KR200213111Y1 - 표면실장부품 마운터용 진공 노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 표면실장부품 에 관한것으로서, 보다 상세하게는 일반적인 실장이나 탈착의 기능만을 단독으로 수행하는 SMD 마운터에 상기 SMD를 장착및 재장착, 탈착하기 위하여 진공 노즐에 흡착되거나 PCB에 실장되어 있는 , 상기 SMD와 PCB의 상호 접촉되는 순간의 힘을 감지하여 이를 그램 단위로 환산, 체크하여 셋팅된 이상의 하중을 제어하는 로드 셀(LOAD CELL)을 구비하여 상기 SMD를 PCB에 장착및 재장착, 탈착의 기능을 수행하는데 있어서, 최근에 흔히 사용되고 있는 CSP, BGA, μ-BGA 등의 초정밀 반도체칩을 아무런 손상없이 실장및 재실장, 탈착되게 하고, 상기 SMD를 가열하는 핫 에어와 PCB의 하면을 가열하는 바텀히터가 셋팅된 온도이상으로 가열하는 경우 상기 셋팅된 온도이상의 가열을 감지, 제어하는 온도센서를 진공 노즐의 내부 중앙에 구비하여 상기 가열된 SMD의 상면 중앙에 온도를 정확히 측정하여 가열의 지속이나 정지를 하는 것이다.

Description

표면실장부품 마운터용 진공 노즐{VACUUM NUZZLEE OF SURFACE MOUNTING DEVICE MOUNTER}

본 고안은 표면실장부품(SMD; SURFACE MOUNTING DEVICE)의 마운터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 극소형의 전자부품으로 반도체 칩(CHIP)인 CSP(CHIP SCALE PACKAGE), BGA(BALL GRAY ARRAY), μ-BGA(μ-BALL GRAY ARRAY)등을 장착 (PLACEMENT), 재장착(REFLOW), 탈착(REWORK)의 작업을 한 대의 기계로 다양하게 수 행하는 표면실장부품 마운터용 진공 노즐에 관한 것이다.

최근에 들어 전자공학의 급속한 발전에 따라 전기, 전자제품의 소형화 추세는 전자부품의 고밀도화, 초 소형화, 다양화를 유도하고 있는 실정이다.

이로 인하여, 상기 초 소형화, 다양화된 전자부품(표면실장부품;SURFACE MOUNTING DEVICE, 이하 SMD라 한다)을 인쇄회로기판(PRINTED CIRCUIT BOARD, 이하 PCB라 한다)에 실장하는 표면실장기술(SURFACE MOUNTING TECHNOLOGY, 이하 SMT라 한다)의 새로운 개발및 기능 향상을 가속화 하도록 압력을 받고 있는 것이다.

또한, 상기 SMT는 SMD의 소형화및 고집적화로 인한 장착 밀도의 향상과, 상기 PCB의 소형화로 인한 경비절감과, 리드(LEAD)와 배선 감소로 인한 전기적 특성의 향상과, 자동화 라인과의 결합으로 인한 생산성의 향상을 기대할 수 있는 것이다.

뿐만 아니라, 상기와 같은 작업을 수행하기 위한 장비가 바로 표면실장기 (SMD MOUNTER; 이하 SMD 마운터라 한다)인 것이다.

또한, 일반적으로 SMD 마운터의 구성은 상기의 SMD을 PCB에 공급하는 부품공급기(FEEDER)와, 상기 SMD의 작업위치를 결정하는 XY 이송부와, 상기 SMD을 흡착하기 위하여 공기를 공급하는 진공 파이프와, 상기 SMD을 흡착하기 위하여 공급된 공기를 진공으로 만드는 진공 노즐과, 상기 진공 파이프와 노즐을 일체로 구비하고, 상,하로 작동하는 헤드와, 상기 헤드에 의해 이동된 SMD의 방향을 확인하고, 체크한 후 교정하는 비젼(VISION)으로 크게 나누어 지는 것이다.

상기와 같이 구성된 일반적인 SMD 마운터의 작용은 상기 진공압이 형성된 상 기 노즐의 흡작으로 상기 SMD를 집어올리고, 집어올린 상기 SMD를 상기 비젼을 이용하여 방향을 확인한 후 XY 이송부의 구동에 의해 상기 PCB상의 실장위치까지 이동하게 된다.

이때, 상기 비젼에 의해 체크되어 얻어진 SMD의 방향값에 의해 실장하기 위한 방향으로 SMD의 위치를 고정한다.

