KR102025372B1 - 부품 장착기의 부품 지지 헤드 - Google Patents

Abstract

부품 장착기의 부품 지지 헤드는 노즐을 부품과 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키기 위해 스핀들을 Z방향으로 하강시킬 때 스핀들의 Z방향 하강 동작과 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 동시에 이루어지며, 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키는 동작 중에 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료된 후에 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 변경하고, 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 유지한 상태에서 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시킨다.

Description

부품 장착기의 부품 지지 헤드{Parts pickup assembly of chip mounting device}

실시예들은 부품 장착기의 부품 지지 헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IC칩 등의 부품(전자 부품)을 기판 상에 장착(실장)하는 부품 장착기의 부품을 지지하는 노즐을 구비하는 부품 지지 헤드에 관한 것이다.

일반적으로 부품 장착기는 부품 지지 헤드를 부품 공급부의 상방으로 이동시키고, 거기서 부품 지지 헤드에 구비된 부품 지지용 노즐이 하강/상승 동작(승강 동작)을 행하게 하여 노즐의 하단부에 부품을 진공 흡착하여 픽업하고, 다음에 부품 지지 헤드를 기판의 상방으로 이동시키고, 거기서 다시 노즐이 하강/상승 동작을 행하게 하여 부품을 기판의 소정의 좌표 위치에 실장하도록 구성되어 있다.

또한 부품 지지 헤드의 대표적인 형식으로서 로터리 헤드식 부품 지지 헤드가 알려져 있다(예를 들어, 일본 공개특허공보 제1998-284889호). 로터리 헤드식 부품 지지 헤드는, 헤드 본체에 대해 연직축 둘레의 R방향으로 회전 가능하게 장착된 원기둥 내지 원통 형상의 로터리 헤드를 가진다. 로터리 헤드에는 그 원주 방향을 따라 복수 개의 스핀들이 배치되고, 각 스핀들의 하단에 노즐이 장착된다.

이와 같이 로터리 헤드식 부품 지지 헤드에서는, 스핀들의 하단에 노즐이 장착되고, 이것이 하나의 유닛으로서 로터리 헤드의 원주 방향을 따라 복수 개가 장착되어 있다. 그리고 부품을 픽업 또는 실장할 때에는 로터리 헤드를 R방향으로 회전시킴으로써 선택한 특정의 스핀들을 하강시키고, 그 스핀들의 하단에 장착된 노즐을 하강시켜 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시킨다.

또한 로터리 헤드식 부품 지지 헤드에서는, 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키기 위해 스핀들을 Z방향으로 하강시킬 때, 택트 타임 단축의 점에서 스핀들의 Z방향 하강 동작과 로터리 헤드의 R방향 회전 동작을 동시에 시행하는 경우가 있다. 당연히 노즐은 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료된 후에 부품이나 기판에 접촉하도록 제어하지만, 최근에 더욱 택트 타임 단축의 요구로부터 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료되고 나서 노즐이 부품이나 기판에 접촉할 때까지의 시간은, 예를 들어 수밀리 초의 수준까지 단축되어 있다.

이러한 상황 속에서 로터리 헤드식 부품 지지 헤드에 있어서 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 저하시키는 요인에 대해 검토한 결과, 로터리 헤드가 R방향으로 회전하면, 그 회전 동작에 의해 스핀들 유닛의 위치 정밀도가 저하되고, 이것이 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 저하시키는 요인의 하나인 것이 판명되었다. 즉, 스핀들 유닛은 복수의 부재로 구성되어 있고 스핀들 유닛 내에는 기구적 간극이 존재하는데, 로터리 헤드가 R방향으로 회전하면 스핀들 유닛 내에 R방향으로 응력이 발생하고, 또한 발생한 응력이 변화한다. 이 응력의 변화와 스핀들 유닛 내의 기구적 간극에 의해 스핀들 유닛의 위치 정밀도가 저하되고, 결과적으로 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 저하시키는 것이다.

도 9a 및 도 9b는 종래의 부품 장착기에서 로터리 헤드의 회전 동작에 의한 스핀들 유닛의 위치 정밀도 저하의 요인을 예시적으로 나타내는 개념도이다.

