KR20170030548A - 정확도를 확립, 확인 및/또는 관리하기 위한 테스트 디바이스 - Google Patents

정확도를 확립, 확인 및/또는 관리하기 위한 테스트 디바이스 Download PDF

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KR20170030548A
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KR1020177002924A
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존 윌리엄 허먼
존 제이. 피추라
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유니버셜 인스트루먼츠 코퍼레이션
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Abstract

테스트 디바이스는 집기-놓기 프로세스의 정확도를 확인하기 위해 개시된다. 테스트 디바이스는 구성요소들을 수용하도록 구성된 표면, 및 표면 아래에 위치된 강자성 층을 포함한다. 시스템이 테스트 디바이스 및 각각이 자기 요소를 포함하는 복수의 구성요소를 포함하여 추가로 개시되며, 복수의 구성요소는 테스트 디바이스의 복수의 포켓에 의해 수용되도록 구성된다. 구성요소를 집어서 테스트 디바이스로 놓는 방법이 추가로 개시된다.

Description

정확도를 확립, 확인 및/또는 관리하기 위한 테스트 디바이스{TEST DEVICE FOR ESTABLISHING, VERIFYING, AND/OR MANAGING ACCURACY}
관련 사항
본 출원은 2014년 6월 11일자로 출원되고 "Self-contained Fixture for Establishing, Verifying and Managing Accuracy"라는 명칭의 가특허 출원 번호 제62/010,519호에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시는 본 개시와 모순되지 않는 정도로 참조로서 여기에 통합된다.
기술 분야
여기에 개시된 주제는 일반적으로 실재 구성요소 배치 이전에 집기-놓기 기계(pick and place machine)의 정확도를 확립, 확인 및/또는 관리하기 위한 기술에 관한 것이다. 보다 특히, 주제는 집기-놓기 기계의 정확도를 확립, 확인 및/또는 관리하기 위해 걸리는 시간을 감소시키도록 구성된 독립형 테스트 디바이스에 관한 것이다.
실재 구성요소 부분과의 실제 조립 집기-놓기 프로세스가 최종 기능 보드 상에 위치되기 전에 기계 정확도를 확립 및 확인하기 위해, 기계가 적절한 위치에서 유리 보드 상에 슬러그를 위치시키고 있는지를 결정할 목적으로 정밀 유리 보드 상에 석판술로 정의된 유리 슬러그를 위치시키는 것은 흔한 일이다. 이것은 기계가 실재 구성요소 부분을 적절히 위치시킬 것임을 확인한다. 양면 테이프가 슬러그 부착을 위해 사용된다. 양면 테이프 스트립은 종종 배치가 발생할 위치(들)에서 세로 방식으로 정밀 유리 보드에 도포된다. 일단 슬러그가 이들 위치(들)로 배치된다면, 슬러그는 양면 테이프에 의해 유지된다.
이러한 기술은 여러 개의 결점을 가진다. 예를 들면, 배치 표면의 편평도 및 품질이 양면 테이프를 도포할 때 기술자의 도포 기술뿐만 아니라 양면 테이프의 테이프 품질에 의존한다. 게다가, 양면 테이프는 일단 확인 프로세스가 끝나면 유틸리티 나이프로 슬러그의 제거 시 가끔 생성되는 유리 조각과 같은 오염의 가능성이 있을 수 있다. 이것은 다음 확인 프로세스를 위한 유리 보드를 오염시킬 수 있다. 반복된 사용으로부터의 오염 및 감소된 접착력으로 인해, 양면 테이프는 종종 제거되며 교체되어야 한다. 이것은 기계로부터 보드를 제거하는 것, 테이프를 제거하는 것, 보드를 세척하는 것, 및 테이프를 재도포하는 것을 수반한다. 이것은 매우 시간 소모적인 프로세스일 수 있다.
따라서, 실제 구성요소의 배치 이전에 집기-놓기 기계의 정확도를 확립, 확인 및 관리하기 위한 테스트 디바이스가 이 기술분야에서 잘 받아들여질 것이다.
제1 실시예에 따르면, 방법은: 집기-놓기 기계의 집기-놓기 노즐로 구성요소를 집는 단계로서, 상기 구성요소는 제1 자기 요소를 포함하는, 상기 집기 단계; 및 상기 집기-놓기 노즐로 테스트 디바이스의 표면 상에 상기 구성요소를 배치하는 단계로서, 상기 테스트 디바이스는 제2 자기 구성요소를 포함하며, 여기에서 구성요소를 유지할 때 상기 집기-놓기 노즐의 진공 유지력은 상기 구성요소가 표면 상에 배치된 후 상기 제1 자기 요소 및 상기 제2 자기 요소 사이에서의 자기 인력을 초과하는, 상기 배치 단계를 포함한다.
제2 실시예에 따르면, 집기-놓기 프로세스의 정확도를 확인하기 위한 테스트 디바이스가 개시되며, 상기 테스트 디바이스는 구성요소를 수용하도록 구성된 표면; 및 상기 표면 아래에 위치된 강자성 층을 포함한다.
