KR102524778B1 - 부품실장 장비의 통합 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품실장 장비의 통합 제어 시스템에 관한 것으로서, 각각 구동 모듈을 구비하는 복수의 표면 실장기; 상기 복수의 표면 실장기들을 개별적으로 제어하는 통합 제어부를 포함할 수 있다.

Description

부품실장 장비의 통합 제어 시스템{Control system of component mounting apparatus}

본 발명은 부품실장 장비의 통합 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판의 표면에 각종 부품을 실장하기 위한 부품실장 장비를 통합적으로 제어할 수 있도록 하는 제어 시스템에 관한 것이다.

최근에는, 전자, 통신 기술의 발달로 각종 전자기기는 더욱 소형화, 경량화되고 있다. 이에 따라, 각종 전자기기에 내장되는 반도체 칩과 같은 전자부품은 고집적화, 초소형화가 필수적이다.

이에 따라, 고밀도, 초소형의 표면실장부품(SMD : Surface Mount Device)을 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board, 이하 '기판'이라 함)에 실장하는 표면실장기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

부품의 실장 공정에서 1장의 기판에 대하여 실장되는 부품의 수량이 증가함에 따라 실장에 필요한 시간 또한 증대되어 기판 1장 당 택트 타임이 길어지고 있다.

따라서, 택트 타임을 단축하기 위한 방안으로서, 부품을 실장하는 표면 실장기를 복수 개 구비하고, 이들을 직렬로 배열한 부품실장 장치가 널리 이용되고 있다.

이러한 부품실장 장비에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 기판(PCB)을 레인(30)을 따라 복수의 표면 실장기(20)에 차례대로 통과시키고 각 표면 실장기(20)에 소정의 실장 공정(각 실장기에 할당된 실장 공정)을 실행시킴으로써 그 기판에 대한 부품 실장을 완료시킨다.

이러한 부품실장 장비에 의하면, 1대의 표면 실장기에서 필요로 하는 실장 시간을 단축함으로써, 택트 타임은 대폭 단축할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 종래에 복수의 표면 실장기(20)들로 이루어지는 부품실장 장비는, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 표면 실장기(20)에 구동 모듈(22)과 제어 모듈(24)이 배치됨에 따라 다음과 같은 제반 문제점들이 있었다.

첫째, 각각의 표면 실장기(20)들마다 부품을 픽업하여 기판 상에 실장하기 위한 구동 모듈(22)과, 이 구동 모듈(22)에 전원, 공압 및 변압 등의 각종 제어 신호를 공급하기 위한 제어 모듈(24)이 배치됨으로써, 각 표면 실장기(20)들의 전체적인 부피가 크게 늘어날 수밖에 없었으며, 이로 인하여 공간적인 제약을 많이 받게 되는 문제점이 있었다.

둘째, 각각의 표면 실장기(20)마다 구동 모듈(22)과 제어 모듈(24)이 배치됨에 따라 전체적인 크기를 줄이기 위하여 집약적인 설계가 이루어질 수밖에 없음에 따라 배선 등이 복잡하여 유지,보수가 어려움은 물론 그에 따른 비용이 증가하게 되는 문제점이 있었다.

셋째, 각 표면 실장기(20)들의 부피가 크게 형성됨에 따라 설치 및 이동이 어려우며, 각 표면 실장기(20)들 간에 정보 공유가 이루어지지 않음에 따라 별도의 정보 공유 장비를 필요로 하게 되는 문제점이 있었다.

넷재, 각 표면 실장기(20)들의 부피가 크게 형성됨에 따라 전체적인 라인이 길어질 수밖에 없으며, 이로 인하여 기판의 생산성이 저하되는 문제점도 있었다.

한국공개특허공보 제10-2015-0116271호(2015.10.15.)