예를 들어, 도 9a에 도시된 바와 같이 스핀들(31)이 2개의 스핀들 부재를 연결하여 형성되어 있는 경우 로터리 헤드의 R방향 회전에 의해 스핀들 유닛 내에 R방향으로 응력의 변화가 발생하면, 도 9b에 도시된 바와 같이 스핀들(31)이 2개의 스핀들 부재의 연결 부분에서 굴곡되어 스핀들 유닛의 위치 정밀도가 저하된다.

이 스핀들 유닛의 위치 정밀도 저하, 즉 위치 어긋남은 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료되면 복원 방향으로 향하지만, 상술한 바와 같이 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료되고 나서 노즐이 부품에 접촉하기까지의 시간이 짧으면 스핀들 유닛의 위치 어긋남이 복원되지 않은 채로 노즐이 부품에 접촉한다. 또한 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료되고 나서 노즐이 부품에 접촉하기까지의 시간이 비교적 길었다고 해도, 스핀들의 Z방향 승강시의 가속도(승강 가속도)에 의해 스핀들 유닛 내에 Z방향의 응력 변화가 발생하면, 이것이 복원의 방해가 되어 복원하기 전에 부품에 접촉하기도 한다. 또한 이 Z방향의 응력 변화가 클수록 스핀들 유닛은 복원하기 어려워지므로, 종래 기술에서는 스핀들의 승강 가속도의 절대값(이하, 단지 '승강 가속도'라고 함)에 상한을 정할 필요가 있다.

이와 같이 노즐을 부품에 접촉시키기 위해 스핀들을 Z방향으로 하강시킬 때, 스핀들의 Z방향 하강 동작과 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 동시에 이루어지는 로터리 헤드식 부품 지지 헤드에서는 R방향 회전 동작 및 Z방향 하강 동작에 의해 생기는 응력의 변화에 기인하여 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도가 저하된다.

일본 공개특허공보 제1998-284889호(1998.06.02)

실시예들의 해결하고자 하는 과제는 로터리 헤드식 부품 지지 헤드에 있어서 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 향상시키는 데 있다.

일 실시예에 관한 부품 장착기의 부품 지지 헤드는, 헤드 본체의 중심축을 중심으로 R방향(헤드 본체의 중심축을 중심으로 한 원주 방향)으로 회전 가능하게 장착된 로터리 헤드와, 로터리 헤드의 원주 방향을 따라 배치된 복수 개의 스핀들과, 스핀들의 각각의 하단에 장착되어 부품을 지지하는 노즐을 구비하고, 스핀들을 스핀들의 길이 방향을 따르는 Z방향으로 하강시킴으로써 하강된 스핀들의 하단에 장착된 노즐이 부품과 접촉하여 부품을 픽업하거나 장착하며, 노즐을 부품과 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키기 위해 스핀들을 Z방향으로 하강시킬 때, 스핀들의 Z방향 하강 동작과 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 동시에 이루어지는 부품 장착기의 부품 지지 헤드에 있어서:

노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키는 동작 중에, 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료된 후에 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 변경하고, 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 유지한 상태에서 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시킨다.

즉, 본 실시예에서는 노즐을 부품에 접촉시키는 동작에 있어서 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 종료된 후에 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정 속도로 함으로써, 즉 승강 가속도를 0으로 함으로써 로터리 헤드의 R방향 회전 동작에 의해 스핀들 유닛 내에 생긴 응력의 변화를 0 또는 일정하게 할 수 있다. 이에 의해, 이 응력의 변화에 의해 생긴 스핀들 유닛 내의 기구적 간극의 변화가 원래대로 되돌아가 복원되므로, 스핀들 유닛의 위치 정밀도가 향상된다. 그리고 이 일정 속도(승강 가속도 0) 그대로 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉킴으로써 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

스핀들의 각각은 스핀들의 길이 방향을 중심으로 T방향(스핀들의 길이 방향을 중심으로 한 원주 방향)으로 회전 가능할 수 있고, 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키는 동작에 있어서 로터리 헤드의 R방향 회전 동작 및 스핀들의 T방향 회전 동작이 종료된 후에 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 변경할 수 있고 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 유지한 상태에서 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시킬 수 있다.

