KR100668132B1 - 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR100668132B1
KR100668132B1 KR1020060042068A KR20060042068A KR100668132B1 KR 100668132 B1 KR100668132 B1 KR 100668132B1 KR 1020060042068 A KR1020060042068 A KR 1020060042068A KR 20060042068 A KR20060042068 A KR 20060042068A KR 100668132 B1 KR100668132 B1 KR 100668132B1
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김세영
김천희
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세호로보트산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, FPCB)에 보강판을 부착하기 위한 FPCB의 보강판 부착 시스템 및 그 방법을 개시한다. 본 발명은 워크테이블 위에 FPCB가 놓여지고, 보강판, 점착제와 이형지가 적층되어 있는 보강판 적층물이 트레이에 수용된다. 이형지 박리장치는 보강판 적층물의 이형지를 부착하여 박리할 수 있는 점착테이프를 이송한다. 로봇은 점착테이프에 이형지가 부착되어 박리되도록 트레이로부터 점착테이프 위에 보강판 적층물을 붙잡아 이송하고, 점착테이프로부터 FPCB 위에 이형지가 박리되어 있는 보강판을 이송하여 부착한다. 또한, 이형지 박리장치의 하류에 이형지가 박리되어 있는 보강판을 인수할 수 있도록 스탠바이테이블이 설치된다. 제1 로봇은 점착테이프의 점착제에 이형지가 부착되어 박리되도록 트레이로부터 점착테이프의 점착제 위에 보강판 적층물을 붙잡아 이형지 박리장치에 이송하며, 제2 로봇은 스탠바이테이블로부터 FPCB 위에 이형지가 박리되어 있는 보강판을 붙잡아 이송하여 부착한다. 본 발명에 의하면, 보강판의 박리, 이송, 정렬, 부착 등 일련의 공정을 자동화하여 생산비를 절감하고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 카메라의 촬영에 의하여 획득되는 FPCB의 이미지와 보강판의 이미지를 프로세싱하여 FPCB에 보강판을 정확하게 정렬하여 부착할 수 있고, 보강판에 대한 이물질의 오염을 방지할 수 있다.

Description

연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ATTACHING STIFFENING PLATE ON FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}
도 1은 본 발명에 따른 보강판 부착 시스템의 제1 실시예의 구성을 나타낸 정면도,
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 구성을 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 제1 실시예에서 보강판 적층물과 점착테이프의 구성을 나타낸 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 제어를 위한 컨트롤러의 구성을 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에서 워크테이블, 과 로봇의 진공헤드가 진공펌프에 연결되어 있는 구성을 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명에 따른 제1 실시에의 보강판 부착 시스템에서 워크테이블의 구성을 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에서 Z축 로터리 액츄에이터와 Z축 리니어모션 액츄에이터의 구성을 나타낸 단면도,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에서 이형지 박리장치와 로봇의 진공헤드에 의한 이형지의 박리 동작을 설명하기 위하여 나타낸 도면,
도 9는 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에 의한 보강판 부착 방법의 제1 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명에 따른 보강판 부착 시스템의 제2 실시예의 구성을 나타낸 정면도,
도 11은 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템의 구성을 나타낸 평면도,
도 12는 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템의 제어를 위한 컨트롤러의 구성을 나타낸 블록도,
도 13은 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템에서 워크테이블, 과 제1 및 제2 로봇의 진공헤드가 진공펌프에 연결되어 있는 구성을 나타낸 블록도,
도 14a 내지 도 14d는 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템에서 이형지 박리장치와 제1 로봇의 진공헤드에 의한 이형지의 박리 동작을 설명하기 위하여 나타낸 도면,
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템에서 이형지 박리장치의 탄성플레이트에 의한 이형지의 부착 동작을 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.
도 16은 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템에 의한 보강판 부 착 방법의 제2 실시예를 설명하기 위하여 나타낸 흐름도이다.
도 17a 내지 도 17d는 본 발명에 따른 보강판 부착 시스템의 제3 실시예에서 이형지 박리장치와 제1 로봇의 진공헤드에 의한 이형지의 박리 동작을 설명하기 위하여 나타낸 도면들이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 연성인쇄회로기판 12: 윤곽선
20: 보강판 적층물 21: 보강판
22: 점착제 23: 이형지
30: 트레이 100: 프레임
110: 워크테이블 114: 진공펌프
120: 박리장치 121: 점착테이프롤
122: 점착테이프 123: 점착제
130: 언와인더 140: 리와인더
150: 서포트테이블 153: 롤러
160: 구동장치 170: 스탠바이테이블
172: 쐐기 200: 로봇
210, 410, 510: X축 리니어모션 액츄에이터
220, 420, 520: Y축 리니어모션 액츄에이터
230, 530: Z축 로터리 액츄에이터
240, 430, 540: Z축 리니어모션 액츄에이터
250, 440, 550: 진공흡착장치 251: 진공헤드
300: 이미지 처리장치 301: 제1 카메라
302: 제2 카메라 303: 컴퓨터
310, 600: 컨트롤러
본 발명은 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연성인쇄회로기판에 보강판을 자동으로 부착하기 위한 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board, 이하 'FPCB'라 한다)은 폴리에스터(Polyester), 폴리이미드(Polyimide) 등의 내열성 플라스틱 필름에 인쇄회로를 형성하여 구성하고 있다. FPCB는 휨, 꼬임, 접힘 등이 가능하도록 유연성을 보유한다. 따라서 FPCB에 의해서는 공간을 효율적으로 활용하여 입체적으로 배선할 수 있다.
한편, FPCB의 패턴(Pattern)에는 표면실장기(Surface mounting machine), 칩마운터(Chip mounter) 등을 사용하여 전자부품을 탑재하고 있다. 전자부품이 탑재되는 FPCB의 영역에는 강성의 보강을 위하여 폴리이미드 필름, 글래스 에폭시 필름(Glass epoxy film) 등의 보강재(Stiffener)로 제작되어 있는 보강판을 부착하고 있다.
이와 같이 FPCB의 표면에 보강제를 부착하기 위하여 보강판의 이면에는 점착제가 도포되어 있으며, 점착제는 이형지에 의하여 보호되어 있다. 보강판의 부착은 거의 대부분 작업자의 수작업에 의하여 실시되고 있다. 작업자는 보강판으로부터 이형지를 박리한 후, 점착제에 의하여 보강판을 FPCB의 영역에 부착한다.
그러나 상기한 바와 같이 작업자가 수작업에 의하여 FPCB의 표면에 보강판을 부착하는 것에는 많은 인력과 시간이 소요되어 생산비를 크게 상승시키고, 생산성을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 작업자가 이형지를 박리할 때 작업자의 손에 묻어 있던 먼지, 수분 등의 이물질이 점착제를 오염시켜 점착성을 저하시키고, 부착 불량을 발생시키는 단점이 있다.
한편, 작업자는 육안으로 FPCB에 표시되어 있는 윤곽선(Out line)이나 마크(Mark)를 보면서 윤곽선에 보강판을 정확하게 정렬시켜 부착하여야 한다. 그러나 작업자의 실수로 보강판이 제자리에 부착되지 못하고 윤곽선을 벗어나 부착되는 불량이 흔히 발생하고 있다. 보강판의 부착 불량은 FPCB에 전자부품을 탑재하는데 많은 지장을 주게 된다. 특히, FPCB의 제조 라인 전체에서 보강판의 부착 공정이 생산을 지체시키는 병목 공정(Bottleneck process)으로 되어 생산성의 향상을 저해하는 가장 큰 원인이 되고 있다. 따라서 FPCB의 표면에 보강판을 정확하게 부착할 수 있는 시스템 및 방법의 개발이 요구되고 있으나, 이를 만족할 만한 시스템 및 방법이 개발되지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위 하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 보강판의 박리, 이송, 정렬, 부착 등 일련의 공정을 자동화하여 생산비를 절감하고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 FPCB의 보강판 부착 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 FPCB의 표면에 보강판을 정확하게 부착할 수 있는 FPCB의 보강판 부착 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 보강판의 점착제에 대한 이물질의 오염을 방지할 수 있는 FPCB의 보강판 부착 시스템 및 그 방법을 제공함에 있다.
