KR102041277B1 - System for inspecting and modifying PCB soldering - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템에 관한 것으로서, 특히 PCB의 납땜 불량을 검사함과 더불어 검출된 납땜 불량을 유형에 따라 자동으로 수정할 수 있는 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a soldering inspection and correction system for a PCB, and more particularly, to a soldering inspection and correction system for a PCB that can automatically correct the detected solder defects in addition to inspecting the solder failure of the PCB.
일반적으로 전자제품 내에서는 전자제품을 구동 및 제어하는 인쇄회로기판 어셈블리(PCBA: Printed Circuit Board Assembly)가 구비된다. 상기 인쇄회로기판 어셈블리는 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 다양한 전자부품을 접합시킨 것이다.In general, a printed circuit board assembly (PCBA) for driving and controlling an electronic product is provided in an electronic product. The printed circuit board assembly is obtained by bonding various electronic components to a printed circuit board (PCB).
구체적으로, 인쇄회로기판에 다양한 전자부품의 리드를 각각 위치시킨 상태에서 전자부품의 리드에 납을 녹여 인쇄회로기판에 전자부품을 접합한다. 이와 같은 과정을 종래에는 작업자가 수작업으로 진행하였으나, 불량률이 높고 전자부품마다 적절하면서도 일정한 납의 양과 조건을 맞추기 어렵다는 문제가 있어, 최근에는 웨이브 납땜(Wave Soldering) 공정을 통해 인쇄회로기판 어셈블리를 생산하고 있다. Specifically, in the state where the leads of the various electronic components are placed on the printed circuit board, the lead is melted on the leads of the electronic components to bond the electronic components to the printed circuit board. In the past, this process was performed manually by an operator. However, there is a problem that the defect rate is high and it is difficult to meet a certain amount and condition of lead suitable for each electronic component. Recently, a printed circuit board assembly is produced through a wave soldering process. have.
웨이브 납땜 공정은 장치를 통해 인쇄회로기판 어셈블리(PCBA)를 계속해서 순환하며 흐르는 용융 땜납의 표면과 접촉시켜 납땜 작업을 하는 것으로, 수작업에 비해 전자부품마다 조건에 맞는 납땜이 이루어질 수 있어 불량률이 적기는 하나, 여전히 납량부족, 쇼트, 납볼, 리드 미삽과 같은 납땜 불량이 나타난다. In the wave soldering process, the circuit board assembly (PCBA) is continuously circulated through the device to make contact with the surface of the flowing molten solder, and soldering is performed. However, soldering defects such as short lead, shorts, lead balls, and lead leads are still present.
이처럼 납땜 불량이 발생된 인쇄회로기판 어셈블리를 전자제품에 장착하게 되면 오작동을 일으키게 되는바, 전자제품에 인쇄회로기판 어셈블리를 장착하기 전, 인쇄회로기판 상에 접합된 각 전자부품의 납땜 상태를 검사하여야 한다.If the printed circuit board assembly in which the soldering failure occurs is mounted on the electronic product, a malfunction occurs. The soldering state of each electronic component bonded on the printed circuit board is inspected before the printed circuit board assembly is mounted on the electronic product. shall.
납땜 상태를 검사하기 위한 방법으로 작업자가 직접 육안으로 검사를 수행하거나, 납땜 검사 시스템을 이용하여 검사를 수행하는 방법이 있다. 이 중 작업자가 육안으로 검사하는 경우, 작업자의 컨디션과 숙련도에 따라 제품의 품질이 일정하지 않고 검사 시간이 오래 걸려 생산성이 현저하게 저하되는바, 최근에는 납땜 검사 시스템을 이용하여 검사를 수행하고 있다. As a method for inspecting the soldering state, an inspection may be performed by a worker by a human eye or by a soldering inspection system. In the case of the visual inspection by the operator, the quality of the product is not constant and the inspection time is long due to the condition and skill of the operator. As a result, the productivity is remarkably decreased. Recently, the inspection is performed using a soldering inspection system. .
이러한 일 예가 대한민국 공개특허 제10-2010-0120909호(이하, '인용발명'이라 함)에 게시되어 있다. 인용발명은 복수의 영상 수집 장치를 이용하여 인쇄회로기판 상에 접합된 전자부품의 납땜 상태를 검사하는 것으로, 검사 시간을 단축하고 검사의 정확도를 높일 수 있다. An example of this is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0120909 (hereinafter, referred to as 'quoting invention'). According to the present invention, a soldering state of an electronic component bonded to a printed circuit board is inspected using a plurality of image acquisition apparatuses, thereby reducing inspection time and increasing inspection accuracy.
