KR101934468B1 - 인쇄회로기판의 정합장치 - Google Patents

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Abstract

인쇄회로기판의 정합장치가 개시된다. 본 발명의 구체예들에 따른 인쇄회로기판의 정합장치는 상부에 인쇄회로기판을 거치시키되 회전가능하도록 하우징에 결합되는 거치부를 포함하는 기판이송부가 제1 이송레일을 통해 이동되는 동안 제1 얼라인 마크 측정부를 통해 인쇄회로기판의 정렬상태를 측정하고 정렬상태가 불량한 경우에는 거치부를 회전시켜 인쇄회로기판을 정위치에 위치되게 한 후에, 지그가 장착된 제2 이송레일로 기판을 이송시킴으로써 자동으로 인쇄회로기판을 정렬시킬 수 있다.

Description

인쇄회로기판의 정합장치{APPARATUS FOR ALIGNMENT OF MULTI-LAYER PCB}
본 발명은 인쇄회로기판의 정합장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층인쇄회로기판의층간 정합을 수행하는 인쇄회로기판의 정합장치에 관한 것이다.
MLB(Multi Layer Board)는 더 많은 배선회로를 배치하기 위해 내층을 추가하여 다층으로 만든 PCB(Printed Circuit Board)다. MLB는 내층과 외층을 적층하여 만들므로 각 층의 배선과 홀의 위치를 맞추는 것이 중요하다. 이를 정합(Alignment)이라 한다. 정합을 위해 내층용 패널을 비롯한 원자재 및 부자재에 기준 홀을 가공하고, 이를 이용하여 위치를 맞추는 것이 일반적이다. 적층(Lay up)은 내층과 외층을 접착하여 일체화하는 작업이다. 이때 층간 절연과 접착을 위해 프리프레그를 층과 층 사이에 끼워 넣는다. 적층은 2단계로 나누어 실시하며, 이를 각각 1차 적층, 2차 적층이라 한다. 1차 적층은 내층과 프리프레그를 쌓는 작업이다. 층수가 증가하면 프리프레그의 수도 증가한다. 2차 적층은 1차 적층된 내층의 양면에 프리프레그와 동박을 깔고, 프레스로 압착할 수 있도록 경면판과 쿠션 패드를 끼우는 작업이다. 내층의 양면에 놓인 동박은 외층이 된다.
적층에서는 정합이 매우 중요하며, 배선이 미세할수록 정합의 정밀도도 향상되어야 한다. 정합이 어긋나면, 내층과 외층이 연결되지 않는 중대한 불량이 발생한다. 층수가 많은 MLB일수록 정합이 중요하다. 정합의 어려움 때문에 층수가 증가할수록 수율이 떨어지기 때문이다. 적층에서는 정합을 위해 매스 라미네이션(Mass Lamination) 및 핀 라미네이션(Pin Lamination) 방법이 주로 이용되고 있다. 이 중 핀 라미네이션은 적층할 소재들을 적층용 프레스의 가이드 핀에 꽂아 정합하는 방법이다. 매스 라미네이션에 비해 정합의 정밀도가 높다. 6층 이상의 MLB에 적용되는 이유다. 관련하여 MLB의 적층 및 정합을 자동화하는 시도들이 이어지고 있다. 일 예로는 한국공개특허 제10-2014-0099761호가 있다.
한국공개특허 제10-2014-0099761호(2014.08.13 공개)
본 발명은 인쇄회로기판을 이송시키면서 정렬을 위해 정위치로 제어하여 적층할 수 있는 자동화 된 인쇄회로기판의 정합장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하우징과, 하우징의 상부에 회전가능하게 결합되는 것으로 상부에는 인쇄회로기판이 거치되는 거치부와, 하우징의 내측에 수평방향으로 결합되는 제1 롤러부와, 하우징의 양측에 각각 수직방향으로 결합되는 제2 롤러부를 포함하는 기판이송부; 제1 방향으로 배치되는 것으로, 중앙부에는 상기 제1 롤러부를 가이드하는 주행부가 마련되고, 주행부의 양측에는 상기 제2 롤러부를 수용하고 가이드하는 이탈방지부가 마련되는 제1 이송레일; 제1 이송레일의 후방측에 설치되고 인쇄회로기판에 형성된 얼라인 마크들의 좌표값을 1차적으로 인식하는 비젼카메라가 설치되는 제1 얼라인 마크 측정부; 제1 이송레일의 전방측에 설치되고 인쇄회로기판에 형성된 얼라인 마크들의 좌표값을 2차적으로 인식하는 비젼카메라가 설치되는 제2 얼라인 마크 측정부; 제1 이송레일의 전단과 소정 간격 이격되어 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배치되는 제2 이송레일; 제1 이송레일의 전단으로 이송된 인쇄회로기판을 흡착시켜 제2 이송레일로 이동시키는 기판흡착부; 및 기판이송부, 제1 이송레일, 제1 얼라인 마크 측정부, 제2 얼라인 마크 측정부, 제2 이송레일 및 기판흡착부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 얼라인 마크 측정부에서 인식된 얼라인 마크들의 좌표값을 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값과 비교하여 양 값에 편차가 있는 경우, 얼라인 마크들의 좌표값이 얼라인 마크의 기준 설정값과 일치하도록 상기 기판이송부의 거치부를 회전시키도록 제어하고, 상기 제2 얼라인 마크 측정부에서 인식된 얼라인 마크들의 좌표값을 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값과 비교하여 확인하는 인쇄회로기판의 정합장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제2 이송레일은 상기 제2 이송레일을 따라 이송하며 상부에는 인쇄회로기판이 거치될수 있는 공간을 제공하는 지그를 더 포함하고, 상기 지그는 인쇄회로기판에 형성된 관통홀과 상응하는 위치에 각각 형성되는 고정홀에 매립된 형태로 설치되는 고정로드와, 인쇄회로기판의 네 측단부와 상응하는 위치에 각각 형성되는 장공에 매립된 형태로 설치되는 가이드패널을 포함하고, 1차적으로 고정로드가 상방향으로 돌출되면 상기 기판흡착부는 고정로드를 인쇄회로기판의 관통홀에 관통시켜 인쇄회로기판을 지그 상부에 배치하고, 그 후에 2차적으로 가이드패널이 상방향으로 돌출하여 인쇄회로기판의 측부를 파지할 수 있다.
