WO2023033274A1 - 부품 실장 장치 및 방법 - Google Patents

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WO2023033274A1
WO2023033274A1 PCT/KR2022/002620 KR2022002620W WO2023033274A1 WO 2023033274 A1 WO2023033274 A1 WO 2023033274A1 KR 2022002620 W KR2022002620 W KR 2022002620W WO 2023033274 A1 WO2023033274 A1 WO 2023033274A1
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image
height
offset
nozzle
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PCT/KR2022/002620
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Inventor
최은호
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한화정밀기계 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a component mounting apparatus and method, and more particularly, in mounting a component on a board, a component mounting device for calculating a mounting offset through simulated mounting and applying the mounting offset during actual mounting to mount the component, and It's about how.
  • SMT Surface Mounting Technology
  • the SMT process prints solder paste on a printed circuit board (PCB), mounts various Surface Mounting Devices (SMDs) on the printed circuit board using mounter equipment, and passes it through a reflow oven. It refers to the technology to bond between the PCB and the leads of surface mount components.
  • PCB printed circuit board
  • SMDs Surface Mounting Devices
  • An SMT line can be referred to as a technology for producing a finished PCB by an organic combination of a plurality of equipment, and at least one SMT line including a plurality of equipment may be provided according to a working environment.
  • SMT equipment for mounting components on a printed circuit board may include a head for carrying components. Meanwhile, the posture of the head may deviate from the standard posture due to various factors. If the posture of the head deviates from the standard posture, the correct transportation of the component may not be performed, and the correct position of the printed circuit board may not be mounted. In particular, high precision mounting of components is required according to the miniaturization trend of components.
  • An object to be solved by the present invention is to provide a component mounting apparatus and method for mounting components on a board by calculating a mounting offset through simulated mounting and applying the mounting offset during actual mounting.
  • a component mounting apparatus generates a first image by photographing a head having at least one nozzle, and a component adsorbed to the nozzle and disposed at a first height.
  • a control unit that calculates a mounting offset and controls the head so that the mounting offset is reflected and the component is mounted on the substrate.
  • the second height is lower than the first height.
  • the second height corresponds to the surface height of the substrate.
  • the control unit calculates the mounting offset using a positional displacement and posture displacement between an image of the component included in the first image and an image of the component included in the second image.
  • the controller calculates the mounting offset by comparing at least one first image and a second image generated by photographing the component at at least one preset angle.
  • the control unit calculates the mounting offset by referring to a direction in which the head moves toward the second correction camera immediately before the second image is generated.
  • the second calibration camera photographs the descending of the part from the first height to the second height.
  • the nozzle After the part is photographed by the second calibration camera, the nozzle adsorbing the part rises from the second height to the first height.
  • the mounting offset may include a first mounting offset calculated using the posture of the component with respect to each of the at least one nozzle, and a gap between the posture of the component at the first height and the posture of the component at the second height. and a second mounting offset calculated using the difference.
  • the control unit calculates a nozzle offset by referring to the posture of the at least one nozzle with respect to at least one spindle supporting each of the at least one nozzle, and for recognizing the substrate, the central axis of a substrate recognizing camera for photographing the substrate is determined in advance.
  • a camera offset is calculated by referring to a difference between set central axes, and the head is controlled so that the component is mounted on a substrate by reflecting the nozzle offset and the camera offset.
  • a component mounting method includes the steps of generating a first image by photographing a component adsorbed to a nozzle provided on a head and disposed at a first height, adsorbed to the nozzle, and disposed at a second height. generating a second image by photographing the component, calculating a mounting offset of the component by comparing the first image and the second image, and mounting the component on a board by reflecting the mounting offset. and controlling the head so as to be possible.
  • the second height is lower than the first height.
  • the second height corresponds to the surface height of the substrate.
  • Calculating the mounting offset of the component includes calculating the mounting offset using positional displacement and posture displacement between the image of the component included in the first image and the image of the component included in the second image.
  • Calculating the mounting offset of the component includes calculating the mounting offset by comparing at least one first image and a second image generated by photographing the component at at least one preset angle.
  • Calculating the mounting offset of the component includes calculating the mounting offset by referring to a direction in which the head moves toward the second correction camera immediately before the second image is generated.
  • the second calibration camera photographs the descending of the part from the first height to the second height.
  • the nozzle After the part is photographed by the second calibration camera, the nozzle adsorbing the part rises from the second height to the first height.
  • the mounting offset may include a first mounting offset calculated using the posture of the component with respect to each of the at least one nozzle, and a gap between the posture of the component at the first height and the posture of the component at the second height. and a second mounting offset calculated using the difference.
  • Calculating a nozzle offset by referring to the posture of the at least one nozzle relative to at least one spindle supporting each of the at least one nozzle; Calculating a camera offset by referring to the difference between axes, and controlling the head so that the component is mounted on a substrate by reflecting the nozzle offset and the camera offset.
  • a mounting offset is calculated through simulated mounting, and components are mounted by applying the mounting offset during actual mounting, so that the components are accurately placed at the target position of the board.
  • FIG. 1 is a diagram showing a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a front view showing that a nozzle is photographed by a first calibration camera.
  • FIG. 4 is a side view showing that a nozzle is photographed by a first calibration camera.
  • FIG. 5 is a front view illustrating that a substrate recognizing camera is photographed by a first calibration camera.
  • FIG. 6 is a side view illustrating that a substrate recognizing camera is photographed by a first calibration camera.
  • FIG. 7 is a front view showing a part being photographed by a second calibration camera.
  • FIG. 8 is a side view showing a part being photographed by a second calibration camera.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a comparison between parts of a first image and parts of a second image.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a photographing angle of a part by a second correction camera.
  • 11 is a diagram for explaining that a mounting offset is calculated in consideration of the moving direction of the head.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of mounting a component on a board by a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the function of a conveyor.
  • a component mounting apparatus 10 includes a conveyor 100, a component supply unit 200, a head 300, a first correction camera 410, and a second correction camera 420. ) and a control unit 500.
  • the conveyor 100 may move the substrate 30 .
  • the substrate 30 may be a printed circuit board (PCB).
  • the moving direction of the substrate 30 by the conveyor 100 is referred to as a first direction (X), and a direction parallel to the substrate 30 and perpendicular to the first direction (X) is referred to as a second direction (Y).
  • a direction perpendicular to the first direction (X) and the second direction (Y) is referred to as a third direction (Z).
  • a substrate 30 may be guided by a conveyor 100 and moved to a working position or removed from the working position.
  • the conveyor 100 may sequentially move different substrates 30 to or remove them from the working position.
  • the component supply unit 200 may supply the component 20 to the work space.
  • the component supply unit 200 may sequentially supply a plurality of components 20 .
  • a plurality of component supply units 200 may be provided.
  • the plurality of component supply units 200 may supply the same component 20 or may supply different components 20 .
  • the head 300 may mount the component 20 on the board 30 .
  • the head 300 may include a nozzle 310 and a substrate recognition camera 320 .
  • the head 300 can move in the working space.
  • the head 300 may move on a two-dimensional plane formed by the first direction (X) and the second direction (Y).
