KR100812310B1

KR100812310B1 - 위치제어용 얼라인 장치

Info

Publication number: KR100812310B1
Application number: KR1020050130446A
Authority: KR
Inventors: 정호석
Original assignee: 주식회사이에스이
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2008-03-10
Also published as: KR20070068618A

Abstract

본 발명은 반도체나 정밀 전자부품 등의 각종 조립장비에 적용할 수 있는 위치제어용 얼라인 장치에 관한 것으로서, 베이스부재 상에 위치하며 얼라인부재의 고정 및 얼라인 조정을 위한 조정부재와; 상기 조정부재의 측면으로 끝단이 밀착되도록 배치하되 x축선상으로 2개를 배치하고 y축선상으로 1개를 배치한 마이크로미터방식의 제1 내지 제3 얼라인수단으로 구성되는 얼라인 조정수단과; 상기 얼라인 조정수단의 구동을 제어하기 위한 구동수단과; 상기 조정부재에 연계하되 상기 얼라인 조정수단에 대응하도록 탄성벡터의 힘을 발휘되게 한 탄성수단으로 구성되게 하되, 상기 얼라인 조정수단의 제1 및 제2 얼라인수단은 일정간격 이격되게 배치하고 제3얼라인수단은 조정부재의 중앙에서 편심된 위치에 배치되게 하며 상기 제3얼라인수단의 편심 위치에 대응하는 탄성벡터가 작용하도록 상기 탄성수단을 조정부재측에 사선(斜線)방향으로 배치하여 연계되도록 구성하는 것을 그 기술적인 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 한 평면상에서 x축, y축, θ축 이동을 한번에 위치 제어할 수 있고 이러한 위치 제어에 의해 얼라인의 정밀성을 크게 향상시킬 수 있으며 생산성 및 제품 신뢰성을 제고할 수 있는 유용한 효과가 있다.

Description

위치제어용 얼라인 장치{ALIGNING APPARATUS FOR POSITION CONTROL}

도 1은 종래 얼라인 장치의 동작을 설명하기 위해 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치를 설명하기 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치를 설명하기 위해 나타낸 평면도.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치의 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 본 발명의 얼라인 장치 110: 조정부재

120: 얼라인 조정수단 120a,120b,120c: 제1 내지 제3얼라인수단

121: 회전부 122: 얼라인 조정구

123: 지지부 130: 구동수단

140: 탄성수단

본 발명은 전자부품 조립공정 특히 반도체 조립공정에서 스크린프린터, 볼마 운터, 다이본더, SMT 등의 조립공정장비에 적용할 수 있는 위치제어용 얼라인 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 평면상에서 x축 방향과 y축 방향 및 θ축 방향 이동을 한번에 위치 제어할 수 있도록 함은 물론 그 정밀성을 향상시킬 수 있도록 하며 이를 통해 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 위치제어용 얼라인 장치에 관한 것이다.

최근 반도체산업의 발달과 함께 대량생산을 위한 자동화시스템의 자동화기술 또한 많은 발전을 이루어나가고 있다.

이러한 자동화기술이 접목된 자동화장비에는 제품생산의 원활한 공정진행 및 불량발생의 최소화를 위한 얼라인(align)작업이 필수적으로 포함되는데, 특히 정밀도가 요구되는 반도체소자나 정밀부품의 생산에 있어서는 더욱 필수적으로 요구되는 작업이라 할 것이다.

일 예로, SMT공정을 위한 인쇄회로기판의 솔더링 전처리 작업을 진행하는데 사용되는 스크린프린터에는 얼라인 장치가 필수적으로 구비되며, 이러한 얼라인 장치는 장비에 로딩된 인쇄회로기판 상의 솔더면들과 이에 대응하도록 마스크에 천공된 납투입구들을 얼라인시키는 작업을 수행하게 된다.

