KR101553330B1 - 부자재 부착장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부자재 부착의 작업 단계를 줄이고, 부착 헤드에 부착되어 기판으로 이송되는 부자재를 정지시키지 않고 촬영함으로써, 부자재 부착 작업 시간을 단축할 수 있는 부자재 부착장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명에 의한 부자재 부착장치는, 이형지에 점착된 상태의 부자재를 공급하는 부자재 공급 유닛과, 부자재가 부착될 기판이 놓이는 부착 테이블과, 부자재 공급 유닛과 부착 테이블 사이에 이형지가 놓일 수 있도록 부착 테이블의 상면보다 높게 설치되는 분리 테이블과, 분리 테이블 상에서 이형지에 점착된 부자재를 부착한 후 이형지로부터 분리하여 부착 테이블에 놓인 기판에 가압하는 방법으로 부착하는 부착 헤드와, 부자재가 부착된 부착 헤드를 부착 테이블과 분리 테이블 사이에서 수평 이동시키는 수평 이동 액추에이터와, 부착 헤드를 분리 테이블에 놓인 부자재보다 높은 초기 높이(H1)에서 분리 테이블에서 부자재를 분리하는 부자재 분리 높이(H2)로, 부자재 분리 높이(H2)에서 부자재를 기판에 가압하여 부착하는 부자재 부착 높이(H3)로, 부자재 부착 높이(H3)에서 다시 초기 높이(H1)로 3단 상하 높이 조절하는 승강 액추에이터를 갖는 부착 헤드 이송 유닛을 포함한다.

Description

부자재 부착장치{Apparatus for Attaching Subsidiary Materials}

본 발명은 부자재 부착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 패턴 등을 보호하기 위해 부자재를 기판에 자동으로 부착하는 부자재 부착장치에 관한 것이다.

인쇄회로기판(printed circuit board), 연성인쇄회로기판(flexible printed circuit board) 등의 기판에는 회로를 구성하는 도전성을 갖는 패턴(pattern)이 인쇄되어 있다. 기판의 제조 공정 및 사용 중에 패턴을 보호하거나 기판의 전자부품이 실장되는 부분에는 강성의 보강을 위하여 폴리이미드 필름, 글래스 에폭시 필름(glass epoxy film) 등의 합성수지 또는 SUS 등의 금속박판 소재로 된 보강판(stiffener)이 부착된다.

보강판에는 접착제가 도포되어 있으며, 이를 필요한 형상으로 타발하여 연성회로기판에 가접한 후 가열하면, 접착제가 녹아 보강판이 기판에 접착된다. 가열할 필요 없이 상온에서 작용하는 접착제를 이용하는 경우에는 접착제가 도포된 면을 이형지로 덮어 보강판을 제공하고, 사용 시에 이형지를 분리한 후에 기판에 보강판을 부착한다.

보강판 등의 부자재를 기판 등에 부착하는 장치는 다양한 종류의 것이 개시된 바 있다. 예컨대, 등록특허공보 제969506호(2010. 7. 9.)에 개시된 보강판 부착장치는 롤 형태로 공급되는 보강판 필름에서 이형지를 분리하고 보강판 필름을 타발하여 보강판을 형성한 후 그 보강판을 부착 헤드로 운반하여 기판에 부착하는 장치이다.

그리고 등록특허공보 제1182847호(2012. 9. 14.)에 개시된 보강판 부착장치는 별도로 보강판 필름에 대한 타발 작업을 수행하여 형성된 보강판들을 이형지에 적재한 상태로 공급 받아 기판에 부착하는 장치로, 이형지에 적재된 보강판들을 이형지에서 분리하여 부착 헤드로 운반하여 기판에 부착하게 된다.

상술한 공보에 개시되어 있는 부자재 부착장치 이외에도, 부자재의 재질이나 용도, 형상 등에 따라 부자재를 타발하여 부자재를 기판에 부착하는 방식과, 타발된 형태로 이형지에 부착된 부자재를 이형지로부터 분리하여 기판에 부착하는 방식의 다양한 부자재 부착장치가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 종래의 다양한 부자재 부착장치는 이형지와 함께 운반되는 부자재를 부착 헤드로 부착하여 기판에 부착하는 것이 일반적이다.

도 1은 종래 부자재 부착장치의 부자재 부착 과정을 단계별로 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 것과 같이, 종래 부자재 부착장치의 부강판 부착 과정은, 이형지(10)에 점착된 부자재(12)가 분리 테이블(14) 위로 이동한 상태에서 초기 높이에 위치하는 부착 헤드(16)를 하강시켜 부착 헤드(16)로 부자재(12)를 부착하는 단계(a)와, 부착 헤드(16)에 부착된 부자재(12)를 이형지(10)로부터 분리하는 단계(b)와, 부자재(12)가 부착된 부착 헤드(16)를 상승시키는 단계(c)와, 부착 헤드(16)를 수평 이동시켜 부자재 카메라(18)로 부착 헤드(16)에 부착된 부자재(12)를 촬영하는 단계(d)와, 부착 헤드(16)를 기판(20) 위로 이동시킨 후(e), 부착 헤드(16)를 하강시켜 부자재(12)를 기판(20)에 부착하는 단계(f)를 포함한다. 그리고 부자재(12) 부착 후 부착 헤드(16)를 다시 초기 높이까지 상승시켜 분리 테이블(14) 위로 이송하여 앞선 작업을 반복한다.