또한, 상기 기판이송부의 거치부의 상부에는 인쇄회로기판이 흡착 거치될 수 있도록 복수개의 진공홀이 마련될 수 있다.
본 발명의 구체예들에 따른 인쇄회로기판의 정합장치는 상부에 인쇄회로기판을 거치시키되 회전가능하도록 하우징에 결합되는 거치부를 포함하는 기판이송부가 제1 이송레일을 통해 이동되는 동안 제1 얼라인 마크 측정부를 통해 인쇄회로기판의 정렬상태를 측정하고 정렬상태가 불량한 경우에는 거치부를 회전시켜 인쇄회로기판을 정위치에 위치되게 한 후에, 지그가 장착된 제2 이송레일로 기판을 이송시킴으로써 자동으로 인쇄회로기판을 정렬시킬 수 있다.
도 1은 인쇄회로기판의 일 예시를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 인쇄회로기판의 정합장치를 도시한다.
도 3은 도 2의 인쇄회로기판의 정합장치를 측부에서 바라 본 모습을 도시한다.
도 4는 도 2의 인쇄회로기판의 정합장치에서 기판이송부, 제1 이송레일 및 제1 얼라인 마크 측정부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 기판이송부 및 제1 이송레일을 보다 확대하여 도시한 도면이다.
도 6은 기판이송부의 거치부 회전에 따른 인쇄회로기판의 정렬을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 2의 인쇄회로기판의 정합장치에서 제2 이송레일을 통해 이송되는 지그에 인쇄회로기판이 배치되는 모습을 개념적으로 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 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.
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 의미한다. 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 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.
도 1은 인쇄회로기판(10)의 일 예시를 도시한다. 도 1을 참조하면, 인쇄회로기판(10)에는 다양한 형태의 배선 패턴이 형성될 수 있다. 인쇄회로기판(10)은 복수의 얼라인 마크(11)와 복수의 관통홀(12)을 포함한다. 얼라인 마크(11)는 인쇄회로기판(10)의 정렬을 위해 표시되는 기준 표시(Fiducail Mark)다. 얼라인 마크(11)는 십자형, 복수의 동심원, 화살표 등의 여러가지 형태로 형성될 수 있다. 이와 같은 얼라인 마크(11)는 본 기술분야에서는 일반적인 것이므로 구체적인 설명은 생략한다. 일 구체예에 있어서 얼라인 마크(11)는 도 1에서와 같이 인쇄회로기판(10)의 네 측부 각각에 표시될 수 있다. 관통홀(12)은 인쇄회로기판(10)을 복수개 적층할 때에 고정핀을 삽입시키기 위해 형성된다. 관통홀(12)은 기 정해진 직경으로 형성되며, 적층될 복수의 인쇄회로기판(10)의 동일한 위치에 각각 형성될 수 있다. 일 구체예에 있어서 관통홀(12)은 도 1에서와 같이 인쇄회로기판(10)의 네 귀퉁이에 각각 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따른 인쇄회로기판의 정합장치(100)를 도시하고, 도 3은 도 2의 인쇄회로기판의 정합장치(100)를 측부에서 바라 본 모습을 도시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면 인쇄회로기판의 정합장치(100, 이하 정합장치)는 기판이송부(110), 제1 이송레일(120), 제1 얼라인 마크 측정부(130), 제2 얼라인 마크 측정부(140), 제2 이송레일(160), 기판흡착부(150) 및 제어부(미도시)를 포함한다.
기판이송부(110)는 상부에 인쇄회로기판(10)을 거치시킨다. 기판이송부(110)는 제1 이송레일(120)을 따라 이동할 수 있다. 기판이송부(110)의 세부 구성에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술한다.
