KR101545295B1 - 부품 촬영 장치와, 이를 구비하는 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법 - Google Patents

Abstract

부품 촬영 장치는 부품을 지지하는 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조명부와, 노즐의 축 방향으로 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조명부와, 제1 조명부의 백색의 광과 제2 조명부의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 부품에 반사하는 광을 수광하여 영상을 촬영하는 촬영부를 구비한다.

Description

부품 촬영 장치와, 이를 구비하는 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법{Chip imaging device, chip mounting device having the device, and chip recognizing method}

실시예들은 부품 촬영 장치와, 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 백색의 광과 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 이용하여 부품을 조명하여 부품의 양호한 이미지를 획득함으로써 부품의 방향과 위치를 정확하게 인식할 수 있는 부품 촬영 장치와, 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법에 관한 것이다.

부품 장착 장치(Chip mounting device)는 회로기판(circuit board)에 반도체 패키지이나 엘이디(LED) 등의 부품을 장착하는 작업을 자동으로 수행하는 장치이다.

부품 장착 장치는 노즐을 이용하여 부품을 픽업하고(pick-up), 픽업한 부품을 인쇄회로기판의 정확한 위치에 장착한다. 부품 장착 장치가 부품을 정확한 위치에 장착하기 위해서는, 부품을 장착하기 이전에 노즐에 픽업된 부품의 방향(orientation)과 위치(position)가 정확한 것인지를 확인하여야 한다.

따라서 부품 장착 장치는 노즐이 부품을 픽업한 이후에 노즐에 장착된 부품을 촬영하여 부품의 이미지를 획득하고, 부품의 이미지를 자동으로 인식하여 부품의 방향과 위치를 인식하는 동작을 수행한다.

부품의 방향과 위치를 정확하기 위해서는 촬영된 부품의 이미지가 양호해야 한다. 종래에는 양호한 부품의 이미지를 획득하기 위한 목적으로 노즐에 픽업된 부품에 다양한 각도의 조명을 조사하는 기술이 사용되기도 하였다.

예를 들어, 한국 공개특허공보 제2013-0118614호(특허문헌 1)에는 부품을 픽업하는 헤드(Head)에 플라이(Fly) 인식 장치를 장착하고 부품에 조명의 광을 조사하는 기술이 소개된다.

또한 한국 공개특허공보 제2006-0009494호(특허문헌 2)에는 부품이 장착될 인쇄회로기판에 마련된 기준점을 인식하기 위하여 조명장치를 사용하는 기술이 소개된다.

또한 한국 공개특허공보 제2006-0019677호(특허문헌 3)에는 측면에서 조명해야 하는 BGA(Ball Grid Array), QFP(Quad Flat Pack), FBGA(Fine pitch Ball Grid Array)와 같은 볼 형상의 부품의 단자의 인식률을 향상하기 위해 광로를 변경하는 기술이 소개된다.

또한 한국 공개특허공보 제2010-0115136호(특허문헌 4)에는 부품의 하면과 측면을 인식하고, 부품이 장착되는 인쇄회로기판의 위치의 사이의 높이를 인식할 수 있는 기술이 소개된다.

한국 공개특허공보 제2011-0020431호(특허문헌 5)에도 부품의 하면과 측면을 인식하기 위해 거울을 이용하는 기술이 소개된다.

일본 공개특허공보 제2010-232548호(특허문헌 6)에는 노즐 헤드가 흡착한 부품이나 인쇄회로기판을 인식하기 위해 파장이 상이한 가시광과 적외광을 이용하여 카메라의 초점을 고속으로 조정하는 기술이 소개된다.

한국 공개특허공보 제2012-0137294호(특허문헌 7)에는 영상 인식을 위해 필요한 조명의 강도가 각각의 부품마다 상이한 것을 고려하여 라인 센서를 이용하여 부품을 촬영을 하고 적절하지 않은 조명 강도로 촬영된 화상을 보완하는 기술이 소개된다.

한국 공개특허공보 제2013-0074426호(특허문헌 8)에는 금속재질로 이루어진 부품의 리드(Lead)를 촬영하여 인식할 때에 조명의 밝기를 변화시켜 촬영을 실행하는 기술이 소개된다.

한국 공개특허공보 제2013-0124890호(특허문헌 9)에는 반도체 기판의 수납 상태가 정상인지를 판별하기 위해서 다른 위치에 배치된 두 개의 조명을 사용하는 기술이 소개된다.

일반적으로 칩온보드(COB; chip on board) 형태의 엘이디(LED)는 패키지와 회로기판을 일체화한 방식으로 제작된다. 즉 COB 엘이디는 엘이디 베어 칩(LED bare chip)을 패키지 내부에 실장하고 밀봉하는 것이 아니라 회로기판의 표면에 엘이디 칩을 실장한다.

