KR102492922B1 - 전기 자동차용 pcb 기판의 전자부품 본딩 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전기 자동차에 내장되는 PCB 기판의 전자부품으로 실란트를 도포하여 PCB 기판과 전자부품간을 본딩 시키되, 적정량의 실란트가 분사도포되도록 이루어져 정밀한 본딩 작업이 이루어질 수 있고, 카메라가 작업 과정을 촬영하여 작업 데이터를 PC에 저장 및 MES 시스템으로 전송해줌으로서, 비전검사(불량률검사)가 바로 이루어질수 있어 작업능률이 향상되는 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, PCB 기판을 안착시키기 위한 지그(111)가 구비되고, 지그의 상단에 안착된 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하기 위한 클램핑기(112)가 구비되는 클램핑 수단(110)과,
상기 클램핑수단(110)에 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 PCB 기판의 정보를 PC로 전송하는 바코드인식기(130)와,
상기 클램핑수단(110)에 클램핑된 PCB 기판을 본딩할 위치로 이송하거나 본딩이 완료된 PCB기판을 배출하는 이송수단(130)과,
PCB기판의 전자부품의 주변으로 실란트를 분사도포하여 본딩하는 본딩수단(140)과,
상기 본딩수단을 통해 본딩되는 모든 작업을 촬영하여 작업 데이터를 저장하는 카메라(150)와,
상기 본딩수단(140)과 카메라(150)를 X,Y,Z축으로 구동하는 로봇(160)과,
PCB 기판이 본딩할 위치로 진입과 동시에 본딩 작업이 완료될때 까지 PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하는 이온아이저(170)와,
상기 본딩수단(140)의 측부에 구비되며, 분사노즐의 Z축 높이를 검증하고, 분사노즐의 토출량을 검증하며, 분사노즐의 X,Y축 휨 정도를 검증함과 아울러 본딩 작업후 분사노즐의 주변에 잔류하는 실란트를 세척하는 분사노즐 셋팅수단(200);을 포함하는 것에 특징이 있다.
이러한 본 발명은, PCB 기판을 안착시키기 위한 지그(111)가 구비되고, 지그의 상단에 안착된 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하기 위한 클램핑기(112)가 구비되는 클램핑 수단(110)과,
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상기 클램핑수단(110)에 클램핑된 PCB 기판을 본딩할 위치로 이송하거나 본딩이 완료된 PCB기판을 배출하는 이송수단(130)과,
PCB기판의 전자부품의 주변으로 실란트를 분사도포하여 본딩하는 본딩수단(140)과,
상기 본딩수단을 통해 본딩되는 모든 작업을 촬영하여 작업 데이터를 저장하는 카메라(150)와,
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PCB 기판이 본딩할 위치로 진입과 동시에 본딩 작업이 완료될때 까지 PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하는 이온아이저(170)와,
상기 본딩수단(140)의 측부에 구비되며, 분사노즐의 Z축 높이를 검증하고, 분사노즐의 토출량을 검증하며, 분사노즐의 X,Y축 휨 정도를 검증함과 아울러 본딩 작업후 분사노즐의 주변에 잔류하는 실란트를 세척하는 분사노즐 셋팅수단(200);을 포함하는 것에 특징이 있다.
Description
본 발명은 전기 자동차에 내장되는 PCB 기판의 전자부품으로 실란트를 도포하여 PCB 기판과 전자부품간을 본딩 시키되, 적정량의 실란트가 분사도포되도록 이루어져 정밀한 본딩 작업이 이루어질 수 있고, 비전 카메라가 작업 결과를 촬영하여 작업 데이터를 PC에 저장 및 MES 시스템으로 전송해줌으로서, 비전검사(불량률검사)가 바로 이루어질 수 있어 작업능률이 향상되는 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전기 자동차에는 자동차의 구동 및 제어를 하기 위한 PCB 기판(파워 보드, 제어보드)이 설치되고, 이러한 PCB 기판에는 수 많은 전자부품(칩)들이 납땜(솔더링)된다.
자동차의 운행에 따라 경미한 진동 내지 큰 진동이 발생하게 되는데, 이러한 진동에 의해 PCB 기판에 구비된 전자부품의 납땜부가 떨어져 전기적으로 접촉불량되어지는 경우가 종종 발생하여 전기적으로 오작동이 일어나는 경우가 발생되고, 이러한 오작동에 의해 차량 고장이 발생될 우려가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 PCB 기판에 솔더링 실장된 전자부품 및 특히 진동에 취약한 사이즈나 중량이 큰 전자부품과 기판의 사이에 실란트를 도포하여 전자부품이 본딩되게 함으로써 차량운행환경 등의 진동에 의해 실장 전자부품의 탈락 및 납땜부가 접촉불량되는 것을 방지하고 있다.
