KR20170088519A - 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법 - Google Patents

칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 왕복 운동이 가능한 갠트리와, 상기 갠트리 상에서 상기 갠트리의 이동 방향에 대하여 직각 방향으로 이동 가능한 장착 헤드 및 장착 헤드에 부착되어서 부품 인식을 위한 촬영이 가능한 카메라를 포함하는 칩 부품 마운터에 있어서, 갠트리가 장착점에 위치하기 위한 이동 시작 시간을 저장하는 단계, 상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단하는 단계, 상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 크면 상기 갠트리의 안정화 완료 시간을 저장하는 단계 및 상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기 설정 안정화 시간보다 큰지 판단하는 단계를 포함하는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법을 제공한다.

Description

칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법{METHOD FOR MINIMIZING ERROR IN CHIP PART MOUNTER}
본 발명은 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 칩 부품 마운터의 스큐(skew) 변형에 의한 장착 정도 오차를 최소화할 수 있는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법에 관한 것이다.
플립 칩 마운터(flip chip mounter)는 반도체 공정 장비로서, 장착 정도가 장비 성능의 주요 사항이 되고 있으며, 최근에는 8um에서 5um급의 장착 정도가 요구되고 있다.
이를 위하여 갠트리(gantry) 기구물 변형의 최소화가 중요한데, 종래에는 갠트리 기구 조립시 직각도를 유지하도록 하고 있다. 하지만, 구동 모터에 전원을 인가하는 순간 양쪽 모터의 힘의 불균형이 발생하여 기구물이 소정 각도로 틀어지는 현상이 발생하는데, 이를 스큐(skew)라고 한다.
플립 칩 마운터는 갠트리에 부착되는 헤드에 인식용 카메라가 설치되어 있기 때문에 스큐의 변형이 발생되면 카메라의 위치도 함께 변화게 되며, 이는 장착 정도에 직접적인 영향을 주게 되는 문제점이 존재한다.
공개특허공보 제10-2005-0041932(2005.05.04)
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 칩 부품 마운터의 스큐(skew) 변형에 의한 장착 정도 오차를 최소화할 수 있는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법은 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 왕복 운동이 가능한 갠트리와, 상기 갠트리 상에서 상기 갠트리의 이동 방향에 대하여 직각 방향으로 이동 가능한 장착 헤드 및 장착 헤드에 부착되어서 부품 인식을 위한 촬영이 가능한 카메라를 포함하는 칩 부품 마운터에 있어서, 갠트리가 장착점에 위치하기 위한 이동 시작 시간을 카운트하는 단계, 상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단하는 단계, 상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 크면 상기 갠트리의 안정화 완료 시간을 저장하는 단계 및 상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기 설정 안정화 시간보다 큰지 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 갠트리의 오차값이 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단하는 단계에서, 상기 기설정 에러값은 상기 갠트리의 X축 위치 오차, 상기 갠트리의 Y축 위치 오차 및 상기 갠트리의 스큐축 위치 오차가 각각의 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단할 수 있다.
상기 갠트리의 X축 위치 오차, 상기 갠트리의 Y축 위치 오차 및 상기 갠트리의 스큐축 위치 오차가 모두 만족되는 경우 상기 갠트리의 안정화 완료 시간을 저장하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 갠트리의 X축 위치 오차, 상기 갠트리의 Y축 위치 오차 및 상기 갠트리의 스큐축 위치 오차 중 어느 하나의 조건이 만족되지 않는 경우, 상기 갠트리의 오차값이 소정 방향 설정값보다 작거나 큰지 판단하는 단계를 각각 반복 수행할 수 있다.
상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기 설정 안정화 시간보다 큰지 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않는 경우 경고를 발생시킬 수 있다.
상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기 설정 안정화 시간보다 크면 카메라 인식을 수행하거나 장착을 수행할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법은 가이드 레일을 따라 왕복 운동하는 갠트리가 진행 방향에 대하여 불균형에 의한 스큐로 발생되는 장착 오차를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 칩 부품 마운터의 스큐가 발생된 상태를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터를 도시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터는 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 왕복 운동이 가능한 갠트리(110), 갠트리(110) 상에서 갠트리(110)의 이동 방향에 대하여 직각 방향으로 이동 가능한 장착 헤드(120) 및 장착 헤드(120)에 부착되어서 부품 인식을 위한 촬영이 가능한 카메라를 포함할 수 있다.