COB 엘이디의 제조 공정 중에는 엘이디 칩을 회로기판의 표면에 부착하는 단계가 실행된다. 엘이디 칩을 회로기판의 표면에 부착하는 단계에서는 엘이디 칩의 하면에 형성된 회로패턴이 회로기판의 정확한 위치에 전기적으로 연결되어야 한다.

상술한 특허문헌 1 내지 특허문헌 9에 소개된 기술들은 금속 소재의 리드(lead)를 갖는 반도체 부품이나, 볼 형상의 단자를 갖는 부품이나 인쇄회로기판을 촬영하여 부품이나 인쇄회로기판의 방향이나 위치 등을 인식하기 위해 사용될 수 있으나, 엘이디(LED) 칩과 같이 금색(gold color)의 회로패턴을 갖는 부품을 인식하기에는 적합하지 않다.

엘이디 칩의 하면의 회로패턴은 COB 엘이디의 하면에서 미세한 두께를 가지며 돌출되도록 형성되며 금색을 갖는다. COB 엘이디를 제조할 때에는 웨이퍼의 표면에 금 도금(gold plating)에 의해 금색의 회로패턴을 형성한다.

우수한 전기적인 성능과 양호한 열배출의 성능을 얻기 위하여 엘이디 칩에 금 도금된 회로패턴을 적용하지만, 금색의 회로패턴이 갖는 미세한 두께의 구조적 특징과 금색 회로패턴이 특유한 광택을 가지며 빛을 반사하는 광학적인 특징으로 인해 엘이디 칩의 방향과 위치의 정밀한 인식이 어렵다.

특히 특허문헌 1 내지 특허문헌 9에 소개된 것과 같은 일반적인 전자부품의 인식에 사용되는 기술을 이용하여 COB 엘이디를 인식하려 할 때에는, 엘이디 칩의 금색의 회로패턴과 엘이디 칩의 하면의 사이의 미세한 두께의 차이를 인식하기가 어렵다.

엘이디 칩을 회로기판에 장착하기 전에 노즐에 픽업된 엘이디 칩의 방향과 위치가 정확하게 인식되지 않는 경우에는, 엘이디 칩의 회로기판의 극성이 바뀐 상태로 회로기판에 엘이디 칩이 장착될 수 있어서 대량의 불량품이 발생할 수 있다.

한국 공개특허공보 제2013-0118614호 (2013.10.30.) 한국 공개특허공보 제2006-0009494호 (2006.02.01.) 한국 공개특허공보 제2006-0019677호 (2006.03.06.) 한국 공개특허공보 제2010-0115136호 (2010.10.27.) 한국 공개특허공보 제2011-0020431호 (2011.03.03.) 일본 공개특허공보 제2010-232548호 (2010.10.14.) 한국 공개특허공보 제2012-0137294호 (2012.12.20.) 한국 공개특허공보 제2013-0074426호 (2013.07.04.) 한국 공개특허공보 제2013-0124890호 (2013.11.15)

실시예들의 목적은 미세한 높이로 돌출되는 회로패턴을 갖는 부품의 방향이나 위치를 정확하게 인식할 수 있는 부품 촬영 장치와, 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법을 제공하는 데 있다.

실시예들의 다른 목적은 엘이디 칩의 금색의 회로패턴의 미세한 두께와 금색의 특유한 광학적인 특성을 고려하여 엘이디 칩에 조명을 조사함으로써 엘이디 칩의 양호한 이미지를 획득할 수 있는 부품 촬영 장치와, 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법을 제공하는 데 있다.

일 실시예에 관한 부품 촬영 장치는 부품을 지지하는 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조명부와, 노즐의 축 방향으로 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조명부와, 제1 조명부의 백색의 광과 제2 조명부의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 부품에 광 간섭으로 나타나는 반사하는 영상을 촬영하는 촬영부를 구비한다.

제2 조명부가 조사하는 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)은 575 nm 내지 615 nm의 파장을 가질 수 있다.

제1 조명부가 조사하는 백색의 광은 4500 K 내지 7000 K의 색온도를 가질 수 있다.

부품은 노즐을 향하는 면의 반대측 면에 금색의 회로패턴을 구비하는 엘이디 칩일 수 있다.

엘이디 칩은 방향을 나타내는 표지를 포함할 수 있다.

유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 진행하는 경로 상에 배치되어 광의 적어도 일부를 구형파와 평면파의 사이의 파장의 간섭으로 나타난 이미지를 반사시키고 광의 다른 일부를 통과시키는 하프미러를 더 구비할 수 있고,

촬영부는 하프미러를 통과한 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 수광하도록 배치될 수 있다.

다른 실시예에 관한 부품 인식 방법은, 노즐이 부품을 지지하는 부품지지단계와, 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조사단계와, 노즐의 축 방향으로 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조사단계와, 노즐이 지지한 부품의 영상을 촬영하는 촬영 단계와, 촬영 단계에서 촬영된 부품의 영상으로부터 부품의 방향이나 위치를 인식하는 인식 단계를 포함한다.

