KR20120110441A - 스크린 프린팅 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

스크린 프린팅 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 스크린 프린팅 시스템은, 고유한 표면 패턴이 표면에 형성된 기판의 소정 위치에 솔더를 도포하기 위한 마스크와, 상기 마스크의 하부에 위치하여 상기 기판의 높낮이를 조절하는 지지부와, 상기 기판의 표면 패턴을 인식하기 위한 카메라와, 상기 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회하고, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하는 제어부를 포함한다.

Description

스크린 프린팅 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF SCREEN PRINTING}
본 발명은 스크린 프린팅 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 두께가 상이한 복수의 기판에 솔더를 도포할 수 있는 스크린 프린팅 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 스크린 프린터는 SMT(Surface mounting technology) 공정을 위한 인쇄회로기판의 솔더링 전처리 작업으로서, 집적회로소자나 저항, 콘덴서 등 각종 부품을 솔더링 할 수 있도록 회로패턴의 박리된 솔더 면에 크림 솔더 타입의 납을 도포하는 장비이다.
이렇게 도포된 솔더 크림 위에 칩을 장착하여 리플로우 오븐을 지나가면 솔더 크림이 녹은 후 응고되어 부품을 인쇄회로기판(PCB) 위에 고정시킴으로써, SMT 작업을 완료하게 되며, 통상, 솔더 크림을 인쇄회로기판 패턴 위에 도포하기 위하여 스퀴지 블레이드 방식을 이용한다.
스크린 프린터는 인쇄회로기판의 패턴과 동일하거나 비슷한 개구부를 가진 스텐실(메탈 마스크)을 인쇄회로기판의 상방에 위치하도록 하고, 스텐실에 도포한 솔더 크림을 스퀴지 블레이드를 이용하여 스퀴징한 후, 스텐실과 인쇄회로기판을 분리하면 인쇄회로기판 패턴의 상면에 솔더 크림이 도포된다.
스크린 프린터의 주요기능은 인쇄 회로 기판 위에 부품을 탑재하기 전에 인쇄회로기판 위의 부품이 탑재될 정확한 위치에 적절한 양의 솔더 크림을 도포하는 것이다.
솔더 크림은 인쇄회로기판 위에 부품을 부착하기 위해서 사용되는 매개체로써 솔더볼과 플럭스로 구성되어 있는 겔 타입의 화학품이다. 전자제품이 제대로 동작하기 위해서는 인쇄회로기판의 회로와 부품이 제대로 연결이 되어야할 필요가 있다.
그러나, 종래의 스크린 프린팅 시스템은 한 개의 작업영역에서는 동일한 두께를 가진 기판에 대한 프린팅 작업을 수행하도록 설계된다.
따라서, 공급부에 의해 두께가 다른 기판이 스크린 프린터로 제공될 경우, 미리 설정된 높이만큼 기판을 상승시키기 때문에, 고정된 위치의 마스크와의 간격을 정밀하게 조절할 수 없다.
이러한 경우, 기판의 원하는 위치에 솔더를 도포할 수 없는 문제점이 발생한다.
본 발명은 이와 같은 점으로부터 착안된 것으로, 본 발명이 해결하려는 과제는 서로 두께가 다른 기판에 소정의 위치에 정밀하게 솔더를 도포할 수 있는 스크린 프린팅 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은, 고유한 표면 패턴이 표면에 형성된 기판의 소정 위치에 솔더를 도포하기 위한 마스크와, 상기 마스크의 하부에 위치하여 상기 기판의 높낮이를 조절하는 지지부와, 상기 기판의 표면 패턴을 인식하기 위한 카메라와, 상기 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회하고, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하는 제어부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법은, 마스크의 하부에 위치하는 지지부 상에 기판을 제공하는 단계와, 카메라로 상기 기판의 표면 패턴을 인식하는 단계와, 제어부가 상기 인식한 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회하는 단계와, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하여 상기 마스크와의 간격을 제어하는 단계와, 상기 마스크에 형성된 슬릿에 솔더를 제공하여 스크린 프린팅을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 도면이다.