한편, 부착 헤드(16)에 부착된 부자재(12)를 부자재 카메라(18)로 촬영하는 단계에서, 도 2에 도시된 것과 같이, 부자재 카메라(18)는 부자재(12)에 마킹된 네 개의 마크(m1~m4)를 촬영하고 그 영상을 제어장치로 전송한다. 그런데 부자재 카메라(18)는 부자재(12)에 마킹된 네 개의 마크(m1~m4)를 한 번에 촬영할 수 없으므로, 부착 헤드(16)를 정지시킨 상태에서 부자재 카메라(18)를 부자재 이송 방향과 수직인 방향으로 움직이면서 부자재(12)의 마크(m1~m4)를 촬영할 수밖에 없다.

이와 같이, 종래의 부자재 부착장치는 부자재 부착 작업 시 부착 헤드(16)가 4단 상하 높이 조절되므로 부착 헤드(16)의 상하 동작이 많고, 부자재(12)를 기판(20)으로 운반하는 중에 부자재(12)를 촬영하기 위해 부자재 카메라(18)의 설치 위치에서 부착 헤드(16)를 정지시켜야 하므로, 작업 시간이 길어지는 문제가 있다.

등록특허공보 제969506호(2010. 7. 9.), 등록특허공보 제1182847호(2012. 9. 14.)

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 해결하기 위해 위하여 안출된 것으로, 부자재 부착 작업 시 부자재를 이형지에서 기판으로 이송하는 부착 헤드의 상하 동작을 줄이고, 부착 헤드에 부착되어 기판으로 이송되는 부자재를 정지시키지 않고 촬영함으로써, 부자재 부착 작업 시간을 단축할 수 있는 부자재 부착장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 부자재 부착장치는, 이형지에 점착된 상태의 부자재를 공급하는 부자재 공급 유닛; 상기 부자재가 부착될 기판이 놓이는 부착 테이블; 상기 부자재 공급 유닛과 상기 부착 테이블 사이에 상기 이형지가 놓일 수 있도록 상기 부착 테이블의 상면보다 높게 설치되는 분리 테이블; 상기 분리 테이블 상에서 상기 이형지에 점착된 상기 부자재를 부착한 후 상기 이형지로부터 분리하여 상기 부착 테이블에 놓인 상기 기판에 가압하는 방법으로 부착하는 부착 헤드; 및 상기 부자재가 부착된 상기 부착 헤드를 상기 부착 테이블과 상기 분리 테이블 사이에서 수평 이동시키는 수평 이동 액추에이터와, 상기 부착 헤드를 상기 분리 테이블에 놓인 상기 부자재보다 높은 초기 높이(H1)에서 상기 분리 테이블에서 상기 부자재를 분리하는 부자재 분리 높이(H2)로, 상기 부자재 분리 높이(H2)에서 상기 부자재를 상기 기판에 가압하여 부착하는 부자재 부착 높이(H3)로, 상기 부자재 부착 높이(H3)에서 다시 상기 초기 높이(H1)로 3단 상하 높이 조절하는 승강 액추에이터를 갖는 부착 헤드 이송 유닛;을 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 의한 부자재 부착장치는, 부자재를 분리 테이블에서 부착 테이블로 이송하는 부착 헤드가 분리 테이블에 놓인 부자재보다 높은 초기 높이(H1)에서 분리 테이블에서 부자재를 분리하는 부자재 분리 높이(H2)로, 부자재 분리 높이(H2)에서 부자재를 기판에 가압하여 부착하는 부자재 부착 높이(H3)로, 부자재 부착 높이(H3)에서 다시 초기 높이(H1)로 3단 상하 높이 조절된다. 따라서 부착 헤드를 4단 상하 높이 조절하는 종래의 부자재 부착장치에 비해 부착 헤드의 상하 움직임에 적으며, 이를 통해 부자재 부착 시간을 단축할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 부자재 부착장치는, 부착 헤드에 부착된 부자재를 촬영하는 부자재 촬영 유닛이 독립적으로 움직이는 두 개의 부자재 카메라를 구비함으로써, 이송되는 부자재를 정지시키지 않고 부자재에 상호 이격되도록 마킹된 복수의 마크를 촬영할 수 있다. 따라서 종래에 비해 부자재 부착 시간을 더욱 단축할 수 있다.

도 1은 종래 부자재 부착장치의 부자재 부착 과정을 단계별로 나타낸 것이다.
도 2는 종래 부자재 부착장치의 부자재 카메라로 부자재에 마킹된 복수의 마크를 촬영하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치를 나타낸 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치의 부착 헤드 및 부착 헤드 이송 유닛의 일부 구성을 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치의 부자재 촬영 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치의 부자재 촬영 유닛으로 부자재에 마킹된 복수의 마크를 촬영하는 방법을 설명하기 위한 것이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치의 부자재 부착 과정을 단계별로 나타낸 것이다.
도 9는 부자재 촬영 유닛의 다른 예를 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 부자재 부착장치를 나타낸 평면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 부자재 부착장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치를 나타낸 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치를 나타낸 정면도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치의 부착 헤드 및 부착 헤드 이송 유닛의 일부 구성을 나타낸 측면도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치의 부자재 촬영 유닛을 나타낸 사시도이다.

도 3 내지 도 6에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 부자재 부착장치(100)는, 부자재(12)를 연속적으로 공급하는 부자재 공급 유닛(110)과, 부자재(12)가 부착될 기판(20)이 놓이는 부착 테이블(115)과, 부자재 공급 유닛(110)에 의해 공급되는 부자재(12)를 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20)으로 이송하는 부착 헤드(125)와, 부착 헤드(125)를 이동시키는 부착 헤드 이송 유닛(130)과, 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20)을 촬영하기 위한 기판 촬영 유닛(150)과, 부착 헤드(125)에 부착된 부자재(12)를 촬영하기 위한 부자재 촬영 유닛(160)을 포함한다. 이러한 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)는 부착 헤드(125)로 부자재(12)를 이형지(10)로부터 분리하여 자동으로 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20)에 부착할 수 있다.