스핀들의 Z방향 승강의 가속도는 가변할 수 있다.

여기서, 노즐의 부품에 접촉시키거나 노즐의 부품을 기판에 접촉시키기 전에 스핀들의 하강 속도를 일정 속도(승강 가속도 0)로 하기 때문에, 승강 가속도를 0으로 하지 않고 그대로 노즐을 부품에 접촉시키거나 부품을 기판에 접촉시키는 종래 기술에 비하면 택트 타임(공정 시간)이 길어지는 것과 같이 생각된다. 그러나 종래 기술에서 예를 들어 도 9b에 도시된 바와 같이 변형된 스핀들 유닛을 가능한 한 복원시키려면, 상술한 Z방향의 응력 변화를 줄이기 위해 스핀들의 승강 가속도를 줄일 필요가 있지만, 본 실시예에서는 상술한 바와 같이 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키기 전에 스핀들의 하강 속도를 일정 속도로 함으로써 이 일정 속도(승강 가속도 0)인 동안에 스핀들 유닛을 복원시킬 수 있으므로, 스핀들의 하강 속도를 일정 속도로 하기 전의 스핀들의 승강 가속도를 높일 수 있다. 따라서 종래 기술과 동등한 택트 타임을 실현할 수 있을 뿐만 아니라 종래 기술에 비해 택트 타임을 단축하는 것도 가능하게 된다.

이와 같이 스핀들의 하강 속도를 일정 속도로 하기 전의 스핀들의 승강 가속도를 적절히 설정 가능하게 하기 때문에, 스핀들의 승강 가속도는 가변으로 할 수 있다.

또한 스핀들의 하강 속도를 일정 속도로 하는 동작과 관련하여 노즐이 부품에 접촉하는 동작을 중심으로 설명이 이루어졌지만, 부품의 픽업 공정에서 노즐의 하단부가 부품의 상면에 접촉하는 동작뿐만 아니라 부품의 실장 공정에서 노즐의 하단부에 지지된 부품이 기판의 상면에 접촉하는 동작에도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 노즐의 '접촉'은 '착지'라는 용어로 사용될 수도 있다.

상술한 바와 같은 실시예들에 관한 부품 장착기의 부품 지지 헤드에 의하면, 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐에 지지된 부품을 기판에 접촉시키기 위해 스핀들을 Z방향으로 하강시킬 때, 스핀들의 Z방향 하강 동작과 로터리 헤드의 R방향 회전 동작이 동시에 이루어지는 로터리 헤드식 부품 지지 헤드에 있어서 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 확보하면서 스핀들의 승강 가속도를 종래 기술에 비해 높일 수도 있으므로 택트 타임을 단축할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 관한 부품 장착기의 부품 지지 헤드의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 부품 지지 헤드에 있어서 스핀들(노즐)을 Z방향으로 승강시키는 동작을 나타내는 설명도이다.
도 3은 도 2의 스핀들(노즐)을 Z방향으로 승강시키는 승강부 주위의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 승강부에 의해 스핀들(노즐)을 하강시킬 때의 상태를 나타내고, 도 4a는 스핀들(노즐)이 초기 위치에 있는 상태를 나타내고, 도 4b는 스핀들(노즐)을 하강시킨 상태를 나타낸다.
도 5는 스핀들의 하단에 장착된 노즐 부분의 단면을 확대하여 나타내는 사시도이다.
도 6은 노즐이 부품에 접촉하였을 때의 광섬유 센서의 수광량 변화를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 부품 지지 헤드의 동작을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 1의 부품 지지 헤드의 노즐의 하강 프로파일의 변형을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 종래의 부품 장착기에서 로터리 헤드의 회전 동작에 의한 스핀들 유닛의 위치 정밀도 저하의 요인을 예시적으로 나타내는 개념도이다.

이하, 첨부 도면의 실시예들을 통하여, 실시예들에 관한 부품 장착기의 부품 지지 헤드의 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 관한 부품 장착기의 부품 지지 헤드의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.

