KR100926254B1 - 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 더욱 상세하게는 온도와 같은 환경에 민감한 전자 부품의 선별을 공기를 통한 온도 조절 장치 및 액체의 온도 조절 미디어가 없이도 일반적인 외부 환경 속에서 선별할 수 있으므로 온도 조절에 필요한 값 비싼 온도 조절 장치를 배제할 수 있고, 액상의 온도 조절 기구를 이용하지도 않기 때문에 소형의 부품을 평가 선별하는데 용이한 부품 측정 및 선별 장치를 저가로 제공할 수 있으며, 시간(환경)에 따라 변하는 통계적 평균치를 이용함으로써, 항온 챔버나 항온 유조 없이도 환경에 따라 변화하는 특성을 갖는 부품을 정확한 특성의 평가를 통해 등급 분류를 할 수 있고, 외기의 급작스런 변화를 차단하는 보호막이 있어서 보호막 내의 온도 및 습도는 습도 센서가 충분히 반응할 수 있는 정도로 서서히 변함과 동시에 시간 경과에 따른 새로운 평균값을 계속 계산하여 선별 기준으로 채택함으로써, 외기 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하며, 부품의 대기 장소와 실제 부품의 특성을 측정하는 부분의 온도 및 습도가 거의 유사하기 때문에 부품의 온도를 특정 온도에 맞추기 위하여 시간이 지연되지 않아 기존의 선별기에 비하여 빠른 속도로 선별을 진행할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

통계적 평균치, 시간 종속 평균치, 서미스터, 습도센서, 커패시터

Description

전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법{Valuation and sorting apparatus for electronic device and method thereof}

본 발명은 온도와 같은 환경에 민감한 전자 부품의 선별을 공기를 통한 온도 조절 장치 및 액체의 온도 조절 미디어가 없이도 일반적인 외부 환경 속에서 선별할 수 있으므로 온도 조절에 필요한 값 비싼 온도 조절 장치를 배제할 수 있고, 액상의 온도 조절 기구를 이용하지도 않기 때문에 소형의 부품을 평가 선별하는데 용이한 부품 측정 및 선별 장치를 저가로 제공할 수 있으며, 시간(환경)에 따라 변하는 통계적 평균치를 비교측정 하기 위한 선별 중심 값으로 이용함으로써, 항온 챔버나 항온 유조 없이도 환경에 따라 변화하는 특성을 갖는 부품을 정확한 특성의 평가를 통해 등급 분류를 할 수 있고, 외기의 급작스런 변화를 차단하는 보호막이 있어서 보호막 내의 온도 및 습도는 습도 센서가 충분히 반응할 수 있는 정도로 서서히 변함과 동시에 시간 경과에 따른 새로운 평균값을 계속 계산하여 선별 기준으로 채택함으로써, 외기 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하며, 부품의 대기 장소와 실제 부품의 특성을 측정하는 부분의 온도 및 습도가 거의 유사하기 때문에 부품의 온도를 특정 온도에 맞추기 위하여 시간이 지연되지 않아 기존의 선별기에 비하여 빠른 속도로 선별을 진행할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있는 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법에 관한 기술이다.

일반적으로 전자 부품은 환경 변화, 특히 온도 변화에 대하여 특성 값이 변하는 특징을 가지고 있다. 특히 서미스터는 온도 변화에 대단히 민감하여 온도 특성을 이용하여 온도 센서로 사용되어진다. 습도센서의 경우도 외기 온도 변화 및 습도 변화에 대한 특성 값의 변화가 매우 크기 때문에 환경 특성을 이용하여 주위 공기의 습도를 측정하는데 사용된다.

하지만 이러한 외부 환경에 민감하게 반응하는 특징 때문에 특성 평가 및 선별을 위해서는 온도 및 습도가 관리되는 항온 챔버 혹은 항온 유조 등이 반드시 필요하다. 이때 사용되는 온도 조절 장치는 선별기의 제조 가격에 막대한 영향을 미칠 정도로 고가이며, 설치 운영에도 많은 자금이 필요하다.

항온 유조의 경우 공기 중의 온도 조절 장치에 비하여 가격이 저렴하나, 측정 장치의 일부분을 오일 속에 침적시켜야 하는 불편함이 있다. 또한, 측정코자 하는 부품의 크기가 줄어들 경우 오일의 영향으로 부품의 투입 및 이송이 용이치 않은 불편함이 있다.

따라서 종래의 온도 조절을 통한 부품의 평가 및 선별 장치는 대단히 고가 이거나, 사용상 여러 가지 불편한 점을 내포하고 있다.

