KR100840271B1 - 피커실린더 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 공압으로 작동하는 피커실린더 장치를 이용하여 칩 부품을 픽업, 이송 및 실장할 때, 피커실린더의 노즐에 의한 오버프레스가 칩 부품에 가해지는 것을 완충시켜 칩 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 1바디-멀티플레이트 구조와 1플레이트-스위치노즐 구조의 조합을 통한 복합형 피커실린더의 제작으로 피커실린더의 다양한 운용과 함께 칩 부품 실장작업의 균질성과 피커실린더의 설치정밀도를 향상시킬 수 있는 피커실린더장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 피커실린더 장치는 에어석션관가이드홈(11)과 실린더실(12)이 마련된 실린더바디(10)와; 상기 실린더바디의 에어석션관가이드홈 내에 슬라이딩 가능하게 장착되며 테일부측으로 칩부품 픽업용 에어가 공급되고 헤드부에는 피커노즐이 장착되는 에어석션관(20)과; 상기 실린더바디의 실린더실 내에 장착되어 외부의 실린더 작동 에어에 의해 왕복운동을 수행하는 피스톤(30) 및 이 피스톤에 결합된 피스톤로드(31)와; 상기 에어석션관(20)의 헤드부와 피스톤로드(31)의 헤드부를 결합 고정시켜 피스톤로드의 왕복운동에 따라 에어석션관이 일체로 작동하게 구성하되 상기 에어석션관(20)의 헤드부와는 고정결합되고 상기 피스톤로드(31)의 헤드부와는 내부 스프링(42)의 복원력으로 탄성 슬라이딩이 이루어지게 결합되는 플레이트(50);로 구성된 것을 특징으로 한다.

피커실린더, 실린더바디, 피스톤로드, 피커에어관, 플레이트

Description

피커실린더 장치{Picker cylinder apparatus}

도 1은 본 발명 피커실린더 장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명 피커실린더 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 부분절개 단면 사시도이다.

도 3은 본 발명 피커실린더 장치의 구조를 설명하기 위한 전체 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명 피커실린더 장치와 피커노즐과의 관계를 설명하기 위한 사시도이다.

도 5a 내지 도 5e는 본 발명 피커실린더 장치의 다양한 실시예를 설명하기 위한 정면도들로서, 도 5a는 1바디-1플레이트 구조의 피커실린더이고, 도 5b는 1바디-멀티플레이트 구조의 피커실린더이고, 도 5c는 1바디-1플레이트-스위치노즐 구조의 피커실린더이고, 도 5d는 1바디-멀티플레이트-스위치노즐 구조를 포함하는 복합 피커실린더이고, 도 5e는 또 다른 1바디-1플레이트-스위치노즐 구조의 피커실린더이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 실린더바디 11: 에어석션관가이드홈

12: 실린더실 13: 브라켓체결홈

14: 제1에어니플체결홈 15: 제2에어니플체결홈

16,17: 에어라인 18: 실링볼

20: 에어석션관 21,24,25,32,34,35,39,40: 부시

22: 리세스부 23: 나사홈부

30: 피스톤 31: 피스톤로드

33,36: 오링 37,38,44: 스냅링

41: 체결볼트 42: 스프링

43: 와셔 50: 플레이트

51: 에어석션관고정홈 52: 스프링댐퍼홈

53: 부시고정홈 54: 부시고정나사

55: 완충패드홈 56: 완충패드

57: 분할턱 60: 피커노즐

61: 체결나사 62: 노즐팁

63: 흡입패드

본 발명은 공압으로 작동하는 피커실린더 장치를 이용하여 회로기판상에 칩 부품을 연속 실장할 때, 피커실린더 헤드부에 장착된 피커노즐의 오버프레스에 의해 실장 칩부품이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 에어실린더 장치에 관한 것 이다.

반도체 제조공정 및 칩 부품 조립공정 등에서 칩 부품을 이동시키거나 회로기판 등에 실장할 때 에어 석션 기능을 가지는 피커실린더 장치가 이용된다.

