KR200399870Y1

KR200399870Y1 - 스크린프린터의 얼라인장치

Info

Publication number: KR200399870Y1
Application number: KR20-2005-0018665U
Authority: KR
Inventors: 고형래
Original assignee: 고형래
Priority date: 2005-06-28
Filing date: 2005-06-28
Publication date: 2005-10-31

Abstract

개시된 스크린프린터의 얼라인장치는 BGA 칩 기판용 스크린프린터에 구비되어 지그에 고정된 다수의 인쇄회로기판의 솔더면들과 이에 대응되게 마스크에 천공된 납 투입구를 얼라인시키는 스크린프린터의 얼라인 장치에 있어서, 상기 인쇄회로기판이 수용되는 지그의 수용홀 하부에 구비되어 인쇄회로기판을 지그에 고정하거나 고정해제하는 하부흡착노즐과, 상기 지그에 고정된 인쇄회로기판과 마스크의 위치를 인식하는 상,하부카메라를 포함하는 카메라유닛과, 상기 지그와의 고정이 해제된 인쇄회로기판을 고정하는 상부흡착노즐을 포함하며 고정된 인쇄회로기판을 Z축으로 이송시키는 Z축 이송유닛과, 상기 Z축 이송수단 일측에 결합되어 Z축 이송유닛을 θ축으로 회동시키는 θ축 회동유닛과, 상기 θ축 회동유닛을 X축으로 이송시키는 X축 이송유닛과, 상기 X축 이송유닛을 Y축으로 이송시키는 Y축 이송유닛과, 상기 상부흡작노즐 및 θ축 회동유닛과 X축, Y축, Z축 이송유닛 등을 카메라유닛에 의해 인가된 위치정보에 따라 인쇄회로기판과 마스크의 위치를 얼라인시킬 수 있도록 제어하는 제어유닛이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 스크린프린터의 얼라인장치는 별도로 구성된 θ축 회동유닛 및 Z축, X축, Y축 이송유닛을 구비하여 지그에 고정된 다수의 인쇄회로기판을 개별적으로 마스크의 납투입구에 얼라인시킴으로써 유지보수가 쉽고, 생상성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

스크린프린터의 얼라인장치{Aligning apparatus for screen printer}

본 고안은 BGA 칩 기판용 스크린프린터에 구비되어 인쇄회로기판의 솔더면들과 마스크에 천공된 납 투입구를 얼라인시키는 얼라인장치에 관한 것으로, 특히 개별적으로 구동하는 구동유닛을 구비하여 인쇄회로기판을 θ축 및 X축과 Y축, Z축으로 이송시켜 마스크와 얼라인시킴으로써 부분적인 유지보수가 용이하고, 다수의 인쇄회로기판을 용이하게 얼라인시킬 수 있도록 하여 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 스크린 프린트의 얼라인장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 산업의 발전과 함께 인쇄회로기판은 주로 표면실장(Surface Mount Technology; SMT) 공정에 의존해 생산되고 있다.

본 고안과 관련된 BGA 칩 기판용 스크린프린터는 상술한 SMT공정을 위한 인쇄회로기판의 솔더링 전처리 작업으로서, 인쇄회로기판 상에 웨이퍼칩을 솔더링 할 수 있도록 도 1에 도시된 바와 같이, 인쇄회로기판(PCB)을 투입하여 작업위치로 이송하는 사이드 컨베이어(10)와, 마스크(20) 위에 올린 납볼을 밀어주는 스퀴즈(30)와, 작업 플레이트(미도시) 및 작업컨베이어(미도시)와 얼라인장치(41)를 포함하며 상기 마스크(20) 하부에 구비되는 스크린프린팅작업부(40)로 구성된다.

이러한 구성의 스크린프린터는 투입측 사이드 컨베이어(40)에 의해 인쇄회로기판을 투입하고 언라인장치(41)를 이용하여 인쇄회로기판 상의 솔더면들과 이에 대응되게 마스크(20)에 천공된 납투입구들을 얼라인시키고, 이어서 작업컨베이어를 상승시킴과 아울러 마스크(20)와 스퀴즈(30)를 하강하여 마스크(20)와 인쇄회로기판이 밀착되게 한 후, 스퀴즈(30)를 전후방 이동시켜 마스크(20) 위에 올려진 납볼이 마스크(20) 상의 납투입구를 통과하게 함으로써 인쇄회로기판 상의 솔더면에 납볼을 배열하게 하고 이후 납볼이 배열된 인쇄회로기판이 중앙컨베이어로 부터 배출측 사이드 컨베이어(미도시)로 이송되어 외부로 배출되게 하는 것이다.

