KR101133124B1 - 부품실장기용 기판지지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 그 크기를 최소화 할 수 있는 구조를 가지며 인쇄회로기판의 사이즈에 따라서 그 크기가 조절 가능한 구조를 가진 기판지지장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 이런 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 인쇄회로기판을 지지하는 상면을 가진 백업 부재와, 인쇄회로기판을 이송 시키도록 나란히 이격 배치된 제1, 2가이드부들을 구비한 컨베이어와, 제1, 2가이드부에 고정되어서 상기 백업 부재의 승강을 안내하는 제1, 2고정승강기구와, 제1, 2가이드부에 인쇄회로기판의 이송방향으로 이동 가능하도록 설치되어서, 고정승강기구와 연동하여 백업 부재의 승강을 안내하는 제1, 2이동승강기구를 구비하는 부품 실장기용 기판지지장치를 제공한다.

Description

부품실장기용 기판지지장치{PCB support apparatus for chip mounter}

도 1은 종래의 부품실장기용 기판지지장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부품실장기용 기판지지장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.

도 3은 도 2의 기판지지장치의 정면도이다.

도 4는 도 2의 기판지지장치의 평면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100: 기판지지장치 110: 컨베이어

111: 제1가이드부 112: 제2가이드부

115: 가이드 슬롯 121: 구동 모터

130: 승강기구 130_a: 제1고정승강기구

130_b: 제2고정승강기구 130_c: 제1이동승강기구

130_d: 제2이동승강기구 131: 제1 브래킷

135: 슬라이드부 140: 백업 부재

148: 고정 홈 B: 인쇄회로기판

본 발명은 기판지지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판이송장치로부터 이송된 인쇄회로기판을 지지하는 구조가 개선된 부품실장기용 기판지지장치에 관한 것이다.

기판지지장치는 컨베이어 벨트를 따라서 이송되는 인쇄회로기판을 소정 위치에 지지함으로써 흡착 노즐에 의한 부품 실장 작업이 가능하게 하는 장치이다. 이 기판지지장치는 예를 들면 부품 실장기에 일측에 구비됨으로써, 로봇의 작동에 의해서 직각 좌표 운동 및, 수직 운동을 하는 부품 흡착 노즐이 인쇄회로기판 지지용 장치에 의해 지지된 인쇄회로기판 상에 부품을 실장할 수 있게 한다.

종래에는 상기 기판지지장치는 백업테이블(back-up table)을 구비하고 있다. 도 1에는 한국특허등록번호 제330739호에 개시된 것으로, 백업테이블(21)을 이용한 기판지지장치(10)가 도시되어 있다. 도 1를 참조하면, 백업테이블(21)은 모든 사이즈의 인쇄회로기판(B)에 관계없이 적용 가능하도록, 그 사이즈를 최대로 하고 있다. 이 백업테이블(21)은 구동모터(미도시), 풀리(28), 회전축(22a), 캠부(25), 및 캠팔로우(29)에 의하여 상하 이동 가능하다. 즉, 구동모터(미도시)가 회전하게 되면, 구동 모터의 동력 인출축에 결합된 벨트가 회전력을 전달받게 된다. 이어서, 풀리(28)에 의하여 동기화가 가능한 복수개의 회전축(22a)이 회전하게 되고, 상기 회전축(22a)의 양 단부에 결합된 캠부(25)가 동시에 회동하게 된다. 캠부(25)가 회동하게 되면, 상기 캠부(25)의 외주면에 접촉된 캠팔로우(29)가 윗방향으로 강제적으로 상승하게 된다. 즉, 상기 캠팔로우(29)는 백업테이블(21)에 일단부가 고정된 탄성바이어스수단(24)에 의하여 캠부(25) 측으로 가압되어 있다가, 캠부(25)의 회동으로 상측으로 상승하게 된다. 이에 따라, 백업테이블(21)은 프레임(22)의 통공에 삽입된 가이드부(23)의 안내로 상승운동을 하게 된다.

