KR100947054B1 - 스크린 인쇄 장치 - Google Patents

Abstract

스크린 인쇄 장치가 개시된다. 본 발명의 스크린 인쇄 장치는, 스크린 인쇄시 기판을 지지하는 스테이지부; 스테이지부의 좌우측에 마련되어 기판을 전후 방향으로 이송하는 한 쌍의 이송 레일; 스테이지부의 좌우측에 마련되어 기판의 상면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 탑 클램프; 및 탑 클램프의 하면이 인쇄 위치에 있는 기판의 일단부 상면과 접촉하는 클램핑 위치와, 탑 클램프의 상면이 인쇄 위치에 있는 기판의 일단부 상면과 실질적인 수평을 이루는 가이드 위치 사이에서 탑 클램프를 이동시키기 위한 탑 클램프 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 클램핑 위치에 있는 한 쌍의 탑 클램프에 의해 기판의 단부에서 인쇄 품질이 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.

스크린, 인쇄, 탑 클램프, 사이드 클램프

Description

스크린 인쇄 장치{SCREEN PRINTING APPARATUS}

본 발명은, 스크린 인쇄 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 스크린 인쇄 장치의 기판 클램핑 구조에 관한 것이다.

인쇄회로기판용 스크린 인쇄 장치는 인쇄회로기판에 각종 전기전자부품을 실장할 수 있도록, 인쇄회로기판의 표면에 크림 솔더형(cream solder type) 납을 소정의 패턴으로 인쇄하는 장치를 말한다.

일반적으로 스크린 인쇄 장치는 스크린 인쇄 작업시 인쇄회로기판을 지지하는 스테이지와, 스테이지에 마련되어 인쇄회로기판을 전후 방향으로 이송하는 한 쌍의 이송 레일과, 스테이지의 좌우측에 마련되어 인쇄 위치에 있는 인쇄회로기판의 좌우 측면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 사이드 클램프(Side Clamp)와, 스테이지의 좌우측에 마련되어 인쇄회로기판의 상면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 탑 클램프(Top Clamp)와, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 통해 크림 솔더형 납을 인쇄회로인쇄회로기판의 표면에 인쇄하는 스퀴즈를 포함한다.

종래의 스크린 인쇄 장치에서 한 쌍의 탑 클램프는 스퀴즈에 의한 인쇄 동작시에도 인쇄회로기판의 상면을 클램핑하는 클램핑 위치에 배치된다. 한편, 인쇄회 로기판의 단부에서 인쇄 품질을 향상시키기 위해서는 스퀴즈가 인쇄회로기판으로 진입하기 전에 소정의 예비 주행이 필요하고 스퀴즈가 인쇄회로기판에서 진출한 후에 소정의 마무리 주행이 필요한데, 종래의 스크린 인쇄 장치는 스퀴즈에 의한 인쇄 동작시에도 한 쌍의 탑 클램프가 클램핑 위치에 있기 때문에, 이러한 스퀴즈의 예비 주행 및 마무리 주행을 방해하는 요소로 작용하여 인쇄회로기판의 단부에서 인쇄 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 클램핑 위치에 있는 한 쌍의 탑 클램프에 의해 기판의 단부에서 인쇄 품질이 떨어지는 현상을 방지할 수 있는 인쇄회로기판용 스크린 인쇄 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 스크린 인쇄시 기판을 지지하는 스테이지부;

상기 스테이지부의 좌우측에 마련되어 상기 기판을 전후 방향으로 이송하는 한 쌍의 이송 레일; 상기 스테이지부의 좌우측에 마련되어 상기 기판의 상면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 탑 클램프; 및 상기 탑 클램프의 하면이 인쇄 위치에 있는 상기 기판의 일단부 상면과 접촉하는 클램핑 위치와, 상기 탑 클램프의 상면이 상기 인쇄 위치에 있는 상기 기판의 일단부 상면과 실질적인 수평을 이루는 가이드 위치 사이에서 상기 탑 클램프를 이동시키기 위한 탑 클램프 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 탑 클램프 구동부는, 상기 탑 클램프를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 제1 구동부; 및 상기 탑 클램프를 상하 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는, 상기 이송 레일에 결합되는 적어도 하나의 제1 실린더; 및 상기 제1 실린더의 로드에 결합되어 상기 제1 실린더의 동작에 의해 좌우 방향으로 이동하여 상기 탑 클램프를 좌우 방향으로 이동시키는 이동 브라켓을 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는, 상기 이동 브라켓에 결합되는 적어도 하나의 베어링 조립체; 및 상기 이동 브라켓이 제1 방향으로 이동시 상기 적어도 하나의 베어링 조립체와 접촉하여 상기 탑 클램프와 함께 상기 제1 방향으로 이동하도록, 상기 탑 클램프에 결합되는 적어도 하나의 가이드 플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 구동부는, 상기 탑 클램프를 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 이동시키려는 힘을 제공하는 적어도 하나의 제1 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 제2 구동부는, 상기 탑 클램프를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 적어도 하나의 탑 클램프 지지체; 및 상기 적어도 하나의 탑 클램프 지지체를 구동시키는 적어도 하나의 제2 실린더를 포함할 수 있다.