이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, FPCB를 올려놓을 수 있도록 설치되어 있는 워크테이블과; 워크테이블의 상류에 위치되어 있으며, 보강판, 점착제와 이형지가 순차적으로 적층되어 있는 보강판 적층물을 수용하는 트레이와; 워크테이블과 트레이 사이에 설치되어 있고, 보강판 적층물의 이형지를 부착하여 박리할 수 있는 점착제가 도포되어 있는 점착테이프를 이송하는 이형지 박리수단과; 워크테이블과 이형지 박리수단 사이에 설치되어 있으며, 이형지 박리수단으로부터 이형지가 박리되는 보강판을 인수하는 스탠바이테이블과; 트레이와 이형지 박리수단 사이에 설치되어 있고, 점착테이프의 점착제에 이형지가 부착되어 박리되도록 트레이로부터 점착테이프의 점착제 위에 보강판 적층물을 붙잡아 이송하며, X축, Y축 및 Z축 직선왕복운동하고, Z축 직선왕복운동을 위한 Z축 리니어모션 액츄에이터를 가지며, Z축 리니어모션 액츄에이터는 보강판 적층물의 이송방향선단과 근접하는 이형지의 하면이 점착테이프의 점착제에 부착되고 보강판 적층물의 이송방향후단은 점착테이프의 점착제로부터 떨어지도록 경사지게 설치되어 있는 제1 로봇과; 워크테이블과 스탠바이테이블 사이에 설치되어 있고, 스탠바이테이블로부터 FPCB 위에 이형지가 박리되어 있는 보강판을 붙잡아 이송하여 부착하며, X축, Y축 및 Z축 직선왕복운동과 Z축 회전운동하는 제2 로봇으로 이루어지고, 이형지 박리수단은 워크테이블의 상류에 장착되어 있으며 점착테이프가 감겨있는 릴을 갖는 언와인더와, 워크테이블과 언와인더 사이에 장착되어 있고 언와인더의 릴로부터 풀려나는 점착테이프를 감아주는 릴을 갖는 리와인더와, 점착테이프의 이송방향이 리와인더의 릴을 향하여 전환되도록 언와인더와 리와인더 사이의 상방에 장착되어 있으며 언와인더와 리와인더 사이에서 이송되는 점착테이프를 지지하는 서포트테이블과, 릴와인더의 릴을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동수단과, 서포트테이블의 상방에 장착되어 있고 점착테이프의 점착제에 부착되어 이송되는 보강판 적층물을 가압하는 롤러로 구성되어 있고, 서포트테이블의 상면에 보강판 적층물이 점착테이프의 점착제에 부착되는 초기위치에서 보강판 적층물을 지지할 수 있도록 탄성플레이트가 장착되어 있는 FPCB의 보강판 부착 시스템에 있다.
본 발명의 다른 특징은 FPCB를 준비하는 단계와; 보강판, 점착제와 이형지가 순차적으로 적층되어 있는 보강판 적층물을 준비하는 단계와; 보강판 적층물의 이형지를 부착하여 박리할 수 있는 점착제가 도포되어 있는 점착테이프를 준비하는 단계와; 점착테이프의 점착제에 보강판 적층물의 이형지를 부착하는 단계와; 보강판 적층물과 점착테이프를 이송하면서 보강판 적층물을 가압하여 점착테이프에 밀착시키는 단계와; 보강판 적층물을 점착테이프에 밀착시킨 상태에서 이송하면서 보강판 적층물로부터 이형지를 박리하는 단계와; FPCB 위에 이형지가 박리되어 있는 보강판의 점착제를 부착하는 단계로 이루어지고, 보강판 적층물의 이형지를 부착하는 단계는, 보강판 적층물의 이송방향선단과 근접하는 이형지의 하면을 점착테이프의 점착제에 부착하고 보강판 적층물의 이송방향후단은 점착테이프의 점착제로부터 떨어지도록 부착하며 점착테이프를 탄성플레이트의 상면에 지지하고 탄성플레이트의 상면에 지지되어 있는 점착테이프의 점착제에 보강판 적층물을 가압하여 부착하는 FPCB의 보강판 부착 방법에 있다.
이하, 본 발명에 따른 FPCB의 보강판 부착 시스템 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 7과 도 8a 내지 8d에는 본 발명에 따른 FPCB의 보강판 부착 시스템의 제1 실시예가 도시되어 있다. 도 1과 도 2를 참조하면, 제1 실시예의 보강판 부착 시스템은 FPCB(10)의 일면, 예를 들어 전자부품의 리드(Lead)가 삽입되는 스루홀(Through hole: 11)의 주위에 강성의 보강을 위하여 보강판 적층물(Stiffener laminate: 20)로부터 보강판(21)을 박리하여 부착한다. FPCB(10)의 일면에는 보강판(21)을 부착하기 위한 영역을 나타내는 복수의 윤곽선(Out line: 12)들 또는 마크들이 표시되어 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 보강판(21)은 FPCB(10)의 윤곽선(12)에 맞게 부착된다.
도 2와 도 3을 참조하면, 보강판 적층물(20)은 보강판(21)의 일면에 점착제(22)가 도포되어 있으며, 점착제(22)는 이형지(23)에 의하여 보호되어 있다. 이형지(23)는 예를 들어 종이의 일면에 점착제(22)와의 박리를 위하여 실리콘을 도포하여 구성한다. 이와 같이 보강판(21), 점착제(22)와 이형지(23)를 갖는 보강판 적층물(20)의 구성은 공지의 단면테이프(Single coated tape)의 구성과 동일하다. 보 강판 적층물(20)은 트레이(Tray: 30)의 홈(21)들에 보강판(21)이 상방을 향하도록 수용되어 공급되며, 트레이(30)의 홈(31)들은 직각좌표로 배열되어 있다.
도 1, 도 2, 도 5와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 보강판 부착 시스템은 프레임(100)과, 프레임(100)의 하류에 FPCB(10)를 올려놓을 수 있도록 설치되어 있는 워크테이블(Work table: 110)을 구비한다. 워크테이블(110)의 상면에 복수의 흡기구멍(111)들이 형성되어 있으며, 흡기구멍(111)들은 제1 에어파이프라인(Air pipe line: 112)과 매니폴드(Manifold: 113)를 통하여 공기의 흡입력을 발생하는 진공펌프(Vacuum pump: 114)에 연결되어 있다. 진공펌프(114)는 공기를 흡입하여 배출하는 에어블로워(Air blower)로 대신할 수도 있다. 제1 에어라인파이프(113)에는 공기의 흐름을 제어하는 제1 솔레노이드밸브(115)가 장착되어 있다. 워크테이블(110)의 내측에 히터(116)가 장착되어 있다. 히터(116)의 열에 의하여 FPCB(10)가 가열되면, FPCB(10)에 접촉하는 보강판(21)의 점착제(22)가 녹아 부착된다. 히터(116)는 워크테이블(110)에 내장되는 히팅와이어(Heating wire)로 구성될 수 있다.
도 1과 도 2를 다시 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템은 트레이(30)의 하류와 워크테이블(110)의 상류 사에에 보강판(20)로부터 이형지(23)를 박리할 수 있도록 설치되어 있는 이형지 박리장치(120)를 구비한다. 이형지 박리장치(120)는 점착테이프롤(Adhesive tape roll: 121), 언와인더(Unwinder: 130), 리와인더(Rewinder: 140)와 서포트테이블(Support table: 150)로 구성되어 있다. 점착테이프롤(121)은 점착테이프(122)와, 이 점착테이프(122)의 표면에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 점착하여 박리할 수 있도록 도포되어 있는 점착제(123)로 구성되어 있다. 점착테이프(122)의 점착제(123)의 점착력은 보강판 적층물(20)의 점착제(22)의 점착력보다 크게 구성되어 있다.
점착테이프롤(121)은 언와인더(130)의 릴(Reel: 131)에 장착되어 있다. 언와인더(130)의 릴(131)은 프레임(100)의 상류에 회전할 수 있도록 장착되어 있으며, 릴(131)은 회전에 의하여 점착테이프롤(121)로부터 점착테이프(122)를 연속적으로 풀어낸다. 리와인더(140)의 릴(141)은 워크테이블(110)과 언와인더(130)의 릴(131)사이에 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 언와인더(130)의 릴(131)로부터 풀러나는 점착테이프(122)의 선단은 리와인더(140)의 릴(141)에 고정되어 있다.
서포트테이블(150)은 언와인더(130)와 리와인더(140) 사이의 상방에 점착테이프(122)의 하면을 지지할 수 있도록 장착되어 있다. 언와인더(130)와 리와인더(140) 각각에 근접하는 서포트테이블(150)의 양측단에 점착테이프(122)의 이송을 원활하게 가이드할 수 있도록 제1 및 제2 라운드(Round: 151, 152)가 각각 형성되어 있다. 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착된 이형지(23)는 서포트테이블(150)의 제1 라운드(151)에 의하여 서포트테이블(150)의 상면으로부터 리와인더(140)의 릴(141)을 향하여 그 이송방향이 전환되어 이송되고, 이송방향이 전환되는 이형지(23)는 보강판 적층물(20)의 점착제(22)로부터 원활하게 박리된다.