칩 부품 피커실린더 장치는 실린더내의 피스톤로드를 작동시키기 위한 에어 흡배기관과 칩 부품 석션을 위한 에어석션관이 결합되어 있어 공압에 의한 피스톤로드의 행정과 에어셕션 노즐의 부압을 이용하여 칩 부품을 픽업 운반한다.

구체적으로, 에어석션을 이용한 반도체 칩 부품의 위치이동 및 적재적소에의 장착에 있어 공압장비 말단부의 피커실린더 노즐은 에어석션을 통해 칩 부품을 부압으로 홀딩하여 정해진 위치로 이동한 다음 그 정해진 위치에 도착했을 때 공기압력을 제거하는 것으로 칩 부품을 원하는 위치에 배치 또는 장착시킨다.

여기서 피커실린더는 원통형상의 실린더실 내부를 피스톤로드가 공압에 의해 상, 하 또는 좌, 우 반복 이동하는 구조를 가지고 있어 피커실린더 내의 피스톤이 장시간 반복적으로 작동하게 될 경우 피스톤의 정위치 변동으로 인해 반도체 칩 부품의 장착위치가 최초의 세팅 위치로부터 벗어나게 되므로 칩 부품의 픽업실패, 이송위치 이탈 및 실장실패를 초래하여 제품불량을 양산하게 된다.

한편, 피커실린더를 이용한 칩부품 이동 배치시 칩 부품의 실장위치의 높낮이 변화는 일부 칩 부품에 대한 과도한 압압력을 초래하여 칩 부품이 손상되는 문제를 일으키기도 한다.

본 발명은 상기한 종래 피커실린더에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 발명의 목적은 공압으로 작동하는 피커실린더 장치를 이용하여 칩 부품을 픽업, 이송 및 실장할 때, 칩 부품 픽업지형 및 자동삽입 지형의 변화에 따른 피커실린더 노즐과 칩 부품간 오버프레스로 인하여 칩 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 피커실린더 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 피커실린더바디에 2 또는 2 이상의 플레이트를 설치하는 1바디-멀티플레이트 구조와 피커노즐의 장착위치를 간단히 변경할 수 있는 1플레이트-스위치노즐 구조를 적절히 조합하여 용처별로 최적 형태의 복합형 피커실린더를 제작할 수 있도록 함으로써 피커실린더의 다양한 운용과 함께 칩 부품 실장작업의 균질성과 피커실린더의 설치정밀도를 월등히 향상시킬 수 있는 피커실린더장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 피커실린더는 에어석션관가이드홈과 실린더실이 마련된 실린더바디와, 상기 실린더바디의 에어석션관가이드홈 내에 슬라이딩 가능하게 장착되며 테일부측으로 칩부품 픽업용 에어가 공급되고 헤드부에는 피커노즐이 장착되는 에어석션관과, 상기 실린더바디의 실린더실 내에 장착되어 외부의 실린더 작동 에어에 의해 왕복운동을 수행하는 피스톤 및 이 피스톤에 결합된 피스톤로드와, 상기 에어석션관의 헤드부와 피스톤로드의 헤드부를 결합 고정시켜 피스톤로드의 왕복운동에 따라 에어석션관이 일체로 작동하게 구성하되 상기 에어석션관의 헤드부와는 고정결합되고 상기 피스톤로드의 헤드부와는 내부 스프링의 복원력으로 탄성 슬라이딩이 이루어지게 결합되는 플레이트로 구성된 것을 특징으 로 한다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 피커실린더 장치의 사시도이고, 도 2는 피커실린더 장치의 내부 구조를 설명하기 위한 부분절개 단면 사시도이며, 도 3은 피커실린더 장치의 구조를 상세히 설명하기 위한 전체 분해 사시도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이 본 발명 피커실린더 장치는 크게 실린더바디(10)와 에어석션관(20)과 피스톤로드(31)를 장착하고 있는 피스톤(30)과 댐퍼기능을 갖는 플레이트(50)로 이루어져 있다.

상기 실린더바디(10)에는 그 길이방향을 따라 내부에 양방향 관통형의 에어석션관가이드홈(11)과 일방향 관통형의 실린더실(12)을 마련하고 몸체의 바깥쪽 측면에는 자동삽입장비의 브라켓에 실린더바디를 고정시키기 위한 브라켓체결홈(13)을 마련하며 몸체의 후방측면에는 상기 실린더실(12)로의 에어 흡배기를 위한 제1,2에어니플체결홈(14,15)과 에어라인(16,17)을 마련한다.

