KR101057335B1 - 인쇄회로기판 자동 랙킹장치 - Google Patents

인쇄회로기판 자동 랙킹장치 Download PDF

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KR101057335B1
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Abstract

본 발명은 도금할 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)을 자동으로 투입 이송하여 도금조에서 도금을 완료한 다음, 이를 자동으로 배출 이송시키는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명은 도금할 인쇄회로기판(1)이 정렬 테이블 상에 센터링 정렬되는 정렬부재(2)와, 이 정렬부재(2)에 센터링 정렬된 인쇄회로기판(1)을 흡착판으로 진공 흡착하여 이송하고 이송된 인쇄회로기판(1)을 도금조로 투입하는 투입 이송부재(3), 상기 투입 이송부재(3)에 있는 인쇄회로기판(1)을 캐리어 바(4a)에 설치된 랙크(4b)에 장착하고 도금조에서 도금이 완료된 인쇄회로기판(1)을 랙크(4b)에서 분리하는 로드/언로드 부재(4) 및, 상기 언로드 부재(4)에서 인쇄회로기판(1)을 추출하여 배출 이송 컨베이어 벨트(6)로 이 인쇄회로기판(1)을 배출하는 배출 이송부재(5)로 이루어져 있다.

Description

인쇄회로기판 자동 랙킹장치{Auto racking apparatus for printed circuit board}
본 발명은 도금할 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)을 자동으로 투입 이송하여 도금조에서 도금을 완료한 다음, 이를 자동으로 배출 이송시키는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치에 관한 것이다.
인쇄회로기판 도금시 캐리어 바의 랙크에 현수된 인쇄회로기판들이 도금액이 담겨진 도금조에 침지되어 도금이 완료된 후, 후처리 공정으로 이동된다.
종래 전처리 공정을 마친 인쇄회로기판을 도금조에서 도금 처리할 때 캐리어 바에 설치된 랙크의 클램프에 인쇄회로기판을 일일이 수작업으로 현수 보유 지지시킴에 따라 작업시간의 과다와 도금 생산효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
이러한 문제에 대하여 본 발명자는 특허출원 제10-2004-0049610호(이하, '종래기술'이라 함)를 통해 도 11에 평면도로 도시된 도금기판의 로딩 및 언로딩장치를 제시한 바 있다.
종래기술에 의하면 공정의 자동화로 인하여 생산성의 대폭적 향상, 설비 레이아웃의 감축 및 점유공간의 축소 등 나름대로의 효과를 얻을 수 있게 되었지만 다음과 같은 문제점이 지적되었다.
첫째, 기판(101)을 보유하고 있는 랙킹부(105)를 기동시키는데 제1,2컨베이어벨(107,109)트를 사용함으로써 설비 레이아웃을 감축하는데 한계가 따랐다.
둘째, 유닛단위로 되어 있는 기판군을 후방 대기 컨베이어벨트(110b)에 옮김으로써 도금조에 투입하거나, 도금을 마친 기판군을 전방 대기 컨베이어벨트(110a) 및 제2컨베이어벨트(109)에 옮기는 과정에서 별도의 운반장치를 필요로 한다.
