KR101363584B1 - Fpcb 불량 피스 천공기 - Google Patents

Fpcb 불량 피스 천공기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 FPCB 불량 피스 천공기에 관한 것으로, 이재물투입공으로부터 낙하되는 이재물이 수납되는 이재물수납함이 구비되는 작업대; 실린더고정프레임의 단부에 설치되고 실린더로드가 수직방향으로 작동되도록 배치되는 실린더로 이루어진 실린더부; 실린더로드의 단부에 설치되어서 실린더의 작동시 승강되는 비트척과, 비트척에 착탈되고 비트척의 하강시 FPCB 제품의 불량 피스를 천공하는 비트와, 실린더고정프레임에 고정되는 고정가이드 및 비트척에 결합되어서 비트척과 함께 승강되는 이송가이드로 이루어져서 실린더의 작동시 실린더로드와 함께 승강되면서 비트척의 승강을 안내하는 LM가이드로 이루어진 타공부; 에어라인에 설치되어서 에어펌프의 공압이 실린더에 전달되는 것을 단속하는 에어볼밸브와, 에어볼밸브에 연결되어서 이를 개폐하는 페달로 이루어진 공압부를 포함하여 구비된다.
따라서, FPCB 불량 피스를 간편하게 천공할 수 있으므로 천공 작업이 매우 편리하고 신속하며, 초보자도 쉽게 천공 작업할 수 있다. 그리고, AOI 공정에서 검사하여 발생한 불량 피스를 천공 후 다음 BBT 검사 공정에서 불량 피스를 오픈으로 명확하게 선별하도록 하며, 최종 검사에서 확대경 검사시 천공이 된 피스는 불량으로 쉽게 선별된다.

Description

FPCB 불량 피스 천공기{Flexible printed circuit board badness piece drilling machine}
본 발명은 FPCB 불량 피스 천공기에 관한 것으로, 더 상세하게는 FPCB 제품을 검사한 후 불량 피스가 포함된 판넬에서 불량 피스의 회로를 명확하게 커팅하고, 커팅시에 발생된 이재물이 표면에 노출되지 않도록 하며, 불량 피스를 타공하는데 소요되는 시간이 단축될 뿐 아니라 정확하고 사용이 편리한 FPCB 불량 피스 천공기에 관한 것이다.
휴대폰은 현대인의 필수품으로써, 최근 들어 급속도로 보급되고 있는 실정이다. 이러한 휴대폰에 필수적으로 공급되는 FPCB(Flexible Printed Circuit Board)는 경박 단소하면서 더욱더 슬림화되고 있으며 구성 회로도의 밀집도가 높아지고 있다.
FPCB 제조 회사 측에서는 FPCB의 이용 증대와 더불어 제품의 품질을 향상시키기 위해 다각적인 방법으로 불량 검사를 진행하므로 불량 제품의 출하를 방지하려고 노력하고 있다.
PCB 제작 공정은 일반적으로 드라이어 필름(dryer film) 공정 후 AOI(Automatic Optical Inspection) 장비를 이용하여서 중간 검사를 실시한다. AOI 공정은, FPCB 제품 중에 불량 피스를 검출하는 중간 검사 방법으로써, 이 공정에서 광학장비를 이용하여 검사기준에 초과하는 불량 피스를 판별한다. 그리고, 전기도통 검사(Bare Board Test; BBT) 공정에서 오픈(open), 쇼트(short) 불량 제품만 판별한다.
또한, 최종 검사에서 검사원이 육안으로 외형, 기타 불량을 검출하는 바, 육안 검사나 확대경 검사, 현미경 검사 등으로 외관 불량, 스크래치 불량 등을 판별하여 불량 피스는 폐기하는 방법으로 FPCB 제품의 품질을 관리하고 있다.
불량 피스를 판별하는 AOI 공정에서 불량을 표기하는 방법은, 불량 피스에 네임펜으로 X 표시를 하는 방법과, 불량 피스에 대해서 소형 나이프로 해당 피스의 회로를 커팅하는 방법과, 수동 비트를 이용하여 불량 피스에 천공을 하는 방법이 있다.
불량 피스에 네임펜으로 X 표시를 하는 방법은, 다음 공정에서 세척 처리하는 과정에서 네임펜이 흐려지거나 지워지게 되는 문제가 발생되어 최종 확대경 검사시 유출하는 사례가 종종 발생되었다. 이러한 불량 피스에 네임펜으로 X 표시하는 방법은 BBT 공정에서는 전혀 검사를 할 수 없는 방법으로써, 오직 중간 검사인 AOI 공정에 의존하여 품질을 관리함으로써, 유출의 잠재적인 위험 요소를 지니고 있다.
