KR101521529B1

KR101521529B1 - 부품 실장기 헤드 및 이를 이용한 부품 실장 방법

Info

Publication number: KR101521529B1
Application number: KR1020100056199A
Authority: KR
Inventors: 반종억
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2010-06-14
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2015-05-19
Also published as: KR20110136303A; US9049810B2; US20110302766A1

Abstract

본 발명은 부품 실장기 헤드와 이를 이용한 부품 실장 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 부품 실장기 헤드는, 내부에 실린더 공간이 형성되며 상기 실린더 공간과 외부를 연통시키는 제1연통구와 상기 제1연통구의 하측에 배치되며 실린더 공간과 외부를 연통시키는 제2연통구가 형성된 실린더 블록부와, 상기 실린더 공간에 상기 제1연통구와 상기 제2연통구 사이를 이동 가능하게 배치되는 피스톤부와, 상기 피스톤부의 하측에 배치되며 흡입구가 형성된 단부가 상기 실린더 블록부로부터 돌출되게 배치되며 상기 흡입구와 연통되는 노즐 연통구가 측면에 형성된 노즐 스핀들과, 상기 실린더 공간의 외부에 부압이 형성되는 부압공간을 형성할 수 있는 감압수단과, 상기 실린더 블록부에 대해서 상대 이동되면서 상기 제1 및 제2연통구와 상기 부압공간과의 연통을 허용 또는 차단하는 밸브부를 구비한다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에 따른 부품 실장 방법은 상기 부품 실장기 헤드를 이용하며, 상기 제1연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되고 상기 제2연통구와 상기 부압공간이 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들이 부품에 접근되도록 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 하강 단계와, 상기 제1연통구와 상기 제2연통구가 상기 부압공간에 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들이 상기 부품을 흡착한 상태로 상기 노즐 스핀들을 상승시키는 흡착 상승 단계와, 상기 부품 실장기 헤드를 이동시키는 이동 단계와, 상기 노즐 스핀들에 상기 부품이 흡착된 상태에서 상기 제1연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되고 상기 제2연통구와 상기 부압공간의 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 흡착 하강 단계와, 상기 노즐 스핀들이 상기 부품을 흡착하는 것을 해제하는 흡착 해제 단계와, 상기 제1연통구와 상기 부압공간이 연통되며 상기 제2연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들을 상승시키는 상승단계를 포함한다.

Description

부품 실장기 헤드 및 이를 이용한 부품 실장 방법{Device mounter head and device mounting method using the same }

본 발명은 부품을 흡착하여 이송한 다음, 부품을 기판 등에 장착시키는 부품 실장기 헤드 및 이를 이용한 부품 실장 방법에 관한 것이다.

부품 실장기 헤드는 반도체 등과 같은 전자 부품을 기판에 장착시키기 위한 장치로서, 전자 부품을 흡착하여 이송시킨 다음, 이를 기판 등에 안착시키는 형태로 작동한다.

부품 실장기 헤드는 흡입구가 형성된 노즐 스핀들을 구비하는데, 흡입구의 공압을 제어함으로써 부품의 흡착 및 분리가 제어된다.

그런데, 종래의 부품 실장기 헤드는 노즐 스핀들의 흡입구에 연통된 관로에서 시간지연이 발생하는 경우가 있다. 뿐만 아니라 관로 내에 배치된 솔레노이드 밸브에서도 시간 지연이 발생하는 경우가 있다. 이와 같이 부품 실장기 헤드에서 시간 지연이 발생될 경우, 노즐 스핀들의 흡입구에 부압의 형성 및 부압의 해제 시기를 정밀하게 제어할 수 없는 문제가 있다.

한편, 노즐 스핀들은 상하 이동 및 회전 이동도 가능하도록 배치되는데, 상술한 시간지연 문제에 때문에, 그 이동의 제어는 흡입구의 공압 제어 시기와 시간적 간격을 둘 수밖에 없다. 따라서, 부품 실장기 헤드의 작동 시간이 전체적으로 느려지는 문제가 있다. 결과적으로 부품 실장 공정에 소요되는 시간이 증가하는 문제가 있다.

또한, 종래의 부품 실장기 헤드의 경우, 노즐 스핀들의 흡입구의 공압 제어 및 노즐 스핀들의 이동 제어가 독립적으로 제어되므로, 장치가 복잡해지는 문제도 있다.