또한 전자 부품은 외부 환경에 의하여 그 특성이 변하는 예가 많은데, 특히 반도체 IC의 경우 온도에 따라 그 출력 특성이 변하고, 전자 부품의 기본 부품 중의 하나인 커패시터의 경우도 다양한 온도 특성을 가지고 있다. 또한 최근 기술 개발에 의하여 온도에 둔감한 저항이 출시되고는 있으나, 이 또한 약간의 온도 특성을 가지고 있다.

더욱이 온도 센서로 사용되는 서미스터의 경우 온도에 따른 저항 값의 변화가 대단히 크기 때문에 부품의 특성 평가 및 선별을 위하여 철저한 온도 관리가 필요하다. 마찬가지로 습도 센서의 경우 일반적으로 습도뿐만 아니라 온도에 의해서도 그 특성이 매우 민감하게 변화하기 때문에 특성 평가 및 선별을 위해서 항온, 항습을 유지해야 한다.

따라서 이러한 외부 환경의 변화에 민감한 전자 부품의 경우 일반적인 다른 부품에 비하여 측정의 어려움은 물론 측정을 위해서 값 비싼 온도 및 습도 관리 시스템을 장착해야 한다.

이러한 부품들을 측정 선별하기 위한 다양한 방법들이 소개 되었다.

일본 특허 JP 05-206232에는 반도체 측정을 위한 검사 장치가 게시되었다. 반도체 IC는 공급 장치에 의해 정렬되고, 로봇 팔에 의하여 온도 조절 챔버 내에 설치된 디스크 형태의 로터리 테이블에 IC가 공급된다. 온도 관리를 위하여 챔버 내의 media는 매 측정 시 마다 온도 관리가 된다. 이송되는 IC는 챔버 내에 있는 1차 온도 조절 장치에 의해 가열 혹은 냉각되어 측정을 기다리는 구조를 가지고 있다. 따라서 측정을 위하여 대기하는 시간을 줄여 속도를 선별 속도를 높일 수 있다고 주장한다.

일본 특허 JP 03-130675는 액체로 채워진 IC 측정 장치가 게시되어 있다. 측정될 IC가 온도 관리가 되는 액조에 잠긴 회전체에 실장되어 측정 위치로 이동된다. 액조는 외부 모니터링에 의해 정밀하게 온도가 관리되며, 따라서 정밀한 측정이 가능하다.

미국특허 US 6,750,416은 저항기의 측정 및 선별에 관한 것이 게시되어 있다. 저항기를 공급기 및 운송기에 의해 측정 위치로 이송하고, 측정 위치에서 저항기의 저항 값을 측정하는 것으로 운송기는 일부분이 온도가 관리되는 액조 내에 위치한다. 측정 위치를 잘 규정함으로 저항기의 온도가 정해진 온도에 도달한 후 저항 값을 측정함으로써 정확한 저항 값을 측정할 수 있다.

이와 같이 환경, 특히 온도의 영향을 받는 전자 부품의 특성값을 정확히 측정하고 등급 분류를 하기 위해서 일정한 온도를 유지하기 위한 온도 조절 장치가 필요하다. 공기를 이용한 온도 조절 장치의 경우 부품이 미리 정해진 온도 상태에 이르기까지 많은 시간이 소요되며, 온도 조절 장치도 고가로써 장치를 만드는데 많은 비용이 요구된다. 또한 액체를 이용한 온도 조절 장치의 경우 액체의 비열이 기체보다 크기 때문에 부품이 빨리 정해진 온도에 도달할 수 있고, 온도 조절 장치를 싸게 구비할 수 있기 때문에 장치의 가격이 저렴해지기는 하나, 부품에 오일 등의 액체가 묻어 후처리를 해야 하는 단점을 가지고 있으며, 특히 부품이 소형일 경우 운송기에 묻은 액체로 인하여 부품의 이송, 투입 방출이 쉽지 않아 실제의 적용이 불가능할 수도 있다.

그러므로 시간에 따라 변하는 통계적 평균치를 이용함으로써, 항온 챔버나 항온 유조 없이도 환경에 따라 변화하는 특성을 갖는 부품을 정확한 특성의 평가를 통해 등급 분류를 할 수 있고, 외기의 급작스런 변화를 차단하는 보호막이 있어서 보호막 내의 온도 및 습도는 습도 센서가 충분히 반응할 수 있는 정도로 서서히 변하므로 외기 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하며, 부품의 대기 장소와 실제 부품의 특성을 측정하는 부분의 온도 및 습도가 거의 유사하기 때문에 부품의 온도를 특정 온도에 맞추기 위하여 시간이 지연되지 않아 기존의 선별기에 비하여 빠른 속도로 선별을 진행할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있는 전자부품의 평가 선별장치 및 방법의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