또한, 상기 백업테이블(21)이 상승운동을 하게 되면, 이에 결합된 지지블록부(30)가 동시에 상승하게 되고, 상기 지지블록부(30)는 진공발생기(31)로부터 공급되는 진공압으로 인쇄회로기판(B)의 아랫면을 흡착하게 된다. 한편, 인쇄회로기판(B)이 지지블록부(30)에 의하여 흡착되기 이전에, 상기 부품이송장치(17)의 일측에 마련된 고정부(40)에 설치된 고정핀(41)이 고정부 실린더의 공압에 의하여 상승하여 인쇄회로기판(B)에 형성된 기준홀에 끼움된다. 따라서, 기판(B)이 고정될 수 있다.

그런데, 이러한 기판지지장치(10)에서는, 상기한 바와 같이 백업테이블(21)이 각각의 인쇄회로기판(B) 크기에 관계없이 적용 가능하도록 그 사이즈를 최대로 한다. 이는 결과적으로 부품실장기의 총 크기가 증가하게 된다.

또한, 상기 기판의 사이즈에 따라서, 별도의 지지블록부(30)가 필요하게 된다.

이와 더불어, 사이즈가 큰 백업테이블을 상승시키기 위하여 큰 동력이 필요하게 되며, 이에 따라서 구동모터, 풀리(28), 회전축(22a), 캠부(25), 및 캠팔로우(29) 등의 복잡한 구동기구가 필요하게 된다. 이로 인하여 기판지지장치의 제조비용이 증가하게 된다.

종래에는 이와 다른 구조의 기판지지장치도 개시되어 있으나, 이 경우에도 백업테이블의 크기는, 모든 인쇄회로기판의 크기에 적용 가능하도록 큼으로써 상기와 같은 문제점을 해결할 수 없다.

본 발명은 이러한 문제점을 포함한 여러 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 크기를 최소화 할 수 있는 구조를 가진 기판지지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 인쇄회로기판의 사이즈에 따라서 그 크기가 조절 가능한 구조를 가진 기판지지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 인쇄회로기판을 지지하는 부재를 상승시키는 상승기구가 간단한 구조를 가진 기판지지장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부품 실장기용 기판지지장치는: 인쇄회로기판을 지지하는 상면을 가진 백업 부재;와, 상기 인쇄회로기판을 이송시키도록 나란히 이격 배치된 제1, 2가이드부들을 구비한 컨베이어;와, 상기 제1, 2가이드부에 고정되어서 상기 백업 부재의 승강을 안내하는 제1, 2고정승강기구;와, 상기 제1, 2가이드부에 상기 인쇄회로기판의 이송방향으로 이동 가능하도록 설치되어서 상기 제1, 2고정승강기구와 연동하여 상기 백업 부재의 승강을 안내하는 제1, 2이동승강기구를 구비하며, 상기 제1, 2가이드부들 각각의 내측면에는 상기 기판의 이동방향으로 형성된 가이드 슬롯들이 형성되고, 상기 제1, 2이동승강기구는, 상기 가이드 슬롯에 슬라이드 가능하도록 수용된 슬라이드부를 구비한 제1 브래킷, 및 상기 제1 브래킷에 결합된 구동 모터를 구비한다.
여기서, 상기 백업 부재의 코너들 각각에는 고정 홈이 형성되고, 상기 제1, 2이동승강기구 및 상기 제1, 2고정승강기구 각각은, 상기 고정 홈에 삽입되어 상기 백업 부재를 고정시키는 고정부를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 제1, 2고정승강기구는: 상기 가이드 슬롯에 고정되는 제2 브래킷;과, 상기 제2 브래킷에 결합된 구동 모터를 더 구비할 수 있다.
여기서, 상기 구동 모터는 보이스 코일 모터일 수 있다.

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이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 부품실장기용 기판지지장치를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 기판지지장치의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 기판지지장치의 평면도이다.