셋째, 기판군을 도금조(108)에 투입하기 위해서는 또 다른 캐리어수단이 마련되어야 하며 캐리어수단은 랙킹부(105)과 결합 및 해체를 반복하여야 한다. 이 과정에서 캐리어수단이 별도로 구비되는 장치의 복잡성이 대두되며, 나아가 도금시 전류가 캐리어수단과 랙킹부(105)의 결합부위(joint point)를 통과해야 하기 때문에 통전율이 저하되는 문제가 있다. 통전율의 저하 및 불균일한 전류의 공급은 도금품질의 불균일 내지는 도금 생산성의 저하를 가져온다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 유닛용 프레임을 통해 몇개의 기판을 유닛화하여 기동시킴으로써 발생되는 문제, 즉 통전율의 저하 및 도금 품질의 불균일화를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또한 장비의 구성을 간단하게 함으로써 설비의 레이아웃을 더욱 더 간소화시키는 것에 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적은;
도금할 인쇄회로기판(1)을 정렬 테이블 상에 센터링 정렬하는 정렬부재(2); 일측이 상기 정렬부재(2)의 직상부에 위치되도록 가로방향으로 길게 설치되는 설비 지지대(3a)에 설치되는 것으로서, 상기 정렬부재(2)에 의해 센터링 정렬된 상기 인쇄회로기판(1)을 흡착판으로 진공 흡착하여 운반함으로써 후술되는 로드/언로드부재(4)에 전달하는 투입 이송부재(3); 상기 투입 이송부재(3)의 측부에 그와 평행하게 설치되는 것으로서, 상기 투입 이송부재(3)로부터 전달되는 인쇄회로기판(1)을 캐리어 바(4a)에 설치된 랙크(4b)에 장착하는 한편, 도금조에서 도금이 완료된 인쇄회로기판(1)을 랙크(4b)에서 분리하기도 하는 로드/언로드 부재(4); 및 상기 설비 지지대(3a) 상에 상기 투입 이송부재(3)와 나란하게 설치되는 것으로서, 상기 로드/언로드 부재(4)에 의해 상기 랙크(4b)로부터 분리된 인쇄회로기판(1)을 추출하여 배출 이송 컨베이어 벨트(6)로 배출하는 배출 이송부재(5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치에 의해 달성될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 인쇄회로기판 자동 랙킹장치는 투입 이송부재(3)와 배출 이송부재(5)가 설비 지지대(3a)라고 하는 하나의 장소에 설치되므로 랙킹장치의 공간효율을 상승시키는 결정적 계기가 마련된다. 또한, 기존의 랙킹부를 결합 및 분리하는 장치가 필요 없게 되어 장치의 구성을 단순하게 할 수 있게 된다.
또한, 캐리어 바(a)와 랙크(4b)가 일체로 움직이며 이를 수시로 착탈하지 않아도 되므로 통전율를 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 자동 랙킹장치의 전체 구성 사시도이고, 도 2는 도 1의 배면방향 구성 사시도이다. 본 발명의 실시예에 의해 설비되는 랙킹장치의 평면 구성도(lay-out)은 도 10에 도시된 바와 같이 된다.
본 발명은 전처리 공정을 마친 인쇄회로기판(1)을 도금액이 담겨진 도금조(도면에 미도시)에서 도금할 때, 이 인쇄회로기판을 자동으로 도금조에 투입하여 도금이 완료된 인쇄회로기판을 배출하는 일련의 도금공정이 자동으로 이루어지는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치이다.
본 발명은 전처리 공정을 마친 인쇄회로기판(1)들이 적재된 공지의 적재함에 낱개씩 정렬부재(2)의 정렬 테이블(2a)에 얹혀지게 된다(도 3 (A)와 (B) 참조).
여기서 상기 정렬부재(2)는 도 4에 도시된 바와 같이 정렬 테이블(2a)과, 이 정렬 테이블(2a)의 사면 상태로 배치되어 형성된 가이드 구멍(2b)들, 이 가이드 구멍(2b)들을 따라 X축 방향과 Y축 방향으로 각각 이동하는 X축 핀(2v)들과 Y축 핀(2d)들, 상기 X축 핀(2c)들을 X축으로 구동시키는 X축 구동모터(2e)와 벨트(2f)로 연결된 볼 스크류(2g), 상기 Y축 핀(2d)들을 Y축으로 구동시키는 Y축 구동모터(2i)와 벨트(2j)로 연결된 볼 스크류(2k)로 이루어져 있다.