상기 얼라인 장치는 통상 x축, y축, θ축 플레이트로 이루어지며, 이들의 이동에 의해 작업플레이트 상의 인쇄회로기판을 마스크에 얼라인시킬 수 있게 한다.

도 1을 참조하여 종래기술의 일반적인 얼라인 장치에 대해 설명하면, 액추에이터(미 도시됨)에 의해 y축 채널(51) 상을 이동하는 y축 플레이트(52)가 마련되고, 상기 y축 플레이트(52)의 상부에 액추에이터에 의해 x축 채널(53) 상을 이동하 는 x축 플레이트(54)가 마련되며, 상기 x축 플레이트(54) 상부에 회전축(55)을 중심으로 축결합되며 상부로 z축 승하강 이동하는 z축 플레이트(미 도시됨)가 얹혀져 상기 z축 상부의 작업플레이트(미 도시됨)를 회전시키도록 구비된 θ축 플레이트(56)가 마련되는 구성으로 이루어진다.

그런데, 상술한 바와 같은 종래의 일반적인 얼라인 장치는 수직 배열을 갖는 x축 플레이트와 y축 플레이트 및 θ축 플레이트를 통해 이들을 각각 제어함에 의해 x축과 y축 및 θ축 방향에 대한 위치제어를 수행함으로써 얼라인부재의 얼라인을 시도하는 구성으로 x축과 y축 및 θ축 방향의 이동에 대한 위치제어가 한 평면상에서 동일하게 이루어지지 않음에 따라 그 얼라인의 정밀성이 떨어지는 문제점이 있었고 이는 곧 불량발생 및 생산성 저하를 초래하게 되는 문제점이 있었으며, 아주 미세한 위치이동 제어가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 그 목적으로 하는 바는 동일 평면상에서 x축과 y축 및 θ축 방향 이동의 위치제어를 동시에 수행할 수 있도록 함은 물론 아주 미세한 위치이동 제어를 수행할 수 있도록 함으로써 얼라인의 정밀성을 향상시킬 수 있도록 할 뿐만 아니라 생산성까지 향상시킬 수 있도록 한 위치제어용 얼라인 장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베이스부재 상에 위치하며 얼라인부재의 고정 및 얼라인 조정을 위한 조정부재와; 상기 조정부재의 측면으로 끝단이 밀착되도록 배치하되 x축선상으로 2개를 배치하고 y축선상으로 1개를 배치한 마이크로미터방식의 제1 내지 제3 얼라인수단으로 구성되는 얼라인 조정수단과; 상기 얼라인 조정수단의 구동을 제어하기 위한 구동수단과; 상기 조정부재에 연계하되 상기 얼라인 조정수단에 대응하도록 탄성벡터의 힘을 발휘되게 한 탄성수단으로 구성되게 하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.

여기서, 상기 얼라인 조정수단의 제1 및 제2 얼라인수단은 일정간격 이격되게 배치하고 제3얼라인수단은 조정부재의 중앙에서 편심된 위치에 배치되게 하며, 상기 제3얼라인수단의 편심 위치에 대응하는 탄성벡터가 작용하도록 상기 탄성수단을 조정부재측에 사선(斜線)방향으로 배치하여 연계되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 얼라인 조정수단의 제1 및 제2 얼라인수단은 일정간격 이격되게 배치하고 제3얼라인수단은 조정부재의 중앙에서 편심된 위치에 배치되게 하며, 상기 탄성수단을 상기 편심된 제3얼라인수단의 대향 위치에 배치함과 더불어 상기 제1 및 제2 얼라인수단의 대향 위치에도 배치하되 중심에 배치되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치를 설명하기 위해 나타낸 사 시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치를 설명하기 위해 나타낸 평면도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치의 개념도이다.

