KR100479507B1 - 진공흡착노즐팁의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공흡착노즐팁 및 상기 진공흡착노즐팁에 제작방법에 관한 것이다. 이는 외부의 진공펌프와 연결되는 노즐본체의 하단부에 끼워지며 그 내부에는 상기 진공펌프와 연통하는 수직의 공기통로가 마련되어 진공펌프의 동작에 의해 부품을 상부로 흡착하는 진공흡착노즐팁에 있어서, 상기 진공흡착노즐팁은 상기 공기통로를 중심으로 수직으로 절단된 두 개 이상의 노즐편으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 진공흡착노즐팁 하단에 형성한 하나 또는 그 이상의 흡착구멍을 원하는 대로 얼마든지 작게 형성할 수 있으며 또한 흡착구멍 내주면의 형상도 필요에 대응하도록 가공할 수 있으므로, 흡착할 부품의 크기가 아무리 작을 지라도 진공압의 누설없이 정확한 흡착을 할 수 있게 한다는 효과가 있다.

Description

진공흡착노즐팁의 제작방법{Method of making vacuum suction nozzle tip }

본 발명은 진공흡착노즐팁 및 상기 진공흡착노즐팁의 제작방법에 관한 것이다.

과학기술의 발전에 따른 각종 전자기기의 고집적화, 고기능화, 소형경량화의 요구에 대응하여 보다 신속하고 정확한 실장성능을 가진 부품실장장치가 개발되고 있다.

상기 부품실장장치는 조립라인에 대기하고 있는 각종 전자부품을 필요처, 예컨대 인쇄회로기판상에 옮겨 실장하는 장치이다. 이는 전자부품을 흡착하는 진공흡착노즐과, 상기 진공흡착노즐에 진공을 제공하는 진공펌프와, 상기 진공흡착노즐을 승강 및 수평운동시켜 인쇄회로기판 상부로 이동시키는 스텝모터 등의 장치를 포함하여 구성된다.

상기 진공펌프는 진공흡착노즐에 연결되며 진공흡착노즐 내부에 형성되어 있는 공기통로를 통해 공기를 외부로 빼냄으로써 노즐내에 진공을 형성하여 노즐이 전자부품을 흡착할 수 있도록 한다.

상기 진공흡착노즐은, 상기 진공펌프와 연결되며 그 내부에 공기통로가 형성되어 있는 노즐본체와, 상기 노즐본체의 하단부에 끼워져 결합하는 것으로 그 하단부로 부품을 흡착해 올리는 노즐팁을 갖는다. 상기 노즐팁의 내부에는 상기 공기통로와 연통하는 수직의 공기통로가 마련되어 있다. 또한 노즐팁의 하단부는 부품의 상면에 밀착할 수 있도록 평평하게 가공되어 있다.

상기 노즐팁에 형성되어 있는 공기통로는 그 직경이 위 아래가 다르다. 즉, 부품과 접하는 공기통로의 하단부인 흡착구멍의 직경이 노즐본체와 연결되는 상단부의 직경보다 작다. 이는 공기통로를 통해 공기를 뽑아낼 때 부품의 흡착을 확실하게 하도록 하는 기본 이론에 근거한 것이다. 또한 상기 흡착구멍의 넓이가 전자부품 상면의 넓이보다 작아야 함은 물론이다.

한편, 전자기술의 고도화에 따라 근래에는 전자부품의 넓이가 0.5평방밀리미터보다 작은 것도 개발되고 있다. 이러한 미세한 크기를 갖는 부품을 실장하기 위해서는 하나 또는 그 이상의 미세한 구멍 또는 미세한 형상을 갖는 진공흡착노즐팁이 제공되어야 한다.

