KR20110020431A

KR20110020431A - 부품실장기의 인식장치

Info

Publication number: KR20110020431A
Application number: KR1020090078039A
Authority: KR
Inventors: 강민수
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-03-03

Abstract

본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치는, 픽업헤드에 설치되어 하방을 촬영하며, 노즐에 흡착된 부품의 밑면과 측면의 결상위치가 다르게 설정되는 카메라와, 상기 카메라의 하부에 회전가능하게 위치되고, 정 위치시에는 부품의 밑면 또는 측면정보를 반사시키며, 회전시에는 상기 카메라의 광 경로를 회피하여 하방에 공급되는 기판을 인식할 수 있도록 하는 회전미러와, 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 노즐에 흡착된 부품의 밑면정보를 상기 카메라로 결상시키는 밑면미러 및, 상기 밑면미러의 반사면 타측에 위치되며, 상기 노즐에 흡착된 부품의 측면정보를 상기 밑면미러의 하방으로 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 반사시켜 결상시키는 측면미러를 포함한다.

부품실장기, 노즐, 부품, 기판, 인식장치, 카메라, 회전, 미러, 프리즘

Description

부품실장기의 인식장치{Recognition device of chip mounter}

본 발명은 부품실장기에 관한 것으로, 특히 하나의 인식장치로 기판의 피듀셜 마크 인식과 부품 인식이 모두 가능하여 픽업헤드의 무게를 줄임으로써 작업속도를 높일 수 있고, 부품 측면 인식기 카메라로 영상을 획득하여 분석함으로써 정밀도를 높일 수 있는 부품실장기의 인식장치에 관한 것이다.

부품실장기(칩마운터)는 기판(PCB)상에 집적회로, 고밀도 집적회로, 다이오드, 콘덴서, 저항 등의 전자부품(이하, '부품'이라 칭하기로 함)을 실장하는 장치를 말한다.

이와 같은 부품실장기는 기판상에 실장 될 부품들을 공급하는 부품공급장치(테이프 피더)와, 테이프 피더에서 공급하는 부품들이 실장 될 수 있도록 기판을 운송하는 기판운송장치(컨베이어)와, 테이프 피더로부터 공급되는 부품들을 픽업한 후 픽업된 부품들을 기판상에 실장 할 수 있도록 노즐 스핀들(nozzle spindle)을 구비한 픽업헤드와, 상기 픽업헤드를 수평 이동시키기 위한 수평이동장치(X, Y 갠트리) 등으로 구성된다.

최근에는 기판이 고밀도, 고기능을 가지며, 이에 따른 개별적인 직접회로 전 자부품도 고기능을 가진다. 이로 인하여 기판에 실장되는 부품들의 사이즈가 작아져서 1mm 이내의 부품들이 많이 사용되고 있다. 따라서, 부품을 소정 위치에 정확히 장착하기 위해서는, 부품 공급부로부터 공급된 부품이 기판에 장착되기 이전에 부품의 흡착상태를 정확히 확인되어야 할 필요가 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 부품(2)의 사이즈가 작아지고 노즐(1)의 흡착 면적이 작아지면서 부품이 정상적으로 흡착이 되지 않고 세로 방향이나 임의 흡착되는 경우가 자주 발생한다. 따라서, 노즐(2)에 흡착된 부품이 정확하게 흡착되지 않는 것을 방지하기 위하여 레이저 센싱 방식을 사용하고 있었다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 센싱 방식은 흡착된 부품 영역에 레이저장치(10)가 레이저 빔(11)을 통과시켜 센서(20)로 감지함으로써, 부품(2)의 높이 변화를 확인하여 비정상적으로 흡착이 되었는지를 판단한다.

이와 같은 레이저 센싱 방식은, 먼지 등에 의한 레이저 산란 또는 부품의 다양한 흡착 상태에 의한 미세한 부품 높이 변화를 정확하게 판단하기 쉽지 않은 문제점이 있었다. 때문에 카메라로 흡착 상태를 정확하게 인식하는 방법이 확실하다.