이러한 구조를 갖는 정렬부재(2)의 정렬 테이블(2a)에 인쇄회로기판(1)이 얹혀지면, 상기 X축과 Y축 구동모터(2e,2i)들의 작동으로 X축 핀(2c)과 Y축 핀(2d)들 이 X축과 Y축 방향으로 작동하여 인쇄회로기판(1)을 정렬 센터링 시킨다.
상기 정렬부재(2)의 정렬 테이블(2a)에서 정렬이 완료된 인쇄회로기판(1)은 투입 이송부재(3)에 의해 이동되는데, 여기서 상기 투입 이송부재(3)는 설비 지지대(3a)의 길이방향을 따라 양쪽으로 배치된 LM레일(3b) 상에서 이동하는 프레임(3c)과 이 프레임(3c)에 설치된 모터(3d) 축에 연결된 피니언(3e), 이 피니언(3e)에 맞물리는 LM레일(3b)과 동일 방향으로 배치된 랙기어(3f)를 구비하고 있다. 설비 지지대(3a)는 도시된 바와 같이 일측이 상기 정렬부재(2)의 직상부에 위치되도록 가로방향으로 길게 설치된다.
한편, 상기 투입 이송부재(3)는 프레임(3c)의 하부쪽에 설치된 진공 흡착용 에어펌프(3g)에 의해 작동하는 흡착판(3i)을 이용하여 정렬 테이블(2a)에 있는 인쇄회로기판(1)을 도 6(D)와 같이 진공 흡착하게 된다.
도 7 (C)와 (D)는 상기 투입 이송부재(3)의 하단에 지지 브라켓트(3j)를 매개로 연결 설치된 회전부(3k)를 이용하여 인쇄회로기판(1)의 투입상태를 보여주고 있는 것으로, 이 투입 이송부재(3)의 작동 상태도들이다.
또한, 상기 투입 이송부재(3)는 프레임(3c)의 지지 브라켓트(3j)에 설치된 회전 구동모터(3l)와, 이 회전 구동모터(3l)에 의해 90°각도로 회전하는 회전부(3k), 이 회전부(3l)에 설치되어 인쇄회로기판(1)을 진공 흡착하는 흡착판(3i)을 전후진 이동시키는 에어 실린더(3m)를 구비하고 있다.
따라서 인쇄회로기판(1)을 흡착판(3i)을 이용하여 진공 흡착한 투입 이송부재(3)는 LM레일(3b)을 따라 도 1의 (가)위치에서 (나)위치로 이동한 다음, 상기 투입 이송부재(3)에 의해 인쇄회로기판(1)은 수평상태[도 7 (C)]에서 수직상태[도 7 (D)]로 회전하게 되면서 에어실린더(3m)의 작동으로 흡착판(3i)에 진공 흡착된 인쇄회로기판(1)을 도 7의(D)에 도시된 화살표 방향으로 전진 이동시킴과 동시에, 상기 로드/언로드 부재(4)는 캐리어 바(4a) 상에 설치된 랙크(4b)의 클램프(4c)들을 동시에 작용시킨다. 즉, 로드/언로드 부재(4)의 개방 실린더(4d)가 랙크(4b)의 축(4e)을 밀게 되고, 이 축(4e)에 설치된 클램프(4c)들이 동시에 개방되며, 이 개방된 랙크(4b)에 투입 이송부재(3)의 에어실린더(3m)에 의해 전진된 인쇄회로기판(1)이 장착된 다음, 폐쇄 실린더(4f)의 작동으로 상기 랙크(4b)의 축(4e)에 설치된 클램프(4c)들을 동시에 폐쇄시키게 되면 인쇄회로기판(1)은 랙크(4b)에 로딩(Loading)되어 진다.
이렇게 캐리어 바(4a)에 도 8과 같이 로딩된 인쇄회로기판(1)들은 도금조에 침지되어 공지의 방식대로 도금이 완료된 후, 다시 최초 투입위치로 복귀되어 캐리어 바(4a)에 현수되어 있게 되면, 로드/언로드 부재(4)가 작용하여 여러 개의 랙크(4b)에서 도금된 인쇄회로기판(1)들을 하나씩 빼어내어 배출 이송 컨베이어(6) 쪽으로 이송하게 된다.
