KR20160041787A

KR20160041787A - 부품 배치 디바이스 및 부품을 픽업하여 기판 상에 부품을 배치하는 방법

Info

Publication number: KR20160041787A
Application number: KR1020150139476A
Authority: KR
Inventors: 로이 브루웰; 리차드 아드리아누스 요하네스 반 더 브르그; 페터스 아드리아누스 안토니우스 반 훅스트라텐
Original assignee: 아셈블레온 비.브이.
Priority date: 2014-10-07
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2016-04-18
Also published as: US10398035B2; KR102385418B1; DE102015115636A1; TW201618227A; NL2013584B1; US11277921B2; CN105491868B; US9814144B2; US20160100488A1; CN105491868A; NL2013584A; TWI682494B; US20180063964A1; US20190343006A1

Abstract

본 발명은 부품을 픽업하여 부품을 기판 상에 배치하깅 위한 부품 배치 디바이스에 관한 것이고, 디바이스는 적어도 주 방향으로 움직일 수 있는 홀더 뿐만 아니라, 부품을 픽업하기 위한 노즐을 포함한다. 노즐은 홀더에 대하여 적어도 주 방향에 반대인 방향으로 움직일 수 있다. 부품 배치 디바이스는 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 노즐의 움직임시 개방 또는 폐쇄되는 유체 유동 채널, 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄를 검출하기 위한 검출 수단, 뿐만 아니라 검출 수단에 의해 전달된, 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 적어도 주 방향으로 홀더의 움직임을 제어하기 위한 수단을 포함한다.

Description

부품 배치 디바이스 및 부품을 픽업하여 기판 상에 부품을 배치하는 방법{A component placement device as well as a method for picking up a component and placing a component on a substrate}

본 발명은 부품을 픽업하여 기판 상에 부품을 배치하기 위한 부품 배치 디바이스에 관한 것이며, 부품 배치 디바이스는 적어도 주 방향으로 움직일 수 있는 홀더, 뿐만 아니라 부품을 픽업하고 적어도 주 방향과 반대 방향으로 홀더에 대해 움직일 수 있는 노즐을 포함한다.

본 발명은 또한 이러한 부품 배치 디바이스를 사용하여 부품을 픽업하여 기판 상에 부품을 배치하기 위한 방법에 관한 것이다.

이러한 부품 배치 디바이스들은 그 자체로 공지되어 있으며, 이것들은 그 중에서도 부품 공급 디바이스들로부터 전자 부품을 픽업하고, 부품을 기판 위의 필요한 위치로 움직이고 기판 상의 필요한 위치에 부품을 배치하기 위해 사용된다. 부품의 픽업은 노즐의 수단에 의해 일어나며, 노즐은 예를 들어 노즐에서 부분적인 진공을 생성하기 위하여 예를 들어 진공원에 연결된다. 부품이 정확하게 픽업되는 것을 보장하도록, 노즐은 부품의 외부면과 접촉하도록 움직여야만 한다. 이러한 목적을 위하여, 홀더는 주 방향으로 움직이며, 노즐이 부품과 접촉하면, 노즐은 홀더에 대하여 주방향에 반대인 방향으로 스프링력을 거슬러 움직인다. 이러한 상대 움직임의 목적은 노즐 및/또는 부품에 대한 손상을 방지하는 것이다. 유사한 방식으로, 홀더는 기판 상에 부품의 배치시에 주 방향으로 움직이며, 노즐과 부품은 노즐에 의해 운반된 부품이 기판과 접촉하면 홀더에 대하여 주 방향과 반대 방향으로 움직인다.

통상적으로, 홀더는 주 방향으로 사전 결정된 거리를 움직인다. 그러나, 동일한 형태의 부품이 예를 들어 제조 허용오차로 인하여 상이한 두께를 가지면, 그리고 기판이 두께가 불규칙하거나 또는 부분적으로 뒤틀리면, 홀더에 대한 노즐의 움직임은 일정하지 않게 되거나, 또는 부품 상에 발휘되는 스프링력이 일정하게 되지 않는다. 그러므로, 부품 상에 발휘되는 힘이 너크 크게 되는 위험이 있으며, 이는 부품에 대한 손상으로 이어질 수 있다. 또한, 부품 상에 발휘되는 힘이 너무 작은 경우에, 부품이 해제될 때의 순간에 부품이 기판을 전혀 건드리지 않을 가능성이 있다. 부품이 땜납 화합물 또는 접착제의 점(dot)들에 배치될 때, 부품은 충분한 힘으로 상기 화합물 또는 접착제에 가압되어야만 한다. 종래의 부품 배치 디바이스들로는, 힘이 너무 작을 위험이 있으며, 그 결과, 부품은 충분한 힘으로 땜납 화합물 또는 접착제의 점으로 가압되지 않게 된다.