한편, 리와인더(140)의 릴(141)은 구동장치(160)의 구동에 의하여 회전된다. 구동장치(160)는 리와인더(140)의 릴(141)과 근접하는 프레임(100)의 상부에 설치되어 구동력을 제공하는 서보모터(Servomotor: 161)와, 이 서보모터(161)의 구동력 을 릴(141)에 전달하는 벨트전동장치(162)로 구성되어 있다. 벨트전동장치(162)는 필요에 따라 서보모터(161)의 구동력을 릴(141)에 전달하는 기어장치로 대체될 수 있다. 또한, 서보모터(161)의 구동력은 필요에 따라 또 다른 벨트전동장치에 의하여 언와인더(130)의 릴(131)에 전달하여 언와인더(130)의 릴(131)과 리와인더(140)의 릴(141)을 동시에 회전시킬 수도 있다. 언와인더(130)와 서포트테이블(150) 사이, 리와인더(140)와 서포트테이블(150) 사이에는 점착테이프(122)의 이송을 가이드하는 가이드롤러(Guide roller)가 장착될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템은 프레임(100)의 상부에 설치되어 있는 로봇(200)을 구비한다. 로봇(200)은 X축 리니어모션 액츄에이터(X-axis linear motion actuator: 210), Y축 리니어모션 액츄에이터(220), Z축 로터리 액츄에이터(Z-axis rotary actuator: 230), Z축 리니어모션 액츄에이터(240)와 진공흡착장치(250)로 구성되어 있다.
X축 리니어모션 액츄에이터(210)는 가이드레일(Guide rail: 211), 서보모터(212), 리드스크루(Lead screw: 213), 볼부시블록(Ball bush block: 214)과 캐리지(Carriage: 215)로 구성되어 있다. 가이드레일(211)은 프레임(100)의 X축 방향, 즉 보강판(21)의 이송방향을 따라 장착되어 있다. 가이드레일(211)의 외면에 가이드슬롯(Guide slot: 211a)이 길이 방향을 따라 형성되어 있다. 서보모터(212)는 가이드레일(211)의 내부에 장착되어 있으며, 리드스크루(213)는 서보모터(212)의 구동에 의하여 회전할 수 있도록 가이드레일(211)의 내부에 장착되어 있다. 볼부시블록(214)은 가이드레일(211)의 내측을 따라 슬라이딩(Sliding)됨과 동시에 리드스크 루(213)를 따라 나사운동되도록 장착되어 있다. 캐리지(215)는 가이드레일(211)을 따라 직선왕복운동할 할 수 있도록 가이드레일(211)의 외측에 장착되어 있으며 가이드레일(211)의 가이드슬롯(211a)을 통하여 볼부시블록(214)과 연결되어 있다.
Y축 리니어모션 액츄에이터(220)는 X축 리니어모션 액츄에이터(210)의 가이드레일(211), 서보모터(212), 리드스크루(213), 볼부시블록(214), 캐리지(215)와 동일한 가이드레일(221), 서보모터(222), 리드스크루(223), 볼부시블록(224), 캐리지(225)로 구성되어 있다. Y축 리니어모션 액츄에이터(220)의 가이드레일(221)은 X축 리니어모션 액츄에이터(210)의 캐리지(215)에 Y축 방향을 따라 장착되어 있다. X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(210, 220) 각각은 에어실린더와, 에어실린더의 작동에 의하여 직선왕복운동하는 캐리지와, 캐리지의 직선왕복운동을 안내하는 리니어모션 가이드로 구성될 수 있다.
도 7에 도시되어 있는 바와 같이, Z축 로터리 액츄에이터(230)는 서보모터(231), 제1 내지 제3 중공축(Hollow shaft: 232, 233, 234), 핀(Pin: 235)과 벨트전동장치(236)로 구성되어 있다. 서보모터(231)는 Y축 리니어모션 액츄에이터(220)의 캐리지(225)에 장착되어 있다.
제1 중공축(232)은 서보모터(231)의 축(231a)과 평행하도록 수직하게 위치되어 있으며, 제2 중공축(233)은 제1 중공축(232)의 내측에 이동할 수 있도록 장착되어 있다. 그리고 제1 중공축(232)과 제2 중공축(233)의 외면에 서로 연결되도록 슬롯(Slot: 232a, 233a)이 길이 방향을 따라 각각 형성되어 있다. 제3 중공축(234)은 제2 중공축(233)의 내측에 장착되어 있으며, 제3 중공축(234)의 외면에는 제1 및 제2 중공축(232, 233)의 슬롯(232a, 233a)과 연결되도록 구멍(234a)이 형성되어 있다. 핀(235)은 제1 및 제2 중공축(232, 233)의 슬롯(232a, 233a)을 통하여 제3 중공축(234)의 구멍(234a)에 결합되어 있으며, 제1 중공축(232)의 슬롯(232a)을 따라 이동할 수 있도록 끼워져 있다.
벨트전동장치(236)는 서보모터(231)의 축(231a)에 장착되어 있는 원동풀리(236a)와, 제1 중공축(232)의 외면에 장착되어 있는 종동풀리(236b)와, 원동풀리(236a)와 종동풀리(236b)에 감아 걸려 있는 벨트(236c)로 구성되어 있다. 서보모터(231)의 구동력이 벨트전동장치(236)의 원동풀리(236a), 종동풀리(236b)와 벨트(236c)에 의하여 제1 중공축(232)에 전달되면, 제1 중공축(232)과 핀(235)에 의하여 결합되어 있는 제2 중공축(233)과 제3 중공축(234)이 함께 회전된다.
Z축 리니어모션 액츄에이터(240)는 에어실린더(241)로 구성되어 있으며, 에어실린더(241)는 실린더하우징(241a)과 한 쌍의 실린더로드(241b)들을 갖는다. 에어실린더(241)의 실린더하우징(241a)은 캐리지(225)에 수직하게 장착되어 있으며, 실린더로드(241b)들은 실린더하우징(241a)의 양측에 전진 또는 후퇴되도록 장착되어 있다. 실린더로드(241b)들의 상단은 조인트플레이트(Joint plate: 242)에 의하여 연결되어 있다. 제2 중공축(233)의 상단은 조인트플레이트(242)의 중앙에 베어링(243)의 지지에 의하여 회전할 수 있도록 결합되어 있고, 제1 중공축(232)의 중앙은 실린더하우징(241a)의 상하부에 베어링(244)의 지지에 의하여 회전할 수 있도록 결합되어 있다.
에어실린더(241)의 작동에 의하여 실린더로드(241b)가 Z축 방향으로 전진 또 는 후퇴되어 조인트플레이트(242)가 승강되면, 제2 중공축(233)과 제3 중공축(234)이 함께 승강된다. 제2 중공축(233)은 제1 중공축(232)의 내면을 따라 슬라이딩되며, 제1 중공축(232)은 에어실린더(241)의 실린더하우징(241a)에 구속되어 있게 된다. Z축 리니어모션 액츄에이터(240)는 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(210, 220)와 마찬가지로 가이드레일, 서보모터, 리드스크루, 볼부시블록과 캐리지로 구성될 수 있다. 또한, Z축 리니어모션 액츄에이터(240)의 에어실린더(241)는 Y축 리니어모션 액츄에이터(220)의 캐리지(225)에 고정하고, 에어실린더(241)의 실린더로드(241b)에 캐리지를 장착하며, 이 캐리지에 Z축 로터리 액츄에이터(230)를 탑재하여 에어실린더(241)의 작동에 의하여 Z축 로터리 액츄에이터(230)를 승강시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
진공흡착장치(250)의 진공헤드(Vacuum head: 251)는 보강판 적층물(20)의 보강판(21)을 진공흡착에 의하여 붙잡을 수 있도록 제3 중공축(234)의 하단에 장착되어 있다. 진공헤드(251)는 제3 중공축(234)과 제2 에어파이프라인(252)과 매니폴드(113)에 의하여 진공펌프(114)에 의하여 연결되어 있다. 제2 에어라인파이프(252)에는 공기의 흐름을 제어하는 제2 솔레노이드밸브(253)가 장착되어 있다.
