KR101614827B1 - 용접 링의 가부착 장치 및 용접 링의 가부착 방법 - Google Patents

Abstract

세라믹 용기에 대한 용접 링의 가부착을 고속으로 행할 수 있는 용접 링의 가부착 장치 등을 제공한다.
공급되는 용접 링(30)을 보유지지하는 보유지지기구(120)를 가지며, 용접 링(30)을 전자 부품 용기(20)까지 반송하는 반송 장치(400)와, 이 보유지지기구(120)에 의해 보유지지되어 있는 용접 링(30)에 대해 풀재를 도포하는 도포 장치(600)를 구비하도록 하였다. 그 결과, 풀재가 도포된 용접 링(30)을, 풀재가 건조되기 전에, 전자 부품 용기(20)에 탑재함으로써 용접 링(30)을 전자 부품 용기(20)에 확실히 가부착한다.

Description

용접 링의 가부착 장치 및 용접 링의 가부착 방법{Provisional attaching apparatus and method for welding ring}

본 발명은 전자 부품 패키지의 제조 공정 등에서 이용되는, 용접 링의 가부착(假付着) 장치 및 용접 링의 가부착 방법에 관한 것이다.

수정 발진자나 반도체 소자 등의 전자 부품 패키지는 세라믹 용기와, 그 세라믹 용기의 상부 테두리에 설치되는 환상의 용접 링(납재)과, 이 용접 링에 용접되어 세라믹 용기를 밀봉하는 리드(뚜껑)를 구비하고 있다. 용접 링은 미리 세라믹 용기에 고온 납땜할 필요가 있다. 용접 링이 고정된 세라믹 용기에는 내부에 각종 부품이 수용된다. 이 세라믹 용기를 밀봉하기 위해, 용접 링 상에 리드가 배치되어 시임 용접 장치에 의해 양자가 용접된다. 그 결과, 전자 부품 패키지가 완성된다.

예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 다수의 세라믹 용기(20)는 매트릭스 형상으로 연속 형성되어 있는 세라믹 기판(18)으로서 공급된다. 따라서, 이 세라믹 기판(18) 내의 세라믹 용기(20)마다 용접 링(30)을 배치하고, 그대로 가열로에 투입하여 가열하여 세라믹 기판(18)과 용접 링(30)을 고온 납땜해야 한다.

납땜 전의 세라믹 용기(20)와 용접 링(30)은 서로의 중심 위치를 정확하게 맞추어 둘 필요가 있다. 종래 세라믹 기판(18) 상에 대해 매트릭스 형상의 개구를 갖는 위치 결정 플레이트를 배치하고, 이 위치 결정 플레이트 내에 용접 링(30)을 수작업으로 삽입함으로써 세라믹 용기(20)와 용접 링(30)을 위치 결정하였다. 이 위치 결정 플레이트와 함께 세라믹 기판(18)과 용접 링(30)을 가열로에 투입하면, 양자를 위치 결정한 채로 고온 납땜할 수 있다.

한편, 위치 결정 플레이트를 이용하는 수법은 위치 결정 플레이트와 용접 링(30)의 사이에 여유 간극이 필요하게 되기 때문에, 그만큼 위치 결정 정밀도 향상에 한계가 생긴다. 그래서, 세라믹 기판(18)의 상면에 풀재(糊材; paste material)를 도포하고 용접 링(30)을 고정밀도로 접착함으로써 양자를 위치 결정하는 방법이 채용되어 있다. 용접 링(30)이 접착된 세라믹 기판(18)을 가열로에 투입하여 가열하면, 풀재(80)가 휘발하여 소멸됨과 동시에 세라믹 기판(18)과 용접 링(30)이 고온 납땜된다. 그 결과, 세라믹 기판(18)과 용접 링(30)을 고정밀도로 위치 결정하면서 양자를 납땜할 수 있게 된다.

이 때, 세라믹 기판(18)에 형성되어 있는 복수의 세라믹 용기(20)에 대해, 미리 한꺼번에 풀재를 페이스트 인쇄해도 되고, 또한 예를 들면 특허문헌 1에 나타나는 바와 같이 각 세라믹 용기(20)에 대해 풀재를 도포하여 순서대로 용접 링(30)을 접착시키는 방법도 있다.

또, 세라믹 용기(20)에 대해 용접 링(30)을 개별로 용접 위치 결정하는 기술도 개시되어 있다(특허문헌 2 참조). 이에 따르면, 세라믹 기판(18)에 풀재를 도포하는 공정을 생략할 수 있다.

특허문헌 1: 일본특허 3718359호 특허문헌 2: 일본공개특허 2010-89095호 공보

그러나, 세라믹 기판(18) 상에 한꺼번에 풀재를 페이스트 인쇄하는 방법의 경우, 조립 라인 내에 페이스트 인쇄 장치가 필요하게 되기 때문에 제조 공정이 길어지는 문제가 있었다. 또한, 페이스트 인쇄되는 풀재는 시간이 지남에 따라 건조되어 접합력이 저하되므로, 어떠한 트러블에 의해 조립 라인이 정지되면 풀재의 건조에 따라 조립 품질이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 특허문헌 1과 같이 세라믹 기판(18)의 세라믹 용기(20)에 대해 풀재를 순서대로 도포하는 방법의 경우, 하나의 세라믹 용기(20)에 대해 1)세라믹 용기(20)의 위치를 카메라로 확인하여 풀재를 정확하게 도포하는 도포 공정과, 2)용접 링(30)을 고정밀도로 위치 결정하면서 세라믹 용기(20)에 탑재하는 탑재 공정이 필요하게 되고, 세라믹 용기(20)의 대기 시간이 길어지며 택트 타임을 높이는 것이 어려운 문제가 있었다.