그러나 종래의 진공흡착노즐팁에 있어서, 하나 이상의 미세한 구멍 및 다양한 모양의 흡착구멍을 형성하는 것은 통전되는 소재에 한하여 방전이나 와이어커팅 등의 방법을 사용하고 있으나, 통전되지 않는 소재 예컨대 세라믹류는 가공 자체가 불가능하였다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 진공흡착노즐팁 하단에 형성한 하나 또는 그 이상의 흡착구멍을 원하는 대로 얼마든지 작게 형성할 수 있으며 또한 흡착구멍 내주면의 형상도 필요에 대응하도록 가공할 수 있으므로, 흡착할 부품의 크기가 아무리 작을지라도 진공압의 누설없이 정확한 흡착을 할 수 있고, 전기가 통하지 않는 세라믹류에도 미세가공을 통해 흡착구멍을 형성할 수 있는 진공흡착노즐팁의 제작방법 및 상기 제작방법에 의해 제작된 진공흡착노즐팁을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부의 진공펌프와 연결되는 노즐본체의 하단부에 끼워지며 그 내부에는 상기 진공펌프와 연통하는 수직의 공기통로가 마련되어 진공펌프의 동작에 의해 부품을 상부로 흡착하는 진공흡착노즐팁에 있어서, 상기 진공흡착노즐팁은 상기 공기통로를 중심으로 수직으로 절단된 두 개 이상의 노즐편으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐팁은 반원의 단면을 가지며 상호 동일한 형상의 두 개의 노즐편을 면접시켜 조립함으로써 이루어지고, 상기 노즐편의 상호 면접하는 평면부에는 노즐편을 면접시킬 때 상기 공기통로를 이루는 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 홈은 노즐편의 길이방향을 따라 수직으로 연장되되 상단부는 노즐편 상부로 개방되며 하단부는 막혀있는 제 1홈과, 상기 제 1홈의 하단부에 형성되어 제 1홈을 노즐편 하부로 개방하는 제 2홈으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐편은 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 실리콘나이트라이드(Si3N4) 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 진공흡착노즐팁을 제작하는 방법으로,

상호 면접하여 하나의 원통을 이루는 반원형로드를 한 쌍 준비하는 반원형로드준비단계와; 상기 각 반원형로드의 평면부에 상기 제 1홈을 가공하는 제 1홈가공단계와; 상기 각 반원형로드의 평면부에 제 2홈을 가공하여 상기 제 1홈을 노즐편의 하부로 개방시키는 제 2홈가공단계와; 상기 제 1,2홈이 각각 형성된 반원형로드의 평면부를 상호 밀착하여 하나의 노즐팁을 이루는 조립단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁을 노즐본체에 장착하여 도시한 부분 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 진공흡착노즐팁(12)은, 상호 면접한 상태로 그 상단이 노즐본체(10)에 끼워지는 두 개의 노즐편(nozzle-half)(18a,18b)으로 이루어져 있다. 상기 진공흡착노즐팁(12)의 상단부가 끼워져 고정되는 노즐본체(10)의 내부에는 공기통로(30)가 형성되어 있다. 상기 공기통로(30)는 외부의 진공펌프(미도시)와 연결된다.

상호 결합하여 진공흡착노즐팁(12)을 이루는 두 개의 노즐편(18a,18b)은 동일한 크기 및 형상을 가지며 반원형 단면을 갖는다. 후술하는 바와같이 각 노즐편(18a,18b)은 반원형 로드를 가공하여 형성된다.

상기 두 개의 노즐편(18a,18b)은 그 평면부(도 3의 32)가 상호 밀착되어 원통의 형태를 취함으로써 원통형 공기통로(30)의 내부에 끼워져 고정된다. 상기 진공흡착노즐팁(12)의 하단부는 평평하게 가공되어 전자부품(P)의 상면에 밀착할 수 있다.

상기 각 노즐편(18a,18b)은 그 재질로 금속류를 사용할 수 도 있지만 바람직하게는 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 실리콘나이트라이드(Si3N4) 중 어느 하나로 형성함이 좋다.

상기 노즐편(18a,18b)으로 이루어진 진공흡착노즐팁(12)에는 공기통로(14) 및 흡착구멍(16)이 형성되어 있다. 상기 공기통로(14) 및 흡착구멍(16)은 진공흡착노즐팁(12)의 중심축선을 따라 수직으로 형성된 구멍이다. 상기 공기통로(14) 및 흡착구멍(16)을 마련하기 위하여 마주하는 노즐편(18a,18b)의 평면부(도3의 32) 중앙에 반원형 바닥을 갖는 제 1홈(도 3의 22) 및 제 2홈(도 3의 24)을 각각 형성한다.

