KR100389755B1

KR100389755B1 - 기판상의전자부품탑재장치및방법

Info

Publication number: KR100389755B1
Application number: KR10-1998-0032122A
Authority: KR
Inventors: 다카유키 시오타
Original assignee: 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2003-08-19
Also published as: DE19835876A1; US6101709A; JP3596243B2; KR19990023439A; JPH1154994A

Abstract

본 발명의 전자 부품 탑재 장치는 기판을 전후로 이동시키기 위한 이동 레일과, 상기 이동 레일의 측면을 따라 배치된 다수의 부품 공급기와, 상기 이동 레일을 따른 기판의 이동 방향에 직교 방향으로 설치된 다수의 이송 헤드 가이드 레일과, 상기 이송 헤드 가이드 레일을 따라 이동하는 동안, 상기 부품 공급기로부터 상기 전자 부품을 픽업하고, 이송하여 상기 기판 상에 탑재하기 위해 상기 각 이송 헤드 가이드 레일에 설치된 다수의 이송 헤드를 포함한다. 본 발명의 전자 부품 탑재 방법에서, 전자 부품은, 상기 이동 레일에 직교로 배치된 이송 헤드 가이드 레일을 따라 이동하는 상기 이송 헤드의 노즐에 의해 상기 이동 레일의 측면을 따라 배치된 상기 부품 공급기로부터 픽업되고, 이송되어, 상기 기판이 이동 레일을 따라 이동하는 동안 기판 상에 로딩된다. 본 발명의 전자 부품 탑재 방법은, 이동 레일에 의해 운반되는 기판의 이동량에 기초하여 전자 부품을 로딩할 X 좌표 위치를 판정하고, 이송 헤드 가이드 레일을 따라 이동되는 이송 헤드의 이동량에 기초하여 Y 좌표 위치를 판정하는 것을 특징으로 한다.

Description

기판 상의 전자 부품 탑재 장치 및 방법{EQUIPMENT AND METHOD FOR MOUNTING ELECTRONIC COMPONENTS}

본 발명은 기판상에 다수 종류의 전자 부품을 고속으로 탑재하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

전자 부품을 탑재하는 장치는 통상 두 개의 범주, 즉, 일본 특허 공개 공보 제 H04-94199 호 등에 개시된 바와 같은 회전식-헤드 유형의 장치(이후 "회전식-헤드 유형"으로 인용됨)와, 일본 특허 공개 공보 제 H03-289197 호에 개시된 바와 같은 X-Y 테이블 유형의 장치(이후 "X-Y 테이블 유형"으로 인용됨)로 분류된다.

회전식-헤드 유형은, 회전 헤드 주위로 다수의 이송 헤드를 회전시키면서 부품 공급기내의 전자 부품들을 X-Y 테이블상의 기판상에 연속적으로 로딩하므로, 고속 동작을 행한다는 것이 가장 큰 특징이다. X-Y 테이블 유형은 이송 헤드를 X 및 Y 방향으로 수평 이동시키면서 부품 공급기내의 전자 부품을 기판상에 탑재하는 것으로, 광범위한 형상 및 크기를 갖는 다양한 종류의 전자 부품들을 기판상에 탑재할 수 있고, 그 구조가 회전식-헤드 유형보다 더 간단하고 저렴하다는 장점을 갖는다.

그러나 X-Y 테이블 유형은, 그의 탑재 속도가 회전식-헤드 유형보다 훨씬 느리기 때문에 생산성이 낮다는 문제점이 있다.

한편, 회전식-헤드 유형은 사전결정된 픽업 위치(pick-up location)로의 고속 이동을 반복하기 위해, 이송 헤드를 회전 헤드 및 부품 공급기 주위로 회전시키면서 이송 헤드를 상하로 이동하도록 구동하므로, 전체 장치내에 과도한 진동 및 노이즈와 같은 많은 문제점들이 있고, 예를 들면, 전자 부품의 픽업 에러 및 로딩 에러와 같은 탑재 에러를 반복하기 쉬우며, 구조가 복잡하여, 장치의 비용이 증가하고 그의 유지에 많은 노력을 요구하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 회전식-헤드 유형 장치 및 X-Y 테이블 유형 장치의 문제점을 해소하기 위하여 매우 신뢰성있게 고속으로 전자 부품을 탑재하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 전자 부품 탑재 장치의 사시도,

도 2는 상기 장치의 상부 평면도,

도 3은 상기 장치의 정면도,

도 4는 상기 장치의 상부 평면도에 대한 부분 확대도,

도 5는 상기 장치의 이송 헤드의 사시도,

도 6은 상기 장치에 대한 제어 시스템의 블록도,

도 7 내지 11은 상기 장치의 노즐, 기판 및 부품 공급기들 사이의 위치적 관계를 도시하는 도면,

도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 전자 부품 탑재 장치에 이용된 전자 부품 공급 장치의 상부 평면도,

도 13은 도 12에 도시된 전자 부품 공급 장치의 정면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 베이스2 : 이동 레일