제3 실시예에 따르면, 시스템은 집기-놓기 프로세스의 정확도를 확인하기 위한 테스트 디바이스로서, 상기 테스트 디바이스는 캐리어 부분 및 구성요소를 수용하도록 구성된 표면 및 상기 표면 아래에 위치된 자기 층을 포함하며, 상기 캐리어 부분은 복수의 포켓을 포함하는, 상기 테스트 디바이스; 및 각각이 자기 요소를 포함하는 복수의 구성요소로서, 상기 복수의 구성요소는 상기 복수의 포켓에 의해 수용되도록 구성되는, 상기 복수의 구성요소를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예는 다음의 도면을 참조하여, 상세히 설명될 것이며, 여기에서 유사한 지정은 유사한 구성원을 나타낸다.
도 1은 일 실시예에 따른 테스트 디바이스의 평면도;
도 2는 일 실시예에 따라 구성요소를 배치하는 노즐을 구비하는 도 1의 테스트 디바이스의 측면 컷어웨이 뷰 측면도;
도 3은 일 실시예에 따른 구성요소에 대해 관심 카메라 영역의 최상부 개략도;
도 4는 일 실시예에 따른 방법의 흐름도를 묘사한다;
도 5는 일 실시예에 따라 그 안에 위치된 도 1의 테스트 디바이스를 가진 집기-놓기 기계의 투시도; 및
도 6은 일 실시예에 따른 도 5의 집기-놓기 기계 내에 위치된 도 1의 테스트 디바이스의 평면도.
개시된 장치 및 방법의 이후 설명된 실시예에 대한 상세한 설명이 도면을 참조하여 제한이 아닌 예시로서 여기에 제공된다.
먼저 도 1을 참조하면, 테스트 디바이스(10)의 평면도가 도시된다. 테스트 디바이스(10)는 표면(12), 및 표면(12)의 둘레 주위에 위치된 캐리어 부분(14)을 포함한다. 그 안에 복수의 구성요소(18)가 위치되는 복수의 포켓(16)이 캐리어 부분(14)에 위치된다. 제1 복수의 기점(20)이 테스트 디바이스(10)의 표면(12) 내에 위치된다. 제2 복수의 기점(22)은 테스트 디바이스(10)의 캐리어 부분(14) 상에 위치된다. 제3 복수의 기점(24)(도 3에 도시됨)은 구성요소(18)의 상향 표면(19)(도 2에 도시됨) 내에 위치된다. 복수의 집기-놓기 노즐(26)을 수용하도록 구성된 복수의 포켓(38)이 테스트 디바이스(10)의 캐리어 부분(14)에 추가로 위치된다.
테스트 디바이스(10)는 실재 또는 실제 구성요소 부분의 집기 및 배치가 최종 기능 인쇄 회로 보드(도시되지 않음)로 배치되기 전에 집기-놓기 기계(28)(도 5 및 도 6에 도시됨)의 기계 정확도를 확립 및 확인하기 위해 이용될 수 있다. 테스트 디바이스(10)를 사용한 테스팅은 양면 테이프, 또는 임의의 다른 접착제, 아교 또는 페이스트를 디바이스 자체의 표면(12) 상에 배치하기 위한 요구 없이 성취될 수 있다. 이것은 표면 상에 구성요소(18)를 배치하는 것, 집기-놓기 기계(28)에 의한 배치의 정확도를 검사 및 확인하는 것, 및 표면(12)으로부터 구성요소(18)를 제거하는 것의 전체 프로세스가 조작자 개입 또는 관여 없이 집기-놓기 기계(28) 내에서 완료되도록 허용할 수 있다. 도시된 실시예에서, 테스트 디바이스(10)는 테스트 프로세스 동안 이용된 구성요소(18) 및 노즐(26)이 테스트 디바이스(10) 자체 상에서 캐리어 부분(14)에서의 포켓(16, 38)에 보유될 수 있다는 점에서 독립형일 수 있다. 다른 실시예에서, 테스트 디바이스(10)는 독립형이 아닐 수 있으며, 배치 테스트 프로세스에서 사용된 구성요소(18) 및/또는 노즐(26) 중 하나 또는 양쪽 모두는 테스트 디바이스(10) 자체 상에 보유되지 않을 수 있다. 테스트 디바이스(10)는 추가로 유리 조각 또는 재-테이핑의 수동 개입 및 제거를 요구하지 않고 테스팅 프로세스 후 바로 재사용 가능할 수 있다.
도 2를 참조하면, 테스트 디바이스(10)의 측면도가 구성요소(18)가 집기-놓기 기계(28)(도 5 및 도 6에 도시됨)의 집기-놓기 노즐(26)에 의해 표면(12) 상에 배치된 후 도시된다. 집기-놓기 노즐(26)은 구성요소(18)와 접촉하고 및/또는 인터페이스하도록 구성된 구성요소 인터페이스 부분(30)을 포함할 수 있다. 구성요소(18)에 포함된 제1 자기 요소(32)가 추가로 도시된다. 제1 자기 요소(32)는 구성요소(18)의 일체형 또는 부착된 피처일 수 있다. 제2 자기 요소(34)는 테스트 디바이스(10)의 표면(12) 아래에 위치되어 도시된다. 유지 구성요소(18) 상에서의 집기-놓기 노즐(26)에 의해 인가된, 진공 유지력(Fv)은 구성요소(18)가 표면(12) 상에 배치된 후 제1 자기 요소(32) 및 제2 자기 요소(34) 사이에서의 자기 인력(Fm)을 초과할 수 있다. 일 실시예에서, 진공 유지력(Fv)은 자기 인력(Fm)보다 적어도 20% 더 클 수 있다. 일 실시예에서, 진공 유지력(Fv)은 자기 인력(Fm)보다 적어도 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상 또는 100% 이상일 수 있다. 자기 인력(Fm)의 상대적인 값은 심지어 진공 유지력(Fv)의 값보다 150% 또는 200% 더 클 수 있다.
