KR20130102546A

KR20130102546A - 전자 부품 실장 장치 및 전자 부품 실장 방법

Info

Publication number: KR20130102546A
Application number: KR1020137004682A
Authority: KR
Inventors: 뎃페이 가와구치; 미치아키 마와타리
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-09-17
Also published as: WO2012035704A1; JP2012064614A; JP5293708B2; CN103081589B; DE112011103076T5; CN103081589A; US9271417B2; US20130167361A1

Abstract

테이프 피더의 테이프에 테이프 슬라이싱이 적용된 경우라도 하나의 기판에 동등한 전기적 특성을 갖는 전자 부품이 장착되게 하는 전자 부품 실장 장치 및 전자 부품 실장 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 새로운 테이프(T)가 연결되어 있는 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 연결 위치 검출 센서(30)가 검출할 경우에, 테이프 피더(13)로 하여금 테이프(T)를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 위치시킴으로써, 연결되는 새로운 테이프(T)의 헤드에 있는 LED 부품(4)의 공급이 이루어진다. 그런 다음, 장착 헤드(15)는 LED 부품(4)이 공급되는 새로운 테이프(T)로부터 LED 부품(4)을 픽업하고 그 LED 부품(4)은 기판 반송로(12)에 의해 위치 결정된 새로운 기판(3)에 장착된다.

Description

전자 부품 실장 장치 및 전자 부품 실장 방법{ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING DEVICE AND ELECTRONIC COMPONENT MOUNTING METHOD}

본 발명은 테이프 피더(tape feeder)에 의해 공급되는 전자 부품을 장착 헤드로써 픽업하여 그 전자 부품을 기판에 장착하는 전자 부품 실장 장치 및 전자 부품 실장 방법에 관한 것이다.

전자 부품 실장 장치는 전자 부품이 장착되는 기판을 반송 및 위치 결정하는 기판 반송로와, 전자 부품을 수납한 테이프의 이송 동작을 행하여 전자 부품을 공급하는 테이프 피더(tape feeder)와, 테이프 피더에 의해 공급되는 전자 부품을 픽업하여 그 전자 부품을 기판 반송로에 의해 위치 결정된 기판에 장착하는 장착 헤드를 포함한다. 테이프 피더는 착탈 가능하게 부착된 테이프를 피치 이송하고 그 테이프에 수납된 전자 부품을 하나씩 부품 픽업 포트에 공급한다. 장착 헤드는 테이프 피더에 의해 공급되는 전자 부품을 픽업하여 그 전자 부품을 기판 반송로에 의해 위치 결정된 기판에 장착한다. 기판에 장착될 전자 부품의 품질 제어가 각 테이프마다 수행될 수 있다는 관점에서, 동일한 테이프에는 동등한 전기적 특성을 갖는 전자 부품이 수납된다.

테이프의 이송 동작이 진행하여 테이프의 후단부가 부품 픽업 포트에 도달할 경우, 테이프 피더에 부착된 테이프는 부품이 바닥나서 테이프 교환을 대기하는 상태에 있게 된다. 이러한 테이프 교환 대기로 인한 시간 손실을 없앨 목적으로 테이프 스플라이싱(tape splicing) 기술이 알려져 있다. 이 테이프 스플라이싱에서는, 테이프 피더에 부품이 바닥나기 전에, 테이프 피더에 부착되어 전자 부품을 공급하고 있는 테이프의 후단부에 새로운 테이프를 연결(스플라이싱)함으로써, 테이프 피더가 복수의 테이프에 걸쳐 전자 부품을 연속적으로 공급할 수 있다(예컨대, 특허문헌 1).

그런데, 이 테이프 슬라이싱이 적용되는 경우, 테이프의 연결 위치의 전후로 테이프로부터 공급되는 전자 부품의 전기적 특성이 다르다. 테이프의 연결 위치를 지나가는 복수의 전자 부품이 하나의 기판에 공급되어 장착될 때에, 그 기판에는 전기적 특성이 다른 전자 부품들이 혼재되어 장착된다. 그 결과, 테이프 슬라이싱은 기판에 장착된 전자 부품의 전기적 특성에 있어서의 변동이 어느 정도 허용되는 기판의 생산에는 대단히 효과적이다. 반면, 예컨대 액정 패널 등의 조명 패널과 같이, 장착된 전자 부품(LED 부품)의 전기적 특성에 있어서의 변동이 제품의 품질(여기서는, 조명 분포의 균일도)에 큰 영향을 미쳐 기판 전체의 품질이 열화될 우려가 있는 기판의 경우에는 도리어 문제가 될 수 있다.

JP-A-2005-116599

본 발명의 목적은 테이프 피더의 테이프에 테이프 슬라이싱이 적용되는 경우라도, 하나의 기판에 동등한 전기적 특성을 갖는 전자 부품이 장착될 수 있게 하는 전자 부품 실장 장치 및 전자 부품 실장 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태를 따라 제공하는 전자 부품 실장 장치는, 전자 부품이 장착되는 기판을 반송 및 위치 결정하는 기판 반송로와, 기판에 장착될 전자 부품을 수납한 테이프를 피치 이송하여 그 전자 부품을 하나씩 부품 픽업 포트에 공급하는 테이프 피더와, 테이프 피더에 의해 공급되는 전자 부품을 픽업하여 그 전자 부품을 기판 반송로에 의해 위치 결정된 기판에 장착하는 장착 헤드와, 테이프 피더에 의해 피치 이송되는 테이프의 통로로서 기능하는 테이프 통로와, 테이프 피더에 구비된 테이프에 새로운 테이프가 연결되어 있는 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출하는 연결 위치 검출 수단과, 연결 위치 검출 수단이 테이프의 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 테이프 피더로 테이프를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 부품 픽업 포트에 위치시키는 식으로, 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 선두 공급하는 선두 공급 제어 수단을 포함하고, 연결 위치 검출 수단이 테이프의 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우, 장착 헤드는 선두 공급 제어 수단에 의해 이송되는 새로운 테이프로부터 전자 부품을 픽업하여, 기판 반송로에 의해 위치 결정된 새로운 기판에 장착한다.