도 1, 도 2와 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템은 FPCB(10)의 이미지와 보강판(21)의 이미지를 획득하여 FBCB(10)의 윤관선(12)에 보강판(21)이 정렬되도록 로봇(200)의 작동을 제어하는 이미지 처리장치(300)를 구비한다. 이미지 처리장치(300)는 제1 카메라(301), 제2 카메라(302)와 컴퓨터(303)로 구성되어 있다.
제1 카메라(301)는 워크테이블(110)의 상면에 장착되어 있으며 진공헤드(251)에 진공흡착되어 있는 보강판(21)의 이미지를 획득하여 이미지 데이터를 출력한다. 제2 카메라(302)는 Y축 리니어모션 액츄에이터(220)의 캐리지(225)에 장착되어 있고 워크테이블(110)에 진공흡착되어 있는 FPCB(10)의 이미지를 획득하여 이미지 데이터를 출력한다. 제1 카메라(301)와 제2 카메라(302)는 CCD 카메라(Charge Coupled Device Camera)로 구성될 수 있다. 컴퓨터(303)는 모니터(304), 마이크로프로세서, 프린터 등의 출력장치와, 키보드 등의 입력장치를 갖추고 있다. 컴퓨터(303)는 FPCB(10)의 이미지 데이터와 보강판(21)의 이미지 데이터를 프로그램에 의하여 프로세싱하고 FPCB(10)의 윤곽선(12)들 중 어느 하나에 보강판(21)이 정렬되도록 직교좌표로봇(200)의 작동을 제어하는 신호를 출력한다.
본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템은 진공펌프(114), 제1 솔레노이드밸브(115), 구동장치(160)의 서보모터(161), X축 리니어모션 액츄에이터(210)의 서보모터(212), Y축 리니어모션 액츄에이터(220)의 서보모터(222), 에어실린더(241), 제2 솔레노이드밸브(253), 제1 및 제2 카메라(302, 304)의 작동을 제어하도록 컴퓨터(306)와 인터페이스되어 있는 컨트롤러(310)를 구비한다. 컨트롤러(310)에는 작업자가 보강판 부착 시스템의 제어에 요구되는 명령을 입력할 수 있는 키매트릭스(Key matrix: 311)가 연결되어 있다. 컨트롤러(310)는 컴퓨터(303)로부터 입력되는 신호를 프로그램의 프로세싱에 의하여 진공펌프(114), 제1 솔레노이드밸브(115), 히터(116), 구동장치(160)의 서보모터(161), 이미지 처리장치(300)와 로봇(200)의 작동을 제어한다. 진공펌프(114), 제1 솔레노이드밸브(115), 히 터(116), 구동장치(160)의 서보모터(161), 이미지 처리장치(300)와 로봇(200)의 작동은 컨트롤러(310) 대신에 컴퓨터(303)의 프로그램에 의하여 제어할 수도 있다.
지금부터는, 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에 의한 보강판 부착 방법의 제1 실시예를 설명한다.
도 1, 도 2와 도 6을 함께 참조하면, 작업자는 워크테이블(110)의 상면에 FPCB(10)를 준비한다(S100). 작업자는 워크테이블(110)의 상면에 FPCB(10)를 올려놓는다. 제1 솔레노이드밸브(115)가 열린 상태에서 진공펌프(114)가 구동되어 공기의 흡입력이 발생되면, 워크테이블(110)의 흡기구멍(111)들, 제1 에어라인파이프라인(112)과 매니폴드(113)를 통하여 공기가 흡입되고, FPCB(10)는 워크테이블(110)의 상면에 진공흡착된다. 한편, FPCB(10)의 로딩(Loading) 및 언로딩(Unloading)은 공지의 FPCB 핸들러(Handler)에 의하여 실시될 수 있다.
다음으로, 작업자는 트레이(30)의 홈(31)들에 보강판 적층물(20)의 보강판(21)이 상방을 향하도록 수용한 후, 서포트테이블(150)의 상류에 트레이(30)를 위치시켜 보강판 적층물(20)을 준비한다(S101). 작업자는 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착하여 박리할 수 있는 점착제(123)가 도포되어 있는 점착테이프(122)를 준비한다(S102). 작업자는 언와인더(140)의 릴(131)에 점착테이프롤(121)을 장착하고, 점착테이프롤(121)로부터 점착테이프(122)를 풀어낸다. 그리고 점착테이프(122)가 서포트테이블(150)의 상면을 지나게 하여 리와인더(140)의 릴(141)에 감는다.
다음으로, FPCB(10), 보강판 적층물(20)과 점착테이프(122)의 준비가 완료되 면, 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착한다(S103). 작업자는 컨트롤러(310)의 키매트릭스(311)를 조작하여 로봇(200)을 작동시킨다. X축 리니어모션 액츄에이터(210)의 서보모터(212)가 구동되어 리드스크루(213)가 회전되면, 회전되는 리드스크루(213)를 따라 볼부시블록(214)이 나사운동됨과 동시에 가이드레일(211)을 따라 슬라이딩된다. 볼부시블록(214)과 연결되어 있는 캐리지(215)는 가이드레일(211)을 따라 직선왕복운동되고, 캐리지(215)와 함께 Y축 리니어모션 액츄에이터(220), Z축 리니어모션 액츄에이터(240)와 진공헤드(251)가 X축 방향을 따라 직선운동된다.
Y축 리니어모션 액츄에이터(220)의 서보모터(222)가 구동되어 리드스크루(223)가 회전되면, 회전되는 리드스크루(223)를 따라 볼부시블록(224)이 나사운동됨과 동시에 가이드레일(221)을 따라 슬라이딩된다. 볼부시블록(224)과 연결되어 있는 캐리지(225)는 가이드레일(221)을 따라 직선운동되고, 캐리지(225)와 함께 Z축 리니어모션 액츄에이터(240)와 진공헤드(251)가 Y축 방향을 따라 직선운동된다.
또한, X축 리니어모션 액츄에이터(210)와 Y축 리니어 모션 액츄에이터(220)의 작동에 의하여 진공헤드(251)가 트레이(30)의 홈(31)들 중 어느 하나에 수용되어 있는 보강판 적층물(20)의 상방에 정렬되면, 에어실린더(241)가 작동되어 실린더로드(241b)가 전진된다. 에어실린더(241)의 실린더로드(241b)가 전진되면, 진공헤드(251)가 보강판 적층물(20)에 근접된다. 진공펌프(114)의 구동에 의하여 발생되는 공기의 흡입력이 발생되는 상태에서 컨트롤러(310)의 제어에 의하여 제2 솔레노이드밸브(253)가 열리면, 제2 에어파이프라인(252)과 매니폴드(113)를 통하여 공 기가 흡입되며, 보강판 적층물(20)이 진공헤드(252)에 진공흡착된다.
도 8a에 도시되어 있는 바와 같이, 보강판 적층물(20)이 진공헤드(251)에 진공흡착되면, 에어실린더(241)가 작동되어 실린더로드(241b)가 후퇴되고, X축 리니어모션 액츄에이터(210)와 Y축 리니어모션 액츄에이터(220)가 작동되어 진공헤드(251)를 서포트테이블(150)에 지지되어 있는 점착테이프(122)의 상방에 정렬시킨다. 도 8b에 도시되어 있는 바와 같이, 에어실린더(241)가 작동되어 실린더로드(241b)가 전진되면, 진공헤드(251)에 진공흡착되어 있는 보강판 적층물(20)의 이형지(23)가 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착된다.
보강판 적층물(20)의 이형지(23)가 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되면, 보강판 적층물(20)과 점착테이프(122)를 같은 방향으로 동시에 이송하다가 점착테이프(122)의 이송방향을 전환하여 보강판 적층물(20)로부터 이형지(23)를 박리한다(S104). 도 1, 도 2와 도 4를 참조하면, 컨트롤러(310)의 제어에 의하여 구동장치(160)의 서보모터(161)가 구동되면, 리와인더(140)의 릴(141)이 회전되어 언와인더(130)의 릴(131)에 장착되어 있는 점착테이프롤(121)로부터 점착테이프(122)를 풀어내어 감는다. 언와인더(130)의 릴(131)로부터 풀려나는 점착테이프롤(121)의 점착테이프(122)는 서포트테이블(150)의 상면을 지나 리와인더(140)의 릴(141)에 감겨진다.
