KR100655718B1

KR100655718B1 - Ｐｃｂ 오토솔더링을 위한 지그

Info

Publication number: KR100655718B1
Application number: KR1020050014470A
Authority: KR
Inventors: 박호진; 김유겸
Original assignee: 엔 하이테크 주식회사
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-12-11
Also published as: KR20060093751A

Abstract

본 발명은 소자 등의 각종 부품들이 미리 실장된 인쇄회로기판(PCB)을 오토 솔더링(soldering)할 때 사용되어 기판의 휨변형과 솔더링 불량을 방지하는 지그(jig)에 관한 것으로,

보다 상세하게는 지그의 파레트(pallet)의 기판안착부에 배열된 기판을 가압 고정하는 압지(壓支)구(clip)를 개량하여 기판의 고정을 보다 확고하게 함은 물론,

압지구와 파레트의 결합을 위한 부싱(bushing)과 압지구가 공회전이 방지되는 형태가 되도록 하여 지그 제작시의 조립과 압지구의 탄성력 유지를 위한 지그 수리의 편리성을 도모하고,

기판의 솔더링 후 기판과 지그의 분리시 사용되는 레버의 도입을 통하여 기판의 분리를 간편하게 한 지그에 관한 것이다.

본 발명에 따른 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그는 테두리부 내부에 요입된 기판안착부가 형성된 파레트; 및 하부의 제1 장착공과 상기 제1 장착공 보다 지름이 더 큰 상부의 제2 장착공이 형성되어 있고, 돌출된 가압부가 하부에 형성되어 있는 원통형의 본체, 상기 본체의 제1 장착공에 끼워지는 부싱, 그리고 상기 부싱의 외주면에 끼워지며 상기 본체의 제2 장착공 하면부와 상기 부싱 상부에 결합되는 볼트의 머리에 의하여 이탈이 방지되는 코일스프링을 포함하며, 상기 파레트의 테두리부에 형성된 다수의 결합공에 결합된 볼트에 의하여 상기 부싱 하부가 결합 고정되는 다수의 압지(壓支)구를 포함하여 이루어진 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지 그에 있어서, 상기 압지구 본체의 가압부 저면 양측에는 대칭된 형태로 경사부가 형성되어 있고, 상기 압지구는 상기 파레트의 테두리부와 기판안착부의 경계부분 모서리 부위에 필수적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

PCB, 지그, 파레트, 압지구, 레버, 경사, 공회전방지

Description

ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그{JIG FOR PCB AUTO-SOLDERING}

도 1a 및 도 1b는 각각 대한민국 실용신안등록 제0356370호에 기재된 PCB용 지그의 사시도 및 압지구의 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 PCB 오토솔더링을 위한 지그의 전체 사시도,

도 3a 및 도 3b는 지그의 압지구에 대한 상세 사시도 및 단면도,

도 4a 및 도 4b는 솔더링 후 기판의 분리시 사용되는 레버의 동작상태와 관련된 부분 결합단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 파레트 11A: 기판안착부

11B: 테두리부 13: 결합공

15: 레버장착부 20: 압지구

21: 본체 21A: 파지부

21B: 가압부 23a: 안착홈

23b: 제1 장착공 23c: 제2 장착공

25: 부싱 27: 스프링

30: 레버 31: 누름부

33: 접촉부 35: 힌지축

37: 탄성부재

전자부품의 대량생산을 위하여 개발된 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)(이하 ‘기판’이라 약칭하고 이를 병용함)에 표면 실장형 부품을 장착 (Mounting)하고 솔더링(Soldering)하는 기술을 표면실장기술(Surface Mounter Technology; SMT)이라 하는데, 특히 본 발명에 따른 지그가 사용되는 리플로우 솔더링 머신(Reflow Soldering Machine)을 이용한 표면실장공정은 부품이 장착된 기판이 노(爐)를 통과함에 따라 용융되는 크림상태의 납(Cream Solder)에 의하여 땜질이 이루어진다.

상기 리플로우 솔더링 머신에서 솔더링 작업 중 인쇄회로기판을 고정하는 지그는 인쇄회로기판에 실장되는 미세한 소자의 불량 없는 솔더링과 고온으로 인한 기판의 변형 방지를 보장하여 생산성을 향상시키기 위한 것이다.