상기의 문제를 해결하기 위해서 본 발명은 구조 및 제어가 간단하며, 노즐 스핀들의 흡입구의 공압 제어에 있어서 시간 지연을 효과적으로 감소시킬 수 있는 부품 실장기 헤드 및 이를 이용한 부품 실장 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 부품 실장기 헤드는, 내부에 실린더 공간이 형성되며 상기 실린더 공간과 외부를 연통시키는 제1연통구와 상기 제1연통구의 하측에 배치되며 실린더 공간과 외부를 연통시키는 제2연통구가 형성된 실린더 블록부와, 상기 실린더 공간에 상기 제1연통구와 상기 제2연통구 사이를 이동 가능하게 배치되는 피스톤부와, 상기 피스톤부의 하측에 배치되며 흡입구가 형성된 단부가 상기 실린더 블록부로부터 돌출되게 배치되며 상기 흡입구와 연통되는 노즐 연통구가 측면에 형성된 노즐 스핀들과, 상기 실린더 공간의 외부에 부압이 형성되는 부압공간을 형성할 수 있는 감압수단과, 상기 실린더 블록부에 대해서 상대 이동되면서 상기 제1 및 제2연통구와 상기 부압공간과의 연통을 허용 또는 차단하는 밸브부를 구비한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 일 측면에 따른 부품 실장 방법은, 상기 부품 실장기 헤드를 이용하며, 상기 제1연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되고 상기 제2연통구와 상기 부압공간이 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들이 부품에 접근되도록 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 하강 단계와, 상기 제1연통구와 상기 제2연통구가 상기 부압공간에 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들이 상기 부품을 흡착한 상태로 상기 노즐 스핀들을 상승시키는 흡착 상승 단계와, 상기 부품 실장기 헤드를 이동시키는 이동 단계와, 상기 노즐 스핀들에 상기 부품이 흡착된 상태에서 상기 제1연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되고 상기 제2연통구와 상기 부압공간의 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 흡착 하강 단계와, 상기 노즐 스핀들이 상기 부품을 흡착하는 것을 해제하는 흡착 해제 단계와, 상기 제1연통구와 상기 부압공간이 연통되며 상기 제2연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들을 상승시키는 상승단계를 포함한다.

본 발명에 따른 부품 실장기에 따르면, 구조 및 제어가 간단한 장점이 있다. 또한, 노즐 스핀들의 흡입구의 공압 제어에 있어서 시간 지연을 효과적으로 감소시킬 수 있어서 부품 실장 공정 전체에 소요되는 시간을 효과적으로 단축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기 헤드의 개략적 사시도이다.
도 2는 도 1의 부품 실장기 헤드의 개략적 부분 절개 사시도이다.
도 3은 도 1의 부품 실장기 헤드의 III-III선 개략적 단면도이다.
도 4는 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부 구성을 도시한 개략적 사시도이다.
도 5는 도 4의 일부 구성과 다른 일부 구성을 함께 도시한 개략적 사시도이다.
도 6a는 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6b는 도 1의 부품 실장기 헤드가 도 6a에 도시된 작동 상태에 있을 경우, 일부 구성의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 1의 부품 실장기 헤드의 다른 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9a는 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9b는 도 1의 부품 실장기 헤드가 도 9a에 도시된 작동 상태에 있을 경우, 일부 구성의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부의 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11은 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부의 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12a는 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부의 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 12b는 도 1의 부품 실장기 헤드가 도 12a에 도시된 작동 상태에 있을 경우, 일부 구성의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기 헤드에 관하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부품 실장기 헤드의 개략적 사시도이며, 도 2는 도 1의 부품 실장기 헤드의 개략적 부분 절개 사시도이며, 도 3은 도 1의 부품 실장기 헤드의 III-III선 개략적 단면도이다. 도 4는 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부 구성을 도시한 개략적 사시도이며, 도 5는 도 4의 일부 구성과 다른 일부 구성을 함께 도시한 개략적 사시도이다. 도 6a는 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6b는 도 1의 부품 실장기 헤드가 도 6a에 도시된 작동 상태에 있을 경우에 일부 구성의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7은 도 1의 부품 실장기 헤드의 다른 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 8은 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 9a는 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 9b는 도 1의 부품 실장기 헤드가 도 9a에 도시된 작동 상태에 있을 경우에 일부 구성의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 10은 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부의 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 11은 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부의 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 12a는 도 1의 부품 실장기 헤드의 또 다른 일부의 작동 상태를 나타내기 위하여 도 1의 부품 실장기 헤드의 일부분을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 12b는 도 1의 부품 실장기 헤드가 도 12a에 도시된 작동 상태에 있을 경우에 일부 구성의 배치 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 12b를 참조하면, 본 실시예에 따른 부품 실장기 헤드(1)는 실린더 블록부(100), 피스톤부(200), 노즐 스핀들(300), 감압수단, 밸브부(500)를 구비한다.