한편, 특허문헌 2와 같이 용접에 의해 용접 링(30)을 가부착하는 경우, 택트 타임의 향상을 달성할 수 있지만 용접 링의 가부착 장치의 구조가 복잡화되어 제조 비용이 증대하는 문제가 있었다. 또한, 세라믹 용기(20)가 더 작아지면, 용접 링(30)의 가부착이 어려워질 가능성이 있었다.

본 발명은 이러한 실정을 감안하여 세라믹 용기의 소형화에도 유연하게 대응할 수 있고, 매우 고속이면서 저비용으로 용접 링을 가부착하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자의 면밀한 연구에 의해 상기 목적은 이하의 수단에 의해 달성된다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 공급되는 용접 링을 보유지지하는 보유지지기구를 가지며, 상기 용접 링을 전자 부품 용기까지 반송하는 반송 장치와, 상기 보유지지기구에 의해 보유지지되어 있는 상기 용접 링에 대해 풀재(糊材)를 도포하는 도포 장치를 구비하며, 상기 풀재가 도포된 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 탑재함으로써 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 가부착(假付着)하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치이다.

상기 발명에 관련하여, 상기 도포 장치는 상기 용접 링의 한쪽의 대변(對邊) 또는 한쪽의 대각(對角) 부분에 상기 풀재를 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 도포 장치는 둘레면(周面)에 상기 풀재를 보유지지 가능한 회전이 자유로운 도포 롤러를 구비하고, 상기 용접 링과 상기 도포 롤러를 접촉시킴으로써 상기 풀재를 상기 용접 링에 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 도포 장치는 상기 도포 롤러를 회전시키는 구동 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 구동 장치는 상기 용접 링이 상기 도포 롤러에 접촉할 때마다 상기 도포 롤러를 간헐적으로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 도포 롤러는 상기 풀재를 보유지지 가능하며 상기 용접 링과 접촉하는 한 쌍의 환상의 도포면을 가짐과 동시에, 상기 한 쌍의 도포면의 사이에, 그 도포면보다도 오목 형상이 되는 회피 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 보유지지기구는 상기 용접 링의 대변 또는 대각부분을 각각 흡인하는 한 쌍의 진공압 발생공을 갖는 흡착 노즐을 갖고 있으며, 상기 한 쌍의 진공압 발생공은 상기 회피 공간에 상당하는 상기 용접 링의 부위를 흡인 보유지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 도포 롤러는 상기 풀재를 보유지지 가능하며 상기 용접 링과 접촉하는 단일의 환상의 도포면을 가짐과 동시에, 그 단일의 도포면을 상기 용접 링의 한쪽의 대변 또는 한쪽의 대각부분에 동시에 접촉시켜 상기 풀재를 상기 용접 링에 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 보유지지기구는 상기 용접 링의 다른 쪽의 대변 또는 다른 쪽의 대각부분을 보유지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 도포 장치는 상기 풀재를 토출하는 도포 노즐과, 상기 도포 노즐에 상기 풀재를 공급하는 공급 장치와, 상기 도포 노즐에 대해 상기 풀재의 토출압을 제공하는 양압(陽壓) 장치를 구비하고, 상기 풀재를 상기 용접 링으로 향하여 토출함으로써 상기 풀재를 상기 용접 링에 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 보유지지기구는 상기 용접 링을 자전(自轉)이 자유롭게 보유지지하고 있으며, 상기 용접 링을 자전시킴으로써 상기 도포 노즐이 상기 용접 링의 복수 개소에 상기 풀재를 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 보유지지기구를 3개 이상 구비하고 있으며, 제1의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 용접 링의 공급 위치에서 상기 용접 링을 보유지지하는 동작과, 제2의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 도포 장치가 배치되는 위치에서 상기 용접 링에 풀재가 도포되는 동작과, 제3의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 전자 부품 용기에 대해 상기 용접 링을 탑재하는 동작이 동시에 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 보유지지기구를 5개 이상 구비하고 있으며, 제4의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 도포 장치에 의해 상기 풀재가 도포되기 전의 상기 용접 링의 보유지지 자세를 확인하는 동작과, 제5의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 풀재가 도포된 후, 또한 상기 전자 부품 용기에 상기 용접 링을 탑재하기 전에, 상기 용접 링의 보유지지 자세를 확인하는 동작이 상기 제1 내지 제3의 상기 보유지지기구에서의 동작과 동시에 실행되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 본 발명은, 공급되는 용접 링을 보유지지하여 전자 부품 용기까지 반송하는 반송 공정과, 상기 반송 공정에 의해 반송 중인 상기 용접 링에 대해 풀재를 도포하는 도포 공정을 구비하고, 상기 풀재가 도포된 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 탑재함으로써 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 가부착하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 방법이다.

상기 발명에 관련하여, 상기 용접 링이 사각형상으로 되어 있고, 상기 도포 공정에서는 상기 용접 링의 한쪽의 대변 또는 한쪽의 대각부분에 상기 풀재를 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 발명에 관련하여, 상기 반송 공정에서는 상기 용접 링의 다른 쪽의 대변 또는 다른 쪽의 대각부분을 보유지지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 세라믹 용기에 용접 링을 매우 고속으로 가부착할 수 있는 우수한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 가부착 장치의 평면도이다.
도 2는 동 가부착 장치의 정면도이다.
도 3은 동 가부착 장치의 흡착 노즐 및 용접 링을 하측에서 본 저면도이다.
도 4는 도포 장치의 정면도 및 측면도이다.
도 5는 도포 장치의 상면도이다.
도 6은 도포 장치에 의한 도포 동작을 나타내는 측면도이다.
도 7은 도포 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 8은 용접 링의 가부착 동작을 나타내는 도면이다.
도 9는 도포 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 10은 도포 장치의 다른 구성예를 나타내는 도면이다.
도 11은 잉크젯 타입의 도포 장치를 나타내는 도면이다.
도 12는 용접 링 및 세라믹 용기를 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1 및 도 2를 이용하여 본 발명의 실시형태에 관한 용접 링의 가부착 장치의 전체 구성에 대해 설명한다.