본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 각각의 표면 실장기들에는 부품을 픽업하여 기판 상에 실장하기 위한 구동 모듈만 배치하여 컴팩트한 설계가 가능하도록 함으로써, 설비 공간에 따른 제약을 적게 받고, 유지 보수가 용이하며, 생산성이 향상될 수 있는 부품실장 장비의 통합 제어 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 각각의 표면 실장기들을 통합하여 제어할 수 있는 통합 제어부를 별도로 설치함으로써, 각각의 표면 실장기들에 대한 작동을 보다 효율적으로 제어할 수 있는 부품실장 장비의 통합 제어 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비의 통합 제어 시스템은, 각각 구동 모듈을 구비하는 복수의 표면 실장기; 상기 복수의 표면 실장기들을 개별적으로 제어하는 통합 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 통합 제어부는, 상기 복수의 표면 실장기들에 각각 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 상기 복수의 표면 실장기들에 각각 공압을 공급하기 위한 공압 공급부; 상기 복수의 표면 실장기들에 공급되는 전원의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 변압부; 상기 전원 공급부, 공압 공급부 및 변압부를 제어하는 중앙 컴퓨터; 및 상기 표면 실장기들의 제어 상황을 디스플레이 하기 위한 디스플레이부 중, 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 표면 실장기들에 의해 부품이 실장된 기판을 검사하는 검사부를 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 검사부에 의해 추출된 장착 옵셋은 상기 통합 제어부로 피드백될 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비의 통합 제어 시스템에 의하면, 각각의 표면 실장기들에는 구동 모듈만 배치됨에 따라 각각의 표면 실장기들은 컴팩트한 구성이 가능하게 됨으로써, 설치 공간이 줄어들 수 있어 전체적인 생산성이 향상됨은 물론, 그 설비와 유지보수가 용이해지며, 이와 더불어 표면 실장기의 성능 향상을 위한 다른 모듈의 추가적인 설치가 가능해지는 효과가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비의 통합 제어 시스템에 의하면, 각각의 표면 실장기들을 전체적으로 제어할 수 있는 통합 제어기가 별도로 제공됨에 따라, 복수의 표면 실장기를 포함하는 부품실장 장비를 전체적으로 한 번에 보다 효율적으로 제어할 수 있게 됨으로써, 그 제어 관리가 매우 유용해지는 효과도 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 종래의 부품실장 장비의 구성도.
도 2는 도 1에서 부품실장 장비 중, 하나의 표면 실장기 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비의 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도.
도 4는 도 3에서 통합 제어부의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 5는 도 3에서 표면 실장기의 구동 모듈 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 부품실장 장비의 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 램프의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비의 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비(100)는, 기판에 부품을 실장하는 표면 실장기(300)가 복수 개 구비하고, 이들이 직렬로 배열된 상태로 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템에서는, 복수의 표면 실장기(300)들과 동일 레인 상에 통합 제어부(200)가 배치될 수 있다.

이러한 통합 제어부(200)는, 복수의 표면 실장기(300)들을 각각 개별적으로 제어할 수 있게 되는데, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템에 제공되는 통합 제어부(200)의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 통합 제어부(200)는, 디스플레이부(210), 중앙 컴퓨터(220), 전원 공급부(230), 공압 공급부(240) 및 변압부(250)를 포함할 수 있다.

먼저, 전원 공급부(230)는, 제어 신호에 따라 복수의 표면 실장기(300)들에 선택적으로 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어 기판이 제일 먼저 투입되는 첫 번째 표면 실장기(300)에 전원을 공급하고, 이어서 중간의 표면 실장기(300)에 전원을 공급하며, 다음에 마지막 표면 실장기(300)에 전원을 공급할 수 있다.

여기서, 전원 공급부(230)는 복수의 표면 실장기(300)들에 선택적으로 전원을 공급할 수도 있으며, 동시에 전원을 공급할 수도 있다.

공압 공급부(240)는, 제어 신호에 따라 복수의 표면 실장기(300)들에 선택적으로 공압을 공급할 수 있다. 이 경우에도 기판이 제일 먼저 투입되는 첫 번째 표면 실장기(300)에 공압을 공급하고, 이어서 중간의 표면 실장기(300)에 공압을 공급하며, 다음에 마지막 표면 실장기(300)에 전원을 공급할 수 있다.

또한, 공압 공급부(240)는 복수의 표면 실장기(300)들에 선택적으로 공압을 공급할 수도 있으며, 동시에 공압을 공급할 수도 있다.

특히, 전원 공급부(230)와 공압 공급부(240)는 동시에 해당 표면 실장기(300)에 전원과 공압을 동시에 공급할 수도 있다.

변압부(250)는, 제어 신호에 따라 복수의 표면 실장기(300)들에 공급되는 전원의 전압과 전류 값을 변화시키는 기능을 수행할 수 있다.

중앙 컴퓨터(220)는, 전원 공급부(230)와 공압 공급부(240) 및 변압부(250)를 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어 전원 공급부(230)와 공압 공급부(240)가 각각 해당 표면 실장기(300)에 전원 또는 공압 등을 공급하도록 제어할 수 있으며, 해당 표면 실장기(300)로 공급되는 전원의 전압과 전류 값 변경을 제어할 수 있다.

