KR200283589Y1

KR200283589Y1 - 칩 마운트 장비에 사용되는 비젼 시스템을 구비한 카세트위치 교정장치

Info

Publication number: KR200283589Y1
Application number: KR2020020014332U
Authority: KR
Inventors: 이종진
Original assignee: 제이비옵틱스 주식회사
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2002-07-26

Abstract

본 고안은 X, Y, Z축에 대하여 3자유도가 가능한 광학 스테이지를 칩 카세트 상에 설치함으로써, 칩카세트에 칩테이프가 공급되는 위치 뿐만 아니라, 상기 칩카세트에서 칩마운터까지 이송되는 구간내에서 CCD 카메라를 통해 칩의 정렬상태를 수시로 감시하여 최적화한 상태로 칩을 공급할 수 있는 비젼 시스템을 구비한 칩 공급용 카세트 교정장치에 관한 것으로, 칩 테이프로부터 칩을 정렬하여 칩 마운터에 공급하는 카세트 교정장치에 있어서, 각 구성요소를 지지하는 선반; 상기 칩테이프가 감겨진 릴이 장착되며, 상기 칩테이프를 한 스텝씩 이송시켜 칩 마운터에 공급하는 카세트; 상기 카세트의 측면에 위치하여, 칩 카세트가 반복적으로 일정하게 작동하여 한 스텝씩 이동되도록 스트로크(stroke)를 가하는 스트로크 부재; 상기 카세트의 일측에 설치되어 그를 통해 이송되는 반도체 칩의 정렬상태를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 3축 방향으로 위치조정이 가능한 카메라 어셈블리; 및 상기 카메라 어셈블리에서 촬영된 화상을 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이하는 모니터 부를 포함하는 비젼 시스템을 구비한 카세트 교정장치를 제공한다.

Description

칩 마운트 장비에 사용되는 비젼 시스템을 구비한 카세트 위치 교정장치 {APPRATUS OF CASSETTE ADJUSTMENT FOR CHIP MOUNTER HAVING VISION SYSTEM}

본 고안은 칩 마운터에 칩을 공급하는 칩 공급 카세트의 위치 교정장치에 관한 것으로, 특히, 칩이 이동하는 동안 정렬이 흐트러지는지 감지하는 비젼 시스템을 구비한 카세트 위치 교정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 표면실장 디바이스(surface mounted device : SMD) 칩을 인쇄회로기판 상에 장착하기 위하여, 칩 마운터를 사용한다. 이러한 칩의 크기는 매우 작아서 칩의 위치 및 자세를 정렬하는 기술은 매우 중요하다.

일반적인 칩 공급장치는 칩 마운터에 칩을 공급하기 위하여, 도1에 도시된 바와 같이, 반도체 칩(15)이 구비된 칩 테이프(30)를 사용한다. 상기 칩 테이프(30)는 칩(15)이 정렬되는 정렬홈(31)을 구비하고, 테이프(30)를 일정하게 칩 마운터에 공급하기 위해 일정한 간격으로 스텝홈(32)을 구비한다. 칩 공급장치는 스텝 모터에 의해 구동되며, 상기 스텝홈(32)에 대응하여 끼워지는 이를 갖는 기어를 이용하여 일정한 간격으로 테이프(30)를 칩 마운터에 공급한다.

상기 테이프(30)는 보호지(33)로 코팅되어 칩(15)을 보호하며, 상기 칩 마운터에 칩(15)이 공급되기 직전에, 상기 테이프(30)로부터 상기 보호지(33)이 분리된다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 칩 공급장치는 테이프의 정렬상태가 어긋나거나, 테이프 내에서 상기 칩이 올바르게 정렬되지 않은 경우 작업자가 직접눈으로 확인하여 교정하여야하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 고안은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, X, Y, Z축에 대하여 3자유도가 가능한 광학 스테이지를 칩카세트 위치에 설치함으로써, 칩카세트에 칩테이프가 공급되는 위치 뿐만 아니라, 상기 칩카세트에서 칩마운터까지 이송되는 구간내에서 CCD 카메라를 통해 칩의 정렬상태를 수시로 감시하여 최적화한 상태로 칩을 공급할 수 있는 비젼 시스템을 구비한 칩 공급용 카세트 교정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 고안은 칩 마운터에 칩이 도달하기 전에 위치가 틀어진 칩이 발견시 칩의 자세 및 위치를 정확하게 정렬한 후, 칩 마운터에 공급할 수 있는 비젼 시스템을 구비한 칩 공급용 카세트 교정장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

도1은 일반적인 칩 공급장치에 사용되는 칩 테이프를 도시한 사시도.