이에 본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 온도와 같은 환경에 민감한 전자 부품의 선별을 공기를 통한 온도 조절 장치 및 액체의 온도 조절 미디어가 없이도 일반적인 외부 환경 속에서 선별할 수 있으므로 온도 조절에 필요한 값 비싼 온도 조절 장치를 배제할 수 있는 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 목적은 액상의 온도 조절 기구를 이용하지도 않기 때문에 소형의 부품을 평가 선별하는데 용이한 부품 측정 및 선별 장치를 저가로 제공할 수 있는 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 목적은 시간에 따라 변하는 외부 환경, 그 환경 변화에 의해 변화하는 부품의 특성 값 중 최근에 측정한 일부의 측정값을 이용하여 통계적 평균치를 계산하고, 이러한 최근의 통계적 평균치를 중심 값으로 하여 새로이 투입되는 부품의 등급을 선별함으로써, 항온 챔버나 항온 유조 없이도 환경에 따라 변화하는 특성을 갖는 부품을 정확한 특성의 평가를 통해 등급 분류를 할 수 있는 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 목적은 외기의 급작스런 변화를 차단하는 케이스(보호막)가 있어서 보호막 내의 온도 및 습도는 습도 센서가 충분히 반응할 수 있는 정도로 서서히 변함과 동시에 시간 경과에 따른 최근 평균값을 계속 계산하여 선별 기준으로 채택함으로써, 외기 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능한 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 목적은 부품의 대기 장소와 실제 부품의 특성을 측정하는 부 분의 온도 및 습도가 거의 유사하기 때문에 부품의 온도를 특정 온도에 맞추기 위하여 시간이 지연되지 않아 기존의 선별기에 비하여 빠른 속도로 선별을 진행할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있는 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자부품의 평가 선별장치는 부품을 투입하기 위한 투입 대기 장소인 볼 피더(bowl feeder)와; 부품이 투입되고 정렬되는 부품 투입 장치인 선형 피더(linear feeder)와; 부품 분리 노치(notch)에 하나씩 순차적으로 투입된 부품을 한 칸씩 회전시켜 이송하는 부품 이송기와; 측정 및 평가 장치와 신호라인에 의해 프루브가 연결되어 부품의 특성을 평가할 수 있게 부품이 위치하는 측정 위치대와; 평가 완료된 부품이 방출되는 부품 방출구와; 부품의 특성을 평가하는 특성 평가 장치로 구성되어, 최근에 측정된 N개(10개에서 10000개)의 데이터를 이용하여 N개에 대한 통계적 평균치를 계속 계산하고, 이러한 평균치를 기준 값으로 하여 새로이 투입되는 부품의 등급을 분류하는 것을 포함함을 특징으로 한다.

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상기 본 발명에 있어서, 외기의 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하게 하는 선별기에 외부 공기의 급작스런 유입에 의한 측정 환경의 급작스런 변화를 막기 위하여 케이스(보호막)를 설치하는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자부품의 평가 선별 방법은 온도, 습도 조건 하에서 평균값, 오프-셋 값, 컷-오프 값, 분류 범위의 값을 입력하여 생산된 부품 로트의 전체적인 평균값 및 분산을 구하는 준비 단계와; 정해진 수(N개)의 부품을 선별기에 투입하여 선별기의 온도, 습도 조건에서의 평균값 계산하여 선별기 상에서의 평균값을 추출하는 시작 단계와; 각 부품의 특성을 평가하고 분류하며, 시간 변화에 따른 온도 및 외부 환경 변화에 따라 추출된 평균값을 업데이트하는 선별 단계; 를 포함함을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 있어서, 상기 선별 단계는 부품이 부품 투입 장치에 의해 이송 장치로 이송되며, 이송 장치에 의해 특성 평가 위치에 위치하게 하는 부품투입 단계와; 상기 특성 평가 위치에 부품이 위치하면, 프루브를 이용하여 부품의 단자 에 측정기가 접촉되어 부품의 특성을 측정하는 특성 값 측정 단계와; 상기 측정된 부품의 특성 값과 평균치와 비교하여 특성 값이 유효 범위 내에 있으면 평균값을 재계산하고, 부품의 특성 값이 유효범위 밖에 있으면 부품을 불량으로 분류하고 평균값 계산에 이용하지 않는 유효 특성 값의 비교단계와; 상기 측정된 부품의 특성 값이 Cut-off범위 내에 있으면 측정한 데이터를 이용하여 평균값을 재계산하는 평균값 재계산단계와; 상기 특성 평가가 실시된 부품의 등급을 결정하는 등급 분류단계와; 상기 등급이 확정된 부품을 분리하는 부품 분류단계와; 상기 부품 분류 후 선별기 상에 측정하고자 하는 부품이 없을 경우 장비를 정지하고 알람을 울려 공정 완료를 알리는 부품 확인단계; 를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법은 다음과 같은 효과를 나타낸다.