상기 제2 구동부는, 상기 적어도 하나의 탑 클램프 지지체를 하측 방향으로 이동시키려는 힘을 제공하는 적어도 하나의 제2 스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 탑 클램프는, 상기 클램핑 위치에서 상기 제1 구동부에 의해 제1 방향으로 수평 이동하고, 상기 제2 구동부에 의해 하측 방향으로 수직 이동하고, 상기 제1 구동부에 의해 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 수평 이동하여 상기 가이드 위치에 배치될 수 있다.

상기 탑 클램프는, 상기 가이드 위치에서 상기 제1 구동부에 의해 상기 제1 방향으로 수평 이동하고, 상기 제2 구동부에 의해 상측 방향으로 수직 이동하고, 상기 제1 구동부에 의해 상기 제2 방향으로 수평 이동하여 상기 클램핑 위치에 배치될 수 있다.

상기 스크린 인쇄 장치는, 상기 한 쌍의 이송 레일 중 어느 하나를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 레일 구동부; 상기 스테이지부의 좌우측에 마련되어 상기 기판의 좌우 측면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 사이드 클램프; 및 상기 한 쌍의 사이드 클램프 중 어느 하나에 미리 정해진 크기의 완충 압력을 상기 기판을 향하여 인가하기 위한 사이드 클램프 위치 조정부를 더 포함할 수 있다.

상기 사이드 클램프는, 상기 이송 레일에 일체로 결합되고, 상기 기판의 측면과 전체적으로 접촉될 수 있도록 긴 바아(bar) 형상을 가질 수 있다.

상기 레일 구동부는, 상기 이송 레일을 좌우 방향으로 이동 가능하게 지지하는 레일 지지체; 및 상기 레일 지지체를 구동시키는 구동 수단을 포함할 수 있다.

상기 사이드 클램프 위치 조정부는, 상기 레일 지지체를 통해 상기 사이드 클램프를 상기 기판을 향하여 밀어주는 적어도 하나의 공압 실린더; 및 상기 적어도 하나의 공압 실린더가 미리 정해진 크기의 완충 압력으로 상기 사이드 클램프를 밀어줄 수 있도록 상기 적어도 하나의 공압 실린더에 공급되는 공기의 압력을 조정하는 적어도 하나의 레귤레이터를 포함할 수 있다.

상기 적어도 하나의 레귤레이터는, 0.005 MPa 내지 0.4 MPa의 압력 조정 범위를 가질 수 있다.

상기 사이드 클램프 위치 조정부는, 상기 레일 구동부에 의해 상기 한 쌍의 이송 레일의 폭이 상기 기판의 폭보다 크게 설정된 상태에서, 상기 사이드 클램프와 상기 기판의 측면 사이에 틈새가 발생하지 않도록 상기 사이드 클램프에 상기 미리 정해진 크기의 완충 압력을 인가할 수 있다.

본 발명은, 한 쌍의 탑 클램프를 클램핑 위치와 가이드 위치 사이에서 이동하도록 마련하고, 스퀴즈에 의한 인쇄 동작시 한 쌍의 탑 클램프를 가이드 위치에 배치함으로써, 클램핑 위치에 있는 한 쌍의 탑 클램프에 의해 기판의 단부에서 인쇄 품질이 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.