용접 링의 가부착 장치(1)는, 용접 링(30)을 공급하는 용접 링 공급 장치(50)와, 공급되는 용접 링(30)을 세라믹 용기(20)까지 반송하는 반송 장치(400)와, 이 세라믹 용기(20)를 위치 결정 및 반송하는 위치 결정 장치(80)와, 세라믹 용기(20)를 공급 및 회수하는 매거진(90)과, 반송 중이며 풀재(N)를 도포하기 전의 용접 링(30)의 보유지지 상태를 확인하는 제1 하측 촬상 장치(650)와, 반송 중인 용접 링(30)에 풀재(N)를 도포하는 도포 장치(600)와, 반송 중이며 풀재(N)의 도포 후의 용접 링(30)의 보유지지 상태 및 풀재(N)의 도포 상태를 카메라 촬영에 의해 하측으로부터 확인하는 제2 하측 촬상 장치(700)와, 세라믹 용기(20)의 위치를 카메라 촬영에 의해 상측으로부터 확인하는 상측 촬상 장치(800)와, 불량의 용접 링(30)을 폐기하는 폐기 케이스(900)와, 흡착 노즐(후술함)의 선단면을 정기적으로 청소하는 청소 장치(950)를 가진다. 또, 이 청소 장치(950)는 섬유나 숫돌 등에 의해 형성되는 청소면으로, 흡착 노즐의 선단과 접촉하여, 부착된 풀재(N)를 정기적으로 닦게 되어 있다.

반송 장치(400)는 원판형상의 회전 테이블(300)과, 그 외주에 둘레방향으로 배치되는 보유지지기구(120)를 가진다. 보유지지기구(120)는 흡착 노즐(100)을 갖고 있으며, 용접 링(30)을 진공압에 의해 흡인 보유지지한다. 회전 테이블(300)은 모터(320)에 의해 회전이 자유롭게 되어 있고, 이에 의해 회전 테이블(300)에 배치되는 보유지지기구(120)의 이동이 가능하게 되어 있다. 본 실시형태에서는 회전 테이블(300)에 대해 둘레방향으로 16개의 보유지지기구(120)가 배치되어 있지만, 이 수는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 보유지지기구(120)는 적어도 3개 이상 구비하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 5개 이상 구비하도록 한다.

또, 본 실시형태에서는 반송 장치(400)의 구조로서 회전 테이블(300)에 의한 터릿 기구를 예시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 직동(直動) 레일 상을 왕복 운동하도록 된 직동 기구를 이용해도 된다.

보유지지기구(120)에서의 흡착 노즐(100)은, 상하방향으로 이동이 자유롭고 또한 회전이 자유롭게 되어 있다. 흡착 노즐(100)의 이동 구조에는 여러 가지 것을 채용할 수 있는데, 예를 들면 상하방향은 에어 실린더 등에 의해 이동시킬 수 있고, 또한 회전방향은 모터 등을 이용할 수 있다. 그 밖에도 예를 들면 상하방향은 나사 축과 너트에 의한 볼 나사 기구나 랙과 피니언 기구를 이용해도 된다.

용접 링 공급 장치(50)는 이른바 볼 피더로서, 다량의 용접 링(30)을 저장하여 하나씩 반송 장치(400)에 공급한다. 반송 장치(400)에서의 보유지지기구(120)는, 흡착 노즐(100)을 상하방향으로 이동시킴으로써 공급되는 용접 링(30)을 흡인 보유지지한다. 또, 여기서는 볼 피더로 공급하는 경우를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용접 링이 정렬 배치된 정렬 트레이를 이용하여 용접 링을 공급하거나, 테이블 상에 자유롭게 용접 링이 흩어진 상태의 공급 테이블로부터 화상 인식에 의해 개개의 용접 링을 픽업하는 것과 같은 구조이어도 된다.

이미 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는 복수의 세라믹 용기(20)가 매트릭스 형상으로 일체 형성된 세라믹 기판(18)의 상태로 가부착 장치(1)에 공급된다. 이 세라믹 기판(18)은 캐리어(550) 상에 배치되어 있고, 이 캐리어(550)와 세라믹 기판(18)이 함께 매거진(90)에 수용된다. 위치 결정 장치(80)는 이른바 X-Y 테이블 장치로서, 매거진(90)으로부터 캐리어(550)(세라믹 기판(18))를 취출하여 반송 장치(400)의 하방에서 이 캐리어(550)를 X-Y방향으로 위치 결정한다. 반송 장치(400)의 상방에는 상측 촬상 장치(800)가 배치되어 있고, 바로 아래에 보유지지기구(120)가 존재하지 않는 타이밍을 이용하여 하방의 세라믹 기판(18)을 촬상하고, 각 세라믹 용기(20)의 위치를 화상으로 확인한다. 이 정보를 이용하여 위치 결정 장치(80)는 용접 링(30)이 미탑재가 되는 세라믹 용기(20)를 보유지지기구(120)의 바로 아래로 이동시킨다. 그 결과, 흡착 노즐(100)은 흡착 보유지지한 용접 링(30)을 목적으로 하는 세라믹 용기(20)에 정확하게 올려놓을 수 있다.