테스트 디바이스(10)는 자기 인력(Fm)으로 표면(12) 상에서의 그들의 배치된 위치에 구성요소(18)를 보유할 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 자성을 사용하지 않지만, 대신에 테스트 디바이스(10)의 표면(12) 상에 테스팅 구성요소(18)를 유지하기 위해 다른 수단을 사용할 수 있는, 테스트 디바이스(10)의 다른 실시예가 고려된다. 구성요소(18)는 실제 또는 실재 전자 구성요소가 아닐 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 대신에, 구성요소(18)는 결국 실제 조립 집기-놓기 프로세스에 배치될 실재 구성요소와 유사하거나 또는 동일한 치수를 포함할 수 있는 슬러그 또는 거짓 구성요소일 수 있다. 구성요소(18)는 키트 또는 패키지로 테스트 디바이스(10)를 제공받을 수 있다. 도면에 도시된 구성요소(18)의 치수는 모두 동일하다. 그러나, 다른 실시예에서, 테스트 디바이스(10)는 상이한 치수 및 형태의 구성요소(18)를 포함할 수 있다. 구성요소(18)는 슬러그, 칩, 조각, 부분 등일 수 있다. 구성요소(18)는 유리, 플라스틱, 금속 등으로 만들 수 있다. 임의의 재료가 고려된다. 다른 실시예에서, 구성요소(18)는 강자성 재료로 만들 수 있다. 이 경우에, 구성요소(18)는, 구성요소(18)의 전체가 강자성 재료로 만들 수 있으므로, 제1 자기 요소(32)와 같은 별개의 강자성 요소를 포함하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 표면(12)은 유리로 만들어질 수 있다. 다른 실시예에서, 표면(12)은 플라스틱, 세라믹, 금속 또는 합성물로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 표면(12)은 표면(12) 아래에 위치된 카메라 또는 이미징 시스템을 통해 이미징 또는 검사를 가능하게 하기 위해 투명하고, 반투명하거나 또는 아투명할 수 있다. 다른 실시예에서, 표면(12)은 다수의 재료로 만들 수 있다. 예를 들면, 표면(12)은 대개 유리로 만들 수 있으며, 유리는 그리드, 격자, 웹 또는 다른 형상의 형태로 유리 내에 내장된 강자성 재료의 어레이를 둘러싼다. 다른 실시예에서, 표면(12)은 사실상 강자성 재료로 만들어질 수 있다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 함께 계층화된 제2 자기 요소(34) 및 표면(12)을 포함한 두 개의 별개의 층을 갖기 보다는, 테스트 디바이스(10)는 단일 자기 층(도시되지 않음)으로 만들 수 있다.
도시된 실시예에서, 제2 자기 요소(34)는 표면(12) 아래에서 층으로 위치된다. 제2 자기 요소(34)는 강자성 재료로 만들 수 있다. 제2 자기 요소(34)는 표면(12)의 표면적의 전체에 걸쳐 연장되는 층일 수 있다. 다른 실시예에서, 보다 적은 자기 재료가 제2 자기 요소(34)가 그리드, 메시 또는 다른 패턴으로 성형된다면 이용될 수 있으며, 그에 의해 표면(12) 아래에서의 면적의 전체를 커버하지 않는다. 그리드, 메시 또는 패턴은 제1 자기 요소(32) 및 제2 자기 요소(34) 사이에서 비교적 동일한 자기 인력으로 구성요소(18)의 표면(12) 상에서의 임의의 위치에서 작은 구성요소의 자기 배치를 가능하게 하기 위해 서로 가깝게 이격되는 바를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 자기 요소(34)는 강자성 대신에 전자기성일 수 있다. 이 실시예에서, 집기-놓기 기계(28)는 테스팅 디바이스(10)의 배치, 테스팅 및/또는 일반적인 동작 동안 전자기성 제2 자기 요소(34)에 동력을 공급하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 제2 자기 요소(34)는 표면(12)에 영구적으로 부착될 수 있다. 예를 들면, 제2 자기 요소(34)는 아교 또는 에폭시로 표면(12)에 부착될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제2 자기 요소(34)는 그 외 볼트, 나사 등에 의해 표면(12)에 부착될 수 있다. 계속해서 다른 실시예에서, 제2 자기 요소(34)는 표면(12)으로부터 제거 가능할 수 있다. 표면(12)으로부터의 제2 자기 요소(34)의 제거는 집기-놓기 기계(28)에 의해 표면(12) 아래로부터 검사를 허용할 수 있다.