제1 이송레일(120)은 제1 방향으로 배치된다. 여기에서 제1 방향은 도 2를 기준으로 수직 방향(길이 방향)을 의미한다. 제1 이송레일(120)에는 기판이송부(110)가 장착된다. 제1 이송레일(120)은 기판이송부(110)가 이동할 수 있도록 구름면이 마련된다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술한다. 기판이송부(110)는 제1 이송레일(120)을 따라 제1 방향으로 이동할 수 있다.
제1 얼라인 마크 측정부(130)는 제1 이송레일(120)의 후방측에 설치된다. 본 명세서에서는 기판이송부(110)가 제1 이송레일(120)을 따라 진행하는 방향을 전방으로 지칭하고, 전방과 반대되는 방향을 후방으로 지칭한다. 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 제1 이송레일(120)의 전방측에 설치된다. 즉 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 제1 얼라인 마크 측정부(130)보다 상대적으로 전방측에 있다. 제1 얼라인 마크 측정부(140)는 기판이송부(110)에 거치된 인쇄회로기판(10)의 얼라인 마크(11)들을 측정함으로써 인쇄회로기판(10)의 정렬 여부를 확인한다. 이를 위해 제1 얼라인 마크 측정부(140)는 비젼카메라를 포함한다. 인쇄회로기판(10)의 정렬 여부란 인쇄회로기판(10)이 정위치에 있는지 여부를 말한다. 얼라인 마크(11)는 인쇄회로기판(10)의 정위치를 결정한다. 기 정해진 대로 얼라인 마크(11)가 표시됨으로써 작업자는 얼라인 마크(11)가 정해진 대로 표시되도록 인쇄회로기판(10)을 배치시키고, 이와 같이 인쇄회로기판(10)이 배치되었을 때 정위치에 있다고 할 수 있다. 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 제1 얼라인 마크 측정부(130)를 거친 기판이송부(110)에 거치된 인쇄회로기판(10)의 얼라인 마크(11)들을 측정함으로써 인쇄회로기판(10)의 정렬 여부를 재확인한다. 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 제1 얼라인 마크 측정부(130)와 마찬가지로 비젼카메라를 포함한다. 후술하겠지만 기판이송부(110)에 거치된 인쇄회로기판(10)은 제1 얼라인 마크 측정부(130)를 거치고 난 후, 정렬될 수 있다. 이 때 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 인쇄회로기판(10)의 정렬이 제대로 이루어졌는지를 재차 확인하는 기능을 한다. 이를 위해 제1 얼라인 마크 측정부(130)와 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 간격을 두어 설치되는 것이 바람직하다. 이 때 상기 간격은 제1 얼라인 마크 측정부(130)를 거친 인쇄회로기판(10)이 계속 전방으로 이동하면서 정위치로 정렬되는데 소요되는 시간을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다. 제1 얼라인 마크 측정부(130) 및 제2 얼라인 마크 측정부(140)의 세부 구성요소들에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술한다.
제2 이송레일(160)은 제2 방향으로 배치된다. 여기에서 제2 방향은 도 2를 기준으로 수평 방향(폭 방향)을 의미한다. 즉 제2 방향은 제1 방향과는 직교하는 방향이다. 제2 이송레일(160)은 제1 이송레일(120)의 전단과 소정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로 제2 이송레일(160)의 측부가 제1 이송레일(120)의 전단과 소정 간격 이격됨으로써 제1,2 이송레일(120,160)의 동작이 서로를 간섭하지 않는 정도면 충분하다. 제2 이송레일(160)은 통상의 컨베이어 벨트 시스템과 동일 또는 유사한 이송장치일 수 있다. 제2 이송레일(160)은 지그(161)를 이송시킨다.
기판흡착부(150)는 제1 이송레일(120)의 전단으로 이송된 인쇄회로기판(10)을 흡착시켜 제2 이송레일(160)로 이동시키는 기능을 한다. 도면에 구체적으로 도시되지는 않았지만 기판흡착부(150)는 제1 이송레일(160)의 전단과 제2 이송레일(160)의 사이에 수직으로 배치되며 일측면에는 가이드레일이 형성되는 수직프레임과, 수직프레임의 가이드레일에 수평방향으로 결합하는 수평프레임과, 수평프레임의 단부에 하방향으로 결합하는 기판흡착부재를 포함할 수 있다. 수직프레임은 회전 가능하도록 설치된다. 이에 따라 수직프레임이 회전하면 수평프레임은 수직프레임을 축으로 하여 함께 회전할 수 있다. 또한 수평프레임은 수직프레임에 마련된 가이드레일을 따라 수직프레임을 기준으로 상하 이동할 수 있다. 따라서 수평프레임의 단부에 결합되는 기판흡착부재는 수직프레임의 가이드레일을 따라 상하 이동가능하고, 수직프레임의 회전 동작에 따라 수평프레임과 함께 제1 이송레일(120)의 상부와 제2 이송레일(160)의 상부로 위치를 전환할 수 있다. 기판흡착부재는 인쇄회로기판(10)의 양측을 흡착할 수 있도록 인쇄회로기판(10)과 평행하도록 위치되는 수평편과, 수평편 양측단에 하방향으로 마련된 수직편을 포함하고 수직편의 하부에는 공기를 흡입하는 흡착판이 마련될 수 있다. 제1 이송레일(120)의 전단에 인쇄회로기판(10)이 위치하면 수평프레임 및 기판흡착부재가 수직프레임의 가이드레일을 따라 하강하고, 기판흡착부재에 마련된 흡착판이 인쇄회로기판(10)의 양측을 흡착하면서 인쇄회로기판(10)을 위로 들어올릴 수 있다. 이어 수직프레임이 회전하면서 수평프레임 및 기판흡착부재도 함께 회전하여 기판흡착부재가 제2 이송레일(160)의 상부에 위치될 수 있다. 다음으로 수평프레임 및 기판흡착부재가 다시 수직프레임의 가이드레일을 따라 하강하고, 기판흡착부재에 마련된 흡착판에서 흡착 기능이 해제됨으로써 인쇄회로기판(10)이 제2 이송레일(160)의 상부에 배치될 수 있다.