도 1에 나타난 실시예에 관한 부품 장착기의 부품 지지 헤드(10)는 로터리 헤드식 부품 지지 헤드로서, 헤드 본체(20)에 대략 원기둥 형상의 로터리 헤드(30)가 헤드 본체(20)의 중심축을 중심으로 한 R방향으로 회전 가능하게 장착되어 있다. 이 로터리 헤드(30)에는 그 둘레방향을 따라 등간격으로 복수 개의 스핀들(31)이 배치되고, 각 스핀들(31)의 하단에 부품을 흡착 지지하는 노즐(32)이 장착되어 있다. 스핀들(31)은 도 2에도 나타나 있는 바와 같이 복수 개의 부재로 이루어지고, 노즐(32)과 함께 스핀들 유닛을 구성하며, 이것이 로터리 헤드(30)에 장착되어 있다.

로터리 헤드(30)는 헤드 본체(20)에 설치된 R서보 모터(21)의 구동에 의해 R방향으로 회전한다. 또한 각 스핀들(31)은 헤드 본체(20)에 설치된 T서보 모터(22)의 구동에 의해 스핀들(31)의 길이 방향(스핀들의 축 방향)을 중심으로 T방향으로 회전한다. 또한 헤드 본체(20)에는 특정 위치에 있는 스핀들(31a)을 길이 방향을 따라 Z방향으로 승강시키기 위한 Z서보 모터(23)가 배치되어 있다. R서보 모터(21)의 구동에 의해 로터리 헤드(30)를 R방향으로 회전시키는 기구 및 T서보 모터(22)의 구동에 의해 각 스핀들(31)을 T방향으로 회전시키는 기구에 대해서는 주지이므로 그 설명은 생략한다. Z서보 모터(23)의 구동에 의해 스핀들(31a)을 하강시키는 기구에 대해서는 이하에 설명한다.

도 2는 도 1의 부품 지지 헤드에 있어서 스핀들(노즐)을 Z방향으로 승강시키는 동작을 나타내는 설명도이다.

헤드 본체(20)에 배치된 Z서보 모터(23)의 모터축은 볼 나사 기구(24)의 나사축(24a)에 연결되고, 이 나사축(24a)에 너트(24b)가 장착되어 있다. 그리고 이 너트(24b)에 승강부(25)가 연결되어 있다. 따라서 Z서보 모터(23)의 구동에 의해 너트(24b)와 함께 승강부(25)가 Z방향으로 이동한다.

승강부(25)는 헤드 본체(20) 측에 하나만 마련되어 있다. 스핀들(31)을 하강시킬 때에는 승강부(25)에 대해 스핀들(31)을 상대적으로 이동시킴으로써 하강시키는 스핀들(31)(상기 특정 위치에 있는 스핀들(31a))을 선택하고, 승강부(25)를 하강시킴으로써 그 스핀들(31a) 및 그 하단의 노즐(32)을 하강시킨다.

도 3은 도 2의 스핀들(노즐)을 Z방향으로 승강시키는 승강부 주위의 구성을 나타내는 설명도이다.

본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 로터리 헤드(30)를 R방향으로 회전시킴으로써 승강부(25)에 대해 스핀들(31)을 이동시키고, 승강부(25) 바로 아래에 있는 스핀들(31a)을 하강시킨다. 단, 특정 위치에 있는 스핀들(31a)을 선택하여 하강시키는 구성은 이에 한정되지 않고, 승강부를 이동시켜 하강시키는 스핀들을 선택하도록 해도 된다. 또한 특정 위치는 2개소 이상 있어도 된다.

도 2로 되돌아가, 승강부(25)가 연결된 너트(24b)에는 연결 바(26) 및 헤드 본체(20)에 고정적으로 마련한 스플라인 샤프트(27)에 장착된 스플라인 너트(28)를 통해 광섬유 센서(40)가 연결되어 있다. 즉, 광섬유 센서(40)는 승강부(25)와 일체적으로 마련되어 있다. 따라서 광섬유 센서(40)는 Z서보 모터(23)의 구동에 의해 승강부(25)가 Z방향으로 이동하면, 이와 동조하여 Z방향으로 이동한다. 그 모습을 도 4a 및 도 4b에 나타낸다.