부자재(12)는 이형지(10)에 점착된 상태로 부자재 공급 유닛(110)에 의해 부착 헤드(125) 쪽으로 공급된다. 부자재(12)의 일면에는 접착제가 도포되어 있고, 접착제는 이형지(10)에 의해 보호된다. 이형지(10)는 종이의 일면에 접착제와의 박리를 위한 물질, 예를 들어 실리콘이 도포된 구조를 갖는다.

부자재 공급 유닛(110)은 부자재(12)가 점착되어 있는 상태로 롤 형태로 감겨 있는 이형지(10)를 풀어서 공급하는 언와인더(111)와, 언와인더(111)에서 풀리는 이형지(10)를 되감는 리와인더(112)를 포함한다. 이러한 부자재 공급 유닛(110)은 리와인더(112)로 언와인더(111)에 감겨 있는 이형지(10)를 풀어냄으로써 이형지(10)에 점착된 부자재(12)를 부자재 공급 유닛(110)와 부착 테이블(115) 사이에 설치된 분리 테이블(113) 쪽으로 일정 간격씩 간헐 이송시킨다.

부자재(12)가 점착된 이형지(10)는 분리 테이블(113)에서 그 이송 방향이 전환된다. 즉, 언와인더(111)에서 풀리는 이형지(10)는 분리 테이블(113)을 통과하여 분리 테이블(113)의 후단에서 그 이송 방향이 예각으로 꺾인 후 리와인더(112)에 다시 감긴다. 그리고 이형지(10)가 분리 테이블(113)의 후단에서 예각으로 그 이송 방향이 꺾일 때 이형지(10)에 점착되어 있던 부자재(12)가 이형지(10)로부터 분리된다. 부착 헤드(125)는 분리 테이블(113) 상에서 부자재(12)를 부착한 후 이형지(10)로부터 분리하여 부착 테이블(115) 상에 놓인 기판(20)으로 운반한다.

본 발명에 있어서, 부자재 공급 유닛(110)은 상술한 것과 같이, 부자재(12)가 점착된 이형지(10)를 롤 형태로 감아두고 이를 조금씩 풀어내어 부자재(12)를 공급하는 구조로 한정되지 않는다. 즉, 부자재 공급 유닛(110)은 다양한 형태로 제공되는 부자재를 부착 헤드(125) 쪽으로 공급할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 그리고 분리 테이블(113)의 구조도 다른 구조로 변경될 수 있고, 분리 테이블(113)의 구조에 따라 부자재 공급 유닛(110)은 이형지(10)를 분리 테이블(113)의 후단에서 예각으로 방향 전환시켜 이송하지 않고 다른 형태의 이송 경로를 따라 이형지(10)를 이송하는 다는 구조로 변경될 수 있다.

부착 테이블(115)은 부자재(12)가 부착될 인쇄회로기판이나 연성인쇄회로기판 등의 기판(20)이 놓이는 평평한 상면을 갖는다. 도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 부착 테이블(115)의 상면에는 기판(20)을 진공 흡착하기 위한 다수의 흡입구멍이 마련될 수 있고, 진공압 발생 유닛(117)로부터 진공압을 제공받을 수 있다. 물론, 부착 테이블(115)은 진공압을 이용하여 기판(20)을 고정하는 것으로 한정되지 않고, 기구적 고정 방법 등 진공압 이외에 다양한 다른 방법으로 기판(20)을 고정할 수 있는 구조를 가질 수 있다.

부착 테이블(115)은 부착 테이블 이송 유닛(120)에 의해 직선 이동할 수 있다. 부착 테이블 이송 유닛(120)은 볼 스크류 구조로 구성된다. 즉, 부착 테이블 이송 유닛(120)은 하부 프레임(102)에 고정되는 가이드 레일(122)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 이동 테이블(121)과, 이동 테이블(121)에 결합된 이동 너트(미도시)에 나사 결합되는 스크류축(123)과, 스크류축(123)을 회전시키는 모터(124)를 포함한다. 물론, 부착 테이블 이송 유닛(120)은 볼 스크류 구조 이외에 부착 테이블(115)을 수평 이송할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 것과 같이, 부착 헤드(125)는 분리 테이블(113) 상에서 이형지(10)에 점착된 부자재(12)를 부착한 후 이형지(10)로부터 분리하여 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20)에 가압하는 방법으로 부착하기 위해 부착 헤드 이송 유닛(130)에 의해 움직인다. 도면에 자세히 나타내지는 않았으나, 부착 헤드(125)는 그 하면에 진공압 발생 유닛(117)과 연결되는 복수의 흡입구멍(미도시)을 구비하여 부자재(12)를 진공 흡입력으로 흡착한다. 물론, 부착 헤드(125)는 진공 흡입력을 이용하는 방법 이외에, 기구적 클램핑 방법 등 다양한 다른 방법으로 부자재(12)를 부착할 수 있다.