이와 같이, PCB 기판의 전자부품을 본딩하기 위해서는 작업자가 분사노즐을 잡고 분사노즐 개폐레버를 조작하여 직접 실란트를 분사 도포하여 본딩하는 방법을 사용하였다.
그러나, 상술한 종래의 수작업 본딩에 의해서는 각 전자부품의 위치를 찾아 본딩하는 것이 용이하지 못하여 작업능률이 상당히 떨어지는 문제가 있었고, 작업자가 실란트를 도포시킬 때의 압력이나 도포 속도에 따라 실란트의 도포량이 일정하게 균일하게 도포되지 못하여 인쇄회로기판과 전자부품 본딩부위 두께가 위치마다 일정하지 못하여 본딩 부위가 지저분해지는 문제점이 있었다.
그리고, 본딩에 따른 시간이 많이 소요되어 대량생산을 위해서는 많은 작업자를 투입하여야 하므로 제조원가가 상승되는 문제가 있고, 실란트에서 발생되는 냄새로 인하여 작업을 기피하는 현상이 발생할 뿐만 아니라 작업자가 손의 악력으로 레버를 조작하는 작업을 반복하는 근육피로도로 인하여 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 작업 완료 후 다음 작업 대상물을 기다리는 동안 분사노즐 내부에 존재하는 실란트가 굳어버리는 문제가 발생되어 연속적인 작업이 불가한 경우가 발생되었고, 본딩이 완료된 PCB기판의 불량률을 검사하는 작업자가 별도로 필요함으로 인건비가 상승되는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 PCB 기판 등의 모든 전자기판을 자동으로 본딩함과 아울러 불량검사를 동시에 할 수 있는 본딩 시스템의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 다음과 같은 목적을 갖는다.
본 발명은 투입되어 이송된 PCB 기판에 실장된 전자부품 실장 위치 주변으로 전자부품이 본딩 고정될 수 있도록 적정량의 실란트를 분사시켜 본딩할 수 있으며, 이러한 실란트 분사 본딩 기능을 자동화하여 인건비 절감과 작업성 및 생산성 향상 및 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있도록 하는 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 본딩 되어질 PCB 기판에 구비된 전자부품의 크기에 따라 도포되는 실란트량을 조절할 수 있으며, 균일한 량의 실란트가 분사도포되므로서 심플한 PCB 기판을 제공할 수 있는데 목적이 있다.
본 발명은 본딩 대상물의 본딩 작업시에 본딩 대상물을 안정적으로 거치함은 물론 카메라를 통해 작업결과를 확인할 수 있고, 작업데이터를 저장 및 송출해 줌으로서 정밀하고 우수한 본딩 작업이 이루어짐과 아울러, 불량률을 바로 체크할 수 있도록 하여 작업능률이 상승될 수 있는 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 본딩 작업 후 실란트를 분하도포하는 분사노즐을 세척시스템을 통해 세척해 줌으로서, 장시간 작업에도 균일량의 실란트가 분사될 수 있도록 한 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
사각형상의 PCB 기판을 안착시키기 위한 사각형상의 지그가 구비되고, 상기 지그의 각 코너부에는 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하기 위한 클램핑기가 각각 구비되는 클램핑 수단과,
상기 클램핑수단에 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 PCB 기판의 정보를 PC로 전송하는 바코드인식기와,
상기 클램핑수단에 클램핑된 PCB 기판을 본딩할 위치로 이송하거나 본딩이 완료된 PCB기판을 배출하는 이송수단과,
PCB기판과 PCB기판에 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품의 사이로 실란트를 분사하여 본딩하는 본딩수단과,
상기 본딩수단을 통해 본딩작업 시작과 본딩작업 완료시 까지의 과정을 촬영하여 저장하는 카메라와,
상기 본딩수단과 카메라를 X,Y,Z 및 Rx, Ry, Rz로 구동하는 로봇과,
PCB 기판이 본딩할 위치로 진입과 동시에 본딩 작업이 완료될 때까지 PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하는 이온아이저와,
상기 본딩수단의 측방에 소정의 간격으로 이격구비되며, 상기 본딩수단(140)의 끝단부에 구비되어 실란트를 분사 도포하는 분사노즐(142)의 Z축 높이를 검증하고, 분사노즐(142)에서 분사되는 실란트의 분사량의 무게를 측정하여 원하는 미리 설정된 량인지 여부를 검증하며, 분사노즐(142)의 X,Y축 휨 정도를 측정하여 정상 여부를 검증함과 아울러 본딩 작업후 분사노즐(142)의 외주연에 잔류하는 실란트를 세척하는 분사노즐 셋팅수단을 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 클램핑수단은, 지그의 상단으로 안착되는 PCB 기판을 지그의 센터로 안내할 수 있도록 위치 고정블럭이 구비되고, 지그의 상단에 안착된 PCB기판의 각 코너부를 고정하기 위하여 구동부의 작동에 의해 회전하강 작동하는 클램핑 핀이 구비된 클램핑기를 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 이송수단은 PCB 기판을 투입하는 투입부를 시작으로 본딩수단의 위치한 거리까지 구비된 레일과, 상기 클램핑수단의 일단으로 연동설치되어 클램핑수단을 이송하는 구동부로 구비되는 것에 특징이 있다.
