KR101286947B1

KR101286947B1 - 칩 마운터

Info

Publication number: KR101286947B1
Application number: KR1020120125852A
Authority: KR
Inventors: 신용욱; 김진생; 남대운; 박성훈
Original assignee: 주식회사 톱텍
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2013-07-23

Abstract

본 발명은 어느 일면이 절곡되거나 돌출부가 형성된 이형(異形) 형상을 갖는 실장대상물(PCB, 사이드 타입 백라이트 유닛)에 칩의 실장이 이루어지도록 하는 칩 마운터에 관한 것으로, 베이스와; 상기 베이스 상에 구비되며, 인쇄회로기판(PCB)이 안착되는 PCB 안착부와; 상기 PCB 안착부의 전방에 구비되며, 상기 인쇄회로기판을 상기 PCB 안착부로 공급하는 PCB 이송부와; 상기 PCB 안착부의 후방에 배치되며, 각종 칩을 공급하는 칩 공급부와; 상기 PCB 안착부와 상기 칩 공급부 사이에 배치되며, 상기 베이스에 고정된 한 쌍의 Y겐트리 고정프레임과 상기 Y겐트리 고정프레임에 이동가능하게 설치된 X겐트리 이동프레임으로 구성된 X-Y겐트리부와; 상기 X겐트리 이동프레임에 상기 PCB 안착부를 향한 상태로 이동가능하게 설치되어 상기 X-Y겐트리부의 구동에 의해 전후좌우로 이동하면서 상기 칩 공급부의 칩을 상기 인쇄회로기판으로 이송하여 실장하는 마운트 헤드; 및 상기 마운트 헤드의 전면 및 상기 베이스 상에 구비되어 상기 인쇄회로기판 및 이송되는 칩의 얼라인을 감지하는 제1,2비젼;을 포함하여 구성된다.

Description

칩 마운터{Chip Mounter}

본 발명은 인쇄회로기판(PCB;PRINTED CIRCUIT BOARD)상에 각종 칩을 실장하는 칩 마운터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 어느 일면이 절곡되거나 돌출부가 형성된 이형(異形) 형상을 갖는 실장대상물(PCB, 사이드 타입 백라이트 유닛)에 칩의 실장이 이루어지도록 함과 더불어 칩 실장 간의 거리가 단축되도록 하여 생산 수율이 향상되도록 하는 칩 마운터에 관한 것이다.

최근 전기, 전자제품의 개발에 있어서 그 추세는 전자부품의 고밀도화, 소형화, 다양화로 들어서고 있으며, 그 개발은 갈수록 치열해지고 있다.

특히, 전기,전자부품에 사용되는 인쇄회로기판(PCB;Printed Circuit Board)의 조립생산에 표면실장기를 이용한 표면실장기술(SMT;Surface Mounting Technology)은 날이 갈수록 가속화되고 있는 실정이다.

표면실장기는 표면실장부품(SMD ; Surface Mounting device)을 인쇄회로기판에 실장하는 표면실장 조립장비의 핵심장비로서 각종 표면실장부품을 부품공급기로부터 공급받아 인쇄회로기판의 실장위치까지 이송시킨 다음 인쇄회로기판상에 실장 하는 장비이다.

일반적으로 표면실장기라 함은 각종 칩을 비롯한 전자부품을 인쇄회로기판에 장착하는 장치를 말하며, 통상적으로 칩 마운터 라고도 한다.

상기 칩 마운터의 종류로는 그 기능에 따라 고속기와 범용기로 대별되는데, 고속기는 단시간 내에 많은 부품을 조립할 수 있도록 구성되어 있으므로 실장속도가 빨라 대량생산에 적합한 장점을 갖는 반면, 실장정밀도가 떨어진다는 단점이 있고, 범용기는 다양한 부품의 실장에 적합하도록 구성되어 있으므로 실장정밀도가 높고 다양한 부품의 실장이 가능하여 다품종 중, 소량 생산에 적합한 장점을 갖는 반면, 실장속도가 늦어 생산성이 떨어지는 단점을 갖는다.

상기와 같은 칩 마운터의 실장속도는 헤드를 필요위치에 얼마나 신속 정확히 위치시키는가와 깊은 관련이 있으며, 이를 위해 헤드가 실장 위치에 신속 정확하게 위치되도록 헤드의 크기 및 무게를 감소시키기 위한 많은 방법 및 장치가 개발되고 있다.

종래의 칩 마운터는 칩을 공급하는 피더부와, 칩의 실장위치를 결정하는 X - Y 겐트리부와, 작업할 인쇄회로기판을 반송하는 컨베이어부와, 피더로부터 칩을 차례로 척킹하여 인쇄회로기판상에 실장하는 헤드부 등으로 구성되어 칩의 고속실장이 이루어지도록 하고 있으나, 다음과 같은 문제가 있다.

상기의 칩 마운터는 실장 대상물(PCB 또는 사이드 타입 백라이트 유닛)이 칩이 실장되는 인접부위가 절곡되거나 또는 돌출부가 형성된 이형(異形)의 형상을 갖는 경우 칩의 실링이 이루어질 수 없는 치명적인 문제를 갖는다.

즉, 모든 칩 마운터의 헤드가 수평방식으로 이동하기 때문에 만약 칩이 실장되는 인접부위가 헤드와 마주하게 돌출된 경우 헤드와 간섭이 일어나거나 또는 충돌의 위험성이 존재하기 때문이다.