이러한 지그에 대한 종래 기술로는 대한민국 실용신안등록 제0356370호(2004.07.06) 『인쇄회로기판용 지그 조립체』가 있다. 상기 등록실용신의 지그를 도 1a 및 도 1b에 도시하였는데, 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

상기 등록실용신안의 지그는 파레트(10)와, 상기 파레트의 일측에 볼트(20)로 체결되는 서스클립(30)과, 상기 서스클립이 설치되지 않은 파레트의 측면에 볼트(40)로 체결되어 파레트의 안착홈(11)에 수용되는 도시되지 않은 인쇄회로기판을 구속하도록 된 압지구(50)(상기 등록실용신안의 공보에서는 ‘탄성클립’으로 표현)로 이루어져 있다.

상기 등록실용신안의 핵심은 상기 파레트(10)에 상기 제2관통구멍(13)의 주위에 90도를 이루는 회전각도안내홈(14)이 형성되고, 상기 압지구(50)의 본체(51)에는 축방향과 평행하게 일정 길이의 돌기(55)가 돌출 형성되어 상기 회전각도안내 홈(14)에 끼워져서 상기 압지구(50)의 회전각도가 상기 안내홈(14)에 의하여 제한되는 것이다. 이러한 안내홈(14)과 돌기(55)를 통하여 기판의 정확한 고정이 보다 쉬워지도록 개량하였다.

삭제

그러나 상기 등록실용신안의 압지구(50)는 기판과 직접적으로 접촉하는 가압부(51a)의 저면이 거의 평판형태로 되어 있어 파레트(10)의 안착홈(11)에 놓인 기판이 약간이라도 돌출되어 있을 경우 기판의 압지를 위하여 압지구(50) 본체(51)의 회전시킬 경우 기판에 가압부(51a)가 걸리므로 작업자가 불편함을 느낄 수 있고 과도한 힘을 가할 경우 기판이나 압지구(50)의 파손 위험이 있다.

특히 이러한 문제는 사각 평판형 기판의 네 모서리를 한꺼번에 가압 고정할 수 없어, 기판의 네 모서리 중 한 곳 또는 두 곳을 먼저 고정한 후 다른 곳을 고정하는 경우 고정되지 않은 다른 기판 모서리가 들리는 경우가 많으므로 빈번해질 수 있다.

또 상기 등록실용신안의 압지구(50)는 정확히 기판을 위한 파레트(10)의 안착홈(11)의 모서리에 위치하는 것이 아니라 약간 벗어난 위치에 배열되어 있다. 이로 인하여 기판이 정확히 안착홈(11)에 위치하지 않고 안착홈(11)과 파레트의 테두리에 걸쳐진 상태에서 압지구(50)를 회전시킬 경우 기판 또는 압지구의 파손이 우려된다.

또 상기 등록실용신안의 압지구(50)는 도 1b에 도시된 바와 같이, 본체(51)와 부싱(52)이 자유롭게 공회전될 수 있도록 두 부재의 접면이 이루는 형상의 횡단면이 모두 원형으로 되어 있다. 이로 인하여 도 1a에서와 같이, 조립시 압지구(50)를 파레트(10)에 고정할 경우 파레트(10)의 하부에서 제2관통공(13)에 끼워진 볼트(40)의 머리를 드라이버로 회전되지 않도록 한 상태에서 부싱(52)에 일치시키고 부싱(52) 외주면에 스프링(53)을 결합시킨 후 다른 볼트(54)를 역시 부싱(52) 상부에 위치시킨 상태에서 다른 드라이버로 부싱(52)을 회전시켜야만 한다.

이러한 조립작업은 특히 스프링(53)을 압축시킨 상태에서 진행하여야 하므로 더욱 어렵다. 만약 파레트(10) 하부의 볼트(54)만을 부싱(52)과 결합시킬 경우에는 부싱이 헛돌게 되므로 어려움이 있다.

또 압지구(50)의 사용과정에서 볼트(40)(54)가 풀려 스프링(53)으로부터 공급되는 압지구(50)의 탄성이 떨어지는 경우 다시 볼트를 조일 때에도 부싱의 공회전으로 인하여 어려움이 있다.

아울러 상기 등록실용신안은 도 1a에 도시된 바와 같이, 압지구(50)의 주변에 기판을 위한 안착홈(11)과는 별도의 반원형 홈이 네 개 형성되어 있는데, 이는 명시되지는 않았으나 기판의 솔더링 후 기판과 파레트(10)의 분리를 위한 것으로 추정된다.

