KR20220099181A - 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템 - Google Patents

공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템에 관한 것으로서, 기판을 로딩하는 기판 로딩부; 상기 로딩된 기판에 스크린프린터를 통해 솔더페이스트를 도포하는 프린터부; 상기 기판에 칩마운터를 통해 부품을 실장하는 부품 실장부; 상기 부품 실장 기판에 열을 가하여 솔더페이스트를 녹임으로써 부품을 기판에 솔더링하는 리플로우오븐에 의한 리플로우 솔더링부; 상기 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판을 언로딩하는 기판 언로딩부;를 포함하는 표면실장 시스템에 있어서, 상기 기판로딩부와 프린터부의 사이에 설치되고, 기판로딩부로부터 프린터부로 기판을 이송하는 중에 기판 측으로 에어 분사방식 또는 에어 흡입방식을 통해 기판의 표면으로부터 이물질을 제거하기 위한 기판 클리닝부; 상기 리플로우 솔더링부와 기판언로딩부의 사이에 설치되고, 리플로우 솔더링부로부터 기판언로딩부로 기판을 이송하는 중에 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판에 송풍팬을 이용하여 냉각 처리하는 기판 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 표면실장을 실시하는 공정 효율성을 높이면서 전체적인 생산성을 증대시킬 수 있으며, 우수한 품질의 제품 생산을 가능하게 하면서 작업환경을 개선할 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

Description

공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템{SURFACE MOUNT SYSTEM FOR INCREASED PRODUCTIVITY AND EFFICIENCY OF PROCESS}
본 발명은 표면실장 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 표면실장을 실시하는 공정 수행의 효율성을 높이면서 생산성을 증대시킬 수 있도록 한 표면실장 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 표면실장기술(Surface Mount Technology; SMT)은 반도체칩 및 각종 전기전자소자와 같은 표면실장소자(Surface Mount Device; SMD)를 인쇄회로기판(PCB) 상에 실장하는 것으로서, 인쇄회로기판의 표면 상에 직접 실장할 수 있는 부품을 부착시키는 기술을 총칭한다.
부연하여, 상기 표면실장기술은 칩 등 전기전자소자를 기판에 실장할 때 리드를 부품 구멍에 넣지 않고 표면의 접속 패턴에서 열을 가한 솔더링(납땜)을 통해 표면에 부착하는 기술로서, 부품의 소형화, 리드 핀의 협착화에 따른 고밀도의 실장이 가능하여 대부분의 PCB를 갖는 전기전자제품의 생산에 적용되고 있다.
이와 같은 표면실장기술에 관한 공정을 살펴보면, PCB를 매거진에 탑재시킨 상태에서 이송컨베이어를 낱장씩 이송 공급하도록 구비되고, 스크린프린터를 통해 PCB에 솔더페이스트를 도포하는 공정과, 칩마운터 등의 SMT 머신을 통해 칩부품 등 SMD 소자를 솔더페이스트가 도포된 PCB 상에 탑재하는 공정과, 리플로우 오븐을 통과시킴으로써 열을 가해 땜납하여 솔더 접합부를 형성하는 공정으로 이루어진다.
이때, 상기 리플로우 솔더링 공정은 솔더분말과 플럭스로 이루어진 솔더페이스트를 사용하는데, 플럭스는 납의 유착과 융해를 도와주고 솔더 표면과 PCB의 산화피막을 제거함으로써 용융 솔더의 젖음성(Wettability)을 향상시키는 역할을 한다.
하지만, 상기 리플로우 솔더링 공정시 솔더페이스트를 가열하여 용융시키는 과정중에 유해한 물질과 냄새가 생성되고, 이는 작업자에게 쉽게 노출되고 있어 천식을 유발하는 등 작업성 저하요인이 됨은 물론 작업자의 건강에도 나쁜 영향을 미치고 있음이 보고되고 있으며, 개선이 요구되는 실정에 있다.
또한, 종래에는 PCB를 설비상에 로딩한 후, 스크린프린터로 이송시 이송컨베이어를 통해 단순 이송 처리하고 있는데, PCB 기판에 이물질이 묻어 있거나 정전기를 보유하는 경우 솔더페이스트의 도포효율이 떨어지는 문제점 및 솔더링 불량이 발생되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 리플로우 솔더링 처리 후, PCB 기판을 배출 처리하는데, 솔더링에 의한 열기를 갖는 상태에서 그대로 배출되므로 경화성 저하에 의해 솔더링 불량이 발생함은 물론 생산성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
또한, 칩부품 등의 SMD 소자를 칩마운터를 통해 기판에 실장시 기판이 보유하는 정전기나 자성 등에 의해 부품을 실장하지 못하는 미 삽입현상이 발생되는 문제점이 있었고, 이로 인해 미 삽입된 부품을 다음 단계에서 다른 위치에 실장하는 등 오 삽입되는 현상을 초래하고 있으며, 이를 개선하기 위한 연구들을 수행하고 있다.