반송 장치(400)에서의 용접 링(30)의 이동 궤적의 도중에는 제1 및 제2 하측 촬상 장치(650, 700)가 배치된다. 제1 하측 촬상 장치(650)는 풀재(N)를 도포하기 전의 용접 링(30)의 보유지지 상태를 확인한다. 예를 들면, 용접 링(30)이 보유지지되어 있지 않은 경우는 도포 장치(600)에 의한 풀재(N)의 도포 동작을 금지시킨다. 또한, 용접 링(30)의 보유지지 각도가 어긋나 있는 경우는 필요에 따라 흡착 노즐(100)을 회전시키고 나서 풀재(N)를 도포한다. 또한, 수정할 수 없는 정도까지 용접 링(30)의 보유지지 자세가 나쁜 경우는, 후공정에서 풀재(N)의 도포나 세라믹 용기(20)에의 탑재를 행하지 않고 그 용접 링(30)을 폐기 케이스(900)에 폐기한다.

또한, 제2 하측 촬상 장치(700)는, 흡착 노즐(100)에 흡착된 상태의 용접 링(30)의 좌표 정보(위치 정보라고 하기도 함)를 취득함과 동시에, 그 좌표 정보를 반송 장치(400)의 제어부(도시생략)와 위치 결정 장치(80)의 제어부(도시생략)로 송신한다. 반송 장치(400)의 제어부는, 수신한 좌표 정보에 기초하여 흡착 노즐(100)을 회전시킴으로써 캐리어(550)에 놓인 목적으로 하는 세라믹 용기(20)에 대한 각도를 맞춘다. 위치 결정 장치(80)의 제어부는, 수신한 좌표 정보에 기초하여 세라믹 용기(20)의 X-Y방향의 위치를 맞춘다. 또, 이 하측 촬상 장치(700)는 용접 링(30)에 대한 풀재(N)의 도포 상태도 확인할 수 있게 되어 있다. 용접 링(30)에 대한 풀재(N)의 도포 상태의 화상 확인을 용이하게 하기 위해, 용접 링(30)과 풀재(N)를 다른 색으로 하거나 광 조사에 대한 광 반사율을 서로 다르게 하거나 하는 것이 바람직하다. 용접 링(30)의 보유지지 자세나 풀재(N)의 도포 상태로 수정 불가능한 오류가 있는 경우는, 후공정에서 세라믹 용기(20)에의 탑재 동작을 행하지 않고 그 용접 링(30)을 폐기 케이스(900)에 폐기한다.

도 3의 (a)에는, 한쪽의 대변에 풀재(N)가 도포된 용접 링(30)과, 이 용접 링(30)을 보유지지한 흡착 노즐(100)의 선단면(102)을 하측에서 본 상태가 나타나 있다. 흡착 노즐(100)은 한 쌍의 진공압 발생공(104)이 형성된다. 흡착 노즐(100)은 이 진공압 발생공(104)에 인가되는 진공압에 의해 용접 링(30)을 흡착 보유지지한다.

이 한 쌍의 진공압 발생공(104)의 간격은, 본 실시형태에서는 용접 링(30)의 다른 쪽의 대변의 거리와 일치하도록 설정되어 있다. 진공압 발생공(104)의 구멍직경은 매우 작아 용접 링(30)의 선재 직경과 거의 같거나 약간 크게 설정되어 있다. 물론 진공압 발생공(104)의 구멍직경을 용접 링(30)의 선재 직경보다 작게 설정해도 된다. 반송 장치(400)에서의 회전 테이블(300) 및 보유지지기구(120)를 개재하여 흡착 노즐(100)에 안내되는 진공압은 이 진공압 발생공(104)에 공급되고, 용접 링(30)의 다른 쪽의 대변을 흡착한다.

흡착 노즐(100)의 선단면(102)의 크기는 한 쌍의 진공압 발생공(104)이 형성하는 L1방향은 용접 링(30)보다도 크고, 이 L1방향과 직각이 되는 L2방향은 용접 링(30)보다도 작게 설정되어 있다. 이와 같이 L2방향의 폭을 좁게 함으로써, 용접 링(30)에 도포된 풀재(N)가 선단면(102)에 부착되는 확률을 저감시킨다. 그 결과, 진공압 발생공(104)의 진공압을 해제했을 때에 용접 링(30)을 선단면(102)으로부터 확실히 이탈시킬 수 있다.

또, 여기서는 용접 링(30)의 대변을 흡인하는 경우를 예시하였지만, 예를 들면 도 3의 (b)와 같이 용접 링(30)의 대각부분을 흡인할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서는 진공압 발생공(104)이 한 쌍인 경우를 예시하였지만, 예를 들면 도 3의 (c)와 같이 가늘고 긴 하나의 진공압 발생공(104)에 의해 용접 링(30)의 대변을 동시에 보유지지하는 것도 가능하다. 또한, 특별히 도시하지 않았지만, 선단면(102)의 면적을 크게 하여 용접 링(30)의 전체를 환상으로 흡착하는 것도 가능하다. 즉, 진공압 발생공(104)의 단면 형상이나 수량은 본 실시형태에 특별히 한정되지 않는다.

