KR100647786B1 - 인쇄회로기판의 불량 단품 피씨비 교체 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 떼어내어 다른 기판에서 떼어낸 양품 PCB를 교체하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 관한 것으로,

본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법은, 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 떼어내어 다른 기판에서 떼어낸 양품 PCB를 교체하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 있어서, 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 떼어낸 모판의 빈 자리에 위치시켰을 때 중첩부가 있도록 불량 단품 PCB와 양품 단품 PCB를 절단하는 단계;와 상기 모판 및 양품 단품 PCB의 상기 중첩부의 두께를 얇게 가공하는 단계와; 상기 양품 단품 PCB를 상기 모판에 위치 정렬한 후 중첩부를 결합하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 바,

본 발명에 따르면, 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부가 상하로 겹쳐진 상태로 상호 결합되는 바, 중첩부의 폭은 기판 두께 이상으로 필요에 따라 크게 형성하여 할 수 있으므로 결합 강도를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 접착제에 의한 결합 방법 이외에 리베팅이나 스테플링 등 다양한 방법으로 결합하는 것이 가능하며, 접착제를 사용하여 결합하는 경우, 모판과 양품 단품 PCB 사이의 좁은 틈새가 아닌 비교적 넓은 면적의 중첩부상에 접착제를 도포하면 되므로, 틈새를 통한 접착제의 유출을 방지하기 위한 테이핑 작업 없이 기판 접착 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

인쇄 회로 기판, 교체, 불량 단품, 접착, 중첩

Description

인쇄회로기판의 불량 단품 피씨비 교체 방법{Method for Replacing Bad Array Board in the Printed Circuit Board }

도 1은 복수의 단품 PCB를 포함하는 인쇄회로기판의 일례를 나타내는 평면도.

도 2는 도 1의 인쇄회로기판 중 불량단품 PCB를 제거한 상태의 모판의 평면도.

도 3은 교체대상 양품 단품 PCB의 평면도.

도 4는 모판의 불량 단품 PCB를 떼어낸 자리에 양품 단품 PCB를 위치시켰을 때의 중첩부의 단면도.

도 5 내지 도 8은 중첩부의 여러 가지 실시예를 나타내는 도면.

도 9는 모판 상에 교체 대상 단품 PCB가 안착되어 있는 상태를 나타내는 평면도.

도 10은 본 발명에 따른 정렬 방법을 수행하기 위한 기판정렬장치의 일례를 나타내는 구성도.

도 11은 도 10의 주요부 확대 사시도.

도 12 및 도 13은 종래의 PCB 패널 불량 단품 교체 방법을 설명하는 평면도 및 접합부 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10; 모판 20; 양품PCB단품

11; 불량 단품 PCB 제거공간 12, 21; 중첩부

30; 접착제 114, 115; 비전 카메라

본 발명은, 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 떼어내어 다른 기판에서 떼어낸 양품 PCB를 교체하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 관한 것이다.

두개 이상의 동일한 단품 PCB가 하나의 패널 내에 형성되어 있는 경우, 어느 하나의 단품 PCB라도 불량 단품으로 판정되는 경우, 이로 인하여 나머지 단품 PCB가 이상이 없더라도, 그 인쇄회로기판 전체가 폐기되어야 한다는 단점이 있었으나, 최근 들어, 불량 단품 PCB를 인쇄회로기판의 패널에서 떼어낸 후, 다른 인쇄회로기판에서 떼어낸 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 떼어낸 자리의 원하는 위치 공차 이내에 위치시킴으로서, 불량 단품이 발생하여 폐기되는 인쇄회로기판을 양품으로 재생하여 재활용하는 방법이 널리 사용되고 있다.

도 12 및 도 13은 종래의 PCB 패널 불량 단품 교체 방법을 설명하는 도면으로, PCB 패널을 구성하는 여러 개의 PCB 단품 중 일부 PCB 단품이 불량인 경우, 먼저, PCB 패널(1)로부터 불량 PCB 단품을 절단하여 떼어내고, 다른 PCB 패널로부터 교체 대상 양품 PCB 단품(2)을 불량 PCB 단품을 떼어낸 자리보다 약간 작게 떼어낸 후, 도 12에 도시된 바와 같이 원래의 패턴 위치에 맞게 지그 등을 사용하여 정렬시킨다.

