KR100809926B1 - 인쇄회로기판용 드릴링머신 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다층인쇄회로기판용 드릴링머신에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 다층인쇄회로기판의 기준홀을 가공하는 드릴링머신에 있어서, X축이송유니트를 구성하는 두 개의 이송베이스부재가 이송축인 스크류축의 회전에 따라 두 개의 이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절을 정밀하게 할 수 있는 다층인쇄회로기판용 드릴링머신에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명인 인쇄회로기판용 드릴링머신은 X축이송유니트 및 Y축이송유니트를 포함하는 인쇄회로기판용 드릴링머신에 있어서, 상기 X축이송유니트는 직선가이드부재와; 상기 직선가이드부재의 상부에 레일 결합되고 인쇄회로기판의 외형치수에 따른 간격조절을 하는 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재와; 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 중앙 하단에 결합되어 제1,2이송베이스부재를 이송시키는 이송축과; 상기 이송축의 일단에 결합되어 축을 구동시키는 구동수단; 및 상기 제1,2이송베이스부재의 일측에 결합되고 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 이송거리를 측정할 수 있는 거리측정수단을 포함하여 구성되어, 상기 이송축이 구동수단의 구동에 의해 회전함에 따라 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다층인쇄회로기판, 드릴링머신, 스크류, X선 카메라

Description

인쇄회로기판용 드릴링머신{Drilling Machine For Printed Circuit Board}

도 1a는 다층인쇄회로기판의 구성을 보여주는 사시도;

도 1b는 다층인쇄회로기판의 내부양면도체층을 보여주는 평면도;

도 1c는 다층인쇄회로기판의 적층기판을 보여주는 단면도;

도 2는 종래 인쇄회로기판용 드릴링장치의 구성을 보여주는 외관사시도;

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신의 외관을 보여주는 외관사시도;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신의 내부구성을 보여주는 내부 구성도;

도 5a는 도 4의 평면도 및 도 5b는 도 4의 정면도;

도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 X축이송유니트를 보여주는 사시도;

도 6b는 도 6a의 저면사시도 및 도 7은 도 6a의 분리사시도;

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신을 이용한 작업공정을 보여주는 예시도; 및

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신의 이송유니트의 운동방향을 보여주는 예시도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: 드릴링머신 110: X축이송유니트

111: 직선가이드부재 112a: 제1이송베이스부재

112b: 제2이송베이스부재 112c: 너트부

113, 124: 이송축 114: 구동수단

114a, 122, 126, 161: 서보모터 115: 거리측정수단

115a: 스케일플레이트 115b: 스케일헤드

115c: 스케일러 120: Y축이송유니트

121: X축이송베이스부 121a: X축가이드부재

123: Y축가이드부재 125: Y축이송베이스부

130: 관측수단 131: X선발생기보호관

140: 드릴링수단 150: 인쇄회로기판고정수단

160: 위치이송대 200: 다층인쇄회로기판(MLB)

300: 제어수단

본 발명은 다층인쇄회로기판용 드릴링머신에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 다층인쇄회로기판의 기준홀을 가공하는 드릴링머신에 있어서, X축이송유니트를 구성하는 두 개의 이송베이스부재가 이송축인 스크류축의 회전에 따라 두 개의 이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절을 정밀하 게 할 수 있는 다층인쇄회로기판용 드릴링머신에 관한 것이다.

일반적으로, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board)은 각종 열경화성 합성수지로 이루어진 보드의 일면 또는 양면에 동선으로 배선한 후 보드상에 IC 또는 전자부품들을 배치 고정하고 이들 간의 전기적 배선을 구현하여 절연체로 코팅한 것이다. 전자부품의 발달로 회로도체를 중첩하여 만드는 다층인쇄회로기판이 개발된 이래, 최근에는 다층인쇄회로기판의 고밀도화에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

다층인쇄회로기판(Multi Layer Printed Circuit Board; 이하 "MLB"라 한다.)은 미세한 전기배선의 패턴과 상기 패턴의 연계 구성을 위한 홀을 형성하여 층과 층을 적층하되, 그 적층 사이를 전기적으로 연결한 4층 이상의 회로기판을 말하며, 이러한 MLB는 층간 회로를 연결하는 극소경의 비아홀 형성이 가능할 뿐만 아니라 회로두께가 얇아서 미세회로 형성이 용이하여 고밀도 회로를 구성할 수 있다.