수동으로 FPCB 불량 피스에 천공을 하는 작업은, AOI 검사를 실시한 후에 불량 피스가 포함된 불량 판넬을 출하 검사에서 FPCB 제품과 종이 간지를 동시에 놓고, 수동 비트를 불량 표기한 위치에 두고서 소형 망치로 비트의 머리 부위를 가격하여 이루어진다. 불량 위치에 수동 비트를 지속적으로 타격하여서 타공작업하면 수동 비트홀 속으로 이재물(동박, 종이)이 축적되면서 위로 밀려 올라가게 되고 결국 외부로 배출된다. 수동 비트 밖으로 배출된 이재물은 주변으로 흩어지면서 일부는 불량 판넬이나 양품 판넬 사이에 삽입되어서 다음 공정으로 유입된다.
다음 공정으로 유입된 이재물은 판넬에 가접되며, 이와 같이 가접된 이재물은 제거할 방법이 없어서 그대로 다음 공정으로 이송된다. 결국 동박과 같은 가접된 이재물은 판넬 사이에서 쇼트를 유발하므로 FPCB를 손상시키거나, 제품 외관상 불량을 유발하는 문제를 야기하게 된다.
또한, 수동으로 FPCB 불량 피스에 천공을 하는 작업은, 왼손으로 비트를 쥐고서 오른손으로 소형 망치를 비트의 머리 부위에 가격하여서 이루어지는데, 반복적으로 많은 횟수를 타격함에 따라 작업자의 피로를 가중시키게 되고, 피로 누적에 따른 집중력 저하로 인해 안전사고가 발생될 우려가 있었다.
한편, AOI 검사 후 불량 피스에 대해서 소형 나이프로 해당 피스의 회로를 커팅하는 방법이 진행되기도 하였으나, 이러한 방법은 커팅시 FPCB 기판이 너무 얇고 회로가 밀집되어 있기 때문에 커팅에 시간이 많이 소요되고 기판이 찢어지며 파손되는 사례가 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.
이 커팅 작업은 고도의 숙련이 필요한 작업으로, 숙련된 작업자는 커팅 작업이 가능하나, 초보자는 제대로 커팅할 수 없는 단점을 지니고 있다.
대한민국 특허출원 제10-2010-0031797호
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, FPCB 제품을 검사한 후 불량 피스가 포함된 판넬에서 불량 피스의 회로를 명확하게 커팅하고, 커팅시에 발생된 이재물이 표면에 노출되지 않도록 한 FPCB 불량 피스 천공기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 불량 피스를 타공하는데 소요되는 시간이 단축될 뿐 아니라 정확하고 사용이 편리하도록 한 FPCB 불량 피스 천공기를 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기는, 이재물투입공이 형성되어 있는 상판과, 상판의 하부에 슬라이드되도록 결합되어 있고 이재물투입공으로부터 낙하되는 이재물이 수납되는 이재물수납함과, 상판을 지지하고 상판의 높낮이를 조절하는 높이조절다리로 이루어진 작업대; 작업대의 상판 상에 설치되는 실린더고정프레임과, 실린더고정프레임의 단부에 설치되고 실린더로드가 수직방향으로 작동되도록 배치되는 실린더로 이루어진 실린더부; 실린더로드의 단부에 설치되어서 실린더의 작동시 승강되는 비트척과, 비트척에 착탈되고 비트척의 하강시 FPCB 제품의 불량 피스를 천공하는 비트와, 실린더고정프레임에 고정되는 고정가이드 및 비트척에 결합되어서 비트척과 함께 승강되는 이송가이드로 이루어져서 실린더의 작동시 실린더로드와 함께 승강되면서 비트척의 승강을 안내하는 LM가이드로 이루어진 타공부; 공압을 발생시키고 발생된 공압을 실린더에 공급하는 에어펌프와, 실린더 및 에어펌프에 연결되어서 에어펌프의 공압을 실린더에 공급하는 에어라인과, 에어라인에 설치되어서 에어펌프의 공압이 실린더에 전달되는 것을 단속하는 에어볼밸브와, 에어볼밸브에 연결되어서 이를 개폐하는 페달로 이루어진 공압부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기의 다른 특징은, 비트척은, 복수의 비트장착홈이 형성되어 있다.
본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기의 또 다른 특징은, 비트척의 비트장착홈에는, 코팅층이 형성되되, 이 코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 비트장착홈의 둘레에 용사되어 이루어진다.
본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기의 또 다른 특징은, 에어라인의 둘레에는, 에어라인의 내부를 보호하도록 특수실리콘이 도포되며, 이 특수실리콘은, 플루오라이트카본(fluorite carbon)으로 이루어진다.