절단부는 PCB 단품의 형태 및 두께 및 접합되는 양품 PCB 단품의 접합부 강도 등을 고려하여 설계되는 바, 도 12에 도시된 바와 같이 각각의 브리지나 V-cut(1b)을 포함하는 패널의 더미 부분의 일부를 절단하는 형태나, 기판 분리홈(1c)을 전체적으로 포함하는 폐곡선 형태로 절단하는 등 여러 형태가 될 수 있다.

다음으로, PCB 패널과 교체되는 PCB 단품이 연결되는 부분 즉, PCB 패널(1)의 절단면(1a)과 PCB 단품(2)의 절단면(2a) 사이의 틈새(3)에 접합제(4)를 주입하는 데, 접착제(4)가 틈새(3)를 통해 유출되는 것을 방지하기 위해 접착제 주입 전에 결합부 하부에 테이프(5)를 접착한다.

접착제로는 일반적으로 에폭시가 사용되는 데, 에폭시가 주입된 PCB 패널을 열풍 건조기에 투입하여 에폭시를 경화시킴으로서 양품 PCB 단품이 불량 PCB 단품이 제거된 위치에 결합된다.

그런데, 상기와 같은 종래 PCB 패널 불량 단품 교체 방법에 따르면, PCB 패 널과 교체되는 양품 PCB 단품을 상호 결합시키는 접착제가 양측 절단면(1a, 2a) 사이의 틈새(3)에 주입되어, 접착제와 기판의 결합면이 절단면(1a, 2a)에 의해서만 형성되므로, 접착 면적이 좁고 따라서 접착 강도가 낮기 때문에, 재생된 패널의 취급이나 운송 중에 결합부가 분리되거나 부품 실장 공정시 실장력을 이기지 못해 탈락되는 경우가 많다는 문제점이 있었으며, 특히, 최근 핸드폰 등 소형기기에 널리 사용되는 연성 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)의 경우에는 그 두께가 얇을 뿐만 아니라 기판 자체가 유연하여 신축성이 있기 때문에, 상기한 바와 같은 종래 방법에 의해 기판을 재생하는 경우 결합부에 요구되는 강도나 강성을 만족시킬 수 가 없었으며, 따라서, 불량 단품이 생기는 경우 인쇄회로기판 전체를 그대로 폐기해야 한다는 문제점을 그대로 앉고 있었다.

한편, 접착제로 일반적으로 사용되는 에폭시는 경화되어 어느 정도의 강도를 갖게 되나, 결합부의 틈새(3)가 크면 굽힘 강성이 저하되어 안정된 결합 상태를 유지하지 못하게 되므로, 틈새를 어느 정도 이상 크게 형성할 수 가 없었으며, 따라서 접착제가 기판 상부에 잘못 주입되는 등 불량품이 다량 발생하였으며, 결합부의 좁은 틈새(3)에 에폭시를 정확히 주입하기 위해 에폭시 정량 주입기의 배출공 직경을 매우 작게 형성해야 하고, 작은 직경의 배출공으로부터 에폭시가 원활하게 배출될 수 있도록 하기 위해 에폭시의 농도를 매우 묽게 형성해야 했다.

따라서, 주입되는 에폭시가 결합부의 틈새(3)를 통해 기판 하부로 흘러나가게 되며, 에폭시가 틈새(3)를 통해 유출되는 것을 방지하기 위해, 에폭시 주입 전에 결합부 하부에 테이프(5)를 접착한 후 이를 뒤집어 틈새 사이에 에폭실를 주입 해야 하며, 에폭시를 경화시킨 후 이를 떼어내는 공정이 수반되어야 했으므로 작업이 번거롭고 시간이 많이 걸리는 등 생산성이 낮으며, 공정자체가 많이 복잡하고 주의할 사항들이 많아 그 공정들 중에서 불량이 많이 발생할 요소들을 내포하고 있다는 문제점이 있었다.

한편, 종래에는 평판상의 지그에 설치되어 있는 다수의 고정핀에 모판 및 교체용 양품 단품 PCB의 고정홀을 삽입함으로서 모판에 대한 양품 단품 PCB의 위치를 정렬하게 되는 데, 모판에 대한 양품 단품 PCB의 위치 정렬 정밀도가 지그상의 고정핀이 위치에 전적으로 의존하게 되어 요구되는 높은 정밀도를 얻기 어려우며, 따라서 재생 PCB 패널의 수율이 극히 낮다는 문제점이 있었다.