본 발명의 목적은, 부품을 픽업하고 정확한 방식으로 배치하는 한편, 부품 상에 발휘되는 불필요한 힘을 방지하는 부품 배치 디바이스를 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 노즐이 진공원과 부품 픽업부의 적어도 하나의 개구에 연결된 통로를 구비하며, 상기 노즐은 또한 상기 진공원과 상기 적어도 하나의 개구 사이에 위치된 노즐의 벽에 있는 개구를 구비하고, 상기 개구는 상기 통로와 개방 소통하고, 홀더는 폐쇄 가능한 연결부를 통하여 상기 개구와 상기 통로와 유체 소통하는 채널을 구비하고, 유체 유동 채널은 상기 통로의 적어도 부분을 포함하며, 상기 개구와 상기 채널은 주 방향에 반대인 방향으로 상기 홀더에 대한 상기 노즐의 움직임으로 상기 폐쇄 가능한 연결부에서 상기 노즐에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 상기 부품 배치 디바이스는, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄를 검출하기 위한 검출 수단 뿐만 아니라 상기 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 적어도 주 방향으로 상기 홀더의 움직임을 제어하기 위한 수단을 추가로 포함하는, 본 발명에 따른 부품 배치 디바이스에서 달성된다.

노즐이 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 움직이면, 유체 유동 채널은 개방되고, 예를 들어, 유체의 유동은 유체 유동 채널을 통해 발생하게 된다. 이러한 유체의 유동은 검출 수단에 의해 검출된다. 검출 수단은 압력 센서 또는 유동 센서를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 유체의 유동에서의 변화는 이러한 센서에 의해 검출된다. 검출 수단은 마이크로프로세서를 추가로 포함하고, 예를 들어, 센서에 의해 전달되는 신호에 기초하여, 유체 유동 채널이 개방되고 노즐이 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 움직이는 것이 검출 수단에 의해 검출된다. 그 후, 주 방향으로 홀더의 움직임을 제어학 위한 수단을 사용하여, 주 방향으로의 홀더의 움직임은 정지되거나, 사전 결정된 거리에 걸쳐서 계속되거나 또는 그렇지 않으면 계속된다. 이러한 방식으로, 부품의 두께 및/또는 기판의 높이 변화가 미리 알려지거나 일정한 부품의 정확하고 정밀한 픽업 또는 배치가 더 이상 중요하지 않다.

유체 유동 채널이 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 노즐의 움직임으로 페쇄될 때, 유체 유동 채널을 통한 유체의 유동은 중단되게 되고, 이는 센서에 의해 검출된다. 그 후, 주 방향으로의 홀더의 움직임은 센서에 의해 전달된 신호에 기초하여 제어되게 된다.

유체는 공기, 다른 형태의 가스 또는 유체일 수 있다.

폐쇄된 폐쇄 가능한 연결부의 경우에, 부분적인 진공이 진공원을 통하여 통로에서 퍼지는 한편, 채널에서의 압력은 대기압으로 된다. 폐쇄 가능한 연결부를 개방하는 것에 의해, 통로는 개구를 통해 홀더에 있는 채널과 개방 소통으로 배치되고, 그 결과, 유체의 유동은 채널로부터 통로까지 발생하고, 통로에서의 압력이 증가된다. 압력 또는 유체 유동에서의 변화는 센서의 수단에 의해 검출될 수 있다.

개방된 폐쇄 가능한 연결부의 경우에, 부분적인 진공은 진공원을 통해 통로에서 퍼지며, 유체의 유동은 채널로부터 개구를 통해 통로까지 발생하게 된다. 폐쇄 가능한 연결부가 폐쇄되면, 통로에서의 압력은 강하하게 되고, 통로에서 유체의 유동은 변경되고, 채널을 통한 유체의 유동은 감소하게 된다. 압력 또는 유체 유동에서의 변화는 센서의 수단에 의해 검출될 수 있다.

본 발명에 따른 부품 배치 디바이스의 한 실시예는, 유체 유동 채널이 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 노즐의 움직임으로 개방되는 것을 특징으로 한다.

이러한 실시예에서, 유체의 유동이 오직 홀더에 대하여 주 방향에 반대 방향으로 노즐의 움직임 동안만 발생하여서, 홀더에 대한 노즐의 움직임을 검출하는데 필요한 유체의 양은 제한된다.

본 발명에 따른 부품 배치 디바이스의 추가의 실시예는, 통로가 노즐의 부품 픽업부를 통해 연장하고, 부품 픽업부에 있는 통로의 유체 유동 저항은 노즐의 벽에 있는 개구 및 홀더에 있는 채널의 합류 유체 유동 저항(joint fluid flow resistance)보다 큰 것을 특징으로 한다.