최근에는 전자제품의 다기능화와 소형화로 인해 인쇄회로기판은 고집적화, 박판화, 및 소형화가 더욱 요구되고 있으며, 이에 따라 다층회로를 형성할 수 있는 다층화된 인쇄회로기판이 더욱 요구되고 있는 추세이다.

예컨대, 첨부 도면 중, 도 1a는 다층인쇄회로기판의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 1b는 다층인쇄회로기판의 내부양면도체층을 보여주는 평면도이다.

상기 도면을 참조하면, MLB(10)는 외층을 구성하는 외부도체층(11)과, 상기 외부도체층(11) 사이에 적층되고 표면에 다수의 프린트패턴(12p)이 형성된 내부양면도체층(12), 및 상기 외부도체층(11)과 내부양면도체층(12)의 각 도체층 사이에 적층되는 절연성기판층인 프레프레그(PrePreg)(13)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 MLB의 적층방법에 대해 설명하면, MLB(10)는 내부양면도체층(12) 원자재로부터 내부양면도체층(12)을 재단하는 내층재단단계와, 상기 내부양면도체층(12) 표면의 이물질을 제거하여 표면 처리하는 내층정면단계와, 상기 내부양면도체층(12)에 드라이필름을 밀착시키는 드라이필름 라미네이팅단계와, 상기 내부양면도체층(12)에 적층된 드라이필름에 감광처리에 의한 프린트패턴(12p)을 형성시키는 노광단계와, 상기 내부양면도체층(12)을 현상액에 넣어 감광된 프린트패턴(12p)부분만을 남게 하는 현상단계와, 상기 내부양면도체층(12)을 에칭(etching)하여 프린트패턴(12p)만 남게 하는 에칭단계와, 상기 내부양면도체층(12) 상에 형성된 프린트패턴(12p)의 단락 가능성을 검사하는 내층검사단계와, 상기 내부양면도체층(12a)에 가접홀을 가공하는 내층타겟드릴단계와, 상기 프린트패턴(12p)의 표면을 산화시켜 요철 처리하는 흑화처리단계와, 상기 내부양면도체층(12)에 적층하기 위한 프리프레그(pre-preg)(13)를 재단하고 천공하는 재단단계와, 상기 프린트패턴(12p)을 형성시킨 내부양면도체층(12) 및 프리프레그(13)를 리벳을 통해 가접하는 리벳가접단계와, 상기 가접된 내부양면도체층(12)과 프리프레그(13)의 상/하부로 외부도체층(11)을 레이업(lay-up)하는 외층레이업단계와, 상기 외부도체층(11) 레이업 후 이를 핫 프레스(hot press)하여 MLB(10)의 적층기판을 형성되게 하는 적층단계, 및 상기 적층기판의 가장자리 부위에 엔드밀(End Mill) 가공하여 제품기준을 위한 기준홀(12a,12b,12c)을 형성하고 외곽부분을 트리밍(Trimming)하는 적층기판가공단계를 통해 최종적인 제품이 형성된다.

여기서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 내부양면도체층(12)의 가장자리 부위에는 적어도 2개 이상의 위치결정용 기준홀(12a) 및 MLB 상/하 표면 식별용의 기준홀(12b)이 미리 가공되며, 상기 기준홀(12a,12b)을 천공하기 위해 기준홀 가공전에 기준홀의 위치를 나타내는 가이드마크가 준비된다.

한편, 상술한 바와 같은 공정을 통해 적층되는 MLB(10)는 상기 적층단계 후에 내층을 구성하는 내부양면도체층(12)의 표면에 형성된 기준홀(12a,12b)에 대응되게 상기 외부도체층(11)에 가공되며, 상기 외부도체층(11)에 천공된 기준홀(12a,12b)을 기준으로 하여 상기 프린트패턴(12p)에 에칭, 스루홀(through hole) 등의 펀칭가공이 행해진다.