제어부는 정합장치(100)를 이루는 기판이송부(110), 제1 이송레일(120), 제1 얼라인 마크 측정부(130), 제2 얼라인 마크 측정부(140), 기판흡착부(150) 및 제2 이송레일(160)의 구동을 제어할 수 있다. 예컨대 제어부는 ECU(Electric Control Unit)일 수 있다. 구체적으로 제어부는 기판이송부(110)가 제1 이송레일(120)을 따라 전후로 이동할 수 있도록 제어할 수 있고, 제1 얼라인 마크 측정부(130), 제2 얼라인 마크 측정부(140)에서 비젼카메라의 상하좌우 이동과 얼라인 마크(11)의 촬영 및 데이터 수집을 위한 구동을 제어할 수 있고, 기판흡착부(150)의 상하이동, 회전이동 및 인쇄회로기판(10)의 흡착과 흡착해제 구동을 제어할 수 있고, 제2 이송레일(160)의 전후진 구동을 제어할 수 있다. 상기 구동은 제어부와 정합장치(100)를 이루는 각 구성요소들이 전기적으로 연결되고, 이에 따른 제어회로를 구축함으로써 이루어질 수 있다.
도 4는 도 2의 인쇄회로기판의 정합장치에서 기판이송부(110), 제1 이송레일(120) 및 제1 얼라인 마크 측정부(130)를 확대하여 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에서 기판이송부(110) 및 제1 이송레일(120)을 보다 확대하여 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 기판이송부(110)는 하우징(111), 거치부(112), 제1 롤러부(113), 제2 롤러부(114)를 포함한다. 거치부(112)는 상부면이 평평하게 형성되며 상부에 인쇄회로기판(10)을 거치한다. 거치부(112)의 상부에는 복수의 진공홀(112a)이 마련될 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나 진공홀(112a)은 튜브 등의 유체 이송관을 통해 장치 외부의 진공장치와 연결될 수 있다. 이에 따라 진공홀(112a)은 상기 진공장치로부터 진공 상태의 압력을 인가 받을 수 있다. 그 결과 진공홀(112a)은 거치부(112)의 상부에 배치되는 인쇄회로기판(10)을 진공 흡착시킬 수 있다. 따라서 인쇄회로기판(10)이 안정적으로 거치부(112)에 밀착되어 거치될 수 있다. 거치부(112)는 하우징(111)의 상부에 결합되되, 회전 가능하도록 결합될 수 있다. 도면에 구체적으로 도시되지는 않았지만 거치부(112)의 하부 중앙에는 수직축(미도시)이 마련되어 있으며, 수직축의 원주를 따라 구름 베어링이 마련되어 하우징(111)의 상부에 수용될 수 있다. 그리고 거치부(112)는 수직축을 따라 하우징(111)의 상부에서 회전될 수 있다. 거치부(112)가 하우징(111)의 상부에 회전 가능하게 결합되는 이유는 인쇄회로기판(10)을 정렬시키기 위함이다.
하우징(111)은 기판이송부(110)의 몸통에 해당한다. 하우징(111)의 상부에는 거치부(112)가 결합하고 하부에는 제1 롤러부(113)가 결합할 수 있다. 일 구체예에 있어서 하우징(111)의 하부에는 내측에 제1 롤러부(113)를 수용할 수 있도록 홈부(미표기)가 형성되고, 제1 롤러부(113)는 상기 홈부에 수평방향으로 배치되어 하부에 위치한 구름면에 대해 구름운동을 할 수 있도록 설치될 수 있다. 이를 위해 상기 홈부의 양 측부에는 제1 롤러부(113)의 양측 회전축이 결합될 수 있도록 결합홀(미표기)이 형성될 수 있다. 또한 제1 롤러부(113)의 외주에는 구름 베어링(미도시)이 형성되어 제1 롤러부(113)가 원활하게 회전될 수 있도록 한다. 제2 롤러부(114)는 하우징(111)의 양측에 각각 수직방향으로 배치되어 측방향에 위치한 구름면에 대해 구름 운동을 할 수 있도록 설치될 수 있다. 제2 롤러부(114)는 한 쌍으로 구성되어 상기 홈부의 하단에 각각 결합할 수 있다. 이를 위해 상기 홈부의 양 하단에는 제2 롤러부(114)의 회전축이 결합될 수 있도록 결합홀(미표기)이 형성될 수 있다. 제2 롤러부(114)의 외주에도 마찬가지로 구름 베어링이 형성되어 제2 롤러부(114)가 원활하게 회전될 수 있도록 할 수 있다.