디스플레이부(210)는, 통합 제어부(200)가 해당 표면 실장기(300)를 제어하는 과정이나 또는 해당 표면 실장기(300)의 작동 상태 등을 실시간으로 디스플레이하여 작업자가 부품실장 공정 상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

한편, 복수의 표면 실장기(300)들은 각각 구동 모듈을 포함할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템에 제공되는 표면 실장기(300)의 구동 모듈 구성을 개략적으로 도시한 구성도이다.

도시된 바와 같이, 복수의 표면 실장기(300)들은 각각 개별적으로 구동 모듈이 배치될 수 있다.

구동 모듈은, 기판에 실장하기 위한 부품을 픽업하는 헤드와, 이 헤드를 X축, Y축 및 Z축으로 이동시키기 위한 이동부재 등을 포함하는 액츄에이터(310)와, 액츄에이터(310)의 작동 상태를 감지하기 위한 센서부(320)와, 상기 센서부(320)의 입력 신호에 의해 액츄에이터(310)의 작동을 제어하기 위한 개별 CPU(330)를 포함할 수 있다.

여기서, 구동 모듈은 통합 제어부(200)로부터 입력되는 제어 신호를 저장하여 개별 CPU(330)로 입력된 제어 신호를 인가하기 위한 메모리를 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템에 의하면, 복수의 표면 실장기(300)들에는 부품을 픽업하여 기판 상에 실장하기 위한 구동 모듈만 배치되고, 각각의 구동 모듈의 작동을 제어하기 위한 제어 모듈은 배제됨으로써, 각각의 표면 실장기(300)들은 컴팩트한 구성이 가능하게 되어 그 유지 보수가 원활하게 되는 효과가 제공될 수 있다.

즉, 종래에는 각각의 표면 실장기(300)마다 구동 모듈과 함께 전원부, 공압부, 변압부(250) 등을 포함하는 제어 모듈이 각각 배치됨에 따라 전체적인 크기가 크게 형성될 수밖에 없었으며, 이로 인하여 각 표면 실장기(300)의 부피가 커서 이동 및 설치가 용이하지 못함은 물론 설치 공간을 많이 차지하게 되어 전체적인 생산성이 좋지 못하게 되며, 배선 등이 복잡하여 설비 및 유지보수가 용이하지 못한 문제점이 있었다.

그러나, 본 발명의 실시 예에서와 같이 각각의 표면 실장기(300)들에는 구동 모듈만 배치되도록 하게 되면, 각각의 표면 실장기(300)들은 컴팩트한 구성이 가능하게 됨으로써, 설치 공간이 줄어 들수 있어 전체적인 생산성이 향상됨은 물론, 그 설비와 유지보수가 용이해지며, 이와 더불어 표면 실장기(300)의 성능 향상을 위한 다른 모듈의 추가적인 설치가 가능해지는 효과가 제공될 수 있다.

또한, 각각의 표면 실장기(300)들을 전체적으로 제어할 수 있는 통합 제어기가 별도로 제공됨에 따라, 복수의 표면 실장기(300)를 포함하는 부품실장 장비(100)를 전체적으로 한 번에 제어할 수 있게 됨으로써, 그 제어 관리가 매우 유용해지는 효과도 제공될 수 있다.

한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.

참고로, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템을 설명함에 있어서, 앞선 실시 예에서와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템은, 통합 제어부(200)가 부품실장 장비(100) 라인과 별도의 위치에 배치되어 복수의 표면 실장기(300)들을 제어할 수 있도록 구성될 수도 있다.

이와 같이, 통합 제어부(200)가 복수의 표면 실장기(300)들과 이격된 위치에 배치되는 경우, 표면 실장기(300)들의 배치에 따른 공간적인 제약을 적게 받을 수 있게 됨으로써, 보다 좁은 공간에서도 부품실장 장비(100)를 구축할 수 있는 효과가 제공될 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 통합 제어부(200)로부터 공급되는 전원 및 공압과 변압 등의 각종 제어 신호는 각각의 표면 실장기(300)들에 별도의 분배부(400)를 통해 공급될 수 있다.

이와 같이, 통합 제어부(200)로부터 공급되는 전원 및 공압과, 변압 등의 각종 제어 신호가 별도의 분배부(400)를 통해 복수의 표면 실장기(300)들로 공급되도록 구성되는 경우, 복수의 표면 실장기(300)들을 인-라인 타입으로 배치하지 않고, 클러스터 타입으로 배치시킬 수 있게 되며, 이에 따라 표면 실장기(300)들의 배치에 따른 공간적인 제약을 적게 받을 수 있다.