또한, 칩 마운터의 헤드가 칩이 공급되는 피더부를 향해 설치됨에 따라 피더부와 칩 실장위치 간의 거리가 멀어 실장에 따른 생산 수율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점 및 기술적 편견을 해소하기 위해 안출된 것으로, 어느 일면이 절곡되거나 돌출부가 형성된 이형(異形) 형상을 갖는 실장대상물(PCB, 사이드 타입 백라이트 유닛)에 칩의 실장이 이루어지도록 함과 더불어 칩 실장 간의 거리가 단축되도록 하는 칩 마운터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 칩 마운터는,

베이스와; 상기 베이스 상에 구비되며, 인쇄회로기판(PCB)이 안착되는 PCB 안착부와; 상기 PCB 안착부의 전방에 구비되며, 상기 인쇄회로기판을 상기 PCB 안착부로 공급하는 PCB 이송부와; 상기 PCB 안착부의 후방에 배치되며, 각종 칩을 공급하는 칩 공급부와; 상기 PCB 안착부와 상기 칩 공급부 사이에 배치되며, 상기 베이스에 고정된 한 쌍의 Y겐트리 고정프레임과 상기 Y겐트리 고정프레임에 이동가능하게 설치된 X겐트리 이동프레임으로 구성된 X-Y겐트리부와; 상기 X겐트리 이동프레임에 상기 PCB 안착부를 향한 상태로 이동가능하게 설치되어 상기 X-Y겐트리부의 구동에 의해 전후좌우로 이동하면서 상기 칩 공급부의 칩을 상기 인쇄회로기판으로 이송하여 실장하는 마운트 헤드; 및 상기 마운트 헤드의 전면 및 상기 베이스 상에 구비되어 상기 인쇄회로기판 및 이송되는 칩의 얼라인을 감지하는 제1,2비젼;을 포함하여 구성되어 있다.

이 경우, 상기 마운트 헤드는, 상기 X겐트리 이동프레임에 이동 가능하게 결합되는 이송판이 구비된 하우징과, 상기 하우징의 내부에 구비되며 상기 칩 공급부의 칩을 척킹하여 상기 인쇄회로기판에 실장하는 복수개의 척킹부로 구성되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 척킹부는, 에어가 공급되도록 내부가 중공 된 샤프트와; 상기 샤프트의 상측에 구비되어 상기 샤프트를 승강시키는 서보모터와; 상기 샤프트의 하측에 결합되며, 에어를 통해 칩을 척킹하는 노즐헤드와; 상기 노즐헤드의 선단에 구비되어 척킹된 칩을 상기 인쇄회로기판에 실장 할 때 충격을 완충하는 쿠션부재; 및 상기 노즐헤드의 일측에 구비되어 상기 노즐헤드를 회전시키는 스텝핑모터;로 구성되되, 상기 인쇄회로기판은 칩이 실장되는 광원부와 상기 광원부의 일측으로부터 절곡되게 연장된 플레이트를 갖는 사이드 타입 백라이트 유닛 중 상기 광원부에 구비되며, 상기 노즐헤드는 상기 하우징이 상기 플레이트에 충돌되지 않도록 상기 인쇄회로기판 측으로 연장되며 선단이 상기 베이스를 향해 하향 절곡된 L자 형상으로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 쿠션부재는 내부가 중공 된 탄성재질인 것이 바람직하다.

더불어, 상기 PCB 안착부에는 상기 인쇄회로기판이 안착되는 전.후방 안착면이 형성되고, 상기 전.후방 안착면의 폭 방향 일측에는 안착 된 상기 인쇄회로기판의 이탈을 방지하는 전.후방 이탈방지편이 형성된 것이 바람직하다.

또한, 상기 후방 이탈방지편의 후면에는 상기 전.후방 이탈방지편을 관통하면서 상기 인쇄회로기판을 흡착하여 상기 전방 이탈방지편에 밀착시키는 흡착부재를 갖는 에어실린더가 더 구비된 것이 바람직하다.

한편, PCB 이송부는, 수평이송대와, 상기 수평이송대에 이동 가능하게 결합된 이송블럭과, 상기 이송블럭의 길이방향으로 승강 가능하게 결합되며 상기 인쇄회로기판을 칩 실장위치로 이송하는 클램핑수단으로 구성된 것이 바람직하다.

이때, 상기 클램핑수단은, 리니어모터에 의해 상기 이송블럭에 승강 가능하게 결합 된 지지플레이트와; 상기 지지플레이트의 양측에 각각 배치되며, 하측에는 상기 인쇄회로기판을 클램핑 하는 클램프가 구비된 제1실린더; 및 상기 지지플레이트와 상기 제1실린더 사이에 개재되어 상기 인쇄회로기판을 클램핑 한 상기 제1실린더를 상기 칩 실장위치로 이송시키는 제2실린더;로 구성된 것이 바람직하다.

그리고, 상기 X겐트리 이동프레임 및 상기 마운트 헤드는 리니어모터, 벨트방식 및 볼스크류방식 중 어느 하나에 의해 이동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 칩 공급부는, 복수개의 칩이 권취된 칩 권취롤과, 상기 칩 권취롤이 설치된 상태로 칩을 공급하는 칩 공급장치와, 상기 칩 공급장치가 복수개로 장착되는 카세트로 구성된 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 칩 마운터에 의하면, 어느 일면이 절곡되거나 돌출부가 형성된 이형(異形) 형상을 갖는 실장대상물(PCB, 사이드 타입 백라이트 유닛)에 칩의 실장이 이루어지도록 하고, 칩을 이송하여 실장위치에 실장 하는 마운트 헤드가 실장위치를 향하도록 함으로써 칩 실장 간의 거리가 단축되도록 하여 실장대상물의 생산 수율을 향상시키는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 칩 마운터를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 측면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 칩 마운터의 구성 중 PCB 이송부를 나타낸 요부사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 칩 마운터의 구성 중 X-Y겐트리부 및 마운트 헤드를 나타낸 요부사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예들은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이 본 발명의 칩 마운터(1)는, 크게 베이스(B)와, PCB 안착부(100)와, PCB 이송부(200)와, 칩 공급부(300)와, X-Y겐트리부(400)와, 마운트 헤드(500)와, 제1,제2비젼(50,60)으로 구성되어 있다.

