캐리어 테이프의 진동 방지, 부품 자세 안정화
적절한 부품 공급 확보

본 발명의 목적은, 캐리어 테이프의 진동을 방지하여 부품 자세를 안정화시켜, 적절한 부품 공급을 확보할 수 있는 테이프 피더 및 이 테이프 피더가 내부에 장착된 부품 실장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 캐리어 테이프를 그 상면측으로부터 누르면서 가이드하는 누름 부재에 형성된 가이드 면에 베이스 테이프로부터 톱 테이프를 박리하는 테이프 박리 위치의 하류측으로서, 베이스 테이프의 이송 구멍보다 외측에 있는 베이스 테이프의 외측 에지 위치에 대응하여 테이프 이송 방향을 따라서 주어진 범위에서 아래쪽으로 돌출하는 볼록부를 제공한다. 이에 따라, 누름 부재가 캐리어 테이프를 그 상면측으로부터 아래로 누르고 있는 상태에서, 볼록부가 베이스 테이프의 외측 에지 위치와 그 상면측으로부터 접촉되어, 베이스 테이프(15a)의 진동을 방지한다.
 

배경 기술

부품 실장 장치에서 사용하기 위한 전자 부품 공급 장치로서, 테이프 피더가 알려져 있다. 이 테이프 피더는, 전자 부품을 유지한 캐리어 테이프를 부품 실장 기구에 포함된 실장 헤드에 의하여 픽업된 픽업 위치에 간헐 공급하는 장치이다. 픽업 위치 근방에서는 캐리어 테이프가 테이프 피더의 본체부 내에 설치된 테이프 주 행로를 따라서 캐리어 테이프의 상부를 톱 테이프에 의해서 밀봉한 상태로 테이프 이송 기구에 의해서 피치 이송된다. 그리고 캐리어 테이프는 픽업 위치의 근방에서 캐리어 테이프의 상면을 가이드 하는 가이드 면을 갖는 누름 부재에 의해 밀어 유지된다. 캐리어 테이프는 테이프 박리 기구에 의해서 톱 테이프가 박리된 후, 누름 부재에 설치된 부품 추출용의 개구부를 통해, 부품 실장 기구의 실장 헤드에 의해서 픽업된다(일본 특허 공개 2009-170833호 공보 참조). 이 특허 문헌에 개시된 선행 기술에서, 테이프 주 행로에서 스프로켓의 상류측의 위치에 캐리어 테이프가 일시적으로 유지되어, 캐리어 테이프와 스프로켓 간의 맞물림을 유지한 예가 나타나 있다.

발명의 내용

해결하려는 과제
종래 기술에서, 누름 부재의 가이드 면과 캐리어 테이프 간의 밀착 정도에 기인하여 이하와 같은 과제가 있었다. 즉, 누름 부재의 가이드 면은 설계상 이러한 가이드 면이 톱 테이프의 상면에 접촉하도록 하는 사이즈를 갖도록 설정되므로, 톱 테이프가 박리된 후의 캐리어 테이프에는 가이드 면이 완벽하게 밀착하지 않고, 톱 테이프의 두께에 해당하는 간극(clearance)이 생기고 따라서 이러한 간극을 가지고 캐리어 테이프가 이송된다. 그리고 이러한 간극을 갖는 부분은 캐리어 테이프에 형성된 이송 구멍에 스프로켓의 이송 핀이 맞물리는 범위에 있기 때문에 테이프의 피치 이송 동작에서 이송 핀이 이송 핀으로부터 이탈할 때 발생되는 마찰 등의 외력에 의해 캐리어 테이프에는 진동이 야기된다. 이러한 진동은 캐리어 테이프의 상류측에 전파되어, 부품 포켓 내의 전자 부품의 자세를 흩뜨린다. 그리고 부품 사이즈의 미소화에 수반하여 부품 포켓의 사이즈가 작은 경우에, 이러한 진동에 의한 부품 자세에의 영향은 크고, 최악의 경우에는 이러한 진동이 부품의 불규칙 운동과 부품 포켓으로부터의 탈락을 야기한다는 우려가 생긴다. 이와 같이 종래의 테이프 피더에서 누름 부재와 캐리어 테이프 간의 간극에 기인하여 생기는 진동 때문에 부품 자세가 불안정하게 되어 적절한 부품 공급을 방해한다는 문제점이 있다. 따라서 본 발명의 목적은 캐리어 테이프의 진동을 방지하여 부품 자세를 안정화시켜, 적절한 부품 공급을 확보할 수 있는 테이프 피더 및 이 테이프 피더가 내부에 장착된 부품 실장 장치를 제공하는 것이다.