그러나 도 3에서와 같이, 픽업헤드에 부품 밑면 검사장치(30)와, 부품 측면 검사를 위한 레이저장치(10)와, 기판의 피듀셜 마크 검사장치(40)를 모두 설치하다 보면, 픽업헤드의 무게가 증가하여 고속으로 움직이는데 어려움을 주어 생산성이 저하되는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하나의 인식장치로 기판의 피듀셜 마크 인식, 부품 인식이 모두 가능하여 픽업헤드의 무게를 줄일 수 있어 작업 속도를 높일 수 있고, 카메라로 영상을 획득하여 분석함으로써 정밀도를 높일 수 있는 부품실장기의 인식장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 부품실장기의 인식장치는, 픽업헤드에 설치되어 하방을 촬영하며, 노즐에 흡착된 부품의 밑면과 측면의 결상위치가 다르게 설정되는 카메라와, 상기 카메라의 하부에 회전가능하게 위치되고, 정 위치시에는 부품의 밑면 또는 측면정보를 반사시키며, 회전시에는 상기 카메라의 광 경로를 회피하여 하방에 공급되는 기판을 인식할 수 있도록 하는 회전미러와, 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 노즐에 흡착된 부품의 밑면정보를 상기 카메라로 결상시키는 밑면미러 및, 상기 밑면미러의 반사면 타측에 위치되며, 상기 노즐에 흡착된 부품의 측면정보를 상기 밑면미러의 하방으로 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 반사시켜 결상시키는 측면미러를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 카메라는 하부에 위치된 렌즈의 양측에 상기 부품의 밑면 결상 위치와 측면 결상 위치를 각각 다르게 설정하는 것이 바람직하며, 상기 회전미러는 90°로 회전될 수 있다.

또한, 상기 측면미러는 상기 노즐에 흡착된 상기 부품의 측면정보를 하부로 반사시키고, 하부로 반사된 측면정보를 상기 밑면미러의 하방을 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 결상시키는 프리즘일 수 있다.

한편, 상기 측면미러는 상기 노즐에 흡착된 부품의 측방에 위치되는 제1측면미러 및, 상기 제1측면미러의 하방에서 상기 부품의 측면정보를 상기 밑면미러의 하방을 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 결상시키는 제2측면미러일 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 하나의 인식장치를 사용하므로 픽업헤드의 작업속도를 상승시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으며, 카메라로 영상을 획득하여 분석함으로써 정밀도를 높여 불량률을 줄일 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치에 사용되는 측면미러에 프리즘을 적용한 상태를 도시한 전체 구성도, 도 5는 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치에 사용되는 측면미러에 제1측면미러(520a)와 제2측면미러(520b)를 각각 적용한 상태를 도시한 전체 구성도, 도 6은 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치에 사용되는 회전미러가 회전하여 광 경로를 회피한 상태에서 카메라(200)가 기판(600)을 촬영할 수 있는 상태를 도시한 작동상태도, 도 7은 도 6에 따른 회전미러가 정 위치로 회전하여 부품(700)의 밑면을 인식하는 상태를 도시한 작동상태도, 도 8은 도 6에 따른 회전미러가 정 위치로 회전하여 부품(700)의 측면을 인식하는 상태를 도시한 작동상태도이다.

도시된 바와 같은 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치는, 다수의 노즐(110)이 설치되는 픽업헤드(100), 카메라(200), 회전미러(300), 밑면미러(400) 및 측면미러(500)를 포함한다.

여기서, 상기 카메라(CCD: 200)는 상기 픽업헤드(100)의 측방에 설치되어 하부로 공급되는 기판(600)과 상기 회전미러(300), 밑면미러(400) 및 측면미러(500) 들에 의해 노즐(110)에 흡착된 부품(700)의 밑면정보(B) 및 측면정보(S)를 정확하게 인식한다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 카메라(200)는 노즐(110)에 흡착된 부품(700)을 인식할 경우, 부품(700)의 밑면정보(B)와 측면정보(S)가 각각 다른 위치에 결상(結像)되는 특징이 있다. 여기서, 부품(700)의 밑면정보(B)와 측면정보(S)는 카메라(200)는 하부에 위치된 렌즈(210)의 양측에 각각 다르게 결상되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 카메라(200)의 결상위치를 다르게 하는 이유는, 후술 될 측면미러(500)의 반사 방향에 밑면미러(400)가 인접 위치되기 때문에, 광 경로를 달리하여 부품(700)의 밑면과 측면정보를 용이하게 획득하기 위함이다.

회전미러(300)는 카메라(200)의 하부에 회전가능하도록 경사지게 설치되는 것으로, 노즐(110) 방향으로 반사 면이 위치되는 정 위치에서는 부품(700)의 밑면정보(B) 또는 측면정보(S)를 상부에 위치된 카메라(200)의 렌즈(210)로 반사시키게 된다.