  • the head 300 may move to the component supply unit 200 to collect components 20 or move to an upper portion of a specific location on the substrate 30 to mount the components 20 on.
  • a separate driving unit (not shown) may be provided to move the head 300 .
  • the head 300 may include at least one nozzle 310 .
  • the plurality of nozzles 310 provided in the head 300 will be mainly described.
  • a plurality of nozzles 310 may be disposed in the head 300 in a circular shape based on a central axis.
  • a plurality of nozzles 310 may be provided on the nozzle body 330 .
  • the nozzle body 330 may rotate with respect to the head 300 based on a central axis. As the nozzle body 330 rotates, the position of each nozzle 310 may be changed by the rotation angle.
  • the nozzle body 330 may be rotated with respect to the head 300 at an appropriate rotation angle for each nozzle 310 so that the nozzle 310 is disposed in a position and posture for mounting the component 20 on the substrate 30. there is.
  • the substrate recognition camera 320 may photograph the substrate 30 for recognition of the substrate 30 .
  • the substrate 30 may include a fiducial mark.
  • the substrate recognizing camera 320 may capture the fiducial mark provided on the substrate 30 .
  • the photographed image of the fiducial mark may be used to determine the position and posture of the substrate 30 disposed at the working position.
  • the mounting position and mounting posture of the component 20 mounted on the substrate 30 may be determined based on the position and posture of the substrate 30 determined through the fiducial mark.
  • the first correction camera 410 may generate a first image by capturing the part 20 attached to the nozzle 310 and disposed at the first height H1 (see FIG. 8 ).
  • the first height H1 indicates a height with respect to a reference plane (not shown), and the reference plane may be, for example, the floor of the work space.
  • the first height H1 may be the height of the part 20 when the head 300 moves in the working space.
  • the parts 20 supplied from the parts supply unit 200 may be absorbed by the nozzle 310 .
  • the head 300 may move to the first calibration camera 410 to measure the posture of the component 20 adsorbed to the nozzle 310.
  • the height of the component 20 may be the first height H1.
  • the first correction camera 410 may generate a first image by photographing the part 20 attached to the nozzle 310 .
  • the posture of the component 20 included in the first image may be used to calculate the mounting offset.
  • the first correction camera 410 may take pictures of the nozzle 310 and the substrate recognizing camera 320 . A detailed description of the photographing of the nozzle 310 and the substrate recognizing camera 320 by the first correction camera 410 will be described later with reference to FIGS. 3 to 6 .
  • the second correction camera 420 may generate a second image by capturing the part 20 attached to the nozzle 310 and disposed at the second height H2 (see FIG. 8 ).
  • the second height H2 indicates a height relative to the reference plane, and the reference plane may be, for example, the floor of the work space.
  • the second height H2 may be lower than the first height H1.
  • the second height H2 may correspond to the surface height of the substrate 30 .
  • the nozzle 310 in the head 300 may move toward the board 30. At this time, while the height of the component 20 is lowered to the second height H2, it may reach the surface of the substrate 30.
  • the second calibration camera 420 may generate a second image by photographing the descending of the component 20 from the first height H1 to the second height H2 before being mounted on the board 30 .
  • the posture of the component 20 included in the second image may be used to calculate the mounting offset.
  • the posture of the part 20 attached to the nozzle 310 may be determined using the first image generated by the first calibration camera 410 . Meanwhile, while the nozzle 310 moves from the head 300 toward the substrate 30, the posture of the nozzle 310 is changed, and thus the posture of the component 20 may be changed.
  • the second image may be used to compensate for an error caused by the movement of the nozzle 310 . By comparing the postures of the component 20 included in the first image and the component 20 included in the second image, it is possible to calculate a mounting offset in which an error caused by the movement of the nozzle 310 is compensated.
  • the first calibration camera 410 and the second calibration camera 420 may be disposed adjacent to each other. In this case, photographing of the part 20 by the first calibration camera 410 and the second calibration camera 420 can be performed continuously and rapidly.
  • the position and arrangement of the first correction camera 410 and the second correction camera 420 may be variously determined according to the internal structure and design environment of the component mounting device 10. .
  • the controller 500 may perform overall control of the conveyor 100 , the parts supply unit 200 , the head 300 , the first calibration camera 410 and the second calibration camera 420 .
  • the controller 500 calculates the mounting offset of the component 20 by comparing the first image and the second image, and the head 300 mounts the component 20 on the substrate 30 by reflecting the mounting offset. can control.
  • the first image generated by the first calibration camera 410 and the second image generated by the second calibration camera 420 may be transmitted to the controller 500 .
  • the controller 500 may calculate the mounting offset using position displacement and posture displacement between the image of the component included in the first image and the image of the component included in the second image.
  • the mounting offset may include a first mounting offset and a second mounting offset.
  • the first mounting offset is calculated using the posture of the component 20 with respect to the nozzle 310, and can be calculated using the first image.
  • the second mounting offset is calculated using the difference between the posture of the component 20 at the first height H1 and the posture of the component 20 at the second height H2. Images can be compared and calculated.
  • FIG. 3 is a front view showing a nozzle being photographed by a first calibration camera
  • FIG. 4 is a side view showing a nozzle being photographed by a first calibration camera.
  • the first calibration camera 410 may photograph the nozzle 310 . To capture the nozzle 310 , the head 300 may move above the first calibration camera 410 .
  • An image captured by the first calibration camera 410 may be transmitted to the controller 500 .
  • the controller 500 may determine the attitude of the nozzle 310 by referring to the transmitted image. For example, the controller 500 may determine a difference between the end of the nozzle 310 to which the part 20 is adsorbed with respect to the central axis of the spindle 311 supporting the nozzle 310 .
  • the central axis of the spindle 311 may be set in advance to pass through a specific point of the substrate 30 to which the component 20 is adsorbed. For example, when the nozzle 310 descends while the nozzle 310 is positioned above a specific point on the board 30, the component 20 adsorbed to the nozzle 310 can be mounted at that point. will be. On the other hand, if there is an error between the central axis of the spindle 311 and the end of the nozzle 310, the component 20 cannot be correctly mounted at that point.
  • the controller 500 may calculate the nozzle offset by referring to the posture of the nozzle 310 with respect to the spindle 311 .
  • the head 300 may include a plurality of nozzles 310 .
  • the controller 500 may calculate a nozzle offset for each of the plurality of nozzles 310 included in the head 300 .
  • FIG. 5 is a front view illustrating that a substrate recognition camera is photographed by a first calibration camera
  • FIG. 6 is a side view illustrating a substrate recognition camera is photographed by a first calibration camera.
  • the first correction camera 410 may capture the substrate recognizing camera 320 .
  • the head 300 may move above the first calibration camera 410 to capture the substrate recognition camera 320 .
  • An image captured by the first calibration camera 410 may be transmitted to the controller 500 .
  • the control unit 500 may determine the posture of the substrate recognizing camera 320 by referring to the transmitted image. For example, the controller 500 may determine a difference between the central axis of the previously set substrate recognition camera 320 and the actually photographed central axis of the substrate recognition camera 320 .