즉, 정밀한 지그를 제작하기 위해서는 정밀한 위치에 정확한 직경의 고정핀 삽입홀을 가공할 수 있는 고가의 드릴링 머신을 필요로 하고, 또한 지그에 압입되는 고정핀 역시 높은 정밀도로 가공할 필요가 있으며, 고정핀 삽입홀 및 고정핀이 고정밀도로 가공되었다 하더라도 고정핀의 압입 과정 중에 오차가 발생하는 등 고밀도 PCB 패널에 요구되는 고 정밀도의 지그를 제작하는 것 자체가 몹시 어려울 뿐만 아니라, 사용 도중 판의 변형이나 핀의 변위 등이 발생하기 쉬워 불량 발생의 원인이 되며, 이 경우 지그 전체를 교체하여야 하므로 유지 비용이 많이 소요된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 양품 PCB의 교체 작업시 테이프 접착 등과 같은 별도의 기판 또는 접착제 지지용 작업이 필요 없어 공정을 단순화시킬 수 있 으며, 결합 강도를 증대시켜 수율을 향상시킬 수 있음과 동시에 모판에 대한 양품 단품 PCB의 위치 정렬을 용이하고 정확하게 수행할 수 있도록 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법은, 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 떼어내어 다른 기판에서 떼어낸 양품 PCB를 교체하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 있어서, 양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 떼어낸 모판의 빈 자리에 위치시켰을 때 중첩부가 있도록 불량 단품 PCB와 양품 단품 PCB를 절단하는 단계;와 상기 모판 및 양품 단품 PCB의 상기 중첩부의 두께를 얇게 가공하는 단계와; 상기 양품 단품 PCB를 상기 모판에 위치 정렬한 후 중첩부를 결합하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 바,

본 발명에 따르면, 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부가 상하로 겹쳐진 상태로 상호 결합되는 바, 중첩부의 폭은 기판 두께 이상으로 필요에 따라 크게 형성하여 할 수 있으므로 결합 강도를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 접착제에 의한 결합 방법 이외에 리베팅이나 스테플링 등 다양한 방법으로 결합하는 것이 가능하며, 접착제를 사용하여 결합하는 경우, 모판과 양품 단품 PCB 사이의 좁은 틈새가 아닌 비교적 넓은 면적의 중첩부상에 접착제를 도포하면 되므로, 틈새를 통한 접착제의 유출을 방지하기 위한 테이핑 작업 없이 기판 접착 작업을 용이하게 할 수 있게 된 다.

또한, 본 발명은, 양품 단품 PCB를 모판의 빈자리에 위치시켜 상호 결합하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 있어서, 모판과 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 X, Y, Z 방향 및 Z축을 중심으로 한 회전방향 즉 θ 방향으로 변위시킬 수 있도록 고정하는 단계와; 상기 모판상의 특정 두 점을 잇는 벡터와, 상기 양품 단품 PCB상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 설정하여, 상기 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 상기 양 벡터의 상대적 위치를 저장하는 단계와; 고정 설치된 제1 비전 카메라에 의해 상기 양품 단품 PCB의 하부를 독취하여, 상기 양품 단품 PCB상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 독취하는 단계와; 양품 단품 PCB가 이동됨에 따라 함께 이동되는 제2 비전 카메라에 의해 상기 모판의 상부를 독취하여, 상기 모판상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 독취하는 단계와; 상기 제1 제 비전 카메라 및 상기 제2 비전 카메라에 의해 독취된 양 벡터가 상기 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 상기 양 벡터의 상대적 위치와 일치하도록 상기 모판과 상기 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 변위시키는 단계;를 구비하여 상기 양품 단품 PCB를 상기 모판에 위치 정렬하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 바,

이와 같은 본 발명의 특징에 따르면, 모판 및 교체대상 인쇄회기판의 패턴이나 홀의 중심 위치를 실시간으로 파악하여 정렬시킬 수 있으므로, 고정밀도의 지그를 사용하지 않으면서도, 모판에 대한 양품 단품 PCB의 위치 정렬을 용이하고 정확하게 수행할 수 있게 된다