설명에 앞서, 칩(C)은 반도체 칩, LED, 집접회로(IC), 동적 램(DRAM) 및 정적 램(SRAM) 등과 같이 인쇄회로기판(600)에 실장되는 모든 것을 포함하며 반드시 한정된 것은 아니다.

또한, 본 실시예에서 인쇄회로기판(600)은, 광원부(610)와 광원부(610)의 일측으로부터 절곡되게 연장된 플레이트(620)를 갖는 이형(異形)의 사이드 타입 백라이트 유닛으로 상기의 광원부(610)에 칩(C)이 실장 되는 것을 예를 들어 설명하지만, 인쇄회로기판(600)은 다양한 이형의 형상을 이룰 수 있기 때문에 그 형상을 반드시 한정하지는 않는다(도 3 참조).

베이스(B)는 도 1과 같이 사각의 형상을 유지하고 있으며, 상부에는 상기 칩의 공급, 칩의 이송 및 칩의 실장을 위한 다양한 구조물이 고정 배치되어 있다.

다음으로 PCB 안착부(100)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 외부로부터 공급되어 칩(C)이 실장되는 인쇄회로기판(600)(PCB)의 하측이 안착되는 것으로, 베이스(B)의 상부에 배치되어 있으며 후술하는 마운트 헤드(500)에 의해 이송되는 칩(C)의 실장이 원활히 이루어지도록 소정의 높이를 유지하고 있다.

이때, PCB 안착부(100)에는 인쇄회로기판(600)의 하부면 즉 광원부(610)가 안착되는 전.후방 안착면(110,130)이 형성되는 것이 바람직하며, 전.후방 안착면(110,130)의 폭 방향 일측에는 안착 된 인쇄회로기판(600)의 이탈을 방지하는 전.후방 이탈방지편(120,140)이 형성된 것이 바람직하다.

이는, 전.후방 안착면(110,130) 및 전.후방 이탈방지편(120,140)이 상기 인쇄회로기판(600)의 광원부(610)와 플레이트(620)의 하부면 일측이 밀착되게 함으로써 안정적인 안착상태를 유지함과 동시에 PCB 안착부(100)의 폭 방향으로의 이탈을 방지하기 위함이다.

상기의 PCB 안착부(100)에는 전.후방 안착면(110,130) 및 전.후방 이탈방지편(120,140)이 각각 2개로 형성된 것으로 도시하고 있는데. 이는 후술하는 PCB 이송부(200)를 통해 이송되는 인쇄회로기판(600)이 일차적으로 PCB 이송부(200)측으로 형성된 후방 안착면(130) 및 후방 이탈방지편(140)을 타고 안정적으로 이송되도록 하여 칩(C) 실장위치의 후방에 위치되게 하고, 이후 인쇄회로기판(600)이 후술하는 클램핑수단(230)에 의해 실질적인 칩(C)의 실장이 이루어지는 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120) 위치로 이송되어 정렬되도록 하기 위함이다.

본 실시예에서는 PCB 안착부(100)에 2개의 전.후방 안착면(110,130) 및 전.후방 이탈방지편(120,140)이 형성된 것으로 도시하였으나, 만일 인쇄회로기판(600)이 수평을 이루는 평판형상이라면 PCB 안착부(100)의 상부면은 이와 대응되게 평면으로 형성될 수도 있기 때문에 PCB 안착부(100)의 형상을 반드시 한정하지는 않는다.

한편, 후방 이탈방지편(140)의 후면에는 전.후방 이탈방지편(120,140)을 관통하면서 인쇄회로기판(600) 하부 일면 즉 플레이트(620)의 하부 일측을 흡착하여 플레이트(620)를 전방 이탈방지편(120)에 밀착시키도록 선단에 흡착부재(241)가 구비된 로드(243)와, 상기 로드(243)의 후단에 구비되어 로드(243)를 이동시키는 에어실린더(240)가 더 구비되는 것이 바람직하다.

이때, PCB 안착부(100)의 전.후방 이탈방지편(120,140)에는 에어실린더(240)의 흡착부재(241)가 관통할 수 있도록 구멍이 형성되는 것은 물론이다.

더불어, 에어실린더(240)는 인쇄회로기판(600)의 크기에 따라 복수개로 형성될 수 있으므로 개수를 한정하지는 않는다.

다음으로 PCB 이송부(200)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 PCB 안착부(100)의 전방에 구비되며 외부로부터 공급되는 인쇄회로기판(600)을 PCB 안착부(100)로 공급하는 것으로, 수평이송대(210)와, 이송블럭(220)과, 클램핑수단(230)으로 구성되어 있다.

수평이송대(210)는 베이스(B)로부터 소정높이로 이격되어 PCB 안착부(100)의 길이방향을 따라 수평방향으로 설치되어 있으며, 이때 수평이송대(210)의 높이는 칩(C) 실장위치로 공급되는 이형 형상을 갖는 인쇄회로기판(600)의 높이에 따라 다르게 설정될 수도 있음은 물론이다.

