KR100892207B1 - Ｘｙ 위치 결정 장치 및 전자부품 탑재장치 - Google Patents

Ｘｙ 위치 결정 장치 및 전자부품 탑재장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 정밀도로 이동체를 위치 결정하는 XY 위치 결정 장치와, 전자부품을 기판에 높은 정밀도로 탑재하는 전자부품 탑재장치를 제공하기 위한 것으로, 헤드 유닛(이동체)(4)을 한 방향으로 이동할 수 있게 지지하는 X축 프레임(11)의 단면 형상을, 수평 방향 및 연직 방향으로 대칭인 형상으로 한다. 헤드 유닛(4)을 안내하는 리니어 가이드(13, 13) 및 X축 프레임(11)을 보강하는 백 플레이트(14, 14)를 동일한 단면 형상, 재질로 형성하고, X축 프레임(11)에 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)를 설치한 상태의 단면 형상이 수평 방향 및 연직 방향으로 대칭이 되는 배치로, X축 프레임(11)에 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)를 부착한다. 이것에 의해, 온도 변화에 의한 X축 프레임(11) 및 리니어 가이드(13, 13)의 변형이 방지되고, 헤드 유닛(4)의 위치 결정 정밀도가 향상된다.

Description

ＸＹ 위치 결정 장치 및 전자부품 탑재장치{XY POINTING DEVICE AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING APPARATUS}
도 1은 본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)의 요부 상단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)의 X방향 이동 유닛(10)의 측단면도이다.
도 4는 종래의 XY 위치 결정 장치(9)의 요부 상단면도이다.
도 5는 종래의 XY 위치 결정 장치(9)의 X방향 이동 유닛(90)의 측단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1, 9 : XY 위치 결정 장치 4 : 헤드 유닛(이동체)
10, 90 : X방향 이동 유닛 11, 91 : X축 프레임
12, 92 : X방향 구동부 12a, 92a : X축 모터
12b, 92b : 감속 풀리 12c, 92c : X축 타이밍 벨트
13, 93 : 리니어 가이드(안내 부재) 14, 94 : 백 플레이트(보강 부재)
20 : Y방향 이동 유닛 21 : Y축 프레임
100 : 전자부품 탑재장치
본 발명은, 이동체의 평면에서의 위치 결정을 행하는 XY 위치 결정 장치와, 이 XY 위치 결정 장치를 구비하며, 기판에 전자부품을 탑재하는 전자부품 탑재장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전자부품 탑재장치는, 미리 땜납 인쇄, 접착제 도포가 실시된 기판에 전자부품을 탑재하는 장치이며, 프린트 기판 상의 소정 위치에 전자부품을 탑재하기 위한 XY 위치 결정 장치(9)를 구비한다.
종래의 XY 위치 결정 장치(9)에 대해, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 종래의 XY 위치 결정 장치(9)는, X방향 이동 유닛(90) 및 Y방향 이동 유닛(20), 헤드 유닛(4) 등을 구비하여 구성된다.
Y방향 이동 유닛(20)은, Y축 프레임(21) 등을 구비하여 구성된다. Y축 프레임(21, 21)은, XY 위치 결정 장치(9)의 양단에, 도 4에 있어서의 Y축을 따라 연장되어 있는 형태로 고정됨으로써 2세트 구비된 구조물로서, X방향 이동 유닛(10)의 양단을 도 4에 있어서의 Y축 방향으로 이동할 수 있게 지지한다.
X방향 이동 유닛(90)은, X축 프레임(91), X방향 구동부(92), 리니어 가이드(안내 부재)(93), 백 플레이트(보강 부재)(94) 등을 구비하여 구성되며, 헤드 유닛(4)을 도 4의 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지한다.
X축 프레임(91)은, 도 5에 도시하는 바와 같이 대략 거꾸로 된 C자형의 단면 형상을 가지고 있으며, 경량화를 위해 예컨대 알루미늄재로 형성된다. X축 프레임(91)은, Y축 프레임(21, 21)에 의해 양단부에서, 도 4에 있어서의 Y방향으로 이동할 수 있게 지지되는 형태로 도 4의 X축에 대해 평행하게 설치된다. X축 프레임(91)은, 후술하는 헤드 유닛(4)을 도 4의 X방향으로 이동할 수 있게 지지한다.