제2 조사단계에서 조사되는 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)은 575 nm 내지 615 nm의 파장을 가질 수 있다.

제1 조사단계에서 조사되는 백색의 광은 4500 K 내지 7000 K의 색온도를 가질 수 있다.

엘이디 칩은 방향을 나타내는 표지를 포함할 수 있고, 인식 단계는 표지의 위치에 기초하여 엘이디 칩의 방향을 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

또 다른 실시예에 관한 부품 장착 장치는, 부품을 지지하는 노즐과, 노즐을 수평한 방향으로 이동시키는 수평 구동부와, 노즐을 상승시키거나 하강시키는 수직 구동부와, 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조명부와 노즐의 축 방향으로 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조명부와 제1 조명부의 백색의 광과 제2 조명부의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 부품에 광 간섭으로 나타나는 반사하는 광을 수광하여 영상을 촬영하는 촬영부를 구비하는 부품 촬영부와, 촬영부가 촬영한 영상을 이용하여 노즐에 지지된 부품의 방향이나 위치를 인식하는 부품 인식부를 구비한다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 부품 촬영 장치와 이를 구비하는 부품 장착 장치에 의하면, 제1 조명부의 백색의 광과 제2 조명부의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사함으로써 부품의 양호한 이미지를 획득하고, 이로부터 부품의 방향과 위치를 정확하게 인식할 수 있다.

또한 상술한 부품 인식 방법에 의하면, 제1 조사단계에서 조사되는 백색의 광에 의해 부품을 주변부보다 밝게 조명함과 동시에 제2 조사단계에서 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)으로 부품을 조명함으로써 부품의 회로패턴을 효과적으로 인식할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 관한 부품 촬영 장치 및 이를 구비하는 부품 장착 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 부품 촬영 장치를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 부품 촬영 장치의 동작을 도시한 측면도이다.
도 4는 도 1의 부품 장착 장치의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 5는 도 1의 부품 장착 장치에 사용되는 부품의 하면을 도시한 평면도이다.
도 6은 도 5의 부품의 하면을 촬영한 이미지의 예를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 5의 부품의 하면을 촬영한 이미지의 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 8은 도 5의 부품의 하면을 촬영한 이미지의 또 다른 예를 도시한 평면도이다.
도 9는 다른 실시예에 관한 부품 인식 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.
도 10은 또 다른 실시예에 관한 부품 인식 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 부품 촬영 장치와, 부품 장착 장치와, 부품 인식 방법의 구성과 작용을 상세히 설명한다. 설명 중에 사용되는 '및/또는'의 표현은 관련 요소들의 하나 또는 요소들의 조합을 의미한다.

도 1은 일 실시예에 관한 부품 촬영 장치 및 이를 구비하는 부품 장착 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 부품 촬영 장치를 확대하여 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 부품 촬영 장치의 동작을 도시한 측면도이고, 도 4는 도 1의 부품 장착 장치의 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한 블록도이다.

도 1 내지 도 4에 나타난 실시예에 관한 부품 장착 장치(1)는 부품(P)을 지지하는 노즐(8a)과, 노즐을 수평한 방향으로 이동시키는 수평 구동부(6, 7)와, 노즐을 상승시키거나 하강시키는 수직 구동부(128)와, 노즐(8a)이 지지하는 부품(P)을 촬영하는 부품 촬영 장치(10)와, 부품(P)의 방향이나 위치를 인식하는 부품 인식부(123)를 구비한다.

도 1을 참조하면, 부품 장착 장치(1)는 베드(2)와, 회로기판(P)을 소정 위치로 안내하는 동시에 기판을 지지하는 가이드레일(3)과, 회로기판(P)에 장착될 부품을 공급하는 부품 공급부(4)와, 부품 공급부(4)에 의해 공급되는 부품(9)을 회로기판(P)에 장착하기 위해 수직이동을 하여 부품을 픽업(흡착)하거나 부품을 내려놓는 헤드부(8)를 구비할 수 있다.

도 2를 참조하면 부품 장착 장치(1)에는 제1 조명부(15c)와, 제2 조명부(15b)와 부품(9)의 영상을 촬영하는 촬영부(15a)를 구비하는 부품 촬영 장치(10)가 장착된다.

도 3에 도시된 것과 같이 제1 조명부(15c)는 부품 장착 장치(1)의 베드(2)의 부품 인식영역(5)에 설치된다. 제2 조명부(15b)와 촬영부(15a)는 도 2에 도시된 것과 같이 헤드부(8)에 설치된다. 따라서 제1 조명부(15c)는 부품 장착 장치(1)의 베드(2)에 고정된 상태로 유지될 수 있고, 제2 조명부(15b)와 촬영부(15a)는 헤드부(8)와 함께 이동할 수 있다.