  • the preset central axis may be set to pass through a specific point of the substrate 30 on which the fiducial mark is displayed. For example, in the case where the substrate recognizing camera 320 is positioned above a specific point of the substrate 30 on which the fiducial mark is displayed, the fiducial mark may be displayed at the center of the image.
  • the central axis set in advance and the central axis of the substrate recognizing camera 320 the contour of the substrate 30 cannot be recognized correctly.
  • the controller 500 may calculate the camera offset by referring to a difference between the central axis of the substrate recognizing camera 320 and the preset central axis.
  • the control unit 500 calculates a mounting offset by reflecting the nozzle offset and camera offset together with the aforementioned first mounting offset and second mounting offset, and controls the head 300 to mount the component 20 based on the calculated offset. there is. Accordingly, various errors that may occur during the movement of the component 20 from the component supply unit 200 to the substrate 30 are compensated so that the component 20 can be mounted on the substrate 30 .
  • FIG. 7 is a front view showing parts being photographed by a second correction camera
  • FIG. 8 is a side view showing parts being photographed by a second correction camera
  • FIG. 9 is a part of a first image and a part of a second image. It is a drawing for explaining this comparison.
  • the second calibration camera 420 may photograph the part 20 attached to the nozzle 310 .
  • the head 300 may move above the second correction camera 420 .
  • Part 20 may be photographed at a second height H2.
  • the second correction camera 420 photographs the part 20, and the photographing is completed.
  • the nozzle 310 may rise from the second height H2 to the first height H1.
  • the moving direction of the nozzle 310 may be parallel to the aforementioned third direction Z.
  • An image (second image) photographed by the second calibration camera 420 may be transmitted to the controller 500 .
  • the controller 500 may determine an error of the part 20 according to the downward movement of the nozzle 310 by referring to the transmitted second image.
  • the controller 500 may calculate the second mounting offset by using position displacement and posture displacement between the image of the component included in the first image and the image of the component included in the second image.
  • the controller 500 displays an image of a part included in a first image (hereinafter referred to as a first image) 610 and an image of a part included in a second image (hereinafter referred to as a second image). ) 620 can be compared.
  • the controller 500 may perform scaling on at least one of the first image 610 and the second image 620 . That is, the controller 500 may adjust the size of at least one of the first image 610 and the second image 620 so that the first image 610 and the second image 620 have the same size.
  • a position displacement and a posture displacement may exist between the first image 610 and the second image 620 . That is, the center C1 of the first image 610 and the center C2 of the second image 620 may be different, and the arrangement angle of the second image 620 relative to the first image 610 is different. It can be done.
  • the controller 500 may calculate the second mounting offset by referring to the displacement.
  • the head 300 may include a plurality of nozzles 310 .
  • the controller 500 may calculate a second mounting offset for each of the plurality of nozzles 310 included in the head 300 .
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a photographing angle of a part by a second correction camera.
  • the controller 500 may calculate a mounting offset by comparing at least one first image and a second image generated by photographing the component 20 at at least one preset angle.
  • the first calibration camera 410 and the second calibration camera 420 may generate images when the angles of the nozzle 310 are 0 degrees, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees.
  • the controller 500 compares the first image and the second image generated at 0 degrees to calculate the mounting offset, compares the first image and the second image generated at 90 degrees to calculate the mounting offset, and the same process can be performed for 180 degrees and 270 degrees.
  • the first image and the second image for each angle may be different.
  • the angular displacement formed between the parts 20 in each image may be a degree, but the first image and the second image generated at 90 degrees
  • the angular displacement formed between the parts 20 in each image may be a degree b different from a degree.
  • 11 is a diagram for explaining that a mounting offset is calculated in consideration of the moving direction of the head.
  • the controller 500 may calculate a mounting offset by referring to a direction in which the head 300 moves toward the second correction camera 420 immediately before the second image is generated.
  • the posture of the nozzle 310 relative to the head 300 may be changed corresponding to the corresponding direction.
  • the gap between the head 300 and the nozzle 310 increases, so that the posture displacement of the nozzle 310 relative to the head 300 may be large.
  • the mounting position of the component 20 can be more accurately determined. For example, when the head 300 is moved upward to mount a specific component, the position of the nozzle 310 relative to the head 300 may be changed corresponding to the corresponding direction. As the displacement of the nozzle 310 is reflected and the mounting offset is calculated, the accuracy of component mounting can be improved.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of mounting a component on a board by a component mounting apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • control unit 500 may first recognize the board 30 (S710).
  • the head 300 may move to the substrate 30 , and the substrate recognition camera 320 provided in the head 300 may capture a fiducial mark displayed on the substrate 30 .
  • the photographed image is transmitted to the controller 500, and the controller 500 may recognize the substrate 30 by referring to the image.
  • the first correction camera 410 may photograph the head 300 (S720). Specifically, the first calibration camera 410 may take pictures of the nozzle 310 and the substrate recognizing camera 320 provided in the head 300 . The captured image is transmitted to the controller 500, and the controller 500 may calculate a nozzle offset and a camera offset with reference to the image (S730).
  • the head 300 may collect the parts 20 from the part supply unit 200 (S740). For example, the nozzle 310 provided in the head 300 may adsorb the part 20 in a vacuum adsorption method. When the parts 20 are collected, the head 300 may move to the first calibration camera 410 .
  • the first calibration camera 410 may photograph the part 20 (S750).
  • the photographing of the part 20 by the first correction camera 410 may be performed in a state in which the height of the part 20 is the first height H1.
  • the first image captured by the first correction camera 410 may be transmitted to the controller 500 .
  • the controller 500 may calculate a first mounting offset by referring to the first image.
  • the head 300 may move to the second correction camera 420 .
  • the second calibration camera 420 may photograph the part 20 (S760).
  • the photographing of the component 20 by the second correction camera 420 may be performed in a state in which the height of the component 20 is the second height H2.
  • the second image captured by the second calibration camera 420 may be transmitted to the controller 500 .
  • the controller 500 may calculate the second mounting offset by referring to the first image and the second image.
  • the controller 500 may calculate the mounting offset by combining the first mounting offset and the second mounting offset (S770). At this time, the controller 500 may reflect the nozzle offset and the camera offset to the mounting offset.
  • the head 300 may move to the first correction camera 410 .
  • the first correction camera 410 may photograph the part 20 again (S780). While the head 300 moves between the first calibration camera 410 and the second calibration camera 420, the posture of the nozzle 310 relative to the head 300 may be changed. In order to determine whether or not such a change has been made, the first calibration camera 410 may photograph the part 20 . The controller 500 may determine whether or not the attitude of the nozzle 310 is changed, and reflect this to the mounting of the component 20 .
  • the head 300 may mount the component 20 on the board 30 (S790).
  • the controller 500 may control the head 300 by reflecting the mounting offset.
  • a process of photographing the component 20 by the second calibration camera 420 after the first calibration camera 410 photographs the component 20 may be omitted. That is, after the first calibration camera 410 captures the part 20, the controller 500 calculates the first mounting offset and the second mounting offset with reference to the newly generated first image, and the part 20 The head 300 can be controlled so that it is mounted.
  • the photographing of the component 20 by the second calibration camera 420 may be performed periodically or by a user's selection.