제1 이송레일(120)은 주행부(121)와 이탈방지부(122)를 포함한다. 제1 이송레일(120)의 중앙에는 주행부(121)가 마련되며 주행부(121)의 양측으로는 이탈방지부(122)가 마련된다. 주행부(121)는 소정 높이를 갖도록 형성되고 상부면은 평평하게 형성된다. 주행부(121)는 기판이송부(110)의 제1 롤러부(113)가 구름 운동을 할 수 있도록 구름면을 제공한다. 이탈방지부(122)는 높이를 따로 갖지 않아 주행부(121)와 단차를 이루도록 형성되고 상부면은 평평하게 형성된다. 또한 이탈방지부(122)의 외측에는 소정 높이를 갖는 측벽이 형성된다. 이에 따라 이탈방지부(122)는 일측에는 측벽이 타측에는 주행부(121)의 높이면이 마련되는 바, 공간을 형성한다. 이탈방지부(122)는 주행부(121)를 가운데 두고 한 쌍으로 이루어진다. 각 이탈방지부(122)는 상기 형성된 공간에 제2 롤러부(114)를 수용한다. 이를 위해 상기 공간의 폭은 제2 롤러부(114)의 직경에 상응할 수 있다. 또한 주행부(121)의 높이면과 상기 측벽은 제2 롤러부(114)가 구름 운동을 할 수 있도록 구름면을 제공한다. 이에 따라 제2 롤러부(114)는 주행부(121)의 양측면(높이면)과 이탈방지부(122)의 측벽을 따라 구름 운동하며, 기판이송부(110)가 제1 이송레일(120)을 이탈하지 않도록 방지한다.
제1 얼라인 마크 측정부(130)는 프레임(131)과, 프레임(131)내측에 마련되는 좌우이동 프레임(132)과, 좌우이동 프레임(132)에 거치되어 좌우이동 프레임(132)을 따라 좌우로 이동하는 한 쌍의 이동부재(133)와, 이동부재(133)에 각각 상하로 이동가능하도록 설치되는 비젼카메라(134)를 포함할 수 있다. 프레임(131)은 수평프레임과 수직프레임이 짜여져 설치되는 것으로 프레임(131)의 내측 공간에 제1 이송레일(120)이 오도록 설치될 수 있다. 즉 제1 이송레일(120)의 양측에 수직프레임이 복수개 설치되고, 수직프레임의 상부를 복수의 수평프레임이 연결함으로써 전체적으로 사각 프레임이 짜여질 수 있다. 좌우이동 프레임(132)은 프레임(131)의 내측 공간에 수평방향으로 설치된다. 일 구체예에 있어서 좌우이동 프레임(132)은 복수의 봉형 부재를 포함하며 봉형 부재들이 수평방향으로 간격을 두어 설치됨으로써 마련될 수 있다. 즉 좌우이동 프레임(132)은 제1 이송레일(120)의 배치 방향과 직교하는 방향으로 설치된다. 또한 도면에 도시되지는 않았지만 좌우이동 프레임(132)의 각 봉형 부재에는 길이 방향(수평 방향)을 따라 가이드레일이 형성된다. 그리고 한 쌍의 이동부재(133)는 상기 가이드레일에 연결된 채로 좌우이동 프레임(132)에 거치된다. 예컨대 이동부재(133)의 안정적인 거치를 위해 이동부재(133)의 배면 상부 및 하부가 각각 좌우이동 프레임(132)을 이루는 봉형 부재들에 형성된 가이드레일에 연결될 수 있다. 이동부재(133)는 별도의 동력을 제공하는 구동원에 의해 좌우이동 프레임(132)의 가이드레일을 따라 좌우로 이동할 수 있다. 이동부재(133)는 한 쌍이며, 각 이동부재(133)가 각각 좌우로 이동할 수 있다. 예를 들어 하나의 이동부재(133)가 좌측으로 이동하는 동안 다른 하나의 이동부재(133)가 우측으로 이동할 수 있다. 비젼카메라(134)는 렌즈가 하방향으로 오도록 이동부재(133)에 각각 설치될 수 있다. 이 때 비젼카메라(134)는 이동부재(133)가 제공하는 영역 내에서 상하로 이동가능하도록 설치될 수 있다. 예컨대 이동부재(133)의 상부면에 상하 방향으로 형성되는 가이드레일을 형성하고 비젼카메라(134)의 일측부를 가이드레일에 연결시키는 방식이 사용될 수 있을 것이다. 비젼카메라(134)는 인쇄회로기판(10)에 마련된 얼라인 마크(11)의 좌표 정보를 인식할 수 있다. 이와 같이 얼라인 마크의 좌표 정보를 인식하는 비젼카메라는 본 기술분야에서는 일반적인 것이므로 자세한 기술사항에 대한 설명은 생략하도록 한다. 비젼카메라(134)는 인쇄회로기판(10)에 마련된 얼라인 마크(11)의 좌표 정보를 인식하고, 이에 관한 데이터 및 정보를 제어부로 전송할 수 있다. 한편, 제2 얼라인 마크 측정부(140)는 제1 얼라인 마크 측정부(130)와 동일 또는 유사하게 형성될 수 있으므로 중복 설명은 생략한다.