그러나 작업자가 손이나 공구를 반원형 홈에 집어넣어 기판을 분리하는 작업은 효율이 떨어지고 작업자가 다칠 수 있다는 문제점을 안고 있다.
도 1a 및 도 1b에서 미설명된 참조부호 12는 서스클립(30)이 볼트(20)에 의하여 파레트(10)에 고정되도록 하는 제1관통구멍을 지칭하는 것이고, 참조부호 15는 서스클립(30)의 회전방지부(33)가 끼워지는 장방형 홈을 지칭하는 것이다.

본 발명은 종래의 PCB 오토솔더링용 지그의 문제점, 특히 실용신안등록 제0356370호의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것이다.

이에 본 발명은 파레트에 결합되는 압지구의 가압부 저면에 경사부를 형성하여 원활한 기판의 압지가 가능하도록 하고, 사각형 기판의 네 모서리의 정확한 고정이 가능하도록 압지구를 파레트의 기판안착부 네 모서리에 배열하여 기판 고정과정이 간편해지도록 한 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또 본 발명은 압지구를 파레트에 고정하고 코일스프링을 압지구에 내장하기 위한 부싱과 압지구가 공회전이 방지되는 형태가 되도록 하여 지그의 조립과 압지 구의 가압력 항상성 유지를 위한 지그 수리의 편리성을 도모하는 것을 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 파레트에 솔더링 후 기판 분리를 위한 레버를 도입하여 분리공정을 단축하여 효율성을 제고하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그는 테두리부 내부에 요입된 기판안착부가 형성된 파레트; 및 하부의 제1 장착공과 상기 제1 장착공 보다 지름이 더 큰 상부의 제2 장착공이 형성되어 있고, 돌출된 가압부가 하부에 형성되어 있는 원통형의 본체, 상기 본체의 제1 장착공에 끼워지는 부싱, 그리고 상기 부싱의 외주면에 끼워지며 상기 본체의 제2 장착공 하면부와 상기 부싱 상부에 결합되는 볼트의 머리에 의하여 이탈이 방지되는 코일스프링을 포함하며, 상기 파레트의 테두리부에 형성된 다수의 결합공에 결합된 볼트에 의하여 상기 부싱 하부가 결합 고정되는 다수의 압지(壓支)구를 포함하여 이루어진 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그에 있어서, 상기 압지구 본체의 가압부 저면 양측에는 대칭된 형태로 경사부가 형성되어 있고, 상기 압지구는 상기 파레트의 테두리부와 기판안착부의 경계부분 모서리 부위에 필수적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

실용신안등록 제0356370호의 지그와 관련된 도 1a 및 도 1b의 참조부호와 도 2 이하의 본 발명의 참조부호는 서로 동일하더라도 동일한 부재를 지칭하는 것이 아니며 두 부류의 도면들 사이의 상관관계는 없다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 지그(J)는 테두리(11B)에 둘러싸인 기판안착부(11A)가 형성된 파레트(10)와, 상기 파레트(10)의 테두리부(11B)와 기판안착부(11A)의 경계부분에 배열되는 다수의 압지구(20), 그리고 솔더링 후 기판의 분리를 위한 레버(30)로 이루어져 있다.

상기 파레트(10)(pallet)의 재료로는 섬유유리 강화 합성수지(fiberglass reinforced plastic)가 사용되는 것이 일반적이며, 특히 섬유유리 강화 합성수지로 만들어진 "Boedeker Plastics, Inc."의 "Durostone^®"파레트가 주로 사용된다.

원하는 인쇄회로기판의 치수에 상응하는 크기를 갖고 실장되는 부품위치에 알맞은 납땜공(17)이 형성되어 있는 파레트(10)에는 압지구(20)의 장착을 위한 결합공(13)이 테두리부(11B)에 형성되어 있고, 기판안착부(11A)와 테두리부(11B)에 걸쳐 레버(30) 장착부(15)가 구비되어 있다.

본 발명에 따른 지그(J)의 압지구(20)는 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본체(21)와 부싱(25), 그리고 코일스프링(27)을 포함한다.

상기 본체(21)는 하부의 제1 장착공(23b)이 형성되어 있고, 상부에 상기 제1 장착공(23b) 보다 지름이 더 큰 제2 장착공(23c)이 형성되어 있으며, 본체(21) 회전에 따라 코일스프링(27)의 탄성에 의하여 파레트(10) 기판안착부(11A)에 위치한 기판을 실질적으로 눌러 고정하는 가압부(21B)가 본체(21)의 하부 일측에 돌설되어 있다.