도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치(100)는 베이스부재(101) 상에 위치하며 얼라인부재(A)의 고정 및 얼라인(align) 조정을 위한 조정부재(110)와, 상기 조정부재(110)의 측면으로 끝단이 밀착되도록 배치하되 x축선상으로 2개를 배치하고 y축선상으로 1개를 배치한 마이크로미터방식의 제1 내지 제3 얼라인수단(120a,120b,120c)으로 구성되는 얼라인 조정수단(120)과, 상기 얼라인 조정수단(120)을 구성하는 제1 내지 제3 얼라인수단의 각각을 구동 제어하기 위한 제1 내지 제3 구동부재(130a,130b,130c)의 구동수단(130)과, 상기 조정부재(110)에 연계하되 상기 얼라인 조정수단(120)에 대응하도록 탄성벡터의 힘을 발휘되게 한 탄성수단(140)으로 이루어진다.

상기 조정부재(110)는 도시한 바와 같이, θ축 방향 이동의 용이성을 위해 모서리 부분을 사선으로 깎아 단면 처리한 구조를 갖도록 구성되게 한다.
상기 얼라인 조정수단(120)은 제1 내지 제 3 얼라인수단(120a,120b,120c)이 동일한 구성을 갖는 것이며 마이크로미터방식의 적용으로 피치 이동 및 그에 따른 미세한 조정이 가능하도록 한 구성으로, 상기 구동수단(130)에 연결되어 회전력을 제공받게 되는 회전부(121)와, 상기 회전부(121)의 회전에 따른 직선이동을 수행하며 상기 조정부재(110)의 측면을 밀어 얼라인부재(A)를 얼라인시키게 되는 얼라인 조정구(122)와, 상기 얼라인 조정구(122)와 나사결합을 이루며 상기 얼라인 조정구(122)의 피치 이동을 지원하는 지지부(123)로 구성된다.
이때, 상기 제1얼라인수단(120a)에는 제1구동부재(130a)가 대응 연결되고, 상기 제2얼라인수단(120b)에는 제2구동부재(130b)가 대응 연결되며, 상기 제3얼라인수단(120c)에는 제3구동부재(130c)가 대응 연결된다.

여기서, 상기 얼라인 조정수단(120)의 용이한 설명을 위하여 x축선상으로 일정간격 이격되어 배치되는 수평배열의 것을 위에서부터 아래로 제1얼라인수단(120a)과 제2얼라인수단(120b)이라 하고, y축선상으로 배치되는 수직배열의 것을 제3얼라인수단(120c)이라 한다. 이때, 상기 제3얼라인수단(120c)은 상기 조정부재(110)의 중앙에서 편심된 위치에 배치시켜 조정부재(110)의 θ축 방향 이동에 따른 위치제어의 용이성을 제공할 수 있도록 구성되게 함이 바람직하다.
이때, 상기 제1얼라인수단(120a)과 제2얼라인수단(120b)은 상기 조정부재(110)의 양측 끝단부에 위치하여 밀착 배치시킴이 바람직하다.

상기 구동수단(130)은 제1 내지 제3 구동부재(130a,130b,130c)가 각각 상기 얼라인 조정수단(120)측의 제1 내지 제3 얼라인수단(120a,120b,120c)의 회전부(121)와 각각 벨트 또는 체인(134) 결합을 이루어 회전동력을 제공하는 모터(131)와, 상기 모터(131)의 구동을 정밀 제어하기 위한 모터드라이버(132) 및 엔코더(133)로 구성된다.

상기 탄성수단(140)은 상기 조정부재(110)를 밀거나 당김에 의해서 상기 얼라인 조정수단(120)에 대응하는 탄성벡터의 작용력을 발휘되게 함으로써 조정부재(110)의 x축 방향과 y축 방향 및 θ축 방향 이동에 따른 위치제어의 용이성 및 정밀성을 제공할 수 있도록 설치한 것으로서, 인장식 또는 압축식의 스프링(spring)부재 또는 쇽업쇼버(shock absorber)부재로 이루어지게 할 수 있으며, 이에 특별히 한정되는 것은 아니고 다양한 탄성부재의 구성으로 이루어지게 할 수 있다.

