KR200396235Y1 - 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인쇄회로기판 본딩채널(Bonding channel)의 슬롯부위에 관통구를 가공하는 상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치에 있어서, 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 중앙에 위치하여 상기 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통 타발하는 펀치부와, 상기 펀치부가 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 인쇄회로기판을 부분적으로 압착하는 스트리퍼부와, 상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 일측에 위치하여 상, 하 금형이 동작할 시 금형의 위치를 유지하기 위해 육각기둥으로 형성된 가이드포스트부와, 상기 가이드포스트부의 상단부에 위치하여 가이드포스트부와 함께 금형의 위치를 유지하는 메인부시부와, 상기 메인부시부와 가이드포스트부 사이에 위치한 롤러를 포함하여 이루어진 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치를 제공한다.

Description

인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치{Penetration hole processing die system of printed circuit board}

본 고안은 인쇄회로기판에 필요한 구멍을 기계적인 방법으로 관통구를 가공하는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판(Printed circuit Board, PCB)의 본딩채널(Bonding channel)의 슬롯(Slot) 또는 일반 관통구를 가공함에 있어서, 가공 구멍에 백화(白化) 현상과 버(Burr)가 발생하지 않고, 스크랩을 제거할 수 있어 마무리 세이빙(Shaving)공정을 하지 않고도 공정을 마칠 수 있도록 하는 금형장치를 제공하는 것이다.

일반적으로 전자 기기의 소형화, 경량화, 다기능화의 추세에 따라 인쇄회로 기판 및 그 위에 탑재되는 전자부품의 집적도가 매우 빠른 속도로 발전되고 있는 상황이다. 이로 인해 전자회로를 위한 인쇄회로기판은 점차 다층화되고, 상기 인쇄회로기판에 형성되는 다양한 관통구 역시 조밀화 되고 있는 추세이다. 또한, 전자부품도 집적도가 향상되고 그 크기는 소형화되고 있으므로, 상기 인쇄회로기판을 제조할 때나 전자부품들을 인쇄회로기판에 실장할 때 세밀한 주의를 기울이지 않으면 불량발생의 확률이 매우 커진다. 따라서, 인쇄회로기판의 제조과정에서 관통구를 가공함에 있어서도 양질의 생산품에 대한 요구가 증가하고 있다.

인쇄회로기판은 가정용 기기 및 산업용 기기에 메모리소자 또는 전기, 전자부품 등을 실장하기 위해 사용된다. 상기 전기, 전자부품을 실장하기 위해 사용되는 인쇄회로기판은 각각의 전기 및 전자부품을 전기적으로 연결하기 위해 많은 전기적인 연결을 위한 패턴(Pattern)이나 인터페이스(Interface) 부분에 적용되는 패드(Pad) 등과 같은 탭(Tap) 등이 형성된다. 이러한 패턴이나 탭은 사진식각(Lithography)이나 도금 등과 같은 여러 공정을 통해 선행 제조되고, 선행공정에서 할 수 없는 본딩채널의 슬롯이나, 전기적 연결 외에 기능적인 필요에 의해 형성되는 구멍을 만들거나, 불필요한 부위를 기계적인 방법으로 제거하기 위해서는 타발펀칭 또는 라우터작업 등을 통해 제조가 이루어진다.

상기 설명한 바와 같이 여러 공정을 통해 제조되는 인쇄회로기판은 단위 면적당 전기 및 전자부품의 실장 밀도를 높이기 위해 패던, 탭, 기능적 구멍 크기, 본팅채널의 슬롯부위의 폭 및 크기를 보다 작게 형성하게 된다.

하지만 종래의 인쇄회로기판 관통구 작업과정을 통해 상기 형성되는 관통구 부위에 인쇄회로기판을 구성하는 재료의 조직이 외력을 받아 변화되어 백화(白化) 현상과 버(Burr)가 발생하고, 패드와 탭 등이 상기 인쇄회로기판에서 박리되기도 하여, 전기적으로 오픈되거나 쇼트되는 등의 결함이 발생될 수 있고, 특히 아이씨패키지(IC package) 실장 시 본딩 불량이 유발되는 문제점이 나타났다.

또한 기존 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯에 대한 관통구 가공 금형장치와 같이 관통구를 타발하는 펀치부를 사용하는 경우에도 상기 펀치부의 하단면이 직각 형태인 평면으로 되어 있어, 타발 시 펀치 하단부 전체면이 상기 인쇄회로기판을 일시에 큰 힘으로 타발할 때 구멍부위에 인쇄회로기판 내부 전단응력이 발생하는 과정에서 상기 인쇄회로기판에 백화현상과 버가 발생하게 되었으며, 타발 후 펀치가 타발 전 위치로 복귀 시 인쇄회로기판 스크랩이 상기 인쇄회로기판에 붙게 되어 인쇄회로기판에 품질불량을 유발하였다.

