KR20020022776A - 자동 장착기내에서 기판을 지지하기 위한 방법 및 장치,베이스 플레이트 및 지지 로드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 장착기내에서 기판을 지지하기 위한 방법 및 장치, 베이스 플레이트 및 지지 로드에 관한 것이다. 충분히 지지되지 않은 기판(1)상에 부품을 장착한 후에 발생되는 진동은 자동 장착기내에서 이미 장착된 부품들의 오프셋을 종종 야기한다. 본 발명에 따라서는, 뾰족 팁(6) 및 상기 뾰족 팁(6)에 대해 스프링 하중을 받는 레그(7)로 이루어진, 높이 조절 가능한 지지 로드(5)를 이용하여 기판(1)을 지지하는 방식이 제안된다. 지지 로드(5)가 기판(1)의 하부면을 향해 위로 이동되는 경우에는, 상기 지지 로드(5)가 기판(1)의 하부면의 외부 윤곽에 맞추어 개별적으로 조절된다. 그 다음에, 지지 로드(5)의 높이 위치가 압축 공기식 브레이크(11)에 의해 고정된다. 그럼으로써, 부품의 장착시에도 상이하게 휘어진 기판(1)의 휨이 간단한 장치에 의해서 방지될 수 있다.

Description

자동 장착기내에서 기판을 지지하기 위한 방법 및 장치, 베이스 플레이트 및 지지 로드 {METHOD AND DEVICE FOR SUPPORTING SUBSTRATES IN AUTOMATED MACHINES IMPLANTING COMPONENTS, BASE PLATE AND SUPPORT ROD}

표면 장착 부품(SMD-부품)을 기판(특히 프린트 회로 기판)에 장착하는 경우에는, 자동 장착기에 의해서 SMD-부품이 공급 유닛으로부터 빼내져서 기판상의 예정된 위치에 장착된다. 이 경우 기판은 자동 장착기 내부에 있는 컨베이어 벨트내에서 고정 인장되어 일반적으로 2개의 면상에 세팅된다. 기판, 특히 프린트 회로 기판은 이상적으로 평탄하지 않고, 오히려 아래로 혹은 위로 대략 3mm까지 휘어져 있다. 크기가 매우 크고 특히 얇은 프린트 도체 기판은 고유 중량 때문에 대부분 단지 아래로만 휘어진다. 부품이 소정의 장착력에 의해 기판상으로 프레스되어, 기판에서 접착성 매질(예를 들어 납땜 페이스트, 접착제 또는 용융제)상에 접착되고, 흡인 피펫이 기판을 아래로 프레스하는 동시에 기판이 아래로 휘어진다. 원하는 장착력 및 기판의 강성에 따라 상기 곡률은 밀리미터의 범위에 있다. 기계 출력이 점차 상승됨에 따라 흡인 피펫의 장착 속도는 추가로 빨라지며, 그 결과 기판에서는 해머 충격에 의한 경우와 같은 수직 방향의 진동이 야기된다. 이와 같은 진동은 한편으로 흡인 피펫에 의해서 장착되는 부품에 손상을 야기하는데, 그 이유는 기판의 역탄성에 의해 위쪽으로 추가의 파워 충격이 부품상에 가해지고, 상기 충격의 통제가 불가능하게 되어 민감한 부품들이 파괴될 수 있기 때문이다.

다른 한편으로, 연결 레그가 촘촘한 그리드 패턴으로 형성된, 크기가 비교적 큰 부품의 경우에는, 세팅 정확성에 미치는 작용이 바람직하지 않다. 플레이트상에 있는 접착성 매질의 접착력이 피펫의 흡인력보다 더 큰 경우에는, 기판이 아래로 휘어질 때 부품이 피펫에 의해서 분리되거나, 또는 피펫의 흡인력이 접착력을 능가하는 경우와 같은 다른 경우에는 부품이 재차 접착성 매질에 의해서 위로 들어 올려진다. 이와 같은 작용은 특히 접착력이 작은 매질(예를 들어 얇은 액상의 용융제)내에서 부품의 위치가 설정되는 경우에 나타난다. 상기와 같은 방식으로 부품이 측면으로 오프셋 되면, 최악의 경우에는 기판이 사용 불가능하게 되거나 또는 나중 작동중에 기판에 고장이 야기될 수 있다.