실린더 블록부(100)는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성되며, 외주면에 나선형으로 형성된 가이드 돌기(160)가 배치된다. 실린더 블록부(100)의 상측에는 수직방향으로 배치되며 내부에 중공이 형성된 수직축(150)이 고정 결합되어 있다. 수직축(150)의 하측에는 수직축의 중공에 연통되는 통기공(152)이 형성되어 있다. 한편, 실린더 블록부(100)가 상하이동 및 회전이 가능하도록 수직축(150)은 구동수단(미도시)에 의해서 상하이동 및 회전이동이 가능하게 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 블록부(100)에는 상하방향으로 연장되게 형성된 원기둥 형상의 실린더 공간(110)이 복수 개 형성된다. 실린더 블록부(100)에는 복수의 제1연통구(112) 및 제2연통구(114)가 형성되는데, 제1연통구(112) 및 제2연통구(114)는 각 실린더 공간(110)에 대응되도록 배치된다. 즉, 각 실린더 공간(110)에는 제1연통구(112) 하나와 제2연통구(114) 하나가 배치된다.

제1연통구(112)는 실린더 블록부(100)의 실린더 공간(110)과 실린더 공간(110)의 외부를 연통시키도록, 실린더 블록부(100)의 외주면에서 실린더 공간(110)으로 관통되게 형성된다. 제2연통구(114)도 제1연통구(112)와 마찬가지로 실린더 공간(110)과 실린더 공간(110)의 외부를 연통시키도록, 실린더 블록부(100)의 외주면에서 실린더 공간(110)으로 관통되게 형성된다. 제2연통구(114)는 제1연통구(112)의 하측에 배치된다.

복수의 제1연통구(112)는 실린더 블록부(100)의 외주면을 따라 나선을 그리는 형태로 배치되며, 복수의 제2연통구(114)도 제1연통구(112)가 그리는 나선과 평행하도록 나선을 그리는 형태로 배치된다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 실린더 블록부(100)의 측면과 상측은 하우징(502)에 의해서 둘러싸여 지는데, 실린더 블록부(100)와 하우징(502) 사이에는 공간이 형성되도록 하우징(502)의 일부는 실린더 블록부(100)와 이격되게 배치된다.

피스톤부(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 공간(110)에 배치되며, 제1연통구(112)와 제2연통구(114) 사이에서 상하 방향으로 이동할 수 있도록 배치된다. 피스톤부(200)의 외주면은 실린더 공간(110)의 내주면에 밀착되어, 실린더 공간(110)을 상측 공간과 하측 공간으로 분할한다.

노즐 스핀들(300)은 부품(C)을 흡착하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 피스톤부(200)의 하측에 고정결합되어 피스톤부(200)와 함께 상하방향으로 이동된다. 노즐 스핀들(300)의 하측 단부는 실린더 블록부(100)의 하측으로 돌출되게 배치되며, 그 단부에는 부품을 흡착할 수 있도록 흡입구(310)가 형성되어 있다. 노즐 스핀들(300)의 흡입구(310)는 노즐 스핀들(300)에 형성된 중공에 연장되며, 노즐 스핀들(300)의 측면에는 노즐 스핀들(300)의 중공과 연통되는 노즐 연통구(320)가 형성된다. 따라서 노즐 연통구(320)는 노즐 스핀들(300)의 흡입구(310)와 연통된다.

노즐 스핀들(300)이 상하방향으로 이동함에 따라서 노즐 연통구(320)도 함께 상하방향으로 이동하게 되는데, 노즐 스핀들(300)이 하측으로 소정의 거리만큼 이동하게 되면, 노즐 연통구(320)는 도 7에 도시된 것과 같이 실린더 블록부(100)의 실린더 공간(110)에서 빠져나와 실린더 블록부(100)의 하측 외부에 위치된다. 노즐 연통구(320)가 외부 대기(A)에 노출되면 노즐 스핀들(300)의 중공 내부 및 흡입구(310)의 공압은 외부 대기(A)의 공압과 동일하게 된다.

감압수단은 실린더 블록부(100)의 실린더 공간(110)의 외부, 본 실시예서는 실린더 블록부(100)와 하우징(502) 사이에 형성되는 공간에 부압공간(410)을 형성하기 위한 것이다. 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 감압수단으로써 감압펌프(400)가 구비된다. 감압펌프(400)는 수직축(150)의 중공 내부의 공기를 빼내어준다. 수직축(150)의 중공은 통기공(152)에 의해서 감압공간(410)과 연통되므로, 감압펌프(400)에 의해서 실린더 블록부(100)의 외측 둘레와 하우징(502) 사이에 부압공간(410)이 형성되는 것이다.

밸브부(500)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실린더 블록부(100)의 외주면과 부압공간(410) 사이에 배치되며, 실린더 블록부(100)의 외주면을 밀착되게 감싸준다. 밸브부(100)는 실린더 블록부(100)의 외주면에 밀착된 상태에서 도 5에 도시된 바와 같이 일측(R1) 및 타측(R2) 방향으로 실린더 블록부(100)에 대하여 상대이동 가능하게 배치된다.

밸브부(500)는 하우징(502)과 일체로 형성되어 하우징(502)과 함께 실린더 블록부(100)에 대해서 상대 이동된다. 밸브부(500) 및 하우징(502)을 실린더 블록부(100)에 대해서 상대 이동시키기 위하여, 본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(502)에 형성된 기어부(155)에 모터(M)가 기어 결합된다.

