KR200266534Y1

KR200266534Y1 - 고온 열 응력 해소를 위해 엘엠가이드를 이용한 열 압착툴

Info

Publication number: KR200266534Y1
Application number: KR2020010018981U
Authority: KR
Inventors: 배건우
Original assignee: 주식회사 에셀텍
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2002-02-28

Abstract

본 고안은 LCD용 글라스의 탭과 PCB를 고온으로 압착하여 PCB와 탭을 접합시키는 장비인 PCB 본더(PCB bonder)에 사용되는 열 압착툴에 관한 것이다.

종래의 압착툴은 압착부재의 상부가 고정되어 있어, 고온 압착 작업을 위해 압착툴이 가열될 때 압축부재의 상,하부의 열팽창 길이가 달라 압착툴이 열변형에 의해 휘어지는 현상을 나타난다. 이런 이유로, 압착부재는 고온에서 휘어지지 않도록 열간 가공되어지는 별도의 공정이 필요로 했으며, 열간 가공을 할 때의 온도와 툴을 이용할 때의 온도가 다를 경우에는 발생하는 압착툴의 변형 또는 가공툴 자체의 변형등으로 인해 등압으로 압착하는 것이 어려워 두세번 정도의 추가적인 작업이 필요했다.

상기의 문제점들을 해결하기 위해, 압착부재를 상온에서 가공, 조립한 후 고온 압착을 위해, 히터에 의해 가열이 되어 변형이 일어나도 압착부재 상부에 설치되는 LM가이드에 의해 압착부재의 상부와 하부의 열 변형률이 동일하여 압착부재가 휘어지지 않음으로써, 압착부재의 길이 방향으로 일정한 압력을 유지할 수 있도록 하는 LM가이드를 이용하는 열 압착툴이 본 고안에서 제안된다.

본 고안에 의하면, 가동부와, 이 가동부의 하부에 구비된 지지부와, 이 지지부의 하부에 마련되면서 고정지그 및 히터를 내장한 압착부재를 가지는 압착부로 이루어진 통상의 PCB본더의 압착툴에 있어서, 상기 고정지그의 하부중앙에 고정된 단열재와, 상기 고정지그와 압착부재의 상부에 형성된 단열재 사이에는 상기 단열재를 중심으로 양측에 LM가이드부재가 갖추어지되, 이 LM가이드부재는 상기 고정지그의 저면에 고정된 LM가이드레일과, 이 LM가이드레일을 따라 이동하도록 하는 LM가이드블록을 포함하여 이루어진 구조를 갖는다.

이러한 구성을 가지는 본 고안은 LM가이드를 이용해 압착툴이 가열될 때 받는 열 응력을 해소할 수 있기 때문에 이용 온도에 상관없이 압착툴은 등압으로 압착 작업을 한번에 시행할 수 있으므로 작업 시간을 단축할 수 있고 생산성을 향상시키며 한 제품에 대해 두세번의 작업을 피할 수 있기 때문에 제품의 품질을 향상시키도록 한 것이다.

Description

고온 열 응력 해소를 위해 엘엠가이드를 이용한 열 압착툴{HEATED PRESSING TOOL USING LM GUIDE FOR RELEASING HEAT STRESS}

본 고안은 PCB본더에 사용되는 열 압착툴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LM가이드를 설치하여 압착부재에서 발생하는 열팽창에 의해 압착부재 변형되려고 할때, 변형된 양에 비례하여 이동되게 하므로써 열변형을 방지하도록 LM가이드를 이용한 열압착툴에 관한 것이다.

잘 아는 바와 같이, 평판 디스플레이의 일종인 액정디스플레이(이하 "LCD"로 약칭함)는 일반적으로 2매의 도전성 판재를 평행하게 배치하고 그 사이에 유전 이방성을 갖는 액정을 주입하여, 외부로부터 인가되는 전압 변화에 의해 상기 액정의광반사 성질이 달라지는 것을 이용해 문자나 숫자 혹은 기타 임의의 화상을 표시하는 것이다.