즉, 회전미러(300)가 정 위치인 경우에는 카메라(200)의 광 경로(인식 방향)를 차단하는 상태이므로, 밑면미러(400)와 측면미러(500)를 통해 부품(700)의 밑면정보(B)와 측면정보(S)를 용이하게 획득할 수 있다.

반면, 정 위치에 있는 상기 회전미러(300)가 타측으로 회전하여 회피하면, 상기 카메라(200)의 광 경로가 차단되지 않게 되므로, 컨베이어(미도시)를 통해 하부로 공급되는 기판(600)을 용이하게 인식할 수 있게 된다.

이 상태에서는, 상기 카메라(200)가 기판(600)상에 표시된 피듀셜 마크(미도시) 등을 인식함으로써 기판(600)의 공급 상태를 정확하게 검사할 수 있다.

이와 같은 회전미러(300)는, 별도의 구동수단에 의해 회전 가능하며, 상기 회전미러(300)는 다양한 각도로 회전 가능하나 90°로 회전되는 것이 바람직하다.

밑면미러(400)는 정 위치에 있는 상기 회전미러(300)를 통해 상기 노즐(110)에 흡착된 부품(700)의 밑면의 형상을 반사시킨 밑면정보(B)를 상기 카메라(200)로 결상시키기 위한 것으로, 부품(700)을 흡착한 노즐(110)의 하방에 경사지게 위치된다.

즉, 상기 밑면미러(400)가 부품(700)의 밑면정보를 반사시켜 카메라(200)가 인식할 수 있도록 상기 회전미러(300)와 대응되는 방향으로 경사지게 위치되는 것 이다.

한편, 미 도시 하였으나 상기 밑면미러(400)의 하단에는 상방으로 일정길이로 절곡 연장된 부위를 더 형성함으로써, 상기 밑면미러(400)에 반사된 광이 정확하게 회전미러(300)로 반사될 수 있도록 할 수 있다. 여기서, 상기 절곡 연장된 부위의 상부 면에는 다수의 돌기(미도시)를 형성하여 빛이 다른 방향으로 반사되는 것을 방지할 수도 있다.

측면미러(500)는 상기 밑면미러(400)의 반사면 타측에 위치되는 것으로, 상기 노즐(110)에 흡착된 부품(700)의 측면정보(S)를 상기 밑면미러(400)의 하방으로 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러(300)를 통해 상기 카메라(200)로 반사시켜 결상시키는 역할을 한다.

여기서, 상기 측면미러(500)는 두 가지 종류를 사용할 수 있다. 먼저, 상기 노즐(110)에 흡착된 상기 부품(700)의 측면정보(S)를 하부로 반사시키고, 하부로 반사된 측면정보를 상기 밑면미러(400)의 하방을 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러(300)를 통해 상기 카메라(200)로 결상시키는 프리즘(Prism: 510)을 사용할 수 있다.

상기 프리즘(510)은 반사되는 면이 수직 평면을 이루고 후방으로 갈수록 좁아지는 상·하 경사면이 후방에 위치되도록 설치된다. 즉, 상기 노즐(110)에 흡착된 부품(700)의 측면정보가 프리즘(510)의 내부를 통해 후방 상부 경사면에 반사되고, 반사된 측면정보(S)는 다시 하부 경사면에 반사된다.

이때, 반사된 상기 부품(700)의 측면정보(S)는 다시 정 위치에 있는 회전미 러(300)를 통해 반사되어 카메라(200)의 해당 밑면정보(B) 인식 부위로 결상된다.

즉, 프리즘(510)의 상부는 노즐(110)에 흡착된 부품(600)의 측방에 위치되고, 하부는 밑면미러(400)의 하단보다 더 하부로 위치되기 때문에, 부품(600)의 측면정보를 회전미러(300)로 용이하게 반사시킬 수 있다.

한편, 상기 측면미러(500)는 상기 노즐(110)에 흡착된 부품(700)의 측방에 위치되는 제1측면미러(520a) 및, 상기 제1측면미러(520a)의 하방에서 상기 부품(700)의 측면정보를 상기 밑면미러(400)의 하방을 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러(300)를 통해 상기 카메라(200)로 결상시키는 제2측면미러(520b)를 사용할 수도 있다.

여기서, 상기 노즐(110)에 흡착된 부품의 측면정보가 상기 제1측면미러(520a)에 반사되고, 반사된 측면정보(S)는 다시 제2측면미러(520b)에 반사된다. 이때, 반사된 측면정보(S)는 다시 회전미러(300)로 반사되어 카메라(200)의 측면정보 인식 부위로 결상된다.