도2는 본 고안에 의한 비젼시스템을 구비한 카세트 교정장치의 일실시예 구성을 도시한 사시도.

도3는 본 고안의 스트로크 부재를 도시한 사시도.

도4은 본 고안의 카세트를 도시한 사시도.

도5은 본 고안의 3축방향으로 위치조절이 가능한 카메라 어셈블리를 도시한 사시도.

도6은 본 고안의 비젼시스템을 도시한 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 설명

30 : 칩 테이프 102 : 실린더

105 : 누름봉 108 : 가이드 블록

201 : 카메라 205 : 마이크로미터

501 : 스트로크 부재 502 : 카메라 어셈블리

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 칩 테이프로부터 칩을 정렬하여 칩 마운터에 공급하는 칩정렬 및 공급장치에 있어서, 각 구성요소를 지지하는 선반; 상기 칩테이프가 감겨진 릴이 장착되며, 상기 칩테이프를 한 스텝씩 이송시켜 칩 마운터에 공급하는 카셋트; 상기 카셋트의 측면에 위치하여, 칩공급수단이 반복적으로 일정하게 작동하여 한 스텝씩 이동되도록 스트로크(stroke)를 가하는 스트로크 부재; 상기 칩 공급수단의 일측에 설치되어 그를 통해 이송되는 반도체칩의 정렬상태를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 3축 방향으로 위치조정이 가능한 카메라 어셈블리; 및 상기 카메라 어셈블리에서 촬영된 화상을 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이하는 모니터 부를 포함하는 비젼 시스템을 구비한 카세트 교정장치를 제공한다.

이하 도2 내지 도6을 참조하여 본 고안에 따른 비젼시스템을 구비한 카세트 교정장치를 설명한다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 카세트 교정장치는 각 구성요소를 지지하는 선반(505)과; 상기 칩테이프(30)가 감겨진 릴이 장착되어 상기 칩테이프를 칩 마운터에 공급하는 카세트(507)와; 상기 카세트(507)의 측면에 위치하여, 카세트(507)가 반복적으로 일정하게 작동하도록 스트로크(stroke)를 가하는 스트로크 부재(501); 및 상기 카세트(507)에서 이동하는 반도체 칩(15)의 정렬상태를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있는 CCD 카메라를 구비한 카메라 어셈블리(502)로 구성되며, 작업자는 상기 CCD카메라에서 촬영된 칩의 정렬 상태가 디스플레이되는 모니터 부를 통해 작업자가 칩의 정렬 상태를 확인할 수 있다.

상기의 모니터 부는 도6에 도시된 바와 같이, "+"자 형태로 좌표를 나타내는 라인을 구비한 모니터(601); 및 모니터의 X라인을 움직이는 X라인 스위치(603), Y라인을 움직이는 Y라인 스위치(604) 및 XY라인을 동시에 움직이는 LUM(line utiliztion monitor) 스위치(605)를 구비한 라인 발생기(606)로 구성된다.

도2에 도시된 바와 같이, 상기 스트로크 부재(501)는 상기 선반(505)으로부터 수직한 방향으로 세워지고 스트로킹 가이드(104)를 구비한 서포트 브라켓(101)과; 상기 서포트 브라켓(101)에 고정되고, 수직 왕복운동의 구동원이 되는 소형 실린더(102)와; 상기 실린더(102) 상측으로 연결되어 실린더(102)의 구동에 따라 상하로 왕복운동을 하는 실린더 로드(109)와; 상기 실린더 로드(109)와 연결되어 상기 실린더(102)의 구동에 따라 상하로 반복적인 스트로크(stroke)를 가하고, 상기 서포트 브라켓(101)의 스트로킹 가이드(104)의 홈에 끼워지는 가이드 부재(108)를 구비하는 스트로킹 블록(107)과; 상기 실린더(102)의 구동에 의해 구동되는 실린더 로드(109)의 동축도를 조정해주는 편심 조정용 조인트(103); 및 카셋트(507)의 스텝레버(이하설명)가 이탈되지 않도록 링(106)을 구비하고, 상기 스트로킹 블록(107)의 양측으로 돌출되며, 상기 스트로킹 블록(107)이 상하운동에 따라 구동되는 누름봉(105)으로 구성된다.

