KR100350855B1

KR100350855B1 - 표면 실장용 칩 검사 장치에서의 칩 선별기

Info

Publication number: KR100350855B1
Application number: KR1020000085406A
Authority: KR
Inventors: 피터더블유뉴만
Original assignee: 주식회사옌트
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-09-05
Also published as: WO2002054479A1; JP2004517494A; KR20020007959A; US20030059957A1; TW559973B

Abstract

본 발명은 다층 세라믹 캐패시터와 같은 표면 실장용 칩을 검사하는 검사장치에서 검사된 칩을 종류별로 선별하는 칩 선별기에 관한 것이다.본 발명은 하우징 블록과; 이 하우징 블록의 측면에 각각 회전 가능하게 고정되어 그 하우징 블록으로부터 진공 압력을 공급받는 상,하부 디스크와; 이 상,하부 디스크의 V형 홈을 향하여 각각 배치되는 한 쌍의 카메라로 이루어지는 표면 실장용 칩 검사장치에 사용되는 칩 선별기에 있어서, 상기 칩 선별기는 상기 하부 디스크의 V형 홈에 흡착된 칩을 양품, 불량품 및 미검사품의 3가지 형태로 선별하도록 상기 하부 디스크의 하방에 선별장치를 포함하되, 이 선별장치는 중앙부분에 일정크기의 개구공간을 형성하도록 배치되어 고정되는 제1 내지 제3 본체와; 이 제1 본체와 제2 본체 사이의 일측 개구공간에 배치되는 제1 판 스프링과; 상기 제2 본체와 제3 본체 사이의 타측 개구공간에 배치되는 제2 판 스프링과; 상기 제1 본체 내에 설치되어 상기 제1 판 스프링을 작동시키는 제1 솔레노이드와; 상기 제3 본체 내에 설치되어 상기 제2 판 스프링을 작동시키는 제2 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

표면 실장용 칩 검사 장치에서의 칩 선별기{CHIP SOLTING UNIT USED FOR APPARATUS FOR INSPECTING SURFACE MOUNTED CHIP}

본 발명은 표면 실장용 칩 검사 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 다층 세라믹 캐패시터(multi layered ceramic capacitor)와 같은 표면 실장용 칩을 검사하는 장치에서 검사된 칩을 종류별로 선별하는 칩 선별기에 관한 것이다.

비지니스 및 교육 분야에서의 컴퓨터 사용 증가로 인하여 컴퓨터 용량의 대형화 및 처리 시간의 고속화에 대한 요구가 확대되고 있으며, 이에 부응하여 매년성능 및 메모리가 향상된 컴퓨터가 개발되고 있다. 불과 수 년전만 하더라도 컴퓨터 메모리는 메가바이트(megabyte)에 불과하였으나, 현재는 기가바이트(gigabyte)로 증가하였다. 게다가, VCR, 디지털 텔레비젼, 카메라, 캠코더, 통신기기 등과 같은 전자기기는 그 성능 확장을 위하여 보다 많은 컴퓨터 하드웨어를 사용하고 있다. 수많은 전자 회사들간의 경쟁으로 인하여 컴퓨터 및 컴퓨터 주변 장치 제조자들은 성능이 보다 우수한 회로를 디자인하고 있다.

전자 소자들은 이러한 활동의 중심에 있지만, 제조자가 그것을 너무나 쉽게 간과할 수 있을 정도로 소형이다. 전자 소자들은 일반적인 크기가 0.1cm(약 0.040inch)인 소형 캐패시터 등과 같은 장치들이다. 이러한 소형 캐패시터는 세라믹 유전체로 이루어진 작은 층들로 이격 유지되는 다수의 전기적 전도체로 구성되어 있다. 이러한 소형 캐패시터는 컴퓨터 회로에서 수 천개가 사용된다. 칩(chip) 이라고 하는 일반적인 용어에 포함되는 동일한 크기와 형태를 갖는 저항(resistor)도 존재한다. 컴퓨터 업계에서 이러한 칩들은 컴퓨터 회로판에 대한 솔더링 접속 와이어가 불필요하도록 그 회로판에 직접 솔더링된다.