부착 헤드(125)는 부착 헤드 이송 유닛(130)에 의해 수평 이동, 승강 및 회전하며, 부자재(12)를 이형지(10)로부터 분리하여 부착 테이블(115)에 놓이는 기판(20)에 옮겨 붙일 수 있다. 부착 헤드 이송 유닛(130)은 하부 프레임(102) 위에 결합되어 부착 테이블(115) 위에 배치된 상부 프레임(104)에 결합된다. 부착 헤드 이송 유닛(130)은, 부착 헤드(125)를 수평 이송하기 위한 수평 이동 액추에이터(131)와, 부착 헤드(125)를 승강시키기 위한 승강 액추에이터(137)와, 부착 헤드(125)를 회전시키기 위한 회전 액추에이터(144)를 포함한다.

수평 이동 액추에이터(131)와 승강 액추에이터(137)는 볼 스크류 구조로 구성된다. 즉, 수평 이동 액추에이터(131)는, 기판(20)이 놓이는 부착 테이블(115)의 상면과 평행하도록 상부 프레임(104)에 결합되는 수평 가이드 레일(132)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 수평 이동부재(133)와, 수평 이동부재(133)에 결합된 이동 너트(미도시)에 나사 결합되는 스크류축(134)과, 스크류축(134)을 회전시키는 모터(135)를 포함한다. 물론, 수평 이동 액추에이터(131)는 볼 스크류 구조 이외에, 부착 헤드(125)를 분리 테이블(113)과 부착 테이블(115) 사이에서 수평 이동시킬 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다.

승강 액추에이터(137)는 수평 이동부재(133)에 상하 방향으로 설치되는 상하 가이드 레일(138)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 승강부재(139)와, 승강부재(139)에 결합된 이동 너트(140)에 나사 결합되는 스크류축(141)과, 스크류축(141)을 회전시키는 모터(142)를 포함한다. 모터(142)로는 서보 모터, 리니어 모터, 스텝 모터 등 위치 제어가 가능한 다양한 종류의 것이 이용될 수 있다.

이러한 볼 스크류 구조의 승강 액추에이터(137)가 부착 헤드(125)의 위치를 정밀하게 제어함으로써, 부착 헤드(125)가 부자재 부착 작업을 신속하고 안정적으로 수행할 수 있다. 즉, 승강 액추에이터(137)가 부착 헤드(125)를 초기 높이(H1; 도 8의 (a) 참조)에서 부자재 분리 높이(H2; 도 8의 (b) 참조)까지 하강시킨 상태에서 수평 이동 액추에이터(131)가 부착 헤드(125)를 부자재 공급 유닛(110)에 의해 이송되는 이형지(20)와 동기하여 이송함으로써, 부착 헤드(125)는 분리 테이블(113) 상에서 상하 이동 없이 부착 테이블(125)로 이송된다. 그리고 부착 헤드(125)에 부자재(12)가 부착된 후 수평 이동 액추에이터(131)가 부착 헤드(125)를 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20) 위까지 이송한 후, 승강 액추에이터(137)가 부착 헤드(125)를 부자재 부착 높이(H3; 도 8의 (d) 참조)까지 하강시킴으로써 부착 헤드(125)가 기판(20)에 부자재(12)를 안정적으로 부착할 수 있다. 물론, 승강 액추에이터(137)는 도시된 것과 같은 볼 스크류 구조 이외에 리니어 모터 구조 등 부착 헤드(125)를 승강시킬 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다.

회전 액추에이터(144)는 승강부재(139)에 결합되는 모터(145)와, 모터(145)에 의해 회전하는 회전축(146)을 포함한다. 회전축(146)은 기판(20)이 놓이는 부착 테이블(115)의 상면에 대해 수직으로 배치되며, 그 한 쪽 끝단에 부착 헤드(125)가 결합된다. 따라서 모터(145)가 회전하면 부착 헤드(125)는 부착 테이블(115)의 상면과 수평 상태를 유지하면서 회전축(146)을 회전 중심축으로 하여 회전할 수 있다. 회전 액추에이터(144)의 작용으로 부착 헤드(125)에 부착되어 부착 테이블(115) 상면의 기판(20) 위로 운반된 부자재(12)의 각도 보정이 가능하며, 이를 통해 부자재(12)를 기판(20) 상의 설정된 위치에 설정된 각도로 부착할 수 있다. 회전 액추에이터(144)의 구체적인 구조는 도시된 것으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 것과 같이, 기판 촬영 유닛(150)은 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20)의 상면을 촬영하기 위해 부착 테이블(115) 위에 상부에서 하부 방향으로 촬영 가능하게 설치된다. 기판 촬영 유닛(150)은 기판(20)을 촬영하기 위해 그 렌즈부(미도시)가 하부를 향해 배치되는 기판 카메라(151)와, 기판 카메라(151)를 수평 이송하기 위한 기판 카메라 이송 유닛(152)을 포함한다.

기판 카메라 이송 유닛(152)은 볼 스크류 구조로 구성된다. 이러한 기판 카메라 이송 유닛(152)은, 부착 헤드 이송 유닛(130)의 수평 가이드 레일(132)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 수평 이동부재(153)와, 수평 이동부재(153)에 결합되는 이동 너트(미도시)와, 이동 너트에 나사 결합되는 스크류축(154)과, 스크류축(154)을 회전시키는 모터(155)를 포함한다. 기판 카메라 이송 유닛(152)의 작용으로 기판 카메라(151)는 부착 헤드(125)에 대해 독립적으로 수평 이동하면서 기판(20)의 상면을 촬영할 수 있다.

