KR101438697B1 - 부품실장기의 장착정확도 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 부품실장기의 장착정확도 검사방법은, 상기 부품실장기의 제어부 조작을 통해 기판 검사모드를 실행하는 단계; 상기 부품실장기의 가동을 중지시킨 상태에서, 상기 인식카메라가 공급된 기판위치로 이동하여 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상을 분석하여 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장된 부품의 장착정확도를 검사하는 단계; 상기 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장된 부품의 장착정확도에 문제가 없으면 상기 부품실장기의 가동을 진행하고, 상기 오차가 있으면 문제의 유형을 판단하는 단계; 및 상기 문제의 유형이 자체보정이 가능한 오차인 경우, 이에 대한 보정 값을 상기 제어부에 입력하여 다음 공급될 기판 또는 부품에 적용하는 단계;를 포함한다.

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Description

부품실장기의 장착정확도 검사방법{Mounting state examination method of Chip mounter}

본 발명은 기판 검사장치에 관한 것으로, 특히 부품실장기 자체에서 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 검사할 수 있어 효율적인 부품실장기의 장착정확도 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로 부품실장기(칩마운터)는 기판(PCB)에 반도체 패키지 등의 부품을 장착하는 작업을 수행하는 장치이다. 상기 부품실장기에서 부품을 실장 하기 이전에 부품이 기판의 정확한 위치로 실장 될 수 있도록 판단하는 과정이 선행되어야 한다.

이와 같이, 부품이 기판의 정확한 위치에 실장 되기 위해서는, 부품 공급 부로부터 공급된 부품을 기판상에 실장하기 이전에 흡착노즐에 픽업된 부품의 흡착상태 및 중심위치 등이 정확히 확인되어야 한다. 이를 위해 부품인식 과정을 진행한다.

이러한, 부품 인식 과정에서는 부품을 촬영하기 위한 인식카메라와, 부품에 빛을 조사하기 위한 광원과, 상기 광원에서 조사되는 밝기 값을 제어하기 위한 제 어부 등을 통해 이루어진다. 따라서, 상기 인식카메라에 의해 촬영된 부품의 영상을 분석함으로써, 부품이 기판상에 정확하게 실장 될 수 있도록 한다.

한편, 상기 실장과정과 별개로 기판 검사장비를 이용하여 인쇄회로기판을 검사하는 공정이 개별적으로 진행된다.

종래의 기판 검사장비 SMT(Surface Mount Technology)는, 장비 등에 의해 인쇄회로기판상에 표면 실장 된 각종 부품들의 장착위치 불량 여부 및 납땜 불량 여부 등을 검사하는 장비로써, 표면 실장 된 인쇄회로기판의 생산수율을 파악하는 기능과, 제품의 불량원인을 미리 제거하는 기능과, 검사도중 부품의 불량이 확인될 경우 이 부품을 신속히 수리할 수 있도록 하는 기능이 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 기판 검사장비(1)는 검사대상 기판과 동일한 가상의 투명기판(2) 또는 해당 기판을 인식카메라(3)로 촬영한다. 이후 획득된 영상을 통해 가상의 투명기판(2) 또는 해당 기판의 외형패턴 또는 기준이 되는 피두셜 마크 등을 분석한다.

다음으로, 분석을 통해 얻어진 결과를 통하여, 투명기판의 위치, 배치상태 및 부품의 장착정확도 등에 대한 오차를 알아낼 수 있다. 즉 컴퓨터의 모니터를 통해 영상을 확인함과 동시에 오차에 대한 보정 값 등을 알아낼 수 있다.

그러나 상기 종래의 장착정확도 검사장치(1)는, 부품실장기와 개별적인 장비로 사용되는 것으로, 기판의 장착단계에서 발생할 수 있는 오차 및 보정 값만을 표시하여 검사결과를 알려주는 정도에 그친다. 때문에 적극적인 조치가 불가능하다는 문제점이 있다.

즉, 실장 위치로 공급된 기판의 배치상태 또는, 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도에 문제가 발생하였을 경우, 부품실장기의 라인을 정지시킨 상태에서 기판을 검사한 후 라인을 다시 재가동해야하는 번거로움이 있다.

특히, 여러 대의 부품실장기가 하나의 실장 라인을 이루는 경우에는, 모든 부품실장기를 정지시킨 상태에서 각 부품실장기마다 개별적으로 검사해야만 하며, 문제에 대한 보정치도 각 부품실장기마다 개별적으로 적용해야 하는 어려움이 있다.

