KR20010009437A

KR20010009437A - 표면실장기의 마운터 헤드

Info

Publication number: KR20010009437A
Application number: KR1019990027795A
Authority: KR
Inventors: 김효원
Original assignee: 정문술; 미래산업 주식회사
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2001-02-05
Also published as: KR100399020B1

Abstract

본 발명은 각종 칩을 비롯한 표면실장부품을 인쇄회로기판( PCB ; PRINTED CIRCUIT BOARD)상에 장착하는 표면실장기에 있어서 인쇄회로기판에 실장부품을 실장할 때 Z축 방향으로의 직진성을 부여하고 장치를 간단하게 구성할 수 있는 표면실장기의 마운터 헤드에 관한 것이다.

본 발명은 각종 칩을 흡착하여 인쇄회로기판에 실장하기 위한 마운터 헤드에 있어서, 헤드 플레이트의 상부 일측에 설치된 R축 구동모터와; 상기 R축 구동모터에 의해 회전되도록 설치된 다수의 노즐 샤프트와; 상기 노즐 샤프트가 상하로 이동할 때 일직선으로 움직일 수 있도록 안내하기 위한 샤프트 가이드와; 상기 헤드 플레이트의 하부 일측에 설치되어 노즐 샤프트를 상하로 구동하기 위해 각각 대응 설치된 다수의 Z축 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

표면실장기의 마운터 헤드{Mounter Head of Surface Mounting Apparatus}

본 발명은 각종 칩을 비롯한 표면실장부품을 인쇄회로기판( PCB ; PRINTED CIRCUIT BOARD)상에 장착하는 표면실장기에 있어서 반도체 디바이스 및 각종 전자부품을 인쇄회로기판에 정확하게 실장할 수 있도록 하기 위한 표면실장기의 마운터 헤드에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 인쇄회로기판에 실장부품을 실장할 때 Z축 방향으로의 직진성을 부여하고 장치를 간단하게 구성할 수 있는 표면실장기의 마운터 헤드에 관한 것이다.

최근의 전기, 전자제품의 개발에 있어서 그 추세는 전자부품의 고밀도화, 소형화, 다양화로 들어서고 있으며, 그 개발은 갈수록 치열해지고 있다.

특히, 전기,전자부품에 사용되는 인쇄회로기판(PCB ; Printed Circuit Board)의 조립생산에 표면실장기를 이용한 표면실장기술(SMT ; Surface Mounting Technology)은 날이 갈수록 가속화되고 있는 실정이다.

표면실장기는 표면실장부품(SMD ; Surface Mounting device)을 인쇄회로기판에 실장하는 표면실장 조립장비의 핵심장비로서 각종 표면실장부품을 부품공급기로부터 공급받아 인쇄회로기판의 실장위치까지 이송시킨 다음 인쇄회로기판상에 실장하는 장비이다.

종류로는 그 기능에 따라 고속기와 범용기로 대별되는데, 고속기는 단시간내에 많은 부품을 조립할 수 있도록 구성되어 있으므로 실장속도가 빨라 대량생산에 적합한 장점을 갖는 반면, 실장정밀도가 떨어진다는 단점이 있고, 범용기는 다양한 부품의 실장에 적합하도록 구성되어 있으므로 실장정밀도가 높고 다양한 부품의 실장이 가능하여 다품종 중,소량 생산에 적합한 장점을 갖는 반면, 실장속도가 늦어 생산성이 떨어지는 단점을 갖는다.

표면실장기는 실장부품을 공급하는 부품 공급부와, 작업위치를 결정하는 X - Y 겐트리부와, 작업할 인쇄회로기판을 반송하는 컨베이어부와, 부품 공급부로부터 실장부품을 차례로 픽업하여 인쇄회로기판상에 실장하는 헤드부등으로 구성되어 있다.

일반적으로 표면실장기라 함은 각종 칩을 비롯한 전자부품을 인쇄회로기판(PCB ; PRINTED CIRCUIT BOARD)에 장착하는 장치를 말하며, 통칭 마운터(MOUNTER)라고도 한다.