이송블럭(220)은 수평이송대(210)와 교차되는 방향으로 소정의 길이를 가지는 블럭의 형상으로, 이송블럭(220)을 따라 이동 가능하게 결합되어 있다. 이때, 이송블럭(220)은 리니어모터, 벨트 및 볼스크류 방식들 중 어느 하나의 방식을 통해 이루어지는 것이 바람직하다.

클램핑수단(230)은 이송블럭(220)의 길이방향으로 승강 가능하게 결합되어 있으며, 외부로부터 공급되는 인쇄회로기판(600)을 클램핑 하여 칩(C)이 실장 되는 위치로 이송시키는 것으로, 지지플레이트(231)와, 제1실린더(232)와, 제2실린더(235)로 구성되어 있다.

지지플레이트(231)는 사각형상을 갖는 판상으로 리니어모터(미도시)에 의해 이송블럭(220)의 길이방향을 따라 상하로 승강 가능하게 결합되어 있다.

제1실린더(232)는 상기 지지플레이트(231)의 양측에 각각 배치되며, 그 하측에는 제1실린더(232)의 구동에 의해 인쇄회로기판(600)을 클램핑 하기 위한 클램프(233)가 구비되어 있다. 즉, 제1실린더(232)의 클램프(233)는 외부에서 공급되는 인쇄회로기판(600)을 클램핑 한 상태로 이송블럭(220)의 이송에 의해 칩(C) 실장위치의 후방으로 이송시키는 것이다.

이때, 이송되는 인쇄회로기판(600)은 PCB 안착부(100)의 후방 안착면(130) 및 후방 이탈방지편(140)을 타고 이송된다.

제2실린더(235)는 지지플레이트(231)와 제1실린더(232) 사이에 각각 개재되어 인쇄회로기판(600)을 클램핑 한 제1실린더(232)를 칩(C) 실장위치로 이송시킨다.

즉, 제1실린더(232)에 의해 PCB 안착부(100)의 후방 안착면(130) 및 후방 이탈방지편(140)을 타고 이송된 인쇄회로기판(600)이 제2실린더(235)의 구동에 의해 제1실린더(232) 자체가 칩(C) 실장이 실질적으로 이루어지는 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)으로 이송 안착 되도록 하는 것이다.

이때, 인쇄회로기판(600)이 PCB 안착부(100)의 전방으로 이송될 때 이송되는 인쇄회로기판(600)이 후방 이탈방지편(140)과 간섭되지 않도록 지지플레이트(231)는 이송블럭(220)을 타고 상측방향으로 상승하게 되고, 인쇄회로기판(600)이 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)의 상측에 위치하게 되면 지지플레이트(231)가 하강하면서 인쇄회로기판(600)을 칩(C) 실장이 이루어지는 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)에 안착시킨다.

이후, 인쇄회로기판(600)의 광원부(610)에 칩(C) 실장이 완료되면 앞서 서술된 역순으로 인쇄회로기판(600)이 후방 안착면(130) 및 후방 이탈방지편(140)으로 이송되고, 이후 이송블럭(220)의 이동에 의해 인쇄회로기판(600)을 다음 공정으로 투입시킨다.

다음으로 칩 공급부(300)는, PCB 안착부(100)의 후방에 배치되어 각종 칩(C)(반도체 칩, LED, 집접회로(IC), 동적 램(DRAM) 및 정적 램(SRAM))을 공급하는 것으로, 복수개의 칩이 권취된 칩 권취롤(310)과, 칩 권취롤(310)이 설치된 상태로 칩(C)을 공급하는 칩 공급장치(320)와, 칩 공급장치(320)가 복수개로 장착되는 카세트(330)로 구성되어 있다.

즉, 칩 공급부(300)는 인쇄회로기판(600)에 실장되는 복수개의 칩(C)이 권취된 칩 권취롤(310)을 칩 공급장치(320)에 장착하여 별도의 구동모터(미도시)의 구동을 통해 회전시키면서 칩(C)을 공급하게 된다.

이때, 칩 권취롤(310)이 설치되는 칩 공급장치(320)의 개수는 후술하는 마운트 헤드(500)에 장착된 척킹부(520)의 개수에 따라 달라질 수 있으며, 이를 위해 카세트(330)에는 칩 공급장치(320)가 복수개로 장착될 수 있는 복수개의 홈이 형성되어 있다.

다음으로 X-Y겐트리부(400)는, 칩 공급부(300)로부터 공급된 칩(C)을 인쇄회로기판(600)에 실장하기 위해 후술하는 마운트 헤드(500)를 실장위치로 이송하기 위한 것으로, PCB 안착부(100)와 칩 공급부(300) 사이에 배치되어 있으며 Y겐트리 고정프레임(410)과 X겐트리 이동프레임(420)으로 구성되어있다.

Y겐트리 고정프레임(410)은 소정의 길이로 칩 공급부(300)를 사이에 두고 서로 마주한 상태로 PCB 안착부(100)를 향해 한 쌍으로 설치되어 있다.

X겐트리 이동프레임(420)은 서로 마주한 상태로 설치된 Y겐트리 고정프레임(410)을 가로지른 상태로 양단이 각각 결합되어 Y겐트리 고정프레임(410)을 타고 이동가능하게 설치되어 있다.

