KR102436660B1 - 전자 부품 실장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 형성된 전자 부품 접합용 전극에 도포제를 도포하는 도포 장치와, 상기 도포제가 도포된 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 탑재 장치와, 상기 도포 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하는 전자 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 전자 부품 실장 시스템 내에서 상기 도포 장치의 하류에 설치된 기판 검사 장치 또는 상기 전자 부품 탑재 장치가 구비하는 기판 검사 수단이 측정한 기판마다의 도포제의 도포 상태를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고, 상기 변화량을 저감하도록 상기 도포 장치를 피드백 제어하는 전자 부품 실장 시스템을 제공한다.

Description

전자 부품 실장 시스템{An electronic device mounting system}

본 발명은 기판에 전자 부품을 실장하여 실장 기판을 제조하는 전자 부품 실장 시스템에 관한 것이다.

전자 부품 실장 시스템(전자 부품 실장 방법)은, 기판에 형성된 전자 부품 접합용 전극에 도포제를 도포하는 도포 장치(도포 공정)와, 도포제가 도포된 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 탑재 장치(전자 부품 탑재 공정)를 포함하여 구성된다.

그런데, 도포 장치는 연속적으로 동작시키면, 장치 자체나 도포제에 시간에 따른 변화가 발생하고, 결과적으로 도포제의 도포 상태(도포 위치나 도포 면적 등)에도 시간적 순서에 따라 변화가 발생하게 된다. 이 시간적 순서에 따른 변화를 고려하지 않고 도포 장치를 계속 사용하면, 도포제의 도포 품질이 악화되는 문제가 발생한다.

공개특허공보 특1994-0003442호에는 크림솔더를 스퀴징하여 전사하는 기술이 개시되어 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 도포제의 도포 상태(도포 품질)를 양호하게 유지할 수 있는 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법을 제공하는 것을 주된 과제로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판에 형성된 전자 부품 접합용 전극에 도포제를 도포하는 도포 장치와, 상기 도포제가 도포된 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 탑재 장치와, 상기 도포 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하는 전자 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 전자 부품 실장 시스템 내에서 상기 도포 장치의 하류에 설치된 기판 검사 장치 또는 상기 전자 부품 탑재 장치가 구비하는 기판 검사 수단이 측정한 기판마다의 도포제의 도포 상태를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고, 상기 변화량을 저감하도록 상기 도포 장치를 피드백 제어하는 전자 부품 실장 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판에 형성된 전자 부품 접합용 전극에 도포제를 도포하는 도포 장치와, 상기 도포제가 도포된 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 탑재 장치와, 상기 도포 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하는 전자 부품 실장 시스템에 있어서, 상기 제어 수단은, 상기 전자 부품 실장 시스템 내에서 상기 도포 장치의 하류에 설치된 기판 검사 장치 또는 상기 전자 부품 탑재 장치가 구비하는 기판 검사 수단이 측정한 기판마다의 도포제의 도포 상태를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고, 상기 변화량이 소정의 기준을 넘은 경우에 경고를 알리는 전자 부품 실장 시스템을 제공한다.

여기서, 상기 기판 검사 장치 또는 상기 기판 검사 수단은 상기 도포 상태로서 기판마다 도포제의 도포 위치, 도포 면적 및 도포 두께 중 적어도 하나를 측정할 수 있고, 상기 제어 수단은 상기 도포 위치, 상기 도포 면적 및 상기 도포 두께 중 적어도 하나를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출할 수 있다.

여기서, 상기 제어 수단은 상기 경고를 알린 후, 별도의 승인이 있는 경우, 상기 도포 장치의 피드백 제어의 실행을 개시할 수 있다.

여기서, 상기 제어 수단은, 상기 피드백 제어에 있어서 상기 도포 장치의 위치, 상기 도포 장치의 동작 속도, 상기 도포제의 도포량 및 상기 도포제의 온도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

여기서, 상기 제어 수단은, 상기 피드백 제어에 있어서 상기 도포 장치의 위치, 상기 도포 장치의 동작 속도, 상기 도포제의 도포량 및 상기 도포제의 온도 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 전자 부품 실장 시스템 및 전자 부품 실장 방법에 의하면, 기판마다 도포제의 도포 상태를 측정하고, 그 측정 결과를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고, 이 변화량을 저감하도록 도포 장치(도포 공정)를 피드백 제어하거나, 상기 변화량이 소정의 기준을 넘은 경우에 경고를 알리기 때문에, 도포제의 도포 상태(도포 품질)를 양호하게 유지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 전자 부품 실장 시스템을 나타내는 시스템 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.