도 1을 참조하면, 헤드부(8)에 구비된 노즐(8a)이 부품(9)을 픽업하기 위해 헤드부(8)가 X축 구동부(6) 및 Y축 구동부(7)에 의하여 부품 공급부(4)로 이동한다. X축 구동부(6)와 Y축 구동부(7)는 노즐(8a)을 구비하는 헤드부(8)를 X축 및 Y축의 수평 방향으로 구동하기 위한 도 4의 수평 구동부(6, 7)에 해당한다.

헤드부(8)가 부품 공급부(4)로 이동한 이후에는 도 2의 수직 구동부(128)에 의해 노즐(8a)이 부품 공급부(4)까지 하강하여 부품(9)을 공기 압력을 이용하여 흡착함으로써 부품(9)을 픽업한다.

도 1 및 도 4에서 수직 구동부(128)의 구조를 구체적으로 나타내지 않았지만, 모터를 이용하여 노즐(8a)을 상하 방향으로 이동시키고 공압용 솔레노이드 밸브에 의해 공기의 압력을 이용함으로써 노즐(8a)이 부품(9)을 픽업하게 하는 등, 부품 장착 장치 분야에 알려진 기술들을 이용하여 수직 구동부(128)를 구현할 수 있다.

노즐(8a)이 픽업한 부품(9)을 회로기판(P)에 장착하기 전에 부품(9)을 픽업한 헤드부(8)가 부품 인식영역(5)의 상부로 이동하면 부품 촬영 장치(10)가 노즐(8a)에 픽업된 부품(9)의 이미지를 촬영한다.

도 4는 부품 장착 장치에 설치되는 제어부(120)와, 부품 장착 장치의 다른 구성 요소들의 결합 관계를 개략적으로 도시한다.

제어부(120)는 부품 촬영 장치(10)와, 수평 구동부(6, 7)와, 수직 구동부(128) 등의 여러 가진 구성 요소들과 전기적으로 연결되며, 각각의 구성 요소의 작동을 제어하기 위하여 이들 구성 요소와 제어 신호를 주고받거나, 데이터를 처리하는 등의 기능을 수행한다.

제어부(120)는 마이크로 칩이나, 마이크로 칩을 구비하는 회로보드로 구현될 수 있으며, 제어부(120)에 포함되는 각 구성 요소들은 제어부(120)에 내장되는 소프트웨어나 회로들에 의해 구현될 수 있다.

제어부(120)는 구동 제어부(121)와, 영상 처리부(122)와, 부품 인식부(123)와, 촬영 제어부(124)와, 조명 제어부(125)를 구비한다.

구동 제어부(121)는 수평 구동부(6, 7)를 제어하여 노즐(8a)을 X축 및 Y축의 수평한 방향으로 이동시킨다. 또한 구동 제어부(121)는 수직 구동부(128)를 제어하여 노즐(8a)을 Z축의 수직한 방향으로 이동시킨다.

제1 조명부(15c)와 제2 조명부(15b)는 부품 촬영 장치(10)가 광 간섭 효과를 이용하여 부품(9)의 영상을 최적의 조건으로 촬영할 수 있도록 부품(9)을 향하여 광을 조사할 수 있다.

조명 제어부(125)는 부품 촬영 장치(10)의 제1 조명부(15c)와 제2 조명부(15b)를 제어하여, 제1 조명부(15c)와 제2 조명부(15b)가 부품(9)을 향하여 광을 조사하게 함과 아울러 제1 조명부(15c)와 제2 조명부(15b)의 광 강도를 조절하는 등의 기능을 수행한다.

부품 촬영 장치(10)의 촬영부(15a)는 제어부(120)의 촬영 제어부(124)에 의해 제어됨으로써 피사체의 영상광을 받아들여 부품(9)의 영상을 생성한다.

제어부(120)의 영상 처리부(122)는 촬영부(15a)가 촬영한 영상에 화상 처리를 실시하여 부품(9)의 방향과 위치를 인식하기에 적합한 인식용 영상으로 변환하는 등의 기능을 수행한다.

제어부(120)의 부품 인식부(123)는 영상 처리부(122)에 의해 생성된 인식용 영상으로부터 부품(9)의 방향과 위치를 인식한다. 부품(9)의 인식 동작이 완료된 이후에 헤드부(8)가 회로기판(P)의 위로 이동하여 회로기판(P)에 부품을 장착하는 동작이 실행된다.

부품 인식부(123)에 의해 부품(9)의 방향이나 위치가 올바르지 않은 것으로 인식된 경우에는, 헤드부(8)가 회로기판(P)에 부품을 장착하기 전에 부품(9)의 방향과 위치를 보정하는 동작이 실행될 수 있다. 부품(9)의 방향과 위치의 보정을 위해 헤드부(80)의 노즐(8a)은 노즐(8a)의 중심축을 중심으로 회전하는 동작을 할 수 있다.

도 3은 도 1 및 도 2의 헤드부(8)의 노즐(8a)의 단부에 부품(9)이 장착되었을 때, 부품 촬영 장치(10)에 의한 부품 촬영 동작이 이루어지는 상태를 개략적으로 도시한다.