또한, 상기 헤드가 실장위치에 까지 도달하면 상기 헤드는 하강하여 PCB상에 SMD를 실장하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 일반적인 SMD 마운터는 상기 헤드의 구동을 캠과 클러치를 사용한 레버 구조로서 액츄에이터등의 구동으로 인해서 최적의 거리가 아닌 상기 액츄에이터의 회전 각도등에 의해서 높이가 결정되어 상기 비젼을 통한 흡착 부품의 방향체크시 부품의 높이에 따라 부품의 하면과 PCB 표면과 비젼의 거리를 정확하게 체크를 하는데 상당히 많은 제약을 받아 다음과 같은 문제점이 발생되는 것이다.

첫째, 실장되는 부품과 상기 부품이 장착되는 PCB 표면과의 거리를 정확하게 측정하기가 곤란한 문제점과,

둘째, 상기 레버 구조의 구동으로 인하여 수동으로 부품이 장착된 노즐을 이동시켜야 하는 문제점과,

셋째, 상기 부품이 장착된 노즐을 PCB에 장착시 손끝의 감각과 눈으로 관찰함으로 인한 밀착의 불량성과,

네째, 상기 밀착을 하여 실장시 실장되는 부품의 상면과 하면, PCB의 하면과 의 온도의 차이로 인한 실장 상태의 불량성과,

다섯째, 상기 실장 작업시 발생하는 분진이나 매연을 취출할 수 없어 산재의 위험에 항시 노출되어 있는 문제점등이 발생하는 것이다.

따라서, 본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 SMD와 PCB 표면과의 거리를 본 고안에 따른 레이져 센서(LASER SENSOR)로 정확히 체크한 데이터를 본 고안에 따른 프로그램 콘트롤러 (PROGRAMMABLE LOGIC CONTROOLER; 이하 PLC라 한다)에 전송하여 취합한 후 상기 데이터를 헤드에 재 전송하여 상기 헤드에 장착된 구동부에 의하여 정밀한 이송을 하고, 상기 정밀하게 이송된 SMD를 장착되거나 탈착시 발생하는 물리적인 힘을 손등의 감각이나 육안에 의한 감지가 아닌 정밀하게 측정, 감지하는 로드셀(LOAD CELL)을 장착한 후 g단위로 설정되게 하여 정밀 부품에 전혀 손상없도록 하고, 실재 실장시 SMD 상면에 온도 센서를 접촉시켜 상기 SMD 상면과 PCB 표면의 온도를 동일하게 유지하게 하며, 실장시 발생하는 분진이나 매연을 취출하는 취출구와 커버를 따로 구비하여 산재의 발생을 예방하도록 하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1의 (가)는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 외관을 도시한 정면도이고, (나)는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 외관을 도시한 측면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 개략적 작업을 도시한 작업 상태도이다.

도 3은 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 부품 자동 장착를 도

시한 공정도이다.

도 4는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐에 적용되는 장착 및 탈착 작업의 세부 공정도이다.

도 5의 (가)는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 온도 센서가 적용된 노즐을 통해 핫 에어가 공급되는 것을 도시한 상태도이고, (나)는 종래 표면실장부품 마운터의 온도 센서와 노즐을 통해 핫 에어가 공급되는 것을 도시한 상태도이다.

도 6은 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 외관을 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10; 바닥 테이블 20; 중심축

30; 헤드 32; 서보 모터

34; 진공 파이프 36; 진공 노즐

38; 진공 비트 39; 로드 셀

40; SMD(표면실장부품) 42; PCB(인쇄회로기판)

50; XY 이송부 60; 비젼

70; 온도 센서 72; 탄성 부재

80; 레이져 센서 82; PLC

86; 모니터 88; 터치 판넬

상기와 같은 목적을 위한 본 고안은 표면실장부품 마운터용 진공 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 비젼의 측단에 장착되어 인쇄회로기판의 표면 높이와 표면실장부품의 표면 높이를 측정하는 레이져 센서와, 상기 레이져 센서에 의하여 측정된 상기 PCB의 상면높이와 SMD의 상면 높이를 전송받아 취합하고, 데이터화 하는 PLC(PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER)와, 상기 PLC로 전송되어 취합된 데이터의 출력을 받아 미세한 동작을 하는 서보 모터를 포함하여 구성되며, 상기 서보 모터의 구동력을 받아 작동되는 상기 헤드에 일체로 구비되는 상기 진공 파이프는 원형의 내부를 관통하여 중앙에 수직으로 형성된 온도 센서를 구비한다.