즉, 상기 로드/언로드 부재(4)는 인쇄회로기판(1)을 랙크(4b)에 클램핑 시키는 작용과 반대로 이루어지는데, 먼저 배출 이동부재(5)가 LM레일(3b)을 타고 배출하고자 하는 인쇄회로기판(1) 쪽으로 이동한 다음, 배출 이송부재(5)의 흡착판(3i)이 수평상태에서 90°각도로 회전되어 에어실린더(3m)에 의해 전진되어 인쇄회로기판(1)을 흡착한 상태에서, 랙크(4b)의 클램프(4c)들은 개방 실린더(4d)에 의해 개방되며, 이에 따라 배출 이송부재(5)의 흡착판(3i)이 인쇄회로기판(1)을 흡착한 상 태에서 다시 90° 각도로 회전하여 수직상태에서 수평상태를 유지하게 된다.
이어 상기 배출 이송부재(5)는 배출 이송 컨베이어 벨트(6) 쪽으로 이동하여 인쇄회로기판(1)을 배출 이송 컨베이어 벨트(6)의 상면에 놓게 되는데, 이때 흡착판(3i)의 진공흡착을 해제하게 되고, 이 흡착판(3i)에서 인쇄회로기판(1)이 분리되어 배출 이송 컨베이어 벨트(6) 위에 도금이 완료된 인쇄회로기판(1)이 얹혀지게 된다.
그러면 상기 인쇄회로기판(1)은 다음 공정으로 이 배출 이송 컨베이어 벨트(6)를 타고 이동하게 된다.
한편, 상기 투입 이송부재(3)와 배출 이송부재(5)는 서로 동일한 구조로 되어 있으면서 LM레일(3b)을 타고 이동하면서 이들의 흡착판(3i)에 진공 흡착된 인쇄회로기판(1)을 로드/언로드 부재(4)에 투입하거나 배출하는 기능을 갖는데, 투입 이송부재(3)를 이용하여 로드/언로드 부재(4)에 투입할 때에는 투입 이송부재(3)의 흡착판(3i)은 진공이 제거된 상태이고, 배출 이송부재(5)를 이용하여 로드/언로드 부재(4)에서 도금된 인쇄회로기판(1)을 배출할 때에는 이 배출 이송부재(5)의 흡착판(3i)은 진공이 가해진 상태로 작용하게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 자동 랙킹장치의 작용을 간략하게 설명하면, 먼저 공지의 적재함에 적재된 도금할 인쇄회로기판(1)이 정렬부재(2)의 정렬 테이블(2a)에 놓여져서 센터링 정렬되면, 투입 이송부재(3)의 흡착판(3i)이 인쇄회로기판(1)을 흡착하여 LM레일(3b)을 타고 이송한 다음, 로드/언로드 부재(4)에 도착하게 되면 수평상태의 인쇄회로기판(1)를 90°각도 회전시킨 수직상태에서 전진하여 이 로드/언로드 부재(4)에 의하여 작동하는 케리어 바(4a)의 랙크(4b)에 장착하게 되는데, 이때 상기 투입 이송부재(3)는 첫 번째 랙크(4b-1)에 인쇄회로기판(1)을 투입하여 장착하게 되면, 이 첫 번째 랙크(4b-1)는 공지의 도금조로 이동하고, 이어 두 번째 랙크(4b-2)에도 앞서 설명한 바와 같이 투입 이송부재(3)가 동일하게 작동하여 인쇄회로기판(1)을 장착하며, 이어 세 번째와 네 번째 랙크(4b-3,4b-4)에도 동일하게 작동하여 인쇄회로기판(1)을 각각 장착한다.