이러한 소자들은 매우 작아서 현미경과 같은 고배율의 확대경이 아니면 육안 검사(visual inspection)가 불가능하다. 소형 칩의 납땜 접속부를 형성할 때, 그 사양은 수 천분의 1mm 정도의 정확도를 요구한다. 그러나, 표면 장력 및 기타 물리적 화학적 현상으로 인하여 칩의 표면에 결함이 발생된다.

칩의 표면에 발생된 결함을 검사하기 위하여, 현재 가장 널리 사용되고 있는 방법은 회전하는 유리판 상에 칩을 배열시켜 그 4개의 표면을 광학적으로 검사하는것이다. 즉, 일정한 속도로 회전하는 유리판의 적소에 칩을 배열한 이후에, 4측면에서 각각 칩의 영상을 데이터로 취득하여, 이를 기준 영상 데이터와 비교 분석한다.

불량이라고 판별된 칩은 회전하는 유리판 상에서 압축 공기에 의하여 유리판 외측으로 송출된다.

전술한 종래 검사 장치에 따르면, 불량 여부가 판별된 칩을 송출하는 수단으로 공압을 사용하기 때문에, 공압을 고속으로 절환하는 것이 매우 곤란하다.

게다가, 단순히 불량품만을 송출할 수 있는 종래 구성으로는 검사되지 않은 칩을 별도로 선별할 수 없는 단점도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래 문제점을 해결코자 하는 것으로, 특히, 표면 실장용 칩 검사 장치에서 검사된 칩을 고속으로 선별할 수 있는 선별기를 제공한는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 칩을 양품, 불량품, 및 미검사품의 3가지 형태로 선별할 수 있는 선별기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 표면 실장용 칩 검사 장치의 칩 선별기의 정면도이다.

도 2는 하우징 블록에 회전 가능하게 고정된 상부 및 하부 디스크의 개략적인 사시도이다.

도 3은 상부 및 하부 디스크와 하우징 블록간의 결합 관계를 도시하는 도면이다.

도 4는 하부 디스크와 칩 선변기를 확대하여 도시한 부분 단면도이다.

도 5는 하우징 블록 내부에 설치된 진공/에어 분리 챔버의 단면도이다.

도 6는 칩 선별 장치의 개략적인 사시도이다.

도 7은 도 6의 칩 선별 장치의 개략적인 단면도이다.

도 8 내지 도 10는 칩 선별 장치의 작동 원리를 개략적으로 도시하는 도면으로서, 도 8은 칩이 양품인 경우에, 도 9는 칩이 불량품인 경우에, 그리고 도 10은 칩이 미검사된 경우를 각각 도시한다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 베이스

4 ; 하우징 블록

12 : 피이더

14, 16 : 상부 및 하부 디스크

18a, 18b, 18c, 18d: 카메라

20 : 솔레노이드 선별 장치

44 : 관통 개구

50 : 가이드 블록

62 : 반원형 진공 슬롯

64 : 진공/에어 분리 챔버

210, 212 ; 제1, 제2 솔레노이드

214, 216 : 제1, 제2 판 스프링

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 따르면, 하우징 블록, 상기 하우징 블록의 측면에 각각 회전 가능하게 고정되며, 상기 하우징 블록으로부터 진공 압력이 공급되는 상부 및 하부 디스크와, 상기 상부 및 하부 디스크를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라를 구비하는 표면 실장용 칩을검사하는 장치에 사용되는 칩 선별기에 있어서, 상기 하부 디스크 하방에 배치되며, 솔레노이드에 의하여 작동되는 선별 장치를 포함하는 칩 선별기가 제공된다.

본 발명에 따른 칩 선별기는 상기 선별 장치로부터 배출되는 칩을 해당 장소로 안내하기 위한 가이드 블록과, 상기 가이드 블록 하방에 배치되며, 부품을 종류별로 저장하기 위한 저장박스를 부가적으로 포함한다.