부착 헤드(125)와 기판 카메라(151)를 동일한 수평 가이드 레일(132)을 공유하여 이동하도록 설치하면, 구성 부품의 수를 줄일 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다. 기판 카메라 이송 유닛(152)의 수평 이동부재(153) 일측에는 부착 헤드 이송 유닛(130)의 수평 이동부재(133)와의 접촉에 의한 충격을 완충하기 위한 완충부재(156)가 설치된다. 물론, 완충부재(156)는 부착 헤드 이송 유닛(130)의 수평 이동부재(133)에 구비될 수도 있다. 그리고 기판 카메라 이송 유닛(152)의 구조는 볼 스크류 구조 이외에 기판 카메라(151)를 부착 헤드(125)에 대해 독립적으로 이송할 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

기판 카메라(151)를 기판 카메라 이송 유닛(152)에 의해 부착 헤드(125)에 대해 독립적으로 움직이도록 하면, 기판 카메라가 하나의 이송 유닛에 의해 부착 헤드와 함께 움직이는 종래 부자재 부착장치에 비해 부자재 부착 작업 시간을 단축할 수 있다. 즉, 종래의 경우, 기판 카메라가 기판을 촬영하기 위해 움직일 때 부착 헤드도 기판 카메라와 함께 움직임으로써 다른 작업을 할 수 없었지만, 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)는 기판 카메라(151)가 기판(20)을 촬영하는 동안 부착 헤드(125)가 부자재 분리 작업이나, 부자재 부착 작업을 수행할 수 있으므로, 전체적인 부자재 부착 작업 시간을 단축할 수 있다.

기판 카메라(151)를 통해 얻은 영상은 부착 헤드 이송 유닛(130) 등의 동작을 제어하는 제어장치(175)로 제공된다. 기판 카메라(151)는 기판(20)에 마킹된 마크(미도시)나 기판(20)의 모서리를 촬영하여 그 영상을 제어장치(175)에 전달하고, 제어장치(175)는 기판 카메라(151)에서 전달받은 영상을 이용하여 기판(20)의 위치와 각도를 산출한다.

도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 것과 같이, 부자재 촬영 유닛(160)은 부착 헤드(125)에 부착되어 이송되는 부자재(12)를 촬영하기 위해 분리 테이블(113)과 부착 테이블(115) 사이에 하부에서 상부 방향으로 촬영 가능하게 설치된다. 부자재 촬영 유닛(160)은, 제 1 부자재 카메라(161)와, 제 1 부자재 카메라(161)를 이송하는 제 1 부자재 카메라 이송 유닛(163)과, 제 2 부자재 카메라(169)와, 제 2 부자재 카메라(169)를 제 1 부자재 카메라(161)의 이동 방향과 평행하게 이송하는 제 2 부자재 카메라 이송 유닛(170)을 포함한다. 제 1 부자재 카메라(161)는 부자재(12)에 마킹되어 있는 복수의 마크(m1~m4) 중 적어도 하나의 마크를 촬영하기 위한 것이고, 제 2 부자재 카메라(169)는 부자재(12)의 복수의 마크(m1~m4) 중 제 1 부자재 카메라(161)가 촬영하는 마크와 다른 마크를 촬영하기 위한 것이다.

제 1 부자재 카메라 이송 유닛(163)과 제 2 부자재 카메라 이송 유닛(170)은 각각 제 1 부자재 카메라(161)와 제 2 부자재 카메라(169)를 부착 헤드 이송 유닛(130)에 의해 이송되는 부자재(12)의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 이송한다. 제 1 부자재 카메라 이송 유닛(163)은 볼 스크류 구조로 구성되는 것으로, 부자재(12)의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 길게 배치된 가이드 레일(162)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 1 이동 프레임(164)과, 제 1 이동 프레임(164)에 결합되는 이동 너트(165)와, 이동 너트(165)와 나사 결합되는 스크류축(166)과, 스크류축(166)을 회전시키는 모터(167)를 포함한다. 제 1 부자재 카메라(161)는 제 1 이동 프레임(164)에 결합된다.

제 2 부자재 카메라 이송 유닛(170)은 제 1 부자재 카메라 이송 유닛(163)과 동일한 구조로 이루어지는 것으로, 가이드 레일(162)에 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 제 2 이동 프레임(171)과, 제 2 이동 프레임(171)에 결합되는 이동 너트(미도시)와, 이동 너트와 나사 결합되는 스크류축(172)과, 스크류축(172)을 회전시키는 모터(173)를 포함한다. 제 2 부자재 카메라(169)는 제 2 이동 프레임(171)에 결합된다.

이와 같이, 제 1 부자재 카메라(161)와 제 2 부자재 카메라(169)를 동일한 가이드 레일(162)을 공유하여 이동하도록 설치하면, 구성 부품의 수를 줄일 수 있어 제조 비용을 절감할 수 있다. 제 2 이동 프레임(171)의 일측에는 제 1 이동 프레임(164)과의 접촉에 의한 충격을 완충하기 위한 완충부재(174)가 설치된다. 물론, 완충부재(174)는 제 1 이동 프레임(164)에 구비될 수도 있다. 그리고 제 1 부자재 카메라 이송 유닛(163)과 제 2 부자재 카메라 이송 유닛(170)은 볼 스크류 구조 이외에 제 1 부자재 카메라(161)와 제 2 부자재 카메라(169)를 각각 이송할 수 있는 다른 구조로 변경될 수 있다.

부착 헤드(125)에 부착되어 기판(20)으로 이송되는 부자재(12)를 촬영하기 위한 부자재 촬영 유닛(160)이 독립적으로 움직이는 두 개의 부자재 카메라(161)(169)를 구비하면, 부자재(12) 촬영 시간을 단축할 수 있어 결과적으로 부자재 부착 작업 시간을 줄일 수 있다. 통상적으로, 부자재에는 부자재의 위치와 각도를 검출하기 위해 복수의 마크가 상호 이격되도록 마킹된다. 하나의 부자재 카메라를 구비하는 종래 부자재 부착장치의 경우, 부자재 카메라가 부자재에 마킹된 복수의 마크를 한 번의 촬영으로 모두 촬영하지 못하면, 부자재를 정지한 상태에서 부자재 카메라를 움직이면서 부자재를 부분적으로 여러 번 촬영하게 된다. 따라서 작업 시간이 길어지게 된다.