또한, 상기 SMD을 흡착하는 진공 노즐의 상단에 형성되고, 상기 SMD을 PCB에 장착시 상호 접촉되는 순간의 힘을 감지하여 이를 그램단위로 환산, 체크하여 셋팅된 이상의 하중을 제어하는 로드셀(LOAD CELL)을 구비한다.

이상에서와 같은 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하기로 한다.

도 1의 (가)는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 외관을 도시한 정면도이고, (나)는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 외관을 도시한 측면도이다.

도 2는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 개략적 작업을 도시한 작업 상태도이다.

도 3은 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 부품 자동 장착를 도시한 공정도이다.

도 4는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐에 적용되는 장착 및 탈착 작업의 세부 공정도이다.

도 5의 (가)는 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐의 온도 센서가 적용된 노즐을 통해 핫 에어가 공급되는 것을 도시한 상태도이고, (나)는 종래 표면실장부품 마운터의 온도 센서와 노즐을 통해 핫 에어가 공급되는 것을 도시한 상태도이다.

도 6은 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐를 수납하는 케이스를 도시한 사시도이다.

먼저, 도 1내지 도 2에 의해서 본 고안의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 하단에 설치되어 본 고안에 따른 각종 장치등을 올려놓고 지지하는 장방형의 바닥테이블(10)이 구비된다.

또한, 상기 바닥테이블(10)의 상면의 일단에 구비되고, 상기 바닥테이블(10)과 수직으로 형성된 중심축(20)이 구비된다.

이와 더불어, 상기 중심축(20)의 전면에 구비되고, 상기 중심축(20)의 상단 및 하단으로 이동이 가능한 헤드(30)가 구비되는 것이다.

또한, 상기 헤드(30)의 후면과 상기 중심축의 전면은 상호 가이드되어 볼 스크류등의 이송장치등에 의하여 정밀하게 가이드되어 작동하는 것이다.

뿐만 아니라, 상기 헤드(30)의 상측에는 서보 모터(32)가 구비되어 상기 헤드(30)의 상,하 이동을 하는데 있어서 신속하고, 정확한 동작을 하는 동력을 제공하는 것이다.

또한, 상기 서보 모터(32)는 고속응답, 고정밀도, 고신뢰성으로 서보 모터 (32)의 파워레이트 밀도(단위중량당 단위시간의 출력; KW/SEC/KG)가 큰 것이다.

즉, 상기 서보 모터(32) 자신도 부하가 되기 때문에 될 수 있는 한 가볍고 순간에 큰 출력을 낼 수 있는 것이다.

이러한, 상기의 서보 모터(32)는 도 2에 도시한 바와같이 프로그램 콘트롤러인 PLC(40)의 제어를 받아 동작을 하는 것이다.

또한, 상기 헤드(30)의 내부에 수직으로 형성된 진공 파이프(34)가 구비되고, 상기 진공 파이프(34)의 하단에는 진공 노즐(36)이 구비되며, 상기 진공 노즐 (36)에는 진공 비트(38)가 구비되어 상기 진공 노즐(36)에서 형성된 진공압에 의해서 SMD가 상기 진공 비트(38)에 흡착되는 것이다.

뿐만 아니라, 상기 진공 파이프(34)의 상단에는 로드 셀(LOAD CELL)(39)이 구비되어 상기 진공 비트(38)에 걸린 부하를 미세하게 인식하여 순간적인 응답을 보내는 것이다.

이와 더불어, 상기 진공 파이프(34)의 내부 중앙에 역시, 수직으로 형성된 온도 센서(70)가 구비되어 상기 진공 비트(38)에 흡착된 SMD(40)의 상면(40a) 중앙에 맞닿아 상기 SMD(40)의 온도를 정확하게 측정할 수가 있는 것이다.

또한, 상기와 같이 상기 진공 비트(38)에 흡착된 상기 SMD(40)와 상기 PCB(42)가 맞닿을 경우 발생하는 미세한 충격에도 견딜 수 있는 탄성 부재(72)를 상기 온도 센서(70)의 상단에 구비된다.

또한, 상기 바닥테이블(10)의 상면에 상기 중심축(20)과 동일면상에 구비되고, 상기 중심축(20)의 전면에 가로 방향으로 형성된 XY 이송부(50)가 설치된다.

이와 더불어, 상기 XY 이송부(50)는 PCB(42)를 상측에 올려놓고 고정, 지지 하는 것이다.

또한, 상기 중심축(20)의 측단에 구비되어 중앙방향으로 작동하는 비젼 (DUAL SIGHT VISION CAMERA SYSTEM)(60)이 구비된다.