또 상기 본체(21)의 상부 외주면에는 미끄럼 방지를 위한 다수의 요철부로 이루어진 파지부(21A)가 형성되어 있다.

상기 부싱(25)은 상기 본체(21)의 제1 장착공(23b) 내경에 상응하는 외경을 갖고, 상기 본체(21) 하부의 안착홈(23a)에 위치하여 부싱(25)의 이탈을 방지하는 플랜지(25A)가 하부에 형성되어 있다.

상기 코일스프링(27)은 상기 본체(21)의 제2 장착공(23b) 내경에 상응하는 외경을 갖고, 상기 본체(21)의 제2 장착공(23c) 하면부, 즉 상기 제1 및 제2 장착공(23b)(23c)의 경계부분 단턱과 상기 부싱(25) 상부에 결합되는 볼트(28B)의 머리(29a)에 의하여 이탈이 방지된다.

상기 압지구(20)와 파레트(10)의 결합은 상기 테두리부(11B)에 형성된 다수의 결합공(13)에 결합된 볼트(29A)를 상기 부싱(25) 하부가 결합하는 방식으로 이루어진다.

본 발명의 핵심 특징 중 하나는 도 3a에 도시된 바와 같이, 지그(J)의 압지구(20) 가압부(21B)의 저면에 대칭된 형태로 형성된 경사부(21a)(21b)이다.

상기 경사부(21a)(21b)로 인하여 파레트(10)의 기판안착부(11A)에 위치한 기 판이 테두리부(11B) 보다 어느 정도 높게 들려 있는 경우에도 압지구(20)의 회전에 따라 기판이 눌려지면서 테두리부(11B)와 동일한 평면을 이룬 상태에서 가압부(21B)에 의한 고정이 가능하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 특징은 압지구(20)가 상기 파레트(10)의 테두리부(11B)와 기판안착부(11A)의 경계부분 모서리 부분에 필수적으로 배열되어 있는 것으로, 이로 인하여 미세하게 뒤틀린 기판이나 안착부(11A)의 미세한 평면 이탈의 경우 가장 높게 들리게 되는 기판의 모서리 부분을 확고하게 지지할 수 있다.

또 이러한 압지구(20)의 배열위치에 의하여 기판이 정확히 안착부(11A)에 위치하지 않아 이탈되어 있는 경우에도 모서리에 위치한 압지구(20)부터 회전시켜 기판을 가압하여 고정 지지하는 경우 이탈된 기판의 확인이 보다 쉽고, 압착부(11A)와 테두리부(11B)에 걸쳐진 기판이 강제로 압지구에 의하여 눌려져 파손되거나 반대로 압지구가 파손되는 위험을 방지할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 도 2 및 도 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 압지구(20)의 본체(21)와 부싱(25)이 공회전이 방지될 수 있는 구조를 갖는 것이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 도시된 공회전 방지 구조는 상기 부싱(25) 하부 플랜지(25A)의 일부분을 자른 절개부(25a)와 이에 상응하는 형상을 갖는 본체(21)의 안착홈(23a)으로 되어 있다. 이러한 공회전 방지 구조는 다양한 변형이 가능하다.

이와 같은 공회전 방지구조로 인하여 압지구(20)와 파레트(10)의 조립 결합시에 파레트(10) 겹합공(13)에 끼워진 볼트(29A)에 드라이버를 겹합시킨 후 압지구(20)를 회전시키는 방식으로 조립이 가능하다. 또 부싱(25)의 상부에 볼트(29B)를 결합할 때에도 압지구(20)의 파지부(21A)를 잡고 볼트(29B)를 드라이버로 회전시키는 방식으로 작업을 진행하면된다.

필요에 따라 상기 파레트(10) 결합공(13) 하부에 공회전 방지를 위한 형상을 갖는 홈을 형성하고 상기 볼트(29A) 역시 이에 상응하는 형상을 갖도록 하여 조립이 보다 쉽도록 할 수 있다.

이와 같은 공회전방지 구조는 압지구(20)의 사용에 따라 볼트(29A)(29B)와 부싱(25)이 풀린 경우에도 상기 스프링(27)에 의한 압지력의 보강을 위하여 볼트를 다시 조이는 수리작업 또한 간편하게 이루어질 수 있다.