제1 및 제2 자기 요소(32, 34)의 자기장의 세기는 표면(12)의 두께, 및 집기-놓기 노즐(26)의 진공력에 의존적일 수 있다. 따라서, 표면(12)이 두꺼울수록, 제1 및 제2 자기 요소(32, 34)의 자기장의 세기는 더 크다. 상기 설명된 바와 같이, 제1 자기 요소(32) 및 제2 자기 요소(34) 사이에서의 자기 인력(Fm)은 집기-놓기 노즐(26)의 진공력(Fv)의 세기보다 적을 수 있다. 이것은 집기-놓기 노즐(26)이 제2 자기 요소(34) 및 제1 자기 요소(32) 사이에서의 자기 인력이 배치 프로세스에 영향을 주지 않고 구성요소(18)를 적절히 배치하도록 허용할 수 있다. 따라서, 구성요소(18)는 노즐(26)이 구성요소(18) 상에 진공력을 인가하는 것을 중지할 때까지 노즐(26)에 단단히 부착된 채로 있을 수 있다. 구성요소(18)가 제1 및 제2 자기 요소(32, 34)의 결과로서 표면(12)에 가질 자기 인력, 즉 Fm은 그에 의해 배치에 영향을 주지 않거나 또는 진공력(Fv)이 노즐(26)에 의해 구성요소(18) 상에 인가될 때 노즐(26) 상에 구성요소(18)를 이동시킬 수 있다.
테스트 디바이스(10)가 도시된 실시예에서 캐리어 부분(14)을 포함하여 도시된다. 캐리어 부분(14)은 일 실시예에서 금속으로 만들 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어 부분(14)은 플라스틱, 합성물, 나무, 또는 유리로 만들 수 있다. 그러나, 캐리어 부분(14)이 배치된 구성요소를 수용하지 않을 것이기 때문에, 캐리어 부분(14)은 유리 또는 다른 연마된 또는 평활한 표면으로 만들어지도록 요구되지 않을 수 있다. 캐리어 부분(14)은 배치 표면(12)의 외부 둘레를 둘러쌀 수 있다. 다른 실시예에서, 캐리어 부분(14)은 단지 표면(12)의 하나 이상의 에지에 근접하여 위치될 수 있다.
구성요소(18)를 위한 포켓(16)이 실시예에서 각각 동일한 크기이며 동일한 치수이도록 도시된다. 그러나, 포켓은 상이하게 치수화된 구성요소(18)를 수용하기 위해 상이하게 치수화될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다른 실시예에서, 포켓(16)은 표준 또는 균일한 치수를 가질 수 있으며, 이것은 임의의 크기 구성요소(18)를 수용하기에 충분히 클 수 있다. 포켓(16)은 각각 최하부에 또는 포켓(16) 밑에 위치된 강자성 재료를 포함할 수 있다. 이것은 구성요소(18) 및 그것들 각각의 포켓(16) 사이에 자기 인력을 제공할 수 있다. 이것은 집기-놓기 기계(28)로의 테스트 디바이스(10)의 이동 동안 그것들 각각의 포켓(16) 내에 구성요소(18)를 보유하도록 도울 수 있다. 제1 및 제2 자기 요소(32, 34) 사이에서의 자기 인력(Fm)처럼, 구성요소(18) 및 포켓(16) 사이에서의 자기 인력은 노즐(26)의 진공력(Fv)보다 작을 수 있다.
테스트 디바이스(10)는 복수의 집기-놓기 노즐(26)을 유지하기 위한 복수의 포켓(38)을 추가로 포함할 수 있다. 집기-놓기 노즐(26)은 전자 구성요소 배치 산업에서 일반적인 통상적인 집기-놓기 노즐일 수 있다. 테스트 디바이스(10)는 복수의 상이한 유형의 집기-놓기 노즐을 유지하도록 구성될 수 있다. 이들 노즐(26)은 각각 상이한 유형 또는 크기 구성요소를 들어올리도록 구성될 수 있다. 따라서, 노즐(26)의 구성요소 인터페이스 부분(30)의 크기 및 형태는 상이한 구성요소를 수용하기 위해 각각의 노즐에 대해 상이할 수 있다. 여기에서 설명된 방법 및 디바이스는 임의의 크기 노즐 및 구성요소에 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 5는 집기-놓기 기계(28)의 실시예를 묘사한다. 집기-놓기 기계(28)는 대표적인 실시예로서 도시되며 부가적인 또는 상이한 구성요소를 가진 다른 실시예가 고려된다는 것이 이해되어야 한다. 집기-놓기 기계(28)에 대한 다음의 설명은 테스트 디바이스(10)를 이용할 수 있는 기계의 유형의 일례이다. 도면에서 도시된 집기-놓기 기계(28)는 적어도 하나의 공급기 시스템(52)을 포함할 수 있다. 공급기 시스템(52)은 궁극적으로 인쇄 회로상에 위치될 수 있는 전자 구성요소(도시되지 않음)를 포함하거나 또는 그것과 함께 로딩될 수 있는 하나 또는 복수의 공급기(54)를 포함할 수 있다. 