상기 선별 장치는 중앙에 공간을 형성하는 제1 내지 제3 본체, 상기 제1 및 제2 본체 사이에 배치된 제1 판 스프링, 상기 제2 및 제3 본체 사이에 배치된 제2 판 스프링, 상기 제1 판 스프링을 작동시키기 위하여 제1 본체(202)에 설치된 제1 솔레노이드, 그리고 상기 제2 판 스프링을 작동시키기 위하여 제3 본체에 설치된 제2 솔레노이드를 구비한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 표면 실장용 칩 검사 장치의 칩 선별기에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 출원인이 개발한 표면 실장용 칩 검사 장치의 정면도이다.

도면을 참조하면, 표면 실장용 칩 검사 장치는 베이스(2), 상기 베이스(2)의 상부면에 고정된 하우징 블록(4), 상기 하우징 블록(4)의 측면에 각각 회전 가능하게 고정된 상부 및 하부 디스크(14, 16), 상기 상부 디스크(14)의 상방에 배치되어 칩을 연속적으로 공급하는 피이더(12), 상기 상부 및 하부 디스크(14, 16)를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라(18a, 18b, 18c, 18d), 그리고 하부 디스크(16)의 하방에 배치된 칩 선별기를 포함한다.

도 2는 하우징 블록에 회전 가능하게 고정된 상부 및 하부 디스크의 개략적인 사시도로서, 상기 상부 및 하부 디스크(14, 16)는 실질적으로 동일한 형상으로 이루어져 있으므로, 본원에서는 상부 디스크(14)의 구조에 대해서 설명하며, 하부 디스크(16)의 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상부 디스크(14)는 한 쌍의 원형 판으로 형성되어 있는바, 특히 하우징 블록(4)의 돌출부(6)와 인접하는 원형 진공판은 반경 방향으로 형성된 다수의 관통 개구(44)와, 상기 관통 개구(44)로부터 직경 방향으로 연장하는 다수(본 실시예에서 50개)의 채널(46)을 포함한다. 상기 채널(46)은 디스크의 원주면까지 연장한다. 상기 원형 진공판의 채널이 형성된 표면에는 원형 보조판이 기밀 방식으로 부착되어 있다. 상기 진공판과 보조판의 원주면에는 육방체 칩이 안착할 수 있는 V형 홈이 원주 방향으로 가공되어 있다.

이들 진공판과 보조판은 회전축(42)에 의하여 하우징 블록(4)의 돌출부(6)에 회전 가능하게 고정되어 있다. 상부 디스크(14)는 도 2에서 볼 때 반시계 방향으로 회전하는 반면, 하부 디스크(16)는 시계 방향으로 회전한다. 도 2에는 간명성을 위하여 원형 진공판만 도시되어 있다.

도 3은 상부 및 하부 디스크(14, 16)와 하우징 블록(4)과의 결합 관계를 개략적으로 도시하고 있다.

하우징 블록(4)의 돌출부(6)는 디스크(14, 16)의 원형 진공판과 접촉하는 표면에 반경 방향으로 반원형 진공 슬롯(62)을 구비하고 있다. 이 반원형 진공 슬롯(62)은 하우징 블록 내부에 설치된 진공 발생 유닛과 연결되어 있으며, 반원형 진공 슬롯(62)의 위치는 원형 진공판의 관통 개구(44)가 그 상방에 위치하도록 설정되어 있다. 그리고, 상부 및 하부 디스크(14, 16)는 도 5에 도시된 바와 같이 하우징 블록(4)의 돌출부(6)에 대하여 약 0.03 내지 0.05mm 정도의 간격을 두고 배치되어 있다.

진공판의 관통 개구(44)가 반원형 진공 슬롯(62)의 상방에 위치하면, 관통 개구는 진공 슬롯을 통해 진공 발생 유닛과 연통되며, 이와 동시에 관통 개구(44)와 연결된 진공 채널(46)도 진공 발생 유닛과 연통된다. 진공 슬롯(62)의 하단부에는 진공/에어 분리 챔버(64)가 배치되어 있다.