갠트리(110)는 베이스(미도시) 상에서 다양한 전자 부품을 각각 그 부품 흡착 및 장착 위치에 1개씩 공급하기 위한 장착 헤드(120)를 Y방향을 따라 이동시킬 수 있도록 X방향을 따른 길이를 갖는 바(bar) 형상으로 형성될 수 있다.
상기 베이스 상에는 다양한 전자 부품을 각각 그 부품의 흡착 및 장착 위치에 1개씩 공급하는 부품 공급 장치로서의 갠트리(110) 및 장착 헤드(120)가 포함될 수 있다.
갠트리(110)는 하측에 적어도 2개의 가이드 레일(100)을 따라 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 여기서, 갠트리(110)의 하측에는 도시하지 않은 구동륜 등의 부재가 포함되고, 이러한 부재가 가이드 레일(100)에 결합된 상태에서 회전됨으로써 갠트리(110)의 왕복 운동이 가능하도록 한다.
또한, 상기 구동륜의 구동을 위한 제1 구동 모터(101) 및 제2 구동 모터(102)가 각각 배치될 수 있다. 갠트리(110)는 각각의 구동 모터(101, 102)에 의해 가이드 레일(100)을 따라 Y축 방향으로 이동됨으로써 갠트리(110)에 결합된 장착 헤드(120)가 부품 흡착 또는 장착 위치로 이동되도록 한다.
갠트리(110)의 길이 방향을 따른 방향인 X축 방향으로 왕복 이동될 수 있도록 장착 헤드(120)가 포함될 수 있다. 장착 헤드(120)는 각각의 구동 모터(101, 102)에 의해 Y축 방향의 흡착 또는 장착 위치에 도달하면 구동 모터(101, 102)의 회전이 정지되고, 장착 헤드(120)가 X축 방향을 따라 이동됨으로써 최종 흡착 또는 장착 위치에 도달하게 된다.
장착 헤드(120)는 부품을 흡착 또는 장착하기 위하여 적어도 1개 이상의 흡착 노즐(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 장착 헤드(120)에는 설정된 위치에서 부품을 영상 인식하기 위한 카메라(121)를 더 포함할 수 있다.
카메라(121)는 부품 흡착으로부터 부품 장착까지의 갠트리(110) 이동 중에 각 흡착 노즐(미도시)에 흡착 지지되는 모든 전자 부품의 화상을 입력받아서 이를 인식한다.
장착 헤드(120)의 흡착 또는 장착 위치로 이동시키기 위하여 제어부(200)가 더 포함될 수 있다. 제어부(200)는 제1 구동 모터(101)를 구동하기 위한 제1 드라이브(131) 및 제2 구동 모터(102)를 구동하기 위한 제2 드라이브(132)를 각각 제어할 수 있다.
제어부(200)는 제1 드라이브(131)를 제어하고, 제1 드라이브(131)로부터 전기적으로 연결되는 제1 동력 라인(131a)이 제1 구동 모터(101)에 연결될 수 있고, 제2 드라이브(132)를 제어하되, 제2 드라이브(132)로부터 전기적으로 연결되는 제2 동력 라인(132a)이 제2 구동 모터(102)에 연결될 수 있다.
따라서, 제1 드라이브(131) 및 제2 드라이브(132)는 제어부(200)로부터 위치 제어를 입력받으면 제1 동력 라인(131a) 및 제2 동력 라인(132a)을 경유하여 제1 구동 모터(101) 및 제2 구동 모터(102)에 전류를 인가하게 된다.
도 2는 도 1의 칩 부품 마운터의 스큐가 발생된 상태를 도시한 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이 2개의 구동 모터(101, 102)를 제어하여 갠트리(110)를 이동시키는 경우, Y1축 및 Y2축을 따라 이동되는 각각의 구동 모터(101, 102)의 위치가 어긋나는 경우가 발생된다. 이와 같이 갠트리(110)가 X축에 대하여 평행하지 않은 skew축을 이루는 상태로 어긋나는 현상을 스큐(skew)라고 정의할 수 있다.
이하, 스큐로 인한 장착 헤드(120)의 장착 오차를 최소화할 수 있는 방법을 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법은 우선, 갠트리를 이동시키기 위한 제어를 초기화한다. (S100)
단계 S100 이후, 갠트리(110)의 목표 위치까지의 소요시간을 카운트한다. (S110)
단계 S110 이후, 갠트리(110)를 각각 X, Y축을 따른 방향으로 이동하도록 각각의 구동 모터(101, 102)를 구동 제어한다. (S120) 여기서, 제어부(200)의 제어 신호를 전달받는 제1 드라이브(131) 및 제2 드라이브(132)에 각각 연결된 제1 동력 라인(131a) 및 제2 동력 라인(132a)을 경유하여 각각의 구동 모터(101, 102)로 전류가 인가된다.
단계 S120 이후, 인코더(encoder)에 따라 장착 헤드(120)가 부품 흡착 또는 장착 위치에 도착되었는지 확인한다. (S130) 여기서, 각각의 구동 모터에는 인코더(미도시)가 설치되고, 이러한 인코더로부터의 펄스 신호에 의해 장착 헤드(120)의 위치가 파악될 수 있다.
단계 S130의 조건을 만족하지 않으면 S130 단계를 반복적으로 수행하고, 단계 S130의 조건을 만족하게 되면 갠트리(110)가 X축 및 Y축을 따라 이동하도록 제어한다.
이후, 갠트리(110)의 X축, Y축 및 skew축을 따른 위치 에러값이 기설정 에러값보다 같거나 작은지 판단한다. (S141, S142, S143) 이때, 기설정 에러값은 일 예로 1로 설정할 수 있고, 갠트리(110)의 X축, Y축 및 skew축 위치 에러값이 모두 1보다 작거나 같은지 판단한다. (S150)
단계 S150의 3가지 조건이 모두 만족되는 경우, 갠트리(110)의 안정화가 완료된 시간을 저장한다. (S160)
이후, 갠트리(110)의 안정화 시간이 기설정 안정화 시간보다 큰지 판단한다. (S170) 여기서, 기설정 안정화 시간은 복수회의 실험을 기초로 하여 평균값으로 설정할 수 있을 것이다.
단계 S170의 조건을 만족하지 않는 경우 경고를 발생시킨다. (S172) 여기서, 단계 S170의 조건을 만족하면 카메라(121)의 인식 작동을 수행하거나 장착 헤드(120)의 장착을 시작한다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법에 의하면 갠트리 안정화 완료 시간을 기설정값과 비교한 이후에 카메라 인식 또는 장착 헤드의 부품 장착을 수행하므로 장착 헤드 및 갠트리의 가동 시간을 줄이고 생산 효율을 극대화할 수 있게 된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 가이드 레일
101: 제1 구동 모터
102: 제2 구동 모터
110: 갠트리
120: 장착 헤드
121: 카메라
131: 제1 드라이브
132: 제2 드라이브
131a: 제1 동력 라인
132a: 제2 동력 라인
200: 제어부

