KR100300521B1 - 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면실장장치에서 부품을 집어 이동시켜 실장하는 헤드 모듈(head module)에 적용된 다수의 리니어 모터(linear motor)를 상호 엇갈리게 배치시켜 헤드 모듈의 크기를 소형화하면서 고출력을 얻을 수 있도록 한 헤드 모듈에 관한 것이다.

상기 본 발명은 표면실장장치의 헤드 모듈에 있어서, 중공 샤프트를 상/하로 이동시키는 구동원으로 리니어 모터가 적용된 다수의 헤드와, 상기 다수의 헤드에 상호 엇갈리게 배치된 리니어 모터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 표면실장장치의 헤드 모듈에 적용된 다수의 리니어 모터를 상호 엇갈리게 배치시켜 설치함으로써 헤드 모듈의 크기를 소형화하면서 높은 추력을 발생할 수 있고 보다 고속으로 정밀하게 헤드의 이동을 제어할 수 있는 이점이 있다.

Description

리니어 모터가 적용된 헤드 모듈{Head Modules having Linear Motor}

본 발명은 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈에 관한 것으로, 특히 표면실장장치에서 부품을 집어 이동시켜 실장하는 헤드 모듈(head module)에 적용된 다수의리니어 모터(linear motor)를 상호 엇갈리게 배치시켜 헤드 모듈의 크기를 소형화하면서 고출력을 얻을 수 있도록 한 헤드 모듈에 관한 것이다.

반도체 소자의 제조기술의 발달로 고집적화된 반도체 소자의 대량 생산이 가능하게 되었다. 이러한 반도체 소자를 인쇄회로기판에 보다 빠르고 정밀하게 장착시키기 위해 표면실장용 반도체 소자가 등장하였으며 표면실장용 반도체 소자를 인쇄회로기판에 장착하기 위해 표면실장장치(SMD: Surface Mounting Device)가 개발되었다.표면실장장치는 부품을 공급하는 피더(feeder), 피더에서 공급된 부품을 공급받는 헤드, 헤드를 이동시켜 인쇄회로기판의 소정 위치에 부품을 실장하도록 하는 이송 수단 및 인쇄회로기판을 이송시키는 반송장치로 구성된다. 이러한 구성을 갖는 표면실장장치를 도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.도 1은 표면실장장치의 정면도이다. 도시된 바와같이, 프레임(frame)(50) 상에 이송장치(1), 비젼(vision)장치(2) 및 헤드 모듈(10)이 장착된다. 이송장치(1)는 인쇄회로기판(도시하지 않음)을 작업 위치로 이송시킨다. 인쇄회로기판이 이송되면 헤드 모듈(10)은 표면실장용 반도체 소자를 집어 인쇄회로기판에 실장하게 된다. 반도체 소자를 집어 인쇄회로기판에 실장하는 헤드 모듈(10) 및 반도체 소자의 실장 상태를 비젼장치(2)에 의해 점검하게 된다.비젼장치(2)에 의해 원점이 조정되고 반도체 소자 등의 부품을 집어 인쇄회로기판에 장착하는 헤드 모듈(10)을 첨부된 도면을 이용하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 도 1에 도시된 종래의 헤드 모듈의 정면도이다. 도시된 바와 같이, 헤드 모듈(10)은 다수의 리니어 모터가 적용된 다수의 헤드(11)로 구성되며 각 헤드(11)는 리니어 모터(11a), 공기 밸브(11b) 및 중공 샤프트(shaft)(11c)로 구성된다.

헤드(11)는 부품을 집기 위해 리니어 모터(11a)에 의해 중공 샤프트(11c)의 선단을 부품이 놓여 있는 위치로 이동되도록 중공 샤프트(11c)를 상, 하 방향으로 이동시키고, 이동이 완료되면 공기 밸브(11b)에 의해 중공 샤프트(11c)의 내측으로 공기의 흡입을 제어하여 부품을 집거나 정해진 위치에 안착시키도록 동작된다.

그런데 종래기술은 부품을 집어 정해진 위치에 안착시키는 헤드(11)는 도 2에서와 같이 일정한 간격(m)으로 배열되어 설치된다. 이와 같이 종래의 헤드 모듈(10)은 각 헤드(11∼14) 사이가 일정한 간격을 유지한 상태로 설치됨으로 인해 중공 샤프트(11c)를 상, 하로 이동시키는 리니어 모터(11a)는 크기가 제한되어 리니어 모터의 추력이 제한되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 표면실장장치의 헤드 모듈에 적용된 다수의 리니어 모터를 상호 엇갈리게 배치시켜 설치함으로써 헤드 모듈의 크기를 소형화하면서 높은 추력을 발생할 수 있는 헤드 모듈을 제공하는데 있다.

도 1은 표면실장장치의 정면도,

도 2는 도 1에 도시된 종래의 헤드 모듈의 정면도,

도 3은 본 발명에 의한 헤드 모듈의 정면도,

도 4는 도 3에 도시된 헤드의 측단면도,

도 5는 도 3에 도시된 헤드의 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

100 : 헤드 모듈 110 : 제1헤드

111 : 리니어 모터 111a: 고정자

111b: 영구자석 111c: 가동자

112 : 중공 샤프트 113 : 샤프트

114 : 공기 밸브

따라서 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표면실장장치의 헤드 모듈에 있어서, 중공 샤프트를 상/하로 이동시키는 구동원으로 리니어 모터가 적용된 다수의 헤드와, 상기 다수의 헤드에 상호 엇갈리게 배치된 리니어 모터로 구성되는 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈을 제공한다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 표면실장장치의 헤드 모듈에 적용된 다수의 리니어 모터를 상호 엇갈리게 배치시켜 설치함으로써 헤드 모듈의 크기를 소형화하면서 높은 추력을 발생할 수 있고 보다 고속으로 정밀하게 헤드의 이동을 제어할 수 있는 이점이 있다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명에 따른 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도 3은 본 발명에 의한 헤드 모듈의 정면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 헤드의 측단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 헤드의 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 중공 샤프트(112, 122, 132, 142)를 상/하로 이동시키는 구동원으로 리니어 모터(111, 121, 131, 141)가 적용된 다수의 헤드(110, 120, 130, 140)와, 다수의 헤드(110, 120, 130, 140)에 적용된 리니어 모터(111, 121, 131, 141)를 상호 엇갈리게 배치되어 설치되도록 구성된다.