한편, 본 실시예에서는 밸브부(500)와 하우징(502)이 일체로 형성되는 것으로 설명하였으나, 밸브부(500)와 하우징(502)은 별도로 제작될 수 있으며, 밸브부(500)는 하우징(502)과는 독립적으로 실린더 블록부(100)에 대해서 상대이동 가능하게 배치될 수도 있다.

밸브부(500)에는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1관통구(510), 제2관통구(520), 제3관통구(530) 및 제4관통구(540)가 형성되어 있다.

제1관통구(510)는 부압공간(410)과 연통되며, 밸브부(500)에 대한 제1연통구(112)의 상대 이동 경로 상에서 일측방향(R1)으로 연장되게 형성된다. 즉, 제1관통구(510)는 제1연통구(112)와 마찬가지로 나선을 그리는 형태로 길게 형성된다.

제2관통구(520)는 제1관통구(510)와 이격되게 밸브부(500)에 형성되며, 밸브부(500)에 대한 제1연통구(112)의 상대 이동 경로 상에서 타측방향(R2)으로 연장된다. 제2관통구(520)도 부압공간(410)과 연통된다.

제3관통구(530)는 제1관통구(510)와 제2관통구(520)의 사이에 배치된다. 즉, 제1관통구(510)와 제2관통구(520)는 제3관통구(530)를 가운데 두고 서로 반대방향으로 연장되는 형태로 배치된다. 제3관통구(530)도 제1관통구(510) 및 제2관통구(520)와 함께 제1연통구(112)의 상대 이동 경로 상에 배치되어, 밸브부(500)가 나선을 그리며 이동함에 따라서 제1연통구(112)와 차례로 연통된다. 제3관통구(530)는 제1관통구(510) 및 제2관통구(520)와는 달리 부압공간(410)에 연통되지 않고 하우징(502)의 외측의 공간과 연통되어 진다. 즉, 제3관통구(530)는 부압공간(410)보다 공기의 압력이 높은 외부 대기(A)와 연통된다.

제4관통구(540)는 실린더 블록부(100)의 제2연통구(114)와 대응되도록 제1 내지 제3관통구(530)의 하측에 배치되며, 제4관통구(540)는 부압공간(410)과 연통된다. 제4관통구(540)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1연통구(112)가 제3관통구(530)와 연통되도록 밸브부(500)가 위치하였을 때, 제2연통구(112)와 연통되도록 형성되며, 제1연통구(112)와 평행하게 일측방향(R1)으로 연장되게 형성된다.

밸브부(500)가 실린더 블록부(100)에 대해서 상대적으로 이동함에 따라서, 제4관통구(540)는 제2연통구(114)의 일부와 연통 되기도 하고, 일부의 제2연통구(114)를 폐쇄하기도 한다. 도 5를 참조하면, 제4관통구(540)는 제1연통구(112)와 제1관통구(510)가 연통된 위치에서 제2연통구(114)와 연통되며, 제1연통구(112)가 제3관통구(530)와 연통된 상태에서 제2연통구(114)와 연통되며, 제1연통구(112)가 제2관통구(520)와 연통된 상태에서 그 제1연통구(112)의 직하측의 제2연통구(114)를 폐쇄해준다.

상술한 바와 같이, 밸브부(500)가 상대 이동함에 따라서 특정 실린더 공간(110)은 제1연통구(112)가 외부 대기(A)와 연통되며 제2연통구(114)가 부압공간(410)과 연통되는 상태(이하, 편의상 P1상태라 한다)와, 제1연통구(112) 및 제2연통구(114)가 모두 부압공간(410)과 연통되는 상태(이하, 편의상 P2상태라 한다)와, 제1연통구(112)는 부압공간(410)과 연통되되 제2연통구(114)는 폐쇄되는 상태(이하, 편의상 P3상태라 한다)를 가질 수 있다. 즉, 밸브부(500)와 함께 제1 내지 제4관통구(510,520,530,540)가 이동함에 따라서, 특정 실린더 공간(110)의 제1 및 제2연통구(112,114)와 감압공간(410) 사이의 연통이 허용 또는 차단되는 것이다.

다음으로 본 실시예에 따른 부품 실장기 헤드(1)를 이용한 부품 실장 방법 및 그 효과에 대해서 설명한다.

본 실시에에 따른 부품 실장기 헤드(1)를 사용한 부품 실장 방법은 하강 단계, 흡착 상승 단계, 이동 단계, 흡착 하강 단계, 흡착 해제 단계 및 상승단계를 포함한다.

흡입 하강 단계는 도 6a에 도시된 바와 같이, 부품 실장기 헤드(1)의 노즐 스핀들(300) 중의 하나를 반도체 칩 등과 같은 부품(C)의 상측에 위치시키고 노즐 스핀들(300)을 하강시키는 단계이다.