이러한, 상기의 비젼(60)은 상기 XY 이송부(50)에 지지되고 있는 상기 PCB (42)의 영상을 생성하고, 실장되어질 상기 SMD(40)의 정확한 위치보정과 교정을 영상에 투영하여 교시(TEACHING)하는 것이다.

뿐만 아니라, 상기 비젼(60)의 측면에는 레이져 센서(80)가 구비되어 SMD (40)의 상면(40a)과 PCB(42)의 상면(42a)을 체킹하여 중앙연산장치인 PLC(82)에 전송하여 실장,탈착 작업시 정확한 거리에서 작업이 가능하도록 제어하는 것이다.

이렇게 하여, 상기와 같은 구성으로 인하여 SMD(40)실장 작업이 진행되는 것이고, 상기와 같은 작업 진행과 상기 구성상의 미진한 부분을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도2 내지 도 3및 에서 본 고안의 특징 중의 하나인 장착(SOLDERING)및 탈착(REWORK)작업을 프로우 차트 및 구성 공정도에 의해서 설명한다.

기본적으로 상기에서 설명한 바와같이 상기 레이져 센서(80)에 의해서 작업이 수행되는 SMD(40)의 기본위치의 값을 측정하고, 상기 진공 노즐(36)에 진공압을 발생시켜, 상기 SMD(40)를 진공 비트(38)에 흡착시킨다(90).

또한, 상기 측정된 값을 PLC(86)에 전송하여 상기 위치를 기억시킨다(91).

상기에서 측정한 값이 장착 공정이면 작업 높이를 상기 레이져 센서(80)에 의해 측정하고(93), 그 위치를 PLC(86)에 전송시켜 기억시킨 후(94) 확대 및 축소 가 가능한 비젼(60)으로 장착이 되어질 PCB(42)면을 관찰한다(95).

또한, 상기 PCB(42)의 상면(84)을 관찰(95)한 후 상기 SMD(40)의 하면(40b)을 관찰한다(96).

이때, 상기 기준 위치를 기억시킨 후 Z축으로 미세 수동조절 장치(이하 JOG라 한다.)를 이용하여 이동한다.

이렇게 하여, 상기와 같은 작업이 완료된 비젼(60)은 수납위치로 재 이동을하여 수납되고(97), 정지된다(98).

또한, 상기 SMD(40)가 흡착된 진공 비트(38)와 예비 가열을 위한 진공 노즐(36)을 포함하는 헤드(30)를 기동하기 위하여 서보 모타(32)를 ON시킨 후(99) 상기 예비 가열을 위한 1차 위치로 Z축을 이동(100)하고 정지(101)시킨다.

이와 더불어, 상기 XY 이송부(50)에 장착된 솔더 크림(SOLDER CREAM)이 도포된 상기 PCB(42)를 작업 위치로 이송을 한 후(102) 최종 작업위치 직전에는 저속으로 이송(103)하여 정지한다(104).

또한, 상기 이동 완료된 상기 PCB(42)의 하면(42b)을 본 고안의 기술상의 특징중의 하나인 바텀 히터(84)에 의해 예비 가열(106)을 하고 완료한다(107).

이렇게 하여, 상기와 같이 실장준비가 완료된 상기 PCB(42)에 Z축으로 상기 SMD(40)가 흡착된 진공 노즐(36)을 최종적으로 저속으로 하강시킨다(108).

또한, 상기 진공 비트(38)에 장착된 SMD(40)의 리드와 상기 PCB(42)의 상면 (42a)이 접촉시 본 고안에 적용된 로드 셀(39)은 상기 접촉되는 압력을 체크(109)하고, 셋팅된 '0'점 값에 도달하면 상기 PLC(82)에 전송하여 전송된 값을 역시 본 고안의 특징인 서보 모터(32)에 재 전송하여 가장 적절한 실장 위치에 까지 상기 흡착된 SMD(40)를 상승 및 하강하는 것이다(110).

아울러, 상기 로드 셀(39)은 미리, 장착의 기준이 되는 상기 SMD(40)와 상기 진공 비트(38)와의 허용압력을 '0'점 셋팅한 후 상기 XY 이송부(50)에 설치된 PCB(42)와의 접촉 후 압력을 체크하여 측정값과 설정값을 비교하여 상기 PLC(82)에 전송하여 미리 셋팅한 '0'점 값에 도달할때 까지 상승이나 하강하게 되고, 상기와 같이 상승이나 하강된 위치를 상기 서보 모터(32)에 기억시키는 것이다.

이렇게 하여, 상기와 같이 실장 위치까지 이송 완료된(110) 상기 SMD(40)를 실장하는 히팅을 하는 것이다(111).