본 발명의 다른 양태에 따라 제공하는 전자 부품 실장 방법은, 전자 부품이 장착되는 기판을 반송 및 위치 결정하는 기판 반송로와, 기판에 장착될 전자 부품을 수납한 테이프를 피치 이송하여 전자 부품을 하나씩 부품 픽업 포트에 공급하는 테이프 피더와, 테이프 피더에 의해 공급되는 전자 부품을 픽업하여 그 전자 부품을 기판 반송로에 의해 위치 결정된 기판에 장착하는 장착 헤드와, 테이프 피더에 의해 피치 이송되는 테이프의 통로로서 기능하는 테이프 통로와, 테이프 피더에 구비된 테이프에 새로운 테이프가 연결되어 있는 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출하는 연결 위치 검출 수단을 포함하는 전자 부품 실장 장치의 전자 부품 실장 방법으로서, 연결 위치 검출 수단이 테이프의 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 테이프 피더로 테이프를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 부품 픽업 포트에 위치시키는 식으로, 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 선두 공급하는 단계와, 연결 위치 검출 수단이 테이프의 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 장착 헤드가, 선두 공급하는 단계에 의해 이송되는 새로운 테이프로부터 전자 부품을 픽업하여 그 전자 부품을 기판 반송로에 의해 위치 결정된 새로운 기판에 장착하는 단계를 포함한다.

본 발명에서는, 테이프의 연결 위치가 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우, 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 부품 픽업 포트에 위치시키도록 전자 부품의 선두 공급 공정이 행해지고, 장착 헤드는 선두 공급 공정이 행해진 새로운 테이프로부터 전자 부품을 픽업하여 그 전자 부품을 새로운 기판에 장착한다. 따라서, 테이프 피더의 테이프에 테이프 슬라이싱이 적용되는 경우라도 하나의 기판에 동등한 전기적 특성을 갖는 전자 부품이 장착될 수 있다. 그렇기 때문에, 전기적 특성이 다른 전자 부품들을 하나의 기판에 장착함으로써 발생하는 기판 전체의 품질 열화를 피할 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치의 사시도이다.
도 2의 (a)와 도 2의 (b)는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치에 의해 LED 부품이 장착되는 복수의 단위 기판을 유지하는 멀티기판 서브스트레이트의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치의 제어 계통을 도시하는 블록도이다.
도 4의 (a)와 도 4의 (b)는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치에 구비된 테이프 피더에 부착되는 테이프의 테이프 슬라이싱 공정의 순서를 도시하는 도면이다.
도 5의 (a)와 도 5의 (b)는 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치에 구비된 연결 위치 검출 센서 및 그 근방을 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치에 의해 실행되는 부품 실장 공정의 순서를 도시하는 흐름도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시형태에 대해 설명한다. 도 1에 있어서, 전자 부품 실장 장치(1)는, 도시하지 않는 상류측에 설치된 다른 장치로부터 반입된 멀티기판 서브스트레이트(multi-board substrate)(2) 상에 유지되는 조명 기판을 제조하기 위한 복수의 단위 기판(이하, 간단히 기판이라고 함)(3) 각각에 전자 부품으로서 역할하는 LED 부품(4)을 장착하고, 그 멀티기판 서브스트레이트(2)를 도시하지 않는 하류측에 설치된 다른 장치에 반출한다. 전자 부품 실장 장치(1)는 도시하지 않는 스크린 인쇄 장치, 검사 장치, 또는 리플로우로(re-flow furnace) 등의 다른 장치에 접속되어 실장 기판을 제조하기 위한 부품 실장 라인을 구성한다. 이하에서는 설명의 편의상, 전자 부품 실장 장치(1)에 있어서의 멀티기판 서브스트레이트(2)의 반송 방향(도 1에서는 화살표 A가 향하는 방향)을 X축 방향이라 설정하고, X축 방향과 직교하는 수평면을 따른 방향을 Y축 방향이라 설정하며, 수직 방향을 Z축 방향이라 설정한다. Y축 방향은 전자 부품 실장 장치(1)의 전후 방향이라 설정된다.

도 1에 있어서, 전자 부품 실장 장치(1)는, 베이스(11) 상에 설치되며, 멀티기판 서브스트레이트(2)[즉, 기판(3)]을 수평면을 따른 방향(X축 방향)으로 반송하고 위치 결정하는 기판 반송로(12)와, 베이스(11)의 한 면에 Y축 방향으로 설치되어 X축 방향과 평행하게 배열되며, 각각 기판(3)에 장착될 LED 부품(4)을 공급하는 복수의 테이프 피더(13)(예시적인 실시형태에서는 3개의 피더), 베이스(11) 상에 설치된 헤드 이동 기구(14)에 의해 이동 가능하며, 각 테이프 피더(13)로부터 공급되는 LED 부품(4)을 픽업하여 그 LED 부품(4)을 기판 반송로(12) 상의 멀티기판 서브스트레이트(2)에 의해 유지된 기판(3)에 장착하는 장착 헤드(15)를 포함한다.