이후, 공지의 도금조에서 도금이 완료된 첫 번째 랙크(4b-1)의 인쇄회로기판(1)을 언로드 하기 위해 배출 이송부재(5)가 LM레일(3b)을 타고 이동하여 로드/언로드 부재(4)의 첫 번째 랙크(4b-1)에서 개방된 인쇄회로기판(1)을 흡착하여 수직방향에서 90°방향으로 회전시켜 수평방향으로 위치시킨 다음, 이 LM레일(3b)을 타고 다시 복귀 이동하여 배출 이송 컨베이어 벨트(6) 위에 인쇄회로기판(1)을 배출한다.
이때 상기 투입 이송부재(3)는 첫 번째 빈 랙크(4b-1)에 앞서 설명한 바와 같이 작동하여 도금할 인쇄회로기판(1)을 투입하고 두 번째 랙크(4b-2)에 인쇄회로기판(1)을 공급하기 위해 원위치로 복귀됨과 동시에, 상기 배출 이송부재(6)는 두 번째 랙크(4b-2)에서 도금 완료된 인쇄회로기판(1)을 배출하기 위해 LM레일(3b)을 따라 이동하여 로드/언로드 부재(4)에 의해 클램핑이 해제된 두 번째 랙크(4b-2)의 인쇄회로기판(1)을 수직방향에서 수평방향으로 회전시킨 다음, 배출 이송 컨베이어 벨트(6)로 이송하게 된다.
이와 더불어 인쇄회로기판(1)이 빈 두 번째 랙크(4b-2)에 투입 이송부재(3) 에서 공급되는 인쇄회로기판(1)을 로드/언로드 부재(4)에 의해 장착되고, 이 투입 이송부재(3)는 복귀됨과 동시에 상기 배출 이송부재(5)가 도금이 완료된 세 번째 랙크(4b-3)에 있는 인쇄회로기판(1)을 추출하기 위해 이동하여 인쇄회로기판(1)을 배출시킨다.
이어 투입 이송부재(3)는 빈 세 번째 랙크(4b-3)에 인쇄회로기판(1)을 투입하고 되돌아 가면 배출 이송부재(5)는 네 번재 랙크(4b-4)의 인쇄회로기판(1)을 배출하기 위해 이송되어 작동하게 된다.
상기와 같은 작업방식으로 연속적으로 도금할 인쇄회로기판(1)을 공급하고 도금조에서 공지의 방식으로 도금이 완료된 인쇄회로기판(1)은 배출 이송 컨베이어(6)로 자동으로 배출되는 연속적으로 인쇄회로기판을 배출하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 자동 랙킹장치의 전체 구성 사시도,
도 2는 도 1의 배면방향 구성 사시도,
도 3 (A)와 (B)는 본 발명에 따른 인쇄회로기판 정렬부재의 사시도들로서, 인쇄회로기판의 유무를 보여주는 도면들,
도 4는 도 3에 도시된 정렬부재의 작동상태를 보여주는 확대 도면,
도 5는 인쇄회로기판의 투입 및 배출 이송부재를 보여주는 도면,
도 6은 도 5의 (다)부분 확대 사시도,
도 7 (C)와 (D)는 본 발명에 따른 이송부재의 전체 구성도로서 작동상태를 보여주는 도면들,
도 8은 본 발명에 따른 로드/언로드 부재의 사시도,
도 9는 본 발명에 적용되는 캐리어 바와 랙크의 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 인쇄회로기판 자동 랙킹장치의 평면 구성도이다.