LCD의 종류에는 여러가지가 있지만 가장 널리 사용되고 있는 형태는 TFT-LCD(Thin Film Transistor-LCD)이다. TFT-LCD의 경우 크게 TFT기판 위에 칼라 휠터(Color filter)가 위치하고 TFT 기판 위쪽과 왼쪽 측면에는 PCB(Printed Circuit Board)가 구비되어 진다. 상기 PCB는 탭(Tab)이라 불리우는 TCP(Tape Carrier Package)를 통해 TFT 기판과 연결되는데, 이 과정에서 PCB 본더가 사용된다.

상기 PCB 본더는 약 300 내지 500℃의 고온으로 히터를 가열한 후 고압으로 PCB와 탭을 압착시키는 장비이다. PCB 본더가 압착하는 면적은 폭 2mm, 길이 500mm 이상인바, 이는 LCD가 대형화됨에 따라 점차 길어지는 추세에 있다. 그런데, 압착할 때에는 고온으로 가열한 상태에서 전 구간에 대하여 등압으로 압착을 하여야 높은 접합력과 긴 수명을 얻을 수 있다. 고온상에서 등압으로 PCB와 TFT 기판의 탭을 압착하기 위한 종래의 압착툴 제작 기술로는 상온에서 압착툴을 조립한 후 이를 고온(약 400℃)으로 가열하여 열 변형된 압착툴을 열간 가공하므로서 압착면이 평탄한 면을 갖게 하여 압착시 고온상에서 등압이 되도록 하는 방법을 사용하고 있다.

종래의 압착툴에 대하여 설명하면, 먼저 첨부된 예시도면 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 상하 이동이 가능한 가동부(10)와, 이 가동부(10)의 하부에 위치하면서 가동부(10)의 작동에 따라 연동하도록 연결된 지지부(20)와, 이 지지부(20)의 하부에 마련되면서 실질적인 압착을 하는 압착부(30)로 나뉘어진다.

상기 가동부(10)에는 공지된 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더(11)와,이 실린더(11)의 상부에 위치하는 고정판(12)(13)과, 이 고정판(12)(13)의 각 모서리부에 체결된 고정핀(14)과, 상기 하부 고정판(13)의 아래에 자리잡은 지지판(15)으로 구성되어 있다.

또한, 상기 지지부(20)는 일정크기를 가지는 케이스(21)가 형성되고, 이 케이스(21)에 공간부를 가지면서 이격된 위치에 상판(22) 및 하판(23)이 형성되며, 상기 상판(22)에는 실린더(11)가 연결되고, 하판(23)에는 길이방향을 따라 복수개의 나사(24)가 고정되며, 케이스(21)의 일측면에는 각각 급수관(25) 및 배수관(26)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 케이스(21)의 뒤쪽에는 케이스(21)를 지지해주는 고정판(27)이 구비되어 있다. 이 고정판(27)에는 LM가이드레일(28)이 형성되고, 케이스(21)의 배면에 형성된 LM가이드블록(21a)과 결합되어 슬라이딩 이동가능하게 되어 있는 구조이다.

또한, 압착부(30)는 케이스(21)의 하부에 위치하는 고정지그(31)와, 이 고정지그(31)의 하부에 일정간격을 두고 복수개 설치된 단열재(32)와, 이 단열재(32)의 하부에 구비된 압착부재(33)를 포함한 구조이다. 일반적으로 상기 단열재(32)는 지르코니아 분말을 압축하여 만들어지고, 상기 압착부재(33)의 내부에는 히터(34)가 내장되어 있다.

이와 같이 구성된 종래의 압착툴은 작업시와 유사한 온도에서 열간 가공하게 되는데, 압착툴의 압착부재(33)가 고온압착을 위해 가열될 때, 압착부재(33)의 윗부분은 고정지그(31)에 의해 고정되어 있고, 아랫쪽은 구속받지 않고 자유로이 팽창이 가능하기 때문에, 열팽창길이가 달라져 압착부재(33)가 첨부된 예시도면 도 2에 도시된 바와 같이, 열변형에 의해 휘어지는 현상을 나타낸다. 이런 이유로, 압착부재(33)는 고온에서 등압을 갖도록 열간가공되어지고, 상온에서는 휘어진 상태로 있게된다.

