는 불가능한 전자부품이 점점 늘어나고 있다.

그래서, 품질을 위해서는 사람의 손이 아닌, 전자동 마운터로 장착하는 것이 최선이다. 다품종 소량의 프린트 배선기판 장착의 경우, 장착속도는 느려도 되지만 부품종류는 다품종 소량 공급이 가능하고 장착정밀도가 높으며 저가인 마운터가 요구된다.

복수대의 마운터를 연결하여 사용하는 생산방식은 생산성의 향상은 꾀할 수 있지만, 기종 전환시에 복수대의 마운터 프로그램 변경, 부품공급장치의 재배치, 마운터간 생산 갯수의 차이에 따른 라인균형의 조정 등, 기종 전환 준비시간이 길다. 이 때문에 현재의 전자부품 장착라인은 대량생산에는 적합한 생산방식이지만, 다품종 소량생산에는 맞지 않는다는 문제가 있다.

사용빈도가 낮은 전자부품을 테이프 공급기로 복수대의 마운터에 공급하면, 과잉 부품 재고를 마운터의 공급부에 탑재하게 되어 문제가 된다.

복수대의 마운터를 연결하고, 땜납 크림 인쇄기, 리플로우 노(爐) 등의 관련장치와도 연결되어 있는 생산방식에서는 장치간 생산 갯수, 생산능력의 불균형으로 인해, 각 장치가 최대의 효율로 가동하지 않는다. 또한, 기종 전환시에는 연결한 장치의 각 장치를 일거에 전환할 필요가 있어, 다품종 생산에 부적합하다.

그래서, 본 발명은 다품종 소량생산에서부터 다품종 대량생산에 적합한 전자부품 공급장치, 및 전자부품 장착방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

삭제

또한, 본 발명은 바닥 점유면적이 작은 전자부품 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 소형화를 가능하게 한 전자부품 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

삭제

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 제 1 발명은, 칩형 전자부품을 공급하는 전자부품 공급장치로서, 칩형 전자부품의 외형에 맞는 통로를 가지는 동시에 그 통로내부에 칩형 전자부품이 일렬로 늘어서도록 되어 있는 각파이프를 고밀도로 다수개 병렬배치하여 형성된 파이프군과, 이 파이프군의 각 각파이프의 일단부에 형성된 부품추출부와, 파이프군의 각 각파이프의 타단부에 설치되며 칩형 전자부품을 각 부품추출부로 반송하는 부품반송수단을 가지는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명은 바람직하게는 또한 부품추출부에 근접하여 배치되며 칩형 전자부품을 부품추출위치에서 보유하는 마그네트(magnet) 수단을 가진다.

제 1 발명에 있어서 바람직하게는 부품반송수단은 각 각파이프의 타단부에 연결되며 칩형 전자부품을 낱개적재 상태로 수납하는 복수의 호퍼(hopper)로 이루어지는 호퍼군과, 적어도 호퍼군 또는 각 각파이프의 타단부 중 어느 한 쪽을 상하이동시켜 각 각파이프의 통로에 칩형 전자부품을 공급하는 부품공급수단과, 각 각파이프의 통로내부의 칩형 전자부품을 상기 부품추출부로 반송하는 반송수단을 가진다.

제 1 발명에 있어서 바람직하게는 반송수단은 호퍼군에 양압(positive pressure)의 공기를 공급하여 각 각파이프의 통로내부의 칩형 전자부품을 상기 부품추출부로 반송한다.

제 1 발명에 있어서 바람직하게는 각파이프는 스테인레스 각파이프 또는 플라스틱 각파이프이다.

제 1 발명에 있어서 바람직하게는 파이프군의 윗쪽에 다른 파이프군이 1단 또는 복수단 더욱 배치되어 있다.

본 발명의 제 2 발명은 전자부품을 공급하는 전자부품 공급장치로서, 평면을 가지는 플레이트와, 이 플레이트의 평면위에 형성되며 전자부품의 가로 미끄러짐을 방지하는 동시에 전자부품 흡착시에 쉽게 전자부품을 플레이트로부터 벗겨낼 수 있을 정도의 접착성 또는 전자부품을 보유할 수 있는 정도의 표면마찰계수를 가지는 피막을 가지고, 여러 종류의 전자부품이 플레이트 피막위의 소정 위치에 혼재배치되어 있다.

제 2 발명에 있어서 바람직하게는 플레이트 및 피막은 각각 투명하고, 또한 플레이트의 표면 또는 이면에 설치된 전자부품의 배치위치를 표시하는 템플릿 수단을 가지며, 이 템플릿 수단에 의해 전자부품을 그 전자부품의 표시위치에 배치할 수 있도록 되어 있다.

삭제

본 발명의 제 3 발명은 플레이트식 전자부품 공급장치를 구비한 전자부품 자동장착장치를 사용하여, 여러 종류의 전자부품을 프린트 배선기판에 장착하는 전자부품 장착방법으로서, 여러 종류의 전자부품을 플레이트 위에 혼재배치하는 공정과, 플레이트 위에 혼재배치된 전자부품을 프린트 배선기판 위에 장착하는 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 따르면, 다품종 소량생산에서부터 다품종 대량생산에 적합한 전자부품 공급장치, 및 전자부품 장착방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자부품 자동장착장치를 나타내는 전체 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자부품 자동장착장치를 나타내는 전체 평면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 측면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 평면도이다.

도 5는 낱개적재 상태의 칩형 전자부품을 일렬로 늘어놓는 정렬장치에 각파이프를 연결한 상태를 나타내는 정면단면도이다.

도 6은 이표면의 판별이 칩형 전자부품을 일렬로 늘어놓는 정렬장치를 나타내는 정면단면도이다.

도 7은 보충용 각파이프를 사용하여 칩형 전자부품을 보충하는 경우의 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 측면도이다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 측면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 평면도이다.

도 10은 도 8의 각파이프식 전자부품 공급장치의 하나의 호퍼를 나타내는 사시도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 측면도이다.

도 12는 본 발명의 실시예인 각파이프식 전자부품 공급장치를 설치한 전자부품 자동장착장치를 나타내는 개략평면도이다.

도 13은 종래의 전자부품 공급장치를 설치한 전자부품 자동장착장치의 일부를 나타내는 개략평면도이다.

도 14는 종래의 전자부품 공급장치를 설치한 전자부품 자동장착장치의 일부를 나타내는 개략평면도이다.

도 15는 본 발명의 실시예의 플레이트식 전자부품 공급장치를 나타내는 평면도이다.

도 16은 도 15의 정면도이다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예의 플레이트식 전자부품 공급장치를 나타내는 정면도이다.

도 18은 플레이트 및 플레이트 위에 배치된 각 전자부품을 나타내는 평면도이다.

도 19는 본 발명의 실시예인 플레이트식 전자부품 공급장치를 설치한 전자부품 자동장착장치를 나타내는 개략평면도이다.

도 20은 종래의 전자부품 공급장치를 설치한 전자부품 자동장착장치의 일부를 나타내는 개략평면도이다.

도 21은 본 발명의 실시예의 전자부품 시퀀서장치를 나타내는 평면도이다.

도 22는 본 발명의 다른 실시예의 전자부품 시퀀서장치를 나타내는 평면도이다.

도 23은 본 발명의 또 다른 실시예의 전자부품 시퀀서장치를 나타내는 평면도이다.

도 24는 본 발명의 실시예인 플레이트 공급장치를 나타내는 개략정면도이다.

도 25a는 최초 플레이트의 전자부품 장착실패시를 나타내는 플레이트 평면도이고, 도 25b는 장착실패시에 사용되는 다음 플레이트의 부품장착 완료시를 나타내는 플레이트의 평면도이다.

도 26은 본 발명의 실시예에 따른 1대의 전자부품 시퀀서장치에 의해 복수대의 전자부품 자동장착장치(마운터)에 플레이트식 전자부품 공급장치(플레이트)를 공급하는 방법을 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

먼저, 도 1 및 도 2에 따라 본 발명의 전자부품 자동장착장치의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자부품 자동장착장치를 나타내는 전체 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전자부품 자동장착장치를 나타내는 전체 평면도이다.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 전자부품 자동장착장치(1)는 베이스(2)를 가지고, 이 베이스(2)의 대략 중앙부의 양단부에는 부품장착헤드(4)를 이동가능하게 지지하는 지지기둥부재(6)가 설치되어 있다. 베이스(2)의 대략 중앙부에는 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)이 이동가능하게 설치되어 있다. 이 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8) 위에는, 여러 종류의 전자부품이 장착되는 프린트 배선기판(10)이 탑재되어 있다.

여기서, 부품장착헤드(4)는 X축(제 1 축)방향을 따라 이동가능하며, 한편 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)은 X축(제 1 축)과 직교하는 Y축(제 2 축)을 따라 이동가능하게 되어 있다.

이어서, 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)에는 뒤에서 자세히 설명하는 각파이프식 전자부품 공급장치(12)가 설치되어 있다. 이 각파이프식 전자부품 공급장치(12)는 프린트 배선기판(10)의 Y축방향 양측에 2대 설치되어 있다.

