KR19990086713A

KR19990086713A - 픽킹업 장치

Info

Publication number: KR19990086713A
Application number: KR1019980019826A
Authority: KR
Inventors: 장성환
Original assignee: 장성환; 유일반도체 주식회사
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1999-12-15

Abstract

본 발명은 인쇄 회로 기판을 지그(Jig)에 안착시키는 픽킹업 장치에 관한 것이다.

본 발명의 픽킹업 장치는 임의의 기판과, 기판이 장착되는 지그와, 기판을 지그 쪽으로 이송시켜 장착시키는 장착수단과, 장착수단을 구동시키기 위한 구동수단을 구비한다.

본 발명에 따른 픽킹업 장치는 X-Y 로봇과 모터의 구동력에 의해 PCB를 원천지에서 목적지까지 안정되게 이송할 수 있다.

Description

픽킹업 장치(Picking Up Apparatus)

본 발명은 인쇄 회로 기판(PCB)의 제조장치에 관한 것으로, 특히 인쇄 회로 기판을 지그(Jig)에 안착시키는 픽킹업 장치에 관한 것이다.

인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board : 이하 "PCB"라 함)은 종이 에폭시 또는 유리 에폭시계의 평판 위에 필요한 회로가 인쇄되어지고 집적 회로(Integrated Circuit : IC) 및 기타의 부품이 실장되어 회로에 납땜되는 일련의 공정들을 겪게 된다. 이러한 제조공정에서 PCB는 다수 개의 PCB가 하나의 보드에 실장된 연배열 방식의 PCB 또는 각각의 단품 PCB를 상기한 공정들에 공급하게 된다. 연배열 방식의 PCB는 더미 스페이스(dummy space)로부터 원하는 단품 PCB를 절단하여 추출하는 공정이 따르게 되고, 절단하는 공정에서 납땜 부위가 떨어져 불량률이 증가하고 나아가, 더미 스페이스로 인한 산업 페기물 문제와 원자재 사용의 효율성이 떨어지는 문제점들이 나타나고 있다. 이에 복수 개의 단품 PCB를 지그에 장착하여 상기한 일련의 공정들에 공급하는 방법이 제안되었다. 그러나 PCB용 지그 구조 자체가 PCB 크기변화에 능동적이지 못하고 단품 PCB를 지그에 접착하는 별도의 공정을 추가하게 되어 또 다른 문제점을 낳게 되었다. 이에, 기출원된 한국특허 제97-59115에서는 PCB의 크기변화에 능동적으로 대처할 수 있고 지그에 PCB를 장착하기에 용이한 구조를 갖는 지그 구조를 제안한 바 있다. 제안된 지그를 보다 효율적으로 활용하기 위해서는 각 제조공정들에서 원천지에서 목적지까지 안정되게 단품 PCB를 이송하고 또한, 각 단품 PCB를 지그의 PCB 삽입부에 적절하게 장착할 수 있는 자동화 장치들이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 PCB를 원천지에서 목적지까지 안정되게 이송하도록 한 픽킹업 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 PCB를 지그의 PCB 삽입부에 정확히 장착하도록 한 픽킹업 장치를 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 픽킹업 장치의 사시도.

도 2는 도 1에 도시된 픽킹업 장치의 분해 사시도.

도 3은 도 1에 도시된 픽킹업 장치의 동작을 설명하기 위한 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,2 : 노즐 홀더 1a : 가이드홀

3,4 : 보조 가이더 5,9 : 베어링 홀더

6 : 블록 마운트 패널 7 : 스크류

7′: 스크류 너트 8 : 너트 홀더

10 : 스페이서 11,14 : 벨트 풀리

12 : 헤드 베이스 13 : 모터 마운트 패널

15 : 브라켓 16 : 센서 브라켓

17 : 샤프트 18 : 센서

19,20 : 베어링 21 : 가이더

22 : 타이밍 벨트 23 : 모터

24,25 : 진공패드 26 : 락 너트

27,29,30 : 피터 32 : 보조 패널

33 : 너트 34 : 지그

34a : PCB 삽입부 35 : 튜브

36 : PCB 37 : X-Y 로봇

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 픽킹업 장치는 임의의 기판과, 기판이 장착되는 지그와, 기판을 지그 쪽으로 이송시켜 장착시키는 장착수단과, 장착수단을 구동시키기 위한 구동수단을 구비한다.

본 발명의 픽킹업 장치는 임의의 기판과, 기판이 장착되는 지그와, 진공압을 이용하여 기판을 흡착하는 진공압 발생수단과, 진공압 발생수단을 2축 방향으로 안내하는 제1 구동수단과, 2축 방향에 수직한 방향으로 진공압 발생수단이 직선운동하도록 안내하는 제2 구동수단을 구비한다.