도 2은 도 1의 스크린 프린팅 시스템의 지지부(20)의 승강 구조를 나타내는 도면이다.
도 3는 도 1의 스크린 프린팅 시스템에 공급부(50)가 더 추가된 구성을 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 기판(S) 두께에 따른 지지부(20)의 승강구조를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다. "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 구성 요소들 상호 간의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 도 1 내지 도 3를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템을 설명한다. 도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 도면이고, 도 2은 도 1의 스크린 프린팅 시스템의 지지부(20)의 승강 구조를 나타내는 도면이고, 도 3는 도 1의 스크린 프린팅 시스템에 공급부(50)가 더 추가된 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은, 고유한 표면 패턴이 표면에 형성된 기판(S)의 소정 위치에 솔더를 도포하기 위한 마스크(10)와, 상기 마스크(10)의 하부에 위치하여 상기 기판(S)을 상기 마스크(10)와 밀착되도록 높낮이 조절이 가능한 지지부(20)와, 상기 기판(S)의 표면 패턴을 인식하기 위한 카메라(30) 및 상기 표면 패턴을 기초로 데이터베이스(41)로부터 상기 기판(S)의 제1 정보를 조회하고, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판(S)의 두께에 따라 상기 지지부(20)의 높이를 조절하는 제어부(40)를 포함한다.
마스크(10)는 기판(S)의 일면에 밀착되어 기판(S) 상의 소정의 위치에 솔더를 도포할 수 있도록 한다. 이를 위해, 마스크(10)는 솔더를 차단하는 차단영역(10a)과 솔더를 통과시키는 개구영역(10b)으로 구성되어 있다.
마스크(10)의 재질에는 제한이 없으며, 페이스트 타입 또는 크림 타입으로 융해된 솔더의 열로 인해 손상되지 않는 재질이면 모두 사용될 수 있다.
개구영역(10b)은 슬릿 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 기판(S) 상에 솔더가 도포된 후, 부품 실장공정에서 예컨대, 칩 마운터(미도시)에 의해 표면 실장부품이 솔더가 도포된 패드 상에 안착되고 솔더의 경화 과정을 거침으로써 부품실장이 완료되기 때문에, 개구영역(10b)은 솔더볼을 형성하기 위한 미세 원 형상일 수도 있다. 개구영역(10b)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외에도 다양한 형태를 가질 수 있다.
기판(S)은 다양한 용도 내지 형태의 기판일 수 있고, 일련의 공정을 거쳐 상면과 하면에 소정의 금속 회로배선(미도시)이 형성된 반제품 상태의 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
본 실시예에서, 기판(S)은 메모리 모듈용 인쇄회로기판일 수 있으며, 또는 반도체 칩 패키지에 사용되는 기판일 수 있다. 또한 기판(S)은 금속 회로배선이 일면에 형성되거나 양면에 형성된 구조일 수 있다.
본 실시예에서, 기판(S)은 서로 두께가 다를 수 있다. 즉, 기판(S)은 용도에 따라 다양한 두께를 가질 수 있는데, 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 장치는 공급되는 기판(S)의 두께와 무관하게 지지부(20)의 높이가 자동으로 조절되어 마스크(10)와 기판(S)이 밀착되도록 하여, 솔더를 원하는 패턴대로 기판(S) 상에 도포할 수 있다.
종래의 경우, 기판의 두께가 일정하지 않을 경우, 마스크와 기판 사이의 간격이 정밀하게 조절할 수 없어서 원하는 위치에 솔더를 제공할 수 없으나, 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은 기판(S)의 두께가 서로 상이하더라도 시스템이 이를 인식하여 지지부(20)의 높이를 조절하여 마스크(10)와 기판(S)이 항상 밀착된 상태에서 솔더가 도포될 수 있도록 한다.
