KR100988269B1 - 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치에 관한 것으로서, 베이스와; 상기 베이스 상에 고정 설치되며, 인쇄회로기판의 형상에 대응하게 기판투입용 관통홀이 형성되고 인쇄회로기판을 장치로 자동 투입하기 위한 로딩플레이트와; 상기 로딩플레이트의 상면에 돌출 배치하되 관통홀의 외곽을 따라 배치되어 인쇄회로기판의 적층 및 투입을 가이드하는 가이드핀과; 상기 로딩플레이트의 아래에 위치하되 좌우측으로 직선 이동이 가능하도록 설치되며, 상면에 상기 로딩플레이트의 관통홀에 대응하는 위치 및 형상으로 요홈이 형성되되 이 요홈 내에 진공흡착홀이 형성되고 인쇄회로기판의 위치 이동을 위한 이송플레이트와; 상기 베이스 상에서 좌우측 직선 이동 및 상하측 승강이 가능하도록 설치되되 이송플레이트의 측부 상측에 위치되며 진공흡착홀 및 하면에 얼라인핀이 돌출 배치되고 인쇄회로기판을 픽업하여 위치 이동하기 위한 기판픽업부재와; 상기 베이스를 가로질러 통과하도록 설치되는 컨베이어를 통해 베이스 내로 이송 공급 및 후공정 설비로 옮겨지며 상기 기판픽업부재로부터 인쇄회로기판을 받아 위치 고정시킨 후 이송하기 위한 접착테이프가 부착된 고정판을 포함하는 기술구성이 개시된다.

인쇄회로기판, 로딩, 진공흡착, 이송, 픽업, 얼라인, 마운팅, 고정판

Description

인쇄회로기판 로딩 마운팅장치{APPARATUS FOR LOADING AND MOUNTING PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 소형이고 두께가 얇은 단품용 PCB 또는 FPCB(연성회로기판) 등의 인쇄회로기판을 로딩(loading) 및 마운팅(mounting)하기 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단품의 PCB 또는 FPCB 등의 인쇄회로기판을 자동으로 로딩 처리 및 고정지그에 마운팅시킬 수 있도록 하여 자동화 구현을 통해 생산수율을 높일 수 있도록 함은 물론 작업시간의 절감과 인건비를 절감할 수 있도록 한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치에 관한 것이다.

최근에는 반도체기술 및 전자기술이 발달함에 따라 휴대폰 등 전기/전자기기의 소형화는 물론 슬림화 및 다기능화가 구현되고 있다.

이러한 전기/전자기기의 소형화 및 다기능화의 기술 중에는 PCB나 FPCB 등의 인쇄회로기판에 대한 발전된 제조기술과 함께 이 인쇄회로기판의 기재 표면에 땜납 페이스트(soldering paste)를 도포하고 리플로우(reflow)를 통해 전기/전자부품을 실장시키는 표면실장기술(surface mount technology, SMT)이 일조를 담당하고 있다.

이렇게 소형화되는 휴대폰 등 각종 전기/전자기기에는 기기의 동작 및 제어를 위해 집약화된 기술의 인쇄회로기판이 장착되고 있으며, 이 소형화 기기에는 두께 0.5mm 이하이고 크기가 아주 작은 칩과 같은 유형의 PCB 단품 또는 필름형 FPCB 단품이 적용되며 이 PCB 단품 또는 FPCB 단품의 표면에 전기/전자부품이 표면실장기술에 의해 탑재되어진다.

상기 기재가 되는 PCB 단품 또는 FPCB 단품은 크기가 아주 작으면서 두께가 얇아 휘어지거나 파손되기 쉬우므로 표면실장공정이나 기타 반도체공정 처리 전에 고정판 등의 고정지그에 마운팅(mounting)시킨 후 사용하고 있다.