또한, 종래 표면실장 공정을 위한 각 공정별 장비는 대부분 제작사가 서로 다르고 제공하는 데이터도 다를뿐만 아니라 이와 함께 제공받지 못하는 데이터가 존재하다보니 라인 전체에 대한 생산공정을 한 눈에 모니터링하는데 어려움 및 기술적 한계가 있으며, 제품 생산에 대한 일련의 과정에서 문제가 발생된 장비에 대한 대응이 늦어질 수 있고 이는 전체적으로 생산성을 저하시키는 요인이 되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0096775호 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0077243호
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 표면실장을 실시하는 공정의 전반적인 효율성을 높이면서 생산성을 증대시킬 수 있도록 한 표면실장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 표면실장에 의해 생산되는 제품의 불량률을 줄이는 등 우수한 품질로 생산할 수 있도록 한 표면실장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 리플로우 솔더링시 발생되는 유해물질 및 냄새에 의한 작업자 측 노출을 최소화하는 등 작업환경을 개선함으로써 작업자를 보호할 수 있도록 한 표면실장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 표면실장 설비 내 이상 발생이나 문제시 빠른 대응을 가능하게 하고, 이상 발생을 사전 차단 또는 예방할 수 있도록 모니터링 가능하게 하는 등 스마트 팩토리를 구현할 수 있도록 한 표면실장 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템은, 기판을 로딩하는 기판 로딩부; 상기 로딩된 기판에 스크린프린터를 통해 솔더페이스트를 도포하는 프린터부; 상기 기판에 칩마운터를 통해 부품을 실장하는 부품 실장부; 상기 부품 실장 기판에 열을 가하여 솔더페이스트를 녹임으로써 부품을 기판에 솔더링하는 리플로우오븐에 의한 리플로우 솔더링부; 상기 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판을 언로딩하는 기판 언로딩부;를 포함하는 표면실장 시스템에 있어서, 상기 기판로딩부와 프린터부의 사이에 설치되고, 기판로딩부로부터 프린터부로 기판을 이송하는 중에 기판 측으로 에어 분사방식 또는 에어 흡입방식을 통해 기판의 표면으로부터 이물질을 제거하기 위한 기판 클리닝부; 상기 리플로우 솔더링부와 기판언로딩부의 사이에 설치되고, 리플로우 솔더링부로부터 기판언로딩부로 기판을 이송하는 중에 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판에 송풍팬을 이용하여 냉각 처리하는 기판 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 기판 클리닝부는, 에어 분사방식의 경우, 컴프레셔와 정전기제거장치를 접목한 공기분사형 하이브리드 이오나이저를 설치하여 기판을 향해 에어를 분사함과 동시에 분사되는 에어를 이온화하면서 기판으로 전달하도록 구성함으로써 기판의 표면으로부터 이물질을 제거함과 더불어 기판이 보유한 정전기를 동시 제거하여 이후 리플로우 솔더링시 기판 측 솔더페이스트 도포효율을 높이면서 부품 실장시 정전기에 의해 부품이 기판에 미 삽입되거나 오 삽입되는 현상을 방지하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 공기분사형 하이브리드 이오나이저는, 일측에 컴프레셔와 연결되어 압축공기를 공급받고, 타측에 고압케이블과 연결되어 고전압을 인가받는 바형 구조의 본체; 상기 바형 구조의 본체에 적어도 하나 이상이 결합되어 하향 돌출구조로 배치되는 것으로서, 중앙에 이온을 발생시키는 제전침이 장착되고, 상기 제전침의 외측 또는 내측 방향에 압축공기토출구가 형성되는 이온공기분사노즐;을 