KR101771905B1

KR101771905B1 - 인쇄회로기판의 교체를 위한 정합 시스템

Info

Publication number: KR101771905B1
Application number: KR1020170090194A
Authority: KR
Inventors: 조선기
Original assignee: 조선기
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2017-07-17
Publication date: 2017-09-05

Abstract

인쇄회로기판의 교체를 위한 정합 시스템이 개시된다. 본 발명 구체예들에 따른 정합 시스템은 PCB 키트의 정합작업과 정합 후 정합검사를 보다 용이하고 효율적으로 수행할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템에서 정합장치는 장홈 형태의 복수의 접착제 배출부가 형성된 받침판을 마련하고, PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과 양품 PCB의 절단면 사이의 틈에 접착제를 충진할 때에 PCB 키트의 하부로 유출되는 접착제를 상기 접착제 배출부에 수용하게 함으로써 접착제 유출을 막기 위한 별도의 접착테이프가 요구되지 않을 뿐만 아니라 접착제를 제공하는 접착노즐을 포함하는 접착부를 설치함으로써, 자동으로 접착제를 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과 양품 PCB의 절단면에 도포할 수 있는 바, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 검사장치는 하나의 라인에서 PCB 키트의 검사가 이루어지는 동안 다른 라인에 PCB 키트를 배치함으로써, 기판 로딩 시간을 크게 단축시키는 바, 정합 검사의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 교체를 위한 정합 시스템{ALIGNMENT SYSTEM FOR REPLACING PRINTED CIRCUIT BOARD}

본 발명은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 키트의 정합공정을 수행하기 위한정합장치 및 정합부 검사장치를 포함하는 정합 시스템에 관한 것이다.

반도체 IC(Integrated Circuit; 집적회로)와 각종 전자부품들은 그 자체로는 동작할 수 없다. 전자부품을 실장하여 전기적으로 연결하고, 전원을 공급해야 하며, 이를 담당하는 기능성 부품이 PCB(Printed Circuit Board; 인쇄회로기판)이다. PCB는 재질에 따라 리지드(Rigid) PCB와 플렉시블(Flexible) PCB로 구분되며, 층수에 따라 단면 PCB, 양면 PCB, 다층 PCB로 구분되는 것이 일반적이다. 단면 PCB(Single Side PCB)는 기판의 한쪽 면에만 배선을 형성한 PCB이다. 양면 PCB(Double Side PCB)는 기판의 양쪽 면에 배선을 형성한 PCB이다. 다층 PCB(Multi Layer Board; MLB)는 배선을 여러 층으로 형성한 PCB이다. 단순한 기능의 제품에는 단면 PCB가 주로 사용되고, 기능이 복잡한 전자기기일수록 한정된 공간에 많은 배선을 배치하기 위해 PCB의 층수가 증가된다. 최근 단면 PCB보다는 양면 PCB나 다층 PCB의 제조가 증가하는 이유다.

한편, 생산성 향상을 위해 PCB는 하나씩 제조되는 것이 아니라 복수의 PCB를 하나의 기판에 형성한 후에, 다시 재단하여 각 제품을 만드는 것이 일반적이다. 이렇듯 복수의 PCB가 하나의 기판에 형성된 것을 PCB 키트라고 한다. 그리고 생산 공정에서 PCB 키트를 구성하는 복수의 PCB 중 1 이상이 불량으로 판정되는 경우가 있다. 이런 경우에는 PCB 키트로부터 불량 판정을 받은 PCB를 커팅하여 제거한 후, 그 자리에 양품 판정을 받은 PCB를 위치시켜 부착을 하게 되는데 이를 정합작업이라고 한다. 정합작업을 마친 후에도 제대로 정합이 되었는지 여부가 검사되어야 하며, 이를 정합검사라고 한다.

정합작업은 크게 가압장치를 이용하는 기계적인 결합방식과, 접착제를 이용하는 화학적인 결합방식으로 구분될 수 있다. 전자의 방식은 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 위치시킨 후에 가압장치로 가압하여 억지끼움 방식으로 양자를 결합시키는 것이다. 그러나 이와 같은 방식은 PCB에 상당한 충격을 주게 되는 바, 가압에 의해 PCB의 연결부가 파손되거나 회로부에 문제가 추가적으로 발생하는 단점이 있다. 나아가 가압장치를 이용할 때에는 가압장치의 하부 지그에 PCB 키트를 고정핀으로 고정한 후에 상부면을 가압하게 되는데, 가압이 종료된 후에 PCB 키트를 고정핀으로부터 빼내는 과정에서 PCB 키트가 휘거나 꺾이는 일이 종종 발생하여 수율에 문제를 야기하였다. 한편, 후자의 방식은 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과, 양품 PCB의 절단면 사이에 발생하는 소정 공간의 틈을 접착제(대표적으로는 에폭시 접착제)로 채움으로써 양자를 결합시키는 것이다. 그러나 이와 같은 방식은 접착제의 주입 과정에서 접착제가 PCB 키트의 하부로 유출되는 경우가 많아 이를 막기 위해 접착테이프를 결합 부분의 하부에 부착시키는 추가 공정이 요구되며, 대부분은 작업자들이 직접 수작업을 통해 접착제를 채웠는 바, 생산성이 떨어진다는 문제가 있었다.

정합검사 또한 종래에는 작업자의 육안에 의해 이루어지거나 장비를 사용하는 것이 일반적이며, 상술한 정합부의 검사를 자동으로 수행하는 장치를 보다 개선하기 위한 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.

특허문헌 1: 한국공개특허 제10-2015-0031097호 (2015.03.23 공개) 특허문헌 2: 한국등록특허 제10-1167617호 (2012.07.16 등록)

본 발명은 PCB 키트의 정합공정을 수행하는 정합 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, PCB(Printed Circuit Board) 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 결합시키는 정합 공정을 수행하기 위한 정합 시스템에 있어서, 상기 정합 시스템은 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 결합시키는 정합장치와, 상기 정합장치에서 정합된 PCB 키트가 이송되어 상기 PCB 키트의 정합부를 광학 검사하기 위한 검사장치를 포함하고, 상기 정합장치는, 하부분에 가압공간이 마련되는 하우징과, 하우징 내부에 설치되는 제1 제어부를 포함하는 제1 본체부와; 상기 가압공간의 하부면에 설치되고 상부에는 PCB 키트 - 불량 PCB가 제거된 교체공간과, 상기 교체공간에 배치된 양품 PCB를 포함함 - 가 안착되는 기판안착부와; 상기 가압공간의 상부에 설치되고 상기 기판안착부의 상면을 가압하는 가압부를 포함하고, 상기 기판안착부는, 상기 가압공간의 하부면에 설치되고 상부에는 복수의 결합홀이 형성되며 상기 결합홀 중 1 이상에 고정핀이 설치되는 지지판과; 상기 지지판의 상부에 배치되는 것으로, 상기 고정핀이 삽입되는 통공이 1 이상 형성되며 양측부 테두리에는 장홈 형태의 복수의 접착제 배출부가 일렬로 형성되는 받침판을 포함하고, 상기 PCB 키트는 상기 받침판 상부에 배치되어 상기 고정핀에 의해 고정되되, 상기 PCB 키트에서 상기 교체공간에 배치된 양품 PCB의 측부 결합부위가 상기 접착제 배출부의 상부에 놓여지며, 상기 검사장치는, 내부에 제2 제어부가 구비되고 상부에 작업대가 설치되는 제2 본체부와; 상기 작업대의 최전방 일측에 마련되어 상기 정합장치에서 이송된 PCB 키트가 적재되는 기판적재부와; 상기 기판적재부의 후방에 길이방향으로 배치되는 제1 레일과, 상기 제1 레일의 상부에 결합되어 상기 제1 레일을 따라 길이방향으로 이동되는 제1 이동체를 포함하며, 상기 제1 이동체에 배치된 PCB 키트를 하기 검사부의 하부 또는 기판 분배부의 하부로 이동시키는 제1 기판이동부와; 상기 제1 기판이동부의 후방에 길이방향으로 배치되는 제2 레일과, 상기 제2 레일의 상부에 결합되어 상기 제2 레일을 따라 길이방향으로 이동되는 제2 이동체를 포함하며, 상기 제2 이동체에 배치된 PCB 키트를 하기 검사부의 하부 또는 기판 분배부의 하부로 이동시키는 제2 기판이동부와; 상기 작업대의 좌측 상부에 폭방향으로 배치되는 제3 레일과, 상기 제3 레일을 따라 폭방향으로 이동되는 제1 수평이동부와, 상기 제1 수평이동부에 결합되어 수직이동되는 제1 수직이동부와, 상기 제1 수직이동부에 길이방향으로 마련되어 하부에 상기 PCB 키트를 흡착시키는 제1 기판흡착부를 포함하며, 상기 기판적재부로부터 상기 PCB 키트를 상기 제1 기판이동부의 제1 이동체 또는 상기 제2 기판이동부의 제2 이동체로 배치시키는 기판배치부와; 상기 작업대의 중앙부 상부에 폭방향으로 배치되는 제4 레일과, 상기 제4 레일을 따라 폭방향으로 이동되는 제2 수평이동부와, 상기 제2 수평이동부에 결합되어 수직이동되는 제2 수직이동부와, 상기 제2 수직이동부에 결합되어 상기 제1 기판이동부 또는 제2 기판이동부에 의해 이동된 PCB 키트의 정합 부위를 촬영하여 상기 제2 제어부로 전송하는 검사유닛을 포함하는 검사부와; 상기 작업대의 우측 상부에 폭방향으로 배치되는 제5 레일과, 상기 제5 레일을 따라 폭방향으로 이동되는 제3 수평이동부와, 상기 제3 수평이동부에 결합되어 수직이동되는 제3 수직이동부와, 상기 제3 수직이동부에 길이방향으로 마련되어 하부에 상기 PCB 키트를 흡착시키는 제2 기판흡착부를 포함하며, 상기 제1 기판이동부 또는 제2 기판이동부에 의해 이동된 PCB 키트를 양품과 불량품으로 분배시키는 기판분배부를 포함하는 정합 시스템이 제공될 수 있다.