본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기의 또 다른 특징은, 페달은, 노듈러주철로 이루어지되, 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
이상에서와 같은 본 발명은, FPCB 불량 피스를 간편하게 천공할 수 있으므로 천공 작업이 매우 편리하고 신속하며, 초보자도 쉽게 천공 작업할 수 있다. 그리고, AOI 공정에서 검사하여 발생한 불량 피스를 천공 후 다음 BBT 검사 공정에서 불량 피스를 오픈으로 명확하게 판별하도록 하며, 최종 검사에서 확대경 검사시 천공이 된 피스는 불량으로 쉽게 선별된다. 따라서 FPCB 제조 공정에서 발생되는 불량 피스에 대한 명확한 선별을 통해, 불량 피스가 휴대폰 제조 회사에 유출되지 않도록 방지되며, 이에 따라 최종 소비자가 불량 전자 기기를 구입하여 사용하게 되는 문제가 방지된다.
본 발명은 FPCB 불량 피스가 천공 처리되므로, BBT 공정에서 전기도통도 검사를 실시하면 명확하게 오픈으로 판별되며, 최종검사에서 확대경으로 천공된 불량 피스가 다시 확인한다. 따라서, 불량 피스가 고객사로 유출되는 문제가 원천적으로 차단된다.
본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기는, 작업자가 작업대의 상판 위에 불량 판넬을 올려 놓고 불량 피스 위치에 비트를 맞춘 후 페달을 밟으면 불량 피스가 천공되므로 천공작업이 매우 편리하고 신속하게 이루어진다. 따라서, 종래와 같이 불량 피스를 나이프로 일일이 커팅하므로 회로의 배치도에 따라 커팅 자세가 바뀌어야 하고 이에 따라 커팅작업이 매우 불편하며 커팅시간이 지연되었던 종래의 문제가 해결된다.
본 발명의 비트척은, 복수의 비트장착홈이 형성되어 있다. 따라서, 하나의 비트장착홈이 마모될 경우, 비트척 전체를 교환하지 않고, 비트를 다른 비트장착홈에 장착하여서 사용할 수 있다. 그러므로 하나의 비트장착홈이 마모되더라도 비트척 전체를 교환할 필요가 없으며 이에 따라 유지 보수비를 크게 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기를 보인 개략적 사시도
도 2은 도 1의 부분 확대 사시도
도 3은 도 1의 개략적 정면도
도 4는 도 3의 개략적 측면도
도 5는 도 4의 부분 분리 측면도
본 발명의 구체적인 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조한 이하의 설명으로 더욱 명확해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기를 보인 개략적 사시도이고, 도 2은 도 1의 부분 확대 사시도이며, 도 3은 도 1의 개략적 정면도이다. 도 4는 도 3의 개략적 측면도이고, 도 5는 도 4의 부분 분리 측면도이다.
이러한 본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기는 작업대(10), 실린더부(20), 타공부(30), 공압부(40)를 포함하여 이루어진다.
작업대(10)는, 상판(11), 이재물수납함(13), 높이조절다리(15)로 이루어진다.
상판(11)은, 중앙에 이재물투입공(12)이 형성되어 있다. 이재물수납함(13)은, 상판(11)의 하부에 슬라이드되도록 결합되어 있고 이재물투입공(12)으로부터 낙하되는 이재물이 수납된다. 이재물수납함(13)에는 이재물수납함을 작업대(10)로부터 인출시키거나 인입시키도록 손잡이(14)가 설치되어 있다. 높이조절다리(15)는 상판(11)을 지지하고 상판(11)의 높낮이를 조절한다.
한편, 상판(11)의 상부면에는 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 따라 작업자의 피로회복, 건강증진 등에 효과를 얻을 수 있다.
이 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 90∼94중량%에 기능성 오일 6∼10중량%가 혼합되며, 기능성 오일은, 헬리오트로프 오일(Heliotropium arborescense oil) 50중량%, 성존스왓트 오일(St. John's Wort oil) 50중량%로 이루어진다.
여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 6∼10중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 6중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 10중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.
기능성 오일 중 헬리오트로프 오일(Heliotropium arborescense oil)은 남미 원산의 짙은 보라색 또는 흰색의 꽃에서 향기가 나는 향료식물로서, 꽃에서 얻어지는 오일로서, 진통, 항울, 심리적 스트레스로 인한 혈압상승치료 등에 좋은 효과가 있다.
성존스왓트 오일(St. John's Wort oil)은 추출한 오일이 붉은 색을 띠며, 항울증, 신경통, 근육통, 통증완화 등의 질환 치료 및 항염효과 등에 작용효과가 우수하다.
이러한 기능성 오일이 상판(11)의 상부면에 코팅되므로 작업자가 펀칭 작업을 하고 있는 동안 발산되면서 작업자의 피로회복, 건강증진 등을 꾀할 수 있다.
또한, 이재물수납함(13)의 손잡이(14)에는 살균, 소독 기능 등을 가진 방향제 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 따라 작업자가 이재물수납함(13)을 당기거나 밀기 위해 손잡이(14)를 잡을 때 오염되는 것을 방지시킨다.