발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 사시도이고, 도 2는 다른 방향에서 바라본 도 1의 스크린 인쇄 장치의 사시도이며, 도 3은 또 다른 방향에서 바라본 도 1의 스크린 인쇄 장치의 사시도이고, 도 4는 도 1의 스크린 인쇄 장치의 후측면도이며, 도 5 및 도 6은 도 1의 탑 클램프 구동부를 설명하기 위한 부분 평면도이고, 도 7은 도 1의 스크린 인쇄 장치에서 탑 클램프가 클램핑 위치에서 가이드 위치로 이동하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(100)는 스크린 인쇄 작업시 인쇄회로기판(10, 이하 '기판'이라 함)을 지지하는 스테이지부(110)와, 스테이지부(110)의 좌우측에 마련되어 기판(10)을 전후 방향(Y축 방향)으로 이송하는 한 쌍의 이송 레일(120)과, 한 쌍의 이송 레일(120) 중 어느 하나(우측 이송 레일(120))를 좌우 방향(X축 방향)으로 이동시키기 위한 레일 구동부(160)와, 스테이지부(110)의 좌우측에 마련되어 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 좌우 측면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 사이드 클램프(151, Side Clamp)와, 한 쌍의 사이드 클램프(151) 중 어느 하나(우측 사이드 클램프(151))에 미리 정해진 크기의 완충 압력을 기판(10)을 향하여 인가하는 사이드 클램프 위치 조정부(155)와, 스테이지부(110)의 좌우측에 마련되어 기판(10)의 상면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 탑 클램프(131, Top Clamp)와, 탑 클램프(131)를 구동시키는 탑 클램프 구동부(133,135)와, 스테이지부(110)를 지지하며 스테이지부(110)를 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키기 위한 승강 구동부(140)를 포함한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 스테이지부(110)는 사각 플레이트 형상으로 스크린 인쇄 작업 대상이 되는 기판(10)을 지지한다. 스테이지부(110)는 기판(10)에 대한 스크린 인쇄를 위한 작업 공간을 제공하는 동시에 한 쌍의 탑 클램프(131), 한 쌍의 사이드 클램프(151) 및 한 쌍의 이송 레일(120)을 위한 설치 공간을 제공한다. 스테이지부(110)는 한 쌍의 이송 레일(120)에 안착된 기판(10)을 지지하여 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시키기는 백업 플레이트(미도시)를 포함한다. 백업 플레이트(Back-Up Plate)는 한 쌍의 이송 레일(120)에 안착된 기판(10)을 인쇄 위치까지 들어올린 후 기판(10)을 지지한다. 여기서 기판(10)의 '인쇄 위치'는 기판(10)의 상측에서 스퀴즈(미도시)와 소정의 패턴이 형성된 마스크(미도시)를 통해 크림 솔더형 납이 기판(10)의 표면에 인쇄되는 위치를 말하는 것으로, 통상 기판(10)의 상면이 사이드 클램프(151)의 상면과 수평을 이루는 위치이다. 한편, 백업 플레이트는 다수의 리프트 핀(Lift Pin)을 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 한 쌍의 이송 레일(120)은 스테이지부(110)의 좌우측에 마련되고, 한 쌍의 이송 레일(120) 각각은 그 내측에 기판(10)을 접촉 지지하는 벨트 컨베이어(125)가 마련되어 기판(10)을 전후 방향(Y축 방향)으로 이송시킨다. 이때, 벨트 컨베이어(125)는 다수의 롤러(121), 다수의 롤러(121)에 권취되는 벨트(122) 및 벨트(122)를 정방향 또는 역방향으로 회전시키기 위한 구동 모터(123) 등으로 구성된다.

도 1 내지 도 4에서 좌측에 위치한 이송 레일(120)은 위치가 고정되는 고정 레일로 마련되는 반면, 도 1 내지 도 4에서 우측에 위치한 이송 레일(120)은 좌우 방향(X축 방향)으로 이동 가능한 가변 레일로 마련된다. 이처럼, 한 쌍의 이송 레일(120) 중 어느 하나를 가변 레일로 마련하는 것은 다양한 크기를 갖는 기판(10) 에 대응하기 위한 것이다. 즉, 적용되는 기판(10)의 폭에 따라 가변 레일인 이송 레일(120)의 좌우 방향(X축 방향)으로의 위치를 조정함으로써, 다양한 크기의 기판(10)에 대응할 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 레일 구동부(160)는 스테이지부(110)의 우측 영역에 마련되어 가변 레일인 우측에 위치한 이송 레일(120)을 좌우 방향(X축 방향)으로 이동시킨다. 레일 구동부(160)는 우측에 위치한 이송 레일(120)을 좌우 방향(X축 방향)으로 이동 가능하게 지지하는 레일 지지체(162)와, 레일 지지체(161)를 구동시키는 구동 수단으로 스테이지부(110)의 전후측에서 좌우 방향(X축 방향)으로 나란히 배치되는 한 쌍의 볼 스크루(161), 한 쌍의 볼 스크루(161)를 회전시키기 위한 구동 모터(163), 구동 모터(163)의 회전력을 한 쌍의 볼 스크루(161)에 전달하는 타이밍 벨트(165), 및 한 쌍의 볼 스크루(161)와 인접하게 마련되어 이송 레일(120)의 이동을 안내하는 한 쌍의 LM 가이드(167, Linear Motion Guide)를 포함한다. 이때, LM 가이드(167)의 가이드 레일(167a)는 스테이지부(110)에 고정 설치되고, LM 가이드(167)의 가이드 블럭(167b)은 레일 지지체(162)의 하부에 결합된다. 한편, 레일 지지체(162)는 우측에 위치한 이송 레일(120) 뿐만 아니라, 우측에 위치한 사이드 클램프(151)와 탑 클램프(131)를 좌우 방향으로 이동 가능하게 지지한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 사이드 클램프(151)는 스테이지부(110)의 좌우측에서 한 쌍의 이송 레일(120)과 나란하게 배치된다. 사이드 클램프(151)는 긴 바아(bar) 형상으로 기판(10)의 측면과 전체적으로 접촉하는 것이 가능하다. 사이드 클램프(151)는 다수의 볼트 등에 의해 이송 레일(120)의 상부에 일체로 결합된다. 이에 따라, 우측에 위치한 이송 레일(120)에 결합된 사이드 클램프(151)는 레일 구동부(160)에 의해 우측 이송 레일(120)과 일체로 좌우 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 사이드 클램프(151)는 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 좌우 측면을 클램핑하여 기판(10)의 수평 위치를 정렬하는 기능을 수행한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 사이드 클램프 위치 조정부(155)는 레일 구동부(160)가 설치된 스테이지부(110)의 우측 영역에서 한 쌍으로 마련된다. 사이드 클램프 위치 조정부(155)는 스테이지부(110)에 마련되어 레일 지지체(162)를 통해 우측 사이드 클램프(151)를 기판(10)을 향하여 밀어주는 한 쌍의 공압 실린더(155a)와, 스테이지부(110)에 마련되어 한 쌍의 공압 실린더(155a)가 미리 정해진 크기의 완충 압력으로 우측 사이드 클램프(151)를 밀어줄 수 있도록 한 쌍의 공압 실린더(155a)에 공급되는 공기의 압력을 조정하는 한 쌍의 레귤레이터(155b, Regulator)를 포함한다. 이때, 공압 실린더(155a)는 실린더 브라켓(155c) 상에 설치되고 실린더 브라켓(155c)은 레일 구동부(160)의 가이드 레일(167a)을 따라 좌우 방향으로 이동하는 가이드 블럭(155d)에 의해 지지된다. 한편, 레일 지지체(162)의 일측에는 공압 실린더(155a)의 로드와 접촉하여 공압 실린더(155a)의 구동력을 레일 지지체(162)에 전달하는 이동 판(155e)이 결합된다.