이에 반해, 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)는, 도 7에 도시된 것과 같이, 두 개의 부자재 카메라(161)(169)가 부자재 이송 방향과 수직 방향으로 각각 움직일 수 있으므로, 부자재(12)가 이송되는 동안 제 1 부자재 카메라(161)가 부자재(12)의 한쪽 모서리 쪽에 인접하여 배치된 마크(m1, m4)를 촬영하고, 제 2 부자재 카메라(169)가 부자재(12)의 다른 쪽 모서리 쪽에 인접하여 배치된 다른 마크(m2, m3)를 촬영할 수 있다. 따라서 부자재(12)의 복수의 마크(m1~m4)를 촬영하기 위해 부자재(12) 이송을 멈출 필요가 없고, 결과적으로 부자재 부착 시간을 줄일 수 있다. 제 1 부자재 카메라(161)나 제 2 부자재 카메라(169)의 위치는 부자재의 크기나, 이에 마킹된 마크들의 위치 등에 따라 조정될 수 있다.

한 쌍의 부자재 카메라(161)(169)가 촬영한 영상은 제어장치(175)에 제공되고, 제어장치(175)는 그 영상으로부터 부착 헤드(125)에 부착된 부자재(12)의 위치와 각도를 산출한다. 그리고 제어장치(175)는 부자재(12)의 위치와 각도, 기판 카메라(151)로부터 제공받은 영상을 통해 산출한 기판(20)의 위치와 각도를 토대로 부착 헤드 이송 유닛(130)을 제어함으로써, 부착 헤드(125)에 부착된 부자재(12)를 기판(20)의 부착 위치에 정밀하게 정렬하여 부착할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)의 작용에 대하여 설명한다.

먼저, 도 8의 (a)에 도시된 것과 같이, 이형지(10)에 점착된 부자재(12)가 분리 테이블(113) 위에 위치하여 정지하면, 부착 헤드 이송 유닛(130)이 부착 헤드(125)를 초기 높이(H1)까지 상승시킨 상태에서 분리 테이블(113)에 놓인 부자재(12) 위로 이송한다. 그리고 도 8의 (b)에 도시된 것과 같이, 부착 헤드(125)를 초기 높이(H1)에서 부자재 분리 높이(H2)까지 하강시킨 후, 부자재 공급 유닛(110)에 의해 이송되는 이형지(10)와 동기하여 수평 이송한다. 구체적으로, 부착 헤드(125)의 진공 흡입력에 의해 부자재(12)가 부착 헤드(125)에 부착되고, 부자재 공급 유닛(110)에 의해 이형지(10)가 분리 테이블(113)의 후단에서 예각으로 방향 전환되어 이송됨과 동시에, 부착 헤드 이송 유닛(130)에 의해 부착 헤드(125)가 부자재(12)를 부착한 상태로 이형지(10)와 동기하여 이송된다. 따라서 부착 헤드(125)에 부착된 부자재(12)는 원활하게 이형지(10)로부터 분리되어 이송된다.

계속해서, 도 8의 (c)에 도시된 것과 같이, 부자재(12)를 부착한 부착 헤드(125)는 부자재 분리 높이(H2)를 유지하면서 부자재 촬영 유닛(160)을 통과하게 되고, 부자재 촬영 유닛(160)은 부자재(12)에 마킹된 마크(m1~m4)를 촬영하여 그 영상을 제어장치(175)에 제공한다.

이후, 도 8의 (d)에 도시된 것과 같이, 제어장치(175)는 부자재 촬영 유닛(160)이 제공한 영상으로부터 부착 헤드(125)에 부착된 부자재(12)의 위치와 각도를 산출하고, 기판 촬영 유닛(150)으로부터 제공받은 영상을 통해 산출한 기판(20)의 위치와 각도를 토대로 부자재(12)를 기판(20)의 부착 위치에 정밀하게 정렬한 후, 부착 헤드(125)를 부자재 부착 높이(H3)까지 하강시켜 부자재(12)를 기판(20)에 부착한다.

부자재(12)를 기판(20)에 부착한 후, 도 8의 (e)에 도시된 것과 같이, 제어장치(175)는 부착 헤드 이송 유닛(130)을 제어하여 부착 헤드(125)를 다시 초기 높이(H1)까지 상승시킨 상태에서 분리 테이블(113)로 이송하여 다음 부착 작업을 수행한다.

한편, 부자재의 두께가 달라지거나, 기판의 두께가 달라지면, 부착 헤드(125)의 초기 높이(H1)와 부자재 분리 높이(H2) 및 부자재 부착 높이(H3)를 다시 세팅하여, 부착 헤드 이송 유닛(130)의 승강 액추에이터(137)가 부착 헤드(125)를 새로운 세팅 높이대로 3단 상하 높이 조절하도록 한다.