노즐 스핀들(300)이 부품(C)의 직상측에 위치되면, 밸브부(500)의 제3연통구(530)가 상기 노즐 스핀들(300)에 대응되는 실린더 공간(110)의 제1연통구(112)와 연통되도록 밸브부(500)를 실린더 블록부(110)에 대하여 상대 회전시킨다. 이때, 밸브부(500)는 실린더 블록부(100)에 대해서 상대적으로 회전되면 되므로, 부품 실장기 헤드(1)는 실린더 블록부(100)가 고정된 상태에서 밸브부(500)가 회전될 수도 있고, 반대로 밸브부(500)가 고정된 상태에서 실린더 블록부(100)가 회전되는 형태로 구성될 수 있다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 밸브부(500)의 제3관통구(530)와 제1연통구(112)가 연통되도록 밸브부(500)가 위치되면, 제2연통구(114)는 제4관통구(540)와 연통된다. 즉, 상기 특정 실린더 공간(110)이 P1 상태가 된다. P1 상태에서 제1연통구(112)는 외부 대기(A)와 연통되면서 감압공간(410)과의 연통이 차단된다. 그리고 제2연통구(114)가 부압공간(410)과 연통되므로 피스톤부(200)의 하측의 압력이 피스톤부(200)의 상측의 압력보다 낮아진다. 따라서 피스톤부(200)는 하측으로 이동하게 되며, 도 6a에 일점쇄선의 화살표로 도시된 것처럼 공기가 제1연통구(112)로 유입된다. 한편, 노즐 스핀들(300)의 노즐 연통구(320)는 피스톤부(200)의 하측의 실린더 공간(110)에 위치되며, 피스톤부(200) 하측의 실린더 공간(110)은 부압공간(410)과 연통되므로 노즐 스핀들(300)의 흡입구(310)에도 부압이 형성된다. 따라서, 도 6a에 이점쇄선의 화살표로 도시된 것처럼 흡입구(114)로 공기가 유입된다.

이 상태로 상기 노즐 스핀들(300)이 부품(C)에 접촉되어 부품(C)을 흡착할 수도 있으나, 노즐 스핀들(300)이 흡착력을 잃은 상태로 부품(C)에 접촉될 수도 있다. 노즐 스핀들(300)의 흡착력을 해제하기 위해서는 노즐 연통구(320)이 외부 대기(A)로 노출되면 된다. 즉, 도 7에 도시된 바와 같이, P1 상태에서 노즐 스핀들(300)을 계속 하강시켜 노즐 스핀들(300)의 노즐 연통구(310)가 실린더 블록부(100)의 하측으로 빠져나오도록 하면된다. 이를 위해서 실린더 블록부(100)를 부품(C)으로부터 충분히 높게 위치시켜, 노즐 연통구(310)가 노출될 만큼 노즐 스핀들(300)이 충분히 하강할 수 있도록 한다.

노즐 연통구(310)가 외부 대기(A)에 노출되어 흡입구(310)가 흡입력을 잃게 되면, 노즐 스핀들(300)은 흡착력을 잃은 상태에서 부품(C)에 접촉된다. 이와 같이 노즐 스핀들(300)이 부품(C)에 근접시에는 흡착력을 잃는 것이 바람직할 수도 있는데, 이는 흡입력에 의해서 부품(C)이 떠오르면서 그 부착 위치가 일정하지 않을 수 있기 때문이다.

다음으로 흡착 상승 단계가 진행된다. 흡착 상승 단계는 노즐 스핀들(300)이 부품(C)에 접촉되면, 노즐 스핀들(300)이 부품을 흡착하도록 한 상태에서 노즐 스핀들(300)을 상승시키는 단계이다.

노즐 스핀들(300)의 단부가 부품(C)과 접촉되면, 도 8에 도시된 바와 같이 노즐 스핀들(300)의 노즐 연통구(320)가 실린더 블록부(100)의 실린더 공간(110)으로 다시 삽입되도록 실린더 블록부(100)를 소정의 거리만큼 하방으로 이동시켜 준다. 이때, 밸브부(500)와 하우징(502)도 실린더 블록부(100)와 함께 하방으로 이동된다. 실린더 블록부(100)가 하측으로 이동하면 피스톤부(200) 상측의 실린더 공간(110)의 공기는 도 8의 이점쇄선으로 도시된 화살표 방향을 따라 외부 대기(A)로 빠져나간다. 이와 같이 노즐 연통구(320)가 실린더 공간(110)으로 다시 들어가게 되면 노즐 스핀들(300)의 흡입구(310)에는 부압이 형성되어 부품(C)이 흡착된다.