이를 위해, 기판(S)의 표면에는 고유한 표면 패턴이 형성될 수 있다. 즉, 카메라(30)에서 해당 표면 패턴을 인식하고 이를 분석하여 기판의 종류를 파악하고, 이를 기초로 기판의 두께를 파악하여 지지부(20)의 높이를 조절할 수 있도록 각 기판(S)은 서로 다른 형태로 형성되어 식별력 있는 표면 패턴이 형성될 수 있다.
표면 패턴(미도시)은 기판(S) 전체 또는 기판(S)의 일부에 형성될 수 있으며, 기판(S)의 종류를 구별할 수 있는 것이면 어떠한 형태든지 제한 없이 사용될 수 있다.
지지부(20)는 기판(S)의 일면을 지지하며, 기판(S)과 마스크(10) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 높낮이 조절이 가능한 형태로 구비될 수 있다. 지지부(20)는 후술하는 바와 같이 제어부(40)와 유선 또는 무선 형태로 연결되어 제어부(40)의 신호에 따라 높낮이가 제어된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템으로 공급되는 기판(S)은 다양한 두께를 가질 수 있으며, 제어부(40)는 이를 감지하여 지지부(20)의 높이를 적절히 조절하여 기판(S)이 마스크(10)와 솔더를 도포하기 위한 소정의 간격으로 이격 또는 밀착되도록 한다.
도 1에 도시된 예에서, 지지부(20)는 수직방향 즉, 도면 상으로 상하 방향으로만 이동가능한 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 수평방향 즉, 도면 상으로 좌우방향으로도 이동가능할 수 있다.
카메라(30)는 기판(S)의 표면의 영상 정보를 획득하기 위한 것으로, 특히 앞서 설명한 바와 같이 기판(S)의 종류를 구별하기 위한 표면 패턴을 인식하기 위한 목적으로 구비될 수 있다.
카메라(30)는 공지의 구성요소 예를 들어, 화상을 인식하기 위한 이미지 센서, 복수의 렌즈 조립체, 신호를 전달하기 위한 회로 등을 포함할 수 있으며, 카메라(30)는 제어부(40)와 연결되어, 카메라(30)로 획득한 기판(S) 표면의 영상 정보를 제어부(40)로 전송할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 기판(S)을 구분하기 위한 표면 패턴은 기판(S)의 전면 또는 일부에 형성될 수 있으며, 기판(S)의 일부에 형성될 경우, 카메라(30)는 기판(S)의 해당 부분의 영상 정보 만을 획득하여 제어부(40)로 전송할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 카메라(30)는 도면 상으로 좌우 방향을 따라 이동할 수 있도록 구비되어, 기판(S)을 구분하기 위한 인식 작업이 종료된 후 기판(S) 영역의 외부로 이동될 수 있다.
제어부(40)는 앞서 설명한 바와 같이, 지지부(20) 및 카메라(30)와 연결되어 이들 구성요소를 제어한다.
카메라(30)를 기판(S) 상부의 소정의 위치로 이동시켜 기판(S)의 고유한 표면 패턴에 관한 영상정보를 획득하여 상기 영상정보를 카메라(30)로부터 전송받아서 이를 분석한다.
획득된 영상정보에 표시된 표면 패턴을 분석하고, 데이터베이스(41)로부터 조회한 데이터 정보와 비교하여 상기 표면 패턴과 매치되는 기판을 검색한다. 데이터베이스(41)로부터 조회한 데이터 정보는 영상정보 획득 전에 미리 제어부(40)의 메모리 영역에 로드하여 시간을 단축시킬 수 있다. 또는, 각 기판의 형태에 따른 기판 식별키 정보가 제어부(40)에 미리 구비되어, 별도로 데이터베이스(41)의 조회 과정 없이, 획득한 영상정보를 바탕으로 제어부(40)에서 직접 기판의 종류를 판단할 수 있다.