여기서, 사이드 클램프(151)가 기판(10)의 좌우 측면을 안정적으로 클램핑할 수 있도록 하는 공압 실린더(155a)의 완충 압력의 크기를 설정하는 것이 중요한데, 이는 사용되는 레귤레이터(155b)의 압력 조정 범위에 따라 달라진다. 이러한 측면 에서 다양한 실험에 의한 결과, 레귤레이터(155b)는 0.005 MPa 내지 0.4 MPa의 압력 조정 범위를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 사이드 클램프 위치 조정부(155)는 우측에 위치한 사이드 클램프(151)에 미리 정해진 크기의 완충 압력을 기판(10)을 향하여 인가함으로써, 사용되는 기판(10)의 폭에 일정 범위의 오차가 발생하더라도 사이드 클램프(151) 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 좌우 측면을 안정적으로 클램핑할 수 있도록 하는 기능을 수행하는데, 이에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

한 쌍의 이송 레일(120)의 폭은 사용되는 기판(10)의 폭을 기준으로 레일 구동부(160)의 동작에 의해 설정된다. 그런데, 기판(10)의 폭에 일정 범위의 오차가 발생하는 경우, 예컨대, 한 쌍의 이송 레일(120)의 폭을 100 mm의 폭을 갖는 기판(10)을 기준으로 설정했는데, 실제 스테이지부(110)에 진입하는 기판(10)의 폭이 100 mm 보다 작은 경우에는 기판(10)의 측면과 사이드 클램프(151) 사이에 틈새가 발생하여 안정적인 클램핑이 이루어질 수 없다. 또한, 실제 기판(10)의 폭이 100 mm 보다 큰 경우에는 기판(10)이 스테이지부(110)로 진입하지 못하게 된다.

그러나, 본 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(100)는 레일 구동부(160)를 이용하여 한 쌍의 이송 레일(120)의 폭을 기준 기판(10)의 폭(예컨대, 100 mm)보다 크게 설정한 상태에서(예컨대, 102 mm), 사이드 클램프 위치 조정부(155)가 사이드 클램프(151)에 미리 정해진 크기의 완충 압력을 기판(10)을 향하여 인가하기 때문에, 실제 기판(10)의 폭이 기준 기판(10)의 폭 보다 작거나 경우(예컨대, 99 mm 또는 101 mm)에도 기판(10)의 측면과 사이드 클램프(151) 사이에 틈새가 발생하지 않 고 안정적인 클램핑이 이루어질 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 한 쌍의 탑 클램프(131)는 스테이지부(110)의 좌우측에서 한 쌍의 이송 레일(120)과 나란하게 배치된다. 탑 클램프(131)는 긴 플레이트 형상으로 상대적으로 얇은 두께를 갖는 전후 단부는 LM 가이드(134, Linear Motion Guide)를 통해 후술할 탑 클램프 지지체(135a)에 결합된다.

탑 클램프(131)는, 그 하면이 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 일단부 상면과 접촉하는 클램핑 위치(도 4 및 도 7(a)에서 탑 클램프(131)의 위치)와, 그 상면이 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 일단부 상면과 실질적인 수평을 이루는 가이드 위치(도 7(d)에서 탑 클램프(131)의 위치) 사이를 이동하도록 구성된다. 이때, 클램핑 위치와 가이드 위치 사이에서 탑 클램프(131)의 이동, 즉 클램핑 위치에 있는 탑 클랩프(131)가 가이드 위치로 이동하거나 가이드 위치에 있는 탑 클램프(131)가 클램핑 위치로 이동하는 것은 탑 클램프 구동부(133,135)에 의해 이루어지는데, 탑 클램프 구동부(133,135)에 대한 자세한 사항은 후술하기로 한다.

한편, 클램핑 위치에서 탑 클램프(131)는 사이드 클램프(151)의 상면과 접촉하고 가이드 위치에서 탑 클램프(131)는 사이드 클램프(151)의 측면과 접촉한다.