도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 승강부에 의해 스핀들(노즐)을 하강시킬 때의 상태를 나타내고, 도 4a는 스핀들(31a)이 초기 위치에 있는 상태를 나타내고, 도 4b는 승강부(25)에 의해 스핀들(31a)을 하강시킨 상태를 나타낸다. 또한 스핀들(31)은 2개의 코일 스프링으로 이루어지는 탄성체(33)(도 2 참조)에 의해 항상 상방의 초기 위치로 향하여 바이어스(가압)되어 있다.

도 5는 스핀들의 하단에 장착된 노즐 부분의 단면을 확대하여 나타내는 사시도이고, 도 6은 노즐이 부품에 접촉하였을 때의 광섬유 센서의 수광량 변화를 개략적으로 나타내는 도면이다.

광섬유 센서(40)는 발광부 및 수광부가 광섬유나 렌즈와 함께 동일 축선 상에 조립된 것으로, 그 구성 자체는 주지이다. 본 실시예에 있어서, 광섬유 센서(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 스핀들(31)의 하단에 코일 스프링(34)(탄성 부재)을 통해 장착된 노즐(32)의 경사 상방에 배치되어 있다. 그리고 광섬유 센서(40)의 발광부는, 도 5에 확대하여 도시된 노즐(32)의 외주 상면의 반사면(32a)으로 향하여 경사 하향으로 광(P)을 발한다. 그 광(P)은 광섬유 센서(40)의 수광부에서 반사광으로서 수광된다.

여기서, 노즐(32)은 상술한 바와 같이 스핀들(31)의 하단에 코일 스프링(34)을 통해 장착되어 있다. 따라서 스핀들(31)의 하강에 의해 그 하단의 노즐(32)이 부품에 접촉하면, 코일 스프링(34)이 압축되어 스핀들(31)에 대한 노즐(32)의 상하방향 위치가 변화한다. 구체적으로 노즐(32)이 스핀들(31)의 하단측으로 향하여 상대적으로 이동한다.

한편, 광섬유 센서(40)의 발광부로부터 발생되는 광(P)은, 도 2에 도시된 렌즈(40a)에 의해 노즐(32)이 부품에 접촉하지 않은 부품에 접촉 전 상태일 때의 반사면(32a)에 초점이 맞춰져 있다. 따라서 노즐(32)이 부품에 접촉하여 그 상하방향 위치가 변화하면, 반사면(32a)에서 반사되는 반사광의 양이 감소하고, 광섬유 센서(40)의 수광부에서 수광하는 수광량이 감소한다(도 6 참조). 본 실시예에서는, 이 수광량의 감소를 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)에서 감지한다. 그리고 센서부(40b)는 수광량이 소정량 감소하였을 때, 구체적으로 예를 들어 도 6에 도시된 문턱값 A 이하가 되었을 때에 노즐(32)이 부품에 접촉하였다고 판단하고 접촉 감지 신호를 발한다.

다음에, 본 실시예의 부품 지지 헤드의 동작을 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 도 1의 부품 지지 헤드의 동작을 개념적으로 나타내는 도면이다. 도 7은 부품(60)을 기판(70)에 실장하는 실장 공정을 나타내고 있지만, 부품 지지 헤드의 동작은 부품의 픽업 공정에서도 이와 동일하다.

도 7에 있어서, A시점에서 노즐(32)의 Z방향 하강 동작(Z축 하강)이 시작된다. 이 Z축 하강의 초기 단계에서, 노즐(32)은 도 3에서 설명한 T방향 회전 동작(T축 회전) 및 R방향 회전 동작(R축 회전)을 동시에 수행하면서 하강한다. 그 후 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)는 감지 대상의 노즐(32)의 부품 접촉 전으로서 그 T축 회전 및 R축 회전이 종료된 후(도 7에서는 B시점)에서의 실측 수광량이 미리 설정한 허용 범위 내인지를 판정한다. 이 B시점에서의 수광량이 허용 범위 내이면, 광섬유 센서(40)는 이 B시점에서의 수광량에 기초하여 즉시 문턱값 A를 자동 설정하고, 이 문턱값 A를 기준으로 노즐(32)이 부품에 접촉하였는지를 판단한다. 도 7의 예에서는 C시점에서 수광량이 문턱값 A 이하가 되었으므로, 이 시점에서 노즐(32)이 부품에 접촉하였다고 판단한다.