또한, 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)에는, 또한 뒤에서 자세히 설명하는 플레이트식 전자부품 공급장치(14)가 설치되어 있다. 이 플레이트식 전자부품 공급장치(14)는 프린트 배선기판(10)의 X축방향의 일단측을 따라 2대 설치되어 있다.

또한, 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)에는 전자부품의 사이즈에 적합한 여러 종류의 부품흡착 노즐을 설치한 노즐체인저(15)가 설치되어 있으며, 전자부품의 사이즈에 따라, 부품장착헤드(4)의 부품흡착노즐이 변경 가능하도록 되어 있다.

이들 각파이프식 전자부품 공급장치(12) 및 플레이트식 전자부품 공급장치(14) 그리고 노즐체이저(15)는, 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)이 Y축방향으로 이동할 때, 프린트 배선기판(10)과 함께 동시에 이동할 수 있도록 되어 있다.

이어서, 부품장착헤드(4)가 이동하는 X축을 따르는 축을 헤드이동축(H)(도 2 참조)으로 하면, 베이스(2) 위의 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8) 근방의 헤드 이동축(H) 위에는, 부품흡착과 부품장착 사이에서 부품장착헤드(4)에 의해 흡착된 전자부품의 위치를 화상인식하여 그 위치를 수정하기 위한 화상인식장치(16)가 설치되어 있다. 또한, 베이스(2) 위의 헤드이동축(H) 위의 화상인식장치(16) 옆에는 장착에 실패한 전자부품을 폐기하는 처리장치(disposer; 18)가 설치되어 있다.

이어서, 상술한 전자부품 자동장착장치(1)의 동작을 설명한다. 먼저, 각 파이프식 전자부품 공급장치(12) 또는 플레이트식 전자부품 공급장치(14)에 의해 공급되는 장착되어야 할 전자부품의 부품흡착위치가 부품장착헤드(4)의 바로 아래에 위치하도록, 부품장착헤드(4)가 X축방향으로 이동하는 동시에 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)이 Y축방향으로 이동한다. 부품장착헤드(4)는 이 부품흡착위치에서 전자부품을 장착하면, 헤드이동축(H)위를 이동하여 화상인식장치(16)에 도달하 여, 장착된 전자부품의 위치가 화상인식장치(16)에 의해 인식되고, 부품의 위치수정이 이루어진다. 이 부품 위치의 X축과 θ회전축(X축과 Y축에 수직한 Z축을 중심으로 한 회전축) 수정은 부품장착헤드(4)에 의해 이루어지며, Y축의 수정은 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8)에 의해 이루어진다.

테이블(8)은 부품장착헤드(4)가 화상인식장치(16)의 위치로 이동하는 것과 평행하게 부품장착위치까지 이동하며, 화상인식의 결과 발생하는 Y축의 위치수정을 한 후, 부품장착위치에서 멈춘다.

이 부품장착위치에서 부품장착헤드(4)는 전자부품을 프린트 배선기판(10)에 장착한다. 이와 같이 하여 부품장착헤드(4) 및 테이블(8)을 이동함으로써, 이 부품흡착, 부품위치 인식수정, 부품장착을 반복하여, 필요한 전자부품의 프린트 배선기판(10)으로의 모든 전자부품의 장착을 완료한다.

여기서, 전자부품 공급을 하는 각파이프식 전자부품 공급장치(12) 및 플레이트식 전자부품 공급장치(14)는 모두 프린트 배선기판 위치결정 테이블(8) 위에 탑재되어 있기 때문에, 부품장착헤드(4)의 이동거리가 짧아진다. 그 때문에, 컴팩트하고 저가의 다품종 소량생산에 적합한 전자부품 자동장착장치(1)가 된다.

한편, 테이블(8) 위에 탑재할 수 없는 테이핑 부품 등은, 부품장착헤드(4)의 이동축을 다소 연장하여, 여러 종류의 테이프 공급기를 탑재할 수 있게 하여도 좋다.

이어서, 도 3 내지 도 14를 참조하여, 각파이프식 전자부품 공급장치(12)를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 측면도이고, 도 4는 그 평면도이다.

도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 각파이프식 전자부품 공급장치(12)는 공급기 베이스(20)를 구비하고, 이 공급기 베이스(20)에는 10개의 각파이프(22)가 높은 밀로도 나란하게 탈부착가능하게 배치되어 있으며, 파이프군을 형성하고 있다. 각파이프(22)는 드로잉 성형된 정밀 스테인레스 각파이프이고, 단면형상이 칩형 전자부품 A(칩부품 A라고도 함)의 외형에 맞는 형상의 통로로 되어 있으며, 일렬로 정렬한 칩형 전자부품 A를 수납하고 있다. 또한, 이 각파이프(22)는 형 성형된 스테인레스 각파이프이어도 좋다.

또한, 각파이프(22)는 드로잉 성형, 형 성형, 또는 압출성형된 플라스틱 각파이프이어도 좋다. 이 경우, 압출성형된 플라스틱 각파이프가 가장 바람직하다.

각 각파이프(22)의 선단부(일단부)에는, 칩부품 추출구(24)가 설치되어 있으며, 또한 이 추출구(24)에는 개폐가능한 셔터(26)도 설치되어 있다. 또한, 각파이프(22)의 후단부에는, 파이프(22) 안에 간헐적으로 압축공기를 보내, 칩부품 A를 추출구(24)까지 반송하는 부품수송장치(28)가 설치되어 있다. 이 부품수송장치(28)는 파이프군인 10개의 각파이프(22) 전부와 연결되는 구조로 되어 있어, 1대의 부품수송장치(28)로 10개의 각파이프(22) 전부의 칩부품 수송이 가능하게 되어 있다. 한편, 칩부품 반송은 양압의 압축공기뿐만 아니라, 음압의 진공으로 흡인하도록 하여도 좋다. 또한, 양압의 압축공기와 음압의 진공을 병용하여도 좋다.

추출구(24)의 전방 하부에는 칩부품 A를 안정되게 보유하기 위하여 제 1 마 그네트(30)가 설치되어 있으며, 또한 추출구(24)의 후방 하부에는 2번째 이후의 칩부품 A를 보유하고, 선두의 칩부품 A가 뒷쪽으로부터 밀리지 않도록 하기 위한 제 2 마그네트(32)가 설치되어 있다. 한편, 도시하지 않았지만, 각파이프(22)의 통로를 따라 마그네트를 복수개 설치하여도 좋다.

여기서, 칩부품 A가 부품수송장치(28)에 의해 압축공기로 송출될 때는, 제 2 마그네트(32)의 자력에 지지 않고 통과할 수 있도록, 압축공기 및 자력의 세기가 조정되고 있다. 상술한 셔터(26)는 칩부품 A가 압축공기로 송출될 때, 추출구(24)로부터 튀지 않도록 닫히지만, 그 이외의 경우에는 열린 상태로 되어 있다.

또한, 전자부품 자동장착장치(1)의 부품장착헤드(4)의 노즐(34)은 추출구(24)로부터 칩부품 A를 흡착하여, 상술한 프린트 배선기판(10)의 부품장착위치로 이동하여 칩부품 A를 장착한다.

여기서, 상술한 바와 같이, 각파이프(22)는 드로잉 성형 또는 형 성형된 스테인레스 각파이프, 혹은 드로잉 성형, 형 성형 또는 압출 성형된 플라스틱 각파이프이며, 대량을 저가로 제작할 수 있고 파이프의 외형도 매우 작다. 예를 들어, 통칭 1608사이즈의 칩 저항기의 부품외형 사이즈는 길이 L=1.6mm, 폭 W=0.8mm, 높이 T=0.45mm이다. 이 칩 저항기용 각파이프(22)는 내직경이 폭 W=1.2mm, 높이 T=0.6mm, 외경이 폭 W=1.66mm, 높이 T=1.07mm로 되어 있다. 각파이프(22)의 길이는 칩부품의 수납 갯수에 맞추어 자유롭게 길이를 설정할 수 있다.

도 3 및 도 4에 나타내는 것은, 10개의 1608사이즈의 칩 저항기용 각파이프(22)를 20mm폭의 공급기 베이스(20)에 탑재한 각파이프식 전자부품 공급장치이다.

여기서, 종래의 8mm 테이프 공급기의 최고 밀도 공급기는 8mm 테이프 2개를 20mm폭에 탑재한 듀얼랜(dual lane) 공급기이다. 그 듀얼랜 테이프 공급기와 비교하여 실제로 5배의 밀도가 된다. 다시말하면, 같은 전자부품 자동장착장치(마운터)에 5배 종류의 전자부품 공급장치(공급기)를 탑재할 수 있는 획기적인 전자부품 공급장치 공급기가 된다. 게다가 필요한 부재는 정밀 스테인레스 각파이프인 각파이프(22)와, 간헐적으로 압축공기를 보내는 부품수송장치(28)로서, 매우 싼 칩부품 공급장치(칩부품 공급기)가 된다. 또한, 운동가능 부분이 없기 때문에 공급기의 수명이 길고, 유지가 용이한 공급기가 된다.