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Abstract

본 발명은 부품 실장 장치 및 방법에 관한 것으로서, 기판에 부품을 실장함에 있어서 모의 실장을 통해 실장 오프셋을 산출하고, 실제 장착 시에 실장 오프셋을 적용하여 부품을 실장하는 부품 실장 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치는 노즐 및 기판 인식 카메라를 구비한 헤드와, 상기 노즐에 흡착되고, 제1 높이에 배치된 부품을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 제1 보정 카메라와, 상기 노즐에 흡착되고, 제2 높이에 배치된 상기 부품을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 제2 보정 카메라, 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 부품의 실장 오프셋을 산출하고, 상기 실장 프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

부품 실장 장치 및 방법
본 발명은 부품 실장 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판에 부품을 실장함에 있어서 모의 실장을 통해 실장 오프셋을 산출하고, 실제 장착 시에 실장 오프셋을 적용하여 부품을 실장하는 부품 실장 장치 및 방법에 관한 것이다.
표면실장기술(Surface Mounting Technology; SMT)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board; PCB)의 표면에 실장할 수 있는 부품을 부착시키는 기술을 총칭한다.
구체적으로, SMT 공정은 인쇄회로기판(PCB) 위에 솔더 페이스트를 인쇄하고, 마운터 장비를 이용하여 인쇄회로기판 위에 각종 표면 실장 부품(Surface Mounting Device; SMD)을 장착한 후, 리플로우 오븐을 통과시켜 PCB와 표면 장착 부품의 리드 간을 접합하는 기술을 말한다.
SMT 라인은 복수의 장비들의 유기적인 조합에 의해 완성된 PCB를 생산하는 기술이라 할 수 있는데, 작업 환경에 따라 복수의 장비들을 포함하는 적어도 하나 이상의 SMT 라인이 구비될 수 있다.
인쇄 회로 기판에 부품을 실장하는 SMT 장비는 부품을 운반하는 헤드(head)를 포함할 수 있다. 한편, 다양한 요인에 의하여 헤드의 자세가 기준 자세에서 벗어날 수 있다. 헤드의 자세가 기준 자세에서 벗어난 경우 부품의 올바른 운반이 수행되지 못하며, 인쇄 회로 기판의 올바른 위치에 실장되지 못할 수 있다. 특히, 부품의 미소화 경향에 따라 부품의 높은 실장 정밀도가 요구되고 있다.
따라서, 인쇄 회로 기판의 목표 위치에 부품이 정확하기 실장되도록 헤드의 자세를 보정하는 발명의 등장이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기판에 부품을 실장함에 있어서 모의 실장을 통해 실장 오프셋을 산출하고, 실제 장착 시에 실장 오프셋을 적용하여 부품을 실장하는 부품 실장 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치는 적어도 하나의 노즐을 구비한 헤드와, 상기 노즐에 흡착되고, 제1 높이에 배치된 부품을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 제1 보정 카메라와, 상기 노즐에 흡착되고, 제2 높이에 배치된 상기 부품을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 제2 보정 카메라, 및 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 부품의 실장 오프셋을 산출하고, 상기 실장 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 제2 높이는 상기 제1 높이에 비하여 낮게 형성된다.
상기 제2 높이는 상기 기판의 표면 높이에 대응한다.
상기 제어부는 상기 제1 영상에 포함된 상기 부품의 이미지와 상기 제2 영상에 포함된 상기 부품의 이미지 간의 위치 변위 및 자세 변위를 이용하여 상기 실장 오프셋을 산출한다.
상기 제어부는 상기 부품이 사전에 설정된 적어도 하나의 각도에서 촬영되어 생성된 적어도 하나의 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 상기 실장 오프셋을 산출한다.
상기 제어부는 상기 제2 영상이 생성되기 직전에 상기 헤드가 상기 제2 보정 카메라측으로 이동한 방향을 참조하여 상기 실장 오프셋을 산출한다.
상기 제2 보정 카메라는 상기 부품이 상기 제1 높이에서 상기 제2 높이로 하강한 것을 촬영한다.
상기 제2 보정 카메라에 의해 상기 부품이 촬영된 이후에 상기 부품을 흡착하고 있는 노즐은 상기 제2 높이에서 상기 제1 높이로 상승한다.
상기 실장 오프셋은, 상기 적어도 하나의 노즐 각각에 대한 상기 부품의 자세가 이용되어 산출된 제1 실장 오프셋, 및 상기 제1 높이에서의 상기 부품의 자세와 상기 제2 높이에서의 상기 부품의 자세 간의 차이가 이용되어 산출된 제2 실장 오프셋을 포함한다.
상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 노즐 각각을 지지하는 적어도 하나의 스핀들에 대한 노즐의 자세를 참조하여 노즐 오프셋을 산출하고, 상기 기판의 인식을 위하여 기판을 촬영하는 기판 인식 카메라의 중심축과 사전에 설정된 중심축 간의 차이를 참조하여 카메라 오프셋을 산출하며, 상기 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어한다.
본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 방법은 헤드에 구비된 노즐에 흡착되고, 제1 높이에 배치된 부품을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 단계와, 상기 노즐에 흡착되고, 제2 높이에 배치된 상기 부품을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 단계와, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계, 및 상기 실장 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 제2 높이는 상기 제1 높이에 비하여 낮게 형성된다.
상기 제2 높이는 상기 기판의 표면 높이에 대응한다.
상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계는 상기 제1 영상에 포함된 상기 부품의 이미지와 상기 제2 영상에 포함된 상기 부품의 이미지 간의 위치 변위 및 자세 변위를 이용하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계는 상기 부품이 사전에 설정된 적어도 하나의 각도에서 촬영되어 생성된 적어도 하나의 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계는 상기 제2 영상이 생성되기 직전에 상기 헤드가 상기 제2 보정 카메라측으로 이동한 방향을 참조하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 단계를 포함한다.
상기 제2 보정 카메라는 상기 부품이 상기 제1 높이에서 상기 제2 높이로 하강한 것을 촬영한다.
상기 제2 보정 카메라에 의해 상기 부품이 촬영된 이후에 상기 부품을 흡착하고 있는 노즐은 상기 제2 높이에서 상기 제1 높이로 상승한다.
상기 실장 오프셋은, 상기 적어도 하나의 노즐 각각에 대한 상기 부품의 자세가 이용되어 산출된 제1 실장 오프셋, 및 상기 제1 높이에서의 상기 부품의 자세와 상기 제2 높이에서의 상기 부품의 자세 간의 차이가 이용되어 산출된 제2 실장 오프셋을 포함한다.
상기 적어도 하나의 노즐 각각을 지지하는 적어도 하나의 스핀들에 대한 노즐의 자세를 참조하여 노즐 오프셋을 산출하는 단계와, 상기 기판의 인식을 위하여 기판을 촬영하는 기판 인식 카메라의 중심축과 사전에 설정된 중심축 간의 차이를 참조하여 카메라 오프셋을 산출하는 단계, 및 상기 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 단계를 더 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 부품 실장 장치 및 방법에 따르면 모의 실장을 통해 실장 오프셋을 산출하고, 실제 장착 시에 실장 오프셋을 적용하여 부품을 실장함으로써 기판의 목표 위치에 부품이 정확하게 배치되는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 컨베이어의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 보정 카메라에 의해 노즐이 촬영되는 것을 나타낸 정면도이다.
