KR100276209B1 - 다층기판의가접합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수매의 다층기판을 융착작업하기 전에 별도의 부품을 사용하지 않고도 기판에 형성된 패턴이 상호 일치되도록 복수매의 기판을 가접합하는 장치에 관한 것으로 황동재질의 아일렛을 사용하지 않고도 복수매의 기판을 가접합하여 융착작업시 기판사이에서 슬립이 발생되지 않도록 한 것이다.

본 발명은 본체(5)와, 패턴이 얼라인된 복수매의 기판(1)이 얹혀지고 길이방향으로 복수개의 절결부(7)가 형성된 지그 플레이트(6)와, 상기 지그 플레이트에 형성된 절결부의 상,하부에 위치되게 설치판(12)에 승강가능하게 설치되어 상호 반대방향으로 이동하면서 지그 플레이트에 얹혀진 기판을 융착하는 복수개의 상,하부 융착히터(13a)(13b)와, 상기 상,하부 융착히터를 상호 반대방향으로 구동하는 구동수단으로 구성되어 있어 별도의 아일렛을 사용하지 않고도 크기가 다른 여러 모델의 다층기판을 가접합할 수 있게 되므로 생산원가를 절감할 수 있게 됨은 물론 황동가루에 의한 쇼트를 미연에 방지하게 된다.

Description

다층기판의 가접합장치{device for bonding substrate temporary in fabrication of multi-layer substrate}

본 발명은 다층기판의 가접합장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 복수매의 다층기판을 융착작업하기 전에 별도의 부품을 사용하지 않고도 기판에 형성된 패턴이 상호 일치되도록 복수매의 기판을 가접합하는 장치에 관한 것이다.

근래들어, 전자기기의 경박 단소화 추세에 따라 기판의 두께를 최소화함과 동시에 기판의 설치에 따른 점유면적을 줄이기 위한 노력이 경주되고 있다.

이러한 추세에 따라 패턴이 형성된 복수매의 기판을 여러겹으로 적층하여 구성된 다층기판의 사용이 증가하고 있는 추세이다.

도 1은 종래의 다층기판을 나타낸 분해사시도로서, 복수매의 기판(1) 일측면에 각기 다른 패턴이 형성되어 있고 상기 패턴이 형성된 유효면의 외측으로는 각 패턴을 적층시 패턴의 위치를 얼라인(align)시키기 위한 여러개(약 4 ∼ 6개 정도)의 위치 결정공(2)이 형성되어 있다.

또한 복수매의 기판(1)을 적층하여 융착 작업시 기판사이에서 슬립(slip)이 발생되어 얼라인된 복수매의 기판위치가 가변되는 현상과 이로인해 패턴위치가 가변되어 생기는 불량을 미연에 방지하기 위해 상기 위치 결정공(2)내에 황동재질의 아일렛(eyelet)(3)을 끼워 이들을 일체화하게 된다.

상기 위치 결정공(2)내에 끼워진 아일렛(3)의 일측을 도 2와 같이 외측으로 벌려 가접합된 기판(1)의 공정간 이동시 또는 융착작업시 적층된 복수매의 기판(1)이 상호 분리되거나, 슬립이 발생되지 않도록 하는 기능을 하게 된다.

상기한 바와 같이 가접합된 다층기판은 도 3과 같이 별도의 스텐레스 플레이트(4)에 얹혀진 상태로 적층되어 고온 고압(80 ∼ 150℃, 14 ∼ 20Kg/cm²이상)으로 프레싱되며, 이에따라 복수매의 기판이 상호 융착되어 일체화된다.

그러나 이러한 종래의 작업은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 복수매의 기판(1)을 가접합하기 위해 여러개의 아일렛(3)을 사용하기 때문에 대량 생산시 아일렛의 사용에 따른 생산 원가가 상승된다.

둘째, 다층기판을 일체화하기 위해 위치 결정공(2)내에 끼워진 아일렛(3)의 일측면을 외측으로 벌릴 때 미세한 황동가루가 발생하게 되고 이때 발생된 미세한 황동가루가 기판사이로 침투되므로 인한 쇼트(short) 불량이 발생할 우려가 많다.