상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 픽킹업 장치의 전체 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 픽킹업 장치의 분해 사시도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2의 구성에서, 본 발명의 픽킹업 장치는 크게 가동부, 지그(34)를 들어 올리거나 내려 놓기 위한 진공압 발생부 및 가동부와 진공압 발생부를 지지하기 위한 지지부로 이루어진다.

픽킹업 장치에서 가동부는 구동력을 발생하는 모터(23)와, 모터(23)의 구동력에 따라 연동되는 스크류(7)와, 스크류(7)에 직선운동 가능하게 체결된 스크류 너트(7′) 및 너트 홀더(8)와, 너트 홀더(8)에 고정된 가이더(21)와, 가이더(21)에 지지되는 보조 가이더(3)와, 보조 가이더(3)에 체결되는 샤프트(17)와, 샤프트(17)에 체결되는 노즐 홀더(1)와, 노즐 홀더(2)에 지지되는 진공패드(25)를 구비한다. 모터(23)는 구동력을 발생하는 역할을 하며 이 구동력은 스크류(7)에 전달된다. 이를 위하여, 가동부는 모터(23)의 가동축에 체결된 벨트 풀리(14)와, 스크류(7)에 종속적으로 체결되는 베어링 홀더(5,9), 베어링(19,20) 및 스페이서(10)와, 스크류(7)에 고정되는 타이밍 벨트 풀리(11) 및 락 너트(26)와, 벨트 풀리(14)와 타이밍 벨트 풀리(11)에 공통으로 회전 가능하게 체결되는 타이밍 벨트(22)를 추가로 구비한다. 벨트 풀리(14)와 타이밍 벨트(22)는 타이밍 벨트(22)를 경유하여 모터(23)의 회전력을 스크류(7)에 전달하는 역할을 한다. 두 개의 베어링 홀더(5,9)는 각각 자싱에게 체결되는 베어링(19,20)을 고정하는 부품으로 스크류(7)의 위쪽과 아래쪽에 체결되어 스크류(7)의 위치를 정확히 셋팅하는 역할을 한다. 베어링(19,20)은 스크류(7)의 회전운동이 원활히 되도록 회전운동을 보조하는 역할을 한다. 이 때, 스페이서(10)는 베어링(19)의 회전이 원활히 되도록 보조하게 된다. 락 너트(26)는 스크류(7)를 안정되게 타이밍 벨트 풀리(11)에 고정하는 역할을 한다. 스크류(7)는 타이밍 벨트 풀리(11)의 회전 방향에 따라 동일한 회전방향으로 회전하여 너트 홀더(8)와 가이더(21)를 직선운동하게 한다. 이 스크류(7)의 외주면은 너트 홀더(8)와 가이더(21)의 직선운동을 안내하도록 레크(rack)가 형성되어 있다. 스크류 너트(7′)는 스크류(7)에 형성된 레크에 교합되도록 내주면에 레크가 형성된다. 스크류(7)와 스크류 너트(7′)에 형성된 레크의 피치(pitch)는 너트 홀더(8)와 가이더(21)가 1회전당 36 mm 이동할 수 있도록 설계된다. 스크류 너트(7′)는 너트 홀더(8)에 고정되도록 체결된다. 너트 홀더(8)는 스크류(7)에 형성된 레크를 따라 가이더(21)가 직선운동할 수 있도록 가이더(21)를 지지함과 아울러 가이더(21)의 직선운동을 안내하는 역할을 하게 된다. 가이더(21)는 스크류(7)의 회전을 직선운동으로 변환시키는 역할과 함께 보조 가이더(3)와 샤프트(17)를 경유하여 노즐 홀더(1)를 지지한다. 노즐 홀더(1)는 길이방향으로 가이드홀(1a)이 형성되며, 이 가이드홀(1a)에 진공패드(25)가 끼워져 너트(33)에 의해 고정됨으로써 진공패드(25)를 지지하는 역할을 한다. 노즐 홀더(1)의 가이드홀(1a)은 PCB(36) 내에 형성된 홀들을 진공패드(25)가 피할 수 있도록 PCB(36)의 길이방향으로 적절한 위치에 진공패드(25)의 위치를 정하기 위함이다. 이는 운영자가 너트(33)를 이용하여 진공패드(25)의 위치를 가이드홀(1a) 안에서 적절히 조정하면 된다. 이와 다른 타입으로, 도면에서 실선으로 나타낸 윈도우에 도시된 것과 같이 가이드홀이 없는 노즐 홀더(2)는 PCB(36)에 집적회로와 그 주변 부품들이 납땜되어져 있을 때, PCB(36)에 실장된 부품들을 피할 수 있도록 PCB(36)의 형태에 따라 진공패드(24)의 간격이 고정된다. 또한, 노즐 홀더(1)의 회전이 불필요한 경우, 윈도우에 도시된 것과 같이 샤프트(17)를 생략하고 보조 가이더(4)를 노즐 홀더(2)에 직접 체결하여 고정할 수 있다.