그 결과, 유체는 폐쇄 가능한 연결부의 개폐시에 노즐의 벽에 있는 개구와 홀더에 있는 채널을 통하여 용이하게 유동하게 되고, 이에 의해 유발되는 유체의 유동과 압력 변화는 센서의 수단에 의해 용이하게 검출될 수 있다.

이러한 것은 노즐과 부품 사이의 접촉 전에 통로에서 이미 부분 진공이 생성될 때 부품을 차지할 때에 중요하며, 보다 큰 유체 유동 저항으로 인하여, 단지 적은 양의 유체가 부품 픽업부에 있는 통로를 통해 통로 내로 유동하게 된다.

본 발명에 따른 부품 배치 디바이스의 또 다른 실시예는 상기 노즐이 상기 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 스프링력을 거슬러 움직일 수 있는 것을 특징으로 한다.

부품의 배치시에, 노즐은 홀더에 대한 스프링력에 거슬러 움직일 수 있으며, 그 결과, 스프링력은 또한 부품과 기판 사이에 발휘될 수 있다. 이러한 방식으로, 부품은 배치시에 사전 결정된 힘으로 기판에 가압된다.

스프링력의 결과로서, 노즐은 부품 픽업 위치로부터 기판 위의 위치로의 부품 배치 디바이스의 움직임에 의해 홀더에 대한 고정 시작 위치로, 주 방향으로 가압되고, 이 시작 위치에서, 유체 유동 채널은 폐쇄 또는 개방된다.

본 발명에 따른 부품 배치 디바이스의 또 다른 실시예는 상기 노즐이 2개의 판 스프링들의 수단에 의해 상기 홀더에 연결되는 것을 특징으로 한다.

이러한 판 스프링들을 사용하여, 홀더에 대하여 주 방향으로 및 반대 방향으로 노즐을 움직임을 위한 정밀한 안내가 간단한 방식으로 실현될 수 있다.

본 발명은 또한 상기된 바와 같은 부품 배치 디바이스를 사용하여 부품을 픽업하고 기판 상에 부품을 배치하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 부품을 정밀한 방식으로 픽업하고 배치하는 한편, 부품에서 발휘되는 불필요한 힘을 방지하는 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 노즐이 진공원과 부품 픽업부의 적어도 하나의 개구에 연결된 통로를 구비하고, 상기 노즐은 또한 상기 진공원과 상기 적어도 하나의 개구 사이에 위치된 상기 노즐의 벽에 있는 개구를 구비하고, 상기 개구는 상기 통로와 개방 소통하고, 상기 홀더는 폐쇄 가능한 연결부를 통하여 상기 개구 및 상기 통로와 유체 소통하는 채널을 구비하고, 유체 유동 채널이 상기 통로의 적어도 일부를 포함하고, 상기 개구와 상기 채널은 주 방향에 반대인 방향으로 상기 홀더에 대한 상기 노즐의 움직임으로 상기 폐쇄 가능한 연결부에서 상기 노즐에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 상기 홀더는, 상기 노즐이 부품의 픽업시에 부품과 접촉할 때까지 또는 부품의 배치시에 부품이 기판과 접촉할 때까지, 주 방향으로, 상기 부품의 픽업시에 상기 부품의 방향으로 또는 기판 상에 부품의 배치시에 기판의 방향으로 움직이며, 그 후, 주 방향으로 상기 홀더의 추가의 움직임으로, 상기 노즐은 주 방향에 반대인 방향으로 상기 홀더에 대해 움직이며, 상기 부품 배치 디바이스의 상기 유체 유동 채널은 개방 또는 폐쇄되고, 개방 또는 폐쇄는 검출 수단에 의해 검출되고, 그 후, 적어도 주 방향으로 상기 홀더의 추가의 움직임은 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 제어되는, 본 발명에 따른 방법으로 달성된다.

노즐이 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 움직이면, 유체 유동 채널은 개방 또는 폐쇄되며, 유체의 유동은 유체 유동 채널을 통해 발생하거나 또는 유체의 유동은 사정에 따라 중단될 것이다. 유체의 유동 또는 결과적인 압력 변화는 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 노즐이 움직인 것을 결정하는 검출 수단에 의해 검출되게 된다. 주 방향으로 홀더의 움직임은 그런 다음 정지되거나, 사전 결정된 거리에 걸쳐서 계속되거나, 또는 그렇지 않으면 계속된다. 이러한 방식으로, 부품의 두께 및/또는 기판의 높이 변화가 미리 알려지거나 일정한 부품의 정확하고 정밀한 픽업 또는 배치가 더 이상 중요하지 않다. 또한, 부품의 픽업시에 노즐과 부품 사이의 접촉 순간과 기판 상에 부품의 배치시에 부품과 기판 사이의 접촉 순간은 이러한 방식으로 신속하고 정확하게 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 한 실시예는, 주 방향으로 상기 홀더의 추가의 움직임은 상기 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 정지되는 것을 특징으로 한다.