테스트 디바이스(10)에 관하여 상기 설명된 구성요소(18)는 결국 보드 배치 프로세스에서 이용될 실재 구성요소에 대응할 수 있는 슬러그 또는 테스트 구성요소일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 테스트 디바이스(10)에서의 구성요소(18)를 위한 포켓(16)은 테스팅 동안 집기-놓기 시스템(48)에 의해 사용된 복수의 구성요소(18)를 저장함으로써 공급기 시스템(52)과 동일한 목적을 달성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이, 공급기 시스템(52)은 테스트 디바이스(10)가 사용 중일 때 이용되거나 또는 이용되지 않을 수 있다. 테스트 디바이스(10)가 구성요소(18)를 위한 포켓(16)을 포함하지 않는 실시예에서, 공급기 시스템(52)은 테스팅 동안 테스트 디바이스(10)와 조합하여 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
더욱이, 집기-놓기 기계(28)의 실시예는 적어도 하나의 집기-놓기 시스템(46)을 포함할 수 있다. 집기-놓기 시스템(46)은 집기-놓기 노즐(26)(도 2에 도시됨)을 포함할 수 있다. 구성요소(18)를 들어올려 배치하는 것에 관하여 상기 설명된 기능 외에, 노즐(26)은 추가로 보드 배치 프로세스 동안 전자 구성요소를 유지하도록 구성되며 공급기 시스템(52)의 공급기(54)로부터 구성요소를 빠르게 집거나 또는 선택하도록 구성될 수 있다. 게다가, 집기-놓기 시스템(46)은 구성요소(18) 또는 전자 구성요소 중 하나와 같은, 집힌 구성요소를 붙잡고 테스트 디바이스(10) 상에서의 정확한 위치에 또는, 테스팅이 완료되고 정확도가 확인된 후, 인쇄 회로 보드로 구성요소를 배치하도록 이동시키기 위해 구성될 수 있다. 또한, 집기-놓기 시스템(46)은 단일 집기-놓기 시퀀스 또는 다수의 집기-놓기 시퀀스 동안 복수의 구성요소를 집으며 테스트 보드(10) 또는 인쇄 회로 보드 상에 배치하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 집기-놓기 시스템(46)은 각각 전자 구성요소를 집고 배치하도록 동작 가능한 노즐(26)과 같은, 복수의 노즐을 가진 스핀들 디바이스 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다.
집기-놓기 기계(10)의 실시예들은 시각 검출 시스템을 포함할 수 있다. 시각 검출 시스템은 제1 카메라(44) 및 제2 카메라(50)를 포함할 수 있으며, 이것은 테스트 디바이스(10) 또는 인쇄 회로 보드로의 배치 이전 및 이후 양쪽 모두에서 구성요소(18) 또는 전자 구성요소를 이미징할 수 있다. 도면으로부터 제2 카메라(50)는 구성요소가 노즐에 의해 들어 올려진 후 아래로부터 집기-놓기 노즐 상에서의 집혀진 구성요소의 위치를 검토하기 위해 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 제1 카메라(44)는 아래쪽으로 향하며 그것이 최종 기능 보드를 위한 조립 프로세스 동안 테스팅 디바이스(10)의 표면(12) 상에 또는 실제 보드 상에 배치된 후 구성요소의 이미지를 캡처하도록 구성될 수 있다. 획득된 이미지로부터, 프로세서(도시되지 않음)는 제1 카메라(44)에 의해 캡처된 배치된 구성요소의 위치의 정확도를 확인할 수 있다. 프로세서는 또한 구성요소가 배치 가능한지 여부 및 집기-놓기 시스템(46) 및 집기-놓기 노즐(26)에 대한 구성요소의 관계를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 집기-놓기 시스템(46)의 집기-놓기 노즐(26)이 노즐(26)에 관하여 구성요소(18)의 위치가 적절하지 않도록 구성요소(18) 중 하나를 집어 올렸다면, 제2 카메라(50)는 이러한 부적절한 위치를 캡처할 수 있으며 프로세서는 구성요소(18)가 배치 가능하지 않다고 결정하며 노즐(26)에 관하여 구성요소(18)를 재정렬하도록 집기-놓기 시스템(46)에 지시할 수 있다. 부가적으로, 시각 검출 시스템 및 프로세서는 테스팅 프로세스 외에 최종 보드 배치 프로세스에서 구성요소(18) 또는 전자 구성요소의 배치의 정확도를 확인 및/또는 관리할 수 있다.