상기 표면 패턴과 매치되는 기판 데이터가 검색될 경우, 해당 기판의 제1 정보를 데이터베이스(41)로부터 조회하여 제어부(40)로 로드한다. 제1 정보는 기판의 종류, 용도, 제조사, 두께를 포함하는 규격 정보를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(40)는 제1 정보로부터 해당 기판(S)의 두께를 읽어들여서, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판(S)의 두께에 따라 지지부(20)의 높이를 조절할 수 있다.
즉, 현재 지지부(20)와 마스크(10) 사이의 간격에서 기판(S)의 두께를 뺀 만큼 지지부(20)의 높이를 상승시켜 마스크(10)와 기판(S)의 일면이 밀착되도록 하여, 기판 상부의 소정의 위치에 정밀하게 솔더를 도포할 수 있다.
제어부(40)는 마스크(10)와 접촉하는 기판(S)의 면이 상면 또는 하면인지에 따라 서로 다른 높이로 지지부(20)를 제어할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 기판(S)의 일면 또는 양면에 회로 또는 부품이 형성될 수 있는데, 상면 또는 하면에 형성된 회로 또는 부품을 포함하는 전체 기판의 두께가 달라질 수 있다.
따라서, 기판(S)의 상면과 하면이 구별되도록, 기판(S)의 상면과 하면에는 서로 다른 표면 패턴이 형성될 수 있으며, 제어부(40)는 이를 인식하여 기판(S)의 어느 면이 마스크(10)와 대향하고 있는지를 파악한 후 이를 고려하여 지지부(20)의 높이를 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템으로 제공되는 기판(S)의 두께나 일부 형태가 상이하더라도 마스크(10)에 해당 기판(S)을 밀착시켜 솔더를 정확한 위치에 도포할 수 있다.
도 1 및 도 2을 참조하면, 데이터베이스(41)는 제어부(40)와 별개의 영역으로 도시되었으나, 제어부(40)의 일부 구성요소로 포함될 수 있다.
또한 데이터베이스(41)는 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템으로 제공될 수 있는 모든 기판(S)의 정보를 미리 입력시켜서 제어부(40)에서 데이터베이스(41)를 조회시에 에러가 발생하지 않도록 할 수 있으며, 새로운 기판(S)이 공급될 경우 데이터베이스(41)를 미리 업데이트 시킬 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시되지는 않았으나, 마스크(10)의 상부에는 스퀴지 블레이드(미도시)가 배열될 수 있다. 스퀴지 블레이드는 우레탄과 같은 소프트 재질 또는 스틸과 같은 하드 재질로 구성될 수 있다.
지지부(20)에 의해 높이가 조절되어 마스크(10)와 기판(S)이 밀착되면, 상부에 프린터 헤드(미도시)로부터 솔더가 도포되어, 마스크의 개구영역(10b)에 충진된다. 이때, 스퀴지 블레이드를 마스크(10)의 상부면과 밀착시키고 소정의 방향을 따라 이동시켜서 마스크(10) 상의 솔더가 충진되지 않은 개구영역(10b)으로 잔존하는 솔더를 공급하여 비어있는 개구영역(10b)을 채우게 되고, 이로 인해 개구영역(10b)의 하부에 위치하는 기판(10)의 영역에만 솔더가 공급될 수 있다.
상기한 바와 같은 과정에 의해 기판(S) 상부에 솔더가 도포된 다음, 이후의 부품 실장공정에서 예컨대, 칩 마운터(미도시)에 의해 표면 실장부품 등이 솔더가 도포된 기판(S) 상에 안착되어 솔더의 경화 과정을 거침으로써 부품실장이 완료될 수 있다.
도 3를 참조하면, 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은 지지부(20)에 기판(S)을 제공하며, 제어부(40)에 기판(S)의 제2 정보를 전송하는 공급부(50)를 더 포함할 수 있다.
공급부(50)는 지지부(20)로 기판을 공급하는 기능을 수행하며, 공급부(50)에 별도로 구비된 기판 식별 모듈을 통해 기판(S)의 종류를 인식하여 기판(S)의 식별키를 제어부(40)로 전송할 수 있다.