한편 본 발명의 헤드 모듈(100)은 제1헤드(110), 제2헤드(120), 제3헤드(130) 및 제4헤드(140)로 구성되며, 각 헤드(110, 120, 130, 140)는 리니어모터(111, 121, 131, 141), 중공 샤프트(112, 122, 132, 142) 및 샤프트(113, 123, 133, 143)가 동일하게 적용된다. 동일한 구성을 갖는 각 헤드(110, 120, 130, 140)는 각각의 리니어 모터(111, 121, 131, 141)를 도 3에 도시된 바와 같이 상호 엇갈리게 배치하여 헤드 모듈(100)을 구성한다.

각각의 리니어 모터(111, 121, 131, 141)를 상호 엇갈리게 배치하여 설치함으로써 보다 큰 리니어 모터(111, 121, 131, 141)로 헤드 모듈(100)을 구성할 수 있게 되어 표면실장장치의 제한 공간에서 보다 높은 추력을 발생하는 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈(100)을 구성할 수 있게 된다.

각 헤드(110, 120, 130, 140)에 적용된 리니어 모터(111, 121, 131, 141)의 내부 구성은 도 4에 도시되어 있다. 상기 제1헤드(110)에서 리니어 모터(111)는 1차측 고정자(111a)의 측벽에 영구자석(111b)이 배열되어 설치되며, 영구자석(111b)과 마주 대하도록 2차측 가동자(111c)가 설치된다.

또한 상기 2차측 가동자(111c)의 내측으로는 샤프트(113)가 설치되며, 샤프트(113)의 일단에는 중공 샤프트(112)가 체결되어 있다. 중공 샤프트(112)에는 도 5에서와 같이 일단에 공기 밸브(114)가 장착된다. 공기 밸브(114)는 중공 샤프트(112)를 통해 부품을 집거나 놓기 위한 공기의 흡입을 제어하게 된다.

이와 같이 구성된 제1헤드(110)의 동작을 설명하면, 먼저 부품이 위치로 이동하기 위해 리니어 모터(111)가 작동한다. 리니어 모터(111)는 2차측 가동자(111c)로 전류를 공급하면 1차측 고정자(111a)에 장착된 영구자석(111b) 사이에 추력이 발생되어 가동자(111c)가 이동하게 된다.

이때 상기 가동자(111c)가 이동됨에 따라 가동자(111c)와 체결된 샤프트(113)가 이동하게 되고, 샤프트(113)에 체결된 중공 샤프트(112)가 아래로 이동하여 부품이 위치한 곳에 도달하게 된다.

상기 중공 샤프트(112)의 일단이 부품이 위치한 곳에 도달되면 리니어 모터(111)의 내측에 내장된 공기(114)는 공기를 흡입하고, 이 흡입력에 의해 부품을 집은 후 소정의 위치로 이동하게 된다.

한편 상기 공기 밸브(114)에서 흡입된 공기는 공기관(114a)을 통해 외부로 전달되며, 소정의 위치로 이동한 부품은 공기 밸브(114)를 제어하여 흡입력을 낮추어 정해진 위치에 놓게 된다. 이와 같이 부품을 집거나 놓기 위한 공기 밸브(114)는 자동으로 공기를 흡입하기 위해 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 사용하여 구성한다.

이와 같이 제1헤드(110)의 구성과 동작은 나머지 제2 내지 제4헤드(120, 130, 140)도 동일하게 적용되며, 각 리니어 모터(111, 121, 131, 141)를 상호 엇갈리게 배치함으로써 보다 큰 추력을 얻을 수 있게 된다.

또한 상기 각 리니어 모터(111, 121, 131, 141)의 추력이 높아지게 됨으로써 상, 하 방향으로 이동하는 제1헤드(110)를 고속, 정밀하게 조정할 수 있으며 또한 공기 밸브(114)를 리니어 모터(111)에 내장함으로써 헤드 모듈(100)을 보다 소형화시켜 구성할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 표면실장장치의 헤드 모듈에 적용된 다수의리니어 모터를 상호 엇갈리게 배치시켜 설치함으로써 헤드 모듈의 크기를 소형화하면서 높은 추력을 발생할 수 있고 보다 고속으로 정밀하게 헤드의 이동을 제어할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 다수의 헤드를 포함하는 표면실장장치의 헤드 모듈에 있어서,

   표면실장용 부품을 파지하기 위한 다수의 중공 샤프트; 및

   상기 다수의 중공샤프트를 내측에 장착하여 수직 운동시키는 다수의 리니어 모터로 구성되며,

   상기 다수의 리니어 모터는 인접된 리니어 모터 사이에 설치되는 레벨을 교대로 다르게 설정한 것을 특징으로 하는 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 리니어 모터의 내측에 상기 중공 샤프트를 통해 부품을 집거나 놓기 위한 공기의 흡입을 제어하는 공기 밸브가 내장됨을 특징으로 하는 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 공기 밸브는 솔레노이드 밸브가 사용됨을 특징으로 하는 리니어 모터가 적용된 헤드 모듈.