리니어 가이드(93, 93)는, X축 프레임(91)의 앞면쪽(헤드 유닛(4)이 부착되는 쪽)에, X축 프레임(91)에 대해 거의 평행하게 2개 설치되어, 헤드 유닛(4)을 안내한다. 리니어 가이드(93)는, 예컨대 사각봉의 대향하는 2면의 측면을 대략 く자형으로 절결(切缺)시킨 단면 형상을 갖는 강철제 봉재(rod)이다. 또한, X축 프레임(91)의 뒷면쪽에는, 예를 들어 홈형강(channel steel)으로 형성된 백 플레이트(94, 94)가 X축 프레임(91)에 대해 거의 평행하게 2개 설치된다. 백 플레이트(94)는, X방향 이동 유닛(90)에 외력이 인가되었을 때나, 온도 변화로 인해 X축 프레임(91) 및 리니어 가이드(93, 93)가 신축되었을 때, X축 프레임(91)이 뒤틀리거나 하지 않도록 X축 프레임(91)을 보강한다.
X방향 구동부(92)는, 도 4에 도시하는 바와 같이 X축 모터(92a), 감속 풀리(92b), X축 타이밍 벨트(92c), 작은 벨트(92d), 지지 풀리(92e) 등을 구비하여 구성되며, 헤드 유닛(4)을 구동한다.
X축 모터(92a, 92a)는, X축 프레임(91)의 양단에 고정시켜 구비되어 있으며, 서로 연동하여 구동함으로써, 헤드 유닛(44)이 이동하기 위한 구동력을 발생한다. X축 모터(92a)에서 발생한 구동력은, 작은 벨트(92d)로부터 감속 풀리(92b)로 전해 지고, 이 감속 풀리(92b)에서 적당히 감속된 다음, 지지 풀리(92e, 92e)를 통해서 X축 타이밍 벨트(92c)로 전달된다.
X축 타이밍 벨트(92c)는, X축 프레임(91)의 앞면쪽에, 도 1의 X축 방향 길이의 거의 전체에 걸쳐, 지지 풀리(92e, 92e)에 걸어서 설치된다. 또한, X축 타이밍 벨트(92c)는, 헤드 유닛(4)과 접속되어 있다. X축 모터(92a, 92a)의 구동에 따라 X축 타이밍 벨트(92c)가 구동되어짐으로써, 헤드 유닛(4)이 도 1의 X축 방향으로 이동한다.
헤드 유닛(이동체)(4)은 도시하지 않은 흡착 노즐, 흡착 펌프 등을 구비하여 구성되고, 이 흡착 노즐에 의해 전자부품을 흡착한 상태에서 XY 위치 결정 장치(9)의 작동에 의해 이동함으로써 기판에 전자부품을 탑재한다.
종래의 XY 위치 결정 장치(9)에 구비된 X방향 이동 유닛(90)에서는, X축 프레임의 Y축 방향을 따른 단면 형상이, 수직인 중심선에 대해 대칭이 아니기 때문에, 외력에 의해 뒤틀리기 쉽다고 하는 문제점이 있었다. 또한, X축 프레임(91)이 알루미늄제임에 반해, 리니어 가이드(93, 93)가 강철제이기 때문에, 양자의 팽창률의 차이로 인해, 온도 변화에 의해 X축 프레임(91) 및 리니어 가이드(93, 93)가 바이메탈처럼 해서 뒤틀리는 문제점도 있었다.
이와 같이 해서 X축 프레임(91) 및 리니어 가이드(93, 93)가 뒤틀렸을 경우, X방향 이동 유닛(90)에 의해 위치 결정되는 헤드 유닛(4)의 위치에 오차가 생긴다. 그렇기 때문에, XY 위치 결정 장치(9)에 의해 헤드 유닛(4)을 이동시키고, 전자부품을 위치 결정할 때, 이 위치 결정의 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.
온도 변화에 의한 X축 프레임(91) 및 리니어 가이드(93, 93)의 변형을 억제하기 위해, 종래의 X방향 이동 유닛(90)에서는, 백 플레이트(94, 94)를 X축 프레임(91)의 뒷면쪽에 부착하여 보강시키는 해결법이 있다.
그러나, 종래의 X방향 이동 유닛(90)은 리니어 가이드(93, 93)측과, 백 플레이트(94, 94)측에서 비대칭인 단면 구조를 가지고 있기 때문에, 열팽창에 따라 X축 프레임(91)에 인가되는 힘이 리니어 가이드(93, 93)측과, 백 플레이트(94, 94)측 사이에서 불균등하게 되기 때문에, X축 프레임(91) 및 리니어 가이드(93, 93)의 온도 변화에 의한 변형을 완전히 억제할 수는 없었다. 따라서, 이 경우에도, XY 위치 결정 장치(9)에 의한 위치 결정의 정밀도를 충분히 향상시킬 수 없었다.