도 4는 제1 보정 카메라에 의해 노즐이 촬영되는 것을 나타낸 측면도이다.
도 5는 제1 보정 카메라에 의해 기판 인식 카메라가 촬영되는 것을 나타낸 정면도이다.
도 6은 제1 보정 카메라에 의해 기판 인식 카메라가 촬영되는 것을 나타낸 측면도이다.
도 7은 제2 보정 카메라에 의해 부품이 촬영되는 것을 나타낸 정면도이다.
도 8은 제2 보정 카메라에 의해 부품이 촬영되는 것을 나타낸 측면도이다.
도 9는 제1 영상의 부품과 제2 영상의 부품이 비교되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 제2 보정 카메라에 의한 부품의 촬영 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 헤드의 이동 방향이 고려되어 실장 오프셋이 산출되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치에 의해 기판에 부품이 실장되는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 컨베이어의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치(10)는 컨베이어(100), 부품 공급부(200), 헤드(300), 제1 보정 카메라(410), 제2 보정 카메라(420) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다.
컨베이어(100)는 기판(30)을 이동시킬 수 있다. 본 발명에서 기판(30)은 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)일 수 있다. 이하, 컨베이어(100)에 의한 기판(30)의 이동 방향을 제1 방향(X)이라 하고, 기판(30)에 평행하고 제1 방향(X)에 수직한 방향을 제2 방향(Y)이라 하며, 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 수직한 방향을 제3 방향(Z)이라 한다.
도 2를 참조하면, 기판(30)은 컨베이어(100)에 의해 가이드되어 작업 위치로 이동하거나 작업 위치에서 제거될 수 있다. 컨베이어(100)는 서로 다른 기판(30)은 순차적으로 작업 위치로 이동시키거나 작업 위치에서 제거할 수 있다.
다시 도 1을 설명하면, 부품 공급부(200)는 작업 공간으로 부품(20)을 공급할 수 있다. 부품 공급부(200)는 복수의 부품(20)을 순차적으로 공급할 수 있다. 도시되어 있지는 않으나 부품 공급부(200)는 복수 개가 구비될 수 있다. 복수의 부품 공급부(200)는 동일한 부품(20)을 공급하거나 서로 다른 부품(20)을 공급할 수도 있다.
헤드(300)는 기판(30)에 부품(20)을 실장할 수 있다. 이를 위하여, 헤드(300)는 노즐(310) 및 기판 인식 카메라(320)를 구비할 수 있다.
헤드(300)는 작업 공간에서 이동할 수 있다. 예를 들어, 헤드(300)는 제1 방향(X) 및 제2 방향(Y)에 의해 형성되는 2차원 평면상에서 이동할 수 있다. 헤드(300)는 부품(20)의 수집을 위하여 부품 공급부(200)로 이동하거나 기판(30)의 특정 지점에 부품(20)을 실장하기 위하여 해당 지점의 상부로 이동할 수 있다. 헤드(300)의 이동을 위하여 별도의 구동부(미도시)가 구비될 수 있다.
헤드(300)는 적어도 하나의 노즐(310)을 포함할 수 있다. 이하, 복수의 노즐(310)이 헤드(300)에 구비된 것을 위주로 설명하기로 한다. 복수의 노즐(310)은 중심축을 기준으로 원형으로 헤드(300)에 배치될 수 있다. 복수의 노즐(310)은 노즐 본체(330)에 구비될 수 있다. 노즐 본체(330)는 중심축을 기준으로 헤드(300)에 대하여 회전할 수 있다. 노즐 본체(330)가 회전함에 따라 각 노즐(310)의 위치가 회전 각도만큼 변경될 수 있다. 기판(30)에 부품(20)을 실장하기 위한 위치 및 자세로 노즐(310)이 배치되도록 하기 위하여 노즐(310)별로 노즐 본체(330)가 적절한 회전 각도로 헤드(300)에 대하여 회전할 수 있다.
기판 인식 카메라(320)는 기판(30)의 인식을 위하여 기판(30)을 촬영할 수 있다. 기판(30)은 피듀셜(fiducial) 마크를 포함할 수 있다. 기판 인식 카메라(320)는 기판(30)에 구비된 피듀셜 마크를 촬영할 수 있다. 피듀셜 마크의 촬영 영상은 작업 위치에 배치된 기판(30)의 위치 및 자세를 판단하기 위하여 이용될 수 있다. 기판(30)에 실장되는 부품(20)의 실장 위치 및 실장 자세는 피듀셜 마크를 통하여 판단된 기판(30)의 위치 및 자세를 기초로 결정될 수 있다.
제1 보정 카메라(410)는 노즐(310)에 흡착되고, 제1 높이(H1)(도 8 참조)에 배치된 부품(20)을 촬영하여 제1 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 제1 높이(H1)는 기준면(미도시)에 대한 높이를 나타낸 것으로서, 기준면은 예를 들어 작업 공간의 바닥면일 수 있다. 제1 높이(H1)는 작업 공간에서 헤드(300)가 이동할 때의 부품(20)의 높이일 수 있다.
부품 공급부(200)에서 공급된 부품(20)은 노즐(310)에 흡착될 수 있다. 부품(20)을 기판(30)에 실장하기 전에 헤드(300)는 노즐(310)에 흡착된 부품(20)의 자세 측정을 위하여 제1 보정 카메라(410)로 이동할 수 있다. 이 때, 부품(20)의 높이는 제1 높이(H1)일 수 있다. 제1 보정 카메라(410)는 노즐(310)에 흡착된 부품(20)을 촬영하여 제1 영상을 생성할 수 있다. 제1 영상에 포함된 부품(20)의 자세는 실장 오프셋의 산출에 이용될 수 있다.
또한, 제1 보정 카메라(410)는 노즐(310) 및 기판 인식 카메라(320)를 촬영할 수도 있다. 제1 보정 카메라(410)에 의한 노즐(310) 및 기판 인식 카메라(320)의 촬영에 대한 자세한 설명은 도 3 내지 도 6을 통하여 후술하기로 한다.
제2 보정 카메라(420)는 노즐(310)에 흡착되고, 제2 높이(H2)(도 8 참조)에 배치된 부품(20)을 촬영하여 제2 영상을 생성할 수 있다. 여기서, 제2 높이(H2)는 기준면에 대한 높이를 나타낸 것으로서, 기준면은 예를 들어 작업 공간의 바닥면일 수 있다. 제2 높이(H2)는 제1 높이(H1)에 비하여 낮게 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 높이(H2)는 기판(30)의 표면 높이에 대응할 수 있다.
기판(30)에 부품(20)을 실장하기 위하여 헤드(300)에서 노즐(310)이 기판(30)쪽으로 이동할 수 있다. 이 때, 부품(20)의 높이가 제2 높이(H2)로 낮아지면서 기판(30)의 표면에 도달할 수 있다. 제2 보정 카메라(420)는 부품(20)이 기판(30)에 실장되기 이전에 제1 높이(H1)에서 제2 높이(H2)로 하강한 것을 촬영하여 제2 영상을 생성할 수 있다. 제2 영상에 포함된 부품(20)의 자세는 실장 오프셋의 산출에 이용될 수 있다.