상기 공기통로(14)는 노즐본체(10)에 형성되어 있는 공기통로(30)와 연통하는 구멍으로서 그 상단의 직경은 노즐본체(10)내의 공기통로(30)와 같다. 하지만 공기를 빨아낼 때 내부에 진공을 형성하게 할 수 있는 한 그 직경은 달라질 수 도 있다.

상기 흡착구멍(16)은 상기 공기통로(14)를 진공흡착노즐팁(12)의 하부로 연결하는 구멍이다. 상기 흡착구멍(16)의 직경은 공기통로(14)의 직경보다 작음은 물론이다. 본 실시예에서는 상기 흡착구멍(도 2의 16)으로서 원통형 구멍을 두 개 형성하였다. 상기 흡착구멍(16) 내주면의 형상 및 개수는 실시예에 따라 얼마든지 달라짐은 물론이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁을 도시한 사시도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 진공흡착노즐팁(12)은 두 개의 노즐편(18a,18b)을 상호 밀착시켜 이루어진다.

상기 각 노즐편(18a,18b)은 도 3에 도시한 바와같이 반원의 단면형태를 가지는 것으로 내측에는 평평한 면(面)인 평면부(도 3의 32)가 마련되어 있다. 상기 평면부(32)의 표면은 연삭기로 정밀가공하여 상호 면접한 평면부(32)의 사이로 공기가 누설되지 않는다.

상기 진공흡착노즐팁(12)의 하단부에 흡착구멍(16)이 외부로 개방되어 있다. 상기 흡착구멍(16)은 공기통로(14,30)를 통해 진공펌프와 연결됨은 물론이다. 또한 상기 진공흡착노즐팁(12)의 하단부는 평평하게 가공되어 접촉면을 이룬다. 상기 접촉면(34)은 흡착시 전자부품의 상면과 면접하는 면이다.

도 3은 상기 도 2의 진공흡착노즐팁을 분해하여 도시한 사시도이다.

도시한 바와같이, 하나의 진공흡착노즐팁(12)을 이루는 두 개의 노즐편(18a,18b)은 상호 동일한 형상을 가진다. 상기 노즐편(18a,18b)은 반원의 단면을 가지고 하측부 외주면에는 테이퍼가 형성되어 있다.

또한 상기 노즐편(18a,18b) 내측의 평면부(32)에는 제 1홈(22) 및 제 2홈(24)이 각각 형성되어 있다. 상기 제 1홈(22)은 상부로는 노즐본체(10)측으로 개방되어 있지만 하단부는 막혀있다. 즉, 상기 제 1홈(22)은 노즐편(18a,18b)의 길이방향으로 연장 형성되되 그 상단부는 노즐편(18a,18b)의 외부로 개방되어 있고 하단부는 접촉면(34)과의 사이의 평면부(32)에 의해 막혀 개방되어 있지 않다.