여기서, 상기 내부양면도체층(12)에 형성된 복수 개의 가이드마크(12a, 12b)를 외부에서 관측하고, 상기 가이드마크(12a,12b)에 대응되게 외부도체층(11)의 표면에 기준홀(12a,12b)을 가공하게 되는데, 이 가공공정을 위해 인쇄회로기판용 드릴링머신이 사용되는 것이다.

첨부 도면 중, 도 2는 종래 인쇄회로기판용 드릴링머신의 구성을 보여주는 외관사시도로서, 인쇄회로기판용 드릴링머신(20)은 본체(21)와, MLB(10)의 내부양면도체층(12)에 형성되는 기준홀(12a,12b, 도 1a참조)을 관측하는 관측수단(22)과, 상기 MLB(10)에 기준홀(12a,12b)을 펀칭하는 펀칭수단(23)과, 상기 MLB(10)가 흡착되어 직선상을 이동하는 위치이송대(24)와, 상기 기준홀(12a,12b)의 관측 결과로부터 기준홀의 좌표치를 계산하고 상기 관측수단(22)과 펀칭수단(23) 및 위치이송대(24)를 일련의 프로그램에 의하여 구동하며 필요위치에 이동시키는 제어수단(미 도시)을 포함하여 구성된다.

상기 본체(21)는 고정되어 있는 직선가이드테이블(25)과, 상기 직선가이드테이블(25) 상에서 X축방향 이동을 하는 X축이동체(26)와, 상기 X축이동체(26)에 구비되는 직선가이드(26a)를 따라 Y축방향 이동을 하는 Y축이동체(27)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래 인쇄회로기판용 드릴링머신에 의한 인쇄회로기판의 기준홀 가공공정을 살펴보면, 먼저 MLB(10)의 외형치수와 가이드마크의 좌표값에 따라 상기 직선가이드테이블(25) 상에서 X축이동체(26)가 관측위치에 이동하고 대기 되어 있으며, 이 상태에서 작업자가 MLB(10)를 위치이송대(24)의 소정 위치에 투입한다. 그러면, MLB(10)는 위치이송대(24)에 에어(Air)흡입 등으로 고정되어 제1의 관측 위치까지 이동하고, 그 다음 MLB(10)에 형성된 가이드마크가 상기 X축이동체(26)의 하부에 구비되는 X선카메라(22)에 의하여 관측된다.

그리고, 상기 가이드마크의 관측 좌표로부터 기준홀(12a,12b)의 좌표를 계산하고, 상기 펀칭수단(23)에 구비된 스핀들(spindle)(미도시)이 기준홀의 좌표까지 이동하고, 두 개의 기준홀(12a)을 가공하게 된다. 이러한 기준홀(12a)의 가공이 끝나면, 위치이송대(24)가 MLB(10)를 흡착하여, 다시 후공정의 기준홀(12b)을 가공하기 위한 위치로 이동을 시키거나 또는 드릴링머신(20)로부터 배출하여 MLB(10)의 기준홀 천공을 마무리하게 된다.

그러나, 종래의 인쇄회로기판용 드릴링머신에 의한 기준홀 가공공정에 있어서, 최초에 MLB가 Y축이동체의 테이블 위에 올려지기 전에 MLB의 외형치수가 제어 수단에 입력되어져, Y축이동체 사이의 간격이 미리 맞춰지게 되어 MLB에 형성된 가이드마크가 관측될 수 있는 위치에 대기하게 된다.

이때, 좌/우측 한 쌍의 Y축이동체는 각각의 제어를 통해 스크류축이 구동함에 따라 각각 개별적으로 구동하여 사이 간격을 맞추게 된다. 이처럼 두 개의 Y축이동체 사이의 간격조절시 좌/우측 한 쌍의 Y축이동체가 동시제어가 되지 않기 때문에, 기준홀이 가공될 MLB에 형성된 대칭되는 좌/우측 두 개의 가이드마크 사이의 중심선에 대해서 좌/우측 한 쌍의 Y축이동체가 동일한 거리만큼 움직이지 않아 MLB에 형성된 가이드마크에 정확히 기준홀을 가공하지 못하는 오차가 발생할 수 있다.