제1 보정 카메라(410)에 의해 생성된 제1 영상으로 노즐(310)에 흡착된 부품(20)의 자세를 판단할 수 있다. 한편, 노즐(310)이 헤드(300)에서 기판(30)쪽으로 이동하면서 노즐(310)의 자세가 변경되고, 이에 부품(20)의 자세가 변경될 수 있다. 이와 같은 노즐(310)의 이동에 의한 오차를 보상하기 위하여 제2 영상이 이용될 수 있다. 제1 영상에 포함된 부품(20)과 제2 영상에 포함된 부품(20)의 자세를 비교함으로써 노즐(310)의 이동에 의한 오차가 보상된 실장 오프셋의 산출이 가능하게 된다.
제1 보정 카메라(410) 및 제2 보정 카메라(420)는 인접하여 배치될 수 있다. 이러한 경우 제1 보정 카메라(410) 및 제2 보정 카메라(420)에 의한 부품(20)의 촬영이 연속적으로 신속하게 수행될 수 있다. 한편, 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면 제1 보정 카메라(410) 및 제2 보정 카메라(420)의 위치 및 배치 자세는 부품 실장 장치(10)의 내부 구조 및 설계 환경에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
제어부(500)는 컨베이어(100), 부품 공급부(200), 헤드(300), 제1 보정 카메라(410) 및 제2 보정 카메라(420)에 대한 전반적인 제어를 수행할 수 있다. 특히, 제어부(500)는 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 부품(20)의 실장 오프셋을 산출하고, 실장 오프셋이 반영되어 부품(20)이 기판(30)에 실장되도록 헤드(300)를 제어할 수 있다. 제1 보정 카메라(410)에 의해 생성된 제1 영상 및 제2 보정 카메라(420)에 의해 생성된 제2 영상은 제어부(500)로 전달될 수 있다. 제어부(500)는 제1 영상에 포함된 부품의 이미지와 제2 영상에 포함된 상기 부품의 이미지 간의 위치 변위 및 자세 변위를 이용하여 실장 오프셋을 산출할 수 있다.
본 발명에서 실장 오프셋은 제1 실장 오프셋 및 제2 실장 오프셋을 포함할 수 있다. 제1 실장 오프셋은 노즐(310)에 대한 부품(20)의 자세가 이용되어 산출된 것으로서, 이는 제1 영상이 이용되어 산출될 수 있다. 제2 실장 오프셋은 제1 높이(H1)에서의 부품(20)의 자세와 제2 높이(H2)에서의 부품(20)의 자세 간의 차이가 이용되어 산출된 것으로서, 이는 제1 영상 및 제2 영상이 비교되어 산출될 수 있다.
도 3은 제1 보정 카메라에 의해 노즐이 촬영되는 것을 나타낸 정면도이고, 도 4는 제1 보정 카메라에 의해 노즐이 촬영되는 것을 나타낸 측면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 보정 카메라(410)는 노즐(310)을 촬영할 수 있다. 노즐(310)의 촬영을 위하여 헤드(300)는 제1 보정 카메라(410)의 상부로 이동할 수 있다.
제1 보정 카메라(410)에 의해 촬영된 영상은 제어부(500)로 전달될 수 있다. 제어부(500)는 전달된 영상을 참조하여 노즐(310)의 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)는 노즐(310)을 지지하는 스핀들(311)의 중심축에 대하여 부품(20)이 흡착되는 노즐(310)의 말단 간의 차이를 판단할 수 있다. 스핀들(311)의 중심축은 부품(20)이 흡착되는 기판(30)의 특정 지점을 관통하는 것으로 사전에 설정될 수 있다. 예를 들어, 노즐(310)이 기판(30)의 특정 지점의 상부에 위치된 상태에서 노즐(310)이 하강하는 경우 노즐(310)에 흡착된 부품(20)이 해당 지점에 실장될 수 있는 것이다. 한편, 스핀들(311)의 중심축과 노즐(310)의 말단 간에 오차가 존재하는 경우 부품(20)이 해당 지점에 올바르게 실장될 수 없다.
제어부(500)는 스핀들(311)에 대한 노즐(310)의 자세를 참조하여 노즐 오프셋을 산출할 수 있다. 헤드(300)는 복수의 노즐(310)을 포함할 수 있다. 제어부(500)는 헤드(300)에 포함된 복수의 노즐(310) 각각에 대한 노즐 오프셋을 산출할 수 있다.
도 5는 제1 보정 카메라에 의해 기판 인식 카메라가 촬영되는 것을 나타낸 정면도이고, 도 6은 제1 보정 카메라에 의해 기판 인식 카메라가 촬영되는 것을 나타낸 측면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제1 보정 카메라(410)는 기판 인식 카메라(320)를 촬영할 수 있다. 기판 인식 카메라(320)의 촬영을 위하여 헤드(300)는 제1 보정 카메라(410)의 상부로 이동할 수 있다.
제1 보정 카메라(410)에 의해 촬영된 영상은 제어부(500)로 전달될 수 있다. 제어부(500)는 전달된 영상을 참조하여 기판 인식 카메라(320)의 자세를 판단할 수 있다. 예를 들어, 제어부(500)는 사전에 설정된 기판 인식 카메라(320)의 중심축에 대하여 실제로 촬영된 기판 인식 카메라(320)의 중심축 간의 차이를 판단할 수 있다. 사전에 설정된 중심축은 피듀셜 마크가 표시된 기판(30)의 특정 지점을 관통하는 것으로 설정된 것일 수 있다. 예를 들어, 기판 인식 카메라(320)가 피듀셜 마크가 표시된 기판(30)의 특정 지점의 상부에 위치된 상태에서 촬영하는 경우 영상의 중심에 피듀셜 마크가 표시될 수 있는 것이다. 한편, 사전에 설정된 중심축과 기판 인식 카메라(320)의 중심축 간에 오차가 존재하는 경우 기판(30)의 윤곽이 올바르게 인식될 수 없다.
제어부(500)는 사전에 설정된 중심축에 대한 기판 인식 카메라(320)의 중심축의 차이를 참조하여 카메라 오프셋을 산출할 수 있다.
제어부(500)는 전술한 제1 실장 오프셋 및 제2 실장 오프셋과 함께 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋을 반영하여 실장 오프셋을 산출하고, 이를 기초로 부품(20)이 실장되도록 헤드(300)를 제어할 수 있다. 이에 따라, 부품 공급부(200)에서 기판(30)까지 부품(20)이 이동하는 동안에 발생할 수 있는 다양한 오차가 보상되어 부품(20)이 기판(30)에 실장될 수 있게 된다.
도 7은 제2 보정 카메라에 의해 부품이 촬영되는 것을 나타낸 정면도이고, 도 8은 제2 보정 카메라에 의해 부품이 촬영되는 것을 나타낸 측면도이며, 도 9는 제1 영상의 부품과 제2 영상의 부품이 비교되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 보정 카메라(420)는 노즐(310)에 흡착된 부품(20)을 촬영할 수 있다. 부품(20)의 촬영을 위하여 헤드(300)는 제2 보정 카메라(420)의 상부로 이동할 수 있다.