이어서 도 5 내지 도 7을 참조하여 낱개적재 상태의 칩형 전자부품을 일렬로 늘어 놓은 후에 각파이프에 채우는 정렬장치를 설명한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 정렬장치(36)는 낱개적재 상태의 칩형 전자부품 A를 수납하는 호퍼(38)와, 이 호퍼(38)의 아랫쪽에 위치하며 부품 두께와 같은 두께를 가지는 정렬실(40)과, 정렬실(40) 아랫쪽에 형성된 부품의 단면형상에 맞는 단면의 송출통로(42)와, 호퍼(38)와 정렬실(40) 사이의 공기를 상하이동시켜, 호퍼(38) 안의 낱개적재 상태의 칩부품 A를 교반하여 정렬실(40) 안에 정렬시켜 송출통로(42)로 보내는 정렬판(44)을 가진다. 송출통로(42)의 하단에는 각파이프(22)가 연결되어 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 정렬판(44)의 상하운동으로 일렬로 정렬된 칩부 품 A는 송출통로(42)로 보내져 그 출구(42a)로부터 연결된 각파이프(22) 안으로 칩부품 A가 일렬로 정렬한 상태로 채워진다.

한편, 이 정렬장치(36)는 일본특허공개 평10-294598호 공보에 개시된 칩부품 공급장치의 구조의 일부를 적용한 것으로, 상세한 설명은 생략한다.

정렬장치로서 상술한 것 이외에 볼진동 공급기를 사용하여, 이 볼진동 공급기로 칩부품을 일렬로 정렬하여 연결된 각파이프에 채우도록 하여도 좋고, 또한 다른 많은 방식을 이용할 수 있다.

이어서 도 6에 따라, 칩부품이 칩 저항기 등으로 이표면의 판별이 필요한 경우의 정렬장치를 설명한다. 도 5의 정렬장치와 동일한 부분에는 같은 부호를 사용하고, 서로 다른 부분만을 설명한다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 정렬장치(36)는 도 5에 나타내는 것에 더하여, 수직방향으로부터 수평방향으로 90도 꺾여진 송출통로(42), 이 송출통로(42)의 출구측에 설치된 칩부품의 이표면을 판별하는 표리(表裏) 센서(48), 이면의 칩부품을 송출통로(42)로부터 불어날리는 에어블로우(air blow;50), 이 에어블로우(50)에 의해 날린 칩부품을 회수하여 호퍼(38)로 돌려보내는 회수기(52)를 가진다.

이 정렬장치(36)에서는 송출통로(42)로 보내진 칩부품은 진동에 의해 수평으로 설치된 각파이프(22)의 방향으로 진행한다. 도중에서 표리 센서(48)에 의해 칩부품의 이표면이 판별된 후, 이표면이 혼입하지 않도록 표면의 칩부품만을 통과시키고, 이면의 칩부품은 에어블로우(50)에 의해 통로로부터 날려보내, 회수기(52)에 의해 호퍼(38)로 되돌아간다.

이와 같이 하여 표면의 칩부품만 각파이프(22) 안에 진동으로 보내져, 각파이프(22)에서는 이표면이 혼재된 부품이 없도록 한다. 각파이프(22)가 칩부품으로 가득 차면, 이 각파이프(22)를 정렬장치(36)로부터 떨어뜨려, 상술한 각파이프식 전자부품 공급장치(12)의 텅빈 각파이프(22)와 교환한다.

한편, 도시하지 않았지만, 이표면을 센서로 판정한 후, 통로를 바꾸어 이표면 선별하여 각각의 각파이프에 채우도록 하여도 좋다. 또한, 이표면을 센서로 판정한 후, 부품을 반전하여 이표면 정렬한 후 각파이프에 채워도 좋다. 또한, 칩부품의 반송은 진동이 아니어도, 압축공기로 누르거나 진공으로 당겨도 좋다.

또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 보충용 각파이프(54)에 상술한 도 5 및 도 6에 나타내는 정렬장치에 의해 칩부품을 채우고, 각파이프식 전자부품 공급장치(12)의 비거나 칩부품이 적어진 각파이프(22)의 뒷쪽의 부품수송장치(28)를 제거하여, 이 보충용 각파이프(54)를 각파이프(22)와 연결하여 칩부품을 뒷쪽에서부터 부품수송장치(56)로 압축공기를 보내, 칩부품을 각파이프(22)에 보충하도록 하여도 좋다.

여기서, 보충용 각파이프(54)에 소정 수량의 칩부품을 채우고, 이 칩부품이 채워진 보충용 각파이프(54) 자체를 유통매체로 하여 칩부품을 판매하여도 좋다. 이 경우, 소량의 칩부품을 구매하고 싶은 고객의 요구를 만족시킬 수 있다.

이어서, 도 8 내지 도 10에 따라, 각파이프식 전자부품 공급장치의 다른 실시예를 설명한다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치를 나타내는 측면도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 각파이프식 전 자부품 공급장치를 나타내는 평면도이며, 도 10은 도 8의 각파이프식 전자부품 공급장치의 하나의 호퍼를 나타내는 사시도이다. 이 다른 실시예는 각파이프의 타단부에 호퍼식 부품공급장치를 설치하고, 이 호퍼식 부품공급장치에 의해 각파이프의 통로내에 칩부품을 공급하도록 한 것이다.

도 8에 나타내는 바와 같이, 각파이프식 전자부품 공급장치(118)는, 공급기 베이스(120)를 구비하고, 이 공급기 베이스(120)에는 10개의 각파이프(122)가 고밀도로 나란하게 탈부착 가능하게 배치되어, 파이프군을 형성하고 있다. 각파이프(122)는 드로잉 성형된 정밀 스테인레스 각파이프로, 단면형상이 칩형 전자부품 A(칩부품 A라고도 함)의 외형에 맞는 형상의 통로로 되어 있어, 칩형 전자부품 A가 일렬로 정렬가능하다. 이 각파이프(122)는 형 성형된 스테인레스 각파이프이어도 좋고, 드로잉 성형, 형 성형 또는 압출 성형된 플라스틱 각파이프이어도 좋다.

각 각파이프(122)의 선단부(일단부)에는 칩부품 추출구(124)가 설치되어 있다. 한편, 각 각파이프(122)의 후단부(타단부)는 윗쪽을 향하여 약 90도 굽어져 있으며, 각 각파이프(122)의 후단부(타단부)에는 칩형 전자부품을 낱개적재 상태로 수납한 호퍼(126)가 각각 연결되어 있다. 구체적으로는 도 9에 나타내는 바와 같이, 10개의 각파이프(122)에 10개의 호퍼(126;126a~126j)를 연결하여 호퍼군(127)으로 되어 있다.

이 10개의 호퍼(126;126a~126j)는 하나의 호퍼 구동장치(128)에 의해 상하운동하고, 이에 의해 호퍼(126) 내의 칩부품 A를 각파이프(122)의 통로안에 유입하도록(공급하도록) 되어 있다.

호퍼 구동장치(128)는 하나의 왕복운동을 하는 구동용 실린더(130)와, 이 구동 실린더(130)와 연결된 제 1 도르래(132)와, 이 제 1 도르래(132)에 의해 회전하는 타이밍 벨트(134)와, 이 타이밍 벨트(134)에 의해 회전하는 제 2 도르래(136)와, 이 제 2 도르래(136)에 동심적으로 설치된 원판(138)과, 이 원판(138)에 그 일단이 설치되고 타단이 호퍼군(127)에 설치되며 크랭크(crank) 기구를 구성하는 구동 바(140)를 구비하고 있다.

구동 실린더(130)가 왕복운동을 하면, 제 1 도르래(132) 및 타이밍 벨트(134)의 회전에 의해 제 2 도르래(136) 및 원판(138)이 회전하고, 그에 의해 구동 바(140)가 상하운동하여, 호퍼군(127) 즉 10개의 호퍼(126)가 상하운동한다. 이와 같이 하여 호퍼(126)안의 칩부품 A가 각파이프(122)의 통로안으로 유입된다(공급된다).

또한, 타이밍 벨트(134)에는 액츄에이터(142)가 설치되며, 이 액츄에이터(142)가 타이밍 벨트(134)와 함께 왕복운동함으로써, 에어 스위치(144)가 온/오프하도록 되어 있다. 에어 스위치(144)가 온일 때에는, 호퍼군(127)에 압축공기원(도시하지 않음)으로부터 간헐적으로 압축공기(양압의 공기)(146)를 보내고, 이 압축공기에 의해 각파이프(122)의 통로안에 정렬한 칩부품 A를 칩부품 추출구(124)까지 반송하도록 되어 있다. 여기서, 압축공기는 10개의 호퍼(126)와 파이프군인 10개의 스틱모양 파이프(122)의 전부로 보내져, 압축공기를 1회 보내면 10개의 각파이프(122) 전부에서 칩부품 A의 반송이 가능하게 되어 있다.