상기 로봇은 X,Y,Z축상 직선방향 및 Rx, Ry, Rz 곡선의 회동방향으로 이동하는 다축식 다관절 로봇으로 구성되며, 상기 로봇의 암에는 PCB기판과 PCB기판에 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품 사이로 실란트를 도포하여 본딩하는 본딩수단이 구성되고, 본딩수단을 통해 본딩시작과 본딩완료시 까지의 작업과정을 촬영하여 저장하는 카메라가 구성되며, 카메라의 전방에는 촬영에 필요한 조명을 발산하는 조명이 구비되는 것에 특징이 있다.
상기 분사노즐 셋팅수단은 분사노즐의 검증을 하는 것으로, 분사노즐의 Z축 높이를 검증하는 Z축 검증부와, 실란트를 일정시간 분사시켜 분사된 실란트의 무게량을 측정하여 미리 설정된 원하는 량이 분사되는지 검증하는 분사량 검증부와, 분사노즐의 X,Y축으로의 휨을 검증하는 X,Y축 검증부를 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 분사노즐 셋팅수단에는 분사노즐 외주연에 잔류하는 실란트를 세척하는 세척부가 포함되는 것에 특징이 있다.
상기 Z축 검증부는 분사노즐이 검증센서로 위치되어 상기 검증센서를 하강 클릭하는 거리를 계산하여 분사노즐의 Z축 높이가 검증되는 것에 특징이 있다.
상기 분사량 검증부는 분사노즐이 위치되어 분사노즐로부터 분사되는 실란트가 저장되는 토출저장통과, 상기 토출저장통에 분사된 실란트의 중량을 측정하기 위한 저울로 구비되어 일정시간 분사된 실란트량을 측정검증하는 것에 특징이 있다.
상기 X,Y축 검증부는 파이버센서로 된 레이저 레벨기가 구비되되, 분사노즐이 X방향에서 센터로 진입하면 분사노즐의 X축 휨 정도를 감지하고, 분사노즐이 Y방향에서 센터로 진입하면 분사노즐의 Y축 휨 정도를 감지하도록 이루어진 것에 특징이 있다.
상기 세척부는 본딩 작업을 완료한 분사노즐을 세척하는 것으로, 본딩 후 분사노즐의 외주연 및 끝단에 잔류하는 실란트를 회수하는 잔재 회수통과, 분사노즐을 외주연에 존재하는 실란트의 경화 방지를 위한 파라핀오일이 담겨진 세척통과, 분사노즐의 토출부를 닦아주고, 분사노즐 내에 존재하는 실란트가 굳지 않도록 일정 열을 가하는 가열부로 구비된 것에 특징이 있다.
사각형상의 PCB 기판을 안착시키기 위한 사각형상의 지그가 구비되고, 상기 지그의 각 코너부에는 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하기 위한 클램핑기가 각각 구비되는 클램핑 수단과,
상기 클램핑수단에 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 PCB 기판의 정보를 PC로 전송하는 바코드인식기와,
상기 클램핑수단에 클램핑된 PCB 기판을 본딩할 위치로 이송하거나 본딩이 완료된 PCB기판을 배출하는 이송수단과,
PCB기판과 PCB기판에 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품의 사이로 실란트를 분사하여 본딩하는 본딩수단과,
상기 본딩수단을 통해 본딩작업 시작과 본딩작업 완료시 까지의 과정을 촬영하여 저장하는 카메라와,
상기 본딩수단과 카메라를 X,Y,Z 및 Rx, Ry, Rz로 구동하는 로봇과,
PCB 기판이 본딩할 위치로 진입과 동시에 본딩 작업이 완료될 때까지 PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하는 이온아이저와,
상기 본딩수단의 측방에 소정의 간격으로 이격구비되며, 상기 본딩수단(140)의 끝단부에 구비되어 실란트를 분사 도포하는 분사노즐(142)의 Z축 높이를 검증하고, 분사노즐(142)에서 분사되는 실란트의 분사량의 무게를 측정하여 원하는 미리 설정된 량인지 여부를 검증하며, 분사노즐(142)의 X,Y축 휨 정도를 측정하여 정상 여부를 검증함과 아울러 본딩 작업후 분사노즐(142)의 외주연에 잔류하는 실란트를 세척하는 분사노즐 셋팅수단을 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 클램핑수단은, 지그의 상단으로 안착되는 PCB 기판을 지그의 센터로 안내할 수 있도록 위치 고정블럭이 구비되고, 지그의 상단에 안착된 PCB기판의 각 코너부를 고정하기 위하여 구동부의 작동에 의해 회전하강 작동하는 클램핑 핀이 구비된 클램핑기를 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 이송수단은 PCB 기판을 투입하는 투입부를 시작으로 본딩수단의 위치한 거리까지 구비된 레일과, 상기 클램핑수단의 일단으로 연동설치되어 클램핑수단을 이송하는 구동부로 구비되는 것에 특징이 있다.