이 경우, 부품 실장기(component mounter)는 반도체 칩 같은 소형의 전자부품을 인쇄회로기판 등에 실장하는 장치이다. 이것은 부품공급장치를 통하여 공급되는 부품을 X,Y축 프레임상에 이동 가능한 픽업도구(pick-up tool)에 의하여 픽업한 다음, 컨베이어에 의하여 이송된 인쇄회로기판 상에 실장한다. 픽업도구는 헤더부에 수직으로 승강가능한 부품 흡착 노즐 같은 흡착수단이 부착되어 있어서 부품을 진공으로 흡착하여, 인쇄회로기판상의 부품장착부에 실장하게 된다.

여기서, 인쇄회로기판은 컨베이어에 의하여 실장하고자 하는 위치까지 이송이 완료되면, 기판지지장치에 의하여 장착되는 지점으로 승강되어서 고정된다. 그런 다음, 픽업도구가 X,Y축 직교운동으로 부품이 장착되는 지점으로 이동하고, 노즐이 인쇄회로기판 측으로 하강하여 부품을 실장하게 된다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 기판지지장치(100)는 백업 부재(140)와, 컨베이어(110)와, 승강기구(130)들을 구비한다. 이 경우 승강기구(130)는 제1고정승강기구(130_a)와, 제2고정승강기구(130_b)와, 제1이동승강기구(130_c)와, 제2이동승강기구(130_d)를 구비한다.

백업 부재(140)는, 인쇄회로기판(B)을 지지할 수 있는 상면을 가져서, 상기 인쇄회로기판(B)을 소정의 위치에 안착되도록 지지한다.

컨베이어(110)는 인쇄회로기판(B)을 상기 기판지지장치(100)로 이송시키는 기능을 한다. 이 경우, 컨베이어(110)는 제1, 2가이드부(111, 112)를 구비한다. 상기 제1, 2가이드부(111, 112)는 상기 인쇄회로기판(B)의 양측면이 얹혀지도록, 상기 인쇄회로기판(B)의 이송방향, 도면에서는 x 방향과 나란하도록 서로 대향하여 배치된다.

제1고정승강기구(130_a)는 상기 제1가이드부(111)에 고정되도록 설치된 것으로 상기 백업 부재(140)의 제1모서리부(141)를 지지하는 기능을 한다. 제2고정승강기구(130_b)는 인쇄회로기판의 이송방향으로 상기 제1고정승강기구(130_a)와 동일한 위치에 배치된다. 즉, 제2고정승강기구(130_b)는 제1고정승강기구(130_a)와 나 란히 배치 설치되며, 상기 백업 부재(140)의 제2모서리부(142)를 지지하는 기능을 한다.

제1이동승강기구(130_c)는 제1가이드부(111)에 이동 가능하도록 설치된 것으로, 상기 백업 부재(140)의 제3모서리부(143)를 지지하는 기능을 한다. 제2이동승강기구(130_d)는 제2가이드부(112)에 이동 가능하도록 설치된 것으로, 상기 백업 부재의 제4모서리부(144)를 지지하는 기능을 한다. 이 제1, 2이동승강기구(130_c, 130_d)는 인쇄회로기판(B)의 크기에 따라서 상기 인쇄회로기판(B)의 이송방향 또는 이송반대방향으로 움직임으로써, 상기 제1, 2고정승강기구(130_a, 130_b)로부터의 간격을 조절할 수 있다.

이 경우, 상기 백업 부재(140)의 모서리부 각각에는 고정 홈(148)이 형성되고, 상기 제1,2이동승강기구(130_a, 130_b) 및 제1,2고정승강기구(130_c, 130_d)는, 상기 각각의 고정 홈(148)에 끼워져서 상기 백업 부재(140)를 고정시키는 고정부(122)를 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제1,2이동승강기구(130_a, 130_b) 및 제1,2고정승강기구(130_c, 130_d)는 지지부(124)를 더 구비할 수 있는데, 이 지지부는 상기 백업 부재(140)의 하면에 접하면서 지지하도록 한다.

상기 제1,2이동승강기구가 상기 제1, 2가이드부를 따라서 이동 가능하도록 하기 위한 하나의 예를 도시한 도 2 내지 도 4를 참조하면, 제1가이드부(111)의 내측면에는 상기 인쇄회로기판(B)의 이동방향으로 가이드 슬롯(115)이 형성된다.