부품 촬영 장치(10)는 부품(9)을 지지하는 노즐(8a)의 축 방향(S)에 대해 경사를 이루는 방향으로 부품(9)에 백색의 광(L1)을 조사하는 제1 조명부(15c)와, 노즐(8a)의 축 방향(S)으로 부품(9)에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)을 조사하는 제2 조명부(15b)와, 제1 조명부(15c)의 백색의 광(L1)과 제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)이 부품(9)에서 반사한 광 간섭 효과를 유발한 반사광(L3)을 수광하여 영상을 촬영하는 촬영부(15a)를 구비한다.

도 3에서 노즐(8a)이 공압을 이용하여 부품(9)을 픽업한 예가 도시되었으나, 실시예는 이러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며 예를 들어 노즐(8a)이 그리퍼(gripper)와 같은 별도의 기구적 장치를 구비하여 부품(9)을 픽업할 수도 있다.

제1 조명부(15c)는 '경사 조명'이라고도 부를 수 있다. 제1 조명부(15c)가 조사하는 백색의 광(L1)은 색온도 4500K 내지 7000K의 백색의 광일 수 있다. 제1 조명부(15c)에는 예를 들어 백색의 광을 방출하는 엘이디(LED)가 사용될 수 있다.

색온도(color temperature)는 가시광원의 색을 수치(온도)로 나타낸 것으로서, 절대온도를 나타내는 K(켈빈) 단위를 사용하여 표현된다.

제1 조명부(15c)의 백색의 광(L1)을 노즐(8a)의 축 방향(S)에 대해 경사를 이루도록 조사함으로써, 제1 조명부(15c)의 백색의 광(L1)이 촬영 대상인 부품(9)을 주변부보다 밝게 조명할 수 있다. 즉 제1 조명부(15c)의 백색의 광(L1)은 부품(9)의 하면에 대해 경사를 이루며 부품(9)의 하면을 주변부보다 밝게 조명할 수 있다.

노즐(8a)이 픽업하는 부품(9)은 LED 칩일 수 있는데, COB LED 생산에 사용되는 LED 칩은 발광소자 부분을 둘러싸는 프레임이 이산화티타늄(TiO2)과 같은 물질을 포함한다. 상술한 제1 조명부(15c)의 백색의 광(L1)은 부품(9)에 대해 경사를 이루도록 조사됨으로써 이산화티타늄과 같은 물질을 포함하는 LED 칩의 프레임 부분의 표면에서 산란을 일으킨다.

제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)은 오렌지 색상의 광일 수 있다. 구체적으로, 제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)은 575 nm 내지 615 nm의 파장을 갖는 광일 수 있다.

제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)의 파장은 부품(9)의 하면의 금색의 회로패턴을 인식하기 위해 적합하도록 설정된 것이다. 즉 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)은 부품(9)의 금색의 회로패턴의 금색에 가까운 색(가까운 파장)을 갖도록 설정된 것이다. 따라서 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)이 부품(9)에 조사되면 금색의 회로패턴과 광간섭 작용을 일으키고 미세한 두께의 금색의 회로패턴의 인접 영역에 그림자가 생기게 함으로써, 금색의 회로패턴이 회로패턴의 배경 영역과 잘 구분되어 보이게 할 수 있다.

제2 조명부(15b)는 '동축 조명(coaxial light)'이라고도 부를 수 있다. 제2 조명부(15b)는 노즐(8a)의 축 방향(S)으로 부품(9)에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)을 조사하는 기능을 수행한다.

제2 조명부(15b)는 제1 조명부(15c)와 같이 백색의 광을 방출하는 것일 수 있으며, 제2 조명부(15b)의 전방에 배치된 광학필터(15d)가 제2 조명부(15b)가 방출한 백색의 광을 575 nm 내지 615 nm의 파장을 갖는 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)으로 변환할 수 있다. 광학필터(15d)는 광을 변환하는 기능과 함께 광을 산란시키는 기능도 수행할 수 있다.

실시예는 제2 조명부(15b)와 광학필터(15d)의 구조에 의해 제한되는 것은 아니므로, 광학필터(15d)를 설치하지 않고 제2 조명부(15b)의 자체에서 575 nm 내지 615 nm의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다.

제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)이 진행하는 경로에는 하프미러(30)가 배치된다. 하프미러(30)는 광의 일부는 반사하고, 광의 다른 일부는 통과시키는 기능을 수행하고 광 시간차를 유발하는 광학요소이다. 제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)(L2)은 하프미러(30)에서 반사된 후, 노즐(8a)의 하부에 배치된 미러(20)에서 반사되어 노즐(8a)의 축 방향(S)과 동일한 방향에서 부품(9)에 조사된다. 미러(20)는 제1 조명부(15c)와 함께 도 1의 부품 인식영역(5)에 설치될 수 있다.