부품(20)은 제2 높이(H2)에서 촬영될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 노즐(310)이 제1 높이(H1)에서 제2 높이(H2)로 하강한 이후에 제2 보정 카메라(420)가 부품(20)을 촬영하고, 촬영이 완료된 이후에 노즐(310)은 제2 높이(H2)에서 제1 높이(H1)로 상승할 수 있다. 노즐(310)의 이동 방향은 전술한 제3 방향(Z)에 평행할 수 있다.
제2 보정 카메라(420)에 의해 촬영된 영상(제2 영상)은 제어부(500)로 전달될 수 있다. 제어부(500)는 전달된 제2 영상을 참조하여 노즐(310)의 하강 이동에 따른 부품(20)의 오차를 판단할 수 있다. 구체적으로, 제어부(500)는 제1 영상에 포함된 부품의 이미지와 제2 영상에 포함된 부품의 이미지 간의 위치 변위 및 자세 변위를 이용하여 제2 실장 오프셋을 산출할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제어부(500)는 제1 영상에 포함된 부품의 이미지(이하, 제1 이미지라 한다)(610)와 제2 영상에 포함된 부품의 이미지(이하, 제2 이미지라 한다)(620)를 비교할 수 있다.
제1 이미지(610) 및 제2 이미지(620)의 비교를 위하여 제어부(500)는 제1 이미지(610) 및 제2 이미지(620) 중 적어도 하나에 대한 스케일링을 수행할 수 있다. 즉, 제어부(500)는 제1 이미지(610)와 제2 이미지(620)가 동일한 크기를 갖도록 제1 이미지(610) 및 제2 이미지(620) 중 적어도 하나의 크기를 조절할 수 있는 것이다.
도시된 바와 같이, 제1 이미지(610)와 제2 이미지(620) 간에 위치 변위 및 자세 변위가 존재할 수 있다. 즉, 제1 이미지(610)의 중심(C1)과 제2 이미지(620)의 중심(C2)이 상이할 수 있고, 제1 이미지(610)에 대한 제2 이미지(620)의 배치 각도가 상이할 수 있는 것이다. 제어부(500)는 이러한 변위를 참조하여 제2 실장 오프셋을 산출할 수 있다.
헤드(300)는 복수의 노즐(310)을 포함할 수 있다. 제어부(500)는 헤드(300)에 포함된 복수의 노즐(310) 각각에 대한 제2 실장 오프셋을 산출할 수 있다.
도 10은 제2 보정 카메라에 의한 부품의 촬영 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 제어부(500)는 부품(20)이 사전에 설정된 적어도 하나의 각도에서 촬영되어 생성된 적어도 하나의 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 실장 오프셋을 산출할 수 있다.
예를 들어, 제1 보정 카메라(410) 및 제2 보정 카메라(420)는 노즐(310)의 각도가 0도, 90도, 180도 및 270도인 경우에 대한 영상을 생성할 수 있다. 제어부(500)는 0도에서 생성된 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 실장 오프셋을 산출하고, 90도에서 생성된 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 실장 오프셋을 산출하며, 이와 같은 과정을 180도 및 270도에 대해 수행할 수 있다.
스핀들(311)에 대한 노즐(310)의 자세 및 다양한 요인에 의하여 각도별 제1 영상 및 제2 영상이 상이할 수 있다. 예를 들어, 0도에서 생성된 제1 영상 및 제2 영상을 참조한 경우 각 영상에서의 부품(20) 간에 형성된 각도 변위가 a도 일 수 있으나, 90도에서 생성된 제1 영상 및 제2 영상을 참조한 경우 각 영상에서의 부품(20) 간에 형성된 각도 변위가 a도와는 상이한 b도일 수 있는 것이다.
노즐(310)의 각도별로 실장 오프셋이 구비됨에 따라 보다 정확한 부품(20)의 실장이 가능하게 된다.
도 11은 헤드의 이동 방향이 고려되어 실장 오프셋이 산출되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 제어부(500)는 제2 영상이 생성되기 직전에 헤드(300)가 제2 보정 카메라(420)측으로 이동한 방향을 참조하여 실장 오프셋을 산출할 수 있다.
헤드(300)가 일측 방향으로 이동하는 경우 헤드(300)에 대한 노즐(310)의 자세가 해당 방향에 대응하여 변경될 수 있다. 특히, 헤드(300)가 노후된 경우 헤드(300)와 노즐(310) 간의 유격이 증가하여 헤드(300)에 대한 노즐(310)의 자세 변위가 크게 형성될 수 있다.
헤드(300)의 이동 방향이 참조되어 실장 오프셋이 산출됨에 따라 부품(20)의 실장 위치가 보다 정확하게 결정될 수 있다. 예를 들어, 특정 부품의 실장을 위하여 헤드(300)가 상측 방향으로 이동한 경우 해당 방향에 대응하여 헤드(300)에 대한 노즐(310)의 자세가 변경될 수 있다. 이러한 노즐(310)의 자세 변위가 반영되어 실장 오프셋이 산출됨에 따라 부품 실장의 정밀도가 향상될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 부품 실장 장치에 의해 기판에 부품이 실장되는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 기판(30)에 부품(20)을 실장하기 위하여 우선 제어부(500)는 기판(30)을 인식할 수 있다(S710).
기판(30)의 인식을 위하여 헤드(300)는 기판(30)으로 이동하고, 헤드(300)에 구비된 기판 인식 카메라(320)가 기판(30)에 표시된 피듀셜 마크를 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 제어부(500)로 전달되고, 제어부(500)는 영상을 참조하여 기판(30)을 인식할 수 있다.
기판(30)의 인식이 완료되면 제1 보정 카메라(410)는 헤드(300)를 촬영할 수 있다(S720). 구체적으로, 제1 보정 카메라(410)는 헤드(300)에 구비된 노즐(310) 및 기판 인식 카메라(320)를 촬영할 수 있다. 촬영된 영상은 제어부(500)로 전달되고, 제어부(500)는 영상을 참조하여 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋을 산출할 수 있다(S730).
헤드(300)는 부품 공급부(200)에서 부품(20)을 수집할 수 있다(S740). 예를 들어, 헤드(300)에 구비된 노즐(310)은 진공 흡착 방식으로 부품(20)을 흡착할 수 있다. 부품(20)이 수집된 경우 헤드(300)는 제1 보정 카메라(410)로 이동할 수 있다.
제1 보정 카메라(410)는 부품(20)을 촬영할 수 있다(S750). 제1 보정 카메라(410)에 의한 부품(20)의 촬영은 부품(20)의 높이가 제1 높이(H1)인 상태에서 수행될 수 있다. 제1 보정 카메라(410)에 의해 촬영된 제1 영상은 제어부(500)로 전달될 수 있다. 제어부(500)는 제1 영상을 참조하여 제1 실장 오프셋을 산출할 수 있다. 부품(20)의 촬영이 완료된 경우 헤드(300)는 제2 보정 카메라(420)로 이동할 수 있다.