발명의 효과
본 발명에 따르면, 캐리어 테이프를 그 상면측으로부터 누르면서 가이드하는 누름 부재에 설치된 가이드 면에 베이스 테이프로부터 탑 테이프를 박리하는 테이프 박리 위치의 하류측이며 베이스 테이프의 이송 구멍보다 외측에 있는 베이스 테이프의 외측 에지 위치에 대응하여 테이프 이송 방향을 따라서 주어진 범위에서 아래쪽으로 돌출하는 볼록부가 제공된다. 따라서 누름 부재가 캐리어 테이프를 그 상면측으로부터 누르고 있는 상태에서 볼록부가 베이스 테이프의 외측 에지 위치와 그 상면측으로부터 접촉하여 베이스 테이프의 진동을 방지한다. 이것은 캐리어 테이프의 진동을 방지하여 부품 자세를 안정화시켜 적절한 부품 공급을 확보할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 
다음에 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 그림 1에서 베이스(1a)의 중앙에는 X 방향(기판 반송 방향)으로 연장하는 기판 반송 기구(2)가 배치되어 있다. 기판 반송 기구(2)는 상류측으로부터 반입된 기판(3)을 반송하여 이것을 부품 실장 작업을 실행하기 위해서 설정된 실장 스테이지에 위치 결정하여 유지한다. 기판 반송 기구(2)는 기판(3)을 위치 결정하여 유지하는 기판 유지부로서 기능한다. 기판 반송 기구(2)의 양측에는 2개의 부품 공급부(4)가 배치되어 있고, 각 부품 공급부(4)에는 복수의 테이프 피더(5)가 병설되어 있다. 각 테이프 피더(5)는 전자 부품을 그 위에 유지한 캐리어 테이프를 피치 이송함으로써, 이하에 설명하는 부품 실장 기구에 포함된 실장 헤드에 의하여 픽업되는 픽업 위치로 전자 부품을 이송한다.
베이스(1a)의 상면의 2개의 단부상에는 Y축 테이블(6A, 6B)이 배치되어 있고, Y축 테이블(6A, 6B) 상에는 2개의 X축 테이블(7A, 7B)이 배치되어 있다. Y축 테이블(6A)을 구동함으로써, X축 테이블(7A)이 Y 방향으로 수평 이동되고, Y축 테이블(6B)을 구동함으로써, X축 테이블(7B)이 Y 방향으로 수평 이동된다. X축 테이블(7A, 7B)에는 각각 실장 헤드(8) 및 연관된 실장 헤드(8)와 일체적으로 이동하는 기판 인식 카메라(9)가 장착되어 있다.
Y축 테이블(6A), X축 테이블(7A), Y축 테이블(6B), X축 테이블(7B)이 조합되어 구동되면, 실장 헤드(8)가 수평 이동되어 각각의 부품 공급부(4)로부터 전자 부품을 흡착 노즐(8a)에 의해서 픽업하여 이 부품을 기판 반송 기구(2)에 의하여 위치 결정된 기판(3) 상에 실장한다. Y축 테이블(6A), X축 테이블(7A), Y축 테이블(6B), X축 테이블(7B)은 실장 헤드(8)를 이동시키는 헤드 이동 기구를 구성한다.
실장 헤드(8)와 함께 기판(3) 상에 이동된 기판 인식 카메라(9)는 기판(3)을 촬상하고 인식한다. 부품 공급부(4)로부터 기판 반송 기구(2)에 이르는 경로에 부품 인식 카메라(10)가 배치된다. 부품 공급부(4)로부터 전자 부품을 추출한 실장 헤드(8)가 실장 스테이지에 위치 결정된 기판(3)으로 이동할 때, 흡착 노즐(8a)에 의하여 유지된 전자 부품을 부품 인식 카메라(10)의 상측으로 X 방향으로 이동시킴으로써, 부품 인식 카메라(10)는 흡착 노즐(8a)에 의하여 유지된 전자 부품을 촬상한다. 그리고 촬상 결과를 인식 장치를 사용하여 인식 처리함으로써, 흡착 노즐(8a)에 의하여 유지된 전자 부품의 위치가 인식되고, 전자 부품의 종류가 식별된다. 노즐 유지부(11)는 복수 종류의 흡착 노즐(8a)을 주어진 자세로 수납하고, 실장 헤드(8)가 노즐 유지부(11)에 액세스하여 노즐 교환 동작을 하는 것에 의해 실장 헤드(8)에 의하여 장착되는 전자 부품의 종류에 따라서 노즐 교환이 행해진다.