또한, 종래의 X방향 이동 유닛(90)에서는, X축 타이밍 벨트(92c)가 X축 프레임(91)의 앞면쪽에 설치되어 있었다. 그렇기 때문에, X축 타이밍 벨트(92c)의 벨트 텐션이 X축 프레임(91)에 있어서 불균등하게 인가되어, X축 프레임(91)의 변형을 초래해, 이것도 XY 위치 결정 장치(9)에 의한 위치 결정 정밀도의 향상을 방해했다.
상술한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이동체의 위치 결정을 높은 정밀도로 수행하는 XY 위치 결정 장치와, 기판에 전자부품을 탑재하는 작업을 고정밀도로 수행하는 전자부품 탑재장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 따른 발명은, 서로 간격을 두고 Y축 방향을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 Y축 프레임(21, 21)과, 상기 Y축 방향과 직교하는 X축 방향을 따라 연장되어 있는 동시에, 양단부가 Y축 프레임(21, 21)에 의해 지지된 상태에서, Y축 방향을 따라 이동할 수 있는 X축 프레임(11)과, 이 X축 프레임(11)에 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지된 이동체(예컨대, 헤드 유닛(4))를 구비하는 XY 위치 결정 장치(1)로서, 상기 X축 프레임(11)의 Y축 방향을 따른 단면 형상이, 수평한 중심선에 대해 선대칭으로 됨과 동시에, 수직인 중심선에 대해 선대칭으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 발명에 따르면, X축 프레임은 Y축 방향을 따른 단면 형상이, 수평한 중심선에 대해 선대칭이 됨과 동시에, 수직인 중심선에 대해 선대칭이 되어, 매우 대칭성이 높은 형상을 가지고 있다. 이와 같이 함으로써, 외력에 의한 X축 프레임의 변형이 억제되고, XY 위치 결정 장치에 의한 위치 결정의 정밀도가 향상된다.
청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 XY 위치 결정 장치(1)에 있어서, X축 프레임(11)은, 이 X축 프레임(11)의 앞면쪽에 X축 방향을 따라 연장되어 있도록 설치됨과 동시에, X축 방향을 따라 이동체(4)를 안내하는 안내 부재(예컨대, 리니어 가이드(13, 13))와, 상기 X축 프레임(11)의 뒷면쪽에 X축 방향을 따라 연장되어 있도록 설치됨과 동시에, 상기 X축 프레임(11)에 왜곡(distortion)이 발생하는 것을 방지하는 보강 부재(예컨대, 백 플레이트(14, 14))를 구비하고, 이들 안내 부재(13, 13)와 보강 부재(14, 14)가 거의 동일한 재질로 형성되며, 상기 안내 부재(13, 13)의 Y축 방향을 따른 단면 형상과, 상기 보강 부재(14, 14)의 Y축 방향을 따른 단면 형상이 거의 동일한 형상이 되는 동시에, 이들 안내 부재(13, 13)와 보강 부재(14, 14)가 X축 프레임(11)을 사이에 두고 대칭이 되는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 기재된 발명에 따르면, X축 프레임에 안내 부재 및 보강 부재를 설치한 상태에서의 Y축 방향을 따른 단면의 형상은, 수평한 중심선에 대해 선대칭이 됨과 동시에, 수직인 중심선에 대해 선대칭이 되어, 매우 대칭성이 높은 형상을 가지고 있다. 따라서, 온도가 변화할 때, X축 프레임과 안내 부재 사이의 팽창률의 차이로 인한 힘과, X축 프레임과 보강 부재 사이의 팽창률의 차이로 인한 힘이 서로 상쇄되게 되어, 결과적으로 X축 프레임 및 안내 부재의 왜곡이 억제된다. 따라서, XY 위치 결정 장치에 의한 위치 결정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 XY 위치 결정 장치(1)에 있어서, 상기 보강 부재(14, 14)로서, 상기 안내 부재(13, 13)와 동일한 부재가 사용되는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 기재된 발명에 따르면, 보강 부재와 안내 부재를 동일한 규격으로 함으로써, XY 위치 결정 장치의 부품의 종류를 줄일 수 있어, 부품에 소요되는 경비를 삭감할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명은, 서로 간격을 두고 Y축 방향을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 Y축 프레임과(21, 21), 상기 Y축 방향과 직교하는 X축 방향을 따라 연장되어 있는 동시에, 양단부가 Y축 프레임(21, 21)에 의해 지지된 상태에서, Y축 방향을 따라 이동할 수 있는 X축 프레임(11)과, 이 X축 프레임(11)에 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지된 이동체(예컨대, 헤드 유닛(4))를 구비하는 XY 위치 결정 장치(1)로서, 상기 X축 프레임(11)에는, 상기 이동체(4)를 상기 X축 프레임(11)을 따라 이동시키는 환상(annular) 벨트(타이밍 벨트(12c))를 구비하고, 이 벨트(12c)가 상기 X축 프레임(11)의 앞면쪽과 뒷면쪽을 반대 방향으로 이동하여 상기 X축 프레임(11)의 주위를 주회(周回)하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 이동체를 X축 프레임을 따라 이동시키는 벨트는, X축 프레임의 주위를 주회하는 형태로 구비되어 있다. 따라서, 이 벨트의 벨트 텐션은 X축 프레임에 균등하게 인가되게 되어, 이 벨트 텐션에 의한 X축 프레임의 변형이 억제된다. 이것에 의해, XY 위치 결정 장치에 의한 위치 결정 정밀도가 향상된다.