상기한 문제점 외에도 상기의 펀치부가 타발 시 다이 내부의 중심에 올바르게 삽입되도록 하고, 상하금형의 위치를 유지하는 가이드포스트부와 메인부시부의 외형이 원형으로 되어 있어 강성이 약하고 펀치부를 안내하고 금형을 유지시키는 정밀도가 낮아서 본딩채널에 버가 많이 발생하여 펀치다이의 수명이 현격히 단축되었으며, 펀치 타발 시 기판을 눌러주는 스트리퍼부가 평면으로 본딩채널 부위의 전체를 압착하여 상기 본딩채널에 있는 본딩패드에 눌림자국을 발생시켜 인쇄회로기판의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 나타났다.

상기와 같이 종래의 금형장치의 구조적 문제로 인한 품질저하로 백화현상, 버가 생기고 타발 전단면이 거칠어지는 현상으로 타발 후 추가적으로 마무리 세이빙작업을 반드시 필요로 하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 회로기판의 외형 및 부품이 삽입되는 홀을 가공형성하기 위하여 상금형 및 하금형으로 이루어지는 펀칭부를 이용한 펀칭공정수행 후 상기 회로기판을 상기 펀칭부로부터 수취하는 수취부가 구비되어 상기 수취부의 단부에 하금형에서 잔류하는 분진 등을 제거하기 위한 에어를 분사시키는 크린부가 구비되는 기술이 출원번호 20-1997-0000910호로 출원된 바 있었다.

그러나 상기 기출원된 실용신안의 경우 에어를 분사시키는 크린부에 의해 분진을 제거할 수는 있었지만 상기 인쇄회로기판을 일시에 큰 힘으로 타발할 때 구멍부위에 인쇄회로기판 내부 전단응력이 발생하는 과정에서 상기 인쇄회로기판에 백화현상과 버가 발생하게 되는 문제점은 해결할 수 없었다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 안출된 것으로, 펀치부의 하단부가 산(山) 모양으로 형성하여 인쇄회로기판을 관통할 때 상기 펀치부의 작은 접촉면으로 순차타발을 유도하여 전단응력이 최소화하고 기판의 백화(白化) 현상과 버(Burr)가 발생되지 않도록 하였으며, 펀치부 내부에 공기구멍을 만들어 타발 후 공기를 불어 넣어 스크랩을 제거할 수 있고, 상기 펀치부와 상하금형의 위치를 안내하고 유지하는 가이드포스트부와 메인부시부의 외형을 육각기둥형으로 하여 상기 가이드포스트부와 메인부시부 사이에 초정밀 롤러를 삽입함으로써 상기 가이드 포스트부의 강성과 동작 정밀도가 우수해짐과 동시에 상기 펀치부와 상하금형의 위치를 정확히 유지할 수 있어 본딩채널에 버가 생기지 않아 상기 펀치부의 수명이 길어지며 또한 인쇄회로기판을 눌러주는 스트리퍼부에서는 본딩채널의 본딩패드가 있는 부분을 제외하고 압착할 수 있도록 하여 상기 스트리퍼부에 의한 눌림 자국이 생기지 않도록 한 금형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안은 인쇄회로기판 본딩채널(Bonding channel)의 슬롯부위에 대한 관통구를 가공하는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치에 관한 것으로서,

상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 중앙에 위치하여 상기 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통 타발하는 펀치부;

상기 펀치부가 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 인쇄회로기판을 부분적으로 압착하는 스트리퍼부;

상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 일측에 위치하여 상, 하 금형이 동작할 시 금형의 위치를 유지하기 위해 육각기둥 형태로 이루어진 가이드포스트부;

상기 가이드포스트부의 상단부에 위치하여 상기 가이드포스트부와 함께 금형의 위치를 유지하는 메인부시부;

상기 메인부시부와 가이드포스트부 사이에 위치하는 롤러부;를 포함하여 이루어지는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치를 제공한다.

상기와 같은 구성에 있어서 상기 펀치부의 하단부분은 산(山) 모양으로 형성하고 공기를 배출할 수 있는 구멍을 상기 펀치부 내부에 구비하여 스크랩을 제거할 수 있도록 한다.

상기 가이드포스트부는 육각기둥형으로 형성하고 상기 가이드포스트부와 메인부시부 사이에 다수의 롤러를 내장하여 상기 가이드포스트부와 상기 메인부시부가 상기 다수의 롤러에 의해 상기 펀치부를 이용하여 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 상, 하 금형의 동작에 따른 금형의 위치를 일정하게 유지하고 안내하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 스트리퍼부의 하단면에 상기 펀치부를 이용하여 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 인쇄회로기판의 본딩패드 부위를 제외한 나머지 본딩채널을 압착하도록 돌출부를 형성한다.