진공압 발생부는 진공압을 발생시키는 진공 발생기(28)와, 진공패드(25)와 진공 발생기(28)에 공통으로 접속된 튜브(35)를 구비한다. 진공 발생기(28)는 진공패드(25)에 진공압을 형성하기 위하여 진공패드(25) 내의 에어를 유출시키는 진공압 형성용과, 에어를 진공패드(25)에 주입함으로써 진공패드(25) 내에 형성된 진공압을 파괴하기 위한 진공 파괴용이 일체화되어 사용된다. 진공 발생기(28)에 접속된 튜브는 두 개의 경로를 갖게 되고 피터(30)를 경유하여 진공패드(24,25)에 접속된 튜브는 하나의 경로를 갖게 된다. 이에 따라, 진공압 발생부는 진공 발생기(28)에 접속된 튜브(35)들과 진공패드(25)에 접속된 패드가 결선되도록 "Y"자 배관구조를 갖는 Y 피터(29)를 추가로 구비한다.

이들 가동부와 진공압 발생부를 지지하기 위한 지지부는 브라켓(15)이 고정된 헤드 베이스(12)와, 헤드 베이스(12)의 상부에서 나사에 의해 헤드 베이스(12)에 직각으로 체결된 모터 마운트 패널(13)과, 모터 마운트 패널(13)에 나란하게 인접 설치되고 헤드 베이스(12)에 고정된 보조 패널(32)과, 가이더(21)의 직선운동을 보조하는 블록 마운트 패널(6)을 구비한다. 헤드 베이스(12)는 가동부, 진공압 발생부 및 지지부의 각 부품들을 지지하며 픽킹업 장치가 2축 방향으로 직선운동할 수 있도록 X-Y 로봇(37)에 픽킹업 장치가 취부되도록 한다. 브라켓(15)은 모터 마운트 패널(13)을 아래에서 지지하도록 헤드 베이스(12)와 모터 마운트 패털(13) 사이에 고정된다. 모터 마운트 패널(13)은 모터(23)를 아래에서 지지하며 모터(23)의 가동축이 벨트 풀리(14)에 끼워지도록 원통형의 홀이 형성된다. 보조 패널(32)은 진공 발생기(28)를 아래에서 지지하는 역할을 한다. 블록 마운트 패널(6)은 가이더(21)의 직선운동을 보조하는 역할을 한다. 또한, 블록 마운트 패널(6)은 가동부를 외부의 충격원 또는 오염원으로부터 보호함과 아울러 운영자가 가동부에 의해 부상을 입게 되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이 블록 마운트 패널(6)은 가동부의 가동 공간을 마련하고 헤드 베이스(12)에 의해 지지되도록 "U"자 형태로 절곡되어 진다. 또한, 지지부는 헤드 베이스(12)에 나사로 고정되어 센서(18)가 고정되는 센서 브라켓(16)과, 튜브(35)를 블록 마운트 패널(6)에 고정시키기 위한 고정 피터(27)을 추가로 구비한다. 센서(18)는 모터(23)의 현재 회전위치를 감지함으로써 모터(23)의 원점을 셋팅하는 역할을 하게 된다. 이 센서(18)는 센서 브라켓(16)을 경유하여 헤드 베이스(12)에 고정된다. 고정 피터(27)는 튜브(35)의 유동을 방지하기 위하여 튜브(35)를 블록 마운트 패널(6)에 고정시키는 역할을 한다.