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 기판 클리닝부는, 상기 기판로딩부와 프린터부의 사이에 공기분사형 하이브리드 이오나이저를 커버하는 투명케이스를 설치하되, 상기 투명케이스의 하단부에 하측 방향으로 테이퍼지는 이물질배출구를 형성하여 기판의 표면으로부터 제거되는 이물질을 집진 처리하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 기판 냉각부는, 상기 리플로우 솔더링부와 기판언로딩부의 사이에 투명케이스를 설치하되, 상기 투명케이스의 일측면에 송풍팬을 장착하여 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판을 향해 송풍에 의한 냉각 처리가 가능하도록 구비하고, 상기 투명케이스의 타측면에 흡입팬을 장착함과 더불어 공기배출구를 다수 형성하여 투명케이스 내 강제대류 유도를 통한 냉각 처리를 수행하도록 구성하며, 상기 투명케이스의 내측 상면에 이오나이저를 더 설치하여 기판의 표면으로 이온을 방출함으로써 기판을 냉각시키면서 정전기를 제거하는 기능을 발휘하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 리플로우 솔더링부는, 리플로우 오븐의 상면에 환기구를 형성하고 배기덕트를 연결하여 열을 가한 솔더링시 리플로우 오븐 내에서 발생하는 공기를 배기 처리하되, 상기 환기구와 배기덕트와의 사이에 솔더링시 발생되는 유해물질을 제거함과 동시에 냄새를 탈취하기 위한 유해물질제거수단;을 포함하고, 상기 유해물질제거수단은, 음이온을 발생시켜 배출하는 음이온발생기; 상기 음이온발생기의 후방에 위치하여 유해물질을 필터링 및 항균 탈취기능을 하는 광촉매필터; 상기 광촉매필터의 전후방에 위치하여 자외선 조사를 통해 광촉매필터 측 광화학반응을 촉진시키면서 광촉매필터를 통과한 유해물질에 대해서도 2차 제거 및 살균 처리하는 UV LED;를 포함하며, 상기 배기덕트에도 배기경로 상에 UV LED를 간격 배치하여 배기경로 내 자외선 조사에 의한 유해물질 제거 및 살균작용으로 공기를 정화시키도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 부품 실장부는, 좌우 이동 가능하도록 구비되는 실장헤드와, 상기 실장헤드의 하면에 결합 및 승강 가능하도록 구비되고 부품을 공급하는 피더로부터 부품을 흡착하는 부품흡착노즐을 포함하는 것으로서, 상기 실장헤드에 고정되고, 부품흡착노즐의 양측부에 위치되는 한쌍의 고정브래킷; 상기 한쌍의 고정브래킷에 서로 마주하도록 배치되고, 한쪽에서는 광에너지를 방출하고 다른쪽에서는 광에너지를 수신하도록 장착되는 발광부와 수광부에 의한 광센서; 상기 부품 실장부에 투입되는 부품의 두께에 대한 정보가 기록되고, 상기 실장헤드 측 부품 흡착 또는 실장을 위한 상하 이동시 광센서에서의 감지신호와 기록된 부품의 두께정보를 통해 부품흡착노즐에서의 부품 흡착 여부를 검출하여 부품 실장을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 기판 로딩부, 프린터부, 부품 실장부, 리플로우 솔더링부, 기판 언로딩부에 각각 설치되는 막대형 경광등인 타워램프와 동작 감지용 센서로부터 신호를 받아 설비의 전체적인 생산공정을 모니터링 가능하게 하는 중앙관제부;를 더 포함하되, 상기 중앙관제부는, 상기 기판 로딩부, 프린터부, 부품 실장부, 리플로우 솔더링부, 기판 언로딩부에 각각 설치되는 막대형 경광등인 타워램프와 동작 감지용 센서에서 발생되는 ON/OFF 신호와 위치 신호 및 PLC 제어신호를 내보내기 위한 것으로서, 장비별로 장착되고 고유 ID를 갖는 통신보드; 상기 장비별 통신보드 각각으로부터 보내지는 장비별 신호로부터 패킷을 분석 및 계산하여 DB에 저장하고 관리하며, 통신보드가 갖는 고유 ID를 통해 인식하는 DB서버; 상기 DB서버로부터 전송되는 장비별 동작 상태를 화면 상에 디스플레이하여 모니터링 가능하게 하는 모니터링 서버;를 포함하는 구성일 수 있다.
