KR100883176B1

KR100883176B1 - 기판 타발 장치

Info

Publication number: KR100883176B1
Application number: KR1020080028574A
Authority: KR
Inventors: 김세영
Original assignee: 세호로보트산업 주식회사
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-02-12
Also published as: JP2009137007A; JP2009137006A; KR100872078B1; KR101003455B1; KR20090057872A; KR20090057879A

Abstract

본 발명은 상부 금형과 하부 금형 사이에 기판을 배치하고 프레스 방법에 의해 그 기판을 타발하는 기판 타발 장치에 있어서, 상기 상부 금형과 하부 금형이 설치되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 위에 서로 나란하게 설치되는 한쌍의 클램프 암; 사각형상의 기판의 4개의 꼭짓점 부근을 각각 클램핑할 수 있도록 상기 클램프 암에 각각 한쌍씩 설치되는 4개의 꼭짓점 클램프; 및 상기 기판의 모서리 부분을 클램핑할 수 있도록 상기 꼭짓점 클램프의 사이에 배치되어 상기 클램프 암에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 모서리 클램프;를 포함하는 점에 특징이 있다.

기판, PCB, FPCB, 타발, 프레스

Description

기판 타발 장치{APPARATUS FOR BLANKING PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 기판 타발 장치와 기판 타발 방법에 관한 것으로, 타발 정밀도와 생산성을 향상시킬 수 있도록 구조가 개선된 기판 타발 장치와 기판 타발 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인쇄회로기판(PCB:Printed Circuit Board)은 사용되는 용도에 따라 대형과 중형 및 소형 등으로 분류된다. 인쇄회로기판은 합성수지로 이루어진 기판의 일면에 전류가 통전되도록 동, 은 또는 금 등을 이용하여 회로패턴이 형성되도록 제작된다. 이러한 인쇄회로기판 중에서 소형 인쇄회로기판은 그 특성상 크기가 상당히 작은 크기를 가진다. 소형 인쇄회로기판은 합성수지로 이루어진 기판 한 장에 일정 간격과 일정 크기를 갖도록 다수 개가 배열되도록 제작된다. 이에 따라, 기판으로부터 각각의 소형 인쇄회로기판을 분리시키는 작업을 수행한다.

이와 같이 기판으로부터 각각의 소형 인쇄회로기판을 분리시키는 작업은, 상부금형과 하부금형의 사이에 기판을 배치한 상태에서 기판의 위치를 옮겨가면서 상부 금형을 하부 금형에 대해 가압하는 방법으로 수행한다.

이때 기판의 가장자리를 클램핑한 상태에서 기판을 이송하면서 타발 작업을 하게 되는데, 기판의 크기가 커질수록 기판의 중앙부분이 쳐지면서 하부금형과 접촉이 일어나게 된다.

타발 작업의 생산성을 높이기 위해 고속으로 기판을 이송하면서 작업을 진행하면, 기판의 쳐지는 부분이 하부금형과 마찰하면서 스크래치가 발생하게 되고 기판에 인쇄된 회로가 파손되는 문제점이 발생한다.

특히, 연성인쇄회로기판(FPCB, Flexible Printed Circuit Board)과 같이 얇고 유연한 소재의 기판의 경우 이와 같은 기판의 쳐짐 현상에 의한 파손 문제가 더욱 심각해진다.

한편, 기판과 하부금형 사이에 높이의 차이가 있으면, 기판의 가장자리에 위치한 소형 인쇄회로기판을 타발할 때, 기판이 클램핑 장치로부터 기판이 이탈하는 문제점이 있다. 따라서, 기판이 클램핑 장치로부터 이탈하지 않도록 하기 위해서는, 기판과 하부금형의 상면 사이에 높이차가 적도록 배치하여 타발 작업을 하는 것이 좋다.

그런데, 이와 같이 기판과 하부금형 사이의 거리가 가깝게 배치된 상태에서는, 상술한바와 같은 기판의 쳐짐 현상으로 인한 기판 파손의 문제점이 더욱 커지게 된다.