이 경우, 상기 제1,2이동승강기구(130_c, 130_d)는 제1 브래킷(131)과 구동 모터(121)를 더 구비할 수 있다. 제1 브래킷(131)은 상기 가이드 슬롯(115)에 슬라이드 가능하도록 끼워지는 슬라이드부(135)를 구비한다. 또한, 구동 모터(121)가 상기 제1 브래킷(131)에 결합되도록 형성되며, 고정부(122)가 이 구동 모터(121)와 연결되어서 상하운동을 할 수 있다.

이의 하나의 예를 들면 상기 제1 브래킷(131)이 가이드 대응부(134) 및 모터 대응부(132)를 구비할 수 있다. 가이드 대응부(134)는 상기 제1, 2가이드부(111, 112)와 평행하도록 위치되고, 슬라이드부(135)가 돌출 형성된다. 모터 대응부(132)는 상기 가이드 대응부(134)로부터 구부러진 것으로 수평방향으로 배치된다. 이 모터 대응부(132)에는 홀(133)이 형성되어서, 상기 구동 모터(121)의 일부가 상기 홀(133)에 삽입된 상태에서 볼트 등의 고정부재에 의하여 결합될 수 있다. 이로 인하여 상기 구동 모터가 상측 방향으로 향하도록 배치시킬 수 있다.

그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 제1, 2이동승강기구(130_c, 130_d)가 LM 가이드 장치나 볼 스크류 등의 직진이동기구를 통하여, 제1, 2가이드부를 따라서 이동 가능하다.

이와 더불어, 상기 제1,2고정승강기구(130_a, 130_b)도 제2 브래킷(137)과 구동 모터(121)를 더 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 브래킷(137)은 상기 가이드 슬롯(115)의 단부에 고정되도록 끼워지고, 구동 모터(121)가 상기 제2 브래킷(137)에 결합되도록 형성될 수 있다.

상기 고정부(122)는, 상기 구동 모터(121)와 연결되어서 상기 구동 모터(121)의 구동에 의하여 상하방향으로 이동하는데, 이 경우, 상기 구동 모터(121)는 보이스 코일 모터로서, 상기 고정부(122)가 상기 구동 모터에 결합되어서 보이스 코일 모터의 구동에 따라서 상하 이동하는 것이 바람직하다.한편, 컨베이어(110)의 제1가이드부(111)와 제2가이드부(112) 간의 간격은 인쇄회로기판(B)의 폭에 따라서 변경 가능하도록 설치된다.

또한 도시되지 않으나, 상기 기판지지장치에는 인쇄회로기판을 지지하도록 승강 가능한 고정 핀이 배치될 수도 있다. 즉, 고정 핀이 고정부 실린더의 공압에 의하여 상승하여 인쇄회로기판(B)에 형성된 기준홀에 끼워져서 상기 인쇄회로기판(B)이 고정될 수 있다.

이하에서는 이상과 같은 구조를 가진 부품실장기용 기판지지장치(100)의 작동을 설명한다. 컨베이어(110)에 안착되어 이송될 인쇄회로기판(B)이 결정되면, 상기 인쇄회로기판(B)의 크기에 맞는 백업 부재(140)를 준비함과 동시에, 상기 백업 부재(140)의 고정 홈(148)에 맞추어지도록 제1, 2이동승강기구(130_c, 130_d)를 가이드 슬롯(115)을 따라서 이동시킨다. 그 후에 상기 백업 부재(140)를 상기 제1, 2고정승강기구(130_a, 130_b) 및 제1, 2이동승강기구(130_c, 130_d) 상에 안착시킨다. 이 경우, 상기 상기 백업 부재(140)의 각 모서리부에 형성된 고정 홈(148)에 상기 제1, 2고정승강기구(130_a, 130_b) 및 제1, 2이동승강기구(130_c, 130_d)의 고정부(122)를 끼우고, 지지부(124)로 백업 부재(140)의 후면을 지지하여 고정시킬 수 있다.