이에 따라, 보정치 적용 후에 모든 장비를 재가동해야 하는 일련의 과정들이 매우 번거로워 검사의 효율성이 떨어진다. 이는 기판 검사공정에 많은 시간을 소비하게 되어 부품 실장 공정에서의 생산성이 저하되는 요인이 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 부품실장기의 라인 가동중에 부품실장기 자체에서 실장위치로 공급된 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도 검사를 할 수 있고, 자체보정 가능한 문제의 유형에 대해서는 제어부 입력방식으로 오차 값을 바로 보정 할 수 있도록 함으로써 즉각적인 조치가 가능한 부품실장기의 부품의 장착정확도 검사방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 부품실장기의 제어부 조작을 통해 기판 검사모드를 실행하는 단계(S100); 상기 부품실장기의 가동을 중지시킨 상태에서, 상기 부품실장기의 픽업 헤드 내에 인식카메라가 공급된 기판위치로 이동하여 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상을 분석하여 기판의 배치상태 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 검사하는 단계(S200); 상기 기판의 배치상태 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 상기 장착정확도에 문제가 없으면 상기 부품실장기의 가동을 진행하고, 상기 장착정확도에 오차가 있으면 문제의 유형을 판단하는 단계(S300); 및 상기 문제의 유형이 자체보정이 가능한 오차인 경우, 이에 대한 보정 값을 제어부에 입력하여 다음 공급될 기판 또는 부품에 적용하는 단계(S400);를 포함하되, 상기 단계들(100, 200, 300, 400)은 상기 부품실장기의 라인 가동 중에 수행되고, 상기 단계(200)는 상기 기판의 위치 변화에 대응해서 상기 부품의 장착 불량 여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형이 X축 및 Y축의 변위 등과 같이 자체 보정이 가능한 오차인 경우 제어부 입력 방식으로 자체보정하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 자체보정의 정확도를 확인하기 위하여, 상기 기판의 배치상태 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 재검사하는 단계(S410, S410')를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 장착정확도를 재검사하는 단계(S410, S410')는 2~3회 반복 실시하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형이 상기 부품실장기의 장치이상인 경우 상기 문제의 유형을 알려주는 단계(S420); 및 상기 문제의 유형에 따라 조치를 따로 실시하는 단계(S430);를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형 및 조치사항에 대한 이력 정보를 저장하는 단계(S440)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 장착정확도를 검사하는 단계(S200)에는, 상기 기판 또는 상기 기판상에 실장된 부품의 초점거리 및 렌즈 화각(FOV)을 확보하기 위해 상기 인식카메라의 촬영거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 부품실장기의 라인 가동중에 기판 및 부품의 장착정확도를 검사할 수 있도록 함으로써, 부품의 부품실장 과정에서 정체되는 시간을 줄일 수 있어 생산성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 자체보정이 가능한 정도의 문제 유형에 대해서는, 제어부 입력 방식을 통해 오차 값을 즉각적으로 보정 할 수 있어 빈번히 발생하는 문제들에 대한 조치 를 즉각적으로 실시할 수 있는 장점이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 부품실장기의 장착정확도를 검사방법의 부품실장기의 픽업 헤드를 도시한 정면도이고, 도 3은 도 2에 따른 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 부품실장기위 장착정확도를 검사방법의 검사단계를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 기판 검사모드를 실행하는 단계(S100), 장착정확도를 검사하는 단계(S200), 문제의 유형을 판단하는 단계(S300) 및 보정 값을 적용하는 단계(S400)를 포함한다.

상기 부품실장기(미도시)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실장 라인을 따라 이동하는 픽업 헤드(100)와, 상기 픽업 헤드(100)에 수직으로 설치되어 승·하강할 수 있는 다수의 스핀들(110)과, 상기 스핀들(110)의 하단에 선택적으로 연결되어 부품을 픽업하기 위한 흡착노즐(111) 등이 구성된다.

또한, 상기 픽업 헤드(100)에는 하부로 공급되는 기판을 촬영하기 위한 인식카메라(120)와, 빛을 조사하기 위한 다수의 광원(LED 또는 할로겐 램프 등) 등이 구비될 수 있다.

즉, 상기 인식카메라(120)를 통해 촬영된 기판의 영상을 분석함으로써, 공급된 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도 등을 정확하게 분석 할 수 있다. 예를 들어, 기판 및 부품의 X축 및 Y축 변위 등과 같은 오차 등과 같은 장착상태에 대한 문제들을 알아낼 수 있다.

여기서, 기판 및 부품을 검사하기 위해서는, 상기 기판 및 부품 촬영 면이 일정 표식으로 형성되는 기준 피두셜 마크(Fiducial mark) 등을 통해 판단하거나, 부품의 크기 모양 또는 리드의 개수 및 모양 등 전체적인 외형패턴(전체적인 형상)을 통해 판단할 수도 있다.

이하, 본 발명의 각 단계들을 도 4를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기판 검사모드를 실행하는 단계(S100)에서는, 부품실장기의 제어부 조작을 통해 기판 검사모드를 실행하는 과정을 진행한다.