한편, 다수의 제품이 형성되어 있는 기판에 대하여 타발 작업을 진행하면, 기판에 제품이 타발되고 남은 다수의 구멍이 형성된다. 이와 같은 구멍의 형성으로 인해 타발 작업 중인 기판의 일부분이 아래쪽으로 쳐지거나 기판이 변형되어 타발 작업의 정밀도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명은 기판의 파손이 발생하지 않고 고정밀도와 높은 생산성으로 기판을 타발할 수 있는 기판 타발 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기판 타발 장치는, 상부 금형과 하부 금형 사이에 기판을 배치하고 프레스 방법에 의해 그 기판을 타발하는 기판 타발 장치에 있어서, 상기 상부 금형과 하부 금형이 설치되는 베이스 프레임; 상기 베이스 프레임 위에 서로 나란하게 설치되는 한쌍의 클램프 암; 사각형상의 기판의 4개의 꼭짓점 부근을 각각 클램핑할 수 있도록 상기 클램프 암에 각각 한쌍씩 설치되는 4개의 꼭짓점 클램프; 및 상기 기판의 모서리 부분을 클램핑할 수 있도록 상기 꼭짓점 클램프의 사이에 배치되어 상기 클램프 암에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 모서리 클램프;를 포함하는 점에 특징이 있다.

본 발명에 따른 기판 타발 장치에 의하면, 기판에 대한 타발 작업이 진행되면서 기판에 다수의 구멍이 형성되더라도 기판을 평평하게 유지하여 기판의 타발 정밀도의 저하를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판 타발 장치에 의하면, 기판을 하부 금형에 대해 근접하여 타발 작업을 수행하더라도 기판이 파손되지 않는 장점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 기판 타발 장치에 의하면, 기판을 하부 금형과 가까운 위치에 배치하여 타발 작업을 할 수 있으므로, 기판의 가장자리 부분의 타발 작업을 수행할 때에도 기판이 클램핑 장치로부터 이탈하지 않게 되는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 타발 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 측면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 평면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예의 기판타발 장치는 상부 금형(32)과 하부 금형(33)과 베이스 프레임(10)과 기판 이송 유닛(20)을 포함하여 이루어진다.

상기 베이스 프레임(10)은 소정의 두께를 가지는 사각 형태의 평판으로 형성된다.

상기 베이스 프레임(10)에는 중앙부분에 중앙 베어링(14)이 장착되는 상판(12)과, 상판(12)의 테두리를 따라서 일정 간격으로 배치되고 상단부가 상판(12)의 하면에 고정되며 사각기둥 형태로 이루어진 복수의 지지대(16)와, 상판(12)과 유사하게 소정의 두께를 가지는 사각 형태의 평판으로 형성되고 지지대(16)의 하단부가 상면에 고정되는 하판(18)으로 이루어진다.

상판(12)의 일측에는 모터(M1)가 장착되고 모터(M1)의 축에는 볼 스크류(B1)가 연결된다.

도 1을 참조하면, 지지 프레임(31)은 상기 중앙 베어링(14)에 결합됨으로써, 상기 베이스 프레임(10)에 회전 가능하게 설치된다. 즉, 상기 지지 프레임(31)은 상기 중앙 베어링(14)에 의하여 지지되고, 상기 중앙 베어링(14)을 회전축으로 하여 회전하게 된다.

상기 지지프레임(31)에는 크로스 조인트(31a)가 장착되어 있는데, 이 크로스 조인트(31a)는 베이스 프레임(10)의 일측에 설치된 모터(M1)와 연동하는 볼 스크류(B1)의 직선운동을 회전운동으로 바꾸어주는 역할을 한다. 이에 따라, 상기 지지 프레임(31)이 상기 중앙 베어링(14)의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다.

도 1과 도 2를 참조하면, 상기 지지프레임(31)에는 프레스 방법에 의해 기판을 타발하기 위한 상부 금형(32)과 하부 금형(33)이 설치된다. 상기 지지 프레임(31)은 상기 상부 금형(32)과 하부 금형(33)을 상기 베이스 프레임(10)에 대해 지지한다. 상기 상부 금형(32)과 하부 금형(33) 사이에 기판(S)이 배치되고, 상기 상부 금형(32)을 상기 하부 금형(33)에 대하여 가압하는 방법으로 상기 기판(S)을 타발한다.