그 후에 상기 인쇄회로기판(B)이 상기 백업 부재(140) 상에 도착하면, 고정부(122)가 구동 모터의 구동에 따라서 상승하게 되고, 이에 따라서 상기 백업 부재(140)가 상기 인쇄회로기판(B)을 소정의 위치에 상승시키게 되고, 이 상태에서 부 품 흡착 노즐이 인쇄회로기판(B) 상에 부품을 실장하는 작업 등을 행하게 된다. 그 후에 구동 모터(121)의 구동에 따라서 고정부(122)가 하강하게 되고, 이에 따라서 백업 부재(140)도 하강하게 된다.

한편, 다른 크기를 가진 인쇄회로기판에 부품이 실장될 경우에는, 상기 인쇄회로기판에 맞는 백업 부재를 준비하고, 상기 제1, 2이송승강기구의 위치를 상기 백업 부재의 크기에 맞춘 다음 상기와 같은 작동을 행하여 기판을 간단히 지지할 수 있다.

즉, 인쇄회로기판을 지지하는 기판지지장치의 크기는, 상기 컨베이어에 의하여 이송된 인쇄회로기판의 크기와 실질적으로 동일하다. 이는 종래의 기판지지장치에서 최대 크기의 인쇄회로기판을 지지할 수 있도록 설치된 것에 비하여 현저하게 그 크기를 줄일 수 있다.

이로 인하여 줄어진 공간에 트레이 피이더(tray feeder) 등의 부품 공급부를 설치할 수도 있으며, 결과적으로 부품 실장기의 전체 크기가 감소한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 이하와 같은 효과가 있다.

첫째, 기판지지장치의 크기를 최소화할 수 있음으로써, 부품 실장기의 총 크기가 감소한다.

둘째, 인쇄회로기판의 크기에 맞추어서 백업 부재를 간단하고 빠른 시간 내에 교체할 수 있다.

셋째, 백업 테이블을 승강시키기 위한 구조가 간단하여서, 총 중량이 감소하 고, 제조비용이 저감된다.

넷째, 기판지지장치가 각각의 인쇄회로기판의 크기에 맞추어서 형성됨으로써, 인쇄회로기판이 컨베이어 벨트와 상기 기판지지장치 간의 간격이 최소한으로 할 수 있고, 따라서 상기 인쇄회로기판이 기판지지장치에 지지되는 시간이 감소하게 되어서, 결과적으로 부품 실장 속도가 빨라진다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (5)

1. 인쇄회로기판을 지지하는 상면을 가진 백업 부재;

   상기 인쇄회로기판을 이송시키도록 나란히 이격 배치된 제1, 2가이드부들을 구비한 컨베이어;

   상기 제1, 2가이드부에 고정되어서 상기 백업 부재의 승강을 안내하는 제1, 2고정승강기구; 및

   상기 제1, 2가이드부에 상기 인쇄회로기판의 이송방향으로 이동 가능하도록 설치되어서, 상기 제1, 2고정승강기구와 연동하여 상기 백업 부재의 승강을 안내하는 제1, 2이동승강기구를 구비하며,

   상기 제1, 2가이드부들 각각의 내측면에는, 상기 기판의 이동방향으로 형성된 가이드 슬롯들이 형성되고,

   상기 제1, 2이동승강기구는, 상기 가이드 슬롯에 슬라이드 가능하도록 수용된 슬라이드부를 구비한 제1 브래킷, 및 상기 제1 브래킷에 결합된 구동 모터를 구비하는 부품실장기용 기판지지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 백업 부재의 코너들 각각에는 고정 홈이 형성되고,

   상기 제1, 2이동승강기구 및 상기 제1, 2고정승강기구 각각은, 상기 고정 홈에 삽입되어 상기 백업 부재를 고정시키는 고정부를 구비하는 부품실장기용 기판지지장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1, 2고정승강기구는:

   상기 가이드 슬롯에 고정되는 제2 브래킷; 및

   상기 제2 브래킷에 결합된 구동 모터를 더 구비하는 부품실장기용 기판지지장치.
5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 구동 모터는 보이스 코일 모터인 것을 특징으로 하는 부품실장기용 기판지지장치.

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