여기서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 각 호퍼(126)의 바닥면은 평평하게 형 성되며, 또한 호퍼(126) 안의 각파이프(122)의 타단부(상단부)(122a)는 칩부품 A를 유입하는 확율이 높아지도록, 칩부품 형상에 맞추어 가공되는 동시에 각파이프를 형성하는 4면 중 한 면만이 돌출하도록 형성되어 있다.

여기서, 도 8 내지 도 10에 나타내는 각파이프식 전자부품 공급장치에서는, 호퍼(126) 안의 칩부품 A를 각파이프(122)의 통로안으로 유입하기(공급하기) 위하여, 호퍼 구동장치(128)에 의해 호퍼군(127)을 상하운동시키고 있는데, 본 실시예에서는 호퍼군(127)을 상하운동시키지 않고 고정하며, 그 대신 각파이프 타단부 구동장치를 설치하여, 이 각파이프 타단부 구동장치에 의해 각파이프(122)의 타단부에 탄성변형시켜 상하운동시키도록 하여도 좋다.

또한, 칩부품 반송은 양압의 압축공기뿐만 아니라 음압의 진공으로 흡입하도록 하여도 좋다. 또한, 양압의 압축공기와 음압의 진공을 병용하여도 좋다.

이어서, 도 11에 따라, 각파이프식 전자부품 공급장치의 다른 실시예를 설명한다. 상술한 도 3 및 도 4의 각파이프식 전자부품 공급장치에서는 10개의 각파이프(파이프군)가 1단 배치되어 있는데, 이 도 11에 나타내는 실시예는 다단의 각파이프식 전자부품 공급장치(58)로서, 10개의 각파이프(파이프군)를 3단으로 겹친 구조로 되어 있다.

이 다단의 각파이프식 전자부품 공급장치(58)에서도 공급기 베이스(20)는 하나이며, 30개의 각파이프(22)가 탈부착 가능하게 설치되어 있고, 또한 각 단마다 부품수송장치(28)가 설치되어 있다. 한편, 부품수송장치는 30개의 각파이프(22) 모두와 연결되는 1대이어도 된다.

또한, 도시하는 바와 같이, 부품장착헤드(4)에 3개의 노즐(34)을 탑재하여 각 단으로부터 칩부품을 흡착하여도 좋고, 1개의 노즐이 상하운동하면서 각 단의 칩부품을 흡착하도록 하여도 좋다.

한편, 도 11에 나타내지 않았지만, 각 단에 셔터(26) 및 마그네트(30,32)를 설치하여도 좋다.

도 11의 실시예와 같이 각파이프(22)를 단쌓기하고 있으면, 같은 공간에 테이블 공급기와 비교하여 수십배 고밀도로 칩부품을 공급할 수 있는 부품공급장치(공급기)가 된다. 그 밖의 사이즈의 칩부품의 경우, 1단의 각파이프군에 1005사이즈(L=1.0mm, W=0.5mm)의 칩부품으로 20mm폭의 공급기 베이스에 12개, 0603 사이즈(L=0.6mm, W=0.3mm)의 칩부품으로 20mm폭의 공급기 베이스에 20개 탑재할 수 있어, 더욱 고밀도 공급이 가능해진다. 현재 보급되고 있는 8mm 테이프 공급기와 비교하여 수십배의 종류의 칩부품을 고밀도로 공급할 수 있기 때문에 1대의 마운터로 다품종의 부품공급이 가능해진다.

또한, 칩부품의 고속공급이 요구되는 경우, 복수개의 각파이프에 같은 부품을 넣고 각 각파이프로부터 같은 부품을 취하도록 하면, 고속공급이 가능해진다. 예를 들어, 10개의 스틱이 20mm폭의 공급기 베이스에 탑재되어 있고, 모두 같은 1608 사이즈의 칩 저항기로, 저항치가 같은 칩부품을 채우고 있다면, 10개의 스틱으로부터 차례로 칩을 고속으로 꺼내고, 그 후 10개분의 칩을 부품수송장치(28)로 보내면 된다.

8mm 테이프 공급기의 고속공급과 비교하면, 8mm 테이프 공급기의 경우 인덱 스 휠로 테이프를 인덱스 수송하면서 커버테이프를 벗기고, 테이프가 멈춘 순간에 칩부품을 꺼내는 동작이 필요하다. 이 동작을 10회 반복하고나서야 비로서 1개의 부품공급이 가능하다. 본 실시예의 각파이프식 전자부품 공급장치의 경우 테이프 공급기와 같은 20mm폭에 10개의 스틱이 나열되고, 고속으로 가동하는 부분이 없어, 10개의 칩부품 추출구에서 나오는 것을 기다리는 상태이기 때문에, 8mm의 테이프 공급기와 비교하여 고속공급으로도 유리하게 된다.

이어서 도 12 내지 도 14를 참조하여, 상술한 도 11에 나타내는 다단의 각파이프식 전자부품 공급장치(58)를 사용하는 것에 따른 이점을 설명한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 폭 120mm, 길이 100mm 크기의 프린트 배선기판(10)에 전자부품 자동장착장치(1)의 부품장착헤드(4)에 의해 칩부품을 장착하는 경우를 생각한다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 전자부품 자동장착장치(1)에 다단의 각파이프식 전자부품 공급장치(스틱 공급기)(61,62,63,64,65,66)를 설치한다. 스틱 공급기(61)는 1608 사이즈의 칩 저항기용 스틱이 10개 병렬로 늘어선 것을 3단 쌓아올린 공급기이다. 스틱 공급기(62)는 1005 사이즈의 칩 저항기용 스틱이 12개 병렬로 늘어선 것을 3단으로 쌓아올린 공급기이고, 스틱 공급기(63)는 0603 사이즈의 칩 저항기용 스틱이 20개 병렬로 늘어선 것을 3단으로 쌓아올린 공급기이며, 스틱 공급기(64)는 1608 사이즈의 칩 컨덴서용 스틱이 10개 병렬로 늘어선 것을 3단으로 쌓아올린 공급기이고, 스틱 공급기(65)는 1005 사이즈의 칩 컨덴서용 스틱이 12개 병렬로 늘어선 것을 3단으로 쌓아올린 공급기이며, 스틱 공급기(66)는 0603 사이즈의 칩 컨덴서용 스틱이 20개 병렬로 늘어선 것을 3단으로 쌓아올린 공급기이다.

공급기의 폭은 모두 20mm로 합계 6대의 공급기의 폭은 120mm이다. 120mm 폭에 합계 252개의 각파이프를 탑재할 수 있으며, 각각의 각파이프에는 서로 다른 값의 칩부품을 채울 수 있기 때문에, 합계 252 종류의 칩부품을 공급할 수 있는 칩형 전자부품 공급장치가 된다.

프린트 배선기판(10)은 전자기기의 소형화에 따라 점점 작아지고 있지만, 부품공급부가 작아지지 않기 때문에 마운터가 소형화되지 않는 결점이 있었지만, 본 실시예의 칩형 전자부품 공급장치(각파이프식 전자부품 공급장치)에 의해 고밀도의 부품공급이 가능하여, 마운터의 소형화가 가능하게 되었다.

예를 들어, 도시하는 바와 같이, 프린트 배선기판(10)의 사이즈를 폭 120mm, 길이 100mm로 하면, 프린트 배선기판과 동일한 폭에 합계 252종류의 칩형 전자부품 공급장치를 탑재할 수 있다. 이 때문에 전자부품 자동장착장치(마운터)의 부품장착헤드(4)가 부품흡착을 위해 이동하는 거리는 252종류의 부품을 흡착하는 경우에도 폭 120mm의 이동거리면 되기 때문에, 작고 고속장착이 가능한 전자부품 자동장착장치(마운터)(1)가 된다.

도 13은 도 12에 나타내는 것과 같은 크기의 프린트 배선기판(10)(폭 120mm, 길이 100mm)을 탑재한 마운터의 칩형 전자부품 공급장치를 모두 8mm 테이프 공급기(68)로 한 경우의 마운터의 평면도이다.

현재 시판되고 있는 8mm 테이프 공급기의 최소 폭은 10mm이기 때문에, 8mm 테이프 공급기(68)를 252개 나란히 늘어 놓은 경우의 부품 공급부의 폭은 10mm로 하면, 도 12와 같은 252종류의 칩부품을 공급하기 위해서는 칩형 전자부품 공급장치의 폭이 2520mm가 된다. 도 12와 비교하여 칩형 전자부품 공급장치의 폭은 사실상 21배의 폭이 필요하게 된다. 이 때문에 마운터의 부품장착헤드(4)가 부품흡착을 위해 이동하는 거리는 252 종류의 부품을 흡착하는 경우, 폭 2520mm의 이동거리가 필요하게 되어 마운터의 폭도 그만큼 길어진다.

또한, 도 14는 도 13에 나타낸 8mm 테이프 공급기(68)를 마운터의 앞뒤에 배치하여 마운터의 폭을 절반으로 한 마운트를 나타내는 평면도이다. 이 경우에도 칩형 전자부품 공급장치의 폭이 1260mm이 되어, 도 12의 실시예의 스틱 공급기와 비교하여 10.5배의 폭이 필요하게 된다.