상기 지지프레임(31)에는 서보 모터와 볼 스크류를 포함하는 구동 모듈(36)이 설치된다. 상기 상부 금형(32)은 상기 구동 모듈(36)에 설치되어 상하 방향으로 승강된다.

도 1과 도 4를 참조하면, 회전 가이드부재(35)는 상기 지지 프레임(31)의 양측에 각각 배치되어 상기 베이스 프레임(10)의 상면에 고정된다. 상기 회전 가이드부재(35)는 상기 중앙 베어링(14)과 함께 상기 지지 프레임(31)을 지지한다. 상기 상부 금형(32)과 하부 금형(33)의 자세 또는 각도를 조절하기 위해 상기 모터(M1) 와 연동하는 볼 스크류(B1)를 작동시켜 상기 지지 프레임(31)을 회전시킬 때, 상기 회전 가이드부재(35)는 상기 지지 프레임(31)의 회전 운동을 가이드하게 된다.

이와 같은 방법으로 상기 상부 금형(32)과 하부 금형(33)의 자세 또는 각도를 조절하는 경우, 기판의 타발 오차가 매우 감소하기 때문에 타발 시 정밀도를 높일 수 있게 된다. 상기 회전 가이드 부재(35)에는 상기 지지 프레임(31)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 소정 각도 이상으로 회전하는 것을 방지할 수 있도록 걸림턱(35a)이 형성된다.

상기 기판 이송 유닛(20)은 기판(S)을 클램핑하여 기판(S)을 상기 베이스 프레임(10)에 대해서 상하방향, 좌우방향 및 전후방향으로 각각 이송시키기 위한 것으로서, 도 1과 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 베이스 프레임(10)의 상판(12)의 상면에 설치된다.

상기 기판 이송 유닛(20)은 클램프 플레이트(26)와 클램프 블록(28)과 클램프 암(22)과 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)와 모서리 클램프(245, 246)를 포함한다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 클램프 블록(28)은 서보 모터들(MX, MY, MZ)에 의해 X, Y, Z 방향으로 이동될 수 있도록 상기 베이스 프레임(10)에 설치된다.

상기 클램프 플레이트(26)는 상기 클램프 블록(28)에 설치된다.

상기 클램프 암(22)은 길이가 긴 막대 형상을 가지고 한 쌍으로 이루어진다. 상기 클램프 암(22)은 상기 클램프 플레이트(26)에 고정된다. 한 쌍의 클램프 암(22)은 서로 이격되어 나란히 배치된다.

상기 클램프 암(22)에는 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)가 각각 한 쌍씩 설치된다. 이와 같이 상기 클램프 암(22)에 설치된 총 4개의 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)는 사각형상으로 된 상기 기판(S)의 4개의 꼭짓점 부근을 각각 클램핑하게 된다.

상기 각 클램프 암(22)의 상기 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)의 사이에는 각각 하나의 모서리 클램프(245, 246)가 설치된다. 상기 모서리 클램프(245, 246)는 기판의 모서리 부분을 클램핑하게 된다.

상기 4개의 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244) 중 하나는 상기 기판(S)의 모서리를 고정하는 고정 클램프(241)가 된다.

상기 고정 클램프(241)에 대하여 상기 기판(S)의 길이 방향(X 방향)으로 이웃하는 꼭짓점 클램프(242)는 상기 기판(S)이 팽팽해 지도록 각각 상기 기판(S)의 길이 방향(X 방향)으로 장력을 제공한다.

상기 고정 클램프(241)에 대하여 상기 기판(S)의 폭 방향(Y 방향)으로 이웃하는 꼭짓점 클램프(243)는 상기 기판(S)이 팽팽해 지도록 각각 상기 기판(S)의 폭 방향(Y 방향)으로 장력을 제공한다.

상기 고정 클램프(241)에 대하여 상기 기판(S)의 대각선 방향으로 마주하는 꼭짓점 클램프(244)는 상기 기판(S)에 대하여 상기 고정 클램프(241)로부터 멀어지도록 폭 방향(Y 방향)과 길이 방향(X 방향)으로 각각 장력을 제공한다.