3 : 기판10, 10' : 트럭

11 : 부품 공급기12 : 다리 바퀴

13, 13' : 전자 부품 공급 장치21, 74 : 암

22 : 이송 헤드 가이드 레일30 : 이송 헤드

31 : 노즐32 : 수직 이동 수단

33 : 회전 수단35 : 구동 장치

36, 71 : 슬라이더41 : 제 1 카메라 가이드 레일

42 : 제 1 카메라51 : 제 2 카메라 가이드 레일

52 : 제 2 카메라53 : "A" 스폿

54 : "B" 스폿70 : 가이드 레일

72 : 실린더73 : 플런져

C, C1∼C11 : 전자 부품

본 발명에 따르면, 전자 부품을 탑재하는 방법과 그 방법을 실행하는 장치가 제공된다. 본 전자 부품 탑재 장치는 기판을 전후로 이동시키기 위한 이동 레일과, 이 이동 레일의 측면을 따라 배치된 다수의 부품 공급기와, 이 이동 레일상의 기판의 이동 방향에 직교 방향으로 설치된 다수의 이송 헤드 가이드 레일과, 이 이송 헤드 가이드 레일을 따라 이동하는 동안 부품 공급기로부터 전자 부품을 픽업하고, 이송하여, 기판상에 탑재하기 위해 상기 이송 헤드 가이드 레일에 설치된 다수의 이송 헤드를 포함하되, 상기 이동 레일은 기판을 전후 직선상에서 반복적으로 이동시키며, 상기 이송 헤드는 이동 레일에 직교 방향으로 부품 공급기와 기판 사이에서 직선으로 이동하면서, 전자 부품을 기판상에 고속으로 로딩한다.

(실시예 1)

우선, 도 1 내지 6을 참조하여 본 발명의 실시예 1에 따른 전자 부품 탑재 장치의 구조가 이하에서 설명된다. 도 1에서 레일 트랙 형태의 이동 레일 쌍(2)이 베이스(1)의 상부 중앙 표면상에 탑재된다. 이 이동 레일(2)은 이들 위에 놓여진 기판(3)을 전후 방향에서 직선으로 이동시키기 위한, 선형 모터 및 공급 나사와 같은 구동 수단을 포함한다.

베이스(1)에는 그의 양측에 트럭(trucks)(10)이 제공된다. 이들 각 트럭(10)에는 이동 레일(2)을 따른 기판(3)의 이동 방향과 평행하게 정렬된 다수의 부품 공급기(11)가 제공된다. 이 부품 공급기(11)는 테입 공급기로 구성된다. 본 발명을 설명함에 있어, 이동 레일(2)을 따른 기판(3)의 이동 방향은 X방향을 정의하고 그의 직교 방향은 Y방향을 정의한다. 즉, 다수의 부품 공급기(11)는 X 방향으로 정렬된다. 트럭(10)에는 바닥위에서 트럭이 자유롭게 이동할 수 있도록 다리바퀴(12)가 구비된다. 부품 공급기(11)가 구비된 트럭(10)은 전체로써 하나의 전자 부품 공급 장치(13)를 구성한다.

다음으로 이송 헤드 구조가 설명된다. 베이스(1) 위에 이동 레일(2)과 평행하게 암(21)이 제공된다. 두 개의 암(21)이 제공되는데, 그 사이에 이동 레일(2)이 배치되며, 이들 암(21)상에 레일 트랙 형태의 다수의 이송 헤드 가이드 레일(22)이 설치된다. 이송 헤드 가이드 레일(22)은 X 방향을 따라 이격되며, 그의 길이방향 측면은 이동 레일(2)의 이동 방향(X방향)에 직교하는 방향(Y방향)을 따라 연장된다. 이들 각 이송 헤드 가이드 레일(22)은 다수의 이송 헤드(30)(본 실시예의 경우에 2세트)를 구비한다. 도 1에서는 도시를 편리하게 하기 위해 암(21) 및 가이드 레일(22)의 일부를 절단하거나 생략하였다.

도 2, 3 및 4에서 부품 공급기(11)의 피치(P1)(즉, 부품 공급기(11)내의 전자 부품의 픽업 위치들간의 피치)와 이송 헤드 가이드 레일(22)의 피치(P2)는 동일하게 형성된다. 이동 레일(2)에 의한 기판(3)의 이동 방향(X방향)을 따라 이송 헤드 가이드 레일(22)과 접하는 각 부분에 구비된 이송 헤드(30)상의 노즐(31)의 피치(P3)도 또한 부품 공급기(11)내의 전자 부품의 픽업 위치들간의 피치(P1)와 동일하다.

이송 헤드 가이드 레일(22) 및 이송 헤드(30)는 함께 선형 모터를 구성하며, 이송 헤드(30)는 이동 레일(2)을 따른 기판의 이동 방향(X방향)에 직교하는 Y방향으로 이송 헤드 가이드 레일(22)을 따라 부품 공급기(11)와 기판(3) 사이에서 이동한다. 이송 헤드 가이드 레일(22)을 따라 이송 헤드(30)를 이동시키기 위한 선형 모터 이외에 공급 나사 메카니즘과 같은 다른 수단이 있으나, 이들에 관해서는 당 분야에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에 그의 도시 및 설명은 생략한다.