프린트 배선기판(10)은 휴대전화, 모바일 기기, 디지털카메라, 캠코더 등 전자기기의 소형화나 모듈 기판의 증가에 따라 점점 작아지고 있지만, 종래의 테이프 공급기에 의한 공급방식으로는 상술한 바와 같이 전자부품 공급장치를 소형화할 수 없기 때문에, 전자부품 장차장치(마운터)를 소형화할 수 없다는 결점이 있었다.

하지만, 상술한 도 3, 도 4, 도 5, 도 8, 도 11에 나타내는 본 발명에 따른 각파이프식 전자부품 공급장치(1단과 다단 모두를 포함)를 이용함으로써, 바닥면적이 매우 작은 마운터이면서 많은 종류의 칩형 전자부품 공급장치를 탑재할 수 있는 획기적인 마운터를 제공할 수 있게 되었다.

이상, 도 3 내지 도 14를 참조하여 설명한 각파이프식 전자부품 공급장치는 도 1 및 도 2에 나타내는 전자부품 자동장착장치에 적용가능한 것인데, 이 도 1 및 도 2에 나타내는 장치 이외에도 예를 들어 전자부품을 프린트 배선기판 위에 장착 하는 전자부품 자동장착장치로서, 프린트 배선기판을 지지하는 테이블 수단과, 이 전자부품 공급장치에 의해 공급된 전자부품을 흡착하여 프린트 배선기판의 소정 위치에 장착하는 이동가능한 부품장착헤드와, 부품장착헤드가 전자부품을 흡착하고나서 장착할 때까지의 사이에 전자부품의 자세를 화상인식하여 자세를 수정하는 부품화상인식 수정수단을 가지는 전자부품 자동장착장치에도 적용가능하다.

이어서 도 15 내지 도 17에 따라 플레이트식 전자부품 공급장치를 상세히 설명한다. 도 15는 플레이트식 전자부품 공급장치를 나타내는 평면도이고, 도 16은 정면도이다. 한편, 플레이트식 전자부품 공급장치를 단순히 플레이트라고 부르는 경우도 있다.

도 15 및 도 16에 나타내는 바와 같이, 플레이트식 전자부품 공급장치(14)는 미리 정해진 피치의 격자를 가지는 플레이트(70)를 구비하고 있다. 각 전자부품 B의 중심위치가 이 피치의 격자위에 위치하도록 혼재배치된다.

플레이트(70) 위의 평면에는, 전자부품 B가 가로로 미끄러지는 것을 방지할 수 있지만, 마운터가 부품을 흡착할 때는 쉽게 부품을 플레이트로부터 벗겨낼 수 있을 정도의 약접착성을 가지는 피막(72)이 형성되어 있다. 한편, 이 피막으로서 접착력이 약한 풀 등을 플레이트(70) 위에 도포하여도 좋다.

또한, 피막(72)으로서 전자부품 B가 가로로 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 동시에 전자부품을 보유할 수 있을 정도의 표면마찰계수를 가지는 것, 구체적으로는 실리콘 고무시트를 플레이트(70) 위에 붙여도 좋다.

여기서, 플레이트(70)는 투명한 플레이트이며, 약접착성을 가지는 피막(풀, 실리콘 고무시트 등)(72)도 마찬가지로 투명하게 하고, 또한 플레이트(70)의 이면에 혼재배치되는 전자부품과 동일한 화상(도형) 및 배치위치를 표시한 템플릿(74)을 첨부한다. 이 템플릿(74)에 의해 전자부품 B를 플레이트(70)에 손으로 배치하는 경우, 배치할 전자부품의 종류 및 배치위치(어느 종류의 전자부품을 어느 위치에 배치할 것인가)를 쉽게 판단할 수 있다.

또한, 이 템플릿(74)은 도 17에 나타내는 바와 같이, 피막(72)과 플레이트(70) 사이에 배치하여도 좋다. 이 경우에는 피막(72)만 투명하고, 플레이트(70)는 투명하지 않아도 좋다.

또한, 플레이트(70) 및 템플릿(74)으로서, 전자부품을 장착하는 프린트 배선기판 자체를 이용하여도 좋다. 또한, 템플릿(74)으로서 프린트 배선기판 표면의 카피(copy)를 이용하도록 하여도 좋다.

이와 같이 많은 종류의 전자부품 B를 공통의 플레이트(70)에 동일 피치로 배치할 수 있어, 이 플레이트(70)를 부품공급부로하여 전자부품 자동장착장치(마운터)에 공급하면, 무제한 종류의 부품을 공통의 플레이트(70)로 공급할 수 있게 되어, 트레이 공급기 등과 비교하여 공간절약이 가능하며, 저가의 다품종 부품공급장치가 된다.

또한, 다품종 소량생산의 경우에는, 플레이트(70) 위에 전자부품 B를 손으로 배치하면 된다. 이 경우 플레이트의 이면에 붙인 템플릿(부품위치화상)(74)이 부품 배치위치의 작업지시서가 되어 편리하다.

전자부품 배치위치의 정밀도는, 마운터의 부품흡착헤드의 노즐이 부품을 픽 업할 수 있는 위치에 부품이 있으면 되기 때문에, 부품장착 위치정밀도와 비교하여 배치위치의 정밀도는 높지 않아도 된다. 마운터로 부품을 흡착할 수 있는 대략의 위치에 부품이 배치되어 있으면, 마운터가 부품흡착후 화상인식하여, 정밀도 좋게 프린트 배선기판에 장착할 수 있기 때문이다. 이 때문에 사람의 손으로 전자부품 B를 플레이트(70) 위에 배치하는 것도 어려운 작업이 아니다.

또한, 이 플레이트(70) 위에 배치된 전자부품 B는 기본적으로 상술한 각파이프식 전자부품 공급장치로 공급할 수 없는 8mm 테이프 부품이나 12mm 폭 이상의 폭이 넓은 테이프나 트레이로 공급되는 대형 부품을 대상으로 하고 있다. 이 부품들은 통상 사용빈도가 낮은 부품이기 때문에, 테이프 또는 트레이로 마운터에 탑재하면, 마운터의 부품은 과잉 재고상태가 된다.

또한, 폭인 넓은 테이프 공급기나 트레이 공급기의 비용이 비싸고 점유면적도 넓기 때문에, 여러 종류의 부품공급이 불가능하다는 결점이 있었지만, 이 플레이트식 전자부품 공급장치(14)에 의해 여러 종류의 부품을 저가로 필요한 부품 갯수만큼, 좁은 장소에서 마운터에 공급할 수 있게 되었다.

또한, 사용빈도가 높은 칩부품이나 8mm 테이프로 공급되는 그 밖의 부품은 테이프 공급기나 상술한 각파이프식 전자부품 공급장치(스틱공급기)로 마운터에 탑재해두면 좋지만, 사용빈도가 낮은 부품은 1장에서 몇장의 프린트 배선기판의 장착을 완성하는데 필요한 부품을 이 플레이트(70) 위에 배치하여 공급하면, 필요한 부품만, 필요할 때, 필요한 수량을, 이른바 '간판방식(just in time)'으로 마운터에 공급할 수 있어, 불필요한 재고가 발생하지 않는다.

이어서 도 18 내지 도 20을 참조하여 상술한 도 15 내지 도 17에 나타내는 플레이트식 전자부품 공급장치(14)의 사용에 따른 이점을 설명한다.

도 18은 플레이트(70) 및 플레이트(70) 위에 배치된 각 전자부품 B를 나타내는 평면도이다. 플레이트(70) 위에는 8mm 테이프 공급기로 공급가능한 소형부품(201,202,203,204) 4종류와, 12mm 테이프 공급기로 공급가능한 중형부품(205,206,207) 3종류와, 208에서 221까지의 14종류의 대형부품이 배치되어 있다. 도면에서 각각의 부품군의 옆에 표시한 숫자는 테이프로 공급한 경우의 테이프 폭이다.

도 19는 프린트 배선기판(10)(폭 150mm, 길이 100mm)을 탑재한 본 실시예에 따른 전자부품 자동장착장치(마운터)의 평면도이다. 도 18에 나타내는 전자부품을 모두 플레이트식 전자부품 공급장치(14)로 공급한 경우, 마운터의 부품장착헤드(4)가 부품흡착을 위해 이동하는 거리는 플레이트식 전자부품 공급장치(14)의 폭과 같은 150mm면 된다. 이 때문에 전자부품 자동장착장치(마운터)(1)를 컴팩트화하는 것이 가능해진다.

도 20은 상술한 모든 전자부품을 테이프 공급기로 공급한 경우의 종래의 전자부품 자동장착장치(마운터)의 평면도이다.

각 테이프 공급기의 폭을 8mm 테이프 공급기에서 10mm, 12mm 및 16mm 테이프 공급기에서 20mm, 24mm 테이프 공급기에서 30mm, 32mm 테이프 공급기에서 40mm, 44mm 테이프 공급기에서 50mm로 한다. 이 경우, 8mm 테이프 공급기(81)가 4개, 12mm 테이프 공급기(82)가 3개, 16mm 테이프 공급기(83)가 6개, 24mm 테이프 공급 기(84)가 2개, 32mm 테이프 공급기(85)가 4개, 44mm 테이프 공급기(86)가 2개 필요하다.