그런데, 기존에는 크기 및 부피가 작은 단품의 PCB 또는 FPCB를 고정지그에 마운팅 처리시 작업자가 단품의 PCB 또는 FPCB 하나하나를 수작업으로 고정지그에 탑재 고정시키는 작업을 행한 후, 표면실장공정이나 기타 반도체공정을 위한 작업에 인쇄회로기판을 투입하므로 단품의 인쇄회로기판을 고정지그에 마운팅 처리하는데 작업시간이 많이 소요되고 인건비가 많이 발생하는 등 애로점이 있었으며 생산수율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 인쇄회로기판을 고정지그에 수작업으로 일일이 마운팅시킴에 따라 고정지그에 인쇄회로기판을 정위치로 고정 배치하지 못하는 등 얼라인 고정이 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 단품의 PCB 또는 FPCB 등의 인쇄회로기판을 자동으로 로딩 처리 및 고정지그에 마운팅시킬 수 있도록 하여 자동화 구현을 통해 생산수율을 높일 수 있도록 함은 물론 작업시간의 절감과 인건비를 절감할 수 있도록 한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 반도체공정에 투입하기 위한 인쇄회로기판을 고정지그에 마운팅시키되 정위치로 얼라인시켜 고정 배치할 수 있도록 하며, 제품 불량 및 신뢰성 저하의 문제점을 개선할 수 있도록 한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 베이스와; 상기 베이스 상에 고정 설치되며, 인쇄회로기판의 형상에 대응하게 기판투입용 관통홀이 형성되고 인쇄회로기판을 장치로 자동 투입하기 위한 로딩플레이트와; 상기 로딩플레이트의 상면에 돌출 배치하되 관통홀의 외곽을 따라 배치되어 인쇄회로기판의 적층 및 투입을 가이드하는 가이드핀과; 상기 로딩플레이트의 아래에 위치하되 좌우측으로 직선 이동이 가능하도록 설치되며, 상면에 상기 로딩플레이트의 관통홀에 대응하는 위치 및 형상으로 요홈이 형성되되 이 요홈 내에 진공흡착홀이 형성되고 인쇄회로기판의 위치 이동을 위한 이송플레이트와; 상기 베이스 상에서 좌우측 직선 이동 및 상하측 승강이 가능하도록 설치되되 이송플레이트의 측부 상측에 위치되며 진공흡착홀 및 하면에 얼라인핀이 돌출 배치되고 인쇄회로기판을 픽업하여 위치 이동하기 위한 기판픽업부재와; 상기 베이스를 가로질러 통과하도록 설치되는 컨베이어를 통해 베이스 내로 이송 공급 및 후공정 설비로 옮겨지며 상기 기판픽업부재로부터 인쇄회로기판을 받아 위치 고정시킨 후 이송하기 위한 접착테이프가 부착된 고정판이 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 반도체공정에 단품의 PCB 또는 FPCB 등의 인쇄회로기판을 투입시 자동으로 로딩 처리 및 고정지그에 마운팅시킬 수 있어 기존 수작업의 유형을 자동화할 수 있고 이에 따라 생산수율을 높일 수 있게 되며 작업시간은 물론 인건비를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 인쇄회로기판을 고정지그에 마운팅시 정위치로 얼라인시켜 고정 배치할 수 있어 제품 불량 및 신뢰성 저하의 문제를 개선할 수 있다.

본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5에서와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치(100)는 베이스(110)와, 상기 베이스(110) 상에 고정 설치되며 인쇄회로기판(1)의 형상에 대응하게 기판투입용 관통홀(121a)이 형성되고 인쇄회로기판(1)을 장치 내로 자동 투입하기 위한 로딩플레이트(121)와, 상기 로딩플레이트(121)의 상면에 돌출 배치하되 관통홀(121a)의 외곽을 따라 배치되어 인쇄회로기판(1)의 적층 및 투입을 가이드하는 가이드핀(131)과, 상기 로딩플레이트(121)의 아래에 위치하되 좌우측으로 직선 이동이 가능하도록 설치되어 인쇄회로기판(1)을 위치 이동시키며 상면에 상기 로딩플레이트(121)의 관통홀(121a)에 대응하는 위치 및 형상으로 요홈(141a)이 형성되고 이 요홈(141a) 내에 진공흡착홀(141b)이 형성되는 이송플레이트(141)와, 상기 베이스(110) 상에서 좌우측 직선 이동 및 상하측 승강이 가능하도록 설치되되 이송플레이트(141)의 측부 상측에 위치되며 진공흡착홀(151a) 및 하면에 얼라인핀(151b)이 돌출 배치되고 인쇄회로기판(1)을 픽업하여 위치 이동하기 위한 기판픽업부재(151)와, 상기 베이스(110)를 가로질러 통과하도록 설치된 컨베이어(101)를 통해 베이스(110) 내로 이송 공급 및 후공정 설비로 옮겨지며 상기 기판픽업부재(151)로부터 인쇄회로기판(1)을 받아 위치 고정시킨 후 이송하기 위한 접착테이프(161a)가 부착된 고정판(161)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 베이스(110) 상에는 컨베이어(101)의 아래에 위치하되 상하측 승강이 가능하도록 설치되며 컨베이어(101) 상에 위치되고 고정된 상태에 있는 고정판(161)의 외곽을 잡아 지지함과 아울러 고정판(161)을 얼라인시키기 위한 지지핀(171a)을 갖는 위치교정플레이트(171)를 더 포함하여 구성되게 한다.