도 4 및 도 5에는 도포 장치(600)가 확대하여 나타나 있다. 이 도포 장치(600)는 용접 링(30)의 한쪽의 대변의 일부 또는 대각부분에 풀재(N)를 도포한다. 즉, 흡착 노즐(100)의 진공압 발생공(104)에 의해 용접 링(30)의 다른 쪽의 대변 또는 대각을 보유지지하며, 그것과는 다른 한쪽의 대변 또는 대각부분에 풀재(N)를 도포한다. 이에 의해, 진공압 발생공(104)의 위치와 풀재(N)의 도포 위치가 어긋나므로, 자신의 진공압에 의해 풀재(N)를 흡인하여 막힘을 발생시키는 것을 저감하고 보유지지보수의 회수를 줄이는 것이 가능하게 된다.

구체적으로 이 도포 장치(600)는 회전축(608)을 갖는 도포 롤러(610)와, 풀재(N)가 쌓이는 풀재 용기(620)와, 도포 롤러(610)를 회전시키는 구동 장치(모터)(630)와, 도포 롤러(610)가 보유지지하는 풀재(N)의 막두께를 균일화하는 막두께 조정 기구(616)와, 도포 롤러(610)를 회전 및 착탈이 자유롭게 보유지지하는 롤러 보유지지기구(640)와, 이들을 보유지지하는 기판대(646)와, 기판대(646)를 평면방향(X-Y방향)으로 위치 결정하는 테이블 장치(648)를 구비한다. 도포 롤러(610)의 회전축(608)에는 전달 기구가 되는 기어(609)가 설치되어 있다. 구동 장치(630)의 출력축에도 마찬가지로 기어(632)가 설치되어 있다. 따라서, 구동 장치(630)의 동력은 한 쌍의 기어(632, 609)를 통해 회전축(608)에 전달된다.

롤러 보유지지기구(640)는, 기판대(646)에 회전이 자유롭게 배치되는 한 쌍의 백업 롤러(641)를 구비한다. 또, 이 한 쌍의 백업 롤러(641)는 도포 롤러(610)의 축방향의 양단 근방에 각각 배치된다. 한 쌍의 백업 롤러(641)는, 도 5에 도시된 바와 같이 도포 롤러(610)의 회전축(608)의 하측에서 이 회전축(608)의 둘레방향 2개소에 접촉한다. 따라서, 도포 롤러(610)의 회전축(608)은 한 쌍의 백업 롤러(641) 상에 놓는 것만으로 자중에 의해 회전이 자유롭게 보유지지된다. 또한, 도포 롤러(610)를 한 쌍의 백업 롤러(641) 상에 올려놓으면, 자연히 기어(632, 609)가 맞물리도록 위치 결정되어 있다. 그 결과, 도포 롤러(610)는 롤러 보유지지기구(640)에 의해 착탈이 자유롭게 보유지지되어 있고, 도포 롤러(610)를 상방으로 들어올리는 것만으로 용이하게 교환할 수 있다.

도포 롤러(610)는 자신의 외주면에 의해 한 쌍의 환상의 도포면(610a)을 제공함과 동시에, 이 한 쌍의 도포면(610a)의 사이에 이 도포면(610a)과 비교하여 소직경이 되는 회피 공간(612)을 가진다. 한 쌍의 도포면(610a)의 간격은 용접 링(30)의 한쪽의 대변의 간격과 일치시켜져 있다. 한편, 이 회피 공간(612)의 폭은 흡착 노즐(100)의 선단면(102)의 폭과 근사시켜져 있다. 이 회피 공간(612)에 의해 도포면(610a)을 선단면(102)으로부터 이반(離反)시킴으로써, 풀재(N)가 선단면(102)에 부착되거나 진공압 흡인구(104)에 풀재(N)가 흡인되거나 하는 것을 저감시킨다.

각 도포면(610a)의 하측은 풀재 용기(620)에 저류(貯留)하는 풀재(N)에 침지된다. 그 결과, 각 도포면(610a)은 풀재(N)를 표면에 보유지지한다. 따라서, 도포 롤러(610)와 용접 링(30)을 접촉시킴으로써 풀재(N)를 용접 링의 대변의 일부에 도포할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 막두께 조정 기구(616)는 도포 롤러(610)의 도포면(610a)에 대해, 설정 막두께에 대응하는 간극(T)을 두고 배치되는 판부재이다. 따라서, 한 쌍의 도포면(610a)에 부착된 풀재(N)는 막두께 조정 기구(610)의 간극(T)을 통과할 때에 여분의 풀재(N)가 풀재 용기(620)로 낙하한다. 그 결과, 도포면(610a) 상의 풀재(N)의 막두께가 일정하게 된다. 또, 본 실시형태에서는, 막두께 조정 기구(616)의 판부재는 각 도포면(610a)의 양옆에 형성되는 측면(610b)에도 대향하고 있다. 그 결과, 측면(610b)에 부착된 불필요한 풀재(N)도 제거되므로, 도포면(610a) 상의 풀재(N)의 막두께를 안정시킬 수 있다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 도포 롤러(610)와 용접 링(30)을 접촉시키면, 결과적으로 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 용접 링(30)에 풀재(N)가 도포된다. 그 후, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 구동 장치(630)는 도포 롤러(610)를 간헐적으로 일정한 각도만큼 회전시킨다. 그 결과, 도 6의 (a)로 되돌아가 다음 용접 링(30)과 접촉하는 도포면(610a)에는 항상 새로운 풀재(N)가 공급된다.

이와 같이 도포 롤러(610)를 이용하여 용접 링(30)의 대변의 일부 등이 좁은 영역에 풀재(N)를 전사함으로써, 전사시에서의 용접 링(30)과 도포 롤러(610)의 접합력을 저감시킬 수 있다. 따라서, 도포시에 용접 링(30)이 흡착 노즐(100)의 선단면(102)으로부터 탈락하는 트러블을 억제할 수 있는 이점도 있다.