도 5에서, 이송 헤드(30)는 부품 공급기(11)(도 3 참조)내에 저장된 전자 부품 C을 진공 흡착하기 위한 노즐(31)과, 노즐(31)을 상하 방향으로 이동시키기 위한 수직 이동 수단(32)과, 노즐의 축을 중심으로 노즐(31)을 회전시키기 위한 회전 수단(33)과, 그들을 구동하기 위한 구동 장치(35)를 포함한다. 구동 장치(35)의 후부는 슬라이더(36)에 부착되고, 슬라이더는 또한 자유롭게 미끄럼 이동할 수 있도록 이송 헤드 가이드 레일(22)에 미끄럼 이동 가능하게 탑재된다. 도 5에 나란히 도시된 두 개의 이송 헤드(30)는 서로 독립적으로 이송 헤드 가이드 레일(22)을 따라 Y방향으로 자유로이 이동가능하다.

이제 전자 부품을 식별하는 수단이 설명된다. 도 1, 2 및 3에서, 제 1 카메라 가이드 레일(41)이 이동 레일(2)에 평행하게 이동 레일(2)과 부품 공급기(11) 사이에 배치된다. 제 1 카메라(42)는 이 제 1 카메라 가이드 레일(41)을 따라 X방향으로 이동한다. 선형 모터 또는 공급 나사 메카니즘이 제 1 카메라(42)를 이동시키기 위한 이동 구조물로서 사용될 수 있다. 제 1 카메라(42)는 노즐 하부로부터 노즐(31)의 하단부에 진공 흡착에 의해 유지되어 있는 전자 부품 C을 식별한다.

제 2 카메라 가이드 레일(51)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 이송 헤드 가이드 레일(22)과 평행하고 그와 동일한 높이에 설치된다. 이 제 2 카메라 가이드 레일(51)상에 두 개의 제 2 카메라 세트(52)가 장착된다. 두 개의 제 2 카메라(52) 각각을 Y방향으로 제 2 카메라 가이드 레일(51)을 따라 이동시키면서 이동 레일(2)상에 운반되고 있는 기판(3)상의 두 개의 위치 식별 마크, 즉, A 스폿(53) 및 B 스폿(54)을 개별적으로 식별한다. 선형 모터 또는 공급 나사 메카니즘이 각각의 제 2 카메라(52)를 이동시키는 이동 구조물로서 이용될 수 있다. 기판(3)의 정확한 위치는, A 스폿(53) 및 B 스폿(54)이 기판(3) 상부면의 대각선상에 표시되어 있으므로, 이들 A 스폿 및 B 스폿을 인식함으로써 획득된다.

다음으로, 제어 시스템이 도 6을 참조하여 설명된다. 제어 장치(60)는 이후 설명되는 바와 같이 구성요소들과 접속된다. 메모리 장치(61)는 전자 부품에 대한 로딩 데이터, 프로그램 데이터 등과 같은 데이터를 저장한다. 이동 레일 구동 장치(2A), 이송 헤드 가이드 레일 구동 장치(22A), 수직 이동 수단 구동 장치(32A), 회전 수단 구동 장치(33A), 제 1 카메라 가이드 레일 구동 장치(41A) 및 제 2 카메라 가이드 레일 구동 장치(51A)는 제각기 이동 레일(2), 이송 헤드 가이드 레일(22), 수직 이동 수단(32), 회전 수단(33), 제 1 카메라 가이드 레일(41) 및 제 2 카메라 가이드 레일(51)에 의한 이동을 제어한다. 또한, 제 1 이미지 식별 장치(62) 및 제 2 이미지 식별 장치(63)는 제 1 카메라(42) 및 제 2 카메라(52)에의해 제각기 입력된 이미지 데이터를 식별한다. 제어 장치(60)는 메모리 장치(61)의 데이터를 판독하여, 필요한 계산을 수행하며, 앞서 인용된 구동 장치들 각각을 제어한다.

본 실시예에 따른 전자 부품 탑재 장치는 이상 설명된 바와 같이 구성된다.