그러나 상기와 같은 BGA 칩 기판용 스크린프린트에 채용된 종래의 언라인장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 리니어모터(linear motor, 直線型電動機, 미도시)를 이용하여 인쇄회로기판이 고정된 다단의 각 지그(41a, 41b, 41c)를 θ축 및 X축과 Y축으로 이송시켜 인쇄회로기판의 솔더면들을 마스크의 납투입구에 얼라인시켰던 것이다.

이에 따라, 상기와 같이 리니어모터가 채용된 스크린프린터용 얼라인장치는, 복잡한 전기배선 및 에어베이링 등 다수의 부속품이 필수적으로 채용될 수밖에 없어 고가이고, 유지보수가 어려웠으며 인쇄회로기판이 고정된 지그를 이송시킴으로써 다수의 인쇄회로기판을 마스크에 얼라인시키기가 쉽지 않아 생산성이 낮은 문제점이 있었다.

따라서 상기한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 스크린프린터의 얼라인장치가 요구되고 있다.

본 고안은 상기의 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 간단한 구성의 θ축 회동유닛 및 X축과 Y축 이송유닛을 구비하여 지그에 고정된 다수의 인쇄회로기판을 개별적으로 마스크의 납투입구에 얼라인시킴으로써 유지보수가 쉽고, 생산성이 향상될 수 있도록 한 스크린프린터용 언라인 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 고안의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 고안의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안의 얼라인장치는 BGA 칩 기판용 스크린프린터에 구비되어 지그에 고정된 다수의 인쇄회로기판의 솔더면들과 이에 대응되게 마스크에 천공된 납 투입구를 얼라인시키는 스크린프린터의 얼라인 장치에 있어서, 상기 인쇄회로기판이 수용되는 지그의 수용홀 하부에 구비되어 인쇄회로기판을 지그에 고정하거나 고정해제하는 하부흡착노즐과; 상기 지그에 고정된 인쇄회로기판과 마스크의 위치를 인식하는 상,하부카메라를 포함하는 카메라유닛과; 상기 지그와의 고정이 해제된 인쇄회로기판을 고정하는 상부흡착노즐을 포함하며 고정된 인쇄회로기판을 Z축으로 이송시키는 Z축 이송유닛과, 상기 Z축 이송유닛 일측에 결합되어 Z축 이송유닛을 θ축으로 회동시키는 θ축 회동유닛과, 상기 θ축 회동유닛을 X축으로 이송시키는 X축 이송유닛과, 상기 X축 이송유닛을 Y축으로 이송시키는 Y축 이송유닛과, 상기 상부흡작노즐 및 θ축 회동유닛과 X축, Y축, Z축 이송유닛 등을 카메라유닛에 의해 인가된 위치정보에 따라 인쇄회로기판과 마스크의 위치를 얼라인시킬 수 있도록 제어하는 제어유닛이 구비되는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안 되며, 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3는 본 고안의 얼라인장치를 도시한 사시도이고, 도 4은 도 3에 도시된 얼라인장치의 작용을 설명하기 위해 도시된 개념도이다.

도면을 참조하면 본 고안의 언라인장치(100)는, 인쇄회로기판(P)이 수용되는 지그(G)의 수용홀(미부호) 하부에 구비되어 인쇄회로기판(P)을 지그(G) 상에 고정하거나 고정해제하는 하부흡착노즐(110)과, 상기 지그(G) 상의 인쇄회로기판(P)과 마스크(미도시)의 위치를 인식하는 상,하부카메라(120a,120b)를 포함하는 카메라유닛(120)과, 상기 지그(G)와의 고정이 해제된 인쇄회로기판(P)을 고정하는 상부흡착노즐(131)을 포함하며 고정된 인쇄회로기판(P)을 Z축으로 이송시키는 Z축 이송유닛(130)과, 상기 Z축 이송유닛(130) 일측에 결합되어 Z축 이송유닛(130)을 θ축으로 회동시키는 θ축 회동유닛(140)과, 상기 θ축 회동유닛(140)을 X축으로 이송시키는 X축 이송유닛(150)과,상기 X축 이송유닛(150)을 Y축으로 이송시키는 Y축 이송유닛(160)과, 상기 상부흡작노즐(131) 및 θ축 회동유닛(140) 및 Z축, X축, Y축 이송유닛(130,150,160) 등을 카메라유닛(120)에 의해 인가된 위치정보에 따라 인쇄회로기판(P)과 마스크의 위치를 얼라인시킬 수 있도록 제어하는 제어유닛(170)으로 대분된다.

상기 하부흡착노즐(110)은 인쇄회로기판(P)이 수용되는 지그(G)의 수용홀 내부에 마련되어 이 수용홀에 배치되는 인쇄회로기판(P)을 공압으로 흡착하여 지그(G) 상에 고정하게 된다.

이러한 하부흡착노즐(110)은 지그(G)에 형성된 다수의 수용홀에 각각 구비되며 제어유닛(170)의 제어에 의해 인쇄회로기판(P)을 고정하거나 고정해제하게 되는 것이다.

