KR102584815B1 - 리플로우 전후에 부품을 유지하기 위한 고정구, 및 방법 - Google Patents

리플로우 전후에 부품을 유지하기 위한 고정구, 및 방법 Download PDF

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Abstract

픽 앤 플레이스 조립 공정에서 사용하기 위한 클램핑 조립체는 고정구 및 캐리어를 포함한다. 고정구는 부품 및 기판이 고정구와 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 적어도 하나의 유지 특징부를 포함한다.

Description

리플로우 전후에 부품을 유지하기 위한 고정구, 및 방법
관련 출원
본 출원은 미국 가출원 제62/580,533호(명칭: "Fixture to Hold Component Before and After Reflow, and Method", 출원일: 2017년 11월 2일)에 대한 우선권을 주장하며, 이의 개시내용은 그것이 본 발명과 일치하지 않는 범위까지 참조에 의해 원용된다.
기술분야
본 명세서의 주제는 자동화된 전자 조립체에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 주제는 픽 앤 플레이스(pick and place) 생산/조립 동안 부품의 위치 및 형태를 유지하는 자동화된 전자 조립체에 관한 것이다.
픽 앤 플레이스 기계는 예를 들면, 기판 또는 인쇄 회로 기판(PCB)과 같은 작동 객체 상에 부품과 같은 구성요소를 선택하고 배치함으로써, 일반적인 전자 조립체로와 같이 제품을 조립하기 위해 사용된다. 자동화된 전자 조립체가 사용될 수 있다. 일례로서, 표면 실장 기술(surface Mount Technology: SMT) 기계는 표면 실장 디바이스를 PCB 상에 배치하기 위해 사용되는 고속 및 고정밀 픽 앤 플레이스 기계 또는 공정의 일 유형이다. SMT 공정에서, 부품은 핫 오븐 리플로우 공정과 같은 땜납 리플로우 공정으로 기판 상에 납땜될 수 있다. 예를 들면, 땜납 페이스트는 스크린 인쇄에 의해 적용될 수 있다. 또 다른 예로서, 땜납은 조립 공정 이전에 부품의 땜납 부착, 또는 부품의 접합 지점에 적용될 수 있다. 땜납과 함께 제공된 부품은 "땜납으로 사전 범핑된" 것으로서 언급된다. 또 다른 예로서, 국소화된 레이저 리플로우 공정이 사용될 수 있다. 플럭스는 나중에 픽 앤 플레이스 공정 동안 적용될 수 있다. 땜납 리플로우 공정 이전에, 배치된 부품(들) 및 기판은 고정구(fixture)에 의해 클램핑되어 땜납 리플로우 공정 동안 부품(들) 및 기판이 적절하게 배치되는 것을 보장하고, 부품(들)이 변형되지 않음을 보장할 수 있다. 예를 들면, 고정구는 상대적으로 크고 무거울 수 있으며 구속 클램핑력(clamp force)을 제공하기 위해 기판 및 캐리어에 수동으로 고정될 수 있다. 부품(들)을 기판에 클램핑하기 위해, 기판은 자동화된 라인으로부터 제거될 필요가 있을 수 있다. 일단 클램핑되면, 고정구, 부품(들), 기판, 및 캐리어는 그 다음, 땜납 리플로우 공정을 거칠 수 있다.
자동화된 라인으로부터 수동 클램핑 및/또는 기판의 제거를 요구하지 않는 신규 접근법이 당업계에서 잘 수용될 것이다.
제1 양태는 픽 앤 플레이스 조립 공정에서 사용하기 위한 유지 클램프에 관한 것으로, 해당 유지 클램프는 고정구; 및 캐리어를 포함하고; 고정구는 부품 및 작동 객체가 고정구와 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 적어도 하나의 유지 특징부(retaining feature)를 포함한다.
제2 양태는 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법에 관한 것으로, 해당 방법은 유지 특징부를 가지는 고정구를 제공하는 단계; 부품을 제공하는 단계; 캐리어 상에 작동 객체를 제공하는 단계; 고정구와 캐리어 상의 작동 객체 사이에 부품을 배치하는 단계; 부품 및 기판이 고정구와 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 유지 특징부를 캐리어에 고정하는 단계를 포함한다.
제3 양태는 부품 및 작동 객체가 고정구와 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 적어도 하나의 유지 특징부를 포함하는 픽 앤 플레이스 조립 공정에서 사용하기 위한 고정구에 관한 것이다.
실시형태 중 일부는 다음의 도면에 대해 행해진 참조로 상세하게 설명될 것이며, 유사한 명칭은 유사한 부재를 나타내며, 여기서:
도 1은 유지 클램프의 일 실시형태의 측면 단면도;
도 2는 유지 클램프의 또 다른 실시형태의 측면 단면도;
도 3은 보스 특징부를 가지는 고정구의 일 실시형태의 저면도;
도 4는 O 링을 가지는 도 3의 고정구의 실시형태의, 도 3의 라인(A-A)을 따라 취해진 측면 단면도;
도 5는 유지 클램프, 부품, 및 기판의 일 실시형태의 분해도;
도 6a는 제1 위치에서 스냅 핏 특징부(snap fit feature)의 일 실시형태의 측면 단면도;
도 6b는 제2 위치에서 도 6a의 스냅 핏 특징부의 실시형태의 측면 단면도;
도 6c는 제3 위치에서 도 6a의 스냅 특징부의 실시형태의 측면 단면도;
도 7은 하나의 실시형태에 따른 유지 클램프의 캐리어의 일 실시형태의 저면도;
도 8은 도 7의 캐리어의 실시형태의, 도 7의 라인(P-P)을 따라 취해진 측면 단면도;
도 9는 고정구의 일 실시형태를 픽업(pick up)하는 노즐의 일 실시형태의 측면도;
도 10은 하나의 실시형태에 따라 고정구를 픽업하고, 부품에 접근하는 도 9의 노즐의 측면도;
도 11은 도 9의 노즐, 도 9의 고정구, 및 도 10의 부품의 측면도(고정구는 부품을 픽업함);
도 12는 하나의 실시형태에 따라 캐리어 상의 기판에 접근하는, 도 9의 노즐, 도 9의 고정구, 및 도 10의 부품의 측면도;
도 13은 도 9의 노즐, 도 9의 고정구, 및 도 10의 부품, 및 도 12의 기판과 캐리어의 측면 단면도(고정구는 부품 및 기판을 캐리어에 클램핑함);
도 14는 도 9의 노즐, 도 9의 고정구, 도 10의 부품, 및 도 12의 기판과 캐리어, 및 하나의 실시형태에 따른 고정구 스트리퍼의 측면 단면도; 및
도 15는 도 9의 노즐, 도 9의 고정구, 도 10의 부품, 도 12의 PCB 및 캐리어, 및 도 14의 고정구 스트리퍼의 측면도(고정구 스트리퍼는 캐리어로부터 고정구의 스냅 핏 특징부의 제거를 용이하게 함).