모든 전자부품을 테이프 공급기(81~86)로 공급한 경우, 부품공급부의 폭은 전체 길이로 540mm가 된다. 도 20에 나타내는 종래의 테이프 공급기를 사용하여 전자부품을 공급하는 경우, 도 19에 나타내는 본 실시예의 플레이트식 전자부품 공급장치(14)를 사용하여 전자부품을 공급한 경우와 비교하여, 3.6배의 부품공급부의 폭이 필요하다.

본 실시예의 플레이트식 전자부품 공급장치(14)를 사용한 경우, 모든 부품이 플레이트(70) 위에 배치되어 있기 때문에 프린트 배선기판 사이즈, 부품공급장치의 폭이 모두 150mm 폭으로 들어와, 폭이 좁은 마운터를 제공할 수 있게 된다.

도 15에 나타내는 바와 같이, 플레이트(70)에는 아직 틈이 있으며, 또한 여러 종류의 부품을 배치할 수 있다. 또한, 테이프 공급기 대신에, 테이프 공급기보다 넓은 공간이 필요한 트레이 공급기로 공급해야 하는 부품도 많이 존재하기 때문에, 도 19의 플레이트(70)로 공급하는 방식과 비교하여 도 19와 같은 종래의 테이프 공급기 트레이 공급기로 공급하는 방식은 매우 넓은 공간을 필요로 하며, 공급기의 가격도 올라간다.

이상 설명한 바와 같이, 플레이트식 전자부품 공급장치(14)를 사용함으로써, 여러 종류의 전자부품을 테이프 공급기 또는 전자부품을 트레이로 공급하는 트레이 공급기를 탑재한 전자부품 자동장착장치보다도, 단위면적당 보다 여러 종류의 전자부품을 저가로 공급할 수 있어, 전자부품 자동장착장치(마운터)을 매우 작게할 수 있게 된다.

이어서, 도 21 및 도 22에 따라, 플레이트식 전자부품 공급장치의 플레이트 위에 여러 종류의 전자부품을 배치하기 위한 전자부품 시퀀서장치를 설명한다. 도 21은 전자부품 시퀀서장치를 나타내는 평면도이다.

도 21에 나타내는 바와 같이, 전자부품 시퀀서장치(88)는 플레이트(70)를 탑재하여 반송하는 플레이트용 컨베어(90)와, 부품공급부인 테이프 공급기(92) 및 트레이 공급기(94)와, 부품공급부의 전자부품을 꺼내어 플레이트(70)에 배치하기 위한 채집기(96)를 구비하고 있다.

채집기(96)는 부품공급부(92,94)와 플레이트(70) 사이를 왕복운동하면서 전자부품 B를 흡착하여, 플레이트(70) 위에 정해진 간격으로 배치한다.

채집기(96)가 이동하는 채집기 이동축(I)은 X방향 축이며, 부품공급부인 테이프 공급기(92), 트레이 공급기(94) 등은 채집기 이동축(I)과 직교하는 방향인 Y축방향으로 설치되어 있다.

테이프 공급기(92) 및 트레이 공급기(94)의 부품추출 위치에서의 전자부품의 중심이 채집기 이동축(I)의 바로 아래 오도록 각 공급기가 설정되어 있다. 또한, 플레이트(70)는 그 격자의 일축이 채집기 이동축(I)의 바로 아래에 오도록 설치되어 있다.

더욱이, 부품공급기(92,94)와 플레이트(70)의 사이에 부품 사이즈에 맞추어 흡착노즐을 교환할 수 있도록 여러가지 사이즈의 노즐을 탑재한 노즐 체인저(98)가 채집기 이동축(I)의 바로 아래에 오도록 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 전자부품 시퀀서장치(88)에서는 먼저 채집기(96)가 프로그램된 부품추출위치(흡착위치)로 이동하여 부품을 흡착한 후, 플레이트(70)의 프로그램된 배치위치로 이동하여 부품을 배치한다.

테이프 공급기(92) 및 트레이 공급기(94)는 각각 Y축방향에서 부품을 정해진 피치만큼 간헐수송할 수 있도록 되어 있으며, 부품흡착후에는 다음 부품을 부품추출위치까지 항상 보내도록 되어 있다. 단, 트레이 공급기(94)의 경우에는 일렬의 부품이 모두 없어진 시점에서 다음 열이 채집기 이동축(I)의 바로 아래 오도록 보내진다.

플레이트(70) 격자의 일축의 부품배치가 종료하면, 플레이트(70)는 격자의 1피치만큼 간헐수송되어 다음 격자의 일축이 채집기 이동축(I)의 바로 아래에 온다. 채집기(96)는 도중에 노즐체인저(98)로 부품 사이즈에 맞는 흡착노즐과 교환하면서 부품을 흡착하여 플레이트(70) 위에 배치한다.

도 22는 전자부품 시퀀서장치의 다른 실시예를 나타내는 평면도이다. 도 22에 나타내는 전자부품 시퀀서장치(88)는 플레이트(70)를 사이에 두고 좌우에 부품공급부인 테이프 공급기(92) 및 트레이 공급기(94), 채집기(96), 노즐 체인저(98)가 2쌍 설치되어 있다. 이 경우, 우측과 좌측에서는 채집기 이동축(I,J)이 소정의 피치수만큼 Y축방향으로 어긋나 설정되어 있다.

이 전자부품 시퀀서장치(88)에 따르면, 부품공급부(92,94)가 2배로 되어 있으며, 또한 좌우의 각 채집기(96)가 동시에 가동할 수 있기 때문에, 부품종류가 배로 늘어날 뿐만 아니라, 배치속도도 배가 된다.

상술한 도 21 및 도 22에 나타내는 전자부품 시퀀서장치에서는, 각각 채집기는 X축방향으로만 이동하고, 부품공급부는 Y축방향으로만 이동하도록 되어 있지만, 본 실시예에서는 그 대신에, 부품공급부를 고정배치하고, 채집기가 X축방향 및 Y축방향의 2방향으로 이동할 수 있도록 하여도 좋다. 이 경우에는 채집기가 X축방향 및 Y축방향의 2방향으로 이동할 수 있기 때문에, 채집기는 플레이트 피막위의 소정 위치에 전자부품을 혼재배치할 수 있다.

이어서, 도 23에 따라 본 발명의 또 다른 실시예의 전자부품 시퀀서장치를 설명한다. 도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전자부품 시퀀서장치를 나타내는 평면도이다. 도 23에 나타내는 전자부품 시퀀서장치는 복수의 다른 전자부품 시퀀서장치와 연결되고, 또한 이 전자부품 시퀀서장치들을 전자부품 자동장착장치에 연결하고 있다.

즉, 전자부품 자동장착장치(150), 전자부품 시퀀서장치인 테이프 공급기 겸 트레이 공급기 겸용의 시퀀서 모듈(152), 전자부품 시퀀서장치인 트레이 공급기 전용의 시퀀서 모듈(154)이 각각 연결되어 있다. 시퀀서 모듈(152)에는 전자부품 공급부인 테이프 공급기(156) 및 트레이 공급기(158)가 고정배치되며, 한편 시퀀서 모듈(154)에는 전자부품 공급부인 트레이 공급기(158)가 고정배치되어 있다. 이들 테이프 공급기(156) 및 트레이 공급기(158)는 복수개 설치되어 있으며, 각 공급기가 각각 서로 다른 종류의 전자부품을 공급함으로써, 여러 종류의 전자부품을 공급할 수 있도록 되어 있다.

이들 시퀀서 모듈(152,154)에는 테이프 공급기(156) 및 트레이 공급기(158) 의 각 전자부품 추출위치로부터 전자부품을 꺼내기 위한 채집기(160)가 설치되어 있으며, 이 채집기(160)들은 X축방향 및 Y축방향의 2방향으로 이동가능하고, 도 23에 나타내는 채집기 이동범위(K) 안을 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, 시퀀서 모듈(152,154)에는 전자부품의 사이즈에 맞추어 채집기(160)의 흡착노즐을 교환할 수 있도록 여러가지 사이즈의 흡착노즐을 탑재한 노즐체인저(162)가 채집기 이동범위(K)내에 설치되어 있다.

또한, 시퀀서 모듈(152,154)에는 채집기(160)에 의해 추출된 전자부품을 받는 부품수취장치(164)가 채집기의 이동범위(K) 내에 설치되어 있다. 이 부품수취장치(164)의 평면위에는 상술한 플레이트와 마찬가지로 전자부품이 가로로 미끄러지는 것을 방지할 수 있지만, 마운터가 부품을 흡착할 때에는 쉽게 부품을 플레이트로부터 벗겨낼 수 있을 정도의 약접착성을 가지는 피막이 형성되어 있다. 한편, 이 피막으로서 접착력이 약한 풀 또는 실리콘 고무 등을 부품수취장치(164)의 평면위에 도포하여도 좋다. 또한, 피막으로서 전자부품이 가로로 미끄러지는 것을 방지할 수 있는 동시에 전자부품을 보유할 수 있을 정도의 표면마찰계수를 가지는 것, 구체적으로는 실리콘 고무시트를 부품수취장치(164)의 평면위에 붙여도 좋다.