그 결과, 부품의 픽업 및/또는 배치는 최소의 힘으로 발생할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 홀더가 상기 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 주 방향으로 사전 결정된 거리를 움직이는 것을 특징으로 한다.

이러한 방식으로, 부품은 사전 결정된 힘으로 제어된 방식으로 픽업 및/또는 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 또 다른 실시예는, 상기 유체 유동 채널이 상기 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 상기 노즐의 움직임으로 개방되는 것을 특징으로 한다.

유체의 유동이 홀더에 대하여 주 방향에 반대인 방향으로 노즐의 움직임으로 발생하여서, 홀더에 대한 노즐의 움직임을 검출하는데 필요한 유체의 양은 최소화된다.

본 발명은 도면을 참조하여 지금 보다 상세하게 설명될 것이다:
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 따른 부품 배치 디바이스의 제1 실시예의 단면도 및 상세도;
도 2는 부품이 기판 상의 필요한 위치로 움직이는 동안 도 1a의 부품 배치 디바이스의 도면;
도 3은 기판 상의 필요한 위치에 부품의 배치 동안 도 1a의 부품 배치 디바이스의 도면;
도 4는 도 1a에 도시된 부품 배치 디바이스의 홀더의 움직임을 제어하기 위한 개략도;
도 5a 및 도 5b는 각각 부품이 기판 상의 필요한 위치로 움직이는 동안 및 부품이 기판 상의 필요한 위치에 배치된 동안 본 발명에 따른 부품 배치 디바이스의 제2 실시예를 도시한 도면.
도면에서 동일한 부분은 동일한 도면부호로 지시된다.

도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명에 따른 부품 배치 디바이스(1)의 단면도 및 상세도를 도시한다. 부품 배치 디바이스는 적어도 화살표(P1)로 지시된 주 방향으로 움직일 수 있는 홀더(2), 및 부품(4)를 픽업하기 위한 노즐(3)을 포함한다. 노즐(3)은 적어도 화살표(P2)로 지시된 바와 같은, 주 방향에 반대인 방향으로 홀더(2)에 대해 움직일 수 있다. 화살표(P1, P2)들에 의해 지시된 방향들은 중심축(5)에 평행하게 연장한다.

홀더(2)는 상부벽(7)과 하부벽(8)에 의해 상부측과 저부측이 각각 폐쇄된 원통형 하우징(6)을 가진다. 홀더(2)는 홀더(2)의 상부벽(7)에 있는 파이프(9)를 구비하고, 파이프(9)는 진공원(도시되지 않음)에 연결된다. 하부벽(8)은 개구(9)를 구비하고, 노즐(3)을 개구를 통해 연장한다. 원통형 하우징(6)은 원통형 요소(10)를 수용하고, 노즐(3)은 원통형 요소를 통해 연장한다. 원통형 하우징(6), 상부벽(7) 및 원통형 요소(10)는 진공 챔버(11)를 한정한다. 원통형 요소(10)는 원통형 챔버(12)를 포함하고, 원통형 챔버는 중심축(5)에 대해 횡으로 연장하는 다수의 채널(13)들을 경유하고, 원통형 하우징(6)을 통해 주위와 개방 소통한다. 따라서, 정상적인 대기압이 원통형 챔버(12)에서 퍼진다. 내경(D1)을 가지는 밀봉 링(14)은 하부벽(8)에 가까운 측부 상에서 원통형 챔버(12)에 제공된다. 내경(D1)은 예를 들어 5-10 mm, 예를 들어 7 mm이다.

노즐(3)은 통로(16)를 한정하는, 중심축(5)을 따라서 연장하는 튜브(15)를 포함한다. 튜브(15)는 외경(D2)을 가진다. 외경(D2)은 예를 들어, 3-8 mm, 예를 들어 5 mm이다. 원통형 챔버(12) 내로 개방하는 다수의 개구(17)들이 튜브(15)의 벽에 제공된다. 원통형 챔버(12)에서, 튜브(15)는 외부 플랜지(18)를 구비한다.