본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템은 PCB 키트의 정합작업과 정합 후 정합검사를 보다 용이하고 효율적으로 수행할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템에서 정합장치는 장홈 형태의 복수의 접착제 배출부가 형성된 받침판을 마련하고, PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과 양품 PCB의 절단면 사이의 틈에 접착제를 충진할 때에 PCB 키트의 하부로 유출되는 접착제를 상기 접착제 배출부에 수용하게 함으로써 접착제 유출을 막기 위한 별도의 접착테이프가 요구되지 않을 뿐만 아니라 접착제를 제공하는 접착노즐을 포함하는 접착부를 설치함으로써, 자동으로 접착제를 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과 양품 PCB의 절단면에 도포할 수 있는 바, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 검사장치는 하나의 라인에서 PCB 키트의 검사가 이루어지는 동안 다른 라인에 PCB 키트를 배치함으로써, 기판 로딩 시간을 크게 단축시키는 바, 정합 검사의 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 정합 시스템에서 정합장치의 정면을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 정압장치에서 기판안착부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 기판안착부에 PCB 키트가 배치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 기판안착부의 승강 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 정합 시스템에서 검사장치를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 검사장치에서 기판적재부를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 7은 도 5의 검사장치에서 기판배치부를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 5의 검사장치에서 검사부를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.

본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미하는 것이다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에" 다른 구성요소가 위치함을 언급하고 있는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우 뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.

본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템은 PCB(Printed Circuit Board) 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 결합시키는 정합 공정과, 정합 공정 후에 정합부를 검사하는 검사 공정을 수행할 수 있다. 여기에서 정합 공정이란 복수의 PCB가 하나의 기판에 포함된 PCB 키트의 일부 PCB에서 불량이 발생하는 경우에, PCB 키트에서 불량 PCB를 커팅하여 제거한 후, 상기 불량 PCB가 제거된 자리에 양품 PCB를 위치시켜 PCB 키트에 결합시키는 공정을 의미한다. 양품 PCB는 전자소자들이 실장되기 전인 베어보드(Bare Board)에 대해 회로패턴의 전기적 검사(단락검사, 단선검사 등)를 통과한 PCB를 의미하며, 불량 PCB는 이와 같은 전기적 검사를 통과하지 못한 PCB를 의미한다.

본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템은 정합장치와 검사장치를 포함할 수 있다. 상기 정합장치는 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 결합시킨다. 정합장치에서 정합된 PCB 키트는 검사장치로 이송되며, 상기 검사장치는 PCB 키트의 정합부를 광학 검사함으로써 정합이 제대로 이루어졌는지 여부를 검증한다.

이하, 본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템의 정합장치와, 검사장치에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.

(1) 정합장치

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 정합 시스템에서 정합장치(100)의 정면을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 정합장치(100)는 제1 본체부(110)와, 기판안착부(130)와, 가압부(120)와, 접착부(140)를 포함한다. 제1 본체부(110)는 정합장치(100)의 몸체를 이룬다. 제1 본체부(110)는 전체적으로 박스형을 갖는 하우징(111)을 포함한다. 하우징(111) 내부에는 제1 제어부(미도시)가 설치된다. 상기 제1 제어부는 다른 구성요소들의 구동을 제어한다. 예컨대 제1 제어부는 ECU(Electric Control Unit)일 수 있다. 하우징(111)의 외부에는 표시부(114)와 조작부(113)가 마련될 수 있다. 표시부(114)는 사용자가 공정 상태를 확인하거나 구동 상황을 확인할 수 있도록 관련 정보를 화면에 표시한다. 조작부(113)는 사용자가 장치의 구동을 조작할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공한다. 표시부(114)는 통상의 디스플레이 장치일 수 있으며 조작부(113)는 통상의 버튼 장치일 수 있는 바, 구체적인 설명은 생략한다. 하우징(111)의 하부분에는 가압공간(112)이 마련된다.

가압공간(112)의 상부에는 가압부(120)가 설치되며, 가압공간(112)의 하부에는 기판안착부(130)가 설치된다. 가압부(120)는 하강하여 기판안착부(130)의 상면을 가압하도록 구동된다. 이러한 가압부(120)는 정압장치에서는 일반적인 것이며, 가압부(120)의 기술 원리나 세부적인 기술적 사항은 당업계에 알려져 있다.

기판안착부(130)의 상부에는 정합의 대상이 되는 PCB 키트(미도시)가 안착된다. 작업자는 기판안착부(130)의 상부에 PCB 키트를 안착시킨 후에, 정압장치(100)를 구동시켜 가압부(120)를 하강시킨다. 그리고 가압부(120)는 PCB 키트의 상면을 가압시켜, 정합공정을 수행한다. 이러한 정합공정을 수행하는 기존의 정압장치에 있어서, 기판안착부는 PCB 키트를 안착시킬 수 있도록 복수의 고정핀이 마련되고, PCB 키트에 형성된 고정홀을 상기 고정핀들에 관통시켜 PCB 키트를 고정시키는 방식으로 되어 있다. 그러나 본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템의 정압장치(100)에서 기판안착부(130)는 종래 방식보다 개선된 구조를 가지며, 이하에서 구체적으로 설명한다.

접착부(140)는 한 쌍의 장치일 수 있으며, 가압공간(112)의 상부면 양측에 각각 설치될 수 있다. 접착부(140)는 기판안착부(230)에 안착된 PCB 키트(10)에서 제1 결합부 및 제2 결합부 중 어느 하나 이상의 결합라인에 접착제를 제공하는 기능을 한다(상기 제1 결합부 및 제2 결합부에 대해서는 도 3에서 구체적으로 설명한다).

접착부(140)는 구동부(141)와 접착노즐(142)을 포함한다. 구동부(141)는 접착노즐(142)을 상기 결합라인에 위치시키는 기능을 한다. 구동부(141)는 로봇암 형태로 설치될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 구동부(141)는 지지부재(141a)와, 지지부재(141a)의 하부에 일측 상부가 결합하여 소정 범위 내에서 회전되는 제1 관절(141b)과, 제1 관절(141b)의 타측 하부에 일측 상부가 결합하여 소정 범위 내에서 회전되는 제2 관절(141c)을 포함할 수 있다.

접착노즐(142)은 구동부(141)에 결합될 수 있다. 구체적으로는 접착노즐(142)은 구동부(141)의 제2 관절(141c)의 타측 하부에 결합될 수 있다. 접착노즐(142)은 접착제를 배출하며, 이 때 접착노즐(142)의 팁 부분은 PCB 키트(PCB 키트는 도 3에 부호 10으로 표시됨)를 향하여 꺽인 형태로 형성될 수 있다(도 1의 확대도 참고).

이에 따라 PCB 키트(10)가 기판안착부(130)에 안착된 후 교체 PCB를 배치시킨 상태에서 접착부(140)를 구동시킴으로써 제1 결합부와 제2 결합부의 결합부 중 적어도 1 이상에 접착제를 자동적으로 도포할 수 있는 바, 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 2는 도 1의 정압장치(100)에서 기판안착부(130)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 기판안착부(130)는 지지판(131)과 받침판(132)을 포함한다.