도 6은 기판이송부(110)의 거치부(112) 회전에 따른 인쇄회로기판(10)의 정렬을 개념적으로 도시한 도면이다. 앞에서 설명한 도 2와, 도 6을 참조하여 본 발명의 구체예들에 따른 정합장치(100)의 동작을 설명한다. 우선 인쇄회로기판(10)이 기판이송부(110)의 거치부(112)에 배치된다. 이 때 인쇄회로기판(10)은 정렬되지 않은 상태로 거치부(112)에 배치될 수 있다. 앞서 설명한 것처럼 거치부(112)에는 복수의 진공홀(112a)이 형성되고 거치부(112)에서 인쇄회로기판(10)을 흡착함으로써 인쇄회로기판(10)이 거치부(112)에 안정적으로 거치될 수 있다. 이어 기판이송부(110)는 제1 이송레일(120)을 따라 전방으로 이동한다. 기판이송부(110)의 하부에 마련된 제1 롤러부(113)와 제2 롤러부(114)는 제1 이송레일(120)의 주행부(121) 및 이탈방지부(122) 위를 구름운동하면서 전방으로 이동할 수 있다. 기판이송부(110)가 제1 얼라인 마크 측정부(130)의 프레임(131) 내측에 진입하면, 제1 얼라인 마크 측정부(130)의 비젼카메라(134)는 좌우이동 프레임(132) 및 이동부재(133)를 통해 상하좌우로 이동하여 인쇄회로기판(10)의 얼라인 마크(11)를 촬영할 수 있는 위치로 이동할 수 있다. 이 때, 제1 얼라인 마크 측정부(130)의 비젼카메라(134)는 한 쌍이 설치되므로, 하나의 비젼카메라(134)가 인쇄회로기판(10)의 마주보는 면에 형성된 하나의 얼라인 마크(11)를 촬영하고, 다른 하나의 비젼카메라(134)가 인쇄회로기판(10)의 또 다른 마주보는 면에 형성된 하나의 얼라인 마크(11)를 촬영할 수 있다. 제1 얼라인 마크 측정부(130)에서는 얼라인 마크(11)의 좌표값(예컨대 X1,Y1)을 인식할 수 있다. 그리고 이에 관한 데이터 및 정보를 제어부로 전송할 수 있다. 제어부에서는 제1 얼라인 마크 측정부(130)에서 인식된 얼라인 마크(11)들의 좌표값을 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값(예컨대 X0,Y0)과 비교한다. 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값이란 인쇄회로기판(10)이 정렬되었을 때의 얼라인 마크(11)의 좌표값을 의미하는 것으로, 미리 설정되어 제어부에 입력된 값이다. 제어부에서는 양 값을 비교하여 양 값에 편차가 있는 경우, 수신된 얼라인 마크(11)의 좌표값이 얼라인 마크의 기준 설정값과 일치하도록 기판이송부(110)의 거치부(112)를 회전시키도록 제어하는 제어신호를 생성하여 기판이송부(110)로 전송할 수 있다. 이에 따라 기판이송부(110)는 전방으로 이송되면서 거치부(112)가 회전하며 인쇄회로기판(10)이 정위치로 오도록 정렬시킬 수 있다. 예컨대 도 6b에서와 같이 인쇄회로기판(10)이 정위치에 있지 않을 때, 제어부에서는 거치부(112)를 시계방향 또는 반시계방향으로 회전시키면서 도 6c에서와 같이 인쇄회로기판(10)이 정위치로 오도록 정렬하는 것이다. 기판이송부(110)는 제1 얼라인 마크 측정부(130)를 지나 제2 얼라인 마크 측정부(140)로 진입할 때까지 거치부(112)를 회전시켜 인쇄회로기판(10)을 정렬시킬 수 있다. 다음으로 기판이송부(110)가 제2 얼라인 마크 측정부(140)의 프레임 내측에 진입하면, 제2 얼라인 마크 측정부(140)의 비젼카메라가 인쇄회로기판(10)의 얼라인 마크(11)를 재차 확인한다. 마찬가지로 제2 얼라인 마크 측정부(140)의 비젼카메라는 인쇄회로기판(10)의 얼라인 마크(11)의 좌표값(예컨대 X2,Y2)을 인식하고, 이에 관한 데이터 및 정보를 제어부로 전송할 수 있다. 제어부에서는 제2 얼라인 마크 측정부(140)에서 인식된 얼라인 마크(11)들의 좌표값을 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값과 비교함으로써 인쇄회로기판(10)이 정렬되었는지를 확인한다. 이상이 없는 경우에는 기판이송부(110)를 그대로 전진시키고, 이상이 있는 경우에는 앞서와 마찬가지로 거치부(112)를 회전시켜 인쇄회로기판(10)을 다시 한번 정렬시킨다. 후자의 경우에도 제1 얼라인 마크 측정부(130)를 거치면서 한번 정렬이 된 것이므로 인쇄회로기판(10)의 얼라인 마크(11)의 좌표값이 얼라인 마크의 기준 설정값과 갖는 편차가 보다 적을 것이다. 