시퀀서 모듈(152,154)에는 또한 전자부품을 받은 부품수취장치(164) 자체를 연결된 인접한 전자부품 시퀀서장치(또는 전자부품 자동장착장치 등)로 전달하기 위한 부품전달장치인 로드리스 실린더(Rodless cylinder;166)가 배치되어 있다.

구체적으로는 도 23에 나타내는 바와 같이, 시퀀서 모듈(154)의 로드리스 실린더(166)는, 트레이 공급기(158)로부터 추출된 전자부품을 탑재하는 부품수취장치 (164)를 연결된 인접하는 시퀀서 모듈(152)의 채집기(160)가 추출가능한 위치(L)까지 이동할 수 있도록 되어 있다.

또한, 시퀀서 모듈(152)에서는 테이프 공급기(156) 및 트레이 공급기(158)로부터 추출된 전자부품을 탑재하는 부품수취장치(164)를 연결된 인접하는 전자부품 자동장착장치(164)의 채집기(160)가 추출가능한 위치(L)까지 이동할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 도 23에 나타내는 예와 같이, 전자부품 시퀀서장치(시퀀서 모듈(152,154))를 전자부품 자동장착장치(150)에 연결하면, 온라인으로 여러 종류의 전자부품을 전자부품 자동장착장치(150)에 공급할 수 있는 시스템을 구성할 수 있다. 이 시스템에 따르면, 전자부품의 장착속도는 늦어도 되지만, 상술한 플레이트(70)를 전공정에서 준비하지 않고 여러 종류의 전자부품을 하나의 공정에서 실장할 수 있게 되어 이에 의해 저가의 전자부품 자동장착장치를 제공할 수 있다.

또한, 도시하지 않았지만, 도 23에 나타내는 전자부품 자동장착장치(150) 대신에, 상술한 플레이트식 전자부품 공급장치의 플레이츠(70) 위에 여러 종류의 전자부품을 배치하기 위한 전자부품 시퀀서장치를 연결하는 경우에는, 전자부품 시퀀서장치가 모듈화되고, 부품수취장치(164) 및 부품전달장치(166)를 통하여 전자부품을 순서대로 건내 보낼 수 있기 때문에, 시퀀서 모듈을 차례차례 연결해 갈 수 있어, 전자부품의 종류를 자유롭게 확장할 수 있어, 유연성이 높은 전자부품 시퀀서장치가 가능하다.

이어서, 도 24에 따라 여러 종류의 전자부품이 혼재배치된 플레이트를 전자 부품 자동장착장치에 공급하기 위한 플레이트 공급 장치의 실시예를 설명한다.

도 24에 나타내는 바와 같이 플레이트 공급 장치(100)는 여러 종류의 전자부품이 혼재배치된 플레이트(70)를 다단으로 수납할 수 있도록 만들어진 매거진(102)과, 이 매거진(102)을 상하운동시키면서 플레이트(70)를 매거진(102)으로부터 넣었다 뺐다하는 매거진 승강장치(104), 및 플레이트(70)를 전자부품 자동장착장치(1)로 공급하는 컨베어 벨트(106)를 구비하고 있다. 또한, 매거진(102)으로부터 전자부품이 배치된 플레이트(70)를 컨베어 벨트(106) 위에 눌러내는 압출기(pusher;108) 및 부품의 장착이 끝나고 텅빈 플레이트(70)를 매거진(102)으로 되돌려 보내기 위한 역(逆)압출기(110)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 플레이트 공급 장치(100)에서는, 먼저 매거진(102)의 상부에 장착 프로그램 순서대로 나열된 여러 종류의 전자부품이 배치된 플레이트(70)가 수납되어 있으며, 매거진(102)이 매거진 승강장치(104)에 의해 아랫쪽으로 내려가고, 압출기(108)에 의해 부품이 배치된 플레이트(70)가 컨베어 벨트(106) 위에 압출된다. 플레이트(70)는 컨베어 벨트(106)에 의해 전자부품 자동장착장치(1)의 부품장착헤드(4)가 부품을 추출하는 위치까지 반송되어 고정된다.

한편, 부품장착헤드가 X축 및 Y축방향으로 이동할 수 있는 방식의 경우에는 플레이트(70)를 부품장착헤드 이동범위내로 고정하는 것만으로 좋다. 그 밖의 방식의 전자부품 자동장착장치의 경우에는 전자부품이 부품장착헤드의 아래에 오도록 플레이트를 순서대로 이동하거나, 전자부품을 이동시킬 필요가 있다.

전자부품의 프린트 배선기판(10)으로의 장착이 끝난 텅빈 플레이트(70)는 컨 베어 벨트(106)에 의해 매거진(102) 부근까지 되돌아오며, 역압출기(110)에 의해 매거진(102) 밑의 슬롯에 수납된다.

여기서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전자부품 자동장착장치(마운터)(1)에는 플레이트를 사용한 플레이트식 전자부품 공급장치(14)뿐만 아니라, 상술한 칩부품을 공급하는 각파이프식 전자부품 공급장치(12)도 탑재되어 있기 때문에, 1대의 마운터(1)로 프린트 배선기판(10)으로의 전자부품의 장착을 완성할 수 있을 만큼의 부품종류가 공급되도록 하면 좋다.

이 경우에는, 플레이트식 전자부품 공급장치(14)의 플레이트(70) 위에는 사용빈도가 적은 전자부품을 혼재배치하고, 정확히 1장의 프린트 배선기판(10)의 장착이 완료가능한 만큼의 전자부품군이 플레이트(70) 위에 배치되어 있다. 1장의 프린트 배선기판(10)의 장착이 완성되면, 플레이트(70) 위의 부품도 텅빈다. 완성된 프린트 배선기판(10)은 마운터(1)로부터 배출되며, 새로운 프린트 배선기판(10)을 장착위치로 반입한다. 그 사이의 시간을 이용하여, 상술한 플레이트 공급 장치(100)에 의해 텅빈 플레이트(70)를 새로운 플레이트(70)와 교환하면, 손실 시간이 없는 기계가동이 가능하며, 게다가 여분의 전자부품을 마운터에 탑재하지 않아도 되어, 필요할 때, 필요한 만큼의 전자부품을 마운터에 공급할 수 있는 이른바 '간판방식'의 실장공정이 된다.

이어서, 도 24에 따라 플레이트 위에 배치된 전자부품의 장착에 실패했을 경우의 전자부품 장착의 수정방법을 설명한다.

가장 간단한 방법은, 장착실패를 일으킨 시점에서 전자부품 자동장착장치(1) 를 정지시키고, 오퍼레이터에 이상을 알리는 동시에 플레이트(70)는 도중까지 전자부품을 공급한 상태에서, 도 24의 파선의 위치(70a)까지 되돌아간다. 오퍼레이터가 플레이트(70)를 파선의 위치(70a)로부터 꺼내어, 장착에 실패하여 결품이 된 전자부품(112)을 손으로 수정한 후, 다시 전자부품(112)을 충전한 플레이트(70)를 파선위치(70a)로 돌려보낸다. 재가동 스위치에 의해 플레이트(70)는 컨베어 벨트(106)에 의해 전자부품 자동장착장치(1)의 부품장착헤드(4)가 부품을 꺼낼 수 있는 위치까지 반송되며, 고정된 위치로 돌아가 장착을 속행한다.

이 경우, 플레이트(70)의 뒷쪽에는 부품종류와 배치위치가 도시된 템플릿(74)이 붙어있으며, 투명한 플레이트(70)를 투과하여 템플릿(74)을 보면서 부품을 보충할 수 있어 배치 실수가 적다. 또한, 플레이트(70) 상의 전자부품(112)의 배치위치는 그다지 정밀한 위치가 아니어도 부품장착헤드(4)가 흡착할 수 있는 대강의 위치면 충분하기 때문에, 사람의 손으로 부품을 플레이트(70)에 배치하여도 충분히 작업을 볼 수 있다.

이어서, 도 24 및 도 25에 따라 플레이트 위에 배치된 전자부품의 장착에 실패한 경우의 전자부품 장착 수정방법의 다른 실시예를 설명한다. 도 25a는 최초의 플레이트 전자부품의 장착실패시를 나타내는 플레이트 평면도이고, 도 25b는 장착실패시에 사용되는 다음 플레이트의 부품장착 완료시를 나타내는 플레이트의 평면도이다

상술한 실시예에서는 전자부품의 장착이 실패한 경우, 도중에 전자부품 자동장착장치(1)가 정지하고, 오퍼레이터에 의해 장착이 재개된다. 도 24에 나타내는 실시예의 경우, 도중에 전자부품 자동장착장치(1)를 정지시키지 않고, 연속 자동운전을 속행하여, 수정작업은 후공정에서 함께 행하도록 되어 있다.