상기 언급된 마운터의 구조를 좀 더 구체적으로 살펴보면 크게 몇 가지로 분류할 수 있다.

우선, 베이스 어세이와, 상기 베이스 어세이의 상부에 설치되어 인쇄회로기판을 이송시키기 위한 콘베이어부와, 상기 콘베이어부에 의해 이송되는 인쇄회로기판에 부품을 장착할 수 있도록 각종 칩 또는 표면실장부품을 공급하기 위한 부품 공급부와, 상기 부픔 공급부부에 의해 공급되는 각각의 디바이스를 장착하는 마운터 헤드 어세이와, 상기 마운터 헤드 어세이에 의해 장착되어 각종 디바이스가 정확하게 장착될 수 있도록 부품을 인식하여 보정하기 위한 비전부와, 상기 비전부와 마운터 헤드 어세이가 설치되어 테이블에 의해 위치를 잡아주기 위한 X-Y 겐트리부 등으로 구성되어 있다.

상기 마운터 헤드 어세이는 마운터 헤드와, 마운터 헤드를 구동시키는 구동모터와, 부품을 직접적으로 흡착하는 석션노즐(Suction Nozzle)과, 흡착된 부품을 고정시키기 위한 노즐 척과, 상기 노즐을 교환하기 위한 노즐교환장치등으로 구성된다.

이때, 상기 마운터 헤드는 노즐에 의해 흡착된 부품의 회전각도를 360도 조절하도록 이루어지는 R축과 부품을 흡착하기 위한 노즐을 상하 동작시키기 위한 Z축으로 움직이도록 설치되어 있다.

그리고, 상기 마운터 헤드의 360도 회전하는 노즐 샤프트는 다수의 구동모터에 의해 각각의 노즐 샤프트를 회전시키고 Z축으로의 상하동작을 하기 위한 노즐 샤프트는 다수의 구동모터에 의해 각각 동작되도록 설치되어 피니언과 래크에 의해 움직이도록 설치되어 있다.

그러므로, 상기와 같은 종래의 마운터 헤드는 노즐 샤프트를 R축으로 움직이도록 동작시키는 다수의 구동모터가 설치되어 있고, 상기 구동모터를 각각의 노즐 샤프트와 벨트로 연결한 후 R축을 회전시켰다.

그러나, 구동모터에 연결된 제 1노즐 샤프트에서는 구동모터에 의한 회전각도가 비교적 정확하게 전달되었으나 제 2 노즐을 비롯하여 제 3 노즐, 또는 제 4 노즐에 이르게 되면 벨트의 미끄러짐과 벨트가 연결된 노즐간의 거리에서 발생하는 길이에 의한 백 래시 등으로 인하여 회전각의 오차가 발생하는 문제점이 있었고, 노즐 샤프트가 상하방향으로 이동할 때 미세한 각도의 오차가 발생하여 소자의 중심을 정확하게 픽킹하지 못하는 단점이 있었으며, 다수의 볼을 이용하여 직진성을 부여하였으나 구조가 복잡해지고 장비의 크기가 커지는 문제점이 있었다.

따라서, R축의 정밀한 제어가 이루어지지 않으므로 실장부품을 실장할 때, 정확하게 흡착하지 못하므로 정확한 실장이 이루어지지 않는 단점이 있었고, 그로인하여 장착성이 저하되어 제품의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 노즐 샤프트의 R축을 회전시키는 구동모터를 한 개를 사용하여 3단으로 형성된 노즐 샤프트를 동작시킴으로써 구조가 간단하고 정밀제어를 할 수 있도록 하기 위한 표면실장기의 마운터 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 표면실장기의 마운터 헤드의 구조를 보여주는 사시도,