상기 에어석션관가이드홈(11)의 양쪽 내측 선단부에는 에어석션관(20)의 원활한 반복 슬라이딩 작동을 위해 각각 부시(24,25)를 설치한다.

실린더바디(10)내부의 에어석션관가이드홈(11)에 가이드되어 왕복 슬라이딩 운동이 가능하게 설치된 에어석션관(20)의 테일부측에는 칩부품 픽업용 에어가 공급되게 별도의 에어공급니플(도시생략)을 접속하고 상기 에어석션관(20)의 헤드부에는 피커노즐(60)이 장착될 나사홈부(23)가 마련된 부시(21)를 고정 장착한다. 이 부시(21)는 자체의 리세스부(22)와 함께 플레이트의 측면을 관통하는 원형의 부시 고정홈(53)을 형성하도록 하고 여기에 부시고정나사(54)를 삽입하는 것으로 플레이트(50)상에 에어석션관(20)의 헤드부를 긴밀히 고정할 수 있게 구성한다.

피스톤로드(31), 부시(32) 및 기밀용 오링(33)을 포함하는 피스톤(30)은 상기 실린더실(12)내에 장착하고, 더불어 실린더실의 기밀을 위해 오링(36)이 삽입된 부시(35)를 삽입 장착한 후 상기 부시(35)의 삽입상태를 유지하기 위해 스냅링(37)으로 고정한다.

이에 따라 실린더실(12) 내의 피스톤(30)은 제1에어니플체결홈(14)측으로부터 에어라인(16)을 통해 공급될 에어를 저장할 에어실과 제2에어니플체결홈(15)측으로부터 에어라인(17)을 통해 공급될 에어를 저장할 에어실의 공기압력에 따라 그 위치가 이동하게 된다. 실링볼(18)은 상기 에어라인(16)형성시 만들어진 에어라인을 통해 고압이 누출되는 것을 방지하기 위해 실린더바디의 측면 에어라인홈을 실링한다.

상기 피스톤로드(31)의 헤드부는 플레이트(50)내 스프링 댐퍼부를 관통하고, 스프링 댐퍼부에 형성된 분할턱(57)을 중심으로 양쪽에서 각각 부시(39,40)가 장착된 다음 상기 부시(39)측에는 스냅링(38)이 장착되어 플레이트(50)내에 부시(39)가 삽입 고정되고, 다른 부시(40)측에는 체결볼트(41)를 장착된 후 스프링(42)이 삽입되고 이 스프링의 원활한 동작과 이탈을 방지하기 위해 와셔(43)와 스냅링(44)이 차례로 장착된다.

이것에 의해 피스톤로드(31)의 헤드부는 플레이트(50)내의 댐퍼부에서 피스톤의 에어 흡배기 스케줄에 따라 스프링 탄성 스트로크 운동을 실행하게 된다.

도 4는 본 발명 피커실린더 장치와 피커노즐과의 관계를 설명하기 위한 사시 도로서, 플레이트(50)내에서 에어석션관(20)을 고정하는 부시(21)의 나사홈부(23)에 피커노즐(60)의 체결나사(61)를 결합하고 이 피커노즐의 선단부 노즐팁(62)에 흡입패드(63)를 장착하여 칩부품을 부압 픽업장치로 구성되는 것을 보이고 있다.

이와 같이 구성된 본 발명 피커실린더 장치의 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 피커실린더는 실린더바디(10)의 일측에 마련된 브라켓체결홈(13)을 이용하여 칩 부품 자동삽입장치 등의 브라켓에 나사 고정한다. 또한 이러한 피커실린더는 에어석션관(20)의 테일부와 제1,2에어니플체결홈(14,15)에 각각 에어가 공급되는 에어니플을 장착하고 더불어 플레이트(50)의 부시(21)에는 피커노즐(60)을 나사 고정한다.