촬영부(15a)는 하프미러(30)를 통과한 반사광(L3)을 받아들여 부품(9)의 영상을 생성한다.

상술한 구성의 부품 촬영 장치와 부품 장착 장치에서는 제1 조명부(15c)의 백색의 광과 제2 조명부(15b)의 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사함으로써 부품(9)의 하면의 금색의 회로패턴의 양호한 이미지를 획득하고, 이로부터 부품의 방향과 위치를 정확하게 인식할 수 있다.

도 5는 도 1의 부품 장착 장치에 사용되는 부품의 하면을 도시한 평면도이다.

부품(9)은 하면에 금색의 회로패턴(19)을 구비하는 LED 칩일 수 있다. 금색의 회로패턴(19)은 TiO2와 같은 소재를 포함하는 프레임(17)의 패턴 영역(18)에 형성될 수 있다. 금색의 회로패턴(19)은 부품(9)의 하면에서 미세한 높이로 돌출되도록 형성될 수 있다.

엘이디(LED; light emitting diode)는 순방향으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이며, '발광 다이오드(發光 diode)'라고도 부른다. 여기에서 LED 칩은 LED 개별 소자를 말하는 것으로, 에피 웨이퍼(epiwafer)에 전극을 형성하고 절단하는 등의 공정을 통하여 발광할 수 있는 최소의 단위의 칩 형태로 제작된 것을 포함할 수 있다.

부품(9)의 금색의 회로패턴(19)은, 부품(9)과 회로기판의 사이의 우수한 전기 전달 성능을 구현하며, 부품(9)의 작동 중의 발열 성능을 높이고, 리플로우(reflow) 공정의 고온을 견딜 수 있게 한다.

금색의 회로패턴(19)은 부품(9)의 설계 사양에 따라 양극(+), 음극(-), 열방출부, 접지전극(GND) 등의 여러 가지 패턴들을 구비할 수 있다. 따라서 부품(9)을 회로기판에 장착할 때에는 전극의 방향이 바뀌지 않도록, 부품(9)의 방향과 위치를 정확하게 회로기판에 대해 정확하게 정렬시켜야 한다.

도 5에 도시된 회로패턴(19)의 형상은 예시적인 것이어서, 부품(9)의 설계 사양에 따라 회로패턴(19)은 다양한 형상으로 변형될 수 있다.

도 6은 도 5의 부품의 하면을 촬영한 이미지의 예를 도시한 평면도이다.

도 6의 이미지는 도 1 내지 도 4의 부품 촬영 장치(10)에 의해 촬영된 부품(9)의 하면의 이미지이거나, 또는 부품 촬영 장치(10)에 의해 촬영된 이미지를 도 4의 영상 처리부(122)가 영상 처리하여 부품 인식이 가능하도록 생성한 변환 이미지일 수 있다.

도 6의 이미지는 부품(9)의 회로패턴의 가장자리(19a)만을 나타내므로, 도 4의 부품 인식부(123)는 미리 저장해둔 부품(9)의 표준적인 회로패턴과 가장자리(19a)를 비교함으로써, 부품(9)의 방향과 위치가 정확한 것인지를 인식할 수 있다.

이미지의 가장자리(19a)와 부품(9)의 표준적인 회로패턴을 비교할 때에는, 이미지의 가장자리(19a)를 이용하여 부품(9)의 전체 회로패턴을 완성하여 비교할 수도 있고, 이미지의 가장자리(19a)의 패턴들 사이의 간격을 검출하여 표준적인 회로패턴의 패턴들 사이의 간격과 비교할 수도 있다.

도 7은 도 5의 부품의 하면을 촬영한 이미지의 다른 예를 도시한 평면도이다.

도 7에는 부품(9)의 방향과 위치를 인식하기 위한 여러 가지 방법 중에, 부품(9)의 패턴 영역(18)에 마련된 표지(19c)를 인식함으로써 부품(9)의 방향이나 위치를 인식하는 방법의 예가 도시된다.

도 7에 도시된 부품(9)은 도 5의 부품(9)의 회로패턴(19)이 형성되는 패턴 영역(18)에 표지(19c)를 구비한다. 표지(19c)는 도 5의 회로패턴(19)과 같은 금 소재를 이용하여 회로패턴(19)과 함께 형성될 수 있다.

도 7은 회로패턴(19)의 인식이 이루어지지 않고, 표지(19c)만이 인식된 예를 도시한 것이다. 표지(19c)는 도 7에 도시된 원형의 모양에만 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 삼각형, 사각형, 별모양, 또는 기타 여러 가지 기호의 적어도 하나를 표지(19c)로 이용할 수도 있다.

도 7의 이미지는 부품(9)의 패턴 영역(18)의 표지(19c)를 나타내므로, 도 4의 부품 인식부(123)는 미리 저장해둔 부품(9)의 표지(19c)의 위치와 비교함으로써, 부품(9)의 방향과 위치가 정확한 것인지를 인식할 수 있다.