이어 인쇄회로기판(10)이 제1 이송레일(120)의 전단에 이르면 앞서 설명한 것처럼 기판흡착부(150)가 인쇄회로기판(10)을 흡착하여 제2 이송레일(160)로 이송시킬 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 2의 인쇄회로기판의 정합장치(100)에서 제2 이송레일(160)을 통해 이송되는 지그(161)에 인쇄회로기판(10)이 배치되는 모습을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 이송레일(160)은 제2 이송레일(160)을 따라 이송하며 상부에는 인쇄회로기판(10)이 거치될 수 있는 공간을 제공하는 지그(161)를 더 포함한다. 지그(161)는 인쇄회로기판(10)이 상부에 거치될 수 있도록 평평한 상부면을 갖되, 인쇄회로기판(10)에 형성된 관통홀(12)과 상응하는 위치에 각각 고정홀(161a)이 형성되고, 인쇄회로기판(10)의 네 측단부와 상응하는 위치에 각각 장공(161b)이 형성될 수 있다. 그리고 각 고정홀(161a)에는 고정로드(162)가 매립된 형태로 설치되며, 각 장공(161b)에는 가이드패널(163)이 매립된 형태로 설치될 수 있다. 고정로드(162)는 봉형으로 형성되되 인쇄회로기판(10)에 형성된 관통홀(12)의 직경과 상응하는 직경을 갖는다. 이에 따라 고정로드(162)는 인쇄회로기판(10)의 관통홀(12)을 관통할 수 있다. 가이드패널(163)은 플레이트형을 갖도록 형성될 수 있으며 인쇄회로기판(10)의 측부를 파지할 수 있도록 적절한 강도를 갖는 소재로 형성될 수 있다. 고정로드(162) 및 가이드패널(163)은 상하로 이동 가능하도록 설치된다. 일 구체예에 있어서, 고정로드(162) 및 가이드패널(163)은 각각 고정홀(161a)과 장공(161b)에 매립되어 외부로 노출되지 않는 상태일 수 있다(도 7a 참고). 기판흡착부(150)에 의해 인쇄회로기판(10)이 제2 이송레일(160)에 거치된 지그(161)의 상부에 위치하면 1차적으로 고정로드(162)가 상방향으로 돌출될 수 있다. 이어 기판흡착부(150)는 고정로드(162)를 인쇄회로기판(10)의 관통홀(12)에 관통시켜 인쇄회로기판(10)을 지그(162) 상부에 배치할 수 있다. 그 후에 2차적으로 도 8에서와 같이 가이드패널(163)이 상방향으로 돌출하여 인쇄회로기판(10)의 측부를 파지할 수 있다. 고정로드(162)를 상술한 것처럼 승하강 가능하도록 형성하는 이유는 인쇄회로기판(10)이 복수개 적층될 때 전체 적층체의 두께에 상응하도록 고정로드(162)를 조정할 수 있도록 하기 위함이다. 또한 가이드패널(163)을 상술한 것처럼 승하강 가능하도록 형성하는 이유는 정렬된 인쇄회로기판(10)이 제2 이송레일(160)을 따라 이송할 때 비틀림이 발생하지 않도록 네 측부를 파지하기 위함과 더불어 고정로드(162)와 마찬가지로 인쇄회로기판(10)이 복수개 적층될 때 전체 적층체의 두께에 상응하도록 고정로드(162)를 조정할 수 있도록 하기 위함이다.
고정로드(162) 및 가이드패널(163)의 상승 또는 하강 이동을 위한 장치 구성은 특별히 한정되지 않는다. 일 구체예에 있어서 각 고정홀(161a) 및 장공(161b)의 하단에는 지그(161) 내부와 연통하는 유로가 형성되고, 지그(161) 내부에는 상기 유로와 연결되어 고정홀(161a) 및 장공(161b) 내의 공기압을 제어하는 통상의 기압제어장치가 설치될 수 있다. 따라서 지그(161)에서 상기 유로를 통해 고정홀(161a)과 장공(161b) 내부의 공기압을 조절함으로써 고정로드(162) 또는 가이드패널(163)을 상승시키거나 하강시킬 수 있다. 물론 다른 방식, 예컨대 유압 방식 또는 래칫-피니언 기어와 같은 기계적 방식으로 고정로드(162) 및 가이드패널(163)를 상승시키거나 하강시킬 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 구체예들에 따른 인쇄회로기판의 정합장치는 상부에 인쇄회로기판을 거치시키되 회전가능하도록 하우징에 결합되는 거치부를 포함하는 기판이송부가 제1 이송레일을 통해 이동되는 동안 제1 얼라인 마크 측정부를 통해 인쇄회로기판의 정렬상태를 측정하고 정렬상태가 불량한 경우에는 거치부를 회전시켜 인쇄회로기판을 정위치에 위치되게 한 후에, 지그가 장착된 제2 이송레일로 기판을 이송시킴으로써 자동으로 인쇄회로기판을 정렬시킬 수 있다.