도 1에 있어서, 기판 반송로(12)는 한 쌍의 벨트 컨베이어를 포함한다. 기판 반송로(12)는 상류측의 다른 장치(예컨대, 스크린 인쇄기)로부터 전달되는 멀티기판 서브스트레이트(2)를 반송(반입)하여 베이스(11)의 중앙에 있는 작업 위치(도 1에 도시하는 위치)에 위치 결정하고, 장착 헤드(15)에 의해 LED 부품(4)이 장착되는 멀티기판 서브스트레이트(2)를 반송(반출)하여 그 멀티기판 서브스트레이트(2)를 하류측에 설치된 다른 장치(예컨대, 검사 장치)에 배출한다.

도 1에 있어서, 각 테이프 피더(13)는 동등한 전기적 특성을 갖는 다수의 LED 부품(4)을 한 줄로 배열해 수납하는 착탈 가능한 테이프(T)를 포함한다. 테이프 피더(13)는 테이프(T)를 미리 정해진 방향[여기서는, 기판 반송로(12)측을 향하는 Y축 방향]으로 피치 이송하여, 베이스(11)의 중앙측[기판 반송로(12)측]의 단부에 구비된 부품 픽업 포트(13p)에 연속적으로 LED 부품(4)을 하나씩 공급한다.

도 1에 있어서, 헤드 이동 기구(14)는, 기판 반송로(12)를 지나며 Y축 방향으로 연장되게 설치된 한 쌍의 게이트형 프레임(14a)과, 그 한 쌍의 게이트형 프레임(14a)에 양단이 지지되며 Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된 빔형의 X축 테이블(14b), 및 X축 테이블(14b) 상에 X축 방향으로 이동 가능하게 설치된 판형의 이동 스테이지(14c)를 포함한다. 이동 스테이지(14c)에는 장착 헤드(15)가 부착된다. 장착 헤드(15)는 하향 연장되는 복수의 흡착 노즐(15N)을 포함하는데, 이 흡착 노즐은 승강 가능하며 수직축(Z축)에 대해 회전할 수 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 장착 헤드(15)에는 촬상 시야가 아래쪽으로 향한 기판 카메라(16)가 설치되어 있다. 베이스(11) 상의 기판 반송로(12)와 테이프 피더(13) 사이의 영역에는, 촬상 시야가 위쪽으로 향한 부품 카메라(17)가 설치되어 있다.

도 2의 (a)와 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각 기판(3)은 기판 반송로(12)에 의해 반송되는 멀티기판 서브스트레이트(2)의 반송 방향(X축 방향)으로 연장되는 가늘고 긴 형태를 갖는다. 복수(예시적인 실시형태에서는 15개)의 기판(3)이 멀티기판 서브스트레이트(2)의 폭 방향(Y축 방향)으로 배열되어 멀티기판 서브스트레이트(2) 상에 유지된다.

도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 각 기판(3)에는, 멀티기판 서브스트레이트(2)의 반송 방향(X축 방향)으로 복수의 LED 부품 장착 부위(BS)가 배열되어 있다. LED 부품 장착 부위(BS)는 같은 종류(같은 색)의 LED 부품(4)을 한 줄로 멀티기판 서브스트레이트(2)의 반송 방향(X축 방향)으로 배열하여 장착하기 위한 것이다. 도 2의 (a)는 각 기판(3) 상에 마련된 LED 부품 장착 부위(BS)에 LED 부품(4)이 장착되는 전의 멀티기판 서브스트레이트(2)를 도시하고 있다. 도 2의 (b)는 각 기판(3) 상에 마련된 LED 부품 장착 부위(BS)에 LED 부품(4)이 장착된 후의 멀티기판 서브스트레이트(2)를 도시하고 있다.

전자 부품 실장 장치(1)에는 컨트롤러(20)(도 1과 도 3)의 작업 실행 제어 유닛(20a)(도 3)이 설치되어 있다. 작업 실행 제어 유닛(20a)은 도시하지 않는 액추에이터를 포함하는 기판 반송로 구동 유닛(21)(도 3)의 작동을 제어함으로써, 기판 반송로(12)에 의한 기판(3)[즉, 멀티기판 서브스트레이트(2)]의 반송 및 위치 결정 동작을 수행한다. 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 도시하지 않는 액추에이터를 포함하는 테이프 피더 구동 유닛(22)(도 3)의 작동을 제어함으로써, 각각의 테이프 피더(13)에 의한 부품 픽업 포트(13p)에의 LED 부품(4)의 공급 동작[테이프(T)의 피치 이송 동작]을 수행한다.

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 헤드 이동 기구 구동 유닛(23)(도 3)의 작동을 제어함으로써[한 쌍의 게이트형 프레임(14a)에 대한 X축 테이블(14b)의 Y축 방향으로의 이동을 제어하고 X축 테이블(14b)에 대한 이동 스테이지(14c)의 X축 방향으로의 이동을 제어함으로써], 헤드 이동 기구(14)에 의한 장착 헤드(15)의 수평면을 따른 방향으로의 이동 동작을 수행한다. 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 도시하지 않는 액추에이터를 포함하는 노즐 구동 유닛(24)(도 3)의 작동을 제어함으로써, 장착 헤드(15)에 대한 흡착 노즐(15N)의 승강 동작 및 수직축 주위의 회전 동작을 수행한다.