또, 여기서는 용접 롤러(610)가 한 쌍의 도포면(610a)을 공급하는 경우를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 2개의 독립된 용접 롤러(610)에 의해 결과적으로 한 쌍의 도포면(610a)이 제공되도록 해도 된다. 또한, 풀재가 흡착 노즐(100)에 부착될 확률은 올라가지만, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 하나의 도포면(610a)에 의해 용접 링(30)의 대변에 풀재(N)를 도포할 수도 있다. 또한, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 환상이 아닌 독립된 복수의 도포면을 순서대로 용접 링(30)에 제공함으로써 풀재(N)를 도포할 수도 있다. 이와 같이, 복수의 도포면을 둘레방향으로 독립시키는 구조도 본 발명에서의 도포 롤러의 범주에 속한다.

다음에, 도 8을 이용하여 용접 링의 가부착 장치(1)에 의한 용접 링(30)의 가부착 방법에 대해 설명한다. 도 8의 (a)에서는, 반송 장치(400)에서의 회전 테이블(300)은 일시정지하고 있으며, 그 정지 중에 다음 7가지 동작이 동시 병행으로 진행된다. (1) 제1 보유지지기구(120)에 의해, 용접 링 공급 장치(50)에 의해 공급되는 용접 링(30)을 흡착 노즐(100)에 의해 보유지지하는 동작. (2) 제4 보유지지기구(120)에 의해, 용접 링(30)의 보유지지 자세를 제1 촬상 장치(650)로 확인하는 동작. (3) 제2 보유지지기구(120)로 보유지지하는 용접 링(30)에 대해 도포 장치(600)에서 풀재를 도포하는 동작. (4) 제5 보유지지기구(120)에 의해, 풀재 도포 후의 용접 링(30)의 보유지지 자세를 제2 촬상 장치(700)로 확인하는 동작. (5) 제3 보유지지기구(120)에 의해, 풀재 도포 후의 용접 링(30)을 세라믹 용기(20)에 탑재하는 동작. (6)제6 보유지지기구(120)에 의해, 사용할 수 없는 용접 링(30)을 폐기 케이스(900)에 폐기하는 동작. (7)제7 보유지지기구(120)에 의해, 흡착 노즐(100)의 선단면(102)을 청소하는 동작.

한편, 도 8의 (b)는 반송 장치(400)의 회전 테이블(300)이 회전하고 있는 도중의 상태가 나타나 있고, 그 사이는 보유지지기구(120)가 존재하지 않는 공간을 이용하여 상측 촬상 장치(800)가 하측의 세라믹 용기(20)의 위치를 촬상하여 세라믹 용기(20)의 위치 결정을 행한다. 이 도 8의 (a), (b)의 동작을 반복함으로써, 매우 고속으로 용접 링(30)을 세라믹 용기(20)에 가부착할 수 있다.

이상, 본 실시형태의 용접 링의 가부착 장치(1) 및 가부착 방법에 따르면, 세라믹 용기(20)에 풀재(N)를 도포하는 공정이 없으므로, 상기 (3)용접 링(30)에 대해 도포 장치(600)에서 풀재를 도포하는 동작과, 상기 (5) 풀재 도포 후의 용접 링(30)을 세라믹 용기(20)에 탑재하는 동작을 동시 병행적으로 진행할 수 있다. 그 결과, 용접 링(30)의 가부착 속도(택트 타임)를 대폭으로 향상시킬 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 공급되는 용접 링(30)을 보유지지하여 세라믹 용기(20)까지 반송하는 반송 공정에서 탑재 직전의 용접 링(30)에 풀재를 도포할 수 있으므로 탑재시의 풀재의 건조가 억제된다. 그 결과, 용접 링(30)을 확실히 가부착하는 것이 가능하게 된다. 만약 풀재를 용접 링(30)에 도포한 후에 어떠한 트러블로 라인이 정지된 경우는, 그 용접 링(30)에 한해 폐기 케이스(900)에 폐기하면 되므로, 종래와 같이 세라믹 기판(18) 전체를 폐기할 필요가 없어지기 때문에 제조의 수율을 높일 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 도포 공정에서 용접 링(30)의 한쪽의 대변 또는 한쪽의 대각부분에 풀재를 도포하므로, 세라믹 용기(20)의 전체면에 풀재를 도포하는 경우와 비교하여 그 도포량을 대폭으로 저감시킬 수 있다. 특히 본 실시형태에서는 용접 링(30)의 다른 쪽의 대변 또는 다른 쪽의 대각부분을 흡착 노즐(100)에서 보유지지하므로, 용접 링(30)에서 진공압에 따른 흡인 위치와 풀재의 도포 위치가 달라지게 되어 있다. 그 결과, 모처럼 도포한 풀재가 진공압에 의해 흡착 노즐(100)에 회수되어 버리거나, 또한 이에 따라 흡착 노즐(100)이 막히거나, 더욱이는 흡착 노즐(100)과 용접 링(30)이 풀재에 의해 접착되거나 하는 결함을 동시에 억제하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에 따르면, 반송 중인 용접 링의 자세를 카메라로 확인하고 용접 링에 대해 풀재를 도포함으로써, 용접 링과 풀재의 어긋남은 일절 생기지 않는 상태로 하고, 그 후 세라믹 용기의 위치를 화상 인식하여, 풀재가 도포된 용접 링을 세라믹 용기의 소정의 위치에 탑재하는 동작에 의해 매우 고속이면서 정확하게 용접 링을 세라믹 용기에 가부착하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에서는 도포 장치(600)가 한 쌍의 환상의 도포면(610a)을 갖는 경우를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