지지판(131)은 제1 본체부(110)의 가압공간(112)의 하부면에 설치된다. 지지판(131)은 받침판(132)과 PCB 키트(10, 도 3 참고)를 하부에서 지지한다. 지지판(131)은 상면이 평평한 형태의 플레이트 형으로 형성된다. 지지판(131)의 상부에는 복수의 결합홀(미도시)이 형성되며, 상기 결합홀 들 중 1 이상에는 고정핀(131a)이 설치된다. 고정핀(131a)은 받침판(132)과 PCB 키트(10)를 지지판(131)에 고정시키기 위해 설치되는 것이다. 상기 결합홀과 고정핀(131a)의 배치 형태는 고정시키고자 하는 PCB 키트(10)에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 일 구체예에 있어서, 상기 결합홀의 내벽에는 제1 나사산이 형성되고, 고정핀(131a)의 하부분 측부에는 상기 제1 나사산과 치합되는 제2 나사산이 형성될 수 있다. PCB 키트(10)에는 일반적으로 지그에 안착시키기 위한 안착홀들이 복수개 형성되어 있다. 이러한 안착홀의 배치 형태는 PCB 키트(10) 마다 상이하다. 따라서 사용자는 지지판(131)에 안착시키고자 하는 PCB 키트(10)의 안착홀 배치 형태를 고려하여, 지지판(131)에 형성된 복수의 결합홀 중 1 이상에 고정핀(131a)을 결합시킴으로써 PCB 키트(10)를 고정시킬 수 있을 것이다. 이에 따라 지지판(131)의 상부면으로부터 고정핀(131a)의 상단부까지의 높이는 대략 받침판(132)의 두께 및 PCB 키트(10)의 두께의 합에 상응한다.

받침판(132)은 지지판(131)의 상부에 배치된다. 받침판(132)은 PCB 키트(10)를 하부에서지지한다. 받침판(132)은 상면이 평평한 형태의 플레이트 형으로 형성된다. 일 구체예에 있어서, 받침판(132)의 양 측부는 소정 정도 내측으로 인입된 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 상부에 PCB 키트(10)가 놓여졌을 때, 작업자가 PCB 키트(10)를 보다 용이하게 파지할 수 있다. 지지판(131)에는 복수의 통공(132a)이 마련된다. 통공(132a)은 받침판(132)의 상부에 올려질 PCB 키트(10)에 형성될 안착홀에 상응하도록 형성될 수 있다. 즉, PCB 키트(10)의 형태가 달라지면, 받침판(132)의 형태 역시 달라질 수 있다. 통공(132a)은 지지판(131)에 형성된 고정핀(131a)을 수용한다. 따라서 받침판(132)이 지지판(131)에 고정될 수 있다.

한편, 받침판(132)의 양측부 테두리에는 복수의 접착제 배출부(132b)가 형성된다. 일 구체예에 있어서, 접착제 배출부(132b)는 하부가 막혀 있는 장홈 형태로 형성된다. 접착제 배출부(132b)는 도 2에 도시된 바와 같이 받침판(132)의 양측부 테두리에 일렬로 형성될 수 있다. 관련하여 도 2에서는 받침판(132)의 양측부 테두리에 각각 5개의 접착제 배출부(132b)를 도시하고 있으나, 접착제 배출부(132b)의 개수는 이보다 많거나 적을 수도 있다. 이와 같이 형성되는 접착제 배출부(132b)는 PCB 키트(10)의 정합공정에 사용되는 접착제의 주입 과정에 있어서 PCB 키트(10)의 하부로 유출되는 접착제를 수용할 수 있다. 따라서 PCB 키트(10)의 접착제 유출을 막기 위해 종래와 같이 접착 테이프를 PCB 키트(10)의 하부에 부착할 필요가 없다. 이에 대해서는 도 3을 참조하여 후술한다.

또한, 기판안착부(130)는 받침판(132)을 지지판(131)으로부터 소정 정도 위로 들어올리는 승강부(133)를 더 포함할 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.

도 3은 도 2의 기판안착부(130)에 PCB 키트(10)가 배치된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 기판안착부(130)의 상부에는 PCB 키트(10)가 배치되어 고정될 수 있다.

우선 PCB 키트(10)에 대해 설명한다. PCB 키트(10)는 복수의 PCB가 하나의 기판에 배치된다. 예컨대 도 3에서는 5개의 PCB가 하나의 기판에 정렬되어 배치된 모습을 도시하고 있다. 여기에서 아래 4개의 PCB가 양품 PCB라고 가정한다(도 3에서 부호 B로 표기함). 그리고 맨 위의 PCB는, 전기적 검사를 통과하지 못한 불량 PCB를 커팅을 통해 제거한 후 상기 불량 PCB가 배치되었던 자리(이하, 교체공간이라고 한다)에 결합될 교체 PCB라고 가정한다(도 3에서 부호 A라고 표기함). 교체 PCB는 전기적 검사를 통과한 양품 PCB에 해당한다.

PCB 키트(10)는 테두리를 형성하는 프레임(11)과, 상기 프레임 내부에 배치되는 PCB들로 구성될 수 있으며, 상기 프레임과 PCB를 연결시키는 결합부위를 브릿지라고 칭하기로 한다. 관련하여, 도 3의 우측 확대도에서는 브릿지 부분을 도시하고 있다. 이 때, 불량 PCB가 커팅을 통해 제거된 부분의 프레임(11)에는 제1 결합부(11a)가 형성된다. 제1 결합부(11a)는 도 3에 도시된 것처럼 내측으로 형성된 1 이상의 제1 돌기와, 1 이상의 제1 홈을 포함할 수 있다. 즉, 불량 PCB를 PCB 키트(10)로부터 제거할 때, 불량 PCB와 프레임(11)의 브릿지에 제1 결합부(11a)를 형성하면서 불량 PCB가 제거되는 것이다. 제1 결합부(11a)의 형성은 드릴, 라우터 비트 등을 이용하여 이루어질 수 있다. 한편, PCB 키트(10)에서 불량 PCB가 배치되었던 교체공간에 배치되는 교체 PCB의 측부에는 제2 결합부(12)가 형성된다. 제2 결합부(12)는 프레임(11)의 제1 결합부(11a)와 치합되도록 형성된다. 즉, 제2 결합부(12)는 도 3에 도시된 것처럼 외측으로 형성된 1 이상의 제2 돌기와, 1 이상의 제2 홈을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제2 돌기는 제1 결합부(11a)의 제1 홈에 수용된다. 또한 상기 제2 홈은 제1 결합부(11a)의 제1 돌기를 수용한다. 한편, 제1 결합부(11a)와 제2 결합부(12) 사이에는 미세한 폭(W)이 존재할 수 있으며, 상기 폭(W)은 대략 5㎛ 보다 크지 않을 수 있다.

이하, 본 발명의 구체예들에 따른 정합장치(100)를 이용한 정합공정에 대해 설명한다.

상술한 것처럼 기판안착부(130)는 지지판(131)과, 지지판(131) 상부에 배치되는 받침판(132)을 포함한다. 받침판(132)에 형성된 통공(132a; 도 2 참고)을 지지판(131)에 설치된 고정핀(131a)에 삽입함으로써, 받침판(132)은 배치될 수 있다. 그리고 고정핀(131a)의 높이는 받침판(132)의 두께와 PCB 키트(10)의 두께의 합에 상당하므로, 받침판(132)을 배치한 후에 고정핀(131a)은 받침판(132)의 통공(132a) 위로 노출된다.

다음으로, 불량 PCB가 제거된 PCB 키트(10)를 받침판(132) 상부에 배치한다. PCB 키트(10)에는 받침판(132)에 형성된 통공(132a)과 상응하는 위치에 안착홀이 형성되어 있으므로, 상기 안착홀을 고정핀(131a)에 삽입함으로써, PCB 키트(10)가 배치될 수 있다. PCB 키트(10)가 배치된 후에는 고정핀(131a)이 외부로 노출되지 않는다.

받침판(132)의 상부에 배치된 PCB 키트(10)는 불량 PCB가 제거된 교체공간을 갖는다. 따라서 상기 교체공간에 교체 PCB를 배치한다. 상기 교체 PCB 역시 받침판(132)에 형성된 통공(132a)과 상응하는 위치에 안착홀이 형성되어 있으므로, 상기 안착홀을 고정핀(131a)에 삽입하여(교체공간에서는 고정핀(131a)이 노출되어 있음), 교체 PCB를 배치한다. 다만 별도의 외력을 주지 않는 한, 교체 PCB는 상기 교체공간에 배치만 되어 있을 뿐, PCB 키트(10)와 결합되는 것은 아니다. 교체 PCB를 배치하면, PCB 키트(10)의 프레임(11)에 형성된 제1 결합부(11a)와 교체 PCB에 형성된 제2 결합부(12)는 위에서 바라보았을 때, 서로 치합을 이루도록 배치된다. 이 때, 제1 결합부(11a)와 제2 결합부(12)의 결합라인은 받침판(132)의 접착제 배출부(132b)의 상부에 놓여진다.