상기의 방법은, 열간 가공을 할 때의 온도와 툴을 이용할 때의 온도가 다를 경우 발생하는 압착툴의 변형 또는 가공툴 자체의 변형등으로 인해 등압으로 압착하는 것이 어려워 두세번 정도의 추가적인 작업이 필요로 했다. 상기의 추가적인 작업은 일의 효율성을 떨어뜨리고 제품의 성능을 저하시키는 원인이 되어 왔다.

이에 본 고안은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 압착툴을 상온에서 가공, 조립한 후 고온 압착을 위해, 히터에 의해 가열이 되어 변형이 일어나도 압착툴 상부에 설치되는 LM가이드에 의해 압착부재의 상부와 하부의 열 변형률이 동일하여 압착툴이 휘어지지 않음으로써, 압착부재의 길이 방향으로 일정한 압력을 유지할 수 있어 상기의 문제점들을 해결할 수 있는 LM가이드를 이용하는 열 압착툴을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, LM가이드를 이용하므로써, 압착툴을 열간 가공할 필요가 없도록 하여 공정 단가를 줄일 수 있고, 이용 온도에 상관없이 압착툴이 작업시 등압을 갖을 수 있는 열 압착툴을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 의한 LM가이드가 장착되기 전의 PCB 본더의 압착툴 부분의정면도.

도 2는 본 고안에 의한 LM가이드가 장착되기 전 압착툴이 압착 작업을 위해 가열된 후 압착툴이 열에 의해 변형을 일으킨 PCB 본더의 압착툴 부분의 정면도.

도 3은 본 고안에 의해 LM가이드가 장착된 후의 PCB 본더의 압착툴 부분의 정면도.

도 4는 본 고안에 의해 LM가이드가 장착된 후의 PCB 본더의 압착툴 부분의 사시도.

도 5는 본 고안에 의한 LM가이드가 장착된 후 압착툴이 압착 작업을 위해 가열된 후 압착툴이 열에 의해 변형을 일으킨 PCB 본더의 압착툴 부분의 정면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 가동부 11 실린더

12,13 고정판 14 고정핀

15 지지판 20 지지부

21 케이스 22 상판

23 하판 24 나사

25 급수관 26 배수관

27 고정판 28,51 LM가이드레일

21a,52 LM가이드블록 30 압착부

31 고정지그 32,40 단열재

33 압착부재 34 히터

50 LM가이드부재

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 압착부재를 지지하고 있는 고정 지그와 단열재 사이에 수평 방향으로 자유로운 LM가이드를 설치하여 압착부재의 횡방향으로의 열에 의한 팽창을 자유롭게하여 압착을 위한 가열시 압착부재가 일정한 압력으로 압착할 수 있도록 한다. 상기 LM가이드는 압착부재가 압착 온도로 가열될 때에 압착부재 내부에 있는 히터 상부의 팽창을 구속하지 않음으로써 길이 방향으로 압착부재가 자유롭게 팽창할 수 있도록 하여 히터 하부와 같이 자유 팽창이 가능해져 압착면은 평면을 유지할 수 있고 두세번의 재가공이 필요 없어지도록 한 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 예시 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

상기 종래 기술과 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 새로운 구성 요소에 대해서는 새로운 부호를 부여한다.

첨부된 예시도면 도 3과 도 4는 본 고안에 따라 LM가이드가 장착된 PCB 본더의 압착툴 부분의 정면도와 사시도이다.