또한, 이미 기판상에 배치된 부품이 진동에 의해서 장착시에 오프셋 되거나 또는 느슨해질 위험도 존재한다. 이와 같은 위험 상황은, 접착력이 작은 매질상에 있는 부품에 대해서 또는 특히 접착면이 적은 가늘거나, 높거나 또는 무거운 부품에 대해 적용된다.

따라서 지금까지는 고정된 기판 지지부가 자동 장착기에 사용되었다. 이 경우에는 일반적으로 수직으로 위로 서있는, 동일한 길이의 다수의 지지 로드가 베이스 플레이트상에 배치되어 있다. 상기 지지 로드는 아래로부터 이루어지는 장착 과정 전에 프린트 회로 기판을 지지하기 위해서 상기 프린트 회로 기판 쪽으로 이동된다. 물론 이와 같은 지지 방식은, 로드가 프린트 회로 기판에 직접 인접하는 경우에만 이루어진다. 그렇기 때문에 지지 로드는, 정확하게 재생 가능하고 조절된 구동 장치에 의해서, 상기 지지 로드가 기판에 바로 접촉될 정도까지 위로 이동되어야 한다. 그러나 호이스트 구동 장치의 기판 지지 높이 및 전체 표면에 걸친 베이스 플레이트의 평탄 정도가 총 허용 오차에 가산되면, 상기와 같은 이동은 실제로 정확하게 이루어질 수 없다.

결정된 기판을 지지하기 위해서는, 기판이 자유로운 상태로 있는 그 장소에 지지 로드가 위치 설정되어야 한다. 그곳에는 부품이 절대로 장착되어서는 안 되는데, 그 이유는 그렇지 않으면 지지 로드가 상기 부품상에 부딪쳐서 상기 부품을 손상시킬 수 있기 때문이다. 만약에 상기와 같은 지지 작용이 고정부 근처의 에지에서 이루어지면, 기판은 강제적으로 부품의 높이 만큼 위쪽으로 프레스되고, 경우에 따라서는 마찬가지로 손상된다.

따라서, 적용자에게 있어서 고정된 기판 지지부를 적용하는 것은, 숙련되고 특히 책임감이 강한 조작자를 요구하는 큰 비용을 의미하게 된다. 예를 들어 매일 3개 내지 10개의 다양한 기판 타입이 생산되어야 하는 경우에는 그만큼 더 많은 비용이 소요되며, 이 경우에는 일렬로 형성된 각각의 자동 장착기내에서 지지부의 배열이 정확하게 자주 변경되어야만 한다.

JP 9-181496호 및 JP 4-293300호에는 높이 변경이 가능한 지지 로드를 구비한 기판 지지부가 공지되어 있으며, 상기 간행물에서는 개별 지지 로드가 스프링 하중을 받아 베이스 플레이트의 홈 내부에 배치되고, 상기 지지 로드의 높이 위치는 모든 지지 로드에 대해 공통적으로, 서로를 향해 이동 가능하게 배치된, 지지 로드용 홀이 제공된 2개의 플레이트를 사용하여 보장된다. 이 경우에는 베이스 플레이트 내부에 있는 홈 때문에, 다만 지지 로드의 소정의 배열 방식만이 실현될 수 있다.

JP 2-190000호에는, 지지 로드가 자성 커플링에 의해 베이스 플레이트와 연결되도록 구성된 기판 지지부가 공지되어 있다. 지지 로드의 높이 조절은 공지되어 있지 않다.

JP 6-209105호에는, 개별적으로 높이 조절이 가능한, 기판 지지부용 지지 로드가 공지되어 있다. 그러나 상기 간행물에는, 개별 지지 로드의 고정이 어떠한 방식으로 실현되는지는 공지되어 있지 않다.

본 발명은 자동 장착기내에서 기판을 지지하기 위한 방법, 청구항 4의 전제부에 따른, 자동 장착기내에서 기판을 지지하기 위한 장치, 청구항 8의 전제부에 따른 베이스 플레이트 및 청구항 9의 전제부에 따른 지지 로드에 관한 것이다.

도 1은 일련의 지지 로드에 의해 지지되는 휘어진 기판을 개략적으로 도시한 측면도이고,

도 2는 고정된 그리드 패턴 형태로 베이스 플레이트상에 위치 설정된 본 발명에 따른 지지 로드의 횡단면도이며,

도 3은 베이스 플레이트상에 자유롭게 위치 설정되는 경우에 본 발명에 따른 지지 로드의 횡단면도이다.