상기 기판 검사모드를 실행하는 단계(S100)에서는, 실장 스테이지에 배치된 기판 또는 기판상에 실장 된 부품을 인식카메라(120)로 촬영하여 기판의 배치상태 또는 부품의 장착정확도 등을 분석한다.

즉, 픽업 헤드(100)에 장착된 부품의 흡착상태 등을 하부의 인식카메라로 촬영하여 공급적합성을 판단하는 일반모드에서, 부품을 실장하기 위해 공급 배치되는 기판 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 확인할 수 있는 기판검사모드로 변경하는 과정이다.

다음으로, 검사하는 단계(S200)는, 상기 부품실장기의 가동을 중지시킨 상태에서, 상기 인식카메라가 공급된 기판위치로 이동하여 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상을 분석하는 과정을 진행한다.

상기 검사하는 단계(S200)는, 인식카메라(120)를 이동시켜 해당 기판 또는 기판상에 실장 된 해당 부품의 영상을 획득한다. 이때 제어부는 부품의 영상을 분석 하여 기판의 틀어짐, 위치변경 등과 부품의 장착위치 불량 여부(X축 및 Y축 변위 오차 값), 납땜 불량 여부 등이 있는지 여부를 판단한다.

여기서, 상기 검사하는 단계(S200)에는, 기판 또는 기판상에 실장 된 부품의 초점거리 및 렌즈 화각(FOV)을 확보하기 위해 상기 인식카메라의 촬영거리를 조절하는 단계(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 인식카메라(120)가 상하로 승강하는 구조를 가지도록 함으로써, 부품 장작정확성 검사시 하방에 배치된 기판상의 부품들 중 크기가 작거나 두께가 얇은 부품들에 대해서는, 인식카메라(120)가 하강하여 근접 촬영할 수 있도록 할 수 있다. 반면, 크기가 크거나 두꺼운 부품들에 대해서는 인식카메라(120)가 승강하여 일정거리를 가지는 상태에서 부품을 촬영할 수 있게 된다.

따라서, 부품의 형상, 크기 및 두께 등 다양한 조건들에 따라 달라져야 하는 렌즈의 초점거리 및 렌즈 화각 등을 조절하면서 촬영할 수 있다.

전술된 바와 같이, 상기 검사하는 단계(S200)에서의 검사방법은, 상기 기판 및 부품 촬영 면이 일정 표식으로 형성되는 기준 피두셜 마크(Fiducial mark) 등을 통해 판단하거나, 부품의 크기 모양 또는 리드의 개수 및 모양 등 전체적인 외형패턴(전체적인 형상)을 통해 판단할 수도 있다.

다음으로, 문제의 유형을 판단하는 단계(S300)는, 상기 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도에 문제가 없으면 상기 부품실장기의 가동 을 진행하고, 상기 오차가 있으면, 문제의 유형을 판단하는 과정을 진행한다.

상기 문제의 유형을 판단하는 단계(S300)는, 장착정확도의 문제 유형이 자체적으로 보정 할 수 없는 장치들의 이상인 경우, 부품 공급라인의 가동을 중지시킨 상태에서 제작사 또는 엔지니어의 점검을 통해 적절한 조치를 취하는 것이 바람직하다.

즉, 부품실장기의 스핀들(110)이 노후화되어 휘어지거나, 스프링의 장력저하 및 파손 등과 같은 장치 자체의 문제들은, 보정 값을 적용하는 방식으로 조치할 수 없으므로 상기와 같이 개별적으로 조치하는 것이 바람직하다.

반면, 상기 문제의 유형이 기판의 배치상태 불량 또는 부품의 장착위치 불량(X축 및 Y축의 변위와 같은 오차) 등과 같이 자체적으로 보정이 가능한 문제의 유형인 경우 문제 해결을 위한 다음 단계로 진행한다.

다음으로, 보정 값을 적용하는 단계(S400)는, 상기 문제의 유형이 자체보정이 가능한 오차인 경우, 이에 대한 보정 값을 상기 제어부에 입력함으로써, 다음 공급될 기판 및 부품들에 대해서는 보정 값이 적용된 상태로 공급될 수 있도록 한다.

즉, 상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형이 자체보정이 가능한 오차인 경우, 이에 대한 보정 값을 상기 제어부에 입력함으로써, 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 즉각적으로 보정할 수 있다.

또한, 기판의 배치상태 불량 또는 부품의 장착위치 불량(X축 및 Y축의 변위 와 같은 오차) 등과 같이 자체적으로 보정이 가능한 문제의 유형을 제어부 입력 방식으로 보정 값을 적용하여 조치할 수 있다.