다음으로, 접착부(240)를 구동시켜 제1 결합부(11a)와 제2 결합부(12)의 결합부 중 적어도 1 이상에 접착제를 도포한다(결합라인에 접착제를 도포함). 접착제는 본 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것을 이용할 수 있으며, 예컨대 에폭시계 접착제일 수 있다.

다음으로, 제1 본체부(110)의 조작부(113)를 이용하여 가압부(120; 도 1 참고)를 하강시키면, 가압부(120)는 기판안착부(130) 상에 배치된 PCB 키트(10)와 교체 PCB를 가압한다. 이 때, 가압부(120)의 가압력은 조정될 수 있으며, 통상적으로 이용되는 가압력보다 상대적으로 낮은 가압력을 갖도록 제어될 수 있다. 가압부(120)의 가압력에 의해 교체 PCB는 PCB 키트(10)의 교체공간에 억지끼움 방식으로 결합된다. 즉, PCB 키트(10)의 제1 결합부(11a)와 교체 PCB의 제2 결합부(12)가 억지끼움 방식으로 치합을 이루면서 교체 PCB가 PCB 키트(10)에 정합될 수 있다.

나아가 동시에 제1 결합부(11a) 및 제2 결합부(12)의 결합부 중 적어도 1 이상에는 접착제가 도포되는 바, 상기 접착제에 의해 교체 PCB가 PCB 키트(10)에 보다 안정적으로 정합될 수 있다. 한편, 교체 PCB가 PCB 키트(10)에 정합될 때, 상기 접착제 중 일부는 PCB 키트(10)의 하부로 유출될 수 있다. 제1 결합부(11a)와 제2 결합부(12) 사이의 폭(W)이 미세할 뿐더러, 가압부(120)에 의한 가압력이 제1 결합부(11a)와 제2 결합부(12)의 결합부분에도 인가되기 때문이다. 이 때, 하부로 유출되는 접착제는 기판안착부(130)의 받침판(132)에 형성된 접착제 배출부(132b)에 수용된다.

이어 가압부(120)를 다시 상승시킨 후에, PCB 키트(10)를 기판안착부(130)로부터 분리시킬 수 있다. 분리된 PCB 키트(10)는 접착제의 건조를 위해 건조공정을 거칠 수 있다.

정합장치(100)는 가압방식을 이용하여 교체 PCB를 PCB 키트(10)에 정합시키되, 보조적으로 접착방식을 사용하도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 즉, 상술한 예에 있어서, 제1 결합부(11a)와 제2 결합부(12)의 결합부 중 적어도 1 이상에 접착제를 도포한 후에, 정합장치(100)의 가압부(120)를 통해 가압함으로써 교체 PCB를 PCB 키트(10)에 정합할 수 있다. 이렇게 가압방식과 접착방식을 함께 사용하는 경우에는 가압방식만 사용하는 경우보다 가압력을 상대적으로 낮춰도 안정적으로 정합시킬 수 있다. 낮은 가압력을 접착제에 의해 결합이 보완되기 때문이다. 그리고 이와 같이 상대적으로 낮춰진 가압력은 PCB의 파손 빈도를 크게 낮출 수 있다. 기존 가압방식에서는 가압력이 상대적으로 높아 PCB에 상당한 충격을 주게 되는 바, PCB의 연결부가 파손되거나 회로부에 추가적인 문제가 발생하는 빈도가 높다는 단점이 있었기 때문이다. 나아가 정합장치(100)에서는 받침판(132)에 형성된 접착제 배출부(132b)를 통해 접착제를 사용하였을 때에 PCB 키트(10)의 하부로 유출되는 접착제를 접착제 배출부(132b)에 수용할 수 있다. 따라서 공정이 크게 간단해진다. 왜냐하면 종전 접착방식에서는 접착제가 PCB 키트의 하부로 유출되는 것을 막기 위하여, 접착테이프를 PCB 키트(10)의 하부에 부착시켜야만 했다. 그렇지 않으면 PCB 키트(10)가 접착제에 의해 하부 지그에 부착되는 경우가 많았기 때문이다. 그러나 본 발명에 따른 정합 시스템에서 정합장치(100)에서는 PCB 키트(10)의 하부로 유출된 접착제가 받침판(132)의 접착제 배출홀(132b)에 수용되므로, 종전과 같이 별도의 접착테이프가 요구되지 않아 공정이 줄어들 뿐더러 크게 간소화된다.

도 4는 도 3의 기판안착부(130)의 승강 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 정합장치(100)의 기판안착부(130)는 승강부(133)를 더 포함할 수 있다. 승강부(133)는 받침판(132)을 지지판(131)으로부터 소정 정도 위로 들어올리는 역할을 한다. 따라서 받침판(132) 상부에 배치된 PCB 키트(10)를 고정핀(131a)으로부터 이탈시킬 수 있는 바, PCB 키트(10)를 용이하게 회수할 수 있다.

기존 정합장치에서는 PCB 키트(10)의 정합공정이 수행된 후, PCB 키트(10)를 정합장치의 하부지그로부터 분리하려 할 때, 문제가 발생하는 경우가 빈번하였다. 왜냐하면 PCB 키트(10)는 다수의 고정핀(131a)에 의해 고정되어 있는 바, PCB 키트(10)를 다수의 고정핀(131a)으로부터 동시에 분리할 수는 없고 부분적으로 들어가면서 분리를 시켜야 했기 때문이다. 이 과정에서 PCB 키트(10)가 휘거나 파손되는 경우가 종종 있었다. 특히 프레임과 교체 PCB의 브릿지 부분에서 이러한 문제가 빈번하였다. 그러나 본 발명에 따른 정합 시스템에서 정합장치(100)에서는 승강부(133)를 통해 받침판(132)을 지지판(131)으로부터 자동적으로 들어올리게 되는 바, PCB 키트(10)를 안정적으로 분리할 수 있다.

승강부(133)는 구동장치(133a)와 승강축(133b)을 포함한다. 구동장치(133a)는 지지판(131)의 하부에 설치되어 승강축(133b)을 상하 방향으로 이동시키는 구동력을 제공한다. 일 구체예에 있어서, 구동장치(133a)는 승강축(133b)을 회전시킬 수 있는 회전력을 제공하는 구동모터일 수 있다. 승강축(133b)은 하단이 구동장치(133a)와 연결되고, 지지판(131)에 수직 방향으로 삽입된다. 이를 위해 지지판(131)에는 승강축(133b)이 통과되는 승강홀(131b)이 형성될 수 있다. 승강축(133b)의 개수는 특정되지 않으나, 받침판(132)을 보다 안정적으로 들어올리기 위하여 3쌍 이상이 구비되는 것이 바람직하며 받침판(132)의 무게중심을 기준으로 적절히 분산되도록 위치되는 것이 바람직하다. 도면에 구체적으로 도시되지는 않았으나, 승강축(133b)에는 나사산이 형성되고, 승강홀(131b)의 내벽에도 나사산이 형성됨으로써 승강축(133b)과 승강홀(131b)이 서로 치합될 수 있다. 따라서 구동장치(133a)의 회전구동에 의해 승강축(133b)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하면서 승강홀(131b)을 기준으로 상승하거나 하강할 수 있다.

승강축(133b)의 상단부는 받침판(132)의 하부면에 일부 삽입된다. 이를 위해 받침판(132)의 하부면에는 승강축(133b)의 상단부를 수용하는 삽입홈(132c)이 마련될 수 있다. 승강축(133b)과 받침판(132)은 상호 결합되지는 않는다. PCB 키트(10)의 종류에 따라 받침판(132)의 교체를 용이하게 하기 위함이다. 그러나 받침판(132)의 하부에 마련되는 삽입홈(132c)을 통해 승강축(133b)의 상단부를 수용하게 되는 바, 승강축(133b)에 의해 받침판(132)이 안정적으로 지지될 수 있다.