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 흡착 노즐(15N)에 진공압을 공급하고 흡착 노즐(15N)에의 진공압 공급을 해제하도록 진공압 공급 유닛(25)(도 3)의 작동을 제어함으로써, 각 흡착 노즐(15N)에 의한 LED 부품(4)의 흡착 및 이탈 동작을 수행한다.

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 기판 카메라(16) 및 부품 카메라(17)(도 3)의 작동을 제어함으로써, 기판 카메라(16) 및 부품 카메라(17)에 의한 촬상 동작을 수행한다. 기판 카메라(16) 및 부품 카메라(17)의 촬상 동작에 의해서 얻어진 화상의 데이터는 화상 데이터 저장 유닛(20b)(도 3)에 출력되어 저장되고, 그 화상은 컨트롤러(20)에 구비된 화상 인식 유닛(20c)(도 3)에 의해 인식된다.

테이프 피더(13)에 의한 테이프(T)의 이송 동작이 진행하여 테이프(T)의 후단부가 부품 픽업 포트(13p)에 도달할 경우, 그 테이프 피더(13)에 부착된 테이프(T)는 부품이 바닥난 상태에 있게 된다. 그런데, 전술한 바와 같이 테이프(T)가 부품 바닥 상태가 되기 전에, 테이프 피더(13)에 부착되어 LED 부품(4)을 공급하고 있는 테이프(T)의 후단부에 새로운 테이프(T)를 연결(슬라이싱)할 경우, 테이프 피더(13)는 복수의 테이프(T)에 걸쳐 연속적으로 LED 부품(4)을 공급할 수 있다.

도 4의 (a)와 도 4의 (b)는 테이프 슬라이싱 작업의 순서의 일례를 도시하고 있다. 테이프(T)의 상면측에는, LED 부품(4)을 수납하는 다수의 오목부(UB)가 테이프(T)의 길이 방향을 따라 한 줄로 배열되어 마련되어 있다. 그 줄 옆[테이프(T)의 폭 방향의 옆]에는, 다수의 이송 구멍(C)이 마찬가지로 테이프(T)의 길이 방향을 따라 한 줄로 배열되어 형성되어 있다. 이 이송 구멍(C)은 테이프 피더(13)에 구비된 테이프(T)를 피치 이송하기 위한 스프로켓(도시하지 않음)의 외주 돌기부를 끼워 넣기 위한 구멍이다.

테이프(T)를 서로 연결하기 위해, 먼저, 테이프 피더(13)에 부착되어 LED 부품(4)을 공급하고 있는 테이프(T)[도 4의 (a)와 도 4의 (b)에서는 도면부호: T1]의 후단부를 이 테이프(T)에 연결되는 테이프(T)[도 4의 (a)와 도 4의 (b)에서는 도면부호: T2]의 선단부에 맞대게 한다. 이 상태에서, 양 테이프(T1, T2)의 상면측에는 상면측 연결 시트(SH1)를 점착하고, 양 테이프(T1, T2)의 하면측에는 하면측 연결 시트(SH2)를 점착한다[도 4의 (a)∼도 4의 (b)]. 상면측 연결 시트(SH1)는 이송 구멍(C)을 막도록 배치되고, 하면측 연결 시트(SH2)도 이송 구멍(C)을 막도록 배치된다.

도 5의 (a)와 도 5의 (b)에 있어서, 테이프 피더(13)는 수평 방향으로 연장되는 테이프 하측 지지부(13a) 및 테이프 상측 지지부(13b)를 포함한다. 테이프 하측 지지부(13a) 및 테이프 상측 지지부(13b)는 수평 면내 방향으로 연장되게 설치되어 있다. 테이프 하측 지지부(13a) 및 테이프 상측 지지부(13b)는 테이프(T)의 통로로서 테이프 통로(13c)를 형성한다. 서로 수직으로 대향하는 테이프 하측 지지부(13a)와 테이프 상측 지지부(13b)의 위치에는 한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH)이 형성되어 있다. 테이프 피더(13)에 의해서 피치 이송되는 테이프(T)의 이송 구멍(C)은 한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH) 사이를 수평 면내 방향(Y축 방향)으로 통과한다.

도 5의 (a)와 도 5의 (b)에 있어서, 테이프 피더(13)의 테이프 통로(13c)에서 한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH)을 수직으로 사이에 두는 위치에는 연결 위치 검출 센서(30)가 설치되어 있다(도 1도 참조). 이 연결 위치 검출 센서(30)는 테이프 하측 지지부(13a)의 아래쪽에 구비되어 상향으로 검사광(L)을 투광시키는 투광기(30a)와, 테이프 상측 지지부(13b)의 상측에 구비되어 투광기(30a)가 투광한 검사광(L)을 수광하는 수광기(30b)를 포함한다. 수광기(30b)는 검사광(L)을 수광할 때에 수광 신호를 컨트롤러(20)에 출력한다.

도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 테이프(T)의 연결 위치를 제외한 부분이 한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH) 사이를 통과할 때에, 투광기(30a)가 투광한 검사광(L)은 테이프 피더(13)에 의한 테이프(T)의 1 피치 이송 동작마다 테이프(T)의 이송 구멍(C)을 하측에서 상측으로 통과한다. 따라서, 수광기(30b)는 테이프(T)의 1 피치 이송 시간의 간격으로 간헐적으로 검사광(L)을 수광한다. 그러나, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 테이프(T)의 연결 위치가 한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH) 사이에 도달할 때에, 투광기(30a)가 투광한 검사광(L)은 테이프(T)의 이송 구멍(C)을 막도록 점착된 상면측 연결 시트(SH1)에 의해 차단되기 때문에, 그 때에는 수광기(30b)가 검사광(L)을 수광하지 못한다.