개시된 장치 및 방법의 이하에 설명된 실시형태의 상세한 설명은 예시화에 의해 본 명세서에 제공되며 도면에 대해 행해진 참조로 제한되지 않는다. 특정 실시형태가 상세하게 도시되고 설명될지라도, 첨부된 청구항의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경 및 수정이 행해질 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 범위는 구성하는 구성요소의 수, 그의 재료, 그의 형태, 그의 색, 그의 상대적 배열 등으로 결코 제한되지 않을 것이고, 단순히 본 발명의 실시형태의 일례로서 개시된다. 본 실시형태 및 그의 장점의 더 완전한 이해는 첨부 도면과 결부하여 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 얻어질 수 있으며, 첨부된 도면에서 동일한 참조 부호는 유사한 특징부를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 클램핑 조립체(clamping assembly)(15)의 일 실시형태의 측면 단면도는 기판과 같은 작동 객체(30)에 부품(20)을 클램핑하는 것으로 도시된다. 기판은 PCB, 칩, 패키지형 시스템, 플렉스 회로와 같은 케이블 등일 수 있다. 이 실시형태에서, 작동 객체(30)은 PCB(30)이다. 클램핑 조립체(15)는 고정구(10) 및 캐리어(40)를 포함한다. 고정구(10)는 고정구 본체 및 캐리어(40)에 해제가능하게 고정되도록 구성된 유지 특징부를 포함한다. 도시된 실시형태에서, 유지 특징부는 고정구 본체로부터 연장되는 돌출부를 포함하는 스냅 핏 특징부이며, 돌출부는 캐리어에 삽입되고 해제가능하게 고정되도록 구성된다. 돌출부는 고정구(10)의 고정구 본체로부터 연장되는 정렬 핀(13)일 수 있다. 정렬 핀(13)은 정렬 핀(13)의 끝에 바요넷 팁(bayonet tip)(14)을 갖는다. 바요넷 팁(14)은 바브 쉘프(barb shelf)(14a)를 갖는다. 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)의 중심 영역 아래로 연장하는 것은 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)이 개구부(8)를 향해 내측으로 압축가능하도록 구성된 개구부(8)이다. 개구부(8)는 정렬 핀(13)의 길이를 바요넷 팁(14)으로 아래로 연장시킬 수 있다. 개구부(8)는 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)의 중심 영역 아래로 연장되는 것으로 제한되지 않는다. 정렬 핀(13)은 개구부(8)의 어느 하나의 측 상에 제1 넓은 부분(13a) 및 제2 넓은 부분(13b)을 갖는다.
캐리어(40)는 제1 단부(31) 및 제2 단부(32)를 가지는 입구(33)를 포함한다. 제2 단부(32)에서, 입구(33)는 공동부(cavity)(34)로 이어진다. 공동부(34)가 제2 단부(32)로부터 캐리어(40)의 하부로 연장되는 것으로 도시된다. 또 다른 실시형태에서, 캐리어(40)는 공동부(34)가 연속적인 하부 표면에 의해 부분적으로 에워싸이도록 연속적인 하부 표면을 가질 수 있다. 이 실시형태에서, 공동부(34)의 폭은 입구(33)의 폭보다 크다. 일부 실시형태에서, 입구(33) 및/또는 공동부(34)는 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)이 입구(33) 및 공동부(34)에 삽입됨에 따라 마찰에 의해 야기된 손상에 대해 보호하는 금속 또는 고무와 같은 라이닝(lining)을 가질 수 있다. 입구(33)는 바요넷 팁(14)의 가장 넓은 부분 미만인 폭을 가질 수 있다.
정렬 핀(13)은 입구(33)를 통해 아래로 연장되는 것으로 도시되어 있고, 바요넷 팁(14)은 바브 쉘프(14a)가 입구(33)의 제2 단부(32)에 접한(abut) 채로 공동부(34)에 삽입된 것으로 도시된다. 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)은 입구(33)의 제1 단부(31)에 강제로 삽입될 수 있고 바요넷 팁(14)은 바요넷 팁(14)이 공동부(34)에 진입하고 바요넷 팁(14)이 캐리어에 접해 있으며 제2 단부(32)에 의해 캐리어(40)에 고정되도록 입구(33)의 아래로 가압될 수 있다. 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)이 입구(33)에 삽입됨에 따라, 개구부(8)는 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)이 압축된 위치에 있고 입구(33)에 삽입될 수 있으며 바요넷 팁(14)이 공동부(34)에 삽입될 수 있도록 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)이 개구부(8) 내로 내측으로 압축되는 것을 허용한다. 일단 바요넷 팁(14)이 공동부(34)에 진입했다면, 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)은 바브 쉘프(14a)가 입구(33)의 제2 단부(32)에 접하고 고정구(10)을 캐리어(40)에 고정시키며, 그에 의해 클램핑 조립체(15)를 형성하도록 비 압축된 위치로 확장될 수 있다. 입구(33)는 제1 단부(31)로부터 제2 단부(32)로 동일한 폭인 것으로 제한되지 않는다. 또 다른 실시형태에서, 입구(33)는 하나 이상의 립을 포함할 수 있고 정렬 핀(13)은 정렬 핀(13)이 입구(33)로 가압됨에 따라 하나 이상의 립을 캐치하도록 구성된 정렬 핀(13)의 길이를 따라 하나 이상의 좁은 부분(16)을 포함할 수 있다(도 6a 내지 도 6c에 도시되고 이하에 논의됨).
바요넷(14)은 바요넷(14)이 바요넷(14)의 가장 넓은 부분 미만인 폭을 가지는 공간으로 가압될 수 있도록 금속, 플라스틱, 또는 고무와 같은 탄성 바이어스를 갖는 재료로 만들어질 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)은 개구부(8)를 갖지 않을 수 있고, 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14) 재료의 탄성 바이어스에 의해 입구(33) 및 공동부(34)에 강제로 삽입될 수 있다. 정렬 핀(13)은 바요넷 팁(14)과 다른 형상 또는 구성인 팁을 가질 수 있으며 예를 들면, 정렬 팁(13)은 구형 팁을 가질 수 있다. 유지 특징부는 또한, 자석(도 2에 도시되고 이하에 논의됨), 해제가능한 점착성 기판 등일 수 있다.
고정구(10) 및 캐리어(40)는 예를 들면, 핫 오븐 땜납 리플로우 공정 또는 국소화된 레이저 리플로우 공정과 같은 리플로우 공정 동안, 부품(20) 및 PCB(30)를 원하는 위치에 유지하는 부품(20) 및 PCB(30)에 클램핑력을 제공한다. 일부 경우에, 부품(20)과 같은 부품은 부품의 얇은 단면에서와 같은, 변형, 손상, 휨 등을 가질 수 있다. 보관함이나 포장과 같은 객체에 의해 부품이 구속되지 않을 때 변형, 손상, 휨 등이 야기될 수 있다. 이것은 부품이 PCB(30)와 같은 작동 객체와 적절히 정렬되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 부품 및 작동 객체는 작동 객체에 대한 부품의 적절한 부착을 위해 정렬되어야 하는 대응하는 땜납 부착 또는 접합 지점을 가질 수 있다. 부품의 변형, 휨, 또는 손상은 이러한 땜납 부착 또는 접합 지점이 작동 객체의 대응하는 땜납 부착 또는 접합 지점과 적절하게 정렬되는 것을 방지할 수 있다. 클램핑 조립체(15)에 의해 제공된 클램핑력에 의해 손상, 변형, 및 휨의 영향이 방지될 수 있으며, 이는 모든 땜납 부착 또는 접합 지점이 작동 객체의 대응하는 땜납 부착 또는 접합 지점과의 접촉이 유지되는 것을 보장할 수 있다. 이 접촉은 리플로우 공정 내내 클램핑 조립체(15)에 의해 유지될 수 있다.
