KR101570361B1 - 프린팅 공정의 최적화 방법 및 이를 프로그래밍화하여 저장한 저장매체 - Google Patents

Abstract

프린팅 공정의 최적화 방법 및 이를 프로그래밍화하여 저장한 저장매체가 개시된다. 이러한 프린팅 공정의 최적화 방법은 프린팅 공정을 결정하는 요인들로 이루어진 프린팅 공정 요인 그룹을 결정하는 단계와, 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들 중, A요인 및 B요인의 두 개 요인을 선택하는 단계, 및 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제1 공정조건, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제2 공정조건, 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제3 공정조건, 및 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제4 공정조건을 결정하고, 상기 제1 내지 제4 공정조건을 이용하여 A요인 및 B 요인의 최적 범위를 구하는 단계를 포함한다. 따라서, 솔더페이스트의 프린팅 공정에서, 프린팅 공정의 공정변수를 용이하게 최적화할 수 있으며, 이를 통해서 시행착오를 감소시킬 수 있어, 공정효율을 개선할 수 있다.

Description

프린팅 공정의 최적화 방법 및 이를 프로그래밍화하여 저장한 저장매체 {METHOD OF OPTIMIZING PRINTING PROCESS AND COMPUTER READABLE MEDIUM STORING THE METHOD}

본 발명은 프린팅 공정의 최적화 방법 및 이를 프로그래밍화하여 저장한 저장매체에 관한 것으로, 보다 상세히 솔더페이스트의 프린팅 공정의 최적화 방법 및 이를 프로그래밍화하여 저장한 저장매체에 관한 것이다.

일반적으로, 수많은 전자제품들은 인쇄회로 기판(PCB)에 각종 부품을 실장함으로써 형성된다. 한편, 전자제품들이 소형화됨에 따라서, 전자제품을 형성하기 위한 부품 또한 미세화되고 있으며, 그에 따라서, 제조 공정, 이러한 부품들을 인쇄회로 기판에 실장 시에 불량이 발생할 우려가 있어, 제품의 제조공정 중간 중간에 불량여부에 대한 검사가 실시되고 있다.

즉, 부품을 인쇄회로기판에 실장하는 표면실장공정(SMT: Surface Mount Technology)은 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board) 위에 솔더페이스트를 도포하는 프린팅공정, 이러한 프린팅공정의 결과물을 검사하는 솔더페이스트 검사(SPI: Solder Paste Inspection) 공정, 도포된 솔더페이스트 위에 소자를 배치하 는 마운팅(Mounting) 공정, 마운팅공정의 결과물을 검사하는 사전광학검사공정(BOI: Before Optical Inspection), 상기 소자를 솔더페이스트에 부착하는 리플로우(Reflow) 공정 및 리플로우 공정의 결과물을 검사하는 사후광학검사공정(AOI: After Optical Inspection)을 포함한다.

인쇄회로기판 위에 솔더페이스트를 도포하는 프린팅공정은, 소자와 전기적으로 접촉될 부분인 패드 영역에 대응하는 영역에 홀이 형성된 틀판인 스텐실(Stencil)을 인쇄회로기판위에 배치하고, 상기 홀에 솔더페이스트를 도포한 후, 스텐실 상부를 블레이드(Blade)로 가압한 후 이동시킴으로써, 홀에 대응하는 패드가 형성된다.

이후, 솔더페이스트 검사 공정을 통해서, 예컨대 솔더페이스트가 패드의 형상으로 도포되었는지(즉, 홀의 평면적 형상 전체적으로 솔더페이스트가 도포되었는지), 솔더페이스트의 부피가 디자인된 패드의 부피보다 작은지(즉, 스텐실의 두께보다 작은 두께로 솔더페이스트가 도포되었는지), 반대로 솔더페이스트의 부피가 디자인된 패드의 부피보다 큰지(즉, 스텐실의 두께보다 큰 두께로 솔더페이스트가 도포되었는지) 등의 여부를 검사하게 된다.

이때, 위에서 언급된 사항들이 발생되는 요인으로서, 예컨대 블레이드로 스텐실을 가압하는 압력, 블레이드를 이동시키는 속도, 스텐실을 인쇄회로기판으로부터 분리시키는 속도 등 수많은 요인이 있다.