더 나아가, 집기-놓기 기계(28)의 실시예는 집기-놓기 시스템(48)에서 하나 이상의 노즐 변경기 시스템으로 구성될 수 있다. 노즐 변경기 시스템(48)은 손상된 또는 오염된 노즐의 교체를 위해 또는 다양한 구성요소 유지 요구를 수용하기 위해 하나의 노즐의 또 다른 노즐로의 교환을 위해 제공될 수 있는 부가적인 노즐을 저장 및 관리할 수 있다. 테스트 디바이스(10)에서 집기-놓기 노즐(26)을 위한 포켓(38)은 테스팅 동안 집기-놓기 시스템(48)에 의해 사용된 복수의 노즐(26)을 저장함으로써 노즐 변경 시스템(48)과 동일한 목적을 달성할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이와 같이, 노즐 변경기 시스템(48)은 테스트 디바이스(10)가 사용 중일 때 이용되거나 또는 이용되지 않을 수 있다. 테스트 디바이스(10)가 노즐(26)을 위한 포켓(38)을 포함하지 않는 실시예에서, 노즐 변경기 시스템(48)은 테스팅 동안 테스트 디바이스(10)와 조합하여 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
훨씬 더 나아가, 집기-놓기 기계(28)의 실시예는 또한 집기-놓기 기계(28)를 통해, 기계가 인쇄 회로 보드 상에 전자 구성요소를 배치하기 위해 동작하는 경우에 테스트 디바이스(10), 또는 인쇄 회로 보드를 수송하도록 구성된 적어도 하나의 보드 핸들링 시스템(42)을 포함할 수 있다. 보드 핸들링 시스템(42)의 실시예는 또한 테스트 디바이스(10), 또는 인쇄 회로 보드가 집기-놓기 기계(10)를 통해 수송되는 동안 탈 수 있는 수송 벨트를 포함할 수 있다. 테스트 디바이스(10), 또는 인쇄 회로 보드는 집기-놓기 기계(28)의 거의 정확한 중심과 같은, 집기-놓기 기계(28) 내에서의 위치로 이전하거나, 또는 보드 핸들링 시스템(42)을 통해 집기-놓기 기계(10)에 들어갈 수 있으며, 여기에서 별개의 메커니즘(클램프 또는 다른 잠금 디바이스와 같은)이 테스트 디바이스(10), 또는 인쇄 회로 보드를 고정시킬 수 있으며, 그것을 제자리에 유지할 수 있다. 따라서, 클램프, 또는 다른 잠금 디바이스는 집기-놓기 기계(28)에서, 테스트 디바이스(10), 또는 인쇄 회로 보드를 클램핑하기 위한 수단으로서 작용할 수 있다. 일단 집기-놓기 프로세스의 테스팅이 완료된다면, 클램프 또는 다른 잠금 디바이스는 테스트 디바이스(10), 또는 인쇄 회로 보드를 해제할 수 있으며, 이것은 그 후 보드 핸들링 시스템(42)을 통해 집기-놓기 기계(28) 밖으로 이전할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 표면(10) 및 구성요소(18)는 각각 각각의 기점(20, 24)을 포함할 수 있다. 기점(20, 24)은 마킹, 스팟, 마크, 형태 등일 수 있다. 카메라(44)에 의해 시각적으로 검출될 수 있는 임의의 마킹이 고려된다. 기점(20, 24)은 그것들이 존재하는 구성요소(18) 또는 표면(12)의 나머지보다 더 어두울 수 있다. 다른 실시예에서, 기점(20, 24)은 그것들이 존재하는 구성요소(18) 또는 표면(12)의 나머지보다 더 밝을 수 있다. 기점(20, 24)은 표면(12) 상에서의 구성요소(18)의 위치를 검출할 때, 제1 카메라(44)를 포함하여, 시각 검출 시스템을 가능하게 하며 이를 도울 수 있다. 구성요소(18)는 각각 기점(24) 중 4개로 도시되며, 이것은 구성요소(18)의 상향 표면(19)의 각각의 코너 상에 있다. 표면(12)은 고르게 이격된 기점(20)의 그리드로 도시된다. 그리드는 18개 기점 × 7개 기점을 포함한다. 그러나, 보다 많거나 또는 보다 적은 기점이 고려된다. 도 3은 제1 카메라(44)의 관심(40) 카메라 영역이, 표면 기점(20a) 중 하나와 함께, 항상 구성요소 기점(24a) 중 적어도 하나를 들어올릴 수 있도록 기점(20, 24)이 각각 이격될 수 있음을 디스플레이한다. 이것은 시각 검출 시스템이 표면(12)에 관하여 구성요소(18)의 정확한 위치를 결정하고 확인하도록 허용할 수 있다. 관심 카메라 영역(40)은 제1 카메라(44)에 의해 제공된 시각 검출 시스템의 총 시각 인식 위치를 표현할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
기점(22)은 또한 도 1에서 테스트 디바이스(10)의 캐리어 부분(14) 상에 도시된다. 이들 기점(22)은 시각 검출 시스템, 및 제1 카메라(44)가 보드 핸들링 시스템(42) 상에서의 캐리어 부분(14)의 위치를 검출하도록 허용하기 위해 구성될 수 있다. 단일 기점(22)이 캐리어 부분(14)의 최상부 측면 및 최하부 측면의 각각 상에 도시되지만, 보다 많거나 또는 보다 적은 기점이 테스트 디바이스(10)의 배치를 보다 용이하게 결정하기 위해 고려된다.
다시 도 4를 참조하면, 집기-놓기 기계(28)와 같은, 집기-놓기 기계의 정확도를 테스트하고, 확립하고, 확인하며 및/또는 관리하는 방법(100)이 도시된다. 방법(100)은 테스트 디바이스(10)와 같은, 테스트 디바이스의 포켓(16)과 같은, 포켓으로부터, 구성요소(18)와 같은, 구성요소를 집는 제1 단계(110)를 포함한다. 제1 단계(110)는 집기-놓기 노즐(26)과 같은, 집기-놓기 노즐에 의해 성취될 수 있다. 방법(100)은 테스트 디바이스의 표면(12)과 같은, 표면 상에서 구성요소를 집는 제2 단계(120)를 포함할 수 있다. 이것은 집기-놓기 노즐에 의해 추가로 성취될 수 있다. 이 단계(120)는 자기 인력으로 표면 상에 구성요소를 유지하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 이것은 구성요소에서 및 표면에서 또는 그 아래에 자석을 제공함으로써 성취될 수 있다.