이하에서는 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치에 대한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치가 동작하기 전의 상태를 나타내는 정면도이고, 도 2는 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 펀치가 상기 인쇄회로기판을 관통하여 다이에 완전히 삽입된 금형이 닫힌 상태를 나타낸 단면도이며, 도 3은 펀치부를 나타낸 사시도이고, 도 4는 육각기둥형의 가이드포스트부와 메인부시부가 결합된 상태를 나타낸 단면도이다. 또한, 도 5는 본딩채널의 스트리퍼부의 압착영역을 나타낸 평면도이고, 도 6은 본딩채널을 압착하는 스트리퍼부의 돌출부를 나타낸 평면도이며, 도 7은 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위에 백화가 없는 경우를 나타낸 평면도이고, 도 8은 상기 도 7의 백화가 있는 경우를 나타낸 평면도이다.

상기 첨부된 도면에서 도시된 바와 같이 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 하단부에 있는 다이홀더에 상부금형을 안내하는 가이드포스트부와 상부금형이 상기 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통하기 위해 하강할 때 정지위치를 결정하는 하스톱퍼를 설치하고, 상기 다이홀더의 상단면에 위치한 다이고정판을 받치는 다이받침판과 상기 다이받침판의 상단면에 슬롯구멍을 관통하기 위한 다이와 가이드 핀을 안내하는 다이부시를 내장한 다이고정판이 구성된다.

상기 다이고정판에는 인쇄회로기판을 안내하는 가이드와 상기 인쇄회로기판을 관통한 후 인쇄회로기판을 상기 다이 상단면에서 이탈시키기 위한 리프트로 이루어지며, 상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 상단부에 위치한 펀치홀더는 상기 다이홀더의 메인포스트에 대응하는 메인부시부와 상기 펀치부가 인쇄회로기판을 관통하여 상기 다이 내부로 들어가서 완전히 관통이 되면 상기 펀치부와 펀치홀더의 하강을 멈추는 상스톱퍼가 구비되어 있다.

상기 펀치홀더의 하단면에 펀치부를 받치는 펀치받침판이 설치되고, 상기 펀치받침판의 하단면에 슬롯부위을 관통하기 위한 펀치부와 스트리퍼고정판을 안내하는 가이드핀을 내장한 펀치고정판을 구성한다.

상기 스트리퍼 고정판에는 가이드핀에 대응하는 스트리퍼부시가 설치되어 있으며, 상기 펀치부가 인쇄회로기판을 관통하기 전에 인쇄회로기판을 압착하고 관통 후 상기 펀치부를 상기 인쇄회로기판에서 이탈시키는 스트리퍼부를 내장하여 상기 스트리퍼부가 일정한 위치에 유지하도록 구성하는 스페이서가 설치되어 있으며 상기 스트리퍼고정판과 스트리퍼부에는 인쇄회로기판의 위치를 결정하기 위한 파일럿핀이 구성된다.

상기 가이드 핀(13)은 펀치고정판(16)에 고정된 상태에서 상기 스트리퍼고정판(21)에 있는 스트리퍼부시(11)와 다이고정판(06)에 있는 다이부시(10)에 삽입되어 가이드 한다.

본 고안의 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 동작을 설명하면,

상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치를 프레스장비에 장착 설치하고, 상기 인쇄회로기판의 펀칭 작업을 실시하면, 먼저 상기 가이드(03)가 인쇄회로기판을 안내하여 상기 상부금형(12)의 펀치홀더(19)가 상기 가이드포스트부(41)로부터 안내를 받아서 하강을 하게 되면 상기 가이드 핀(13)이 다이고정판(06)의 다이부시(10)에 삽입되고, 상기 스트리퍼부(15)와 스트리퍼고정판(21)이 하강되면서 상기 스트리퍼고정판(21)에 있는 파일럿 핀(14)이 상기 인쇄회로기판의 파일럿 구멍에 삽입되어 상기 인쇄회로기판(50)의 위치를 확보한다.

이어서, 상기 스트리퍼부(15)의 돌출부(15a)가 인쇄회로기판을 압착하고, 스트리퍼부(15) 내부에 있던 펀치부(31)에 의해 상기 인쇄회로기판을 관통하고 다이(05) 속으로 진입하여 상기 펀치부(31)의 산(山) 모양의 하단부가 다이(05)내부에 장입되면 상기 펀치홀더(19) 하단면에 상스톱퍼(20)가 상기 다이홀더(02) 상단면에 위치한 하스톱퍼(01)에 부딪혀 하강이 완료되고 상기 펀치부(31)의 내부에 있는 공기구멍(32)으로 공기가 외부로부터 공급되어 상기 펀치부(31)가 인쇄회로기판(50)을 관통하면서 발생된 스크랩을 제거하여 상기 펀치홀더(19)가 프레스 동작에 의해서 상승을 하기 시작한다.