상기 이송플레이트(141)는 도시되지는 않았으나 실린더의 구동에 의해 좌우측 방향으로 슬라이드 이동될 수 있도록 구성되며, LM수평가이드에 의해 직선 이동되도록 구성된다.

상기 기판픽업부재(151)의 얼라인핀(151b)은 인쇄회로기판(1)에 기 형성된 기준홀에 대응되는 위치로 형성되어 위치 정렬된 상태로 인쇄회로기판(1)을 픽업 처리할 수 있도록 구성한 것이며, 인쇄회로기판(1)의 두께에 해당하거나 또는 조금 더 길게 형성되게 한다.

상기 기판픽업부재(151)는 베이스(110) 상에 구비된 LM수평가이드(152)에 직선이동블록(153)을 통해 결합하되 이 직선이동블록(153)에 결합됨과 더불어 제1구동모터(154)에 연결되는 벨트(155)의 동력전달에 의해 좌우측 방향으로 직선 슬라이드 이동이 이루어지도록 구성되며, 상기 직선이동블록(153) 상에 구비된 LM수직가이드(156)에 기판픽업부재(151)를 결합하고 직선이동블록(153) 상에 설치된 제2구동모터(157) 및 이에 연결된 벨트(158)의 동력전달에 의해 상하측 방향으로 승강 이동이 이루어지도록 구성된다.

상기 위치교정플레이트(171)는 베이스(110) 상에 구비된 LM수직가이드(172)에 의해 상하측 방향으로 승강 이동이 이루어지도록 구성되며 실린더(173)의 구동에 의해 동작되도록 구성된다.

상기 고정판(161)을 베이스(110) 내로 이송 공급 및 후공정 설비로 옮기는 기능을 담당하는 컨베이어(101)는 그 동작을 일시 정지하여 고정판(161)을 베이스(110) 내 및 위치교정플레이트(171) 위에 위치시켜야 하는데, 프로그램 수치제어, 엔코딩을 통한 피드백제어, 서보모터를 사용한 위치제어, 스테핑모터를 사용한 위치제어 중 어느 하나를 사용하여 보다 정확하게 위치 제어할 수 있도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 기판픽업부재(151)의 좌우측 이동 및 승강 이동도 프로그램 수치제어, 엔코딩을 통한 피드백제어, 서보모터를 사용한 위치제어, 스테핑모터를 사용한 위치제어 중 어느 하나를 사용하여 보다 정확하게 위치 제어할 수 있도록 구성함이 바람직하며, 동력전달을 벨트 대신 볼스크류축으로 하여 정확하게 위치 제어하도록 구성할 수 있다 할 것이다.

한편, 도시하지는 않았으나, 본 발명의 장치(100) 상에 비전카메라를 설치하여 장치의 동작 및 위치 제어에 따른 정확성을 더욱 향상시킬 수 있도록 구성할 수 있다 할 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치(100)의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 로딩플레이트(121) 상에 설치된 가이드핀(131)의 내측으로 인쇄회로기판(1)을 삽입하여 가이드핀(131)에 의해 외곽 지지된 상태로 로딩플레이트(121)의 관통홀(121a) 및 관통홀(121a)의 상측에 위치되게 다수의 인쇄회로기판(1)을 적층시킴으로써 장치(100) 내로 인쇄회로기판(1)이 자동 투입되게 한다.

이때, 인쇄회로기판(1)은 도시하지는 않았으나, 가이드핀의 상측에 인쇄회로기판 투입용 매거진을 설치하여 연속적으로 인쇄회로기판을 장치 상에 로딩시킬 수 있도록 함이 바람직하다 할 것이다.