컨트롤러(20)의 연결 위치 도달 판단 유닛(31)(도 3)은 연결 위치 검출 센서(30)[수광기(30b)]로부터 출력되는 수광 신호에 기초하여, 테이프(T)가 피치 이송되는 상태임에도 불구하고, 그 때까지 미리 정해진 간격으로 수광기(30b)로부터 출력되는 수광 신호의 출력 간격이 긴 것을 검출할 경우[미리 정해진 시간이 경과하더라도 연결 위치 검출 센서(30)[수광기(30b)]로부터 수광 신호를 받지 못한 경우], 테이프 피더(13)에 의해 피치 이송되는 테이프(T)의 연결 위치가 미리 정해진 위치[한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH) 사이의 위치]에 도달하는 것을 판단한다.

본 예시적인 실시형태에 있어서, 연결 위치 검출 센서(30)는 테이프 피더(13)에 구비된 테이프(T)에 새로운 테이프(T)가 연결되어 있는 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출하는 연결 위치 검출 수단으로서 역할한다.

도 3에 있어서, 컨트롤러(20)는 선두 공급 제어 유닛(32)을 포함한다. 연결 위치 검출 센서(30)가 테이프(T)의 연결 위치를 검출할 경우, 선두 공급 제어 유닛(32)은 테이프 피더 구동 유닛(22)의 작동을 제어하여 테이프 피더(13)로 하여금 테이프(T)를 이송하게 하고, 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 공급시킴으로써 "LED 부품(4)의 선두 공급"을 수행한다.

이하, 본 예시적인 실시형태에 있어서의 전자 부품 실장 장치(1)가 수행하는 부품 실장 공정의 순서에 대해 설명한다. 본 예에서는, 3개의 테이프 피더(13) 중 하나의 테이프 피더(13)만이 LED 부품(4)을 공급하기로 되어 있으며, 테이프(T)에 부품이 바닥나기 전에 새로운 테이프(T)가 이 테이프(T)에 연결되게 된다. 따라서, 테이프 피더(13)에 부착되어 LED 부품(4)을 공급하고 있는 테이프(T)의 후단부가 테이프 피더(13)에 의한 테이프(T)의 이송 동작에 의해 미리 정해진 위치[한 쌍의 검사광 관통 구멍(KH) 사이의 위치]에 도달할 때에, 그 테이프(T)의 연결 위치가 연결 위치 검출 센서(30)에 의해서 항상 검출된다.

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 처음에 테이프 피더 구동 유닛(22)의 작동을 제어하여 테이프 피더(13)로 하여금, 테이프 피더(13)에 부착되어 있는 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)이 부품 픽업 포트(13p)에 위치하도록 테이프(T)를 피치 이송시킴으로써, 선두의 LED 부품(4)을 공급한다(초기 선두 공급)[도 6에 나타내는 단계 ST1의 "초기 선두 공급" 공정].

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 LED 부품(4)의 초기 선두 공급 공정을 수행할 경우, 기판 반송로 구동부 유닛(21)의 작동을 제어해서, 상류측의 다른 장치(예컨대, 스크린 인쇄기)로부터 전달된 멀티기판 서브스트레이트(2)를 기판 반송로(12)에 의해 반송(반입)하여 그 멀티기판 서브스트레이트(2)를 미리 정해진 작업 위치에 위치 결정한다[도 6에 나타내는 단계 ST2의 "멀티기판 서브스트레이트 반송 및 위치 결정" 공정].

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 멀티기판 서브스트레이트(2)이 미리 정해진 작업 위치에 위치 결정될 경우, 기판 카메라(16)[장착 헤드(15)]를 멀티기판 서브스트레이트(2) 위쪽으로 간격을 두고 이동시켜, 멀티기판 서브스트레이트(2)에 마련된 기판 마크(도시하지 않음)를 촬상하게 한다. 그리고, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 얻어진 화상을 화상 인식 유닛(20c)에 인식시켜, 정규 작업 위치로부터의 멀티기판 서브스트레이트(2)의 위치 시프트 또는 변위를 구한다.

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 멀티기판 서브스트레이트(2)를 반송 및 위치 결정할 경우, 연결 위치 도달 판단 유닛(31)이, 테이프(T)의 직전의 피치 이송 시에 연결 위치 검출 센서(30)로부터의 검출 정보에 기초하여, 테이프(T)의 연결 위치를 검출했는지를 판단한다[도 6에 나타내는 단계 ST3의 "연결 위치 검출 판단" 공정]. 그 결과, 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 연결 위치 도달 판단 유닛(31)에 의해 테이프(T)의 연결 위치가 검출된 것으로 판단하면, 테이프 피더(13)로 하여금 테이프(T)를 이송하게 하여, 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 위치시키는 식으로 LED 부품(4)의 선두 공급 공정을 수행한다[도 6에 나타내는 단계 ST4의 "선두 공급" 공정].

컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)에 의한 전술한 단계 ST3의 판단 후에[작업 실행 제어 유닛(20a)이 단계 ST3에서 테이프(T)의 연결 위치가 검출된 것으로 판단할 때에, 그 후속 단계 ST4에서 선두 LED 부품(4)이 공급된 후에], 작업 실행 제어 유닛(20a)은 장착 헤드(15)로 하여금, 부품 픽업 포트(13p)에 공급된 LED 부품(4)을 픽업하게 한다[도 6에 나타내는 단계 ST5의 "픽업" 공정].