프린팅 공정을 최적화하기 위해서는 이러한 요인들을 결정할 필요가 있는데, 종래의 경우 사용자의 경험에 의존하는 등 최적화되지 않은 상태로 프린팅 공정이 진행될 뿐 아니라, 많은 시행착오로 인해 작업 시간이 지연되는 등 많은 문제가 발생되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 이러한 프린팅 공정을 체계화할 수 있고, 최적화할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자하는 다른 과제는 이러한 방법을 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체를 제공하는 것이다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 따른 프린팅 공정의 최적화 방법은, 프린팅 공정을 결정하는 요인들로 이루어진 프린팅 공정 요인 그룹을 결정하는 단계와, 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들 중, A요인 및 B요인의 두 개 요인을 선택하는 단계, 및 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제1 공정조건, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제2 공정조건, 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제3 공정조건, 및 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제4 공정조건을 결정하고, 상기 제1 내지 제4 공정조건을 이용하여 A요인 및 B 요인의 최적 범위를 구하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 최적 범위는 제1 공정조건과 제4 공정조건을 연결하는 선분과 제2 공정조건과 제3 공정조건을 연결하는 선분의 교점에서 결정될 수 있다.

또한, 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들 중, A요인 및 B요인의 두 개 요 인을 선택하는 단계는, 먼저 임의의 A요인을 선택하는 단계 및 상기 A요인의 변화에 대한 변화가 가장 큰 요인을 상기 B요인으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

이를 위해서, 상기 B요인을 선택하기 위해서 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들의 상호 관계를 테이블로 만들 수 있다.

또한, 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들은, 블레이드로 스텐실을 가압하는 압력, 블레이드를 이동시키는 속도, 스텐실을 인쇄회로기판으로부터 분리시키는 속도를 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는 위의 방법을 프로그램화하여 저장한다.

본 발명에 따르면, 솔더페이스트의 프린팅 공정에서, 프린팅 공정의 공정변수를 용이하게 최적화할 수 있으며, 이를 통해서 시행착오를 감소시킬 수 있어, 공정효율을 개선할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 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 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 기능을 설명한 구성요소는 상기 기능을 수행하기 위한 과정을 수행하는 각 부품의 결합을 의미할 수 있으며, 또한 각 구성요소의 기능을 복합하여 하나의 구성요소로 나타낼 수도 있다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않 는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 프린팅 공정의 최적화 방법을 도시하는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 프린팅 공정의 최적화 방법에 의하면 먼저 프린팅 공정을 결정하는 요인들로 이루어진 프린팅 공정 요인 그룹을 결정하고(단계 S101), 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들 중, A요인 및 B요인의 두 개 요인을 선택한다(단계 S102). 이 후, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제1 공정조건, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제2 공정조건, 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제3 공정조건, 및 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제4 공정조건을 결정하고, 상기 제1 내지 제4 공정조건을 이용하여 A요인 및 B 요인의 최적 범위를 구한다(단계 S103).

솔더페이스트 프린팅 공정에서, 솔더페이스트가 정량 이상으로 도포된 과납(excessive), 솔더페이스트가 정량 이하로 도포된 미납(insufficient), 솔더페이스트의 틀어짐과 같은 위치(position)이상, 도포된 솔더페이스트의 형태(shape)이상, 두 개의 패드 사이에 솔더페이스트가 걸쳐진 브리지(bridging) 및 솔더페이스트의 높이가 높은 고납과 솔더페이스트의 높이가 낮은 저납과 같은 높이(height)이 상 등의 불량이 발생된 경우, 불량의 원인에 대한 분석을 실시한다.

한편, 상기 불량 유형이 둘 이상 발생된 경우, 최대 빈도를 갖는 것을 대표불량으로 처리하며, 상기 불량 유형이 둘 이상 발생되고, 동일한 수량으로 발생된 경우, 비젼 파라미터(vision parameter)에서 설정한 우선 순위에 의해 대표불량으로 처리할 수 있다.

이러한 불량 유형 분석 단계에서 발생된 불량을 종류별로 실시간 감시함으로써 현재의 모델군에 대한 문제인지 여부와 불량 유형별로 현 상태를 분석할 수 있다.

상기 불량 유형인 과납(excessive), 미납(insufficient), 위치(position), 형태(shape)이상, 브리지(bridging) 및 높이(height)에 따른 불량 개선 조치를 카테고리로 분류하는 것이 바람직하다.

과납의 경우에, 하드웨어의 체크 포인트로는 먼저 과납의 불량 패턴들이 동일한 방향으로 치우치면 클램프(clamp)와 테이블(table)의 평탄도를 점검하고, 스퀴즈 블레이드의 손상부분이 있는지 점검한다. 또한, 소프트웨어의 체크 포인트로 불량 패턴이 주기적이면 청소 주기나 상태 또는 압력을 점검한다.

미납의 경우에, 하드웨어의 체크 포인트로는 불량 패턴들이 BGA나 QFP에서 발생한다면 진공(Vacuum)량, PCB와 백업블럭(backup block) 위치가 일치하는지 확인한다. 또한, 소프트웨어의 체크 포인트로, 불량 패턴이 주기적이면 청소 주기나 상태 또는 압력을 점검하고, 솔더페이스트의 인쇄속도 및 스텐실의 분리속도를 점검한다.