이제 전자 부품을 탑재하는 방법이 도 7 내지 11 및 표 1을 참조하여 설명된다. 본 장치 및 기판(3)에 대해 X-Y 좌표계가 사용된다. 표 1은 전자 부품들의 로딩 데이터의 예를 나타낸다. 표 1에서, 제 1 열의 1∼n은 기판(3)상에 전자 부품을 로딩하는 순서를 나타내며, 제 2 열의 Q1∼Qn은 전자 부품이 로딩될 기판상의 로딩 스폿을 나타내며, 이들 로딩 스폿의 좌표는 기판(3)상의 좌표계와 동일한 X-Y 좌표계로 정의되는데, 기판상에서 B스폿(54)이 제 3 열에 나타낸 바와 같이 원점이 된다. 제 4 열의 C1∼C11은 전자 부품의 종류를 나타내며, 본 실시예에서는 11 종류가 기판상의 로딩 스폿 Q1∼Qn으로 로딩된다. 제 5 열은 탑재 위치를 나타내는데, 전자 부품 C1∼C11을 구비한 부품 공급기에 대한 노즐의 X좌표이고, 제 6 열은 기판(3)의 위치(도 7에 도시된 바와 같은 위치)를 나타내는데, 제 2 카메라들에 의해 A 스폿(53) 및 B 스폿(54)이 인식된 후 전자 부품의 로딩이 시작될 때 본 장치의 좌표계에서의 X좌표로 나타내어진다. 제 7 열은 이동량을 나타내는데, 기판(3)이 사전결정된 전자 부품을 로딩하기 위해 X방향으로 이동해야할 필요가 있는 거리를 나타내며, 제 8 열은 이러한 이동량을 이동시키는데 소요되는 시간(초 단위)을 나타낸다. 다음으로, 표 1의 로딩 데이터를 실행하는 방법이 설명된다.

기판(3)상에 전자 부품을 탑재하기 전에, 기판(3)의 위치는 다음과 같이 검증된다. 도 1 및 도 2에서, 기판(3)이 이동 레일(2)을 따라 이송되어, A 스폿(53)이 제 2 카메라(52)의 이동 경로 아래에 도달하면, 제 2 카메라(52)(도 2 참조)들중 하나가 A 스폿(53)을 식별한다.

다른 하나의 제 2 카메라(2)(도 2 참조)는, 기판(3)이 더욱 이송되어, B 스폿(54)이 상기 제 2 카메라(52)의 이동 경로 아래에 도달하면 B 스폿(54)을 식별한다. 그리고 나서, 제어 장치(60)(도 6 참조)는 두 개의 식별된 결과에 따라 기판(3)의 위치를 계산한다. 도 7은 이 순간의 상태를 나타낸다. 또한, 기판(3)이 이동 레일(2)상에서 이송되는 시간은 프로그램에 기초하여 미리 공지되므로, 두 개의 제 2 카메라(52)는 미리 제 2 카메라 가이드 레일(51)을 따라 이동되어, A 스폿(53) 및 B 스폿(54)이 카메라(52) 아래에 도달하기 전에 제각기 Y좌표상에서 A스폿(53) 및 B 스폿(54)의 위치에서 대기한다. 이렇게 하여, 제 2 카메라(52)는 A 스폿(53) 및 B 스폿(54)이 카메라가 위치하는 X좌표상의 위치들로 이동하는 즉시 이들을 식별할 수 있다. 도 7 내지 10에서, A(xA, yA) 및 B(xB, yA)로 도시된 스폿은 제각기 A스폿(53) 및 B스폿(54)의 좌표 위치이고, Q1(x1, y1), Q2(x2, y2), Q3(x3, y3)…,Qn(xn, yn)으로 도시된 스폿은 개별적인 로딩 스폿의 좌표 위치이며, 이들 모두는 본 장치내의 좌표 위치를 표시한다.

설명된 바와 같이, 각 이송 헤드 가이드 레일(22)상의 각 이송 헤드(30)는 제 2 카메라(52)가 기판(3)의 위치를 식별하는 동안 부품 공급기(11)의 상부측으로 이동한다. 노즐(31)이 이들 스폿에서 진공 흡착에 의해 전자 부품을 픽업하면, 이송 헤드(30)는 제각기 Y좌표상의 사전결정된 위치들(y1, y2, y3, …, yn)로 이동하여, 기판(3)이 이송될 때까지 대기한다. 도 7은 이 순간의 상태를 도시한다. 노즐(31)은 전자 부품의 로딩 순서로 표시(311, 312, 313) 등으로 식별되며, 검은색 점으로 표시된 노즐(31)은 진공 흡착에 의해 전자 부품을 유지하고 있는 노즐이다. 예를 들어, 검은색 점으로 도시된 노즐(311)은 로딩 순서로 첫 번째이며, 진공 흡착에 의해 전자 부품(C9)을 유지하면서 로딩 스폿 Q1(x1, y1)의 상태에 오기를 대기한다. 마찬가지로, 다른 검은색 점으로 도시된 노즐(312)은 로딩 순서로 두 번째이며, 진공 흡착에 의해 전자 부품(C1)을 유지하면서 로딩 스폿 Q2(x2, y2)의 상태에 오기를 대기한다. XL1, XL2, XL3 등으로 표시된 화살표 선은 대응하는 로딩 스폿 Q1, Q2, Q3, 등이 진공 흡착에 의해 전자 부품(C)를 유지하고 있는 노즐(31)의 바로 아래에 위치하도록 이동해야 하는 X방향에서의 이동량이다.

또한, 도 7에서 점선 n0은 Y방향에서의 제 2 카메라(52)의 이동 선이며, 그의 좌표값은 xc이다. 점선 n1∼n11은 Y방향에서의 제각기의 이송 헤드(30)상의 노즐(31)의 이동 선이며, 이들의 좌표값은 xc1, xc2, 등이다. 이들 노즐(31)(즉, 311, 312, 313 등)은, 이들 이동 선 n1 내지 n11상에 배열된 부품 공급기(11)로부터 전자 부품(C1∼C11)을 픽업하기 위해 이동 선 n1 내지 n11을 따라 Y방향으로 이동한 후, 기판(3)상의 로딩 스폿 Q1, Q2, Q3 등을 향해 이동하여, 대기하고 그들을 로딩한다.