상기 제 2홈(24)은 상기 제 1홈(22)의 하단부와 접촉면(34) 사이의 평면부(32)에 형성되어 제 1홈(22)을 외부로 개방한다. 즉, 상기 제 2홈(24)은 상기 제 1홈(22)과 접촉면(34) 사이에 해당하는 평면부(32)를 그라인딩하여 형성한 홈으로서 그 직경은 제 1홈(22)보다 작다. 아울러 본 실시예에서 상기 제 2홈(24)은 반원형 홈을 두 개씩 형성하였지만 그라인딩 가공을 어떻게 하느냐에 따라 홈의 형태나 개수는 얼마든지 변형할 수 있다.한편, 공지의 사실과 같이 그라인딩 가공은 작업표면을 매우 매끄럽게 가공할 수 있는 가공방법이다. 이는 상기 제 2홈(24)을 적절한 숯돌을 선택하여 가공함으로서 그 내경을 매우 매끄럽게 가공할 수 있음을 의미한다. 상기 제 2홈(24)의 내주면이 매끄러우므로 제 2홈(24)내에 먼지 등이 끼지 않아 항상 정확한 흡착이 가능하고 부품에 먼지등의 이물질이 묻지 않는다.상기 제 2홈(24)의 직경은 예컨데 0.3mm정도가 되게 할 수 있다. 그러나 상기 제 2홈(24)의 직경은 사용하는 미세연삭숯돌의 호수에 따라 달라지며 0.3mm보다 크게 할 수 도 있고 작게 할 수 도 있다. 이러한 미세연삭가공은 이미 일반화되어 있는 프로파일 그라인딩 머시인(profile gringing machine)으로 충분히 가능한 것이다. 참고적으로 상기 프로파일 그라인딩 머시인은 0.01mm정도의 홈도 가공할 수 있다.상기와 같이 노즐편(18a,18b)에 제 1홈(22) 및 제 2홈(24)을 형성함으로써 진공흡착노즐팁(12)의 중심축부에는 수직의 공기통로가 형성된다. 또한 제 1홈(22)이 이루는 공기통로(14)보다 제 2홈(24)이 이루는 흡착구멍(16)의 직경이 좁으므로, 공지의 진공이론에 따라 공기를 뽑아낼 때 흡착구멍(16)을 통한 공기의 유속이 공기통로(14)에서보다 빨라 부품(P)의 흡착이 가능하다.

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도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁의 제작방법을 순차적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 진공흡착노즐팁(12)을 제작하기 위해서는 먼저 반원형로드준비단계를 통하여 반원형로드(28)를 제작하여야 한다. 상기 반원형로드(28)는 상기 제 1,2홈(22,24)을 형성할 원재료이다.

상기 반원형로드(28)는 원형로드(26)의 절반을 그라인딩하여 제작한다. 즉, 미리 준비된 원재료인 원형로드(26)를 중심선(C)을 기준으로 한 쪽 절반을 그라인더(G)로 갈아내어 절반만 남긴다. 공지의 사실과 같이 그라인더는 사용하는 숫돌의 종류에 따라 그 가공면을 매우 정밀하게 가공할 수 있으므로 이와 같이 그라인더(G)로 반원형로드(28)를 두 개 제작하여 평면부를 상호 면접하면 그 사이로 공기가 누설될 염려가 없다.

그러나 상기 원형로드(26)로부터 반원형로드(28)를 제작하는 방법은 실시예에 따라 얼마든지 다른 방법을 적용할 수 있다.

상기 반원형로드준비단계를 통해 쌍을 이룰 두 개의 반원형로드(28)가 제작되었다면, 제 1홈가공단계를 통해 각 반원형로드(28)의 평면부(도 3의 32)에 제 1홈(22)을 가공 형성한다. 상기 제 1홈(22)의 바닥면은 반원형 곡면을 갖도록 형성할 수 있으나, 바닥면의 형상은 실시예에 따라 달라질 수 있다. 또한 상기 제 1홈(22)의 깊이가 본 실시예에서는 하단부(도면상 우측)로 갈수록 얕게 형성되어 있지만 그 깊이를 일정하게 형성 할 수 도 있다.

이어서 제 2홈가공단계를 통해 상기 제 2홈(24)을 가공 형성한다. 상기한 바와같이 제 2홈(24)은 제 1홈(22)과 연결되며 그 형상은 실시예에 따라 얼마든지 변형이 가능하다. 본 실시예에서 상기 제 2홈(24)은 도 3에 도시한 바와같이 두 개의 반원 형태를 취한다.

상기 제 1,2홈(22,24)이 가공되었다면 두 개의 반원형로드(28)를 상호 밀착시켜 진공흡착노즐팁(12)을 이루는 조립단계(106)를 수행한다. 상기 반원형로드(28)의 형상은 동일하고 또한 제 1,2홈(22,24)도 동일한 크기 및 형상을 가지므로 반원형로드(28)를 상호 조립함으로써 내부에 공기통로(14)와 흡착구멍(16)이 자연스럽게 형성된다.