이와 같이 구성되는 승강부(133)의 동작을 설명한다. 정합공정이 완료되면, 작업자는 본체부(110)의 조작부(113)를 통해 승강축(133b)을 상승시킬 수 있다. 승강축(133b)의 상승에 의해 받침판(132)은 승강축(133b)에 의해 상방향으로 가압되는 바, 지지판(131)으로부터 위로 들리게 된다. 또한 받침판(132) 상부에 배치된 PCB 키트(10) 역시 함께 들리게 된다. 그리고 지지판(131)에 결합되어 있는 고정핀(131a)의 높이는 받침판(132) 및 PCB 키트(10)의 두께의 합과 상응하는 바, PCB 키트(10)는 상승하면서 고정핀(131a)을 이탈하게 되고, 작업자는 용이하게 PCB 키트(10)를 분리시킬 수 있게 된다.

(2) 검사장치

도 5는 본 발명의 일 구체예에 따른 정합 시스템에서 검사장치(200)를 상부에서 바라본 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 검사장치(200)는 정합장치(100)에 인접하게 설치될 수 있다. 정합장치(100)에서 정합작업이 완료된 PCB 키트(10)들은 적재함에 적재되어 검사장치(200)로 이송될 수 있다. 상기 이송은 상부에 PCB 키트(10)가 적재되는 적재함이 설치된 이동대차 등을 이용하여 이루어질 수 있다.

도 5를 참조하면, 검사장치(200)는 제2 본체부(210), 기판적재부(220), 제1 기판이동부(240), 제2 기판이동부(270), 기판배치부(230), 검사부(250), 기판분배부(260), 양품 적재부(280), 불량품 적재부(290)를 포함한다. 이하, 각 구성요소에 대해 구체적으로 설명한다.

제2 본체부(210)는 검사장치(200)의 하부에 위치하는 것으로, 상부에는 작업대(미표기)가 설치된다. 작업대는 제2 본체부(210)를 제외한 다른 구성요소들을 지지한다. 제2 본체부(210)는 박스형으로 형성될 수 있다. 제2 본체부(210)의 내부에는 다른 구성요소들의 구동을 제어하는 제어부(ECU; Electric Control Unit)가 설치된다. 제2 본체부(210)의 정면에는 사용자가 공정을 확인하거나 장치의 구동을 조작할 수 있는 표시조작부가 마련될 수 있다. 예를 들어 도 5에서 부호 1은 제1 디스플레이, 2는 조작부, 3은 제2 디스플레이일 수 있다. 제1 디스플레이는 검사장치(200)의 구동 관련 정보를 화면에 표시하며, 조작부는 사용자가 검사장치(200)를 구동시킬 수 있는 사용자 인터페이스를 제공한다. 제2 디스플레이는 검사부(250)에서 PCB 키트에 대한 검사 정보를 화면에 표시할 수 있다. 상기 표시조작부는 통상의 디스플레이 장치 및 버튼 등으로 구성될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 5에 도시되지는 않았지만, 제2 본체부(210)의 상부에는 하우징이 마련될 수 있다. 상기 하우징은 제2 본체부(210)의 상부 작업대에 배치된 다른 구성요소들을 외부로부터 보호한다. 일 구체예에 있어서, 상기 하우징은 투명성이 높은 소재로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 하우징은 유리나 투명 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 작업자가 장치의 구동을 육안으로 확인할 수 있게 하기 위함이다.

기판적재부(220)는 작업대의 최전방 일측에 마련된다. 기판적재부(220)에는 정합 검사대상이되는 PCB 키트들이 적재된다. 관련하여 도 6은 도 5의 검사장치(200)에서 기판적재부(220)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 기판적재부(220)는 베이스 패널(211), 리프팅부(221), 파지부(222), 가이드부(223)을 포함할 수 있다.

베이스 패널(211)은 작업대 최전방 일측에 설치된다. 베이스 패널(211)은 기판적재부(220)의 다른 구성요소들을 지지한다. 베이스 패널(211)에는 후술할 리프팅부(221)의 일부 세부 구성요소들을 수용할 수 있는 복수의 통공(미표기)이 마련될 수 있다.

리프팅부(221)는 PCB 키트(10)가 적재되는 공간을 마련하며, PCB 키트를 미리 정해진 시간 간격으로 상승시킨다. 리프팅부(221)는 PCB 키트(10)들이 상부에 적재되는 기판지지패널(221a)과, 기판지지패널(221a)을 하부에서 지지하는 다리부(221b)와, 기판지지패널(221a)을 상승시키거나 하강시키는 높이조절부(221c)를 포함한다. 기판지지패널(221a)은 길이방향으로 배치되며, 높이조절부(221c)에 의해 베이스 패널(211)로부터 높이방향으로 이동 가능하도록 설치된다.

베이스 패널(211)에 마련된 통공에는 다리부(221b)와 높이조절부(221c)가 삽입되고, 베이스 패널(211)의 하부 공간에는 높이조절부(221c)를 상승시키거나 하강시키는 통상의 구동장치(예컨대 구동모터)가 설치될 수 있다. 다리부(221b)는 기판지지패널(221a)을 하부에서 지지할 수 있으면 되고, 상단이 기판지지패널(221a) 하부에 결합하며 하단은 베이스 패널(211)에 마련된 통공에 삽입된다. 높이조절부(221c)는 상단이 기판지지패널(221a) 하부에 결합하며 측부에는 나사산(미표기)이 형성된다. 높이조절부(221c)는 베이스 패널(211) 하부에 마련되는 구동장치에 의해 베이스 패널(211)에 마련된 통공을 기준으로 상승하거나 하강한다. 높이조절부(221c)를 수용하는 베이스 패널(211)의 통공 내벽에는 마찬가지로 나사산이 형성된다.

파지부(222)는 PCB 키트(10)가 기판지지패널(221a)로부터 이탈하지 않도록 PCB 키트(10)를 파지한다. 파지부(222)는 기판지지패널(221a)의 전방측 측부로부터 전방 방향으로 연장되어 형성되고 단부는 상방향으로 굴곡지게 형성된다. 상기 단부에 의해 PCB 키트(10)가 파지될 수 있다.

가이드부(223)는 기판지지패널(221a)의 후방에 길이방향으로 배치되는 플레이트 형태를 갖는다. 가이드부(223)는 파지부(222)와 마찬가지로 PCB 키트(10)가 기판지지패널(221a)로부터 이탈하지 않도록 PCB 키트(10)의 후방을 가로 막는다.

이와 같이 구성되는 기판적재부(220)에서는 미리 정해진 시간 간격으로 리프팅부(221)가 상승하도록 구동된다. 기판적재부(220)에 적재된 복수의 PCB 키트(10)는 후술할 바와 같이 기판배치부(230)에 의해 제1 기판 이동부(240) 또는 제2 기판 이동부(270)로 이동된다. 따라서 기판적재부(220)에 적재된 PCB 키트(10)의 총 적재높이는 시간이 지날수록 낮아진다. 그러므로 상기 적재높이를 보정하는 수단이 없는 경우에는 시간이 갈수록 기판배치부(230)가 PCB 키트(10)를 이동시키는 데 시간이 상대적으로 많이 걸리게 된다. 시간이 경과할수록 기판배치부(230)의 PCB 키트(10)를 이동시키는 경로가 길어지기 때문이다. 그러나 본 발명에 따른 정합 시스템의 검사장치(200)에서는 기판적재부(220)에서 미리 정해진 시간 간격으로 적재된 PCB 키트(10)를 상승시킴으로써, 기판배치부(230)의 PCB 키트(10)를 이동시키는 경로를 일정하게 유지시킨다.

다시 도 5를 참조하면, 제1 기판 이동부(240)는 제1 레일(241)과, 제1 이동체(242)를 포함한다. 제1 레일(241)은 기판적재부(220)의 후방에 길이방향으로 배치된다. 제1 이동체(242)는 제1 레일(241)에 상부에 결합된다. 제1 이동체(242)의 상부에는 PCB 키트(10)가 배치될 수 있다. 제1 이동체(242)는 제1 레일(241)을 따라 길이방향으로 왕복 운동할 수 있다(도 5에서 부호 ②로 표시됨). 이러한 제1 레일(241) 및 제1 이동체(242)는 통상적으로 사용되는 이송 컨베이어 구조를 이용할 수 있다. 제1 기판 이동부(240)는 기판배치부(230)에 의해 PCB 키트(10)가 제1 이동체(242)의 상부에 배치되면, 미리 정해진 구동신호에 의해 PCB 키트(10)를 검사부(250)의 하부 또는 기판 분배부(260)의 하부로 이동시킨다.