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 도 1은 복수의 단품 PCB를 포함하는 인쇄회로기판의 일례를, 도 2는 도 1의 인쇄회로기판 중 불량단품 PCB를 제거한 상태의 모판, 도 3은 교체대상 양품 단품 PCB, 도 4는 모판의 불량 단품 PCB를 떼어낸 자리에 양품 단품 PCB를 위치시켰을 때의 중첩부의 단면도를 각각 나타내는 바, PCB 패널(100)을 구성하는 여러 개의 PCB 단품 중 일부 PCB 단품이 불량인 경우, 먼저, 불량 단품 PCB 외곽의 기판 분리홈(100a)을 전체적으로 포함하는 더미부분(101)을 폐곡선 형태의 절단선(102)을 따라 절단하여, 도 2에 도시된 바와 같이 불량 단품 PCB가 분리된 모판(10)을 형성하고, 다른 PCB 패널로부터 교체 대상 양품 단품 PCB(20)를 절단하되, 양품 단품 PCB(20)를 불량 단품 PCB를 떼어낸 모판(10)의 빈 자리(11)에 위치시켰을 때 겹치는 부분 즉 중첩부(12, 21)가 형성될 수 있도록 불량 PCB 단품을 떼어낸 자리(11)보다 약간 크게 절단하여 떼어낸 후, 모판(10)과 양품 단품 PCB(20) 각각의 중첩부(12, 21)를 NC 밀링머신이나 연삭기 등으로 절삭하거나 프레스 등으로 압착하여 그 두께를 얇게 가공한다.

불량 단품 PCB나 양품 단품 PCB의 절단은, 종래와 같이 고속 라우터나 레이저에 의한 절삭 방식이 사용될 수도 있으나, 시험 제작 결과에 따르면 본 실시예와 같이 두께가 얇은 연성 인쇄회로기판의 경우, 스템핑이나 펀칭 등의 프레스 가공에 의해 절단선(102, 22)을 따라 단품 PCB를 찍어서 잘라내는 것이 가능함을 알 수 있 었으며, 이와 같은 방식에 따르면, 인라인으로 일괄 공정이 가능하고, 고속 절단이 가능하여 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

전술하였듯이, 중첩부의 가공은 밀링이나 연삭 등의 절삭 가공이나 프레스에 의한 압착 가공이 가능한 바, 경성 기판의 경우에는 절삭 가공에의해 중첩부를 가공하는 것이 바람직하고, 연성 기판의 경우에는 프레스로 압착 가공하는 것이 바람직하며, 압착 금형에 히터를 설치하여 열압착하는 경우, 보다 원활하게 중첩부를 압착 가공할 수 있게 된다.

상기한 절단 공정과 중첩부 압착 공정을 별도로 수행하는 것도 가능하나, 프레스를 이용하는 경우, 단품 PCB를 절단하기 위한 프레스 금형의 전단날 안쪽에 압착 돌기부를 형성함으로서, 단품 PCB의 절단과 동시에 중첩부를 압착 가공한다.

모판과 교체용 양품 단품 PCB 각각의 중첩부의 두께는 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부의 겹쳐진 두께에 접착제(30)의 두께를 합한 두께가 PCB 기판 자체의 두께와 같거나 약간 작게 되도록 결정하되, 모판과 교체용 양품 단품 PCB 양측 중첩부의 두께를 거의 동일하게 하여 어느 일측의 강도가 너무 저하되지 않도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 중첩부가 가공된 모판(10)의 중첩부(12) 상부에 에폭시 등의 접착제(30)를 도포한 후, 양품 단품 PCB(20)를 원래의 패턴 위치에 맞게 빈 자리(11)에 정렬시킨 후 가압하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 모판(10)에 형성된 중첩부(12)의 상부에 양품 단품 PCB(20)의 중첩부(21)가 겹쳐져 접합되며, 이 상태에서 접착제를 경화시킴으로서 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 작업이 완료된다.

이상 설명한 실시예는, 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부가 상하로 겹쳐진 상태로 접착제에 의해 상호 결합되는 것으로, 중첩부의 폭을 기판 두께 이상으로 필요에 따라 크게 형성하여 할 수 있으므로, 결합 강도를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 모판과 양품 단품 PCB 사이의 좁은 틈새가 아닌 비교적 넓은 면적의 중첩부상에 접착제를 도포하면 되므로, 틈새를 통한 접착제의 유출을 방지하기 위한 테이핑 작업 없이 기판 접착 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

상기 실시예는, 모판과 단품 양품 PCB 모두 기판 분리홈(100a)을 전체적으로 포함하는 더미부분(101)을 폐곡선 형태로 절단하고, 중첩부 역시 절단선 전체에 걸쳐 형성한 실시예를 나타내고 있으나, 절단선이나 중첩부의 형태 또는 중첩부의 폭은 기판의 재질이나 모양 또는 두께, 결합부의 강도 등을 고려하여 여러 가지 형태로 적절하게 설정하게 된다.