다음으로 도 2, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 지그(J)에서 기판(P)의 솔더링 후 파레트(10)에서 기판을 분리하는 작업을 돕기 위한 레버(30)를 도입한 것이 본 발명의 다른 특징에 해당한다.

이와 같은 기능을 갖는 레버는 다양한 변형이 가능하지만, 도시된 레버(30)는 파레트(10)의 장착부(15)에 장착되며, 상기 파레트(10)의 기판안착부(11A)와 동일 평면을 이루는 접촉부(33), 상기 파레트(10)의 테두리부(11B)에 배열되는 누름부(31), 상기 접촉부(33)와 상기 누름부(31) 연결부위에 구비된 힌지축(35)으로 이루어진다.

상기 힌지축(35)은 장착부(15) 양편의 끼움홈(15b)에 결합된다.

또 상기 레버(30)는 상기 누름부(31)의 하강에 대항하는 탄발력을 제공하는 탄성부재를 포함하는데, 도시된 탄성부재는 누름부(31) 하부와 상기 장착부(15)의 테두리부(11B) 쪽에 각각 구비된 끼움돌기(31a)(15a) 사이에 끼워져 배열되는 코일스프링(37)으로 이루어져 있다.

기판(P)의 솔더링 완료 후 압지구(20)를 해지시켜 가압부(21B)가 기판을 가압하지 않는 상태로 하고, 상기 레버(30)의 누름부(31a)를 누르면 기판이 들려서 도 4a에서 도 4b의 상태를 거쳐 기판(P)이 플랜지부(11B) 상부로 솟게 되므로 손이나 공구로 기판을 들어 이송할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그 파레트에 결합되는 압지구의 가압부 저면에 경사부를 형성하여 원활한 기판의 압지가 가능하고, 사각형 기판의 네 모서리의 정확한 고정이 가능하도록 압지구를 파레트의 기판안착부 네 모서리에 배열하여 기판 고정과정이 간편하다.

또 본 발명은 압지구를 파레트에 고정하고 코일스프링을 압지구에 내장하기 위한 부싱과 압지구가 공회전이 방지되는 형태가 되어 있어 지그의 조립과 압지구의 가압력 항상성 유지를 위한 지그 수리의 편리성을 도모하였다.

아울러 본 발명은 파레트에 솔더링 후 기판 분리를 위한 레버를 도입하여 분리공정을 단축하여 효율성을 제고하였다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 지그를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

테두리부 내부에 요입된 기판안착부가 형성된 파레트; 및

하부의 제1 장착공과 상기 제1 장착공 보다 지름이 더 큰 상부의 제2 장착공이 형성되어 있고, 돌출된 가압부가 하부에 형성되어 있는 원통형의 본체,

상기 본체의 제1 장착공에 끼워지는 부싱, 그리고

상기 부싱의 외주면에 끼워지며 상기 본체의 제2 장착공 하면부와 상기 부싱 상부에 결합되는 볼트의 머리에 의하여 이탈이 방지되는 코일스프링을 포함하며,

상기 파레트의 테두리부에 형성된 다수의 결합공에 결합된 볼트에 의하여 상기 부싱 하부가 결합 고정되는 다수의 압지(壓支)구를 포함하여 이루어진 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그에 있어서,

상기 압지구 본체의 가압부 저면 양측에는 대칭된 형태로 경사부가 형성되어 있고,

상기 압지구는 상기 파레트의 테두리부와 기판안착부의 경계부분 모서리 부위에 필수적으로 배열되어 있으며,

상기 파레트에는 솔더링 후 기판을 분리하기 위한 레버가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그.
제 1 항에 있어서,

상기 부싱의 하부에는 부싱의 이탈방지를 위한 플랜지가 형성되고,

상기 플랜지는 일부분이 절개되고 상기 플랜지가 안착되는 상기 본체 부분은 상기 절개된 플랜지의 형상에 상응하는 형상을 가져 공회전이 방지되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그.
삭제
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 레버는

상기 파레트의 기판안착부와 동일 평면을 이루는 접촉부,

상기 파레트의 테두리부에 배열되는 누름부,

상기 접촉부와 상기 누름부 연결부위에 구비된 힌지축, 그리고

상기 누름부의 하강에 대항하는 탄발력을 제공하는 탄성부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ＰＣＢ 오토솔더링을 위한 지그.