제2 기판 이동부(270)는 제2 레일(271)과, 제2 이동체(272)를 포함한다. 제2 레일(271)은 제1 기판 이동부(240)의 제1 레일(241)의 후방에 길이방향으로 배치된다. 제2 이동체(272)는 제2 레일(271) 상부에 결합된다. 제2 이동체(272)의 상부에는 PCB 키트(10)가 배치될 수 있다. 제2 이동체(272)는 제2 레일(271)을 따라 길이방향으로 왕복 운동할 수 있다(도 5에서 부호 ④로 표시됨). 즉 제2 기판 이동부(270)는 제1 기판 이동부(240)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 제2 기판 이동부(270)는 기판배치부(230)에 의해 PCB 키트(10)가 제2 이동체(272)의 상부에 배치되면, 미리 정해진 구동신호에 의해 PCB 키트(10)를 검사부(250)의 하부 또는 기판 분배부(260)의 하부로 이동시킨다.

기판배치부(230)는 작업대의 좌측 상부에 배치된다. 기판배치부(230)는 기판적재부(220)에 적재된 PCB 키트(10)를 미리 정해진 구동신호에 따라 제1 기판 이동부(240)로 이동시키거나, 제2 기판 이동부(270)로 이동시키는 기능을 한다. 관련하여 도 7은 도 5의 검사장치(200)에서 기판배치부(230)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 기판배치부(230)는 제3 레일(231)과, 제1 수평이동부(232)와, 제1 수직이동부(233)와, 제1 기판흡착부(234)를 포함한다.

제3 레일(231)은 작업대의 좌측 상부에 폭방향으로 배치된다. 제3 레일(231)은 기판적재부(220), 제1 기판 이동부(240), 제2 기판 이동부(270)의 상부 공간에 설치된다. 제1 수평이동부(232)는 제3 레일(231)의 우측면을 따라 전후방으로 왕복 운동할 수 있다(도 5에서 부호 ①로 표시됨). 제1 수직이동부(233)는 제1 수평이동부(232)와 결합하여 제1 수평이동부(232)의 상부면을 따라 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있다(수직이동). 제1 기판흡착부(234)는 제1 수직이동부(233)에 결합되어 길이방향으로 마련된다. 일 구체예에 있어서, 제1 기판흡착부(232)는 제1 수직이동부(233)의 상부면에 결합되고 길이방향으로 형성되는 바(BAR) 형태의 지지판(미표기)과 지지판의 측부로부터 폭 방향으로 연장 형성되거나 결합되는 흡착부재(미표기)를 포함한다. 흡착부재는 하방향으로 형성되는 복수의 흡착구가 형성된다. 상기 흡착구는 진공장치(미도시)와 연결되어 상기 진공장치로부터 진공 상태의 압력을 인가 받을 수 있다. 그 결과, 흡착구는 PCB 키트를 진공 흡착시켜 들어올릴 수 있다. 또한 상기 진공 상태가 해제되면 상기 PCB 키트를 낙하시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 기판배치부(230)는 제1 수평이동부(232)가 기판적재부(220)로 이동하고, 제1 수직이동부(233)가 하강한 후에 제1 기판흡착부(234)를 통해 기판적재부(220)에 적재된 PCB 키트(10)를 진공 흡착시킬 수 있다. 다음으로 제1 수직이동부(233)가 상승하고, 제1 수평이동부(232)가 제1 기판 이동부(240) 또는 제2 기판 이동부(270)로 이동한 후에, 제1 수직이동부(233)를 하강시키고 제1 기판흡착부(234)의 진공 상태를 해제시킴으로써 PCB 키트(10)를 제1 기판 이동부(240)의 제1 이동체(242) 또는 제2 기판 이동부(270)의 제2 이동체(272) 상부에 낙하시켜 배치시킬 수 있다.

일 구체예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 이동체(242)의 상부에는 복수의 진공홀(243)이 형성될 수 있으며, 진공홀(243)은 진공장치로부터 진공 상태의 압력을 인가 받을 수 있다. 기판배치부(230)를 통해 제1 이동체(242)의 상부에 PCB 키트(10)가 배치되면, 진공홀(243)은 PCB 키트(10)를 진공 흡착시킬 수 있다. 그 결과, PCB 키트(10)가 제1 이동체(242) 상부에 안정적으로 고정될 수 있다. 제2 이동체(242)의 상부에도 마찬가지 형태로 복수의 진공홀이 형성될 수 있으며, 중복 설명은 생략한다.

다시 도 5를 참조하면, 검사부(250)는 제1 기판 이동부(240) 또는 제2 기판 이동부(270)로부터 이동된 PCB 키트(10)의 정합부를 검사한다. 검사부(250)의 검사 원리는 통상적인 AOI 방식과 유사할 수 있다. 예를 들어 영상 센서가 읽어 들이는 배선 패턴을 기준 데이터와 비교하여 결함을 찾아내는 방식으로, 정합 부분의 배선의 폭, 홀의 형태와 누락 여부, 랜드의 규격 등을 검사할 수 있다. 이와 같은 검사 방식의 기술 원리나 세부 기술적 사항은 당업계에 알려져 있다.

검사부(250)의 세부 구성요소는 도 8에 도시되어 있다. 도 8은 도 5의 검사장치(200)에서 검사부(250)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 8을 참조하면, 검사부(250)는 제4 레일(251), 제2 수평이동부(252), 제2 수직이동부(253), 검사유닛(254)을 포함한다.

제4 레일(251)은 작업대의 중앙부 상부에 폭방향으로 배치된다. 제4 레일(251)은 제1 기판 이동부(240), 제2 기판 이동부(270)의 상부 공간에 설치된다. 제2 수평이동부(252)는 제4 레일(251)의 상부면을 따라 전후방으로 왕복 운동할 수 있다(도 5에서 부호 ③로 표시됨). 제2 수직이동부(253)는 제2 수평이동부(252)의 측부와 결합하여 제4 레일(251)의 측부를 따라 전후방으로 왕복 운동할 수 있으며, 제2 수평이동부(252)의 측부를 기준으로 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있다(수직이동). 검사유닛(254)은 제2 수직이동부(253)에 결합되며, 하부에 위치한 PCB 키트(10)를 검사한다. 보다 구체적으로, 검사유닛(254)은 제2 수직이동부(253)의 상부에 결합하여 제2 수직이동부(253)의 상부면을 따라 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있게 마련되는 제1 검사장치이동부재(254b)와, 제1 검사장치이동부재(254b)의 상부에 길이방향으로 결합하고 제1 검사장치이동부재(254b)의 상부면을 따라 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있게 마련되는 제2 검사장치이동부재(254a)와, 제2 검사장치이동부재(254a)의 하부에 결합하는 검사장치를 포함한다. 검사장치는 예컨대 CCD 카메라일 수 있다.

이와 같이 구성되는 검사부(250)는 제1 기판 이동부(240)의 구동을 통해 제1 이동체(242)가 작업대 중앙부로 이동하면, 제2 수평이동부(252)가 제1 이동체(242)로 이동한 후에, 검사유닛(254)을 통해 제1 이동체(242) 상부에 고정된 PCB 키트(10)를 촬영하여 제2 본체부(210)에 내장된 제2 제어부로 전송함으로써 검사를 수행한다. 상기 제2 제어부에서는 검사유닛(254)이 전송한 이미지 정보를 기준 데이터와 비교함으로써 결함을 찾아낸다. 한편, PCB 키트(10)의 각 부분들을 검사하기 위하여 제2 수평이동부(252), 제2 수직이동부(253), 검사유닛(254)이 길이방향, 폭방향 또는 높이방향으로 이동할 수 있다.

제1 이동체(242)에 고정된 PCB 키트(10)에 대한 검사가 종료되면, 제2 기판 이동부(270)의 구동을 통해 제2 이동체(272)가 작업대 중앙부로 이동한다. 이어 검사부(250)의 제2 수평이동부(252)는 제2 이동체(272)로 이동하고, 검사유닛(254)을 통해 제2 이동체(272) 상부에 고정된 PCB 키트(10)를 촬영하여 제2 본체부(210)에 내장된 제2 제어부로 전송함으로써 검사를 수행한다. 상기 제2 제어부에서는 검사유닛(254)이 전송한 이미지 정보를 기준 데이터와 비교함으로써 결함을 찾아낸다. 마찬가지로 PCB 키트(10)의 각 부분들을 검사하기 위하여 제2 수평이동부(252), 제2 수직이동부(253), 검사유닛(254)이 길이방향, 폭방향 또는 높이방향으로 이동할 수 있다.