이 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 95∼97중량%에 기능성 오일 3∼5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은 커리 플란트(Curry Plant) 50중량%, 산토리나(Santolina) 50중량%로 이루어진다.
여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 3∼5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 5중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.
기능성 오일 중 커리 플란트(Curry Plant)는 주 화학성분으로는 nerol, neryl acetate, geraniol 등을 들 수 있으며, 항경련, 항박테리아, 항바이러스, 항균, 세균 독성효과 등이 우수하고 좋은 효과를 나타낸다.
산토리나(Santolina)는 주 화학성분으로는 borneol, cineole, camphene 등을 들 수 있으며, 살충, 항균, 살균효과 등이 우수하다.
손은 전염 물질이 신체에 침투하는 주 경로로써, 항상 청결한 상태를 유지해야 한다. 본 발명의 기능성 오일은 이재물수납함(13)의 손잡이(14)에 코팅되므로 손잡이(14)가 항상 청결한 상태로 유지된다. 따라서, 작업자가 이재물수납함(13)을 작업대(10)로부터 인출시키거나 인입시키기 위해 손잡이(14)를 잡더라도 손이 오염되는 것이 방지된다.
실린더부(20)는, 작업대(10)의 상판(11) 상에 설치되는 실린더고정프레임(21)과, 실린더고정프레임(21)의 단부에 설치되고 실린더로드(23)가 수직방향으로 작동되도록 배치되는 실린더(22)로 이루어진다.
한편, 실린더(22)의 외부면에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포될 수 있다.
이 온도변색층은, 소정의 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 실린더(22)의 표면에 코팅되어 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있고, 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 코팅된다.
여기서, 온도변색층은, 각각 40℃ 이상 및 60℃ 이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 코팅하여 형성될 수 있다.
온도변색층은 실내 공간의 온도에 따라 색이 변화하여 실린더(22)의 과열 징후를 감지하기 위한 것이다. 이러한 온도변색층은 소정의 온도 이상이 되었을 때 색상이 변하는 온도변색물질이 실린더(22)의 표면에 코팅됨으로써 형성될 수 있다.
온도변색물질은 일반적으로 1~10㎛의 마이크로캡슐 구조로 구성되어 있고, 마이크로캡슐 내에 전자 공여체와 전자 수용체의 온도에 따른 결합 및 분리현상으로 인해 유색 및 투명색을 나타내도록 할 수 있다.
또한, 온도변색물질은 색의 변화가 빠르고, 40℃, 60℃, 70℃, 80℃, 90℃, 100℃, 120℃, 150℃, 180℃, 200℃ 등의 다양한 변색온도를 가질 수 있으며, 이러한 변색온도는 여러 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 온도변색물질은 유기화합물의 분자 재배열, 원자단의 공간 재배치 등의 원리에 의한 다양한 종류의 온도변색물질이 이용될 수 있다.
이를 위해, 온도변색층은 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 코팅하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 온도변색층은 상대적으로 저온의 변색온도를 갖는 온도변색물질과 상대적으로 고온의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40℃이상 및 60℃이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하여 온도변색층을 형성할 수 있다.
이를 통해, 실린더(22)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있어 과열에 의한 실린더(22)의 손상을 예측하여서, 실린더(22)의 손상을 미연에 방지할 수 있다.
보호막층은 온도변색층 위에 코팅되어서 외부의 충격으로 인해 온도변색층이 손상되는 것을 방지하며, 온도변색층의 변색 여부를 쉽게 확인함과 동시에 온도변색물질이 열에 약한 것을 고려하여 단열 효과를 가지는 투명 코팅재를 사용하는 것이 바람직하다.
타공부(30)는, 비트척(31), 비트(33), LM가이드(34)로 이루어진다.
비트척(31)은, 실린더로드(23)의 단부에 설치되어서 실린더(22)의 작동시 승강된다. 비트(33)는, 비트척(31)에 착탈되고 비트척(31)의 하강시 FPCB 제품의 불량 피스를 천공한다. LM가이드(34)는, 실린더고정프레임(21)에 고정되는 고정가이드(35) 및 비트척(31)에 결합되어서 비트척(31)과 함께 승강되는 이송가이드(36)로 이루어져서 실린더(22)의 작동시 실린더로드(23)와 함께 승강되면서 비트척(31)의 승강을 안내한다.
이러한 비트척(31)은, 복수의 비트장착홈(32)이 형성되어 있다. 따라서, 하나의 비트장착홈(32)이 마모될 경우, 비트척(31) 전체를 교환하지 않고, 비트(33)를 다른 비트장착홈(32)에 장착하여서 사용할 수 있다. 그러므로 하나의 비트장착홈(32)이 마모되더라도 비트(33)를 마모되지 않은 다른 비트장착홈(32)에 장착하여서 사용할 수 있으므로 유지 보수비를 크게 절감할 수 있다.
비트척(31)의 비트장착홈(32)에는 코팅층이 형성될 수 있다.