청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 기재된 XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)로서, 상기 이동체가, 전자부품을 흡착시켜 반송하는 흡착 노즐을 구비한 헤드 유닛(4)이 되고, 상기 흡착 노즐에 의해 기판 상의 설정된 위치에 전자부품을 탑재하는 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 기재된 발명에 따르면, X축 프레임 및 안내 부재가 변형되기 어려워짐으로써, 이동체인 헤드 유닛의 흡착 노즐에 의해 흡착된 전자부품은, 높은 정밀도로 위치 결정된다. 따라서, 기판에 전자부품을 탑재하는 작업을 높은 정밀도로 행할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)와, 이 XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)는, X방향 이동 유닛(10), Y방향 이동 유닛(20), 헤드 유닛(4) 등을 구비하여 구성된다. 또한, 본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, XY 위치 결정 장치(1) 이외에 반송 수단(3) 등을 구비하여 구성된다.
Y방향 이동 유닛(20)은, Y축 프레임(21), Y방향 구동부(22), Y축 가이드(23), 도시하지 않은 위치 검지 수단 등을 구비하여 구성된다. Y축 프레임(21, 21)은, 전자부품 탑재장치(100)의 양단에, 도 1의 Y축을 따라 연장되어 있는 형태로 구비되고, X방향 이동 유닛(10)의 양단을 도 1의 Y축 방향으로 이동할 수 있게 지지한다.
Y방향 구동부(22)는, Y축 모터(22a), 감속 풀리(22b), Y축 타이밍 벨트(22c), 작은 벨트(22d), 지지 풀리(22e) 등을 구비하여 구성되며, X방향 이동 유닛(10)을 도 1의 Y축 방향으로 구동한다.
Y축 모터(22a)는, Y축 프레임(21)의 일단에 고정시켜 구비되어 있으며, X방향 이동 유닛(10)이 이동하기 위한 구동력을 발생한다. Y축 모터(22a)에서 발생한 구동력은, 작은 벨트(22d)로부터 감속 풀리(22b)에 전해지고, 이 감속 풀리(22b)에 의해 적당히 감속된 다음, Y축 타이밍 벨트(22c)에 전달된다.
Y축 타이밍 벨트(22c)는, Y축 프레임(21)의 도 1의 Y방향 길이의 거의 전체에 걸쳐, 지지 풀리(22e, 22e)에 걸어서 설치된다. Y축 모터(22a) 근처 쪽에 설치된 지지 풀리(22e)는 감속 풀리(22b)와 접속되어 있다. Y축 타이밍 벨트(22c)는 X축 프레임(11)과 접속되어 있고, Y축 모터(22a)로부터 전달된 구동력에 의해 X축 프레임(11)을 구동하며, 도 1의 Y축 방향으로 이동시킨다. 또한, 도시하지 않은 위치 검지 수단(리니어 인코더)은, 예를 들면 자기적 수단에 의해, X방향 이동 유닛(10)의 도 1의 Y축 방향의 위치를 검지한다.
X방향 이동 유닛(10)은, X축 프레임(11), X방향 구동부(12), 리니어 가이드(13), 백 플레이트(14), 도시하지 않은 위치 검지 수단(리니어 인코더) 등을 구비하여 구성되며, 헤드 유닛(이동체)(4)을 지지함과 동시에, 헤드 유닛(4)을 도 1 및 도 2의 X축 방향으로 이동시킨다.
