KR20080046709A - 2 개의 실질적으로 편평한 요소들의 상대적인 위치를결정하는 디바이스 - Google Patents

2 개의 실질적으로 편평한 요소들의 상대적인 위치를결정하는 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 Z-방향으로 이격되고 기본적으로 서로의 최상부 상에 배치되는 2 개의 기본적으로 편평한 요소들 간의 X-Y 평면에서의 상대적인 위치를 결정하는 디바이스에 관한 것으로, 상기 디바이스는 상기 요소들 사이에 배치되고 상기 요소들의 상호 마주하는 표면들의 2 이상의 포인트를 감지할 수 있는 1 이상의 광학 센서 및 평가 유닛을 특색으로 하고, 상기 포인트들의 이미지들은 상기 X-Y 평면에서의 상대적인 위치에 대해 평가될 수 있다. 이 경우에, 상기 광학 센서는 상기 요소들(2, 3)의 상호 마주하는 표면들이 스캐너의 방식으로 적어도 몇몇 섹션들에서 광학적으로 스캐닝될 수 있는 방식으로 상기 2 개의 요소들(2, 3)에 대해 변위될 수 있는 1 이상의 라인 센서(7, 8)를 특색으로 한다.

Description

2 개의 실질적으로 편평한 요소들의 상대적인 위치를 결정하는 디바이스{DEVICE FOR DETERMINING THE RELATIVE POSITION OF TWO SUBSTANTIALLY FLAT ELEMENTS}
본 발명은 Z-방향으로 이격되고 기본적으로 서로의 최상부 상에 배치되는 2 개의 기본적으로 편평한 요소들 사이의 X-Y 평면에서의 상대적인 위치를 결정하기 위한 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 디바이스에 관한 것이다.
이러한 타입의 디바이스들은, 각각 스텐실과 프린팅될 회로 보드 또는 프린팅될 기판 사이의 매우 정확한 상대적 위치를 얻고, 스텐실을 통한 프린팅 동안 프린팅될 매체, 예를 들어 납땜 페이스트 또는 접착제가 회로 보드 상에 제공되는 각각의 연결 포인트들에 정확히 도달될 수 있도록 하기 위하여 회로 보드들 또는 전기 스트립 컨덕터들을 갖는 유사한 기판들을 프린팅하기 위한 스크린 또는 스텐실 프린터에서 사용된다. 이러한 관점에서, 실제 응용에 있어서는 20 ㎛ 이하의 정확도가 요구된다.
EP 0 469 856 A3로부터 알려진 일반적인 타입의 디바이스에서, 카메라 장치는 서로 상대적으로 위치될 2 개의 요소들 사이에 배치되고, 상기 카메라 장치는 2 개의 요소들의 상호 마주하는 표면들 상의 2 개의 기준 포인트들을 각각 결정한다. 평가 유닛(evaluation unit)은 기준 포인트들의 이미지들을 비교하고, 이 후 서로 관련된 기준 포인트들의 정밀한 위치들을 계산하는데, 이에 따라 얻어진 좌표들은 2 개의 요소들을 X-Y 방향으로 서로 상대적으로 위치시키는 조정 디바이스에 보정 변수들(correcting variable)의 형태로 공급되어 기준 포인트들의 쌍들이 서로 일치하도록 한다(coincide).
이러한 알려진 디바이스의 단점들은, 기준 포인트들이 회로 보드 또는 기판의 각각의 변화 또는 크기에 대해 새로이 정의될 필요가 있어, 시스템들이 "트레이닝될(trained)" 필요가 있거나 새로운 회로 보드 모델로 변경되는 경우 복잡한 조정들을 거칠 필요가 있다는 점에서, 또는 기판 또는 회로 보드의 제조 공차로 인해 소수 쌍의 기준 포인트들, 특히 2 쌍의 기준 포인트들로는 스텐실과 회로 보드 또는 기판의 충분한 정확도의 일치가 확보될 수 없다는 점에서 찾을 수 있다. 특히, 소위 "회로 보드 스트레칭"은 개별적으로 회로 보드의 각각의 타입에 대해 실험적으로 결정될 필요가 있는 상당한 오프셋을 야기하는 것이 통상적이다. 이는, 특히 높은 모니터링 지출을 필요로 하며, 또한 비교적 높은 불합격률을 초래한다.
당 기술의 이러한 상황에 기초하여, 본 발명의 목적은 쉽게 작동될 수 있고, 단순한 디자인 및 개선된 정확도를 갖는 처음으로 설계되는 형태의 디바이스를 개발하는 것이다.
본 목적은 청구항 제 1 항의 특징들에 따른 디바이스에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들의 목적들을 형성한다.
서로 Z-방향으로 이격되고 기본적으로 서로의 최상부 상에 배치되는 2 개의 기본적으로 편평한 요소들 사이의 X-Y 평면에서의 상대적인 위치를 결정하는 디바이스는, 통상적으로 상기 요소들 사이에 배치되고 상기 요소들의 상호 마주하는 표면들의 2 이상의 포인트들을 감지할 수 있는 1 이상의 광학 센서를 특징으로 한다. 이 경우에, X-Y 평면은 2 개의 요소들 또는 그에 대해 평행하게 확장되는 X-Y 평면에 의하여 각각 형성된다. Z-방향은 상기 요소들에 의하여 형성되는 평면들에 수직하며, 따라서 X-Y 평면에 대해 수직하게 연장되는 축선이다.
당 기술의 상태와는 대조적으로, 광학 센서는 상호 마주하는 표면들이 스캐너의 방식으로 적어도 섹션들에서 광학적으로 스캐닝될 수 있는 방식으로 2 개의 요소들에 대해 변위될 수 있는 1 이상의 라인 센서를 특징으로 한다. 상기 라인 센서는 컬러 라인 센서 형태로 실현되는 것이 바람직하다.