LED 부품(4)의 픽업 후에, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 그 픽업된 LED 부품(4)이 부품 카메라(17)의 상측을 통과하도록 장착 헤드(15)를 이동시켜, 부품 카메라(17)에 의해 LED 부품(4)을 촬상하게 한다. 그런 다음, 그렇게 얻어진 화상은 화상 인식 유닛(20c)에 의해 인식되어 LED 부품(4)의 이상(변형 또는 결손)이 있는지의 여부를 검사하고 흡착 노즐(15N)에 대한 LED 부품(4)의 위치 시프트 또는 변위(흡착 시프트)를 구한다[도 6에 나타내는 단계 ST6의 "화상 인식" 공정].

장착 헤드(15)에 의해 픽업된 LED 부품(4)의 화상의 인식 후에, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 장착 헤드(15)를 LED 부품(4)이 장착되는 기판(3)의 상측으로 이동시킨다. 그리고, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 픽업된 LED 부품(4)을 기판(3) 상의 LED 부품 장착 부위(BS)[LED 부품 장착 부위(BS)에는, 전자 부품 실장 장치(1)의 상류측에 배치된 스크린 인쇄기에 의해 미리 땜납이 인쇄되어 있음]에 접촉시키고, 진공압 공급 유닛(25)의 작동을 제어하여, 흡착 노즐(15N)에의 진공압 공급을 해제한다. 그렇게 함으로써, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 LED 부품(4)을 기판(3) 상의 LED 부품 장착 부위(BS)에 장착한다[도 6에 나타내는 단계 ST7의 "장착" 공정].

단계 ST7의 장착 공정에서는, 단계 ST3에서 테이프(T)의 연결 위치의 검출이 판단되고 그 후속 단계 ST4에서 LED 부품(4)을 선두 공급한 후에, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 LED 부품(4)이 장착될 타깃 기판(3)을, 그 때까지 LED 부품(4)이 장착되었던 기판(3)이 아니라, 다른 새로운 기판(3)으로 변경하고, 변경된 새로운 기판(3)에 LED 부품(4)을 장착한다.

그 때까지 LED 부품(4)이 장착되었던 기판(3)을 유지하고 있는 멀티기판 서브스트레이트(2)[기판 반송로(12)에 의해서 위치 결정되는 멀티기판 서브스트레이트(2)]에 아직 LED 부품(4)이 장착되지 않은 기판이 있다면 "새로운 기판(3)"은 그 LED 부품(4)이 장착되지 않은 기판(3)[기판(3)이 복수개 있다면, 그 중 하나]에 해당한다. 지금까지 LED 부품(4)이 장착되는 기판(3)을 모두 유지하는 멀티기판 서브스트레이트(2)에 새로운 기판(3)이 없다면, 기판 반송로(12)에 의해서 위치 결정되는 멀티기판 서브스트레이트(2)는 배출되고, "새로운 기판(3)"은 새롭게 반송 및 위치 결정된 멀티기판 서브스트레이트(2)에 유지되어 있는 복수의 기판(3) 중 하나에 해당한다.

LED 부품(4)이 기판(3) 상의 LED 부품 장착 부위(BS)에 장착될 경우, 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 단계 ST2의 멀티기판 서브스트레이트(2)의 위치 결정 시에 구한 멀티기판 서브스트레이트(2)의 위치 시프트와, 단계 ST6의 LED 부품(4)의 화상 인식 시에 구한 LED 부품(4)의 흡착 시프트를 보정하도록, 멀티기판 서브스트레이트(2)에 대한[즉, 기판(3)에 대한] 흡착 노즐(15N)의 위치 보정(회전 보정을 포함함)을 수행한다.

하나의 LED 부품(4)이 기판(3) 상에[LED 부품 장착 부위(BS) 상에] 장착된 후에, 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 테이프 피더 구동 유닛(22)의 작동을 제어하여, 다음 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 공급하도록 테이프(T)의 피치 이송을 수행한다[도 6에 나타내는 단계 ST8의 "테이프의 피치 이송" 공정]. 그런 다음, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 LED 부품(4)이 장착되고 있는 기판(3)에 장착될 모든 LED 부품(4)의 장착이 완료되었는지의 여부를 판단한다[도 6에 나타내는 단계 ST9의 "부품 장착 종료 판단" 공정]. 그 결과, LED 부품(4)이 장착되고 있는 기판(3)에 장착될 모든 LED 부품(4)의 장착이 종료되지 않은 경우, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 단계 ST5∼단계 ST8의 공정을 반복한다. LED 부품(4)이 장착되고 있는 기판(3)에 장착될 모든 LED 부품(4)의 장착이 종료되면, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 LED 부품(4)이 장착되고 있는 멀티기판 서브스트레이트(2)의 모든 기판(3)에 대한 LED 부품(4)의 장착이 종료되었는지를 판단한다[도 6에 나타내는 단계 ST10의 "전체 기판에 대한 부품 장착 종료 판단" 공정].