도 8c에 도시되어 있는 바와 같이, 점착테이프(122)의 이송과 병행하여 X축 리니어모션 액츄에이터(210)가 작동되어 점착 테이프(122)의 이송방향을 따라 Y축 리니어모션 액츄에이터(220), X축 액츄에이터(240), 진공헤드(251)를 함께 이송시 킨다. 도 8d에 도시되어 있는 바와 같이, 점착테이프(122)와 진공헤드(251)의 이송에 의하여 점착테이프(122)의 점착제(123)에 점착되어 있는 이형지(23)는 보강판 적층물(20)의 점착제(22)로부터 박리된다.
도 1, 도 2와 도 6을 참조하면, 이형지(23)가 박리된 보강판 적층물(20)의 보강판(21)은 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(210)의 작동에 의하여 제1 카메라(301)의 상방에 정렬된다. 제1 카메라(301)는 보강판(21)의 이미지를 촬영하여 이미지 데이터를 컴퓨터(303)에 입력한다(S105). 컴퓨터(303)는 프로그램에 의하여 보강판(21)의 이미지 데이터를 프로세싱하여 보강판(21)의 이미지를 모니터(304)에 표시하고, 보강판(21)의 좌표값을 산출한다(S106).
한편, X축 리니어모션 액츄에이터(210)와 Y축 리니어 모션 액츄에이터(220)의 작동에 의하여 FPCB(10)의 상방에서 제2 카메라(302)를 직각좌표운동시킨다. 제2 카메라(302)는 FPCB(10)의 이미지를 촬영하여 이미지 데이터를 컴퓨터(303)에 입력한다(S107). 컴퓨터(303)는 프로그램에 의하여 FPCB(10)의 이미지 데이터를 프로세싱하여 윤곽선(12)들의 이미지를 모니터(304)에 표시하고, 윤곽선(12)들 각각의 좌표값을 산출한다(S108).
컴퓨터(303)는 윤곽선(12)들 중 어느 하나의 좌표값과 보강판(21)의 좌표값이 일치, 즉 모니터(304)에 표시되는 윤곽선(12)들 중 어느 하나의 이미지와 보강판(21)의 이미지가 정합되도록 로봇(200)의 제어를 위한 신호를 컨트롤러(310)에 입력한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 컨트롤러(310)의 제어에 의하여 작동하는 로 봇(200)은 보강판(21)의 좌표값이 FPCB(10)의 좌표값에 일치되도록 FPCB(10) 위에 보강판(21)을 부착한다(S109). 컨트롤러(310)는 컴퓨터(303)로부터 입력되는 신호에 따라 로봇(200)의 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(210, 220), Z축 로터리 액츄에이터(230)를 작동시켜 윤곽선(12)들 중 어느 하나의 좌표값과 보강판(21)의 좌표값을 일치시킨다. 에어실린더(241)가 구동되어 실린더로드(241b)가 전진되면, 점착제(22)는 FPCB(10)의 상면에 밀착되고, 점착제(22)의 점착력에 의하여 보강판(21)은 FPCB(10)의 상면에 부착된다. 이때, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 히터(116)의 열에 의하여 FPCB(10)가 가열되면, FPCB(10)에 접촉하는 보강판(21)의 점착제(22)가 녹으면서 FPCB(10)에 보강판(21)이 견고하게 부착된다.
마지막으로, 컨트롤러(310)의 제어에 의하여 제2 솔레노이드밸브(253)가 닫히면, 보강판(21)은 진공헤드(251)로부터 탈락된다. 첫 번째 보강판(21)의 부착이 완료되면, 컨트롤러(310)의 제어에 의하여 로봇(200)이 작동되어 트레이(30)의 홈(31)들에 수용되어 있는 두 번째 보강판 적층물(20)을 앞에서 설명한 동작과 마찬가지로 이송, 박리 및 정렬하여 FPCB(10)에 부착한다.
도 10 내지 도 13과 도 14a 내지 도 14d에는 본 발명에 따른 FPCB의 보강판 부착 시스템의 제2 실시예가 도시되어 있다. 도 10 내지 도 13을 참조하면, 제2 실시예의 보강판 부착 시스템은 프레임(100), 워크테이블(110), 이형지 박리장치(120), 이미지 처리장치(300), 제1 로봇(400), 제2 로봇(500)을 구비한다.
제2 실시예의 보강판 부착 시스템은 프레임(100), 워크테이블(110), 이형지 박리장치(120), 이미지 처리장치(300)는 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 프레 임(100), 워크테이블(110), 이형지 박리장치(120), 이미지 처리장치(300)와 기본적이 구성이 동일하므로, 동일한 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
제1 로봇(400)은 X축 리니어모션 액츄에이터(410), Y축 리니어모션 액츄에이터(420), Z축 리니어모션 액츄에이터(430)와 진공흡착장치(440)로 구성되어 있다. 제1 로봇(400)의 X축 리니어모션 액츄에이터(410), Y축 리니어모션 액츄에이터(420), Z축 리니어모션 액츄에이터(430), 진공흡착장치(440)는 제1 실시예의 로봇(200)의 X축 리니어모션 액츄에이터(210), Y축 리니어모션 액츄에이터(220), Z축 리니어모션 액츄에이터(240), 진공흡착장치(250)와 기본적인 구성이 동일하다. 제1 로봇(400)의 작동은 제1 실시예의 로봇(200)의 작동을 참고로 하고 자세한 설명은 생략한다.
한편, 제1 로봇(400)의 Z축 리니어모션 액츄에이터(430)는 Y축 리니어모션 액츄에이터(420)의 작동에 의하여 Y축 방향을 따라 직선왕복운동할 수 있도록 장착되어 있다. 제1 로봇(400)은 트레이(30)의 홈(31)들 중 어느 하나에 수용되어 있는 보강판 적층물(20)을 진공흡착장치(440)의 진공헤드(441)에 의하여 진공흡착하여 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착한다. 진공헤드(441)는 제2 에어파이프라인(442)에 의하여 매니폴드(113)에 연결되어 있으며, 제2 파이프라인(442)에는 공기의 흐름을 제어하는 제2 솔레노이드밸브(443)가 장착되어 있다. 도 14a, 도 14c와 도 14d에는 제1 로봇(400)의 진공헤드(441)가 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 제2 및 제3 중공축(233, 234)과 동일한 제2 및 제3 중공축(433, 434)에 장착되 어 있는 것이 도시되어 있으나, 제2 및 제3 중공축(433, 434)은 단일의 중공축으로 구성될 수 있다. 또한, 제1 로봇(400)은 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 Z축 로터리 액츄에이터(430)가 삭제되어 있으므로, 진공헤드(441)를 에어실린더(431)에 장착하여 작동시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
제2 로봇(500)의 X축 리니어모션 액츄에이터(510), Y축 리니어모션 액츄에이터(520), Z축 로터리 액츄에이터(530), Z축 리니어모션 액츄에이터(540), 진공흡착장치(550)는 제1 실시예의 로봇(200)의 X축 리니어모션 액츄에이터(210), Y축 리니어모션 액츄에이터(220), Z축 로터리 액츄에이터(230), Z축 리니어모션 액츄에이터(240), 진공흡착장치(250)와 기본적인 구성이 동일하다. 제2 직각좌표운동로봇(500)의 작동은 제1 실시예의 로봇(200)의 작동을 참고로 하고 자세한 설명은 생략한다. 한편, 도 14c와 도 14d에는 제2 로봇(500)의 진공헤드(551)가 제1 실시예의 보강판 부착 시스템의 제2 및 제3 중공축(233, 234)과 동일한 제2 및 제3 중공축(533, 534)에 장착되어 있는 것이 도시되어 있다.
제2 로봇(500)의 Y축 리니어모션 액츄에이터(520)에는 이미지 처리장치(300)의 제2 카메라(302)는 장착되어 있다. 서포트테이블(150)의 상방에 이형지 박리장치(120)의 롤러(153)가 회전할 수 있도록 장착되어 있다. 롤러(153)는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 점착되어 이송되는 보강판 적층물(20)을 점착테이프(122)에 대하여 가압한다. 따라서 보강판 적층물(20)의 이형지(23)는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 견고하게 부착된다. 이형지(23)는 서포트테이블(150)의 제1 라운드(151)를 지나면서 이송방향이 전환되는 것에 의하여 점착제(22)로부터 원활하게 박리된다.
도 14a 내지 도 14d에 도시되어 있는 바와 같이, 서포트테이블(150)의 상면에 탄성플레이트(154)가 매립형으로 장착되어 있다. 탄성플레이트(154)는 고무, 합성고무, 폴리우레탄(Polyurethane) 등을 소재로 제작될 수 있다. 탄성플레이트(154)는 보강판 적층물(20)이 진공헤드(441)에 진공흡착되어 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되는 초기위치에서 보강판 적층물(20)을 지지한다. 탄성플레이트(154)는 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에 적용될 수 있다.
