KR101217747B1 - 부품 자동삽입장치용 부품 리스트 생성장치, 그 생성방법 및 캐드장치 - Google Patents

Abstract

부품 자동삽입장치용 부품 리스트 생성장치 및 그 생성방법이 개시된다. 본 발명의 부품리스트 생성장치는 인쇄회로기판에 자동으로 부품을 삽입하는 부품자동 삽입장치를 위한 부품 리스트를 생성한다. 이를 위해, 부품리스트 생성장치는 캐드 장치로부터 캐드 데이터와 부품 라이브러리를 제공받아 이로부터 해당 부품자동 삽입장치에 필요한 부품 정보를 추출하고 생성하여 부품 리스트를 생성하게 된다.

Description

부품 자동삽입장치용 부품 리스트 생성장치, 그 생성방법 및 캐드장치{Apparatus and Method for Generating Bill of Material for Electronic Part Auto-Inserting System and CAD System}

본 발명은, 전자회로 기판의 제조를 위해 사용되는 부품 자동삽입장치에 제공할 부품 리스트를 생성할 수 있는 부품 자동삽입장치용 부품 리스트 생성장치 및 그 생성방법에 관한 것이다.

인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)에 전자부품이 납땜 부착된 전자회로 기판을 제조하기 위해서는, 먼저 각종 전자부품의 납땜하기 위한 인쇄회로기판의 형상을 캐드(CAD: Computer Aided Design)로 설계해야 하며, 이를 소위 아트웍(Art Work)이라 한다. 캐드에 의한 인쇄회로기판의 설계가 완료되면 캐드 데이터가 생성되고, 그 캐드 데이터를 기초로 먼저 인쇄회로기판(Bare PCB)의 제조가 이루어진다.

인쇄회로기판에 실장되는 전자부품에는 삽입형과 표면 실장형의 두가지 형태가 있다. 삽입형은 DIP(Dual In Package)형 칩(Chip)과 같이 도전성 다리가 있어 그 다리를 기판의 쓰루홀(Through Hole)에 삽입하여 납땜하고, SMD(Surface Mounting Device) 부품과 같은 표면 실장형은 기판의 개방된 외면상의 접착 패드에 부착한 다음 납땜하게 된다. 하나의 전자회로 기판은 삽입형과 실장형 부품을 모두 구비한 것이 대부분이므로, 완성된 인쇄회로기판에 각종 전자부품을 배치하거나 삽입한 다음, 납땜함으로써 원하는 전자회로 기판을 완성하게 된다. 그 공정 중에서, 인쇄회로기판 상에 전자부품을 삽입(또는 실장)하는 공정은 소위 '부품 자동삽입장치'(또는 마운터, Mounter)에 의해 자동으로 이루어진다.

부품 자동삽입장치는 각종 전자 부품을 인쇄회로기판 상에 자동으로 삽입하는 장치로서, 캐드장치가 생성하여 제공하는 부품 리스트(BOM Data: Bill Of Material Data)에 따라 준비된 부품을 부품 리스트가 제공하는 정보에 따라 인쇄회로기판 상의 특정 위치에 배치하게 된다. 따라서 부품 리스트는 부품 자동삽입장치에 의해 삽입될 부품의 목록, 해당 부품의 삽입 위치, 삽입 방향, 회전 각도, 등에 대한 정보를 포함하고 있어야 한다.

문제는 부품 자동삽입장치마다 처리 가능한 부품 리스트의 포맷이 일정하지 않다는 것이다.

예컨대, 쓰루홀을 관통하여 삽입하는 부품 중에서 저항과 같은 축류형(Axial type) 부품을 삽입하기 위해, 어떤 자동삽입장치는 부품의 1번 핀 좌표(X, Y 좌표), 핀 간의 길이, 회전, 실장면 등의 데이터가 필요하다. 즉 이 자동삽입장치는 핀간의 길이 정보를 주어야만 축류형 부품에 대하여 정확하게 작동하게 된다. 다른 자동삽입장치는 해당 부품의 중심점의 좌표가 필요할 수도 있다.