그러나, 이처럼 납땜 검사 시스템을 이용하여 납땜 불량을 검출할 경우 납땜 불량인 인쇄회로기판 어셈블리를 폐기하거나 작업자가 수작업으로 납땜 불량을 수정하게 되는바, 생산비용이 증대되고 수작업으로 납땜 불량 수정시 전자부품마다 적절하면서도 일정한 납의 양과 조건을 맞추기 어려워 또다시 납땜 불량이 발생될 가능성이 높으며, 납땜 불량의 유형에 따른 적절한 조치를 취함에 있어 많은 작업시간이 소요된다.However, when soldering defects are detected using the soldering inspection system, the printed circuit board assembly, which is soldering defects, is discarded or an operator manually corrects the soldering defects. Therefore, the production cost is increased and the electronic components are corrected by manual soldering defects. In each case, it is difficult to meet the proper and constant amount and condition of lead again, and it is more likely to cause solder failure, and it takes a lot of work time to take appropriate measures according to the type of solder failure.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 PCB의 납땜 불량을 검사함과 더불어 검출된 납땜 불량을 유형에 따라 자동으로 수정할 수 있는바 불량품을 대폭 줄일 수 있어 비용이 절감되고 납땜 불량 수정에 따른 작업시간을 단축할 수 있는 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템을 제공함에 목적이 있다. The present invention is to solve the problems as described above can check the soldering defects of the PCB and can automatically correct the detected soldering defects according to the type bar can significantly reduce the defects and the cost is reduced and It is an object of the present invention to provide a soldering inspection and correction system for PCB, which can reduce the working time.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템은 전자부품이 납땜되고 납땜면이 하방에 위치하도록 놓인 인쇄회로기판을 일방향으로 이동시키는 컨베이어, 상기 컨베이어상에 놓인 인쇄회로기판의 납땜면을 카메라로 검사하여 납땜 불량을 검출하는 비젼검사기, 상기 인쇄회로기판을 파지하여 이동시키고 인쇄회로기판을 상하반전할 수 있는 직교로봇, 상기 직교로봇으로부터 상하반전된 인쇄회로기판을 전달받는 수정대 및 상기 수정대에 놓인 인쇄회로기판의 납땜 불량을 수정하는 수정로봇을 포함하되, 상기 수정로봇은 열을 가하여 납땜면 상의 기납땜을 녹이거나 땜납을 녹이는 인두기와, 녹은 땜납을 빨아들이는 석션기와, 땜납을 자동으로 공급하는 땜납공급기가 구비되며, 상기 인쇄회로기판은 비젼검사기에 의해 납량이 과하거나 부족하게 납땜이 이루어진 납량과부족 유형, 인접한 리드와 연결되도록 납땜이 이루어진 쇼트 발생 유형 및 인쇄회로기판 상에 작은 납 입자가 존재하는 납볼 발생 유형으로 유형 중 하나로 유형을 나누어 납땜 불량이 검출되고, 상기 납량과부족 유형 및 쇼트 발생 유형으로 남땜 불량이 검출된 인쇄회로기판은 직교로봇에 의해 수정대로 전달되며, 상기 수정로봇에 의해 해당 지점의 기납땜을 인두기로 녹인 후 석션기로 녹은 땜납을 제거하고 땜납공급기로부터 공급받은 땜납과 인두기로 해당 지점이 재납땜된 다음, 상기 직교로봇에 의해 비젼검사기를 통과하기 전 지점의 컨베이어로 이동되고, 상기 납볼 발생 유형으로 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판을 전달받아 브러싱 작업을 통해 납볼을 제거하는 브러싱대를 더 포함하여, 상기 납볼 발생 유형인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판은 직교로봇에 의해 브러싱대로 전달되어 납볼이 제거된 후, 상기 직교로봇에 의해 비젼검사기를 통과하기 전 지점의 컨베이어로 이동될 수 있다.Soldering inspection and modification system for a PCB according to the present invention for achieving the above object is a conveyor for moving the printed circuit board in one direction so that the electronic components are soldered and the solder surface is located below, soldering of the printed circuit board placed on the conveyor. Vision inspection machine for detecting soldering defects by inspecting the surface with a camera, an orthogonal robot capable of holding and moving the printed circuit board, and inverting the printed circuit board up and down, and a crystal stand receiving the printed circuit board upside down from the orthogonal robot. And a correction robot for correcting a solder failure of the printed circuit board placed on the crystal stand, wherein the correction robot includes a solder to suck or melt the solder on the solder surface by applying heat, and a suction to suck the melted solder. And a solder feeder for automatically supplying solder, wherein the printed circuit board is provided by a vision inspector. Defective soldering is detected by dividing the type into one of the following types: excessive and insufficient amount of lead soldered and a type of soldering, a short generation soldered to connect to an adjacent lead, and a lead ball generation with small lead particles present on a printed circuit board. The printed circuit board, in which the solder defect is detected as the lead quantity, the shortage type and the short generation type, is delivered to the crystal by an orthogonal robot, and the solder is melted by the suction after melting the solder at the corresponding point by the correction robot. The spot is re-soldered with solder and iron supplied from the solder feeder, and then moved to the conveyor at the point before passing the vision inspection machine by the orthogonal robot, and transfers the printed circuit board with the solder ball detected with the lead ball generation type. More including brushing stand to remove lead ball through brushing operation, The printed circuit board napbol generation type of soldering defect has been detected can be moved by the conveyor around the point to pass through the vision tester by is transmitted as brushing by an orthogonal robot after napbol is removed, the orthogonal robot.
또한, 상기 비젼검사기를 통해 검출할 수 있는 납땜 불량의 유형은 전자부품의 리드가 인쇄회로기판에 삽입되지 않은 상태인 리드 미삽이 포함되고, 상기 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판을 전달받아 이동시키는 배출컨베이어를 더 포함하여, 상기 리드 미삽인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판은 직교로봇에 의해 배출컨베이어로 이동될 수 있다. In addition, the type of solder failure that can be detected through the vision inspector includes a lead uninserted in a state in which the lead of the electronic component is not inserted into the printed circuit board, and receives and moves the printed circuit board on which the solder failure is detected. Further comprising a discharge conveyor, the printed circuit board in which the lead uninserted solder failure is detected may be moved to the discharge conveyor by an orthogonal robot.