도4에 도시된 바와 같이, 상기 카세트(507)는 칩 테이프(30)를 릴 형태로 감아 적재하는 제1원판(301)과; 상기 제1원판(301)으로부터 인출된 칩 테이프(30)가 적절한 장력을 갖고 공급되도록, 인장스프링(314)을 구비하며, 절곡된 형상을 갖는 척킹 레버(chucking lever)(302)와; 일측면에 상기 테이프(30)로부터 보호비닐(33)이 박리되도록 하기 위한 박리핀(303a)이 구비되며, 선반에 수직 방향으로 장착된 보호비닐 분리 플레이트(303)와; 상기 칩테이프(30)로부터 분리된 보호비닐을 감아 회수하는 제2원판(304)이 구비된 수직 플레이트(305)와; 상기 수직 플레이트(305)에 핀 결합되며, 상기 스트로크 부재(501)의 승강구동에 의해 누름봉(105)에 눌려 소정 각도만큼 한 클릭씩 하측으로 회전하는 스텝레버(307)와; 상기 수직 플레이트(305)에 일측이 고정되며, 스텝레버(307)에 타측이 고정되어 상기누름봉(105)이 상측으로 이동할 경우 스텝레버(307)에 원위치 복원력을 제공하는 스텝스프링(306)과; 상기 보호비닐이 벗겨진 칩테이프(30)를 칩 마운터(mounter)(미도시)로 공급하기 위한 칩 정렬부(312)와; 상기 칩 정렬부(312)의 하부에 장착되며, 상기 칩테이프(30)의 스텝홈(32)에 끼워져 그를 외부로 배출하기 위한 배출기어(311)와; 일측은 상기 스텝레버(307)에 연결되고, 타측은 상기 배출기어(311)에 연결되어 누름봉(105)에 의해 스텝레버(307)가 눌려질때마다, 칩테이프(30)를 스텝홈(32)의 간격에 해당하는 한 클릭씩 배출기어(311)를 회전시키는 제1 내지 제3 링크(308, 309, 310); 및 카셋트의 전후 하측에 하나씩 위치하여, 테이프의 정렬상태가 불량한 경우 카셋트 전체의 자세를 교정하는 카세트 위치조정용 나사(315a, 315b)로 구성된다.

상기 카세트(507)의 일측에 구비된 비젼시스템의 카메라 어셈블리(502)는 도5에 도시된 바와 같이, 칩 정렬부(312)상에 위치되어 그의 상부에서 이송되는 칩테이프(30)의 정렬홈(31)에 위치된 칩의 정렬상태를 촬영하여 모니터(601)에 화상정보를 출력하는 CCD카메라(201); 상기 카메라(201)를 지지하는 카메라 지지대(202); 및 상기 카메라(201)의 위치를 조정할 수 있는 X, Y, Z축에 대하여 3자유도가 가능한 X, Y, Z축 광학스테이지(206a, 206b 206c)와; 상기 카메라(201) 및 카메라 지지대(202)를 지지하는 받침대(207)로 구성된다.

여기서, 상기 X, Y, Z축 광학스테이지(206a, 206b 206c)는 상기 카메라(201)의 촬영하는 방향을 z축으로 하고, 상기 칩테이프(30)의 진행방향을 y축으로 하며, 상기 y축 및 z축에 모두 직교하는 방향을 x축으로 하였을 때, 상기 카메라(201)의위치를 x, y, z축 방향으로 미세이동시켜 조정하기 위하여, 각 축 방향으로 상기 카메라(201)를 이동시킬 수 있도록 x축 마이크로미터(205b), y축 마이크로미터(205b) 및 z축 마이크로미터(205c)를 포함한다. 상기 마이크로미터는 10㎛단위의 위치조정이 가능하기 때문에, 각 마이크로미터(205a, 205b, 205c)를 이용하여 상기 카메라(201)의 위치를 미세하게 조정할 수 있어서, 칩의 정렬상태를 정밀하게 체크할 수 있으며, 상기 카셋트 위치 조정용 나사(315a, 315b)를 조정하여 카세트의 위치를 교정하는 경우 정밀한 작업을 수행하게 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 칩 정렬 및 공급장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

