KR101180913B1 - 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증 방법을 제공한다. 상기 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법은 스퀴지의 영점위치값 설정하는 제 1단계와; 상기 스퀴지를 일정 간격으로 하강시키면서 상기 스퀴지에 가하여지는 제1압력값을 측정하고, 상기 제 1압력값이 기설정된 압력값이 될 때까지 상기 스퀴지를 일정 간격으로 하강시키는 제 2단계와; 상기 하강된 스퀴지를 상기 영점위치값이 될 때까지 일정 간격으로 상승시키면서 상기 스퀴지에 가하여지는 제2압력값을 측정하는 것을 제 3단계; 및 상기 스퀴지의 상승위치값이 상기 영점위치값과 동일해지면 상기 스퀴지의 선형성을 디스플레이하는 제 4단계를 포함한다.

Description

스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법{SQUEEGEE LINEARITY EVALUATION METHOD OF SCREEN PRINTER}

도 1은 본 발명의 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법이 채택되는 스크린 프린터의 헤드를 보여주는 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 헤드를 보여주는 정면도이다.

도 3은 본 발명을 따르는 스퀴지 및 스테이지의 보정에 대한 그래픽화면을 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 보여주는 흐름도이다.

도 5는 본 발명을 따르는 스퀴지 선형성 분석결과에 대한 그래픽화면을 보여주는 도면이다.

본 발명은 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법에 관한 것으로써, 스퀴지의 선형성을 그래픽과 수치적으로 표현하여 줌으로써 스크린 프린터의 신뢰성을 확보할 수 있는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법에 관한 것이다.

일반적으로 스크린 프린터는 인쇄회로기판상에 전자부품을 실장하기 이전에 상기 전자부품이 실장될 정확한 위치에 일정량의 솔더 크림을 도포하는 장치이다.

통상, 상기 스크린 프린터는 인쇄시 스텐실의 상단에 인가되는 힘을 측정하고 상기 힘을 제어하기 위하여 헤드에 부착된 로드셀을 많이 사용한다.

그리고, 작업자는 일정 기간을 주기로 스크린 프린터의 스퀴지를 교환한 후에, 상기 스퀴지의 힘 또는 압력이 영(zero)이 되는 높이를 설정하기 위하여 calibration을 수행한다.

이와 같이, 상기와 같이 설정된 영(zero)이되는 높이로부터 스퀴지가 하강함에 따라 상기 스텐실에 압력이 점점 가해지며 설정된 거리에 따라 스텐실에 가해지는 압력이 결정된다.

그러나, 상기 스퀴지가 마멸되거나 조립상의 결점 등의 문제에 따라 상기 스퀴지의 하강 거리와 상기 로드셀에 인가되는 힘의 선형성은 일정하지 않을 수 있다.

좀 더 상세하게는 스크린 프린터의 헤드에는 상기 스퀴지가 구비된다. 상기 헤드에 구비된 상기 스퀴지가 하강되면 로드셀 센서로부터 상기 스퀴지의 하단부에 작용되는 힘이 측정될 수 있다.

그러나, 상기에 언급한 바와 같이, 스퀴지의 마멸 또는 시간의 흐름에 따라 스퀴지의 조립력이 떨어지는 경우에, 상기 스퀴지의 하강 거리와 상기 로드셀에서 측정하는 힘의 값의 선형성이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 경우에, 작업자는 기설정된 정확한 힘으로 프린팅을 수행할 수 없는 경우가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 제 1목적은 스크린 프린터의 스퀴지의 하강거리와 압력의 선형성을 검증해낼 수 있는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 2목적은 인쇄회로기판 상에 도포되는 솔더 크림의 도포량과 도포형상을 일정하게 이루게 할 수 있는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제 3목적은 스퀴지의 선형성 검증 결과를 그래픽과 수치적으로 표현하여 줌으로써 작업이 진행될 스크린 프린터의 신뢰성을 미리 확보할 수 있도록 하는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 제공한다.

상기 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법은 스퀴지의 영점위치값 설정하는 제 1단계와; 상기 스퀴지를 구동모터를 사용하여 일정 간격으로 하강시키면서 상기 스퀴지에 가하여지는 제1압력값을 측정하고, 상기 제 1압력값이 기설정된 압력값이 될 때까지 상기 스퀴지를 일정 간격으로 하강시키는 제 2단계와; 상기 하강된 스퀴지를 상기 영점위치값이 될 때까지 일정 간격으로 상승시키면서 상기 스퀴지에 가하여지는 제2압력값을 측정하는 것을 제 3단계; 및 상기 스퀴지의 상승위치 값이 상기 영점위치값과 동일해지면 상기 스퀴지의 선형성을 그래픽과 수치값으로 디스플레이하는 제 4단계를 포함한다.