이제, 부품 공급부(4)의 구조를 설명한다. 그림 2에 도시된 바와 같이, 부품 공급부(4)에는 복수의 테이프 피더(5)를 그 위에 장착하기 위한 피더 베이스(4a)가 설치된다. 테이프 피더(5)는 피더 장착용 카트(12)에 의해서 부품 공급부(4)에 배치되고, 이 카트(12)는 캐리어 테이프(15)를 권취 상태로 갖는 테이프 릴(14)을 유지하기 위한 릴 유지부(13)를 포함한다. 릴 유지부(13)는 테이프 릴(14)을 회전 가능하게 유지하기 위한 유지 롤러를 포함하고, 따라서 부품 공급부(4)에 배치된 테이프 릴(14)을 회전시킴으로써, 캐리어 테이프(15)가 인출될 수 있다.
그림 3에 도시된 바와 같이, 테이프 피더(5)는 본체부(5a) 및 본체부(5a)의 하면으로부터 아래쪽으로 돌출되어 제공된 장착부(5b)를 포함한다. 테이프 피더(5)가 본체부(5a)의 하면이 피더 베이스(4a)에 따른 상태로 장착된 상태에서, 장착부(5b)에 설치된 커넥터부(5c)가 피더 베이스(4a)에 맞물린다. 이에 따라 테이프 피더(5)는 부품 공급부(4)에 고정 장착되고, 또한 부품 실장 장치(1)의 제어 유닛(30)과 전기적으로 접속된다.
본체부(5a)의 내부에는 테이프 릴(14)로부터 인출되고 본체부(5a) 내로 받아들인 캐리어 테이프(15)를 가이드하는데 사용되는 테이프 주행로(5d)가 본체부(5a)의 후단부로부터 그 선단부까지 연속하여 연장되도록 형성된다. 캐리어 테이프(15)는 테이프 본체를 구성하는 종이제의 베이스 테이프(15a), 부품 포켓(15b) 또는 전자 부품(16)을 수납 유지하는 부품 수납용 오목부 및 캐리어 테이프(15)를 피치 이송하기 위한 주어진 피치로 형성된 이송 구멍(15d)으로 구성된다. 베이스 테이프(15a)의 상면은 부품 포켓(15b)으로부터 전자 부품(16)이 탈락하는 것을 방지하기 위해서, 부품 포켓(15b)을 덮고 톱 테이프(15e)에 의해서 밀봉된다.