다음 제1에어니플체결홈(14)에 결합되는 제1에어니플을 통하여 공압을 인가하면 실린더실(12)의 피스톤(30)은 도면상 좌측으로 이동한다. 즉, 피스톤로드(31)에 결합된 플레이트(50)는 실린더바디(10)측으로 이동한 상태를 유지한다.

이와 같은 상태에서 피커실린더를 정해진 위치로 이동시킨 후 제1에어니플측을 오픈시키고 제2에어니플체결홈(15)에 결합된 제2에어니플을 통해 공압을 인가하면 실린더실(12)내 피스톤(30)의 전진으로 피스톤로드(31)의 헤드부에 결합장착된 플레이트(50)가 전진 이동한다. 이에 따라 상기 플레이트(50)의 에어석션관(20)의 헤드측에 결합된 피커노즐(60)이 칩 부품에 접촉하여 에어석션관을 통해 인가되는 부압으로 칩부품을 석션 픽업한다.

이때, 칩 부품 석션 지형이나 칩 부품의 변동이 있다면 피스톤의 전진 스트로그가 완료하기에 앞서 이미 피커노즐(60)의 흡입패드(63)와 칩 부품이 먼저 접촉할 수 있다. 그러나 피커노즐과 칩 부품이 접촉하는 시점 이후의 나머지 피스톤의 전진 스트로그 힘은 플레이트(50)내 스프링(42)이 흡수하게 되고, 이러한 완충동작으로 인하여 플레이트(50)는 피스톤로드(31)를 따라 실린더바디(10)쪽으로 이동하여 칩 부품에 부과되는 과압력이 흡수된다. 이후 에어석션관(20)을 통한 부압으로 해당 칩 부품을 픽업하고 또한 정해진 위치로 이동한 상태에서 부압을 제거하면 칩 부품은 해당 위치에 실장 배치된다.

즉, 피커실린더 플레이트(50)내의 스프링(42)에 의한 댐핑동작은 칩 부품 픽업 지형의 변화시에만 선택적으로 일어나고 정상조건하에서의 칩 부품 픽업동작에는 어떠한 영향도 미치지 않는다.

상기 플레이트(50)의 완충패드홈(55)에 장착된 완충패드(56)는 피스톤의 스트로크시 플레이트(50)와 실린더바디(10)의 접촉면적을 줄여 상호간의 충격을 완화시킨다.

한편, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명 피커실린더 장치의 다양한 실시예를 설명하고 있다.

여기서 도 5a는 위에서 설명한 1바디-1플레이트 구조의 피커실린더의 정면도를 나타내고 있다.

도 5b는 본 발명의 다른 실시예로서 하나의 실린더바디에 2 또는 그 이상의 플레이트를 연속적으로 배치하여 설계한 1바디-멀티플레이트 구조의 피커실린더를 보이고 있다.

이것은 하나의 커다란 장방형 실린더바디에 일련의 에어석션관과 에어실린더실을 2 또는 2 이상의 연속 배열하고 이들 에어석션관과 에어실린더실의 피스톤로드에 얼라인시켜서 피커노즐이 장착될 플레이트를 배치하되 이들 각 플레이트에는 칩 부품에 대한 오버 프레스를 완충시켜주기 위한 스프링 댐퍼부를 마련하는 것으로 하나의 실린더바디에 다수의 피커실린더를 구현한 것이다.

이들 다수의 피커실린더는 1바디(일체형)이지만 각각 독립적인 에어석션용 피커노즐을 선택적으로 장착하거나 제어할 수 있고 또한 에어실린더의 피스톤 스트로크 동작제어도 독립적이어서 피커실린더의 다양한 운용이 가능하다.

특히, 1바디-멀티플레이트 구조의 피커실린더는 1바디-1플레이트 구조의 개별 피커실린더를 연속 배치시켜 설치하는 경우보다 칩 부품 실장작업의 균질성과 피커실린더의 설치정밀도를 월등히 향상시킨다.

도 5c는 본 발명의 또 다른 실시예로서 1바디-1플레이트-스위치노즐 형태의 피커실린더 구조를 보이고 있다.