본 발명에 있어서, 「기판마다」라는 용어는, 「연속적으로 처리되는 모든 기판마다」의 의미를 가질 수 있으며, 아울러 「연속적으로 처리되는 모든 기판으로부터 샘플링되는 기판마다」의 의미도 가질 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 전자 부품 실장 시스템을 나타내는 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 전자 부품 실장 시스템은, 도포 장치(1), 전자 부품 탑재 장치(2), 기판 검사 장치(3), 리플로우 장치(4) 및 실장 상태 검사 장치(5)의 각 장치를 연결하여 이루어지고, 각 장치는 통신 네트워크(6)에 의해 접속되어 있으며, 전자 부품 실장 시스템 전체는 제어 수단으로서의 관리 컴퓨터(7)에 의해 제어되는 구성을 가지고 있다.

이하, 각 장치의 기능을 설명하면서, 도 1의 전자 부품 실장 시스템에 의한 전자 부품 실장 방법을 설명한다.

도포 장치(1)는, 기판에 형성된 전자 부품 접합용 전극에 도포제를 도포하는 도포 공정을 수행한다. 본 실시 형태에서는 도포제로서 솔더 플럭스와 열경화성 수지를 포함하는 것을 사용한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 도포 장치(1)는 도포제를 토출하는 도포 노즐을 구비하는 도포 헤드를 가지며, 이 도포 노즐(도포 헤드)을 XY 방향으로 이동 가능하게 함으로써, 기판의 전극에 도포제를 도포한다.

전자 부품 탑재 장치(2)는, 도포제가 도포된 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 탑재 공정을 수행한다. 구체적으로, 본 실시 형태의 전자 부품 탑재 장치(2)는 탑재 헤드를 구비하고, 이 탑재 헤드에 의해 전자 부품의 공급부로부터 전자 부품을 픽업하여 도포제가 도포된 기판에 탑재한다.

기판 검사 장치(3)는 도포 장치(1)의 하류에 설치되어 있으며, 전자 부품 탑재 후의 기판마다 도포제의 도포 상태를 측정하는 검사 공정을 수행한다. 본 실시 형태에 따른 기판 검사 장치(3)는, 도포제의 도포 상태로서 기판마다 도포제의 도포 위치, 도포 면적 및 도포 두께(=도포량) 중 적어도 하나를 측정한다.

관리 컴퓨터(7)는 기판 검사 장치(3)가 측정한 기판마다의 도포제의 도포 상태(본 실시 형태에서는 도포제의 도포 위치, 도포 면적 및 도포 두께(=도포량) 중 적어도 하나)를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고, 이 변화량을 저감하도록 도포 장치(1)를 피드백 제어하는 제어 공정을 수행한다.

본 실시 형태에서는 상기 변화량을 상쇄하도록, 도포 장치(1)의 도포 노즐이 도포제를 토출하는 XY 방향(수평 방향)의 위치에 대해 보정(피드백 제어)한다. 또한, 도포 장치(1)의 도포 노즐의 Z방향(높이 방향)의 위치, 도포 장치(1)의 동작 속도(도포 헤드의 이동 속도), 도포제의 도포량(도포 노즐로부터의 도포제의 토출량), 또는 도포제의 온도(보존 온도)에 대해 보정(피드백 제어)할 수도 있다. 즉, 피드백 제어에 있어서는, 도포 장치의 위치(XYZ 방향), 도포 장치의 동작 속도(도포 헤드의 이동 속도), 도포제의 도포량(토출량) 및 도포제의 온도(보존 온도) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.

또한 관리 컴퓨터(7)는 상기 변화량이 소정의 기준을 넘은 경우, 예컨대, 상기 변화량이 미리 정한 기준치를 넘은 경우, 상기 변화량이 미리 정한 기준치(상기 기준치와 동일 또는 다른 기준치)를 넘는 경우가 소정 회수 연속되는 경우, 상기 변화량이 계속적으로 급격하게 증가하는 경우 등에, 경고 신호 등의 경고를 알리는 경고 공정을 수행할 수도 있다. 또한, 이 경고 신호에는 도포 상태의 이상(異常) 정보(도포제의 도포 위치, 도포 면적 및 도포 두께(=도포량) 중 어느 것이 크게 변화되었는지 등)와, 이 도포 상태의 이상 정보로부터 예상되는 도포 장치의 이상 정보(도포 장치의 어느 부품에 문제가 있는지, 도포제가 열화되어 있는지 등)를 포함할 수도 있다. 이러한 도포 상태나 도포 장치의 이상 정보에 기초하여, 작업자는 문제가 있는 도포 장치의 부품이나 도포제를 교환하는 등의 대처를 용이하게 실행할 수 있고, 그 문제가 해소되면 도포 작업을 재개할 수 있다. 그리고, 관리 컴퓨터(7)는 작업자가 승인 버튼을 누르는 등의 별도의 승인이 있는 경우, 또는 상기 변화량이 소정의 기준을 만족시키게 된 경우에, 전술한 바와 같이 변화량을 저감하도록 도포 장치(1)의 피드백 제어의 실행을 개시할 수 있다.