나아가, 각 캐드장치가 생성하는 부품 리스트의 내용도 모두 다를 수 있다. 캐드장치가 부품 심벌을 생성할 때 해당 부품의 기준점(Origin)을 자동 삽입 위치로 설정한다. 문제는 인쇄회로기판 설계용 부품 라이브러리(Library)에서 기준점으로 사용하는 좌표가 해당 부품 라이브러리를 만든 사람마다 다를 수 있다는 것이다. 즉, 어떤 부품은 1번 핀이 그 기준점이 되기도 하고, 또 어떤 부품은 그 좌측 하단이 기준점이 되기도 하며, 때로는 부품의 중심 좌표가 그 기준점이 되기도 한다. 따라서 이러한 부품 라이브러리에 기초하여 캐드장치가 생성하는 부품리스트는 캐드 사용자마다 다를 수 있으며, 때로는 부품 라이브러리나 캐드 데이터에 자동삽입장치가 원하는 정보가 없을 수도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 종래의 자동삽입장치 사용자는 캐드장치가 생성한 부품 리스트를 자신이 운용하는 자동삽입장치에 맞도록 일일이 수작업으로 수정하여 사용하는 번거러움을 감수해야만 한다.

본 발명의 목적은 전자회로 기판의 제조를 위해 사용되는 부품 자동삽입장치에 제공할 부품 리스트를 생성할 수 있는 부품 자동삽입장치용 부품 리스트 생성장치 및 그 생성방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 부품리스트 생성장치는 캐드장치와 부품자동삽입 장치 사이에 마련된다.
캐드장치는 사용자 제어명령에 따라 전자회로용 인쇄회로기판을 위한 캐드(CAD: Computer Aided Design) 데이터를 생성하는 캐드처리부와 부품 라이브러리를 저장하고 있는 저장매체를 구비하고, 부품 자동삽입장치는 상기 설계된 인쇄회로기판의 부품리스트에 따라 상기 인쇄회로기판에 부품을 삽입한다. 부품리스트 생성장치는 캐드데이터분석부와 데이터변환부를 포함한다.
캐드데이터분석부는 상기 캐드처리부로부터 제공받은 캐드 데이터와 부품 라이브러리로부터 상기 부품 리스트에 포함될 부품 정보를 추출한다.
데이터변환부는 상기 캐드데이터분석부가 추출한 부품 정보를 기초로 상기 부품 리스트를 생성하여 상기 부품자동삽입장치에게 제공하되, 상기 캐드데이터분석부가 추출하지 못한 부품정보는 직접 생성하여 상기 부품 리스트에 포함시킨다.
실시 예에 따라, 상기 데이터변환부가 생성하는 정보 중 부품의 중심점 좌표는 다음의 수학식에 의해 변환한다.

,

여기서, Xc와 Yc는 상기 인쇄회로기판의 기준점(0, 0)을 기초로 한 상기 중심점의 X 좌표, Y 좌표이며, Xo와 Yo는 상기 캐드데이터에서 추출한 해당 부품의 기준점의 좌표, xi와 yi는 상기 부품의 기준점을 중심으로 하는 i번 째 핀의 좌표, 그리고 n은 해당 부품의 핀 수이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 부품리스트 생성장치는 상기 캐드장치 내에 포함될 수 있다.
이 경우, 캐드장치는 입력부, 표시부, 캐드처리부, 저장매체 및 부품리스트 생성부를 포함한다.
입력부는 전자회로 기판을 위한 인쇄회로기판에 부품을 삽입하는 부품자동삽입장치에 사용될 부품 리스트의 부품 정보의 종류에 대한 사용자의 선택을 입력받고, 표시부는 상기 캐드처리부에서 생성한 상기 인쇄회로기판의 설계도면을 표시한다.
캐드처리부는 상기 인쇄회로기판을 설계하여 캐드데이터를 생성하고, 저장매체는 상기 캐드처리부의 설계를 위한 부품 라이브러리를 저장한다.
그리고 부품리스트생성부는 상기 캐드처리부로부터 제공받은 캐드데이터로부터 상기 인쇄회로기판에 사용된 부품의 목록을 추출하여, 상기 추출된 부품에 대한 부품정보 중 상기 입력부를 통해 사용자로부터 선택받은 부품 정보를 상기 캐드 데이터와 부품 라이브러리로부터 생성한다.