X축 프레임(11)은, 도 3에 도시하는 바와 같이 대략 I자형의 단면 형상을 가지고 있으며, 경량화를 위해 예컨대 알루미늄재로 형성된다. X축 프레임(11)은, 도 2의 X축을 따라 연장되어 있고, Y축 프레임(21, 21)에 의해 양단부에서 도 2의 Y축 방향으로 이동할 수 있게 지지되는 형태로 설치된다. 이 때, X축 프레임(11)의 자세는, 웨브 부분(11a)이 연직 방향으로 배치된 형태를 취한다. X축 프레임(11)은, 후술하는 헤드 유닛(4)을 도 2의 X축을 따라 이동할 수 있게 지지한다.
리니어 가이드(13, 13)는, 안내 부재로서, 사각봉의 대향하는 2면의 측면을 대략 く자형으로 절결시킨 형상을 가진 강철제 봉재이다. 리니어 가이드(13, 13)는 후술하는 X축 구동부(12)의 구동에 의해 헤드 유닛(4)이 도 1의 X축 방향으로 이동할 때, 헤드 유닛(4)을 안내한다. 리니어 가이드(13, 13)는 전부 합쳐 2개가, X축 프레임(11)에 대해 거의 평행하게 설치된다. 리니어 가이드(13, 13)는, X축 프레임(11)의 2개의 플랜지 부분(11b, 11b)의 각각의 선단부로서, 헤드 유닛(4)이 배치되는 앞면쪽이 되는 위치에, 상기 거의 く자형의 절결을 구비한 측면이 연직 방향을 향하도록 해서 배치된다.
백 플레이트(14)는 보강 부재로서, 상술한 리니어 가이드(13)와 동일한 규격으로 형성된다. 즉, 백 플레이트(14)는 리니어 가이드(13)와 동일한 단면 형상을 가진 봉재임과 동시에, 리니어 가이드(13)와 동일한 재질로 형성된다. 백 플레이트(14)는, X방향 이동 유닛(10)에 외력이 인가되었을 때나, 온도 변화에 의해 X축 프레임(11) 및 리니어 가이드(13, 13)가 신축되었을 때, 알루미늄으로 형성된 X축 프레임(11)이 뒤틀리거나 하지 않도록 보강한다. 백 플레이트(14)는 X축 프레임(11)에 맞춰서 2개가, X축 프레임에 대해 거의 평행하게 설치된다. 백 플레이트(14, 14)는, X축 프레임(11)의 2개의 플랜지 부분(11b, 11b)의 뒷면쪽 선단부에, 상기 대략 く자형의 절결을 구비한 측면이 연직 방향을 향하도록 해서 배치된다.
상술한 바와 같이, X축 프레임(11)은 대략 I자형의 단면 형상을 가짐으로써, X축 프레임(11)은 도 2의 Y축 방향을 따른 단면 형상이, 수평한 중심선에 대해 선대칭임과 동시에, 수직인 중심선에 대해서도 선대칭이다. 또한, 동일한 단면 형상을 가진 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)가 상술한 바와 같이 설치됨으로써, X축 프레임(11)에 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)를 설치하여 형성되는 X방향 이동 유닛(10)의, 상기 Y축 방향을 따른 단면 형상 또한, 수평한 중심선에 대해 선대칭임과 동시에, 연직인 중심선에 대해서 선대칭의 형상이 된다.
X방향 구동부(12)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 X축 모터(12a), 감 속 풀리(12b), X축 타이밍 벨트(12c), 작은 벨트(12d), 지지 풀리(12e), 도시하지 않은 위치 검지 수단(리니어 인코더) 등을 구비하여 구성되며, 헤드 유닛(4)이 이동할 때, 이 헤드 유닛(4)을 구동한다.
X축 모터(12a, 12a)는, X축 프레임(11)의 양단에 고정시켜 구비되어 있으며, 서로 연동하여 구동함으로써, 헤드 유닛(4)이 이동하기 위한 구동력을 발생한다. X축 모터(12a)에서 발생한 구동력은, 작은 벨트(12d)로부터 감속 풀리(12b)로 전해지고, 이 감속 풀리(12b)에 의해 적당히 감속된 다음, X축 타이밍 벨트(12c)에 전달된다.
지지 풀리(12e, 12e)는, X축 프레임(11)의 웨브 부분(11a)의 양단부에 1개씩 설치되며, X축 타이밍 벨트(12c)를 도 1의 X축에 평행하게 지지함과 동시에, X축 모터(12a)로부터 감속 풀리(12b)에 전달된 구동력을 다시 X축 타이밍 벨트(12c)에 전달한다.