본체부(5a)는 캐리어 테이프(15)를 피치 이송하기 위한 테이프 이송부(17)를 내장하고 있다. 테이프 이송부(17)는 테이프 주행로(5d)의 선단부에 설치된 스프로켓(20)을 회전 구동하는 이송 모터(19) 및 이송 모터(19)를 제어하는 피더 제어부(18)를 포함한다. 테이프 피더(5)가 피더 베이스(4a)에 장착된 상태에서 피더 제어부(18)는 제어 유닛(30)에 접속된다.
그림 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 스프로켓(20)에는 이송 구멍(15d)에 맞물릴 수 있는 이송 핀(20a)이 주어진 피치로 제공된다. 이송 핀(20a)이 이송 구멍(15d)에 맞물려서 이송 모터(19)가 구동되어 회전축(19a)에 결합된 베벨 기어(23)를 통해 스프로켓(20)을 간헐 회전시키면 캐리어 테이프(15)는 하류측(그림 3, 그림 4의 (a) 및 (b)에서 우측)으로 피치 이송된다. 스프로켓(20) 및 이송 모터(19)는 본체부(5a)에 제공되고 스프로켓(20)의 이송 핀(20a)이 이송 구멍(15d)에 맞물린 상태로 스프로켓(20)을 간헐 회전시킴으로써, 캐리어 테이프(15)를 주어진 피치로 피치 이송하는 테이프 이송 기구를 구성한다. 이 스프로켓(20) 측은 부품 포켓(15b) 내의 전자 부품(16)이 실장 헤드(8)의 흡착 노즐(8a)에 의해서 흡착되어 부품 포켓으로부터 추출되는 픽업 위치를 제공한다. 본체부(5a)는 스프로켓(20) 근방에 존재하는 상면측에 피봇 핀(24)을 피봇점으로 하여 회전될 수 있는 누름 부재(21)를 포함한다. 그림 4의 (a)에 도시된 상태에서 누름 부재(21)는 테이프 주행로(5d)의 픽업 위치를 포함하는 주어진 범위에서 캐리어 테이프(15)를 가이드 면(21e)을 사용하여 그 상면측으로부터 누르면서 가이드한다. 이 주어진 범위는 캐리어 테이프(15)를 흡착 노즐(8a)을 이용하여 픽업 위치로 가이드하고, 또한 이송 구멍(15d)을 이송 핀(20a)과 적절하게 맞물리는 데 필요한 범위로 설정된다. 또한, 그림 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 누름 부재(21)가 피봇 핀(24)을 피봇점으로 하여 화살표 a 방향으로 회전된 상태에서 테이프 주행로(5d)에서 스프로켓(20)의 상면이 개방된다. 이에 따라 작업자가 캐리어 테이프(15)를 조작하여 이송 핀(20a)과 이송 구멍(15d)을 맞물리게 하는 테이프 장착 작업을 가능하게 한다.

누름 부재(21)는 흡착 노즐(8a)에 의한 픽업 위치에 대응하여 형성된 흡착 개구부(22)를 포함한다. 흡착 개구부(22)의 상류단은 톱 테이프(15e)를 박리하기 위한 톱 테이프 박리부(22a)를 제공한다. 즉, 캐리어 테이프(15)가 누름 부재(21)의 하측을 주행하는 동안 톱 테이프(15e)를 톱 테이프 박리부(22a) 주위에 이동시켜 상류측으로 인출함으로써, 픽업 위치의 상류측에 존재하는 테이프 박리 위치(톱 테이프 박리부(22a)의 위치)에서 톱 테이프(15e)가 베이스 테이프(15a)로부터 박리되어 상류측으로 절첩된다. 절첩된 톱 테이프(15e)는 톱 테이프 이송 기구에 의해서 본체부(5a) 내에 형성된 테이프 회수부 내로 이송되어 회수된다. 이에 따라 부품 포켓(15b) 내의 전자 부품(16)이 흡착 개구부(22)의 상측으로 노출되어, 흡착 노즐(8a)에 의한 추출이 가능하다. 흡착 개구부(22)에 형성된 톱 테이프 박리부(22a) 및 톱 테이프 이송 기구는, 픽업 위치의 상류측에서 테이프 이송 방향으로 설정된 테이프 박리 위치에서, 톱 테이프(15e)를 베이스 테이프(15a)로부터 박리하는 박리 기구를 구성한다.