본 발명에 따른 부품리스트 생성장치는 부품자동 삽입장치를 위한 부품리스트를 생성함으로써 부품자동삽입장치의 사용자가 수작업으로 일일이 부품 리스트를 생성할 필요가 없다.

도 1은 본 발명의 부품리스트 생성부가 설치된 캐드장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부품 리스트, 그리고
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 부품리스트 생성장치를 포함하는 시스템의 블록도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 부품 리스트 생성장치는 캐드장치(CAD System)(100)에 결합된 구성으로 마련된다. 여기서, 캐드장치(100)는 일반적으로 중앙처리장치(또는 프로세서 칩)와 그 중앙처리장치에 의해 수행되는 운영체제(OS: Operating System) 프로그램에 의해 동작하는 컴퓨터 시스템 또는 그에 준하는 것일 수 있다.

캐드장치(100)는 사용자의 제어명령에 따라 전자회로 기판을 위한 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board)을 설계할 수 있다. 이를 위해, 캐드장치(100)는 사용자로부터 각종 제어명령이나 설정값 등을 입력받는 입력부(101)와, 사용자의 제어명령에 따른 결과화면(예컨대, 작도중이거나 작도가 완료된 도면)을 표시하는 표시부(103)를 포함한다.

또한, 캐드장치(100)에는 인쇄회로기판의 설계를 포함하는 캐드장치 전체의 동작을 제어하는 제어부(110)를 포함한다. 제어부(110)는 캐드 관련 기능을 수행하는 캐드처리부(111)와, 캐드처리부(111)와 연계하여 부품리스트를 생성하는 부품리스트생성부(113)를 포함한다.

캐드장치(100)가 위에서 설명한 컴퓨터 시스템 또는 그에 준하는 것일 경우, 캐드처리부(111)는 그 중앙처리장치, 운영체제 프로그램 및 이들에 기반하여 그 지정된 일련의 명령들을 처리할 수 있는 프로그램 언어로 기록된 캐드(CAD) 소프트웨어일 수 있다. 부품리스트생성부(113) 역시 캐드장치(100)인 컴퓨터 시스템에서 운영체제 프로그램에 기반하여 그 지정된 일련의 명령들을 처리할 수 있는 프로그램 언어로 기록된 소프트웨어일 수 있다.

또한, 캐드장치(100)에는 저장매체(105)가 포함되며, 저장매체(105)에는 캐드처리부(111)의 기능 수행에 필요한 각종 부품의 부품 라이브러리(Library)와 함께, 캐드처리부(111)에 의해 생성된 캐드 데이타가 저장된다.

인쇄회로기판 제작을 위한 부품 라이브러리는, 인쇄회로기판의 제조를 위해 사용되는 부품에 대한 정보로서, 인쇄회로기판 상에 해당 부품의 납땜을 위해 마련되는 납땜부(예컨대 칩의 각 핀이 삽입되고 납땜될 부분)의 도면, 그 크기 정보, 납땜부 각 부분의 좌표 등과 함께 부품의 기본정보(이름, 값 등), 부품에 포함된 핀(Pin)의 갯수에 대한 정보가 포함된다.