고정구(10)는 강성 재료로 만들어질 수 있다. 고정구(10)는 재사용 가능하거나, 일회용일 수 있다. 예를 들면, 고정구(10)는 강철, 알루미늄 등과 같은 내구성있는 재료로 만들어질 수 있으며, 조립 및 리플로우 공정에서 한번 이상 재사용될 수 있다. 또 다른 예로서, 고정구는 플라스틱 사출 성형 부품 또는 다른 저비용 성형 재료로서 형성될 수 있고 조립 및 리플로우 공정이 완료된 후에 폐기될 수 있다. 정렬 핀(13)은 고정구(10)와 동일한 재료로 형성될 수 있다. 정렬 핀(13) 및 고정구(10)는 재료의 단일의 연속적인 부분일 수 있다. 정렬 핀(13)은 고정구(10)에 제거가능하게 부착가능할 수 있다. 바요넷 팁(14)은 정렬 핀(13)에 해제가능하게 부착될 수 있다. 예를 들면, 바요넷 팁(14)은 정렬 핀(13)이 캐리어(40)에 고정되기 전에 정렬 핀(13)에 부착될 수 있다. 일부 실시형태에서, 고정구(10)의 스냅 핏 특징부는 각각 사용한 후에, 하나 이상의 바요넷 팁(14)을 갖는 하나 이상의 정렬 핀(13)과 같은 새로운 스냅 핏 특징부가 고정구(10)에 부착될 수 있도록 일회용일 수 있다.
도 1에 도시된 실시형태에서, 정렬 핀(13)은 부품(20) 및 PCB(30)를 통해 연장된다. 부품(20) 및 PCB(30)는 각각 유지 특징부 개구부(71, 72)(도 5, 도 10 내지 도 12, 및 도 15에 도시되고 이하에 논의됨)를 갖고 그를 통해 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)이 삽입될 수 있다. 유지 특징부 개구부(71, 72)는 구멍, 보어, 슬롯, 개구 등일 수 있다. 부품(20)의 유지 특징부 개구부(71)에 삽입된 정렬 핀(13), 및 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(72)는 예를 들면, 리플로우 공정 동안 부품(20) 및 PCB(30)를 캐리어(40)와 고정구(10) 사이에서 서로에 대해 올바른 위치에 정렬된 채로 유지시킨다. 제1 넓은 부분(13a) 및 제2 넓은 부분(13b)은 부품(20) 및 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(71, 72)와 정렬 핀(13) 사이에 마찰 결합(friction fit)을 제공할 수 있다. 이 마찰 결합은 고정구(10)가 캐리어(40) 상의 부품(20) 및 PCB(30)를 픽업하는 것을 도울 수 있다. 일례로서, 유지 특징부 개구부(71, 72)는 미리 형성된 구멍일 수 있다. 유지 특징부 개구부(71, 72)는 정렬 핀(13) 또는 바요넷 팁(14)이 부품의 유지 특징부 개구부(71) 및 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(72)를 통해 가압될 때 정렬 핀(13) 또는 바요넷 팁(14)에 의해 천공될 수 있는 관통된 구멍일 수 있다.
고정구(10)는 부품(20) 및 PCB(30)에 수직력을 제공하는 하나 이상의 클램핑력 특징부를 가질 수 있는 반면, 부품(20) 및 PCB(30)는 캐리어(40)와 고정구(10) 사이에서 클램핑된다. 이러한 실시형태에서, 입구(33)의 제2 단부(32)에 접하는 바요넷 팁(14)의 바브 쉘프(14a)는 하나 이상의 클램핑력 특징부의 수직력에 저항하고, 그에 의해 원하는 위치에서 부품(20) 및 PCB(30)를 클램핑한다. 클램핑력 특징부는 리프 스프링(leaf spring), 코일 스프링 등일 수 있다. 또 다른 예로서, 클램핑력 특징부는 압축될 때 팽창력을 가지는 폼과 같은, 고정구(10)에 포함된 탄성 매체에 의해 제공될 수 있다. 부가적인 예로서, 클램핑력 특징부는 부품(20) 및 PCB(30)에 수직력을 제공하는 고정구(10)의 무리일 수 있다. 클램핑력 특징부는 고정구(10)의 고정구 본체로부터 연장될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 클램핑력 특징부는 캐리어(40)로부터 연장될 수 있다. 도 1에 도시된 실시형태를 계속 참조하면, 고정구(10)는 제1 스프링 특징부(11) 및 제2 스프링 특징부(12)를 갖는다. 제1 및 제2 스프링 특징부(11, 12)의 각각은 제1 및 제2 스프링 특징부(11, 12)가 고정구(10)와 캐리어(40) 사이에서 부품(20) 및 PCB(30)에 수직 스프링력을 가하도록 정렬 핀(13)의 어느 하나의 측 상의 고정구(10)로부터 아래로 연장하는 것으로 도시된다. 제1 및 제2 스프링 특징부(11, 12)는 제거가능할 수 있다. 예를 들면, 고정구(10)는 하나 이상의 클램핑력 특징부 부착 위치를 가질 수 있다. 클램핑력 특징부 위치는 슬롯, 스크류 개구부, 구멍 등일 수 있다. 하나의 예로서, 클램핑될 부품(20) 및 PCB(30)의 유형에 의존하여, 상이한 클램핑력 특징부가 요구될 수 있다. 상이한 클램핑력 특징부는 상이한 힘의 측정을 적용할 수 있다. 상이한 클램핑력 특징부는 클램핑력 특징부 부착 위치에서 고정구(10)에 부착가능할 수 있다. 클램핑력 특징부는 코일 스프링(61)(도 3에 도시되고 이하에 논의됨)을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 2개보다 많은 스프링 특징부는 정렬 핀(13)과 같은 단일 정렬 핀 주위에 원으로 고정구(10)로부터 연장될 수 있다. 또 다른 예로서, 고정구(10)는 하나보다 많은 정렬 핀(13) 및 2개보다 많은 스프링 특징부를 가질 수 있다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 캐리어(40)는 부품(20) 및 PCB(30)가 캐리어(40)와 고정구(10) 사이에서 클램핑되는 동안 부품(20) 및 PCB(30)에 수직력 예를 들면, 수직 스프링력을 제공하는 하나 이상의 클램핑력 특징부를 가질 수 있다. 고정구(10) 및 캐리어(40)의 각각은 하나 이상의 클램핑력 특징부를 가질 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 고정구(10)는 임의의 클램핑력 특징부를 갖지 않을 수 있고 스냅 핏 특징부 및 고정구(10)와 부품(20) 사이의 직접 접촉에 의해서만 캐리어(40)에 고정될 수 있다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 스냅 핏 특징부는 스프링 특징부를 가질 수 있다. 예를 들면, 정렬 핀(13)은 스프링이 장착되거나 고정구(10)가 캐리어에 고정될 때 압축하도록 구성된 아코디언 형상 부분을 가질 수 있어서, 그에 의해 부품(20) 및 부품(20)과 PCB(30) 사이에서 클램핑된 PCB(30)에 수직 스프링력을 제공한다.