이는 기계적인 공차에 의한 오차 발생으로서, 정밀한 기준홀 가공이 이루어져야 하는 MLB의 제품 특성상, 이러한 작은 위치 오차 발생은 제품의 품질저하를 가져오며, 또한 MLB 생산력 저하를 가져와 생산비용이 높아지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 X축이송유니트를 구성하는 제1,2이송베이스부재와 이를 결합하여 이송시키는 이송축을 구비하여, 이송축의 이송에 따라 제1,2이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절이 이루어짐으로써, 다층인쇄회로기판에 형성된 가이드마크에 정확한 위치의 기준홀을 가공할 수 있는 인쇄회로기판용 드릴링머신을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 인쇄회로기판용 드릴링머신은 X축이송유니트 및 Y축이송유니트를 포함하는 인쇄회로기판용 드릴링머신에 있어서, 상기 X축이송유니트는 이송축이 구동수단의 구동에 의해 회전함에 따라 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절이 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 X축이송유니트는 직선가이드부재와; 상기 직선가이드부재의 상부에 레일 결합되고 인쇄회로기판의 외형치수에 따른 간격조절을 하는 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재와; 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 중앙 하단에 결합되어 제1,2이송베이스부재를 이송시키는 이송축과; 상기 이송축의 일단에 결합되어 축을 구동시키는 구동수단; 및 상기 제1,2이송베이스부재의 일측에 결합되고 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 이송거리를 측정할 수 있는 거리측정수단을 포함하여 구성된다.

더 바람직하게는, 상기 거리측정수단은 상기 제1이송베이스부재의 일측면에 결합되는 스케일플레이트와, 상기 스케일플레이트에 결합되어 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 상호 반대방향 이송에 의한 이격거리를 측정하기 위한 스케일헤드, 및 상기 제2이송베이스부재의 일측면에 결합되어 상기 스케일헤드에 의해 측정되는 이격거리에 대한 눈금을 제공하는 스케일러를 포함하여 구성된다.

또한 바람직하게는, 상기 이송축은 축상에 동일한 리드(Lead)의 나사산이 형성되되, 상기 제1이송베이스부재가 결합되는 부분의 나사산의 방향과 상기 제2이송베이스부재가 결합되는 부분의 나사산의 방향이 서로 반대로 형성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하고자 한다. 첨부 도면 중, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신의 외관을 보여주는 외관사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신의 내부구성을 보여주는 내부 구성도이고, 도 5a는 도 4의 평면도, 도 5b는 도 4의 정면도이다.

먼저, 상기 도면에 도시된 좌표계(원점은 O, 직교하는 3축은 X축, Y축, Z축으로 표시)는 드릴링머신의 외관케이스(101)에 고정되는 좌표계로서, 각 구성요소의 이동방향은 상기 좌표축에 평행하게 이루어진다. 또한, 하술할 X선카메라에 의해 관측되어 얻어지는 다층인쇄회로기판(Multi Layer Printed Circuit Board; 이하 "MLB"라 한다.)(200)에 형성된 가이드마크의 좌표값 또는 기준홀의 드릴링(drilling) 좌표값은 상기 좌표계를 이용하여 산출된다.

상기 도면을 참조하면, 본 발명인 인쇄회로기판용 드릴링머신(100)은 이송유니트(110,120)와, MLB의 도체층에 형성되는 가이드마크(guide-mark)를 관측하는 관측수단(130) 및 인쇄회로기판고정수단(150)과, 상기 MLB에 기준홀을 드릴링(drilling)하는 드릴링수단(140)과, 상기 MLB(200)를 흡착하여 직선이동하는 위치이송대(160)와, 상기 기준홀의 관측 결과로부터 기준홀의 좌표치를 계산하고 상기 관측수단(130)과 드릴링수단(140) 및 위치이송대(160)를 일련의 프로그램에 의하여 구동하며 필요위치에 이동시키는 제어수단(300)을 포함하여 구성된다.

상기 이송유니트는 X축이송유니트(110) 및 Y축이송유니트(120)로 구성되며, 이하 각 유니트의 구성에 대해 설명하고자 한다.