한편, 검사부(250)는 표시장치이동부재(255a,255b)와 표시장치(255)를 더 포함할 수 있다. 표시장치(255)는 PCB 키트(10)의 불량 지점을 표시하는 기능을 한다. 제1 표시장치이동부재(255b)는 제2 수직이동부(253)의 상부면을 따라 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있게 마련된다. 이 때, 제1 표시장치이동부재(255b)는 상술한 제1 검사장치이동부재(254b)와는 독립적으로 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있다. 예컨대 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 수직이동부(253)의 상부면 일측에 제1 검사장치이동부재(254b)가 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있게 결합되고, 제2 수직이동부(253)의 상부면 타측에 제1 표시장치이동부재(255b)가 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있게 결합될 수 있다. 제2 표시장치이동부재(255a)는 제1 표시장치이동부재(255b)의 상부에 길이방향으로 결합하고 제1 표시장치이동부재(255b)의 상부면을 따라 높이 방향으로 왕복 운동할 수 있게 마련된다. 제2 표시장치이동부재(255a)의 하부에는 표시장치(255)가 결합된다. 표시장치(255)의 하단부는 팁(tip)이 형성되어 있으며, 상기 팁으로부터는 소정량의 잉크가 배출될 수 있다.

이와 같이 구성되는 표시장치(255)는 검사장치(254)를 통한 검사 결과, PCB 키트(10)가 불량으로 판정되는 경우, PCB 키트(10)에서 불량에 해당되는 부분을 잉크를 통해 표시할 수 있다. 예를 들어, 검사장치(254)를 통해 PCB 키트(10)의 A지점에서 단락이 발생한 것이 검출되었을 때, 검사부(250)는 제2 수평이동부(252), 제2 수직이동부(253), 표시장치(255)가 길이방향, 폭방향 또는 높이방향으로 이동함으로써 상기 A지점을 잉크로 표시할 수 있다. 따라서 불량으로 판정된 PCB 키트(10) 상에는 불량 판정의 원인이 된 지점이 잉크로 표시되는 바, 작업자가 별도의 데이터나 화면을 참고하지 않아도 육안으로 PCB 키트(10)의 불량 발생 지점을 확인할 수 있어 편리하다.

다시 도 5를 참조하면, 기판분배부(260)는 작업대의 우측 상부에 배치된다. 기판분배부(260)는 검사부(150)에서의 PCB 키트(10) 검사가 끝나 제1 기판 이동부(240) 또는 제2 기판 이동부(260)에 의해 이동된 PCB 키트(10)를 양품 적재부(280) 또는 불량품 적재부(290)로 분배시킨다.

기판분배부(260)는 제5 레일(261)과, 제3 수평이동부와, 제3 수직이동부와, 제2 기판흡착부를 포함한다. 제5 레일(261)은 작업대의 우측 상부에 폭방향으로 배치된다. 제5 레일(261)은 제1 기판 이동부(240), 제2 기판 이동부(270), 양품 적재부(280), 불량품 적재부(290)의 상부 공간에 설치된다. 한편, 제5 레일(261)이 배치되는 위치를 제외하고는 기판분배부(260)는 앞서 설명한 기판배치부(230)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 즉, 기판분배부(260)의 제3 수평이동부, 제3 수직이동부, 제2 기판흡착부는 기판배치부(230)의 제1 수평이동부(232), 제1 수직이동부(233), 제1 기판흡착부(234)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있는 바, 중복 설명은 생략한다.

양품 적재부(280)는 작업대의 최전방 타측에 마련되어 검사부(250)에서 이루어진 촬영과 제2 본체부(210) 내부에 설치된 제2 제어부에서 이루어지는 검사 결과에 따라 양품으로 판정된 PCB 키트(도 5에서 P로 표시함)가 적재되는 공간에 해당한다. 보다 구체적으로는 제1 기판 이동부(240) 또는 제2 기판 이동부(270)에서 검사가 완료된 PCB 키트(10)를 기판분배부(260)의 하부로 이동시키면, 기판분배부(260)는 양품으로 판정된 PCB 키트(10)를 흡착시켜 들어올린 후, 양품 적재부(280)에 내려놓을 수 있다.

불량품 적재부(290)는 작업대의 최후방 타측에 마련되어 검사부(250)에서 이루어진 촬영과 제2 본체부(210) 내부에 설치된 제2 제어부에서 이루어지는 검사 결과에 따라 불량품으로 판정된 PCB(도 5에서 F로 표시함) 키트가 적재되는 공간에 해당한다. 보다 구체적으로는 제1 기판 이동부(240) 또는 제2 기판 이동부(270)에서 검사가 완료된 PCB 키트(10)를 기판분배부(260)의 하부로 이동시키면, 기판분배부(260)는 불량품으로 판정된 PCB 키트(10)를 흡착시켜 들어올린 후, 불량품 적재부(290)에 내려놓을 수 있다. 또한 도면에 도시되지는 않았지만, 불량품 적재부(290)는 외부로 배출시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 예컨대 불량품 적재부(290)에서 불량품 PCB 키트가 적재되는 플레이트의 하부에 레일을 설치하고, 상기 플레이트가 상기 레일을 따라 이동되게 함으로써, 작업자가 플레이트를 잡고 밖으로 인출하여 불량품 PCB 키트를 꺼낼 수 있도록 할 수 있다.

이하, 검사장치(200)의 작동에 대하여 설명한다.

(가) 단계 1: 복수의 PCB 키트가 기판적재부(220)에 적재된다. 작업자가 제2 본체부(210)의 정면에 마련된 표시조작부(1,2)를 통해 검사를 시작하면, 기판배치부(230)는 기판적재부(220)로 이동하고, 기판적재부(220)에 적재된 제1 PCB 키트를 흡착하여 들어올린 후에, 제1 기판 이동부(240)로 이동하여 제1 기판 이동부(240)의 제1 이동체(242) 상에 배치한다. 제1 이동체(242)의 상부에 형성된 진공홀은 제1 PCB 키트를 흡착시켜 고정한다.

(나) 단계 2: 제1 기판 이동부(240)의 제1 이동체(242)는 검사부(250)의 하부 공간으로 이동한다. 검사부(250)는 제1 이동체(242)의 상부로 이동하고, 검사유닛(254)을 통해 제1 PCB 키트를 촬영하고 제어부로 전송한다(이상, 동작 A)

상기 동작 A가 이루어지는 동안, 기판배치부(230)는 기판적재부(220)로 이동하고, 기판적재부(220)에 적재된 제2 PCB 키트를 흡착하여 들어올린 후에, 제2 기판 이동부(270)로 이동하여 제2 기판 이동부(270)의 제2 이동체(272) 상에 배치한다. 기판배치부(230)가 기판적재부(220)로 이동하는 동안, 기판적재부(220)의 리프팅부(221)는 소정 정도 상승하여 제2 PCB 키트가 배치된 높이를 높일 수 있다. 이에 따라 기판배치부(230)가 제2 PCB 키트를 흡착하기 위해 이동한 거리는 단계 1에서와 대략적으로 동일하다.

나아가 기판배치부(230)는 제2 PCB 키트를 제2 이동체(272) 상에 배치한 후, 다시 기판적재부(220)로 이동하고, 기판적재부(220)에 적재된 제3 PCB 키트를 흡착하여 들어올린 후에, 제1 기판 이동부(240)로 이동하고, 제3 PCB 키트를 여전히 흡착시킨 채로 대기한다. 기판배치부(230)가 기판적재부(220)로 이동하는 동안, 기판적재부(220)의 리프팅부(221)는 소정 정도 상승하여 제3 PCB 키트가 배치된 높이를 높일 수 있다.

(다) 단계 3: 제1 기판 이동부(240)의 제1 이동체(242)는 검사부(250)에서 검사가 완료된 제1 PCB 키트(도 5에서 부호 11로 표기됨)를 기판분배부(260)의 하부로 이동시킨다. 기판분배부(260)에서는 제어부로부터 구동신호를 전달받아 제1 PCB 키트를 흡착시켜 들어올리고, 양품에 해당하면 양품 적재부(280)로, 불량품에 해당하면 불량품 적재부(290)로 이동시킨다. 기판분배부(260)에서 제1 PCB 키트를 흡착하여 들어올리면, 제1 이동체(242)는 기판배치부(230)의 하부로 이동한다(이상, 동작 B).

상기 동작 B가 이루어지는 동안, 제2 기판 이동부(270)의 제2 이동체(272)는 검사부(250)의 하부 공간으로 이동한다. 검사부(250)는 제2 이동체(272)의 상부로 이동하고, 검사유닛(254)을 통해 제2 PCB 키트(도 5에서 부호 12로 표기됨)를 촬영하고 제어부로 전송한다.

한편, 제1 이동체(242)가 기판배치부(230)로 복귀하면, 단계 2에서 제3 PCB 키트(도 5에서 부호 13으로 표기됨)를 흡착시킨 채 대기하고 있던 기판배치부(230)는 제3 PCB 키트를 제1 이동체(242) 상에 배치한다. 이어 기판배치부(230)는 다시 기판적재부(220)로 이동하고, 기판적재부(220)에 적재된 제4 PCB 키트(도 5에서 부호 14로 표기됨)를 흡착하여 들어올린 후에, 제2 기판 이동부(270)로 이동하고, 제4 PCB 키트를 여전히 흡착시킨 채로 대기한다.