X축 타이밍 벨트(12c)는 환상(環狀) 벨트이다. X축 프레임(11)의 도 2의 X축 방향 길이의 거의 전체에 걸쳐, 플랜지 부분(11b, 11b)에 대해 수직으로, 웨브 부분(11a)의 주위를 주회하는 형태로, 지지 풀리(12e, 12e)에 걸어서 설치된다. 즉, X축 타이밍 벨트(12c)는 X축 프레임(11)의 앞면쪽과 뒷면쪽을 반대 방향으로 이동시켜서, X축 프레임(11)의 주위를 주회하는 형태로 배치된다. 또한, X축 타이밍 벨트(12c)는, 헤드 유닛(4)과 접속되어 있다.
X축 모터(12a, 12a)의 구동에 따라 X축 타이밍 벨트(12c)가 구동되어짐으로써, 헤드 유닛(4)이 도 2의 X축 방향으로 이동한다. 또한, 도시하지 않은 위치 검 지 수단은, 예컨대 자기를 이용한 방법에 의해, 헤드 유닛(4)의 도 2의 X방향의 위치를 검지한다.
한편, 도 2에서는 감속 풀리(12b)와 지지 풀리(12e)가 축을 공유해서 설치되어 있는 것으로 그려져 있으나, 감속 풀리(12b)에서 지지 풀리(12e)로 구동력을 전달하는 수단은 설계 사항이다. 따라서, 감속 풀리(12b)와 지지 풀리(12e)는 예를 들면 벨트를 통해서 접속되는 것으로 해도 되고, 기어를 통해서 접속되는 것으로 해도 상관없다.
헤드 유닛(4)은 기판에 전자부품을 탑재하기 위한 작업 수단이다. 헤드 유닛(4)은, X방향 이동 유닛(10) 및 Y방향 이동 유닛(2)의 작동에 의해, 도시하지 않은 부품 공급 수단으로부터 기판 상에 전자부품을 운반하는 동시에, 후술하는 반송 수단(3) 상에 고정된 기판의 고정 위치 상에 전자부품을 위치 결정하고, 이 기판에 전자부품을 탑재한다.
반송 수단(3)은, 전자부품이 탑재되는 기판을 도 1의 X방향으로 반송함과 동시에, 전자부품의 탑재 작업을 수행하는 위치에서 상기 기판을 고정시킨다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 XY 위치 정렬 수단(1)을 구비한 전자부품 탑재장치(100)에 의한 기판으로의 전자부품의 탑재에 대해 설명한다.
먼저, 도시하지 않은 기판 반입구로부터, 미리 땜납 인쇄와 접착제 도포가 실시된 기판이 전자부품 탑재장치(100) 내부에 반입되고, 반송 수단(3)에 의해 전자부품 탑재 작업을 수행하는 소정 위치까지 반송되어, 고정된다. 그 다음에, 헤드 유닛(4)이 X방향 이동 유닛(10) 및 Y방향 이동 유닛(20)의 작동에 의해 도시하 지 않은 부품 공급 수단의 위치까지 이동하고, 도시하지 않은 노즐에 의해 전자부품을 흡착한다.
헤드 유닛(4)이 전자부품을 흡착한 상태에서, 다시 한번 X방향 이동 유닛(10) 및 Y방향 이동 유닛(20)이 작동하여 헤드 유닛(4)을 반입 수단(3) 상에서 고정된 기판 위로 이동시킨다. 더욱이, X방향 이동 유닛(10) 및 Y방향 이동 유닛(20)에 구비된 위치 검지 수단이 검지하는 위치 정보에 근거하여, X방향 이동 유닛(10) 및 Y방향 이동 유닛(20)을 작동시켜서, 헤드 유닛(4)에 흡착된 전자부품의 위치를 미세 조정하여, 전자부품이 기판 상의 부착 위치의 바로 위에 위치하도록 위치 정렬시킨다. 이 위치 정렬 후, 헤드 유닛(4)에 구비된 도시하지 않은 상하 이동 수단에 의해, 전자부품을 기판과 동일한 높이까지 하강시킴과 동시에, 노즐에 의한 흡착을 멈추고, 기판의 소정 위치에 전자부품을 탑재한다. 상술한 조작을 반복하여, 소정의 전자부품을 기판에 탑재한 후에 반송 장치(3)에 의해 기판을 반출구로부터 반출시킨다.
여기에서, X축 프레임(11)의 도 2의 Y축을 따른 단면이, 대략 I자형이며, 수평한 중심선에 대해 선대칭임과 동시에, 수직인 중심선에 대해 선대칭으로 되어 있음으로써, X축 프레임(11)에 외력이 인가되었을 때에는, 외력에 의한 X축 프레임(11)의 왜곡이 억제되고, XY 위치 결정 장치(1)에 의한 헤드 유닛(4)의 위치 결정의 정밀도가 향상된다. 그리고, XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)에 있어서는, 기판에 대한 전자부품의 탑재 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, X축 프레임(11)에 대해, 동일한 단면 형상과 재질로 형성된 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)를, 이 X축 프레임(11)에 대해 대칭이 되는 위치에 배치함으로써, 온도 변화에 의한 X축 프레임(11) 및 리니어 가이드(13, 13)의 변형을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.