첫째, 본 발명은 온도와 같은 환경에 민감한 전자 부품의 선별을 공기를 통한 온도 조절 장치 및 액체의 온도 조절 미디어가 없이도 일반적인 외부 환경 속에서 선별할 수 있으므로 온도 조절에 필요한 값 비싼 온도 조절 장치를 배제할 수 있다.

둘째, 본 발명은 액상의 온도 조절 기구를 이용하지도 않기 때문에 소형의 부품을 평가 선별하는데 용이한 부품 측정 및 선별 장치를 저가로 제공할 수 있다.

셋째, 본 발명은 시간(환경)에 따라 변하는 통계적 평균치를 이용함으로써, 항온 챔버나 항온 유조 없이도 환경에 따라 변화하는 특성을 갖는 부품을 정확한 특성의 평가를 통해 등급 분류를 할 수 있다.

넷째, 본 발명은 외기의 급작스런 변화를 차단하는 보호막이 있어서 보호막 내의 온도 및 습도는 습도 센서가 충분히 반응할 수 있는 정도로 서서히 변함과 동시에 시간 경과에 따른 새로운 평균값을 계속 계산하여 선별 기준으로 채택함으로써, 외기 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하다.

다섯째, 본 발명은 부품의 대기 장소와 실제 부품의 특성을 측정하는 부분의 온도 및 습도가 거의 유사하기 때문에 부품의 온도를 특정 온도에 맞추기 위하여 시간이 지연되지 않아 기존의 선별기에 비하여 빠른 속도로 선별을 진행할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있다.

이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시 예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 전자부품의 평가 선별장치 및 그 방법을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 전자부품의 평가 선별장치 및 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 통계적인 부품 특성의 정규 분포와 외부 온도 변화에 따른 정규 분포의 변화를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 초기 온도 및 습도 상황에서의 분포는 D1이다. 이때의 평균값은

이며, 이러한 분포상에서 하나의 측정값을 y1이라 정의하면 분포 상의 위치는 도 1과 같이 나타난다. 시간이 경과하여 외부 환경(온도 및 습도)이 바뀌면 부품의 특성 값도 외기의 영향을 받아 변화하게 된다. 따라서 일정 시간이 경과 후 부품의 정규 분포는 D2로 변화하게 된다.

이러한 변화의 과정 중 특성 값의 위치는 변화하지만, 같은 집단의 부품이기 때문에 특성 값의 분산은 변하지 않는다. 즉 전체적인 커브는 평행 이동하여 평균값의 변화는 유발되나, 이러한 분포 상의 임의의 한 소자의 평균값에 대한 상대적인 위치는 변하지 않는다.

즉, 시간이 변화함에 따라 온도 및 외부 환경이 변화되지만, 이러한 변화를 계속 측정하여 평균치에 반영한다면, 이러한 시간(환경)에 따라 변하는 통계적 평균치를 이용하여 측정 부품의 정규 분포 상의 위치를 파악할 수 있다. 이와 같은 시간(환경)에 따라 변하는 통계적 평균치를 이용함으로써 항온 챔버나 항온 유조 없이도 환경에 따라 변화하는 특성을 갖는 부품을 정확한 특성의 평가를 통해 등 급 분류를 할 수 있다.

일반적으로 하나의 생산 로트가 구성될 때 그 생산 로트는 일정한 평균값과 일정한 분산을 갖는다. 이러한 평균값은 외부 환경의 변화에 의하여 변하는 형태를 가지고 있다. 즉 서미스터의 경우 온도가 상승하면 저항 값이 떨어지고, 온도가 감소하면 저항 값이 높아지는 특성을 가지고 있기 때문에, 온도의 변화에 따라 평균값 역시 변화한다.

하지만 외부에서의 급격한 온도 변화가 없다면 서미스터의 특성 값은 하루 중의 온도 변화에 따라 서서히 변화하게 되며, 평균값 역시 하루 중의 온도 변화에 따라 서서히 변화하게 된다. 즉, 모집단의 표본이 하나의 정규 분포를 이루게 되고, 이러한 정규 분포는 형태의 변화 없이 서서히 변하는 온도 분포에 따라 평행 이동만 하게 된다. 또한 이러한 개개의 소자는 이러한 정규분포 상의 한 점으로 나타나지며, 정규 분포 상의 위치의 변화 없이 정규 분포에 따라 같이 이동한다.