상기 로봇은 X,Y,Z축상 직선방향 및 Rx, Ry, Rz 곡선의 회동방향으로 이동하는 다축식 다관절 로봇으로 구성되며, 상기 로봇의 암에는 PCB기판과 PCB기판에 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품 사이로 실란트를 도포하여 본딩하는 본딩수단이 구성되고, 본딩수단을 통해 본딩시작과 본딩완료시 까지의 작업과정을 촬영하여 저장하는 카메라가 구성되며, 카메라의 전방에는 촬영에 필요한 조명을 발산하는 조명이 구비되는 것에 특징이 있다.
상기 분사노즐 셋팅수단은 분사노즐의 검증을 하는 것으로, 분사노즐의 Z축 높이를 검증하는 Z축 검증부와, 실란트를 일정시간 분사시켜 분사된 실란트의 무게량을 측정하여 미리 설정된 원하는 량이 분사되는지 검증하는 분사량 검증부와, 분사노즐의 X,Y축으로의 휨을 검증하는 X,Y축 검증부를 포함하는 것에 특징이 있다.
상기 분사노즐 셋팅수단에는 분사노즐 외주연에 잔류하는 실란트를 세척하는 세척부가 포함되는 것에 특징이 있다.
상기 Z축 검증부는 분사노즐이 검증센서로 위치되어 상기 검증센서를 하강 클릭하는 거리를 계산하여 분사노즐의 Z축 높이가 검증되는 것에 특징이 있다.
상기 분사량 검증부는 분사노즐이 위치되어 분사노즐로부터 분사되는 실란트가 저장되는 토출저장통과, 상기 토출저장통에 분사된 실란트의 중량을 측정하기 위한 저울로 구비되어 일정시간 분사된 실란트량을 측정검증하는 것에 특징이 있다.
상기 X,Y축 검증부는 파이버센서로 된 레이저 레벨기가 구비되되, 분사노즐이 X방향에서 센터로 진입하면 분사노즐의 X축 휨 정도를 감지하고, 분사노즐이 Y방향에서 센터로 진입하면 분사노즐의 Y축 휨 정도를 감지하도록 이루어진 것에 특징이 있다.
상기 세척부는 본딩 작업을 완료한 분사노즐을 세척하는 것으로, 본딩 후 분사노즐의 외주연 및 끝단에 잔류하는 실란트를 회수하는 잔재 회수통과, 분사노즐을 외주연에 존재하는 실란트의 경화 방지를 위한 파라핀오일이 담겨진 세척통과, 분사노즐의 토출부를 닦아주고, 분사노즐 내에 존재하는 실란트가 굳지 않도록 일정 열을 가하는 가열부로 구비된 것에 특징이 있다.
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서술된 바와 같이, 본 발명에 따르면 PCB 기판에 구비된 전자부품의 크기에 따라 도포되는 실란트량을 조절할 수 있어 균일한 량의 실란트가 분사 도포됨으로 심플한 PCB 기판을 제공할 수 있는 효과와, 본딩 작업후 실란트을 분사 도포하는 분사노즐을 세척시스템을 통해 세척해 줌으로서 장시간 작동에도 균일량의 실란트가 분사될 수 있고, 카메라를 통해 본딩 위치를 확인할 수 있어 정밀하고 우수한 본딩 작업이 이루어짐과 아울러, 작업데이터를 저장 및 송출해 줌으로서 불량률을 바로 체크할 수 있어 작업능률이 상승되는 효과와 이러한 모든 작업을 자동화함으로서, 인건비를 절감할 수 있고, 작업성 및 생산성을 향상시길 수 있으며, 작업자의 피로도를 감소시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템 및 분사노즐 세척 시스템의 본딩 공정을 설명하기 위한 블럭도.
도 2내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템의 구성을 설명하기 위한 사시도면.
도 4내지 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도 4는 측면도, 도 5은 정면도.
도 6은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 본딩 수단 및 카메라부를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 클램핑수단 및 이동수단을 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 본딩수단의 분사노즐을 세척하는 세척수단을 설명하기 위한 도면.
도 2내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템의 구성을 설명하기 위한 사시도면.
도 4내지 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도 4는 측면도, 도 5은 정면도.
도 6은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 본딩 수단 및 카메라부를 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 클램핑수단 및 이동수단을 설명하기 위한 도면.
도 8은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 본딩수단의 분사노즐을 세척하는 세척수단을 설명하기 위한 도면.