한편, 도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 다른 부품실장 장비(100)의 통합 제어 시스템은, 복수의 표면 실장기(300)들에 의해 부품 실장이 완료된 기판을 검사하는 검사부(500)를 더 포함할 수 있다.

검사부(500)는, 복수의 표면 실장기(300)들에 의해 기판 상에 표면 실장된 각종 부품들의 장착위치 불량 여부 및 납땜 불량 여부 등을 검사할 수 있다.

따라서, 표면 실장된 기판의 생산 수율을 파악하는 기능과, 제품의 불량 원인을 미리 제거하는 기능과, 검사도중 부품의 불량이 확인될 경우 이 부품을 신속히 수리할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

검사부(500)는, 기판을 검사하여 결함 여부와 실장 옵셋(Mount offset)을 추출하고, 이와 같이 추출된 정보를 통합 제어부(200)로 피드백할 수 있다.

즉, 검사부(500)가 부품의 실장이 완료된 기판을 검사하여 추출한 정보를 통합 제어부(200)로 피드백함에 따라, 통합 제어부(200)는 피드백 된 정보가 변경되는 경우 복수의 표면 실장기(300)들에 공급하는 각종 신호 등을 변경하여 공급할 수 있다.

참고로, 도 8을 참조하면 통합 제어부(200)와 복수의 표면 실장기(300)들이 인-라인 타입으로 배치된 경우에 검사부(500)가 더 배치되는 것을 일 예로 들어 설명하였으나, 통합 제어부(200)가 복수의 표면 실장기(300)들이 배치되는 라인이 아닌 별도의 위치에 배치되는 경우에도 검사부(500)가 더 배치되어 동일한 작동을 구현할 수 있음은 물론이다.

또한, 통합 제어부(200)가 별도의 분배부(400)를 통해 복수의 표면 실장기(300)들로 각종 제어 신호를 공급하는 클러스터 타입인 경우에도, 검사부(500)가 더 배치되어 동일한 작동을 구현할 수도 있다.본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 부품실장 장비 200 : 통합 제어부
210 : 디스플레이부 220 : 중앙 컴퓨터
230 : 전원 공급부 240 : 공압 공급부
250 : 변압부 300 : 표면 실장기
310 : 액츄에이터 320 : 센서부
330 : 개별 CPU 400 : 분배부
500 : 검사부

Claims (3)

1. 각각 구동 모듈을 구비하는 복수의 표면 실장기;
   상기 복수의 표면 실장기들을 개별적으로 제어하는 통합 제어부를 포함하고,
   상기 통합 제어부는,
   상기 복수의 표면 실장기들에 각각 전원을 공급하기 위한 전원 공급부;
   상기 복수의 표면 실장기들에 각각 공압을 공급하기 위한 공압 공급부; 및
   상기 복수의 표면 실장기들에 공급되는 전원의 전압이나 전류의 값을 변화시키는 변압부를 포함하고,
   상기 전원 공급부는 상기 통합 제어부의 제어 신호에 따라 상기 복수의 표면 실장기들에 전원을 공급하되 상기 복수의 표면 실장기들로 기판이 투입되는 순서에 따라 전원을 공급하거나 또는 동시에 전원을 공급하도록 구비되고,
   상기 공압 공급부는 상기 통합 제어부의 제어 신호에 따라 상기 복수의 표면 실장기들에 공압을 공급하되 상기 복수의 표면 실장기들로 기판이 투입되는 순서에 따라 공압을 공급하거나 또는 동시에 공압을 공급하도록 구비되며,
   상기 전원 공급부와 상기 공압 공급부는 동시에 해당 표면 실장기에 전원과 공압을 동시에 공급하고,
   상기 통합 제어부로부터 공급되는 전원 및 공압과 변압의 신호는 분배부를 통해 상기 복수의 표면 실장기들로 공급되는,
   부품실장 장비의 통합 제어 시스템.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 통합 제어부는,
   상기 전원 공급부, 공압 공급부 및 변압부를 제어하는 중앙 컴퓨터; 및
   상기 표면 실장기들의 제어 상황을 디스플레이 하기 위한 디스플레이부 중, 적어도 하나를 더 포함하는, 부품실장 장비의 통합 제어 시스템.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 표면 실장기들에 의해 부품이 실장된 기판을 검사하는 검사부를 더 포함하며,
   상기 검사부에 의해 추출된 장착 옵셋은 상기 통합 제어부로 피드백되는, 부품실장 장비의 통합 제어 시스템.

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