-X축이송유니트(110)

첨부 도면 중, 도 6a는 본 발명의 실시 예에 따른 X축이송유니트를 보여주는 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 저면사시도이고, 도 7은 도 6a의 분리사시도로서, 상기 도면을 참조하여 설명하면, 상기 X축이송유니트(110)는 직선가이드부재(111)와, 제1이송베이스부재(112a) 및 제2이송베이스부재(112b)와, 이송축(113)과, 구동수단(114), 및 거리측정수단(115)으로 구성된다. 이러한 X축이송유니트(110)는 기준홀을 가공할 MLB(200)의 크기에 따라서 미리 X축에 평행하게 이동하여 MLB(200)에 형성된 가이드마크(guide mark)가 관측 가능한 위치에 초기 세팅을 하게 된다.

상기 직선가이드부재(111)는 X축 방향으로 평행하게 설치된 두 개의 가이드레일로 이루어져 있으며, 이 가이드레일은 드릴링머신의 하부프레임(102)에 고정된다. 이러한 직선가이드부재(111)는 하술할 제1,2이송베이스부재(112a,112b)와 레일 결합되어 직선운동을 할 수 있도록 가이드 역할을 한다.

상기 제1이송베이스부재(112a) 및 제2이송베이스부재(112b)는 상기 직선가이드부재(111)에 결합되어 X축 방향으로 좌/우 움직일 수 있으며, 이들은 MLB(200)의 기준홀을 가공하기 위해 MLB(200)의 투입 전에 제어수단(300)에 미리 입력되는 MLB(200)의 외형치수에 따른 거리조절을 위하여 상호 반대방향으로 동시에 이송되는 베이스부재이다. 상기 제1,2이송베이스부재(112a,112b)의 중앙 하단에는 하술할 이송축(113)의 나사산과 결합되는 너트부(112c)가 형성되어 있다.

상기 이송축(113)은 상기 직선가이드부재(111)의 가이드레일(111)과 가이드레일(111) 사이에 구비된다. 그리고, 상기 이송축(113)의 일단에는 서보모터(114a) 가 결합되며, 상기 서보모터(114a)의 구동에 의해 회전하게 된다. 또한, 상기 이송축(113)은 축상에 동일한 리드(Lead)의 나사산이 형성되며, 상기 제1이송베이스부재(112a)가 결합되는 부분의 나사산의 방향과 상기 제2이송베이스부재(112b)가 결합되는 부분의 나사산의 방향이 서로 반대로 형성된다.

따라서, 상기 이송축(113)이 서보모터(114a)에 의해 회전을 하게 되면, 상기 제1이송베이스부재(112a)와 제2이송베이스부재(112b)는 이송축(113)상에서 서로 반대방향으로 동일한 리드만큼 좌/우측으로 동시에 움직이게 된다. 보통 나사의 산에서 산까지 또는 골에서 골까지의 거리를 피치(pitch)라 하고, 나사를 1회전 시켰을 때 나사가 이동하는 거리를 리드(Lead)라고 한다.

전술한 바와 같이, 종래에는 상기 직선가이드부재(111)의 거리조절시에 상기 제1이송베이스부재(112a) 및 제2이송베이스부재(112b)가 각각 제어되어 움직이기 때문에 MLB(200)의 중심선으로부터 동일한 거리로 이동하지 못하고, 기계적 특성에 의한 약간의 이동거리 오차가 발생하여 MLB의 기준홀을 정확한 위치에 가공하지 문제점이 있었다.

이는 동일한 직선 이송축(113)에 결합된 제1,2이송베이스부재(112a,112b)가 동시에 동일한 거리만큼 이동하기 때문에 상술한 이동거리 오차를 제거하여 정확한 초기 세팅을 할 수 있게 된다.

상기 구동수단(114)은 상술한 바와 같이 상기 이송축(113)의 일단에 결합되어 이송축(113)을 구동시키기 위하여 서보모터(114a) 및 감속장치(114b)를 포함하여 구성된다.

상기 거리측정수단(115)은 상기 제1이송베이스부재(112a)의 일측면에 결합되는 스케일플레이트(115a)와, 상기 스케일플레이트(115a)에 결합되어 상기 제1이송베이스부재(112a) 및 제2이송베이스부재(112b)의 상호 반대방향 이송에 의한 이격거리를 측정하기 위한 스케일헤드(115b), 및 상기 제2이송베이스부재(112b)의 일측면에 결합되어 상기 스케일헤드(115b)에 의해 측정되는 이격거리에 대한 눈금을 제공하는 스케일러(115c)로 구성된다.