서포트테이블(150)의 하류에 서포트테이블(150)로부터 이송되어 오는 보강판(21)을 인수할 수 있도록 스탠바이테이블(Standby table: 170)이 이격되어 있다. 서포트테이블(150)과 스탠바이테이블(170) 사이의 간격(171)은 이형지(23)가 점착되어 있는 점착테이프(122)가 간섭 없이 통과될 수 있을 정도로 유지되어 있다. 스탠바이테이블(170)의 후단에 쐐기(Wedge: 172)가 형성되어 있다. 쐐기(172)는 이형지 박리장치(120)의 서포트테이블(150)으로부터 이송되어 오는 보강판 적층물(20)의 점착제(22)로부터 이형지(23)가 박리되도록 이형지(23)의 이송방향선단과 접촉된다.
서포트테이블(150)과 스탠바이테이블(170) 사이의 상방에 롤러(153)를 지나 스탠바이테이블(170)로 이송되어 오는 보강판(21)을 가이드할 수 있도록 가이드플레이트(Guide plate: 173)가 장착되어 있다. 가이드플레이트(173)는 이형지(23)가 박리되는 보강판(21)이 들뜨는 것을 방지하여 스탠바이테이블(170) 위로 보강판(21)을 정확하게 가이드한다. 가이드플레이트(173)는 스탠바이테이블(170)의 상 방에 장착될 수 있으며, 가이드플레이트(173)의 양측에는 보강판(21)의 가이드를 위하여 측면이 형성될 수 있다.
한편, 제2 로봇(500)은 스탠바이테이블(170)의 상면에 놓여있는 보강판(21)을 진공흡착장치(550)의 진공헤드(551)에 의하여 진공흡착하여 FPCB(10)에 부착한다. 진공헤드(551)는 제3 에어파이프라인(552)에 의하여 매니폴드(113)에 연결되어 있으며, 제3 파이프라인(552)에는 공기의 흐름을 제어하는 제3 솔레노이드밸브(553)가 장착되어 있다.
컨트롤러(600)는 진공펌프(114), 제1 솔레노이드밸브(115), 구동장치(160)의 서보모터(161), 이미지 처리장치(300)의 제1 및 제2 카메라(301, 302), 제1 로봇(400)의 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(410, 420)의 서보모터(412, 422), 에어실린더(442), 제2 솔레노이드밸브(443), 제2 로봇(500)의 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(510, 520, 530)의 서보모터(512, 522, 532), 에어실린더(542), 제3 솔레노이드밸브(553)의 작동을 제어한다.
이하에서는, 도 16를 참조하여 본 발명에 따른 제2 실시예의 보강판 부착 시스템에 의한 보강판 부착 방법의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예의 보강판 부착 방법의 단계(S200~S203)는 제1 실시예의 보강판 부착 방법의 단계(S100~S103)와 거의 동일하고, 제2 실시예의 보강판 부착 방법의 단계(S206~S211)는 제1 실시예의 보강판 부착 방법의 단계(S104~109)와 거의 동일하다. 따라서 제2 실시예의 보강판 부착 방법의 단계(S200~S203, S206~211)는 제1 실시예의 보강판 부착 방법의 단계(S100~S109)를 참조하고 자세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 10과 도 11을 참조하면, 작업자는 워크테이블(110)의 상면에 FPCB(10)를 준비하고(S200), 서포트테이블(150)의 상류에 보강판 적층물(20)의 보강판(21)이 상방을 향하도록 수용되어 있는 트레이(30)를 위치시켜 보강판 적층물(20)을 준비한다(201). 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착하여 박리할 수 있는 점착제(123)가 도포되어 있는 점착테이프(122)를 준비하고(S202), 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착한다(S203).
도 10 내지 도 12를 참조하면, 제1 로봇(400)의 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(410, 420)의 작동에 의하여 진공흡착장치(440)의 진공헤드(441)가 직각좌표운동되고, Z축 리니어모션 액츄에이터(430)의 작동에 의하여 진공흡착장치(440)의 진공헤드(441)가 승강된다.
도 14a와 도 14b에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 로봇(400)의 작동에 의하여 트레이(30)의 홈(31)들 중 어느 하나에 수용되어 있는 보강판 적층물(20)을 진공흡착한다. 제1 로봇(400)의 작동에 의하여 진공헤드(441)에 진공흡착되어 있는 보강판 적층물(20)을 서포트테이블(150)의 상면에 놓여있는 점착테이프(122)의 점착제(123) 위에 정렬시킨다. Z축 리니어모션 액츄에이터(430)의 작동에 의하여 하강하는 진공헤드(441)는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)을 가압한다. 이형지(23)의 하면이 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되면, 진공헤드(441)의 진공흡착이 해제된다.
도 15a에 도시되어 있는 바와 같이, 보강판 적층물(20)은 프레스의 프레스가공, 예를 들어 블랭킹(Blacking) 또는 펀칭(Punching)에 의하여 제작되므로, 이형 지(23)가 일측방향으로 이동하여 그 일측 가장자리가 보강판(21) 또는 점착제(22)의 측면에 부착되는 경우가 있다. 이 경우, 보강판 적층물(20)의 점착제(22)로부터 이형지(23)가 원활하게 박리되지 않을 수 있다.
도 15b에 도시되어 있는 바와 같이, 탄성플레이트(154)는 보강판 적층물(20)이 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착될 때, 진공헤드(441)의 가압력을 받아 탄성변형되는 탄성플레이트(154)는 보강판 적층물(20)을 지지한다. 탄성플레이트(154)의 탄성변형은 진공헤드(441)에 의하여 가압력이 크게 부여되는 중앙 부분보다 가장자리 부분이 작게 일어난다.
점착제(22)의 일측면에 이형지(23)의 가장자리가 부착되어 있는 경우, 탄성플레이트(154)의 중앙 부분보다 가장자리 부분의 탄성변형이 작게 일어나는 것에 의하여 이형지(23)의 가장자리는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 긴밀하게 부착된다. 따라서 후속하는 이형지(23)의 박리 공정에서 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되어 있는 이형지(23)의 박리를 원활하게 실시할 수 있다.
다음으로, 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)가 부착되면, 보강판 적층물(20)과 점착테이프(122)를 이송하며(S204), 이송되는 보강판 적층물(20)을 가압하여 점착테이프(122)에 밀착시킨다(S205). 그리고 보강판 적층물(20)을 점착테이프(122)에 밀착시킨 상태에서 이송하면서 보강판 적층물(20)로부터 이형지(23)를 박리한다(S206).
한편, 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 원활하게 박리하기 위하여 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착한 후, 보강판 적층물(20)과 점착테이프(122) 중 어느 하나는 고정하고 다른 하나를 이송하여 상대 운동시킬 수 있다.
보강판 적층물(20)과 점착테이프(122)의 첫 번째 상대 운동 방법은 도 14a에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 로봇(400)의 진공헤드(441)에 의하여 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착시킨 후, 진공헤드(441)에 의한 보강판 적층물(20)의 진공흡착을 해제하지 않은 상태에서 제1 로봇(400)의 X축 리니어모션 액츄에이터(410)의 작동에 의하여 보강판 적층물(20)을 X축 방향을 따라 소정 거리, 예를 들어 약 1cm 이송시킨다.
두 번째 상대 운동 방법을 도 10을 참조하여 설명하면, 제1 로봇(400)의 진공헤드(441)에 의하여 점착테이프(122)의 점착제(123)에 보강판 적층물(20)의 이형지(23)를 부착시킨 후, 진공헤드(441)에 의한 보강판 적층물(20)의 진공흡착을 해제하지 않은 상태에서 진공헤드(441)를 고정한다. 그리고 리와인더(140)의 릴(141)로부터 언와인더(130)의 릴(131)에 점착테이프(122)의 되감기를 실시하여 점착제(122)가 예를 들어 약 1cm 이송시킨다. 이 경우, 서보모터(161)의 구동력은 벨트전동장치(162)와 또 다른 벨트전동장치에 의하여 언와인더(130)의 릴(131)과 리와인더(140)의 릴(141)에 동시에 전달하여 회전시킨다. 이와 같은 보강판 적층물(20)과 점착테이프(122)의 첫 번째와 두 번째 상대 운동에 의해서는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되어 있는 이형지(23)가 보강판(22)의 점착제(23)로부터 원활하게 박리된다.