이것은 하나의 실린더바디에 한 쌍의 에어석션관과 단일의 실린더실을 마련하고 이들 에어석션관에 얼라인시켜서 하나의 플레이트상에 한 쌍의 좌, 우측 피커노즐 결합부를 각각 마련하며 상기 실린더바디의 센터에 배치되는 실린더실의 피스톤로드는 상기 플레이트의 센터에 마련된 오버프레스 흡수용 스프링 댐퍼부와 결합시켜 1바디-1플레이트-스위치노즐구조를 완성한 것이다.

이것은 필요에 따라 플레이트 상의 좌, 우의 피커노즐 결합부 중 어느 하나를 선택하여 피커노즐을 장착 사용하거나 좌, 우 양쪽 모두에 피커노즐을 장착하여 사용할 수 있다.

도 5d는 본 발명의 또 다른 실시예로서 1바디-멀티플레이트-스위치노즐 형태의 복합 피커실린더 구조를 보이고 있다.

이것은 1바디-멀티플레이트 구조의 피커실린더가 갖는 장점과 1플레이트-스위치노즐 구조의 피커실린더가 갖는 장점을 취합한 것이다.

도 5e는 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 5c의 1바디-1플레이트-스위치노즐구조의 피커실린더의 다른 변형예이다.

이것은 하나의 실린더바디에 한 쌍의 에어석션관 및 한 쌍의 실린더실을 각각 마련하고 이들 에어석션관에 얼라인시켜서 하나의 플레이트상에 한 쌍의 피커노즐 결합부 및 한 쌍의 오버프레스 흡수용 스프링 댐퍼부를 마련한 것으로, 두 개의 피커노즐 결합부 중 어느 하나에 피커노즐을 장착하여 사용하도록 한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 공압으로 작동하는 피커실린더 장치를 이용하여 회로기판 등에 칩 부품을 연속 실장할 때, 칩 부품의 픽업 및 자동삽입 지형의 변화에 따른 피커실린더 노즐의 오버프레스가 칩 부품에 가해지는 것을 완충시켜 칩 부품이 손상되는 것을 방지하게 되는 특유의 효과를 나타낸다.

또한 본 발명은 하나의 피커실린더바디에 2 또는 2 이상의 플레이트를 설치하는 1바디-멀티플레이트 구조와 피커노즐의 장착위치를 간단히 변경할 수 있는 1플레이트-스위치노즐 구조를 적절히 조합하여 용처별로 최적 형태의 복합형 피커실린더를 제작할 수 있어 피커실린더의 다양한 운용과 함께 칩 부품 실장작업의 균질 성과 피커실린더의 설치정밀도를 월등히 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 에어석션관가이드홈(11)과 실린더실(12)이 마련된 실린더바디(10)와;

   상기 실린더바디의 에어석션관가이드홈 내에 슬라이딩 가능하게 장착되며 테일부 측으로 칩부품 픽업용 에어가 공급되고 헤드부에는 피커노즐이 장착되는 에어석션관(20)과;

   상기 실린더바디의 실린더실 내에 장착되어 외부의 실린더 작동 에어에 의해 왕복운동을 수행하는 피스톤(30) 및 이 피스톤에 결합된 피스톤로드(31)와;

   상기 에어석션관(20)의 헤드부와 피스톤로드(31)의 헤드부를 결합 고정시켜 피스톤로드의 왕복운동에 따라 상기 에어석션관이 일체로 작동하게 구성하되, 상기 에어석션관(20)의 헤드부와는 고정결합되고 상기 피스톤로드(31)의 헤드부와는 내부 스프링(42)의 복원력으로 탄성 슬라이딩이 이루어지게 결합되는 플레이트(50);를 포함하며,

   여기에서, 상기 피스톤로드(31)의 헤드부는 상기 플레이트(50) 내 스프링 댐퍼부를 관통하고, 스프링 댐퍼부에 형성된 분할턱(57)을 중심으로 양쪽에서 각각 부시(39, 40)가 장착된 다음, 상기 부시(39)측에는 스냅링(38)이 장착되어 플레이트(50)내에 부시(39)가 삽입 고정되게 하고, 다른 부시(40)측에는 체결볼트(41)가 장착된 후 스프링(42)이 삽입되고 와셔(43)와 스냅링(44)이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 피커실린더 장치.
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