또한, 상기와 같은 공정을 통해 상기 SMD(40)를 장착 하는 실장 작업이 완료 (112)된 후 상기 진공 노즐(36)의 진공상태는 종료되고, 상기 헤드(30)는 저속으로 다시 상승하여(113) 상기 작업 초기에 설정한 기준 위치값에 고속으로 복귀(118)하여 작업 완료가 되는 것이다(120).

그러나, 본 고안은 상기 장착의 공정 뿐만 아니라, 탈착의 공정까지 수행하는 특징이 있는 장비임으로 아래에서 탈착의 공정을 설명하기로 한다.

상기 SMD(40)가 장착된 PCB(42)를 작업 위치로 이송을 하여(102) 탈착작업을 수행하기 위한 작업을 상기 PCB(42)에 Z축으로 상기 진공 노즐(36)과 진공 비트 (28)를 구비한 상기 헤드(30)을 최종적으로 저속으로 하강시킨 후(108), 상기 진공 노즐(36)에 구비된 진공 비트(38)를 상기 장착된 상기 SMD(40)의 상면(40a)에 밀착한 후 탈착을 위한 히팅작업(111)이 완료된다.

또한, 상기 SMD(40)의 상면(40a)과 밀착되는 진공 비트(38)의 접촉 압력을 상기 장착 공정에서 상술한 바와 같이 미리 '0'점 셋팅을 한 비교값을 상기 PLC (82)에 전송하여 상기 '0'점 셋팅한 값에 상기헤드(30)가 정지하도록 한다(110).

뿐만 아니라, 상기 히팅작업(111)이 끝나 탈착된 상기 SMD(40)를 상기 헤드 (30)가 저속으로 미세하게 상승시킨 후(113), 미리 셋팅하여 놓은 상기 SMD(40)의 중량과 상기 흡착된 SMD(40)의 중량을 비교 측정하여 셋팅된 값에 도달 하였으면 (114) 상기 진공 비트(38)에 흡착된 SMD(40)는 상기 저속으로 미세하게 상승된 헤드(30)의 거리(113)만큼 자동으로 저속 강하한다(115).

또한, 상기의 작업을 시간으로 셋팅하여 상기 장비의 안정화에 기여하도록 한다(116).

이러한, 상기의 탈착 작업이 끝난 후 상기 헤드(30)는 다시 저속으로 상승하는 공정으로 복귀하여(113) 상승이 지속되고(117), 상기 헤드(30)의 기준값에 복귀하여(118) 작업이 완료되는 것이다(120).

상기에서 설명한 바와같이 본 고안에 따른 SMD(40)의 장착및 탈착을 상기에서 상술하였고, 아래에서는 본 고안에 따른 SMD(40)을 장착하는데 있어서 부품및 PCB 위치 변위의 측정과 온도 센서(70)와 로드 셀(39), 실장을 하는데 있어서 노즐을 통한 핫 에어의 공급등을 도 4및 도 2, 도 5내지 도 6에 의해서 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 픽업(PICK-UP)작업이 되는 PCB(42)및 SMD(40)의 픽업 셋팅을 하기 위한 변위를 측정한다.

이런한, 상기의 작업을 위하여 변위를 측정하기 위한 비젼(60)을 수납위치로 위치시킨다(200).

또한, 상기 PCB(42)를 XY 이송부(50)에 장착하고(201), 상기 비젼(60)의 수납위치를 재 확인한 후(202), 셋팅 시간을 ON한다(203).

상기 XY 이송부(50)에 장착된 PCB(42)의 실장될 현재의 위치를 '0'점 셋팅하여 상기 PLC(82)에 상기 '0'점 셋팅된 데이터 값을 입력한다(204).

상기 셋팅된 '0'점 셋팅된 데이터 값을 확인한다(205).

상기 픽업될 SMD(40)를 상기 비젼(60)의 측단에 있는 픽업테이블에 셋팅한다 (206).

상기 픽업테이블에 셋팅된 SMD(40)를 IC변위계로 모니터(86)상에서 셋팅한다 (207).

또한, 상기 셋팅된 SMD(40)의 변위계 수치를 상기 PLC(82)에 기억시킨 후 (208) 상기 비젼(60)을 상기 셋팅된 SMD(40)의 위치로 이동하고(209), 상기 셋팅된 SMD(40)의 위치를 비젼(60)으로 중간 센싱한다(210).

상기 중간 센싱된(210) 상기 테이블 위의 SMD(40) 위치를 재 확인한다(211).

또한, 상기와 같이 구비된 상기 테이블 위의 SMD(40)의 위치에 상기 SMD(40)를 흡착할 진공 노즐(36)을 원점 셋팅한다(212).