또한, 상기 수정대 및 브러싱대에서 납땜 불량의 수정이 이루어지고 컨베이어로 이동된 인쇄회로기판은, 상기 비젼검사기를 통해 재차 납땜 불량이 검출되면 상기 배출컨베이어로 이동될 수 있다. In addition, when the soldering defect is corrected in the crystal stand and brushing stand and moved to the conveyor, the printed circuit board may be moved to the discharge conveyor when the soldering defect is detected again through the vision inspection machine.
또한, 상기 컨베이어와 수정대 사이에 설치되어 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판이 놓이는 수정대기대를 더 포함하여, 상기 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판은 직교로봇에 의해 수정대기대로 전달된 다음, 순차적으로 수정대로 전달될 수 있다.The apparatus may further include a correction wait stand installed between the conveyor and the correction stand so that the printed circuit board on which the soldering failure is detected is transferred to the correction standby by the orthogonal robot. It may be delivered in sequential order.
또한, 상기 비젼검사기는 카메라로 인쇄회로기판을 3D 촬영하여 납땜면 상의 각 납땜 지점마다 납땜 높이, 납땜 폭, 납땜 곡률에 대한 측정값을 형성하고, 전자부품 및 납땜 지점에 따라 적정 납땜조건으로 사전에 설정된 설정값과 상기 측정값을 비교하여 납땜 불량을 유형별로 검출할 수 있다. In addition, the vision inspector 3D photographing the printed circuit board with a camera to form a measurement value for the solder height, solder width and solder curvature at each soldering point on the soldering surface, and in advance to the appropriate soldering conditions according to the electronic component and soldering point By comparing the measured value and the set value set in the solder failure can be detected for each type.
또한, 상기 인쇄회로기판에 전자부품을 납땜하는 자동납땜기; 및 상기 자동납땜기와 컨베이어 사이에서 컨베이어를 향해 하향경사지도록 형성되고 인쇄회로기판을 식혀주는 쿨링팬이 구비되는 쿨링통로를 더 포함할 수 있다. In addition, an automatic soldering machine for soldering electronic components to the printed circuit board; And a cooling passage formed between the automatic soldering machine and the conveyor to be inclined downward toward the conveyor and having a cooling fan cooling the printed circuit board.
본 발명에 따르면, 인쇄회로기판의 납땜 불량을 납량과부족, 쇼트, 납볼, 리드미납으로 유형을 나누어 검출하고, 납땜 불량의 유형에 따라 자동으로 적절한 수정 및 후처리를 수행하게 되는바, 불량품을 대폭 줄일 수 있어 비용이 절감되고 납땜 불량 수정에 따른 작업시간을 단축할 수 있어 생산성이 향상된다. According to the present invention, the solder failure of the printed circuit board is detected by dividing the type into the lead quantity and shortage, short, lead ball, lead lead lead, and automatically performs appropriate correction and post-treatment according to the type of solder failure, bar defects significantly This reduces the cost and improves productivity by reducing the time required to correct poor soldering.
도 1은 본 발명에 의한 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템의 구조를 보여주는 평면도,
도 2는 본 발명에 의한 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템에 적용되는 인쇄회로기판 어셈블리의 구조를 보여주는 도면.1 is a plan view showing the structure of a soldering inspection and correction system for a PCB according to the present invention,
Figure 2 is a view showing the structure of a printed circuit board assembly applied to the solder inspection and correction system for a PCB according to the present invention.
본 발명에서는 PCB의 납땜 불량을 검사함과 더불어 검출된 납땜 불량을 유형에 따라 자동으로 수정할 수 있는바 불량품을 대폭 줄일 수 있어 비용이 절감되고 납땜 불량 수정에 따른 작업시간을 단축할 수 있도록 전자부품이 납땜되고 납땜면이 하방에 위치하도록 놓인 인쇄회로기판을 일방향으로 이동시키는 컨베이어; 상기 컨베이어 상에 놓인 인쇄회로기판의 납땜면을 카메라로 검사하여 납땜 불량을 검출하는 비젼검사기; 상기 인쇄회로기판을 파지하여 이동시키고 인쇄회로기판을 상하반전할 수 있는 직교로봇; 상기 직교로봇으로부터 상하반전된 인쇄회로기판을 전달받는 수정대; 및 상기 수정대에 놓인 인쇄회로기판의 납땜 불량을 수정하는 수정로봇;을 포함하되, 상기 수정로봇은 열을 가하여 납땜면 상의 기납땜을 녹이거나 땜납을 녹이는 인두기와, 녹은 땜납을 빨아들이는 석션기와, 땜납을 자동으로 공급하는 땜납공급기가 구비되는 한편, 상기 인쇄회로기판은 비젼검사기에 의해 납량이 과하거나 부족하게 납땜이 이루어진 납량과부족과, 인접한 리드와 연결되도록 납땜이 이루어진 쇼트로 유형을 나누어 납땜 불량이 검출되고, 상기 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판은 직교로봇에 의해 수정대로 전달되며, 상기 수정로봇에 의해 해당 지점의 기납땜을 인두기로 녹인 후 석션기로 녹은 땜납을 제거하고 땜납공급기로부터 공급받은 땜납과 인두기로 해당 지점이 재납땜된 다음, 상기 직교로봇에 의해 비젼검사기를 통과하기 전 지점의 컨베이어로 이동되는 것을 특징으로 하는 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템을 제안한다. In the present invention, it is possible to automatically check the soldering defects of the PCB and to automatically detect the detected soldering defects according to the type of bar, which can greatly reduce the defective products, thereby reducing the cost and reducing the work time due to the soldering defect correction. A conveyor for moving the printed circuit board which is soldered and the soldering surface is located below; Vision inspection machine for detecting the solder failure by inspecting the soldering surface of the printed circuit board placed on the conveyor with a camera; An orthogonal robot capable of holding and moving the printed circuit board and inverting the printed circuit board up and down; A crystal receiving table receiving a printed circuit board inverted up and down from the orthogonal robot; And a correction robot for correcting a solder failure of a printed circuit board placed on the crystal stand, wherein the correction robot is a soldering iron that melts solder or melts solder on a soldering surface by applying heat, and a suction device for sucking molten solder. And a solder feeder for automatically supplying solder, while the printed circuit board is divided into types of lead and short lead that are soldered excessively or insufficiently by a vision inspector, and a short soldered to be connected to adjacent leads. Soldering failure is detected, the printed circuit board is detected by the orthogonal robot as a correction, and the soldering of the soldering point of the point by the correction robot with a soldering iron to remove the molten solder with a suction and then from the solder feeder The solder is soldered and soldered to the spot and then passed through a vision inspector by the orthogonal robot. That move the conveyor around the soldering point is proposed for PCB testing and modifying system as claimed.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments described below, and may be variously modified and implemented by those skilled in the art without departing from the technical gist of the present invention.