여기서, 상기 제 2단계는 상기 스퀴지를 일정 간격으로 하강시키면서 상기 스퀴지의 하강위치값과 상기 제 1압력값을 측정하고, 상기 측정된 제 1압력값이 상기 기설정된 압력값과 동일해 질 때까지 하강시키되, 상기 스퀴지는 상기 구동모터의 분해능 또는 상기 분해능의 배수의 간격 중 어느 하나의 간격으로 하강되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제 3단계는 상기 스퀴지를 일정 간격으로 상승시키면서 상기 스퀴지의 상승위치값과 상기 제 2압력값을 측정하되, 상기 스퀴지는 상기 구동모터의 분해능 또는 상기 분해능의 배수의 간격 중 어느 하나의 간격으로 상승되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 상승 및 하강이 이루어질 때의 일정 간격은 20㎛로써, 상기 20㎛는 Z축 구동 모터인 스테핑모터의 분해능 또는 그 배수의 값을 통해 산출되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제 2단계와 상기 제 3단계를 소정 회수반복하되, 상기 소정 회수는 5회 인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법이 채택되는 스크린 프린터의 헤드를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 헤드를 보여주는 정면도이다. 도 3은 본 발명을 따르는 스퀴지 및 스테이지의 보정에 대한 그래픽화면을 보여주는 도면이다. 도 4는 본 발명의 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법을 보여주는 흐름도이다. 도 5는 본 발명을 따르는 스퀴지 선형성 분석결과에 대한 그래픽화면을 보여주는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법이 채택되는 스크린 프린터는 구동모터인 스테핑모터들(100)이 구비된다. 상기 스테핑모터들(100)은 한 쌍으로 이루어지고, 상기 각각의 스테핑모터(100)는 각각의 타이밍벨트(110)를 구동시킨다.

여기서, 상기 타이밍벨트(110)에 연결된 볼스크루(120)는 상기 스테핑모터(100)의 구동에 의하여 Z축을 따라 상하운동이 수행된다. 이에 따라 스퀴지(200)의 상하로의 높이를 조절할 수 있다.

한편, 로드셀(210)과 스퀴지 하우징(220) 사이에 개재된 스프링(230)을 조립함으로써 상기 스퀴지(200)의 높이에 따라 상기 스퀴지(200)에 가해지는 압력의 선형성 및 분해능을 높일 수 있다.

또한, 프린팅 시 스텐실 상면에 부가되는 압력은 전면과 후면에 각각 하나씩 부착되어 있는 로드셀(210)을 이용하여 측정 할 수 있으며, 작업자가 기설정하여 놓은 압력값으로 상기 스퀴지(200)의 하강 높이를 제어할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 스크린 프린터에 있어서, 본 발명의 스퀴지 선형성 검증방법을 설명하도록 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 우선, 본 발명의 스퀴지의 선형성을 검증하기 위 하여 상기 스퀴지(200)에 대한 보정이 이루어져야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 'Result'를 보면 스퀴지(200)에 대한 보정을 실시하면, 스퀴지(200)의 전면과 후면(Front SQG, Rear SQG) 및 스테이지의 상면 높이(Stage)가 측정된다. 이를 통하여 상기 스퀴지(200)를 영점위치값으로 이동시킨다. 즉, 상기 스퀴지(200)의 영점위치값을 설정하는 제 1단계를 거친다(S100). 이때, 상기 스테이지도 마찬가지로 영점위치값을 갖는 위치로 이동시킨다.

따라서, 상기 제 1단계를 통하여 상기 스퀴지(200) 및 상기 스테이지는 영점위치값을 갖는 위치로 이동되어 위치된다.

이어, 상기 스퀴지(200)를 일정 간격으로 하강시킨다. 상기 일정 간격은 제 1설정간격이며 20㎛일 수 있다(S200).

이와 아울러, 상기 스퀴지(200)에 가하여지는 제1압력값을 측정하고, 상기 제 1압력값이 기설정된 압력값이 될 때까지 상기 스퀴지(200)를 일정 간격으로 하강시키는 제 2단계를 거친다(S300).

즉, 상기 스퀴지(200)를 설정된 간격 예컨대 20㎛의 간격으로 순차적으로 하강시킨다. 이와 동시에, 각각의 일정 간격마다 상기 스퀴지(200)에 가하여지는 제 1압력값과 하강되는 상기 스퀴지(200)의 하강위치값들을 측정한다. 또한, 상기 측정되는 제 1압력값이 상기 기설된 압력값 예컨대 20kg과 동일해 질 때까지 상기 스퀴지(200)를 상기 일정 간격으로 하강시킨다.