여기에서, 상기 모니터링 서버는, 사용자 인터페이스(UI)를 통해 라인 배치된 장비별 배치상태를 화면 상에 디스플레이하되, 디스플레이되는 장비별 상측에는 해당 타워램프의 색상별 ON 횟수를 숫자로 표기하는 타워램프 표시부와, 장비별로 내부에 기판이 존재하는지 유무를 색깔로 표출하는 기판유무 표출부를 포함하고, 디스플레이되는 장비별 이미지 상에 장비별로 입출에 소요되는 시간을 표기하는 사이클타임 표기부를 포함하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 기판에는 바코드나 QR코드에 의한 인식코드시트 또는 NFC시트를 부착하고; 상기 기판 로딩부, 프린터부, 부품 실장부, 리플로우 솔더링부, 기판 언로딩부의 장비별로 코드인식기 또는 NFC인식기를 장착하여 설비에 투입된 기판의 현재 위치를 추적 및 상기 중앙관제부의 모니터링 서버를 통해 디스플레이하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 표면실장작업시 기존에 비해 공정 효율성을 높이면서 생산성을 증대시킬 수 있으며, 표면실장에 의해 생산되는 제품의 불량률을 줄이는 등 우수한 품질로 제품을 생산할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 리플로우 솔더링시 발생되는 유해물질 및 냄새 등에 의한 작업자 측 노출을 최소화하는 등 작업환경을 개선할 수 있고 작업자를 보호할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 표면실장 공정의 전체적인 모니터링을 수행함으로써 표면실장 설비 내 이상 발생이나 문제시 빠른 대응이 가능하고 모니터링을 통해 이상 발생을 사전 차단 또는 예방할 수 있는 등 스마트 팩토리를 구현할 수 있는 유용함을 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템을 나타낸 개략적 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템에 있어 기판 클리닝부를 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템에 있어 투명케이스를 포함하는 기판 클리닝부를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템에 있어 기판 냉각부를 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템에 있어 부품 실장부 측 개선 구조를 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템에 있어 리플로우 솔더링부 측 개선 구조를 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 표면실장 시스템에 있어 중앙관제부를 설명하기 위해 나타낸 예시도이다.
본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템은 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판을 설비시스템 상에 로딩하는 기판 로딩부(100)와, 상기 기판 로딩부(100)에 의해 설비시스템 상에 로딩된 기판에 솔더페이스트를 도포하는 프린터부(200)와, 상기 프린터부(200)에서 솔더페이스트가 도포된 상태에 있는 기판에 부품을 실장하는 부품 실장부(300)와, 상기 부품 실장부(300)에서의 칩마운팅을 통해 부품이 실장된 부품실장 기판에 열을 가하여 솔더페이스트를 녹임으로써 부품을 기판에 솔더링하는 리플로우 솔더링부(400), 및 상기 리플로우 솔더링부(400)를 통해 리플로우 솔더링을 마친 부품실장 기판을 외부 배출하기 위해 언로딩하는 기판 언로딩부(500)를 포함하는 구성을 베이스로 한다.
상기 기판은 PCB이며, 상기 프린터부(200)는 스크린프린터를 사용하고, 상기 부품 실장부(300)는 칩마운터를 사용하고, 상기 리플로우 솔더링부(400)는 리플로우 오븐을 사용한다.
상기 기판 로딩부(100)와, 프린터부(200), 부품 실장부(300), 리플로우 솔더링부(400), 및 기판 언로딩부(500)에는 각각 장비별 동작상태를 알려주는 막대형 경광등인 타워램프와 동작 감지용 센서들이 설치된다.
이때, 상기 동작 감지용 센서는 포토센서가 주로 사용된다.
여기에서, 상기 기판은 이송컨베이어에 의해 이송되어 각 장비별로 투입되고, 상기 기판 언로딩(500)를 통해 최종적으로 외부 배출된다.
본 발명에서는 상술한 베이스로 이루어진 구성에 기판 클리닝부(600)와 기판 냉각부(700)를 더 포함한다.
상기 기판 클리닝부(600)는 상기 기판 로딩부(100)와 프린터부(200)의 사이에 설치되고, 기판 로딩부(100)로부터 프린터부(200)로 기판을 이송하는 중에 기판 측으로 에어 분사방식 또는 에어 흡입방식을 통해 기판의 표면으로부터 이물질을 제거하기 위한 구성이다.
이를 위해, 상기 기판 클리닝부(600)는 에어 분사방식으로 설치하는 경우, 컴프레셔와 정전기제거장치를 접목한 공기분사형 하이브리드 이오나이저(610)를 설치하여 기판을 향해 에어를 분사함과 동시에 분사되는 에어를 이온화하면서 기판으로 전달하도록 구성할 수 있다.
이를 통해, 기판의 표면으로부터 이물질을 제거함과 더불어 기판이 보유한 정전기를 동시 제거하여 이후 리플로우 솔더링시 기판 측 솔더페이스트 도포효율을 높일 수 있고 이와 더불어 부품 실장시 정전기에 의해 부품이 기판에 미 삽입되거나 오 삽입되는 현상을 방지토록 하는 장점을 제공할 수 있다.