단계 ST10에서 LED 부품(4)이 장착되고 있는 멀티기판 서브스트레이트(2) 상의 모든 기판(3)에 대한 LED 부품(4)의 장착이 종료되지 않은 것으로 판단되면, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 단계 ST3에 되돌아가 아직 LED 부품(4)이 장착되지 않은 기판(3)에 대하여 단계 ST5∼단계 ST7의 공정을 수행한다. 한편, LED 부품(4)이 장착되고 있는 멀티기판 서브스트레이트(2) 상의 모든 기판(3)에 대한 LED 부품(4)의 장착이 종료된 것으로 판단되면, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 기판 반송로(12)를 작동시켜, 그 기판 반송로(12)에 의해서 위치 결정되는 멀티기판 서브스트레이트(2)를 전자 부품 실장 장치(1)의 외부로 배출한다[도 6에 나타내는 단계 ST11의 "멀티 기판 서브스트레이트 반출" 공정].

단계 ST11의 멀티기판 서브스트레이트 반출 공정의 종료 후에, 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 LED 부품(4)이 장착되어야 하는 멀티기판 서브스트레이트(2)이 아직 있는지의 여부를 판단한다[도 6에 나타내는 단계 ST12의 "기판 유무 판단" 공정]. 그 결과, LED 부품(4)이 장착되어야 하는 멀티기판 서브스트레이트(2)이 존재할 경우에, 컨트롤러(20)의 작업 실행 제어 유닛(20a)은 단계 ST2에 되돌아가 새로운 멀티기판 서브스트레이트(2)를 반입한다. LED 부품(4)이 장착되어야 하는 멀티기판 서브스트레이트(2)이 없다면, 작업 실행 제어 유닛(20a)은 일련의 "부품 실장" 공정을 종료한다.

전술한 바와 같이, 본 예시적인 실시형태에 있어서의 전자 부품 실장 장치(1)는, LED 부품(4)이 장착되는 기판(3)을 반송 및 위치 결정하는 기판 반송로(12)와, 기판(3)에 장착될 LED 부품(4)을 수납한 테이프(T)를 피치 이송하여 그 부품을 하나씩 부품 픽업 포트(13p)에 공급하는 테이프 피더(13)와, 테이프 피더(13)로부터 공급되는 LED 부품(4)을 픽업하여 그 LED 부품(14)을 기판 반송로(12)에 의해 위치 결정된 기판(3)에 장착하는 장착 헤드(15)와, 테이프 피더(13)에 의해 피치 이송되는 테이프(T)의 통로로서 기능하는 테이프 통로(13c)와, 테이프 피더(13)에 구비된 테이프(T)에 새로운 테이프(T)가 연결되어 있는 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출하는 연결 위치 검출 수단으로서 기능하는 연결 위치 검출 센서(30)와, 연결 위치 검출 센서(30)가 테이프(T)의 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 테이프 피더(13)로 테이프(T)를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 위치시키는 식으로, 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 전자 부품을 선두 공급하는 선두 공급 제어 수단[컨트롤러(20)의 선두 공급 제어 유닛(32)]를 포함한다. 연결 위치 검출 센서(30)가 테이프(T)의 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우, 장착 헤드(15)는 선두 공급 제어 수단에 의해 이송되는 새로운 테이프(T)로부터 LED 부품(4)을 픽업하여, 기판 반송로(12)에 의해 위치 결정된 새로운 기판(3)에 장착한다.

또한, 예시적인 실시형태에 있어서의 전자 부품 실장 방법은, 상기 예시적인 실시형태의 전자 부품 실장 장치(1)의 전자 부품 실장 방법이며, 연결 위치 검출 센서(30)가 테이프(T)의 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 테이프 피더(13)로 테이프(T)를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 위치시키는 식으로, 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 선두 공급하는 단계(단계 ST4의 선두 공급 공정)과, 연결 위치 검출 센서(30)가 테이프(T)의 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 장착 헤드(15)가, LED 부품(4)이 선두 공급되고 있는 새로운 테이프(T)로부터 LED 부품(4)을 픽업하여, 그 LED 부품(4)을 기판 반송로(12)에 의해 위치 결정된 새로운 기판(3)에 장착하는 단계(단계 ST5의 픽업 공정∼단계 ST7의 장착 공정)를 포함한다.

예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치(1) 및 전자 부품 실장 방법에서는, 테이프(T)의 연결 위치가 테이프 통로(13c)에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것이 검출될 때에, 연결되는 새로운 테이프(T)의 선두에 있는 LED 부품(4)을 부품 픽업 포트(13p)에 위치시키는 식으로 LED 부품(4)의 선두 공급 공정이 수행된다. 장착 헤드(15)는 LED 부품(4)의 선두 공급이 행해지고 있는 새로운 테이프(T)로부터 LED 부품(4)을 픽업하여 그 LED 부품(4)을 새로운 기판(3)에 장착한다. 따라서, 테이프 피더(13)의 테이프(T)에 테이프 슬라이싱이 적용되는 경우라도 하나의 기판(3)에 동등한 전기적 특성을 갖는 LED 부품(4)을 실장할 수 있다. 그러므로, 전기적 특성이 다른 LED 부품(4)을 하나의 기판(3)에 실장함으로써 발생하는 기판(3) 전체의 품질 열화를 피할 수 있다.