도 5 내지 도 8는 중첩부의 여러 가지 실시예를 나타내는 도면으로, 도 5는, 기판 분리홈(100a)을 전체적으로 포함하도록 절단하되, 양품 단품 PCB(20)의 절단선(22) 대부분이 모판의 절단선(102) 내측에 위치되도록 형성하고 중첩부(21)를 필요 개소에 돌출되게 형성하며, 양품 단품 PCB(20)의 중첩부와 겹치는 부분인 모판의 중첩부(12)는 "ㄷ"자형 홈 형태로 형성한 실시예를 나타낸다.

도 6은 중첩부의 또 다른 실시예를 나타내는 도면으로, 양품 단품 PCB(20)는 V-cut(104)을 포함하도록 패널의 더미 부분의 일부를 절단하여 중첩부(21)를 형성하고, 양품 단품 PCB(20)의 중첩부와 겹치는 모판(10)의 중첩부(12)는 "ㄷ"자형 홈 형태로 형성한 실시예를 나타낸다.

도 7은 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부(12, 21)에 홈(12a, 21a)을 형성하여 접착제를 이용하여 중첩부를 접합하는 실시예를 나타내는 바, 본 실시예에 따르면, 중첩부의 홈(12a, 21a)에 접착제가 스며들어 접착제 기둥을 형성하며 경화됨으로서 결합 강도를 향상시킬 수 있으며, 특히 횡방향의 전단 강도나 굽힘 강도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

도 8는 중첩부(12, 21)에 돌출부(12b, 21b)를 형성한 실시예를 나타내는 도면으로, 돌출부 부분에는 접착제를 도포하지 않음으로서 중첩부의 전체적인 두께가 접착제에 의해 영향을 받지 않고 일정하게 유지될 수 있도록 한 실시예를 나타내며, 본 실시예는 돌출부를 모판의 중첩부와 양품 단품 PCB의 중첩부 양측에 형성한 실시예를 나타내고 있으나, 돌출부를 모판과 양품 단품 PCB 중 어느 일측에만 형성하여도 상기와 유사한 효과를 얻을 수 있다.

이상의 설명에서는 중첩부의 결합에 접착제를 이용하는 것을 주로하여 설명하였으나, 본 발명에 따르면 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부가 상하로 겹쳐진 상태로 위치하게 되므로, 이를 상호 결합하는 데는 접착제에 의한 결합 방법 이외에 리베팅이나 스테플링 등 다양한 결합 방법이 사용될 수 있다.

한편, 본 발명에 의해 재생된 PCB 패널에 자동화 장치를 이용하여 부품을 실장하는 경우, 작업이 오류 없이 원활히 이루어지기 위해서는 교체된 단품 PCB상의 각 부품 삽입공이 회로 설계도나 거버 데이터(Gerber Data)에 따른 PCB 패널상의 상대적인 위치에 정확히 배치되어 결합되어야 하며, 이를 위해서는 교체되는 양품 단품 PCB가 불량 단품 PCB가 제거된 모판의 원래의 패턴 위치에 정확히 정렬되어 결합되어야 하는 바, 본 발명의 중첩부가 형성된 기판 역시 종래와 같이 지그에 설치되어 있는 다수의 고정핀에 모판 및 교체용 양품 단품 PCB의 고정홀을 삽입함으로서 수동적으로 정렬하는 것도 가능하나, 인쇄회로기판은 공정 중의 가열과 냉각, 그리고 기계적인 압착 등에 의해 미세한 변형이 발생할 수 있으며, 이 경우, 종래 지그 방식에 의하면 지그의 고정핀이 정확한 위치를 유지하고 있다 하더라도 교체된 인쇄회로기판의 패턴이나 부품 삽입홀의 중심 좌표들이 원래의 거버 데이터에 해당되는 패턴이나 홀들의 중심 좌표로부터 벗어나 불량이 발생하기 쉽다.