도 4는 하우징 블록 내부에 설치된 진공/에어 분리 챔버의 단면도이다. 진공/에어 분리 챔버(64)는 하우징 블록(4)에 형성된 도관(42)을 통해서 압축 공기 발생 유닛(비도시)과 연통한다. 이 진공/에어 분리 챔버(64)는 압축 공기가 배출되는 지점에 이동 가능하게 배치된 접촉 부재(48)와, 상기 접촉 부재(48)를 디스크를 향하여 상시 가압하는 탄성 부재(46)를 포함한다. 상기 접촉 부재(48)를 디스크를 향하여 가압하는 이유는, 디스크와 하우징 블록의 돌출부 사이에 진공이 상시 발생하므로, 진공과 공급되는 압축 공기의 분리를 확실히하기 위한 것이다.

다시 도 1로 돌아가면, 상기 상부 및 하부 디스크(14, 16)를 향하여 각각 배치된 한 쌍의 카메라(18a, 18b, 18c, 18d)는 각각의 디스크의 V형 원주면에 배치된 칩의 표면을 촬영한다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 동기 회전하는 디스크 중에서 상부 디스크(14)에 공급된 칩의 두 표면은 디스크의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면을 카메라(18a, 18b)가 차례로 영상 데이터로 취득한다.

한편, 묻혀 있는 다른 두 표면은 상부 디스크(14)의 V형 홈에 있는 부품이 하부 디스크(16)의 V형 홈으로 자유 낙하하면서, 묻혀 있던 다른 두 표면이 디스크의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면을 카메라(18c, 18d)가 차례로 영상 데이터로 취득한다.

이하, 전술한 본 발명에 따른 표면 실장형 칩 검사 장치의 작동에 대하여 간략히 설명하기로 한다.

피이더(12)로부터 연속적으로 공급되는 직육면체의 칩(1)은 회전하는 상부 디스크(14)의 V형 홈에 일정한 간격으로 배치된다. 상기 칩은 디스크 내부에 형성된 진공 채널(46)의 단부에 배치된다. 진공 채널(46)은 관통 개구(44)와 진공 슬롯(62)을 통해 진공 발생 유닛(비도시)과 연통되어 있다. 따라서, 진공 채널(46)에는 진공 압력이 발생하므로, 칩은 디스크의 원주면에 흡착되어 디스크와 함께 회전한다. 이 때, 상부 디스크(14)의 원주면에 흡착된 칩은 두 표면이 디스크의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면을 카메라(18a, 18b)가 차례로 영상 데이터로 취득한다.

노출된 두 표면의 영상 데이터가 취득되면, 칩(1)은 상부 디스크(14)의 최하지점까지 반시계 방향으로 회전한다. 이 때, 칩(1)을 흡착하고 있는 상부 디스크(14)의 진공 채널(46)에 공급되는 진공 압력은 차단된다. 즉, 상기 진공 채널(46)과 연결되어 있는 관통 개구(44)가 하우징 블록(4)의 돌출부(6) 표면에 형성된 진공 슬롯(62)을 따라 이동하다가, 진공/에어 분리 챔버(64)에 다다르게 된다.이 때, 진공 채널의 진공 상태가 제거됨과 동시에, 하우징 블록으로부터 압축 공기가 그 진공 채널(46)로 공급된다.

이 압축 공기에 의하여 칩은 하부 디스크의 V형 홈으로 자유 낙하하게 된다. 그러면, 칩의 다른 두 표면이 하부 디스크(16)의 원주면으로부터 노출되며, 이 노출된 표면의 영상 처리는 전술한 방법과 동일하다.

여기서 취득된 영상 데이터는 기준 데이터와 비교하여 양품 또는 불량품 여부를 판별하는데 이용된다. 판별된 칩은 하부 디스크(16)의 하방에 배치된 칩 선별기에 의하여 선별된다.

도 5는 하부 디스크까지 이동한 칩을 선별하는 선별기를 개략적인 단면으로 도시한 도면이다. 선별기는 하부 디스크(16)의 하방에 배치된 솔레노이드 선별 장치(20), 상기 선별 장치(20)로부터 배출되는 칩을 해당 장소로 안내하기 위한 가이드 블록(50), 그리고 그 가이드 블록(50)의 하방에 배치되며, 부품을 종류별로 저장하기 위한 각 저장박스(52', 54', 56')를 구비한다.