다시 말해, 이는 당 기술의 상태와는 대조적으로, 소수 쌍의 기준 포인트들의 상대적인 위치는 결정될 수 없지만, 오히려 두 요소들의 표면 영역들이 이미지들을 형성하도록 스캐닝 된다는 것을 의미한다. 이들 이미지들은 평가 유닛으로 공급되고, 그들은, 예를 들어 자동화된 소프트웨어로-제어되는(automated software-controlled) 이미지 비교에 의하여 X-Y 평면에서의 그들의 상대적인 위치에 대해 비교될 수 있으며, 이에 따라 결정된 위치 차들은 제 1 및/또는 제 2 요소에 대한 위치설정 디바이스를 위한 보정 신호로서 사용될 수 있다. 개별 기준 포인트들의 위치 차들이 아닌 요소들 간의 실제 위치 차들이 결정될 수 있기 때문에, 한편으로는 정확성이 개선될 수 있고, 다른 한편으로는 상이한 형태로 변경되거나 요소들의 변화시 트레이닝 절차들이 필요하지 않다. 본 디바이스의 또 다른 결정적인 장점은 회로 보드 스트레칭으로 인한 오프셋이 더 이상 고려될 필요가 없다는 점이다.
라인 센서는 기본적으로 임의의 방식으로 정지하여 배치될 수 있으며, 스캐닝될 2 개의 요소들이 정지해 있는 라인 센서를 지나 이동될 수 있다. 이 경우에, 유일한 중요 사항은 스캐닝될 요소들과 라인 센서의 상대적인 움직임이다. 본 발명의 한 가지 매우 바람직한 실시예에 따르면, 라인 센서는 X-Y 평면에서 드라이브에 의해 스캐닝될 수 있는 요소들 사이에서 이동될 수 있는 캐리어 상에 배치된다. 이는, 요소들의 상호 마주하는 표면들의 큰 영역을 쉽게 스캐닝할 수 있도록 한다.
또 다른 실시예에 따르면, 캐리어 상의 라인 센서를 이동가능한 방식으로 배치함으로써 스캐닝될 영역이 확대될 수 있다.
원칙적으로, 스캐닝될 제 1 요소의 표면 영역을 먼저 스캐닝하는 단 하나의 라인 센서를 제공하는 것을 고려할 수 있다. 후속하여, 동일 라인 센서가 스캐닝될 제 2 요소의 표면 영역을 스캐닝하는데 사용된다. 이는, 예를 들어 라인 센서가 두 요소들 간의 갭을 통과하는 동안 상기 라인 센서를 이용 제 1 요소를 먼저 스캐닝하고, 그 후 상기 센서가 기본적으로 캐리어 상에서 180°피봇된 후 복귀방향으로 통과하는 동안 제 2 요소를 스캐닝함으로써 달성될 수 있다. 하지만, 또 다른 실시예에 따르면, 2 이상의 라인 센서들이 제공되며, 상기 2 이상의 라인 센서들은, 두 요소 모두가 한 번의 통과로 동시에 스캐닝될 수 있도록 제 1 라인 센서는 제 1 요소의 할당된 표면을 향하고(point) 제 2 라인 센서는 2 요소의 할당된 표면을 향하는 방식으로 캐리어 상에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 청구항들 중 어느 한 항에 따른 디바이스에 의하여 전기 스트립 컨덕터가 제공될 기판들 또는 회로 보드들을 프린팅하는 시스템에 관한 것으로, 2 개의 요소들 중 제 1 요소는 스텐실에 의해 구성되고, 2 개의 요소들 중 제 2 요소는 프린팅될 회로 보드 또는 프린팅될 기판에 의해 각각 구성된다.
이 시스템의 한 가지 바람직한 실시예에 따르면, 디바이스는 또한 프린팅된 영역에서 프린팅된 회로를 스캐닝하고 이에 따라 얻어진 이미지를 평가 유닛의 기준 이미지와 다시 한번 비교함으로써 프린트 품질을 체크하기 위하여 회로 보드 또는 기판의 프린팅 후에 시스템에서 사용될 수 있다. 이 경우에, 상기 체크가 수행되는 한편, 다음의 회로 보드가 동시에 프린팅될 수 있다. 이는, 별도의 하위(downstream) 테스트 디바이스를 제거할 수 있게 해준다.
본 발명은 도면으로 예시된 단 하나의 실시예를 참조하여 보다 상세히 기술된다.
도 1은 본 디바이스의 일 실시예의 개략적인 평면도;
도 2는 도 1에 따른 실시예의 측면도이다.
도면들은 베이스 프레임(1)을 개략적으로 나타낸 본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예를 나타내고 있다. 프린팅될 회로 보드 형태의 제 1 요소(2)는 상기 베이스 프레임(1) 위에서 이송 및 유지 디바이스(도시되지 않음) 상에 배치된다. 프린팅 스텐실 형태의 제 2 요소(3)는 회로 보드(2) 위에서 Z-방향으로 배치되며, 그 위치에서 프레임 장치(도시되지 않음)에 의하여 유지된다. 이 경우에, 프린팅 스텐실은 회로 보드(2) 상에 프린팅될 패턴을 특징으로 한다. 프린팅 스텐실(3)은 회로 보드 상에 패턴을 전사(transfer)하기 위하여 정밀하게 피팅된 방식으로 회로 보드(2)와 접촉됨으로써, 예를 들어 후속하는 프린팅 공정 동안 연결 포인트들에 대해 정확하게 배치되도록 할 필요가 있다.
기본적으로, Y-방향으로 확장되고 개략적으로 예시된 디바이스(5)에 의하여 X-방향으로 변위될 수 있는 캐리어(4)는 회로 보드(2) 및 프린팅 스텐실(3) 사이에 배치된다. 상부 및 하부 라인 센서(7 및 8)는 캐리어(4) 상의 지지 플레이트(6) 위에 각각 배치되고 드라이브(5) 및 캐리어(4)에 의하여 X-방향으로 변위될 수 있다. 동시에 지지 플레이트(6)는 캐리어(4) 상에서 Y-방향으로 변위되어, 회로 보드(2) 및 프린팅 스텐실(3)의 전체적인 상호 마주하는 표면들이 2 개의 라인 센서들(7 및 8)에 의해 광학적으로 스캐닝될 수 있다. 평가 유닛(도시 안됨)의 도움을 받아, 2 개의 라인 센서들(7 및 8)에 의해 기록되는 회로 보드(2) 및 프린팅 스텐실(3)의 대응되는 영역들의 이미지들의 비교는 회로 보드와 프린팅 스텐실 간의 상대적인 위치를 매우 정확한 방식으로 쉽게 결정할 수 있도록 한다.