도 7에서, 기판(3)은 로딩 순서로 첫 번째인 사전결정된 좌표 위치 Q1(x1, y1)상에서 진공 흡착에 의해 노즐(311)에 의해 유지된 전자 부품(C9)을 로딩하기 위해 이동량(XL1)만큼 전진한다. 기판이 이동하기 전에, 제 2 카메라(52)가 B 스폿(54)을 식별했을 때 X좌표로 기판(3)의 위치(도 7 참조)가 xB0로 표시되고, 이동 후, X좌표로 기판(3)의 다음 위치(도 8 참조)가 xB1로 표시된 경우, XL1은 xB1-xB0(표 1 참조)가 된다. 첫 번째 전자 부품(C9)은 이 위치에서 노즐(311)을 수직으로 이동시킴으로써 로딩 스폿 Q1(x1, y1)상으로 로딩된다. 이 때, 이동량(xB1-xB0)은 X좌표상에서 노즐(311)의 위치와 로딩 스폿(Q1)의 위치 사이의 거리로부터 쉽게 얻어질 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 첫 번째 전자 부품(C9)이 로딩 스폿 Q(x1, y1)상으로 로딩된 후, 두 번째 노즐(312)에 의해 진공 흡착으로 유지된 다른 전자 부품(C1)이 로딩 스폿 Q2(x2, y2)상으로 로딩된다. 이 경우, 기판(3)은 도 7의 위치로부터 도 8의 xB1 위치로 이미 이동되었으므로, 기판(3)이 X방향에서 이동량(xB2-xB1)만큼 이동된 경우, 로딩 스폿 Q2(x2, y2)은 두 번째 노즐(312) 아래의 위치로 이동한다. 도 9는 이 순간의 상태를 도시한다. 그리고 나서, 전자 부품(C1)은 이 위치에서 노즐(312)을 수직으로 이동시킴으로써 로딩 스폿(Q2)상으로 로딩된다.

세 번째 노즐(312)에 의해 유지된 세 번째 전자 부품(C6)은 X방향에서 이동량 (xB3-xB2)만큼 기판(3)을 이동시킴으로써 로딩 스폿 Q3(x3, y3)상으로 로딩된다. 나머지 전자 부품(C10, C5, C4) 등도 또한 마찬가지로, X방향에서 이동량 (xB4-xB3), (xB5-xB4), (xB6-xB5) 등만큼 기판(3)을 연속적으로 이동시킴으로써 로딩 스폿(Q4, Q5, Q6) 등이 노즐(314, 315, 316) 등의 아래에 위치하도록 연속적인 순서로 이동됨에 따라 노즐(314, 315, 316) 등을 수직으로 이동시킴으로써 로딩 스폿(Q4, Q5, Q6) 등에 로딩된다.

기판(3) 상에 전자 부품을 로딩하는 로딩 프로그램은 이동 시간의 총합, 즉,(표 1 참조)이 가능한 한 짧도록 결정된다. 부가하여 설명하면, 본 실시예의 표 1에서 첫 번째 전자 부품(C9)과 일곱 번째 전자 부품(C9)은 부품 공급기(11)에 저장된 동일한 종류의 부품이므로, 이들은 한 이송 헤드(30)의 동일한 노즐(311)에 의해 이송되어 로딩된다. 따라서, 기판(3)상에서 첫 번째 전자 부품(C9)이 로딩된 후 기판(3)상에 일곱 번째 전자 부품(9)이 로딩되기 전에 이송 헤드(30)의 시간적 여유는 t1+t2+…t7이 된다. 그러므로, 이송 헤드(30)가 진공 흡착에 의해 일곱 번째 전자 부품(C9)을 픽업하고 이 시간 여유 내에 기판(3)을 기다리기에 바람직하다. 그렇지 않은 경우, 기판(3)을 기다리는 시간으로 인해 탑재효율은 감소한다. 이러한 이유로, 로딩 프로그램은 이러한 대기 시간이 가능한한 발생하지 않도록 결정된다.

다른 한편, 이송 헤드(30)의 노즐(31)이 부품 공급기(11)의 전자 부품을 픽업하여 Y좌표의 사전결정된 위치로 이동할 때 노즐(31)의 하단부에 진공 흡착에 의해 유지된 전자 부품이 X,Y 및 θ방향에서 제위치로부터 미끄러져 빠져나가는 경우가 흔히 있다. 따라서, 제 1 카메라(42)는, 부품 공급기(11)의 전자 부품이 픽업된 후 이송 헤드(30)의 노즐이 Y좌표의 사전결정된 위치로 이동하는 동안 다음과 같이 전자 부품을 식별한다.