흡착 개구부(22) 근방의 상세 형상을 도시한다. 그림 5의 (a)에서 A-A 단면에 도시한 바와 같이, 누름 부재(21)는 아래쪽으로 개구한 직사각형 프레임형 단면 형상, 즉 수평인 상면(21a)의 양측으로부터 하향으로 연장된 2개의 측면부(21b)를 갖는 단면 형상을 갖는 직사각형 부재로 주로 구성된다. 상면부(21a)의 이면은, 캐리어 테이프(15)의 상면을 상측으로부터 아래로 누르면서 가이드하는 가이드 면(21e)을 제공한다. 그림 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 누름 부재(21)에서의 상류측(그림 5의 (a) 및 (b)의 좌측)의 선단부는, 2개의 측면부(21b)가 아래쪽으로 연장된 피봇부(21c)를 제공한다. 피봇부(21c)에 형성된 피봇 구멍(21d)이 피봇 핀(24)에 의해서 피봇 지지되면, 누름 부재(21)는 본체부(5a)에 대하여 개폐 가능하게 결합된다. 누름 부재(21)가 본체부(5a)에 대하여 폐쇄되면, 즉 누름 부재(21)가 피봇 핀(24) 주위에 회전되어 본체부(5a)를 상측으로부터 덮은 상태에서, 누름 부재(21)의 측면부(21b)가 본체부(5a)의 측면에 위치되어, 캐리어 테이프(15)의 폭 방향을 가이드한다. 또한 이 상태에서, 상면부(21a)의 이면에 형성된 가이드 면(21e)이 테이프 주행로(5d)를 따라서 이송되고 있는 캐리어 테이프(15)의 상면에 위치되어, 캐리어 테이프(15)를 상측으로부터 아래로 누르면서 상면을 가이드한다.

그림 6에 도시된 바와 같이 흡착 개구부(22)의 하류측에는 본체부(5a)에서의 스프로켓(20)의 위치에 대응하여 그림 4의 (a)에 도시된 장착 상태에서 스프로켓(20)의 이송 핀(20a)과의 간섭을 피하기 위해서 핀 해제용으로 형성된 핀 해제 개구부(25)가 형성된다. 상면부(21a)에서 흡착 개구부(22)의 하류측에는 C-C 단면에 도시된 바와 같이 캐리어 테이프(15)에서의 부품 포켓(15b)의 위치에 대응하여 상측으로 돌출된 볼록 가공부(26)가 핀 해제 개구부(25)와 평행하게 형성된다. 그리고 가이드 면(21e)의 볼록 가공부(26)에 대응한 이러한 범위는 오목부(26a)를 제공한다.
오목부(26a)는 흡착 노즐(8a)에 의한 부품 픽업 동작에서 적절하게 픽업되지 않고서 흡착 개구부(22) 내에 잔류된 전자 부품(16)을, 하류측으로 배출시키기 위한 공간으로서 기능한다. 이에 따라 픽업 오류로 남겨진 전자 부품(16)이 누름 부재(21)와 흡착 노즐(8a) 사이에 삽입될 때 야기되는 테이프 이송 이상을 방지할 수 있다. 가이드 면(21e)의 핀 해제 개구부(25) 외측에 존재하는 에지에는, 주어진 돌출 마진(예컨대, 0.1mm 내지 0.3mm)으로 아래쪽으로 돌출한 볼록부(27)가 핀 해제 개구부(25)의 길이 방향(테이프 이송 방향)을 따라서 핀 해제 개구부(25)의 전체 길이의 절반보다 더 연장되어 제공되어 있다. 볼록부(27)의 테이프 폭 방향의 위치는, 누름 부재(21)가 본체부(5a)에 대하여 폐쇄되고 캐리어 테이프(15)를 그 상면측으로부터 누른 상태에서, 베이스 테이프(15a)의, 이송 구멍(15d)보다 외측에 존재하는 외측 에지 위치에 볼록부(27)가 접촉되는 위치에 설정된다.