이하, 본 발명인 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템은 첨부된 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다. Hereinafter, the soldering inspection and modification system for the present invention will be described in detail with reference to the accompanying Figures 1 and 2.
본 발명인 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 컨베이어(100), 비젼검사기(200), 직교로봇(300), 수정대(400) 및 수정로봇(500)을 포함하며, 브러싱대(600), 배출컨베이어(700), 수정대기대(800), 자동납땜기(910), 쿨링통로(920)를 더 포함할 수 있다. Soldering inspection and modification system for the present invention, the PCB includes a
먼저, 컨베이어(100)는 전자부품(10)이 납땜되고 납땜면이 하방에 위치하도록 놓인 인쇄회로기판(20)을 일방향으로 이동시킨다. 여기서, 전자부품(10)이란 저항, 커패시터, 인덕터, 커넥터, SMPS(Switched Mode Power Supply) 등을 의미하며, 전자부품(10)은 모두 인쇄회로기판(20) 상의 장착지점에 형성된 통공을 관통하는 리드가 형성되어 있어, 인쇄회로기판(20)을 관통한 리드에 대하여 납땜이 이루어진다. 이러한 납땜에 의해 전자부품(10)은 인쇄회로기판(20) 상에 고정되며, 전자부품(10)이 위치하는 면의 반대편, 즉 납땜이 이루어진 면을 납땜면이라 한다. First, the
컨베이어(100)는 전자부품(10)의 훼손을 방지하기 위하여 납땜면이 하방에 위치하도록 인쇄회로기판(20)이 놓여진 상태에서 인쇄회로기판(20)을 일방향으로 이동시켜 비젼검사기(200)를 통과하도록 한다. 따라서, 컨베이어(100)는 비젼검사기(200)를 기준으로 양측방향으로 길게 설치된 상태를 이룬다. 즉, 컨베이어(100)는 비젼검사기(200)를 통과한 인쇄회로기판(20)을 일방향으로 계속적으로 이동시키며, 비젼검사기(200)를 통과하였다는 것은 납땜 불량 유무와는 무관하다. The
또한, 각 인쇄회로기판(20)은 시리얼 넘버 등과 같은 제품정보가 담긴 바코드, QR코드 등과 같은 고유코드를 포함할 수 있으며, 비젼검사기(200)를 통과하기 전 지점의 컨베이어(100) 상에는 상기 고유코드를 인식할 수 있는 제1 스캐너(110)가 구비될 수 있다. In addition, each printed
한편, 본 발명은 컨베이어(100)에 놓여질 인쇄회로기판(20)에 전자부품(10)을 납땜하는 자동납땜기(910)를 더 포함할 수 있다. 자동납땜기(910)에서 전자부품(10)의 납땜이 이루어진 인쇄회로기판(20)을 컨베이어(100)가 바로 전달받을 수도 있으나, 자동납땜기(910)와 컨베이어(100) 사이에 설치되는 쿨링통로(920)를 거치도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the present invention may further include an
일 예로, 쿨링통로(920)는 컨베이어(100)를 향해 하향경사지도록 형성되어, 자동납땜기(910)를 통과한 인쇄회로기판(20)이 자연스럽게 컨베이어(100)로 이동되도록 할 수 있으며, 쿨링팬이 구비되어 인쇄회로기판(20)을 식혀줄 수 있다. 상기 쿨링팬은 쿨링통로(920)의 상측, 하측, 측방 중 적어도 하나의 위치에 구비되고 인쇄회로기판(20)을 향해 바람을 일으킴으로써 납땜 지점이 견고히 고정될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 이러한 쿨링통로(920)는 인쇄회로기판(20)에 대한 컨베이어(100)로의 이동을 제어하는 역할도 할 수 있다. For example, the
비젼검사기(200)는 컨베이어(100) 상에 놓인 인쇄회로기판(20)의 납땜면을 카메라로 검사하여 납땜 불량을 검출한다. 여기서의 납땜 불량은 납량이 과하거나 부족하게 납땜이 이루어진 납량과부족, 인접한 리드와 연결되도록 납땜이 이루어진 쇼트, 인쇄회로기판(20) 상에 작은 납 입자가 존재하는 납볼, 그리고 전자부품(10)의 리드가 인쇄회로기판(20)에 삽입되지 않은 상태인 리드미삽을 포함한다.The
일 예로, 컨베이어(100)는 인쇄회로기판(20)의 양측 가장자리만을 지지하면서 인쇄회로기판(20)의 양측 가장자리를 제외한 나머지 부분이 외부로 노출된 상태를 이루도록 구성될 수 있다. 이때, 비젼검사기(200)의 카메라는 인쇄회로기판(20)의 하방 또는/및 측방에 구비되어 인쇄회로기판(20)을 촬영할 수 있다. 또한, 카메라와 인쇄회로기판(20) 사이에는 투명하면서도 강도가 강하여 스크래치가 생기지 않으면서도 카메라의 촬영시 굴절이 발생되지 않도록 하는 소재로 이루어진 촬영판이 구비되어, 상기 카메라로 이물질이 낙하되는 것을 방지할 수 있다. For example, the
상기 촬영판에는 인쇄회로기판(20) 또는 외부로부터 이물질이 낙하될 수 있으므로, 비젼검사기(200)에는 소정의 시간마다 촬영판을 향해 바람을 일으키는 이물질제거팬이 더 구비되거나, 소정의 시간마다 촬영판의 이물질을 털어낼 수 있는 이물질제거솔이 더 구비될 수 있다. Since the foreign matter may fall from the printed