셋째, 아일렛(3)을 외측으로 벌릴 때 발생되는 미세한 황동가루가 기판(1)사이로 침투되지 않도록 충분한 공간을 확보하여야 되므로 비유효면(1a)을 필요이상으로 크게 하여야 되었고, 이에 따라 기판(1)의 제조 원가가 상승되었다.

넷째, 외측으로 벌린 아일렛(3)으로 인하여 최상 및 최하측에 접합된 기판(1)의 사이뜸 현상이 발생되므로 밀착 불량의 우려가 있다.

다섯째, 기판(1)의 융착작업시 적층된 기판이 얹혀지는 스텐레스 플레이트(4)의 바닥면은 일정 이상의 정밀도를 유지하여야 되는데, 융착작업을 위해 가압시 아일렛(3)으로 인한 자국이 발생되므로 고가의 스텐레스 플레이트(4)의 수명이 짧아지게 되었다.

본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 황동재질의 아일렛을 사용하지 않고도 복수매의 기판을 가접합하여 융착작업시 기판사이에서 슬립이 발생되지 않도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따라 본체와, 패턴이 얼라인된 복수매의 기판이 얹혀지고 길이방향으로 복수개의 절결부가 형성된 지그 플레이트와, 상기 지그 플레이트에 형성된 절결부의 상,하부에 위치되게 설치판에 승강가능하게 설치되어 상호 반대방향으로 이동하면서 지그 플레이트에 얹혀진 기판을 융착하는 복수개의 상,하부 융착히터와, 상기 상,하부 융착히터를 상호 반대방향으로 구동하는 구동수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치가 제공된다.

도 1은 종래의 다층기판을 나타낸 분해사시도

도 2는 복수매의 다층기판이 아일렛에 의해 가접합된 상태의 종단면도

도 3은 가접합된 다층기판을 융착하는 과정을 설명하기 위한 개략도

도 4는 본 발명의 장치를 나타낸 평면도

도 5는 도 4의 정면도

도 6은 도 4의 측면도

도 7은 도 5의 ″A″부 확대도

도 8은 도 6의 ″B″부 확대도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 본체 6 : 지그 플레이트

7 : 절결부 9 : 로드레스 실린더

13a,13b :상,하부 융착히터 15a,15b : 상,하부 승강블럭

17a,17b,17c : 제 1,2,3 스토퍼 18 : 리드 스크류

20 : 핸들 23a,23b : 쇽 업저버

이하, 본 발명을 일 실시예로 도시한 도 4 내지 도 8을 참고하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 장치를 나타낸 평면도이고 도 5 및 도 6은 도 4의 정면도 및 측면도로서, 본 발명은 본체(5)에 복수매의 기판(1)이 적층된 상태로 얹혀지는 지그 플레이트(6)가 설치되어 있고 상기 지그 플레이트의 양 변 길이방향에는 복수개의 절결부(7)가 형성되어 있다.

상기 지그 플레이트(6)는 상면에 기판(1)을 용이하게 로딩하거나, 언로딩하도록 가이드 레일(8)을 본체(5)의 외측으로 인출가능하게 설치되어 있다.

상기 본체(5)의 저부에 로드레스 실린더(9)가 브라켓(21)에 의해 지지되어 있고 상기 로드레스 실린더에는 지그 플레이트(6)의 일단에 고정된 연결블럭(22)이 고정되어 있으므로 지그 플레이트(6)의 인출이 가능하다.

상기 브라켓(21)과 연결블럭(22)에는 지그 플레이트(6)의 이송시 로드레스 실린더(9)의 구동에 따라 발생되는 관성력에 의해 지그 플레이트(6)에 얹혀진 기판(1)에 충격이 가해지는 현상을 방지하는 쇽 업저버(shock absorber)(23a)(23b)가 각각 설치되어 있고 본체(1)의 일측면에는 지그 플레이트(6)의 위치를 검출하여 로드레스 실린더(9)의 구동을 제어하는 센서(24a)(24b)가 설치되어 있다.