상기 공기분사형 하이브리드 이오나이저(610)는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 일측에 컴프레셔와 연결되어 압축공기를 공급받고, 타측에 고압케이블과 연결되어 고전압을 인가받는 바형 구조의 본체(611)와, 상기 바형 구조의 본체(611)에 적어도 하나 이상이 결합되어 하향 돌출구조로 배치되는 것으로서 중앙에 이온을 발생시키는 제전침(612a)이 장착되고 상기 제전침(612a)의 외측 또는 내측 방향에 압축공기토출구(612b)가 형성되는 이온공기분사노즐(612)을 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 기판 클리닝부(600)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 기판 로딩부(100)와 프린터부(200)의 사이에 설치되는 공기분사형 하이브리드 이오나이저(610)를 커버하도록 투명케이스(620)를 설치하되, 상기 투명케이스(620)의 하단부에 하측 방향으로 테이퍼지는 이물질배출구(621)를 형성하여 기판의 표면으로부터 제거되는 이물질을 집진 처리하도록 구성할 수 있다.
이때, 상기 투명케이스(620)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 투명 합성수지 소재로 제작할 수 있다.
이와 같이, 상기 기판 클리닝부(600)에 대해 투명케이스(620)를 적용하는 구성을 통해 클리닝 효율을 높이면서 작업자를 보호하는 등 작업환경을 개선할 수 있다.
여기에서, 상기 공기분사형 하이브리드 이오나이저(610)는 고전압을 방전시켜 얻어지는 양이온과 음이온을 기판으로 보내어 대전된 정전기와 반대극성으로 중화 소멸시키는 역할을 하며, 기판과 접촉되지 않게 사용할 수 있다.
상기 기판 냉각부(700)는 상기 리플로우 솔더링부(400)와 기판 언로딩부(500)의 사이에 설치되고, 리플로우 솔더링부(400)로부터 기판 언로딩부(500)로 기판을 이송하는 중에 리플로우 솔더링을 마친 부품실장 기판에 송풍팬을 이용한 송풍 공급을 통해 냉각 처리하기 위한 구성이다.
특히, 상기 기판 냉각부(700)는 강제대류를 이용한 냉각 처리를 통해 빠른 냉각 및 공정 효율성을 높일 수 있도록 구성함이 바람직하다.
이를 위해, 상기 기판 냉각부(700)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 리플로우 솔더링부(400)와 기판 언로딩부(500)의 사이에 설치되는 투명케이스(710)와, 상기 투명케이스(710)의 일측면에 장착되어 리플로우 솔더링을 마친 후 기판 언로딩부(500)을 향해 이송되는 부품실장 기판으로 송풍에 의한 냉각 처리를 수행하는 송풍팬(720)과, 상기 투명케이스(710)의 타측면에 장착되어 투명케이스(710) 내 공기 흡입에 의한 강제대류를 유도하여 리플로우 솔더링을 마친 후 기판 언로딩부(500)을 향해 이송되는 부품실장 기판을 냉각 처리하는 흡입팬(730)과, 상기 투명케이스(710)의 흡입팬(730)이 장착된 타측면에 다수 형성되는 공기배출구(740)를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 기판 냉각부(700)에는 상기 투명케이스(710)의 내측 상면에 이오나이저(750)를 더 설치하여 기판의 표면으로 이온을 방출함으로써 기판을 냉각시키면서 정전기를 제거하는 기능을 발휘하도록 구성할 수 있다.
여기에서, 상기 투명케이스(710)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트(PCT), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 투명 합성수지 소재로 제작할 수 있다.
여기에서, 상기 흡입팬(730)이 장착되고 공기배출구(740)가 형성되는 투명케이스(710)의 타측면에는 작업자를 보호 및 작업환경 개선을 위해 배기덕트가 연결될 수 있다.
한편, 상기 부품 실장부(300)는 도 6에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 좌우 이동 가능하도록 구비되는 실장헤드(310)와, 상기 실장헤드(310)의 하면에 결합 및 승강 가능하도록 구비되고 부품을 공급하는 피더로부터 부품을 흡착하는 부품흡착노즐(320)을 기본적으로 갖는 구성인데, 칩마운터를 통해 칩부품 등의 SMD 소자를 기판에 실장시 미 삽입현상 또는 오 삽입되는 현상 등을 방지하도록 아래와 같이 추가적인 구성을 갖게 할 수 있다.
이를 위해, 상기 실장헤드(310)에 고정되고 부품흡착노즐(320)의 양측부에 위치되는 한쌍의 고정브래킷(331)(332)과, 상기 한쌍의 고정브래킷(331)(332)의 하단부에 고정되어 서로 마주하도록 배치되고 한쪽에서는 광에너지를 방출하고 다른쪽에서는 광에너지를 수신하도록 장착되는 발광부(341) 및 수광부(342)에 의한 광센서와, 상기 부품 실장부(300)에 투입되는 부품의 두께에 대한 정보가 기록되게 하고 상기 실장헤드(310) 측 부품 흡착 또는 실장을 위한 상하 이동시 광센서에서의 감지신호와 기록된 부품의 두께정보를 통해 부품흡착노즐(320)에서의 부품 흡착 여부를 검출하여 부품 실장을 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
여기에서, 상기 제어부에서는 부품흡착노즐(320)에서 하강을 통해 피더로부터 부품을 흡착한 후 상승시 부품의 두께정보에 기반하여 수광부(342)에서 수신하는 광신호의 수신시간을 체크함으로써 부품의 흡착여부를 판단한다.