또한, 상기 카메라는 2D를 촬영할 수 있는 카메라일 수 있으나, 정확한 납땜 불량의 확인을 위하여 3D를 촬영할 수 있는 3D 깊이 카메라(3D Depth camera)임이 바람직하다. 따라서, 비젼검사기(200)는 카메라로 인쇄회로기판(20)을 3D 촬영하여 도 2에 도시된 바와 같이 납땜면 상의 각 납땜 지점마다 납땜 높이(H), 납땜 폭(D), 납땜 곡률에 대한 측정값을 형성할 수 있다. 상기 납땜 높이(H)와 납땜 폭(D)을 활용하여 납땜이 인쇄회로기판(20)에 대하여 어느 정도의 각도를 이루며 형성되었는지에 대한 측정값을 추가적으로 형성할 수도 있다. In addition, the camera may be a camera capable of shooting 2D, but it is preferable that the camera is a 3D depth camera (3D Depth camera) that can shoot 3D to confirm the correct soldering failure. Therefore, the
비젼검사기(200)는 전자부품(10) 및 인쇄회로기판(20)의 납땜 지점에 따라 적정 납땜조건, 즉 적정 납땜 높이, 적정 납땜 폭, 적정 납땜 곡률 등이 어느 정도인지에 대하여 사전에 설정된 설정값을 가진다. 일 예로, 인쇄회로기판(20)에서 납땜이 이루어질 지점에 대하여 각각 좌표값이 할당될 수 있으며, 각 좌표마다 상기와 같은 적정 납땜조건이 설정값으로 형성될 수 있다. 따라서, 비젼검사기(200)는 상기 설정값과 상기 측정값을 비교하여 납땜 불량을 유형별로 검출할 수 있다. The
또한, 비젼검사기(200)는 납땜 불량을 유형별로 검출함에 있어, 인공신경망(Artificial Neural Network)을 이용하여 납땜 불량 검출의 정확도와 반복 가능성 등을 빠른 처리 속도로 수행할 수도 있다. 그리고 비젼검사기(200)는 납땜 불량이 없는 인쇄회로기판(20)과 납땜 불량이 존재하는 인쇄회로기판(20)의 개수 등과 같은 검사결과를 데이터로 저장할 수 있으며, 납땜 불량이 존재하는 인쇄회로기판(20)에 대하여는 납땜 불량이 발생된 지점의 좌표값, 납땜 불량의 유형 등을 코드화하여 저장할 수 있다. In addition, the
직교로봇(300)은 인쇄회로기판(20)을 파지하여 이동시키고 인쇄회로기판(20)을 상하반전할 수 있다. 즉, 직교로봇(300)은 컨베이어(100)에서 수정대(400), 브러싱대(600), 배출컨베이어(700), 수정대기대(800) 중 어느 한 곳으로 인쇄회로기판(20)을 이동시킬 수 있고, 수정대(400), 브러싱대(600) 중 어느 한 곳에서 컨베이어(100)로 인쇄회로기판(20)을 이동시킬 수 있다. 일 예로, 직교로봇(300)은 소정의 길이를 가지는 바(bar) 형태로 형성되어 컨베이어(100)의 상측에 구비되며 컨베이어(100)의 길이방향을 따라 이동되는 이동대(310)와, 상기 이동대(310)의 길이방향을 따라 이동되며 실질적으로 인쇄회로기판(20)을 파지하고 상하반전시킬 수 있는 파지구(320)를 포함할 수 있다. The
수정대(400)는 직교로봇(300)으로부터 상하반전된 인쇄회로기판(20)을 전달받으며, 이때 인쇄회로기판(20)은 납땜면이 상방을 향하도록 수정대(400)의 상면에 놓여진다. 이는 컨베이어(100) 또는 후술할 수정대기대(800) 상의 인쇄회로기판(20)은 납땜면이 하방을 향하고 있으므로, 납땜 불량의 용이한 수정을 위하여 직교로봇(300)에 의해 인쇄회로기판(20)을 상하반전시켜 수정대(500)로 이동하는 것이다. The
컨베이어(100)와 수정대(400) 사이에는 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)이 놓이는 수정대기대(800)가 더 구비될 수 있다. 수정대기대(800)는 소정의 길이를 가지는 판 형태로 형성될 수 있음은 물론, 컨베이어(100)와 같이 인쇄회로기판(20)의 이동이 가능한 형태로 형성될 수도 있다. 또한, 공간의 활용 측면에서 수정대기대(800)는 컨베이어(100)와 나란하게 배치됨이 바람직하다. Between the
이러한 수정대기대(800)는 수정대(400)에 인쇄회로기판(20)이 놓여져 있을 경우 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)이 수정대(400)로 이동되기 전 대기할 수 있는 공간을 제공할 수 있다. 또는 수정대(400)에 인쇄회로기판(20)이 놓여지기 전, 반드시 수정대기대(800)를 거친 후 인쇄회로기판(20)이 수정대(400)로 옮겨질 수 있다. 즉, 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 수정대기대(800)로 전달된 다음, 순차적으로 수정대(400)로 전달될 수 있다. When the printed
또한, 수정대기대(800)에는 제1 스캐너(110)와 같이 상기 고유코드를 인식할 수 있는 제2 스캐너(810)가 구비될 수 있다. 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 수정대기대(800)로 이동되기 전, 비젼검사기(200)에서 서열, 납땜 불량 유형 등과 같은 수정정보가 부여될 수 있으며, 제2 스캐너(810)는 수정대기대(800)에 위치한 인쇄회로기판(20)의 고유코드를 인식하여 수정정보가 부여된 인쇄회로기판(20)이 맞는지 여부를 확인하고, 수정정보가 부여된 인쇄회로기판(20)이 맞으면 해당 수정정보를 수정로봇(500)으로 송신할 수 있다. In addition, the correction wait 800 may be provided with a
한편, 수정로봇(500)은 수정대(400)에 놓인 인쇄회로기판(20)의 납땜 불량을 수정한다. 이를 위해 수정로봇(500)은 열을 가하여 납땜면 상의 기납땜을 녹이거나 땜납을 녹이는 인두기, 녹은 땜납을 빨아들이는 석션기 및 땜납을 자동으로 공급하는 땜납공급기가 구비된다. 또한, 브러싱대(600)는 인쇄회로기판(20)을 전달받아 브러싱 작업, 즉 브러쉬를 이용하여 털어내는 작업을 할 수 있으며, 배출컨베이어(700)는 컨베이어(100)로부터 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)을 전달받아 폐기 또는 후속 처리될 수 있도록 이동시킨다. On the other hand, the
