KR19990012685A - 칩 마운터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 칩 마운터에 관한 것이다.

이 칩 마운터는 소정의 길이를 갖는 X-축 프레임과, 상기 X-축 프레임을 Y-축 방향으로 왕복 이송시키는 이송 수단과, 상기 X-축 프레임의 전후 방향으로 각각 설치되는 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체와, 상기 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체를 각각 X-축 방향으로 구동시키는 구동 수단과, 상기 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체가 X-축 방향으로 구동될 때, 회로 기판을 Y-축 방향으로 구동시키는 컨베이어 수단을 포함하여 된 것으로서, 상기 컨베이어 수단은 입구부, 출구부, 및 장착부로 분리되며, 상기 입구부 및 출구부는 고정되며, 상기 장착부는 Y-축 방향으로 이송하면서 회로 기판에 부품 장착을 가이드하며, 상기 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체중의 하나는 부품을 흡착하기 위해 이동하고, 또 다른 하나는 상기 회로 기판 상에 부품을 실장하기 위해 이동하므로 부품의 실장 시간을 단축할 수 있는 이점을 가진다.

Description

칩 마운터

본 발명은 칩 마운터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자 부품을 회로 기판(Printed Circuit Board)상에 실장 하는 표면 실장 장비중의 하나인 칩 마운터(Chip Mounter)에 관한 것이다.

일반적으로, 산업 현장에서 회로 기판상에 각종 전자 부품 및 회로 소자를 조립하는 일종의 자동화 설비가 사용된다. 이러한 자동화 설비 중에는 표면 실장장비나 이형 부품 삽입기 등이 사용되며, 이중에서 표면 실장 장비의 하나가 칩 마운터이다.

통상적인 칩 마운터는, 회로 기판상에 반도체 칩 및 전자 부품들을 실장 하는 장치로, 그 구동 속도에 따라 범용 하급 기종, 중속 기종, 및 초고속 기종으로 크게 분류된다. 초고속 기종은 실장 시간이 0.1초에서 0.2초정도 소요되는 기종으로 주로 로터리 헤드(Rotary Head)를 채용하여 속도를 구현하다. 중속 기종은 실장 시간이 0.2초에서 0.35초정도 소요되며, 범용 하급 기종과 같은 다중 헤드나, 로터리 헤드를 채용하여 속도를 구현한다. 상기 범용 하급 기종은 실장 시간이 0.35초 이상인 장비를 가리키며, X-축과 Y-축을 따라 배열된 볼 스크류 또는 타이밍 벨트를 이용한 직교 모듈을 채용한 갠트리(Gantry)형의 시스템이 사용되고 있다. 그리고 칩 마운터의 구조를 넓게 구분하면, X-Y 갠트리 마운팅 형식과, 로터리 헤드 형식이 있다. 대체적으로 상기 X-Y 갠트리 마운팅 형식의 장비가 다양하게 사용되고 있다.

도 1은 종래의 칩 마운터의 구조 중에서 X-Y 갠트리 마운팅 형식을 채용한 장비의 평면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 칩 마운터(10)는 회로 기판을 간헐적으로 이송시키는 컨베이어(15)와, 상기 컨베이어(15)의 양측에 각각 설치되는 Y-축 프레임(12)과, 이 Y-축 프레임(12)에 그 양단부가 지지되며, 제 1 이송 수단(18)에 의해 Y-축 프레임(12)을 따라 이송되는 X-축 프레임(11)과, 상기 X-축 프레임(11)에 설치되며 이를 따라 슬라이딩되는 헤드부(16)와, 상기 X-축 프레임(11)에 지지되며 상기 헤드부(16)를 이송시키는 제 2 이송 수단(17)을 포함한다.

상기 제 1, 2 이송 수단(18, 17)은 통상적인 구동부(14, 13)를 갖는 볼 스크류가 사용된다. 즉 , 상기 두 프레임(11, 12)에는 외주면에 나사산이 형성된 X-축 볼 스크류(17)와 Y-축 볼 스크류(18)가 각각 구비되어 있다. 그리고 상기 헤드부(16)는 상기 X-축 프레임(11)에 축 방향으로 이동 가능하게 결합되는데, 상기 X-축 프레임(11)의 X-축 볼 스크류(17)를 따라 이동되도록 X-축 볼 스크류(17)의 나사산에 맞물리도록 된 가이드바(19)를 가진다.

이와 같이 구성된 칩 마운터(10)의 헤드부(16)는 상기 X-축 볼 스크류(17)를 회전 구동시키는 X-축 구동부(13)에 의하여 X-축 방향으로 일차원 운동을 한다. 그리고 상기 Y-축 프레임(12)은 X-축 프레임(11)의 양단을 지지하도록 설치되어 있으며, 상기 컨베이어(15)가 그 아랫면을 통과할 수 있도록 갠트리 마운팅 형식으로 되어 있다.