제2 보정 카메라(420)는 부품(20)을 촬영할 수 있다(S760). 제2 보정 카메라(420)에 의한 부품(20)의 촬영은 부품(20)의 높이가 제2 높이(H2)인 상태에서 수행될 수 있다. 제2 보정 카메라(420)에 의해 촬영된 제2 영상은 제어부(500)로 전달될 수 있다. 제어부(500)는 제1 영상 및 제2 영상을 참조하여 제2 실장 오프셋을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(500)는 제1 실장 오프셋 및 제2 실장 오프셋을 종합하여 실장 오프셋을 산출할 수 있다(S770). 이 때, 제어부(500)는 실장 오프셋에 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋을 반영할 수도 있다. 부품(20)의 촬영이 완료된 경우 헤드(300)는 제1 보정 카메라(410)로 이동할 수 있다.
제1 보정 카메라(410)는 다시 부품(20)을 촬영할 수 있다(S780). 헤드(300)가 제1 보정 카메라(410)와 제2 보정 카메라(420) 간을 이동하면서 헤드(300)에 대한 노즐(310)의 자세가 변경될 수 있다. 이러한 변경 여부를 판단하기 위하여 제1 보정 카메라(410)는 부품(20)을 촬영할 수 있다. 제어부(500)는 노즐(310)의 자세 변경 여부를 판단하고, 이를 부품(20)의 실장에 반영할 수 있다.
헤드(300)는 기판(30)에 부품(20)을 실장할 수 있다(S790). 제어부(500)는 실장 오프셋을 반영하여 헤드(300)를 제어할 수 있다.
일단 실장 오프셋이 산출된 이후에는 제1 보정 카메라(410)가 부품(20)을 촬영한 이후에 제2 보정 카메라(420)가 부품(20)을 촬영하는 과정이 생략될 수 있다. 즉, 제1 보정 카메라(410)가 부품(20)을 촬영한 이후에 제어부(500)는 새롭게 생성된 제1 영상을 참조하여 제1 실장 오프셋 및 제2 실장 오프셋을 산출하고, 부품(20)이 실장되도록 헤드(300)를 제어할 수 있다.
제2 보정 카메라(420)에 의한 부품(20)의 촬영은 주기적으로 수행되거나 사용자의 선택에 의해 수행될 수 있다.
이상과 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.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 노즐을 구비한 헤드;
    상기 노즐에 흡착되고, 제1 높이에 배치된 부품을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 제1 보정 카메라;
    상기 노즐에 흡착되고, 제2 높이에 배치된 상기 부품을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 제2 보정 카메라; 및
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 부품의 실장 오프셋을 산출하고, 상기 실장 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 제어부를 포함하는 부품 실장 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 높이는 상기 제1 높이에 비하여 낮게 형성되는 부품 실장 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 높이는 상기 기판의 표면 높이에 대응하는 부품 실장 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 영상에 포함된 상기 부품의 이미지와 상기 제2 영상에 포함된 상기 부품의 이미지 간의 위치 변위 및 자세 변위를 이용하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 부품 실장 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 부품이 사전에 설정된 적어도 하나의 각도에서 촬영되어 생성된 적어도 하나의 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 부품 실장 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제2 영상이 생성되기 직전에 상기 헤드가 상기 제2 보정 카메라측으로 이동한 방향을 참조하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 부품 실장 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 보정 카메라는 상기 부품이 상기 제1 높이에서 상기 제2 높이로 하강한 것을 촬영하는 부품 실장 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 보정 카메라에 의해 상기 부품이 촬영된 이후에 상기 부품을 흡착하고 있는 노즐은 상기 제2 높이에서 상기 제1 높이로 상승하는 부품 실장 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 실장 오프셋은,
    상기 적어도 하나의 노즐 각각에 대한 상기 부품의 자세가 이용되어 산출된 제1 실장 오프셋; 및
    상기 제1 높이에서의 상기 부품의 자세와 상기 제2 높이에서의 상기 부품의 자세 간의 차이가 이용되어 산출된 제2 실장 오프셋을 포함하는 부품 실장 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 노즐 각각을 지지하는 적어도 하나의 스핀들에 대한 노즐의 자세를 참조하여 노즐 오프셋을 산출하고,
    상기 기판의 인식을 위하여 기판을 촬영하는 기판 인식 카메라의 중심축과 사전에 설정된 중심축 간의 차이를 참조하여 카메라 오프셋을 산출하며,
    상기 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 부품 실장 장치.
  11. 헤드에 구비된 노즐에 흡착되고, 제1 높이에 배치된 부품을 촬영하여 제1 영상을 생성하는 단계;
    상기 노즐에 흡착되고, 제2 높이에 배치된 상기 부품을 촬영하여 제2 영상을 생성하는 단계;
    상기 제1 영상 및 상기 제2 영상을 비교하여 상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계; 및
    상기 실장 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 단계를 포함하는 부품 실장 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 높이는 상기 제1 높이에 비하여 낮게 형성되는 부품 실장 방법.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 높이는 상기 기판의 표면 높이에 대응하는 부품 실장 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계는 상기 제1 영상에 포함된 상기 부품의 이미지와 상기 제2 영상에 포함된 상기 부품의 이미지 간의 위치 변위 및 자세 변위를 이용하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 단계를 포함하는 부품 실장 방법.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계는 상기 부품이 사전에 설정된 적어도 하나의 각도에서 촬영되어 생성된 적어도 하나의 제1 영상 및 제2 영상을 비교하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 단계를 포함하는 부품 실장 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 부품의 실장 오프셋을 산출하는 단계는 상기 제2 영상이 생성되기 직전에 상기 헤드가 상기 제2 보정 카메라측으로 이동한 방향을 참조하여 상기 실장 오프셋을 산출하는 단계를 포함하는 부품 실장 방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 보정 카메라는 상기 부품이 상기 제1 높이에서 상기 제2 높이로 하강한 것을 촬영하는 부품 실장 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 보정 카메라에 의해 상기 부품이 촬영된 이후에 상기 부품을 흡착하고 있는 노즐은 상기 제2 높이에서 상기 제1 높이로 상승하는 부품 실장 방법.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 실장 오프셋은,
    상기 적어도 하나의 노즐 각각에 대한 상기 부품의 자세가 이용되어 산출된 제1 실장 오프셋; 및
    상기 제1 높이에서의 상기 부품의 자세와 상기 제2 높이에서의 상기 부품의 자세 간의 차이가 이용되어 산출된 제2 실장 오프셋을 포함하는 부품 실장 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐 각각을 지지하는 적어도 하나의 스핀들에 대한 노즐의 자세를 참조하여 노즐 오프셋을 산출하는 단계;
    상기 기판의 인식을 위하여 기판을 촬영하는 기판 인식 카메라의 중심축과 사전에 설정된 중심축 간의 차이를 참조하여 카메라 오프셋을 산출하는 단계; 및
    상기 노즐 오프셋 및 카메라 오프셋이 반영되어 상기 부품이 기판에 실장되도록 상기 헤드를 제어하는 단계를 더 포함하는 부품 실장 방법.
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