상기 카메라유닛(120)은 마스크의 위치정보를 감지하는 상부카메라(120a)와 지그(G)에 고정된 인쇄회로기판(P)의 위치정보를 감지하는 하부카메라(120b)를 포함하며 이러한 상,하부카메라(120a, 120b)는 카메라본체(121) 내부에 구비되어 마스크와 인쇄회로기판(P) 상에 표시된 인식마크를 인식함으로써 마스크와 인쇄회로기판(P)의 위치정보를 감지하게 되는 것이다.

여기서 상기 카메라본체(121)는 금속 또는 합성수지 재질의 함체 형상으로 일측에는 후술하게 되는 X축 스크류부재(152)에 축결합되어 X축 스크류부재(152)의 길이방향으로 이송되는 판형상의 이송부재(122)가 구비된다.

상기 Z축 이송유닛(130)은 유압 또는 공압에 의해 지그(G) 상의 인쇄회로기판(P)을 흡착하여 고정하는 상부흡착노즐(131)과 이 상부흡착노즐(131)과 연결된 로드(132a)를 공압 또는 유압에 의해 진퇴시킴으로써 상부흡착노즐(131)을 Z축으로 이송시키는 실린더(132)로 구비된다.

이러한 Z축 이송유닛(130)은 상부흡착노즐(131)을 이용하여 지그(G) 상의 인쇄회로기판(P)을 흡착한 후 상부흡착노즐(131)과 연결된 로드(132a)를 실린더(132)를 통해 진퇴시킴으로써 인쇄회로기판(P)을 Z축으로 이송시키게 되는 것이다.

여기서, 상기 상부흡착노즐(131)이 지그(G) 상의 인쇄회로기판(P)을 흡착하여 고정할 경우 하부흡착노즐(110)은 제어유닛(170)에 의해 흡착이 해제되는 것이다.

상기 θ축 회동유닛(140)은 카메라유닛(120)의 이송부재(122)에 일측이 결합되어 지지되고 상기 Z축 이송유닛(130)의 실린더(132)를 회동시킬 수 있도록 연결되는 회전축(141)을 포함하는 θ축 회동모터(142)로 구비된다.

이러한 θ축 회동유닛(140)은 제어유닛(170)의 제어신호에 따라 θ축 회동모터(142)에 포함된 회전축(141)을 회전시킴으로써 이와 연결된 실린더(132)를 회동시키게 되는 것이다.

상기 X축 이송유닛(150)은 소정길이로 연장된 바 형상의 X축 프레임(151)과, 이 X축 프레임(151) 하부에 회전 가능하게 축결합되는 X축 스크류부재(152)와, 이 X축 스크류부재(152) 일측 단부에 결합되어 회전시키는 X축 구동모터(153)로 구비된다.

상기 X축 프레임(151)은 금속 또는 합성수지로 형성되며 하면 양측단부에는 상기 X축 스크류부재(152)의 양측 단부를 회전 가능하게 지지하는 지지단(151a)이 구비된다.

상기 X축 스크류부재(152)는 통상의 볼스크류로서 상기 지지단(151a)에 양측단이 축결합되고 그 사이 일측에는 상기 카메라유닛(120)의 이송부재(122)가 축결합되는 것이다.

상기 X축 구동모터(153)는 제어유닛(170)의 제어신호에 따라 X축 스크류부재(152)를 회전시키게 되며 이에 따라 X축 스크류부재(152) 일측에 축결합된 이송부재(122)는 X축 스크류부재(152)의 길이방향으로 이송되게 된다.

상기 Y축 이송유닛(160)은 상기 X축 프레임(151)의 일측 단부에 관통되어 축결합된 Y축 스크류부재(161)와, 이 Y축 스크류부재(161)의 양측 단부에 각각 축결합되며 Y축 스크류부재(161)를 스크린프린터의 본체에 지지시키는 지지편(162)과, 상기 Y축 스크류부재(161)의 일측 단부에 구비되어 회전시키는 Y축 구동모터(163)를 포함하여 구비된다.

이러한 Y축 이송유닛(160)은 Y축 구동모터(163)를 이용하여 통상의 볼스크류인 Y축 스크류부재(161)를 회전시킴으로써 Y축 스크류부재(161) 사이 일측에 축결합된 X축 프레임(151)을 Y축으로 이송시키게 되는 것이다.