본 발명은 납땜 불량의 유형에 따라 인쇄회로기판(20)이 컨베이어(100)에서 수정대(400)로 이동되어 수정로봇(500)에 의해 납땜 불량이 수정되거나, 컨베이어(100)에서 브러싱대(600)로 이동되어 납땜 불량이 수정될 수 있으며, 컨베이어(100)에서 배출컨베이어(700)로 이동되어 폐기 또는 후속 처리가 이루어질 수 있다. According to the present invention, the soldering defect is corrected by the
구체적으로, 납땜 과부족 또는 쇼트인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 컨베이어(100)에서 수정대(400)(또는 수정대기대(800)를 거쳐 수정대(400))로 전달되며, 수정로봇(500)에 의해 해당 지점의 기납땜을 인두기로 녹인 후, 석션기로 녹은 땜납을 제거한 다음, 땜납공급기로부터 공급받은 땜납과 인두기로 해당 지점을 재납땜한다. 이와 같이 납땜 불량이 수정된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 비젼검사기(200)를 통과하기 전 지점의 컨베이어(100)로 이동된다. Specifically, the printed
또한, 납볼인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 브러싱대(600)로 전달되어 브러싱 작업을 통해 납볼이 제거된 후, 직교로봇(300)에 의해 비젼검사기(200)를 통과하기 전 지점의 컨베이어(100)로 이동된다. In addition, the printed
이에 따라, 수정대(400) 및 브러싱대(600)에서 납땜 불량의 수정이 이루어지고 컨베이어(100)로 이동된 인쇄회로기판(20)은, 비젼검사기(200)를 통해 재차 납땜 불량 여부를 검사하게 되는데, 재차 납땜 불량이 검출되면 직교로봇(300)에 의해 배출컨베이어(700)로 이동시킬 수 있다. Accordingly, the soldering defect is corrected in the
그리고, 리드 미삽인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 수정대(400) 또는 브러싱대(600)에서 수정이 불가능한바, 직교로봇(300)에 의해 배출컨베이어(700)로 이동된다. Then, the printed
상술한 바와 같이 본 발명인 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템은 인쇄회로기판(20)의 납땜 불량을 납량과부족, 쇼트, 납볼, 리드미납으로 유형을 나누어 검출하고, 납땜 불량의 유형에 따라 자동으로 적절한 수정 및 후처리를 수행하게 되는바, 불량품을 대폭 줄일 수 있어 비용이 절감되고 납땜 불량 수정에 따른 작업시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다. As described above, the soldering inspection and correction system for the present invention detects the solder failure of the printed
10 : 전자부품 20 : 인쇄회로기판
100 : 컨베이어 110 : 제1 스캐너
200 : 비젼검사기 300 : 직교로봇
310 : 이동대 320 : 파지구
400 : 수정대 500 : 수정로봇
600 : 브러싱대 700 : 배출컨베이어
800 : 수정대기대 810 : 제2 스캐너
910 : 자동납땜기 920 : 쿨링통로10: electronic component 20: printed circuit board
100: conveyor 110: first scanner
200: vision inspector 300: orthogonal robot
310: mobile unit 320: gripper
400: Crystal Tower 500: Crystal Robot
600: brushing table 700: discharge conveyor
800: waiting for modification 810: second scanner
910: automatic soldering machine 920: cooling passage
Claims (6)
상기 컨베이어(100)상에 놓인 인쇄회로기판(20)의 납땜면을 카메라로 검사하여 납땜 불량을 검출하는 비젼검사기(200);
상기 인쇄회로기판(20)을 파지하여 이동시키고 인쇄회로기판(20)을 상하반전할 수 있는 직교로봇(300);
상기 직교로봇(300)으로부터 상하반전된 인쇄회로기판(20)을 전달받는 수정대(400);
상기 수정대(400)에 놓인 인쇄회로기판(20)의 납땜 불량을 수정하는 수정로봇(500);
상기 인쇄회로기판(20)에 전자부품(10)을 납땜하는 자동납땜기(910); 및
상기 자동납땜기(910)와 컨베이어(100) 사이에서 컨베이어(100)를 향해 하향경사지도록 형성되고 인쇄회로기판(20)을 식혀주는 쿨링팬이 구비되는 쿨링통로(920)를 포함하되,
상기 수정로봇(500)은 열을 가하여 납땜면 상의 기납땜을 녹이거나 땜납을 녹이는 인두기와, 녹은 땜납을 빨아들이는 석션기와, 땜납을 자동으로 공급하는 땜납공급기가 구비되며,
상기 인쇄회로기판(20)은 비젼검사기(200)에 의해 납량이 과하거나 부족하게 납땜이 이루어진 납량과부족 유형, 인접한 리드와 연결되도록 납땜이 이루어진 쇼트 발생 유형 및 인쇄회로기판(20) 상에 작은 납 입자가 존재하는 납볼 발생 유형으로 유형 중 하나로 유형을 나누어 납땜 불량이 검출되고,
상기 납량과부족 유형 및 쇼트 발생 유형으로 남땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 수정대(400)로 전달되며, 상기 수정로봇(500)에 의해 해당 지점의 기납땜을 인두기로 녹인 후 석션기로 녹은 땜납을 제거하고 땜납공급기로부터 공급받은 땜납과 인두기로 해당 지점이 재납땜된 다음, 상기 직교로봇(300)에 의해 비젼검사기(200)를 통과하기 전 지점의 컨베이어(100)로 이동되고,