즉, 상술한 바와 같은, Y축 방향을 따른 단면 형상을 수평한 중심선에 대해 선대칭임과 동시에 연직인 중심선에 대해 선대칭인 구조로 X방향 이동 유닛(10)을 형성함으로써, 온도가 변화할 때, X축 프레임(11)과 리니어 가이드(13, 13)의 팽창률의 차이로 인한 힘과, X축 프레임(11)과 백 플레이트(14, 14)의 팽창률의 차이로 인한 힘은, 거의 같은 크기로서, 정반대의 방향으로 작용한다. 이것에 의해, 상기 2개의 힘은 서로 상쇄되어, 결과적으로 X축 프레임(11)이나 리니어 가이드(13, 13)를 변형시키는 방향으로는 거의 작용하지 않게 된다.
따라서, 온도 변화에 의한 X축 프레임(11)이나 리니어 가이드(13, 13)의 변형이 억제된다. 이것에 의해, 도시하지 않은 위치 검지 수단에 의한 헤드 유닛(4)의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있는 동시에, X방향 구동부(12)에 의한 헤드 유닛(4)의 이동 또한, 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 따라서, XY 위치 결정 장치(1)에 의한 이동체의 위치 결정을 높은 정밀도로 수행할 수 있다. 그렇기 때문에, XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)에 있어서는, 기판에 대한 전자부품의 탑재 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)를 동일한 부재로 해서 작성함으로써, XY 위치 결정 장치(1)에 필요한 부품의 종류를 삭감하여, 부품에 소 요되는 경비를 삭감할 수 있다.
또한, X축 타이밍 벨트(12c)를 X축 프레임(11)의 앞면쪽과 뒷면쪽을 반대 방향으로 이동시키도록, X축 프레임(11)의 주위를 주회하는 형태로 X축 프레임(11)에 설치함으로써, X축 타이밍 벨트(12c)의 벨트 텐션으로 인한 힘은 X축 프레임(11)에 균등하게 인가되게 된다. 이것에 의해, X축 타이밍 벨트(12c)의 벨트 텐션으로 인한 X축 프레임(11)의 변형을 방지할 수 있다. 이것에 의해, 도시하지 않은 위치 검지 수단에 의한 헤드 유닛(4)의 위치를 높은 정밀도로 검지할 수 있는 동시에, X방향 구동부(12)에 의한 헤드 유닛(4)의 이동 또한, 높은 정밀도로 검지할 수 있다. 따라서, XY 위치 결정 장치(1)에 의한 이동체의 위치 결정을 높은 정밀도로 행할 수 있으며, XY 위치 결정 장치(1)를 구비한 전자부품 탑재장치(100)에 있어서는, 기판에 대한 전자부품의 탑재 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 XY 위치 결정 장치(1)는, 상술한 바와 같이 전자부품 탑재장치(100)에 적용되는 것에 한정되지 않는다. XY 위치 결정 장치(1)에 적용되는 이동체를, 헤드 유닛(4)이 아니라, 예를 들어 땜납 인쇄나 접착제 도포를 위한 장치로 함으로써, 기판에 전자부품을 탑재하는 것 이외의 작업도, 매우 높은 정밀도로 행할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 X방향 이동 유닛(10)은, 상술한 것에 한정되지 않는다. X축 프레임(11)은, 도 1의 Y축을 따른 단면이, 수평한 중심선에 대해 선대칭임과 동시에 수직인 중심선에 대해 선대칭인 형상이면, 이 단면의 형상이 대략 I자형으로는 한정되지 않으며, 예컨대 대략 X자형으로 해도 무방하고, 그 밖의 형상이 어도 상관없다.
또한, 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)는 동일한 규격의 부재가 아니어도 좋으며, 예를 들어, 백 플레이트(14, 14)를, 리니어 가이드(13, 13)보다 다소 낮은 정밀도로 작성된 것으로 해도 되며, 리니어 가이드(13, 13)와 다소 틀린 단면 형상이나 재질로 작성하도록 해도 상관없다.
더욱이, 기판 실장 작업의 정밀도 향상을 X축 프레임(11), 리니어 가이드(13, 13) 및 백 플레이트(14, 14)의 개량만으로 충분히 달성할 수 있다면, 타이밍 벨트(12c)는 반드시 상술한 실시예와 같은 설치 방법을 취하지 않아도 되며, 종래와 같이 X축 프레임(11)의 앞면쪽에 부착하는 것으로 할 수도 있다.