형태이상 불량의 경우에, 하드웨어의 체크 포인트로는 솔더페이스트의 상태를 확인하고 주기적인 시간에 맞춰 교반 상태를 점검한다. 또한, 소프트웨어의 체크 포인트로, 솔더페이스트의 인쇄압력 및 스탠실의 인쇄분리속도를 점검한다. 추가적으로 환경적 요인으로 프린터 내부의 온도와 습도를 점검할 필요성이 있으며, 장시간 노출된 인쇄 솔더 찌꺼기를 교반없이 사용하는지 점검할 필요성이 있다.

위치이상 불량의 경우에, 하드웨어의 체크 포인트로는, 불량 패턴들이 산발적으로 발생하는 경우, PCB 클램핑 상태 및 스텐실의 클램핑 상태를 점검한다. 또한, 소프트웨어의 체크 포인트로, 오프셋 캘리브레이션(offset calibration) 상태를 점검한다.

브리지(bridging)의 경우에, 불량 패턴들이 동일한 방향으로 치우치면 클램프와 테이블의 평탄도를 점검한다. 또한, 스텐실에 손상된 부분이 있는지 점검한다. 또한, 소프트웨어의 체크 포인트로, 불량 패턴이 주기적이면 청소 주기나 상태 또는 압력을 점검한다.

또한, 높이 불량의 경우에, 하드웨어의 체크 포인트로는, 스퀴즈가 제대로 부착되어 있는지 점검하며, 또한 스텐실에 손상된 부분이 있는지 점검한다. 또한, 소프트웨어의 체크 포인트로, 솔더페이스트의 인쇄속도와 스텐실의 분리속도를 점검한다.

위에서 설명한 불량 발생원인에서 하드웨어적 요인이 아니고, 소프트웨어적인 것으로 판명된 경우, 앞서 설명한 공정요인을 재조정함으로써, 프린팅 공정을 최적화한다.

프린팅 공정을 결정하는 요인들로 이루어진 프린팅 공정 요인 그룹을 결정한다(단계 S101). 이러한 프린팅 공정 요인 그룹은, 앞서 설명한 바와 같이, 요인들은, 블레이드로 스텐실을 가압하는 압력, 블레이드를 이동시키는 속도, 스텐실을 인쇄회로기판으로부터 분리시키는 속도를 포함한다.

도 3은 도 1에서 도시된 프린팅 공정의 최적화 방법의 프로그램에서, 프린팅 공정 요인 그룹의 변화에 따른 데이터를 보여주는 화면을 캡쳐한 것이다. 이러한 공정 요인들 중, 기울기가 클수록 키 파라미터(key parameter)이다.

불량이 발생된 경우, 앞서 설명된 불량 종류에 따른 소프트 웨어적으로 체크해야될 공정 요인을 이러한 프린팅 공정 요인 그룹으로부터 선택한 후, 이를 A요인으로 결정하고 또한, 상기 A요인의 변화에 대한 변화가 가장 큰 요인을 상기 B요인으로 선택한다(단계 S102). 도 4는 도 1에서 도시된 프린팅 공정의 최적화 방법의 프로그램에서, 프린팅 공정 요인 그룹의 상호 관계를 보여주는 화면을 캡쳐한 것이다. 즉, A요인 외에 상기 A요인과 관련성이 상대적으로 큰 요인 B를 추가적으로 선택하여, 단일 공정조건을 변화시킬때의 오류를 제거할 수 있다. 공정요인들은 상호간에 무관한 것이 아니고, 커플링되어 어느 하나의 최적값이 변화되는 경우, 다른 값들의 최적값이 연동되어 변화되므로, 본 발명에서는 이들을 고려하여야 한다.

본 발명에서는 예컨대, 최초의 A요인 외에 추가적으로 1개의 요인인 B요인 만을 고려하였으나, 추가적인 요인을 더 고려할 수도 있다.

이렇게, 하나 이상의 요인이 결정되면, 이들 요인들로부터 각 요인에 따른 최적 범위를 선택한다. 도 2는 도 1에서 도시된 프린팅 공정의 최적화 방법 중, 제 1 내지 4 공정조건 및 최적 범위를 선택하는 방법을 도시한 다이어그램이다.

도 2를 참조하면, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제1 공정조건, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제2 공정조건, 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제3 공정조건, 및 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제4 공정조건을 결정하고, 상기 제1 내지 제4 공정조건을 구한 후, 최적 범위를 제1 공정조건과 제4 공정조건을 연결하는 선분과 제2 공정조건과 제3 공정조건을 연결하는 선분의 교점에서 결정한다(단계 S103). 이러한 방법은 2개의 요인이상으로 확장되어 사용될 수 있다.