즉, 부품의 두께정보에 기반하여 상기 수광부(342)에서의 수신시간이 짧으면 부품 흡착이 안된 상태로 판단할 수 있다.
여기에서, 상기 제어부는 부품 실장부(300) 측 기 설치되어 사용되는 제어부에 추가 기능을 입력하는 형태로 구비된다 할 것이며, 프로그램을 재설계하는 형태일 수 있다.
한편, 상기 리플로우 솔더링부(400)는 도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 리플로우 오븐(410)의 상면에 환기구(420)를 형성하고 배기덕트(430)를 연결하여 열을 가한 솔더링시 리플로우 오븐(410) 내에서 발생하는 공기를 배기 처리하되, 상기 환기구(420)와 배기덕트(430)와의 사이에 솔더링시 발생되는 유해물질을 제거함과 동시에 냄새를 탈취하기 위한 유해물질제거수단(440)을 설치하는 구성을 갖게 할 수 있다.
이때, 상기 유해물질제거수단(440)은 음이온을 발생시켜 배출하는 음이온발생기(441)와, 상기 음이온발생기(441)의 후방에 위치하여 유해물질을 필터링 및 항균 탈취기능을 하는 광촉매필터(442)와, 상기 광촉매필터(442)의 전후방에 위치하여 자외선 조사를 통해 광촉매필터(442) 측 광화학반응을 촉진시키면서 광촉매필터(442)를 통과한 유해물질에 대해서도 2차 제거 및 살균 처리하는 UV LED(443)를 포함하는 구성일 수 있다.
또한, 상기 배기덕트(430)에도 배기경로의 초입부 상에 UV LED(450)를 간격 배치하여 배기경로 내 자외선 조사에 의한 유해물질 제거 및 살균작용으로 공기를 정화시키도록 구성할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 기판 로딩부(100), 프린터부(200), 부품 실장부(300), 리플로우 솔더링부(400), 기판 언로딩부(500)의 각각에 설치되는 막대형 경광등인 타워램프(L)와 동작 감지용 센서(S)로부터 신호를 받아 설비시스템의 전체적인 생산공정을 모니터링 가능하게 하는 중앙관제부(800)를 더 포함하는 구성을 갖게 할 수 있다.
상기 중앙관제부(800)는 통신보드(810)와 DB서버(820) 및 모니터링 서버(830)로 구성할 수 있다.
상기 통신보드(810)는 상기 기판 로딩부(100), 프린터부(200), 부품 실장부(300), 리플로우 솔더링부(400), 기판 언로딩부(500)의 각각에 설치되는 막대형 경광등인 타워램프(L)와 동작 감지용 센서(S)에서 발생되는 ON/OFF 신호와 위치 신호 및 PLC 제어신호를 내보내기 위한 것으로서, 장비별로 장착되어 구비되는 구성요소이다.
이때, 상기 통신보드(810)는 고유ID를 갖는 형태로 구비하여 장비별 신호 처리 및 용이한 식별이 가능하도록 구성한다.
상기 DB서버(820)는 상기 장비별로 장착되는 통신보드(810) 각각으로부터 보내지는 장비별 신호로부터 패킷을 분석 및 계산하여 DB에 저장하고 관리하며, 각각의 통신보드(810)가 갖는 고유ID를 통해 인식하여 분류하는 구성요소이다.
상기 모니터링 서버(830)는 상기 DB서버(820)로부터 전송되는 장비별 동작 상태를 화면 상에 이미지와 함께 디스플레이하여 모니터링 가능하게 하는 구성요소이다.
여기에서, 상기 모니터링 서버(830)는 데스크탑(PC), 노트북, 개인휴대단말기, 스마트폰 등의 화면을 갖는 단말기일 수 있다.
여기에서, 상기 모니터링 서버(830)는 사용자 인터페이스(UI)를 통해 라인 배치된 장비별 배치상태를 화면 상에 이미지와 함께 디스플레이한다.
이때, 상기 모니터링 서버(830)에서는 디스플레이되는 장비별 상측으로 해당 타워램프의 색상별 ON 횟수를 숫자로 표기되게 하는 타워램프 표시부(831)와, 장비별로 내부에 공정 작업중인 기판이 존재하는지 유무를 색깔로 표출하는 기판유무 표출부(832)를 포함한다.