상기 모서리 클램프(245, 246)는 마주하는 상기 클램프 암(22)에 대하여 각각 멀어지는 방향으로 상기 기판(S)에 대하여 장력을 제공한다.

이와 같은 상기 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)와 모서리 클램프(245, 246)는 공압 장치에 의하여 일정한 압력으로 상기 기판(S)에 장력을 제공하는 것이 바람직하다.

이와 같이 4개의 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)와 2개의 모서리 클램프(245, 246)에 의해 기판은 펼쳐지게 된다.

이하, 상술한 바와 같은 본 실시예의 기판 타발 장치를 이용하여 기판을 타발하는 방법을 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이 상기 기판 이송 유닛(20)의 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)와 모서리 클램프(245, 246)에 기판이 클램핑된 상태에서 상기 서보 모터들(MX, MY, MZ)의 작동에 의해 상기 클램프 플레이트(26)가 X, Y, Z 방향으로 각각 이동한다.

상기 클램프 플레이트(26)를 이동시켜 상기 기판(S)이 상기 상부 금형(32)과 하부 금형(33) 사이에 배치되도록 한다.

상기 상부 금형(32)을 상기 하부 금형(33)에 대해 가압하여 상기 기판(S)을 타발한다.

상기 상부 금형(32)을 상승시키고 상기 서보 모터들(MX, MY, MZ)을 작동시켜 상기 기판(S)을 다음 위치로 이송시킨 후에 다시 상기 상부 금형(32)을 하강시켜 기판(S)을 타발한다. 이와 같은 과정을 반복하여 상기 기판(S)에 형성되어 있는 다수의 제품을 타발하게 된다.

상기 기판(S)에 대한 타발 작업이 진행되면, 상기 기판(S)에는 제품이 타발 되고 남은 구멍이 다수 형성되는데 이로 인해 기판(S)의 일부분이 아래쪽으로 쳐지거나 기판(S)이 변형되어 기판의 타발 정밀도가 감소할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 상기 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244) 및 모서리 클램프(245, 246)가 공압에 의해 일정한 장력으로 상기 기판에 장력을 제공하면, 타발 작업의 진행중에도 기판이 팽팽하게 펼쳐진 상태가 계속 유지되기 때문에 타발 작업의 정밀도를 유지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 크기가 매우 크거나 재질이 유연한 기판에 대해 타발 작업을 하는 경우, 상기 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)들의 중간에 위치하는 기판 부분은 자중에 의해 아래쪽으로 쳐질 수 있으나, 상기 모서리 클램프(245, 246)가 기판의 모서리 부분을 잡아 주기 때문에 기판의 쳐짐을 방지하게 된다.

또한, 상기 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244)들과 모서리 클램프(245, 246)들에 설치된 공압장치에 의해 상기 기판(S)에 일정한 크기의 인장력을 제공하므로, 기판의 중앙부분이 쳐지지 않게 된다.

상술한 바와 같이, 본 실시예의 기판 타발 장치에 의해 기판의 쳐짐이 일어나지 않도록 클램핑 한 채로 작업하게 되면, 상기 하부 금형(33)에 대해 상기 기판(S)을 근접시켜 타발 작업을 할 수 있게 된다. 기판의 쳐짐이 일어나지 않으므로 기판(S)과 하부 금형(33)의 마찰에 의한 기판의 파손현상도 일어나지 않게 된다.

또한, 상기 기판(S)과 하부 금형(33) 사이의 거리가 짧기 때문에 기판(S)의 가장자리부분을 타발할 때에도, 기판이 상기 클램프들(241, 242, 243, 244, 245, 246)로부터 이탈하지 않게 되는 장점이 있다.

이상, 본 발명에 따른 기판 타발 장치에 대해 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 기판 타발 장치가 앞에서 설명되고 도면에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 상기 클램프 플레이트(26)와 클램프 블록(28)은 상기 서보 모터들(MX, MY, MZ)에 의하여 X, Y, Z 방향으로 이송되는 것으로 설명하였으나, 클램프 플레이트와 클램프 블록이 X, Y 방향으로만 이송되도록 베이스 프레임에 설치할 수도 있으며, X 방향과 Y 방향 중 한 방향으로만 이송되도록 베이스 프레임에 설치할 수도 있다.