또한, 지그 플레이트(6)의 상면에는 기판(1)의 비유효면(1a)에 형성된 가이드공(10)이 끼워지는 적어도 2개 이상의 지그 핀(11)이 고정되어 있다.

상기 지그 핀(11)의 위치 및 갯수는 기판의 제조업체마다 다르므로 특별히 한정하지 않는다.

상기 지그 플레이트(6)의 양측에는 설치판(12)이 위치되어 있고 상기 설치판에는 지그 플레이트에 얹혀진 기판(1)을 융착하는 복수개의 상,하부 융착히터(13a)(13b)가 승강가능하게 설치되어 구동수단의 구동에 따라 상호 반대방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

상기 상,하부 융착히터(13a)(13b)를 승강시키는 구동수단으로 각각의 실린더를 설치판(12)에 설치하여 상,하부 융착히터(13a)(13b)를 독립적으로 구동하여도 되지만, 부품의 간소화를 위해 본 발명의 일 실시예에서는 도 7에 나타낸 바와 같이 설치판(12)에 가이드 레일(14)을 따라 승강가능하게 설치되며, 상,하부 융착히터(13a)(13b)가 고정된 상,하부 승강블럭(15a)(15b)과, 상기 승강블럭중 어느 하나의 승강블럭의 일단에 힌지 결합되고, 로드는 다른 일단의 승강블럭에 고정된 실린더(16)와, 상기 승강블럭의 상사점 및 하사점의 위치를 제어하는 제 1,2,3 스토퍼(17a)(17b)(17c)로 구성하였다.

상기 제 1, 2 스토퍼(17a)(17b)는 융착작업 완료후 상, 하부 융착히터(13a)(13b)의 상사점 및 하사점을 제어하며, 제 3 스토퍼(17c)는 기판의 융착작업시 상,하부 융착히터(13a)(13b)의 하사점 및 상사점을 제어하게 된다.

상기 제 3 스토퍼(17c)의 두께(t)는 다층기판(1)의 적층 높이에 따라 가변시킬 수 있도록 착탈가능하게 구성하는 것이 바람직하다.

이는, 기판(1)의 두께 또는 적층되는 매수에 따라 상,하부 융착히터(13a)(13b)의 스트로크(stroke)가 달라져야 되므로 적층된 전체 기판의 두께에 따라 상부 융착히터(13a)의 하강량 및 하부 융착히터(13b)의 상승량을 적절히 제어하기 위함이다.

또한, 본 발명은 적층되는 기판(1)의 크기에 따라 지그 플레이트(6)의 양 변에 설치된 상,하부 융착히터(13a)(13b)사이의 간격을 조절하는 간격 조절수단이 더 구비되어 있다.

이는, 크기가 다른 모델인 경우 기판(1)에 형성된 비유효면(1a)의 위치가 각각 달라지므로 인해 상,하부 융착히터(13a)(13b)사이의 간격을 적절히 조절하여 1대의 장비로도 여러 모델을 가접합시킬 수 있도록 하기 위함이다.

상기 간격 조절수단은 설치판(12)과 직교되게 본체(5)에 설치되며, 중간부위를 기준으로 나사산이 상호 반대방향으로 형성된 리드 스크류(18)와, 상기 리드 스크류에 나사 결합되어 리드 스크류를 회전시킴에 따라 상호 반대방향으로 이송되며, 일측으로 설치판이 고정되는 2개의 이동블럭(19)으로 구성되어 있다.

이 때, 상기 리드 스크류(18)를 모터(도시는 생략함)에 의해 회전시켜도 되지만, 설치판(12)의 가변량이 그다지 크지 않으므로 리드 스크류(18)의 일단에 핸들(20)을 고정하여 수동으로 상기 리드 스크류(18)를 회전시키도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가접합되는 기판(1)의 크기에 따라 핸들(20)을 회전시켜 지그 플레이트(6)의 양측에 위치하는 상,하부 융착히터(13a)(13b)의 폭(B)을 적절히 조절한다.