이때, X겐트리 이동프레임(420)의 양측 하부에는 Y겐트리 고정프레임(410)과 이동가능하게 설치되며 X겐트리 이동프레임(420)이 안착되는 이송부재(423)가 구비되는 것이 바람직하며, 상기의 이송부재(423)는 리니어모터, 벨트방식 및 볼스크류방식 중 어느 하나에 의해 이동되는 것이 바람직하다.

다음으로 마운트 헤드(500)는, 도 1,2 및 도 4에 도시된 바와 같이 칩(C)을 척킹하여 이송하는 수단으로, X겐트리 이동프레임(420)에 PCB 안착부(100)를 향한 상태로 이동가능하게 설치되어 있으며, X-Y겐트리부(400)의 구동에 의해 전후좌우(X-Y축방향)로 이동하면서 칩 공급부(300)의 칩(C)을 인쇄회로기판(600)으로 이송하여 실장이 이루어지도록 한다.

상기 마운트 헤드(500)가 PCB 안착부(100)를 향한 상태로 설치되면, 칩(C) 이동 간의 거리가 단축됨과 더불어 마운트 헤드(500)의 이동에 따른 유동이 방지되기 때문에 인쇄회로기판(600)의 실장속도가 향상되고 이로 인한 생산 수율이 올라가는 장점을 갖게 된다.

마운트 헤드(500)는, X겐트리 이동프레임(420)에 이동 가능하게 결합되는 이송판(511)이 구비된 하우징(510)과, 하우징(510)의 내부에 구비되며 칩 공급부(300)의 칩(C)을 척킹하여 인쇄회로기판(600)에 실장하는 복수개의 척킹부(520)로 구성되어 있다.

이때, 마운트 헤드(500)의 하우징(510)에 구비된 이송판(511)은 X겐트리 이동프레임(420)과 이송가능하게 결합되도록 리니어모터, 벨트방식 및 볼스크류방식 중 어느 하나가 선택되어 사용되는 것이 바람직하며, 그 방식을 반드시 한정하는 것은 아니다.

하우징(510)은 내부에 구비되는 복수개의 척킹부(520)를 외부의 환경으로부터 보호하여 척킹부(520)가 제 기능을 수행할 수 있도록 한다.

상기 척킹부(520)는, 샤프트(521)와, 서보모터(523)와, 노즐헤드(525)와, 쿠션부재(527)와, 스텝핑모터(529)로 구성된다.

샤프트(521)는 에어가 공급되도록 내부가 중공 된 형상을 이루고 있다.

서보모터(523)는 샤프트(521)와 결합된 상태로 샤프트(521)의 상측에 구비되어 있으며, 구동에 의해 샤프트(521)를 상하로 승강시키는 것으로, 이는 후술하는 노즐헤드(525)에 의해 칩(C)을 척킹(흡착) 하거나 또는 인쇄회로기판(600)에 실장하는 과정에서 노즐헤드(525)가 승강되도록 함으로써 칩(C)의 척킹과 실장이 안정적으로 이루어지도록 함과 더불어 칩(C)의 이동 간에 주변의 구조물에 영향을 받지 않도록 하기 위함이다.

노즐헤드(525)는 샤프트(521)의 하측 즉 하우징(510)의 하부 외측으로 노출되게 결합되며, 내부에는 에어가 유동하는 연통공(미도시)이 형성되어 에어를 통해 칩(C)을 척킹한다.

이때, 노즐헤드(525)는 일측이 샤프트(521)의 하측에 결합되고 타측은 인쇄회로기판(600) 측으로 연장되며 타측의 선단이 베이스(B)를 향해 하향 절곡된 L자 형상을 이루는 것이 바람직하다.

이는, 본 실시예에서 설명되는 이형의 형상을 갖는 인쇄회로기판(600)의 구성이 광원부(610)와 상기 광원부(610)의 일측으로부터 절곡되게 연장된 플레이트(620)를 갖는 사이드 타입 백라이트 유닛 중 광원부(610)에 칩(C)의 실장이 이루어짐에 따라 상기의 인쇄회로기판(600)에 칩(C)이 실장되는 과정에서 마운트 헤드(500)의 하우징(510) 선단이 인쇄회로기판(600)의 플레이트(620)에 충돌되지 않도록 하기 위함이다.

만일 인쇄회로기판(600)이 앞서 서술된 구조와 달리 평판형으로 형성되고 광원부(610)의 전방(플레이트(620)의 반대방향)에 대략 1~2cm의 높이를 갖는 돌출부가 형성된다면 상기 노즐헤드(525)의 베이스(B)를 향해 하향 절곡된 선단이 돌출부보다 더 길게 연장형성될 수 있음은 물론이다.

쿠션부재(527)는 노즐헤드(525)의 선단에 구비되어 에어에 의해 척킹(흡착)된 칩(C)을 인쇄회로기판(600)의 광원부(610)에 실장 할 때 충격을 완충시키는 역할을 한다.

이때, 쿠션부재(527)는 에어가 유동하도록 내부가 중공 된 원통형상을 갖는 탄성재질인 것이 바람직하며, 다르게는 내부가 중공 된 원통의 벨로우즈 형상을 이룰 수도 있기 때문에 그 형상을 한정하지는 않는다.

스텝핑모터(529)는 노즐헤드(525)의 일측 즉 하우징(510)의 내부에 구비되어 노즐헤드(525)를 회전시키는 역할을 하는 것으로, 이는 이송된 칩(C)의 실장방향이 다르게 설정된 경우 노즐헤드(525)의 회전이 이루어지도록 하기 위함이다. 이때, 노즐헤드(525)의 회전수단은 스텝핑모터(529)와 노즐헤드(525)를 연결하는 벨트(미도시) 또는 한 쌍의 기어(미도시)의 조합에 의해 구성될 수도 있다.