상부측에서, 통로(16)는 진공 챔버(11) 내로 개방한다. 상부측 튜브(15)는 외부 플랜지(20)를 구비한다. 편향 스프링(19)은 플랜지(20)와 상부벽(7) 사이에 제공되며, 스프링은 노즐(3)을 화살표(P1)에 의해 제시된 방향으로 조이며, 외부 플랜지(18)를 밀봉 링(14)에 가압한다. 지름(D1 및 D2)들은 바람직하게 D2*D2가 대략 D1*D1-D2*D2에 같은 정도여서, 부분 진공과 대기압의 결과로서 플랜지(18)와 노즐(3)에 작용하는 힘은 실질적으로 서로 상쇄된다.

저부측 가까이에, 튜브(15)는 하나 이상의 좁은 통로(21')를 구비하는 부품 픽업부(21)를 구비하고, 좁은 통로들은 통로(16)에 연결되고 주위 대기와 개방 소통한다. 부품 픽업부(21)는 튜브(15)로부터 먼 측부에 외경(D3)을 가진다. 외경(D3)은 픽업될 부품의 크기에 의존하며; 실제 그 범위는 때때로 0.1 내지 3 mm일 것이다.

노즐(3)은 2개의 판 스프링(22)들의 수단에 의해 홀더(2)의 원통 하우징(6)의 내벽(23)에 연결된다. 판 스프링(22)들은 진공 챔버(11)에 있는 플랜지(20) 아래 및 하부벽(8) 가까이의 원통형 요소(10) 아래에 제공된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 판 스프링(22)은 외부 링(24)을 포함하고, 외부 링은 홀더(2)의 원통 하우징(6)의 내벽(23)에 연결되는 3개의 돌기(25)들을 구비한다. 판 스프링(22)은, 노즐(3)의 튜브(15)의 외벽(28)에 연결되는 3개의 돌기(27)들을 구비하는 내부 링(26)을 추가로 포함한다. 가교 세그먼트(30)들을 통해 인접한 링(24, 26, 29)들에 연결되는 다수의 링(29)들이 외부 링(24)과 내부 링(26) 사이에 위치된다. 판 스프링(22)들의 쌍은 홀더(2)에 관계하여 노즐(3)을 위한 양호한 선형 가이드를 형성한다.

도 2는 부품(4)이 그 자체가 공지된 수단(도시되지 않음)에 의해 기판(31) 상의 필요한 위치로 움직이는 동안의 부품 배치 디바이스(1)를 도시한다. 진공 라인(9)을 통해 진공원의 수단에 의해 통로(16, 21')들에 생성된 부분 진공의 결과로서, 부품(4)은 부품 픽업부(21)에 의해 홀딩된다. 부품(4)은 예를 들어 그 자체가 공지된 부품 공급 디바이스들로부터 픽업되었다. 부품 배치 디바이스(1)가 부품 공급 디바이스들로부터 기판(31) 상의 필요한 위치 가까이로 움직인 동안, 노즐(3)은 스프링(19)에 의해 화살표(P1)에 의해 지시된 주 방향으로 가압되고, 외부 플랜지(18)를 밀봉 링(14)에 가압한다. 개구(17)들은 원통형 요소(10), 플랜지(18) 및 밀봉 링(14)에 의해 봉입된 공간(32) 내로 개방하여서, 통로(16)와 채널(13)들 사이의 유체 연결은 폐쇄된다. 부품(4)이 기판(31) 상의 필요한 위치 위에 존재하면, 부품 배치 디바이스(1)는 화살표(P1)에 의해 지시된 주 방향으로 움직일 것이다.

일부 지점에서, 부품(4)은 기판(31)을 건드리게 되며, 그 결과, 부품(4)과 노즐은 화살표(P1)에 의해 지시된 주 방향으로 더 이상 움직이지 않게 된다. 다른 한편으로, 홀더(2)는 화살표(P1)에 의해 지시된 주 방향으로 스프링력에 거슬러 더욱 움직이게 되어서, 노즐(3)은 화살표(P2)에 의해 지시된 바와 같이 홀더(2)에 대하여 주 방향에 반대 방향으로 움직이게 된다(도 3 참조). 플랜지(18)는 밀봉 링(14)으로부터 멀리 움직여서, 채널(13)들, 챔버(12), 개구(17)들 및 통로(16)를 통한 개방 유체 연결이 동시에 형성된다. 채널(13)들, 챔버(12), 개구(17)들 및 통로(16)는 유체 유동 채널을 형성한다. 유체 유동 채널에서 이러한 개방 유체 연결의 결과로서, 진공원으로의 유체의 유동은 화살표(P3)에 의해 지시된 방향으로 파이프(9)를 통해 시작될 것이다. 이러한 파이프(9)에서, 센서(33)(도 4에 개략적으로 도시됨)가 제공되고, 센서의 수단에 의해, 공기와 같은 유체의 압력 또는 유동은 폐쇄 유체 연결의 경우(도 2)와 개방 유체 연결의 경우(도 3) 모두에서 검출될 수 있다. 부품 픽업부(21)의 통로(21')의 합류 유체 유동 저항은 노즐(3)에 있는 개구(17)들과 홀더(2)에 있는 채널(13)들의 합류 유체 유동 저항보다 커서, 유체의 압력 또는 유동의 변화가 비교적 신속하게 검출될 수 있다.