도 10과 도 11을 참조하면, 구동장치(160)의 서보모터(161)가 구동되면, 서 보모터(161)의 구동력은 벨트전동장치(162)에 의하여 리와인더(140)의 릴(141)에 전달된다. 리와인더(140)의 릴(141)이 회전되면, 언와인더(130)의 릴(131)에 장착되어 있는 점착테이프롤(121)로부터 점착테이프(122)가 풀려지고, 점착테이프(122)는 서포트테이블(150)을 지나 리와인더(140)의 릴(141)에 감겨진다.
도 14c에 도시되어 있는 바와 같이, 점착테이프(122)와 함께 이송되는 보강판 적층물(20)은 테이블(110)과 롤러(153) 사이를 지나면서 롤러(153)에 의하여 눌려지고, 보강판 적층물(20)의 이형지(23)는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 견고하게 부착된다.
도 14d에 도시되어 있는 바와 같이, 테이블(110)의 제1 라운드(111)를 지나면서 수평 방향에서 수직 방향으로 이송방향이 바뀌고, 이송방향이 바뀌는 이형지(23)는 보강판 적층물(20)의 점착제(22)로부터 원활하게 박리된다. 그리고 이형지(23)가 붙어있는 점착테이프(122)는 리와인더(140)의 릴(141)에 감겨진다. 가이드플레이트(173)는 이형지(23)가 박리되면서 이송되는 보강판(21)이 들뜨는 것을 방지하여 스탠바이테이블(170) 위로 보강판(21)을 정확하게 가이드한다. 보강판(21)은 서포트테이블(150)로부터 스탠바이테이블(170)로 이송되어 대기된다.
도 10, 도 11과 도 14d에 도시되어 있는 바와 같이, 제2 로봇(500)의 X축 및 Y축 리니어모션 액츄에이터(510, 520)의 작동에 의하여 진공흡착장치(540)의 진공헤드(541)가 직각좌표운동되고, Z축 리니어모션 액츄에이터(540)의 작동에 의하여 진공흡착장치(550)의 진공헤드(551)가 승강된다. 또한, Z축 로터리 액츄에이터(530)의 작동에 의하여 Z축 리니어모션 액츄에이터(540)와 진공흡착장치(550)의 진공헤드(551)가 회전된다.
이와 같이 제2 로봇(500)은 X축, Y축 및 Z축 리니어모션 액츄에이터(510, 520, 530)와 Z축 로터리 액츄에이터(540)의 작동에 의하여 진공흡착장치(540)의 진공헤드(541)를 X축, Y축, Z축 방향 직선왕복운동 및 Z축 방향 회전운동의 4축 운동시킨다. 진공흡착장치(550)의 진공헤드(551)에 의하여 스탠바이테이블(170)에 놓여있는 보강판(21)을 진공흡착한 후, 보강판(21)을 이미지 처리장치(300)의 제1 카메라(301)에 정렬시킨다.
한편, 제1 카메라(301)는 보강판(21)의 이미지를 촬영하여 이미지 데이터를 컴퓨터(303)에 입력하고(S207), 컴퓨터(303)는 프로그램에 의하여 보강판(21)의 이미지 데이터를 프로세싱하여 보강판(21)의 좌표값을 산출한다(S208). 제2 카메라(302)는 FPCB(10)의 이미지를 촬영하여 이미지 데이터를 컴퓨터(303)에 입력한다(S209). 컴퓨터(303)는 프로그램에 의하여 FPCB(10)의 이미지 데이터를 프로세싱하여 윤곽선(12)들 각각의 좌표값을 산출한다(S210).
또한, 제2 로봇(500)은 보강판(21)의 좌표값이 FPCB(10)의 좌표값에 일치되도록 FPCB(10) 위에 보강판(21)을 부착한다(S211). 컴퓨터(303)는 프로그램에 의하여 제1 카메라(301)로부터 입력되는 보강판(21)의 이미지 데이터와 제2 카메라(302)로부터 입력되는 FPCB(10)의 이미지 데이터를 프로세싱하고, 윤곽선(12)들 중 어느 하나의 좌표값과 보강판(21)의 좌표값이 일치되도록 제2 로봇(500)의 작동을 제어한다. Z축 리니어모션 액츄에이터(530)가 작동되어 진공헤드(551)가 하강되면, 보강판(21)은 점착제(22)에 의하여 FPCB(10)에 부착된다. 히터(116)의 열에 의 하여 FPCB(10)가 가열되면, FPCB(10)에 접촉하는 보강판(21)의 점착제(22)가 녹으면서 FPCB(10)에 보강판(21)이 견고하게 부착된다.
제2 실시예의 보강판 부착 시스템은 제1 로봇(400)의 작동에 의하여 트레이(30)로부터 점착테이프(122) 위에 보강판 적층물(20)을 이송하고, 제2 로봇(500)의 작동에 의하여 이형지(23)가 박리되어 있는 보강판(21)을 스탠바이테이블(170)로부터 FPCB(10) 위에 이송하여 부착함으로써, 제1 로봇(400)이 보강판 적층물(20)을 이송하는 동안 제2 로봇(500)에 의하여 보강판(21)을 부착할 수 있다. 따라서 제1 실시예의 보강판 부착 시스템에서 단일의 로봇(200)에 의하여 보강판 적층물(20)을 이송하여 부착하는 것보다 낭비 시간(Dead time)을 줄여 보강판(21)의 부착 속도를 빠르게 할 수 있다.
도 17a 내지 도 17d에는 본 발명에 따른 보강판 부착 시스템의 제3 실시예가 도시되어 있다. 제3 실시예의 보강판 부착 시스템은 제2 실시예의 보강판 부착 시스템와 기본적인 구성이 동일하므로, 동일한 부호를 부여하고, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 17a를 참조하면, 제3 실시예의 보강판 부착 시스템은 제1 로봇(400)의 Z축 리니어모션 액츄에이터(430)는 그 중심축선(445)이 수직중심축선(446)에 대하여 소정의 각도로 경사지게 설치되어 있다.
도 17b에 도시되어 있는 바와 같이, Z축 리니어모션 액츄에이터(430)가 경사지게 설치되는 것에 의하여 보강판 적층물(20)의 이송방향선단과 근접하는 이형지(23)의 하면이 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되고 보강판 적층물(122)의 이송방향후단은 점착테이프(122)의 점착제(123)로부터 떨어지게 된다. 탄성플레이트(154)는 탄성변형에 의하여 점착테이프(122)의 점착제(123)에 점착되는 보강판 적층물(122)을 지지한다.
이와 같이 이형지(23)의 이송방향선단이 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되어 있는 상태에서 점착테이프(122)가 이송되면, 이형지(23)는 보강판 적층물(20)의 점착제(22)로부터 원활하게 박리된다. 즉, 보강판 적층물(20)은 프레스의 프레스가공, 예를 들어 블랭킹 또는 펀칭에 의하여 제작되므로, 이형지(23)의 가장자리는 다른 부분에 비하여 점착제(22)에 견고하게 부착되어 있다. 따라서 이형지(23)의 가장자리가 점착제(22)로부터 떨어진 후 나머지 부분은 자연스럽게 박리된다.
도 17c에 도시되어 있는 바와 같이, 이형지(23)의 하면이 점착테이프(122)의 점착제(123)에 부착되면, 진공헤드(151)의 진공흡착이 해제된다. 점착테이프(122)와 함께 이송되는 보강판 적층물(20)은 테이블(110)과 롤러(153) 사이를 지나면서 롤러(153)에 의하여 눌려지고, 보강판 적층물(20)의 이형지(23)는 점착테이프(122)의 점착제(123)에 긴밀하게 부착된다. 제3 실시예의 보강판 부착 시스템에서 롤러(153)는 삭제될 수 있다. 한편, 점착테이프(122)와 함께 이송되는 이형지(23)의 이송방향선단은 스탠바이테이블(170)의 쐐기(172)에 접촉되어 점착제(22)로부터 박리된다.