여기서, 상기 탄성수단(140)을 인장식으로 구성하는 경우에는 도 4a에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 제3얼라인수단(120c)을 조정부재(110)의 중앙에서 편심된 위치에 배치하고 이 제3얼라인수단(120c)의 편심 위치에 대응하는 탄성벡터가 작용하도록 탄성수단(140)을 상기 조정부재(110)측에 사선(斜線)방향으로 배치하여 연계되게 한다. 이때, 상기 탄성수단(140)은 조정부재(110)의 하측으로 배치되는 구성을 갖게 된다.

상기 탄성수단(140)을 압축식으로 구성하는 경우에는 도 4b에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 제3얼라인수단(120c)을 조정부재(110)의 중앙에서 편심된 위치에 배치하고 이 제3얼라인수단(120c)의 편심 위치에 대응하는 탄성벡터가 작용하도록 탄성수단(140)을 상기 편심된 제3얼라인수단(120c)의 대향 위치에 배치함과 더불어 제1 및 제2 얼라인수단(120a)(120b)의 대향 위치에도 배치하되 중심에 배치되게 한다. 이때, 상기 탄성수단(140)은 조정부재(110)의 측면으로 배치되는 구성을 갖게 된다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치(100)는 제어부의 프로그래밍 제어를 통하여 구동수단(130)의 제1 내지 제3 구동부재를 각각 제어하게 되며, 구동수단(130)의 각 구동부재(130a,130b,130c)를 구동함에 따라 제1 내지 제3 얼라인수단(120a,120b,120c)으로 구성되는 얼라인 조정수단(120)을 정밀하게 구동 제어하는 것이며, 이에 의해 기존의 얼라인을 위한 위치제어방식과는 달리 동일 평면상에서 x축 방향과 y축 방향 및 θ축 방향의 위치제어를 한번에 수행할 수 있게 할 뿐만 아니라 이에 의해 더욱 정밀한 얼라인을 가능하게 하고 얼라인을 위한 공정시간을 줄여주므로 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 한다.

즉, x축 방향의 위치제어는, 구동수단(130)의 제1 및 제2 구동부재(130a)(130b)를 통해 제1 및 제2 얼라인수단(120a,120b)을 동시 구동시키면 얼라인 조정수단(120)은 회전운동을 직선운동으로 변환시킴에 의해 얼라인 조정구(122)를 직선 이동시켜 얼라인부재(A)가 고정된 조정부재(110)를 x축 방향으로 밀어 x축 방향으로 직선 이동되게 한다.

y축 방향의 위치제어는, 구동수단(130)의 제3구동부재(130c)를 통해 제3얼라인수단(120c)을 구동되게 하면 얼라인 조정구(122)의 직선 이동으로 조정부재(110)를 y축 방향으로 밀게 되고 이와 동시에 제3얼라인수단(120c)측 편심위치에 대응하는 탄성수단(140)의 탄성벡터가 작용하여 조정부재(110)의 회전을 방지되게 하면서 y축 방향으로 직선 이동되게 한다.

θ축 방향의 위치제어는, 구동수단(130)의 제1 및 제3 구동부재(130a)(130c)를 통해 제1 및 제3 얼라인수단(120a,120c)을 동시 구동시키면 이들 얼라인 조정구(122)가 조정부재(110)의 Y축 변방과 X축 변방을 동시에 밀어내게 되어 조정부재(110)의 회전에 따른 θ축 방향 위치이동을 제어하게 되는데, 이때에는 제3얼라인수단(120c)측 편심위치에 대응하도록 배치된 탄성수단(140)의 탄성벡터에 대한 동시 작용력으로 조정부재(110)를 잡아줌에 의해 θ축 방향 위치이동의 정밀한 제어를 가능하게 한다.
여기서, 조정부재(110)의 회전이 용이하도록 제2구동부재(130b)를 통해 제2얼라인수단(120b)을 구동시켜 제2얼라인수단(120b)측의 얼라인 조정구를 후진시킬 수도 있다.
또한, 제3구동부재(130c)로 제3얼라인수단(120c)을 먼저 구동시켜 제3얼라인수단(120c)측의 얼라인 조정구(122)를 움직여 조정부재(110)를 Y축 방향으로 밀어내 제2얼라인수단(120b)의 걸림이 벗어나는 상태에서 제1구동부재(130a)를 통해 제1얼라인수단(120a)을 구동시켜 조정부재(110)의 일측부를 밀어줌으로써 조정부재(110)의 θ축 방향에 대한 위치제어를 수행하게 할 수도 있다.