Claims (6)

  1. 평행하게 배치된 가이드 레일을 따라 왕복 운동이 가능한 갠트리와, 상기 갠트리 상에서 상기 갠트리의 이동 방향에 대하여 직각 방향으로 이동 가능한 장착 헤드 및 장착 헤드에 부착되어서 부품 인식을 위한 촬영이 가능한 카메라를 포함하는 칩 부품 마운터에 있어서,
    갠트리가 장착점에 위치하기 위한 이동 시작 시간을 저장하는 단계;
    상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단하는 단계;
    상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 크면 상기 갠트리의 안정화 완료 시간을 저장하는 단계; 및
    상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기 설정 안정화 시간보다 큰지 판단하는 단계를 포함하는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 갠트리의 위치 에러값이 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단하는 단계에서,
    상기 기설정 에러값은 상기 갠트리의 X축 위치 오차, 상기 갠트리의 Y축 위치 오차 및 상기 갠트리의 스큐축 위치 오차가 각각의 기설정 에러값보다 작거나 큰지 판단하는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 갠트리의 X축 위치 오차, 상기 갠트리의 Y축 위치 오차 및 상기 갠트리의 스큐축 위치 오차가 모두 만족되는 경우 상기 갠트리의 안정화 완료 시간을 저장하는 단계를 수행하는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 갠트리의 X축 위치 오차, 상기 갠트리의 Y축 위치 오차 및 상기 갠트리의 스큐축 위치 오차 중 어느 하나의 조건이 만족되지 않는 경우, 상기 갠트리의 오차값이 소정 방향 설정값보다 작거나 큰지 판단하는 단계를 각각 반복 수행하는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기설정 안정화 시간보다 큰지 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않는 경우 경고를 발생시키는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 갠트리의 안정화 완료 시간이 기 설정 안정화 시간보다 크면 카메라 인식을 수행하거나 장착을 수행하는 칩 부품 마운터의 오차 최소화 방법.
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