예를 들면, 도 9 및 도 10에는 다른 구성예가 되는 도포 장치(600)가 확대되어 나타나 있다. 이 도포 장치(600)의 도포 롤러(610)는, 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이 자신의 외주면에 의해 단일의 환상의 도포면(610A)을 제공한다. 또한, 이 도포면(610A)의 폭은 용접 링(30)의 한쪽의 대변(30B)의 길이보다 작게 설정된다. 또한, 이 도포면(610A)의 길이방향은 도포 대상이 되는 용접 링(30)의 한쪽의 대변(30B)에 대해 수직으로 되어 있다. 다시 말하면, 도포 롤러(610)의 회전축(608)은 용접 링(30)의 한쪽의 대변(30B)과 평행하게 된다. 그 결과, 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이, 하나의 도포면(610A)이 용접 링(30)의 한쪽의 대변(30B)의 중앙 부분에 동시에 접촉하여 풀재(N)를 도포한다. 이 경우, 도포면(610A)의 최상부는 용접 링(30)의 바닥면보다도 높아진다. 이미 서술한 바와 같이, 이 도포면(610A)의 폭은 용접 링(30)의 한쪽의 대변(30B)의 길이보다 대폭으로 작게 설정되기 때문에, 도포 롤러(610)의 도포면(610A)의 양 외측에 용접 링(30)의 한쪽의 대변(30B)과의 간섭을 피하기 위한 한 쌍의 회피 공간(612)이 형성된다. 즉, 이 회피 공간(612)에 의해 도포면(610A)을 흡착 헤드(100)가 흡착하는 다른 쪽의 대변으로부터 이반시킴으로써, 풀재(N)가 다른 쪽의 대변(30A)에 쓸데없이 부착되거나 더욱이 흡착 노즐(100)에 부착되거나 하는 것을 억제한다.

이 때, 흡착 노즐(100)은 도 9의 (A)에 도시된 바와 같이 도포면(610A)의 최상부와의 간섭을 피하기 위한 헤드측 간섭 회피 공간(100Z)을 형성하는 것도 바람직하다. 즉, 흡착 노즐(100)은 한 쌍의 노즐편(108)을 구비하고 있으며, 그 사이에 헤드측 간섭 회피 공간(100Z)이 확보된다.

이상과 같이 도포 장치(600)를 구성하면, 도포 롤러(610)를 이용하여 용접 링(30)의 대변(30B)의 일부가 좁은 영역에 풀재(N)를 전사함으로써 전사시에서의 용접 링(30)과 도포 롤러(610)의 접합력을 저감시킬 수도 있다. 따라서, 도포시에 용접 링(30)이 흡착 노즐(100)의 흡착면으로부터 탈락하는 트러블을 억제할 수 있는 이점도 있다.

특히 본 실시형태의 도포 장치(600)에 의하면, 하나의 도포 롤러(610)의 부분 원호의 2개소를 한쪽의 대변에 동시에 접촉시켜 풀재(N)를 도포한다. 그 결과, 용접 링(30)의 크기가 변경되어도 같은 도포 롤러(610)를 그대로 이용하여 풀재(N)를 도포하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 크기 변경에 따른 도포 롤러(610)의 교환 작업을 저감할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 도포 롤러(610)에 의해 풀재(N)를 용접 링(30)에 도포하는 경우를 예시하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면 도 11에 도시된 도포 장치(600)와 같이, 이른바 잉크젯 구조에 의해 풀재(N)를 용접 링(30)에 도포하는 것도 바람직하다. 구체적으로 이 도포 장치(600)는 풀재(N)를 토출하는 도포 노즐(680)과, 도포 노즐(680)에 풀재(N)를 공급하는 공급 장치(620)와, 도포 노즐(680)에 대해 풀재(N)의 토출압을 제공하는 양압 장치(690)를 구비한다. 양압 장치(690)는 예를 들면 압전 액추에이터로서, 자신의 진동에 의해 도포 노즐(680) 내의 풀재 공급로(680a)의 내압을 순간적으로 높인다. 그 결과, 풀재(N)가 용접 링(30)으로 향하여 토출됨으로써 이 풀재(N)가 용접 링(30)에 도포된다. 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 우선 용접 링(30)에서의 대변 또는 대각의 한쪽에 풀재(N)를 도포하고, 다음에 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이 용접 링(30)을 회전시킴으로써 대변 또는 대각의 다른 쪽에 풀재(N)를 도포할 수도 있다. 물론 도포 장치(600) 측을 이동시켜 용접 링(30)의 복수 개소에 풀재(N)를 도포하도록 해도 된다. 이와 같이 잉크젯 구조를 채용하면, 용접 링(30)에서의 임의의 복수 개소에 풀재(N)를 자유롭게 도포하는 것이 가능하게 된다.

또, 본 실시형태에 있어서, 용접 링(30)에 도포하는 풀재의 재료는 특별히 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 나중의 가열 공정에 의해 전부 휘발하는 화학 재료이어도 되고, 도전 페이스트와 같이 금속 등의 도전체를 함유한 풀재이어도 된다.

또, 본 발명의 용접 링의 가부착 장치 및 용접 링의 가부착 방법은 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

본 발명은 전자 부품의 제조 분야에서 폭넓게 이용할 수 있다.