여기서, 도 7에 Z축 속도로서 나타나 있는 노즐의 승강 프로파일, 특히 하강 프로파일에 주목하면, Z축 하강의 초기 단계에서는 하강 속도를 높이고, 그 후 하강 속도를 점차 저하시키며, 도 7에 R축 속도로서 나타나 있는 로터리 헤드의 R방향 회전 동작(R축 회전) 및 도 7에 T축 속도로서 나타나 있는 스핀들의 T방향 회전 동작(T축 회전)이 종료된 후에, 스핀들(노즐)의 Z방향 하강 속도를 일정 속도(승강 가속도를 0)로 하는 것을 알 수 있다. 이에 의해, 상술한 바와 같이 로터리 헤드의 R방향 회전 동작에 의해 스핀들 유닛 내에 생긴 기구적 간극의 변화가 원래대로 되돌아가 복원되므로, 스핀들 유닛의 위치 정밀도가 향상된다. 그리고 도 7에도 도시된 바와 같이, 이 일정 속도(승강 가속도 0) 그대로 노즐(32)을 부품에 접촉시킴으로써 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한 상술한 R축 회전 및 T축 회전이 종료하는 시점은 부품 지지 헤드의 제어 프로그램에 의해 파악할 수 있고, 실제로는 예를 들어 도 7의 B시점은 노즐(32)을 승강시키는 Z서보 모터(23)의 인코더 값에 기초하여 결정할 수 있다. 또한 도 7에 도시된 바와 같은 노즐의 승강 프로파일(하강 프로파일)은, 도 2에 도시된 제어부(50)가 Z서보 모터(23)를 제어함으로써 실현할 수 있다.

이 노즐의 하강 프로파일은, 상술한 R축 회전 및 T축 회전이 종료된 후에 노즐의 하강 속도를 일정 속도(승강 가속도를 0)로 하여 그대로 노즐을 부품에 접촉시키거나 노즐의 부품을 기판에 접촉시킨다는 조건을 만족시키는 한, 예를 들어 도 8에 예시하는 바와 같이 임의로 설정할 수 있다.

도 8은 도 1의 부품 지지 헤드의 노즐의 하강 프로파일의 변형을 개념적으로 나타내는 도면이다.

도 8의 (a)의 하강 프로파일은, 도 7의 하강 프로파일에 비해 하강 초기의 승강 가속도를 높여 급속 하강시키는 예이다. 이 예에 의하면, 도 7의 예에 비해 택트 타임을 단축할 수 있다. 또한 도 8의 (b)의 하강 프로파일은 하강 동작의 후반부에서 승강 가속도도 높여 급속 감속시키는 예이다. 이 예에 의하면, 택트 타임을 더욱 단축할 수 있다.

한편, 도 8의 (c)의 하강 프로파일은, 하강 후기의 승강 가속도를 단계적으로 줄여 완만하게 감속시키는 예이다. 이 예에 의하면, 노즐의 하강에 의한 Z방향의 응력 변화의 영향을 경감할 수 있다. 그 밖에 여러 가지 변형이 있는 것은 당업자에게 자명하다.

이상의 구성에 있어서, 부품 지지 헤드(10)를 가지는 부품 장착기는, 스핀들(31)의 하단에 장착된 노즐(32)에 의해 부품 공급부로부터 부품을 흡착하고 픽업하여 프린트 기판 상으로 이송하고 프린트 기판 상의 소정 위치에 장착(실장)한다. 이 부품의 픽업시 및 실장시에는, 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)가 상술한 요령으로 노즐(32)마다 설정한 문턱값 A를 기준으로 노즐(32)이 부품에 접촉하였는지를 판단하여, 부품 접촉이 감지되면 접촉 감지 신호를 발한다. 이 접촉 감지 신호는 도 2에 도시된 제어부(50)에 송신된다. 제어부(50)가 접촉 감지 신호를 수신하면, 승강부(25)를 하강시키는 Z서보 모터(23)를 소정의 가압량을 고려하여 정지시킨다. 이에 의해, 노즐(32)의 하강 스트로크가 정확하게 제어되어 노즐(32)이 정확하게 부품에 접촉한다. 또한 제어부(50)는 Z서보 모터(23)를 제어하여, 상술한 바와 같이 R축 회전 및 T축 회전이 종료한 후에 노즐의 하강 속도를 일정 속도(승강 가속도를 0)로 하여 그대로 부품에 접촉시킨다. 이에 의해, 부품의 픽업 또는 실장의 위치 정밀도가 향상된다.