이어서, 화살표(P1)에 의해 지시된 주 방향으로의 홀더(2)의 추가적인 움직임은 센서(33)에 의해 전달된 신호에 기초하여 제어된다.

도 3에서 부품(4) 상에 작용하는 가압력은 스프링(19)의 스프링 특징과 홀더(2)에 대한 노즐(3)의 상대 움직임에 의존한다. 상대 움직임은 대략 1 mm, 예를 들어 0.3 mm이다.

도 4는 부품 배치 디바이스(1)의 홀더(2)의 움직임을 제어하기 위한 제어 회로(41)의 개략도를 도시한다. 제어 회로(41)는 센서(33), 홀더(2)를 화살표(P1, P2)에 의해 지시된 방향으로 움직이기 위한 모터(42), 홀더(2)를 화살표(P1, P2)에 의해 지시된 방향으로 움직인 다수의 단계들을 결정하기 위한 위치 센서(43), 센서(33)에 의해 전달된 신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 AD 컨버터(ADC), 마이크로프로세서(MC), 홀더(2)를 화살표(P1, P2)에 의해 지시된 방향으로 움직인 다수의 단계들을 결정하기 위하여 위치 센서(43)에 연결되는 카운터(CNT)를 포함한다. 제어 회로(41)는 모터(42)를 구동하기 위하여 마이크로프로세서(MC)와 모터(42) 사이에 연결되는 유닛(44)을 추가로 포함한다. AD 컨버터(ADC)는 센서(33)에 의해 전달된 신호를 변환하고 이를 마이크로프로세서(MC)에 공급한다. 또한, 위치 센서(43)로부터의 신호는 카운터(CNT)에 의해 마이크로프로세서(MC)에 공급된다. AD 컨버터(ADC)로부터 수신된 신호에 기초하여, 마이크로프로세서(MC)는 노즐(3)이 홀더에 대하여 화살표(P2)에 의해 지시된 방향으로 움직였는지와, 또한 홀더(2)가 이후에 움직이는 방식을 결정한다. 홀더(2)의 움직임은 정지되거나, 화살표(P1)에 의해 지시된 방향으로 계속되거나, 또는 화살표(P2)에 의해 지시된 방향으로 계속된다. 이어서, 마이크로프로세서(MC)는 필요한 방식으로 홀더(2)를 움직이기 위하여 유닛(44)을 통해 모터(42)에 신호를 전달한다. 제어 회로(41)는 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄를 검출하기 위한 검출 수단과, 적어도 주 방향으로 홀더의 움직임을 제어하기 위한 수단을 포함한다.

도 5a 및 도 5b는 각각, 부품(4)이 기판(31) 상의 필요한 위치로 움직이는 동안 및 부품(4)이 기판(31) 상의 필요한 위치에 배치된 동안 본 발명에 따른 부품 배치 디바이스(51)의 제2 실시예의 도면들이다. 대규모 측정에서 부품 배치 디바이스(51)는 부품 배치 디바이스(1)에 대응한다. 본질적인 차이는 노즐(53)이 개구(57)들을 구비하는 것이며, 개구들은 도 5a에 도시된 홀더(2)에 대한 노즐(53)의 연장된 위치에서, 원통형 챔버(12)의 상측부 가까이 위치된다. 개구(57)들은 채널(13)들과 개방 소통한다. 채널(13)들, 챔버(12), 개구(57)들, 및 통로(16)는 유체 유동 채널을 형성한다. 유체 유동 채널에서 이러한 개방 유체 연결의 결과로서, 진공원으로의 유체의 유동은 화살표(P5)에 의해 지시된 방향으로 파이프(9)를 통해 시작될 것이다.

기판(31) 상에서 부품(4)의 배치시에 부품(4)이 기판(31)을 건드리면, 노즐(53)은 스프링(19)의 스프링력을 거슬러 홀더(2)에 대하여 화살표(P2)에 의해 지시된 방향으로 움직일 것이다. 동시에, 원통형 요소(10)에 있는 개구(57)들은 원통형 요소(10)에 위치될 것이며, 개구(57)들은 통한 유체의 유동은 개구(57)들 반대편의 원통형 요소(10)의 원통형 벽(59)에 의해 함께 감소되거나 또는 정지될 것이다. 유체 연결은 지금 폐쇄된 것으로 고려된다. 센서는 파이프(9)에 제공되고, 센서에 의해, 공기와 같은 유체의 압력 또는 유동은 개방 유체 연결의 경우(도 5a) 및 폐쇄 유체 연결의 경우(도 5b) 모두 검출될 수 있다.