방법(100)은 구성요소 배치를 검사하는 제3 단계(130)를 추가로 포함할 수 있다. 이 단계(130)는 집기-놓기 기계의 시각 검출 시스템에 의해 성취될 수 있으며, 시각 검출 시스템은 제1 카메라(44)와 같은 카메라를 포함한다. 방법(100)은 표면 상에서의 구성요소의 배치 정확도를 확인하는 제4 단계(140)를 포함할 수 있다. 이것은 이러한 결정을 하기 위한 프로세서를 포함한 시각 검출 시스템에 의해 성취될 수 있다. 방법(100)의 제3 및 제4 단계(130, 140)는 표면이 조작자 개입 또는 관여 없이 집기-놓기 기계 내에 있는 채로 있는 동안 성취되거나 또는 완료될 수 있다. 제3 및 제4 단계(130, 140)는 시각 검출 시스템 및/또는 카메라를 이용해서 기점(20, 22, 24)과 같은, 기점을 위치시키거나 또는 찾는 것 및 집기-놓기 기계 내에서 표면의 위치를 검출하는 것, 및 표면 상에 구성요소의 위치를 검출하는 것을 포함할 수 있다.
방법(100)은 예를 들면, 집기-놓기 노즐을 이용해서 표면을 벗어나 뒤로 구성요소를 집는 제5 단계(150)를 추가로 포함할 수 있다. 방법(100)은 그 후 검사 및 확인의 단계(130, 140) 후 테스트 디바이스의 포켓으로 구성요소를 배치하거나 또는 리턴시키는 제6 단계(160)를 포함할 수 있다.
방법(100)은, 계속해서 추가로, 복수의 구성요소에 대해 복수 회, 단계(110, 120)를 수행함으로써 복수의 구성요소로 표면을 채우는 것을 포함할 수 있다. 방법(100)은 단계(130)에서 집기-놓기 기계의 시각 검출 시스템을 이용해서 표면 상에서의 복수의 구성요소를 검사하는 것 및 단계(140)에서 집기-놓기 기계를 이용해서 표면 상에서의 복수의 구성요소의 배치의 정확도를 확인하는 것을 포함할 수 있다. 방법(100)은 그에 의해 집기-놓기 노즐로 캐리어 부분에서 복수의 포켓으로 복수의 구성요소를 리턴시키기 위해 복수의 구성요소에 대해 복수 회 단계(150, 160)를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 테스트 디바이스(10)와 유사한 테스트 디바이스는 제2 자기 요소(34)를 포함하지 않을 수 있다. 대신에, 이 실시예에서 테스트 디바이스는 테스트 디바이스 및 구성요소(18) 사이에 인력을 제공하기 위한 진공 소스를 포함할 수 있다. 이러한 진공 소스는 이 실시예에서 테스트 디바이스 아래에 위치될 수 있다. 이러한 테스트 디바이스의 표면은 진공력이 표면 상에 인가되도록 허용하는 반 공기 침투성 재료를 포함할 수 있다. 상기 설명된 실시예처럼, 이러한 테스트 디바이스의 표면에 의해 구성요소(18) 상에 부여된 진공력은 집기-놓기 기계(28)의 노즐(26) 중 하나에 의해 구성요소(18) 상에 부여된 진공력(Fv)보다 적을 수 있다. 이러한 진공을 달성하기 위해, 테스트 디바이스(10)는 휴대용 로컬 진공 소스를 포함할 수 있다. 이러한 진공 소스는 보드가 제3 자 계측학 시스템으로 검사되도록 허용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 또 다른 테스트 디바이스가 진공 및 무-자석 타겟 판 또는 표면을 위해 게코(gecko)-형 재료를 포함할 수 있다는 것이 고려된다. 이러한 유형의 재료는 표면의 전체에 도포될 수 있으며 게코의 발가락 상에서 발견된 가시를 에뮬레이팅할 수 있는 건식 접착제일 수 있다. 이와 같은 건식 접착제는 양면 테이프보다 덜 끈적거릴 수 있고, 제거 후 남아있는 것으로부터 유리 조각을 제거할 수 있으며, 제1 장소에서의 표면에 도포하는 것이 더 용이할 수 있다.
실시예의 요소는 단수 표현으로 도입되었다. 관사는 요소 중 하나 이상이 있음을 의미하도록 의도된다. 용어 "포함하는" 및 "갖는" 및 그것의 파생어는 열거된 요소가 아닌 부가적인 요소가 있을 수 있도록 포괄적이도록 의도된다. 적어도 두 개의 용어의 리스트와 함께 사용될 때 접속사 "또는"은 임의의 용어 또는 용어의 조합을 의미하도록 의도된다. 용어 "제1" 및 "제2"는 요소를 구별하기 위해 사용되며 특정한 순서를 표시하기 위해 사용되지 않는다.