도 1 및 2에서, 제 1 카메라(42)는 노즐(31)에 의해 유지된 전자 부품의 하측으로 이동하여, X, Y 및 θ방향에서 있을 수 있는 위치이탈(dislocation)을 검출한다. 그리고 나서, X방향에서의 위치이탈은 X방향에서 기판(3)의 이동량을 조정함으로써 수정되고, Y방향에서의 위치이탈은 Y방향에서 이송 헤드(30)의 이동량을 조정함으로써 수정되며, θ방향에서의 위치이탈은 회전 수단(33)(도 5 참조)에 의해 θ각도만큼 노즐(31)을 회전시킴으로써 수정된다. 따라서, 전자 부품은, 전자 부품의 위치를 식별하는 제 1 카메라를 사용하여, X, Y 및 θ방향에서의 위치이탈을 수정함으로써 매우 높은 위치 정확도로 기판(3)상에 로딩된다. 이 경우, 제 1 카메라(42)는 전자 부품의 식별이 이송 헤드(30)에 의한 전자 부품의 이송 및 로딩 동작을 방해하지 않도록 동작된다.

(실시예 2)

도 12는 본 발명의 실시예 2에 따른 전자 부품 탑재 장치에 이용된 전자 부품 공급 장치의 상부 평면도이고, 도 13은 그의 정면도이다. 이 전자 부품 공급 장치(13')에는 트럭(10')의 상부에 평행하게 두 개의 가이드 레일(70)이 제공된다. 이 가이드 레일(70)상에 자유로이 미끄럼이동할 수 있도록 슬라이더(71)가 미끄럼이동 가능하게 설치된다. 이 슬라이더(71)상에 하나의 장치로서 다수의 부품 공급기(11)가 나란히 배치된다. 트럭(10')의 내측에는 이동 메카니즘으로서 실린더(72)가 제공되며, 그의 플런져(73)가 암(74)에 의해 슬라이더(71)에 연결된다. 따라서, 플런져(73)가 안팎으로 밀림에 따라 슬라이더(71)는 가이드 레일(70)을 따라 이동 및 정지하여, 슬라이더(71)상의 부품 공급기(11)중 하나가 이송 헤드(30)에 의한 전자 부품의 픽업 위치에 위치하게 된다.

이러한 방식으로, 전자 부품 공급 장치를 구비한 부품 공급기의 일부가 다수의 부품 공급기로 구성되는 하나의 장치를 이루며, 슬라이더(71)상에 이와 같이 다수의 부품 공급기(11)를 나란히 배치함으로써, 매우 빨리 소모되는 전자 부품의 공급량이 증가될 수 있고, 이에 의해 전자 부품의 고갈로 인해 부품 공급기(11)가 교체되어야 하는 회수를 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 기판이 이동 레일상에서 직선 이동되고, 이송 헤드가 이동 레일을 따른 기판의 이동 방향에 직교 방향으로 가이드 레일을 따라 직선 이동되는 간단한 동작에 의해, 다수 종류의 전자 부품이 고속으로 기판상의 사전결정된 좌표 위치상에 연속적으로 로딩될 수 있다. 또한, 다수의 이송 헤드가 그들의 노즐에 의해 시기 적절하게 부품 공급기로부터 전자 부품을 픽업하여, 기판이 사전결정된 Y좌표 위치에 도달하기 전에 미리 그 Y좌표 위치에서 대기함으로써, 사전결정된 위치에 기판이 도달하는 즉시 사전결정된 X-Y좌표 스폿상으로 전자 부품을 로딩하는 동작을 시작할 수 있으므로, 다수의 전자 부품이 고속으로 기판상에 로딩될 수 있다. 더욱이, 이송 헤드는 X방향의 이동 수단을 필요로 하지 않고 Y방향의 이동 수단만을 요구하며, 부품 공급기는 고정되어 배치되므로, 전체 구조가 간단해진다.

Claims

전자 부품을 탑재하는 장치에 있어서,

베이스와,

상기 베이스상에 탑재되어 기판을 트랙을 따라 전후 방향으로 이동시키는 이동 레일 트랙과,

상기 이동 레일 트랙을 따라 배치되어 전자 부품을 공급하는 복수의 부품 공급기와,

상기 베이스에 접속되고 상기 이동 레일 트랙을 따라 배치되어, 그 각각이 상기 이동 레일 트랙에 대해 직교하는 방향으로 정렬되는 복수의 이송 헤드 가이드 레일과,

제각기의 상기 이송 헤드 가이드 레일을 따라 상기 이송 헤드의 각각이 독립적으로 이동할 수 있게 상기 각 이송 헤드 가이드 레일상에 피팅(fitting)된 적어도 하나의 이송 헤드

를 포함하며,

상기 이송 헤드의 각각은 상기 복수의 부품 공급기중 하나로부터 상기 전자 부품들중 하나를 콜렉트(collect)하고, 상기 제각기의 이송 헤드 가이드 레일을 따라 상기 기판으로 상기 전자 부품을 홀딩(holding)하여 이송하며, 상기 전자 부품을 상기 기판에 탑재하는

