PCB 스텐실 제조를 위한 모션 시스템 및 자동화 컨트롤러
PCB 스텐실 제조를 위한 모션 시스템 및 자동화 컨트롤러
  • 신현성 기자
  • 승인 2021.02.17 09:15
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PCB 스텐실은 표면실장기술(SMT) 전자 부품과 함께 PCB 어셈블리 자동화에 사용되어 패드에 솔더 페이스트가 적절하게 도포될 수 있도록 제어한다. 그래서 부품이 작을수록 공차에 대한 요구 사항은 높아지며, 빠르고 정밀한 모션 제어와 레이저 제어의 동기화를 강화하는 시스템도 요구된다.

따라서 최근에는 XY 포지셔닝에 그치지 않고 모션 플랫폼에 Z 포지셔닝 스테이지를 추가하여 수직 방향으로 미세하게 제어해 서로 다른 높이에서 가공하기도 한다.

그림 1. PCB의 스텐실을 통해 솔더 페이스트를 도포한다

생산성과 정밀도를 향상시키자
모서리를 고정밀 및 고품질로 가공할 때에는 기계적 가속도 한계를 초과하지 않도록 속도를 지능적이고 자동으로 제어할 수 있는 모션 컨트롤러가 필요하다.

EtherCat 연결이 가능한 PI의 ACS 기반 A-824 및 G-901 모션 컨트롤러는 모션 프로파일 설계 시 ‘look-ahead’ 기능을 이용, 급격한 코너링을 할 때 에러량이 기준 사양을 초과하면 자동으로 속도를 줄인다. 그리고 이 제품의 ‘Sky writing’은 급정지 또는 급격한 속도 변화를 방지해 컷팅 에러를 최소화하여 코너의 품질을 최적화한다.

더불어 이 제품의 ServoBoost 및 PILOT 알고리즘은 컨트롤러가 스테이지의 빠른 속도와 가속도를 관리하고 기계 불안정성으로 인해 컷팅 품질을 저하시키는 모션이 발생되는 것을 자동으로 방지한다.

그림 2. Sky writing: 일정한 속도와 컷팅 품질을 가능하게 한다.
그림 3. LCM(Laser Control Module)은 가장 작은 피처 사이즈에도 높은 컷팅 정확도를 제공하며 지속적으로 컷팅 속도를 변경할 수 있다.

겐트리 모션 시스템
긴 변위와 빠른 속도를 제공하는 PI 겐트리 시스템은 기본 축에 독립 엔코더가 있는 듀얼 드리븐 모터(dual driven motors)를 사용하며, ‘Active Yaw Control’을 통해 경량 디자인 및 높은 속도에서도 우수한 직교성을 구현할 수 있다. 그리고 전용 겐트리 제어 알고리즘은 전체 XY 영역에서 성능이 일관되도록 보장하며, 컨트롤러는 가상 축에서 레이저를 트리거 할 수 있다.

PI는 EtherCAT 기반 모션 컨트롤러가 포함된 X-417 통합 다축 시스템을 스탠더드로 제공하고 있는데, 이 시스템은 XY로 최대 407×407mm까지 포지셔닝 할 수 있으며, 102mm 범위의 Z축 스테이지를 옵션으로 선택할 수 있다. 머신 베이스, Z축 브래킷, 브레드보드 또한 옵션으로 선택하여 시스템을 꾸릴 수 있다.

X-417은 더불어 컨트롤러 및 LCM 레이저 컨트롤 모듈과 통합되어 레이저 방사와 프로그래밍된 모션 경로 간의 동기화를 지원하고, 그래픽 CAD/CAM 소프트웨어를 사용해 Galvo 스캐너, 모션 스테이지 및 레이저의 통합을 용이하게 한다.

 


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