나아가, 얼라인 조정수단(120)은 마이크로미터방식으로 구동수단(130)의 구동 제어에 따른 직선 이동시 피치 이동을 수행함에 따라 아주 미세한 부분까지 위치 제어할 수 있어 얼라인의 정밀성을 크게 향상시킬 수 있게 한다.

따라서, 본 발명의 위치제어용 얼라인 장치(100)는 x, y, θ 방향에 대한 위치제어를 동일 평면상에서 한번에 수행할 수 있는 아주 커다란 유용함으로 얼라인의 정밀성은 물론 제품 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 위치제어용 얼라인 장치에 의하면, 한 평면상에서 x축, y축, θ축 이동을 한번에 위치 제어할 수 있고 이러한 위치 제어에 의해 얼라인의 정밀성을 크게 향상시킬 수 있게 하며 얼라인의 정밀함에 따른 불량발생의 최소화는 물론 생산성 및 제품 신뢰성을 제고할 수 있는 유용한 효과가 있다.

Claims

베이스부재 상에 위치하며 얼라인부재의 고정 및 얼라인 조정을 위한 조정부재와;

상기 조정부재의 측면으로 끝단이 밀착되도록 배치하되 x축선상으로 2개를 배치하고 y축선상으로 1개를 배치한 마이크로미터방식의 제1 내지 제3 얼라인수단으로 구성되는 얼라인 조정수단과;

상기 얼라인 조정수단을 구성하는 제1 내지 제3 얼라인수단의 각각을 구동 제어하기 위한 제1 내지 제3 구동부재로 구성된 구동수단과;

상기 조정부재에 연계하되 상기 얼라인 조정수단에 대응하도록 탄성벡터의 힘을 제공되게 한 탄성수단으로 이루어지게 하는 것을 특징으로 하는 위치제어용 얼라인 장치.
제 1항에 있어서,

상기 얼라인 조정수단의 제1 내지 제3 얼라인수단은 각각 상기 구동수단의 제1 내지 제3 구동부재에 대응 연결되어 회전력을 제공받게 되는 회전부와;

상기 회전부의 회전에 따라 직선이동을 수행하며 상기 조정부재의 측면을 밀어 얼라인부재를 얼라인시키는 얼라인 조정구와;

상기 얼라인 조정구와 나사결합을 이루며 상기 얼라인 조정구의 피치 이동을 지원하는 지지부로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치제어용 얼라인 장치.
제 1항에 있어서,

상기 탄성수단은 인장식 또는 압축식의 스프링부재나 쇽업쇼버부재 중에서 선택된 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치제어용 얼라인 장치.
제 1항에 있어서,

상기 얼라인 조정수단의 제1 및 제2 얼라인수단은 일정간격 이격되게 배치하고 제3얼라인수단은 조정부재의 중앙에서 편심된 위치에 배치되게 하며, 상기 제3얼라인수단의 편심 위치에 대응하는 탄성벡터가 작용하도록 상기 탄성수단을 조정부재측에 사선(斜線)방향으로 배치하여 연계되도록 구성한 것을 특징으로 하는 위치제어용 얼라인 장치.
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