이러한 거리측정수단(115)은 상기 X축이송유니트(110)에 의한 초기 세팅 과정에 있어서, 제1,2이송베이스부재(112a,112b)의 이동거리 값을 측정하여 제어수단(300)에 측정값을 보내고, 이 측정값과 기 입력된 설정값을 비교 산출하여 보정된 오차만큼 다시 제1,2이송베이스부재(112a,112b)를 이동시키는 역할을 한다. 이러한 과정은 폐루프(close loop) 과정으로서, 상기 제1,2이송베이스부재(112a,112b)의 정밀한 거리 이동을 할 수 있게 하는 것이다.

-Y축이송유니트(120)

한편, 도 4, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 제1,2이송베이스부재(112a,112b)의 상단에는 하술할 Y축이송유니트(120)의 X축이송베이스부(121)가 결합되어 X축 이동을 할 수 있도록 한 쌍의 X축가이드부재(121a)가 평행하게 결합되어 있다. 상기 X축가이드부재(121a) 사이에는 이송축(미도시)이 각각 결합되며, 상기 이송축의 좌/우측단에는 각각 서보모터(122)가 결합되어 상기 이송축을 회전시키게 된다. 상기 이송축이 회전함에 따라 상기 X축이송베이스부(121)는 스크류 이송에 의하여 X축에 평행하게 이동한다.

또한, 상기 X축이송베이스부(121)의 상단에는 한 쌍의 Y축가이드부재(123)가 평행하게 결합되어 있으며, 상기 Y축가이드부재(123) 사이에는 이송축(124)이 각각 결합된다. 상기 Y축가이드부재(123)에 Y축이송베이스부(125)가 결합되며, 상기 이송축(124)의 일단에 서보모터(126)가 각각 결합되어 상기 서보모터(126)의 구동에 따른 이송축(124)의 회전으로 Y축이송베이스부(125)가 Y축에 평행하게 이동한다.

따라서, Y축이송유니트(120)는 상기 제1,2이송베이스부재(112a,112b)의 상단에서 X축과 평행하게 이동함과 동시에 Y축과 평행하게 이동할 수 있다.

이러한, X축 이동 및 Y축 이동은 제어수단(300)에 의해 제어되며, MLB(200)에 형성된 가이드마크에 기준홀을 드릴링(drilling)하기 위한 목표좌표로 이동하기 위해 제어되는 것이다.

-관측수단(130) 및 인쇄회로기판고정수단(140)

종래기술에서 언급한 바와 같이, 외부도체층(11, 도 1a참조) 레이업 후 이를 핫 프레스(hot press)로 가압 가열되는 MLB(200)는 내부양면도체층(12, 도1a참조)에 형성되는 가이드마크를 육안으로 명료하게 투시하는 것은 불가능하다. 따라서, 관측수단으로서 X선으로 MLB(200)를 투시하고, 내층인 내부양면도체층(12)에 형성되는 가이드마크를 관측하는 X선관측기가 사용되고 있다.

이러한 관측수단(130)은 X선발생기(미도시) 및 X선발생기보호관(131)과, 상기 X선발생기에서 생성되는 X선 투과에 의해 MLB(200)에 형성된 가이드마크의 좌표를 식별하여 촬영하는 X선카메라(미도시)로 구성된다.

상기 X선발생기보호관(131)의 내부에 X선발생기가 구비되며, 이 X선발생기는 상기 X축이송유니트(110)와 연결된 드릴링머신의 상부프레임(103)에 고정결합되어 상기 X축이송유니트(110)의 이송과 함께 움직인다. 또한, 상기 X선카메라는 상기 Y축이송유니트(120)의 상부에 결합되며, 이는 상기 X선발생기와 동일축(Z축 방향)선상에 위치한다.