캐드처리부(111)는 입력부(101)를 통해 입력되는 사용자의 제어명령에 따라 전자회로 기판을 위한 인쇄회로기판(PCB)을 설계하여 캐드 데이터를 생성하며, 표시부(103)를 통해 그 작업을 위한 사용자 인터페이스와 결과 도면을 표시한다. 또한, 캐드처리부(111)는 부품리스트생성부(113)의 요청에 따라 설계 중인 인쇄회로기판에 사용된 부품에 대한 정보를 제공한다.

부품리스트생성부(113)는 캐드처리부(111)에게 현재 설계 중인 인쇄회로기판에 사용한 모든 부품들의 부품정보를 요청하여 읽어 온 다음, 저장매체(105)에 저장된 부품 라이브러리를 참고하여 부품리스트를 생성한다.

캐드처리부(111)가 제공하는 부품 정보는 해당 부품의 품번(Part No.), 부품명(Part Name), 고유번호(RefDes), 값(Value), 부품의 높이(Gemetry.Height), 핀 수(Pins), 배치면(Layer), 회전각도(Rotation) 및 기준좌표(Origin of Part)를 포함한다.

품번은 각 부품의 관리를 위해 부여된 식별자이고, 부품명은 해당 부품의 이름이며, 고유번호는 R1, C1과 같이 도면 상에 부여된 해당 부품의 고유한 번호이다. 도 2에서처럼, 동일한 부품명을 가진 여러 개의 부품이 하나의 인쇄회로기판 내에서 사용될 경우도 있으며, 이 경우 동일한 부품명을 가지더라도 그 품번이나 고유번호는 모두 달라진다. 값은 저항값(저항) 또는 용량값(콘덴서) 등이 해당한다. 핀 수는 칩 등이 가지고 있는 핀(Pin)의 수가 된다. 배치면은 인쇄회로기판에 부품 삽입이 가능한 윗면(TOP) 또는 아랫면(BOTTOM) 중 하나가 해당한다. 회전각도는 해당 부품을 인쇄회로기판에 배치함에 있어 원래 라이브러리를 구성할 때의 방향으로부터 회전된 각도를 의미하며, 통상 90°단위가 된다. 기준좌표는 인쇄회로기판의 기준점(0, 0)에 기초한 해당 부품의 기준점의 좌표(Xo, Yo)로서, 해당 부품의 위치정보에 대응된다. 다만, 부품 기준점은 중심점 또는 1번 핀 기타 다른 부분 등과 같이 부품마다 다를 수 있다.

그러나, 캐드처리부(111)가 제공하는 부품정보 이외에 자동삽입장치의 부품 자동 삽입공정을 위해서는 다른 부가정보 들이 필요할 수 있다. 예컨대, 자동삽입장치의 부품 삽입공정에 의하면, 자동삽입장치의 그리퍼(Gripper)가 해당 칩을 파지한 후 해당 칩이 삽입될 위치로 이동하고 해당 부품의 자세에 맞게 회전한 다음, 삽입하게 된다. 따라서 자동삽입장치의 위치이동에는 해당 부품의 기준점 좌표가 아닌 중심점 좌표(Centroid X/Y)가 통상 필요하다.

또한, 저항이나 와이어 점퍼(Wire Jumper)의 경우, 자동삽입장치는 저항이나 와이어 점퍼를 삽입할 두 개 쓰루홀(Through Hole) 사이의 간격(Span)과 동일한 간격으로 절곡한 다음, 해당 위치로 이동하고 회전하여 삽입하게 된다. 이러한 경우, 자동삽입장치는 저항이나 와이어 점퍼의 중심점 좌표와 회전각도 뿐만 아니라 핀 간격(Span)에 대한 정보도 필요하게 된다.

따라서 부품리스트생성부(113)가 생성하는 부품 리스트는 캐드처리부(111)가 제공하는 부품 정보 이외에 자동삽입장치의 동작에 필요한 중심점 좌표(Centroid X/Y)와 핀 간격(Span)에 대한 정보를 더 포함하여 다음의 도 2와 같은 정보를 가질 수 있다.