상기 납볼 발생 유형으로 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)을 전달받아 브러싱 작업을 통해 납볼을 제거하는 브러싱대(600)를 더 포함하여,
상기 납볼 발생 유형인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 브러싱대(600)로 전달되어 납볼이 제거된 후, 상기 직교로봇(300)에 의해 비젼검사기(200)를 통과하기 전 지점의 컨베이어(100)로 이동하고,,
상기 비젼검사기(200)를 통해 검출할 수 있는 납땜 불량의 유형은 전자부품(10)의 리드가 인쇄회로기판(20)에 삽입되지 않은 상태인 리드 미삽이 포함되고,
상기 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)을 전달받아 이동시키는 배출컨베이어(700)를 더 포함하여,
상기 리드 미삽인 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 배출컨베이어(700)로 이동되며,
상기 수정대(400) 및 브러싱대(600)에서 납땜 불량의 수정이 이루어지고 컨베이어(100)로 이동된 인쇄회로기판(20)은, 상기 비젼검사기(200)를 통해 재차 납땜 불량이 검출되면 상기 배출컨베이어(700)로 이동되고,
상기 컨베이어(100)와 수정대(400) 사이에 설치되어 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)이 놓이는 수정대기대(800)를 더 포함하여,
상기 납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 직교로봇(300)에 의해 수정대기대(800)로 전달된 다음, 순차적으로 수정대(400)로 전달되고,
상기 비젼검사기(200)는 카메라로 인쇄회로기판(20)을 3D 촬영하여 납땜면 상의 좌표값을 갖는 각 납땜 지점마다 납땜 높이(H), 납땜 폭(D), 납땜 곡률에 대한 측정값을 형성하고, 전자부품(10) 및 좌표값을 갖는 납땜 지점에 따라 적정 납땜조건으로 사전에 설정된 설정값과 상기 측정값을 비교하여 납땜 불량을 유형별로 검출하며,
상기 비젼검사기(200)를 통과하기 전 지점의 컨베이어(100) 상에는 각 인쇄회로기판(20)에 마련된 고유코드를 인식할 수 있는 제1 스캐너(110)를 더 포함하고,
상기 고유코드는 시리얼 넘버를 포함하는 제품정보가 담긴 바코드 및 QR코드 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 비젼검사기(200)는,
소정의 시간마다 촬영판을 향해 바람을 일으키는 이물질제거팬 및 소정의 시간마다 촬영판의 이물질을 털어낼 수 있는 이물질제거솔 중 적어도 하나가 구비되고,
상기 비젼검사기(200)는,
납땜 불량이 없는 인쇄회로기판(20)과 납땜 불량이 존재하는 인쇄회로기판(20)의 개수를 포함하는 검사결과를 데이터로 저장하고, 납땜 불량이 존재하는 인쇄회로기판(20)에 대하여는 납땜 불량이 발생된 지점의 좌표값 및 납땜 불량의 유형을 코드화하여 저장하며,
납땜 불량이 검출된 인쇄회로기판(20)은 상기 수정대기대(800)로 이동되기 전, 상기 비젼검사기(200)에서 서열 및 납땜 불량 유형을 포함하는 수정정보가 부여되고,
상기 수정대기대(800)는
상기 고유코드를 인식할 수 있는 제2 스캐너(810)가 구비되며,
상기 제2 스캐너(810)는 상기 수정대기대(800)에 위치한 인쇄회로기판(20)의 고유코드를 인식하여 상기 수정정보가 부여된 인쇄회로기판(20)이 맞는지 여부를 확인하고, 상기 수정정보가 부여된 인쇄회로기판(20)이 맞으면 해당 수정정보를 수정로봇(500)으로 송신하는 것을 특징으로 하는 PCB용 납땜 검사 및 수정 시스템.A conveyor (100) for moving the printed circuit board (20) in one direction, in which the electronic component (10) is soldered and the solder surface is located below;
Vision inspection machine 200 for detecting a solder failure by inspecting the solder surface of the printed circuit board 20 placed on the conveyor 100 with a camera;
An orthogonal robot 300 capable of holding and moving the printed circuit board 20 and inverting the printed circuit board 20 up and down;
A crystal table 400 receiving the printed circuit board 20 inverted up and down from the orthogonal robot 300;
Correcting robot 500 for correcting the soldering failure of the printed circuit board 20 placed on the crystal table 400;
An automatic soldering machine 910 for soldering the electronic component 10 to the printed circuit board 20; And
It includes a cooling passage 920 formed between the automatic soldering machine 910 and the conveyor 100 to be inclined downward toward the conveyor 100 and provided with a cooling fan for cooling the printed circuit board 20.