노즐 스핀들(300)의 단부에 부품(C)이 흡착되면, 밸브부(500)를 타측방향(R2)으로 상대 회전시켜 도 9b에 바와 같이, 제1연통구(112)가 제1관통구(510)와 연통되고, 제2연통구(114)가 제4연통구(540)와 연통되게 한다. 즉, 상기 실린더 공간(110)이 P2 상태가 되도록 한다. 실린더 공간(110)이 P2 상태에서는 제1연통구(112) 및 제2연통구(114)가 모두 부압공간(410)과 연통된다. 따라서, 부품(C)이 노즐 스핀들(300)에 흡착된 상태가 유지되며, 피스톤부(200)의 상측 공간의 공기가 도 9a의 이점쇄선의 화살표로 도시된 바와 같이 실린더 블록부(100)를 빠져나간다. 따라서, 피스톤부(200)가 상측으로 이동되고, 노즐 스핀들(300)이 부품(C)을 흡착한 상태를 계속 유지하게 된다.

이와 같이, 밸브부(500)가 도 5에 도시된 타측방향(R2)으로 더 상대 회전되면, 제3관통구(530)는 인접한 인접한 실린더 공간(110)의 제1연통구(112)에 연통되게 되므로 인접한 노즐 스핀들(300)이 상기의 과정을 다시 진행하게 된다. 예컨대, 도 5에 도시된 상태에서 밸브부(500)가 타측방향(R2)으로 더 상대 이동한다면, 특정 제1연통구(112a)에 타측방향(R2)으로 인접한 다른 제1연통구(112b)와 제3관통구(530)가 연통되고, 그 제1연통구(112b)의 직하측의 제2연통구(114b)가 제4관통구(540)와 연통된다. 따라서, 특정 제1연통구에 인접한 다른 제1연통구(112b)에 대응되는 노즐 스핀들(300)이 하강하게 된다. 이때, 상기 특정 제1연통구(112a)는 제1관통구(510)와 연통되고 상기 특정 제1연통구(112a)의 직하측에 위치한 제2연통구(114a)는 제4관통구(540)와 연통된 상태가 유지되므로, 특정 제1연통구(112a)에 대응되는 노즐 스핀들(300)은 부품(C)을 흡착하는 상태 및 상승된 상태가 유지된다.

밸브부(500)가 타측방향(R2)으로 계속 회전함에 따라서, 모든 노즐 스핀들(300)은 차례로 부품(C)을 집어올린다.

다음으로 이동 단계가 진행되는데, 이동 단계는 부품 실장기 헤드(1)를 부품을 내려 놓기 위한 위치로 이동시키는 단계이다. 부품 실장기 헤드(1)를 구동하기 구동수단(미도시)을 제어하여 마지막으로 부품을 흡착한 노즐 스핀들(300)이 부품(C)을 내려놓을 곳의 직상측에 위치되도록 부품 실장기 헤드(1)를 이동시킨다. 이때, 가장 마지막에 부품(C)을 흡착한 노즐 스핀들(300)에 대응되는 실린더 공간(110) 및 다른 모든 실린더 공간(110)은 P2 상태에 있다.

다음으로, 흡착 하강 단계가 진행되는데, 흡착 하강 단계는 노즐 스핀들(300)에 부품(C) 흡착된 상태에서 노즐 스핀들을 하강시키는 단계이다. 도 10에 도시된 바와 같이 가장 마지막으로 부품(C)을 흡착한 노즐 스핀들(300)을 부품(C)을 내려놓을 곳의 직상측에 위치시킨 후, 밸브부(500)를 일측방향(R1)으로 이동시켜 그 실린더 공간(110)의 제1연통구(112)가 밸브부(500)의 제3관통구(530)와 연통되도록 한다. 즉, 그 실린더 공간(110)이 P1 상태가 되도록 한다. 따라서 피스톤부(200)의 상측의 실린더 공간(110)에는 일점쇄선의 화살표로 도시된 것처럼 공기가 유입되며, 피스톤부(200)의 하측의 실린더 공간(110)은 부압공간(410)과 연통되므로, 피스톤부(200)와 노즐 스핀들(300)은 하측으로 이동하게 된다.

노즐 스핀들(300)이 하측으로 계속 이동하다 보면, 부품(C)이 기판 등에 닿게 된다. 이때, 실린더 블록부(100)는 노즐 스핀들(300)의 노즐 연통구(320)가 실린더 블록부(100)의 하측으로 빠져나가지 않게 기판 등으로부터 소정의 높이에 위치되는 것이 바람직하다. 만일, 부품(C)이 기판에 안착되기 전에 노즐 연통구(320)가 외부 대기(A)로 노출되면, 부품(C)이 노즐 스핀들(300)로부터 떨어져 낙하하여 정확한 지점에 안착되지 못하는 문제가 있다.