또한, 디스플레이되는 장비별 이미지 상에 장비별로 기판의 입출에 소요되는 시간을 표기하는 사이클타임 표기부(833)를 포함하도록 구성할 수 있다.
나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 공정 작업을 위한 기판에는 일측 표면에 바코드나 QR코드에 의한 인식코드시트 또는 NFC시트를 부착하는 구성을 갖게 할 수 있다.
이에 대응하도록 상기 기판 로딩부(100), 프린터부(200), 부품 실장부(300), 리플로우 솔더링부(400), 기판 언로딩부(500)의 장비별로는 코드인식기 또는 NFC인식기를 장착하여 설비에 투입된 기판의 현재 위치 및 공정을 추적하여 상기 중앙관제부(800)의 모니터링 서버(830)를 통해 실시간으로 디스플레이하도록 구성할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고 이러한 실시예에 극히 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 청구범위 내에서 이 기술분야의 당해업자에 의하여 다양한 수정과 변형 또는 단계의 치환 등이 이루어질 수 있다 할 것이며, 이는 본 발명의 기술적 권리범위 내에 속한다 할 것이다.
100: 기판 로딩부 200: 프린터부
300: 부품 실장부 400: 리플로우 솔더링부
500: 기판 언로딩부 600: 기판 클리닝부
700: 기판 냉각부 800: 중앙관제부

Claims (10)

  1. 기판을 로딩하는 기판 로딩부; 상기 로딩된 기판에 스크린프린터를 통해 솔더페이스트를 도포하는 프린터부; 상기 기판에 칩마운터를 통해 부품을 실장하는 부품 실장부; 상기 부품 실장 기판에 열을 가하여 솔더페이스트를 녹임으로써 부품을 기판에 솔더링하는 리플로우오븐에 의한 리플로우 솔더링부; 상기 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판을 언로딩하는 기판 언로딩부;를 포함하는 표면실장 시스템에 있어서,
    상기 기판로딩부와 프린터부의 사이에 설치되고, 기판로딩부로부터 프린터부로 기판을 이송하는 중에 기판 측으로 에어 분사방식 또는 에어 흡입방식을 통해 기판의 표면으로부터 이물질을 제거하기 위한 기판 클리닝부;
    상기 리플로우 솔더링부와 기판언로딩부의 사이에 설치되고, 리플로우 솔더링부로부터 기판언로딩부로 기판을 이송하는 중에 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판에 송풍팬을 이용하여 냉각 처리하는 기판 냉각부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 클리닝부는,
    에어 분사방식의 경우, 컴프레셔와 정전기제거장치를 접목한 공기분사형 하이브리드 이오나이저를 설치하여 기판을 향해 에어를 분사함과 동시에 분사되는 에어를 이온화하면서 기판으로 전달하도록 구성함으로써 기판의 표면으로부터 이물질을 제거함과 더불어 기판이 보유한 정전기를 동시 제거하여 이후 리플로우 솔더링시 기판 측 솔더페이스트 도포효율을 높이면서 부품 실장시 정전기에 의해 부품이 기판에 미 삽입되거나 오 삽입되는 현상을 방지하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공기분사형 하이브리드 이오나이저는,
    일측에 컴프레셔와 연결되어 압축공기를 공급받고, 타측에 고압케이블과 연결되어 고전압을 인가받는 바형 구조의 본체;
    상기 바형 구조의 본체에 적어도 하나 이상이 결합되어 하향 돌출구조로 배치되는 것으로서, 중앙에 이온을 발생시키는 제전침이 장착되고, 상기 제전침의 외측 또는 내측 방향에 압축공기토출구가 형성되는 이온공기분사노즐; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 기판 클리닝부는,
    상기 기판로딩부와 프린터부의 사이에 공기분사형 하이브리드 이오나이저를 커버하는 투명케이스를 설치하되, 상기 투명케이스의 하단부에 하측 방향으로 테이퍼지는 이물질배출구를 형성하여 기판의 표면으로부터 제거되는 이물질을 집진 처리하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 냉각부는,
    상기 리플로우 솔더링부와 기판언로딩부의 사이에 투명케이스를 설치하되, 상기 투명케이스의 일측면에 송풍팬을 장착하여 리플로우 솔더링을 마친 부품 실장 기판을 향해 송풍에 의한 냉각 처리가 가능하도록 구비하고, 상기 투명케이스의 타측면에 흡입팬을 장착함과 더불어 공기배출구를 다수 형성하여 투명케이스 내 강제대류 유도를 통한 냉각 처리를 수행하도록 구성하며,