이상에서는 프린팅 공정에서 불량 발생시 공정 요인을 다시 분석하는 것으로 설명하였으나, 최초 세팅시에도 적용될 수 있다.

본 발명에 의하면, 솔더페이스트의 프린팅 공정에서, 프린팅 공정의 공정변수를 용이하게 최적화할 수 있으며, 이를 통해서 시행착오를 감소시킬 수 있어, 공정효율을 개선할 수 있다.

앞서 설명된 이러한 일련의 과정들은 프로그래밍되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 저장될 수 있다. 이러한 저장매체는 한정됨이 없이 어떠한 타입의 플로피 디스크, 광디스크, CD-ROMs, 마크네틱 옵티걸 디스크, ROMs, RAMs, EPROMs, EEPROMs, 자기적 또는 광학적 카드들, ASICs 또는 전자적 명령들을 저장하기에 적 합한 어떤 타입의 미디어도 될 수 있다. 이렇게 저장된 프로그램은 검사기기에서 읽어 들여 동작될 수 있으며, 검사기기 내에서 직접 저장되어 검사기기를 구동시킬 수도 있다.

여기서 기술된 상기 알고리즘들 및 오퍼레이션들은 어떤 특별한 컴퓨터 또는 다른 시스템에 관련되는 것은 아니다. 다양한 일반목적의 시스템들은 여기서의 개시와 관련된 프로그램들로써 사용될 수 있으며, 또는 요구되어진 방법들을 수행하기 위해 보다 전문화된 시스템을 용이하게 형성할 수 있다. 이러한 시스템들의 다양성을 위해 요구되는 구조는, 본 기술 또는 유사한 기술을 가진 사람에게 자명할 것이다. 더욱이, 본 발명은 어떤 특정의 프로그래밍 언어를 참조로 설명되지 아니하였다. 다양한 프로그래밍 언어들로서 여기서 기술된 본 발명을 실현시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.　 따라서, 전술한 설명 및 아래의 도면은 본 발명의 기술사상을 한정하는 것이 아닌 본 발명을 예시하는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 일 실시예에 의한 프린팅 공정의 최적화 방법을 도시하는 순서도이다.

도 2는 도 1에서 도시된 프린팅 공정의 최적화 방법 중, 제 1 내지 4 공정조건 및 최적 범위를 선택하는 방법을 도시한 다이어그램이다.

도 3은 도 1에서 도시된 프린팅 공정의 최적화 방법의 프로그램에서, 프린팅 공정 요인 그룹의 변화에 따른 데이터를 보여주는 화면을 캡쳐한 것이다.

도 4는 도 1에서 도시된 프린팅 공정의 최적화 방법의 프로그램에서, 프린팅 공정 요인 그룹의 상호 관계를 보여주는 화면을 캡쳐한 것이다.

Claims (6)

1. 프린팅 공정을 결정하는 요인들로 이루어진 프린팅 공정 요인 그룹을 결정하는 단계;

   상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들 중, A요인 및 B요인의 두 개 요인을 선택하는 단계; 및

   상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제1 공정조건, 상기 A요인의 저 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제2 공정조건, 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 저 사용범위의 제3 공정조건, 및 상기 A요인의 고 사용범위와 상기 B요인의 고 사용범위의 제4 공정조건을 결정하고, 제1 내지 제4 공정조건으로부터 A요인 및 B 요인의 최적 범위를 구하는 단계를 포함하는 프린팅 공정의 최적화 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 최적 범위는 제1 공정조건과 제4 공정조건을 연결하는 선분과 제2 공정조건과 제3 공정조건을 연결하는 선분의 교점에서 결정되는 것을 특징으로 하는 프린팅 공정의 최적화 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들 중, A요인 및 B요인의 두 개 요인을 선택하는 단계는,

   먼저 임의의 A요인을 선택하는 단계; 및

   상기 A요인의 변화에 대한 변화가 가장 큰 요인을 상기 B요인으로 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린팅 공정의 최적화 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 B요인을 선택하기 위해서 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들의 상호 관계를 테이블로 만드는 것을 특징으로 하는 프린팅 공정의 최적화 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 프린팅 공정 요인 그룹의 요인들은, 블레이드로 스텐실을 가압하는 압력, 블레이드를 이동시키는 속도, 스텐실을 인쇄회로기판으로부터 분리시키는 속도를 포함하는 것을 특징으로 하는 프린팅 공정의 최적화 방법.
6. 제1 내지 5항 중, 어느 한 항에 의한 방법을 프로그램화하여 저장한 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체.

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