부품(4)이 기판(31) 상에 배치된 상황과 유사한 방식으로, 홀더(2)에 대하여 노즐(3, 53)을 움직이는 것에 의해 부품 픽업 위치로부터 부품(4)을 픽업할 때에 노즐(3, 53)과 부품(4) 사이의 접촉 순간, 유체 연결의 부수적인 개방 또는 폐쇄, 및 유체의 압력 또는 유동에서의 변화의 검출을 결정하는 것이 가능하다.

판 스프링(22)들의 사용을 통하는 것 외에 정밀한 선형 가이드를 제공하는 것이 또한 가능하다.

원통 형상 대신에, 하우징(6)과 요소(10)는 직사각형 또는 다른 형상을 또한 가질 수 있다.

부품 픽업부(21)에 있는 통로(21')의 합류 유체 유동 저항이 노즐(53)에 있는 개구(17)들과 홀더(2)에 있는 채널(13)들의 합류 유체 유동 저항보다 작은 것이 또한 가능하다. 부품 픽업부(21)에 있는 통로(21')의 합류 유체 유동 저항과 노즐(53)에 있는 개구(17)들과 홀더(2)에 있는 채널(13)들의 합류 유체 유동 저항 사이의 차이는, 노즐이 부품을 운반하지 않을 때, 부품이 픽업될 때 및 노즐이 홀더에서 움직일 때 일어나는 압력차 또는 유체 유동에서의 차이가 서로 다른 상황을 구별하는 것이 가능하도록 충분히 커야만 한다.

노즐이 홀더에 대하여 사전 결정된 거리를 움직였을 때까지, 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄가 일어나지 않는 것이 또한 가능하다.

홀더에 대하여 노즐의 비교적 긴 움직임의 경우에, 보다 많은 채널들을 연속으로 개방 또는 폐쇄하는 것이 또한 가능하여서, 유체 유동의 압력에서의 상이한 변화가 일어나게 된다. 이러한 변화는 검출 수단에 의해 검출되며, 이 검출로부터, 노즐의 움직임 및/또는 노즐 상의 힘이 그 뒤에 파생될 수 있다.

1 부품 배치 디바이스
2 홀더
3 노즐
4 부품
5 중심축
6 하우징
7 상부벽
8 하부벽
9 파이프
9 개구
10 요소
11 진공 챔버
12 챔버
13 채널
14 밀봉 링
15 튜브
16 통로
17 개구
18 플랜지
19 스프링
20 플랜지
21 부품 픽업부
21' 통로
22 판 스프링
23 내벽
24 외부 링
25 돌기
26 내부 링
27 돌기
28 외벽
29 링
30 가교 세그먼트
31 기판
32 공간
33 센서
41 제어 회로
42 모터
43 위치 센서
44 유닛
51 부품 배치 디바이스
53 노즐
57 개구
59 벽
ADC AD 변환기
CNT 카운터
D1 내경
D2 내경
MC 마이크로프로세서
P1 화살표
P2 화살표
P3 화살표
P5 화살표