이상의 실시예에서는, 광섬유 센서(40)의 센서부(40b)는 제어부(50)와 별개로 마련하였지만, 센서부(40b)의 기능을 제어부(50)에 조립할 수도 있다. 또한 제어부(50)는 Z서보 모터(23)에 조립할 수도 있다. 또한 접촉 감지 센서로서는 광섬유 센서(40) 이외의 반사형 광 센서를 사용할 수도 있다.

또한 실시예에서는 광섬유 센서(40)로부터의 접촉 감지 신호에 기초하여 노즐의 하강을 정지하도록 하였지만, 미리 목표 접촉 위치를 설정해 두고, 이 목표 접촉 위치에 노즐이 도달하면 노즐의 하강을 정지하도록 해도 된다. 즉, 본 실시예에 있어서 광섬유 센서(40)는 생략 가능하다.

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.

10: 부품 지지 헤드 30: 로터리 헤드
20: 헤드 본체 31, 31a: 스핀들
21: R서보 모터 32: 노즐
22: T서보 모터 32a: 반사면
23: Z서보 모터 33: 탄성체
24: 볼 나사 기구 34: 코일 스프링
24a: 나사축 40: 광섬유 센서
24b: 너트 40a: 렌즈
25: 승강부 40b: 센서부
26: 연결 바 50: 제어부
27: 스플라인 샤프트 60: 부품
28: 스플라인 너트 70: 기판

Claims (3)

1. 헤드 본체의 중심축을 중심으로 한 원주 방향으로 회전 가능하게 장착된 로터리 헤드와, 상기 로터리 헤드의 원주 방향을 따라 배치된 복수 개의 스핀들과, 상기 스핀들의 각각의 하단에 장착되어 부품을 지지하는 노즐을 구비하고, 상기 스핀들을 상기 스핀들의 길이 방향을 따르는 Z방향으로 하강시킴으로써 하강된 상기 스핀들의 하단에 장착된 상기 노즐이 부품과 접촉하여 상기 부품을 픽업하거나 장착하며, 상기 노즐을 상기 부품과 접촉시키거나 상기 노즐에 지지된 상기 부품을 기판에 접촉시키기 위해 상기 스핀들을 Z방향으로 하강시킬 때, 상기 스핀들의 Z방향 하강 동작과 상기 로터리 헤드의 원주 방향의 회전 동작이 동시에 이루어지는 부품 장착기의 부품 지지 헤드에 있어서:
   상기 노즐을 상기 부품에 접촉시키거나 상기 노즐에 지지된 상기 부품을 상기 기판에 접촉시키는 동작 중에, 로터리 헤드의 원주 방향의 회전 동작이 종료된 후에 상기 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 변경하고, 상기 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 유지한 상태에서 상기 노즐을 상기 부품에 접촉시키거나 상기 노즐에 지지된 상기 부품을 상기 기판에 접촉시키는 부품 장착기의 부품 지지 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 스핀들의 각각은 상기 스핀들의 상기 길이 방향을 중심으로 한 원주 방향으로 회전 가능하고,
   상기 노즐을 상기 부품에 접촉시키거나 상기 노즐에 지지된 상기 부품을 상기 기판에 접촉시키는 동작에 있어서, 상기 로터리 헤드의 원주 방향의 회전 동작 및 상기 스핀들의 길이 방향을 중심으로 한 원주 방향의 회전 동작이 종료된 후에 상기 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 변경하고, 상기 스핀들의 Z방향 하강 속도를 일정한 속도로 유지한 상태에서 상기 노즐을 상기 부품에 접촉시키거나 상기 노즐에 지지된 상기 부품을 상기 기판에 접촉시키는 부품 장착기의 부품 지지 헤드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 스핀들의 Z방향 승강의 가속도는 가변인 부품 장착기의 부품 지지 헤드.

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