리플로우 장치(4)는 전자 부품 탑재 후의 기판을 가열하여 전자 부품을 기판에 접합한다. 여기서 본 실시 형태에서는 전술한 바와 같이, 도포제로서 솔더 플럭스와 열경화성 수지를 포함하는 것을 사용하고 있으므로, 리플로우 장치(4)에 의한 기판의 가열(리플로우 공정)에 의해, 솔더 플럭스가 용해되어 전자 부품이 기판에 대해 솔더 접합됨과 동시에, 열경화성 수지가 경화하여 전자 부품이 기판에 대해 강고하게 고정(보강)된다.

마지막으로, 실장 상태 검사 장치(5)는 리플로우 공정 후의 기판 상에서의 전자 부품의 실장 상태를 검사한다. 이상의 공정에 의해 실장 기판이 제조된다.

또한, 이상의 실시 형태에서는 기판 검사 장치(3)를 전자 부품 탑재 장치(2)와 리플로우 장치(4) 사이에 설치하였지만, 기판 검사 장치(3)는 도포 장치(1)와 전자 부품 탑재 장치(2) 사이에 설치될 수도 있다.

또한, 전자 부품 탑재 장치(2)는 일반적으로 기판을 검사할 수 있는 「기판 검사 수단」을 구비하기 때문에, 이 「기판 검사 수단」에 의해 기판마다 도포제의 도포 상태를 측정하게 할 수도 있다. 상기 「기판 검사 수단」은, 도포제의 도포 상태로서 기판마다 도포제의 도포 위치, 도포 면적 및 도포 두께(=도포량) 중 적어도 하나를 측정하는 검사 공정을 수행할 수 있다. 이 경우, 기판 검사 장치(3)는 생략 가능하고, 제어 수단으로서의 관리 컴퓨터(7)는 전자 부품 탑재 장치(2) 내의 「기판 검사 수단」이 측정한 기판마다의 도포제의 도포 상태를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고, 그 변화량을 저감하도록 도포 장치(1)를 피드백 제어하거나, 상기 변화량이 소정의 기준을 넘은 경우에 경고를 알린다.

본 발명의 일 측면들은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

본 발명의 일 측면에 의하면, 전자 부품 실장 시스템을 생산하거나 전자 부품 실장 방법을 적용하는 산업에 적용될 수 있다.

1: 도포 장치 2: 전자 부품 탑재 장치
3: 기판 검사 장치 4: 리플로우 장치
5: 실장 상태 검사 장치 6: 통신 네트워크
7: 관리 컴퓨터(제어 수단)

Claims (6)

1. 기판에 형성된 전자 부품 접합용 전극에 도포제를 도포하는 도포 장치와, 상기 도포제가 도포된 기판에 전자 부품을 탑재하는 전자 부품 탑재 장치와, 상기 전자 부품의 탑재 후의 기판을 가열하여 상기 전자 부품을 상기 기판에 대해 솔더 접합하는 리플로우 장치와, 상기 도포 장치의 동작을 제어하는 제어 수단을 구비하는 전자 부품 실장 시스템에 있어서,
   상기 도포제는 솔더 플럭스와 열경화성 수지를 포함하고,
   상기 도포 장치는, 상기 솔더 플럭스와 상기 열경화성 수지를 포함하고 있는 상기 도포제를 토출하는 도포 노즐을 구비하는 도포 헤드를 가지며, 상기 도포 노즐을 XY 방향으로 이동 가능하게 함으로써 상기 기판의 전극에 상기 도포제를 도포하며,
   상기 제어 수단은, 상기 전자 부품 실장 시스템 내에서 상기 도포 장치의 하류에 설치된 기판 검사 장치 또는 상기 전자 부품 탑재 장치가 구비하는 기판 검사 수단이 측정한 기판마다의 도포제의 도포 상태를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하여 상기 도포 장치를 피드백 제어하고,
   상기 기판 검사 장치 또는 상기 기판 검사 수단은 상기 도포 상태로서 기판마다 상기 도포제의 도포 위치를 측정하고,
   상기 제어 수단은, 상기 도포 위치를 통계적으로 처리하여 시간적 순서에 따른 변화량을 산출하고,
   상기 제어 수단은, 상기 피드백 제어에 있어서 상기 도포 노즐의 XY 방향의 위치를 제어하는, 전자 부품 실장 시스템.
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