도 17d에 도시되어 있는 바와 같이, 이형지(23)가 박리되어 서포트테이블(150)로부터 스탠바이테이블(170)에 인수되는 보강판(21)은 가이드플레이트(173) 에 의하여 가이드된다. 스탠바이테이블(170)의 상면에 대기되어 있는 보강판(21)은 제2 로봇(500)의 진공헤드(552)에 의하여 진공흡착하여 도 11에 도시되어 있는 FPCB(10)의 윤곽선(12)에 맞추어 부착한다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 FPCB의 보강판 부착 시스템 및 그 방법에 의하면, 보강판의 박리, 이송, 정렬, 부착 등 일련의 공정을 자동화하여 생산비를 절감하고, 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 및 제2 카메라의 촬영에 의하여 획득되는 FPCB의 이미지와 보강판의 이미지를 프로세싱하여 FPCB에 보강판을 정확하게 정렬하여 부착할 수 있고, 보강판의 점착제에 대한 이물질의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 연성인쇄회로기판을 올려놓을 수 있도록 설치되어 있는 워크테이블과;
    상기 워크테이블의 상류에 위치되어 있으며, 보강판, 점착제와 이형지가 순차적으로 적층되어 있는 보강판 적층물을 수용하는 트레이와;
    상기 워크테이블과 상기 트레이 사이에 설치되어 있고, 상기 보강판 적층물의 이형지를 부착하여 박리할 수 있는 점착제가 도포되어 있는 점착테이프를 이송하는 이형지 박리수단과;
    상기 워크테이블과 상기 이형지 박리수단 사이에 설치되어 있으며, 상기 이형지 박리수단으로부터 상기 이형지가 박리되는 상기 보강판을 인수하는 스탠바이테이블과;
    상기 트레이와 상기 이형지 박리수단 사이에 설치되어 있고, 상기 점착테이프의 점착제에 상기 이형지가 부착되어 박리되도록 상기 트레이로부터 상기 점착테이프의 점착제 위에 상기 보강판 적층물을 붙잡아 이송하며, X축, Y축 및 Z축 직선왕복운동하고, Z축 직선왕복운동을 위한 Z축 리니어모션 액츄에이터를 가지며, 상기 Z축 리니어모션 액츄에이터는 상기 보강판 적층물의 이송방향선단과 근접하는 상기 이형지의 하면이 상기 점착테이프의 점착제에 부착되고 상기 보강판 적층물의 이송방향후단은 상기 점착테이프의 점착제로부터 떨어지도록 경사지게 설치되어 있는 제1 로봇과;
    상기 워크테이블과 상기 스탠바이테이블 사이에 설치되어 있고, 상기 스탠바이테이블로부터 상기 연성인쇄회로기판 위에 상기 이형지가 박리되어 있는 상기 보강판을 붙잡아 이송하여 부착하며, X축, Y축 및 Z축 직선왕복운동과 Z축 회전운동하는 제2 로봇으로 이루어지고,
    상기 이형지 박리수단은 상기 워크테이블의 상류에 장착되어 있으며 상기 점착테이프가 감겨있는 릴을 갖는 언와인더와, 상기 워크테이블과 상기 언와인더 사이에 장착되어 있고 상기 언와인더의 릴로부터 풀려나는 상기 점착테이프를 감아주는 릴을 갖는 리와인더와, 상기 점착테이프의 이송방향이 상기 리와인더의 릴을 향하여 전환되도록 상기 언와인더와 상기 리와인더 사이의 상방에 장착되어 있으며 상기 언와인더와 상기 리와인더 사이에서 이송되는 상기 점착테이프를 지지하는 서포트테이블과, 상기 릴와인더의 릴을 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 구동수단과, 상기 서포트테이블의 상방에 장착되어 있고 상기 점착테이프의 점착제에 부착되어 이송되는 상기 보강판 적층물을 가압하는 롤러로 구성되어 있고,
    상기 서포트테이블의 상면에 상기 보강판 적층물이 상기 점착테이프의 점착제에 부착되는 초기위치에서 상기 보강판 적층물을 지지할 수 있도록 탄성플레이트가 장착되어 있는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 워크테이블의 상면에는 복수의 흡기구멍들이 형성되어 있으며, 상기 흡기구멍들은 공기의 흡입력을 발생하는 진공펌프와 에어파이프라인에 의하여 연결되어 있고, 상기 워크테이블의 내부에 상기 이형지가 박리되어 있는 상기 보강판의 점착제에 열을 가하여 녹일 수 있는 히터가 장착되어 있는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 스탠바이테이블의 후단에 상기 이형지 박리수단으로부터 인수되는 상기 보강판 적층물의 점착제로부터 상기 이형지가 박리되도록 상기 이형지의 이송방향선단과 접촉하는 쐐기가 형성되어 있는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템.
  8. 제 2 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 스탠바이테이블의 상방에 상기 이형지가 박리되어 이송되는 상기 보강판을 상기 스탠바이테이블 위로 가이드하는 가이드플레이트가 장착되어 있는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템.
  9. 삭제
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 워크테이블의 상면에 설치되어 있으며 상기 보강판의 이미지를 획득하여 이미지 데이터를 출력하는 제1 카메라와, 상기 제2 로봇에 설치되어 있고 상기 워크테이블 위에 놓여있는 상기 연성인쇄회로기판의 이미지를 획득하여 이미지 데이터를 출력하도록 설치되어 있는 제2 카메라와, 상기 제1 카메라와 제2 카메라로부터 입력되는 상기 보강판의 이미지데이터와 상기 연성인쇄회로기판의 이미지 데이터를 프로세싱하고 상기 연성회로기판에 상기 보강판이 정렬되도록 제2 로봇의 작동을 제어하는 컴퓨터를 더 구비하는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 시스템.
  11. 삭제
  12. 연성인쇄회로기판을 준비하는 단계와;
    보강판, 점착제와 이형지가 순차적으로 적층되어 있는 보강판 적층물을 준비하는 단계와;
    상기 보강판 적층물의 이형지를 부착하여 박리할 수 있는 점착제가 도포되어 있는 점착테이프를 준비하는 단계와;
    상기 점착테이프의 점착제에 상기 보강판 적층물의 이형지를 부착하는 단계와;
    상기 보강판 적층물과 상기 점착테이프를 이송하면서 상기 보강판 적층물을 가압하여 상기 점착테이프에 밀착시키는 단계와;
    상기 보강판 적층물을 상기 점착테이프에 밀착시킨 상태에서 이송하면서 상기 보강판 적층물로부터 상기 이형지를 박리하는 단계와;
    상기 연성인쇄회로기판 위에 상기 이형지가 박리되어 있는 상기 보강판의 점착제를 부착하는 단계로 이루어지고,
    상기 보강판 적층물의 이형지를 부착하는 단계는, 상기 보강판 적층물의 이송방향선단과 근접하는 상기 이형지의 하면을 상기 점착테이프의 점착제에 부착하고 상기 보강판 적층물의 이송방향후단은 상기 점착테이프의 점착제로부터 떨어지도록 부착하며 상기 점착테이프를 탄성플레이트의 상면에 지지하고 상기 탄성플레이트의 상면에 지지되어 있는 상기 점착테이프의 점착제에 상기 보강판 적층물을 가압하여 부착하는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 이형지를 박리하는 단계에서는 상기 보강판 적층물과 상기 점착테이프를 같은 방향으로 동시에 이송하다가 상기 점착테이프의 이송방향을 전환하는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 보강판의 점착제를 부착하는 단계는 상기 이형지가 박리되어 있는 상기 보강판의 이미지를 제1 카메라의 촬영에 의하여 획득하여 이미지 데이터를 출력하는 단계와, 상기 보강판의 이미지 데이터를 컴퓨터의 프로그램에 의하여 프로세싱하여 상기 보강판의 좌표값을 산출하는 단계와, 상기 연성인쇄회로기판의 이미지를 제2 카메라의 촬영에 의하여 획득하여 이미지 데이터를 출력하는 단계와, 상기 연성인쇄회로기판의 이미지 데이터를 상기 컴퓨터의 프로그램에 의하여 프로세싱하여 상기 보강판을 부착하기 위한 상기 연성인쇄회로기판의 좌표값을 산출하는 단계와, 상기 보강판의 좌표값이 상기 연성인쇄회로기판의 좌표값에 일치되도록 상기 연성인쇄회로기판 위에 상기 보강판의 점착제를 부착하는 단계로 구성되어 있는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 보강판의 점착제를 부착하는 단계에서는 상기 보강판의 점착제가 녹도록 열을 가하는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 12 항에 있어서, 상기 점착테이프의 점착제에 상기 보강판 적층물의 이형지를 부착한 후, 상기 보강판의 점착제로부터 상기 이형지가 박리되도록 상기 점착테이프와 상기 보강판 적층물 중 어느 하나는 고정하고 다른 하나를 이송하여 상대 운동시키는 단계를 더 포함하는 연성인쇄회로기판의 보강판 부착 방법.
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