상술한 바와 같은 X-Y 갠트리 마운팅 형식은, 상기 헤드부(16)가 X-축을 따라 제 2 이송 수단인 볼 스크류의 회전으로 이송되고, 상기 X-축 프레임은 Y-축 방향으로 제 2 이송 수단에 의해 이송되므로 X-Y의 운동 이동 량이 많아 회로 기판에 대한 칩의 장착 시간 단축에 많은 제약이 있고, 작업 시간을 단축하는데 한계가 있다. 이를 극복하고자 회로 기판 두 매를 동시에 장착하거나, X-축에 여러 개의 헤드를 장착하거나, X-축에 별도의 두 개의 X-축을 실어 이동하거나, 또는 Y-축에 별도의 두 개의 X-축을 실어 이송하는 장치를 사용하는데, 이것은 두 개의 별도 X-축 프레임을 가지기 때문에 동일선상에 두 개의 별도 Y-축 이송 수단을 가지고 있어야 하고, 이로 인해 시스템 구동중 Y-축 간 충돌 발생 등의 제어가 매우 어렵고 장치의 크기가 매우 커지며 원가가 상승하는 문제점을 가진다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 부품을 흡착 및 실장 하는 헤드 조립체와 회로 기판을 가이드 하는 컨베이어가 동시에 이송되어 부품 실장 시간이 단축되는 칩 마운터를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 칩 마운터의 구조 중에서 X-Y 갠트리 마운팅 형식을 채용한 칩 마운터의 개략적인 평면도이며,

도 2는 본 발명에 따른 칩 마운터의 개략적인 평면도이다.

도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명

21.X-축 프레임 24.제 1 헤드 조립체

25.제 2 헤드 조립체 26.제 1 부품 공급부

27.제 2 부품 공급부 28.컨베이어

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 소정의 길이를 갖는 X-축 프레임과, 상기 X-축 프레임을 Y-축 방향으로 왕복 이송시키는 이송수단과, 상기 X-축 프레임의 전후 방향으로 각각 설치되는 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체와, 상기 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체를 각각 X-축 방향으로 구동시키는 구동 수단과, 상기 제 1, 2 헤드 조립체에 부품을 공급하는 제 1, 2 부품 공급부와, 상기 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체가 X-축 방향으로 구동될 때 회로 기판을 Y-축 방향으로 구동시키는 컨베이어 수단을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 컨베이어 수단은, 입구부, 출구부, 및 장착부로 분리되며, 상기 입구부 및 출구부로 고정되며, 상기 장착부는 Y-축 방향으로 이송한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2에는 본 발명에 따른 칩 마운터의 개략적인 평면도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 회로 기판(29)을 전, 후진시키는 컨베이어(28)와, 상기 컨베이어(28)의 상부에 소정의 길이를 갖는 X-축 프레임(21)과, 상기 X-축 프레임(21)을 Y-축 방향으로 왕복 이송시키는 이송 수단과, 상기 이송 수단을 구동시키는 구동 수단을 갖는 Y-축 프레임(22)과, 상기 X-축 프레임의 전후 방향으로 각각 설치되는 제 1 헤드 조립체(24) 및 제 2 헤드 조립체(25)와, 상기 제 1 헤드 조립체(24) 및 제 2 헤드 조립체(25)를 각각 X-축 방향으로 이송 및 구동시키는 이송 및 구동 수단으로 대별된다. 상기 이송 및 구동 수단은, 볼 스크류(Ball Screw)와 엘엠 가이드(LM Guide)의 조합으로 이루어지거나 통상적인 벨트와, 풀리 및 상기 풀리를 구동시키는 모우터(이상 미도시) 등으로 이루어진다. 그리고 상기 컨베이어(28) 전, 후에는 제 1, 2 헤드 조립체(24, 25)에 부품을 공급하는 제 1 부품 공급부(26)와 제 2 부품 공급부(27)가 각각 구비된다.

그리고 상기 제 1 헤드 조립체(24) 및 제 2 헤드 조립체(25)는, 상기 X-축 프레임(21)의 중심을 대칭으로 각각 별도의 두 개가 구비된 구동 헤드 조립체이다. 상기 제 1, 2 헤드 조립체(24, 25)에는 부품을 흡착 및 실장 하는 헤드가 적어도 세 개가 장착된 헤드 조립체이다. 또한, 상기 제 1, 2 헤드 조립체(24, 25)는 자체 구동할 수 있는 구동부가 장착되어 있다.