비트장착홈(32)에 세라믹 코팅을 하는 이유는 부식 방지가 주목적이다. 세라믹 코팅은 크롬도금 또는 니켈크롬도금에 비해 내부식성, 내스크래치성, 내마모성, 내충격성 및 내구성이 뛰어나다.
비트척(31)의 비트장착홈(32)은 소재가공공정, 열처리공정, 최종가공공정, 코팅공정 및 연마공정 순서로 나누어지며, 코팅고정은, 가공된 실린더로드의 샌드블라스팅(Sand Blasting)작업, 클리닝(cleaning)작업을 수행한 후 그 둘레에 코팅층을 형성시킨다.
이 코팅층은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 비트척(31)의 비트장착홈(32)의 둘레에 용사되어 이루어진다.
산화크롬(Cr2O3)은, 금속 내부로 침입하는 산소를 차단시키는 부동태피막(Passivity Layer)의 역할을 함으로써 녹이 잘 슬지 않도록 하는 역할을 한다.
이산화티타늄(TiO2)은, 물리화학적으로 매우 안정적이고 은폐력이 높아서 백색안료로 많이 된다. 또한 굴절율이 높아서 고굴절율의 세라믹스에도 많이 이용되고 있다. 그리고 광촉매적 특성과 초친수성의 특성을 갖는다. 이산화티타늄(TiO2)은, 공기정화 작용, 항균작용, 유해물질 분해작용, 오염방지 기능, 변색 방지기능의 역할을 수행한다. 이러한 이산화티타늄(TiO2)은, 코팅층이 비트척(31)의 비트장착홈(32)의 둘레에 확실하게 피복되도록 하며, 비트척(31)의 비트장착홈(32)에 부착된 이물질을 분해, 제거하여 비트척(31)의 비트장착홈(32)의 손상을 방지시킨다.
여기서, 산화크롬(Cr2O3)과 이산화티타늄(TiO2)을 혼합하여서 사용할 경우, 이들의 혼합 비율은, 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량%에 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.
산화크롬(Cr2O3)의 혼합비율이 96∼98중량%보다 적을 경우, 고온 등의 환경에서 산화크롬(Cr2O3)의 피복이 파괴되는 경우가 종종 발생되었으며, 이에 따라 비트척(31)의 비트장착홈(32)의 녹방지 효과가 급격이 저하되었다.
이산화티타늄(TiO2)의 혼합비율이 2∼4중량%보다 적을 경우, 이를 산화크롬(Cr2O3)에 혼합하는 목적이 퇴색될 정도로 이산화티타늄(TiO2)의 효과가 미미하였다. 즉, 이산화티타늄(TiO2)은 비트척(31)의 비트장착홈(32)의 둘레에 부착되는 이물질을 분해, 제거하여서 비트척(31)의 비트장착홈(32)이 부식되거나 손상되는 것을 방지시키는데, 그 혼합비율이 2∼4%중량보다 작을 경우, 부착된 이물질을 분해하는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.
이러한 재료들로 이루어진 코팅층은, 비트장착홈(32)의 둘레에 50∼600㎛의 두께로 이루어지고, 경도는 900∼1000HV, 표면조도는 0.1∼0.3㎛를 유지하도록 플라즈마 코팅된다.
이러한 코팅층은, 상기의 분말가루와 1400℃의 가스를 마하 2정도의 속도로 비트장착홈(32)의 둘레에 제트분사하여서 400㎛으로 용사한 후 다이아몬드휠(Diamond Wheel) 및 필름(Film)을 이용하여 50∼600㎛으로 랩핑한다.
코팅층의 두께가 50㎛ 미만일 경우, 상술한 세라믹 코팅층에 의한 효과가 보장되지 못하게 되며, 코팅층의 두께가 600㎛을 초과할 경우, 상술한 효과의 증대는 미미한 반면 과다한 세라믹코팅에 의해 작업시간 및 재료비가 낭비되는 문제점이 있다.
실린더로드에 코팅층이 코팅되는 동안 비트장착홈(32)의 온도는 상승되는데, 가열된 비트장착홈(32)의 변형이 방지되도록 비트척(31)의 비트장착홈(32)이 냉각장치(미도시)로 냉각되어서 150∼200℃의 온도를 유지하도록 된다.
코팅층의 둘레에는 금속계 유리 석영 계통으로 이루어진 무수크롬산(CrO3)으로 이루어진 실링재가 도포된다. 무수크롬산은 무기실링재로써 크롬니켈 분말로 이루어진 코팅층 둘레에 도포된다.