본 고안은 가동부(10)와, 이 가동부(10)의 하부에 구비된 지지부(20)와, 이 지지부(20)의 하부에 마련되면서 고정지그(31) 및 히터(34)를 내장한 압착부재(33)를 가지는 압착부(30)로 이루어진 통상의 PCB본더의 압착툴에 있어서, 상기 고정지그(31)의 하부중앙에 고정된 단열재(40)와, 상기 고정지그(31)와 압착부재(33)의 상부에 형성된 단열재(32)사이에는 상기 단열재(40)를 중심으로 양측에 LM가이드부재(50)가 갖추어지되, 이 LM가이드부재(50)는 상기 고정지그(31)이 저면에 고정된 LM가이드레일(51)과, 이 LM가이드레일(51)을 따라 이동하도록 하는 LM가이드블록(52)으로 이루어진 구조이다.

이와 같이 구성된 본 고안에서 LM가이드(50)를 통해 지지부(20)에 장착되어 있는 압착부재(33)는 지지부(20)의 상판(22)에 연결되어 있는 가동부(10)의 실린더(11)에 의해, 케이스(21) 뒤쪽에 장착되어 있는 LM가이드 블록(21a)이 고정판(27)에 형성되어 있는 LM가이드레일(28)을 따라 이동하므로써, 상하로 이동하면서 압착작업을 하게된다.

압착작업시 상기 압착부재(33)는 히터(34)에 의해 가열이 되어지고 압착부재(33)의 상부에 부착되어 있는 단열재(32)는 열이 지지부(20)로 이동되지 않도록 열을 차단하는 기능을 한다. 압착부재(33) 중앙의 단열재(40)는 LM가이드(50)를 통하지 않고 바로 고정지그(31)에 고정되는데, 이렇게 하므로써, 압착부재(33)는 그 중심위치가 변하지 않고 안정적으로 고정지그(31)에 장착되어진다.

본 고안에 의하면, 고온압착을 위해 압착부재(33)가 가열되고, 열에 의해 압착부재(33)가 팽창을 할때, 압착부재(33)의 상부와 하부는 일정한 열팽창을 하게 된다. 첨부된 예시도면 도 5에 도시된 바와 같이 단열재(32)에 의해 압착부재(33)의 상부와 연결되어 있는 LM가이드블록(52)이 고정지그(31)의 하부에 장착된 LM가이드레일(51)을 따라 자유롭게 이동하므로 압착부재(33)의 상부면이 고정지그(31)에 구속되지 않아 압착부재(33)의 하부면과 동일한 열팽창을 할 수 있어서 압착부재(33)의 휘어짐을 막을수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 고안의 고온 열응력 해소를 위한 LM가이드를 이용한 열 압착툴에 의하면, LM가이드를 이용해 압착부재가 가열될 때 받는 열 응력을 해소할 수 있기 때문에 이용 온도에 상관없이 압착툴은 등압으로 압착 작업을 한번에 시행할 수 있으므로 작업 시간을 단축할 수 있고 생산성을 향상시키며 한 제품에 대해 두세번의 작업을 피할 수 있기 때문에 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래에 압착부재의 휘어짐을 방지하게 위해 이용된 열간 가공으로 압착부재를 가공할 필요가 없어져 공정 단가를 줄일 수 있다.

Claims

가동부(10)와,

이 가동부(10)의 하부에 구비된 지지부(20)와,

이 지지부(20)의 하부에 마련되면서 고정지그(31) 및 히터(34)를 내장한 압착부재(33)를 가지는 압착부(30)로 이루어진 통상의 PCB본더의 압착툴에 있어서,

상기 고정지그(31)의 하부중앙에 고정된 단열재(40)와,

상기 고정지그(31)와 압착부재(33)의 상부에 형성된 단열재(32)사이에는 상기 단열재(40)를 중심으로 양측에 LM가이드부재(50)가 갖추어지되, 이 LM가이드부재(50)는 상기 고정지그(31)의 저면에 고정된 LM가이드레일(51)과, 이 LM가이드레일(51)을 따라 이동하도록 하는 LM가이드블록(52)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 고온 열 응력 해소를 위해 LM가이드를 이용한 열 압착툴.