1 가부착 장치
20 세라믹 용기
30 용접 링
50 용접 링 공급 장치
80 위치 결정 장치
90 매거진
100 흡착 헤드
120 보유지지기구
300 회전 테이블
400 반송 장치
600 도포 장치
650 제1 하측 촬상 장치
700 제2 하측 촬상 장치
800 상측 촬상 장치
900 폐기 케이스
950 청소 장치

Claims (17)

1. 공급되는 용접 링을 보유지지하는 보유지지기구를 가지며, 상기 용접 링을 전자 부품 용기까지 반송하는 반송 장치;
   상기 보유지지기구에 의해 보유지지되어 있는 상기 용접 링에 대해 풀재(糊材)를 도포하는 도포 장치;를 구비하고,
   상기 풀재가 도포된 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 탑재함으로써 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 가부착(假付着)하며,
   상기 도포 장치는 둘레면(周面)에 상기 풀재를 보유지지 가능한 회전이 자유로운 도포 롤러를 구비하고,
   상기 용접 링과 상기 도포 롤러를 접촉시킴으로써 상기 풀재를 상기 용접 링에 도포하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 도포 장치는, 상기 용접 링의 한쪽의 대변(對邊) 또는 한쪽의 대각(對角)부분에 상기 풀재를 도포하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 도포 장치는, 상기 도포 롤러를 회전시키는 구동 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 구동 장치는, 상기 용접 링이 상기 도포 롤러에 접촉할 때마다 상기 도포 롤러를 간헐적으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 도포 롤러는,
   상기 풀재를 보유지지 가능하며 상기 용접 링과 접촉하는 한 쌍의 환상의 도포면을 가짐과 동시에, 상기 한 쌍의 도포면의 사이에, 그 도포면보다도 오목 형상이 되는 회피 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 보유지지기구는 상기 용접 링의 대변 또는 대각부분을 각각 흡인하는 한 쌍의 진공압 발생공을 갖는 흡착 노즐을 갖고 있으며,
   상기 한 쌍의 진공압 발생공은 상기 회피 공간에 상당하는 상기 용접 링의 부위를 흡인 보유지지하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
7. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 도포 롤러는,
   상기 풀재를 보유지지 가능하며 상기 용접 링과 접촉하는 단일의 환상의 도포면을 가짐과 동시에, 그 단일의 도포면을, 상기 용접 링의 한쪽의 대변 또는 한쪽의 대각부분에 동시에 접촉시켜 상기 풀재를 상기 용접 링에 도포하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 도포 롤러에서의 도포면의 폭은 상기 용접 링의 한쪽의 대변의 길이보다 작게 설정되고, 상기 도포면이 상기 용접 링의 한쪽의 대변에 동시에 접촉하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
9. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 도포 장치는 상기 풀재를 토출하는 도포 노즐과, 상기 도포 노즐에 상기 풀재를 공급하는 공급 장치와, 상기 도포 노즐에 대해 상기 풀재의 토출압을 제공하는 양압(陽壓) 장치를 구비하고, 상기 풀재를 상기 용접 링으로 향하여 토출함으로써 상기 풀재를 상기 용접 링에 도포하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 보유지지기구는 상기 용접 링을 자전(自轉)이 자유롭게 보유지지하고 있으며,
    상기 용접 링을 자전시킴으로써 상기 도포 노즐이 상기 용접 링의 복수 개소에 상기 풀재를 도포하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
11. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 보유지지기구를 3개 이상 구비하고 있으며,
    제1의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 용접 링의 공급 위치에서 상기 용접 링을 보유지지하는 동작과,
    제2의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 도포 장치가 배치되는 위치에서 상기 용접 링에 풀재가 도포되는 동작과,
    제3의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 전자 부품 용기에 대해 상기 용접 링을 탑재하는 동작이 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 보유지지기구를 5개 이상 구비하고 있으며,
    제4의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 도포 장치에 의해 상기 풀재가 도포되기 전의 상기 용접 링의 보유지지 자세를 확인하는 동작과,
    제5의 상기 보유지지기구에 있어서 상기 풀재가 도포된 후, 또한 상기 전자 부품 용기에 상기 용접 링을 탑재하기 전에, 상기 용접 링의 보유지지 자세를 확인하는 동작이 상기 제1 내지 제3의 상기 보유지지기구에서의 동작과 동시에 실행되는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
13. 공급되는 용접 링을 보유지지하는 보유지지기구를 가지며, 상기 용접 링을 전자 부품 용기까지 반송하는 반송 장치;
    상기 보유지지기구에 의해 보유지지되어 있는 상기 용접 링에 대해 풀재(糊材)를 도포하는 도포 장치;를 구비하고,
    상기 풀재가 도포된 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 탑재함으로써 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 가부착(假付着)하며,
    상기 도포 장치는, 상기 용접 링의 한쪽의 대변(對邊) 또는 한쪽의 대각(對角)부분에 상기 풀재를 도포하며,
    상기 보유지지기구는, 상기 용접 링의 다른 쪽의 대변 또는 다른 쪽의 대각부분을 보유지지하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 장치.
14. 공급되는 용접 링을 보유지지하여 전자 부품 용기까지 반송하는 반송 공정;
    상기 반송 공정에 의해 반송 중인 상기 용접 링에 대해 풀재를 도포하는 도포 공정;을 구비하고,
    상기 풀재가 도포된 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 탑재함으로써, 상기 용접 링을 상기 전자 부품 용기에 가부착하며,
    상기 용접 링이 사각형상으로 되어 있고,
    상기 도포 공정에서는, 상기 용접 링의 한쪽의 대변 또는 한쪽의 대각부분에 상기 풀재를 도포하며,
    상기 반송 공정에서는, 상기 용접 링의 다른 쪽의 대변 또는 다른 쪽의 대각부분을 보유지지하는 것을 특징으로 하는 용접 링의 가부착 방법.
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