즉 기준이 되는 평균값이 측정되고, 평균값의 외부 환경의 변화에 따른 변화를 그때그때 추적해 나간다면, 서서히 변화하는 외부 환경의 변화에도 불구하고 항상 임의의 소자의 정규 분포 상의 위치를 평가할 수 있으며, 이를 이용하여 외부 환경 변화에도 불구하고 소자의 특성 값을 측정할 수 있으며, 이를 이용하여 소자를 분류할 수 있다는 것이 본 발명의 본질인 것이다.

이러한 조건들을 확보하기 위해서는 선별부가 외부의 급작스런 변화에 의하여 영향을 받지 않도록 보호막을 설치해야 하며, 부품을 하나하나 측정할 때마다 평균값을 재계산하는 도구가 필요하다.

또한 평균값을 측정하기 위한 시편의 수가 너무 많아지면 변화한 외부 환경을 적절히 따라가지 못하므로 시편의 수는 외부 온도 변화 및 장비의 가동에 의한 발열 등을 적당히 감안할 수 있는 수로 적정한 평균값을 그때그때 구해 나가야 한다. 즉 부품의 특성 값을 측정하는 시간에 따라 달라질 수 있으나, 최근 측정한 10개 내지 10000개 소자의 특성 값을 이용하여 평균값을 구하는 것이 적절하다.

도 2는 본 발명의 일실시예 에 따른 전자부품의 평가 선별장치를 이용한 선별하는 흐름도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 선별하는 과정은 준비 단계, 시작 단계, 선별 단계로 구분되는데, 준비 단계는 생산된 부품 로트의 전체적인 평균값 및 분산을 구하는 단계이고, 시작 단계는 선별기 상에서 평균값을 구하는 단계이며, 선별 단계는 각 부품의 특성을 평가하고 분류하며, 시간 변화에 따른 온도 및 외부 환경 변화에 따른 추출된 평균값을 업데이트하는 과정이다.

상기 설명의 편의를 위하여 서미스터를 실시예로 하여 선별하는 과정을 구체적으로 기술하면 다음과 같다.

준비 단계에서 생산된 한 로트의 서미스터 칩을 이용하여 모집단의 평균값을 구하는 단계이다. 서미스터의 경우 온도에 따른 저항 값의 변화가 매우 심한 저항체이기 때문에 특성 값을 측정하기 위해서 측정코자 하는 시편을 정해진 온도의 항온 유조에 투입하여 열평형 상태에 이르게 한 후 멀티미터를 이용하여 저항 값을 측정해야 한다. 측정 시편의 수는 모집단을 대표할 수 있을 정도의 적정한 수를 택하여 측정한다.

이때 측정된 평균값을

라 하자. 우리가 선별하고자 하는 특성값의 기준을 C라고 정의하면 둘 사이의 차이는

로 주어지는데 이를 off-set (OS)라 정의하자.

만일 lot의 평균값이 특성 기준 값과 같다면 OS는 영(zero)이 될 것이다.

일반적으로 정상적인 부품의 경우 위의 정규 분포를 따르나, 부품 제조 공정상 불량이 발생한 부품의 경우 위의 정규 분포에서 벗어난 특성 값을 나타낼 수 있다. 평균을 산출하기 위해 시료의 수가 많아질수록 이러한 공정상 불량 부품의 특성 값이 평균값의 결정에 주는 영향이 줄어들지만 평균값을 결정하기 위한 시료의 수를 무한정 늘릴 수가 없기 때문에 평균값을 결정하는데 이러한 공정 불량 부품의 특성 값이 영향을 끼치지 못하도록 제거하는 것이 타당하다.

따라서 위의 측정값을 토대로 하여 Cut-off 값을 결정하였다. 이후 부품의 투입 및 측정 상 이러한 Cut-off 영역을 벗어나는 특성 값이 나타날 경우 그 부품에 대한 특성 값을 버림으로 인하여 이러한 공정 중 불량 부품이 평균값 측정에 영향을 주지 않게 하였다.

이러한 준비가 끝나면 선별기에 off-set값, Cut-off값, 선별 범위 등을 입력한 후 부품을 투입한다.

항온 항습이 유지되는 항온조 상에서의 특성 값과 선별기 상에서의 특성값이 다르기 때문에 선별기에 투입된 부품의 평균값을 구하는 공정이 필요하다. 이러한 공정을 시작 단계로 정의하였다.

부품 투입 장치로부터 부품 이송 장치에 부품이 투입되어 측정 위치에 부품이 도달하면, 부품의 특성을 측정한다. 정해진 수의 부품 특성을 측정하며, 측정 된 특성 값은 데이터 저장 위치로 보내지며, 데이터 저장 위치에 있는 데이터를 이용하여 부품 특성의 평균값을 구한다.