한편, 상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 자체보정의 정확도를 확인하기 위하여, 상기 기판의 배치상태 또는 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 재검사하는 단계(S410, S410')를 포함할 수 있다.

상기 재검사하는 단계(S410, S410')의 반복 횟수는 2~3회 인 것이 바람직하나, 실장공정의 유형에 따라 사용자가 임의로 선택하여 설정할 수 있다.

이와 같이, 재검사하는 단계(S410, S410')를 실시하는 이유는, 부품의 장착 오차에 대한 보정을 하였더라도, 주위 환경적인 영향에 의해 보정 조치 이후에도 약간의 오차가 발생할 수 있기 때문이다.

한편, 기판 또는 부품에 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 문제의 유형이 부품실장기의 장치이상인 경우 문제의 유형을 알려주는 단계(S420)와, 상기 문제의 유형별 조치를 따로 실시하는 단계(S430);를 포함할 수 있다.

즉, 재검사하는 단계(S410, S410')를 통해서도 오차가 보정되지 않으면, 사용자는 자체보정이 불가능한 문제유형으로 판단하여 전술된 바와 같이 부품실장기의 제작사 또는 엔지니어의 점검을 통해 해결할 수 있다.

뿐만 아니라, 자체보정이 가능한 문제의 유형과, 자체보정이 불가능한 문제의 유형 및 조치사항 등에 대한 이력 정보를 저장하는 단계(S440)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 이력 정보를 저장하는 단계(S440)를 통해 얻어진 정보를 이용함으 로써, 이후에 발생하는 문제의 유형에 대해서는 더욱 신속하게 조치할 수 있다.

결과적으로, 본 발명은 부품실장기의 라인 가동중에 기판 및 부품의 장착정확도를 검사할 수 있어, 부품의 부품실장 과정에서 정체되는 시간을 줄일 수 있어 생산성이 향상되는 장점이 있다. 또한, 자체보정이 가능한 정도의 문제 유형에 대해서는, 제어부 입력 방식을 통해 오차 값을 즉각적으로 보정 할 수 있어 빈번히 발생하는 문제들에 대한 조치를 즉각적으로 실시할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 부품실장기의 장착정확도 검사방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

도 1은 종래의 부품실장기의 장착정확도를 검사하기 위한 장치를 도시한 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 부품실장기의 장착정확도를 검사방법의 부품실장기의 픽업 헤드를 도시한 정면도.

도 3은 도 2에 따른 측면도.

도 4는 본 발명에 따른 부품실장기위 장착정확도를 검사방법의 검사단계를 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100: 픽업 헤드 110: 스핀들

120: 인식카메라

Claims (7)

1. 부품실장기의 제어부 조작을 통해 기판 검사모드를 실행하는 단계(S100);

   상기 부품실장기의 가동을 중지시킨 상태에서, 상기 부품실장기의 픽업 헤드 내에 인식카메라가 공급된 기판위치로 이동하여 영상을 획득하고, 상기 획득된 영상을 분석하여 기판의 배치상태 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 검사하는 단계(S200);

   상기 기판의 배치상태 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 상기 장착정확도에 문제가 없으면 상기 부품실장기의 가동을 진행하고, 상기 장착정확도에 오차가 있으면 문제의 유형을 판단하는 단계(S300); 및

   상기 문제의 유형이 자체보정이 가능한 오차인 경우, 이에 대한 보정 값을 제어부에 입력하여 다음 공급될 기판 또는 부품에 적용하는 단계(S400);를 포함하되,

   상기 단계들(S100, S200, S300, S400)은 상기 부품실장기의 라인 가동 중에 수행되고, 상기 단계(S200)는 상기 기판의 위치 변화에 대응해서 상기 부품의 장착 불량 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형이 X축 및 Y축의 변위 등과 같이 자체 보정이 가능한 오차인 경우 제어부 입력 방식으로 자체보정하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 자체보정의 정확도를 확인하기 위하여, 상기 기판의 배치상태 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 장착정확도를 재검사하는 단계(S410, S410')를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 장착정확도를 재검사하는 단계(S410, S410')는 2~3회 반복 실시하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형이 상기 부품실장기의 장치이상인 경우 상기 문제의 유형을 알려주는 단계(S420); 및

   상기 문제의 유형에 따라 조치를 따로 실시하는 단계(S430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 보정 값을 적용하는 단계(S400)에서는, 상기 문제의 유형 및 조치사항에 대한 이력 정보를 저장하는 단계(S440)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.
7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제1항에 있어서,

   상기 장착정확도를 검사하는 단계(S200)에는, 상기 기판 또는 상기 기판상에 실장 된 부품의 초점거리 및 렌즈 화각(FOV)을 확보하기 위해 상기 인식카메라의 촬영거리를 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 부품실장기의 장착정확도 검사방법.

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