또한, 앞에서 상기 모서리 클램프(245, 246)가 상기 클램프 암(22)에 각각 하나씩 설치되는 것으로 설명하였으나, 각 클램프 암에 2개 이상의 모서리 클램프가 구비되도록 기판 타발 장치를 구성할 수도 있다.

또한, 앞에서 상기 모서리 클램프(245, 246)는 마주하는 클램프 암(22)에 대하여 각각 멀어지는 방향으로 기판(S)에 대하여 장력을 제공하는 것으로 설명하였으나, 모서리 클램프 중 하나는 기판을 고정하여 클램핑하고 다른 하나는 기판을 클램핑한 채로 잡아당겨 장력을 제공할 수도 있다.

또한, 앞에서 상기 4개의 꼭짓점 클램프(241, 242, 243, 244) 중 하나가 고정 클램프(241)가 되고 나머지 꼭짓점 클램프들(242, 243, 244)은 각각 상기 기판(S)의 길이 방향(X 방향)과 폭 방향(Y 방향)과 폭 방향(Y 방향) 및 길이 방향(X 방향)으로 장력을 제공하는 것으로 설명하였다. 그러나, 이와 달리 4개의 꼭짓점 클램프가 각각 기판의 중심으로부터 멀어지는 방향(기판의 대각선 방향)으로 장력 을 제공하도록 구성할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기판 타발 장치의 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 정면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 측면도이다.

도 4는 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 평면도이다.

도 5는 도 1에 도시된 기판 타발 장치의 기판 이송 유닛을 나타낸 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 베이스 프레임 20 : 기판 이송 유닛

22 : 클램프 암 241, 242, 243, 244 : 꼭짓점 클램프

245, 246 : 모서리 클램프 26 : 클램프 플레이트

28 : 클램프 블록 31 : 지지 프레임

31a : 크로스 조인트 32 : 상부 금형

33 : 하부 금형 35 : 회전 가이드부재

36 : 구동모듈

Claims

상부 금형과 하부 금형 사이에 기판을 배치하고 프레스 방법에 의해 그 기판을 타발하는 기판 타발 장치에 있어서,

상기 상부 금형과 하부 금형이 설치되는 베이스 프레임;

상기 베이스 프레임 위에 서로 나란하게 설치되는 한쌍의 클램프 암;

사각형상의 기판의 4개의 꼭짓점을 각각 클램핑할 수 있도록 상기 클램프 암에 각각 한쌍씩 설치되는 4개의 꼭짓점 클램프;

상기 기판의 모서리 부분을 클램핑할 수 있도록 상기 꼭짓점 클램프의 사이에 배치되어 상기 클램프 암에 각각 설치되는 적어도 한쌍의 모서리 클램프;를 포함하며,

상기 꼭짓점 클램프 중 하나는 상기 기판의 모서리를 클램핑하여 고정하는 고정 클램프이고,

상기 고정 클램프에 대하여 상기 기판의 길이 방향으로 이웃하는 꼭짓점 클램프는 상기 기판이 팽팽해 지도록 각각 상기 기판의 길이 방향으로 장력을 제공하고,

상기 고정 클램프에 대하여 상기 기판의 폭 방향으로 이웃하는 꼭짓점 클램프는 상기 기판이 팽팽해 지도록 각각 상기 기판의 폭 방향으로 장력을 제공하고,

상기 고정 클램프에 대하여 상기 기판의 대각선 방향으로 마주하는 꼭짓점 클램프는 상기 기판에 대하여 상기 고정 클램프로부터 멀어지도록 폭방향과 길이방향으로 각각 장력을 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 타발 장치.
제1항에 있어서,

상기 기판이 팽팽해지도록 모서리 클램프는 각각 상기 기판의 중심에서 멀어지는 방향으로 장력을 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 타발 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 모서리 클램프 중 적어도 하나는 마주하는 상기 클램프 암에 대하여 멀어지는 방향으로 상기 기판에 대하여 장력을 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 타발 장치.
제1항, 제2항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 꼭짓점 클램프와 모서리 클램프는 각각 공압을 이용하여 장력을 제공하는 것을 특징으로 하는 기판 타발 장치.