본 발명은 단지 제한된 수의 실시예와 관련되어 상세히 설명되었지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시예에 제한되지 않는다는 것이 쉽게 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은 지금까지 설명되지 않았지만, 본 발명의 사상 및 범위와 잘 맞는 임의의 수의 변형, 변경, 대체 또는 동등한 배열을 포함하기 위해 수정될 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 다양한 실시예가 설명되었지만, 본 발명의 양상은 단지 설명된 실시예 중 일부만을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 앞서 말한 설명에 의해 제한되는 것으로 보여지지 않으며, 단지 첨부된 청구항의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 방법으로서,
    집기-놓기 기계(pick and place machine)의 집기-놓기 노즐로 구성요소를 집는 단계로서, 상기 구성요소는 제1 자기 요소를 포함하는, 상기 구성요소를 집는 단계; 및
    상기 집기-놓기 노즐로 테스트 디바이스의 표면 상에 상기 구성요소를 배치하는 단계로서, 상기 테스트 디바이스는 제2 자기 요소를 포함하며, 상기 구성요소를 유지할 때 상기 집기-놓기 노즐의 진공 유지력은 상기 구성요소가 상기 표면 상에 배치된 후 상기 제1 자기 요소 및 상기 제2 자기 요소 사이에서의 자기 인력을 초과하는, 상기 구성요소를 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표면은 유리로 만들어지며, 상기 제2 자기 요소는 상기 표면 아래에 위치되는 강자성 층인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 집기-놓기 기계의 시각 검출 시스템을 이용해서 상기 표면 상에 배치된 상기 구성요소를 검사하는 단계 및 상기 집기-놓기 기계를 이용해서 상기 표면 상에 상기 구성요소의 배치의 정확도를 확인하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 검사하는 단계 및 상기 확인하는 단계는 상기 표면이 상기 집기-놓기 기계 내에 있는 동안 완료되는, 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제2 금속성 요소는 전자기성이며, 상기 방법은 전력을 상기 제2 금속성 요소에 제공하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 표면은 복수의 기점을 포함하며, 상기 방법은 상기 시각 검출 시스템을 이용해서 상기 기점을 위치시키는 단계 및 상기 집기-놓기 기계 내에서 상기 표면의 위치를 검출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 테스트 디바이스는 캐리어 부분을 포함하고, 상기 캐리어 부분은 상기 표면의 둘레 밖에 위치되고, 상기 캐리어 부분은 상기 구성요소를 수용하도록 구성된 포켓을 포함하며, 상기 방법은 상기 집기-놓기 노즐로 상기 포켓으로부터 상기 구성요소를 집는 단계 및 상기 집기-놓기 노즐에 의해, 상기 검사 및 확인 후 상기 포켓으로 상기 구성요소를 리턴시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 캐리어 부분은 기점을 포함하고, 상기 방법은 상기 포켓으로부터 상기 구성요소를 집는 것을 가능하게 하기 위해 상기 시각 검출 시스템을 이용해서 상기 캐리어 부분의 기점을 찾는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서, 복수의 구성요소로 상기 표면을 채우는 단계, 상기 집기-놓기 기계의 상기 시각 검출 시스템을 이용해서 상기 표면 상에서의 상기 복수의 구성요소를 검사하는 단계, 상기 집기-놓기 기계를 이용해서 상기 표면 상에서의 상기 복수의 구성요소의 배치의 정확도를 확인하는 단계, 및 상기 집기-놓기 노즐을 이용해서 상기 캐리어 부분에서 복수의 포켓으로 상기 복수의 구성요소를 리턴시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  10. 집기-놓기 프로세스의 정확도를 확인하기 위한 테스트 디바이스로서,
    구성요소를 수용하도록 구성된 표면; 및
    상기 표면 아래에 위치된 강자성 층을 포함하는, 테스트 디바이스.
  11. 제10항에 있어서, 복수의 포켓을 더 포함하며, 상기 복수의 포켓의 각각은 배치 이전에 구성요소를 수용하도록 구성되는, 테스트 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 복수의 포켓은 상기 표면의 둘레 밖에 위치되는, 테스트 디바이스.
  13. 제10항에 있어서, 상기 표면은 복수의 기점을 포함하는, 테스트 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 기점은 그리드를 형성하기 위해 고르게 이격되는, 테스트 디바이스.
  15. 제11항에 있어서, 상기 표면의 둘레 밖에 위치된 캐리어 부분을 더 포함하며, 상기 복수의 포켓 각각은 상기 캐리어 부분에 위치되고, 상기 캐리어 부분은 적어도 하나의 기점을 포함하는, 테스트 디바이스.
  16. 시스템으로서,
    집기-놓기 프로세스의 정확도를 확인하기 위한 테스트 디바이스로서, 상기 테스트 디바이스는 캐리어 부분 및 구성요소를 수용하도록 구성된 표면 및 상기 표면 아래에 위치된 자기 층을 포함하고, 상기 캐리어 부분은 복수의 포켓을 포함하는, 상기 테스트 디바이스; 및
    각각이 자기 요소를 포함하는 복수의 구성요소로서, 상기 복수의 포켓에 의해 수용되도록 구성되는, 상기 복수의 구성요소를 포함하는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 구성요소 각각은 유리 슬러그 부분을 포함하는, 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 표면은 상기 표면 상에 그리드를 형성하기 위해 고르게 이격된 복수의 기점을 포함한 유리로 만들어지는, 시스템.
  19. 제16항에 있어서, 상기 복수의 구성요소의 각각은 복수의 기점을 포함하며 상기 캐리어 부분은 적어도 하나의 기점을 포함하는, 시스템.
  20. 제16항에 있어서, 집기-놓기 노즐을 더 포함하며, 상기 집기-놓기 노즐은 상기 복수의 포켓 중 하나에 의해 수용되도록 구성되는, 시스템.
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