이하에서, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 구조를 설명한다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 것이다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이 용어들은 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으며, 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
첨부 도면 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템 및 분사노즐 세척 시스템의 본딩 공정을 설명하기 위한 블럭도이다.
즉 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템은 다음과 같은 순차적인 공정을 통해 PCB 기판의 전자부품 본딩이 이루어진다.
<본딩 공정>
1. 분사노즐 검증단계는; 본딩수단이 Z축 검증부로 이동되어 분사노즐이 검증센서를 터치함에 의해 분사노즐의 높이(Z축)를 확인하는 방법으로 검증하는 단계와, 분사노즐을 통해 적정량의 실란트가 분사되는지 분사량 검증부에서 일정시간 분사 후 무게를 측정(대략 0.7g)하는 단계와, 분사노즐의 X,Y축으로 휨 정도가 정상인지를 검증하기 위해 X,Y축 검증부로 이동되어 검증하는 단계를 통해 분사노즐의 정상 여부에 대한 검증이 이루어진다.
2. PCB 기판 클램핑 단계; 본딩할 대상물인 PCB 기판을 클램핑부의 지그에 안착시키고 작동버튼을 클릭하여 지그의 각 코너부에 구비된 클램핑기가 작동하여 안착된 PCB 기판의 클램핑이 이루어진다.
3. PCB 기판 바코드 스캔단계; 바코드 인식기는 지그에 안착된 PCB 기판에 구비된 바코드를 스캔인식하여 PCB 기판의 정보를 PC로 저장되며, PCB 기판은 클램핑부를 이동을 통해 본딩할 위치로 이송된다.
4. PCB 기판 본드 도포단계; 본딩할 대상물(PCB 기판)이 위치되면 정해진 경로를 따라 이동하면서 본딩수단이 PCB 기판과 PCB기판의 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품 사이로 실란트를 분사도포하여 본딩을 시작함과 동시에 측부에 구비된 이온아이저가 작동되어 이온화된 에어를 PCB 기판으로 계속적으로 분사하여 정전기가 발생되는 것이 방지된다.
이때, 이온아이저는 PCB 기판이 위치되면 작동하고 본딩이 완료되면 작동이 정지된다.
그리고 본딩 작업 종료시 비전 카메라는 작업 결과물울 촬영한다.
5. 비전 검사단계; 상기의 단계가 완료되면 본딩 작업시 촬영된 테이터를 토데로 비전 검사(불량검사)가 진행이 이루어진다.
이때, 불량(미도포 된 부위)이 발생할 경우 재 도포가 이루어질 수 있다.
6. PCB 기판 배출 및 분사노즐클리닝 단계; 본딩 작업이 완료된 PCB 기판은 배출되고, 본딩 작업이 완료된 본딩수단은 분사노즐 셋팅수단으로 이송되며, 세척부에서 분사노즐의 주변에 존재하는 실란트가 세척되고 원 위치되어 다음 본딩할 대상물이 입고될때를 기다린다.
7. 작업 데이터 PC 및 MES 시스템 전송단계; 카메라를 통해 본딩 작업결과(도포상태, 작업시간)은 PC 및 MES 시스템으로 전송이 이루어진다.
8. PCB 기판 회수단계; 상기 모든 공정이 완료되면, PCB 기판 안착지그 원점 복귀 후 자동으로 클램핑이 해제되고, 본딩이 완료된 PCB 기판을 회수하는 공정으로 모든 공정이 완료된다.
첨부 도면 도 4내지 도 5은 본 발명의 실시예에 따른 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템의 구성을 설명하기 위한 것으로, 도 4는 측면도, 도 5은 정면도이고, 도 6은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 본딩 수단 및 카메라부를 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 클램핑수단 및 이동수단을 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 3의 요부를 확대한 도면으로 본딩수단의 분사노즐을 세척하는 세척수단을 설명하기 위한 도면이다.
PCB 기판을 본딩하기 위한 본딩 시스템(100)은 크게, PCB 기판을 안착시켜 클램핑하기 위한 클램핑 수단(110)과, 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 정보를 PC로 제공하는 바코드 인식기(120)와, 상기 클램핑 수단을 본딩할 위치로 이송하거나 배출하는 이송수단(130)과, PCB기판의 전자부품의 주변으로 실란트를 분사도포하여 본딩하는 본딩수단(140)과, 본딩 시작과 종료시 까지의 본딩작업 과정을 촬영하여 작업 데이터를 저장하는 카메라(150)와, 상기 본딩수단(140)과 카메라(150)를 구동하는 로봇(160)과, PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하는 이온아이저(170)로 구성된다.
상기 클램핑수단(110)은 PCB 기판을 안착시키기 위한 지그(111)가 사각형상으로 이루어지고, 지그의 각 코너부에는 지그로 안착되는 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하기 위한 클램핑기(112)가 각 코너부에 구비된다.