게다가, 스냅 핏 특징부는 정렬 핀(13)인 것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 클램핑 조립체(15)는 정렬 융기부일 수 있다. 일례로서, 고정구(10)는 고정구(10)의 2개의 대향 하부 에지의 각각을 따라 평행하게 연장되는 정렬 융기부를 가질 수 있다. 각각의 정렬 융기부는 캐리어(40)의 대향 에지 위를 움켜쥐도록 구성된 단부에 L자형 브래킷을 가질 수 있다. 예를 들면, 캐리어(40)는 고정구(10)가 캐리어(40)에 고정되어 부품(20) 및 PCB(30)를 함께 클램핑하도록 L자형 브래킷을 수용하도록 구성된 캐리어(40)의 2개의 대향 측의 각각을 따라 압입(indentation)을 가질 수 있다. 또 다른 예로서, L자형 브래킷은 캐리어(40)의 하부 측 에지 위를 움켜쥘 수 있다. 또 다른 예로서, 클램핑 조립체(15)는 하나의 유형의 스냅 핏 특징부를 갖는 것으로 제한되지 않으며 하나 이상의 상이한 스냅 핏 특징부 예를 들면, 하나 이상의 정렬 핀(13) 및 하나 이상의 정렬 융기부를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 부품(20)을 PCB(30)에 클램핑하는 클램핑 조립체(25)의 또 다른 실시형태의 측면 단면도가 도시된다. 클램핑 조립체(25)는 고정구(10) 및 캐리어(40)를 포함한다. 고정구는 정렬 핀(13)을 갖는다. 이 실시형태에서, 정렬 핀(13)은 자석 팁(9)을 포함하는 유지 특징부를 갖는다. 캐리어(40)는 재료로 만들어질 수 있거나 자석 팁(9)에 고정할 재료의 일부 또는 층을 포함할 수 있다. 캐리어(40)와 자석 팁(9) 사이의 자력은 자석 핀(9)에 대한 캐리어(40)의 부착을 유지하고 클램핑 조립체(25)의 임의의 클램핑력 특징부의 수직력에 저항하도록 구성된다. 이 실시형태에서, 고정구(10)는 부품(20) 및 PCB(30)에 수직 스프링력을 제공하는 코일 스프링(61)인 클램핑력 특징부를 포함한다. 정렬 핀(13)은 O 링(70)이 정렬 핀(13)과 부품(20) 및 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(71, 72) 사이에 마찰력을 제공하도록 정렬 핀(13) 주위에 위치된 O 링(70)을 포함한다. 정렬 핀(13)은 제1 넓은 부분(13a) 및 제2 넓은 부분(13b) 대신에 O 링(70)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 정렬 핀(13)은 제1 넓은 부분(13a), 제2 넓은 부분(13b), 및 하나 이상의 O 링(70)을 포함할 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 캐리어(40)는 자기 돌출부를 포함할 수 있고 정렬 핀(13)은 자기 돌출부를 수용하도록 구성된 팁에서 개구부를 포함할 수 있다. 정렬 핀(13)은 전체적으로 자성 재료로 만들어질 수 있거나, 자성 돌출부와 정렬 핀 사이의 자력이 고정구(10)에 대한 캐리어(40)의 부착을 유지하고 임의의 클램핑력 특징부의 수직력에 저항하도록 구성되도록 팁의 부분 또는 자성 층을 포함할 수 있다. 게다가, 다른 실시형태에서, 유지 특징부는 해제가능한 점착성 기판 예를 들면, 정렬 핀(13)의 끝에 부착되도록 구성되는 캐리어(40) 상에 배치된 해제가능한 점착성 기판 층일 수 있다. 유지 특징부는 사용될 리플로우 공정에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 자석 핀(9)은 국소화된 레이저 리플로우 공정과 함께 사용될 수 있고, 스냅 핏 특징부는 핫 오븐 리플로우 공정과 함께 사용될 수 있다.
클램핑 조립체(15, 25)의 정렬 핀(13)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 고정구(10)의 중간 부분으로부터 연장되는 것으로 제한되지 않는다. 일례로서, 고정구(10)는 고정구(10)의 대향 하부 에지로부터 연장되는 2개의 정렬 핀(13)을 가질 수 있고, 캐리어(40)는 2개의 정렬 핀(13)을 수용하도록 구성된 공동부(34)를 갖는 2개의 입구(33)를 가질 수 있다. 게다가, 클램핑 조립체(15, 25)는 단일 부품(20)을 PCB(30)와 같은 기판에 클램핑하는 것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 클램핑 조립체(15, 25)는 하나보다 많은 부품을 기판에 클램핑하기 위해 사용될 수 있다.
고정구(10)는 부품(20)이 PCB(30)와 같은 기판 상에 배치될 때 부품(20)과 같은 부품을 원하는 형상 또는 형태로 강제하고/하거나, 부품(20)의 원하는 형상 또는 형태를 유지하는 형태 구속 특징부를 가질 수 있다. 형태 구속 특징부는 보스 특징부, 스냅 핏 특징부 상에 위치된 O 링(70)과 같은 O 링, 및 코일 스프링과 같은 클램핑력 특징부 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 3을 참조하면, 고정구(10)의 일 실시형태의 저면도가 도시된다. 이 실시형태에서, 고정구(10)는 2개의 스프링이 고정구(10)의 각각의 코너의 어느 하나의 측 상에 각각 배열되도록 복수의 코일 스프링(61a 내지 61h)을 갖는다. 또 다른 실시형태에서, 코일 스프링은 상이한 구성으로 배열될 수 있다. 고정구(10)는 또한, 코일 스프링(61a 및 61b; 61c 및 61d; 61e 및 61f; 및 61g 및 61h) 사이에 배치되는 복수의 보스 특징부(60a 내지 60h)를 갖는다. 복수의 보스 특징부(60a 내지 60h)는 PCB(30)에 클램핑될 부품(20)의 형상 및 크기에 대응할 수 있다. 이 실시형태에서, 복수의 보스 특징부(60a 내지 60h)는 부품(20)이 고정구(10)에 의해 고정될 수 있는 장소의 윤곽을 형성하는 것으로 도시된다. 복수의 보스 특징부(60a 내지 60h)는 부품(20)이 고정구(10)와 캐리어(40) 사이의 PCB(30)에 클램핑될 때 부품(30)의 에지에 인접할 수 있다. 복수의 보스 특징부(60a 내지 60h)는 클램핑될 부품(20)의 표면 특징부에 대한 윤곽을 형성하도록 구성된 보스 특징부를 더 포함할 수 있다. 고정구(10)는 서로 대각선으로 배열된 바요넷 팁(14)을 갖는 2개의 정렬 핀(13)을 갖는 것으로 도시된다. 다른 실시형태에서, 정렬 핀(13)은 상이한 배열을 가질 수 있다.