클램핑 위치에서 한 쌍의 탑 클램프(131)는, 스테이지부(110)의 백업 플레이트(미도시)가 한 쌍의 이송 레일(120)에 안착된 기판(10)을 인쇄 위치로 상향 이동시키는 과정에서 기판(10)의 좌우 단부의 상면과 접촉하여 기판(10)의 상승 위치를 제한함으로써 인쇄 위치에서 기판(10)의 평탄도를 향상시키는 기능을 수행한다.

가이드 위치에서 한 쌍의 탑 클램프(131)는, 크림 솔더형 납을 기판(10)의 표면에 인쇄하도록 좌측에서 우측 또는 우측에서 좌측으로 이동하는 스퀴즈(미도시)의 주행을 안내하는 기능을 수행한다.

만약, 한 쌍의 탑 클랩프(131)가 클램핑 위치에 있는 상태에서 스퀴즈가 좌우 방향으로 이동하여 기판(10)의 표면에 크림 솔더형 납을 인쇄한다면, 탑 클램프(131)와 기판(10) 사이에 단차가 형성되기 때문에 스퀴즈는 기판(10)의 좌측단(또는 우측단)에서 주행을 시작하여 기판(10)의 우측단(또는 좌측단)에서 주행을 종료할 수밖에 없게 되는데, 이러한 경우에는 기판(10)의 좌우 단부에서 인쇄 품질이 떨어지는 문제점이 있었다. 즉, 기판(10)의 좌우 단부에서 인쇄 품질을 향상시키기 위해서는 스퀴즈가 기판(10)으로 진입하기 전에 소정의 예비 주행이 필요하고 스퀴즈가 기판(10)에서 진출한 후에 소정의 마무리 주행이 필요한데, 클램핑 위치에 있는 한 쌍의 탑 클램프(131)는 이러한 스퀴즈의 예비 주행 및 마무리 주행을 방해하는 요소로 작용하게 되는 것이다.

그러나, 본 실시예에 따른 인쇄 장치(100)에서 한 쌍의 탑 클램프(131)는 스퀴즈에 의한 인쇄 동작시 그 상면이 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 일단부 상면과 실질적인 수평을 이루는 가이드 위치에 있기 때문에, 스퀴즈의 예비 주행 및 마무리 주행을 가능하게 한다. 구체적으로, 스퀴즈는 좌측(또는 우측) 탑 클램프(131)에서 주행을 시작하여 우측(또는 좌측) 탑 클램프(131)에서 주행을 종료할 수 있다. 즉, 스크린 인쇄시 스퀴즈의 주행은 가이드 위치에 있는 한 쌍의 탑 클램프(131)에 의해 안내되어 기판(10)으로 진입하거나 기판(10)에서 진출하게 된다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 인쇄 장치(100)는 기판(10)의 좌우 단부에서 인쇄 품 질을 향상시킬 수 있다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 탑 클램프 구동부(133,135)는 탑 클램프(131)를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 제1 구동부(133)와, 탑 클램프(131)를 상하 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부(135)를 포함한다.

제1 구동부(133)는 이송 레일(120)의 외측면에 결합되는 한 쌍의 제1 실린더(133c)와, 제1 실린더의 로드에 결합되어 제1 실린더(133c)의 동작에 의해 좌우 방향으로 이동하는 이동 브라켓(133a)과, 이동 브라켓(133a)의 양단부에 결합되는 한 쌍의 베어링 조립체(133e)와, 이동 브라켓(133a)이 이송 레일(120)과 멀어지는 제1 방향(즉, 좌측 탑 클램프의 경우는 좌측 방향, 우측 탑 클램프의 경우는 우측 방향)으로 이동시 한 쌍의 베어링 조립체(133e)와 접촉하여 탑 클램프(131)와 함께 제1 방향으로 이동하도록 탑 클램프(131)에 결합되는 한 쌍의 가이드 플레이트(133b)를 포함한다. 또한, 제1 구동부(133)는 탑 클램프(131)를 제1 방향과 반대되는 제2 방향(즉, 이송 레일(120)과 가까워지는 방향, 좌측 탑 클램프의 경우는 우측 방향, 우측 탑 클램프의 경우는 좌측 방향)으로 이동시키려는 힘을 제공하도록 이송 레일(120)과 탑 클램프(131)를 연결하는 한 쌍의 제1 스프링(133d)을 더 포함한다.

제2 구동부는(135)는 탑 클램프(131)를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 한 쌍의 탑 클램프 지지체(135a)와, 한 쌍의 탑 클램프 지지체(135a)를 구동시키는 한 쌍의 제2 실린더((135c)와, 한 쌍의 탑 클램프 지지체(135a)를 하측 방향으로 이동시키려는 힘을 제공하도록 스테이지부(110)의 고정 플레이트(115)와 탑 클램프 지지체(135a)를 연결하는 한 쌍의 제2 스프링(135b)을 포함한다. 이때, 제2 실린더(135c)는 고정 플레이트(115) 상에 설치되고, 탑 클램프 지지체(135a)의 상하 방향 이동은 LM 가이드(136)에 의해 안내된다.