여기서, 상기 제 1압력값인 20kg은 본 발명에 따르는 검증방법이 적용되는 장치에서의 최대압력에서 산출된 값이다.

만일, 상기 제 1압력값이 상기 기설정된 압력값보다 작은 경우에는 상기 제 2단계를 재수행하도록 한다(S400).

그러나, 상기 제 1압력값이 상기 기설정된 압력값과 동일해지면, 상기 하강된 스퀴지(200)를 상기 영점위치값이 될 때까지 일정 간격으로 상승시킨다(S500). 여기서, 상기 일정 간격은 제 2설정간격일 수 있고, 상기 제 2설정간격은 20㎛일 수 있다.

이와 아울러, 상기 스퀴지(200)에 가여지는 제2압력값을 측정하는 것을 제 3단계를 거친다(S600).

좀 더 상세하게는, 상기 제 1압력값이 20kg이 될 때까지 하강된 상기 스퀴지(200)를 일정 간격 예컨대 20㎛의 간격으로 순차적으로 상승시킨다. 이와 아울러, 상기 일정 간격으로 상승되는 상기 스퀴지(200)에 가여지는 제 2압력값과 상승위치값들을 측정한다. 여기서, 상기 스퀴지(200)는 상기 상승위치값이 상기 영점위치값과 동일해질 때까지 상승시킨다.

만일, 상기 스퀴지(200)의 상승위치값이 상기 영점위치값과 동일하지 않는 경우에는 상기 제 3단계를 재수행한다.

그러나, 상기 스퀴지(200)의 상승높이값이 상기 영점위치값과 동일한 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스퀴지(200)의 선형성 검증 결과를 그래픽과 수치값으로 디스플레이하는 제 4단계가 수행된다(S900).

한편, 도 4를 참조하면, 상기 제 3단계에서, 상기 스퀴지(200)의 상승높이인 상승 위치값이 상기 영점 위치값과 동일하여지면 상기 제 2단계와 제3단계가 몇 회 수행되었는가를 평가할 수 있다(S800). 여기서, 상기 제 2,3단계의 수행 회수는 설정회수와 비교된다. 상기 설정회수는 5회로 결정될 수 있다.

즉, 상기 제 2,3단계의 수행 회수가 5회 미만일 경우에는 제 2,3단계를 재수행하며, 상기 수행 회수가 5회가 되는 경우에는 상기 제 4단계를 바로 수행한다.

이어, 상기와 같이 제 2,3단계의 수행 회수를 5회로 결정지어 반복수행하게 된 후에는, 상기 측정되는 제 1,2압력값과 상기 스퀴지(200)의 상승 및 하강위치값들은 평균치로 계산되어지는 것이 바람직하다.

다음, 상기와 같이 측정되어진 스퀴지(200)의 선형성은 도 5에 도시된 바와 같이 그래픽화면으로 디스플레이되는데, 본 발명은 스크린 프린터 헤드 스퀴지에 인가되는 힘 또는 압력의 선형성을 검증하기 위하여 선형회귀 분석을 사용한다. 따라서, 측정 후 선형회귀 분석에 의한 결정계수(R²)가 0.99보다 크면 스퀴지의 선형성은 유효하다고 볼 수 있는 것이다.

참고로, 본 발명에 따르는 선형회귀분석은

일 경우, 계수 m, b는 다음의 식으로 표현할 수 있다.

,

이 때, 선형성을 검증할 결정계수 R²은 다음과 같다.

여기서,

이고,

,

이다.

도 4에 도시된 흐름도에 따라 수행된 검증과정으로부터 받은 데이터(제 1,2압력값들, 상승/하강위치값들)를 이용하여 스퀴지(200)의 선형성을 계산할 수 있다. 상기 스퀴지의 하강위치값과 압력값은 1차 함수라는 가정하에 선형회귀 분석을 수행할 수 있다. 선형회귀 방정식과 상기 데이터로부터 잔차(ssreg)를 계산할 수 있으며, 상기 잔차로부터 선형회귀 분석의 결정계수를 계산할 수 있다.

그리고, 도 5는 스퀴지(200) 선형성 검증 과정을 거친 결과를 나타내며, 상기 검증과정 결과 그래프와 선형회귀 방정식 및 결정계수 수치가 자동으로 그래픽화면에 나타나게 되어 선형성의 합격, 불합격을 판정하는 기준이 된다.

다음은, 본 발명의 스퀴지 선형성 검증방법이 스크린 프린터에 적용되었을 경우에 작용 및 효과를 설명하도록 한다.