여기서, 본 발명의 장치(100)에 적용되는 인쇄회로기판(1)은 두께 0.5mm 이하로 얇고 크기가 아주 작은 유형의 PCB 단품 또는 박막 필름형 FPCB 단품으로 휴대폰 등 소형의 각종 전기/전자기기에 장착되는 것을 의미한다.

로딩플레이트(121)의 관통홀(121a)과 이송플레이트(141)의 요홈(141a)이 상하에 위치하여 일치된 상태에서 이송플레이트(141)의 진공흡착홀(141b)을 통해 로 딩플레이트(121) 상의 인쇄회로기판(1) 중 최하측에 위치된 인쇄회로기판 하나를 진공 흡착하여 이송플레이트(141)의 요홈(141a) 내에 위치되게 한다.

이송플레이트(141)의 요홈(141a) 내에 인쇄회로기판(1)이 진공 흡착되어 위치되면, 실린더 구동을 통해 도 2에서 보여주는 예시에서와 같이 이송플레이트(141)를 우측방향으로 위치 이동시켜 인쇄회로기판이 배치된 부분이 노출되게 한다.

이송플레이트(141)의 우측 이동이 완료됨과 동시에 기판픽업부재(151)를 이송플레이트(141) 위에 위치시키되, 기판픽업부재(151)의 얼라인핀(151b)이 인쇄회로기판(1)의 기 형성된 기준홀측에 삽입되게 하고 이송플레이트(141)에 이루어지는 진공 흡착을 해제함과 아울러 기판픽업부재(151)의 진공흡착홀(151a)을 통해 진공 흡착하여 이송플레이트(141)에 위치된 인쇄회로기판(1)을 기판픽업부재(151)가 픽업(pick up)하도록 한다.

이때, 기판픽업부재(151)의 위치 제어는 제1구동모터(154)의 구동을 통해 좌우측 위치 이동을 행하고 제2구동모터(157)의 구동을 통해 승강시켜 상하측 위치 이동을 행하게 되며, 이에 의해 이송플레이트(141) 위에 기판픽업부재(151)를 위치시킬 수 있게 된다.

또한, 얼라인핀(151b)의 배치에 의해 인쇄회로기판(1)의 기준홀측에 얼라인핀(151b)이 삽입되므로 픽업되는 인쇄회로기판(1)을 정위치로 얼라인시키면서 기판픽업부재(151)측으로 진공흡착 및 픽업할 수 있게 된다.

인쇄회로기판(1)을 픽업한 기판픽업부재(151)는 제1구동모터(154)와 제2구동 모터(157)의 구동을 통해 베이스(110)의 측부를 가로질러 설치된 컨베이어(101) 위에 위치시키되, 컨베이어(101)를 통해 이송 공급되고 컨베이어(101)의 일시 정지에 의해 장치 내에 위치된 고정판(161) 위에 위치시키며, 고정판(161)의 상면에 인쇄회로기판(1)을 부착함과 아울러 진공 흡착을 해제하여 고정판(161)에 인쇄회로기판(1)을 고정시킨다.

이때, 인쇄회로기판(1)을 픽업한 기판픽업부재(151)의 위치 이동시 이송플레이트(141)는 실린더 구동에 의해 좌측 방향으로 위치 이동하여 원상태로 복귀된다.

또한, 컨베이어(101) 상에서 인쇄회로기판(1)의 고정지그로 사용되는 고정판(161)은 컨베이어(101)의 일시 정지상태에서 실린더(173) 구동을 통해 상승 동작되는 위치교정플레이트(171)의 지지핀(171a)에 의해 외곽이 지지됨을 받음과 함께 정위치로 얼라인 조정되며, 고정판(161)이 위치교정플레이트(171)의 지지핀(171a)에 의해 지지된 상태에서 인쇄회로기판(1)의 고정판(161)측으로의 고정작업을 실시하게 된다.

고정판(161)에 인쇄회로기판(1)의 고정작업이 완료되면, 상승된 위치교정플레이트(171)는 하강 동작되어 원상 복귀되고 기판픽업부재(151)는 위치 이동을 통해 또 다른 인쇄회로기판을 픽업하도록 동작되며, 인쇄회로기판이 부착된 고정판(161)은 컨베이어(101)의 동작에 의해 후공정설비로 이송 공급된다.