즉, 지그(111)의 상단 각 코너부로 PCB 기판(A)을 정확한 위치에 안착시킬 수 있도록 위치 고정블럭(111-1)이 구비되고, 상기 고정블럭(111-1)과 근접하게 위치되며, 구동부(112-1)의 작동에 의해 회전하강 작동하여 PCB 기판의 상단을 클램핑하는 클램핑 핀(112-2)이 구비된 클램핑기(112)로 구성된다.
이때, 상기 위치 고정블럭(111-1)의 가로폭과 세로폭은 PCB기판의 폭보다 큰 폭을 갖도록 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같이 각 코너부에 PCB 기판을 안착시킬 고정블럭이 구비됨으로서 정확한 위치로 배치가 가능하다.
한편, 클램핑 핀(112-2)을 작동하는 구동부(112-1)는 공압으로 구동하는 것이 바람직하며 PCB 기판이 안착된 상태에서 조작버튼(B)을 클릭하면 구동부가 작동되며 일방향 상승되어 있던 클램핑 핀(112-2)이 내측으로 회동됨과 동시에 하강하면서 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하도록 이루어진다.
이때, 클램핑 핀이 외곽으로 상승 회동된 것을 지그로 PCB 기판을 안착시킬 시 간섭을 피할 수 있도록 하기 위함이다.
그리고, 도면상 조작버튼(B)은 3개인 것으로, 좌우 버튼은 자동 클램핑 및 이송수단의 구동부분 본딩을 작동시키는 버튼이며, 가운데 버틈은 비상시 설비 구동을 정지시키는 버튼으로 구성되어 있다.
상기 바코드 인식기(120)는 클램핑수단(110)의 상단에 구비되되, 클램핑수단에 안착되는 PCB 기판의 바코드를 스캔할 위치에 구성하는 것이 바람직하며, 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 PCB 기판의 정보를 PC로 전송하도록 이루어진다.
한편, 이송수단(130)은 PCB기판을 투입하는 투입부를 시작으로 본딩수단이 위치한 거리까지 구비되어 클램핑수단을 이송안내하는 레일(131)과, 상기 레일(131)의 측부에 구비되며, 상기 클램핑수단의 일단과 연동되어 클램핑수단 이송작동하는 구동부(132)로 구성된다.
즉, 클램핑수단(110)에 안착되어 클램핑된 상태에서 바코드 인식기(120)를 통해 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 PC로 전송후 구동부 조작버튼(B)을 클릭하면 구동부(132)가 PCB기판이 안착된 클램핑수단을 본딩수단으로 이송하도록 이루어진다.
한편, 상기 로봇(160)은 X,Y,Z 및 RX,RY,RZ(직선방향 운동 및 곡선의 회동방향 운동) 축으로 이동하는 다축식 다관절 로봇으로 구성되며, 상기 로봇(160)의 암에는 실란트를 PCB 기판의 전자부품으로 실란트를 도포하여 본딩하는 본딩수단(140)이 구성되고, 본딩수단을 통해 본딩되는 모든 작업을 촬영하는 카메라(150)가 구성되며, 카메라의 전방에는 촬영에 필요한 조명을 발산하는 조명(151)이 구비된다.
상기 본딩수단(140)은 실란트가 저장되는 저장부(141)와, 상기 저장부에 저장된 실란트를 적정한 온도를 유지하면서 적정한 량을 배출시키는 펌프(P)로 구비되며, 상기 저장부(141)의 하단으로 실란트를 도포분사하는 분사노즐(142)로 구비된다.
그리고 본딩 작업하는 장소의 근접하는 장소에는 본딩 작업시 정전기 발생을 방지하기 위하여 이온화된 에어를 분사하는 이온아이저(170)가 구비된다.
상기 이온아이저(170)는 PCB 기판이 본딩할 위치로 진입과 동시에 본딩 작업이 완료될때까지 PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하도록 구성된다.
한편, 상기 본딩 시스템(100)의 측부에는 본딩수단(140)의 분사노즐의 Z축 높이를 검증하고, 분사노즐의 토출량을 검증하며, 분사노즐의 X,Y축 휨 정도를 검증함과 아울러 본딩 작업후 분사노즐의 외주연 및 끝단에 잔류하는 실란트를 세척하는 노즐 셋팅수단(200)이 구비된다.
상기 분사노즐 셋팅수단(200)은 분사노즐을 검증하기 검증부와 분사노즐을 세척하기 위한 세척부로 구성된다.
이때, 검증부는, 분사노즐의 Z축 높이를 검증하는 Z축 검증부(210)와, 분사노즐의 분사량을 측정하기 위하여 일정시간 분사후 분사된 무게량을 측정하여 검증하는 분사량 검증부(220)와, 분사노즐의 X,Y축으로의 휨을 검증하는 X,Y축 검증부(230)로 구성된다.