무수크롬산(CrO3)은, 높은 내마모, 윤활성, 내열성, 내식성, 이형성을 필요로 하는 곳에 사용되며, 대기중에서 변색이 안되고, 내구성이 크며, 내마모성과 내식성이 좋다. 실링재의 코팅 두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다. 실링재의 코팅두께가 0.3㎛ 미만이면 약간의 스크래치홈에도 실링재가 쉽게 파이면서 벗겨지게 되므로 상술한 효과를 얻을 수 없게 된다. 실링재의 코팅두께가 0.5㎛를 초과할 정도로 두껍게 하면 도금면에 핀홀(pin hole), 균열 등이 많게 된다. 따라서 실링재의 코팅두께는 0.3∼0.5㎛ 정도가 바람직하다.
따라서 외부에 빈번히 노출되는 비트장착홈(32)의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 비트척(31)의 비트장착홈(32)이 산화되는 것이 방지되고, 비트장착홈(32)의 산화 방지에 의해 안전사고가 예방되며, 결국 FPCB 불량 피스 천공기의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.
공압부(40)는, 에어펌프(41), 에어라인(42), 에어볼밸브(43), 페달(44)로 이루어진다.
에어펌프(41)는, 공압을 발생시키고 발생된 공압을 실린더(22)에 공급한다. 에어라인(42)은, 실린더(22) 및 에어펌프(41)에 연결되어서 에어펌프(41)의 공압을 실린더(22)에 공급한다. 에어볼밸브(43)는, 에어라인(42)에 설치되어서 에어펌프(41)의 공압이 실린더(22)에 전달되는 것을 단속한다. 페달(44)은, 에어볼밸브(43)에 연결되어서 이를 개폐한다.
한편, 에어라인(42)의 둘레에는, 에어라인(42)의 내부를 보호하도록 특수실리콘이 도포되며, 이 특수실리콘은, 플루오라이트카본(fluorite carbon)으로 이루어진다.
플루오라이트카본은 분자결합상 치밀한 조직으로 구성되고 높은 내열성을 가지며 내화학성이 뛰어나다. 따라서 에어라인(42)의 내구성이 크게 향상되므로 에어라인(42)이 외부에 장기간 노출되고 작업자나 기타 물품에 부딪힌다 하더라도 쉽게 부식되거나 파열 및 훼손되는 것을 방지시킨다.
또한, 페달(44)은, 노듈러주철로 이루어질 수 있다. 이 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
노듈러주철은, 일반 회주철의 용탕에 마그네슘 등을 첨가하여 응고과정에서 흑연이 구상으로 정출된 주철이므로 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이다. 이러한 노듈러주철은 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상된다.
노듈러주철을 1600℃ 미만으로 가열하면 전체 조직이 충분히 용융되지 못하며, 1650℃를 초과하여 가열시키면 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열하는 것이 바람직하다.
용융된 노듈러주철에는 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣는 바, 마그네슘이 0.3중량% 미만이면 구상화 처리제를 투입효과가 극히 미미해 지며, 0.7중량%를 초과하면 구상화 처리제의 투입효과가 크게 향상되지 않는 반면에, 고가의 재료비가 증가되는 문제점이 있다. 그러므로 구상화 처리제의 마그네슘 혼합비율은 0.3∼0.7중량% 정도가 적합하다.
용융된 노듈러주철에 구상화 처리제가 투입되면 이를 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한다. 구상화 처리 온도가 1500℃ 미만이면 구상화 처리가 제대로 이루어지지 않으며, 1550℃를 초과하면 구상화 처리 효과가 크게 개선되지 않는 반면에 불필요하게 에너지가 낭비된다. 그러므로 구상화 처리 온도는 1500∼1550℃가 적합하다.
이러한 본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기는 다음과 같이 작동된다.
작업대(10)의 상판(11)에 천공할 판넬을 올려 놓고 불량 피스 자리를 타공부(30)의 비트(33) 하부에 위치시킨다.
이러한 상태에서 페달(44)을 밟으면 에어볼밸브(43)가 열리면서 에어펌프(41)의 공압이 에어라인(42)을 통해 실린더(22)로 공급된다. 실린더(22)에 공압이 공급되면 실린더로드(23)가 직진하게 되고 이에 따라 LM가이드(34)의 이송가이드(36)가 고정가이드(35)를 따라 하강되며, 이송가이드(36)에 설치된 비트척(31)을 하강시킨다.
따라서 비트척(31)에 설치된 비트(33)가 하강되어서 판넬의 불량 피스 자리에 3mm 구멍을 천공한다. 비트(33)에 의해 천공되면서 발생된 이재물은 상판(11)의 이재물투입공(12)을 통해 하측으로 낙하되어서 이재물수납함(13)에 저장된다.
천공된 불량 피스는 다음 공정으로 이송되어서 BBT 공정 및 확대경 검사를 시행하는 바, BBT 공정에서 전기도통검사를 실시하면 오픈으로 명확하게 판별되고, 최종 검사인 확대경 검사에서 천공된 불량 피스가 명확하게 식별되므로 검사원의 검사 속도가 빨라지고, 검사 정확도가 대폭 향상된다.