즉, 상기 제1측면미러(520a)는 노즐(110)에 흡착된 부품(600)의 측부에 위치되고, 상기 제2측면미러(520b)는 밑면미러(400)의 하단보다 더 하부로 위치되기 때문에, 부품(600)의 측면정보(S)를 회전미러(300)로 용이하게 반사시킬 수 있다. 이에 따라 부품(700)의 측면정보를 용이하게 획득할 수 있다.

따라서, 부품(700)의 밑면정보(B)가 결상되는 렌즈(210) 면과 측면정보(S)가 결상되는 또 다른 렌즈(210) 면의 위치를 다르게 함으로써, 작업자가 육안으로 확인할 수 있는 하나의 표시부(미도시)에 부품(700)의 밑면정보(B)와 측면정보(S)가 동시에 보이도록 할 수 있다.

또한, 부품(700) 인식이 끝나고 다음 노즐(110)이 회전하여 인식 위치에 오면, 상기와 같은 방식으로 검사하여 전체 부품(700)의 정보를 용이하게 검사할 수 있다.

결과적으로, 하나의 카메라(200)를 설치하여 사용하므로 픽업헤드(100)의 작업속도를 상승시켜 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있으며, 카메라(200)로 영상을 획득하여 분석함으로써 정밀도를 높여 불량률을 줄일 수 있다.

이상에서 본 발명에 부품실장기의 인식장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

도 1은 종래의 노즐에 부품이 정확하게 흡착되지 않는 상태를 도시한 도면.

도 2는 종래의 레이저센서를 이용한 부품인식장치를 도시한 도면.

도 3은 종래의 인식장치가 부품 및 기판을 모두 인식하는 상태를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치에 사용되는 측면미러에 프리즘을 적용한 상태를 도시한 전체 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치에 사용되는 측면미러에 제1측면미러와 제2측면미러를 각각 적용한 상태를 도시한 전체 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 부품실장기의 인식장치에 사용되는 회전미러가 회전하여 광 경로를 회피한 상태에서 카메라가 기판을 촬영할 수 있는 상태를 도시한 작동상태도.

도 7은 도 6에 따른 회전미러가 정 위치로 회전하여 부품의 밑면을 인식하는 상태를 도시한 작동상태도.

도 8은 도 6에 따른 회전미러가 정 위치로 회전하여 부품의 측면을 인식하는 상태를 도시한 작동상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 픽업헤드 110: 노즐

200: 카메라 210: 렌즈

300: 회전미러 400: 밑면미러

500: 측면미러 510: 프리즘

520a: 제1측면미러 520b: 제측면미러

600: 기판 700: 부품

B: 밑면정보 S: 측면정보

Claims

픽업헤드에 설치되어 하방을 인식하며, 노즐에 흡착된 부품의 밑면과 측면의 결상위치가 다르게 설정되는 카메라;

상기 카메라의 하부에 회전가능하게 위치되고, 정 위치시에는 부품의 밑면 또는 측면정보를 반사시키며, 회전시에는 상기 카메라의 광 경로를 회피하여 하방에 공급되는 기판을 인식할 수 있도록 하는 회전미러;

정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 노즐에 흡착된 부품의 밑면정보를 상기 카메라로 결상시키는 밑면미러; 및

상기 밑면미러의 반사면 타측에 위치되며, 상기 노즐에 흡착된 부품의 측면정보를 상기 밑면미러의 하방으로 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 반사시켜 결상시키는 측면미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 인식장치.
제1항에 있어서,

상기 카메라는 하부에 위치된 렌즈의 양측에 상기 부품의 밑면 결상 위치와 측면 결상 위치를 각각 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 인식장치.
제1항에 있어서,

상기 회전미러는 90°로 회전되는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 인식장치.
제1항에 있어서,

상기 측면미러는 상기 노즐에 흡착된 상기 부품의 측면정보를 하부로 반사시키고, 하부로 반사된 측면정보를 상기 밑면미러의 하방을 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 결상시키는 프리즘인 것을 특징으로 하는 부품실장기의 인식장치.
제1항에 있어서,

상기 측면미러는 상기 노즐에 흡착된 부품의 측방에 위치되는 제1측면미러; 및

상기 제1측면미러의 하방에서 상기 부품의 측면정보를 상기 밑면미러의 하방을 통과시켜 정 위치에 있는 상기 회전미러를 통해 상기 카메라로 결상시키는 제2측면미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 인식장치.