도 1 및 2에 도시된 스크린 프린터의 헤드의 하단부에는 스퀴지가 부착되어 있고, 작업자가 스텐실(마스크) 상에 솔더 크림을 도포 후 헤드를 전후 운동함으로써 인쇄회로기판(미도시) 상에 솔더(미도시)를 도포할 수 있다.

이어, 상기 헤드가 전후로 구동하여 프린팅 작업을 수행하기 전에, 인쇄회로기판이 장착된 컨베이어(미도시)는 상기 스텐실의 하단으로 상승되고, 이에 따라 전자부품이 탑재될 인쇄회로기판의 상면은 스텐실의 하단에 접촉된다.

이후에, 상기 헤드의 하단부에 장착된 스퀴지(200)가 스텐실 상면으로 하강 되면, 인쇄회로기판에 적절한 압력이 가하여 진다. 이와 같이 적절한 압력이 가해진 상태에서 헤드가 전후 운동을 수행하면서 스텐실 위에 도포되어 있던 솔더 크림은 상기 스텐실의 개구부를 통하여 인쇄회로기판 상의 정확한 위치에 적절한 양이 도포된다.

일반적으로 스크린 프린터는 헤드에 부착된 스퀴지(200)의 높이가 조절됨으로써 인쇄회로기판에 부가되는 압력이 조절된다. 또한, 상기 스퀴지(200)의 교환이 이루어진 이후에는 인새회로기판에 가해지는 압력이 영(제로)이 되도록 스퀴지(200)와 스테이지의 높이를 설정할 필요가 있다. 이렇게 압력이 영(제로)이 되는 높이로부터 스퀴지(200)를 더 내리면 스텐실 위에는 정압이 발생한다. 스텐실 위에 가해지는 압력이 너무 낮으면 솔더 크림의 롤링이 제대로 수행되지 않아 스텐실 위에 솔더 크림이 많이 남아 있어 기판 위에 도포되는 솔더 크림의 양이 적어지고, 스텐실 위에 가해지는 압력이 너무 높으면 기판 위에 도포되는 솔더 크림의 양은 일정하지만 평균 도포량이 낮아 리플로우 오븐에서 솔더 크림이 경화된 후에 부품이 기판 위에 제대로 부착이 되지 않을 가능성이 크다.

따라서, 본 발명의 스퀴지 선형성 검증방법을 통하여 스크린 프린터의 스퀴지에 대한 선형성을 미리 평가하여, 스텐실에 가하여지는 압력이 일정하게 형성되는 지를 평가할 수 있다.

이에 따라, 상기와 ??이 도포되는 솔더 크림을 일정량으로 도포되도록 할 수 있고, 이와 아울러 일정 형상을 이루도록 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 스크린 프린터의 스퀴지의 하강위치값과 압력값의 선형성을 검증하여, 스크린 프린터의 스퀴지의 선형성이 유효한지의 여부를 용이하게 평가할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판 상에 도포되는 솔더 크림의 도포량과 도포형상을 일정하게 이루게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스퀴지의 선형성 검증 결과를 그래픽과 수치적으로 표현하여 줌으로써 작업이 진행될 스크린 프린터의 신뢰성을 미리 확보할 수 있도록 할 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 스퀴지의 영점위치값 설정하는 제 1단계;

   상기 스퀴지를 구동모터를 사용하여 일정 간격으로 하강시키면서 상기 스퀴지에 가하여지는 제1압력값을 측정하고, 상기 제 1압력값이 기설정된 압력값이 될 때까지 상기 스퀴지를 일정 간격으로 하강시키는 제 2단계;

   상기 하강된 스퀴지를 상기 영점위치값이 될 때까지 일정 간격으로 상승시키면서 상기 스퀴지에 가하여지는 제2압력값을 측정하는 것을 제 3단계; 및

   상기 스퀴지의 상승위치값이 상기 영점위치값과 동일해지면 상기 스퀴지의 선형성을 그래픽과 수치값으로 디스플레이하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2단계는 상기 스퀴지를 일정 간격으로 하강시키면서 상기 스퀴지의 하강위치값과 상기 제 1압력값을 측정하고, 상기 측정된 제 1압력값이 상기 기설정된 압력값과 동일해 질 때까지 하강시키되,

   상기 스퀴지는 상기 구동모터의 분해능 또는 상기 분해능의 배수의 간격 중 어느 하나의 간격으로 하강되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 3단계는 상기 스퀴지를 일정 간격으로 상승시키면서 상기 스퀴지의 상승위치값과 상기 제 2압력값을 측정하되,

   상기 스퀴지는 상기 구동모터의 분해능 또는 상기 분해능의 배수의 간격 중 어느 하나의 간격으로 상승되는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터의 스퀴지 선형성 검증방법.

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