Claims (7)

  1. Z-방향으로 이격되고 기본적으로 서로의 최상부 상에 배치되는 2 개의 기본적으로 편평한 요소들 간의 X-Y 평면에서의 상대적인 위치를 결정하는 디바이스에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 요소들 사이에 배치되고 상기 요소들의 상호 마주하는 표면들의 2 이상의 포인트를 감지할 수 있는 1 이상의 광학 센서 및 평가 유닛을 특색으로 하고, 상기 포인트들의 이미지들은 상기 X-Y 평면에서의 상대적인 위치에 대해 평가될 수 있으며,
    상기 광학 센서는 상기 요소들(2, 3)의 상호 마주하는 표면들이 스캐너의 방식으로 적어도 섹션들에서 광학적으로 스캐닝될 수 있는 방식으로 상기 2 개의 요소들(2, 3)에 대해 변위될 수 있는 1 이상의 라인 센서(7, 8)를 특색으로 하는 특징으로 하는 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 라인 센서(7, 8)는 드라이브(5)에 의하여 상기 요소들(2, 3) 사이의 X-Y 평면에서 기본적으로 변위될 수 있는 캐리어(4) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 라인 센서(7, 8)는 상기 캐리어(4) 상에서 이동가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 이상의 라인 센서(7, 8)가 제공되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 2 이상의 라인 센서(7, 8)는 제 1 라인 센서(7)가 제 1 요소(2)의 할당된 표면을 향하고(point) 제 2 라인 센서(8)가 제 2 요소(3)의 할당된 표면을 향하는 방식으로 상기 캐리어(4) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 라인 센서(7, 8)는 컬러 라인 센서인 것을 특징으로 하는 디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스에 의하여 전기 스트립 컨덕터가 제공될 기판들 또는 회로 보드들을 프린팅하는 시스템에 있어서,
    2 개의 요소들 중 제 1 요소는 프린팅 스텐실(3)에 의하여 구성되고 상기 2 개의 요소들 중 제 2 요소는 프린팅될 회로 보드(2) 또는 프린팅될 기판에 의하여 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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