마지막으로 상기 칩 마운터(1)에는 제1비젼(50) 및 제2비젼(60)이 구비되어 있다.

제1비젼(50)은 마운트 헤드(500)의 전면에 구비되어 광원을 조사함으로써 PCB 이송부(200)를 통해 이송된 인쇄회로기판(600)의 위치를 감지함과 더불어 노즐헤드(525)에 의해 칩(C)을 척킹한 마운트 헤드(500)가 인쇄회로기판(600)으로 이동할 때 감지된 값을 토대로 인쇄회로기판(600)의 위치를 정확하게 잡아줌으로써 인쇄회로기판(600)상에 칩(C)의 실장이 이루어지도록 한다.

제2비젼(60)은 베이스(B) 상에 구비되어 광원을 조사하여 마운트 헤드(500)의 저면에 배치된 상태로 복수개의 노즐헤드(525)에 의해 이송되는 칩(C)의 얼라인을 감지함과 더불어 칩(C)의 척킹 상태가 불량으로 판정되면 마운트 헤드(500)의 구동을 중지시켜 작업자를 통해 칩(C)의 얼라인이 보정되도록 한다.

상기의 제1비젼(50) 및 제2비젼(60)은 콘트롤부(미도시)에 의해 제어되는 것은 물론이다.

이하, 본 발명에 따른 칩 마운터(1)를 통해 칩(C)이 인쇄회로기판(600)에 실장되는 과정을 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 외부로부터 PCB 이송부(200)로 이형의 형상을 갖는 인쇄회로기판(600)이 공급되면 클램핑수단(230)의 지지플레이트(231) 양측에 구비된 제1실린더(232)가 구동하면서 클램프(233)를 벌려 공급되는 인쇄회로기판(600)의 플레이트(620) 상단 양측을 클램핑한다.

이때, 인쇄회로기판(600)의 광원부(610)는 PCB 안착부(100)에 형성된 후방 안착면(130)과 후방 이탈방지편(140)을 타고 이송되어 칩(C)이 실장되는 전방 안착면(110)과 전방 이탈방지편(120)의 후방에 위치하게 된다.

이후, 제2실린더(235)의 구동에 의해 인쇄회로기판(600)을 실질적인 칩(C)의 실장이 이루어지는 전방 안착면(110)과 전방 이탈방지편(120)으로 이동시킨다.

이를 위해 먼저, 제2실린더(235)가 구동되면 제2실린더(235)의 구동에 의해 지지플레이트(231)의 양측에 구비된 한 쌍의 제1실린더(232) 자체가 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)으로 이송되기 때문에 클램프(233)에 의해 클램핑 된 인쇄회로기판(600)도 함께 이송된다.

이때, 지지플레이트(231)는 인쇄회로기판(600)이 PCB 안착부(100)의 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)으로 이송될 때 돌출된 후방 이탈방지편(140)에 간섭되지 않도록 리니어모터(미도시)에 의해 이송블럭(220)을 타고 상측방향으로 상승하게 되고, 이후 인쇄회로기판(600)이 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)의 상측에 위치하게 되면 지지플레이트(231)가 하강하면서 인쇄회로기판(600)을 칩(C) 실장이 이루어지는 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)에 안착시킨다.

이후, 인쇄회로기판(600)이 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)에 안착 되면 후방 이탈방지편(140)의 후면에 구비된 에어실린더(240)의 구동에 의해 흡착부재(241)가 전.후방 이탈방지편(120,140)을 관통하면서 인쇄회로기판(600)의 플레이트(620) 하부 일측을 흡착하여 전방 이탈방지편(120)에 밀착시켜 칩(C) 실장이 이루어질 수 있도록 인쇄회로기판(600)을 얼라인시킨다.

이때, 마운트 헤드(500)의 전면에 구비된 제1비젼(50)은 인쇄회로기판(600)의 위치를 감지하여 콘트롤부(미도시)로 감지 값을 전송한다.

상기와 같이 인쇄회로기판(600)이 얼라인되면 마운트 헤드(500)가 칩을 이송시키면서 인쇄회로기판(600)의 광원부(610)에 칩(C)을 실장 하게 된다.

먼저, 마운트 헤드(500)는 X-Y겐트리부(400)의 구동에 의해 전후좌우로 이동하면서 칩 공급부(300)의 상측에 위치하게 된다.

이때, 마운트 헤드(500)에 장착된 복수개의 척킹부(520)는 칩(C)이 실장되는 간격에 따라 간격조정이 사전에 셋팅된 상태이고, 더불어 칩 공급부(300)의 칩 공급장치(320) 또한 척킹부(520)의 간격과 동일하게 셋팅된 상태이다.

그리고, 칩 공급부(300)는 마운트 헤드(500)가 칩(C)을 척킹할 수 있도록 칩 공급장치(320)에 의해 칩(C)을 외부로 노출되게 준비한 상태이다.

상기의 상태에서, 마운트 헤드(500)의 척킹부(520)는 각각 구성된 서보모터(523)의 구동으로 샤프트(521)를 하강시켜 노즐헤드(525)를 외부로 노출되게 준비된 칩(C)의 상면에 위치시킨다.

이때, 노즐헤드(525)의 선단에 구비된 쿠션부재(527)는 칩(C)의 상면과 밀착된 상태를 유지하고, 이 상태에서 에어를 통해 칩(C)을 척킹(흡착)하여 칩 척킹을 완료한다.