상기 상부금형(12)은 하강 시의 동작에 대한 역순으로 이루어지며, 상기 상스톱퍼(20)가 하스톱퍼(01)에서 분리되면서 상기 펀치부(31)가 다이(05)에서 분리되고, 상기 스트리퍼부(15)가 상승하면 파일럿 핀(14)이 인쇄회로기판(50)에서 분리되며 상기 인쇄회로기판(50)의 하단부에 위치한 리프트(04)가 상기 인쇄회로기판(50)을 다이(05)에서 소정의 간격으로 상승시킨다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 고안은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안청구의 범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안은 강성과 정밀도가 향상된 육각기둥형의 가이드포스트부와 메인부시부에 의해 상, 하로 상부금형과 하부금형이 동작하고 펀치부에 의해 작은 전단응력으로 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위에 관통구를 가공함에 있어서 구멍부위에 백화 현상이 발생하지 않고, 인쇄회로기판에 회로패턴의 버가 없는 관통구를 가공하며, 상기 펀치부의 내부에 형성된 공기구멍으로 인쇄회로기판의 표면에 스크랩이 붙지 않게 하여 기존에 마무리 세이빙작업을 하지 않아도 되어 생산공정의 축소에 의해서 생산성을 극대화 할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치가 동작하기 전의 상태를 나타낸 정면도.

도 2는 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 상부금형이 하강한 상태를 나타낸 정면도.

도 3은 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 펀치부를 나타낸 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 가이드포스트부와 메인부시부가 결합된 상태를 나타낸 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치를 이용한 본딩채널의 스트리퍼 압착영역을 나타낸 평면도

도 6은 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치를 이용한 본딩채널을 압착하는 스트리퍼의 돌출부를 나타낸 정면도.

도 7은 본 고안에 따른 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치를 이용한 본딩채널의 슬롯부위에 백화가 없는 경우를 나타낸 평면도.

도 8은 종래 가공 금형장치를 이용한 본딩채널의 슬롯부위에 백화가 있는 경우를 나타낸 평면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

01 : 하스톱퍼 02 : 다이홀더

03 : 가이드 05 : 다이

06 : 다이고정판 07 : 다이받침판

08 : 고정스톱퍼 09 : 하부금형

10 : 다이부시 11 : 스트리퍼부시

12 : 상부금형 13 : 가이드 핀

14 : 파일럿 핀 15 : 스트리퍼부

16 : 펀치고정판 17 : 스페이서

18 : 펀치받침판 19 : 펀치홀더

20 : 상스톱퍼 21 : 스트리퍼고정판

31 : 펀치부 41 : 가이드포스트부

42 : 롤러 43 : 리테이너

44 : 메인부시부 50 : 인쇄회로기판

Claims (4)

1. 인쇄회로기판 본딩채널(Bonding channel)의 슬롯부위에 대한 관통구를 가공하는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치에 있어서.

   상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 중앙에 위치하여 상기 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통 타발하는 펀치부;

   상기 펀치부가 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 인쇄회로기판을 부분적으로 압착하는 스트리퍼부;

   상기 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치의 일측에 위치하여 상, 하 금형이 동작할 시 금형의 위치를 유지하기 위해 육각기둥의 형태로 이루어진 가이드포스트부;

   상기 가이드포스트부의 상단부에 위치하여 상기 가이드포스트부와 함께 금형의 위치를 유지하는 메인부시부;

   상기 메인부시부와 가이드포스트부 사이에 위치하는 롤러부;를 포함하여 이루어진 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 펀치부의 하단부분은 산(山) 모양으로 형성되고 스크랩을 제거하기 위해 공기를 배출할 수 있는 구멍을 상기 펀치부 내부에 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가이드포스트부는 육각기둥형으로 형성되어 상기 가이드포스트부와 메인부시부 사이에 다수의 롤러를 내장하여 상기 다수의 롤러에 의해 상기 펀치부를 이용하여 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 상, 하 금형이 동작 시 금형의 위치를 유지하고 안내하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스트리퍼부의 하단면은 상기 펀치부를 이용하여 인쇄회로기판 본딩채널의 슬롯부위를 관통할 때 상기 인쇄회로기판의 본딩패드 부위를 제외한 나머지 본딩채널을 압착하도록 돌출부를 형성하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판의 관통구 가공 금형장치.