Claims

적어도 주 방향(P1)으로 움직일 수 있는 홀더(2), 뿐만 아니라 부품을 픽업하기 위한 노즐(3, 53)을 포함하며, 상기 노즐(3, 53)은 적어도 상기 주 방향(P1)과 반대 방향(P2)으로 상기 홀더(2)에 대해 움직일 수 있는, 부품(4)을 픽업하여 기판(31) 상에 부품(4)을 배치하기 위한 부품 배치 디바이스(1, 51)에 있어서,
상기 노즐(3, 53)은 진공원과 부품 픽업부(21)의 적어도 하나의 개구(21')에 연결된 통로(16)를 구비하며, 상기 노즐(3, 53)은 또한 상기 진공원과 상기 적어도 하나의 개구(21') 사이에 위치된 상기 노즐(3, 53)의 벽에 있는 개구(17, 57)를 구비하고, 상기 개구(17, 57)는 상기 통로(16)와 개방 소통하고, 상기 홀더(2)는 폐쇄 가능한 연결부를 통하여 상기 개구(17, 57)와 상기 통로(16)와 유체 소통하는 채널(13)을 구비하고, 유체 유동 채널은 적어도 상기 통로(16)의 부분을 포함하며, 상기 개구(17, 57)와 상기 채널(13)은 주 방향(P1)에 반대인 방향(P2)으로 상기 홀더(2)에 대한 상기 노즐(3, 53)의 움직임시 상기 폐쇄 가능한 연결부에서 상기 노즐(3, 53)에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 상기 부품 배치 디바이스는, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄를 검출하기 위한 검출 수단 뿐만 아니라 상기 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 적어도 상기 주 방향(P1)으로 상기 홀더(2)의 움직임을 제어하기 위한 수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 부품 배치 디바이스.
제1항에 있어서, 상기 유체 유동 채널은 상기 홀더(2)에 대하여 상기 주 방향(P1)에 반대인 방향(P2)으로 상기 노즐(3, 53)의 움직임에 기초하여 개방되는 것을 특징으로 하는 부품 배치 디바이스.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통로(16)는 상기 노즐(3, 53)의 부품 픽업부를 통해 연장하고, 상기 부품 픽업부에 있는 통로의 유체 유동 저항은 상기 노즐(3, 53)의 벽에 있는 개구(17, 57) 및 상기 홀더(2)에 있는 채널(13)의 합류 유체 유동 저항(joint fluid flow resistance)보다 큰 것을 특징으로 하는 부품 배치 디바이스.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(3, 53)은 상기 홀더(2)에 대하여 상기 주 방향(P1)에 반대인 방향(P2)으로 스프링력을 거슬러 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 부품 배치 디바이스.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 노즐(3, 53)은 2개의 판 스프링(22)들의 수단에 의해 상기 홀더(2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 부품 배치 디바이스.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 부품 배치 디바이스(1, 51)를 사용하여 부품(4)을 픽업하고 기판(31) 상에 부품(4)을 배치하기 위한 방법으로서, 상기 부품 배치 디바이스(1, 51)가 적어도 주 방향(P1)으로 움직일 수 있는 홀더(2), 뿐만 아니라 부품을 픽업하기 위한 노즐(3, 53)을 포함하며, 상기 노즐(3, 53)은 적어도 상기 주 방향(P1)과 반대 방향(P2)으로 상기 홀더(2)에 대해 움직일 수 있는, 상기 방법에 있어서,
상기 노즐(3, 53)은, 진공원 및 부품 픽업부(21)의 적어도 하나의 개구(21')에 연결된 통로(16)를 구비하고, 상기 노즐(3, 53)은 또한 상기 진공원과 상기 적어도 하나의 개구(21') 사이에 위치된 상기 노즐(3, 53)의 벽에 있는 개구(17, 57)를 구비하고, 상기 개구(17, 57)는 상기 통로(16)와 개방 소통하고, 상기 홀더(2)는 폐쇄 가능한 연결부를 통하여 상기 개구(17, 57) 및 상기 통로(16)와 유체 소통하는 채널(13)을 구비하고, 유체 유동 채널이 상기 통로(16)의 적어도 부분을 포함하고, 상기 개구(17, 57)와 상기 채널(13)은 상기 주 방향(P1)에 반대인 방향(P2)으로 상기 홀더(2)에 대한 상기 노즐(3, 53)의 움직임에 기초하여 상기 폐쇄 가능한 연결부에서 상기 노즐(3, 53)에 의해 개방 또는 폐쇄되며, 상기 홀더(2)는, 상기 노즐(3, 53)이 상기 부품(4)의 픽업시에 상기 부품(4)과 접촉할 때까지 또는 상기 부품(4)의 배치시에 상기 부품(4)이 기판(31)과 접촉할 때까지, 주 방향(P1)으로, 상기 부품(4)의 픽업시에 상기 부품(4)의 방향으로 또는 기판(31) 상에 부품(4)의 배치시에 상기 기판(31)의 방향으로 움직이며, 그 후, 상기 주 방향(P1)으로 상기 홀더(2)의 추가의 움직임시, 상기 노즐(3, 53)은 상기 주 방향(P1)에 반대인 방향(P2)으로 상기 홀더(2)에 대해 움직이며, 상기 부품 배치 디바이스(1, 51)의 상기 유체 유동 채널은 개방 또는 폐쇄되고, 상기 개방 또는 폐쇄는 검출 수단에 의해 검출되고, 그 후, 적어도 상기 주 방향(P1)으로 상기 홀더(2)의 추가의 움직임은 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 대해 검출 수단에 의해 전달된 신호에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 주 방향(P1)으로 상기 홀더(2)의 추가의 움직임은 상기 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 정지되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 홀더(2)는 상기 검출 수단에 의해 전달된, 상기 유체 유동 채널의 개방 또는 폐쇄에 관한 신호에 기초하여 상기 주 방향(P1)으로 사전 결정된 거리를 움직이는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 유동 채널은 상기 홀더(2)에 대하여 상기 주 방향(P1)에 반대인 방향(P2)으로 상기 노즐(3, 53)의 움직임에 기초하여 개방되는 것을 특징으로 하는 방법.