전자 부품 탑재 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 부품 공급기는 그의 일부로 구성되는 적어도 하나의 공급 유닛을 포함하며, 콜렉트 위치는 상기 공급 유닛의 위치로서 규정되고, 상기 이송 헤드 중 하나는 상기 적어도 하나의 공급 유닛내의 상기 부품 공급기들중 하나로부터 상기 전자 부품들중 하나를 콜렉트하며, 상기 적어도 하나의 공급 유닛에 접속되어 상기 적어도 하나의 공급 유닛이 상기 콜렉트 위치로 이동될 수 있게 하는 이동 메카니즘을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 이동 메카니즘은 공급 유닛 슬라이더와, 고정 실린더와, 상기 공급 유닛 슬라이더와 상기 고정 실린더 사이에 접속된 플런저(plunger)를 포함하며, 상기 공급 유닛 슬라이더는 내부에 상기 공급 유닛을 홀딩하고 상기 플런저는 상기 고정 실린더에 대해 이동되어 상기 플런저가 상기 공급 유닛을 상기 콜렉트 위치로 이동시키는 전자 부품 탑재 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이송 헤드의 각각은 상기 이송 헤드를 수직으로 이동시키는 수직 시프팅 유닛과, 상기 이송 헤드를 중앙의 이송 헤드 축을 중심으로 하여 회전시키는 회전 유닛과, 상기 이송 헤드를 제각기의 이송 헤드 가드 레일을 따라 이동시키는 구동 유닛을 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이송 헤드의 각각은 진공 흡입에 의해 상기 전자 부품을 홀딩하는 노즐을 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 복수의 부품 공급기는 상기 이동 레일 트랙을 따라 제 1 피치(pitch)로 이격 배치되고, 상기 복수의 이송 헤드 가이드 레일은 상기 이동 레일 트랙을 따라 제 2 피치로 이격 배치되며, 상기 제 1 피치는 상기 제 2 피치와 동일한 전자 부품 탑재 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 이동 레일 트랙과 상기 부품 공급기 사이의 상기 베이스의 상부면상에서 제 1 카메라를 더 포함하고, 상기 제 1 카메라는 상기 이송 헤드들중 하나의 상기 노즐에 의해 홀딩된 상기 전자 부품의 위치를 식별하도록 동작하며, 상기 이송 레일 트랙에 평행하게 상기 제 1 카메라를 이동시키는 제 1 카메라 이동 메카니즘을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 이동 레일 트랙과 상기 부품 공급기 사이의 상기 베이스의 상부면상에 탑재되고 상기 이동 레일 트랙에 평행하게 정렬되는 제 1 카메라 가이드 레일과, 상기 제 1 카메라 가이드 레일상에 이동가능하게 탑재되어 상기 제 1 카메라 가이드 레일을 따라 이동하여, 상기 이송 헤드들중 하나의 상기 노즐에 의해 홀딩된 상기 전자 부품의 위치를 식별하는 제 1 카메라를 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 베이스에 접속되고 상기 이송 헤드 가이드 레일에 평행하게 정렬되는 제 2 카메라 가이드 레일과, 상기 제 2 카메라 가이드 레일상에 이동가능하게 탑재되어 상기 제 2 카메라 가이드 레일을 따라 이동하여 상기 기판의 위치를 식별하는 제 2 카메라 쌍을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 베이스에 이동 가능하게 접속되어, 상기 기판상의 두 개의 위치에 마련된 위치 식별 마크를 검출함으로써 상기 기판의 위치를 식별하는 제 2 카메라 쌍을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 레일 트랙과 상기 부품 공급기 사이의 상기 베이스의 상부면상에 제공되어, 상기 이송 헤드들중 하나에 의해 홀딩된 상기 전자 부품의 위치를 식별하는 제 1 카메라와, 상기 이동 레일 트랙에 평행하게 상기 제 1 카메라를 이동시키는 제 1 카메라 이동 메카니즘을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 레일 트랙과 상기 부품 공급기 사이의 상기 베이스의 상부면상에 탑재되고 상기 이동 레일 트랙에 평행하게 정렬되는 제 1 카메라 가이드 레일과, 상기 제 1 카메라 가이드 레일상에 이동가능하게 탑재되어 상기 제 1 카메라 가이드 레일을 따라 이동하여, 상기 이송 헤드들중 하나에 의해 홀딩된 상기 전자 부품의 위치를 식별하는 제 1 카메라를 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 베이스에 접속되고 상기 이송 헤드 가이드 레일에 평행하게 정렬되는 제 2 카메라 가이드 레일과, 상기 제 2 카메라 가이드 레일상에 이동가능하게 탑재되어 상기 제 2 카메라 가이드 레일을 따라 이동하여 상기 기판의 위치를 식별하는 제 2 카메라 쌍을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 베이스에 이동가능하게 접속되어, 상기 기판상의 두 개의 위치에 마련된 위치 식별 마크를 검출함으로써 상기 기판의 위치를 식별하는 제 2 카메라 쌍을 더 포함하는 전자 부품 탑재 장치.
전자 부품을 탑재하는 방법에 있어서,