또한, 상기 원점 셋팅의 설정을 재 확인한다(213).

이로써, 상기와 같이 셋팅된 SMD(40)를 픽업하기 위하여 모니터(86)상에서 진공 노즐(36)이 장착된 헤드(30)의 작동 스위치를 ON하면(214) 상기 헤드(30)의 진공 노즐(36)이 상기 SMD(40)의 원점에 위치한 후(215), Z축으로 7000PPS의 속도로 고속 하강하여 상기 셋팅된 SMD(40)의 상면(40a)에서 2MM높게 이송 완료(216)되어 정지된다(217).

상기 2MM높게 이송 완료(216)된 상기 헤드(30)는 상기 진공 노즐(36)이 상기 SMD(40)의 상면(40a)과의 접촉시 하중을 더욱 정확히 측정되도록 측정되는 장치인 상기 로드 셀(39)이 안정되도록 적당한 시간의 여유를 셋팅한다(218).

상기 안정된 로드 셀(39)을 이용하여 측정하기 위하여 상기 로드 셀(39)을 '0'점 셋팅한 후(219) 다시 상기 로드 셀(39)이 안정되도록 적당한 시간의 여유를 셋팅한다(220).

상기 로드 셀(39)이 안정된 후(220), 상기 헤드(30)는 200PPS의 저속으로 하강하여(221) 상기 '0'점 셋팅된 상기 로드 셀(39)의 설정 값과 상기 SMD(40)의 상면(40a)과의 접촉시 하중을 비교하여 상기 PLC(82)에 전송한 후 '0'셋팅한 흡착 위치에 정지 시킨다(223).

또한, 상기 정지된 진공 노즐(36)에 상기 진공 파이프(34)에서 공급된 에어를 ON시키면(225) 상기 진공 노즐(36)에서 진공압을 만든 다음(226), 상기 진공 노즐(36)의 하단에 설치된 진공 비트(38)와 상기 SMD(40)의 상면(40a)이 흡착된 후 진공압을 안정시키기 위하여 여유 시간을 셋팅한다(227).

이리하여, 상기의 진공압을 셋팅한 후(227), 상기 SMD(40)를 흡착한 헤드 (30)를 Z축으로 저속 상승하고(228), 역시 상기 헤드(30)를 안정화 시키는 것이다 (229).

또한, 상기 원점 복귀하는 과정(230)을 거쳐 복귀 완료한 후(231) 상기 헤드 (30)가 정지한다(232).

이렇게 하여, 상기와 같은 공정을 통하여 실장되어질 상기 SMD(40)를 흡착, 고정 시킨뒤 Z축의 원점으로 이송한 후 상기 XY 테이블(50)에 장착된 PCB(38)및 상기 흡착된 SMD(40)를 비젼(60)을 통하여 교시(TEACHING)하는 것이다.

이러한, 상기 교시는 상기 비젼(60)을 교시 위치로 이동한 후(233) 본 고안을 수납하는 커버(300)의 전면 외측에 다양하게 형성된 교시 버튼을 선택한다 (234).

또한, 상기와 같은 교시는 먼저 상기 PCB(42)의 하면(下面)(42b)을 모니터 (86)를 통하여 보여준다(235).

상기와 같이, 상기 모니터(86)를 통해 보여지는 상기 PCB를 상기 모니터(86)상의 터치 판넬(88)을 통하여 줌(ZOOM), 포커스(FOCUS), 조도등을 조절하고(236), 상기 모니터(86)에 형성된 넥스트 버튼을 눌러(237) 상기 진공 비트(38)에 흡착되어 있는 상기 SMD(40)의 하면(40b)을 관찰한다(238).

또한, 상기와 같이 SMD(40)의 하면을 관찰한 후(238), 상기 서보 모터(32)를 Z축으로 미세하게 이송시켜 상기 SMD(40)의 하면(40b)을 모니터(86)상에 촛점을 맞추고(239) 상기 조정이 완료되면 역시 넥스트 버튼을 눌러 다음 동작으로 넘어간다 (240).

뿐만 아니라, 상기 SMD(40)의 하면(40b)및 PCB 상면(40a)을 동시에 상기 모니터(86)에 생성시킨 후(241), 화면의 밝기를 조정한다(242).

이렇게 하여, 상기 모니터(86)에 생성된 상기 SMD(40)의 하면(40a)및 PCB상면(40a)을 상기 이중화면(241)을 이용하여 X,Y의 변위와 상호 기울어진 각도를 정확하게 조정한 후(243), 상기 조정을 완료한다(244).