종래 기술에 있어서, 장착 헤드는 테이프 슬라이싱이 적용된 테이프의 연결 위치를 지남으로써 얻은 LED 부품(4)을 픽업하고 그 LED 부품(4)을 동일한 기판에 연속적으로 장착한다. 예시적인 실시형태에 따른 전자 부품 실장 장치(1)는 장착될 모든 LED 부품(4)의 장착이 완료된 기판(3)에 전기적 특성이 다른 LED 부품(4)은 장착되지 않음을 보장한다는 점에서 종래 기술과 다르다. 그 결과, LED 부품(4)의 장착이 완료된 기판(3)에 대해 전기적 특성이 다른 LED 부품(4)이 장착되었는지를 체크할 필요가 없다. 그렇기 때문에, 그러한 작업을 생략할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하였지만, 본 발명은 전술한 예시적인 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 전술한 실시형태에서는 테이프 피더(13)가 공급하는 전자 부품으로서 LED 부품을 설명하였다. 그러나, 테이프 피더(13)가 공급하는 전자 부품은 반드시 LED 부품에 한정되지 않으며, 다른 전자 부품일 수도 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 전자 부품이 장착되는 대상 기판[단위 기판(3)]으로서 조명 기판을 설명하였다. 그러나, 기판은 조명 기판에 한정되지 않는다. 또한, 전술한 실시형태에서는, 전자 부품이 장착되는 대상 기판[단위 기판(3)]의 경우, 복수의 기판이 멀티기판 서브스트레이트(2) 상에 유지되어 있다. 그러나, 기판은 반드시 멀티기판 서브스트레이트(2) 상에 유지되지 않은 것일 수도 있다.

특정의 예시적인 실시형태를 참조하여 본 발명에 대해 설명하였다. 그러나, 당업자에게는 본 발명의 정신과 범위에서 이탈하지 않고서 다양한 변경이나 변형이 이루어질 수 있는 것이 분명하다.

본 출원은 2010년 9월 14일에 출원한 일본 특허 출원(출원 제2010-205121호)에 기초하며, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

테이프 피더의 테이프에 테이프 슬라이싱이 적용되는 경우라도 하나의 기판에 동등한 전기적 특성을 갖는 전자 부품이 장착될 수 있게 하는 전자 부품 실장 장치 및 전자 부품 실장 방법을 제공한다.

1: 전자 부품 실장 장치
2: 멀티기판 서브스트레이트
3: 기판
4: LED 부품(전자 부품)
12: 기판 반송로
13: 테이프 피더
13c: 테이프 통로
13p: 부품 픽업 포트
15: 장착 헤드
30: 연결 위치 검출 센서(연결 위치 검출 수단)
32: 선두 공급 제어 유닛(선두 공급 제어 수단)
T, T1, T2: 테이프

Claims

전자 부품 실장 장치에 있어서,
전자 부품이 장착되는 기판을 반송 및 위치 결정하는 기판 반송로와,
상기 기판에 장착될 전자 부품을 수납한 테이프를 피치 이송하여 상기 전자 부품을 하나씩 부품 픽업 포트에 공급하는 테이프 피더(tape feeder)와,
상기 테이프 피더에 의해 공급되는 전자 부품을 픽업하여 상기 전자 부품을 상기 기판 반송로에 의해 위치 결정된 상기 기판에 장착하는 장착 헤드와,
상기 테이프 피더에 의해 피치 이송되는 테이프의 통로로서 기능하는 테이프 통로와,
상기 테이프 피더에 구비된 테이프에 새로운 테이프가 연결되어 있는 연결 위치가 상기 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출하는 연결 위치 검출 수단과,
상기 연결 위치 검출 수단이, 상기 테이프의 연결 위치가 상기 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 상기 테이프 피더로 테이프를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 부품 픽업 포트에 위치시키는 식으로, 상기 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 선두 공급하는 선두 공급 제어 수단
을 포함하고,
상기 연결 위치 검출 수단이 상기 테이프의 연결 위치가 상기 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 상기 장착 헤드가 상기 선두 공급 제어 수단에 의해 이송되는 새로운 테이프로부터 전자 부품을 픽업하여, 상기 기판 반송로에 의해 위치 결정된 새로운 기판에 장착하는 것인 부품 실장 장치.
전자 부품이 장착되는 기판을 반송 및 위치 결정하는 기판 반송로와, 상기 기판에 장착될 전자 부품을 수납한 테이프를 피치 이송하여 상기 전자 부품을 하나씩 부품 픽업 포트에 공급하는 테이프 피더와, 상기 테이프 피더에 의해 공급되는 전자 부품을 픽업하여 상기 전자 부품을 상기 기판 반송로에 의해 위치 결정된 상기 기판에 장착하는 장착 헤드와, 상기 테이프 피더에 의해 피치 이송되는 테이프의 통로로서 기능하는 테이프 통로와, 상기 테이프 피더에 구비된 테이프에 새로운 테이프가 연결되어 있는 연결 위치가 상기 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출하는 연결 위치 검출 수단을 포함하는 전자 부품 실장 장치의 전자 부품 실장 방법에 있어서,
상기 연결 위치 검출 수단이 상기 테이프의 연결 위치가 상기 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 상기 테이프 피더로 테이프를 이송하게 하여 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 부품 픽업 포트에 위치시키는 식으로, 상기 연결되는 새로운 테이프의 선두에 있는 전자 부품을 선두 공급하는 단계와,
상기 연결 위치 검출 수단이 상기 테이프의 연결 위치가 상기 테이프 통로에서의 미리 정해진 위치에 도달하는 것을 검출할 경우에, 상기 장착 헤드가, 상기 선두 공급하는 단계에 의해 이송되는 새로운 테이프로부터 전자 부품을 픽업하여, 상기 전자 부품을 상기 기판 반송로에 의해 위치 결정된 새로운 기판에 장착하는 단계
를 포함하는 전자 부품 실장 방법.