기판(S)의 식별키를 제어부(40)로 전송하는 과정은 기판(S)을 지지부(20)로 이송함과 동시에 수행될 수도 있으며, 이와 다른 시점 예를 들어, 제어부(40)가 해당 기판의 영상정보를 입수한 후 해당 기판의 종류를 파악하는 과정의 전후에 수행될 수도 있다.
공급부(50)로부터 제어부(40)로 제2 정보를 전송하는 방법은 공지의 통신 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
제어부(40)는 카메라(30)를 통해 입수한 표면 패턴을 기초로 데이터베이스(41)로부터 획득한 기판의 제1 정보와, 공급부(50)로부터 공급받은 제2 정보를 비교할 수 있다.
제어부(40)는 상기 제1 정보와 제2 정보를 비교하여, 제1 정보와 제2 정보의 식별키 값이 서로 일치하지 않을 경우, 이를 오작동으로 인식하여 에러를 발생시킬 수 있다. 즉, 동일한 기판에 대한 정보 임에도 공급부(50)로부터 전송된 것과 데이터베이스(41)로부터 조회된 것이 다른 경우에 해당할 경우 에러를 발생시킬 수 있다.
따라서, 제어부(40)는 공급부(50)로부터 제공된 기판과 다른 기판이 지지부(20)에 공급되었거나 이송 도중 기판이 손상되었거나, 데이터베이스(41)에 저장된 정보 또는 공급부(50)의 기판 식별 모듈이 손상된 것으로 인식하고, 동작을 중지시키거나 외부로 알람을 작동시켜 작업자가 이를 인식하고 수리 또는 보완할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예를 구성하는 제어부(40)는 제1 정보 및 제2 정보를 모두 고려하여 기판(S)의 두께를 결정할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(40)는 제1 정보를 획득하기 위한 기준정보 즉, 기판(S)의 식별을 위한 표면 패턴 등을 카메라(30) 유닛 등으로 확인한 정보 만을 가지고 데이터베이스(41)에서 기판(S)의 두께에 관한 제1 정보를 조회한 후 이를 반영하여 지지부(20)의 높낮이를 적절히 조절할 수 있다. 반대로 제어부(40)는 제2 정보를 획득하기 위한 기준정보 즉, 공급부(50)로부터 전송된 기판(S)의 정보를 바탕으로 기판(S)의 두께에 관한 제2 정보를 조회한 후 이를 반영하여 지지부(20)의 높낮이를 적절히 조절할 수도 있다.
이하, 도 4a 내지 도 5b를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템에 대해 설명한다. 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 도면이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템의 기판(S) 두께에 따른 지지부(20)의 승강구조를 나타내는 도면이다.
본 실시예에 따른 스크린 프린팅 시스템은, 앞선 실시예의 구성에서 정렬부(60)가 더 추가된다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 정렬부(60)는 지지부(20)와 마스크(10) 사이의 높이에 위치할 수 있다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 정렬부(60)는 기판(S)의 상부면과 정렬되어, 기판(S)의 높이의 기준점이 되어, 기판(S)에 솔더 크림이 정확히 도포될 수 있도록 한다.
정렬부(60)는 도 4c에 도시된 바와 같이 기판(S)의 상부면과 정렬된 상태에서 기판(S)과 함께 상부로 이동하여 마스크(10)와 밀착될 수 있다. 정렬부(60)는 기판(S)을 승강시키는 지지부(20)에 의해 함께 승강될 수 있으며, 별도의 승강유닛(미도시)에 의해 기판(S)과 별개로 승강되되 기판(S)의 상부면의 높이와 정렬부(60)의 상부면의 높이는 일정하게 유지될 수 있다.
정렬부(60)는 마스크(10)의 배면을 지지하고, 마스크(10)의 정렬부(60) 측 일단에 지지되는 압착부(70)가 구비되어, 압착부(70)가 기판(S) 및 마스크(10) 상부를 밀착하면서 통과하면 솔더 크림이 마스크(10)의 개구영역(10b)을 통과하여 기판(S)의 상부면에 소정의 패턴을 형성하면서 도포될 수 있다. 도 4c에 도시된 예에서는 마스크(10)의 일단이 정렬부(60) 측으로 돌출되어 마스크(10)가 정렬부(60) 상에 일부 지지되는 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 마스크(10)의 일단부가 더 돌출되어 돌출된 마스크(10)의 일단부가 정렬부(60) 상에 온전히 지지될 수도 있다.