또한, 상기 조정이 완료된 후 자동으로 상기 SMD(40)와 PCB 상면(40a)이 정확히 일치되는 것을 확인한 후(245), 상기 비젼(60)을 수납 위치로 이동, 대기한다 (246).

이로써, 상기와 같이 상기 SMD(40)를 실장하기 위한 기본적인 작업을 끝내고 이래와 같은 공정을 통하여 본 고안에 따른 실장과 실장을 하는데 있어서 적정한 온도를 설정하는 공정을 아래와 같이 설명한다.

상기와 같이, 장착 준비가 완료된 상태에서 상기 모니터(86)에 표시된 런 버튼을 ON시키면(247) 상기 SMD(40)를 흡착한 진공 노즐(36)과 상기 진공 노즐(36)을 포함하고 있는 헤드(30)를 Z축으로 고속 하강한다(248).

또한, 상기 고속 하강은 70000PPS의 속도로 상기 PCB 상면(40a)에 장착준비를 하는 것이다.

이와 더불어, 상기 PCB 하면(42b)에 예열을 하기위한 예열 위치로 바텀 히터(84)를 이동한다(249).

또한, 상기 는 상기 예열의 효과적인 시행을 위하여 고밀도의 핫에어 노즐과 IR-세라믹 히터로 구비되어 상기 PCB(42)의 하면(42b)을 예열하는 갓이다.

또한, 상기 Z축으로 이동한 헤드(30)는 정지하는 것이다(250).

이로써, 예비 가열을 하기 위한 시간을 셋팅한 후(251), 작업 부품에 따른 온도를 셋팅과 제어의 준비를 마친다음 예비가열을 개시한다(252).

또한, 상기 예비가열을 개시한 후(252), 현재의 온도와 비교 확인을 하고 (253), 상기 예비가열은 상기 진공 노즐(36)을 통해 공급되는 핫 에어와 더불어 동시에 혹은 개별적으로 상기 바텀 히터(84)와 함께 예열하여 온도를 제어한다.

로드 셀(39)값을 '0'점 셋팅한 후(254), 확인(255)한다.

상기 확인 후(255), Z축을 하강 시킨다(256).

뿐만 아니라, 상기 로드 셀(39)을 장착 되어질 SMD(40)의 하중을 설정한 후 (257), 상기 Z축으로 하강하여(258) 상기 설정된 로드 셀(39)값을 체크하여 밀착한다.

또한, 도 5의 (가)에 도시한 바와같이 상기 진공 노즐(36)의 중앙부에 온도 센서 (70)를 수직으로 형성시켜 상기 Z축으로 하강하여(258) 밀착된 상기 SMD(40)의 상면(40a) 중앙부에 상기 온도 센서(70)의 하단 저면을 역시 밀착하여 상기 작업 부품에 따른셋팅된 온도(252)와 실제 온도를 비교 확인을 한다(259).

그러나, 도 5의 (나)에 도시한 바와같이 종래의 온도 센서(70)는 PCB (42)에 천공을 하여 상기 온도 센서(70)를 투입하여 온도를 체크하거나 상기 온도 센서(70)를 진공 노즐(36) 외부에 설치하여 온도를 체크하였다.

상기와 같은, 종래의 온도 센싱방법은 상기 측정하려는 PCB(42)를 측정 후 폐기하거나 상기 온도 센서(70)는 에폭시(EPOXY)를 이용하여 상기 온도 센서(70)를 고정함으로 인하여 상기 온도 센서(70)는 1회에 한하여만 사용할 수 없는 단점과 상기 실장되어질 SMD(40)의 열 쇼크(SHOCK)에 의한 불량발생이 현저히 높은 것이 다.

그러나, 본 고안에 따른 온도 센서(70)는 상기에서도 설명한 바와같이 진공 파이프(34)의 중앙에 투입하여 사용함으로 상기 PCB(42)나 온도 센서(70)의 파손이 전혀 없고, 상기 온도 센서(70)의 상단에 탄성 부재(72)를 장착하여 상기 온도 센서(70)를 상기 SMD(40)의 상면에 밀착 시킬 경우에도 상기 온도 센서(70)와의 밀착으로 인한 상기 SMD(40)의 파손과 역시 온도 센서(70)의 상단에 구비된 탄성 부재(72)의 텐션으로 인한 온도 센서(70)의 파손을 동시에 방지하며, 실제로 온도의 상승을 실시간으로 체크하므로서 완벽한 장착및 탈착을 할 수 있는 것이다.

이렇게 하여, 상기와 같이 비교 확인된(259) 가열 온도를 안정 시킨 후 (260), 가열을 정지하는 것이다(261).