즉, 지그 플레이트(6)의 양측변에 대향되게 설치된 상,하부 융착히터(13a)(13b)사이의 폭을 조절하기 위해 핸들(20)의 회전으로 리드 스크류(18)가 공회전하면 상기 나사산이 상호 반대방향으로 형성된 리드 스크류에 이동블럭(19)이 나사 결합되어 있어 한쌍의 이동블럭(19)은 그 간격이 동일하게 좁아지거나, 넓어지게 된다.

이와 같은 조절작업은 절결부(7)상에 위치하는 상,하부 융착히터(13a)(13b)가 기판(1)의 융착부위에 위치하는지를 육안으로 확인하면서 실시하게 된다.

상기 상,하부 융착히터(13a)(13b)의 간격 조절작업이 완료되고 나면 로드레스 실린더(9)를 구동하여 지그 플레이트(6)를 본체(5)의 외측으로 인출하게 된다.

상기 지그 플레이트(6)가 본체(5)로부터 완전히 인출되는 지점에는 지그 플레이트의 이송을 감지하여 로드레스 실린더(9)의 구동을 제어하는 센서(24b)가 설치되어 있으므로 지그 플레이트의 인출량이 제어된다.

이 때, 상기 지그 플레이트(6)와 로드레스 실린더(9)를 상호 연결시켜 주는 연결블럭(22)에는 지그 플레이트(6)의 이송에 따른 관성력을 흡수하는 쇽 업저버(23b)가 설치되어 있으므로 지그 플레이트의 정지시 지그 플레이트에 충격이 가해지지 않는다.

상기 지그 플레이트(6)가 본체(5)의 외측으로 인출되고 나면 작업자가 기판(1)에 형성된 가이드공(10)을 지그 플레이트(6)에 고정된 지그 핀(11)에 차례로 끼워주므로써 복수매 기판(1)의 로딩작업이 완료된다.

이와 같이 기판(1)의 로딩이 완료되고 나면 다시 로드레스 실린더(9)를 구동하여 인출되었던 지그 플레이트(6)를 초기 상태로 환원시키게 되는데, 상기한 바와 같은 동작시에는 브라켓(21)에 설치된 쇽 업저버(23a)에 연결블럭(22)의 일측면이 닿게 되므로 지그 플레이트(6)의 정지시 얹혀진 기판(1)에 충격이 가해지지 않으며 로드레스 실린더(9)의 구동은 연결블럭(22)을 일측의 센서(24a)가 감지하므로써 가능하게 된다.

상기 기판(1)이 얹혀진 지그 플레이트(6)가 초기상태로 환원되면 상기 지그 플레이트에 형성된 절결부(7)가 상,하부 융착히터(13a)(13b)의 수직선상에 위치하게 된다.

이에 따라, 실린더(16)가 구동하면 실린더(16)의 하부는 하부 승강블럭(15b)에 고정되어 있고 로드는 상부 승강블럭(15a)에 고정되어 있어 상부 융착히터(13a)만이 하강하게 된다.

이와 같이 상부 융착히터(13a)가 하강하여 하사점에 도달하면, 즉 상부 융착히터(13a)가 고정된 상부 승강블럭(15a)의 저면이 제 3 스토퍼(17c)의 상면에 닿아 하강이 제어된 상태에서 실린더(16)의 로드가 계속적으로 당겨지면 하부 승강블럭(15b)의 상면이 제 3 스토퍼(17c)의 저면에 닿을 때 까지 상승하게 되고, 이에 따라 상,하부 융착히터(13a)(13b)가 지그 플레이트(6)에 형성된 절결부(7)를 통해 승강하여 기판(1)의 상면 및 저면에 각각 접속된다.

상기한 바와 같은 동작은 설치판(12)에 설치된 복수개의 실린더(16)가 동시에 구동하므로 동일하게 이루어지게 된다.

이러한 상태에서 각 상,하부 융착히터(13a)(13b)에 전원이 인가되면 기판(1)의 접속면이 고열에 의해 녹아 융착되므로 복수매의 기판(1)이 가접합된다.