이와 같이, 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)는 부자재 부착 작업 시 부자재(12)를 분리 테이블(113)에서 부착 테이블(115)로 이송하는 부착 헤드(125)가 분리 테이블(113)에 놓인 부자재(12)보다 높은 초기 높이(H1)에서 분리 테이블(113)에서 부자재(12)를 분리하는 부자재 분리 높이(H2)로, 부자재 분리 높이(H2)에서 부자재(12)를 기판(20)에 가압하여 부착하는 부자재 부착 높이(H3)로, 부자재 부착 높이(H3)에서 다시 초기 높이(H1)로까지 3단 상하 높이부자재 분리 높이(H2)부자재 부착 높이(H3) 조절된다. 따라서 부착 헤드에 부자재를 부착하고 부착 헤드를 상승시킨 후 이송함으로써 부착 헤드가 4단 상하 높이 조절되는 종래 부자재 부착장치(도 1 참조)에 비해, 부착 헤드(125)를 상승시키지 않고 이송하므로 부착 헤드(125)의 상하 움직임에 적으며, 이를 통해 부자재 부착 시간을 단축할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)는 부착 헤드(125)에 부착된 부자재(12)를 촬영하는 부자재 촬영 유닛(160)이 독립적으로 움직이는 두 개의 부자재 카메라(161)(169)를 구비하고 이들 각각의 부자재 카메라(161)(169)를 부자재(12)에 이격되어 마킹된 복수의 마크(m1~m4)가 이동하는 경로에 위치시킴으로써, 복수의 마크(m1~m4)를 촬영하기 위해 이송되는 부자재(12)를 정지시킬 필요가 없다. 도 2에 나타낸 종래의 부자재 부착장치는 이송되는 부자재(12)를 정지시킨 상태에서 하나의 부자재 카메라를 이동시키면서 부자재(12)에 이격되어 마킹된 복수의 마크(m1~m4)를 촬영하였으나, 본 발명에 의한 부자재 부착장치(100)는 부자재(12)가 이송되면서 복수의 마크(m1~m4)가 부자재 카메라(161)(169)를 통과하므로, 부자재(12)를 정지시키거나 부자재 카메라(161)(169)를 이동시키지 않고 복수의 마크(m1~m4)를 촬영할 수 있고, 이에 의해 종래에 비해 부자재 부착 시간을 더욱 단축할 수 있다.

한편, 도 9는 부자재 촬영 유닛의 다른 예를 나타낸 평면도이다.

도 9에 나타낸 부자재 촬영 유닛(180)은 앞서 설명한 부자재 촬영 유닛(160)에 비해 제 1 부자재 카메라(161)와 제 2 부자재 카메라(169)가 동일한 가이드 레일을 공유하지 않고, 부자재 이송 방향과 수직으로 나란하게 배치된 제 1 가이드 레일(181) 및 제 2 가이드 레일(182)에 각각 슬라이드 이동 가능하게 설치된다는 점에서 차이가 있다. 이러한 부자재 촬영 유닛(180)은 제 1 부자재 카메라(161)가 제 1 부자재 카메라 이송 유닛(163)에 의해 제 1 가이드 레일(181)을 따라 슬라이드 이동하고, 제 2 부자재 카메라(169)가 제 2 부자재 카메라 이송 유닛(170)에 의해 제 2 가이드 레일(182)을 따라 슬라이드 이동하므로, 제 1 부자재 카메라(161)와 제 2 부자재 카메라(169)가 상호 간섭 없이 움직일 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 부자재 부착장치를 나타낸 평면도이다.

도 10에 나타낸 부자재 부착장치(190)는 상술한 부자재 부착장치(100)와 비교하여 부자재 촬영 유닛(191)의 구조만 변경된 것이다. 도 10에 나타낸 부자재 부착장치(190)의 부자재 촬영 유닛(191)은 하나의 라인 카메라(192)를 포함한다. 라인 카메라(192)는 부자재 이송 방향과 교차하는 방향으로 길게 배치됨으로써, 움직이지 않고 부착 헤드(125)에 부착되어 이송되는 부자재(12)에 마킹된 복수의 마크(m1~m4)를 촬영할 수 있다. 그리고 라인 카메라(192)를 통해 촬영한 부자재(12) 영상을 통해 부자재(12)의 위치와 각도를 산출하고, 부착 헤드(125)를 움직여 부착 테이블(115)에 놓인 기판(20)의 정위치에 정확하게 부착할 수 있다.

이상 본 발명에 대하여 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명한 실시예로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 부자재(12)가 점착된 이형지(10)가 롤 형태로 감겨 언와인더(111) 및 리와인더(112)에 의해 풀리면서 부자재(12)를 부착 헤드(130) 쪽으로 공급하고, 부착 헤드(130)가 이형지(10)로부터 부자재(12)를 분리하는 것으로 나타냈으나, 부자재 공급 유닛과 부착 헤드 사이에는 이형지와 함께 이송되는 부자재 시트 등으로부터 부자재를 타발하는 타발장치가 설치될 수도 있다.

또한 부자재(12)는 롤 형태로 감긴 이형지(10)가 아니라, 낱장 형태의 이형지에 점착된 상태로 공급될 수도 있다.

또한 기판 카메라는 부착 헤드 이송 유닛에 의해 부착 헤드와 함께 움직이도록 설치될 수도 있다.

또한 부착 헤드(125)가 분리 테이블(113) 상에서 부자재(12)를 부착하여 부착 테이블(115) 쪽으로 이송되는 동안, 이형지(10)는 분리 테이블(113) 상에서 움직이지 않고 정지된 상태로 있을 수 있다.

또한 도면에는 본 발명에 의한 부자재 부착장치가 네 모서리부에 네 개의 마크(m1~m4)가 마킹된 부자재(12)에 대한 부착 작업을 수행하는 것으로 나타냈으나, 본 발명에 의한 부자재 부착장치는 두 개의 마크가 대각 방향으로 마킹된 부자재 등 다양한 개수의 마크를 갖는 부자재나, 마크가 없는 부자재에 대한 부착 작업을 수행하는데 이용될 수 있다. 마크가 없는 부자재의 경우, 부자재의 외곽 모양을 촬영하여 부자재의 위치와 각도를 산출하게 된다.