해당 부품의 부품 라이브러리가 해당 부품의 중심점을 기준점으로 한 경우는 캐드처리부(111)가 제공하는 기준점 좌표가 곧 중심점 좌표가 될 것이다. 그러나 삽입형 부품 대부분의 부품 라이브러리는 해당 부품의 중심점을 기준점으로 하지 않는다.

이러한 경우, 중심점 좌표(Xc, Yc)는 해당 부품 라이브러리에서 추출한 해당 부품의 기준점과 전체 핀들의 좌표를 이용하여 구하게 된다. 다만, 부품 라이브러리에 포함된 핀의 좌표는 해당 부품의 기준점에 기초한 좌표로서, 인쇄회로기판의 기준점에 기초한 기준좌표는 아니다.

따라서 DIP(Dull in Line Package) 또는 일부 SMD 타입의 부품의 중심점 좌표는 다음의 수학식 1 및 2와 같이 구할 수 있다.

여기서, Xc와 Yc는 인쇄회로기판의 기준점(0, 0)을 기초로 한 중심점의 X 좌표, Y 좌표이며, Xo와 Yo는 해당 부품의 기준점의 좌표(즉, 기준좌표)가 된다. xi와 yi는 부품의 기준점을 중심으로 하는 i번 째 핀의 좌표가 된다. n은 해당 부품의 핀 수가 된다.

핀 간격(Span)은 핀 사이의 거리를 계산함으로써 구할 수 있다.

중심점 좌표와 핀 간격이외에도, 부품리스트생성부(113)는 자동삽입장치가 필요로 하고 캐드 데이터와 부품 라이브러리에 기초하여 생성할 수 있는 어떠한 정보도 생성할 수 있다. 이를 위해, 부품리스트생성부(113)는 생성 가능한 정보의 목록을 표시부(103)를 통해 사용자에게 표시하고, 사용자가 선택한 정보를 포함하는 부품 리스트를 생성하게 되는 것이다.

<실시 예 1>

도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시 예의 부품리스트 생성장치(330)는 캐드장치(310)와 별개로 독립되어, 캐드장치(310)와 부품자동삽입장치(350) 사이에 마련될 수 있다.

캐드장치(310)는 입력부(311), 표시부(313), 저장매체(315) 및 캐드처리부(319)를 포함하여, 입력부(311)를 통해 제공되는 사용자의 제어명령에 따라 전자회로 기판을 위한 인쇄회로기판(PCB)을 설계할 수 있다. 도 3의 입력부(311), 표시부(313), 저장매체(315) 및 캐드처리부(319)는 도 1의 입력부(101), 표시부(103), 저장매체(105) 및 캐드처리부(111)와 동일하게 동작하며 동일하게 설명될 수 있다.

부품자동삽입장치(350)는 캐드 데이터에 기반하여 부품리스트 생성장치(330)가 생성한 부품리스트를 기초로 인쇄회로기판에 납땜하거나 부착할 부품을 자동으로 삽입 또는 장착한다.

부품리스트 생성장치(330)는 캐드데이터분석부(331)와 데이터변환부(333)를 포함한다.

캐드데이터분석부(331)는 캐드장치(310)의 캐드처리부(319)가 제공하는 캐드데이터로부터 인쇄회로기판을 위한 도면에 포함된 부품에 대한 부품정보를 추출한다.

데이터 변환부(333)는 부품리스트에 포함되는 것 중 캐드데이터분석부(331)가 추출하지 못한 정보를 생성하여 부품 리스트를 생성한다. 여기서, 캐드데이터분석부(331)가 추출하지 못한 정보는 예컨대 앞서 설명한 중심점 좌표나 핀 간격에 대한 정보 등이 해당할 수 있다. 이를 위해, 데이터변환부(333)는 캐드데이터분석부(331)가 추출한 부품정보와 캐드장치(310)의 저장매체(315)에 저장된 부품 라이브러리를 이용하여 앞에서 설명한 방법으로 필요한 정보를 구하게 된다.