앞선 실시예에서는 정렬부(60) 없이 카메라(30)가 기판(S)의 패턴을 인식하고, 이에 대한 정보를 제어부(40)로 전송하면, 제어부(40)가 데이터베이스부(41)를 조회하여 해당 기판(S)의 두께를 파악한 뒤, 지지부(20)가 직접 마스크(10) 배면 높이까지 승강하여 기판(S)이 마스크(10)와 밀착되도록 하는 구성을 개시한다.
반면, 본 실시예에 다른 스크린 프린팅 시스템은 도 4a에 도시된 바와 같이, 먼저 카메라(30)가 기판(S)의 패턴을 인식하고, 이에 대한 정보를 제어부(40)로 전송하면, 제어부(40)가 데이터베이스부(41)를 조회하여 해당 기판(S)의 두께를 파악한다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 지지부(20)가 1차적으로 정렬부(60)의 상부면과 기판(S)의 상부면이 동일한 높이로 정렬되도록 기판(S)을 상승시킨다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제어부(40)가 인식한 기판(S)의 두께가 상이할 경우, 제어부(40)는 지지부(20)를 승강시키는 높이를 결정할 때 기판(S)의 두께를 고려하여 정렬부(60)와 동일한 높이가 되도록 한다. 예를 들어, 도 5a의 기판(S)에 비해 도 5b의 기판(S)의 두께가 얇기 때문에, 제어부(40)는 도 5b에서 지지부(20)의 높이를 더 높게 승강시켜서 정렬부(60)와 높이를 맞출 수 있다.
이전 실시예에서 설명한 내용과 같이, 본 실시예를 구성하는 제어부(40)는 제1 정보 및 제2 정보를 모두 고려하여 데이터베이스(41)로부터 해당 기판(S)의 정보를 조회할 수 있으며, 제1 정보 또는 제2 정보 만을 고려하여 기판(S)의 두께를 조회할 수 있다.
다시, 도 4c를 참조하면, 정렬부(60)와 기판(S)은 동일한 높이에서 정렬된 후 함께 승강하여, 기판(S)과 마스크(10)가 서로 밀착될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 정렬부(60)는, 지지부(20)에 의해 함께 승강될 수 있으며, 다른 별도의 승강유닛(미도시)에 의해 승강될 수 있다. 또한, 정렬부(60)와 기판(S) 및 이를 지지하는 지지부(20)가 고정되고, 마스크(10)가 하강하여 기판(S)과 밀착될 수도 있다. 이때, 마스크(10)는 별도의 하강유닛(미도시)에 의해 하강될 수 있다.
기판(S) 상부에 마스크(10)가 밀착되면, 솔더 크림이 도포되고, 정렬부(60)에서 구동되는 압착부(70)가 솔더 크림을 밀어내면서 기판(S)의 일측에서 타측으로 이동한다. 본 과정에서 압착부(70)는 솔더 크림을 개구영역(10b)으로 밀어내어, 마스크(10)에 형성된 개구영역(10b)의 패턴대로 솔더 크림이 기판(S) 상에 도포되도록 할 수 있다. 압착부(70)는 솔더 크림을 밀어내기 위한 스퀴지 블레이드 형태일 수 있다.
이하, 도 6를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법을 설명한다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법은, 마스크의 하부에 위치하는 지지부 상에 기판을 제공하는 단계(S11)와, 카메라로 상기 기판의 표면 패턴을 인식하는 단계(S12)와, 제어부가 상기 인식한 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회하는 단계(S13)와, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하여 상기 마스크와의 간격을 제어하는 단계(S14)와, 상기 마스크에 형성된 슬릿에 솔더를 제공하여 스크린 프린팅을 수행하는 단계(S15)를 포함한다.