캐리어 테이프(15)가 본체부(5a)에 장착된 후, 누름 부재(21)가 폐쇄되어, 캐리어 테이프(15)를 상측으로부터 누른 상태에서, 그림 7의 (a)에 도시된 바와 같이, 볼록부(27)는 베이스 테이프(15a)의, 이송 핀(20a)과 맞물린 이송 구멍(15d)의 외측에 있는 외측 에지 위치에 접촉되어 돌출 마진에 대응하는 양만큼 베이스 테이프(15a)를 아래로 누른다. 이에 따라 베이스 테이프(15a)의 외측 에지 위치에는 베이스 테이프(15a)를 아래쪽으로 휘게 하는 휨 외력에 대응하는 힘(F)이 작용된다. 이 힘(F)에 의해 스프로켓(20)에 의한 테이프 이송 동작시 베이스 테이프(15a)의 진동을 방지할 수 있다.
종래 기술에서 누름 부재(21)에 형성된 가이드 면(21e)은 설계상 톱 테이프(15e)를 포함한 캐리어 테이프(15)의 상면에 가이드 면(21e)이 접촉되도록 하는 치수를 갖도록 형성된다. 이 경우 톱 테이프(15e)가 박리된 후 캐리어 테이프(15), 즉 테이프 박리 위치로부터 하류측에서의 베이스 테이프(15a)의 상면에는 가이드 면(21e)이 완벽하게 밀착하지 않고, 톱 테이프(15e)의 두께에 해당하는 근소한 간극을 갖고 테이프가 이송된다. 따라서 이러한 간극이 생긴 범위에서, 어떠한 원인에 의해서 발생된 진동, 예컨대 이송 핀(20a)이 이송 구멍(15d)으로부터 이탈할 때 생긴 마찰 등의 외력에 기인하는 진동이 생긴 경우 이 진동은 캐리어 테이프(15)의 상류측으로 전파하여 톱 테이프(15e)의 박리 후의 부품 포켓(15b)에서 전자 부품 자세가 불안정하게 되어 전자 부품의 적절한 공급을 방해한다.
한편, 본 실시예에서, 볼록부(27)가 핀 해제 개구부(25)의 전체 길이의 실질적으로 과반에 걸쳐 제공된다. 이 경우 이송 핀(20a)이 이송 구멍(15d)에 맞물리는 범위에서 베이스 테이프(15a)의 외측 에지 위치에는 그림 7의 (b)에 도시된 바와 같이 볼록부(27)가 베이스 테이프(15a)의 상면에 접촉함에 의한 힘(F)이 작용된다. 이 힘(F)은 베이스 테이프(15a)에 제진 외력으로서 작용하여 테이프 피치 이송 동작에서 스프로켓(20)의 간헐 회전(화살표 b)에 의해서 이송 핀(20a)이 이송 구멍(15d)으로부터 이탈될 때 생성된 마찰 등의 외력에 의해 베이스 테이프(15a)에 유도된 진동(화살표 c)의 상류측으로의 전파가 방지된다. 이것은 톱 테이프(15e)가 박리된 후의 부품 포켓(15b)에서 베이스 테이프(15a)의 진동에 의해서 부품 자세가 불안정하게 되는 문제점을 제거할 수 있다.
상기 실시예에서, 핀 해제 개구부(25)의 외측 에지에 볼록부(27)가 제공된 예를 도시했다. 그러나 볼록부(27)의 위치 및 범위는 또한, 다른 위치 및 범위로 적절히 설정될 수 있다. 즉, 이 위치 및 범위가 톱 테이프 박리부(22a)에 의하여 규정되는 테이프 박리 위치의 테이프 이송 방향으로 하류에 있고, 베이스 테이프(15a)에서의 이송 구멍(15d)보다 더 외측에 있는 외측 에지 위치이기만 하면, 볼록부(27)가 베이스 테이프(15a)의 외측 에지 위치와 그 상면측으로부터 접촉되어 베이스 테이프(15a)의 제진 효과를 충분히 확보할 수 있는 범위가 컨디셔닝(conditioning) 작업 등의 시행에 의해서 결정될 수도 있다.
상기 설명한 바와 같이, 본 실시예에서 캐리어 테이프(15)를 그 상면측으로부터 누르면서 가이드하는 누름 부재(21)에 형성된 가이드 면(21e)에 흡착 개구부(22)의 톱 테이프 박리부(22a)에 의해서 규정되는 테이프 박리 위치의 테이프 이송 방향으로 하류측이며, 베이스 테이프(15a)에서 이송 구멍(15d)보다 외측에 있는 베이스 테이프(15a)의 외측 에지 위치에 대응하여, 테이프 이송 방향을 따라서 주어진 범위에서 아래쪽으로 돌출하는 볼록부(27)가 제공된다. 따라서 누름 부재(21)가 캐리어 테이프(15)를 그 상면측으로부터 누른 상태에서 볼록부(27)가 베이스 테이프(15a)의 외측 에지 위치와 접촉되어 베이스 테이프(15a)의 진동을 방지하고, 따라서 캐리어 테이프(15)의 진동을 방지함으로써 부품 자세를 안정화시켜, 적절한 부품 공급을 확보할 수 있다.