정해진 간격으로 칩(15)을 정렬하고 보호비닐(33)로 코팅한 칩 테이프(30)를 제1원판(301)에 장착한 후, 상기 보호비닐(33)을 칩 테이프(30)로부터 분리시켜 상기 제2원판(304)에 감기도록 하고, 보호비닐(33)이 벗겨진 칩테이프(30)의 스텝홈은 상기 정렬카세트(312)를 거쳐 상기 배출기어(311)의 치(齒)에 끼워지도록 하며, 이후, 상기 척킹레버(302)를 이용하여 상기 칩테이프(30)가 소정위치를 이탈하지 않도록 고정한다. 이때, 상기 모니터 부의 모니터 전원(607) 및 라인 발생기 전원(602)을 켜면 상기 칩 정렬부(312)가 CCD 카메라(201)에 의해 촬영되며, 그 상대적인 좌표를 알 수 있고, 칩의 정렬상태를 확인할 수 있다.

이후, 상대적인 좌표를 설정하기 위해, 상기 모니터(601)상에 디스플레이된 정렬 기준이 되는 직사각형의 칩(15)에 상기 라인 발생기(606)의 X라인 스위치(603)를 돌려 모니터 상의 X라인을 칩(15)의 외곽에 위치시킨다. 그리고, 상기 Y라인 스위치(604)을 돌려 모니터 상의 Y라인을 상기 칩(16)의 외곽에 위치시킨 후, 상기 LUM라인 스위치(605)를 돌려 X, Y라인을 동시에 움직여 상기 칩(15)의 외곽에 정밀하게 위치시킨다. 이후, 칩 공급이 이루어지면, 상기 카메라(201)는 계속하여 촬영을 하게 된다.

상기 실린더(102)의 구동에 따라 상기 스트로킹 블록(107)은 상하로 왕복운동을 하며, 이때 상기 스트로킹 블록(107)에 고정된 가이드 블록(108)은 상기 서포트 브라켓(101) 상의 가이드 홈(104)을 따라 운동하므로 상기 스트로킹 블록(107)이 이탈되지 않게 된다. 상기 스트로킹 블록(107)의 양쪽으로 돌출된 누름봉(105)은 상기 스트로킹 블록(107)의 운동과 함께 움직여 상하로 반복적인 스트로크를 상기 스탭레버(307)에 가한다. 이때, 상기 스텝 레버(307)와 각 링크(308, 309, 310)는 점선으로 나타낸 부분과 같이, 각각 반복적으로 회동 및 링크운동을 하여 배출기어(311)에 전달하며, 상기 배출기어(311)는 한번의 스트로크마다 한 스텝(상기 칩테이프(30)의 스텝홈(32)의 간격)씩 회전하게 되고, 상기 칩테이프(30)가 한 스텝만큼 전진하게 된다. 이때, 상기 카메라(201)에 촬영된 화면을 통하여 작업자는 칩의 정렬상태를 체크할 수 있으며, 칩의 정렬 상태가 불량인 경우 상기 스트로크 부재(501)의 구동을 멈춰 칩 공급을 멈춘 후, 상기 카셋트 위치 조정용 나사(315a, 315b)를 조이거나 풀어서 카세트(507)의 위치를 교정할 수 있다.

상기 칩 테이프(30)의 정렬 상태가 양호하여, 테이프(30)가 정렬부(312)를 지나는 순간 칩 마운터(미 도시)가 칩테이프(30)의 정렬홈(31)에 정렬되어 있던 칩(15)을 흡착한 후 이동시켜 전자소자 또는 전기회로기판 등에 상기 칩을 장착하게 된다.

상기 칩테이프(30)가 전진하는 동안 보호비닐(33)은 상기 분리 플레이트(303)로부터 분리되어 제2원판에 감겨지고, 상기 보호비닐이 분리된 테이프(30)는 분리 플레이트(303)의 전면을 지나 상기 칩 정렬부(312)를 거쳐 배출기어(311)에 의해 외부로 배출된다.

상기의 과정이 진행되는 동안 카메라(201)는 칩(15)의 정렬상태를 계속하여 촬영하며, 칩의 정렬상태가 양호하지 않은 경우에는 상기 스트로크 부재(501)의 실린더(102) 작동을 멈추고, 카세트의 위치를 조정하여 테이프의 위치를 조정한다. 상기 카세트 위치 조정용 나사 중 제1나사(315a)는 카세트(507)의 전방 하측에 위치하여 그를 조이거나 풀어서, 카세트(507)의 전면을 좌우로 조정하여, 테이프의 공급방향 및 위치를 조정할 수 있고, 상기 제2나사(315b)는 상기 카세트(507)의 후방 하측에 위치하여 그를 조이거나 풀어서 카세트(507)의 후측을 좌우로 조정하여 테이프의 공급방향 및 위치를 조정할 수 있으며, 작업자는 상기와 같이 카세트(507)의 자세를 교정하여, 테이프(30)내의 칩(15)을 정렬한 후 다시 칩 공급과정을 진행한다.