솔레노이드 선별 장치(20)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 중앙에 공간을 형성하는 제1 내지 제3 본체(202, 204, 206), 상기 제1 및 제2 본체(202, 204) 사이에 배치된 제1 판 스프링(214), 상기 제2 및 제3 본체(204, 206) 사이에 배치된 제2 판 스프링(216), 상기 제1 판 스프링(214)을 작동시키기 위하여 제1 본체(202)에 설치된 제1 솔레노이드(210), 그리고 상기 제2 판 스프링(216)을 작동시키기 위하여 제3 본체(206)에 설치된 제2 솔레노이드(212)를 구비한다. 상기 제 1 내지 제3 본체(202, 204, 206)는 얼라인먼트 핀(208)에 의하여 정렬 및 고정된다.

전술한 구조에 의하면, 칩이 양품이라고 판정되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 솔레노이드(212)에 의하여 제2 판 스프링(216)이 제1 판 스프링(214)을 향하여 이동한다. 이 때, 하부 디스크(16)의 최하방에 위치한 칩(1)은 압축 공기에 의하여 하방으로 자유 낙하된다. 이에 의하여, 칩(1)은 제2 판 스프링(216)을 따라 하방으로 미끄럼 이동하여 양품 저장박스(52')에 저장된다.

또한, 칩이 불량품이라고 판정되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 솔레노이드(210)에 의하여 제1 판 스프링(214)이 제2 판 스프링(216)을 향하여 이동한다. 이 때, 하부 디스크(16)의 최하방에 위치한 칩(1)은 압축 공기에 의하여 하방으로 자유 낙하된다. 이에 의하여, 칩(1)은 제1 판 스프링(214)을 따라 하방으로 미끄럼 이동하여 불량품 저장박스(56')에 저장된다.

또, 칩이 미검사된 경우에, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 솔레노이드(210, 212)는 작동하지 않으므로, 미검사된 칩(1)은 중앙의 미검사품 저장박스(54')에 저장된다.

전술한 구조에 의하면, 화상 검사에 의해 불량품 또는 양품으로 판별된 칩은 정확하게 해당 저장박스로 이동될 수 있다. 또한, 본 발명의 선별기는 칩의 자유 낙하를 이용하기 때문에 칩에 충격이나 손상이 가해지는 것이 방지될 수 있다.

게다가, 판 스프링을 솔레노이드에 의해 작동시키는 구조를 채택하고 있으므로, 본 발명의 선별기는 고속으로 작동될 수 있다.

Claims

하우징 블록과; 이 하우징 블록의 측면에 각각 회전 가능하게 고정되어 그 하우징 블록으로부터 진공 압력을 공급받는 상,하부 디스크와; 이 상,하부 디스크의 V형 홈을 향하여 각각 배치되는 한 쌍의 카메라로 이루어지는 표면 실장용 칩 검사장치에 사용되는 칩 선별기에 있어서,

상기 칩 선별기는 상기 하부 디스크의 V형 홈에 흡착된 칩을 양품, 불량품 및 미검사품의 3가지 형태로 선별하도록 상기 하부 디스크의 하방에 선별장치를 포함하며,

이 선별장치는 중앙부분에 일정크기의 개구공간을 형성하도록 배치되어 고정되는 제1 내지 제3 본체와; 이 제1 본체와 제2 본체 사이의 일측 개구공간에 배치되는 제1 판 스프링과; 상기 제2 본체와 제3 본체 사이의 타측 개구공간에 배치되는 제2 판 스프링과; 상기 제1 본체 내에 설치되어 상기 제1 판 스프링을 작동시키는 제1 솔레노이드와; 상기 제3 본체 내에 설치되어 상기 제2 판 스프링을 작동시키는 제2 솔레노이드

를 포함하는 것을 특징으로 하는 칩 선별기.
제1항에 있어서, 상기 선별장치의 하방에는 양품, 불량품 및 미검사품으로 각각 선별되는 칩을 안내하도록 각기 다른 배출경로를 형성하는 가이드블록이 배치되고, 이 가이드블록의 하방에는 상기 각 배출경로를 따라 떨어지는 칩을 종류별로 저장하도록 각 저장박스가 마련되는 것을 특징으로 하는 칩 선별기.
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