10 : 이형지 12 : 부자재
20 : 기판 100, 190 : 부자재 부착장치
102 : 하부 프레임 104 : 상부 프레임
110 : 부자재 공급 유닛 111 : 언와인더
112 : 리와인더 113 : 분리 테이블
115 : 부착 테이블 120 : 부착 테이블 이송 유닛
121 : 이동 테이블 125 : 부착 헤드
130 : 부착 헤드 이송 유닛 131 : 수평 이동 액추에이터
133, 153 : 수평 이동부재 137 : 승강 액추에이터
139 : 승강부재 144 : 회전 액추에이터
150 : 기판 촬영 유닛 151 : 기판 카메라
152 : 기판 카메라 이송 유닛 160, 180, 191 : 부자재 촬영 유닛
161, 169 : 제 1, 2 부자재 카메라
163, 170 : 제 1, 2 부자재 카메라 이송 유닛
175 : 제어장치 192 : 라인 카메라

Claims (10)

1. 이형지에 점착된 상태의 부자재를 공급하는 부자재 공급 유닛;
   상기 부자재가 부착될 기판이 놓이는 부착 테이블;
   상기 부자재 공급 유닛과 상기 부착 테이블 사이에 상기 이형지가 놓일 수 있도록 상기 부착 테이블의 상면보다 높게 설치되는 분리 테이블;
   상기 분리 테이블 상에서 상기 이형지에 점착된 상기 부자재를 부착한 후 상기 이형지로부터 분리하여 상기 부착 테이블에 놓인 상기 기판에 가압하는 방법으로 부착하는 부착 헤드;
   상기 부자재가 부착된 상기 부착 헤드를 상기 부착 테이블과 상기 분리 테이블 사이에서 수평 이동시키는 수평 이동 액추에이터와, 상기 부착 헤드를 상기 분리 테이블에 놓인 상기 부자재보다 높은 초기 높이(H1)에서 상기 분리 테이블에서 상기 부자재를 분리하는 부자재 분리 높이(H2)로, 상기 부자재 분리 높이(H2)에서 상기 부자재를 상기 기판에 가압하여 부착하는 부자재 부착 높이(H3)로, 상기 부자재 부착 높이(H3)에서 다시 상기 초기 높이(H1)로 3단 상하 높이 조절하는 승강 액추에이터를 갖는 부착 헤드 이송 유닛;
   상기 부착 헤드에 부착된 상기 부자재를 촬영하기 위해 상기 분리 테이블과 상기 부착 테이블 사이에 하부에서 상부 방향으로 촬영 가능하게 설치되는 부자재 촬영 유닛; 및
   상기 부착 헤드에 부착된 상기 부자재가 부착되는 상기 기판의 상면을 촬영하기 위해 상기 부착 테이블 위에 상부에서 하부 방향으로 촬영 가능하게 설치되는 기판 촬영 유닛;을 포함하고,
   상기 부자재 촬영 유닛은,
   상기 부자재에 마킹되어 있는 복수의 마크 중 적어도 하나의 마크를 촬영하는 제 1 부자재 카메라와,
   상기 제 1 부자재 카메라를 상기 부착 헤드 이송 유닛에 의해 이송되는 상기 부자재의 이송 방향에 대해 수직 방향으로 이송하는 제 1 부자재 카메라 이송 유닛과,
   상기 복수의 마크 중 상기 제 1 부자재 카메라가 촬영하는 마크와 다른 마크를 촬영하는 제 2 부자재 카메라와,
   상기 제 2 부자재 카메라를 상기 제 1 부자재 카메라의 이동 방향과 평행하게 이송하는 제 2 부자재 카메라 이송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 승강 액추에이터는 볼 스크류 구조 또는 리니어 모터 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 부착 헤드 이송 유닛은 상기 부착 헤드를 상하 방향 회전 중심축에 대해 회전시키는 회전 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 부자재 공급 유닛은 상기 부자재가 점착된 상기 이형지를 상기 분리 테이블을 통과하여 상기 분리 테이블의 후단에서 예각으로 방향 전환시켜 이송시키고,
   상기 부착 헤드 이송 유닛은 상기 부착 헤드를 상기 분리 테이블 상에서 상기 부자재를 부착한 상태로 상기 부자재 공급 유닛에 의해 이송되는 상기 이형지와 동기하여 상기 부착 헤드를 이송시키는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 부자재 카메라 이송 유닛과 상기 제 2 부자재 카메라 이송 유닛은, 가이드 레일을 공유하도록 설치되어 상기 가이드 레일 위에서 각각 상기 제 1 부자재 카메라와 상기 제 2 부자재 카메라를 이송하는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 부자재 카메라 이송 유닛은 제 1 가이드 레일 위에서 상기 제 1 부자재 카메라를 이송하고,
   상기 제 2 부자재 카메라 이송 유닛은 상기 제 1 가이드 레일과 나란하게 배치된 제 2 가이드 레일 위에서 상기 제 2 부자재 카메라를 이송하는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 촬영 유닛은,
    상기 기판을 촬영하기 위해 상기 부착 테이블 위에 하부를 향해 배치되는 기판 카메라와,
    상기 기판 카메라를 상기 부착 헤드에 대해 독립적으로 수평 이동시키는 기판 카메라 이송 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 부자재 부착장치.

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