도 11은 종래기술에 의한 인쇄회로기판 자동 랙킹장치의 평면 구성도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
1 : 인쇄회로기판, 2 : 정렬부재,
2a : 정렬 테이블, 2b : 가이드 구멍,
2c : X축 핀, 2d : Y축 핀,
2e : X축 구동모터, 2f : 벨트,
2g : 볼스크류, 2i : Y축 구동모터,
2j : 벨트, 2k : 볼스크류,
3 : 투입 이송부재, 3a : 설비 지지대,
3b : LM레일, 3c : 프레임,
3d : 모터, 3e : 피니언,
3f : 랙기어, 3g : 에어펌프,
3i : 흡착판, 3j : 지지 브라켓트,
3k : 회전부, 3l : 회전 구동모터,
3m : 에어실린더, 4 : 로드/언로드(Load/un laod)부재,
4a : 캐리어 바, 4b : 랙크(Rack),
4c : 클램프, 4d : 개방 실린더,
4e : 축, 4f : 폐쇄 실린더,
5 : 배출 이동부재, 6 : 배출이송 컨베이어.

Claims (6)

  1. 도금할 인쇄회로기판(1)을 정렬 테이블 상에 센터링 정렬하는 정렬부재(2); 일측이 상기 정렬부재(2)의 직상부에 위치되도록 가로방향으로 길게 설치되는 설비 지지대(3a)에 설치되는 것으로서, 상기 정렬부재(2)에 의해 센터링 정렬된 상기 인쇄회로기판(1)을 흡착판으로 진공 흡착하여 운반함으로써 후술되는 로드/언로드 부재(4)에 전달하는 투입 이송부재(3); 상기 투입 이송부재(3)의 측부에 그와 평행하게 설치되는 것으로서, 상기 투입 이송부재(3)로부터 전달되는 인쇄회로기판(1)을 캐리어 바(4a)에 설치된 랙크(4b)에 장착하는 한편, 도금조에서 도금이 완료된 인쇄회로기판(1)을 랙크(4b)에서 분리하기도 하는 로드/언로드 부재(4); 및 상기 설비 지지대(3a) 상에 상기 투입 이송부재(3)와 나란하게 설치되는 것으로서, 상기 로드/언로드 부재(4)에 의해 상기 랙크(4b)로부터 분리된 인쇄회로기판(1)을 추출하여 배출 이송 컨베이어 벨트(6)로 배출하는 배출 이송부재(5)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치.
  2. 제 1항에 있어서 상기 정렬부재(2)는;
    정렬 테이블(2a)과, 이 정렬 테이블(2a)의 사면 상태로 배치되어 형성된 가이드 구멍(2b)들, 이 가이드 구멍(2b)들을 따라 X축 방향과 Y축 방향으로 각각 이동하는 X축 핀(2v)들과 Y축 핀(2d)들, 상기 X축 핀(2c)들을 X축으로 구동시키는 X축 구동모터(2e)와 벨트(2f)로 연결된 볼 스크류(2g), 상기 Y축 핀(2d)들을 Y축으로 구동시키는 Y축 구동모터(2i)와 벨트(2j)로 연결된 볼 스크류(2k)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 투입 이송부재(3)와 배출 이송부재(5)는, 상기 설비 지지대(3a)의 길이방향을 따라 양쪽으로 배치되는 LM레일(3b) 상에서 이동하는 프레임(3c)과, 이 프레임(3c)에 설치된 모터(3d)의 축에 연결된 피니언(3e), 이 피니언(3e)에 맞물리는 LM레일(3b)과 동일한 방향으로 배치된 랙기어(3f), 상기 프레임(3c)의 하단 지지대에 설치된 회전 구동모터(3l), 이 회전 구동모터(3l)에 의해 90°각도 회전하는 회전부(3k), 이 회전부(3k)에 설치되어 인쇄회로기판(1)을 전후진 시키는 에어실린더(3m)를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 로드/언로드 부재(4)는 캐리어 바(4a)에 설치된 랙크(4b)의 축(4e)에 일체로 설치되어 작동하는 클램프(4c)들과, 이 랙크(4b)의 축(4e)에 설치된 클램프(4c)들을 개방 및 폐쇄시키는 개방 및 폐쇄 실린더(4d,4f)들로 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판 자동 랙킹장치.
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