먼저, 마스크의 하부에 위치하는 지지부 상에 기판을 제공한다(S11). 앞서 설명한 바와 같이, 공급되는 기판은 다양한 두께를 가질 수 있다. 본 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법은 종래의 방법과 달리 공급되는 기판의 두께가 상이하더라도 이를 감지하여 지지부의 높이를 적절히 조절하여 기판이 마스크와 솔더를 도포하기 위한 소정의 간격으로 이격 또는 밀착되도록 할 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
이어서, 카메라로 상기 기판의 표면 패턴을 인식한다(S12). 앞서 살펴본 바와 같이, 표면 패턴은 기판 전체 또는 기판의 일부에 형성될 수 있으며, 기판의 종류를 구별할 수 있는 것이면 어떠한 형태든지 제한 없이 사용될 수 있다. 다만, 각 기판의 종류에 따라 구별될 수 있도록 각 기판에는 고유한 표면 패턴이 형성될 수 있다.
카메라는 공지의 구성요소 예를 들어, 화상을 인식하기 위한 이미지 센서, 복수의 렌즈 조립체, 신호를 전달하기 위한 회로 등을 포함할 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다.
이어서, 제어부가 상기 인식한 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회한다(S13).
각 기판의 형태에 따른 기판 식별키 정보가 제어부에 미리 구비되어, 별도로 데이터베이스의 조회 과정 없이, 획득한 영상정보를 바탕으로 제어부에서 직접 기판의 종류를 판단할 수 있다.
획득한 기판의 식별키를 기초로 데이터베이스로부터 기판의 제1 정보를 조회할 수 있다.
제1 정보를 조회하는 본 단계는, 표면 패턴을 기초로 마스크와 대향하는 면이 상기 기판의 상면인지 하면인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
즉, 기판의 양면에 서로 다른 패턴의 배선 또는 부품 등이 제공될 수 있다. 따라서, 제1 정보를 조회한 후 해당 기판의 두께에 상면 또는 하면의 정보를 더 포함시켜 최종적인 기판의 두께를 결정하도록 할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 정보 및/또는 제2 정보를 통해 기판의 두께를 결정할 수 있다. 즉, 제1 정보의 기초정보 즉, 카메라를 통해 인식한 기판의 패턴 정보 만을 기초로 데이터베이스를 조회하여 기판 두께에 대한 제1 정보를 조회할 수 있으며, 제2 정보의 기초정보 즉, 공급부를 통해 전송된 기판의 정보만을 기초로 데이터베이스를 조회하여 기판 두께에 대한 제2 정보를 조회할 수도 있다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 제1 정보를 기초로 기판의 두께를 결정하는 구성에 대해 설명하나, 이로 인해 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
이어서, 제1 정보에 포함된 기판의 두께 정보에 따라 지지부의 높이를 조절하여 기판과 마스크와의 간격을 제어한다(S14).
본 단계는, 앞서 살펴본 바와 같이, 마스크와 대향하는 면의 종류를 고려하여 상기 지지부의 높이를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 정렬부가 구비된 경우, 지지부는 정렬부의 상부면과 기판의 상부면이 정렬되도록, 기판의 높이를 1차적으로 조절할 수 있다.
이후, 정렬부와 기판 및 지지부가 함께 상승하여 마스크와 밀착되도록 2차적으로 높이를 조절할 수 있다.
정렬부는 기판의 높이를 조절하는 지지부에 의해 제어될 수 있으며, 별도의 승강유닛을 통해 높이가 제어될 수도 있다.
이어서, 상기 마스크에 형성된 슬릿에 솔더를 제공하여 스크린 프린팅을 수행한다(S15).
본 실시예에서는, 상기 기판을 제공하는 단계(S11) 전후로, 제어부에 기판의 제2 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 기판을 공급하는 공급부에서 별도의 기판 식별 모듈을 통해 획득한 기판에 대한 정보인 제2 정보를 획득하고, 이를 제어부로 전송할 수 있다.