다음으로, 흡착 해제 단계가 진행되는데, 흡착 해제 단계는 노즐 스핀들(300)이 부품(C)을 흡착하는 것을 해제하는 단계이다. 본 실시예에서 흡착 해제 단계는 흡입구(310)의 부압이 해제되도록, 노즐 연통공(320)을 외부 대기(A)에 노출 시키는 노즐 연통공 노출 단계를 포함한다. 노즐 연통공 노출 단계는 노즐 스핀들(300)이 정지한 상태에서 실린더 블록부(100)를 노즐 스핀들(300)에 대해서 상대적으로 상승 이동시키는 단계를 포함한다. 즉, 노즐 연통공 노출 단계에서는 부품(C)이 기판 등에 안착된 상태에서 도 11과 같이, 노즐 스핀들(300)의 노즐 연통구(320)가 실린더 공간(110)을 빠져나가도록 실린더 블록부(100)을 상측으로 소정 거리 만큼 이동시켜 준다. 이때 밸브부(500) 및 하우징(502)도 실린더 블록부(100)과 함께 이동된다. 실린더 공간(110)은 P1 상태에 있기 때문에 노즐 스핀들(300)은 위치를 유지한 채 실린더 블록부(100)를 비롯한 밸브부(500) 및 하우징(502)만 상측으로 이동하게 된다. 노즐 연통구(320)가 외부 대기(A)에 노출되면 노즐 스핀들(300)의 단부는 흡착력을 잃게 된다. 따라서, 노즐 스핀들(300)과 부품(C)은 서로 분리된다.

다음으로, 흡착 상승 단계가 진행된다. 흡착 상승 단계는 노즐 스핀들(300)과 부품(C)이 분리된 상태로 노즐 스핀들을 상승시키는 단계이다.

본 단계에서는 밸브부(500)를 타측방향(R2)으로 더 이동시켜 도 12b와 같이 제1연통구(112)가 제2관통구(520)와 연통되도록 한다. 제1연통구(112)가 제2관통구(520)와 연통되도록 밸브부(500)가 위치되면 제2연통구(114)는 폐쇄된다. 즉, 실린더 공간(110)은 P3 상태가 된다. 따라서 피스톤부(200)의 상측 실린더 공간(110)은 부압공간(410)과 연통되고, 피스톤부(200)의 하측의 실린더 공간(110)은 외부 대기(A)와 연통된다. 따라서, 공기는 도 12a에 이점쇄선의 화살표로 표시된 방향으로 흐르게 되며, 노즐 스핀들(300)은 부품(C)을 내려둔 채 상측으로 이동하게 된다.

이와 같이 밸브부(500)를 일측방향(R1)으로 계속 이동시켜 가면, 모든 노즐 스핀들(300)이 부품(C)을 기판에 장착할 수 있다.

한편, 본 실시에에서 고압 공간은 외부 대기(A)인 것으로 설명하였으나, 고압 공간은 가압 펌프에 의해서 고압이 유지되는 공간일 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 실린더 블록부(100)에 실린더 공간이 복수 개가 배치되는 것으로 설명하였으나, 실린더 공간은 하나만이 형성될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 실린더 블록부(100)의 외측 둘레에 바깥에 부압공간(410)이 형성되는 것으로 설명하였으나, 본 발명에 따른 부품 실장기 헤드는 이와는 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 예컨대 본 발명은, 실린더 블록부가 그 중심부에 중공이 형성되는 형태를 가지고 제1연통구 및 제2연통구는 상기 중공으로 관통되게 형성되며, 상기 중공에 부압이 작용하는 형태로 구체화될 수도 있다. 이 경우에 밸브부는 상기 중공과 실린더 블록부 사이에 배치되며, 실린더 블록부에 밀착되는 형태로 배치될 수도 있다.

이상, 본 발명의 일부 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 구체화될 수 있음은 물론이다.

1 ... 부품 실장기 헤드 100 ... 실린더 블록부
110 ... 실린더 공간 112 ... 제1연통구
114 ... 제2연통구 200 ... 피스톤부
300 ... 노즐 스핀들 310 ... 흡입구
320 ... 노즐 연통구 400 ... 감압펌프
410 ... 부압공간 500 ... 밸브부
502 ... 하우징 510 ... 제1관통구
520 ... 제2관통구 530 ... 제3관통구
540 ... 제4관통구 C ... 부품
A ... 외부 대기 R1 ... 일측방향
R2 ... 타측방향