본 발명의 목적은, 보다 유연하게 취급하는 경우에 특히 휘어진 기판에 적합한, 자동 장착기내에서 기판을 지지하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 청구항 1의 특징으로 갖는 방법 및 청구항 4의 특징을 갖는 서문에 언급한 방식의 장치에 의해서, 청구항 8의 특징을 갖는 베이스 플레이트에 의해서, 그리고 청구항 9의 특징을 갖는 지지 로드에 의해서 달성된다.

본 발명에서 지지 로드는 베이스 플레이트상에 제공된다. 고정된 지지 로드와 달리 상기 로드의 뾰족 팁이 스프링 부하를 받는다. 호이스팅 테이블은 동작중에 베이스 플레이트 및 지지 로드와 함께, 기판 하부면에 닿을 때까지 소수 밀리미터만큼 더 위로 이동된다. 그럼으로써 로드는 상응하는 초과 호이스트만큼 개별적으로 휘어지고, 각각의 지지 로드는 적은 스프링력으로도 기판 하부면에 인접하게 된다. 이 때 부품상에 장착되는 로드들은 각각 상기 부품의 두께만큼 더 휘어진다. 다음 단계에서는, 지지 로드의 개별적으로 도달된 높이 위치가 개별 지지 로드에 개별적으로 할당된 압축 공기식 브레이크에 의해서 고정된다. 그 다음에는 각각의 지지 로드가 고유의 높이로 고정 유지되기 때문에, 부품 장착시에 기판은 더이상 자동 장착기에 의해서 휘어지지 않게 되고, 진동이 야기된다. 압축 공기식 브레이크가 지지 로드에 개별적으로 장치됨으로써, 베이스 플레이트상에서 지지 로드를 유연하게 배열하는 것도 또한 가능하다.

본 발명에 따른 해결책에 의해서는, 프린트 회로 기판의 역탄성으로 인한 통제되지 않은 장착력의 문제, 즉 흡인 피펫 및 접착성 매질을 이용한 부품의 분리 그리고 프린트 회로 기판상에 이미 세팅된 부품의 오프셋에 의해 불량한 장착 정확성이 피해진다. 본 발명에 따른 해결책은, 예를 들어 기판이 위쪽으로 혹은 아래쪽으로 임의로 휘어지는 경우, 또는 개별 지지 로드가 기판상에 올려져 있는 바로 그 장소에 이미 부품이 장착되어 있는 경우, 또는 지지부의 제조 정확성 혹은 호이스트 구동 장치의 위치 정확성이 불량인 경우, 또는 조작자가 지지 로드를 적합하지 않은 장소에 배치하는 경우와 같은 불리한 조건하에서도 효과를 나타낸다.

청구항 2에 따른 바람직한 실시예에서는, 지지 로드가 테이블 아래로 이동될 때 재차 완전한 길이로 탄력 작용할 수 있도록 하기 위해서, 장착의 마지막에는 고정 동작이 재차 중단된다.

청구항 5에서는 바람직하게 베이스 플레이트상에 고정된 다수의 지지 로드가 공통으로 고정되는데, 그 이유는 상기 베이스 플레이트가 각각의 압축 공기식 브레이크에 압축 공기를 공급하기 위한 압축 공기 라인을 포함하기 때문이다.

청구항 6에 따른 바람직한 일 실시예에서는 지지 로드가 베이스 플레이트상에서 자유롭게 위치 설정될 수 있으며, 그럼으로써 지지 로드의 위치는 기판 상태에 맞추어 최적으로 조절된다.

청구항 11에 따라서는 바람직하게, 경우에 따라 이미 기판 하부면에 장착된 부품이 손상되지 않도록 하기 위해서, 기판과 접촉되는 지지 로드의 뾰족 팁의 상부면이 고무로 제조된다. 안정적인 지지 로드의 간단한 제조는 청구항 12에 따라, 레그 및 지지 로드의 뾰족 팁이 관 형태로 형성됨으로서 보장된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여 하기에서 자세히 설명된다.