이어서 상기 진공흡착노즐팁(12)의 외주면에 경사면(36)을 형성하는 완료단계를 수행한다. 상기 경사면(36)에 의해 진공흡착노즐팁(12)의 외경이 하단부로 갈수록 좁아진다. 상기 경사면(36)은 예컨대 연삭기의 척(chuck)에 진공흡착노즐팁(12)의 상단부를 물린 상태로 해당 외주면을 그라인딩함으로서 형성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁의 제작방법을 정리하여 나타낸 블록도이다.

도시한 바와같이, 본 실시예에 따른 진공흡착노즐팁의 제작방법은, 반원형로드준비단계(100)와, 제 1홈가공단계(102)와, 제 2홈가공단계(104)와, 조립단계(106) 및 완료단계(108)로 이루어진다, 상기 각 단계에 관해서는 도 4를 통해 설명되었다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은, 진공흡착노즐팁 하단에 형성한 하나 또는 그 이상의 흡착구멍을 원하는 대로 얼마든지 작게 형성할 수 있으며 또한 흡착구멍 내주면의 형상도 필요에 대응하도록 가공할 수 있으므로, 흡착할 부품의 크기가 아무리 작을 지라도 진공압의 누설없이 정확한 흡착을 할 수 있고, 전기가 통하지 않는 세라믹류에도 미세가공을 통해 흡착구멍을 형성할 수 있으며, 또한 상기 흡착구멍의 내경을 그라인딩 가공으로 형성하므로 흡착구멍의 내경이 매끄러워 먼지나 이물질이 침착하지 않아 구멍이 막힐 염려가 없다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁을 공지의 노즐본체에 장착하여 도시한 부분 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁을 도시한 사시도.

도 3은 상기 도 2의 진공흡착노즐팁을 분해하여 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁의 제작방법을 순차적으로 설명하기 위하여 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공흡착노즐팁의 제작방법을 정리하여 나타낸 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10:노즐본체 12:진공흡착노즐팁

14:공기통로 16:흡착구멍

18a,18b:노즐편 22:제 1홈

24:제 2홈 26:원형로드

28:반원형로드 30:공기통로

32:평면부 34:접촉면

36:경사면

C:중심선 G:그라인더

P:부품

Claims (6)

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5. 외부의 진공펌프와 연결되는 노즐본체의 하단부에 끼워지며 그 내부에는 상기 진공펌프와 연통하는 수직의 공기통로가 마련되어 진공펌프의 동작에 의해 부품을 상부로 흡착하는 것으로서, 상기 공기통로를 중심으로 수직으로 절단된 두 개의 노즐편을 면접시켜 구성되고, 각 노즐편의 상호 면접하는 평면부에는 노즐편을 면접시킬 때 상기 공기통로를 이루는 홈이 형성되며,

   상기 홈은 노즐편의 길이방향을 따라 수직으로 연장되되 상단부는 노즐편 상부로 개방되며 하단부는 막혀있는 제 1홈(22)과, 상기 제 1홈(22)의 하단부에 형성되어 제 1홈(22)을 노즐편(18a,18b) 하부로 개방하는 제 2홈(24)으로 이루어진 진공흡착노즐팁을 제작하는 방법으로서,

   상호 면접하여 하나의 원통을 이루는 반원형로드를 한 쌍 준비하는 반원형로드준비단계와;

   상기 각 반원형로드의 평면부에 상기 제 1홈을 가공하는 제 1홈가공단계와;

   상기 각 반원형로드의 평면부에 그라인딩 작업을 통해 제 2홈을 가공하여 상기 제 1홈을 노즐편의 하부로 개방시키는 제 2홈가공단계와;

   상기 제 1,2홈이 각각 형성된 반원형로드의 평면부를 상호 밀착하여 하나의 노즐팁을 이루는 조립단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공흡착노즐팁 제작방법.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 노즐편(18a,18b)은 지르코니아(ZrO2), 알루미나(Al2O3), 실리콘나이트라이드(Si3N4) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 진공흡착노즐팁 제작방법.