형태 구속 특징부의 또 다른 예로서, 하나 이상의 O 링(70)이 정렬 핀(13) 주위에 위치될 수 있다. 도 4를 참조하면, 도 3의 라인(P-P)를 따라 취해진 고정구(10)의 측면 단면도가 도시된다. 제1 O 링(70a)은 정렬 핀(13) 중 하나 주위에 위치되고 제2 O 링(70b)은 도시된 다른 정렬 핀(13) 주위에 위치된다. O 링(70a, 70b)은 부품(20) 및 PCB(30)가 고정구(10)와 캐리어(40) 사이에서 클램핑될 때 부품(20)을 변형되지 않은 위치에 유지하도록 구성될 수 있다. O 링(70a, 70b)은 고무 등과 같은 순응성 재료로 만들어질 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 캐리어(40)는 PCB(30)에 클램핑될 부품(20)에 대해 PCB(30)와 같은 기판을 원하는 위치에 유지하도록 구성된 보스 특징부를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 클램핑 조립체의 고정구(10), 유지 특징부 개구부(71)를 가지는 부품(20) 및 유지 특징부 개구부(72)를 가지는 PCB(30)의 일 실시형태의 분해도가 도시된다. 고정구(10)는 유지 특징부 개구부(71, 72)를 통해 연장되도록 배치된 정렬 핀(13)을 갖는다. 유지 특징부 개구부(71, 72)는 정렬 핀(13)에 대응하도록 각각 동일한 직경일 수 있다. 유지 특징부 개구부(71, 72)는 부품(20)이 원하는 위치 및 구성으로 PCB(30) 상에 배치될 때, 부품(71)의 유지 특징부 개구부 및 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(72)가 정렬되도록 배열될 수 있다. 부품(20) 및 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(71, 72)는 부품(20)이 상이한 크기의 기판 상에 배치될 수 있도록 구성되거나 부품의 유지 특징부 개구부(71)가 여전히 캐리어 정렬의 유지 특징부 개구부(72)와 정렬되도록 상이한 구성일 수 있다. 일례로서, 부품의 유지 특징부 개구부(71)는 PCB(30)와 같은 기판의 유지 특징부 개구부(72)가 부품의 직사각형 유지 특징부 개구부(71)의 적어도 일부 아래에 정렬되도록 직사각형 형상과 같은 가늘고 긴 형상을 가질 수 있다.
클램핑 조립체(15, 25)는 고정구(10)를 캐리어(40)에 고정시키는 부가적인 특징부를 포함할 수 있다. 예를 들면, 캐리어(40)는 캐리어(40)가 고정구(10)의 유지 특징부를 수용할 때 구부러지고 하나 이상의 와이어 빔이 고정구(10)의 유지 특징부를 수축시키고 고정시키도록 유지 특징부가 캐리어(40)에 의해 수용된 후에 수축하는 하나 이상의 와이어 빔을 가질 수 있다. 도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 캐리어(40)의 일 실시형태는 고정구(10)를 캐리어(40)에 고정하도록 구성된 가요성 와이어 빔(81, 82)을 갖는 것으로 도시된다. 이제 도 6a를 참조하면, 캐리어(40)의 측면 단면도가 캐리어(40)의 입구(33)의 제2 단부(32)에 근접한 구부러지지 않은 위치에 있는 제1 와이어 빔(81) 및 제2 와이어 빔(82)과 함께 도시된다. 좁은 부분(16) 및 바요넷 팁(14)을 가지는 정렬 핀(13)이 또한 도시되고, 정렬 핀(13)은 입구(33)의 제1 단부(31)에 접근하는 것으로 도시된다. 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)은 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이 입구(33)의 폭의 일부와 부분적으로 교차하도록 캐리어(40)의 하나의 측으로부터 캐리어(40)의 대향 측으로 연장될 수 있다. 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)의 각각의 높이는 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이 정렬 핀(13)의 좁은 부분(16)과 안전하게 맞물리도록 구성되도록 정렬 핀(13)의 좁은 부분(16)의 높이와 동일할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 도 6a의 캐리어(40)의 측면 단면도는 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이 각각 구부러진 위치에 있는 것으로 도시된다. 정렬 핀(13)은 입구(33)에 삽입된 것으로 도시되고 바요넷 팁(14)은 공동부(34)에 진입하고, 그에 의해 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이 서로 멀리 구부러지도록 강제되는 것으로 도시된다. 제1 및 제2 와이어 빔(81 및 82)은 입구(33)의 제2 단부(32)로부터 멀리 대향 방향(D1, D2)으로 구부러지는 것으로 도시된다.
도 6c를 참조하면, 도 6a의 캐리어(40)의 측면 단면도는 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82) 각각이 대향 방향(D3, D4)으로 수축되고 구부러지지 않은 위치로 복귀되는 것으로 도시된다. 정렬 핀(13)은 바요넷 팁(14)이 공동부(34)에 있도록 캐리어(40)에 삽입된 것으로 도시된다. 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)은 바요넷 팁(14)의 바브 쉘프(14a)가 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)에 인접하고 그들에 의해 고정되도록 정렬 핀(13)의 좁은 부분(16)에 대해 구부러지지 않은 위치로 복귀한 것으로 도시된다. 클램핑 조립체(15, 25)는 하나 이상의 와이어 빔(81, 82)을 포함할 수 있다. 고정구(10)가 고정구(10)의 2개의 대향 하부 에지의 각각에 근접한 하나의 정렬 핀(13)과 같은 하나보다 많은 정렬 핀(13)을 갖는 실시형태에서, 대응하는 캐리어(40)는 정렬 핀(13)의 각각에 대한 입구(33) 및 공동부(34)를 포함할 수 있고, 각각의 정렬 핀(13)을 고정하도록 구성된 각각의 입구(33)에 대응하는 하나 이상의 와이어 빔을 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 와이어 빔(81, 82)을 포함하는 캐리어(40)의 일 실시형태의 저면도가 도시된다. 캐리어(40)는 제1 유지 특징부 위치(90) 및 제2 유지 특징부 위치(91)를 갖는다. 제1 및 제2 유지 특징부 위치(90, 91)는 각각 고정구(10)의 정렬 핀(13)과 같은, 유지 특징부를 수용하도록 구성된다. 제1 및 제2 유지 특징부 위치(90, 91)의 각각은 입구(33), 및 공동부(34)를 포함한다. 제1 유지 특징부 위치(90)의 공동부(34)는 제1 유지 특징부 위치(90)의 제1 에지(92)로부터 제1 유지 특징부 위치(90)의 제2 에지(93)까지 연장된다. 제1 에지(92)로부터 제2 에지(93)까지 연장하는 것은 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이 제1 유지 특징부 위치(90)의 입구(33)의 폭의 일부와 부분적으로 교차하도록 배치되는 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이다. 유사하게, 제2 유지 특징부 위치(91)의 공동부(34)는 제1 스냅 핏 특징부 위치(91)의 제1 에지(94)로부터 제1 스냅 핏 특징부 위치(90)의 제2 에지(95)까지 연장된다. 제1 에지(94)로부터 제2 에지(95)까지 연장하는 것은 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이 제2 유지 특징부 위치(91)의 입구(33)의 폭의 일부와 부분적으로 교차하도록 배치되는 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)이다. 바요넷 팁(14)은 바요넷 팁(14)이 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)에 의해 고정되도록 공동(34) 내로 연장되는 것으로 도시된다.