상기 Z축 검증부(220)는 분사노즐(142)이 검증센서(211)로 위치되어 상기 검증센서(211)를 하강 클릭하는 거리를 계산하여 분사노즐의 Z축 높이를 검증하도록 이루어진다.
그리고 상기 분사량 검증부(220)는 분사노즐(142)이 위치되어 분사노즐로부터 토출되는 실란트가 저장되는 토출저장통(221)과, 상기 토출저장통에 분사된 실란트의 중량을 측정하기 위한 저울(222)로 구비되어 일정시간 토출된 실란트량을 측정검증하도록 이루어진다.
그리고 X,Y축 검증부(230)는 사방면으로 파이버센서로 된 레이저 레벨기(231)가 구비되되, 분사노즐이 X방향에서 센터로 진입시 레이저 레벨기는 분사노즐의 X축 휨 정도를 검증하고 분사노즐이 Y방향에서 센터로 진입시 레이저 레벨기는 분사노즐의 Y축 휨 정도를 검증하도록 이루어진다.
한편, 세척부(240)는 PCB 기판에 실란트를 분사하여 본딩한 후, 분사노즐 주변에 잔류하는 실란트를 세척하고, 분사노즐 내부에 실란트가 굳지 않도록 일정열을 가하도록 이루어진다.
즉, 본딩 후 분사노즐(142)의 끝단에 잔류하는 실란트를 회수하는 잔재 회수통(241)과, 분사노즐(142)을 외주연에 존재하는 실란트의 경화 방지를 위한 파라핀오일이 담겨진 세척통(242)과, 분사노즐(142)의 토출부를 닦아주고, 분사노즐 내에 존재하는 실란트가 굳지 않도록 일정열을 가하는 가열부(243)로 구성된다.
상기한 구성으로 이루어진 본 발명은, 분사노즐 검증부를 통해 분사노즐이 X,Y,Z축으로 정밀하게 위치되었는가를 검증하고 실란트 토출량을 검증하여 PCB 기판을 본딩함으로서 본딩 작업에 따른 불량률을 최소화 시킬 수 있다.
그리고 본딩할 대상물인 PCB 기판을 클램핑수단에 안착시킨후 클램핑을 통해 안착된 기판의 유동을 방지하여 정밀한 본딩이 이루어질 수 있다.
그리고 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 바코드 인식기에서 스캔하여 PC로 PCB 기판의 정보를 제공함으로서 분사노즐이 본딩할 경로를 제공해줌으로서 본딩 작업시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본딩 작업시 이온화된 에어를 PCB 기판으로 작업이 완료될때까지 분사해 주어 정전기 발생을 예방해줌으로 전자부품이 정전기에 의해 파손방지되며, 카메라를 통해 본딩 작업결과를 촬영하여 저장함으로서 단시간 내에 비전검사(불량률 검사)가 진행될 수 있다.
그리고 본딩 작업이 완료된 본딩수단은 분사노즐 셋팅수단의 세척부를 통해 매번 세척해줌으로 장시간 사용에도 적정량의 실린트를 도포하여 본딩할 수 있는 장점이 있다.
이상으로 본 발명의 특정 실시예들에 대하여 설명하였다.
그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 특별히 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해해야 할 것이다.
따라서, 전술된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
100: 본딩 시스템 110: 클램핑수단
120: 바코드 인식기 130: 이송수단
140: 본딩수단 150: 카메라
160: 로봇 170: 이온아이저
200: 분사노즐 셋팅수단 210: Z축 검증부
220: 분사량 검증부 230: X,Y축 검증부
240: 세척부
120: 바코드 인식기 130: 이송수단
140: 본딩수단 150: 카메라
160: 로봇 170: 이온아이저
200: 분사노즐 셋팅수단 210: Z축 검증부
220: 분사량 검증부 230: X,Y축 검증부
240: 세척부
Claims (10)
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사각형상의 PCB 기판을 안착시키기 위한 사각형상의 지그(111)가 구비되고, 상기 지그의 각 코너부에는 PCB 기판의 각 코너부를 클램핑하기 위한 클램핑기(112)가 각각 구비되는 클램핑 수단(110)과;
상기 클램핑수단(110)에 클램핑된 PCB 기판의 바코드를 스캔하여 PCB 기판의 정보를 PC로 전송하는 바코드인식기(120)와;
상기 클램핑수단(110)에 클램핑된 PCB 기판을 본딩할 위치로 이송하거나 본딩이 완료된 PCB기판을 배출하는 이송수단(130)과;
PCB기판과 PCB기판에 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품의 사이로 실란트를 분사하여 본딩하는 본딩수단(140)과;
상기 본딩수단을 통해 본딩작업 시작과 본딩작업 완료시 까지의 과정을 촬영하여 저장하는 카메라(150)와;
상기 본딩수단과 카메라(150)를 X,Y,Z 및 Rx, Ry, Rz로 구동하는 로봇(160)과;
PCB 기판이 본딩할 위치로 진입과 동시에 본딩 작업이 완료될 때까지 PCB 기판으로 이온화된 에어를 분사하여 정전기 발생을 예방하는 이온아이저(170)와;
상기 본딩수단(140)의 측방에 소정의 간격으로 이격구비되며,