따라서, 수율을 향상시키기 위해서는 교체 대상 인쇄회기판의 패턴이나 홀의 중심 위치를 실시간으로 파악하여 모판내의 정확한 위치에 정렬시킬 필요가 있는 바, 이하, 고 정밀도 지그를 사용하지 않고도 모판에 대한 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 실시간으로 보정하며 높은 정밀도로 정렬할 수 있는 방법을 도 9 내지 도 11을 참조하여 설명하기로 한다.

도 9는 모판 상에 교체 대상 단품 PCB가 안착되어 있는 상태를 나타내는 도면, 도 10은 본 발명에 따른 정렬 방법을 수행하기 위한 기판정렬장치의 일례를 나타내는 구성도, 도 11은 도 10의 주요부 확대 사시도를 각각 나타내는 바, 기판 정렬장치는 모판과 교체대상 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 X, Y, Z 방향 및 Z축을 중심으로 한 회전방향 즉 θ방향으로 변위시킬 수 있도록 형성되고, 모판과 교체 대상 양품 단품 PCB의 기준점을 각각 독취하는 상하 한 쌍의 비전 카메라를 구비하는 것이면 어느 형태라도 가능하다.

먼저, 베이스 플레이트(121) Y축 방향으로 이동 가능하게 설치된 모판 고정플레이트(112)에 모판을 고정한 후, 도 9에 도시된 바와 같이, 모판내의 2개의 피듀셜 마크(M1, M2)나 모판의 가장자리에 위치한 가이드 드릴 홀(105)을 선정하여 그 중 하나의 중심점이 그 모판내의 영점으로 설정되고, 영점과 다른 중심점을 잇는 벡터가 가상 벡터 V1으로 설정되며, 양품 단품 PCB 내의 패턴이나 부품 고정 홀 중 두개의 중심점들을 잇는 가상 벡터가 V2로 설정되는 바, 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우, 가상 벡터 V1과 V2의 상대적인 위치는 도 10에 도시된 바와 같으며, 이는 거버 데이터로부터 산출되어 저장된다

양품 단품 PCB는 베이스 플레이트(121)에 대해 X축 방향, Z축 방향 및 θ방향으로 변위 가능하게 설치된 그리퍼(Gripper; 113)에 고정되는 바, 그리퍼(113)의 하부에는 다수의 진공 흡입공(113a)이 형성되어 있어서, 흡입 파이프(113b)에 연결된 진공 펌프를 가동시킴으로서 양품 단품 PCB를 그리퍼의 하부에 고정시키게 되며, 이와 같이 그리퍼에 고정되어 있는 양품 단품 PCB의 하부를 베이스 플레이트에 고정된 제1 비전 카메라(114)로 독취하여, 기 설정되어 있는 가상 벡터 V2을 읽어 들임으로서, 영품 단품 PCB가 흡착되어 있는 현재의 위치를 파악한다.

이후, 그리퍼(113)를 모판내로 이동시켜, 기 설정되어 있는 가상 벡터 V1의 2개의 중심점을 그리퍼 옆에 설치되어 그리퍼와 함께 이동하는 제2 비전카메라(115)를 통하여 독취함으로서 모판내의 가상 벡터 V1의 위치를 파악하게 되며, 각각의 비전 카메라로 읽은 2개 벡터의 크로스 벡터와 거버 테이터에서 읽어온 동일 점들의 2개의 크로스 벡터들과 비교하면서, 벡터 V2의 벡터 V1에 대한 상대적인 위치, 다시 말해 양품 단품 PCB의 모판에 대한 상대적인 위치가 도 9에 도시된 바와 같이, 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 가상 벡터 V1과 V2의 상대적인 위치와 일치될 때까지 실시간으로 위치를 보정하며 그리퍼 및 모판 고정 플레이트를 이동시킴으로서 양품 단품 PCB를 정확한 위치에 고정시킬 수 있게 된다.