도 2는 본 발명의 표면실장기의 마운터 헤드의 일부 구조를 보여주는 사시도,

도 3은 본 발명의 샤프트 가이드의 분해사시도,

도 4는 본 발명의 샤프트 가이드의 조립 사시도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

10 : 헤드 플레이트 12 : 서포트 플레이트

14 : 모터 고정 플레이트 16 : 엔코더

18 : R축 구동모터 20 : 상부 가이드 플레이트

22 : 하부 가이드 플레이트 24 : 샤프트 고정 블록

26 : 노즐 샤프트 28 : 샤프트 가이드

30 : 장공 32 : 헤드 블록

34 : 하부 보조 플레이트 36 : Z축 구동 모터

38 : 스프링 40 : 노즐

42 : 흡착패드 44 : R축 구동모터 고정블록

46 : R축 구동모터 플레이트 48 : 베어링

50 : 플랜지 52 : 고정수단

54 : 고정 너트

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 각종 칩을 흡착하여 인쇄회로기판에 실장하기 위한 마운터 헤드에 있어서, 헤드 플레이트의 상부 일측에 설치된 R축 구동모터와; 상기 R축 구동모터에 의해 회전되도록 설치된 다수의 노즐 샤프트와; 상기 노즐 샤프트가 상하로 이동할 때 일직선으로 움직일 수 있도록 안내하기 위한 샤프트 가이드와; 상기 헤드 플레이트의 하부 일측에 설치되어 노즐 샤프트를 상하로 구동하기 위해 각각 대응 설치된 다수의 Z축 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장기의 마운터 헤드를 제공한다.

상기 샤프트 가이드에는 상기 노즐 샤프트를 일직선으로 움직이도록 안내하기 위한 장공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

(실시예)

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 표면실장기의 마운터 헤드를 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 1은 본 발명의 표면실장기의 마운터 헤드의 구조를 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 표면실장기의 마운터 헤드의 일부 구조를 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 샤프트 가이드의 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 샤프트 가이드의 조립 사시도이다.

먼저 본 발명의 구성을 크게 나누어 보면, 각종 칩을 흡착하여 인쇄회로기판에 실장하기 위한 마운터 헤드에 있어서 헤드 플레이트(10)의 상부 일측에 설치된 R축 구동모터(18)와, 상기 R축 구동모터(18)에 의해 회전되도록 설치된 다수의 노즐 샤프트(40)와, 상기 노즐 샤프트(40)가 상하로 이동할 때 일직선으로 움직일 수 있도록 안내하기 위한 샤프트 가이드(28)와, 상기 헤드 플레이트(10)의 하부 일측에 설치되어 노즐 샤프트(40)를 상하로 구동하기 위해 각각 대응 설치된 다수의 Z축 구동모터(36)로 구성되고, 상기 샤프트 가이드(28)에는 상기 노즐 샤프트(40)를 일직선으로 움직이도록 안내하기 위한 장공(30)이 형성되어 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 수직하게 설치된 헤드 플레이트(10)의 상부 뒤쪽으로 모터 고정 플레이트(14)가 고정되고, R축 구동모터(18)가 상기 고정 플레이트(14)의 내측에 삽입되어 고정되어 있으며, 이때 상기 R축 구동모터(18)는 R축 구동모터 고정블록(도시안됨)에 고정되어 있다.

그리고, 상기 헤드 플레이트(10)의 상부 앞쪽에 고정된 서포트 플레이트(12)에는 상기 R축의 회전을 감지하여 노즐 샤프트를 회전시키기 다수의 엔코더(16)가 수평하게 설치되어 있으며, 상기 엔코더(16)의 하부에는 상부 가이드 플레이트(20)와 하부 가이드 플레이트(22)와 샤프트 고정블록(24)이 일정 간격으로 떨어져서 헤드 플레이트(10)의 전부에 고정되어 있고, 노즐 샤프트(26)이 상기 상부 가이드 플레이트(20)와 하부 가이드 플레이트(22)와 샤프트 고정블록(24)을 연속적으로 통하도록 설치되어 있다.