본 발명에 따른 픽킹업 장치의 동작을 도 3을 결부하여 설명하기로 한다. 먼저, X-Y 로봇(37)에 의해 PCB(36)가 위치한 원천지로 픽킹업 장치가 이동하게 된다. 진공패드(24,25)가 PCB(36) 내의 원하는 위치에 도달되면 가동부가 구동된다. 이 때, 모터(23)는 정회전으로 회전하게 되고, 이 회전력은 벨트 풀리(14)를 경유하여 스크류(7)를 정회전 방향으로 회전하게 한다. 스크류(7)의 회전력은 가이더(21)에 의해 진선운동으로 변환된다. 이에 따라, 가이더(21), 보조 가이더(3,4), 샤프트(17) 및 노즐 홀더(1,2)가 일체화되어 PCB(36) 쪽으로 하강 직선운동하고, 노즐 홀더(1,2)에 취부된 진공패드(24,25)가 PCB(36)에 밀착된다. 이 상태에서, 진공 발생기(28)는 진공패드(24,26)에 진공압을 형성시키게 된다. 그러면 진공패드(24,25)는 진공압에 의한 흡착력으로 PCB(36)에 압착된다. 모터(23)가 역회전하게 되면, 스크류(7)는 역회전하게 되고 스크류(7)의 레크를 따라 가이더(21), 보조 가이더(3,4), 샤프트(17), 노즐 홀더(1,2), 진공패드(24,25) 및 PCB(36)가 일체화되어 상승 직선운동을 하게 된다. 가동부 및 PCB(36)가 일정 높이에 이르면 픽킹업 장치는 X-Y 로봇(37)에 의해 지그(34)가 위치한 목적지까지 2축 진선운동하여 목적지에 도달한다. 다시, 모터(23)는 정회전하게 되고 이 회전력으로 스크류(7)는 정회전하고 가이더(21), 보조 가이더(3,4), 샤프트(17), 노즐 홀더(1,2), 진공패드(24,25) 및 PCB(36)가 일체화되어 지그(34)의 PCB 삽입부(34a) 쪽으로 수직 하강하게 된다. 이 상태는 도 3의 (A)와 같이되며, 이 때 진공 발생기(28)는 진공패드(24,26)에 형성된 진공압을 파괴하여 PCB(36)를 PCB 삽입부(34a)의 초기위치에 안착시키게 된다. 이 상태에서 도 3의 (B)와 "A"부분의 상세도에서 알 수 있는 바와 같이, X-Y 로봇(37)을 대각 방향으로 3 mm 이동시켜 도면에서 기준면에 PCB(36)를 밀착시키게 된다. 이는 PCB 삽입부(34a) 공간 안에서 PCB(36)가 소정 공간 여유도를 갖기 때문이다. 이를 상세히 하면, 각 PCB(36)에 형성된 회로패턴이 매우 고정세이기 때문에 도면에서 PCB(36)를 지그(34)에 장착하는 공정에 이은 후공정들에서(예컨데 집적회로와 각종 부품들을 PCB에 납땜하는 프린트 공정 등) 정확한 작업이 되기 위해서는 각 PCB 삽입홈(34a)에서 특정위치로 정렬되어야 한다. 이 특정위치는 기준면이 되며 이 기준면은 후공정들에서 작업의 기준면으로 적용된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 픽킹업 장치는 X-Y 로봇과 모터의 구동력에 의해 PCB를 원천지에서 목적지까지 안정되게 이송할 수 있다.

본 발명에 따른 픽킹업 장치는 X-Y 로봇과 모터의 구동력에 의해 PCB를 지그의 PCB 삽입부에 정확히 장착할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

임의의 기판과,

상기 기판이 장착되는 지그와,

상기 기판을 상기 지그 쪽으로 이송시켜 장착시키는 장착수단과,

상기 장착수단을 구동시키기 위한 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장착수단은 진공압을 이용하여 상기 지그를 흡착하는 진공발생수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동수단은 상기 장착수단을 면방향의 2축 방향으로 구동시키기 위한 2축 구동수단과,

상기 면방향에 직교하는 종방향으로 상기 장착수단을 구동시키기 위한 종방향 구동수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.
임의의 기판과,

상기 기판이 장착되는 지그와,

진공압을 이용하여 상기 기판을 흡착하는 진공압 발생수단과,

상기 진공압 발생수단을 2축 방향으로 안내하는 제1 구동수단과,

상기 2축 방향에 수직한 방향으로 상기 진공압 발생수단이 직선운동하도록 안내하는 제2 구동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 진공압 발생수단은 상기 기판에 밀착되는 진공패드와,

상기 진공패드에 진공압을 형성하는 제1 진공 발생기와,

상기 진공패드에 형성된 진공압을 파괴하기 위한 에어압을 발생하는 제2 진공 발생기와,

상기 제1 및 제2 진공 발생기와 상기 진공패드 사이에 접속되어 상기 제1 및 제2 진공 발생기로부터 공급되는 진공압과 에어압의 유로를 형성하는 튜브를 구비한 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제 2 구동수단은 회전력을 발생하기 위한 모터와,

상기 회전력에 따라 연동되어 회전운동하는 스크류와,

상기 진공튜브가 취부되고 상기 스크류가 회전운동함에 따라 직선운동하는 안내부를 구비한 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 구동수단은 상기 기판을 상기 지그 쪽으로 안내하고 상기 지그 상에 설정된 초기위치에서 소정 기준면으로 상기 기판을 이동시킨 후, 상기 진공압 발생수단이 진공압을 파괴시킴에 따라 상기 기판을 상기 기준면에 밀착시켜 내려 놓는 것을 특징으로 하는 픽킹업 장치.