도 8은 도 5의 부품의 하면을 촬영한 이미지의 또 다른 예를 도시한 평면도이다.

도 8에는 부품(9)의 방향과 위치를 인식하기 위한 여러 가지 방법 중에, 부품(9)의 프레임(17)에 마련된 표지(19d)를 인식함으로써 부품(9)의 방향이나 위치를 인식하는 방법의 예가 도시된다.

도 8에 도시된 부품(9)은 도 5의 부품(9)의 회로패턴(19)의 외곽 영역의 프레임(17)에 표지(19d)를 구비한다. 표지(19d)는 도 5의 회로패턴(19)과 같은 금 소재를 이용하여 회로패턴(19)과 함께 형성될 수 있다. 도 8은 회로패턴(19)의 인식이 이루어지지 않고, 표지(19d)만이 인식된 예를 도시한 것이다.

도 8의 이미지는 부품(9)의 프레임(17)의 표지(19d)를 나타내므로, 도 4의 부품 인식부(123)는 미리 저장해둔 부품(9)의 표지(19d)의 위치와 비교함으로써, 부품(9)의 방향과 위치가 정확한 것인지를 인식할 수 있다.

도 9는 다른 실시예에 관한 부품 인식 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.

도 9에 나타난 실시예에 관한 부품 인식 방법은, 도 1 및 도 4에 나타난 실시예에 관한 부품 촬영 장치와 부품 장착 장치에 의해 실행될 수 있다. 부품 인식 방법은 노즐이 부품을 지지하는 단계(S110)와, 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조사단계(S120)와, 노즐의 축 방향으로 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조사단계(S130)와, 노즐이 지지한 부품의 영상을 촬영하는 촬영 단계(S140)와, 촬영 단계에서 촬영된 부품의 영상으로부터 부품의 방향이나 위치를 인식하는 인식 단계(S150)를 포함한다.

제1 조사단계(S120)에서는 4500 K 내지 7000 K의 색온도를 갖는 백색의 광이 부품에 조사될 수 있다. 제1 조사단계(S120)에 의해 백색의 광이 조사되는 동안 제2 조사단계(S130)에 의해 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 함께 조사될 수 있다. 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)은 부품의 하면의 금색의 회로패턴을 인식하기 위해 적합한 575 nm 내지 615 nm의 파장을 갖는 오렌지 색의 광일 수 있다.

제1 조사단계(S120)와, 제2 조사단계(S130)는 반드시 순차적으로 실행되어야 하는 것은 아니며, 제1 조사단계(S120)와 제2 조사단계(S130)가 동시에 실행될 수도 있고, 제2 조사단계(S130)가 먼저 실행된 상태에서 제1 조사단계(S120)가 실행될 수도 있다.

부품의 방향이나 위치를 인식하는 인식 단계(S150)는 도 6에 도시된 것과 같이 부품의 회로패턴을 인식하여 부품의 방향이나 위치를 인식할 수 있으며, 인식된 부품의 방향이나 위치에 기초하여 부품을 회전시킬 수 있다.

상술한 구성의 부품 인식 방법에 의하면, 제1 조사단계(S120)에서 조사되는 백색의 광에 의해 부품을 주변부보다 밝게 조명함과 동시에 제2 조사단계(S130)에서 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 부품에 조사됨으로써, 구형파와 평면파간의 간섭, 광 파장의 간섭과 광 시간차에 의하여 유발된 부품의 회로패턴을 효과적으로 인식할 수 있다.

도 10은 또 다른 실시예에 관한 부품 인식 방법의 단계들을 도시한 순서도이다.

도 10에 나타난 실시예에 관한 부품 인식 방법은, 도 9에 나타난 실시예에 관한 부품 인식 방법과 유사하며, 부품의 방향이나 위치를 인식하는 단계가 부품의 방향 표지를 인식하는 단계(S150)와, 부품의 회로패턴을 인식하는 단계(S160)를 포함한다. 부품의 방향이나 위치를 인식하는 단계에서는 부품의 방향 표지를 인식하는 단계(S150)와, 부품의 회로패턴을 인식하는 단계(S160)의 모두가 실행되는 것은 아니며, 예를 들어 부품의 방향 표지를 인식하는 단계(S150)만이 실행될 수도 있다.

부품의 방향 표지를 인식하는 단계(S150)는 도 7과 도 8에 도시된 것과 같이 부품의 방향 표지를 인식하여 부품의 방향이나 위치를 인식하여, 인식된 부품의 방향이나 위치에 기초하여 부품을 회전시킬 수 있다.