이때 초기 평균값을 구하기 위하여 투입된 부품은 불량 통으로 보내지도록 설계하였다.

초기 평균값이 구해지면 선별기는 자동적으로 선별 단계에 진입한다.

선별 단계에서는 부품 투입 장치로부터 부품 이송장치로 부품이 투입되고, 이송 장치는 부품을 선별 위치로 이송시키며, 선별위치에 도달한 부품은 특성 평가가 실시되고, 측정된 특성 값은 평균치 재계산 및 선별 기준 값과 비교되어 부품 분류가 진행된다. 또한 측정이 완료된 부품은 이송 장치에 의해 부품 방출 위치로 이송되며, 이송된 부품은 측정 데이터를 토대로 하여 정해진 부품 회수 통으로 방출된다. 이러한 공정은 동시에 진행되어 연속적인 선별 공정이 가능하다.

다음은 선별 단계의 흐름을 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

첫째는 부품 투입 단계로서, 부품은 부품 투입 장치에 의해 이송 장치로 이송되며, 이송 장치에 의해 특성 평가 위치에 위치하게 된다.

둘째는 특성 값의 측정단계로서, 특성 평가 위치에 부품이 위치하면, 프루브 등을 이용하여 부품의 단자에 측정기가 접촉되어 부품의 특성을 측정한다.

셋째는 유효 특성 값의 비교단계로서, 측정된 부품의 특성 값과 평균치와 비교하여 특성 값이 유효 범위 내에 있으면 다음 단계를 진행하고, 부품의 특성 값이 유효범위 밖에 있으면, 부품을 불량으로 분류하고, 이때 측정된 측정값은 이후 평균값 계산에 이용하지 않는다.

즉 측정값이 Cut-off 범위 내에 있으면 이후 공정을 진행하고, Cut-off 범위 외에 있으면, 부품을 불량으로 결정하고 다시 첫 번째 공정인 부품 투입 공정을 진행한다.

넷째는 평균값의 재계산 단계로서, 측정된 부품의 특성 값이 Cut-off 범위 내에 있으면, 측정한 data를 이용하여 평균값을 재계산한다. 즉, 규정된 N개의 데이터 저장 장소에 있는 데이터 중 최초 측정된 데이터를 버리고, 저장된 데이터의 위치를 앞으로 하나씩 이동시킨다. 따라서 맨 마지막의 데이터 저장 장소는 비게 되는데, 이곳에 최근 측정한 데이터를 기록하고 N개의 데이터를 이용하여 평균값을 재계산한다.

이러한 공정을 통하여 시간이 경과함에 따라 변화하는 장비의 상태, 외기의 변화에 의한 측정 환경의 변화가 통계적인 평균값에 반영되어 주위 환경이 변하여도 정밀한 측정이 가능하다. 즉, 고가의 온도 조절 장치 혹은 항온 유조를 배치하지 않더라도 부품의 정밀한 측정 및 선별이 가능하다.

이때 부품의 크기 및 환경에 의한 특성 변화 양상을 잘 파악하여 평균값을 구하기 위한 부품의 수를 고려해야 하나, 일반적으로 평균값 측정을 위한 시료의 수 N 은 10개에서 1000개 정도가 적당하다고 하겠다.

또한 이러한 장치의 경우 급작스런 외부 환경 변화에 의하여 특성 측정의 오류가 있을 수 있기 때문에, 급작스런 외부 환경 변화를 막을 수 있는 소극적인 형태의 보호막을 설치할 필요가 있다. 그러나 하루 중의 기온 변화가 아주 서서히 이루어지기 때문에 적극적인 온도 관리는 불필요하다.

다섯째는 등급 분류 단계로서, 특성 평가가 실시된 부품의 등급(rank)을 결정하는 것이다. 초기에 입력된 off-set 값 및 재계산된 평균값, 입력된 분류범위(sorting range)를 비교하여 측정된 부품의 rank를 정한다.

여섯째는 부품 분류 단계로서, 등급이 확정된 부품을 분리하는 것이다. 특성 평가가 완료된 부품은 다시 이송기에 의해 순차적으로 다음 단계로 이동한다. 이때 정해진 분리구 앞에 도달하면 분리 기구에 의해 정해진 분리통으로 부품은 방출된다. A rank의 부품은 Bin A로, B rank의 부품은 bin B로, C rank의 부품은 bin C로 분리 방출되며, 특성 평가이후 불량으로 판정된 부품은 불량 bin으로 각각 분리 방출되어 부품의 선별을 마무리한다.

일곱 번째는 부품 확인 단계로서, 계속, 중지 공정으로 투입 위치 및 이송 위치에 부품이 존재하면 첫째 번의 부품 투입 단계로 진행하며, 선별기 상에 측정하고자 하는 부품이 없을 경우 장비를 정지하고 알람을 울려 공정 완료를 알린다.