위와 같은 구성은 갖는 탑 클램프 구동부(133,135)에 의해 탑 클램프(131)는 클램핑 위치에서 가이드 위치로 다음과 같은 과정을 거쳐 이동한다.

먼저, 클램핑 위치에 있는 탑 클램프(131)는 클램핑 위치에서 제1 구동부(133)에 의해 제1 방향으로 수평 이동한다(도 7(a)에서 도 7(b)로 이동). 구체적으로, 한 쌍의 제1 실린더(133c)는 그 로드에 결합된 이동 브라켓(133a)을 제1 방향으로 이동시켜 브라켓(133a)의 양단에 결합된 한 쌍의 베어링 조립체(133e)가 한 쌍의 가이드 플레이트(133b)와 접촉되도록 한다. 한 쌍의 베어링 조립체(133e)가 한 쌍의 가이드 플레이트(133b)와 접촉한 이후에도 한 쌍의 제1 실린더(133c)는 계속 동작하여 한 쌍의 가이드 플레이트(133b)와 결합된 탑 클램프(131)를 제1 방향으로 수평 이동시킨다. 이때, 한 쌍의 제1 스프링(133d)은 소정의 길이만큼 늘어나게 된다.

다음으로, 탑 클램프(131)는 제2 구동부(135)에 의해 하측 방향으로 수직 이동한다(도 7(b)에서 도 (c)로 이동). 구체적으로, 클램핑 위치(도 7(a)의 위치) 및 도 7(b)의 위치에서는 제2 구동부(135)의 탑 클램프 지지체(135a)가 제2 실린더(135c)의 신장된 로드에 의해 지지되는 상승 위치에 있는데, 이때 제2 실린더의 로드가 수축하여 탑 클램프 지지체(135a)에 대한 지지가 해제되면 탑 클램프 지지체(135a)와 스테이지부(110)를 연결하는 제2 스프링(135b)의 복원력에 의해 탑 클 램프(131)는 하측 방향으로 수직 이동하여 도 7(c)의 위치에 배치된다. 이때, 탑 클램프(131)의 수직 이동은 탑 클램프(131)에 결합된 한 쌍의 가이드 플레이트(133b)가 이동 브라켓(133a)의 양단에 결합된 한 쌍의 베어링 조립체(133e)와의 구름(rolling) 접촉에 의해 안내되기 때문에, 탑 클램프(131)의 상하 이동시 마찰에 의해 발생하는 파티클(particle) 등을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

마지막으로, 탑 클램프(131)는 제1 구동부(135)에 의해 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 수평 이동하여 가이드 위치에 배치된다(도 7(c)에서 도(d)로 이도). 구체적으로, 도 (c)의 위치에서는 탑 클램프(131)가 한 쌍의 제1 실린더(133c)의 신장된 로드에 의해 좌우 방향으로의 이동이 고정되는 위치에 있는데, 이때 한 쌍의 제1 실린더(133c)의 로드가 수축하면 탑 클램프(131)에 결합된 한 쌍의 가이드 플레이트(133b)와 이동 브라켓(133a)의 양단에 결합된 한 쌍의 베어링 조립체(133e) 사이의 접촉이 해제되고 탑 클램프(131)와 이송 레일(120)을 연결하는 한 쌍의 제1 스프링(133d)의 복원력에 의해 탑 클램프(131)는 제2 방향으로 수평 이동하여 가이드 위치(도 7(d)의 위치)에 배치된다. 이때, 탑 클램프(131)는 한 쌍의 제1 스프링(133d)에 의해 사이드 클램프(151)의 측면과 접촉이 유지되어 탑 클램프(131)와 사이드 클램프(151) 사이에 틈새가 발생하지 않게 되므로, 스퀴즈(미도시)에 의한 인쇄 동작시 스퀴즈가 기판(10)의 좌우 단부에서 매끄럽게 주행할 수 있게 된다. 이에 따라, 기판(10)의 좌우 단부에서의 인쇄 품질은 더욱 향상될 수 있다.

한편, 가이드 위치에서 클램핑 위치로의 탑 클램프(131)의 이동은 탑 클램프 구동부(133,135)에 의해 전술한 과정의 역순으로 이루어진다. 즉, 가이드 위치에 있는 탑 클램프(131)는 가이드 위치에서 제1 구동부에 의해 제1 방향으로 수평 이동한다(도 7(d)에서 도 7(c)로 이동). 다음으로, 탑 클램프(131)는 제2 구동부에 의해 상측 방향으로 수직 이동한다(도 7(c)에서 도 7(b)로 이동). 마지막으로, 탑 클램프(131)는 제2 방향으로 수평 이동하여 클램핑 위치에 배치된다(도 7(b)에서 도 7(a)로 이동).