즉, 도 25a에 나타내는 바와 같이, 플레이트(70) 위의 파선으로 나타낸 전자부품(112)의 위치에서, 전자부품 자동장착장치(1)가 장착미스를 일으켰기 때문에 전자부품(112)과 장착완료 부품이 결품이 된 경우, 플레이트 공급 장치(100)(도 24 참조)는 결품이 된 플레이트(70)를 컨베어 벨트(106)를 통하여 매거진(102)으로 배출하고, 매거진(102)의 하부에 설치된 불량 플레이트용 슬롯(114)에 수납한다. 그 후 새로운 다른 플레이트(70)를 컨베어 벨트(106)에 의해 전자부품 자동장착장치(1)의 부품장착헤드(4)가 부품을 꺼낼 수 있는 위치까지 반송하고 고정하여, 장착작업을 속행하여, 1장의 프린트 배선기판의 장착을 완성한다.

새롭게 공급된 다른 플레이트(70)는 전자부품(112)의 위치에서부터 공급을 재개하기 때문에, 전반 부분의 전자부품이 배치된 채로의 도 25b에 나타내는 바와 같은 플레이트(70)가 된다.

그 후, 전반 부분의 전자부품이 배치된 채의 도 25b에 나타내는 플레이트(70)를 컨베어 벨트(106)를 통하여 매거진(102)으로 배출하고, 매거진(102)의 하부에 설치한 불량 플레이트용 슬롯(116)에 수납한다. 슬롯(114, 116)에 수납된 도중까지 사용된 플레이트(70)는 이 2장을 조합하면 전자부품(112)을 빼고 완성된 플레이트(70)와 동일한 부품이 배치되어 있다. 이 2장 1쌍의 플레이트 중 어느 한 쪽에 전자부품(112)을 손으로 보충하면 2장 1쌍으로 1장의 플레이트와 같은 플레이트가 된다.

이 수정작업을 작업의 마지막에 집중하여 하면, 도중에 전자부품 자동장착장치(1)를 정지시키지 않고 연속운전할 수 있으며, 도중까지 사용한 플레이트는 매거진(102)의 불량 플레이트용 슬롯(114, 116)에 자동적으로 수납되어, 마지막에 수정작업을 모아 할 수 있다.

이어서, 도 26에 따라 1대의 전자부품 시퀀서장치에 의해 복수대의 전자부품 자동장착장치(마운터)에 플레이트식 전자부품 공급장치(플레이트)를 공급하는 방법을 설명한다.

도 26에 나타내는 바와 같이, 상술한 전자부품 시퀀서장치(88)에 의해 여러 종류의 전자부품이 혼재배치된 플레이트(70)는 매거진(102)에 수납된다. 이 매거진(102)이 공통의 부품공급부로서 복수의 전자부품 자동장착장치(마운터)의 각 플레이트 공급 장치(100)에 공급된다.

통상 마운터는 다수의 칩부품을 장착하고 있기 때문에, 사용빈도가 높은 칩부품은 각파이프식 전자부품 공급장치(12)로 공급하고, 사용빈도가 낮은 전자부품을 플레이트식 전자부품 공급장치(14)(플레이트(70))로 공급하면, 1대의 전자부품 시퀀서장치(88)에 의해 복수대의 마운터에 플레이트(70)를 공급할 수 있는 능력이 있다. 예를 들어, 마운터의 80%의 가동시간은 칩부품이나 사용빈도가 높은 부품을 장착하고 있으며, 사용빈도가 낮은 부품은 20%의 마운터의 가동시간을 점하고 있다고 가정하면, 전자부품 시퀀서장치의 속도와 마운터의 속도가 같다면, 1대의 전자부품 시퀀서장치로 5대의 마운터에 플레이트를 공급할 수 있다. 마운터에서는 정밀도 좋게 부품을 장착하기 위해, 부품을 화상인식장치에서 인식수정한 후에 장착하 기 때문에, 전자부품 시퀀서장치의 속도보다 느려진다. 이 때문에, 전자부품 시퀀서장치의 플레이트(70)에 전자부품을 배치하는 속도는 마운터의 장착속도보다 빠르기 때문에, 1대의 전자부품 시퀀서장치로 더욱 많은 마운터에 전자부품을 공급할 수 있다.

이와 같이 플레이트(70)에 전자부품을 사전에 배치하고, 복수대의 마운터에 공급하는 쪽이 효율적이다. 현재의 생산시스템에서는 모든 전자부품을 테이프 또는 트레이로 마운터에 탑재하고 있기 때문에 많은 전자부품 공급장치(공급기)를 필요로 하여 비용이 높은 생산시스템이다. 또한, 사용빈도가 낮은 부품은 과잉재고상태로 마운터에 대량 탑재되어 있다. 하지만, 본 실시예에서는 이 문제들을 해결할 수 있다.

이상, 도 15 내지 도 26을 참조하여 설명한 플레이트식 전자부품 공급장치 및 관련기술은 도 1 및 도 2에 나타내는 전자부품 자동장착장치에 적용가능한 것이지만, 이 도 1 및 도 2에 나타내는 장치 이외에도, 예를 들어 전자부품을 프린트 배선기판위에 장착하는 전자부품 자동장착장치로서, 프린트 배선기판을 지지하는 테이블 수단과, 이 전자부품 공급장치에 의해 공급된 전자부품을 흡착하여 프린트 배선기판의 소정 위치에 장착하는 이동가능한 부품장착헤드와, 부품장착헤드가 전자부품을 흡착하고나서 장착할 때까지의 사이에 전자부품의 자세를 화상인식하여 자세를 수정하는 부품화상인식 수정수단을 가지는 전자부품 자동장착장치에도 적용가능하다.

본 명세서 내용 중에 포함됨.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
칩형 전자부품을 공급하는 전자부품 공급장치로서,

칩형 전자부품의 외형에 맞는 통로를 가지는 동시에 그 통로내부에 칩형 전자부품이 일렬로 늘어서도록 되어 있는 각파이프를 고밀도로 다수개 병렬배치하여 형성된 파이프군과,

이 파이프군의 각 각파이프의 일단부에 형성된 부품추출부와,

파이프군의 각 각파이프의 타단부에 설치되며 칩형 전자부품을 각 부품추출부로 반송하는 부품반송수단을 가지는 것을 특징으로 하는 전자부품 공급장치.
제 11 항에 있어서,

상기 부품반송수단은 각 각파이프의 타단부에 연결되며 칩형 전자부품을 낱개적재 상태로 수납하는 복수의 호퍼로 이루어지는 호퍼군과, 적어도 호퍼군 또는 각 각파이프의 타단부 중 어느 한 쪽을 상하이동시켜 각 각파이프의 통로에 칩형 전자부품을 공급하는 부품공급수단과, 상기 각 각파이프의 통로내부의 칩형 전자부품을 상기 부품추출부로 반송하는 반송수단을 가지는 칩형 전자부품 공급장치.
제 12 항에 있어서,

상기 반송수단은 상기 호퍼군에 양압의 공기를 공급하여 각 각파이프의 통로내부의 칩형 전자부품을 상기 부품추출부로 반송하는 전자부품 공급장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

또한 상기 부품추출부에 근접하여 배치되며, 상기 칩형 전자부품을 부품추출위치에서 보유하는 마그네트 수단을 가지는 전자부품 공급장치.
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 각파이프는 스테인레스 각파이프 또는 플라스틱 각파이프인 전자부품 공급장치.
제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 파이프군의 윗쪽에 다른 파이프군이 1단 또는 복수단 더욱 배치되어 있는 전자부품 공급장치.
전자부품을 공급하는 전자부품 공급장치로서,

평면을 가지는 플레이트와,

이 플레이트의 평면위에 형성되며 전자부품의 가로 미끄러짐을 방지하는 동시에 전자부품 흡착시에 쉽게 전자부품을 플레이트로부터 벗겨낼 수 있을 정도의 접착성 또는 전자부품을 보유할 수 있는 정도의 표면마찰계수를 가지는 피막을 가지고,

여러 종류의 전자부품이 상기 플레이트 피막위의 소정 위치에 혼재배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자부품 공급장치.
제 17 항에 있어서,

상기 플레이트 및 피막은 각각 투명하고, 또한 상기 플레이트의 표면 또는 이면에 설치된 전자부품의 배치위치를 표시하는 템플릿 수단을 가지며, 이 템플릿 수단에 의해 전자부품을 그 전자부품의 표시위치에 배치할 수 있도록 되어 있는 전자부품 공급장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
제 17 항 또는 제 18 항에 기재된 전자부품 공급장치를 구비한 전자부품 자동장착장치를 이용하여, 여러 종류의 전자부품을 프린트 배선기판에 장착하는 전자부품 장착방법으로서,

여러 종류의 전자부품을 플레이트 위에 혼재배치하는 공정과,

상기 플레이트 위에 혼재배치된 모든 전자부품을 프린트 배선기판 위에 장착하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 전자부품 장착방법.
삭제
삭제
삭제
삭제
제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

상기 각파이프는 칩부품의 형상에 맞추어 가공되는 동시에 그 일단을 각파이프를 형성하는 4면 중 한면만이 돌출하도록 형성되어 있는 전자부품 공급장치.