이때, 일 예로, 고정판(161)에 고정 배치된 인쇄회로기판(1)을 반도체공정 중의 표면실장공정으로 투입한다면 스크린프린터로 이송 공급되는 등 솔더링 처리를 위해 투입되며, 기타 반도체공정의 제조공정으로 투입될 수 있다.

이후, 상술한 반복동작을 통해 인쇄회로기판(1)을 자동 및 연속적으로 로딩 처리 및 고정판(161)에 마운팅시킬 수 있게 될 뿐만 아니라 고정판(161)에 정위치 배열된 얼라인상태로 고정할 수 있게 된다.

나아가, 로딩플레이트(121)와 이송플레이트(141) 및 기판픽업부재(151)를 각 유형별로 교체 장착함에 의해 다양한 형태의 유형을 갖는 인쇄회로기판에 대하여 모두 로딩 처리 및 마운팅시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 인쇄회로기판 로딩 마운팅 장치는 참조된 도면 및 상세한 설명에 의해 한정되지 않는다 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있다 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치를 나타낸 사시도.

도 2는 본 발명에 있어 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치의 요부를 나타낸 상세도.

도 3은 본 발명에 있어 기판픽업부재의 구성을 보인 예시도.

도 4는 본 발명에 의한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치를 나타낸 측면도.

도 5는 본 발명에 의한 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치를 나타낸 저면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

110: 베이스 121: 로딩플레이트

121a: 관통홀 131: 가이드핀

141: 이송플레이트 141a: 요홈

141b: 진공흡착홀 151: 기판픽업부재

151a: 진공흡착홀 151b: 얼라인핀

161: 고정판 171: 위치교정플레이트

171a: 지지핀

Claims (4)

1. 베이스와;

   상기 베이스 상에 고정 설치되며, 인쇄회로기판의 형상에 대응하게 기판투입용 관통홀이 형성되고 인쇄회로기판을 장치로 자동 투입하기 위한 로딩플레이트와;

   상기 로딩플레이트의 상면에 돌출 배치하되 관통홀의 외곽을 따라 배치되어 인쇄회로기판의 적층 및 투입을 가이드하는 가이드핀과;

   상기 로딩플레이트의 아래에 위치하되 좌우측으로 직선 이동이 가능하도록 설치되며, 상면에 상기 로딩플레이트의 관통홀에 대응하는 위치 및 형상으로 요홈이 형성되되 이 요홈 내에 진공흡착홀이 형성되고 인쇄회로기판의 위치 이동을 위한 이송플레이트와;

   상기 베이스 상에서 좌우측 직선 이동 및 상하측 승강이 가능하도록 설치되되 이송플레이트의 측부 상측에 위치되며 진공흡착홀 및 하면에 얼라인핀이 돌출 배치되고 인쇄회로기판을 픽업하여 위치 이동하기 위한 기판픽업부재와;

   상기 베이스를 가로질러 통과하도록 설치되는 컨베이어를 통해 베이스 내로 이송 공급 및 후공정 설비로 옮겨지며 상기 기판픽업부재로부터 인쇄회로기판을 받아 위치 고정시킨 후 이송하기 위한 접착테이프가 부착된 고정판이 구비되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스 상에는 컨베이어의 아래에 위치하되 상하측 승강이 가능하도록 설치되며, 컨베이어 상에 위치되고 고정판의 외곽을 잡아 지지함과 아울러 고정판을 얼라인시키기 위한 지지핀을 갖는 위치교정플레이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 기판픽업부재는 베이스 상에 구비된 LM수평가이드에 직선이동블록을 통해 결합하되 이 직선이동블록에 결합됨과 더불어 제1구동모터에 연결되는 벨트 또는 볼스크류축의 동력전달에 의해 좌우측 방향으로 직선 슬라이드 이동되도록 구성되며, 상기 직선이동블록 상에 구비된 LM수직가이드에 기판픽업부재를 결합하고 직선이동블록 상에 설치된 제2구동모터 및 이에 연결된 벨트 또는 볼스크류축의 동력전달에 의해 상하측 방향으로 승강되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 기판픽업부재와 컨베이어는 각각 프로그램 수치제어, 엔코딩을 통한 피드백제어, 서보모터를 사용한 위치제어, 스테핑모터를 사용한 위치제어 중 어느 하나를 사용하여 위치 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 로딩 마운팅장치.

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