도 1에는, 측면 고정 장치(3)의 기판 에지(2)에 고정되는, 위로 휘어진 기판(1)이 개략적인 측면도로 도시되어 있다. 도면에서 자동 장착기내에서의 기판(1)의 이송 방향은 일반적으로 투영면에 대해서 수직으로 형성된다. 기판(1)을 측면 고정한 후에는 도시되지 않은 호이스팅 테이블이 베이스 플레이트(4)를 위로 이동시키며, 상기 베이스 플레이트상에는 위쪽으로 수직으로 서있는 다수의 지지 로드(5)가 예정된 그리드 패턴으로 배치되어 있다. 이 경우에는 지지 로드(5)의 높이가 개별적으로 조절될 수 있음으로써, 지지 로드(5)는 기판(1)의 하부면의 외부 윤곽에 맞추어 조절될 수 있다. 지지 로드(5)의 높이를 개별적으로 조절함으로써, 예를 들어 우측의 제 2 지지 로드에 도시된 바와 같이, 이미 기판의 하부면상에 장착된 부품(19)도 또한 고려될 수 있다.

도 2에는, 베이스 플레이트(4)와 함께 지지 로드(5)의 기능 방식이 횡단면도로 도시되어 있다. 도면에서 지지 로드(5)는 뽀족 팁(6) 및 레그(7)를 포함하며, 상기 부품들은 원활한 동작으로 서로를 향해 이동될 수 있다. 이 경우 뾰족 팁(6)은 관 형태로 형성되어 레그(7)를 감싼다. 기판(1)과 지지 로드(5)가 접촉될 때 기판(1)의 하부면상에 이미 장착된 부품(19)이 손상되지 않도록 하기 위해서, 뾰족 팁(6)의 상부면에는 고무 덩어리(8)가 제공된다. 레그(7)는 고정 수단(9)에 의해 베이스 플레이트(4)에 고정된다. 이 경우 고정 수단(9)으로서는 예를 들어 나사 연결 또는 다른 공지된 고정 가능성이 제공될 수 있다. 뾰족 팁(6)이 스프링(10)을 통해 레그(7)와 연결됨으로써, 뾰족 팁(6)의 높이가 조절될 수 있다. 베이스 플레이트(4) 및 그와 함께 지지 로드(5)가 위로 이동됨으로써, 스프링(10)은기판(1)과 뾰족 팁(6)의 접촉 후에 함께 프레스 된다. 조작자에 의해 제공된 정도만큼 베이스 플레이트(4)가 위로 이동되면, 지지 로드(5)의 모든 스프링(10)은 함께 프레스된 개별적인 상태에 있어야 한다. 이와 같은 상태에서는 베이스 플레이트(4)에 대한 뾰족 팁(6)의 높이 위치가 고정된다. 이 목적을 위해 도 2에는 압축 공기식 브레이크(11)가 공기 쿠션의 형태로 도시되어 있으며, 상기 공기 쿠션은 압축 공기로 작동된다. 이 목적을 위해 레그(7)내에는 압축 공기 라인(12)이 제공되고, 베이스 플레이트(4)내에는 압축 공기 라인(13)이 제공되며, 상기 라인들은 서로 연결되어 있다. 자세하게 도시되지 않은 압축 공기 저장기(14)는 압축 공기 라인에 압축 공기를 공급한다. 압축 공기의 유입에 의해서 압축 공기식 브레이크(11)는 외부로 프레스되어, 레그(7)에 대한 뾰족 팁(6)의 위치를 고정시킨다. 이 경우 레그(7)내에 있는 압축 공기 라인(12)은 폐쇄부에 의해서 차단된다. 스토퍼(17) 및 그에 속하고 레그(7)내에 있는 리세스(18)는 레그(7)에 대한 뾰족 팁(6)의 동작을 제한한다. 베이스 플레이트(4)내에 있는 사용되지 않은 홀은 마개(15)에 의해 폐쇄된다. 후속 장착 과정 동안에는 압축 공기가 연결된 상태로 유지되기 때문에, 전체 지지 로드(5)의 높이 위치가 유지된다. 그럼으로써 조절되지 않은 결합력이 기판의 역탄력에 의해서 저지되고, 불량한 장착 정확성은 흡인 피펫에 있는 부품의 해체에 의해서 피해진다. 마찬가지로 이미 기판상에 세팅된 부품의 오프셋 위험도 줄어든다.