상기 전자 부품을 유지하는 노즐을 갖고 제각기의 이송 헤드 가이드 레일상에 피팅된 적어도 하나의 이송 헤드를 이용함으로써 이동 레일 트랙을 따라 배치된 복수의 부품 공급기로부터 전자 부품을 픽업하는 단계와,

상기 이송 헤드 가이드 레일을 따라 상기 적어도 하나의 이송 헤드를 이동시킴으로써 상기 이동 레일 트랙을 따라 이동하는 기판으로 상기 전자 부품을 이송하는 단계와,

상기 이동 레일 트랙상의 상기 기판의 이동량에 근거하여 상기 전자 부품을 탑재하기 위한 X축 탑재 위치를 결정하고, 상기 이송 헤드 가이드 레일을 따라 상기 적어도 하나의 이송 헤드의 이동량에 근거하여 상기 전자 부품을 탑재하기 위한Y축 탑재 위치를 결정하는 것을 포함하는, 상기 기판상에 전자 부품을 탑재하는 단계와,

상기 이동 레일 트랙을 따라 상기 X축상에서 상기 기판을 전후 방향으로 이동시키는 단계와,

상기 이동 레일 트랙과 상기 복수의 부품 공급기 사이에 상기 이동 레일 트랙에 평행하게 배치되는 제 1 카메라 가이드 레일상에 이동가능하게 탑재된 제 1 카메라를 이용함으로써 상기 전자 부품들중 하나의 Y축 위치를 식별하는 단계와,

상기 이송 헤드 가이드 레일에 평행하게 배치되는 제 2 카메라 가이드 레일 상에 탑재된 제 2 카메라를 이용함으로써 상기 이동 레일 트랙을 따라 이동된 상기 기판의 X축 위치를 식별하는 단계

를 포함하되,

상기 각 전자 부품을 탑재하는 단계는, 상기 전자 부품들중 하나의 상기 Y축위치 식별 및 상기 기판의 상기 X축 위치 식별에 근거하여 상기 X축 탑재 위치 및 상기 Y축 탑재 위치를 결정하는 것을 더 포함하며,

상기 이송 헤드 가이드 레일이 상기 이동 레일 트랙에 대해 직교하는 방향으로 정렬되어, 상기 이송 헤드 가이드 레일을 따른 상기 전자 부품의 이송은 상기 Y축을 따른 상기 이송 헤드를 이동시키는 것을 포함하는

전자 부품 탑재 방법.
전자 부품을 탑재하는 방법에 있어서,

상기 전자 부품을 홀딩하는 노즐을 갖고 제각기의 이송 헤드 가이드상에 피팅된 적어도 하나의 이송 헤드를 이용함으로써 이동 레일 트랙을 따라 배치된 복수의 부품 공급기로부터 상기 전자 부품을 픽업하는 단계와,

상기 이송 헤드 가이드 레일을 따라 상기 적어도 하나의 이송 헤드를 이동시킴으로써 상기 이동 레일 트랙을 따라 이동하는 기판으로 상기 전자 부품을 이송하는 단계와,

상기 이동 레일 트랙상의 상기 기판의 이동량에 근거하여 상기 전자 부품을 탑재하기 위한 X축 탑재 위치를 결정하고, 상기 이송 헤드 가이드 레일을 따른 상기 적어도 하나의 이송 헤드의 이동량에 근거하여 상기 전자 부품을 탑재하기 위한Y축 탑재 위치를 결정하는 것을 포함하는, 상기 기판상에 상기 전자 부품을 탑재하는 단계와,

상기 전자 부품의 위치이탈을 검출하고, 상기 전자 부품들중 하나가 제 2 라인을 따라 상기 이송 헤드 가이드 레일상에서 이동하는 이송 헤드에 의해 이송되는 동안 상기 제 2 라인에 대해 직교하는 제 1 라인을 따라 이동가능한 카메라를 이용해서 상기 전자 부품들중 하나를 관측하는 단계와,

상기 기판의 이동량을 조정함으로써 상기 X축을 따른 상기 전자 부품의 위치이탈을 교정하고, 상기 전자 부품을 이송하는 상기 이송 헤드의 이동량을 조정함으로써 상기 Y축을 따라 상기 전자 부품의 위치이탈을 교정하는 단계

를 포함하는 전자 부품 탑재 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 전자 부품을 이송하는 단계는, 상기 기판상의 X축 탑재 위치가 상기 이송 헤드에 의해 홀딩된 상기 전자 부품 아래에 위치되기 전에 상기 전자 부품을 홀딩하는 상기 이송 헤드를 상기 Y축을 따라 Y축 탑재 위치로 이동시키는 것을 포함하며,

상기 전자 부품을 탑재하는 단계는, 상기 기판상의 상기 X축 탑재 위치가 상기 이송 헤드에 의해 홀딩된 상기 전자 부품 아래에 위치될 때 상기 전자 부품을 홀딩하는 상기 이송 헤드의 노즐을 수직으로 이동시키는 것을 포함하는 전자 부품 탑재 방법.