도 1 내지 도 3을 참조하면, 승강 구동부(140)는 스테이지부(110)의 중앙 영역에 수직으로 배치되는 볼 스크루(141)와, 스테이지부(110)의 하부를 지지하고 볼 스크루(141)에 결합되어 볼 스크루(141)의 회전에 따라 상하 이동하는 이동 지지체(146)와, 볼 스크루(141)를 중심으로 상호 대칭되도록 배치되어 스테이지부(110)의 상하 이동을 안내하는 4개의 LM 가이드(142)와, 볼 스크루(141)를 회전시키기 위한 구동 모터(145)와, 구동 모터(145)의 회전력을 볼 스크루(141)에 전달하는 타이밍 벨트(147)와, 스테이지부(110)에서 하측 방향으로 이격 배치되어 구동 모터(145) 및 볼 스크루(141)가 설치되는 지지 테이블(144)와, 지지 테이블(144) 상에 고정되어 4개의 LM 가이드(142)를 지지하는 4개의 지지 칼럼(143)을 포함한다.

볼 스크루(141)의 상단부는 이동 지지체(146)를 통해 스테이지부(110)에 연결되고, 볼 스크루(141)의 하단부는 지지 테이블(144)을 관통하여 지지 테이블(144)의 하측으로 돌출된다. 구동 모터(145)는 지지 테이블(144)의 상부에 설치되되 그 회전축이 지지 테이블(144)을 관통하여 지지 테이블(144)의 하측으로 돌출된다. 지지 테이블(144)의 하측으로 돌출된 볼 스크루(141)의 하단부와 구동 모 터(145)의 회전축은 타이밍 벨트(147)에 의해 상호 연결되어 구동 모터(145)의 회전력은 타이밍 벨트(147)를 통해 볼 스크루(141)에 전달된다. 이처럼, 구동 모터(145)는 지지 테이블(144)의 상부에, 즉 스테이지부(110)와 지지 테이블(144) 사이의 공간에 설치됨으로써, 지지 테이블(144)의 하부 공간을 다른 부품들의 설치 공간을 활용할 수 있다는 이점이 있다.

지지 테이블(144)은 사각 형상을 가지며 상하 방향으로 움직이지 않고 고정된다. 지지 테이블(144)은 4개의 LM 가이드(142)에 대응하는 위치에 4개의 개구(144a)가 형성된다. 4개의 지지 칼럼(143)은 4개의 LM 가이드(142)에 대응하는 위치에서 볼트 체결 방식으로 지지 테이블(144)의 상부에 결합된다. 4개의 LM 가이드(142)는 볼 스크루(141)를 중심으로 하여 상호 대칭적으로 배치된다. 즉, 4개의 LM 가이드(142)는 지지 테이블(144)의 4개의 코너 부분에 배치된다.

위와 같은 구성을 갖는 승강 구동부(140)는 스테이지부(110)의 하측에서 스테이지부(110)를 지지하는 동시에 스테이지부(110)를 상하 방향(Z축 방향)으로 이동시킨다. 구체적으로, 구동 모터(145)에 의해 볼 스크루(141)가 회전하면, 볼 스크루(141)에 결합된 이동 지지체(146)가 상하 방향(Z축 방향)으로 이동하고, 이에 따라 이동 지지체(146)에 의해 지지되는 스테이지부(110)가 이동 지지체(146)와 함께 상하 방향(Z축 방향)으로 이동하게 된다. 이때, 스테이지부(110)의 상하 이동은 볼 스크루(141)를 중심으로 하여 상호 대칭적으로 배치되는 4개의 LM 가이드(142)에 의해 안정적 안내된다. 이에 따라, 스테이지부(110)의 상하 이동시 흔들림이 최소화된다. 또한, 불안정한 스테이지부(110)의 상하 이동에 의해 스테이지부(110)가 정확한 수평을 이루지 못하고 어느 일측으로 기울어져 스크린 인쇄 작업의 품질을 떨어뜨리는 현상을 방지할 수 있다.

한편, 지지 테이블(144)은 4개의 LM 가이드(142)에 대응하는 위치에 4개의 개구(144a)가 형성되는데, 이에 따라, 스테이지부(110)의 하강 위치에서 LM 가이드(142)는 지지 테이블(144)의 개구(144a)를 관통하여 그 하단부가 지지 테이블(144)의 하측으로 돌출되도록 배치된다. 이처럼, 지지 테이블(144)에 LM 가이드(142)가 관통하는 개구(144a)를 형성함으로써, 개구(144a)를 관통하여 지지 테이블(144)의 하측으로 돌출되는 LM 가이드(142)의 길이 만큼 스크린 인쇄 장치(100)의 높이를 줄일 수 있으므로 설치 공간의 확보에 있어서 이점이 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(100)는 한 쌍의 탑 클램프(131)를 클램핑 위치와 가이드 위치 사이에서 이동하도록 마련하고, 스퀴즈에 의한 인쇄 동작시 한 쌍의 탑 클램프(131)를 가이드 위치에 배치함으로써, 클램핑 위치에 있는 한 쌍의 탑 클램프(131)에 의해 기판(10)의 단부에서 인쇄 품질이 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치(100)는 사이드 클램프(151)에 미리 정해진 크기의 완충 압력을 인가함으로써, 사용되는 기판(10)의 폭에 일정 범위의 오차가 발생하더라도 사이드 클램프(151)가 인쇄 위치에 있는 기판(10)의 측면을 안정적으로 클램핑할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상 의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 인쇄 장치의 사시도이다.