또한, 상기 헤드 플레이트(10)의 하단부 앞쪽으로는 헤드 블록(32)이 설치되어 있고, 그 하부에는 하부 보조 플레이트(34)가 고정되어 있으며, 노즐 샤프트(26)가 관통하여 설치되어 있고, 상기 노즐 샤프트(26)의 하단부에는 노즐(40)과 흡착패드(42)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 헤드 플레이트(10)의 후부에는 다수의 Z축 구동모터(36)가 설치되어 상기 노즐 샤프트(26)를 상하로 이동시킨다.

한편, 상기 노즐 샤프트(26)의 중단부에는 장공(30)이 세로로 형성된 샤프트 가이드(28)가 각각의 노즐 샤프트(26)에 끼움 결합되어 있고, 상기 노즐 샤프트(26)가 Z축 구동모터(36)에 의해 상하로 이동할 때 가이드 역할을 하여 직진성을 부여하게 된다.

상기와 같이 노즐 샤프트(26)가 샤프트 가이드(28)의 장공(30)을 따라 이동하게 되면, 노즐 샤프트(26)의 최고 상승높이와 최하높이에 이르는 스트로크의 이동시 오차를 줄여주게 되어 인쇄회로기판에 부품을 실장할 경우 정밀성을 유지할 수 있게 된다.

도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명을 설명하여 보면, 노즐 샤프트(26)의 일단부에 고정수단(52)이 끼움 설치되고, 고정수단(52)의 하단부에 고정너트(54)가 체결되어 흔들리지 않도록 고정시키게 된다. 그리고, 상기 노즐 샤프트(26)의 상단에는 적어도 하나 이상의 베어링(48)을 삽입하여 원할한 회전이 이루어지도록 설치하고, 그 하단에도 베어링(48)을 설치하여 상기 베어링(48)과 연결되는 부분에는 각각의 플랜지(50)를 설치한다.

또한, 상기 노즐 샤프트(26)에는 장공(30)이 길게 형성된 샤프트 가이드(28)를 끼움 설치하고 상기 고정수단(52)이 상기 장공(30)에 결합되어 상하로 움직이도록 설치한다.

상기와 같이 구성된 표면실장기의 마운터 헤드는 노즐 샤프트(26)를 360도 회전시키는 R축 구동모터(18)를 한 개 사용함으로써 마운터 헤드의 구조를 간단하게 하고 장치를 단순화시킬 수 있게 된다.

그리고, 상기 Z축 구동모터(36)에 의해 상하동작하는 노즐 샤프트(26)가 샤프트 가이드(28)의 장공(30)을 따라 상하로 이동하면서 일직선으로 이동함으로써 직진성이 우수해지고, 인쇄회로기판에 부품 실장시 정확성이 향상되어 제품의 신뢰성을 향상시키게 된다.

이상에서와 같은 본 발명의 표면실장기의 마운터 헤드는 전자부품의 인쇄회로기판 실장시 노즐 샤프트를 수직선상에서 이동할 수 있으므로 실장부품을 정확하게 흡착하거나 실장하여 제품의 신뢰성이 향상되는 이점이 있으며, 장치가 간단해지고 생산성이 향상되는 이점이 있다.

Claims

각종 칩을 흡착하여 인쇄회로기판에 실장하기 위한 마운터 헤드에 있어서,

헤드 플레이트의 상부 일측에 설치된 R축 구동모터와;

상기 R축 구동모터에 의해 회전되도록 설치된 다수의 노즐 샤프트와;

상기 노즐 샤프트가 상하로 이동할 때 일직선으로 움직일 수 있도록 안내하기 위한 샤프트 가이드와;

상기 헤드 플레이트의 하부 일측에 설치되어 노즐 샤프트를 상하로 구동하기 위해 각각 대응 설치된 다수의 Z축 구동모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면실장기의 마운터 헤드.
제 1항에 있어서, 상기 샤프트 가이드에는 상기 노즐 샤프트를 일직선으로 움직이도록 안내하기 위한 장공이 형성되는 것을 특징으로 하는 표면실장기의 마운터 헤드.