데이터 변환부(333)는 캐드데이터분석부(331)가 추출한 부품 정보와 자신이 생성한 정보를 이용하여 부품자동삽입장치(350)에 필요한 부품 리스트를 생성한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (5)

1. 사용자 제어명령에 따라 전자회로용 인쇄회로기판을 위한 캐드(CAD: Computer Aided Design) 데이터를 생성하는 캐드처리부와 부품 라이브러리를 저장하고 있는 저장매체를 구비한 캐드장치와, 부품리스트에 따라 상기 인쇄회로기판에 부품을 삽입하는 부품자동삽입장치 사이에 마련되고,
   상기 캐드처리부로부터 제공받은 캐드 데이터와 부품 라이브러리로부터 상기 부품 리스트에 포함될 부품 정보를 추출하는 캐드데이터분석부; 및
   상기 캐드데이터분석부가 추출한 부품 정보를 기초로 상기 부품 리스트를 생성하여 상기 부품자동삽입장치에게 제공하되, 상기 캐드데이터분석부가 추출하지 못한 부품정보는 직접 생성하여 상기 부품 리스트에 포함시키는 데이터변환부를 포함하고,
   상기 데이터변환부가 생성하는 정보 중 부품의 중심점 좌표는 다음의 수학식을 이용하여 구하며,
   

   

   
   

   

   
   여기서, Xc와 Yc는 상기 인쇄회로기판의 기준점(0, 0)을 기초로 한 상기 중심점의 X 좌표, Y 좌표이며, Xo와 Yo는 상기 캐드데이터에서 추출한 해당 부품의 기준점의 좌표, xi와 yi는 상기 부품의 기준점을 중심으로 하는 i번 째 핀의 좌표, 그리고 n은 해당 부품의 핀 수인 것을 특징으로 하는 부품리스트 생성장치.
   
2. 삭제
3. 전자회로를 위한 인쇄회로기판에 부품을 삽입하는 부품자동삽입장치에 사용될 부품 리스트의 부품 정보의 종류에 대한 사용자의 선택을 입력받는 입력부;
   상기 인쇄회로기판을 설계하여 캐드(CAD: Computer Aided Design) 데이터를 생성하는 캐드처리부;
   상기 캐드처리부에서 생성한 상기 인쇄회로기판의 설계도면을 표시하는 표시부;
   상기 캐드처리부의 설계를 위한 부품 라이브러리를 저장하고 있는 저장매체; 및
   상기 캐드처리부로부터 제공받은 캐드데이터로부터 상기 인쇄회로기판에 사용된 부품의 목록을 추출하여, 상기 추출된 부품에 대한 부품정보 중 상기 입력부를 통해 사용자로부터 선택받은 부품 정보를 상기 캐드 데이터와 부품 라이브러리로부터 생성하여 상기 부품 리스트를 생성하는 부품리스트생성부를 포함하고,
   상기 부품리스트생성부는,
   상기 부품 리스트에 포함되는 부품 정보 중 부품의 중심점 좌표를 다음의 수학식으로 변환하여 구하며,
   

   

   
   

   

   
   여기서, Xc와 Yc는 상기 인쇄회로기판의 기준점(0, 0)을 기초로 한 상기 중심점의 X 좌표, Y 좌표이며, Xo와 Yo는 상기 캐드데이터에서 추출한 해당 부품의 기준점의 좌표, xi와 yi는 상기 부품의 기준점을 중심으로 하는 i번 째 핀의 좌표, 그리고 n은 해당 부품의 핀 수인 것을 특징으로 하는 캐드장치.
   
   
4. 삭제
5. 삭제

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