칩 척킹이 완료되면 서보모터(523)가 구동하면서 샤프트(521)를 상승시켜 복수개의 노즐헤드(525)를 원위치로 복귀시킨다.

이후, 마운트 헤드(500)는 X-Y겐트리부(400)의 구동에 의해 전후좌우로 이동하면서 인쇄회로기판(600)이 셋팅된 칩(C) 실장위치로 이동하게 된다.

이때, 마운트 헤드(500)는 인쇄회로기판(600)으로 이동하는 과정에서 베이스(B) 상에 구비된 제2비젼(60)을 지나가게 되는데, 이 과정에서 제2비젼(60)은 광원을 조사하여 복수개의 노즐헤드(525)에 의해 이송되는 칩(C)의 얼라인을 감지하여 콘트롤부로 전송하여 칩(C)의 척킹 상태가 정상이면 마운트 헤트를 인쇄회로기판(600)으로 이동하도록 하고, 불량으로 판정되면 작업자를 통해 칩(C)의 얼라인이 보정하도록 마운트 헤드(500)의 구동을 중지시킨다.

상기의 칩(C) 얼라인 값은 사전에 콘트롤러(미도시)에 입력된 값에 의해 감지되는 것이다.

칩(C) 얼라인 상태가 정상 판정을 받으면 마운트 헤드(500)는 X-Y겐트리부(400)의 구동에 의해 인쇄회로기판(600) 방향으로 계속 이동하게 된다.

이 과정에서 마운트 헤드(500)의 전면에 구비된 제1비젼(50)은 광원을 조사하여 앞서 감지된 인쇄회로기판(600)의 값을 토대로 X-Y겐트리부(400)의 구동을 통해 마운트 헤드(500)를 칩(C)의 실장이 이루어지는 영역으로 위치시킨다. 즉, 마운트 헤드(500)에 의해 이송된 칩(C)이 인쇄회로기판(600)의 광원부(610) 상측에 위치된 상태이다.

이후, 마운트 헤드(500)의 위치가 셋팅되면 척킹부(520)는 각각 구성된 서보모터(523)의 구동으로 샤프트(521)를 하강시켜 노즐헤드(525)에 척킹된 칩(C)을 인쇄회로기판(600)의 광원부(610) 상부면에 실장하여 칩(C)의 실장을 완료한다.

이때, 노즐헤드(525)의 선단에 구비된 쿠션부재(527)는 칩(C)이 광원부(610)의 상면에 실장 될 때 칩(C)에 가해지지 충격이 완충되는 역할을 하게 된다.

칩(C)의 실장이 완료되면 인쇄회로기판(600)은 에어실린더(240)의 흡착이 해제됨과 동시에 지지플레이트(231)의 상승에 의해 PCB 안착부(100)의 전방 안착면(110) 및 전방 이탈방지편(120)으로부터 상측으로 이격되어 제2실린더(235)에 의해 후방 안착면(130) 및 후방 이탈방지편(140)으로 이송 안착되고, 이후 이송블럭(220)의 이송에 의해 다음 공정으로 투입된다.

이때, 마운트 헤드(500)는 다음 공정을 위한 칩(C)을 척킹을 위해 X-Y겐트리부(400)의 구동에 의하여 칩 공급부(300)로 이동된 상태이다.

상기의 칩 실장과정은 인쇄회로기판(600)의 칩 실장이 완료될 때까지 반복적으로 수행된다.

지금까지 서술된 바와 같이 본 발명의 칩 마운터는, 어느 일면이 절곡되거나 돌출부가 형성된 이형(異形) 형상을 갖는 실장대상물(PCB, 사이드 타입 백라이트 유닛)에 칩의 실장이 이루어지도록 하고, 칩을 이송하여 실장위치에 실장 하는 마운트 헤드가 실장위치를 향하도록 함으로써 칩 실장 간의 거리가 단축되도록 하여 실장대상물의 생산 수율을 향상시키는 장점을 갖는다.

이상, 본 발명의 칩 마운터를 바람직한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 설명하였으나, 이는 발명의 이해를 돕고자 하는 것일 뿐 발명의 기술적 범위를 이에 한정하고자 함이 아님은 물론이다.

즉, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않고도 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형이나 개조가 가능함은 물론이고, 그와 같은 변경이나 개조는 청구범위의 해석상 본 발명의 기술적 범위 내에 있음은 말할 나위가 없다.

1 : 칩 마운터 50 : 제1비젼
60 : 제2비젼 100 : PCB 안착부
110 : 전방 안착편 120 : 전방 이탈방지편
130 : 후방 안착편 140 : 후방 이탈방지편
200 : PCB 이송부 210 : 수평이송대
22 : 이송블럭 230 : 클램핑수단
231 : 지지플레이트 232 : 제1실린더
233 : 클램프 235 : 제2실린더
240 : 에어실린더 241 : 흡착부재
243 : 로드 300 : 칩 공급부
310 : 칩 권취롤 320 : 칩 공급장치
330 : 카세트 400 : X-Y겐트리부
410 : Y겐트리 고정프레임 420 : X겐트리 이동프레임
500 : 마운트 헤드 510 : 하우징
511 : 이송판 520 : 척킹부
521 : 샤프트 523 : 서보모터
525 : 노즐헤드 527 : 쿠션부재
529 : 스텝핑모터 600 : 인쇄회로기판
610 : 광원부 620 : 플레이트
B : 베이스 C : 칩