한편, 위에서 설명한 정합장치(100)의 기판이송부(110), 제1 이송레일(120), 제1,2 얼라인 마크 측정부(130,140), 기판흡착부(150)를 한 세트로 하는 세트부를 제1 방향으로 간격을 두어 복수개 설치하고, 제2 이송레일(160)을 세트부의 전단과 소정 간격 이격되도록 설치하는 경우, 제2 이송레일(160)을 따라 이송되는 지그(161)에 상부에는 세트부를 이루는 각 제1 이송레일(120)로부터 이송된 인쇄회로기판(10)이 순차적으로 정렬되어 적층될 수 있을 것이다. 이 경우 자동적으로 인쇄회로기판(10)을 정렬 및 적층시키는 시스템을 구성할 수 있다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 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: 인쇄회로기판 11: 얼라인 마크
12: 관통홀 100: 정합장치
110: 기판이송부 111: 하우징
112: 거치부 113: 제1 롤러부
114: 제2 롤러부 120: 제1 이송레일
130: 제1 얼라인 마크 측정부 140: 제2 얼라인 마크 측정부
150: 기판흡착부 160: 제2 이송레일

Claims (3)

  1. 하우징과, 하우징의 상부에 회전가능하게 결합되는 것으로 상부에는 인쇄회로기판이 거치되는 거치부와, 하우징의 내측에 수평방향으로 결합되는 제1 롤러부와, 하우징의 양측에 각각 수직방향으로 결합되는 제2 롤러부를 포함하는 기판이송부;
    제1 방향으로 배치되는 것으로, 중앙부에는 상기 제1 롤러부를 가이드하는 주행부가 마련되고, 주행부의 양측에는 상기 제2 롤러부를 수용하고 가이드하는 이탈방지부가 마련되는 제1 이송레일;
    제1 이송레일의 후방측에 설치되고 인쇄회로기판에 형성된 얼라인 마크들의 좌표값을 1차적으로 인식하는 비젼카메라가 설치되는 제1 얼라인 마크 측정부;
    제1 이송레일의 전방측에 설치되고 인쇄회로기판에 형성된 얼라인 마크들의 좌표값을 2차적으로 인식하는 비젼카메라가 설치되는 제2 얼라인 마크 측정부;
    제1 이송레일의 전단과 소정 간격 이격되어 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 배치되는 제2 이송레일;
    제1 이송레일의 전단으로 이송된 인쇄회로기판을 흡착시켜 제2 이송레일로 이동시키는 기판흡착부; 및
    기판이송부, 제1 이송레일, 제1 얼라인 마크 측정부, 제2 얼라인 마크 측정부, 제2 이송레일 및 기판흡착부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1 얼라인 마크 측정부에서 인식된 얼라인 마크들의 좌표값을 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값과 비교하여 양 값에 편차가 있는 경우, 얼라인 마크들의 좌표값이 얼라인 마크의 기준 설정값과 일치하도록 상기 기판이송부의 거치부를 회전시키도록 제어하고, 상기 제2 얼라인 마크 측정부에서 인식된 얼라인 마크들의 좌표값을 기 설정된 얼라인 마크의 기준 설정값과 비교하여 확인하는 인쇄회로기판의 정합장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 이송레일은 상기 제2 이송레일을 따라 이송하며 상부에는 인쇄회로기판이 거치될수 있는 공간을 제공하는 지그를 더 포함하고,
    상기 지그는 인쇄회로기판에 형성된 관통홀과 상응하는 위치에 각각 형성되는 고정홀에 매립된 형태로 설치되는 고정로드와, 인쇄회로기판의 네 측단부와 상응하는 위치에 각각 형성되는 장공에 매립된 형태로 설치되는 가이드패널을 포함하고,
    1차적으로 고정로드가 상방향으로 돌출되면 상기 기판흡착부는 고정로드를 인쇄회로기판의 관통홀에 관통시켜 인쇄회로기판을 지그 상부에 배치하고, 그 후에 2차적으로 가이드패널이 상방향으로 돌출하여 인쇄회로기판의 측부를 파지하는 인쇄회로기판의 정합장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판이송부의 거치부의 상부에는 인쇄회로기판이 흡착 거치될 수 있도록 복수개의 진공홀이 마련되는 인쇄회로기판의 정합장치.
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