이러한 관측수단(130)의 관측에 의해 기 일력된 기준홀의 기준좌표인 가이드마크의 좌표값을 산출하여 상기 기준홀의 드릴링(drilling) 위치를 계산하게 된다. 즉, MLB(200)에 형성된 가이드마크에 X선을 투시하고, X선카메라가 이를 관측하여 상기 가이드마크의 좌표값을 측정하게 되는 것이다. 상기 가이드마크의 측정된 각 좌표값으로부터 기준홀의 좌표를 계산하여 하술할 드릴링수단(140)이 기준홀의 좌표로 이동하여 이를 드릴링(drilling)하게 된다.

한편, 상기 X선발생기 및 X선카메라와 동일축(Z축 방향)선상에 위치하는 인쇄회로기판고정수단(150)이 상기 X선발생기의 하부에 결합되며, 상기 드릴링수단(140)에 의한 기준홀 가공시 MLB(200)의 상부면을 눌러 고정시키는 역할을 한다. 상기 인쇄회로기판고정수단(150)은 내부에 실린더(미도시)가 내장되어 있으며, 이 실린더의 작동에 의해 일단에 결합되는 압력판이 MLB(200)의 상부면을 고정하게 된다.

-드릴링수단(140)

상기 드릴링수단(140)은 상기 Y축이송유니트(120)의 상부에 결합되며, 내부에 스핀들(spindle)(미도시)이 구비되어 MLB(200)의 가이드마크를 드릴링(drilling)하게 된다.

상기 MLB(200)의 기준홀은 스핀들의 상단에 형성되는 드릴(drill)에 의해 드릴링(drilling)되며, 상술한 바와 같이 X선카메라에 의한 위치를 추적하여 상기 X축이송유니트(110) 및 Y축이송유니트(120)의 X,Y축 이동 후에, 상기 스핀들(spindle)의 Z축 이동에 의해 기준홀을 가공하게 된다.

-위치이송대(160)

상기 드릴링수단(140)에 의해 기준홀이 가공된 MLB(200)는 위치이송대(160)에 의해 위치가 이동된다. 상기 위치이송대(160)는 공기를 이용하여 MLB(200)를 흡착시켜 이동시키는데, 이는 위치이송대(160)의 일단에 구비되는 서보모터(161)의 구동에 의해 Y축 이동을 하며, 에어실린더(미도시)에 공기를 공급함으로써 실린더의 Z축 방향운동을 발생시켜 MLB(200)의 위치를 이동시킨다.

상기 위치이송대(160)는 제어수단(300)에 의해 제어되며, MLB(200)의 후속 기준홀을 가공하기 위한 위치로 이송하거나 또는 기준홀 가공이 완료된 MLB(200)를 드릴링머신으로부터 배출하는 기능을 한다.

-제어수단(300)

상기 제어수단(300)은 일련의 MLB(200)의 드릴링 공정순서에 따라 상술한 바와 같은 드릴링머신의 각 장치를 제어한다. 즉, 가이드마크의 관측결과로부터 기준홀의 좌표값을 계산하고, 상기 X,Y축이송유니트(120), 관측수단(130), 인쇄회로기판고정수단(150), 드릴링수단(140), 및 위치이송대(160)를 일련의 프로그램(program)에 의하여 구동하고, 또한 필요위치에 이동시키게 된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신에 대한 작용을 설명하고자 한다.

첨부 도면 중, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신을 이용한 작업공정을 보여주는 예시도이고, 도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신의 이송유니트의 운동방향을 보여주는 예시도이다.

상기 도면을 참조하여 설명하면, 먼저 작업자는 다층인쇄회로기판(MLB, 200)의 외형치수와 가이드마크의 기준좌표값, 가공될 기준홀과 기준홀의 사이의 거리 등에 관한 MLB(200)의 제품사양에 대한 정보를 제어수단에 입력시킨다. 한편, 도면 중 화살표는 작업자의 위치를 나타낸다.(S1)

그런 후, MLB(200)를 투입하게 되면, 인쇄회로기판고정수단(150)에 의해 MLB(200)의 표면이 고정되며, 관측수단(130)에 의해 가이드마크의 좌표값을 측정하게 되고, X축이송유니트(110)는 제어수단(300)의 제어에 의해 기준홀을 가공할 MLB(200)의 크기에 따라서 미리 X축에 평행하게 이동하여 MLB(200)에 형성된 가이드마크(guide mark)가 관측 가능한 위치에 초기 세팅을 하게 된다.(S2)

이 과정에서, 상기 X축이송유니트(110)는 동일한 직선 이송축(113)에 결합된 제1,2이송베이스부재(112a,112b)가 동시에 동일한 거리만큼 이동하기 때문에 이동거리 오차를 제거하여 정확한 초기 세팅을 할 수 있게 된다.