도 8을 참조하면, 제1 유지 특징부 위치(90) 및 제2 유지 특징부 위치(91)의 도 7의 라인(P-P)을 따라 취해진 측면 단면도는 도 7의 라인(P-P)을 따라 취해진 것으로 도시된다. 제1 유지 특징부 위치(90)의 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82) 및 제2 유지 특징부 위치(91)의 제1 및 제2 와이어 빔(81, 82)은 도 6a 내지 도 6c와 관련하여 설명된 것과 동일한 방식으로 구부러지고 수축되도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 캐리어(40)는 와이어 빔(81, 82)을 포함할 수 있고, 각각의 입구(33)는 정렬 핀(13)이 립 및 와이어 빔(81, 82)에 의해 고정되도록 정렬 핀(13)의 좁은 부분(16)과 안전하게 맞물리도록 구성된 하나 이상의 립을 포함할 수 있다.
도 9 내지 도 15를 참조하면, 클램핑 조립체(35)(도 13에서 조립된 것으로 도시됨)의 일 실시형태를 사용하는 방법이 도시된다. 고정구(10), 캐리어(40), 또는 고정구(10) 및 캐리어(40) 둘 모두는 부품을 기판에 클램핑하기 위해 인간의 개입이 요구되지 않도록, 그리고 클램핑 조립체(35), 부품, 기판, 또는 캐리어(40)가, 클램핑 조립체(35)가 부품 및 기판을 클램핑하도록 클램핑 조립체(35)를 조립하기 위해 자동화된 라인으로부터 제거될 필요가 없도록 표준 자동화된 SMT 픽 앤 플레이스 장비와 같은 픽 앤 플레이스 장비가 클램핑 조립체(35)를 이동시키고 조립하기 위해(예를 들면, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같음) 사용되는 것을 허용하는 특징부를 가질 수 있다. 이제 도 9를 참조하면, 표준 자동화된 SMT 픽 앤 플레이스 기계 예를 들면, 노즐(100)과 같은 픽 앤 플레이스 기계의 표준 진공 노즐의 측면도가 도시된다. 노즐(100)은 고정구(10)를 픽업하도록 배치된 것으로 도시된다. 노즐(100)은 고정구(10)를 향해 방향(D6)으로 아래로 이동하고 있다. 고정구(10)는 고정구(10)의 상부 표면으로부터 노즐(100)에 의해 픽업되도록 구성될 수 있다. 도 10에서, 고정구(10)를 픽업하고 방향(D6)으로 부품(20)에 접근하는 노즐(100)의 측면도가 도시된다. 부품(20)은 정렬 핀(13)의 제1 및 제2 넓은 부분(13a, 13b)에 의해 고정구(10)에 고정될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 정렬 핀(13)은 O 링, 또는 O 링 및 넓은 부분(13a, 13b) 중 하나를 더 포함할 수 있다. 노즐(100)은 고정구(10)를 부품(20) 위로 지향시키고/거나 그 위에 배치할 수 있다. 예를 들면, 노즐(100)은 고정구(10) 상의 보스 특징부(60a 내지 60h)와 같은 보스 특징부가 부품(20)이 픽업될 때 부품(20)을 원하는 위치에서 맞물리게 하고 고정시키도록 고정구(10)를 부품(20) 위로 지향시키고/거나 그 위에 배치할 수 있다. 또 다른 예로서, 노즐은 부품(20)이 픽업될 때 정렬 핀(13)이 부품(20)의 유지 특징부 개구부(71)를 통해 삽입되도록 고정구(10)의 정렬 핀(13)이 부품(20)의 대응하는 유지 특징부 개구부(71) 바로 위로 지향되도록 고정구(10)를 부품(20) 위로 지향시키고/거나 그 위에 배치할 수 있다.
도 11을 참조하면, 노즐(100)은 고정구(10) 및 부품(20)을 픽업한 것으로 도시된다. 정렬 핀(13)은 부품(20)의 유지 특징부 개구부(71)를 통해 삽입된 것으로 도시된다. 도 12를 참조하면, 정렬 핀(13)이 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(72)에 진입하도록 노즐(100)이 캐리어(40) 상의 PCB(30)에 접근하는 것으로 더 도시된다. PCB(30)는 노즐(100)이 고정구(10)를 PCB(30) 및 캐리어(40) 위에 동시에 배치하고 정렬 핀(13)을 캐리어(40)에 고정시킴으로써 PCB(30) 및 캐리어(40)를 정렬시킬 수 있도록, 고정구(10)가 부품(20)을 픽업하기 위해 노즐(100)에 의해 이동되기 전에 캐리어(40) 상에 배치될 수 있다. 노즐(100)은 고정구(10)가 캐리어(40)에 고정되고 부품(20) 및 PCB(30)에 클램핑력을 제공하도록, 정렬 핀(13)이 PCB(30)의 유지 특징부 개구부(72)에 삽입되고 바요넷 팁(14)이 입구(33)를 통해 그리고 캐리어(40)의 대응하는 공동부(34)에 가압되도록 고정구(10) 및 부품(20)을 방향(D6)으로 아래로 이동시킬 수 있다.
부품(20)이 PCB(30) 상에 배치되기 전에 습식 땜납 페이스트가 부품(20) 또는 PCB(30)에 적용될 수 있다. 고정구(10)는 그에 의해, 부품(20)의 땜납 부착 또는 접합 지점이 PCB(30)의 땜납 부착 또는 접합 지점과 정렬되고, 습식 땜납 페이스트가 원하는 위치 및 구성에 적절하게 배치되는 것을 보장할 수 있다. 도 13을 참조하면, 클램핑 조립체(35)를 형성하도록 고정된 고정구(10) 및 캐리어(40)의 측면도가 도시된다. 클램핑 조립체(35)는 그에 의해, 원하는 위치에서 부품(20) 및 PCB(30)를 함께 클램핑한다. 클램핑 조립체(35)는 핫 오븐, 국소화된 레이저, 또는 다른 리플로우 공정 전에, 동안, 및 후에 원하는 위치에서 부품(20) 및 PCB(30)를 함께 클램핑된 상태로 유지하기 위해 사용될 수 있다.