본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫번째, FPCB 불량 피스를 간편하게 천공할 수 있으므로 천공 작업이 매우 편리하고 신속하며, 초보자도 쉽게 천공 작업할 수 있다. 그리고, AOI 공정에서 검사하여 발생한 불량 피스를 천공 후 다음 BBT 검사 공정에서 불량 피스를 오픈으로 명확하게 선별하도록 하며, 최종 검사에서 확대경 검사시 천공이 된 피스는 불량으로 쉽게 선별된다.
따라서 FPCB 제조 공정에서 발생되는 불량 피스에 대한 명확한 선별을 통해, 불량 피스가 휴대폰 제조 회사에 유출되지 않도록 방지되며, 이에 따라 최종 소비자가 불량 전자 기기를 구입하여 사용하게 되는 문제가 방지된다.
두번째, 본 발명은 FPCB 불량 피스가 천공 처리되므로, BBT 공정에서 전기도통도 검사를 실시하면 명확하게 오픈으로 판별되며, 최종검사에서 확대경으로 천공된 불량 피스가 다시 확인한다.
따라서, 불량 피스가 고객사로 유출되는 문제가 원천적으로 차단된다.
세번째, 본 발명의 FPCB 불량 피스 천공기는 작업자가 작업대(10)의 상판(11) 위에 불량 판넬을 올려 놓고 불량 피스 위치에 비트(33)를 맞춘 후 페달(44)을 밟으면 불량 피스가 천공되므로 천공작업이 매우 편리하고 신속하게 이루어진다.
따라서, 종래와 같이 불량 피스를 나이프로 일일이 커팅하므로 회로의 배치도에 따라 커팅 자세가 바뀌어야 하고 이에 따라 커팅작업이 매우 불편하며 커팅시간이 지연되었던 종래의 문제가 해결된다.
네번째, 본 발명의 비트척(31)은 복수의 비트장착홈(32)이 형성되어 있다.
따라서, 하나의 비트장착홈(32)이 마모될 경우, 비트척(31) 전체를 교환하지 않고, 비트(33)를 다른 비트장착홈(32)에 장착하여서 사용할 수 있다. 그러므로 하나의 비트장착홈(32)이 마모되더라도 비트척(31) 전체를 교환할 필요가 없으며 이에 따라 유지 보수비를 크게 절감할 수 있다.
다섯번째, 본 발명의 작업대(10)의 상판(11)의 상부면에는 방향제 90∼94중량%에 헬리오트로프 오일(Heliotropium arborescense oil) 50중량%, 성존스왓트 오일(St. John's Wort oil) 50중량%으로 이루어진 기능성 오일 6∼10중량%가 혼합된 방향제 물질이 코팅되어 있다.
따라서, 작업대(10)의 상판(11)에 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 코팅되므로 작업자가 펀칭 작업을 하고 있는 동안 발산되면서 작업자의 피로회복, 건강증진 등을 꾀할 수 있다.
여섯번째, 이재물수납함(13)의 손잡이(14)에는 방향제 95∼97중량%에, 커리 플란트(Curry Plant) 50중량%, 산토리나(Santolina) 50중량%로 이루어진 기능성 오일이 3∼5중량%가 혼합된 방향제 물질이 코팅되어 있다.
따라서, 이재물수납함(13)의 손잡이(14)에 코팅되므로 손잡이(14)가 항상 청결한 상태로 유지되며, 이에 따라 작업자가 이재물수납함(13)을 작업대(10)로부터 인출시키거나 인입시키기 위해 손잡이(14)를 잡더라도 손이 오염되는 것이 방지된다.
일곱번째, 실린더(22)의 외부면에는 온도에 따라 색이 변화하는 온도변색층이 도포되고, 이 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 코팅되며, 온도변색층은 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 코팅하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성된다.
따라서, 실린더(22)의 온도 변화를 단계적으로 확인할 수 있어 과열에 의한 실린더(22)의 손상을 예측하여서, 실린더(22)의 손상을 미연에 방지할 수 있으며, 보호막층에 의해 외부의 충격으로 인해 온도변색층이 손상되는 것이 방지된다.
여덟번째, 비트척(31)의 비트장착홈(32)에는 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 비트척(31)의 비트장착홈(32)의 둘레에 용사되어 이루어진 코팅층이 형성된다.
따라서, 외부에 빈번히 노출되는 비트장착홈(32)의 둘레에 내산화성이 뛰어난 코팅층이 형성되므로 비트척(31)의 비트장착홈(32)이 산화되는 것이 방지되고, 비트장착홈(32)의 산화 방지에 의해 안전사고가 예방되며, 결국 FPCB 불량 피스 천공기의 수명이 연장되어서 유지 보수비가 절감되는 효과가 있다.