Claims

베이스(B)와;
상기 베이스(B) 상에 구비되며, 인쇄회로기판(600)(PCB)이 안착되는 PCB 안착부(100)와;
상기 PCB 안착부(100)의 전방에 구비되며, 상기 인쇄회로기판(600)을 상기 PCB 안착부(100)로 공급하는 PCB 이송부(200)와;
상기 PCB 안착부(100)의 후방에 배치되며, 각종 칩(C)을 공급하는 칩 공급부(300)와;
상기 PCB 안착부(100)와 상기 칩 공급부(300) 사이에 배치되며, 상기 베이스(B)에 고정된 한 쌍의 Y겐트리 고정프레임(410)과, 상기 Y겐트리 고정프레임(410)에 이동가능하게 설치된 X겐트리 이동프레임(420)으로 구성된 X-Y겐트리부(400)와;
상기 X겐트리 이동프레임(420)에 상기 PCB 안착부(100)를 향한 상태로 이동가능하게 설치되어 상기 X-Y겐트리부(400)의 구동에 의해 전후좌우로 이동하면서 상기 칩 공급부(300)의 칩(C)을 상기 인쇄회로기판(600)으로 이송하여 실장하는 마운트 헤드(500); 및
상기 마운트 헤드(500)의 전면 및 상기 베이스(B) 상에 구비되어 상기 인쇄회로기판(600) 및 이송되는 칩(C)의 얼라인을 감지하는 제1,2비젼(50,60);을 포함하며,
상기 마운트 헤드(500)는 상기 X겐트리 이동프레임(420)에 이동 가능하게 결합되는 이송판(511)이 구비된 하우징(510)과, 상기 하우징(510)의 내부에 구비되며 상기 칩 공급부(300)의 칩(C)을 척킹하여 상기 인쇄회로기판(600)에 실장하는 복수개의 척킹부(520)로 구성된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
삭제
제1항에 있어서,
상기 척킹부(520)는,
에어가 공급되도록 내부가 중공 된 샤프트(521)와;
상기 샤프트(521)의 상측에 구비되어 상기 샤프트(521)를 승강시키는 서보모터(523)와;
상기 샤프트(521)의 하측에 결합되며, 에어를 통해 칩(C)을 척킹하는 노즐헤드(525)와;
상기 노즐헤드(525)의 선단에 구비되어 척킹된 칩(C)을 상기 인쇄회로기판(600)에 실장 할 때 충격을 완충하는 쿠션부재(527); 및
상기 노즐헤드(525)의 일측에 구비되어 상기 노즐헤드(525)를 회전시키는 스텝핑모터(529);로 구성되되,
상기 인쇄회로기판(600)은 칩(C)이 실장되는 광원부(610)와 상기 광원부(610)의 일측으로부터 절곡되게 연장된 플레이트(620)를 갖는 사이드 타입 백라이트 유닛 중 상기 광원부(610)에 구비되며, 상기 노즐헤드(525)는 상기 하우징(510)이 상기 플레이트(620)에 충돌되지 않도록 상기 인쇄회로기판(600) 측으로 연장되며 선단이 상기 베이스(B)를 향해 하향 절곡된 L자 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제3항에 있어서,
상기 쿠션부재(527)는 내부가 중공 된 탄성재질인 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 PCB 안착부(100)에는 상기 인쇄회로기판(600)이 안착되는 전.후방 안착면(110,130)이 형성되고, 상기 전.후방 안착면(110,130)의 폭 방향 일측에는 안착 된 상기 인쇄회로기판(600)의 이탈을 방지하는 전.후방 이탈방지편(120,140)이 형성된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제5항에 있어서,
상기 후방 이탈방지편(140)의 후면에는 상기 전.후방 이탈방지편(120,140)을 관통하면서 상기 인쇄회로기판(600)을 흡착하여 상기 전방 이탈방지편(120)에 밀착시키는 흡착부재(241)를 갖는 에어실린더(240)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제1항 또는 제3항에 있어서,
PCB 이송부(200)는,
수평이송대(210)와, 상기 수평이송대(210)에 이동 가능하게 결합된 이송블럭(220)과, 상기 이송블럭(220)의 길이방향으로 승강 가능하게 결합되며 상기 인쇄회로기판(600)을 칩(C) 실장위치로 이송하는 클램핑수단(230)으로 구성된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제7항에 있어서,
상기 클램핑수단(230)은,
리니어모터에 의해 상기 이송블럭(220)에 승강 가능하게 결합 된 지지플레이트(231)와;
상기 지지플레이트(231)의 양측에 각각 배치되며, 하측에는 상기 인쇄회로기판(600)을 클램핑 하는 클램프(233)가 구비된 제1실린더(232); 및
상기 지지플레이트(231)와 상기 제1실린더(232) 사이에 개재되어 상기 인쇄회로기판(600)을 클램핑 한 상기 제1실린더(232)를 상기 칩(C) 실장위치로 이송시키는 제2실린더(235);로 구성된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 X겐트리 이동프레임(420) 및 상기 마운트 헤드(500)는 리니어모터, 벨트방식 및 볼스크류방식 중 어느 하나에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 칩 공급부(300)는,
복수개의 칩(C)이 권취된 칩 권취롤(310)과, 상기 칩 권취롤(310)이 설치된 상태로 칩(C)을 공급하는 칩 공급장치(320)와, 상기 칩 공급장치(320)가 복수개로 장착되는 카세트(330)로 구성된 것을 특징으로 하는 칩 마운터(1).