리플로우 공정이 완료된 후에, 클램핑 조립체(35)가 제거될 수 있다. 이것은 클램핑 조립체(35)의 스냅 핏 특징부를 스내핑하지 않음으로써 달성될 수 있다. 예를 들면, 고정구 스트리퍼는 바요넷 팁(14) 및 정렬 핀(13)이 캐리어(40)의 입구(33) 밖으로 들어올려질 수 있도록 정렬 핀(13)의 바요넷 팁(14)을 압축하기 위해 사용될 수 있다. 도 14를 참조하면, 노즐(100) 및 클램핑 조립체(35)의 측면 단면도가 도시된다. 노즐(100)은 정렬 핀(13)이 캐리어(14)로부터 제거되도록 고정구(10)를 들어올리도록 배치된다. 캐리어(40) 아래에 배치된 고정구 스트리퍼(110)가 또한 도시된다. 고정구 스트리퍼(110)는 바브 쉘프(14a)가 캐리어(40)의 입구(33)의 제2 단부(32)에 더 이상 인접하지 않도록 바요넷 팁(14)이 개구부(8) 내로 내측으로 압축되도록 바요넷 팁(14)을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성되는 고정구 제거기(111)를 갖는다. 바요넷 팁(14)이 압축될지라도, 고정구(10)는 정렬 핀(13)이 캐리어(40)의 입구(33) 밖으로 들어올려지고 고정구(10)가 제거되도록 노즐(100)에 의해 들어올려질 수 있다. 또 다른 예로서, 노즐(100)과 같은 노즐은 고정구(10)가 캐리어(40)에 더 이상 고정되지 않도록 고정구(10)를 상향 방향으로 당길 수 있다. 예를 들면, 정렬 핀(13)이 개구부(8)를 갖지 않고, 바요넷 팁(14)이 탄성 재료로 만들어지는 일 실시형태에서, 노즐(100)은 바요넷 팁(14)이 입구(33)의 제2 단부(32) 및 제1 단부(31)를 통해 위로 공동(34) 밖으로 그리고 캐리어(40) 밖으로 강제되도록 캐리어(40)로부터 고정구(10)를 당길 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 고정구 스트리퍼는 정렬 핀(13)의 임의의 다른 제거가능한 팁 또는 바요넷 팁(14)에 연결되고 그것을 제거하도록 구성될 수 있다. 바요넷 팁(14)은 절단, 슬라이싱, 샌딩(sanding), 파일링, 분쇄, 당김 등에 의해 정렬 핀(13)으로부터 벗겨질 수 있다. 고정구 스트리퍼(110)는 절단, 슬라이싱, 샌딩, 파일링, 분쇄, 당김 등과 같은 다중 스트리핑 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 바요넷 팁(14)은 또한, 정렬 핀(13)에 제거가능하게 나사로 고정될 수 있으며, 이 경우 고정구 스트리퍼(110)는 정렬 핀으로부터 바요넷 팁(14)을 나사로 풀도록 구성될 수 있다. 바요넷 팁(14)은 제거 후에 폐기될 수 있거나, 재사용을 위해 저장될 수 있다.
도 15를 참조하면, 방향(D7)으로 캐리어(40)로부터 고정구(10)를 들어올린 노즐(100)의 측면도가 도시된다. 정렬 핀(13)은 PCB의 유지 특징부 개구부(72) 및 부품(20)의 유지 특징부 개구부(71)로부터 제거되었다. 고정구 스트리퍼(110)는 캐리어(40)로부터 멀리 방향(D6)으로 이동될 수 있다. 캐리어(40) 및 고정구(10)는 그 다음, 재사용될 수 있거나, 일회용일 수 있다.
PCB(30)와 같은 작동 객체에 부품(20)과 같은 부품을 클램핑하는 방법은 정렬 핀(13) 및 바요넷 팁(14)과 같은 유지 특징부를 가지는 고정구(10)와 같은 고정구, 및 자석 팁(9)을 제공하는 단계, 부품(20)과 같은 부품을 제공하는 단계, 캐리어(40)와 같은 캐리어 상에 PCB(30)와 같은 작동 객체를 제공하는 단계, 부품 및 기판이 고정구와 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 고정구와 캐리어 상의 작동 객체 사이에 부품을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
고정구와 캐리어 상의 작동 객체 사이에 부품을 배치하는 단계는 노즐(100)과 같은 픽 앤 플레이스 노즐에 의해 부품을 선택하는 단계, 유지 특징부를 유지 특징부 개구부(71)와 같은, 부품의 유지 특징부 개구부에 삽입하는 단계 및 유지 특징부를 유지 특징부 개구부(72)와 같은, 작동 객체의 유지 특징부 개구부에 삽입하는 단계를 포함할 수 있다.
유지 특징부를 캐리어에 고정하는 것은 자석을 캐리어의 자기 부분에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법은 부품 및 작동 객체 중 적어도 하나 상에 습식 땜납 페이스트를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법은 부품 및 작동 객체가 함께 납땜되도록 고정구, 부품, 작동 객체 및 캐리어를 리플로우 공정으로 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법은 픽 앤 플레이스 노즐에 의해 부품 및 작동 객체로부터 고정구를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
유지 특징부는 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 정렬 핀(13)과 같은 적어도 하나의 정렬 핀을 포함할 수 있다.
부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법에서 정렬 핀은 정렬 핀의 끝에 바요넷 팁(14)과 같은 바요넷 팁을 포함할 수 있고, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법은 고정구가 캐리어로부터 해제가능하도록 고정구 스트리퍼에 의해 바요넷 팁을 압축하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시형태의 설명은 예시의 목적을 위해 제공되었지만 철저한 것이 되거나 개시된 실시형태로 제한되도록 의도되지 않는다. 설명된 실시형태의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 많은 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서에서 사용된 전문용어는 시장에서 발견된 기술에 걸친 실시형태의 원리, 실질적인 응용 또는 기술 개선을 최상으로 설명하기 위해, 또는 다른 당업자가 본 명세서에 개시된 실시형태를 이해하는 것을 가능하게 하기 위해 선택되었다.

Claims (30)

  1. 픽 앤 플레이스(pick and place) 조립 공정에서 사용하기 위한 클램핑 조립체(clamping assembly)로서,
    고정구(fixture); 및
    캐리어를 포함하되;
    상기 고정구는 부품 및 작동 객체가 상기 고정구와 상기 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 상기 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 적어도 하나의 유지 특징부(retaining feature)를 포함하고,
    상기 고정구는 조립 기계 픽 앤 플레이스 노즐에 의해 픽업되고 이동되도록 더 구성되는, 클램핑 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유지 특징부는 상기 유지 특징부로부터 연장되는 적어도 하나의 정렬 핀을 포함하고, 상기 정렬 핀은 상기 캐리어 내로 연장되고 상기 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성되는, 클램핑 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 정렬 핀은 상기 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 상기 적어도 하나의 정렬 핀의 끝에 바요넷 팁(bayonet tip)을 포함하는, 클램핑 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 캐리어는,
    개구부를 포함하되, 해당 개구부는,
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 입구; 및
    공동부(cavity)를 포함하고,
    상기 입구는 상기 바요넷 팁의 가장 넓은 부분 미만인 폭을 갖고,
    상기 바요넷 팁은 바브 쉘프(barb shelf)를 포함하며,
    상기 바요넷 팁은 상기 바브 쉘프가 상기 제2 단부에 접하고 상기 제2 단부에 의해 고정되도록 상기 바요넷 팁이 공동부에 진입하고 상기 입구의 상기 제1 단부에 강제로 삽입되도록 구성되는, 클램핑 조립체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유지 특징부는 자석을 포함하고 상기 캐리어는 자력에 의해 상기 자석에 부착되도록 구성된 자기 부분을 포함하는, 클램핑 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유지 특징부는 일회용인, 클램핑 조립체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고정구는 상기 고정구와 캐리어 사이에서 클램핑된 작동 객체 및 상기 부품에 수직 스프링력을 가하도록 구성된 적어도 하나의 클램핑력 특징부(clamping force feature)를 포함하는, 클램핑 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 고정구는 상기 부품 및 상기 작동 객체가 상기 고정구와 상기 캐리어 사이에서 클램핑될 때 적어도 하나의 보스 특징부가 상기 부품을 고정시키도록 상기 부품에 대응하도록 구성된 상기 적어도 하나의 보스 특징부를 포함하는, 클램핑 조립체.