청구항 1에 기재된 발명에 따르면, 외력에 의한 X축 프레임의 변형이 억제되고, XY 위치 결정 장치에 의한 위치 결정의 정밀도가 향상된다.
청구항 2에 기재된 발명에 따르면, 온도가 변화할 때, X축 프레임과 리니어 가이드 사이의 팽창률의 차이로 인한 힘과, X축 프레임과 백 플레이트 사이의 팽창률의 차이로 인한 힘이 서로 상쇄됨으로써, X축 프레임 및 리니어 가이드의 온도 변화에 의한 변형이 억제된다. 결과적으로, XY 위치 결정 장치에 의한 위치 결정의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
청구항 3에 기재된 발명에 따르면, XY 위치 결정 장치의 부품의 종류를 줄임으로써, 청구항 2에 기재된 효과 이외에, 이 XY 위치 결정 장치의 부품에 소요되는 경비를 삭감할 수 있다.
청구항 4에 기재된 발명에 따르면, 벨트의 벨트 텐션은 X축 프레임에 균등하게 인가되기 때문에, 이 벨트 텐션에 의한 X축 프레임의 변형이 억제된다. 따라서, XY 위치 결정 장치에 의한 위치 결정 정밀도가 향상된다.
청구항 5에 기재된 발명에 따르면, 높은 정밀도로 이동체를 위치 결정하는 XY 위치 결정 장치를 전자부품 탑재장치(100)에 구비함으로써, 기판에 전자부품을 탑재하는 작업을 높은 정밀도로 행할 수 있다.

Claims (5)

  1. 서로 간격을 두고 Y축 방향을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 Y축 프레임과,
    상기 Y축 방향과 직교하는 X축 방향을 따라 연장되어 있는 동시에, 양단부가 상기 Y축 프레임에 의해 지지된 상태에서, Y축 방향을 따라 이동할 수 있는 X축 프레임과,
    상기 X축 프레임에 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지된 이동체를 구비하는 XY 위치 결정 장치로서,
    상기 X축 프레임의 Y축 방향을 따른 단면 형상이, 수평한 중심선에 대해 선대칭으로 됨과 동시에, 수직인 중심선에 대해 선대칭으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 XY 위치 결정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    X축 프레임은, 상기 X축 프레임의 앞면쪽에 X축 방향을 따라 연장되어 있도록 설치됨과 동시에, X축 방향을 따라 이동체를 안내하는 안내 부재와, 상기 X축 프레임의 뒷면쪽에 X축 방향을 따라 연장되어 있도록 설치됨과 동시에, 상기 X축 프레임에 왜곡이 발생하는 것을 방지하는 보강 부재를 구비하고,
    상기 안내 부재 및 상기 보강 부재가 동일한 재질로 형성되며,
    상기 안내 부재의 Y축 방향을 따른 단면 형상과, 상기 보강 부재의 Y축 방향을 따른 단면 형상이 동일한 형상이 되는 동시에, 상기 안내 부재 및 상기 보강 부재가 X축 프레임을 사이에 두고 대칭이 되는 위치에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 XY 위치 결정 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 보강 부재로서, 상기 안내 부재와 동일한 부재가 사용되는 것을 특징으로 하는 XY 위치 결정 장치.
  4. 서로 간격을 두고 Y축 방향을 따라 연장되어 있는 한 쌍의 Y축 프레임과,
    상기 Y축 방향과 직교하는 X축 방향을 따라 연장되어 있는 동시에, 양단부가 Y축 프레임에 의해 지지된 상태에서, Y축 방향을 따라 이동할 수 있는 X축 프레임과,
    상기 X축 프레임에 X축 방향으로 이동할 수 있게 지지된 이동체를 구비하는 XY 위치 결정 장치로서,
    상기 X축 프레임에는, 상기 이동체를 상기 X축 프레임을 따라 이동시키는 환상 벨트를 구비하고, 상기 환상 벨트가 상기 X축 프레임의 앞면쪽과 뒷면쪽을 반대 방향으로 이동하여 상기 X축 프레임의 주위를 주회하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 XY 위치 결정 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 XY 위치 결정 장치를 구비한 전자부품 탑재장치로서,
    상기 이동체가, 전자부품을 흡착시켜 반송하는 흡착 노즐을 구비한 헤드 유닛으로 되고, 상기 흡착 노즐에 의해 기판상의 설정된 위치에 전자부품을 탑재하는 것을 특징으로 하는 전자부품 탑재장치.
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