접착제를 사용하여 결합하는 경우 상기와 같이 양품 단품 PCB를 위치시키기 전에 모판의 중첩부상에 접착제를 도포하는 작업을 수행하게 되며, 양품 단품 PCB를 원하는 위치에 위치시킨 후, 위에서 가볍게 압착시켜 접합력을 가한 후 진공을 풀게 되며, 하나의 모판에 다수의 PCB 단품을 교체하는 경우, 그리퍼는 다음의 양품 단품 PCB를 모판의 해당 위치에 위치시키기 위해 앞서의 과정을 반복하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 의하면, 중첩부의 폭을 기판 두께 이상으로 필요에 따라 크게 형성함으로서 결합 강도를 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 접착제에 의한 결합 방법 이외에 리베팅이나 스테플링 등 다양한 방법으로 결합하는 것이 가능하며, 접착제를 사용하여 결합하는 경우, 모판과 양품 단품 PCB 사이의 좁은 틈새가 아닌 비교적 넓은 면적의 중첩부상에 접착제를 도포하면 되므로, 틈새를 통한 접착제의 유출을 방지하기 위한 테이핑 작업 없이 기판 접착 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

또한, 모판 및 교체대상 인쇄회기판의 패턴이나 홀의 중심 위치를 실시간으로 파악하여 정렬시킴으로서, 모판에 대한 양품 단품 PCB의 위치 정렬을 용이하고 정확하게 수행할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 복수의 단품 PCB들을 포함하는 인쇄회로기판에서 불량 단품 PCB를 떼어내어 다른 기판에서 떼어낸 양품 PCB를 교체하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 있어서,

   양품 단품 PCB를 불량 단품 PCB를 떼어낸 모판의 빈 자리에 위치시켰을 때 중첩부가 있도록 불량 단품 PCB와 양품 단품 PCB를 절단하는 단계;와

   상기 모판 및 양품 단품 PCB의 상기 중첩부의 두께를 얇게 가공하는 단계와;

   상기 양품 단품 PCB를 상기 모판에 위치 정렬하여 중첩부를 결합하는 단계;를 구비하여, 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부가 상하로 겹쳐진 상태로 상호 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부는 접착제를 사용하여 결합되며, 상기 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부 중 적어도 어느 일측에는 접착제가 스며들어 접착제 기둥을 형성할 수 있도록 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부는 접착제를 사용하여 결합되며, 상기 모판과 양품 단품 PCB의 중첩부 중 적어도 어느 일측에는 돌출부가 형성되어 잇는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 양품 단품 PCB를 상기 모판에 위치 정렬하는 단계는,

   모판과 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 X, Y, Z 방향 및 Z축을 중심으로 한 회전방향 즉 θ방향으로 변위시킬 수 있도록 고정하는 단계와;

   상기 모판상의 특정 두 점을 잇는 벡터와, 상기 양품 단품 PCB상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 설정하여, 상기 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 상기 양 벡터의 상대적 위치를 저장하는 단계와;

   고정 설치된 제1 비전 카메라에 의해 상기 양품 단품 PCB의 하부를 독취하여, 상기 양품 단품 PCB상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 독취하는 단계와;

   양품 단품 PCB가 이동됨에 따라 함께 이동되는 제2 비전 카메라에 의해 상기 모판의 상부를 독취하여, 상기 모판상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 독취하는 단계와;

   상기 제1 제 비전 카메라 및 상기 제2 비전 카메라에 의해 독취된 양 벡터가 상기 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 상기 양 벡터의 상대적 위치와 일치하도록 상기 모판과 상기 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 변위시키는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.
5. 양품 단품 PCB를 모판의 빈자리에 위치시켜 상호 결합하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법에 있어서,

   모판과 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 X, Y, Z 방향 및 Z축을 중심으로 한 회전방향 즉 θ방향으로 변위시킬 수 있도록 고정하는 단계와;

   상기 모판상의 특정 두 점을 잇는 벡터와, 상기 양품 단품 PCB상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 설정하여, 상기 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 상기 양 벡터의 상대적 위치를 저장하는 단계와;

   고정 설치된 제1 비전 카메라에 의해 상기 양품 단품 PCB의 하부를 독취하여, 상기 양품 단품 PCB상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 독취하는 단계와;

   양품 단품 PCB가 이동됨에 따라 함께 이동되는 제2 비전 카메라에 의해 상기 모판의 상부를 독취하여, 상기 모판상의 특정 두 점을 잇는 벡터를 독취하는 단계와;

   상기 제1 비전 카메라 및 상기 제2 비전 카메라에 의해 독취된 양 벡터가 상기 양품 단품 PCB가 모판의 정확한 위치에 위치하는 경우의 상기 양 벡터의 상대적 위치와 일치하도록 상기 모판과 상기 양품 단품 PCB의 상대적인 위치를 변위시키는 단계;를 구비하여 상기 양품 단품 PCB를 상기 모판에 위치 정렬하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 불량 단품 PCB 교체 방법.

Images