아홉번째, 에어라인(42)의 둘레에는, 에어라인(42)의 내부를 보호하도록 특수실리콘이 도포되며, 이 특수실리콘은, 분자결합상 치밀한 조직으로 구성되고 높은 내열성을 가지며 내화학성이 뛰어난 플루오라이트카본(fluorite carbon)으로 이루어진다.
따라서, 에어라인(42)의 내구성이 크게 향상되므로 에어라인(42)이 외부에 장기간 노출되고 작업자나 기타 물품에 부딪힌다 하더라도 쉽게 부식되거나 파열 및 훼손되는 것을 방지시킨다.
열번째, 페달(44)은 노듈러주철로 이루어지며, 이 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진다.
따라서, 노듈러주철은, 일반 회주철의 용탕에 마그네슘 등을 첨가하여 응고과정에서 흑연이 구상으로 정출된 주철이므로 회주철에 비하여 흑연의 형태가 구상이고, 이러한 노듈러주철은 노치효과가 적기 때문에 응력 집중 현상이 감소되어 강도와 인성이 크게 향상되며, 이에 따라 페달(44)을 장기간 사용하여도 쉽게 파손되지 않는다.
10 : 작업대 11 : 상판
12 : 이재물투입공 13 : 이재물수납함
14 : 손잡이 15 : 높이조절다리
20 : 실린더부 21 : 실린더고정프레임
22 : 실린더 23 : 실린더로드
30 : 타공부 31 : 비트척
32 : 비트장착홈 33 : 비트
34 : LM가이드 35 : 고정가이드
36 : 이송가이드 40 : 공압부
41 : 에어펌프 42 : 에어라인
43 : 에어볼밸브 44 : 페달

Claims (5)

  1. 이재물투입공(12)이 형성되어 있는 상판(11)과, 상판(11)의 하부에 슬라이드되도록 결합되어 있고 이재물투입공(12)으로부터 낙하되는 이재물이 수납되는 이재물수납함(13)과, 상판(11)을 지지하고 상판(11)의 높낮이를 조절하는 높이조절다리(15)로 이루어진 작업대(10);
    작업대(10)의 상판(11) 상에 설치되는 실린더고정프레임(21)과, 실린더고정프레임(21)의 단부에 설치되고 실린더로드(23)가 수직방향으로 작동되도록 배치되는 실린더(22)로 이루어진 실린더부(20);
    실린더로드(23)의 단부에 설치되어서 실린더(22)의 작동시 승강되는 비트척(31)과, 비트척(31)에 착탈되고 비트척(31)의 하강시 FPCB 제품의 불량 피스를 천공하는 비트(33)와, 실린더고정프레임(21)에 고정되는 고정가이드(35) 및 비트척(31)에 결합되어서 비트척(31)과 함께 승강되는 이송가이드(36)로 이루어져서 실린더(22)의 작동시 실린더로드(23)와 함께 승강되면서 비트척(31)의 승강을 안내하는 LM가이드(34)로 이루어진 타공부(30);
    공압을 발생시키고 발생된 공압을 실린더(22)에 공급하는 에어펌프(41)와, 실린더(22) 및 에어펌프(41)에 연결되어서 에어펌프(41)의 공압을 실린더(22)에 공급하는 에어라인(42)과, 에어라인(42)에 설치되어서 에어펌프(41)의 공압이 실린더(22)에 전달되는 것을 단속하는 에어볼밸브(43)와, 에어볼밸브(43)에 연결되어서 이를 개폐하는 페달(44)로 이루어진 공압부(40)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPCB 불량 피스 천공기.
  2. 청구항 1에 있어서, 비트척(31)은,
    복수의 비트(33)들이 장착되도록 복수의 비트장착홈(32)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 FPCB 불량 피스 천공기.
  3. 청구항 2에 있어서, 비트척(31)의 비트장착홈(32)에는,
    코팅층이 형성되되, 이 코팅층은 산화크롬(Cr2O3) 96∼98중량% 및 이산화티타늄(TiO2) 2∼4중량%가 혼합되어 이루어진 분말이 비트장착홈(32)의 둘레에 용사되어 이루어진 것을 특징으로 하는 FPCB 불량 피스 천공기.
  4. 청구항 1에 있어서, 에어라인(42)의 둘레에는,
    에어라인(42)의 내부를 보호하도록 특수실리콘이 도포되며, 이 특수실리콘은, 플루오라이트카본(fluorite carbon)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 FPCB 불량 피스 천공기.
  5. 청구항 1에 있어서, 페달(44)은,
    노듈러주철로 이루어지되, 노듈러주철을 1600∼1650℃로 가열시켜서 용탕으로 만든 다음 탈황처리를 하며, 마그네슘이 0.3∼0.7중량% 정도 포함된 구상화 처리제를 넣고 1500∼1550℃에서 구상화 처리를 실시한 후 열처리하여 이루어진 것을 특징으로 하는 FPCB 불량 피스 천공기.
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