상기와 같은 구성의 얼라인장치(100)는 카메라유닛(120)의 상, 하부카메라(120a, 120b)를 이용하여 마스크와 인쇄회로기판(P)의 위치정보를 인식한 후 상부흡착노즐(131)을 통해 지그(G) 상의 인쇄회로기판(P)을 고정하고, Z축 이송유닛(130)을 이용하여 상부흡착노즐(131)에 고정된 인쇄회로기판(P)을 Z축으로 이송시킨 후 θ축 회동유닛 및 X축, Y축이송유닛을 이용하여 이송시켜 마스크와 인쇄회로기판(P)을 얼라인 시키게 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 스크린프린터의 얼라인장치는 별도로 구성된 θ축 회동유닛 및 Z축, X축, Y축 이송유닛을 구비하여 지그에 고정된 다수의 인쇄회로기판을 개별적으로 마스크의 납투입구에 얼라인시킴으로써 유지보수가 쉽고, 생상성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이상과 같이, 본 고안은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 고안은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 스크린프린터의 전체 구성을 보인 사시도,

도 2는 종래 얼라인장치의 동작을 설명하기 위해 도시한 개략도,

도 3는 본 고안의 얼라인장치를 도시한 사시도,

도 4은 도 3에 도시된 얼라인장치의 요부를 도시한 도면 설명하기

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

P : 인쇄회로기판 G : 지그

100 : 얼라인장치 110 : 하부흡착노즐

120 : 카메라유닛 130 : Z축 이송유닛

140 : θ축 회동유닛 150 : X축 이송유닛

160 : Y축 이송유닛 170 : 제어유닛

Claims

BGA 칩 기판용 스크린프린터에 구비되어 지그에 고정된 다수의 인쇄회로기판의 솔더면들과 이에 대응되게 마스크에 천공된 납 투입구를 얼라인시키는 스크린프린터의 얼라인 장치에 있어서,

상기 인쇄회로기판이 수용되는 지그의 수용홀 하부에 구비되어 인쇄회로기판을 지그에 고정하거나 고정해제하는 하부흡착노즐과;

상기 지그에 고정된 인쇄회로기판과 마스크의 위치를 인식하는 상,하부카메라를 포함하는 카메라유닛과;

상기 지그와의 고정이 해제된 인쇄회로기판을 고정하는 상부흡착노즐을 포함하며 고정된 인쇄회로기판을 Z축으로 이송시키는 Z축 이송유닛과;

상기 Z축 이송수단 일측에 결합되어 Z축 이송유닛을 θ축으로 회동시키는 θ축 회동유닛과;

상기 θ축 회동유닛을 X축으로 이송시키는 X축 이송유닛과;

상기 X축 이송유닛을 Y축으로 이송시키는 Y축 이송유닛과;

상기 상부흡작노즐 및 θ축 회동유닛 과 X축, Y축, Z축 이송유닛 등을 카메라유닛에 의해 인가된 위치정보에 따라 인쇄회로기판과 마스크의 위치를 얼라인시킬 수 있도록 제어하는 제어유닛이 구비되는 것을 특징으로 하는 스크린프린터의 얼라인 장치.
제1항에 있어서,

상기 Z축 이송유닛은 지그 상의 인쇄회로기판을 흡착하여 고정하는 상부흡착노즐과;

상기 상부흡착노즐 상부에 구비되어 상부흡착노즐과 연결된 로드를 진퇴시킴으로써 Z축으로 이송시키는 실린더인 것을 특징으로 하는 스크린프린터의 얼라인 장치.
제1항에 있어서,

상기 θ축 회동유닛은 Z축 이송유닛 일측에 축결합되는 회전축을 포함하며, 카메라유닛 타측에 결합되어 상기 회전축을 회전시킴으로써 상부흡착노즐을 포함하는 Z축 이송유닛을 회동시키는 θ축 구동모터인 것을 특징으로 하는 스크린프린터의 얼라인 장치.
제1항에 있어서,

상기 X축 이송유닛은 소정길이 연장되는 X축 프레임과;

상기 X축 프레임 하부에 축결합되어 지지되며 그 사이 일측으로 상기 카메라유닛이 축결합되는 X축 스크류부재와;

상기 X축 스크류부재의 일측 단부에 축결합되어 X축 스크류부재를 회전시킴으로써 카메라유닛을 X축 스크류부재의 길이방향으로 이송시키는 X축 구동모터를 포함하여 구비되는 것을 특징으로 하는 스크린프린터의 얼라인 장치.
제1항에 있어서,

상기 Y축 이송유닛은 상기 X축 프레임 일측 단부가 관통되어 축결합되는 Y축 스크류부재와;

상기 Y축 스크류부재의 양단부에 축결합되어 Y축 스크류부재를 스크린프린터 본체에 결합시키는 지지편과;

상기 Y축 스크류부재 일측 단부에 축결합되어 Y축 스크류부재를 회전시킴으로써 X축 이송유닛을 Y축 스크류부재의 길이방향으로 이송시키는 Y축 구동모터인 것을 특징으로 하는 스크린프린터의 얼라인 장치.
제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 스크류부재는 볼 스크류인 것을 특징으로 하는 스크린프린터의 얼라인 장치.