상기와 같은 일련의 과정을 수행하는 칩의 정렬감시상태에서, 반도체 칩(15)은 이미 테이프 내에서 정렬이 되어 있으나, 상기 보호비닐(33)의 분리과정 및 이동과정에서 그 정렬상태가 불량하게 되는 경우가 있다. 이러한 칩을 칩 마운터(미 도시)를 통해 인쇄회로기판 등의 전기소자에 장착하면 불량품이 생산될 확률이 높다. 따라서, 칩의 정렬상태가 불량한 경우에는 상기 카세트(507)의 위치를 조정하여, 칩이 칩마운터에 양호하게 공급될 수 있도록 하는 것이다.

이상에서 설명한 본 고안은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 명백할 것이다.

전술한 바와 같이, 본 고안에 의하면, 작업자가 칩의 정렬상태를 비젼시스템을 이용하여 용이하게 체크하여 칩 마운터에 대한 카세트의 위치를 교정할 수 있어서 칩 마운터가 칩을 인쇄회로기판등의 전기소자에 장착하는 경우 불량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

칩 테이프로부터 칩을 정렬하여 칩 마운터에 공급하는 카세트 교정장치에 있어서,

각 구성요소를 지지하는 선반;

상기 칩테이프가 감겨진 릴이 장착되며, 상기 칩테이프를 한 스텝씩 이송시켜 칩 마운터에 공급하는 카셋트;

상기 카셋트의 측면에 위치하여, 칩공급수단이 반복적으로 일정하게 작동하여 한 스텝씩 이동되도록 스트로크(stroke)를 가하는 스트로크 부재;

상기 칩 공급수단의 일측에 설치되어 그를 통해 이송되는 반도체 칩의 정렬상태를 작업자가 시각적으로 확인할 수 있도록 3축 방향으로 위치조정이 가능한 카메라 어셈블리; 및

상기 카메라 어셈블리에서 촬영된 화상을 작업자가 확인할 수 있도록 디스플레이하는 모니터 부

를 포함하는 비젼 시스템을 구비한 칩 공급용 카세트 교정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 모니터 부는

X라인과 Y라인이 표시되는 모니터; 및

상기 X라인과 Y라인을 이동시키는 X라인 스위치, Y라인 스위치 및 LUM라인 스위치를 구비하는 라인발생기

를 포함하는 비젼 시스템을 구비한 카세트 위치 교정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 카메라 어셈블리는

상기 카세트상에 위치되어 이송되는 칩테이프의 정렬홈에 위치된 칩의 정렬상태를 촬영하여 모니터에 화상정보를 출력하는 CCD카메라;

상기 CCD카메라를 지지하는 카메라 지지대;

상기 CCD카메라의 위치를 미세조정하기 위하여 위치제어가 가능한 마이크로터가 각각 구비되며, X, Y, Z축에 대하여 3자유도가 가능한 X, Y, Z축 광학스테이지; 및

상기 CCD카메라와 카메라 지지대를 지지하는 받침대

를 포함하는 비젼 시스템을 구비한 카세트 위치 교정장치.
제 3 항에 있어서,

상기 스트로크 부재는

상기 선반으로부터 직립되게 설치되며, 일측면에 스트로킹 가이드가 구비된서포트 브라켓;

상기 서포트 브라켓에 고정되고, 수직 왕복운동력을 제공하는 실린더;

편심조정용 조인트;

상기 실린더의 상측에 연결되어 그의 구동에 따라 상하로 왕복운동을 하는 실린더 로드;

상기 실린더 로드에 연결되어 상기 실린더의 구동에 따라 상하로 반복적인 스트로크(stroke)를 가하며, 상기 서포트 브라켓의 스트로킹 가이드의 홈에 끼워지는 가이드 부재를 구비하는 스트로킹 블록; 및

상기 스트로킹 블록의 양측으로 돌출되고, 스트로크 제한용 링에 의해 제한된 스트로크만큼 상하구동하는 누름봉

을 포함하는 비젼 시스템을 구비한 칩 공급용 카세트 위치 교정장치.