  9. 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 정렬 핀은 O 링을 포함하고, 상기 O링은 상기 부품 및 상기 작동 객체 중 적어도 하나 사이에 마찰 결합(friction fit)을 제공하도록 구성되는, 클램핑 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 유지 특징부는 상기 부품의 제1 유지 특징부 개구부 및 상기 작동 객체의 제2 유지 특징부 개구부를 통해 연장되도록 구성되는, 클램핑 조립체.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서, 상기 캐리어는 적어도 하나의 와이어 빔이 상기 유지 특징부를 상기 캐리어에 고정하도록 상기 캐리어가 상기 유지 특징부를 수용할 때 구부러지고 상기 캐리어가 상기 유지 특징부를 수용한 후에 수축하도록 구성된 적어도 하나의 와이어 빔을 포함하는, 클램핑 조립체.
  13. 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법으로서,
    유지 특징부를 가지는 고정구를 제공하는 단계;
    부품을 제공하는 단계;
    캐리어 상에 작동 객체를 제공하는 단계;
    상기 고정구와 상기 캐리어 상의 상기 작동 객체 사이에 상기 부품을 배치하는 단계;
    상기 부품 및 상기 작동 객체가 상기 고정구와 상기 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 상기 유지 특징부를 상기 캐리어에 고정하는 단계; 및
    픽 앤 플레이스 노즐에 의해 상기 부품 및 상기 작동 객체로부터 상기 고정구를 제거하는 단계를 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 고정구와 상기 캐리어 상의 상기 작동 객체 사이에 상기 부품을 배치하는 단계는,
    픽 앤 플레이스 노즐에 의해 상기 부품을 선택하는 단계;
    상기 유지 특징부를 상기 부품의 유지 특징부 개구부에 삽입하는 단계; 및
    상기 유지 특징부를 상기 작동 객체의 유지 특징부 개구부에 삽입하는 단계를 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 유지 특징부는 자석을 포함하고 상기 캐리어는 자력에 의해 상기 자석에 부착되도록 구성된 자기 부분을 포함하며, 상기 유지 특징부를 상기 캐리어에 고정하는 것은 상기 자석을 상기 자기 부분에 부착하는 단계를 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 부품 및 상기 작동 객체 중 적어도 하나 상에 습식 땜납 페이스트를 제공하는 단계를 더 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 부품 및 작동 객체가 함께 납땜되도록 상기 고정구, 부품, 작동 객체, 및 캐리어를 리플로우 공정으로 처리하는 단계를 더 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제13항에 있어서, 상기 유지 특징부는 상기 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 적어도 하나의 정렬 핀을 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 적어도 하나의 정렬 핀은 상기 적어도 하나의 정렬 핀의 끝에 바요넷 팁을 포함하고; 상기 방법은,
    고정구 스트리퍼에 의해 상기 고정구가 상기 캐리어로부터 해제가능하도록 상기 바요넷 팁을 압축하는 단계를 더 포함하는, 부품을 작동 객체에 클램핑하는 방법.
  21. 픽 앤 플레이스 조립 공정에서 사용하기 위한 고정구로서,
    부품 및 작동 객체가 상기 고정구와 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 상기 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 적어도 하나의 유지 특징부를 포함하고,
    상기 고정구는 조립 기계 픽 앤 플레이스 노즐에 의해 픽업되고 이동되도록 구성되는, 고정구.
  22. 제21항에 있어서, 상기 고정구는 고정구 본체를 포함하고, 상기 유지 특징부는 상기 고정구 본체로부터 연장되는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는, 고정구.
  23. 제22항에 있어서, 상기 적어도 하나의 돌출부는 바요넷 팁을 포함하고, 상기 바요넷 팁은 상기 캐리어에 삽입되고 상기 캐리어에 해제가능하게 고정되도록 구성된 바브 쉘프를 포함하는, 고정구.
  24. 제23항에 있어서, 상기 고정구는 상기 적어도 하나의 돌출부의 길이를 따라 상기 바요넷 팁 내로 연장되는 개구부를 포함하고, 상기 돌출부 및 바요넷 팁은 상기 개구부의 내측으로 그리고 상기 개구부를 향해 압축가능한, 고정구.
  25. 제21항에 있어서, 상기 고정구는 고정구 본체를 포함하고, 상기 고정구 본체는 상기 고정구 본체로부터 연장되는 적어도 하나의 클램핑력 특징부를 포함하고, 상기 클램핑력 특징부는 상기 부품 및 상기 작동 객체가 상기 고정구와 상기 캐리어 사이에서 클램핑될 때 상기 부품 및 상기 작동 객체에 수직 스프링력을 가하도록 구성되는, 고정구.
  26. 제25항에 있어서, 상기 클램핑력 특징부는 스프링인, 고정구.
  27. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유지 특징부는 상기 적어도 하나의 유지 특징부와 상기 부품의 유지 특징부 개구부 및 상기 작동 객체의 유지 특징부 개구부 중 적어도 하나 사이에 마찰 결합을 제공하도록 구성된 적어도 하나의 넓은 부분을 포함하는, 고정구.
  28. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 유지 특징부는 상기 적어도 하나의 유지 특징부와 상기 부품의 유지 특징부 개구부 및 상기 작동 객체의 유지 특징부 개구부 중 적어도 하나 사이에 마찰 결합을 제공하도록 구성된 O 링을 포함하는, 고정구.
  29. 제21항에 있어서, 상기 고정구는 상기 부품 및 상기 작동 객체가 상기 고정구와 상기 캐리어 사이에서 클램핑될 때 상기 부품 및 상기 작동 객체에 수직 스프링력을 제공하도록 구성된 탄성 매체를 포함하는, 고정구.
  30. 제21항에 있어서, 상기 유지 특징부는 상기 부품 및 상기 작동 객체가 상기 고정구와 상기 캐리어 사이에서 함께 클램핑되도록 자력에 의해 상기 캐리어의 자기 부분에 부착되도록 구성된 자석을 포함하는, 고정구.
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