도 2는 다른 방향에서 바라본 도 1의 스크린 인쇄 장치의 사시도이다.

도 3은 또 다른 방향에서 바라본 도 1의 스크린 인쇄 장치의 사시도이다.

도 4는 도 1의 스크린 인쇄 장치의 후측면도이다.

도 5 및 도 6은 도 1의 탑 클램프 구동부를 설명하기 위한 부분 평면도이다.

도 7은 도 1의 스크린 인쇄 장치에서 탑 클램프가 클램핑 위치에서 가이드 위치로 이동하는 과정을 설명하기 위한 개략도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 스크린 인쇄 장치

110 : 스테이지부

120 : 이송 레일

131 : 탑 클램프

133,135 : 탑 클램프 구동부

140 : 승강 구동부

151 : 사이드 클램프

155 : 사이드 클램프 위치 조정부

160 : 레일 구동부

Claims (13)

1. 스크린 인쇄시 기판을 지지하는 스테이지부;

   상기 스테이지부의 좌우측에 마련되어 상기 기판을 전후 방향으로 이송하는 한 쌍의 이송 레일;

   상기 스테이지부의 좌우측에 마련되어 상기 기판의 상면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 탑 클램프; 및

   상기 탑 클램프의 하면이 인쇄 위치에 있는 상기 기판의 일단부 상면과 접촉하는 클램핑 위치와, 상기 탑 클램프의 상면이 상기 인쇄 위치에 있는 상기 기판의 일단부 상면과 실질적인 수평을 이루는 가이드 위치 사이에서 상기 탑 클램프를 이동시키기 위한 탑 클램프 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 탑 클램프 구동부는,

   상기 탑 클램프를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 제1 구동부; 및

   상기 탑 클램프를 상하 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제1 구동부는,

   상기 이송 레일에 결합되는 적어도 하나의 제1 실린더; 및

   상기 제1 실린더의 로드에 결합되어 상기 제1 실린더의 동작에 의해 좌우 방향으로 이동하여 상기 탑 클램프를 좌우 방향으로 이동시키는 이동 브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제1 구동부는,

   상기 이동 브라켓에 결합되는 적어도 하나의 베어링 조립체; 및

   상기 이동 브라켓이 제1 방향으로 이동시 상기 적어도 하나의 베어링 조립체와 접촉하여 상기 탑 클램프와 함께 상기 제1 방향으로 이동하도록, 상기 탑 클램프에 결합되는 적어도 하나의 가이드 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제1 구동부는,

   상기 탑 클램프를 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 이동시키려는 힘을 제공하는 적어도 하나의 제1 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 제2 구동부는,

   상기 탑 클램프를 상하 방향으로 이동 가능하게 지지하는 적어도 하나의 탑 클램프 지지체; 및

   상기 적어도 하나의 탑 클램프 지지체를 구동시키는 적어도 하나의 제2 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제2 구동부는,

   상기 적어도 하나의 탑 클램프 지지체를 하측 방향으로 이동시키려는 힘을 제공하는 적어도 하나의 제2 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
8. 제2항에 있어서,

   상기 탑 클램프는,

   상기 클램핑 위치에서 상기 제1 구동부에 의해 제1 방향으로 수평 이동하고, 상기 제2 구동부에 의해 하측 방향으로 수직 이동하고, 상기 제1 구동부에 의해 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 수평 이동하여 상기 가이드 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 탑 클램프는,

   상기 가이드 위치에서 상기 제1 구동부에 의해 상기 제1 방향으로 수평 이동하고, 상기 제2 구동부에 의해 상측 방향으로 수직 이동하고, 상기 제1 구동부에 의해 상기 제2 방향으로 수평 이동하여 상기 클램핑 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
10. 제1항에 있어서,

    상기 한 쌍의 이송 레일 중 어느 하나를 좌우 방향으로 이동시키기 위한 레일 구동부;

    상기 스테이지부의 좌우측에 마련되어 상기 기판의 좌우 측면을 클램핑하기 위한 한 쌍의 사이드 클램프; 및

    상기 한 쌍의 사이드 클램프 중 어느 하나에 미리 정해진 크기의 완충 압력을 상기 기판을 향하여 인가하기 위한 사이드 클램프 위치 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 사이드 클램프는,

    상기 이송 레일에 일체로 결합되고, 상기 기판의 측면과 전체적으로 접촉될 수 있도록 긴 바아(bar) 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
12. 제11항에 있어서,

    상기 레일 구동부는,

    상기 이송 레일을 좌우 방향으로 이동 가능하게 지지하는 레일 지지체; 및

    상기 레일 지지체를 구동시키는 구동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 사이드 클램프 위치 조정부는,

    상기 레일 지지체를 통해 상기 사이드 클램프를 상기 기판을 향하여 밀어주는 적어도 하나의 공압 실린더; 및

    상기 적어도 하나의 공압 실린더가 미리 정해진 크기의 완충 압력으로 상기 사이드 클램프를 밀어줄 수 있도록 상기 적어도 하나의 공압 실린더에 공급되는 공기의 압력을 조정하는 적어도 하나의 레귤레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄 장치.

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