상술한 실시예들에 대한 구성과 효과에 대한 설명은 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

1: 부품 장착 장치 17: 프레임
2: 베드 18: 패턴 영역
3: 가이드레일 19a: 가장자리
4: 부품 공급부 19c: 표지
5: 부품 인식영역 19d: 표지
6: X축 구동부 19: 회로패턴
7: Y축 구동부 20: 미러
8a: 노즐 30: 하프미러
8: 헤드부 80: 헤드부
9: 부품 120: 제어부
10: 부품 촬영 장치 121: 구동 제어부
6, 7: 수평 구동부 122: 영상 처리부
15d: 광학필터 123: 부품 인식부
15c: 제1 조명부 124: 촬영 제어부
15b: 제2 조명부 125: 조명 제어부
15a: 촬영부 128: 수직 구동부

Claims (17)

1. 부품을 지지하는 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 상기 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조명부;
   상기 노즐의 상기 축 방향으로 상기 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조명부; 및
   상기 제1 조명부의 상기 백색의 광과 상기 제2 조명부의 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 상기 부품에 반사하여 광 간섭에 의해 나타나는 반사광을 수광하여 영상을 촬영하는 촬영부;를 구비하고,
   상기 제2 조명부가 조사하는 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)은 575 nm 내지 615 nm의 파장을 가지며,
   상기 제1 조명부가 조사하는 상기 백색의 광은 4500 K 내지 7000 K의 색온도를 갖고,
   상기 부품은 상기 노즐을 향하는 면의 반대측 면에 금색의 회로패턴을 구비하는 엘이디 칩인, 부품 촬영 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 엘이디 칩은 방향을 나타내는 표지를 포함하는, 부품 촬영 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 진행하는 경로 상에 배치되어 광의 적어도 일부를 구형파와 평면파의 사이의 파장의 간섭으로 나타난 이미지를 반사시키고 광의 다른 일부를 통과시키는 하프미러를 더 구비하고,
   상기 촬영부는 상기 하프미러를 통과한 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 수광하도록 배치되는, 부품 촬영 장치.
7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   노즐이 부품을 지지하는 부품지지단계;
   상기 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 상기 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조사단계;
   상기 노즐의 상기 축 방향으로 상기 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조사단계;
   상기 제1 조사단계의 상기 백색의 광과 상기 제2 조사단계의 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 상기 부품에 반사하여 광 간섭에 의해 나타나는 반사광을 수광하여 상기 노즐이 지지한 상기 부품의 영상을 촬영하는 촬영 단계; 및
   상기 촬영 단계에서 촬영된 상기 부품의 영상으로부터 상기 부품의 방향이나 위치를 인식하는 인식 단계;를 포함하고,
   상기 제2 조사단계에서 조사되는 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)은 575 nm 내지 615 nm의 파장을 가지며,
   상기 제1 조사단계에서 조사되는 상기 백색의 광은 4500 K 내지 7000 K의 색온도를 갖고,
   상기 부품은 상기 노즐을 향하는 면의 반대측 면에 금색의 회로패턴을 구비하는 엘이디 칩인, 부품 인식 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제7항에 있어서,
    상기 엘이디 칩은 방향을 나타내는 표지를 포함하고, 상기 인식 단계는 상기 표지의 위치에 기초하여 상기 엘이디 칩의 상기 방향을 판단하는 단계를 포함하는, 부품 인식 방법.
12. 부품을 지지하는 노즐;
    상기 노즐을 수평한 방향으로 이동시키는 수평 구동부;
    상기 노즐을 상승시키거나 하강시키는 수직 구동부;
    상기 노즐의 축 방향에 대해 경사를 이루는 방향으로 상기 부품에 백색의 광을 조사하는 제1 조명부와, 상기 노즐의 상기 축 방향으로 상기 부품에 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 조사하는 제2 조명부와, 상기 제1 조명부의 상기 백색의 광과 상기 제2 조명부의 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 상기 부품에 반사하여 광 간섭에 의해 나타나는 반사광을 수광하여 영상을 촬영하는 촬영부를 구비하는 부품 촬영부; 및
    상기 촬영부가 촬영한 영상을 이용하여 상기 노즐에 지지된 상기 부품의 방향이나 위치를 인식하는 부품 인식부;를 구비하고,
    상기 제2 조명부가 조사하는 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)은 575 nm 내지 615 nm의 파장을 가지며,
    상기 제1 조명부가 조사하는 상기 백색의 광은 4500 K 내지 7000 K의 색온도를 갖고,
    상기 부품은 상기 노즐을 향하는 면의 반대측 면에 금색의 회로패턴을 구비하는 엘이디 칩인, 부품 장착 장치.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 제12항에 있어서,
    상기 엘이디 칩은 방향을 나타내는 표지를 포함하는, 부품 장착 장치.
17. 제16항에 있어서,
    상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)이 진행하는 경로 상에 배치되어 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)의 적어도 일부는 반사시키고 상기 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)의 다른 일부를 통과시키는 하프미러를 더 구비하고,
    상기 촬영부는 상기 하프미러를 통과한 상기 광 간섭이 나타나는 유색의 광(광 간섭 유발 특정 파장)을 수광하도록 배치되는, 부품 장착 장치.

Images