상기 본딩수단(140)의 끝단부에 구비되어 실란트를 분사 도포하는 분사노즐(142)의 Z축 높이를 검증하고, 분사노즐(142)에서 분사되는 실란트의 분사량의 무게를 측정하여 원하는 미리 설정된 량인지 여부를 검증하며, 분사노즐(142)의 X,Y축 휨 정도를 측정하여 정상 여부를 검증함과 아울러 본딩 작업후 분사노즐(142)의 외주연에 잔류하는 실란트를 세척하는 분사노즐 셋팅수단(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 클램핑수단(110)은,
지그(111)의 상단으로 안착되는 PCB 기판(A)을 지그의 센터로 안내할 수 있도록 위치 고정블럭(111-1)이 구비되고, 지그의 상단에 안착된 PCB기판의 각 코너부를 고정하기 위하여 구동부(112-1)의 작동에 의해 회전하강 작동하는 클램핑 핀(112-2)이 구비된 클램핑기(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 이송수단(130)은,
PCB 기판을 투입하는 투입부를 시작으로 본딩수단(140)의 위치한 거리까지 구비된 레일(131)과, 상기 클램핑수단의 일단으로 연동설치되어 클램핑수단을 이송하는 구동부(132)로 구비되는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 로봇(160)은 X,Y,Z축상 직선방향 및 Rx, Ry, Rz 곡선의 회동방향으로 이동하는 다축식 다관절 로봇으로 구성되며, 상기 로봇(160)의 암에는 PCB기판과 PCB기판에 구비된 전자부품, 전자부품과 전자부품 사이로 실란트를 도포하여 본딩하는 본딩수단(140)이 구성되고, 본딩수단을 통해 본딩시작과 본딩완료시 까지의 작업과정을 촬영하여 저장하는 카메라(150)가 구성되며, 카메라의 전방에는 촬영에 필요한 조명을 발산하는 조명(151)이 구비되는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 분사노즐 셋팅수단(200)은 분사노즐의 검증을 하는 것으로,
분사노즐의 Z축 높이를 검증하는 Z축 검증부(210)와,
실란트를 일정시간 분사시켜 분사된 실란트의 무게량을 측정하여 미리 설정된 원하는 량이 분사되는지 검증하는 분사량 검증부(220)와,
분사노즐의 X,Y축으로의 휨을 검증하는 X,Y축 검증부(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 분사노즐 셋팅수단(200)에는
분사노즐 외주연에 잔류하는 실란트를 세척하는 세척부(240)가 포함되는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 Z축 검증부(210)는,
분사노즐(142)이 검증센서(211)로 위치되어 상기 검증센서(211)를 하강 클릭하는 거리를 계산하여 분사노즐의 Z축 높이가 검증되는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 분사량 검증부(220)는,
분사노즐(142)이 위치되어 분사노즐로부터 분사되는 실란트가 저장되는 토출저장통(221)과, 상기 토출저장통에 분사된 실란트의 중량을 측정하기 위한 저울(222)로 구비되어 일정시간 분사된 실란트량을 측정검증하는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제5항에 있어서,
상기 X,Y축 검증부(230)는,
파이버센서로 된 레이저 레벨기(231)가 구비되되, 분사노즐이 X방향에서 센터로 진입하면 분사노즐의 X축 휨 정도를 감지하고, 분사노즐이 Y방향에서 센터로 진입하면 분사노즐의 Y축 휨 정도를 감지하도록 이루어진 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 세척부(240)는 본딩 작업을 완료한 분사노즐(142)을 세척하는 것으로,
본딩 후 분사노즐(142)의 외주연 및 끝단에 잔류하는 실란트를 회수하는 잔재 회수통(241)과,
분사노즐(142)을 외주연에 존재하는 실란트의 경화 방지를 위한 파라핀오일이 담겨진 세척통(242)과,
분사노즐(142)의 토출부를 닦아주고, 분사노즐 내에 존재하는 실란트가 굳지 않도록 일정 열을 가하는 가열부(243)로 구비되는 것을 특징으로 하는, 전기 자동차용 PCB 기판의 전자부품 본딩 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020220027297A KR102492922B1 (ko) | 2022-03-03 | 2022-03-03 | 전기 자동차용 pcb 기판의 전자부품 본딩 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020220027297A KR102492922B1 (ko) | 2022-03-03 | 2022-03-03 | 전기 자동차용 pcb 기판의 전자부품 본딩 시스템 |
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| KR1020220027297A KR102492922B1 (ko) | 2022-03-03 | 2022-03-03 | 전기 자동차용 pcb 기판의 전자부품 본딩 시스템 |
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