(라) 단계 4: 제2 기판 이동부(270)의 제2 이동체(272)는 검사부(250)에서 검사가 완료된 제2 PCB 키트를 기판분배부(260)의 하부로 이동시킨다. 기판분배부(260)는 제2 PCB 키트를 흡착시켜 들어올리고, 양품 적재부(280) 또는 불량품 적재부(290)로 이동시킨다. 기판분배부(260)에서 제2 PCB 키트를 흡착하여 들어올리면, 제2 이동체(272)는 기판배치부(230)의 하부로 이동한다(이상, 동작 C).

상기 동작 C가 이루어지는 동안, 제1 기판 이동부(240)의 제1 이동체(242)는 검사부(250)의 하부 공간으로 이동한다. 검사부(250)는 제1 이동체(242)의 상부로 이동하고, 검사유닛(254)을 통헤 제3 PCB 키트를 촬영하고 제어부로 전송한다.

한편, 제2 이동체(272)가 기판배치부(230)로 복귀하면, 단계 3에서 제4 PCB 키트를 흡착시킨 채 대기하고 있던 기판배치부(230)는 제4 PCB 키트를 제2 이동체(272) 상에 배치한다. 이어 기판배치부(230)는 다시 기판적재부(220)로 이동하고, 기판적재부(220)에 적재된 제5 PCB 키트를 흡착하여 들어올린 후에, 제1 기판 이동부(240)로 이동하고, 제5 PCB를 여전히 흡착시킨 채로 대기한다. 이후에는 단계 3,4가 반복적으로 수행됨으로써, 기판적재부(220)에 적재된 PCB 키트를 순차적으로 검사하여 양품과 불량품으로 구분할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템은 PCB 키트의 정합작업과 정합 후 정합검사를 보다 용이하고 효율적으로 수행할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 구체예들에 따른 정합 시스템에서 정합장치는 장홈 형태의 복수의 접착제 배출부가 형성된 받침판을 마련하고, PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과 양품 PCB의 절단면 사이의 틈에 접착제를 충진할 때에 PCB 키트의 하부로 유출되는 접착제를 상기 접착제 배출부에 수용하게 함으로써 접착제 유출을 막기 위한 별도의 접착테이프가 요구되지 않을 뿐만 아니라 접착제를 제공하는 접착노즐을 포함하는 접착부를 설치함으로써, 자동으로 접착제를 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 절단면과 양품 PCB의 절단면에 도포할 수 있는 바, 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 검사장치는 하나의 라인에서 PCB 키트의 검사가 이루어지는 동안 다른 라인에 PCB 키트를 배치함으로써, 기판 로딩 시간을 크게 단축시키는 바, 정합 검사의 효율을 향상시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 구현예들에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.

10: PCB 키트
100: 정압장치
110: 제1 본체부
120: 가압부
130: 기판안착부
140: 접착부
200: 검사장치
210: 제2 본체부
220: 기판적재부
230: 기판배치부
240: 제1 기판 이동부
250: 검사부
260: 기판분배부
270: 제2 기판 이동부
280: 양품 적재부
290: 불량품 적재부

Claims

PCB(Printed Circuit Board) 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 결합시키는 정합 공정을 수행하기 위한 정합 시스템에 있어서,
상기 정합 시스템은 PCB 키트에서 불량 PCB가 제거된 위치에 양품 PCB를 결합시키는 정합장치와, 상기 정합장치에서 정합된 PCB 키트가 이송되어 상기 PCB 키트의 정합부를 광학 검사하기 위한 검사장치를 포함하고,
상기 정합장치는,
하부분에 가압공간이 마련되는 하우징과, 하우징 내부에 설치되는 제1 제어부를 포함하는 제1 본체부와; 상기 가압공간의 하부면에 설치되고 상부에는 PCB 키트 - 불량 PCB가 제거된 교체공간과, 상기 교체공간에 배치된 양품 PCB를 포함함 - 가 안착되는 기판안착부와; 상기 가압공간의 상부에 설치되고 상기 기판안착부의 상면을 가압하는 가압부를 포함하고,
상기 기판안착부는, 상기 가압공간의 하부면에 설치되고 상부에는 복수의 결합홀이 형성되며 상기 결합홀 중 1 이상에 고정핀이 설치되는 지지판과; 상기 지지판의 상부에 배치되는 것으로, 상기 고정핀이 삽입되는 통공이 1 이상 형성되며 양측부 테두리에는 장홈 형태의 복수의 접착제 배출부가 일렬로 형성되는 받침판을 포함하고, 상기 PCB 키트는 상기 받침판 상부에 배치되어 상기 고정핀에 의해 고정되되, 상기 PCB 키트에서 상기 교체공간에 배치된 양품 PCB의 측부 결합부위가 상기 접착제 배출부의 상부에 놓여지며,
상기 검사장치는,
내부에 제2 제어부가 구비되고 상부에 작업대가 설치되는 제2 본체부와; 상기 작업대의 최전방 일측에 마련되어 상기 정합장치에서 이송된 PCB 키트가 적재되는 기판적재부와; 상기 기판적재부의 후방에 길이방향으로 배치되는 제1 레일과, 상기 제1 레일의 상부에 결합되어 상기 제1 레일을 따라 길이방향으로 이동되는 제1 이동체를 포함하며, 상기 제1 이동체에 배치된 PCB 키트를 하기 검사부의 하부 또는 기판 분배부의 하부로 이동시키는 제1 기판이동부와; 상기 제1 기판이동부의 후방에 길이방향으로 배치되는 제2 레일과, 상기 제2 레일의 상부에 결합되어 상기 제2 레일을 따라 길이방향으로 이동되는 제2 이동체를 포함하며, 상기 제2 이동체에 배치된 PCB 키트를 하기 검사부의 하부 또는 기판 분배부의 하부로 이동시키는 제2 기판이동부와; 상기 작업대의 좌측 상부에 폭방향으로 배치되는 제3 레일과, 상기 제3 레일을 따라 폭방향으로 이동되는 제1 수평이동부와, 상기 제1 수평이동부에 결합되어 수직이동되는 제1 수직이동부와, 상기 제1 수직이동부에 길이방향으로 마련되어 하부에 상기 PCB 키트를 흡착시키는 제1 기판흡착부를 포함하며, 상기 기판적재부로부터 상기 PCB 키트를 상기 제1 기판이동부의 제1 이동체 또는 상기 제2 기판이동부의 제2 이동체로 배치시키는 기판배치부와; 상기 작업대의 중앙부 상부에 폭방향으로 배치되는 제4 레일과, 상기 제4 레일을 따라 폭방향으로 이동되는 제2 수평이동부와, 상기 제2 수평이동부에 결합되어 수직이동되는 제2 수직이동부와, 상기 제2 수직이동부에 결합되어 상기 제1 기판이동부 또는 제2 기판이동부에 의해 이동된 PCB 키트의 정합 부위를 촬영하여 상기 제2 제어부로 전송하는 검사유닛을 포함하는 검사부와; 상기 작업대의 우측 상부에 폭방향으로 배치되는 제5 레일과, 상기 제5 레일을 따라 폭방향으로 이동되는 제3 수평이동부와, 상기 제3 수평이동부에 결합되어 수직이동되는 제3 수직이동부와, 상기 제3 수직이동부에 길이방향으로 마련되어 하부에 상기 PCB 키트를 흡착시키는 제2 기판흡착부를 포함하며, 상기 제1 기판이동부 또는 제2 기판이동부에 의해 이동된 PCB 키트를 양품과 불량품으로 분배시키는 기판분배부를 포함하는 정합 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 정합장치는, 상기 가압공간의 상부면 양측에 각각 설치되어 상기 PCB 키트에서 상기 교체공간에 배치된 양품 PCB의 측부 결합부위에 접착제를 제공하는 접착노즐을 포함하는 접착부를 더 포함하는 정합 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 검사장치의 검사부는 상기 제2 수직이동부에 결합되어 수직이동되며 검사장치가 결합되는 검사장치이동부재와, 상기 제2 수직이동부에 결합되어 상기 검사장치이동부재와 독립적으로 수직이동되는 표시장치이동부재와, 상기 표시장치이동부재에 결합되며 상기 PCB 키트의 상부면의 임의의 지점을 하단부에 마련된 팁을 통해 표시하는 표시장치를 더 포함하는 정합 시스템.