이와 같이 부품 로트의 통계적인 평균값을 시간의 경과에 따라 재계산 하는 방식을 이용하여 주위 환경 변화에도 불구하고 적극적인 온도 관리 장치 없이 부품의 특성 값을 정확하게 측정하여 선별할 수 있는 저가의 부품 선별기가 제공된다.

도 3은 본 발명의 일실시예 에 따른 전자부품의 평가 선별장치의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 측정하고자 하는 부품(302)이 투입 대기 장소인 bowl feeder(301)에 위치하여 투입 장치인 linear feeder(303)에 투입되어진다. linear feeder(303)에 부품(302)이 정렬되고, 피더를 따라 이송되며, 로터리 디스크 형태인 이송 장치(304)에 마련된 notch(305)에 하나씩 순차적으로 투입된다.

이송장치가(304) 한 칸씩 회전하며, notch(305)에 담긴 부품을 이송시켜 측정 위치(306)에 부품(302)이 위치하면, 부품 특성 측정 및 평가 장치(313)를 이용하여 부품의 특성을 평가한다. 부품 특성 평가 위치(306)에 설치된 프루브는 신호 라인(312)에 의해 측정 및 평가 장치(313)에 연결되며, 또한 그림에는 나타나지 않은 별도의 신호라인을 이용하여 장치 전반적인 제어가 행해진다.

만일 부품의 특성 값이 Cut-off범위 밖에 있으면, 측정값은 기억되지 않고 계속 이동하여 불량 방출구(307)에서 불량 통으로 버려진다.

만일 부품의 특성 값이 Cut-off 범위 내에 존재하면 측정된 특성 값은 앞에서 설명한 바와 같이 새로운 평균값을 계산하는데 사용되고, 또한 측정된 부품을 rank 별로 분리하는데 사용된다.

특성 평가가 완료된 부품은 이송 장치에 의해 이송되며, 불량 판명된 부품은 불량 방출구(307)에서 불량 통으로 방출된다. A등급으로 판정된 부품은 A등급 방출구(308)에서 A등급 부품 통으로 방출되고, B등급 부품은 B등급 방출구(309)에서 B등급 부품 통으로 방출되고, C등급 판정을 받은 부품은 C등급 방출구(310)에서 C등 급 부품 통으로 방출됨으로써 각각의 등급에 따른 분류가 이루어진다.

외기의 급작스런 변화에 의한 부품 측정의 오류를 막기 위하여 선별기 전체에 보호막(311)을 설치하였다.

이러한 시간에 따른 통계적 평균치를 이용하여 부품을 선별함으로 인하여, 온도 관리에 필요한 에어 컨트롤 장비나 온도 챔버 등의 고가의 시설을 설치하지 않고도 항상 정확한 값을 측정 선별할 수 있는 값 싼 선별기가 제공되어 진다. 또한 저가의 온도 관리 기구인 액상의 항온조를 이용함으로 인한 부품의 공급의 난점을 극복할 수 있으며, 선별 후 부품 세척 등 번거로운 공정을 배제할 수 있는 효율적인 부품 선별기를 제공한다.

도 4는 본 발명에 의한 서미스터 선별기의 선별 특성을 나타낸 도면이다.

여기서 X-축은 25도에서의 저항 값을 나타낸 것이고, Y-축은 시료의 수를 나타낸 것이다.

도 4에 도시한 바와 같이, 선별 전의 부품의 특성 분포는 dashed line(401)로 표기되었으며, 선별기의 선별 조건은 기준값 (5000Ω) ± 1% 급으로 그 영역은(402) 두 개의 실선으로 나타내었다. 선별 완료 후 특성치 분포는 실선(403)으로 선별된 모든 부품이 선별 범위(402) 내에 들어 있음을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명은 적극적인 온도 조절이 필요 없는 값싸고 정밀하며, 선별 속도가 빠른 선별기를 제공한다.

본 발명에 의한 특성 평가 및 선별 장비는 비단 서미스터뿐만 아니라 온도에 따라 커패시턴스가 변화하는 콘덴서의 측정에도 사용되어질 수 있으며, 습도 및 온 도에 민감하게 반응하는 습도 센서의 선별에도 응용되어 질 수 있다.