The crystal robot 500 is provided with a soldering iron for melting or soldering the solder on the solder surface by applying heat, a suction for sucking the molten solder, and a solder feeder for automatically supplying the solder,
The printed circuit board 20 has a lead amount and an insufficient amount of lead that is soldered excessively or insufficiently by the vision inspector 200, a short generation type that is soldered to be connected to an adjacent lead, and a small lead on the printed circuit board 20. Lead ball generation type in which particles exist, dividing the type into one of the types, the failure of soldering is detected,
The printed circuit board 20 in which the soldering defect is detected as the lead quantity and shortage type and the short generation type is transmitted to the crystal table 400 by the orthogonal robot 300, and the soldering at the corresponding point by the correction robot 500. After melting with a soldering iron to remove the molten solder with a suction and the solder and the soldering point supplied by the soldering point is re-soldered, and then passed through the vision inspection machine 200 by the orthogonal robot (300) 100),
Further comprising a brush (600) for receiving the printed circuit board 20, the solder ball is detected as the lead ball generation type to remove the lead ball through the brushing operation,
The printed circuit board 20 in which the solder ball generation type solder defect is detected is transferred to the brushing stand 600 by the orthogonal robot 300 and the lead balls are removed, and then the vision inspection machine 200 is performed by the orthogonal robot 300. Move to the conveyor 100 at the point before passing),
The type of solder failure that can be detected through the vision inspector 200 includes a lead uninserted in which a lead of the electronic component 10 is not inserted into the printed circuit board 20.
Further comprising a discharge conveyor 700 for receiving and moving the printed circuit board 20 detected the solder failure,
The printed circuit board 20 in which the lead uninserted solder defect is detected is moved to the discharge conveyor 700 by the orthogonal robot 300,
When the soldering defect is corrected in the crystal stand 400 and the brushing stand 600 and moved to the conveyor 100, the printed circuit board 20 is again detected through the vision inspection machine 200. Is moved to the discharge conveyor 700,
Further comprising a crystal waiting 800 is installed between the conveyor 100 and the crystal table 400 is placed on the printed circuit board 20, the solder failure is detected,
The printed circuit board 20 in which the soldering failure is detected is transferred to the crystal standby stage 800 by the orthogonal robot 300, and then sequentially transferred to the crystal substrate 400.
The vision inspector 200 3D photographs the printed circuit board 20 with a camera to form measured values for solder height H, solder width D, and solder curvature at each soldering point having coordinate values on the solder surface. In addition, according to the soldering point having the electronic component 10 and the coordinate value, the soldering failure is detected for each type by comparing the measured value and the preset value set in advance with the proper soldering conditions.
Further comprising a first scanner 110 that can recognize the unique code provided on each printed circuit board 20 on the conveyor 100 before passing through the vision inspection machine 200,
The unique code includes at least one of a barcode and a QR code containing product information, including a serial number,
The vision inspector 200,
At least one of a debris removal fan that causes wind toward the photographing plate every predetermined time and a debris removing brush that can shake off the foreign matter of the photographing plate every predetermined time are provided.
The vision inspector 200,
Test results including the number of printed circuit boards 20 without soldering defects and the number of printed circuit boards 20 with soldering defects are stored as data, and soldering defects are applied to the printed circuit board 20 with soldering defects. Code and store the coordinates of the point where it occurred and the type of soldering failure,
The printed circuit board 20 in which the soldering defect is detected is given correction information including the sequence and the type of soldering defect in the vision inspector 200 before being moved to the crystal waiting stand 800.
The correction wait 800 is
A second scanner 810 is provided that can recognize the unique code,
The second scanner 810 recognizes the unique code of the printed circuit board 20 located in the correction standby (800) to check whether the corrected printed circuit board 20 is correct, and the correction Soldering inspection and modification system for a PCB, characterized in that for transmitting the corrected information to the printed circuit board 20 is given to the correction robot 500.
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KR1020190085122A KR102041277B1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | System for inspecting and modifying PCB soldering |
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