Claims

내부에 실린더 공간이 형성되며, 상기 실린더 공간과 외부를 연통시키는 제1연통구와, 상기 제1연통구의 하측에 배치되며 실린더 공간과 외부를 연통시키는 제2연통구가 형성된 실린더 블록부와,
상기 실린더 공간에, 상기 제1연통구와 상기 제2연통구 사이를 이동 가능하게 배치되는 피스톤부와,
상기 피스톤부의 하측에 배치되며, 흡입구가 형성된 단부가 상기 실린더 블록부로부터 돌출되게 배치되며, 상기 흡입구와 연통되는 노즐 연통구가 측면에 형성된 노즐 스핀들과,
상기 실린더 블록부의 적어도 일면을 둘러싸며, 부압이 형성되는 부압공간이 상기 실린더 블록부와의 사이에 형성되는 하우징과,
상기 부압공간에 부압을 형성할 수 있는 감압수단과,
상기 실린더 블록부에 대해서 상대 이동되면서 상기 제1 및 제2연통구와 상기 부압공간과의 연통을 허용 또는 차단하는 밸브부를 구비한 부품 실장기 헤드.
제1항에 있어서,
상기 밸브부는 상기 실린더 블록부와 상기 부압공간 사이에 배치되며,
상기 밸브부에는 제1관통구, 제2관통구, 제3관통구 및 제4관통구가 형성되며,
상기 제1관통구는,
상기 부압공간과 연통되며, 상기 밸브부에 대한 상기 제1연통구의 상대 이동 경로 상에서 일측방향으로 연장되게 형성되며,
상기 제2관통구는,
상기 부압공간과 연통되며, 상기 밸브부에 대한 상기 제1연통구의 상대 이동 경로 상에서 타측방향으로 연장되며,
상기 제3관통구는,
상기 부압공간보다 압력이 높은 고압공간과 연통되며,
상기 제1관통구와 상기 제2관통구 사이에 형성되며,
상기 제4관통구는,
상기 부압공간과 연통되며,
상기 제1연통구가 상기 제1관통구와 연통된 상태에서 상기 제2연통구와 연통되고,
상기 제1연통구가 상기 제3관통구와 연통된 상태에서 상기 제2연통구와 연통되며,
상기 제1연통구가 상기 제2관통구와 연통된 상태에서 상기 제2연통구가 폐쇄될 수 있도록, 상기 제2연통구의 상대 이동 경로 상에서 상기 일측방향으로 연장되게 형성되는 부품 실장기 헤드.
청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제2항에 있어서,
상기 고압공간은,
상기 실린더 블록부 외부의 대기 공간인 부품 실장기 헤드.
제1항에 있어서,
상기 실린더 블록부에는,
상기 실린더 공간이 복수 개가 형성되며,
상기 피스톤 및 상기 노즐 스핀들은,
각 실린더 공간에 대응되게 배치되는 부품 실장기 헤드.
청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제4항에 있어서,
복수의 상기 제1연통구는 나선을 그리며 서로 이격되게 배치되며,
복수의 상기 제2연통구는 나선을 그리며 서로 이격되게 배치되며,
상기 밸브부는,
상기 실린더 블록부의 외주를 감싸도록 배치되며,
상기 실린더 블록부에 대하여 나선을 그리며 상대 이동하도록 배치되는 부품 실장기 헤드.
제1항에 있어서,
상기 노즐 연통구는,
상기 노즐이 하측으로 소정의 거리만큼 이동 시에 상기 실린더 공간의 외부로 빠져 나오도록 배치되는 부품 실장기 헤드.
청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제6항에 있어서,
상기 실린더 블록부 및 상기 밸브부는 함께 상하 방향으로 이동 가능하게 배치되는 부품 실장기 헤드.
제1항에 기재된 부품 실장기 헤드를 이용하는 부품 실장 방법에 있어서,
상기 제1연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되고 상기 제2연통구와 상기 부압공간이 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜, 상기 노즐 스핀들이 부품에 접근되도록 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 하강 단계와,
상기 제1연통구와 상기 제2연통구가 상기 부압공간에 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜, 상기 노즐 스핀들이 상기 부품을 흡착한 상태로 상기 노즐 스핀들을 상승시키는 흡착 상승 단계와,
상기 부품 실장기 헤드를 이동시키는 이동 단계와,
상기 노즐 스핀들에 상기 부품이 흡착된 상태에서, 상기 제1연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되고 상기 제2연통구와 상기 부압공간의 연통되게 상기 밸브부를 위치시켜 상기 노즐 스핀들을 하강시키는 흡착 하강 단계와,
상기 노즐 스핀들이 상기 부품을 흡착하는 것을 해제하는 흡착 해제 단계와,
상기 제1연통구와 상기 부압공간이 연통되며 상기 제2연통구와 상기 부압공간의 연통이 차단되게 상기 밸브부를 위치시켜, 상기 노즐 스핀들을 상승시키는 상승단계를 포함하는 부품 실장 방법.
청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제8항에 있어서,
상기 흡착 해제 단계는,
상기 흡입구의 부압이 해제되도록, 상기 노즐 연통공을 상기 실린더 공간의 외부로 노출시키는 노즐 연통공 노출 단계를 포함하는 부품 실장 방법.
청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

제9항에 있어서,
상기 노즐 연통공 노출 단계는,
상기 실린더 블록부를 상기 노즐 스핀들에 대해서 상대 이동시키는 단계를 포함하는 부품 실장 방법.