습도 센서의 경우 습도 변화 및 온도 변화에도 민감한 저항 변화를 가지고 있다. 따라서 일정한 습도 및 온도 관리 하에 측정이 시도되어야 한다. 따라서 초기 평균값 및 off-set 등을 항온 항습이 유지되는 챔버 내에서 추출하고, 이와 같이 추출된 특성 값을 이용하여, 본 발명에서 제시한 선별기 내에서 선별을 실시한다. 본 선별기는 외기의 급작스런 변화를 차단하는 보호막을 가지고 있기 때문에 보호막 내의 온도 및 습도는 습도 센서가 충분히 반응할 수 있는 정도로 서서히 변한다. 따라서 시간 경과에 따른 새로운 평균값을 계속 계산하여 선별 기준으로 채택함으로써, 외기 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었으며, 여기서 사용된 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이며, 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 통계적인 부품 특성의 정규 분포와 외부 온도 변화에 따른 정규 분포의 변화를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예 에 따른 전자부품의 평가 선별장치를 이용한 선별하는 흐름도.

도 3은 본 발명의 일실시예 에 따른 전자부품의 평가 선별장치의 구성을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 의한 서미스터 선별기의 선별 특성을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

301 : 투입 대기 장소(볼 피더) 302 : 부품

303 : 투입 장치(선형 피더) 304 : 부품 이송기

305 : 부품 분리 노치 306 : 측정 위치대

307 : 불량 방출구 308 : A등급 방출구

309 : B등급 방출구 310 : C등급 방출구

311 : 케이스(보호막) 312 : 신호라인

313 : 특성 평가 장치

Claims (8)

1. 전자부품의 평가 선별장치에 있어서,

   부품을 투입하기 위한 투입 대기 장소인 볼 피더(bowl feeder)와;

   부품이 투입되고 정렬되는 부품 투입 장치인 선형 피더(linear feeder)와;

   부품 분리 노치(notch)에 하나씩 순차적으로 투입된 부품을 한 칸씩 회전시켜 이송하는 부품 이송기와;

   측정 및 평가 장치와 신호라인에 의해 프루브가 연결되어 부품의 특성을 평가할 수 있게 부품이 위치하는 측정 위치대와;

   평가 완료된 부품이 방출되는 부품 방출구와; 부품의 특성을 평가하는 특성 평가 장치로 구성되어, 최근에 측정된 N개(10개에서 10000개)의 데이터를 이용하여 N개에 대한 통계적 평균치를 계속 계산하고, 이러한 평균치를 기준 값으로 하여 새로이 투입되는 부품의 등급을 분류하는 것을 포함함을 특징으로 하는 전자부품의 평가 선별장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   외기의 온도 및 습도의 변화에도 불구하고 항상 정확한 측정 및 선별이 가능하게 하는 선별기에 외부 공기의 급작스런 유입에 의한 측정 환경의 급작스런 변화를 막기 위하여 케이스(보호막)가 설치되는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 전자부품의 평가 선별장치.
7. 전자부품의 평가 선별 방법에 있어서,

   온도, 습도 조건 하에서 평균값, 오프-셋 값, 컷-오프 값, 분류 범위의 값을 입력하여 생산된 부품 로트의 전체적인 평균값 및 분산을 구하는 준비 단계와;

   정해진 수(N개)의 부품을 선별기에 투입하여 선별기의 온도, 습도 조건에서의 평균값 계산하여 선별기 상에서의 평균값을 추출하는 시작 단계와;

   각 부품의 특성을 평가하고 분류하며, 시간 변화에 따른 온도 및 외부 환경 변화에 따라 추출된 평균값을 업데이트하는 선별 단계; 를 포함함을 특징으로 하는 전자부품의 평가 선별 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 선별 단계는 부품이 부품 투입 장치에 의해 이송 장치로 이송되며, 이송 장치에 의해 특성 평가 위치에 위치하게 하는 부품투입 단계와;

   상기 특성 평가 위치에 부품이 위치하면, 프루브를 이용하여 부품의 단자에 측정기가 접촉되어 부품의 특성을 측정하는 특성 값 측정 단계와;

   상기 측정된 부품의 특성 값과 평균치와 비교하여 특성 값이 유효 범위 내에 있으면 평균값을 재계산하고, 부품의 특성 값이 유효범위 밖에 있으면 부품을 불량으로 분류하고 평균값 계산에 이용하지 않는 유효 특성 값의 비교단계와;

   상기 측정된 부품의 특성 값이 Cut-off범위 내에 있으면 측정한 데이터를 이용하여 평균값을 재계산하는 평균값 재계산단계와;

   상기 특성 평가가 실시된 부품의 등급을 결정하는 등급 분류단계와;

   상기 등급이 확정된 부품을 분리하는 부품 분류단계와;

   상기 부품 분류 후 선별기 상에 측정하고자 하는 부품이 없을 경우 장비를 정지하고 알람을 울려 공정 완료를 알리는 부품 확인단계; 를 포함함을 특징으로 하는 전자부품의 평가 선별 방법.

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