지지 로드(5)에 대한 다른 일 실시예는 도 3에 도시되어 있다. 자기 푸트(20)에 의해서 지지 로드(5)는 자성 재료로 이루어진 베이스 기판(4)상에 고정된다. 그럼으로써 지지 로드(5)는 베이스 플레이트(4)상에서 자유롭게 위치 설정될 수 있고, 그에 의해서 기판(1)의 형태에 맞추어 최적으로 조절된다. 압축 공기는 지지 로드(5)에 있는 압축 공기 연결부(21) 및 가요성 튜브(22)를 통해 중앙 압축 공기 공급부(23)로부터 공급된다.

장착 괴정 후에는 압축 공기가 차단됨으로써, 호이스팅 테이블(4)의 역이동시에 지지 로드(5)는 재차 탄력적인 상태로 넘어간다. 그 다음에 기판(1)은 또한 측면으로도 더이상 고정되지 않고 계속 이송될 수 있게 된다.

Claims (12)

1. - 기판(1)이 장착 위치에 고정되고,

   - 베이스 플레이트(4)에 위로 돌출하는 지지 로드(5)가 제공되며, 상기 지지 로드(5)의 뾰족 팁(6)이 상기 베이스 플레이트(4)에 대해 탄성적으로 지지되고,

   - 상기 베이스 플레이트(4)가 지지 로드(5)와 함께 아래로부터 탄성적으로 기판(1)의 하부면을 향해 프레스되며,

   - 상기 지지 로드(5)의 뾰족 팁(6)의 높이 위치가 상기 지지 로드에 개별적으로 할당된 각각 하나의 압축 공기식 브레이크(11)에 의해서 고정되도록 구성된, 자동 장착기내에서 기판(1)을 지지하기 위한 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   장착 과정 후에는 지지 로드(5)의 뾰족 팁(6)의 높이 위치의 고정이 중단되고, 상기 베이스 플레이트(4)가 아래로 움직이며, 상기 기판(1)의 고정이 중단되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 지지 로드(5)가 고정된 그리드 패턴으로 상기 베이스 기판(4)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 베이스 플레이트(4), 상기 베이스 플레이트(4)상에 배치된 지지 로드(5)를 포함하는, 자동 장착기내에서 기판(1)을 지지하기 위한 장치에 있어서,

   상기 지지 로드(5)의 뾰족 팁(6)이 상기 베이스 플레이트(4)에 대해 탄성적으로 지지되고,

   상기 지지 로드는 베이스 플레이트(4)에 대한 개별 지지 로드(5)의 뾰족 팁(6)의 위치를 개별적으로 고정시키기 위해 압축 공기식 브레이크(11)를 각각 하나씩 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 베이스 플레이트(4)가 압축 공기식 브레이크(11)에 압축 공기를 공급하기 위한 압축 공기 라인(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 지지 로드(5)가 고정된 그리드 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 지지 로드(5)가 자력으로 상기 베이스 플레이트(4)상에 고정되고,

   상기 지지 로드는 튜브(22)를 통해 중앙 압축 공기 공급부(23)와 연결된 압축 공기 연결부(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 예정된 그리드 패턴으로 지지 로드(5)를 고정시키기 위한 베이스 플레이트(4)에 있어서,

   상기 베이스 플레이트(4)가 압축 공기 라인(13)을 포함하며, 상기 라인을 통해서 베이스 플레이트(4)에 배치된 지지 로드(5)에 압축 공기가 공급되는 것을 특징으로 하는 베이스 플레이트.
9. 자동 장착기내에서 기판(1)을 지지하기 위한 지지 로드(5)에 있어서,

   상기 지지 로드(5)의 높이 조절 가능한 뾰족 팁(6)이 상기 지지 로드(5)의 레그(7)내에서 길이 방향으로 이동 가능하게 지지되고,

   상기 뾰족 팁(6)은 상기 레그(7)의 스위칭 가능한 클램핑 장치(11)에 의해서 고정될 수 있는 것을 특징으로 하는 지지 로드.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 클램핑 장치(11)는 압축 공기식 브레이크(11)로 형성되어 접속 가능한 압축 공기 소스(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 지지 로드.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

    기판(1)과 접촉되는 상기 뾰족 팁(6)의 상부면은 고무(8)로 형성되는 것을 특징으로 하는 지지 로드.
12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 레그(7)는 관 형태로 형성되고,

    상기 뾰족 팁(6)은 관 형태로 형성되어 상기 레그(7)를 측면에서 감싸는 것을 특징으로 하는 지지 로드.