다만, 앞서 살펴본 바와 같이, 기판 제공 전에 수행되어야 하는 것은 아니며 다른 시점에 제2 정보를 제어부로 전송할 수 있다.
이러한 경우, 간격을 제어하는 단계(S14)는 상기와 같이 제1 정보 및 제2 정보를 모두 고려할 수 있다. 즉, 제어부는 제1 정보와 제2 정보를 비교하여, 서로 일치할 경우 이를 정상으로 인식하며, 서로 일치하지 않을 경우 에러를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 정보와 제2 정보가 불일치 하는 경우는 앞서 살펴본 바와 같다.
본 실시예에 따른 스크린 프린팅 방법은 이와 같은 단계로 수행되어, 두께가 상이한 복수의 기판이 공급되더라도 마스크와 기판을 소정의 간격으로 유지시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 마스크
20: 지지부
30: 카메라
40: 제어부
41: 데이터베이스
50: 공급부
60: 정렬부
70: 압착부

Claims (11)

  1. 고유한 표면 패턴이 표면에 형성된 기판의 소정 위치에 솔더를 도포하기 위한 마스크;
    상기 마스크의 하부에 위치하여 상기 기판의 높낮이를 조절하는 지지부;
    상기 기판의 표면 패턴을 인식하기 위한 카메라; 및
    상기 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회하고, 상기 제1 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하는 제어부를 포함하는 스크린 프린팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 지지부에 상기 기판을 제공하며, 상기 제어부에 상기 기판의 제2 정보를 전송하는 공급부를 더 포함하는 스크린 프린팅 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 정보와 제2 정보를 비교하여, 서로 일치하지 않을 경우 에러를 발생시키는 스크린 프린팅 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 마스크와 접촉하는 상기 기판의 면이 상면 또는 하면인지에 따라 서로 다른 높이로 상기 지지부를 제어하는 스크린 프린팅 시스템.
  5. 고유한 표면 패턴이 표면에 형성된 기판의 소정 위치에 솔더를 도포하기 위한 마스크;
    상기 마스크의 하부에 위치하여 상기 기판의 높낮이를 조절하는 지지부;
    상기 지지부에 상기 기판을 제공하며, 상기 제어부에 상기 기판의 제2 정보를 전송하는 공급부; 및
    상기 제2 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하는 제어부를 포함하는 스크린 프린팅 시스템.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
    상기 기판의 상부면과 높이가 일치하도록 정렬되고, 정렬된 상태에서 상기 기판과 함께 높이가 조절되는 정렬부를 더 포함하는 스크린 프린팅 시스템.
  7. 마스크의 하부에 위치하는 지지부 상에 기판을 제공하는 단계;
    카메라로 상기 기판의 표면 패턴을 인식하는 단계;
    제어부가 상기 인식한 표면 패턴을 기초로 데이터베이스로부터 상기 기판의 제1 정보를 조회하는 단계;
    상기 제1 정보에 포함된 상기 기판의 두께에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하여 상기 마스크와의 간격을 제어하는 단계;
    상기 마스크에 형성된 슬릿에 솔더를 제공하여 스크린 프린팅을 수행하는 단계를 포함하는 스크린 프린팅 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부에 상기 기판의 제2 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 스크린 프린팅 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 간격을 제어하는 단계는,
    상기 제1 정보와 제2 정보를 비교하여, 서로 일치하지 않을 경우 에러를 발생시키는 단계를 포함하는 스크린 프린팅 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 정보를 조회하는 단계는,
    상기 표면 패턴을 기초로 상기 마스크와 대향하는 면이 상기 기판의 상면인지 하면인지를 판단하는 단계를 포함하는 스크린 프린팅 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 간격을 제어하는 단계는,
    상기 마스크와 대향하는 면의 종류에 따라 상기 지지부의 높이를 조절하는 단계를 포함하는 스크린 프린팅 방법.
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