또한, 상기 X축이송유니트(110)는 거리측정수단(115)을 구비하고 있어, 제1,2이송베이스부재(112a,112b)의 이동거리 값을 측정하여 제어수단(300)에 측정값을 보내고, 이 측정값과 기 입력된 설정값을 비교 산출하여 보정된 오차만큼 다시 제1,2이송베이스부재(112a,112b)를 이동시키는 폐루프(close loop)과정을 통하여 상기 제1,2이송베이스부재(112a,112b)가 정밀한 거리 이동을 할 수 있게 한다.

그리고, 상기 X축이송유니트(110)에 의한 초기세팅이 이루어지면, Y축이송유니트(120)가 가이드마크의 위치추적에 의한 좌표값에 따라 Y축 방향 이동을 하게 되며, 그런 후 드릴링수단(140)의 Z축 방향 이동에 의해 MLB(200)의 기준홀을 드릴링(drilling)하게 된다.(S3)

기준홀 가공이 끝나게 되면, 위치이송대(160)가 제어수단(300)에 의해 제어되면서, MLB(200)의 후속 기준홀을 가공하기 위한 위치로 이송하거나 또는 기준홀 가공이 완료된 MLB(200)를 드릴링머신(100)으로부터 배출하게 된다.(S4~S5)

이와 같은 본 발명에 따른 인쇄회로기판용 드릴링머신에 의하면, 이송축의 이송에 따라 X축이송유니트의 제1,2이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절이 이루어지는 초기세팅을 할 수 있어서, 다층인쇄회로기판에 형성된 가이드마크에 정확한 위치의 기준홀을 가공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 다층인쇄회로기판에 정밀한 기준홀을 가공함으로써, 후속공정으로 다층인쇄회로기판에 형성된 프린트패턴에 에칭, 스루홀(through hole) 등의 펀칭가공의 정밀도를 높여줌으로써, 인쇄회로기판의 제품 품질을 향상시키고, 이에 따른 생산력 증대를 통해 생산비용을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청 구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (4)

1. 삭제
2. X축이송유니트 및 Y축이송유니트를 포함하는 인쇄회로기판용 드릴링머신에 있어서,

   상기 X축이송유니트는 직선가이드부재와; 상기 직선가이드부재의 상부에 레일 결합되고 인쇄회로기판의 외형치수에 따른 간격조절을 하는 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재와; 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 중앙 하단에 결합되어 제1,2이송베이스부재를 이송시키는 이송축과; 상기 이송축의 일단에 결합되어 축을 구동시키는 구동수단; 및 상기 제1,2이송베이스부재의 일측에 결합되고 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 이송거리를 측정할 수 있는 거리측정수단;을 포함하여 구성되되,

   상기 이송축이 상기 구동수단의 구동에 의해 회전함에 따라 상기 제1이송베이스부재 및 상기 제2이송베이스부재가 상호 반대방향으로 동시에 동일거리만큼 이송되어 간격조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 드릴링머신.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 이송축은 축상에 동일한 리드(Lead)의 나사산이 형성되되, 상기 제1이송베이스부재가 결합되는 부분의 나사산의 방향과 상기 제2이송베이스부재가 결합되는 부분의 나사산의 방향이 서로 반대로 형성된 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 드릴링머신.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 거리측정수단은 상기 제1이송베이스부재의 일측면에 결합되는 스케일플레이트와, 상기 스케일플레이트에 결합되어 상기 제1이송베이스부재 및 제2이송베이스부재의 이송거리를 측정하기 위한 스케일헤드, 및 상기 제2이송베이스부재의 일측면에 결합되어 상기 스케일헤드에 의해 측정되는 이송거리에 대한 눈금을 제공하는 스케일러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판용 드릴링머신.

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