    상기 투명케이스의 내측 상면에 이오나이저를 더 설치하여 기판의 표면으로 이온을 방출함으로써 기판을 냉각시키면서 정전기를 제거하는 기능을 발휘하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 리플로우 솔더링부는,
    리플로우 오븐의 상면에 환기구를 형성하고 배기덕트를 연결하여 열을 가한 솔더링시 리플로우 오븐 내에서 발생하는 공기를 배기 처리하되,
    상기 환기구와 배기덕트와의 사이에 솔더링시 발생되는 유해물질을 제거함과 동시에 냄새를 탈취하기 위한 유해물질제거수단; 을 포함하되,
    상기 유해물질제거수단은,
    음이온을 발생시켜 배출하는 음이온발생기;
    상기 음이온발생기의 후방에 위치하여 유해물질을 필터링 및 항균 탈취기능을 하는 광촉매필터;
    상기 광촉매필터의 전후방에 위치하여 자외선 조사를 통해 광촉매필터 측 광화학반응을 촉진시키면서 광촉매필터를 통과한 유해물질에 대해서도 2차 제거 및 살균 처리하는 UV LED; 를 포함하며,
    상기 배기덕트에도 배기경로 상에 UV LED를 간격 배치하여 배기경로 내 자외선 조사에 의한 유해물질 제거 및 살균작용으로 공기를 정화시키는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 부품 실장부는,
    좌우 이동 가능하도록 구비되는 실장헤드와, 상기 실장헤드의 하면에 결합 및 승강 가능하도록 구비되고 부품을 공급하는 피더로부터 부품을 흡착하는 부품흡착노즐을 포함하는 것으로서,
    상기 실장헤드에 고정되고, 부품흡착노즐의 양측부에 위치되는 한쌍의 고정브래킷;
    상기 한쌍의 고정브래킷에 서로 마주하도록 배치되고, 한쪽에서는 광에너지를 방출하고 다른쪽에서는 광에너지를 수신하도록 장착되는 발광부와 수광부에 의한 광센서;
    상기 부품 실장부에 투입되는 부품의 두께에 대한 정보가 기록되고, 상기 실장헤드 측 부품 흡착 또는 실장을 위한 상하 이동시 광센서에서의 감지신호와 기록된 부품의 두께정보를 통해 부품흡착노즐에서의 부품 흡착 여부를 검출하여 부품 실장을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 로딩부, 프린터부, 부품 실장부, 리플로우 솔더링부, 기판 언로딩부에 각각 설치되는 막대형 경광등인 타워램프와 동작 감지용 센서로부터 신호를 받아 설비의 전체적인 생산공정을 모니터링 가능하게 하는 중앙관제부; 를 더 포함하되,
    상기 중앙관제부는,
    상기 기판 로딩부, 프린터부, 부품 실장부, 리플로우 솔더링부, 기판 언로딩부에 각각 설치되는 막대형 경광등인 타워램프와 동작 감지용 센서에서 발생되는 ON/OFF 신호와 위치 신호 및 PLC 제어신호를 내보내기 위한 것으로서, 장비별로 장착되고 고유 ID를 갖는 통신보드;
    상기 장비별 통신보드 각각으로부터 보내지는 장비별 신호로부터 패킷을 분석 및 계산하여 DB에 저장하고 관리하며, 통신보드가 갖는 고유ID를 통해 인식하는 DB서버;
    상기 DB서버로부터 전송되는 장비별 동작 상태를 화면 상에 디스플레이하여 모니터링 가능하게 하는 모니터링 서버; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모니터링 서버는,
    사용자 인터페이스(UI)를 통해 라인 배치된 장비별 배치상태를 화면 상에 디스플레이하되,
    디스플레이되는 장비별 상측에는 해당 타워램프의 색상별 ON 횟수를 숫자로 표기하는 타워램프 표시부와, 장비별로 내부에 기판이 존재하는지 유무를 색깔로 표출하는 기판유무 표출부를 포함하고,
    디스플레이되는 장비별 이미지 상에 장비별로 입출에 소요되는 시간을 표기하는 사이클타임 표기부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 기판에는 바코드나 QR코드에 의한 인식코드시트 또는 NFC시트를 부착하고,
    상기 기판 로딩부, 프린터부, 부품 실장부, 리플로우 솔더링부, 기판 언로딩부의 장비별로 코드인식기 또는 NFC인식기를 장착하여 설비에 투입된 기판의 현재 위치를 추적함으로써 이를 상기 중앙관제부의 모니터링 서버를 통해 실시간으로 디스플레이하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 공정 효율성 및 생산성 증대를 위한 표면실장 시스템.
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