또한, 설정된 온도와 현재 온도를 비교 확인하여 상기 SMD(40)와 PCB(42)의 온도가 150℃이하가 된 후(262), 진공발생기가 OFF되는 것이다(263).

상기와 같이 진공 상태가 해제된 후(263), 상기 SMD(40)와 PCB(42)를 냉각하는 냉각 공기를 공급한 다음(264) 냉각 공기를 공급하는 시간을 설정하는 것이다 (265).

상기 설정된 시간(265)이 끝나면 냉각 공기의 공급을 중단하고(266), Z축으로 원점 복귀명령이 전달되며(267), Z축은 상승하여(268) 원점에 복귀 완료된 후 (269) Z축은 정지되는 것이다(270).

이렇게 하여, 최종적으로 상기 SMD(40)와 PCB(42)와의 온도를 비교확인 하여 60℃이하가 되면(271) 모든 히터나 공기의 공급은 중단되어(272) 동작은 완료되는 것이다(273).

뿐만 아니라, 도 6에 도시한 바와같이 상기 본 고안인 표면실장부품 마운터용 진공 노즐를 수납하는 케이스(300)가 구비되어 상기 실장이나 탈착 작업시 발생하는 분진이나 매연등을 외부로 취출하는 취출구(310)를 구비하여 작업자를 산재의 위험에서 보호하는 기능을 하는 것이다.

상술한 바와같이, 본 고안에 따른 표면실장부품 마운터용 진공 노즐는 한대의 기계로 장착,재장착,탈착을 할 수 있고, 레이져 센서를 구비하여 작업 부품의 높이를 측정하여 수직으로의 정확한 이동이 가능하며, 미세한 하중에도 반응하는 로드 셀을 구비하여 실장시 부품과 접촉되는 PCB와의 가장 적절한 접촉을 설정하거나 장착되게하여 완벽한 실장이 되게하는 효과와 또한, 온도 센서를 구비하여 정확한 실장이되는 온도를 감지및 설정하여 역시 완벽한 실장이되도록 하는 효과가 있는 것이다.

뿐만 아니라, 동시에 혹은 개별적으로 예열이나 가열을 하는 히터를 구비하여 완벽한 실장에 더욱 눈부신 효과를 이루게하고, 장착이나 탈착 작업시 발생하는 분진등을 외부로 취출하게 하는 장치를 구비하여 작업자의 안전에도 더욱 효과적인 장비가 되게하는 것이다.

Claims (2)

1. 표면실장부품(SURFACE MOUNTING DEVICE;이하 SMD라 한다)(40)을 인쇄회로기판(PRINTED CIRCUIT BOARD; 이하 PCB라 한다)(42)에 공급하는 부품공급기(FEEDER)와, 상기 PCB(42)의 작업위치를 결정하는 XY 이송부(50)와, 상기 SMD(40)을 흡착하기 위하여 공기를 공급하는 진공 파이프(34)와, 상기 SMD(40)을 흡착하기 위하여 공급된 공기를 진공으로 만드는 진공 노즐(36)과, 상기 진공 파이프와 노즐(34,36)을 일체로 구비하고, 상, 하로 작동하는 헤드(30)와, 상기 SMD(40)의 방향을 확인하고, 체크한 후 교정하는 비젼(VISION)(60)과, 상기 비젼(60)에 의해서 체크, 교정된 데이터를 전송받아 취합한 후 출력하여 상기 헤드(30)의 하강과 실장을 위한 가열을 제어하는 PLC(82)를 구비하여, 상기 SMD(40)를 솔더링(SOLDERING)하는 SMD 마운터에 있어서,

   상기 진공 노즐(36)에 흡착된 상기 SMD(40)를 상기 XY 이송부(50)에 설치된상기 PCB(42)에 장착및 재장착시, 히터의 가열로 인하여 온도가 상승된 상기 SMD (40)의 상면() 중앙부에 상기 진공 노즐()의 내부 중앙에 수직으로 구비된 온도 센서()를 밀착시켜 상기 가열에 의한 상기 SMD(40) 온도의 상승및 하강을 측정하여 설정된 온도를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 표면실장부품 마운터용 진공 노즐.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 온도 센서()는 상기 SMD(40) 상면()에 밀착시 발생하는 압력에 의한 상기 SMD(40)와 상기 온도 센서()의 손상을 방지하기 위하여 상기 온도 센서()를 수납한 진공 노즐()의 상단에 탄성 부재()를 구비하는 것을 특징으로 하는 표면실장부품 마운터용 진공 노즐.