이와 같은 동작으로 복수매의 기판(1)이 가접합된 상태에서 당겨졌던 실린더(16)의 로드가 전진하면 상부 승강블럭(15a)이 상승하게 되는데, 상기 상부 승강블럭이 상승하여 상면이 제 1 스토퍼(17a)의 저면이 닿고 나면 그 이후에는 하부 승강블럭(15a)의 저면이 제 2 스토퍼(17b)에 닿을 때 까지 실린더(16)의 로드가 전진하게 된다.

이와 같이 상기 상,하부 융착히터(13a)(13b)가 초기상태로 환원되고 나면 가접합된 다층기판(1)을 지그 플레이트(6)로부터 언로딩함과 동시에 전술한 바와 같이 가접합할 복수매의 기판(1)을 지그 플레이트(6)에 로딩하기 위해 로드레스 실린더(9)를 구동하므로써 다층기판의 계속적인 가접합작업이 가능해지게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 여러 가지 효과를 얻게 된다.

첫째, 지그 플레이트(6)에 고정된 지그 핀(11)에 기판(1)의 가이드공(10)을 끼우고 상,하부 융착히터(13a)(13b)를 승하강시켜 가접합작업을 실시하므로 인하여 생산성을 향상시키게 된다.

둘째, 아일렛을 사용하지 않으므로 대량 생산시 생산 원가를 절감할 수 있게 됨은 물론 미세한 황동가루로 인한 쇼트 불량을 미연에 방지할 수 있고 비유효면을 필요 이상으로 크게 설정하지 않아도 되므로 기판의 제조 단가를 절감할 수 있게 된다.

셋째, 가접합부위가 융착되어 기밀을 유지하므로 가접합부위에 따른 밀착 불량을 미연에 방지하게 된다.

넷째, 기판(1)의 융착작업시 적층된 기판이 얹혀지는 스텐레스 플레이트(4)의 바닥면이 훼손되지 않으므로 고가의 스텐레스 플레이트를 장기간 사용할 수 있게 된다.

Claims (8)

1. 본체(1)와, 패턴이 얼라인된 복수매의 기판이 얹혀지고 길이방향으로 복수개의 절결부(7)가 형성된 지그 플레이트(6)와, 상기 지그 플레이트에 형성된 절결부의 상,하부에 위치되게 설치판에 승강가능하게 설치되어 상호 반대방향으로 이동하면서 지그 플레이트에 얹혀진 기판을 융착하는 복수개의 상,하부 융착히터(13a)(13b)와, 상기 상,하부 융착히터를 상호 반대방향으로 구동하는 구동수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   기판(1)의 크기에 따라 지그 플레이트의 양 변에 설치된 상,하부 융착히터사이의 간격을 조절하는 간격 조절수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   간격 조절수단은 설치판과 직교되게 본체에 설치되며, 중간부위를 기준으로 나사산이 상호 반대방향으로 형성된 리드 스크류(18)와, 상기 리드 스크류에 나사 결합되어 리드 스크류를 회전시킴에 따라 상호 반대방향으로 이송되고 일측으로 설치판(12)이 고정되는 2개의 이동블럭(19)으로 구성된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   리드 스크류(18)의 일단에 핸들(20)이 고정된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   지그 플레이트(6)가 가이드 레일(8)을 따라 본체의 외측으로 인출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   융착히터 구동수단은 설치판(12)에 가이드 레일(14)을 따라 승강가능하게 설치되고 상,하부 융착히터(13a)(13b)가 고정된 상,하부 승강블럭(15a)(15b)과, 상기 승강블럭중 일측의 승강블럭에 일단이 힌지 결합되고 로드는 다른 일단의 승강블럭에 고정된 실린더(16)와, 상기 상,하부 승강블럭의 상사점 및 하사점의 위치를 제어하는 제 1,2,3 스토퍼(17a)(17b)(17c)로 구성된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   다층기판의 적층 높이에 따라 제 3 스토퍼(17c)의 두께(t)를 가변시킬 수 있도록 상기 제 3 스토퍼를 설치판(12)에 착탈가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   지그 플레이트(6)의 상면에는 기판에 형성된 가이드공(10)이 끼워지는 적어도 2개 이상의 지그 핀(11)이 고정된 것을 특징으로 하는 다층기판의 가접합장치.