또한, 상기 컨베이어(28)는 입구부, 출구부, 및 장착부로 나누어진다. 상기 입구부 및 출구부는 고정되며, 상기 장착부는 Y-축 방향 즉, X-축 프레임의 이동방향 으로 이동한다. 그리고 상기 장착부가 Y-축 방향으로 이송될 수 있도록 하기 위한 이송 수단과, 이 이송 수단을 구동하는 구동 수단 (미도시)이 상기 장착부에 설치된다. 상기 이송 및 구동 수단은 볼 스크류 또는 이 볼 스크류와 엘엠 가이드(LM Guide)의 조합과, 통상적인 벨트와 풀리 및 상기 풀리를 구동시키는 모우터(이상 미도시)등으로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칩 마운터(20)의 제 1 헤드 조립체(24) 및 제 2 헤드 조립체(25)는, 제 1 헤드 조립체(24)가 제 1 부품 공급부(26) 또는 제 2 부품 공급부(27)로부터 부품을 흡착하기 위해 이송하는 동안, 제 2 헤드 조립체(25)는 컨베이어(28)의 상면에 있는 회로 기판(29)에 부품을 실장하기 위해 동시에 각각 이송한다.

이와 같은 작업이 가능하기 위해서는 상기 컨베이어(28) 위의 부품 실장위치는 칩 마운터(20)에서 상기 제 1 부품 공급부(26) 제 2 부품 공급부(27) 사이에서 중심에 위치하여야 하며, 상기 제 1 헤드 조립체(24) 및 제 2 헤드 조립체(25) 사이의 이동한 거리는 상기 제 1 부품 공급부(26) 및 제 2 부품 공급부(27)의 중심과의 거리가 동일하여야 한다.

그리고 상기 회로 기판(29)상의 Y-축 실장 위치는 가능한 한 동일한 위치가 되어야 한다. 부품을 실장하기 전에 상기 회로 기판(29)을 고정한 상기 컨베이어(28)의 장착부는 회로 기판(29)상의 부품 실장 지점의 Y-축 위치를 Y-축 실장 중심 위치로 이동하게 된다. 그리고 상기 X-축 프레임(21)의 전, 후 헤드 조립체가 부품의 흡착 및 실장을 하기 위하여 이송하는 동안, 컨베이어(28)의 장착부도 부품을 실장하기 위한 위치의 Y-축으로 동시에 이송하여 부품을 실장 한다. 따라서 X-축 및 Y-축의 이송이 동시에 이루어지므로 부품의 실장 시간을 현저히 단축시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 칩 마운터는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째; 하나의 X-축 프레임에 부품을 흡착 및 실장 하는 두 개의 구동 헤드 조립체를 구비하고도, 간단한 구조이므로 칩 마운터의 크기를 줄일 수 있다.

둘째; 칩 마운터 안에서 부품의 흡착 및 실장 하는 헤드 조립체와 회로 기판을 가이드 하는 컨베이어 수단의 장착부가 동시에 이송이 이루어지므로 부품을 실장 하는데 있어서, 작업 시간이 현저히 단축되는 이점이 있다.

셋째; 하나의 헤드 조립체가 부품 공급부에서 부품을 흡착하는 동안, 다른 하나의 헤드 조립체는 회로 기판 상에 다른 부품을 실장하므로서, 부품의 흡착 및 실장 공정이 동시에 발생하므로 부품을 실장 하는데 소요되는 시간을 현저하게 단축시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims (8)

1. 소정의 길이를 갖는 X-축 프레임과;

   상기 X-축 프레임을 Y-축 방향으로 왕복 이송시키는 이송 수단과;

   상기 X-축 프레임의 전후 방향으로 각각 설치되는 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체와;

   상기 제 1 헤드 조립체 및 제 2 헤드 조립체를 X-축 방향으로 구동시키는 구동 수단과;

   상기 제 1, 2 헤드 조립체에 부품을 공급하는 제 1 부품 공급부 및 제 2 부품 공급부와;

   상기 부품이 실장 되는 회로 기판을 Y-축 방향으로 구동시키는 컨베이어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송 수단은,

   상기 X-축 프레임의 일 측은 엘엠 가이드와, 구동 수단이 설치된 볼 스크류를 조합된 것이 설치되며, 또 다른 일 측은 엘엠 가이드가 설치된 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
3. 제1항에 있어서, 상기 제 1, 2 헤드 조립체는,

   부품을 흡착 및 실장 하는 헤드가 적어도 세 개가 구비된 헤드 조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
4. 제1항에 있어서, 상기 구동 수단은,

   구동 수단이 장착된 볼 스크류와 엘엠 가이드가 설치된 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
5. 제1항에 있어서, 상기 제 1, 2 헤드 조립체는,

   상기 제 1, 2 헤드 조립체중 어느 하나의 헤드 조립체가 상기 제 1, 2 부품 공급부로부터 부품을 공급할 때, 또 다른 하나의 헤드 조립체는 부품을 실장 하는 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
6. 제1항에 있어서,

   상기 컨베이어 수단은, 입구부, 출구부, 및 장착부로 분리되는 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
7. 제6항에 있어서,

   상기 입구부 및 출구부는 고정되며, 상기 장착부는 Y-축 방향으로 이송되며, 상기 장착부가 이송되기 위한 이송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 마운터.
8. 제7항에 있어서,

   상기 이송 수단은, 구동 수단을 구비한 볼 스크류와 엘엠 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 마운터.